JPH064183B2 - インサ−ト金具を有する製品の鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はインサート金具を有する製品の鋳造装置に関す
る。 （従来の技術） 一般に鋳鉄製スリーブ等のインサート金具を鋳込んでア
ルミニウム合金製のシリンダブロック等を製造する場
合、金具供給部からインサート金具を取出して予熱した
後、金型内に装填し、溶湯を充填して製品を鋳造し、金
型から製品を取出し、次いで製品払い出し部に製品を払
い出す。 （発明が解決しようとする問題点） 斯かる一連の作業をロボット等を使って自動化しようと
すると、供給部からインサート金具を保持して加熱装置
に投入し、予熱後に再びインサート金具を保持して金型
にセットする金型装填装置と、鋳造された製品を金型か
ら取出して払い出し部に払い出す製品取出し装置と、金
型への注湯装置と、金型内に離型剤を塗布するスプレイ
装置等が必要となる。 ところが、これらの各装置を単に鋳造機の周囲に配設し
ようとすると、各々の装置が相互に干渉し、動作が重複
したり等して作業能率が悪くなり、また各装置の設置場
所も規制され、大きな床面積を必要とし、設備費も高価
になってしまう等の問題がある。 従って本発明の目的は、一連の鋳造作業を鋳造機に並設
される１台のロボット等により各々の装置が干渉するこ
となく行え、作業能率を向上させるとともに、併せて床
面積の減少化と設備費の低減化に貢献するようにしたイ
ンサート金具を有する製品の鋳造装置を提供するにあ
る。 （問題点を解決するための手段） 前記目的を達成すべく、エンジンのシリンダブロックに
鋳包まれる筒型のインサート金具を供給するインサート
金具供給部と、このインサート金具供給部に供給された
インサート金具を加熱するインサート金具加熱装置と、
このインサート金具加熱装置で加熱されたインサート金
具を鋳包んで上記シリンダブロックを鋳造するシリンダ
ブロック鋳造機と、このシリンダブロック鋳造機によっ
て鋳造されたシリンダブロックを払い出すシリンダブロ
ック払い出し部と、これらインサート金具供給部、イン
サート金具加熱装置、シリンダブロック鋳造機、および
シリンダブロック払い出し部の間で上記インサート金具
およびシリンダブロックを移動させる搬送用ロボットと
からならインサート金具を有する鋳造製品の鋳造装置に
おいて、前記鋳造装置の搬送用ロボットは伸縮自在で上
下動および水平旋回が可能なアームを備え、このアーム
はその先端に、インサート金具を把持するインサート金
具把持機構とシリンダブロックを挟持するシリンダブロ
ック挟持機構とを、鋳造されたシリンダブロックについ
て協働する位置に合せて備え、上記インサート金具把持
機構は、シリンダブロックのシリンダ部に鋳包まれてい
るインサート金具の内部に上下方向に動作して進入し、
拡開してこのインサート金具をその内側で把持するチャ
ックを備えてなり、また、上記協働に係るシリンダブロ
ック挟持機構は、上記インサート金具把持機構がそのイ
ンサート金具を把持した次に水平方向に動作してそのシ
リンダブロックの両側面を挟持するクランプアームを備
えてなり、さらに、前記鋳造装置は、シリンダブロック
鋳造機とシリンダブロック払い出し部とが上記搬送用ロ
ボットのアームの旋回中心から所定の距離の位置に各々
配設され、かつ、インサート金具供給部とインサート金
具加熱装置とが、上記アームの旋回中心からシリンダブ
ロック鋳造機等までの上記所定の距離より同旋回中心に
近い位置に各々配設され、同インサート金具加熱装置か
らインサート金具を旋回移動した時にこのインサート金
具が上記シリンダブロック鋳造機等と干渉しない位置を
なすようにインサート金具を有する製品の鋳造装置を構
成した。 （作用） インサート金具把持機構のチャックによりインサート金
具が保持され、シリンダブロック挟持機構に干渉するこ
となく、かつ、シリンダブロック鋳造機とシリンダブロ
ック払い出し部に干渉することなく、インサート金具供
