JP2004230406A - 鋳造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成簡略化,小型化及び低コスト化、さらには省スペース化を図るとともに、生産効率を高める。
【解決手段】機台2に水平回転軸3を介して回転自在に支持された回転基部4と、この回転基部4に支持され、かつ水平回転軸3の周方向に所定間隔置きに配した金型C…を有する複数の型締機構5…と、回転基部4を回転させる回転駆動部6と、この回転駆動部6を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構5…を所定角度で傾斜する湯受位置Xs及びこの湯受位置Xsから所定角度回転させた注湯終了位置Xeで停止制御する制御部7と、金型C…に取付けることにより、湯受位置Xsから注湯終了位置Xeまで移動した際に、収容した溶湯Lを金型C…内に注入する湯受カップ8…とを具備する。
【選択図】図1
【解決手段】機台2に水平回転軸3を介して回転自在に支持された回転基部4と、この回転基部4に支持され、かつ水平回転軸3の周方向に所定間隔置きに配した金型C…を有する複数の型締機構5…と、回転基部4を回転させる回転駆動部6と、この回転駆動部6を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構5…を所定角度で傾斜する湯受位置Xs及びこの湯受位置Xsから所定角度回転させた注湯終了位置Xeで停止制御する制御部7と、金型C…に取付けることにより、湯受位置Xsから注湯終了位置Xeまで移動した際に、収容した溶湯Lを金型C…内に注入する湯受カップ8…とを具備する。
【選択図】図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローテーションする複数の金型を備える鋳造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の金型(鋳型)をローテーションさせることにより、一台の給湯装置から各金型に給湯できるようにした鋳造装置としては、特開2000−15430号公報で開示される傾動注湯装置を備えるターンテーブル式鋳造設備が知られている。
【0003】
同公報で開示されるターンテーブル式鋳造設備における傾動注湯装置は、間欠停止するターンテーブルと、このターンテーブル上に垂直回転可能に取付けるとともに、この垂直回転の回転軸部に連結受体を備えた複数の鋳型ベースと、このターンテーブルの外側に配設されて鋳型ベースの方向に往復移動可能にされた注湯台車と、この注湯台車上に設けられて連結受体に対応する連結体を備えるとともに、連結受体と連結体とを連結させた状態で鋳型ベースを傾動及び傾動復帰駆動させる連結鋳型傾動機構と、注湯台車上に、傾動可能に支持された注湯容器と、この注湯容器を鋳型ベースの傾動復帰に同調させて傾動をさせる注湯容器傾動機構とを備えたものである。
【特許文献1】
特開2000−15430号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の鋳造装置(ターンテーブル式鋳造設備)は、次のような問題点があった。
【0005】
第一に、注湯台車(給湯装置)に、鋳型(金型)を傾斜させる各種機構や注湯容器を同調させる機構を備えるため、注湯台車の構成複雑化,大型化及び高コスト化を招く。
【0006】
第二に、給湯時には、ターンテーブルに対して、後退した注湯台車を前進させ、鋳型を支持する鋳型ベースに連結するとともに、この後、鋳型を傾動させる必要があるなど、一つの鋳造に時間がかかり、生産効率に劣る。
【0007】
第三に、ターンテーブル上に配した複数の鋳型を、水平方向に回転(ローテーション)させるため、鋳造装置を設置するための広いスペースを確保する必要がある。
【0008】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、構成簡略化,小型化及び低コスト化、さらには省スペース化を図れるとともに、生産効率を高めることができる鋳造装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、ローテーションする複数の金型C…を備える鋳造装置1を構成するに際して、機台2に水平回転軸3を介して回転自在に支持された回転基部4と、この回転基部4に支持され、かつ水平回転軸3の周方向に所定間隔置きに配した金型C…を有する複数の型締機構5…と、回転基部4を回転させる回転駆動部6と、この回転駆動部6を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構5…を所定角度で傾斜する湯受位置Xs及びこの湯受位置Xsから所定角度回転させた注湯終了位置Xeで停止制御する制御部7と、金型C…に取付けることにより、湯受位置Xsから注湯終了位置Xeまで移動した際に、収容した溶湯Lを金型C…内に注入する湯受カップ8…とを具備することを特徴とする。
【0010】
この場合、好適な実施の形態により、型締機構5…は、回転基部4に対して着脱可能に構成することが望ましい。また、型締機構5…は、固定型Cc…及び可動型Cm…を有する金型C…と、この可動型Cm…を固定型Cc…に対して進退移動させて金型C…を開閉する型開閉駆動部11…と、金型C…の型開時に鋳造品Mを離型させるノック機能12を備えて構成できる。さらに、ノック機能12は、主ノック機能12m…と補助ノック機構12s…により構成できるとともに、機台2には、金型C…の型開時に補助ノック機構12s…を操作して鋳造品M…を離型させる補助ノック機構操作部13を設けることができる。
【0011】
