JP2008264867A - 鋳物製品の鋳造設備 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳物製品の生産効率の向上と鋳物製品の生産コストの削減を図ることができる鋳物製品の鋳造設備を提供する。
【解決手段】鋳物製品を鋳造するのに必要な所定の量の溶融金属が注入される枠付下鋳型に枠付上鋳型を重ね合わせることにより、鋳物製品を鋳造する鋳造方法に用いられる鋳造設備は、下鋳枠と上鋳枠に下鋳型と上鋳型を造型する造型装置と、該造型装置により造型された枠付下鋳型を搬送させる下型搬送ラインと、該造型装置により造型された枠付上鋳型を搬送させる上型搬送ラインと、前記下型搬送ラインに沿って配置される注湯機と、該注湯機により注湯された枠付下鋳型に前記上型搬送ライン上の枠付上鋳型を重合せステーションにて重ね合わせるプレス装置とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は鋳物製品の鋳造設備に関する。さらに詳しくは、鋳物製品を鋳造するのに必要な所定の量の溶融金属が注入される枠付下鋳型に枠付上鋳型を重ね合わせることにより、鋳物製品を鋳造する鋳造方法による鋳物製品の生産効率の向上と生産コストの削減を図ることができる鋳造設備に関する。

従来より、鋳物の歩留まりを上げる方法として、各種の鋳型造型法によって造型された主型でありかつ鋳造方案を達成するのに必要なキャビティを有せず鋳物製品鋳造用として必要なキャビティだけを有する下鋳型と、各種の鋳型造型法によって造型された主型でありかつ鋳造方案を達成するのに必要なキャビティを有せず前記下鋳型のキャビティとで鋳物製品鋳造用のキャビティを画成可能な突起部分を有する上鋳型とを用いて鋳造を行う方法であって、前記鋳物製品だけを鋳造するのに必要な量の溶融金属を前記下鋳型のキャビティ内に注入した後、前記上鋳型の突起部分を溶湯注入の前記キャビティ内に進入させて前記鋳物製品だけを鋳造するのに必要なキャビティを画成するようにして前記上鋳型を前記下鋳型に重ね合わせる鋳造方法（砂型プレスキャスティングプロセス）が提案されている（特許文献１参照）。

この鋳造方法では、たとえば図２８〜２９に示されるように、矢印Ｘ方向に枠付上鋳型５０１と枠付下鋳型５０２が交互に同一の搬送ライン５０３上を搬送している。そして、該搬送ライン５０３に両側に沿って、かつ対向してプレス装置５０４と注湯機５０５が配置されている。このプレス装置５０４は、矢印Ｙ１方向に搬送ライン５０３上と搬送ライン５０３外へと進退自在に移動し、また注湯機５０５は、矢印Ｙ２方向に搬送ライン５０３に対して進退自在に移動する。

特開２００５−５２８７１号公報

しかしながら、前記プレス装置５０４と注湯機５０５が対向する配置となっているため、搬送ライン５０３から上鋳型５０１を持ち上げて一旦搬送ライン５０３から離れたのち、注湯機５０５が搬送ライン５０３に移動する。そして、注湯機５０５が下鋳型５０２へ注湯したのち、この注湯機５０５は搬送ライン５０３から離れるとともに、プレス装置５０４が搬送ライン５０３上に移動し、上鋳型５０１が下鋳型５０２に重ね合わされ、プレスされる。なお、このときの重ね合わされた上鋳型５０１と下鋳型５０２を上下鋳型５０６と言う。そして、その上下鋳型５０６が搬送されたのち、搬送ライン５０３からつぎの上鋳型５０１を持ち上げて一旦搬送ライン５０３から離れるまでのあいだ注湯機５０５は搬送ライン５０３から離れて待機している。
したがって、注湯機５０５は注湯したのち、つぎの上鋳型５０１が搬送ライン５０３から離れるまでのあいだ搬送ライン５０３に移動し、つぎの下鋳型５０２へ注湯することができないため、鋳物製品の生産効率を向上させることが難しいという問題がある。

また、プレス装置５０４と注湯機５０５が干渉しないように、注湯後すぐに注湯機５０５を後退させ、プレスの完了した上下鋳型５０６が注湯機５０５の前から搬送され、つぎの上鋳型５０１が搬送ライン５０３から離れたのち、注湯機５０５を前進させる動作を行っている。注湯機５０５の注湯は取鍋傾動方式を採用しているため、注湯機５０５を移動させるには注湯後の取鍋５０７の戻し角度を大きくする必要がある。これによりつぎの下鋳型５０２へ注湯する際、溶融金属が取鍋口５０７ａから注がれるまでの時間が多く掛かるという問題もある。鋳物製品の生産コストに占める溶解・注湯工程の割合は大きく、鋳物製品の生産コストを削減させるためには注湯機の稼働率を向上させることが重要となる。

