JP2004344943A

JP2004344943A - 低圧鋳造機

Info

Publication number: JP2004344943A
Application number: JP2003145671A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Nakano; 昌明中野; Fuyuhiko Yoshikura; 冬彦吉倉; Yasuo Takeuchi; 康夫竹内; Yoshitsuru Hayata; 美鶴早田; Masaya Kamiya; 正也神谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-23
Also published as: JP4228779B2

Abstract

【課題】低圧鋳造機において、保守点検作業や部品の交換作業を容易化すると共に、装置全体を小型化かつ簡素化する。
【解決手段】ダイベース３の下部に保持炉４を備える低圧鋳造機において、ダイベース３に立設した支柱２３に対して片持ち状態でかつ昇降自在に上金型９を取り付け、上金型を昇降させる昇降シリンダー２７を支柱２３に沿って配置する。さらに、支柱２３を上金型９を取り付けた状態で金型側とは反対の側に傾動できるようにする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイベース下部に保持炉を備える低圧鋳造機に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
鋳物を製造する方法は、上金型と下金型とで形成されるキャビティ内に溶湯を注入する態様により、ダイカスト法、重力鋳造法、低圧鋳造法などに分けられる。ダイカスト法はキャビティ内に溶湯を高圧で射出注入していく方法であり、重力鋳造法は重力により（すなわち、溶湯の自重でもって）キャビティ内に溶湯を導入する。例えば、特許文献１（特開平５−３１８０９０号公報）や特許文献２（特開２００２−１２００６０号公報）には、重力式鋳造装置として、金型を含む装置全体が垂直姿勢と傾斜した姿勢との間に傾動できるようにしたものが記載されている。このようにすることにより、鋳造準備作業や製品取り出しが容易となり、また安定した注湯もでき、装置の設置スペースも小さくできる、というような利点がある。
【０００３】
それに対して、低圧鋳造法は、ダイベース下部に溶湯を保持した炉を配置し、保持炉内の溶湯面に加圧空気で０．３ｋｇ／ｃｍ^２程度の圧力をかけ、それにより揚上する溶湯を、その上に配置した金型のキャビティ内に導入するものである。図９は、従来の低圧鋳造機の一例を示す概略図であり、基礎１に立設した４本の支柱２（図では２本が示される）を枠組みとし、基準位置にダイベース３がセットされる。ダイベース３の下方空間には、溶湯を収容する保持炉４が置かれる。保持炉４は保持炉台車５により搬入搬出され、保持炉４の交換が可能となっている。また、保持炉４はリフター６により揚上される。ダイベース３には下金型７が取り付けられ、下金型７と保持炉４はストーク８を介して連通している。下金型７は図示しない搬送装置により水平方向に移動して搬入搬出され、交換などが行われる。ダイベース３は４本の支柱２に固定状態に取り付けられる場合もあり、適宜の昇降機構により支柱２をガイドとして短い距離を昇降できるようにされる場合もある。
【０００４】
ダイベース３の上方には、昇降機枠２ａが支柱２に沿って高さ位置調整自在に取り付けられ、該昇降機枠２ａには、上金型９が昇降シリンダー１０およびガイド１１により昇降できるように取り付けられる。さらに、昇降機枠２ａには、上金型９内に入り込んで、鋳造品を上金型９から離型するための離型ピン１２も取り付けられる。
【０００５】
図の位置で、下金型７には必要に応じて中子が納められ、昇降シリンダー１０が作動して上金型９を下金型７に衝接するまで下降させる。それにより、両金型間にキャビティが形成される。図示しない空圧源から保持炉４内に加圧空気が供給され、溶湯はストーク８を通ってキャビティ内に浸入する。溶湯充填後、加圧空気の供給を停止してストーク８内の溶湯を落下させた後、冷却水により金型を冷却する。
【０００６】
所定時間経過後に型を開き、昇降シリンダー１０を作動して上金型９を図示の実線位置まで引き上げる。鋳造品は上金型９と共に上昇し、最後に離型ピン１２により上金型９から押し出されて離型する。上昇の過程で、図示しない搬出コンベアが上金型９の下に入り込んでおり、落下してくる鋳造品を受け取り、外部に搬出する。以下、上記の作業工程が繰り返される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−３１８０９０号公報
