JPH02220755A - 加圧鋳造における局部加圧方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は加圧鋳造における局部加圧方法およびその装置
に関し、−層詳細には、溶湯を加圧充填した後、鋳巣の
発生を防止するため局部的に加圧する場合、加圧ピンの
適正な作動を確保し鋳造品の品質の安定に資する加圧鋳
造における局部加圧方法およびその装置に関する。

［発明の背景］ 精密な金型を使用し油圧シリンダによって駆動されるプ
ランジャで溶湯を金型内部のキャビティに充填して鋳造
品を得る加圧鋳造は、例えば、自動車部品等の製造に広
範に利用されている。

加圧鋳造において、溶湯が凝固する際に発生する巣の如
き鋳造欠陥を防止するためには、巣が発生しやすい部位
に加圧ピンを圧入し局部的に加圧することによって巣の
発生を防止している。

このような二次的な局部加圧の場合、加圧ピンは金型の
内部に配設されており、その作動状況は外部からは視認
することが出来ない。専ら、当該加圧ピンを駆動する油
圧シリンダの作動圧力等を介して間接的に判断している
。従って、鋳造中、オペレータは実際に加圧ピンによる
局部加圧が溶湯に対して有効に働いているかどうかを把
握出来ない不都合がある。

また、溶湯の凝固後、型開きを行うに際して加圧ピンを
後退させる時に加圧ピンの作動に係るトラブルが発生し
易い。すなわち、加圧ピンの先端は凝固した製品部に嵌
入しているために、カジリが生じ易く、油圧シリンダに
圧力を加えても加圧ピンが戻らない場合がある。そして
、油圧シリンダに供給する作動油の圧力をさらに上昇さ
せて加圧ピンを無理に戻そうとすると、油圧シリンダに
おいてピストンの摺動部にリークが発生する等の事故が
発生する懸念がある。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、加圧ピンを駆動する加圧シリンダの動作を計測
用のために別途設けたマスタシリンダと連動させて所定
の動作を行うことにより、このマスタシリンダの動作に
よって加圧ピンの作動を把握出来るようにすると共に、
加圧ピンの動作に係るトラブルの発生を防止し、鋳巣の
ない高品位の鋳造品を得ることを可能とした加圧鋳造に
おける局部加圧方法およびその装置を提供することを目
的とする。

［目°的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明はスリーブ内に注
湯された溶湯をプランジャによってキャビティ内に加圧
充填する加圧鋳造において、キャビティ内への溶湯の充
填が完了後、キャビティの所定部位に対して局部的に二
次的に加圧する加圧ピンを作動させる加圧シリンダを所
定の速度、圧力で作動させると共に、前記加圧シリンダ
の動作を計測用マスタシリンダに連動させて加圧ピンの
動作を監視しながら二次加圧を遂行することを特徴とす
る。

また、本発明はスリーブ内に注湯された溶湯をプランジ
ャによってキャビティ内に加圧充填して鋳造品を得る際
に、キャビティの所定部位に対して加圧ピンによって局
部的な二次加圧を行うことが可能な装置であって、前記
加圧ピンを作動させる第１のシリンダのヘッド側と、前
記加圧ピンの動作を計測するための第２のシリンダのヘ
ッド側を圧力制御弁、速度制御弁、方向制御弁等を含む
制御部を介して油圧源と接続すると共に、前記第１シリ
ンダのロッド側と第２シリンダのロッド側を接続し、さ
らに、第１シリンダのロッド側と第２シリンダのヘッド
側とをチェックバルブを介して連通させるよう構成する
ことを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る加圧鋳造における局部加圧方法につ
いて、それを実施する装置との関連において好適な実施
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

第１図において、参照符号ｌＯは本実施態様に係る局部
加圧方法が適用される加圧鋳造用金型を示す。この加圧
鋳造用金型ｌＯは下型１２と、上型１４と、摺動型１６
ａ、　１６ｂと、溶湯を加圧充填する給湯８１８とから
基本的に構成され、下型１２、上型１４の対向する製品
成形面によってキャビティ２０が画成される。本実施態
様においてはキャビティ２０は自動車のパワーステアリ
ングの構成部品であるギヤボックスの輪郭形状に対応し
ており、前記摺動型１６ａ、１６ｂは当該ギヤボックス
の中空部を形成するためのものである。

