JP3811935B2

JP3811935B2 - 鋳造装置

Info

Publication number: JP3811935B2
Application number: JP12230499A
Authority: JP
Inventors: 谷圭志井
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: JP2000312959A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造装置に関し、とくに、薄肉の成形品を製造するのに好適な鋳造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンのインテイク・マニホールドやコレクタ・マニホールドといった鋳造成形品は、軽量化を図るためにアルミニウム合金等の材料を用い且つ薄肉に成形されている。このような薄肉の成形品を鋳造する場合には、湯廻り性の確保が最大の課題となっており、その解決策としては、鋳造時にキャビティ内部のガスを鋳型の外部に放出させることが知られている。
【０００３】
従来の鋳造装置において、キャビティ内部のガスを放出する構造としては、スリットを形成したエアベントを鋳型の内面に設けたものや、成形品を離型するためのイジェクタピンにガス放出用流路を形成する溝を設けたものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来のガス放出の構造を備えた鋳造装置において、スリットを有するエアベントを用いたものは、スリットに溶湯が入り込みやすく、溶湯の凝固によりスリットが塞がれるなどの不具合があった。これに対して、溝を有するイジェクタピンを用いたものは、溶湯の入り込みがきわめて少ないうえに、ガス放出の機能、成形品を離型する機能、および離型時にキャビティ側に突出させることによるガス放出用流路の目詰まり防止等の機能を合せ持っている。ところが、溝を有するイジェクタピンは、とくに、薄肉の成形品の鋳造に用いる場合に、湯廻り性の悪い部分に配置したくても、局部的な押圧によって成形品に割れが生じやすくなるので、ボスや揚りなどの厚肉部分にしか配置することができず、結局、薄肉の成形品の鋳造装置においてはガス放出の機能を充分に発揮することができないという問題点があり、このような問題点を解決することが課題であった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、薄肉の成形品を鋳造する場合であっても、ガス放出の機能、成形品を離型する機能、およびガス放出用流路の目詰まり防止等の機能を充分に発揮することができる鋳造装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる鋳造装置は、請求項１として、鋳造空間であるキャビティを形成する上側の可動型および下側の固定型と、可動型の上側に配置した固定プラテンと、固定プラテンの下側で可動型を保持して昇降する可動プラテンと、可動型の上昇過程で同可動型からキャビティ側に突出するイジェクタピンと、可動型に昇降自在に設けられ且つイジェクタピンを保持する第１プレートと、外周に可動型との間でガス放出用流路を形成する溝を有し且つ可動型の上昇過程でイジェクタピンの突出後に可動型からキャビティ側に突出するガス放出用ピンと、可動型に昇降自在に設けられ且つガス放出用ピンを保持する第２プレートと、第１および第２のプレートに設けられ且つ可動型の上昇過程で固定プラテンに当接する第１および第２の押出し用部材と、各ピンの下端部が可動型に没入する位置に各プレートを弾性保持する弾性体を備えると共に、固定プラテンと第１押出し用部材の上下間隔に対して、固定プラテンと第２押出し用部材の上下間隔を大きくした構成とし、請求項２として、第１プレートの上側に第２プレートを配置し、型閉じ状態において両プレートが重合当接する構成とし、請求項３として、第２プレートのガス放出用ピンが第１プレートを摺動自在に貫通している構成とし、請求項４として、第１プレートの第１押出し用部材が第２プレートを摺動自在に貫通している構成としており、上記の構成をもって従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる鋳造装置では、イジェクタピンとは別に溝を有するガス放出用ピンを備えているので、例えば薄肉の成形品を鋳造する場合に、ボスや揚りなどの厚肉部分に対してイジェクタピンを配置し、湯廻り性の悪い部分に対してガス放出用ピンを配置し得る。