(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠心鋳造金型を備え、順に、前記遠心鋳造金型に注湯する注湯工程、前記遠心鋳造金型で成形された管部材を該遠心鋳造金型から引き抜く管部材引き抜き工程、前記遠心鋳造金型の内面側を清掃する清掃工程、および前記遠心鋳造金型の内面側に塗型材を塗布する塗型材塗布工程を１サイクルとして、連続サイクルの鋳造を行う遠心鋳造装置であって、
前記注湯工程を行うための注湯機構と、
前記管部材引き抜き工程を行うための管部材引き抜き機構と、
前記清掃工程を行うための清掃機構と、
前記塗型材塗布工程を行うための塗型材塗布機構と、
前記管部材引き抜き機構、前記清掃機構、および前記塗型材塗布機構を、前記遠心鋳造金型の軸方向に交差する方向に一体的に移動させるユニット駆動機構と、
を備え、
前記管部材引き抜き機構、前記清掃機構、および前記塗型材塗布機構は、前記遠心鋳造金型の軸方向一方において、前記連続サイクルの工程順に互いに並列されて前記ユニット駆動機構に配設され、
前記注湯機構は、前記遠心鋳造金型の軸方向他方に配置されることを特徴とする遠心鋳造装置。
【請求項２】
請求項１記載の遠心鋳造装置において、
前記ユニット駆動機構は、
前記遠心鋳造金型から円筒鋳造体を引き抜く前記管部材引き抜き機構、前記遠心鋳造金型の内面側を清掃作業する前記清掃機構、および前記塗型材塗布機構を一体的に配置するユニットテーブルと、
前記ユニットテーブルを移動自在に支承するフレームとを有し、
前記ユニットテーブルには、前記管部材引き抜き機構、前記清掃機構、および前記塗型材塗布機構のそれぞれを前記遠心鋳造金型に対して位置決めするための複数の係合孔部が設けられ、
前記フレームには、前記係合孔部の一つに選択的に係合可能な係止部が設けられていることを特徴とする遠心鋳造装置。
【請求項３】
請求項１記載の遠心鋳造装置において、前記注湯機構を前記軸方向に交差する方向に移動させる駆動機構を備えるとともに、
前記注湯機構の移動範囲内には、捨て湯用収容器が配設されることを特徴とする遠心鋳造装置。
【請求項４】
請求項１または３記載の遠心鋳造装置において、前記遠心鋳造金型は、軸方向を互いに平行して並列される少なくとも第１および第２遠心鋳造金型を備え、
第１および第２遠心鋳造金型同士の間隔は、前記管部材引き抜き機構、前記清掃機構および前記塗型材塗布機構のそれぞれの間隔に一致して設定されることを特徴とする遠心鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠心鋳造金型によって管部材を鋳造するとともに、前記管部材を引き抜く作業を自動的に行うための遠心鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒状の中空金型を、その軸線を中心に高速回転させ、注入した溶融金属を遠心力で金型内壁面に張り付かせることで中空鋳造品である管を製造する遠心鋳造法が知られている。
【０００３】
この種の遠心鋳造法に使用される遠心鋳造装置として、例えば、特開昭５７−９４４６１号公報に開示された装置が知られており、図７に示すように、回転金型１の軸心方向一側には、前後動案内レール２が配設されるとともに、前記回転金型１の軸心方向他側には、図示しない管引き抜き装置等が配設されている。
【０００４】
前後動案内レール２には、前後動台車３が配置されるとともに、この前後動台車３上には、横行案内レール４が配設されている。前後動台車３が回転金型１から離間した位置に配置される際、横行案内レール４の両端には、待機案内レール５、６が接続されている。
【０００５】
待機案内レール５と横行案内レール４との間には第１の横行台車７が、待機案内レール６と前記横行案内レール４との間には第２の横行台車８が、それぞれ移動可能に配置される。第１の横行台車７には注湯装置９が、第２の横行台車８にはブラッシング装置（清掃装置）１０と塗型材のスプレー装置１１とが、それぞれ搭載されている。
【０００６】
