(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の金型本体と該金型本体の外周に設けられるスリーブとを備え、金型本体の軸芯回りに回転する金型と、該金型を回転可能に支持する一対の回転支持装置と、前記金型へ冷却水を給排水するために金型に取り付けられる水冷ジャケットと、前記金型を回転させる金型駆動装置と、前記金型及び金型駆動装置を搭載する鋳造台車と、を具備する遠心鋳造設備であって、前記回転支持装置と該回転支持装置に近接された水冷ジャケットとが連結手段により一体的に連結・固定されると共に、前記鋳造台車には、金型本体の軸芯高さが所定位置となるように回転支持装置を受ける受台と、金型本体の左右の位置が所定位置となるように回転支持装置を案内するガイド板とが設けられ、金型を上方から吊り下げて鋳造台車に載せるだけで金型本体の上下左右の芯出しが完了し、前記回転支持装置の一方は、金型本体の軸芯方向において鋳造台車に固定され、他の一方は、金型本体の軸芯方向において鋳造台車と摺動可能に設置され、前記金型駆動装置は、その一方を鋳造台車の上部に固定された支点軸とし、他の一方を鋳造台車に対して着脱可能とする受座に搭載され、鋳造台車に設置された受座駆動装置により前記支点軸を回転軸として旋回可能であることを特徴とする遠心鋳造設備。
【請求項２】
水冷構造である筒状の金型本体を備え、金型本体の軸芯回りに回転する金型と、該金型を回転させるための金型駆動装置と、前記金型及び金型駆動装置を搭載する鋳造台車と、を具備する遠心鋳造設備であって、前記金型駆動装置は、その一方を鋳造台車の上部に固定された支点軸とし、他の一方を鋳造台車に対して着脱可能とする受座に搭載され、鋳造台車に設置された受座駆動装置により前記支点軸を回転軸として旋回可能であることを特徴とする遠心鋳造設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダクタイル鋳鉄管等を鋳造する遠心鋳造設備に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダクタイル鋳鉄管等の鋳鉄管を製造する遠心鋳造設備は、図７にその概略図を示すように、略水平に設置され、その軸芯回りに回転する金型２と、回転する金型２を保持する鋳造台車１と、金型を回転させる駆動装置として鋳造台車１に搭載された電動機８と、鋳造台車１をレール１１上で移動させる台車駆動装置１６と、溶湯１７を収容し、鋳込み用取鍋として使用される三角取鍋１２と、三角取鍋１２から注入される溶湯１７を金型２内に中継供給するための注入用樋として使用されるシュート１３及びトラフ１４と、を備えており、電動機８により回転している金型２内の奥まで挿入されたトラフ１４の先端から溶湯１７を注入しながら、金型２を鋳造台車１と共に台車駆動装置１６により三角取鍋１２と反対側に移動させることにより、注入した溶湯１７を順次凝固させて、溶湯１７から鋳鉄管１８を直接製造している。図中、符号５は回転する金型２を鋳造台車１に固定するために設置された一対の回転支持装置、６は金型２を冷却する冷却水の給水及び排水のために設けられた一対の水冷ジャケット、９は電動機８の動力を伝えるベルト、１０は車輪、１５は中子である。中子１５は、製造される鋳鉄管１８の端面形状を形成すると共に、トラフ１４から供給される溶湯１７の漏洩を防止している。
【０００３】
ところで、サイズの異なる鋳鉄管１８を製造する場合には、金型２を交換する必要があるが、従来の遠心鋳造設備では鋳造台車１の上部には電動機８等が配置されているため、金型２を鋳造台車１の上方に抜き出すことができず、金型２の軸芯方向に取り外す必要があり、そのため、金型の芯出し作業や冷却水の繋ぎ込み作業等々、金型の交換には多大な時間と労力とを必要としていた。
【０００４】
この問題を解決する手段として、特開平１０−１５６５０６号公報が提案されているが、同号公報における遠心鋳造設備は水冷構造の金型を使用しておらず、従って、水冷構造の金型を有する遠心鋳造設備においては、未だ迅速な金型交換を可能とする有効な手段は提案されていないのが現状である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、水冷構造の金型を有する遠心鋳造設備において、金型の芯出し作業を必要とせず、金型の交換を極めて容易に且つ短時間に行うことができる遠心鋳造設備を提供することである。
【０００６】
