JP7396612B2

JP7396612B2 - 鋳造用鋳型製造装置

Info

Publication number: JP7396612B2
Application number: JP2019080750A
Authority: JP
Inventors: 信弘中村
Original assignee: パインパシフィックコーポレーションリミテッド
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2019-04-22
Publication date: 2023-12-12
Anticipated expiration: 2039-04-22
Also published as: JP2020175430A

Description

本発明は、固定ブロックに取り付けられた固定金型と、移動ブロックに取り付けられ、固定金型に吻合する位置と固定金型から離反する位置との間を移動する可動金型とを備えた鋳造用鋳型製造装置に関する。

従来周知の鋳造用中子製造装置等の鋳造用鋳型製造装置Ｐは、図５に示すように、固定ブロック１に取り付けられた固定金型２と、移動ブロック３に取り付けられ、固定金型１に吻合する位置と固定金型１から離反する位置との間を移動する可動金型４とを備えて、可動金型４を移動させる駆動手段として移動ブロック３に取り付けられる復動エアーシリンダー５が用いられ、復動エアーシリンダ５の伸長作動によって移動ブロック３に取り付けられている可動金型４を固定金型１に吻合する位置に移動させるようになっている。

ところで、可動金型４を固定金型１に吻合する位置に移動させたときに、図２に示すように、両金型１，４の吻合によって形成されるキャビティー６に中子等の鋳型造形用の型砂Ｓが供給されなければならない。そして、この際に、型砂Ｓをキャビティー６に供給する際に型砂Ｓが両金型１，４間から洩れないように両金型１，４は押圧状態に圧接吻合されることが肝要である。従来にあっては、復動エアーシリンダ５の駆動源である圧縮エアーの有する弾性作用そのものによって、可動金型４を固定金型１に押圧状態に圧接吻合するようになっている。その一例は下記特許文献１又は特許文献２に開示されているように周知技術である。

このように従来周知の鋳造用鋳型製造装置Ｐにあっては、可動金型４を固定金型２との吻合位置と離反位置とにわたって可動金型４を移動させるとともに、その吻合位置で両金型１，４を互いに押圧状態に圧接吻合させるためにかなり大型の復動エアーシリンダ５が取り付けられていた。

例えば、図６に示すように、工場内に５台の鋳造用鋳型製造装置Ｐを設置した場合には、夫々に取り付けた復動エアーシリンダ５に圧縮エアーを供給しなければならないが、この圧縮エアーは工場内に設置した大型の圧縮エアー供給源であるエアーコンプレッサー７から各鋳造用鋳型製造装置Ｐの復動エアーシリンダ５に複雑な分岐回路８によって供給されなければならない。

この際に、分岐回路８にエアー漏れが発生したり、分岐回路８の管内抵抗によって圧力損失が発生したり、これらが原因で各復動エアーシリンダ５に均一な圧力の圧縮エアーを供給することができず、供給不足の復動エアーシリンダ５にあっては、その伸縮作動を円滑に行うことができない事態が発生する危険性があり、これを補填するために大型エアーコンプレッサー７から必要以上の圧力の圧縮エアーが供給されなければならず、このような無駄な圧縮エアーの供給のため、駆動エネルギーの省力化を達成することができない虞れも多分にあった。

更には、複数の鋳造用鋳型製造装置Ｐのうち、例えば１台の鋳造用鋳型製造装置Ｐのみを駆動させる場合にあっても、工場内の大型のエアーコンプレッサー７は作動状態に維持しておかなければならず、多大な駆動エネルギーの損失を来すことになる。

