鋳型造型方法及びその装置
【課題】 装置を複雑化することなく、次回の混練砂の吹き込み充填時において、安定した混練砂の充填性を確保することができる鋳型造型方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 ブローヘッド内の混練砂を成形型に形成されたキャビティ内に加圧エアにより吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型方法は、ブローヘッドの収容部内に、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇する第１加圧エアを供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填して、収容部内の加圧エアを外部に排気した後、収容部内の混練砂の凹凸を均す為に収容部内の混練砂に第２圧力の第２加圧エアを衝撃的に作用させる。
【解決手段】 ブローヘッド内の混練砂を成形型に形成されたキャビティ内に加圧エアにより吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型方法は、ブローヘッドの収容部内に、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇する第１加圧エアを供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填して、収容部内の加圧エアを外部に排気した後、収容部内の混練砂の凹凸を均す為に収容部内の混練砂に第２圧力の第２加圧エアを衝撃的に作用させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型造型方法及びその装置に関し、特に混練砂の吹き込み充填時に供給されたブローヘッド内の第１加圧気体を外部に排気した後、ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内に第２加圧気体を供給して混練砂に衝撃的に作用させるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳型を造型する方法として、ブローヘッド内に供給されたガス硬化性の混練砂を、複数の成形型に形成されたキャビティ内に加圧気体によって吹き込み充填した後、キャビティ内に硬化ガスを導入しキャビティ内に充填された混練砂を硬化させて鋳型を造型する方法が実用化されている。
【０００３】
ところで、ブローヘッドの下端部にキャビティ内に連通可能なブローノズルが設けられ、加圧気体がブローヘッドからブローノズルを通ってキャビティ内に吹き込まれるようになっているため、加圧気体をブローヘッド内に供給すると、ブローノズル周辺の混練砂がキャビティ内に充填される。その結果、ブローヘッド内においてブローノズルの上方近傍の混練砂に凹みが生じ、次回の吹き込み充填時に、ブローノズル周辺の混練砂が不足することになり，キャビティ内に混練砂が十分に充填されないという問題が生じる。
【０００４】
特許文献１に記載の造型材料を充填する方法とその装置においては、ブローヘッド内に拡張又は収縮可能な複数のベローズを設け、２回のエアブローを行って造型砂を型へ充填した後、ベローズに空気を供給してベローズを拡張又は収縮させてブローヘッド内の造型砂を流動させて、造型砂の充填時に発生した空気通路を除去している。
【特許文献１】特開昭６１−１９５７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記のようにベローズを設けてベローズの拡張や収縮によって造型砂を流動させた場合、装置が複雑化するだけでなくベローズ自体の耐久性も問題になる。それ故、ベローズを設けることなく、キャビティ内への吹き込み充填後のブローヘッド内の混練砂の凹凸を均し、次回の吹き込み充填時に、キャビティ内に混練砂を十分に充填させることができる鋳型造型方法及びその装置が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、装置を複雑化することなく、次回の混練砂の吹き込み充填時において、安定した混練砂の充填性を確保することができる鋳型造型方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の鋳型造型方法は、ブローヘッド内の混練砂を成形型に形成されたキャビティ内に加圧気体により吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型方法において、各造型サイクルは、前記ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填する第１工程と、前記ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する第２工程と、前記ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させる第３工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この鋳型造型方法では、先ず第１工程において、ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填する。すると、第１加圧気体によってブローノズル周辺の混練砂がキャビティ内に充填されるが、ブローヘッド内においてブローノズルの上方近傍の混練砂に凹みが生じる。次に第２工程において、ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気すると、キャビティ内の圧力が低下し、第３工程において、ブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させると、ブローヘッド内において大きな圧力変化が生じ混練砂に対する衝撃力が増す。これにより、混練砂が流動しブローヘッド内の混練砂の凹凸が小さくなる。
【０００９】
請求項２の鋳型造型方法は、請求項１の発明において、前記第１工程においてブローヘッド内に供給される第１加圧気体は、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の鋳型造型装置は、複数の成形型で形成されたキャビティ内に混練砂を吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型装置において、前記キャビティ内に連通可能なブローノズルを有し、このブローノズルを介してキャビティ内に吹き込む混練砂を収容するブローヘッドと、前記ブローヘッド内に混練砂吹き込み充填時に第１加圧気体を供給する第１加圧気体供給手段と、前記第１加圧気体の供給後にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する排気手段と、前記排気手段による排気後にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に供給する第２加圧気体供給手段と、前記ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂を吹き込み充填し、次にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気し、その後ブローヘッド内に第２加圧気体を供給して混練砂に第２加圧気体を作用させるように、第１，第２加圧気体供給手段と排気手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
この鋳型造型装置では、請求項１と同様の作用を奏する。
【００１１】
