鋳型の造型方法及び装置

【課題】上方からの背面スクイズだけでは、十分な均一鋳型充填密度を得ることができず、特に模型の上面部分と側面部分とにおいて密度差が生じ易く、鋳型の側壁が厚くなるとともに必要な強度を得られにくい。
【解決手段】鋳物砂が充填される鋳物砂容器と、流動体を内包可能でかつ膨張可能な流動体内包手段と、流動体内包手段に流動体を注入する流動体注入手段とを設け、前記鋳物砂容器内に鋳物砂を充填するとともに前記流動体内包手段を鋳物砂内に配設し、前記流動体注入手段により流動体を流動体内包手段に注入することにより流動体内包手段を膨張させて鋳物砂をスクイズする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一な充填密度の鋳型を製造する鋳型の造型方法及びその方法を実施するための造型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳枠内に投入された鋳物砂の層の厚さは、模型定盤上の模型の凹凸に応じて変化する。このような鋳物砂を一様に平坦な端面を有するスクイズヘッドでスクイズすると鋳物砂の層の厚い箇所と薄い箇所とで鋳型の硬度のばらつきが大きくなり過ぎる。この対策のためにスクイズヘッドに多数のスクイズフートを装架し、鋳物砂の層が厚くなる鋳枠内周壁部分と層が薄くなる中央部分とに対応するスクイズフートを各々複数に組分けし、組分けしたスクイズフートの駆動速度、加圧力を変更してスクイズを行い、鋳型の硬度を均等にする鋳型造型装置が、実公平６−５００１号公報に記載されている。
【特許文献１】実公平６−５００１号公報（第４頁、図１,図３、第５頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来装置では、多数のスクイズフートで加圧力等を変更してスクイズするが、上方（鋳物砂層の外側）からの背面スクイズのみであるから、鋳物砂の層の深い位置や、模型の影となる砂の回りにくいところまではスクイズの効果が生じにくい。そのため十分な均一鋳型充填密度を得ることができず、特に模型の上面部分と側面部分とにおいて密度差が生じ易い。また、模型の側面部分により形成される鋳型の側壁が厚くなることにより、ガス抜き不良を生じたり必要な強度が得られにくいという問題があった。
【０００４】
本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、鋳物砂内に配設された袋部材（流動体内包手段）に、流動体を注入することにより袋部材を膨張させて鋳物砂を鋳物砂層の内側からスクイズすることにより、スクイズの効果が生じにくい、例えば模型の側面部分に対して垂直にスクイズすることを可能にし、鋳型全体として十分な均一鋳型充填密度を得ることができ、鋳型シェルが十分な強度を保持しつつ、最低限の厚みに形成することができ、ガス抜きも良好な鋳型の造型方法及び装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、鋳物砂が充填される鋳物砂容器と、流動体を内包可能でかつ膨張可能な流動体内包手段と、流動体内包手段に流動体を注入する流動体注入手段とを設け、前記鋳物砂容器内に鋳物砂を充填するとともに前記流動体内包手段を鋳物砂内に配設し、前記流動体注入手段により流動体を流動体内包手段に注入することにより流動体内包手段を膨張させて鋳物砂をスクイズすることである。
【０００６】
請求項２に係る発明の構成上の特徴は、鋳物砂が充填される鋳枠と、前記鋳枠の下方に鋳枠に対して上下に相対移動可能に配置されるとともに上面に模型が取付けられた模型定盤と、鋳枠の上部に前記模型定盤に対して相対的に接近可能に装架されるスクイズ定盤とを設け、前記鋳枠の内側面と模型定盤の上面とによって形成された空間内に鋳物砂を充填し、前記スクイズ定盤の下面に設けられたものであって、初期形状保持手段を内包した伸縮可能な袋部材を、前記スクイズ定盤を模型定盤に対して相対的に接近させることにより鋳物砂に圧入して予備スクイズし、流動体注入手段により流動体を前記袋部材に注入することにより袋部材を膨張させて鋳物砂をスクイズすることである。
【０００７】
