JP2001259819A

JP2001259819A - 金型鋳造方法及び鋳造金型

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Publication number: JP2001259819A
Application number: JP2000071789A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Ogasawara; 明彦小笠原; Sota Torii; 荘太鳥居; Hitoshi Tanigawa; 仁谷川; Toshikazu Kato; 俊和加藤; Mitsuaki Ueno; 光明上野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】鋳造した後の二次加工等を省略出来る程度の
寸法精度の良い鋳造品を鋳造する。【解決手段】金属の高温領域と低温領域にそれぞれ鋳
抜きピン７ａ、７ｂを設け、この鋳抜きピン７ａ（７
ｂ）の先端から設定範囲内に熱電対８を溶接またはロー
付け等で埋設するとともに、高温領域の鋳抜きピン７ａ
は、高温領域の型開きに最適な規定温度Ｈａを検知し得
るようにし、低温領域の鋳抜きピン７ｂは、低温領域の
型開きに最適な規定温度Ｈｂを検知し得るようにする。
そして両者ともそれぞれの規定温度Ｈａ、Ｈｂを検知し
た時点で型開き信号を発するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造品の寸法精度
を向上させ二次的な除去加工等の工程を省くことの出来
る鋳造技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばアルミニウム合金の鋳造に
おいて、鋳造条件は、季節、時間、ほかの製造機械の稼
動状態、あるいはトラブルの発生状況等によって大きな
ばらつきが生じることが多く、また金型の温度も製造開
始時をはじめとして大きくばらついているが、一般的な
鋳造条件は、生産が順調に行われている場合を想定して
最適化されている。このため、鋳造品の寸法精度は、鋳
造条件等によって常に一定の精度を得ることが困難であ
り、通常、その後の二次的な除去加工等によって所望の
精度を確保するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の場合
は、後工程での除去加工が必要になるため工数がかか
り、一定以上の生産効率の向上が図れず、また製造コス
トの低減も図れないという問題がある。

【０００４】そこで本発明は、後工程の除去加工を廃止
することが出来る程度の寸法精度の良い鋳造品を製造出
来るようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、金型キャビティ内に充填した金属の温度を連
続的に測定し、この測定温度が規定の温度に達した時点
で型開きし鋳造品を取り出すようにした金型鋳造方法に
おいて、金属の温度を連続的に測定する箇所を、温度領
域が異なる複数箇所とし、それぞれの箇所で測定した温
度がそれぞれの規定温度にすべて達した時点で型開きす
るようにした。

【０００６】すなわち、鋳造品の寸法精度に影響を及ぼ
すと思われる要因はあまりにも多岐にわたり、どの鋳造
条件をどの程度管理すれば、後工程の除去加工等が省略
出来る程度の寸法精度が確保出来るか不明であったが、
本発明者等は、金型から鋳造品を取り出す時のタイミン
グをより精密にコントロールすれば、後工程の除去加工
が省略出来る程度の寸法精度が得られることを見出し
た。そしてこの型開きのタイミングとして、金属の温度
差の大きい複数箇所で温度を測定し、両方の温度がそれ
ぞれ型開きに最適な条件に達した時点で型開きすれば寸
法精度の向上に効果的であることを見出し、この温度差
の大きい複数箇所として、例えば製品の厚肉部や冷却回
路から遠い箇所等の高温領域と、製品の薄肉部や冷却回
路に近い箇所等の低温領域にすればより効果的であるこ
とが判った。

【０００７】そこで、特に温度差の大きい複数領域で金
属の温度を連続的に測定し、それぞれの温度がそれぞれ
型開きに最適な温度にすべて達した時点で型開きするよ
うにする。

【０００８】また請求項２では、金型温度を連続的に測
定する際、鋳造品に鋳抜き穴を成形するための鋳抜きピ
ンを使用するようにした。

【０００９】ここで、金型キャビティ内に充填した金属
の温度を測定する技術として、例えば特開昭６１―１７
６４６０号や、特開平５―２０９７９４号や、特開平９
―２０１６６２号や、特開平９−１３１３号や、特公平
７−８３９２０号等のように、温度センサを内蔵した中
子ピン、または押出しピン、または加圧ピン、または鋳
抜きピン等を利用することにより、例えば金型温度の管
理や、溶湯加圧のタイミング管理や、鋳抜きピンの引抜
きタイミング管理等を行う技術が知られている。

