(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に幅木部を設け、他端側にケレンが装着された中子を、鋳型内のキャビティに配設するための鋳造用中子の装着方法であって、
前記幅木部の一方の端部を吸着機構により吸着保持するとともに、前記中子の他端側をクランプ機構により保持する工程と、
前記吸着機構および前記クランプ機構が装着された装置本体を移動させ、前記キャビティに設けられた係合部に幅木部の他方の端部を部分的に係合させる工程と、
前記クランプ機構による前記中子の他端側の保持を解除した後、前記幅木部の一方の端部を押圧して該幅木部の他方の端部を前記係合部全体に係合させる工程と、
を有することを特徴とする鋳造用中子の装着方法。
【請求項２】
請求項１記載の装着方法において、前記幅木部の他方の端部を前記係合部全体に係合させた後、前記幅木部の一方の端部を押圧保持しながら、前記装置本体を前記中子から離間する方向に移動させる工程を有することを特徴とする鋳造用中子の装着方法。
【請求項３】
一端側に幅木部を設け、他端側にケレンが装着された中子を、鋳型内のキャビティに配設するための鋳造用中子の装着装置であって、
移動可能な装置本体に設けられ、前記幅木部の一方の端部を吸着保持する吸着機構と、
前記装置本体に設けられるとともに、前記中子の他端側を保持するクランプ機構と、
前記キャビティに設けられた係合部に前記幅木部の他方の端部を部分的に係合させた状態で、前記クランプ手段による前記中子の他端側の保持を解除した後、前記幅木部の一方の端部を押圧して該幅木部の他方の端部を前記係合部全体に係合させる加圧機構と、
を備えることを特徴とする鋳造用中子の装着装置。
【請求項４】
請求項３記載の装着装置において、前記加圧機構は、アクチュエータと、
前記アクチュエータから延在して進退可能なロッド部に、スプリングを介して所定距離だけ移動可能に支持され、前記幅木部の一方の端部を押圧する押圧ピンと、
を備えることを特徴とする鋳造用中子の装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一端側に幅木部を設け、他端側にケレンが装着された中子を、鋳型内のキャビティに配設するための鋳造用中子の装着方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、中空状の鋳物を鋳造する際に使用される中子には、この中子をキャビティ内の所定の位置に精度よく配置するために、幅木が設けられる場合が多い。さらに、中子を定位置に支持するために、種々の異なる形状を有するケレン（金具）が使用されている。特に、位置決め精度（鋳抜き精度）が要求される長尺状の中子では、この種の幅木とケレンとを併用する構成が採用されている。
【０００３】
この種の中子は、通常、セット装置に保持されて鋳型内に移送された後、この鋳型内の幅木、例えば、中子位置決め用溝に、前記中子の幅木を自動的に配設する作業が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の技術では、鋳型の造型精度と中子の成形精度、砂混練および造型による熱膨張、鋳型の移載精度、セット装置の移載精度、または前記中子と前記セット装置との相対位置精度等、多種の要因から生じるばらつきを吸収することができない。従って、位置決め精度が要求される長尺状の中子に対応することができず、通常、この種の長尺状の中子では、作業者が手作業によりセットしている。
【０００５】
しかしながら、中子のセット作業が人手に依存されるため、作業者が増加するとともに、生産性が低下するという問題が指摘されている。
【０００６】
また、鋳造成形後に中子を除去する必要がある場合には、この中子の除去作業を効率的に行うために、該中子の強度を最小限に抑えることが望ましい。その際、特に小径で長尺な中子では、キャビティ内にセットする作業が相当に煩雑化してしまい、人手による前記中子のセット作業が煩雑かつ時間のかかるものとなるという問題がある。
【０００７】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、中子を鋳型内の所望の部位に自動的にかつ精度よくセットすることができ、生産性を有効に向上させることが可能な鋳造用中子の装着方法および装置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】
