JP5885561B2 - ダイカスト金型及びその段替え方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダイカスト金型及びその段替え方法に関する。

ダイカスト鋳造法は、金属溶湯をキャビティに射出することで高精度の鋳物を成形する工法である。ダイカスト鋳造では、鋳造する製品の種類の切り換えや、摩耗等による金型寿命により、ダイカスト金型の交換（段替え）を行う必要がある。ダイカスト鋳造による鋳造品（例えばエンジンのシリンダブロック）の形状は複雑化する傾向にあり、ダイカスト金型の形状も複雑化しているため、溶湯の射出圧を高くする必要があり、これによりダイカスト金型は大型化し、且つ、金型寿命短縮により交換頻度が高くなっている。このように大型のダイカスト金型を頻繁に交換すると、金型コストが高くなると共に、交換作業に時間がかかり生産性が低下する。

そこで、最近では、ダイカスト金型を、キャビティを形成する専用型と、専用型が固定される汎用型とに分割して構成し、段替え時に専用型のみを交換する方法が採用されている。例えば特許文献１には、専用型をローラ上に載置して搬送し、汎用型への取り付け位置に配置する段替え装置が示されている。

特開２００３−１９１０６３号公報

しかし、特許文献１のように、段替え専用の装置を設けると、設備の大型化及び高コスト化を招く。

ところで、エンジン等を製造する工場には、通常、重量物を搬送するための吊り下げ搬送設備が設けられている。この吊り下げ搬送設備を用いて、専用型を汎用型の間に投入して段替えを行うことができれば、段替え専用の装置が不要となり、設備の大型化及び高コスト化を回避できる。

専用型を吊り下げ搬送する場合、例えば図１２に示すように、吊り具１０１に設けた水平方向の突起１０１ａを、専用型１０２に設けた水平方向の穴１０２ａに挿入することで、専用型１０２を吊り下げ保持する構成が考えられる。この吊り具１０１は、専用型１０２を汎用型に固定した後、金型から取り外す必要があるが、吊り具１０１の突起１０１ａと専用型１０２の穴１０２ａとが上下方向に係合しているため、吊り具１０１を真上に引き抜くことはできない。従って、図１３に矢印で示すように、吊り具１０１を水平方向に移動させて、吊り具１０１の突起１０１ａを専用型１０２の穴１０２ａから引き抜くことにより、吊り具１０１と専用型１０２との係合状態を解除してから、吊り具１０１を上方に引き抜く必要がある。しかし、この場合、汎用型（図示省略）に、吊り具を水平方向に移動させるための逃げ部を設ける必要があるため、汎用型の剛性不足に伴う成形不良が生じる恐れがある。このような事情から、専用型の吊り下げ搬送による段替えは実現化には至っていないのが現状である。

上記の問題に鑑みて、本発明が解決すべき技術的課題は、成形不良を招くことなく、吊り下げ搬送による専用型の段替えを可能とすることにより、設備の小型化及び低コスト化を図ることにある。

上記課題を解決するためになされた本発明は、汎用型と、キャビティを形成する専用型とを有するダイカスト金型の段替え方法であって、専用型に設けられ、型締め方向と直交する方向の第１貫通穴にロッドを挿通する工程と、専用型の両側から突出したロッドの両端部を吊り具で吊り上げて専用型を吊り下げ保持し、この状態で専用型を搬送して汎用型への取り付け位置に配置する工程と、汎用型を型締めし、汎用型と専用型とを固定する工程と、汎用型に設けられ、型締め方向と直交する方向の第２貫通穴を介して、ロッドをダイカスト金型から引き抜く工程と、吊り具を前記ダイカスト金型から取り外す工程とを有するものである。

このように、本発明の段替え方法では、専用型を汎用型に固定した後、汎用型に設けた第２貫通穴を介してダイカスト金型からロッドを引き抜くことにより、吊り具と専用型との係合状態を解除して、吊り具を金型から取り外すことができる。これにより、吊り具を専用型から離反させることなく、吊り具と専用型との係合状態を解除できるため、吊り具を移動させるための逃げ部を汎用型に設ける必要がなくなり、金型剛性の低下に伴う成形不良を防止できる。

