減圧造型用鋳枠
【課題】構成を簡素化でき、減圧鋳型造型鋳造ラインのさらなる低コスト化やさらに多品種への対応を可能とする減圧造型用鋳枠を提供する。
【解決手段】上下面が開口され且つ周囲に通気路１１が形成された枠体１２と、該枠体の一つの側面内壁のみを介して、上記通気路に連通される抜気パイプ１３と、上記枠体の側面内壁に設けられるとともに上記通気路に貫通されて設けられる多数の通気孔を覆うフィルタ部材２４と、上記枠体に設けられ、上記通気路に外部の吸引装置を接続するための吸引弁とを備える。
【解決手段】上下面が開口され且つ周囲に通気路１１が形成された枠体１２と、該枠体の一つの側面内壁のみを介して、上記通気路に連通される抜気パイプ１３と、上記枠体の側面内壁に設けられるとともに上記通気路に貫通されて設けられる多数の通気孔を覆うフィルタ部材２４と、上記枠体に設けられ、上記通気路に外部の吸引装置を接続するための吸引弁とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧造型法を用いた減圧鋳型造型鋳造ラインで用いられる減圧造型用鋳枠に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧造型法を用いた減圧鋳型造型鋳造ラインは、生型鋳型造型鋳造ラインに比べて大型の鋳物への適用が可能であるという点で有利である。さらに、減圧鋳型造型鋳造ラインは、粘結剤を用いる自硬性プロセスに対して廃棄物や有害ガスが発生しないという点で有利である。このように、減圧鋳型造型鋳造ラインは、環境にやさしく大型の鋳物にも適用できるものである。このような減圧鋳型造型鋳造ラインにおいて、低いイニシャルコストで多品種に対応できるラインが求められている。そして、このようなラインで用いられるのに適した減圧造型用鋳枠が求められている。従来より、減圧造型用鋳枠として例えば特許文献１に記載のものが知られているが、さらに構成を簡素化して、低コスト化やさらに多品種へ対応することを実現できる減圧造型用鋳枠が望まれている。また、鋳物のサイズが非常に大きく鋳枠全体の大部分を占める場合等の注湯量が非常に大きい場合に、鋳枠と抜気パイプの熱膨張量に差が生じた影響で抜気パイプの取り付け部分に不具合が発生する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２３０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、構成を簡素化でき、減圧鋳型造型鋳造ラインのさらなる低コスト化やさらに多品種への対応を可能とする減圧造型用鋳枠を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る減圧造型用鋳枠は、上下面が開口され且つ周囲に通気路が形成された枠体と、該枠体の一つの側面内壁のみを介して、上記通気路に連通される抜気パイプと、上記枠体の側面内壁に設けられるとともに上記通気路に貫通されて設けられる多数の通気孔を覆うフィルタ部材と、上記枠体に設けられ、上記通気路に外部の吸引装置を接続するための吸引弁とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、抜気パイプが枠体の一つの側面内壁のみを介して通気路に連通される構成により、構成を簡素化でき、減圧鋳型造型鋳造ラインのさらなる低コスト化やさらに多品種への対応を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の正面図である。
【図２】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の背面図である。
【図３】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の左側面図である。
【図４】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の右側面図である。
【図５】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の平面図である。
【図６】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の底面図である。
【図７】図５に示す減圧造型用鋳枠のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図５に示す減圧造型用鋳枠のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の変形例として、下側枠体に抜気パイプを設けた例を示す断面図である。
【図１０】本発明が適用された減圧造型用鋳枠を用いて好適な半自動減圧造型鋳造ラインのレイアウト概略を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した減圧造型用鋳枠について、図面を参照して説明する。図１〜図６は、それぞれ本発明を適用した減圧造型用鋳枠１の正面図、背面図、左側面図、右側面図、平面図及び底面図を示している。また、図７は、図５に示すＡ−Ａ断面を示す断面図である。図８は、図５に示すＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【０００９】
本発明を適用した減圧造型用鋳枠１は、図１〜図４に示すように、上鋳枠１０と下鋳枠２０とからなる。ここで、上鋳枠１０及び下鋳枠２０を一体化した状態に特徴があるのはもちろんのこと、以下で説明するように上鋳枠１０のみにも特徴がある。
【００１０】
上鋳枠１０は、図５〜図８に示すように、上下面が開口され且つ周囲に通気路１１が形成された上側枠体１２と、この上側枠体１２に設けられ通気路１１に連通される抜気パイプ１３と、この上側枠体１２に設けられるフィルタ部材１４とを備える。また、上鋳枠１０には、上側枠体１２の外面に設けられ、通気路１１に外部の吸引装置を接続するための吸引弁として、自動弁１５が複数設けられている。
【００１１】
抜気パイプ１３は、上鋳枠１０内に充填された耐熱性粒子としての砂を均等な圧力で負圧固化するものである。抜気パイプ１３は、一例として、多孔パイプの周囲に金網等のフィルタが巻き回されてなる。ここで、多孔質の焼結金属からなる抜気パイプを用いてもよい。
【００１２】
また、抜気パイプ１３は、従来のような対向する側面内壁の両方に接続されて架け渡される形式ではなく、一つの側面内壁のみに接続される形式とされる。具体的には、抜気パイプ１３は、上側枠体１２の一つの側面内壁１２ａのみを介して、通気路１１に連通されている。すなわち、抜気パイプ１３は、その一端外周にネジ部１３ａが形成されこのネジ部１３ａが例えば側面内壁１２ａに埋め込まれたソケット部１２ｅにねじ込み取り付けられることにより上側枠体１２に取り付けられている。それとともに、抜気パイプ１３は、他端が閉塞部１３ｂにより閉塞されている。この抜気パイプ１３は、他端付近で枠体からの支持部１７により支持されている。
【００１３】
このように、かかる抜気パイプ１３は、一端側のみ固定とされ、他端側は、高さ方向に支持されるのみであり軸方向には移動可能とされているため、鋳物のサイズが大きく注湯の量が多い場合に、抜気パイプ１３と上側枠体１２との膨張量に差ができたときにも、抜気パイプ１３の取り付け部に大きな力が加わることもなく、当該部分に不具合が生じることもない。
【００１４】
フィルタ部材１４は、上側枠体１２の側面内壁に穿設された多数の貫通孔からなる通気孔を覆うように形成されている。この通気孔及びフィルタ部材１４は、４つの側面内壁１２ａ〜１２ｄに設けられている。
【００１５】
支持部１７は、抜気パイプ１３の数や配置に応じて一又は複数設けられる。この上鋳枠１０では、抜気パイプ１３が複数本であるため、支持部１７も２つ以上設けられている。ここで、支持部１７は、上述した抜気パイプ１３の考え方と同様に対向する側面内壁に接続されて掛け渡される形式ではなく、一端が枠体の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁に接合されるとともに、他端が該側面内壁に隣接する側面内壁に接合された部材により支持されている。
