(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-27
(45)【発行日】2022-05-11
(54)【発明の名称】無枠式造型鋳枠
(51)【国際特許分類】
B22C 11/00 20060101AFI20220428BHJP
B22C 11/10 20060101ALI20220428BHJP
【FI】
B22C11/00 C
B22C11/10
B22C11/00 B
(21)【出願番号】P 2021072199
(22)【出願日】2021-04-21
(62)【分割の表示】P 2017104389の分割
【原出願日】2017-05-26
【審査請求日】2021-05-11
(73)【特許権者】
【識別番号】592089799
【氏名又は名称】メタルエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095577
【氏名又は名称】小西 富雅
(74)【代理人】
【識別番号】100100424
【氏名又は名称】中村 知公
(74)【代理人】
【識別番号】100130096
【氏名又は名称】冨田 一総
(72)【発明者】
【氏名】金平 諭三
【審査官】瀧口 博史
(56)【参考文献】
【文献】特表平02-501906(JP,A)
【文献】特開2015-150587(JP,A)
【文献】特開平08-187544(JP,A)
【文献】実開平04-113140(JP,U)
【文献】登録実用新案第3175734(JP,U)
【文献】特開2005-305522(JP,A)
【文献】特開2002-046119(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B22C 11/00
B22C 21/02
B22C 15/02
B22C 9/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
方形筒状に形成され上型用模型定盤に重ねられて上鋳型を造型するための上鋳枠と、方形筒状に形成され下型用模型定盤に重ねられて下鋳型を造型するための下鋳枠と、を備えた無枠式造型鋳枠であって、
前記上鋳枠は、直方体状の開口空間を前記上鋳枠の上端より所定幅で形成するための四つの上鋳枠長方形状内壁面部と、前記上鋳枠長方形状内壁面部に連続して設けられ下方に向って拡大する四角錐台形状の造型空間を形成するための四つの上鋳枠台形状内壁面部とを、備え、
前記下鋳枠は、前記上鋳枠の下方に重ね合わされた状態において、前記下鋳枠の上端より下方に向って拡大する四角錐台形状の造型空間を形成するための四つの下鋳枠台形状内壁面部と、前記下鋳枠台形状内壁面部に連続し直方体状の開口空間を前記下鋳枠の下端まで形成するための四つの下鋳枠長方形状内壁面部とを、備え、
前記各上鋳枠台形状内壁面部には、台形板状に形成され均一な厚みの上鋳枠用台形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、
前記各下鋳枠台形状内壁面部には、台形板状に形成され均一な厚みの下鋳枠用台形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、
前記各台形状の内貼板は、鋼板(硬化されたものを除く)を前記上鋳枠台形状内壁面部の形状および下鋳枠台形状内壁面部の形状に対応する台形状に夫々切断加工したものであり、
前記上・下鋳枠用台形状の内貼板によって形成される前記造型空間の周方向の各隅部は、隣接する前記内貼板同士が夫々相互に隙間なく当接している無枠式造型鋳枠。
【請求項2】
前記上鋳型および前記下鋳型は、四つの前記下鋳枠長方形状内壁面部が形成する前記直方体状の開口空間側から、注湯時に組み合わされる前記上鋳型および前記下鋳型が重ね合わされて抜き出され、前記下鋳枠台形状内壁面部の上下方向幅より前記下鋳枠長方形状内壁面部の上下方向幅が小さい請求項1に記載の無枠式造型
鋳枠。
【請求項3】
前記各上鋳枠長方形状内壁面部には、長方形板状に形成され均一な厚みの上鋳枠用長方形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、
前記各下鋳枠長方形状内壁面部には、長方形板状に形成され均一な厚みの下鋳枠用長方形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、
前記
上鋳枠用長方形状の内貼板によって形成される前記開口空間の周方向の各隅部は、隣接する前記
上鋳枠用長方
形状の内貼板同士が、夫々相互に隙間なく当接し
、
前記下鋳枠用長方形状の内貼板によって形成される前記開口空間の周方向の各隅部は、隣接する前記下鋳枠用長方形状の内貼板同士が、夫々相互に隙間なく当接している請求項1または請求項2に記載の無枠式造型鋳枠。
【請求項4】
前記各長方形状の内貼板は、鋼板(硬化されたものを除く)を前記上鋳枠長方形状内壁面部の形状および前記下鋳枠長方形状内壁面部の形状に対応する長方形状に夫々切断加工したものである請求項3に記載の無枠式造型鋳枠。
【請求項5】
前記開口空間の周方向の各隅部は、前記各長方形状の内貼板の両側の端面のうち片方の端面のみが、隣接する前記長方形状の内貼板の鋳型形成面に当接している請求項3または請求項4に記載の無枠式造型鋳枠。
【請求項6】
前記上鋳枠において隣接する上鋳枠長方形状内壁面部間の上鋳枠隅部には、上鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝が上下方向に沿って設けられ、
前記下鋳枠において隣接する下鋳枠長方形状内壁面部間の各下鋳枠隅部には、下鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝が上下方向に沿って設けられている請求項5に記載の無枠式造型鋳枠。
【請求項7】
前記上鋳枠には、前記上型用模型定盤に重ねられる合わせ面側に薄板状の上鋳枠端面板が係脱可能に設けられ、
前記下鋳枠には、前記下型用模型定盤に重ねられる合わせ面側に薄板状の下鋳枠端面板が係脱可能に設けられている請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の無枠式造型鋳枠。
【請求項8】
前記上鋳枠用台形状の内貼板は、前記上鋳枠用台形状の内貼板の表面から前記上鋳枠の外周面まで貫通する締結部材により前記上鋳枠台形状内壁面部に貼着されている請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の無枠式造型鋳枠。
【請求項9】
前記下鋳枠用台形状の内貼板は、前記下鋳枠用台形状の内貼板の表面から前記下鋳枠の外周面まで貫通する締結部材により前記下鋳枠台形状内壁面部に貼着されている請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の無枠式造型鋳枠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
造型装置内に造型装置の一部として組み込まれた上鋳枠・下鋳枠により模型を型込めして鋳型を造型する無枠式の造型鋳枠に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、無枠式造型装置により鋳型を製造する際に使用する造型鋳枠は、造型装置内に造型装置の一部として組み込まれている。そのため、少数の造型鋳枠を繰り返し使用することで鋳型を製造している。鋳枠に模型を配置し鋳物砂を詰める型込め作業における鋳物砂圧縮時(スクイズ時)に、また、上下の造型鋳枠が合わせられた状態で造型鋳枠より鋳型が抜き出される時に、造型鋳枠の鋳型形成面に大きな摩擦が生じる。
無枠式造型装置では、組み込まれた造型鋳枠の数が少ない分、同じ造型鋳枠の使用頻度が多くなり、摩擦が生じる箇所の磨耗量が多くなる。この磨耗は、均一ではなく一部が偏って多く磨耗する偏磨耗であり、磨耗量が多くなると造型鋳枠より鋳型が抜き出される際に、上下の鋳型に型ずれが発生する。磨耗した造型鋳枠から造型される鋳型は、外周面が太鼓状となり、注湯時に使用する矩形状のジャケット(被せ枠)の内面と鋳型外壁とに隙間が生じて注湯された溶湯の圧力により鋳型が変形し、製品精度の不良を生じる。
【0003】
そのため、特許文献1が示すように、造型鋳枠の鋳型形成面(内面)側に造型鋳枠の本体と分離可能な内貼板を設け、使用により内貼板の磨耗量が多くなると磨耗した内貼板を交換し、部品交換費用の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1の無枠式造型鋳枠では、内貼板をテーパ状としたものを採用している。そのため、上下内貼板は、一つの面の全面の加工を必要とした製作手間のかかる製造コストの高い交換部品となっていた。
【0006】
本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、製作手間を必要とせず交換部品としての製造コストが極めて安価な内貼板を備えた無枠式造型鋳枠を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
