JP2007152382A - 鋳造金型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のスライド型５，６を有する２個取り鋳造金型装置に、スライド負荷を大きくすることなく、作動の安定したスライド機構を設ける。
【解決手段】第１金型１の内側スライド型５と、第２金型２の外側スライド型６とが、その型閉じ時及び型開き時に当該両金型並設方向の同じ方向にスライドするように設けられている。内側スライド型５及び外側スライド型６の両者を上記金型並設方向にスライドさせるための、第２金型２の外側に配置されたシリンダ装置１３を備えている。このシリンダ装置１３の駆動力を内側スライド型５及び外側スライド型６の両者に対してスライド開始時期が相異なるように伝達する伝達機構２８を備えている。
【選択図】図４

Description

本発明は、鋳造金型装置に関する。

金型一対を並設して鋳物品を２個取りすることは一般に知られている。例えば特許文献１には、エンジンのシリンダヘッドを２個取りする鋳造金型装置が記載されている。この鋳造金型装置は並設された第１金型と第２金型とを備え、各金型は、シリンダヘッドの頂面を形成する上型と、シリンダヘッドの下面を形成する下型と、両金型間に配置されシリンダヘッドの一方の側面を形成するた内側の固定砂型と、この固定砂型に対向するように外側に配置されシリンダヘッドの他方の側面を形成する外側スライド型と、シリンダヘッドの両端面各々を形成する端部スライド型とによって構成されている。各スライド型はシリンダ装置によって型閉じ方向及び型開き方向にスライドさせるようになっている。この鋳造金型装置では両金型間に配置された内側の型が固定砂型であるが、これを両金型間で金型並設方向にスライドする内側スライド型とすることも一般に知られている。
特開２０００−３１２９６１号公報

上述の如き内側スライド型を有する２個取り鋳造金型装置においては、この内側スライド型にも駆動手段（スライド手段）を設ける必要がある。その場合、他のスライド型と同じくシリンダ装置を採用すると、このシリンダ装置の配設のために第１と第２の両金型間を広くとる必要がある。そのことは、当該装置のコンパクト化や、金型からの熱の逃げを少なくする（エネルギー損失を少なくする）観点から好ましくない。すなわち、両金型間はできるだけ狭くすることが望まれる。

これに対して、ラック・ピニオンによる伝動手段を採用すれば、両金型間に広いスペースを要することなく、２つの内側スライドを同時にスライドさせることができる。すなわち、それは、両金型各々の内側スライド型の側面に金型並設方向に延びるラックギヤを固定するとともに、上下方向に延びる駆動用ラックギヤ１本を配置し、この駆動用ラックギヤの進退動を２つの内側スライド型のラックギヤにピニオンを介して伝達するというものである。

しかし、多気筒エンジンのシリンダヘッドのような大きくて長い鋳物になると、それに応じて内側スライド型も長いものになるから、上記ラック・ピニオン伝動手段を内側スライド型の左右両端に一対配置する必要がある。そうすると、左右の駆動用ラックギヤを同時に上下動させるための連結部材やガイド部材が必要になり、部品点数が多くなるとともに、装置全体が大掛かりになってくる。しかも、駆動力が当該左右で均等に伝達されないと、スムーズに作動しなくなり、さらに、ラックギヤとピニオンとの噛み合い部にごみ、その他の異物が噛み込む、という問題もあり、ピニオンやそのシャフトの作動不良、破損を招き易い。

そこで、本発明は、２個取り鋳造金型装置の内側スライド型をスライドさせるための、作動の安定したスライド駆動機構を提供すること、そして、そのシンプル化及び耐久性の向上を図ることを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、外側スライド型を作動させる駆動手段を利用して、簡単な伝達機構により内側スライド型を作動させるようにした。

