(57)【要約】【課題】軸部材を固定型凹部内の所望の位置に配置することができる金型及び当該金型を用いた鋳造方法の提供。【解決手段】固定型凹部１１ａには非接触センサー１２が設けられている。非接触センサー１２は制御装置に接続されており、所定空間Ａ１内に物が存在しているときに、ＯＮ信号を制御装置へと出力する。固定型凹部１１ａ内の所定空間Ａ１内に物が存在していないときには、ＯＦＦ信号を制御装置へと出力する。従って、所定空間Ａ１内に軸部材２の一端部２Ａが存在している状態となっているときには、非接触センサー１２は制御手段へＯＮ信号を出力する。所定空間Ａ１に軸部材２の一端部２Ａが存在していることを確認できることで、固定型凹部１１ａ内の所望の位置に軸部材２が配置されていることを確認できる。【選択図】図２
2009106971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒状をした軸部材の一端部が係合可能な固定型凹部が形成された固定型と、
該軸部材の他端部が係合可能な可動型凹部が形成され該固定型に対して進退することにより該固定型に離接可能な可動型とを備え、
該軸部材の一端部を該固定型凹部に係合させると共に該軸部材の他端部を該可動型凹部に係合させた状態として該軸部材を鋳ぐるむように鋳造を行うための金型において、
該固定型凹部には、該固定型凹部内の所定空間へ該軸部材の一端部が挿入された状態を検出するためのセンサーが設けられていることを特徴とする金型。
【請求項２】
棒状をした軸部材の一端部が係合可能な固定型凹部が形成された固定型と、該固定型に対して進退することにより該固定型に離接可能であり該軸部材の他端部が係合可能な可動型凹部が形成された可動型とを有する金型を用いる鋳造方法であって、
該可動型が該固定型から離間して型が開いた状態の該固定型の該固定型凹部に該軸部材の一端部を係合させる固定型凹部係合工程と、
該可動型を該固定型に接近させ、該軸部材の他端部を該可動型凹部に係合させるとともに該可動型を該固定型に当接させて型締めを行う型締め工程と、
該軸部材を鋳ぐるむように鋳造を行う鋳造工程と、
該可動型を該固定型から離間させて型を開く型開き工程とを有する鋳造方法において、
該固定型凹部内の所定空間へ該軸部材の一端部が挿入されたときにＯＮ信号を出力するセンサーにより、該固定型凹部内の所定空間へ該軸部材の一端部が挿入されているか否かを検出することを特徴とする鋳造方法。
【請求項３】
該型締め工程では、該センサーがＯＮ信号を出力しているときに該可動型を該固定型に接近可能としたことを特徴とする請求項２記載の鋳造方法。
【請求項４】
該型開き工程では、該可動型を該固定型から離間させ続けても該センサーがＯＮ信号を出力しているときに、直前の該鋳造工程で鋳造された鋳造品は不良品であると判断することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の鋳造方法。
【請求項５】
該型開き工程の後に該固定型凹部に対してエアブローを行うエアブロー工程を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一記載の鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸部材が鋳ぐるまれてなる鋳造品を鋳造するための金型及び当該金型を用いて行う鋳造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より軸部材が鋳ぐるまれてなる鋳造品が鋳造されている。当該鋳造品を鋳造するための金型は固定型と可動型とを備えており、固定型と可動型とによりキャビティが画成される。キャビティを画成する固定型、可動型の部分には、略棒状をした軸部材の一端部、他端部がそれぞれ係合する固定型凹部、可動型凹部が形成されている。
【０００３】
当該金型を用いた鋳造方法では、先ず固定型凹部に軸部材の一端部を係合させる。次に、可動型を固定型に対して接近させてゆき、可動型凹部に軸部材の他端部を係合させると共に可動型を固定型に当接させて型締めし、キャビティを画成する。次にキャビティ内へ溶湯を充填して軸部材を鋳ぐるむ。そして、可動型を固定型から離間させて型開きし、鋳造品を取出す。このような鋳造品を鋳造するための金型は、例えば、特開２００２−３２２９９４号公報（特許文献１）に記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３２２９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
