JP3847293B2 - 鋳造用金型装置及び鋳造方法 - Google Patents

Description

本発明は鋳造用金型装置及び鋳造方法に関し、特に、鋳造品に複数の凹部を形成するための凸部が設けられている可動中子を有し、高い寸法精度が要求される鋳造品を鋳造するための鋳造用金型装置及び当該装置を用いて行う鋳造方法に関する。

従来より金型内には、キャビティを画成する可動中子が設けられている。可動中子は、例えば特許第３０４００５９号公報に記載されているように、シリンダブロックのシリンダボアを形成するために設けられており、可動中子には複数の円柱形状をしたボアピンが一体に設けられている。また、可動中子には１つのシリンダが接続されており、シリンダの駆動により前進端位置と後退端位置との間で移動可能である。

鋳造を行うときには、可動中子はシリンダの駆動により前進端位置へと前進させられ、前進端位置において後退防止手段によって可動中子の後退が防止されている状態とされた後に、キャビティ内に金属溶湯が充填される。鋳造後には、シリンダの駆動により可動中子は後退端位置へと後退させられる。このとき、鋳造品たるシリンダブロックのシリンダボアから、可動中子の複数のボアピンが引抜かれる。
特許第３０４００５９号公報（２頁〜４頁、図１〜図４）

シリンダブロックのシリンダボアを形成するための可動中子の場合には、可動中子に設けられた複数のボアピン間の間隔が比較的短いが、シリンダブロックではない鋳造品の中には、比較的長い間隔で互いに離間する凹部が複数形成されるものがある。このような鋳造品を鋳造する場合に、当該凹部を形成するための比較的長い間隔で互いに離間する複数の凸部が設けられた可動中子を用いると、熱膨張が発生することによるかじりが可動中子に生じたときに、可動中子の引抜きのバランスが悪くなり、可動中子が動かなくなり引抜けなくなるという問題が生じていた。

また、シリンダボアを形成するための可動中子は比較的大きく、この可動中子を駆動させるためのシリンダとしては巨大なシリンダを用いる必要があり、その収容スペースが必要となるので金型の小型化を図ることが困難であった。

そこで、本発明は、金型を小型化でき、スムーズに可動中子を鋳造品から引抜くことができ、且つ、鋳造時の射出圧力により可動中子が後退することを防止することができる鋳造用金型装置及び当該装置を用いて行う鋳造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、金型と、該金型内にキャビティ１ａを形成する複数の可動中子２１、２２と、該複数の可動中子２１、２２を同一方向に同時に進退させるために該複数の可動中子２１、２２のそれぞれに１つずつ連結される複数のシリンダ３１、３２と、該複数の可動中子２１、２２の進退方向へ進退可能であり、該複数の可動中子２１、２２が全て前進端位置にあるときに該複数の可動中子２１、２２の後端部２１Ｂ、２２Ｂと当接可能な受板４０と、該受板４０を該可動中子２１、２２の進退方向へ進退させるために該受板４０に連結された受板用シリンダ５０とを備え、該金型には、該受板４０の両端部４０Ｃ、４０Ｄに係合することにより該複数の可動中子２１、２２が射出圧力により前進端位置から後退することを防止する後退防止手段６０、６０が設けられている鋳造用金型装置１を提供している。

また、本発明は、上記鋳造用金型装置１を用いて鋳造を行う鋳造方法を提供している。

本発明の請求項１記載の鋳造用金型装置によれば、複数の可動中子を同一方向に同時に進退させるために複数の可動中子のそれぞれに１つずつシリンダが連結されているため、可動中子を引抜く際のバランスが悪くなり可動中子が動かなくなるということを防止することができ、複数の可動中子の引抜きをスムーズに行うことができる。

また、金型には、受板の両端部に係合することにより複数の可動中子が射出圧力により前進端位置から後退することを防止する後退防止手段が設けられているため、あたかも１つの可動中子を両持ちで保持して後退防止をするのと同じような安定した状態で、射出圧力により複数の可動中子が前進端位置から後退することを防止することができる。

本発明の請求項２記載の鋳造方法によれば、複数の可動中子が射出圧力により後退することを防止することができるので、製品を寸法精度よく鋳造することができる。また、複数の可動中子の引抜きをスムーズに行うことができるので、生産性よく鋳造作業を行うことが可能である。

