JP2876937B2 - 鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型を用いて鋳物製品
を鋳造するための鋳造装置に係り、特に鋳物製品を鋳型
から取出すための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばアルミニウム合金製のエンジン部
品などの金属製品を鋳造する場合に、金型を用いた鋳造
法が適用されている。金型は、下型と、この下型に対し
て前後左右方向に分割可能な寄せ型と、寄せ型の上に設
けられた上型と、鋳造すべき鋳物製品の中空部を成形す
るための入り子型などからなる。この金型によって鋳造
される製品は、鋳込み後に一定時間を経て製品が凝固し
たのち、金型から離型させるようにしている。

【０００３】上記金型によって鋳造された鋳物製品は、
離型時に入り子型よりも製品の方が速く冷えるため、製
品の内面が入り子型を締付けるような状態で密着する。
このため、製品を入り子型から押出すためには、何らか
の補助手段を講じる必要がある。例えば特開昭６２−１
２４０６９号公報に記載されているようなノックアウト
ピン（押出しピン）を用いて、製品を強制的に金型から
押出すことが一般に行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例のような押出しピンを用いた場合、ピンの先端面が
狭い面積で製品を押すことになるため、製品が金型に強
固に固着している場合のように押出し荷重が大きい時
に、押出しピン自体が変形することがある。また、製品
が鋳造直後の比較的柔らかい温度状態にある時に押出し
ピンによる集中荷重が製品に加わることによって、製品
の端面に許容限度を越える凹みが生じるなどの問題が発
生する。

【０００５】そこで本発明者らは、鋳物製品を金型から
取出す際に、製品の上端開口縁を上型の額縁状の内周縁
部によって均等に押さえた状態で製品を支持し、入り子
型を相対的に上昇させることにより、製品をしごきなが
ら入り子型から離型させる方法を採用した。しかしなが
らこの方法の場合には、製品を入り子型から完全に分離
させるにはかなり大きなストロークで入り子型を上昇さ
せる必要があるため、ストロークを大きくとるには設備
の全高がかなり大きくなる。しかも製品に対する入り子
型の移動ストロークが大きいと、入り子型を上昇させる
途中で製品の一部が入り子型から外れた時に、製品が大
きく傾いて入り子型に引っ掛かって宙吊りの姿勢になる
ことがあり、その場合に離型が困難になったり、製品が
いたむ原因になる。

【０００６】従って本発明の目的は、製品等をいためる
ことなく離型させることができ、しかも製品押出し時に
入り子型の移動ストロークをそれ程大きくとらなくても
確実に製品を離型させることができるような鋳造装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を果たすために
開発された本発明は、下型に対し上下方向に移動可能な
上型および入り子型を有する鋳造用金型を備えた鋳造装
置において、上記上型を所定の上昇位置で停止させるス
トッパ手段と、上記上型および入り子型を上記所定の上
昇位置まで上昇させたのち上型に対して入り子型を上限
位置まで再上昇させることによって入り子型をある程度
の距離だけ鋳物製品から離す昇降駆動手段と、上記入り
子型に上下方向に相対移動可能に挿入されかつ下端面が
上記鋳物製品の上面に接する押出しピンと、上記入り子
型が上記上限位置に達した状態において上記押出しピン
を降下させる方向に押して鋳物製品を下方に押出す押出
しピン駆動手段とを具備している。

【０００８】

【作用】製品の鋳込み時には昇降駆動手段が下限位置に
あって、金型は鋳込み可能な状態に閉じている。金型の
内部に溶湯が注入され、冷却工程を経て製品が凝固した
のち、昇降駆動手段が中間位置まで上昇することによ
り、上型と入り子型が上記所定の上昇位置まで上昇す
る。上型はストッパ手段によってそれ以上上昇すること
が阻止される。

