(57)【要約】【課題】溶湯感知センサーを容易に着脱可能な金型及びこの金型を用いた鋳造法の提供。【解決手段】固定ホルダー１１を備える固定型と、固定型に対して進退可能である可動型とを有し、固定ホルダー１１には可動型と当接する固定型分割面１０Ａを有し、内部にキャビティとキャビティに連通し金属溶湯が流通するガス抜き通路１ｃを画成する鋳造用金型１において、固定ホルダー１１にはガス抜き通路１ｃに露出し金属溶湯と接触して感知する感知センサー４２と感知センサー４２を保持すると共に固定型分割面１０Ａの一部を構成する埋子４１とを有するセンサーユニット４０が設けられ、センサーユニット４０が設けられた固定ホルダー１１に対して、埋子４１の背面側から固定型分割面１０Ａ側へとセンサーユニット４０を移動させる打出し治具５０を備える鋳造用金型及び鋳造用金型を用いた鋳造法を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と、
該固定型に対して進退可能な可動型と、を有し、
該固定型と該可動型とにはそれぞれ相対すると共に互いに当接可能な分割面をそれぞれ有し、該固定型と該可動型とが該当接面により当接して該分割面の間にキャビティと該キャビティに連通し金属溶湯が流通する通路とを画成する鋳造用金型において、
該固定型と該可動型とのいずれか一方には、該分割面側に開放するユニット収容空間が形成されると共に、該ユニット収容空間内に、該通路に露出し該金属溶湯と接触して該金属溶湯を感知する感知センサーと、該感知センサーを保持すると共に該固定型と該可動型とのいずれか一方の該分割面の一部を構成する埋子と、を有するセンサーユニットが設けられ、
該センサーユニットは、該センサーユニットが設けられた該固定型と該可動型とのいずれか一方に対して、該埋子の反分割面となる背面側から分割面側へと移動手段により移動されることを特徴とする鋳造用金型。
【請求項２】
該センサーユニットは、該感知センサーを該背面側から該埋子に装着する取付ホルダーを更に有し、該移動手段は該取付ホルダーを付勢して該センサーユニットを該分割面側へと移動させることを特徴とする請求項１に記載の鋳造用金型。
【請求項３】
該固定型と該可動型とのいずれか一方には、該ユニット収容空間に連通し該分割面と交差する周面に開口する貫通孔が形成され、
該移動手段は、該貫通孔から挿入され該ユニット収容空間に到達すると共に、該センサーユニットの背面と該ユニット収容空間を構成する壁面との間に侵入する楔部材であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の鋳造用金型。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の鋳造用金型を用いて鋳造することを特徴とする鋳造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋳造用金型及び鋳造法に関し、特に溶湯を感知するセンサーを備えた鋳造用金型及び鋳造用金型により鋳造する鋳造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、特許文献１に示されるように、金属溶湯の湯流れ状況を把握する溶湯感知センサーを備えた鋳造用金型が公知になっている。この鋳造用金型では、金型のランナーを画成する分割面位置に、背面側から溶湯感知センサーが配置されてランナーに露出し、ランナーを流れる金属溶湯が溶湯感知センサーに接して通電することによりランナーを流れる金属溶湯を感知している。
【特許文献１】実公平３−２３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
