JP2013081992A - プラテン温度調整機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】低圧鋳造装置の仕様に囚われることなく鋳造条件を統一化でき、品質熟成に要する工数を低減できるとともに装置の仕様差に起因する品質のばらつきを抑制できる技術を提供すること。
【解決手段】アルミ溶湯Lを保持する保持炉3と、保持炉3で保持されるアルミ溶湯Lがキャビティ70内に充填される金型7,7と、保持炉3の上方に設けられて金型7,7を支持するプラテン5と、を備える低圧鋳造装置1のプラテン5の温度を調整するプラテン温度調整機構であって、プラテン5に設けられて当該プラテン5を加熱するヒータ6を備えることを特徴とするプラテン温度調整機構Sである。この場合、金型7,7がプラテン5上に複数並んで設けられ、ヒータ6が複数の金型7,7間の略中央に設けられていることが好ましい。
【選択図】図1
【解決手段】アルミ溶湯Lを保持する保持炉3と、保持炉3で保持されるアルミ溶湯Lがキャビティ70内に充填される金型7,7と、保持炉3の上方に設けられて金型7,7を支持するプラテン5と、を備える低圧鋳造装置1のプラテン5の温度を調整するプラテン温度調整機構であって、プラテン5に設けられて当該プラテン5を加熱するヒータ6を備えることを特徴とするプラテン温度調整機構Sである。この場合、金型7,7がプラテン5上に複数並んで設けられ、ヒータ6が複数の金型7,7間の略中央に設けられていることが好ましい。
【選択図】図1
Description
本発明は、プラテン温度調整機構に関する。詳しくは、低圧鋳造装置のプラテンの温度を調整するプラテン温度調整機構に関する。
従来、低圧鋳造装置では、金型のキャビティ内に溶湯を供給するための湯口で、溶湯が固化して詰まりが生じるという問題がある。そこで、溶湯が保持される保持炉内に挿入される給湯管(以下、「ストーク」という。)と金型との間に中間ストークを設け、この中間ストークにヒータを設ける技術が提案されている(特許文献1参照)。この技術によれば、ヒータにより中間ストークを直接加熱することで、湯口の詰まりを防止できるとされている。
ところで、低圧鋳造装置では、溶湯の充填速度、充填された溶湯の温度、充填された溶湯の冷却速度、充填された溶湯が凝固するまでの保持時間等の種々の鋳造条件を設定する必要がある。これらの鋳造条件は、品質熟成に要する工数の低減及び安定した品質の確保の観点から、装置の仕様に囚われることなく統一化されることが望まれる。
しかしながら、低圧鋳造装置では、その仕様によって保持炉の炉蓋の有無に差がある等の理由により、金型を支持する金型取付板(以下、「プラテン」という。)の温度がその仕様によって大きく異なる。このプラテンの温度は、金型に対する給熱量とその閥熱量に大きく影響を及ぼし、ひいては品質に多大な影響を及ぼす。そのため、装置ごとに鋳造条件を設定しているのが現状であり、品質熟成に多大な工数を要するとともに、装置の仕様差に起因する品質のばらつきが生じていた。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、低圧鋳造装置の仕様に囚われることなく鋳造条件を統一化でき、品質熟成に要する工数を低減できるとともに装置の仕様差に起因する品質のばらつきを抑制できる技術を提供することにある。
上記目的を達成するため本発明は、溶湯(例えば、後述のアルミ溶湯L)を保持する保持炉(例えば、後述の保持炉3)と、当該保持炉で保持される溶湯がキャビティ(例えば、後述のキャビティ70)内に充填される金型(例えば、後述の金型7,7)と、前記保持炉の上方に設けられて前記金型を支持するプラテン(例えば、後述のプラテン5)と、を備える低圧鋳造装置(例えば、後述の低圧鋳造装置1)の前記プラテンの温度を調整するプラテン温度調整機構(例えば、後述のプラテン温度調整機構S)を提供する。本発明に係るプラテン温度調整機構は、前記プラテンに設けられて前記プラテンを加熱するヒータ(例えば、後述のヒータ6)を備えることを特徴とする。