方形筒状に形成され上型用模型定盤に重ねられて上鋳型を造型するための上鋳枠と、方形筒状に形成され下型用模型定盤に重ねられて下鋳型を造型するための下鋳枠と、を備えた無枠式造型鋳枠であって、前記上鋳枠は、直方体状の開口空間を前記上鋳枠の上端より所定幅で形成するための四つの上鋳枠長方形状内壁面部と、前記上鋳枠長方形状内壁面部に連続して設けられ下方に向って拡大する四角錐台形状の造型空間を形成するための四つの上鋳枠台形状内壁面部とを、備え、前記下鋳枠は、前記上鋳枠の下方に重ね合わされた状態において、前記下鋳枠の上端より下方に向って拡大する四角錐台形状の造型空間を形成するための四つの下鋳枠台形状内壁面部と、前記下鋳枠台形状内壁面部に連続し直方体状の開口空間を前記下鋳枠の下端まで形成するための四つの下鋳枠長方形状内壁面部とを、備え、前記各上鋳枠台形状内壁面部には、台形板状に形成され均一な厚みの上鋳枠用台形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、前記各下鋳枠台形状内壁面部には、台形板状に形成され均一な厚みの下鋳枠用台形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、前記上・下鋳枠用台形状の内貼板によって形成される前記造型空間の周方向の各隅部は、隣接する前記内貼板同士が夫々相互に隙間なく当接している。
【発明の効果】
【0008】
請求項1に係る発明によると、上・下鋳枠用台形状の内貼板は、上・下鋳枠台形状内壁面部の形状に対応した均一の厚みの板材である。これにより、使用による磨耗により取り替えることが必要となった内貼板を、従来のようにテーパ状に加工する必要なく安価な製造コストで交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明の無枠式造型鋳枠を使用した鋳型造型装置の実施形態を示す概要図である。
【
図7】下鋳枠用台形状の内貼板の上端面とマッチプレートの下面との接合部の拡大図である。
【
図8】上下の鋳型が重ねあわされた状態を示す断面図である。
【
図9】枠セット・型抜きステーションにおいて、上鋳枠に鋳物砂を投入する工程を示すとともに、枠合せ・枠抜きステーションにおいて、マッチプレートから分離された上鋳型および下鋳型が待機した状態を示す図である。
【
図10】上鋳枠に鋳物砂が投入された重合鋳枠を反転装置にセットする工程を示す図である。
【
図11】下鋳枠と上鋳枠とを上下反転させる工程を示す図である。
【
図12】下鋳枠に鋳物砂を投入する工程を示す図である。
【
図13】スクイズヘッドを造型ステーションに移動させる工程を示す図である。
【
図14】スクイズヘッドを下降させる工程を示す図である。
【
図15】スクイズヘッドにより上鋳枠内および下鋳枠内の鋳物砂を同時にスクイズする工程を示す図である。
【
図16】造型ステーションにおいて、スクイズヘッドを上昇させる工程を示すとともに、枠合せ・枠抜きステーションにおいて、上鋳型と下鋳型とを合せて、上下の鋳枠から外す直前の工程を示す図である。
【
図17】造型ステーションにおいて、上鋳枠と下鋳枠とを上下反転させる工程を示すとともに、枠合せ・枠抜きステーションにおいて、上下の鋳枠から外された上鋳型と下鋳型とが合わされて鋳型が完成した状態をしめす図である。
【
図18】枠セット・型抜きステーションにおいて、上鋳枠、マッチプレートおよび下鋳枠を分離させる工程を示す図である。
【
図19】上鋳枠と下鋳枠とを、枠合せ・枠抜きステーションに移動させる工程を示すとともに、鋳型が抜き出された上下鋳枠を枠セット・型抜きステーションに移動させ重合鋳枠とした工程を示す図である。
【
図21】無枠式造型鋳枠を使用した鋳型造型装置の別例の正面図である。
【
図22】無枠式造型鋳枠を使用した鋳型造型装置の別例の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
(実施形態)
本件発明にかかる無枠式造型鋳枠を使用した鋳型造型装置の実施形態を図に基づいて以下に説明する。
鋳型造型装置2は、
図1に示すように、基台4、長方形枠状の天フレーム6、および基台4の端部に設けられ天フレーム6を支持する支柱8からなる機枠10と、機枠10に支持されて順に列設された造型ステーションmst、枠セット・型抜きステーションfstおよび枠合せ・枠抜きステーションtstと、を備えている。なお、ステーションmst,fst,tstが並んでいる水平方向をX方向とする。
鋳型造型装置2は、さらに、鋳物砂投入装置26およびスクイズ装置24をX方向に沿って移動させるシャトルシリンダ86と、上鋳枠19(第一、第二上鋳枠191,192)を枠セット・型抜きステーションfstと枠合せ・枠抜きステーションtstとの間で移動させる上部ターンテーブル114と、下鋳枠23(第一、第二下鋳枠231,232)を枠セット・型抜きステーションfstと枠合せ・枠抜きステーションtstとの間で移動させる下部ターンテーブル106と、を備えている。
【0011】
(造型ステーション)
造型ステーションmstは、
図1に示すように、マッチプレート21に重ねられて鋳物砂MSが投入される上鋳枠19および下鋳枠23を上下反転させる反転装置22と、上鋳枠19および下鋳枠23に鋳物砂MSを投入する鋳物砂投入装置26と、鋳物砂MSが投入された上鋳枠19および下鋳枠23の枠内に投入された鋳物砂MSをスクイズするスクイズ装置24と、上鋳枠19、下鋳枠23およびマッチプレート21が重ねられて構成される重合鋳枠20(
図2参照)を横移動させる鋳枠横移動装置28と、を備えている。スクイズ装置24が造型ステーションmstに位置決めされている場合において、スクイズ装置24と反転装置22の間の位置が造型位置mspとなる。マッチプレート21の上面21uは、上型用模型Maが配置されて上型用模型定盤に相当し、マッチプレート21の下面21dは、下型用模型Mbが配置されて下型用模型定盤に相当する。
【0012】
(反転装置)
反転装置22は、天フレーム6の両端より所定の間隔をおいて垂下された垂下部材(図略)の下端に夫々2つずつ組として固定された軸受部材(図略)に回動可能に支承される一対の回動軸32と、回動軸32にそれぞれ一体に支持され下部に回動軌跡に沿った円弧縁を有する一対の垂直壁部34と、垂直壁部34の下部に水平に対にして並設された複数のローラ部材36と、対となった垂直壁部34の上部において垂直壁部34間に架設された支持プレート38と、を備えている。
回動軸32には、図略の外歯車が周設され、該外歯車にはラック(図略)が噛合されピニオンラック機構が構成されている。ラックは図略のエアシリンダ装置により駆動される。これらの回動軸32、外歯車、ラックおよびエアシリンダ装置によって回動装置が構成されている。
支持プレート38の中央部には進退装置としてのエアシリンダ40が設けられ、エアシリンダ40の先端部には押えプレート42が設けられている。押えプレート42はエアシリンダ40の前進により対向するローラ部材36方向に移動する。押えプレート42の上面には、支持プレート38側に突出する4本のガイドロッド44が設けられている。各ガイドロッド44は支持プレート38に穿設されたガイド孔(図略)に夫々ガイドされ、押えプレート42を支持プレート38に対して平行に接近離間させる。エアシリンダ40は、図略のエアポンプに連通され、該エアポンプとエアシリンダ40の間に設けられた図略の電磁弁の開閉によりその作動が制御される。押えプレート42の四隅には、上鋳枠支持部材50が取り付けられている。上鋳枠支持部材50は、一方に開口部を有する有底の筒状部材46と、筒状部材46に嵌入されて筒状部材46の開口部から進出退入するロッド部材48とを備えている。
押えプレート42にはガイド穴(図略)が設けられ、ガイド穴(図略)の周縁に筒状部材46が開口部において固定されている。ロッド部材48の基端部側にはフランジ部(図略)が周設され、フランジ部がガイド穴の周縁に当接することによりロッド部材48の前進端が規制される。筒状部材46には筒状部材46の底面に一端が当接する金属ばね(図略)が収容され、金属ばねの他端はロッド部材48に設けられたフランジ部に当接する。これによって、ロッド部材48を前進する方向に向かって付勢する。ロッド部材48はガイド穴により摺動可能にガイドされ、ロッド部材48に設けられた先端テーパ部(図略)は上鋳枠19の端縁部に形成されたテーパ穴(図略)に係合し、ロッド部材48が上鋳枠19の端縁部に当接したときに、上鋳枠19の水平方向の位置決めを行う。押えプレート42の下面中央部には砂押えプレート54が設けられ、砂押えプレート54は上鋳枠19の内周に嵌入可能な断面四角形状(断面方形状)に形成されている。
【0013】
反転装置22の下方には、
図1に示すように、基台4より規制柱53が突設され、規制柱53の上端には、スクイズ装置24によりスクイズされるときに押えプレート42のガイドロッド44に間隙を介して対向する4本の規制部材55が突設されている。この間隙により、反転装置22が反転する際に、規制部材55に当たらないようになっている。
【0014】