このような構成において、図示しない管引き抜き装置を介して回転金型１から鋳造管を引き抜いた後、第２の横行台車８を搭載している前後動台車３が、この回転金型１側に移動される。その際、回転金型１が回転駆動されており、ブラッシング装置１０が前記回転金型１の内面をブラッシングする。
【０００７】
次いで、前後動台車３が回転金型１から離間する方向に後退移動しながら、スプレー装置１１から前記回転金型１の内面に塗型材がスプレーされてコーティングが行われる。コーティング処理後に、第２の横行台車８が待機案内レール６上に退避されるとともに、第１の横行台車７が前後動台車３上に移載され、前記前後動台車３が前進する。
【０００８】
第１の横行台車７には注湯装置９が設けられており、この注湯装置９を介して回転金型１内に溶湯が供給される。そして、回転金型１の回転作用下に溶湯が凝固して鋳造管が得られた後、上記のようにこの鋳造管が引き抜かれることになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術では、回転金型１の軸心方向一側にブラッシング装置１０、スプレー装置１１および注湯装置９が並列に設けられており、前記ブラッシング装置１０および前記スプレー装置１１が、前記注湯装置９による熱影響を受け易く、位置決め精度が低下するという問題が指摘されている。特に、鋳造管が小径でかつ長尺状である場合には、ブラッシング装置１０やスプレー装置１１が回転金型１に干渉するおそれがある。
【００１０】
さらに、上記の従来技術では、回転金型１の軸心方向他側に管引き抜き装置（図示せず）が配置されている。この管引き抜き装置は、回転金型１の軸長に応じて比較的長尺に構成されているため、遠心鋳造装置全体としての設置スペースが拡大してしまい、スペース効率が悪いという問題がある。
【００１１】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、注湯機構による熱影響を確実に回避し、簡単かつコンパクトな構成で、遠心鋳造作業を効率的に遂行可能な遠心鋳造装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る遠心鋳造装置は、遠心鋳造金型を備え、順に、前記遠心鋳造金型に注湯する注湯工程、前記遠心鋳造金型で成形された管部材を該遠心鋳造金型から引き抜く管部材引き抜き工程、前記遠心鋳造金型の内面側を清掃する清掃工程、および前記遠心鋳造金型の内面側に塗型材を塗布する塗型材塗布工程を１サイクルとして、連続サイクルの鋳造を行う遠心鋳造装置であって、前記注湯工程を行うための注湯機構と、前記管部材引き抜き工程を行うための管部材引き抜き機構と、前記清掃工程を行うための清掃機構と、前記塗型材塗布工程を行うための塗型材塗布機構と、前記管部材引き抜き機構、前記清掃機構、および前記塗型材塗布機構を、前記遠心鋳造金型の軸方向に交差する方向に一体的に移動させるユニット駆動機構と、を備え、前記管部材引き抜き機構、前記清掃機構、および前記塗型材塗布機構は、前記遠心鋳造金型の軸方向一方において、前記連続サイクルの工程順に互いに並列されて前記ユニット駆動機構に配設され、前記注湯機構は、前記遠心鋳造金型の軸方向他方に配置されることを特徴とする。
【００１３】
このため、管部材引き抜き機構、清掃機構および塗型材塗布機構は、注湯機構による熱影響を受けることがなく、簡単な構成で、位置決め精度を有効に維持することができる。しかも、比較的長尺に構成される管部材引き抜き機構、清掃機構および塗型材塗布機構が、遠心鋳造金型の軸方向一方に並列されている。このため、遠心鋳造装置は、遠心鋳造金型の軸方向に長尺化することがなく、スペースの有効活用が容易に図られる。
【００１４】
また、注湯機構を軸方向に交差する方向に移動させる駆動機構を備えるとともに、前記注湯機構の移動範囲内には、捨て湯用収容器が配設されている。これにより、注湯機構内の溶湯が遠心鋳造金型に注湯されない際には、前記注湯機構を移動させるだけで、不要な溶湯を収容器に迅速に排出することが可能になり、遠心鋳造作業全体が効率的に遂行される。
【００１５】