これにより、各金型C…は、水平回転軸3を中心に回転(旋回)するため、任意の金型Cを所定角度で傾斜する湯受位置Xsで停止させれば、この湯受位置Xsで当該金型Cに取付けた湯受カップ8に必要な溶湯Lを供給できる。そして、溶湯Lの供給後、水平回転軸3を回転させれば、金型Cは徐々に水平状態になるとともに、同時に湯受カップ8は徐々に傾斜角度が大きくなる。この結果、湯受位置Xsから回転した際に、湯受カップ8の溶湯Lは、金型Cのキャビティ内に自動で注湯され、注湯終了位置Xeに達すれば、全ての溶湯Lが金型Cのキャビティ内に注湯される。また、金型Cのキャビティ内の溶湯Lは、金型Cが注湯終了位置Xeから所定の型開位置まで移動する間に冷却され、凝固が行われる。なお、他の金型C…に対しても同様の処理が順次行われる。
【0012】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0013】
まず、本実施例に係る鋳造装置1の構成について、図1〜図6を参照して説明する。
【0014】
図1中、1は鋳造装置を示すとともに、50は給湯ノズル51を有する給湯装置を示す。なお、鋳造装置1は、図1中、右方を前方(正面)として説明する。
鋳造装置1は、複数のフレームF…を組合わせて構成した機台2を備え、この機台2の上部には、左右に離間した一対の軸受ブラケットFp,Fqを有する。また、側面視が正方形となる直方体状に構成した回転基部4を備え、この回転基部4の内部は中空に形成する。回転基部4における左右の側面部の中央には、左右方向に突出する水平回転軸3を取付け、この水平回転軸3の左右両端を各軸受ブラケットFp,Fqにより回転自在に支持する。
【0015】
一方、回転基部4の他の四面部により四つの型締機構5…をそれぞれ支持する。これにより、各型締機構5…は、水平回転軸3の周方向に所定間隔置き、即ち、90°毎に配されるとともに、各型締機構5…は、水平回転軸3に対して放射方向の向きが同じになる。各型締機構5…は、独立したユニットとして構成し、図3に示す矢印Hsのように、回転基部4に対して着脱できる。したがって、一台の鋳造装置1において、異なる各種の型締機構5…を利用できる。
【0016】
一つの型締機構5(他も同じ)は、固定型Ccと可動型Cmを有する金型Cと、この可動型Cmを固定型Ccに対して進退移動させて金型Cを開閉する電動シリンダ11cを用いた型開閉駆動部11と、金型Cの型開時に鋳造品Mを離型させるノック機能12を備え、さらに、このノック機能12は、可動型Cmに付設した主ノック機能12mと、金型Cの型開時に鋳造品Mを離型させる固定型Ccに付設した補助ノック機構12sを備える。
【0017】
この場合、型締機構5は、ベース部20を備え、このベース部20の一端にシリンダ支持盤21を固定するとともに、ベース部20の他端に固定盤22を固定する。また、シリンダ支持盤21と固定盤22間には、四本のタイバー23…を架設し、このタイバー23…に、可動盤24をスライド自在に装填する。そして、可動盤24により可動型Cmを支持するとともに、固定盤22により固定型Ccを支持する。さらに、シリンダ支持盤21により電動シリンダ11cを支持し、この電動シリンダ11cにおける駆動ロッド11rの先端は可動盤24に結合する。
【0018】
一方、主ノック機能12mは、可動型Cmのキャビティに臨み、かつ進退自在に設けた複数のノックピンを有するピン部25と、シリンダ支持盤21に設けることにより、このピン部25を変位させる複数の押圧ピン26…を有する。他方、補助ノック機構12sは、固定型Ccのキャビティに臨み、かつ進退自在に設けた複数のノックピンを有するピン部27と、このピン部27を変位させる複数の押圧ピンを有する押圧部28を有し、この押圧部28は固定盤22の外側に突出する。なお、各ピン部25,27は不図示のスプリング等により付勢され、自然状態では、各ノックピンの先端面がキャビティ面に一致する。したがって、押圧部28を後述する補助ノック機構操作部13により押圧すれば、ピン部27を金型Cのキャビティ内に突出させることができるとともに、可動型Cmを全開位置まで移動させれば、途中でピン部25が押圧ピン26…により規制されるため、ピン部25を金型Cのキャビティ内に突出させることができる。
【0019】
また、固定型Cc(金型C)には、湯受カップ8を取付ける。この湯受カップ8は、後述する湯受位置Xs、即ち、型締機構5が水平回転軸3に対して斜め前下方となる図1に示す湯受位置Xsに停止した際に水平状態となり、この状態で必要量の溶湯Lを収容できる。この湯受カップ8は、湯受位置Xsから型締機構5が旋回し、注湯終了位置Xeまで移動した際に、収容した溶湯Lの全てを金型C…内に注入できるように、その取付角度及び形状等を選定する。
【0020】
さらに、回転基部4と各型締機構5…の着脱機構は、次のように構成する。まず、回転基部4の各四面部には、それぞれ直角方向に突出した支持盤31…を取付ける。そして、一つの型締機構5(他も同じ)を支持盤31に装着するには、図2(図3)に示すように、支持盤31の上面に、型締機構5のベース部20を載せ、支持盤31の上面一側に固定した規制レール部32に、ベース部20の一側辺を当接させる。一方、ベース部20の他側辺は保持レール部33により押えるともとに、この保持レール部33を支持盤31に対してネジ止め可能な一対の楔状の固定具34,34により押えて固定する。また、固定ネジ35を用いて支持盤31とベース部20を固定する。これにより、型締機構5は、支持盤31の上面に位置決めされて固定される。なお、図3に示すように、回転基部4には、型締機構5の装着時に電動シリンダ11cを収容する挿通孔4sが形成されている。また、型締機構5を支持盤31から離脱するには、装着の際と逆の操作を行えばよい。
【0021】
他方、機台2の中間位置には、水平となるモータ設置台Fwを取付けるとともに、このモータ設置台Fwの上面に、回転駆動部6となる駆動モータ6mを取付ける。また、駆動モータ6mの回転シャフト36に駆動ギア(駆動プーリ)37を取付けるとともに、水平回転軸3に被動ギア(被動プーリ)38を取付け、この駆動ギア37と被動ギア38間に無端タイミングベルト39を架渡すことにより回転伝達機構40を構成する。これにより、駆動モータ6mを作動制御すれば、回転基部4を図1中反時計方向へ回転させ、各金型C…を水平回転軸3の周りに水車状に旋回させることができる。
