(57)【要約】【課題】鋳造品の冷却と量産化を両立させるに当たり、設置スペースのコンパクト化が可能となり、簡易な構造となる鋳造品の冷却装置を提供する。【解決手段】鋳造品であるワークＷを搬送中において冷却する冷却装置であって、ワークＷを上下方向に搬送可能とする搬送路を備える構成とした。また、上下方向に複数段として形成され、ワークＷを載置可能な固定載置部３と、上下方向に複数段として形成され、ワークＷを移載可能な可動移載部２とを備え、可動移載部２を繰り返し運動させることにより、この可動移載部２を介してワークＷを上下に隣接し合う固定載置部３にわたって順次移載させる構成とした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造品であるワークを搬送中において冷却する冷却装置であって、
ワークを上下方向に搬送可能とする搬送路を備えることを特徴とする鋳造品の冷却装置。
【請求項２】
上下方向に複数段として形成され、ワークを載置可能な固定載置部と、
上下方向に複数段として形成され、ワークを移載可能な可動移載部とを備え、
前記可動移載部を繰り返し運動させることにより、該可動移載部を介してワークを上下に隣接し合う固定載置部にわたって順次移載させる構成としたことを特徴とする請求項１に記載の鋳造品の冷却装置。
【請求項３】
前記可動移載部の繰り返し運動は、ある段の固定載置部からワークを受け取る際の第１直線移動行程と、前記固定載置部の上部或いは下部において隣接する段の固定載置部に前記受け取ったワークを載置する際の第２直線移動行程と、前記第１直線移動行程と第２直線移動行程との間に介在する回転移動行程と、を有することを特徴とする請求項２に記載の鋳造品の冷却装置。
【請求項４】
前記ワークの移載経路は、上方へ向けて移載される上昇移載経路と、下方へ向けて移載される下降移載経路と、を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の鋳造品の冷却装置。
【請求項５】
前記上昇移載経路と下降移載経路との間において、
略水平方向に間隔的に複数として形成され、ワークを載置可能な横移載用固定載置部を有する横移載経路を介設し、
該横移載経路において、ワークを前記可動移載部の繰り返し運動と同期させて隣接し合う前記横移載用固定載置部にわたって移載させる構成としたことを特徴とする請求項４に記載の鋳造品の冷却装置。
【請求項６】
前記横移載経路におけるワークの移載は、前記可動移載部と同一の繰り返し運動の行程を有する横移載用可動移載部により行われることを特徴とする請求項５に記載の鋳造品の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造品を搬送中において常温にて冷却する冷却装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遠心鋳造法により、特に長尺で薄肉の円筒形状品を鋳造するに当たっては、通常、鋳造後に金型から鋳造品を取り出してから次のブラスト工程や切断加工等の工程に至るまでの間に、金型から取り出した鋳造品を常温下で完全冷却させる工程が介在し、特開昭６３−１８３７６７号公報には、このような冷却工程において、一対のローラ上に鋳造品を載せて、ローラを回転させながら鋳造品を冷却する技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
鋳造品の完全冷却に要する時間は長いことから、前記技術によれば、鋳造品を順次量産化するに当たっては、一対のローラからなる装置を並列状に複数台設けるなどして鋳造品の搬送距離をかせぐことで、冷却と量産化の両方の問題に対応させる措置が必要となる。しかしながら、ローラを並列状に多数設けることは設置スペースの拡大につながり、鋳造品の製造ライン全体のシステム構築においても問題となる。
【０００４】
