(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の一端の受口の内周面を形成するためのコアを、この管を遠心鋳造するための金枠に装着させるためのコアセッターであって、前記コアを保持するコアリングと、このコアリングを支持して前記金枠の管受口形成部に対して近づけたり遠ざけたりすることができるセッター部とを有し、このセッター部は、このセッター部に対し前記コアリングを連結および解放自在に支持しかつ回転自在に支持するように構成されていることを特徴とする遠心鋳造装置のコアセッター。
【請求項２】
管の一端の受口の内周面を形成するためのコアを、請求項１に記載のコアセッターに装着して、このコアセッターを金枠に近づけることにより、前記コアを保持しかつセッター部に回転自在に支持されたコアリングを回転中の金枠にセットしてつれ回りさせたうえで、セッター部を金枠から遠ざけてこのセッター部からコアリングを解放させるとともに、鋳造終了後の回転中の金枠にセッター部を近づけて、金枠と一体に回転しているコアリングをこのセッター部により回転状態で支持して連結し、かつこのセッター部を金枠から遠ざけることによってコアリングを金枠から離脱させることを特徴とする遠心鋳造装置におけるコアの着脱方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は遠心鋳造装置のコアセッターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダクタイル鋳鉄管を遠心鋳造するための装置として、図９に示すものが知られている。ここで、１は遠心鋳造金枠で、駆動式のローラ２の上に水平方向に支持されることで、その軸心３のまわりに高速で回転できるように構成されている。ダクタイル鋳鉄管はその一端に管胴部よりも大径の受口を有するのが通例であり、これに対応して金枠１にもその一端部に他の部分よりも大径の受口形成部４が設けられている。
【０００３】
また、ダクタイル鋳鉄管の受口の内周面は複雑な形状を呈するのが一般的であり、このような受口の内周面を形成するために、図示のような砂中子すなわちコア５が用いられている。このコア５は、円筒状に形成されるとともに、その外周に、受口の内周を形成するための凹凸部６が形成されている。そしてこのコア５は、コアセッターにおけるコアリング７に外ばめされることによってこのコアリング７に支持され、このコアリング７が金枠１に装着されることによって、金枠１の受口形成部４に挿入されて同心状にセットされるように構成されている。コア５を支持したコアリング７は、コアセッターにおける図示を省略したセッター部に取り付けられており、このセッター部が金枠１に向けて移動することで、コア５を受口形成部４に挿入してセットできるように構成されている。
【０００４】
コアリング７を金枠１の受口形成部４にセットするための手法として、コアリング７を油圧力によって受口形成部４に押し付けるものや、コアリング７をフックによって受口形成部４に固定するものなどがある。セット後は、セッター部はコアリング７から離れて金枠１から遠ざかり、この金枠１の回転作業に支障が生じないようにされる。
【０００５】
そして、このようにコア５がセットされた金枠１がローラ２によって軸心３のまわりに高速で回転され、その状態で図示のように金枠１の内部に溶湯８が供給されることによって、コア５によって受口９の内周が所定の形状に形成された管が遠心鋳造されることになる。鋳造の完了後は、セッター部が金枠１に接近してコアリング７を受け取り、このコアリング７を金枠から遠ざかる方向に移動させることで、成形された鋳鉄管からコアが取り除かれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の構成においては、金枠１が回転せずに停止している状態で、コア５を支持したコアリング７をセッター部から金枠１に渡して、この金枠１に装着させる必要があるとともに、鋳造後は、金枠１の回転が完全に停止してから、セッター部を金枠１に接近させてこの金枠からコアリング７を受け取る必要があり、金枠１の回転開始前および完全停止後の作業が必要となる。
【０００７】
