(57)【要約】【課題】実際の型開きに即応した離型重心を探索することが可能な鋳造金型の離型重心探索方法及び鋳造金型の離型重心探索構造を提供する。【解決手段】ピストンロッド１１の外周上に４個の歪ゲージ６〜９を９０°の角度位相で上下左右に配設し、鋳造時における実際の型開きと同一条件下で横型４を型開きさせ時の歪ゲージ６，７間の測定値の差、及び歪ゲージ８，９間の測定値の差が共に最小となるように、該横型４に対するピストンロッド１１の接続位置を探索する。実際の型開きに即応した離型重心Gが求められ、型開き時に横型４に発生するモーメントが抑制される。これにより、型開閉用シリンダによって横型４を真直ぐに引抜くことが可能になり、鋳造品の品質を確保することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造金型の型開閉用シリンダのピストンロッドを型に接続するに際して該型の離型重心を探索する方法であって、
前記ピストンロッドを前記型の任意に選択された位置に接続し、鋳造時における実際の型開きと同一条件下で前記型開閉用シリンダによって前記型を型開きすると共に、型開き中の前記ピストンロッドの歪を該ピストンロッドの外周上に配設された少なくとも３個の歪測定手段によって測定し、各歪測定手段の測定結果が所定内に収まるように前記型に対する前記ピストンロッドの接続位置を探索することを特徴とする鋳造金型の離型重心探索方法。
【請求項２】
前記ピストンロッドの外周上に４個の前記歪測定手段を９０°の角度位相で配設し、相互に１８０°の角度位相で配置された前記歪測定手段間の測定結果の差が最小となるように前記型に対する前記ピストンロッドの接続位置を探索することを特徴とする請求項１に記載の鋳造金型の離型重心探索方法。
【請求項３】
鋳造金型の型開閉用シリンダのピストンロッドを型に接続するに際して該型の離型重心を探索するための構造であって、
前記ピストンロッドの外周上に配設される少なくとも３個の歪測定手段と、前記ピストンロッドを前記型の選択された位置に接続させる接続手段と、を具備することを特徴とする鋳造金型の離型重心探索構造。
【請求項４】
前記接続手段は、前記型に所定の配列パターンで設けられるねじ穴と、前記型と前記型開閉用シリンダとに介在され、所定位置に前記ピストンロッドが固定されると共に前記ねじ穴に整合する配列パターンでボルト挿通穴が設けられる中間部材と、選択された前記ボルト挿通穴を介して前記ねじ穴に螺合される中間部材固定用ボルトと、を具備することを特徴とする請求項３に記載の鋳造金型の離型重心探索構造。
【請求項５】
前記接続手段は、前記型に固定され、複数個の接続部が配設される中間部材と、前記ピストンロッドの先端に設けられ、選択された前記接続部に接続される被接続部と、を具備することを特徴とする請求項３に記載の鋳造金型の離型重心探索構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造金型の離型重心探索方法及び鋳造金型の離型重心探索構造に関するもので、特に、型開閉用シリンダによって型を実際に型開きした時の離型重心を探索する方法、及びピストンロッドの接続位置（離型重心）を探索するための構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鋳造金型においては、上型、下型、及び横型に分割して構成されるものがある。このような鋳造金型では、横型に形成された成形面がキャビティ内に形成された鋳造品に密着し、該横型を鋳造品に対して引抜く際には大きな力が必要である。図３に示されるように、このような鋳造金型１では、鋳造装置のシリンダベース１７に設置された型開閉用シリンダ１０のピストンロッド１１の先端が横型４に固定され、該型開閉用シリンダ１０の駆動力によって横型４が鋳造品１２に対して引抜かれるものが従来から知られている。ところで、このような鋳造金型１では、横型４の離型重心に対して型開閉用シリンダ１０のピストンロッド１１の接続位置がずれていた場合、型開き時に横型４にモーメントが生じてしまい、横型４が揺動することで鋳造品１２に傷を付けてしまう。