本発明は以上のような問題を解決するために創作されたものであり、鋳造品の冷却と量産化を両立させるに当たり、設置スペースのコンパクト化が可能となり、簡易な構造の鋳造品の冷却装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、鋳造品であるワークを搬送中において冷却する冷却装置であって、ワークを上下方向に搬送可能とする搬送路を備える構成とした。鋳造品を上下方向に搬送することで、冷却と量産化を両立できるとともに、装置の設置スペースがコンパクトとなり、鋳造品の製造ライン全体におけるレイアウト設計の自由度が広がることとなる。
【０００６】
また、上下方向に複数段として形成され、ワークを載置可能な固定載置部と、上下方向に複数段として形成され、ワークを移載可能な可動移載部とを備え、前記可動移載部を繰り返し運動させることにより、該可動移載部を介してワークを上下に隣接し合う固定載置部にわたって順次移載させる構成とすれば、簡易で組み付けの容易な鋳造品の移載機構が実現される。
【０００７】
また、前記可動移載部の繰り返し運動は、ある段の固定載置部からワークを受け取る際の第１直線移動行程と、前記固定載置部の上部或いは下部において隣接する段の固定載置部に前記受け取ったワークを載置する際の第２直線移動行程と、前記第１直線移動行程と第２直線移動行程との間に介在する回転移動行程と、を有する構成とすれば、可動移載部と固定載置部との間でなされるワークの移し替えがスムースに行われるとともに、可動移載部の繰り返し運動を起こすための機構を簡易な構造にすることができる。
【０００８】
さらに、前記ワークの移載経路として、上方へ向けて移載される上昇移載経路と、下方へ向けて移載される下降移載経路とを有する構成とすれば、例えば１つのフロア上で構築された、いわゆる平面的な鋳造品の製造ラインに対して有効な冷却装置となる。
【０００９】
また、前記上昇移載経路と下降移載経路との間において、略水平方向に間隔的に複数として形成され、ワークを載置可能な横移載用固定載置部を有する横移載経路を介設し、該横移載経路において、ワークを前記可動移載部の繰り返し運動と同期させて隣接し合う前記横移載用固定載置部にわたって移載させる構成とすれば、上昇移載経路と横移載経路との間で、及び横移載経路と下降移載経路との間でワークの移載がスムースに行われ、鋳造品の量産効率の低下を防ぐことができる。
【００１０】
また、前記横移載経路におけるワークの移載は、前記可動移載部と同一の繰り返し運動の行程を有する横移載用可動移載部により行われる構成とすれば、横移載経路において簡単な移載機構が実現される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は鋳造品の冷却装置の側面説明図、図２は同正面説明図、図３は固定載置部を構成する固定載置板及び可動移載部を構成する可動移載板を示す側面説明図、図４は回転移動機構部の詳細説明図、図５は可動移載部の繰り返し運動の１サイクル行程を示すサイクル行程図、図６は上昇移載経路及び下降移載経路におけるワークの移載状態を示す作用説明図、図７は横移載経路におけるワークの移載状態を示す作用説明図である。
【００１２】
本発明の対象となる鋳造品は例えば遠心鋳造品などであり、図では長尺円筒状のシリンダスリーブ（以降、ワークＷという）として示している。本発明に係る鋳造品の冷却装置１は、ワークＷを上下方向に搬送可能とする搬送路を備えている。この搬送路は、上下方向に複数段として形成されてワークＷを載置可能な固定載置部２と、本実施形態では、この固定載置部２の段のピッチと同一のピッチを有して上下方向に複数段として形成され、ワークＷを移載可能な可動移載部３とから構成されており、特に本実施形態においては、ワークＷを上方へ向けて移載する上昇移載経路４と、下方へ向けて移載する下降移載経路５とを有した構成となっている。
【００１３】
複数段からなる各固定載置部２は、組み立て効率等の観点から一体的な部材として構成することが望ましく、例えば図３（ａ）にも示すように、上下方向に延在する固定載置板８において形成させれば良い。そして、この固定載置板８を、図１や図２に示すように、基台６から鉛直状に立ち上がるチャンネル材等の縦フレーム７に固設する。本実施形態において、固定載置板８は、上昇移載経路４を構成する固定載置板８ａと、下降移載経路５を構成する固定載置板８ｂとに分割的に構成されているが、勿論一体的に構成しても良い。