請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記予備スクイズの後であって、前記袋部材を膨張させて鋳物砂をスクイズする前において、前記模型定盤を模型定盤の下方に設けられた加圧ヘッドの上昇により上昇させて、前記鋳物砂を模型定盤側からスクイズすることである。
【０００８】
請求項４に係る発明の構成上の特徴は、請求項２において、前記初期形状保持手段は通気孔を有した固体物であり、該固体物を内包した袋部材を模型の側面近傍まで圧入したことである。
【０００９】
請求５に係る発明の構成上の特徴は、鋳物砂をスクイズすることにより鋳型を造型する鋳型の造型装置において、鋳物砂が充填される鋳物砂容器と、流動体を内包可能でかつ膨張可能であって、鋳物砂内に入れられる流動体内包手段と、前記流動体内包手段に流動体を注入することにより流動体内包手段を膨張させて鋳物砂をスクイズする流動体注入手段とを備えたことである。なお、鋳物砂内に入れられる流動体内包手段とあるは、鋳物砂内に後から流動体内包手段が圧入等される場合及び鋳物砂が後から供給されて結果として流動体注入手段が鋳物砂の中に入った状態となる場合の両方を含むものである。
【００１０】
請求項６に係る発明の構成上の特徴は、鋳物砂が充填される鋳枠と、前記鋳枠の下方に鋳枠に対して上下に相対移動可能に配置されるとともに上面に模型が取付けられた模型定盤と、鋳枠の上部に前記模型定盤に対して相対的に接近可能に装架されるスクイズ定盤とを有する鋳型の造型装置において、前記スクイズ定盤の下面に設けられ、伸縮可能に形成された袋部材と、前記袋部材に内包され、袋部材を一定の形状で保持する初期形状保持手段と、流動体を前記袋部材に注入することにより袋部材を膨張させて鋳物砂をスクイズする流動体注入手段とを備えたことである。
【００１１】
請求項７に係る発明の構成上の特徴は、請求項６において、前記初期形状保持手段は通気孔を有した棒状固体物であり、スクイズ定盤の下面に突設されたことである。
【００１２】
請求項８に係る発明の構成上の特徴は、請求項６において、前記袋部材はスクイズ定盤の下面に設けられたマット状部材であり、前記初期形状保持手段は弾性部材と開閉弁とを備え、前記弾性部材は前記マット状部材内部に複数個配設されてマット状部材の厚さ方向に伸縮してマット状部材の下面を保持するとともに前記開閉弁はマット状部材に注入された流動体を封入してマット状部材の形状を保持することである。
【発明の効果】
【００１３】
上記のように構成した請求項１に係る発明においては、鋳物砂が充填された鋳物砂容器の中で、流動体注入手段により流動体を流動体内包手段に注入することにより流動体内包手段を膨張させて鋳物砂をスクイズする。鋳物砂内の所望の位置に流動体内包手段を配置することにより、鋳物砂の外側からのスクイズでは効果が生じにくい所を、鋳物砂の内側からスクイズすることにより、全体として均一な充填密度の鋳型を得ることができ、鋳型強度の均一化を図ることができる。さらに、流動体は等しい圧力で流動体内包手段を押し広げるので、鋳物砂はむらなく均等に押圧されて均一な充填密度の鋳型が得やすくなる。
【００１４】
上記のように構成した請求項２に係る発明においては、予備スクイズをおこなうために鋳物砂の中へ圧入された袋部材は、流動体を注入されることにより、鋳物砂の中で膨張し、難充填箇所や模型の側面部分の鋳物砂をスクイズすることができる。そのため、全体として十分な均一鋳型充填密度を得ることができ、鋳型強度の均一化を図ることができるので、鋳型が十分な強度を保持しつつ、最低限の厚みに形成することができ、ガス抜きも良好となる。
【００１５】
上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項２に係る鋳型の造型方法の効果に加えて、模型定盤側からスクイズ（模型面側スクイズ）することにより特に充分なスクイズが要求される模型面付近の強度を得ることができる。そして、この模型面側（下方向）からのスクイズと、背面側（上方向）からのスクイズと、袋部材側（左右方向）からのスクイズとを合わせると全方向からのスクイズが可能となり全体として非常に高い均一鋳型充填密度を得ることができ、鋳型強度の均一化を図ることができる。
【００１６】
上記のように構成した請求項４に係る発明においては、請求項２に係る鋳型の造型方法の効果に加えて、初期形状保持手段を通気性のある固体物とすることで、袋部材で該固体物を密着させた状態で包むことができ、鋳物砂中の模型の側面近傍まで容易に圧入することができる。これにより、背面や模型定盤側からでは模型面に対して垂直にスクイズすることができない模型の側面部分に対し、垂直にスクイズすることができる。