(スクイズ装置)
スクイズ装置24は、前記天フレーム6の上面でX方向に延在する搬送レール(図略)上を移動する車輪(図略)を下部四隅に備え、立体矩形状に形成された支持フレーム60を有している。支持フレーム60の上部中央には、昇降装置としてのスクイズシリンダ62が取付けブラケット64を介して図略のボルト等により固定されている。スクイズシリンダ62には下方に突出するピストン部66を備え、ピストン部66の下端部には下鋳枠23の内周に嵌入するスクイズプレート(スクイズ部材)68が保持プレート(図略)を介して設けられている。スクイズシリンダ62の両側には、支持フレーム60に取付けブラケット64により固定され上下方向に延在する一対のガイド(図略)が設けられている。スクイズシリンダ62は、図略のエアポンプに連通され、該エアポンプとスクイズシリンダ62間に設けられた図略の電磁弁の開閉によってその作動が制御される。
【0015】
(鋳物砂投入装置)
鋳物砂投入装置26は、
図1に示すように、一度に成型する鋳型造型に必要な鋳物砂MSを1単位として収納し、上下鋳枠19,23のいずれかの上面に当接して造型空間BS(UBS,DBS)および開口空間OS(UOS,DOS)内に鋳物砂MSを投入するホッパー74を備えている。ホッパー74は、上下鋳枠19,23の上面に当接するシューター部76を有し、シューター部76の上方の外周壁78には外周壁78の内部を上下に仕切る複数枚のゲート板80が支承されている。ゲート板80の上方は鋳物砂MSを貯留する砂計量部82となっている。砂計量部82には図略のコンベヤ装置により鋳物砂MSが搬送されて貯留される。
ゲート板80は図略の回動装置により水平軸線回りに夫々回動され、ゲート板80が水平位置に位置決めされると外周壁78の内部中央が上下に仕切られて鋳物砂MSが貯留可能となり、ゲート板80が回動されて垂直位置に位置決めされると、貯留された鋳物砂MSが落下して上鋳枠19または下鋳枠23が構成する造型空間BS(UBS,DBS)に投入される。ホッパー74は支持フレーム60より延在する横フレーム84に固定され、横フレーム84には搬送レール上を転動する車輪(図略)が設けられている。ホッパー74およびスクイズ装置24は、天フレーム6の端部(
図1において右端部)に設けられたシャトルシリンダ86の駆動により造型ステーションmstと枠セット・型抜きステーションfstとの間を移動して所定位置に位置決めされる。シャトルシリンダ86は図略のエアポンプに連通され、該エアポンプとシャトルシリンダ86の間に設けられた図略の電磁弁の開閉によりその作動が制御される。
【0016】
(鋳枠横移動装置)
鋳枠横移動装置28は、
図1に示すように、X方向に延在する一対のガイドフレーム88を備え、ガイドフレーム88には反転装置22のローラ部材36が下方に位置決めされたときに整列可能になる整列ローラ部90が設けられている。整列ローラ部90の上には重合鋳枠20をクランプ・アンクランプするクランプ台車92が水平移動可能に設けられ、クランプ台車92はガイドフレーム88の一端部に設けられた水平シリンダ94によって駆動される。水平シリンダ94は図略のエアポンプに連通され、該エアポンプと水平シリンダ94との間に設けられた図略の電磁弁の開閉により作動が制御される。クランプ台車92には基端部が支承されたクランプ爪96が設けられ、クランプ爪96の先端部は重合鋳枠20(下鋳枠23)の被係止部(図略)に係脱可能になっている。クランプ台車92は整列ローラ部90およびローラ部材36上を移動可能に設けられ、クランプ台車92はクランプ爪96により係止した重合鋳枠20を造型ステーションmstと枠セット・型抜きステーションfstとの間を移動させる。
【0017】
(重合鋳枠(無枠式造型鋳枠))
鋳物砂MSが充填されて鋳型MD(上鋳型MDa,下鋳型MDb)(
図8、
図17参照)が形成される重合鋳枠20は、
図2に示すように、下端においてマッチプレート21の上面21u(上型用模型定盤)に重ねられる方形筒状の上鋳枠19と、上端においてマッチプレート21の下面21d(下型用模型定盤)に重ねられる方形筒状の下鋳枠23とを備えている。本件明細書および特許請求の範囲において「方形」とは、正方形および長方形を含む四角形を言うものとする。無枠式造型鋳枠1は、上鋳枠19、マッチプレート21および下鋳枠23から主に構成され、これらが重ね合わされたものが重合鋳枠20となる。
【0018】
(上鋳枠)
上鋳枠19は、
図2に示すように、例えば、鉄製部材より略方形筒状に形成され、上端より所定幅で設けられ上部の直方体状の開口空間UOSを形成するための四つの上鋳枠長方形状内壁面部19aを備えている。上鋳枠長方形状内壁面部19aは、上鋳枠本体19mの上部内壁面19mvと後述する上鋳枠用長方形状の内貼板19cとを含むものである。本件明細書および特許請求の範囲において「直方体」とは、立方体を含み、「長方形」とは、「正方形」を含むものである。
また、上鋳枠19は、上鋳枠長方形状内壁面部19aに連続して設けられ下方に向って拡大する四角垂台形状の造型空間UBSを形成するための四つの上鋳枠台形状内壁面部19bを備えている。上鋳枠台形状内壁面部19bは、上鋳枠本体19mの下部の傾斜内壁面19msと後述する上鋳枠用台形状の内貼板19dとを含むものである。本件明細書および特許請求の範囲において「造型空間UBSを形成するための」とは、造型空間BSを直接仕切るものに限定されず、造型空間BS(UBS,DBS)を形成するための基礎面を構築するものを含む。開口空間OS(UOS,DOS)についても同様である。
【0019】
各上鋳枠長方形状内壁面部19aには、
図5に示すように、例えば、均一な5mmの厚さの規格鋼板製で長方形板状に形成された上鋳枠用長方形状の内貼板19cが、夫々ボルト195・ナット196により着脱可能に貼着されている。上鋳枠用長方形状の内貼板19cの鋳型形成面19c3には、
図2に示すように、周方向に並んだ四箇所に皿穴加工が施された貫通穴19c2が設けられている。上鋳枠長方形状内壁面部19aには、貫通穴19c2に対応する貫通穴19a2が上鋳枠本体19mの外周面にまで貫通するように設けられている。上鋳枠用長方形状の内貼板19cは、貫通穴19a2および貫通穴19c2に挿入されたボルト195とボルト195に螺設されるナット196とによって上鋳枠長方形状内壁面部19aに一対一で貼着されている。上鋳枠用長方形状の内貼板19cは、皿穴加工によって、皿頭ボルト195の頭195aが鋳型形成面側に突出しないようになっている。
【0020】
全上鋳枠用長方形状の内貼板19cのうち周方向に隣接する上鋳枠用長方形状の内貼板19cが形成する開口空間UOSの各隅部19c1は、
図4で代用して示すように、隣接する上鋳枠用長方形状の内貼板19c同士が相互に隙間なく当接している。各隅部19c1は、上鋳枠用長方形状の内貼板19cの両側の端面のうち片方の端面19c4のみが、隣接する上鋳枠用長方形状の内貼板19cの鋳型形成面19c3の端部に当接することで、隙間なく当接している。
例えば、一枚の上鋳枠用長方形状の内貼板19cが正規の寸法より短い場合に、短く形成された上鋳枠用長方形状の内貼板19cの鋳型形成面19c3が、隣接する上鋳枠用長方形状の内貼板19cの端面19c4に当接可能な範囲で、短い長さの誤差を吸収して上鋳枠用長方形状の内貼板19cを上鋳枠長方形状内壁面部19aに貼着することができる。そして隣接する上鋳枠用長方形状の内貼板19c同士で形成する隅部19c1には、隙間が生じていない。
【0021】
各上鋳枠台形状内壁面部19bには、
図2および
図3に示すように、例えば、均一な5mmの厚さの規格鋼板製で台形板状に形成された上鋳枠用台形状の内貼板19dが、夫々ボルト195・ナット196により着脱可能に貼着されている。
【0022】
上鋳枠用台形状の内貼板19dの鋳型形成面19d3には、
図2に示すように、周方向に四箇所ずつ並んだ上下二段の計八箇所に皿穴加工が施された貫通穴19d2が設けられている。上鋳枠台形状内壁面部19bにも、上鋳枠用台形状の内貼板19dの貫通穴19d2に対応する貫通穴19b2が上鋳枠本体19mの外周面にまで貫通するように設けられている。一枚の上鋳枠用台形状の内貼板19dは、貫通穴19b2および貫通穴19d2に挿入されたボルト195とボルト195に螺設されるナット196とによって一箇所の上鋳枠台形状内壁面部19bに1対1で貼着されている。
上鋳枠用台形状の内貼板19dは、
図3および
図5に示すように、皿穴加工によって、皿頭ボルト195の頭195aが鋳型形成面19d3側に突出しないようになっている。
【0023】
全上鋳枠用台形状の内貼板19dのうち周方向に隣接する上鋳枠用台形状の内貼板19dが形成する造型空間UBSの各隅部19d1は、
図3および
図4に示すように、隣接する上鋳枠用台形状の内貼板19d同士が相互に隙間なく当接している。各隅部19d1は、上鋳枠用台形状の内貼板19dの両側の端面のうち片方の端面19d4のみが、隣接する上鋳枠用台形状の内貼板19dの鋳型形成面19d3の端部に当接することで、隙間なく当接している。
【0024】
上鋳枠19において、
図3および
