減圧造型用フィルム成形装置及び減圧造型用フィルム成形方法
【課題】構成を簡素化して低コスト化を実現するとともに、減圧鋳造ラインにおけるフィルムの取り出し、加熱、成形の工程を自動化で行う方法を提供する。
【解決手段】フレーム２と、該フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板５の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニット３と、前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠７と、フィルムを供給するフィルム供給手段８と、フィルム保持枠にフィルムを保持するために吸引する吸引手段９と、保持されたフィルムを前記フィルム供給手段から切り離すフィルムカッタ１０と、フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱するヒータ１１とを備える。
【解決手段】フレーム２と、該フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板５の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニット３と、前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠７と、フィルムを供給するフィルム供給手段８と、フィルム保持枠にフィルムを保持するために吸引する吸引手段９と、保持されたフィルムを前記フィルム供給手段から切り離すフィルムカッタ１０と、フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱するヒータ１１とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧造型法を用いた減圧鋳型造型鋳造ラインで用いられる減圧造型用フィルム加熱装置及び減圧造型用フィルム加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧造型法を用いた減圧鋳型造型鋳造ラインは、生型鋳型造型鋳造ラインに比べて大型の鋳物への適用が可能であるという点で有利である。さらに、減圧鋳型造型鋳造ラインは、粘結剤を用いる自硬性プロセスに対して廃棄物や有害ガスが発生しないという点で有利である。このように、減圧鋳型造型鋳造ラインは、環境にやさしく大型の鋳物にも適用できるものである。このような減圧鋳型造型鋳造ラインにおいて、各工程の自動化が望まれている。ラインの自動化を進める上で、コストとのバランスが重要となってくるが、フィルム成形を行う工程においても簡素な構成且つ低コストで、適正な自動化を実現することが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、構成を簡素化して低コスト化を実現するとともに、減圧鋳造ラインにおけるフィルムの取り出し、加熱、成形の工程を自動化で行うことができる減圧造型用フィルム成形装置及び減圧造型用フィルム成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る減圧造型用フィルム成形装置は、フレームと、該フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニットと、前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠と、前記第２の位置に移動された前記横移動ユニットのフィルム保持枠にフィルムを供給するフィルム供給手段と、前記フィルム保持枠に設けられ、前記フィルム供給手段から供給されたフィルムを保持するために吸引する吸引手段と、該吸引手段によりフィルムが保持された状態で前記横移動ユニットが前記第１の位置に移動された後に、該保持されたフィルムを前記フィルム供給手段から切り離すフィルムカッタと、前記横移動ユニットの本体に取り付けられ、前記フィルム加熱位置に位置する前記フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱するヒータとを備える。
【０００５】
また、本発明に係る減圧造型用フィルム成形方法は、フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニットと、前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠とを有する減圧造型用フィルム成形装置を用いてフィルムを成形するに際して、前記横移動ユニットを前記第２の位置に横移動させ、フィルム供給手段により供給されたフィルムを、前記フィルム保持枠に設けられた吸引手段により吸引して前記フィルム保持枠に保持させ、前記フィルム保持枠にフィルムを保持させた状態で、前記横移動ユニットを前記第１の位置に横移動させ、前記横移動ユニットの本体に取り付けられたヒータにより前記フィルム加熱位置に位置する前記フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱し、フィルムが加熱された後に、前記フィルム保持枠を前記フィルム成形位置に向けて前記横移動ユニットの本体に対して縦移動させ、前記フィルム保持枠に保持されたフィルムをフィルムカッタにより前記フィルム供給手段から切り離させるとともに、該フィルム保持枠に保持されたフィルムを前記模型板に被せて成形する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、構成を簡素化して低コスト化を実現すると共に減圧鋳造ラインにおけるフィルムの取り出し、加熱、成形の工程を自動化で行うことを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が適用されたフィルム成形装置の正面図である。