【００１７】
上記のように構成した請求項５に係る発明においては、鋳物砂が充填された鋳物砂容器の中で、流動体注入手段により流動体を流動体内包手段に注入することにより流動体内包手段を膨張させて鋳物砂をスクイズする。鋳物砂内の所望の位置に流動体内包手段を配置することにより、鋳物砂の外側からのスクイズでは効果が生じにくい所を、鋳物砂の内側からスクイズすることにより、全体として均一な充填密度の鋳型を得ることができ、鋳型強度の均一化を図ることができる。さらに、流動体は等しい圧力で流動体内包手段を押し広げるので、鋳物砂はむらなく均等に押圧されて均一な充填密度の鋳型が得やすくなるという鋳型の造型装置を提供することができる。
【００１８】
上記のように構成した請求項６に係る発明においては、鋳物砂の中へ圧入された袋部材は流動体を注入されることにより、鋳物砂の中の所望の位置で膨張し、模型の側面部分その他難充填箇所の鋳物砂をスクイズすることができる。
【００１９】
上記のように構成した請求項７に係る発明においては、請求項６にかかる鋳型の造型装置の効果に加えて、初期形状保持手段を通気性のある棒状固体とすることで、袋部材を同初期形状保持手段に密着させた状態で包むことができ、模型の側面近傍まで鋳物砂に容易に圧入することができる。これにより、模型の側面に対して垂直にスクイズすることができる。
【００２０】
上記のように構成した請求項８に係る発明においては、開閉弁を開いた状態で流動体注入手段より流動体をマット状部材に注入して一定のマット形状に形成する。このとき、複数個配設された弾性部材は形状に偏りが生じないようマット状部材の下面を保持している。開閉弁を閉じると、流動体はマット状部材の中に封入された状態となる。次に、スクイズ定盤と模型定盤とを相対的に接近させることにより、鋳枠に充填された鋳物砂に前記マット状部材を圧入する。マット状部材は抵抗の少ない鋳物砂の層が厚い場所では、深く圧入され、圧入抵抗が大きい鋳物砂の層の薄い場所では浅く圧入される。このような鋳物砂の層の厚い薄いは鋳物砂中に埋設された模型の形状や模型の有無によるものである。したがって、このように模型形状等に応じて深く或いは浅く圧入された位置において、前記開閉弁を開いてさらに高圧の流動体を注入することにより、均等な圧力でスクイズできるので、模型形状に対応して均一充填密度に造型することができ、鋳型強度の均一化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る鋳型の造型方法及び装置の第１実施形態を図面に基づいて以下説明する。図１は鋳型の製造装置の概略図、図２は部分拡大図、図３乃至図８は鋳型の製造工程を示す図である。
【００２２】
図１において、上が開放した断面略コ字形のパターンキャリア１が、加圧ヘッドとしてのシリンダ装置３によって上下の造型経路方向に進退移動されるようになっている。パターンキャリア１の上面には模型定盤５が固定され、模型定盤５の上面には模型７が取付けられている。模型７は略円柱状に形成され、上部にはやや小径となった段部が形成されるとともに下部にはフランジ部が形成されている。
【００２３】
模型定盤５の外周には下盛枠９が外嵌され、下盛枠９の上には鋳枠１１が重合して載置されている。この模型定盤５は下盛枠９及び鋳枠１１に対し上下に相対移動可能になっている。下盛枠９及び鋳枠１１の上方にはシャトル１３の下面に取付けられた鋳物砂供給装置１５とスクイズ定盤１９とが並設されている。シャトル１３が往復シリンダ装置１０によってスクイズ位置に割り出されるとスクイズ定盤１９が模型定盤５と対向し、鋳物砂供給位置に割り出されると鋳物砂供給装置１５が模型定盤５と対向するようになっている。これらの模型定盤５、鋳枠１１及びスクイズ定盤１９により鋳物砂容器を構成する。
【００２４】