型締めされることで固定型凹部、可動型凹部に軸部材の一端部、他端部をそれぞれ係合させた状態となっているときには、軸部材が固定型、可動型に対してそれぞれ例えば３ｍｍ程度動くことができるように遊びが設けられている。このような遊びが設けられるのは、熱膨張等の影響により型締め時に金型が破損したり軸部材が壊れたりするのを防止するためである。
【０００５】
しかし、このように遊びが設けられているため、可動型凹部に軸部材の他端を係合させたときに、軸部材を所望の位置に設置できていない状態となることがある。このような状態で鋳造を行うと、鋳造品中において軸部材の位置が所望の位置に配置されておらず、寸法精度が要求される鋳造品の場合には不良品となる。
【０００６】
そこで、本発明は、軸部材を固定型凹部内の所望の位置に配置することができる金型及び当該金型を用いた鋳造方法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】
上記目的を達成するために、本発明は、棒状をした軸部材２の一端部２Ａが係合可能な固定型凹部１１ａが形成された固定型１０と、該軸部材２の他端部２Ｂが係合可能な可動型凹部２１ａが形成され該固定型１０に対して進退することにより該固定型１０に離接可能な可動型２０とを備え、該軸部材２の一端部２Ａを該固定型凹部１１ａに係合させると共に該軸部材２の他端部２Ｂを該可動型凹部２１ａに係合させた状態として該軸部材２を鋳ぐるむように鋳造を行うための金型１において、該固定型凹部１１ａには、該固定型凹部１１ａ内の所定空間Ａ１、Ａ２へ該軸部材２の一端部２Ａが挿入された状態を検出するためのセンサー１２、１１２が設けられている金型１を提供している。
【０００８】
また、本発明は、棒状をした軸部材２の一端部２Ａが係合可能な固定型凹部１１ａが形成された固定型１０と、該固定型１０に対して進退することにより該固定型１０に離接可能であり該軸部材２の他端部２Ｂが係合可能な可動型凹部２１ａが形成された可動型２０とを有する金型１を用いる鋳造方法であって、該可動型２０が該固定型１０から離間して型が開いた状態の該固定型１０の該固定型凹部１１ａに該軸部材２の一端部２Ａを係合させる固定型凹部係合工程と、該可動型２０を該固定型１０に接近させ、該軸部材２の他端部２Ｂを該可動型凹部２１ａに係合させるとともに該可動型２０を該固定型１０に当接させて型締めを行う型締め工程と、該軸部材２を鋳ぐるむように鋳造を行う鋳造工程と、該可動型２０を該固定型１０から離間させて型を開く型開き工程とを有する鋳造方法において、該固定型凹部１１ａ内の所定空間Ａ１、Ａ１へ該軸部材２の一端部２Ａが挿入されたときにＯＮ信号を出力するセンサー１２、１１２により、該固定型凹部１１ａ内の所定空間Ａ１、Ａ２へ該軸部材２の一端部２Ａが挿入されているか否かを検出する鋳造方法を提供している。
【０００９】
ここで、該型締め工程では、該センサー１２、１１２がＯＮ信号を出力しているときに該可動型２０を該固定型１０に接近可能としたことが好ましい。また、該型開き工程では、該可動型２０を該固定型１０から離間させ続けても該センサー１２、１１２がＯＮ信号を出力しているときに、直前の該鋳造工程で鋳造された鋳造品は不良品であると判断することが好ましい。また、該型開き工程の後に該固定型凹部１１ａに対してエアブローを行うエアブロー工程を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１記載の金型によれば、固定型凹部には、固定型凹部内の所定空間へ軸部材の一端部が挿入された状態を検出するためのセンサーが設けられているため、固定型凹部内の所望の位置に軸部材が配置されていることを確認することができる。このため、固定型凹部と軸部材との間に遊びが設けられている場合であっても、固定型凹部内の所望の位置に高い精度で軸部材を配置させることができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の鋳造方法によれば、固定型凹部内の所定空間へ軸部材の一端部が挿入されたときにＯＮ信号を出力するセンサーにより、固定型凹部内の所定空間へ軸部材の一端部が挿入されているか否かを検出するようにしたため、固定型凹部内の所望の位置に軸部材が配置されていることを確認することができる。このため、固定型凹部と軸部材との間に遊びが設けられている場合であっても、鋳造品において固定型凹部内の所望の位置に高い精度で軸部材を配置させて鋳造することができる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の鋳造方法によれば、型締め工程では、センサーがＯＮ信号を出力しているときに可動型を固定型に接近可能としたため、ＯＮ信号を出力せずにＯＦＦ信号を出力しているときには可動型を固定型に対して接近させることができないようにすることができ、このことで、固定型凹部内の所望の位置に軸部材の一端部が配置されていないときに型締めされてしまうことを防止することができる。このため、当該所望の位置に軸部材の一端部が配置されていないときには、型が開いた状態となっており、軸部材を配置し直すことを容易に行うことができる。