第１の発明による遠心鋳造設備は、筒状の金型本体と該金型本体の外周に設けられるスリーブとを備え、金型本体の軸芯回りに回転する金型と、該金型を回転可能に支持する一対の回転支持装置と、前記金型へ冷却水を給排水するために金型に取り付けられる水冷ジャケットと、前記金型を回転させる金型駆動装置と、前記金型及び金型駆動装置を搭載する鋳造台車と、を具備する遠心鋳造設備であって、前記回転支持装置と該回転支持装置に近接された水冷ジャケットとが連結手段により一体的に連結・固定されると共に、前記鋳造台車には、金型本体の軸芯高さが所定位置となるように回転支持装置を受ける受台と、金型本体の左右の位置が所定位置となるように回転支持装置を案内するガイド板とが設けられ、金型を上方から吊り下げて鋳造台車に載せるだけで金型本体の上下左右の芯出しが完了し、前記回転支持装置の一方は、金型本体の軸芯方向において鋳造台車に固定され、他の一方は、金型本体の軸芯方向において鋳造台車と摺動可能に設置され、前記金型駆動装置は、その一方を鋳造台車の上部に固定された支点軸とし、他の一方を鋳造台車に対して着脱可能とする受座に搭載され、鋳造台車に設置された受座駆動装置により前記支点軸を回転軸として旋回可能であることを特徴とするものである。
【０００７】
第２の発明による遠心鋳造設備は、水冷構造である筒状の金型本体を備え、金型本体の軸芯回りに回転する金型と、該金型を回転させるための金型駆動装置と、前記金型及び金型駆動装置を搭載する鋳造台車と、を具備する遠心鋳造設備であって、前記金型駆動装置は、その一方を鋳造台車の上部に固定された支点軸とし、他の一方を鋳造台車に対して着脱可能とする受座に搭載され、鋳造台車に設置された受座駆動装置により前記支点軸を回転軸として旋回可能であることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図６は、本発明の実施の形態の１例を示す図であって、図１は、組み立てられた遠心鋳造用金型の概略構造を示す斜視図、図２は、鋳造台車に設置された金型を金型の軸芯に対して直交する方向から示した断面図、図３は、図２のＸ−Ｘ’矢視による断面図、図４は、図２のＹ−Ｙ’矢視による断面図、図５は、図３のＡ部詳細図、図６は、鋳造台車に設置された金型駆動装置を金型の軸芯と平行な方向から示した概略図である。
【００１１】
図１に示すように、金型２は一対の回転支持装置５，５により回転可能に支持され、金型２の管端には、金型２内を流れて金型２を冷却する冷却水の給水及び排出のために設けられた一対の水冷ジャケット６，６が設置され、近接される回転支持装置５と水冷ジャケット６とが、連結手段として設けられた連結用金具７により一体的に連結・固定されている。そして、一対の回転支持装置５，５の間にはプーリー４３が設置されている。水冷ジャケット６，６には冷却水の給水口及び排水口（図示せず）が設けられている。
【００１２】
図２に示すように、金型２は筒状の金型本体３とこの金型本体３の外周に設けられたスリーブ４とを備え、金型本体３とスリーブ４との間隙が冷却水の流路となっており、一方の水冷ジャケット６から給水された冷却水はこの間隙を通って金型本体３を冷却し、他方の水冷ジャケット６から排出されるようになっている。金型本体３は、トラフ等の注入用樋から溶湯を受け、凝固させて鋳鉄管を製造する部位である。
【００１３】
回転支持装置５は、ベアリング２３により金型２を回転自在に支持する構造となっている。具体的には、ベアリングケース１９に固定された軸受外輪２２と、スリーブ４に固定された軸受内輪２４との間にベアリング２３が配置されており、軸受外輪２２はベアリングケース蓋２０，２０により両側からベアリングケース１９に固定され、又、軸受内輪２４はベアリングナット２１によりスリーブ４に固定されている。即ち、ベアリング２３は、金型２の軸方向に対して固定された位置に配置されている。
【００１４】
水冷ジャケット６は冷却水を給排水するための水箱２５を備え、この水箱２５は水シール材２６を介して金型２と密着されており、冷却水を漏洩させずに水箱２５内で金型２が回転できるようになっている。図２中の符号２７及び２８は固定用金物で、金型本体３及びスリーブ４を水箱２５内の所定の位置に設置するためのものである。そして、前述したように、回転支持装置５と水冷ジャケット６とは連結用金具７により連結・固定されている。
【００１５】