スクイズ定盤１９の下面には初期形状保持手段としての棒状固体物２１が複数突設されている。この棒状固体物２１は、後述するスクイズにおいて鋳物砂１７の中に圧入された際、前記模型7の側面に対応するよう水平位置が考慮されて配設されている。図２に示すように、棒状固体物２１は、例えば木製で上端面に設けられた出入口２１aから棒状固体物２１の側面及び下端面に開口する複数の通気孔２１bが穿設されている。スクイズ定盤１９には上面から貫通する通気穴１９aが設けられ、該通気穴１９aの下部には該通気穴１９aより少し大径に固体物取付穴１９bが同心に設けられている。この固定物取付穴１９bには前記棒状固体物２１が上部において嵌挿され、通気穴１９aと出入口２１aとが連続して通気可能になっている。棒状固体物２１は鋳物砂１７に圧入されたとき、前記模型７の側面近傍に至るよう長さが設定されている。
【００２５】
流動体内包手段としての袋部材２３は例えば柔軟性のある薄いゴム製（二トリルゴム）で、上端開口部を前記取付穴１９bと棒状固体物２１の上部フランジ部と間に挟着されて固定され、前記棒状固体物２１の下先端部からスクイズ定盤１９への取付部分までを密封するようになっている。後述する流動体（圧縮空気）が注入されない状態においては、棒状固体物２１の表面に密着し、同流動体が注入されると周囲方向に膨張するようになっている。
【００２６】
スクイズ定盤１９の下面には流動体内包手段としてのマット状部材２５が、後述するスクイズの際に、模型７の上面上方に対応するように配設されている。マット状部材２５は、上端部及び周囲側壁が硬質ゴム製の係合部２５aと下面全体が延び縮み可能な押圧作用部２５bとを有している。係合部２５aは、図２に示すように、スクイズ定盤１９の下面に設けられた取付溝１９dに嵌合され、図示しないシール剤によりシールされてスクイズ定盤１９とマット状部材２５との間の気密性を保持するようになっている。
【００２７】
スクイズ定盤１９にはスクイズ定盤１９の上面よりマット状部材２５の内部に開口する貫通孔１９cが複数設けられている。マット状部材２５は後述する流動体の注入前においては、スクイズ定盤１９の下面に縮んだ状態となっており、該流動体が注入されると模型７に向かって膨張するようになっている。
【００２８】
スクイズ定盤１９の前記通気穴１９a,貫通孔１９cにはホース１８が接続され、これらの通気穴１９a,貫通孔１９ｃは夫々共通圧通路１８aを介して流動体注入手段としての空気圧ポンプ２０に接続されている。共通圧通路１８aと空気圧ポンプ２０の間には、空気の供給を制御する開閉弁としての電磁切替弁２２が設けられている。
【００２９】
スクイズ定盤１９の四隅にはシリンダ１６が垂直に設けられ、シリンダ１６にはピストン１６aが上下方向に摺動可能に嵌合され、ピストン１６aのピストンロッド１６bが前記棒状固体物２１の下方に突出し鋳枠１１の４隅に係脱可能に当接するようになっている。
【００３０】
シリンダ１６は図示しない気圧ホースの端部が接続され、該気圧ホースの他端部は図示しない気圧ポンプに接続されている。シリンダ１６と気圧ポンプの間には図示しない開閉弁が設けられ、該開閉弁を開閉することによりピストンの動きを制御するようになっている。
【００３１】
上記のように構成した実施形態の作動とともに、該実施形態に係る鋳型造型装置を使用した造型方法について説明する。
【００３２】
まず、パターンキャリア１の上面に固定した模型定盤５とそれに外嵌された下盛枠９に鋳枠１１が重ねて載置され、シャトル１３が鋳物砂供給位置に割出されて定量した鋳物砂１７が下盛枠９及び鋳枠１１内に投入される。続いて、シャトル１３がスクイズ位置に割出され、スクイズ定盤１９が模型定盤５と対向される。
【００３３】
このとき、前記気圧ポンプから圧縮空気が開閉弁を通ってスクイズ定盤１９の四隅のシリンダ１６に供給され、ピストンロッド１６bが下方に向かって突出される。
【００３４】
次に、図３、図４及び図９に示すように、この状態でパターンキャリア１及び模型定盤５が加圧ヘッドとしてのシリンダ装置３によってスクイズ定盤１９に向かって上昇させられ、鋳物砂１７には袋部材２３に内包されている棒状固体物２１が圧入されていく。このとき前記ピストンロッド１６bの先端が鋳枠１１の四隅に当接し、ピストンロッド１６bの後退を規制することにより前記棒状固体物２１が鋳物砂１７に圧入していくのに伴って鋳枠１１が浮き上がるのを規制している。また、図１０に示すように、棒状固体物２１は袋部材２３で棒状固体物２１の表面に密着させた状態で包まれているので、鋳物砂１７に容易に圧入することができる。この模型定盤５とスクイズ定盤１９の相対的な接近により、鋳枠１１内に投入された鋳物砂１７は複数の棒状固体物２１により背面側予備スクイズされる。