詳細には、コア５を金枠１にセットするための手法として、上述のように油圧力によって押し付けるものやフックによって固定するものなどがあるが、油圧力によって押し付けるものでは、騒音や振動が発生したり、コアの割れなどの異常が発生しやすく、このため本来は金枠１の回転中でもコア５の着脱が可能であるにもかかわらず、実際は金枠１の回転停止中または微速回転中に着脱を行わざるを得ない。フックによって固定するものでは、金枠１が完全に回転を停止していないとフックの開閉作業を行うことができない。
【０００８】
すなわち従来は、図１０に示すように、ステップ１００で前回の鋳造管を金枠１から引き抜いたなら、ステップ１０１に示すように金枠１を回転させて、ステップ１０２に示すように金枠１の内面に所定のコーティングを施し、このコーティング作業が完了したなら、ステップ１０３に示すように、いったん金枠１の回転を停止させている。そして、その金枠１が回転を停止している状態で、ステップ１０４に示すようにこの金枠１にコア５をセットしている。その後、ステップ１０５に示すように再び金枠１を回転させ、ステップ１０６に示すように溶湯を供給して管の鋳造を行っている。次に、ステップ１０７に示すように金枠１の回転を停止させたうえで、ステップ１０８に示すようにコア５を金枠１から取り外し、最後にステップ１０９に示すように鋳造された管を金枠１から引き抜いている。
【０００９】
このため、従来においては、金枠１へのコア５の装着および金枠１からのコア５の離脱に相応の時間を要し、その結果、一つの鋳鉄管を鋳造するためのサイクルタイムが長くなるという技術的課題がある。
【００１０】
そこで本発明は、このような技術的課題を解決して、遠心鋳造装置の金枠に対するコアの装着と取り外しとを迅速に行えるようにして、管を鋳造するためのサイクルタイムを短縮できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明は、一端に受口を有する管の内周面を形成するためのコアを、この管を遠心鋳造するための金枠に装着させるためのコアセッターが、前記コアを保持するコアリングと、このコアリングを支持して前記金枠の管受口形成部に対して近づけたり遠ざけたりすることができるセッター部とを有し、このセッター部は、このセッター部に対し前記コアリングを連結および解放自在に支持しかつ回転自在に支持するように構成されているようにしたものである。
【００１２】
このような構成であると、セッター部がコアリングを回転自在に支持したものであるため、金枠が回転しているときにこの金枠にコアをセットしてつれ回りさせることができるとともに、金枠が完全に回転を停止していない状態のときに回転中のコアを金枠から取り外すことができ、このため金枠が回転を停止するまでの待ち時間が不要になって、鋳鉄管の製造のためのサイクルタイムを短縮することができる。
【００１３】
また本発明は、管の一端の受口の内周面を形成するためのコアを上記構成のコアセッターに装着して、このコアセッターを金枠に近づけることにより、前記コアを保持しかつセッター部に回転自在に支持されたコアリングを回転中の金枠にセットしてつれ回りさせたうえで、セッター部を金枠から遠ざけてこのセッター部からコアリングを解放させるとともに、鋳造終了後の回転中の金枠にセッター部を近づけて、金枠と一体に回転しているコアリングをこのセッター部により回転状態で支持して連結し、かつこのセッター部を金枠から遠ざけることによってコアリングを金枠から離脱させるものである。
【００１４】
このようにすると、同様に、金枠が回転しているときにこの金枠にコアをセットしてつれ回りさせることができるとともに、金枠が完全に回転を停止していない状態のときに回転中のコアを金枠から取り外すことができ、このため金枠が回転を停止するまでの待ち時間が不要になって、鋳鉄管の製造のためのサイクルタイムを短縮することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１において、１は遠心鋳造金枠、４はその受口形成部で、これらは図９に示したものと同様の構成である。この金枠１における受口形成部４の開口端の部分には、その周方向に沿った複数の位置に、ロック装置１１が設けられている。各ロック装置１１は、金枠１の接線の方向の支持軸１２によって中央部が回転自在に支持されたロックレバー１３を有し、このロックレバー１３の一端部１４にはおもり１５が取り付けられている。ロックレバー１３の他端部１６の先端には、ロック爪１７が形成されている。ロック爪１７は、金枠１から軸心方向に突出した状態で設けられている。
【００１６】
