(57)【要約】【課題】鋳型から鋳造体を容易且つ確実に引き抜くことが可能な鋳造体引抜機構を提供する。【解決手段】押圧機構６８は、シリンダ１５０ａ、１５０ｂを有する。シリンダ１５０ａ、１５０ｂの底部は、第１可動台７０の上面の所定部位に立設される板部材１５２の側面に固定されている。シリンダ１５０ａ、１５０ｂの駆動ロッド１５４ａ、１５４ｂの先端部には、鋳型３０の端部３２に当接するピン部材１５６ａ、１５６ｂを保持する保持部材１５８が固着される。保持部材１５８の中央部には、円筒部材８４の直径より大なる直径を有する貫通孔１６０が形成されている。すなわち、ピン部材１５６ａ、１５６ｂは、保持部材１５８を介して、シリンダ１５０ａ、１５０ｂの駆動作用下に、円筒部材８４に対して矢印Ａ方向において進退自在である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心鋳造用の鋳型により製造された鋳造体の内周面に当接して前記鋳造体を把持する把持機構と、
前記把持機構を前記鋳造体の内部に挿脱する挿脱機構と、
前記鋳型の前記把持機構の挿入側端部を押圧する押圧機構と、
を備え、前記押圧機構は、前記把持機構が前記挿脱機構により前記鋳造体内に挿入されて該鋳造体の内周面を把持した後、前記鋳型の前記把持機構が挿入される挿入側端部を押圧する押圧手段を有することを特徴とする鋳造体引抜機構。
【請求項２】
請求項１記載の鋳造体引抜機構において、
前記押圧手段は、前記挿入側端部に当接するピン部材を備えることを特徴とする鋳造体引抜機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心鋳造用の鋳型により製造された鋳造体を金型から引き抜く鋳造体引抜機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒状の鋳型をその軸線を中心に高速回転させ、注入した溶融金属を遠心力で前記鋳型内壁面に張り付かせることで中空状の鋳造品を製造する遠心鋳造装置が知られている。この遠心鋳造装置は、製造された中空状の鋳造品を前記鋳型から引き抜く機構を備えている。
【０００３】
従来の引抜機構（特許文献１）では、図９に示すように、アーム１の先端に開閉可能なチャック２を備え、前記チャック２は、アーム１の先端部に連結ピン３を介して揺動可能に装着された爪取付部材４と、爪取付部材４の先端部にボルト６等で着脱（交換）自在に取り付けられたチャック爪５と、アーム１内を軸方向（矢印Ｘ１およびＸ２方向）に移動可能に配設され、チャック爪５を開閉可能とするための心棒６とから構成される。チャック爪５の先端部外周面には鋳造品７の内周面７ａの曲率に対応した円弧面５ａあるいは図示しない他の鋳造品の内周面の曲率に対応した円弧面５ｂが形成され、円弧面５ａ、５ｂの各両端部には溝部と突起部とから構成される複数の凹凸部５ｃが形成されている。
【０００４】
上記した従来技術の機構において、例えば、アーム１を矢印Ｘ２方向に移動することでチャック爪５を鋳造品７の内部に挿入する。次いで、モータ、シリンダ等の図示しない駆動源の駆動作用下に心棒６を矢印Ｘ１方向に移動させてチャック爪５を開状態とすることで、鋳造品７の内周面７ａにチャック爪５の円弧面５ａおよび凹凸部５ｃを押し当てて鋳造品７をクランプする。この状態で、前記駆動源の駆動作用下にアーム１を矢印Ｘ１方向に移動させて鋳造品７を中空金型８から引き抜く。この場合、前記凹凸部５ｃが内周面７ａに食い込むことで、チャック２と鋳造品７との滑りが防止され、従って、中空金型８から鋳造品７を引き抜くことが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１２２８６６号公報（段落［００１１］〜［００１４］、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、稀に前記鋳造品７と中空金型８とが強固に密着していることがある。このような場合、アーム１を軸方向（矢印Ｘ１およびＸ２方向）に駆動する駆動源やチャック２等に過大の負荷がかかり、中空金型８から鋳造品７を引き抜くことができない場合があったり、あるいはチャック２を構成する部品が故障または劣化する等の問題が発生するに至る。