【００３５】
次に、図５及び図１１に示すように、シリンダ装置３をさらに上昇させると、鋳枠１１及び下盛枠９は前記ピストンロッド１６bにより上昇を規制されるので、相対的に後退する。これによって、模型定盤５側から鋳物砂１７をスクイズ（模型面側スクイズ）することとなり、スクイズ定盤１９側からのスクイズ（背面側スクイズ）ではスクイズの効果が生じにくい模型７面付近のスクイズを重点的におこなうことができ、鋳型強度の均一化を図ることができる。
【００３６】
次に、図６及び図１２に示すように、空気圧ポンプ２０を駆動させるとともに電磁切替弁２２を圧縮空気２４が袋部材２３及びマット状部材２５に流入する方向に切替える。袋部材２３及びマット状部材２５内に高圧の圧縮空気２４を瞬間的に注入することにより、同袋部材２３及びマット状部材２５を爆発的に膨張させる。例えば０．５ＭＰa〜１．０ＭＰaの圧力をかけるものとする。
【００３７】
図１３に示すように、前記袋部材２３は棒状固体物２１の周方向及び下方に膨張し、模型７の側面部分に垂直に鋳物砂１７をスクイズする。これによって、スクイズしにくい模型７の側面付近をスクイズできる。
【００３８】
マット状部材２５も膨張するが、膨張したマット状部材２５は抵抗の少ない鋳物砂１７の層が厚い場所では、深い位置まで圧入され、圧入抵抗が大きい鋳物砂１７の層の薄い場所では浅い位置まで圧入される。図６において、模型７の上面に対する位置では浅く、そうでないところは深く圧入されている。したがって、このような模型形状等に応じて均等な圧力でスクイズできるので、模型形状に対応して、全体として均一充填密度に鋳型を造型することができる。そして、この袋部材側（左右方向）からのスクイズと、模型面側（下方向）からのスクイズと、背面側（上方向）からのスクイズとを合わせると全方向からのスクイズをおこなっていることとなり、全体として非常に高い均一鋳型充填密度を得ることができ、鋳型強度の均一化を図ることができる。そして、得られる鋳型は、鋳型が十分な強度を保持しつつ、最低限の厚みに形成することができ、ガス抜きも良好となる。
【００３９】
次に、図７及び図１３に示すように、電磁切替弁２２を空気が袋部材２３及びマット状部材２５から流出する方向に切替え、空気圧ポンプ２０を作動させて袋部材２３及びマット状部材２５の内部の圧縮空気を抜く。袋部材２３及びマット状部材２５は縮んで元の寸法形状に戻ることとなる。そのため、袋部材２３及びマット状部材２５は、それらと前記膨張により押圧された鋳物砂１７の壁面との間に空隙２７を生じさせる。
【００４０】
次に、図８に示すように、シリンダ装置３を下降させると、スクイズ定盤１９が鋳枠１１から離れ、棒状固体物２１、袋部材２３及びマット状部材２５が鋳枠１１内に形成された鋳型２９から抜出される。この場合、前記空隙２７によりスムーズに抜出すことができる。このように離型の際の抜き勾配を考慮する必要がない。
【００４１】
次に、図示しない鋳枠支持装置により鋳枠１１の上下方向の移動を規制するとともに前記シリンダ装置３をさらに下降させる。これにより、模型７、模型定盤５及び下盛枠９は鋳枠１１及び鋳型２９より離れることとなる。
【００４２】
次に、鋳枠１１及び鋳型２９は図示しないローラコンベアにより注湯ステーションに搬送される。
【００４３】
次に第２実施形態について図１４乃至図１７によって説明する。
【００４４】
図１４はスクイズ定盤３１の下面にはマット状部材３３が、スクイズ定盤３１の下面全体にわたって下方より覆設されている。マット状部材３１はスクイズ定盤３１の下面に複数の固定板３５によって係脱可能に固定されている。これらの固定板３５は例えばアンカーボルト、リベット等の各種取付具によりスクイズ定盤３１に固定される。また、スクイズ定盤３１にはスクイズ定盤３１の上面よりマット状部材３３の内部に開口する通油孔３１aが複数設けられている。マット状部材３３の内部にはスクイズ定盤３１の下面から垂下してマット状部材３３の下面形状を保持するバネ部材３８が複数吊設されている。スクイズ定盤３１の前記通油孔３１aには夫々油圧ホース３７が接続され、これらの通油孔３１aは夫々共通圧油路３７aを介して流動体注入手段としての油圧ポンプ３９に接続されている。共通圧油路３７aと油圧ポンプ３９の間には、油の供給を制御する開閉弁としての電磁切替弁４１が設けられている。