特開平１０ー５８０８８号公報特開２００９ー１７８７５８号公報

本発明は、鋳造用鋳型製造装置を駆動させるための大型のエアーコンプレッサーを工場内に設置する必要がなく、したがって複数の鋳造用鋳型製造装置を工場内に設置する場合にあっても複雑な分岐回路を全く必要とせず、これによって鋳造用鋳型製造装置の駆動エネルギーの省力化に計ることができる鋳造用鋳型製造装置を提案することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の鋳造用鋳型製造装置にあっては、実施形態の参照符号を付して示すと、固定ブロック１に取り付けられた固定金型２と、移動ブロック３に取り付けられ、前記固定金型２に吻合する位置と前記固定金型２から離反する位置との間を移動する可動金型４とを備えた鋳造用鋳型製造装置において、前記移動ブロック３は駆動力伝達手段９を介して電動モーター１０によって駆動されるとともに、前記可動金型４が前記固定金型２に吻合した位置において、前記可動金型４を前記固定金型２に押圧状態に圧接吻合する押圧手段１１を、前記移動ブロック３と前記駆動力伝達手段９との間に介在してなる構成からなるものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の鋳造用鋳型製造装置において、前記駆動力伝達手段９は、前記電動モーター１０によって回転するとともに、該電動モーター１０の停止によってその回転がロックされて非回転状態となるピニオン１２と、該ピニオン１２に噛合されその回転を直線運動に変換するラック１３とからなる構成からなるものである。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の鋳造用鋳型製造装置において、前記押圧手段１１は、単動エアーシリンダ１４からなり、
前記単動エアーシリンダ１４は、前記移動ブロック３とラック１３との間に介在され、
前記ラック１３に伝達されて前記可動金型４が前記固定金型２と吻合する位置に移動したときに、前記電動モーター１０が停止するとともに、前記単動エアーシリンダ１４の単動作動によって前記可動金型４を前記固定金型２に押圧状態に圧接吻合するようにした構成からなるものである。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の鋳造用鋳型製造装置において、前記単動エアーシリンダ１４は、前記移動ブロック３に連結される第１軸部１５と、該第１軸部１５と同軸に設けられ前記ラック１３に連結される第２軸部１６と、前記第１軸部１５と前記第２軸部１６との間に介在され、両軸部１５，１６間を直交方向に作動可能な楔部材１７と、該楔部材１７を作動させて前記第１軸部１５を前記移動ブロック３側に、前記第２軸部１６を前記ラック１３側に夫々押圧付勢する楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８とからなる構成からなるものである。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の鋳造用鋳型製造装置において、前記単動エアーシリンダ１４の楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８に圧縮空気を導入するエアーコンプレッサー１９を該単動エアーシリンダ１４に近接して設置してなる構成からなるものである。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の鋳造用鋳型製造装置において、前記単動エアーシリンダ１４の楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８に前記圧縮空気を導入するエアーコンプレッサー１９は、前記可動金型４が前記固定金型２に吻合する位置に移動したときに、検出手段２０によってその吻合する位置が検出され、さらに、該検出手段２０によって、その吻合する位置を検出したことを示す検出信号２１が前記楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８に伝達されると、前記圧縮空気を導入するように作動させるようにした構成からなるものである。

請求項１に係る発明によれば、固定ブロック１に取り付けられた固定金型２と、移動ブロック３に取り付けられ、固定金型２に吻合する位置と固定金型２から離反する位置との間を移動する可動金型４とを備えた鋳造用鋳型製造装置において、移動ブロック３は駆動力伝達手段９を介して電動モーター１０によって駆動されるようになっているため、従来のように移動ブロック３を駆動させるための、図６に示す従来装置のように、大型のエアーコンプレッサー７を工場内に設置する必要がなく、又工場内に複数の鋳造用鋳型製造装置を設置する際に各鋳造用鋳型製造装置と大型のエアーコンプレッサー７とを複雑な分岐回路８で繋ぐ必要がないから、分岐回路８にエアー漏れが発生したり、分岐回路８の管内抵抗によって圧力損失が発生したり、これらが原因で各復動エアーシリンダ５に均一な圧力の圧縮エアーを供給することができず、供給不足の復動エアーシリンダ５にあっては、その伸縮作動を円滑に行うことができない事態が発生する危険性があり、これを補填するために大型エアーコンプレッサー７から必要以上の圧力の圧縮エアーを供給しなければならず、このような無駄な圧縮エアーの供給のため、駆動エネルギーの省力化を達成することができない虞れも多分にあったが、本発明においては、これらの数次の従来の難点を一挙に解消するものである。

