JP4232164B2

JP4232164B2 - パターンキャリア移載機構

Info

Publication number: JP4232164B2
Application number: JP2005238499A
Authority: JP
Inventors: 公一金藤; 実平田; 豊波多野
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2005-08-19
Filing date: 2005-08-19
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2021-05-11
Also published as: JP2005329469A

Description

本発明はパターンキャリア移載機構に関する。さらに詳しくは、造型に用いられるパターンキャリアを造型基盤の上方に交互に配置するパターンキャリア移載機構に関する。

従来、パターンプレートの上部に鋳枠と盛枠を重ね合わせた空間に鋳物砂を投入充填し、該投入充填された鋳物砂を圧縮して鋳枠内に砂鋳型を造型する装置は、特許文献１等により公知にされている。この造型装置は、パターン交換装置により造型基盤中央上方に搬入されたパターンキャリアを上昇させて造型空間を画成する方式である。

特開昭５５−１２２６５１号公報

しかし、前記造型装置では、枠付砂鋳型が下降途中において加速状態で抜型されるため、抜型の精度が劣るという問題がある。また、この問題を解決するには、造型基盤中央上方に搬入されたパタ−ンキャリアに対して、鋳枠、盛枠等を下降させて造型空間を画成する方式が考えられるが、この場合、パタ−ンキャリアを造型基盤に圧着する必要があり、この圧着が困難であるという問題がある。

本発明は上記の問題に鑑みて成されたもので、抜型精度を維持することができ、かつパターンキャリアの造型基盤への圧着を容易に行うことができるパターンキャリア移載機構を提供することを目的とする。

本発明のパターンキャリア移載機構は、造型に用いられるパターンキャリアを造型基盤の上方に交互に配置するパターンキャリア移載機構であって、主軸に回転可能に支持されるターンテーブルと、該ターンテーブルのアームの両端部に装着される、本体フレームと、該本体フレームに戴置されるパターンプレートの外周を包囲して配置される枠状の抜型フレームとを具備するパターンキャリアと、造型基盤に配設されて、前記抜型フレームを昇降させる昇降シリンダとからなることを特徴としている。

本発明によれば、抜型精度を維持することができ、かつパターンキャリアの造型基盤への圧着を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。図１において、基盤フレーム１と該基盤フレーム１に固定された複数の固定ストッパ２、２から成る造型基盤３上の左右両側（図１参照）には枠セットシリンダ４、４が上向きにして立設されている。該枠セットシリンダ４、４のうちの一方（図１で左側）下位にはパターン交換装置５の中心部が水平平面内で回転可能にして支持されており、該パターン交換装置５の主軸は前記図１で左側の枠セットシリンダ４が兼用している。また、本実施の形態では、構成の一部としてパターンキャリア移載機構を有するパターンキャリアセット装置を具備している。このパターンキャリア移載機構は、後述するターンテーブル７と、該ターンテーブル７のアームの両端部に装着される、少なくとも本体フレーム１８と枠状の抜型フレーム１６とを具備するパターンキャリア６、６Ａと、昇降シリンダ２８とから構成されている。

ここで、パターン交換装置５の構成について説明する。パターン交換装置５は、前記主軸と、該主軸に水平平面内で回転可能に支持されて、パターンキャリア６、６Ａを交互に造型基盤３中央上方に移送（搬入出）させるターンテーブル７と、該ターンテーブル７における前記パターンキャリア６、６Ａの載置部に装着されたパターンキャリア６、６Ａの複数の支持ユニット８、８（図８参照）と、により構成されている。なお、前記ターンテーブル７はアクチュエータ（図示せず）により回転させるようになっており、アクチュエータとしては、たとえば、油圧シリンダ等が挙げられる。

また、前記支持ユニット８、８は、図１０に示すように、前記ターンテーブル７における前記パターンキャリア６、６Ａの載置部に締結されるホルダ９と、該ホルダ９の中空部の上位に設けられた溝部に環装されたシール部材１０と、ホルダ９の中空部に上下摺動可能に挿入されるとともに上端がホルダ９の上面より突出した状態にされた前記パターンキャリア６、６Ａとの位置決め部材１１と、該位置決め部材１１に締結されるとともに位置決め部材１１の下方まで伸びるロッド１２と、該ロッド１２に環装された弾性部材としての複数の皿ばね１３、１３と、前記ホルダ９の中空部の下位に締結されるとともに内部に設けられた貫通孔に前記ロッド１２を上下摺動可能に挿入させた蓋部材１４と、により構成されている。

