(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
造型材流下防止用の負圧吸引回路Ｖを鋳型造型材充填用のノズル１に接続し、該負圧吸引回路Ｖに第１開閉弁ＡＶ１を設けると共に、上記ノズル１内に装着したエアーベント３を清掃するためのエアー加圧回路Ｃ１ ，Ｃ２ に第２開閉弁ＡＶ２を設けたノズル用空圧回路であって、上記第１・第２開閉弁ＡＶ１，ＡＶ２を制御作動させる制御手段８を設け、該制御手段８による上記制御作動が、上記第１開閉弁ＡＶ１及び上記第２開閉弁ＡＶ２を閉じて、上記ノズル１内を大気圧とした後に、上記造型材の流下を防止するために上記第１開閉弁ＡＶ１を開いて負圧吸引する過程と、上記第１開閉弁ＡＶ１を閉じて、上記負圧吸引回路Ｖを完全に遮断させてから、上記エアーベント３を清掃するために上記第２開閉弁ＡＶ２を開いて加圧エアーを送給する過程とを、具備するように構成したことを特徴とするノズル用空圧回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ノズル用空圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳型造型機のサンドマガジンに設けられている砂（造型材）充填用のノズルは、造型空所への砂充填時以外には、該ノズルから砂が自重により自然流下しないようにする必要があり、そのために、従来では、ノズルの内外に防砂板やゴム弁等を設けていた。
【０００３】
しかし、ノズルにそのような装置を設けると、砂充填時に砂の流出抵抗が大となり、鋳型の充填密度が低下するという問題があった。そこで、本出願人は、このような問題を解決するために、該ノズルの内部を負圧吸引することにより、砂の流下を阻止できるようにした乾態粉粒体の流下防止方法及び流下防止装置を、特公平７−７７６６０号で提案している。
【０００４】
このような装置では、砂充填時の流出抵抗の増加がなく、鋳型の充填密度の低下はない。しかし、ノズル内部の負圧吸引口に設けたエアーベントを通過するエアー流の方向が常に同一方向（吸引方向）であるため、そのエアーベントが砂で目詰まりしやすく、負圧吸引力が徐々に低下し、砂の自然流下を充分に防止できなくなる難点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、上述したようなエアーベントの目詰まり問題を解決するために、３方切換弁を用いて、加圧エアー回路をノズルに接続し、砂充填時には、負圧吸引回路を閉じると共に、その加圧エアー回路から、エアーベントに対して、負圧吸引方向とは逆方向（外側から内側）に向けて加圧エアーを吹き付けることができるようにした鋳型造型機における造型材充填ノズル内部へのエアー付勢機構を、特開平７−９０８６号で提案した。
【０００６】
このような装置では、エアーベントに目詰まりした砂を加圧エアーによって吹き飛ばすことにより、目詰まり問題を、一応、解決することはできた。しかし、新たな問題として、３方切換弁の切り換え動作に伴い、その３方切換弁に接続された３つの回路、即ち、負圧吸引回路、一次側加圧エアー回路、及び、二次側加圧エアー回路が、全て、瞬時に連通してしまうことがあり、その結果、負圧吸引回路に加圧エアーが流入し、その負圧吸引回路に設けた負圧計を損傷させる等のトラブルを発生させることがあった。
【０００７】