そこで、本発明は、叙上の事情に鑑み、鋳物製品の生産効率の向上と鋳物製品の生産コストの削減を図ることができる鋳物製品の鋳造設備を提供することを目的とする。

本発明の鋳物製品の鋳造設備は、鋳物製品を鋳造するのに必要な所定の量の溶融金属が注入される枠付下鋳型に枠付上鋳型を重ね合わせることにより、鋳物製品を鋳造する鋳造方法に用いられる鋳造設備であって、下鋳枠と上鋳枠に下鋳型と上鋳型を造型する造型装置と、該造型装置により造型された枠付下鋳型を搬送させる下型搬送ラインと、該造型装置により造型された枠付上鋳型を搬送させる上型搬送ラインと、前記下型搬送ラインに沿って配置される注湯機と、該注湯機により注湯された枠付下鋳型に前記上型搬送ライン上の枠付上鋳型を重合せステーションにて重ね合わせるプレス装置とを備えてなることを特徴としている。
前記注湯機が、前記重合せステーションから上流位置の前記下型搬送ラインに沿って配置されているのが好ましい。
前記プレス装置が、前記上型搬送ラインから前記枠付上鋳型を下型搬送ラインの前記枠付下鋳型上に移動させる走行台車を備えているのが好ましい。
前記上型搬送ラインが前記下型搬送ライン上に並設されるとともに、該上型搬送ラインの搬送終了端の搬送路が移動可能に設けられ、該移動可能な搬送路上に前記プレス装置が配置されているのが好ましい。
前記プレス装置が、前記枠付下鋳型に重ね合わされた前記枠付上鋳型を該枠付下鋳型にプレスする加圧板を有する昇降手段と、該加圧板に前記枠付上鋳型を固定する固定手段とを備えているのが好ましい。
前記上型搬送ラインに前記枠付上鋳型の上鋳型に中子を接合する中子セットステーションが配置されているのが好ましい。
また、前記下型搬送ラインと上型搬送ラインとがそれぞれ円形状を呈するとともに、該円形状の下型搬送ラインと該円形状の上型搬送ラインが前記重合せステーションにおいて交差するように配設されており、かつ前記造型装置が該下型搬送ラインと上型搬送ラインにそれぞれ配設されるとともに、該下型搬送ラインに注湯ステーションが配置されているのが好ましい。
前記円形状の下型搬送ライン内に前記下鋳枠に連結して枠付下鋳型を搬送する下型回転装置と前記円形状の上型搬送ライン内に前記上鋳枠に連結して枠付上鋳型を搬送する上型回転装置とが配設されているのが好ましい。
前記下型回転装置と上型回転装置とが回転軸と該回転軸を回転自在にする駆動手段と該回転軸の回りに配設される連結具とを具備するとともに、前記プレス装置が該上型回転装置の連結具に連結されているのが好ましい。
さらに、前記円形状の上型搬送ラインに前記枠付上鋳型の上鋳型に中子を接合する中子セットステーションが配置されているのが好ましい。

本発明によれば、枠付下鋳型に注湯した直後に、該下鋳型を注湯機の前からプレス装置の重合せステーションに移動させ、枠付上鋳型を下降させてプレスすることができる。この注湯機の前では注湯後の枠付下鋳型が移動したのち、すぐにつぎの枠付下鋳型が移動して来るため、注湯機の停止時間は該下鋳型の搬送時間のみとなる。これにより、鋳物製品の生産効率の向上を図ることができる。
また、注湯機を枠付下鋳型に向かって前後に移動させる必要がないため、注湯機の取鍋の傾動戻し角度を最小限にでき、注湯待ち時間は該下鋳型の搬送時間のみであるため、サイクルタイムが約１／２になり、注湯機の稼働率が向上する。このため、鋳物製品の生産コストの削減を図ることができる。
さらに、注湯機の待ち時間が少なくなることで、取鍋内の溶湯温度（溶融金属の温度）の低下が減少するため、溶融金属の表面における反応生成物の発生量を減少させることができる。

本発明は、鋳物製品を鋳造するのに必要な所定の量の溶融金属が注入される枠付下鋳型に枠付上鋳型を重ね合わせることにより、鋳物製品を鋳造する鋳造方法に用いられる鋳造設備である。そして、下型搬送ラインに沿って配置されている注湯機により注湯された枠付下鋳型に上型搬送ライン上の枠付上鋳型を重合せステーションにて重ね合わせしたのち、プレス成形を行う。本発明では、注湯機を移動させないで、注湯された枠付下鋳型を移動させる方式を採用することにより、鋳物製品の生産効率の向上と、注湯機の稼働率を向上させて鋳物製品の生産コストの削減を図る。
前記下型搬送ラインと上型搬送ラインは水平方向に並設、上下方向に並設または円形状（閉ループ状）に並設することができる。
前記下鋳型および上鋳型は、生型、シェル型、コールドボックス法鋳型または自硬性鋳型などの各種の鋳型造型法を用いて適宜造型することができる。また、本発明は上鋳型または下鋳型に中子を配置することがある。また、本発明の鋳型には多孔性金型も含まれる。さらに、鋳型造型法は、スクイズ、ブロースクイズ、流気加圧造型法またはこれらの複合に限らず、切削、流し込み方法などの造型方法とすることができる。なお、前記鋳物製品とは、たとえば解枠後の鋳型から取り出された一般の鋳物素材から、湯口、湯道および堰などの湯口系、押湯、揚りおよびガス抜きなどの鋳造方案を取り除いたものであって、機械に最終部品として取り付けられたり、単独で販売される状態のものをいい、たとえば円形のブレーキドラムや四角いケースなどである。また、前記溶融金属とは、鉄や非鉄金属が溶解していて下鋳型に注入可能なものをいう。