【００１６】
具体的に、支持部１７は、それぞれ一端が枠体の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁１２ｂ，１２ｄに接合される支持部材１７ａ，１７ｂを有する。支持部材１７ａ，１７ｂは、例えば四角形棒等の型鋼からなる。支持部材１７ａは、一端が側面内壁１２ｂに溶接等で接合され、他端がこの側面内壁１２ｂに隣接する側面内壁１２ｃに接合された保持部材１７ｃにより支持されている。一方、支持部材１７ｂは、一端が側面内壁１２ｄに溶接等で接合され、他端がこの側面内壁１２ｄに隣接する側面内壁１２ｃに接合された保持部材１７ｄにより支持されている。保持部材１７ｃ，１７ｄは、例えば適切な厚みの板材からなり、側面内壁１２ｃや支持部材１７ａ，１７ｂに対して、溶接等により接合されている。
【００１７】
このような支持部材１７ａ，１７ｂや保持部材１７ｃ，１７ｄにより構成される支持部材１７は、一端側のみ固定とされ、他端側は、ある程度支持部材１７ａ，１７ｂの長手方向に移動可能な構造であることから、鋳物のサイズが大きく注湯の量が多い場合に、支持部材１７ａ，１７ｂと上側枠体１２との膨張量に差ができたときにも、支持部１７や上側枠体１２が損傷してしまうことを防止できる。かかる支持部１７は、抜気パイプ１３に不具合が生じることをも防止できる。
【００１８】
自動弁１５は、上側枠体１２の外面に吸引弁としてそれぞれ、複数設けられている。尚、この自動弁１５に変えて又はこの自動弁１５に加えて一又は複数の手動弁を設けるように構成しても良い。すなわち、本発明を適用する減圧造型用鋳枠は、少なくとも自動弁又は手動弁のいずれかを設けるように構成すればよく、自動弁及び手動弁の両方を設けるように構成してもよい。自動弁１５及び／又は手動弁が少なくとも一つ設けられている構成により、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインに用いられるのに適したものとなり、多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。上側枠体１２において、自動弁１５及び手動弁をそれぞれ複数設けるように構成した場合には、さらに多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。
【００１９】
下鋳枠２０は、上述の上鋳枠１０の下方側に一体可能に構成されている。すなわち、上述の上鋳枠１０と以下で説明する下鋳枠２０は、側面部に設けられた結合部材により一体とされて造型鋳枠として機能する。具体的には、例えば、上鋳枠１０の上側枠体１２の側面に設けられたハッカークランプ４が、下鋳枠２０の下側枠体の側面に設けられたクランプピン５に係合することで、上鋳枠１０及び下鋳枠２０が一体とされる。分離する際は、このハッカークランプ４のクランプピン５への係合を解除すればよい。
【００２０】
この下鋳枠２０は、上下面が開口され且つ周囲に通気路２１が形成された下側枠体２２と、この下側枠体２２に設けられるフィルタ部材２４とを備える。また、下鋳枠２０は、下側枠体２２の外面に設けられ、通気路２１に外部の吸引装置を接続するための吸引弁として、自動弁２５や手動弁２６が複数設けられている。
【００２１】
フィルタ部材２４は、下側枠体２２の側面内壁に穿設された多数の貫通孔からなる通気孔を覆うように形成されている。この通気孔及びフィルタ部材２４は、４つの側面内壁に設けられている。また、下側枠体２２用のフィルタ部材２４は、下側枠体２２の下端部まで形成されている。より詳しくは、フィルタ部材２４は、下側枠体２２の上端部から所定の距離を有した位置から下端部までの高さ方向の全部にわたって形成されている。この所定の距離は、上側枠体１２、下側枠体２２の合わせ面である見切り面付近には、冷却用のエアチャンバ２８を設けることとなるため、チャンバ形成部分の距離を示すものである。すなわち、ここでは、フィルタ部材２４が通気路２１の高さ方向の全面に形成され、抜気パイプを設けない構成の鋳枠の中では、もっとも吸引機能を高める構成であることを意味している。換言すると、下側枠体２２では、上述の上側枠体１２と異なり、抜気パイプを設けない構成とされている。その理由は、この下側枠体２２は、より重量の重い鋳物を形成するのに適した構成であり、この下側枠体２２を用いた減圧造型用鋳枠は、型バラシの際に落下する鋳物が原因で抜気パイプが損傷されることを防止でき、若しくは、型バラシの際に抜気パイプ上に載せられた鋳物を取り出すことを要せずそのまま落下させることで鋳物を簡単に取り出すことを実現できる。
【００２２】
自動弁２５や手動弁２６は、下側枠体２２の外面に吸引弁として、設けられている。自動弁２５及び手動弁２６が少なくとも一つ設けられている構成により、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインに用いられるのに適したものとなり、多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。さらに、この下側枠体２２では、自動弁２５及び手動弁２６がそれぞれ複数設けられるように構成してもよく、その場合には、さらに多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。尚、ここでは、自動弁２５及び手動弁２６の両方を設けるものとして減圧造型用鋳枠１の下側枠体２２を構成するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、少なくとも自動弁２５又は手動弁２６のいずれかを設けるように構成すればよい。
【００２３】
また、ここで説明した下側枠体２２及び上述した上側枠体１２には、上鋳枠１０及び下鋳枠２０が合わさる面である見切り面付近にエアチャンバ１８，２８が設けられている。そして、このエアチャンバ１８，２８には、外気が直接金枠とフィルムが接する面に流れ込むので金枠の昇温を抑え、フィルムの溶着を防止することができる。注湯量が非常に大きい場合等であって、それ以上の空冷が必要なときには圧縮空気が吹きかけられる構成とすることができ、金枠とフィルムが接する面を一辺とするエアチャンバ１８，２８へ圧縮空気を吹き込み空冷することによって金枠の昇温を抑え、フィルムの溶着を防止することができる。また、上側枠体１２及び下側枠体２２には、反転用のブッシュ１９，２９や、位置合わせ部材６，７が設けられている。
【００２４】
以上のような上鋳枠１０及び下鋳枠２０からなる減圧造型用鋳枠１を用いて鋳造する場合は、通気孔を備えた模型板の表面に合成樹脂フィルムからなる遮蔽部材を吸引密着し、次に模型板上に上鋳枠１０又は下鋳枠２０を載置固定し、この鋳枠内に耐熱性粒子状物（砂）を緊密に充填するとともに、この鋳枠の上面を合成樹脂フィルムからなる蓋部材で覆い、ついでこの鋳枠内をフィルタ部材１４，２４に覆われた内壁面の貫通孔と抜気パイプ１３を介して抜気し、耐熱性粒子状物（砂）を均等に負圧固化して鋳型を造型する。その後、模型板を鋳枠から取り外すと、遮蔽部材が鋳型側に保持されるとともに、この遮蔽部材側に造型面が形成される。そして、このように造型した上鋳枠１０及び下鋳枠２０を上下に対向配置してその造型面にキャビティを形成し、このキャビティ内に溶融金属を注湯して所望の製品を鋳造する。
【００２５】
以上のように本発明を適用した減圧造型用鋳枠１は、上側枠体１２と、この上側枠体１２の一つの側面内壁１２ａのみを介して通気路１１に連通される抜気パイプ１３と、フィルタ部材１４と、吸引弁として少なくとも自動弁１５を備える構成により、構成を簡素化して、この減圧造型用鋳枠自体やこれを用いた減圧鋳型造型鋳造ラインのさらなる低コスト化やさらに多品種への対応を実現できる。すなわち、この減圧造型用鋳枠１は、抜気パイプ１３が一つの側面内壁１２ａのみを介して通気路１１に連通されているため、従来の対向する側面内壁に掛け渡される形式に対して、取り付けが容易であり、またメンテナンスも容易である。また、上述したように、上側枠体１２と抜気パイプ１３との間に熱膨張差が生じても抜気パイプ１３の片側が伸び方向にはフリーのため損傷されることがないため、鋳物サイズが大きく注湯の量が多いような場合にも対応でき、損傷防止の効果とともにさらに多品種への対応が可能となる。