【図２】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、フィルムが供給される位置（第２の位置）に横移動ユニットが横移動された状態を示す正面図である。
【図３】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、図２に示す状態からフィルム保持枠が下降してフィルムが吸着された状態を示す正面図である。
【図４】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、図３に示す状態からフィルムを保持したままフィルム保持枠が上昇した状態を示す正面図である。
【図５】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、図４に示す状態から吸引ボックスの模型板の上方の位置（第１の位置）に横移動ユニットが横移動された状態を示す正面図である。
【図６】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、図５に示す状態からフィルム加熱及びフィルム切断を経て、模型板にフィルムを被せるためにフィルム保持枠を下降させた状態を示す正面図である。
【図７】図１に示すフィルム成形装置の平面図である。
【図８】図１に示すフィルム成形装置の側面図である。
【図９】フィルム保持枠の吸引手段と、フィルム供給手段の展開台に設けられるフィルム保持部との具体的構成の一例を示す図であり、（Ａ）は、フィルムを保持した状態で横移動ユニットが第１の位置に移動された状態（フィルムを引き出した状態）を示す要部断面図であり、（Ｂ）は、フィルム加熱後にフィルム保持枠が下降し、フィルムが切断されて切り離される直前の状態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した減圧造型用のフィルム成形装置について、図面を参照して説明する。図１〜図６は、それぞれ本発明を適用したフィルム成形装置１の各動作を示す正面図であり、図７及び図８は、それぞれ該フィルム成形装置１の図１に対応する平面図、側面図を示している。
【０００９】
このフィルム成形装置１は、図１〜８に示すように、フレーム２と、このフレーム２に対して横方向に移動自在に設けられる横移動ユニット３とを備える。横移動ユニット３は、減圧造型用の吸引ボックス４の模型板５の上方に位置する第１の位置と、フィルム６が供給される第２の位置とにわたって横移動される。ここで、図１、図５及び図６は、横移動ユニット３が第１の位置に位置していることを示す図であり、図２〜図４は、横移動ユニット３が第２の位置に位置していることを示す図である。
【００１０】
また、フィルム成形装置１は、フィルム保持枠７、フィルム供給手段８、吸引手段９、フィルムカッタ１０、フィルムヒータ１１等を備える。フィルム保持枠７は、長方形の枠状に形成され、第１の位置に位置する横移動ユニット３の本体１２に対して、フィルム６を加熱するフィルム加熱位置と、該フィルム６を模型板５に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられている。ここで、図５は、フィルム保持枠７がフィルム加熱位置に位置していることを示す図であり、図６は、フィルム保持枠７がフィルム成形位置に位置していることを示す図である。
【００１１】
フィルム供給手段８は、第２の位置に移動された横移動ユニット３のフィルム保持枠７にフィルム６を供給する。吸引手段９は、フィルム保持枠７に設けられ、フィルム供給手段８から供給されたフィルム６を保持するために吸引する（図４及び図９参照）。フィルムカッタ１０は、吸引手段９によりフィルム６が保持された状態で横移動ユニット３が第１の位置に移動（図５及び図９（Ａ）参照）された後にフィルム保持枠７が下降動作された際に、該保持されたフィルム６をフィルム供給手段８から切り離す。フィルムヒータ１１は、例えばニクロム線等からなり、横移動ユニット３の本体１２に取り付けられ、図５に示すようなフィルム加熱位置に位置するフィルム保持枠７に保持されたフィルム６を加熱する。
【００１２】
また、上述したフィルム供給手段８は、巻き回されたフィルム６を引き出すフィルムロール１３と、該フィルムロール１３から引き出されるフィルム６を広げるための展開台１４と、該展開台１４のフィルム引き出し方向の一端に設けられるフィルム保持部１５とを有している（図９参照）。フィルム保持枠７は、展開台１４に広げられたフィルム６上に下降された状態で、吸引手段９によりフィルム６を吸引することでフィルム６を保持する。
【００１３】
また、フィルム供給手段８は、フィルムロール１３から引き出されるフィルム６に粉末状の離型剤を供給する離型剤供給部１６を有している。この離型剤は、例えば炭酸カルシウム粉末が用いられる。フィルム供給手段８には、フィルムロール１３から引き出されるフィルム６を展開台１４上に導くとともに上下面を反転するローラが設けられており、このローラを経由することで離型剤供給部１６は、フィルム６のフィルム保持枠７に保持された際に下面となる側の面に粉末状の離型剤を塗布することができる。
【００１４】
フィルム成形装置１を構成するフレーム２は、縦フレーム２ａと縦フレーム２ａの上端間に架設された案内フレーム２ｂとなる横フレームとからなる。このフレーム２には、横移動ユニット３を横方向に駆動する駆動部としてのシリンダ１８が設けられている。シリンダ１８は、ロッド１９を伸縮させることによりロッド１９先端に、ロッド取付部２０を介して接続された横移動ユニット３を第１の位置と第２の位置との間にわたって横方向に移動させる。
【００１５】
横移動ユニット３には、図１、図７及び図８に示すように、フィルム保持枠７を縦方向に駆動する駆動手段としての駆動モータ２１と、駆動モータ２１の駆動力をフィルム保持枠７に伝達するとともにフィルム保持枠７とともに上下動するガイドロッド２２と、ガイドロッド２２を位置決めして挟み込んだ状態で上下動自在となるように支持する支持手段２３とが設けられる。
