JP2008238228A - 金型鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型鋳造装置のスライドキャビティ型とこのキャビティ型を摺動方向へ案内する案内部材との間の摺動隙間によりキャビティ型の位置決め精度が低下し、鋳造品の寸法精度が低下し、鋳造品に発生するバリが悪化する。
【解決手段】金型鋳造装置における可動金型にスライドキャビティ型４を摺動自在に設け、可動金型に１対のブロック部材１１，１２を設け、スライドキャビティ型４のキャビティＣと反対側の端部部分の両側部に、キャビティ側へ移行する程スライドキャビティ型４の内側へ移行するように傾斜した傾斜面３４ａを有する１対の第１位置決め部材３４を取り付け、１対のブロック部材１１，１２の側部に、型閉じ状態のとき１対の第１位置決め部材３４の傾斜面３４ａと夫々嵌まり合う傾斜面を備えた１対の第２位置決め部材３５を取り付けた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、金型鋳造装置に関し、特にスライドキャビティ型の位置決め精度を高めて鋳物の寸法精度を高め、バリの発生を少なくした金型鋳造装置に関する。

エンジンのシリンダブロックやシリンダヘッド等のアルミ合金製の種々の成形品を成形する場合、一般に、固定金型と、この固定金型に対向して接近・離隔方向へ移動可能な可動金型と、この固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティの周囲の側面を囲む３つ又は４つのスライドキャビティ型とでキャビティが形成され、低圧鋳造法やダイカスト鋳造法にて鋳造される。

例えば、特許文献１に記載のアルミホイールを鋳造する鋳造用金型においては、下型（下型ダイベース、キャビティ型、入子を含む）と、上型（上型ダイベース、キャビティ型、入子、鋳抜きピンを含む）と、３組の摺動キャビティ型（横キャビティ型、摺動ブロックを含む）とでキャビティが形成される。摺動ブロックは、下型ダイベース上面に固定された１対のガイドにより摺動方向へ案内され、下型ダイベースに設けた係止片で摺動ブロックを係止することにより摺動キャビティ型の前進端位置を決めるようになっている。
実公平７−１０８２６号公報

前記特許文献１に記載の鋳造用金型においては、摺動キャビティ型の摺動ブロックは、下型ダイベース上面に固定された１対のガイドにより摺動方向へ案内されるけれども、１対のガイドのガイド面は、摺動方向と平行に形成されている。しかし、摺動ブロックの両側面と１対のガイド面との間には、必ず摺動隙間があり、繰り返し摺動する間に摩耗によっても前記の摺動隙間が拡大する。その結果、鋳造品の寸法精度が低下し易くなり、鋳造品に発生するバリも悪化する。

しかも、鋳造時の熱を受けて下型ダイベースが熱膨張して、前記１対のガイド間の寸法が拡大した場合にも、前記摺動隙間が拡大する虞があるが、その熱膨張を防止する対策についても何ら記載されていない。
本発明の目的は、スライドキャビティ型の摺動方向と交差する方向の位置決め精度を高め、鋳造品の寸法精度を高め、バリの発生を少なくすることのできる金型鋳造装置を提供することである。

請求項１の金型鋳造装置は、第１金型と、これに対向状の第２金型と、複数のスライドキャビティ型とで鋳物形状のキャビティを形成する金型鋳造装置において、前記第２金型に駆動手段で移動駆動される前記スライドキャビティ型をスライド可能に設け、前記第２金型に、前記スライドキャビティ型のスライド方向と交差する方向のスライドキャビティ型の両端部に近接状に配設され、その自由端部が型閉じ状態のとき第１金型に当接する１対のブロック部材を設け、上記スライドキャビティ型のキャビティ面と反対側の部分の両側部に、キャビティ側へ移行する程前記スライドキャビティ型内側へ移行するように傾斜した傾斜面を有する１対の第１位置決め部材を取り付け、前記１対のブロック部材の側部に、型閉じ状態のとき前記１対の第１位置決め部材の傾斜面と夫々嵌まり合う傾斜面を備えた１対の第２位置決め部材を取り付けたことを特徴とするものである。

