JPWO2019093093A1 - 金型鋳造装置 - Google Patents
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Abstract
金型交換を容易に行うことができる金型鋳造装置を提供することを課題とする。金型鋳造装置(1)は、上金型(21)と下金型(22)との間に形成されたキャビティ内に溶湯を注湯して鋳造品を得る装置である。金型鋳造装置(1)は、上金型(21)を昇降させる昇降機構(3)と、上金型(21)に固定されたダイプレート(4)と、昇降機構(3)の上端部に設けられ、ダイプレート(4)を下側から支持するベース部材(5)と、を備えて構成されている。ダイプレート(4)は、ベース部材(5)に対して相対移動可能なように、ベース部材(5)に支持されている。
Description
本発明は、金型鋳造装置に関する。
一般に、金型鋳造装置は、上金型と下金型との間に形成されたキャビティ内に溶湯を注湯して冷却することによって、目的の形状の鋳造品を形成している。従来の金型鋳造装置では、金型を交換する際に、金型を横方向に移動させて交換するタイプの装置(特許文献1参照)と、金型及びダイプレートをフォークリフト等で上方向にすくい上げて取り出すタイプの装置(特許文献2参照)と、がある。
特許文献1に記載された金型鋳造装置では、金型を交換する際に、台車を鋳造装置に近接させた状態で、金型を横方向に移動させて台車上に載積して交換している。このため、その金型鋳造装置は、装置の周辺に台車を配置するための台車スペースが必要であるという問題点と、金型の交換作業に時間がかかるという問題点と、があった。
また、特許文献2に記載された金型鋳造装置では、下金型と固定板との取り付けを外し、ネジ棒と可動板との取り付けを外した後、フォークリフト等によって可動板と上下金型をすくい上げて機外に取り出している。このため、上金型と下金型とは、金型交換の際に、位置関係がずれるので、次回、金型を鋳造装置にセットする際に、再度位置関係を調整しなければならないという問題点があった。
そこで、本発明は、前記問題点を解消すべく発明されたものであり、金型交換を容易に行うことができる金型鋳造装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するために、本発明に係る金型鋳造装置は、上金型と下金型との間に形成されたキャビティ内に溶湯を注湯して鋳造品を得る金型鋳造装置であって、前記上金型を昇降させる昇降機構と、前記上金型に固定されたダイプレートと、前記昇降機構の上端部に設けられ、前記ダイプレートを下側から支持するベース部材と、を備えて構成され、前記ダイプレートは、前記ベース部材に対して相対移動可能なように、前記ベース部材に支持されていることを特徴とする。
本発明は、金型交換を容易に行うことができる金型鋳造装置を提供することができる。
図1〜図8を参照して、本発明の実施形態に係る金型鋳造装置を説明する。
なお、本発明の実施形態では、上金型21が上下方向に移動する場合を例に挙げて説明すると共に、便宜上、図面の前後左右方向を上下左右方向として説明する。
なお、本発明の実施形態では、上金型21が上下方向に移動する場合を例に挙げて説明すると共に、便宜上、図面の前後左右方向を上下左右方向として説明する。
≪金型鋳造装置≫
図1(a)、(b)に示すように、金型鋳造装置1は、金型2の上金型21と下金型22との間に形成されたキャビティ内に溶湯を注湯して冷却することによって、鋳造品を形成する低圧鋳造装置である。金型鋳造装置1は、上金型21と、下金型22と、上金型21に固定されたダイプレート4と、ダイプレート4を載置したベース部材5と、ベース部材5を昇降させる昇降機構3と、測定子6と、保持炉7と、引上装置8と、ロボットアーム9と、を主に備えている。
図1(a)、(b)に示すように、金型鋳造装置1は、金型2の上金型21と下金型22との間に形成されたキャビティ内に溶湯を注湯して冷却することによって、鋳造品を形成する低圧鋳造装置である。金型鋳造装置1は、上金型21と、下金型22と、上金型21に固定されたダイプレート4と、ダイプレート4を載置したベース部材5と、ベース部材5を昇降させる昇降機構3と、測定子6と、保持炉7と、引上装置8と、ロボットアーム9と、を主に備えている。
≪金型≫
図1(a)に示すように、金型2は、例えば、上側に配置される上金型21と、上金型21の下側に対向配置される下金型22と、不図示の中子と、を備えて成る鋳造用金型である。金型2は、複数面に割った水平割のものであってもよく、形状、構造等は特に限定されない。金型2内のキャビティには、鋳造時に、この金型2の下方に配置された保持炉7からアルミニウム等の溶湯が供給される。