本発明の実施の形態による鋳造用金型装置及び鋳造方法について図１乃至図４を参照しながら説明する。図１に示されるように鋳造用金型装置１は、より具体的には、ダイカスト鋳造用金型装置であり、複数の凹部２ａ、２ａが形成される鋳造品２を鋳造するための装置であり、固定型１０と、図示せぬ可動型と、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２と、複数の油圧シリンダ３１、３２と受板４０と、受板用シリンダ５０とを備え、これらにより金型を構成する。

固定型１０は固定ダイス１１と固定ホルダ１２とを備え、図示せぬ可動型は図示せぬ可動ダイスと図示せぬ可動ホルダとを備えており、固定ダイス１１と図示せぬ可動ダイスと第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２とによってキャビティ１ａが画成される。なお、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２は複数の可動中子に相当する。

図１〜図４に示されるように、固定ダイス１１内には移動空間１１ａ、１１ａが形成されており、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２は、固定ダイス１１内に形成された移動空間１１ａ、１１ａ内においてそれぞれ固定ダイス１１に支持され、移動空間１１ａ、１１ａ内を図１〜図４の左上と右下とを結ぶ方向、即ち、キャビティ１ａに接近又は離間する方向に進退可能である。

図１に示されるように、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２が図の最も右下に前進した位置が、鋳造を行うときの位置である前進端位置をなし、図４に示されるように、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２が図の最も左上に後退した位置が後退端位置をなす。従って第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２は、固定ダイス１１に対して前進端位置と後退端位置との間で進退可能となっている。第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の進退は、後述のように油圧シリンダ３１、３２の駆動により行われる。

第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の先端部には、鋳造品２に凹部２ａ、２ａを形成するための凸部２１Ａ、２２Ａがそれぞれ設けられている。第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の後端部には、フランジ部２１Ｂ、２２Ｂが設けられており、フランジ部２１Ｂ、２２Ｂには、固定ホルダ１２に固定された油圧シリンダ３１、３２がそれぞれ１つずつ連結されている。より詳細には、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の他端をなすフランジ部２１Ｂ、２２Ｂの端面には凹部２１ａ、２２ａが形成されており、凹部２１ａ、２２ａに油圧シリンダ３１、３２のピストンロッド３１Ａ、３２Ａの先端が嵌合することにより、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２のフランジ部２１Ｂ、２２Ｂと油圧シリンダ３１、３２とがそれぞれ連結されている。

油圧シリンダ３１、３２は、第１トンネル中子２１及び第２トンネル中子２２を同一方向に同時に進退可能に構成されている。なお、固定ホルダ１２へ固定されている油圧シリンダ３１、３２の部分は、断面図である図１〜図４には表れていない。後述の受板用シリンダ５０についても同様である。

第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の前進端位置における固定ダイス１１の移動空間１１ａ、１１ａの形状は、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の外形に略一致しており段部１１Ａ、１１Ａが設けられ、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２が油圧シリンダ３１、３２によって前進してゆき、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２のフランジ部２１Ｂ、２２Ｂがそれぞれ固定ダイス１１の段部１１Ａ、１１Ａに当接した位置が先進端位置となる。

また、固定ホルダ１２内には後述の受板が移動するための受板移動空間１２ａが形成されており、受板移動空間１２ａ内であって第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２のフランジ部２１Ｂ、２２Ｂに対向する位置には、受板４０が設けられている。受板４０の第１の面４０Ａ、第２の面４０Ｂは、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の進退方向に垂直に指向しており、キャビティ１ａに近い面である第１の面４０Ａは、鋳造時に第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の両方が前進端位置にあるときには、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２のフランジ部２１Ａ、２１Ｂに当接する。

受板４０には２つの貫通孔４０ｂ、４０ｃが形成されており、貫通孔４０ｂ、４０ｃを油圧シリンダ３１、３２のピストンロッド３１Ａ、３１Ｂが貫通している。ピストンロッド３１Ａ、３１Ｂは、貫通孔内を摺動可能であり、このため、受板４０は、第１の面４０Ａ及び第２の面４０Ｂが第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の進退方向に垂直に指向した状態で、受板移動空間１２ａ内を第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の進退方向に進退可能である。

受板４０の第２の面４０Ｂには、固定ホルダ１２に固定された受板用シリンダ５０が連結されている。より具体的には、第２の面４０Ｂには凹部４０ａが形成されており、凹部４０ａに受板用シリンダ５０のピストンロッド５１の先端が嵌合することにより、受板４０と受板用シリンダ５０とが連結されている。受板用シリンダ５０は、油圧シリンダ３１、３２よりも小型の油圧シリンダからなる。

