鋳造方法および鋳造装置
【課題】長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する際に、焼き付きなどの鋳造不良を防止する。
【解決手段】エンジンのカムシャフト３を起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型１を用いて鋳造する。鋳造型１のカムシャフト３を成形する複数のキャビティ５の並列配置方向一端側の上部に溶湯注入口となるスワール１１を設ける。スワール１１は、スプール１５などを経て湯道７に連通し、湯道７に各キャビティ５の上端が連通する。湯道７のスワール１１と反対側の端部の上部にガス抜き穴２３を設け、このガス抜き穴２３がスワール１１側よりも鉛直方向上方となるよう鋳造型１を傾けた状態で、スワール１１から溶湯を注入して鋳造する。
【解決手段】エンジンのカムシャフト３を起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型１を用いて鋳造する。鋳造型１のカムシャフト３を成形する複数のキャビティ５の並列配置方向一端側の上部に溶湯注入口となるスワール１１を設ける。スワール１１は、スプール１５などを経て湯道７に連通し、湯道７に各キャビティ５の上端が連通する。湯道７のスワール１１と反対側の端部の上部にガス抜き穴２３を設け、このガス抜き穴２３がスワール１１側よりも鉛直方向上方となるよう鋳造型１を傾けた状態で、スワール１１から溶湯を注入して鋳造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する鋳造方法および鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、長尺ワークとして例えば鋳鉄製エンジンカムシャフトを鋳造する際に、カムシャフトを起立させた状態で鋳造する鋳込み方法が採用されている（例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような鋳込み方法において、一つの鋳造型を用い、カムシャフトを複数、例えば１０本程度並べて同時に鋳造する際には、この複数のカムシャフトを成形するためのキャビティの配列方向端部に設けた溶湯注入口から溶湯を注入すると、鋳造型内にガスが巻き込むことで排圧が作用し、注入された溶湯に圧力が作用してキャビティ下方に焼き付きが発生するなど、鋳造不良が発生する。また、注入した溶湯が、ガスの巻き込みによって複数のキャビティの配列方向に沿って順序よく流れていかず、先走った溶湯が、キャビティ内面を荒らし、焼き付きの原因となる。
【０００４】
そこで、本発明は、長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する際に、焼き付きなどの鋳造不良を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する鋳造方法において、前記鋳造型の前記ワークを成形するキャビティの並列配置方向一端側の鉛直方向上部に溶湯注入口を設け、同他端側の鉛直方向上部にガス抜き穴を設け、このガス抜き穴を設けた他端側が前記一端側に対して鉛直方向上方となるよう前記鋳造型を傾けた状態で、前記溶湯注入口から溶湯を注入して鋳造することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、溶湯注入口から溶湯を注入する際には、鋳造型を傾けることで、溶湯注入口と反対側の端部に設けたガス抜き穴からガスが放出されるので、鋳造型内での排圧の発生を抑えて溶湯への圧力付与を回避することができ、キャビティ下方での焼き付きを防止することができる。また、注入された溶湯が、ガスの放出に伴ってキャビティに対して並列配置方向に沿って順次流れて行くので、各キャビティへの溶湯の充填が効率よくなされ、焼き付きを発生させることなく鋳造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態に係わる、シェルモールド法により造型した鋳造型１の内部構造図で、この一つの鋳造型１により、長尺状のワークであるエンジンのカムシャフト３を起立させかつ複数（ここでは１０本）並列配置した状態で鋳造する。
【０００９】
上記した各カムシャフト３を成形するためのキャビティ５の鉛直方向上端部相互を、図１中で左右方向に延びる湯道７で連通する。湯道７は、鋳造型１の鉛直方向上部位置にて図１中で左右方向に延びており、その左側端部に対応する位置の鋳造型１の鉛直方向上部に、同上方に突出する突出部９を設け、この突出部９に溶湯注入口としてのスプール１１を設けている。
【００１０】
なお、以下の説明で、上部，下部など上下についての記載がある場合には、特に断りがない限り、鉛直方向上下についてのものとする。
【００１１】
スプール１１は、内部の形状が下部側ほど先細であって、下部側の側部に水平に延びる連通路１３の一端を接続し、連通路１３の他端をスワール１５に接続する。上記したスプール１１の周辺部分を示す鋳造型１の平面図である図２に示すように、スプール１１は、開口部分が楕円形状を呈し、この楕円形状の開口部分から下部に向けて先細となり、かつ連通路１３に近い側に、連通路１３に連通する開口部１１ａを設けている。
【００１２】
スワール１５は、全体がほぼ円筒形状を呈し、その上端側部に連通路１３を接続し、スプール１１から連通路１３を経て導入される溶湯を渦巻き状に旋回させ、溶湯中の異物（酸化物や成分調整用の合金粕）を浮き上がらせる。
【００１３】
上記したスプール１５の上端には、溶湯注入側ガス抜き穴１７を設けている。また、スプール１５の底部には異物捕捉用の図示しないフィルタを収容している。
【００１４】
一方、スプール１５の下部には、ハンガランナ１９の上端を連通している。ハンガランナ１９は、成形後の鋳造品を後述する搬送用ハンガーによって引っかけて搬送するため機能を備えている。また、ハンガランナ１９は、鋳造型１の下端付近にまで直線状に延びており、スプール１５から流入する初期の汚れた溶湯を閉じこめる機能を備えている。
【００１５】
上記したハンガランナ１９のスプール１５近傍と、前記した湯道７の一端側とを、湯道連通路２１により互いに連通している。このとき、湯道７は、スプール１５の底部と上下方向位置がほぼ同等であり、このため、湯道連通路２１は、ハンガランナ１９から湯道７に向けて上昇するよう傾斜している。
【００１６】
そして、上記したスワール１１を一端側に備えている湯道７の他端側の上部に、ガス抜き穴２３を設けている。
【００１７】
上記したような鋳造型１を用いてカムシャフト３を鋳造成形する際には、鋳造型１を、図３に示す搬送ライン２５に沿って矢印Ｇで示す方向に搬送しつつ行う。この際搬送ライン２５には、上記した鋳造型１のほか、例えば図４に示すような鋳造型１Ａなど、鋳造型１とは異なる形状の各種の鋳造型が混流して搬送される。
【００１８】
図４の鋳造型１Ａは、図１の鋳造型１より少ない５本のカムシャフト３を水平に寝かせた状態で鋳造するものであり、スワール１１Ａから注入する溶湯は、スプール１５Ａを経て上下に延びる湯道７Ａに流れた後、５本のカムシャフト３Ａを成形する各キャビティ５Ａに流入する。
【００１９】
なお、搬送ライン２５を流れる鋳造型は、鋳造型１を含み上記した鋳造型１Ａなど平均して４〜６種類であり、１種類１２〜２０の単位で切り替える。
【００２０】
搬送ライン２５には、図５に示す搬送レール２７がその全長にわたり施設され、この搬送レール２７上を搬送手段としての複数の走行台車２９が、互いに連結した状態で図示しない駆動機構によって走行する。各走行台車２９上には、搬送台車としてのモールド台車３１を設置し、モールド台車３１には、前記した鋳造型１や、鋳造型１Ａなど鋳造型１と形状の異なる各種の鋳造型を、１台のモールド台車３１につき二つ載せている。ただし、１台のモールド台車３１には同一の形状の鋳造型を二つ載せるものとする。
【００２１】
次に、前記図３に示した搬送ライン２５における製造工程について順を追って説明する。なお、以後の説明では、鋳造型として図１に示した鋳造型１を用いるものとする。
【００２２】
工程Ａは、鋳造型１を搬送ライン２５の外部からモールド台車３１に投入する工程、工程Ｂは、投入した鋳造型１を傾ける工程、工程Ｃは、傾けた状態の鋳造型１をモールド台車３１上でクランプ固定する工程、工程Ｄは、クランプ固定した状態の鋳造型１に溶湯を注入する固定、工程Ｅは、溶湯注入後の鋳造型１をアンクランプする工程、工程Ｆは、アンクランプした鋳造型１を搬送ライン２５の外部に押し出す工程、である。