図1(a)に示すように、金型2は、例えば、上側に配置される上金型21と、上金型21の下側に対向配置される下金型22と、不図示の中子と、を備えて成る鋳造用金型である。金型2は、複数面に割った水平割のものであってもよく、形状、構造等は特に限定されない。金型2内のキャビティには、鋳造時に、この金型2の下方に配置された保持炉7からアルミニウム等の溶湯が供給される。
上金型21は、下金型22に対して昇降機構3によって上昇・下降可能な可動型から成る。上金型21には、下金型22に形成された位置決め穴22a(図3参照)に係合する位置決めピン21aと、鋳型品の上半体を形成するためのコアや上型キャビティ(図示省略)と、が形成されている。上金型21は、上金型取付フレーム体23を介在してダイプレート4の下面に固定されている。位置決めピン21aは、上金型21の下面から下方向に向けて突設されている。
下金型22は、下ダイプレート10上に載設して固定された固定型から成る。下金型22は、鋳型品の下半体を形成するための不図示の下型キャビティを有している。また、上金型21の下面と下金型22の上面には、位置合わせ用の位置決めキーと、この位置決めキーに係合して自動的に上金型21と下金型22の位置を位置合わせすることができる凹部と、が対向配置されている。
上金型取付フレーム体23は、下面に上金型21を固定し、上面にダイプレート4を固定した部材である。上金型取付フレーム体23は、フレーム部材を矢倉状に組み立てて形成されている。上金型取付フレーム体23の上部側面には、金型冷却用の冷却水を供給する複数のホースを取り付けるためのホース保持部材(図示省略)が水平方向に突設されている。
なお、図1(a)に示す上金型取付フレーム体23は、ダイプレート4に固定されてあればよく、ダイプレート4の下面に押出機構42を介在して間接的に固定してもよく、また、ダイプレート4の下面に直接固定してもよい。
なお、図1(a)に示す上金型取付フレーム体23は、ダイプレート4に固定されてあればよく、ダイプレート4の下面に押出機構42を介在して間接的に固定してもよく、また、ダイプレート4の下面に直接固定してもよい。
≪ダイプレート≫
ダイプレート4は、上金型21を上側から吊った状態に保持する上型プラテンである。ダイプレート4は、ベース部材5に対して相対移動可能なように、ベース部材5に支持されている。ダイプレート4には、このダイプレート4を引き上げるための引上装置8(図2(a)、(b)参照)に連結する吊上部41と、金型2内の鋳造品を押し出すための押出機構42と、上金型取付フレーム体23と、が設けられている。ダイプレート4は、金属製の板状部材から成る。
ダイプレート4は、上金型21を上側から吊った状態に保持する上型プラテンである。ダイプレート4は、ベース部材5に対して相対移動可能なように、ベース部材5に支持されている。ダイプレート4には、このダイプレート4を引き上げるための引上装置8(図2(a)、(b)参照)に連結する吊上部41と、金型2内の鋳造品を押し出すための押出機構42と、上金型取付フレーム体23と、が設けられている。ダイプレート4は、金属製の板状部材から成る。
図5に示すように、ダイプレート4は、その一例を挙げると、左右中央部に形成された切欠部4aと、左右の前後端部に左右方向に突出した係止部4bと、を有している。このため、ダイプレート4は、平面視して略H形状に形成されている。ダイプレート4には、上金型取付フレーム体23を介在して上金型21が上方向から締結されている(図2(a)、(b)参照)。
切欠部4aは、冷却水用の複数のホース(図示省略)を挿通させた状態に配置するための部位である。
係止部4bは、ベース部材5の段差部5c上に載置することで、ダイプレート4に連結された上金型21をベース部材5で吊った状態に載置する部位である。
係止部4bは、ベース部材5の段差部5c上に載置することで、ダイプレート4に連結された上金型21をベース部材5で吊った状態に載置する部位である。
図2(a)、(b)に示すように、吊上部41は、クレーン等から成る引上装置8のフック81が掛止される部位である。吊上部41は、ダイプレート4の上面に設けられたリング状、あるいは、逆U字状に加工した金属製棒状部材から成る。吊上部41は、例えば、ダイプレート4の上面の前後左右の4箇所に設けられている(図5参照)。
押出機構42は、例えば、金型2内の鋳造品を押圧して離型させるための装置である。押出機構42は、ピストン(図示省略)を有する油圧シリンダ装置42aと、押出機構42によって進退する複数の離型ピン42bと、を備えて構成されている。
