JP7396612B2 - 鋳造用鋳型製造装置 - Google Patents

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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、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、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 (6)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 前記押圧手段は、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に記載鋳造用鋳型製造装置。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
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