JP5484502B2

JP5484502B2 - 中子製造装置

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Publication number: JP5484502B2
Application number: JP2012055405A
Authority: JP
Inventors: 一也松浦; 昌伸古田; 信弘中村; 亨介案納
Original assignee: WINSTEC INC.; Ryobi Ltd
Current assignee: WINSTEC INC.; Ryobi Ltd
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: JP2013188768A

Description

本発明は、本発明は、シェルモールド鋳造法で非鉄鋳物、鉄鋳物等の鋳造品を製造する際に用いる中子の製造装置に関するもので、特に、金型間に形成される成形室に砂を充填する方式が吹き込み方式（ブロー方式）で、その金型間に同形状の成形室が複数形成されている中子製造装置に関する。

吹き込み方式による中子製造装置は、一般に、水平方向に互いに接離可能な一対の金型と、金型を所要温度に加熱する加熱手段と、金型の上方にある砂タンクと、砂タンクと金型との間にあって、砂タンクから砂の定量供給を受け、この砂を両金型間の複数の成形室に吹き込み充填するブローユニットとにより構成される。そして、従来のブローユニットとして、特許公報等の具体的な公知文献を挙げることはできないが、図７に示すように、従来より使用されているブローユニット５５は、外ケース５７と、この外ケース５７内で上下方向に延び、砂タンク５６から砂の供給を受ける１本のブロー管５８とを備え、このブロー管５８の下端のブロー口５９から、金型５１の、例えば２つの成形室６０，６０の夫々開口部６１，６１に対応して外ケース５７の底壁部５７ｏに貫設された２つの砂充填口６２，６２に対し、砂を吹き込み充填するようになっている。

上記従来のブローユニット５５では、ブロー管５８による砂の吹き込み充填にあたり、ブロー管５８の下端のブロー口５９から砂Ｓを外ケース５７の底壁部５７ｏ上に山盛り状に排出しながら、その山盛り状の砂Ｓを、ブロー管５８内からの圧力エアーによって外ケース底壁部５７ｏに貫設された２つの砂充填口６２，６２より２つの成形室６０，６０に夫々吹き込んでゆくようになっているが、１本のブロー管５８のブロー口５９によって２つの成形室６０，６０に吹き込み充填を行なうことから、外ケース底壁部５７ｏからブロー管５８下端のブロー口５９までの高さを高くする必要があり、そうするとブロー口５９から外ケース底壁部５７ｏ上に排出される砂Ｓが大きな山盛り状態となるため、そのような大山盛り状の砂Ｓをブロー管内のエアー圧力で２つの砂充填口６２，６２に対し均等に吹き込むことは困難で、２つの成形室６０，６０への砂の充填量に差異を生じ易い。

また図７に示す例のように、２つの砂充填口６２，６２が、ブロー管５８の真下位置を中心として両側対称位置になく非対称位置にある場合は、この図７を参照すれば分かるように、同図に関し左側の砂充填口６２はブロー管５８の真下位置に近い位置にあるため、この左側の砂充填口６２上に盛られる砂Ｓの高さは高く、右側の砂充填口６２はブロー管５８の真下位置から遠くにあるため、この右側の砂充填口６２上に盛られる砂Ｓの高さは左側のそれよりも可なり低く、従って右側の砂充填口６２からその成形室６０に吹き込み充填される砂Ｓの充填流量は、左側の砂充填口６２からその成形室６０に吹き込み充填される砂Ｓの充填流量よりも少なくなり、この充填量の少ない方の成形室６０では砂Ｓの充填密度が低くなって、成形後に中子の一部が剥がれ落ちるピールバックを生じ易くなると共に、中子の強度が弱く、品質の低下を来すことになる。