請求項２の金型鋳造装置は、請求項１の発明において、前記第２金型のうちの１対のブロック部材及び１対の第２位置決め部材間の部分を冷却する冷却媒体を流す冷却機構を設けたことを特徴としている。

請求項３の金型鋳造装置は、請求項１又は２の発明において、前記スライドキャビティ型のうちの１対の第１位置決め部材間の部分を冷却する冷却媒体を流す冷却機構を設けたことを特徴としている。

請求項４の金型鋳造装置は、請求項１〜３の何れかの発明において、前記第１金型のうちのキャビティの外周側においてスライドキャビティ型と密着する所定幅領域に、キャビティ側へ移行する程第２金型側へ移行するように傾斜した第１傾斜面が形成され、前記スライドキャビティ型のうちの型閉じ状態のとき前記第１傾斜面に対応する部分に、第１傾斜面と密着する第２傾斜面が形成されたことを特徴としている。

請求項１の金型鋳造装置によれば、第１金型と、これに対向状の第２金型と、複数のスライドキャビティ型とで鋳物形状のキャビティを形成する金型鋳造装置において、スライドキャビティ型のキャビティ面と反対側の部分の両側部にキャビティ側へ移行する程スライドキャビティ型内側へ移行するように傾斜した１対の第１位置決め部材を設け、第２金型に設けた１対のブロック部材の側部に、型閉じ状態のとき１対の第１位置決め部材の傾斜面と夫々嵌まり合う傾斜面を備えた１対の第２位置決め部材を取り付けたので、１対の第１位置決め部材と１対の第２位置決め部材との嵌まり合いを介して、スライドキャビティ型の摺動方向と直交する方向の位置決め精度を高めて、鋳造品の寸法精度を高めることができ、バリの発生を抑制することができる。

即ち、比較的温度上昇の少ない位置において、１対の第１位置決め部材と１対の第２位置決め部材とを傾斜面で嵌め合わせることで、スライドキャビティ型の幅方向（摺動方向と交差する方向）の位置決めが確実となり、鋳造品の寸法精度を高めることができ、バリの発生を抑制することができる。

請求項２の金型鋳造装置によれば、第２金型のうちの１対のブロック部材及び１対の第２位置決め部材間の部分を冷却する冷却媒体を流す冷却機構を設けたため、１対のブロック部材及び１対の第２位置決め部材間の部分の温度上昇を抑制し、熱膨張により１対の第２位置決め部材間寸法が拡大するのを防止し、第１，第２位置決め部材の密着を確実にすることができる。

請求項３の金型鋳造装置によれば、スライドキャビティ型のうちの１対の第１位置決め部材間の部分を冷却する冷却媒体を流す冷却機構を設けたため、スライドキャビティ型のうちの１対の第１位置決め部材間の部分の温度上昇を抑制し、熱膨張により１対の第１位置決め部材間寸法が拡大するのを防止し、第１，第２位置決め部材の密着を確実にすることができる。

請求項４の金型鋳造装置によれば、第１金型のうちのキャビティの外周側においてスライドキャビティ型と密着する所定幅領域に、キャビティ側へ移行する程第２金型側へ移行するように傾斜した第１傾斜面が形成され、前記スライドキャビティ型のうちの型閉じ状態のとき前記第１傾斜面に対応する部分に、第１傾斜面と密着する第２傾斜面が形成されたので、型閉じの際、スライドキャビティ型のキャビティ面に近い近傍部分を、第１，第２金型間に密着状に嵌入させることができる。それ故、型閉じ状態において、第１，第２金型とスライドキャビティ型間に隙間が殆ど発生しない状態にスライドキャビティ型を第１，第２金型に密着させることができるから、鋳造品の寸法精度を高め、バリの発生を抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面に基づいて説明する。

