JPH0620588B2 - 衝撃型造型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ｉ．発明の目的 （１）産業上の利用分野 本発明は、圧縮空気を使用した衝撃型造型装置に関する
ものである。

（２）従来の技術 近年、水平割りの砂型の造型装置においては、ジョル
ト、スクイーズ式の造型装置に替り圧縮空気を鋳型枠内
に送気し、その圧縮空気の衝撃波により砂型を造型する
衝撃型造型装置が開発され、砂型の見切線位置や鋳型枠
面位置の強度が大きく、上面になるに従い密度が粗であ
るために注湯時のガス抜けが良好であり、製品の精度も
高く、又装置の構造が簡単で強靭性があり、長期の使用
に耐え得るとして多用されつつある。

前記衝撃型造型装置は、第３図、第４図に示す様に圧縮
空気室の下面に鋳型枠を接続させるための鋳型枠接続口
と、この鋳型接続口より圧縮空気室内へ突出された通気
口に連通され圧縮空気室の内底部に設置された弁室とを
備え、この弁室より突設された弁筒に送気管が連通さ
れ、外部より弁筒内に圧縮空気を送気しながら弁室内の
可動弁で前記通気口を閉弁させると共に圧縮空気室内の
圧縮空気圧を上昇させ、所定圧力に加圧した後で弁筒の
上端口をロックシリンダーで閉鎖させ、弁室内の圧縮空
気を大気中へ排気させることにより圧縮空気室内の圧縮
空気で弁室内の可動弁を通気口より開弁させると共に圧
縮空気を通気口へ送気し、鋳型接続口に接続された鋳型
枠内の鋳砂を圧縮させると共に、圧縮空気の圧力による
衝撃波を伝播させて砂型を造型しているものである。

（３）発明が解決しようとする問題点 一般に衝撃型造型装置においては弁室内の作動弁を短時
間で開弁させることが大きな衝撃波を発生させるポイン
トである。しかし、前記衝撃型造型装置においては、弁
室内に連通させた弁筒内の圧縮空気を大気中へ排気させ
るため、高圧の圧縮空気の排気に時間を要して弁室内の
可動弁の開弁作動が遅く、また圧縮空気も弁室の下面よ
り通気口へと迂回されるため、圧縮空気の通気口への通
流に時間を要すると共に減圧され易く、従って、大きな
衝撃波を得ることが出来ず、造型された砂型の精度が低
くなり易い等の問題点があった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は、圧縮空気室の内底部に設けられ、内部
への高圧空気の送排気で鋳型枠接続口と連通した通気口
を作動弁で開閉させる主弁室機構と、この主弁室機構内
での高圧空気の送排気を制御させるため主弁室機構の上
面に主弁室機構内の高圧空気より低圧の圧縮空気で動作
する副弁室機構と、を設けたものであって、副弁室機構
内の圧縮空気の敏速な制御で主弁室内の高圧空気を敏速
に連動処理させて鋳型枠接続口に連通した通気口の開弁
動作時間を短縮化させ、また圧縮空気室内の圧縮空気の
通気口への流入を、主弁室機構に設けた通気室を介して
直接流通させて圧縮空気の鋳型枠内への流入をスピード
アップさせながら鋳型枠内の鋳砂に圧縮空気による大き
な衝撃波を伝播させ、造型された砂型の精度を向上させ
得る衝撃型造型装置を提供することにある。

