(57)【要約】【目的】重量の大きな枠付きの鋳型でも容易に反転させ得る鋳型反転装置を提供する。【構成】上方に取付部３を有して昇降可能に懸垂される心棒１、この心棒を挟んで平行する左右一対の開閉アーム６Ａ，６Ｂ、この開閉アームを心棒を介して間隔調整可能に連接するリンク機構８、及び開閉アームの間隔を伸縮させるための油圧シリンダ１２を具備した吊下形の鋳型反転装置である。油圧シリンダ１２は、開閉アーム６Ａ，６Ｂの間に架設され、開閉アーム６Ａ，６Ｂの下部にはそれぞれ鋳型１６を支軸２６回りに回転自在に挟持する保持具７が設けられる。又、開閉アーム６Ｂには、保持具７の間に挟まれた鋳型１６を振動せしめて離枠を容易ならしめるバイブレータ１７が装着される。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型の反転に用いる吊下形の反転装置であって、リンク機構により平行状態を保って間隔調整可能に連接される左右一対の開閉アームと、該開閉アームの間隔を伸縮させるための駆動源とを有し、前記開閉アームの下部にはそれぞれ鋳型を回転自在に挟持する保持具が設けられて成ることを特徴とする鋳型反転装置。
【請求項２】
左右両側の中央部分より支軸が突出される鋳型を反転させるのに用いる吊下形の反転装置であって、上方に取付部を有して昇降及び水平移動可能に懸垂される心棒と、この心棒を介して左右一対の開閉アームを間隔調整可能に連接するリンク機構と、このリンク機構により平行状態に保たれる前記開閉アームの間隔を伸縮させるための駆動源とを有し、前記開閉アームの下部にはそれぞれ前記鋳型をその支軸回りに回転自在に挟持する保持具が設けられて成ることを特徴とする鋳型反転装置。
【請求項３】
少なくとも一方の開閉アームにバイブレータが装着されて成る請求項１、又は２記載の鋳型反転装置。
【請求項４】
駆動源が左右一対の開閉アームの間に架設される流体圧シリンダで成る請求項１、又は２記載の鋳型反転装置。
【請求項５】
製品パターンを囲む外枠内に鋳物砂を充填した後、前記外枠を反転して製品パターンの除去を行う鋳型の製作方法において、両側板の上端中央部より下方に向かって直角に相対向する切欠溝を形成した外枠を用い、その内部に鋳物砂を充填する前に前記切欠溝の間に反転用の回転中心と成す支軸を掛け渡すことを特徴とする鋳型の製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋳物を効率よく生産するための技術に係わり、特に枠付きの砂型のような重い鋳型も容易に反転させることのできる装置、並びに外枠を外しても反転を容易に行える鋳型の製作方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物製品は溶融金属（溶湯）を鋳型内に注入して造られるが、鋳型としては一般に砂型が多用される。砂型を用いた鋳造には種々の方式があるが、通常は木型などで成る製品パターンを収容した外枠内に鋳物砂を充填し、その鋳物砂に製品パターンを写し取った後、これを上下反転して製品パターンを取り除き、これによって得た砂型を二つ一組として上下に型合わせし、次いで上型に形成される湯口から湯道及びゲートを通じて製品パターンの転写部（キャビティ）に溶融金属を注入する。
【０００３】
ここで、小型軽量な砂型であれば、その反転作業は一人の作業者によって簡単に行うことができるが、大型の砂型、それも外枠が付けられたままの砂型は非常に重く、その反転作業を人力のみで行うことは容易でない。このため、従来では図１２のような反転装置が利用されている。図において、Ｍは枠付きの砂型、Ａはその砂型の上部両側を保持するクランクアーム、Ｚはクランクアームを旋回させるための回転軸、Ｇは回転軸に取り付けたピニオン、Ｒはピニオンに噛み合うラックであり、このラックＲは油圧シリンダＳの伸縮ロッドに結合してピニオンＧの接線方向に駆動される。
【０００４】
