JP2008238231A - 砂型中子自動成型機 - Google Patents

Abstract

【課題】中子製作工程において中子周囲のバリを自動除去し、中子製作過程における中子損傷を防ぎ、中子生産効率の向上を図る砂型中子自動成型機を提供する。
【解決手段】中子押出しに対して、バリ抜き治具を可動金型に密着させ、楔機構により微少かつ低速で中子を押出してバリを除去し、可動金型への圧着力を独立して支える手段を講じ、旋回ベースのヒンジ部軸受けの経年変化を軽減し、可動金型の固定金型の位置決めピンからの離脱時に生ずる稼動金型の落下を防止し、バリ抜き金型後退後、押出される中子を上下可動な搬出装置で受け、中後押出し時期、速度と連動させて搬送装置を下方移動させ、中子落下衝撃荷重を緩和せしめ、上部スライドコア装置を装着しスライドコア操作を自動化せしめ、可動金型旋回荷重を一つの駆動シリンダにより、二分した位置でバランスよく加重し、可動金型を常に固定金型に対して平行移動せしめる。
【選択図】なし

Description

本発明は砂型中子自動成型機に係り、詳しくは、成型された中子に付着したバリを自動除去し、新機能を設置し、種々の要因で中子製作過程において生ずる中子の損傷を防止し、中子自動成型の効率化を実現する機構及び制御に関するものである。

図1を参照するに中子17の成型後、旋回ベース1と連結スタッド4により固定されたシリンダ取付けベース3に搭載された中子押出しシリンダとして作用する気圧シリンダ7により中子17を押し出す場合、シリンダ7に連結された押出しプレート2とガイドロッド6により連結された中子押出し連結プレート5を介して、成型された中子17を中子押出し連結プレート5に固定されたプッシュアウトロッド18により一気に押出し、複数個の連結ロッド16により旋回プレート1に固定された可動金型15と対向して設けられている固定金型とのあわせ面に生ずるギャップにより発生したバリが、中子17の周囲に付着した状態で中子17は押し出され、バリ除去作業工程が必要となる。

図2を参照するに、旋回ベース1は連結スタッド4により、押出しシリンダ取付けベース3と一体構造を形成し、旋回ベース1と一体として前進、後退及び旋回動作をする。

右プレート8はクランパ10により機械本体ベースに固定されており、プレート8に取り付けられた駆動シリンダ9の先端は中間プレート12に連結されており、駆動シリンダ9によりガイドアーム11を介しガイドバー14上を固定金型に対して接近離反動作をする。

旋回ベース1はヒンジ部軸受け13によりガイドアーム11に支持されており、旋回駆動シリンダ57によりヒンジ部軸受け13を基準に旋回し、プレート12の固定金型に対する圧着力はヒンジ部軸受け13を介して旋回プレート1へ伝達され、さらに金型保持スタッド16を介して可動金型15に力の伝達がされる。

従って、固定金型へ可動金型が圧着されるときは常にヒンジ部軸受け13に圧着荷重が直接加わり経年変化が加速され、軸受13のクリアランスが次第に過大となり、可動金型が固定金型より離反し、固定金型部に設けられた位置あわせ用基準ピンから固定金型が離脱した直後に、可動金型が、ヒンジ部軸受け13の磨耗に起因するクリアランスにより脱落が生じ可動金型に保持された中子の、突起部などの損傷が固定金型側において生ずる。

図1を参照するに、成型された中子17が可動金型15から押し出されるには可動金型15が、固定金型より一定の距離後退し、その後90度旋回し下方に面し、成型された中子17は、押出し連結プレート5に固定されたプッシュアウトロッド18により下方に押し出され、下方に準備された上下可動機能のない中子搬送装置19上に落下し搬出されが、中子17と可動金型15の密着抵抗に対応した加速度で押し出され、その落下時の衝撃荷重によりしばしば中子が損傷する。

金型に対してスライドコア引抜きは必要な機能であり、砂型中子自動成型機においては、前記機能を有した装置を、金型に対して前後及び上下から装着する必要があり、前後及び下方からの前記装置の装着は一般的であるが、上方からの前記装着は機械構造上困難とされ、市場には見受けられなく中子製作の効率化のネックとなっている。