【００２３】
図６は、鋳型投入工程Ａからクランプ工程Ｅにわたる領域全体を示す平面図で、鋳型投入工程Ａは、搬送ライン２５の側部に、鋳型投入装置３３と、この鋳型投入装置３３に鋳造型１を搬送する鋳型搬送装置３５をそれぞれ設置している。
【００２４】
図７は、上記した鋳型投入装置３３および鋳型搬送装置３５の、鋳型搬送装置３５側から見た斜視図、図８は同側面図である。鋳型搬送装置３５は、図示しない鋳型造型工程でシェルモールド法により造型した鋳造型１が投入される第１ローラコンベア３７と、第１ローラコンベア３７と鋳型投入装置３３との間に設置され、第１ローラコンベア３７から搬送されてくる鋳造型１を受け入れる第２ローラコンベア３９とをそれぞれ備えている。
【００２５】
第１ローラコンベア３７は、両側部に設置した一対のローラ支持枠３７ａが複数のパワーローラ３７ｂを回転可能に支持し、第２ローラコンベア３９は、両側部に設置した一対のローラ支持枠３９ａが複数のパワーローラ３９ｂを回転可能に支持している。上記した第１，第各パワーローラ３７ｂ，３９ｂは、図示しないモータなどの駆動機構によって回転駆動する。
【００２６】
また、第２ローラコンベア３９は、図７では省略しているが、図８に示すように下部に設けた昇降用シリンダ４１によって昇降可能であるとともに、第１ローラコンベア３７から送り込まれた鋳造型１を、鋳型投入装置３３に送り込む。
【００２７】
鋳型投入装置３３は、鋳造型１を二つ収容する鋳型収容枠４３を備えている。鋳型収容枠４３は、図８に示す鋳型受入姿勢と、図７に実線で示す鋳型投入姿勢との間を、回転変位可能である。この鋳型収容枠４３は、底板４５の図８中で上下方向両側および中央に鋳型ガイド４７，４９，５１をそれぞれ備えている。
【００２８】
各鋳型ガイド４７，４９，５１は、両側部（図８中で紙面に直交する方向の両側部）に設置したそれぞれ一対のローラ支持枠４７ａ，４９ａ，５１ａが、複数のフリーローラ４７ｂ，４９ｂ，５１ｂをそれぞれ回転可能に支持している。
【００２９】
そして、鋳型投入装置３３は、図８に示す鋳型受入姿勢で、鋳型ガイド４７と鋳型ガイド５１との間および，鋳型ガイド４９と鋳型ガイド５１との間に、第２ローラコンベア３９からそれぞれ鋳造型１を受け入れる。鋳造型１を受け入れる際には、第２ローラコンベア３９におけるパワーローラ３９ｂの駆動によって、鋳造型１が第２ローラコンベア３９から鋳型投入装置３３に対応する高さ位置にて移動し、この際鋳型投入装置３３側のフリーローラ４７ｂ，４９ｂ，５１ｂは駆動回転せず、送り込まれる鋳造型１の移動によって回転する。
【００３０】
上記した鋳型収容枠４３は、図７では省略しているが、図８に示すように回転用シリンダ５３によって、図８の鋳型受入姿勢と、図７の実線で示す鋳型投入姿勢との間を回転変位する。鋳型収容枠４３における底板４５と鋳型ガイド４７のローラ支持枠４７ａとの接続部付近と、連結リンク５５の一端とを、連結部５６にて互いに連結固定する一方、連結リンク５５の他端と、回転用シリンダ５３のピストンロッド５３ａの先端とを、連結軸５８にて互いに回転可能に連結する。
【００３１】
また、連結リンク５５は、その長手方向中央に設けた回転中心軸部５７を中心として、図示しない回転支持部に回転可能に支持されるとともに、回転用シリンダ５３の基端部を、回転支持軸６０によって図示しない回転支持部に回転可能に支持している。図８の状態から、回転用シリンダ５３の駆動によってピストンロッド５３ａが進出し、連結リンク５５が回転中心軸部５７を中心として９０度回転することで、鋳型収容枠４３は、鋳型受入姿勢から図７の実線で示す鋳型投入姿勢となり、これに伴い鋳造型１は寝かされた状態から起立したに変位する。
【００３２】
なお、図７に示すように、鋳造型１は、第１ローラコンベア３７にて搬送される際に、スワール１１およびガス抜き穴２３が進行方向後方側で、かつ、スワール１１がガス抜き穴２３よりも搬送ライン２５から遠い側となるようにしており、起立した状態の鋳造型１は、これらスワール１１およびガス抜き穴２３が鉛直方向上部に位置することになる。
【００３３】
また、鋳型投入装置３３は、図７に示すように、鋳型収容枠４３の搬送ライン２５と反対側の側部に一対の鋳型投入用シリンダ５９を設置している。鋳型投入用シリンダ５９は、そのピストンロッド５９ａの先端に押板６１を備え、図７のように鋳型収容枠４３内で起立した状態の鋳造型１を押板６１により押圧し、搬送ライン２５上の前記図５に示したモールド台車３１上に投入する。
【００３４】
なお、上記した鋳型投入時には、搬送ライン２５上の走行台車２９は、継続して移動していてもよく、一旦停止させてもよい。継続して移動させる場合には、鋳型投入装置３３および鋳型搬送装置３５を、走行台車２９に同期させて移動させる駆動装置が別途必要となる。上記した走行台車２９の移動については、以降の各工程においても同様に継続して移動していてもよく、一旦停止させてもよい。
【００３５】
また、鋳型投入用シリンダ５９の作動については、鋳型投入装置３３が鋳型投入姿勢となった状態で、鋳型投入装置３３の側方に走行台車２９（モールド台車３１）が位置したことを、図示しないセンサが検知して行うようにすればよい。あるいは、走行台車２９に設けた接触片が、鋳型投入姿勢の鋳型投入装置３３に対応して設けたリミットスイッチに当接したときに、鋳型投入用シリンダ５９を作動させてもよい。
【００３６】
工程Ｂでは、投入を受けた鋳造型１をモールド台車３１上で傾ける作業を行う。図９は、鋳造型１を傾けるための傾斜駆動手段を構成する傾斜用シリンダ６３と、その上部の搬送ライン２５上の各機構を簡略化して示しており、搬送ライン２５における、走行台車２９は、図中矢印Ｇで示す左方向に移動するものとする。
【００３７】
傾斜用シリンダ６３の上部に突出するピストンロッド６３ａの先端には、可動板６５を連結し、可動板６５は、ピストンロッド６３ａの両側にある一対のガイドロッド６７にガイドされて昇降移動する。ガイドロッド６７は、上端を可動板６５に固定し、下端側を傾斜用シリンダ６３のハウジング内に移動可能に挿入している。
【００３８】
可動板６５の図９中で左右方向に対応する走行台車２９の走行方向両端部付近の上面には、押圧部材としての一対の押圧ピン６９を上方に向けて突出して備えている。一対の押圧ピン６９は、左右一対の搬送レール２７の隙間を通して上方に突出し、さらに走行台車２９およびモールド台車３１のそれぞれの貫通孔２９ａ，３１ａを通して、図９の状態から上方に突出移動可能である。
【００３９】
そして、これら貫通孔２９ａ，３１ａは、モールド台車３１上に投入された鋳造型１に対応する位置で、かつ、鋳造型１の前記図１に示したガス抜き穴２３に対応する側の端部に設定してある。ここで、１０本のカムシャフト３を同時に成形する前記図１に示した鋳造型１は、各種の鋳造型の中でも最大、特に図１中で左右方向の長さが最大であり、他の傾ける必要のない小型の鋳造型は、モールド台車３１上に投入した状態で貫通孔２９ａ，３１ａから外れた状態となる。
【００４０】
つまり、各種の鋳造型は、モールド台車３１上に投入する際に、スプール１１側の端部をモールド台車３１の鋳型投入側端部とほぼ同一位置とし、これにより、小型の例えば図４に示した鋳造型１Ａは、スプール１１Ａと反対側の図４中で右側の端部が、前記した貫通孔２９ａ，３１ａ上に位置しないようにする。これにより、傾斜用シリンダ６３は、鋳造型の大きさに拘わらず、モールド台車３１が搬送されてくる毎に作動させることが可能となる。
【００４１】
上記した傾斜用シリンダ６３の駆動による押圧ピン６９の上昇により、鋳造型１は、ガス抜き穴２３に対応する側が上方に向けて押し上げられ、後述する図１４のように、ガス抜き穴２３の上部開口がスプール１１の上部開口より鉛直方向上方となるよう傾いた状態となる。
【００４２】
なお、上記の鋳造型１を傾ける作業を、走行台車２９を停止させず継続して移動させる状態で行う場合には、図９に示してあるように、傾斜用シリンダ６３を、同期台車７１上に設置固定し、この同期台車７１を、同期シリンダ７３によって前後に移動させる構成とする。
【００４３】
次に、鋳型クランプ工程Ｃについて説明する。図１０（ａ）は、前記したモールド台車３１と、このモールド台車３１にて前記傾けた二つの鋳造型１をクランプ固定する際に作動するクランプ作動装置７４を示す一部省略した斜視図、図１０（ｂ）は、モールド台車３１およびクランプ作動装置７４の鋳型搬送方向前後から見た正面図である。
【００４４】