【００４５】
このマット状部材３３は、図１４に示すように油圧ポンプ３９から流動体としての圧油４３が給油され、電磁切替弁４１が閉じられて圧油４３がマット状部材３３内に封入された状態で、前記バネ部材３８による上方への吊上力と圧油４３及びマット部材３３の自重、さらに圧油４３の内圧とのバランスにおいて、マット状部材３３の初期形状が保持されるようになっている。
【００４６】
その他の構成については、第１実施形態と同様である。
【００４７】
上記のように構成した第２実施形態の作動とともに、該実施形態に係る鋳型造型装置を使用した造型方法について説明する。
【００４８】
先ず、油圧ポンプ３９を作動させ、電磁切替弁４１を圧油４３がマット状部材３３に流入する方向に切替え、マット状部材３３がマット状になるよう圧油４３を所定量流入する。
【００４９】
次に、図１４及び図１５に示すように、電磁切替弁４１を閉じて前記圧油４３をマット状部材３３に封じた状態で、前記シリンダ装置３を駆動させて鋳枠１１、模型定盤５、模型７及び下盛枠９を上昇させる。マット状部材３３は、鋳物砂１７に圧入されるが、鋳物砂１７の反力によりいくらか圧縮される。鋳物砂１７の層が薄いところでは抵抗が大きいため鋳物砂１７の反力が大きく、逆に同層の厚いところでは反力が小さい。そのため、マット状部材３３は、模型７の高さの高いところに対応する部分程強く圧縮される。
【００５０】
次に、図１６に示すように、第１実施形態と同様にシリンダ装置をさらに上昇させる。鋳枠１１及び下盛枠９は図示しないピストンロッドにより上昇を規制されるので、相対的に後退する。これによって、模型定盤５側から鋳物砂１７をスクイズ（模型面側スクイズ）することとなり、スクイズ定盤３１側からのスクイズ（背面側スクイズ）ではスクイズの効果が生じにくい模型７面付近のスクイズを重点的におこなうことができ、充分な鋳型の強度を得ることができる。
【００５１】
次に、図１７に示すように、油圧ポンプ３９を駆動させるとともに電磁切替弁４１を圧油４３がマット状部材３３に流入する方向に切替える。マット状部材３３内に高圧の圧油４３を瞬間的に注入することにより、マット状部材３３を爆発的に膨張させる。例えば、０．５ＭＰa〜１．０ＭＰaの圧力をかけるものとする。
【００５２】
図１７に示すように、マット状部材３３は抵抗の少ない鋳物砂１７の層が厚い場所では、深い位置まで圧油４３の圧力により圧入され、圧入抵抗が大きい鋳物砂１７の層の薄い場所では浅い位置まで圧入される。このように鋳物砂１７の中に配置される模型形状に応じて均等な圧力でスクイズできるので、全体として均一充填密度に鋳型を造型することができ、鋳型強度の均一化を図ることができる。
【００５３】
そして、圧油は液体であり、気体である圧縮空気よりそれ自体が圧縮されにくいため、圧力が直接的に伝わり、スクイズの際、強い力が容易に得られ易い。
【００５４】
以降の工程は、第１実施形態と同様である。
【００５５】
次に、中子を造型する第３実施形態について図１８乃至図２３にもとづいて説明する。
【００５６】
中子下金型４５には互いに分離可能な中子側金型４７が係脱可能に載置され、中子側金型４７の内壁面には中子の外形を形成する凸条４７aと凹溝４７bが設けられている。同中子側金型４７の上面には中子上金型４９が係脱可能に載置され、中子上金型４９の下面には初期形状保持手段としての棒状固体物５１が突設されている。これらの中子下金型４５、中子側金型４７及び中子上金型４９により鋳物砂容器を構成する。
【００５７】
中子上金型４９に突設された棒状固体物５１は、例えば木製で上端面に設けられた出入口５１aから連通し、該棒状固体物５１の側面に開口する複数の通水孔５１bが穿設されている。棒状固体物５１の上端には小径に形成された取付部５１cが設けられ、取付部５１cは中子上金型４９に穿設された取付穴４９aに嵌挿されて固定されている。前記出入口５１aには水圧ホース５８の一端が接続され、該ホース５８の他端は水圧ポンプ５９に接続されている。該出入口５１aと水圧ポンプ５９の間には高圧水５７の供給を制御する開閉弁としての電磁切替弁６１が設けられている。中子上金型４９の上方には鋳物砂供給タンク６３が設けられ、中子上金型４９に穿設された供給口４９bを通じて中子下金型４５、中子側金型４７及び中子上金型４９で囲まれた空間内に鋳物砂１７を供給するようになっている。鋳物砂供給タンク６３は図示しない制御装置により、適宜、鋳物砂１７を供給するようになっている。袋部材６５等その他の構成は第１実施例と同様である。
