(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重力を利用して注湯され、開閉可能かつ傾動可能な上下金型を用いて鋳物を鋳造する装置であって、
前記上下金型を開閉する金型開閉機構を、中心線が金型開閉機構の重心をとおる水平状の本体回転軸と、傾動手段とによって傾動可能に構成し、
前記金型開閉機構は、
前記本体回転軸に上下回動可能にして支持された本体フレームと、
この本体フレームにいずれか一方が上下回動可能にして装着されかつ前記上下金型が取り付けられる上金型及び下金型ダイプレートと、
前記本体フレームに装着され前記上金型及び下金型ダイプレートのいずれか一方を移動させる型締め手段と、
前記本体フレームに装着され前記上金型及び下金型ダイプレートのいずれか一方を上下回動させる回動手段と、
を備え、
ラドル回転機構によって傾動するラドルを備えて前記上下金型に注湯する注湯手段を前記本体フレームに装着したことを特徴とする重力式傾動金型鋳造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の重力式傾動金型鋳造装置において、
前記型締め手段は、電動シリンダによって前記下金型ダイプレートを昇降させることを特徴とする重力式傾動金型鋳造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の重力式傾動金型鋳造装置において、
前記回動手段は、電動シリンダによって前記上金型及び上金型取付フレームのいずれか一方を回動させることを特徴とする重力式傾動金型鋳造装置。
【請求項４】
重力を利用して注湯され、開閉可能かつ傾動可能な上下金型を用いて鋳物を鋳造する装置であって、
前記上下金型を開閉する金型開閉機構を、閉じられた前記上下金型の中心と中心をほぼ同一にした水平状の本体回転軸と、傾動手段とによって傾動可能に構成し、
前記金型開閉機構は、
前記本体回転軸に上下回動可能にして支持された本体フレームと、
この本体フレームにいずれか一方が上下回動可能にして装着されかつ前記上下金型が取り付けられる上金型及び下金型ダイプレートと、
前記本体フレームに装着され前記上金型及び下金型ダイプレートのいずれか一方を移動させる型締め手段と、
前記本体フレームに装着され前記上金型及び下金型ダイプレートのいずれか一方を上下回動させる回動手段と、
を備え、
前記上下金型に注湯する注湯手段を前記本体フレームに装着したことを特徴とする重力式傾動金型鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型締めされた上下金型を傾動させながら重力を利用して溶湯（例えばアルミニウム）を注湯して鋳物を鋳造する重力式傾動金型鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような重力式傾動金型鋳造装置としては、特開平５−３１８０９０号公報に記載の装置が公知になっている。この装置は金型鋳造装置全体の回転と上金型の回転（下金型上方の開放）が、回転中心を同じ軸線（金型の外側位置）に設けた回転軸によって成されるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記の装置では装置の傾動および上金型開閉の回転軸が同軸線回転軸の為、上金型を開いた時、下金型上方を開放状態にするには上下金型の外側位置に該回転軸を配置する必要があった。その為、傾動注湯時、上下金型の中心は回転中心から離れた位置で回転することになり、上下金型内に流れる溶湯に大きな回転慣性を与え、慣性の大きな溶湯の流れとなり、渦を巻きやすく、酸化膜の発生や巻き込みが生じやすくなる。この酸化膜の発生や巻き込みを防止するためには、上下金型の回転時に大きな慣性をつけないように動かす必要があるが、上記の装置のように上下金型の外側位置に前記回転軸が設けられている構成では、上下金型の傾動半径を最小化して周速を遅くし、大きな慣性をつけないようにするには限界がある。そのため、傾動工程時間を延ばすことになり問題であった。
