(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転する金型に溶湯を注入して遠心鋳造された鋳鉄管の管体内に１対のチャッキング爪を挿入し、当該１対のチャッキング爪によって前記管体内面を把持せしめた後、これを前記金型から引抜くに際し、前記チャッキング爪による管体内面の把持作用力を２段階以上に変化させることを特徴とする、遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法。
【請求項２】
前記鋳鉄管の管体内面に対する前記チャッキング爪の把持作用力を、前記管体のチャッキング部分が前記金型の端部から抜け出るまでは、チャッキング爪がスリップしない程度の低い作用力となし、前記管体のチャッキング部分が前記金型の端部から抜け出た後は、高い作用力となすことを特徴とする、請求項１に記載の遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法。
【請求項３】
前記管体内面に対する前記チャッキング爪の把持作用力の切換えを、予め設定されたシーケンスにより自動的に行なうことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法。
【請求項４】
前記チャッキング爪によって把持された鋳鉄管の前記金型からの引抜きを、遠心鋳造後直ちに行なうことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転する金型によって遠心鋳造された鋳鉄管を金型から引抜く方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
遠心鋳造機による鋳鉄管の製造は、次ぎのようにして行なわれる。即ち、図６に示すように、配湯取鍋１から定置取鍋３内に溶湯２ａを供給し、定置取鍋３から所定量の溶湯２ｂを三角取鍋４に供給する。次いで、三角取鍋４を傾動して溶湯２ｃを排出し、排出された溶湯２ｃを、シュート５及び注湯トラフ６を経て、鋳造台車７に搭載された回転する金型８内に注湯し鋳造する。
【０００３】
鋳造中、金型８の搭載された鋳造台車７を、三角取鍋４等が配設された注湯側からその反対方向即ち図６に矢印Ｘで示す方向にレール７ａ上で移動させる。その間に、鋳造されつつある鋳鉄管９は、鋳型回転装置２８によって高速回転する金型８内で冷却され、図６の２点鎖線で示す鋳造台車後退限付近の位置において、金型８から引抜かれる。
【０００４】
金型８からの鋳鉄管９の引抜きは、チャッキング機構を備えた引抜き装置により行なわれる。即ち、図７（ａ）に示すように、引抜き装置１１の搭載された引抜き台車１２が、金型８内の鋳鉄管９に向けて前後進可能に配置されている。引抜き装置１１には、２本の引抜きアーム１３，１３と、引抜きアーム１３，１３の各先端に装着され、互いにリンク部材１６によって連結された管体内面把持用のチャッキング爪１４とからなるチャッキング機構１０が設けられている。
【０００５】
このような引抜き台車１２を、金型８内の鋳鉄管９に向けて前進させ、引抜きアーム１３，１３の先端に装着されたチャッキング爪１４，１４を、リンク部材１６により閉じた状態にして、金型８内の鋳鉄管９に、その受け口１５側の開口から挿入する。このようにして、引抜きアーム１３，１３の各先端を、図７（ｂ）に示すように、鋳鉄管９の受け口１５よりも奥に挿入した後、リンク部材１６によりチャッキング爪１４，１４を開いて鋳鉄管９の内面に接触させ、これを把持せしめる。
【０００６】
次いで、引抜き台車１２を、図７（ｂ）に矢印Ｘで示す方向に所定距離後退させることにより、鋳鉄管９の内面に接触しているチャッキング爪１４，１４の面圧によって、チャッキング爪１４，１４から鋳鉄管９に引抜き力が伝達され、鋳鉄管９は金型８内から引抜かれる。
【０００７】
上述した金型８から鋳鉄管９を引抜くに際し、従来、次のような問題が生じていた。即ち、金型８内からの鋳鉄管９の引抜きは、鋳造直後に高温状態の鋳鉄管に対し行なわれる。そのため、鋳鉄管９の内面に接触させてこれを把持するチャッキング爪１４，１４の管体内面に対する作用力が大き過ぎると、鋳鉄管９が変形して金型８の内面にひっつき、鋳鉄管９の外面と金型８の内面との間の摩擦抵抗が増大する結果、その抵抗によって、金型８内から鋳鉄管９を引抜くことができなくなる。
【０００８】
一方、鋳鉄管９が変形しないように、管体内面に対するチャッキング爪１４，１４の把持作用力を小さくすると、管体内面に接触しているチャッキング爪１４，１４が、引抜きの際にスリップして、管体内面にチャッキング爪１４，１４の引っ掻き疵が発生し、製品不良となる問題が生ずる。
【０００９】