図4に示すように、隣接する上鋳枠長方形状内壁面部19a間に形成される上鋳枠隅部19eには、上鋳枠用長方形状の内貼板19cの寸法誤差および貼付誤差を許容するための上鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝19fcが上下方向に沿って延在するように設けられている。隣接する上鋳枠台形状内壁面部19b間に形成される上鋳枠隅部19eには、上鋳枠用台形状の内貼板19dの寸法誤差および貼付誤差を許容するための上鋳枠用台形状の内貼板逃し溝19fdが上下方向に沿って延在するように設けられている。
例えば、一枚の上鋳枠用台形状の内貼板19dが正規寸法より長く形成されていた場合、長く形成された上鋳枠用台形状の内貼板19dは、鋳型形成面19d3が当接する隣接の上鋳枠用台形状の内貼板19dの端面19d4よりも外側に誤差分だけ突出する。この突出した誤差分の長さを上鋳枠用台形状の内貼板逃し溝19fdで吸収して、上鋳枠用台形状の内貼板19dを上鋳枠台形状内壁面部19bに正しく貼着することができる。
【0025】
上鋳枠19には、
図5に示すように、マッチプレート21の上面21uに重ねられる上鋳枠19の合わせ面側に四枚の短冊薄板状の上鋳枠端面板19gが組み合わされて方形枠状に配置され、各下鋳枠端面板23gは、夫々四本の皿頭ねじ197によって係脱可能に設けられている。上鋳枠19は、合わせ面においてマッチプレート21の上面21u(上型用模型定盤)との接触により磨耗するが、上鋳枠端面板19gを交換するだけで、簡単に磨耗前の状態に復帰させることができる。
【0026】
(下鋳枠)
下鋳枠23は、例えば鉄製部材より略方形筒状に形成され、
図2および
図6に示すように、上鋳枠19の下方に重ね合わされた状態で、下鋳枠23の上端より下方に向って広大する四角錐台形の造型空間DBSを形成するための四つの下鋳枠台形状内壁面部23bを備えている。下鋳枠台形状内壁面部23bは、下鋳枠本体23mの上部の傾斜内壁面23msと後述する下鋳枠用台形状の内貼板23dとを含むものである。
下鋳枠23は、下鋳枠台形状内壁面部23bに連続し、直方体状の開口空間DOSを下鋳枠23の下端まで形成するための四つの下鋳枠長方形状内壁面部23aを備えている。下鋳枠長方形状内壁面部23aは、下鋳枠本体23mの下部内壁面23mvと後述する下鋳枠用長方形状の内貼板23cとを含むものである。
【0027】
各下鋳枠台形状内壁面部23bには、例えば、均一な5mmの厚さの規格鋼板製で台形板状に形成された下鋳枠用台形状の内貼板23dが、夫々ボルト195・ナット196により着脱可能に貼着されている。
【0028】
下鋳枠用台形状の内貼板23dの鋳型形成面23d3には、
図2に示すように、周方向に四箇所ずつ並んだ上下二段の計八箇所に皿穴加工が施された貫通穴23d2が設けられている。下鋳枠台形状内壁面部23bにも、下鋳枠用台形状の内貼板23dの貫通穴23d2に対応する貫通穴23b2が下鋳枠本体23mの外周面にまで貫通ように設けられている。一枚の下鋳枠用台形状の内貼板23dは、貫通穴23b2および貫通穴23d2に挿入されたボルト195とボルト195に螺設されるナット196とによって一箇所の下鋳枠台形状内壁面部23bに1対1で貼着されている。
下鋳枠用台形状の内貼板23dは、皿穴加工によって、皿頭ボルト195の頭195aが鋳型形成面23d3側に突出しないようになっている。
【0029】
全下鋳枠用台形状の内貼板23dのうち周方向に隣接する下鋳枠用台形状の内貼板23dが形成する各隅部23d1は、代用して示す
図4のように、隣接する下鋳枠用台形状の内貼板23d同士が相互に隙間なく当接している。各隅部23d1は、下鋳枠用台形状の内貼板23dの両側の端面のうち片方の端面23d4のみが、隣接する下鋳枠用台形状の内貼板23dの鋳型形成面23d3の端部に当接している。
【0030】
各下鋳枠長方形状内壁面部23aには、夫々着脱可能に貼着され、例えば、均一な5mmの厚さの規格鋼板製で長方形板状に形成された下鋳枠用長方形状の内貼板23cが、夫々ボルト195・ナット196により着脱可能に貼着されている。
【0031】
下鋳枠用長方形状の内貼板23cの鋳型形成面23c3には、
図2に示すように、周方向に並んだ四箇所に皿穴加工が施された貫通穴23c2が設けられている。下鋳枠長方形状内壁面部23aにも、下鋳枠用長方形状の内貼板23cの貫通穴23c2に対応する貫通穴23a2が設けられている。一枚の下鋳枠用長方形状の内貼板23cは、貫通穴23a2および貫通穴23c2に挿入されたボルト195とボルト195に螺設されるナット196とによって一箇所の下鋳枠長方形状内壁面部23aに1対1で貼着されている。
下鋳枠用長方形状の内貼板23cは、皿穴加工によって、皿頭ボルト195の頭195aが鋳型形成面23c3側に突出しないようになっている。
【0032】
全下鋳枠用長方形状の内貼板23cのうち周方向に隣接する下鋳枠用長方形状の内貼板23cが形成する各隅部23c1は、代用して示す
図4のように、隣接する下鋳枠用長方形状の内貼板23c同士が相互に隙間なく当接している。各隅部23c1は、下鋳枠用長方形状の内貼板23cの両側の端面のうち片方の端面23c4のみが、隣接する下鋳枠用長方形状の内貼板23cの鋳型形成面23c3の端部に当接している。
【0033】
下鋳枠23において、代用して示す
図4のように、隣接する下鋳枠長方形状内壁面部23a間および隣接する下鋳枠台形状内壁面部23b間に形成される下鋳枠隅部23eには、下鋳枠用長方形状の内貼板23cの寸法誤差および貼付誤差を許容するための下鋳枠用長方形の内貼板逃し溝23fc、および下鋳枠用台形状の内貼板23dの寸法誤差および貼付誤差を許容するための下鋳枠用台形状の内貼板逃し溝23fdが上下方向に沿って延在するように設けられている。下鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝23fcおよび下鋳枠用台形状の内貼板逃し溝23fdの作用は、上鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝19fcおよび上鋳枠用台形状の内貼板逃し溝19fdと同様である。
【0034】
下鋳枠23には、
図6に示すように、マッチプレート21の下面21d(下型用模型定盤)に重ねられる合わせ面側に四枚の短冊薄板状の下鋳枠端面板23gが組み合わされて方形枠状に配置され、各下鋳枠端面板23gは、夫々四本の皿頭ねじ197によって係脱可能に設けられている。下鋳枠23は、合わせ面においてマッチプレート21の下面21dとの接触により磨耗するが、下鋳枠端面板23gを交換するだけで、簡単に磨耗前の状態に復帰させることができる。
【0035】
(マッチプレート)
マッチプレート21は、
図2に示すように、上型用模型Maが配置され上鋳枠19が上面に重ね合わされる上型用模型定盤(マッチプレート21の上面21u)と、下型用模型Mbが配置され下鋳枠23が下面に重ね合わされる下型用模型定盤(マッチプレート21の下面21d)とが背中合わせに接合されて一体に形成されたものである。中央に穴部が形成された矩形状の支持枠(図略)と、支持枠の穴部に沿って形成された係止縁に係止された模型保持板(図略)とを有している。
【0036】
(枠セット・型抜きステーション)
枠セット・型抜きステーションfstは、
図1に示すように、基台4に昇降可能にガイドされる昇降ローラ台98と、昇降ローラ台を基台に摺動自在に支持する昇降支持シリンダ100と、を備えている。昇降ローラ台98の上方には、下部ターンテーブル106の一端、マッチプレート21が搬入される搬送ローラ110、および上部ターンテーブル114の一端が、枠セット・型抜き位置fspとして位置決めされている。
【0037】
昇降ローラ台98は基台4のガイド穴に摺動自在に支持される昇降支持シリンダ100を有し、昇降支持シリンダ100は図略のエアポンプに連通され、該エアポンプと昇降支持シリンダ100との間に設けられた図略の電磁弁の開閉によってその作動が制御される。昇降支持シリンダ100の上端には、X方向に延在する一対の水平フレーム102が設けられている。水平フレーム102には内側に各対となった複数のローラ片104が回動自在に支承されている。また、昇降ローラ台98は上昇端において前記整列ローラ部90に整列可能に設けられる。
【0038】
この下部ターンテーブル106と下部ターンテーブル106の上方に位置する上部ターンテーブル114とは、昇降ローラ台98に並設された回動支持軸116に外嵌された回動周壁113の下端部および上端部に夫々一体に固定されている。回動周壁113と回動支持軸116とは互いに相対回動可能に設けられている。上部ターンテーブル114と下部ターンテーブル106とには夫々水平方向に延在する支持腕115が回動支持軸116の両側に設けられている。両側の支持腕115にはそれぞれ所定の間隔をおいて対向する支持壁117が設けられ、各支持壁117の内側には夫々係合突起(図略)が対向して設けられている。対向する支持壁117はその間に上鋳枠19または下鋳枠23を配置可能に設けられ、対向する前記係合突起に上鋳枠19および下鋳枠23に夫々設けられた図略の被係合部を係合させることで支持壁117の間に上鋳枠19または下鋳枠23を係脱可能に挟持する。