すなわち、請求項１に係る発明は、各々上型と下型と複数のスライド型とを有する第１及び第２の金型一対が並設され、該両金型により鋳物品を２個取りする鋳造金型装置において、
上記第１金型の上記第２金型側に配置された内側スライド型と、上記第２金型の上記第１金型とは反対の外側に配置された外側スライド型とが、その型閉じ時及び型開き時に当該両金型並設方向の同じ方向にスライドするように設けられていて、
上記内側スライド型及び外側スライド型の両者を上記金型並設方向にスライドさせるための、上記第２金型の外側に配置された駆動手段と、
上記駆動手段の駆動力を上記内側スライド型及び外側スライド型の両者に対してスライド開始時期が相異なるように伝達する伝達機構とを備えていることを特徴とする。

従って、内側スライド型と外側スライド型とを同じ駆動手段によって駆動するから、各々に専用の駆動手段を設ける必要がなく、構造が簡単になる。しかも、この駆動手段は、第２金型の外側に配置され、伝達機構を介して第１金型の内側スライド型を作動させるから、両金型間に広いスペースを確保する必要がない。

また、内側スライド型と外側スライド型とはその型閉じ方向及び型開き方向が同じであるから、駆動手段はその駆動力を当該金型並設方向に発生させるものであれば足りる。すなわち、歯車等を利用して力の伝達方向を変換する必要がなく、そのため、異物の噛み込み等による作動不良は懸念されず、安定した作動を得る上で有利になる。

その上、伝達機構は、駆動手段の駆動力を上記内側スライド型及び外側スライド型の両者に対してスライド開始時期が相異なるように伝達するから、駆動手段は型開き時の負荷が大きくならない。すなわち、内側スライド型と外側スライド型とを同時に離型させないから、大きな力は必要でなく、作動が安定する。そして、駆動手段を大型にする必要がないから、鋳造金型装置のコンパクト化にも有利になる。

請求項２に係る発明は、請求項１において、
上記内側スライド型のスライド量は上記外側スライド型のスライド量よりも小さく設定され、
上記伝達機構は、上記駆動手段の駆動力を上記外側スライド型に遅れて上記内側スライド型に伝達することを特徴とする。

すなわち、内側スライド型のスライド量が外側スライド型のスライド量よりも小さく設定されているから、上記両金型間のスペースを広くとる必要がなく、鋳造金型装置のコンパクト化に有利になる。そうして、伝達機構が、駆動手段の駆動力を外側スライド型に遅れて内側スライド型に伝達するから、外側スライド型を内側スライド型よりも大きくスライドさせることができるものである。また、外側スライド型の方が内側スライドよりも離型に大きな力を必要とする場合でも、先に外側スライド型を単独で離型させるから、その離型を確実に行なう上で有利になる。この場合、その後、内側スライド型を離型させるときは、外側スライド型も同時にスライドさせることになるものの、内側スライド型の離型に要する力は小さいから、その離型には支障がない。

請求項３にかかる発明は、請求項２において、
上記伝達機構は、上記駆動手段の作動部と上記外側スライド型とを連結するとともに、該外側スライド型の両側方に突出した両端にガイド部を有する連結部材と、
一端部が上記両ガイド部各々に上記金型並設方向へ所定量だけ相対移動するように係合し、他端部が上記内側スライド型の側部に結合され、上記駆動手段の駆動によって上記連結部材が移動するときに、この連結部材の移動に対して上記所定量の移動遅れをもって上記駆動力を上記内側スライド型に伝達する一対の伝達部材とを備えていることを特徴とする。

従って、伝達機構を実質的に連結部材と一対の伝達部材とによって構成することができ、その構造が簡単になり、鋳造金型装置のコンパクト化に有利になるとともに、スライド作動も安定したものにすることができる。