【0022】
また、機台2の後端には支持板41を起設し、この支持板41の上端に、補助ノック機構操作部13となる電動シリンダ13cを取付ける。これにより、任意の型締機構5…が水平回転軸3の水平方向後方となる型開位置Xoに停止すれば、電動シリンダ13cの駆動ロッドの先端に設けたノックノブ13nと押圧部28…は相対向する。したがって、この状態でノックノブ13nを前進させれば、補助ノック機構12s…の押圧部28を押圧し、鋳造品M…を離型させることができる。このような構成により、補助ノック機構操作部13は、各型締機構5…に対して共通の一台で足りるため、低コスト化及び小型化に寄与できる。
【0023】
さらに、回転駆動部6を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構5…を所定角度で傾斜する湯受位置Xs及びこの湯受位置Xsから所定角度回転した注湯終了位置Xeで停止制御する制御部7を備える。したがって、制御部7には、予め設定したシーケンスプログラムに従って制御指令を出力し、図4に示すように、回転駆動部6(駆動モータ6m),補助ノック機構操作部13(電動シリンダ13c),進退駆動部11…(電動シリンダ11c…)及び給湯装置50をシーケンス制御する機能を備えている。
【0024】
次に、本実施例に係る鋳造装置1の動作について、図1〜図6を参照しつつ図7に示すフローチャートに従って説明する。
【0025】
まず、運転開始により、制御部7は回転駆動部6を作動制御し、水平回転軸3を回転させる。これにより、回転基部4は、図1中、反時計方向へ回転する(ステップS1)。そして、任意の型締機構5が図1に示す湯受位置Xsに達したなら停止制御する(ステップS2,S3)。湯受位置Xsの型締機構5は、水平回転軸3に対して斜め前下方、即ち、垂直方向下位置に対して略30°程度回転した位置となり、図6に示すように湯受カップ8は水平状態となる。次いで、制御部7は給湯装置50を制御し、給湯装置50自身を若干前進或いは回転変位させることにより、給湯ノズル51を湯受カップ8の上方となる給湯位置へ移動させ、給湯装置50から湯受カップ8に溶湯Lを供給する(ステップS4)。溶湯Lの供給量は、予め設定されており、設定量の溶湯Lを供給したなら停止する(ステップS5,S6)。なお、供給量は、通常、時間により設定できる。溶湯Lの供給が終了したなら、型締機構5の移動を妨げないように、給湯装置50自身を若干後退或いは回転変位させることにより、ホームポジションへ戻す。
【0026】
この後、制御部7は回転駆動部6を作動制御し、水平回転軸3を回転させる。
これにより、回転基部4は、図1中、反時計方向へ回転する(ステップS7)。
そして、型締機構5が図6に示す注湯終了位置Xeに達したなら停止制御する(ステップS8,S9)。この注湯終了位置Xeは、図6に示すように、湯受位置Xsから矢印Hr方向へ略60°程度回転した位置であり、水平回転軸3に対して水平方向前方に位置する。この回転区間は、注湯期間となる。即ち、湯受位置Xsから回転すれば、型締機構5は、徐々に水平状態になるとともに、湯受カップ8は徐々に傾斜する。この場合、湯受カップ8は、型締機構5が注湯終了位置Xeまで移動した際に、収容した溶湯Lを全て金型Cのキャビティ内に注入できるように、その取付角度及び形状等が選定されているため、回転中に、湯受カップ8に収容された溶湯Lは、金型Cのキャビティ内に自動で注入される。したがって、この注湯期間(回転区間)の回転速度は、特に、低速に設定する。具体的には、湯受位置Xsから注湯終了位置Xeに至る時間を10秒程度に設定することができる。
【0027】
一方、注湯終了位置Xeでは、冷却期間として型締機構5を設定時間だけ停止させる。即ち、制御部7は、型締機構5が注湯終了位置Xeに達したなら停止時間を監視し、設定時間になったら後続の型締機構5に対する注湯のための回転を開始する(ステップS10,S11)。なお、注湯終了位置Xeにおける冷却は、自然冷却であってもよいし、強制冷却であってもよい。強制冷却は、空冷式でもよいし、水冷式でもよい。水冷式の場合は、可動型Cm及び固定型Ccに水冷用ウォータジャケットを設ける。また、この冷却期間では、溶湯Lの凝固が進行するが、完全に凝固させる必要はない。即ち、ある程度凝固すれば足り、後述する型開位置Xoに達するまでに凝固(固化)させればよい。したがって、注湯終了位置Xeの停止時間は、例えば、15秒程度に設定できる。
【0028】
さらに、型締機構5は、注湯終了位置Xeから水平回転軸3に対して、斜め前上方,垂直方向上方,斜め後上方,水平方向後方の各位置の順に、回転(停止)を繰返す(ステップS12)。そして、型締機構5が、水平回転軸3に対して水平方向後方、即ち、注湯終了位置Xeに対して180°反対側となる図5に示す型開位置Xoに達したなら型開きを行う(ステップS13)。この型開位置Xoは、他の型締機構5は注湯終了位置Xeにあり、冷却時間だけ停止するため、この冷却時間を利用して鋳造品の取出しを行う。まず、制御部7は、補助ノック機構操作部13の電動シリンダ13cを作動制御し、ノックノブ13nを前進させる。これにより、ノックノブ13nは、補助ノック機構12sの押圧部28を加圧する(ステップS14)。また、型開閉駆動部11の電動シリンダ11cを作動制御して、駆動ロッド11rを後退させる。これにより、可動型Cmは型開方向に移動し、型開きが行なわれる(ステップS15)。この際、鋳造品Mは、補助ノック機構12sのピン部28により加圧されるため、固定型Ccから確実に離型し、鋳造品Mが可動型Cmに付着した状態で型開きが行われる。一方、型開きの終了する手前では、主ノック機構12mのピン部25が押圧ピン26…により規制されるため、ピン部25のノックピンが金型Cのキャビティ内に突出し、鋳造品Mは、可動型Cmから確実に離型する(ステップS16)。この際、鋳造品Mを自然落下させ、シュータにより製品コンテナに収容してもよいし、取出ロボットにより製品コンテナに収容してもよい。