請求項４の鋳型造型装置は、請求項３の発明において、前記第１加圧気体供給手段は、第１圧力の加圧気体を収容する第１エアタンクと、第１圧力よりも高圧の第２圧力の加圧気体を収容する第２エアタンクを備え、前記第１エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第１位置と第２エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第２位置とに択一的に切換えられる切換え弁を設け、前記制御手段は、キャビティ内への混練砂の吹き込み充填時に、第１エアタンクの第１圧力の加圧気体の供給に続けて、第２エアタンクの第２圧力の加圧気体の供給に切換えるように前記切換え弁を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填する第１工程と、ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する第２工程と、ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させる第３工程とを備えたので、吹き込み充填後のブローヘッド内において大きな圧力変化が生じ混練砂に対する衝撃力が増す。これにより、混練砂が流動しブローヘッド内の混練砂の凹凸が小さくなり、次回の吹き込み充填時における安定した混練砂の充填性を確保することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、第１工程においてブローヘッド内に供給される第１加圧気体は、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇するので、第１圧力で第１加圧気体がブローヘッド内に供給される第１工程の開始直後においては、成形型のエジェクタピン孔やキャビティ内の加圧気体を排気する為のエアベントの開口が混練砂で覆われる。次にこの状態で第１圧力よりも高圧の第２圧力で第１加圧気体がブローヘッド内に供給されるので、キャビティ内への混練砂の充填性が向上すると共に、吹き込み充填開始直後は低圧の第１圧力であるため、成形型のエジェクタピン孔やエアベントからの混練砂の吹き抜けや詰まりを防止することができ、成形型のキャビティ面及び成形型のエジェクタピン孔やエアベントの摩耗を防止することができる。
【００１４】
このように、キャビティ内への混練砂の充填性が向上するので、短時間でキャビティ内へ混練砂を充填することができ、全作業工程に要する時間を短縮することができる。
また、従来の高圧の第２圧力で吹き込み充填を行う場合よりも、ブローヘッド内の混練砂の温度上昇を抑制することができ、混練砂の結合強度が劣化するのを抑制できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、ブローヘッドと、第１加圧気体供給手段と、排気手段と、第２加圧気体供給手段と、制御手段とを備えたので、吹き込み充填後のブローヘッド内において大きな圧力変化が生じ混練砂に対する衝撃力が増す。これにより、混練砂が流動しブローヘッド内の混練砂の凹凸が小さくなり、次回の吹き込み充填時における安定した混練砂の充填性を確保することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、第１加圧気体供給手段は、第１エアタンクと第２エアタンクを備え、第１エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第１位置と第２エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第２位置とに択一的に切換えられる切換え弁を設け、制御手段は、キャビティ内への混練砂の吹き込み充填時に、第１エアタンクの第１圧力の加圧気体の供給に続けて、第２エアタンクの第２圧力の加圧気体の供給に切換えるように切換え弁を制御するので、簡単な構成でもって、第１加圧気体を低圧の第１圧力から高圧の第２圧力に応答性よく切換え供給でき、上記請求項２と同様の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の鋳型造型方法は、各造型サイクル毎に、ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填し、ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気し、ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させるものである。
【００１８】
また、本発明の鋳型造型装置は、混練砂を収容するブローヘッドと、ブローヘッド内に混練砂吹き込み充填時に第１加圧気体を供給する第１加圧気体供給手段と、第１加圧気体の供給後にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する排気手段と、排気後にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に供給する第２加圧気体供給手段と、第１，第２加圧気体供給手段と排気手段を制御する制御手段とを備えたものである。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、鋳型造型装置１はコールドボックス鋳型造型装置であって、この鋳型造型装置１は、複数の成形型２０で形成されたキャビティ２１内に混練砂３０を吹き込み充填することにより、例えば、シリンダブロックやシリンダヘッドのウォータジャケット用中子等の鋳型を造型する装置である。
【００２０】
鋳型造型装置１は、混練砂３０を収容するブローヘッド２と、所定の第１圧力の加圧エアを収容する第１エアタンク１０と、第１圧力よりも高圧の第２圧力の加圧エアを収容する第２エアタンク１１と、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１のうち何れの加圧エアをブローヘッド２に供給するかを択一的に切換える切換え弁１２と、ブローヘッド内の加圧エアを外部に排気する排気弁１３（これが排気手段に相当する）と、シャッター駆動機構１６と、鋳型造型装置１全体の制御を司る制御手段としてのコントローラ１７等を備えている。尚、加圧エアが加圧気体に相当する。
【００２１】
ブローヘッド２の下側には、内部にキャビティ２１が形成された上下１対の成形型２０がセットされている。ブローヘッド２には、混練砂３０を収容する収容部３と、収容部３に供給される混練砂３０を混練する混練部４と、収容部３と混練部４とを連通可能に開閉するシャッター５と、キャビティ２１内に連通可能なブローノズル６とを有する。
【００２２】
混練砂３０は、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物からなる液状の粘結剤と溶剤とを含み、砂にこれら粘結剤と溶剤が混練されて生成されている。ブローヘッド２の上部、つまり、収容部３の上側には混練部４が設けられ、混練部４には混練砂３０を混練する為の混練機１９が設けられている。混練部４に粘結剤と溶剤と砂が投入され、混練機１９を回転させることにより均一に混練されて混練砂３０が生成される。
【００２３】
混練部４の底部には、シャッター駆動機構１６により開閉されるシャッター５が配設されており、コントローラ１７からの指令によりシャッター駆動機構１６が駆動されてシャッター５が開放されて、混練部４が収容部３に連通し、混練部４から一定量の混練砂３０が自重で落下して収容部３に充填される。
【００２４】
収容部３内の上端部には、収容部３内の混練砂量Ｖを検出する為の混練砂量検出センサ１８が設けられている。この混練砂量検出センサ１８は、赤外線を下方に放出して収容部３内において最上部の混練砂３０により反射された赤外線を受信し、その強度によって収容部３内の混練砂量Ｖを検出する。
【００２５】
