JPH09201662A

JPH09201662A - 加圧ピン

Info

Publication number: JPH09201662A
Application number: JP948196A
Authority: JP
Inventors: Mikinari Nozaki; 美紀也野崎; Mitsuhiro Karaki; 満尋唐木; Eiji Mizuno; 英二水野
Original assignee: MIZUNO SEIMITSU KOGYO KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: MIZUNO SEIMITSU KOGYO KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-01-23
Filing date: 1996-01-23
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】金型内の溶湯温度を精度良く測定する。【解決手段】本発明に係る加圧ピンは、温度センサー
を備える鋳造用の加圧ピンにおいて、その加圧面から前
記温度センサーの測温先端面が突出していることを特徴
とする。このため、前記温度センサーの測温先端面が溶
湯に直接接触するようになり、加圧ピン自身や金型の熱
の影響をほとんど受けずに溶湯温度を測定できるように
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、温度センサーを備
える鋳造用の加圧ピンに関する。

【０００２】

【従来の技術】加圧ピンは、金型に溶湯が充填された
後、その溶湯の表面が凝固して内部がまだ溶融状態のと
きに前記溶湯に押し込まれるピンであり、前記溶湯が凝
固収縮する過程で生じる引け巣欠陥等を防止するために
使用される。ここで、前記加圧ピンを押し込むタイミン
グを決める方法としては金型内の溶湯温度に基づく方法
が広く採用されている。このため、その溶湯温度を検出
するための温度センサーを備える加圧ピンが好適に使用
されている。特開昭５８−９７５８号及び特開平４−９
４８５４号公報には、溶湯温度検出用の温度センサーが
内部に組み込まれている加圧ピンが開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加圧ピ
ンの内部から溶湯温度を間接的に測定する方法ではその
加圧ピン自身の温度が測定誤差の原因となる。例えば、
短いサイクルで連続して鋳造を行う場合には加圧ピンが
高温になるが、この場合には特に測定誤差が大きくな
る。また、前記加圧ピンを介して間接的に溶湯温度を測
定するために時間遅れも生じる。本発明の技術的課題
は、加圧ピンに対する温度センサーの装着方法を改善す
ることにより、溶湯温度を直接的に測定できるようにし
て測定精度を向上させるとともに時間遅れも改善しよう
とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有する加圧ピンによって解決される。即ち、請求
項１に記載の発明は、温度センサーを備える鋳造用の加
圧ピンにおいて、その加圧面から前記温度センサーの測
温先端面が溶湯に接触できる状態で突出している。この
ため、金型内の溶湯温度を測定する際に、加圧ピン自身
や金型の熱の影響をほとんど受けることがない。したが
って、溶湯温度を精度良く測定でき、また、測定時間の
遅れもほとんどない。

【０００５】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載された加圧ピンにおいて、前記温度センサーの先
端部外周を被う防熱手段を有している。即ち、温度セン
サーの測温先端面の近傍が防熱手段によって被われてい
るため、短いサイクルでの連続的な鋳造により加圧ピン
のケース部分や金型が高温になってもその加圧ピン等の
熱が温度センサーの測温先端面に伝わり難く、溶湯温度
を精度良く測定できる。

【０００６】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載された加圧ピンにおいて、前記温度センサーの先
端部をその半径方向から保持する保持手段を有してい
る。即ち、前記保持手段によって測温先端面を除く温度
センサーの先端部が支持されるため、その温度センサー
が針金状の細いものであっても折れることがない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図３に基づいて本発
明の一の実施の形態に係る加圧ピンの説明を行う。ここ
で、図１は本実施の形態に係る加圧ピンの縦断面図であ
り、図２は加圧ピンの要部詳細図である。また、図３は
本実施の形態に係る加圧ピンで溶湯の加圧をしている状
態を表す模式図である。前記加圧ピン１は、金型１０の
キャビティ１２（図３参照）に溶湯Ｗが充填された後、
その溶湯Ｗの表面Ｗｆが凝固して内部Ｗｅがまだ溶融状
態のときに前記溶湯Ｗに押し込まれるピンであり、前記
溶湯Ｗが凝固収縮する過程で生じる引け巣欠陥等を防止
するために使用される。

【０００８】前記加圧ピン１は、図１に示されるよう
に、軸方向に貫通孔２ｋが形成された略筒状のピン本体
２を備えている。前記ピン本体２はその先端（図中上
端）に円錐形の溶湯加圧面２ｔが形成されており、さら
に、前記貫通孔２ｋの先端部分に後記するホールド４が
嵌合する平面リング状の凹部２ｈとそのホールド４の雄
ネジ４ｍが螺合する先端雌ネジ２ｅとが形成されてい
る。また、前記貫通孔２ｋの基端部には後記するパイプ
押さえ金具６の雄ネジ６ｎが螺合する基端雌ネジ２ｆが
形成されている。