溶湯感知センサーは、メンテナンス等で金型より外す必要がある。しかし、溶湯感知センサーは背面側から金型に装着されているため、鋳造機から一端金型を取り外した後に、溶湯感知センサーを着脱する必要があり、作業性が悪いという課題を有していた。そこで本発明は、溶湯感知センサーを容易に着脱可能な金型及びこの金型を用いた鋳造法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために本発明は、固定型１０と、該固定型１０に対して進退可能な可動型２０と、を有し、該固定型１０と可動型２０とにはそれぞれ相対すると共に互いに当接可能な分割面１０Ａ、２０Ａをそれぞれ有し、該固定型１０と可動型２０とが該分割面１０Ａ、２０Ａにより当接して該分割面１０Ａ、２０Ａの間にキャビティ１ａと該キャビティ１ａに連通し金属溶湯１Ａが流通する通路１ｃとを画成する鋳造用金型１において、該固定型１０と可動型２０とのいずれか一方には、分割面側に開放するユニット収容空間１１ｂが形成されると共に、該ユニット収容空間１１ｂ内に、該通路１ｃに露出し該金属溶湯１Ａと接触して該金属溶湯１Ａを感知する感知センサー４２と、該感知センサー４２を保持すると共に該固定型１０と可動型２０とのいずれか一方の該分割面１０Ａ、２０Ａの一部を構成する埋子４１と、を有するセンサーユニット４０が設けられ、該センサーユニット４０は、該センサーユニット４０が設けられた該固定ホルダー１１と該可動ホルダー２１とのいずれか一方に対して、該埋子４１の反分割面となる背面側から分割面側へと移動手段５０により移動される鋳造用金型１を提供している。
【０００５】
ここで該センサーユニット４０は、該感知センサー４２を該背面側から該埋子４１に装着する取付ホルダー４３を更に有し、該移動手段５０は該取付ホルダー４３を付勢して該センサーユニット４０を該分割面側へと移動させることが好ましい。
【０００６】
また該固定ホルダー１１と該可動ホルダー２１とのいずれか一方には、該ユニット収容空間１１ｂに連通し該分割面と交差する周面に開口する貫通孔１１ｄが形成され、該移動手段５０は、該貫通孔１１ｄから挿入され該ユニット収容空間１１ｂに到達すると共に、該センサーユニット４０の背面と該ユニット収容空間１１ｂを構成する壁面１１Ａとの間に侵入する楔部材であることが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、上記鋳造用金型１を用いて鋳造する鋳造法を提供している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の請求項１記載の鋳造用金型及び請求項４記載の鋳造法によれば、センサーユニットに組み込まれた感知センサーが、移動手段によりセンサーユニットごと反分割面となる背面側から分割面側へと移動する。よって分割面からセンサーユニットが突出することになり、この突出したセンサーユニットを引き出すことにより容易に感知センサーを金型から取り外すことができる。この際に金型を鋳造機から外す必要はないため、作業性よく感知センサーを金型に脱着することができる。
【０００９】
本発明の請求項２記載の鋳造用金型及び請求項４記載の鋳造法によれば、取付ホルダーを介して感知センサーを埋子に装着するため、簡易に感知センサーを埋子に装着することができる。また取付ホルダーを埋子の背面側から感知センサーを埋子に装着するため、埋子と取付ホルダーとで感知センサーを挟持する構成になる。取付ホルダーは付勢される箇所になるので、高剛性の構造を採る。この様な構成を採ることにより、高剛性の取付ホルダーで感知センサーを保護することになり、圧力等の外因から感知センサーを保護することができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の鋳造用金型及び請求項４記載の鋳造法によれば、簡単な構成でセンサーユニットを付勢することができる。