【０００３】
そこで、鋳造品１２の傷を防いで品質を確保するためには、ピストンロッド１１の軸心を横型４の離型重心に一致させ、型開き時に横型４に生じるモーメントを抑制して横型４を真直ぐに引抜くことが重要である。該離型重心は、CAE (computer aided engineering)によるシミュレーションによって求めることができるが、CAEによるシミュレーションによって求められる理論上の離型重心と、実際に横型４を型開きする時の離型重心（横型４を真直ぐに引抜くことが可能な横型４に対するピストンロッド１１の接続位置）とは必ずしも一致せず、理論上の離型重心にピストンロッド１１を接続した場合、型開き時に横型４にモーメントが生じて横型４が揺動し、鋳造品１２に傷を付けてしまう虞がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、実際の型開きに即応した離型重心を探索することが可能な鋳造金型の離型重心探索方法を提供することにある。
また、第２の目的は、実際の型開きに即応した離型重心を探索することが可能な鋳造金型の離型重心探索構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記第１の目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の鋳造金型の離型重心探索方法は、鋳造金型の型開閉用シリンダのピストンロッドを型に接続するに際して該型の離型重心を探索する方法であって、ピストンロッドを型の任意に選択された位置に接続し、鋳造時における実際の型開きと同一条件下で型開閉用シリンダによって型を型開きすると共に、型開き中のピストンロッドの歪を該ピストンロッドの外周上に配設された少なくとも３個の歪測定手段によって測定し、各歪測定手段の測定結果が所定範囲内に収まるように型に対するピストンロッドの接続位置を探索することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鋳造金型の離型重心探索方法において、ピストンロッドの外周上に４個の歪測定手段を９０°の角度位相で配設し、相互に１８０°の角度位相で配置された歪測定手段間の測定結果の差が最小となるように型に対するピストンロッドの接続位置を探索することを特徴とする。
【０００７】
上記第２の目的を達成するために、本発明のうち請求項３に記載の鋳造金型の離型重心探索構造は、鋳造金型の型開閉用シリンダのピストンロッドを型に接続するに際して該型の離型重心を探索するための構造であって、ピストンロッドの外周上に配設される少なくとも３個の歪測定手段と、ピストンロッドを型の選択された位置に接続させる接続手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の鋳造金型の離型重心探索構造において、接続手段は、型に所定の配列パターンで設けられるねじ穴と、型と型開閉用シリンダとに介在され、所定位置にピストンロッドが固定されると共にねじ穴に整合する配列パターンでボルト挿通穴が設けられる中間部材と、選択されたボルト挿通穴を介してねじ穴に螺合される中間部材固定用ボルトと、を具備することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の鋳造金型の離型重心探索構造において、接続手段は、型に固定され、複数個の接続部が配設される中間部材と、ピストンロッドの先端に設けられ、選択された接続部に接続される被接続部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
したがって、請求項１及び３に記載の鋳造金型の離型重心探索方法及び離型重心探索構造では、各歪測定手段の測定結果が所定範囲内に収まるように型に対するピストンロッドの接続位置を探索することで、実際の型開きに即応した離型重心（型を鋳造品に対して真直ぐに引抜くことが可能な離型重心）を求めることができる。