給部のインサート金具加熱装置及びシリンダブロック鋳
造機の間を短い半径で旋回し、アームを前方を伸出して
インサート金具をシリンダブロック鋳造機に装填する。 また、シリンダブロック挟持機構のクランプアームによ
って鋳造後のシリンダブロックを保持し、シリンダブロ
ック鋳造機とシリンダブロック払い出し部との間を長い
半径で、インサート金具把持機構と干渉することなく旋
回してシリンダブロックを移送した後、再びアームを縮
退して元に戻る。 （実施例） 以下に添付図面を基に実施例を詳述する。 第１図において、(1)は搬送用ロボット（以後“搬送ロ
ボット”または“ロボット”という。）で、この搬送ロ
ボット(1)の周囲にはインサート金具供給部(4)、インサ
ート金具加熱装置(5)及びシリンダブロック鋳造機（以
後「縦型鋳造機」という。）(6)が配設され、インサー
ト金具供給部(4)と縦型鋳造機(6)は対向配置される。 インサート金具供給部(4)のセット治具（不図示）上に
は直列４気筒エンジンの鋳鉄製シリンダスリーブをなす
４本の筒状インサート金具(S)…がセットされ、この４
本の筒状インサート金具(S)…は搬送ロボット(1)により
保持されてインサート金具加熱装置(5)へと送られる。
この加熱装置(5)で予熱された金具(S)）は再びロボット
(1)により保持され、次に縦型鋳造機(6)の第２図に固定
金型(61)と可動金型(63)との間に送られ、固定金型61上
にセットされる。更に鋳造後のシリンダブロック(B)は
ロボット(1)により保持されて鋳造機(6)から取出され、
金具供給部(4)の先方に配設されたシリンダブロック払
い出し部（以後「製品払い出し部」という。）(7)上に
払い出される。 搬送ロボット(1)は第２図乃至第４図に示す如くで、機
台(11)に内臓された駆動装置により旋回自在なポスト(1
2)上に水平方向のガイドレール(13)を固設し、ガイドレ
ール(13)にはスイライダ(14)を水平移動自在に組込む。
スライダ(14)は水平方向に形成したガイド溝(131)に沿
ってモータ(15)及びラック(16)、ピニオン(17)により移
動するもので、このスライダ(14)には前後２本の平行す
るリンク(18)，(18)を枢支し、リンク(18)，(18)にはア
ーム(19)を枢支する。更に前方のリンク(18)の中間部に
はガイド溝(131)に係合するカムローラ(131)を設け、ガ
イド溝(131)の先部には下方へ傾斜するカム溝(132)を設
ける。このカム溝(132)にカムローラ(181)が係合してい
る状態ではスライダ(14)に対し平行リンク(18)，(18)を
介してアーム(19)が昇降動する。 そして斯かる搬送ロボット(1)のアーム(19)には金具把
持機構(2)とシリンダブロック挟持機構（以後「製品挟
持機構」という。）(3)を設ける。 即ち第５図及び第６図にも示すようにアーム(19)の先部
に垂直方向のガイドレール(21)を固設し、ガイドレール
(21)にはインサートヘッド(22)を昇降自在に組込む。イ
ンサートヘッド(22)はシリンダピストン装置(23)により
昇降動するもので、第８図に示すようにその長手方向に
沿って４本のコレットチャック保持体(24)…を直列に吊
下支持している。この保持体(24)の下部には筒状インサ
ート金具(S)の内周面をクランプするコレットチャック
(25)が備えられ、コレットチャック(25)は第７図に示す
ように保持体(24)に内蔵されたシリンダピストン装置(2
6)のピストンロッド(27)下部とのテーパ係合部(28)によ
り作動する。更に保持体(24)の軸芯をなすピストンロッ
ド(27)下端にはインサート金具供給部(4)のセット治具
及びインサート金具加熱装置(5)のセット治具(51)…並
びに固定金型(61)上に設けられた位置決めピン(52)…，
(62)…に係合するガイド部(29)を形成する。 斯くしてインサートヘッド(22)に直列に４本備えられた
コレットチャック保持体(24)…の両側方に製品であるシ