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、鋳型から鋳造体を容易且つ確実に引き抜くことが可能な鋳造体引抜機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明は、遠心鋳造用の鋳型により製造された鋳造体の内周面に当接して前記鋳造体を把持する把持機構と、
前記把持機構を前記鋳造体の内部に挿脱する挿脱機構と、
前記鋳型の前記把持機構の挿入側端部を押圧する押圧機構と、
を備え、前記押圧機構は、前記把持機構が前記挿脱機構により前記鋳造体内に挿入されて該鋳造体の内周面を把持した後、前記鋳型の前記把持機構が挿入される挿入側端部を押圧する押圧手段を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、把持機構が鋳造体の内周面を把持した状態で、押圧機構を構成する押圧手段が鋳型の把持機構が挿入される挿入側端部を押圧し鋳型から鋳造体を一旦引き抜いた後、挿脱機構が鋳造体を鋳型から引き抜くので、鋳型と鋳造体とが強固に密着している場合であっても、鋳造体を鋳型から容易且つ確実に引き抜くことが可能となる。
【００１０】
また、上述したように、押圧機構と挿脱機構とを組み合わせて用いることで、各機構に付与される負荷が分散されるため、部品の故障あるいは劣化を好適に防止することが可能となる。
【００１１】
なお、前記押圧手段を前記挿入側端部に当接するピン部材で構成するようにしてもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鋳造体引抜機構について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施形態の鋳造体引抜機構１０を含む遠心鋳造装置１１の概略平面図である。遠心鋳造装置１１は、鋳造体引抜機構１０と、鋳型回転機構１２と、清掃機構１４と、塗型塗布機構１６と、前記鋳造体引抜機構１０、清掃機構１４および塗型塗布機構１６を鋳型回転機構１２の軸方向（矢印Ａ方向）に交差する矢印Ｂ方向に一体的に移動させるユニット駆動機構１８と、注湯機構２０とを備える。
【００１４】
鋳型回転機構１２は、矢印Ａ方向に長尺な中空形状の遠心鋳造用鋳型３０を備える。前記鋳型３０は、回転駆動源３４に連結された回転部３６と支持部３８とにより両端縁部を支持されて回転可能である。
【００１５】
ユニット駆動機構１８はフレーム４０を備え、このフレーム４０上には、前述した鋳造体引抜機構１０、清掃機構１４および塗型塗布機構１６を一体的に載置するユニットテーブル４２が配設される。
【００１６】
前記ユニットテーブル４２の底面中央部には、図２に示すように、モータ４４が回転軸を下方に向けた状態で取り付けられ、その回転軸にはピニオン４６が取着される。一方、フレーム４０の上面中央部には、ピニオン４６に噛合するラック４８が矢印Ｂ方向に延在して設けられる。
【００１７】
また、フレーム４０の上面の矢印Ａ方向両端部には、第１レール５０および第２レール５２が矢印Ｂ方向に延在して平行に設けられる。これに対応して、ユニットテーブル４２の底面には、第１レール５０と係合する第１ローラ５４と、第２レール５２と係合する第２ローラ５６とが設けられる。
【００１８】
