(57)【要約】【課題】中子型がいかなる形状であっても打撃による瞬間的な衝撃力で鋳物砂を隅々まで充填し、表面が円滑で均質な高密度高強度の鋳型を短時間に容易に造型する。【解決手段】密閉可能な造型槽７内に木型１３を設置するテーブル１０を高さ調整自在に設け、同テーブル１０の側面に打撃ハンマー１１を設け、造型槽７内を減圧する減圧手段１５を設け、内部に中子型１４を取り付けた木型１３に混練砂Ｓｂを投入し、木型１３をハンマー１１で直接的又は間接的に打撃し、同打撃による瞬間的な衝撃力で混練砂Ｓｂを木型１３に隅々まで充填し、木型１３及び中子型１４を脱型して均質で高密度な鋳型を造型する。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に中子型を取り付けた鋳型造型用型に鋳物砂を投入し、鋳型造型用型を打撃ハンマーで直接的又は間接的に打撃し、同打撃による瞬間的な衝撃力で鋳物砂を鋳型造型用型に隅々まで充填し、鋳型造型用型及び中子型を脱型して均質で高密度な鋳型を造型する鋳型造型方法。
【請求項２】
密閉された造型槽内に中子型を取り付けた鋳型造型用型を配置し、造型槽内を減圧した状態で鋳物砂を鋳型造型用型に投入しながら打撃し、鋳物砂の充填率を高めるようにした請求項１記載の鋳型造型方法。
【請求項３】
鋳型造型用型の複数箇所を所定の順番で打撃することを繰り返し、鋳型造型用型に打撃力を均等に伝達するようにした請求項１又は２記載の鋳型造型方法。
【請求項４】
打撃エネルギーが８０〜２００Ｎ・ｍの範囲の打撃を３０〜１００回／分の範囲の頻度で行う請求項１〜３いずれか記載の鋳型造型方法。
【請求項５】
鋳型造型用型が設置されるテーブルの側面に打撃ハンマーを設け、テーブルを通じて打撃力を鋳型造型用型に伝達できるようにした鋳型造型装置。
【請求項６】
テーブルの側面に打撃ハンマーを所定間隔おいて複数設け、各打撃ハンマーを所定の順番で作動させることを繰り返し、鋳型造型用型に打撃力を均等に伝達できるようにした請求項５記載の鋳型造型装置。
【請求項７】
打撃ハンマーが、圧縮空気の間欠的な圧送でハンマーを進退させてテーブルの側面を直接叩打する構造である請求項５又は６記載の鋳型造型装置。
【請求項８】
鋳物砂を収容する収容タンクを設け、同収容タンクの吐出口下方に鋳物砂と所要の添加剤を混合して混練砂を得るミキサーを設け、同ミキサーの吐出口下方に上面を開口した混練砂投入口を開閉するシャッター及び鋳型造型用型の扉付き出入口を備えた密閉可能な造型槽を設け、同造型槽内に鋳型造型用型を設置するテーブルを高さ調整自在に設け、同テーブルの側面に打撃ハンマーを設け、造型槽内を減圧する減圧手段を設けた請求項５〜７いずれか記載の鋳型造型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳型の造型技術に関し、詳しくは鋳型造型用型に鋳物砂を隅々まで円滑に充填して均質で高密度な美観に優れる鋳型を造型できる方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鋳造における鋳型の造型作業は、密閉された造型槽内に中子型を取り付けた鋳型造型用型を配置し、造型槽内を減圧しながら鋳型造型用型に所要の添加剤が混入された鋳物砂を投入することで造型を行っていた。
ところで、前記方法では充填密度が不十分であったため、充填後手作業による締め増し作業を行っていた。従って、仕上がり面が阻面となるばかりでなく充填密度にバラつきを生じて全体的な強度が不足し、作業能率も好ましいものではなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、中子型がいかなる形状であっても打撃による瞬間的な衝撃力で鋳物砂を隅々まで充填でき、表面が平滑で均質な高密度高強度の鋳型を短時間に容易に造型し得る鋳型造型方法及び鋳型造型装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１）　内部に中子型を取り付けた鋳型造型用型に鋳物砂を投入し、鋳型造型用型を打撃ハンマーで直接的又は間接的に打撃し、同打撃による瞬間的な衝撃力で鋳物砂を鋳型造型用型に隅々まで充填し、鋳型造型用型及び中子型を脱型して均質で高密度な鋳型を造型する鋳型造型方法