ブローヘッド２の下端には、キャビティ２１内に連結可能な４つのブローノズル６が設けられ、加圧エアによって収容部３内の混練砂３０がこれらのブローノズル６を介してキャビティ２１内に吹き込まれる。上側の成形型２０の上壁には、４つのブローノズル６を挿入する為の挿入穴２２が夫々設けられ、下側の成形型２０の底壁には、キャビティ２１内に吹き込まれた加圧エアを外部に排気する為の４つのエアベント２３が設けられている。また、成形型２０には、上側の成形型２０と下側の成形型２０を分離した状態で鋳型を取り出す為のエジェクタピン（図示略）が設けられている。
【００２６】
ブローヘッド２の側壁において収容部３の上端部に対応する部位には、第１エアタンク１０や第２エアタンク１１から供給された加圧エアを収容部３内に供給する為のエア供給口３ａと、収容部３内の加圧エアを外部に排気する為のエア排気口３ｂが夫々設けられている。エア供給口３ａには、切換え弁１２を介して第１エアタンク１０と第２エアタンク１１が接続され、エア排気口３ｂには、排気弁１３が接続されている。
【００２７】
第１エアタンク１０はレギュレータ１０ａを有し、第２エアタンク１１はレギュレータ１１ａを有しており、コントローラ１７からの指令に基づいてこれらのレギュレータ１０ａ，１１ａが制御される。エア供給源（図示略）より一定の圧力で供給された加圧エアは、収容部３内の混練砂３０の嵩密度と混練砂量Ｖに応じた圧力となるように夫々減圧されて、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１に夫々収容される。第１エアタンク１０には、第１圧力（例えば０．２〜０．３ＭＰａ程度）の加圧エアが収容され、第２エアタンク１１には、第１エアタンク１０に収容された加圧エアよりも高圧の第２圧力（例えば０．４ＭＰａ程度）の加圧エアが収容されている。
【００２８】
切換え弁１２は、コントローラ１７からの指令によって、第１エアタンク１０の加圧エアをブローヘッド２の収容部３に供給する第１位置と、第２エアタンク１１の加圧エアをブローヘッド２の収容部３に供給する第２位置と、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１の何れも収容部３内と連通しない第３位置とに択一的に切換え可能に構成されている。排気弁１３は、コントローラ１７からの指令によって開閉可能に構成されている。
【００２９】
コントローラ１７は、切換え弁１２と排気弁１３とレギュレータ１０ａ，１１ａとシャッター駆動機構１６と混練砂量検出センサ１８に接続されている。図４に示すように、コントローラ１７は、収容部３内に第１加圧エアを供給して混練砂３０を吹き込み充填し、次に収容部３内の加圧エアを外部に排気し、その後収容部３内に第２加圧エアを供給して混練砂３０に第２加圧エアを作用させるように、切換え弁１２と排気弁１３を制御する。
【００３０】
また、コントローラ１７には、収容部３内の混練砂３０の嵩密度と混練砂量Ｖに基づいて、最良の充填性が得られる第１エアタンク１０と第２エアタンク１１の加圧エアの圧力を夫々決定する為のテーブルが格納されており、コントローラ１７は、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１の加圧エアの圧力が、決定された圧力となるように各レギュレータ１０ａ，１１ａを制御する。
【００３１】
次に、コントローラ１７で実行される各造型サイクル毎に実行される吹き込み充填制御について、図２、図３のフローチャートと、図４〜図７に基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１，２・・・）は各ステップを示し、以下の説明は鋳型造型方法についての説明を含む。
スタートスイッチ（図示略）をオンすると、先ず排気弁１３を閉止し（Ｓ１）、次に、混練砂量検出センサ１８で検出された混練砂量Ｖが読込まれる（Ｓ２）。
【００３２】
混練砂３０の混練砂量Ｖとコントローラ１７に格納されたテーブルに基づいて、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１から噴出させる加圧エアの圧力を夫々決定し、その圧力となるようにレギュレータ１０ａ，１１ａを夫々制御する（Ｓ３）。次に、タイマーＴＭをリセットしてスタートし（Ｓ４）、図４に示すように、ブローヘッド２の収容部３内に、第１圧力から第２圧力に上昇する第１加圧エアを供給して混練砂３０をキャビティ２１内に吹き込み充填する。
【００３３】
具体的には、切換え弁１２を第１位置に切換えて、第１エアタンク１０からの加圧エアの供給を開始する（Ｓ５）。次に、図４の時間ｔ１が経過したか否かが判定され、時間ｔ１が経過した場合（Ｓ６；Ｙｅｓ）、切換え弁１２を第２位置に切換えて、第１エアタンク１０からの加圧エアの供給を停止すると共に、第２エアタンク１１からの加圧エアの供給を開始する（Ｓ７）。
【００３４】
次に、図４の時間ｔ２が経過したか否かが判定され、時間ｔ２が経過した場合（Ｓ８；Ｙｅｓ）、切換え弁１２を第３位置に切換えて、第２エアタンク１１からの加圧エアの供給を停止すると共に、排気弁１３を開放し収容部３内の加圧エアを外部に排気する（Ｓ９）。このとき、キャビティ２１内の圧力が低下する。尚、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１と切換え弁１２とが第１加圧気体供給手段に相当する。
【００３５】
ブローヘッド２の収容部３内に供給された第１加圧エアによってブローノズル６周辺の混練砂３０がキャビティ２１内に充填されるが、第１加圧エアがブローヘッド２からブローノズル６を通ってキャビティ２１内に吹き込むようになっているため、例えば、図６に示すように、ブローヘッド２の収容部３内においてブローノズル６の上側の混練砂３０に凹み部３０ａ，３０ｂが生じる。そこで、混練砂３０の凹凸を均す為にブローヘッド２の収容部３内の混練砂３０に第２加圧エアを衝撃的に供給する。
【００３６】
具体的には、図４の時間ｔ３が経過したか否かが判定され、時間ｔ３が経過した場合（Ｓ１０；Ｙｅｓ）、排気弁１３を閉止すると共に、切換え弁１２を第２位置に切換えて、第２エアタンク１１からの加圧エアの供給を開始する（Ｓ１１）と、吹き込み充填後のブローヘッド２の収容部３内において大きな圧力変化が生じ混練砂３０に対する衝撃力が増す。これにより、収容部３内の混練砂３０が流動し、図７に示すように、収容部３内の混練砂３０の凹凸が小さくなる。尚、第２エアタンク１１と切換え弁１２とが第２加圧気体供給手段に相当する。
【００３７】
次に、図４の時間ｔ４が経過したか否かが判定され、時間ｔ４が経過した場合（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、切換え弁１２を第３位置に切換えて、第２エアタンク１１からの加圧エアの供給を停止すると共に、排気弁１３を開放し収容部３内の第２加圧エアを排気する（Ｓ１３）。次に、混練砂量検出センサ１８で検出された混練砂量Ｖが読込まれ（Ｓ１４）、混練砂量Ｖが所定量よりも少ないか否かが判定され、混練砂量ＶがＶ１以下の場合（Ｓ１５；Ｙｅｓ）、シャッター駆動機構１６を作動させてシャッター５を開放し、混練部４から混練砂３０を落下させて収容部３に充填する（Ｓ１６）。但し、混練砂量ＶがＶ１以上の場合は（Ｓ１５；Ｎｏ）、スタートへリターンする。
【００３８】
次に、混練砂３０を収容部３に充填後は、シャッター駆動機構１６を作動させてシャッター５を閉止し（Ｓ１７）、リターンする。
吹き込み充填後、キャビティ２１内に硬化ガス（例えばトリエチルアミンガス）を導入しキャビティ２１内に充填された混練砂３０を硬化させて鋳型を造型する。
【００３９】
次に、収容部３内の温度変化について、図４、図５、図８、図９に基づいて簡単に説明する。ここで、図４、図５は、本実施例における鋳型造型方法で吹き込み充填を行った場合の収容部３内の圧力変化と温度変化を示す線図であり、図８、図９は、従来の第２圧力で吹き込み充填を行った場合の収容部３内の圧力変化と温度変化を示す線図である。
【００４０】