以下、添付図面に基づいて本発明の鋳造設備を説明する。図１〜２に示されるように、本発明の一実施の形態にかかわる鋳造設備は、造型ラインＬ上に下鋳枠Ｆ１ａと上鋳枠Ｆ２ａに下鋳型Ｆ１ｂと上鋳型Ｆ２ｂを造型ステーションＳで造型する造型装置Ｍと、矢印Ｘ１方向に下鋳枠Ｆ１ａに下鋳型Ｆ１ｂが造型された枠付下鋳型Ｆ１を搬送させる下型搬送ラインＬ１と、該枠付下鋳型Ｆ１に重ねられる上鋳枠Ｆ２ａに上鋳型Ｆ２ｂが造型された枠付上鋳型Ｆ２を矢印Ｘ２方向に搬送させる上型搬送ラインＬ２と、前記下型搬送ラインＬ１に沿って配置される注湯機Ａと、該注湯機Ａにより注湯された枠付下鋳型Ｆ１に前記上型搬送ラインＬ２上の枠付上鋳型Ｆ２を重合せステーションＳ１にて重ね合わせるプレス装置Ｂとを備えている。

本実施の形態では、前記造型装置Ｍは前記下鋳型Ｆ１ｂと上鋳型Ｆ２ｂを交互に造型する１つの造型装置にされているため、造型ラインＬに枠付下鋳型Ｆ１を反転させる反転装置Ｍ１が設置されている。なお、前記造型装置Ｍは、下鋳型Ｆ１ｂと上鋳型Ｆ２ｂをそれぞれ造型するために、２つ設置することもできる。２つの造型装置を設置する場合、造型ラインを分岐させる構成を省くことができる。

また、前記注湯機Ａは、取鍋傾動方式の注湯機であって前記上鋳型Ｆ２を該下鋳型Ｆ１に重ね合わせる重合せステーションＳ１から上流位置の前記下型搬送ラインＬ１に沿って配置されている。
また、前記下型搬送ラインＬ１と上型搬送ラインＬ２は、前記造型装置Ｍが配置される造型ラインＬから、たとえばチェーン駆動によりレールＲ上を往復移動するトラバーサーＣを有するトラバーサー機構を介して分岐され、並列して配設されている。

そして、前記枠付下鋳型Ｆ１と枠付上鋳型Ｆ２は、プッシャシリンダＤａとクッションシリンダＤｂを操作して交互に前記トラバーサーＣに載せて下型搬送ラインＬ１と上型搬送ラインＬ２の搬送入り口に移動されたのち、該下型搬送ラインＬ１と上型搬送ラインＬ２の搬送入り口と搬送終了端に配置されるプッシャシリンダＤ１ａ、Ｄ２ａとクッションシリンダＤ１ｂ、Ｄ２ｂにより下型搬送ラインＬ１と上型搬送ラインＬ２へ1つずつ搬入される。

この下型搬送ラインＬ１に搬入された枠付下鋳型Ｆ１の下部には、冷却ラインＬ３の定盤外しステーションＳ２に設けられる昇降リフタ（図示せず）により外されたローラ付き定盤Ｅが、トラバーサーＣ１に載せられて定盤セットステーションＳ３に移動されたのち、該定盤セットステーションＳ３に設けられる昇降リフタ（図示せず）により配置（セット）される。以後、枠付下鋳型Ｆ１は定盤Ｅに載せられて搬送される。定盤に載置された枠付下鋳型Ｆ１は、注湯後、前記下型搬送ラインＬ１上の重合せステーションＳ１に移動される。そして、この枠付下鋳型Ｆ１には前記プレス装置Ｂに固定される枠付上鋳型Ｆ２をＹ方向に移動して重ね合わせてプレス完了する。このプレス完了した状態の上下鋳型Ｆは、プッシャシリンダＤ１ａとクッションシリンダＤ１ｂを作動させてトラバーサーＣ２に載せられて、冷却ラインＬ３の入り口に移動される。

そして、プッシャシリンダＤ３ａとクッションシリンダＤ３ｂにより冷却ラインＬ３に移送される。ついで、上下鋳型Ｆを載置する定盤Ｅを取り外したのち、鋳型ばらし装置Ｇにより上下鋳枠Ｆ１ａ、Ｆ２ａから抜き出された鋳型ＦＦは冷却ラインＬ４に移送される。この上下鋳枠Ｆ１ａ、Ｆ２ａはトラバーサーＣ３に載置されたのち、枠分離装置Ｈの昇降クランプ部材（図示せず）によりクランプされた上鋳枠Ｆ２ａを上昇し、プッシャシリンダＤ４ａおよびクッションシリンダＤ４ｂにより下鋳枠Ｆ１ａを枠循環ラインＬ５に移送させる。ついで、枠分離装置Ｈによりクランプされた上鋳枠Ｆ２ａを下降したのち、クランプを解除させ、プッシャシリンダＤ４ａおよびクッションシリンダＤ４ｂにより上鋳枠Ｆ１ａを枠循環ラインＬ５に移送させる。こうして、順次分離された下鋳枠Ｆ１ａと上鋳枠Ｆ２ａは、トラバーサーＣ４に載置されたのち、前記造型ラインＬに移送される。
以下、前記枠付下鋳型Ｆ１と枠付上鋳型Ｆ２はとくに区別する場合を除いて単に下鋳型Ｆ１および上鋳型Ｆ２という。

