JP2004306117A

JP2004306117A - 溶湯感知センサー及びダイカスト鋳造方法

Info

Publication number: JP2004306117A
Application number: JP2003105364A
Authority: JP
Inventors: Yorimune Yamauchi; 率旨山内; Shigeki Fukuoka; 茂樹福岡
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2004-11-04

Abstract

【課題】ホルダと碍子の間に隙間が生じることがない溶湯感知センサーの提供。
【解決手段】溶湯感知センサーＡは、ダイカスト用金型に装着されるホルダー３と、ダイカスト用金型内を通過する溶湯に先端部１ｂが接触可能にかつ軸心が該溶湯の流れに対して直交配置されてホルダー３内に収容される電極棒１と、電極棒１をダイカスト用金型に対して電気的に絶縁するように配設された碍子２を有している。溶湯感知センサーＡは、溶湯が電極棒１とホルダー３に同時に接触したときの電気的短絡により溶湯の到達を検知するようになっている。ホルダー３に嵌合される碍子２には耐熱シール材が塗布されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、鋳造品を製造する金型内に配設される溶湯感知センサー及びダイカスト鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカスト製品の製造においては、その製品内部へのガス巻込みをなくするため、ダイカスト用金型のガス抜き通路内にガス抜き弁を設けている。このガス抜き弁は、ダイカスト鋳造の際、溶湯が一定位置まで上昇してきた際には閉じる必要がある。このガス抜き弁を適切に作動させるため、ガス抜き通路に溶湯感知センサーを配設することが行われている。
【０００３】
図３に示されるように、従来の溶湯感知センサー１００は、電極棒１０１と、これを支持するセラミック製の碍子１０２と、センサー本体部分を形成する熱間工具鋼（ＳＫＤ６又はＳＫＤ６１）製のホルダー１０３と、電極棒１０１後端に接続された配線１０９等からなるものである。
【０００４】
【特許文献１】
実公平３−２３６１号公報（第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この種の溶湯感知センサー１００は、溶湯が電極棒１０１とホルダ１０３に同時に接触した時の電気的短絡により、溶湯の到達を感知し、電気信号を外部へ伝達するものである。しかし、ダイカスト鋳造を続けていると、熱間工具鋼製のホルダ１０３が熱膨張して、ホルダ１０３と碍子１０２との間に隙間が生じることがある。この隙間に溶湯が差込むことにより生じるバリが碍子１０２の前面１０２ａを覆うと、碍子１０２は絶縁効果を無くし、電極棒１０１とホルダ１０３とが短絡状態となってしまう。この結果、電極棒に溶湯が接触していないにもかかわらず、あたかも溶湯が溶湯感知センサー１００の位置まで達したかのような電気信号が流れ、ガス抜き弁が誤動作即ち閉動作を起こしてしまうという問題があった。
【０００６】
そこで本発明は、ホルダと碍子との間に隙間が生じるのを防ぎ、溶湯のセンサーへの到達を適切に検知することができる溶湯感知センサー及びダイカスト鋳造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
また、本発明は、ダイカスト用金型１０に装着されるホルダー３と、該ダイカスト用金型１０内を通過する溶湯に先端部１ｂが接触可能となるように該ホルダー３内に収容される電極棒１と、該電極棒１を該ダイカスト用金型１０に対して電気的に絶縁するように該ホルダー３に嵌合される碍子２からなり、溶湯が該電極棒１と該ホルダー３に同時に接触したときの電気的短絡により溶湯の到達を検知する溶湯感知センサーＡにおいて、該ホルダ３と該碍子２の間には耐熱シール材が塗布されている溶湯感知センサーＡを提供している。
【０００８】
また、本発明は、ダイカスト用金型１０に装着されるホルダー３と、該ダイカスト用金型１０内を通過する溶湯に先端部１ｂが接触可能となるように該ホルダー３内に収容される電極棒１と、該電極棒１を該ダイカスト用金型１０に対して電気的に絶縁するように該ホルダー３に嵌合される碍子２からなり、溶湯が該電極棒１と該ホルダー３に同時に接触したときの電気的短絡により溶湯の到達を検知する溶湯感知センサーＡにおいて、該ホルダー３が低熱膨張合金製である溶湯感知センサーＡを提供している。