【特許文献２】
特開２００２−１２００６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような低圧鋳造機において、仕様どおりの鋳造品を得るためには、装置の保守点検は不可欠であり、また、各ロッド毎に金型を交換することも必要となる。さらに、一定期間ごとに保持炉内の酸化物を除去するような作業も必要となる。そのような作業を行い易くするためには、型を開いた状態で、作業者が上下の金型や保持炉に容易にアクセスできることが必要であり、さらにホイストなどの作業機を使用できれば、点検保守作業は一層容易となる。
【０００９】
図示した従来の低圧鋳造機は、上記のように４本の支柱２を備える４ポストタイプが普通であり、昇降機枠２ａが４本の支柱２に沿って昇降し、上金型９は昇降機枠２ａに立設したシリンダー１０により昇降する構成となっているので、保守点検作業や部品交換のために必要な空間を上金型９と下金型７との間に得るために、低圧鋳造機全体の高さがどうしても大きくなる。また、十分な上下方向の空間が取れたとしても、作業者は上金型９を下から見上げた姿勢で必要な作業をすることとなり、作業が容易でない。また、４本の支柱２が存在するので、作業は支柱による制限を受ける。さらに、上方が開放されることはないので、ホイストのような作業機を自由に使用することはできない。そのために、ダイベース自体を昇降させることが必要となったり、保持炉自体を上昇させるための保持炉リフターを設けることも必要となっている。
【００１０】
重力式鋳造機の場合は、溶湯保持炉を鋳造機の近くにレイアウトし、外部よりラドルで１ショット分を給湯するようにしており、そのために、特許文献１，２に記載のように、重力式鋳造機では装置全体を支持機枠に対して傾動可能とすることにより、作業の容易性や装置の小型化を可能としている。しかし、低圧鋳造機では保持炉はダイベース下部に備えられ、そこから直接溶湯をキャビティ内に供給する形式であり、上金型と共に下金型を傾動させるような動きを装置に与えることはできない。そのために、重力式鋳造機で用いられる技術でもって、低圧鋳造機での作業の容易性や装置の小型化を解決することはできない。
【００１１】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保守点検作業や部品の交換作業を容易化すると共に、装置全体を小型化かつ簡素化することのできる、改良された低圧鋳造機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明による低圧鋳造機は、ダイベース下部に保持炉を備える低圧鋳造機において、下金型はダイベースに取り付けられ、上金型はダイベースに立設した支柱に対して片持ち状態でかつ昇降自在に取り付けられ、さらに、上金型を昇降させる昇降シリンダーは支柱に沿って配置されていることを特徴とする。
【００１３】
上記の低圧鋳造機では、上金型は、ダイベースに立設した支柱に対して片持ち状態で支持されているので、他の３面、すなわち、前面（作業者側の面）と左右の側面は作業者にとって完全に開放されている。そのために、保守点検作業や金型の交換作業を安全かつ容易に行うことができる。また、上金型は支柱に昇降自在に取り付けてあり、上昇位置とすることにより、十分な作業空間を確保することができる。さらに、上金型を昇降させる昇降シリンダーは前記支柱に沿って配置されているので、図９に示すように上金型上に昇降シリンダーを取り付けた装置と比較して全体の高さを低くすることができ、装置全体の小型化が可能となる。
【００１４】
好ましい態様において、前記支柱は、上金型を取り付けた状態で金型側とは反対の側（作業者とは反対の側）に傾動可能とされている。傾動する角度は任意であるが、支柱が水平姿勢となるまで傾動させてもよい。型を開いているときに支柱を傾動させると、下金型の上方空間は完全に解放された状態となり、下金型の保守管理は容易となる。ホイストによる作業も可能となる。結果として、ダイベースを固定したものとして設計しても保守管理に支障はなく、装置全体を簡素化できる。また、支柱を傾動させた状態では、上金型は作業者の前方に位置することとなり、上金型の保守管理も容易となる。型解放時に上金型を上昇させる距離は、上金型と共に上昇する鋳造品を取り出せるだけの空間が確保できる距離で十分であり、全体の高さを低くすることができ、装置はさらに小型化する。
