JP3722356B2

JP3722356B2 - 重力式傾動金型鋳造装置

Info

Publication number: JP3722356B2
Application number: JP2001007266A
Authority: JP
Inventors: 光春大杉; 英次成瀬
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2001-01-16
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2021-01-16
Also published as: JP2002120060A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、型締めされた上下金型を回転傾動させながら溶湯（例えばアルミニウム）を注湯して製品を鋳造する重力式傾動金型鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記のような重力式傾動金型鋳造装置としては、特開平５−３１８０９０号公報に記載の装置が公知になっている。この装置は金型鋳造装置全体の回転と上金型の回転（下金型上方の開放）が、回転中心を同じ軸線（金型の外側位置）に設けた回転軸によって成されるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記の装置では装置の傾動及び上金型開閉の回転軸が同軸線回転軸の為、上金型を開いた時、下金型上方を開放状態にするには上下金型の外側位置に該回転軸を配置する必要があった。その為、傾動注湯時、上下金型の中心は回転中心から離れた位置で回転することになり、上下金型内に流れる溶湯に大きな回転慣性を与え、慣性の大きな溶湯の流れとなり、渦を巻きやすく、空気及び酸化膜の発生、巻き込みが生じやすくなる。この空気及び酸化膜の発生、巻き込みを防止するためには、上下金型の回転時に大きな慣性をつけないように動かす必要があるが、上記の装置のように上下金型の外側位置に前記回転軸が設けられている構成では、上下金型の傾動半径を最小化して周速を遅くし、大きな慣性をつけないようにするには限界がある。そのため、傾動工程時間を延ばすことになり問題であった。
また傾動半径の最小化の限界及び、下金型昇降兼用の型締めシリンダと下金型製品押出機構を作動させる製品押出シリンダが直列状にして配設されている為、下金型下部の装置が長くなり、傾動半径（回転慣性）が大きな装置となってしまい、装置の設置には設置スペースを広く取る必要があった。さらに装置の設置面から下金型までの背丈が高く、中子入れ、製品取出し作業が困難となり、作業性を容易にするにはピット又は作業台を必要とする問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の問題に鑑みて成されてもので、空気及び酸化膜の巻き込みを防止する為の注湯速度を傾動工程時間を延ばすことなく、上下金型中心の傾動半径を最小化にして周速を遅くする制御とし、尚且つ上金型を開いた時、下金型上方を開放状態にすると共に、装置傾動半径の最小化及び、装置の背丈を低くして小型化をし、中子入れ、製品取出し作業の作業性を損なわずに装置の設置スペースを狭くし、かつピット無しで装置を設置できるようにした重力式傾動金型鋳造装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明における重力式傾動金型鋳造装置は、間隔をおいて立設した支持フレ−ムの上端に、水平軸線上に対向させて設けた本体回転軸と、該本体回転軸間に宙吊り状にして取付けた本体フレ−ムと、該本体フレ−ムの底部に設けた型締めシリンダにより上下動される下金型ダイプレ−トと、該下金型ダイプレ−トに固定される下金型と、該下金型に付属された下金型製品押出機構と、前記本体フレ−ムの上端における前記本体回転軸とは位置をずらした溶湯容器側位置に、水平に設けた上金型傾動軸と、該上金型傾動軸に一端を回転可能にして連結された上金型取付フレ−ムと、該上金型取付フレ−ムの下面に設けた上金型ダイプレ−トと、該上金型ダイプレ−トに固定される上金型と、該上金型に付属された上金型製品押出機構と、を備え、前記本体回転軸の軸線が型締めされた前記上下金型のほぼ中心に位置するように構成させ、前記下金型ダイプレ−トの昇降を案内するガイドロッドを中空ロッドにし、該中空ロッドの中空部に下金型製品押出シリンダを内装させたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。