また、フィルム保持枠７は、具体的には図９に示すように、環状で且つ長方形状に組まれた角パイプ２４からなり、この角パイプ２４内はガイドロッド２２を介して外部に設けられた（図示しない）吸引装置に接続されこの吸引装置により負圧とされているとともに、角パイプ２４の下端面には複数の貫通孔２５が設けられている。
そして、上述したフィルム６を吸引する吸引手段９は、図９に示すように、角パイプ２４の下端面に接合される一対の型鋼２６と、この一対の型鋼２６の間に設けられ、パンチングメタル等を折り曲げることにより形成される断面溝型部材２７とからなる。断面溝型部材２７には、１ｍｍ程度の多数の孔が設けられており、これは、吸引力やフィルムの厚みによりフィルムが適切に吸引される程度の大きさの孔を有するパンチングメタルを折り曲げることにより形成される。そして、角パイプ２４の中空部分が外部の吸引装置等により吸引された状態となることにより、この角パイプ２４の下端に複数設けられた貫通孔２５を介して断面溝型部材２７（パンチングメタル）に複数設けられた孔からフィルム６を吸引し、これによりフィルム６をフィルム保持枠７の下面に保持することができる。尚、一対の型鋼２６及び断面溝型部材２７は、略長方形状に組まれたフィルム保持枠７の下端面に沿って、略長方形状に組まれており、このように構成された吸引手段９は、フィルム６の四辺を吸着してフィルム保持枠７の下端面に保持することができる。
【００１６】
フィルム供給手段８の展開台１４に設けられるフィルム保持部１５は、図９に示すように、中空部が負圧とされるとともに上端面に貫通孔２９を有する角パイプ２８と、この角パイプ２８の上端面に接合される一対の型鋼３０と、この一対の型鋼３０の間に上述と同様の構成とされるパンチングメタル等を折り曲げることにより形成される断面溝型部材３１とからなる。そして、角パイプ２８の中空部分が外部の吸引装置等により吸引された状態となることにより、この角パイプ２８の上端に複数設けられた貫通孔２９を介して断面溝型部材３１（パンチングメタル）に複数設けられた孔からフィルム６を吸引し、これによりフィルムロール１３から引き出され展開台１４上に広げられたフィルム６の一端を保持することができる。尚、一対の型鋼３０及び断面溝型部材３１は、フィルム６の引き出し方向に略直行する方向に直線状に設けられており、このように構成されたフィルム保持部１５は、引き出されるフィルム６の引き出し方向の一端を吸着して保持することができる。
【００１７】
フィルムヒータ１１は、図９に示すように、横移動ユニット３の本体１２の内側に支持部１１ａを介して吊り下げられたコイル状のニクロム線１１ｂよりなる。このニクロム線１１ｂの高さ方向の位置や巻き回し数は、フィルム６の材質や厚みや加熱時間を考慮して決定されており、フィルム６を加熱変形させるために、十分且つ均一に加熱できる程度となるように決定されている。
【００１８】
フィルムカッタ１０は、図９に示すように、切断手段となるニクロム線３２と、このニクロム線３２を保持するニクロム線ホルダ３３と、ニクロム線ホルダ３３を展開台１４に固定するＵ字ボルト３４とからなる。
尚、図９（Ａ）は、図５に対応する図であり、すなわち、第２の位置で吸引手段９により展開台１４上のフィルム６を吸引保持するとともにフィルム保持枠７を少し上昇してフィルム６を持ち上げた状態で横移動ユニット３を第１の位置に横移動させた状態を示す図である。また、図５及び図９（Ａ）は、フィルム保持枠７が、フィルム加熱位置に位置する状態を示している。図５及び図９（Ａ）に示す状態で、フィルムヒータ１１によりフィルムを加熱されることとなる。ここで、図４、図５等に示すようにフィルム保持枠７を少し上昇させる動作や、フィルム６を保持した横移動ユニット３を第１の位置（左側）に横移動させてフィルム６を引き出す動作においては展開台１４のフィルム保持部１５の吸引動作が停止されているが、図５のように横移動ユニット３が第１の位置に横移動された直後から、フィルム加熱後までの間に、展開台１４のフィルム保持部１５の吸引動作が再開される。
フィルム加熱完了後に、フィルム保持枠７が下降動作されるが、この際に、フィルム保持枠７に保持されたフィルムと、フィルム供給手段８側のフィルム保持部１５で保持されたフィルムとは、図９（Ｂ）に示すように、フィルムカッタ１０としての加熱されたニクロム線３２に接触することとなり、加熱されたニクロム線３２に接触することで切り離されることとなる。図９（Ｂ）は、フィルム保持枠７に保持されたフィルムが、フィルム供給手段８のフィルム保持部１５で保持されたフィルムから切り離される直前の状態を示す図であり、この図から少しフィルム保持枠７が下降した位置で切り離されることとなる。
【００１９】
以上のように構成されたフィルム成形装置１を用いたフィルム成形方法について図１〜図６を用いて説明する。図１は、初期状態を示すとともに、１回前のフィルム成形が完了した状態を示しており、フィルム保持枠７がフィルム加熱位置（上側）に位置し、横移動ユニット３が第１の位置（左側）に位置している。
図１〜図６に示すフィルム成形方法は、図１に示す状態から横移動ユニット３を図２に示す第２の位置（右側）に移動させ、次いで、フィルム保持枠７を図３に示すように下降させてフィルム６を吸着させ、次いで、フィルム保持枠７を図４に示すように上昇させてフィルム６の引き出しを開始し、次いで、横移動ユニット３を図５に示すように第１の位置（左側）に移動させ、フィルム加熱開始、加熱完了後フィルム保持枠７を下降開始し、次いで、図６に示すようにフィルム６を模型に被せる位置までフィルム保持枠７を下降させてフィルム成形し、フィルム成形完了後は図１に示すように、フィルム保持枠７を上昇させる。
【００２０】
次に、各図における動作をより具体的に説明する。まず、図２では、横移動ユニット３を第２の位置（右側）に横移動させている。次いで、図３及び図４では、フィルム供給手段８により供給されたフィルム６をフィルム保持枠７に設けられた吸引手段９により吸引してフィルム保持枠７に保持させる。
