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JP4430411B2 - Low pressure casting machine - Google Patents

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JP4430411B2
JP4430411B2 JP2004012873A JP2004012873A JP4430411B2 JP 4430411 B2 JP4430411 B2 JP 4430411B2 JP 2004012873 A JP2004012873 A JP 2004012873A JP 2004012873 A JP2004012873 A JP 2004012873A JP 4430411 B2 JP4430411 B2 JP 4430411B2
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Japan
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temperature
mold
molten metal
casting
temperature sensor
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JP2004012873A
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大 吉井
隆司 小田
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Yamaha Motor Co Ltd
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Yamaha Motor Co Ltd
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Priority to PCT/JP2005/000684 priority patent/WO2005070592A1/en
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Description

本発明は、溶湯の温度を温度センサによって直接検出する低圧鋳造用鋳造機に関するものである。 The present invention relates to a low-pressure casting machine that directly detects the temperature of a molten metal with a temperature sensor.

従来、例えば自動二輪車用エンジンのシリンダヘッドは低圧鋳造法によって鋳造されている。この低圧鋳造用の鋳造機としては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この特許文献１に示された鋳造機は、下金型と上金型とからなる金型の下方にるつぼが配設され、このるつぼに貯留された溶湯を加圧してストークを通して押上げ、前記下金型の湯口に供給する構成が採られている。   Conventionally, for example, a cylinder head of a motorcycle engine is cast by a low pressure casting method. As a casting machine for low pressure casting, for example, there is one disclosed in Patent Document 1. In the casting machine shown in Patent Document 1, a crucible is arranged below a mold composed of a lower mold and an upper mold, and the molten metal stored in the crucible is pressurized and pushed up through stalk. The structure which supplies to the gate of a lower mold is taken.

この鋳造機は、生産性を向上させるために、溶湯の供給開始から型開きまでの間の動作が自動化されている。すなわち、この鋳造機は、作業者によってスタートスイッチがＯＮ操作された後に、金型の温度と溶湯の温度とに基づいて溶湯を供給する時間（以下、この時間を加圧時間という）を演算によって求め、この加圧時間だけ溶湯を加圧して金型内に供給する。前記金型の温度は、金型内に埋設された温度センサによって検出し、前記溶湯の温度は、るつぼに設けられた温度センサによって検出する。前記加圧時間は、加圧開始後に金型内が溶湯で満たされ、さらに、金型の上部から下部へ進む溶湯の凝固部分が湯口内に達する時間に設定されている。   In this casting machine, the operation from the start of the molten metal supply to the mold opening is automated in order to improve productivity. That is, in this casting machine, after the start switch is turned ON by the operator, the time for supplying the molten metal (hereinafter, this time is referred to as pressurizing time) based on the temperature of the mold and the temperature of the molten metal is calculated. Then, the molten metal is pressurized and supplied into the mold for this pressing time. The temperature of the mold is detected by a temperature sensor embedded in the mold, and the temperature of the molten metal is detected by a temperature sensor provided in a crucible. The pressurization time is set to a time when the inside of the mold is filled with the molten metal after the pressurization is started, and further, the solidified portion of the molten metal going from the upper part to the lower part of the mold reaches the gate.

すなわち、前記加圧時間が経過した後に溶湯の加圧を終了することにより、溶湯の未凝固部分が湯口内からストークを通ってるつぼ内に落下し戻され、溶湯の凝固した部分のみが湯口内に残存する。このときに金型内にある鋳造物は、凝固しているとはいえ流動性が失われた程度の軟弱な状態であるため、この時点で金型から取り出すと簡単に変形してしまい、形状・寸法精度が著しく低下することになる。このため、この鋳造機は、溶湯の加圧を終了してから鋳造物が変形することがない硬さになるまで待機した後に型開きをする構成が採られている。溶湯の加圧を終了したときから型開きをするまでの間の時間（以下、この時間を凝固時間という）は、溶湯の供給を停止したときの金型の温度に基づいて演算によって求めている。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに見付け出すことはできなかった。
特許第３２０１９３０号公報 That is, by terminating the pressurization of the melt after the pressurization time has elapsed, the unsolidified portion of the melt is dropped from the inside of the gate into the crucible through the stalk, and only the solidified portion of the melt is in the gate. Remain. At this time, the casting in the mold is soft enough to lose its fluidity even though it is solidified.・ Dimensional accuracy will be significantly reduced. For this reason, this casting machine has a configuration in which the mold is opened after waiting for the hardness of the casting not to be deformed after the pressurization of the molten metal is completed. The time from the end of the pressurization of the molten metal to the opening of the mold (hereinafter referred to as the solidification time) is obtained by calculation based on the temperature of the mold when the supply of the molten metal is stopped. .
In addition, the applicant could not find any prior art documents closely related to the present invention by the time of filing other than the prior art documents specified by the prior art document information described in the present specification. .
Japanese Patent No. 3201930

上述したように構成された従来の鋳造機においては、溶湯の加圧を終了する時期と型開き時期とが不必要に遅くなることがあり、この場合にはサイクルタイムが長くなって生産性が低下してしまうという問題があった。前記両時期が遅れるのは、溶湯の加圧と凝固とが不完全な状態で終了することがないように、加圧時間と凝固時間とが安全率を加味した余裕を有する時間に設定されているからである。この種の鋳造機の金型は、型開き後に中子砂の崩壊屑を除去するために高圧の空気が吹き付けられたり、次回の鋳造で使用する中子を装填する作業の作業時間が必要以上に長くなったりして過度に冷却されることがあり、鋳造開始時の温度が一定になり難いものである。鋳造開始時の金型の温度が相対的に低くなる場合は、溶湯の凝固時間が短くなり、これとは逆に前記温度が相対的に高くなる場合は、溶湯の凝固時間が長くなる。すなわち、従来の鋳造機は、このように金型の温度にばらつきが生じたとしても鋳造物が良品となるように、前記加圧時間と前記凝固時間とを充分に長く設定している。   In the conventional casting machine configured as described above, the time to finish the pressurization of the molten metal and the mold opening time may be unnecessarily delayed. In this case, the cycle time becomes longer and the productivity is increased. There was a problem of being lowered. The two periods are delayed so that the pressurization time and the solidification time are set to a time with allowance for the safety factor so that the pressurization and solidification of the molten metal do not end in an incomplete state. Because. The mold of this type of casting machine requires more work time than the time required to blow high-pressure air to remove the core sand collapsing after opening the mold or to load the core to be used in the next casting. The temperature at the start of casting is difficult to be constant. When the temperature of the mold at the start of casting becomes relatively low, the solidification time of the molten metal becomes short. On the contrary, when the temperature becomes relatively high, the solidification time of the molten metal becomes long. That is, the conventional casting machine sets the pressurization time and the solidification time sufficiently long so that the casting becomes a good product even if the temperature of the mold varies as described above.

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、鋳造物を不良品とすることなく、鋳造のサイクルタイムを必要最小限に短縮することにより生産性を向上させることができる低圧鋳造用鋳造機を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and low pressure casting that can improve productivity by reducing the casting cycle time to the minimum necessary without making the casting defective. An object is to provide a casting machine.

この目的を達成するため、本発明に係る低圧鋳造用鋳造機は、温度センサによって検出された温度に基づいて溶湯の加圧終了時期と金型の型開き時期とが制御される低圧鋳造用鋳造機であって、前記温度センサを、下金型内における湯口とランナーとの境界部分の近傍の溶湯の温度を直接検出する構成とし、この温度センサによって検出した溶湯の温度が予め定めた加圧終了温度に達したときに溶湯の加圧を終了させ、前記温度センサによって検出した溶湯の温度が予め定めた型開き温度に達したときに金型を型開きさせる制御装置を備えたものである。 In order to achieve this object, the low pressure casting casting machine according to the present invention is a low pressure casting casting in which the pressurization end time of the molten metal and the mold opening timing are controlled based on the temperature detected by the temperature sensor. The temperature sensor is configured to directly detect the temperature of the molten metal near the boundary between the gate and the runner in the lower mold, and the temperature of the molten metal detected by the temperature sensor is a predetermined pressurization. A control device is provided that terminates pressurization of the molten metal when the end temperature is reached, and opens the mold when the temperature of the molten metal detected by the temperature sensor reaches a predetermined mold opening temperature. .