また、負圧吸引の開始時には、エアーベント清掃用の加圧エアーや、吹込式鋳型造型機のサンドマガジンに導入される砂吹込用加圧エアーの残圧がノズル内から完全に抜け切って、ノズル内が大気圧になるまで待つ必要があるが、そのための待機時間を充分に設定した場合でも、３方切換弁の切り換え動作に伴い、一次側エアー加圧回路から二次側加圧エアー回路に加圧エアーが供給されるため、ノズル内の圧力が上昇してしまい、砂の流下を防止できなくなることがあった。しかも、そのようなエアーベントの内外での圧力差が大きい状態下で、負圧吸引が開始されるため、エアーベントに目詰まりが発生しやすくなり、問題は解決されなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、負圧計を損傷させることなく、エアーベントの目詰まりを解消することができるノズル用空圧回路を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するために、造型材流下防止用の負圧吸引回路を鋳型造型材充填用のノズルに接続し、該負圧吸引回路に第１開閉弁を設けると共に、上記ノズル内に装着したエアーベントを清掃するためのエアー加圧回路に第２開閉弁を設けたノズル用空圧回路であって、上記第１・第２開閉弁を制御作動させる制御手段を設け、該制御手段による上記制御作動が、上記第１開閉弁及び上記第２開閉弁を閉じて、上記ノズル内を大気圧とした後に、上記造型材の流下を防止するために上記第１開閉弁を開いて負圧吸引する過程と、上記第１開閉弁を閉じて、上記負圧吸引回路を完全に遮断させてから、上記エアーベントを清掃するために上記第２開閉弁を開いて加圧エアーを送給する過程とを、具備するように構成している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のノズル用空圧回路の実施の一形態を示す図面を参照しつつ、詳説する。
【００１１】
図１はノズル用空圧回路の制御系統ブロック図、図２は鋳型造型の動作を説明するためのフローチャート、図３はノズル用空圧回路図である。まず、図３にて、砂等の造型材を貯留したサンドマガジン７の下部には、ブロープレート６が設けられ、そのブロープレート６には、鋳型造型材充填用のノズル先端部２を有する複数のノズル本体（以下ノズルという）１…が取り付けられており、その各ノズル１…の内部には、エアーベント３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ…）が装着され、その空気経路接続口Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 …には、ノズル接続回路Ｗが接続されている。
【００１２】
そのノズル接続回路Ｗには、造型材流下防止用の負圧吸引回路Ｖと、上記ノズル１内に装着したエアーベント３を清掃するための２次側エアー加圧回路Ｃ2 とが、接続点Ｊで接続され、その負圧吸引回路Ｖには常開の第１開閉弁ＡＶ1 が設けられ、その下流側には、負圧計Ｇ1 及び負圧発生機ＳＢが設けられている。また、２次側エアー加圧回路Ｃ2 と、図示省略の加圧エアー発生機と接続された１次側エアー加圧回路Ｃ1 と、の間には、常閉の第２開閉弁ＡＶ2 が設けられている。
【００１３】
一方、サンドマガジン７には、砂吹き込み用の２次側エアー回路Ｂ2 が接続され、その２次側エアー回路Ｂ2 には、３方切換弁ＡＶ4 を介して、図示省略の加圧エアー発生機と接続された１次側エアー回路Ｂ1 及び排気回路ＥX が接続されている。なお、図３に於るＦ1 ，Ｆ2 はフィルタを示す。
【００１４】
上述の第１開閉弁ＡＶ1 、第２開閉弁ＡＶ2 、３方切換弁ＡＶ4 、負圧計Ｇ1 、及び、負圧発生機ＳＢは、図１に示すように、制御手段（ＣＰＵ）８と接続され、ＲＯＭに予め設定・記憶された制御プログラムに基づいて、図２のフローチャートに示すように、エアーベント３…の清掃過程と、造型材の自然流下防止の過程と、を有する砂の充填制御がおこなわれる。
【００１５】
その制御内容について説明すると（図２参照）、まず、砂の充填に先立って、エアーベント３…の清掃をおこなうために、第１開閉弁ＡＶ1 がオンされ（Ｓ１）、負圧吸引回路Ｖが閉じられる。その後、所定時間Ｔ1 経過後に（Ｓ２）、第２開閉弁ＡＶ2 がオンされ、１次側エアー加圧回路Ｃ1 と、２次側エアー加圧回路Ｃ2 とが接続され（Ｓ３）、エアーベント３に、加圧エアーが、所定時間Ｔ2 、吹き付けられ、清掃がおこなわれる（Ｓ４）。
