JP2561001Y2 - マンドレル回収装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はダイカストマシン等で鋳
造した鋳造品からマンドレルを抜き、このマンドレルを
再使用のために回収するマンドレル回収装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般にダイカストマシン等で例えばエン
ジンブロック等を鋳造する場合には、崩壊性を有する砂
中子が用いられ、この砂中子を金型キャビティ内で保持
するマンドレルが鋳造品に埋設されている。そしてこの
マンドレルは、材料が高価であり、またその熱処理工程
等のコストが高いので、再使用のためにこれを回収する
必要がある。これを回収するためには、先ず圧入状態に
あるマンドレルを冷却して抜き易くしたのち、鋳造品を
プレスの下型上に供給して上型を下降させることにより
マンドレルを鋳造品から抜いて機外へ取出し、再度常温
まで冷却したのち清掃，検査して集積するという工程を
とる必要がある。なお、鋳造品からマンドレルを抜く場
合には、一般に幅木と称する鋳ばりが鋳造品から離れて
マンドレルに混入するので、これを処理したのちマンド
レルを抜く必要がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】このようにマンドレル
を回収するためには、多くの工程を必要とするが、従来
はこれを手作業で行っていたので、運搬作業等も含めて
作業者の負担が大きいばかりでなく、作業のために長時
間を要し、機械の可動率が低下するという問題がある。

【０００４】本考案は以上のような点に鑑みなされたも
ので、鋳造品からのマンドレルの抜取りと幅木の処理と
を機械化することを可能にした装置を提供することを目
的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本考案では、マンドレル抜きプレスのマンドレ
ル抜き治具と下型とで保持された鋳造品のマンドレル内
孔に圧入されるように昇降駆動されるマンドレル受けを
備えたマンドレル受け装置と、このマンドレル受け装置
とその上方の前記下型との間へ水平方向から挿入される
ように進退駆動される幅木受けを備えた幅木処理装置
と、前記マンドレル受けで鋳造品から抜かれたマンドレ
ルを冷却する冷却装置とを設けた。

【０００６】

【作用】マンドレル抜き治具と下型とで保持されたマン
ドレルの内孔に、上昇するマンドレル受けを挿入してマ
ンドレルを冷却したのち、マンドレル受けをマンドレル
の内孔から抜き、幅木受けをマンドレル抜き下型の下方
へ挿入したのち、マンドレル抜き治具をわずかに下降さ
せると、幅木が分離されて幅木受けで受けられるので、
幅木受けを退去させて幅木を除去する。次いでマンドレ
ル受けを上昇させてマンドレルの内孔に圧入してこれを
保持し、マンドレル受けを下降させてマンドレルを冷却
装置で冷却したのち回収する。

【０００７】

【実施例】本実施例は本考案をエンジンブロックの自動
鋳造装置に実施した例を示し、図１はマンドレル抜きプ
レスとマンドレル受け装置および幅木処理装置の正面
図、図２はマンドレル受取冷却装置と幅木処理装置との
正面図、図３はマンドレル受け装置と冷却装置との側面
図、図４はマンドレル受け装置要部の側面図、図５は同
じく平面図、図６は本考案を実施した自動鋳造装置の概
略平面図、図７はマンドレルを抜く前における鋳造品の
縦断面図である。図６において全体を符号１で示すもの
は、竪型締型のダイカストマシンであって図示しない型
締シリンダで型締型開される金型２と、そのキャビティ
へ向って中子を進退させる２個の中子シリンダ３等を備
えており、このダイカストマシン１には砂中子４を金型
キャビティ内へ供給するコアローダの機能を兼ね備えた
製品取出装置５が付設されていて型開した金型２内から
鋳造品としてのエンジンブロックを機外へ取出すように
構成されている。

【０００８】ここで図７に基づき鋳造品について説明す
る。鋳造品はダイカストマシン１の上金型６と下金型７
およびスライド中子８で囲まれたキャビティ９内へ射出
された溶湯が固化することによって形成されるものであ
って、キャビティ９の中心部には、円筒状のスリーブ１
０が、鍔付き円柱状のマンドレル１１に嵌合されてい
る。円筒状に形成され崩壊性を有する前記砂中子４は、
スリーブ１０の外方に位置してマンドレル１１の鍔部で
保持されている。こうすることにより、キャビティ９へ
溶湯が射出して固化したのち型開し、砂中子４を崩壊さ
せて下金型７から取出すと、固化した鋳造品の一部に冷
却用ジャケットとなる空間部が形成されるので、このあ
と、マンドレル１１を抜くことにより製品となるように
構成されている。