なお、対向する支持壁117は、昇降ローラ台98および後述する鋳型テーブル120がその間を通過可能に構成されている。また、回動周壁113は図略のベアリングを介して回動支持軸116に支承され、図略の減速装置およびモータにより回動支持軸116に対して回動し、回動周壁113が回動することで、下部ターンテーブル106および上部ターンテーブル114は同期して回動する。そして夫々の支持腕115に係合された下鋳枠23または上鋳枠19を、枠セット・型抜きステーションfstと枠合せ・枠抜きステーションtstとの間で回転移動させる。
【0039】
下部ターンテーブル106と上部ターンテーブル114の間には、Y方向(X方向に直交する水平方向)に延在する一対の直交支持フレーム108が設けられ、直交支持フレーム108の内側には複数の搬送ローラ110が回動自在に支承されている。搬送ローラ110はマッチプレート21を搬入搬出する。直交支持フレーム108の上方には前述の上部ターンテーブル114の一端が枠セット・型抜き位置fspとして位置決めされる。なお、下鋳枠23が載置された昇降ローラ台98を上昇させることで、搬送ローラ110に載置されたマッチプレート21と上部ターンテーブル114の枠セット・型抜き位置fspに位置決めされた上鋳枠19とを重ね合わせて重合鋳枠20を形成する。これらの昇降ローラ台98、搬送ローラ110、下部ターンテーブル106および上部ターンテーブル114等により鋳枠重合装置が構成される。
【0040】
(枠合せ・枠抜きステーション)
枠合せ・枠抜きステーションtstは、鋳型MDを載置する鋳型テーブル120と鋳型テーブルを昇降可能に支持する昇降軸シリンダ119とを備えた鋳型合わせ装置118を備えている。鋳型テーブル120の上方には、下部ターンテーブル106の他端、および上部ターンテーブル114の他端が枠合せ・枠抜き位置tspとして位置決めされている。
【0041】
図1に示すように、鋳型合わせ装置118は、昇降軸シリンダ119を有し、昇降軸シリンダ119のピストン部は基台4に対して昇降可能にガイドされる。昇降軸シリンダ119は、図略のエアポンプに連通され、該エアポンプと昇降軸シリンダ119との間に設けられた図略の電磁弁の開閉によってその作動が制御される。昇降軸シリンダ119の上端には鋳型MDを載置する鋳型テーブル120が設けられている。上部ターンテーブル114の上方には図略のエアシリンダにより駆動する鋳型抜きヘッド122が天フレーム6に対して昇降可能にガイドされている。鋳型抜きヘッド122の下端部には押し抜きプレート124が設けられ、押し抜きプレート124は上鋳枠19の内周に嵌入可能に形成されている。
【0042】
枠合せ・枠抜きステーションtstの上方には、鋳物砂投入装置26およびスクイズ装置24に連結して、鋳物砂投入装置26を造型ステーションmstと枠セット・型抜きステーションfstとの間で移動させて位置決めさせ、スクイズ装置24を造型ステーションmstに位置決めさせるシャトルシリンダ86が設けられている。
上鋳枠19の上鋳枠台形状内壁面部19bに貼着された上鋳枠用台形状の内貼板19dの表面、マッチプレート21の上面21uおよび該上面21uに取付けられた上型用模型Maの表面により上鋳型MDa(
図8および
図16参照)を造型する造型空間UBSが形成され(
図2参照)、下鋳枠23の下鋳枠台形状内壁面部23bに貼着された下鋳枠用台形状の内貼板23dの表面、マッチプレート21の下面21dおよび該下面21dに取付けられた下型用模型Mbの表面により下鋳型MDbを造型する造型空間DBSが形成される(
図2参照)。
上鋳枠長方形状内壁面部19aに貼着された上鋳枠用長方形状の内貼板19cが囲う直方体の空間により上鋳枠19の開口空間UOSが形成され、下鋳枠長方形状内壁面部23aに貼着された下鋳枠用長方形状の内貼板23cが囲う直方体の空間により下鋳枠23の開口空間DOSが形成される。
【0043】
(作動)
次に、上記構成の無枠式造型鋳枠1を使用した作動について、図に基づいて以下に説明する。
本実施形態の無枠式造型鋳枠1を構成する上鋳枠19および下鋳枠23は、
図1において枠セット・型抜きステーションfstに配置されている第一上鋳枠191および第一下鋳枠231と、枠合わせ・枠抜きステーションtstに配置されている第二上鋳枠192および第二下鋳枠232との2セットが用意されている。これらの第一、第二上鋳枠191,192は、同じ種類の上鋳枠19であり、第一、第二下鋳枠231,232は、同じ種類の下鋳枠23である。これらの第一、第二上鋳枠191,192および第一、第二下鋳枠231,232は、交互に繰り返して造型に使用される。マッチプレート21は、複数のマッチプレート21が搬送ローラ110上に配置され、枠セット・型抜き位置fspに対応する位置に位置決めされたマッチプレート21が上鋳枠19および下鋳枠23と枠合わせされて造型に使用される。原則的に、予定の鋳型生産数が終了するまで同じマッチプレート21が使用される。
枠合わせ・枠抜きステーションtstに配置されている第二上鋳枠192および第二下鋳枠232は、先行して造型された上鋳型MDaおよび下鋳型MDbが夫々保持された状態で待機している。
【0044】
まず、枠セット・型抜きステーションfstにおいて、
図1に示すように、下より順に下部ターンテーブル106には第一下鋳枠231が係合されて枠セット・型抜き位置fspに配置され、搬送ローラ110にはマッチプレート21が配置され、上部ターンテーブル114には第一上鋳枠191が係合されて枠セット・型抜き位置fspに配置されている。これらの第一下鋳枠231、マッチプレート21および第一上鋳枠191は互いに嵌合可能に対向している。第一下鋳枠231のすぐ下方には昇降ローラ台98が配置され、第一上鋳枠191の上方には鋳物砂投入装置26(ホッパー74)が配置されている。鋳物砂投入装置26の砂計量部82には第一上鋳枠191に投入される鋳物砂MSが貯留されている。一方、水平シリンダ94のピストン部が前進されており、クランプ台車92は反転装置22のローラ部材36上に位置決めされている。
【0045】
次に、昇降支持シリンダ100を駆動させて、
図9に示すように、昇降ローラ台98を上昇させる。ローラ片104に第一下鋳枠231の下端が当接することで、第一下鋳枠231の下部ターンテーブル106に対する係合が解除され、第一下鋳枠231は昇降ローラ台98に載置されて上昇する。第一下鋳枠231が直交支持フレーム108の間を通るときに搬送ローラ110よりマッチプレート21が受承され第一下鋳枠231にマッチプレート21が重ね合わされる。
更に、昇降ローラ台98を上昇させ、昇降ローラ台98の上昇端においてマッチプレート21の上面が第一上鋳枠191の下端に当接することで、第一上鋳枠191と上部ターンテーブル114との係合が解除され、マッチプレート21に第一上鋳枠191を重ね合わせる。
このようにして、第一上鋳枠191、マッチプレート21および第一下鋳枠231を重ね合わせて重合鋳枠20(
図2参照)を形成する。そして、鋳物砂投入装置26のゲート板80が回動されて垂直位置に位置決めされ、砂計量部82に貯留されていた鋳物砂MSを自然落下させて第一上鋳枠191の内面とマッチプレート21の上面21uおよび上型用模型Maの表面が形成する造型空間UBSおよび開口空間UOSに充填させる。このときに、整列しているローラ部材36および整列ローラ部90にローラ片104を整列させる。そしてクランプ台車92のクランプ爪96を回動させることでその先端を第一下鋳枠231(重合鋳枠20)の被係止部に係止させる。
【0046】
次に、
図10に示すように、水平シリンダ94のピストン部を後退させる駆動により、第一下鋳枠231(重合鋳枠20)を枠セット・型抜きステーションfstにある昇降ローラ台98から造型ステーションmstにある反転装置22のローラ部材36上に移動させる。そして、クランプ爪96を解除方向に回動させることで第一下鋳枠231(重合鋳枠20)の被係止部への係止を解除する。
そして、エアシリンダ40を前進する方向に駆動させることで、砂押えプレート54を第一上鋳枠191(重合鋳枠20)の内周部に嵌入させて内部に充填された鋳物砂MSの上面に当接させる。このとき、上鋳枠支持部材50のロッド部材48の先端部は第一上鋳枠191の上端部に当接させる。このとき、ロッド部材48の先端テーパ部を第一上鋳枠191のテーパ穴に嵌入させる。エアシリンダ40には、砂押えプレート54が第一上鋳枠191の内周から外れない程度の軽い圧力が負荷されて維持される。第一上鋳枠191の上端部は上鋳枠支持部材50に当接し、第一下鋳枠231はローラ部材36に載置されているので、重合鋳枠20(第一上鋳枠191)、マッチプレート21および第一下鋳枠231は、造型位置mspにおいてエアシリンダ40の圧力で上下から挟持された状態となる。
また、並行してホッパー74のゲート板80が回動されて水平位置に位置決めされ、砂計量部82には第一下鋳枠231が構成する造型空間DBSおよび開口空間DOSに投入される量の鋳物砂MSが図略のコンベヤ装置により搬送されて貯留される。