モールド台車３１は、後述する図１３に示すように、底板７５の上面における鋳型搬送方向前後両側に、クランプ部材としての一対の可動クランプ板７７を設けるとともに、一対の可動クランプ板７７相互間には、固定クランプ板７９を設けている。
【００４５】
一対の可動クランプ板７７および固定クランプ板７９は、上方に向けて突出する軸取付部７７ａ，７９ａをそれぞれ備え、中央の軸取付部７９ａにクランプ板ガイド軸８１を固定し、両側の軸取付部７７ａをクランプ板ガイド軸８１の両端に対して軸方向に移動可能に支持させる。
【００４６】
一対の可動クランプ板７７の固定クランプ板７９と反対側に設けたボス部７７ｂには、ねじ棒８３を回転可能に螺合させ、ねじ棒８３のボス部７７ｂと反対側の端部には、ねじ棒８３と一体回転する台車側ギア８５を固定する。台車側ギア８５は、可動クランプ板７７に対する接近離反移動を規制するように、底板７５との間に図示しない移動規制部を設けている。上記したねじ棒８３と、可動クランプ板７７のボス部７７ａに設けた図示しないねじ穴とで、ボールねじを構成している。
【００４７】
すなわち、台車側ギア８５の回転に伴いねじ棒８３を回転させることで、一対の可動クランプ板７７が固定クランプ板７９に向けて接近移動し、鋳造型１を可動クランプ板７７と固定クランプ板７９との間でクランプ固定する。
【００４８】
クランプ作動装置７４は、前記図１０（ｂ）に示すように、搬送ライン２５の図１０中で左側の一方側に立設した作動装置支持ポスト８７を備えている。作動装置支持ポスト８７は、図１０中で紙面に直交する方向に一対設けられ、作動装置支持ポスト８７の上端には、揺動支持軸８９を介して揺動板９１を揺動可能に支持している。
【００４９】
揺動板９１は、図１０（ｂ）中で左側の端部を、作動装置支持ポスト８７の上端から搬送ライン２５と反対側に突出させ、この突出部９１ａの端部に、揺動用シリンダ９３のピストンロッド９３ａの先端部を、先端連結ピン９５を介して回転可能に連結する。揺動用シリンダ９３の基端部は、作動装置支持ポスト８７に対し基部連結ピン９７を介して回転可能に支持させる。
【００５０】
上記した揺動板９１の先端側は、搬送ライン２５の上方位置にて搬送ライン２５を間に挟んで作動装置支持ポスト８７と反対側まで突出し、その途中部位に、前記した台車側ギア８５に噛合可能な駆動側ギア９９を、揺動板９１の両側部付近から下方に突出して設けたブラケット１０１に回転可能に取り付けている。また、揺動板９１の上部には、駆動モータ１０３を設置し、駆動モータ１０３と駆動側ギア９９とを、歯付ベルト１０５により互いに連動連結する。
【００５１】
そして、搬送ライン２５を間に挟んで作動装置支持ポスト８７と反対側に揺動板支持ポスト１０７を立設し、図１０（ｂ）の実線で示すように、揺動板９１を水平状態としたときに、その先端が揺動板支持ポスト１０７の上端に当接し、このとき、駆動側ギア９９が台車側ギア８５に噛合する。この噛合状態で、駆動側ギア９９の回転に伴い台車側ギア８５を回転させることで、前述したように、鋳造型１が可動クランプ板７７と固定クランプ板７９との間でクランプ固定されることになる。
【００５２】
図１０の実線で示す状態から、揺動用シリンダ９３が後退駆動することで、二点鎖線で示すように、駆動側ギア９９が台車側ギア８５から離反してこれら両者相互の噛合状態が解除される。
【００５３】
なお、上記したクランプ作動装置７４によるクランプ作業についても、走行台車２９が継続して移動する状態で行う場合には、作動装置支持ポスト８７および揺動板支持ポスト１０７を含むクランプ作動装置７４全体を、前記図９に示した同期シリンダ７３と同様な機構を用い、鋳造型１の搬送と同期して移動させるようにする。
【００５４】
また、このクランプ作業は、図９での鋳造型１を傾ける作業を行った状態で行うので、クランプ作動装置７４と、傾斜用シリンダ６３を始めとする傾斜用駆動機構は、搬送ライン２５上の搬送方向同一位置で作動するものとする。
【００５５】
溶湯を注入する工程Ｄは、図１１に示すように、作業者１０９が、溶湯を保持している注湯容器１１１を用いて手作業により行う。注湯容器１１１は、図示しない天井から支持ワイヤ１１３を介して吊り下げられた支持枠１１５に側部を回転可能に支持され、支持枠１１５に設けた操作ハンドル１１７を作業者が回転させることで、注湯容器１１１が徐々に傾き、注湯口１１１ａから鋳造型１のスワール１１に溶湯を注入する。
【００５６】
この注入作業についても、走行台車２９が継続して移動する状態で行う場合には、支持ワイヤ１１３を介して吊り下げられた注湯容器１１１を、天井に設けた図示しないガイドレールに沿って走行台車２９と同期して移動させるようにすればよい。
【００５７】
次の工程Ｅの、クランプした状態の鋳造型１をアンクランプする作業は、前記図１０に示したクランプ作動装置７４と同様な機構によって、台車側ギア８５を逆回転させることで、可動クランプ板７７を固定クランプ板７９から離反する方向に移動させ、鋳造型１をアンクランプする。このアンクランプによって、鋳造型１は、その自重により傾ける前の水平な状態に戻る。
【００５８】
アンクランプ作業の下流に位置する鋳造型１を押し出す工程Ｆは、図１２に示す押出装置１１９を備えている。押出装置１１９は、前記図７に示した鋳型投入用シリンダ５９と同様な鋳型押出用シリンダ１２１を一対備えるとともに、そのピストンロッド１２１ａの先端に押板１２３を備え、モールド台車３１上の二つの鋳造型１を、押板１２３より押圧して搬送ライン２５の外部に排出する。
【００５９】
次に作用を説明する。まず、鋳型投入工程Ａでは、図８に示したように、第１ローラコンベア３７が、投入された鋳造型１を、第１ローラコンベア３７と同一高さ位置まで下降した状態の実線で示す第２ローラコンベア３９まで搬送し、さらにこの第２ローラコンベア３９の駆動により、鋳型受入姿勢となっている鋳型投入装置３３の図８中で下部側の鋳型ガイド４７上に移送する。
【００６０】
続いて第１ローラコンベア３７に投入した他の鋳造型１が第２ローラコンベア３９まで搬送されると、第１，第２ローラコンベア３７，３９の駆動を一旦停止させ、この状態で、昇降用シリンダ４１を前進駆動して第２ローラコンベア３９が中間の鋳型ガイド５１と同等高さである二点鎖線で示す位置まで上昇する。
【００６１】
そして、第２ローラコンベア３９を、上記の位置まで上昇させた状態で駆動を再開して鋳造型１を鋳型ガイド５１上に移送する。これにより、鋳型投入装置３３には、二つの鋳造型１が収容されたことになる。
【００６２】
この状態で、回転用シリンダ５３を前進駆動すると、鋳型投入装置３３は、図８の状態から図８中で時計回りに９０度回転し、図７の実線で示す鋳型投入姿勢に変位する。その後、図７に示す鋳型投入用シリンダ５９を前進駆動することで、二つの鋳造型１を搬送ライン２５上のモールド台車３１に投入する。図１３（ａ）は、二つの鋳造型１がモールド台車３１に投入される過程を示しており、図１３（ｂ）は投入完了後の状態を示す。
【００６３】
図１３（ｂ）のようにモールド台車３１に投入された鋳造型１は、図９に示す傾斜用シリンダ６３を前進駆動することで、押圧ピン６９を上方に向けて突出させて鋳造型１のガス抜き穴２３側の端部が、スワール１１側の端部よりも鉛直方向上方となるように、鋳造型１を傾ける。
【００６４】
図１４（ａ）は、鋳造型１を傾けた状態を示す。図１４（ｂ）は、モールド台車３１上の鋳造型１が、押圧ピン６９により押圧されて傾いた状態を模式的に示している。
【００６５】
図１４（ａ），（ｂ）のように鋳造型１が傾いた状態で、図１０に示すクランプ作動装置７４を作動させて駆動側ギア９９を、図中実線で示すように台車側ギア８５に噛合させる。この噛合状態で駆動モータ１０３を駆動することで、駆動側ギア９９を介して台車側ギア８５を回転させ、これとともにねじ棒８３が回転して可動クランプ板７７が移動して固定クランプ板７９との間で鋳造型１をクランプ固定する。
【００６６】
クランプ固定後は、図１４（ｃ）のように押圧ピン６９を後退させるが、このとき、鋳造型１は、可動クランプ板７７と固定クランプ板７９との間でクランプ固定されているので、傾いたままである。
【００６７】
次の溶湯を注入する工程Ｄでは、図１１に示したように、作業者１０９が、溶湯容器１１１を傾け、注湯口１１１ａから鋳造型１のスワール１１に溶湯を注入する。
【００６８】
スワール１１から注入された溶湯は、図１に示す鋳造型１内の連通路１３からスワール１５，ハンガランナ１９，湯道連通路２１を経て湯道７に達する。湯道７に達した溶湯は、スワール１１と反対側のガス抜き穴２３側の端部に向けて流れながら、その途中にあるキャビティ５に順次入り込む。
