(57)【要約】【課題】本発明は、絞り部をメンテナンスしやすい構造にした鋳造用金型を提供することを目的とする。【解決手段】本発明である鋳造用金型の絞り構造は、断熱材を介して台板上に載置され、前記台板を貫通して接続された給湯管から溶湯が供給される湯口に絞り部を有する下型と、前記下型と合わせることで内部にキャビティが形成される昇降可能な上型と、を有し、前記下型は、前記絞り部を水平方向に移動させるスライド板を備える、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材を介して台板上に載置され、前記台板を貫通して接続された給湯管から溶湯が供給される湯口に絞り部を有する下型と、
前記下型と合わせることで内部にキャビティが形成される昇降可能な上型と、を有し、
前記下型は、前記絞り部を水平方向に移動させるスライド板を備える、
ことを特徴とする鋳造用金型の絞り構造。
【請求項２】
前記スライド板は、前記台板に接し前記絞り部の下半分を移動させる下板と、前記下板に接し前記絞り部の上半分を移動させる上板と、を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造用金型の絞り構造。
【請求項３】
前記下板は、絞り孔の周りに断熱孔が設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の鋳造用金型の絞り構造。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の鋳造用金型の絞り構造を備えた、
ことを特徴とする鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム等の金属の鋳造において溶湯が注入される金型の絞り部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造においては、原料であるアルミニウム等の溶融金属（溶湯）を、上型と下型を合わせた金型（鋳型）に流し込んで冷やすことにより、目的の形状の鋳物が製造される。鋳造には、低圧鋳造やダイカスト鋳造などがある。低圧鋳造では、溶湯を低圧かつ低速で金型内に充填することにより成形される。また、ダイカスト鋳造では、溶湯を高圧かつ高速で射出し、金型内に充填された鋳物用溶湯を急速に凝固させることにより、高い寸法精度の形状を短時間で大量に成型加工することを可能にしている。
【０００３】
なお、特許文献１に記載されているように、溶湯を凝固させて成形品を得る際に離型し易い成形用金型の発明が開示されている。特許文献１に記載の発明では、金型のキャビティに溶湯を導入する湯口が絞られ、その絞り部に堰入子が取り付けられている。そして、堰入子の内部に断熱用の空間を設けることで溶湯の温度の急激な低下を防止し、金型側では湯が凝固して堰入子の絞り部の下では湯が溶けた状態となるように調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発明では、堰入子の絞り部の下において溶湯を凝固し難くして、成形品を離型する際の引っ掛かりを抑制しているが、堰入子の絞り部に付着した溶湯の酸化物を除去するために定期的にメンテナンスする必要が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、絞り部をメンテナンスしやすい構造にした鋳造用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明である鋳造用金型の絞り構造は、断熱材を介して台板上に載置され、前記台板を貫通して接続された給湯管から溶湯が供給される湯口に絞り部を有する下型と、前記下型と合わせることで内部にキャビティが形成される昇降可能な上型と、を有し、前記下型は、前記絞り部を水平方向に移動させるスライド板を備える、ことを特徴とする。
【０００８】
また、前記鋳造用金型の絞り構造において、前記スライド板は、前記台板に接し前記絞り部の下半分を移動させる下板と、前記下板に接し前記絞り部の上半分を移動させる上板と、を備える、ことを特徴とする。
【０００９】
また、前記鋳造用金型の絞り構造において、前記下板は、絞り孔の周りに断熱孔が設けられる、ことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明である鋳造装置は、前記鋳造用金型の絞り構造を備えた、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金型の絞り部に付着した酸化物の除去、又は絞り部の交換を容易にすることができる。また、湯口を塞ぐことができるので、金型内の塗型をメンテナンスする際に、給湯管内で保持されている溶湯の湯面が酸化するのを低減したり、給湯管から溶湯が金型内に飛び出してくるのを防止したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明である鋳造用金型の絞り構造を備えた鋳造装置の概観を示す正面断面図である。
【図２】本発明である鋳造用金型の絞り構造を備えた鋳造装置の概観を示す側面断面図である。
【図３】本発明である鋳造用金型の絞り構造を備えた鋳造装置の金型を示す拡大断面図である。