【0029】
鋳造品Mに対する取出しが終了したら、金型Cが必要以上に冷却されないように、速やかに型閉を行う(ステップS17,S22)。この後、回転により、次の鋳造となる湯受位置Xsに移動するため、同様の処理を繰り返し行えばよい(ステップS1,S2…)。一方、鋳造に中子を使用する場合には、型開きが終了した後、そのまま回転させる(ステップS17,S18)。そして、型締機構5が、中子セット位置となる水平回転軸3の真下の位置で停止した際に、中子をセットする(ステップS19,S20,S21)。この中子セット位置では、金型Cのパーティングラインが水平になるため、中子を容易にセットできる。また、中子をセットしたなら速やかに型閉を行う(ステップS22)。この後、回転により、次の鋳造となる湯受位置Xsに移動するため、同様の処理を繰り返し行えばよい(ステップS1,S2…)。
【0030】
このような本実施例に係る鋳造装置1によれば、型締機構5の回転移動(旋回移動)が金型C及び湯受カップ8を傾斜させる動作を兼ねるため、給湯装置50における金型Cを傾斜させる各種機構や注湯容器を同調させる機構等が不要になり、給湯装置50の構成簡略化,小型化及び低コスト化を図ることができる。しかも、給湯時には、型締機構5の回転移動(旋回移動)と同時に金型Cへの注湯が行われるため、一つの鋳造にかかる時間を短縮して生産効率を高めることができる。また、水平回転軸3により水車状に回転する構成のため、鋳造装置1を設置するための広いスペースの確保が不要となり、省スペース化を図ることができる。
【0031】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,数量,素材等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除することができる。
【0032】
例えば、型締機構5…は四つの場合を例示したが二つ以上であればよく、その数量は問わない。また、型締機構5…は回転基部4に対して着脱式に構成した場合を示したが、固定式を排除するものではない。さらに、型開閉駆動部11及び補助ノック機構操作部13として、電動シリンダ11c及び13cを用いた場合を例示したが、エアシリンダや油圧シリンダ、或いは他の原理に基づく任意の駆動機構により置換することができる。
【0033】
【発明の効果】
このように、本発明に係る鋳造装置は、機台に水平回転軸を介して回転自在に支持された回転基部と、この回転基部に支持され、かつ水平回転軸の周方向に所定間隔置きに配した金型を有する複数の型締機構と、回転基部を回転させる回転駆動部と、この回転駆動部を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構を所定角度で傾斜する湯受位置及びこの湯受位置から所定角度回転させた注湯終了位置で停止制御する制御部と、金型に取付けることにより、湯受位置から注湯終了位置まで移動した際に、収容した溶湯を金型内に注入する湯受カップとを具備するため、次のような顕著な効果を奏する。
【0034】
(1) 型締機構の回転移動が金型及び湯受カップを傾斜させる動作を兼ねるため、給湯装置における金型を傾斜させる各種機構や注湯容器を同調させる機構等が不要になり、給湯装置の構成簡略化,小型化及び低コスト化を図ることができる。
【0035】
(2) 給湯時には、型締機構の回転移動(旋回移動)と同時に金型への注湯が行われるため、一つの鋳造にかかる時間を短縮して生産効率を高めることができる。
【0036】
(3) 水平回転軸により水車状に回転する構成のため、鋳造装置を設置するための広いスペースの確保が不要となり、省スペース化を図ることができる。
【0037】
(4) 好適な実施の形態により、型締機構を回転基部に対して着脱可能に構成すれば、一台の鋳造装置において、異なる各種の型締機構を利用できる。
【0038】
(5) 好適な実施の形態により、機台に、金型の型開時に補助ノック機構を操作して鋳造品を離型させる補助ノック機構操作部を設ければ、補助ノック機構操作部は、各型締機構に対して共通の一台で足りるため、更なる低コスト化及び小型化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係る鋳造装置の側面図、
【図2】同鋳造装置の一部を示す正面図、
【図3】同鋳造装置の型締機構を離脱した状態を示す側面図、
の一部を示す正面図、
【図4】同鋳造装置の制御系のブロック系統図、
【図5】同鋳造装置の型開位置における型締機構の断面側面図、
【図6】同鋳造装置の湯受位置及び注湯終了位置における型締機構の断面側面図、
【図7】同鋳造装置の動作を説明するためのフローチャート、
【符号の説明】
1 鋳造装置
2 機台
3 水平回転軸
4 回転基部
5… 型締機構
6 回転駆動部
7 制御部
8… 湯受カップ
11… 型開閉駆動部
12… ノック機能
12m… 主ノック機能
12s… 補助ノック機構
13 補助ノック機構操作部
C… 金型
Cc… 固定型
Cm… 可動型
Xs 湯受位置
Xe 注湯終了位置
L 溶湯
M 鋳造品
【発明の属する技術分野】
本発明は、ローテーションする複数の金型を備える鋳造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の金型(鋳型)をローテーションさせることにより、一台の給湯装置から各金型に給湯できるようにした鋳造装置としては、特開2000−15430号公報で開示される傾動注湯装置を備えるターンテーブル式鋳造設備が知られている。
【0003】