【００６９】
このとき、鋳造型１が傾いていることによって、湯道７もスワール１１側に対しガス抜き穴２３側が鉛直方向上方となるよう傾いているので、鋳造型１内に入り込んだ（巻き込んだ）ガスは、この傾きによって、上方すなわちスワール１１と反対側のガス抜き穴２３側の端部に向けて移動し、ガス抜き穴２３から外部に放出される。
【００７０】
このため、スワール１１から溶湯を注入する際には、鋳造型１内のガスの存在による排圧の発生を抑えることができ、溶湯への圧力付与を回避できるので、キャビティ５の下方での焼き付きを防止することができる。また、鋳造型１内に注入した溶湯が、ガス抜き穴２３からのガスの放出に伴って、複数のキャビティ５に対してその並列配置方向に沿って順次効率よく流れて行くので、各キャビティ５への溶湯の充填が効率よくなされ、焼き付きなどの鋳造欠陥を防止することができる。
【００７１】
また、スプール１１から連通路１３を経てスワール１５に導入される溶湯が渦巻き状に旋回し、溶湯中の異物が浮き上がり、かつスワール１５の下部にフィルタを設けているので、溶湯中の異物がキャビティ５側に流れることがなく、鋳造品における異物噛み込み不良を防止することができる。
【００７２】
次の工程Ｅでは、モールド台車３１の台車側ギア８５を、図１０のクランプ作動装置７４と同様の図示しない機構により、図１５（ａ）のようにクランプ時とは逆方向に回転させ、鋳造型１をアンクランプ状態とする。鋳造型１は、アンクランプされて保持が解除されると、自重により図１５（ｂ）のように水平状態に戻り、その後は、前記図１２に示した押出装置１１９により、鋳造型１を搬送ライン２５の外部に押し出して排出する。
【００７３】
排出後の鋳造型１は、内部の溶湯が冷却固化した状態で、作業者が図示しない助力装置などを利用して吊り上げ、鋳造型１をハンマリングにて破壊して内部の鋳造品を取り出し、図示しない搬送用ハンガーによって、図１に示すハンガランナ１９と湯道７とを接続する湯道連通路２１付近に対応する部分の鋳造品を引っ掛けて、図示しない次の作業工程へ、複数のカムシャフト３を備える鋳造品を搬送する。
【００７４】
上記したように、本実施形態では、鋳造型１のスワール１１から溶湯を注入する際には、ガス抜き穴２３からガスを放出するので、焼き付きなどの鋳造欠陥を防止して、高品質な鋳造品を得ることができる。その際、鋳造型１を傾けた状態でクランプ保持させればよく、傾けるための傾斜用シリンダ６３を始めとする傾斜用駆動機構については、傾ける必要のない小型の鋳造型に対しても、鋳造型１に対してと同様に作動させても傾くことがなく、したがって大型の鋳造型１にのみ対応する複雑な検知装置などの付帯設備が不要であり、単に傾斜用駆動機構を設ければよいので、低コストで、鋳造欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる鋳造型の内部構造図である。
【図２】図１の鋳造型の溶湯注入口周辺を示す平面図である。
【図３】図１の鋳造型を作業工程に沿って搬送する搬送ラインの全体構成図である。
【図４】他の小型の鋳造型の内部構造図である。
【図５】図３の搬送ラインにおける搬送レール上の走行台車およびモールド台車を示す側面図である。
【図６】図３の搬送ラインにおける鋳型投入工程からクランプ工程にわたる領域全体を示す平面図である。
【図７】図６の鋳型投入工程における鋳型投入装置および鋳型搬送装置の斜視図である。
【図８】図６の鋳型投入工程における鋳型投入装置および鋳型搬送装置の側面図である。
【図９】鋳造型を傾けるための傾斜用シリンダと、その上部の搬送ライン上の各機構を簡略化して示す説明図である。
【図１０】（ａ）は、モールド台車と二つの鋳造型をクランプ固定する際に作動するクランプ作動装置を示す一部省略した斜視図、（ｂ）は、モールド台車およびクランプ作動装置の鋳型搬送方向前後から見た正面図である。
【図１１】作業者が、注湯容器により鋳造型に溶湯を注入している状態を示す斜視図である。
【図１２】鋳造型を搬送ラインから外部に押し出す作業を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は、二つの鋳造型がモールド台車に投入される過程を示す動作説明図、（ｂ）は、投入完了後の状態を示す動作説明図である。
【図１４】（ａ）は、鋳造型を傾けた状態を示す動作説明図、（ｂ）は、モールド台車上の鋳造型が、押圧ピンにより押圧されて傾いた状態を模式的に示す動作説明図、（ｃ）は、押圧ピンを後退させた状態を模式的に示す動作説明図である。
【図１５】（ａ）は、鋳造型をアンクランプする状態を示す動作説明図、（ｂ）は、アンクランプ後、鋳造型が自重により水平に戻った状態を示す動作説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 鋳造型
３ カムシャフト（ワーク）
５ キャビティ
７ 湯道
１１ スワール（溶湯注入口）
２３ ガス抜き穴
２９ 走行台車（搬送手段）
３１ モールド台車（搬送台車）
６３ 傾斜用シリンダ（傾斜駆動手段）
６９ 押圧ピン（押圧部材）
７７ 可動クランプ板（クランプ部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する鋳造方法および鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、長尺ワークとして例えば鋳鉄製エンジンカムシャフトを鋳造する際に、カムシャフトを起立させた状態で鋳造する鋳込み方法が採用されている（例えば下記特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２９０５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような鋳込み方法において、一つの鋳造型を用い、カムシャフトを複数、例えば１０本程度並べて同時に鋳造する際には、この複数のカムシャフトを成形するためのキャビティの配列方向端部に設けた溶湯注入口から溶湯を注入すると、鋳造型内にガスが巻き込むことで排圧が作用し、注入された溶湯に圧力が作用してキャビティ下方に焼き付きが発生するなど、鋳造不良が発生する。また、注入した溶湯が、ガスの巻き込みによって複数のキャビティの配列方向に沿って順序よく流れていかず、先走った溶湯が、キャビティ内面を荒らし、焼き付きの原因となる。
【０００４】
そこで、本発明は、長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する際に、焼き付きなどの鋳造不良を防止することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する鋳造方法において、前記鋳造型の前記ワークを成形するキャビティの並列配置方向一端側の鉛直方向上部に溶湯注入口を設け、同他端側の鉛直方向上部にガス抜き穴を設け、このガス抜き穴を設けた他端側が前記一端側に対して鉛直方向上方となるよう前記鋳造型を傾けた状態で、前記溶湯注入口から溶湯を注入して鋳造することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、溶湯注入口から溶湯を注入する際には、鋳造型を傾けることで、溶湯注入口と反対側の端部に設けたガス抜き穴からガスが放出されるので、鋳造型内での排圧の発生を抑えて溶湯への圧力付与を回避することができ、キャビティ下方での焼き付きを防止することができる。また、注入された溶湯が、ガスの放出に伴ってキャビティに対して並列配置方向に沿って順次流れて行くので、各キャビティへの溶湯の充填が効率よくなされ、焼き付きを発生させることなく鋳造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態に係わる、シェルモールド法により造型した鋳造型１の内部構造図で、この一つの鋳造型１により、長尺状のワークであるエンジンのカムシャフト３を起立させかつ複数（ここでは１０本）並列配置した状態で鋳造する。
【０００９】
上記した各カムシャフト３を成形するためのキャビティ５の鉛直方向上端部相互を、図１中で左右方向に延びる湯道７で連通する。湯道７は、鋳造型１の鉛直方向上部位置にて図１中で左右方向に延びており、その左側端部に対応する位置の鋳造型１の鉛直方向上部に、同上方に突出する突出部９を設け、この突出部９に溶湯注入口としてのスプール１１を設けている。