２）　密閉された造型槽内に中子型を取り付けた鋳型造型用型を配置し、造型槽内を減圧した状態で鋳物砂を鋳型造型用型に投入しながら打撃し、鋳物砂の充填率を高めるようにした前記１）記載の鋳型造型方法
３）　鋳型造型用型の複数箇所を所定の順番で打撃することを繰り返し、鋳型造型用型に打撃力を均等に伝達するようにした前記１）又は２）記載の鋳型造型方法
４）　打撃エネルギーが８０〜２００Ｎ・ｍの範囲の打撃を３０〜１００回／分の範囲の頻度で行う前記１）〜３）いずれか記載の鋳型造型方法
５）　鋳型造型用型が設置されるテーブルの側面に打撃ハンマーを設け、テーブルを通じて打撃力を鋳型造型用型に伝達できるようにした鋳型造型装置
６）　テーブルの側面に打撃ハンマーを所定間隔おいて複数設け、各打撃ハンマーを所定の順番で作動させることを繰り返し、鋳型造型用型に打撃力を均等に伝達できるようにした前記５）記載の鋳型造型装置
７）　打撃ハンマーが、圧縮空気の間欠的な圧送でハンマーを進退させてテーブルの側面を直接叩打する構造である前記５）又は６）記載の鋳型造型装置
８）　鋳物砂を収容する収容タンクを設け、同収容タンクの吐出口下方に鋳物砂と所要の添加剤を混合して混練砂を得るミキサーを設け、同ミキサーの吐出口下方に上面を開口した混練砂投入口を開閉するシャッター及び鋳型造型用型の扉付き出入口を備えた密閉可能な造型槽を設け、同造型槽内に鋳型造型用型を設置するテーブルを高さ調整自在に設け、同テーブルの側面に打撃ハンマーを設け、造型槽内を減圧する減圧手段を設けた前記５）〜７）いずれか記載の鋳型造型装置にある。
【０００５】
【作用】
本発明では、所要形状の中子型を取り付けた鋳型造型用型内に鋳物砂を投入し、鋳型造型用型を直接的又は間接的に打撃すると、その瞬間的な衝撃力で鋳物砂が中子型の隅々まで行き渡り、充填密度が高い高強度の鋳型が短時間で造型される。また、高密化により表面が平滑に仕上がり、表面が美麗な高品質の鋳造品が製造できる。さらに、高強度のため注湯中に鋳型が型崩れしないとともに、型面が平滑であるから注湯が円滑に行える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の中子型を取り付けた鋳型造型用型は密閉された造型槽内に配置し、造型槽内を減圧した状態で鋳物砂を鋳型造型用型に投入しながら打撃すると、鋳物砂の充填率を短時間に高めることができる。鋳型造型用型の複数箇所を所定の順番で打撃することを繰り返すと、鋳型造型用型に打撃力が均等に伝達され、より均質な鋳型を造型できる。打撃エネルギーとしては８０〜２００Ｎ・ｍの範囲で、これを３０〜１００回／分の範囲の頻度で行ない、瞬間的な衝撃力を連続的に与える。
鋳型造型装置としては、鋳型造型用型が設置されるテーブルの側面に打撃ハンマーを設け、テーブルを通じて打撃力を間接的に鋳型造型用型に伝達させるようにした構成が用いられ、特にテーブルの側面に打撃ハンマーを所定間隔おいて複数設け、各打撃ハンマーを所定の順番で作動させることを繰り返し、鋳型造型用型に打撃力を均等に伝達させる構造が好ましい。打撃ハンマーとしては、圧縮空気の間欠的な圧送でハンマーを進退させてテーブルの側面を直接叩打する構造が十分な打撃力を伝達できて好ましい。
造型槽の内面には防音制振板を付設すると、騒音レベルを８０ｂＢ以下の低騒音に抑えることができる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
【０００７】
【実施例】
図１〜６に示す実施例は、本発明の鋳型造型装置とそれを用いた所望の鋳型を造型する鋳型造型方法の例である。
図１は、実施例の鋳型造型装置の説明図である。
図２は、実施例の打撃機構の平面図である。
