JP2006035240A

JP2006035240A - 自動昇温機能を有する鋳造装置

Info

Publication number: JP2006035240A
Application number: JP2004215378A
Authority: JP
Inventors: Masamichi Nakamura; 昌道中村
Original assignee: Enkei Corp
Current assignee: Enkei Corp
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2004-07-23
Publication date: 2006-02-09

Abstract

【課題】あおり工程におけるサイクルタイムを温度低下値に比例させて短縮化させる。
【解決手段】ベース６上に搭載されるものであって当該ベース６のところに固定される下金型２と、下金型２上にあって上下方向への移動及び上方に移動した状態において反転運動をするように設けられた上金型１と、上金型１の周囲に４分割された状態で設置されるものであって横方向へのスライド移動が可能なように設けられる横金型３と、からなる。横金型３の背面側に温度センサ７を設ける。温度センサ７からの信号に基づき横金型３周りの昇温促進を図るためのあおり工程のサイクルタイム制御等を行なう制御手段７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルミニウム合金製ホイールの鋳造装置に関するものであり、特に、鋳造工程において金型周りの温度が低下したときに、金型周りの温度を所定の値に自動的に上昇させるようにした、金型周りにおける自動昇温機能を有する鋳造装置に関するものである。

一般に、アルミニウム合金製ホイール等を初めとした各種製品の鋳造装置としては、例えば、特公平７−１２５３８号公報等に記載されるものが挙げられる。そして、このものは、上金型、下金型、横金型等からなる各金型にて形成されるものであって、これら各金型が型閉めされることによって形成される所定のキャビティ空間内へアルミニウム合金製の溶湯が注入されることによって所定の形態からなる鋳物が形成されるようになっているものである。このようにして、所定の形態からなる製品が形成された後には、各金型が型開きされるとともに、型開きされた各金型の周りは、高圧のエアブロー等によって清掃されて、再度各金型が型閉めされて、新たな鋳造工程が進められるようになっているものである。このような一連の工程を繰り返し行なうことによってアルミニウム合金製ホイールの鋳造工程が連続的に進められるようになっているものである。
特公平７−１２５３８号公報

ところで、上記従来のものにおける一連の工程において、金型周りの温度が異常に低下してしまう場合がある。このように金型周りの温度が低下した状態で鋳造工程を進めると、製品の内部には引巣等が生じてしまうおそれがある。このような引巣の発生等の問題点が生じないようにするため、従来においては、金型周りの温度が低下した場合には、その復旧作業として、キャビティ空間内への溶湯の注入から冷却工程を経て型開きがなされるまでの間の時間（サイクルタイム）を短縮化するようにしている。これによって金型周りの温度上昇を促進させるようにしているものである。すなわち、溶湯注入から型開きまでの間の時間を、作業者の判断にて意識的に短縮化し、金型周りの温度上昇を促進させるようにしているものである。このような作業（工程）を、あおり工程と称している。しかしながら、このあおり工程は、作業者の勘と経験とに基づいて行なわれているものである。従って、上記あおり工程に要する時間、すなわち、金型周りの温度を所定の温度に昇温させる時間は、作業者の能力の如何によって大きく異なって来る。また、場合によっては、未だ充分に温度が上がっていないにもかかわらず、鋳造工程を再開させてしまい、結果的に、製品に、引巣等を生じさせてしまうと言う問題点がある。このような作業者の技能の如何によって生ずる問題点を解消するために、上記あおり工程を、予め設定されたプログラムに基づいて、自動的に制御することのできるようにした自動昇温機能を有する鋳造装置を提供しようとするのが、本発明の目的（課題）である。

上記課題を解決するために、本発明においては次のような手段を講ずることとした。すなわち、請求項１記載の発明である第一の発明においては、上金型、下金型、及び横金型の複数の金型からなるものであって、型閉め工程、傾動・注湯工程、冷却工程、型開き工程、製品取出し・清掃工程等の一連の工程を有する鋳造装置に関して、上記横金型のキャビティ空間形成面の背面側のところに温度センサを設けるとともに、当該温度センサからの信号に基づき、上記横金型周りの温度が所定値以下の値にあると判断された場合には、上記冷却工程から型開き工程までの時間を短縮化し、上記一連の工程を短時間のうちに繰返し行なわせるようにした構成を採ることとした。