同公報で開示されるターンテーブル式鋳造設備における傾動注湯装置は、間欠停止するターンテーブルと、このターンテーブル上に垂直回転可能に取付けるとともに、この垂直回転の回転軸部に連結受体を備えた複数の鋳型ベースと、このターンテーブルの外側に配設されて鋳型ベースの方向に往復移動可能にされた注湯台車と、この注湯台車上に設けられて連結受体に対応する連結体を備えるとともに、連結受体と連結体とを連結させた状態で鋳型ベースを傾動及び傾動復帰駆動させる連結鋳型傾動機構と、注湯台車上に、傾動可能に支持された注湯容器と、この注湯容器を鋳型ベースの傾動復帰に同調させて傾動をさせる注湯容器傾動機構とを備えたものである。
【特許文献1】
特開2000−15430号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の鋳造装置(ターンテーブル式鋳造設備)は、次のような問題点があった。
【0005】
第一に、注湯台車(給湯装置)に、鋳型(金型)を傾斜させる各種機構や注湯容器を同調させる機構を備えるため、注湯台車の構成複雑化,大型化及び高コスト化を招く。
【0006】
第二に、給湯時には、ターンテーブルに対して、後退した注湯台車を前進させ、鋳型を支持する鋳型ベースに連結するとともに、この後、鋳型を傾動させる必要があるなど、一つの鋳造に時間がかかり、生産効率に劣る。
【0007】
第三に、ターンテーブル上に配した複数の鋳型を、水平方向に回転(ローテーション)させるため、鋳造装置を設置するための広いスペースを確保する必要がある。
【0008】
本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したものであり、構成簡略化,小型化及び低コスト化、さらには省スペース化を図れるとともに、生産効率を高めることができる鋳造装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び実施の形態】
本発明は、ローテーションする複数の金型C…を備える鋳造装置1を構成するに際して、機台2に水平回転軸3を介して回転自在に支持された回転基部4と、この回転基部4に支持され、かつ水平回転軸3の周方向に所定間隔置きに配した金型C…を有する複数の型締機構5…と、回転基部4を回転させる回転駆動部6と、この回転駆動部6を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構5…を所定角度で傾斜する湯受位置Xs及びこの湯受位置Xsから所定角度回転させた注湯終了位置Xeで停止制御する制御部7と、金型C…に取付けることにより、湯受位置Xsから注湯終了位置Xeまで移動した際に、収容した溶湯Lを金型C…内に注入する湯受カップ8…とを具備することを特徴とする。
【0010】
この場合、好適な実施の形態により、型締機構5…は、回転基部4に対して着脱可能に構成することが望ましい。また、型締機構5…は、固定型Cc…及び可動型Cm…を有する金型C…と、この可動型Cm…を固定型Cc…に対して進退移動させて金型C…を開閉する型開閉駆動部11…と、金型C…の型開時に鋳造品Mを離型させるノック機能12を備えて構成できる。さらに、ノック機能12は、主ノック機能12m…と補助ノック機構12s…により構成できるとともに、機台2には、金型C…の型開時に補助ノック機構12s…を操作して鋳造品M…を離型させる補助ノック機構操作部13を設けることができる。
【0011】
これにより、各金型C…は、水平回転軸3を中心に回転(旋回)するため、任意の金型Cを所定角度で傾斜する湯受位置Xsで停止させれば、この湯受位置Xsで当該金型Cに取付けた湯受カップ8に必要な溶湯Lを供給できる。そして、溶湯Lの供給後、水平回転軸3を回転させれば、金型Cは徐々に水平状態になるとともに、同時に湯受カップ8は徐々に傾斜角度が大きくなる。この結果、湯受位置Xsから回転した際に、湯受カップ8の溶湯Lは、金型Cのキャビティ内に自動で注湯され、注湯終了位置Xeに達すれば、全ての溶湯Lが金型Cのキャビティ内に注湯される。また、金型Cのキャビティ内の溶湯Lは、金型Cが注湯終了位置Xeから所定の型開位置まで移動する間に冷却され、凝固が行われる。なお、他の金型C…に対しても同様の処理が順次行われる。
【0012】
【実施例】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0013】
まず、本実施例に係る鋳造装置1の構成について、図1〜図6を参照して説明する。
【0014】
図1中、1は鋳造装置を示すとともに、50は給湯ノズル51を有する給湯装置を示す。なお、鋳造装置1は、図1中、右方を前方(正面)として説明する。
鋳造装置1は、複数のフレームF…を組合わせて構成した機台2を備え、この機台2の上部には、左右に離間した一対の軸受ブラケットFp,Fqを有する。また、側面視が正方形となる直方体状に構成した回転基部4を備え、この回転基部4の内部は中空に形成する。回転基部4における左右の側面部の中央には、左右方向に突出する水平回転軸3を取付け、この水平回転軸3の左右両端を各軸受ブラケットFp,Fqにより回転自在に支持する。
【0015】
一方、回転基部4の他の四面部により四つの型締機構5…をそれぞれ支持する。これにより、各型締機構5…は、水平回転軸3の周方向に所定間隔置き、即ち、90°毎に配されるとともに、各型締機構5…は、水平回転軸3に対して放射方向の向きが同じになる。各型締機構5…は、独立したユニットとして構成し、図3に示す矢印Hsのように、回転基部4に対して着脱できる。したがって、一台の鋳造装置1において、異なる各種の型締機構5…を利用できる。
【0016】
一つの型締機構5(他も同じ)は、固定型Ccと可動型Cmを有する金型Cと、この可動型Cmを固定型Ccに対して進退移動させて金型Cを開閉する電動シリンダ11cを用いた型開閉駆動部11と、金型Cの型開時に鋳造品Mを離型させるノック機能12を備え、さらに、このノック機能12は、可動型Cmに付設した主ノック機能12mと、金型Cの型開時に鋳造品Mを離型させる固定型Ccに付設した補助ノック機構12sを備える。
【0017】
