JPH0783920B2 - 鋳造装置の鋳抜ピン引抜方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鋳造装置の鋳抜ピン引抜方法に関し、一層詳細
には、鋳造品に鋳抜穴を画成する鋳抜ピンに温度センサ
を設け、金型内のキャビテイに溶湯を充填した後、前記
温度センサを介して鋳抜ピンの温度が鋳抜ピン近傍の溶
湯の凝固点に対応する温度に至ったことを検出し、次い
で、前記鋳抜ピンをキャビテイから引き抜くことによ
り、溶湯の凝固状態を正確に検出して鋳抜部分や鋳抜ピ
ンの損傷等を阻止し、しかも、精度に優れた鋳造品を得
ることを可能とした鋳造装置の鋳抜ピン引抜方法に関す
る。

［発明の背景］ 例えば、自動車部品等を大量生産する場合、低圧鋳造法
が広汎に利用されている。この低圧鋳造法はアルミニウ
ム合金等の軽合金からなる溶湯を密封容器に入れ、比較
的低圧の圧力気体、通常は、圧縮空気で前記溶湯の表面
を加圧し、給湯管を介して前記溶湯を金型内に画成され
る製品に対応したキャビテイ内に充填して鋳造品を製造
する方法である。

ところで、このような鋳造品には種々の用途に使用され
る孔部や通路等を有したものが多く、このため、鋳造工
程において前記孔部や通路等に対応する鋳抜穴を画成す
べく鋳抜ピンが採用されている。この場合、鋳抜ピンを
予めキャビテイ内に臨入させておき、このキャビテイに
溶湯を充填して所定時間経過後、この鋳抜ピンをキャビ
テイ側から引き抜くことにより鋳造品に鋳抜穴を画成し
ている。

然しながら、前記のような鋳造工程において、鋳抜ピン
を引き抜くタイミングが極めて重大な問題となってい
る。例えば、溶湯がキャビテイ内で完全に硬化する時間
を設定し、前記設定時間を経過した後に鋳抜ピンをキャ
ビテイ側から引き抜く力が従来から行われている。とこ
ろが、キャビテイ内において溶湯が凝固する時間は夫々
の部位により異なるものであり、特に、鋳抜ピンの近傍
の溶湯は湯口部分の溶湯に比べ比較的短時間で凝固する
ことになる。従って、前記設定時間経過後では鋳抜ピン
近傍の溶湯が凝固収縮してしまい、前記鋳抜ピンの作動
不良を惹起したり、鋳抜部分に破損を生ずるという不都
合が露呈している。

さらに、鋳抜ピン近傍の溶湯の凝固時間に対応して前記
鋳抜ピンを引き抜くタイミングを予め設定する方法が考
えられる。然しながら、前記鋳造工程に使用される金型
は使用開始時とある程度鋳造工程を継続した時点とでは
前記金型自体の温度が相当に異なるものとなる。このた
め、金型が低温であれば溶湯の凝固時間は設定時間より
も短くなり、前記と同様に鋳抜ピン近傍の溶湯が凝固収
縮して前記鋳抜ピンの作動不良や鋳抜部分の損傷等が発
生してしまう。一方、金型の温度が高温になると、溶湯
の凝固時間は設定時間よりも長くなる。結果的に、鋳抜
ピン近傍の溶湯の凝固が不十分な状態で鋳抜ピンを引き
抜いてしまい、所望の孔部や通路等に対応した鋳抜穴を
画成することが困難となる。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、鋳抜ピンに温度センサを設けておき、前記鋳抜
ピンを金型内のキャビテイに臨入させた状態でこのキャ
ビテイに溶湯を充填し、次いで、前記鋳抜ピンの温度が
鋳抜ピン近傍の溶湯の凝固点に対応する温度に至る際、
この鋳抜ピンをキャビテイ側から引き抜くことにより、
金型自体の温度変化に影響されることなく鋳抜ピン近傍
の溶湯の凝固状態を正確且つ容易に確認することが出
来、鋳抜ピンの引抜作動不良や鋳抜部分の損傷等を阻止
して高精度な鋳造品を効率的に得ることを可能にした鋳
造装置の鋳抜ピン引抜方法を提供することを目的とす
る。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、先端部に温度
センサが設けられかつ進退自在な鋳抜ピンを、鋳型内に
画成されるキャビテイに臨入した状態で前記キャビテイ
に溶湯を所定の加圧力で充填し、次いで、前記溶湯が前
記鋳抜ピンに接した状態で前記温度センサにより該鋳抜
ピンの先端部の温度が鋳抜ピン近傍の溶湯の凝固点に対
応する温度に至ったことを検出した後、アクチュエータ
の作用下に前記鋳抜ピンをキャビテイに対し退動変位さ
せることを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る鋳造装置の鋳抜ピン引抜方法につい
てこれを実施するための装置との関係において好適な実
施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説
明する。