【００１３】
本発明の請求項４記載の鋳造方法によれば、型開き工程では、可動型を固定型から離間させ続けてもセンサーがＯＮ信号を出力しているときに、直前の鋳造工程で鋳造された鋳造品は不良品であると判断するため、連続した鋳造サイクルにおいて不良品の特定を容易に行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項５記載の鋳造方法によれば、該型開き工程の後に該固定型凹部に対してエアブローを行うエアブロー工程を有するため、所定空間内のバリ等を除去することができ、このため、センサーによってバリ等が検出されてしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態による金型について図１乃至図３に基づき説明する。図１に示されるように金型１は、固定型１０と可動型２０と図示せぬ制御装置とを備えており、棒状をした軸部材２がアルミニウム合金からなる溶湯により鋳ぐるまれてなる鋳造品をダイカスト法により鋳造可能である。ここで軸部材２とは、鉄、ステンレスからなる中実の棒や、アルミニウム合金のパイプ等により構成される。
【００１６】
可動型２０は、図示せぬ制御手段に接続された図示せぬ駆動手段によって移動可能に支持されており、作業者が図示せぬ制御手段に接続された図示せぬボタンを押圧することで、図示せぬ制御手段の制御により図示せぬ駆動手段が駆動して固定型１０に対し  て進退することにより固定型１０に対して離接可能である。また、図示せぬ制御手段の制御により図示せぬ駆動手段が駆動して固定型１０に対して接近することができるのは、後述の非接触センサー１２がＯＮ信号を出力しているときであり、後述の非接触センサー１２がＯＦＦ信号を出力しているときには接近することはできないように図示せぬ制御手段により制御されている。また、後述の非接触センサー１２がＯＦＦ信号を出力しているときであってもＯＮ信号を出力しているときであっても、図示せぬ制御手段の制御により図示せぬ駆動手段が駆動して固定型１０に対して離間することができるように構成されている。固定型１０、可動型２０はそれぞれ互いに当接可能な分割面１０Ａ、２０Ａをそれぞれ有している。可動型２０が固定型１０に接近してゆき、当接して型締めされたときに、分割面１０Ａ、２０Ａどうしが互いに面で当接するように構成されている。
【００１７】
また、固定型１０、可動型２０は、図１に示されるように、型締めしたときにキャビティ１ａを画成する凹状をした固定型キャビティ画成部１１、可動型キャビティ画成部２１をそれぞれ有している。固定型キャビティ画成部１１には、図１の左方へ窪んだ固定型凹部１１ａが形成されている。固定型凹部１１ａには、図１に示されるように、型締め時に軸部材２の一端部２Ａ（左端部）が係合可能である。また、可動型キャビティ画成部２１には、図１の右方へ窪んだ可動型凹部２１ａが形成されている。可動型凹部２１ａには、図１に示されるように、型締めされたときに軸部材２の他端部２Ｂ（右端部）が係合可能である。固定型凹部１１ａ、可動型凹部２１ａと軸部材２との間には、固定型凹部１１ａ、可動型凹部２１ａに軸部材２の一端部２Ａ、他端部２Ｂがそれぞれ係合したときに、３ｍｍ程度軸部材２が固定型凹部１１ａ、可動型凹部２１ａに対して移動できる遊びが設けられている。
【００１８】
固定型凹部１１ａには非接触センサー１２が設けられている。非接触センサー１２は図示せぬ制御装置に接続されており、固定型凹部１１ａ内の図２に示される二点鎖線で示される所定空間Ａ１内に物が存在しているときに、ＯＮ信号を図示せぬ制御装置へと出力することができるように構成されている。固定型凹部１１ａ内の所定空間Ａ１内に物が存在していないときには、ＯＦＦ信号を図示せぬ制御装置へと出力する。従って、図２に示されるように所定空間Ａ１内に軸部材２の一端部２Ａが存在している状態となっているときには、非接触センサー１２は制御手段へＯＮ信号を出力する。
【００１９】
また、固定型凹部１１ａを画成する固定型キャビティ画成部１１の部分には、図示せぬ貫通孔たるエア通路が形成されている。後述のエアブロー工程において、図示せぬエア通路から固定型凹部１１ａ内へエアを供給することにより、固定型凹部１１ａ内に対してエアブローを行い、固定型凹部１１ａ内、特に所定空間Ａ１内のバリ等を除去することができるように構成されている。