請求項２に記載の鋳造金型の離型重心探索方法では、相互に１８０°の角度位相で配置された歪測定手段間の測定結果の差が最小となるように型に対するピストンロッドの接続位置を探索することで、実際の型開きに即応した離型重心（型を鋳造品に対して真直ぐに引抜くことが可能な離型重心）を求めることができる。
【００１０】
請求項４に記載の鋳造金型の離型重心探索構造では、中間部材固定用ボルトを選択されたボルト挿通穴を介してねじ穴に螺合させる、即ち、型に対する中間部材の接続位置（締結位置）を選択することにより、ピストンロッドが型の選択された位置に接続される。
請求項５に記載の鋳造金型の離型重心探索構造では、被接続部を接続させる接続部を選択することにより、ピストンロッドが型の選択された位置に接続される。
【発明の効果】
【００１１】
実際の型開きに即応した離型重心を探索することが可能な鋳造金型の離型重心探索方法及び鋳造金型の離型重心探索構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。本鋳造金型１の離型重心探索構造は、型開閉用シリンダ１０のピストンロッド１１を横型４（型）に接続するに際し、該横型４の離型重心を探索するための構造であって、上記ピストンロッド１１の外周上に４個の歪ゲージ６〜９（歪測定手段）が該ピストンロッド１１の軸心回りに９０°の角度位相で上下左右に配設される。そして、鋳造時における実際の型開きと同一条件下（鋳造時における実際の型開きと同一のタイミング）で、上記型開閉用シリンダ１０によって横型４を型開きさせた時に、相互に１８０°の角度位相で配置された歪ゲージ６，７間の測定値の差、及び歪ゲージ８，９間の測定値の差が共に最小となるように、該横型４に対するピストンロッド１１の接続位置が探索される。これにより、本鋳造金型１の離型重心探索構造では、実際の型開きに即応した離型重心Gが求められ、横型４を鋳造品１２に対して真直ぐに引抜くことで鋳造品１２に傷が付くことが防止される構造になっている。
【００１３】
図３に示されるように、上記鋳造金型１は、上型２、下型３、及び横型４，５によって構成され、鋳造装置の金型取付台１３に取付けられる。図１〜図３に示されるように、上記横型４は、中間プレート１６（中間部材）を介して型開閉用シリンダ１０に接続される。また、上記型開閉用シリンダ１０は、鋳造装置のシリンダベース１７に設けられ、ピストンロッド１１の先端にはボールジョイント１８を介して軸材２０が接続される。そして、該軸材２０の端面に立設されたねじ軸１９が上記中間プレート１６のロッド接続用ねじ穴２５に螺合されることにより、上記型開閉用シリンダ１０のピストンロッド１１が中間プレート１６に接続される。また、図１に示されるように、上記横型４の背面４ａには、所定パターン（本実施形態では、８行×３列の縦横等間隔のグリッドパターン）で配列された複数個のプレート固定用ねじ穴２６（ねじ穴）が設けられる。
【００１４】
さらに、図１に示されるように、上記中間プレート１６には、上記プレート固定用ねじ穴２６の配列パターンに整合するグリッドパターンで配列された複数個のボルト挿通穴１５設けられる。なお、グリッドパターンで配列された複数個のボルト挿通穴１５のうちの一、より具体的には、シミュレーションによって求められた横型４の理論上の離型重心に最も近い位置に位置するボルト挿通穴１５（本実施形態では、図１における右から４個目且つ上から２個目のボルト挿通穴１５）を上記ロッド接続用ねじ穴２５に加工する。そして、本鋳造金型１の離型重心探索構造では、各ボルト挿通穴１５が相対するプレート固定用ねじ穴２６に臨むようにして上記中間プレート１６を横型４に対して位置決めし、この状態で、プレート固定用ボルト１４（中間部材固定用ボルト）を選択されたボルト挿通穴１５ａに挿通し、該ボルト１４をプレート固定用ねじ穴２６に螺合させる。
【００１５】
これにより、中間プレート１６が横型４に固定され、延いてはピストンロッド１１が、中間プレート１６を介して選択されたボルト挿通穴１５ａの穴位置で横型４に接続される構造になっている。なお、本鋳造金型１の離型重心探索構造は、各歪ゲージ６〜９の測定値（測定結果）、歪ゲージ６，７間の測定値の差、及び歪ゲージ８，９間の測定値の差をモニタ又はプリンタに出力する歪測定装置を備える。