≪昇降機構≫
図1(b)に示すように、昇降機構3は、ベース部材5を上昇・下降させるための昇降装置である。昇降機構3は、例えば、電動モータ31と、雄ネジ部材32と、昇降フレーム33と、摺動ガイド34と、ガイド支柱35と、を備えた電動昇降装置から成る。昇降機構3は、駆動原である電動モータ31を金型鋳造装置1の下部の基台11上に載設することによって、設備全体の高さが低くなるように構成されている。
図1(b)に示すように、昇降機構3は、ベース部材5を上昇・下降させるための昇降装置である。昇降機構3は、例えば、電動モータ31と、雄ネジ部材32と、昇降フレーム33と、摺動ガイド34と、ガイド支柱35と、を備えた電動昇降装置から成る。昇降機構3は、駆動原である電動モータ31を金型鋳造装置1の下部の基台11上に載設することによって、設備全体の高さが低くなるように構成されている。
電動モータ31は、例えば、この電動モータ31の反出力軸側に回転検出器(エンコーダ)を搭載して、ローターの位置と回転速度を検出することで、高分解能、高応答な位置決め運転が可能なACサーボモータ等から成る。
雄ネジ部材32は、電動モータ31によって回転駆動される回転部材である。雄ネジ部材32は、上方向に延設された円柱形状の柱部材の外周面に雄ネジ部(例えば、ボールネジから成る)を有している。
雄ネジ部材32は、電動モータ31によって回転駆動される回転部材である。雄ネジ部材32は、上方向に延設された円柱形状の柱部材の外周面に雄ネジ部(例えば、ボールネジから成る)を有している。
昇降フレーム33は、雄ネジ部材32の回動によって昇降する左右一対の梁状部材である。昇降フレーム33には、雄ネジ部材32の雄ネジ部に螺合して昇降フレーム33を昇降させるための雌ネジ部33aと、摺動ガイド34が挿通された円筒部33bと、ガイド支柱35と、が設けられている。昇降フレーム33は、雄ネジ部材32の回動によって昇降する雌ネジ部33aと、ベース部材5を載設したガイド支柱35と、が連動して昇降するように連結した連結部材の機能を果す。
雌ネジ部33aは、昇降フレーム33の中央部に固定された筒状部材から成る。雌ネジ部33aの内面には、雌ネジが形成されている。
円筒部33bは、摺動ガイド34に対して上下方向に摺動自在に外嵌された円筒状部材である。円筒部33bは、昇降フレーム33の前後端部にそれぞれ固定されている。
円筒部33bは、摺動ガイド34に対して上下方向に摺動自在に外嵌された円筒状部材である。円筒部33bは、昇降フレーム33の前後端部にそれぞれ固定されている。
摺動ガイド34は、昇降フレーム33の昇降をガイドするためのガイド部材の機能と、下ダイプレート10を下側から支える柱の機能と、を果す部材である。摺動ガイド34は、基台11上の前後左右に立設された4本の円柱形状の支柱から成る。それぞれの摺動ガイド34の上端には、下ダイプレート10が載設されている。
ガイド支柱35は、下端が昇降フレーム33上に立設され、上端がベース部材5に締結された柱状の部材である。ガイド支柱35は、下ダイプレート10上から上下方向に延設された4本の円柱形状の部材から成る。ガイド支柱35は、昇降フレーム33が昇降すると、昇降フレーム33と一体に昇降して、ベース部材5を昇降させるように構成されている。
下ダイプレート10は、雄ネジ部材32及び摺動ガイド34の上に水平に載設された平面視して四角形の厚板部材である。下ダイプレート10上には、下金型22が載設されている。下ダイプレート10の前後左右には、ガイド支柱35を上下動自在に挿通して支持する筒状部10aが上下方向に向けてそれぞれ設置されている。
≪ベース部材≫
ベース部材5は、ダイプレート4を下側から支持するための四角形の枠状の厚板部材から成る(図6参照)。ベース部材5には、ダイプレート4を支持する支持部5aと、ダイプレート4に固定された上金型21を上下に挿通するための挿通部5bと、挿通部5bの上側内縁に形成された段差部5cと、を有している。
図5に示すように、ベース部材5の左右方向の前部及び後部には、昇降機構3(図1(b)参照)の上端の4本のガイド支柱35と、4つの測定子6と、が設けられている。このため、ガイド支柱35に支えられて、ダイプレート支持用の支持部5a及び段差部5cと、上金型挿通用の挿通部5bと、を有するベース部材5は、上金型21の昇降時に、上金型21の水平方向の移動を規制するガイド部材の役目を果す(図2(a)、(b)参照)。