図2を参照するに、可動金型15を搭載した旋回プレート1は旋回シリンダ57により90度の旋回、復帰動作をすることにおいて、旋回シリンダ57は旋回シリンダブラケット56に支えられティルティング動作をし、先回シリンダロッド57の先端はピンにより、ヒンジブラケット61とロッドヒンジ62は旋回自在に連結さて、90度旋回動作をする。

然るに旋回後の旋回シリンダ57の旋回プッシュ力は旋回プレート1の一端に加えられる偏荷重のため、旋回プレート1の旋回ヒンジ部軸受け13のクリアランスに起因して、旋回プレート1に連結された可動金型15は対向して位置する固定金型に対して平行を保つことができず、従って、可動金型15が固定金型に設けられた位置きめ基準ピンから離反するときに、平行が崩れ中子の損傷が生ずる。

上記不具合を解消するため、旋回シリンダ57をバランスのよい旋回プレート1の中心位置に設置して、固定金型に対して旋回テーブルの平行を維持した機構も見受けられるが、旋回時の中子押出しシリンダ7、中子押出しシリンダ取付けプレート3の機構と旋回シリンダ57のロッドとの干渉を避けるため旋回プレート1の旋回中心位置を図2（Ｂ）の図面上の下方に設置するため、旋回後の可動金型15の中子取付け面がより下方になり、作業性向上のため機械本体の床面高さを高くする設定がされ、機械のコンパクト化が困難となる。

さらに機械高さを必要最小限にとどめるため旋回シリンダ57を旋回テーブルの中央に設置し、中子押出しシリンダ7、中子押出しシリンダ取付けプレート3の機構と旋回シリンダ7のロッドとの旋回時の干渉を避けるため、旋回シリンダ57のロッドエンドと旋回テーブル1の連結部分に、前記干渉を避けるため、異形のロッドエンドを設けることができるが、旋回半径が過大となり、付随し旋回シリンダ57のストロークも長くなり機械のコンパクト化が困難となる。

図1を参照するに成型された中子17が、連結ロッド16により旋回ベース1に固定された可動金型15から押し出される場合、固定金型と可動金型15の合わせ面に生ずるギャップにより中子17の周囲に発生したバリは中子17に付着した状態で押し出される問題がある。

従って中子のバリ除去作業工程が必要となり生産効率が上がらない問題がある。

図2を参照するに、旋回プレート1に連結ロッド16に固定された可動金型15が対向する固定金型に圧着される場合、その圧着荷重は旋回プレート1のヒンジ部軸受け13を介して与えられるため、経年変化が加速され、軸受け部13のクリアランスが加速的に過大し、可動金型15が固定金型に設けられた位置きめピンを離脱した直後に可動金型15の落下が生じ、可動金型側に保持された中子17の損傷が固定金型側に生じる問題がある。

図1を参照するに、成型された中子17を押し出す場合、中子17と可動金型15との密着抵抗により押出し力に対応した加速度が生じ、その押出し力により上下方向の可動機能がない搬送装置19への衝撃荷重により押し出された中子17がしばしば損傷する問題がある。

中子成型には前後、上下のスライドコア引抜き操作が必要となるが、従来は上部スライドコア引抜き装置の装着が機構上困難であり、上部の前記装置を装着した砂型中子自動成型機は見受けられなく、中子の生産効率の向上が図れない問題がある。

図2を参照するに、可動金型15を搭載した旋回プレート1の旋回荷重は旋回シリンダ57の旋回荷重を、ロッドヒンジ62と、ピンで回転自在に連結された、旋回プレート1の一端上に搭載されたヒンジブラケット61に加えられる偏加重のため、旋回プレート1の両サイドのヒンジ部軸受13のクリアランスにより、固定金型との平行が保持できなく、固定金型に設けられた位置決め基準ピンから可動金型15が離反するときに固定金型に対する可動金型15の平行が崩れ可動金型15に保持されている中子が固定金型側において損傷する問題がある。

上記の目的を達成するために請求項1及び2項の発明による砂型中子自動成型機における、自動バリ抜き機構は、微少量かつ低速で中子を押し出す楔機構及び可動金型から微少量押し出される時、密着して中子を支える接近、離反するバリ抜き治具により、前記楔機構及び前記バリ抜き治具との連動により中子の周囲に発生したバリを自動的に除去することを特徴とするものである。