以上のように本発明によれば、第１金型の第２金型側に配置された内側スライド型と、第２金型の第１金型とは反対の外側に配置された外側スライド型とが、その型閉じ時及び型開き時に当該両金型並設方向の同じ方向にスライドするように設けられていて、第２金型の外側に配置された駆動手段の駆動力を内側スライド型及び外側スライド型の両者に対してスライド開始時期が相異なるように伝達機構によって伝達するようにしたから、内外の各スライド型に専用の駆動手段を設ける必要がなく、構造が簡単になるとともに、駆動手段を当該内外のスライド型に兼用させても、型開き時の負荷が大きくならず、安定した作動が得られ、しかも、鋳造金型装置のコンパクト化にも有利になる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜全体構成＞
図１は多気筒エンジンのシリンダヘッドを２個取りする低圧鋳造金型装置を示す。この鋳造金型装置は、各々シリンダヘッドを鋳造する並設された第１金型１と第２金型２とを備えている。金型１，２の各々は、シリンダヘッドの頂面を形成する上型３と、シリンダヘッドの下面を形成する下型４と、シリンダヘッドの長手方向に延びる一方の側面を形成する内側スライド型５と、シリンダヘッドの他方の側面を形成する外側スライド型６とを備え、さらに、図２に示すように、シリンダヘッドの長手方向の両端面をそれぞれ形成する端部スライド型７，７を備えている。

内外のスライド型５，６は両金型１，２の並設方向にスライドし、端部スライド型７は当該並設方向と直交する方向にスライドする。従って、第１金型１の内側スライド型５と第２金型２の外側スライド型６とは、その型閉じ時及び型開き時に当該両金型並設方向の同じ方向にスライドし、第２金型２の内側スライド型５と第１金型２の外側スライド型６とは、その型閉じ時及び型開き時に当該両金型並設方向の同じ方向にスライドすることになる。

なお、各金型１，２において、隣の金型側に配設されているものを内側スライド型５、隣の金型とは反対の外側に配設されているものを外側スライド型６と称している。

図３に示すように、金型１，２の上型３及び内外のスライド型５，６は昇降する可動上型装置８に設けられ、下型４及び端部スライド型７は固定下側装置９に設けられている。

すなわち、上型装置８のダイベース１１に上型ホルダー１２が固定され、この上型ホルダー１２に一対の上型３，３が設けられている。ダイベース１１の両側にはスライド型駆動手段としてのシリンダ装置１３，１３が相対向するようにブラケット１４によって支持され、各シリンダ装置１３により後述の駆動力伝達機構を介して内外のスライド型５，６が駆動されるようになっている。上型ホルダー１２はエジェクタ機構１５が設けられている。

また、下型装置９のダイベース１６に下型ホルダー１７が固定され、この下型ホルダー１７に一対の下型４，４が設けられている。図２に示すように、ダイベース１６の両端にはスライド型駆動手段としてのシリンダ装置１８，１８が対向するように支持され、各シリンダ装置１８により端部スライド型７が駆動されるようになっている。また、各下型４に湯口２１を形成する湯口金物２２が取り付けられている。さらに、両下型４，４の中間に内側スライド型５，５を鋳造キャビティ形成位置に位置決めするストッパ２３が固定されている。このストッパ２３については後に具体的に説明する。

下型４には吸排気ポートを形成するためのボート用中子２４を支持する中子支持部が形成され、外側スライド型６にはポート用中子２４に嵌合する嵌合部が形成されている。なお、他のジャケット中子、その他の中子については図示を省略している。また、中子は鋳物砂によって形成されている。

＜内外スライド型の駆動力伝達機構＞
次に内外スライド型５，６の駆動力伝達機構について説明する。図４は上型装置８を下面側から見た図である。本発明の特徴とするところは、第１金型１側に設けられたシリンダ装置１３は、第１金型１の外側スライド型６と第２金型２の内側スライド型５とを駆動力伝達機構によって駆動し、第２金型２側に設けられたシリンダ装置１３は、第２金型１の外側スライド型６と第１金型１の内側スライド型５とを駆動力伝達機構によって駆動することである。以下、具体的に説明する。

