JP5952795B2 - 鋳造機金型の予熱装置および予熱方法 - Google Patents

Description

本発明は、低圧鋳造機等の金型を予熱するための予熱装置に関する。

自動車用部品等は、溶融金属を金型に注入し鋳造することにより製造される。例えば、自動車用エンジンのシリンダヘッドの製造では低圧鋳造機が用いられている。

低圧鋳造機を用いた自動車用部品の製造においては、金型に溶融金属を注入して鋳込んだ後、取り出し装置が金型から製品を取り出して冷却装置へと搬送し、次の製造工程へ進めている。具体的な手順は次の通りである。一般的に、金型は上型と下型とに分けられており、製品を鋳込んだ後に金型を開放すると上型が製品を持ち上げる。取り出し装置が上型と下型との間に配置されると、上型から製品を離型させて取り出し装置に載置する。製品が載置された取り出し装置は、移動して製品を冷却装置へ搬送する。

低圧鋳造機では、このような手順を経て自動車用部品を製造しているが、製品の生産効率を向上させるべく、金型の予熱も行われている。すなわち、溶融金属を注入する前に金型を予め加熱しておくことで、すぐに鋳造を開始することができ、製造のリードタイムの短縮が可能となる。

従来、金型の予熱は、ガスバーナで上型および下型を加熱することにより行われており、例えば、特許文献１では、鋳造用金型を閉じた状態で、金型の開口部からバーナによる熱風を送りこむことにより金型を予熱する鋳造用金型の予熱方法が開示されている。

特開２０００−３３４５５７号公報

金型の予熱は、一日の作業の開始前だけでなく、休憩時間のような短時間の中断でも、常温下で金型が急速に冷却されるのを防ぐために行われる。

しかしながら、上記従来のガスバーナによる加熱では、ガスバーナによる加熱では熱損失が大きく、加熱効率が悪くランニングコストが多大あるいは大きいという問題がある。また、安全性の面でもガス漏れ等のおそれがあり、失火を防止するため、予熱中でも監視人が必要となり、人的コストもかかってしまうという問題もある。

また、予熱前にバーナを金型に設置し、予熱後にはバーナを撤去させなければならないところ、この作業を監視人が行うとすれば、重量のあるバーナを設置・撤去する作業負担がかかるだけでなく、撤去時にはバーナが熱を帯びているため作業環境も苛酷なものとなりうる。さらに、バーナの設置・撤去に時間を要すれば、その間に金型の温度が低下してしまうので、加熱エネルギーの無駄も大きくなってしまう。

そこで、本発明は、上記のような問題点に鑑みなされたものであり、無駄なく効率的に加熱することができ、作業者の作業負担を軽減しつつ、安全性およびコスト面でも優れた鋳造機金型の予熱装置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、本発明に係る鋳造機金型の予熱装置は、鋳造機の金型を加熱する電熱式の加熱手段を備えた鋳造機金型の予熱装置であって、金型により鋳造された製品を鋳造機から取り出す取り出し装置が、製品を載置して鋳造機から搬出する取り出し部材を備えており、前記取り出し部材の製品の載置面と対向する面に前記加熱手段が着脱自在に支持されていることを特徴とする。

これによって、金型の予熱を電熱式の加熱手段とし、取り出し装置に着脱自在に支持させているので、作業者の作業負担を著しく軽減しつつ、安全性の高い、監視コスト等も不要な予熱装置が実現される。

ここで、前記取り出し部材が前記加熱手段の支持を解除して金型に載置した後、金型を閉じてから前記加熱手段に通電して加熱するのが好ましい。

これによって、金型を閉じた状態で予熱するので、熱損失が少なく、無駄のない効率的な加熱が可能となる。

また、本発明は、鋳造機金型の予熱方法として実現することもできる。すなわち、鋳造機の金型を加熱する電熱式の加熱手段を備えた予熱装置による鋳造機金型の予熱方法であって、鋳造機において、製品を鋳造する金型を開放し、製品を鋳造機から取り出す取り出し装置において、製品を載置して鋳造機から搬出する取り出し部材を開放された空間に移動させ、前記取り出し部材の製品の載置面と対向する面に着脱自在に支持されている前記加熱手段を金型に載置し、前記取り出し部材を開放された空間から移動させた後、金型を閉じて前記加熱手段に通電して加熱することを特徴とする鋳造機金型の予熱方法、として構成してもよい。

以上説明したように、本発明に係る鋳造機金型の予熱装置によれば、金型の予熱に電熱式の加熱手段を採用し、取り出し装置に着脱自在に支持させ、金型を閉じた状態で予熱するので、熱損失が少なく、加熱効率に優れるとともに、安全性が高く、ランニングコストや人的コスト面でも有用な予熱装置を実現することができる。

