(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下金型を使用する金型鋳造装置に用いるための、固定された下金型に対して上金型を接近離反させる装置であって、
前記上金型を取り付けることが可能な上ダイプレートと、
フレームと、
前記フレームに担持された金型開閉手段であって、前記上ダイプレートを担持して該上ダイプレートを前記フレームに関して上下動させて前記上ダイプレートに取り付けられる前記上金型を前記下金型に比較的近い前記下金型の上方位置と、前記下金型の位置との間に移動させるように構成された金型開閉手段と、
前記フレームに連結され前記フレームを回転移動させるアクチュエータであって、前記上ダイプレートに取り付けられる前記上金型を前記下金型上方位置と、前記下金型から比較的遠い位置との間に移動させるように構成されたアクチュエータとを、
含んでなる装置。
【請求項２】
前記アクチュエータは、前記フレームを上下動させる複数の上向きシリンダを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
上下金型を使用する金型鋳造装置であって、
固定された下金型と、
前記下金型に接近離反される上金型であって、前記下金型に合うときに、上下金型内に鋳造キャビティを形成する上金型と、
前記上金型を担持する上ダイプレートと、
フレームと、
前記フレームに担持された金型開閉手段であって、前記上ダイプレートを担持して該上ダイプレートを前記フレームに関して上下動させて前記上金型を前記下金型に比較的近い前記下金型の上方位置と、前記下金型の位置との間に移動させる金型開閉手段と、
前記フレームに連結され前記フレームを回転移動させるアクチュエータであって、前記上金型を前記下金型上方位置と、前記下金型から比較的遠い位置との間に移動させるアクチュエータとを、
含んでなる金型鋳造装置。
【請求項４】
前記上金型と前記下金型の少なくとも一方は前記鋳造キャビティに溶湯を供給するための供給手段に連結され、該供給手段は重力式供給手段及び低圧式供給手段のうちの一方である請求項３に記載の金型鋳造装置。
【請求項５】
前記上金型から鋳造品を押し出すエジェクトピンを備える請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記上金型と前記下金型の一方から鋳造品を押し出すエジェクトピンを備える請求項３に記載の鋳造装置。
【請求項７】
前記金型開閉手段は、前記上ダイプレートを支持し前記フレームを上下に貫通し摺動して前記上ダイプレートの上下動の案内を助ける複数の支持ロッドと、前記フレーム上に配設され渡し材を介して前記複数の支持ロッドに連結されて前記上ダイプレートを前記フレームに関して上下動させる上向きアクチュエータとを含んでなる請求項１又は３の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上下金型から成る水平割金型を用いる金型鋳造装置において下金型に関して上金型を移動させる装置に関する。【０００２】
背景技術
特開昭６３−２７３５６１号（ＪＰ６３−２７３５６１Ａ）はそういった下金型に関して上金型を移動させる装置を備える金型鋳造装置を開示している。この上金型移動装置においては、上金型を取り付けた上ダイベース（ダイプレート）をその上方に配設した下向きシリンダによって昇降させることによって上金型を昇降させて金型を開閉している。この上金型移動装置では、上ダイベースの昇降距離が長く、上ダイベースをガイドする４本の支柱の長さがかなり長いので、機械の背が高くなる。これに伴って、フレーム支柱はそれに大きな負荷がかかると撓み易く、しかも、注湯後の上下金型を分離する時に支柱に大きな力がかかり、この結果、注湯後の上金型の開き時に支柱が撓み、上金型が水平方向へずれて上金型と一緒に上昇する鋳物製品が下金型に干渉して損傷し、また、下金型に塗布した塗型が剥離されるなどの問題があった。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は複雑な製品キャビティを有している場合に特に顕著であった。
【０００３】
加えて、上ダイベースの昇降工程の距離が長いために、上ダイベースを昇降させる油圧シリンダおよび油圧ユニットは大容量の大型で高価のものが必要であった。【０００４】