金型８内からの鋳鉄管９の引抜きを、鋳造後直ちには行なわず、時間をおけば、鋳鉄管９は冷却されて収縮する結果、金型８から引抜きし易くなり、上述した問題は或る程度解決される。しかしながら、鋳造された鋳鉄管９に対して冷却時間をおくことは、鋳造能率の低下を招き、鋳鉄管の生産性を低下させる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述した問題を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、回転する金型によって鋳鉄管を遠心鋳造するに際し、鋳造された鋳鉄管を、摩擦抵抗や引っ掻き疵等が生ずることなく、鋳造後直ちに円滑且つ迅速に金型から引抜き、生産性高く鋳鉄管を製造することができる、遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上述した問題を解決すべく鋭意試験研究を重ねた結果、遠心鋳造された鋳鉄管の管体内面に対するチャッキング爪の把持作用力を２段階以上に変化させれば、遠心鋳造された鋳鉄管を、摩擦抵抗や引っ掻き疵等が生ずることなく、鋳造後直ちに円滑且つ迅速に金型から引抜くことができ、これによって、生産性高く鋳鉄管を製造し得るとの知見を得た。
【００１２】
この発明は、上記知見に基づいてなされたものであって、第１の発明による遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法は、回転する金型に溶湯を注入して遠心鋳造された鋳鉄管の管体内に１対のチャッキング爪を挿入し、当該１対のチャッキング爪によって前記管体内面を把持せしめた後、これを前記金型から引抜くに際し、前記チャッキング爪による管体内面の把持作用力を２段階以上に変化させることを特徴とするものである。
【００１３】
第２の発明による遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法は、第１の発明において、前記鋳鉄管の管体内面に対する前記チャッキング爪の把持作用力を、前記管体のチャッキング部分が前記金型の端部から抜け出るまでは、チャッキング爪がスリップしない程度の低い作用力となし、前記管体のチャッキング部分が前記金型の端部から抜け出た後は、高い作用力となすことを特徴とするものである。
【００１４】
第３の発明による遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法は、第１の発明又は第２の発明において、前記管体内面に対する前記チャッキング爪の把持作用力の切換えを、予め設定されたシーケンスにより自動的に行なうことを特徴とするものである。
【００１５】
第４の発明による遠心鋳造機における鋳鉄管の引抜き方法は、第１の発明から第３の発明のいずれかの発明において、前記チャッキング爪によって把持された鋳鉄管の前記金型からの引抜きを、遠心鋳造後直ちに行なうことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次ぎに、この発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の方法に使用される鋳鉄管引抜き装置の一例を示す概略側面図、図２は、図１の概略平面図、図３は、チャッキング機構部分の構造を示す拡大一部縦断側面図である。図面に示すように、鋳鉄管引抜き装置１１は、チャッキング機構１０が搭載された引抜き台車１２と、引抜き台車１２の移動機構１７とからなっている。
【００１７】
チャッキング機構１０は、引抜き台車１２上に設置された２個のエアシリンダー１８，１８と、引抜き台車１２に固定された外筒１９と、エアシリンダー１８，１８のシリンダーレバー２５，２５に接続され、外筒１９内にその後端部が水平移動可能に挿入された円筒状連結レバー２０と、円筒状連結レバー２０の先端部上端及び下端の各々に接続された板状連結レバー２１ａ，２１ｂと、板状連結レバー２１ａ，２１ｂの各々の先端に取り付けられた１対のチャッキング爪２２ａ，２２ｂとからなっている。
【００１８】
１対のチャッキング爪２２ａ及び２２ｂには、図３に示すように、その一端が連結ピン２９によって先端金物部材２３ａに軸着されたリンク部材２４ａ，２４ｂが、ピン３０，３０によって軸着されている。ここで、先端金物部材２３ａは、板状連結レバー２１ａと板状連結レバー２１ｂとが向き合う空間部と、円筒状連結レバー２０の内部空間部とを貫通し、外筒１９に固定された固定部材２３に設置されている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、引抜き台車移動機構１７は、シリンダー２６と、一端が引抜き台車１２に連結されたピストンロッド２７とからなっており、シリンダー２６の作動によって、引抜き台車１２は、図１及び図２に矢印Ｘ及びＹで示す方向に水平移動する。
【００２０】
引抜き台車１２上のエアシリンダー１８，１８を作動させると、そのシリンダーレバー２５，２５に連結された円筒状連結レバー２０は、外筒１９内を水平移動する。このような円筒状連結レバー２０の水平移動によって、板状連結レバー２１ａ，２１ｂの各先端に取り付けられた１対のチャッキング爪２２ａ，２２ｂは、リンク部材２４ａ，２４ｂの作用によって連結ピン２９の回りを回転するように移動することにより相互の間隔が拡大し、鋳鉄管の管体内面に接触してこれを把持する。
【００２１】