II．発明の構成 （１）問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明は圧縮空気室１２
と、前記圧縮空気室１２の内底部に設けられ、通気口２
０を介して圧縮空気室１２の下面に連通された鋳砂２６
造型用の鋳型枠２４に接続される鋳型枠接続口１８と連
通し、かつ、同通気口２０を、内部に高圧空気を送排気
させながら開閉動作させる主弁室機構２２−１と、前記
主弁室機構２２−１の上端に送気筒３６を介して連通さ
れ、この連通した空間を開閉しつつ前記主弁室機構２２
−１による通気口２０の開閉動作を制御させるための副
弁室機構２２−２と、前記圧縮空気室１２、主弁室機構
２２−１、副弁室機構２２−２へ所望の圧力空気を送気
するための送気管系Ａと、を備え、前記主弁室機構２２
−１は前記圧縮空気室１２の内底部に設けられ、同圧縮
空気室１２と連通すると共に前記通気口２０と連通する
通気室３０と、この通気室３０の上面に連通すると共
に、前記送気筒３６内の空間にも連通設された加圧室３
４と、この加圧室３４内であって前記通気室３０と加圧
室３４とを画成するように弁板４４が嵌合され、かつ前
記弁板４４の下面に突設され同弁板４４よりも縮径され
た弁筒４６を前記通気口２０に進退移動しつつこの通気
口２０を開閉させる作動弁３２とを含み、更に、前記副
弁室機構２２−２は、前記送気筒３６周縁に同送気筒よ
り拡径し一部を排気側に連通した排気空間Ｓを形成する
ように設けられた排気室３８と、この排気室３８の上面
に連通設された副加圧室５０と、この副加圧室５０内で
あって前記送気筒３６内と副加圧室５０とを画成するよ
うに嵌合され、かつ送気筒３６側に進退移動しつつ送気
筒空間を開閉させる副作動弁４８と、を含み、前記送気
筒３６内と前記排気室３８内とは前記副作動弁４８が開
弁することにより連通され、前記主弁室機構２２−１内
に高圧空気を、副弁室機構２２−２内に主弁室機構内の
高圧空気より低圧の圧縮空気を送気して前記通気口２０
の開弁状態を保持させると共に、副弁室機構２２−２内
の圧縮空気の排気により主弁室機構２２−１の高圧空気
を連動排気させて前記通気口２０を瞬時開弁させ、圧縮
空気室１２内の圧縮空気を通気口２０より鋳型枠接続口
１８へ送気しながら鋳型枠接続口に接続された鋳型枠２
４内の鋳砂２６を造型させて成る衝撃型造型装置から構
成される。

また、前記主弁室機構２２−１は、圧縮空気室１２の略
中央内底部に設置され、前記通気室３０は前記通気口２
０に直接連通されて圧縮空気を同通気口２０へ直接通流
させてなることとしても良い。

更に、前記主弁室機構２２−１と、副弁室機構２２−１
とは、内部の高圧空気や低圧空気を敏速に排気させるた
めに負圧排気機構６４に連通されることとしても良い。

（２）作用 本発明の衝撃型造型装置においては、圧縮空気室内の主
弁室機構の上端に設けた副弁室機構内に主弁室機構内の
高圧空気より低圧の（低圧）圧縮空気を送気させて主弁
室機構の上端口を閉弁させ、その後に主弁室機構内に高
圧空気を送気して鋳型枠接続口に連通した通気口の閉弁
状態を保持させるものである。そして、圧縮空気室内に
高圧空気を送気して内部の圧縮空気が所定の圧力になっ
た時に、副弁室機構内の（低圧）圧縮空気を排気させる
と、主弁室機構内の高圧空気も副弁室機構に連動して排
気されて通気口が開弁され、圧縮空気室内の圧縮空気が
通気口より鋳型接続口の下面に接続された鋳型枠内に送
気され、その衝撃波で鋳型枠内の鋳砂を造型させるもの
である。

副弁室機構内に送気されている空気は主弁室機構内の高
圧空気より、より低圧の（低圧）圧縮空気であるため、
その排気量が少なく敏速な排気をなし得るものであり、
この副弁室機構と連動する主弁室機構においても内部の
高圧空気の排気が高速化されることにより、通気口の開
弁時間が短縮されて圧縮空気による衝撃波が大きくな
る。同時に、圧縮空気室内の圧縮空気は、通気口へスト
レートに通気されることと相まって、精密度の高い砂型
製品が造型されることとなる。