【０００９】前記ホールド４は、温度センサーである熱
電対３の先端部外周を被ってピン本体２と熱電対３との
間を熱的に絶縁するとともにその熱電対３を半径方向外
側から支持するための部材であり、その中央軸方向に前
記熱電対３が挿入される貫通孔４ｋが形成されている。
ここで、前記貫通孔４ｋと熱電対３との間のクリアラン
スは溶湯が浸入しない程度の値に設定されている。ま
た、前記ホールド４には先端側から円錐形の溶湯加圧面
４ｔ、フランジ部４ｆ及び雄ネジ４ｍが順番に形成され
ており、そのフランジ部４ｆがピン本体２の平面リング
状の凹部２ｈに嵌合し、前記雄ネジ４ｍが前述のように
ピン本体２の先端雌ネジ２ｅに螺合されるようになって
いる。なお、前記ホールド４をピン本体２に装着する際
にはそのホールド４のフランジ部４ｆに締付け工具がセ
ットされる。

【００１０】前記熱電対３はその測温先端面３ｆが貫通
孔４ｋから突出して円錐の頂点に相当する位置に位置決
めされるように前記ホールド４にセットされる。ここ
で、前記ホールド４の材料としては熱伝導率の低いセラ
ミックやチタン合金等が好適に使用される。即ち、前記
ホールド４が本発明の防熱手段に相当する。また、前記
ピン本体２の貫通孔２ｋには前記ホールド４に接する位
置に熱電対３を把持するコレット５とリング７とが同軸
に収納されている。前記コレット５は、図２に示される
ように、略円柱形に成形されており、先端から基端部近
傍までが縦に二分割されている。そして、各々の分割片
５ｃ（以下、コレット片５ｃという）の中央に熱電対３
が通される断面半円形の溝５ｍが互いに対向するように
形成されている。各々のコレット片５ｃはばね力により
互いに一定距離だけ離されて位置決めされており、この
状態で前記熱電対３は対向する両溝５ｍの内部をスムー
ズに摺動できるようになっている。また、前記コレット
５の外周面５ｆには先端側（上側）が大径となるように
テーパーが設けられている。

【００１１】一方、前記リング７の内壁面にはコレット
５の外周面５ｆと面接触するように同じ傾斜でテーパー
が設けられており、そのリング７にコレット５の基端部
が収納されている。この構造により、前記コレット５に
対してリング７が先端側（上方）に移動すると、テーパ
ーの作用により各々のコレット片５ｃはばね力に抗して
互いに接近するようになり、前記熱電対３は前記コレッ
ト５によって把持される。逆に、前記リング７が基端部
側（下方）に移動すると前記ばね力により各々のコレッ
ト片５ｃは離れ、前記熱電対３は軸方向にフリーとな
る。即ち、前記ホールド４、コレット５及びリング７等
が本発明の保持手段に相当する。前記リング７は、ピン
本体２の貫通孔２ｋに挿入される押圧パイプ９の先端面
に同軸に固定されている。前記押圧パイプ９はそのリン
グ７を押さえるためのパイプであり、その基端部がパイ
プ押さえ金具６の大径孔６ａに収納されている。また、
前記押圧パイプ９は内部に熱電対３を通せるようにその
内径が設定されている。

【００１２】前記パイプ押さえ金具６は、押圧パイプ９
を押さえるためのボルト状の部材であり、その外周面に
形成された雄ネジ６ｎが前述のように前記ピン本体２の
基端部に形成された基端雌ネジ２ｆに螺合するようにな
っている。そして、両者６ｎ，２ｆの螺合量を調整する
ことにより前記ピン本体２に対するパイプ押さえ金具６
の軸方向の位置が決められる。なお、前記パイプ押さえ
金具６をピン本体２に装着する際にはそのパイプ押さえ
金具６の頭部６ｈに締付け工具がセットされる。また、
前記パイプ押さえ金具６の内部には先端側から前記大径
孔６ａと段差部６ｄ及び小径孔６ｓが同軸に形成されて
おり、前述のようにその大径孔６ａに前記押圧パイプ９
の基端部が収納されてその端面が前記段差部６ｄによっ
て受けられるようになっている。また、前記小径孔６ｓ
は熱電対３を通すことができるサイズに製作されてい
る。

【００１３】次に、前記加圧ピン１を組付ける手順を説
明する。先ず、パイプ押さえ金具６の大径孔６ａに押圧
パイプ９の基端部を収納する。このとき、パイプ押さえ
金具６の先端にはリング７が固定されているとともに、
そのリング７にはコレット５の基端部が収納されてい
る。次に、熱電対３がパイプ押さえ金具６の小径孔６ｓ
から押圧パイプ９、リング７及びコレット５に通され
る。そして、前記熱電対３の先端部が所定寸法だけコレ
ット５から引き出された状態で、そのコレット５がリン
グ７に押し込まれる。これによって、前記コレット５と
リング７とに設けられたテーパーの働きによりそのコレ
ット５が締まり、前記熱電対３は押圧パイプ９に固定さ
れる。