なお、ユニット駆動機構１８は、上記の構成に限定されることはなく、例えば、ボールねじ構造等で構成してもよい。
【００１９】
鋳造体引抜機構１０は、図１〜図３に示すように、円筒鋳造体６０の内周面６２に当接して円筒鋳造体６０を把持する把持機構６４と、前記把持機構６４を円筒鋳造体６０内部に挿脱させる挿脱機構６６と、鋳型３０の端部３２を矢印Ａ２方向に押圧する押圧機構６８とを第１可動台７０上に配置して構成される。
【００２０】
前記挿脱機構６６は、図１および図２に示すように、第１可動台７０の上面の所定部位に配設されたモータ７２を有する。前記モータ７２の回転駆動軸は、減速機７４の原動軸に連結され、減速機７４の従動軸にはピニオン７６が軸着されるとともに、ユニットテーブル４２には、矢印Ａ方向に延在して、前記ピニオン７６に噛合するラック部材８０が設けられる。
【００２１】
さらに、前記モータ７２の近傍にはシリンダ８２が配設され、該シリンダ８２の矢印Ａ２方向側には、円筒部材８４が矢印Ａ２方向に延在して設けられる。前記円筒部材８４の直径は、鋳型回転機構１２内で鋳造された円筒鋳造体６０内に挿入可能な寸法に設定されている。前記円筒部材８４内には、シリンダ８２の駆動ロッド８６が矢印Ａ方向に進退自在に収容される。
【００２２】
把持機構６４は、図３に示すように、円筒部材８４の矢印Ａ方向側に配設されるものであって、心棒１００と、揺動部１０２と、爪部材１０４と、これらを収容する筐体１０５とから基本的に構成される。
【００２３】
筐体１０５は、円筒部材８４の矢印Ａ２方向端部に取り付けられ、その形状および寸法は円筒部材８４と略同等である。この場合、中空状の筐体１０５内には、円筒部材８４と同様に、駆動ロッド８６が矢印Ａ方向に進退自在に収容される。
【００２４】
心棒１００は、駆動ロッド８６の矢印Ａ２方向側端部に連結される。心棒１００の矢印Ａ１方向端部には矢印Ａ２方向から徐々に肉厚となるテーパ部を有する第１テーパ部１０６が形成され、心棒１００の矢印Ａ２方向端部には矢印Ａ１方向から徐々に肉厚となるテーパ部を有する第２テーパ部１０８が形成される。
【００２５】
揺動部１０２は、筐体１０５に形成された回転軸１１０を支点として回転自在に取り付けられ、この揺動部１０２の一部は、筐体１０５に形成された開口部１１２から筐体１０５の外部に露出する。前記揺動部１０２の心棒１００と相対する側の一方には、第１テーパ部１０６と当接する第１当接部１２０が形成され、揺動部１０２の心棒１００と相対する側の他方には、第２テーパ部１０８と当接する第２当接部１２２が形成される。
【００２６】
円筒鋳造体６０の内周面６２に当接する爪部材１０４は、揺動部１０２と別体で構成され、揺動部１０２における筐体１０５の外部に露出する部位にボルト１２４等で着脱自在に取り付けられる。
【００２７】
爪部材１０４は、図４に示すように、母材１３０の隅角部１３２にステライト等の耐摩耗性合金１３４を溶着して構成される。この場合、耐摩耗性合金１３４は、母材１３０の隅角部１３２に肉盛りされた後、該耐摩耗性合金１３４の先端部は、研削装置等によって鋭利な状態に加工されて刃部１３６を形成する。
【００２８】
前記爪部材１０４を備える揺動部１０２は、図５に示すように、筐体１０５の軸線Ｌ１を中心とし、略１２０°間隔で３箇所に配設されている。なお、爪部材１０４を備える揺動部１０２の数は、上記の数に限定されることはなく任意な数に設定することが可能である。
【００２９】