図３は、実施例の打撃機構の側面図である。
図４は、実施例の鋳型の造型過程を示す説明図である。
図５は、実施例の鋳型造型の工程を示す流れ図である。
図６は、実施例の打撃による衝撃波形を示すグラフである。
【０００８】
図中、１は鋳型造型装置、１ａは支柱、１ｂはミキサーを投入位置に配置させる投入台、２は元砂タンク、３は計量マス、３ａは吐出量を調整する調整弁、４はミキサー、４ａは吐出路、５は貯溜タンク、５ａは落下孔、５ｂは馴らし機構、６はシャッター、６ａはシャッター６を開閉させる開閉機構、７は造型槽、７ａは取込口、７ｂは搬入出口、７ｃはパッキン、８はシャッター、８ａはシャッター８を開閉させる開閉機構、９は電動の搬送ローラ、１０は打撃機構、１０ａは受け架台、１０ｂは車輪、１０ｃはテーブル、１０ｄはパレット、１０ｅは打撃受け部、１１は打撃ハンマー、１１ａはハンマー、１１ｂはエアホース、１２はリフター、１３は木型、１３ａは取込孔、１３ｂは防砂フィルタ付のベントホール、１４は中子型、１５は減圧手段、Ｓａは元砂、Ｓｂは混練砂である。
【０００９】
本実施例では、図１に示すように立設した支柱１ａの上部に元砂Ｓａを貯溜する元砂タンク２を設け、同元砂タンク２の下端口に元砂Ｓａの供給量を調整する計量マス３を設け、同計量マス３の下方には吐出路４ａを備えた移動自在なミキサー４を投入台１ｂに配置している。
投入台１ｂの下方にはミキサー４で混練された混練砂Ｓｂを一時的に貯溜する貯溜タンク５を設け、同貯溜タンク５の底面に混練砂Ｓｂを落下させる落下孔５ａを複数形成し、さらに貯溜タンク５の側面に吸引中に砂中に形成されたホールを馴らして解消する馴らし機構５ｂを設けている。
貯溜タンク５の下面には落下孔５ａを開閉するシャッター６を開閉機構６ａで進退自在に設け、同シャッター６の下方に上方及び一側面に混練砂Ｓｂを取り込む取込口７ａと木型１３及び打撃機構１０を出入させる搬入出口７ｂが形成された造型槽７を設け、取込口７ａ内縁と搬入出口７ｂ外縁に密閉性を向上させるパッキン７ｃをそれぞれ設け、さらに造型槽７の搬入出口７ｂ外側には搬入出口７ｂを開閉するシャッター８を開閉機構８ａで上下動自在に設けている。
造型槽７内には搬入出口７ｂ下縁と同高さに電動の搬送ローラ９を複数本並設し、同搬送ローラ９で搬入出される打撃機構１０及び木型１３を上下方向にリフトさせるリフター１２を造型槽７の下方に設けている。
打撃機構１０は図２，３に示すように側面に移動用の車輪１０ｂを備えた箱形の受け架台１０ａ上にテーブル１０ｃを設け、同テーブル１０ｃ上にパレット１０ｄを介して中子型１４及び木型１３を定位置に装着している。木型１３には上面に混練砂Ｓｂを取り込む取込孔１３ａを複数形成し、各側面に吸引用の防砂フィルタ付のベントホール１３ｂをそれぞれ形成している。
【００１０】
本実施例では、まず図５に示すように元砂Ｓａを計量マス３で所定量をミキサー４に投入するとともに所要の各添加剤を時間計量でそれぞれミキサー４に投入し、同ミキサー４でそれらを混練して混練砂Ｓｂを得、これを貯溜タンク５に吐出して貯溜する。
一方、所望の鋳物と同一形状の中子型１４を箱型の木型１３に取り付けて組み立てて打撃機構１０に装着し、シャッター８を開放して搬入出口７ｂより木型１３及び打撃機構１０を造型槽７内に搬送ローラ９で搬入し、リフター１２で上昇させて木型１３の取込孔１３ａを有する上面を造型槽７の取込口７ａ内縁のパッキン７ｃに圧接し、シャッター８を閉鎖して造型槽７を密閉する。
次に、図４（ａ）に示すようにシャッター６を開放し、減圧手段１５で造型槽７内を吸引して減圧する。この吸引による負圧で貯溜タンク５内の混練砂Ｓｂが落下孔５ａから落下し、木型１３内の空気がベントホール１３ｂから混練砂Ｓｂを防砂して吸引され、木型１３の取込孔１３ａから内部に取り込まれる。このとき、貯溜タンク５内の混練砂Ｓｂには吸引による負圧でホールが形成されることがあるが、馴らし機構５ｂで貯溜タンク５を加振して解消し、造型速度を向上させる。