【００１５】
好ましい態様において、上方空間が開放している場合には、ホイストなどの作業具を設置して、保持炉およびその内部に対して必要な保守点検作業を行うことが可能となる。例えば、従来のように保持炉リフターを保持炉の下方に設置することなく、保持炉内の酸化物除去作業を行うことができ、装置全体の簡素化が図れる。
【００１６】
好ましい態様において、上金型は鋳造品離型手段を備え、かつ、離型された製品を搬出する搬出装置をさらに備える。これにより、連続した低圧鋳造が可能となる。
【００１７】
なお、本発明の低圧鋳造機において、保持炉自体の構成、保持炉をダイベースの下方に搬入し搬出するための構成、保持炉内の溶湯をストークを通過させて型締めされたキャビティ内に送り込むための構成などは、従来知られた低圧鋳造機のものをそのまま用いればよい。
【００１８】
以下、本発明による低圧鋳造機の一実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明による低圧鋳造機の全体を示す図であり、型を閉じた状態を示している。図２は図１に示す低圧鋳造機において、型を開き作業者が装置の保守点検している状態を示している。また、図３は同じ低圧鋳造機において、上金型が上昇した状態を、図４は図３に示す状態から支柱が水平方向に傾動した状態を示している。なお、図１〜図４に示す低圧鋳造機において、図９に示した低圧鋳造機におけると同じ機能を奏する部材には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００１９】
低圧鋳造機２０は、基礎１上のダイベース３および保持炉４を備えた基台２１を備え、ダイベース３は保持炉４上に位置している。ダイベース３の一側（作業者Ｐが立つ側とは反対の側）には支持枠２２が取り付けられ、該支持枠２２の前端（作業者Ｐ側）には、支柱２３が、その基部である枢支点２４を支点として図示の垂直姿勢から水平姿勢（図４参照）まで傾動可能な状態で取り付けてある。支柱２３はレール２５を有し、該レール２５には上金型支持機枠２６が片持ち状態でかつスライド可能に取り付けてある。
【００２０】
さらに、支柱２３には昇降シリンダー２７が支柱２３に沿うように配置されており、昇降シリンダー２７の可動ピストン２８側は上金型支持機枠２６に連接している。上金型支持機枠２６には上金型９が取り付けられると共に、上金型９には、好ましくは後記する離型シリンダー装置６０が内装される（なお、図２〜図４では離型シリンダー装置６０を省略して示している）。支持枠２２の支柱２３と反対の側には、ピストンシリンダー装置３０の一部が枢支されており、該ピストンシリンダ装置３０の可動ピストン３１の先端は前記した上金型支持機枠２６に枢着されている。
【００２１】
図１に示すように、支柱２３が垂直姿勢にあるときに上金型９の軸心線と同じ軸心線を持つようにして、ダイベース３には下金型７が固定されており、下金型７の下方には溶湯保持炉４が配置される。そして、下金型７と保持炉４とは従来の低圧鋳造機と同様にストーク８で連通できるようにされている。また、ダイベース３には、下金型７内に装着される入子金型を水平方向に移動させるための第２の可動ピストン２９なども取り付けてある。
【００２２】
上記の構成であり、この低圧鋳造機２０では、ピストンシリンダー装置３０の可動ピストン３１を伸張させることにより、支柱２３は図１に示す垂直姿勢を取ることができ、可動ピストン３１をシリンダー内に収容するにつれ、後方（作業者Ｐと反対側）に向けて次第に傾動していき、最後には、図４に示す水平姿勢にまで傾動する。
【００２３】
一方、昇降シリンダー２７の可動ピストン２８を伸縮させることにより、上金型支持機枠２６は、支柱２３のレール２５に沿って、図１に仮想線で示される上昇位置から、実線で示される型閉じ位置の間で移動する。この装置において、昇降シリンダー２７は、上金型支持機枠２６の上方ではなく支柱２３に沿って配置されているので、装置全体の高さを低く押さえることができる。また、この移動は、支柱２３の傾動動作とは独立して行うことができる。
【００２４】