本実施例は、Ｖ型６気筒エンジンのアルミ合金製のシリンダブロックを鋳造する金型鋳造装置に本発明を適用した場合の一例である。図１はこの金型鋳造装置の概略横断面図、図２は図１のII−II線端面図、図３は図１のIII −III 線端面図である。
図１〜図３に示すように、金型鋳造装置１は、固定金型２（第１金型）と、キャビティＣを挟んで固定金型２に対向状の可動金型３（第２金型）と、可動金型３に摺動自在に装備された４つのスライドキャビティ型４〜７とを有し、固定金型２に対して５つの金型を型閉じしたとき鋳物形状のキャビティＣが形成され、注湯筒８から供給されるアルミ合金の溶湯を注湯口９からキャビティＣに加圧状態で注湯することでシリンダブロックの鋳造品が成形される。

図２に示すように、固定金型２には、矩形状の固定側キャビティ型１０が形成され、この固定側キャビティ型１０の４隅部には、可動金型３に設けられた水平柱状のブロック部材１１〜１４（詳細は後述）の自由端部の端面が、型閉じ状態のときに当接する当接面１１ａ〜１４ａが形成されている。この固定側キャビティ型１０には、キャビティＣの外周側においてスライドキャビティ型４，５と密着する第１所定幅領域と、スライドキャビティ型６と密着する第２所定幅領域と、スライドキャビティ型７と密着する第３所定幅領域に、キャビティＣ側へ移行する程可動金型３側へ移行するように緩傾斜した第１傾斜面１０ａ〜１０ｄが形成されている。

スライドキャビティ型４，５のうちの型閉じ状態のとき第１傾斜面１０ａ，１０ｂに対応する部分に、第１傾斜面１０ａ，１０ｂと密着する第２傾斜面４ａ，５ａが形成されている（図１，図６参照）。スライドキャビティ型６のうちの型閉じ状態のとき第１傾斜面１０ｃに対応する部分に、第１傾斜面１０ｃと密着する第２傾斜面（図示略）が形成され、また、スライドキャビティ型７のうちの型閉じ状態のとき第１傾斜面１０ｄに対応する部分に、第１傾斜面１０ｄと密着する第２傾斜面（図示略）が形成されている。

図２、図３に示すように、固定金型２の４つの角部寄り部位には、可動金型３を摺動自在に案内する水平な４本の案内ロッド１５が設けられている。固定金型２の固定側キャビティ型１０の４隅部に対応する位置において、可動金型３には４本の水平柱状のブロック部材１１〜１４が固定金型２の方へ片持ち状に突出する状態に一体形成され、ブロック部材１１〜１４の断面形状はほぼ正方形である。ブロック部材１１〜１４はキャビティＣから遠ざかる方向へ変位しないように補強部材で補強されている。

ブロック部材１１，１２によりスライドキャビティ型４が摺動方向（図３の左右方向）と直交する上下方向へ位置ズレしないように案内され、また、ブロック部材１３，１４によりスライドキャビティ型５が摺動方向（図３の左右方向）と直交する上下方向へ位置ズレしないように案内される。ブロック部材１１，１３によりスライドキャビティ型６が摺動方向（図３の上下方向）と直交する左右方向へ位置ズレしないように案内され、また、ブロック部材１２，１４によりスライドキャビティ型７が摺動方向（図３の上下方向）と直交する左右方向へ位置ズレしないように案内される。

図３に示すように、スライドキャビティ型４の右端にはホルダ４Ｈが連結され、ホルダ４Ｈを左右方向へ案内する上下１対の案内部材１６と案内機構１７とが設けられている。スライドキャビティ型４を型閉じ位置と型開き位置とに移動駆動するため、可動金型３に固定された門形の支持枠１８に油圧シリンダ１９（駆動手段）が設けられ、この油圧シリンダ１９のロッド１９ａがホルダ４Ｈに連結されている。

図３に示すように、スライドキャビティ型５の左端にはホルダ５Ｈが連結され、ホルダ５Ｈを左右方向へ案内する上下１対の案内部材２１と案内機構２２とが設けられている。スライドキャビティ型５を型閉じ位置と型開き位置とに移動駆動するため、可動金型３に固定された門形の支持枠２３に油圧シリンダ２４（駆動手段）が設けられ、この油圧シリンダ２４のロッド２４ａがホルダ５Ｈに連結されている。

