キャビティ内圧力計測装置
【課題】ダイカスト金型におけるキャビティ内圧力を計測するキャビティ内圧力計測装置において、鋳造圧力を再現性良く計測することができ、計測器の破損を防ぎ、装置の耐久性を向上させる。
【解決手段】キャビティ面３から金型Ａ外側に抜ける貫通孔５を設け、先端をキャビティ面３に臨ませ、後端を金型Ａ外側に設置した圧力計測手段（ロードセル７）に当接させる計測ピン６を貫通孔５に摺動可能に設け、キャビティ面３に臨む計測ピン６の先端側を低熱膨張材によって形成し、貫通孔５内に計測ピン６の後端を圧力計測手段（ロードセル７）に常時当接させる弾発手段１３を設けた。
【解決手段】キャビティ面３から金型Ａ外側に抜ける貫通孔５を設け、先端をキャビティ面３に臨ませ、後端を金型Ａ外側に設置した圧力計測手段（ロードセル７）に当接させる計測ピン６を貫通孔５に摺動可能に設け、キャビティ面３に臨む計測ピン６の先端側を低熱膨張材によって形成し、貫通孔５内に計測ピン６の後端を圧力計測手段（ロードセル７）に常時当接させる弾発手段１３を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト金型におけるキャビティ内圧力（鋳造圧力）を計測するキャビティ内圧力計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密に成形された金型のキャビティ内に溶湯を圧入して、高精度で鋳肌の優れた鋳造製品を生産するダイカストでは、鋳造圧力がダイカスト製品の品質を管理する上で重要なパラメータになる。鋳造圧力を高くすれば鋳巣やピンホールの微細化、或いは密度・比重の向上等が期待でき、且つ管理項目を減らすことができるので条件管理を行い易くなるが、その反面、金型や鋳造機には負荷を与えることになるのでこれらの寿命が短くなる。
また、鋳造圧力を低くすれば金型や鋳造機の寿命は延びるが、品質のばらつきが懸念されるので管理項目を増やしたり管理幅を小さくしたり等、製品の作り込み（成形）が厳しくなる。
【０００３】
より低圧で管理項目も少ない製品作りが望ましいが、そのためには製品品質に直結する管理が必要になる。金型キャビティの鋳造圧力は溶湯の充填完了から凝固に至る状態変化を把握することができるパラメータであると考えられるので、この鋳造圧力と品質との関係を確認し品質良否の判定ができれば、より品質に直結する管理が可能になり品質保証にも繋がることになる。
【０００４】
そのためには、再現性良く鋳造圧力を計測することが求められる。鋳造圧力の計測としては、金型キャビティ内に圧力センサを設置して溶湯の直圧を計測することも不可能ではないが、圧力センサの耐熱性・耐久性の問題があるので、キャビティ内圧力を計測ピンによって金型外に取り出し、計測ピンの押圧力を金型外に設けた歪みゲージ等で計測することが行われている。
【０００５】
下記特許文献１には、キャビティの内面の一部に撓み部を形成するブロックを設け、この撓み部の背面に撓み量伝達棒の一端を当接させてその他端を金型外の歪みゲージに当接させることが記載されている。
また、図６に示すように、金型に形成した貫通孔５０に計測ピン６０を摺動可能に設け、その先端を直接キャビティ４０の内面３０に臨ませ、後端を金型外に設けたロードセル７０に当接せることも従来行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、計測ピンは、設計の段階で、加工公差や熱膨張代（金型との熱膨張係数の差）などを考慮して、計測器に鋳造圧力（溶湯の圧力）が加わる前に、予め負荷がかからないように、計測器との間にある程度の隙間を設けるように設計されている。
計測器との間に設けたこの隙間が、鋳造圧力が加わるときに、溶湯の射出時に計測ピンの端部が加速して計測器当接面に衝突するので、その衝撃の繰り返しにより、計測器が破損し易いという問題があった。
【０００８】
また、計測ピンの端部を直接キャビティ内に臨ませる場合には、計測ピンとキャビティ型材との熱膨張の差によって貫通孔と計測ピンとの隙間が大きくなり、その隙間内にバリ指しが生じて計測ピンの摺動を阻害したり、また、キャビティ面に塗布される離型剤が隙間内に入り込んで過熱により変質し固着するなどによっても鋳造圧力を再現性良く計測することができない問題があった。
【０００９】
本発明は、このような課題に対処するために提案されたものであって、ダイカスト金型におけるキャビティ内圧力を計測するキャビティ内圧力計測装置において、計測器の破損を防ぎ、装置の耐久性を向上させることができること、鋳造圧力を再現性良く計測することができること、などを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、キャビティ面から金型外側に抜ける貫通孔を設け、先端を前記キャビティ面に臨ませ後端を前記金型外側に設置した圧力計測手段に当接させる計測ピンを、前記貫通孔に摺動可能に設け、かつ、前記計測ピンの後端を前記計測手段に常時当接させる弾発手段を前記貫通孔内に設けたことを特徴とする。
なお、前記キャビティ面に臨む前記計測ピンの先端側と前記貫通孔との間の隙間を４／１００ｍｍ以下としていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、キャビティ面から金型外側に抜ける貫通孔を設け、先端を前記キャビティ面から突出、かつ、該キャビティ面に臨ませる可動ブッシュ部材を、前記貫通孔に摺動可能に設け、先端を前記キャビティ面に臨ませ後端を前記金型外側に設置した圧力計測手段に当接させる計測ピンを、前記可動ブッシュ部材に摺動可能に設け、さらに、前記可動ブッシュ部材を前記突出方向に常時付勢する弾発手段を設けて、型締め時に前記可動ブッシュ部材の先端が相手金型に押されて前記キャビティ面に戻され、かつ、前記計測ピンの後端が前記圧力計測手段に当接されるように構成されていることを特徴とする。
ここで、前記可動ブッシュ部材は、内外の２部材からなり、内側ブッシュ部材に前記計測ピンを摺動可能に設けるとともに、外側ブッシュ部材を前記貫通孔に摺動可能に設けてなる。
【発明の効果】
【００１２】
このような特徴によると、溶湯の射出時（鋳造圧力が加わるとき）に、計測ピンは圧力計測手段に隙間無く当接されていることで、圧力計測手段の破損を防ぎ、装置の耐久性を向上させることができる。
また、熱膨張の影響で鋳造圧力の再現性が損なわれることなく値を計測することができる。
さらに、離型剤、燃焼ガスの固着やバリ刺しなどの影響を受けることなく値を正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
【図３】金属製で冷却水循環路を備えている計測ピン（実施品１）およびセラミックス材によって形成された計測ピン（実施品２）と、金属製の計測ピン（比較品）とによる鋳造圧力の計測試験結果を示したグラフである。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図であり、（ａ）は、型開き状態において、可動ブッシュ部材の先端がキャビティ面から突出され、かつ、計測ピンの後端がロードセルから離れた状態を示し、（ｂ）は、型締め状態において、可動ブッシュ部材の先端がキャビティ面に戻され、かつ、計測ピンの後端がロードセルに隙間無く当接された状態を示す。
