JP6371867B2 - 鋳造用金型 - Google Patents

Description

本発明は、基部に固定される下型と、基部上を摺動自在な摺動横型とを備える鋳造用金型に関する。

従来、低圧鋳造法によって、自動車用のエンジンのシリンダヘッドを鋳造することが知られている。この低圧鋳造法の鋳造機としては、上型と湯口を有する下型とからなる金型の下に溶湯炉を配置し、溶湯炉内に溜められた溶湯を加圧して押し上げ、ストーク（給湯管）を介して下型の湯口を通し金型内に溶湯を供給する構成を採用したものも知られている。

また、この種の鋳造機において、上型及び下型のみでは鋳造できない複雑な形状の製品を鋳造する場合には、上型と下型に加えて更に摺動横型が用いられる（例えば、日本国特開２０１３−８６１１８号公報参照）。摺動横型を用いる鋳造機としては、例えば矩形状の下型の４辺に沿うように配置され、型締め位置と型開き位置との間でレール上を摺動しながら往復運動できるようにしたものが知られている。摺動横型は、型締め位置のときに摺動横型の下部が下型に密接し、摺動横型の側部が隣接する摺動横型に密接する。

特開２０１３−８６１１８号公報

鋳造機内部は、溶湯炉が配置される下側が高温となり易く、従って下型が高温になり易い。そして、下型が熱膨張により膨張して、溶湯炉に最も近い部分である下型の中央部が上方に向かって反り返る虞がある。

この下型の反りを防止すべく、下型を下型本体と下型台とに分けて構成し、下型本体を下型台上に載置して中央部のみを連結し、下型本体の側縁部分と下型台とを連結しないことにより、下型台の反りの変形の影響が下型本体にまで影響を与えることなく、下型本体の反りを防止することが考えられる。

しかしながら、下型本体の反り自体は防止できるものの、下型台の反りによって下型本体が下型台から浮き上がってしまう。そして、摺動横型を下型に当接させて位置決めさせる場合、摺動横型が浮き上がった下型本体に乗り上げることにより傾斜してしまうという問題がある。これを防止するためには、結局、反り返った下型を新品に取り換える必要がある。

本発明は、以上の点に鑑み、下型台に反りが発生しても、摺動横型を傾けることなく下型に当接させることができる鋳造用金型を提供することを目的とする。

［１］上記目的を達成するため、本発明は、
溶湯炉が設けられる基部と、
前記基部上に配置される下型と、
前記下型上を移動可能に設けられ、且つ、鋳造しようとする製品の側面形状の少なくとも一部に対応した表面形状を有する摺動横型と、
前記下型に対して上下動可能に設けられ、且つ、前記製品の上面形状に対応した表面形状を有する上型と、を備え、
前記下型は、下型本体と、前記下型本体を下から支える下型台とで構成され、
前記下型本体は、前記摺動横型の型締め位置で前記摺動横型と当接する位置決め部を有し、且つ、前記製品の下面形状に対応した表面形状を有し、
前記下型台には案内部材が前記下型台に対して上下方向に移動自在に載置され、
前記摺動横型は、前記案内部材と前記下型本体との上を摺動するように構成され、
前記案内部材には、前記下型本体が前記下型台に対して上方へ離隔したときに前記下型本体の側縁部と係合して前記下型本体と前記案内部材とが一緒に上方へ離隔するように構成された係止部が設けられることを特徴とする。

本発明は、下型本体に位置決め部を設けている。これにより、金型を変更する場合であっても、下型本体を変更するだけで、下型台を変更することなく金型の変更に対応することができる。従って、下型台を簡素化して汎用性を向上させることができ、下型台を長期間に亘って使用することができる。

ところで、下型台を長期に亘って使用していると、次第に下型台が熱で変形して下型台の中央部が上方へ反ってくる。下型台が反り返ってくると、下型本体は、下型台の反りによって上方へ浮き上がってしまう。下型本体が浮き上がると、下型本体と下型台との摺動横型が摺動する部分において段差が生じる。段差が生じると、摺動横型を型締め位置まで摺動させるときに摺動横型が下型本体に乗り上げるような状態となり、摺動横型が傾いてしまう。