図４、図５に示すように、本実施例では、第１加圧エアにおいて低圧の第１圧力から高圧の第２圧力に上昇させて吹き込み充填を行っているため、図８、図９に示す従来の第２圧力で吹き込み充填で行った場合と比較すると、収容部３内の温度が低下し、それに伴い収容部３内の混練砂３０の温度も低下することから、混練砂３０の結合強度の劣化を抑制する効果が得られることが分かる。
【００４１】
すなわち、ブローヘッド２内の混練砂３０の温度が上昇すると、充填前に粘結剤の硬化反応が進み、且つ溶剤が揮発して粘結剤の粘性が上昇し、吹き込み充填時の混練砂３０の流動性が低下してキャビティ２１内への充填性が低下し、これらの現象により混練砂３０の結合強度が低下し鋳型強度が低下する。これに対し本発明では、従来技術に比べてブローヘッド２内の混練砂３０の温度上昇を抑制し、上記現象の発生を抑制する効果がある。
【００４２】
次に、以上説明した鋳型造型方法とその装置１の作用、効果について説明する。
この鋳型造型装置１には、ブローヘッド２と、第１エアタンク１０と、第２エアタンク１１と、切換え弁１２と、排気弁１３と、コントローラ１７が設けられ、ブローヘッド２の収容部３内に第１加圧エアを供給して混練砂３０をキャビティ２１内に吹き込み充填し、収容部３内の加圧エアを外部に排気した後、収容部３内の混練砂３０の凹凸を均す為に収容部３内の混練砂３０に第２加圧エアを衝撃的に作用させるので、吹き込み充填後の収容部３内において大きな圧力変化が生じ混練砂３０に対する衝撃力が増す。
【００４３】
これにより、混練砂３０が流動し収容部３内の混練砂３０の凹凸が小さくなり、次回の吹き込み充填時における安定した混練砂３０の充填性を確保することができる。また、第１加圧エアを供給して吹き込み充填した後に、第２加圧エアを収容部３内に供給することで、キャビティ２１内の混練砂３０の充填性が一層高まる。しかも、第１エアタンク１０と、第２エアタンク１１と、切換え弁１２と、排気弁１３とを設け、コントローラ１７は、キャビティ２１内への混練砂３０の吹き込み充填時に、第１エアタンク１０の第１圧力の加圧エアの供給に続けて、第２エアタンク１１の第２圧力の加圧エアの供給に切換えるように切換え弁１２を制御するので、このような鋳型造型装置１を簡単な構成で実現できる。
【００４４】
さらに、収容部３内に供給される第１加圧エアは、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇するので、第１圧力で第１加圧エアが収容部３内に供給される吹き込み充填開始直後においては、成形型２０のエジェクタピン孔やキャビティ２１内の加圧エアを排気する為のエアベント２３の開口が混練砂３０で覆われる。次にこの状態で第１圧力よりも高圧の第２圧力で第１加圧エアが収容部３内に供給されるので、キャビティ２１内への混練砂３０の充填性が向上すると共に、吹き込み充填開始直後は低圧の第１圧力であるため、成形型２０のエジェクタピン孔やエアベント２３からの混練砂３０の吹き抜けや詰まりを防止することができ、成形型２０のキャビティ面及び成形型２０のエジェクタピン孔やエアベント２３の摩耗を防止することができる。
【００４５】
さらに、キャビティ２１内への混練砂３０の充填性が向上するので、短時間でキャビティ２１内へ混練砂３０を充填することができ、全作業工程に要する時間を短縮することができる。さらに、従来の高圧の第２圧力で吹き込み充填を行う場合よりも、収容部３内の混練砂３０の温度上昇を抑制することができ、混練砂３０の結合強度が劣化するのを抑制できる。また、２つのエアタンク１０，１１を設け、切換え弁１２でこれらを切換えるように構成したので、応答性よく圧力を切換えることができる。
【００４６】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］上記実施例において、本発明をコールドボックス鋳型造型装置に適用した例を示したが、熱硬化性混練砂を成形型のキャビティ内に吹き込み充填し、その成形型を加熱することで混練砂を硬化させるシェルモールド鋳型造型装置に適用してもよい。
【００４７】
２〕上記実施例において、第１エアタンク１０から第１加圧エアを供給し、第２エアタンク１１から第２加圧エアを供給するように、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１と切換え弁１２を制御してもよいし、１つのエアタンクのみ設けて、第１加圧エアと第２加圧エアを供給するように、そのエアタンクと切換え弁１２を制御してもよい。
３〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例に係る鋳型造型装置の概略構成図である。
【図２】吹き込み充填制御のフローチャートの一部である。
【図３】吹き込み充填制御のフローチャートの残部である。
【図４】実施例における収容部内の圧力変化を示す線図である。
【図５】実施例における収容部内の温度変化を示す線図である。
【図６】第１加圧エア供給後の収容部の要部の拡大断面図である。
【図７】第２加圧エア供給後の収容部の要部の拡大断面図である。
【図８】従来の第２圧力で吹き込み充填を行った場合の収容部内の圧力変化を示す線図である。
【図９】従来の第２圧力で吹き込み充填を行った場合の収容部内の温度変化を示す線図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 鋳型造型装置
２ ブローヘッド
１０ 第１エアタンク
１１ 第２エアタンク
１２ 切換え弁
１３ 排気弁
１７ コントローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型造型方法及びその装置に関し、特に混練砂の吹き込み充填時に供給されたブローヘッド内の第１加圧気体を外部に排気した後、ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内に第２加圧気体を供給して混練砂に衝撃的に作用させるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋳型を造型する方法として、ブローヘッド内に供給されたガス硬化性の混練砂を、複数の成形型に形成されたキャビティ内に加圧気体によって吹き込み充填した後、キャビティ内に硬化ガスを導入しキャビティ内に充填された混練砂を硬化させて鋳型を造型する方法が実用化されている。
【０００３】
ところで、ブローヘッドの下端部にキャビティ内に連通可能なブローノズルが設けられ、加圧気体がブローヘッドからブローノズルを通ってキャビティ内に吹き込まれるようになっているため、加圧気体をブローヘッド内に供給すると、ブローノズル周辺の混練砂がキャビティ内に充填される。その結果、ブローヘッド内においてブローノズルの上方近傍の混練砂に凹みが生じ、次回の吹き込み充填時に、ブローノズル周辺の混練砂が不足することになり，キャビティ内に混練砂が十分に充填されないという問題が生じる。
【０００４】
特許文献１に記載の造型材料を充填する方法とその装置においては、ブローヘッド内に拡張又は収縮可能な複数のベローズを設け、２回のエアブローを行って造型砂を型へ充填した後、ベローズに空気を供給してベローズを拡張又は収縮させてブローヘッド内の造型砂を流動させて、造型砂の充填時に発生した空気通路を除去している。