この混練砂Ｓｂの取込過程で、図４（ｂ）に示すように各打撃ハンマー１１を順に時計廻りに作動させ、およそ４５０ｇ相当のハンマー１１ａを受け架台１０ａの打撃受け部１０ｅに０．４ｓｅｃ間隔で直接叩打させる。同叩打による瞬間的な衝撃力がテーブル１０ｃ及びパレット１０ｄを通じて木型１３に連続的に伝達し、取込中の混練砂Ｓｂが途中で詰まることなく中子型１４の隅々まで円滑に行き渡る。４箇所の打撃ハンマー１１を時計廻りに（ａ）〜（ｄ）とすると、それぞれ０．４秒間隔で連続的に作動させたときの衝撃力は図６のグラフに示すような波形となる。
充填が完了すると、各打撃ハンマー１１及び減圧手段１５を停止させて造型槽７内を大気圧に戻し、シャッター６を閉鎖してリフター１２で木型１３及び打撃機構１０を下降させる。その後、シャッター８を開放して搬送ローラ９で木型１３及び打撃機構１０を造型槽７外に搬出し、木型１３を中子型１４を脱型して求める鋳型を得る。そして、これらの工程を図５に示す流れ図に従って繰り返し、鋳型を連続的に製造する。
【００１１】
本実施例ではこのように構成したから、鋳型造型用型内に所要形状の中子型を取り付け、鋳型造型用型内に鋳物砂を投入し、鋳型造型用型を直接的又は間接的に打撃することで、その瞬間的な衝撃力で鋳物砂が中子型の隅々まで行き渡り、９５％以上の充填密度を有する高強度の鋳型が短時間で造型できる。また、高密化により表面が平滑に仕上がり、表面が美麗な高品質の鋳造品が製造できる。さらに、高強度のため注湯中に鋳型が型崩れしないとともに、型内面が平滑であるから注湯が円滑に行われる。
【００１２】
図７に示すのは、実施例の鋳型造型装置のリフターに打撃を上方向に与える打撃ハンマーを設けた例である。
図７は、実施例の他の例の鋳型造型装置の説明図である。
実施例の他の例では、図７に示すように打撃ハンマー１１をリフター１２の下面に所定間隔おいて２体取り付け、打撃機構１０の受け架台１０ａを通じて上方向の打撃を木型１３に伝達できるようにしている。従って、実施例と比較して混練砂Ｓｂがより円滑且つ均等に中子型１４の隅々まで行き渡り、複雑な形状の中子型１４に十分に対応できる。
その他、符号、構成は実施例の鋳型造型装置と同じである。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば中子型がいかなる形状であっても打撃による瞬間的な衝撃力で鋳物砂を隅々まで充填でき、表面が平滑で均質な高密度高強度の鋳型を短時間に容易に造型し得る鋳型造型方法及び鋳型造型装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の鋳型造型装置の説明図である。
【図２】実施例の打撃機構の平面図である。
【図３】実施例の打撃機構の側面図である。
【図４】実施例の鋳型の造型過程を示す説明図である。
【図５】実施例の鋳型造型の工程を示す流れ図である。
【図６】実施例の打撃による衝撃波形を示すグラフである。
【図７】実施例の他の例の鋳型造型装置の説明図である。
【符号の説明】
１　鋳型造型装置
１ａ　支柱
１ｂ　投入台
２　元砂タンク
３　計量マス
３ａ　調整弁
４　ミキサー
４ａ　吐出路
５　貯溜タンク
５ａ　落下孔
５ｂ　馴らし機構
６　シャッター
６ａ　開閉機構
７　造型槽
７ａ　取込口
７ｂ　搬入出口
７ｃ　パッキン
８　シャッター
８ａ　開閉機構
９　搬送ローラ
１０　打撃機構
１０ａ　受け架台
１０ｂ　車軸
１０ｃ　テーブル
１０ｄ　パレット
１０ｅ　打撃受け部
１１　打撃ハンマー
１１ａ　ハンマー
１１ｂ　エアホース
１２　リフター
１３　木型
１３ａ　取込孔
１３ｂ　ベントホール
１４　中子型
１５　減圧手段
Ｓａ　元砂
Ｓｂ　混練砂
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004105996.tif 000008
【図７】
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