また楔部材の楔面の角度を所定の角度に設定し、若しくは打撃力を加えて楔部材を用いることにより、センサーユニットを付勢する付勢力を強めることができるので、センサーユニットとホルダーとの間に金属溶湯が浸透したとしても、容易にセンサーユニットを取り外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態による鋳造用金型及び鋳造法（ダイカスト法）について図１乃至図６を参照しながら説明する。図１に示されるように鋳造用金型１は固定型１０と可動型２０とセンサーユニット４０と取出し治具５０（図２）とを主に備えており、図示せぬ鋳造機に装着されて用いられる。後述する固定型１０の固定ダイス１２と可動型２０の可動ダイス２２とにより鋳造用金型１内にキャビティ１ａが画成されると共に、後述する固定型１０の固定ホルダー１１及び固定ダイス１２と可動型２０の可動ホルダー２１及び可動ダイス２２とによりキャビティ１ａに連通するランナー１ｂ及びガス抜き通路１ｃが画成されるように構成されている。
【００１２】
可動型２０は、図１に示されるように可動ホルダー２１と可動ダイス２２とを備えており、固定型１０に対向し後述の固定型分割面１０Ａに当接可能な可動型分割面２０Ａを有している。
【００１３】
可動ホルダー２１を備える可動型２０は、可動型分割面２０Ａ及び固定型分割面１０Ａに直交する方向、即ち、図１の左右方向へ可動ホルダー２１と可動ダイス２２とが一体で進退可能に構成されており、可動型２０が図１の右方へ前進し可動型分割面２０Ａと後述の固定型分割面１０Ａとが互いに当接し合うことにより型締めが行われてキャビティ１ａが画成される。また、可動ホルダー２１を備える可動型２０が図１の左方へ後退し可動型分割面２０Ａと後述の固定型分割面１０Ａとが互いに離間し合うことにより型開きが行われるように構成されている。
【００１４】
可動ホルダー２１には、可動ダイス２２を収容可能な可動ダイス収容部２１ａが形成されており、図１に示されるように、可動ダイス収容部２１ａに可動ダイス２２が収容されている。また、可動型２０には、複数の図示せぬ押出しピンが設けられている。複数の図示せぬ押出しピンの先端面は、キャビティ１ａを画成する可動ダイス２２の表面から突出可能である。複数の図示せぬ押出しピンの基端は図示せぬ押出し板に接続されており、図示せぬ押出し板を駆動させることにより、図示せぬ複数の押出しピンを同時に進退することができるように構成させている。型締めされキャビティ１ａが画成されているときには、図示せぬ押出しピンの先端面がキャビティ１ａを画成する可動ダイス２２の部分の表面と面一となり、型開きして可動型２０から鋳造品を取出すときには、図示せぬ押出しピンの先端面がキャビティ１ａを画成する可動ダイス２２の表面から突出する。
【００１５】
また可動ホルダー２１において、後述のスリーブ１３と対向する位置には、分流子２１Ａが配置されている。また、この分流子２１Ａの上端の位置はランナー１ｂの一端を成している。ランナー１ｂの他端はゲート１ｄに連通しており、ゲート１ｄを介してランナー１ｂはキャビティ１ａに連通している。
【００１６】
固定型１０は、固定ホルダー１１と固定ダイス１２とを備えており、可動型２０に対向すると共に当接可能な固定型分割面１０Ａを有している。また、固定ホルダー１１には、固定ダイス収容部１１ａが形成され、固定ダイス収容部１１ａには固定ダイス１２が収容されている。
【００１７】
また、固定型１０には給湯口１３ａが形成されたスリーブ１３とスリーブ１３内を摺動可能なプランジャチップ１４とが設けられている。プランジャチップ１４はシャフト１５によりスリーブ１３内を摺動可能である。シャフト１５には、図示せぬストライカが設けられている。また、シャフト１５の近傍には図示せぬ真空スタートリミットスイッチが設けられており、図示せぬストライカによって図示せぬ真空スタートリミットスイッチを作動可能である。スリーブ１３内には溶融したアルミニウム合金等の金属溶湯１Ａが給湯される。
【００１８】