ベース部材5は、ダイプレート4を下側から支持するための四角形の枠状の厚板部材から成る(図6参照)。ベース部材5には、ダイプレート4を支持する支持部5aと、ダイプレート4に固定された上金型21を上下に挿通するための挿通部5bと、挿通部5bの上側内縁に形成された段差部5cと、を有している。
図5に示すように、ベース部材5の左右方向の前部及び後部には、昇降機構3(図1(b)参照)の上端の4本のガイド支柱35と、4つの測定子6と、が設けられている。このため、ガイド支柱35に支えられて、ダイプレート支持用の支持部5a及び段差部5cと、上金型挿通用の挿通部5bと、を有するベース部材5は、上金型21の昇降時に、上金型21の水平方向の移動を規制するガイド部材の役目を果す(図2(a)、(b)参照)。
支持部5aは、ダイプレート4をベース部材5に載置して支持する部位である。本実施形態おいて、支持部5aは、挿通部5bの前後左右の4箇所に形成された段差部5cから成る。
挿通部5bは、ベース部材5の中央部に形成された四角形の開口部から成る。
段差部5cは、ダイプレート4を水平方向に所定範囲だけ移動可能に支持する段差状部位である。
段差部5cの奥壁と係止部4bとの間と、ベース部材5の挿通部5bの縁とダイプレート4の前後方向の縁との間とには、ベース部材5に対してダイプレート4が前後左右方向に所定距離だけ移動できるように隙間S1がある。
挿通部5bは、ベース部材5の中央部に形成された四角形の開口部から成る。
段差部5cは、ダイプレート4を水平方向に所定範囲だけ移動可能に支持する段差状部位である。
段差部5cの奥壁と係止部4bとの間と、ベース部材5の挿通部5bの縁とダイプレート4の前後方向の縁との間とには、ベース部材5に対してダイプレート4が前後左右方向に所定距離だけ移動できるように隙間S1がある。
≪測定子≫
図2(a)、(b)に示すように、測定子6は、上金型21(図1(a)、(b)参照)の熱膨張によるダイプレート4の変位を測定する測定装置である。測定子6は、例えば、鋳造開始から完了までの上金型21の変位をμm単位で1/1000mmまでの微小変位を測定可能なストロークセンサから成る。測定子6は、プッシュロッド61と、センサ本体62と、アーム部63と、センサ支柱64と、を備えて構成されている。
図2(a)、(b)に示すように、測定子6は、上金型21(図1(a)、(b)参照)の熱膨張によるダイプレート4の変位を測定する測定装置である。測定子6は、例えば、鋳造開始から完了までの上金型21の変位をμm単位で1/1000mmまでの微小変位を測定可能なストロークセンサから成る。測定子6は、プッシュロッド61と、センサ本体62と、アーム部63と、センサ支柱64と、を備えて構成されている。
プッシュロッド61は、センサ本体62から突出した状態に配置された棒状部材から成る。プッシュロッド61は、基端部が、センサ本体62に内設された圧縮バネによって先端側に付勢され、先端が、測定時にダイプレート4の上面に当接した状態に配置されている。
センサ本体62は、プッシュロッド61の進退移動を抵抗値に変換する可変抵抗器、あるいは、プッシュロッド61の進退移動を電圧値に変換するホールIC等を内設した筐体から成る。
アーム部63は、センサ本体62を水平に保持すると共に、基端側をセンサ支柱64に回動可能に軸支させるための部材である。
センサ支柱64は、ベース部材5の上面の左右前後端部に立設された円柱形状の棒状部材から成る。
センサ本体62は、プッシュロッド61の進退移動を抵抗値に変換する可変抵抗器、あるいは、プッシュロッド61の進退移動を電圧値に変換するホールIC等を内設した筐体から成る。
アーム部63は、センサ本体62を水平に保持すると共に、基端側をセンサ支柱64に回動可能に軸支させるための部材である。
センサ支柱64は、ベース部材5の上面の左右前後端部に立設された円柱形状の棒状部材から成る。
≪保持炉≫
図1(a)に示すように、保持炉7は、金型2内に注湯するアルミニウム等の溶湯を加温された状態に貯留する炉である。保持炉7は、基台11上の中央部に移動可能な状態に配置されている。
図1(a)に示すように、保持炉7は、金型2内に注湯するアルミニウム等の溶湯を加温された状態に貯留する炉である。保持炉7は、基台11上の中央部に移動可能な状態に配置されている。
≪引上装置≫
図2(a)に示すように、引上装置8は、上金型21を固定したダイプレート4を上昇・下降させるための昇降装置である。引上装置8は、上金型21と一緒にダイプレート4を昇降可能な装置であればよく、その構造は特に限定されない。引上装置8は、その一例挙げると、ホイストクレーン等の天井クレーンである。引上装置8は、ダイプレート4の吊上部41に掛止されるフック81と、ダイプレート4を吊り揚げるための吊りロープ82と、を備えている。