本発明では、低圧鋳造装置のプラテンにヒータを設け、このヒータにより直接、プラテンを加熱できるように構成した。これにより、保持炉からの熱影響を再現できるため、保持炉の炉蓋の有無等によらず、プラテンの温度を安定して所定の高温に保持できる。即ち、装置の仕様に囚われることなく、装置間で金型に対する給熱量とその閥熱量を等しくできるため、鋳造条件を統一化できる。ひいては、品質熟成に要する工数を低減でき、装置の仕様差に起因する品質のばらつきを抑制できる。
なお、本発明によれば、プラテンにヒータを設けたため、金型交換時にヒータの脱着を行う必要が無い。
なお、本発明によれば、プラテンにヒータを設けたため、金型交換時にヒータの脱着を行う必要が無い。
この場合、前記金型が、前記プラテン上に複数並んで設けられ、前記ヒータが、前記複数の金型間の略中央に設けられていることが好ましい。
この発明では、プラテン上に並んで支持された複数の金型を備える低圧鋳造装置において、複数の金型間の略中央にヒータを設けた。保持炉からの熱影響は金型間の略中央において最も大きいところ、この発明によれば、最も熱影響の大きい部位にヒータを設けることで、プラテンの温度をより正確に調整できる。従って、上記発明の効果がさらに高められる。
本発明によれば、低圧鋳造装置の仕様に囚われることなく鋳造条件を統一化でき、品質熟成に要する工数を低減できるとともに装置の仕様差に起因する品質のばらつきを抑制できる技術を提供できる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る低圧鋳造装置1の構成を示す断面図である。
本実施形態に係る低圧鋳造装置1は、保持炉3と、金型7,7と、プラテン5と、を備える。低圧鋳造装置1は、シリンダヘッド用の低圧鋳造装置であり、保持炉3に保持されたアルミ溶湯Lを金型7,7のキャビティ70内に充填した後、冷却することで、シリンダヘッドを鋳造するものである。この低圧鋳造装置1には、本発明に係るプラテン温度調整機構Sが組み込まれている。
図1は、本発明の一実施形態に係る低圧鋳造装置1の構成を示す断面図である。
本実施形態に係る低圧鋳造装置1は、保持炉3と、金型7,7と、プラテン5と、を備える。低圧鋳造装置1は、シリンダヘッド用の低圧鋳造装置であり、保持炉3に保持されたアルミ溶湯Lを金型7,7のキャビティ70内に充填した後、冷却することで、シリンダヘッドを鋳造するものである。この低圧鋳造装置1には、本発明に係るプラテン温度調整機構Sが組み込まれている。
保持炉3は、金型7,7の下方に配置される。保持炉3は、アルミニウム合金が溶解したアルミ溶湯Lを収容して保持する。保持炉3内には、ヒータ31,31が設けられており、ヒータ31,31により、保持炉3のアルミ溶湯Lは常に高温に維持される。
保持炉3内には、保持炉3内のアルミ溶湯Lを金型7,7のキャビティ70に供給するための給湯管33,33と、保持炉3内に圧縮ガスを供給してアルミ溶湯Lの液面を加圧することで、給湯管33,33内にアルミ溶湯Lを導くための圧縮ガス供給管34と、が設けられている。
給湯管33,33の先端部は、アルミ溶湯L内に挿入されており、その基端部は、テーパ状に拡開して金型7,7の下型71,71まで延在する配湯管35,35に連結されている。配湯管35,35は、それぞれ、後述するプラテン5及び下型71に形成された収容部37内に収容されている。
給湯管33,33の先端部は、アルミ溶湯L内に挿入されており、その基端部は、テーパ状に拡開して金型7,7の下型71,71まで延在する配湯管35,35に連結されている。配湯管35,35は、それぞれ、後述するプラテン5及び下型71に形成された収容部37内に収容されている。
保持炉3の上面は、炉蓋4により覆われており、この炉蓋4上に、後述するプラテン5が設けられている。これにより、保持炉3内の熱が直接プラテン5に伝わることがなく、一定の断熱効果が得られる。