【００１６】
Ｓ２の所定時間Ｔ1 は、例えば、0.05〜2.0secの範囲で設定することが望ましい。このような時間差を設定することにより、従来の３方切換弁の切り換え時に、負圧吸引回路Ｖと、１次側エアー加圧回路Ｃ1 と、２次側エアー加圧回路Ｃ2 と、が瞬時に全て連通状態となるような不具合の発生を回避することができ、負圧吸引回路Ｖが完全に遮断されてから、１次側エアー加圧回路Ｃ1 と、２次側エアー加圧回路Ｃ2 と、を接続して、加圧エアーを送給するので、負圧計Ｇ1 の破損や負圧発生機ＳＢの過負荷を防止することができる。なお、所定時間Ｔ1 が、0.05sec 未満では、従来の３方切換弁を用いた場合の欠点を解消することができず、また、Ｔ1 が長過ぎると、充填作業の能率が低下するので、第２開閉弁ＡＶ2 がオンした時に負圧吸引回路Ｖが昇圧しない限度に止めるのが望ましい。また、加圧エアーの吹き付け開始から３方切換弁ＡＶ4 がオンするまでの所要時間（所定時間Ｔ2 ）は、例えば、０〜１sec 程度が適当である。
【００１７】
所定時間Ｔ2 経過後、３方切換弁ＡＶ4 をオンし（Ｓ５）、砂吹き込み用の２次側エアー回路Ｂ2 に、１次側エアー回路Ｂ1 を接続させ、サンドマガジン７内に、加圧エアーを供給することにより、成形空洞（造型空所）11（図４参照）内に砂を充填し、所定時間Ｔ3 経過後（Ｓ６）、３方切換弁ＡＶ4 をオフする（Ｓ７）。その砂の充填時間（所定時間Ｔ3 ）は、例えば、 0.5〜５sec 程度とされるが、成形空洞11の数や、大きさ等に応じて、最適な値に設定されればよい。
【００１８】
砂の充填完了後に、ノズル１…が成形型から退避する前には、ノズル１…からの砂の自然流下を防止する必要があり、そのために、まず、３方切換弁ＡＶ4 をオフする（Ｓ７）ことにより、砂吹き込み用の２次側エアー回路Ｂ2 を排気回路ＥX に接続させ、サンドマガジン７内の加圧エアーを外部に排気する。
【００１９】
その３方切換弁ＡＶ4 がオフする（Ｓ７）と同時あるいは若干の時間差（所定時間）Ｔ4 を以って第２開閉弁ＡＶ2 をオフし（Ｓ９）、１次側エアー加圧回路Ｃ1 と、２次側エアー加圧回路Ｃ2 とを完全に遮断してから、ノズル１…内が大気圧になるまでに要する所定時間Ｔ5 経過後（Ｓ10）に、第１開閉弁ＡＶ1 をオフし（Ｓ11）、負圧吸引回路Ｖをノズル接続回路Ｗに接続し、ノズル１…内を負圧吸引する。なお、３方切換弁ＡＶ4 がオフしてから第２開閉弁ＡＶ2 をオフするまでの所定時間Ｔ4 （Ｓ８）は、例えば、０〜５sec 程度が好ましく、この間に、エアーベント３の外側から内側（即ちノズル１の内側）に向かって加圧エアーが吹き付けられ２回目の清掃がおこなわれる。また、上述のＳ７で３方切換弁ＡＶ4 をオフしてからＳ11で第１開閉弁ＡＶ1 をオフするまでの排気過程にて、サンドマガジン７内の加圧エアーが外部に充分排気されてしまうまでの待機時間（Ｓ７からＳ11に至るまでの時間）Ｔ6 を見込んで、上述の所定時間Ｔ4 及びＴ5 を設定するものとする。その待機時間Ｔ6 は、例えば、 0.5〜５sec 程度が好ましい。また、負圧発生機ＳＢは、ＣＰＵ８からの指令により、第１開閉弁ＡＶ1 をオフする以前に（Ｓ11よりも前に）、始動され待機状態にあるものとする。或いは、第１開閉弁ＡＶ1 がオンしている時間（Ｓ１〜Ｓ11）が短いので、負圧発生機ＳＢが過負荷状態にならない程度に連続運転させるようにしてもよい。
【００２０】
このように、ノズル１…内を大気圧とした後に、負圧吸引を開始するので、砂の自然流下を効果的に防止することができ、かつ、エアーベント３…の目詰まりを最小に抑えることができる。なお、Ｓ10の所定時間Ｔ５は、前述の所定時間Ｔ１と同様の理由により、例えば、 0.1〜2.0secの範囲で設定することが望ましく、このような時間差を設定することにより、従来の３方切換弁を用いた場合の不具合を解消することができる。
【００２１】