【図６】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
このキャビティ内圧力計測装置は、ダイカスト金型の固定型または可動型に対して装着されるものである。金型Ａは、主型１と、キャビティ面３を有する嵌込み型（入子）２とで構成されており、固定型と可動型とが型締め（型合わせ）されることによって、両型のキャビティ面３の間にキャビティ４が形成されるようになっている。
【００１５】
この金型Ａは、キャビティ面３から主型１の外側に抜ける貫通孔５を備え、この貫通孔５に、先端をキャビティ面３に臨ませ、後端を金型Ａの外側に臨ませた計測ピン６を摺動可能に設けている。
そして、計測ピン６の後端が臨む金型Ａの外側には、計測ピン６の後端が当接された圧力計測手段であるロードセル７が設置されている。
このロードセル７は、金型Ａの外側に形成されている凹みにネジ止めなどで取り付けられる留め板１６によって設置される。
【００１６】
より具体的には、貫通孔５は、嵌込み型２のキャビティ面３からその型背面に抜ける第１の孔部５ａと、この第１の孔部５ａが接する主型１の前面からその型背面に抜ける第２の孔部５ｂとによって同軸芯上に形成されている。
【００１７】
計測ピン６は、第１のピン部材６ａと第２のピン部材６ｂを連結して形成されており、第１のピン部材６ａの後端側に形成されているフランジ部１１が第２のピン部材６ｂの先端側に形成されている連結部１４にカップリング９および連結ピン１０を介して接続されている。
【００１８】
第１の孔部５ａは、嵌込み型２のキャビティ面３からその型背面に至る型厚内において取り付けられる抜け止めフランジ付きの固定ブッシュ部材（嵌込みブッシュ部材）８によって形成されている。この第１の孔部５ａは、計測ピン６の第１のピン部材６ａの外周面との間の隙間が４／１００ｍｍ以下で第1のピン部材６ａが摺動できる孔径に形成されている。
【００１９】
第２の孔部５ｂは、第１の孔部５ａの孔径よりも大きい孔径を有する前半部と、主型１の型厚方向の途中部位からその型背面に至る範囲において前半部よりさらに大きい孔径を有する後半部とから段付き孔形状に形成されている。この第２の孔部５ｂには計測ピン６の第２のピン部材６ｂが摺動可能に挿通されている。
【００２０】
第１のピン部材６ａと第２のピン部材６ｂは、ＳＫＤ６１などの金型材を用いてそれぞれ形成されている。また、固定ブッシュ部材８も第１のピン部材６ａの熱膨張係数と同じＳＫＤ６１などの金型材を用いて形成されている。
【００２１】
そして、本実施形態では、貫通孔５内に、計測ピン６をロードセル７の方向に付勢する弾発手段１３を設けている。具体的には、第２のピン部材６ａを後方に付勢するバネ部材を、第２の孔部５ｂの孔段部１２と第２のピン部材６ｂに設けられている外周段部との間に弾装している。
これにより、弾発手段１３によって計測ピン６の後端が常時ロードセル７に当接しているので、溶湯の射出時に計測ピン６の後端がロードセル７の計測面に加速して当たることを回避することができ、ロードセル７の破損を防止することができる。
【００２２】
また、本実施形態では、計測ピン６の第１のピン部材６ａと貫通孔５の第１の孔部５ａとの間の隙間に空気を送り込むための空気送込み手段（風路）１７を設けている。
これにより、キャビティ面３に離型剤が吹き付け塗布されるときに、隙間からキャビティ面３の方向に向けて高圧空気を送り込むことで、離型剤が第１のピン部材６ａと第１の孔部５ａとの隙間に侵入することを防ぐ。
また、第１のピン部材６ａと第１の孔部５ａとの間の隙間が４／１００ｍｍ以下になる領域を極力短くするように、第１のピン部材６aを形成する。つまり、計測ピン６は、前記隙間が４／１００ｍｍ以下になる領域を極力短くする長さに形成されている第１のピン部材６ａと、金型Ａの外側に至る長さに形成されている第２のピン部材６ｂとを連結した段付ピン形状に形成することが好ましい。
このように形成することで、キャビティ面３に臨む計測ピン６の第１のピン部材６ａと貫通孔５の第１の孔部５ａとの間の隙間に離型剤が侵入し、溶湯熱によって離型剤の成分などが変質固体化して第１のピン部材６ａと第１の孔部５ａが固着するのを防ぎ、計測ピン６の摺動が阻害されることがなくなる。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
この実施形態では、計測ピン６−１の第１のピン部材６ａ−１および固定ブッシュ部材８−１が低熱膨張材によって形成されている。その他の構成は前記した第１の実施形態と同様であり、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２４】
すなわち、計測ピン６−１のキャビティ面３に臨む先端側の熱膨張係数が金型材の熱膨張係数の２／３以下の低熱膨張材によって形成されている。具体的には、第１のピン部材６ａ−１は、ＳＫＤ６１の熱膨張係数の１／４である低熱膨張材料、例えば、窒化ケイ素系のセラミックス材によって形成されている。
【００２５】
このような実施形態によると、キャビティ面３に臨む計測ピン６−１の先端側を、ＳＫＤ６１の熱膨張係数の１／４である低熱膨張材料によって形成しているので、キャビティ４内に高温の溶湯が充填されたときに計測ピン６−１が熱膨張によって伸長するのを防止することができる。
これにより、熱膨張によって計測ピン６−１がロードセル７を押圧することによる計測誤差を排除することができ、鋳造圧力に対応したキャビティ４内の圧力をロードセル７の出力によって正確に計測することが可能になる。
【００２６】
計測ピン６−１を先端側の第１のピン部材６ａ−１と後端側の第２のピン部材６ｂで形成した場合には、座屈強度の低いコストの高いセラミックス材の長さを短くすることができ、比較的安価で耐久性の高い装置を得ることができる。この場合には、第２のピン部材６ｂの内部に冷却水循環路１５を形成して熱膨張を防ぐことが好ましい。
【００２７】
固定ブッシュ部材８−１は、計測ピン６−１の先端側外周に設けられ、計測ピン６−１の先端側と同等の熱膨張係数を有する。例えば、計測ピン６−１の先端側を前記のように、ＳＫＤ６１の熱膨張係数の１／４である低熱膨張材料としての窒化ケイ素系のセラミックス材によって形成した場合には、固定ブッシュ部材８−１を同じ熱膨張係数を有するセラミックス材で形成するのが好ましい。
すなわち、固定ブッシュ部材８−１と計測ピン６−１の先端側の熱膨張係数が異なる場合には、熱膨張係数の違いによって固定ブッシュ部材８−１の孔径（第１の孔部５ａの孔径）と計測ピン６−１の先端外径との間に間隙が生じ、その間隙にバリ刺しが生じたり、離型剤が浸入して、計測ピン６−１の摺動が阻害されることになる。
この実施形態では、熱膨張係数の違いによる間隙が生じないので、常に計測ピン６−１を抵抗無く摺動させることができ、これによっても、キャビティ内４の圧力を再現性良く計測することができる。
【００２８】
図３は、冷却水循環路１５を備えている金属製の計測ピン（実施品１）および冷却水循環路１５を備えているセラミック製の計測ピン（実施品２）と、冷却水循環路１５を備えていない金属製の計測ピン（比較品）とによる鋳造圧力の計測試験結果を示したグラフである。