また傾動半径の最小化の限界および、下金型昇降兼用シリンダと下金型鋳物押出機構を作動させる鋳物押出シリンダが直列状にして配設されている為、下金型下部の装置が長くなり、傾動半径（回転慣性）が大きな装置となってしまい、装置の設置には設置スペースを広く取る必要があった。さらに装置の設置面から下金型までの背丈が高く、中子入れ、鋳物取出し作業が困難となり、作業性を容易にするにはピット又は作業台を必要とする問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題を解消するために成されたもので、酸化膜の巻き込みを防止する為の注湯速度を傾動工程時間を延ばすことなく、上下金型中心の傾動半径を最小化にして周速を遅くする制御とし、尚且つ上金型を開いた時、下金型上方を開放状態にすると共に、装置傾動半径の最小化および、装置の背丈を低くして小型化をし、中子入れ、鋳物取出し作業の作業性を損なわずに装置の設置スペースを狭くし、かつピット無しで装置を設置できるようにした重力式傾動金型鋳造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明における重力式傾動金型鋳造装置は、重力を利用して注湯され、開閉可能かつ傾動可能な上下金型を用いて鋳物を鋳造する装置であって、前記上下金型を開閉する金型開閉機構を、中心線が金型開閉機構の重心をとおる水平状の本体回転軸と、傾動手段とによって傾動可能に構成し、
前記金型開閉機構は、前記本体回転軸に上下回動可能にして支持された本体フレームと、この本体フレームにいずれか一方が上下回動可能にして装着されかつ前記上下金型が取り付けられる上金型及び下金型ダイプレートと、前記本体フレームに装着され前記上金型及び下金型ダイプレートのいずれか一方を移動させる型締め手段と、前記本体フレームに装着され前記上金型及び下金型ダイプレートのいずれか一方を上下回動させる回動手段と、を備え、ラドル回転機構によって傾動するラドルを備えて前記上下金型に注湯する注湯手段を前記本体フレームに装着したことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
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、図２において、基台１上に立設された支持フレ−ム２、２の上端に本体回転軸３、３が同一水平軸線上に対向させて設けられており、該本体回転軸３、３間には上・下金型１７・１０を開閉する金型開閉機構５０が、前記本体回転軸３、３の中心線を前記金型開閉機５０の重心にとおすようにして装着されている。そして、前記金型開閉機構５０は、前記下金型１０が取り付けられる下金型ダイプレート６と、この下金型ダイプレート６を昇降させる型締め手段としての電動シリンダ５、５と、この電動シリンダ５、５が装着され、前記本体回転軸３、３に支持されて上下回動可能な本体フレーム４と、この本体フレーム４に上下回動可能にして装着されかつ前記上金型１７が取り付けられる上金型ダイプレート１６と、この上金型ダイプレート１６を上下回動させる回動手段５１とが備えられている。
【０００７】
また、前記本体フレ−ム４は前記本体回転軸３、３に宙吊り状にして取付けられている。さらに、前記支持フレーム２の一方に前記金型開閉機構５０を傾動させる傾動手段としての本体フレーム電動回転装置１９が取り付けられ、該本体フレーム電動回転装置１９の出力軸が前記本体回転軸３の一端に連結されている。
【０００８】
該本体フレ−ム４の底部には前記電動シリンダ５、５が上向きにして設けられており、そのピストンロッド先端には前記下金型ダイプレート６が連結支持されている。該下金型ダイプレート６の下面中央には中空ロッド７が連結されており、該中空ロッド７は前記本体フレ−ム４の底部に設けた案内筒８に昇降可能にして嵌合されて下金型ダイプレート６の昇降を案内するようになっている。
【０００９】