上記の段替え方法において、ロッドを引き抜いて吊り具と専用型との係合を解除した後、吊り具は汎用型の内部に配置された状態となっている。この状態で、吊り具を金型から取り外そうとすると、汎用型に吊り具を排出するための経路（凹部）を設ける必要があり、汎用型の剛性低下を招く恐れがある。そこで、吊り具と専用型のとの係合を解除した後、型開きしてから、吊り具を金型から取り外すようにすれば、汎用型に吊り具を排出するための経路を設ける必要がなくなり、汎用型の剛性を確保できる。

専用型が、固定型に設けられる固定専用型と、可動型に設けられる可動専用型とを有する場合、型締め方向の係合により固定専用型と可動専用型との分離を防止する分離防止手段を設けることが好ましい。これにより、吊り下げ保持したときに固定専用型と可動専用型とが分離することがなく、専用型を安定した状態で搬送することができる。この場合、専用型を汎用型に固定した後、形開きするために、分離防止手段の係合を解除する必要があるが、汎用型を型締めすることにより分離防止手段による係合が解除されるようにすれば、工数を削減できる。

上記の段替え方法は、汎用型と、キャビティを形成する専用型とを有するダイカスト金型であって、専用型に、型締め方向と直交する方向に延び、専用型を吊り下げ保持するためのロッドを挿通可能な第１貫通穴を設けると共に、汎用型に、型締め方向と直交する方向に延び、専用型を固定した状態で第１貫通穴と連通する第２貫通穴を設け、専用型と汎用型とを固定した状態で、第２貫通穴を介してロッドを第１貫通穴から引き抜き可能としたダイカスト金型により実現することができる。

上記のように、本発明に係る段替え方法によれば、成形不良を招くことなく、専用型を吊り下げ搬送して段替えすることが可能となるため、段替え専用の装置が不要となり、設備の小型化及び低コスト化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るダイカスト金型の断面図である。 上記ダイカスト金型の可動型の正面図である。 上記ダイカスト金型の専用型を吊り具及びロッドで吊り下げた状態を示す側面図である。 図３を金型の型締め方向から見た正面図である。 （ａ）は、図４のロッドの一端側の端部付近を拡大した断面図であり、（ｂ）は、（ａ）図を軸端側から見た正面図である。 （ａ）は、図４のロッドの他端側の端部付近を拡大した断面図であり、（ｂ）は、（ａ）図を軸端側から見た正面図である。 ダイカスト金型の段替え方法を示す断面図であり、（ａ）は専用型を汎用型の間に配置した状態、（ｂ）は専用型を汎用型への取り付け位置に配置した状態、（ｃ）は型締めした状態を示す。 （ａ）は、ロッドの引抜治具の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）図のＡ−Ａ線における断面図である。 上記引抜治具をロッドに装着した状態を示す断面図である。 ダイカスト金型からロッドを引き抜く様子を示す正面図である（固定型を省略）。 ダイカスト金型の段替え方法を示す断面図であり、（ａ）は専用型を汎用型に固定し、ロッドを引き抜いた状態、（ｂ）は型開きして吊り具と可動型とを分離した状態、（ｃ）は吊り具を固定型から分離した状態を示す。 専用型の吊り下げの参考例を示す正面図である。 専用型からの吊り具の引き抜き方向を示す正面図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明のダイカスト金型及びその段替え方法の実施形態について説明する。

本発明の一実施形態に係るダイカスト金型は、例えばエンジンのシリンダブロックを鋳造するものであり、図１に示すように、可動プラテン１に取り付けられた可動型１０と、固定プラテン２に取り付けられた固定型２０とを有する。可動型１０は、可動プラテン１に固定された可動汎用型１１と、可動汎用型１１に固定された可動専用型１２とを有する。固定型２０は、固定プラテン２に固定された固定汎用型２１と、固定汎用型２１に固定された固定専用型２２とを有する。可動汎用型１１及び固定汎用型２１は、段替え時にも交換されない汎用型を構成し、可動専用型１２及び固定専用型２２は、段替え時に交換される専用型を構成する。尚、シリンダブロックを鋳造するダイカスト金型には、通常、金型の開閉方向（図１の左右方向）と直交する方向にスライドするスライド型が設けられるが、本実施形態ではスライド型の図示及び説明を省略する。また、以下の説明では、金型の開閉方向と直交する水平方向（図２の左右方向）を幅方向と言う。

