WO2018116526A1 - 昇降ユニット - Google Patents

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WO2018116526A1
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elevating
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大野　泰嗣
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新東工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C23/00—Tools; Devices not mentioned before for moulding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D45/00—Equipment for casting, not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a lifting unit suitable for use by being incorporated in a mold drilling device or the like.
  • lifting and gas holes are formed in the molded mold using a drill.
  • a lifting unit that lifts and lowers a drilling drill has been conventionally used.
  • Patent Document 1 One example is described in Patent Document 1.
  • the lifting unit of Patent Document 1 has a structure in which a drill rotating air motor and a drill are lifted and lowered by an lifting air cylinder.
  • a drill rotating air motor and a drill are lifted and lowered by an lifting air cylinder.
  • casting sand and dust are scattered during the drilling process and adhere to the exposed piston rod of the air cylinder and the like, there is a problem that they are likely to break down due to their engagement.
  • the lifting unit shown in FIG. 3 has been conventionally used.
  • a linear guide 104 and a ball screw 103 are provided vertically in a casing 109, and an elevating member 110 having a nut 112 that meshes with the ball screw 103 when the ball screw 103 is rotated by an elevating servo motor 102 disposed in the upper part.
  • the rotary ball spline 107 supported by the lifting member 110 is lifted and lowered.
  • the rotary ball spline 107 is rotatably supported by a pair of upper and lower ball spline nuts 108 provided on the lower surface of the casing 109, and a timing rotating belt 106 is interposed by a servo motor 105 for rotating the drill provided on the lower outer side of the casing 109. Is rotated.
  • the drilling drill 111 attached to the lower end of the rotary ball spline 107 can be raised and lowered while rotating.
  • an object of the present invention is to provide an elevating unit that solves the above-mentioned conventional problems, can raise and lower a drilling hole vertically, and is less likely to fail due to foundry sand and dust than conventional ones. .
  • An elevating unit of the present invention made to solve the above-described problems includes an elevating transmission mechanism for elevating and lowering an elevating body driven by a motor inside a casing whose interior is maintained at a positive pressure, and an elevating guide for the elevating body. And the lifting body is coupled to a drill drill outside the casing through a guide pin, and the casing penetrating portion of the guide pin is protected from dust by a dust seal.
  • the motor is preferably a reduction motor or a servo motor disposed outside the casing.
  • the said raising / lowering transmission mechanism is a rack and a pinion, or a ball screw.
  • An elevating unit of the present invention encloses an elevating transmission mechanism that is driven by a motor to elevate an elevating body and an elevating guide of the elevating body and encloses the elevating body in a casing whose interior is maintained at a positive pressure. It is a structure in which a casing drilling portion of the guide pin is dust-proofed by a dust seal by being coupled to a drill bit outside the casing via a guide pin. For this reason, the dustproof effect by a dust seal can be heightened by making the cross section of the guide pin which penetrates a casing into the shape which is easy to seal.
  • the lifting unit of the present invention is not prone to failure because the lifting transmission mechanism consisting of a rack and pinion and a ball screw, which is weak against the intrusion of foundry sand and dust, is enclosed in a casing whose interior is maintained at a positive pressure. It is.
  • the lifting unit of the present invention has a structure in which the lifting body is guided by the lifting guide inside the casing, the rigidity can be increased, and the drilling drill can be lifted vertically with high accuracy.
  • FIG. It is a 3rd page figure which shows the raising / lowering unit as the 1st Embodiment of this invention which used the rack and pinion for the raising / lowering transmission mechanism, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is a front view.
  • FIG. It is a 3rd page figure which shows the raising / lowering unit as the 2nd Embodiment of this invention which used the ball screw for the raising / lowering transmission mechanism, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is a front view. It is. It is a 3rd page figure which shows the conventional raising / lowering unit, (a) is a top view, (b) is a side view, (c) is a front view.
  • FIG. 1 shows an elevating unit 1 using a rack and pinion as an elevating transmission mechanism.
  • 9 is a box-shaped casing, which is attached to appropriate moving means 14 indicated by a two-dot chain line, and is movable in two orthogonal directions in a horizontal plane.