【００１４】
長尺のワークＷは水平状態として移載されるため、前記したように固定載置部２を板状部材である固定載置板８から構成した場合には、少なくともワークＷを２点支持する態様として固定載置板８をワークＷの長手方向に関し複数設ける必要がある。図２では、ワークＷの長手方向において、縦フレーム７を適宜間隔をおいて３本立設し、それぞれに同一形状の固定載置板８を固設した場合を示している。これにより、ワークＷはその両端寄りの部位と略中央部位との３点支持により各固定載置板８（固定載置部２）に水平状に載置される。この３点支持の構成は、上昇移載経路４と下降移載経路５との両経路において適用されている。なお、両端側の各縦フレーム７はその上端部が図示しない枠組みフレームにより支持されている。
【００１５】
固定載置部２は、ワークＷを載置する上部側が曲面部からなる凹部を有するように鉤爪状の部位として形成されている。つまり、この鉤爪部が上下方向に等間隔で形成されることで複数段の固定載置部２が構成される。図１や図３（ａ）から判るように、上昇移載経路４における固定載置部２と下降移載経路５における固定載置部２とは、互いに１８０度逆方向に突出するように形成されている。前記曲面部は例えばその曲率半径がワークＷの半径よりも大きいものとして形成される。場合によっては、曲面部に限らず、Ｖ字形状を呈するように一対の傾斜面部として凹部を設けても良く、いずれの場合も凹部状となるように形成することでワークＷを安定した状態で載置可能となる。
【００１６】
次いで可動移載部３について説明すると、上下方向に複数段として形成されている可動移載部３においても、固定載置部２の場合と同様に一体的な部材として構成することが望ましく、本実施形態では図３（ｂ），（ｃ）に示すように、上下方向に延在する可動移載板９及び１０において複数の可動移載部３を形成している。可動移載板９は図２に示すように、上昇移載経路４を構成する部材であり、可動移載板１０は下降移載経路５を構成する部材である。
【００１７】
可動移載板９及び１０において各可動移載部３は、例えば固定載置部２と同一の形状、すなわちワークＷを移載する上部側が曲面部からなる凹部を有するように鉤爪状の部位として形成されている。つまり、この鉤爪部が上下方向に等間隔で形成されることで複数段の可動移載部３が構成される。この可動移載板９及び１０における鉤爪部の段のピッチは、固定載置板８における鉤爪部の段のピッチと同一となっている。なお、可動移載板９及び１０はワークＷを２点支持にて移載するべく、図２に示すように、ワークＷの長手方向に関しそれぞれ一対として設けられる。
【００１８】
本発明は、以上のような固定載置部２と可動移載部３とを備え、可動移載部３を（本実施形態では可動移載板９及び１０）を繰り返し運動させることにより、可動移載部３を介してワークＷを上下に隣接し合う固定載置部２にわたって順次移載させる構成となっている。
【００１９】
前記したように固定載置部２はワークＷの載置部が凹部状として形成されているため、可動移載部３の繰り返し運動の行程として、ある段の固定載置部２からワークＷを受け取る際の第１直線移動行程と、前記固定載置部２の上部或いは下部において隣接する段の固定載置部２に前記受け取ったワークＷを載置する際の第２直線移動行程とを有する構成とすれば、可動移載部３と固定載置部２との間でなされるワークＷの移し替え時において、固定載置部２に対するワークＷの擦れの発生を効果的に防止でき、スムースな移載が可能となる。第１直線移動行程及び第２直線移動行程は鉛直方向に沿う直線移動として構成することがより望ましい。また、第１直線移動行程と第２直線移動行程との間に回転移動行程を介在させることで、ワークＷを横方向にずらしながら上下方向に移載できるとともに、可動移載部３の繰り返し運動を起こすための機構を簡易な構造にすることができる。
【００２０】
この可動移載部３の繰り返し運動を起こすための機構について説明すると、当該機構は、可動移載部３を回転移動させる回転移動機構部１１と、直線移動させる直線移動機構部１２とを備える。これら機構部は図１に示すように、ワークＷの長手方向（軸方向）から見て上昇移載経路４と下降移載経路５との間において配設されている。本実施形態において、回転移動機構部１１の駆動源はモータ１３（図２）であり、直線移動機構部１２の駆動源はシリンダ１４となっている。