【００１６】
次に、本鋳造金型１の離型重心探索方法を説明する。まず、型開閉用シリンダ１０のピストンロッド１１を中間プレート１６（中間部材）のロッド接続用ねじ穴２５に接続する。次に、中間プレート１６を、各ボルト挿通穴１５が相対するプレート固定用ねじ穴２６に臨むようにして横型４に対して位置決めする。この状態で、プレート固定用ボルト１４（中間部材固定用ボルト）を選択されたボルト挿通穴１５ａに挿通し、該ボルト１４をプレート固定用ねじ穴２６に螺合して締付けることにより、中間プレート１６を横型４に固定する。これにより、ピストンロッド１１は、中間プレート１６を介して選択されたボルト挿通穴１５ａの穴位置で横型４に接続される。この状態で、鋳造時における実際の型開きと同一条件下（鋳造時における実際の型開きと同一のタイミング）で、型開閉用シリンダ１０によって横型４を型開きし、鋳造金型１のキャビティ２１に形成された鋳造品１２に対して横型４を図３における右方向へ引抜く。
【００１７】
一方、横型４の型開きと同時に、各歪ゲージ６〜９（歪測定手段）によってピストンロッド１１の各部の歪を測定し、相互に１８０°の角度位相で上下に配置された歪ゲージ６，７間の測定値の差、及び左右に配置された歪ゲージ８，９間の測定値の差を求める。そして、上下に配置された歪ゲージ６，７間の測定値の差、及び左右に配置された歪ゲージ８，９間の測定値の差に基づいて、横型４に対するピストンロッド１１の接続位置、即ち、プレート固定用ボルト１４（中間部材固定用ボルト）を挿通させるボルト挿通穴１５を選択し、該選択されたボルト挿通穴１５ａに挿通させたボルト１４を、該ボルト挿通穴１５ａに相対するプレート固定用ねじ穴２６に螺合させる。
【００１８】
例えば、図４に示されるように、ボルト１４の軸心C（ピストンロッド１１と横型４との接続位置）が、実際の型開きに即応した離型重心Gよりも低い位置にある場合、当該型開き時に、ピストンロッド１１に下向き（図４における下方向）のモーメントMが発生する。これにより、ピストンロッド１１における上部の引張り応力が下部の引張り応力よりも大きくなり、歪ゲージ６の測定値R6が歪ゲージ７の測定値R7よりも大きくなる。この場合、現在ボルト１４が挿通されている（選択されている）ボルト挿通穴１５ａよりも上方に位置するボルト挿通穴１５にボルト１４を移し変えることにより、ピストンロッド１１に作用するモーメントMを打消すようにする。
【００１９】
そして、再度、鋳造時における実際の型開きと同一条件下で、型開閉用シリンダ１０によって横型４を型開きし、当該型開きと同時に、各歪ゲージ６〜９（歪測定手段）によってピストンロッド１１の各部の歪を測定し、相互に１８０°の角度位相で上下に配置された歪ゲージ６，７間の測定値の差と、左右に配置された歪ゲージ８，９間の測定値の差とを求め、以下、同様の操作を繰り返し、歪ゲージ６，７間の測定値の差、及び歪ゲージ８，９間の測定値の差が共に最小となるような横型４に対するピストンロッド１１の接続位置を探索することにより、実際の型開きに即応した離型重心Gを求める。なお、上述した、歪ゲージ６の測定値R6が歪ゲージ７の測定値R7よりも大きい場合（R6＞R7）、横型４に対するピストンロッド１１の接続位置を上方へ移動、即ち、ボルト１４を上方に位置するボルト挿通穴１５に移し変えるのと同じ論理で、歪ゲージ７の測定値R7が歪ゲージ６の測定値R6よりも大きい場合（R6＜R7）、横型４に対するピストンロッド１１の接続位置を下方へ移動、即ち、ボルト１４を下方に位置するボルト挿通穴１５に移し変える。
【００２０】
また、歪ゲージ８の測定値R8が歪ゲージ９の測定値R9よりも大きい場合（R8＞R9）、横型４に対するピストンロッド１１の接続位置を左方へ移動、即ち、ボルト１４を左方に位置するボルト挿通穴１５に移し変える。さらに、歪ゲージ９の測定値R9が歪ゲージ８の測定値R8よりも大きい場合（R8＜R9）、横型４に対するピストンロッド１１の接続位置を右方へ移動、即ち、ボルト１４を右方に位置するボルト挿通穴１５に移し変える。