前記プレス装置Ｂは、図２〜３に示されるように、下型搬送ラインＬ１と上型搬送ラインＬ２とのあいだを移動できるように、矢印Ｙ方向に往復移動する走行台車１に連結される可動フレーム２と、該可動フレーム２に設けられる昇降手段３と、該昇降手段３のロッド３ａの先端部３ｂに連結される加圧板４と、該加圧板４の四隅に立設されるガイドロッド５と、上鋳型Ｆ２を前記加圧板４の４辺のうち対向する２辺から支持する、たとえば４個の固定手段６と、下鋳型Ｆ１に重ね合わされた該上鋳型Ｆ２が注湯後の溶融金属７および該下鋳型Ｆ１から受ける加圧力（該下鋳型Ｆ１の凹部８に注がれた溶融金属７および上下鋳型の見切り面から受ける圧力）を検出する検出手段９と、制御手段１０とを備えている。なお、前記ガイドロッド５は、本実施の形態では、加圧板４の四隅に立設されているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、たとえば加圧板４の対角位置に立設することもできる。

前記昇降手段３は、電動式、油圧式または空気圧式によりロッド３ａが昇降可能であれば、本発明において、とくに限定されるものではなく、実施の形態では、位置および速度を高精度に制御できる電動サーボシリンダが用いられている。この電動サーボシリンダには、ねじ機構、駆動モータおよび位置検出器としてのロータリーエンコ−ダなどが内蔵されている。なお、この位置および速度を制御できる電動サーボシリンダに代えて、速度を制御できる電動サーボシリンダと位置を検出して位置決めを制御するために、リニアスケールを用いることもできる。
また、前記固定手段６は、前記上鋳型Ｆ２を加圧板４に支持することができる構成であれば、とくに限定されるものではないが、たとえばエアシリンダなどの駆動機構と該駆動機構の作動により回動または伸縮するクランク部材とから構成することができる。または、電磁力を用いた支持構造や、吸引力を用いた支持構造とすることもできる。
また、前記検出手段９は、上鋳型Ｆ２が溶融金属７および下鋳型Ｆ１から受ける加圧力を検出する機能を有していれば、とくに限定されるものではなく、前記昇降手段３の種類により適宜選定することができる。本実施の形態では、昇降手段３として電動サーボシリンダが用いられているので、前記昇降手段３のロッド先端部３ｂに設けられるロードセルが選定されている。
また、前記制御手段１０は、前記走行台車の往復移動の動作回路、昇降手段３の昇降動作である上昇速度や下降速度、停止を制御する動作回路、固定手段６の動作回路およびこれらの動作回路を連動して制御する回路ならびに予め入力される情報などを記憶させるメモリなどから構成されている。

以下、本実施の形態における鋳造設備の鋳造工程を説明する。まず、図３〜４に示されるように、上鋳型Ｆ２の造型後、上型搬送ラインＬ２の搬送コンベヤ、たとえばローラコンベヤ５１により搬送されて来た反転状態の上鋳型Ｆ２を、上型搬送ラインＬ２上で待機しているプレス装置Ｂにおける昇降手段３のロッド３ａを伸長作動させて加圧板４を下降し固定手段６により加圧板４に支持したのち、ロッド３ａを収縮作動させ上型搬送ラインＬ２上から前進して下型搬送ラインＬ１の重合せステーションＳ１の上方に移動して待機させる。また、下鋳型Ｆ１の造型後、下型搬送ラインＬ１のローラコンベヤ５２により搬送されて来たのち、下鋳型Ｆ１が、重合せステーションＳ１の上流位置に、たとえば該下鋳型Ｆ１を載置する定盤Ｅの四隅に形成される開口部を通して位置決めシリンダ５４のロッドを差し込み、注湯される位置に固定される。

ついで、図５に示されるように、注湯機Ａの取鍋５５を傾動し該下鋳型Ｆ１の凹部８にキャビティ容積に対して所定の量の溶融金属７を注湯する。

ついで、図３および図６〜７に示されるように、注湯が終了次第、前記位置決めシリンダ５４のロックを解除し下鋳型Ｆ１を重合せステーションＳ１の上方に移動して待機するプレス装置Ｂの下に搬送させたのち、下部に設置されるレール５３上に乗り移り、ついで昇降手段３のロッド３ａを伸長作動させて上鋳型Ｆ２を下鋳型Ｆ１に重ね合わせる。このとき、注湯機Ａの前では注湯後の下鋳型Ｆ１が搬送されて、すぐにつぎの下鋳型Ｆ１が搬送されて来るため、取鍋５５の傾動を開始する。プレス装置Ｂは、所定の加圧力に達する、鋳型を押し込み過ぎない位置（プレス完了位置）で上鋳型Ｆ２の下降を停止する。