さらに、遠心鋳造金型は、軸方向を互いに平行して並列される少なくとも第１および第２遠心鋳造金型を備えるとともに、第１および第２遠心鋳造金型同士の間隔は、管部材引き抜き機構、清掃機構および塗型材塗布機構のそれぞれの間隔に一致して設定されている。このため、管部材引き抜き機構、清掃機構および塗型材塗布機構の駆動制御が簡素化するとともに、第１および第２遠心鋳造金型を用いて効率的な遠心鋳造作業が遂行可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置２０の概略平面図である。
【００１７】
遠心鋳造装置２０は、遠心鋳造金型２２と、前記遠心鋳造金型２２の軸方向（矢印Ａ方向）一方（矢印Ａ１方向）に互いに並列されるワーク引き抜き機構２４（管部材引き抜き機構）、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８と、前記ワーク引き抜き機構２４、前記清掃機構２６および前記塗型材塗布機構２８を前記軸方向（矢印Ａ方向）に交差する矢印Ｂ方向に一体的に移動させるユニット駆動機構３０と、前記遠心鋳造金型２２の軸方向他方（矢印Ａ２方向）に配置される注湯機構３２とを備える。
【００１８】
遠心鋳造金型２２は、矢印Ａ方向に長尺な中空形状を構成しており、回転駆動源３４に連結された回転部３６と支持部３８とに両端縁部を支持されて回転駆動可能に構成されている。
【００１９】
ユニット駆動機構３０はフレーム４０を備え、このフレーム４０上には、ワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８を一体的に配置するユニットテーブル４２が配設される。フレーム４０には、例えば、サーボモータ等の回転駆動源４４が固着され、この回転駆動源４４に矢印Ｂ方向に延在してボールねじ４６が連結される。
【００２０】
ユニットテーブル４２の底面側には、図２および図３に示すように、ボールねじ４６が係合するナット部４８が設けられる。ユニットテーブル４２の底面には、ボールねじ４６に平行してフレーム４０上を矢印Ｂ方向に案内するためのリニアガイド５０が設けられている。
【００２１】
ユニットテーブル４２の矢印Ａ２方向先端側底面には、ワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８を、それぞれ遠心鋳造金型２２に対応して位置決めするための係合孔部５２が３箇所に設けられるとともに、フレーム４０には、前記遠心鋳造金型２２に対応して係止部５４が設けられる。この係止部５４は、鉛直上方向に配置されるシリンダ５６を備え、このシリンダ５６から上方に延在するロッド５８には、所定の係合孔部５２に選択的に係合可能な係止ピン６０が軸着される。
【００２２】
なお、ユニット駆動機構３０では、上記のボールねじ構造に代替して、フレーム４０に矢印Ｂ方向に延在するラックを設ける一方、ユニットテーブル４２にこのラックに噛合するピ二オンが軸着された回転駆動源を装着してもよい。
【００２３】
ワーク引き抜き機構２４は、図１および図２に示すように、ユニットテーブル４２上に矢印Ａ方向に進退可能に配置される第１可動台６２を備え、この第１可動台６２には、回転駆動源６４が鉛直下方向に向かって固定される。回転駆動源６４にピ二オン６６が軸着されるとともに、ユニットテーブル４２には、矢印Ａ方向に延在して、前記ピニオン６６に噛合するラック部材６８が設けられる。
【００２４】
第１可動台６２には、矢印Ａ方向に延在して円筒部材７０が支持されており、この円筒部材７０内に駆動ロッド７２が進退自在に配設される。駆動ロッド７２の矢印Ａ２方向先端部には、開閉チャック７４が設けられるとともに、前記駆動ロッド７２の矢印Ａ１方向先端部には、開閉用シリンダ７６が連結される。円筒部材７０は、遠心鋳造金型２２内で鋳造された円筒鋳造体７８内に挿入可能なように、その外形、寸法および軸長が設定されている。
【００２５】
清掃機構２６は、図１および図３に示すように、アクチュエータ、例えば、ロッドレスシリンダ８０を介して矢印Ａ方向に進退可能な第２可動台８２を備え、前記第２可動台８２上には、昇降部８４を介して昇降プレート８６が設けられる。