よって、この種の反転装置によれば、ラックの駆動によりクランクアームを回転軸回りに１８０度旋回せしめ、以てクランクアームに保持された砂型の上下を反転させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然し乍ら、上記従来の反転装置によれば、クランクアームの旋回に大きな駆動力が必要であるばかりでなく、これを９０度旋回させた後にはラックに逆向きの作用力が発生するため、油圧シリンダの制御が非常に困難である。しかも、クランクアームの旋回半径が大きいため、これに保持される砂型の反転に広いスペースを必要とする。又、反転した砂型が上型である場合には、これを再反転した後、天井クレーンなどで吊りながら下型上まで移動させなければならない。
【０００６】
尚、枠付きのまま型合わせを行い、これを鋳込み場所まで搬送し、鋳込み後に得られた鋳物と鋳型とを分離する場合には、鋳物砂で成る砂型本体が抜かれた外枠を造型工程まで返送しなければならない。しかし、重量の大きい外枠を造型工程まで運ぶことは重労働である上、作業効率も悪い。よって、型合わせをする前に離枠するとよいが、図１２に示される従来の反転装置では外枠が外された砂型本体を保持して反転することができない。
【０００７】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は重量の大きな鋳型でも容易に反転させ得るようにし、以て鋳造工程の効率化と作業者の労力軽減を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、鋳型の反転に用いる吊下形の反転装置であって、リンク機構により平行状態を保って間隔調整可能に連接される左右一対の開閉アームと、該開閉アームの間隔を伸縮させるための駆動源とを有し、前記開閉アームの下部にはそれぞれ鋳型を回転自在に挟持する保持具が設けられて成ることを特徴とする鋳型反転装置を提供する。
【０００９】
特に、左右両側の中央部分より支軸が突出される鋳型を反転させるのに用いる吊下形の反転装置であって、上方に取付部を有して昇降及び水平移動可能に懸垂される心棒と、この心棒を介して左右一対の開閉アームを間隔調整可能に連接するリンク機構と、このリンク機構により平行状態に保たれる前記開閉アームの間隔を伸縮させるための駆動源とを有し、前記開閉アームの下部にはそれぞれ前記鋳型をその支軸回りに回転自在に挟持する保持具が設けられて成ることを特徴とする。これによれば、硬くて脆い重量の大きな砂型でも破壊せず、しかも人体に負担を掛けることなく持ち上げ、移動及び上下反転することができる。
【００１０】
又、上記のような反転装置において、少なくとも一方の開閉アームにバイブレータが装着され、しかも駆動源が左右一対の開閉アームの間に架設される流体圧シリンダで成ることを特徴とする。
【００１１】
一方、本発明は容易に反転できる鋳型を得るため、製品パターンを囲む外枠内に鋳物砂を充填した後、前記外枠を反転して製品パターンの除去を行う鋳型の製作方法において、両側板の上端中央部より下方に向かって直角に相対向する切欠溝を形成した外枠を用い、その内部に鋳物砂を充填する前に前記切欠溝の間に反転用の回転中心と成す支軸を掛け渡すことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の適用例を図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図１に本発明に係る鋳型反転装置の好適な形態を示す。図中、１は心棒であり、この心棒１は鉛直状を成す軸部２を主体としてその上方に吊下用の取付部３を備える。又、心棒１は軸部２の下端に固定される固定駒４、並びに固定駒４と取付部３との間で軸部２に沿って上下に摺動するスライダ５を備える。
【００１３】