図2(a)に示すように、引上装置8は、上金型21を固定したダイプレート4を上昇・下降させるための昇降装置である。引上装置8は、上金型21と一緒にダイプレート4を昇降可能な装置であればよく、その構造は特に限定されない。引上装置8は、その一例挙げると、ホイストクレーン等の天井クレーンである。引上装置8は、ダイプレート4の吊上部41に掛止されるフック81と、ダイプレート4を吊り揚げるための吊りロープ82と、を備えている。
≪ロボットアーム≫
図1(a)に示すように、金型鋳造装置1の周囲には、例えば、2台のロボットアーム9が配置されている。ロボットアーム9のうちの一方は、出来上がった鋳造品を金型2から取り出すための装置であり、ロボットアーム9のうちの他方は、中子を取り出すための装置である。
図1(a)に示すように、金型鋳造装置1の周囲には、例えば、2台のロボットアーム9が配置されている。ロボットアーム9のうちの一方は、出来上がった鋳造品を金型2から取り出すための装置であり、ロボットアーム9のうちの他方は、中子を取り出すための装置である。
≪作用≫
次に、図1〜図8を参照して本発明の実施形態に係る金型鋳造装置1の作用を鋳造工程順に説明する。
次に、図1〜図8を参照して本発明の実施形態に係る金型鋳造装置1の作用を鋳造工程順に説明する。
まず、図2(a)に示すように、上金型21と上金型取付フレーム体23とダイプレート4とを一体にしたダイプレート4上の吊上部41に、フック81を掛止して、引上装置8によって上金型21を吊り上げる。
次に、図2(b)に示すように、引上装置8によって上金型21及び上金型取付フレーム体23を金型鋳造装置1の上方から挿通部5b内に挿通するように下降させる。そして、さらにダイプレート4を下降させて、各係止部4bをそれぞれの段差部5c(支持部5a)上に載置させて、ダイプレート4をベース部材5上に載せる(上金型下降工程)。
続いて、図3に示すように、昇降機構3(図1(b)参照)によってベース部材5を下降させて、上金型21の位置決めピン21aを下金型22の位置決め穴22aに挿入させて、位置合わせをして、上金型21を下金型22上の所定位置に載置する(金型位置決め工程)。その際、上金型21は、下金型22の上に載せて、上金型21、上金型取付フレーム体23、ダイプレート4、押出機構42等の自重によって、金型2を型閉めする。
このように、上金型21は、下金型22に対して固定せず、上金型21に連結されたダイプレート4がベース部材5にフローティング支持されている。このため、ダイプレート4とベース部材5とは、金型クランプやボルト等で型締めしないので、クランプレスの状態になっているため、作業工程を削減して生産性を向上させることができる。また、上金型21と下金型22とは、型締めしなくても、キャビティ内の溶湯が金型2外に漏れることがないため、型閉め構造を簡素化させることができる。
また、このとき、位置決めピン21aによって上金型21と下金型22の位置が調整される。そのため、クランプを解除して位置調整を行う必要がない。
また、このとき、位置決めピン21aによって上金型21と下金型22の位置が調整される。そのため、クランプを解除して位置調整を行う必要がない。
次に、図1(b)に示す昇降機構3の電動モータ31を駆動させて、ベース部材5を下降させて、図4及び図7に示すように、ダイプレート4をベース部材5の段差部5cの上面から高さH1(10mm程度)浮いた状態に配置する。このため、ダイプレート4は、図7に示すように、高さH1上昇して段差部5cの上面から浮いた状態に段差部5cの側壁に支持されると共に、段差部5cによって隙間S1分だけ水平移動可能な状態にフローティング支持される。
続いて、図2(b)及び図7に示すように、測定子6のセンサ本体62をセンサ支柱64を中心としてダイプレート4側に回動させて、プッシュロッド61の先端をダイプレート4の上面に当接させる(測定子セット工程)。これにより、測定子6によって、金型2(図4参照)の膨張によるダイプレート4の変位を測定することが可能な状態となる。
本出願人は、上金型21をフローティング支持した状態におけるダイプレート4の変位をストロークセンサ(測定子6)で計測する実験を行った。
その結果、フローティング支持した状態におけるストロークセンサの変位(すなわち上金型21の熱膨張)とアルミの溶湯の温度変化との間には有意な相関関係があることを突き止めた。これにより、図4に示すように、フローティング支持した状態におけるダイプレート4の変位をストロークセンサで計測することで、金型2内の溶湯の凝縮イメージを把握することできた。その結果、溶湯が最適な状態となる離型タイミングを割り出すことができた。