【００１０】
なお、以下の説明で、上部，下部など上下についての記載がある場合には、特に断りがない限り、鉛直方向上下についてのものとする。
【００１１】
スプール１１は、内部の形状が下部側ほど先細であって、下部側の側部に水平に延びる連通路１３の一端を接続し、連通路１３の他端をスワール１５に接続する。上記したスプール１１の周辺部分を示す鋳造型１の平面図である図２に示すように、スプール１１は、開口部分が楕円形状を呈し、この楕円形状の開口部分から下部に向けて先細となり、かつ連通路１３に近い側に、連通路１３に連通する開口部１１ａを設けている。
【００１２】
スワール１５は、全体がほぼ円筒形状を呈し、その上端側部に連通路１３を接続し、スプール１１から連通路１３を経て導入される溶湯を渦巻き状に旋回させ、溶湯中の異物（酸化物や成分調整用の合金粕）を浮き上がらせる。
【００１３】
上記したスプール１５の上端には、溶湯注入側ガス抜き穴１７を設けている。また、スプール１５の底部には異物捕捉用の図示しないフィルタを収容している。
【００１４】
一方、スプール１５の下部には、ハンガランナ１９の上端を連通している。ハンガランナ１９は、成形後の鋳造品を後述する搬送用ハンガーによって引っかけて搬送するため機能を備えている。また、ハンガランナ１９は、鋳造型１の下端付近にまで直線状に延びており、スプール１５から流入する初期の汚れた溶湯を閉じこめる機能を備えている。
【００１５】
上記したハンガランナ１９のスプール１５近傍と、前記した湯道７の一端側とを、湯道連通路２１により互いに連通している。このとき、湯道７は、スプール１５の底部と上下方向位置がほぼ同等であり、このため、湯道連通路２１は、ハンガランナ１９から湯道７に向けて上昇するよう傾斜している。
【００１６】
そして、上記したスワール１１を一端側に備えている湯道７の他端側の上部に、ガス抜き穴２３を設けている。
【００１７】
上記したような鋳造型１を用いてカムシャフト３を鋳造成形する際には、鋳造型１を、図３に示す搬送ライン２５に沿って矢印Ｇで示す方向に搬送しつつ行う。この際搬送ライン２５には、上記した鋳造型１のほか、例えば図４に示すような鋳造型１Ａなど、鋳造型１とは異なる形状の各種の鋳造型が混流して搬送される。
【００１８】
図４の鋳造型１Ａは、図１の鋳造型１より少ない５本のカムシャフト３を水平に寝かせた状態で鋳造するものであり、スワール１１Ａから注入する溶湯は、スプール１５Ａを経て上下に延びる湯道７Ａに流れた後、５本のカムシャフト３Ａを成形する各キャビティ５Ａに流入する。
【００１９】
なお、搬送ライン２５を流れる鋳造型は、鋳造型１を含み上記した鋳造型１Ａなど平均して４〜６種類であり、１種類１２〜２０の単位で切り替える。
【００２０】
搬送ライン２５には、図５に示す搬送レール２７がその全長にわたり施設され、この搬送レール２７上を搬送手段としての複数の走行台車２９が、互いに連結した状態で図示しない駆動機構によって走行する。各走行台車２９上には、搬送台車としてのモールド台車３１を設置し、モールド台車３１には、前記した鋳造型１や、鋳造型１Ａなど鋳造型１と形状の異なる各種の鋳造型を、１台のモールド台車３１につき二つ載せている。ただし、１台のモールド台車３１には同一の形状の鋳造型を二つ載せるものとする。
【００２１】
次に、前記図３に示した搬送ライン２５における製造工程について順を追って説明する。なお、以後の説明では、鋳造型として図１に示した鋳造型１を用いるものとする。
【００２２】
工程Ａは、鋳造型１を搬送ライン２５の外部からモールド台車３１に投入する工程、工程Ｂは、投入した鋳造型１を傾ける工程、工程Ｃは、傾けた状態の鋳造型１をモールド台車３１上でクランプ固定する工程、工程Ｄは、クランプ固定した状態の鋳造型１に溶湯を注入する固定、工程Ｅは、溶湯注入後の鋳造型１をアンクランプする工程、工程Ｆは、アンクランプした鋳造型１を搬送ライン２５の外部に押し出す工程、である。
【００２３】
図６は、鋳型投入工程Ａからクランプ工程Ｅにわたる領域全体を示す平面図で、鋳型投入工程Ａは、搬送ライン２５の側部に、鋳型投入装置３３と、この鋳型投入装置３３に鋳造型１を搬送する鋳型搬送装置３５をそれぞれ設置している。
【００２４】
図７は、上記した鋳型投入装置３３および鋳型搬送装置３５の、鋳型搬送装置３５側から見た斜視図、図８は同側面図である。鋳型搬送装置３５は、図示しない鋳型造型工程でシェルモールド法により造型した鋳造型１が投入される第１ローラコンベア３７と、第１ローラコンベア３７と鋳型投入装置３３との間に設置され、第１ローラコンベア３７から搬送されてくる鋳造型１を受け入れる第２ローラコンベア３９とをそれぞれ備えている。
【００２５】
第１ローラコンベア３７は、両側部に設置した一対のローラ支持枠３７ａが複数のパワーローラ３７ｂを回転可能に支持し、第２ローラコンベア３９は、両側部に設置した一対のローラ支持枠３９ａが複数のパワーローラ３９ｂを回転可能に支持している。上記した第１，第各パワーローラ３７ｂ，３９ｂは、図示しないモータなどの駆動機構によって回転駆動する。
【００２６】
また、第２ローラコンベア３９は、図７では省略しているが、図８に示すように下部に設けた昇降用シリンダ４１によって昇降可能であるとともに、第１ローラコンベア３７から送り込まれた鋳造型１を、鋳型投入装置３３に送り込む。
【００２７】
鋳型投入装置３３は、鋳造型１を二つ収容する鋳型収容枠４３を備えている。鋳型収容枠４３は、図８に示す鋳型受入姿勢と、図７に実線で示す鋳型投入姿勢との間を、回転変位可能である。この鋳型収容枠４３は、底板４５の図８中で上下方向両側および中央に鋳型ガイド４７，４９，５１をそれぞれ備えている。
【００２８】
各鋳型ガイド４７，４９，５１は、両側部（図８中で紙面に直交する方向の両側部）に設置したそれぞれ一対のローラ支持枠４７ａ，４９ａ，５１ａが、複数のフリーローラ４７ｂ，４９ｂ，５１ｂをそれぞれ回転可能に支持している。
【００２９】
そして、鋳型投入装置３３は、図８に示す鋳型受入姿勢で、鋳型ガイド４７と鋳型ガイド５１との間および，鋳型ガイド４９と鋳型ガイド５１との間に、第２ローラコンベア３９からそれぞれ鋳造型１を受け入れる。鋳造型１を受け入れる際には、第２ローラコンベア３９におけるパワーローラ３９ｂの駆動によって、鋳造型１が第２ローラコンベア３９から鋳型投入装置３３に対応する高さ位置にて移動し、この際鋳型投入装置３３側のフリーローラ４７ｂ，４９ｂ，５１ｂは駆動回転せず、送り込まれる鋳造型１の移動によって回転する。
【００３０】
上記した鋳型収容枠４３は、図７では省略しているが、図８に示すように回転用シリンダ５３によって、図８の鋳型受入姿勢と、図７の実線で示す鋳型投入姿勢との間を回転変位する。鋳型収容枠４３における底板４５と鋳型ガイド４７のローラ支持枠４７ａとの接続部付近と、連結リンク５５の一端とを、連結部５６にて互いに連結固定する一方、連結リンク５５の他端と、回転用シリンダ５３のピストンロッド５３ａの先端とを、連結軸５８にて互いに回転可能に連結する。
【００３１】
また、連結リンク５５は、その長手方向中央に設けた回転中心軸部５７を中心として、図示しない回転支持部に回転可能に支持されるとともに、回転用シリンダ５３の基端部を、回転支持軸６０によって図示しない回転支持部に回転可能に支持している。図８の状態から、回転用シリンダ５３の駆動によってピストンロッド５３ａが進出し、連結リンク５５が回転中心軸部５７を中心として９０度回転することで、鋳型収容枠４３は、鋳型受入姿勢から図７の実線で示す鋳型投入姿勢となり、これに伴い鋳造型１は寝かされた状態から起立したに変位する。
【００３２】
なお、図７に示すように、鋳造型１は、第１ローラコンベア３７にて搬送される際に、スワール１１およびガス抜き穴２３が進行方向後方側で、かつ、スワール１１がガス抜き穴２３よりも搬送ライン２５から遠い側となるようにしており、起立した状態の鋳造型１は、これらスワール１１およびガス抜き穴２３が鉛直方向上部に位置することになる。
【００３３】
また、鋳型投入装置３３は、図７に示すように、鋳型収容枠４３の搬送ライン２５と反対側の側部に一対の鋳型投入用シリンダ５９を設置している。鋳型投入用シリンダ５９は、そのピストンロッド５９ａの先端に押板６１を備え、図７のように鋳型収容枠４３内で起立した状態の鋳造型１を押板６１により押圧し、搬送ライン２５上の前記図５に示したモールド台車３１上に投入する。
【００３４】