一方、６Ａ，６Ｂは心棒を挟んで平行する左右一対の開閉アームであり、その各下部には相対向して鋳型を挟持する保持具７が設けられる。又、８は心棒を介して左右一対の開閉アームを間隔調整可能に連接するリンク機構であり、このリンク機構８は、左右一対の開閉アーム６Ａ，６Ｂを平行状態に保つべく、その両開閉アーム６Ａ，６Ｂとスライダ５の間にそれぞれ平行リンクを成す二つ一組の連結杆９Ａ，９Ｂ及び１０Ａ，１０Ｂを架設すると共に、その各一方の連結杆９Ｂ，１０Ｂと固定駒４との間にそれぞれ支持杆１１Ａ，１１Ｂを架設して構成される。
【００１４】
尚、ａ〜ｌは各杆９Ａ，９Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂの節点（回り対偶）であり、このうち節点ａ−ｅ，ｂ−ｆ，ｃ−ｇ，ｄ−ｈの距離は同一とされる。又、連結杆９Ａ，９Ｂ，１０Ａ，１０Ｂの長さは同一であり、節点ｉ，ｋは連結杆９Ｂ，１０Ｂの中間部分に設けられる。よって、左右一対の開閉アーム６Ａ，６Ｂはリンク機構８によって平行状態に保たれたまま、心棒１を中心として互いに左右方向に平行移動することができる。
【００１５】
１２は開閉アームを平行移動せしめてその間隔を伸縮させる駆動源であり、これは開閉アーム６Ａ，６Ｂの相互間に直交状態で架設される流体圧シリンダ（本例において油圧シリンダ）とされる。駆動源としての油圧シリンダ１２は、シリンダ胴１２Ａとピストンロッド１２Ｂから成り、このうちシリンダ胴１２Ａはその一端部が一方の開閉アーム６Ｂに固着され、ピストンロッド１２Ｂはその先端部が他方の開閉アーム６Ａに固着されている。シリンダ胴１２Ａの両端には作動油を出し入れするためのポート１３，１４があり、それらポートから出し入れされる作動油の圧力によりピストンロッド１２Ｂが伸縮し、これによって開閉アーム６Ａ，６Ｂの間隔が広がったり縮んだりするようになっている。
【００１６】
１５はポートから出し入れする作動油の制御を行う制御弁（方向切換弁）であり、この制御弁１５は一方の開閉アーム６Ｂに取り付けられ、油圧シリンダ１２と図示せぬ油圧モータとの間で作動油の出入口を交互に切り換える働きをする。又、この制御弁１５は保持具７により鋳型を挟持する際、硬くて脆い砂型でもこれを破壊せぬようその締付力を調節することができる。
【００１７】
ここに、図２は開閉アームを内方に寄せた状態を示す。この図で明らかなように、油圧シリンダのピストンロッド１２Ｂを縮小すると、連結杆９Ａ，９Ｂ，１０Ａ，１０Ｂ並びに支持杆１１Ａ，１１Ｂがスライダ５を押し上げつつ心棒１側に揺動して寄り合い、それと同時に開閉アーム６Ａ，６Ｂがそれぞれ対向方向に平行移動してその間隔が縮められる。そして、このとき開閉アーム６Ａ，６Ｂの相互間でその各下部に設けた保持具７，７により鋳型１６が回転自在に挟持されるようにしてある。尚、このとき開閉アーム６Ａ，６Ｂの間隔は油圧シリンダ１２に作用する作動油の圧力によってロックされる。但し、油圧シリンダ１２に代えて空気圧シリンダを用いることもできる。
【００１８】
又、図１及び図２において、開閉アーム６Ａ，６Ｂの下部には保持具７に近接してエア駆動のバイブレータ１７が設けられる。１８はバイブレータと図示せぬ給気源（エアコンプレッサ）とを繋ぐエア流路を開閉するための操作レバーであり、この操作レバー１８によりエア流路を開放したときにはバイブレータ１７が駆動し、その駆動によって開閉アーム６Ａ，６Ｂと保持具７とを通じて保持具７の間に挟まれる鋳型１６が振動されるようにしてある。尚、バイブレータ１７を一方の開閉アーム６Ｂのみならず双方の開閉アーム６Ａ，６Ｂに設けてもよく、しかもそのバイブレータ１７としてエア駆動式ほか、電磁式など公知のものを好適に用いることができる。
【００１９】
一方、開閉アーム６Ａには後述する巻上装置を駆動する昇降スイッチ１９が設けられ、その操作によって本反転装置を引き上げ得るようにしてある。
【００２０】
