JP2000167654A - 鋳抜き穴の成形方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】鋳造成形する際、鋳抜きが困難あるいは不可能
な部分に対して高精度な鋳抜き穴を成形することによ
り、鋳造品に細穴や深穴を形成することにある。 【解決手段】鋳抜きピン２０の所定部分を被覆する鋳ぐ
るみ部材２２を装着し、前記鋳ぐるみ部材２２が装着さ
れた鋳抜きピン２０をキャビティ１６内に配設した後、
前記キャビティ１６に溶湯２４を充填して固化すること
により、高精度な鋳抜き穴を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ダイカス
ト機械等を用いて鋳造成形する際、高精度な鋳抜き穴を
成形することにより、鋳造品に細穴や深穴等を形成する
ことが可能な鋳抜き穴の成形方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、金型内のキャビティに溶湯を
充填し前記溶湯を固化させることにより鋳造品を得る鋳
造成形方法が知られており、この鋳造成形方法では、例
えば、中子や鋳型に形成された突起部を鋳放しすること
によって鋳抜き穴を成形している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る鋳抜き穴の成形方法では、ランナ、ゲート部お
よびその近傍等が比較的厚肉に形成され、前記厚肉部分
に対して直径が約１２ｍｍ以下の細穴、あるいは穴の直
径に対してその深さが約２倍以上もある深穴を、例え
ば、鋳抜きピン等によって形成する場合、図８に示され
るように、鋳抜きピン１に対する機械的および熱的影響
の作用下に、焼きつき２、かじり３、曲がり４および折
れ５等により鋳造品に成形された鋳抜き穴（図示せず）
が変形するという不具合がある。このため、複数並設さ
れた鋳抜き穴の離間距離、該鋳抜き穴の直径、真円度、
円筒度等の寸法精度が劣化するという問題がある。

【０００４】また、従来技術に係る鋳抜き穴の成形方法
では、鋳抜きピンによって形成された鋳抜き穴に対して
ねじ溝を機械加工する場合、下穴の寸法精度が劣化する
ことにより曲がり、ひっかかり率が減少する等の不具合
が発生し、ねじ強度の低下を招来するという問題があ
る。特に、冷却手段が設けられていない鋳抜きピンによ
って細穴や深穴等を形成する場合、鋳造熱の影響を大き
く受けるという問題がある。

【０００５】さらに、従来技術に係る鋳抜き穴の成形方
法では、可動型に保持された鋳抜きピンを固定型に突き
当てて鋳抜き穴を成形する場合、固定型と鋳抜きピンの
突き当て部との間隙にバリが発生するという不具合があ
る。このため、スプリングの弾発力や流体圧等の押圧力
によって鋳抜きピンを固定型に対して押し付けてバリを
減少させる方法が考えられるが、鋳造熱の影響によって
固定型に対して鋳抜きピンを押し付ける力が低下し、バ
リが発生することを完全に除去することができないとい
う不具合がある。

【０００６】本発明は、前記の種々の不具合を悉く克服
するためになされたものであり、鋳造成形する際、鋳抜
きが困難あるいは不可能な部分に対して高精度な鋳抜き
穴を成形することにより、鋳造品に細穴や深穴を形成す
ることが可能な鋳抜き穴の成形方法および装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、金型内に形成されたキャビティに溶湯
を充填し、前記溶湯を固化させることにより得られる鋳
造品に対して鋳抜き穴を成形するための方法であって、
鋳抜きピンの所定部分を被覆する鋳ぐるみ部材を装着
し、前記鋳ぐるみ部材が装着された鋳抜きピンを前記キ
ャビティ内に配設した後、前記キャビティに溶湯を充填
することを特徴とする。

【０００８】さらに、本発明は、金型内に形成されたキ
ャビティに溶湯を充填し、前記溶湯を固化させることに
より得られる鋳造品に対して鋳抜き穴を成形するための
装置であって、前記金型のキャビティ内に配設される鋳
抜きピンと、前記鋳抜きピンの所定範囲を被覆する鋳ぐ
るみ部材と、を備えることを特徴とする。

【０００９】この場合、前記鋳ぐるみ部材を、金型より
も融点が低いアルミニウム材料またはアルミニウム合金
材料によって形成すると好適である。また、前記鋳ぐる
み部材は、有底円筒形状または円筒形状からなり、可動
型と固定型との間に形成されたキャビティ内に配設さ
れ、前記可動型と固定型との間に介装することにより、
バリの発生を防止することができる。

【００１０】本発明によれば、鋳抜きピンの所定範囲を
被覆する鋳ぐるみ部材を用いることにより、鋳抜き穴の
変形が阻止されるとともに、前記鋳抜き穴によって鋳造
品に高い寸法精度を有する細穴や深穴が形成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明に係る鋳抜き穴の成形方法
について、これを実施する装置との関連において好適な
実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細
に説明する。