本発明は、上記の課題に鑑み、ブロー管からの砂を、金型に形成される複数の成形室に対して均等に且つ高密度に吹き込み充填でき、それによりピールバックの発生をなくし、成形される中子の強度増大と品質の向上を図ることのできる中子製造装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、水平方向に互いに接離可能な一対の金型１ａ，１ｂで、両金型１ａ，１ｂ間に成形室２が複数形成される一対の金型１ａ，１ｂと、金型１ａ，１ｂを所要温度に加熱する加熱手段と、金型１ａ，１ｂの上方にある砂タンク５，６と、砂タンク５，６と金型１ａ，１ｂとの間にあって、砂タンク５，６から砂Ａ，Ｂの定量供給を受け、この砂Ａ，Ｂを両金型１ａ，１ｂ間の複数の成形室２に吹き込み充填するブローユニット７，８とからなる中子製造装置において、
前記ブローユニット７，８は、外ケース３５と、外ケース３５内で上下方向に延びて、砂タンク５，６から砂の供給を受けるメインブロー管３６と、メインブロー管３６の下端部から成形室２に対応する数だけ下向きに分岐された複数の分岐管３７とを備え、各分岐管３７は、その下端のブロー口３８が、各成形室２の開口３に対応して外ケース３５の底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９の真上位置で、その砂充填口３９に接近した所要高さ位置に設けられていることを特徴とする。

請求項２は、請求項１に記載の中子製造装置において、前記ブローユニット７，８のメインブロー管３６は、外ケース３５内の上部側に支持され、複数の分岐管３７，３７は、メインブロー管３６とは別体の接続筒部４８から下向きに分岐して形成されたもので、この接続筒部４８がメインブロー管３６の下端部に対し上下移動可能に接続されると共に、接続筒部４８が前記外ケース３５内の下部側に上下動可能に支持されていて、接続筒部４８を上下動させることによって前記ブロー口３８の高さηを調節できるようにしたことを特徴とする。

請求項３は、請求項２に記載の中子製造装置において、前記接続筒部４８は、その底壁部４８ａと前記外ケース３５の底壁部３５ｏとの間に垂直に介装された螺軸６４によって上下動可能に支持されていることを特徴とする

上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、各分岐管３７は、その下端のブロー口３８が、各成形室２の開口３に対応して外ケース底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９の真上位置で、その砂充填口３９に接近した所要高さ位置に設けられているから、各分岐管３７のブロー口３８から外ケース底壁部３５ｏ上に排出される砂Ａ，Ｂは比較的小さな山盛り状態となり、従ってこの比較的小さな山盛り状態の砂Ａ，Ｂが、メインブロー管３６内のエアー圧力によって、外ケース底壁部３５ｏの対応する砂充填口３９からダンパー４０の開口部４２を通じて各成形室２に対し的確に吹き込み充填されることになる。従って、メインブロー管３６からの砂Ａ，Ｂを、金型１ａ，１ｂの２つの成形室２，２に対し均等に且つ高密度に充填することができ、それにより成形後に中子の一部が剥がれ落ちるようなピールバックの発生をなくすると共に、高密度で強度に優れた良質の中子を製造することができる。

請求項２に係る発明によれば、ブローユニット７，８のメインブロー管３６は外ケース３５内の上部側に支持され、複数の分岐管３７，３７は、メインブロー管３６とは別体の接続筒部４８から下向きに分岐して形成され、この接続筒部４８がメインブロー管３６の下端部に対し上下移動可能に接続されると共に、接続筒部４８が外ケース３５内の下部側に上下動可能に支持されていて、接続筒部４８を上下動させるでブロー口３８の高さηを調節できるから、ブロー口３８の高さηを変更調節することによって、ブロー口３８から砂充填口３９を通って成形室２に充填される砂の充填流量を増減調整できて、砂の材質や成形する中子の種類等に応じた適正な充填密度の中子Ｎを製造できる。

請求項３に係る発明によれば、螺軸６４を使用することによって、ブロー口３８の高さ調整手段の構造が簡単になると共に、ブロー口３８の高さηを簡単な操作で容易に調節することができる。

本発明に係る中子製造装置の全体を示す斜視図である。同中子製造装置のブローユニット及び金型を示す一部断面正面図である。同ブローユニット及び金型を示す一部断面側面図である。 (a-1) は同中子製造装置の動作を説明する説明図、(a-2) は金型の断面図、(b-1) は(a-1) に引き続き動作を説明する説明図、(b-2) はブローユニット及び金型の断面図である。 (a-1) は図４に引き続き動作を説明する説明図であり、(a-2) は金型の断面図、(b-1) は(a-1) に引き続き動作を説明する説明図、(b-2) はブローユニット及び金型の断面図である。 (a) は金型内に形成された中子を示す正面断面図、(b) は同中子を示す断面側面図、(c) は金型から取り出した中子の外観図である。従来のブローユニットを示す断面説明図である。

