JP4024092B2 - 金型鋳造装置及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は金型鋳造装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、金型鋳造装置として、相対する金型を型締め/型開き可能とし、両金型の型締め状態でキャビティ内に注湯する溶湯を冷却凝固して鋳物品を形成するものがある。鋳物品は、製品を構成する製品部と押湯、湯道等からなり、押湯は、両金型の型締め状態でキャビティに注湯した溶湯の凝固時に、当該溶湯が収縮して製品に引け巣ができることを防止するため、当該引け巣部分に溶湯を補給して健全な鋳物を形成するためのものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
金型鋳造装置の中で、押湯はキャビティの溶湯の凝固時に絶えず湯を補給するものであるから、押湯の容積は十分な湯を補給するに足るように大容積にされているし、押湯部の凝固終了タイミングはキャビティの溶湯の凝固終了タイミングより遅くなるように設定されている。このため、押湯部の熱容量は大きく、従って、型開き後に、押湯部は製品よりも遅れて凝固を終了し、製品は押湯部との連結部分で押湯部の側に引張られて曲がりを生ずるおそれがある。
【0004】
特に、自動二輪車用フロントフォークのボトムケースや自動車用パワーステアリングのパワーシリンダのように、キャビティの中に中子を配置した金型を用いて製品に中空部を形成するに際し、製品が押湯部との連結部分の近傍に当該中空部を備える場合には、製品の断面積が押湯部との連結部分で押湯部の断面積より格段に小さくなり、上述した製品の曲がりを生じ易い。
【0005】
本発明の課題は、金型鋳造装置において、型開き時における押湯部の収縮による製品の曲がりを防止することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、相対する金型を型締め/型開き可能とし、両金型の型締め状態でキャビティ内に注湯する溶湯を冷却凝固して鋳物品を形成する金型鋳造装置において、両金型の型開き状態で製品が残る方の金型に、製品に連なる押湯部を冷却する冷却手段を設けてなるようにしたものである。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1の発明において更に、前記キャビティの中に中子を配置してなるようにしたものである。
【0008】
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において更に、前記冷却手段が空気吹付装置からなり、型開き時に空気吹付装置からの空気の吹付けを開始する電磁弁を備えてなるようにしたものである。
【0009】
請求項4の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の金型鋳造装置を用いた金型鋳造方法であって、両金型のキャビティと押湯への注湯後の型開き時に、前記冷却手段によって押湯部を冷却するようにしたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は金型鋳造装置を示す正面図、図2は金型を示す正面図、図3は図2のIII−III線に沿う部位の型開き状態を示す断面図である。
【0011】
金型鋳造装置10は、自動二輪車用フロントフォークのボトムケースや自動車用パワーステアリングのパワーシリンダ等の中空長物品を鋳造するものであり、図1に示す如く、架台11の上に設けたベース12の上に支持枠13と固定枠14を固定し、支持枠13と固定枠14をつなぐように設けたタイバー15に移動枠16をスライド可能に支持している。固定枠14には金型17を、移動枠16には金型18を取付け、支持枠13に支持した型締めシリンダ19により移動枠16をタイバー15に沿って固定枠14に対し接近/離隔移動することにより、両金型17、18を型締め/型開き可能としている。
【0012】
金型鋳造装置10は、両金型17、18の型締め状態でキャビティ31(図2、図3)を形成し、キャビティ31の中に鉄等からなる金属中子20を配置可能としている。中子20は、中空長物品の中空部を成形する。ベース12の下面には案内バー21が固定され、この案内バー21に案内される昇降台22がベース12の上面に設けた中子昇降シリンダ23(不図示)により昇降可能とされる。中子20は昇降台22に固定した中子取付部材24に連結され、金型17、18に固定した中子案内部材25に案内されて上昇することにより待機位置から作業位置に位置付けられ、キャビティ31の中に配置可能とされる。中子20は、作業位置において、センタシリンダ26により昇降されるセンタピン27によってセンタリング支持される。
【0013】
両金型17、18は、図2、図3に示す如く、キャビティ31の上端部及び横側部(製品1の肉盛部等に対応する部分)に押湯32を接続し、押湯32に湯道33を介して湯口34を接続している。キャビティ31に注湯された溶湯は凝固して製品(ボトムチューブ等の中空長物品)1を形成する。押湯32はキャビティ31に注湯した溶湯の凝固時に、当該溶湯が収縮して製品1に引け巣ができることを防止するため、当該溶湯を絶えず補給するものであり、押湯32内で凝固した湯は製品1に連なる押湯部2を形成する。