  • a pair of left and right linear guides 4 and 4 as vertical guides are provided vertically.
  • the lifting transmission mechanism of the first embodiment is composed of a rack 3a, a pinion 3b, and a lifting body 3c.
  • the rack 3a is fixed integrally with the elevating body 3c.
  • the elevating body 3c is guided by the linear guides 4 and 4 so as to be raised and lowered.
  • the servo motor 2 for raising and lowering is fixed to the outer surface of the casing 9, and the output shaft passes through the wall surface of the casing 9, and a pinion 3b is attached. For this reason, when the pinion 3b is rotated by the servo motor 2, the rack 3a is lifted and lowered inside the casing 9 together with the lifting body 3c.
  • the servo motor 2 may be a motor with a speed reducer.
  • a vertically extending guide pin 10 is fixed to the lower end of the elevating body 3c.
  • the guide pin 10 penetrates the bottom surface of the casing 9 and extends downward.
  • the casing penetration portion of the guide pin 10 is dust-proofed by a dust seal 12. Also, compressed air is supplied into the casing 9 from the connection port 13, and the inside of the casing 9 is always maintained at a positive pressure. For this reason, even if the guide pin 10 moves up and down, foundry sand and dust do not enter the inside of the casing 9.
  • a servo motor 5 for rotating a drill is vertically attached to a lower portion of the guide pin 10 via a horizontal arm 15, and a drill drill 11 is coupled to the output shaft by a coupling 6. Yes.
  • the elevating unit configured in this way is moved horizontally by the moving means 14 to a predetermined position. Then, while rotating the drilling drill 11 with the servo motor 5 for rotating the drill, the drilling drill 11 is moved up and down via the guide pins 10 attached to the lifting body 3c by the servomotor 2 to perform drilling of the mold, etc. Do. Since the elevating body 3c is vertically supported by the linear guides 4 and 4 inside the casing 9, the drill rotating servo motor 5 and the drilling drill 11 can be vertically moved up and down, and the assembling accuracy and rigidity are increased. Accurate drilling is possible. Also, the lifting resistance can be reduced.
  • a ball screw 23 is used for the lift transmission mechanism.
  • the lifting transmission mechanism of this embodiment is composed of a ball screw 23, a nut 21a, and a lifting body 21b.
  • the ball screw 23 is provided vertically inside the casing 29, and its upper end is connected to an output shaft of a lifting / lowering servomotor 22 disposed on the ceiling of the casing 29.
  • the lower end of the ball screw 23 is supported by a bearing 34 provided at the bottom of the casing 29.
  • the servo motor 22 may be a motor with a speed reducer.
  • the elevating body 21a is a nut screwed into the ball screw 23, and is fixed integrally with the elevating body 21b.
  • the elevating body 21b is guided by linear guides 24, 24 as elevating guides provided in the casing 29 so as to be movable up and down.
  • a vertically extending guide pin 30 is fixed to the lower end of the elevating body 21b.
  • the casing penetrating portion of the guide pin 30 is protected by a dust seal 32.
  • compressed air is supplied from the connection port 33 to the inside of the casing 29, and the inside is maintained at a positive pressure. For this reason, even if the guide pin 30 moves up and down, foundry sand and dust do not enter the inside of the casing 29.
  • a servo motor 25 for rotating the drill is vertically attached to the lower portion of the guide pin 30 through a horizontal arm 35, and a drill drill 31 is coupled to the output shaft through a coupling 26.
  • the lifting unit of the second embodiment also has the advantage that the drill 31 can be lifted vertically, and failure due to foundry sand and dust is less likely to occur.
  • the elevating unit of the present invention can be mounted on, for example, a gas drilling device or a lift drilling device in a mold making line using foundry sand (for example, green sand).
  • foundry sand for example, green sand
  • the lifting unit of the present invention can be disposed above the mold and can be drilled from the top to the bottom of the mold.
  • the lifting unit of the present invention is not limited to this, and it may be disposed below the mold and drilled from below the mold upward.