本発明は上記の問題を解決するためになされた。本発明の目的は上下金型への中子セット・製品取出しのための空間を形成するために必要な機械高の抑制および上金型を下金型から分離する時に上金型が水平方向へずれることによる製品のカジリ、塗型のハガレを低減でき、更には、金型の抜き勾配を最小とすることができる、上金型を下金型に関して移動させる装置およびそのような移動装置を用いた金型鋳造装置を提供することにある。【０００５】
発明の開示
上記の目的を達成するために、本発明の、上下金型を使用する金型鋳造装置に用いるための、固定された下金型に対して上金型を接近離反させる装置は、前記上金型を取り付けることが可能な上ダイプレートと、フレームと、前記フレームに担持された金型開閉手段であって、前記上ダイプレートを担持して該上ダイプレートを前記フレームに関して上下動させて前記上ダイプレートに取り付けられる前記上金型を前記下金型に比較的近い前記下金型の上方位置と、前記下金型の位置との間に移動させるように構成された金型開閉手段と、前記フレームに連結され前記フレームを移動させるアクチュエータであって、前記上ダイプレートに取り付けられる前記上金型を前記下金型上方位置と、前記下金型から比較的遠い位置との間に移動させるように構成されたアクチュエータとを含んでなる。【０００６】
このように構成された本発明の装置においては、離型の際に上金型を下金型から分離するために必要な所定あるいは最小の距離だけ（前記下金型の上方位置と、前記下金型の位置との間）、即ち小ストロークで、上金型を下金型から移動させるので、装置の剛性が高くなり、上金型が水平方向へ大きくずれることがなく、型の開閉の精度が高くなるため、製品のカシリ、塗型のハガレを低減でき、更には、金型の抜き勾配を最小とすることができる。【０００７】
また、上記の本発明の上金型移動装置を用いることで、比較的機械背が低く、剛性の高いコンパクトな金型鋳造装置を提供することができる。【０００８】
また、本発明においては、上金型を前記下金型上方位置と、下金型から比較的遠い位置との間に移動させるように構成され、あるいは、大きなストロークで上金型が下金型から十分な距離離間されるので、上下型間に十分な作業スペースを形成することができる。装置の背が低くなることにこの利点が加わることと、手作業による金型清掃、塗型のチェック、中子セットが容易に行えることになる。【０００９】
本発明は、溶湯保持器に低圧を作用させてストークを介して溶湯を金型内に供給する低圧金型鋳造及び金型内に重力式で溶湯を供給する重力金型鋳造に適用することができる。【００１０】
さらに、本発明においては、下金型に対する上金型の移動を小さな移動（小ストローク）と、大きな移動（あるいは大きなストローク）として２段階、即ち、２ステップで行うので、必要に応じて、小さな移動を低速で、大きな移動を高速で行うこともできる。【００１１】
発明の１局面においては、上金型が取り付けられた上ダイプレートを担持するフレームをアクチュエータによって回転移動して上金型を下金型の横方向外側に移動させるので、下金型の上方スペースが空き、クレーン等を用いることにより上金型のみならず下金型も吊り上げ吊り下げることができ、金型交換が容易になり、それにかかる時間を短縮できるという利点がある。【００１２】
発明を実施するための最良の実施の形態
以下、本発明を実施するための最良の形態（複数）を説明する。これらの形態において、原則として、同様な要素に同じ番号を用いる。【００１３】
なお、本発明の上金型移動装置の金型開閉装置を作動させる（即ち、上金型を下金型に対して小移動させる）際には、必要に応じて、移動フレームを一時固定するクランプ手段（図示せず）を設ける。フレームを移動あるいは回転させる（即ち、上金型を下金型に対して大移動させる）ためのアクチュエータは、油圧シリンダ、電動式シリンダ（例えば、電動サーボ駆動シリンダ）が好ましいが、これらに限定されるものではない。特に、電動シリンダであれば、速度制御が容易で、油圧源が不要であることから金型鋳造装置全体が更にコンパクトで作業性に優れるというメリットがある。【００１４】
本発明の第１実施例である上金型移動装置及び金型鋳造装置について図１〜図３に関して詳細に説明する。この実施例において、金型鋳造装置は低圧鋳造装置である。【００１５】