図１、図２及び図１５において、基台１上に立設された支持フレ−ム２、２の上端に本体回転軸３、３が同一水平軸線上に対向させて設けられており、該本体回転軸３、３間には本体フレ−ム４が宙吊り状にして取付けられている。
【０００７】
該本体フレ−ム４の底部には型締めシリンダ５、５が上向きにして設けられており、そのピストンロッド先端には下金型ダイプレ−ト６が連結支持されている。該下金型ダイプレ−ト６の下面中央には中空ロッド７が連結されており、該中空ロッド７は前記本体フレ−ム４の底部に設けた案内筒８に昇降可能にして嵌合されて下金型ダイプレ−ト６の昇降を案内するようになっている。
【０００８】
該下金型ダイプレ−ト６の上部には下金型製品押出機構２３を付属した下金型１０が図１５における下金型１０の左右両側に前記下金型ダイプレ−ト６に連結されて配設された下金型クランプ２５、２５により固定されている。また前記中空ロッド７の中空部には前記下金型製品押出機構２３を作動させるための下金型製品押出シリンダ１２が内装されており、そのピストンロッド先端には下金型押出板２４が連結支持されている。該下金型押出板２４は前記下金型ダイプレ−ト６の中央開口部内を昇降可能にして配設されていると共に後述する強制リタ−ン機構１１により前記下金型製品押出機構２３と着脱可能にして連結されている。
【０００９】
さらに前記本体フレ−ム４の上端における前記本体回転軸３、３とは位置をずらした奥側（図２右側）に上金型傾動軸１３、１３が水平に設けられており、該上金型傾動軸１３、１３に一端を回転可能にして上金型取付フレ−ム１４が連結されている。
【００１０】
該上金型取付フレ−ム１４の下面には、上金型ダイプレ−ト１６が取付けられており、該上金型ダイプレ−ト１６の下部には上金型製品押出機構２６を付属した上金型１７が図１５における上金型１７の左右両側に前記上金型ダイプレ−ト１６に連結されて配設された上金型クランプ２７、２７により固定されている。また上金型取付フレ−ム１４には前記上金型製品押出機構２６を作動させるための上金型製品押出シリンダ２８が下向きにして設けられており、そのピストンロッド先端には前記上金型ダイプレ−ト１６の中央開口部内を昇降可能にして配設された上金型押出板２９が連結支持されている。該上金型押出板２９の上面にはガイドロッド３０、３０が連結されており、該ガイドロッド３０、３０は前記上金型取付フレ−ム１４に設けた案内筒３１、３１に昇降可能にして嵌合されて上金型押出板２９の昇降を案内するようになっている。
【００１１】
さらに図中符号１８、１８は上金型反転用シリンダ、符号１９、１９は本体フレ−ム４を傾動させるための本体傾動シリンダ、符号２０、２０は上金型１７を正しい位置に停止固定させるためのロックシリンダ、符号２１はアルミニウム溶湯を注ぐための溶湯容器、符号２２は上下金型１７、１０の型締めを案内するガイド部材である。
【００１２】
なお前記強制リタ−ン機構１１は、図３に示すように下金型製品押出機構２３に付属された金型Ｌブロック３２と下金型押出板２４に付属された機械Ｌブロック３３とが係合されていると共に前記下金型ダイプレ−ト６には押上手段（例えば押上バネ）１５を係合嵌装させた押上ピン９が連結されている。該押上ピン９の頭部は前記下金型押出板２４に設けられた溝２４ａに遊嵌挿入されている。
【００１３】