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Abstract

[要約]　穴明けドリルを垂直に昇降することができ、鋳物砂や粉塵による故障が発生しにくい昇降ユニットを提供する。内部がプラス圧に維持されたケーシング９の内部に、モータ２によって駆動されて昇降体３ｃを昇降させる昇降伝達機構と、この昇降体３ｃを垂直にガイドする昇降ガイド４とを封入する。昇降体３ｃをガイドピン１０を介してケーシング９の外部の穴明けドリル１１と結合し、ガイドピン１０のケーシング貫通部をダストシール１２で防塵した。昇降伝達機構は、ラックとピニオン、または、ボールねじとすることができる。

Description

昇降ユニット
　本発明は、鋳型の穴明け装置などに組み込んで使用するに適した昇降ユニットに関するものである。
　鋳型造型ラインにおいては、造型された鋳型に穴明けドリルを用いて揚りやガス穴が形成される。この穴明けを自動的に行うために、従来から穴明けドリルを昇降させる昇降ユニットが用いられている。
　その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１の昇降ユニットは、昇降用のエアシリンダによってドリル回転用のエアモータと穴明けドリルとを昇降させる構造である。しかし穴明け加工時に鋳物砂や粉塵が飛散してむき出し状態にあるエアシリンダのピストンロッド等に付着するため、これらの噛み込みによって故障し易いという問題があった。
　また、図３に示される昇降ユニットも従来から用いられている。これはケーシング１０９の内部にリニアガイド１０４とボールねじ１０３を垂直に設け、上部に配置した昇降用のサーボモータ１０２によってボールねじ１０３を回転させるとボールねじ１０３と噛み合うナット１１２を備えた昇降部材１１０が昇降し、昇降部材１１０に支持されたロータリーボールスプライン１０７が昇降する構造である。
　ロータリーボールスプライン１０７はケーシング１０９の下面に設けられた上下一対のボールスプラインナット１０８によって回転自在に支持されており、ケーシング１０９の下部外側に設けられたドリル回転用サーボモータ１０５によってタイミングベルト１０６を介して回転される。この構造により、ロータリーボールスプライン１０７の下端に取り付けられた穴明けドリル１１１を、回転させながら昇降させることができる。
　図３に示した従来の昇降ユニットは、リニアガイド１０４とボールねじ１０３とがケーシング１０９の内部に収納されているので、特許文献１の昇降ユニットよりも故障しにくいものである。しかし昇降するロータリーボールスプライン１０７は、むき出しであるうえ、その断面が凹凸形状であってその防塵が困難であるため、付着した鋳物砂や粉塵が上昇時にケーシング１０９の内部に持ち込まれ、ケーシング１０９の内部のボールスプラインナット１０８を破損する場合があった。
　従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、穴明けドリルを垂直に昇降することができ、しかも従来よりも鋳物砂や粉塵による故障が発生しにくい昇降ユニットを提供することである。
特公昭５９－４２２３号公報
　上記の課題を解決するためになされた本発明の昇降ユニットは、内部がプラス圧に維持されたケーシングの内部に、モータによって駆動され昇降体を昇降させる昇降伝達機構と、この昇降体の昇降ガイドとを封入するとともに、前記昇降体をガイドピンを介してケーシング外部の穴明けドリルと結合し、ガイドピンのケーシング貫通部をダストシールで防塵したことを特徴とするものである。
　なお、前記モータがケーシングの外側に配置された減速モータまたはサーボモータであることが好ましい。また、前記昇降伝達機構が、ラックとピニオン、または、ボールねじであることが好ましい。
　本発明の昇降ユニットは、内部がプラス圧に維持されたケーシングの内部に、モータによって駆動され昇降体を昇降させる昇降伝達機構と、この昇降体の昇降ガイドとを封入するとともに、前記昇降体をガイドピンを介してケーシング外部の穴明けドリルと結合し、ガイドピンのケーシング貫通部をダストシールで防塵した構造である。このためケーシングを貫通するガイドピンの断面をシールし易い形状としてダストシールによる防塵効果を高めることができる。また本発明の昇降ユニットは、鋳物砂や粉塵の噛み込みに弱いラック・ピニオンやボールねじからなる昇降伝達機構を内部がプラス圧に維持されたケーシングの内部に封入したので、故障を生じにくいものである。