図３に示すように、鋳造台車１には、回転支持装置５が配置される部位に相当する鋳造台車１のフレーム２９の内側両サイドにガイド板３３，３３が設置され、且つ、フレーム２９の底部内側には受台３０及び受台３１が設置されている。ガイド板３３は、回転支持装置５を鋳造台車１の所定の位置に搭載させるために案内するもので、又、受台３０及び受台３１は回転支持装置５を所定の高さ及び所定の左右位置に支持するためのものである。即ち、回転支持装置５が取り付けられた金型２を上方から吊り下げて鋳造台車１の所定位置に載せるだけで、金型本体３の上下左右の芯出しが行われるようになっている。そして、回転支持装置５はフレーム２９に取り付けられた押さえ金具３５及びボルト３６により上方に移動しないように押さえ込まれている。このように、金型回転時の回転支持装置５の振動が、受台３０，３１、ガイド板３３，３３、押さえ金具３５及びボルト３６により防止・抑制されるようになっている。
【００１６】
図４に示すように、水冷ジャケット６が配置される部位に相当する鋳造台車１には、同様に、フレーム２９の内側両サイドに水冷ジャケット６を案内するためのガイド板３４，３４が設置され、フレーム２９の底部内側には受台３２が設置されている。又、水冷ジャケット６はフレーム２９に取り付けられた押さえ金具３５及びボルト３６により上方に移動しないように押さえ込まれている。このように、受台３２、ガイド板３４，３４、押さえ金具３５及びボルト３６により金型回転時の水冷ジャケット６の振動が防止・抑制されている。
【００１７】
この場合、金型２の芯出しのために受台３２は前述した受台３０及び受台３１に合わせて左右位置及び高さ位置を調整する必要がある。但し、水冷ジャケット６は金型２と水シール材２６を介して接触しているのみであり、水冷ジャケット６では金型２の質量を支持することはできず、従って、受台３２は主に水冷ジャケット６を支持していることになる。鋳造台車１は、油圧シリンダー等の台車駆動装置（図示せず）によりレール１１上を車輪１０で移動可能となっている。
【００１８】
金型２は、水冷されているにも拘わらず、溶湯の熱により温度上昇することがあり、この場合には温度の昇降に応じて金型２は軸芯方向に伸縮する。従って、金型２は鋳造台車１に対して伸縮可能としておく必要があり、そのため、本発明の遠心鋳造設備では、押さえ金具３５及びボルト３６による金型２の押し付け力を調整する。即ち、回転支持装置５のうちの一方は、図５に示す、ベアリングケース１９と押さえ金具３５との間隙ｄがゼロとなるように押さえ付けるが、他方の回転支持装置５は間隙ｄが０．１〜０．３ｍｍとなるように押さえ金具３５の位置を調整する。この場合、摺動可能な回転支持装置５と連結・固定される水冷ジャケット６も間隙ｄが０．１〜０．３ｍｍとなるように押さえ金具３５の位置を調整する。これにより金型２は、鋳造台車１に対して摺動可能となり、温度の昇降に応じて自在に伸縮することができる。
【００１９】
図６に示すように、金型２を回転させるための金型駆動装置として電動機８が鋳造台車１に搭載されている。この電動機８は、その一方を鋳造台車１のフレーム２９に固定された支点軸４１とし、他の一方を鋳造台車１の受座支持台４２に対して保持金具３８により着脱可能とする受座３７に搭載され、ベルト９を介して金型２に設置されたプーリー４３と接続されており、電動機８の作動により金型２が回転するようになっている。受座支持台４２は、スクリュージャッキ構造になっており、油圧モーターや電動機等の駆動装置（図示せず）により昇降可能になっている。
【００２０】
又、フレーム２９には、受座３７を旋回させるための受座駆動装置として油圧シリンダー３９が設置されており、油圧シリンダー３９のシリンダーロッド４０が伸縮することにより、シリンダーロッド４０と接続された受座３７は支点軸４１を回転軸として旋回可能な構造となっている。図６では一点鎖線により旋回した状態を示している。即ち、ベルト９を取り外し、受座３７を図中の一点鎖線に示す如く旋回させることにより、鋳造台車１の上方には金型２を設置する際の障害物が無くなり、金型２を上方から吊り下げて鋳造台車１に設置することが可能となる。尚、電動機８以外にも、鋳造台車１の上部には金型２を上方から吊り下げて鋳造台車１に設置する際の障害物となるものは設置しないこととする。
【００２１】
ここで、ベルト９の取り付け及び取り外しは次のようにして行う。即ち、昇降式の受座支持台４２を下降させると共にシリンダーロッド４０が伸張するように油圧シリンダー３９を作動させ、支点軸４１を軸として受座３７を金型２側に旋回させ、電動機８とプーリー４３との間隔を縮めてベルト９の取り付け及び取り外しを行う。取り付けの際には、ベルト９を電動機８及びプーリー４３の取り付け用溝（図示せず）にはめ込ませ、次いで、油圧シリンダー３９の作動により受座３７を金型２の反対側に旋回させ、ベルト９を電動機８及びプーリー４３に密着させる。