【０００９】
さらに、本発明は、当該溶湯感知センサーＡを用いて鋳造を行うダイカスト鋳造方法を提供している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による溶湯感知センサー及びダイカスト鋳造方法について図１及び図２に基づき説明する。図１に示すように、ダイカスト用金型１０は、固定型１１と可動型１２とを有し、固定型１１と可動型１２が合わさることによりキャビティ１３が形成されている。固定型１１と可動型１２の分割面にはキャビティ１３に連通するガス抜き通路１４が設けられている。このガス抜き通路１４の端部にはガス抜き弁１５が設けられ、このガス抜き弁１５はその前端に弁部材１５ａを備えるとともに、その後端にピストン部１５ｂを備えている。ピストン部１５ｂは作動室１６内に収納され、このピストン部１５ｂの前後に圧縮空気源１７からの圧縮空気を電磁弁１８で選択的に切換えて送ることにより、開閉弁１５を開閉するようになっている。固定金型１１の下部には、スリーブ１９が嵌め込まれ、スリーブ１９内に供給された溶湯がプランジャ２０によってキャビティ１３内に押し込まれるようになっている。
【００１１】
ガス抜き通路１４のキャビティ１３の近傍には溶湯感知センサーＡが設けられている。図２に示すように、溶湯感知センサーＡは、固定型１１（ダイカスト用金型１０）に装着される筒状のホルダー３を有している。ホルダー３はその内部に、軸心が溶湯の流れに対して直交するように配置された電極棒１を収容するものであり、熱間工具鋼製である。ホルダー３の図上左側には凹孔３ｂが設けられ、ホルダー３の図上右側には凹孔３ｃが設けられている。そして、凹孔３ｂと凹孔３ｃとが連結孔３ａによって連結されている。
【００１２】
電極棒１と、ホルダ３（及びダイカスト用金型１０）とを電気的に絶縁するための円筒体状のセラミック製碍子２が、その側面部２ａに耐熱シール材を塗布した上でホルダ３の凹孔３ｂ内に嵌合されている。碍子２の側面部２ａに塗布する耐熱シール材としては、エナメル系、無機高分子系、黒鉛系、シリコン系、高温セラミック系等が考えられるが、塗布がし易く、熱膨張や熱収縮の問題が少ないという理由からエナメル系の耐熱シール材を用いるのが好ましい。本実施例の場合には、ホルダ３と嵌合することになる碍子２の側面部２ａにエナメル系の耐熱シール材を塗布した後に碍子２をホルダ３の凹孔３ｂに嵌合させている。断熱シール材を塗布することにより、ホルダー３が熱膨張した場合でもホルダ３と碍子２の間に隙間が生じるのを防止することができる。
【００１３】
碍子２の中心部には電極棒１を通すための通孔としての中心孔２ｂが形成されている。また、碍子２はその前面に平坦面２ｃを有する。中心孔２ｂには電極棒１の軸部１ａが挿通されている。碍子２における中心孔２ｂの内径Ｄは電極棒１の軸部１ａの外径ｄよりも適当寸法だけ大きく設定され、電極棒１と碍子２との間には環状の隙間４が形成されている。この隙間４の大きさは、電極棒１が溶湯と接触することによって温度上昇して熱膨張した際、その膨張力が碍子に影響しないよう、すなわち、電極棒１が熱膨張しても碍子２における中心孔２ｂの内周面と接触しないような寸法に設定されている。
【００１４】
電極棒１の先端には頭部１ｂが取付けられ、この頭部１ｂは円錐台状をなし、その後端面１ｃが碍子２の平坦面２ｃと密着している。頭部１ｂは電極棒１の先端部に相当する。電極棒１の頭部１ｂはガス抜き通路１４を通過する溶湯に接触可能である。電極棒１の軸部１ａはその後側（図上右側）にねじ部１ｅを有している。ねじ部１ｅには、電極棒１の後端面１ｃを碍子２の平坦面２ｃに密着させて溶湯のホルダー３内への侵入を防止するための電極棒頭部保持体Ｈが取付けられている。この電極棒頭部保持体Ｈは、ホルダー３の凹孔３ｃの前端壁３ｄに当接している絶縁ワッシャ５をバネワッシャ６を介して押圧する締付ナット７と、このナット７の後側に螺合されて締付ナット７との間に電極棒１の後端に接続されている配線９を固定するための配線固定ナット８とを有している。
【００１５】
絶縁ワッシャ５は電極棒１の軸部１ａとホルダ３とを電気的に絶縁し、バネワッシャ６はその弾性力によって常に電極棒１を図上右側に付勢し、碍子２の平坦面２ｃと電極棒１の平坦面１ｃを密着させることにより、電極棒１が熱膨張した場合であってもホルダー３内に溶湯が侵入することを防止している。
【００１６】