これにより、鋳造時においては、ガス放出用ピンの溝によるガス放出流路からキャビティ内部のガスが外部に放出されて湯廻り性が向上し、鋳造後においては、可動型の上昇過程で突出するイジェクタピンにより成形品の離型が良好に行われ、さらに、ガス放出用ピンをイジェクタピンの突出後に突出させることで、ガス放出用ピンが成形品に接触しないようにすると共に、ガス放出用流路の目詰まりを防止する。
【０００８】
上記の鋳造装置では、可動プラテンとともに可動型を上昇させていくと、固定プラテンと第１押出し用部材の上下間隔に対して、固定プラテンと第２押出し用部材の上下間隔を大きくしてあるので、先に、第１押出し用部材が固定プラテンに当接して第１プレートの上昇が阻止され、続いて、第１プレートの弾性体に抗して可動型が上昇するのに伴って第１プレートのイジェクタピンがキャビティ側に突出する。その後、可動型がさらに上昇すると、第２押出し用部材が固定プラテンに当接して第２プレートの上昇が阻止され、続いて、第２プレートの弾性体に抗して可動型が上昇するのに伴って第２プレートのガス放出用ピンがキャビティ側に突出する。また、可動プラテンとともに可動型を下降させていくと、第２プレートの弾性体の作用により、ガス放出用ピンの下端部が可動型に没入する位置に第２プレートが復帰し、その後、第１プレートの弾性体の作用により、イジェクタピンの下端部が可動型に没入する位置に第１プレートが復帰する。
【０００９】
本発明の請求項２に係わる鋳造装置では、型閉じ状態において、第１プレートの上側に第２プレートが重合当接するので、第１プレートによって第２プレートの下降を確実に規制し、第２プレートのガス放出用ピンがその下端部を可動型に没入させた位置に確実に規制される。
【００１０】
本発明の請求項３に係わる鋳造装置では、第２プレートのガス放出用ピンが第１プレートを摺動自在に貫通しているので、昇降する第２プレートが第１プレートによって案内される。
【００１１】
本発明の請求項４に係わる鋳造装置では、第１プレートの第１押出し用部材が第２プレートを摺動自在に貫通しているので、昇降する第１プレートが第２プレートによって案内される。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる鋳造装置によれば、薄肉の成形品を鋳造する場合であっても、ボスや揚りなどの厚肉部分に対してイジェクタピンを配置し、湯廻り性の悪い部分に対してガス放出用ピンを自在に配置し得ることとなり、鋳造時には、ガス放出用ピンによって円滑なガス放出を行うことができ、これにより、湯廻り性が良好となってガスによる鋳造欠陥を解消し、高品質の成形品を鋳造することができる。また、鋳造後には、イジェクタピンにより成形品の離型を良好に行うことができ、しかも、イジェクタピンの突出後にガス放出用ピンを突出させることで、ガス放出用ピンによって成形品に損傷を与えるような事態を解消することができると共に、ガス放出用流路の目詰まり等を防止することができる。
【００１３】
また、上記の鋳造装置によれば、可動プラテンを昇降させる駆動手段だけを用いて、可動型の上昇とともにイジェクタピンおよびガス放出用ピンを順に突出させることができ、さらに、可動型の下降とともにイジェクタピンおよびガス放出用ピンを元の位置に復帰させることができ、これにより、構造の簡略化および軽量化や設備費の節減などを実現することができる。
【００１４】