請求項２に記載した発明に係る低圧鋳造用鋳造機は、請求項１に記載した発明に係る低圧鋳造用鋳造機において、前記温度センサの温度検出部に抜き勾配を構成するテーパを形成し、この温度検出部を金型の内壁面から型開き方向に沿って金型内に突出させたものである。
請求項３に記載した発明に係る低圧鋳造用鋳造機は、請求項１記載の低圧鋳造用鋳造機において、前記湯口にその周壁の一部を部分的に湯口内に突出させるようにして凸部を形成し、前記温度センサの温度検出部を断面円形に形成し、この温度センサを、前記温度検出部が前記凸部上に位置しかつ前記湯口内に側方から突出する状態で下金型に取付けてなり、前記凸部と前記温度検出部との接続部分は、前記温度検出部の上半部のみが露出するように、凸部の上面に形成された凹陥部内に前記温度検出部の下半部が嵌合する構造が採られているものである。 The casting machine for low pressure casting according to the invention described in claim 2 is the casting machine for low pressure casting according to the invention described in claim 1, wherein a taper constituting a draft angle is formed in the temperature detection part of the temperature sensor , This temperature detection unit is projected from the inner wall surface of the mold into the mold along the mold opening direction.
A low pressure casting casting machine according to a third aspect of the present invention is the low pressure casting casting machine according to the first aspect, wherein a part of the peripheral wall of the pouring gate is partially projected into the pouring gate. The temperature detection part of the temperature sensor is formed in a circular cross section, and the temperature sensor is placed on the lower mold in a state where the temperature detection part is located on the convex part and protrudes from the side into the gate. The connecting portion between the convex portion and the temperature detecting portion is connected to the temperature detecting portion within the concave portion formed on the upper surface of the convex portion so that only the upper half of the temperature detecting portion is exposed. A structure in which the lower half is fitted is adopted.

本発明によれば、低圧鋳造用鋳造機において、溶湯の温度を直接検出し、この温度によって溶湯の加圧終了時期と型開き時期とを決めることができる。このため、鋳造開始時の金型の温度にばらつきがあったとしても、溶湯の加圧終了と型開きとを鋳造物の状態に対応させて最適な時期に実施することができる。
したがって、溶湯の加圧時間と凝固時間とが不必要に長くなったり不足することがなく、前記加圧時間と凝固時間とを良品が得られる必要最小限の範囲で短縮することができるから、より一層生産性が高くなる低圧鋳造用鋳造機を提供することができる。 According to the present invention , in the casting machine for low-pressure casting, the temperature of the molten metal can be directly detected, and the pressurization end timing and mold opening timing of the molten metal can be determined based on this temperature. For this reason, even if there is a variation in the mold temperature at the start of casting, the end of pressurization of the molten metal and the opening of the mold can be performed at an optimal time in accordance with the state of the casting.
Therefore, the pressurization time and solidification time of the molten metal do not become unnecessarily long or insufficient, and the pressurization time and solidification time can be shortened within a necessary minimum range to obtain a good product. It is possible to provide a casting machine for low-pressure casting that further increases productivity.

請求項２および請求項３記載の発明によれば、溶湯の内部の温度を検出することができる。また、温度センサの温度検出部を鋳造後に鋳造物から容易に外すことができる。
このため、温度検出部が型開き時や鋳造物の離型時に破損することを防ぎながら、溶湯の温度を精度良く検出することができる。 According to invention of Claim 2 and Claim 3 , the temperature inside a molten metal is detectable. Moreover, the temperature detection part of a temperature sensor can be easily removed from a casting after casting.
For this reason, it is possible to accurately detect the temperature of the molten metal while preventing the temperature detecting portion from being damaged when the mold is opened or when the casting is released.

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る低圧鋳造用鋳造機の一実施の形態を図１ないし図６によって詳細に説明する。
図１は低圧鋳造用鋳造機の構成を示す正面図、図２は金型部分を拡大して示す図で、同図（ａ）は縦断面図、同図（ｂ）は（ａ）図におけるＢ−Ｂ線断面図である。図３は要部を拡大して示す断面図、図４は温度センサの断面図、図５は鋳造機の動作を説明するためのフローチャート、図６はランナー内の溶湯の温度変化を示すグラフである。 (First embodiment)
Hereinafter, an embodiment of a low-pressure casting machine according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
1 is a front view showing a configuration of a casting machine for low-pressure casting, FIG. 2 is an enlarged view of a mold part, FIG. 1 (a) is a longitudinal sectional view, and FIG. 1 (b) is a view in FIG. It is a BB sectional view. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged main part, FIG. 4 is a cross-sectional view of the temperature sensor, FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the casting machine, and FIG. 6 is a graph showing the temperature change of the molten metal in the runner. is there.

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による低圧鋳造用鋳造機である。この鋳造機１は、低圧鋳造によって自動二輪車用エンジンのシリンダヘッド（図示せず）を鋳造するためのもので、従来からよく知られているように、炉体２の上に金型３が配設され、後述する制御装置４によって金型３や溶湯５の温度、金型３の開閉動作および溶湯５の供給・停止などが制御される。この鋳造機１によって鋳造する金属材料はアルミニウム合金である。   In these drawings, what is indicated by reference numeral 1 is a low-pressure casting machine according to this embodiment. This casting machine 1 is for casting a cylinder head (not shown) of a motorcycle engine by low pressure casting. As is well known in the art, a mold 3 is arranged on a furnace body 2. The temperature of the mold 3 and the molten metal 5, the opening / closing operation of the mold 3, and the supply / stop of the molten metal 5 are controlled by the control device 4 described later. The metal material cast by the casting machine 1 is an aluminum alloy.

前記炉体２は、上方に向けて開口する箱状に形成された本体６と、この本体６の上部開口部分を閉塞する蓋体７と、溶湯５を貯留するるつぼ８と、前記蓋体７に取付けられて下端部が前記溶湯５内に浸漬されたストーク９などによって構成されている。この炉体２の前記本体６は、るつぼ８内の溶湯５を所定の温度に加熱するためのヒータ（図示せず）を内蔵するとともに、加圧装置１０が接続されている。この加圧装置１０は、鋳造時に不活性ガスを前記本体６内に供給して溶湯５の上面を加圧して溶湯５をストーク９内に押し出すためのもので、本体６に形成された接続口６ａにガス管（図示せず）が接続されている。この加圧装置１０の加圧圧力の制御と前記ヒータの温度制御は、後述する制御装置４が実施する。   The furnace body 2 includes a main body 6 that is formed in a box shape that opens upward, a lid body 7 that closes an upper opening portion of the main body 6, a crucible 8 that stores molten metal 5, and the lid body 7. And a lower end portion of the stalk 9 is immersed in the molten metal 5. The main body 6 of the furnace body 2 incorporates a heater (not shown) for heating the molten metal 5 in the crucible 8 to a predetermined temperature, and is connected to a pressurizing device 10. The pressurizing device 10 is for supplying an inert gas into the main body 6 at the time of casting, pressurizing the upper surface of the molten metal 5 and pushing the molten metal 5 into the stalk 9, and a connection port formed in the main body 6. A gas pipe (not shown) is connected to 6a. Control of the pressurizing pressure of the pressurizing device 10 and temperature control of the heater are performed by the control device 4 described later.

この鋳造機１による鋳造は、従来の鋳造機と同様に、金型３を型締めした状態で加圧装置１０によって炉体２の本体６内を加圧することによって実施される。鋳造時に溶湯５は、前記本体６内が加圧されることにより、るつぼ８内からストーク９内を上昇し、上方に位置する金型３内に供給される。
前記金型３は、図２に示すように、上金型１１と下金型１２とから構成され、駆動装置１３（図１参照）に支持されている。前記上金型１１は、下方に向けて開口するキャビティ１４が形成され、駆動装置１３のプラテン１５に取付けられている。前記キャビティ１４とは、鋳造物の製品部分を成型するための凹部のことをいう。前記プラテン１５は、駆動装置１３の基台１６にタイバー１７を介して昇降可能に支持され、昇降用モータ１５ａによって上下方向に移動させられる。この昇降用モータ１５ａは、後述する制御装置４によって回転が制御される。 The casting by the casting machine 1 is performed by pressurizing the inside of the main body 6 of the furnace body 2 by the pressurizing device 10 in a state where the mold 3 is clamped as in the conventional casting machine. During casting, the molten metal 5 rises from the crucible 8 into the stalk 9 by being pressurized in the main body 6 and is supplied into the mold 3 positioned above.
As shown in FIG. 2, the mold 3 includes an upper mold 11 and a lower mold 12, and is supported by a driving device 13 (see FIG. 1). The upper mold 11 is formed with a cavity 14 that opens downward, and is attached to a platen 15 of a driving device 13. The said cavity 14 means the recessed part for shape | molding the product part of a casting. The platen 15 is supported on the base 16 of the driving device 13 through a tie bar 17 so as to be movable up and down, and is moved in the vertical direction by a lifting motor 15a. The raising / lowering motor 15a is controlled to rotate by a control device 4 to be described later.

