(57)【要約】【課題】中子を把持する把持部の劣化を抑制することが可能な中子把持装置を提供することである。【解決手段】本発明にかかる中子把持装置１は、中子２０を把持するピッカー１３ａ、１３ｂを有する。ピッカー１３ａ、１３ｂは、流体を用いて膨張および収縮可能な把持部１４ａ、１４ｂを備え、中子２０に形成された孔部２６ａ、２６ｂに把持部１４ａ、１４ｂを挿入して膨張させることで中子２０を把持する。把持部１４ａ、１４ｂの先端側には、気体を吹き付けて中子２０を納める金型３２を冷却するためのノズル１５ａ、１５ｂが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中子を把持する中子把持装置であって、
前記中子把持装置は、流体を用いて膨張および収縮可能な把持部を備え、前記中子に形成された孔部に前記把持部を鉛直方向から挿入して膨張させることで前記中子を把持するピッカーを有し、
前記把持部の先端側には、気体を吹き付けて前記中子を納める金型を冷却するためのノズルが設けられている、
中子把持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中子把持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造用の中子は、作製される鋳物に中空部を形成するために用いられる鋳型である。従来、中子は人手によって金型に納められていた。しかしながら、近年、鋳物が高精度化するにしたがって、金型に中子を高精度に配置することが重要になってきている。このため、金型に中子を高精度に配置することができる中子把持装置が必要とされている。
【０００３】
特許文献１には、鋳造用の中子を搬送するための搬送装置に関する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表平０５−５０９０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
中子を把持する中子把持装置の一つとして、先端部に膨張および収縮可能な把持部を備えるピッカーを用いて中子を把持する中子把持装置がある。この中子把持装置では、中子に形成された孔部にピッカーの把持部を挿入し、把持部を膨張させてピッカーを中子の孔部に固定することで中子を把持する。このような中子把持装置では、把持部を膨張および収縮させることで中子を把持しているため、把持部には弾性部材を用いる必要がある。
【０００６】
しかしながら、把持部を構成している弾性部材は熱に弱いため、中子を納める金型の温度が高い場合は、中子を金型に納める際に金型から把持部に熱が伝わり、熱によって把持部が劣化するという問題がある。
【０００７】
上記課題に鑑み本発明の目的は、中子を把持する把持部の劣化を抑制することが可能な中子把持装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる中子把持装置は、中子を把持する中子把持装置であって、流体を用いて膨張および収縮可能な把持部を備え、前記中子に形成された孔部に前記把持部を鉛直方向から挿入して膨張させることで前記中子を把持するピッカーを有する。そして、前記把持部の先端側には、気体を吹き付けて前記中子を納める金型を冷却するためのノズルが設けられている。
【０００９】
上記構成を備える中子把持装置では、中子を金型に納める際に、ノズルから気体を吹き付けて金型を冷却することができる。よって、中子を金型に納める際に金型から把持部に熱が伝わることを抑制することができるため、熱によって把持部が劣化することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、中子を把持する把持部の劣化を抑制することが可能な中子把持装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態にかかる中子把持装置を示す正面図である。
【図２】実施の形態にかかる中子把持装置が備える把持部付近の拡大断面図である。
【図３】実施の形態にかかる中子把持装置を用いて把持される中子の一例を示す平面図である。
【図４】実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持している状態を示す断面図である。
【図５Ａ】実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持する際の動作を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持する際の動作を説明するための断面図である。
【図５Ｃ】実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持する際の動作を説明するための断面図である。