本発明の請求項２に係わる鋳造装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、先に突出させるイジェクタピンを備えた第１プレートの上側に、後から突出させるガス放出用ピンを備えた第２プレートを配置したことにより、装置の高さ寸法を小さく抑えることができ、また、型閉じ状態において、第１プレートにより第２プレートおよびガス放出用ピンを下降限に確実に位置決めすることができ、ガス放出用ピンによって成形品に凹凸等の鋳造欠陥を生じさせるような恐れを確実に解消することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係わる鋳造装置によれば、請求項２と同様の効果を得ることができるうえに、第２プレートのガス放出用ピンを第１プレートに摺動自在に貫通させたことにより、別の案内手段を用いることなく、昇降する第２プレートを第１プレートで案内して、第２プレートおよびガス放出用ピンの昇降動作をより円滑にすることができると共に、構造のさらなる簡略化や軽量化等を実現することができる。
【００１６】
本発明の請求項４に係わる鋳造装置によれば、請求項２および３と同様の効果を得ることができるうえに、第１プレートの第１押出し用部材を第２プレートに摺動自在に貫通させたことにより、別の手段を用いることなく、昇降する第１プレートを第２プレートで案内して、第１プレートおよびイジェクタピンの昇降動作をより円滑にすることができると共に、構造のさらなる簡略化や軽量化等を実現することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる鋳造装置の一実施例を説明する。
【００１８】
図１（ａ）に示す鋳造装置は、基台１上に複数のガイドポスト２を立設し、各ガイドポスト２の上端においてプレート状の固定プラテン３を水平に保持すると共に、各ガイドポスト２にプレート状の可動プラテン４を水平にして昇降自在に設け、固定プラテン３に可動プラテン４を昇降駆動する駆動用シリンダ５を備えている。
【００１９】
そして、鋳造装置は、可動プラテン４の下面に設けた型ホルダ６によって上側の可動型７を保持すると共に、基台１の上面に下側の固定型８を設け、上下で相対向する可動型７および固定型８によって鋳造空間であるキャビティ９を形成している。また、この実施例では、薄肉の成形品を鋳造する場合として、図中点線で示すように、キャビティ９内に中子１０がセットされる。
【００２０】
可動型７は、中空部１１を備えており、この中空部１１内に、可動型７を下方に貫通する複数のイジェクタピン１２を保持した第１プレートＰ１と、同じく可動型７を下方に貫通する複数のガス放出用ピン１３を保持した第２プレートＰ２が昇降自在に収容してある。また、第１プレートＰ１には、可動型７を下方に貫通して固定型８の肩部１４に当接するリターンピン１５が設けてある。
【００２１】
イジェクタピン１２は、薄肉である成形品を離型する際に、局部的な押圧で同成形品に割れが生じることがないように、例えばボスなどの厚肉部分Ａに対して配置してある。
【００２２】
他方、ガス放出用ピン１３は、成形品の形状等を考慮して、キャビティ９内で湯廻り性が悪くなる部分に対して配置してある。このガス放出用ピン１３は、図１（ｂ）に示すように、外周に、軸線方向に沿う複数の溝１６を有し、この溝１６により可動型７との間でガス放出用流路を形成している。すなわち、キャビティ９内のガスは、図１（ｂ）中の矢印で示すように、ガス放出用ピン１３の溝１６を経て可動型７の中空部１１に流れ、さらに図示しない経路を経て外部に放出される。
【００２３】
第１および第２のプレートＰ１，Ｐ２は、第１プレートＰ１を下側にして上下に配置してある。ここで、第２プレートＰ２に保持された各ガス放出用ピン１３は、第１プレートＰ１を摺動自在に貫通している。また、第１および第２のプレートＰ１，Ｐ２には、可動型７および可動プラテン４を摺動自在に貫通して上方に突出する第１および第２の押出し用部材Ｑ１，Ｑ２が設けてある。ここで、第１プレートＰ１に設けた第１押出し用部材Ｑ１は、第２プレートＰ２を摺動自在に貫通している。