受板４０は、受板用シリンダ５０の駆動によって第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の進退方向に進退するように構成されている。受板用シリンダ５０と油圧シリンダ３１、３２とは、別個独立のタイミングで駆動可能であり、このため、第１トンネル中子２１及び第２トンネル中子２２と、受板４０とは異なるタイミングで移動空間１１ａ、１１ａ、受板移動空間１２ａ内をそれぞれ進退可能である。

図１〜図４における固定ホルダ１２の左下方向及び右上方向に位置する側面の一部であって受板４０の両端４０Ｃ、４０Ｄに略対向する位置には、後退止め中子６０、６０がそれぞれ１つずつ計２つ設けられている。後退止め中子６０、６０は、それぞれ固定ホルダ１２、１２を貫通する固定ホルダ貫通孔１２ｂ、１２ｂを貫通し、固定ホルダ貫通孔１２ｂ、１２ｂ内を摺動することにより、固定ホルダ１２の受板移動空間１２ａ内へ突出可能である。

２つの後退止め中子６０、６０には、それぞれ油圧シリンダ６１、６１が連結されている。油圧シリンダ６１、６１は、図１〜図４に示されるように固定ホルダ１２、１２の外周面上に固定されており、油圧シリンダ６１、６１からピストンロッドが固定ホルダ貫通孔１２ｂ、１２ｂ内において延び、その先端が２つの後退止め中子６０、６０にそれぞれ接続されている。油圧シリンダ６１、６１の駆動により、後退止め中子６０、６０が固定ホルダ１２の受板移動空間１２ａ内へ突出したり後退したりすることができるように構成されている。なお、後退止め中子６０、６０は後退防止手段に相当する。

後退止め中子６０、６０は、受板４０の第２の面４０Ｂの一部であって図１〜図４において受板４０の両端をなす右上端部４０Ｃ及び左下端部４０Ｄにそれぞれ当接して係合可能である。即ち、鋳造時に第１トンネル中子２１及び第２トンネル中子２２が前進端位置にあるときには、図１に示されるように、第１の面４０Ａが第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２のフランジ部２１Ｂ、２２Ｂに当接し、受板移動空間１２ａ内に突出した後退止め中子６０、６０に、第２の面４０Ｂの一部であって図１〜図４における右上端部４０Ｃ及び左下端部４０Ｄがそれぞれ当接して係合する。このことによって、あたかも１つの比較的大きな可動中子を両持ちで保持して後退防止をするのと同じような安定した状態で、鋳造時の溶湯の射出圧力による第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の後退を防止することができる。

また、鋳造品２に２つの凹部２ａ、２ａを形成するための凸部が２つ設けられた１つの比較的大きな可動中子を用いる代わりに、それぞれ１つずつ凸部２１Ａ、２２Ａが設けられている第１トンネル中子２１及び第２トンネル中子２２を用いて、これらにそれぞれ１つずつ油圧シリンダ３１、３２を連結して、第１トンネル中子２１及び第２トンネル中子２２を同一方向に同時に進退させるようにしたため、後述のように可動中子である第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２を鋳造品２から引抜く際に、バランスが悪くなり第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２が動かなくなるということを防止することができ、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の引抜きをスムーズに行うことができる。

また、１つの大きな可動中子を進退させるための巨大な油圧シリンダを設ける代わりに、小さな第１トンネル中子２１及び第２トンネル中子２２を進退させるための小さな油圧シリンダ３１、３２を金型に設けることができる。また、受板４０を進退させるための受板用シリンダ５０は、油圧シリンダ３１、３２よりも更に小型である。このため、１つの大きな可動中子を大きな油圧シリンダで駆動させる場合と比較して、固定ホルダ１２の厚みを大きくする必要がなくなり、金型の小型化を図ることができる。

特に、可動型ではなく固定型の側に大きな可動中子が設けられている場合には、可動中子を駆動させるための巨大なシリンダを設けることにより固定ホルダの厚みが大きくなり、射出スリーブの取出しに不具合が生ずるが、本実施の形態では、比較的小型の油圧シリンダ３１、３２及び更に小型の受板用シリンダ５０を設けたため、このような不具合の発生を防止することができる。