【図５Ｄ】実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持する際の動作を説明するための断面図である。
【図５Ｅ】実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持する際の動作を説明するための断面図である。
【図５Ｆ】実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持する際の動作を説明するための断面図である。
【図５Ｇ】実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持する際の動作を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態にかかる中子把持装置を示す正面図である。図１に示すように、中子把持装置１は、支持部１０、制御部１１、駆動部１２、及びピッカー１３ａ、１３ｂを備える。各々のピッカー１３ａ、１３ｂは、支持部１０の下面から下方向（ｚ軸マイナス方向）に伸びるように、支持部１０に固定されている。支持部１０およびピッカー１３ａ、１３ｂは、中子を把持して支持する必要があるため、ある程度の強度が必要である。例えば、支持部１０およびピッカー１３ａ、１３ｂは、金属材料を用いて構成することができる。
【００１３】
ピッカー１３ａ、１３ｂの各々の先端には把持部１４ａ、１４ｂがそれぞれ設けられている。把持部１４ａ、１４ｂは、気体や液体などの流体（以下では気体を用いた場合を例として説明する）を用いて膨張および収縮可能に構成されており、例えばゴムなどの弾性部材を用いて構成することができる。例えば、把持部１４ａ、１４ｂはゴム風船を用いて構成することができる。また、ピッカー１３ａ、１３ｂの各々の先端側、換言すると、把持部１４ａ、１４ｂの各々の先端側には、気体を噴出可能なノズル１５ａ、１５ｂが設けられている。
【００１４】
図２は、中子把持装置１が備える把持部１４ａ付近の拡大断面図である。図２に示すように、ピッカー１３ａの先端には把持部１４ａが設けられている。把持部１４ａは配管１７と接続されており、配管１７から気体が供給されると把持部１４ａが膨張する。逆に、配管１７を介して把持部１４ａから気体が抜かれることで、把持部１４ａが収縮する。
【００１５】
また、ノズル１５ａは、配管１８と接続されている。配管１８は、配管１７の内部を貫通している。つまり、配管１７および配管１８は二重管を用いて構成されている。配管１８は把持部１４ａの内部を貫通しており、把持部１４ａの先端側において配管１８の先端が外部に露出している。つまり、図２に示す場合は、配管１８の先端がノズル１５ａを構成している。図２では中子把持装置１の把持部１４ａ付近について説明したが、把持部１４ｂについても同様の構成を備える。
【００１６】
図１に示す駆動部１２は、支持部１０を移動可能に構成されている。支持部１０にはピッカー１３ａ、１３ｂが固定されているので、駆動部１２が支持部１０を移動させることで、支持部１０に固定されているピッカー１３ａ、１３ｂが移動する。例えば、駆動部１２は、ｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に沿って支持部１０を移動させることができる。例えば、駆動部１２にはロボットアームを用いることができる。
【００１７】
制御部１１は、駆動部１２を制御する。具体的には、制御部１１は、駆動部１２を用いて支持部１０を移動させることで、ピッカー１３ａ、１３ｂを所定の位置に移動させる。また、制御部１１は、各々のピッカー１３ａ、１３ｂが備える把持部１４ａ、１４ｂの膨張および収縮を制御する。例えば、制御部１１は、制御部１１に供給された圧縮ガス（１次側）を、把持部１４ａ、１４ｂに繋がる配管１６（把持部１４ａの場合は、図２に示した配管１７と接続されている）に供給する場合と、配管１６と排気口（ベント）とを接続する場合とを切り替える電磁弁（不図示）を備えており、この電磁弁を切り替えることで各々のピッカー１３ａ、１３ｂが備える把持部１４ａ、１４ｂの膨張および収縮を制御する。
【００１８】
具体的には、制御部１１は、制御部１１に供給された圧縮ガス（１次側）を配管１６に供給することで、把持部１４ａ、１４ｂを膨張させることができる。また、制御部１１は、配管１６を排気口（ベント）に接続することで、把持部１４ａ、１４ｂを収縮させることができる。各々の把持部１４ａ、１４ｂは同じタイミングで膨張・収縮するように構成されていてもよく、また各々独立したタイミングで膨張・収縮するように構成されていてもよい。例えば、各々の把持部１４ａ、１４ｂに接続される配管を各々別系統とすることで、各々の把持部１４ａ、１４ｂを独立したタイミングで膨張・収縮させることができる。
【００１９】