前記下金型１２は、上方に向けて開口するキャビティ１８が形成され、前記基台１６の上に支持部材１９によって固定されている。この下金型１２と前記上金型１１には、これらを鋳造温度まで予熱するためのヒータ（図示せず）と、鋳造時の金型温度を一定に保つための水冷式冷却装置（図示せず）とが設けられている。前記ヒータの温度と、水冷式冷却装置のＯＮ，ＯＦＦは、後述する制御装置４によって制御される。
前記下金型１２の内側底部には、図２および図３に示すように、キャビティ１８の一側部から他側部にわたって延びるようにランナー２１が形成されるとともに、このランナー２１の底から下方に延びるように湯口２２が形成されている。 The lower mold 12 is formed with a cavity 18 that opens upward, and is fixed on the base 16 by a support member 19. The lower mold 12 and the upper mold 11 include a heater (not shown) for preheating them to a casting temperature, and a water-cooled cooling device (not shown) for keeping the mold temperature constant during casting. )). The temperature of the heater and ON / OFF of the water-cooled cooling device are controlled by a control device 4 to be described later.
As shown in FIGS. 2 and 3, a runner 21 is formed on the inner bottom of the lower mold 12 so as to extend from one side of the cavity 18 to the other side, and downward from the bottom of the runner 21. A gate 22 is formed so as to extend.

前記湯口２２は、図２（ｂ）に示すように、前記下金型１２の底に上方から見て楕円状に形成され、図３に示すように、上側に向かうにしたがって次第に開口径が拡がり抜き勾配を形成するように穿設されている。この湯口２２の上端部の開口部分には、異物が金型３内に流入することを阻止するために金網製のフィルタ２３が装着され、湯口２２の下端には、前記支持部材１９に設けられた湯口カップ２４の上端部が接続されている。この湯口カップ２４は、前記支持部材１９を上下方向に貫通しており、この支持部材１９の下面に当接された前記ストーク９（図１参照）の上端部から溶湯５が供給される。すなわち、鋳造時に溶湯５は、前記ストーク９から湯口カップ２４を通って湯口２２に流入し、湯口２２内からフィルタ２３を通過してランナー２１内に流入し、さらにキャビティ１４，１８内に供給される。このように金型３内に充填された溶湯５は、キャビティ１４，１８内｛製品部分２５（図３参照）｝から凝固し始める。この溶湯５の凝固部分は、時間の経過とともにランナー２１内から湯口２２内に進む。   As shown in FIG. 2 (b), the gate 22 is formed in an elliptical shape at the bottom of the lower mold 12 as viewed from above, and the opening diameter gradually increases toward the upper side as shown in FIG. It is drilled to form a draft angle. A wire mesh filter 23 is attached to the opening at the upper end portion of the gate 22 to prevent foreign matter from flowing into the mold 3, and the lower end of the gate 22 is provided on the support member 19. The upper end of the tap 24 is connected. The gate cup 24 penetrates the support member 19 in the vertical direction, and the molten metal 5 is supplied from the upper end portion of the stalk 9 (see FIG. 1) that is in contact with the lower surface of the support member 19. That is, at the time of casting, the molten metal 5 flows from the stalk 9 through the gate cup 24 into the gate 22, passes through the filter 23 from the gate 22, flows into the runner 21, and is further supplied into the cavities 14 and 18. The Thus, the molten metal 5 filled in the mold 3 begins to solidify from the {product part 25 (see FIG. 3)} in the cavities 14 and 18. The solidified portion of the molten metal 5 advances from the runner 21 into the gate 22 with time.

前記下金型１２には、図３に示すように、前記溶湯５の温度を検出するために温度センサ２６が取付けられている。この温度センサ２６は、図４に示すように、上下方向に延びる保護部２６ａと、この保護部２６ａの基端部に形成された支持部２６ｂとを一体に形成して内部に軸方向に貫通する貫通孔２７を設けた保護金具２８と、前記貫通孔２７の内部に挿入された熱電対２９とを備え、下金型１２に穿設された取付孔３０に嵌挿されている。前記取付孔３０は、図３に示すように、ランナー２１内に開口して前記保護部２６ａが嵌挿される小径部３０ａと、金型外に開口して前記支持部２６ｂが嵌合する大径部３０ｂとから形成され、下金型１２における湯口２２の側方近傍に型開き方向（図３においては上下方向）に延びて下金型１２を貫通するように穿設されている。すなわち、この取付孔３０に温度センサ２６を挿入することによって、温度センサ２６は、溶湯５がキャビティ１４，１８より遅れて凝固する部位に配設される。   As shown in FIG. 3, a temperature sensor 26 is attached to the lower mold 12 in order to detect the temperature of the molten metal 5. As shown in FIG. 4, the temperature sensor 26 is integrally formed with a protective portion 26a extending in the vertical direction and a support portion 26b formed at the base end portion of the protective portion 26a, and penetrates in the axial direction inside. A protective metal fitting 28 provided with a through hole 27 and a thermocouple 29 inserted into the through hole 27 are fitted into a mounting hole 30 formed in the lower mold 12. As shown in FIG. 3, the mounting hole 30 is opened in the runner 21 and has a small diameter portion 30a into which the protective portion 26a is inserted, and a large diameter in which the support portion 26b is opened outside the mold. The lower mold 12 is formed in the vicinity of the side of the gate 22 so as to extend in the mold opening direction (vertical direction in FIG. 3) and penetrate the lower mold 12. That is, by inserting the temperature sensor 26 into the mounting hole 30, the temperature sensor 26 is disposed at a site where the molten metal 5 solidifies later than the cavities 14 and 18.

前記保護金具２８は、図４に示すように、前記支持部２６ｂが前記大径部３０ｂに嵌合することによって、図示の位置からそれ以上金型１１内に挿入されることがないように移動が規制された状態で下金型１２に取付けられている。この保護金具２８を形成する材料は、下金型１２の材料と同等のもので、この実施の形態においては熱間金型用合金工具鋼（ＳＫＤ）が用いられている。
また、前記保護金具２８は、前記取付孔３０に支持部２６ｂとともに嵌合された状態で先端側の温度検出部２８ａがランナー２１内に突出する長さに形成されている。前記温度検出部２８ａは、図４に示すように、先端に向かうにしたがって漸次外径が小さくなるように形成されている。すなわち、この温度検出部２８ａは、抜き勾配を構成するテーパが形成されている。 As shown in FIG. 4, the protective metal fitting 28 is moved so that the support portion 26b is not inserted into the mold 11 from the position shown in the figure by fitting the support portion 26b into the large diameter portion 30b. Is attached to the lower mold 12 in a regulated state. The material forming the protective metal fitting 28 is the same as the material of the lower mold 12, and in this embodiment, hot tool alloy tool steel (SKD) is used.
Further, the protective metal fitting 28 is formed in such a length that the tip side temperature detecting portion 28a protrudes into the runner 21 in a state where the protective fitting 28 is fitted in the mounting hole 30 together with the support portion 26b. As shown in FIG. 4, the temperature detector 28a is formed such that the outer diameter gradually decreases toward the tip. That is, the temperature detector 28a has a taper that forms a draft.

この実施の形態においては、前記温度検出部２８ａの頂部２８ｂは、上方に向けて凸になる半球状に形成されており、前記熱電対２９の２種類の導線２９ａ，２９ｂの先端が溶接されている。すなわち、前記貫通孔２７に挿入された導線２９ａ，２９ｂの先端を頂部２８ｂの開口に臨ませた状態で同じ熱間金型用合金工具鋼（ＳＫＤ）からなる溶接棒を使ってこれらを溶接して開口を閉塞し、その後、半球状に研磨している。   In this embodiment, the top portion 28b of the temperature detecting portion 28a is formed in a hemispherical shape that protrudes upward, and the tips of the two types of conducting wires 29a and 29b of the thermocouple 29 are welded. Yes. That is, welding is performed using a welding rod made of the same hot tool alloy tool steel (SKD) with the tips of the conductive wires 29a and 29b inserted into the through hole 27 facing the opening of the top portion 28b. The opening is closed, and then hemispherical.

熱電対２９は、従来からよく知られているアルメル・クロメル型のものが使用されており、前記頂部２８ｂに溶接されることにより互いに導通された２種類の導線２９ａ，２９ｂによって構成されている。このように熱電対２９が設けられることにより、この温度センサ２６は、保護金具２８（保護部２６ａ）の前記頂部２８ｂ（熱電対２９が溶接されている部位）に接触する溶湯５の温度を検出する。
前記２本の導線２９ａ，２９ｂは、前記保護部２６ａ内から支持部２６ｂを貫通して下金型１２の外側に導出され、前記支持部２６ｂに溶接されたステンレス製の導管３１の内部を通されて後述する制御装置４に接続されている。この実施の形態による温度センサ２６は、前記貫通孔２７内であって前記熱電対２９の導線２９ａ，２９ｂの周囲に耐熱性絶縁粉末３２が充填されている。この耐熱性絶縁粉末３２としては、例えばディーゼルエンジン用グロープラグに用いられているマグネシア（ＭｇＯ）を挙げることができる。 The thermocouple 29 is of the alumel chromel type that is well known in the past, and is composed of two types of conducting wires 29a and 29b that are connected to each other by welding to the top portion 28b. By providing the thermocouple 29 in this way, the temperature sensor 26 detects the temperature of the molten metal 5 that contacts the top portion 28b (the portion to which the thermocouple 29 is welded) of the protective metal fitting 28 (protective portion 26a). To do.
The two conducting wires 29a and 29b pass through the support portion 26b from the inside of the protection portion 26a and are led out to the outside of the lower mold 12, and pass through the inside of the stainless steel conduit 31 welded to the support portion 26b. Thus, it is connected to a control device 4 to be described later. In the temperature sensor 26 according to this embodiment, the heat-resistant insulating powder 32 is filled in the through hole 27 and around the conducting wires 29 a and 29 b of the thermocouple 29. Examples of the heat-resistant insulating powder 32 include magnesia (MgO) used in a glow plug for a diesel engine.