【００２６】
また、減圧造型用鋳枠１は、抜気パイプ１３は、その一端外周にネジ部１３ａが形成され該ネジ部により上側枠体１２に取り付けられるとともに、他端が閉塞部１３ｂとされており、該他端付近で上側枠体１２からの支持部１７により支持されている点にも特徴を有し、かかる構成により上述したように、構成を簡素化して、低コスト化や多品種への対応を実現できる。
【００２７】
さらに、減圧造型用鋳枠１は、支持部１７を構成する支持部材１７ａ，１７ｂが、それぞれその一端が上側枠体１２の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁１２ｂ、１２ｄに接合されるとともに、他端が該側面内壁１２ｂ，１２ｄに隣接する側面内壁１２ｃに接合された部材により支持されている点にも特徴を有し、かかる構成により上側枠体１２と支持部１７との間に熱膨張差が生じても支持部材１７ａ，１７ｂの長手方向の伸びに保持部材１７ｃ，１７ｄが対向できる構成であることから、支持部１７や上側枠体１２の損傷を防止するとともに、鋳物サイズが大きく注湯の量が多い場合にも対応でき、上述したように、構成を簡素化して、低コスト化や多品種への対応を実現できる。
【００２８】
また、減圧造型用鋳枠１は、上述した上側枠体１２の下方側に一体可能とされた下側枠体２２と、フィルタ部材２４と、吸引弁として自動弁２５や手動弁２６を備える構成により、下側枠体２２用のフィルタ部材２４が、下側枠体２２の下端部まで形成されている構成により、すなわち、下側枠体に抜気パイプを設けない構成により、構成を簡素化して低コスト化を実現するとともに、重量の重い鋳物に適した構成とすることができ、多品種への対応を実現できる。
【００２９】
また、減圧造型用鋳枠１は、吸引弁として自動弁１５，２５及び手動弁２６を備えることで、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインに用いられるのに適したものとなり、多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。
【００３０】
尚、上述した減圧造型用鋳枠１では、下側枠体２２に抜気パイプを設けないように構成したがこれに限られるものではなく、図９に示すように、下側枠体３２の通気路３１に連通される下側枠体３２用の抜気パイプ３３を設けるように構成してもよい。この場合、下側枠体用の抜気パイプについても上述した抜気パイプ１３と同様に、一つの側面内壁のみに接続される形式とされる。また、この抜気パイプ３３を支持する支持部も上述した支持部１７と同様に、一又は複数設けられ、それぞれの一端が下側枠体の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁に接合されるとともに、他端が該側面内壁に隣接する側面内壁に接合された補助部材により支持される構成とされている。ここで、図９は、上述した図７に対応する部分を示す断面図である。また、図９に示すように、この下側枠体３２には、型バラシの際に下側枠体用の抜気パイプ３３を保護するための、保護部材４０が設けられるように構成してもよい。この保護部材４０は、例えば型鋼を組み合わせて桟として形成される。尚、図９に示す減圧造型用鋳枠１’では、下鋳枠３０の下側枠体３２に抜気パイプ３３を設けるためフィルタ部材３４が設けられる高さ方向の範囲が狭くなるとともに、下側枠体３２に抜気パイプ３３とこれを支持する支持部材が設けられたことを除いて図１〜図８で説明した減圧造型用鋳枠１と同様であるので、共通部分の詳細な説明は省略する。
【００３１】
かかる下側枠体３２を有する減圧造型用鋳枠１’では、枠と抜気パイプ３３とに熱膨張差が生じても抜気パイプ３３の片側が伸び方向にはフリーのため損傷されることがないため、鋳物サイズが大きく注湯の量が多いような場合にも対応でき、損傷防止の効果とともにさらに多品種への対応が可能となる。また、減圧造型用鋳枠１’は、保護部材により抜気パイプ３３の損傷を防止することができる。
【００３２】
次に、上述した減圧造型用鋳枠１及び減圧造型用鋳枠１’を用いた半自動減圧鋳型造型鋳造ラインの一例について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明を適用した半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬの概要を示す図である。図１０に示すように、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬは、真空ポンプユニット１０１と、砂供給装置１０２と、造型装置１０３と、上下鋳枠配置設備１０４と、注湯装置１０５と、バラシ装置１１４と、砂処理装置１０６とを有している。
【００３３】
ここで、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬとは、造型、注湯、バラシ、製品取り出しの一部を作業者が行なう造型鋳造ラインをいう。真空ポンプユニット１０１とは、減圧鋳型を造型する際の減圧を確保するための真空ポンプとその周辺装置をいう。この真空ポンプは、造型装置１０３から防音隔離されている。砂供給装置１０２とは、上下鋳枠に砂を供給する装置をいう。造型装置１０３とは、フィルム成形、塗型、枠セット、砂入れ充填及び抜型をなす装置をいう。また、注湯装置１０５は、取鍋を通常用いる。砂処理装置１０６とは、砂から鉄片などを除去すると共に砂を冷却する装置である。
【００３４】
フィルム成形とは、減圧鋳型造型に用いるフィルムを加熱軟化させて模型表面に密着成形させることをいう。塗型とは、砂型の表面に塗布することで鋳型の表面を改良する材料をいう。枠セットとは、上鋳枠又は下鋳枠を模型箱の上に載せることをいう。ここで、セットされる上鋳枠及び下鋳枠として、上述の上鋳枠１０、下鋳枠２０，３０が対応する。抜型とは、模型から半割の砂を内蔵した（鋳型内蔵の）上鋳枠又は下鋳枠を抜き上げ分離することをいう。
【００３５】
造型装置１０３は、砂供給装置１０２に連結され、ターンテーブル１０７上に模型箱１０８を配置して真空ポンプユニット１０１に連通させた状態にして模型箱１０８をフィルム成形、塗型剤塗布、塗型乾燥、枠セット、砂入れ充填、及び抜型の各位置に順次循環移動可能に構成されている。例えば造型装置１０３において、ターンテーブル１０７上に配置された模型箱１０８に配管１１０およびホース１１１を介して真空ポンプユニット１０１に連通させた状態として、この模型箱１０８をフィルム成形、塗型剤塗布、塗型乾燥、枠セット及び抜型を行う位置Ｂと、砂入れ充填を行う位置Ｃとの各位置に順次循環移動可能になっている。
【００３６】
また、図１０中に示す造型ステーションＡは、造型をなす位置であり、例えば造型装置１０３を備えた造型ステーションＡではフィルム成形、塗型、枠セット、砂入れ充填及び抜型の作業が自動的に又は作業者により行われる。また、図１０中に示す鋳枠合わせステーションＤは、造型ステーションにおいて造型された鋳型内蔵の上下鋳枠を合わせる位置である。さらに、図１０中に示す注湯ステーションＥは、鋳型内蔵の上下鋳枠に注湯装置によって注湯を行なう位置であり、例えばこの注湯ステーションＥに配置され、重ね合わされた上下鋳枠Ｗ（上述の上鋳枠１０及び下鋳枠２０に相当）に、取鍋に保持された溶湯を、取鍋を傾けることによって注湯を行う。また、図１０中に示すＦは、バラシステーションを示す。
【００３７】