　さらに本発明の昇降ユニットは、昇降体をケーシング内部の昇降ガイドによってガイドした構造であるので剛性を高めることができ、穴明けドリルを精度よく、垂直に昇降させることができる。
　この出願は、日本国で２０１６年１２月１９日に出願された特願２０１６－２４５０６９号に基づいており、その内容は本出願の内容として、その一部を形成する。
　また、本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
　出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
　本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。
昇降伝達機構にラック、ピニオンを用いた、本発明の第１の実施形態としての昇降ユニットを示す３面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 昇降伝達機構にボールねじを用いた、本発明の第２の実施形態としての昇降ユニットを示す３面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。 従来の昇降ユニットを示す３面図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図である。
　以下に、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、各図において同一または類似の装置には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。
　図１には、昇降伝達機構にラック、ピニオンを用いた昇降ユニット１が示されている。
　図１において、９は箱型のケーシングであり、二点鎖線で示された適宜の移動手段１４に取り付けられ、水平面内で直交する２軸方向に移動可能となっている。このケーシング９の内部には昇降ガイドとしての左右一対のリニアガイド４、４が垂直に設けられている。
　第１の実施形態の昇降伝達機構は、ラック３ａ、ピニオン３ｂ、昇降体３ｃから構成されている。ラック３ａは昇降体３ｃと一体に固定されている。そしてこの昇降体３ｃはリニアガイド４、４によって昇降自在にガイドされている。
　ケーシング９の外側面には昇降用のサーボモータ２が固定されており、その出力軸はケーシング９の壁面を貫通し、ピニオン３ｂが取り付けられている。このためサーボモータ２によりピニオン３ｂを回転させると、ラック３ａが昇降体３ｃとともにケーシング９の内部で昇降する。なお、サーボモータ２は、減速機付きのモータを用いてもよい。
　昇降体３ｃの下端部には、垂直に延びるガイドピン１０が固定されている。このガイドピン１０はケーシング９の底面を貫通して下方に延びているが、ガイドピン１０のケーシング貫通部は、ダストシール１２で防塵されている。またケーシング９の内部には接続口１３から圧縮エアが供給されており、ケーシング９の内部は常にプラス圧に維持されている。このため、ガイドピン１０が昇降してもケーシング９の内部に鋳物砂や粉塵が侵入することはない。
　図示のように、ガイドピン１０の下部には、水平アーム１５を介してドリル回転用サーボモータ５が垂直に取り付けられており、その出力軸にはカップリング６で穴明けドリル１１が結合されている。
　このように構成された昇降ユニットは、移動手段１４によって所定位置まで水平方向に移動される。そして、ドリル回転用サーボモータ５で穴明けドリル１１を回転させながら、サーボモータ２によって昇降体３ｃに取り付けられたガイドピン１０を介して穴明けドリル１１を昇降させ、鋳型の穴明け加工などを行う。昇降体３ｃはケーシング９の内部でリニアガイド４、４によって垂直に支持されているので、ドリル回転用サーボモータ５及び穴明けドリル１１を垂直に昇降させることができ、組み付け精度、剛性が高くなり、正確な穴明けが可能である。また昇降抵抗も小さくすることができる。
　この穴明け加工の際には従来と同様に鋳物砂や粉塵が飛散するが、ケーシング９を貫通するのは断面形状が一定のガイドピン１０のみであり、このガイドピン１０のケーシング貫通部はダストシール１２で防塵されている。しかもケーシング９の内部はプラス圧に維持されている。このため鋳物砂や粉塵がケーシング９内に入り込むことがなくなり、故障発生を抑制することができる。