【００２０】
また、可動型２０には、図示せぬ押出ピンが設けられている。後述の型開き工程において可動型２０を固定型１０から離間させたときに、鋳造品が可動型２０に固着した状態となるが、この固着した状態の鋳造品を図示せぬ押出ピンで押出すことにより、可動型２０から取り外すことができるように構成されている。
【００２１】
固定型凹部１１ａには、固定型凹部１１ａ内の所定空間Ａ１へ軸部材２の一端部２Ａが挿入された状態を検出するための非接触センサー１２が設けられているため、固定型凹部１１ａ内の所望の位置に軸部材２が配置されているか否かを確認することができる。
【００２２】
また非接触センサー１２によりセンサーが構成されているため、所定空間Ａ１内に軸部材２の一端部２Ａの一部が存在しているか否かを検出することで、固定型凹部１１ａ内の所望の位置に軸部材２が配置されているか否かを確認することができる。
【００２３】
金型１を用いて行う鋳造方法では、先ず、作業者が図示せぬボタンを押圧して図示せぬ制御手段による制御により可動型２０を固定型１０から離間させて型が開いた状態とする。次に、固定型１０の固定型凹部１１ａに軸部材２の一端部２Ａを係合させる固定型凹部係合工程を行う。このとき、図２に示されるように、軸部材２の一端部２Ａが所定空間Ａ１内に入ると、非接触センサー１２はＯＮ信号を図示せぬ制御装置へ出力する。このことにより所定空間Ａ１へ軸部材２の一端部２Ａが挿入されていることが検出され、この場合には、次に型締め工程が行われる。軸部材２の一端部２Ａが所定空間Ａ１内に入らなかったときには、非接触センサー１２はＯＮ信号を出力せず、ＯＦＦ信号を図示せぬ制御装置へ出力する。このことにより所定空間Ａ１へ軸部材２の一端部２Ａが挿入されていないことが検出される。
【００２４】
次に、型締め工程を行う。型締め工程では、図示せぬボタンを作業者が押圧することで図示せぬ制御手段の制御により図示せぬ駆動手段を駆動させて固定型１０に対して可動型２０を接近させていく。このときに可動型２０の移動による振動等により軸部材２の一端部２Ａが所定空間Ａ１内から外れた場合には、非接触センサー１２はＯＦＦ信号を図示せぬ制御装置へ出力し、可動型２０を固定型１０に対して接近できなくなるように図示せぬ制御手段は制御する。この場合には作業者は、軸部材２の一端部２Ａの固定型凹部１１ａへの係合状態を確認し係合し直し、軸部材２の一端部２Ａを所定空間Ａ１内に入れて非接触センサー１２がＯＮ信号を図示せぬ制御装置へ出力する状態とさせる。非接触センサー１２がＯＦＦ信号を図示せぬ制御装置へ出力せず、ＯＮ信号を出力し続けている場合には、そのまま可動型２０は固定型１０へと接近し続けるように制御される。そして、可動型２０の接近により軸部材２の他端部２Ｂが可動型凹部２１ａに係合し、更に接近させていくことにより可動型２０を固定型１０に当接させて型締めを行う。次に、ダイカスト法によりキャビティ１ａ内へ溶湯を充填して軸部材２の一端部２Ａと他端部２Ｂとの間の部分を鋳ぐるむ鋳造工程を行う。
【００２５】
次に、キャビティ１ａ内の溶湯が冷却され凝固した後に型開き工程を行う。型開き工程では、図示せぬボタンを作業者が押圧することで図示せぬ制御手段の制御により図示せぬ駆動手段を駆動させて固定型１０に対して可動型２０を離間させていく。このとき、軸部材２を含む鋳造品は可動型２０に固着した状態となっているため、軸部材２を含めて鋳造品も固定型１０から離間していく。すると、軸部材２の一端部２Ａは所定空間Ａ１内から離脱し、非接触センサー１２はＯＦＦ信号を図示せぬ制御装置へ出力する。このことにより、所定空間Ａ１から軸部材２の一端部２Ａが離脱したことが検出され、直前の鋳造工程により鋳造された鋳造品は良品であると判断する。
【００２６】
次に、型開きされた状態の可動型２０には鋳造品が固着しているが、図示せぬ押出ピンにより鋳造品を押出すことにより可動型２０から鋳造品を取出す工程を行う。次に、固定型１０、可動型２０をそれぞれ外部冷却し、その次にエアブロー工程を行う。エアブロー工程では、図示せぬエア通路からエアを供給することにより、固定型凹部１１ａ内、特に所定空間Ａ１内のバリ等を除去する。
【００２７】
次に、固定型１０、可動型２０それぞれに離型剤を塗布し、エアブローを行う。以上が鋳造方法において１回の鋳造を行うための１サイクルである。以上を繰返すことにより、連続して鋳造が行われる。但し、２回目以降の鋳造においては、型開き工程において、可動型２０を固定型１０に対して離間させ続けても非接触センサー１２がＯＮ信号を出力していることがある。これは所定空間Ａ１内のバリ等が非接触センサー１２によって検出されているためである。この場合には、今回行った１サイクルにより鋳造された鋳造品を不良品と判断し、作業者は、固定型凹部１１ａ内の所定空間Ａ１内に存在しているバリ等の異物を除去する。