【００１４】次に、前記熱電対３と押圧パイプ９がピン
本体２の貫通孔２ｋに通され、さらに、パイプ押さえ金
具６の雄ネジ６ｎがそのピン本体２の基端雌ネジ２ｆに
所定量だけ螺合される。これによって、前記パイプ押さ
え金具６がピン本体２の内部に予め決められた量だけ進
入してこの位置に位置決めされる。次に、前記ホールド
４の雄ネジ４ｍがピン本体２の先端雌ネジ２ｅに螺合さ
れ、そのホールド４がピン本体２の内部に進入する過程
で前記熱電対３の先端部がホールド４の貫通孔４ｋに挿
入される。そして、そのホールド４の端面がコレット５
の先端面に当接するまで前記ホールド４が締付けられる
と、この状態で前記熱電対３の測温先端面３ｆがホール
ド４の貫通孔４ｋから突出して円錐の頂点に相当する位
置に位置決めされる。このようにして、前記熱電対３の
測温先端面３ｆが所定位置に位置決めされた状態で加圧
ピン１の組付けが終了する。

【００１５】図３は、本実施の形態に係る加圧ピン１に
よって溶湯Ｗの加圧を行う様子を模式的に表している。
なお、この状態で、金型１０のキャビティ１２に充填さ
れた溶湯Ｗは表面が凝固しており、内部はまだ溶融状態
にある。前記加圧ピン１は、前述のように、溶湯加圧面
２ｔ，４ｔが円錐形に成形されており、その円錐の頂点
に相当する位置に熱電対３の測温先端面３ｆが位置決め
されている。このため、前記加圧ピン１が溶湯Ｗに押し
込まれて表面の凝固層Ｗｆを押し破った状態で、熱電対
３の測温先端面３ｆが溶湯Ｗの液相部Ｗｅに最初に接触
するようになり、溶湯Ｗの温度を速やかに測定可能とな
る。

【００１６】また、前記熱電対３の測温先端面３ｆが溶
湯Ｗに直接接触するため、ピン本体２や金型１０の熱の
影響をほとんど受けずに溶湯温度を測定できるようにな
る。したがって、溶湯温度を精度良く測定でき、また、
測定時間の遅れもほとんどない。さらに、熱電対３の先
端部外周が熱伝導率の低いホールド４によって被われて
いるため、短いサイクルでの連続的な鋳造により加圧ピ
ン１のピン本体２や金型１０が高温になってもそのピン
本体２等の熱が熱電対３の測温先端面３ｆに伝わり難
く、溶湯温度を精度良く測定できる。したがって、金型
１０内の溶湯温度に基づく加圧ピン１の動作制御を最適
条件で行うことができるようになる。また、前記熱電対
３の先端部がホールド４及びコレット５によって保持さ
れているため、その熱電対３が針金状の細いものであっ
ても溶湯圧力で押し込まれたり折れることがなく、さら
に、交換作業も容易である。したがって、直径2mm 以下
の熱電対でも使用可能であり、細い熱電対を使用するこ
とにより温度測定における追従精度を向上させることが
できる。

【００１７】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、この本発明の実施の形態には請求の範囲に記載し
た技術的事項以外に次のような各種の技術的事項を有す
るものであることを付記しておく。（１）請求項１に記載された加圧ピンにおいて、その
加圧面は円錐形に成形されており、円錐の頂点に相当す
る部位に温度センサーの測温先端面が位置決めされてい
ることを特徴とする加圧ピン。このため、加圧ピンが溶
湯の凝固層を押し破った状態で、熱電対の測温先端面が
最初に溶湯の液相部に接触し、その溶湯の温度を速やか
に測定できる。（２）請求項２又は請求項３に記載された加圧ピンに
おいて、防熱手段と保持手段とが兼用されていることを
特徴とする加圧ピン。このため、加圧ピンの構造が複雑
化しない。

【００１８】

【発明の効果】本発明によると、加圧ピン自身や金型の
熱の影響を受けずに溶湯温度を測定できるため、測定精
度が向上し、また、測定時間の遅れもほとんどない。こ
のため、金型内の溶湯温度に基づく加圧ピンの制御を良
好に実施できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一の実施の形態に係る加圧ピンの縦断
面図である。

【図２】本発明の一の実施の形態に係る加圧ピンの要部
詳細図である。

【図３】本発明の一の実施の形態に係る加圧ピンで溶湯
の加圧をしている様子を表す模式図である。

【符号の説明】

Ｗ溶湯１加圧ピン２ピン本体２ｔ円錐面（加圧面）３熱電対（温度センサー）４ホールド（防熱手段、保持手段）４ｔ円錐面（加圧面）５コレット（保持手段）７リング（保持手段）１０金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水野英二愛知県名古屋市千種区新池町２−９水野精密工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】温度センサーを備える鋳造用の加圧ピン
において、その加圧面から前記温度センサーの測温先端面が溶湯に
接触できる状態で突出していることを特徴とする加圧ピ
ン。
【請求項２】請求項１に記載された加圧ピンにおい
て、前記温度センサーの先端部外周を被う防熱手段を有する
ことを特徴とする加圧ピン。
【請求項３】請求項１に記載された加圧ピンにおい
て、前記温度センサーの先端部をその半径方向から保持する
保持手段を有することを特徴とする加圧ピン。