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Title:
OPERATION METHOD OF UPPER DIE FOR LOWER DIE IN PERMANENT MOLD CASTING DEVICE AND PERMANENT MOLD CASTING DEVICE FOR USE IN THAT OPERATION METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/126704
Kind Code:
A1
Abstract:
An operation method of an upper die in permanent mold casting device in which die opening of the upper die can be carried out stably. In the operation method of an upper die for a lower die in a permanent mold casting device for producing a casting product by pouring molten metal in a holding furnace into a die consisting of upper and lower dies through a stalk, a die open/close mechanism fixed to an elevating/lowering frame has an upper die elevating/lowering means performing die matching and die separation by elevating/lowering the upper die fixed to a lower portion with respect to the elevating/lowering frame and the lower die, and setting of a core in the upper and lower dies and formation of a space for taking out the product are performed by elevating the upper die elevating/lowering means with respect to the elevating/lowering frame and elevating the elevating/lowering frame with respect to the lower die. Molten metal is poured under a state where the elevating/lowering frame to which the die open/close mechanism having the upper die is fixed is secured with respect to the lower die, and then the upper die elevating/lowering means is operated while sustaining the secured state thus separating the upper die from the lower die.

Inventors:
SHIOSE, Fumikazu (Toyokawa Seisakusyo 1, Honohara 3-Chom, Toyokawa-shi Aichi 61, 4420061, JP)
塩瀬 史和 (〒61 愛知県豊川市 穂ノ原3丁目1番地 新東工業株式会社豊川製作所内 Aichi, 4420061, JP)
MATSUI, Tetsuji (Toyokawa Seisakusyo 1, Honohara 3-Chom, Toyokawa-shi Aichi 61, 4420061, JP)
Application Number:
JP2008/056108
Publication Date:
October 23, 2008
Filing Date:
March 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SINTOKOGIO, LTD. (28-12, Meieki 3-chome Nakamura-ku Nagoya-shi Aichi, 02, 4500002, JP)
新東工業株式会社 (〒02 愛知県名古屋市中村区名駅三丁目28番12号 Aichi, 4500002, JP)
SHIOSE, Fumikazu (Toyokawa Seisakusyo 1, Honohara 3-Chom, Toyokawa-shi Aichi 61, 4420061, JP)
塩瀬 史和 (〒61 愛知県豊川市 穂ノ原3丁目1番地 新東工業株式会社豊川製作所内 Aichi, 4420061, JP)
International Classes:
B22D18/04; B22C9/06
Attorney, Agent or Firm:
YAMASAKI, Yukuzo et al. (Yamasaki & Partners, Sogo Nagatacho Bldg. 8F11-28, Nagatacho 1-chome, Chiyoda-ku Tokyo 14, 1000014, JP)
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Claims:
 保持炉内の溶融金属をストークを介して上下金型からなる金型内に注湯して鋳物製品を製造する金型鋳造装置における前記上金型の前記下金型に対する動作方法であって、
昇降フレームに取り付けられた金型開閉機構であって、上金型が下部に取り付けられ該上金型を前記昇降フレーム及び前記下金型に関して昇降させて前記上下型の型合わせ及び型分離を行う上型昇降手段を備える金型開閉機構を有し、さらに前記上下金型間への中子セットと製品取出し用空間の形成を前記上型昇降手段の前記昇降フレームに関する上昇および前記昇降フレームの前記下金型に関する上昇によって行うようにした金型鋳造装置において、
 前記上金型を備える前記金型開閉機構が取り付けられた前記昇降フレームを前記下金型に関して固定した状態で、前記注湯を行い、かつ、その後に、前記固定した状態のまま、前記上型昇降手段を作動させて前記上金型を前記下金型から分離することを特徴とする上金型の下金型に対する動作方法。
 保持炉内の溶融金属をストークを介して上下金型からなる金型内に注湯して鋳物製品を製造する金型鋳造装置であって、
 基台と、保持炉と、前記基台の上面のほぼ四隅に立設される4個の支柱と、この4個の支柱の上端間に架設される下ダイベースと、該下ダイベースに取り付けられ固定位置に位置されている下金型と、前記4個の支柱のうち対角線上に位置する2個の支柱のそれぞれに装着される上型昇降シリンダと、該上型昇降シリンダのロッドの上端間に架設された昇降フレームと、前記対角線と交差する対角線上に位置する2個の支柱のそれぞれに上下摺動自在にされかつ前記昇降フレームの下面に垂設されているとともに、前記昇降フレームを所定の位置に固定するために用いられる固定部が設けられる2本のガイドロッドと、前記昇降フレームに装着された金型開閉機構であって、その下部に上金型を取り付け可能であり、該上金型を前記昇降フレーム及び前記固定下金型に関して昇降させて前記上下型の型合わせ及び型分離を行う上型昇降手段を備える金型開閉機構と、前記昇降フレームの下方に装着され前記注湯後に前記上金型と前記下金型が分離された際に前記上金型に付着する鋳物製品を押し出して前記上金型から分離させる鋳物製品押出し機構とを含んでなり、前記金型開閉機構を取り付けた前記昇降フレームを前記ガイドロッドの前記固定部に固定可能に設けた金型鋳造装置。
 前記金型開閉機構の前記上型昇降手段の駆動源が電動機である請求項2記載の金型鋳造装置。
 前記固定部が環状溝を有する環状固定部であり、前記固定機構が該環状固定部に係合するハーフナットを具備してなる請求項2または3記載の金型鋳造装置。
 前記固定部が孔または溝であり、前記固定機構が該孔または溝に係合する角度の付いた係合部材を具備してなる請求項2または3記載の金型鋳造装置。
 請求項2に記載の金型鋳造装置を用いて鋳物製品を製造する方法であって、該方法は、前記金型開閉機構を取り付けた前記昇降フレームを前記ガイドロッド及び前記下金型に対して固定した後、前記注湯の後に、前記上型昇降手段を作動させて前記上金型を前記下金型から分離させることを含む方法。
Description:
金型鋳造装置における上金型の 金型に対する動作方法および該動作方法に いられる金型鋳造装置