ついで、図８に示されるように、該下鋳型Ｆ１に注湯を開始している最中に、所定の時間経過後上鋳型Ｆ２の固定支持を解除し、プレス作業を完了する。そして、プレス装置Ｂのロッド３ａを上昇させるとともに、プレス完了後の鋳型Ｆを搬送させる。そして、図９に示されるように、プレス装置Ｂは注湯された下鋳型Ｆ１が搬送されてくる前に、上型搬送ラインＬ２からつぎの上鋳型Ｆ２を支持して該上鋳型Ｆ２をすぐにプレス可能な状態に準備できるように重合せステーションＳ１の上に待機される。

本実施の形態では、下鋳型に注湯した直後に、該下鋳型を注湯機の前からプレス装置の重合せステーションに移動させ、上方で待機させていた上鋳型を下降させてプレスすることができる。このため、注湯機の停止時間を下鋳型の搬送時間とすることができる。これにより、鋳物製品の生産効率の向上を図ることができる。
また、注湯に際し、注湯機は下鋳型に向かって前後に移動しないため、注湯機の取鍋の傾動戻し角度を最小限にでき、注湯待ち時間を下鋳型の搬送時間とすることができる。
さらに、注湯機の待ち時間が少なくなることで、取鍋内の溶湯温度（溶融金属の温度）の低下を減少させるため、溶融金属の表面における反応生成物の発生量を減少させることができる。

なお、本実施の形態では、上型搬送ラインが下型搬送ラインに並列して配設されているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、上型搬送ラインを下型搬送ラインの上方に配設することができる。たとえば図１０に示されるように、下型搬送ラインＬ１の上方に配設された上型搬送ラインＬ２のローラコンベア６１がメインコンベア６１ａと搬送終了端の搬送路６１ｂとから構成されている。この搬送路６１ｂはスライド自在に移動可能に設けられている。かかる実施の形態では、該移動可能な搬送路６１ｂ上にプレス装置Ｂ１を配置する。そして、図１１に示されるように、該搬送路６１ｂ上の上鋳型Ｆ２をプレス装置Ｂ１の固定手段により固定したのち、該搬送路６１ｂを移動させる。ついで、下型搬送ラインＬ１の重合せステーションＳ１に搬送されている注湯済の下鋳型Ｆ１に重ね合わせてプレス作業を完了することができる。前記プレス装置Ｂ１としては、前記プレス装置Ｂの昇降手段および固定手段を用いることができる。

また、本実施の形態では、図３に示されるように、前記上鋳型Ｆ２には膨出部１１が一体に造型されているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、この膨出部１１を別途中子造型装置により造型することができる。そして、図1に示されるように、中子セットステーションＳ４において上鋳型に中子としての膨出部１１を接合することもできる。

つぎに、本発明の他の実施の形態にかかわる鋳造設備を説明する。図１２〜１３に示されるように、本実施の形態では、下型搬送ラインＬ１と上型搬送ラインＬ２とがそれぞれ円形状を呈している。この円形状の下型搬送ラインＬ１と円形状の上型搬送ラインＬ２は重合せステーションＳ１において垂直方向の上下に交差するように配設されている。図１２において、符号Ｚは下鋳枠Ｆ１ａ、枠付下鋳型Ｆ１、上鋳枠Ｆ２ａおよび枠付上鋳型Ｆ２が搬送される回転方向を示している。図１２において、符号３０３は後述する鋳型ＦＦの搬送コンベアである。

該下型搬送ラインＬ１には、図１２および図１４に示されるように下型用造型装置１０１が配設される下型造型ステーションＳＳ２ａと図１２に示されるように注湯機Ａが配設される注湯ステーションＳＳ３が配置されている。この注湯機Ａは前記下型搬送ラインＬ１に沿って配置されている。

本実施の形態では、図１２〜１３に示されるように前記下型搬送ラインＬ１の中央部の垂直方向に枠付下鋳型Ｆ１を搬送する下型回転装置１０２が配設されている。この下型回転装置１０２は、上端が固定フレーム１０３に軸支される回転軸１０４と、該回転軸１０４の下端に設けられ、該回転軸１０４を回転自在にする駆動手段１０５と、該回転軸１０４の回りの上下位置に配設（固定）される連結具としての一対の円板１０６ａ、１０６ｂを具備している。そして、この回転軸１０４の回りの円板１０６ａには、造型時に下鋳枠Ｆ１ａと後述するパターンプレート２１４との隙間が大きくならないように使用されるシリンダ１０７が上向き方向に３個配設されるとともに、円板１０６ｂには該シリンダ１０７のロッド１０７ａをガイドするガイドロッド１０８が設けられている。
本実施の形態では、シリンダ１０７が円板１０６ａに３個配設され、ガイドロッド１０８が用いられているが、本発明においては、これに限定されるものではない。
前記下鋳枠Ｆ１ａはシリンダ１０７のロッド１０７ａに連結されているとともに、該シリンダ１０７は造型された下鋳型Ｆ１ｂを搬送できるように回転軸１０４の回りに配設されている。
なお、本実施の形態では、造型時に使用されるシリンダ１０７が用いられ、これに下鋳枠Ｆ１ａが連結されているが、本発明においては、パターンプレートを上下移動可能とすることでこのシリンダ１０７を省いて下鋳枠Ｆ１ａを円板１０６ａに連結することもできる。