ここで、フィルム供給手段８により供給されたフィルム６をフィルム保持枠７に保持させるに際して、フィルム供給手段８のフィルムロール１３から引き出されて、展開台１４上にフィルム６を広げるとともに、展開台１４上に広げられたフィルム６上にフィルム保持枠７を図３に示すように下降させて接触させた状態で、吸引手段９によりフィルム６を吸引することでフィルム６を保持する。尚、展開台１４上にフィルム６を広げる動作は、１回前のフィルム成形における図５に示す状態でフィルム保持枠７とともに第１の位置に横移動ユニット３が移動することでフィルム６がフィルムロール１３から引き出されることによりなされている。
また、フィルムロール１３からフィルム６を展開台１４上に広げるように引き出すに際して、フィルム供給手段８に設けられた離型剤供給部１６により、フィルム６のフィルム保持枠７に保持された状態で下面となる側の面に、粉末状の離型剤（例えば炭酸カルシウム）が供給され振り掛けられる。
また、図３に示した状態からフィルム保持枠７が図４に示すように上昇動作されて、次の横移動動作に備えているが、この際に、フィルム供給手段８側のフィルム保持部１５の吸引動作は停止されている。
【００２１】
図４に示すようなフィルム保持枠７にフィルム６を保持させた状態で、図５に示すように、横移動ユニット３を第１の位置（左側）に横移動させる。この図５に示す状態で、横移動ユニット３の本体１２に取り付けられたフィルムヒータ１１によりフィルム６を加熱し、図５に示す位置でフィルム６が加熱された後に、フィルム保持枠７をフィルム成形位置に向けて横移動ユニット３の本体１２に対して縦移動させ、この保持されたフィルム６をフィルムカッタ１０によりフィルム供給手段８から切り離させるとともに、図６に示すように、該フィルム６を吸引ボックス４の模型板５に被せて成形する。
【００２２】
以上のように、本発明を適用したフィルム成形装置１及びこれを用いた本発明を適用したフィルム成形方法は、減圧造型法におけるフィルム成形工程の自動化を簡素な構成で実現する。また、減圧造型法におけるフィルム成形は、加熱したフィルムの温度が下がらないよう、短時間のうちに成形を行う必要があるが、その自動化された工程において、フィルム加熱位置からフィルム保持枠７を下降動作させるだけでフィルム成形を行うことができるので、フィルムの温度が下がらないようにフィルム成形を行うことができ、最終の鋳物の品質も向上できる。また、この装置及び方法は、減圧鋳型造型鋳造ライン全体の半自動化及び全自動化を可能とする。
【符号の説明】
【００２３】
１ フィルム成形装置
２ フレーム
３ 横移動ユニット
４ 吸引ボックス
５ 模型板
６ フィルム
７ フィルム保持枠
８ フィルム供給手段
９ 吸引手段
１０ フィルムカッタ
１１ フィルムヒータ
１３ フィルムロール
１４ 展開台
１５ フィルム保持部
１６ 離型剤供給部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減圧造型法を用いた減圧鋳型造型鋳造ラインで用いられる減圧造型用フィルム加熱装置及び減圧造型用フィルム加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧造型法を用いた減圧鋳型造型鋳造ラインは、生型鋳型造型鋳造ラインに比べて大型の鋳物への適用が可能であるという点で有利である。さらに、減圧鋳型造型鋳造ラインは、粘結剤を用いる自硬性プロセスに対して廃棄物や有害ガスが発生しないという点で有利である。このように、減圧鋳型造型鋳造ラインは、環境にやさしく大型の鋳物にも適用できるものである。このような減圧鋳型造型鋳造ラインにおいて、各工程の自動化が望まれている。ラインの自動化を進める上で、コストとのバランスが重要となってくるが、フィルム成形を行う工程においても簡素な構成且つ低コストで、適正な自動化を実現することが望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、構成を簡素化して低コスト化を実現するとともに、減圧鋳造ラインにおけるフィルムの取り出し、加熱、成形の工程を自動化で行うことができる減圧造型用フィルム成形装置及び減圧造型用フィルム成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る減圧造型用フィルム成形装置は、フレームと、該フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニットと、前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠と、前記第２の位置に移動された前記横移動ユニットのフィルム保持枠にフィルムを供給するフィルム供給手段と、前記フィルム保持枠に設けられ、前記フィルム供給手段から供給されたフィルムを保持するために吸引する吸引手段と、該吸引手段によりフィルムが保持された状態で前記横移動ユニットが前記第１の位置に移動された後に、該保持されたフィルムを前記フィルム供給手段から切り離すフィルムカッタと、前記横移動ユニットの本体に取り付けられ、前記フィルム加熱位置に位置する前記フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱するヒータとを備える。
【０００５】