該下金型ダイプレート６の上部には下金型鋳物押出機構２３を付属し前記下金型１０が図１における下金型１０の左右両側に前記下金型ダイプレート６に連結されて配設された下金型クランプ２５、２５により固定されている。また前記中空ロッド７の中空部には前記下金型鋳物押出機構２３を作動させるための下金型鋳物押出シリンダ１２が内装されており、そのピストンロッド先端には下金型押出板２４が連結支持されている。該下金型押出板２４は前記下金型ダイプレート６の中央開口部内を昇降可能にして配設されていると共に強制リタ−ン機構３６により前記下金型鋳物押出機構２３と着脱可能にして連結されている。
【００１０】
さらに前記本体フレ−ム４の上端における前記本体回転軸３、３とは位置をずらした奥側（図２右側）に上金型傾動軸１３、１３が水平に設けられており、該上金型傾動軸１３、１３に一端を回転可能にして上金型取付フレ−ム１４が連結されている。
【００１１】
該上金型取付フレ−ム１４の下面には、上金型ダイプレ−ト１６が取付けられており、該上金型ダイプレ−ト１６の下部には上金型鋳物押出機構２６を付属した前記上金型１７が上金型１７の左右両側に前記上金型ダイプレ−ト１６に連結されて配設された上金型クランプ２７、２７により固定されている。また上金型取付フレ−ム１４には前記上金型鋳物押出機構２６を作動させるための上金型鋳物押出シリンダ２８が下向きにして設けられており、そのピストンロッド先端には前記上金型ダイプレ−ト１６の中央開口部内を昇降可能にして配設された上金型押出板２９が連結支持されている。該上金型押出板２９の上面にはガイドロッド３０、３０が連結されており、該ガイドロッド３０、３０は前記上金型取付フレ−ム１４に設けた案内筒３１、３１に昇降可能にして嵌合されて上金型押出板２９の昇降を案内するようになっている。
【００１２】
なお、図中符号１８、１８は前記上金型反転用電動シリンダ、２０、２０は前記上金型１７を正しい位置に停止固定させるためのロックシリンダである。
【００１３】
また、前記下金型ダイプレート６には前記上下金型１７、１０に注湯する注湯手段５２が装着されており、注湯手段５２においては、図３および図４に示すように、ラドル２１がラドル回転機構１１によって傾動されるようになっている。すなわち、前記上下型１７、１０が当接時に構成され鋳物形状を形作るキャビティ部３１に先端が挿入されて前記ラドル２１が配置され、該ラドル２１はラドル支持フレーム３２、３２に固定され、該ラドル支持フレーム３２、３２は本体フレーム４に固定されたアーム３３、３３先端に、水平線上に対向させて設けたラドル回転軸３４、３４によって回転自在となっている。さらに該ラドル回転軸３４、３４の一方はチェーン３５を介してラドル電動回転装置９に接続されている。
【００１４】
このように構成されたラドル回転機構１１の作動は、ラドル電動回転装置９の回転が、チェーン３４とラドル回転軸３３、ラドル支持フレーム３１、３１を介してラドル２１に伝達する。このとき、ラドル２１の先端部がラドル回転軸３３、３３の延長線上に位置するため、ラドル２１は先端部を中心に回転する。
【００１５】
このように構成されたものの作動を図５〜図１５を参照して説明する。まず鋳物を上金型１７側に付着させて取り出す場合を図５〜図１２に示す。最初に本発明の重力式傾動金型鋳造装置に上下金型１７、１０がセットされ、その後、上金型クランプ２７、２７および下金型クランプ２５、２５を締結して上下金型１７、１０をそれぞれ上金型ダイプレ−ト１６、下金型ダイプレート６に固定する。
【００１６】
次に図５の状態から電動シリンダ５、５が縮引作動して下金型１０を上金型１７から引下げ分離させて図６の状態にされる。次にロックシリンダ２０、２０が作動して上金型１７の固定を解除した後、上金型反転用電動シリンダ１８、１８が作動して上金型１７を上金型傾動軸１３、１３を中心にして９０度反転させて図７の状態にされる。
【００１７】
この状態で下金型１０内に中子入れ等の補助作業を施した後、上金型反転用電動シリンダ１８、１８が逆作動して上金型１７を逆反転させた後、ロックシリンダ２０、２０が逆作動して上金型１７を固定して図８の状態にされる。
次に矢印のように電動シリンダ５、５が伸長作動して下金型１０を上金型１７に型締めして図９の状態にされる。
【００１８】
