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発明の名称 鋳造用金型
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−916(P2007−916A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−186246(P2005−186246)
出願日 平成17年6月27日(2005.6.27)
代理人 【識別番号】100068618
【弁理士】
【氏名又は名称】萼 経夫
発明者 前田 満
要約 課題
型反りの発生そのものを抑えることにより、かじりの発生防止はもとより鋳バリの発生防止にも寄与する鋳造用金型を提供する。

解決手段
設備側のダイベース上に固定された下型2と、吊り棒3を介して設備側の可動プラテンに支持された上型4と、上型4の背面側に配設された押出板5とを備えた低圧鋳造用鋳造用金型において、前記上型4の背面に、その両側に沿って角柱状の補強ブロック20を重ね合せ、該補強ブロック20をボルト24を用いて上型4に締付け固定する。上型4を別体の補強ブロック20によりバックアップすることで、キャビティ6に充填された溶湯の熱により上型4に型反りが発生するのを抑える。
特許請求の範囲
【請求項1】
位置固定の下型と、該下型に対して型開閉および型締めされる上型とを備えた鋳造用金型において、前記上型の背面に補強ブロックを重ね合せて、締結手段により該上型に剛結したことを特徴とする鋳造用金型。
【請求項2】
位置固定の下型と、前記下型に対して型開閉および型締めされる上型と、該上型の背面側に配設され、鋳造品を該上型から離型させる押出手段とを備えた鋳造用金型において、前記上型の背面の、前記押出手段と干渉しない部分に補強ブロックを重ね合せて、締結手段により該上型に剛結したことを特徴とする鋳造用金型。
【請求項3】
補強ブロックが角柱状をなし、上型の両側縁に沿って配置されることを特徴とする請求項2に記載の鋳造用金型。
【請求項4】
低圧鋳造または重力鋳造に用いられることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の鋳造用金型。