 本発明は金型鋳造装置における上金型の 作方法および該動作方法に用いられる金型 造装置に関する。さらに詳しくは、上金型 下金型から成る水平割金型に保持炉内の溶 金属をストークを介して注入して鋳物製品 製造する金型鋳造装置において、前記上金 の型開きを安定して行うことができる上金 の動作方法および該動作方法に用いられる 型鋳造装置に関する。

 従来より、上金型と下金型とからなる水 割金型に画成される製品キャビティに保持 内の溶融金属をストークを介して注入し、 物製品を製造する金型鋳造装置がある。た えば特開昭63-273561号公報に開示されている 型鋳造装置である。この金型鋳造装置にお ては、上金型は基台に載置される保持炉の りに立設された4本のフレーム支柱に昇降可 能に架設された上ダイベースの下面に取り付 けられており、該フレーム支柱に固定される 下ダイベース上の下金型とで製品キャビティ を画成すべく上金型の下金型への当接と、上 下金型間に中子セットと製品取出し用の空間 を形成すべく上金型の上昇との両方の動作が 、前記上ダイベースの昇降だけによって行わ れている。

 上述した従来の構造の金型鋳造装置では 上ダイベースの昇降工程の距離が長いため 、4本のフレーム支柱の高さは非常に高くな らざるを得ない。これに伴って、フレーム支 柱は大きな負荷が掛かると撓み易くなり、し かも、注湯後の上金型と下金型を分離する時 にフレーム支柱に大きな力が掛かる。この結 果、注湯後の上金型の開き(型開き)時にフレ ム支柱が撓み、上金型が水平方向へずれて 金型と一緒に上昇する鋳物製品が下金型に 渉して損傷したり、下金型に塗布した塗型 剥離されるおそれがある。これらの問題は 上下金型が多数個の製品キャビティあるい 複雑な製品キャビティを有している場合に に顕著である。加えて、上ダイベースの昇 工程の距離が長いために、上ダイベースを 降させる油圧シリンダおよび油圧ユニット 大容量の大型で高価のものが必要である。