【００２２】
この場合、油圧シリンダー３９の引き力を一定値にすることにより、ベルト９の周長の変化に拘わらず、ベルト９の張力を一定として取り付けることができる。又、この状態を維持するように受座支持台４２の位置を調整することにより、油圧シリンダー３９の運転を停止させても、ベルト９に一定の張力を付与した状態でベルト９を取り付けることができる。
【００２３】
このような構成の遠心鋳造設備によれば、製造される鋳鉄管のサイズ変更に伴い金型２を交換する必要が生じた場合、回転支持装置５と水冷ジャケット６とが連結用金具７により連結・固定された、図１に示すような金型２を予め準備しておき、使用中の金型２をクレーン等の吊り具により鋳造台車１から抜き上げた後、新たに使用する金型２を吊り具により鋳造台車１の上方から吊り下げて鋳造台車１の所定位置に載せるだけで、金型本体３の上下左右の芯出しが金型２の設置と同時に行われるので、金型設置後の芯出し作業が全く不要となり、金型２の交換を極めて容易に且つ短時間に行うことができる。
【００２４】
この場合、異なるサイズの金型本体３を備えた金型２において、回転支持装置５及び水冷ジャケット６に対して金型本体３の軸芯位置が一定の位置となるように配置することで、どのサイズの金型２を鋳造台車１に搭載した場合でも金型本体３の軸芯位置が空間的に一定位置となるため、注入用樋として使用されるトラフ（図示せず）の挿入高さ位置を修正する必要がなく、常に一定位置に保つことができ、金型２の交換作業をより一層短時間で行うことが可能となる。当然ではあるが、回転支持装置５及び水冷ジャケット６の外殻は、金型本体３のサイズに拘わらず、鋳造台車１のフレーム２９に合致するように常に一定形状とする。
【００２５】
尚、本発明は上記実施の形態で説明した遠心鋳造設備に限るものではなく、例えば水冷ジャケットを一箇所とする遠心鋳造設備でも、この水冷ジャケットと近接する回転支持装置とを連結・固定することで本発明を適用することができる。要は、遠心鋳造設備において、水冷ジャケットを回転支持装置と固定しておき、回転支持装置を支持する受台とガイド板とを鋳造台車側に設けておくことであり、各設備の詳細構造はどのような形態であっても良い。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、金型を吊り具により鋳造台車の上方から吊り下げて鋳造台車に載せるだけで、金型本体の上下左右の芯出しが金型の設置と同時に行われるので、金型設置後の芯出し作業が全く不要となり、金型の交換を極めて容易に且つ短時間に行うことができ、遠心鋳造設備の稼働率の向上や生産性の向上等々、工業上有益な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す図であって、組み立てられた遠心鋳造用金型の概略構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の１例を示す図であって、鋳造台車に設置された金型を金型の軸芯に対して直交する方向から示した断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ’矢視による断面図である。
【図４】図２のＹ−Ｙ’矢視による断面図である。
【図５】図３のＡ部詳細図である。
【図６】本発明の実施の形態の１例を示す図であって、鋳造台車に設置された金型駆動装置を金型の軸芯と平行な方向から示した概略図である。
【図７】従来の遠心鋳造設備の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１  鋳造台車
２  金型
３  金型本体
４  スリーブ
５  回転支持装置
６  水冷ジャケット
７  連結用金具
８  電動機
９  ベルト
１９  ベアリングケース
２３  ベアリング
２５  水箱
２９  フレーム
３０  受台
３１  受台
３２  受台
３３  ガイド板
３４  ガイド板
３５  押さえ金具
３７  受座
３８  保持金具
３９  油圧シリンダー
４１  支点軸
４２  受座支持台
４３  プーリー
【図１】
0004112220.tif 000002
【図２】
0004112220.tif 000003
【図３】
0004112220.tif 000004
【図４】
0004112220.tif 000005
【図５】
0004112220.tif 000006
【図６】
0004112220.tif 000007
【図７】
0004112220.tif 000008