さらに、前記パターンキャリア６は、図８および図９に示すように、パターンプレート１５の外周を包囲して上下摺動する枠状の抜型フレーム１６と、該抜型フレーム１６の下部に連結された複数のガイドピン１７、１７と、該ガイドピン１７、１７が上下摺動可能に挿入されるとともに上面に前記パターンプレート１５を載置した本体フレーム１８と、両端が前記抜型フレーム１６と本体フレーム１８に掛着部材１９、１９を介して掛着されて、抜型フレーム１６を下降させる方向に付勢力を作用させる付勢手段としての複数の引張りコイルばね２０、２０と、前記抜型フレーム１６に装着されて、前記抜型フレーム１６上に載置される鋳枠２１（図１参照）との位置決めを行う位置決め部材２２、２２と、前記本体フレーム１８の下端中央部に装着されて、前記造型基盤３の固定ストッパ２、２への圧着に用いられる係合部材２３、２３（図１参照）と、前記本体フレーム１８に装着されて、パターン交換装置５との位置決めを行う複数の位置決め部材２４、２４と、により構成されており、前記パターンキャリア６Ａについても同様に構成されている。

前記造型基盤３上の中央部には、前記パターンキャリア６、６Ａ下端中央部に装着された係合部材２３、２３と係合される係合ヘッド２５をピストンロッドの上端に連結するとともにピストンロッドの下端にロータリーアクチュエータ２６を連結させた圧着シリンダ２７が配設されている。さらに、前記造型基盤３上において、前記複数のガイドピン１７、１７の下方には、該ガイドピン１７、１７を介して前記抜型フレーム１６を昇降させる複数の昇降シリンダ２８、２８が配設されており、該昇降シリンダ２８、２８のピストンロッドの上端には、ロッドヘッド２９、２９が連結されている。

なお、前記抜型フレーム１６の上面は、昇降シリンダ２８、２８の伸長端でパターンプレート１５の見切り面から若干（たとえば、３０ｍｍ）上方に突出され（図２参照）、縮引端でパターンプレート１５の見切り面とほぼ同一面（図１参照）になるようにされている。

また、前記枠セットシリンダ４、４のピストンロッド４Ａ、４Ａ上端間には、昇降支持フレーム３０が架設されており、該昇降支持フレーム３０には、上端にスライドゲート３１により開閉される砂投入口３２を設けるとともに上位部に切り替え弁（図示せず）を介して低圧エヤー（たとえば、０．０５〜０．１８ＭＰａ）を導入する給気管３３を連通させ、かつ下位周側および下位内部に１個の切り替え弁（図示せず）を介して圧縮空気源（図示せず）に連通する多数のエヤー噴出チャンバー３４、３４を備えた砂ホッパ３５が吊設されている。

なお、多数のエヤー噴出チャンバー３４、３４からは低圧エヤー（たとえば、０．０５〜０．１８ＭＰａ）が砂ホッパ３５内に噴出されて鋳物砂Ｓを浮遊流動化させるエヤレーションを成すように構成されている。さらに、砂ホッパ３５の下端には、スクイズ手段としての昇降停止制御可能にされたセグメント方式のスクイズフット３６と該スクイズフット３６の周囲に砂充填用ノズル３７、３７が配設されている。

また、前記スクイズフット３６および砂充填用ノズル３７、３７の群の外周を上下動可能にして包囲するとともに上位に排気制御チャンバー（図示せず）に通じるベントホール３８、３８を穿孔した盛枠３９が、前記砂ホッパ３５の下位外側部において下向きにして設けられた盛枠シリンダ４０、４０に連結して配置されている。さらに前記昇降支持フレーム３０における砂ホッパ３５の左右外側位置には、前記スクイズフット３６の下方位置まで伸びるフレーム４１、４１を介して鋳枠２１の搬入出コンベヤ４２が吊設されている。なお、前記盛枠３９には、離型剤噴霧ノズル（図示せず）が装着されており、該離型剤噴霧ノズルから前記造型空間内のパターンプレート１５に離型剤が噴霧されるようになっている。

つぎに、このように構成されたものの作動を詳しく説明する。図１の状態は、砂ホッパ３５内に鋳物砂Ｓが投入され、前記スクイズフット３６全体が下方のパターンプレート１５の凹凸に相対して凹凸を形成し、かつ搬入出コンベヤ４２に空の鋳枠２１が搬入された状態にある。なおパターンキャリア６、６Ａは、前記支持ユニット８、８内の複数の皿ばね１３、１３により造型基盤３から５ｍｍ程度持ち上げられた状態でパターン交換装置５上にセットされており、図１はパターンキャリア６が造型基盤３中央上方に搬入された状態で、前記造型基盤３の固定ストッパ２、２上面とパターンキャリア６下面との間には５ｍｍ程度の隙間がある。また、パターンキャリア６、６Ａとパターン交換装置５は、前記位置決め部材２４、２４と位置決め部材１１とにより位置決めされている。