また、本発明に係る減圧造型用フィルム成形方法は、フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニットと、前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠とを有する減圧造型用フィルム成形装置を用いてフィルムを成形するに際して、前記横移動ユニットを前記第２の位置に横移動させ、フィルム供給手段により供給されたフィルムを、前記フィルム保持枠に設けられた吸引手段により吸引して前記フィルム保持枠に保持させ、前記フィルム保持枠にフィルムを保持させた状態で、前記横移動ユニットを前記第１の位置に横移動させ、前記横移動ユニットの本体に取り付けられたヒータにより前記フィルム加熱位置に位置する前記フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱し、フィルムが加熱された後に、前記フィルム保持枠を前記フィルム成形位置に向けて前記横移動ユニットの本体に対して縦移動させ、前記フィルム保持枠に保持されたフィルムをフィルムカッタにより前記フィルム供給手段から切り離させるとともに、該フィルム保持枠に保持されたフィルムを前記模型板に被せて成形する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、構成を簡素化して低コスト化を実現すると共に減圧鋳造ラインにおけるフィルムの取り出し、加熱、成形の工程を自動化で行うことを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明が適用されたフィルム成形装置の正面図である。
【図２】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、フィルムが供給される位置（第２の位置）に横移動ユニットが横移動された状態を示す正面図である。
【図３】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、図２に示す状態からフィルム保持枠が下降してフィルムが吸着された状態を示す正面図である。
【図４】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、図３に示す状態からフィルムを保持したままフィルム保持枠が上昇した状態を示す正面図である。
【図５】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、図４に示す状態から吸引ボックスの模型板の上方の位置（第１の位置）に横移動ユニットが横移動された状態を示す正面図である。
【図６】フィルム成形装置の動作を説明するための図であり、図５に示す状態からフィルム加熱及びフィルム切断を経て、模型板にフィルムを被せるためにフィルム保持枠を下降させた状態を示す正面図である。
【図７】図１に示すフィルム成形装置の平面図である。
【図８】図１に示すフィルム成形装置の側面図である。
【図９】フィルム保持枠の吸引手段と、フィルム供給手段の展開台に設けられるフィルム保持部との具体的構成の一例を示す図であり、（Ａ）は、フィルムを保持した状態で横移動ユニットが第１の位置に移動された状態（フィルムを引き出した状態）を示す要部断面図であり、（Ｂ）は、フィルム加熱後にフィルム保持枠が下降し、フィルムが切断されて切り離される直前の状態を示す要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を適用した減圧造型用のフィルム成形装置について、図面を参照して説明する。図１〜図６は、それぞれ本発明を適用したフィルム成形装置１の各動作を示す正面図であり、図７及び図８は、それぞれ該フィルム成形装置１の図１に対応する平面図、側面図を示している。
【０００９】
このフィルム成形装置１は、図１〜８に示すように、フレーム２と、このフレーム２に対して横方向に移動自在に設けられる横移動ユニット３とを備える。横移動ユニット３は、減圧造型用の吸引ボックス４の模型板５の上方に位置する第１の位置と、フィルム６が供給される第２の位置とにわたって横移動される。ここで、図１、図５及び図６は、横移動ユニット３が第１の位置に位置していることを示す図であり、図２〜図４は、横移動ユニット３が第２の位置に位置していることを示す図である。
【００１０】
また、フィルム成形装置１は、フィルム保持枠７、フィルム供給手段８、吸引手段９、フィルムカッタ１０、フィルムヒータ１１等を備える。フィルム保持枠７は、長方形の枠状に形成され、第１の位置に位置する横移動ユニット３の本体１２に対して、フィルム６を加熱するフィルム加熱位置と、該フィルム６を模型板５に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられている。ここで、図５は、フィルム保持枠７がフィルム加熱位置に位置していることを示す図であり、図６は、フィルム保持枠７がフィルム成形位置に位置していることを示す図である。
【００１１】
フィルム供給手段８は、第２の位置に移動された横移動ユニット３のフィルム保持枠７にフィルム６を供給する。吸引手段９は、フィルム保持枠７に設けられ、フィルム供給手段８から供給されたフィルム６を保持するために吸引する（図４及び図９参照）。フィルムカッタ１０は、吸引手段９によりフィルム６が保持された状態で横移動ユニット３が第１の位置に移動（図５及び図９（Ａ）参照）された後にフィルム保持枠７が下降動作された際に、該保持されたフィルム６をフィルム供給手段８から切り離す。フィルムヒータ１１は、例えばニクロム線等からなり、横移動ユニット３の本体１２に取り付けられ、図５に示すようなフィルム加熱位置に位置するフィルム保持枠７に保持されたフィルム６を加熱する。
【００１２】
また、上述したフィルム供給手段８は、巻き回されたフィルム６を引き出すフィルムロール１３と、該フィルムロール１３から引き出されるフィルム６を広げるための展開台１４と、該展開台１４のフィルム引き出し方向の一端に設けられるフィルム保持部１５とを有している（図９参照）。フィルム保持枠７は、展開台１４に広げられたフィルム６上に下降された状態で、吸引手段９によりフィルム６を吸引することでフィルム６を保持する。
【００１３】
また、フィルム供給手段８は、フィルムロール１３から引き出されるフィルム６に粉末状の離型剤を供給する離型剤供給部１６を有している。この離型剤は、例えば炭酸カルシウム粉末が用いられる。フィルム供給手段８には、フィルムロール１３から引き出されるフィルム６を展開台１４上に導くとともに上下面を反転するローラが設けられており、このローラを経由することで離型剤供給部１６は、フィルム６のフィルム保持枠７に保持された際に下面となる側の面に粉末状の離型剤を塗布することができる。