ホルダ３が装着される固定型１１には配線２１が接続されている。この配線２１と電極棒１の後端に接続された配線９はそれぞれ図示せぬコントローラに接続されている。電極棒１とホルダ３の間には碍子２が設けられることから、配線２１と配線９は絶縁状態であるが、溶湯が溶湯感知センサーＡの位置に到達し、電極棒１の頭部１ａとホルダ３に同時に接触すると電気的短絡が生じる。この電気的短絡が電気信号としてコントローラに伝達されることにより、開閉弁１５が閉じられる。
【００１７】
溶湯感知センサーＡを用いて行うダイカスト鋳造方法では、固定型１１と可動型１２でキャビティ１３を形成した後、スリーブ１９内に溶湯を供給し、プランジャ２０により溶湯をキャビティ１３内に押し込む。キャビティ１３を通過した溶湯がガス抜き通路１４に到達し、溶湯感知センサーＡの電極棒１とホルダ３に同時に接触すると電気的な短絡が生じ、この電気的短絡が電気信号として図示しないコントローラに伝達されてガス抜き弁１５が閉じられる。その後、型開きを行い、ダイカスト品をダイカスト用金型１０から取り出す。
【００１８】
本発明による溶湯感知センサー及びダイカスト鋳造方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、碍子２の側面部２ａに耐熱シール材を塗布した後に碍子２をホルダ３の凹孔３ｂに嵌合させたが、ホルダ３の凹孔３ｂの内周面に耐熱シール材を塗布した後に碍子２をホルダ３の凹孔３ｂに嵌合させてもよい。
【００１９】
また、本実施の形態では、碍子２とホルダ３の間に耐熱シール材を塗布したが、ホルダ３を低熱膨張合金製とする場合には、耐熱シール材の塗布は不要である。この場合、熱膨張係数が小さいと理由から、鉄ーニッケル系の低熱膨張合金を用いるのが好ましい。ホルダ３を低熱膨張合金製とすることにより、碍子２の側面部２ａに耐熱シール材を塗布した場合と同様に、ホルダ３と碍子２の間に隙間が生じるのを防止することができる。
【００２０】
また、本実施の形態では、溶湯感知センサーＡは固定型１１に装着したが、可動型１２に装着してもよい。
【００２１】
また、本実施の形態では、溶湯感知センサーＡをガス抜き装置に用いたことから、溶湯感知センサーＡをガス抜き通路１４に配置したが、ダイカスト金型１０内において溶湯がどの位置までに達しているかを検知する目的で、溶湯感知センサーＡをダイカスト金型１０のランナー部２２やキャビティ１３に配置してもよい。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１及び請求項２の溶湯感知センサーによれば、ホルダと碍子との間に隙間が生じることを防止することができるので、バリが碍子を覆うことによる電気的短絡を無くすることが出来る。よって、溶湯のセンサーへの到達を適切に検知することが可能である。
【００２３】
請求項３記載のダイカスト鋳造法によれば、溶湯感知センサーが溶湯のセンサーへの到達を適切に検知するので、品質の良いダイカスト品を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態によるダイカスト用金型を示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態による溶湯感知センサーを示す断面図。
【図３】従来の溶湯感知センサーを示す断面図。
【符号の説明】
Ａ溶湯感知センサー
１電極棒
２碍子
３ホルダ
１０ダイカスト用金型

Claims

ダイカスト用金型に装着されるホルダーと、該ダイカスト用金型内を通過する溶湯に先端部が接触可能になるよう該ホルダー内に収容される電極棒と、該電極棒を該ダイカスト用金型に対して電気的に絶縁するように該ホルダに嵌合される碍子からなり、溶湯が該電極棒と該ホルダーに同時に接触したときの電気的短絡により溶湯の到達を検知する溶湯感知センサーにおいて、該ホルダーと該碍子の間には耐熱シール材が塗布されていることを特徴とする溶湯感知センサー。
ダイカスト用金型に装着されるホルダーと、該ダイカスト用金型内を通過する溶湯に先端部が接触可能となるように該ホルダー内に収容される電極棒と、該電極棒を該ダイカスト用金型に対して電気的に絶縁するように該ホルダに嵌合される碍子からなり、溶湯が該電極棒と該ホルダーに同時に接触したときの電気的短絡により溶湯の到達を検知する溶湯感知センサーにおいて、該ホルダーが低熱膨張合金製であることを特徴とする溶湯感知センサー。
請求項１又は２記載の溶湯感知センサーを用いて鋳造を行うことを特徴とするダイカスト鋳造方法。