ダイベース１１に固定されたブラケット１４は金型並設方向と直交する方向に延び、その中央に金型並設方向に延びるシリンダ装置１３のシリンダ部が固定され、その両側には金型並設方向に延びるガイド筒２５，２５が固定されている。シリンダ装置１３のピストンロッド及びガイド筒２５に挿入されたガイドロッド２６は、ブラケット１４を貫通して外側スライド型６の方へ突出し、それらの先端は連結部材２７に結合されている。連結部材２７はガイド筒２５とガイドロッド２６とよりなるガイド手段によって上記金型並設方向の移動が案内される。

第１金型１側の連結部材２７には第１金型１の外側スライド型６が結合され、さらに、この連結部材２７に伝達部材２８を介して第２金型２の内側スライド型５が支持されている。一方、第２金型２側の連結部材２７には第２金型２の外側スライド型６が結合され、さらに、この連結部材２７に伝達部材２８を介して第１金型１の内側スライド型５が支持されている。

連結部材２７は、ブラケット１４と平行に延びるベースプレート３１と、このベースプレート３１の両端部前面（外側スライド型６側の面）に結合された支持部材３２とを備えてなる。支持部材３２は、図５に示すように、クランプピン３３とクランププレート３４とによってベースプレート３１に結合されている。

クランプピン３３は、ベースプレート３１に結合されて前方へ突出し、その中間部に径が絞られてなる小径部３３ａが形成されている。クランププレート３４は、ブラケット１４と平行に延び、図６に示すように、端部に連結孔３５が形成されている。連結孔３５は、クランプピン３３を通す大径孔部とクランプピン３３の小径部３３ａが嵌まる小径孔部とがオーバラップして達磨形になったものである。

支持部材３２は、直方体状の基部と、該基部より側方へ延びて外側スライド型６の側方へ突出したガイド部３７とを備えてなる。基部にはベースプレート３１側に開口したピン穴３８が形成されているとともに、このピン穴３８に交差してブラケット１４と平行に延びるプレート用貫通孔３９とが形成されている。

そうして、支持部材３２はボルト４１によって外側スライド型６に結合され、この外型スライド型６に結合された支持部材３２にベースプレート３１がクランプピン３３とクランププレート３４とによって結合されている。すなわち、プレート用貫通孔３９にクランププレート３４を通し連結孔３５の大径孔部をピン穴３８に位置付けた状態で、このピン穴３８より大径孔部にクランプピン３３を差し込み、クランププレート３４を側方へ移動させて連結孔３５の小径孔部をクランプピン３３の小径部３３ａに嵌め込むことにより、支持部材３２とベースプレート３１とが結合されている。

クランププレート３４のプレート用貫通孔３９より突出した端部には抜け止め溝（又は孔）４２が形成されている。この抜け止め溝４２に抜け止め部材４３を差し込んで支持部材３２に固定することにより、クランププレート３４がプレート用貫通孔３９から抜けることを阻止するようになっている。

次に上記連結部材２７の支持部材３２と内側スライド型５との関係を説明する。支持部材３２のガイド部３７にはシリンダ装置１３の駆動力を内側スライド型５に伝達する伝達部材２８が上記金型並設方向に所定量だけ移動できるように係合している。

まず、図５に示すように、ガイド部３７には支持部材３２を金型並設方向に貫通するガイド孔４６が形成されている。すなわち、ガイド部３７には、上記金型並設方向に延びて該ガイド部３７の前面から後面に抜け、且つガイド部３７の側面に開口した溝が形成されており、この開口を塞ぐようにカバー４５がガイド部３７に結合されて上記ガイド孔４６が形成されている。そして、このガイド孔４６に上記金型並設方向に延びる伝達部材２８の後部が同方向に移動できるように通されて当該ガイド部３７に支持されている。

伝達部材２８には、前進することによってガイド部３７の後面に当たる後部ストッパ４７と、後退することによってガイド部３７の前面に当たる前部ストッパ４８とが設けられて、該伝達部材２８の金型並設方向の移動が上記所定量に規制されている。後部ストッパ４７は伝達部材２８に対して位置調整可能に設けられ、そのことによって上記所定量を変更できるようになされている。