上述のようにして、１対のチャッキング爪２２ａ，２２ｂにより鋳鉄管９の管体内面を把持し、管体を金型８から引抜くに際し、この発明においては、エアシリンダー１８，１８によるチャッキング爪２２ａ，２２ｂの把持作用力を制御する。即ち、図４（ａ）に示すように、チャッキング爪２２ａ，２２ｂが鋳鉄管９の管体内面に接触してこれを把持し、管体のチャッキング部分が金型８の端部から抜け出るまでは、チャッキング爪２２ａ，２２ｂを、スリップしない程度の比較的低い作用力で管体内面に接触させ、次いで、図４（ｂ）に示すように、チャッキング爪２２ａ，２２ｂによる管体チャッキング部分が金型８の端部から抜け出た後は、管体内面に対するチャッキング爪２２ａ，２２ｂの把持作用力を高めて、金型８から鋳鉄管９を引抜く。
【００２２】
上述したように、チャッキング爪２２ａ，２２ｂによる管体内面への把持作用力を、鋳鉄管９のチャッキング部分が金型８から抜け出るまでは比較的低い圧力としたことによって、チャッキング爪２２ａ，２２ｂの作用力により鋳鉄管９の変形による鋳鉄管外面と金型内面との間の摩擦抵抗が増大することはなく、そして、鋳鉄管９のチャッキング部分が金型８から抜け出た後は、チャッキング爪２２ａ，２２ｂによる管体内面への把持作用力を高めることによって、鋳鉄管９を金型８から円滑且つ迅速に引抜くことができる。
【００２３】
上述したチャッキング爪２２ａ，２２ｂの管体内面に対する把持作用力の切換えは、予めタイマー設定され、シーケンスに組み込まれて自動的に行なわれる。この切換え時間は、引抜き台車１２の移動速度にもよるが、通常２秒以下程度で十分である。図５は、チャック圧力切換え回路の一例であって、３１は第１電磁弁、３２は第２電磁弁、３３はチェック弁、３４はエアタンク、３５は増圧弁である。第２電磁弁３２の切り換えにより即座に圧力を変更することができる。
【００２４】
即ち、鋳鉄管９のチャッキング部分が金型８から抜け出すまでの予め設定された一定時間は、第１電磁弁３１により比較的低い圧力のエアがタンク３４からエアシリンダー１８，１８に送られ、チャッキング爪２２ａ，２２ｂは比較的低い作用力で管体内面を把持する。そして、上記一定時間が経過した後は、第２電磁弁３２が作動し、増圧されたエアがタンク３４からエアシリンダー１８，１８に送られ、チャッキング爪２２ａ，２２ｂは高い圧力で管体内面を把持する。
【００２５】
尚、上述した例では、鋳鉄管内面に対するチャッキング爪の把持作用力を２段階に変化させたが、これを３段階以上に変化させてよい。又、この発明の方法が適用される鋳鉄管引抜き装置は、前述した構造に限られるものではなく、他のどのような構造の引抜き装置にも適用することができる。
【００２６】
【実施例】
例えば、内径１５０ｍｍ、厚さ７．５ｍｍ、長さ５ｍの鋳鉄管を遠心鋳造する際に、鋳鉄管９のチャッキング部分が金型８から抜け出るまでの圧力を５．５ｋｇ／ｃｍ2 に設定し、鋳鉄管９のチャッキング部分が金型８から抜け出た後の圧力を１０ｋｇ／ｃｍ2 に設定して、即ち、５．５ｋｇ／ｃｍ2 で引抜きを開始して１．５秒経過した後に１０ｋｇ／ｃｍ2 に切り換えて（切換え時間：１．５秒）、遠心鋳造後、直ちに鋳造された鋳鉄管を金型から引抜いた。その結果、摩擦抵抗や引っ掻き疵等が生ずることなく、管体を金型から円滑且つ迅速に引抜くことができた。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の方法によれば、回転する金型によって鋳鉄管を遠心鋳造するに際し、鋳造された鋳鉄管を、引っ掻き疵等が生ずることなく、鋳造後直ちに円滑且つ迅速に金型から引抜くことが可能であり、製品歩留まりの向上や生産性の向上等の工業上有用な効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法に使用される鋳鉄管引抜き装置の一例を示す概略側面図である。
【図２】図１の概略平面図である。
【図３】チャッキング機構部分の構造を示す拡大一部縦断側面図である。
【図４】本発明の方法を示す説明図である。
【図５】本発明の方法によるチャック圧力切換え回路の一例を示す図である。
【図６】遠心鋳造機による鋳鉄管の製造工程を示す図である。
【図７】従来の鋳鉄管引抜き装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  配湯取鍋
２  溶湯
３  定置取鍋
４  三角取鍋
５  シュート
６  トラフ
７  鋳造台車
８  金型
９  鋳鉄管
１０  チャッキング機構
１１  鋳鉄管引抜き装置
１２  引抜き台車
１３  引抜きアーム
１４  チャッキング爪
１５  受け口
１６  リンク部材
１７  引抜き台車移動機構
１８  エアシリンダー
１９  外筒
２０  円筒状連結レバー
２１  板状連結レバー
２２  チャッキング爪
２３  固定部材
２４  リンク部材
２５  シリンダーレバー
２６  シリンダー
２７  ピストンロッド
２８  鋳型回転装置
２９  連結ピン
３０  ピン
３１  第一電磁弁
３２  第二電磁弁
３３  チェッキ弁
３４  エアタンク
３５  増圧弁
【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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