JP2015205297A - 中子納め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中子納め治具の位置決めピンと中子セット下治具の位置決めブシュや主型の位置決めブシュにズレが生じた際もそのズレを吸収して、位置決めピンを位置決めブシュに無理な負荷をかけずに挿通させることのできる中子納め装置を提供する。【解決手段】中子つかみステーションＨと中子納めステーションＳとを往行する中子納め往行台車１０に昇降リフター部２０を立設させ、昇降フレーム部３０を連結させる。昇降リフター部２０と昇降フレーム部３０は、フリー機構部４０で連結させる。そして、昇降フレーム部３０に位置決めピンを有する中子納め治具６０を保持させる。【選択図】 図１

Description

本発明は、鋳物品を鋳造するための造型ラインにおいて、造型ライン上を搬送されてきた主型に中子を納めるための中子納め装置に関する。

従来から、特許文献１のような中子納め装置が知られている。この中子納め装置は、上部フレームに支持された吸引ボックス（中子納め治具）とこの上部フレームと吸引ボックスを昇降するためのシリンダが備えられている。そして、前記シリンダは車輪を備えた台車に連結されており、この台車は、中子支持台と主型の上方を往行するための走行レールに載置されている。また、吸引ボックスには、所定の位置に固設された中子支持台（中子セット下治具）や造型ラインにクランプされて停止している主型（鋳型を内包した鋳枠）に設けられた位置決めブシュと嵌り合う位置決めピンが備えられている。この位置決めピンと位置決めブシュは、嵌り合うことにより、正確な位置で中子を吸着したり、主型に収めたりする役割を果たす。

前述した中子納め装置は、次のようにして中子を主型に納める。まず、人手により中子支持台に中子が納められる。その後、中子支持台上にある吸引ボックスをシリンダにて下降させる。吸引ボックスは、位置決めピンを中子支持台の位置決めブシュに挿通させながら下降をする。そして、中子支持台に収められた中子の表面に吸引ボックスの下面が接したら、吸引ボックスの下降が停止される。続いて、吸引ボックス内を吸引し、中子支持台上の中子を吸引ボックスに吸着させる。その後、吸引ボックスを上昇させ、走行レール上の台車を造型ラインの主型上まで移動させる。続いて、吸引ボックスを主型に向けて下降させる。吸引ボックスは、位置決めピンを主型の位置決めブシュに挿通させながら下降する。そして、中子が主型に接したら吸引ボックスの下降を停止させる。続いて、吸引ボックスの吸引を解除すると中子の吸着が解かれ、中子が主型に納められる。

実開昭６３−２９６４６号公報

前述した中子納め装置では、中子の吸着や主型に中子納めをするために吸引ボックスを下降させるが、その際、吸引ボックスの位置決めピンを中子支持台や主型の位置決めブシュに挿通させる必要がある。この位置決めピンと位置決めブシュとの間に、レールの摩耗などにより多少のズレが生じることがある。このズレを起こした状態で、吸引ボックスを下降させると、位置決めピンに過大な負荷がかかり位置決めピンやシリンダのロッドを曲げるなどの損傷を与える可能性があった。

そこで、本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、その目的は、中子納め治具の位置決めピンと中子セット下治具の位置決めブシュや主型の位置決めブシュにズレが生じた際も、そのズレを吸収して、位置決めピンを位置決めブシュに無理な負荷をかけずに挿通させることのできる中子納め装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために本発明における中子納め装置は、中子つかみステーションと中子納めステーションとを往行する中子納め往行台車と、前記中子納め往行台車に立設された昇降リフター部と、中子納め治具を保持し前記昇降リフター部によって昇降される昇降フレーム部と、前記昇降フレーム部と前記昇降リフター部を連結するフリー機構部とを備えたことを特徴とする。

また、本発明における中子納め装置は、更に、前記昇降フレーム部に立設されるとともに前記中子納め往行台車若しくは前記昇降リフター部に連結されるフリー機構付ガイドロッド部を備え、前記フリー機構付ガイドロッド部は、ガイドホルダーと該ガイドホルダーに挿通されるガイドロッドを有し、前記昇降フレーム部の上昇端では、前記ガイドホルダーと前記ガイドロッドが嵌合し、前記昇降フレーム部の下降時には、前記ガイドホルダーと前記ガイドロッドの間に隙間を形成させることを特徴とする。

本発明の中子納め装置は、位置決めピンを有する中子納め治具を保持した昇降フレーム部とこの昇降フレーム部を昇降させる昇降リフター部をフリー機構部で連結することにより、中子納め治具の位置決めピンと中子セット下治具の位置決めブシュや主型の位置決めブシュにズレが生じた際もそのズレを吸収し、位置決めピンや昇降リフター部に損傷を与えることを防ぐことができる。