次にラドル２１にアルミ二ウム溶湯が供給された後、本体フレーム電動回転装置１９が作動して本体フレーム４に取付けられている装置全体を図１０に示すように本体回転軸３、３を中心にして注湯方向（反時計回り方向）に９０度回転させるが、この回転は金型開閉機構５０の重心を中心にして回転されるため、上下金型１７、１０のスイングを最小化して周速が遅く回転される。このため、上下金型１７、１０に注湯される溶湯に大きな慣性をもたせずにすみ、跳ね上がり、揺れが少なく、空気および酸化膜の巻き込みを防止しスムーズに注湯できる。
【００１９】
このとき、ラドル２１が回転せず固定された状態では、ラドル２１からキャビティ部３１に注湯されるアルミニウム溶湯の量は上下金型１７、１０の傾動角度によって一義的に定まり、一方任意の上下金型１７、１０の傾動角度でのキャビティ部３１に注湯可能なアルミニウム溶湯の量はキャビティ部３１の形状により定まるので、上下金型１７、１０の傾動に伴いラドル電動回転装置９の回転によってラドル２１を適宜時計方向あるいは反時計方向に回転させることによって、キャビティ部３１が必要とするアルミニウム溶湯の量をキャビティ部３１に注湯する。このように注湯するアルミニウム溶湯の過不足がないため、空気および酸化膜の巻き込みをさらに防止しスムーズに注湯できる。これらの作動が終了した図１０の状態を一定時間保持してアルミ二ウム溶湯が凝固されるのを待つ。
【００２０】
次に下金型鋳物押出シリンダ１２を伸長作動させることにより下金型押出板２４を介して下金型鋳物押出機構２３を作動させながら電動シリンダ５、５を縮引作動させて下金型１０を図１１に示すように上金型１７から引下げ分離させる。この際、鋳物は上金型１７側に付着される。次にロックシリンダ２０、２０が作動して上金型１７の固定を解除した後、上金型反転用電動シリンダ１８、１８が作動して上金型１７を図１２のように上金型傾動軸１３、１３を中心に反転させる。その後、上金型鋳物押出シリンダ２８を伸長作動させることにより上金型押出板２９を介して上金型鋳物押出機構２６を作動させて鋳物を上金型１７から分離させ、これを図示されない鋳物取出し装置の受け皿等を使用して受け止め、鋳物取出しを行う。
【００２１】
次に本体フレーム電動回転装置１９が作動して図７の状態にされ、金型清掃および中子入れ等の補助作業が施されて上記の図７〜図１２の作動を繰り返し行う。また鋳物を下金型１７に付着させて取り出す場合は、図５から図１０までの作動を同様に行い、その後に本体フレーム電動回転装置１９が作動して本体フレ−ム４等を本体回転軸３、３を中心にして垂直状態に反転させ、図１３の状態にされる。次に上金型鋳物押出シリンダ２８を伸長作動させることにより上金型押出板２９を介して上金型鋳物押出機構２６を作動させながら電動シリンダ５、５を縮引作動させて図１４に示すように下金型１０を上金型１７から引下げ分離させる。
この際、鋳物は下金型１０に付着される。
【００２２】
次にロックシリンダ２０、２０が作動して上金型１７の固定を解除した後、上金型反転用電動シリンダ１８、１８が作動して上金型１７を上金型傾動軸１３、１３を中心にして反転させる。次に下金型鋳物押出シリンダ１２を伸長作動させることにより下金型押出板２４を介して下金型鋳物押出機構２３を作動させた後、図示されない鋳物取出し装置により鋳物取出しを行い図１５の状態になる。その後、金型清掃および中子入れ等の補助作業が施されて上記の作動を繰り返し行う。
【００２３】
なお上記の実施形態において本体フレ−ム４は、回転時および傾動時以外の時は図示されない位置決めストッパにより位置決めされる。
【００２４】
本発明の実施の形態では、上金型ダイプレ−ト１６が回転可能とされ、下金型ダイプレート６が直進するようにされているが、各ダイプレ−ト１６、６の運動の種類および方向はこれに限定されるものではなく、例えば、下金型ダイプレ−ト６を回転可能とし、上金型ダイプレ−ト１６を直進運動させるようにしてもよい。
【００２５】