請求項3の発明による砂型中子自動成型機おける固定金型への可動金型の圧着機構は、固定金型への圧着力を主体的に支えるプッシュロッドを可動金型と一体連結された旋回プレート上の旋回中心線上またはその近傍に複数個設置し、旋回ヒンジ部軸受けには、圧着荷重を与えない又は軽減することを特徴とするものである。

請求項4の発明による砂型中子自動成形機における中子押出し機構は、成型された中子が可動金型から押し出される際、成型された中子と可動金型との密着抵抗に抗して、対応する加速を有して押し出され、中子搬送装置上に落下するときの衝撃荷重による中子の損傷を防止するため、中子搬送装置に上下可動機能を設け、中子落下時の衝撃荷重を緩和せしめるため、中子押出し時期、速度に対応して中子搬送装置の下降時期及び速度を設定できることを特徴とするものである。

請求項5の発明による砂型中子成型機におけるスライドコア操作において、金型の上方からのスライドコアの自動操作を可能にするため、中子成型用砂搬送装置が通過でできるように両サイドに気圧または他の手段により上下に可動するシリンダを設け、その先端部にスライドコアを設置し、上部からのスライドコア操作の自動化を図り、中子成型の効率化を図ることを特徴とするものである。

請求項6による砂型中子成型機における可動金型旋回機構において、旋回荷重を旋回プレートの一端に加えるのではなく、旋回プレート旋回時に、中子押出し機構と旋回シリンダロッドとの干渉を回避するため、単体の駆動機構を介して旋回荷重の作用点を、バランスよく二分して旋回荷重を与え、旋回プレートヒンジ軸受け部にクリアランスが生じても、固定金型に対して可動金型を平行に保持できるようにすることを特徴とするものである。

以上説明したように、請求項1及び請求工2の発明による自動バリ抜き機構を備えた砂型中子自動成型機においては中子成型後のバリ取作業工程が省略できる。

請求項3の発明の機構を備えた砂型中子自動成形機において、固定金型への可動金型の圧着力を独立したプッシュロッドへ主体的に伝達することにより、中間プレートの旋回ヒンジ部の軸受けに加わる固定金型への圧着力を回避又は軽減し、旋回プレートヒンジ部軸受けの経年変化に伴うクリアランスの過大化を抑え、固定金型の基準ピンから、可動金型が離脱した直後の可動金型の落下による中子損傷を防止することができる。

請求4の発明の機構を備えた砂型中子自動成形機において、成型された中子が可動金型から押出される時、搬送装置を、中子押出し時のタイミングを合わせ、中子押出し速度に対応して下降させることにより、搬送装置上に落下するときの中子に対する衝撃荷重を緩和せしめ、中子損傷を防止することができる。

請求項5の発明の機構を備えた砂型中子自動成形機において、上部スライドコア操作装置を搭載可能にすることにより、金型に対する上方からのスライドコアを自動的に操作することにより巾広く、中子自動製作ができる。

請求項6の機構を備えた砂型中子自動成形機において、可動金型の旋回荷重をバランスよく伝達することにより、機構をコンパクトに構成し、可動金型の、固定金型に対する平行状態を保つことができ、中子損傷の防止を図ることができる。

以下、この発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。
図3を参照するに、中子17を成型後、可動金型15が固定金型から離反し、一定距離離れた時点で90度旋回し、中子を保持した状態で可動金型15は下面を向き、中子17の押出しの体制となる。

機械本体ベースに固定された気圧または他の駆動方法により上下に可動のシリンダ20の先端部に取り付けられた治具搭載ベース21は、機械本体ベースに固定された複数個のスタッド24により支えられたベースプレート23により、複数個のガイドバー22を介して上下方向にガイドされ、治具搭載ベース21に搭載されたバリ抜き治具25は、下方を向いた可動金型15に保持されている中子17に密着、離反する。

楔駆動シリンダ27はプレート28に固定され、プレート28は押出しシリンダ取付けベース3に取り付けられ、複数の連結ロッド4により押出しプレート2の穴を貫通して、旋回プレート1と固定され、従って楔駆動シリンダ27、プレート28、中子押出しシリンダ取り付けベース3は旋回ベース1と一体で前進、後退及び旋回する。