リンダブロック(B)の両側面をクランプする左右のクラ
ンプアーム(31)，(31)を配設し、両ランプアーム(31)，
(31)を前記アーム(19)の先部に枢支する。この一対のク
ランプアーム(31)，(31)はシリンダピストン装置(32)に
より作動する。 製品挟持機構(3)の詳細は第９図乃至第１１図に示す如
くで、シリンダピストン装置(32)のピストンロッド(33)
にピン(34)，(34)にて左右のリンク(35)，(35)を枢着
し、リンク(35)，(35)にはピン(36)，(36)にて左右のク
ランプアーム(31)，(31)の後端を枢着する。そして両ク
ランプアーム(31)，(31)の後部をピン(37)，(37)にて搬
送ロボット(1)のアーム(19)の先部左右に枢着し、各ク
ランプアーム(31)，(31)の内側にはシリンダブロック
(B)の両側面をクランプするチャック部(38)…を設け
る。 更に各コレットチャック保持体(24)…をその支持体であ
るインサートヘッド(22)に対しフローチング支持する。 即ち第７図に示すようにインサートヘッド(22)に設けた
挿通孔(221)内にクリアランス(C)を形成してコレットチ
ャック保持体(24)を挿入するとともに、ヘッド(22)内に
臨む保持体(24)の外周に設けたフランジ(241)の上下面
をそれぞれリテーナ(242)，(242)にて支持されたボール
(243)…，(243)…を介装してヘッド(22)内に組込む。こ
れによりヘッド(22)に対し保持体(24)は全周のクリアラ
ンス(C)によって水平移動自在で、且つボール(243)…，
(243)…によって傾斜動自在となる。 このように保持体(24)をフローチング支持すれば、供給
部(4)からの引き上げ、加熱装置(5)への装填及び引き上
げ、金型(61)への装填に際し、位置決めピン(62)とガイ
ド部(29)との係合に追従してコレットチャック保持体(2
4)がインサートヘッド(22)に対し揺動し、即ち保持体(2
4)の姿勢を位置決めピン(62)と同芯をもって維持でき
る。 従って金型の熱膨張等により金具装填位置と保持体(24)
…との位置に若干のズレが生じたとしても、それに保持
体(24)…を追従させて筒状インサート金具(S)…の装填
及び引き上げを正確に行うことができる。またフローチ
ング支持するだけの簡単な構造なので、コンパクトな構
成をもって以上のように機能し、コスト的にも有利であ
る。 そして斯かる金具把持機構(2)を備えた搬送ロボット(1)
のアーム(19)には更に製品挟持機構(3)を備え、シリン
ダブロック(B)の両側面を左右のクランプアーム(31)，
(31)で挟持するようにしたため、金具把持機構(2)の各
コレットチャック(25)…を拡開作動することなく、これ
をガイドとして製品内に挿入して製品挟持機構(3)によ
りシリンダブロック(B)を確実に把持することができ
る。 従ってコレットチャック(25)…には製品を支持するため
の大きな保持力を備える必要がなくなるとともに、シリ
ンダブロック(B)をその鋳込まれたシリンダスリーブ(S)
…内に各コレットチャック(25)…を嵌合させてクランプ
した場合のように製品払い出し時において、製品の傾き
によるクランプ解除時の不都合を解消でき、クランプア
ーム(31)，(31)の拡開動によりシリンダブロック(B)を
確実に払い出すことができる。特にシリンダブロック
(B)をクランプアーム(31)，(31)で挟持するので、製品
の着脱が容易となる。 一方、インサート金具加熱装置(5)は第１２図及び第１
３図に示すように構成する。 即ち４個のセット治具(51)…を直列に配設するととも
に、各治具(51)…の下部に回転軸(54)…をそれぞれ連結
する。４本の回転軸(54)…には隣接して噛含するギヤ(5
5)…が備えられ、且つギヤケース(56)にて軸承されてい
る。更にギヤケース(56)下方に突出する１本の回転軸(5
4)には継手(57)を介してモータ(58)を連結し、斯くして
治具(51)…を回転せしめる駆動装置(53)を構成する。ま