また、制御部１１は、各々のピッカー１３ａ、１３ｂの先端に設けられているノズル１５ａ、１５ｂへの気体の供給を制御する。例えば、制御部１１は、制御部１１に供給された圧縮ガス（１次側）を、ノズル１５ａ、１５ｂに繋がる配管（図２に示す場合は配管１８）に供給する場合と供給しない場合とを切り替える電磁弁（不図示）を備えており、この電磁弁を切り替えることで各々のノズル１５ａ、１５ｂへの気体の供給を制御する。
【００２０】
図３は、中子把持装置１を用いて把持される中子の一例を示す平面図である。図３に示すように、中子２０は、中子本体部２１および巾木部２４、２５を有する。中子本体部２１には、鋳物に中空部を形成するための型２２ａ〜２２ｃが形成されている。各々の型２２ａ〜２２ｃは同一形状を有しており、各々の鋳物の金型に各々の型２２ａ〜２２ｃを納めて鋳造することで、鋳物に各々の型２２ａ〜２２ｃに対応する中空部を形成することができる。
【００２１】
巾木部２４、２５は、中子２０を金型に納めた際に中子２０が安定するように設けた部分であり、図３に示す例では中子本体部２１の両側端部を延長して形成している。例えば、中子２０を金型に納めた際、巾木部２４、２５が金型で支持される。また、巾木部２４、２５には、中子２０を把持するための孔部２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂが形成されている。孔部２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂは鉛直方向（ｚ軸方向）に開口しており、鉛直方向（ｚ軸方向）に伸びるように形成されている。例えば、中子２０は砂を用いて形成されている。
【００２２】
図４は、本実施の形態にかかる中子把持装置が中子を把持している状態を示す断面図である。図４の中子の断面図は、図３に示す中子２０の巾木部２４を、孔部２６ａ、２６ｂを通るｘｚ平面で切断した断面を示している。本実施の形態では、各々のピッカー１３ａ、１３ｂを中子２０の巾木部２４に形成された孔部２６ａ、２６ｂに各々挿入し、各々のピッカー１３ａ、１３ｂの先端に設けられた把持部１４ａ、１４ｂを膨張させて巾木部２４を把持している。つまり、孔部２６ａ、２６ｂの内部で把持部１４ａ、１４ｂを膨張させることで、孔部２６ａ、２６ｂの内壁と把持部１４ａ、１４ｂとの間に摩擦力が発生し、ピッカー１３ａ、１３ｂと中子２０の巾木部２４とが固定される。
【００２３】
なお、図４では、中子把持装置１が、図３に示す中子２０の一方の巾木部２４を把持している状態を示しているが、中子把持装置１が中子２０の他方の巾木部２５を把持する場合についても同様である。中子把持装置１が中子２０の他方の巾木部２５を把持する場合も同様に、巾木部２５の孔部２７ａ、２７ｂにピッカーの把持部を挿入して膨張させて中子を把持する。このように、中子把持装置１を用いて中子２０の巾木部２４、２５（図３参照）を把持した状態で、中子把持装置１の支持部１０を駆動部１２を用いて移動させることで、中子２０を移動させることができる。
【００２４】
次に、本実施の形態にかかる中子把持装置を用いて中子を把持する動作について、図５Ａ〜図５Ｇに示す断面図を用いて詳細に説明する。以下では、載置台３１に置かれている中子２０（巾木部２４）を、中子把持装置１を用いて金型３２（図５Ｇ参照）に納めるまでの動作について説明する。
【００２５】
まず、図５Ａに示すように、中子把持装置１を中子２０（巾木部２４）が置かれている場所に移動する。具体的には、中子把持装置１の支持部１０を駆動部１２を用いて移動し、中子把持装置１のｘｙ平面での座標を合わせて、巾木部２４の上に中子把持装置１が配置されるようにする。このとき、巾木部２４に形成された各々の孔部２６ａ、２６ｂの上に各々のピッカー１３ａ、１３ｂが配置されるようにする。
【００２６】
次に、中子把持装置１の支持部１０を駆動部１２を用いて下方向（ｚ軸マイナス方向）に移動させる。これにより、各々のピッカー１３ａ、１３ｂが降下して、図５Ｂに示すように、巾木部２４に形成された各々の孔部２６ａ、２６ｂの内部にピッカー１３ａ、１３ｂの把持部１４ａ、１４ｂがそれぞれ挿入される。
【００２７】
次に、図５Ｃに示すように、巾木部２４の各々の孔部２６ａ、２６ｂに挿入されている把持部１４ａ、１４ｂをそれぞれ膨張させる。これにより、各々の把持部１４ａ、１４ｂが巾木部２４の孔部２６ａ、２６ｂの内壁（側壁）にそれぞれ当接し、ピッカー１３ａ、１３ｂが巾木部２４に固定される。
【００２８】
その後、図５Ｄに示すように、ピッカー１３ａ、１３ｂが巾木部２４を把持した状態で、中子把持装置１の支持部１０を駆動部１２を用いて上方向（ｚ軸プラス方向）に移動させる。これにより、各々のピッカー１３ａ、１３ｂが上昇して、中子２０（巾木部２４）が持ち上げられる。
【００２９】