この場合、型締機構5は、ベース部20を備え、このベース部20の一端にシリンダ支持盤21を固定するとともに、ベース部20の他端に固定盤22を固定する。また、シリンダ支持盤21と固定盤22間には、四本のタイバー23…を架設し、このタイバー23…に、可動盤24をスライド自在に装填する。そして、可動盤24により可動型Cmを支持するとともに、固定盤22により固定型Ccを支持する。さらに、シリンダ支持盤21により電動シリンダ11cを支持し、この電動シリンダ11cにおける駆動ロッド11rの先端は可動盤24に結合する。
【0018】
一方、主ノック機能12mは、可動型Cmのキャビティに臨み、かつ進退自在に設けた複数のノックピンを有するピン部25と、シリンダ支持盤21に設けることにより、このピン部25を変位させる複数の押圧ピン26…を有する。他方、補助ノック機構12sは、固定型Ccのキャビティに臨み、かつ進退自在に設けた複数のノックピンを有するピン部27と、このピン部27を変位させる複数の押圧ピンを有する押圧部28を有し、この押圧部28は固定盤22の外側に突出する。なお、各ピン部25,27は不図示のスプリング等により付勢され、自然状態では、各ノックピンの先端面がキャビティ面に一致する。したがって、押圧部28を後述する補助ノック機構操作部13により押圧すれば、ピン部27を金型Cのキャビティ内に突出させることができるとともに、可動型Cmを全開位置まで移動させれば、途中でピン部25が押圧ピン26…により規制されるため、ピン部25を金型Cのキャビティ内に突出させることができる。
【0019】
また、固定型Cc(金型C)には、湯受カップ8を取付ける。この湯受カップ8は、後述する湯受位置Xs、即ち、型締機構5が水平回転軸3に対して斜め前下方となる図1に示す湯受位置Xsに停止した際に水平状態となり、この状態で必要量の溶湯Lを収容できる。この湯受カップ8は、湯受位置Xsから型締機構5が旋回し、注湯終了位置Xeまで移動した際に、収容した溶湯Lの全てを金型C…内に注入できるように、その取付角度及び形状等を選定する。
【0020】
さらに、回転基部4と各型締機構5…の着脱機構は、次のように構成する。まず、回転基部4の各四面部には、それぞれ直角方向に突出した支持盤31…を取付ける。そして、一つの型締機構5(他も同じ)を支持盤31に装着するには、図2(図3)に示すように、支持盤31の上面に、型締機構5のベース部20を載せ、支持盤31の上面一側に固定した規制レール部32に、ベース部20の一側辺を当接させる。一方、ベース部20の他側辺は保持レール部33により押えるともとに、この保持レール部33を支持盤31に対してネジ止め可能な一対の楔状の固定具34,34により押えて固定する。また、固定ネジ35を用いて支持盤31とベース部20を固定する。これにより、型締機構5は、支持盤31の上面に位置決めされて固定される。なお、図3に示すように、回転基部4には、型締機構5の装着時に電動シリンダ11cを収容する挿通孔4sが形成されている。また、型締機構5を支持盤31から離脱するには、装着の際と逆の操作を行えばよい。
【0021】
他方、機台2の中間位置には、水平となるモータ設置台Fwを取付けるとともに、このモータ設置台Fwの上面に、回転駆動部6となる駆動モータ6mを取付ける。また、駆動モータ6mの回転シャフト36に駆動ギア(駆動プーリ)37を取付けるとともに、水平回転軸3に被動ギア(被動プーリ)38を取付け、この駆動ギア37と被動ギア38間に無端タイミングベルト39を架渡すことにより回転伝達機構40を構成する。これにより、駆動モータ6mを作動制御すれば、回転基部4を図1中反時計方向へ回転させ、各金型C…を水平回転軸3の周りに水車状に旋回させることができる。
【0022】
また、機台2の後端には支持板41を起設し、この支持板41の上端に、補助ノック機構操作部13となる電動シリンダ13cを取付ける。これにより、任意の型締機構5…が水平回転軸3の水平方向後方となる型開位置Xoに停止すれば、電動シリンダ13cの駆動ロッドの先端に設けたノックノブ13nと押圧部28…は相対向する。したがって、この状態でノックノブ13nを前進させれば、補助ノック機構12s…の押圧部28を押圧し、鋳造品M…を離型させることができる。このような構成により、補助ノック機構操作部13は、各型締機構5…に対して共通の一台で足りるため、低コスト化及び小型化に寄与できる。
【0023】
さらに、回転駆動部6を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構5…を所定角度で傾斜する湯受位置Xs及びこの湯受位置Xsから所定角度回転した注湯終了位置Xeで停止制御する制御部7を備える。したがって、制御部7には、予め設定したシーケンスプログラムに従って制御指令を出力し、図4に示すように、回転駆動部6(駆動モータ6m),補助ノック機構操作部13(電動シリンダ13c),進退駆動部11…(電動シリンダ11c…)及び給湯装置50をシーケンス制御する機能を備えている。
【0024】
次に、本実施例に係る鋳造装置1の動作について、図1〜図6を参照しつつ図7に示すフローチャートに従って説明する。
【0025】
まず、運転開始により、制御部7は回転駆動部6を作動制御し、水平回転軸3を回転させる。これにより、回転基部4は、図1中、反時計方向へ回転する(ステップS1)。そして、任意の型締機構5が図1に示す湯受位置Xsに達したなら停止制御する(ステップS2,S3)。湯受位置Xsの型締機構5は、水平回転軸3に対して斜め前下方、即ち、垂直方向下位置に対して略30°程度回転した位置となり、図6に示すように湯受カップ8は水平状態となる。次いで、制御部7は給湯装置50を制御し、給湯装置50自身を若干前進或いは回転変位させることにより、給湯ノズル51を湯受カップ8の上方となる給湯位置へ移動させ、給湯装置50から湯受カップ8に溶湯Lを供給する(ステップS4)。溶湯Lの供給量は、予め設定されており、設定量の溶湯Lを供給したなら停止する(ステップS5,S6)。なお、供給量は、通常、時間により設定できる。溶湯Lの供給が終了したなら、型締機構5の移動を妨げないように、給湯装置50自身を若干後退或いは回転変位させることにより、ホームポジションへ戻す。