次に、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬにおける動作について説明する。この半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬにおいて、真空ポンプユニット１０１が作動されている。造型装置１０３では、模型箱１０８が、模型を取付けた模型板の下部に中空室を画成し、この中空室と模型板表面を細孔により連通された状態とされている。また、模型箱１０８の中空室と上下鋳枠Ｗの中空室（上述の通気路１１，２１，３１等）には、配管１１０及びホース１１１を介して真空ポンプユニット１０１が接続され、吸引が行われる。このとき、上述した減圧造型用鋳枠１には、自動弁１５，２５や手動弁２６等の各種吸引弁が設けられていることから、便利であり、多品種の鋳物への対応を可能するとともに低コスト化を可能とする。
【００３８】
次に、例えば作業者によりフィルム吸着用の細孔があいた模型に加熱柔化したフィルムがかぶせられる。次に、フィルムを模型に吸着させ、成形を行い（フィルム成形）、フィルムに塗型剤を吹き付ける（塗型）。吸引作用が施された模型上に空の上鋳枠を載せる（枠セット）。
【００３９】
そして、砂供給装置１０２から造型装置１０３に載置された模型箱１０８と鋳枠空間に粘結剤を含まない乾燥砂を供給され、振動機によって振動されることで充填される。振動充填後、模型の反対側にシール用のプラスチックフィルムを張る。その後、鋳型内を減圧したあと、模型側の吸引を解除し、抜型を行なう（抜型）。このようにして砂内蔵の下鋳枠を造型し、同様の手順で砂内蔵の上鋳枠を造型する。そして、鋳枠合わせステーションＤで、上鋳枠と下鋳枠を鋳枠合わせする。枠合わせをしたのち、クランプ治具によって、上下鋳枠同士を締結する。
【００４０】
なお、この半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬでは、フィルム成形、塗型剤塗布、塗型乾燥、枠セット、抜型を行う位置は同じ場所である。すなわち、位置Ｂにおいて、フィルム成形、塗型剤塗布、塗型乾燥、枠セットを行った後にターンテーブル１０７を作動させて、模型箱１０８を位置Ｃに移動させる。次に、位置Ｃにおいて、砂入れ充填を行ったのち、ターンテーブル１０７を作動させて、位置Ｂに戻して抜型を行う。
【００４１】
その後、枠合わせされた上下鋳枠Ｗは、鋳枠合わせステーションＤから注湯ステーションＥにかけて配置されている上下鋳枠配置設備１０４に移動させられる。例えば、その移動方法として、作業者がクレーン１１３などによって短時間に搬送する。その後、注湯が行なわれ、冷却後、バラシステーションＦにあるバラシ装置１１４に運ばれて、真空を切断することにより容易に、上下鋳枠から鋳物と乾燥砂を分離する。
【００４２】
なお、ここでは、砂処理装置１０６に横型砂冷却装置１１５を備えているので、注湯により高温になった砂を大量に迅速に冷却することができる。横型は冷却を水冷と空冷を組み合わせて行なうので効率的である。
【００４３】
以上のような半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬによれば、砂の充填や型バラシが容易で環境にやさしい鋳物づくりのために、低いイニシャルコストで多品種に対応できるラインを提供できるという利点がある。
【００４４】
また、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬは、真空ポンプユニット１０１が、模型箱及び上下鋳枠の中空室と真空ポンプとを、配管及びホースを介して連通する真空ポンプユニットであって、真空ポンプが、造型装置から防音隔離して設けられている。これにより、真空ポンプの騒音が工場に伝わらないため、作業者の作業環境がよくなる。
【００４５】
さらに、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬは、上下鋳枠配置設備が、鋳枠合わせステーションＤから注湯ステーションＥに配置されていることができる。これにより、鋳枠合わせから注湯まで効率的なラインを構成することができる。枠合わせした上下鋳枠は、作業者がクレーンで短時間に搬送することができるという利点がある。また、上下鋳枠配置設備は、上下鋳枠循環設備とすることができ、鋳枠合わせステーションＤから注湯ステーションＥを経てバラシステーションＦに順次自動循環移動させることもできる。大型の鋳物には上下鋳枠は、循環設備を使用するよりも、クレーンで移動させる方が駆動動力に大きなエネルギを使用しない点で効率的である。
【００４６】
さらに、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬは、砂処理装置が、砂冷却装置を有する。これによりライン内で循環して砂を有効に活用することができる。砂冷却装置は縦型でも横型でもよいが、横型にすると多量の砂及び高温の砂を冷却することができるという利点があり、特に大型の鋳物には横型が好ましい。
【００４７】
以上の半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬにおいて、上述の減圧造型用鋳枠１を用いることにより、鋳枠による効果とラインによる効果との相乗効果により、低コストで多品種への対応を実現できる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 減圧造型用鋳枠
１１ 通気路
１２ 上側枠体
１３ 抜気パイプ
１４ フィルタ部材
１５ 自動弁
２１ 通気路
２２ 下側枠体
２４ フィルタ部材
２５ 自動弁
２６ 手動弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧造型法を用いた減圧鋳型造型鋳造ラインで用いられる減圧造型用鋳枠に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧造型法を用いた減圧鋳型造型鋳造ラインは、生型鋳型造型鋳造ラインに比べて大型の鋳物への適用が可能であるという点で有利である。さらに、減圧鋳型造型鋳造ラインは、粘結剤を用いる自硬性プロセスに対して廃棄物や有害ガスが発生しないという点で有利である。このように、減圧鋳型造型鋳造ラインは、環境にやさしく大型の鋳物にも適用できるものである。このような減圧鋳型造型鋳造ラインにおいて、低いイニシャルコストで多品種に対応できるラインが求められている。そして、このようなラインで用いられるのに適した減圧造型用鋳枠が求められている。従来より、減圧造型用鋳枠として例えば特許文献１に記載のものが知られているが、さらに構成を簡素化して、低コスト化やさらに多品種へ対応することを実現できる減圧造型用鋳枠が望まれている。また、鋳物のサイズが非常に大きく鋳枠全体の大部分を占める場合等の注湯量が非常に大きい場合に、鋳枠と抜気パイプの熱膨張量に差が生じた影響で抜気パイプの取り付け部分に不具合が発生する可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２２３０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、構成を簡素化でき、減圧鋳型造型鋳造ラインのさらなる低コスト化やさらに多品種への対応を可能とする減圧造型用鋳枠を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る減圧造型用鋳枠は、上下面が開口され且つ周囲に通気路が形成された枠体と、該枠体の一つの側面内壁のみを介して、上記通気路に連通される抜気パイプと、上記枠体の側面内壁に設けられるとともに上記通気路に貫通されて設けられる多数の通気孔を覆うフィルタ部材と、上記枠体に設けられ、上記通気路に外部の吸引装置を接続するための吸引弁とを備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、抜気パイプが枠体の一つの側面内壁のみを介して通気路に連通される構成により、構成を簡素化でき、減圧鋳型造型鋳造ラインのさらなる低コスト化やさらに多品種への対応を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の正面図である。