更には、従来にあっては、複数の鋳造用鋳型製造装置のうち、例えば１台の鋳造用鋳型製造装置のみを駆動させる場合にあっても、工場内の大型のエアーコンプレッサーは作動状態に維持しておかなければならず、これがために多大な駆動エネルギーの損失を来す原因となっていたが、本発明には、これらの難点も解消し駆動エネルギーの省力化に大きく貢献することができる。

更に、本発明にあっては、可動金型４が固定金型２に吻合した位置において、可動金型４を固定金型２に押圧状態に圧接吻合する押圧手段１１を、移動ブロック３と駆動力伝達手段９との間に介在してなるため、従来のように大型の復動エアーシリンダ５が可動金型の移動手段と押圧手段を兼ねるのに比べて、本発明に係る押圧手段１１は、可動金型４が固定金型２に吻合した位置においてのみ単動させるだけでよいから、押圧手段１１を作動させるための駆動エネルギーの省力化に大きく貢献することができる。

請求項２に係る発明にあっては、前記駆動力伝達手段９は、前記電動モーター１０によって回転するとともに、該電動モーター１０の停止によってその回転がロックされて非回転状態となるピニオン１２と、該ピニオン１２に噛合されその回転を直線運動に変換するラック１３とからなるため、構成が簡単であるとともに、電動モーター１０の停止によりラック１３もその直線運動が停止されてロックされることになり、ラック１３に連結される移動ブロック３もラック１３の停止により後退移動不能にロックされることになる。

請求項３に係る発明にあっては、前記押圧手段１１は、単動エアーシリンダ１４からなり、単動エアーシリンダ１４は、前記移動ブロック３とラック１３との間に介在され、前記ラック１３に伝達されて可動金型４が固定金型２と吻合する位置に移動したときに電動モーター１０が停止するとともに、前記単動エアーシリンダ１４の単動作動によって可動金型４を固定金型２に押圧状態に圧接吻合するようにしたため、その圧接吻合状態を良好に維持することができる。

しかも、単動エアーシリンダ１４は単にピストンの往動作動のみに圧縮エアー導入回路によって圧縮エアーを単動エアーシリンダ１４の往復側シリンダ室（図３）に導入すればよく、ピストンの復動作動は、単に往復側シリンダ室の圧縮得エアーを大気に開放するだけでよいから、圧縮エアー復動回路を設ける必要はなく、したがって圧縮エアーの往復動回路を必要とする復動エアーシリンダに比べて、圧縮エアー回路の構成が簡単であり安価に製作することができる。

請求項４に係る発明にあっては、前記単動エアーシリンダ１４は、前記移動ブロック３に連結される第１軸部１５と、該第１軸部１５と同軸に設けられ前記ラック１３に連結される第２軸部１６と、第１軸部１５と第２軸部１６との間に介在され、両軸部１５，１６間を直交方向に作動可能な楔部材１７と、該楔部材１７を作動させて前記第１軸部１５を前記移動ブロック３側に、前記第２軸部１６を前記ラック１３側に夫々押圧付勢する楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８とからなるため、楔部材１７の楔作用によって第１軸部１５を前記移動ブロック３側に、第２軸部１６を前記ラック１３側に強力に押圧付勢することになり、これにより可動金型４と固定金型２との圧接吻合状態を強力に維持することができる。このため、楔部材１７を作動させるための楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８は供給圧力の低い圧縮エアーを受け入れる程度の小型のものでよく、コンパクトに且つ安価に製作することができる。

そして、この際に、請求項２に記載のように、楔部材１７の楔作用によって、第２軸部１６を前記ラック１３側に強力に押圧付勢しても、電動モーター１０の停止によりラック１３もその直線運動が停止されてロックされることになり、ラック１３に連結される移動ブロック３もラック１３の停止により後退移動不能にロックされているため、楔部材１７の楔作用が減退することはなく、第２軸部１６を前記ラック１３側に強力に押圧付勢し、その反力によって第１軸部１５は移動ブロック３を強力に押圧付勢し、固定金型２に対する可動金型４の強力な圧接吻合状態を発揮させることができる。