その結果、フローティング支持した状態におけるストロークセンサの変位(すなわち上金型21の熱膨張)とアルミの溶湯の温度変化との間には有意な相関関係があることを突き止めた。これにより、図4に示すように、フローティング支持した状態におけるダイプレート4の変位をストロークセンサで計測することで、金型2内の溶湯の凝縮イメージを把握することできた。その結果、溶湯が最適な状態となる離型タイミングを割り出すことができた。
次に、金型2を予熱(金型予熱工程)した後、保持炉7(図1(b)参照)内の溶湯を金型2内に供給して、キャビティ内に溶湯を充満するように送り込む(溶湯供給工程)。金型2内に溶湯が供給されると、溶湯の熱が金型2に伝わって加熱される。鋳造品を鋳造する際(鋳造工程)、溶湯及び金型2の温度を所望温度になるようにすることが望ましい。
図4及び図8に示すように、金型2は、溶湯によって加熱されて膨張して変位する。その金型2は、溶湯の熱で膨張すると、上金型取付フレーム体23を介在してダイプレート4及びプッシュロッド61を高さH2押し上げる。測定子6でダイプレート4の上昇した高さH2を測定することで、溶湯の熱による金型2の膨張を測定して、金型2内の溶湯の状態と、上金型21及び下金型22の状態を間接的に把握することができる。
そして、ダイプレート4は、金型2及び溶湯が冷却水による冷却で温度が低下して凝縮した場合、これに伴って上金型21と共に下降する。ダイプレート4の下降を測定子6で測定することにより、鋳造品の凝縮と型開きのタイミングを適切に把握することができる。従来、アルミの溶湯の温度を測定する場合は、金型2内に温度センサを多数設置しなければならず、作業性が悪かった。これに対して、ストロークセンサから成る測定子6は、金型2の外に設置すればよいので、容易に設置することができる。
次に、ダイプレート4が図4または図7に示すように、元の段差部5c上の位置に下降して、測定子6の元の状態に復帰したことを確認する。そして、金型2内の溶湯が冷却されて鋳造品が形成されている温度になっていることを測定子6等で確認できた場合は、上金型21を引上装置8によって上昇させて、上金型21を金型鋳造装置1から移動させて取り出す(上金型取出工程)。
続いて、図1(a)に示すロボットアーム9によって中子、鋳造品を下金型22から取り出して(製品離型工程)、金型2を清掃することで、金型鋳造装置1による鋳造品の鋳造が完了する。
また、上金型21を交換する際も、前記同様に行う。まず、図2(a)に示すように、上金型21を引上装置8によって上昇させて、使用済の上金型21を備えた上金型取付フレーム体23を金型鋳造装置1から取り出して取り外す。次に、整備済の下金型22を備えた上金型取付フレーム体23を引上装置8によって上昇させて、下金型22上に載せ換えればよい。
また、上金型21を交換する際も、前記同様に行う。まず、図2(a)に示すように、上金型21を引上装置8によって上昇させて、使用済の上金型21を備えた上金型取付フレーム体23を金型鋳造装置1から取り出して取り外す。次に、整備済の下金型22を備えた上金型取付フレーム体23を引上装置8によって上昇させて、下金型22上に載せ換えればよい。
このように、本発明は、図1(a)、(b)に示すように、上金型21と下金型22との間に形成されたキャビティ内に溶湯を注湯して鋳造品を得る金型鋳造装置1であって、上金型21を昇降させる昇降機構3と、上金型21に固定されたダイプレート4と、昇降機構3の上端部に設けられ、ダイプレート4を下側から支持するベース部材5と、を備えて構成され、ダイプレート4は、ベース部材5に対して相対移動可能なように、ベース部材5に支持されている。
これにより、本発明に係る金型鋳造装置1は、図3及び図4に示すように、ダイプレート4がベース部材5に対して相対移動可能なように、ベース部材5に支持されている。このため、上金型21が溶湯によって加熱されて膨張して変位すると、ベース部材5に対して上昇してフローティング支持された状態になる。その結果、鋳造サイクルで発生する熱による金型2の形状変化を、常に追従した型閉めを行うことできるため、刻々と変化する金型温度に対して、最適な型閉め位置を確保できる。したがって、本発明は、従来、金型の温度が上昇するのに合わせて最適な型締めとなるように逐次行っていた位置決め作業を解消して、作業効率を向上させることができる。