【図２】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の背面図である。
【図３】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の左側面図である。
【図４】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の右側面図である。
【図５】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の平面図である。
【図６】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の底面図である。
【図７】図５に示す減圧造型用鋳枠のＡ−Ａ断面図である。
【図８】図５に示す減圧造型用鋳枠のＢ−Ｂ断面図である。
【図９】本発明が適用された減圧造型用鋳枠の変形例として、下側枠体に抜気パイプを設けた例を示す断面図である。
【図１０】本発明が適用された減圧造型用鋳枠を用いて好適な半自動減圧造型鋳造ラインのレイアウト概略を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した減圧造型用鋳枠について、図面を参照して説明する。図１〜図６は、それぞれ本発明を適用した減圧造型用鋳枠１の正面図、背面図、左側面図、右側面図、平面図及び底面図を示している。また、図７は、図５に示すＡ−Ａ断面を示す断面図である。図８は、図５に示すＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【０００９】
本発明を適用した減圧造型用鋳枠１は、図１〜図４に示すように、上鋳枠１０と下鋳枠２０とからなる。ここで、上鋳枠１０及び下鋳枠２０を一体化した状態に特徴があるのはもちろんのこと、以下で説明するように上鋳枠１０のみにも特徴がある。
【００１０】
上鋳枠１０は、図５〜図８に示すように、上下面が開口され且つ周囲に通気路１１が形成された上側枠体１２と、この上側枠体１２に設けられ通気路１１に連通される抜気パイプ１３と、この上側枠体１２に設けられるフィルタ部材１４とを備える。また、上鋳枠１０には、上側枠体１２の外面に設けられ、通気路１１に外部の吸引装置を接続するための吸引弁として、自動弁１５が複数設けられている。
【００１１】
抜気パイプ１３は、上鋳枠１０内に充填された耐熱性粒子としての砂を均等な圧力で負圧固化するものである。抜気パイプ１３は、一例として、多孔パイプの周囲に金網等のフィルタが巻き回されてなる。ここで、多孔質の焼結金属からなる抜気パイプを用いてもよい。
【００１２】
また、抜気パイプ１３は、従来のような対向する側面内壁の両方に接続されて架け渡される形式ではなく、一つの側面内壁のみに接続される形式とされる。具体的には、抜気パイプ１３は、上側枠体１２の一つの側面内壁１２ａのみを介して、通気路１１に連通されている。すなわち、抜気パイプ１３は、その一端外周にネジ部１３ａが形成されこのネジ部１３ａが例えば側面内壁１２ａに埋め込まれたソケット部１２ｅにねじ込み取り付けられることにより上側枠体１２に取り付けられている。それとともに、抜気パイプ１３は、他端が閉塞部１３ｂにより閉塞されている。この抜気パイプ１３は、他端付近で枠体からの支持部１７により支持されている。
【００１３】
このように、かかる抜気パイプ１３は、一端側のみ固定とされ、他端側は、高さ方向に支持されるのみであり軸方向には移動可能とされているため、鋳物のサイズが大きく注湯の量が多い場合に、抜気パイプ１３と上側枠体１２との膨張量に差ができたときにも、抜気パイプ１３の取り付け部に大きな力が加わることもなく、当該部分に不具合が生じることもない。
【００１４】
フィルタ部材１４は、上側枠体１２の側面内壁に穿設された多数の貫通孔からなる通気孔を覆うように形成されている。この通気孔及びフィルタ部材１４は、４つの側面内壁１２ａ〜１２ｄに設けられている。
【００１５】
支持部１７は、抜気パイプ１３の数や配置に応じて一又は複数設けられる。この上鋳枠１０では、抜気パイプ１３が複数本であるため、支持部１７も２つ以上設けられている。ここで、支持部１７は、上述した抜気パイプ１３の考え方と同様に対向する側面内壁に接続されて掛け渡される形式ではなく、一端が枠体の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁に接合されるとともに、他端が該側面内壁に隣接する側面内壁に接合された部材により支持されている。
【００１６】
具体的に、支持部１７は、それぞれ一端が枠体の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁１２ｂ，１２ｄに接合される支持部材１７ａ，１７ｂを有する。支持部材１７ａ，１７ｂは、例えば四角形棒等の型鋼からなる。支持部材１７ａは、一端が側面内壁１２ｂに溶接等で接合され、他端がこの側面内壁１２ｂに隣接する側面内壁１２ｃに接合された保持部材１７ｃにより支持されている。一方、支持部材１７ｂは、一端が側面内壁１２ｄに溶接等で接合され、他端がこの側面内壁１２ｄに隣接する側面内壁１２ｃに接合された保持部材１７ｄにより支持されている。保持部材１７ｃ，１７ｄは、例えば適切な厚みの板材からなり、側面内壁１２ｃや支持部材１７ａ，１７ｂに対して、溶接等により接合されている。
【００１７】
このような支持部材１７ａ，１７ｂや保持部材１７ｃ，１７ｄにより構成される支持部材１７は、一端側のみ固定とされ、他端側は、ある程度支持部材１７ａ，１７ｂの長手方向に移動可能な構造であることから、鋳物のサイズが大きく注湯の量が多い場合に、支持部材１７ａ，１７ｂと上側枠体１２との膨張量に差ができたときにも、支持部１７や上側枠体１２が損傷してしまうことを防止できる。かかる支持部１７は、抜気パイプ１３に不具合が生じることをも防止できる。
【００１８】
自動弁１５は、上側枠体１２の外面に吸引弁としてそれぞれ、複数設けられている。尚、この自動弁１５に変えて又はこの自動弁１５に加えて一又は複数の手動弁を設けるように構成しても良い。すなわち、本発明を適用する減圧造型用鋳枠は、少なくとも自動弁又は手動弁のいずれかを設けるように構成すればよく、自動弁及び手動弁の両方を設けるように構成してもよい。自動弁１５及び／又は手動弁が少なくとも一つ設けられている構成により、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインに用いられるのに適したものとなり、多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。上側枠体１２において、自動弁１５及び手動弁をそれぞれ複数設けるように構成した場合には、さらに多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。
【００１９】
下鋳枠２０は、上述の上鋳枠１０の下方側に一体可能に構成されている。すなわち、上述の上鋳枠１０と以下で説明する下鋳枠２０は、側面部に設けられた結合部材により一体とされて造型鋳枠として機能する。具体的には、例えば、上鋳枠１０の上側枠体１２の側面に設けられたハッカークランプ４が、下鋳枠２０の下側枠体の側面に設けられたクランプピン５に係合することで、上鋳枠１０及び下鋳枠２０が一体とされる。分離する際は、このハッカークランプ４のクランプピン５への係合を解除すればよい。
【００２０】
この下鋳枠２０は、上下面が開口され且つ周囲に通気路２１が形成された下側枠体２２と、この下側枠体２２に設けられるフィルタ部材２４とを備える。また、下鋳枠２０は、下側枠体２２の外面に設けられ、通気路２１に外部の吸引装置を接続するための吸引弁として、自動弁２５や手動弁２６が複数設けられている。
【００２１】