【0047】
次に、
図11に示すように、反転装置22を回動軸32(
図1参照)を中心に上下反転させることで、重合鋳枠20の上下が反転する。第一下鋳枠231が構成する造型空間DBSが上部に位置決めされ、第一下鋳枠231の下端部(
図11においては上端部)が開口した状態となる。また、4本のガイドロッド44の下端部が、間隙を介して夫々規制部材55に対向した状態となる。
【0048】
次に、
図12に示すように、シャトルシリンダ86のピストン部を前進する方向に駆動させ、ホッパー74を枠セット・型抜きステーションfstから造型ステーションmstに移動させる。ホッパー74の下端開口を第一下鋳枠231の開口部に対向させる。
そして、ゲート板80を回動させて垂直位置に位置決めさせることで、鋳物砂MSを砂計量部82より自然落下させて第一下鋳枠231が構成する造型空間DBSおよび開口空間DOSに投入する。
【0049】
次に、
図13に示すように、シャトルシリンダ86を後退する方向に駆動させ、スクイズ装置24を造型ステーションmstに移動させ、スクイズプレート68を第一下鋳枠231に充填された鋳物砂MSに対向させる。その間に、ホッパー74のゲート板80を回動させて水平位置に位置決めする。
【0050】
次に、
図14に示すように、スクイズシリンダ62を前進する方向に駆動させ、スクイズプレート68を第一下鋳枠231の内周に嵌入させる。
【0051】
次に、
図15に示すように、スクイズプレート68を第一下鋳枠231内の鋳物砂MSに当接した状態で、更に降下させることで、第一下鋳枠231内の鋳物砂MSをスクイズする。
このとき、スクイズの圧力により、第一下鋳枠231内の鋳物砂MSが圧縮されるとともに鋳物砂MSと第一下鋳枠231の内面との摩擦によって重合鋳枠20を下方に移動させる力が働く。この下方への力によって重合鋳枠20は金属ばねの撥力に抗して下方に移動し、反転装置22の押えプレート42は上鋳枠支持部材50を介して下方に移動する力が働いて下方移動して、押えプレート42に突設されたガイドロッド44が規制部材55に当接する。
そして、下方に移動して当接した規制部材55によりガイドロッド44が反力を受け、その反力がガイドロッド44を介して押えプレート42に伝達される。押えプレート42には砂押えプレート54が固定されているので、第一上鋳枠191の鋳物砂MSに当接された砂押えプレート54は、重合鋳枠20の下方移動によって第一上鋳枠191の中にさらに嵌入(進入)して上鋳枠19内の鋳物砂MSをスクイズする。
このように、スクイズプレート68で第一下鋳枠231内部の鋳物砂MSをスクイズすることで、第一上鋳枠191内部の鋳物砂MSを同時にスクイズすることができる。このように、同時にスクイズすることで、マッチプレート21の一方の面だけに負荷される圧力が偏らず、マッチプレート21の変形・破損を防止することができる。
【0052】
次に、
図16に示すように、スクイズシリンダ62を後退する方向に駆動させることでスクイズプレート68を上昇させ、スクイズプレート68を下鋳枠23内周より離脱させる。このとき、重合鋳枠20はローラ部材36と上鋳枠支持部材50とにより上下から挟持された状態となる。
一方、枠合せ・枠抜きステーションtstにおいて、以下の工程が並行して行われる。昇降軸シリンダ119を前進する方向に駆動させることで、鋳型テーブル120を上昇させて下部ターンテーブル106より第二下鋳枠232を受承する。鋳型テーブル120は、第二下鋳枠232の内周に嵌入されて鋳型MDbの下面に当接する。更に第二下鋳枠232が載置された鋳型テーブル120を上昇させることで、上部ターンテーブル114に置かれた第二上鋳枠192に第二下鋳枠232を重ね合わせる。そして、鋳型抜きヘッド122の押し抜きプレート124を第二上鋳枠192内周に嵌入させ、上鋳型MDaと下鋳型MDbを合わせる鋳型合せをおこなう。
【0053】
次に、
図17に示すように、反転装置22を180度回転させることで、重合鋳枠20を上下反転させ、第一上鋳枠191を上方に、第一下鋳枠231を下方に位置決めする。そして、クランプ台車92のクランプ爪96を回動させることで、第一下鋳枠231の被係止部に先端を係止させる。同時に、整列ローラ部90、反転装置22のローラ部材36および昇降ローラ台98のローラ片104を整列させる。
一方、枠合せ・枠抜きステーションtstにおいて、以下の工程が並行して行われる。鋳型テーブル120を下降させて、上部ターンテーブル114に係合した第二上鋳枠192から上鋳型MDaを抜き出して枠抜きする。上鋳型MDa、第二下鋳枠232および下鋳型MDbが載置された鋳型テーブル120を更に降下させることで、下部ターンテーブル106の位置において、第二下鋳枠232から下鋳型MDbを抜きだし枠抜きして、上下の鋳型MDa、MDbが重ねられた鋳型MDを完成させる。そして、完成した鋳型MDを図略のコンベヤにより収納倉庫に搬出する。
【0054】
造型ステーションmstにおいては、第一上鋳枠191および第一下鋳枠231が構成する重合鋳枠20について、以下の工程が行われる。
水平シリンダ94を前進する方向に駆動させてクランプ台車92をローラ部材36に移動させることにより、重合鋳枠20を枠セット・型抜きステーションfstの枠セット・型抜き位置fspに移動させる。そのとき、第一上鋳枠191を対向する支持壁117の間に進入させる。そして、昇降ローラ台98を上昇端より下降させることで、第一上鋳枠191の被係合部を上部ターンテーブル114の支持壁117の係合突起に係合させ、上部ターンテーブル114に第一上鋳枠191を固定する。
【0055】
そして、
図18に示すように、マッチプレート21と第一下鋳枠231とが載置された昇降ローラ台98を更に下降することで、マッチプレート21を直交支持フレーム108の搬送ローラ110に受承させる。そして、第一下鋳枠231のみが載置された昇降ローラ台98が更に下降され、下部ターンテーブル106の係合部に第一下鋳枠231の被係合部を係合させる。
なお、搬送ローラ110に載置されたマッチプレート21は、予定される鋳型MDの生産数が終了するまで、続けて枠セット位置に置かれて繰り返し使用される。そして、予定される生産数の鋳型MDの生産が終了した場合、図略の収納庫に搬出され、搬送ローラ110の枠セット位置には新たな模型Mがセットされたマッチプレート21が搬入される。
【0056】
次に、
図19に示すように、下部ターンテーブル106および上部ターンテーブル114を水平方向に180度回転させ、第一上鋳枠191および第一下鋳枠231を枠合せ・枠抜きステーションtstに移動させ、枠合せ・枠抜き位置tspにそれぞれ位置決めする。第一上鋳枠191および第一下鋳枠231は、以下
図12~
図13における第二上鋳枠192および第二下鋳枠232と同様の工程を経て、鋳型MDが枠抜きされて型合せされた状態で搬出される。
【0057】
なお、
図17において鋳型MDが抜き出された第二上鋳枠192および第二下鋳枠232は、
図19に示すように、上部・下部ターンテーブル106,114の180度回転により枠セット・型抜きステーションfstに移動され、搬送ローラ110に載置されたマッチプレート21に重ね合わされて重合鋳枠20が形成される。以下同様な造型工程が繰り返される。
【0058】
(内貼板の交換)
内貼板19c,19d,23c,23dは、上鋳枠19および下鋳枠23に鋳物砂MSを投入した後にスクイズ装置24で行われるスクイズ時に(
図15参照)、内貼板19c,19d,23c,23dと鋳物砂MSとの間の高圧力による接触により磨耗する。
また、内貼板19c,19d,23c,23dは、枠合せ・枠抜きステーションtstで、上鋳型MDaおよび下鋳型MDbを型合せ後、同時に上鋳枠19および下鋳枠23から抜き出す作業において(
図16および
図17参照)、上鋳型MDaおよび下鋳型MDb表面の鋳物砂MSと内貼板19c,19d,23c,23dとが擦れて磨耗する。
交換作業を行なう作業者は、磨耗したいずれかの内貼板19c,19d,23c,23dのみを、ボルト195・ナット196による締結を解除して上鋳枠19または下鋳枠23から取り外し、対応する新たな内貼板19c,19d,23c,23dと交換して、ボルト195・ナット196で締結する。内貼板19c,19d,23c,23dは、均一な厚みの規格鋼板であるため、低単価の内貼板19c,19d,23c,23dを簡単に交換することができる。
【0059】
上記の説明で明らかなように、本実施形態の無枠式造型鋳枠1は、方形筒状に形成されマッチプレート21の上面21u(上型用模型定盤)に重ねられて上鋳型MDaを造型するための上鋳枠19と、方形筒状に形成されマッチプレート21の下面21d(下型用模型定盤)に重ねられて下鋳型MDbを造型するための下鋳枠23と、を備えた無枠式造型鋳枠1である。
上鋳枠19(191,192)は、直方体状の開口空間OS(UOS)を上鋳枠19の上端より所定幅で形成するための四つの上鋳枠長方形状内壁面部19aと、上鋳枠長方形状内壁面部19aに連続して設けられ下方に向って拡大する四角錐台形状の造型空間BS(UBS)を形成するための四つの上鋳枠台形状内壁面部19bとを、備えている。