前記制御装置４は、図１に示すように、溶湯温度調節計３３と、金型温度調節計３４と、加圧圧力制御器３５と、鋳造条件設定器３６などによって構成されている。
前記溶湯温度調節計３３は、るつぼ８内の溶湯５が設定温度に加熱されるように前記炉体２のヒータの温度を制御する。前記溶湯５の設定温度は、後述する鋳造条件設定器３６によって使用する金型毎に設定される。
前記金型温度調節計３４は、金型３が設定温度に加熱されるように金型３内のヒータと冷却装置の温度を制御する。前記金型３の設定温度は、後述する鋳造条件設定器３６によって使用するもの毎に設定される。
前記加圧圧力制御器３５は、加圧装置１０の作動・停止を切換えるとともに、るつぼ８から金型３内に供給される溶湯５の速度が設定速度になるように加圧装置１０のガス供給量を制御する。前記設定速度は、後述する鋳造条件設定器３６によって使用する金型毎に設定される。 As shown in FIG. 1, the control device 4 includes a molten metal temperature controller 33, a mold temperature controller 34, a pressurization pressure controller 35, a casting condition setting device 36, and the like.
The molten metal temperature controller 33 controls the temperature of the heater of the furnace body 2 so that the molten metal 5 in the crucible 8 is heated to a set temperature. The set temperature of the molten metal 5 is set for each mold to be used by a casting condition setting unit 36 described later.
The mold temperature controller 34 controls the temperature of the heater and the cooling device in the mold 3 so that the mold 3 is heated to a set temperature. The set temperature of the mold 3 is set for each one used by a casting condition setting unit 36 described later.
The pressurizing pressure controller 35 switches the operation / stop of the pressurizing device 10 and supplies gas to the pressurizing device 10 so that the speed of the molten metal 5 supplied from the crucible 8 into the mold 3 becomes a set speed. Control the amount. The set speed is set for each mold to be used by a casting condition setting unit 36 described later.

前記鋳造条件設定器３６は、鋳造に用いる金型毎に対応する金型温度・溶湯温度・加圧時間・凝固時間・溶湯５の供給速度などの鋳造条件を有するデータを前記溶湯温度調節計３３、金型温度調節計３４および加圧圧力制御器３５に送出する。また、この鋳造条件設定器３６は、加圧圧力制御器３５に溶湯５の加圧を開始させるための開始信号と、溶湯５の加圧を終了させるための停止信号とを所定の時期に出力するとともに、駆動装置１３に上金型１１を下降させるための型締め信号と、上金型１１を上昇させるための型開き信号とを所定の時期に送出する。これらの開始・停止信号と型締め・型開き信号のうち、停止信号と型開き信号は、前記温度センサ２６によって検出した温度が予め定めた温度Ｔ１、温度Ｔ２（図６参照）に達したときに送出される。前記温度Ｔ１は、溶湯５の加圧を終了するうえで最適な温度で、溶湯５の凝固により製品部、ランナー部と湯口上部の溶湯５の流動性が失われ湯口上部よりストーク９側の溶湯５の流動性が維持されるような温度、すなわち加圧装置１０による加圧が停止されたとしても湯口上部よりストーク９側の溶湯５だけがるつぼ８側へ流下するような最大の温度に設定されている。この実施の形態では、図３に示すように、フィルタ２３の上部が鋳造物中に残留されるように温度Ｔ１が設定されている。前記温度Ｔ２は、型開きを行うに当たって最適な温度で、前記温度Ｔ１より低い温度であって、金型を開いても鋳造物の形状・寸法が変わることがない硬さまで溶湯５が凝固する最大の温度に設定されている。   The casting condition setting unit 36 stores data having casting conditions such as a mold temperature, a molten metal temperature, a pressurizing time, a solidifying time, and a supply speed of the molten metal 5 corresponding to each mold used for casting. , And sent to the mold temperature controller 34 and the pressurized pressure controller 35. The casting condition setting unit 36 outputs a start signal for causing the pressurization pressure controller 35 to start pressurization of the molten metal 5 and a stop signal for ending pressurization of the melt 5 at a predetermined time. At the same time, a clamping signal for lowering the upper mold 11 and a mold opening signal for raising the upper mold 11 are sent to the driving device 13 at a predetermined time. Of these start / stop signals and mold clamping / die opening signals, the stop signal and die opening signal indicate that the temperature detected by the temperature sensor 26 reaches the predetermined temperature T1 and temperature T2 (see FIG. 6). Is sent out. The temperature T1 is an optimum temperature for ending the pressurization of the molten metal 5, and the fluidity of the molten metal 5 in the product part, the runner part, and the upper part of the molten metal is lost due to the solidification of the molten metal 5. 5 is set to the maximum temperature at which only the molten metal 5 on the stalk 9 side flows down to the crucible 8 side from the top of the pouring gate even when the pressurization by the pressurizing device 10 is stopped. Has been. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the temperature T1 is set so that the upper part of the filter 23 remains in the casting. The temperature T2 is an optimum temperature for opening the mold, and is lower than the temperature T1, and is the maximum at which the molten metal 5 solidifies to a hardness that does not change the shape and dimensions of the cast even when the mold is opened. The temperature is set.

また、この実施の形態による鋳造条件設定器３６は、温度センサ２６の機能が何らかの原因で損なわれ、上記温度Ｔ１，Ｔ２を温度センサ２６によって検出することができなくなったとしても良品を鋳造することができるように、温度センサ２６が不良になった場合には、温度センサ２６によって検出された温度を用いることなく、時間（加圧時間と凝固時間）によって溶湯５の加圧を終了する時期と型開き時期とを設定する構成が採られている。詳述すると、この鋳造条件設定器３６は、温度センサ２６が何らかの事情で不良品であるかまたは不良になった場合は、溶湯５の加圧を開始したときから予め定めた加圧時間が経過したときに溶湯５の加圧を終了させ、さらに、溶湯５の加圧を終了したときから予め定めた凝固時間が経過したときに型開きを行うように構成されている。   Further, the casting condition setting device 36 according to this embodiment casts a good product even if the function of the temperature sensor 26 is impaired for some reason and the temperatures T1 and T2 cannot be detected by the temperature sensor 26. When the temperature sensor 26 becomes defective so that the temperature can be detected, the temperature detected by the temperature sensor 26 is not used, and the pressurization of the molten metal 5 is finished by time (pressurization time and solidification time). The structure which sets a mold opening time is taken. More specifically, when the temperature sensor 26 is defective or becomes defective for some reason, the casting condition setting unit 36 has a predetermined pressurization time from the start of pressurization of the molten metal 5. Then, the pressurization of the molten metal 5 is terminated, and the mold opening is performed when a predetermined solidification time has elapsed since the pressurization of the molten metal 5 was terminated.

前記加圧時間は、溶湯５の供給開始から溶湯５の凝固部分が湯口２２に達するまでの時間であり、溶湯５の供給開始時の金型３の温度とるつぼ８内の溶湯５の温度とに基づき、使用している金型３の種類に対応させて演算によって求める。前記凝固時間は、溶湯５の加圧終了から金型３内の鋳造物が容易に変形することがない硬さに凝固するまでに要する時間であり、溶湯５の加圧を終了したときの金型３の温度に基づいて金型３の種類に対応させて演算によって求める。なお、これらの加圧時間と凝固時間は、予めマップとしてメモリ（図示せず）に記憶させておき、このメモリから読み出す構成を採ることもできる。   The pressurizing time is the time from the start of the supply of the molten metal 5 until the solidified portion of the molten metal 5 reaches the pouring gate 22, and the temperature of the mold 3 at the start of the supply of the molten metal 5 and the temperature of the molten metal 5 in the crucible 8. Based on the above, it is obtained by calculation corresponding to the type of the mold 3 used. The solidification time is a time required from the end of pressurization of the molten metal 5 until the cast in the mold 3 is solidified so that the cast is not easily deformed. Based on the temperature of the mold 3, it is obtained by calculation corresponding to the type of the mold 3. The pressurization time and coagulation time may be stored in advance in a memory (not shown) as a map and read from this memory.