鋳造機と取り出し装置の構成を示す概略図である。 アンローダと加熱箱の接続例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

本実施の形態に係る鋳造機金型の予熱装置は、自動車用部品等を鋳造する鋳造機の金型を予熱するための装置である。ここでは、鋳造機から製品を取り出す取り出し装置と鋳造機金型の予熱装置とが一体化されている例を説明する。

図１は、鋳造機と取り出し装置の概略構成を示す図である。

鋳造機１０は、自動車用部品等を鋳込むための金型として、上型１１および下型１２を備えている。取り出し装置２０は、鋳造機１０で鋳造された製品を取り出すアンローダ２１と、取付部２２によりアンローダ２１に吊り下げられる加熱箱３０とを備えている。

アンローダ２１は、鋳造機１０において鋳造された製品を取り出し、冷却装置へと搬送するもので、製品を載置することができる平板状の部材である。アンローダ２１は、製品が鋳造されると、取り出し装置２０の所定位置から上型１１と下型１２との間の開放された空間へ移動する。鋳造された製品は上型１１により持ち上げられており、アンローダ２１が上型１１と下型１２との間に到達したことをセンサで検知すると、上型１１は製品を離型し、アンローダ２１の上に製品が載置される。そして、アンローダ２１は移動して製品を冷却装置へと搬送した後、取り出し装置２０の所定位置に戻る。

加熱箱３０は、箱型形状の電熱式の加熱手段であり、アンローダ２１が製品を載置する面と対向する面、つまり、アンローダ２１の下面に吊り下げられて鋳造機１０へ運ばれ、金型を予熱するものである。鋳造機１０の金型を予熱するものであるから、ヒータを覆う外箱は耐熱性を備えた素材で構成する必要があり、例えば、ステンレス鋼（SUS）とするのが好ましい。ヒータそのものは、電熱式のヒータ、例えば、ニクロム線を発熱線としたカートリッジヒータを用いることができる。

この加熱箱３０は、取り出し装置２０の所定位置に配置されており、鋳造機１０へ移動する際に取付部２２を介してアンローダ２１の下部に吊り下げられて運ばれる。図２に、アンローダ２１と加熱箱３０の接続例を示す。

アンローダ２１の縁に複数（例えば、四箇所）設けられる取付部２２は鉤形状で、アンローダ２１と平行な面に凸状の突起部２３を有しており、アンローダ２１の縁と平行な軸を中心に外側へ回動するようになっている。一方、加熱箱３０の縁部には、取付部２２と対応する位置に係合部３１が設けられており、この係合部３１に突起部２３を嵌入させる孔部３２が形成されている。すなわち、それぞれの係合部３１の孔部３２に、取付部２２の突起部２３が下から嵌入されることにより、加熱箱３０はアンローダ２１により持ち上げられる。

取り出し装置２０には、アンローダ２１の移動やアンローダ２１と加熱箱３０との接続およびその解除、加熱箱３０への通電の指示を行う操作盤が備えられている。アンローダ２１が製品を取り出す動作のみを行うよう操作盤で指示されたときにはアンローダ２１だけが鋳造機１０と取り出し装置２０との間を移動し、加熱箱３０は取り出し装置２０の所定位置で待機している。

一方、例えば、アンローダ２１が製品を取り出した後で作業を中断して金型を予熱するよう動作を指示されたときは、アンローダ２１は取付部２２を介して加熱箱３０を吊り下げ、加熱箱３０はアンローダ２１とともに鋳造機１０に移動する。その後、アンローダ２１は加熱箱３０を下型１２に載置する。このとき、突起部２３は孔部３２から下方へ抜け出て、取付部２２が外側へ回動しアンローダ２１と加熱箱３０との接続が解除される。その後、アンローダ２１は上型１１から離型された製品を受け取ると、加熱箱３０を下型１２に残して取り出し装置２０へと移動する。製品を離型した後で上型１１が下降し、加熱箱３０は上型１１と下型１２とにより挟まれることになる。この状態で加熱箱３０に通電することにより、金型の予熱が開始される。なお、加熱箱３０へ通電する電源は、鋳造機側又は取り出し装置側のいずれに設置されていてもよいが、加熱箱３０はアンローダ２１と共に移動するので、通電のためのコード等は鋳造機１０と取り出し装置２０との間を往復できるように適度な長さを有している。

ここで、加熱箱３０の縁部にある係合部３１は、金型の種類が異なる場合でも金型内に加熱箱３０が収容されるようにするための位置決め手段として利用することが好ましい。位置決め手段としての利用は、例えば、係合部３１の孔部３２と対応するピンを上型１１に設けて、ピンが孔部３２に嵌合させることにより行うことが考えられる。