そこで、下型１２はダイベース２２上に固定され、その
内部にはキャビティ２０と連通するランナ２４が形成さ
れる。また、下型１２の下方端部に配設される給１９１
８にあっては、前記ランナ２４に連通する湯溜り部２６
に臨むように射出スリーブ２８が装着され、この射出ス
リーブ２８には射出プランジャ３０が摺動自在に嵌合す
る。射出プランジャ３０は図示しない油圧シリンダと連
結されている。前記射出プランジャ３０は所定位置に設
置される位置検出センサ３１．例えば、射出プランジャ
３０に外嵌する磁性体３０ａに反応する近接スイッチに
より前進端位置が検出される（第２図参照）。この時、
位置検出センサ３１の出力信号はオペレータが鋳造工程
の進行を集中的に管理するための図示しないモニタ装置
に導出され、この信号に基づき後述する局部加圧装置が
作動する。

一方、前記射出スリーブ２８の軸方向とは直交する方に
は前記湯溜り部２６に臨むように給湯スリーブ３２が装
着され、この給湯スリーブ３２には給湯プランジャ３４
が摺動自在に嵌合する。また、給湯スリーブ３２の外周
部には給湯口３６が形成され、この給湯口３６には溶湯
を注入し易いようにホッパ３８が接続される。

次に、上述のように構成される加圧鋳造用金型ｌＯに対
して局部加圧装置４０が併設される。この局部加圧装置
４０を第２図に模式的に示す。

局部加圧装置４０は、後述する加圧ピンを作動させる加
圧シリンダ４２と、この加圧シリンダ４２の動作と相互
に連動するマスタシリンダ４４と、これら加圧シリンダ
４２とマスタシリンダ４４の動作を制御する制御部４６
とから基本的に構成される。

先ず、制御部４６は方向制御弁４８、速度制御弁５０ａ
１５０ｂ、圧力制御弁５２を含む。この場合、図示しな
い油圧源から延在する管路５４は、例えば、ソレノイド
駆動で４ボ一ト３位置のクローズドセンタ型式の方向制
御弁４８のボートＰと接続され、一方、方向制御弁４８
のボー）Ｔは戻り用タンクに延在する管路５６と接続さ
れ、大気圧に開放されている。当該方向制御弁４８の出
口側のボート、すなわち、ボー）ＡとＢは夫々管路５８
．６０を介して加圧シリンダ４２のヘッド側のボートＣ
１マスタシリンダ４４のヘッド側のボートＥと接続され
ている。前記管路５８にあっては、方向制御弁４８の下
流に絞り弁と逆止弁を内蔵する速度制御弁５０ａと、そ
の下流にあって圧力制御弁５２が設けられ、管路６０に
あっては速度制御弁５０ｂが設けられている。この場合
、加圧シリンダ４２、マスタシリンダ４４の速度制御方
式としては入口側の流量を絞るメータイン方式が採用さ
れる。なお、圧力制御弁５２の下流には圧力センサ６１
が接続され、この圧力センサ６１は射出プランジャ３０
に対して設けた位置検出センサ３１と同様、図示しない
モニタ装置と接続されている。

ここで、加圧シリンダ４２のピストンロッドには加圧ピ
ン６２が連結され、この加圧ピン６２の先端は加圧鋳造
用金型ｌＯの内部に画成されたキャビティ２０に臨む。

一方、マスタシリンダ４４のピストンロッドは、例えば
、リニアエンコーダ等からなるストローク計測センサ６
６と連結される。

このストローク計測センサ６６は前述した図示しないモ
ニタ装置に測定信号を出力する。

さらに、前記加圧シリンダ４２のロッド側のボートＤと
マスタシリンダ４４のロッド側のボートＦとは管路６８
を介して接続され、この管路６８と管路６０は管路７０
によってバイパスされる。そして、この管路７０には逆
止弁７２が設けられている。

本発明に係る局部加圧装置は、基本的には、以上のよう
に構成されるものであり、次に、この局部加圧装置を使
用して行う加圧鋳造における局部加圧方法との関連にお
いて、その作用並びに効果について説明する。ここで、
第３図は鋳造工程の進行に対応した加圧ピンの動作を示
すタイムチャートである。以下、第３図を随時参照しな
がら説明する。