実施品１として、図１に示すＳＫＤ６１材によってそれぞれ形成した第１のピン部材６ａと第２のピン部材６ｂとを連結し、第２のピン部材６ｂに冷却水循環路１５を備えた計測ピン６を準備し、実施品２として、図２に示すセラミックス材によって形成した第１のピン部材６ａとＳＫＤ６１材によって形成した第２のピン部材６ｂとを連結し、第２のピン部材６ｂに冷却水循環路１５を備えた計測ピン６−１を準備し、そして比較品として、図６に示すＳＫＤ６１材によって形成した冷却無しの計測ピン６０を準備して、ともに同じ条件下で試験を行い、その結果を図３に示した。ここでは、実施品１，２と比較品の計測試験結果を比較するための基準値として、キャビティ内に圧力センサを配備して溶湯の直圧を計測した値を示した。
【００２９】
図３から明らかなように、比較例では、基準値となる溶湯直圧計測による鋳造圧力がゼロまで下がった状態、つまり、キャビティ４内に加圧充填された溶湯の凝固が完了した後でもかなり高い値の圧力値が出力されている。これは、比較品では熱膨張の影響によって計測ピン６０の摺動が阻害されることによって計測誤差が生じていることを示している。
【００３０】
これに対して、実施品１では、キャビティ４内に加圧充填された溶湯の凝固が完了した後でも圧力値が出力されているが、この圧力値はかなり低い値であり、キャビティ内圧力計測の許容範囲内とすることができる。実施品２では、キャビティ４内に加圧充填された溶湯の凝固が完了した後は略基準値と同じ状態を示してゼロまで下がっており、熱膨張やバリ刺しの影響を受けずに、鋳造圧力を再現性良く計測できることを示している。
【００３１】
図４は、本発明の第３の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
この実施形態では、計測ピン６−２全体が低熱膨張材によって形成されている。その他の構成は前述した第１および第２の実施形態と同様であり、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３２】
すなわち、計測ピン６−２は、キャビティ面３に略面一に臨ませる先端から主型１の型背面に至る後端までの軸方向全体を低熱膨張材であるセラミックス材によって段付き軸形状に形成している。
これにより、計測ピン６−２を単一部材で形成することができるので、金型Ａの貫通孔５に組み込むときなどにおける組み立てを簡単に行うことができる。
【００３３】
なお、図示を省略しているが、計測ピン６−２をＳＫＤ６１などの鋼材を用いて形成することができる。この場合、前記した第１および第２の実施例詳述のように、計測ピン６−２の内部に冷却水循環路などを形成して熱膨張を防ぐようにすることが好ましい。
【００３４】
図５は、本発明の第４の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
この実施形態では、キャビティ面３から金型Ａの外側に抜ける貫通孔１８に可動ブッシュ部材１９を摺動可能に設けるとともに、この可動ブッシュ部材１９に計測ピン２０を摺動可能に設けて、型開き時に可動ブッシュ部材１９の先端がキャビティ面３から突出され、型締め時に可動ブッシュ部材１９の先端が相手金型（可動型または固定型）Ｂの型合わせ面ｂに押されて（当接されて）可動ブッシュ部材１９の先端がキャビティ面３に略面一に戻されるように構成されている。
そして、計測ピン２０の後端が臨む金型Ａの外側には、計測ピン２０の後端が接離自在に当接される圧力計測手段であるロードセル２１が設置されている。
このロードセル２１は、貫通孔１８と同軸芯上に連通されて金型Ａの背面側に開口される設置穴部２２にねじ込み、圧入やその他の固着手段によって取り付けられて型背面より外側に突出するブロック部材２３に内設保持されて設置される。
なお、この実施形態のキャビティ内圧力計測装置が設置される金型Ａは、前記した各実施例形態と同様であり、関連する構成を含めて同一符合を付して重複説明を省略する。
【００３５】
より具体的には、貫通孔１８は、嵌込み型２のキャビティ面３からその型背面に抜け、かつ、主型１の型厚方向の略途中部位に至る範囲にて、当該途中部位から主型１の型背面に向けて形成される設置穴部２２に同軸芯上に連通するように形成されている。すなわち、貫通孔１８は、設置穴部２２を介してキャビティ面３から金型１の外側に抜けるように形成されている。
そして、この貫通孔１８は、嵌込み型２の型厚内における前半側は、キャビティ面３から嵌込み型２の型背面に至る型厚内において取り付けられる前記実施例詳述の固定ブッシュ部材８によって形成されている。
【００３６】
可動ブッシュ部材１９は、内側ブッシュ部材１９ａと外側ブッシュ部材１９ｂとの内外２部材から形成されている。
【００３７】
計測ピン２０は、内側ブッシュ部材１９ａの孔径と同等の軸径を有する１本の軸部材を用いて、キャビティ面３から主型１の型背面に至る程度の長さに形成されているとともに、後端に頭部２４を備えている。この頭部２４がロードセル２１に当接するようになっている。
【００３８】
内側ブッシュ部材１９ａは、計測ピン２０の軸径と同等の孔径（内径）を有する管材を用いて、キャビティ面３から設置穴部２２に至る長さに形成されているとともに、その後端には連繋鍔部２５を備えている。
【００３９】
外側ブッシュ部材１９ｂは、内側ブッシュ部材１９ａの外径と同等の孔径（内径）で、貫通孔１８の孔径と同等の外径を有する管材を用いて、内側ブッシュ部材１９ａの先端から後端の連繋鍔部２５に根元に至る長さに形成されているとともに、その後端には連繋鍔部２５に当接連繋させる連繋鍔部２６を備えている。
【００４０】
このように形成されている内側ブッシュ部材１９ａと外側ブッシュ部材１９ｂは、ブロック部材２３を構成する本体部２３ａ内に摺動可能に内設される可動部２７によって連繋されて、型開き時および型締め時において貫通孔１８の軸方向に移動するようになっている。
具体的には、内側ブッシュ部材１９ａの連繋鍔部２５は、ピン摺動孔２８を有し、略円盤形状に形成されている可動部２７の前面側に面一状に嵌め合せ連結されている。一方、外側ブッシュ部材１９ｂの連繋鍔部２６は、可動部２７の前面に対して常時当接されるように弾発手段２９によって付勢されている。
【００４１】
ブロック部材２３は、主型１の設置穴部２２の孔径にて形成されている本体部２３ａと、この本体部２３ａの一端側に取り付けられる閉鎖部２３ｂと、本体部２３ａの他端側に重ね合わされて取り付けられる保持板２３ｃおよび留め板２３ｄとを備えて構成されている。
【００４２】
本体部２３ａは、一端側から内部に向けて段付形状に形成されている穴部３０を備え、この穴部３０の前側に可動部２７を摺動可能に内設し、この可動部２７の後側には可動ブッシュ部材１９の先端をキャビティ面３から突出させる方向に付勢する弾発手段２９を内設している。
具体的には、内側ブッシュ部材１９ａと外側ブッシュ部材１９ｂとの先端をキャビティ面３から突出させる方向に付勢するバネ部材を、可動部２７と穴部３０の穴底との間に弾装している。
これにより、内側ブッシュ部材１９ａと外側ブッシュ部材１９ｂとは同調した動作でその先端をキャビティ面３から突出させる方向に移動するように可動部２７を介して弾発手段２９によって常時付勢される。