押圧機構６８は、図６に示すように、把持機構６４と挿脱機構６６との間に配設される。前記押圧機構６８は、シリンダ１５０ａ、１５０ｂを有し、該シリンダ１５０ａ、１５０ｂの底部は、第１可動台７０の上面の所定部位に立設された板部材１５２の側面に固定されている。前記シリンダ１５０ａ、１５０ｂの駆動ロッド１５４ａ、１５４ｂの先端部には、鋳型３０の端部３２に当接するピン部材１５６ａ、１５６ｂを保持する保持部材１５８が固着される。保持部材１５８の中央部には、円筒部材８４の直径より大なる直径を有する貫通孔１６０が形成され、該貫通孔１６０には円筒部材８４が挿入される。すなわち、ピン部材１５６ａ、１５６ｂは、保持部材１５８を介してシリンダ１５０ａ、１５０ｂの駆動作用下に円筒部材８４に対して矢印Ａ方向において進退自在である。
【００３０】
清掃機構１４は、図１に示すように、アクチュエータ、例えば、ロッドレスシリンダ１７０を介して矢印Ａ方向に進退可能な第２可動台１７２を備える。
【００３１】
第２可動台１７２上には、駆動軸１７４を矢印Ａ２方向に向けた状態で回転駆動源１７６が設けられる。駆動軸１７４には、ブラシ１７８が連結される。ブラシ１７８は、矢印Ａ方向に長尺に設定されており、回転駆動源１７６側の端部が図示しないベアリングを内装した支持部１８０に回転自在に支持されている。
【００３２】
塗型塗布機構１６は、図１に示すように、モータ１９０に連結されたボールねじ構造１９２を介して矢印Ａ方向に進退可能な第３可動台１９４を備え、この第３可動台１９４上には、矢印Ａ方向に長尺でかつ小径なノズル部材１９６が設けられる。このノズル部材１９６の外周部には、所定の位置にかつ所定間隔離間して複数の噴射口１９８が形成されている。
【００３３】
注湯機構２０は、矢印Ａ方向に交差（直交）する矢印Ｂ方向に進退可能な第４可動台２００を備え、この第４可動台２００は、駆動機構２０２を介して矢印Ｂ方向に進退自在である。駆動機構２０２は、例えば、第４可動台２００に固着されるモータ２０４を備え、このモータ２０４に軸着されるピニオン２０６が、矢印Ｂ方向に延在するラック２０８に噛合する。なお、上記のラック・ピニオン構造に代えて、ボールねじ構造等を採用してもよい。
【００３４】
第４可動台２００には、矢印Ａ方向に延在して互いに平行なレール２１０ａ、２１０ｂが設けられ、前記レール２１０ａ、２１０ｂにスライドベース２１２が進退自在に配置される。このスライドベース２１２には、鋳型回転機構１２に注湯するためのトラフ２１４が設けられ、このトラフ２１４は注湯位置に対応してその高さが設定されている。前記第４可動台２００の矢印Ｂ方向への移動範囲内には、トラフ２１４に供給された溶湯を排出させるための捨て湯用収容器２１６が配設されている。
【００３５】
本発明の実施形態に係る鋳造体引抜機構１０は、基本的には、以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００３６】
まず、注湯機構２０に溶湯が所定量供給されると、注湯機構２０を構成するスライドベース２１２が矢印Ａ１方向に移動し、トラフ２１４が鋳型３０に対応して配置される。次に、回転駆動源３４が駆動されて、回転部３６および支持部３８を介して鋳型３０が回転する。そして、前記トラフ２１４から鋳型３０に注湯が行われた後、スライドベース２１２が矢印Ａ２方向に退避する。鋳型３０内で遠心力により溶湯が鋳型内壁に張り付き、該溶湯が凝固して円筒鋳造体６０が得られる。
【００３７】
次いで、モータ４４の駆動作用下にピニオン４６およびラック４８を介してユニットテーブル４２が矢印Ｂ１方向に移動する。そして、鋳造体引抜機構１０が鋳型３０に対応する位置に至ると、ユニットテーブル４２は移動を停止する。一方、鋳型回転機構１２における回転駆動源３４の駆動が停止されて鋳型３０の回転が停止する。
【００３８】