【００２１】
図２に示すように、シリンダ１４はその伸縮ロッドを上方に向けて基台６上においてワークＷの長手方向に間隔をもって一対として設置されている。符号１５は、各シリンダ１４の伸縮ロッド側に接続してワークＷの長手方向に水平状に延在する可動横フレームを示し、シリンダ１４の伸縮動作を受けて上下方向に移動する。可動横フレーム１５の両端部寄りの上面には一対の可動支柱１６が鉛直状に固設されている。可動支柱１６同士は上下方向の中程及び上端において横梁となる補強部材１７により補強連結される。
【００２２】
モータ１３は、前記可動横フレーム１５の底部に、その出力軸がワークＷの長手方向と平行となるように取り付けられており、出力軸にはスプロケット１８が軸着されている。そして、可動支柱１６，１６の下部寄りにおいて回転自在に掛け渡されたシャフト１９に軸着したスプロケット２０との間にチェーン２１が巻回される。図４に示すように、シャフト１９は、可動支柱１６に固設した円筒部材２２にブッシュ２３を介して回転自在に取り付けられるものである。
【００２３】
図２に示すように、シャフト１９の両端部寄りにはそれぞれ駆動ギア２４が軸着されている。前記したように、可動移載板９及び１０はワークＷを２点支持するべくそれぞれ一対として設けられており、この一対の駆動ギア２４は各組の可動移載板９及び１０に対応するべく設けられるものである。以降、一方の組の可動移載板９及び１０に対する駆動伝達機構について、図４を主に参照して説明すると、可動支柱１６に固設した円筒部材２５にブッシュ２６を介して回転自在に取り付けられたシャフト２７の一端側には、従動ギア２８が軸着され、前記駆動ギア２４はその上部においてこの従動ギア２８に噛合する。シャフト２７の他端側にはスプロケット２９が軸着されている。
【００２４】
なお、図２から判るように、従動ギア２８とスプロケット２９は同様の取り付け態様にて上下一対として設けられており、上下のスプロケット２９間にチェーン３０を巻回することで、上下の各従動ギア２８とスプロケット２９が互いに同方向に同期回転する構成となっている。なお、符号３１（図１）はチェーン３０のテンション調整用のスプロケットである。
【００２５】
図４に示すように、従動ギア２８とスプロケット２９の各側面には軸部３２，３３が形成されている。本実施形態では、図１から判るように、ワークＷの長手方向（軸方向）から見て軸部３２及び軸部３３は、互いにその回転中心、つまりシャフト２７を挟んで１８０度反対の位置に形成される。一方、図３にも示すように、可動移載板９及び１０には、それぞれ可動移載部３の形成側と反対の側において支持ブラケット３４及び３５が上下一対として固設されている。そして、図４に示すように、支持ブラケット３４が軸部３３に、支持ブラケット３５が軸部３２にそれぞれ回転自在に取り付けられる。つまり、可動移載板９は支持ブラケット３４を介して上下一対の軸部３３に２点支持されることにより、鉛直状態を維持して上下一対のスプロケット２９側に取り付けられ、可動移載板１０は支持ブラケット３５を介して上下一対の軸部３２に２点支持されることにより、鉛直状態を維持して上下一対の従動ギア２８側に取り付けられる。
【００２６】
以上の構成により、図１においてスプロケット１８が時計回りに回転するようにモータ１３（図１においては図示せず）を駆動すると、スプロケット１８，チェーン２１，スプロケット２０を介してシャフト１９に軸着した駆動ギア２４が時計回りに回転し、この駆動ギア２４に噛合する従動ギア２８が反時計回りに回転するとともに、シャフト２７を介してスプロケット２９が従動ギア２８と一体的に同方向に回転する。上部側のスプロケット２９及び従動ギア２８もチェーン３０の介在により一体的に反時計回りに回転する。
【００２７】