図１に示すように、本実施例の低圧鋳造装置は、ベースフレーム１と、該ベースフレーム１の一端に取り付けられ、上型回転シリンダ３の伸縮により回転軸４に関して回転する上型回転フレーム５と、金型の開閉を行う（上金型を下金型に対して小移動させる）金型開閉装置６で構成される。低圧鋳造装置はまた、ベースフレーム１の内側に設置された保持炉２を含むことができる。金型開閉装置６は上型回転フレーム５に固定された上向きアクチュエータ（シリンダ）１４と、渡し部材１３を介して該上向きアクチュエータ１４のピストンロッドに連結され上型回転フレーム５の水平部を縦方向に貫通摺動する２もしくは４本の支持ロッド１２，１２を含む。これらの支持ロッド１２，１２はその下端に上ダイプレート９を支持する。この上ダイプレート９はそれに上金型８を取り付けることができるように設けられている。また、上下金型はストーク７を介して保持炉２に連通する。上金型８を上ダイプレート９に固定し、下金型１０をベースフレーム１の上に配設された下ダイプレート１１上に固定している。
【００１６】
また、図２に示すように上型回転フレーム５の前記水平部の下面には上金型８から鋳物を押し出す鋳物押出し機構１５が装着してあり、鋳物押出し機構１５は、上金型８に貫装された複数の押出ピン１６，１６及び支持板１７を下金型１０を介して押し上げる４本のリターンピン１８，１８と、上型回転フレーム５の水平部の下面に突設されて上金型８の上昇により支持板１７を押し下げる複数の押出バー（エジェクトピン）１９，１９とで構成してある。【００１７】
このように構成された装置の動きを、図３を参照して説明する。まず、図３の（イ）の状態、即ち、上型回転フレーム５がアクチュエータ３によって回転移動され上金型が下金型から遠くに離れた位置（この場合、下金型の上方外側）に移動されている状態で金型清掃、塗型のチェック、中子セットなどを行う。【００１８】
中子セット終了後、上型回転シリンダ３の伸長により、回転軸４に関して上型回転フレーム５を９０度右回転させる。（ロ）の状態、すなわち、上金型が下金型に比較的近い下金型の上方位置に位置するようになる。【００１９】
その後、アクチュエータ１４の縮みにより、上ダイプレート及び上金型を下降させ、上金型８と下金型１０を密着させ、（ハ）に示すように型締めが行われる。次いで、（ニ）にしめすように炉内を低圧加圧して注湯を行う。【００２０】
（ホ）に示すように注湯された溶融金属の凝固完了後、金型開閉装置６を作動させ上金型８をある一定の高さ（抜型に適した高さ）まで上昇させて下金型１０から抜型し（へ）に示す状態にする（製品は下型から離型され上金型に付いた状態となる）。この（ヘ）の状態から、上型回転シリンダ３を縮引して、上型回転フレーム５を９０度左回転させると、（ト）に示す状態になる。【００２１】
回転終了後、金型開閉装置６のアクチュエータ１４の伸長させると、（チ）に示すように、支持板１７が押出バー１９，１９に当たり、製品は押出ピン１６，１６により上金型から押し出される。【００２２】
押し出された製品は手取出又は専用の取出し装置により、別の場所へ搬送され、１サイクルが終了する。（即ち、（イ）の状態に戻る。）
なお、取出しのレイアウトによっては上型回転フレーム５を９０°ないし１８０°回転させ製品を上方に抜型、取り出すこともできる。【００２３】
次に、本発明を適用した金型鋳造装置の第２実施例について図４〜図６に基づき詳細に説明する。この実施例も第１実施例と同様に、低圧鋳造に関するものである。【００２４】
図４に示すように、本金型鋳造装置は、ベースフレーム１と、該ベースフレーム１の上面中央部に設置された保持炉２と、前記ベースフレーム１の上面の四隅に立設された４個の支柱２０，２０と、４個の支柱２０，２０の上端間に架設された下ダイプレート１１と、前記４個の支柱２０，２０のうち対角線上に位置する２個の支柱２０，２０のそれぞれに装着された２個のアクチュエータとしての上向きの油圧シリンダ２３，２３と、これら油圧シリンダ２３，２３のピストンロッドの上端間に架設された水平な昇降フレーム２５と、前記支柱２０，２０の残り２個の支柱２０，２０のそれぞれにホルダー２４を介して上下摺動自在に係合されかつ前記昇降フレーム２５の下面に垂設された２本のガイドロッド２７，２７と、前記昇降フレーム２５の中央部に装着され上金型８が取り付けられかつ下金型１０に対して上金型８を当接・分離させる金型開閉装置６とで構成してある。
【００２５】