この摺動横型の傾きを防止すべく下型本体と下型台の間の段差を無くすために、本発明においては、下型台の上に上下方向に移動自在に案内部材を設け、下型台の案内部材の上を摺動横型が摺動するように構成している。これにより、下型本体が浮き上がっても、案内部材がその係止部によって下型本体と係合しているため、案内部材が下型本体と共に上昇し、下型本体と下型台に設けられた案内部材との間の段差の発生を防止することができる。

［２］また、本発明においては、下型本体を、互いに間隔を存して配置された複数のスペーサを介して下型台に固定することができる。かかる構成によれば、案内部材が上昇できる限度を超える前に、例えば、スペーサを交換したり、又はスペーサと接触する下型台の部分を削ったりするだけで、下型本体の下型台に対する上昇度合を調節することができ、より長期間に亘って下型台を使用することができる。

［３］また、本発明においては、下型本体は下型本体の上面に設けられた受け板を備えるものであり、摺動横型は、下型本体の受け板と前記案内部材との上を摺動するものであり、受け板と案内部材との両上面は面一に設定することができる。

かかる構成によれば、摺動横型の摺動面を段差のない平滑な面とすることができ、摺動面の設定が容易となる。

本発明の鋳造用金型の実施形態を模式的に示す断面図。 本実施形態の下型を模式的に示す斜視図。 本実施形態の下型本体と下型台との連結構造を模式的に示す断面図。 本実施形態の案内部材を模式的に示す断面図。 本実施形態においてスペーサと接触する下型台の部分を削って下型本体と下型台との間の間隔を調節する場合の模式図。 本実施形態においてスペーサを交換して下型本体と下型台との間の間隔を調節する場合の模式図。 本実施形態において下型台のアダプタを交換することにより、下型本体と下型台との間の間隔を調節する場合の模式図。

図１から図７を参照して、本発明の実施形態の鋳造用金型を説明する。

図１を参照して、本実施形態の鋳造用金型１は、鋳造機２の主要部を構成するものである。鋳造機２は、自動車用のエンジンのシリンダヘッドを低圧鋳造法によって鋳造するものである。

鋳造機２は基部３を備え、鋳造用金型１は基部３上に配置される。鋳造用金型１は、基部３上に固定された下型４と、下型４上で下型４の中央部分を側面の四方から夫々囲むように配置される４つの摺動横型５と、下型４及び４つの摺動横型５で画成された空間を上方から蓋をするように配置される上型６とを備える。

４つの摺動横型５は、下型４の周縁部に放射状に設けられたレール（図示省略）に沿って型開き位置から型締め位置まで摺動自在となっている。下型４には、摺動横型５の型締め位置を設定すべく位置決め部４ａが設けられている。４つの摺動横型５は、型開き位置から摺動して、対応する位置決め部４ａに当接することにより、型締め位置で停止する。

下型４には、図示省略した湯口が設けられている。基部３には、図示省略した溶湯炉が設けられている。溶湯炉には溶湯が溜められており、溶湯が加圧されることにより、溶湯がストーク（給湯管）を介して下型４の湯口を通り鋳造用金型１内に供給される。

下型４は、平面視で矩形状に形成されている。下型４の上面は、鋳造しようとする製品（シリンダヘッド）の下面の形状に対応した表面形状となっている。４つの摺動横型５の内面は、鋳造しようとする製品（シリンダヘッド）の側面の形状に夫々対応した表面形状となっている。上型６の下面は、鋳造しようとする製品（シリンダヘッド）の上面の形状に対応した表面形状となっている。

図２に示すように、下型４は、下型本体１０と、下型本体１０を下から支える下型台１１とで構成される。下型台１１は、アダプタ１２と、アダプタ１２を側面方向から囲う台枠１３とで構成される。アダプタ１２の中央にはストーク用の孔１２ａが設けられている。

図３に示すように、下型本体１０は筒状のスペーサ１４（図１、図２参照）を介してアダプタ１２の上に複数（８つ）のボルト１５で固定される。なお、図３ではスペーサ１４を省略しているが、ボルト１５は筒状のスペーサ１４内を通って下型台１１のアダプタ１２に螺着されている。図２に示すように、８つのスペーサ１４は互いに間隔を存するように孔１２ａの周りに配置される。なお、図２では、ボルト１５は１つを除き他の７つを省略している。

ここで、図３に破線で示すように、下型本体１０と下型台１１とを下型本体１０の周縁部でボルト（図３の破線で示すボルト）によって連結すると、下型本体１０が下型台１１と同様に反り返ってしまう。