そして、上下一対の軸部３３が互いに反時計回りに同期回転することにより、可動移載板９は平行リンク機構の作用によりその鉛直状態が維持されたまま反時計回りに回転する。また、上下一対の軸部３２が互いに反時計回りに同期回転することにより、可動移載板１０も平行リンク機構の作用によりその鉛直状態が維持されたまま反時計回りに回転する。以上により、各可動移載部３の繰り返し運動の内の回転移動行程が実現される。
【００２８】
また、シリンダ１４を作動させることで、可動横フレーム１５や可動支柱１６に取り付けられた回転移動機構部１１自体が上下方向に直線移動し、これにより可動移載板９及び１０の上下方向の直線移動がなされる。つまり、各可動移載部３の繰り返し運動の内の第１直線移動行程と第２直線移動行程が実現される。なお、可動支柱１６には図示しない横梁部材が固設されており、可動支柱１６はこの横梁部材を介して縦フレーム７にガイドされて上下に移動するように構成されているが、図では省略してある。
【００２９】
図５の（ａ），（ｂ）はそれぞれ下降移載経路５，上昇移載経路４における可動移載部３の繰り返し運動の１サイクル行程を示す説明図である。（ｂ）の上昇移載経路４側において、上下段の固定載置部２に対し下側から２Ａ，２Ｂと符号を付すと、固定載置部２Ａよりも若干下側に位置した可動移載部３（（１）の状態）は先ず、上方へ所定距離だけ直線移動し（（２）の状態）、その際に固定載置部２Ａに載置されたワークＷを受け取る。
【００３０】
この（１）から（２）の状態に移行する行程が第１直線移動行程となる。次いで、可動移載部３は受け取ったワークＷを上段の固定載置部２Ｂに対して迂回させるべく、（２）の状態から本図における反時計回りに回転し（（３）の状態）、（１）の状態の直上の位置、つまり上段の固定載置部２Ｂの上方の位置まで回転する（（４）の状態）。そして、（４）の状態から前記第１直線移動行程における移動距離と同距離分、下方へ直線移動し（（５）の状態）、その際に固定載置部２ＢにワークＷを移載する。つまり、この（４）から（５）の状態に移行する行程が第２直線移動行程となる。
【００３１】
そして、可動移載部３は（５）の状態から反時計回りに回転し（（６）の状態）、（１）の状態に戻る。なお、場合によっては、可動移載部３を（５）の状態から（１）の状態へ戻す際には時計回りに回転させることもできるが、前記したモータ１３の制御系が複雑化するので、回転移動行程においては、可動移載部３が常に同方向に回転するように構成した方が有利である。
【００３２】
次いで、図５（ａ）を基に下降移載経路５側について説明すると、上下段の固定載置部２に対し上側から２Ｃ，２Ｄと符号を付すと、固定載置部２Ｃよりも若干下側に位置した可動移載部３（（７）の状態）は先ず、上方へ所定距離だけ直線移動し（（８）の状態）、その際に固定載置部２Ｃに載置されたワークＷを受け取る。
【００３３】
この（７）から（８）の状態に移行する行程が第１直線移動行程となる。次いで、可動移載部３は受け取ったワークＷを上段の固定載置部２Ｃに対して迂回させるべく、（８）の状態から本図における反時計回りに回転し（（９）の状態）、（７）の状態の直下の位置、つまり下段の固定載置部２Ｄの上方の位置まで回転する（（１０）の状態）。そして、（１０）の状態から前記第１直線移動行程における移動距離と同距離分、下方へ直線移動し（（１１）の状態）、その際に固定載置部２ＤにワークＷを移載する。つまり、この（１０）から（１１）の状態に移行する行程が第２直線移動行程となる。そして、可動移載部３は（１１）の状態から反時計回りに回転し（（１２）の状態）、（７）の状態に戻る。
【００３４】
なお、以上の上昇移載経路４及び下降移載経路５におけるワークＷの移載の流れを図６にまとめて示した。本図においてもワークＷの移載の流れが判りやすいように各経路にワークＷを１個として示している。本図において（ａ）〜（ｆ）の状態は図５に示した（１）〜（６）の状態及び（７）〜（１２）の状態に対応している。
【００３５】
次いで、本実施形態では、図１に示すように、上昇移載経路４の上端側と下降移載経路５の上端側の間において、略水平方向に間隔的に複数として形成され、ワークＷを載置可能な横移載用固定載置部４１を有する横移載経路４２を介設し、この横移載経路４２において、ワークＷを前記した可動移載部３の繰り返し運動と同期させて隣接し合う横移載用固定載置部４１にわたって移載させる構成としてある。これにより上昇移載経路４と横移載経路４２との間で、及び横移載経路４２と下降移載経路５との間でワークＷの移載がスムースに行われ、鋳造品の量産効率の低下を防ぐことができる。