発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、低圧鋳造、重力鋳造等に用いられる鋳造用金型に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、低圧鋳造に用いられる金型は、一般に図4に示されるように、設備側のダイベース1上に固定される下型2と、吊り棒3を介して設備側の可動プラテン(図示略)に支持される上型4と、上型4の背面側に配設された押出板5とを備えている。上型4は、前記可動プラテンの昇降に応じて下型2に対して型開閉および型締めされるようになっており、図示の型閉じ状態で、下型2と上型4との間には鋳造空間としてのキャビティ6が画成される。下型2内の下部には、前記キャビティ6に通じる湯口7が形成されており、この湯口7には、ダイベース1から保持炉内まで先端を延ばしたストーク(図示略)が連通される。そして、鋳造時には、前記保持炉内が加圧されることで、溶湯が前記ストークおよび湯口7を通じてキャビティ6に充填される。また、鋳造後は、型開き(上型4の上昇)に応じて鋳造品が上型4に張付いて上昇し、所定の上昇位置で押出板5が押し下げられることで、押出板5に設けられた複数の押出ピン5aにより鋳造品が上型4から離型される。なお、押出板5は、押出ピン5aと平行に設けたリターンピン5bを、型閉じに応じて下型2の上面(見切り面)に当接させることで所定の待機位置に位置決めされるようになっている。
【0003】
ところで、この種の低圧鋳造は、ダイカストのような高圧鋳造と異なって、それほど型締力が大きくないため、図5に示すように溶湯の熱を受けて金型に反り(型反り)が発生し易い。この型反りは、ダイベース1により下型2がバックアップされていることから、同図に示すように上型4に多く発生する。そして、このような型反りが発生すると、型閉じおよび型締め状態で見切り面に隙間δが生じ、該隙間δに溶湯がさし込んで、鋳造品に鋳バリが発生する。また、鋳造後の型開きに際して鋳造品が傾斜状態で下型2から脱型されるため、鋳造品にかじりが発生する。なお、このような鋳バリやかじりの原因となる型反りは、低圧鋳造よりも型締力が小さい重力鋳造用鋳造用金型においても、当然に発生する。
【0004】
そこで従来、上記かじり対策として、例えば、特許文献1に記載のものでは、下型と上型との見切り面に、型反りを相殺する段差部(凸条)を設け、下型に対して上型が水平に型閉じおよび型締めされるようにしている。このような対策によれば、鋳造後、上型が水平に型開きされるので、前記かじりの発生が防止される。
【特許文献1】特開2004−306110号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献1に記載される対策によれば、かじりの発生防止には有効であるものの、型反りが発生していることを前提としているため、型閉じおよび型締め状態で依然として見切り面に隙間が生じ、鋳バリの発生を防止することはできない。
【0006】
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、型反りの発生そのものを抑えることにより、かじりの発生防止はもとより鋳バリの発生防止にも寄与する鋳造用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するため、第1の発明は、位置固定の下型と、該下型に対して型開閉および型締めされる上型とを備えた鋳造用金型において、前記上型の背面に補強ブロックを重ね合せて、締結手段により該上型に剛結したことを特徴とする。
【0008】
また、第2の発明は、位置固定の下型と、該下型に対して型開閉および型締めされる上型と、該上型の背面側に配設され、鋳造品を該上型から離型させる押出手段とを備えた鋳造用金型において、前記上型の背面の、前記押出手段と干渉しない部分に補強ブロックを重ね合せて、締結手段により該上型に剛結したことを特徴とする。
【0009】
第1の発明と第2の発明は、押出手段を有するか否かの相違であるが、何れの発明においても、上型の背面が補強ブロックによりバックアップされるので、上型の型反りが抑えられる。また、上型と補強ブロックとの間は、別体同士の合せで、非接合状態となっているので、上型から補強ブロックへの熱伝達が抑えられ、したがって、補強ブロック自体の反りが抑えられて、該補強ブロックによるバックアップは長期的に維持される。
【0010】
第2の発明において、上記補強ブロックは角柱状をなし、上型の両側縁に沿って配置される構成としてもよく、この場合は、補強ブロックが押出手段の設置の障害になることはなく、金型の基本設計に変更を加える必要がない。
【0011】
本第1および第2の発明が適用される鋳造方式は任意であるが、型締力が比較的小さい低圧鋳造や重力鋳造に適用した場合に極めて有用となる。
【発明の効果】
【0012】
本発明に係る鋳造用金型によれば、型反りの発生そのものが抑えられるので、かじりの発生防止はもとより鋳バリの発生防止に大きく寄与するものとなり、特に型締力が小さい低圧鋳造や重力鋳造に適用して極めて有用となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0014】
図3は、本発明に係る鋳造用金型を含む低圧鋳造装置の要部構造を示したものである。なお、本鋳造用金型10の基本構造は前出図4に示したものと同じであるので、ここでは、同一部分に同一符号を付すこととする。本実施形態において、金型10を構成する下型2は、設備側のダイベース11上に固設したアダプタ12の上面にクランプ手段(図示略)により脱着可能に載置固定されている。ダイベース11とアダプタ12との間には、図示を略す保持炉内に先端を延ばしたストーク13の基端フランジ部13aが挟持されており、下型2は、その湯口7が前記ストーク13に連通するように位置決めされている。
【0015】
一方、金型10を構成する上型4は、複数本(ここでは、4本)の吊り棒3を介して設備側の可動プラテン14に脱着可能に吊下支持されている。吊り棒3は、I型をなしており、その上側頭部3a下に係合させたコッタ(図示略)により可動プラテン14に脱着可能に連結されるようになっている。可動プラテン14の上面には枠形状の架台15が固定されており、この架台15には、上方に配置された固定プラテン(図示略)に設けた昇降用シリンダから延ばしたピストンロッド16が連結されている。また、可動プラテン14の上面には、前記固定プラテンを摺動可能に挿通して上下方向へ延ばした複数本(ここでは、4本)のガイドバー17の基端が固定されている。すなわち、可動プラテン14は、前記昇降用シリンダにより、ガイドバー17を案内に水平状態を維持しながら昇降駆動されるようになっており、その昇降に応じて上型4が下型2に対して型開閉される。