また、請求項２記載の発明である第二の発明においては、請求項１記載の自動昇温機能を有する鋳造装置に関して、上記横金型周りの温度が所定値以下になった場合に、上記冷却工程から型開き工程までの時間を、温度低下値に比例して短縮化させるようにした構成を採ることとした。また、請求項３記載の発明である第三の発明においては、請求項１記載の自動昇温機能を有する鋳造装置に関して、コンピュータ装置からなる制御手段を設けるとともに、上記コンピュータ装置内に、上記冷却工程から型開き工程までの時間を温度低下値に比例した状態で短縮化させるようにしたプログラムを予め設定しておくようにした構成を採ることとした。

第一の発明によれば、冷却工程から型開き工程までの時間が自動的に短縮化されるようになり、作業者の技能の如何にかかわらず、横金型周りの昇温作業が効率良く進められることとなる。その結果、鋳造作業の効率化、延いては生産性の向上が図られるようになる。

また、第二の発明によれば、上記昇温工程を、予め設定された温度からの温度低下値に比例させて、上記冷却工程から型開き工程までの所要時間を短縮化させるようにしたので、横金型周りの温度が低い場合程、型開きタイミングを早くして、キャビティ空間内への溶湯の注入頻度を高めさせ、これによって横金型周りにおける温度上昇を促進させることができるようになる。その結果、横金型周りにおける温度上昇を効率的に行なわせることができるようになり、昇温工程、すなわち、あおり工程の短縮化を図ることができるようになる。これによって、鋳造工程の再開を促進させ、延いては生産性の向上を図ることができるようになる。

また、第三の発明によれば、金型、特に横型周りの温度上昇作業が、予め設定されたプログラム等に基づく制御作用により、自動的に型開きまでの時間が短縮化されることによって行なわれるようになる。その結果、作業者の技能の如何にかかわらず、横金型周りの昇温作業が、最も効率良く進められるようになり、鋳造作業の効率化、延いては生産性の向上が図られるようになる。

本発明を実施するための最良の形態について、図１ないし図３を基に説明する。本発明の実施の形態にかかるものは、図１に示す如く、ベース６上に搭載されるものであって当該ベース６のところに固定される下金型２と、当該下金型２上にあって上下方向への移動及び上方に移動した状態において反転運動をするように設けられる上金型１と、当該上金型１の周囲に４分割された状態で設置されるものであって横方向へのスライド移動が可能なように設けられる横金型３と、からなるアルミニウム合金製ホイールの鋳造装置に関するものである。なお、このような構成からなるものにおいて、各金型１、２、３が型閉めされた後、所定の角度だけ傾けられた状態で上記横金型３の一部に設けられたラドル４のところに溶湯が注入され、このような状態において、本鋳造装置全体を所定の速度で回転運動させることによって、上記ラドル４のところに注がれた溶湯が、上記各金型１、２、３にて形成されるキャビティ空間内へと注入されて、最終的にはアルミニウム合金製のホイールが鋳造されるようになっているものである。

このような構成からなるものにおいて、上記上金型１の下面側であるキャビティ空間を形成する面側のところには、図１に示す如く、複数のエアブローノズル１５が設けられるようになっている。そして、このエアブローノズル１５からは、所定の高圧エアが適宜噴射されるようになっているものである。なお、これらエアブローノズル１５からの高圧エアの噴射は、別途設けられた制御手段５からの制御指令（信号）に基づいて制御されるようになっているものである。また、上記下金型２の搭載されるベース６のところには、図１に示す如く、複数のエアブローノズル６６が設けられるようになっている。そして、当該エアブローノズル６６からの高圧エアの噴射タイミングも、上記制御手段５からの制御指令（信号）に基づいて行なわれるようになっているものである。