可動汎用型１１は、可動専用型１２が嵌合固定される凹部１１ａと、型締め面１１ｂに設けられた凹部１１ｃと、可動専用型１２を固定するためのＴ字クランパ３が挿通される貫通穴１１ｄとを有する。凹部１１ｃは、図２に示すように、凹部１１ａの上端付近の幅方向両側から上方に延び、可動汎用型１１の上面に達している。固定汎用型２１は、固定専用型２２が嵌合固定される凹部２１ａと、型締め面２１ｂに設けられた凹部２１ｃと、可動専用型１２を固定するためのＴ字クランパ３が挿通される貫通穴２１ｄとを有する。凹部２１ｃは、可動汎用型１１の凹部１１ｃと同様の形状をなす。可動型１０と固定型２０とを型締めすることにより、可動汎用型１１の凹部１１ｃと固定汎用型２１の凹部２１ｃとで、後述する吊り具４０と汎用型（可動汎用型１１及び固定汎用型２１）との干渉を回避する逃げ部が形成される。

可動専用型１２は、成形面１２ａと、Ｔ字クランパ３の先端が挿入される固定穴１２ｂとを有する。固定専用型２２は、成形面２２ａと、Ｔ字クランパ３の先端が挿入される固定穴２２ｂとを有する。可動型１０と固定型２０とを型締めすることにより、可動専用型１２の成形面１２ａと固定専用型２２の成形面２２ａとでキャビティが形成される。

可動汎用型１１には、幅方向に延びる第２貫通穴１１ｅが設けられる。本実施形態では、図２に示すように、凹部１１ａの上端付近から幅方向両側に延び、同一直線上に配される。可動専用型１２には、幅方向に延び、第２貫通穴１１ｅと略同径の第１貫通穴１２ｃが設けられる。可動汎用型１１に可動専用型１２を固定した状態で、第２貫通穴１１ｅと第１貫通穴１２ｃは同一直線上に配される。固定汎用型２１及び固定専用型２２には、可動汎用型１１の第２貫通穴１１ｅ及び可動専用型１２の第１貫通穴１２ｃと同様の第２貫通穴２１ｅ（図７参照）及び第１貫通穴２２ｃ（図１参照）が設けられる。

以下、上記構成を有するダイカスト金型の専用型の交換（段替え）方法を説明する。

まず、可動専用型１２及び固定専用型２２（以下、専用型Ａと言う）を型締めした状態で配置し、この専用型Ａにロッド３０及び吊り具４０を装着する。

ロッド３０の長さは、専用型Ａの幅方向寸法よりも大きい。このため、ロッド３０を第１貫通穴１２ｃ，２２ｃに挿通した状態では、専用型Ａの幅方向両側からロッド３０の両端が突出した状態となる。ロッド３０は、一端（図４の右端）に抜け止め機構が設けられ、他端（図４の左端）に引き抜き機構が設けられる。具体的に、ロッド３０は、第１貫通穴１２ｃ，２２ｃの内径よりも若干小さい外径を有する本体部３１と、本体部３１の一端側に設けられ、本体部３１よりも外径が若干小さい小径部３２とを有する。小径部３２には、図５に示すように、外径に突出した突出部３２ａが設けられる。突出部３２ａは、例えば、小径部３２の外周面の円周方向略半分の領域に設けられる。これらの小径部３２、突出部３２ａ、及び本体部３１の一端側の端面３１ｃで、抜け止め機構が構成される。また、ロッド３０の本体部３１の他端側の端面には、図６に示すように、六角穴３１ａ及びネジ穴３１ｂが設けられると共に、位置決め板３３が固定される。位置決め板３３には、略Ｄ字形状の位置決め穴３３ａが形成される。位置決め板３３は、本体部３１の外径から若干外径側（図６では上方）に突出している。これらの六角穴３１ａ、ネジ穴３１ｂ、及び位置決め板３３で、引き抜き機構が構成される。