請求項５に係る発明にあっては、前記単動エアーシリンダ１４の楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８に圧縮空気を導入するエアーコンプレッサー１９を該単動エアーシリンダ１４に近接して設置してなるため、該エアーコンプレッサー１９は楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８にのみに圧縮エアーを導入すればよいから、小型で圧縮エアー導入流量の小さいエアーコンプレッサー１９でよく、コンパクトに且つ安価に設置することができる。そしてこのエアーコンプレッサー１９は、中子等の鋳型の造型のために駆動中の鋳造用鋳型製造装置のみ作動させればよく、駆動停止中の鋳造用鋳型製造装置ではエアーコンプレッサー１９の作動は当然のことながら停止している。この点で従来の大型のエアーコンプレッサー７では駆動停止中の鋳造用鋳型製造装置が存在していても、一台の鋳造用鋳型製造装置でも駆動中であれば、常に大型のエアーコンプレッサー７を作動させておかなければならず、駆動エネルギーの省力化に貢献することができない。

請求項６に係る発明にあっては、前記単動エアーシリンダ１４の楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８に圧縮空気を導入するアーコンプレッサー１９は、可動金型４が固定金型２に吻合する位置に移動したときに、検出手段２０によってその吻合する位置が検出され、さらに、該検出手段２０によって、その吻合する位置を検出したことを示す検出信号２１が前記楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８に伝達されると、前記圧縮空気を導入するように作動させるようにしたため、可動金型４が固定金型２に吻合する位置に移動したときにおいて、確実に且つ正確に可動金型４を固定金型２に前記単動エアーシリンダ１４によって押圧状態に圧接吻合することができる。

本発明の一実施形態の鋳造用鋳型製造装置の概略平面図であり、可動金型が固定金型から離反した状態を示す。本発明の一実施形態の鋳造用鋳型製造装置の概略平面図であり、可動金型が固定金型に吻合した状態を示す。本発明一実施形態の鋳造用鋳型製造装置の要部を示し、その要部の作動中を示す。本発明一実施形態の鋳造用鋳型製造装置の要部を示し、その要部が作動していない状態を示す。従来の鋳造用鋳型製造装置の概略平面図である。従来の鋳造用鋳型製造装置の圧縮エアーを供給するための回路図である。

図１には、適当な基台２２に固定ブロック１が立設状態に取り付けられ、これに対応して支持ブロック２３が同じく立設状態に立設され、固定ブロック１と支持ブロック２３との間にガイドロッド２４が架設され、該ガイドロッド２４に移動ブロック３が取り付けられる。

そして、固定ブロック１に固定金型２が取り付けられ、移動ブロック３に可動金型４が取り付けられ、該可動金型４は、ガイドロッド２４に案内されて移動する移動フロック３によって、固定金型２に吻合する位置と、固定金型２から離反する位置との間を移動可能に設けられ、移動ブロック３の移動は、駆動力伝達手段９を介して電動モーター１０によって駆動されるようになっている。

そして、駆動力伝達手段９として、本実施形態においては、前記電動モーター１０によって回転するとともに、該電動モーター１０の停止によってその回転がロックされて非回転状態となるピニオン１２と、該ピニオン１２に噛合されその回転運動を直線運動に変換するラック１３とからなる。

又、本発明では、可動金型４が固定金型２に吻合した位置において、可動金型４を固定金型２に押圧状態に圧接吻合する押圧手段１１を前記駆動力伝達手段９に介在してなるもので、本発明の実施形態に係る押圧手段１１としては、前記ラック１３に介在される単動エアーシリンダ１４からなる。なお、単動エアーシリンダ１４がラック１３の先端部と移動ブロック３との間に介在することも、単動エアーシリンダ１４がラック１３に介在しているものと定義することができる。単動エアーシリンダ１４の実施形態は、後述のように図３及び図４に詳細に示されている。

押圧手段１１の一実施形態である単動エアーシリンダ１４は、該単動エアーシリンダ１４の近くにあってエアーコンプレッサー１９に圧縮エアー導入回路２５によって繋がれている。