【0014】
両金型17、18のうち、型開き状態で製品1が残る方の金型17に、製品1に連なる押湯部2を冷却する冷却手段40を設けている。冷却手段40は、金型17に設置した冷却入子41に空気吹付装置42を設けて構成される。空気吹付装置42は、冷却入子41に穿設された圧縮空気供給路43の吹出し口43Aの空気吹出し方向を金型17の押湯32に向けて配置し、圧縮空気供給路43に電磁弁44(不図示)を介装している。電磁弁44は、両金型17、18の型開き時の一定時間の間、その型開きを検出するセンサの出力等によりオンされて開弁し、吹出し口43Aから押湯32に向けた圧縮冷却空気の吹付けを行なう。
【0015】
従って、金型鋳造装置10による鋳造動作は以下の如くなされる。
(1)中子昇降シリンダ23により中子20を待機位置から作業位置に上昇させる。
【0016】
(2)センタシリンダ26のセンタピン27により中子20をセンタリング支持する。
【0017】
(3)型締めシリンダ19により両金型17、18を型締めし、キャビティ31を形成する。前述(1)の中子20がキャビティ31の内部に配置されるものとなる。
【0018】
(4)両金型17、18の湯口34から湯道33、押湯32を介してキャビティ31に注湯する。
【0019】
(5)注湯から例えば60秒経過後、センタシリンダ26のセンタピン27を中子20から外す。
【0020】
(6)注湯から例えば100秒経過後、中子昇降シリンダ23により中子20を待機位置まで下降させ、鋳物製品1から抜き取る。
【0021】
(7)注湯から例えば150秒経過後、型締めシリンダ19により両金型17、18を型開きする。
【0022】
(8)上述(7)の型開きと同時又は直後に始まる一定時間の間、冷却手段40の空気吹付装置42(吹出し口43A)により、前述した如く、押湯32を冷却する。
【0023】
(9)金型17から製品1及び押湯部2を取出し、製品1を押湯部2から切り取る。
【0024】
本実施形態によれば以下の作用がある。
(請求項1、4に対応する作用)
▲1▼型開き状態で、一方の金型17に残っている製品1に連なる押湯部2を冷却手段40により冷却する。これにより、押湯部2の型開き直後の温度が製品1の温度より高く、その熱容量が大きくても、押湯部2の温度を直ちに製品1の温度に均等となるように冷却し、押湯部2と製品1の間に収縮差が生ずることを回避し、製品1が押湯部2との連結部分で押湯部2の側に引張られて曲がりを生ずることを防止できる。
【0025】
(請求項2、4に対応する作用)
▲2▼キャビティ31の中に中子20を配置した金型鋳造装置10を用いて製品1に中空部を形成し、製品1が押湯部2との連結部分の近傍に当該中空部を備えることにより、製品1の断面積が押湯部2との連結部分で押湯部2の断面積より格段に小さくなっても、上述▲1▼により、製品1の曲がりを防止できる。
【0026】
(請求項3、4に対応する作用)
▲3▼冷却手段40を空気吹付装置42と電磁弁44からなるものとすることにより、型開きと同時に、押湯部2に空気を吹付けて冷却でき、簡易な構成により確実に押湯部2を冷却できる。
【0027】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【0028】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、金型鋳造装置において、型開き時における押湯部の収縮による製品の曲がりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は金型鋳造装置を示す正面図である。
【図2】図2は金型を示す正面図である。
【図3】図3は図2のIII−III線に沿う部位の型開き状態を示す断面図である。
【符号の説明】
1 製品
2 押湯部
10 金型鋳造装置
17、18 金型
20 中子
31 キャビティ
32 押湯
40 冷却手段
42 空気吹付装置
44 電磁弁
Claims (4)
- 相対する金型を型締め/型開き可能とし、両金型の型締め状態でキャビティ内に注湯する溶湯を冷却凝固して鋳物品を形成する金型鋳造装置において、
両金型の型開き状態で製品が残る方の金型に、製品に連なる押湯部を冷却する冷却手段を設けてなることを特徴とする金型鋳造装置。 - 前記キャビティの中に中子を配置してなる請求項1に記載の金型鋳造装置。
- 前記冷却手段が空気吹付装置からなり、型開き時に空気吹付装置からの空気の吹付けを開始する電磁弁を備えてなる請求項1又は2に記載の金型鋳造装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の金型鋳造装置を用いた金型鋳造方法であって、
両金型のキャビティと押湯への注湯後の型開き時に、前記冷却手段によって押湯部を冷却する金型鋳造方法。
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