以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１は、内層と外層の二層からなる中子を製造する中子製造装置を斜視図で示している。この中子製造装置は、水平方向に互いに接離可能な一対の金型１ａ，１ｂであって、接合した両金型１ａ，１ｂが両金型１ａ，１ｂ間に形成される２つの成形室２，２の開口３，３を上に向けた位置（図４の(a-1) ，(a-2) 参照）と、開口３，３を下に向けた位置（図５の(a-1) ，(a-2) 参照）とに亘って水平回転軸線Ｇの周りに回転可能な一対の金型１ａ，１ｂと、この金型１ａ，１ｂを所要温度に加熱する加熱手段（図示省略）と、金型１ａ，１ｂの上方で金型接離方向と同方向に移動可能な可動枠４と、この可動枠４の上部側に可動枠４の移動方向前後に所定のピッチＰで設置された外層用砂タンク５及び内層用砂タンク６と、両砂タンク５，６の夫々真下で砂の定量供給を受ける砂受給位置から前記接合した両金型１ａ，１ｂの真上でその上向き開口３から両金型１ａ，１ｂの成形室２に砂を吹き込み充填する充填位置に対して可動枠４の移動方向と直行する方向に進退可能な外層用ブローユニット７及び内層用ブローユニット８とによって構成される。

一対の金型１ａ，１ｂは、夫々の接合面（吻合面）Ｆ，Ｆが水平面に対し垂直な面に位置するように配置されたもので、一方の金型１ａは、両金型１ａ，１ｂの夫々中心部を縦貫するような水平軸線Ｇの一端側の定位置で回転可能な金型取付枠９ａに取り付けられた固定金型であり、他方の金型１ｂは、水平回転軸線Ｇと平行に移動する回転可能な金型取付枠９ｂに取り付けられた可動金型である。各金型取付枠９ａ，９ｂの内部には、図示は省略するが、各金型１ａ，１ｂを所要温度に加熱する加熱手段が設けられている。

両金型１ａ，１ｂの水平回転軸線Ｇを挟んでその両側に一対のガイドバー２０，２０が並設され、両ガイドバー２０，２０の一端側は前記金型取付枠９ａに一体的に連結され、ガイドバー２０，２０の他端側は夫々、前記金型取付枠９ｂに対しスライド可能に貫通すると共に、水平回転軸線Ｇの他端側にある回転枠２１に一体的に連結されている。

図１に示すように、金型１ａ，１ｂを取り付ける両金型取付枠９ａ，９ｂは、水平回転軸線Ｇ上に配設された両方の回転軸（その一方の回転軸を１２で示し、他方の回転軸は図示を省略する）に夫々固定され、一方の回転軸１２は、装置機枠１４の一方の基台１５上に水平に設置されたシリンダ１７のピストンロッド１７ｂが同軸一体に連結され、このピストンロッド１７ｂは回転枠２１の中心部を貫通しており、シリンダチューブ１７ａは、ブラケット１８によって基台１６上に固定されており、図示しない他方の回転軸は、装置機枠１４の他方の基台１６に軸受（図示省略）により軸支されている。従って、このシリンダ１７の作動により、金型取付枠９ｂが金型取付枠９ａに対し進退移動して、金型１ｂが金型１ａに対し接離するようになっている。

また図１に示すように、前記他方の回転軸（図示省略）にはピニオン１９が取り付けられ、このピニオン１９に噛合するラック２３が、基台１６上に設置されたシリンダ（図示省略）に連動連結され、しかして当該シリンダの作動によりラック２３が所定ストローク移動して、ピニオン１９が反転し、それによって金型１ａ，１ｂが上向き位置から下向き位置へ、また下向き位置から上向き位置へと反転するようになっている。

図１に示される可動枠４は、装置機枠１４の上部縦枠５１，５２に沿って左右方向に延びるように配設されたガイドレール５３，５３によって、金型１ａ，１ｂの接離移動方向と同じ方向にスライド可能に支持され、駆動用シリンダ４９によって駆動されるようになっている。

外層用砂タンク５及び内層用砂タンク６の２つの砂タンク５，６は、図１では宙に浮いた状態に図示されているが、実際にはタンク支持機構（図示省略）により、可動枠４の上部側に可動枠移動方向前後に所定のピッチＰで固定されて、可動枠４と一体に金型接離方向と同方向に移動するようになっている。そして、これら外層用砂タンク５及び内層用砂タンク６は、夫々真下の砂受給位置で、その下端供給口５ａ，５ａから、外層用ブローユニット７及び内層用ブローユニット８に対し外層用砂及び内層用砂を夫々所定量供給するようになっている。