【００２４】
この実施例では、各押出し用部材Ｑ１，Ｑ２が円形のロッド状であると共に、それぞれの上端部にフランジ部Ｆ１，Ｆ２が設けてあり、各フランジ部Ｆ１，Ｆ２と可動プラテン４の間に、各ピン１２，１３の下端部が可動型７に没入する位置に各プレートＰ１，Ｐ２を弾性保持する弾性体１７，１８が介装してある。この実施例の弾性体１７，１８は圧縮コイルばねである。
【００２５】
押出し用部材Ｑ１，Ｑ２は、可動型７の上昇過程で固定プラテン３の下面に当接するものであって、図１に示す型閉じの状態において、固定プラテン３と第１押出し用部材Ｑ１の上下間隔Ｄ１に対して、固定プラテン３と第２押出し用部材Ｑ２の上下間隔Ｄ２が大きいものとなっている。なお、図１（ａ）には各々１本の押出し用部材Ｑ１，Ｑ２を示したが、例えば対称的な配置で複数本設けるのがより望ましい。
【００２６】
上記構成を備えた鋳造装置は、図１に示す型閉じの状態において、リターンピン１５の下端が固定型８の肩部１４に当接し、各イジェクタピン１２および各ガス放出用ピン１３の下端が可動型７に没入し、より正確には各ピン１２，１３がその下端面をキャビティ９の内面と同一面状とするように没入し、また、第１プレートＰ１と可動型７における中空部１１の底面との間に所定の間隔を形成し、第１プレートＰ１の上側に第２プレートＰ２が重合当接した状態となる。このとき、第１プレートＰ１により、第２プレートＰ２の下降を阻止してガス放出用ピン１３を下降限に位置決めしており、ガス放出用ピン１３によって成形品に凹凸等の鋳造欠陥を与えるような恐れを確実に防止している。
【００２７】
鋳造装置は、上述の状態にして、図示しない湯口からキャビティ９内に溶湯を充填する。このとき、この鋳造装置では、湯廻り性の悪い部分にガス放出用ピン１３を配置してあることから、ガス放出用ピン１３の溝１６により、溶湯の充填に伴ってキャビティ９内のガスが図１（ｂ）に示す如く放出され、これにより湯廻り性が良好なものとなり、ガスによる鋳造欠陥が解消される。
【００２８】
次に、鋳造装置は、溶湯が凝固した後に、駆動用シリンダ５によって可動プラテン４とともに可動型７を上昇させていくと、可動型７に成形品が付着した状態となる。このとき、各プレートＰ１，Ｐ２および各ピン１２，１３は、弾性体１７，１８で保持されているので、下がることなく可動型７とともに上昇する。
【００２９】
上記可動型７の上昇過程では、先述したように、固定プラテン３と第１押出し用部材Ｑ１の上下間隔Ｄ１に対して、固定プラテン３と第２押出し用部材Ｑ２の上下間隔Ｄ２が大きいので、図２に示すように、先に第１押出し用部材Ｑ１が固定プラテン３に当接する。これにより、第１プレートＰ１の上昇が阻止され、続いて、第１プレートＰ１の弾性体１７を圧縮しつつ可動型７が上昇するのに伴って、第１プレートＰ１のイジェクタピン１２がキャビティ側（下側）に突出し、成形品Ｍが可動型７から押出される。このとき、イジェクタピン１２は、図１（ａ）に示す厚肉部分Ａに対して配置してあるので、主要部分が薄肉である成形品Ｍに割れ等を生じさせることもなく、成形品Ｍの離型を良好に行う。
【００３０】
そして、可動型７がさらに上昇すると、図３に示すように、第２押出し用部材Ｑ２が固定プラテン３に当接する。これにより、第２プレートＰ２の上昇が阻止され、第２プレートＰ２の弾性体１８を圧縮しつつ可動型７が上昇するのに伴って、第２プレートＰ２のガス放出用ピン１３がキャビティ側（下側）に突出し、ガス放出経路の目詰まり等を防止する。このように、イジェクタピン１２を突出させた後にガス放出用ピン１３を突出させるので、ガス放出用ピン１３によって成形品Ｍに損傷を与えるような恐れは全くない。
【００３１】
また、次の鋳造を行うに際して可動型７を下降させていくと、上昇時の逆を辿って、第２プレートＰ２およびガス放出用ピン１３が弾性体１８の作用で元の位置に復帰し、次いで、第１プレートＰ１およびイジェクタピン１２が弾性体１７の作用で元の位置に復帰し、さらに、型閉じとともにリターンピン１５が固定型４の肩部１４に当接し、且つ両プレートＰ１，Ｐ２が重合当接することにより、各プレートＰ１，Ｐ２および各ピン１２，１３が鋳造開始の位置に正確に位置決めされる。