次に、上述した鋳造機１の動作を制御装置４のさらに詳細な構成の説明と合わせて図５および図６によって説明する。ここでは、繰り返し実施される鋳造作業の１回分（１ショット分）の動作のみについて説明する。このため、鋳造条件設定器３６には金型３毎の鋳造条件が既に入力され、金型３や溶湯５が鋳造温度まで既に昇温されているものとする。なお、鋳造条件の入力は、金型３毎に定められた実行プログラムの番号を入力することによって行う。   Next, the operation of the above-described casting machine 1 will be described with reference to FIG. 5 and FIG. Here, only the operation of one casting operation (one shot) that is repeatedly performed will be described. For this reason, it is assumed that the casting condition for each mold 3 has already been input to the casting condition setting unit 36 and the mold 3 and the molten metal 5 have already been heated to the casting temperature. The casting conditions are input by inputting the number of the execution program determined for each mold 3.

この鋳造機１において鋳造作業は、金型３が型締めされた状態で例えば図示していないスタートスイッチをＯＮ操作することによって開始する。このスイッチ操作により、先ず、図５のステップＳ１に示すように、鋳造条件設定器３６が現在の金型３の温度と溶湯５の温度が良品範囲に入っているか否かを判定する。この良品範囲とは、鋳造物が良品となる温度の範囲のことで、金型毎に設定されている。この判定の結果がＮＯ、すなわち前記温度が良品範囲の外にある場合は、ステップＳ２に進み、鋳造条件設定器３６が温度異常を操作者に知らせるアラーム処理を実施し、これ以降の鋳造動作を停止させる。   In the casting machine 1, the casting operation is started by, for example, turning on a start switch (not shown) while the mold 3 is clamped. By this switch operation, first, as shown in step S1 of FIG. 5, the casting condition setting unit 36 determines whether or not the current temperature of the mold 3 and the temperature of the molten metal 5 are within the non-defective range. The non-defective range is a temperature range in which the casting becomes a non-defective product, and is set for each mold. If the result of this determination is NO, that is, if the temperature is outside the non-defective range, the process proceeds to step S2, where the casting condition setting unit 36 carries out an alarm process for notifying the operator of the temperature abnormality, and the subsequent casting operation is performed. Stop.

前記判定の結果がＹＥＳである場合は、鋳造条件設定器３６は、温度センサ２６の機能が損なわれていた場合の鋳造プログラムを実施する際に必須となる溶湯５の加圧時間を演算し（ステップＳ３）、その後、ステップＳ４で加圧圧力制御器３５に開始信号を溶湯５の供給速度を示すデータとともに送出する。このように開始信号が加圧圧力制御器３５に送られることにより、加圧装置１０によって炉体２内に不活性ガスが供給され、溶湯５が加圧されてストーク９内から湯口カップ２４と湯口２２およびフィルターとを通って金型３内に供給される。キャビティ１４，１８内を満たした溶湯５は、キャビティ１４，１８内の製品部分２５から凝固する。この溶湯５の凝固部分は、時間の経過とともに下がり、ランナー２１内から湯口２２内に進む。一方、上述したように加圧装置１０が加圧を開始したときには、これと同時に図示していないタイマーが計時を開始する。   When the result of the determination is YES, the casting condition setting unit 36 calculates the pressurization time of the molten metal 5 that is essential when the casting program is executed when the function of the temperature sensor 26 is impaired ( In step S3), a start signal is sent to the pressurizing pressure controller 35 together with data indicating the supply speed of the molten metal 5 in step S4. In this way, when the start signal is sent to the pressurizing pressure controller 35, the pressurizing device 10 supplies the inert gas into the furnace body 2, the molten metal 5 is pressurized, and the spout cup 24 is connected from the stalk 9. It is fed into the mold 3 through the gate 22 and the filter. The molten metal 5 filling the cavities 14 and 18 is solidified from the product portion 25 in the cavities 14 and 18. The solidified portion of the molten metal 5 is lowered with time and proceeds from the runner 21 to the gate 22. On the other hand, when the pressurization device 10 starts pressurization as described above, a timer (not shown) starts counting at the same time.

その後、鋳造条件設定器３６は、ステップＳ５で下金型１２の温度センサ２６によってランナー２１内の溶湯５の温度を検出する。温度センサ２６が検出する温度は、図６に示すように、鋳造開始後（溶湯５の供給開始後）に急上昇し、一定期間だけ変化しない状態（ランナー２１内を溶湯５が流れるような状態）を経た後に徐々に低下する。鋳造条件設定器３６は、ステップＳ６において、温度センサ２６によって検出された温度の最高値と予め定めた温度範囲とを比較し、最高温度が設定温度範囲内に入っている場合に温度センサ２６が正常であると判定し、前記最高温度が前記設定温度範囲の外にあるときには温度センサ２６が正常に機能していない（異常である）と判定する。   Thereafter, the casting condition setting device 36 detects the temperature of the molten metal 5 in the runner 21 by the temperature sensor 26 of the lower mold 12 in step S5. As shown in FIG. 6, the temperature detected by the temperature sensor 26 increases rapidly after the start of casting (after the start of the supply of the molten metal 5) and does not change for a certain period of time (a state in which the molten metal 5 flows in the runner 21). It gradually decreases after passing through. In step S6, the casting condition setting unit 36 compares the maximum temperature detected by the temperature sensor 26 with a predetermined temperature range, and if the maximum temperature is within the set temperature range, the temperature sensor 26 When the maximum temperature is outside the set temperature range, it is determined that the temperature sensor 26 is not functioning normally (abnormal).

ステップＳ６で温度センサ２６が異常であると判定された場合は、前記タイマーが計時している経過時間が前記ステップＳ３で求めた加圧時間に達したときに、鋳造条件設定器３６が加圧圧力制御器３５に停止信号を送出する。停止信号が加圧圧力制御器３５に送られることにより、加圧装置１０が不活性ガスの供給を停止し、溶湯５の加圧が終了する（ステップＳ７）。このように溶湯５の供給が停止されると略同時に、鋳造条件設定器３６は、そのときの金型３の温度に基づいて凝固時間を演算する（ステップＳ８）。
前記ステップＳ７で溶湯５の供給が停止されることにより、金型内の溶湯５のうち凝固していない溶湯５は、湯口２２から湯口カップ２４とストーク９とを通ってるつぼ８内に落下して戻され、金型３内に残存している溶湯５（流動性が失われた溶湯）は、熱の供給が絶たれたために、硬さが増大するようさらに凝固が進行する（ステップＳ９）。また、溶湯５の加圧が終了されたときには、図示していないタイマーが計時を開始する。
その後、鋳造条件設定器３６は、前記タイマーによって計時された時間が前記凝固時間に達した後、駆動装置１３に型開き信号を送出する。駆動装置１３に型開き信号が送られることにより、駆動装置１３によって上金型１１が上昇し、金型が開く（ステップ１０→ステップ１１）。 If it is determined in step S6 that the temperature sensor 26 is abnormal, the casting condition setting unit 36 pressurizes when the elapsed time counted by the timer reaches the pressurization time obtained in step S3. A stop signal is sent to the pressure controller 35. By sending the stop signal to the pressurization pressure controller 35, the pressurizer 10 stops the supply of the inert gas, and pressurization of the molten metal 5 is completed (step S7). As described above, when the supply of the molten metal 5 is stopped, the casting condition setting unit 36 calculates the solidification time based on the temperature of the mold 3 at that time (step S8).
When the supply of the molten metal 5 is stopped in step S7, the molten metal 5 that has not solidified among the molten metal 5 in the mold falls from the gate 22 into the crucible 8 through the gate cup 24 and the stalk 9. The molten metal 5 that has been returned and remains in the mold 3 (melted with lost fluidity) has been further solidified to increase its hardness because the supply of heat has been cut off (step S9). . When the pressurization of the molten metal 5 is finished, a timer (not shown) starts measuring time.
Thereafter, the casting condition setting unit 36 sends a mold opening signal to the driving device 13 after the time counted by the timer reaches the solidification time. When the mold opening signal is sent to the drive device 13, the upper mold 11 is raised by the drive device 13 and the mold is opened (step 10 → step 11).

前記ステップＳ６の判定結果がＹＥＳの場合、すなわち温度センサ２６が正常に機能していると判定された場合は、ステップＳ１２で鋳造条件設定器３６が温度センサ２６によってランナー２１内の溶湯５の温度を検出する。このとき温度センサ２６によって検出される温度は、図６に示すように変化し、最高温度に達した後に溶湯５の凝固が進むにしたがって徐々に低下する。鋳造条件設定器３６は、前記温度センサ２６によって検出された温度が予め定めた温度Ｔ１まで低下したとき（ステップＳ１３）に、加圧圧力制御器３５に停止信号を送出する。この停止信号が加圧圧力制御器３５に送られることにより、加圧装置１０が不活性ガスの供給を停止し、溶湯５の加圧が終了する（ステップＳ１４）。   If the determination result in step S6 is YES, that is, if it is determined that the temperature sensor 26 is functioning normally, the casting condition setting device 36 uses the temperature sensor 26 to detect the temperature of the molten metal 5 in the runner 21 in step S12. Is detected. At this time, the temperature detected by the temperature sensor 26 changes as shown in FIG. 6 and gradually decreases as the molten metal 5 solidifies after reaching the maximum temperature. The casting condition setter 36 sends a stop signal to the pressurization pressure controller 35 when the temperature detected by the temperature sensor 26 has dropped to a predetermined temperature T1 (step S13). By sending this stop signal to the pressurizing pressure controller 35, the pressurizing device 10 stops the supply of the inert gas, and pressurization of the molten metal 5 is finished (step S14).