【0016】
また、金型10を構成する押出板5は、上記可動プラテン14の上面の架台15内に配置した離型用シリンダ18から延ばしたピストンロッド18aに支持されている。押出板5の上面には、可動プラテン14を摺動可能に挿通して上下方向へ延ばした複数本(ここでは、4本)のガイドバー19の基端が固定されている。すなわち、押出板5は、離型用シリンダ18により、ガイドバー19を案内に水平状態を維持しながら昇降駆動されるようになっている。なお、押出板5は、押出ピン5aおよびリターンピン5bと共に押出手段を構成している。
【0017】
図1および図2によく示されるように、上型4の背面には、一対の補強ブロック20、20が複数の締結手段21を用いて剛結されている。補強ブロック20は、ここでは角柱状をなし、かつ上型4とほぼ同等の長さを有している。補強ブロック20は、その一面を上型4の背面に重ね合せた状態で該上型4の両側縁に沿って配置されている。締結手段21は、各補強ブロック20に、その長手方向に等間隔で形成された複数(ここでは、4つ)の段付き孔22と、上型4に前記段付き孔22と同じ間隔で形成された複数のねじ穴23と、前記段付き孔22を通してねじ穴23にねじ込まれたボルト(六角穴付きボルト)24とからなっている。ボルト24は、その頭部が段付き孔22内の段差に着座するまでねじ込まれ、これにより各補強ブロック20は上型4に締付け固定(剛結)されている。なお、図2中、25は前記押出ピン5aの挿入孔、26はリターンピン5bの挿入孔であり、各補強ブロック20は、これら挿入孔25、26を始め、前記吊り棒3に干渉しないようにその幅が設定されている。また、各補強ブロック20の厚さは、上型4の厚さ(型厚)、形状等に応じて適宜の厚さとするが、一例として、上型4の型厚の1/2〜1/3程度に設定される。
【0018】
上記した鋳造用金型10を備えた低圧鋳造装置により鋳造を行うには、前記昇降用シリンダの作動により可動プラテン14を下降させ、図1および図3に示したように下型2に対して上型4を型閉じおよび型締めし、続いて離型用シリンダ18の作動により押出板5を下降させ、リターンピン5bが下型2の上面(見切り面)に当接する位置に押出板5を位置決めする。前記準備完了後、図示を略す保持炉内を加圧する。すると、保持炉内の溶湯がストーク13および下型2内の湯口7を通じてキャビティ6内に注入および充填され、その後、時間の経過とともにキャビティ6内の溶湯の凝固が進む。そして、湯口7のほぼ中間部位まで凝固が進んだタイミングで保持炉内の圧力が解放され、これにより湯口7およびストーク13内の未凝固溶湯が保持炉内に落下する。一方、前記保持炉内の圧力解放とほぼ同時に昇降用シリンダが作動し、可動プラテン14が上昇して上型4が下型2から離間(型開き)する。すると、鋳造品が上型4に張付いて下型2から脱型し、上型4と一体に所定距離だけ上昇する。その後、離型用シリンダ18の作動で押出板5が下降し、押出ピン5aによって鋳造品が上型4から離型され、これにて一連の低圧鋳造は終了する。
【0019】
ところで、上記鋳造の間、溶湯の熱により上型4に型反り(図5参照)の原因となる応力が発生する。しかし、上型4の背面が、これに剛結した補強ブロック20によってバックアップされているので、上型4の型反りが抑えられる。また、上型4と補強ブロック20との間は、別体同士の合せで、両者の間の縁が切れている(非接合状態となっている)ので、上型4から補強ブロック20への熱伝達が抑えられる。これによって、補強ブロック20自体の反りも抑えられ、結果として補強ブロック20によるバックアップは長期的に維持される。そして、上型4の型反りが抑えられることから、型閉じおよび型締め状態で下型2と上型4との見切り面には、図5に示したような隙間δが生じることはなくなり、したがって、鋳造品に鋳造不良となるバリが発生することはなくなる。また、上型4の型反りが抑えられることから、上型4は、常時水平状態で下型2に型閉じおよび型締めされ、この結果、鋳造後の型開きに際して鋳造品にかじりが発生することもなくなる。因みに、上記構成の鋳造用金型10を用い、アルミニウム合金により単重12kgのシリンダヘッドを低圧鋳造したところ、上型4に発生する型反りは、補強ブロック20がない場合に比べて約80%低減し、補強ブロック20が、型反りの発生防止に大きな効果を発揮することが明らかとなった。
【0020】
本実施形態においては特に、角棒状の補強ブロック20を上型4の両側に沿って配置したので、補強ブロック20が押出板5や吊り棒3などの設置の障害になることはない。このことは、金型10はもちろん、低圧鋳造装置全体の基本設計に特別の変更を加える必要がないことを意味し、したがって、本実施形態によれば、補強ブロック20の追加に要するコスト負担はわずかとなる。
【0021】
ここで、上型4の背面側の形状は、可動プラテン14に対する上型4の取付構造、押出手段の構造あるいはその存否、冷却系の設置構造等によって変化するので、補強ブロックは、前記背面側の形状に合せて、適宜の形状、大きさとする。
【0022】
なお、上記実施形態においては、上型4に対してのみ補強ブロック20を剛結したが、下型2にも型反りが発生し易い場合は、上型4に加えて下型2の背面にも、補強ブロックを剛結するようにしてもよい、
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】本発明の一つの実施形態である低圧鋳造用金型の構造を一部断面として示す側面図である。
【図2】本鋳造用金型を構成する上型の背面側の構造を示す平面図である。
【図3】本発明に係る鋳造用金型を含む低圧鋳造装置の要部構造を一部断面として示す側面図である。
【図4】従来の一般的な低圧鋳造用金型の構造を示す側面図である。
【図5】従来の低圧鋳造用金型における型反りの発生状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【0024】
2 下型
3 吊り棒
4 上型
5 押出板(押出手段)
6 キャビティ
7 湯口
11 ダイベース(設備側)
12 アダプタ(設備側)
13 ストーク(設備側)
14 可動プラテン(設備側)
20 補強ブロック
21 締結手段





 

 


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