第１図において、参照符号10は当該鋳抜ピン引抜方法を
実施するための鋳造装置本体を示す。この鋳造装置本体
10を構成する鋳造用金型12は下型14とこの下型14の上方
に配置される上型16と前記下型14、上型16に摺動自在に
嵌合するよう配設される２つ一組の摺動型18a、18bおよ
び20a、20bとを含み、これら上型16、下型14および摺動
型18a、18b、20a、20bによりキャビテイ22が画成され
る。この場合、前記キャビテイ22は実質的には自動車等
の内燃機関を構成するシリンダヘッドに対応した形状を
呈している。

そこで、前記下型14にはその所定部位に段付孔部24が形
成され、この段付孔部24に前記キャビテイ22と連通する
湯口26が画成されたノズル28が嵌装される。前記ノズル
28には溶湯を送給するためのストーク30が連結され、こ
のストーク30は下型14の下方に設置され溶湯が貯留され
る図示しない坩堝内に嵌入される。また、下型14内部に
は冷却用流水体を導入するための通路32が画成される。
この場合、前記通路32は下型14に設置される入子34内に
まで延在している。

一方、上型16は図示しないシリンダ等を含むアクチュエ
ータに連結され、鉛直方向に変位自在なダイベース36に
装着される。このダイベース36と上型16の間には冷却用
ブロック38が介装され、この冷却用ブロック38には冷却
用流体を導入するための通路40が形成される。さらに、
図から諒解れるように、キャビテイ22においてシリンダ
ヘッドの各構成部分の中、バルブガイドが挿通される孔
部を画成すると共に、この孔部近傍の比較的肉厚な部位
を冷却促進するために、鋳抜ピン42a、42bがダイベース
36、上型16を貫通する孔44a、44bに挿通される。

鋳抜ピン42a、42bはキャビテイ22内に臨入自在な先端部
46a、46bを含み、シリンダ48a、48bの駆動作用下に夫々
矢印方向に進退自在に構成される。この場合、先端部46
a、46bには熱電対やサーミスタ等の温度センサ50a、50b
が埋設され、前記温度センサ50a、50bに接続される導線
52a、52bは鋳抜ピン42a、42b内を延在して図示しない測
定手段に接続される。なお、前記鋳抜ピン42a、42bの内
部には冷却用の流体が充填される通路54a、54bが形成さ
れている。

また、型開きした後、鋳造品を取り出すための押出ピン
55がダイベース36、冷却用ブロック38並びに上型16を貫
通する孔56に挿入される。この押出ピン55はその基端部
が取付部材57に装着されると共に、先端部はキャビテイ
22に臨む。

次いで、前記下型14、上型16に摺動変位自在に摺動型18
a、18bおよび20a、20bが嵌合される。この摺動型18a、1
8bおよび20a、20bは夫々連結部材58a、58bおよび60a、6
0bを介して図示しないシリンダ等のアクチュエータに連
結される。また、前記摺動型18a、18bおよび20a、20bに
はキャビテイ22と連通するガス抜きのための孔62a、62b
および64a、64bが形成されると共に、前記孔62a、62bお
よび64a、64bと直交する方向に冷却用の流体が通流する
通路66、68が形成される。

なお、図中、参照符号70a乃至70fは砂中子を示し、その
中、砂中子70および70cはシリンダヘッドの吸気路およ
び排気路を形成し、また、砂中子70aおよび砂中子70d乃
至70fは冷却水を通流するためのウォータジャケットを
形成するためのものである。

次に、以上のように構成される鋳造用金型12を用いて行
う本発明に係る鋳造装置の鋳抜ピン引抜方法について説
明する。

先ず、砂中子70a乃至70fを鋳造用金型12内に画成される
キャビテイ22の所定部位に配置した後、図示しないシリ
ンダ等を駆動して上型16と摺動型18a、18bおよび20a、2
0bを下型14に対し近接変位させて型締めを行う。その
際、夫々のシリンダ48a、48bを駆動して鋳抜ピン42a、4
2bを下型14側に変位させ、先端部46a、46bをキャビテイ
22内に臨入させておく。

次に、ストーク30を介してノズル28に形成された湯口26
からアルミニウム合金等を溶融させた溶湯をキャビテイ
22内に圧縮空気を介して所定の加圧力で充填する。そし
て、所定時間前記の状態を保持した後、圧縮空気を抜い
てキャビテイ22内に充填された溶湯を凝固させる。