金型7,7は、後述するプラテン5を介して保持炉3の上方に配置される。また、金型7,7は、プラテン5上に並んで支持されている。金型7,7は、それぞれ、プラテン5に支持される下型71と、下型71上で互いに対向して配置された第1摺動型73及び第2摺動型74と、下型71に対向して配置された上型72と、を備える。
第1摺動型73及び第2摺動型74は、図示しない油圧シリンダ及びガイドレール等で構成される第1摺動機構により、互いに接近又は離隔する方向(図1の左右方向)に摺動する。上型72は、基部721に設けられた図示しないピン等に連結された油圧シリンダ等で構成される進退機構により、下型71に対して進退する。
第1摺動型73及び第2摺動型74は、図示しない油圧シリンダ及びガイドレール等で構成される第1摺動機構により、互いに接近又は離隔する方向(図1の左右方向)に摺動する。上型72は、基部721に設けられた図示しないピン等に連結された油圧シリンダ等で構成される進退機構により、下型71に対して進退する。
また金型7,7は、それぞれ、第1摺動型73及び第2摺動型74が摺動する方向(図1の左右方向)に対して直交する方向(図1の紙面に直交する方向)において、下型71上で互いに対向して配置された図示しない第3摺動型及び第4摺動型を備える。
これら第3摺動型及び第4摺動型は、第1摺動機構と同様に構成された図示しない第2摺動機構により、互いに接近又は離隔する方向(図1の紙面に直交する方向)に摺動する。
これら第3摺動型及び第4摺動型は、第1摺動機構と同様に構成された図示しない第2摺動機構により、互いに接近又は離隔する方向(図1の紙面に直交する方向)に摺動する。
金型7,7内には、型締めしたときに、下型71、上型72、第1摺動型73、第2摺動型74、第3摺動型及び第4摺動型によって取り囲まれる空間により、キャビティ70が形成される。キャビティ70には、排気ポート、吸気ポート及びウォータジャケット等を形成するための図示しない各種の砂中子が、所定の位置に配置される。
下型71には、配湯管35を介して給湯管33に連通する複数の湯口39が設けられている。キャビティ70には、給湯管33、配湯管35及び湯口39を介して、保持炉3内のアルミ溶湯Lが供給されて充填される。
なお金型7,7には、それぞれ、鋳抜き孔を形成するための鋳抜きピン75,75が設けられている。
下型71には、配湯管35を介して給湯管33に連通する複数の湯口39が設けられている。キャビティ70には、給湯管33、配湯管35及び湯口39を介して、保持炉3内のアルミ溶湯Lが供給されて充填される。
なお金型7,7には、それぞれ、鋳抜き孔を形成するための鋳抜きピン75,75が設けられている。
プラテン5は、保持炉3の炉蓋4上に配置され、金型7,7を支持する。プラテン5の下面側には、プラテン5を直接加熱するプラテン温度調整機構Sとしてのヒータ6が設けられている。図1に示すように、ヒータ6は、保持炉3からの熱影響が最も大きい金型7,7間の略中央に配置される。またヒータ6は、プラテン5の下面に形成された凹部及び炉蓋4の上面に形成された凹部に嵌合するように配設される。このように、ヒータ6がプラテン5の下面に配置されることで、プラテン5に対する保持炉3からの熱影響をより忠実に再現できるようになっている。
図2は、本実施形態に係るプラテン5の構成を模式的に示す平面図である。図2では、上型72や各摺動型の記載を省略して示している。この図2に示すように、ヒータ6は、プラテン5に支持された下型71,71間の全域に設けられ、且つ下型71よりも延出して設けられているのが好ましい。これにより、プラテン5を介した下型71,71に対する保持炉3からの熱影響をより忠実に再現できるようになっている。