また、本発明の中子納め装置は、昇降フレーム部の上昇端ではガイドホルダーとガイドロッドが嵌合し、下降時にはガイドホルダーとガイドロッドの間に隙間を形成させるフリー機構付ガイドロッド部が昇降フレーム部に立設されるとともに中子納め往行台車若しくは昇降リフター部に連結されているので、昇降フレーム部が上昇端では、ガイドホルダーとガイドロッドが嵌合して昇降フレーム部を中子納め往行台車若しくはリフター部に固定して連結させることができ、昇降フレーム部が下降する際には、フリー機構部の動きを規制せずに下降させることができる。これにより中子納め往行台車が中子つかみステーションと中子納めステーションを往行する際の昇降フレーム部の揺れを防止できので、中子を損傷することなどを防ぐことができる。

本発明の中子納め装置を説明するための概略正面図である。 本発明の中子納め装置を説明するための概略左側面図である。 本発明の中子納め装置の主要部分を説明するための概略図である。（ａ）は正面図で、（ｂ）は左側面図である。 本発明の中子納め装置のフリー機構部を説明する概略図である。（ａ）は正面図で、（ｂ）は左側面図である。 本発明の中子納め装置のフリー機構付ガイドロッド部を説明する概略図である。（ａ）は上昇端を示す図で、（ｂ）は（ａ）のＸ部拡大図で、（ｃ）は下降時を示す図で、（ｄ）は（ｃ）のＹ部拡大図である。 本発明の中子納め装置の中子つかみステーション及び中子納めステーションの位置関係を説明する平面模式図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図６に基づき説明する。図１及び図２に示すように本実施形態の中子納め装置１００は、中子つかみステーションＨと中子納めステーションＳとを往行する中子納め往行台車１０と、この中子納め往行台車１０に立設された昇降リフター部２０と、中子納め治具６０を保持し昇降リフター部２０によって昇降される昇降フレーム部３０と、昇降フレーム部３０と昇降リフター部２０を連結するフリー機構部４０及びフリー機構付ガイドロッド部５０を備えている。

中子納め往行台車１０は、中子つかみステーションＨから中子納めステーションＳにわたって設けられた略矩形状の上部フレーム１上に載置される。そして、この上部フレーム１は、床面に向かって取付けられた複数本の支柱２が垂設され、床面に立設している。また、上部フレーム１には、中子納め往行台車１０を中子納めステーションＳと中子つかみステーションＨ間で走行させるためのレール３とこのレール３に平行する図示しないラックが備えられている。

図３に本実施形態の中子納め装置１００の主要部分を示す。中子納め往行台車１０は、略矩形状の台車フレーム１１とこの台車フレーム１１の四隅に設けられた車輪１２と、中子納め往行台車１０を走行可能とするための電動機、例えばサーボモータ１３を備えている。そして、サーボモータ１３の主軸には上部フレーム１に設けられたラックと噛み合うピニオン１４が嵌着されている。そして、前述の車輪１２が、上部フレーム１に設けられたレール３上に載置されており、サーボモータ１３を正逆自在に回転させることで、ラックとピニオンが噛み合って、中子納め往行台車１０を中子納めステーションＳと中子つかみステーションＨ間で往行させる。

また、中子納め往行台車１０の台車フレーム１１の平面中央部には、昇降リフター部２０が立設されている。この昇降リフター部２０は、昇降フレーム部３０を昇降させるための昇降手段、例えばサーボシリンダ２１と、このサーボシリンダ２１の両側に設けられたガイドピン２２とホルダー２３と、サーボシリンダ２１の下方に設けられた下部フレーム２４を備える。そして、サーボシリンダ２１のロッド２１ａとガイドピン２２は、図２のように下部フレーム２４に一体に取付けられている。また、サーボシリンダ２１の本体部２１ｂ及びホルダー２３は、台車フレーム１１を貫通させてその台車フレーム１１に一体に取付けられている。そして、ガイドピン２２はホルダー２３へ摺動可能に挿通されている。下部フレーム２４は平面から見ると略Ｈ型の形状をしており、その四隅にはフリー機構部４０と連結するための連結軸２５（図４参照）が形成されている。