フィルタ部材２４は、下側枠体２２の側面内壁に穿設された多数の貫通孔からなる通気孔を覆うように形成されている。この通気孔及びフィルタ部材２４は、４つの側面内壁に設けられている。また、下側枠体２２用のフィルタ部材２４は、下側枠体２２の下端部まで形成されている。より詳しくは、フィルタ部材２４は、下側枠体２２の上端部から所定の距離を有した位置から下端部までの高さ方向の全部にわたって形成されている。この所定の距離は、上側枠体１２、下側枠体２２の合わせ面である見切り面付近には、冷却用のエアチャンバ２８を設けることとなるため、チャンバ形成部分の距離を示すものである。すなわち、ここでは、フィルタ部材２４が通気路２１の高さ方向の全面に形成され、抜気パイプを設けない構成の鋳枠の中では、もっとも吸引機能を高める構成であることを意味している。換言すると、下側枠体２２では、上述の上側枠体１２と異なり、抜気パイプを設けない構成とされている。その理由は、この下側枠体２２は、より重量の重い鋳物を形成するのに適した構成であり、この下側枠体２２を用いた減圧造型用鋳枠は、型バラシの際に落下する鋳物が原因で抜気パイプが損傷されることを防止でき、若しくは、型バラシの際に抜気パイプ上に載せられた鋳物を取り出すことを要せずそのまま落下させることで鋳物を簡単に取り出すことを実現できる。
【００２２】
自動弁２５や手動弁２６は、下側枠体２２の外面に吸引弁として、設けられている。自動弁２５及び手動弁２６が少なくとも一つ設けられている構成により、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインに用いられるのに適したものとなり、多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。さらに、この下側枠体２２では、自動弁２５及び手動弁２６がそれぞれ複数設けられるように構成してもよく、その場合には、さらに多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。尚、ここでは、自動弁２５及び手動弁２６の両方を設けるものとして減圧造型用鋳枠１の下側枠体２２を構成するようにしたが、本発明はこれに限られるものではなく、少なくとも自動弁２５又は手動弁２６のいずれかを設けるように構成すればよい。
【００２３】
また、ここで説明した下側枠体２２及び上述した上側枠体１２には、上鋳枠１０及び下鋳枠２０が合わさる面である見切り面付近にエアチャンバ１８，２８が設けられている。そして、このエアチャンバ１８，２８には、外気が直接金枠とフィルムが接する面に流れ込むので金枠の昇温を抑え、フィルムの溶着を防止することができる。注湯量が非常に大きい場合等であって、それ以上の空冷が必要なときには圧縮空気が吹きかけられる構成とすることができ、金枠とフィルムが接する面を一辺とするエアチャンバ１８，２８へ圧縮空気を吹き込み空冷することによって金枠の昇温を抑え、フィルムの溶着を防止することができる。また、上側枠体１２及び下側枠体２２には、反転用のブッシュ１９，２９や、位置合わせ部材６，７が設けられている。
【００２４】
以上のような上鋳枠１０及び下鋳枠２０からなる減圧造型用鋳枠１を用いて鋳造する場合は、通気孔を備えた模型板の表面に合成樹脂フィルムからなる遮蔽部材を吸引密着し、次に模型板上に上鋳枠１０又は下鋳枠２０を載置固定し、この鋳枠内に耐熱性粒子状物（砂）を緊密に充填するとともに、この鋳枠の上面を合成樹脂フィルムからなる蓋部材で覆い、ついでこの鋳枠内をフィルタ部材１４，２４に覆われた内壁面の貫通孔と抜気パイプ１３を介して抜気し、耐熱性粒子状物（砂）を均等に負圧固化して鋳型を造型する。その後、模型板を鋳枠から取り外すと、遮蔽部材が鋳型側に保持されるとともに、この遮蔽部材側に造型面が形成される。そして、このように造型した上鋳枠１０及び下鋳枠２０を上下に対向配置してその造型面にキャビティを形成し、このキャビティ内に溶融金属を注湯して所望の製品を鋳造する。
【００２５】
以上のように本発明を適用した減圧造型用鋳枠１は、上側枠体１２と、この上側枠体１２の一つの側面内壁１２ａのみを介して通気路１１に連通される抜気パイプ１３と、フィルタ部材１４と、吸引弁として少なくとも自動弁１５を備える構成により、構成を簡素化して、この減圧造型用鋳枠自体やこれを用いた減圧鋳型造型鋳造ラインのさらなる低コスト化やさらに多品種への対応を実現できる。すなわち、この減圧造型用鋳枠１は、抜気パイプ１３が一つの側面内壁１２ａのみを介して通気路１１に連通されているため、従来の対向する側面内壁に掛け渡される形式に対して、取り付けが容易であり、またメンテナンスも容易である。また、上述したように、上側枠体１２と抜気パイプ１３との間に熱膨張差が生じても抜気パイプ１３の片側が伸び方向にはフリーのため損傷されることがないため、鋳物サイズが大きく注湯の量が多いような場合にも対応でき、損傷防止の効果とともにさらに多品種への対応が可能となる。
【００２６】
また、減圧造型用鋳枠１は、抜気パイプ１３は、その一端外周にネジ部１３ａが形成され該ネジ部により上側枠体１２に取り付けられるとともに、他端が閉塞部１３ｂとされており、該他端付近で上側枠体１２からの支持部１７により支持されている点にも特徴を有し、かかる構成により上述したように、構成を簡素化して、低コスト化や多品種への対応を実現できる。
【００２７】
さらに、減圧造型用鋳枠１は、支持部１７を構成する支持部材１７ａ，１７ｂが、それぞれその一端が上側枠体１２の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁１２ｂ、１２ｄに接合されるとともに、他端が該側面内壁１２ｂ，１２ｄに隣接する側面内壁１２ｃに接合された部材により支持されている点にも特徴を有し、かかる構成により上側枠体１２と支持部１７との間に熱膨張差が生じても支持部材１７ａ，１７ｂの長手方向の伸びに保持部材１７ｃ，１７ｄが対向できる構成であることから、支持部１７や上側枠体１２の損傷を防止するとともに、鋳物サイズが大きく注湯の量が多い場合にも対応でき、上述したように、構成を簡素化して、低コスト化や多品種への対応を実現できる。
【００２８】
また、減圧造型用鋳枠１は、上述した上側枠体１２の下方側に一体可能とされた下側枠体２２と、フィルタ部材２４と、吸引弁として自動弁２５や手動弁２６を備える構成により、下側枠体２２用のフィルタ部材２４が、下側枠体２２の下端部まで形成されている構成により、すなわち、下側枠体に抜気パイプを設けない構成により、構成を簡素化して低コスト化を実現するとともに、重量の重い鋳物に適した構成とすることができ、多品種への対応を実現できる。
【００２９】
また、減圧造型用鋳枠１は、吸引弁として自動弁１５，２５及び手動弁２６を備えることで、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインに用いられるのに適したものとなり、多品種な鋳物の鋳造に対応することを実現できる。
【００３０】
尚、上述した減圧造型用鋳枠１では、下側枠体２２に抜気パイプを設けないように構成したがこれに限られるものではなく、図９に示すように、下側枠体３２の通気路３１に連通される下側枠体３２用の抜気パイプ３３を設けるように構成してもよい。この場合、下側枠体用の抜気パイプについても上述した抜気パイプ１３と同様に、一つの側面内壁のみに接続される形式とされる。また、この抜気パイプ３３を支持する支持部も上述した支持部１７と同様に、一又は複数設けられ、それぞれの一端が下側枠体の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁に接合されるとともに、他端が該側面内壁に隣接する側面内壁に接合された補助部材により支持される構成とされている。ここで、図９は、上述した図７に対応する部分を示す断面図である。また、図９に示すように、この下側枠体３２には、型バラシの際に下側枠体用の抜気パイプ３３を保護するための、保護部材４０が設けられるように構成してもよい。この保護部材４０は、例えば型鋼を組み合わせて桟として形成される。尚、図９に示す減圧造型用鋳枠１’では、下鋳枠３０の下側枠体３２に抜気パイプ３３を設けるためフィルタ部材３４が設けられる高さ方向の範囲が狭くなるとともに、下側枠体３２に抜気パイプ３３とこれを支持する支持部材が設けられたことを除いて図１〜図８で説明した減圧造型用鋳枠１と同様であるので、共通部分の詳細な説明は省略する。