（３）実施例 以下、添付図面を引例しながら、本発明の好適な実施例
を説明する。

第１図、第２図には、本発明の実施例に係る衝撃型造型
装置１０が示されている。

図において、衝撃型造型装置１０は、架台に架設された
圧縮空気室１２と、この圧縮空気室１２内に高圧空気を
送気するため連通された第１送気管１４ａとを備えてい
る。

前記圧縮空気室１２の底板１６の下面には鋳型枠接続口
１８が連接され、この鋳型枠接続口１８に連通する様に
底板１６に開口された通気口２０が設けられている。そ
して同じくこの圧縮空気室１２内底部には、前記通気口
２０を開閉させるための主弁室機構２２−１が設けら
れ、この主弁室機構２２−１内には高圧空気を送気する
ための第２送気管１４ｂが連通されている。

また、前記主弁室機構２２−１の上端には、主弁室機構
２２−１による通気口２０の開閉動作を連動制御させる
ための副弁室機構２２−２が設けられている。

そして、前記副弁室機構２２−２内の前記主弁室機構２
２−１よりも低圧の低圧圧縮空気を、主弁室機構２２−
１内に高圧空気を送気して圧縮空気室１２の底板の通気
口２０の閉弁状態を保持させながら圧縮空気室１２内に
高圧空気を送気させ、所定の圧力下において副弁室機構
２２−２内の低圧空気を敏速に排気させながら主弁室機
構２２−１内の高圧空気を瞬時に連動排気させて通気口
２０を開弁させ、圧縮空気室１２内の圧縮空気を通気口
２０より鋳型枠接続口１８の下面に接続された鋳型枠２
４内にい送気し、その衝撃波により内部の鋳砂２６を造
型させるものである。

第１図に示す様に、前記主弁室機構２２−１は、圧縮空
気室１２の底板１６の略中央上面位置に設置され、圧縮
空気室１２と孔２８で連通されると共に底板１６の通気
口２０に連通された通気室３０と、前記通気室３０の上
面に連通設され、内部に通気口２０を開閉させる作動弁
３２が嵌合された加圧室３４とを備えている。

この加圧室３４内の作動弁３２は、加圧室３４内を第１
図に示す送気筒３６の下端と連通した第１弁室４２ａと
第２図に示す通気口２０側に面した第２弁室４２ｂとに
画成す様に嵌合された弁板４４と、この弁板４４の下面
に垂設され底板１６の通気口２０の周縁上面に当接して
通気口２０を開閉させるための弁筒４６とで形成されて
いる。そして、この作動弁３２は前記通気口２０側に進
退移動しつつこの通気口を開閉させるものである。

図において、作動弁３２は弁板４４の下面に弁筒４６を
垂設させた断面略鳥居状に形成されており、弁筒４６の
下端部は前記通気口２０の上端部と密着当接し、その閉
弁時には気密シールにより圧縮空気室１２内と通気口２
０内とを気密遮断する。したがって、この作動弁３２を
開弁したときには弁筒４４が上昇するので通気室３０か
ら圧縮空気室１２内の空気が迂回することなく直接通気
口２０側に流入することとなり、圧縮空気の鋳型枠内へ
の流入がスピードアップされることとなる。

第１図に示す様に、前記圧縮空気室１２と連通する通気
室３０内の弁板４４には、弁筒４６を除く周縁下面Ｙに
圧縮空気室１２側の空気圧が作用し、弁板４４の上面Ｘ
に加圧室３４側の空気圧が作用する。したがって、例え
ば圧縮空気室１２内の空気圧と等しい空気圧を加圧室３
４内に加圧した場合には弁板４４に加わる面積が大な加
圧室３４側のほうが下面の圧縮空気室側から加わる空気
圧に勝って下方に押圧し、通気口２０を閉弁保持するこ
ととなる。

図において、主弁室機構２２−１の上端にはその加圧室
３４内に連通しこの加圧室より段差状に縮径された送気
筒３６が接続形成されている。そして、この送気室３６
側に副弁室機構２２−２が設けられている。