そして、昇降リフター部２０の直下にはこの昇降リフター部２０とフリー機構部４０によって連結された昇降フレーム部３０が取付けられている。昇降フレーム部３０は、矩形フレーム３１と、この矩形フレーム３１の四隅から下方に向かって垂設するアーム３２と、中子納め治具６０に圧縮空気や電力などの動力源を供給するための動力源着脱機構３３を備えている。アーム３３の下方Ｌ字部には、中子納め治具６０を吊り上げるためのピン３４が形成されている。このピン３４は４本のアーム３４すべてに必要はなく、例えば対角の２本のアームに備えればよい。また、矩形フレーム３１には、昇降リフター部２０の下部フレーム２４に設けられた連結軸２５と対応する４箇所の位置に、フリー機構４０と連結するための凹形ブラケット３５（図４参照）が固着されている。

図４に示すように昇降リフター部２０と昇降フレーム部３０を連結するフリー機構部４０は、上方端部に球面すべり軸受を有する上側棒部材４１と、下方端部に球面すべり軸受を有する下側棒部材４２と、この上側棒部材４１と下側棒部材４２を螺着するネジ部材４３とを備えている。そして、上側棒部材４１の上方端部の球面すべり軸受は、昇降フレーム２０に設けられた連結軸２５に回転自在に軸支されている。また、下側棒部材４２の下方端部の球面すべり軸受は、昇降フレーム部３０の矩形フレーム３１に備えられた凹形ブラケット３５の凹部に継手軸３６によって回転自在に軸支されている。そして、上側棒部材４１と下側棒部材４２がネジ部材４３によって螺合により締結されている。なお、本実施形態の中子納め装置１００では、４個のフリー機構部４０によって昇降リフター部２０と昇降フレーム部３０が連結されている。

更に、本実施形態の中子納め装置１００には、図５に示すような昇降フレーム部３０に立設されるとともに中子納め往行台車１０に連結されるフリー機構付ガイドロッド部５０を備える。このフリー機構付ガイドロッド部５０は、ガイドホルダー５１とこのガイドホルダー５１に挿通されるガイドロッド５２を有する。ガイドホルダー５１は、図５に示すようにブラケット５３の下端に嵌着されている。そして、ブラケット５３は、中子納め往行台車１０の台車フレーム１１下面に固着されている。一方、ガイドロッド５２は、昇降フレーム部３０の矩形フレーム３１上に垂設されて固着されている。また、このガイドロッド５２は、昇降リフター部２０のサーボシリンダ２１が上昇端では、図５（ｂ）に示すようにガイドホルダー５１に嵌合する直径で、下降時には図５（ｄ）に示すようにガイドホルダー５１との間に隙間を形成する直径で製造されている。なお、本実施形態の中子納め装置１００では、フリー機構付ガイドロッド部５０が図３（ａ）に示すように２箇所に設けられている。

続いて、上述した中子納め装置の１００の動きについて説明する。中子Ｃは、図６に示す中子準備ステーションＰから中子つかみステーションＨを経て中子納めステーションＳへ運ばれる。中子Ｃは、まず、中子準備ステーションＰで作業者により中子セット下治具６１へセットされる。中子セット下治具６１は、図１に示すように中子セット下治具台車６２の上に位置固定されて載置されている。そして、中子セット下治具台車６２は、中子準備ステーションＰと中子つかみステーションＨ間を往行するトラバーサー６３に載置されている。また、中子セット下治具台車６２には、中子納め治具６０の位置決めピン６０ａが挿通される位置決めブシュ６２ａが設けられている。

中子準備ステーションＰで中子Ｃがセットされた中子セット下治具６１は、中子セット下治具台車６２とともにトラバーサー６３により中子つかみステーションＨへ搬送される。中子つかみステーションＨへ搬送された中子セット下治具６１及び中子セット下治具台車６２上には、昇降フレーム部３０によって保持された中子納め治具６０が待機している。この中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０が、昇降リフター部２０により中子セット下治具６１へ向けて下降される。中子納め治具６０には、中子セット下治具台車６２の位置決めブシュ６２ａに挿通される位置決めピン６０ａ（図１参照）が備えられている。この位置決めピン６２ａが中子セット下治具台車６２の位置決めブシュ６２ａと嵌め合わされることにより、中子セット下治具６１にセットされた中子Ｃを掴持する水平方向の位置決めがなされる。中子納め治具６０には、更に、図示しない掴持手段が備えられており、この掴持手段によって中子セット下治具６１の中子Ｃが掴持、保持される。なお、この掴持手段を動作させるための動力を供給するのが、昇降フレーム部３０に設けられた動力源着脱機構３３である。