ロックレバー１３は、金枠１が回転したときにおもり１５に作用する遠心力によって、このおもり１５すなわち一端部１４が金枠１から離れる径方向の外向きに揺動するように、支持軸１２のまわりに回転可能とされている。このとき、ロックレバー１３の他端部１６すなわちロック爪１７は、金枠１に近づく径方向の内向きに揺動することになる。ロックレバー１３は、支持軸１２のまわりに設けられたねじりコイルばね１８によって、おもり１５すなわち一端部１４が金枠１から離れる径方向の外向きに揺動しかつロック爪１７すなわち他端部１６が金枠１に近づく径方向の内向きに揺動する方向に力を与えられている。
【００１７】
ロック爪１７には、金枠１に近づくにつれてこの金枠１の中心部に近づく方向の第１の傾斜面２０と、金枠１に近づくにつれてこの金枠１の中心部から離れる方向の第２の傾斜面２１とが形成されており、第１の傾斜面２０の方が第２の傾斜面２１よりも金枠１から遠い位置に形成されている。そして、図１に示すようにねじりコイルばね１８によってロックレバー１３が上記の揺動姿勢に保持されている状態において、金枠１の中心軸に対して、第１の傾斜面２０は比較的傾斜が緩く、反対に第２の傾斜面２１は比較的傾斜が急になるように形成されている。
【００１８】
図１において、２３はコアセッターで、円筒状のコア５に内ばめされた状態でこのコア５を保持するコアリング２４と、このコアリング２４を支持するセッター部２５とを有する。
【００１９】
セッター部２５は、金枠１の軸心と直交する方向に配置されたアーム２６と、このアーム２６の先端に設けられた円筒部２７とを有する。アーム２６は、金枠１の軸心の方向に移動して、金枠１に対し近づいたり遠ざかったりすることができる。円筒部２７は金枠１と同軸上に配置されており、その金枠１側の先端の外周には、リング体２８がベアリング２９によって回転自在に支持されている。リング体２８の先端部の外周には、先細り状のテーパ面３０が形成されている。円筒部２７の内部には、クランプ装置３１が設けられている。このクランプ装置３１は、シリンダ装置によって円筒部２７の径方向に開閉するクランプ爪３２を有する。
【００２０】
コアリング２４は、金枠１に装着可能なように構成されかつコア５を保持するコア保持部３３と、セッター部２５のリング体２８に被せることができる外ばめ部３４と、セッター部２５の円筒部２７の内部に挿入することができる円筒状の挿入部３５とを有する。挿入部３５の先端には、ベアリング３６によってリング体３７が回転自在に支持されている。リング体３７の先端の外周には、クランプ装置３１のクランプ爪３２によって軸心方向にかかり合わされることができるフランジ３８が形成されている。
【００２１】
外ばめ部３４の外周には、フランジ３９が形成されている。そして、このフランジ３９における金枠１側の端部の外周には第１のテーパ面４０が形成され、これとは反対側の端部の外周には第２のテーパ面４１が形成されている。外ばめ部３４の内周には、リング体２８のテーパ面３０に外ばめされるテーパ面４２が形成されている。
【００２２】
このような構成において、管を鋳造する場合には、図１に示すように、コア５を保持した状態のコアリング２４を、金枠１から離れた位置においてあらかじめセッター部２５にセットしておく。このとき、外ばめ部３４のテーパ面４２がセッター部２５のリング体２８のテーパ面３０に被さることで、コアリング２４は、セッター部２５に対し同心状にセットされる。またこのとき、セッター部２５のクランプ装置３１を閉動させて、そのクランプ爪３２をコアリング２４のリング体３７のフランジ３８にかかり合わせておく。
【００２３】
この状態では、コアリング２４は、リング体３７にクランプ爪３２がかかり合っていることから、セッター部２５に連結された状態となっており、またベアリング２９とベアリング３６とによってセッター部２５に対し回転自在となっている。すなわち、リング体３７はクランプ爪３２にかかり合わされていることからクランプ装置３１に対して固定された状態となるが、このリング体３７がベアリング３６によってコアリング２４の挿入部３５に対し回転自在であるため、コアリング２４は、セッター部２５に対し回転自在な状態で、このセッター部２５に同心状に連結されている。
【００２４】