【００２６】
昇降プレート８６には、矢印Ａ２方向に向かって回転駆動源８８が装着され、この回転駆動源８８の駆動軸９０には、ブラシ９２が連結される。ブラシ９２は、矢印Ａ方向に長尺に設定されており、回転駆動源８８側の端部がベアリング９４を内装した支持部９６に回転自在に支持されている。
【００２７】
塗型材塗布機構２８は、図１に示すように、モータ９８に連結されたボールねじ構造１００を介して矢印Ａ方向に進退可能な第３可動台１０２を備え、この第３可動台１０２上には、矢印Ａ方向に長尺でかつ小径なノズル部材１０４が設けられる。このノズル部材１０４の外周部には、所定の位置にかつ所定の間隔ずつ離間して複数の噴射口１０６が形成されている。
【００２８】
注湯機構３２は、矢印Ａ方向に交差（直交）する矢印Ｂ方向に進退可能な第４可動台１１０を備え、この第４可動台１１０は、駆動機構１１２を介して矢印Ｂ方向に進退可能である。駆動機構１１２は、例えば、第４可動台１１０に固着されるモータ１１４を備え、このモータ１１４に軸着されるピニオン１１６が、矢印Ｂ方向に延在するラック１１８に噛合する。なお、上記のラック・ピニオン構造に替えて、ボールねじ構造等を採用してもよい。
【００２９】
第４可動台１１０には、矢印Ａ方向に延在して互いに平行なレール１２０ａ、１２０ｂが設けられ、前記レール１２０ａ、１２０ｂにスライドべース１２２が進退可能に配置される。このスライドべース１２２には、遠心鋳造金型２２に注湯を行うためのトラフ１２４が設けられ、このトラフ１２４は注湯高さに対応してその高さ位置が設定されている。第４可動台１１０の矢印Ｂ方向への移動範囲内には、トラフ１２４に供給された溶湯を排出させるための捨て湯用収容器１２６が配設されている。
【００３０】
このように構成される遠心鋳造装置２０の動作について、図４に示すフロチャートに沿って以下に説明する。
【００３１】
まず、注湯機構３２に溶湯が所定量供給されると、この注湯機構３２を構成するスライドべース１２２が矢印Ａ１方向に移動し、トラフ１２４が遠心鋳造金型２２に対応して配置される。そして、トラフ１２４から遠心鋳造金型２２に注湯が行われた後（ステップＳ１）、スライドべース１２２が矢印Ａ２方向に退避されるとともに回転駆動源３４が駆動される。このため、回転部３６および支持部３８を介して遠心鋳造金型２２が回転保持され（ステップＳ２）、この遠心鋳造金型２２内で溶湯が凝固して円筒鋳造体７８が得られる。
【００３２】
次いで、遠心鋳造金型２２が回転保持されている間、前記遠心鋳造金型２２から図示しないキャップが取り外され（ステップＳ３）、ワーク引き抜き機構２４が移動される。このワーク引き抜き機構２４では、ユニット駆動機構３０を構成する回転駆動源４４の駆動作用下に、ボールねじ４６およびナット部４８を介してユニットテーブル４２が矢印Ｂ１方向に移動する。そして、ワーク引き抜き機構２４が遠心鋳造金型２２に対応する位置に至ると、ユニットテーブル４２が停止される。
【００３３】
その際、図２に示すように、係止部５４を構成するシリンダ５６が駆動され、係止ピン６０が上昇して所定の係合孔部５２に係合する。これにより、ユニットテーブル４２が位置決め保持される。
【００３４】
さらに、回転駆動源３４の駆動が停止されるとともに、回転駆動源６４の駆動作用下に、ピニオン６６およびラック部材６８を介して第１可動台６２が矢印Ａ２方向に移動する。このため、第１可動台６２に設けられている円筒部材７０が、遠心鋳造金型２２内で鋳造された円筒鋳造体７８内に挿入されて矢印Ａ２方向に移動し、開閉チャック７４が前記円筒鋳造体７８の矢印Ａ２方向先端部側に配置される。
【００３５】
そこで、開閉用シリンダ７６が駆動されて駆動ロッド７２を介して開閉チャック７４が開放され、この状態で、回転駆動源６４が駆動されて第１可動台６２が矢印Ａ１方向に移動する。このため、開閉チャック７４が円筒鋳造体７８の端部に係合し、この円筒鋳造体７８を遠心鋳造金型２２から引き抜く（ステップＳ４）。
【００３６】