昇降フレーム部３０が中子セット下治具６１上で待機中、つまり、昇降フレーム部３０が上昇端にあるときには、フリー機構付ガイドロッド部５０は、図５（ａ）（ｂ）のようにガイドホルダー５１とガイドロッド５２の隙間を０にして嵌合されている。その後、昇降リフター部２０のサーボシリンダ２１を作動させて中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０を下降させると、フリー機構付ガイドロッド部５０のガイドホルダー５１とガイドロッド５２は、図５（ｃ）（ｄ）のようにガイドホルダー５１とガイドロッド５２の間に隙間を形成させて下降する。

中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０の下降を続けると、中子納め治具６０の位置決めピン６０ａが、中子セット下治具台車６２の位置決めブシュ６２ａに挿通される。この時、位置決めピン６０ａと位置決めブッシュ６２ａにズレが生じることがある。しかし、昇降フレーム部３０は、上下端部に球面すべり軸受を有するフリー機構部４０によって昇降リフター部２０に連結されているので、昇降フレーム部３０がズレの分だけ水平方向に動くことができる。これにより位置決めピン６０ａは、無理な負荷をかけられることなく位置決めブシュ６２ａに挿通される。なお、前述したようにフリー機構付ガイドロッド部５０は、中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０が下降する際には、このフリー機構付ガイドロッド部５０のガイドホルダー５１とガイドロッド５２の間に隙間を形成させているので、フリー機構部４０の動きを規制することはない。

更に、中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０の下降を続け、中子Ｃの掴持位置に到達したら昇降リフター部２０のサーボシリンダ２１を停止し、中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０の下降を止める。そして、中子納め治具６０に備えられた掴持手段にて中子Ｃを掴持する。

その後、中子Ｃを掴持したまま、昇降リフター部２０のサーボシリンダ２１を作動させ中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０を上昇させる。昇降フレーム部が上昇端まで来るとフリー機構付ガイドロッド部５０は、ガイドホルダー５１とガイドロッド５２は隙間が０で嵌合される。これにより、昇降フレーム部３０は中子納め往行台車１０に固定されて連結される。

続いて、中子つかみステーションＨから中子納めステーションＳへ中子納め往行台車１０を移動させる。前述したように昇降フレーム部３０は、フリー機構付ガイドロッド部５０によって中子納め往行台車１０に固定されているので、中子納め治具６０及び中子Ｃはフリー機構４０によって揺られることはない。

中子納めステーションＳでは、造型ラインを移動する定盤台車に載置された鋳型を内包した下枠（主型）６４が位置決め装置６５によって固定され停止している。下枠６４には、中子納め治具６０の位置決めピン６０ａを挿通させる位置決めブシュ６４ａが備えられている。この位置決めピン６０ａと位置決めブシュ６４ａが、嵌り合うことにより中子Ｃを納めるための水平方向の位置決めがされる。

中子納めステーションＳへ移動させた中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０は、昇降リフター部２０のサーボシリンダ２１によって下枠６４に向けて下降される。この際も、中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０は、中子つかみステーションＨで中子Ｃを掴持したときと同様の動きとなる。

昇降フレーム部３０が上昇端にあるときには、フリー機構付ガイドロッド部５０は、図５（ａ）（ｂ）のようにガイドホルダー５１とガイドロッド５２隙間を０にして嵌合されている。その後、昇降リフター部２０のサーボシリンダ２１を作動させて中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０を下枠６４に向けて下降させると、フリー機構付ガイドロッド部５０のガイドホルダー５１とガイドロッド５２は、図５（ｃ）（ｄ）のようにガイドホルダー５１とガイドロッド５２の間に隙間を形成させる。

中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０の下降を続けると、中子納め治具６０の位置決めピン６０ａが、下枠６４の位置決めブシュ６４ａに挿通される。この時、位置決めピン６０ａと位置決めブッシュ６４ａにズレが生じることがあるが、昇降フレーム部３０はフリー機構部４０によって昇降リフター部２０に連結されているので、ズレの分だけ動くことができる。これにより位置決めピン６０ａは、無理な負荷をかけられることなく位置決めブシュ６４ａに挿通される。フリー機構付ガイドロッド部５０は、中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０が下降する際には、このフリー機構付ガイドロッド部５０のガイドホルダー５１とガイドロッド５２の間に隙間を形成させているので、フリー機構部４０の動きを規制することはない。

更に、中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０の下降を続け、中子Ｃが中子収納位置に到達したら昇降リフター部２０のサーボシリンダ２１を停止し、中子納め治具６０及び昇降フレーム部３０の下降を止める。その後、中子納め治具６０に備えられた掴持手段を作動させ中子Ｃの保持を解除することで、主型に中子Ｃが納められる。なお、図２が、昇降フレーム部３０を下降させた状態である。