【０００９】また、一般にダイカストマシン等で例えば
エンジンブロック等を鋳造する場合には、上金型と下金
型との接合面から鋳ばりが出たり、溶湯の通路であるラ
ンナやゲート内の固化物が鋳込製品に付属して取出され
たりするので、これらの余剰材を除去するためのトリミ
ングプレスを設ける必要があるが、本装置においてはこ
のトリミングプレスと、前記マンドレルを抜くマンドレ
ル抜きプレスとが１台のプレスで兼用されるように構成
されており、以下この兼用プレスについて説明する。

【００１０】図１においてトリミングプレスを兼ねるマ
ンドレル抜きプレス２０は、垂直部材２１ａとその上端
部を連結する水平部材２１ｂとで形成されて床面下のピ
ット内に立設された下部固定盤２１を備えており、その
４隅にナット２２で固定されて立設されたタイロッド２
３の上端部には、上部固定盤２４がナット２５で固定さ
れている。２６は上下の固定盤２４，２１間に位置して
タイロッド２３に摺動自在に支持された可動盤であっ
て、上部固定盤２４に固定された型締シリンダ２７のピ
ストンロッド２８に固定されており、型締シリンダ２７
に駆動されて上下動するように構成されている。

【００１１】可動盤２６の下面には、トリミング上型２
９が固定されており、また、床上に延びるベース３０上
には、図１，図６に示す２条のレール３１，３２が付設
されている。これらのレール３１，３２上には、連結金
具３３ａで連結されたトリミング下型３３とマンドレル
抜き下型３４とが車輪を転動自在に係合させて設けられ
ており、また、前記下部固定盤２１の水平部材２１ｂ前
後には、ベース３０をピット内で支持する三角形状の支
持枠３５と、床面に支持された支持枠３６とが水平部材
２１ｂと同じ高さで設けられている。

【００１２】支持枠３６上のブラケット３７には、流体
圧シリンダとしての油圧シリンダ３８が枢支されてお
り、そのピストンロッド３９の作用端は、前記連結金具
３３ａに固定されている。こうすることによりピストン
ロッド３９を進退させると、トリミング下型３３とマン
ドレル抜き下型３４とが、実線で示す位置と鎖線で示す
位置との間で進退し、トリミング下型３３とマンドレル
抜き下型３４とのいずれかが選択的にトリミング上型２
９の下方へ進入するように構成されている。

【００１３】一方、前記４本のタイロッド２３ののうち
の正面側２本には、可動盤２６に一端のフランジが固定
されたパイプ４０が摺動自在に嵌合されており、このパ
イプ４０の他方のフランジには、タイロッド２３に摺動
自在に嵌合された一対のガイド４１が一体的に固定され
ている。こうすることにより、型締シリンダ２７のピス
トンロッド２８が進退すると、パイプ４０で一体化され
た可動盤２６とガイド４１とが一体となって進退するよ
うに構成されている。

【００１４】一対のガイド４１には、垂下する複数個の
マンドレル抜き治具４２を備えたマンドレル抜き上型４
３が水平方向へ進退自在に支持されており、このマンド
レル抜き上型４３は、両方のガイド４１を連結するプレ
ート４４に支持された駆動装置としての移動シリンダ４
５のピストンロッド４６に固定されている。こうするこ
とにより、移動シリンダ４５のピストンロッド４６が進
退すると、マンドレル抜き上型４３がカイド４１に案内
されて進退し、トリミング上型２９の下方へ進入したり
図に実線で示す機外退去位置へ後退したりするように構
成されている。そして、前記マンドレル抜き下型３４と
車輪４７との間には、皿ばね４８が介装されており、マ
ンドレル抜き時にレール３１，３２に掛かるプレス荷重
を緩衝するように構成されている。

【００１５】このように構成されていることにより、ト
リミング作業とマンドレル抜き作業とを行う場合には、
機外位置にあるトリミング下型３３上に、図１に符号５
０で示す鋳造品を載置してこれを機内へ移動させ、トリ
ミング上型２９を下降させて余剰材を除去するトリミン
グ作業を行ったのち、両方の下型３３，３４を機外位置
へ移動させる。次いで、鋳造品５０を上下に１８０°反
転させてマンドレル抜き下型３４上に載置し、これを機
内へ移動させたのち、機内へ移動されているマンドレル
抜き上型４３を下降させることにより、マンドレル抜き
作業が行われるように構成されている。