楔29は楔取り付けベース26に固定され、楔取付けベース26は楔取付けベースホルダ35を締結し、楔取付けベースガイドシャフト36によりガイドされ、楔取付けベースガイドシャフト36は旋回プレート1に固定されたシャフトブラケット34に支えられており、楔駆動シリンダ27の動作により楔35を搭載した楔取付けベース26を図面上左右にスライドさせる。

楔29の勾配はローラ30と接触しており、ローラ30はローラホルダ31に支えられて押出しプレート2に締結されており、押出しプレート2は旋回プレート1のガイドブッシュにガイドされたガイドロッド6により押し出し連結プレート5と連結され、中子押出しに直接関与するプッシュロッド18は押出し連結プレート5に固定されている。

上記構成により、楔駆動シリンダ27が作動し、楔取付けベース26が図面上の右方に移動し、つまり楔29が右方に移動し、楔勾配に沿ってローラ29を押し下げ、つまり押出しプレート2を押し下げ、ガイドロッド6の他端に連結された中子押出し連結プレート5を押し下げ、さらに中子を直接押出すプッシュロッド18が押し下げられる。

上記の中子押出し動作直前に、前記バリ抜き治具25を昇降シリンダ20により可動金型15に密着させておき、バリ取治具25により中子17の周囲の、固定金型と可動金型の合わせ面に生じたクリアランス32により生じたバリはバリ取治具25に圧着保持され、中子17の本体部のみが、前記楔作用により微量押し出され、可動金型15に中子17を保持した状態でバリと中子17の本体は分離される。

除去されたバリはバリ取治具25内に設けられたバリポケット33に保有され、一定量蓄積した時に除去され、かくして中子17の周囲に付着したバリの自動除去が可能となる。

図4を参照するに、可動金型15を対向した位置にある固定金型に圧着するため、機械本体に固定された右プレート8に取り付けられた可動金型駆動シリンダ9のピストンロッドの先端に連結された中間プレート12は、中間プレート12に固定されたスタッドボルト37を介して、可動金型15の固定金型への圧着荷重を主体的に支えるために、旋回プレート1に設置された複数個のプッシュロッド37に伝達され、次に旋回プレート1に固定された金型保持スタッド16に伝達され、固定金型への可動金型15の圧着荷重が伝わる。

従って本機構において、可動金型15の固定金型への圧着荷重は旋回テーブル1のヒンジ部軸受け13に直接加わることはなく、ヒンジ部軸受け13の経年変化を抑え、そのクリアランスが過大になることを押さえ、可動金型15が固定金型に設けられた位置きめピンから離脱した直後の可動金型15の落下を微量に抑え、中子の損傷を防止することを実現する。

図5を参照するに、搬出装置19は搬出シャトル38に搭載固定されており、搬出シリンダ39により搬出テーブル40上を前進、後退し、搬出テーブル40は昇降シリンダ48により昇降する。

昇降テーブル40の最高位置は中子17のサイズにより別に設けたか位置調整のセンサーにより決定され、リンクガイド45、リンクアーム46、固定ガイドスタッド43、昇降ガイドスタッド44、リンク軸47によりリンク機構を形成し、昇降シリンダ48のロッドと連動するスライダ44が固定ガイドスタッド43にガイドされて昇降し、リンク軸47に連結された昇降スタッド46により、前記リンク機構と相まって搬送テーブル40は水平を保ち昇降する。

従って中子17が可動金型15からプッシュアウトロッド18により押出されるタイミング、及び 押出し速度に合わせて搬出テーブル40の下降スタート時期、及び下降速度の制御、例えば中子押出し速度より若干遅めの速度に設定することにより、中子17が押出されて搬出装置19に落下する時の衝撃荷重を緩和せしめ中子17の損傷防止を図る。

補足説明として、図5を参照するに、本図はバリ取機構及び中子搬出機構を示したものであり、中子バリ取機構が作動する場合は、搬送機構の搬送装置19は搬出シリンダ39により中子搬出状態にあり、つまり搬送装置19は搬出シャトル38と共に図面上最右端に位置し、バリ取機構の治具搭載ベース21は搬送テーブル40の中央部に設けられた空間を通過して固定金型15に密着、離反を可能にしている。