【００１４】
フィルム成形装置１を構成するフレーム２は、縦フレーム２ａと縦フレーム２ａの上端間に架設された案内フレーム２ｂとなる横フレームとからなる。このフレーム２には、横移動ユニット３を横方向に駆動する駆動部としてのシリンダ１８が設けられている。シリンダ１８は、ロッド１９を伸縮させることによりロッド１９先端に、ロッド取付部２０を介して接続された横移動ユニット３を第１の位置と第２の位置との間にわたって横方向に移動させる。
【００１５】
横移動ユニット３には、図１、図７及び図８に示すように、フィルム保持枠７を縦方向に駆動する駆動手段としての駆動モータ２１と、駆動モータ２１の駆動力をフィルム保持枠７に伝達するとともにフィルム保持枠７とともに上下動するガイドロッド２２と、ガイドロッド２２を位置決めして挟み込んだ状態で上下動自在となるように支持する支持手段２３とが設けられる。
また、フィルム保持枠７は、具体的には図９に示すように、環状で且つ長方形状に組まれた角パイプ２４からなり、この角パイプ２４内はガイドロッド２２を介して外部に設けられた（図示しない）吸引装置に接続されこの吸引装置により負圧とされているとともに、角パイプ２４の下端面には複数の貫通孔２５が設けられている。
そして、上述したフィルム６を吸引する吸引手段９は、図９に示すように、角パイプ２４の下端面に接合される一対の型鋼２６と、この一対の型鋼２６の間に設けられ、パンチングメタル等を折り曲げることにより形成される断面溝型部材２７とからなる。断面溝型部材２７には、１ｍｍ程度の多数の孔が設けられており、これは、吸引力やフィルムの厚みによりフィルムが適切に吸引される程度の大きさの孔を有するパンチングメタルを折り曲げることにより形成される。そして、角パイプ２４の中空部分が外部の吸引装置等により吸引された状態となることにより、この角パイプ２４の下端に複数設けられた貫通孔２５を介して断面溝型部材２７（パンチングメタル）に複数設けられた孔からフィルム６を吸引し、これによりフィルム６をフィルム保持枠７の下面に保持することができる。尚、一対の型鋼２６及び断面溝型部材２７は、略長方形状に組まれたフィルム保持枠７の下端面に沿って、略長方形状に組まれており、このように構成された吸引手段９は、フィルム６の四辺を吸着してフィルム保持枠７の下端面に保持することができる。
【００１６】
フィルム供給手段８の展開台１４に設けられるフィルム保持部１５は、図９に示すように、中空部が負圧とされるとともに上端面に貫通孔２９を有する角パイプ２８と、この角パイプ２８の上端面に接合される一対の型鋼３０と、この一対の型鋼３０の間に上述と同様の構成とされるパンチングメタル等を折り曲げることにより形成される断面溝型部材３１とからなる。そして、角パイプ２８の中空部分が外部の吸引装置等により吸引された状態となることにより、この角パイプ２８の上端に複数設けられた貫通孔２９を介して断面溝型部材３１（パンチングメタル）に複数設けられた孔からフィルム６を吸引し、これによりフィルムロール１３から引き出され展開台１４上に広げられたフィルム６の一端を保持することができる。尚、一対の型鋼３０及び断面溝型部材３１は、フィルム６の引き出し方向に略直行する方向に直線状に設けられており、このように構成されたフィルム保持部１５は、引き出されるフィルム６の引き出し方向の一端を吸着して保持することができる。
【００１７】
フィルムヒータ１１は、図９に示すように、横移動ユニット３の本体１２の内側に支持部１１ａを介して吊り下げられたコイル状のニクロム線１１ｂよりなる。このニクロム線１１ｂの高さ方向の位置や巻き回し数は、フィルム６の材質や厚みや加熱時間を考慮して決定されており、フィルム６を加熱変形させるために、十分且つ均一に加熱できる程度となるように決定されている。
【００１８】
フィルムカッタ１０は、図９に示すように、切断手段となるニクロム線３２と、このニクロム線３２を保持するニクロム線ホルダ３３と、ニクロム線ホルダ３３を展開台１４に固定するＵ字ボルト３４とからなる。
尚、図９（Ａ）は、図５に対応する図であり、すなわち、第２の位置で吸引手段９により展開台１４上のフィルム６を吸引保持するとともにフィルム保持枠７を少し上昇してフィルム６を持ち上げた状態で横移動ユニット３を第１の位置に横移動させた状態を示す図である。また、図５及び図９（Ａ）は、フィルム保持枠７が、フィルム加熱位置に位置する状態を示している。図５及び図９（Ａ）に示す状態で、フィルムヒータ１１によりフィルムを加熱されることとなる。ここで、図４、図５等に示すようにフィルム保持枠７を少し上昇させる動作や、フィルム６を保持した横移動ユニット３を第１の位置（左側）に横移動させてフィルム６を引き出す動作においては展開台１４のフィルム保持部１５の吸引動作が停止されているが、図５のように横移動ユニット３が第１の位置に横移動された直後から、フィルム加熱後までの間に、展開台１４のフィルム保持部１５の吸引動作が再開される。
フィルム加熱完了後に、フィルム保持枠７が下降動作されるが、この際に、フィルム保持枠７に保持されたフィルムと、フィルム供給手段８側のフィルム保持部１５で保持されたフィルムとは、図９（Ｂ）に示すように、フィルムカッタ１０としての加熱されたニクロム線３２に接触することとなり、加熱されたニクロム線３２に接触することで切り離されることとなる。図９（Ｂ）は、フィルム保持枠７に保持されたフィルムが、フィルム供給手段８のフィルム保持部１５で保持されたフィルムから切り離される直前の状態を示す図であり、この図から少しフィルム保持枠７が下降した位置で切り離されることとなる。
【００１９】
以上のように構成されたフィルム成形装置１を用いたフィルム成形方法について図１〜図６を用いて説明する。図１は、初期状態を示すとともに、１回前のフィルム成形が完了した状態を示しており、フィルム保持枠７がフィルム加熱位置（上側）に位置し、横移動ユニット３が第１の位置（左側）に位置している。