【０００９】そののち昇降駆動手段が上限位置まで再上
昇することにより、入り子型が上限位置まで上昇する。
その場合、上型はストッパ手段によって止められたまま
であり、しかも鋳造された鋳物製品の上端開口縁が上型
によって押さえられているから、入り子型のみが上限位
置まで上昇する。この再上昇工程により、鋳物製品の内
面が入り子型によってしごかれるような動作を伴いなが
ら、ある程度の距離だけ入り子型が製品から離れる。そ
ののち、押出しピン駆動手段によって押出しピンが降下
することにより、押出しピンによって製品が完全に押出
される。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図１および図２に示されるように、本
実施例の鋳造装置１０は、基枠を構成するフレーム１１
と、このフレーム１１の下部に設けられた鋳造用金型１
２と、この金型１２を駆動するための金型駆動機構１３
などを備えて構成されている。

【００１１】金型１２は、フレーム１１の底部ベース部
材１５に固定された下型１６と、下型１６の上に設けら
れた寄せ型（横型）１７と、寄せ型１７の上に設けられ
た上型１８および入り子型１９などからなり、これらの
型１６〜１９によって囲まれる内部空間が、鋳造すべき
鋳物製品Ｗの形状に応じたキャビティ２０となってい
る。

【００１２】下型１６には、キャビティ２０内に溶湯を
注入するための湯口２１が設けられている。鋳物製品Ｗ
の一例はアルミニウム合金製のエンジン部品（例えばシ
リンダヘッド）であるが、それ以外の製品であってもか
まわない。図示例の鋳物製品Ｗは、その上面側が開口す
る有底の箱形をなしている。

【００１３】寄せ型１７は前後・左右方向に分割可能な
複数（例えば４〜６個）の分割片からなり、各分割片
は、寄せ型駆動手段の一例としての寄せ型シリンダ２５
によって離型方向および型締方向に駆動されるようにな
っている。寄せ型シリンダ２５のロッド２６にジョイン
トフック２７が取付けられている。このジョイントフッ
ク２７は、寄せ型シリンダ２５によって水平方向に移動
させられ、寄せ型１７が図４に示される位置まで上昇し
た時に、ジョイントフック２７が寄せ型１７の係合部２
８に嵌合するようになっている。

【００１４】上型１８の中央部分に、入り子型１９が上
方から挿入される開口部３１が設けられている。この開
口部３１の内周縁部３２は額縁状に連続しており、鋳物
製品Ｗの開口縁部Ｗ1 の端面に対しほぼ全周にわたって
均等に接面できる形状となっている。上型１８は、スト
ッパ手段の一例としての水平方向のプレート状ストッパ
３５によって、図４に示した位置までしか上昇できない
ようになっている。ストッパ３５はフレーム１１に固定
されている。

【００１５】入り子型１９は、寄せ型１７の内側に上方
から挿入される凸部３７を有している。この凸部３７の
周壁は、鋳造後の鋳物製品Ｗを下方に離型させることが
できるように傾斜したテーパ面としてある。

【００１６】入り子型１９に昇降駆動ロッド４０が連結
されている。昇降駆動ロッド４０は入り子型１９の上方
に延びており、昇降駆動手段の一例としての左右一対の
昇降シリンダ４１，４２（図２に示す）によって、上下
方向に駆動されるようになっている。昇降シリンダ４
１，４２はフレーム１１に設けられている。

【００１７】昇降シリンダ４１，４２のロッド４３，４
４はそれぞれ上方に突出し、水平方向の連結梁４５によ
って互いに連結されている。連結梁４５の中央にブラケ
ット４６が設けられており、このブラケット４６に昇降
駆動ロッド４０の上端が連結されている。従って昇降シ
リンダ４１，４２のロッド４３，４４が上下方向に動く
と、ロッド４３，４４の動きに伴って昇降駆動ロッド４
０が上下方向に動くことになる。