【図４】本発明である鋳造用金型の絞り構造の概略を示す正面断面図及び側面図である。
【図５】本発明である鋳造用金型の絞り構造を説明する正面断面図である。
【図６】本発明である鋳造用金型の絞り構造のスライド板を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【実施例１】
【００１４】
まず、本発明である鋳造用金型の絞り構造を備えた鋳造装置について説明する。図１は、鋳造用金型の絞り構造を備えた鋳造装置の概観を示す正面断面図である。図２は、鋳造用金型の絞り構造を備えた鋳造装置の概観を示す側面断面図である。図３は、鋳造用金型の絞り構造を備えた鋳造装置の金型を示す拡大断面図である。
【００１５】
図１に示すように、鋳造装置１００は、アルミニウム等の金属や合金からなる材料を溶解して、金型に流し込んで冷却することにより所定の形状に加工するもので、溶解炉１１０、保持炉１２０、及び金型２００などを有する。
【００１６】
溶解炉１１０は、坩堝などを用いて固体の材料を融点以上に加熱し、液体の溶湯１３０にするための炉である。保持炉１２０は、溶解炉１１０から導入された溶湯１３０を所定の温度で加熱して液体の状態を保持するための炉である。金型２００は、保持炉１２０から供給された溶湯１３０を冷却して凝固させるための金型である。なお、保持炉１２０においては、予め、溶湯１３０に取り込まれた水素ガス等に対して脱ガス処理を施したり、溶湯１３０の表面に生じた酸化膜（ノロ）等に対してノロ掻きを施したりしておく。
【００１７】
図２に示すように、鋳造装置１００において、保持炉１２０から金型２００に溶湯１３０を供給するのに、保持炉１２０と金型２００の間に給湯管１４０を通して、電磁ポンプ１５０で溶湯１３０を吸い上げる。
【００１８】
電磁ポンプ１５０は、例えば、給湯管１４０内にコア（鉄芯）を配置し、給湯管１４０外に誘導子（コイルとステータ）を配置する浸漬型のものであり、保持炉１２０から溶湯１３０を吸い上げるとともに、吸い上げた溶湯１３０の湯面１６０が所定の高さとなるように保持する。なお、保持炉１２０における溶湯１３０の量や、給湯管１４０における湯面１６０の高さについては、液面センサ等で監視すれば良い。
【００１９】
金型２００は、台板２１０の上に固定された下型４００と、昇降機構２３０により上下に可動する上型３００とを有する。なお、台板２１０を貫通させて下型４００と給湯管１４０とが連結される。昇降機構２３０により昇降板２４０を降下させると、ダイベース３１０とともに上型３００が下降する。
【００２０】
ダイベース３１０は、昇降板２４０の下面に取り付けられた上ダイベース３１０ａと、上型３００の上面に取り付けられた下ダイベース３１０ｂとが、支柱などを介して間隔を空けて配置され、上ダイベース３１０ａと下ダイベース３１０ｂの間には、上下に可動な支持板３２０が配置されているとする。また、昇降板２４０及び上ダイベース３１０ａを貫通する押出部材２５０が固設されており、支持板３２０の下面には、下ダイベース３１０ｂ及び上型３００を貫通する押しピン３３０が取り付けられているとする。
【００２１】
図３に示すように、上型３００の下面と下型４００の上面は、中央側が所定の形状で凹んでおり、上型３００を下降させて下型４００に押し合わせると、上型３００と下型４００の間にキャビティ４１０が形成される。なお、上型３００及び下型４００の縁側は、０．１ｍｍ以下の隙間で上型３００と下型４００が密着することで湯漏れを防いでいる。そして、下型４００の絞り部４２０が湯口として空けられており、電磁ポンプ１５０によって給湯管１４０からキャビティ４１０内に溶湯１３０が充填される。
【００２２】
溶湯１３０がアルミニウム合金のとき、上型３００の温度を約２００〜３００度、下型４００の温度を約３００〜４００度にして、上の方から凝固させ、下の方の溶湯へ凝固を進ませて絞り部４２０まで凝固させた状態にする。キャビティ４１０内の温度は、熱電対３４０などで測定すれば良い。なお、給湯管１４０内の溶湯１３０の温度は約６００〜７００度となるので、下型４００に熱が伝達しないように台板２１０に断熱材２２０を配置する。
【００２３】
キャビティ４１０の溶湯が凝固して強度が高まる温度である４００度まで低下したら、上型３００を上昇させる。上昇すると、支持板３２０が押出部材２５０に押圧され、押しピン３３０が上型３００を貫通して下方に突出する。溶湯１３０が冷却されて凝固することで所定の形状に成形された鋳物が上型３００から離型される。
【００２４】
下型４００においては、キャビティ４１０内から絞り部４２０にかけて下方へ先細り、また、給湯管１４０から絞り部４２０にかけて上方に先細っているので、キャビティ４１０内より絞り部４２０の下側を凝固し難くしておくことで、離型時に絞り部４２０で凝固片が引っ掛かるのを抑制する。
【００２５】
キャビティ４１０内の鋳物は離型により取り出されるが、絞り部４２０に付着した溶湯１３０の凝固片は、酸化物として残ってしまうことがあるので、鋳物の品質を維持するために、付着物などを定期的に除去する必要がある。
【００２６】