【００３１】
かかる下側枠体３２を有する減圧造型用鋳枠１’では、枠と抜気パイプ３３とに熱膨張差が生じても抜気パイプ３３の片側が伸び方向にはフリーのため損傷されることがないため、鋳物サイズが大きく注湯の量が多いような場合にも対応でき、損傷防止の効果とともにさらに多品種への対応が可能となる。また、減圧造型用鋳枠１’は、保護部材により抜気パイプ３３の損傷を防止することができる。
【００３２】
次に、上述した減圧造型用鋳枠１及び減圧造型用鋳枠１’を用いた半自動減圧鋳型造型鋳造ラインの一例について図１０を用いて説明する。図１０は、本発明を適用した半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬの概要を示す図である。図１０に示すように、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬは、真空ポンプユニット１０１と、砂供給装置１０２と、造型装置１０３と、上下鋳枠配置設備１０４と、注湯装置１０５と、バラシ装置１１４と、砂処理装置１０６とを有している。
【００３３】
ここで、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬとは、造型、注湯、バラシ、製品取り出しの一部を作業者が行なう造型鋳造ラインをいう。真空ポンプユニット１０１とは、減圧鋳型を造型する際の減圧を確保するための真空ポンプとその周辺装置をいう。この真空ポンプは、造型装置１０３から防音隔離されている。砂供給装置１０２とは、上下鋳枠に砂を供給する装置をいう。造型装置１０３とは、フィルム成形、塗型、枠セット、砂入れ充填及び抜型をなす装置をいう。また、注湯装置１０５は、取鍋を通常用いる。砂処理装置１０６とは、砂から鉄片などを除去すると共に砂を冷却する装置である。
【００３４】
フィルム成形とは、減圧鋳型造型に用いるフィルムを加熱軟化させて模型表面に密着成形させることをいう。塗型とは、砂型の表面に塗布することで鋳型の表面を改良する材料をいう。枠セットとは、上鋳枠又は下鋳枠を模型箱の上に載せることをいう。ここで、セットされる上鋳枠及び下鋳枠として、上述の上鋳枠１０、下鋳枠２０，３０が対応する。抜型とは、模型から半割の砂を内蔵した（鋳型内蔵の）上鋳枠又は下鋳枠を抜き上げ分離することをいう。
【００３５】
造型装置１０３は、砂供給装置１０２に連結され、ターンテーブル１０７上に模型箱１０８を配置して真空ポンプユニット１０１に連通させた状態にして模型箱１０８をフィルム成形、塗型剤塗布、塗型乾燥、枠セット、砂入れ充填、及び抜型の各位置に順次循環移動可能に構成されている。例えば造型装置１０３において、ターンテーブル１０７上に配置された模型箱１０８に配管１１０およびホース１１１を介して真空ポンプユニット１０１に連通させた状態として、この模型箱１０８をフィルム成形、塗型剤塗布、塗型乾燥、枠セット及び抜型を行う位置Ｂと、砂入れ充填を行う位置Ｃとの各位置に順次循環移動可能になっている。
【００３６】
また、図１０中に示す造型ステーションＡは、造型をなす位置であり、例えば造型装置１０３を備えた造型ステーションＡではフィルム成形、塗型、枠セット、砂入れ充填及び抜型の作業が自動的に又は作業者により行われる。また、図１０中に示す鋳枠合わせステーションＤは、造型ステーションにおいて造型された鋳型内蔵の上下鋳枠を合わせる位置である。さらに、図１０中に示す注湯ステーションＥは、鋳型内蔵の上下鋳枠に注湯装置によって注湯を行なう位置であり、例えばこの注湯ステーションＥに配置され、重ね合わされた上下鋳枠Ｗ（上述の上鋳枠１０及び下鋳枠２０に相当）に、取鍋に保持された溶湯を、取鍋を傾けることによって注湯を行う。また、図１０中に示すＦは、バラシステーションを示す。
【００３７】
次に、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬにおける動作について説明する。この半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬにおいて、真空ポンプユニット１０１が作動されている。造型装置１０３では、模型箱１０８が、模型を取付けた模型板の下部に中空室を画成し、この中空室と模型板表面を細孔により連通された状態とされている。また、模型箱１０８の中空室と上下鋳枠Ｗの中空室（上述の通気路１１，２１，３１等）には、配管１１０及びホース１１１を介して真空ポンプユニット１０１が接続され、吸引が行われる。このとき、上述した減圧造型用鋳枠１には、自動弁１５，２５や手動弁２６等の各種吸引弁が設けられていることから、便利であり、多品種の鋳物への対応を可能するとともに低コスト化を可能とする。
【００３８】
次に、例えば作業者によりフィルム吸着用の細孔があいた模型に加熱柔化したフィルムがかぶせられる。次に、フィルムを模型に吸着させ、成形を行い（フィルム成形）、フィルムに塗型剤を吹き付ける（塗型）。吸引作用が施された模型上に空の上鋳枠を載せる（枠セット）。
【００３９】
そして、砂供給装置１０２から造型装置１０３に載置された模型箱１０８と鋳枠空間に粘結剤を含まない乾燥砂を供給され、振動機によって振動されることで充填される。振動充填後、模型の反対側にシール用のプラスチックフィルムを張る。その後、鋳型内を減圧したあと、模型側の吸引を解除し、抜型を行なう（抜型）。このようにして砂内蔵の下鋳枠を造型し、同様の手順で砂内蔵の上鋳枠を造型する。そして、鋳枠合わせステーションＤで、上鋳枠と下鋳枠を鋳枠合わせする。枠合わせをしたのち、クランプ治具によって、上下鋳枠同士を締結する。
【００４０】
なお、この半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬでは、フィルム成形、塗型剤塗布、塗型乾燥、枠セット、抜型を行う位置は同じ場所である。すなわち、位置Ｂにおいて、フィルム成形、塗型剤塗布、塗型乾燥、枠セットを行った後にターンテーブル１０７を作動させて、模型箱１０８を位置Ｃに移動させる。次に、位置Ｃにおいて、砂入れ充填を行ったのち、ターンテーブル１０７を作動させて、位置Ｂに戻して抜型を行う。
【００４１】
その後、枠合わせされた上下鋳枠Ｗは、鋳枠合わせステーションＤから注湯ステーションＥにかけて配置されている上下鋳枠配置設備１０４に移動させられる。例えば、その移動方法として、作業者がクレーン１１３などによって短時間に搬送する。その後、注湯が行なわれ、冷却後、バラシステーションＦにあるバラシ装置１１４に運ばれて、真空を切断することにより容易に、上下鋳枠から鋳物と乾燥砂を分離する。
【００４２】
なお、ここでは、砂処理装置１０６に横型砂冷却装置１１５を備えているので、注湯により高温になった砂を大量に迅速に冷却することができる。横型は冷却を水冷と空冷を組み合わせて行なうので効率的である。
【００４３】
以上のような半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬによれば、砂の充填や型バラシが容易で環境にやさしい鋳物づくりのために、低いイニシャルコストで多品種に対応できるラインを提供できるという利点がある。
【００４４】
また、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬは、真空ポンプユニット１０１が、模型箱及び上下鋳枠の中空室と真空ポンプとを、配管及びホースを介して連通する真空ポンプユニットであって、真空ポンプが、造型装置から防音隔離して設けられている。これにより、真空ポンプの騒音が工場に伝わらないため、作業者の作業環境がよくなる。
【００４５】