この状態で、シリンダ８２を駆動し、駆動ロッド８６を矢印Ａ１方向に移動させる。この移動に伴い駆動ロッド８６の先端部に連結された心棒１００も矢印Ａ１方向に移動し、第１テーパ部１０６が第１当接部１２０と心棒１００の間から徐々にすり抜ける一方、第２テーパ部１０８が第２当接部１２２と心棒１００の間に徐々に進入する。駆動ロッド８６が矢印Ａ１方向にさらに移動すると、第１当接部１２０と心棒１００とが接近するとともに、第２当接部１２２の端部が第２テーパ部１０８の頂部に至る。すなわち、揺動部１０２の爪部材１０４と円筒鋳造体６０の内周面６２とが最も離間する位置となり（図７の状態）、円筒鋳造体６０には接触していない。
【００３９】
次いで、鋳造体引抜機構１０のモータ７２の駆動作用下にピニオン７６およびラック部材８０を介して第１可動台７０が矢印Ａ２方向に移動する。これによって、第１可動台７０に配設される円筒部材８４が第１可動台７０と連動して矢印Ａ２方向に移動する。前記円筒部材８４は、円筒鋳造体６０内に挿入されて矢印Ａ２方向にさらに移動し、押圧機構６８を構成するピン部材１５６ａ、１５６ｂの先端部が鋳型３０の端部３２に当接するとその位置で停止する（図６の状態）。ここで、モータ７２をオフ（非励磁）状態とし、第１可動台７０を無負荷状態とする。
【００４０】
この状態で、シリンダ８２を駆動し、駆動ロッド８６を矢印Ａ２方向に移動させると、この移動に伴い駆動ロッド８６の先端部に連結された心棒１００も矢印Ａ２方向に移動する。この心棒１００の移動に伴って、第２テーパ部１０８が第２当接部１２２と心棒１００の間から徐々にすり抜ける一方、第１テーパ部１０６が第１当接部１２０と心棒１００の間に徐々に進入する。駆動ロッド８６が矢印Ａ２方向にさらに移動すると、第２当接部１２２と心棒１００とが接近するとともに、第１当接部１２０の端部が第１テーパ部１０６の頂部に至る。すなわち、爪部材１０４が円筒鋳造体６０の内周面６２に当接して円筒鋳造体６０が把持される（図３の状態）。すなわち、爪部材１０４の隅角部１３２に溶着された耐摩耗性合金１３４は刃部１３６を形成しているので、該刃部１３６が内周面６２に食い込むため、把持機構６４は円筒鋳造体６０を確実に把持することができる。
【００４１】
さらに、シリンダ１５０ａ、１５０ｂを駆動し、ピン部材１５６ａ、１５６ｂで鋳型３０の端部３２を押圧する。この場合、鋳型３０は鋳型回転機構１２に固定されて矢印Ａ方向に移動しない。しかも、前述したように、モータ７２がオフ状態とされ第１可動台７０が無負荷状態である一方、把持機構６４によって円筒鋳造体６０が把持されている。従って、ピン部材１５６ａ、１５６ｂが鋳型３０の端部３２を押圧すると、把持機構６４、挿脱機構６６および押圧機構６８が第１可動台７０と一体的に矢印Ａ１方向に移動する。その際、円筒鋳造体６０は把持機構６４によって把持されているので、円筒鋳造体６０は位置が固定されている鋳型３０から矢印Ａ１方向に、最大でシリンダ１５０ａ、１５０ｂのストローク分だけ引き抜かれる（図８の状態）。
【００４２】
さらに、把持機構６４が円筒鋳造体６０を把持した状態でモータ７２を駆動し、第１可動台７０を矢印Ａ１方向に移動させ、円筒鋳造体６０を鋳型３０から完全に引き抜く。このようにして、鋳型３０から円筒鋳造体６０が引き抜かれた後、ユニット駆動機構１８の駆動作用下に、ユニットテーブル４２が矢印Ｂ１方向に移動して、清掃機構１４が鋳型３０に対応して配置される。
【００４３】
清掃機構１４では、図１に示すように、ロッドレスシリンダ１７０の作用下に第２可動台１７２が矢印Ａ２方向に移動してブラシ１７８が鋳型３０内に進入するとともに、回転駆動源１７６の駆動作用下にブラシ１７８が回転駆動される。これにより、鋳型３０の内面の清掃作業が行われる。
【００４４】
清掃作業が終了した後に、ブラシ１７８が矢印Ａ１方向に移動して鋳型３０から離脱し、鋳型３０に図示しないキャップが取り付けられる。さらに、鋳型３０が冷却されるとともに、塗型塗布機構１６が駆動される。
【００４５】