図１〜図６に示すフィルム成形方法は、図１に示す状態から横移動ユニット３を図２に示す第２の位置（右側）に移動させ、次いで、フィルム保持枠７を図３に示すように下降させてフィルム６を吸着させ、次いで、フィルム保持枠７を図４に示すように上昇させてフィルム６の引き出しを開始し、次いで、横移動ユニット３を図５に示すように第１の位置（左側）に移動させ、フィルム加熱開始、加熱完了後フィルム保持枠７を下降開始し、次いで、図６に示すようにフィルム６を模型に被せる位置までフィルム保持枠７を下降させてフィルム成形し、フィルム成形完了後は図１に示すように、フィルム保持枠７を上昇させる。
【００２０】
次に、各図における動作をより具体的に説明する。まず、図２では、横移動ユニット３を第２の位置（右側）に横移動させている。次いで、図３及び図４では、フィルム供給手段８により供給されたフィルム６をフィルム保持枠７に設けられた吸引手段９により吸引してフィルム保持枠７に保持させる。
ここで、フィルム供給手段８により供給されたフィルム６をフィルム保持枠７に保持させるに際して、フィルム供給手段８のフィルムロール１３から引き出されて、展開台１４上にフィルム６を広げるとともに、展開台１４上に広げられたフィルム６上にフィルム保持枠７を図３に示すように下降させて接触させた状態で、吸引手段９によりフィルム６を吸引することでフィルム６を保持する。尚、展開台１４上にフィルム６を広げる動作は、１回前のフィルム成形における図５に示す状態でフィルム保持枠７とともに第１の位置に横移動ユニット３が移動することでフィルム６がフィルムロール１３から引き出されることによりなされている。
また、フィルムロール１３からフィルム６を展開台１４上に広げるように引き出すに際して、フィルム供給手段８に設けられた離型剤供給部１６により、フィルム６のフィルム保持枠７に保持された状態で下面となる側の面に、粉末状の離型剤（例えば炭酸カルシウム）が供給され振り掛けられる。
また、図３に示した状態からフィルム保持枠７が図４に示すように上昇動作されて、次の横移動動作に備えているが、この際に、フィルム供給手段８側のフィルム保持部１５の吸引動作は停止されている。
【００２１】
図４に示すようなフィルム保持枠７にフィルム６を保持させた状態で、図５に示すように、横移動ユニット３を第１の位置（左側）に横移動させる。この図５に示す状態で、横移動ユニット３の本体１２に取り付けられたフィルムヒータ１１によりフィルム６を加熱し、図５に示す位置でフィルム６が加熱された後に、フィルム保持枠７をフィルム成形位置に向けて横移動ユニット３の本体１２に対して縦移動させ、この保持されたフィルム６をフィルムカッタ１０によりフィルム供給手段８から切り離させるとともに、図６に示すように、該フィルム６を吸引ボックス４の模型板５に被せて成形する。
【００２２】
以上のように、本発明を適用したフィルム成形装置１及びこれを用いた本発明を適用したフィルム成形方法は、減圧造型法におけるフィルム成形工程の自動化を簡素な構成で実現する。また、減圧造型法におけるフィルム成形は、加熱したフィルムの温度が下がらないよう、短時間のうちに成形を行う必要があるが、その自動化された工程において、フィルム加熱位置からフィルム保持枠７を下降動作させるだけでフィルム成形を行うことができるので、フィルムの温度が下がらないようにフィルム成形を行うことができ、最終の鋳物の品質も向上できる。また、この装置及び方法は、減圧鋳型造型鋳造ライン全体の半自動化及び全自動化を可能とする。
【符号の説明】
【００２３】
１ フィルム成形装置
２ フレーム
３ 横移動ユニット
４ 吸引ボックス
５ 模型板
６ フィルム
７ フィルム保持枠
８ フィルム供給手段
９ 吸引手段
１０ フィルムカッタ
１１ フィルムヒータ
１３ フィルムロール
１４ 展開台
１５ フィルム保持部
１６ 離型剤供給部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームと、
該フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニットと、
前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠と、
前記第２の位置に移動された前記横移動ユニットのフィルム保持枠にフィルムを供給するフィルム供給手段と、
前記フィルム保持枠に設けられ、前記フィルム供給手段から供給されたフィルムを保持するために吸引する吸引手段と、
該吸引手段によりフィルムが保持された状態で前記横移動ユニットが前記第１の位置に移動された後に、該保持されたフィルムを前記フィルム供給手段から切り離すフィルムカッタと、
前記横移動ユニットの本体に取り付けられ、前記フィルム加熱位置に位置する前記フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱するヒータと
を備える減圧造型用フィルム成形装置。
【請求項２】
前記フィルム供給手段は、巻き回されたフィルムを引き出すフィルムロールと、該フィルムロールから引き出されるフィルムを広げるための展開台と、該展開台のフィルム引き出し方向の一端に設けられるフィルム保持部とを有し、
前記フィルム保持枠は、前記展開台に広げられたフィルム上に下降された状態で、前記吸引手段によりフィルムを吸引することで前記フィルムを保持することを特徴とする請求項１記載の減圧造型用フィルム成形装置。
【請求項３】
前記フィルム供給手段は、前記フィルムロールから引き出されるフィルムに粉末状の離型剤を供給する離型剤供給部を有することを特徴とする請求項２記載の減圧造型用フィルム成形装置。
【請求項４】
フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニットと、前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠とを有する減圧造型用フィルム成形装置を用いてフィルムを成形するに際して、
前記横移動ユニットを前記第２の位置に横移動させ、フィルム供給手段により供給されたフィルムを、前記フィルム保持枠に設けられた吸引手段により吸引して前記フィルム保持枠に保持させ、