　次に、第２の実施形態の昇降ユニット２１を説明する。図２に示す第２の実施形態は、昇降伝達機構にボールねじ２３を使用したものである。この実施形態の昇降伝達機構は、ボールねじ２３、ナット２１ａ、昇降体２１ｂから構成されている。
　図２に示すように、ボールねじ２３はケーシング２９の内部に垂直に設けられており、その上端はケーシング２９の天井に配置された昇降用のサーボモータ２２の出力軸に連結されている。またボールねじ２３の下端はケーシング２９の底部に設けられた軸受け３４に支持されている。なお、サーボモータ２２は、減速機付きのモータを用いてもよい。
　２１ａはボールねじ２３と螺合しているナットであり、昇降体２１ｂと一体に固定されている。そしてこの昇降体２１ｂはケーシング２９内に設けられた昇降ガイドとしてのリニアガイド２４、２４によって昇降自在にガイドされている。
　第１の実施形態と同様、昇降体２１ｂの下端部には、垂直に延びるガイドピン３０が固定されている。このガイドピン３０のケーシング貫通部はダストシール３２で防塵されている。またケーシング２９の内部には接続口３３から圧縮エアが供給されており、内部がプラス圧に維持されている。このため、ガイドピン３０が昇降してもケーシング２９の内部に鋳物砂や粉塵が侵入することはない。
　またガイドピン３０の下部には、水平アーム３５を介してドリル回転用サーボモータ２５が垂直に取り付けられており、その出力軸にはカップリング２６を介して穴明けドリル３１が結合されている。
　この第２の実施形態の昇降ユニットも、穴明けドリル３１を垂直に昇降させることができ、しかも鋳物砂や粉塵による故障が発生しにくい利点がある。
　以上に説明したように本発明によれば、鋳物砂の飛散、粉塵の発生が多い大径の穴明け装置に利用した場合にも、鋳物砂、粉塵の噛み込みがなくなり、精度のよい穴明け加工が可能となる。
　なお、本発明の昇降ユニットは、例えば、鋳物砂（例えば、生型砂）を用いた鋳型造型ラインにおけるガス穴明け装置、又は、揚り穴明け装置等に搭載することができる。
　また、本発明の昇降ユニットは、鋳型の上方に配置し、鋳型の上方から下方に向かって穴明け加工を行うことができる。しかし、本発明の昇降ユニットは、これに限定されるものではなく、鋳型の下方に配置し、鋳型の下方から上方に向かって穴明け加工を行うようにしてもよい。
　　１　昇降ユニット
　　２　サーボモータ
　３ａ　ラック
　３ｂ　ピニオン
　３ｃ　昇降体
　　４　リニアガイド（昇降ガイド）
　　５　ドリル回転用サーボモータ
　　６　カップリング
　　９　ケーシング
　１０　ガイドピン
　１１　穴明けドリル
　１２　ダストシール
　１３　接続口
　１４　移動手段
　１５　水平アーム
　２１　昇降ユニット
２１ａ　ナット
２１ｂ　昇降体
　２２　サーボモータ
　２３　ボールねじ
　２４　リニアガイド（昇降ガイド）
　２５　ドリル回転用サーボモータ
　２６　カップリング
　２９　ケーシング
　３０　ガイドピン
　３１　穴明けドリル
　３２　ダストシール
　３３　接続口
　３４　軸受け
　３５　水平アーム
１０２　サーボモータ
１０３　ボールねじ
１０４　リニアガイド
１０５　ドリル回転用サーボモータ
１０６　タイミングベルト
１０７　ロータリーボールスプライン
１０８　ボールスプラインナット
１０９　ケーシング
１１０　昇降部材
１１１　穴明けドリル
１１２　ナット

Claims (3)

  1. 　内部がプラス圧に維持されたケーシングの内部に、モータによって駆動されて昇降体を昇降させる昇降伝達機構と、この昇降体の昇降ガイドとを封入するとともに、前記昇降体をガイドピンを介してケーシング外部の穴明けドリルと結合し、ガイドピンのケーシング貫通部をダストシールで防塵したことを特徴とする昇降ユニット。
  2. 　前記モータがケーシングの外側に配置された減速モータまたはサーボモータであることを特徴とする請求項１記載の昇降ユニット。
  3. 　前記昇降伝達機構が、ラックとピニオン、または、ボールねじであることを特徴とする請求項１または２記載の昇降ユニット。
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