図３に示すように、スライドキャビティ型６の上端にはホルダ６Ｈが連結され、ホルダ６Ｈを上下方向へ案内する左右１対の案内部材２５と案内機構２６とが設けられている。スライドキャビティ型６を型閉じ位置と型開き位置とに移動駆動するため、可動金型３に固定された門形の支持枠２７に油圧シリンダ２８（駆動手段）が設けられ、この油圧シリンダ２８のロッド２８ａがホルダ６Ｈに連結されている。

図３に示すように、スライドキャビティ型７の下端にはホルダ７Ｈが連結され、ホルダ７Ｈを上下方向へ案内する左右１対の案内部材２９と案内機構３０とが設けられている。スライドキャビティ型７を型閉じ位置と型開き位置とに移動駆動するため、可動金型３に固定された門形の支持枠３１に油圧シリンダ３２（駆動手段）が設けられ、この油圧シリンダ３２のロッド３２ａがホルダ７Ｈに連結された枠部材３３に連結されている。

次に、スライドキャビティ型４とその周辺の構造について主に説明し、その他のスライドキャビティ型５〜７の周辺構造については説明を省略するが、同様の構成要素については同様の符号を付して図示した。
図３〜図７に示すように、可動金型３に、スライドキャビティ型４のうちのスライド方向（図３における水平な左右方向）と直交状に交差する上下方向の両端部に近接状に配設され、その自由端部が型閉じ状態のとき固定金型２の当接面１１ａ，１２ａに当接する前記の１対のブロック部材１１，１２が設けられている。

スライドキャビティ型４のキャビティ面と反対側の部分（右端部分）の上下の両側部に、キャビティＣ側へ移行する程スライドキャビティ型４の幅方向内側へ移行するように緩傾斜した傾斜面３４ａを有する１対の第１位置決め部材３４が取り付けられている。傾斜面３４ａの摺動方向に対する傾斜角αは例えば２度であるが、この角度に限定される訳ではない。前記１対のブロック部材１１，１２の側部には、型閉じ状態のとき１対の第１位置決め部材３４の傾斜面３４ａと夫々密着状に嵌まり合う傾斜面３５ａを備えた１対の第２位置決め部材３５が取り付けられている。

第１位置決め部材３４は複数のボルトでスライドキャビティ型４に取り外し可能に固定され、第２位置決め部材３５は複数のボルトでブロック部材１１，１２に取り外し可能に固定されている。第１，第２位置決め部材３４，３５が摩耗した際には、それらを取り外して新たな第１，第２位置決め部材３４，３５と交換することができる。

尚、図４に示すように、スライドキャビティ型５に設けた１対の第１位置決め部材３４Ａ、ブロック部材１３，１４に設けた１対の第２位置決め部材３５Ａは、上記の１対の第１位置決め部材２４及び１対の第２位置決め部材３５と同様のものである。スライドキャビティ型６に設けた１対の第１位置決め部材３４Ｂ、ブロック部材１１，１３に設けた１対の第２位置決め部材３５Ｂは、上記の１対の第１位置決め部材３４及び１対の第２位置決め部材３５と同様のものである。スライドキャビティ型７に設けた１対の第１位置決め部材３４Ｃ、ブロック部材１２，１４に設けた１対の第２位置決め部材３５Ｃは、上記の１対の第１位置決め部材３４及び１対の第２位置決め部材３５と同様のものである。

スライドキャビティ型４のうちの１対の第１位置決め部材３４間の部分を冷却する冷却水（冷却媒体）を流す第１冷却機構４０について説明する。図４〜図７に示すように、この第１冷却機構４０は、スライドキャビティ型４のキャビティＣと反対側の端部付近のうち１対の第１位置決め部材３４の直ぐキャビティＣ側部位に設けられている。この冷却機構４０は、冷却水を導入する導入管４１と、この導入管４１に接続された第１配管４２と、第１配管４２の両端部に接続された１対の第２配管４３，４４と、これら第２配管４３，４４に接続され第１配管４２と平行な第３配管４５と、排水管４６とを有する。