次に、図５Ｅに示すように、中子把持装置１が中子２０（巾木部２４）を把持している状態で、中子把持装置１を金型３２が配置されている場所まで移動する。ここで、金型３２の下部にはアルミニウムが溶融した溶湯があり、また金型３２も蓄熱されているため、金型３２から空気中に熱が放熱されている。特に、中子２０の巾木部２４が納められる金型３２の凹部３３は高温になっており、この状態で中子２０の巾木部２４を金型３２の凹部３３に納めると、把持部１４ａ、１４ｂが熱の影響で劣化する。つまり、把持部１４ａ、１４ｂを構成している弾性部材（ゴムなど）は熱に弱いため、中子２０を納める金型３２の温度が高い場合は、中子２０を金型３２に納める際に金型３２から把持部１４ａ、１４ｂに熱が伝わり、熱によって把持部１４ａ、１４ｂが劣化するという問題があった。
【００３０】
そこで、本実施の形態では、図５Ｆに示すように、把持部１４ａ、１４ｂの先端側に設けられているノズル１５ａ、１５ｂから気体を噴射し、金型３２に気体を吹き付けて金型３２を冷却しながら、中子把持装置１の支持部１０を駆動部１２を用いて下方向（ｚ軸マイナス方向）に移動させている。このように、金型３２に気体を吹き付けることで熱が拡散し、金型３２が冷却されるので、冷却された状態の金型３２の凹部３３に巾木部２４を納めることができる（図５Ｇ参照）。
【００３１】
そして、図５Ｇに示すように巾木部２４が金型３２に納められた後、各々のピッカー１３ａ、１３ｂの把持部１４ａ、１４ｂを収縮させ、各々のピッカー１３ａ、１３ｂを上昇させる。これにより、巾木部２４の各々の孔部２６ａ、２６ｂから各々のピッカー１３ａ、１３ｂが抜かれる。
【００３２】
以上で説明した動作により、中子把持装置１を用いて、載置台３１に置かれている中子２０（巾木部２４）を金型３２（図５Ｇ参照）に納めることができる。
【００３３】
なお、上記の図５Ｆにおける説明では、ノズル１５ａ、１５ｂから気体を噴射しながら、中子２０（巾木部２４）を下方向に移動させる場合について説明した。しかし、本実施の形態にかかる中子把持装置１では、ノズル１５ａ、１５ｂから気体を噴射し、金型３２に気体を吹き付けて金型３２を冷却した後に、巾木部２４を下方向に移動させて、金型３２に巾木部２４を納めるようにしてもよい。このとき、例えば金型３２に温度センサを設け、この温度センサで測定した温度が所定の温度よりも低くなった後（例えば、温度センサで測定した温度が把持部１４ａ、１４ｂの劣化を抑制することができる温度よりも低くなった後）に、巾木部２４を下方向に移動させて、金型３２に巾木部２４を納めるようにしてもよい。
【００３４】
また、本実施の形態にかかる中子把持装置１では、金型３２に温度センサを設け、この温度センサで金型３２の温度をモニタしながら巾木部２４を下方向に移動させるようにしてもよい。具体的には、ノズル１５ａ、１５ｂから気体を噴射し、金型３２に気体を吹き付けて金型３２を冷却しつつ、金型３２の温度を温度センサを用いてモニタする。そして、金型３２の冷却速度が速い場合は、それに応じて巾木部２４の下方向への移動速度を速くする。逆に、金型３２の冷却速度が遅い場合は、それに応じて巾木部２４の下方向への移動速度を遅くする。
【００３５】
以上で説明したように、本実施の形態にかかる中子把持装置１では、中子２０（巾木部２４）を金型３２に納める際に、ノズル１５ａ、１５ｂから気体を吹き付けて金型３２を冷却している。よって、中子２０（巾木部２４）を金型３２に納める際に金型３２から把持部１４ａ、１４ｂに熱が伝わることを抑制することができるため、熱によって把持部１４ａ、１４ｂが劣化することを抑制することができる。
【００３６】
したがって、本実施の形態にかかる発明により、中子を把持する把持部の劣化を抑制することが可能な中子把持装置を提供することができる。
【００３７】
なお、上記では中子の巾木部に形成する孔部の形状を円柱形状とした場合を例として説明したが、本実施の形態にかかる発明では、孔部の形状は円柱形状に限定されることはない。
【００３８】
以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００３９】
１  中子把持装置
１０  支持部
１１  制御部
１２  駆動部
１３ａ、１３ｂ  ピッカー
１４ａ、１４ｂ  把持部
１５ａ、１５ｂ  ノズル
１６、１７、１８  配管
２０  中子
２１  中子本体部
２２ａ〜２２ｃ  型
２４、２５  巾木部
２６ａ、２６ｂ、２７ａ、２７ｂ  孔部
３１  載置台
３２  金型
３３  凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2018061991.tif 000008
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
2018061991.tif 000011
【図５Ｆ】
2018061991.tif 000012
【図５Ｇ】
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