【００１６】このようにトリミング作業とマンドレル抜
き作業とでは、作業の性質上、下型３３，３４への鋳造
品５０の載置方向が上下逆方向であって、これらの工程
間において鋳造品５０を上下に１８０°反転させなけれ
ばならないので、ダイカストマシン１とマンドレル抜き
プレス２０との間に、鋳造品５０を搬送しかつ反転させ
る装置が設けられている。すなわち、ダイカストマシン
１から取出される鋳造品５０の両側には、左右一対ずつ
上下２組の水平状ガイドレール５１が、ダイカストマシ
ン１の側方からマンドレル抜きプレス２０へ向って延設
されており、このガイドレール５１には、連結板で上下
に連結されたガイド５２が摺動自在に嵌合されている。

【００１７】上下のガイド５２には、ケース５３が反転
用ロータリアクチュエータ５４と軸受５５とを介して回
動自在に支持されており、ロータリアクチュエータ５４
を作動させることにより、ケース５３が、正方向と逆方
向とへ１８０°回動するように構成されている。ケース
５３内には、図示しないシリンダで開閉するチャックが
設けられている。こうすることにより、ダイカストマシ
ン１から取出されてチャックで把持された鋳造品５０
は、図示しないテレスコープ式の走行シリンダに駆動さ
れて搬送され、トリミング下型３３またはマンドレル抜
き下型３４上へ供給されるように構成されている。

【００１８】そこで、本考案に係るマンドレル回収装置
について説明する。鋳造品５０が載置されるマンドレル
抜き下型３４の下方と、機外位置との間には、一対のフ
レームガイド６０が、マンドレル抜きプレス２０への鋳
造品５０の搬送供給方向と直交する方向に延設されてい
て、これら各フレームガイド６０の内面には、その延設
方向に延びる上下一対ずつのガイドレール６１が敷設さ
れており、これら各ガイドレール６１には、トラバース
シリンダ６２に駆動されて水平方向へ進退する昇降ガイ
ド６３が嵌合されている。６４は連結板６５で一体的に
連結された市販されている左右一対のロッドレスシリン
ダであって、昇降ガイド６３に固定されており、両方の
ロッドレスシリンダ６４の流体圧で昇降するピストン６
６には、全体を符号６７で示すマンドレル受け装置の回
動軸６８が回動自在に支持されている。

【００１９】マンドレル受け装置６７は、上記回動軸６
８に固定された受け台６９を備えており、この受け台６
９の上面には４個のマンドレル受け７０が立設されてい
る。そして、受け台６９の上板とマンドレル受け７０と
には、冷却水源に連結されたスプレ管７１，７２が埋設
されており、マンドレル受け７０から冷却水がスプレー
されるように構成されている。７３は回動軸６８上に固
定さたロータリアクチュエータであって、これを作動さ
せることにより、マンドレル受け７０が、図３に示す上
昇位置で垂直状態となり、また、図２に示す下降位置で
傾動状態となるように構成されている。

【００２０】さらに、図３に示す垂直状態のときにピス
トン６６が上昇することにより、マンドレル抜き治具４
２で押えられている鋳造品５０のマンドレル１１内孔に
マンドレル受け７０が圧入され、この状態からピストン
６６が下降することにより、マンドレル１１が鋳造品５
０から抜けるように構成されている。なお、マンドレル
抜き下型３４には、マンドレル受け７０が係入される孔
が明けられている。また、マンドレル受け装置６７の下
方には冷却水７４が蓄えられた水槽７５が設けられてお
り、下降，傾動状態にあるマンドレル受け７０に保持さ
れたマンドレル１１が冷却水７４に浸漬されて冷却され
るように構成されている。

【００２１】図６に符号７６で示すものはばり取り清掃
装置であって、マンドレル１１を保持して回転するモー
タと、回転するマンドレル１１の外周面に添接するブラ
シおよびマンドレル１１の内孔に挿入されるブラシ等を
備えており、マンドレル１１の外周に形成された鋳ばり
を除去したり、マンドレル１１の内外周を清掃したりす
るように構成されている。また、このばり取り清掃装置
７６の近傍には、図６で示すロボット７７が設けられて
おり、清掃後のマンドレル１１を把持してマンドレル置
場７８上へ搬送するように構成されている。