【００２１】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本鋳造金型１の離型重心探索方法では、型開閉用シリンダ１０のピストンロッド１１の外周上に４個の歪ゲージ６〜９（歪測定手段）を該ピストンロッド１１の軸心回りに９０°の角度位相で上下左右に配設しておいて、鋳造時における実際の型開きと同一条件下で上記横型４を型開きさせ、この型開きと同時に、相互に１８０°の角度位相で配置された歪ゲージ６，７間の測定値の差、及び歪ゲージ８，９間の測定値の差が共に最小となるように、該横型４に対するピストンロッド１１の接続位置を探索する。
したがって、本鋳造金型１の離型重心探索方法では、横型４の理論上の離型重心ではなく、実際の型開きに即応した離型重心Gが求められ、型開閉用シリンダ１０のピストンロッド１１を該離型重心Gに接続することで、型開き時に横型４に発生するモーメント（揺動）が抑制される。これにより、型開閉用シリンダ１０によって横型４を真直ぐに（揺動させずに）引抜くことが可能になり、鋳造品１２に傷が付くのが防がれて当該鋳造品１２の品質を確保することができる。
【００２２】
なお、実施形態は上記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
本実施形態では、ピストンロッド１１の外周上に４個の歪ゲージ６〜９（歪測定手段）を配設したが、図５に示されるように、ピストンロッド１１の外周上には、少なくとも３個の歪ゲージ２２〜２４を等配（取付角度位相１２０°）すればよい。
本実施形態では、横型４及び中間プレート１６に、プレート固定用ねじ穴２６（ねじ穴）及びボルト挿通穴１５を８行×３列のグリッドパターンで配列したが、例えば、図６に示されるように、プレート固定用ねじ穴２６及びボルト挿通穴１５を千鳥パターンで配列して接続手段を構成してもよい。
本実施形態では、ピストンロッド１１を中間プレート１６に接続し、中間プレート１６を横型４に固定するボルト１４の取付位置を選択することで、横型４に対するピストンロッド１１の接続位置が選択されるが、中間プレート１６にロッド接続用ねじ穴２５をグリッドパターンで配列すると共に、該中間プレート１６を横型４に固定しておいて、ピストンロッド１１（軸材２０）端部のねじ軸１９を接続させるロッド接続用ねじ穴２５を選択することで、横型４に対するピストンロッド１１の接続位置を選択するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態の説明図であって、図２におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図２】本実施形態の説明図であって、特に、横型と型開閉用シリンダ（ピストンロッド）とが接続された状態を示す図である。
【図３】本実施形態の説明図であって、特に、鋳造金型の概略構造を示す図である。
【図４】本実施形態の説明図であって、特に、ピストンロッドに生じるモーメントを示す図である。
【図５】他の実施形態の説明図であって、ピストンロッドの外周上に３つの歪ゲージが等配された状態を示す図である。
【図６】他の実施形態の説明図であって、ボルト挿通穴が千鳥パターンで配置された中間プレートを示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  鋳造金型、４  横型（型）、６〜９  歪ゲージ（歪測定手段）、１０  型開閉用シリンダ、１１  ピストンロッド、１２  鋳造品、１４  ボルト（中間部材固定用ボルト）、１５  ボルト挿通穴、１６  中間プレート（中間部材）、２６  プレート固定用ねじ穴（ねじ穴）
【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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