なお、上記した鋳型投入時には、搬送ライン２５上の走行台車２９は、継続して移動していてもよく、一旦停止させてもよい。継続して移動させる場合には、鋳型投入装置３３および鋳型搬送装置３５を、走行台車２９に同期させて移動させる駆動装置が別途必要となる。上記した走行台車２９の移動については、以降の各工程においても同様に継続して移動していてもよく、一旦停止させてもよい。
【００３５】
また、鋳型投入用シリンダ５９の作動については、鋳型投入装置３３が鋳型投入姿勢となった状態で、鋳型投入装置３３の側方に走行台車２９（モールド台車３１）が位置したことを、図示しないセンサが検知して行うようにすればよい。あるいは、走行台車２９に設けた接触片が、鋳型投入姿勢の鋳型投入装置３３に対応して設けたリミットスイッチに当接したときに、鋳型投入用シリンダ５９を作動させてもよい。
【００３６】
工程Ｂでは、投入を受けた鋳造型１をモールド台車３１上で傾ける作業を行う。図９は、鋳造型１を傾けるための傾斜駆動手段を構成する傾斜用シリンダ６３と、その上部の搬送ライン２５上の各機構を簡略化して示しており、搬送ライン２５における、走行台車２９は、図中矢印Ｇで示す左方向に移動するものとする。
【００３７】
傾斜用シリンダ６３の上部に突出するピストンロッド６３ａの先端には、可動板６５を連結し、可動板６５は、ピストンロッド６３ａの両側にある一対のガイドロッド６７にガイドされて昇降移動する。ガイドロッド６７は、上端を可動板６５に固定し、下端側を傾斜用シリンダ６３のハウジング内に移動可能に挿入している。
【００３８】
可動板６５の図９中で左右方向に対応する走行台車２９の走行方向両端部付近の上面には、押圧部材としての一対の押圧ピン６９を上方に向けて突出して備えている。一対の押圧ピン６９は、左右一対の搬送レール２７の隙間を通して上方に突出し、さらに走行台車２９およびモールド台車３１のそれぞれの貫通孔２９ａ，３１ａを通して、図９の状態から上方に突出移動可能である。
【００３９】
そして、これら貫通孔２９ａ，３１ａは、モールド台車３１上に投入された鋳造型１に対応する位置で、かつ、鋳造型１の前記図１に示したガス抜き穴２３に対応する側の端部に設定してある。ここで、１０本のカムシャフト３を同時に成形する前記図１に示した鋳造型１は、各種の鋳造型の中でも最大、特に図１中で左右方向の長さが最大であり、他の傾ける必要のない小型の鋳造型は、モールド台車３１上に投入した状態で貫通孔２９ａ，３１ａから外れた状態となる。
【００４０】
つまり、各種の鋳造型は、モールド台車３１上に投入する際に、スプール１１側の端部をモールド台車３１の鋳型投入側端部とほぼ同一位置とし、これにより、小型の例えば図４に示した鋳造型１Ａは、スプール１１Ａと反対側の図４中で右側の端部が、前記した貫通孔２９ａ，３１ａ上に位置しないようにする。これにより、傾斜用シリンダ６３は、鋳造型の大きさに拘わらず、モールド台車３１が搬送されてくる毎に作動させることが可能となる。
【００４１】
上記した傾斜用シリンダ６３の駆動による押圧ピン６９の上昇により、鋳造型１は、ガス抜き穴２３に対応する側が上方に向けて押し上げられ、後述する図１４のように、ガス抜き穴２３の上部開口がスプール１１の上部開口より鉛直方向上方となるよう傾いた状態となる。
【００４２】
なお、上記の鋳造型１を傾ける作業を、走行台車２９を停止させず継続して移動させる状態で行う場合には、図９に示してあるように、傾斜用シリンダ６３を、同期台車７１上に設置固定し、この同期台車７１を、同期シリンダ７３によって前後に移動させる構成とする。
【００４３】
次に、鋳型クランプ工程Ｃについて説明する。図１０（ａ）は、前記したモールド台車３１と、このモールド台車３１にて前記傾けた二つの鋳造型１をクランプ固定する際に作動するクランプ作動装置７４を示す一部省略した斜視図、図１０（ｂ）は、モールド台車３１およびクランプ作動装置７４の鋳型搬送方向前後から見た正面図である。
【００４４】
モールド台車３１は、後述する図１３に示すように、底板７５の上面における鋳型搬送方向前後両側に、クランプ部材としての一対の可動クランプ板７７を設けるとともに、一対の可動クランプ板７７相互間には、固定クランプ板７９を設けている。
【００４５】
一対の可動クランプ板７７および固定クランプ板７９は、上方に向けて突出する軸取付部７７ａ，７９ａをそれぞれ備え、中央の軸取付部７９ａにクランプ板ガイド軸８１を固定し、両側の軸取付部７７ａをクランプ板ガイド軸８１の両端に対して軸方向に移動可能に支持させる。
【００４６】
一対の可動クランプ板７７の固定クランプ板７９と反対側に設けたボス部７７ｂには、ねじ棒８３を回転可能に螺合させ、ねじ棒８３のボス部７７ｂと反対側の端部には、ねじ棒８３と一体回転する台車側ギア８５を固定する。台車側ギア８５は、可動クランプ板７７に対する接近離反移動を規制するように、底板７５との間に図示しない移動規制部を設けている。上記したねじ棒８３と、可動クランプ板７７のボス部７７ａに設けた図示しないねじ穴とで、ボールねじを構成している。
【００４７】
すなわち、台車側ギア８５の回転に伴いねじ棒８３を回転させることで、一対の可動クランプ板７７が固定クランプ板７９に向けて接近移動し、鋳造型１を可動クランプ板７７と固定クランプ板７９との間でクランプ固定する。
【００４８】
クランプ作動装置７４は、前記図１０（ｂ）に示すように、搬送ライン２５の図１０中で左側の一方側に立設した作動装置支持ポスト８７を備えている。作動装置支持ポスト８７は、図１０中で紙面に直交する方向に一対設けられ、作動装置支持ポスト８７の上端には、揺動支持軸８９を介して揺動板９１を揺動可能に支持している。
【００４９】
揺動板９１は、図１０（ｂ）中で左側の端部を、作動装置支持ポスト８７の上端から搬送ライン２５と反対側に突出させ、この突出部９１ａの端部に、揺動用シリンダ９３のピストンロッド９３ａの先端部を、先端連結ピン９５を介して回転可能に連結する。揺動用シリンダ９３の基端部は、作動装置支持ポスト８７に対し基部連結ピン９７を介して回転可能に支持させる。
【００５０】
上記した揺動板９１の先端側は、搬送ライン２５の上方位置にて搬送ライン２５を間に挟んで作動装置支持ポスト８７と反対側まで突出し、その途中部位に、前記した台車側ギア８５に噛合可能な駆動側ギア９９を、揺動板９１の両側部付近から下方に突出して設けたブラケット１０１に回転可能に取り付けている。また、揺動板９１の上部には、駆動モータ１０３を設置し、駆動モータ１０３と駆動側ギア９９とを、歯付ベルト１０５により互いに連動連結する。
【００５１】
そして、搬送ライン２５を間に挟んで作動装置支持ポスト８７と反対側に揺動板支持ポスト１０７を立設し、図１０（ｂ）の実線で示すように、揺動板９１を水平状態としたときに、その先端が揺動板支持ポスト１０７の上端に当接し、このとき、駆動側ギア９９が台車側ギア８５に噛合する。この噛合状態で、駆動側ギア９９の回転に伴い台車側ギア８５を回転させることで、前述したように、鋳造型１が可動クランプ板７７と固定クランプ板７９との間でクランプ固定されることになる。
【００５２】
図１０の実線で示す状態から、揺動用シリンダ９３が後退駆動することで、二点鎖線で示すように、駆動側ギア９９が台車側ギア８５から離反してこれら両者相互の噛合状態が解除される。
【００５３】
なお、上記したクランプ作動装置７４によるクランプ作業についても、走行台車２９が継続して移動する状態で行う場合には、作動装置支持ポスト８７および揺動板支持ポスト１０７を含むクランプ作動装置７４全体を、前記図９に示した同期シリンダ７３と同様な機構を用い、鋳造型１の搬送と同期して移動させるようにする。
【００５４】
また、このクランプ作業は、図９での鋳造型１を傾ける作業を行った状態で行うので、クランプ作動装置７４と、傾斜用シリンダ６３を始めとする傾斜用駆動機構は、搬送ライン２５上の搬送方向同一位置で作動するものとする。
【００５５】
溶湯を注入する工程Ｄは、図１１に示すように、作業者１０９が、溶湯を保持している注湯容器１１１を用いて手作業により行う。注湯容器１１１は、図示しない天井から支持ワイヤ１１３を介して吊り下げられた支持枠１１５に側部を回転可能に支持され、支持枠１１５に設けた操作ハンドル１１７を作業者が回転させることで、注湯容器１１１が徐々に傾き、注湯口１１１ａから鋳造型１のスワール１１に溶湯を注入する。
【００５６】
この注入作業についても、走行台車２９が継続して移動する状態で行う場合には、支持ワイヤ１１３を介して吊り下げられた注湯容器１１１を、天井に設けた図示しないガイドレールに沿って走行台車２９と同期して移動させるようにすればよい。