【００２２】さらに前述したように、鋳造品５０からマ
ンドレル１１を抜く場合には、一般に幅木と称する鋳ば
りが鋳造品５０から離れてマンドレル１１に混入すると
いう不具合があるので、本装置には、この幅木を処理す
る幅木処理装置８０が設けられている。すなわちマンド
レル回収装置の斜め上方には、ロッドレスシリンダ８１
が三角形状に形成されたフレーム８２に支持されて水平
状に設けられており、このロッドレスシリンダ８１の流
体圧で移動するピストン８３には、上方へ開口する薄い
箱状に形成された幅木受け８４が一端を回動自在に枢支
されている。また、機外位置へ移動した幅木受け８４の
下方には、そのピストンロッド８５を前進させることに
より幅木受け８４を傾動させる傾動シリンダ８６が設け
られている。なお、幅木とは、図７に示す状態で溶湯を
鋳込んだ場合、砂中子１２の上端面と上金型６の設置面
との間のわずかな隙間に溶湯が入って固化することによ
りできたものをいう。すなわち、砂中子１２と上金型６
が直接接触すると、上金型６の表面に砂が焼付いた状態
になり、鋳造できなくなる。そのため、上金型６と砂中
子１２との間に隙間をとって、この間にアルミニウム合
金の溶湯が入るようにしている。その結果、焼付の問題
は解決できるが、鋳造品５０としては不要なアルミニウ
ムの部分すなわち幅木ができるし、あとでこの幅木部分
を鋳造品５０から分離して取除く必要がある。

【００２３】以上のように構成された自動鋳造装置の動
作を説明する。トリミング作業とマンドレル抜き作業と
を開始する場合、テレスコープ型エアシリンダ３８のピ
ストンロッドは前進限位置まで前進しており、トリミン
グ下型３３とマンドレル抜き下型３４とは機外位置にあ
る。また、移動シリンダ４５のピストンロッドは後退し
ていてマンドレル抜き上型４３は図４に実線で示す機外
位置にある。このときダイカストマシン１で鋳造された
鋳造品５０は、製品取出装置５によってレール５１の始
端部間へ取出され、ここへ反転装置が移動してきて鋳造
品５０の真上でチャックが開閉することにより鋳造品５
０が把持される。チャックで把持された鋳造品５０は、
レール５１に沿って搬送され、機外位置で停止している
トリミング下型３３上で停止する。そして、チャックが
下降して開閉することによりチャックによる把持を解か
れた鋳造品５０は、トリミング下型３３上に載置され
る。この状態からエアシリンダ３８のピストンロッドを
後退させてトリミング上型２９をトリミング下型３３の
真上に位置させる。

【００２４】そこで、型締シリンダ２７のピストンロッ
ド２８を前進させると、可動盤２６とともにトリミング
上型２９が下降してトリミングが行われ、鋳造品５０に
形成された鋳ばりやゲートやランナなどの余剰材が除去
される。そこで、エアシリンダ３８のピストンロッドを
前進限位置まで前進させてトリミング下型３３とマンド
レル抜き下型３４とを上記機外位置まで戻すとともに、
反転装置のチャックが下降して鋳造品５０を把持し、駆
動装置によりチャックが１８０°回動するので鋳造品５
０が上下に反転される。反転後、走行シリンダによりチ
ャックがマンドレル抜き下型３４の上方に移動したのち
下降して鋳造品５０の把持が解かれるので、鋳造品５０
はマンドレル抜き下型３４上に載置され、反転装置が上
昇して鋳造品取出位置へ復帰する。

【００２５】一方、移動シリンダ４５のピストンロッド
が前進してマンドレル抜き上型４３が図４に鎖線で示す
機内位置に移動し、型締シリンダ２７によりマンドレル
抜き上型４３が下降するので、マンドレル抜き治具４２
がマンドレル１１を押圧してその上昇を規制する。この
とき、ロッドレスシリンダ６４が作動してそのピストン
６６が上昇し、ピストン６６に固定されたマンドレル受
け７０が上昇してマンドレル１１の内孔に軽く挿入さ
れ、マンドレル１１はスプレー管７１内の冷却水によっ
て冷却される。