この状態で前記圧着シリンダ２７を伸長作動させて係合ヘッド２５を上昇させ、上昇端で前記ロータリーアクチュエータ２６を作動させて係合ヘッド２５を９０度水平回転させる。その後、圧着シリンダ２７を縮引作動させて係合ヘッド２５を下降させることにより、該係合ヘッド２５と前記パターンキャリア６下端中央部に装着された係合部材２３、２３が係合されてパターンキャリア６が前記複数の皿ばね１３、１３に抗して引き下げられ、パターンキャリア６下面が造型基盤３の固定ストッパ２、２上面に圧着される。その後、前記昇降シリンダ２８、２８を伸長作動させて前記ガイドピン１７、１７を介して抜型フレーム１６を上昇させることにより、該抜型フレーム１６の上面を前記パターンプレート１５の見切り面から若干上方に突出させる。

そして、スライドゲート３１を作動させて砂投入口３２を閉じた後、盛枠シリンダ４０、４０が伸長作動して盛枠３９を下降させて鋳枠２１の上面に押し付け密着させるとともに枠セットシリンダ４、４が縮引作動して鋳枠２１がパターンプレート１５の外周で上方に突出されている抜型フレーム１６上面に押し付けられて図２の状態になる。なお、この際、パターンプレート１５、抜型フレーム１６、鋳枠２１、盛枠３９、スクイズフット３６で画成する造型空間は、スクイズフット３６がパターンプレート１５の凹凸に相対する凹凸形状に形成された状態になる。またパターンキャリア６と鋳枠２１は、前記位置決め部材２２、２２と鋳枠２１に装着された位置決め部材（図示せず）とにより位置決めされる。さらに、前記造型空間内のパターンプレート１５には、前記盛枠３９に装着された離型剤噴霧ノズル（図示せず）から離型剤が噴霧される。

つぎに、多数のエヤー噴出チャンバー３４、３４から低圧エヤーを砂ホッパ３５内に噴出させて砂ホッパ３５内の鋳物砂Ｓを浮遊流動化させるエヤレーションをさせながら切り替え弁（図示せず）を介して給気管３３から低圧エヤーを砂ホッパ３５に供給して鋳物砂Ｓを低圧エヤーにより造型空間に砂充填用ノズル３７、３７を介して図３に示すようにエヤレーション充填する。この際、エヤレーション充填時の低圧エヤーは、ベントホール３８、３８又は／およびパターンプレート１５のベントホール（図示せず）から排気される。なお、排気制御チャンバー（図示せず）でベントホール３８、３８からの排気量を制御することによりパターンプレート１５のベントホール（図示せず）からの排気量を制御することもできる。これにより、造型空間におけるパターンプレート１５の複雑形状部の鋳物砂の充填密度を部分的に調整することができる。

つぎに、枠セットシリンダ４、４がさらに縮引作動して盛枠シリンダ４０、４０を縮引させながら昇降支持フレーム３０およびこれに支持されている部材を下降させてゆき、スクイズフット３６下面全体が平坦になるまで鋳物砂Ｓの一次スクイズをするとともにスライドゲート３１を逆作動させて砂投入口３２を開放して図４の状態にされる。この際、枠セットシリンダ４、４の縮引作動は、圧力センサ（図示せず）によりスクイズ圧力が一次スクイズの設定圧力に到達する又は枠セットシリンダ４、４のエンコーダ位置（図示せず）が一次スクイズの設定位置に到達するまで続けられる。

つぎに、昇降シリンダ２８、２８の作動流体をリリーフする状態に切り替えるとともに枠セットシリンダ４、４が一次スクイズより高い圧力で縮引作動をすることにより、鋳枠２１、盛枠３９およびスクイズフット３６が一体となって下降し鋳物砂Ｓ全体を二次スクイズする。これにより、抜型フレーム１６は昇降シリンダ２８、２８の縮引により下降されて、抜型フレーム１６上面とパターンプレート１５の見切面はほぼ同一レベルにされ、図５の状態になる。なお、抜型フレーム１６が下降端に到達した時点でスクイズ圧力が二次スクイズの設定圧力に到達していない場合は、盛枠シリンダ４０、４０を縮引作動させながら枠セットシリンダ４、４をさらに縮引作動させることにより更なるスクイズが成される。