【００４３】
また、本体部２３ａは、穴部３０の穴底から他端側に抜けるピン摺動孔３１を備えているとともに、このピン摺動孔３１の同軸芯上に連通させた頭部受け凹部３２を備えている。これにより、計測ピン１８のキャビティ面３側への移動（摺動）が規制されて先端がキャビティ面３に略面一に臨むようにしている。
【００４４】
この本体部２３ａの他端側にネジ止めなどで取り付けられる保持板２３ｃは、本体部２３ａの頭部受け凹部３２に対向する前側面に凹み３３を備え、この凹み３３を頭部受け凹部３２に同軸芯上に連通させた状態で本体部２３ａに取り付けられる。
これにより、計測ピン２０は、型開き時や型締め時における可動ブッシュ部材１９の移動に同調し、可動ブッシュ部材１９の内側ブッシュ部材１９ｂとの摺動抵抗でキャビティ面３側、そしてロードセル２１側に凹み３３の範囲内で移動するようになっている。
【００４５】
また、保持板２３ｃには冷却水循環路３４が設けられており、ロードセル２１を熱から保護するようにしている。
そして、この保持板２３ｃにネジ止めなどで取り付けられる留め板２３ｄによってロードセル２１は、保持板２３ｃとの間で計測面を凹み３３に臨ませて設置される。
【００４６】
なお、図示は省略しているが、前記した第１および第２の実施例詳述のように、計測ピン２０の内部に冷却水循環路などを形成して熱膨張を防ぐようにすることが好ましい。
【００４７】
つぎに、以上のように構成されている第４の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置について簡単に説明する。
溶湯がキャビティ４に射出充填されて製品が冷却凝固される鋳造後において、図５の（ａ）に示す型開きされると、可動ブッシュ部材１９は弾発手段２９によって、図５の（ｂ）に示す状態から移動されて先端がキャビティ面３から突出される。このとき、ブロック部材２３の本体部２３ａ内に内設されている可動部２７が閉鎖部２３ｂに当接されることで、可動ブッシュ部材１９のキャビティ面３からの突出量が規制される。
【００４８】
このように、可動ブッシュ部材１９は、図５の（ａ）に示すように、型開き時において計測ピン２０の先端をキャビティ面３と略面一の状態に残した状態で先端をキャビティ面３から突出させることで、鋳造時に計測ピン２０の先端に発生する離型剤、燃焼ガス、バリなどによる固着を防ぐことができる。
すなわち、鋳造時の鋳造圧力で計測ピン２０がロードセル２１側に押され、そして、溶湯熱によって型厚方向に熱膨張される金型Ａの変化との関係などからキャビティ面３（可動ブッシュ部材の先端面）と計測ピン２０の先端面との間に生じるわずかな段差部（凹み部）や可動ブッシュ部材１９と計測ピン２０との間に離型剤、燃焼ガス、バリなどによる固着が発生しても、型開きと略同時に行われる可動ブッシュ部材１９先端のキャビティ面３から突出動作によって固着物が剥ぎ除かれる。
これにより、計測ピン２０と可動ブッシュ部材１９が固着するのを防ぎ、計測ピン２０の摺動が阻害されることがなくなるために、計測ピン２０の摺動阻害による計測誤差を排除することができ、鋳造圧力に対応したキャビティ４内の圧力をロードセル２１の出力によって正確に計測することが可能になる。
【００４９】
また、可動ブッシュ部材の先端がキャビティ面３から突出するときの可動ブッシュ部材１９の突出方向への動きに同調した動きで計測ピン２０が内側ブッシュ部材１９ａとの摺動抵抗で、図５の（ａ）に示すように、キャビティ面３側に凹み３３の範囲内で移動し、計測ピン２０の頭部２４はロードセル２１に対する当接状態から離れる。
これにより、型開きされた時点においても計測ピン２１による押圧力がロードセル２１に継続して掛かることを回避することができ、ロードセル７の破損を防止することができる。
【００５０】
そして、鋳造された製品が取り出され、型締めが開始すると、可動ブッシュ部材１９の外側ブッシュ部材１９ｂの先端が、図５の（ａ）に二点鎖線で示すように、相手金型Ｂの型合わせ面ｂに押されて（当接されて）相手金型Ｂとの型締めが成された時点で、内側ブッシュ部材１９ａの先端とともにキャビティ面３へと略面一に戻される。
このように、型締め時に可動ブッシュ部材１９の先端がキャビティ面３に戻されるときに、外側ブッシュ部材１９ｂが相手金型Ｂの型合わせ面ｂに押されるようにしていることで、計測ピン２０が摺動可能に挿通さている内側ブッシュ部材１９ａの先端が相手金型Ｂとの当接などによって内側に潰れるなどの変形を引き起こすことを防ぐことができる。これにより、計測ピン２０の摺動が阻害されることがなくなり、鋳造圧力を正確に計測することが可能になる。
【００５１】
また、型締め時に、可動ブッシュ部材１９の先端がキャビティ面３に戻されるときの可動ブッシュ部材１９の動きに同調した動きで計測ピン２０が内側ブッシュ部材１９ａとの摺動抵抗で、ロードセル２１側に凹み３３の範囲内で移動し、図５の（ｂ）に示すように、計測ピン２０の頭部２４はロードセル２１に隙間無く当接して次の鋳造ショット時の圧力計測に備える。
すなわち、溶湯の射出時に計測ピン２０の頭部２４（後端）がロードセル２１に隙間無く当接するように戻されていることで、溶湯の射出時に計測ピン６の頭部２４がロードセル２１の計測面に加速して当たることを回避することができ、ロードセル７の破損を防止することができる。
【００５２】
以上説明したように、本発明の各実施形態によると、ダイカスト金型におけるキャビティ内４の圧力を計測するキャビティ内圧力計測装置において、鋳造圧力に対応する正確なキャビティ内４の圧力を再現性良く計測することができ、しかも、ロードセル７の破損を防ぎ、装置の耐久性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
Ａ 金型
Ｂ 相手金型
ｂ 型合わせ面
１ 主型
２ 嵌込み型
３ キャビティ面
４ キャビティ
５，１８ 貫通孔
６，６−１，６−２，２０ 計測ピン
７，２１ ロードセル（圧力計測手段）
１３，２９ 弾発手段
１７ 空気送込み手段
１９ 可動ブッシュ部材
１９ａ 内側ブッシュ部材
１９ｂ 外側ブッシュ部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト金型におけるキャビティ内圧力（鋳造圧力）を計測するキャビティ内圧力計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密に成形された金型のキャビティ内に溶湯を圧入して、高精度で鋳肌の優れた鋳造製品を生産するダイカストでは、鋳造圧力がダイカスト製品の品質を管理する上で重要なパラメータになる。鋳造圧力を高くすれば鋳巣やピンホールの微細化、或いは密度・比重の向上等が期待でき、且つ管理項目を減らすことができるので条件管理を行い易くなるが、その反面、金型や鋳造機には負荷を与えることになるのでこれらの寿命が短くなる。
また、鋳造圧力を低くすれば金型や鋳造機の寿命は延びるが、品質のばらつきが懸念されるので管理項目を増やしたり管理幅を小さくしたり等、製品の作り込み（成形）が厳しくなる。
【０００３】