本発明に係る鋳造用中子の装着方法および装置では、中子の幅木部の一方の端部が吸着機構により吸着保持されるとともに、前記中子の他端側がクランプ機構により保持される。そして、吸着機構およびクランプ機構が装着された装置本体を移動させ、キャビティに設けられた係合部に幅木部の他方の端部を部分的に係合させる。この状態で、クランプ機構による中子の他端側の保持が解除されるとともに、幅木部の一方の端部が押圧されることにより、前記幅木部の他方の端部が係合部全体に係合する。
【０００９】
このように、中子の幅木部の他方の端部をキャビティ側の係合部に部分的に係合させた後、クランプ機構による保持が解除されるとともに、前記幅木部の一方の端部が押圧されて、前記幅木部の他方の端部が前記係合部全体に係合されている。このため、中子と鋳型の位置合わせ部分にずれが生じていても、このずれを確実に吸収することができ、前記中子を前記鋳型内の所望の位置に確実かつ高精度に配置することが可能になる。
【００１０】
しかも、幅木部の係合動作が分割されている。従って、幅木部と係合部とに位置ずれが発生していても、後段の係合動作時にクランプ機構による保持が解除されており、中子自体が位置調整可能となって、前記幅木部に損傷が惹起されることを有効に阻止することができる。
【００１１】
また、幅木部の他方の端部が係合部全体に係合した後、前記幅木部の一方の端部を押圧保持しながら、装置本体が前記中子から離間する方向に移動する。これにより、装置本体が中子から離間する際に、この中子が鋳型から離間して落下することを確実に阻止することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係る鋳造用中子の装着方法を実施するための装着装置１０の概略斜視説明図であり、図２は、前記装着装置１０の概略正面説明図である。
【００１３】
装着装置１０は支柱１２を備えており、この支柱１２の上部には、水平方向に延在するガイドレール１４が支持される。このガイドレール１４の端部には、モータ１５が固定され、このモータ１５に連結されたボールねじ１７が矢印Ｘ方向に延在している。このボールねじ１７に可動台車１６が螺合しており、前記可動台車１６は矢印Ｘ方向に進退可能である。可動台車１６には、鉛直方向（矢印Ｙ方向）に向かって昇降シリンダ１８が装着され、この昇降シリンダ１８の下方向に延在するロッド２０には、昇降ベース２２が固着される。
【００１４】
図３および図４に示すように、昇降ベース２２には、挿入機構２４を介して装置本体２６が進退可能に装着される。この挿入機構２４は、昇降ベース２２に固定されるシリンダ２８を備え、このシリンダ２８から水平方向に延在するロッド２８ａの先端に装置本体２６が固定される。装置本体２６には、ロッド２８ａの両側に位置してガイドロッド２９の端部が固着されており、前記ガイドロッド２９が昇降ベース２２に固着されているガイド筒体３０に嵌合支持される。
【００１５】
装置本体２６には、４本の中子３２を鉛直姿勢で保持する第１乃至第４中子保持部３４、３６、３８および４０が設けられる。中子３２は、砂を粘結材等で固めて成形されており、一端側（上部側）に幅木部４２が形成されるとともに、他端側（下部側）にケレン（金具）４４が装着されている。
【００１６】
幅木部４２は、一方の端部４２ａと他方の端部４２ｂとを備えており、他方の端部４２ｂには、内方に向かって多段、例えば、３段に、順次、テーパを介して縮径する係合穴４６が形成されている（図５参照）。ケレン４４は、キャップ部４８と、このキャップ部４８の外周側から等角度間隔だけ離間して半径外方向に突出する３本の突起部５０とを備えている。
【００１７】
第１乃至第４中子保持部３４、３６、３８および４０は、板状のアーム５２を備えており、各アーム５２は装置本体２６に対して鉛直方向に指向し、かつ、互いに所定の間隔ずつ離間して固定されている。アーム５２の上部には、中子３２の幅木部４２の一方の端部４２ａを吸着保持する吸着機構５４と、前記一方の端部４２ａを前記中子３２側（矢印Ａ方向）に押圧する加圧機構５６とが装着される。アーム５２の下端部には、中子３２の他端側を保持するクランプ機構５８と、前記中子３２を矢印Ａ方向に位置決めする位置決めプレート５９とが装着される。