図１又は図２に示すように、固定金型２と可動金型４とよって砂型充填用のキャビティー６が形成されており、両金型２，４の背面側にはガス燃焼室２６が設けられ、ガス導入回路２７より導入された燃焼用ガスが多数のバーナーチップ２８によって燃焼され、これにより加熱されたガス燃焼室２６からの熱伝導によって両金型２，４が加熱される。

図１に示すように、固定金型２に対して可動金型４が離反している状態から、図２に示すように、可動金型４が固定金型２に吻合する位置に移動し、この吻合されたキャビティー６に造成用型砂Ｓが充填されるが、両金型２，４の吻合する位置の境界部分に両金型２，４の吻合状態を検出する検出手段２０が設けられている。この検出手段２０の一実施形態としては、両金型２，４の吻合する位置の境界部分を挟んで発光素子２０ａと受光素子２０ｂとからなる光線感光手段であり、図示のように発光素子２０ａと受光素子２０ｂとの間の光線が両金型２，４の吻合するすることによって遮断され、その遮断した状態を光線感光手段からなる検出手段２０によって検出され、この検出信号２１を前記エアーコンプレッサー１９に伝達することによってエアーコンプレッサー１９が作動して、該エアーコンプレッサー１９から排出される圧縮エアーが圧縮エアー導入回路２５によって単動エアーシリンダ１４に導入されるようになっている。

図３は、単動エアーシリンダ１４の詳細構造を示すもので、前記移動ブロック３に連結される第１軸部１５と、該第１軸部１５と同軸に設けられ前記ラック１３に連結される第２軸部１６と、第１軸部１５と第２軸部１６との間に介在され、両軸部１５，１６間を直交方向に作動可能な楔部材１７と、楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８とを有している。

又、楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８には、その往動側シリンダ室２９に圧縮エアー導入回路２５に繋がれる圧縮エアー導入口３０とピストン３１とピストンロッド３２を有し、ビストンロッド３２が前記楔部材１７にねじ結合されている。

第１軸部１５には第１軸部ガイド筒３３が規制フランジ３４によって一体的に取り付けられ、第２軸部１６には第２軸部ガイド筒３５が同様に規制フランジ３６によって一体的に取り付けられている。

そして、楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８の往動側シリンダ室２９に、図１に示すようにエアーコンプレッサー１９から圧縮エアー導入回路２５によって圧縮エアーが矢印Ａで示すように圧縮エアー導入口３０から往動側シリンダ室２９（図３）に導入されることによって、これによって往動されるピストン３１及びピストンロッド３２によって、これに繋がれている楔部材１７が作動し、矢印で示すように、該楔部材１７を挟んで、その一方側に当接する前記第１軸部１５を、矢印Ｂで示すように前記移動ロッド３側に、又、その他方側に当接する前記第２軸部１６を、矢印Ｃで示すように前記ラック１３側に楔作用によって夫々押圧付勢し、これらの反力によって、図２に示すように、移動ブロック３に取り付けられている可動金型４が固定金型２に強力に押圧付勢されることになる。

このような楔作用によって夫々押圧付勢されることによって、図３に示すように、第１軸部１５側の前記規制フランジ３４及び第２軸部１６側の前記規制フランジ３６と楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８の側面との間には理屈的には隙間αが発生することになる。

そして、図４に示すように、楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８の往動側シリンダ室２９の圧縮エアーが圧縮エアー導入口３０から矢印Ｄで示すように、周知の切替弁の切替操作によって大気に開放されることによってピストン３１及びこれと一体のピストンロッド３２は自由作動状態となって図中若干上動し、これと一体の楔部材１７も図中若干上動し、第１及び第２軸部１５，１６は楔作用から開放される。これによって、図４に示すように、第１軸部１５側の前記規制フランジ３４及び第２軸部１６側の前記規制フランジ３６が楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８の両側面に当接して両第１軸部１５及び第２軸部１６の移動が規制されることになる。