【0026】
この後、制御部7は回転駆動部6を作動制御し、水平回転軸3を回転させる。
これにより、回転基部4は、図1中、反時計方向へ回転する(ステップS7)。
そして、型締機構5が図6に示す注湯終了位置Xeに達したなら停止制御する(ステップS8,S9)。この注湯終了位置Xeは、図6に示すように、湯受位置Xsから矢印Hr方向へ略60°程度回転した位置であり、水平回転軸3に対して水平方向前方に位置する。この回転区間は、注湯期間となる。即ち、湯受位置Xsから回転すれば、型締機構5は、徐々に水平状態になるとともに、湯受カップ8は徐々に傾斜する。この場合、湯受カップ8は、型締機構5が注湯終了位置Xeまで移動した際に、収容した溶湯Lを全て金型Cのキャビティ内に注入できるように、その取付角度及び形状等が選定されているため、回転中に、湯受カップ8に収容された溶湯Lは、金型Cのキャビティ内に自動で注入される。したがって、この注湯期間(回転区間)の回転速度は、特に、低速に設定する。具体的には、湯受位置Xsから注湯終了位置Xeに至る時間を10秒程度に設定することができる。
【0027】
一方、注湯終了位置Xeでは、冷却期間として型締機構5を設定時間だけ停止させる。即ち、制御部7は、型締機構5が注湯終了位置Xeに達したなら停止時間を監視し、設定時間になったら後続の型締機構5に対する注湯のための回転を開始する(ステップS10,S11)。なお、注湯終了位置Xeにおける冷却は、自然冷却であってもよいし、強制冷却であってもよい。強制冷却は、空冷式でもよいし、水冷式でもよい。水冷式の場合は、可動型Cm及び固定型Ccに水冷用ウォータジャケットを設ける。また、この冷却期間では、溶湯Lの凝固が進行するが、完全に凝固させる必要はない。即ち、ある程度凝固すれば足り、後述する型開位置Xoに達するまでに凝固(固化)させればよい。したがって、注湯終了位置Xeの停止時間は、例えば、15秒程度に設定できる。
【0028】
さらに、型締機構5は、注湯終了位置Xeから水平回転軸3に対して、斜め前上方,垂直方向上方,斜め後上方,水平方向後方の各位置の順に、回転(停止)を繰返す(ステップS12)。そして、型締機構5が、水平回転軸3に対して水平方向後方、即ち、注湯終了位置Xeに対して180°反対側となる図5に示す型開位置Xoに達したなら型開きを行う(ステップS13)。この型開位置Xoは、他の型締機構5は注湯終了位置Xeにあり、冷却時間だけ停止するため、この冷却時間を利用して鋳造品の取出しを行う。まず、制御部7は、補助ノック機構操作部13の電動シリンダ13cを作動制御し、ノックノブ13nを前進させる。これにより、ノックノブ13nは、補助ノック機構12sの押圧部28を加圧する(ステップS14)。また、型開閉駆動部11の電動シリンダ11cを作動制御して、駆動ロッド11rを後退させる。これにより、可動型Cmは型開方向に移動し、型開きが行なわれる(ステップS15)。この際、鋳造品Mは、補助ノック機構12sのピン部28により加圧されるため、固定型Ccから確実に離型し、鋳造品Mが可動型Cmに付着した状態で型開きが行われる。一方、型開きの終了する手前では、主ノック機構12mのピン部25が押圧ピン26…により規制されるため、ピン部25のノックピンが金型Cのキャビティ内に突出し、鋳造品Mは、可動型Cmから確実に離型する(ステップS16)。この際、鋳造品Mを自然落下させ、シュータにより製品コンテナに収容してもよいし、取出ロボットにより製品コンテナに収容してもよい。
【0029】
鋳造品Mに対する取出しが終了したら、金型Cが必要以上に冷却されないように、速やかに型閉を行う(ステップS17,S22)。この後、回転により、次の鋳造となる湯受位置Xsに移動するため、同様の処理を繰り返し行えばよい(ステップS1,S2…)。一方、鋳造に中子を使用する場合には、型開きが終了した後、そのまま回転させる(ステップS17,S18)。そして、型締機構5が、中子セット位置となる水平回転軸3の真下の位置で停止した際に、中子をセットする(ステップS19,S20,S21)。この中子セット位置では、金型Cのパーティングラインが水平になるため、中子を容易にセットできる。また、中子をセットしたなら速やかに型閉を行う(ステップS22)。この後、回転により、次の鋳造となる湯受位置Xsに移動するため、同様の処理を繰り返し行えばよい(ステップS1,S2…)。
【0030】
このような本実施例に係る鋳造装置1によれば、型締機構5の回転移動(旋回移動)が金型C及び湯受カップ8を傾斜させる動作を兼ねるため、給湯装置50における金型Cを傾斜させる各種機構や注湯容器を同調させる機構等が不要になり、給湯装置50の構成簡略化,小型化及び低コスト化を図ることができる。しかも、給湯時には、型締機構5の回転移動(旋回移動)と同時に金型Cへの注湯が行われるため、一つの鋳造にかかる時間を短縮して生産効率を高めることができる。また、水平回転軸3により水車状に回転する構成のため、鋳造装置1を設置するための広いスペースの確保が不要となり、省スペース化を図ることができる。
【0031】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、細部の構成,形状,数量,素材等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更,追加,削除することができる。
【0032】
例えば、型締機構5…は四つの場合を例示したが二つ以上であればよく、その数量は問わない。また、型締機構5…は回転基部4に対して着脱式に構成した場合を示したが、固定式を排除するものではない。さらに、型開閉駆動部11及び補助ノック機構操作部13として、電動シリンダ11c及び13cを用いた場合を例示したが、エアシリンダや油圧シリンダ、或いは他の原理に基づく任意の駆動機構により置換することができる。