第１配管４２はスライドキャビティ型４のうちの可動金型３側の表面に近い部位に図３における鉛直方向向きに配設され、第３配管４５はスライドキャビティ型４のうちの固定金型２側の表面に近い部位に第１配管４２と平行に配設されている。第１，第３配管４２，４５の上下両端部は封鎖されている。導入管４１に冷却水ホースが接続されて冷却水が供給され、排水管４６には排水ホースが接続され、導入管４１に導入された冷却水が一方の第２配管４３を通って第３配管４５に流れると共に第１配管４２を通って他方の第２配管４４へ流れ、その第２配管４４から第３配管４５に流れ、排水管４６から排出される。

可動金型３のうちの１対のブロック部材１１，１２及び１対の第２位置決め部材３５間の部分を冷却する冷却水（冷却媒体）を流す第２冷却機構５０について説明する。図４、図６、図７に示すように、この第２冷却機構５０は、１対のブロック部材１１，１２内に組み込まれた１対の第４配管５１と、可動金型３のうちの１対のブロック部材１１，１２の基端部の付近同士間に組み込まれた第５配管５２と、この第５配管５２に接続された導入管５３及び排水管５４などを有する。

第４配管５１は内管と外管とからなる２重管からなり、内管の下端側から内管内へ冷却水が導入され、内管の上端から内管と外管の間の筒状通路に流れ、その筒状通路内を下方へ流れ、下端側から排出される。これら１対の第４配管５１に導入される冷却水により１対のブロック部材１１，１２が冷却される。第５配管５２の両端部は封鎖されており、導入管５３から導入された冷却水が第５配管５２内を流れて排出管５４から排出される。この第５配管５２に導入される冷却水により、可動金型３のうちの１対のブロック部材１１，１２の基端部の付近部とその間の部分が冷却される。

以上説明した金型鋳造装置１の作用、効果について説明する。
スライドキャビティ型４のキャビティ面と反対側の右端部分の上下両側部にキャビティＣ側へ移行する程スライドキャビティ型４内側へ移行するように緩傾斜した１対の第１位置決め部材３４を設け、可動金型３に設けた１対のブロック部材１１，１２の側部に、型閉じ状態のとき１対の第１位置決め部材３４の傾斜面３４ａと夫々嵌まり合う傾斜面を備えた１対の第２位置決め部材３５を取り付けたので、１対の第１位置決め部材３４と１対の第２位置決め部材３５との嵌まり合いを介して、スライドキャビティ型４の摺動方向と直交する方向の位置決め精度を高めて、鋳造品の寸法精度を高めることができ、バリの発生を抑制することができる。

比較的温度上昇の少ない位置において、１対の第１位置決め部材３４と１対の第２位置決め部材３５とを傾斜面で嵌め合わせることで、スライドキャビティ型４の幅方向（摺動方向と交差する方向）の位置決めが確実となり、鋳造品の寸法精度を高めることができ、バリの発生を抑制することができる。以上はスライドキャビティ型４と、その位置決め部材３４，３５に関する説明であるが、その他のスライドキャビティ型５，６，７についても、位置決め部材３４Ａ〜３４Ｃ，３５Ａ〜３５Ｃを設けてあるため、前記と同様の作用、効果を奏する。

スライドキャビティ型４のうちの１対の第１位置決め部材３４間の部分を冷却する冷却水を流す第１冷却機構４０を設けたため、スライドキャビティ型４のうちの１対の第１位置決め部材３４間の部分の温度上昇を抑制し、熱膨張により１対の第１位置決め部材３４間寸法が拡大するのを防止し、常に安定した状態で第１，第２位置決め部材３４，３５の密着を確実にすることができる。

可動金型３のうちの１対のブロック部材１１，１２及び１対の第２位置決め部材３５間の部分を冷却する冷却水を流す第２冷却機構５０を設けたため、１対のブロック部材１１，１２及び１対の第２位置決め部材３５間の可動金型３の部分の温度上昇を抑制し、熱膨張により１対の第２位置決め部材３５間寸法が拡大するのを防止し、常に安定した状態で第１，第２位置決め部材３４，３５の密着を確実にすることができる。