そこで、本実施形態の鋳造用金型１においては、ボルト１５は、ストーク用の孔１２ａの周辺に配置している。これにより、下型本体１０と下型台１１とを下型本体１０の周縁部でボルト（図３の破線で示すボルト）によって連結する場合と比較して、溶湯炉の熱による下型台１１の熱膨張による変形（反り）の影響を、下型本体１０が受け難くなる。

図４に示すように、下型本体１０の側縁には、側面視で断面Ｌ字状に切り欠かれた切欠部１０ａが下型本体１０の１辺に対して２つずつ設けられている（図２参照）。切欠部１０ａには、受け板１６が設けられている。受け板１６は切欠部１０ａよりも小さく形成されており、受け板１６を切欠部１０ａに取り付けたときに切欠部１０ａの外側（図４では図面右側）が露出するように受け板１６と切欠部１０ａとが構成されている。

なお、下型本体１０の１辺に２つ設けられた受け板１６の中央には、摺動横型５が移動方向とは異なる方向に移動することを防止する移動方向規制部材１６’が設けられている。移動方向規制部材１６’には、摺動横型５の下面に設けられたＵ字状部材（図示省略）が横方向（下型本体１０の平面上における摺動横型５の移動方向に直交する方向）で係合し、これにより、摺動横型５が移動方向とは異なる方向に移動することを防止している。

また、本実施形態においては、切欠部１０ａを設けたものを説明したが切欠部１０ａを省略して下型本体１０の上面に受け板１６を直接設けてもよい。この場合、下型本体１０の側縁部分が露出するように受け板１６を配置すればよい。

また、下型台１１の上には、下型本体１０を側面から囲うようにして複数の案内部材１７が載置されている。摺動横型５は案内部材１７の上を摺動する。摺動横型５の下面には、スライドプレート１８が設けられている。

案内部材１７はストリッパボルト１９を介して下型台１１（アダプタ１２又は台枠１３）に上下方向に少しだけ移動自在に取り付けられている。案内部材１７には、ストリッパボルト１９に対して上下方向に移動できるようにストリッパボルト１９の頭部１９ａを上下方向に移動可能に収容する頭部受け部１７ｂが設けられている。図４に示す符号Ａがストリッパボルト１９の許容ストロークである。案内部材１７には、下型本体１０側に向かって突出し、受け板１６から露出する切欠部１０ａの部分の上面に係止する係止部１７ａが設けられている。

このように切欠部１０ａよりも受け板１６を小さく形成して、受け板１６から露出する切欠部１０ａの部分に係止部１７ａを係止させることにより、係止部を係止させるための専用部分を下型本体１０に別途設けることなく、受け板１６を小さく形成するだけで、係止部１７ａを下型本体１０に係止させることができる。なお、切欠部１０ａを省略して下型本体１０の上面に受け板１６を直接設ける場合には、係止部１７ａは下型本体１０の上面の側縁部分に係合させればよい。

本実施形態の鋳造用金型１においては、上述の如く、案内部材１７をストリッパボルト１９で上下方向に移動自在に下型台１１（アダプタ１２又は台枠１３）に取り付けると共に、案内部材１７の係止部１７ａを切欠部１０ａの上面に係合させることにより、下型台１１が熱膨張で変形して下型本体１０が上方へ浮き上がって下型台１１から離隔したとしても、案内部材１７も下型本体１０と一緒に浮き上がって下型台１１から離隔し、下型本体１０と案内部材１７との相対位置の変化をストリッパボルト１９の許容ストローク分だけ防止することができる。本実施形態においては、切欠部１０ａが本発明の下型本体の側縁部に該当する。

従って、案内部材１７と下型本体１０との間で段差が生じることを防止することができ、摺動横型５が案内部材１７から下型本体１０へ摺動するときに、段差が生じることによる摺動横型５の傾き姿勢及び動作不具合を防止することができ、摺動横型５のアクチュエータ（図示省略）に偏荷重が加わることを防止することができる。

なお、本実施形態においては、下型本体１０は下型本体１０の上面に受け板１６を備え、受け板１６と案内部材１７との両上面を面一に設定した鋳造用金型１を説明した。このように、受け板１６と案内部材１７との両上面を面一にすることにより、摺動横型５の下面に設けられた受け板１６と案内部材１７との両上面を摺動する摺動面を、段差のない平滑な面とすることができ、摺動面の設定が容易となる。しかしながら、本発明の鋳造用金型１はこれに限らない。