前記上型搬送ラインＬ２には、図１２および図１５に示されるように上型用造型装置２０１が配設される上型造型ステーションＳＳ２ｂと図１２〜１３に示されるように枠付上鋳型Ｆ２の上鋳型Ｆ２ｂに後述する中子２２４を接合する中子セットステーションＳＳ４が配置されている。
本実施の形態では、前記上型搬送ラインＬ２の中央部の垂直方向に枠付上鋳型Ｆ２を搬送する上型回転装置２０２が配設されている。この上型回転装置２０２は、プレス装置Ｂ２として、プレス時に上鋳型Ｆ２を下降させるために使用する加圧シリンダ２０７が下向きに取り付けられている以外は前記下型回転装置１０２と同じ構成とすることができる。また、前記加圧シリンダ２０７は造型時にも使用される。
すなわち、上型回転装置２０２は、固定フレーム１０３に軸支される回転軸２０４と、該回転軸２０４の下端に設けられ、該回転軸２０４を回転自在にする駆動手段２０５と、該回転軸２０４の回りの上下位置に配設（固定）される連結具としての一対の円板２０６ａ、２０６ｂを具備している。なお、図１３における符号２０７ａは加圧シリンダ２０７のロッドであり、符号２０８はガイドロッド２０８である。
また、前記上鋳枠Ｆ２ａは加圧シリンダ２０７のロッド２０７ａに連結されているとともに、該加圧シリンダ２０７は造型された上鋳型Ｆ２ｂを搬送できるように回転軸２０４の回りに配設されている。
前記シリンダ１０７および加圧シリンダ２０７としては、油圧シリンダまたは電動シリンダとすることができる。
なお、本実施の形態におけるプレス装置Ｂ２では、加圧シリンダ２０７が円板２０６ａに３個配設され、ガイドロッド２０８が用いられているが、本発明においては、これに限定されるものではない。

前記下型用造型装置１０１は、アンダーブロー方式の造型装置であって、図１４に示されるように、下盛枠１１１と、ブローヘッド１１２を昇降可能なスクイズシリンダ１１３と、パターンプレート１１４を昇降可能なシリンダ１１５と、前記ブローヘッド１１２に砂１１６を供給する鋳物砂タンク１１７とを備えている。前記ブローヘッド１１２には、ノズル１１２ａを有するブロープレート１１２ｂが取り付けられている。なお、図１２〜１３においては、造型ステーションＳＳ２ａの位置をわかりやすくするために下型用造型装置１０１を省いている。

また、前記上型用造型装置２０１は、トップブロー方式の造型装置であって、図１５に示されるように、上盛枠２１１と、ブローヘッド２１２を昇降可能なスクイズシリンダ２１３と、パターンプレート２１４を昇降可能なシリンダ２１５と、前記ブローヘッド２１２に砂１１６を供給する鋳物砂タンク２１７とを備えている。前記ブローヘッド２１２には、ノズル２１２ａを有するブロープレート２１２ｂが取り付けられている。なお、図１２〜１３においては、造型ステーションＳＳ２ｂの位置をわかりやすくするために上型用造型装置２０１を省いている。

また、前記中子セットステーションＳＳ４には、図１３に示されるように、中子装着装置２２０が設けられている。この中子装着装置２２０は、下機枠２２１ａと、摺動自在な上機枠２２１ｂと、該下機枠２２１ｂの上端フレームに支持された駆動シリンダ装置２２２と、該駆動シリンダ装置２２２のピストンロッド２２２ａの先端に固定された支持具２２３とを具備している。前記駆動シリンダ装置２２２のピストンロッド２２２ａを伸長作動させて中子２２４を上昇させると、中子２２４の先端突起が上鋳型Ｆ２ｂの凹嵌部２２５に接合される。

なお、本実施の形態では、下型搬送ラインに下型造型ステーションが配置され、かつ上型搬送ラインに上型造型ステーションが配置されているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、下型搬送ライン上から下型造型ステーションと上型搬送ライン上から上型造型ステーションを省くことができる。たとえば下型搬送ラインと上型搬送ラインの外側に設置される造型装置の下型造型ステーションと上型造型ステーションから下型搬送ラインと上型搬送ラインに下鋳型と上鋳型を移し替えることができる。この場合、本実施の形態とは異なり、鋳枠を上型回転装置と下型回転装置に載置できる構造、たとえば差込み構造とすることができる。

以下、本実施の形態における鋳造設備の鋳造工程を説明する。まず、図１６〜１７に示されるように、下型造型ステーションＳＳ２ａにて下鋳枠Ｆ１ａに下鋳型Ｆ１ｂを造型するとともに、上型造型ステーションＳＳ２ｂにて上鋳枠Ｆ２ａに上鋳型Ｆ２ｂを造型する（造型工程）。この上鋳型Ｆ２ｂの造型中に中子２２４を中子装着装置２２０の支持具２２３に装着する。