また、本発明は、上金型21と一緒にダイプレート4を昇降機構3によって上昇・下降させて、金型交換をすることができるので、上金型21をダイプレート4に取り付けるための連結部材の着脱を不要にすることができる。このため、本発明は、金型2を交換する作業の効率化を図ることができる。
よって、本発明は、金型交換を容易に行うことができる金型鋳造装置1を提供することができる。
これにより、本発明に係る金型鋳造装置1は、図3及び図4に示すように、ダイプレート4がベース部材5に対して相対移動可能なように、ベース部材5に支持されている。このため、上金型21が溶湯によって加熱されて膨張して変位すると、ベース部材5に対して上昇してフローティング支持された状態になる。その結果、鋳造サイクルで発生する熱による金型2の形状変化を、常に追従した型閉めを行うことできるため、刻々と変化する金型温度に対して、最適な型閉め位置を確保できる。したがって、本発明は、従来、金型の温度が上昇するのに合わせて最適な型締めとなるように逐次行っていた位置決め作業を解消して、作業効率を向上させることができる。
また、本発明は、上金型21と一緒にダイプレート4を昇降機構3によって上昇・下降させて、金型交換をすることができるので、上金型21をダイプレート4に取り付けるための連結部材の着脱を不要にすることができる。このため、本発明は、金型2を交換する作業の効率化を図ることができる。
よって、本発明は、金型交換を容易に行うことができる金型鋳造装置1を提供することができる。
また、本発明に係る金型鋳造装置1は、上金型21の熱膨張によるダイプレート4の変位を測定する測定子6をさらに備えている。
これにより、前記したように、上金型21に固定されたダイプレート4は、ベース部材5に対してフローティング支持されているので、ダイプレート4の変位を測定子6で測定することができる。測定子6は、上金型21が溶湯に加熱されて熱膨張によって変位した際に、上金型21に固定されたダイプレート4の変位を測定することで、熱の発生源である溶湯の状態を知ることができる。
これにより、前記したように、上金型21に固定されたダイプレート4は、ベース部材5に対してフローティング支持されているので、ダイプレート4の変位を測定子6で測定することができる。測定子6は、上金型21が溶湯に加熱されて熱膨張によって変位した際に、上金型21に固定されたダイプレート4の変位を測定することで、熱の発生源である溶湯の状態を知ることができる。
また、図2(a)、(b)に示すように、ダイプレート4は、このダイプレート4を引き上げるための引上装置8に連結する吊上部41を複数有している。
これにより、引上装置8は、吊上部41にフック81等を掛止して引き上げることによって、上金型21を固定したダイプレート4を金型鋳造装置1の上方に上昇させたり、金型鋳造装置1内に下降させたりすることができる。また、本発明は、金型鋳造装置1の下部に、上金型21を昇降させる昇降機構3(図1(b)参照)を配置したので、金型鋳造装置1の上部構造を簡素化させて、上金型21を上方から着脱させることが容易となった。
これにより、引上装置8は、吊上部41にフック81等を掛止して引き上げることによって、上金型21を固定したダイプレート4を金型鋳造装置1の上方に上昇させたり、金型鋳造装置1内に下降させたりすることができる。また、本発明は、金型鋳造装置1の下部に、上金型21を昇降させる昇降機構3(図1(b)参照)を配置したので、金型鋳造装置1の上部構造を簡素化させて、上金型21を上方から着脱させることが容易となった。
また、ベース部材5には、ダイプレート4を支持する支持部5aと、ダイプレート4に固定された上金型21を上下に挿通するための挿通部5bと、を備えている。
これにより、ベース部材5は、上金型21を挿通部5bに挿通させて上下動させることができると共に、上金型21を固定したダイプレート4を支持部5aによって支持することができる。このため、金型鋳造装置1は、上金型21を装置の上方から装置内に配置することができ、金型交換作業の作業性を向上させることができる。
これにより、ベース部材5は、上金型21を挿通部5bに挿通させて上下動させることができると共に、上金型21を固定したダイプレート4を支持部5aによって支持することができる。このため、金型鋳造装置1は、上金型21を装置の上方から装置内に配置することができ、金型交換作業の作業性を向上させることができる。
また、挿通部5bの上側内縁には、ダイプレート4を水平方向に所定範囲だけ移動可能に支持する段差部5cが形成されている。
これにより、ダイプレート4は、段差部5cに水平方向に所定範囲だけ移動可能に支持されていることで、上金型21を下金型22の上に載せたときに位置調整されるようにすることができる。