より低圧で管理項目も少ない製品作りが望ましいが、そのためには製品品質に直結する管理が必要になる。金型キャビティの鋳造圧力は溶湯の充填完了から凝固に至る状態変化を把握することができるパラメータであると考えられるので、この鋳造圧力と品質との関係を確認し品質良否の判定ができれば、より品質に直結する管理が可能になり品質保証にも繋がることになる。
【０００４】
そのためには、再現性良く鋳造圧力を計測することが求められる。鋳造圧力の計測としては、金型キャビティ内に圧力センサを設置して溶湯の直圧を計測することも不可能ではないが、圧力センサの耐熱性・耐久性の問題があるので、キャビティ内圧力を計測ピンによって金型外に取り出し、計測ピンの押圧力を金型外に設けた歪みゲージ等で計測することが行われている。
【０００５】
下記特許文献１には、キャビティの内面の一部に撓み部を形成するブロックを設け、この撓み部の背面に撓み量伝達棒の一端を当接させてその他端を金型外の歪みゲージに当接させることが記載されている。
また、図６に示すように、金型に形成した貫通孔５０に計測ピン６０を摺動可能に設け、その先端を直接キャビティ４０の内面３０に臨ませ、後端を金型外に設けたロードセル７０に当接せることも従来行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−７５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、計測ピンは、設計の段階で、加工公差や熱膨張代（金型との熱膨張係数の差）などを考慮して、計測器に鋳造圧力（溶湯の圧力）が加わる前に、予め負荷がかからないように、計測器との間にある程度の隙間を設けるように設計されている。
計測器との間に設けたこの隙間が、鋳造圧力が加わるときに、溶湯の射出時に計測ピンの端部が加速して計測器当接面に衝突するので、その衝撃の繰り返しにより、計測器が破損し易いという問題があった。
【０００８】
また、計測ピンの端部を直接キャビティ内に臨ませる場合には、計測ピンとキャビティ型材との熱膨張の差によって貫通孔と計測ピンとの隙間が大きくなり、その隙間内にバリ指しが生じて計測ピンの摺動を阻害したり、また、キャビティ面に塗布される離型剤が隙間内に入り込んで過熱により変質し固着するなどによっても鋳造圧力を再現性良く計測することができない問題があった。
【０００９】
本発明は、このような課題に対処するために提案されたものであって、ダイカスト金型におけるキャビティ内圧力を計測するキャビティ内圧力計測装置において、計測器の破損を防ぎ、装置の耐久性を向上させることができること、鋳造圧力を再現性良く計測することができること、などを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的を達成するために、本発明は、キャビティ面から金型外側に抜ける貫通孔を設け、先端を前記キャビティ面に臨ませ後端を前記金型外側に設置した圧力計測手段に当接させる計測ピンを、前記貫通孔に摺動可能に設け、かつ、前記計測ピンの後端を前記計測手段に常時当接させる弾発手段を前記貫通孔内に設けたことを特徴とする。
なお、前記キャビティ面に臨む前記計測ピンの先端側と前記貫通孔との間の隙間を４／１００ｍｍ以下としていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、キャビティ面から金型外側に抜ける貫通孔を設け、先端を前記キャビティ面から突出、かつ、該キャビティ面に臨ませる可動ブッシュ部材を、前記貫通孔に摺動可能に設け、先端を前記キャビティ面に臨ませ後端を前記金型外側に設置した圧力計測手段に当接させる計測ピンを、前記可動ブッシュ部材に摺動可能に設け、さらに、前記可動ブッシュ部材を前記突出方向に常時付勢する弾発手段を設けて、型締め時に前記可動ブッシュ部材の先端が相手金型に押されて前記キャビティ面に戻され、かつ、前記計測ピンの後端が前記圧力計測手段に当接されるように構成されていることを特徴とする。
ここで、前記可動ブッシュ部材は、内外の２部材からなり、内側ブッシュ部材に前記計測ピンを摺動可能に設けるとともに、外側ブッシュ部材を前記貫通孔に摺動可能に設けてなる。
【発明の効果】
【００１２】
このような特徴によると、溶湯の射出時（鋳造圧力が加わるとき）に、計測ピンは圧力計測手段に隙間無く当接されていることで、圧力計測手段の破損を防ぎ、装置の耐久性を向上させることができる。
また、熱膨張の影響で鋳造圧力の再現性が損なわれることなく値を計測することができる。
さらに、離型剤、燃焼ガスの固着やバリ刺しなどの影響を受けることなく値を正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
【図３】金属製で冷却水循環路を備えている計測ピン（実施品１）およびセラミックス材によって形成された計測ピン（実施品２）と、金属製の計測ピン（比較品）とによる鋳造圧力の計測試験結果を示したグラフである。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図であり、（ａ）は、型開き状態において、可動ブッシュ部材の先端がキャビティ面から突出され、かつ、計測ピンの後端がロードセルから離れた状態を示し、（ｂ）は、型締め状態において、可動ブッシュ部材の先端がキャビティ面に戻され、かつ、計測ピンの後端がロードセルに隙間無く当接された状態を示す。
【図６】従来技術の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
このキャビティ内圧力計測装置は、ダイカスト金型の固定型または可動型に対して装着されるものである。金型Ａは、主型１と、キャビティ面３を有する嵌込み型（入子）２とで構成されており、固定型と可動型とが型締め（型合わせ）されることによって、両型のキャビティ面３の間にキャビティ４が形成されるようになっている。
【００１５】
この金型Ａは、キャビティ面３から主型１の外側に抜ける貫通孔５を備え、この貫通孔５に、先端をキャビティ面３に臨ませ、後端を金型Ａの外側に臨ませた計測ピン６を摺動可能に設けている。
そして、計測ピン６の後端が臨む金型Ａの外側には、計測ピン６の後端が当接された圧力計測手段であるロードセル７が設置されている。
このロードセル７は、金型Ａの外側に形成されている凹みにネジ止めなどで取り付けられる留め板１６によって設置される。
【００１６】
より具体的には、貫通孔５は、嵌込み型２のキャビティ面３からその型背面に抜ける第１の孔部５ａと、この第１の孔部５ａが接する主型１の前面からその型背面に抜ける第２の孔部５ｂとによって同軸芯上に形成されている。
【００１７】
計測ピン６は、第１のピン部材６ａと第２のピン部材６ｂを連結して形成されており、第１のピン部材６ａの後端側に形成されているフランジ部１１が第２のピン部材６ｂの先端側に形成されている連結部１４にカップリング９および連結ピン１０を介して接続されている。
【００１８】
第１の孔部５ａは、嵌込み型２のキャビティ面３からその型背面に至る型厚内において取り付けられる抜け止めフランジ付きの固定ブッシュ部材（嵌込みブッシュ部材）８によって形成されている。この第１の孔部５ａは、計測ピン６の第１のピン部材６ａの外周面との間の隙間が４／１００ｍｍ以下で第1のピン部材６ａが摺動できる孔径に形成されている。