このように構成された強制リタ−ン機構１１の作動は、下金型製品押出シリンダ１２の下降端で、該下金型製品押出シリンダ１２の図示されない電磁弁の下降端の通電保持をすることにより、前記下金型押出板２４に設けられた溝２４ａに接触する押上ピン９により押上手段１５を圧縮して前記金型Ｌブロック３２と機械Ｌブロック３３とを係止させる。そして金型交換時は、前記下金型製品押出シリンダ１２の図示されない電磁弁の下降端の通電保持を解除することにより押上手段１５が伸長されて押上ピン９を介して下金型押出板２４に付属された機械Ｌブロック３３を押し上げ、前記金型Ｌブロック３２と機械Ｌブロック３３との係止を解除して金型交換可能な状態にさせる。
【００１４】
このように構成されたものの作動を図４〜図１４を参照して説明する。
まず製品を上金型１７側に付着させて取り出す場合を図４〜図１１に示す。最初に本発明の重力式傾動金型鋳造装置に上下金型１７、１０がセットされ、その後、上金型クランプ２７、２７及び下金型クランプ２５、２５を作動させて上下金型１７、１０をそれぞれ上金型ダイプレ−ト１６、下金型ダイプレ−ト６に固定すると共に下金型製品押出機構２３に付属された金型Ｌブロック３２と下金型押出板２４に付属された機械Ｌブロック３３とを前述の方法で係止させて図４の状態にされる。
【００１５】
次に図４の状態から型締めシリンダ５、５が縮引作動して下金型１０を上金型１７から引下げ分離させて図５の状態にされる。
次にロックシリンダ２０、２０が作動して上金型１７の固定を解除した後、上金型反転用シリンダ１８、１８が作動して上金型１７を上金型傾動軸１３、１３を中心にして９０度反転させて図６の状態にされる。
【００１６】
この状態で下金型１０内に中子入れ等の補助作業を施した後、上金型反転用シリンダ１８、１８が逆作動して上金型１７を逆反転させた後、ロックシリンダ２０、２０が逆作動して上金型１７を固定して図７の状態にされる。
次に矢印のように型締めシリンダ５、５が伸長作動して下金型１０を上金型１７に型締めして図８の状態にされる。
【００１７】
次に溶湯容器２１にアルミ二ウム溶湯が供給された後、本体傾動シリンダ１９、１９が作動して本体フレーム４に取付けられている装置全体を図９に示すように本体回転軸３、３を中心にして注湯方向（反時計回り方向）に９０度回転させるが、この回転は型締めされた上下金型１７、１０のほぼ中心位置を中心にして回転されるため、上下金型１７、１０のスイングを最小化して周速が遅く回転される。このため、上下金型１７、１０に注湯される溶湯に大きな慣性をもたせずにすみ、跳ね上がり、揺れが少なく、空気及び酸化膜の巻き込みを防止しスムーズに注湯できる。
【００１８】
なお、この際、注湯開始時の溶湯容器２１からキャビティ内へ流れる溶湯の跳ね上がり、揺れをなくし、一部の溶湯の先走りをなくす為に、上下金型１７、１０を反注湯方向（時計回り方向）に傾動（例えば１５度）させて溶湯容器２１に給湯し、その後に溶湯容器２１と共に上下金型１７，１０を注湯方向に回転傾動させ、注湯をするようにする。
この図９の状態を一定時間保持してアルミ二ウム溶湯が凝固されるのを待つ。
【００１９】
次に下金型製品押出シリンダ１２を伸長作動させることにより下金型押出板２４を介して下金型製品押出機構２３を作動させながら型締めシリンダ５、５を縮引作動させて下金型１０を図１０に示すように上金型１７から引下げ分離させる。この際、製品は上金型１７側に付着される。次にロックシリンダ２０、２０が作動して上金型１７の固定を解除した後、上金型反転用シリンダ１８、１８が作動して上金型１７を図１１のように上金型傾動軸１３、１３を中心に反転させる。その後、上金型製品押出シリンダ２８を伸長作動させることにより上金型押出板２９を介して上金型製品押出機構２６を作動させて製品を上金型１７から分離させ、これを図示されない製品取出し装置の受け皿等を使用して受け止め、製品取出しを行う。
【００２０】
次に本体傾動シリンダ１９、１９が作動して図６の状態にされ、金型清掃及び中子入れ等の補助作業が施されて上記の図６〜図１１の作動を繰り返し行う。