鋳造に際し、第２の可動ピストン２９などを操作して下金型７をダイベース３の所定位置にセットする。この作業は、装置の作業者側と左右側方は開放していて障害となるものがないので、きわめて容易に行うことができる。ピストンシリンダー装置３０を操作して支柱２３を垂直姿勢とし、さらに、昇降シリンダー２７を操作して上金型支持機枠２６を下降させ、上金型９と下金型７とを衝接させる。それにより、両金型間にキャビティ空間が形成される。その状態で、従来の低圧鋳造機と同様に、保持炉４内に加圧空気を供給して溶湯をストーク８を通してキャビティ内に導入する。溶湯の充填後に、加圧空気の供給を停止してストーク８内の溶湯を落下させ、冷却水により金型の冷却など、定法に従う鋳造処理を行う。
【００２５】
所定時間経過後に昇降シリンダー２７を操作して、上金型支持機枠２６を図１で仮想線で示す位置まで上昇させる。その状態が図３に示される。鋳造品は上金型９と共に上昇するので、適宜の手法により上金型９から鋳造品を離型し、図示しない適宜の搬出コンベアにより外部に搬出する（その一例が図６〜図８に示される）。これらの作業も、装置の作業者側と左右側方が開放しているので、きわめて容易に行うことができる。以下、上記の作業工程を繰り返す。
【００２６】
作業の過程で、金型の状態を点検したり、交換したりすることが必要となる。そのときには、作業者はピストンシリンダー装置３０を操作して、支柱２３を適宜角度だけ後側（作業者Ｐと反対の側）に傾動させ、昇降シリンダ２７を操作して上金型支持機構２６を作業者Ｐに最も近い位置まで移動させる。図２はその状態を示している。図示のように、支柱２３を傾動させることにより、作業者Ｐは上金型９を下からではなく自分の前方で見ることができるので、金型の保守点検作業あるいは交換作業はきわめて容易となる。また、下金型７の上方空間は開放された状態となるので、下金型７の保守点検や交換も容易となる。
【００２７】
図４に示すように、支柱２３を水平にまで傾動させると、下金型７の上方空間は完全に開放された状態となる。さらに、昇降シリンダー２７を操作して上金型支持機枠２６を作業者Ｐから最も離れた位置まで移動させることにより、下金型７の上方空間はより広く開放された状態となる。そのために、ホイストなどの作業具（不図示）を容易に設置することが可能となり、保持炉４およびその内部に対して必要な保守点検作業を、ホイストを用いて行うことが可能となる。それにより、従来のように保持炉リフターを保持炉の下方に設置することなく、保持炉内の酸化物除去作業を行うことができ、装置全体の簡素化が図れる。
【００２８】
図５は本発明による低圧鋳造機の他の形態を示している。この形態では、支持枠２２の前端（作業者Ｐ側）に取り付けられる支柱２３が、支持枠２２に一体に取り付けられていて傾動しない点で図１〜図４に示したものと相違している。従って、前記ピストンシリンダー装置３０は当然に有しない。その他の構成は、図１〜図４に示したものと同様であってよく、同じ機能を奏する部材には同じ符号を付し、説明は省略する。この形態の低圧鋳造機でも、上金型９（上金型支持機枠２６）は、ダイベース３に立設した支柱２３に対して片持ち状態で支持されているので、他の３面、すなわち、前面と左右の側面は、作業者Ｐにとって完全に開放された状態にある。そのために、保守点検作業や金型の交換作業を安全かつ容易に行うことができる。また、上金型９を上昇位置とすることにより、十分な作業空間を確保することができる。さらに、上金型９を昇降させる昇降シリンダー２７は支柱２３に沿って配置されているので、全体の高さを低くすることができ、装置全体の小型化が可能となる。
【００２９】
次に、本発明の低圧鋳造機において好ましくは用いられる離型シリンダー装置６０の一例について図６〜図８を用いて説明する。図６は上金型９と下金型７とを閉じた状態を示しており、形成されるキャビティ６１内には、ストーク８に連通する導入口８ａを通して、溶湯が充填される。上金型９は内部空間６２を有し、該内部空間６２には離型ピン６３が内装されている。離型ピン６３はキャビティ６１内の鋳造品Ｓに先端が当接する脚部６４と、脚部上端部を繋ぐ平板６５を有する。
【００３０】
離型ピン６３の平板６５に当接する上下２枚の膨出部６６ａ，６６ｂを備えたリターンピン６７も内部空間６２に配置されており、リターンピン６７の脚部６８の先端は下金型７のパーティング面に当接している。そして、図６に示すように、型締め状態では、離型ピン６３の平板６５はリターンピン６７の下方の膨出部６６ｂに近接した箇所に位置している。
【００３１】
上金型９の上端面にはピストンシリンダー装置７０が取り付けてあり、そのピストン７１の下端にはリターンピン６７の上方の膨出部６６ａに衝接可能な押し出し板７２が備えられ、該押し出し板７２の裏面には離型ピン６３の平板６５に衝接可能な所要厚みを備えた第２の押し出し板７３が取り付けてある。