つぎに、スクイズ圧力が二次スクイズの設定圧力に到達すると、スクイズ安定タイマーが作動し、所定時間スクイズを保持する。このとき、抜型フレーム１６が下降端に到達していない場合に対応するために盛枠シリンダ４０、４０を伸長作動させて盛枠３９を下降させ抜型フレーム１６が下降端に到達するまで鋳枠２１を押し下げる。これにより、鋳枠２１の下面と鋳型下面を毎回ほぼ同一面にすることができる。

つぎに、昇降シリンダ２８、２８を伸長作動させて前記ガイドピン１７、１７および抜型フレーム１６を介して鋳枠２１を盛枠３９に押し付けながら枠セットシリンダ４、４が逆作動して抜型をする。この際、鋳枠２１、盛枠３９およびスクイズフット３６は一体となって上昇される。その後、鋳型を造型した鋳枠２１は昇降シリンダ２８、２８により前記ガイドピン１７、１７および抜型フレーム１６を介して抜き上げ支持される一方、盛枠３９およびスクイズフット３６は一体となって上昇されてゆき、途中において鋳型を造型した鋳枠２１は搬入出コンベヤ４２により掬い上げられてパターンプレート１５から完全に分離されるとともに鋳物砂Ｓが砂ホッパ３５内に補給されて図６の状態になる。この際、造型された鋳型は鋳枠２１とともに停止状態から若干上昇されて抜型されるとともに枠セットシリンダ４、４のピストンロッド４Ａ、４Ａが最も縮引された状態で抜型されることから抜型精度が高いものになっている。

つぎに、昇降シリンダ２８、２８を縮引作動させて前記ガイドピン１７、１７および抜型フレーム１６を下降させる。この際、前記複数の引張りコイルばね２０、２０により抜型フレーム１６が下降する方向に付勢力が作用するため、抜型フレーム１６を確実に下降端まで下降させることができる。つぎに、前記圧着シリンダ２７を伸長作動させて係合ヘッド２５を上昇させることにより、前記支持ユニット８、８内の複数の皿ばね１３、１３がパターンキャリア６を造型基盤３から５ｍｍ程度持ち上げ、前記造型基盤３の固定ストッパ２、２への圧着を解除する。その後、前記ロータリーアクチュエータ２６を逆作動させて係合ヘッド２５を−９０度水平回転させた状態で前記圧着シリンダ２７を縮引作動させて係合ヘッド２５を下降させる。

つぎに、鋳型を造型した鋳枠２１が搬入出コンベヤ４２を介して搬出され、空の鋳枠２１が搬入されるとともにパターン交換装置５がアクチュエータ（図示せず）により作動してパターンプレート１５とパターンプレート１５Ａとを入替え、さらにスクイズフット３６が作動されてパターンプレート１５Ａの凹凸に相対した凹凸に形成されて図７の状態とされ上記の作動を繰り返し行う。なお、本実施の形態にかかわる造型装置は、前記鋳型を造型した鋳枠２１を搬出したのち、一般の枠抜きと注湯が行われる造型ラインに設置される造型装置である。

なお、パターンプレート１５、１５Ａを別のパターンプレートと交換する場合は、パターンキャリア搬入出手段（図示せず）により、パターン交換装置５からパターンプレート１５、１５Ａを載置したパターンキャリア６、６Ａを搬出して、パターンプレート１５、１５Ａを別のパターンプレートと交換した後、別のパターンプレートを載置したパターンキャリア６、６Ａを搬入しパターン交換装置５にセットする。

また、本発明の実施の形態では、砂ホッパ３５の下位周側および下位内部から低圧エヤーを噴出させて鋳物砂を浮遊流動化させるようにしたが、砂ホッパ３５の下位周側又は下位内部から低圧エヤーを噴出させて鋳物砂を浮遊流動化させるようにしてもよい。

さらに、本発明の実施の形態では、多数のエヤー噴出チャンバー３４、３４に１個の切り替え弁（図示せず）を連通させるようにしたが、各々のエヤー噴出チャンバー３４に各々の切り替え弁を設けて低圧エヤーの噴出を部分的に調整するようにしてもよい。

加えて本発明の実施の形態では、スクイズ手段として、昇降停止制御可能にされたセグメント方式のスクイズフット３６を用いたが、スクイズ手段はこれに限定されるものではなく、平板状のスクイズ板等を用いるようにしてもよい。