塗型塗布機構１６は、図１に示すように、ユニットテーブル４２が矢印Ｂ１方向に移動することにより、鋳型３０に対応して配置された後、モータ１９０が駆動されてノズル部材１９６が鋳型３０内に挿入される。ノズル部材１９６の外周には、複数の噴射口１９８が設けられており、噴射口１９８から鋳型３０の内面側に向かって塗型（図示せず）が塗布される。そして、ノズル部材１９６が鋳型３０内から離脱するとともに、鋳型３０が乾燥処理される。なお、上記の乾燥処理は、鋳型３０を回転駆動させることによって行われる。
【００４６】
以上説明したように、本実施の形態の鋳造体引抜機構１０は、把持機構６４が円筒鋳造体６０の内周面６２を把持した状態で押圧機構６８が鋳型３０の端部３２を押圧し、鋳型３０から円筒鋳造体６０を一旦引き抜いた後、挿脱機構６６が円筒鋳造体６０を鋳型３０から引き抜くので、鋳型３０と円筒鋳造体６０とが強固に密着している場合であっても、円筒鋳造体６０を鋳型３０から容易且つ確実に引き抜くことが可能となる。
【００４７】
また、上述したように、押圧機構６８と挿脱機構６６とを組み合わせて用いることで、各機構６８、６６に付与される負荷が分散されるため、部品の故障あるいは劣化を好適に防止することが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、把持機構が鋳造体の内周面を把持した状態で押圧機構が鋳型の把持機構の挿入側端部を押圧し、鋳型から鋳造体を一旦引き抜いた後、挿脱機構が鋳造体を鋳型から引き抜くので、鋳型と鋳造体とが強固に密着している場合であっても、鋳造体を鋳型から容易且つ確実に引き抜くことが可能となる。
【００４９】
また、上述したように、押圧機構と挿脱機構とを組み合わせて用いることで、各機構に付与される負荷が分散されるため、部品の故障あるいは劣化を好適に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の鋳造体引抜機構を含む遠心鋳造装置の概略平面図である。
【図２】図１に示す鋳造体引抜機構のＩＩ−ＩＩ線概略要部縦断面図である。
【図３】図１に示す鋳造体引抜機構を構成する把持機構の一部縦断平面図である。
【図４】図３に示す把持機構を構成する爪部材の斜視説明図である。
【図５】図３に示す把持機構の概略正面図である。
【図６】図１に示す鋳造体引抜機構を構成する押圧機構の一部縦断平面図である。
【図７】図３に示す把持機構の動作を説明する一部縦断平面図である。
【図８】図６に示す押圧機構の動作を説明する一部縦断平面図である。
【図９】従来技術に係る引抜装置のチャック部分の要部断面図である。
【符号の説明】
１０…鋳造体引抜機構　　　　　　　１１…遠心鋳造装置
１２…鋳型回転機構　　　　　　　　１８…ユニット駆動機構
３０…鋳型　　　　　　　　　　　　３２…端部
６０…円筒鋳造体　　　　　　　　　６２…内周面
６４…把持機構　　　　　　　　　　６６…挿脱機構
６８…押圧機構　　　　　　　　　　７０…第１可動台
７２…モータ　　　　　　　　　　　７６…ピニオン
８０…ラック部材　　　　　　　　　８２、１５０ａ、１５０ｂ…シリンダ
８４…円筒部材　　　　　　　　　　１００…心棒
１０２…揺動部　　　　　　　　　　１０４…爪部材
１２４…ボルト　　　　　　　　　　１３０…母材
１３４…耐摩耗性合金　　　　　　　１５６ａ、１５６ｂ…ピン部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004141951.tif 000006
【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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