外層用ブローユニット７と内層用ブローユニット８の２つのブローユニット７，８は、図１及び図３に概略的に示すように、可動枠４に夫々一対ずつ配設されたガイドレール３１，３１及び３２，３２にスライド自在に支持された状態で吊持されていて、可動枠４に互いに平行に設置された２本の駆動用シリンダ３３，３４によって、両砂タンク５，６の夫々真下で砂の定量供給を受ける砂受給位置から接合状態にある両金型１ａ，１ｂの真上に位置する砂充填位置に対して進退駆動されるようになっている。

また、外層用ブローユニット７及び内層用ブローユニット８は、図２及び図３に示すように、外ケース３５と、この外ケース３５内で上下方向に延びて、砂タンク５，６から砂の供給を受けるメインブロー管３６と、このメインブロー管３６の下端部から下向きに二股状に分岐された２つの分岐管３７，３７と、図示しない圧力エアー供給手段とを備え、各分岐管３７は、その下端のブロー口３８が、各成形室２の開口３に対応して外ケース３５の底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９の真上位置で、その砂充填口３９に接近した所要高さηに位置するように設けられている。

各ブローユニット７，８について更に詳しく説明すれば、外ケース３５は、図２及び図３示すように、円筒状本体３５ａと、この円筒状本体３５ａの下部側に設けられた箱状基部３５ｂとからなるもので、円筒状本体３５ａは、箱状基部３５ｂの上部に取外し可能に取り付けられている。メインブロー管３６は、外ケース３５の円筒状本体３５ａ内にその上方より挿入して同心状に配置されるもので、図２に示すように、上端部外周に係止突片４５が例えば周方向９０°間隔おきに突設してあって、取付けにあたり、メインブロー管３６を円筒状本体３５ａ内にその上端開口部４６から挿入して、前記係止突片４５・・・を、円筒状本体３５ａの上端開口部４６周辺に突設した円筒状周壁４７の内周段部４７ａに係止させることにより、メインブロー管３６を図２に示すように円筒状本体３５ａ内の定位置に吊持固定するようにしている。

また、図２及び図３に示すように、２つの分岐管３７，３７は、メインブロー管３６の外径より径大の有底筒状の接続筒部４８から二股状に一体に分岐して形成されたもので、メインブロー管３６及び両分岐管３７，３７は、各分岐管３７の下端のブロー口３８が、外ケース底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９の真上でそれと同心位置にあって、その砂充填口３９に接近した所要高さηの位置で後述する螺軸６４によって保持されている。また図２に示すように、前記有底筒状の接続筒部４８がメインブロー管３６の下端部に対し上下移動可能に外嵌されると共に、この接続筒部４８の内周面とメインブロー管３６の下端部外周面との隙間をシールするシール部材６３が接続筒部４８の内周面上端部に取り付けられ、そして接続筒部４８の底壁部４８ａ中央には、前記外ケース底壁部３５ｏの中央部に立設された螺軸６４の上端部が螺入されていて、この螺軸６４に螺合したナット部材６５を回すことにより、接続筒部４８を両分岐管３７，３７と共に上下動させて、前記外ケース底壁部３５ｏからの分岐管３７のブロー口３８の高さηを調整できるようになっている。尚、ブロー口３８の高さηを比較的大幅に調整する場合には、前記螺軸６４を、比較的長いもの又は比較的短いものと適宜に付け替えるようにする。

上記外ケース底壁部３５ｏからのブロー口３８の高さηは、砂の材質や成形する中子の種類等により所要高さに変更されるものであるが、この高さηを高くすると、分岐管３７のブロー口３８から砂充填口３９を通って成形室２に充填される砂の充填流量が大きくなり、また高さηを低くすると、その砂の流量が小さくなる。この実施形態に示すように内層と外層の二層からなる中子を製造する中子製造装置の場合、外層用ブローユニット７では分岐管３７のブロー口３８の高さηを比較的高く設定して、砂の充填流量を大きくし、内層用ブローユニット８では分岐管３７ブロー口３８の高さηを外層用ブローユニット７のそれよりも低く設定して、砂の充填流量を小さくしている。