【００３６】
この横移載経路４２におけるワークＷの移載は、前記した可動移載部３と同一の繰り返し運動の行程を有する横移載用可動移載部４４により行う構成とすれば、簡単な移載機構が実現されることとなり、本実施形態では、この横移載用可動移載部４４として前記した可動移載板９及び１０の上端部を利用した態様としている。
【００３７】
横移載用固定載置部４１は図１に示すように４ヶ所（両端部の２ヶ所は上昇移載経路４、下降移載経路５の上端の固定載置部２を兼ねる）として、一定のピッチをもって形成されている。横移載用固定載置部４１は、例えば、上昇移載経路４と下降移載経路５の各固定載置板８の上部にわたって固設される横移載用固定載置板４５の上部において凹部状として形成されるものである。
【００３８】
一方、可動移載板９の上面には、この横移載用固定載置部４１の形成ピッチと同一のピッチをもって横移載用可動移載部４４が２ヶ所、それぞれ凹部状として形成されている。また、可動移載板１０の上面にも、横移載用可動移載部４４が一ヶ所凹部状として形成されている。
【００３９】
図７の（ａ）〜（ｉ）に示すように、横移載用固定載置部４１に載置されたワークＷは、図５で説明した可動移載板９及び１０の直線移動行程や回転移動行程の間において、横移載用可動移載部４４に移載されて隣接する横移載用固定載置部４１に移し替えられることとなる。
【００４０】
以上に説明したように、本実施形態における鋳造品の冷却装置１は、上昇移載経路４→横移載経路４２→下降移載経路５の順で複数のワークＷを順次、固定載置部２や横移載用固定載置部４１に移し替えていき、その移載途中においてワークＷの冷却がなされるものである。鋳造品の製造ラインが例えば立体的に構築されている場合には、上昇移載経路４若しくは下降移載経路５のどちらかのみで構成することもできる。
【００４１】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、各構成要素のレイアウト、形状、個数等は、図面に記載したものに限定されず、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明に係る鋳造品の冷却装置によれば、ワークを上下方向に搬送して冷却するため、冷却時間をかせぐために搬送スペースを横方向に広くしたり、或いは冷却装置を複数台設ける必要もなくなり、鋳造品の製造ラインにおける省スペース化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳造品の冷却装置の側面説明図である。
【図２】鋳造品の冷却装置の正面説明図である。
【図３】固定載置部を構成する固定載置板及び可動移載部を構成する可動移載板を示す側面説明図である。
【図４】回転移動機構部の詳細説明図である。
【図５】可動移載部の繰り返し運動の１サイクル行程を示すサイクル行程図である。
【図６】上昇移載経路及び下降移載経路におけるワークの移載状態を示す作用説明図である。
【図７】横移載経路におけるワークの移載状態を示す作用説明図である。
【符号の説明】
Ｗ　　　ワーク
１　　　鋳造品の冷却装置
２　　　固定載置部
３　　　可動移載部
４　　　上昇移載経路
５　　　下降移載経路
８　　　固定載置板
９，１０　可動移載板
４１　　　横移載用固定載置部
４２　　　横移載経路
４４　　　横移載用可動移載部
【図１】
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【図２】
2004066245.tif 000004
【図３】
2004066245.tif 000005
【図４】
2004066245.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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