加えて本発明の実施の形態では、下金型ダイプレート６の昇降を案内するガイドロッドを中空ロッド７にし、該中空ロッド７の中空部に下金型鋳物押出シリンダ１２を内装させるようにしたが、該下金型鋳物押出シリンダは市販されているシリンダを購入して使用してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上記の説明から明らかなように、重力を利用して注湯され、開閉可能かつ傾動可能な上下金型を用いて鋳物を鋳造する装置であって、前記上下金型を開閉する金型開閉機構を、中心線が金型開閉機構の重心をとおる水平状の本体回転軸と、傾動手段とによって傾動可能に構成し、前記金型開閉機構は、前記本体回転軸に上下回動可能にして支持された本体フレームと、この本体フレームにいずれか一方が上下回動可能にして装着されかつ前記上下金型が取り付けられる上金型及び下金型ダイプレートと、前記本体フレームに装着され前記上金型及び下金型ダイプレートのいずれか一方を移動させる型締め手段と、前記本体フレームに装着され前記上金型及び下金型ダイプレートのいずれか一方を上下回動させる回動手段と、を備え、ラドル回転機構によって傾動するラドルを備えて前記上下金型に注湯する注湯手段を前記本体フレームに装着したから、上金型を開いた時、下金型上方を開放状態にできる共に注湯時の上下金型のスイングを最小化し周速を遅くして大きな慣性をもたせないようにし、且つ上下金型の傾動動作とは関係なくラドルを独立して回転可能としたため過不足なくアルミニウム溶湯を注湯できるため、アルミ二ウム溶湯への空気および酸化膜の巻き込みを防止できる。また装置全体のスイングが最小となることにより、装置の設置スペースが狭くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す概要構成正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１におけるラドル回転機構１１の横断面図である。
【図４】図１におけるラドル回転機構１１の縦断面図である。
【図５】本発明の重力式傾動金型鋳造装置に上下金型がセットされた状態を示す正面図である。
【図６】下金型を上金型から引下げ分離させた状態を示す正面図である。
【図７】上金型を上金型傾動軸を中心にして９０度反転させた状態を示す正面図である。
【図８】上金型を逆反転させた後、上金型を固定した状態を示す正面図である。
【図９】下金型を上金型に型締めした状態を示す正面図である。
【図１０】本体フレ−ムに取り付けられている装置全体を注湯方向に９０度回転させた状態を示す正面図である。
【図１１】下金型を上金型から引下げ分離させた状態を示す正面図である。
【図１２】上金型を上金型傾動軸を中心に反転させた状態を示す正面図である。
【図１３】図１０の状態の後に本体フレ−ム４等を垂直状態に反転させた状態を示す正面図である。
【図１４】下金型を上金型から引下げ分離させた状態を示す正面図である。
【図１５】上金型を上金型傾動軸を中心にして反転させた状態を示す正面図である。
【符号の説明】
３ 本体回転軸
４ 本体フレーム
５ 電動シリンダ
６ 下金型ダイプレート
１０ 下金型
１６ 上金型ダイプレート
１７ 上金型
１９ 本体フレーム電動回転装置
５０ 金型開閉機構
【図１】
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【図２】
0003716922.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003716922.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003716922.tif 000008
【図８】
0003716922.tif 000009
【図９】
0003716922.tif 000010
【図１０】
0003716922.tif 000011
【図１１】
0003716922.tif 000012
【図１２】
0003716922.tif 000013
【図１３】
0003716922.tif 000014
【図１４】
0003716922.tif 000015
【図１５】
0003716922.tif 000016