伝達部材２８は、図１に示すように、その中間部が上型ホルダー１２にガイド４９によって移動自在に支持されている。そして、第１金型１側の伝達部材２８は、この第１金型１の内側スライド型５を越えて第２金型２側へ延び、その前端がこの第２金型２の内側スライド型５に結合されている。同様に、第２金型２側の伝達部材２８は、この第２金型２の内側スライド型５を越えて第１金型１側へ延び、その前端がこの第１金型１の内側スライド型５に結合されている。第１金型１側の伝達部材２８と第２金型２側の伝達部材２８とは、互いに干渉しないように、各々の前部同士が上下（又は左右）に逸れている。

従って、図４に示すように、第１及び第２の金型１，２各々の外側スライド型６は、連結部材２７に直接支持され、シリンダ装置１３の駆動力を連結部材２７によって直接的に受けて金型並設方向にスライドする。一方、この金型１，２各々の内側スライド型５は、左右の両伝達部材２８，２８を介して上型ホルダー１２及び連結部材２７に支持され、シリンダ装置１３の駆動力を連結部材２７から伝達部材２８を介して受けて金型並設方向にスライドする。そして、この伝達部材２８が連結部材２７に対して所定量だけ相対移動するように設けられているから、内側スライド型５は、シリンダ装置１３の作動により、外側スライド型６に遅れて型閉じ方向にスライドし、また、外側スライド型６に遅れて型開き方向にスライドする。このことは、内側スライド型５の型閉じ時及び型開き時のスライド量が外側スライド型６のスライド量よりも小さいことも意味する。

図１及び図３に示すように、内側スライド型５，５各々の対向する面には、上方へ行くに従って互いに相手側へ近づくように傾斜したガイド面５１，５１が設けられている。一方、下型装置９には下型４より上方へ突出したストッパ２３が設けられており、上型装置８の下降により、ガイド面５１，５１がストッパ２３に接触して内側スライド型５，５が鋳造キャビティの形成位置に位置決めされるようになっている。ストッパ２３のガイド面５１，５１に接触する両側面は、ガイド面５１，５１の傾斜に対応して同様に傾斜している。

＜型閉じ・型開き＞
鋳造時には、型開き状態で下型装置９の下型４に中子２４をセットし、シリンダ装置１８を型閉じ方向に作動させて端部スライド型７，７をキャビティ形成位置に位置付ける。一方、上型装置８のシリンダ装置１３を型閉じ方向に作動させて外側スライド型６，６をキャビティ形成位置に位置付ける。このとき、外側スライド型６，６がキャビティ形成位置の直前までスライドした時点で、連結部材２７のガイド部３７が伝達部材２８の前部ストッパ４８に当たり、伝達部材２８が連結部材２７に押されて内側スライド型５，５が型閉じ方向へスライドする。なお、端部スライド型７は内外のスライド型５，６と同時に又は該スライド型５，６のスライド後にキャビティ形成位置にスライドさせてもよい。

次いで、上型装置８を下降させて、上型３及び内外スライド型５，６と、下型４及び端部スライド型７，７とを合わせる。このとき、下型装置９のストッパ２３が内側スライド型５，５のガイド面５１，５１間に差し込まれ、内側スライド型５，５はストッパ２３によって型閉じ方向へ微小移動してキャビティ形成位置に位置決めされる。この状態で湯口２１より溶湯を加圧注入して鋳造を行なう。

鋳造後は、下型装置９のシリンダ装置１８を型開き方向に作動させて端部スライド型７，７の離型を行なう。次いで、上型装置８を上昇させることにより、鋳物品を下型４から離型させて上昇させ、上型装置８と下型装置９との間に鋳物品受けを挿入する。その状態で、シリンダ装置１３を型開き方向に作動させる。これにより、まず、外側スライド型６がシリンダ装置１３の作動に同期して鋳物品から離れる。次いで、連結部材２７のガイド部３７が伝達部材２８の後部ストッパ４７に当たり、この伝達部材２８と共に内側スライド型５，５が鋳物品から離れる。しかる後に、エジェクタ機構１５を作動させて鋳物品を上型３から離型させて鋳物品受けに受ける。