【００１９】
第２の孔部５ｂは、第１の孔部５ａの孔径よりも大きい孔径を有する前半部と、主型１の型厚方向の途中部位からその型背面に至る範囲において前半部よりさらに大きい孔径を有する後半部とから段付き孔形状に形成されている。この第２の孔部５ｂには計測ピン６の第２のピン部材６ｂが摺動可能に挿通されている。
【００２０】
第１のピン部材６ａと第２のピン部材６ｂは、ＳＫＤ６１などの金型材を用いてそれぞれ形成されている。また、固定ブッシュ部材８も第１のピン部材６ａの熱膨張係数と同じＳＫＤ６１などの金型材を用いて形成されている。
【００２１】
そして、本実施形態では、貫通孔５内に、計測ピン６をロードセル７の方向に付勢する弾発手段１３を設けている。具体的には、第２のピン部材６ａを後方に付勢するバネ部材を、第２の孔部５ｂの孔段部１２と第２のピン部材６ｂに設けられている外周段部との間に弾装している。
これにより、弾発手段１３によって計測ピン６の後端が常時ロードセル７に当接しているので、溶湯の射出時に計測ピン６の後端がロードセル７の計測面に加速して当たることを回避することができ、ロードセル７の破損を防止することができる。
【００２２】
また、本実施形態では、計測ピン６の第１のピン部材６ａと貫通孔５の第１の孔部５ａとの間の隙間に空気を送り込むための空気送込み手段（風路）１７を設けている。
これにより、キャビティ面３に離型剤が吹き付け塗布されるときに、隙間からキャビティ面３の方向に向けて高圧空気を送り込むことで、離型剤が第１のピン部材６ａと第１の孔部５ａとの隙間に侵入することを防ぐ。
また、第１のピン部材６ａと第１の孔部５ａとの間の隙間が４／１００ｍｍ以下になる領域を極力短くするように、第１のピン部材６aを形成する。つまり、計測ピン６は、前記隙間が４／１００ｍｍ以下になる領域を極力短くする長さに形成されている第１のピン部材６ａと、金型Ａの外側に至る長さに形成されている第２のピン部材６ｂとを連結した段付ピン形状に形成することが好ましい。
このように形成することで、キャビティ面３に臨む計測ピン６の第１のピン部材６ａと貫通孔５の第１の孔部５ａとの間の隙間に離型剤が侵入し、溶湯熱によって離型剤の成分などが変質固体化して第１のピン部材６ａと第１の孔部５ａが固着するのを防ぎ、計測ピン６の摺動が阻害されることがなくなる。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
この実施形態では、計測ピン６−１の第１のピン部材６ａ−１および固定ブッシュ部材８−１が低熱膨張材によって形成されている。その他の構成は前記した第１の実施形態と同様であり、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２４】
すなわち、計測ピン６−１のキャビティ面３に臨む先端側の熱膨張係数が金型材の熱膨張係数の２／３以下の低熱膨張材によって形成されている。具体的には、第１のピン部材６ａ−１は、ＳＫＤ６１の熱膨張係数の１／４である低熱膨張材料、例えば、窒化ケイ素系のセラミックス材によって形成されている。
【００２５】
このような実施形態によると、キャビティ面３に臨む計測ピン６−１の先端側を、ＳＫＤ６１の熱膨張係数の１／４である低熱膨張材料によって形成しているので、キャビティ４内に高温の溶湯が充填されたときに計測ピン６−１が熱膨張によって伸長するのを防止することができる。
これにより、熱膨張によって計測ピン６−１がロードセル７を押圧することによる計測誤差を排除することができ、鋳造圧力に対応したキャビティ４内の圧力をロードセル７の出力によって正確に計測することが可能になる。
【００２６】
計測ピン６−１を先端側の第１のピン部材６ａ−１と後端側の第２のピン部材６ｂで形成した場合には、座屈強度の低いコストの高いセラミックス材の長さを短くすることができ、比較的安価で耐久性の高い装置を得ることができる。この場合には、第２のピン部材６ｂの内部に冷却水循環路１５を形成して熱膨張を防ぐことが好ましい。
【００２７】
固定ブッシュ部材８−１は、計測ピン６−１の先端側外周に設けられ、計測ピン６−１の先端側と同等の熱膨張係数を有する。例えば、計測ピン６−１の先端側を前記のように、ＳＫＤ６１の熱膨張係数の１／４である低熱膨張材料としての窒化ケイ素系のセラミックス材によって形成した場合には、固定ブッシュ部材８−１を同じ熱膨張係数を有するセラミックス材で形成するのが好ましい。
すなわち、固定ブッシュ部材８−１と計測ピン６−１の先端側の熱膨張係数が異なる場合には、熱膨張係数の違いによって固定ブッシュ部材８−１の孔径（第１の孔部５ａの孔径）と計測ピン６−１の先端外径との間に間隙が生じ、その間隙にバリ刺しが生じたり、離型剤が浸入して、計測ピン６−１の摺動が阻害されることになる。
この実施形態では、熱膨張係数の違いによる間隙が生じないので、常に計測ピン６−１を抵抗無く摺動させることができ、これによっても、キャビティ内４の圧力を再現性良く計測することができる。
【００２８】
図３は、冷却水循環路１５を備えている金属製の計測ピン（実施品１）および冷却水循環路１５を備えているセラミック製の計測ピン（実施品２）と、冷却水循環路１５を備えていない金属製の計測ピン（比較品）とによる鋳造圧力の計測試験結果を示したグラフである。
実施品１として、図１に示すＳＫＤ６１材によってそれぞれ形成した第１のピン部材６ａと第２のピン部材６ｂとを連結し、第２のピン部材６ｂに冷却水循環路１５を備えた計測ピン６を準備し、実施品２として、図２に示すセラミックス材によって形成した第１のピン部材６ａとＳＫＤ６１材によって形成した第２のピン部材６ｂとを連結し、第２のピン部材６ｂに冷却水循環路１５を備えた計測ピン６−１を準備し、そして比較品として、図６に示すＳＫＤ６１材によって形成した冷却無しの計測ピン６０を準備して、ともに同じ条件下で試験を行い、その結果を図３に示した。ここでは、実施品１，２と比較品の計測試験結果を比較するための基準値として、キャビティ内に圧力センサを配備して溶湯の直圧を計測した値を示した。
【００２９】
図３から明らかなように、比較例では、基準値となる溶湯直圧計測による鋳造圧力がゼロまで下がった状態、つまり、キャビティ４内に加圧充填された溶湯の凝固が完了した後でもかなり高い値の圧力値が出力されている。これは、比較品では熱膨張の影響によって計測ピン６０の摺動が阻害されることによって計測誤差が生じていることを示している。
【００３０】
これに対して、実施品１では、キャビティ４内に加圧充填された溶湯の凝固が完了した後でも圧力値が出力されているが、この圧力値はかなり低い値であり、キャビティ内圧力計測の許容範囲内とすることができる。実施品２では、キャビティ４内に加圧充填された溶湯の凝固が完了した後は略基準値と同じ状態を示してゼロまで下がっており、熱膨張やバリ刺しの影響を受けずに、鋳造圧力を再現性良く計測できることを示している。
【００３１】
図４は、本発明の第３の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
この実施形態では、計測ピン６−２全体が低熱膨張材によって形成されている。その他の構成は前述した第１および第２の実施形態と同様であり、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３２】