吊り具４０は、専用型Ａの幅方向両側に配される一対の水平部４１と、各水平部４１から上方に延びる一対の垂直部４２と、一対の垂直部４２の上端同士を連結する連結部４３とからなる。水平部４１は金型開閉方向に延び、その両端に、専用型Ａから突出したロッド３０が挿通される挿通穴４１ａが設けられる。ロッド３０の一端側の水平部４１には、図５に示すように、抜け止め部材４４が固定される。抜け止め部材４４には、ロッド３０の本体部３１よりも小径な挿通穴４４ａが形成される。挿通穴４４ａは、図５（ｂ）に示すように、小径部３２よりも僅かに大径の小径円弧面４４ａ１と、突出部３２ａよりも僅かに大径の大径円弧面４４ａ２とを有する。垂直部４２は、専用型Ａの型締め面を延長した平面上に設けられる。連結部４３の幅方向中央部には、吊り下げ搬送設備のフックＨが挿通される係止穴４３ａが設けられる。

具体的に、専用型Ａへのロッド３０及び吊り具４０の装着は、以下のようにして行われる。吊り具４０の水平部４１の各挿通穴４１ａを、専用型Ａの第１貫通穴１２ｃ，２２ｃと同軸に配した状態で、これらにロッド３０を一端側（抜け止め機構側）から挿入する。このとき、誤ってロッド３０を他端側（引き抜き機構側）から挿入しようとすると、ロッド３０の他端に設けられた位置決め板３３と吊り具４０の挿通穴４１ａとが干渉するため、誤挿入が防止される。そして、ロッド３０の小径部３２の突出部３２ａを上方に突出した状態（図５（ｂ）に実線で示す状態）にすることで、突出部３２ａが、抜け止め部材４４の挿通穴４４ａの大径円弧面４４ａ２を通過可能となる。突出部３２ａが抜け止め部材４４の挿通穴４４ａを通過したらロッド３０を１８０°回転させ、突出部３２ａを下方に突出した状態（図５（ｂ）に点線で示す状態）とする。これにより、ロッド３０の本体部３１の一端側の端面３１ｃと小径部３２の突出部３２ａとの軸方向間に抜け止め部材４４が配された状態となり、ロッド３０の抜け止めが行われる。

専用型Ａには、可動専用型１２と固定専用型２２との分離を防止する分離防止手段が設けられる。本実施形態では、図４に示すように、専用型Ａの幅方向両側の側面に分離防止手段５０が設けられる。分離防止手段５０は、図３に示すように、一方の専用型（図示例では可動専用型１２）に設けられた留め具５１と、他方の専用型（図示例では固定専用型２２）の側面から突出した係止部５２とで構成される。留め具５１は、ピン５１ａを介して固定専用型２２に回転自在に取り付けられる。留め具５１の先端には、係止部５２に上方から嵌合する凹部５１ｂが設けられる。留め具５１の凹部５１ｂと係止部５２とが嵌合することにより、これらが型開き方向（図３の左右方向）で係合し、これにより可動専用型１２と固定専用型２２との分離が防止される。このとき、留め具５１の基端部５１ｃは、斜め下方向に延び、可動専用型１２の後方（型開き方向、図３の左側）の側面から後方に突出している。

次に、図４に示すように、吊り具４０の連結部４３の係止穴４３ａに、吊り下げ搬送設備のフックＨを引っ掛けて、吊り具４０と共に専用型Ａを持ち上げて搬送し、汎用型（可動汎用型１１及び固定汎用型２１）への取り付け位置に配置する。具体的には、図７（ａ）に示すように、可動汎用型１１と固定汎用型２１とを型開きした状態とし、専用型Ａを下降させて可動汎用型１１と固定汎用型２１との間に配置する。その後、図７（ｂ）に示すように、専用型Ａを水平方向に移動させ、固定汎用型２１の凹部２１ａに専用型Ａの固定専用型２２を嵌合させる。