そして、上下金型の鋳造キャビティはストーク（図１に示すようなストーク１１）を介して保持炉２に連通する。そして、下金型１０を下ダイプレート１１に取り付け、また上金型８を長方形板状の上ダイプレート９を介して金型開閉装置６に取り付けてある。また、前記金型開閉装置６は、図５に示すように、上金型８が取り付けられた上ダイプレート９と、該上ダイプレート９の上面に固着され前記昇降フレーム２５を上下に貫通摺動する４本の支持ロッド１２，１２と、４本の支持ロッド１２，１２間に架設された渡し部材１３と、前記昇降フレーム２５の中央部に装着された上向きのアクチュエータ１４とで構成してある。アクチュエータ１４は、そのピストンロッドの先端が前記渡し部材１３の下面に固着され、上ダイプレート９を上下動させるように担持している。
【００２６】
また、図５に示す鋳物押出し機構１５は図２に示すものと同じであり、番号１６，１７，１８、１９で示す要素を含む。【００２７】
このように構成されたものは、図６（イ）に示すように、金型開閉装置６のアクチュエータ１４の伸長作動により上金型８を上昇させ（小ストローク移動）、さらに、２個の油圧シリンダ２３，２３の伸長作動により昇降フレーム２５、金型開閉装置６および上金型８が上昇されて（大ストローク移動）、上下金型８，１０間に中子セット及び製品取出し用の空間が形成された状態で、下金型１０に所要の中子（図示省略）をセットする。次いで、図６（ロ）に示すように、２個の油圧シリンダ２３，２３を縮引作動させて昇降フレーム２５、金型開閉装置６および上金型８を下降させるとともに金型開閉装置６および上金型８を第１実施例と同じように下金型１０の上方位置に位置させ、続いて、図６（ハ）に示すように、アクチュエータ１４を収縮作動して上金型８を下降させて下金型１０に当接させ型合わせする。【００２８】
次いで、保持炉２内の溶融金属を加圧して上下金型８，１０に溶融金属をストークを介して注入し、注入された溶融金属が凝固した後、図６（ｄ）に示すように、アクチュエータ１４を所要長さ伸長作動して上金型８に鋳物を付着させた状態で上金型８を下金型１０から分離させ上昇させる。なお、この場合、昇降フレーム２５と、２個の油圧シリンダ２３，２３と、２本のガイドロッド２７，２７とから成る構造体は、２個の油圧シリンダ２３，２３が収縮作動しており、しかも、４本の支柱２０，２０と下ダイプレート１１とから成る堅固な構造体によって支持されているため、全体的には強固な状態になっており、さらに、上金型８を上昇させる上ダイプレート９が相互間隔の比較的短い支持ロッド１２，１２によって支持され、かつ、これらの支持ロッドが昇降フレーム２５内に摺動案内されるため上金型８は水平状態を維持されて下金型９から分離されることになる。
【００２９】
次いで、図６（ホ）に示すように、２個の油圧シリンダ２３，２３を伸長作動させ昇降フレーム２５、金型開閉装置６および上金型８を上昇させ、上下金型８，１０間に中子セット・製品取出し用空間を形成し、続いて、アクチュエータ１４をさらに伸長作動させ鋳物押出し機構１５の押出しピン１６，１６を押出しバー１９，１９によって押し下げて上金型１０から鋳物を押し出して、図６（ヘ）に示すように、１サイクルを完了する。【００３０】
なお、上述の第１及び第２実施例では保持炉２内の溶融金属の上下金型への注入は保持炉内の溶融金属を加圧する方法によって行っているが、これに限定されるものではなく、例えば、上下金型の鋳造キャビティ内を減圧して吸引作用により注入するようにしてもよいのはもちろんである。【００３１】
次に、本発明の第３実施例の金型鋳造装置について図７及び図２に基づき詳細に説明する。この実施例は、金型に溶湯を重力式で供給する重力鋳造装置である。【００３２】
図７に示すように、本実施例の重力鋳造装置は、ベースフレーム３１と、該ベースフレーム３１の一端に取り付けられ、上型回転シリンダ３の伸縮により回転軸４に関して回転する上型回転フレーム５と、上下型８，１０の上方位置において上型回転フレーム５の水平部５ａに固定されたアクチュエータ１４の伸縮により金型の開閉を行う金型開閉装置６で構成される。【００３３】
金型開閉装置６は上金型８が取り付いた上ダイプレート９と、上ダイプレート９の上面に立設され上型回転フレーム５を上下に貫通摺動する２もしくは４本の支持ロッド１２，１２と、これらの支持ロッド１２，１２の間に仮設された渡し部材１３と、上型回転フレーム５に装着された上向きのアクチュエータ１４とで構成されている。アクチュエータ１４のピストンロッドの先端は渡し部材１３の下面に固定されている。