この状態で、図１に示すように、セッター部２５を金枠１に近づく方向に移動させる。すると、図２に示すように、コアリング２４のフランジ３９の第１のテーパ面４０が、金枠１においてばね１８により所定の姿勢に保持されているロックレバー１３のロック爪１７の第１の傾斜面２０に当たりこの比較的傾斜の緩い第１の傾斜面２０を外向きに押して、ロックレバー１３の他端部１６すなわちロック爪１７を開方向に変位させる。これによって、フランジ３９はロック爪１７の位置を通過可能である。
【００２５】
フランジ３９が通過すると、図３に示すように、ばね１８の力によってロック爪１７は再び閉方向に揺動し、その第２の傾斜面２１がフランジ３９の第２のテーパ面４１を押圧する。このとき、コアリング２４は、コア保持部３３が金枠１に接触した状態でこの金枠１に装着される。また、このとき、ロック爪１７の第２の傾斜面２１は比較的急であるため、ばね１８の力によってフランジ３９すなわちコアリング２４を金枠１の方向へしっかりと押圧させるように作用する。
【００２６】
また、コアリング２４とコア５とは、このように金枠１に装着されることで、この金枠１が完全に静止せずに回転を行っている場合には、ベアリング２９、３６によってセッター部２５に回転自在に支持された状態で、つれ回りにより金枠１と一体に回転する。しかも、このようにベアリング２９、３６によってセッター部２５に回転自在に支持されているため、金枠１が回転を行っている状態のときにコアリング２４すなわちコア２５を支障なく金枠１に装着させることができる。
【００２７】
金枠１へのコアリング２４の装着ができたなら、図３において仮想線で示すようにクランプ爪３２を開動させてリング体３７をクランプした状態を解除し、その状態で図４に示すようにアーム２６によりセッター部２５を金枠から遠ざかる方向に移動させる。すると、コア５およびコアリング２４はロック爪１７により保持された状態で金枠１に残り、セッター部２５のみが金枠１から遠ざかる。
【００２８】
このとき、セッター部２５が金枠１から遠ざかるのを待たずに、遠心鋳造のための金枠１の高速回転を起動しても、あるいは、セッター部２５が移動を開始する前に金枠１の高速回転を起動しても、セッター部２５とコアリング２４とはベアリング２９、３６によって互いに回転自在であるため、何ら問題は生じない。このため、金枠１の高速回転の立ち上げを早期に行うことができ、したがって鋳鉄管の製造のためのサイクルタイムを短縮することができる。
【００２９】
そして、金型１がたとえば１０００ｒｐｍ程度の高速回転を行うことで、ロックレバー１３のおもり１５に大きな遠心力が作用して、ロック爪１７が急な傾斜面２１を介してコアリング２４を強い力で押圧し、これによってコアリング２４およひびコア５が確実に金枠１に装着された状態となり、この状態のもとで図５に示すように金枠１の内部に溶湯４３が供給される。溶湯４３は、金型１により冷却されて凝固し、これによって鋳鉄管が製造される。このとき、セッター部２５はコアリング２４すなわち金枠１から分離されているため、この金型１が高速回転するときの振動などが伝達されないという利点がある。
【００３０】
溶湯４３が凝固したなら、セッター部２５を再び金枠１に接近させる。すると、図６に示すようにリング体２８がコアリング２４の外ばめ部３４の内部に入り込んで、テーパ面３０、４２どうしが接触する。金枠１がまだ停止していない状態でこのようにリング体２８を外ばめ部３４の内部に入り込ませると、それによってリング体２８はつれ回りされるが、このリング体２８はベアリング２９によって支持されているため、円筒部２７やアーム２６には回転力が伝達されず、したがって何ら問題は生じない。
【００３１】
また、このようにリング体２８がコアリング２４の外ばめ部３４の内部に入り込んだときには、クランプ装置３１を閉動させることによりクランプ爪３２にてリング体３７をクランプし、このクランプ爪３２をフランジ３８にかかり合わせることができる。このとき、リング体３７はクランプされることによって回転を停止するが、このリング体３７はベアリング３６によって挿入部３５に回転自在に支持されているため、この挿入部３５からの回転力は伝達されず、したがって同様に何ら問題は生じない。
【００３２】
このように、遠心鋳造後においてまだ金枠１が回転を停止していない状態においても、コアリング２４にセッター部２５を連結させることができ、金枠１の回転が完全に停止することを待つ必要がないため、金枠１の回転起動時と同様にサイクルタイムの短縮化に寄与することができる。
【００３３】