たギヤケース(56)を昇降動させるシリンダピストン装置
(59)を設ける。 そしてシリンダピストン装置(59)によるギヤケース(56)
の下降限で直列配置されている４個の治具(51)…から上
方を囲む楕円状の高周波加熱コイル(8)を配設する。 以上において、加熱装置(5)による予熱の際は、４本の
筒状インサート金具(S)…を保持した金具把持機構(2)を
高周波加熱コイル(8)の上方まで搬送し、昇降装置であ
るシリンダピストン装置(59)によるギヤケース(56)を上
昇させ、４個のセット治具(51)…を加熱コイル(8)上方
まで上昇させる。そして各治具(51)…上に金具(S)をそ
れざれセットする。 セット後は再びシリンダピストン装置(59)によりギヤケ
ース(56)を下降し、各治具(51)…上にセットされた４本
の金具(S)…を加熱コイル(8)内に臨ませる。 然る後、加熱コイル(8)により加熱を開始すると同時
に、駆動装置(35)により各治具(51)…を回転させ、各金
具(S)…を回転させながら加熱する。 所定時間加熱した後、駆動装置(53)を止め、シリンダピ
ストン装置(59)により各治具(51)…を上昇させ、加熱完
了後の各金具(S)）…を再び金具把持機構(2)に保持させ
て、鋳造機(6)に搬送し、鋳造を行う。 このように加熱装置(5)を構成し、楕円状の高周波加熱
コイル(8)内に４本の筒状インサート金具(S)…直列に入
れ、各金具(S)…を回転させながら加熱するため、短時
間で効率良く複数の金具(S)…を均熱に加熱できる。 またセット治具(51)…に対する金具(S)…の着脱も金具
把持機構(2)のフローチング支持された各保持体(24)…
と係合する位置決めピン(52)…により確実に効率良く行
えるので、金型(61)へのセットに先立つプリセットが容
易となる。 以上の鋳造装置による鋳造システムについて以下に説明
する。 先ず搬送ロボット(1)のガイドレール(13)を旋回させて
金具把持機構(2)を供給部(4)上に臨ませ、インサートヘ
ッド(22)を下降して金具(S)…内にコレットチャック(2
5)を入れ、金具(S)…の内周面をそれぞれクランプして
再びヘッド(22)を上昇する。 そしてガイドレール(13)を第１図中右廻り旋回させて金
具把持機構(2)を加熱装置(5)上に臨ませ、加熱装置(5)
内で金具(S)…を所定時間加熱した後、再び金具(S)…金
具把持機構(2)に保持し上昇させ、更に右廻りに旋回し
て鋳造機(6)側に金具把持機構(2)を臨ませる。 而してスライダ(14)を前進して金具把持機構(2)を型開
き状態の金型(61)，(63)間に前進させるとともに、下降
させて金型(61)内に金具(S)…をセットした後、金具把
持機構(2)を後退させ、型閉めして鋳造を開始する。 斯かる鋳造状態において、今度はガイドレール(13)を前
記とは逆に第１図中左廻りに旋回させて再び供給部(4)
上に金具把持機構(2)を臨ませ、前記と同様にして金具
(S)…を保持した後、反対の右廻り旋回させて加熱装置
(5)に金具(S)…を投入し、再び金具把持機構(2)を鋳造
機(6)側に待機させておく。 鋳造が完了して型開きすると、アーム(19)を前進させ、
シリンダブロック(B)を製品挟持機構(3)にて保持し、ガ
イドレール(13)を右廻りに旋回させて払い出し部(7)上
に臨みせ、シリンダブロック(B)を払い出す。 次にアーム(19)を後退させて更にガイドレール(13)を右
廻りに旋回し、加熱装置(5)上に金具把持機構(2)を臨ま
せ、予熱された金具(S)…を再び保持し、前記と同様に
して金型(61)内に金具(S)…をセットし、鋳造を行う。 尚、搬送装置としてロボットを例示したが、これに限ら
れるものではない。 （発明の効果） 以上のように本発明によれば、搬送装置は、インサート
金具供給時及び、製品取出し時のそれぞれの動きにおい
ては他に干渉することなく旋回できるので、作動能率が
向上する。 また、金具供給部と製品払出し部とを接近して配置でき