【特許文献１】特開昭６１−１９５７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記のようにベローズを設けてベローズの拡張や収縮によって造型砂を流動させた場合、装置が複雑化するだけでなくベローズ自体の耐久性も問題になる。それ故、ベローズを設けることなく、キャビティ内への吹き込み充填後のブローヘッド内の混練砂の凹凸を均し、次回の吹き込み充填時に、キャビティ内に混練砂を十分に充填させることができる鋳型造型方法及びその装置が望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、装置を複雑化することなく、次回の混練砂の吹き込み充填時において、安定した混練砂の充填性を確保することができる鋳型造型方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の鋳型造型方法は、ブローヘッド内の混練砂を成形型に形成されたキャビティ内に加圧気体により吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型方法において、各造型サイクルは、前記ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填する第１工程と、前記ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する第２工程と、前記ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させる第３工程とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この鋳型造型方法では、先ず第１工程において、ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填する。すると、第１加圧気体によってブローノズル周辺の混練砂がキャビティ内に充填されるが、ブローヘッド内においてブローノズルの上方近傍の混練砂に凹みが生じる。次に第２工程において、ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気すると、キャビティ内の圧力が低下し、第３工程において、ブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させると、ブローヘッド内において大きな圧力変化が生じ混練砂に対する衝撃力が増す。これにより、混練砂が流動しブローヘッド内の混練砂の凹凸が小さくなる。
【０００９】
請求項２の鋳型造型方法は、請求項１の発明において、前記第１工程においてブローヘッド内に供給される第１加圧気体は、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇することを特徴とする。
【００１０】
請求項３の鋳型造型装置は、複数の成形型で形成されたキャビティ内に混練砂を吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型装置において、前記キャビティ内に連通可能なブローノズルを有し、このブローノズルを介してキャビティ内に吹き込む混練砂を収容するブローヘッドと、前記ブローヘッド内に混練砂吹き込み充填時に第１加圧気体を供給する第１加圧気体供給手段と、前記第１加圧気体の供給後にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する排気手段と、前記排気手段による排気後にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に供給する第２加圧気体供給手段と、前記ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂を吹き込み充填し、次にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気し、その後ブローヘッド内に第２加圧気体を供給して混練砂に第２加圧気体を作用させるように、第１，第２加圧気体供給手段と排気手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
この鋳型造型装置では、請求項１と同様の作用を奏する。
【００１１】
請求項４の鋳型造型装置は、請求項３の発明において、前記第１加圧気体供給手段は、第１圧力の加圧気体を収容する第１エアタンクと、第１圧力よりも高圧の第２圧力の加圧気体を収容する第２エアタンクを備え、前記第１エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第１位置と第２エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第２位置とに択一的に切換えられる切換え弁を設け、前記制御手段は、キャビティ内への混練砂の吹き込み充填時に、第１エアタンクの第１圧力の加圧気体の供給に続けて、第２エアタンクの第２圧力の加圧気体の供給に切換えるように前記切換え弁を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填する第１工程と、ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する第２工程と、ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させる第３工程とを備えたので、吹き込み充填後のブローヘッド内において大きな圧力変化が生じ混練砂に対する衝撃力が増す。これにより、混練砂が流動しブローヘッド内の混練砂の凹凸が小さくなり、次回の吹き込み充填時における安定した混練砂の充填性を確保することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、第１工程においてブローヘッド内に供給される第１加圧気体は、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇するので、第１圧力で第１加圧気体がブローヘッド内に供給される第１工程の開始直後においては、成形型のエジェクタピン孔やキャビティ内の加圧気体を排気する為のエアベントの開口が混練砂で覆われる。次にこの状態で第１圧力よりも高圧の第２圧力で第１加圧気体がブローヘッド内に供給されるので、キャビティ内への混練砂の充填性が向上すると共に、吹き込み充填開始直後は低圧の第１圧力であるため、成形型のエジェクタピン孔やエアベントからの混練砂の吹き抜けや詰まりを防止することができ、成形型のキャビティ面及び成形型のエジェクタピン孔やエアベントの摩耗を防止することができる。
【００１４】
このように、キャビティ内への混練砂の充填性が向上するので、短時間でキャビティ内へ混練砂を充填することができ、全作業工程に要する時間を短縮することができる。
また、従来の高圧の第２圧力で吹き込み充填を行う場合よりも、ブローヘッド内の混練砂の温度上昇を抑制することができ、混練砂の結合強度が劣化するのを抑制できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、ブローヘッドと、第１加圧気体供給手段と、排気手段と、第２加圧気体供給手段と、制御手段とを備えたので、吹き込み充填後のブローヘッド内において大きな圧力変化が生じ混練砂に対する衝撃力が増す。これにより、混練砂が流動しブローヘッド内の混練砂の凹凸が小さくなり、次回の吹き込み充填時における安定した混練砂の充填性を確保することができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、第１加圧気体供給手段は、第１エアタンクと第２エアタンクを備え、第１エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第１位置と第２エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第２位置とに択一的に切換えられる切換え弁を設け、制御手段は、キャビティ内への混練砂の吹き込み充填時に、第１エアタンクの第１圧力の加圧気体の供給に続けて、第２エアタンクの第２圧力の加圧気体の供給に切換えるように切換え弁を制御するので、簡単な構成でもって、第１加圧気体を低圧の第１圧力から高圧の第２圧力に応答性よく切換え供給でき、上記請求項２と同様の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の鋳型造型方法は、各造型サイクル毎に、ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填し、ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気し、ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させるものである。