図6を参照するに、治具プレート52を昇降させるエアーまたは他の駆動源による上部シリンダ51をブローヘッド54が通過せしめる間隔で機械本体フレームの左右両側に設け、そのシリンダロッド先端に治具プレート53を固定し、その治具プレートに中子成型に必要なスライドコアを設置する。

ブローヘッド54が固定金型に向かって接近するときは、治具プレート52に設置されるスライドコアを金型に挿入のため、治具プレート52を下降位置53に位置し、ブローヘッド54を、その上を通過せしめ、型砂ブローの位置に停止する。

かくして上部からのスライドコア操作を自動的に行うことを実現し中子生産の効率を向上せしめる。

図7を参照するに、旋回シリンダ57は中間プレート12に締結された旋回シリンダブラケット55により支えられたシリンダヒンジピン56に支えられティルティング可能とし、旋回シリンダ57のロッド先端は、連結バー58により2本の旋回ロッド59が連結され、それぞれの旋回ロッド59は旋回プレート1上に締結されたヒンジブラケット61とピンで回転自在に連結されたロッドヒンジ62に固定されている。

従って、旋回プレート1上の金型保持スタッド16により締結された可動金型15は旋回プレート1と一体で回転し、かつ固定金型に対して平行を保ち接近、離反を可能にする。

図3を参照するに、バリ抜きを実現するために、楔機構を4箇所に設置し、図5参照するに、搬出装置としてベルトコンベアー、搬出テーブルは、下方からのバリ取治具の昇降を可能にするため開放部を設け、中子押出し後は、搬出シャトルは移動し搬出テーブルの開放部を確保し、バリ抜き治具は上昇し固定金型への密着を可能にし、楔機構と相まって自動バリ抜きを実現している。

図4を参照するに、固定金型に可動金型を圧着する際、独立して圧着荷重を伝達するために、旋回プレート上に、エアーシリンダによる圧着荷重の作用点に対して、振り分けて2本のプッシュロッドを旋回中心線上またはその近傍に設け、均等に圧着荷重を固定金型に主体的に伝達し、旋回テーブルの旋回軸受部への圧着加重の回避又は軽減を実現している。

図5を参照するに、搬出機構は上下可動の機能を持ち、中子押出し時期、速度に対応して下降時期、下降速度の設定を可能にし、中子落下時の衝撃加重の緩和を実現している。

図6を参照するに、中子砂搬送用ブローヘッドを通過せしめるように、エアーシリンダを両側に設置して、昇降可能な上部スライドコア制御機構とし、その先端部に治具プレートを設置し、それにスライドコアを装着し、前記治具プレートが下降位置にある状態で中子砂搬送用ブローヘッドを、前記治具プレート上を通過せしめ、金型上部に位置せしめることにより上部スライドコアの自動操作を実現している。

図7を参照するに、旋回プレートと一体化された可動金型を旋回するに、旋回シリンダに対して二本の旋回ロッドを連結させ、旋回プレートの両端、上部に旋回加重作用点を分割し、機構をコンパクトに構成し、バランスよく旋回加重を伝達し、固定金型に対して可動金型を常に平行状態を保つことを実現している。

中子押出し機構及び中子搬出機構図である。（背景技術1） 固定金型への可動金型の押し付け加重及び旋回加重の伝達機構図である。（背景技術2） 中子押出し機構及び中子周囲のバリ除去機構図である。（実施例1） 固定金型への可動金型の圧着力の伝達機構図である。（実施例2） 中子損傷防止を図る中子搬出機構図である。（実施例3） 上部スライドコア自動操作装置の機構図である。（実施例4） 可動金型旋回加重の伝達機構図である。（実施例5）