【００１８】
図５に示すように、吸着機構５４は、アーム５２の上部に固定される吸着ブロック６０を備え、この吸着ブロック６０の側部に形成された吸引ポート６２が吸引室６４に連通する。吸引室６４の先端側は、幅木部４２の一方の端部４２ａが嵌合可能なように、この一方の端部４２ａの形状に対応している。吸引ポート６２には、図示しない真空発生源から延在する管路が接続される。
【００１９】
加圧機構５６は、吸着ブロック６０の端部に固定されるシリンダ（アクチュエータ）６８を備え、このシリンダ６８から矢印Ａ方向に延在するロッド７０に可動筒体７２が連結される。可動筒体７２の内部に形成される室７４には、スプリング７６を介して押圧ピン７８の大径部７８ａが配設されるとともに、この押圧ピン７８は、前記室７４内で所定距離Ｓだけ進退可能である。押圧ピン７８は、吸着ブロック６０に形成される孔部８０に嵌合されており、その先端部が吸引室６４内に突出して一方の端部４２ａに係合可能である。
【００２０】
図６に示すように、クランプ機構５８は、アーム５２の下端部に固着されるアクチュエータ８２を備える。このアクチュエータ８２を介して互いに近接および離間変位する取り付け部８４ａ、８４ｂには、一対のクランプ爪８６ａ、８６ｂがねじ止め固定される。
【００２１】
図３に示すように、装置本体２６の長手方向両端部には、位置決めピン８８ａ、８８ｂが設けられており、前記位置決めピン８８ａ、８８ｂは、その切り欠き方向が略直交するように構成されている。
【００２２】
図１および図２に示すように、第１乃至第４中子保持部３４、３６、３８および４０にそれぞれ保持された中子３２は、鋳造装置１００に対応して配置される。鋳造装置１００は、互いに開閉可能な第１および第２鋳型１０２、１０４を備え、図７に示すように、前記鋳型１０２、１０４が連結構造１０６を介して互いに締め付け固定されるとともに、型締め時にキャビティ１０７が形成される。
【００２３】
図８に示すように、鋳型１０２には、４本の中子３２に設けられている各幅木部４２の係合穴４６に対応する４つの係合部１０８が形成される。各係合部１０８は、係合穴４６の形状に対応しており、この係合穴４６側に向かって、順次、テーパを介し縮径する３段構造に構成されている。
【００２４】
このように構成される装着装置１０の動作について、本実施形態に係る装着方法との関連で以下に説明する。
【００２５】
まず、図１および図２に示すように、中子取り付けステーションＰにおいて、第１乃至第４中子保持部３４、３６、３８および４０に中子３２が保持される。各中子３２では、図４に示すように、吸着機構５４を構成する吸引室６４に幅木部４２の一方の端部４２ａが嵌合しており、この吸引室６４内の吸引作用下に、前記一方の端部４２ａが吸着保持されるとともに、クランプ機構５８が駆動されて前記中子３２の他端側がクランプ爪８６ａ、８６ｂにより保持される（図６参照）。
【００２６】
第１乃至第４中子保持部３４、３６、３８および４０に各中子３２が鉛直姿勢で位置決め保持された後、昇降シリンダ１８が駆動されてロッド２０と一体的に昇降ベース２２が上昇する（図２中、矢印▲１▼参照）。次いで、モータ１５の駆動作用下に、可動台車１６がガイドレール１４に沿って、図２中、矢印▲２▼方向に移動した後、昇降シリンダ１８が駆動されて昇降ベース２２が下降する（図２中、矢印▲３▼参照）。
【００２７】
一方、鋳造装置１００では、鋳型１０２、１０４が予め離間して配置されている。そして、昇降ベース２２と一体的に装置本体２６が下降することにより、第１乃至第４中子保持部３４、３６、３８および４０が、鋳型１０２、１０４間に配置される（図８参照）。
【００２８】
この状態で、挿入機構２４を構成するシリンダ２８が駆動されてロッド２８ａと一体的に装置本体２６が鋳型１０２側（矢印Ａ方向）に所定の位置まで移動する。このため、第１乃至第４中子保持部３４、３６、３８および４０にそれぞれ保持されている中子３２では、幅木部４２の係合孔４６に対して鋳型１０２に設けられている係合部１０８が部分的に嵌合（係合）する（図９参照）。この位置では、鋳型１０２と中子３２とは、非接触状態に維持されている。
【００２９】