溶湯５の加圧が終了されると、溶湯５の未凝固部分はるつぼ８に落下して戻され、流動性が失われた溶湯５が金型３内に残存する。この残存する溶湯５は、熱の供給が絶たれるために温度がさらに低下し凝固が進む。鋳造条件設定器３６は、ステップＳ１５およびステップＳ１６に示すように、ランナー部の溶湯５の温度を温度センサ２６によって常に検出し、温度センサ２６によって検出された溶湯５の温度が予め定めた温度Ｔ２まで低下したら、凝固終了と判断して駆動装置１３に型開き信号を送出する。このように駆動装置１３に型開き信号が送られることにより、駆動装置１３によって上金型１１が上昇して金型が開き（ステップＳ１１）、１回分の鋳造作業が終了する。型開き時に鋳造物が上金型１１とともに上昇する場合や、型開き時に鋳造物が下金型１２に残る場合であっても鋳造物を下金型１２から離型させるときには、前記温度センサ２６の温度検出部２８ａに抜き勾配を構成するテーパが形成されているために、この温度検出部２８ａを鋳造物から容易に外すことができる。また、温度検出部２８ａを含む保護管２８および熱電対溶接部は、前述のように金型と同じ材料で耐摩耗性にも優れているので、その際の鋳造物との磨耗が抑制される。   When pressurization of the molten metal 5 is completed, the unsolidified portion of the molten metal 5 is dropped and returned to the crucible 8, and the molten metal 5 whose fluidity is lost remains in the mold 3. The remaining molten metal 5 is further reduced in temperature because the supply of heat is cut off, and solidification proceeds. As shown in step S15 and step S16, the casting condition setting unit 36 always detects the temperature of the molten metal 5 in the runner portion by the temperature sensor 26, and the temperature of the molten metal 5 detected by the temperature sensor 26 is a predetermined temperature T2. When it is lowered to the end, it is determined that the coagulation is finished, and a mold opening signal is sent to the driving device 13. Thus, the mold opening signal is sent to the driving device 13, whereby the upper mold 11 is raised by the driving device 13 to open the mold (step S <b> 11), and one casting operation is completed. When the casting rises together with the upper mold 11 when the mold is opened, or when the casting is released from the lower mold 12 even when the casting remains in the lower mold 12 when the mold is opened, the temperature sensor 26 is used. Since the temperature detecting portion 28a is tapered to form a draft angle, the temperature detecting portion 28a can be easily removed from the casting. Further, since the protective tube 28 and the thermocouple welded portion including the temperature detecting portion 28a are the same material as the mold as described above and have excellent wear resistance, wear with the casting at that time is suppressed. .

上述したように構成された低圧鋳造用鋳造機１は、湯口２２とランナー２１との境界の近傍に位置する溶湯５の温度（キャビティ１４，１８より遅れて凝固する溶湯５の温度）を温度センサ２６によって直接検出しているから、鋳造物の温度が溶湯５の加圧終了や型開きに最も適した温度に達したときに溶湯５の加圧を終了させたり型開きを行うことができる。したがって、溶湯５の加圧時間および加圧終了から型開きまでの間の凝固時間を鋳造物が良品となる必要最小限の範囲で短縮することができるから、鋳造のサイクルタイムが短縮されてより一層生産性を向上させることができる。   The low pressure casting casting machine 1 configured as described above is a temperature sensor for measuring the temperature of the molten metal 5 (the temperature of the molten metal 5 that solidifies later than the cavities 14, 18) located near the boundary between the gate 22 and the runner 21. Therefore, when the temperature of the casting reaches a temperature most suitable for the end of pressurization or mold opening of the melt 5, pressurization of the melt 5 can be terminated or the mold can be opened. Accordingly, the pressurization time of the molten metal 5 and the solidification time from the end of pressurization to the mold opening can be shortened within a necessary minimum range in which the casting becomes a non-defective product. Productivity can be further improved.

この実施の形態による鋳造機１は、温度センサ２６の温度検出部２８ａに抜き勾配を構成するテーパが形成され、この温度検出部２８ａが下金型１２の内壁面から型開き方向に沿って金型３内に突出されているから、ランナー２１内における製品部分２５の近傍に位置する溶湯５の温度を検出することができ、しかも、前記温度検出部２８ａを鋳造後に鋳造物から容易に外すことができる。したがって、前記温度検出部２８ａが型開き時や鋳造物の離型時に破損することを防ぎながら、溶湯５の温度を精度良く検出することができる。   In the casting machine 1 according to this embodiment, a taper that forms a draft is formed in the temperature detection portion 28a of the temperature sensor 26, and the temperature detection portion 28a extends from the inner wall surface of the lower mold 12 along the mold opening direction. Since it protrudes into the mold 3, the temperature of the molten metal 5 located in the vicinity of the product portion 25 in the runner 21 can be detected, and the temperature detecting portion 28a is easily removed from the casting after casting. Can do. Therefore, it is possible to accurately detect the temperature of the molten metal 5 while preventing the temperature detection unit 28a from being damaged when the mold is opened or when the casting is released.

この実施の形態による鋳造機１における下金型１２内の湯口２２とランナー２１との境界の近傍の部位は、鋳造物の製品部分２５の外に位置し、その部位を満たす溶湯５は、前記製品部分２５の溶湯５と温度が略等しくなり、製品部分２５より僅かに遅れるだけで略同様に凝固する。この実施の形態による鋳造機１は、湯口２２とランナー２１との境界の近傍の部位に位置する溶湯５の温度を温度センサ２６によって検出しているから、この温度センサ２６により鋳造物の製品部分２５と同等の温度を検出することができ、高い精度で溶湯５の加圧終了時期と型開き時期とを決めることができる。すなわち、前記両時期を設定するに当たり、温度検出部分と製品部分２５との温度差を許容するように供給時間と凝固時間とを従来のように延長する必要はなく、その分、サイクルタイムを短縮することができる。しかも、前記製品部分２５に温度センサ２６の痕跡が形成されることはないから、品質の高い鋳造物を鋳造することができる。   In the casting machine 1 according to this embodiment, the portion near the boundary between the gate 22 and the runner 21 in the lower mold 12 is located outside the product portion 25 of the casting, and the molten metal 5 filling the portion is The temperature of the molten metal 5 in the product portion 25 becomes substantially equal, and the product portion 25 is solidified in the same manner by being slightly delayed from the product portion 25. In the casting machine 1 according to this embodiment, the temperature sensor 26 detects the temperature of the molten metal 5 located in the vicinity of the boundary between the gate 22 and the runner 21. The temperature equal to 25 can be detected, and the pressurization end timing and mold opening timing of the molten metal 5 can be determined with high accuracy. In other words, in setting both timings, it is not necessary to extend the supply time and the coagulation time as in the past so as to allow a temperature difference between the temperature detection portion and the product portion 25, and the cycle time is shortened accordingly. can do. Moreover, since no trace of the temperature sensor 26 is formed on the product portion 25, a high-quality casting can be cast.

この実施の形態による鋳造機１は、溶湯５の温度を直接検出し、この温度によって溶湯５の加圧終了時期と型開き時期とを決めているから、鋳造開始時の金型３の温度にばらつきがあったとしても、溶湯５の加圧終了と型開きとを鋳造物の状態に対応させて最適な時期に行うことができる。したがって、この鋳造機１は、溶湯５の加圧時間と凝固時間とが不必要に長くなったり不足することがなく、前記供給時間と凝固時間とを良品が得られる必要最小限の範囲で短縮することができるから、より一層生産性を向上させることができる。   Since the casting machine 1 according to this embodiment directly detects the temperature of the molten metal 5 and determines the pressurization end timing and mold opening timing of the molten metal 5 based on this temperature, the temperature of the mold 3 at the start of casting is determined. Even if there is a variation, the end of pressurization of the molten metal 5 and the mold opening can be performed at an optimum time in accordance with the state of the casting. Therefore, in the casting machine 1, the pressurization time and the solidification time of the molten metal 5 do not become unnecessarily long or insufficient, and the supply time and the solidification time are shortened within a necessary minimum range to obtain a good product. Therefore, productivity can be further improved.