【0033】
【発明の効果】
このように、本発明に係る鋳造装置は、機台に水平回転軸を介して回転自在に支持された回転基部と、この回転基部に支持され、かつ水平回転軸の周方向に所定間隔置きに配した金型を有する複数の型締機構と、回転基部を回転させる回転駆動部と、この回転駆動部を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構を所定角度で傾斜する湯受位置及びこの湯受位置から所定角度回転させた注湯終了位置で停止制御する制御部と、金型に取付けることにより、湯受位置から注湯終了位置まで移動した際に、収容した溶湯を金型内に注入する湯受カップとを具備するため、次のような顕著な効果を奏する。
【0034】
(1) 型締機構の回転移動が金型及び湯受カップを傾斜させる動作を兼ねるため、給湯装置における金型を傾斜させる各種機構や注湯容器を同調させる機構等が不要になり、給湯装置の構成簡略化,小型化及び低コスト化を図ることができる。
【0035】
(2) 給湯時には、型締機構の回転移動(旋回移動)と同時に金型への注湯が行われるため、一つの鋳造にかかる時間を短縮して生産効率を高めることができる。
【0036】
(3) 水平回転軸により水車状に回転する構成のため、鋳造装置を設置するための広いスペースの確保が不要となり、省スペース化を図ることができる。
【0037】
(4) 好適な実施の形態により、型締機構を回転基部に対して着脱可能に構成すれば、一台の鋳造装置において、異なる各種の型締機構を利用できる。
【0038】
(5) 好適な実施の形態により、機台に、金型の型開時に補助ノック機構を操作して鋳造品を離型させる補助ノック機構操作部を設ければ、補助ノック機構操作部は、各型締機構に対して共通の一台で足りるため、更なる低コスト化及び小型化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好適な実施例に係る鋳造装置の側面図、
【図2】同鋳造装置の一部を示す正面図、
【図3】同鋳造装置の型締機構を離脱した状態を示す側面図、
の一部を示す正面図、
【図4】同鋳造装置の制御系のブロック系統図、
【図5】同鋳造装置の型開位置における型締機構の断面側面図、
【図6】同鋳造装置の湯受位置及び注湯終了位置における型締機構の断面側面図、
【図7】同鋳造装置の動作を説明するためのフローチャート、
【符号の説明】
1 鋳造装置
2 機台
3 水平回転軸
4 回転基部
5… 型締機構
6 回転駆動部
7 制御部
8… 湯受カップ
11… 型開閉駆動部
12… ノック機能
12m… 主ノック機能
12s… 補助ノック機構
13 補助ノック機構操作部
C… 金型
Cc… 固定型
Cm… 可動型
Xs 湯受位置
Xe 注湯終了位置
L 溶湯
M 鋳造品
Claims (5)
- ローテーションする複数の金型を備える鋳造装置において、機台に水平回転軸を介して回転自在に支持された回転基部と、この回転基部に支持され、かつ前記水平回転軸の周方向に所定間隔置きに配した前記金型を有する複数の型締機構と、前記回転基部を回転させる回転駆動部と、この回転駆動部を作動制御し、かつ少なくとも任意の型締機構を所定角度で傾斜する湯受位置及びこの湯受位置から所定角度回転させた注湯終了位置で停止制御する制御部と、前記金型に取付けることにより、前記湯受位置から前記注湯終了位置まで移動した際に、収容した溶湯を前記金型内に注入する湯受カップとを具備することを特徴とする鋳造装置。
- 前記型締機構は、前記回転基部に対して着脱することを特徴とする請求項1記載の鋳造装置。
- 前記型締機構は、固定型及び可動型を有する前記金型と、前記可動型を前記固定型に対して進退移動させて前記金型を開閉する型開閉駆動部と、前記金型の型開時に鋳造品を離型させるノック機能とを備えることを特徴とする請求項1記載の鋳造装置。
- 前記ノック機能は、主ノック機構と補助ノック機構を備えることを特徴とする請求項3記載の鋳造装置。
- 前記機台には、前記金型の型開時に前記補助ノック機構を操作して鋳造品を離型させる補助ノック機構操作部を備えることを特徴とする請求項4記載の鋳造装置。
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JP2003019844A JP2004230406A (ja) | 2003-01-29 | 2003-01-29 | 鋳造装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009148770A (ja) * | 2007-12-18 | 2009-07-09 | Isuzu Seisakusho:Kk | 鋳造設備 |
JP2015223627A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-14 | 日信工業株式会社 | 重力鋳造装置および重力鋳造方法 |
CN114378259A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-22 | 洛阳龙跃机械制造有限公司 | 一种防爆电机用隔爆端盖生产的铸造成型装置 |
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CN114378259B (zh) * | 2021-12-28 | 2024-05-03 | 洛阳龙跃机械制造有限公司 | 一种防爆电机用隔爆端盖生产的铸造成型装置 |
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2003
- 2003-01-29 JP JP2003019844A patent/JP2004230406A/ja active Pending
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