尚、この実施形態では、図２に示すように、各ブローユニット７，８のメインブロー管３６は、外ケース３５内の中央位置にあり、そしてこのメインブロー管３６の下端部に対し上下動可能に接続される接続筒部４８から分岐した２つの分岐管３７，３７は、メインブロー管３６の軸線を中心として左右対称形状となっているが、これは、たまたま、金型１ａ，１ｂに形成される２つの成形室２，２が金型１ａ，１ｂの中心に対し左右対称位置にあって、両成形室２，２の開口３，３に対応して外ケースの底壁部に貫設された砂充填口３９，３９が外ケース３５内の中央位置に対し左右対称位置に設けてあるからである。従って、２つの成形室２，２が図７に示す金型５１の２つの成形室６０，６０が金型中心に対し左右非対称位置にあれば、それに対応して２つの分岐管３７，３７もブロー管３６の軸線に対し左右非対称形状に形成される。要するに、各分岐管３７のブロー口３８が、各成形室２の開口３に対応して外ケース３５の底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９の真上位置その砂充填口３９に接近した所要高さ位置に設けられることが肝要である。

また図２及び図３に示すように、外ケース３５の底壁部３５ｏには、この底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９を開閉する開閉ダンパー４０が設けられている。このダンパー４０は、ダンパー駆動用シリンダ４１により、開口部４２が図２及び図３の実線図示のように外ケース底壁部３５ｏの砂充填口３９と一致する位置に駆動されると、その砂充填口３９が開いて金型１ａ，１ｂの成形室２への砂の充填が可能となり、そして仮想線図示のように駆動されることにより、砂充填口３９を閉じるようになっている。ダンパー駆動用シリンダ４１は、箱状基部３５ｂに取り付けられたブラケット４３に設置される。

外層用砂タンク５には中子の外層を形成する外層用熱硬化性樹脂被覆砂が、また内層用砂タンク６には中子の内層を形成する内層用熱硬化性樹脂被覆砂が、夫々砂供給手段によって適宜に供給されて貯留されるようになっている。なお、外層用熱硬化性樹脂被覆砂は内層用熱硬化性樹脂被覆砂より大きい粒度指数で形成されたものである。外層用の熱硬化性樹脂被覆砂は、注湯に耐え得る強度を必要とするため、内層用熱硬化性樹脂被覆砂より相対的に高強度、具体的には曲げ強度が３０Ｋｇｆ／ｃｍ²以上に設計される。そして、熱硬化性樹脂の使用量としては、所要強度及びその他の鋳型特性（低熱膨張性など）を考慮して選択された耐火性粒子（種類及び粒度）及び熱硬化性樹脂（種類）に応じて決定されるが、一般的には耐火性粒子に対し１〜１０重量％の範囲であり、更に熱硬化性樹脂被覆砂の製造し易さ及び品質の安定さを考慮すると、その範囲は好ましくは２〜６重量％ある。

また、外層用熱硬化性樹脂被覆砂の粒度指数は、一般的には８０以上、更に熱硬化性樹脂被覆砂の製造容易さを考慮すると、好ましくは９０〜１６０の範囲である。なお、粒度指数が大きいことは細粒を意味し、粒度指数が小さいことは粗粒を意味する。この外層用熱硬化性樹脂被覆砂としては、外層の薄肉化及び内層の緊密接合化の観点から、その硬化時間８０秒以上、特に９０秒以上である遅硬性熱硬化性樹脂被覆砂が好適である。なお、硬化時間とは、２５０℃熱板上においた環状金型（５０ｍｍΦ×５ｍｍ）内に熱硬化性樹脂被覆砂を充満させた時からその表面が針で刺さらなくなるまでの時間をいう。

一方、内層用熱硬化性樹脂被覆砂としては、鋳型に良好な崩壊性を付与するため、外層用熱硬化性樹脂被覆砂より相対的に低強度、具体的には曲げ強度が３０Ｋｇｆ／ｃｍ²未満、好ましくは２０Ｋｇｆ／ｃｍ² 以下に設定される。そして、熱硬化性樹脂の使用量は、鋳型の崩壊性やガス欠陥（発生量の抑制）を考慮して選択された耐火性粒子（種類及び粒度）及び熱硬化性樹脂（種類）に応じて決定されるが、一般的には耐火性粒子に対して２重量％未満であり、またその下限は外層の補強効果の観点から０．５重量％程度である。また、内層用熱硬化性樹脂被覆砂は、ガス欠陥（高通気度化）の観点から、一般には外層用熱硬化性樹脂被覆砂より小さい粒度指数（８０未満）に設定されるが、好ましくは２０〜５０の範囲である。