下鋳枠23(231,232)は、上鋳枠19の下方に重ね合された状態において、下鋳枠23の上端より下方に向って拡大する四角錐台形状の造型空間BS(DBS)を形成するための四つの下鋳枠台形状内壁面部23bと、下鋳枠台形状内壁面部23bに連続し直方体状の開口空間OS(DOS)を下鋳枠23の下端まで形成するための四つの下鋳枠長方形状内壁面部23aとを、備えている。
各上鋳枠台形状内壁面部19bには、台形板状に形成され均一な厚みの上鋳枠用台形状の内貼板19dが、夫々着脱可能に貼着され、各下鋳枠台形状内壁面部23bには、台形板状に形成され均一な厚みの下鋳枠用台形状の内貼板23dが、夫々着脱可能に貼着され、上・下鋳枠用台形状の内貼板19d,23dによって形成される造型空間BS(UBS,DBS)の周方向の各隅部19d1,23d1は、隣接する内貼板19d,23d同士が夫々相互に隙間なく当接している。
【0060】
これによると、上・下鋳枠用台形状の内貼板19d,23dは、上・下鋳枠台形状内壁面部19b,23bの形状に対応した均一の厚みの板材である。これにより、使用による磨耗により取り替えることが必要となった内貼板19d,23dを、従来のようにテーパ状に加工する必要なく安価な製造コストで交換することができる。造型空間BS(UBS,DBS)の周方向の各隅部19d1,23d1は、鋳物砂MSが周方向に隣接する内貼板19d,23dの隙間に入り込むことがなく、鋳型MDa,MDbの表面にバリを生じさせず、表面の崩れを生じさせることもない。
【0061】
また、上鋳枠台形状内壁面部19bおよび下鋳枠台形状内壁面部23bの傾斜角度は、垂直面に対して3~5度であり、各内貼板19c,19d,23c,23dは、厚みが4~9mmであり、下鋳枠用台形状の内貼板23dは、マッチプレート21に接触する上端面23d5と、鋳物砂MSが接触する鋳型形成面23d3とは、直角に形成されている。
【0062】
これによると、
図7に示すように、マッチプレート21の下面21dと下鋳枠用台形状の内貼板23dの上端面23d5とが形成する隙間Tは、内貼板23dの板厚t、下鋳枠台形状内壁面部23bの垂直面に対する傾斜角度θとした場合、以下の近似式で表すことができる。
2πtθ/360=T・・・(式1)
そして、0.5mm以下の隙間Tであれば、鋳物砂MSが侵入しないことが、経験上知られている。そのため、隙間TについてT≦0.5mmが条件となる場合について、下鋳枠用台形状の内貼板23dの厚みtと、下鋳枠用台形状の内貼板23dの傾斜角度θとは、以下の条件で適用されるのが望ましい。
例えば、下鋳枠用台形状の内貼板23dに9mmの厚みのものを使用したとすると、式1より、下鋳枠台形状内壁面部23bの垂直面に対する傾斜角度θは、3.18°以下が望ましい。
例えば、下鋳枠台形状内壁面部23bの垂直面に対する傾斜角度θが5°とすると、式1より、下鋳枠用台形状の内貼板23dの厚みtは、5.73mm以下が望ましい。
【0063】
また、各台形状の内貼板19d,23dは、規格鋼板を上鋳枠台形状内壁面部19bの形状および下鋳枠台形状内壁面部23bの形状に対応する台形状に夫々切断加工したものである。
【0064】
これによると、内貼板19d,23dは、上鋳枠台形状内壁面部19bおよび下鋳枠台形状内壁面部23bの形状に合せて規格鋼板を台形状に切断加工するだけであるので、製造コストを削減することができる。
【0065】
また、造型空間BS(UBS,DBS)の周方向の隅部19d1,23d1は、各内貼板19d,23dの両側の端面のうち片方の端面19d4,23d4のみが、隣接する内貼板19d,23dの鋳型形成面19d3,23d3に当接している。
【0066】
これによると、内貼板19d,23dに寸法誤差(内貼板の長短)が生じていた場合でも、当接した片方の端面19d4,23d4の反対側の端末部(鋳型形成面19d3,23d3)では、当該内貼板19d,23dの鋳型形成面19d3,23d3に隣接する内貼板19d,23dの端面19d4,23d4が直角方向から当接さえすれば隣接する内貼板19d,23d間の隙間がなくなる。
これによって、内貼板19d,23dの寸法誤差を吸収して、隣接する内貼板19d,23d間において隙間のない隅部19d1,23d1を容易に形成することができる。
【0067】
また、上鋳枠19において隣接する上鋳枠台形状内壁面部19b間の各上鋳枠隅部19eには、上鋳枠用台形状の内貼板逃し溝19fdが上下方向に沿って設けられ、下鋳枠23において隣接する下鋳枠台形状内壁面部23b間の各下鋳枠隅部23eには、下鋳枠用台形状の内貼板逃し溝23fdが上下方向に沿って設けられている。
【0068】
これによると、内貼板19d,23dの設定寸法より大きくなる寸法誤差や組立誤差が生じた場合にも、上鋳枠用台形状の内貼板逃し溝19fdおよび下鋳枠用台形状の内貼板逃し溝23fdで誤差を吸収して、隣接する内貼板19d,23d間において隙間なく当接することができる。
【0069】
また、各上鋳枠長方形状内壁面部19aには、長方形板状に形成され均一な厚みの上鋳枠用長方形状の内貼板19cが、夫々着脱可能に貼着され、各下鋳枠長方形状内壁面部23aには、長方形板状に形成され均一な厚みの下鋳枠用長方形状の内貼板23cが、夫々着脱可能に貼着され、長方形状の内貼板19c,23cによって形成される開口空間UOS,DOSの周方向の各隅部19c1,23c1は、隣接する長方形状の内貼板19c,23c同士が、夫々相互に隙間なく当接している。
これによると、上・下鋳枠用長方形状の内貼板19c,23cは、上・下鋳枠長方形状内壁面部19a,23aの形状に対応した均一の厚みの板材である。これにより、使用による磨耗により取り替えることが必要となった内貼板19c,23cを、従来のようにテーパ状に加工する必要なく安価な製造コストで交換することができる。開口空間UOS,DOSの周方向の各隅部19c1,23c1は、鋳物砂MSが隣接する内貼板19c,23cの隙間に入り込むことがなく、潤滑にスクイズすることができる。
【0070】
各長方形状の内貼板19c,23cは、規格鋼板を上鋳枠長方形状内壁面部19aの形状および下鋳枠長方形状内壁面部23aの形状に対応する長方形状に夫々切断加工したものである。
これによると、長方形状の内貼板19c,23cは、上鋳枠長方形状内壁面部19aおよび下鋳枠長方形状内壁面部23aの形状に合せて規格鋼板を長方形に切断加工するだけであるので、製造コストを削減することができる。
【0071】
開口空間OS(UOS,DOS)の周方向の各隅部は、各長方形状の内貼板19c,23cの両側の端面のうち片方の端面19c4,23c4のみが、隣接する長方形状の内貼板19c,23cの鋳型形成面19c3,23c3に当接している。
これによると、内貼板19c,23cに寸法誤差(内貼板の長短)が生じていた場合でも、当接した片方の端面19c4,23c4の反対側の端末部(鋳型形成面19c3,23c3)では、当該内貼板19c,23cの鋳型形成面19c3,23c3に隣接する内貼板19c,23cの端面19c4,23c4が直角方向から当接さえすれば隣接する内貼板19c,23c間の隙間がなくなる。
これによって、内貼板19c,23cの寸法誤差を吸収して、隣接する内貼板19c,23c間において隙間のない隅部19c1,23c1を容易に形成することができる。
【0072】
上鋳枠19において隣接する上鋳枠長方形状内壁面部19a間の上鋳枠隅部19eには、上鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝19fcが上下方向に沿って設けられ、下鋳枠23において隣接する下鋳枠長方形状内壁面部23a間の各下鋳枠隅部23eには、下鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝23fcが上下方向に沿って設けられている。
これによると、長方形状の内貼板19c,23cの設定寸法より大きくなる寸法誤差や組立誤差が生じた場合にも、上鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝19fcおよび下鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝23fcで誤差を吸収して、隣接する長方形状の内貼板19c,23c間において隙間なく当接することができる。
【0073】
また、上鋳枠19には、マッチプレート21の上面21u(上型用模型定盤)に重ねられる合わせ面側に薄板状の上鋳枠端面板19gが係脱可能に設けられ、下鋳枠23には、マッチプレート21の下面21d(下型用模型定盤)に重ねられる合わせ面側に薄板状の下鋳枠端面板23gが係脱可能に設けられている。
これによると、上鋳枠19および下鋳枠23の合わせ面側に生じる磨耗を、簡単な形状の上鋳枠端面板19gおよび下鋳枠端面板23gにより防止することができ、磨耗が生じた場合には、磨耗した上鋳枠端面板19gまたは下鋳枠端面板23gを交換して、磨耗前の状態に容易に復帰させることができる。