固定ホルダー１１には、固定型１０と可動型２０との間に形成されたガス抜き通路１ｃに連なると共に図示せぬ真空吸引装置に連なる排気路１０ａが形成されており、ガス抜き通路１ｃと排気路１０ａと間に開閉弁３１が設けられている。開閉弁３１はピストン部３２により駆動され、ガス抜き通路１ｃと排気路１０ａとの間を閉止状態・連通状態のいずれかの状態に保っている。ピストン部３２は、外部の圧縮空気源３３より供給される圧縮空気により稼働しており、圧縮空気源３３からの圧縮空気は、図示せぬ制御装置により制御される電磁弁３４により選択的に切り換えられてピストン部３２に送気される。よって電磁弁３４を制御することにより、ガス抜き通路１ｃと排気路１０ａとの間の連通・閉止を制御している。
【００１９】
また固定ホルダー１１には、図２に示されるように、ガス抜き通路１ｃに面する位置にセンサーユニット４０が収容されるユニット収容空間１１ｂが穿孔されて形成されている。ユニット収容空間１１ｂは、段部１１Ｂによって固定型分割面１０Ａ側の前室と反固定型分割面側である後室とに区切られている。固定ホルダー１１には、ネジ５２が螺合して螺進退するネジ穴１１ｃと取出し治具５０が挿入される貫通孔１１ｄとが形成されており、ネジ穴１１ｃがユニット収容空間１１ｂの前室と連通し、貫通孔１１ｄがユニット収容空間１１ｂの後室と連通している。またユニット収容空間１１ｂの後室において、ユニット収容空間１１ｂの穿孔方向底面となる最背面を壁面１１Ａと定義する。ネジ穴１１ｃ及び貫通孔１１ｄはそれぞれ固定型分割面１０Ａと交差する固定ホルダー１１の周面に開口している。よって固定ホルダー１１の背面側（反固定型分割面側）からではなく、固定ホルダー１１の周面からユニット収容空間１１ｂ内にアクセスすることができる。
【００２０】
センサーユニット４０は、固定ホルダー１１のガス抜き通路１ｃを画成する部分に設けられており、埋子４１と、感知ピン４２と、取付ホルダー４３とから主に構成されている。埋子４１は板状の鋼材から構成されており、その板状の鋼材の厚みが図２に示されるように固定型分割面１０Ａから段部１１Ｂまでの距離と略同一に構成され、図３に示される板状の鋼材の外郭形状がユニット収容空間１１ｂの前室の形状と略同形状に構成されている。また埋子４１には、図２に示されるようにその厚み方向に穿孔された貫通孔である感知ピン装着孔４１ａが形成されており、この感知ピン装着孔４１ａ内に感知ピン４２が背面側から装着されている。また取付ホルダー４３において、ネジ穴１１ｃと対向する位置にはネジ穴１１ｃの径より大径の穿孔４１ｂが形成されている。この穿孔４１ｂ内にネジ５２の先端が挿入し、先端が埋子４１に当接することにより、埋子４１が固定ホルダー１１に固定される。
【００２１】
図２に示されるように、感知ピン４２は、通電箇所である電極棒４２Ａと、図示せぬ碍子を介して電極棒４２Ａを保持するホルダー４２Ｂと電極棒４２Ａに導通して外部の図示せぬ制御装置に導通する導線４２Ｃとから主に構成されている。電極棒４２Ａは、感知ピン４２が埋子４１に装着された状態で固定型分割面１０Ａに露出しており、導電体と接触することによって短絡して通電する構成を採っている。センサーユニット４０において固定型分割面１０Ａはガス抜き通路１ｃを画成するので、電極棒４２Ａはガス抜き通路１ｃ内に露出している。ホルダー４２Ｂは、感知ピン４２が感知ピン装着孔４１ａ内に挿入された際に感知ピン装着孔４１ａ内において保持される箇所になる。導線４２Ｃは、ホルダー４２Ｂの上側位置から延出され、貫通孔１１ｄ内を配線されて鋳造用金型１外部に延出されている。
【００２２】
取付ホルダー４３は高剛性の素材、例えば鋼材を基材として構成されており、図２に示されるように埋子４１背面から突出している感知ピン４２を内蔵する空間４３ａが形成され、図４に示されるように埋子４１の背面に４本のネジ４３Ａで装着されている。空間４３ａ内に感知ピン４２が内蔵されるため、取付ホルダー４３に付勢力が加えられたとしても、感知ピン４２に付勢力が伝達されることは抑制され、感知ピン４２の故障を低減している。取付ホルダー４３の背面においては、図２に示されるように貫通孔１１ｄの挿通方向を穿設方向とする溝４３ｂが形成されている。溝４３ｂにおいては、図２及び図４に示されるように、その底面の貫通孔１１ｄ側の端部に、貫通孔１１ｄに近接するに従い固定型分割面１０Ａに近接する傾斜面４３Ｂが設けられている。