加えて本発明の実施の形態では、前記位置決め部材２２、２２を抜型フレーム１６に装着しているが、これに限定されるものではなく、位置決め部材２２、２２を本体フレーム１８に装着するようにしてもよい。ただし、本発明の実施の形態のように位置決め部材２２、２２を抜型フレーム１６に装着したほうが、前記二次スクイズおよび抜型時に前記位置決め部材２２、２２と鋳枠２１に装着された位置決め部材（図示せず）とが摺動しないので、該位置決め部材２２、２２と鋳枠２１に装着された位置決め部材（図示せず）の摩耗を減少させることができるという効果があるため好ましい。
以上説明したとおり、本発明によれば、抜型精度を維持することができ、かつパターンキャリアの造型基盤への圧着を容易に行うことができる。

また、本発明のパターンキャリア移載機構を造型装置に適用することにより、造型装置の背丈を低くして装置をコンパクトに小型化することができる。

本発明の一実施の形態にかかわる造型装置のスタート前の状態を示す縦断面図である。造型空間を画成させた状態を示す縦断面図である。鋳物砂のエヤレーション充填状態を示す縦断面図である。鋳物砂の一次スクイズ状態を示す縦断面図である。鋳物砂の二次スクイズ状態を示す縦断面図である。造型鋳型の抜型および鋳物砂の補給状態を示す縦断面図である。パターンチェンジ状態を示す縦断面図である。図１におけるＡ−Ａ矢視拡大図である。図１におけるＢ−Ｂ矢視拡大図である。パターンキャリアの支持ユニットの詳細を示す拡大縦断面図である。

符号の説明

３造型基盤、４枠セットシリンダ、５パターン交換装置、６、６Ａパターンキャリア、７ターンテーブル、８支持ユニット、
１１、２２、２４位置決め部材、１３弾性部材、１５、１５Ａパターンプレート、１６抜型フレーム、１８本体フレーム、２０付勢手段、
２１鋳枠、２３係合部材、２５係合ヘッド、２６ロータリーアクチュエータ、２７圧着シリンダ、２８昇降シリンダ、３０昇降支持フレーム、３４エヤー噴出チャンバー、３５砂ホッパ、３６スクイズ手段、３７砂充填用ノズル、３８ベントホール、３９盛枠、４０盛枠シリンダ、Ｓ鋳物砂

Claims

造型に用いられるパターンキャリアを造型基盤の上方に交互に配置するパターンキャリア移載機構であって、
主軸に回転可能に支持されるターンテーブルと、該ターンテーブルのアームの両端部に装着される、本体フレームと、該本体フレームに戴置されるパターンプレートの外周を包囲して配置される枠状の抜型フレームとを具備するパターンキャリアと、造型基盤上に配設されて、前記抜型フレームを昇降させる昇降シリンダとからなるパターンキャリア移載機構。
前記造型基盤の上方に搬入された本体フレームを該造型基盤側に圧着させる圧着シリンダを備えてなる請求項1記載のパターンキャリア移載機構。
前記圧着シリンダのピストンロッドの上端に、前記本体フレームに装着される係合部材と係合する係合ヘッドが連結されている請求項２記載のパターンキャリア移載機構。
前記ピストンロッドの下端にロータリーアクチュエータが連結されている請求項３記載のパターンキャリア移載機構。
前記パターンキャリアが前記抜型フレームを下降させる方向に付勢力を作用させる付勢手段を備えてなる請求項１、２、３または４記載のパターンキャリア移載機構。
前記本体フレームまたは抜型フレームに、前記抜型フレーム上に載置される鋳枠との位置決めを行う位置決め部材が装着されている請求項１、２、３、４または５記載のパターンキャリア移載機構。
前記パターンキャリアの位置決めのために、前記本体フレームに装着される位置決め部材と前記ターンテーブルに装着される支持ユニットとを備えてなる請求項１、２、３、４、５または６記載のパターンキャリア移載機構。
前記支持ユニットが、前記ターンテーブルにおける前記パターンキャリアの載置部に締結されるホルダと、該ホルダの中空部の上位に設けられた溝部に環装されたシール部材と、ホルダの中空部に上下摺動可能に挿入されるとともに上端が前記ホルダの上面より突出した状態にされた位置決め部材と、該位置決め部材に締結されるとともに該位置決め部材の下方まで伸びるロッドと、該ロッドに環装された弾性部材と、前記ホルダの中空部の下位に締結されるとともに内部に設けられた貫通孔に前記ロッドを上下摺動可能に挿入させた蓋部材とからなる請求項７記載のパターンキャリア移載機構。