第１図において、加圧鋳造用金型１０を構成する上型１
４と摺動型１６ａ、１６ｂを夫々下型１２に対して所定
の型締位置まで変位させる。その後、キャビティ２０に
溶湯を加圧充填する工程が開始される〈時刻ｔ。）。

先ず、図示しないラドルを介してホッパ３８に溶湯を注
ぎ入れ、給湯プランジャ３４を図示しないアクチュエー
タの駆動作用下に矢印方向に変位させ、給湯スリーブ３
２に形成されている給湯口３６を閉塞する。次いで、湯
溜り部２６および射出スリーブ２８の内部に貯留した溶
湯を射出プランジャ３０によってキャビティ２０へ加圧
充填する。

射出プランジャ３０が図示しない油圧シリンダの駆動作
用下に矢印方向に変位すると、第２図に示すように、溶
湯はランナ２４を介してキャビティ２０へと充填される
。そして、射出プランジャ３０による加圧充填の終了は
当該射出プランジャ３００ストロークエンド位置に対応
する磁性体３０ａに反応する位置検出センサ３１によっ
て検知される。位置検出センサ３１はその出力信号をモ
ニタ装置に出力する。

次いで、溶湯の加圧充填完了（時刻１＋）後、所定時間
経過してから、局部加圧装置４０においては方向制御弁
４８の切換動作を行い、キャビティ２０内の溶湯に局部
的な圧力を付加する工程を行う。この場合、鋳造品であ
るギヤケースにあっては、コントロールバルブ用の油路
が形成される肉厚部分にひけ巣が発生し易いため、溶湯
が液相から固相に変わる時にその該当部分に二次加圧を
加えるものである。

方向制御弁４８がポジション■に切り換わると（時刻ｔ
ｚ＞、油圧源から供給される作動油が管路５８を通って
加圧シリンダ４２のボートＣから導入される。この際、
速度制御弁５０ａ、圧力制御弁５２によって作動油の流
里および圧力を条件に最適な値に予め設定してふく。こ
うして、加圧シリンダ４２は加圧ピン６２をキャビティ
２０側に突出させ局所的に溶湯を加圧する。この間の加
圧シリンダ４２の動作はマスタシリンダ４４を介して確
Ｓ忍される。

すなわち、加圧シリンダ４２においては、ロッド側のシ
リンダ室内にあった作動油は管路６８を通じてマスタシ
リンダ４４のロッド側シリンダ室に導出されることから
、そのピストンは矢印１方向に変位する。そして、この
ピストンの変位はピストンロッドと連結されたストロー
ク計測センサ６６によってその変位量が検出され、オペ
レータは加圧シリンダ４２が適正に作動したか否かを監
視することが出来る（時刻ｔ２〜ｔ３）。

その後、二次加圧状態を所定時間保持して時刻ｔ、〜ｔ
ｎ）、キャビティ２０内の溶湯を凝固させる。加圧継続
中に、例えば、作動油のＩＪ　−りが発生したような場
合、加圧状態が維持出来なくなることがある。この場合
、加圧ピン６２の後退はマスタシリンダ４４のストロー
クの変位に置き換えられるため、ストローク計測センサ
６６によって？ｆｌ出来る利点がある。その後、型開き
を行う。その際、加圧ピン６２を元の位置に復帰させる
工程を行うことになるが（時刻ｔ４〜ｔｓ）それは次の
ようにして実施する。

すなわち、方向制御弁４８を操作して、ポジションＨに
切り換える。これにより、油圧源からの作動油は管路６
０を経てマスタシリンダ４４のヘッド側のシリンダ室に
供給される。この場合、マスタシリンダ４４のロッド側
のシリンダ室は加圧シリンダ４２のエンド側のシリンダ
室と管路６８を介して連通していることから、ピストン
によって押された作動油は加圧シリンダ４２のロッド側
シリンダ室へ流れ、また、同時に逆止弁７２を介して加
圧シリンダ４２のロッド側に流れることからそのピスト
ンを矢印Ｇ方向へ変位させようとする。