符号の説明

１ 旋回プレート
２ 押出ししプレート
３ 押出しシリンダ取付けベース
４ 連結スタッド
５ 押し出し連続プレート
６ ガイドロッド
７ 中子押し出しシリンダ
８ 右プレート
９ 可動金型駆動シリンダ
１０ クランパ
１１ ガイドブラケット
１２ 中間プレート
１３ ヒンジ部軸受け
１４ ガイドロッド
１５ 可動金型
１６ 金型保持スタッド
１７ 中子
１８ プッシュアウトロッド
１９ 搬出装置
２０ 昇降シリンダ
２１ 治具搭載ベース
２２ ベースガイドロッド
２３ ガイドプレート
２４ ガイドプレート保持ロッド
２５ バリ抜き治具
２６ 楔取付けベース
２７ 楔駆動シリンダ
２８ プレート
２９ 楔
３０ ローラ
３１ ローラホルダ
３２ クリアランス
３３ バリ受けポケット
３４ シャフトブラケット
３５ 楔取付けホルダ
３６ 楔取付けベースガイドシャフト
３７ プッシュロッド
３８ 搬出シャトル
３９ 搬出シリンダ
４０ 搬出テーブル
４１ リンクローラ
４２ 昇降スタッド
４３ 固定ガイドスタッド
４４ スライダ
４５ リンクガイド
４６ リンクアーム
４７ リンク軸
４８ 昇降シリンダ
４９ 本体フレーム
５０ シリンダブラケット
５１上部シリンダ
５２ 治具プレート
５３ 下降位置治具プレート
５４ ホッパー
５５ 旋回シリンダブラケット
５６ シリンダヒンジピン
５７ 旋回シリンダ
５８ 連結バー
５９ 旋回ロッド
６０ 旋回ロッドガイド
６１ ヒンジブラケット
６２ ロッドヒンジ

Claims (6)

1. 砂型中子自動成型機において、成型された中子を金型から押出す際、成型された中子と対抗した方向に設けられたバリ抜き冶具を気圧または他の駆動方法により駆動させ、成型された中子に密着させ、その後、独立して設けられた楔駆動用シリダにより、設置された楔機構を駆動させ、楔効果により微量かつ低速度で中子を押出し、中子製作用の固定金型と駆動金型とのあわせ面に生ずるギャップにより発生する中子本体の周囲に成形したバリを中子本体と分離させ、取り除かれたバリはバリ抜き治具に保有し、バリ抜き治具は後退し、続いて可動金型下面に搬出装置が前進し、独立して設けられた中子押出しシリンダにより、バリが除去された中子全体を押出し、コンベアーにより受けられ、コンベアーが後退する一連の動作により、中子本体の周囲に発生したバリを自動的に除去し中子を搬出することを特徴とする砂型中子自動成型機における自動バリ抜き機構。
2. 請求項1を有し、自動バリ除去機能を備えたことを特徴とする砂型中子自動成型機
3. 中子製作用金型の固定金型に対抗して可動金型を圧着する場合、可動金型と連結された旋回プレート上に、独立したプッシュロッドを旋回プレートの旋回中心線上又はその近傍に複数個設け、可動金型の固定金型への圧着加重を主体的に支えることを特徴とする砂型中子自動成型機における加圧機構。
4. 成型された中子を金型から押出し落下させる場合、金型から押出される中子を受けるための中子搬送装置に上下方向の可動機能を付与し、中子押出しと同期して、かつ中子押出し後の速度に対応して下降速度を設定し、中子落下時の衝撃荷重を緩和せしめる制御をすることを特徴とする砂型中子自動成型機における中子搬出機構。
5. 中子成型過程において、金型の上方からのスライドコアの自動操作をするため、中子製作用砂の搬送機能を有するブローヘッドを通過せしめるよう、本体フレームの両サイドに、上下方向に可動する気圧又は他の駆動手段よる上部シリンダを設け、シリンダ先端部にスライドコア取り付け用冶具を装着し、前記ブローヘッドと連動して上部からのスライドコア操作の自動化を図ることを特徴とする砂型中子自動成型機における上部スライドコア自動操作機構。
6. 中子成型過程において、可動金型は固定金型に対して、水平方向の接近離反の動作と、成型された中子を押出すため、固定金型から可動金型が離反し一定距離後退すると90度旋回し中子押出しの動作へと進行する。この旋回動作をするに、一つのシリンダを駆動源とし、旋回プレートの両端に旋回荷重を伝達するロッドを取り付け、機構をコンパクトに構成し、旋回荷重をバランよく伝達し、固定金型に対して可動金型を常に平行に維持し、接近離反することを特徴とする砂型中子自動成型機における旋回機構。

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