るので、他工程とのハンドリングの作業性が向上する。 また、搬送装置を中心とした集中配置による配置面積の
低減、ならびにインサート金具供給と製品取出しをアー
ムを集約化したことによる設備費の低減をも達成でき
る。

【図面の簡単の説明】

第１図は鋳造装置全体の概略平面図、第２図は鋳造機と
搬送ロボットの側面図、第３図及び第４図は搬送ロボッ
トの一部破断側面図、第５図は金型への金具装填及び製
品取出しを示す側面図、第６図は搬送ロボットのアーム
周りの平面図、第７図及び第８図は金具把持機構の縦断
面図とその全体側面図、第９図は製品挟持機構の平面
図、第１０図及び第１１図は第９図Ｘ−Ｘ線とXI−XI線
の各断面図、第１２図は金具加熱装置の縦断面図、第１
３図は同平面図である。 尚、図面中(1)は搬送用ロボット、（搬送ロボット、ロ
ボット）、(19)はアーム、(2)は金具把持機構、(22)は
インサートヘッド、(24)は保持体、(25)はコレットチャ
ック、(26)はシリンダピストン装置、(29)はガイド部、
(3)は製品シリンダブロック挟持機構（製品挟持構）、
(31)はクランプアーム、(32)はシリンダピストン装置、
(35)はリンク、(4)は金具供給部、(5)は加熱装置、(51)
はセット治具、(52)は位置決めピン、(6)は鋳造機、(6
1)，(63)は金型、(62)は位置決めピン、(7)はシリンダ
ブロック払い出し部製品払い出し部）、(8)は高周波加
熱コイル、(B)はシリンダブロック、(C)はクリアラン
ス、(S)は筒状インサート金具である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンのシリンダブロックに鋳包まれる
   筒型のインサート金具を供給するインサート金具供給部
   と、このインサート金具供給部に供給されたインサート
   金具を加熱するインサート金具加熱装置と、このインサ
   ート金具加熱装置で加熱されたインサート金具を鋳包ん
   で上記シリンダブロックを鋳造するシリンダブロック鋳
   造機と、このシリンダブロック鋳造機によって鋳造され
   たシリンダブロックを払い出すシリンダブロック払い出
   し部と、これらインサート金具供給部、インサート金具
   加熱装置、シリンダブロック鋳造機、およびシリンダブ
   ロック払い出し部の間で上記インサート金具およびシリ
   ンダブロックを移動させる搬送用ロボットとからなるイ
   ンサート金具を有する鋳造製品の鋳造装置において、 前記鋳造装置の搬送用ロボットは伸縮自在で上下動およ
   び水平旋回が可能なアームを備え、 このアームはその先端に、インサート金具を把持するイ
   ンサート金具把持機構とシリンダブロックを挟持するシ
   リンダブロック挟持機構とを、鋳造されたシリンダブロ
   ックについて協働する位置に合せて備え、 上記インサート金具把持機構は、シリンダブロックのシ
   リンダ部に鋳包まれているインサート金具の内部に上下
   方向に動作して進入し、拡開してこのインサート金具を
   その内側で把持するチャックを備えてなり、また、上記
   協働に係るシリンダブロック挟持機構は、上記インサー
   ト金具把持機構がそのインサート金具を把持した時に水
   平方向に動作してそのシリンダブロックの両側面を挟持
   するクランプアームを備えてなり、 さらに、前記鋳造装置は、シリンダブロック鋳造機とシ
   リンダブロック払い出し部とが上記搬送用ロボットのア
   ームの旋回中心から所定の距離の位置に各々配設され、
   かつ、インサート金具供給部とインサート金具加熱装置
   とが、上記アームの旋回中心からシリンダブロック鋳造
   機等までの上記所定の距離より同旋回中心に近い位置に
   各々配設され、同インサート金具加熱装置からインサー
   ト金具を旋回移動した時にこのインサート金具が上記シ
   リンダブロック鋳造機等と干渉しない位置をなすことを
   特徴とするインサート金具を有する製品の鋳造装置。