固定金型２のうちのキャビティＣの外周側においてスライドキャビティ型４，５と密着する所定幅領域に、キャビティＣ側へ移行する程可動金型３側へ移行するように傾斜した第１傾斜面１０ａ，１０ｂが形成され、スライドキャビティ型４，５のうちの型閉じ状態のとき第１傾斜面１０ａ，１０ｂに対応する部分に、第１傾斜面１０ａ，１０ｂと密着する第２傾斜面４ａ，５ａが形成されたので、型閉じの際、スライドキャビティ型４，５のキャビティ面に近い近傍部分を、固定金型２と可動金型３間に密着状に嵌入させることができる。

それ故、型閉じ状態において、固定金型２と可動金型３とスライドキャビティ型４，５間に隙間が殆ど発生しない状態にスライドキャビティ型４，５を固定金型２と可動金型３に密着させることができるから、鋳造品の寸法精度を高め、バリの発生を抑制することができる。上記は、スライドキャビティ型４，５についての説明であるが、スライドキャビティ型６，７についても同様である。

尚、前記実施例は、Ｖ型６気筒エンジンのシリンダブロックを鋳造する金型鋳造装置を例にして説明したが、本発明は、上記のシリンダブロック以外の種々の金属材料の種々の鋳造品を成形する金型鋳造装置にも同様に適用することができる。
また、当業者であれば、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態をも包含するものである。

本発明の実施例に係る金型鋳造装置の概略横断面図である。 図１のII−II線端面図である。 図１のIII −III 線端面図である。 図３の要部を拡大した拡大部分図である。 スライドキャビティ型とホルダとブロック部材と第１冷却機構の斜視図である。 スライドキャビティ型とホルダとブロック部材と可動金型の一部と第２冷却機構の斜視図である。 ブロック部材とスライドキャビティ型及びホルダの部分などを示す図４の要部拡大部分図である。

符号の説明

１ 金型鋳造装置
２ 固定金型
３ 可動金型
４〜７ スライドキャビティ型
４ａ，５ａ 第２傾斜面
１０ａ，１０ｂ 第１傾斜面
１１，１２ ブロック部材
１９ 油圧シリンダ
３４ 第１位置決め部材
３４ａ 傾斜面
３５ 第２位置決め部材
４０ 第１冷却機構
５０ 第２冷却機構
Ｃ キャビティ

Claims (4)

1. 第１金型と、これに対向状の第２金型と、複数のスライドキャビティ型とで鋳物形状のキャビティを形成する金型鋳造装置において、
   前記第２金型に駆動手段で移動駆動される前記スライドキャビティ型をスライド可能に設け、
   前記第２金型に、前記スライドキャビティ型のスライド方向と交差する方向のスライドキャビティ型の両端部に近接状に配設され、その自由端部が型閉じ状態のとき第１金型に当接する１対のブロック部材を設け、
   上記スライドキャビティ型のキャビティ面と反対側の部分の両側部に、キャビティ側へ移行する程前記スライドキャビティ型内側へ移行するように傾斜した傾斜面を有する１対の第１位置決め部材を取り付け、
   前記１対のブロック部材の側部に、型閉じ状態のとき前記１対の第１位置決め部材の傾斜面と夫々嵌まり合う傾斜面を備えた１対の第２位置決め部材を取り付けた、
   ことを特徴とする金型鋳造装置。
2. 前記第２金型のうちの１対のブロック部材及び１対の第２位置決め部材間の部分を冷却する冷却媒体を流す冷却機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の金型鋳造装置。
3. 前記スライドキャビティ型のうちの１対の第１位置決め部材間の部分を冷却する冷却媒体を流す冷却機構を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の金型鋳造装置。
4. 前記第１金型のうちのキャビティの外周側においてスライドキャビティ型と密着する所定幅領域に、キャビティ側へ移行する程第２金型側へ移行するように傾斜した第１傾斜面が形成され、前記スライドキャビティ型のうちの型閉じ状態のとき前記第１傾斜面に対応する部分に、第１傾斜面と密着する第２傾斜面が形成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の金型鋳造装置。