（第２の実施の形態）
温度センサは、図７に示すように湯口に設けることができる。図７は低圧鋳造用鋳造機の湯口に温度センサを設ける他の例を示す断面図で、同図において、前記図１〜図６によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図７に示す温度センサ２６は、温度検出部２８ａが湯口２２内に側方から突出する状態で下金型１２に取付けられている。また、前記下金型１２には、湯口２２内を上昇する溶湯５によって前記温度検出部２８ａが押圧されることを防ぐために、湯口２２に凸部４１が形成されている。 (Second Embodiment)
The temperature sensor can be provided at the gate as shown in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing another example in which a temperature sensor is provided at the gate of a casting machine for low-pressure casting. In FIG. Detailed description will be omitted as appropriate.
The temperature sensor 26 shown in FIG. 7 is attached to the lower mold 12 with the temperature detecting portion 28a protruding from the side into the gate 22. The lower mold 12 is provided with a convex portion 41 at the gate 22 in order to prevent the temperature detecting portion 28 a from being pressed by the molten metal 5 rising in the gate 22.

前記凸部４１は、湯口２２の周壁の一部を部分的に湯口２２内に突出させるようにして形成されている。この実施の形態においては、湯口２２内を溶湯５が上昇するときの抵抗を可及的低減するために、前記凸部４１の突出側の端縁は、上側に向かうにしたがって漸次湯口２２の中央に近付くように傾斜されている。また、この凸部４１と前記温度検出部２８ａとの接続部分は、断面円形の温度検出部２８ａが上半分のみを露出するように、凸部４１の上面に形成された凹陥部４１ａ内に温度検出部２８ａの下半部が嵌合する構造が採られている。
このように湯口２２内に温度センサ２６の温度検出部２８ａを臨ませることにより、湯口２２内の溶湯５の温度を温度センサ２６によって直接検出することができる。このため、この構成を採ることによっても、前記第１の実施の形態を採る場合と同等の効果を奏する。 The convex portion 41 is formed so that a part of the peripheral wall of the gate 22 partially protrudes into the gate 22. In this embodiment, in order to reduce the resistance when the molten metal 5 ascends in the gate 22 as much as possible, the end edge on the protruding side of the convex portion 41 gradually becomes the center of the gate 22 toward the upper side. Inclined to approach. Further, the connecting portion between the convex portion 41 and the temperature detecting portion 28a has a temperature in a recessed portion 41a formed on the upper surface of the convex portion 41 so that only the upper half of the circular temperature detecting portion 28a is exposed. A structure is employed in which the lower half of the detection unit 28a is fitted.
Thus, the temperature sensor 26 can directly detect the temperature of the molten metal 5 in the pouring gate 22 by causing the temperature detecting portion 28 a of the temperature sensor 26 to face the pouring gate 22. For this reason, even when this configuration is adopted, the same effect as that obtained when the first embodiment is adopted can be obtained.

（参考例）
重力鋳造用鋳造機に本発明を適用する場合の参考例を図８ないし図１１によって詳細に説明する。
図８および図９は重力鋳造用鋳造機に使用する金型を示す図で、これらの図において（ａ）図は横断面平面図、（ｂ）図は縦断面図である。図１０は鋳造時の動作を説明するためのフローチャート、図１１は溶湯の温度変化を示すグラフである。
図８および図９に示す重力鋳造用金型５１は、型開き方向が水平方向となるように形成された第１の金型５２と第２の金型５３とから構成され、キャビティ５４，５５の上に押し湯部５６，５７が形成されている。前記第１の金型５２と第２の金型５３は、図示していない金型用駆動装置に装着され、この駆動装置によって型締め・型開きが実施される。 ( Reference example )
A reference example when the present invention is applied to a casting machine for gravity casting will be described in detail with reference to FIGS.
FIG. 8 and FIG. 9 are views showing a mold used in a casting machine for gravity casting. In these drawings, (a) is a horizontal sectional plan view, and (b) is a longitudinal sectional view. FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation during casting, and FIG. 11 is a graph showing the temperature change of the molten metal.
The gravity casting mold 51 shown in FIG. 8 and FIG. 9 is composed of a first mold 52 and a second mold 53 formed so that the mold opening direction is the horizontal direction. The hot water portions 56 and 57 are formed on the top. The first mold 52 and the second mold 53 are mounted on a mold driving device (not shown), and mold clamping and mold opening are performed by this driving device.

図８に示す金型５１は、前記押し湯部５６，５７から溶湯５がキャビティ５４，５５内に供給される。図９に示す金型５１は、押し湯部５６，５７の側方に上方に向けて開口する状態で湯口５８が形成され、この湯口５８から湯道５９を通ってキャビティ５４，５５の底部に溶湯５が供給される構造が採られている。これらの金型５１は、押し湯部５６，５７に温度センサ２６が設けられている。
この温度センサ２６は、前記第１の実施の形態で用いたものと同等のもので、温度検出部２８ａが押し湯部５６の内壁面から型開き方向に沿って突出する状態で第１の金型５２に取付けられている。すなわち、この場合もキャビティ５４，５５より溶湯５が遅れて凝固する部位に温度センサ２６が設けられている。なお、図９に示す金型５１のように湯口５８と湯道５９とを用いてキャビティ５４，５５の底部に溶湯５を供給する場合は、同図中に二点鎖線で示すように、湯口５８に温度センサ２６を設けることができる。 In the mold 51 shown in FIG. 8, the molten metal 5 is supplied into the cavities 54 and 55 from the hot metal portions 56 and 57. The mold 51 shown in FIG. 9 has a gate 58 formed in a state of opening upward to the side of the hot water portions 56, 57, and from the gate 58 through the runner 59 to the bottom of the cavities 54, 55. A structure in which the molten metal 5 is supplied is adopted. In these molds 51, the temperature sensor 26 is provided in the feeder parts 56 and 57.
The temperature sensor 26 is the same as that used in the first embodiment, and the first gold is detected in a state in which the temperature detecting portion 28a protrudes from the inner wall surface of the feeder 56 along the mold opening direction. It is attached to the mold 52. That is, also in this case, the temperature sensor 26 is provided at a portion where the molten metal 5 is solidified later than the cavities 54 and 55. In the case where the molten metal 5 is supplied to the bottoms of the cavities 54 and 55 using the gate 58 and the runway 59 as in the mold 51 shown in FIG. 9, as shown by a two-dot chain line in the figure, The temperature sensor 26 can be provided at 58.

このように構成された金型５１を備えた重力鋳造用鋳造機は、図示していない制御装置によって図１０に示すように制御される。すなわち、先ず、図１０に示すフローチャートのステップＰ１において、制御装置４が現在の金型５１の温度と溶湯５の温度とが良品範囲に入っているか否かを判定する。この良品範囲は、鋳造物が良品となる温度の範囲のことで、金型毎に設定されている。この判定の結果がＮＯ、すなわち前記温度が良品範囲の外にある場合は、ステップＰ２に進み、制御装置が温度異常を操作者に知らせるアラーム処理を実施し、これ以降の鋳造動作を停止させる。   The gravity casting casting machine including the mold 51 configured as described above is controlled as shown in FIG. 10 by a control device (not shown). That is, first, in step P1 of the flowchart shown in FIG. 10, the control device 4 determines whether or not the current temperature of the mold 51 and the temperature of the molten metal 5 are within the non-defective range. This non-defective range is a temperature range in which a casting becomes a non-defective product, and is set for each mold. If the result of this determination is NO, that is, if the temperature is outside the non-defective range, the process proceeds to step P2, where the control device performs an alarm process for notifying the operator of the temperature abnormality and stops the subsequent casting operation.

前記判定の結果がＹＥＳである場合、この鋳造機は、例えば溶湯供給装置（図示せず）などによって金型５１内に溶湯５を金型５１内が溶湯５で満たされるように供給（注湯）する（ステップＰ３）。この注湯時に制御装置４は、温度センサ２６の機能が損なわれていた場合の鋳造プログラムを実施する際に必須となる溶湯５の凝固時間を演算する。また、このときには、タイマーが計時を開始する。
上述したように溶湯５を金型５１内に供給した後、制御装置は、ステップＰ４に示すように、温度センサ２６によって押し湯部分５６，５７内または湯口５８内の溶湯５の温度を検出する。温度センサ２６が検出する温度は、図１１に示すように、鋳造開始（注湯開始）後に急上昇し、一定期間だけ変化しない状態を経た後に徐々に低下する。その後、制御装置４は、ステップＰ５において、温度センサ２６によって検出された温度の最高値が所定の温度範囲内にある場合に温度センサ２６が正常であると判定し、前記最高値が前記温度範囲の外にあるときには温度センサ２６が正常に機能していない（異常である）と判定する。 When the determination result is YES, the casting machine supplies the molten metal 5 into the mold 51 by, for example, a molten metal supply device (not shown) so that the molten metal 5 is filled with the molten metal 5 (pouring of molten metal). (Step P3). At the time of pouring, the control device 4 calculates the solidification time of the molten metal 5 which is essential when the casting program is executed when the function of the temperature sensor 26 is impaired. At this time, the timer starts counting time.
After supplying the molten metal 5 into the mold 51 as described above, the control device detects the temperature of the molten metal 5 in the feeder portions 56 and 57 or in the gate 58 by the temperature sensor 26 as shown in Step P4. . As shown in FIG. 11, the temperature detected by the temperature sensor 26 increases rapidly after the start of casting (start of pouring), and gradually decreases after a state that does not change for a certain period. Thereafter, in Step P5, the control device 4 determines that the temperature sensor 26 is normal when the maximum temperature detected by the temperature sensor 26 is within a predetermined temperature range, and the maximum value is within the temperature range. When the temperature sensor 26 is outside the range, it is determined that the temperature sensor 26 is not functioning normally (abnormal).