鋳造方法では、先ず、油圧シリンダ３１、３２を駆動させることにより第１トンネル中子２１及び第２トンネル中子２２を移動空間１１ａ、１１ａ内で前進させて前進端位置に配置させる。次に、受板用シリンダ５０を駆動させることにより受板４０を受板移動空間１２ａ内で前進させ、受板４０の第１の面４０Ａを第１トンネル中子２１及び第２トンネル中子２２のフランジ部２１Ｂ、２２Ｂに当接させる。次に、図１に示されるように、油圧シリンダ６１、６１を駆動させることにより、後退止め中子６０、６０を受板移動空間１２ａ内に突出させて、第２の面４０Ｂの一部であって図１における右上端部４０Ｃ及び左下端部４０Ｄに、後退止め中子６０、６０をそれぞれ当接させて係合させる。そして、キャビティ１ａ内に金属溶湯を充填する。金属溶湯の充填中には、後退止め中子６０、６０によって、金属溶湯の射出圧力による第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の後退が防止されている。

次に、図２に示されるように、油圧シリンダ６１、６１を駆動させることによって後退止め中子６０、６０を図２の矢印Ａに示される方向へ後退させて、固定ホルダ１２内の受板移動空間１２ａ内に後退止め中子６０、６０が突出していない状態とする。次に、図３に示されるように、受板用シリンダ５０を駆動させることによって受板４０を矢印Ｂで示されるキャビティ１ａから離間する方向、即ち、図３の左上の方向へ後退させる。

次に、油圧シリンダ３１、３２を駆動させることによって、図４に示されるように、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２を矢印Ｃで示されるキャビティ１ａから離間する方向、即ち、図４の左上の方向へ同時に後退させて、鋳造品２から第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２の凸部２１Ａ、２２Ａを引抜く。このとき、第１トンネル中子２１と第２トンネル中子２２とにそれぞれ連結された油圧シリンダ３１、３２によって、第１トンネル中子２１と第２トンネル中子２２とを別個独立に同一方向に同時に移動させるため、第１トンネル中子２１若しくは第２トンネル中子２２のうちの一方又は両方に、熱膨張が発生することによるかじりが生じていても、バランスよく鋳造品２から第１トンネル中子２１と第２トンネル中子２２とを引抜くことができる。

本発明による鋳造用金型装置及び鋳造方法は、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、本実施の形態による鋳造用金型装置１は、第１トンネル中子２１、第２トンネル中子２２、受板４０、後退止め中子６０、６０等は固定型１０に設けられていたが、これに限定されす、例えば、可動型に設けられていてもよい。また、トンネル中子２１、２２の個数は２つであったが、この数に限定されない。

また、後退止め中子６０、６０は、第２の面４０Ｂの一部であって図１〜図４における右上端部４０Ｃ及び左下端部４０Ｄにそれぞれ当接することにより係合したが、係合の仕方はこれに限定されない。

本発明の鋳造用金型装置及び鋳造方法は、鋳造品に高い寸法精度が要求される分野であって、比較的大きな間隔で離間する複数の凹部が形成される鋳造品を鋳造する分野において極めて有用である。

本発明の実施の形態による鋳造用金型装置の第１トンネル中子、第２トンネル中子が前進端位置にあり、後退防止がなされている状態を示す要部断面図。 本発明の実施の形態による鋳造用金型装置の第１トンネル中子、第２トンネル中子が前進端位置にあり、後退防止が解除された状態を示す要部断面図。 本発明の実施の形態による鋳造用金型装置の受板を後退させた状態を示す要部断面図。 本発明の実施の形態による鋳造用金型装置の第１トンネル中子、第２トンネル中子が後退端位置へ後退させられて鋳造品から引抜かれている状態を示す要部断面図。

符号の説明

１ 鋳造用金型装置
１ａ キャビティ
２１ 第１トンネル中子
２２ 第２トンネル中子
２１Ｂ、２２Ｂ フランジ部
３１、３２ 油圧シリンダ
４０ 受板
４０Ｃ 右上端部
４０Ｄ 左下端部
５０ 受板用シリンダ
６０、６０ 後退止め中子

Claims (2)

1. 金型と、
   該金型内にキャビティを形成する複数の可動中子と、
   該複数の可動中子を同一方向に同時に進退させるために該複数の可動中子のそれぞれに１つずつ連結される複数のシリンダと、
   該複数の可動中子の進退方向へ進退可能であり、該複数の可動中子が全て前進端位置にあるときに該複数の可動中子の後端部と当接可能な受板と、
   該受板を該可動中子の進退方向へ進退させるために該受板に連結された受板用シリンダとを備え、
   該金型には、該受板の両端部に係合することにより該複数の可動中子が射出圧力により前進端位置から後退することを防止する後退防止手段が設けられていることを特徴とする鋳造用金型装置。
2. 請求項１記載の鋳造用金型装置を用いて鋳造を行うことを特徴とする鋳造方法。

Images