前記フィルム保持枠にフィルムを保持させた状態で、前記横移動ユニットを前記第１の位置に横移動させ、前記横移動ユニットの本体に取り付けられたヒータにより前記フィルム加熱位置に位置する前記フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱し、
フィルムが加熱された後に、前記フィルム保持枠を前記フィルム成形位置に向けて前記横移動ユニットの本体に対して縦移動させ、前記フィルム保持枠に保持されたフィルムをフィルムカッタにより前記フィルム供給手段から切り離させるとともに、該フィルム保持枠に保持されたフィルムを前記模型板に被せて成形する減圧造型用フィルム成形方法。
【請求項５】
前記フィルム供給手段により供給されたフィルムを前記フィルム保持枠に保持させるに際して、
前記フィルム供給手段のフィルムロールから引き出されて、前記フィルム供給手段の展開台上にフィルムを広げるとともに、該展開台上に広げられたフィルム上に前記フィルム保持枠を下降させて接触させた状態で、前記吸引手段によりフィルムを吸引することで前記フィルムを保持することを特徴とする請求項４記載の減圧造型用フィルム成形方法。
【請求項６】
前記フィルムロールからフィルムを前記展開台上に広げるように引き出すに際して、
前記フィルム供給手段に設けられた離型剤供給部により該フィルムに粉末状の離型剤を供給することを特徴とする請求項５記載の減圧造型用フィルム成形方法。
【請求項１】
フレームと、
該フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニットと、
前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠と、
前記第２の位置に移動された前記横移動ユニットのフィルム保持枠にフィルムを供給するフィルム供給手段と、
前記フィルム保持枠に設けられ、前記フィルム供給手段から供給されたフィルムを保持するために吸引する吸引手段と、
該吸引手段によりフィルムが保持された状態で前記横移動ユニットが前記第１の位置に移動された後に、該保持されたフィルムを前記フィルム供給手段から切り離すフィルムカッタと、
前記横移動ユニットの本体に取り付けられ、前記フィルム加熱位置に位置する前記フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱するヒータと
を備える減圧造型用フィルム成形装置。
【請求項２】
前記フィルム供給手段は、巻き回されたフィルムを引き出すフィルムロールと、該フィルムロールから引き出されるフィルムを広げるための展開台と、該展開台のフィルム引き出し方向の一端に設けられるフィルム保持部とを有し、
前記フィルム保持枠は、前記展開台に広げられたフィルム上に下降された状態で、前記吸引手段によりフィルムを吸引することで前記フィルムを保持することを特徴とする請求項１記載の減圧造型用フィルム成形装置。
【請求項３】
前記フィルム供給手段は、前記フィルムロールから引き出されるフィルムに粉末状の離型剤を供給する離型剤供給部を有することを特徴とする請求項２記載の減圧造型用フィルム成形装置。
【請求項４】
フレームに対して、減圧造型用の吸引ボックスの模型板の上方に位置する第１の位置と、フィルムが供給される第２の位置とにわたって横方向に移動自在に設けられる横移動ユニットと、前記第１の位置に位置する前記横移動ユニットの本体に対して、前記フィルムを加熱するフィルム加熱位置と、該フィルムを前記模型板に被せて成形するフィルム成形位置とにわたって縦方向に移動自在に設けられるフィルム保持枠とを有する減圧造型用フィルム成形装置を用いてフィルムを成形するに際して、
前記横移動ユニットを前記第２の位置に横移動させ、フィルム供給手段により供給されたフィルムを、前記フィルム保持枠に設けられた吸引手段により吸引して前記フィルム保持枠に保持させ、
前記フィルム保持枠にフィルムを保持させた状態で、前記横移動ユニットを前記第１の位置に横移動させ、前記横移動ユニットの本体に取り付けられたヒータにより前記フィルム加熱位置に位置する前記フィルム保持枠に保持されたフィルムを加熱し、
フィルムが加熱された後に、前記フィルム保持枠を前記フィルム成形位置に向けて前記横移動ユニットの本体に対して縦移動させ、前記フィルム保持枠に保持されたフィルムをフィルムカッタにより前記フィルム供給手段から切り離させるとともに、該フィルム保持枠に保持されたフィルムを前記模型板に被せて成形する減圧造型用フィルム成形方法。
【請求項５】
前記フィルム供給手段により供給されたフィルムを前記フィルム保持枠に保持させるに際して、
前記フィルム供給手段のフィルムロールから引き出されて、前記フィルム供給手段の展開台上にフィルムを広げるとともに、該展開台上に広げられたフィルム上に前記フィルム保持枠を下降させて接触させた状態で、前記吸引手段によりフィルムを吸引することで前記フィルムを保持することを特徴とする請求項４記載の減圧造型用フィルム成形方法。
【請求項６】
前記フィルムロールからフィルムを前記展開台上に広げるように引き出すに際して、
前記フィルム供給手段に設けられた離型剤供給部により該フィルムに粉末状の離型剤を供給することを特徴とする請求項５記載の減圧造型用フィルム成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２３０１３８（Ｐ２０１１−２３０１３８Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１００７１４（Ｐ２０１０−１００７１４）
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２６日（２０１０．４．２６）
【出願人】（０００１９１００９）新東工業株式会社 (474)
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