【００５８】
上記のように構成した第３実施形態の作動とともに、該実施形態に係る鋳型造型装置を使用した造型方法について説明する。
【００５９】
先ず、図１８に示すように、中子下金型４５、中子側金型４７及び中子上金型４９で囲まれた空間内には、棒状固体物５１が配置されている。水圧ポンプ５９は停止し、電磁切替弁６１は、高圧水５７の流入出が停止されるよう閉じられた状態となっている。鋳物砂供給タンク６３には鋳物砂１７が次工程で供給されるべく準備された状態となっている。
【００６０】
次に、図１９に示すように、鋳物砂供給タンク６３より供給口４９bを通じて、鋳物砂１７を前記中子下金型４５、中子側金型４７及び中子上金型４９で囲まれた空間内に供給する。鋳物砂１７は同空間内に充填される。
【００６１】
次に、図２０に示すように、水圧ポンプ５９を駆動させるとともに電磁切替弁６１を高圧水５７が袋部材６５に流入する方向に切替える。袋部材６５内に高圧水５７を瞬間的に注入することにより、袋部材６５を爆発的に膨張させる。例えば、０．５ＭＰa〜１．０ＭＰaの圧力をかけるものとする。袋部材６５は高圧水５７の圧力により、抵抗の少ない鋳物砂１７の層が厚い場所では、深い位置まで膨張し、圧入抵抗が大きい鋳物砂１７の層の薄い場所では浅い位置まで膨張する。これによって、中子側金型４７の内側壁の形状に応じ、均等な圧力でスクイズできるので、全体として均一充填密度に鋳型を造型することができ、鋳型強度の均一化を図ることができる。
【００６２】
次に、図２１に示すように、電磁切替弁６１を水が袋部材６５から流出する方向に切替え、水圧ポンプ５９を作動させて袋部材６５の内部を減圧して水を抜く。袋部材６５は縮んで元の寸法形状に戻ることとなる。そのため、袋部材６５は、それらと前記膨張により押圧された鋳物砂１７の壁面との間に空隙６７を生じさせる。
【００６３】
次に、図２２に示すように、中子下金型４５と中子側金型４７とを分離し、棒状固体物５１、袋部材６５が成型された中子６９から抜出される。この場合、前記空隙６７によりスムーズに抜出すことができる。このように抜き勾配を考慮することなく離型でき、図２３に示すような中子６９を得ることができる。
【００６４】
ここで、この実施形態で使われた水は液体であり、気体である圧縮空気よりそれ自体が圧縮されにくいため、圧力が直接的に伝わり、スクイズの際、強い力が容易に得られ易い。さらに、取り扱いが容易であり低コストで使用することができる。
【００６５】
なお、上記実施形態において、袋部材やマット状部材への空気,油及び水の供給を瞬間的に行い、同袋部材等を爆発的に膨張させるものとしたが、この方法に拘泥されるものでなく、例えば同空気等の供給を細かく制御して、高圧の空気等を波状的に繰返し供給してもよく、段階的に高圧になるよう複数回にわたって供給しても良い。
【００６６】
袋部材やマット状部材をゴム製としたが、これに限定されるものではなく、気密性、水密性を有する膜状のものであればよく、例え伸縮性がないものであっても、折畳んで小さくした状態のものに圧縮空気等を注入することにより、膨張させてスクイズできるものであれば使用できる。
【００６７】
流動体について上記実施形態では、空気、油及び水を使用したが、これら以外のガスや液体も使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る鋳型の造型装置を正面から見た図。
【図２】図１の部分拡大図。
【図３】スクイズの準備工程を示す図。
【図４】背面側予備スクイズを行っている状態を示す図。
【図５】模型面側スクイズを行っている状態を示す図。
【図６】袋部材及びマット状部材を膨張させてスクイズを行っている状態を示す図。
【図７】袋部材及びマット状部材を収縮させた状態を示す図。
【図８】離型状態を示す図。
【図９】スクイズの準備工程を示す部分拡大図。
【図１０】背面側予備スクイズを行っている状態を示す部分拡大図。
【図１１】模型面側スクイズを行っている状態を示す部分拡大図。
【図１２】袋部材を膨張させてスクイズを行っている状態を示す部分拡大図。
【図１３】袋部材を収縮させた状態を示す部分拡大図。