【００２３】
取出し治具５０は、図２に示されるように、先端部分に斜面５１Ａが設けられて楔状に構成されると共に、図５に示されるようにその幅が溝４３ｂ内に挿入可能に構成されている。よって斜面５１Ａ部分を溝４３ｂ内に挿入することにより、取り付け取付ホルダー４３と固定ホルダー１１のユニット収容空間１１ｂ背面部分である壁面１１Ａとの間を広げることができる。尚、取出し治具５０が付勢手段に該当する。
【００２４】
以下、鋳造法について説明する。鋳造法では、先ず図示せぬ鋳造機に装着された固定ホルダー１１及び可動ホルダー２１に固定ダイス１２及び可動ダイス２２をそれぞれセットする。またセンサーユニット４０は、図２に示されるように固定ホルダー１１にネジ５２により装着されている。
【００２５】
次に可動型２０を固定型１０の方向、即ち、図１の右方向へ移動させてゆき、固定型分割面１０Ａに可動型分割面２０Ａを接近させ当接させて型締めをする。この時に固定ダイス１２と可動ダイス２２とによりキャビティ１ａが画成されると共に、固定ホルダー１１及び固定ダイス１２と可動ホルダー２１及び可動ダイス２２とによりガス抜き通路１ｃおよびランナー１ｂが画成される。ガス抜き通路１ｃ内には感知ピン４２の電極棒４２Ａ先端が露出している。
【００２６】
次に開閉弁３１を開放した状態で、給湯口１３ａ（図１）より金属溶湯１Ａをスリーブ１３内に注入する。次に、スリーブ１３内でプランジャチップ１４を図１の左方向に低速で摺動させる。このプランジャチップ１４の摺動によって給湯口１３ａは閉鎖され、更に、図示せぬストライカが図示せぬ真空スタートリミットスイッチを作動させる。図示せぬ真空スタートリミットスイッチの作動に応答して、図示せぬ制御装置によって図示せぬ真空吸引装置が作動し、スリーブ１３、ランナー１ｂ、キャビティ１ａ内のガスは、ガス抜き通路１ｃ、排気路１０ａを通して吸引され鋳造用金型１外部に排気される。
【００２７】
次に、プランジャチップ１４を高速でスリーブ１３内を摺動させることにより、金属溶湯１Ａがキャビティ１ａ内に充満され、更にガス抜き通路１ｃ内に流入し、感知ピン４２の電極棒４２Ａに接触する。この接触によって電極棒４２Ａは短絡し、この短絡によって電磁弁３４が動作し、圧縮空気源３３から圧縮空気がピストン部３２に供給され、開閉弁３１が閉止し、ガス抜き通路１ｃと排気路１０ａとが遮断され、図示せぬ真空吸引装置によるキャビティ１ａ、ガス抜き通路１ｃ等からの真空引きが停止される。
【００２８】
次に、キャビティ１ａ内の金属溶湯１Ａが冷却され凝固した後に、可動型２０及びこれらに付着した金属溶湯１Ａからなる鋳造品を固定型１０から離間させて型開きを行う。そして、可動型２０の図示せぬ押出しピンにより製品部を可動ダイス２２から押出し、製品部と一体でガス抜き通路１ｃ内で凝固した金属溶湯１Ａの部分を可動型２０から取外す。
【００２９】
上記の一連の工程を繰り返す際には、感知ピン４２を取り外してメンテナンスを行う必要がある場合がある。この感知ピン４２を取り外すには、図６に示されるように、ネジ５２を後退させて埋子４１を固定した状態から解除し、次に斜面５１Ａが傾斜面４３Ｂに沿うように取出し治具５０の先端を溝４３ｂ内に挿入する。この状態で取出し治具５０を打ち込むことにより、取出し治具５０が溝４３ｂの形成された取付ホルダー４３と壁面１１Ａとの間を押し拡げる。よって取付ホルダー４３を含むセンサーユニット４０を壁面１１Ａから離間させ、埋子４１を固定型分割面１０Ａから突出させる。
【００３０】