ところで従来の低圧鋳造装置では、プラテンにヒータ等の加熱装置は設けられていないため、保持炉とキャビティ内に充填されるアルミ溶湯により、プラテンや金型への給熱が行われる。また、通常、保持炉の高温維持の観点から、保持炉の周囲には断熱材が設けられるが、保持炉の下面、側面及び上面の全6面に断熱材を有するものと、保持炉の下面及び側面にのみ断熱材を有するものとがある。
ここで、図3は、炉蓋を備える従来の低圧鋳造装置の構成を示す断面図であり、図4は、炉蓋を備えていない従来の低圧鋳造装置の構成を示す断面図である。これらの低圧鋳造装置10,20では、金型は1つであり、その金型の構成は本実施形態と同一である。また、これらの低圧鋳造装置10,20はいずれも、保持炉13が給湯用の保持炉13Aと補給用の保持炉13Bに分割されており、補給管121からアルミ溶湯Lが補給用の保持炉13B内に補給され、補給弁123を開くことで給湯用の保持炉13A内にアルミ溶湯Lが補給される。給湯の際には、補給弁123が閉じられる。また、給湯用の保持炉13Aと補給用の保持炉13Bのいずれにもヒータ131が設けられている。
図3に示す低圧鋳造装置10では、保持炉13の上面が炉蓋14で覆われている。そのため、炉蓋14による断熱効果によって、プラテン15の温度上昇が抑制され、プラテン15に支持される金型7の温度上昇も抑制される。これにより、金型7が比較的低温であることから、キャビティ70内に充填されたアルミ溶湯Lも比較的低温となるため、湯流れ性が悪いという不具合が生じる。この場合には、肉を盛って湯流れ性を改善する等の対策が必要である。
これに対して、図4に示す低圧鋳造装置20では、保持炉13の上面に炉蓋を備えていない。そのため、保持炉13の上面からの輻射熱によってプラテン15の温度上昇が促進され、プラテン15に支持される金型7の温度上昇も促進される。これにより、金型7が高温となることから、キャビティ70内に充填されたアルミ溶湯Lの温度も高温となり、アルミ溶湯Lと金型7の壁面でかじりが生じたり、冷却の際に溶湯が冷却され難い等の不具合が生じる。
このように、従来の低圧鋳造装置ではその仕様によって保持炉の炉蓋の有無に差がある等の理由により、プラテンの温度がその仕様によって大きく異なる。このプラテンの温度は、金型に対する給熱量とその閥熱量に大きく影響を及ぼし、ひいては上述したように品質に多大な影響を及ぼす。そのため、従来では、装置ごとに鋳造条件を設定しており、品質熟成に多大な工数を要するとともに、装置の仕様差に起因する品質のばらつきが生じていたところ、本実施形態ではプラテン5にヒータ6を設けることにより、これを解決するものである。
本実施形態に係る低圧鋳造装置1は、以下のように動作する。
先ず、金型7,7のキャビティ70内に各種砂中子を配置した後、型締めする。型締め後、圧縮ガス供給管34から、保持炉3内に圧縮ガスを供給してアルミ溶湯Lの液面を加圧する。すると、給湯管33,33内にアルミ溶湯Lが導入され、配湯管35及び湯口39を介して、キャビティ70内にアルミ溶湯Lが供給されて充填される。次いで、冷却した後に型開きすることで、シリンダヘッド鋳造品が得られる。
先ず、金型7,7のキャビティ70内に各種砂中子を配置した後、型締めする。型締め後、圧縮ガス供給管34から、保持炉3内に圧縮ガスを供給してアルミ溶湯Lの液面を加圧する。すると、給湯管33,33内にアルミ溶湯Lが導入され、配湯管35及び湯口39を介して、キャビティ70内にアルミ溶湯Lが供給されて充填される。次いで、冷却した後に型開きすることで、シリンダヘッド鋳造品が得られる。
以上のように動作する本実施形態に係る低圧鋳造装置1によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、低圧鋳造装置1のプラテン5にヒータ6を設け、このヒータ6により直接、プラテン5を加熱できるように構成した。これにより、保持炉3からの熱影響を再現できるため、保持炉3の炉蓋4の有無等によらず、プラテン5の温度を安定して所定の高温に保持できる。即ち、装置の仕様に囚われることなく、装置間で金型7,7に対する給熱量とその閥熱量を等しくできるため、鋳造条件を統一化できる。ひいては、品質熟成に要する工数を低減でき、装置の仕様差に起因する品質のばらつきを抑制できる。