また製品を下金型１７に付着させて取り出す場合は、図４から図９までの作動を同様に行い、その後に本体傾動シリンダ１９、１９が作動して本体フレ−ム４等を本体回転軸３、３を中心にして垂直状態に反転させ、図１２の状態にされる。次に上金型製品押出シリンダ２８を伸長作動させることにより上金型押出板２９を介して上金型製品押出機構２６を作動させながら型締めシリンダ５、５を縮引作動させて図１３に示すように下金型１０を上金型１７から引下げ分離させる。この際、製品は下金型１０に付着される。
【００２１】
次にロックシリンダ２０、２０が作動して上金型１７の固定を解除した後、上金型反転用シリンダ１８、１８が作動して上金型１７を上金型傾動軸１３、１３を中心にして反転させる。次に下金型製品押出シリンダ１２を伸長作動させることにより下金型押出板２４を介して下金型製品押出機構２３を作動させた後、図示されない製品取出し装置により製品取出しを行い図１４の状態になる。その後、金型清掃及び中子入れ等の補助作業が施されて上記の作動を繰り返し行う。
【００２２】
なお上記の実施形態において本体フレ−ム４は、回転時及び傾動時以外の時は図示されない位置決めストッパにより位置決めされる。
【００２３】
また本発明の重力式傾動金型鋳造装置は、多種類の上下金型１７、１０に対して各上下金型１７、１０に品番（型番）を付け、該各上下金型１７、１０の最適な鋳造条件（例えば冷却時間）を設定し、そのデ−タをメモリ−管理することもできる。鋳造時その品番を選択することにより、各製品を最適な鋳造条件で鋳造することができる。
【００２４】
さらに本発明の実施の形態では、上金型ダイプレ−ト１６が回転可能とされ、下金型ダイプレ−ト６が直進するようにされているが、各ダイプレ−ト１６、６の運動の種類及び方向はこれに限定されるものではなく、例えば、下金型ダイプレ−ト６を回転可能とし、上金型ダイプレ−ト１６を直進運動させるようにしてもよい。
【００２５】
加えて本発明の実施の形態では、下金型ダイプレ−ト６の昇降を案内するガイドロッドを中空ロッド７にし、該中空ロッド７の中空部に下金型製品押出シリンダ１２を内装させるようにしたが、該下金型製品押出シリンダは市販されているシリンダを購入して使用してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上記の説明から明らかなように、間隔をおいて立設した支持フレームの上端に、水平軸線上に対向させて設けた本体回転軸と、該本体回転軸間に宙吊り状にして取付けた本体フレームと、該本体フレームの底部に設けた型締めシリンダにより上下動される下金型ダイプレートと、該下金型ダイプレートに固定される下金型と、該下金型に付属された下金型製品押出機構と、前記本体フレームの上端における前記本体回転軸とは位置をずらした溶湯容器側位置に、水平に設けた上金型傾動軸と、該上金型傾動軸に一端を回転可能にして連結された上金型取付けフレームと、該上金型取付けフレームの下面に設けた上金型ダイプレートと、該上金型ダイプレートに固定される上金型と、該上金型に付属された上金型製品押出機構と、を備え、前記本体回転軸の軸線が型締めされた前記上下金型のほぼ中心に位置するように構成したから、上金型を開いた時、下金型上方を開放状態にできる共に注湯時の上下金型のスイングを最小化し周速を遅くして大きな慣性をもたせないようにすることにより、溶湯に大きな慣性をもたせずにすむため、跳ね上がり、揺れが少なくなり、これに伴いアルミ二ウム溶湯への空気及び酸化膜の巻き込みを防止できる。また装置全体のスイングが最小となることにより、装置の設置スペースが狭くできる。また前記下金型ダイプレートの昇降を案内するガイドロッドを中空ロッドにし、該中空ロッドの中空部に下金型製品押出シリンダを内装させたから、下金型下部の装置が小型化され、装置の設置面から下金型までの背丈が低くなることにより、さらに装置全体のスイングが小さくなり装置の設置スペースが狭くできると共に装置設置時のピット及び作業台をなくし、中子入れ、製品取出し作業を容易にすることができる。