【００５７】
次の工程Ｅの、クランプした状態の鋳造型１をアンクランプする作業は、前記図１０に示したクランプ作動装置７４と同様な機構によって、台車側ギア８５を逆回転させることで、可動クランプ板７７を固定クランプ板７９から離反する方向に移動させ、鋳造型１をアンクランプする。このアンクランプによって、鋳造型１は、その自重により傾ける前の水平な状態に戻る。
【００５８】
アンクランプ作業の下流に位置する鋳造型１を押し出す工程Ｆは、図１２に示す押出装置１１９を備えている。押出装置１１９は、前記図７に示した鋳型投入用シリンダ５９と同様な鋳型押出用シリンダ１２１を一対備えるとともに、そのピストンロッド１２１ａの先端に押板１２３を備え、モールド台車３１上の二つの鋳造型１を、押板１２３より押圧して搬送ライン２５の外部に排出する。
【００５９】
次に作用を説明する。まず、鋳型投入工程Ａでは、図８に示したように、第１ローラコンベア３７が、投入された鋳造型１を、第１ローラコンベア３７と同一高さ位置まで下降した状態の実線で示す第２ローラコンベア３９まで搬送し、さらにこの第２ローラコンベア３９の駆動により、鋳型受入姿勢となっている鋳型投入装置３３の図８中で下部側の鋳型ガイド４７上に移送する。
【００６０】
続いて第１ローラコンベア３７に投入した他の鋳造型１が第２ローラコンベア３９まで搬送されると、第１，第２ローラコンベア３７，３９の駆動を一旦停止させ、この状態で、昇降用シリンダ４１を前進駆動して第２ローラコンベア３９が中間の鋳型ガイド５１と同等高さである二点鎖線で示す位置まで上昇する。
【００６１】
そして、第２ローラコンベア３９を、上記の位置まで上昇させた状態で駆動を再開して鋳造型１を鋳型ガイド５１上に移送する。これにより、鋳型投入装置３３には、二つの鋳造型１が収容されたことになる。
【００６２】
この状態で、回転用シリンダ５３を前進駆動すると、鋳型投入装置３３は、図８の状態から図８中で時計回りに９０度回転し、図７の実線で示す鋳型投入姿勢に変位する。その後、図７に示す鋳型投入用シリンダ５９を前進駆動することで、二つの鋳造型１を搬送ライン２５上のモールド台車３１に投入する。図１３（ａ）は、二つの鋳造型１がモールド台車３１に投入される過程を示しており、図１３（ｂ）は投入完了後の状態を示す。
【００６３】
図１３（ｂ）のようにモールド台車３１に投入された鋳造型１は、図９に示す傾斜用シリンダ６３を前進駆動することで、押圧ピン６９を上方に向けて突出させて鋳造型１のガス抜き穴２３側の端部が、スワール１１側の端部よりも鉛直方向上方となるように、鋳造型１を傾ける。
【００６４】
図１４（ａ）は、鋳造型１を傾けた状態を示す。図１４（ｂ）は、モールド台車３１上の鋳造型１が、押圧ピン６９により押圧されて傾いた状態を模式的に示している。
【００６５】
図１４（ａ），（ｂ）のように鋳造型１が傾いた状態で、図１０に示すクランプ作動装置７４を作動させて駆動側ギア９９を、図中実線で示すように台車側ギア８５に噛合させる。この噛合状態で駆動モータ１０３を駆動することで、駆動側ギア９９を介して台車側ギア８５を回転させ、これとともにねじ棒８３が回転して可動クランプ板７７が移動して固定クランプ板７９との間で鋳造型１をクランプ固定する。
【００６６】
クランプ固定後は、図１４（ｃ）のように押圧ピン６９を後退させるが、このとき、鋳造型１は、可動クランプ板７７と固定クランプ板７９との間でクランプ固定されているので、傾いたままである。
【００６７】
次の溶湯を注入する工程Ｄでは、図１１に示したように、作業者１０９が、溶湯容器１１１を傾け、注湯口１１１ａから鋳造型１のスワール１１に溶湯を注入する。
【００６８】
スワール１１から注入された溶湯は、図１に示す鋳造型１内の連通路１３からスワール１５，ハンガランナ１９，湯道連通路２１を経て湯道７に達する。湯道７に達した溶湯は、スワール１１と反対側のガス抜き穴２３側の端部に向けて流れながら、その途中にあるキャビティ５に順次入り込む。
【００６９】
このとき、鋳造型１が傾いていることによって、湯道７もスワール１１側に対しガス抜き穴２３側が鉛直方向上方となるよう傾いているので、鋳造型１内に入り込んだ（巻き込んだ）ガスは、この傾きによって、上方すなわちスワール１１と反対側のガス抜き穴２３側の端部に向けて移動し、ガス抜き穴２３から外部に放出される。
【００７０】
このため、スワール１１から溶湯を注入する際には、鋳造型１内のガスの存在による排圧の発生を抑えることができ、溶湯への圧力付与を回避できるので、キャビティ５の下方での焼き付きを防止することができる。また、鋳造型１内に注入した溶湯が、ガス抜き穴２３からのガスの放出に伴って、複数のキャビティ５に対してその並列配置方向に沿って順次効率よく流れて行くので、各キャビティ５への溶湯の充填が効率よくなされ、焼き付きなどの鋳造欠陥を防止することができる。
【００７１】
また、スプール１１から連通路１３を経てスワール１５に導入される溶湯が渦巻き状に旋回し、溶湯中の異物が浮き上がり、かつスワール１５の下部にフィルタを設けているので、溶湯中の異物がキャビティ５側に流れることがなく、鋳造品における異物噛み込み不良を防止することができる。
【００７２】
次の工程Ｅでは、モールド台車３１の台車側ギア８５を、図１０のクランプ作動装置７４と同様の図示しない機構により、図１５（ａ）のようにクランプ時とは逆方向に回転させ、鋳造型１をアンクランプ状態とする。鋳造型１は、アンクランプされて保持が解除されると、自重により図１５（ｂ）のように水平状態に戻り、その後は、前記図１２に示した押出装置１１９により、鋳造型１を搬送ライン２５の外部に押し出して排出する。
【００７３】
排出後の鋳造型１は、内部の溶湯が冷却固化した状態で、作業者が図示しない助力装置などを利用して吊り上げ、鋳造型１をハンマリングにて破壊して内部の鋳造品を取り出し、図示しない搬送用ハンガーによって、図１に示すハンガランナ１９と湯道７とを接続する湯道連通路２１付近に対応する部分の鋳造品を引っ掛けて、図示しない次の作業工程へ、複数のカムシャフト３を備える鋳造品を搬送する。
【００７４】
上記したように、本実施形態では、鋳造型１のスワール１１から溶湯を注入する際には、ガス抜き穴２３からガスを放出するので、焼き付きなどの鋳造欠陥を防止して、高品質な鋳造品を得ることができる。その際、鋳造型１を傾けた状態でクランプ保持させればよく、傾けるための傾斜用シリンダ６３を始めとする傾斜用駆動機構については、傾ける必要のない小型の鋳造型に対しても、鋳造型１に対してと同様に作動させても傾くことがなく、したがって大型の鋳造型１にのみ対応する複雑な検知装置などの付帯設備が不要であり、単に傾斜用駆動機構を設ければよいので、低コストで、鋳造欠陥を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態に係わる鋳造型の内部構造図である。
【図２】図１の鋳造型の溶湯注入口周辺を示す平面図である。
【図３】図１の鋳造型を作業工程に沿って搬送する搬送ラインの全体構成図である。
【図４】他の小型の鋳造型の内部構造図である。
【図５】図３の搬送ラインにおける搬送レール上の走行台車およびモールド台車を示す側面図である。
【図６】図３の搬送ラインにおける鋳型投入工程からクランプ工程にわたる領域全体を示す平面図である。
【図７】図６の鋳型投入工程における鋳型投入装置および鋳型搬送装置の斜視図である。
【図８】図６の鋳型投入工程における鋳型投入装置および鋳型搬送装置の側面図である。
【図９】鋳造型を傾けるための傾斜用シリンダと、その上部の搬送ライン上の各機構を簡略化して示す説明図である。
【図１０】（ａ）は、モールド台車と二つの鋳造型をクランプ固定する際に作動するクランプ作動装置を示す一部省略した斜視図、（ｂ）は、モールド台車およびクランプ作動装置の鋳型搬送方向前後から見た正面図である。
【図１１】作業者が、注湯容器により鋳造型に溶湯を注入している状態を示す斜視図である。
【図１２】鋳造型を搬送ラインから外部に押し出す作業を示す斜視図である。
【図１３】（ａ）は、二つの鋳造型がモールド台車に投入される過程を示す動作説明図、（ｂ）は、投入完了後の状態を示す動作説明図である。
【図１４】（ａ）は、鋳造型を傾けた状態を示す動作説明図、（ｂ）は、モールド台車上の鋳造型が、押圧ピンにより押圧されて傾いた状態を模式的に示す動作説明図、（ｃ）は、押圧ピンを後退させた状態を模式的に示す動作説明図である。