一方、キャビテイ22に先端部46a、46bを臨ませている鋳
抜ピン42a、42bが前記先端部46a、46bに温度センサ50
a、50bを埋設しており、夫々の温度センサ50a、50bを介
して先端部46a,46bの温度が図示しない測定手段により
検出される。そこで、この測定手段を介して先端部46
a、46bが所定の温度に至ったことを検出した後、シリン
ダ48a、48bを駆動して鋳抜ピン42a、42bを変位させ、先
端部46a、46bをキャビテイ22側から引き抜く。さらに、
図示しないシリンダ等を駆動して上型16と摺動18a、18b
および20a、20bを下型14から離間する方向に変位させれ
ば、所望の鋳造品が得られことになる。

この場合、本実施態様によれば、温度センサ50a、50bを
介して鋳造ピン42a、42bの先端部46a、46bの温度を測定
することにより、前記鋳抜ピン42a、42bを鋳造品から引
き抜くタイミングを容易に且つ確実に検出して引抜不良
や鋳造品の損傷等を阻止することが出来る。

すなわち、第２図ａおよびｂに、鋳造用金型12の温度が
夫々異なる際、実質的には上型16の温度が350℃と450℃
の場合、湯口26近傍の溶湯温度（Ａ）、鋳抜ピン42a、4
2bの先端部46a、46b近傍の溶湯温度（Ｂ）および前記先
端部46a、46bの温度（Ｃ）と経過時間との関係を示す。
図から容易に諒解されるように、先端部46a、46b自体の
温度（Ｃ）とこの鋳造ピン42a、42b近傍の溶湯温度
（Ｂ）とは比例関係にある。従って、鋳造用金型12自体
の温度が変化しても先端部46a、46b近傍の溶湯温度
（Ｂ）が凝固点（564℃）に至る際、夫々の先端部46a、
46bの温度（Ｃ）が492℃となる。結果的に、温度センサ
50a、50bを介して鋳抜ピン42a、42bの先端部46a、46bが
前記所定温度（492℃）となった時点でシリンダ48a、48
bを駆動して前記先端部46a、46bをキャビテイ22側から
引き抜けば、夫々の先端部46a、46b近傍の溶湯が良好に
凝固しており、鋳抜ピン42a、42bの引抜不良や鋳造品の
引抜部分の損傷等を阻止することが可能となる。特に、
キャビテイ22内の溶湯に臨む鋳抜ピン42a、42bの先端部
46a、46bの温度を測定するため、鋳造用金型12自体の温
度変化に影響されることなく前記先端部46a、46b近傍の
溶湯温度を正確に検出することが出来る。結局、寸法精
度に優れた鋳造品を効率的に鋳造することが可能となる
と共に、鋳造ピン42a、42bの損傷等を回避して前記鋳抜
ピン42a、42bを長期間に亘り効果的に使用し得るという
効果が挙げられる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、金型内のキャビテイに
臨む鋳抜ピンに温度センサを設け、前記キャビテイに溶
湯を充填して後、この鋳抜ピンの温度が鋳抜ピン近傍の
溶湯の凝固点に対応する温度に至る際、前記鋳抜ピンを
引き抜いて所望の鋳抜穴等を画成した鋳造品を得てい
る。このように、温度センサを介し鋳造ピン近傍の溶湯
が凝固点に達したことを検出して鋳抜ピンを引き抜くた
め、金型自体の温度が変化しても溶湯の凝固点を確実に
検出することが出来る。従って、鋳抜ピンの引抜不良や
鋳抜部分の損傷等を発生することがなく、品質に優れた
鋳造品を効率的に得ることが可能となるという効果が挙
げられる。しかも、鋳抜ピンの損傷を可及的に阻止し、
前記鋳抜ピンを良好に活用することが出来るという利点
も得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳抜ピン引抜方法を実施するため
の鋳造装置の一部省略縦断説明図、 第２図ａおよびｂは金型内のキャビテイに充填される溶
湯の湯口部分の温度と鋳抜ピン近傍の温度と鋳抜ピン自
体の温度の経過時間に対する関係を示すグラフである。 10……鋳造装置本体、12……鋳造用金型 14……下型、16……上型 18a、18b、18c、18d……摺動型 22……キャビテイ、42a、42b……鋳抜ピン 46a、46b……先端部、48、48b……シリンダ 51a、50b……温度センサ 52a、52b……導線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒木 盛夫 埼玉県狭山市新狭山１―10―１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−1461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−93555（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−176460（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部に温度センサが設けられかつ進退自
   在な鋳抜ピンを、鋳型内に画成されるキャビテイに臨入
   した状態で前記キャビテイに溶湯を所定の加圧力で充填
   し、次いで、前記溶湯が前記鋳抜ピンに接した状態で前
   記温度センサにより該鋳抜ピンの先端部の温度が鋳抜ピ
   ン近傍の溶湯の凝固点に対応する温度に至ったことを検
   出した後、アクチュエータの作用下に前記鋳抜ピンをキ
   ャビテイに対し退動変位させることを特徴とする鋳造装
   置の鋳抜ピン引抜方法。