第１図に示す様に副弁室機構２２−２は、加圧室３４内
の高圧空気を排気させるため前記送気筒３６周縁に同送
気筒３６に対し拡径し、かつこの送気筒３６を抱持する
ようにして、一部を排気側に連通した排気空間Ｓを形成
するように立設された排気室３８を備えている。

また、この排気室３８の上面には副加圧室５０が連通設
されると共に、この副加圧室５０内であって前記送気筒
３６内と副加圧室５０とを画成するように副作動弁４８
が嵌合されている。この副作動弁４８は送気筒３６側に
進退移動しつつこの送気筒３６内の空間を開閉させるも
のである。

これによって、前記主弁室機構２２−１の加圧室３４と
の関係と同様に、例えば、送気筒３６内の空気圧と等し
い空気圧を副加圧室５０内に加圧した場合には、副加圧
室５０側より副作動弁４８上面全体に加わる空気圧が、
送気筒３６側より副作動弁４８の下面に加わる空気圧よ
り大きくなり、副作動弁４８は送気筒３６及び排気室３
８の上端を閉弁保持することとなる。このことは、逆に
言えば、送気筒３６内側の空気圧よりも小さな空気圧を
副加圧室５０内に加圧すれば作動弁４８は閉弁状態を保
持し得るものであり、これは前記主弁室機構２２−１の
場合においても同様である。

前記圧縮空気室１２内であって、前記副加圧室５０の上
面には送排気管５２が連通接続され、同圧縮空気室１２
の側部に設けられた送気口５４側に延設されている。更
に、前記送気口５４の外部には同送気口５４と直列に排
気弁５６及び真空タンク６０が連通されるとともに、排
気弁５６よりも送気口５４側には第３送気管１４ｃが連
通されている。この第３送気管１４ｃにより前記副加圧
室５０内に前記圧縮空気室１２内への送気と独立して圧
縮空気を送気するものである。

一方、前記送気筒３６の内側面には外部より第２送気管
１４ｂが連通され、これにより前記第１送気管１４ａに
よる圧縮空気室１２内への送気、及び第３送気管１４ｃ
による副加圧室５０内への送気と別系統から送気筒３６
内すなわち加圧室３４ないへの圧縮空気の送気を行なう
ものである。

上記した第１、第２、第３送気管１４ａ、１４ｂ、１４
ｃを含んで送気管系Ａが形成されている。

更に、前記排気室３８の内側面と圧縮空気室１２と外側
面とには排気管４０が連通され、大気側に開放するか又
は、排気弁５８、真空タンク６０及び真空ポンプ６２等
を含む負圧排気機構６４に連通接続される。

次に、上記実施例構成に基づく作用を説明すると、先
ず、副弁室機構２２−２の排気弁５６を閉弁した状態で
第３送気管１４ｃより送排気管５２を経由して圧縮空気
を副加圧室５０内に送気し、同副加圧室５０内の作動弁
４８を下降させて副弁室機構２２−２の排気室３８と送
気筒３６の上端開口を閉弁させる。この状態で第１、第
２送気管１４ａ、１４ｂより高圧空気を圧縮空気室１２
内の主弁室機構２２−１の送気筒３６内とに送気する。

このとき、作動弁３２の弁板４４の下面の圧力作用面積
が弁板４４の上面の面積に比し小さいため、加圧室３４
内の圧力は圧縮空気室１２内の圧力よりもより低圧下で
も閉弁状態を保持する。したがって、鋳型枠２４内の鋳
砂に作用する衝撃波としての圧縮空気室１２内の空気圧
をある値に設定した場合に、その圧力値より、より小さ
な空気圧を第２送気管１４ｂから送気筒３６内に送気す
るものである。

これと同様に、副弁室機構２２−２の副加圧室５０内の
副作動弁４８についても、送気筒３６内の圧縮空気の作
用面積が同副作動弁４８の上面の圧縮空気の作用面積よ
り小さいため、作動弁４８による送気筒３６並びに排気
室３８の上端開口の閉弁状態が保持され、第３送気管１
４ｃから送気される空気圧もまた、前記圧縮空気室１２
内の高圧空気圧の設定値に基づきその送気圧力が定まる
こととなる。