このような構成からなるものにおいて、横金型３のキャビティ空間形成面の背面側のところには温度センサ７が設けられるようになっているものである。この横金型３の背面側に設けられる温度セン７からの信号をもって、キャビティ空間内における適正温度を検出するようにしているものである。

これら構成からなる上記温度センサ７からの信号に基づき、後に述べる横金型３周りの昇温促進を図るためのあおり工程の作動等を制御するとともに、各工程の作動制御等を行なう制御手段５は、マイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）を主に形成されるコンピュータ装置からなるものであって、各種演算処理を行うとともに、当該演算処理の結果に基づいて、各種制御を行なうようになっているものである。また、当該コンピュータ装置には、型開き時のタイミングを決めるためのプログラムが予め設定されるようになっている。

次に、このような構成からなる本鋳造装置における鋳造工程について図２を基に説明する。すなわち、本鋳造工程は、まず、図２の（Ａ）に示す如く、型閉め工程にて各金型１、２、３が型閉めされた状態において、これらが所定の角度だけ回転させられて、図２の（Ｂ）に示す状態に設置される。次に、このような状態において、ラドル４のところにアルミニウム合金からなる溶湯が注入され、このような状態において、型閉めされた金型全体が回転運動させられる。すなわち、図２の（Ｃ）に示すような傾動・注湯工程が採られることによって、各金型１、２、３にて形成されるキャビティ空間内へは、アルミニウム合金製の溶湯が注入されることとなる。

そして、このような状態において、引き続き、図２の（Ｄ）に示す如く、冷却工程が採られることとなる。この冷却工程は、図１に示すクーラント導入路８を介して、更には当該クーラント導入路８の途中に設けられるバルブ８８を介して各金型１、２、３の内部に所定のクーラントが導入されることによって行なわれるようになっているものである。なお、このようなクーラントの導入等を規制するバルブ８８の開閉作動及びクーラントの導入時間等は、上記制御手段５からの指令に基づいて行なわれるようになっているものである。そして、所定時間の冷却工程（Ｄ）が経過した後に、図２の（Ｅ）に示す型開き工程が開始されることとなる。これら冷却工程（Ｄ）開始から型開き工程（Ｅ）までの時間は、制御手段５からの制御指令（信号）に基づいて、及び当該制御手段５を形成するコンピュータ装置内に予め組み込まれたプログラムに基づいて行なわれるようになっているものである。特に、この場合、制御手段５による制御作用は、図１に示す横金型３のキャビティ空間形成面の背面側に設けられた温度センサ７からの指令（信号）に基づいて行なわれるようになっているものである。

次に、このような状態において、図２の（Ｆ）に示す如く、製品取出し作業が行なわれるとともに、引き続いて図２の（Ｇ）に示す如く、各金型１、２、３周りの清掃作業が行われる。そして更に、図２の（Ａ）に示す如く、型閉め工程が採られ、元の状態へと戻って行くこととなる。このように、一連の工程が進められることによってアルミニウム合金製ホイールの鋳造作業が連続的に進められることとなる。

このような一連の工程において、図１に示す横金型３の背面側に設けられた温度センサ７からの情報にて、予め設定された値よりも低い（低温）と判定された場合には、上記冷却工程（Ｄ）から型開き工程（Ｅ）までの時間（これをサイクルタイムと称する）ｔを短縮化させるようにしている。すなわち、溶湯の注入（Ｂ）から型開き（Ｄ）及び製品取出し（Ｆ）までの時間を短かくして、金型１、２、３の温度が下る前に新たな注湯工程（Ｂ，Ｃ）を手早く行い、各金型１、２、３周りの温度を適当な値に迅速に上昇させるようにする。すなわち、あおり工程を導入して、金型１、２、３周りの温度を適温に保ち、鋳物製品内部に引巣等の生ずるのを抑止するようにしている。