【００１０】そこで本発明でも、鋳造品に鋳抜き穴を成
形するための鋳抜きピンを利用することで、直接、金属
温度を連続的に測定出来るようにし、例えば金属の高温
領域に配設される鋳抜きピンと、低温領域に配設される
鋳抜きピンに熱電対等の温度センサを内蔵してそれぞれ
の温度を測定する。

【００１１】また請求項３では、金型の型開き時期を制
御するため金属温度を連続的に測定する温度センサが組
み込まれる複数の鋳抜きピンを備えた鋳造金型におい
て、温度センサを、鋳抜きピンの先端から設定範囲内に
固着手段にて埋設するようにした。

【００１２】このように温度センサを鋳抜きピンの先端
に固着すれば、例えばバネで押し付けるような構造に較
べて経時変化等による接触不良等の測定精度の狂いがな
くなり、長期間安定した測定精度で測定出来る。この
際、温度センサを鋳抜きピンの先端に近づけ過ぎると金
属の高熱を直接受けるようになって寿命が短くなり、遠
ざけ過ぎると温度変化に対する応答性が悪くなるため、
鋳抜きピンの先端から設定範囲内に埋設することによ
り、寿命と測定精度の両立を図るようにする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで図１は本発明に係る
鋳造金型の説明図、図２は鋳抜きピンの説明図、図３は
型開きのタイミングを示す説明図である。

【００１４】本発明に係る金型鋳造技術は、鋳造品の寸
法精度を高めることによりその後の除去加工等の工程を
省略出来るようにされ、金属の温度を温度差の大きい複
数箇所で連続的に測定し、それぞれの温度がそれぞれ規
定の条件をすべて満たした時点に型開きすることを特徴
としている。

【００１５】この鋳造金型１は、図１に示すように、ト
グル式の型締機構３によって機台２上を往復動するラム
４と、このラム４に取り付けられる可動型５ａ、及びそ
の前方の機台２側に取り付けられる固定型５ｂからなる
金型５と、金型５の型面に離型剤を塗布するための離型
剤塗布手段６を備えており、固定型５ｂと可動型５ａは
型締め状態でキャビティを形成出来るようにされてい
る。

【００１６】また、このキャビティ内には、製品に鋳抜
き穴を成形するための複数の鋳抜きピンが突設されてお
り、これら鋳抜きピンのうち、金属の高温領域に配設さ
れる鋳抜きピン７ａと、低温領域に配設される鋳抜きピ
ン７ｂには、後述するような要領で温度センサとしての
熱電対８が内蔵されている。

【００１７】因みに、実施例の場合、金属の高温領域と
しては、例えば製品の厚肉部や、冷却回路等から遠い箇
所等で、型開き時の金属温度が４５０℃程度の比較的温
度が高い領域を選定しており、低温領域としては、例え
ば製品の薄肉部や、冷却回路等に近い箇所等で、型開き
時の金属温度が２５０℃程度の比較的温度が低い領域を
選定している。

【００１８】また、これら鋳抜きピン７ａ、７ｂに内蔵
される熱電対８は不図示の制御機構を介して型締機構３
に接続されてラム４の移動を制御出来るようにされてい
る。

【００１９】ところで、前記鋳抜きピン７ａ（７ｂ）に
内蔵される熱電対８は、図２に示すように、鋳抜きピン
７ａ（７ｂ）の先端から設定範囲Ｌ内に溶接またはロー
付け等の固着手段にて埋設されている。そしてこの設定
範囲Ｌは、実施例の場合、１〜５ｍｍとしている。

【００２０】すなわち、この熱電対８をバネ等で前方に
押し付ける構造では、経時変化等による接触不良によっ
て測定精度が狂いがちになるため、溶接またはロー付け
等の固着手段によって確実に定位置に固定するように
し、また埋設箇所があまりに先端に近づきすぎると温度
測定の精度は向上するものの、劣化が速まって寿命が短
くなり、先端からあまりに遠すぎると温度変化に対する
応答性が悪くなるため、両者が両立する１〜５ｍｍの範
囲内としている。