したがって、加圧室３４内及び送気筒３６内の圧縮空
気、副加圧室５０内の圧縮空気と順次、より、低圧に構
成できるため、その排気量も順次少ないものとなり、こ
れによって敏速な排気をなし得ることとなる。

そこで、圧縮空気室１２内の圧力が、例えば３．５乃至
４．０Ｋｇ／ｃｍ²位に上昇した時点で、第１、第２、
第３送気管１４ａ、１４ｂ、１４ｃの送気を停止させ、
同時に副弁室機構２２−２に連通する排気弁５６を開弁
させると、副加圧室５０内の（低圧）圧縮空気は送排気
管５２より敏速に外部へと排気される。これにより、副
加圧室５０内の副作動弁４８が主弁室機構２２−１の送
気筒３６内の（高圧）圧縮空気で上方へと押圧されて開
弁され、加圧室３４内の高圧空気は副加圧室５０を経由
して排気室３８へ通流しなら排気管４０より排気され、
同時に加圧室３４内で作動弁３２が急速に上昇して通気
口２０が開弁され、圧縮空気室１２内の圧縮空気は通気
室３０より通気口２０へと直接通流しながら鋳型接続口
１８に接続された鋳型枠２４内の鋳砂２６を圧縮、造型
させるものである。

砂型の造型後には、排気弁５６、５８を閉弁し、第３送
気管１４ｃより圧縮空気を副加圧室５０内に送気して副
作動弁４８で送気筒３６の上端を閉弁させると共に第２
送気管１４ｂより加圧室３４内に圧縮空気を送気して作
動弁３２で再び通気口２０を開弁させ、鋳型枠接続口１
８に設けた排気口（図示せず）より内部の圧縮空気を排
気させた後に鋳型枠２４を鋳型枠接続口１８より下降さ
せて外部へ搬出させ、造型工程の１サイクルを終了する
ものである。

そして、次の鋳型枠を搬入して造型作動に移行するもの
である。

ここにおいて、副弁室機構２２−２内の（低圧）圧縮空
気の排気を敏速になしながら主弁室機構２２−１内の高
圧空気の排気を連動させて敏速に排気させ、主弁室機構
内の作動弁を短時間で開弁させ得るものであり、圧縮空
気室１２内の圧縮空気は通気室３０より通気口２０へス
トレートに通気されて減圧されることなく、圧縮空気に
よる大きな衝撃波で精密度の高い砂型製品を得ることが
できるものである。

また、第１図の仮想線で示す様に、主弁室機構２２−１
の排気管４０に排気弁５８を接続し、真空タンク６０に
真空ポンプ６２を接続した負圧排気機構６４の真空タン
ク６０に、前記排気弁５８と副弁室機構２２−２の排気
弁５６とを接続させておき、主弁室機構２２−１と副弁
室機構２２−２との開弁時の排気を排気弁５６、５８を
経由させて真空タンク６０へ高速排気させると、作動弁
３２の開弁動作時間が更に短縮されて大きな衝撃波が鋳
砂２６に伝播され、より精密度の高い製品を得ることが
出来る。

III．発明の効果 以上、説明した様に本発明は、圧縮空気室の内底部に設
けられ、鋳型枠接続口と連通した通気口を開閉させる作
動弁を高圧空気の送排気で制御させる主弁室機構と、こ
の主弁室機構内の高圧空気を制御させるため主弁室機構
の上面に低圧空気で動作する副弁室機構を設けたもので
あって、副弁室機構内の低圧空気の敏速な排気で主弁室
内の高圧空気の排気を敏速に連動処理させて鋳型枠接続
口に連通した通気口の開弁動作時間を急速に短縮化さ
せ、鋳型枠内の鋳砂に圧縮空気による大きな衝撃波を伝
播させ得るものである。