【図１４】第２実施形態のスクイズの準備工程を示す図。
【図１５】同背面側スクイズを行っている状態を示す図。
【図１６】同模型面側スクイズを行っている状態を示す図。
【図１７】同マット状部材を膨張させてスクイズを行っている状態を示す図。
【図１８】第３実施形態のスクイズの準備工程を示す図。
【図１９】同鋳物砂を充填した状態を示す図。
【図２０】同袋部材を膨張させてスクイズを行っている状態を示す図。
【図２１】同袋部材を収縮させた状態を示す図。
【図２２】同離型状態を示す図。
【図２３】成形された中子を示す図。
【符号の説明】
【００６９】
３…加圧ヘッドとしてのシリンダ装置、５…模型定盤、７…模型、１１…鋳枠、１７…鋳物砂、１９,３１…スクイズ定盤、２１…棒状固体物、２３…袋部材、２５,３３…マット状部材、２０…流動体注入手段としての空気圧ポンプ、３８…弾性部材としてのバネ部材、２２,４１,６１…開閉弁としての電磁切替弁、３９…流動体注入手段としての油圧ポンプ、５９…流動体注入手段としての水圧ポンプ。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物砂が充填される鋳物砂容器と、流動体を内包可能でかつ膨張可能な流動体内包手段と、流動体内包手段に流動体を注入する流動体注入手段とを設け、
前記鋳物砂容器内に鋳物砂を充填するとともに前記流動体内包手段を鋳物砂内に配設し、前記流動体注入手段により流動体を流動体内包手段に注入することにより流動体内包手段を膨張させて鋳物砂をスクイズすることを特徴とする鋳型の造型方法。
【請求項２】
鋳物砂が充填される鋳枠と、前記鋳枠の下方に鋳枠に対して上下に相対移動可能に配置されるとともに上面に模型が取付けられた模型定盤と、鋳枠の上部に前記模型定盤に対して相対的に接近可能に装架されるスクイズ定盤とを設け、
前記鋳枠の内側面と模型定盤の上面とによって形成された空間内に鋳物砂を充填し、
前記スクイズ定盤の下面に設けられたものであって、初期形状保持手段を内包した伸縮可能な袋部材を、前記スクイズ定盤を模型定盤に対して相対的に接近させることにより鋳物砂に圧入して予備スクイズし、
流動体注入手段により流動体を前記袋部材に注入することにより袋部材を膨張させて鋳物砂をスクイズすることを特徴とする鋳型の造型方法。
【請求項３】
請求項２において、前記予備スクイズの後であって、前記袋部材を膨張させて鋳物砂をスクイズする前において、前記模型定盤を模型定盤の下方に設けられた加圧ヘッドの上昇により上昇させて、前記鋳物砂を模型定盤側からスクイズすることを特徴とする鋳型の造型方法。
【請求項４】
請求項２において、前記初期形状保持手段は通気孔を有した固体物であり、該固体物を内包した袋部材を模型の側面近傍まで圧入したことを特徴とする鋳型の造型方法。
【請求項５】
鋳物砂をスクイズすることにより鋳型を造型する鋳型の造型装置において、
鋳物砂が充填される鋳物砂容器と、
流動体を内包可能でかつ膨張可能であって、鋳物砂内に入れられる流動体内包手段と、
前記流動体内包手段に流動体を注入することにより流動体内包手段を膨張させて鋳物砂をスクイズする流動体注入手段とを備えたことを特徴とする鋳型の造型装置。
【請求項６】
鋳物砂が充填される鋳枠と、前記鋳枠の下方に鋳枠に対して上下に相対移動可能に配置されるとともに上面に模型が取付けられた模型定盤と、鋳枠の上部に前記模型定盤に対して相対的に接近可能に装架されるスクイズ定盤とを有する鋳型の造型装置において、
前記スクイズ定盤の下面に設けられ、伸縮可能に形成された袋部材と、
前記袋部材に内包され、袋部材を一定の形状で保持する初期形状保持手段と、
流動体を前記袋部材に注入することにより袋部材を膨張させて鋳物砂をスクイズする流動体注入手段とを備えた鋳型の造型装置。
【請求項７】
請求項６において、前記初期形状保持手段は通気孔を有した棒状固体物であり、スクイズ定盤の下面に突設されたことを特徴とする鋳型の造型装置。
【請求項８】
請求項６において、前記袋部材はマット状部材であり、前記初期形状保持手段は弾性部材と開閉弁とを備え、前記弾性部材は前記マット状部材内部に複数個配設されてマット状部材の厚さ方向に伸縮してマット状部材の下面を保持するとともに前記開閉弁はマット状部材に注入された流動体を封入してマット状部材の形状を保持することを特徴とする鋳型の造型装置。

【図１】