遠心鋳造金型２２から円筒鋳造体７８が引き抜かれた後、係止ピン６０が係合孔部５２から離脱するとともに、ユニット駆動機構３０の駆動作用下に、ユニットテーブル４２が矢印Ｂ２方向に移動して、清掃機構２６が遠心鋳造金型２２に対応して配置される。
【００３７】
清掃機構２６では、図３に示すように、ロッドレスシリンダ８０の作用下に第２可動台８２が矢印Ａ２方向に移動して、ブラシ９２が遠心鋳造金型２２内に進入するとともに、回転駆動源８８の駆動作用下に、前記ブラシ９２が回転駆動される。これにより、遠心鋳造金型２２の内面の清掃作業が行われる（ステップＳ５）。
【００３８】
清掃作業後に、ブラシ９２が矢印Ａ１方向に移動して遠心鋳造金型２２から離脱し、この遠心鋳造金型２２に図示しないキャップが取り付けられる（ステップＳ６）。さらに、遠心鋳造金型２２が冷却されるとともに（ステップＳ７）、塗型材塗布機構２８が駆動される。
【００３９】
この塗型材塗布機構２８は、図１に示すように、ユニットテーブル４２が矢印Ｂ２方向に移動することにより、遠心鋳造金型２２に対応して配置された後、モータ９８が駆動されてノズル部材１０４が該遠心鋳造金型２２内に挿入される。ノズル部材１０４の外周には、複数の噴射口１０６が設けられており、前記噴射口１０６から遠心鋳造金型２２の内面側に向かって塗型材（図示せず）が塗布される（ステップＳ８）。
【００４０】
そして、ノズル部材１０４が遠心鋳造金型２２内から離脱するとともに、この遠心鋳造金型２２が乾燥処理される（ステップＳ９）。なお、上記の乾燥処理は、遠心鋳造金型２２を回転駆動させることによって良好に行われる。
【００４１】
この場合、第１の実施形態では、遠心鋳造金型２２の矢印Ａ１方向側にワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８が並列されるとともに、前記遠心鋳造金型２２の矢印Ａ２方向側に注湯機構３２が配設されている。
【００４２】
このため、ワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８は、注湯機構３２から離間しており、この注湯機構３２による熱影響を受けることがない。従って、特に小径で長尺な円筒鋳造体７８を鋳造する際に、ワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８を遠心鋳造金型２２に対して精度よく位置決めすることができ、簡単な構成で、効率的な遠心鋳造方法が遂行されるという効果が得られる。
【００４３】
しかも、比較的長尺に構成されるワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８が同一方向に並列されてユニットテーブル４２に組み込まれる一方、比較的短尺な注湯機構３２が単独で配置されている。これにより、遠心鋳造装置２０は、矢印Ａ方向の寸法が有効に短尺化され、設置スペースの有効活用が容易に図られるという利点がある。
【００４４】
さらに、注湯機構３２では、駆動機構１１２による矢印Ｂ方向の移動範囲内に収容器１２６が配置されている。このため、注湯機構３２内の溶湯が遠心鋳造金型２２に注湯されない際には、前記注湯機構３２を矢印Ｂ方向に移動させるだけで、不要な溶湯を収容器１２６に迅速かつ自動的に排出することができる。これにより、遠心鋳造作業全体の効率化が容易に図られる。
【００４５】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造装置１３０の概略平面図である。なお、第１の実施形態に係る遠心鋳造装置２０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４６】
遠心鋳造装置１３０は、軸方向（矢印Ａ方向）を互いに平行して矢印Ｂ方向に並列される少なくとも第１および第２遠心鋳造金型１３２、１３４と、前記軸方向一方に互いに並列されるワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８と、前記ワーク引き抜き機構２４、前記清掃機構２６および前記塗型材塗布機構２８を矢印Ｂ方向に一体的に移動させるユニット駆動機構３０と、前記遠心鋳造金型２２の軸方向他方に配置される注湯機構３２とを備える。