さらに前記下金型に付属された下金型製品押出機構と下金型押出板との連結が、押上げ手段を使用した強制リターン機構により成されるようにしたから、金型交換を容易にすることできる共に交換作業時間を大幅に短縮することができる。加えて前記本体フレームに、前記本体回転軸の軸線を回転中心にして前記上下金型を反注湯方向に傾動させる本体傾動シリンダを連結させて前記上下金型を反注湯方向に傾動させるようにしたから、注湯開始時に溶湯容器からキャビティ内へ流れる溶湯の跳ね上がり、揺れをなくし、一部の溶湯の先走りをなくし安定した注湯ができる等種々の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す概要構成正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１５における強制リタ−ン機構の拡大縦断面図である。
【図４】本発明の重力式傾動金型鋳造装置に上下金型がセットされた状態を示す正面図である。
【図５】下金型を上金型から引下げ分離させた状態を示す正面図である。
【図６】上金型を上金型傾動軸を中心にして９０度反転させた状態を示す正面図である。
【図７】上金型を逆反転させた後、上金型を固定した状態を示す正面図である。
【図８】下金型を上金型に型締めした状態を示す正面図である。
【図９】本体フレ−ムに取り付けられている装置全体を注湯方向に９０度回転させた状態を示す正面図である。
【図１０】下金型を上金型から引下げ分離させた状態を示す正面図である。
【図１１】上金型を上金型傾動軸を中心に反転させた状態を示す正面図である。
【図１２】図９の状態の後に本体フレ−ム４等を垂直状態に反転させた状態を示す正面図である。
【図１３】下金型を上金型から引下げ分離させた状態を示す正面図である。
【図１４】上金型を上金型傾動軸を中心にして反転させた状態を示す正面図である。
【図１５】図１におけるＡ−Ａ矢視拡大図である。
【符号の説明】
２支持フレ−ム
３本体回転軸
４本体フレ−ム
５型締めシリンダ
６下金型ダイプレ−ト
７中空ロッド
１０下金型
１１強制リタ−ン機構
１２下金型製品押出シリンダ
１３上金型傾動軸
１４上金型取付フレ−ム
１５押上手段
１６上金型ダイプレ−ト
１７上金型
１９本体傾動シリンダ
２１溶湯容器
２３下金型製品押出機構
２４下金型押出板
２６上金型製品押出機構

Claims

間隔をおいて立設した支持フレ−ム（２）、（２）の上端に、水平軸線上に対向させて設けた本体回転軸（３）、（３）と、該本体回転軸（３）、（３）間に宙吊り状にして取付けた本体フレ−ム（４）と、該本体フレ−ム（４）の底部に設けた型締めシリンダ（５）、（５）により上下動される下金型ダイプレ−ト（６）と、該下金型ダイプレ−ト（６）に固定される下金型（１０）と、該下金型（１０）に付属された下金型製品押出機構（２３）と、前記本体フレ−ム（４）の上端における前記本体回転軸（３）、（３）とは位置をずらした溶湯容器（２１）側位置に、水平に設けた上金型傾動軸（１３）、（１３）と、該上金型傾動軸（１３）、（１３）に一端を回転可能にして連結された上金型取付フレ−ム（１４）と、該上金型取付フレ−ム（１４）の下面に設けた上金型ダイプレ−ト（１６）と、該上金型ダイプレ−ト（１６）に固定される上金型（１７）と、該上金型（１７）に付属された上金型製品押出機構（２６）と、を備え、前記本体回転軸（３）、（３）の軸線が型締めされた前記上下金型（１７）、（１０）のほぼ中心に位置するように構成させ、前記下金型ダイプレ−ト（６）の昇降を案内するガイドロッドを中空ロッド（７）にし、該中空ロッド（７）の中空部に下金型製品押出シリンダ（１２）を内装させたことを特徴とする重力式傾動金型鋳造装置。
前記本体フレ−ム（４）に、前記本体回転軸（３）、（３）の軸線を回転中心にして前記上下金型（１７）、（１０）を反注湯方向に傾動させる本体傾動シリンダ（１９）、（１９）を連結させたことを特徴とする請求項１記載の重力式傾動金型鋳造装置。