そこで、クランプ機構５８を構成するアクチュエータ８２が駆動され、取り付け部８４ａ、８４ｂと一体的にクランプ爪８６ａ、８６ｂが互いに離間する方向に移動する。このため、クランプ機構５８による中子３２の他端側の保持が解除される。
【００３０】
次に、図１０に示すように、加圧機構５６を構成するシリンダ６８が駆動され、ロッド７０と一体的に可動筒体７２が矢印Ａ方向に移動する。この可動筒体７２には、押圧ピン７８の大径部７８ａ側が嵌合支持されており、前記可動筒体７２と一体的に前記押圧ピン７８が矢印Ａ方向に移動し、その先端部で幅木部４２の一方の端部４２ａを矢印Ａ方向に押圧する。その際、吸引室６４内の吸引が解除（オフ）されている。
【００３１】
従って、中子３２は、幅木部４２の係合穴４６に係合部１０８が部分的に嵌合支持された状態で、この幅木部４２が矢印Ａ方向に移動して前記幅木部４２の前記係合穴４６に前記係合部１０８全体が嵌合する（図１０および図１１参照）。これにより、中子３２は、幅木部４２が鋳型１０２の係合部１０８により位置決め支持される一方、ケレン４４が、前記鋳型１０２に対して位置決めされる。
【００３２】
この場合、本実施形態では、中子３２の係合動作を２つに分割して行うため、前記幅木部４２と鋳型１０２の係合部１０８とに位置ずれが発生していても、この位置ずれを確実に吸収して前記中子３２を前記鋳型１０２内の所望の位置に自動的かつ高精度に配置することが可能になる。
【００３３】
すなわち、中子３２の幅木部４２の係合穴４６は、まず、挿入機構２４の駆動作用下に、係合部１０８に対し部分的に係合した状態で配置される（図１２参照）。その際、幅木部４２の係合穴４６と係合部１０８との間に隙間Ｈの位置ずれが発生していると、この隙間Ｈが存在している状態で前記幅木部４２と前記係合部１０８とが部分的に係合している。
【００３４】
ところが、中子３２を一度の係合動作で鋳型１０２に挿入しようとすると、上記の隙間Ｈの存在によって幅木部４２が損傷し、中子３２を鋳型１０２に対して所定の位置に正確に配置することができないおそれがある。
【００３５】
これに対して、本実施形態では、図１２に示すように、係合部１０８に対して幅木部４２が部分的に係合した状態で、一旦、中子３２の挿入動作が停止され、クランプ機構５８による中子３２の他端側の把持が解除される。このため、中子３２は、幅木部４２と係合部１０８にのみ保持された状態で、前記幅木部４２が加圧機構５６を介して矢印Ａ方向に押圧される。
【００３６】
従って、図１３に示すように、中子３２は、矢印Ａ方向に移動するとともに、幅木部４２の係合穴４６と係合部１０８との隙間Ｈを吸収するように鉛直上方向（矢印Ｂ方向）にも移動する。この場合、中子３２の他端側がクランプ機構５８に保持されておらず、この中子３２は幅木部４２のみが支持されて矢印Ａ方向に押圧されるため、容易に矢印Ｂ方向に移動できるからである。
【００３７】
これにより、幅木部４２と係合部１０８との位置ずれが確実に吸収され、この幅木部４２が前記係合部１０８に確実に挿入保持される（図１４参照）。従って、各種の要因から生じる中子３２と鋳型１０２との位置合わせ部分のずれを確実に吸収することができ、前記中子３２を前記鋳型１０２内の所望の位置に自動的かつ高精度に配置することが可能になるという効果が得られる。特に、幅木部４２の係合穴４６および係合部１０８の段部にテーパが設けられており、前記幅木部４２と前記係合部１０８との係合（挿入）動作が一層円滑に遂行されるとともに、該幅木部４２が損傷することを確実に阻止することができる。
【００３８】
また、係合部１０８は、係合穴４６側に向かって、順次、テーパを介して縮径する３段構造に構成されている。このため、中子３２との接触による係合部１０８の摩耗が、１段構造に比べて少なくなり、前記係合部１０８の耐久性が有効に向上する。
【００３９】
上記のように、中子３２が鋳型１０２の所望の部位に配置された後、挿入機構２４を構成するシリンダ２８が駆動され、装置本体２６が前記鋳型１０２から離間する方向（図１０中、矢印Ｃ方向）に移動する。その際、幅木部４２の一方の端部４２ａを押圧保持している押圧ピン７８と可動筒体７２との間に所定の距離Ｓが形成されている。
【００４０】