 そこで、本出願人は、上ダイベースに代 昇降フレームの昇降工程の距離を長くして 、上金型に所定の工程を行なわせることが きるように、上金型が取り付けられた金型 閉機構によって下金型に対する上金型の当 と分離を行い、さらに前記上下金型間への 子セットと製品取出し用空間の形成を前記 型開閉機構および前記上金型の上昇によっ 行うようにした上金型の動作方法およびそ 金型鋳造装置を提供している(特開2004-255406 公報参照)。

 しかしながら、特開2004-255406号公報に記 の方法および装置の金型開閉機構により油 シリンダおよび油圧ユニットの容量は大き なくても良いが、型開き時に作動する力で かないように、金型開閉機構のアクチュエ タには上昇に必要な力より過大な力が要求 れる。とくにアクチュエータを電動式シリ ダで実施しようとするにはかなりの大型化 避けられず高速化も困難となるという問題 残している。

 本発明は、叙上の事情に鑑み、上金型の 開きを安定して行うことができる金型鋳造 置における上金型の動作方法および該動作 法に用いられる金型鋳造装置を提供するこ を目的とする。

 本発明の金型鋳造装置における上金型の 作方法は、保持炉内の溶融金属をストーク 介して上下金型からなる金型内に注湯して 物製品を製造する金型鋳造装置における前 上金型の前記下金型に対する動作方法であ て、昇降フレームに取り付けられた金型開 機構であって、上金型が下部に取り付けら 該上金型を前記昇降フレーム及び前記下金 に関して昇降させて前記上下型の型合わせ び型分離を行う上型昇降手段を備える金型 閉機構を有し、さらに前記上下金型間への 子セットと製品取出し用空間の形成を前記 型昇降手段の前記昇降フレームに関する上 および前記昇降フレームの前記下金型に関 る上昇によって行うようにした金型鋳造装 において、前記上金型を備える前記金型開 機構が取り付けられた前記昇降フレームを 記下金型に関して固定した状態で、前記注 を行い、かつ、その後に、前記固定した状 のまま、前記上型昇降手段を作動させて前 上金型を前記下金型から分離することを特 とする上金型の下金型に対する動作方法で る。

 また、本発明の金型鋳造装置は、保持炉 の溶融金属をストークを介して上下金型か なる金型内に注湯して鋳物製品を製造する 型鋳造装置であって、基台と、保持炉と、 記基台の上面のほぼ四隅に立設される4個の 支柱と、この4個の支柱の上端間に架設され 下ダイベースと、該下ダイベースに取り付 られ固定位置に位置されている下金型と、 記4個の支柱のうち対角線上に位置する2個の 支柱のそれぞれに装着される上型昇降シリン ダと、該上型昇降シリンダのロッドの上端間 に架設された昇降フレームと、前記対角線と 交差する対角線上に位置する2個の支柱のそ ぞれに上下摺動自在にされかつ前記昇降フ ームの下面に垂設されているとともに、前 昇降フレームを所定の位置に固定するため 用いられる固定部が設けられる2本のガイド ッドと、前記昇降フレームに装着された金 開閉機構であって、その下部に上金型を取 付け可能であり、該上金型を前記昇降フレ ム及び前記固定下金型に関して昇降させて 記上下型の型合わせ及び型分離を行う上型 降手段を備える金型開閉機構と、前記昇降 レームの下方に装着され前記注湯後に前記 金型と前記下金型が分離された際に前記上 型に付着する鋳物製品を押し出して前記上 型から分離させる鋳物製品押出し機構とを んでなり、前記金型開閉機構を取り付けた 記昇降フレームを前記ガイドロッドの前記 定部に固定可能に設けた金型鋳造装置であ 。