以上のように、型開き時には、シリンダ装置１３を内外スライド型５，６のスライドに共用しているにも拘わらず、外側スライド型６が鋳物品から離れた後に内側スライド型５が鋳物品から離れるから、離型時のスライド負荷は大きくならない。よって、シリンダ装置１３の能力を大きくしなくても、安定した作動を期待することができ、鋳造金型装置のコンパクト化にも有利になる。また、内外のスライド型５，６各々に専用の駆動手段を設ける必要がないから、構造が簡単になり、しかも、このシリンダ装置１３は、第２金型２の外側に配置され、伝達部材２８を介して第１金型１の内側スライド型５を作動させるから、両金型間に広いスペースを確保する必要がない。

その上、１つのシリンダ装置１３によって駆動する内側スライド型５と外側スライド型６とはその型閉じ方向及び型開き方向が同じであるから、伝達部材２８によってシリンダ装置１３の駆動力の方向を変える必要がない。つまり、歯車等を利用して力の伝達方向を変換する必要がなく、そのため、伝達部材２８の構造が簡単になるとともに、異物の噛み込み等による作動不良は懸念されず、安定した作動を得る上で有利になる。

また、内側スライド型５のスライド量が外側スライド型６のスライド量よりも小さく設定されているから、上記両金型１，２間のスペースを広くとる必要がなく、鋳造金型装置のコンパクト化に有利になる。

本発明の実施形態に係る鋳造金型装置を一部断面にして示す正面図である。 同装置を一部断面にして示す側面図である。 同装置を型開き状態で示す正面図である。 同装置の上型装置の底面図である。 図４のＡ部の拡大断面図である。 同装置の支持部材とクランププレートとの関係を示す正面図である。

符号の説明

１ 第１金型
２ 第２金型
３ 上型
４ 下型
５ 内側スライド型
６ 外側スライド型
１３ シリンダ装置（駆動手段）
２７ 連結部材
２８ 伝達部材

Claims (3)

1. 各々上型と下型と複数のスライド型とを有する第１及び第２の金型一対が並設され、該両金型により鋳物品を２個取りする鋳造金型装置において、
   上記第１金型の上記第２金型側に配置された内側スライド型と、上記第２金型の上記第１金型とは反対の外側に配置された外側スライド型とが、その型閉じ時及び型開き時に当該両金型並設方向の同じ方向にスライドするように設けられていて、
   上記内側スライド型及び外側スライド型の両者を上記金型並設方向にスライドさせるための、上記第２金型の外側に配置された駆動手段と、
   上記駆動手段の駆動力を上記内側スライド型及び外側スライド型の両者に対してスライド開始時期が相異なるように伝達する伝達機構とを備えていることを特徴とする鋳造金型装置。
2. 請求項１において、
   上記内側スライド型のスライド量は上記外側スライド型のスライド量よりも小さく設定され、
   上記伝達機構は、上記駆動手段の駆動力を上記外側スライド型に遅れて上記内側スライド型に伝達することを特徴とする鋳造金型装置。
3. 請求項２において、
   上記伝達機構は、上記駆動手段の作動部と上記外側スライド型とを連結するとともに、該外側スライド型の両側方に突出した両端にガイド部を有する連結部材と、
   一端部が上記両ガイド部各々に上記金型並設方向へ所定量だけ相対移動するように係合し、他端部が上記内側スライド型の側部に結合され、上記駆動手段の駆動によって上記連結部材が移動するときに、この連結部材の移動に対して上記所定量の移動遅れをもって上記駆動力を上記内側スライド型に伝達する一対の伝達部材とを備えていることを特徴とする鋳造金型装置。

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