すなわち、計測ピン６−２は、キャビティ面３に略面一に臨ませる先端から主型１の型背面に至る後端までの軸方向全体を低熱膨張材であるセラミックス材によって段付き軸形状に形成している。
これにより、計測ピン６−２を単一部材で形成することができるので、金型Ａの貫通孔５に組み込むときなどにおける組み立てを簡単に行うことができる。
【００３３】
なお、図示を省略しているが、計測ピン６−２をＳＫＤ６１などの鋼材を用いて形成することができる。この場合、前記した第１および第２の実施例詳述のように、計測ピン６−２の内部に冷却水循環路などを形成して熱膨張を防ぐようにすることが好ましい。
【００３４】
図５は、本発明の第４の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置を説明する説明図である。
この実施形態では、キャビティ面３から金型Ａの外側に抜ける貫通孔１８に可動ブッシュ部材１９を摺動可能に設けるとともに、この可動ブッシュ部材１９に計測ピン２０を摺動可能に設けて、型開き時に可動ブッシュ部材１９の先端がキャビティ面３から突出され、型締め時に可動ブッシュ部材１９の先端が相手金型（可動型または固定型）Ｂの型合わせ面ｂに押されて（当接されて）可動ブッシュ部材１９の先端がキャビティ面３に略面一に戻されるように構成されている。
そして、計測ピン２０の後端が臨む金型Ａの外側には、計測ピン２０の後端が接離自在に当接される圧力計測手段であるロードセル２１が設置されている。
このロードセル２１は、貫通孔１８と同軸芯上に連通されて金型Ａの背面側に開口される設置穴部２２にねじ込み、圧入やその他の固着手段によって取り付けられて型背面より外側に突出するブロック部材２３に内設保持されて設置される。
なお、この実施形態のキャビティ内圧力計測装置が設置される金型Ａは、前記した各実施例形態と同様であり、関連する構成を含めて同一符合を付して重複説明を省略する。
【００３５】
より具体的には、貫通孔１８は、嵌込み型２のキャビティ面３からその型背面に抜け、かつ、主型１の型厚方向の略途中部位に至る範囲にて、当該途中部位から主型１の型背面に向けて形成される設置穴部２２に同軸芯上に連通するように形成されている。すなわち、貫通孔１８は、設置穴部２２を介してキャビティ面３から金型１の外側に抜けるように形成されている。
そして、この貫通孔１８は、嵌込み型２の型厚内における前半側は、キャビティ面３から嵌込み型２の型背面に至る型厚内において取り付けられる前記実施例詳述の固定ブッシュ部材８によって形成されている。
【００３６】
可動ブッシュ部材１９は、内側ブッシュ部材１９ａと外側ブッシュ部材１９ｂとの内外２部材から形成されている。
【００３７】
計測ピン２０は、内側ブッシュ部材１９ａの孔径と同等の軸径を有する１本の軸部材を用いて、キャビティ面３から主型１の型背面に至る程度の長さに形成されているとともに、後端に頭部２４を備えている。この頭部２４がロードセル２１に当接するようになっている。
【００３８】
内側ブッシュ部材１９ａは、計測ピン２０の軸径と同等の孔径（内径）を有する管材を用いて、キャビティ面３から設置穴部２２に至る長さに形成されているとともに、その後端には連繋鍔部２５を備えている。
【００３９】
外側ブッシュ部材１９ｂは、内側ブッシュ部材１９ａの外径と同等の孔径（内径）で、貫通孔１８の孔径と同等の外径を有する管材を用いて、内側ブッシュ部材１９ａの先端から後端の連繋鍔部２５に根元に至る長さに形成されているとともに、その後端には連繋鍔部２５に当接連繋させる連繋鍔部２６を備えている。
【００４０】
このように形成されている内側ブッシュ部材１９ａと外側ブッシュ部材１９ｂは、ブロック部材２３を構成する本体部２３ａ内に摺動可能に内設される可動部２７によって連繋されて、型開き時および型締め時において貫通孔１８の軸方向に移動するようになっている。
具体的には、内側ブッシュ部材１９ａの連繋鍔部２５は、ピン摺動孔２８を有し、略円盤形状に形成されている可動部２７の前面側に面一状に嵌め合せ連結されている。一方、外側ブッシュ部材１９ｂの連繋鍔部２６は、可動部２７の前面に対して常時当接されるように弾発手段２９によって付勢されている。
【００４１】
ブロック部材２３は、主型１の設置穴部２２の孔径にて形成されている本体部２３ａと、この本体部２３ａの一端側に取り付けられる閉鎖部２３ｂと、本体部２３ａの他端側に重ね合わされて取り付けられる保持板２３ｃおよび留め板２３ｄとを備えて構成されている。
【００４２】
本体部２３ａは、一端側から内部に向けて段付形状に形成されている穴部３０を備え、この穴部３０の前側に可動部２７を摺動可能に内設し、この可動部２７の後側には可動ブッシュ部材１９の先端をキャビティ面３から突出させる方向に付勢する弾発手段２９を内設している。
具体的には、内側ブッシュ部材１９ａと外側ブッシュ部材１９ｂとの先端をキャビティ面３から突出させる方向に付勢するバネ部材を、可動部２７と穴部３０の穴底との間に弾装している。
これにより、内側ブッシュ部材１９ａと外側ブッシュ部材１９ｂとは同調した動作でその先端をキャビティ面３から突出させる方向に移動するように可動部２７を介して弾発手段２９によって常時付勢される。
【００４３】
また、本体部２３ａは、穴部３０の穴底から他端側に抜けるピン摺動孔３１を備えているとともに、このピン摺動孔３１の同軸芯上に連通させた頭部受け凹部３２を備えている。これにより、計測ピン１８のキャビティ面３側への移動（摺動）が規制されて先端がキャビティ面３に略面一に臨むようにしている。
【００４４】
この本体部２３ａの他端側にネジ止めなどで取り付けられる保持板２３ｃは、本体部２３ａの頭部受け凹部３２に対向する前側面に凹み３３を備え、この凹み３３を頭部受け凹部３２に同軸芯上に連通させた状態で本体部２３ａに取り付けられる。
これにより、計測ピン２０は、型開き時や型締め時における可動ブッシュ部材１９の移動に同調し、可動ブッシュ部材１９の内側ブッシュ部材１９ｂとの摺動抵抗でキャビティ面３側、そしてロードセル２１側に凹み３３の範囲内で移動するようになっている。
【００４５】
また、保持板２３ｃには冷却水循環路３４が設けられており、ロードセル２１を熱から保護するようにしている。
そして、この保持板２３ｃにネジ止めなどで取り付けられる留め板２３ｄによってロードセル２１は、保持板２３ｃとの間で計測面を凹み３３に臨ませて設置される。
【００４６】
なお、図示は省略しているが、前記した第１および第２の実施例詳述のように、計測ピン２０の内部に冷却水循環路などを形成して熱膨張を防ぐようにすることが好ましい。
【００４７】
つぎに、以上のように構成されている第４の実施形態に係るキャビティ内圧力計測装置について簡単に説明する。
溶湯がキャビティ４に射出充填されて製品が冷却凝固される鋳造後において、図５の（ａ）に示す型開きされると、可動ブッシュ部材１９は弾発手段２９によって、図５の（ｂ）に示す状態から移動されて先端がキャビティ面３から突出される。このとき、ブロック部材２３の本体部２３ａ内に内設されている可動部２７が閉鎖部２３ｂに当接されることで、可動ブッシュ部材１９のキャビティ面３からの突出量が規制される。