【００２６】冷却後、マンドレル受け７０が下降すると
同時に、幅木処理装置のロッドレスシリンダ８１が作動
してそのピストン８３に固定された幅木受け８４が前進
し、図２に実線で示すように、マンドレル抜き下型３４
とマンドレル受け装置６７との間へ進入する。次いで型
締シリンダ２７によりマンドレル抜き治具４２が下降し
てマンドレル１１が鋳造品５０から例えば２０〜５０mm
程度下降したのち一時停止すると、鋳込時に溶湯が砂中
子１２の上に侵入して固化することにより発生した幅木
（ただし、図２では鋳造品５０が鋳造時とは上下逆にな
っているので、分離する前の幅木は砂中子１２の下にく
る。）が分離されて幅木受け８４内に落下するので、ロ
ッドレスシリンダ８１が作動して幅木受け８４が図２の
鎖線位置へ移動する。このとき傾動シリンダ８６のピス
トンロッド８５が上昇するので、幅木受け８４が傾動
し、幅木が機外へ除去されて処理される。

【００２７】幅木が処理されている間にロッドレスシリ
ンダ６４が作動してピストン６６が上昇し、マンドレル
受け７０がマンドレル１１の内孔に圧入される。このあ
と、マンドレル抜き治具４２が下降するとともに、ロッ
ドレスシリンダ６４が作動してピストン６６が下降する
ので、マンドレル受け装置６７が下降してマンドレル１
１が鋳造品５０から抜かれる。

【００２８】図２に示すように、マンドレル受け装置６
７が下降限まで下降すると、ロータリアクチュエータ７
３が作動してマンドレル受け装置６７全体が回動軸６８
を中心にして回動するので、マンドレル１１が水槽７５
内の冷却水７４に浸漬されて冷却される。冷却後はロー
タリアクチュエータ７３が作動してマンドレル受け７０
が起立し、マンドレル受け装置６７は、トラバースシリ
ンダ６２に駆動されて水平方向へ移動して機外へ退去す
る。退去後のマンドレル１１は、ロボット７７によりば
り取り清掃装置７６のモータ軸に装着されて内外周をブ
ラシで清掃されたのち、ロボット７７で把持されてマン
ドレル置場７８上へ搬送される。

【００２９】

【考案の効果】以上の説明により明らかなように、本考
案によればマンドレル回収装置において、マンドレル抜
きプレスのマンドレル抜き治具と下型とで保持された鋳
造品のマンドレル内孔に圧入されるように昇降駆動され
るマンドレル受けを備えたマンドレル受け装置と、この
マンドレル受け装置とその上方の前記下型との間へ水平
方向から挿入されるように進退駆動される幅木受けを備
えた幅木処理装置と、マンドレル受けで鋳造品から抜か
れたマンドレルを冷却する冷却装置とを設けたことによ
り、鋳造品からのマンドレル抜き作業と幅木の処理が機
械化されるので、作業者の負担が軽減されるとともに、
準備時間が短縮され、機械の可動率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】マンドレル抜きプレスとマンドレル受取装置お
よび幅木処理装置の正面図である。

【図２】マンドレル受取冷却装置と幅木処理装置との正
面図である。

【図３】マンドレル受け装置と冷却装置との側面図であ
る。

【図４】マンドレル受け装置要部の側面図である。

【図５】マンドレル受け装置要部の平面図である。

【図６】本考案を実施した自動鋳造装置の概略平面図で
ある。

【図７】マンドレルを抜く前における鋳造品の縦断面図
である。

【符号の説明】

１１ マンドレル ２０ マンドレル抜きプレス ３４ マンドレル抜き下型 ４２ マンドレル抜き治具 ５０ 鋳造品 ６７ マンドレル受け装置 ７０ マンドレル受け ７４ 冷却水 ７５ 水槽 ８０ 幅木処理装置 ８４ 幅木受け

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 マンドレル抜きプレスのマンドレル抜き
   治具と下型とで保持された鋳造品のマンドレル内孔に圧
   入されるように昇降駆動されるマンドレル受けを備えた
   マンドレル受け装置と、このマンドレル受け装置とその
   上方の前記下型との間へ水平方向から挿入されるように
   進退駆動される幅木受けを備えた幅木処理装置と、前記
   マンドレル受けで鋳造品から抜かれたマンドレルを冷却
   する冷却装置とを設けたことを特徴とするマンドレル回
   収装置。