次に、上述したような構成よりなる中子製造装置の作用について、図１〜図６を参照しながら説明する。以下に説明するような一連の動作は、コンピューターに予め組み込んであるプログラムに従って行なわれるようになっいる。

先ず、図１及び図４の(a-1) を参照すれば、固定側の金型取付枠９ａに取り付けられた金型１ａに対して、同図の仮想線図示のように離間している金型１ｂを、当該金型１ｂを取り付けた金型取付枠９ｂをシリンダ１７で伸長作動させることにより、金型１ａに接近移動させて、両金型１ａ，１ｂを接合させる。この時、可動枠４は、図１に示すような位置、即ち外層用ブローユニット７が砂受給位置から砂充填位置に前進した時に金型１ａ，１ｂに砂を充填できる位置にある。またこの時、外層用ブローユニット７及び内層用ブローユニット８は、図４の(a-1) に示すように、夫々外層用砂タンク５及び内層用砂タンク６の真下の夫々砂受給位置で所定量の砂を受給し終えた状態で待機している。

上記のように両金型１ａ，１ｂが接合した状態から、先ず、外層用ブローユニット７が図４の(a-1) に示すように砂受給位置から同図の(b-1) に示すような砂充填位置まで前進して、加熱された金型１ａ，１ｂの上向き開口３，３から成形室２，２内に外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａを吹き込み充填する。この吹き込み充填にあたっては、図２及び図３に示すように、メインブロー管３６内の外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａは、２つの分岐管３７，３７に分かれて、夫々のブロー口３８，３８から夫々外ケース３５の底壁部３５ｏ上に山盛り状に排出されながら、ケース底壁部３５ｏの砂充填口３９，３９より、開放されたダンパー４０の開口部４２，４２を通って成形室２，２内に吹き込み充填される。

この場合、図２及び図３から分かるように、各分岐管３７は、その下端のブロー口３８が、各成形室２の開口３に対応して外ケース３５の底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９の真上でそれと同心位置にあって、その砂充填口３９に接近した所要高さηの位置に設けられているため、各ブロー口３８から外ケース底壁部３５ｏ上に排出される外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａは比較的小さな山盛り状態となり、従ってこの比較的小さな山盛り状態の砂Ａが、メインブロー管３６内のエアー圧力によって、外ケース底壁部３５ｏの対応する砂充填口３９からダンパー４０の各開口部４２を通って各成形室２に対し的確に且つ高密度に充填される。尚、ブロー口３８の高さηを比較的高く設定すれば、分岐管３７のブロー口３８から砂充填口３９を通って成形室２に充填される砂の充填流量が比較的大きくなり、また高さηを比較的低く設定すれば、その砂の流量が比較的小さくなるが、この場場合は中子の外層を形成するから、ブロー口３８の高さηを比較的高く設定して、砂Ａの充填流量を大きくするで、より高密度を充填できて、形成される外層の強度をより高めることができる。

上記のようにメインブロー管３６の下端部から二股状に分岐した分岐管３７，３７で、外層用ブローユニット７の外層用樹脂被覆砂Ａを、両金型１ａ，１ｂ間の２つの成形室２に吹き込み充填することによって、両成形室２，２には、外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａが夫々均等に且つ夫々高密度に充填される。こうして成形室２，２に外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａが充填された状態を図４の(b-2) に示す。この時、外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａは、所定温度に加熱された金型１ａ，１ｂからの熱を受けて、成形室３の壁面に接する外層部が所定厚さだけ硬化し、その内部は未硬化状態にある。

外層用ブローユニット７は、砂充填位置で金型１ａ，１ｂの成形室２，２内に外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａを充填した後、図５の(a-1) に示すように砂受給位置に後退し、その間に、金型１ａ，１ｂは、ピニオン１９、ラック２３、シリンダ等からなる金型反転駆動手段により開口３，３が下を向くように反転して未硬化の外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａを開口３，３から下方へ排出し、それにより図５の(a-2) に示すように金型１ａ，１ｂの成形室２，２内に夫々中子の外層ａ，ａが形成される。砂受給位置に後退した外層用ブローユニット７は、そこで外層用砂タンク５によって外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａの供給を受ける。