ステップＰ５で温度センサ２６が異常であると判定された場合は、制御装置は、前記タイマーが計時している経過時間が前記ステップＰ３で求めた凝固時間に達するのを待機し（ステップＰ６）、その後に金型用駆動装置に型開き信号を送出する。このように金型用駆動装置に型開き信号が送られることにより金型が開く（ステップＰ７）。
前記ステップＰ５の判定結果がＹＥＳの場合、すなわち温度センサ２６が正常に機能している場合は、制御装置は、ステップＰ８で温度センサ２６によって溶湯５の温度を検出する。この温度センサ２６によって検出される温度は、図１１に示すように変化し、最高温度に達した後に溶湯５の凝固が進むにしたがって低下する。この温度センサ２６によって検出された温度が予め定めた温度Ｔ３まで低下したとき（ステップＰ９）に、制御装置は金型用駆動装置によって型開きを行う（ステップＰ７）。前記温度Ｔ３は、金型を開いても鋳造物の形状・寸法が変わることがない硬さまで溶湯５が凝固する最大の温度に設定されている。このように金型が開くことによって１回分の鋳造作業が終了する。鋳造後に鋳造物を第１の金型から離型させるときには、温度センサ２６の温度検出部２８ａに抜き勾配を構成するテーパが形成されているために、この温度検出部２８ａを鋳造物から容易に外すことができる。 When it is determined in step P5 that the temperature sensor 26 is abnormal, the control device waits until the elapsed time measured by the timer reaches the coagulation time obtained in step P3 (step P6). Thereafter, a mold opening signal is sent to the mold driving device. In this manner, the mold opening signal is sent to the mold driving device, so that the mold is opened (step P7).
If the determination result in step P5 is YES, that is, if the temperature sensor 26 is functioning normally, the control device detects the temperature of the molten metal 5 by the temperature sensor 26 in step P8. The temperature detected by the temperature sensor 26 changes as shown in FIG. 11 and decreases as the molten metal 5 solidifies after reaching the maximum temperature. When the temperature detected by the temperature sensor 26 has dropped to a predetermined temperature T3 (step P9), the control device performs mold opening with the mold driving device (step P7). The temperature T3 is set to the maximum temperature at which the molten metal 5 is solidified to a hardness that does not change the shape and dimensions of the casting even when the mold is opened. Thus, the casting operation for one time is completed by opening the mold. When the casting is released from the first mold after casting, the temperature detecting portion 28a of the temperature sensor 26 is formed with a taper forming a draft, so that the temperature detecting portion 28a can be easily removed from the casting. Can be removed.

したがって この参考例による金型５１を備えた重力鋳造用鋳造機においては、溶湯５の温度を温度センサ２６によって直接検出し、この温度によって型開き時期を決めることができるから、鋳造開始時の金型５１の温度にばらつきがあったとしても、鋳造物の状態に対応させて最適な時期に金型５１を開くことができる。
このため、溶湯５の凝固時間が不必要に長くなったり不足することがなく、凝固時間を鋳造物が良品となる必要最小限の範囲で短縮することができるから、より一層生産性を向上させることができる。 Therefore, in the gravity casting casting machine provided with the mold 51 according to this reference example , the temperature of the molten metal 5 is directly detected by the temperature sensor 26, and the mold opening time can be determined by this temperature. Even if the temperature of the mold 51 varies, the mold 51 can be opened at an optimum time according to the state of the casting.
For this reason, the solidification time of the molten metal 5 does not become unnecessarily long or short, and the solidification time can be shortened within a necessary minimum range in which the casting becomes a non-defective product, thereby further improving productivity. be able to.

低圧鋳造用鋳造機の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the casting machine for low pressure casting. 金型部分を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows a metallic mold part. 要部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows a principal part. 温度センサの断面図である。It is sectional drawing of a temperature sensor. 鋳造機の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of a casting machine. ランナー内の溶湯の温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change of the molten metal in a runner. 低圧鋳造用鋳造機の湯口に温度センサを設ける例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the example which provides a temperature sensor in the gate of the casting machine for low pressure casting. 重力鋳造用鋳造機に使用する金型を示す図である。It is a figure which shows the metal mold | die used for the casting machine for gravity casting. 重力鋳造用鋳造機に使用する金型を示す図である。It is a figure which shows the metal mold | die used for the casting machine for gravity casting. 鋳造時の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the operation | movement at the time of casting. 溶湯の温度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature change of a molten metal.

符号の説明Explanation of symbols

１…鋳造機、３…低圧鋳造用金型、４…制御装置、５…溶湯、１１…上金型、１２…下金型、２１…ランナー、２２…湯口、２６…温度センサ、２８…保護管、２８ａ…温度検出部、２９…熱電対、５１…重力鋳造用金型、５２…第１の金型、５３…第２の金型。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Casting machine, 3 ... Low pressure casting mold, 4 ... Control device, 5 ... Molten metal, 11 ... Upper mold, 12 ... Lower mold, 21 ... Runner, 22 ... Spout, 26 ... Temperature sensor, 28 ... Protection Tube, 28a ... temperature detector, 29 ... thermocouple, 51 ... mold for gravity casting, 52 ... first mold, 53 ... second mold.

Claims (3)

温度センサによって検出された温度に基づいて溶湯の加圧終了時期と金型の型開き時期とが制御される低圧鋳造用鋳造機であって、前記温度センサを、下金型内における湯口とランナーとの境界部分の近傍の溶湯の温度を直接検出する構成とし、この温度センサによって検出した溶湯の温度が予め定めた加圧終了温度に達したときに溶湯の加圧を終了させ、前記温度センサによって検出した溶湯の温度が予め定めた型開き温度に達したときに金型を型開きさせる制御装置を備えたことを特徴とする低圧鋳造用鋳造機。 A casting machine for low pressure casting in which the pressurization end time of the molten metal and the mold opening timing are controlled based on the temperature detected by the temperature sensor, wherein the temperature sensor is connected to the sprue and runner in the lower mold. The temperature of the molten metal in the vicinity of the boundary with the temperature sensor is directly detected, and when the temperature of the molten metal detected by the temperature sensor reaches a predetermined pressurization end temperature, pressurization of the molten metal is terminated, and the temperature sensor A casting machine for low-pressure casting, comprising a control device for opening the mold when the temperature of the molten metal detected by the step reaches a predetermined mold opening temperature. 請求項１記載の低圧鋳造用鋳造機において、前記温度センサの温度検出部に抜き勾配を構成するテーパを形成し、この温度検出部を金型の内壁面から型開き方向に沿って金型内に突出させてなる低圧鋳造用鋳造機。 2. The low pressure casting casting machine according to claim 1, wherein a taper forming a draft is formed in the temperature detecting portion of the temperature sensor, and the temperature detecting portion is placed in the mold along the mold opening direction from the inner wall surface of the mold. A casting machine for low-pressure casting that protrudes into 請求項１記載の低圧鋳造用鋳造機において、前記湯口にその周壁の一部を部分的に湯口内に突出させるようにして凸部を形成し、In the casting machine for low-pressure casting according to claim 1, a convex portion is formed so that a part of a peripheral wall of the gate is partially protruded into the gate.
前記温度センサの温度検出部を断面円形に形成し、Forming a temperature detecting portion of the temperature sensor in a circular cross section;
この温度センサを、前記温度検出部が前記凸部上に位置しかつ前記湯口内に側方から突出する状態で下金型に取付けてなり、The temperature sensor is attached to the lower mold in a state where the temperature detection part is located on the convex part and protrudes from the side into the gate,
前記凸部と前記温度検出部との接続部分は、前記温度検出部の上半部のみが露出するように、凸部の上面に形成された凹陥部内に前記温度検出部の下半部が嵌合する構造が採られていることを特徴とする低圧鋳造用鋳造機。The lower half of the temperature detection unit is fitted in the recess formed on the upper surface of the projection so that only the upper half of the temperature detection unit is exposed at the connection between the projection and the temperature detection unit. A casting machine for low-pressure casting, characterized in that a matching structure is adopted.
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