【００２８】
型締め工程では、非接触センサー１２がＯＮ信号を出力しているときに可動型２０を固定型１０に接近可能としたため、ＯＮ信号を出力せずにＯＦＦ信号を出力しているときには可動型２０を固定型１０に対して接近させることができないようにすることができ、このことで、固定型凹部１１ａ内の所望の位置に軸部材２の一端部２Ａが配置されていないときに型締めされてしまうことを防止することができる。このため、当該所望の位置に軸部材２の一端部２Ａが配置されていないときには、型が開いた状態となっており、軸部材２を配置し直すことを容易に行うことができる。
【００２９】
また、型開き工程では、可動型２０を固定型１０から離間させ続けてもセンサーがＯＮ信号を出力しているときに、直前の鋳造工程で鋳造された鋳造品は不良品であると判断するため、連続した鋳造サイクルにおいて不良品の特定を容易に行うことができる。また、型開き工程の後に固定型凹部１１ａに対してエアブローを行うエアブロー工程を有するため、所定空間Ａ１内のバリ等を除去することができる。このため、バリ等が非接触センサーによって検出されてしまうことを防止することができる。
【００３０】
本発明による金型及び鋳造方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態による金型１では非接触センサー１２を用いたが、これに限定されない。例えば、図３に示されように、固定型凹部１１ａを画成する固定型キャビティ画成部１１の一部であって軸部材２の一端部２Ａの軸方向端面２Ｃに対向する部分に、接触センサー１１２を設けてもよい。接触センサー１１２は固定型凹部１１ａ内へ突出する略半球状の検出部１１２Ａを有しており、所定空間Ａ２内に軸部材２の一端部２Ａが入ることにより、検出部１１２Ａは軸部材２の一端部２Ａの軸方向端面２Ｃに当接し、この当接により接触センサー１１２はＯＮ信号を図示せぬ制御手段へ出力するように構成されている。
【００３１】
半球状の検出部１１２Ａは、例えば、軸部材２の軸方向における所定空間Ａ２の長さが０．６ｍｍの場合には、その突出端が固定型凹部１１ａを画成する固定型キャビティ画成部１１の内面から軸部材２の軸方向において０．５ｍｍ突出するように配置される。このときの誤差は、突出方向たる図３の右方向へ０ｍｍ、反突出方向たる図３の左方向へ０．２ｍｍとなるようにする。このような接触センサー１１２を用いることで、軸部材２の軸方向における所定空間Ａ２の長さが１．５ｍｍ以下と小さな値の場合であっても、所定空間Ａ２内に軸部材２の一端部２Ａが入ったことを検出することができる。接触センサー１１２としては、例えばオムロン株式会社製の触角スイッチＤ５Ｂ−５０１３等を用いることができる。
【００３２】
また、キャビティの形状は本実施の形態のキャビティ１ａの形状に限定されない。また、金型は、本実施の形態のように固定型と可動型とを有する構成に限定されない。例えば、金型が固定型と可動型とスライド中子とを有する構成の場合には、可動型にスライド中子をセットしようとするときにセンサーがＯＮ信号を出力しないときには、スライド中子を可動型にセットする方向へ移動不能となるように構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の金型及び鋳造方法は、軸部材が鋳ぐるまれてなる鋳造品を鋳造する分野において極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態による金型を示す要部断面図。
【図２】本発明の実施の形態による金型の固定型凹部の部分を示す要部断面図。
【図３】本発明の実施の形態による金型の変形例における固定型凹部の部分を示す要部断面図。
【符号の説明】
【００３５】
１          金型
２          軸部材
２Ａ        一端部
２Ｂ        他端部
１０        固定型
１１        固定型キャビティ画成部
１２        非接触センサー
１１ａ      固定型凹部
２０        可動型
２１ａ      可動型凹部
１１２      接触センサー
１１２Ａ    検出部
Ａ１、Ａ２        所定空間
【図１】
2009106971.tif 000003
【図２】
2009106971.tif 000004
【図３】
2009106971.tif 000005