以上のように、エアーベント３…の清掃過程（Ｓ１〜Ｓ３）では、第１開閉弁ＡＶ1 を閉じて後、所定時間Ｔ1 経過後に、第２開閉弁ＡＶ2 を開くことにより、エアーベント３…の目詰まりの防止と清掃をおこなうことができ、かつ、負圧計Ｇ1 の破損や負圧発生機ＳＢへの過負荷を回避することができる。また、第２開閉弁ＡＶ2 を閉じて後、所定時間Ｔ5 経過後に、第１開閉弁ＡＶ1 を開くことにより、ノズル１…内での砂の自然流下を防止することができ、かつ、エアーベント３…の目詰まりを最小に抑えることができる。
【００２２】
なお、図２に示すフローチャートは、実施の一形態を示すものであり、その内容は、本発明の範囲を逸脱しない範囲内で適宜に変更されてよく、例えば、負圧吸引回路Ｖの遮断（Ｓ１）後の加圧エアーの送給（Ｓ３）は、砂吹き込み（Ｓ５）と同時であってもよく、また、サンドマガジン７内の加圧エアーの排気開始（Ｓ７）と同時に、１次側エアー加圧回路Ｃ1 と２次側エアー加圧回路Ｃ2 とを遮断（Ｓ９）してもよい。また、第２開閉弁ＡＶ2 がオフするタイミング（Ｓ９）を早めて破線で示すフローチャートの如く、砂の充填過程中（Ｓ６）の所定時間Ｔ3 の時限内にＳ61, Ｓ62, Ｓ63の過程を経てもよい。なお、この場合、所定時間Ｔ51は 0.5〜４sec 、所定時間Ｔ52は 0.5〜４sec が好ましい。
【００２３】
その他の点について説明すると、図４は、ブロープレート６に取り付けたノズル先端部（覗きノズル）２が、成形型９の吹込口10に入り込み、そのノズル先端部２の下端が、成形空洞11の形状面に達し、砂（乾態造型材又は湿態造型材）12が成形空洞11内に吹き込まれた状態を示す。13は上型、14は下型、15は成形品である。また、16はノズル１の下面に周設したパッキン、17は吹込口10の直上位置に設けられた造型材流下防止板である。この場合、エアーベント３の対向側の空気経路接続口は、プラグ18で閉栓されている。なお、その対向側の空気経路接続口にもエアーベントを設けて、ノズル接続回路Ｗと接続してもよい。
【００２４】
Ｍ1 は、ノズル１をブロープレート６に嵌合固定するためのネジ部、Ｍ2 はノズル先端部２をノズル１に嵌合固定するためのネジ部である。なお、このネジ部は、その他の嵌合、係止、掛止等の固定手段に代えてもよい。また、そのノズル先端部２の長さは、成形型９の成形空洞11の形状に対応して、適宜に決定されるものであり、また、負圧源（負圧発生機ＳＢ等）との間に吸引風量調節弁等を必要に応じて配設するのが好ましい。さらに、エアーベント３の構造や形状は、適宜に選択、設計されてよく、例えば、ノズル１の両側に一対の空気経路接続口Ｐ1 ，Ｐ1 を設ける場合、図５に示すような、円筒体に多数の微細孔を有するエアーベント３を用いてもよい。
【００２５】
図６は、砂充填後に、ノズル先端部２が、成形型９から離脱した後の成形品（鋳型又は中子）15の状態を示す。そのノズル先端部２の砂が、若干の突起Ｓとなって成形品形状部に残っている。この吹込跡突起Ｓは、成形品形状面に、身喰いを残さないようにするために必要である。
【００２６】
図７は、整形工程に於る状態を示し、吹込跡突起Ｓを整形ピン19で押圧し、成形品形状に合わせて、その表面を成形する。この場合に、吹込跡突起Ｓの量が多いと、整形ピン19で押圧しても該部が形状面に合致せず、成形品を成形型９から取り出した後、該部を修正しなければならないが、そのために、大変、手間がかかる。一方、吹込跡突起Ｓの量が少ないと、整形ピン19で押圧しても、該部全面が平滑にならず、部分的に砂が欠落した表面（身喰いの状態）を呈することとなり、成形品の品質、精度が低下する。なお、20は整形ピン19を押圧するために整形ピン19に固着された整形板である。
【００２７】