その後、可動汎用型１１を型締め方向に移動させ、図７（ｃ）に示すように、可動汎用型１１の凹部１１ａに専用型Ａの可動専用型１２を嵌合させ、型締めする。このとき、吊り具４０の水平部４１及び垂直部４２は、可動汎用型１１の凹部１１ｃと固定汎用型２１の凹部２１ｃとで構成される逃げ部に嵌り込み、これにより吊り具４０と金型との干渉が回避される。この型締め動作により、可動汎用型１１が、可動専用型１２の後方の側面から突出した留め具５１の基端部５１ｃに当接し、これにより留め具５１がピン５１ａを中心に回転して、留め具５１の先端が上昇して凹部５１ｂと係止部５２との係合が解除される。こうして、型締めの動作を利用して、可動専用型１２と固定専用型２２との一体化が解除される。この状態で、可動汎用型１１と可動専用型１２、及び、固定汎用型２１と固定専用型２２とが、それぞれＴ字クランパ３（図１参照）により固定され、可動型１０と固定型２０とが構成される。尚、図７ではＴ字クランパ３の図示を省略している。

その後、可動型１０及び固定型２０からロッド３０を引き抜く。ロッド３０の引き抜きは、図８に示す引抜治具６０を用いて行われる。

引抜治具６０は、図８（ａ）に示すように、軸６１と、内周に軸６１が挿入された筒部材６２とを有する。軸６１は、筒部材６２に対して回転及び摺動自在とされる。軸６１の先端には、ネジ部６１ａが形成される。軸６１の基端には、軸６１と直交する方向に延びる操作部６１ｂが設けられる。筒部材６２は、円筒部６２ａと、円筒部６２ａの先端側に設けられた角柱部６２ｂとを有する。角柱部６２ｂは、図８（ｂ）に示すように、六角柱の一部を切り欠いた切り欠き面６２ｃを有する。円筒部６２ａには、外径に向けて延びる操作部６２ｄが設けられる。

引抜治具６０による可動型１０からのロッド３０の引き抜きは、以下のようにして行われる。まず、図９に示すように、引抜治具６０を可動汎用型１１の第２貫通穴１１ｅに挿入し、引抜治具６０の筒部材６２の角柱部６２ｂの角度を調節して、角柱部６２ｂを、ロッド３０の位置決め部材３３の位置決め穴３３ａ、及び、本体部３１の六角穴３１ａに挿入する。これにより、引抜治具６０の軸６１がロッド３０の本体部３１のネジ穴３１ｂに対して位置決めされる。この状態で、操作部６１ｂ（図８参照）を持って軸６１を回転させることにより、軸６１のネジ部６１ａを本体部３１のネジ穴３１ｂと螺合させる。

その後、操作部６１ｂを持って筒部材６２を回転させることにより、ロッド３０を回転させ、ロッド３０の小径部３２の突出部３２ａを上方に突出した状態とすることで、突出部３２ａが抜け止め部材４４の挿通穴４４ａの大径円弧面４４ａ２を通過可能となる（図５（ｂ）の実線で示す状態）。この状態で、図１０に示すように引抜治具６０を幅方向外側（図中左側）に引っ張ることにより、可動型１０からロッド３０が引き抜かれる。上記と同様の手順により、固定型２０のロッド３０も引き抜かれる。

こうして、図１１（ａ）に示すように、専用型Ａの分離防止手段（留め具５１及び係止部５２）による係合が解除されると共に、ロッド３０が金型から引き抜かれて専用型Ａと吊り具４０との係合が解除された状態となる。この状態で、可動型１０を型開きすると、可動型１０と吊り具４０とが分離される（図１１（ｂ）参照）。その後、フックＨで吊り具４０を水平方向に移動して固定型２０から分離し（図１１（ｃ）参照）、さらにフックＨで吊り具４０を上昇させることにより、吊り具４０がダイカスト金型から取り外される。

以上により、可動汎用型１１及び固定汎用型２１に対して、可動専用型１２及び固定専用型２２を取り付けることができる。尚、可動汎用型１１及び固定汎用型２１から可動専用型１２及び固定専用型２２を取り外す際には、上記と逆の工程を行えばよい（詳細な説明は省略）。