【００２１】以上のような鋳造金型１による鋳造方法に
ついて説明する。金型５を型締めしてキャビティ内に鋳
抜きピン７ａ、７ｂの先端を臨ませた状態にし、キャビ
ティ内にアルミニウム合金を充填する。

【００２２】充填された金属の温度は、例えば図３に示
すように、高温領域では実線Ａのような降温曲線に従っ
て温度が低下し、低温領域では破線Ｂのような降温曲線
に従って温度が低下する。

【００２３】またこの際、高温領域の鋳抜きピン７ａの
熱電対８は、高温領域の型開きに最適な規定温度Ｈａで
検知信号を発するようにしており、低温領域の鋳抜きピ
ン７ｂの熱電対８は、低温領域の型開きに最適な規定温
度Ｈｂで検知信号を発するようにしている。

【００２４】一方、この信号を受けた制御機構では、両
方の信号を受けた瞬間に型締機構３に対して型開き信号
を発するようにしており、図の場合、金属を充填してか
ら時間ｔｂの時点で型開き信号を発する。因みに、高温
領域と低温領域の時間ｔａ、ｔｂ差は、秒未満の単位で
あることが多い。

【００２５】以上のような鋳造方法において、鋳造され
た鋳造品は高温領域での型開きに最適な時間と、低温領
域の型開きに最適な時間との両者が満足され、寸法精度
の高い鋳造品を得ることが出来るようになった。

【００２６】尚、本発明は以上のような実施形態に限定
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を
奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば高温
領域と低温領域の型開きの具体的金属の温度等は例示で
あり、また、鋳抜きピンの数等も任意である。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明は、金型キャビティ
内に充填した金属の温度が規定の温度に達した時点で型
開きするような金型鋳造方法において、金属の温度を連
続的に測定する箇所を、温度領域が異なる複数箇所と
し、それぞれの箇所で測定した温度がそれぞれの規定温
度にすべて達した時点で型開きするようにしたため、後
工程の除去加工等を省略することが出来る程度の寸法精
度の良い鋳造品を製造出来るようになり、生産効率の向
上と鋳造コストの低減が図られるようになった。この
際、請求項２のように、鋳造品に鋳抜き穴を成形するた
めの鋳抜きピンを使用すれば、直接、金属温度を測定す
ることが出来て有効である。また、請求項３のように、
温度センサを、鋳抜きピンの先端から設定範囲内に溶接
またはロー付け等の固着手段にて埋設すれば、例えばバ
ネで押し付けるような構造に較べて経時変化等による接
触不良等の測定精度の狂いがなくなり、長期間安定した
測定精度で測定出来、しかも、寿命と測定精度の両立が
図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋳造金型の説明図

【図２】鋳抜きピンの説明図

【図３】型開きのタイミングを示す説明図

【符号の説明】

１…鋳造金型、５…金型、７ａ、７ｂ…鋳抜きピン、８
…熱電対。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷川仁埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者加藤俊和埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者上野光明埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 4E093 NA01 NB02 NB05 NB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型キャビティ内に充填した金属の温度
を連続的に測定し、この測定温度が規定の温度に達した
時点で型開きし鋳造品を取り出すようにした金型鋳造方
法であって、前記金属の温度を連続的に測定する箇所
を、温度領域が異なる複数箇所とし、それぞれの箇所で
測定した温度がそれぞれの規定温度にすべて達した時点
で型開きするようにしたことを特徴とする金型鋳造方
法。
【請求項２】請求項１に記載の金型鋳造方法におい
て、前記温度の測定は、鋳造品に鋳抜き穴を成形するた
めの鋳抜きピンが使用されることを特徴とする金型鋳造
方法。
【請求項３】金型の型開き時期を制御するため金属温
度を連続的に測定する温度センサが組み込まれる複数の
鋳抜きピンを備えた鋳造金型であって、前記温度センサ
は、鋳抜きピンの先端から設定範囲内に固着手段にて埋
設されることを特徴とする鋳造金型。