【００１８】入り子型１９に複数の押出しピン５０が上
方から挿入されている。この押出しピン５０は、入り子
型１９に設けられた上下方向の貫通孔に移動可能に挿入
されている。押出しピン５０の上端はバックプレート５
１に固定されている。押出しピン５０の下端面は、鋳物
製品Ｗのうち比較的強度の高い中実部分や厚肉部分など
の端面に対向している。バックプレート５１は型割ピン
５５によって上型１８との平行関係が保たれている。こ
のバックプレート５１は、昇降駆動ロッド４０に対して
上下方向に相対移動可能である。

【００１９】バックプレート５１の上面側に、押出しピ
ン駆動手段の一例として、押出しシリンダ６０が設けら
れている。この押出しシリンダ６０は、フレーム１１側
に固定されたシリンダ本体６１と、シリンダ本体６１の
上側に突出するロッド６２およびブラケット６３と、ブ
ラケット６３に連結された上下方向の連結棒６４と、連
結棒６４の下端に固定された押圧部材６５などを含んで
いる。従って押出しシリンダ６０のロッド６２が下方
（縮み側）に動くと、押圧部材６５がバックプレート５
１に向って降下する。

【００２０】また、図１に示されるように、フレーム１
１に落下防止フック７０が設けられている。このフック
７０は、軸７１を中心として回動可能であり、流体シリ
ンダ等のアクチュエータ７２によって、図１に示す初期
位置から図５に示す作動位置にわたって回動させられる
ようになっている。

【００２１】次に、上記鋳造装置１０の動作について、
図３のフローチャートを参照しながら説明する。ステッ
プＳ１の鋳込み工程においては、図１および図２に示さ
れるように昇降シリンダ４１，４２のロッド４３，４４
と昇降駆動ロッド４０が下限位置まで降下した状態にあ
り、金型１２は鋳込み可能な型締め状態に保持されてい
る。この型締め状態において、金型１２の内部のキャビ
ティ２０に溶湯が注入されるとともに加圧され、図示し
ないタイマによって所定時間の冷却工程を経て、鋳物製
品Ｗが凝固する。

【００２２】鋳物製品Ｗが凝固したのち、ステップＳ２
の金型上昇工程において、図４に示すように昇降駆動ロ
ッド４０が中間位置まで上昇させられることにより、寄
せ型１７と上型１８および入り子型１９が所定位置まで
上昇する。この時、上型１８はストッパ３５によってそ
れ以上上昇することが阻止される。そして、ステップＳ
３の寄せ型開放工程において、図５に示されるように、
寄せ型シリンダ２５によって寄せ型１７が離型方向にひ
らかれる。

【００２３】そののち、ステップＳ４の再上昇工程にお
いて、図６に示されるように、昇降駆動ロッド４０が上
限位置まで再上昇させられることにより、入り子型１９
が上限位置まで移動させられる。この時、上型１８はス
トッパ３５によって上昇が阻止されているから、入り子
型１９のみが上限位置まで相対的に上昇する。しかもこ
の場合、鋳物製品Ｗの上端開口縁部Ｗ1 がそのほぼ全周
にわたって上型１８の内周縁部３２によって押さえられ
た状態にあるから、入り子型１９が相対的に上昇する
と、入り子型１９の凸部３７が鋳物製品Ｗの内面をしご
くような動作を伴いながら上昇しつつ、入り子型１９が
一定の距離だけ鋳物製品Ｗから離れる。

【００２４】そののち、ステップＳ５の押出し工程にお
いて、図７に示されるように、押出しシリンダ６０のロ
ッド６２が縮み側に動作することによって押圧部材６５
が降下し、この押圧部材６５によってバックプレート５
１が押下げられる。これにより、押出しピン５０が降下
するため、押出しピン５０の先端面によって鋳物製品Ｗ
が押され、鋳物製品Ｗが上型１８から離れるとともに、
入り子型１９から鋳物製品Ｗが完全に押出される。そし
てこの鋳物製品Ｗは、図示しない受け板によって受取ら
れる。