また、本実施形態によれば、プラテン5にヒータ6を設けたため、金型7,7の交換時にヒータ6の脱着を行う必要が無い。
本実施形態では、低圧鋳造装置1のプラテン5にヒータ6を設け、このヒータ6により直接、プラテン5を加熱できるように構成した。これにより、保持炉3からの熱影響を再現できるため、保持炉3の炉蓋4の有無等によらず、プラテン5の温度を安定して所定の高温に保持できる。即ち、装置の仕様に囚われることなく、装置間で金型7,7に対する給熱量とその閥熱量を等しくできるため、鋳造条件を統一化できる。ひいては、品質熟成に要する工数を低減でき、装置の仕様差に起因する品質のばらつきを抑制できる。
また、本実施形態によれば、プラテン5にヒータ6を設けたため、金型7,7の交換時にヒータ6の脱着を行う必要が無い。
本実施形態では、プラテン5上に並んで支持された複数の金型7,7を備える低圧鋳造装置1において、複数の金型7,7間の略中央にヒータ6を設けた。保持炉3からの熱影響は金型7,7間の略中央において最も大きいところ、本実施形態によれば、最も熱影響の大きい部位にヒータ6を設けることで、プラテン5の温度をより正確に調整でき、上記効果がさらに高められる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば上記実施形態では、本発明に係るプラテン温度調整機構Sをシリンダヘッド鋳造用の低圧鋳造装置1に適用したが、これに限定されず、他の低圧鋳造装置に適用してもよい。
例えば上記実施形態では、本発明に係るプラテン温度調整機構Sをシリンダヘッド鋳造用の低圧鋳造装置1に適用したが、これに限定されず、他の低圧鋳造装置に適用してもよい。
1…低圧鋳造装置
3…保持炉
5…プラテン
6…ヒータ
7…金型
70…キャビティ
3…保持炉
5…プラテン
6…ヒータ
7…金型
70…キャビティ
Claims (2)
- 溶湯を保持する保持炉と、当該保持炉で保持される溶湯がキャビティ内に充填される金型と、前記保持炉の上方に設けられて前記金型を支持するプラテンと、を備える低圧鋳造装置の前記プラテンの温度を調整するプラテン温度調整機構であって、
前記プラテンに設けられて前記プラテンを加熱するヒータを備えることを特徴とするプラテン温度調整機構。 - 前記金型が、前記プラテン上に複数並んで設けられ、
前記ヒータが、前記複数の金型間の略中央に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のプラテン温度調整機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011224881A JP2013081992A (ja) | 2011-10-12 | 2011-10-12 | プラテン温度調整機構 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014104512A (ja) * | 2012-11-26 | 2014-06-09 | Hyundai Motor Company Co Ltd | シリンダヘッドの鋳造装置及びシリンダヘッドの熱処理方法 |
JP2015229174A (ja) * | 2014-06-05 | 2015-12-21 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用金型の鋳造方法 |
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2011
- 2011-10-12 JP JP2011224881A patent/JP2013081992A/ja active Pending
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