加圧ピン６２が後退したら、型開きを行って、鋳造品を
取り出す。然る後、次の鋳造サイクルを開始する前に、
加圧ピンの作動を確認する工程を実施する（時刻ｔ６〜
１１）。すなわち、方向制御弁４８を再びポジションｌ
に切り換え、作動油を加圧シリンダ４２のヘッド側シリ
ンダ室に供給し、無負荷で当該加圧シリンダ４２をフル
ストロークさせる。この加圧シリンダ４２の動作は、前
述したように、マスタシリンダ４４の連動動作によって
ストローク計測センサ６６により確認出来る。また、加
圧ピン６２は下型１２と摺動部分との異物の詰まりを除
去する作用を営むため、次回の正常な動作が確保される
。

こうして、再び方向切換弁４８をポジションＨに切り換
えて加圧ピン６２を元の位置に復帰させて当該加圧ピン
の正常な動作を確認した後、以下同様にして次回の鋳造
サイクルを実施する。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、加圧ピンを駆動するシ
リンダと計測用のマスタシリンダを連動させる油圧回路
構成によって加圧ピンを作動させていることから加圧シ
リンダの作動を前記マスタシリンダによってモニタリン
グすることが出来、オペレータは常時加圧の状態を把握
出来るという利点があり、ひけ巣等の鋳造欠陥防止の実
効を上げることが出来る。そして、マスタシリンダと加
圧シリンダをチエツク弁を含むバイパス回路で連通ずる
ことによってシリンダのリーク発生防止に効果がある。

さらに、鋳造サイクルにおいて、無負荷で加圧ピンを作
動させ、その作動ｆｉＬＲをすることによって加圧ピン
の作動不良を防止することが出来る利点が得られる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る局部加圧装置が適用される加圧鋳
造用金型の概略断面図、 第２図は本発明に係る局部加圧装置の回路構成図、 第３図は本発明に係る局部加圧方法の工程に沿った加圧
ピンの動作を表すタイムチャートである。 １０・・・加圧鋳造用金型　　１２・・・下型１４・・
・上型　　　　　　　１６ａ、１６ｂ・・・摺動型２０
・・・キャビティ　　　　２４・・・ランナ２８・・・
射出スリーブ ４０・・・局部加圧装置 ４４・・・マスタシリンダ ４８・・・方向制御弁 ５２・・・圧力制御弁 ３０・・・射出プランジャ ４２・・・加圧シリンダ ４６・・・制御部 ５０・・・速度制御弁 ７２・・・逆止弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スリーブ内に注湯された溶湯をプランジャによっ
   てキャビティ内に加圧充填する加圧鋳造において、キャ
   ビティ内への溶湯の充填が完了後、キャビティの所定部
   位に対して局部的に二次的に加圧する加圧ピンを作動さ
   せる加圧シリンダを所定の速度、圧力で作動させると共
   に、前記加圧シリンダの動作を計測用マスタシリンダに
   連動させて加圧ピンの動作を監視しながら二次加圧を遂
   行することを特徴とする加圧鋳造における局部加圧方法
   。
2. （２）請求項１記載の方法において、型開きを行い製品
   取り出し後、加圧シリンダを作動させて無負荷で加圧ピ
   ンを往復動作させ、その作動確認を行うことを特徴とす
   る加圧鋳造における局部加圧方法。
3. （３）スリーブ内に注湯された溶湯をプランジャによっ
   てキャビティ内に加圧充填して鋳造品を得る際に、キャ
   ビティの所定部位に対して加圧ピンによって局部的な二
   次加圧を行うことが可能な装置であって、前記加圧ピン
   を作動させる第１のシリンダのヘッド側と、前記加圧ピ
   ンの動作を計測するための第２のシリンダのヘッド側を
   圧力制御弁、速度制御弁、方向制御弁等を含む制御部を
   介して油圧源と接続すると共に、前記第１シリンダのロ
   ッド側と第２シリンダのロッド側を接続し、さらに、第
   １シリンダのロッド側と第２シリンダのヘッド側とをチ
   ェックバルブを介して連通させるよう構成することを特
   徴とする加圧鋳造における局部加圧装置。