なお、本実施形態では、図６のように中子準備ステーションＰを２箇所に設け、中子セット下治具６１が載置された中子セット下治具台車を中子準備ステーションＰと中子つかみステーションＨ間で交互に搬送するようにしているが、これに限られるものではない。中子準備ステーションＰを中子つかみステーションＨと別の位置に設けずに中子つかみステーションＨで中子Ｃを中子セット下治具６１にセットするようにしても構わない。また、本実施形態のような中子準備ステーションＰ及び中子つかみステーションＨを複数、並列に設けても構わない。本実施形態のように２箇所に中子準備ステーションＰを設けた構成にすると、一方の中子準備ステーションＰで中子Ｃのセットをしている間に、他方でセットした中子Ｃを主型に納めることができ、鋳型の生産性を向上することができる。

また、本実施形態の中子納め装置１００では、昇降フレーム部３０に立設させたフリー機構付きガイドロッド部５０を中子納め往行台車１０と連結させているが、昇降リフター部と連結させても構わない。

また、本実施形態では、昇降リフター部２０の昇降手段に、サーボシリンダ２１を用いたが、特にこれに限られるものではなく、油圧シリンダ、空圧シリンダでも構わない。更には、昇降フレーム部３０を昇降できれば、歯車やチェーンなどを用いたその他の昇降手段でも構わない。本実施形態のように昇降手段にサーボシリンダ２１を用いると、正確な位置制御や速度制御が容易にできる。

また、本実施形態では、中子納め往行台車１０の搬送機構にとラック・アンド・ピニオンを用いたが、これに限らず、チェーンやベルトを用いた搬送機構でも構わないし、油圧式、空圧式、電動式などのシリンダを用いた搬送機構でも構わない。また、本実施形態では、ラック・アンド・ピニオンの動力源としてサーボモータ１３を用いたが、これに限られるものではなく、誘導電動機でも構わない。サーボモータ１３を用いると正確な位置制御や速度制御が容易にできる。

以上のように中子納め装置１００は、位置決めピンを有する中子納め治具を保持した昇降リフター部３０が昇降リフター部２０にフリー機構部４０で連結されているので、中子納め治具の位置決めピンと中子セット下治具の位置決めブシュや下枠６４の位置決めブシュにズレが生じた際もそのズレをフリー機構部４０で吸収し、位置決めピンや昇降リフター部に損傷を与えることを防ぐことができる。

また、中子納め装置１００は、更に、昇降フレーム部３０の上昇端ではガイドホルダー５１とガイドロッド５２が嵌合し、下降時にはガイドホルダー５１とガイドロッド５２の間に隙間を形成させるフリー機構付ガイドロッド部５０を昇降フレーム部に立設されるとともに中子納め往行台車１０に連結させているので、昇降フレーム部３０の上昇端では昇降フレーム部３０を中子納め往行台車１０に固定させることができ、昇降フレーム部３０の下降時にはフリー機構部５０の動きを規制せずに下降させることができる。これにより中子納め往行台車１０が中子つかみステーションＨと中子納めステーションＰ間を往来する際に、昇降フレーム部３０が揺れることを防止でき、中子Ｃ等の損傷を防ぐことができる。

Ｈ 中子つかみステーション
Ｓ 中子納めステーション
１０ 中子納め往行台車
２０ 昇降リフター部
３０ 昇降フレーム部
４０ フリー機構部
５０ フリー機構付きガイドロッド部
５１ ガイドホルダー
５２ ガイドロッド

Claims (2)

1. 中子つかみステーションと中子納めステーションとを往行する中子納め往行台車と、
   前記中子納め往行台車に立設された昇降リフター部と、
   中子納め治具を保持し前記昇降リフター部によって昇降される昇降フレーム部と、
   前記昇降フレーム部と前記昇降リフター部を連結するフリー機構部と、
   を備えた中子納め装置。
2. 更に、前記昇降フレーム部に立設されるとともに前記中子納め往行台車若しくは前記昇降リフター部に連結されるフリー機構付ガイドロッド部を備え、
   前記フリー機構付ガイドロッド部は、ガイドホルダーと該ガイドホルダーに挿通されるガイドロッドを有し、
   前記昇降フレーム部の上昇端では、前記ガイドホルダーと前記ガイドロッドが嵌合し、
   前記昇降フレーム部の下降時には、前記ガイドホルダーと前記ガイドロッドの間に隙間を形成させることを特徴とする請求項１に記載の中子納め装置。