【0074】
なお、上記実施形態においては、内貼板19c,19d,23c,23dの貼着を皿頭ボルト195で行ったが、これに限定されず、例えば平頭ボルトでもよく、平頭のねじ部材でもよい。また、リベットのようにリベット自体を破壊することで交換が容易な取付け部材で内貼板を貼着してもよい。
また、上鋳枠長方形状内壁面部19aに上鋳枠用長方形状の内貼板19cを貼着し、上鋳枠台形状内壁面部19bに上鋳枠用台形状の内貼板19dを貼着し、下鋳枠台形状内壁面部23bに下鋳枠用台形状の内貼板23dを貼着し、下鋳枠長方形状内壁面部23aに下鋳枠用長方形状の内貼板23cを貼着するものとしたが、これに限定されない。例えば、上鋳枠台形状内壁面部19bと下鋳枠台形状内壁面部23bとにのみ、夫々台形状の内貼板19d,23dを貼着するものでもよい。
【0075】
また、圧縮空気を使って鋳枠内に鋳物砂MSを投入する造型装置において、
図20に示すように、造型鋳枠319に圧縮空気を排出するためのベントプラグ320を内貼板319c,319dに設け、ベントホール319c2,319d2を造型鋳枠本体319mに設けてもよい。この場合においても、内貼板319c,319dは、均一な厚みの板材であるので、内貼板319c,319dが磨耗した場合に、加工手間をかけることなく安価な製造コストの新たな内貼板319c,319dに交換することができる。
また、上鋳枠端面板19gおよび下鋳枠端面板23gは、夫々四枚の短冊状薄板を組み合わせて方形枠状に配置したものとしたが、これに限定されず、例えば一体の方形枠状の薄板でもよい。
【0076】
また、上記実施形態では、マッチプレート21の上面21uに重ねられて上鋳型MDaを造型する上鋳枠19と、マッチプレート21の下面21dに重ねられて下鋳型MDbを造型する下鋳枠23とを備えた無枠式造型鋳枠1としたが、これに限定されない。
例えば、
図21および
図22に示すように、上下逆さに配置した下鋳枠23と上鋳枠19とを、スクイズテーブル228上で横に並べた下型用模型定盤221d(パターンプレート)と上型用模型定盤221u(パターンプレート)との上に夫々配し、下鋳枠23および上鋳枠19のスクイズを同時に行う無枠式鋳枠にも使用することができる。この鋳型造型装置222において、シャトルシリンダ86により、鋳物砂投入装置26とスクイズ装置24とがスライドして入れ替わるように構成されている。ターンテーブル230上には、二組の上下鋳枠19,23がセットされ、交互に繰り返し使用される。これらの上鋳枠19と下鋳枠23とは、鋳物砂投入装置26で鋳物砂MSを投入後、横に並べられた位置でスクイズ装置24により同時にスクイズされる。そして、夫々模型定盤221d,221uが取り外された後、ターンテーブル230で移送され別工程で下鋳枠23を上下反転させ、反転させた下鋳枠23に上鋳枠19を重ね合わせる。そして、下鋳枠23が上鋳枠19の下方に重ね合わされた状態で枠抜きされ、いずれも図略の上鋳型と下鋳型とが重ね合わされた鋳型が完成する。
【0077】
以下の事項を開示する。
(1)
方形筒状に形成され上型用模型定盤に重ねられて上鋳型を造型するための上鋳枠と、方形筒状に形成され下型用模型定盤に重ねられて下鋳型を造型するための下鋳枠と、を備えた無枠式造型鋳枠であって、
前記上鋳枠は、直方体状の開口空間を前記上鋳枠の上端より所定幅で形成するための四つの上鋳枠長方形状内壁面部と、前記上鋳枠長方形状内壁面部に連続して設けられ下方に向って拡大する四角錐台形状の造型空間を形成するための四つの上鋳枠台形状内壁面部とを、備え、
前記下鋳枠は、前記上鋳枠の下方に重ね合わされた状態において、前記下鋳枠の上端より下方に向って拡大する四角錐台形状の造型空間を形成するための四つの下鋳枠台形状内壁面部と、前記下鋳枠台形状内壁面部に連続し直方体状の開口空間を前記下鋳枠の下端まで形成するための四つの下鋳枠長方形状内壁面部とを、備え、
前記各上鋳枠台形状内壁面部には、台形板状に形成され均一な厚みの上鋳枠用台形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、
前記各下鋳枠台形状内壁面部には、台形板状に形成され均一な厚みの下鋳枠用台形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、
前記各台形状の内貼板は、規格鋼板を前記上鋳枠台形状内壁面部の形状および前記下鋳枠台形状内壁面部の形状に対応する台形状に夫々切断加工したものであり、
前記上・下鋳枠用台形状の内貼板によって形成される前記造型空間の周方向の各隅部は、隣接する前記内貼板同士が夫々相互に隙間なく当接している無枠式造型鋳枠。
(2)
前記上鋳枠台形状内壁面部および前記下鋳枠台形状内壁面部の傾斜角度は、垂直面に対して3~5度であり、
前記各内貼板は、厚みが4~9mmであり、
前記下鋳枠用台形状の内貼板は、前記下型用模型定盤に接触する端面と、鋳物砂が接触する鋳型形成面とは、直角に形成されている(1)に記載の無枠式造型鋳枠。
(3)
前記造型空間の周方向の前記各隅部は、前記各台形状の内貼板の両側の端面のうち片方の端面のみが、隣接する前記台形状の内貼板の鋳型形成面に当接している(1)または(2)に記載の無枠式造型鋳枠。
(4)
前記上鋳枠において隣接する上鋳枠台形状内壁面部間の上鋳枠隅部には、上鋳枠用台形状の内貼板逃し溝が上下方向に沿って設けられ、
前記下鋳枠において隣接する下鋳枠台形状内壁面部間の各下鋳枠隅部には、下鋳枠用台形状の内貼板逃し溝が上下方向に沿って設けられている(3)に記載の無枠式造型鋳枠。
(5)
前記各上鋳枠長方形状内壁面部には、長方形板状に形成され均一な厚みの上鋳枠用長方形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、
前記各下鋳枠長方形状内壁面部には、長方形板状に形成され均一な厚みの下鋳枠用長方形状の内貼板が、夫々着脱可能に貼着され、
前記長方形板状の内貼板によって形成される前記開口空間の周方向の各隅部は、隣接する前記長方形板状の内貼板同士が、夫々相互に隙間なく当接している(1)ないし(4)のいずれか1項に記載の無枠式造型鋳枠。
(6)
前記各長方形状の内貼板は、規格鋼板を前記上鋳枠長方形状内壁面部の形状および前記下鋳枠長方形状内壁面部の形状に対応する長方形状に夫々切断加工したものである(5)に記載の無枠式造型鋳枠。
(7)
前記開口空間の周方向の各隅部は、前記各長方形状の内貼板の両側の端面のうち片方の端面のみが、隣接する前記長方形状の内貼板の鋳型形成面に当接している(5)または(6)に記載の無枠式造型鋳枠。
(8)
前記上鋳枠において隣接する上鋳枠長方形状内壁面部間の上鋳枠隅部には、上鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝が上下方向に沿って設けられ、
前記下鋳枠において隣接する下鋳枠長方形状内壁面部間の各下鋳枠隅部には、下鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝が上下方向に沿って設けられている(7)に記載の無枠式造型鋳枠。
(9)
前記上鋳枠には、前記上型用模型定盤に重ねられる合わせ面側に薄板状の上鋳枠端面板が係脱可能に設けられ、
前記下鋳枠には、前記下型用模型定盤に重ねられる合わせ面側に薄板状の下鋳枠端面板が係脱可能に設けられている(1)ないし(8)のいずれか1項に記載の無枠式造型鋳枠。
【符号の説明】
【0078】
1…無枠式造型鋳枠、2…鋳型造型装置、4…基台、19…上鋳枠、19a…上鋳枠長方形状内壁面部、19b…上鋳枠台形状内壁面部、19c…上鋳枠用長方形状の内貼板、19c1…隅部、19c3…鋳型形成面、19c4…端面、19d…上鋳枠用台形状の内貼板、19d1…隅部、19d3…鋳型形成面、19d4…端面、19e…上鋳枠隅部、19fc…上鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝、19fd…上鋳枠用台形状の内貼板逃し溝、19g…上鋳枠端面板、191…第一上鋳枠、192…第二上鋳枠、20…重合鋳枠、21d…マッチプレートの下面(下型用模型定盤)、21u…マッチプレートの上面(上型用模型定盤)、22…反転装置、221d…下型用模型定盤、221u…上型用模型定盤、23…下鋳枠、23a…下鋳枠長方形状内壁面部、23b…下鋳枠台形状内壁面部、23c…下鋳枠用長方形状の内貼板、23c1…隅部、23c3…鋳型形成面、23c4…端面、23d…下鋳枠用台形状の内貼板、23d1…隅部、23d3…鋳型形成面、23d4…端面、23e…下鋳枠隅部、23fc…下鋳枠用長方形状の内貼板逃し溝、23fd…下鋳枠用台形状の内貼板逃し溝、23g…下鋳枠端面板、231…第一下鋳枠、232…第二下鋳枠、26…鋳物砂投入装置、28…鋳枠横移動装置、32…回動装置(回動軸)、Ma…上型用模型、Mb…下型用模型、MD…鋳型、MDa…上鋳型、MDb…下鋳型、MS…鋳物砂、mst…造型ステーション、fst…枠セット・型抜きステーション、tst…枠合せ・枠抜きステーション、BS(UBS・DBS)…造型空間、OS(UOS・DOS)…開口空間。