【００１８】
また、本発明の鋳型造型装置は、混練砂を収容するブローヘッドと、ブローヘッド内に混練砂吹き込み充填時に第１加圧気体を供給する第１加圧気体供給手段と、第１加圧気体の供給後にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する排気手段と、排気後にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に供給する第２加圧気体供給手段と、第１，第２加圧気体供給手段と排気手段を制御する制御手段とを備えたものである。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、鋳型造型装置１はコールドボックス鋳型造型装置であって、この鋳型造型装置１は、複数の成形型２０で形成されたキャビティ２１内に混練砂３０を吹き込み充填することにより、例えば、シリンダブロックやシリンダヘッドのウォータジャケット用中子等の鋳型を造型する装置である。
【００２０】
鋳型造型装置１は、混練砂３０を収容するブローヘッド２と、所定の第１圧力の加圧エアを収容する第１エアタンク１０と、第１圧力よりも高圧の第２圧力の加圧エアを収容する第２エアタンク１１と、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１のうち何れの加圧エアをブローヘッド２に供給するかを択一的に切換える切換え弁１２と、ブローヘッド内の加圧エアを外部に排気する排気弁１３（これが排気手段に相当する）と、シャッター駆動機構１６と、鋳型造型装置１全体の制御を司る制御手段としてのコントローラ１７等を備えている。尚、加圧エアが加圧気体に相当する。
【００２１】
ブローヘッド２の下側には、内部にキャビティ２１が形成された上下１対の成形型２０がセットされている。ブローヘッド２には、混練砂３０を収容する収容部３と、収容部３に供給される混練砂３０を混練する混練部４と、収容部３と混練部４とを連通可能に開閉するシャッター５と、キャビティ２１内に連通可能なブローノズル６とを有する。
【００２２】
混練砂３０は、フェノール樹脂とポリイソシアネート化合物からなる液状の粘結剤と溶剤とを含み、砂にこれら粘結剤と溶剤が混練されて生成されている。ブローヘッド２の上部、つまり、収容部３の上側には混練部４が設けられ、混練部４には混練砂３０を混練する為の混練機１９が設けられている。混練部４に粘結剤と溶剤と砂が投入され、混練機１９を回転させることにより均一に混練されて混練砂３０が生成される。
【００２３】
混練部４の底部には、シャッター駆動機構１６により開閉されるシャッター５が配設されており、コントローラ１７からの指令によりシャッター駆動機構１６が駆動されてシャッター５が開放されて、混練部４が収容部３に連通し、混練部４から一定量の混練砂３０が自重で落下して収容部３に充填される。
【００２４】
収容部３内の上端部には、収容部３内の混練砂量Ｖを検出する為の混練砂量検出センサ１８が設けられている。この混練砂量検出センサ１８は、赤外線を下方に放出して収容部３内において最上部の混練砂３０により反射された赤外線を受信し、その強度によって収容部３内の混練砂量Ｖを検出する。
【００２５】
ブローヘッド２の下端には、キャビティ２１内に連結可能な４つのブローノズル６が設けられ、加圧エアによって収容部３内の混練砂３０がこれらのブローノズル６を介してキャビティ２１内に吹き込まれる。上側の成形型２０の上壁には、４つのブローノズル６を挿入する為の挿入穴２２が夫々設けられ、下側の成形型２０の底壁には、キャビティ２１内に吹き込まれた加圧エアを外部に排気する為の４つのエアベント２３が設けられている。また、成形型２０には、上側の成形型２０と下側の成形型２０を分離した状態で鋳型を取り出す為のエジェクタピン（図示略）が設けられている。
【００２６】
ブローヘッド２の側壁において収容部３の上端部に対応する部位には、第１エアタンク１０や第２エアタンク１１から供給された加圧エアを収容部３内に供給する為のエア供給口３ａと、収容部３内の加圧エアを外部に排気する為のエア排気口３ｂが夫々設けられている。エア供給口３ａには、切換え弁１２を介して第１エアタンク１０と第２エアタンク１１が接続され、エア排気口３ｂには、排気弁１３が接続されている。
【００２７】
第１エアタンク１０はレギュレータ１０ａを有し、第２エアタンク１１はレギュレータ１１ａを有しており、コントローラ１７からの指令に基づいてこれらのレギュレータ１０ａ，１１ａが制御される。エア供給源（図示略）より一定の圧力で供給された加圧エアは、収容部３内の混練砂３０の嵩密度と混練砂量Ｖに応じた圧力となるように夫々減圧されて、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１に夫々収容される。第１エアタンク１０には、第１圧力（例えば０．２〜０．３ＭＰａ程度）の加圧エアが収容され、第２エアタンク１１には、第１エアタンク１０に収容された加圧エアよりも高圧の第２圧力（例えば０．４ＭＰａ程度）の加圧エアが収容されている。
【００２８】
切換え弁１２は、コントローラ１７からの指令によって、第１エアタンク１０の加圧エアをブローヘッド２の収容部３に供給する第１位置と、第２エアタンク１１の加圧エアをブローヘッド２の収容部３に供給する第２位置と、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１の何れも収容部３内と連通しない第３位置とに択一的に切換え可能に構成されている。排気弁１３は、コントローラ１７からの指令によって開閉可能に構成されている。
【００２９】
コントローラ１７は、切換え弁１２と排気弁１３とレギュレータ１０ａ，１１ａとシャッター駆動機構１６と混練砂量検出センサ１８に接続されている。図４に示すように、コントローラ１７は、収容部３内に第１加圧エアを供給して混練砂３０を吹き込み充填し、次に収容部３内の加圧エアを外部に排気し、その後収容部３内に第２加圧エアを供給して混練砂３０に第２加圧エアを作用させるように、切換え弁１２と排気弁１３を制御する。
【００３０】
また、コントローラ１７には、収容部３内の混練砂３０の嵩密度と混練砂量Ｖに基づいて、最良の充填性が得られる第１エアタンク１０と第２エアタンク１１の加圧エアの圧力を夫々決定する為のテーブルが格納されており、コントローラ１７は、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１の加圧エアの圧力が、決定された圧力となるように各レギュレータ１０ａ，１１ａを制御する。
【００３１】
次に、コントローラ１７で実行される各造型サイクル毎に実行される吹き込み充填制御について、図２、図３のフローチャートと、図４〜図７に基づいて説明する。尚、図中Ｓｉ（ｉ＝１，２・・・）は各ステップを示し、以下の説明は鋳型造型方法についての説明を含む。
スタートスイッチ（図示略）をオンすると、先ず排気弁１３を閉止し（Ｓ１）、次に、混練砂量検出センサ１８で検出された混練砂量Ｖが読込まれる（Ｓ２）。
【００３２】
混練砂３０の混練砂量Ｖとコントローラ１７に格納されたテーブルに基づいて、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１から噴出させる加圧エアの圧力を夫々決定し、その圧力となるようにレギュレータ１０ａ，１１ａを夫々制御する（Ｓ３）。次に、タイマーＴＭをリセットしてスタートし（Ｓ４）、図４に示すように、ブローヘッド２の収容部３内に、第１圧力から第２圧力に上昇する第１加圧エアを供給して混練砂３０をキャビティ２１内に吹き込み充填する。