このため、装置本体２６と一体的にアーム５２が矢印Ｃ方向に移動する際、押圧ピン７８はスプリング７６の弾性力を介して幅木部４２の一方の端部４２ａを押圧保持し、所定の距離Ｓだけ前記アーム５２が矢印Ｃ方向に移動した後、該アーム５２と一体的に前記押圧ピン７８が矢印Ｃ方向への移動を開始する。これにより、吸着機構５４が矢印Ｃ方向に移動すると同時に、中子３２が鋳型１０２から離脱して落下することがなく、この中子３２を前記鋳型１０２に対して確実に保持することができるという利点がある。
【００４１】
図１５に示すように、装置本体２６が中子３２から離間した後、加圧機構５６を構成するシリンダ６８が駆動され、押圧ピン７８が所定の退避位置まで後退する。さらに、図２に示すように、装置本体２６は、昇降シリンダ１８の駆動作用下に一旦上昇した後（矢印▲４▼）、可動台車１６の作用下に、矢印▲５▼方向に移送され、再度、前記昇降シリンダ１８の駆動作用下に矢印▲６▼方向（鉛直下方向）に移送されて中子取り付けステーションＰに配置される。
【００４２】
鋳造装置１００では、鋳型１０２、１０４が型締めされ、これらの間に形成されるキャビティ１０７に溶湯が注湯されることにより、中子３２およびケレン４４を鋳ぐるんで所定の鋳物が鋳造される。なお、中子３２は、振動等を付与することにより、鋳物内から除去され、これによって中空状の鋳物が製造されることになる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係る鋳造用中子の装着方法および装置では、中子の幅木部をキャビティ側の係合部に部分的に係合させた後、クランプ機構による前記中子の保持が解除されるとともに、前記幅木部が押圧されることにより、該幅木部が前記係合部全体に係合される。このため、中子と鋳型の位置合わせ部分のずれを確実に吸収することができ、前記中子を前記鋳型内の所望の位置に確実かつ高精度に配置することが可能になる。しかも、幅木部の係合動作を分割するだけでよく、前記幅木部が損傷することを有効に阻止するとともに、中子の装着作業を容易に自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る鋳造用中子の装着方法を実施するための装着装置の概略斜視説明図である。
【図２】前記装着装置の概略正面説明図である。
【図３】前記装着装置を構成する第１乃至第４中子保持部を装着する装置本体の斜視図である。
【図４】前記第１中子保持部の側面説明図である。
【図５】前記第１中子保持部を構成する吸着機構および加圧機構の断面説明図である。
【図６】前記第１中子保持部を構成するクランプ機構の斜視図である。
【図７】鋳造装置の一部斜視説明図である。
【図８】前記第１中子保持部と前記鋳型の説明図である。
【図９】挿入機構により前記中子を前記鋳型に部分的に係合する際の動作説明図である。
【図１０】前記加圧機構の動作説明図である。
【図１１】前記加圧機構により前記中子を前記鋳型に完全に挿入する際の動作説明図である。
【図１２】前記中子の幅木部が前記係合部に部分的に係合した状態の説明図である。
【図１３】前記幅木部が前記係合部に挿入されながら位置ずれを吸収する際の動作説明図である。
【図１４】前記幅木部が前記係合部に完全に挿入された状態の説明図である。
【図１５】前記中子がセットされた後、前記装置本体を該中子から離間させる際の動作説明図である。
【符号の説明】
１０…装着装置                  ２２…昇降ベース
２４…挿入機構                  ２６…装置本体
２８…シリンダ                  ３４、３６、３８、４０……中子保持部
４２…幅木部                    ４４…ケレン
４６…係合穴                    ５４…吸着機構
５６…加圧機構                  ５８…クランプ機構
６０…吸着ブロック              ６４…吸引室
６８…シリンダ                  ７４…室
７６…スプリング                ７８…押圧ピン
８２…アクチュエータ            ８６ａ、８６ｂ…クランプ爪
１００…鋳造装置                １０２、１０４…鋳型
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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