また、圧縮空気室内の圧縮空気の通気口への流入を、主
弁室機構に設けた通気室を介して直接通流させて圧縮空
気の鋳型枠内への流入がスピードアップされるものであ
る。

更に、主弁室機構と副弁室機構との排気系に負圧排気機
構を接続して排気を瞬時になすことによって、通気口の
開弁時間が更に短縮化され、精密度の高い砂型製品を得
ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る衝撃型造型装置の弁室機
構の閉弁状態の断面図、第２図は弁室機構が閉弁状態を
示した衝撃型造型装置の断面図、第３図、第４図は従来
の衝撃型造型装置の弁室機構の閉弁状態と開弁状態とを
示した断面図である。 １０……衝撃型造型装置、１２……圧縮空気室、１４…
…送気管、１８……鋳型枠接続口、２０……通気口、２
２−１……主弁室機構、２２−２……副弁室機構、２４
……鋳型枠、２６……鋳砂、３０……通気室、３２……
作動弁、３４……加圧室、３６……送気筒、３８……排
気室、４０……排気管、４８……副作動弁、５０……副
加圧室、５２……送排気管、５４……送気口、５６、５
８……排気弁、６４……負圧排気機構、Ａ……送気管
系、Ｓ……排気室３８内の排気空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】圧縮空気室と、 前記圧縮空気室の内底部に設けられ、通気口を介して圧
   縮空気室の下面に連通された鋳砂造型用の鋳型枠に接続
   される鋳型枠接続口と連通し、かつ、同通気口を、内部
   に高圧空気を送排気させながら開閉動作させる主弁室機
   構と、 前記主弁室機構の上端に送気筒を介して連通され、この
   連通した空間を開閉しつつ前記主弁室機構による通気口
   の開閉動作を制御させるための副弁室機構と、 前記圧縮空気室、主弁室機構、副弁室機構へ所望の圧力
   空気を送気するための送気管系と、を備え、 前記主弁室機構は、前記圧縮空気室の内底部に設けら
   れ、同圧縮空気室と連通すると共に前記通気口と連通す
   る通気室と、 この通気室の上面に連通すると共に、前記送気筒内の空
   間にも連通設された加圧室と、 この加圧室内であって前記通気室と加圧室とを画成する
   ように弁板が嵌合され、かつ前記弁板の下面に突設され
   同弁板よりも縮径された弁筒を前記通気口に進退移動し
   つつこの通気口を開閉させる作動弁とを含み、 更に、前記副弁室機構は、前記送気筒周縁に同送気筒よ
   り拡径され一部を排気側に連通した排気空間を形成する
   ように設けられた排気室と、 この排気室の上面に連通設された副加圧室と、 この副加圧室内であって前記送気筒内と副加圧室とを画
   成するように嵌合され、かつ送気筒側に進退移動しつつ
   送気筒内空間を開閉させる副作動弁と、を含み、 前記送気筒内と前記排気室内とは前記副作動弁が開弁す
   ることにより連通され、 前記主弁室機構内に高圧空気を、副弁室機構内に主弁室
   機構内の高圧空気より低圧の圧縮空気を送気して前記通
   気口の閉弁状態を保持させると共に、副弁室機構内の圧
   縮空気の排気により主弁室機構の高圧空気を連動排気さ
   せて前記通気口を瞬時開弁させ、圧縮空気室内の圧縮空
   気を通気口より鋳型枠接続口へ送気しながら鋳型枠接続
   口に接続された鋳型枠内の鋳砂を造型させて成る衝撃型
   造型装置。
2. 【請求項２】前記主弁室機構は、圧縮空気室の略中央内
   底部に設置され、前記通気室は前記通気口に直接連通さ
   れて圧縮空気を同通気口へ直接通流させてなる特許請求
   の範囲第１項記載の衝撃型造形装置。
3. 【請求項３】前記主弁室機構と、副弁室機構とは、内部
   の高圧空気や低圧空気を敏速に排気させるために負圧排
   気機構に連通されて成る特許請求の範囲第１項、または
   第２項記載の衝撃型造形装置。