【００３２】
このように、上記実施例の鋳造装置は、薄肉の成形品Ｍを鋳造する場合に、厚肉部分Ａに対してイジェクタピン１２を配置し、湯廻り性の悪い部分に対してガス放出用ピン１３を自在に配置し得るものとなっており、これにより、鋳造欠陥の無い高品質の成形品Ｍを得ることができる。
【００３３】
また、上記の鋳造装置は、可動型７を昇降駆動する１つの駆動用シリンダ５だけを用いて、可動型７の上昇に伴ってイジェクタピン１２およびガス放出用ピン１３を順に突出させ、可動型７の下降に伴って各ピン１２，１３を元の位置に自動復帰させることができ、しかも、昇降動作の際には、第２プレートＰ２のガス放出用ピン１３が第１プレートＰ１を摺動自在に貫通し、且つ第１プレートＰ１の第１押出し用部材Ｑ１が第２プレートＰ２を摺動自在に貫通しているので、昇降する第１および第２のプレートＰ１，Ｐ２が互いに相手側により案内されることになり、別の案内手段を用いることなく、簡単な構造で円滑な昇降動作を行い得るものとなっている。
【００３４】
なお、本発明に係わる鋳造装置は、その詳細な構成が上記実施例のみに限定されることはなく、例えば、各プレートを弾性保持する弾性体の構成として、第１および第２のプレートの下側に弾性体を配置し、第１プレートの下側における弾性体の弾発力に対して、第２プレートの下側における弾性体の弾発力を大きいものとすれば、上側の第２プレートのみに押出し用部材を設ければ良く、可動型の上昇に伴う押出し用部材と固定プラテンとの当接により、下側の弾性体および上側の弾性体を順に圧縮してイジェクタピンおよびガス放出用ピンを順に突出させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる鋳造装置の一実施例において、型閉じの状態を説明する断面図（ａ）およびガス放出用ピンの付近を示す断面図（ｂ）である。
【図２】図１の状態から可動型が上昇して固定プラテンに第１押出し用部材が当接した状態を説明する断面図である。
【図３】図２の状態から可動型がさらに上昇して固定プラテンに第２押出し用部材が当接した状態を説明する断面図である。
【符号の説明】
３固定プラテン
７可動型
８固定型
９キャビティ
１２イジェクタピン
１３ガス放出用ピン
１６溝
１７１８弾性体
Ｐ１第１プレート
Ｐ２第２プレート
Ｑ１第１押出し用部材
Ｑ２第２押出し用部材

Claims

鋳造空間であるキャビティを形成する上側の可動型および下側の固定型と、可動型の上側に配置した固定プラテンと、固定プラテンの下側で可動型を保持して昇降する可動プラテンと、可動型の上昇過程で同可動型からキャビティ側に突出するイジェクタピンと、可動型に昇降自在に設けられ且つイジェクタピンを保持する第１プレートと、外周に可動型との間でガス放出用流路を形成する溝を有し且つ可動型の上昇過程でイジェクタピンの突出後に可動型からキャビティ側に突出するガス放出用ピンと、可動型に昇降自在に設けられ且つガス放出用ピンを保持する第２プレートと、第１および第２のプレートに設けられ且つ可動型の上昇過程で固定プラテンに当接する第１および第２の押出し用部材と、各ピンの下端部が可動型に没入する位置に各プレートを弾性保持する弾性体を備えると共に、固定プラテンと第１押出し用部材の上下間隔に対して、固定プラテンと第２押出し用部材の上下間隔を大きくしたことを特徴とする鋳造装置。
第１プレートの上側に第２プレートを配置し、型閉じ状態において両プレートが重合当接することを特徴とする請求項１に記載の鋳造装置。
第２プレートのガス放出用ピンが第１プレートを摺動自在に貫通していることを特徴とする請求項２に記載の鋳造装置。
第１プレートの第１押出し用部材が第２プレートを摺動自在に貫通していることを特徴とする請求項２または３に記載の鋳造装置。