 本発明によれば、金型開閉機構を下金型 近づいた状態で前記ガイドロッドの環状固 部を固定機構により係合して前記昇降フレ ムに装着される金型開閉機構を所定の位置 固定したのち、上金型を下金型から分離さ ることができるため、上金型を下金型から 離する時に上金型が水平方向へ大きくずれ ことがなくなり、上金型の型開きを安定し 行うことができる。

 また、上金型に昇降や開閉の工程を行な せる動作を電動化した場合に、力が必要な 開きに大きなサーボモータを使わなくても 金型に所定の工程を行なわせることができ ため、小型化や高速化が可能となる。

 以下、添付図面に基づいて、本発明の金 鋳造装置における上金型の動作方法および の金型鋳造装置を説明する。図1~2に示され ように、本発明の一実施の形態にかかわる 型鋳造装置は、定盤状の基台1と、該基台1 上面に設置される保持炉2と、前記基台1の上 面の四隅に立設される4個の支柱3と、この4個 の支柱3の上端間に架設される下ダイベース4 、該下ダイベース4に取り付けられている下 金型5と、前記4個の支柱3のうち対角線上に位 置する2個の支柱3のそれぞれに装着される上 昇降シリンダ6と、該上型昇降シリンダ6の ッド6aの上端間に架設された昇降フレーム7 、前記4個の支柱3のうち残り2個の支柱3(前記 対角線と交差する対角線上に位置する2個の 柱3)のそれぞれに、たとえばホルダー8を介 て上下摺動自在にされかつ前記昇降フレー 7の下面に垂設されているとともに、前記昇 フレーム7を所定の位置に固定するために用 いられる固定部としての環状溝を有する環状 固定部9aが設けられる2本のガイドロッド9と 前記昇降フレーム7に装着される金型開閉機 10と、該金型開閉機構10の下部に取り付けら れている上金型11と、前記昇降フレーム7の下 方に装着されているとともに前記上金型11か 鋳物製品を押し出す鋳物製品押出し機構12 、前記ガイドロッド9の環状固定部9aに係合 て前記昇降フレーム7に装着される金型開閉 構10を所定の位置に固定する固定機構13とを 備えている。前記下金型5は、前記保持炉2に トーク(図示せず)を介して連通されている 前記上型昇降シリンダ6としては、たとえば 動式シリンダや、油圧シリンダ、空圧シリ ダを適宜選定して用いることができる。

 前記金型開閉機構10は、下金型5に対して 金型11を当接と分離させる機能を有する機 であって、前記上金型11が取り付けられた長 方形板状の上ダイベース21と、上ダイベース2 1の上面に前記昇降フレーム7を上下に貫通し 立設された一対の連結杆22と、前記昇降フ ーム7に装着されかつロッドの先端が該連結 22に連結されている一対の上型昇降手段23と 、該上型昇降手段23を駆動する駆動源として 電動機24とから構成されている。この上型 降手段23としては、たとえばウォームギヤと ボールねじとを使用するボールジャッキとす ることができる。また、電動機24としては、 とえばサーボモータを用いることができる 本実施の形態では、この一対の上型昇降手 23は連動して作動し前記電動機24とはトルク カップリング25により連結されている。

 また、前記鋳物製品押出し機構12は、上 型11に貫装された複数の押出しピン26と、複 の押出しピン26を支持する支持板27と、前記 押出しピン26および支持板27を下金型5を介し 押し上げる複数(例えば、4本)のリタンーピ (図示せず)と、前記昇降フレーム7の下面に 設されかつ前記上ダイベース21に挿通され いるとともに前記上ダイベース21および上金 型11が前記上型昇降手段23によって上昇され ときに、相対的に支持板27を押し下げる複数 の押出しバー28とから構成されている。なお 符号29は上型の押し出し動作スペースを確 した形状の上型取り付けベースである。