【００４８】
このように、可動ブッシュ部材１９は、図５の（ａ）に示すように、型開き時において計測ピン２０の先端をキャビティ面３と略面一の状態に残した状態で先端をキャビティ面３から突出させることで、鋳造時に計測ピン２０の先端に発生する離型剤、燃焼ガス、バリなどによる固着を防ぐことができる。
すなわち、鋳造時の鋳造圧力で計測ピン２０がロードセル２１側に押され、そして、溶湯熱によって型厚方向に熱膨張される金型Ａの変化との関係などからキャビティ面３（可動ブッシュ部材の先端面）と計測ピン２０の先端面との間に生じるわずかな段差部（凹み部）や可動ブッシュ部材１９と計測ピン２０との間に離型剤、燃焼ガス、バリなどによる固着が発生しても、型開きと略同時に行われる可動ブッシュ部材１９先端のキャビティ面３から突出動作によって固着物が剥ぎ除かれる。
これにより、計測ピン２０と可動ブッシュ部材１９が固着するのを防ぎ、計測ピン２０の摺動が阻害されることがなくなるために、計測ピン２０の摺動阻害による計測誤差を排除することができ、鋳造圧力に対応したキャビティ４内の圧力をロードセル２１の出力によって正確に計測することが可能になる。
【００４９】
また、可動ブッシュ部材の先端がキャビティ面３から突出するときの可動ブッシュ部材１９の突出方向への動きに同調した動きで計測ピン２０が内側ブッシュ部材１９ａとの摺動抵抗で、図５の（ａ）に示すように、キャビティ面３側に凹み３３の範囲内で移動し、計測ピン２０の頭部２４はロードセル２１に対する当接状態から離れる。
これにより、型開きされた時点においても計測ピン２１による押圧力がロードセル２１に継続して掛かることを回避することができ、ロードセル７の破損を防止することができる。
【００５０】
そして、鋳造された製品が取り出され、型締めが開始すると、可動ブッシュ部材１９の外側ブッシュ部材１９ｂの先端が、図５の（ａ）に二点鎖線で示すように、相手金型Ｂの型合わせ面ｂに押されて（当接されて）相手金型Ｂとの型締めが成された時点で、内側ブッシュ部材１９ａの先端とともにキャビティ面３へと略面一に戻される。
このように、型締め時に可動ブッシュ部材１９の先端がキャビティ面３に戻されるときに、外側ブッシュ部材１９ｂが相手金型Ｂの型合わせ面ｂに押されるようにしていることで、計測ピン２０が摺動可能に挿通さている内側ブッシュ部材１９ａの先端が相手金型Ｂとの当接などによって内側に潰れるなどの変形を引き起こすことを防ぐことができる。これにより、計測ピン２０の摺動が阻害されることがなくなり、鋳造圧力を正確に計測することが可能になる。
【００５１】
また、型締め時に、可動ブッシュ部材１９の先端がキャビティ面３に戻されるときの可動ブッシュ部材１９の動きに同調した動きで計測ピン２０が内側ブッシュ部材１９ａとの摺動抵抗で、ロードセル２１側に凹み３３の範囲内で移動し、図５の（ｂ）に示すように、計測ピン２０の頭部２４はロードセル２１に隙間無く当接して次の鋳造ショット時の圧力計測に備える。
すなわち、溶湯の射出時に計測ピン２０の頭部２４（後端）がロードセル２１に隙間無く当接するように戻されていることで、溶湯の射出時に計測ピン６の頭部２４がロードセル２１の計測面に加速して当たることを回避することができ、ロードセル７の破損を防止することができる。
【００５２】
以上説明したように、本発明の各実施形態によると、ダイカスト金型におけるキャビティ内４の圧力を計測するキャビティ内圧力計測装置において、鋳造圧力に対応する正確なキャビティ内４の圧力を再現性良く計測することができ、しかも、ロードセル７の破損を防ぎ、装置の耐久性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５３】
Ａ 金型
Ｂ 相手金型
ｂ 型合わせ面
１ 主型
２ 嵌込み型
３ キャビティ面
４ キャビティ
５，１８ 貫通孔
６，６−１，６−２，２０ 計測ピン
７，２１ ロードセル（圧力計測手段）
１３，２９ 弾発手段
１７ 空気送込み手段
１９ 可動ブッシュ部材
１９ａ 内側ブッシュ部材
１９ｂ 外側ブッシュ部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティ面から金型の外側に抜ける貫通孔を設け、先端を前記キャビティ面に臨ませ後端を前記金型の外側に設置した圧力計測手段に当接させる計測ピンを、前記貫通孔に摺動可能に設け、かつ、前記計測ピンの後端を前記圧力計測手段に常時当接させる弾発手段を前記貫通孔内に設けたことを特徴とするキャビティ内圧力計測装置。
【請求項２】
キャビティ面から金型の外側に抜ける貫通孔を設け、先端を前記キャビティ面から突出、かつ、該キャビティ面に臨ませる可動ブッシュ部材を、前記貫通孔に摺動可能に設け、先端を前記キャビティ面に臨ませ後端を前記金型の外側に設置した圧力計測手段に当接させる計測ピンを、前記可動ブッシュ部材に摺動可能に設け、さらに、前記可動ブッシュ部材を前記突出方向に常時付勢する弾発手段を設けて、型締め時に前記可動ブッシュ部材の先端が相手金型に押されて前記キャビティ面に戻され、かつ、前記計測ピンの後端が前記圧力計測手段に当接されるように構成されていることを特徴とするキャビティ内圧力計測装置。
【請求項１】
キャビティ面から金型の外側に抜ける貫通孔を設け、先端を前記キャビティ面に臨ませ後端を前記金型の外側に設置した圧力計測手段に当接させる計測ピンを、前記貫通孔に摺動可能に設け、かつ、前記計測ピンの後端を前記圧力計測手段に常時当接させる弾発手段を前記貫通孔内に設けたことを特徴とするキャビティ内圧力計測装置。
【請求項２】
キャビティ面から金型の外側に抜ける貫通孔を設け、先端を前記キャビティ面から突出、かつ、該キャビティ面に臨ませる可動ブッシュ部材を、前記貫通孔に摺動可能に設け、先端を前記キャビティ面に臨ませ後端を前記金型の外側に設置した圧力計測手段に当接させる計測ピンを、前記可動ブッシュ部材に摺動可能に設け、さらに、前記可動ブッシュ部材を前記突出方向に常時付勢する弾発手段を設けて、型締め時に前記可動ブッシュ部材の先端が相手金型に押されて前記キャビティ面に戻され、かつ、前記計測ピンの後端が前記圧力計測手段に当接されるように構成されていることを特徴とするキャビティ内圧力計測装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−４２４４６（Ｐ２０１０−４２４４６Ａ）
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６７１６２（Ｐ２００９−１６７１６２）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００５２５６）株式会社アーレスティ (44)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月２５日（２０１０．２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００００５２５６）株式会社アーレスティ (44)
【Ｆターム（参考）】
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