上述のように，楔部材１７のこのような楔作用によって夫々押圧付勢されることによって、図３に示すように、第１軸部１５側の前記規制フランジ３４及び第２軸部１６側の前記規制フランジ３６と楔部材作動用単動エアーシリンダ本体１８の側面との間には理屈的に隙間αが発生するとしたが、この隙間αは数ミクロン乃至数十ミクロン程度と憶測することができ、現実にはこの隙間αを目視できるものではなく、移動ブロック３側及びラック１３側の部材に楔部材１７の楔作用による押圧力が弾性変形によって吸収されるもので、目視できる程度の隙間は見られない。

以上のように、本発明によれば、固定ブロック１に取り付けられた固定金型２と、移動ブロック３に取り付けられ、固定金型２に吻合する位置と固定金型２から離反する位置との間を移動する可動金型４とを備えた鋳造用鋳型製造装置において、移動ブロック３は駆動力伝達手段９を介して電動モーター１０によって駆動されるようになっているため、従来のように移動ブロック３を駆動させるための大型のエアーコンプレッサーを工場内に設置する必要がなく、鋳造用鋳型製造装置を作動させるための駆動エネルギーの省力化を大幅に達成することができ、製造コストを大幅に低減することができ、製造コストを大幅に低減することができる。

１固定ブロック
２固定金型
３移動ブロック
４可動金型
９駆動力伝達手段
１０電動モーター
１１押圧手段
１２ピニオン
１３ラック
１４単動エアーシリンダ
１５第１軸部
１６第２軸部
１７楔部材
１８楔部材作動用単動エアーシリンダ本体
１９エアーコンプレッサー
２０検出手段

Claims

固定ブロックに取り付けられた固定金型と、移動ブロックに取り付けられ、前記固定金型に吻合する位置と前記固定金型から離反する位置との間を移動する可動金型とを備えた鋳造用鋳型製造装置において、前記移動ブロックは駆動力伝達手段を介して電動モーターによって駆動されるとともに、前記可動金型が前記固定金型に吻合した位置において、前記可動金型を前記固定金型に押圧状態に圧接吻合する押圧手段を、前記移動ブロックと前記駆動力伝達手段との間に介在してなる鋳造用鋳型製造装置。
前記駆動力伝達手段は、前記電動モーターによって回転するとともに、該電動モーターの停止によってその回転がロックされて非回転状態となるピニオンと、該ピニオンに噛合されその回転を直線運動に変換するラックとからなる請求項１に記載の鋳造用鋳型製造装置。
前記押圧手段は、単動エアーシリンダからなり、
前記単動エアーシリンダは、前記移動ブロックとラックとの間に介在され、
前記ラックに伝達されて前記可動金型が前記固定金型と吻合する位置に移動したときに、前記電動モーターが停止するとともに、前記単動エアーシリンダの単動作動によって前記可動金型を前記固定金型に押圧状態に圧接吻合するようにした請求項２に記載の鋳造用鋳型製造装置。
前記単動エアーシリンダは、前記移動ブロックに連結される第１軸部と、該第１軸部と同軸に設けられ前記ラックに連結される第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸部との間に介在され、両軸部間を直交方向に作動可能な楔部材と、該楔部材を作動させて前記第１軸部を前記移動ブロック側に、前記第２軸部を前記ラック側に夫々押圧付勢する楔部材作動用単動エアーシリンダ本体とからなる請求項３に記載の鋳造用鋳型製造装置。
前記単動エアーシリンダの楔部材作動用単動エアーシリンダ本体に圧縮空気を導入するエアーコンプレッサーを該単動エアーシリンダに近接して設置してなる請求項４に記載の鋳造用鋳型製造装置。
前記単動エアーシリンダの楔部材作動用単動エアーシリンダ本体に前記圧縮空気を導入するエアーコンプレッサーは、前記可動金型が前記固定金型に吻合する位置に移動したときに、検出手段によってその吻合する位置が検出され、さらに、該検出手段によって、その吻合する位置を検出したことを示す検出信号が前記楔部材作動用単動エアーシリンダ本体に伝達されると、前記圧縮空気を導入するように作動させるようにした請求項５に記載の鋳造用鋳型製造装置。