上記のように、吊り具４０との係合によって吊り下げ保持される専用型Ａを汎用型（可動汎用型１１及び固定汎用型２１）に固定した後、汎用型に設けた第２貫通穴１１ｅ，２１ｅを介して、専用型Ａに設けた第１貫通穴１２ｃ，２２ｃからロッド３０を引き抜くことにより、吊り具４０と専用型Ａとの係合状態を解除することができるため、吊り具４０を専用型Ａから離反させて係合を解除する場合のように大きな逃げ部を汎用型に設ける必要はなく、金型剛性の低下に伴う成形不良を防止できる。特に、本実施形態では、ロッド３０を引き抜いて吊り具４０と専用型Ａとの係合を解除した後、型開きしてから吊り具４０を金型から取り外すようにしたため、汎用型に吊り具４０が嵌合する凹部１１ｃ，２１ｃ以外の排出経路を設ける必要がなくなり、汎用型の剛性を確保できる。

更に、専用型Ａを吊り下げ保持する際に、可動専用型１２と固定専用型２２との分離を防止する分離防止手段を設けたため、安定した状態で専用型Ａを吊り下げ搬送することができる。特に、本実施形態では、型締め動作により分離防止手段による係合を解除するようにしたため、別途の手段を設ける必要がなく、金型構造を簡略化できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態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で種々の変更を加え得ることは勿論である。

上記実施形態においては、専用型Ａを構成する可動専用型１２及び固定専用型２２に、それぞれ第１貫通穴１２ｃ，２２ｃを一本ずつ設けたが、これに限ることなく、例えば、可動専用型１２及び固定専用型２２に第１貫通穴を２本ずつ設けてもよい。これにより、専用型Ａを吊り具４０で吊り下げ保持する際に、可動専用型１２及び固定専用型２２の回転が規制されるため、分離防止手段が不要となる。

また、上記実施形態では、可動汎用型１１及び固定汎用型２１の凹部１１ａ，２１ａの幅方向両側に第２貫通穴１１ｅ，２１ｅを設けたが、これに限らず、凹部１１ａ，２１ａの幅方向一方側にのみ第２貫通穴１１ｅ，２１ｅを設け、他方は省略してもよい。

また、引抜治具６０により、ロッド３０とネジの螺合によって連結させて連結方向に抜き取るように構成したが、これに限ることなく、ロッド３０の連結部にリング状の部材を取り付け、フックを有する引き抜き具で引っ掛けて引き抜くようにしてもよい。更には、ロッド３０を押圧棒で押し出すことにより、金型から抜き取るようにしてもよい。

１１ 可動汎用型
１２ 可動専用型
２１ 固定汎用型
２２ 固定専用型
１１ｅ，２１ｅ 第２貫通穴
１２ｃ，２２ｃ 第１貫通穴
３０ ロッド
４０ 吊り具
Ａ 専用型

Claims (3)

1. 汎用型と、キャビティを形成する専用型とを有するダイカスト金型の段替え方法であって、
   前記専用型に設けられ、型締め方向と直交する方向の第１貫通穴にロッドを挿通する工程と、前記専用型の両側から突出した前記ロッドの両端部を吊り具で吊り上げて前記専用型を吊り下げ保持し、この状態で前記専用型を搬送して前記汎用型への取り付け位置に配置する工程と、前記汎用型を型締めし、前記汎用型と前記専用型とを固定する工程と、前記汎用型に設けられ、型締め方向と直交する方向の第２貫通穴を介して、前記ロッドを前記ダイカスト金型から引き抜く工程と、前記吊り具を前記ダイカスト金型から取り外す工程とを有するダイカスト金型の段替え方法。
2. 前記専用型が、固定型に取り付けられる固定専用型と、可動型に取り付けられる可動専用型と、型締め方向の係合により前記固定専用型と前記可動専用型との分離を防止する分離防止手段とを有し、
   前記汎用型の型締めにより、前記分離防止手段による係合が解除されるようにした請求項１に記載のダイカスト金型の段替え方法。
3. 汎用型と、キャビティを形成する専用型とを有するダイカスト金型であって、
   前記専用型に、型締め方向と直交する方向に延び、前記専用型を吊り下げ保持するためのロッドを挿通可能な第１貫通穴を設けると共に、前記汎用型に、型締め方向と直交する方向に延び、前記専用型を固定した状態で前記第１貫通穴と連通する第２貫通穴を設け、
   前記専用型と前記汎用型とを固定した状態で、前記第２貫通穴を介して前記ロッドを前記第１貫通穴から引き抜き可能としたダイカスト金型。

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