 また、前記固定機構13は、前記上型昇降 リンダ6が収縮動作して上金型11を下降させ 上金型11を下金型5に近づけた所定の位置(下 端位置)で前記ガイドロッド9の固定部9aに係 合して前記昇降フレーム7とともに該昇降フ ーム7に装着される金型開閉機構10の上型昇 手段23を移動できないように固定する機能を 有する機構であれば、本発明において、とく に限定されるものではないが、本実施の形態 では、ガイドロッド9の下端部に、図2に示す うに、環状固定部9aを設けているため、前 ガイドロッド9の下面に対向する基台1の上に は該環状固定部9aと対称形状の環状溝を有す 座1aが形成されており、固定機構13として油 圧シリンダ31などの直動手段により開閉して 状固定部9aの環状溝に着脱できるハーフナ ト32が用いられている。また、前記環状固定 部9aはガイドロッド9の下端部に設けられてい るが、下端部以外の部位に設けることもでき る。また、前記固定機構13は、支柱3に設けら れているが、たとえば基台1または該基台が っている床面に設けることもできる。

 つぎに、本実施の形態の金型鋳造装置に ける上金型の動作方法を説明する。図1は金 型鋳造装置の原位置の状態であって、前記電 動機24で駆動される金型開閉機構10における 型昇降手段23の上昇作動により上ダイベース 21とともに上金型11が上昇されるとともに、2 の上型昇降シリンダ6の伸長作動により昇降 フレーム7、金型開閉機構10および上金型11が 昇されている。この上金型11と下金型5との いだに中子セットと製品取出し用の空間が 成された原位置の状態のときに、下金型5に 所定の中子(図示せず)がセットされる。

 ついで、図3に示されるように、矢印Y1方 に2個の上型昇降シリンダ6を収縮作動させ ガイドロッド9の下端が座1aの近くの所定の 置へ近づくまでガイドロッド9上の昇降フレ ム7、金型開閉機構10および上金型11を下降 せて上金型11を下金型5に近づける。

 ついで、ガイドロッド9が下降端に達した 後、図4~5に示されるように、油圧シリンダ31 作動させハーフナット32をガイドロッド9の 端部に設けられる固定部9aと座1aを挟み込ん で係合させ、支柱3に固定する。

 ついで、図6に示されるように、矢印Y2方 に金型開閉機構10における上型昇降手段23の 下降作動により上金型11を下降させて該上金 11を下金型5に当接し型合わせする。

 ついで、図7に示されるように、密閉式の 保持炉2内を加圧して溶融金属MをストークSを 介して上金型11と下金型5とにより画成される 製品キャビティに注入する。そして、キャビ ティ内の溶融金属が凝固するまで加圧を維持 する。凝固した後に図8に示されるように、 持炉2内を排気してさらに鋳物製品を冷却す 。

 取り出せる温度まで鋳物製品が冷却され 後、図9に示されるように、金型開閉機構10 おける上型昇降手段23の上昇動作により上 型11に鋳物製品Wを付着させた状態で上金型11 を所定距離上昇させて下金型5から分離させ 。

 ついで、図10に示されるように、分離後 イドロッド9の下部に設置される油圧シリン 31を作動させハーフナット32と固定部9aとの 合を解除する。これにより、ガイドロッド9 の固定は解除される。

 ついで、ガイドロッド9の固定が解除され たのち、図11に示されるように、矢印Y4方向 2個の上型昇降シリンダ6を伸長作動して昇降 フレーム7、金型開閉機構10および上金型11を 昇させ、上金型11と下金型5とのあいだに中 セットおよび製品取出し用空間を形成する

 ついで、図12~13に示されるように、上金 11に付着される鋳物製品Wの下方に取出し装 の製品取出し部材41を進入させたのち、金型 開閉機構10における上型昇降手段23を上昇作 させ、相対的に鋳物製品押出し機構12の押出 しピン26を押出しバー28によって押し下げて 金型11から鋳物製品Wを製品取出し部材41の上 に押し出して一サイクルを完了する。