上記のように金型１ａ，１ｂが、成形室２，２内の未硬化の外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａを排出した後、開口３を上に向けた位置に反転復帰すると、可動枠４が、図５の(b-1) に示すように両砂タンク５，６のピッチＰ（図１参照）に相当するストロークだけ図５の(b-1) の矢印方向に移動し、それまで砂受給位置で待機していた内層用ブローユニット８が図５の(b-1) の仮想線図示位置から実線図示の砂充填位置へ前進し、この内層用ブローユニット８によって、金型１ａ，１ｂの成形室２，２に既に形成されている外層ａ，ａ内に夫々内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂを、成形室２，２内の上向き開口３，３より吹き込み充填する。

この場合の内層用ブローユニット８による内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂの吹き込み充填も、前述した外層用ブローユニット７による外層用熱硬化性樹脂被覆砂Ａの吹き込み充填と同様であって、図２及び図３に示されるように、各分岐管３７は、その下端のブロー口３８が、各成形室２の開口３に対応して外ケース底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９の真上でそれと同心位置にあって、その砂充填口３９に接近した所要高さηの位置に設けられているため、各ブロー口３８から外ケース底壁部３５ｏ上に排出される砂Ｂは小さな山盛り状態となり、従ってこの小さな山盛り状態の砂Ｂが、メインブロー管３６内のエアー圧力により、外ケース底壁部３５ｏの対応する砂充填口３９からダンパー４０の各開口部４２を通じて、各成形室２内で既に形成された外層ａ内に的確で高密度に充填される。尚、ここでは中子の内層ｂを形成するため、ブロー口３８の高さηを外層用ブローユニット７の時より低く設定して、砂Ｂの充填流量を比較的小さくするで、外層ａ内に効果的に密度に充填することができる。こうして金型１ａ，１ｂの成形室２，２の外層ａ，ａ内に夫々充填された内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂは外層ａ，ａと一体化した内層ｂ，ｂを形成し、かくして図５の(b-2) に示すように夫々外層ａと内層ｂとからなる２つの中子Ｎ，Ｎが形成される。

内層用ブローユニット８は、図５の(b-1) に示すように金型１ａ，１ｂの成形室２，２内に夫々内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂを充填した後、同図の(b-1) の実線図示位置から同図の仮想線で示される内層用砂タンク６の真下の砂受給位置に後退して、そこで内層用砂タンク６によって内層用熱硬化性樹脂被覆砂Ｂの供給を受ける。図６の(a) に示すように成形室２内に外層ａと内層ｂとからなる中子Ｎを形成した金型１ａ，１ｂは、所要時間経過後、図１に示すシリンダ１７の収縮作動による可動側取付枠９ｂの引き離し操作により互いに分離して、図６の(c) に示すように２つの中子Ｎ，Ｎが取り出される。これによって一連の中子製造工程を終了することになる。

以上説明したように、この発明に係る中子製造装置によれば、ブローユニット７，８が、外ケース３５と、この外ケース３５内で上下方向に延びて、砂タンク５，６から砂Ａ，Ｂの供給を受けるメインブロー管３６と、メインブロー管３６の下端部から分岐された２つの分岐管３７，３７とを備え、各分岐管３７は、その下端のブロー口３８が、各成形室２の開口３に対応して外ケース底壁部３５ｏに貫設された砂充填口３９の真上にあって、その砂充填口３９に接近した所要高さ位置に設けられているから、各分岐管３７のブロー口３８から外ケース底壁部３５ｏ上に排出される砂Ａ，Ｂは比較的小さな山盛り状態となり、従ってこの比較的小さな山盛り状態の砂Ａ，Ｂが、メインブロー管３６内のエアー圧力によって、外ケース底壁部３５ｏの対応する砂充填口３９からダンパー４０の各開口部４２を通じて各成形室２に対し的確に且つ高密度に充填される。従って、メインブロー管３６からの砂Ａ，Ｂを、分岐管３７，３７によって金型１ａ，１ｂの２つの成形室２，２に対し均等に且つ夫々高密度に吹き込み充填でき、それにより成形後に中子の一部が剥がれ落ちるようなピールバックの発生が無くなると共に、強度が強く、良質の中子Ｎを製造することができる。