【００４７】
第１および第２遠心鋳造金型１３２、１３４同士の間隔Ｐ１は、ワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８のそれぞれの間隔Ｐ２に一致して設定されている。
【００４８】
このように構成される遠心鋳造装置１３０は、図６に示す作動プログラムに沿って駆動制御される。具体的には、第１および第２遠心鋳造金型１３２、１３４は、第１の実施形態に係る遠心鋳造装置２０を構成する遠心鋳造金型２２と同様に、図４のフローチャートに沿って動作するものであり、第１遠心鋳造金型１３２で回転駆動源３４の駆動による回転保持が終了する直前に、注湯機構３２を介して第２遠心鋳造金型１３４に注湯が行われる。
【００４９】
そして、第１遠心鋳造金型１３２の回転保持が終了すると略同時に、第２遠心鋳造金型１３４の回転保持が開始される。次いで、第１および第２遠心鋳造金型１３２、１３４において、それぞれ所定の動作が平行して行われる。
【００５０】
このように、第２の実施形態では、第１遠心鋳造金型１３２の１サイクルの動作が行われている間に、第２遠心鋳造金型１３４の１サイクルの動作が開始されている。このため、遠心鋳造装置１３０全体の作業効率が有効に向上し、鋳造サイクル全体の短縮が容易に図られるという効果が得られる。
【００５１】
さらに、第１および第２遠心鋳造金型１３２、１３４同士の間隔Ｐ１は、ワーク引き抜き機構２４、清掃機構２６および塗型材塗布機構２８のそれぞれの間隔Ｐ２に一致して設定されている。従って、ユニット駆動機構３０の駆動制御が簡素化し、遠心鋳造装置１３０の制御が複雑化することがない。
【００５２】
【発明の効果】
本発明に係る遠心鋳造装置では、管部材引き抜き機構、清掃機構および塗型材塗布機構が、注湯機構による熱影響を受けることがなく、簡単な構成で、これらの位置決め精度を有効に維持することが可能になる。しかも、比較的長尺な管部材引き抜き機構、清掃機構および塗型材塗布機構が並列されるため、遠心鋳造装置全体のコンパクト化が図られ、スペースの有効活用が容易に遂行される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る遠心鋳造装置の概略平面図である。
【図２】前記遠心鋳造装置を構成するワーク引き抜き機構の側面図である。
【図３】前記遠心鋳造装置を構成する清掃装置の側面図である。
【図４】前記遠心鋳造装置による遠心鋳造作業を説明するフロチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る遠心鋳造装置の概略平面図である。
【図６】前記遠心鋳造装置の作動プログラムである。
【図７】従来技術に係る遠心鋳造装置の概略平面図である。
【符号の説明】
２０、１３０…遠心鋳造装置          ２２、１３２、１３４…遠心鋳造金型
２４…ワーク引き抜き機構            ２６…清掃機構
２８…塗型材塗布機構                ３０…ユニット駆動機構
３２…注湯機構                      ４２…ユニットテーブル
５２…係合孔部                      ５４…係止部
６２、８２、１０２、１１０…可動台  ７０…円筒部材
７４…開閉チャック                  ８８…回転駆動源
９２…ブラシ                        １０４…ノズル部材
１１２…駆動機構                    １２６…収容器
【図１】
0004257054.tif 000002
【図２】
0004257054.tif 000003
【図３】
0004257054.tif 000004
【図４】
0004257054.tif 000005
【図５】
0004257054.tif 000006
【図６】
0004257054.tif 000007
【図７】
0004257054.tif 000008