さらに、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬは、上下鋳枠配置設備が、鋳枠合わせステーションＤから注湯ステーションＥに配置されていることができる。これにより、鋳枠合わせから注湯まで効率的なラインを構成することができる。枠合わせした上下鋳枠は、作業者がクレーンで短時間に搬送することができるという利点がある。また、上下鋳枠配置設備は、上下鋳枠循環設備とすることができ、鋳枠合わせステーションＤから注湯ステーションＥを経てバラシステーションＦに順次自動循環移動させることもできる。大型の鋳物には上下鋳枠は、循環設備を使用するよりも、クレーンで移動させる方が駆動動力に大きなエネルギを使用しない点で効率的である。
【００４６】
さらに、半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬは、砂処理装置が、砂冷却装置を有する。これによりライン内で循環して砂を有効に活用することができる。砂冷却装置は縦型でも横型でもよいが、横型にすると多量の砂及び高温の砂を冷却することができるという利点があり、特に大型の鋳物には横型が好ましい。
【００４７】
以上の半自動減圧鋳型造型鋳造ラインＬにおいて、上述の減圧造型用鋳枠１を用いることにより、鋳枠による効果とラインによる効果との相乗効果により、低コストで多品種への対応を実現できる。
【符号の説明】
【００４８】
１ 減圧造型用鋳枠
１１ 通気路
１２ 上側枠体
１３ 抜気パイプ
１４ フィルタ部材
１５ 自動弁
２１ 通気路
２２ 下側枠体
２４ フィルタ部材
２５ 自動弁
２６ 手動弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下面が開口され且つ周囲に通気路が形成された枠体と、
該枠体の一つの側面内壁のみを介して、上記通気路に連通される抜気パイプと、
上記枠体の側面内壁に設けられるとともに上記通気路に貫通されて設けられる多数の通気孔を覆うフィルタ部材と、
上記枠体に設けられ、上記通気路に外部の吸引装置を接続するための吸引弁とを備える減圧造型用鋳枠。
【請求項２】
上記抜気パイプは、その一端外周にネジ部が形成され該ネジ部により上記枠体に取り付けられるとともに、他端が閉塞されており、該他端付近で上記枠体からの支持部により支持されていることを特徴とする請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項３】
上記支持部は、一又は複数設けられ、それぞれの一端が上記枠体の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁に接合されるとともに、他端が該側面内壁に隣接する側面内壁に接合された部材により支持されていることを特徴とする請求項２記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項４】
上記吸引弁は、自動弁であることを特徴とする請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項５】
上記吸引弁は、手動弁であることを特徴とする請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項６】
上記吸引弁は、複数設けられ、自動弁及び手動弁が少なくとも一つ設けられていることを特徴とする請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項７】
さらに、上記枠体の下方側に一体可能とされ、上下面が開口され且つ周囲に通気路が形成された下側枠体と、
該下側枠体の側面内壁に設けられるとともに上記下側枠体の通気路に貫通されて設けられる多数の通気孔を覆う下側枠体用のフィルタ部材とを備え、
上記吸引弁は、上記下側枠体にも設けられている請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項８】
上記下側枠体用のフィルタ部材は、上記下側枠体の下端部まで形成されている請求項７記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項９】
上記下側枠体に設けられ、上記下側枠体の通気路に連通される下側枠体用の抜気パイプを備える請求項７記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項１０】
上記下側枠体には、型バラシの際に上記下側枠体用の抜気パイプを保護するための、保護部材が設けられている請求項９記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項１】
上下面が開口され且つ周囲に通気路が形成された枠体と、
該枠体の一つの側面内壁のみを介して、上記通気路に連通される抜気パイプと、
上記枠体の側面内壁に設けられるとともに上記通気路に貫通されて設けられる多数の通気孔を覆うフィルタ部材と、
上記枠体に設けられ、上記通気路に外部の吸引装置を接続するための吸引弁とを備える減圧造型用鋳枠。
【請求項２】
上記抜気パイプは、その一端外周にネジ部が形成され該ネジ部により上記枠体に取り付けられるとともに、他端が閉塞されており、該他端付近で上記枠体からの支持部により支持されていることを特徴とする請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項３】
上記支持部は、一又は複数設けられ、それぞれの一端が上記枠体の側面内壁のうちいずれか一の側面内壁に接合されるとともに、他端が該側面内壁に隣接する側面内壁に接合された部材により支持されていることを特徴とする請求項２記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項４】
上記吸引弁は、自動弁であることを特徴とする請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項５】
上記吸引弁は、手動弁であることを特徴とする請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項６】
上記吸引弁は、複数設けられ、自動弁及び手動弁が少なくとも一つ設けられていることを特徴とする請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項７】
さらに、上記枠体の下方側に一体可能とされ、上下面が開口され且つ周囲に通気路が形成された下側枠体と、
該下側枠体の側面内壁に設けられるとともに上記下側枠体の通気路に貫通されて設けられる多数の通気孔を覆う下側枠体用のフィルタ部材とを備え、
上記吸引弁は、上記下側枠体にも設けられている請求項１記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項８】
上記下側枠体用のフィルタ部材は、上記下側枠体の下端部まで形成されている請求項７記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項９】
上記下側枠体に設けられ、上記下側枠体の通気路に連通される下側枠体用の抜気パイプを備える請求項７記載の減圧造型用鋳枠。
【請求項１０】
上記下側枠体には、型バラシの際に上記下側枠体用の抜気パイプを保護するための、保護部材が設けられている請求項９記載の減圧造型用鋳枠。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１８３４４２（Ｐ２０１１−１８３４４２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５３００５（Ｐ２０１０−５３００５）
【出願日】平成２２年３月１０日（２０１０．３．１０）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１０日（２０１０．３．１０）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【Ｆターム（参考）】
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