上記中子製造装置においては、ブローユニット７，８のメインブロー管３６は外ケース３５内の上部側に吊持され、複数の分岐管３７，３７は、メインブロー管３６とは別体の接続筒部４８から下向きに分岐して形成され、この接続筒部４８がメインブロー管３６の下端部に対し上下移動可能に接続されると共に、接続筒部４８が前記外ケース３５内の下部側に上下動可能に支持されていて、この接続筒部４８を上下動させるでブロー口３８の高さηを調節できるから、このブロー口３８の高さηを変更調節することにより、ブロー口３８から砂充填口３９を通って成形室２に充填される砂の充填流量を増減調整できて、砂の材質や成形する中子の種類等に応じた適正な充填密度の中子Ｎを製造することができる。

また、上記接続筒部４８の底壁部４８ａ中央には、外ケース底壁部３５ｏの中央部に立設された螺軸６４の上端部が螺入されていて、この螺軸６４に螺合したナット部材６５を回すことにより、接続筒部４８を両分岐管３７，３７と共に上下動させることができるから、ブロー口３８の高さηを簡単な操作で容易に調整することができる。尚、この実施形態では、螺軸６４を固定させ、この螺軸６４に螺合したナット部材６５で接続筒部４８を支持して、このナット６５を回転させることで接続筒部４８を上下動するようにしたが、接続筒部４８の底壁部４８ａにナット部材を固定して設け、このナット部材に螺軸の上端部側を螺合し、その螺軸の下端部を外ケース３５の底壁部３５ｏに軸支しておけば、その螺軸を回転させることによって、接続筒部４８を上下動させることができる。何れにしても、螺軸を使用することにより、構造が簡単になると共に、簡単な操作でブロー口３８の高さηを調節することができる。また、ブロー口３８の高さηを大幅に調整する場合は、螺軸６４を、比較的長いもの又は比較的短いものと適宜に付け替えればよい。

また、上述した実施形態の中子製造装置では、メインブロー管３６の下端部から二股状に２つの分岐管３７，３７を分岐させた構造としているが、分岐管３７は２つに分岐したものに限らず、３つ以上に分岐して３つ以上の成形室に砂を吹き込み充填するものでもよい。

また、上述の実施形態では、外層ａと内層ｂの二層からなる中子Ｎを製造する中子製造装置について説明したが、もちろん、本発明は、単層からなる中子あるいは中空状の中子を製造する中子製造装置にも適用されるものである。

１ａ，１ｂ金型
２金型の成形室
３成形室の開口
５，６砂タンク
７，８ブローユニット
９ａ，９ｂ金型取付枠
３５ブローユニットの外ケース
３５ｏ外ケースの底壁部
３６メインブロー管
３７分岐管
３８ブロー口
３９砂充填口
４０ダンパー
４８接続筒部
６４螺軸
６５ナット部材
Ａ外層用熱硬化性樹脂被覆砂
Ｂ内層用熱硬化性樹脂被覆砂
ａ中子の外層
ｂ中子の内層
Ｎ中子

Claims

水平方向に互いに接離可能な一対の金型で、両金型間に成形室が複数形成される一対の金型と、金型を所要温度に加熱する加熱手段と、金型の上方にある砂タンクと、砂タンクと金型との間にあって、砂タンクから砂の定量供給を受け、この砂を両金型間の複数の成形室に吹き込み充填するブローユニットとからなる中子製造装置において、
前記ブローユニットは、外ケースと、外ケース内で上下方向に延びて、砂タンクから砂の供給を受けるメインブロー管と、メインブロー管の下端部から成形室に対応する数だけ下向きに分岐された複数の分岐管とを備え、各分岐管は、その下端のブロー口が、各成形室の開口に対応して外ケースの底壁部に貫設された砂充填口の真上位置で、その砂充填口に接近した所要高さ位置に設けられていることを特徴とする中子製造装置。
前記ブローユニットのメインブロー管は、外ケース内の上部側に支持され、複数の分岐管は、メインブロー管とは別体の接続筒部から下向きに分岐して形成されたもので、この接続筒部がメインブロー管の下端部に対し上下移動可能に接続されると共に、接続筒部が前記外ケース内の下部側に上下動可能に支持されていて、接続筒部を上下動させることによって前記ブロー口の高さを調節できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の中子製造装置。
前記接続筒部は、その底壁部と前記外ケースの底壁部との間に垂直に介装された螺軸によって上下動可能に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の中子製造装置。