【００３２】
鋳造が終わり型を開くときに、ピストンシリンダー装置７０を作動して押し出し板７２をリターンピン６７の上方の膨出部６６ａに衝接させ、さらに、ピストン７１を下降させる。リターンピン６７の先端は下金型７のパーティング面に当接しており、上金型９はその距離だけ上方に移動する。それにより、パーティング面は分離して型が開かれる。その状態が図７に示される。図示のように、その状態では、鋳造品Ｓは上金型９と一緒に上昇する。
【００３３】
型が開いた状態で昇降シリンダー２７を操作し、図３に示すように、上金型支持機枠２６（上金型９）を所定距離だけ上昇させる。上昇後、従来の低圧鋳造機での場合と同様、図８に示すように、上金型９の下方に適宜の搬送具８０を挿入し、次に、ピストンシリンダー装置７０を再度作動して押し出し板７２をさらに下降させる。それにより、第２の押し出し板７３は離型ピン６３の平板６５に衝接して離型ピン６３を下降させる。離型ピン６３の脚部６４の先端は鋳造品Ｓの裏面に当接しており、離型ピン６３の下降により鋳造品Ｓは上金型９から押し出されて離型する。離型した鋳造品Ｓは搬送具８０に収容され、機外に搬出される。なお、リターンピン６７の落下距離は下方の膨出部６６ｂが内部空間の底面に当接することにより規制され、離型ピン６３の落下位置はリターンピン６７の下方の膨出部６６ｂに当接することにより規制される。
【００３４】
上記のような離型シリンダー装置６０を上金型９に取り付けるることにより、鋳造品の鋳造型からの取り出しが容易となり、鋳造作業の一層の効率化が可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
上記のように、本発明による低圧鋳造機では、上金型をダイベースに立設した支柱に対して片持ち状態でかつ昇降自在に取り付け、さらに、上金型を昇降させる昇降シリンダーは支柱に沿って配置するようにしたので、保守点検作業や部品の交換作業を容易化すると共に、装置全体を小型化かつ簡素化することが可能となる。支柱を垂直姿勢から適宜の角度まで傾動可能とすることにより、上記の効果はさらに改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による低圧鋳造機の全体を示す図。
【図２】図１に示す低圧鋳造機において、型を開き作業者が装置の保守点検している状態を示す図。
【図３】同じ低圧鋳造機において、上金型が上昇した状態を示す図。
【図４】図３に示す状態から支柱が水平姿勢に傾動した状態を示す図。
【図５】本発明による低圧鋳造機の他の形態を示す図。
【図６】離型シリンダー装置とその動作を説明するための図であり、型を閉じた状態を示している。
【図７】離型シリンダー装置が作動して型を開いた直後の状態を示している。
【図８】離型シリンダー装置が作動して鋳造品を型から離型した状態を示している。
【図９】従来の低圧鋳造機の一例を説明する図。
【符号の説明】
３…ダイベース、４…保持炉、７…下金型、８…ストーク、８ａ…溶湯導入口、９…上金型、２０…低圧鋳造機、２２…支持枠、２３…支柱、２４…支柱の枢支点、２５…レール、２６…上金型支持機枠、２７…昇降シリンダー、２８…可動ピストン、３０…ピストンシリンダー装置、３１…可動ピストン、６０…離型シリンダー装置、６１…キャビティ、６２…内部空間、６３…離型ピン、６４…脚部、６５…脚部上端部を繋ぐ平板、６６ａ，６６ｂ…膨出部、６７…リターンピン、６８…脚部、７０…ピストンシリンダー装置、７１…ピストン、７２…押し出し板、７３…第２の押し出し板、Ｐ…作業者、Ｓ…鋳造品

Claims

ダイベース下部に保持炉を備える低圧鋳造機において、下金型はダイベースに取り付けられ、上金型はダイベースに立設した支柱に対して片持ち状態でかつ昇降自在に取り付けられ、さらに、上金型を昇降させる昇降シリンダーは支柱に沿って配置されていることを特徴とする低圧鋳造機。
支柱は上金型を取り付けた状態で金型側とは反対の側に傾動可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の低圧鋳造機。
下金型は水平方向に移動できるようにダイベースに取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の低圧鋳造機。
上金型は鋳造品離型手段を備え、かつ、離型された製品を搬出する搬出装置をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかにに記載の低圧鋳造機。