【００３４】
下金型１０の側面には上下金型８，１０の型合せにより画成された鋳造キャビティに溶湯を重力式で供給するための供給手段３４が設けられている。さらに、下ダイプレート１１の下面には下金型１０内に位置する鋳物製品（図示省略）を押し出すための押出ピン（図示省略）を昇降させる押出シリンダ３３が設けられている。
【００３５】
このように押出シリンダ３３と、重力式溶湯供給手段３４が設けられている他は、図７の装置は図１及び図２に示す装置と同じである。従って、図２に示すピン１６，１８，１９を備える鋳物押出し機構１５も装着しているが、この機構に関しては先に説明したので、ここでは再度説明をしない。【００３６】
また、図７の装置は図１及び２に示す装置の運転（図３に示すもの）と同様に運転される。以下にその運転を簡単に説明する。【００３７】
装置の運転は、図３（イ）に示す状態から始まる。この状態で、上下金型間に十分な作業スペースが形成されるので、金型清掃、塗型のチェック、中子セットなどを行う。【００３８】
中子セット終了後、上型回転シリンダ５の伸長させ上型回転フレーム５を時計回りに９０度右回転させる。【００３９】
その後、アクチュエータ１４を縮引させて上ダイプレートを下降させ、上金型８を下金型１０に密着させ型締めを行う。次いで、注湯機や取鍋などより溶湯を供給手段３４を介して鋳造キャビティに注湯することにより鋳造を行う。
【００４０】
なお、このとき下ダイプレート１１の中心を支点として上型回転フレーム５、上金型８及び下金型１０など本体を傾動させながら注湯を行うようにしてもよい。
【００４１】
溶湯が凝固完了後、上ダイプレートを上昇させて上金型８を下金型１０から抜型し、ある一定の高さまで上昇させる。このとき、鋳物製品は下金型１０から離型され、上金型８に付いた状態となる。
【００４２】
この状態から、上型回転シリンダ３の縮みにより、上型回転フレームを反時計回りに９０度回転させる。【００４３】
回転終了後、金型開閉装置６のアクチュエータ１４の伸長によりさらに上昇させると、図３に関して説明したように、図２に示す支持板１７が押出バー１９，１９に当たり、鋳造製品は押出ピン１６，１６により上金型から押し出される。【００４４】
押し出された製品は手取出し又は専用の取出し装置により、別の場所へ搬送され、１サイクル終了する。【００４５】
なお、取出しのレイアウトによっては上型回転フレーム５を９０ないし１８０度回転させ製品を上方に抜型、取り出すこともできる。【００４６】
また、本実施例において、鋳物製品が上金型８に付いて下金型１０より抜型され、後に上金型８より取り出されているが、これに限定されるものではなく、下金型１０に付いて上金型８より抜型され、後に下金型１０に貫装された鋳物を押し出すための押出ピンと押出シリンダ３３により取り出すようにしてもよいのはもちろんである。【００４７】
上記３つの実施の形態に関して、本発明を説明したが、発明の技術的思想から逸脱することなく、これらの実施の形態に適用できる変形、変更例も可能であることは当業者にとって明白である。従って、本発明は、そういった変形、変更例を含むことを意図し、本願の発明の範囲は添付した請求の範囲によって定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、本発明の第１実施例の金型鋳造装置の一部断面正面図である。
【図２】図２は、図１の金型鋳造装置の主要部を拡大して詳細を示した縦断面図である。
【図３】図３は、図１，図２の装置の作動説明図である。
【図４】図４は、本発明の第２施例の金型鋳造装置の正面図である。
【図５】図５は、図４の金型鋳造装置の主要部を拡大して詳細を示した縦断面図である。
【図６】図６は、第２実施例の主要部の作動説明図である。
【図７】図７は、本発明の第３実施例の金型鋳造装置の正面図である。
【図１】
0004033230.tif 000002
【図２】
0004033230.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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