次に、本発明である鋳造用金型の絞り構造について説明する。図４は、鋳造用金型の絞り構造の概略を示す（ａ）正面断面図及び（ｂ）側面図である。図５は、鋳造用金型の絞り構造を説明する正面断面図であり、（ａ）上板をスライド移動させた状態、及び（ｂ）上板と下板をスライド移動させた状態を示す。図６は、鋳造用金型の絞り構造のスライド板を示す斜視図である。
【００２７】
図４に示すように、金型２００において、断熱材２２０を配した台板２１０の上に載せた下型４００に上型３００を合わせてあり、絞り部４２０には給湯管１４０が接続された状態とする。なお、溶湯１３０を注入する前に、キャビティ４１０の内壁には、塗型４３０を塗布しておく。
【００２８】
塗型４３０は、上型３００及び下型４００を溶湯１３０の熱から保護して焼き付き等を防止するために用いる。なお、ジルコニアやアルミナ等のセラミックスの粉を、水ガラスを用いて付着させれば良い。
【００２９】
また、溶湯１３０の注入前又は鋳物の取出し後に、絞り部４２０のメンテナンスを行うが、台板２１０から下型４００を取り外して掃除や交換を行うと非常に手間が掛かるため、下型４００から絞り部４２０のみを水平方向に横移動させて取り出せるようにスライド板５００を設ける。なお、スライド板５００は、左右方向に移動させても良いし、前後方向に移動させても良い。
【００３０】
スライド板５００は、絞り部４２０の最も孔径の狭まった部分が含まれれば良い。スライド板５００は、１枚だと付着物や摩擦などにより非常に抜けづらいので、下板５２０と上板５１０の２枚重ねにするのが好ましい。なお、３枚以上にしても良い。
【００３１】
上板５１０と下板５２０は、絞り部４２０の最も孔径の狭まった部分から上下に分けて、上板５１０が絞り部４２０の上半分をスライド移動させ、下板５２０が絞り部４２０の下半分をスライド移動させる。なお、下板５２０は、台板２１０の断熱材２２０に接する位置から上板５１０に接する位置までの高さを厚みとし、上板５１０は、下板５２０に接する位置から下板５２０と同じ高さを厚みとすれば良い。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、下型４００から上板５１０又は下板５２０の片方をまずスライド移動させ、さらに、図５（ｂ）に示すように、下型４００から上板５１０及び下板５２０の両方をスライド移動させる。
【００３３】
上板５１０及び下板５２０を下型４００から取り外して、絞り部４２０の付着物を除去したり、絞り部４２０の交換をしたり等、メンテナンスを行う。上板５１０及び下板５２０の着脱のみで良いので、メンテナンスが非常に容易となる。
【００３４】
図６に示すように、上板５１０には、上面から下面に向かってテーパ状に狭くなる絞り孔５３０ａが貫通し、下板５２０には、上面から下面に向かってテーパ状に拡がる絞り孔５３０ｂが貫通する。上板５１０の絞り孔５３０ａの下端と、下板５２０の絞り孔５３０ｂの上端とは、上板５１０と下板５２０を重ねたときに、孔の位置や径が同じとなる。
【００３５】
なお、下板５２０の絞り孔５３０の周りに断熱孔５４０を設け、下板５２０の絞り孔５３０の溶湯が固まりにくいようにしても良い。
【００３６】
上板５１０及び下板５２０の間に摺動できる隙間を形成する。上板５１０及び下板５２０との隙間は、例えば、溶湯１３０が隙間に差し込まない約０．０５〜０．１ｍｍとすれば良い。
【００３７】
また、図５（ａ）のように、スライド板５００のうち少なくとも一方をずらして絞り部４２０を塞ぐことで、キャビティ４１０と給湯管１４０とが仕切られる。上型３００及び下型４００の内壁に塗布される塗型４３０も定期的（例えば、１週間ごと）メンテナンスする必要があり、絞り部４２０を塞いでおくと都合が良い。
【００３８】
塗型４３０のメンテナンスのため、上型３００を上昇させたとき、絞り部４２０が塞がれていれば、給湯管１４０内において所定の湯面１６０で保持されている溶湯１３０が酸化するのが抑制される。また、上型３００を上昇させたときに、給湯管１４０からキャビティ４１０内に溶湯１３０が飛び出してくる事態も防止される。
【００３９】
このように、金型の絞り部に付着した酸化物の除去、又は絞り部の交換を容易にすることができる。また、湯口を塞ぐことができるので、金型内の塗型をメンテナンスする際に、給湯管内で保持されている溶湯の湯面が酸化するのを低減したり、給湯管から溶湯が金型内に飛び出してくるのを防止したりすることができる。
【００４０】
以上、本発明の実施例を述べたが、これらに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
１００：鋳造装置
１１０：溶解炉
１２０：保持炉
１３０：溶湯
１４０：給湯管
１５０：電磁ポンプ
１６０：湯面
２００：金型
２１０：台板
２２０：断熱材
２３０：昇降機構
２４０：昇降板
２５０：押出部材
３００：上型
３１０：ダイベース
３２０：支持板
３３０：押しピン
３４０：熱電対
４００：下型
４１０：キャビティ
４２０：絞り部
４３０：塗型
５００：スライド板
５１０：上板
５２０：下板
５３０：絞り孔
５４０：断熱孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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