ついで、図１８〜２０に示されるように、下型造型ステーションＳＳ２ａから造型後の下鋳型Ｆ１を注湯ステーションＳＳ３の位置まで回転軸１０４を回転させたのち、注湯機Ａを傾動させて下鋳型Ｆ１ｂの凹部１２０に所定の量の溶融金属１２１を注入する（注湯工程）。また、同様に上型造型ステーションＳＳ２ｂから造型後の上鋳型Ｆ２を中子セットステーションＳＳ４の位置まで回転軸２０４を回転させる。なお、符号Ｚは回転方向である。
また、中子装着装置２２０の支持具２２３に中子２２４をセットする（中子セット工程）。そして、前記注湯工程中に、駆動シリンダ装置２２２のピストンロッド２２２ａを伸長作動させて中子２２４を上昇させて、上鋳型Ｆ２ｂの凹嵌部２２５に接合させる。
前記注湯工程および中子セット工程中に前記下型造型ステーションＳＳ２ａおよび上型造型ステーションＳＳ２ｂにおいて、つぎの下鋳型Ｆ１ｂおよび上鋳型Ｆ２ｂの造型を行う。

ついで、図２１〜２２に示されるように、注湯が完了した下鋳型Ｆ１と中子２２４がセット完了した上鋳型Ｆ２は、回転軸１０４、２０４を回転してそれぞれ重合せステーションＳ１の位置まで搬送される。そして、加圧シリンダ２０７を伸長作動させて上鋳型Ｆ２を下鋳型Ｆ１に重ね合わせる（重合せ工程）。この重合せ工程中に前述と同じように造型工程、注湯工程および中子セット工程を行う。なお、図２１〜２２において、符号２２０は中子装着装置、符号２２４は中子、符号Ａは注湯機および符号Ｚは回転方向である。

ついで、図２３〜２４に示されるように、重合せステーションＳ１にて加圧シリンダ２０７は、鋳型を押し込み過ぎない位置（プレス完了位置）で上鋳型Ｆ２の下降を停止する（プレス工程）。そして、下鋳型Ｆ１に注湯を開始している最中に、所定の時間経過後上鋳型Ｆ２の加圧を解除し、プレス作業を完了する。このとき、プレス工程に際して下鋳型Ｆ１を受け具３０１により支えるようにする。そして、このプレス工程中に前述と同じように造型工程、注湯工程および中子セット工程を行う。なお、図２３〜２４において、符号２２０は中子装着装置、符号２２４は中子および符号Ａは注湯機である。

ついで、図２５〜２６に示されるように、プレス作業を終えた鋳型ＦＦは受け具３０１を下降させながら押出具３０２により上下鋳型Ｆの上鋳枠Ｆ１ａと下鋳枠Ｆ２ａから抜き出されたのち、搬送コンベア３０３に押し出され冷却ラインに移送される（抜枠工程）。そして、この抜枠工程完了時には、前記造型工程、中子セット工程および接合も完了している。なお、図２５〜２６において、符号２２０は中子装着装置、符号２２４は中子および符号Ａは注湯機である。

ついで、図２７に示されるように、回転軸１０４、２０４を回転させて下鋳枠Ｆ１ａと上鋳枠Ｆ２ａを造型ステーションＳＳ２ａとＳＳ２ｂに搬送するとともに、下鋳型Ｆ１と上鋳型Ｆ２を重合せステーションＳ１、注湯ステーションＳＳ３および中子ステーションＳＳ４に搬送し、引き続き前記造型工程、注湯工程、中子セット工程と接合および抜枠工程を行い、順次鋳型を冷却ラインに移送する。

本実施の形態では、枠付下鋳型に注湯した直後に、該下鋳型を注湯機の前からプレス装置の重合せステーションに移動させ、枠付上鋳型を下降させてプレスすることができる。これにより、鋳物製品の生産効率の向上を図ることができる。
また、注湯に際し、注湯機は下鋳型に向かって前後に移動しないため、注湯機の取鍋の傾動戻し角度を最小限にでき、注湯待ち時間を下鋳型の搬送時間とすることができる。
さらに、注湯機の待ち時間が少なくなることで、取鍋内の溶湯温度（溶融金属の温度）の低下を減少させるため、溶融金属の表面における反応生成物の発生量を減少させることができる。

なお、本実施の形態では、注湯機として取鍋傾動方式の注湯機が用いられているが、本発明においては、これに限定されるものではなく、たとえば取鍋の底部に形成したノズル孔をストッパーで開閉して下鋳型に注湯する方式の注湯機を用いることができる。
さらに、本実施の形態では、注湯機は下鋳型に対して直角方向に移動させないように設置されているが、下鋳型の移動にともなって同期して下型搬送ラインに沿って移動させることもできる。

本発明の一実施の形態にかかわる鋳造設備の概略構成を示す平面図である。 図１の要部を示す概略図である。 図２の左側から見た部分断面図である。 本発明の一実施の形態にかかわる鋳造設備の鋳造工程を説明する図である。 注湯状態を説明する図である。 注湯後の下鋳型の搬送状態を説明する図である。 下鋳型に上鋳型を重ね合わせる状態と取鍋の傾動を説明する図である。 プレス完了状態と注湯の開始状態を説明する図である。 プレス装置の下方に注湯後のつぎの下鋳型を搬送させる状態を説明する図である。 下型搬送ラインと上型搬送ラインとを上下に並設した実施の形態を説明する図である。 図１０のプレス作業を説明する図である。 本発明の他の実施の形態にかかわる鋳造設備の概略構成を示す平面図である。 図１２のＩ−Ｉ線断面の展開図である。 下型造型装置を説明する部分断面図である。 上型造型装置を説明する部分断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかわる鋳造設備の鋳造工程における造型工程を説明する図である。 図１６のＩ１−Ｉ１線断面の展開図である。 造型後の枠付上鋳型と枠付下鋳型の回転状態を示す図である。 注湯状態と中子セット状態を説明する図である。 図１９のＩ２−Ｉ２線断面の展開図である。 上下鋳型の重合せ状態を説明する図である 図２１のＩ３−Ｉ３線断面の展開図である。 プレス完了状態を説明する図である。 図２３のＩ４−Ｉ４線断面の展開図である。 抜き枠状態を説明する図である。 図２５のＩ５−Ｉ５線断面の展開図である。 抜き枠後の枠付上鋳型と枠付下鋳型の回転状態を示す図である。 従来の鋳造設備の概略構成図である。 図２８の左側から見た部分断面図である。