 ついで、図14に示されるように、製品取 し部材41の上に取り出された鋳物製品Wは装 本体外へと排出される。

 本実施の形態では、前記下金型に対する 記上金型の当接と分離を上金型が取り付け れた金型開閉機構によって行い、さらに前 上下金型間への中子セットと製品取出し用 間の形成を前記金型開閉機構および前記上 型の上昇によって行うようにし、金型開閉 構が下金型に近づいた状態で上型昇降手段 固定してから金型開閉機構によって上金型 下金型から分離させるため、上金型を下金 から分離する時に上金型が水平方向へ大き ずれることがなくなり、上金型の型開きを 定して行うことができる。また、上型昇降 段が開閉力を直接受けることがないため昇 に必要な出力を持たせるだけでよく、小型 や高速化が可能となるばかりか消費エネル ーが少なくなるという優れた実用的効果を する。

 本発明の実施の形態は単に例示的なもの あり、発明をそれに限定するものではない 本発明の実施の形態に変更や変形を施すこ が可能であることは、当業者にとって明白 ある。従って、本発明の真の範囲は、発明 技術的使用から逸脱することなく、添付の 許請求の範囲によって定められるものであ 。

 たとえば、本実施の形態では、上下金型5 、11からなる水平割金型が用いられている金 鋳造装置について説明したが、本発明にお ては、これに限定されるものではない。た えば上金型が水平方向に移動して型合わせ れる上下金型からなる垂直割金型が用いら る金型鋳造装置とすることができる。また 本実施の形態では、保持炉2が基台1の上面 設置されているが、保持炉2を前記床面に設 することもできる。

 また、本実施の形態では、ガイドロッド9 の下端部に設けられる環状固定部9aを固定機 13としてハーフナット32を用いて上金型11を 金型5から分離するときに係合し、昇降フレ ーム7に装着される金型開閉機構10の上型昇降 手段23が移動できないようにしているが、本 明においては、この環状固定部と該環状固 部に係合するハーフナットと同じ作用をす 固定部と固定機構であれば、とくに環状固 部とハーフナットを用いるものに限定され ものではない。たとえば、図15~16に示され ように、固定部としてガイドロッド51の下端 部に孔52または溝を設けるとともに、固定機 として該孔52に出し入れできるテーパーキ などの角度の付いた係合部材53と該係合部材 53を駆動する油圧シリンダ54などの直動手段 を用いるとすることができる。また、前記 52はガイドロッド51の下端部に設けるものに 定されるものではなく、該ガイドロッド51 下端部以外の部位に設けることもできる。

 また、本実施の形態では、前記保持炉2内 の溶融金属の上下金型の製品キャビティへの 注入は、保持炉2内の溶融金属を加圧する方 によって行っているが、本発明においては これに限定されるものではなく、たとえば 上下金型の製品キャビティ内を減圧して吸 作用により注入することができる。

本発明の一実施の形態にかかわる金型 造装置の一部切り欠いた正面図である。 図1の環状固定部と固定機構の拡大図で ある。 図1の上金型の下降状態を説明する図で ある。 図3のガイドロッドの環状固定部とハー フナットとの係合状態を説明する図である。 図4の係合状態の拡大図である。 図4の上金型を下金型に閉じる状態を説 明する図である。 図6の上下金型の製品キャビティへの注 湯を説明する図である。 図7の鋳物製品の冷却状態を説明する図 である。 図8の下金型から上金型を分離する型開 きを説明する図である。 図9の型開き後のガイドロッドの環状 定部とハーフナットとの係合を解除した状 を説明する図である。 図10の上金型の上昇状態を説明する図 ある。 図11の上金型の下方に製品受取り部材 進入させる状態を説明する図である。 図12の上金型に付着している鋳物製品 製品受取り部材に押し出す状態を説明する である。 図13の製品取出し部材上に取り出され 鋳物製品を装置本体外へと排出する状態を 明する図である。 本発明の他の実施の形態にかかわる固 定部と固定機構を示す拡大図である。 図15の固定部と固定機構の動作を説明 る図である。