このあおり工程に関しては、本実施の形態においては、図３に示すように、温度低下割合に比例させてサイクルタイム（ｔ）を短縮化させるようにしている。このようなサイクルタイム（ｔ）の短縮化に関する一実施例について述べる。具体的には、上記サイクルタイム（ｔ）を２分の値に設定した状態で上記一連の鋳造工程を進めて行くと、横金型３周りの温度は４８０℃の値を示すようになり、この状態においては、鋳物製品内部に引巣等は生じない。しかしながら、上記一連の鋳造工程中において、上記横金型３周りの温度が４００℃以下に低下すると、鋳物製品内部には引巣等の生ずるおそれのあることが、これまでの経験則上判っている。これに対処するために、従来においては、作業者が自己の経験等に基づいて、上記あおり工程を行なうこととしていた。このようなあおり工程を、予め設定されたプログラム制御にて行なわせるようにしたのが、本実施の形態のものである。

その具体的一実施例としては、図３に示す如く、横金型３の背面側に設置された温度センサ７からの情報によって横金型３周りの温度が４００℃に降下したと判断されたときには、上記サイクルタイム（ｔ）の値を１分３０秒まで短縮化させる。そして、上記横金型３周りの温度が４８０℃になるまでの間、温度上昇に応じてサイクルタイム（ｔ）を長くし、上記温度が４８０℃になったときにサイクルタイム（ｔ）を、正常値である２分となるように変化させる。すなわち、上記サイクルタイム（ｔ）の値を、横金型３周りの温度の変化値に対応させて比例状態で自動的に変化させるようにする。このような制御プログラムを上記制御手段５を形成するコンピュータ装置内に組込んでおくこととする。なお、上記プログラムに設定される各設定値（図３参照）としては、この他に、例えば設備の如何等に応じて、型開き最短限界時間を１分２５秒程度に、また、サイクルタイム（ｔ）を１分５０秒程度に、更には、絶対不良温度４００℃を４２０℃に採るとともに、安定時下限温度４８０℃を４７０℃程度に採る場合がある。

このような制御手段５に予め組込まれたプログラムに基づいて、あおり工程を自動的に行なわせることによって、作業者の技能の如何に関係なく、あおり工程を最も効率良く進めることができるようになる。その結果、金型１、２、３の温度を自動的に最適状態に保持することができるようになり、鋳造工程全体の効率向上、延いては生産性の向上を図ることができるようになる。

本発明の全体構成を示す断面図である。本発明にかかる鋳造工程全体を示す工程説明図である。本発明にかかるあおり工程の制御態様を示す図（グラフ）である。

符号の説明

１上金型
１５エアブローノズル
２下金型
３横金型
４ラドル
５制御手段
６ベース
６６エアブローノズル
７温度センサ
８クーラント導入路
８８バルブ

Claims

上金型、下金型、及び横金型の複数の金型からなるものであって、型閉め工程、傾動・注湯工程、冷却工程、型開き工程、製品取出し・清掃工程等の一連の工程を有する鋳造装置において、上記横金型のキャビティ空間形成面の背面側のところに温度センサを設けるとともに、当該温度センサからの信号に基づき、上記横金型周りの温度が所定値以下の値にあると判断された場合には、上記冷却工程から型開き工程までの時間を短縮化し、上記一連の工程を短時間のうちに繰返し行なわせるようにしたことを特徴とする自動昇温機能を有する鋳造装置。
請求項１記載の自動昇温機能を有する鋳造装置において、上記横金型周りの温度が所定値以下になった場合に、上記冷却工程から型開き工程までの時間を、温度低下値に比例して短縮化させるようにしたことを特徴とする自動昇温機能を有する鋳造装置。
請求項１記載の自動昇温機能を有する鋳造装置において、コンピュータ装置からなる制御手段を設けるとともに、上記コンピュータ装置内に、上記冷却工程から型開き工程までの時間を温度低下値に比例した状態で短縮化させるようにしたプログラムを予め設定しておくようにしたことを特徴とする自動昇温機能を有する鋳造装置。