図３において、２０は電動ホイストやチェーンブロックなどで成る巻上装置であり、この巻上装置２０は水平状を成すガイドレール２１に沿って横行するような天井クレーンを構成する。ここに、心棒１はその上方に設けた取付部３を巻上装置２０に接続して昇降可能に懸垂される。よって、係る反転装置はその全体が巻上装置２０によって宙吊りにされ、上記の昇降スイッチ１９による巻上装置２０の駆動によって昇降され、しかも巻上装置２の走行により昇降のみならず左右方向にも水平移動されることになる。
【００２１】
図４は、保持具により鋳型を挟み込んだ後、巻上装置の駆動によって反転装置を上昇させた状態であり、このとき保持具７の間で鋳型１６を１８０度反転し、次いで本反転装置を降下せしめ、又はその前に左右方向に水平移動せしめて反転済みの鋳型１６をコンベヤ上などに下ろすことができる。
【００２２】
尚、図４において、２２は鋳型を構成する方形状の外枠、２３は外枠の底部を成す型板であり、型板２３の上面には外枠２２の内側で製品パターン２４が形成される。又、２５は製品パターン上で外枠内に鋳物砂を充填して成る砂型本体、２６は外枠に形成した切欠溝２７，２７の位置で鋳型の中央部分を左右方向に貫通する支軸（両端に円形状のヘッドをもつアタッチメント）であり、その両端は外枠２２より外方に突出され、その両突端には円盤状のヘッド２６Ａが形成される。尚、砂型本体２５に支軸２６を貫通状態にして設けるのでなく、支軸２６を二つに分け、その各一端をそれぞれ砂型本体２５の両側面中央部に埋設するようにしてもよい。一方、保持具７は、支軸のヘッド２６Ａに嵌合する円形溝をもつクランプ盤７Ａと、このクランプ盤を開閉アームに接続するための柄部７Ｂとで構成される。そして、開閉アーム６Ａ，６Ｂの間隔を縮めて支軸のヘッド２６Ａにクランプ盤７Ａを嵌合することにより、ヘッド２６Ａをクランプ盤７Ａに摺接させたまま鋳型１６を支軸２６回りに回転させ、これを１８０度反転させ得るようにしてある。
【００２３】
尚、図５のように鋳型１６を１８０度反転させた後には、バイブレータ１７により鋳型１６を振動させ、次いで開閉アーム６Ａ，６Ｂの間隔を広げることにより、支軸２６を砂型本体２５と一体化したまま、外枠２２と製品パターン２４を砂型本体２５から離脱せしめることができる。特に、外周面にテーパが付けられる砂型本体２５でも支軸２５が取り付けられることにより、その砂型本体２５も保持具７により好適に保持してその落下を防止しながら良好に反転を行うことができる。
【００２４】
ここで、以上のような鋳型１６の製作方法を説明する。図６は外枠を示した斜視概略図である。この図で明らかなように、外枠２２の両側板２２Ａには、その上端中央部より下方に向かって直角にスリット状の切欠溝２７が相対向して形成される。尚、切欠溝２７の深さは外枠２２の全高の半分程度とされる。
【００２５】
そして、係る鋳型１６は上記のような外枠２２を用い、その切欠溝２７の間に両端にヘッド２６Ａをもつ支軸２６を掛け渡し、その左右両端が外枠２２から外方に突出する状態にしたまま、製品パターン２４を形成する型板２３上で図７に示すよう外枠２２内に砂型本体２５と成す鋳物砂を充填し、その鋳物砂内に支軸２６を埋設することにより得られる。但し、一本の支軸２６を切欠溝２７の間に掛け渡すのでなく、外枠の両側板２２Ａに直交するようにして相対向する切欠溝２７にそれぞれ短い支軸を填め込むようにしてもよい。尚、鋳物砂としては、公知のように珪砂、ジルコン砂、オリビン砂、又は山砂といった砂粒子に、合成樹脂その他の粘結剤を混和するなどした自硬性の合成砂が用いられる。
【００２６】
斯くて、得られた鋳型１６は上記にように反転して砂型本体２５と外枠２２及び製品パターン２４とを分離することができ、しかも砂型本体２５に支軸２６が固定されたままなので、その支軸２６を利用して砂型本体２５を上記のような反転装置で再反転し、これを反転装置で抱えたまま図８のように下型２８上に設置することができる。尚、図８において、２９は製品パターンが転写され成るキャビティである。