その吹込跡突起Ｓの量は、ノズル先端部２の長さの長短及び負圧吸引風量（動的負圧力）等と関係するため、これらの調整をおこなうことにより、最適条件の設定が必要とされる。しかし、このような最適条件の設定をおこなっても、砂充填後に、ノズル先端部２から、砂の自然流下があると、吹込跡突起Ｓの量が変化するため、そのような努力も水泡に帰してしまう。本実施の形態では、前述したように、砂の自然流下防止過程における第１開閉弁ＡＶ1 と第２開閉弁ＡＶ2 の時間差制御により、ノズル１内での砂の自然流下を防止しているため、このような不具合の発生を回避することができ、品質、精度の高い成形品を提供することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、ノズル１に接続した造型材流下防止用の負圧吸引回路Ｖに第１開閉弁ＡＶ1 を設け、上記ノズル１内に装着したエアーベント３を清掃するためのエアー加圧回路Ｃ2 に第２開閉弁ＡＶ2 を設け、その両開閉弁ＡＶ1 、ＡＶ2 を、制御手段８によって、時間差制御するので、以下のような顕著な効果を奏することができる。
【００２９】
まず、エアーベント３の清掃用の加圧エアーを送給する直前に、負圧吸引回路Ｖを遮断することにより、その負圧吸引回路Ｖに大気圧以上の圧力が及ばないようにすることができ、これにより、負圧計Ｇ1 の破損や負圧発生機ＳＢの過負荷の発生を回避することができる。
【００３０】
次いで、吹込式砂充填方式（サンドマガジン７内の砂を加圧エアーによって造型空所11内に吹き込む方式）にあっては、サンドマガジン７からの砂吹込開始直前に、負圧吸引回路Ｖを遮断し、また、砂の吹き込みと同時に、あるいは、砂の吹き込みよりも若干早めで、かつ、負圧吸引回路Ｖの遮断後に、ノズル１内に向けて加圧エアーを送給することにより、ノズル１内のエアーベント３に至る経路の内圧を高め、エアーベント３に砂が目詰まりするのを抑えることができる。また、加圧エアーがエアーベント３に対して負圧吸引方向とは逆の方向に吹き付けられることにより、エアーベント３に詰まった砂を効果的に放逐（清掃）することができる。
【００３１】
さらに、造型空所11への砂吹き込み完了時には、サンドマガジン７内の加圧エアーの排気開始と同時又は若干遅れて、１次側エアー加圧回路Ｃ1 と２次側エアー加圧回路Ｃ2 とを遮断することによって、ノズル１内のエアーベント３に至る経路の内圧をサンドマガジン７の内圧よりも高めに維持することができ、これにより、エアーベント３に砂が目詰まりするのを抑えると共に、その清掃をおこなうことができる。
【００３２】
そして、砂充填後には、サンドマガジン７内で残圧となっているエアーが排気され、かつ、１次側エアー加圧回路Ｃ１と２次側エアー加圧回路Ｃ２とが遮断されて、サンドマガジン７内及びノズル１内の圧力（残圧）が、大気圧まで低下してから、負圧吸引回路Ｖをノズル１に連通させることにより、エアーベント３内外の圧力差を最小限に抑えることができ、これにより、エアーベント３の目詰まりを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すノズル用空圧回路の制御系統ブロック図である。
【図２】鋳型造型の工程を説明するためのフローチャートである。
【図３】ノズル用空圧回路図である。
【図４】ノズル及び成形型の断面図である。
【図５】ノズルの断面図である。
【図６】成形型内の成形品の断面図である。
【図７】成形品の整形工程を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１  ノズル
３（３Ａ，３Ｂ，３Ｃ）エアーベント
８  制御手段
ＡＶ１  第１開閉弁
ＡＶ２  第２開閉弁
Ｃ１  エアー加圧回路
Ｃ２  エアー加圧回路
Ｖ 負圧吸引回路
【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】
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【図７】
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