【図１５】（ａ）は、鋳造型をアンクランプする状態を示す動作説明図、（ｂ）は、アンクランプ後、鋳造型が自重により水平に戻った状態を示す動作説明図である。
【符号の説明】
【００７６】
１ 鋳造型
３ カムシャフト（ワーク）
５ キャビティ
７ 湯道
１１ スワール（溶湯注入口）
２３ ガス抜き穴
２９ 走行台車（搬送手段）
３１ モールド台車（搬送台車）
６３ 傾斜用シリンダ（傾斜駆動手段）
６９ 押圧ピン（押圧部材）
７７ 可動クランプ板（クランプ部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する鋳造方法において、前記鋳造型の前記ワークを成形するキャビティの並列配置方向一端側の鉛直方向上部に溶湯注入口を設け、同他端側の鉛直方向上部にガス抜き穴を設け、このガス抜き穴を設けた他端側が前記一端側に対して鉛直方向上方となるよう前記鋳造型を傾けた状態で、前記溶湯注入口から溶湯を注入して鋳造することを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
前記ワークを成形する複数のキャビティの鉛直方向上端部相互を湯道で連通し、前記キャビティの並列配置方向他端側に対応する前記湯道の他端側に前記ガス抜き穴を設け、前記湯道の一端側に設けた前記溶湯注入口から溶湯を注入して鋳造することを特徴とする請求項１に記載の鋳造方法。
【請求項３】
前記鋳造型は、搬送手段によって他の形状の異なる鋳造型とともに順次搬送される搬送ライン上にて傾けた状態で溶湯が注入され、前記搬送過程において前記ガス抜き穴を設けた鋳造型のみを傾けることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳造方法。
【請求項４】
前記鋳造型を傾けた状態でクランプ保持し、このクランプ保持状態で前記溶湯注入口から溶湯を注入することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の鋳造方法。
【請求項５】
長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する鋳造装置において、前記鋳造型の前記ワークを成形するキャビティの並列配置方向一端側の鉛直方向上部に溶湯注入口を設け、同他端側の鉛直方向上部にガス抜き穴を設け、このガス抜き穴を設けた他端側が前記一端側に対して鉛直方向上方となるよう前記鋳造型を傾ける傾斜駆動手段を設けたことを特徴とする鋳造装置。
【請求項６】
前記鋳造型の前記ワークを成形する複数のキャビティの鉛直方向上端部相互を湯道で連通し、この湯道の一端側に前記溶湯注入口を設ける一方、前記湯道の他端側に前記ガス抜き穴を設けたことを特徴とする請求項５に記載の鋳造装置。
【請求項７】
前記傾斜駆動手段は、前記鋳造型の鉛直方向下方から同上方に向けて進出移動して前記鋳造型の端部を押し上げる押圧部材を備えていることを特徴とする請求項５または６に記載の鋳造装置。
【請求項８】
前記鋳造型を搬送手段によって他の形状の異なる鋳造型とともに順次搬送しつつ傾けた状態で溶湯を注入する搬送ラインを設け、前記傾斜駆動手段は、前記搬送手段による搬送過程での前記ガス抜き穴を設けた鋳造型のみを傾ける位置に設置したことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の鋳造装置。
【請求項９】
前記鋳造型を、傾けた状態で両側からクランプ保持するクランプ部材を設けたことを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の鋳造装置。
【請求項１０】
前記鋳造型を載せて搬送する搬送台車を設け、前記クランプ部材は、前記搬送台車上に設けられて前記鋳造型に対してその両側から接近離反移動可能であることを特徴とする請求項９に記載の鋳造装置。
【請求項１１】
前記クランプ部材に設けたねじ穴にねじ棒を回転可能に挿入してボールねじを構成し、前記ねじ棒と一体回転する台車側ギアを前記搬送台車に設け、この台車側ギアに対して駆動側ギアが、噛合する状態と、噛合解除する状態とのいずれかの状態なるように、前記駆動側ギアを前記台車側ギアに対して接近離反移動可能としたことを特徴とする請求項１０に記載の鋳造装置。
【請求項１】
長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する鋳造方法において、前記鋳造型の前記ワークを成形するキャビティの並列配置方向一端側の鉛直方向上部に溶湯注入口を設け、同他端側の鉛直方向上部にガス抜き穴を設け、このガス抜き穴を設けた他端側が前記一端側に対して鉛直方向上方となるよう前記鋳造型を傾けた状態で、前記溶湯注入口から溶湯を注入して鋳造することを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
前記ワークを成形する複数のキャビティの鉛直方向上端部相互を湯道で連通し、前記キャビティの並列配置方向他端側に対応する前記湯道の他端側に前記ガス抜き穴を設け、前記湯道の一端側に設けた前記溶湯注入口から溶湯を注入して鋳造することを特徴とする請求項１に記載の鋳造方法。
【請求項３】
前記鋳造型は、搬送手段によって他の形状の異なる鋳造型とともに順次搬送される搬送ライン上にて傾けた状態で溶湯が注入され、前記搬送過程において前記ガス抜き穴を設けた鋳造型のみを傾けることを特徴とする請求項１または２に記載の鋳造方法。
【請求項４】
前記鋳造型を傾けた状態でクランプ保持し、このクランプ保持状態で前記溶湯注入口から溶湯を注入することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の鋳造方法。
【請求項５】
長尺状のワークを起立させかつ複数並列配置した状態で一つの鋳造型を用いて鋳造する鋳造装置において、前記鋳造型の前記ワークを成形するキャビティの並列配置方向一端側の鉛直方向上部に溶湯注入口を設け、同他端側の鉛直方向上部にガス抜き穴を設け、このガス抜き穴を設けた他端側が前記一端側に対して鉛直方向上方となるよう前記鋳造型を傾ける傾斜駆動手段を設けたことを特徴とする鋳造装置。
【請求項６】
前記鋳造型の前記ワークを成形する複数のキャビティの鉛直方向上端部相互を湯道で連通し、この湯道の一端側に前記溶湯注入口を設ける一方、前記湯道の他端側に前記ガス抜き穴を設けたことを特徴とする請求項５に記載の鋳造装置。
【請求項７】
前記傾斜駆動手段は、前記鋳造型の鉛直方向下方から同上方に向けて進出移動して前記鋳造型の端部を押し上げる押圧部材を備えていることを特徴とする請求項５または６に記載の鋳造装置。
【請求項８】
前記鋳造型を搬送手段によって他の形状の異なる鋳造型とともに順次搬送しつつ傾けた状態で溶湯を注入する搬送ラインを設け、前記傾斜駆動手段は、前記搬送手段による搬送過程での前記ガス抜き穴を設けた鋳造型のみを傾ける位置に設置したことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の鋳造装置。
【請求項９】
前記鋳造型を、傾けた状態で両側からクランプ保持するクランプ部材を設けたことを特徴とする請求項５ないし８のいずれか１項に記載の鋳造装置。
【請求項１０】
前記鋳造型を載せて搬送する搬送台車を設け、前記クランプ部材は、前記搬送台車上に設けられて前記鋳造型に対してその両側から接近離反移動可能であることを特徴とする請求項９に記載の鋳造装置。
【請求項１１】
前記クランプ部材に設けたねじ穴にねじ棒を回転可能に挿入してボールねじを構成し、前記ねじ棒と一体回転する台車側ギアを前記搬送台車に設け、この台車側ギアに対して駆動側ギアが、噛合する状態と、噛合解除する状態とのいずれかの状態なるように、前記駆動側ギアを前記台車側ギアに対して接近離反移動可能としたことを特徴とする請求項１０に記載の鋳造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−１８４６３（Ｐ２００８−１８４６３Ａ）
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９３７９６（Ｐ２００６−１９３７９６）
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１４日（２００６．７．１４）
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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