埋子４１が固定型分割面１０Ａから突出した後は、作業者が埋子４１を把持して引っ張り、センサーユニット４０をユニット収容空間１１ｂから取り外す。その後にネジ４３Ａを外して、感知ピン４２を埋子４１から外し、メンテナンスを行う。よって感知ピン４２を取り外す際には、固定ホルダー１１の周面位置から取出し治具５０を操作するのみであり、固定型１０を固定ホルダー１１と固定ダイス１２とに分解、及び図示せぬ鋳造機から脱着する必要が無いため、作業性よく感知センサーである感知ピン４２を固定型１０に脱着することができる。
【００３１】
またセンサーユニット４０を固定ホルダー１１に装着する際には、取付ホルダー４３により感知ピン４２が埋子４１に装着された状態でセンサーユニット４０をユニット収容空間１１ｂ内に挿入する。埋子４１はその厚みが固定型分割面１０Ａから段部１１Ｂまでの距離と同じに構成されているため、埋子４１が段部１１Ｂと当接する位置までセンサーユニット４０をユニット収容空間１１ｂ内に挿入することにより、センサーユニット４０の固定型分割面１０Ａを構成する面と固定型分割面１０Ａとを同一面とすることができる。また段部１１Ｂに埋子４１が当接していることにより、埋子４１の固定型分割面１０Ａに圧力が掛かったとしても、埋子４１がユニット収容空間１１ｂ内に埋没することが防がれる。その後にネジ５２を螺進させて、ネジ５２の先端を穿孔４１ｂ内に挿入して固定し、センサーユニット４０の固定ホルダー１１への装着が完了する。
【００３２】
本発明による鋳造用金型及び鋳造法は上述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば実施の形態では固定型にセンサーユニットを設けたが、これに限らず可動型にセンサーユニットを設けてもよい。また付勢手段として楔形状の取出し治具を用いたが、これに限らず、図７に示されるように、取付ホルダー４３の背面側となる固定ホルダー１１にユニット収容空間１１ｂに貫通する貫通孔１１ｅを設けると共に、貫通孔１１ｅを介して油圧シリンダー１５０等の付勢手段を配置し、油圧シリンダー１５０等によって取付ホルダー４３を付勢してもよい。またセンサーユニットの装着箇所はガス抜き通路に限定されず、ランナー等の溶湯を感知する必要がある場所ならば固定型又は可動型のいずれの箇所に装着してもよい。また、取付ホルダーを設けずに埋子に感知ピンをネジ等で直接装着し、感知ピンを付勢手段により直接付勢するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる鋳造用金型の断面概略図。
【図２】本発明の実施の形態にかかる鋳造用金型に設けられたセンサーユニットを示す断面概略図。
【図３】本発明の実施の形態にかかる鋳造用金型に設けられたセンサーユニットの平面図（固定型分割面図）。
【図４】本発明の実施の形態にかかる鋳造用金型に設けられたセンサーユニットの背面図。
【図５】図２のV-V線に沿った断面概略図。
【図６】本発明の実施の形態にかかる鋳造用金型に設けられたセンサーユニットが固定型より取り外される状態を示す断面概略図。
【図７】本発明の実施の形態にかかる鋳造用金型の変形例に係る断面概略図。
【符号の説明】
【００３４】
１ 鋳造用金型
１Ａ 金属溶湯
１ａ キャビティ
１ｃ ガス抜き通路
１０ 固定型
１０Ａ 固定型分割面
１１ 固定ホルダー
１１Ａ 壁面
１１ｂ ユニット収容空間
１１ｄ 貫通孔
１２ 固定ダイス
２０ 可動型
２０Ａ 可動型分割面
２１ 可動ホルダー
２２ 可動ダイス
４０ センサーユニット
４１ 埋子
４２ 感知ピン
４３ 取付ホルダー
５０ 取出し治具
【図１】
2010131659.tif 000003
【図２】
2010131659.tif 000004
【図３】
2010131659.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010131659.tif 000007
【図６】
2010131659.tif 000008
【図７】
2010131659.tif 000009