符号の説明

Ａ 注湯機
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２ プレス装置
Ｆ 鋳型
Ｆ１ 枠付下鋳型
Ｆ１ａ 下鋳枠
Ｆ１ｂ 下鋳型
Ｆ２ 枠付上鋳型
Ｆ２ａ 上鋳枠
Ｆ２ｂ 上鋳型
Ｌ 造型ライン
Ｌ１ 下型搬送ライン
Ｌ２ 上型搬送ライン
Ｍ 造型装置
Ｓ１ 重合せステーション
ＳＳ２ａ 下型造型ステーション
ＳＳ２ｂ 上型造型ステーション
ＳＳ３ 注湯ステーション
ＳＳ４ 中子セットステーション
１ 走行台車
２ 可動フレーム
３ 昇降手段
４ 加圧板
５ ガイドロッド
６ 固定手段
７ 溶融金属
９ 検出手段
１０ 制御手段
１０１ 下型用造型装置
１０２ 下型回転装置
１０４、２０４ 回転軸
２０１ 上型用造型装置
２０２ 上型回転装置
２０７ 加圧シリンダ

Claims (10)

1. 鋳物製品を鋳造するのに必要な所定の量の溶融金属が注入される枠付下鋳型に枠付上鋳型を重ね合わせることにより、鋳物製品を鋳造する鋳造方法に用いられる鋳造設備であって、
   下鋳枠と上鋳枠に下鋳型と上鋳型を造型する造型装置と、
   該造型装置により造型された枠付下鋳型を搬送させる下型搬送ラインと、
   該造型装置により造型された枠付上鋳型を搬送させる上型搬送ラインと、
   前記下型搬送ラインに沿って配置される注湯機と、
   該注湯機により注湯された枠付下鋳型に前記上型搬送ライン上の枠付上鋳型を重合せステーションにて重ね合わせるプレス装置
   とを備えてなる鋳物製品の鋳造設備。
2. 前記注湯機が、前記重合せステーションから上流位置の前記下型搬送ラインに沿って配置されてなる請求項１記載の鋳物製品の鋳造設備。
3. 前記プレス装置が、前記上型搬送ラインから前記枠付上鋳型を下型搬送ラインの前記枠付下鋳型上に移動させる走行台車を備えてなる請求項２記載の鋳物製品の鋳造設備。
4. 前記上型搬送ラインが前記下型搬送ライン上に並設されるとともに、該上型搬送ラインの搬送終了端の搬送路が移動可能に設けられ、該移動可能な搬送路上に前記プレス装置が配置されてなる請求項２記載の鋳物製品の鋳造設備。
5. 前記プレス装置が、前記枠付下鋳型に重ね合わされた前記枠付上鋳型を該枠付下鋳型にプレスする加圧板を有する昇降手段と、該加圧板に前記枠付上鋳型を固定する固定手段とを備えてなる請求項２記載の鋳物製品の鋳造設備。
6. 前記上型搬送ラインに前記枠付上鋳型の上鋳型に中子を接合する中子セットステーションが配置されてなる請求項１、２、３、４または５記載の鋳物製品の鋳造設備。
7. 前記下型搬送ラインと上型搬送ラインとがそれぞれ円形状を呈するとともに、該円形状の下型搬送ラインと該円形状の上型搬送ラインが前記重合せステーションにおいて交差するように配設されており、かつ前記造型装置が該下型搬送ラインと上型搬送ラインにそれぞれ配設されるとともに、該下型搬送ラインに注湯ステーションが配置されてなる請求項１記載の鋳物製品の鋳造設備。
8. 前記円形状の下型搬送ライン内に前記下鋳枠に連結して枠付下鋳型を搬送する下型回転装置と前記円形状の上型搬送ライン内に前記上鋳枠に連結して枠付上鋳型を搬送する上型回転装置とが配設されてなる請求項７記載の鋳物製品の鋳造設備。
9. 前記下型回転装置と上型回転装置とが回転軸と該回転軸を回転自在にする駆動手段と該回転軸の回りに配設される連結具とを具備するとともに、前記プレス装置が該上型回転装置の連結具に連結されてなる請求項８記載の鋳物製品の鋳造設備。
10. 前記円形状の上型搬送ラインに前記枠付上鋳型の上鋳型に中子を接合する中子セットステーションが配置されてなる請求項７、８または９記載の鋳物製品の鋳造設備。