例えば、受け板１６と案内部材１７とが予め段差を有していても、摺動横型５に対応する段差が設けられており、摺動横型５が予め傾かないように構成されていればよい。このように、受け板１６と案内部材１７とが予め段差を有していても、受け板１６と案内部材１７との相対的な位置関係が下型台１１の熱膨張による変形によって変化することを防止できるという本発明の作用効果を得ることができる。

次に図５から図７を参照して、ストリッパボルト１９のストローク限界などの理由によって、案内部材１７の上昇だけでは下型台１１の熱膨張による変形に伴う下型本体１０の上昇に対応できなくなる場合の対応について説明する。

図５は、アダプタ１２に設けられたスペーサ１４の位置決め用の座面１２ｂを切削などで加工する方法である。アダプタ１２の座面１２ｂをより深く切削する加工を施すだけで対応することができるため比較的安価に下型台１１に対する下型本体１０の高さ調整を行うことができる。

図６は、アダプタ１２と台枠１３の下面を平らに切削加工して、下型台１１の上面の反りに対応させてスペーサ１４を新しいものに交換すると共に、アダプタ１２の座面１２ｂを平らになるように加工することにより、下型本体１０の高さを調整する方法である。この図６の高さ調整方法においては、下型台１１の反りに対応させて異なる高さのスペーサ１４を配置する必要がある。

このため、図６の高さ調整方法は、図５の方法と比較すると多少面倒であるものの、これによってもスペーサ１４を用いて下型本体１０の高さ調整を行うことができ、下型台１１の熱膨張による反りによって下型本体１０がストリッパボルト１９の許容ストロークを超えて上昇する場合であってもアダプタ１２や台枠１３を交換することなく、摺動横型５を適切に下型４上で摺動させることができる。

図７は、アダプタ１２を新しいものに交換する高さ調整方法である。この方法によれば、スペーサ１４を交換することなく、下型本体１０の高さを元の状態に戻して高さを調整することができる。また、台枠１３は反った状態のままで用いるため、下型台１１を全て交換する場合と比較して、下型本体１０の高さ調整に要する費用を抑えることができる。

１ 鋳造用金型
２ 鋳造機
３ 基部
４ 下型
４ａ 位置決め部
５ 摺動横型
６ 上型
１０ 下型本体
１０ａ 切欠部（側縁部）
１１ 下型台
１２ アダプタ
１２ａ 孔
１２ｂ 座面
１３ 台枠
１４ スペーサ
１５ ボルト
１６ 受け板
１７ 案内部材
１７ａ 係止部
１７ｂ 頭部受け部
１８ スライドプレート
１９ ストリッパボルト
１９ａ 頭部
Ａ 許容ストローク

Claims (3)

1. 溶湯炉が設けられる基部と、
   前記基部上に配置される下型と、
   前記下型上を移動可能に設けられ、且つ、鋳造しようとする製品の側面形状の少なくとも一部に対応した表面形状を有する摺動横型と、
   前記下型に対して上下動可能に設けられ、且つ、前記製品の上面形状に対応した表面形状を有する上型と、を備え、
   前記下型は、下型本体と、前記下型本体を下から支える下型台とで構成され、
   前記下型本体は、前記摺動横型の型締め位置で前記摺動横型と当接する位置決め部を有し、且つ、前記製品の下面形状に対応した表面形状を有し、
   前記下型台には案内部材が前記下型台に対して上下方向に移動自在に載置され、
   前記摺動横型は、前記案内部材と前記下型本体との上を摺動するように構成され、
   前記案内部材には、前記下型本体が前記下型台に対して上方へ離隔したときに前記下型本体の側縁部と係合して前記下型本体と前記案内部材とが一緒に上方へ離隔するように構成された係止部が設けられることを特徴とする鋳造用金型。
2. 請求項１に記載の鋳造用金型であって、
   前記下型本体は、互いに間隔を存して配置された複数のスペーサを介して前記下型台に固定されることを特徴とする鋳造用金型。
3. 請求項１又は請求項２に記載の鋳造用金型であって、
   前記下型本体は前記下型本体の上面に設けられた受け板を備え、
   前記摺動横型は、前記下型本体の前記受け板と前記案内部材との上を摺動するものであり、
   前記受け板と前記案内部材との両上面は面一に設定されていることを特徴とする鋳造用金型。