コアリング２４にセッター部２５が連結されたなら、金枠１が回転中であるか否かにかかわらず、アーム２６によってコアセッター２３を金枠１から遠ざかる方向に移動させる。すると、コアリング２４のフランジ３９の第２のテーパ面４１がロック爪１７の第２の傾斜面２１を押圧し、ばね１８の力や、遠心鋳造後における金枠１の回転数の低下により小さくなっているおもり１５の遠心力に抗して、ロック爪１７を開動させることによって、図７に示すように、コア５およびコアセッター２３を金型１から切り離す。
【００３４】
具体的には、金枠１の回転数がある程度すなわちたとえば６００ｒｐｍ程度まで下がれば、その時点でコア５およびコアセッター２３を金型１から離脱させることができる。したがって、鋳造後に金枠１を回転させながら管を冷却させているときにコア５およびコアセッター２３を金型１から離脱させることができ、このため金枠１の回転が停止した直後に、コアセッター２３の離脱を行うことなしに管の引き抜きを行うことができ、作業能率の向上を図ることができる。
【００３５】
図８は、本発明にもとづく鋳造方法のフローを示す。すなわち、ステップ８０で前回の鋳造管を金枠１から引き抜いたなら、ステップ８１に示すように金枠１の回転を開始させて、ステップ８２に示すように金枠１の内面に所定のコーティングを施し、このコーティング作業が完了したなら、金枠１の回転を止めずに、ステップ８３に示すようにコア５のセットを行う。そして、金枠１を高速で回転させてステップ８４に示すように鋳造を行う。その後は、金枠１がまだ回転している状態で、ステップ８５に示すようにコア５の取り外しを行い、その後にステップ８６に示すように金枠１の回転を停止させて、ステップ８７に示すように鋳造された管を金枠１から引き抜く。
【００３６】
【実施例】
口径２５０ｍｍ、長さ５ｍの管を鋳造するための遠心鋳造装置において、１本の管を鋳造するためのサイクルタイムが、従来の手法では４５秒を要していたのに比べ、本発明の手法では３０秒で済み、１５秒の時間短縮を図ることができた。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、コアセッターが、コアを保持するコアリングと、このコアリングを支持して金枠の管受口形成部に対して近づけたり遠ざけたりすることができるセッター部とを有し、このセッター部は、このセッター部に対し前記コアリングを連結および解放自在に支持しかつ回転自在に支持するように構成されているようにしたたため、セッター部がコアリングを回転自在に支持したものであることから、金枠が回転しているときにこの金枠にコアをセットしてつれ回りさせることができるとともに、金枠が完全に回転を停止していない状態のときに回転中のコアを金枠から取り外すことができ、このため金枠が回転を停止するまでの待ち時間が不要になって、鋳鉄管の製造のためのサイクルタイムを短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の遠心鋳造装置のコアセッターの断面図である。
【図２】同コアセッターによる図１の次の動作段階を示す断面図である。
【図３】同コアセッターによる図２の次の動作段階を示す断面図である。
【図４】同コアセッターによる図３の次の動作段階を示す断面図である。
【図５】同コアセッターによる図４の次の動作段階を示す断面図である。
【図６】同コアセッターによる図５の次の動作段階を示す断面図である。
【図７】同コアセッターによる図６の次の動作段階を示す断面図である。
【図８】本発明にもとづく遠心鋳造方法のフロー図である。
【図９】従来の遠心鋳造装置のコアセッターの断面図である。
【図１０】従来の遠心鋳造方法のフロー図である。
【符号の説明】
１    遠心鋳造金枠
４    受口形成部
５    コア
２３    コアセッター
２４    コアリング
２５    セッター部
２９    ベアリング
３１    クランプ装置
３６    ベアリング
【図１】
0004023994.tif 000002
【図２】
0004023994.tif 000003
【図３】
0004023994.tif 000004
【図４】
0004023994.tif 000005
【図５】
0004023994.tif 000006
【図６】
0004023994.tif 000007
【図７】
0004023994.tif 000008
【図８】
0004023994.tif 000009
【図９】
0004023994.tif 000010
【図１０】
0004023994.tif 000011