【００３３】
具体的には、切換え弁１２を第１位置に切換えて、第１エアタンク１０からの加圧エアの供給を開始する（Ｓ５）。次に、図４の時間ｔ１が経過したか否かが判定され、時間ｔ１が経過した場合（Ｓ６；Ｙｅｓ）、切換え弁１２を第２位置に切換えて、第１エアタンク１０からの加圧エアの供給を停止すると共に、第２エアタンク１１からの加圧エアの供給を開始する（Ｓ７）。
【００３４】
次に、図４の時間ｔ２が経過したか否かが判定され、時間ｔ２が経過した場合（Ｓ８；Ｙｅｓ）、切換え弁１２を第３位置に切換えて、第２エアタンク１１からの加圧エアの供給を停止すると共に、排気弁１３を開放し収容部３内の加圧エアを外部に排気する（Ｓ９）。このとき、キャビティ２１内の圧力が低下する。尚、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１と切換え弁１２とが第１加圧気体供給手段に相当する。
【００３５】
ブローヘッド２の収容部３内に供給された第１加圧エアによってブローノズル６周辺の混練砂３０がキャビティ２１内に充填されるが、第１加圧エアがブローヘッド２からブローノズル６を通ってキャビティ２１内に吹き込むようになっているため、例えば、図６に示すように、ブローヘッド２の収容部３内においてブローノズル６の上側の混練砂３０に凹み部３０ａ，３０ｂが生じる。そこで、混練砂３０の凹凸を均す為にブローヘッド２の収容部３内の混練砂３０に第２加圧エアを衝撃的に供給する。
【００３６】
具体的には、図４の時間ｔ３が経過したか否かが判定され、時間ｔ３が経過した場合（Ｓ１０；Ｙｅｓ）、排気弁１３を閉止すると共に、切換え弁１２を第２位置に切換えて、第２エアタンク１１からの加圧エアの供給を開始する（Ｓ１１）と、吹き込み充填後のブローヘッド２の収容部３内において大きな圧力変化が生じ混練砂３０に対する衝撃力が増す。これにより、収容部３内の混練砂３０が流動し、図７に示すように、収容部３内の混練砂３０の凹凸が小さくなる。尚、第２エアタンク１１と切換え弁１２とが第２加圧気体供給手段に相当する。
【００３７】
次に、図４の時間ｔ４が経過したか否かが判定され、時間ｔ４が経過した場合（Ｓ１２；Ｙｅｓ）、切換え弁１２を第３位置に切換えて、第２エアタンク１１からの加圧エアの供給を停止すると共に、排気弁１３を開放し収容部３内の第２加圧エアを排気する（Ｓ１３）。次に、混練砂量検出センサ１８で検出された混練砂量Ｖが読込まれ（Ｓ１４）、混練砂量Ｖが所定量よりも少ないか否かが判定され、混練砂量ＶがＶ１以下の場合（Ｓ１５；Ｙｅｓ）、シャッター駆動機構１６を作動させてシャッター５を開放し、混練部４から混練砂３０を落下させて収容部３に充填する（Ｓ１６）。但し、混練砂量ＶがＶ１以上の場合は（Ｓ１５；Ｎｏ）、スタートへリターンする。
【００３８】
次に、混練砂３０を収容部３に充填後は、シャッター駆動機構１６を作動させてシャッター５を閉止し（Ｓ１７）、リターンする。
吹き込み充填後、キャビティ２１内に硬化ガス（例えばトリエチルアミンガス）を導入しキャビティ２１内に充填された混練砂３０を硬化させて鋳型を造型する。
【００３９】
次に、収容部３内の温度変化について、図４、図５、図８、図９に基づいて簡単に説明する。ここで、図４、図５は、本実施例における鋳型造型方法で吹き込み充填を行った場合の収容部３内の圧力変化と温度変化を示す線図であり、図８、図９は、従来の第２圧力で吹き込み充填を行った場合の収容部３内の圧力変化と温度変化を示す線図である。
【００４０】
図４、図５に示すように、本実施例では、第１加圧エアにおいて低圧の第１圧力から高圧の第２圧力に上昇させて吹き込み充填を行っているため、図８、図９に示す従来の第２圧力で吹き込み充填で行った場合と比較すると、収容部３内の温度が低下し、それに伴い収容部３内の混練砂３０の温度も低下することから、混練砂３０の結合強度の劣化を抑制する効果が得られることが分かる。
【００４１】
すなわち、ブローヘッド２内の混練砂３０の温度が上昇すると、充填前に粘結剤の硬化反応が進み、且つ溶剤が揮発して粘結剤の粘性が上昇し、吹き込み充填時の混練砂３０の流動性が低下してキャビティ２１内への充填性が低下し、これらの現象により混練砂３０の結合強度が低下し鋳型強度が低下する。これに対し本発明では、従来技術に比べてブローヘッド２内の混練砂３０の温度上昇を抑制し、上記現象の発生を抑制する効果がある。
【００４２】
次に、以上説明した鋳型造型方法とその装置１の作用、効果について説明する。
この鋳型造型装置１には、ブローヘッド２と、第１エアタンク１０と、第２エアタンク１１と、切換え弁１２と、排気弁１３と、コントローラ１７が設けられ、ブローヘッド２の収容部３内に第１加圧エアを供給して混練砂３０をキャビティ２１内に吹き込み充填し、収容部３内の加圧エアを外部に排気した後、収容部３内の混練砂３０の凹凸を均す為に収容部３内の混練砂３０に第２加圧エアを衝撃的に作用させるので、吹き込み充填後の収容部３内において大きな圧力変化が生じ混練砂３０に対する衝撃力が増す。
【００４３】
これにより、混練砂３０が流動し収容部３内の混練砂３０の凹凸が小さくなり、次回の吹き込み充填時における安定した混練砂３０の充填性を確保することができる。また、第１加圧エアを供給して吹き込み充填した後に、第２加圧エアを収容部３内に供給することで、キャビティ２１内の混練砂３０の充填性が一層高まる。しかも、第１エアタンク１０と、第２エアタンク１１と、切換え弁１２と、排気弁１３とを設け、コントローラ１７は、キャビティ２１内への混練砂３０の吹き込み充填時に、第１エアタンク１０の第１圧力の加圧エアの供給に続けて、第２エアタンク１１の第２圧力の加圧エアの供給に切換えるように切換え弁１２を制御するので、このような鋳型造型装置１を簡単な構成で実現できる。
【００４４】
さらに、収容部３内に供給される第１加圧エアは、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇するので、第１圧力で第１加圧エアが収容部３内に供給される吹き込み充填開始直後においては、成形型２０のエジェクタピン孔やキャビティ２１内の加圧エアを排気する為のエアベント２３の開口が混練砂３０で覆われる。次にこの状態で第１圧力よりも高圧の第２圧力で第１加圧エアが収容部３内に供給されるので、キャビティ２１内への混練砂３０の充填性が向上すると共に、吹き込み充填開始直後は低圧の第１圧力であるため、成形型２０のエジェクタピン孔やエアベント２３からの混練砂３０の吹き抜けや詰まりを防止することができ、成形型２０のキャビティ面及び成形型２０のエジェクタピン孔やエアベント２３の摩耗を防止することができる。
【００４５】
さらに、キャビティ２１内への混練砂３０の充填性が向上するので、短時間でキャビティ２１内へ混練砂３０を充填することができ、全作業工程に要する時間を短縮することができる。さらに、従来の高圧の第２圧力で吹き込み充填を行う場合よりも、収容部３内の混練砂３０の温度上昇を抑制することができ、混練砂３０の結合強度が劣化するのを抑制できる。また、２つのエアタンク１０，１１を設け、切換え弁１２でこれらを切換えるように構成したので、応答性よく圧力を切換えることができる。
【００４６】
次に、前記実施例を部分的に変更した変更例について説明する。
１］上記実施例において、本発明をコールドボックス鋳型造型装置に適用した例を示したが、熱硬化性混練砂を成形型のキャビティ内に吹き込み充填し、その成形型を加熱することで混練砂を硬化させるシェルモールド鋳型造型装置に適用してもよい。
【００４７】
２〕上記実施例において、第１エアタンク１０から第１加圧エアを供給し、第２エアタンク１１から第２加圧エアを供給するように、第１エアタンク１０と第２エアタンク１１と切換え弁１２を制御してもよいし、１つのエアタンクのみ設けて、第１加圧エアと第２加圧エアを供給するように、そのエアタンクと切換え弁１２を制御してもよい。
３〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能で、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例に係る鋳型造型装置の概略構成図である。
【図２】吹き込み充填制御のフローチャートの一部である。
【図３】吹き込み充填制御のフローチャートの残部である。
【図４】実施例における収容部内の圧力変化を示す線図である。
【図５】実施例における収容部内の温度変化を示す線図である。
【図６】第１加圧エア供給後の収容部の要部の拡大断面図である。
【図７】第２加圧エア供給後の収容部の要部の拡大断面図である。
【図８】従来の第２圧力で吹き込み充填を行った場合の収容部内の圧力変化を示す線図である。
【図９】従来の第２圧力で吹き込み充填を行った場合の収容部内の温度変化を示す線図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 鋳型造型装置
２ ブローヘッド
１０ 第１エアタンク
１１ 第２エアタンク
１２ 切換え弁
１３ 排気弁
１７ コントローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブローヘッド内の混練砂を成形型に形成されたキャビティ内に加圧気体により吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型方法において、
各造型サイクルは、
前記ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填する第１工程と、
前記ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する第２工程と、
前記ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させる第３工程と、
を備えたことを特徴とする鋳型造型方法。
【請求項２】
前記第１工程においてブローヘッド内に供給される第１加圧気体は、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇することを特徴とする請求項１に記載の鋳型造型方法。
【請求項３】
複数の成形型で形成されたキャビティ内に混練砂を吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型装置において、
前記キャビティ内に連通可能なブローノズルを有し、このブローノズルを介してキャビティ内に吹き込む混練砂を収容するブローヘッドと、
前記ブローヘッド内に混練砂吹き込み充填時に第１加圧気体を供給する第１加圧気体供給手段と、
前記第１加圧気体の供給後にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する排気手段と、
前記排気手段による排気後にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に供給する第２加圧気体供給手段と、
前記ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂を吹き込み充填し、次にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気し、その後ブローヘッド内に第２加圧気体を供給して混練砂に第２加圧気体を作用させるように、第１，第２加圧気体供給手段と排気手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする鋳型造型装置。
【請求項４】
前記第１加圧気体供給手段は、第１圧力の加圧気体を収容する第１エアタンクと、第１圧力よりも高圧の第２圧力の加圧気体を収容する第２エアタンクを備え、前記第１エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第１位置と第２エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第２位置とに択一的に切換えられる切換え弁を設け、
前記制御手段は、キャビティ内への混練砂の吹き込み充填時に、第１エアタンクの第１圧力の加圧気体の供給に続けて、第２エアタンクの第２圧力の加圧気体の供給に切換えるように前記切換え弁を制御することを特徴とする請求項３に記載の鋳型造型装置。
【請求項１】
ブローヘッド内の混練砂を成形型に形成されたキャビティ内に加圧気体により吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型方法において、
各造型サイクルは、
前記ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂をキャビティ内に吹き込み充填する第１工程と、
前記ブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する第２工程と、
前記ブローヘッド内の混練砂の凹凸を均す為にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に作用させる第３工程と、
を備えたことを特徴とする鋳型造型方法。
【請求項２】
前記第１工程においてブローヘッド内に供給される第１加圧気体は、所定の第１圧力からこの第１圧力よりも高圧の第２圧力に上昇することを特徴とする請求項１に記載の鋳型造型方法。
【請求項３】
複数の成形型で形成されたキャビティ内に混練砂を吹き込み充填して鋳型を造型する鋳型造型装置において、
前記キャビティ内に連通可能なブローノズルを有し、このブローノズルを介してキャビティ内に吹き込む混練砂を収容するブローヘッドと、
前記ブローヘッド内に混練砂吹き込み充填時に第１加圧気体を供給する第１加圧気体供給手段と、
前記第１加圧気体の供給後にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気する排気手段と、
前記排気手段による排気後にブローヘッド内の混練砂に第２加圧気体を衝撃的に供給する第２加圧気体供給手段と、
前記ブローヘッド内に第１加圧気体を供給して混練砂を吹き込み充填し、次にブローヘッド内の加圧気体を外部に排気し、その後ブローヘッド内に第２加圧気体を供給して混練砂に第２加圧気体を作用させるように、第１，第２加圧気体供給手段と排気手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする鋳型造型装置。
【請求項４】
前記第１加圧気体供給手段は、第１圧力の加圧気体を収容する第１エアタンクと、第１圧力よりも高圧の第２圧力の加圧気体を収容する第２エアタンクを備え、前記第１エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第１位置と第２エアタンクの加圧気体をブローヘッドに供給する第２位置とに択一的に切換えられる切換え弁を設け、
前記制御手段は、キャビティ内への混練砂の吹き込み充填時に、第１エアタンクの第１圧力の加圧気体の供給に続けて、第２エアタンクの第２圧力の加圧気体の供給に切換えるように前記切換え弁を制御することを特徴とする請求項３に記載の鋳型造型装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−３６６７４（Ｐ２００８−３６６７４Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１４３５４（Ｐ２００６−２１４３５４）
【出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月７日（２００６．８．７）
【出願人】（０００００３１３７）マツダ株式会社 (6,115)
【Ｆターム（参考）】
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