【００２５】そののちステップＳ６の押出しピン復帰工
程において、押出しピン５０が初期位置まで上昇したの
ち、ステップＳ７の型締め工程において寄せ型１７が閉
じるとともに、ステップＳ８の下降工程において昇降駆
動ロッド４０が下限位置まで降下させられることによ
り、寄せ型１７と上型１８および入り子型１９が初期位
置（図１）まで降下し、再びステップＳ１の鋳込み工程
を行える状態に戻る。

【００２６】上記実施例装置１０によれば、鋳物製品Ｗ
を押出す際に、最も押出し抵抗の大きい離型初期に、上
型１８の額縁状内周縁部３２によって鋳物製品Ｗの開口
縁部Ｗ1 の全周を支えた状態で入り子型１９を鋳物製品
Ｗからある程度引き離すようにしているから、押出し抵
抗が大きくても鋳物製品Ｗに過度の応力集中が生じるこ
とを回避できる。そして、入り子型１９を鋳物製品Ｗか
らある程度離したのちに、押出しピン５０によって鋳物
製品Ｗを下方に押出すため、押出しピン５０による押出
し荷重が小さく、従って、鋳物製品Ｗの一部が押出しピ
ン５０との接触箇所において凹んだり、押出しピン５０
が変形するなどの不具合を防止できるものである。

【００２７】しかも、鋳物製品Ｗに対する入り子型１９
の上昇ストロークが短くても、押出しピン５０の併用に
よって鋳物製品Ｗを完全に押出すことができるから、入
り子型１９を離型させる途中で鋳物製品Ｗが過度に傾い
た姿勢で入り子型１９に引っ掛かるなどの不具合が発生
しなくなり、好ましい姿勢で鋳物製品Ｗを落とすことが
できる。また、入り子型１９の移動ストロークが短くて
すむため、装置全体の高さを低くできる。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、鋳造された鋳物製品を
金型から押出す際に、押出し抵抗が最も大きい押出し初
期は上型によって製品の縁を支えた状態で入り子型を少
し上昇させることによって製品をある程度金型から離
し、そののち押出しピンによって製品を完全に押出すか
ら、押出しピンによる押出し荷重が小さくてすみ、従っ
て製品や押出しピンが変形するなどの不具合を生じるこ
とがない。また、製品に対する入り子型の移動ストロー
クが短くても製品を完全に離型させることができ、装置
の高さも低くできるなど、大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す鋳造装置を一部断面で
示す正面図。

【図２】図１に示された鋳造装置の側面図。

【図３】図１に示された鋳造装置の動作を工程順に示す
フローチャート。

【図４】図１に示された鋳造装置の寄せ型と入り子型等
が上昇した状態の断面図。

【図５】図１に示された鋳造装置の寄せ型がひらいた状
態の断面図。

【図６】図１に示された鋳造装置の入り子型が再上昇し
た状態の断面図。

【図７】図１に示された鋳造装置の押出しピンが下降し
た状態の断面図。

【符号の説明】

１０…鋳造装置、１１…フレーム、１２…金型、１６…
下型、１７…寄せ型、１８…上型、１９…入り子型、２
５…寄せ型シリンダ（寄せ型駆動手段）、３５…ストッ
パ、４０…昇降駆動ロッド、４１，４２…昇降シリンダ
（昇降駆動手段）、５０…押出しピン、６０…押出しシ
リンダ、Ｗ…鋳物製品。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下型に対し上下方向に移動可能な上型およ
   び入り子型を有する鋳造用金型を備えた鋳造装置におい
   て、 上記上型を所定の上昇位置で停止させるストッパ手段
   と、 上記上型および入り子型を上記所定の上昇位置まで上昇
   させたのち上型に対して入り子型を上限位置まで再上昇
   させることによって入り子型をある程度の距離だけ鋳物
   製品から離す昇降駆動手段と、 上記入り子型に上下方向に相対移動可能に挿入されかつ
   下端面が上記鋳物製品の上面に接する押出しピンと、 上記入り子型が上記上限位置に達した状態において上記
   押出しピンを降下させる方向に押して鋳物製品を下方に
   押出す押出しピン駆動手段と、 を具備したことを特徴とする鋳造装置。