これにより、ダイプレート4は、段差部5cに水平方向に所定範囲だけ移動可能に支持されていることで、上金型21を下金型22の上に載せたときに位置調整されるようにすることができる。
[変形例]
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶことは勿論である。
例えば、図5に示すダイプレート4は、平面視してH形状のものに限定されず、形状は特に限定されない。ダイプレート4は、例えば、正方形や長方形等の四角形や、その他の多角形をした板部材であってもよい。
また、図5及び図6に示すベース部材5は、ダイプレート4を下側から支持するものであればよく、四角形の枠状ものに限定されるものではない。ベース部材5は、例えば、ダイプレート4の前後の両縁部、または、左右の両縁部を下側から支持する2枚の矩形の板状部材であってもよい。
この場合、2枚の矩形の板状部材は、前後のガイド支柱35の上端に固定するか、または、左右のガイド支柱35の状態に固定して配置すればよい。
この場合、2枚の矩形の板状部材は、前後のガイド支柱35の上端に固定するか、または、左右のガイド支柱35の状態に固定して配置すればよい。
また、ダイプレート4をフローティング支持するための機構は、挿通部5bの上側内縁の段差部5cと、ダイプレート4を水平方向に所定範囲だけ移動可能に段差部5cに支持される係止部4bと、から成るものに限定されない。
例えば、フローティング支持機構は、ベース部材5の挿通部5bの上側縁部に突設された複数のクランプ突起と、クランプ突起がそれぞれ遊嵌するクランプ係合孔と、から成るものであってもよい。
この場合、クランプ突起は、クランプ係止孔に挿入されることによって、ダイプレート4を所定の位置に支持するための支持用突起である。クランプ突起は、ベース部材5の上面から上方向に向けて突出した棒状の突起から成る。
クランプ係止孔は、クランプ突起が係合されている際に、ダイプレート4を隙間S1の長さだけ前後左右方向に移動可能に支持するために、クランプ突起の半径よりも、隙間S1の長さだけ半径が大きく形成すればよい。
例えば、フローティング支持機構は、ベース部材5の挿通部5bの上側縁部に突設された複数のクランプ突起と、クランプ突起がそれぞれ遊嵌するクランプ係合孔と、から成るものであってもよい。
この場合、クランプ突起は、クランプ係止孔に挿入されることによって、ダイプレート4を所定の位置に支持するための支持用突起である。クランプ突起は、ベース部材5の上面から上方向に向けて突出した棒状の突起から成る。
クランプ係止孔は、クランプ突起が係合されている際に、ダイプレート4を隙間S1の長さだけ前後左右方向に移動可能に支持するために、クランプ突起の半径よりも、隙間S1の長さだけ半径が大きく形成すればよい。
1 金型鋳造装置
2 金型
3 昇降機構
4 ダイプレート
5 ベース部材
5a 支持部
5b 挿通部
5c 段差部
6 測定子
8 引上装置
21 上金型
22 下金型
41 吊上部
2 金型
3 昇降機構
4 ダイプレート
5 ベース部材
5a 支持部
5b 挿通部
5c 段差部
6 測定子
8 引上装置
21 上金型
22 下金型
41 吊上部
Claims (5)
- 上金型と下金型との間に形成されたキャビティ内に溶湯を注湯して鋳造品を得る金型鋳造装置であって、
前記上金型を昇降させる昇降機構と、
前記上金型に固定されたダイプレートと、
前記昇降機構の上端部に設けられ、前記ダイプレートを下側から支持するベース部材と、を備えて構成され、
前記ダイプレートは、前記ベース部材に対して相対移動可能なように、前記ベース部材に支持されていること、
を特徴とする金型鋳造装置。 - 前記上金型の熱膨張による前記ダイプレートの変位を測定する測定子をさらに備えること、
を特徴とする請求項1に記載の金型鋳造装置。 - 前記ダイプレートは、当該ダイプレートを引き上げるための引上装置に連結する吊上部を複数有していること、
を特徴とする請求項1または請求項2に記載の金型鋳造装置。 - 前記ベース部材には、前記ダイプレートを支持する支持部と、前記ダイプレートに固定された上金型を上下に挿通するための挿通部と、を備えること、
を特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の金型鋳造装置。 - 前記挿通部の上側内縁には、前記ダイプレートを水平方向に所定範囲だけ移動可能に支持する段差部が形成されていること、
を特徴とする請求項4に記載の金型鋳造装置。
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