【００２７】
以上、本発明について説明したが、係る鋳型反転装置は上記例のような鋳型１６のほか、図９のように外枠２２の外壁面中央部に支軸２６を固定した鋳型３０でも良好に反転させることができる。
【００２８】
一方、図１０のように保持具７の柄部７Ｂを回転軸として、開閉アーム６Ａ，６Ｂに固定した軸受３１で回転自在に支持するようにしても良く、これによれば支軸の無い砂型本体や枠付きの鋳型３２でもその両側面をクランプ盤７Ａで挟持して円滑に回転（１８０度反転）させることができる。
【００２９】
又、図１１は丸軸タイプの保持具３３とした例であり、この種の保持具３３では、左右両側の中央部分より中空軸で成る支軸２６が突出された鋳型３４が適用され、その支軸２６内に保持具３３が相対回転可能に挿入する構成とされる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係る鋳型反転装置によれば、左右一対の開閉アームに設けた保持具により鋳型を回転自在に挟持する構成とされることから、鋳型を小スペース内で多数の作業員を要する事なく容易に反転させることができる。又、開閉アームがリンク機構により平行状態を保って間隔調整可能に連接されることから剛性が高く、大型の鋳型でも開閉アームの間隔を一定に保って良好にクランプすることができ、しかも開閉アームの間にその間隔を伸縮せしめる駆動源として流体圧シリンダが架設されることから、その突っ張り力により開閉アームの剛性がより一層高められる。
【００３１】
更に、係る反転装置は吊下形として心棒が巻上装置などにより昇降可能に懸垂されることから、鋳型の反転や型合わせをほぼ定位置で効率よく行うことができる。特に、重い鋳型を移動反転する作業は作業者の腰痛を引き起こす原因になるが、本装置によれば腰痛を防ぐことができる。
【００３２】
又、開閉アームにバイブレータが設けられることから、その駆動によって反転した鋳型から外枠を容易に取り去ることができる。
【００３３】
一方、鋳型を製作するに際して、両側板の上端中央部より下方に向かって直角に相対向する切欠溝を形成した外枠を用い、その内部に鋳物砂を充填する前に切欠溝の間に反転用の回転中心と成す支軸を掛け渡すようにしていることから、これによって得られる鋳型によれば、外枠を外した後でも支軸回りに容易に回転させることができる。よって、外枠無しのまま型合わせを行って、外枠の移動にかかる労力を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋳型反転装置を示した正面概略図
【図２】同反転装置により鋳型が挟持された状態を示す概略図
【図３】同反転装置の使用態様を示す説明図
【図４】鋳型の反転時の状態を示した部分拡大断面図
【図５】鋳型を反転した状態を示す部分拡大断面図
【図６】鋳型の製作に用いる外枠を示した斜視図
【図７】外枠内に鋳物砂を充填した状態を示す斜視図
【図８】離枠した鋳型を重ね合わせた状態を示す断面図
【図９】鋳型の変更例を示した断面図
【図１０】保持具の変更例を示した部分断面図
【図１１】保持具の変更例を示した部分断面図
【図１２】従来の反転装置を示した側面概略図
【符号の説明】
１　心棒
３　取付部
５　スライダ
６Ａ，６Ｂ　開閉アーム
７，３３　保持具
８　リンク機構
１２　油圧シリンダ（駆動源）
１６，３０，３２　鋳型
１７　バイブレータ
２０　巻上装置
２２　外枠
２３　型板
２４　製品パターン
２５　砂型本体
２６　支軸
２６Ａ　ヘッド
２７　切欠溝
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2004090061.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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