加熱箱３０による金型の予熱を終えて製品の鋳造を開始又は再開するとき、上型１１が上昇し、取り出し装置２０からアンローダ２１が上型１１と下型１２との間の開放された空間へ移動してくる。アンローダ２１は、取付部２２が内側へ回動し、それぞれの係合部３１の孔部３２に突起部２３を下から嵌入させ、加熱箱３０を持ち上げて加熱箱３０を回収し、取り出し装置２０の所定位置に戻し、次の予熱まで加熱箱３０を待機させたままで製品の取り出し動作を繰り返す。

このように構成される鋳造機金型の予熱装置によれば、金型を閉じた状態で、すなわち、上型と下型とで加熱箱を挟み込んでいるので、従来のガスバーナによる加熱のような熱損失は少なく、加熱効率に優れたものとなる。また、製造作業を一時中断する場合でも、製品取り出し装置が製品を取り出した直後に加熱箱が配置され、すぐに予熱するので、製品鋳造時に金型が帯びた熱の損失は極めて少なくなり、加熱エネルギーの効率化にも資する。

さらに、金型の予熱を電熱式の加熱手段としているので、作業者の作業負担は予熱装置の操作盤を操作するだけとなり著しく軽減されるだけでなく、安全性も高くガス漏れ等の危険もないことから監視のための人的コストも不要となる。

そればかりでなく、電熱式とすることにより、電気的な種々の制御が可能となる。例えば、タイマーを用いた自動運転により、製造工場の稼働開始時刻に先立って金型を予熱しておくことができ、工場の稼働率にも貢献しうる。また、予熱温度の制御により、鋳造される製品に応じて適温に予熱したり、上型と下型とで温度差をつけたりすることも可能となる。

以上、本発明に係る鋳造機金型の予熱装置について、実施の形態に基づいて説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の目的を達成でき、かつ発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々設計変更が可能であり、それらも全て本発明の範囲内に包含されるものである。

例えば、上記実施の形態では、電熱式のヒータとして、カートリッジヒータを用いて説明したが、電熱式の加熱手段であればその方法は不問であり、例えば誘導加熱や電磁波を用いた加熱であってもよい。

また、製品取り出し部材のアンローダと加熱箱との係合手段は、アンローダの移動時に加熱箱が支持され、かつ、金型への配置および金型からの回収の際の着脱が自在であれば、上記実施の形態のような係合に限定されるものではない。例えば、加熱箱の縁部を把持して持ち上げる部材をアンローダに据え付ける構成でもよい。

さらに、鋳造機周りのスペースに余裕があれば、上記のようにアンローダが加熱箱を吊り下げる構成でなく、製品取り出し装置から別個独立した予熱装置とし、アンローダの動きと連動させて加熱箱を金型へ配置するような構成としてもよい。

本発明に係る鋳造機金型の予熱装置は、低圧鋳造機等の予熱装置として有用であり、特に自動車部品の鋳造機の予熱装置として好適である。

１０ 鋳造機
１１ 上型
１２ 下型
２０ 取り出し装置
２１ アンローダ
２２ 取付部
２３ 突起部
３０ 加熱箱
３１ 係合部
３２ 孔部

Claims (3)

1. 鋳造機の金型を加熱する電熱式の加熱手段を備えた鋳造機金型の予熱装置であって、
   金型により鋳造された製品を鋳造機から取り出す取り出し装置が、製品を載置して鋳造機から搬出する取り出し部材を備えており、
   前記取り出し部材の製品の載置面と対向する面側に前記加熱手段が着脱自在に吊り下げられている
   ことを特徴とする鋳造機金型の予熱装置。
2. 前記加熱手段は、前記取り出し部材が前記加熱手段の吊り下げを解除して金型に載置された後、金型を閉じてから通電されて加熱を開始する
   ことを特徴とする請求項１記載の鋳造機金型の予熱装置。
3. 鋳造機の金型を加熱する電熱式の加熱手段を備えた予熱装置による鋳造機金型の予熱方法であって、
   鋳造機において、製品を鋳造する金型を開放し、
   製品を鋳造機から取り出す取り出し装置において、製品を載置して鋳造機から搬出する取り出し部材を開放された空間に移動させ、
   前記取り出し部材の製品の載置面と対向する面側に着脱自在に吊り下げられている前記加熱手段を金型に載置して、前記加熱手段の吊り下げを解除し、
   前記取り出し部材を開放された空間から移動させた後、金型を閉じて前記加熱手段に通電して加熱する
   ことを特徴とする鋳造機金型の予熱方法。