【００１２】本発明の実施の形態に係る鋳抜き穴の成形
方法を適用した金型装置１０を図１に示す。

【００１３】この金型装置１０は、アルミニウム合金等
の金属製材料で形成されたダイカスト用の金型１２、１
４と、前記金型１２、１４のキャビティ１６内に配設さ
れ、長尺な棒状部１８を有する鋳抜きピン２０と、前記
棒状部１８の外周面の所定範囲を被覆する有底円筒形状
に形成された鋳ぐるみ部材２２とを備える。前記鋳ぐる
み部材２２を、金型１２、１４よりも融点が低いアルミ
ニウムまたはアルミニウム合金等の金属製材料によって
形成すると好適である。

【００１４】この場合、前記鋳ぐるみ部材２２の形状お
よび化学的組成は、成形される鋳抜き穴の形状、溶湯２
４である母材と鋳ぐるみ部材２２との間の必要接合強
度、並びに鋳抜き穴に後加工されるねじ溝に対して螺入
されるねじの強度等によって決定される。また、有底円
筒形状に形成された鋳ぐるみ部材２２の肉厚は、鋳抜き
ピン２０によって形成される下穴（鋳抜き穴）に螺入さ
れるねじのピッチの約２倍から３倍程度に設定されてい
る。

【００１５】本実施の形態に係る鋳抜き穴の成形方法が
適用された金型装置１０は基本的には以上のように構成
されるものであり、次にその作用効果について説明す
る。

【００１６】鋳ぐるみ部材２２を金型１２、１４のキャ
ビティ１６内に設置された鋳抜きピン２０の棒状部１８
に装着する。この場合、鋳ぐるみ部材２２の底部と鋳抜
きピン２０の挿入部との間には所定量のエアが充填され
たギャップ２６（以下、エアギャップ２６という）が形
成される（図１参照）。

【００１７】鋳ぐるみ部材２２を鋳抜きピン２０に装着
した後、金型１２、１４の図示しない湯口から溶湯２４
が充填され、前記溶湯２４はキャビティ１６に沿って進
入する。

【００１８】この場合、前記鋳抜きピン２０が鋳造品の
厚肉部、ランナまたはゲート近傍に設置されていても、
キャビティ１６に沿って進入する溶湯２４が鋳ぐるみ部
材２２を直撃した際に、前記鋳抜きピン２０は鋳ぐるみ
部材２２によって溶湯２４の流れから保護されるため、
前記鋳抜きピン２０に焼きつき、かじり、曲がり、折れ
等が発生することが阻止され、高精度な鋳抜き穴を成形
することができる。

【００１９】また、鋳ぐるみ部材２２の外周面の一部
は、溶湯２４の流れを直接受けることによって溶融し
（図１並びに図２中の破線部分参照）、前記溶融により
鋳造品と鋳ぐるみ部材２２との境界面が完全に融着す
る。特に溶湯２４の流れの影響が大きい場合、鋳ぐるみ
部材２２の溶融量が増大して該鋳ぐるみ部材２２の外周
面がアンダーカット形状に変形するため、該鋳ぐるみ部
材２２が外力の作用下に回動したり、あるいは鋳造品か
ら外部に離脱することを阻止することができる。このよ
うに、鋳ぐるみ部材２２に形成された溶融部２８は、回
り止めおよび抜け止めの機能を営む。

【００２０】金型１２、１４のキャビティ１６内に充填
された溶湯２４が固化し、型開きした後に取り出された
鋳造品（後述する）には、前記鋳ぐるみ部材２２の孔部
によって高い寸法精度を有する鋳抜き穴が成形される。
この場合、高強度材料からなる鋳ぐるみ部材２２を用い
ると、例えば、タップ等によって前記鋳ぐるみ部材２２
の孔部の内周面に刻設されるねじ溝の強度を大きくする
ことができる。

【００２１】また、キャビティ１６内の溶湯２４が固化
する際、前記エアギャップ２６内の空気は、鋳造熱によ
って膨張しようとするのを抑えられた状態にある。従っ
て、前記エアギャップ２６内の空気の作用下に、型開き
して鋳造品を取り出す際に必要な離型力が減少し、鋳ぐ
るみ部材２２の孔部から鋳抜きピン２０を容易に抜脱す
ることができる。

【００２２】図３は、本実施の形態に係る鋳抜き穴の成
形方法を適用して得られた鋳造品の具体例である車両用
エンジンのシリンダブロック３０の底面図である。前記
シリンダブロック３０の底面に形成されたオイルパン取
付面３２には、略直線状に所定間隔離間して配置された
６個の取付用ねじ穴３４ａ〜３４ｆが形成され、この取
付用ねじ穴３４ａ〜３４ｆは、本実施の形態に係る鋳抜
き穴の成形方法を適用することにより、高い寸法精度の
細穴に形成することができた。

【００２３】すなわち、前記シリンダブロック３０のオ
イルパン取付面３２に形成された取付用ねじ穴３４ａ〜
３４ｆは、図示しないランナやゲートの近傍にあり且つ
厚肉部であるために、従来技術において鋳抜きが不可能
あった穴を高精度に鋳抜くことができた。

【００２４】なお、鋳ぐるみ部材２２の材料としてはア
ルミニウム合金展伸材を用い、ねじの下穴用の部分に
は、合金番号２０２４（ＪＩＳおよびＡＡによる）から
なる２０００系Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金および合金番号５
０５２からなる５０００系Ａｌ−Ｍｇ合金（融点が５６
３℃〜６４９℃）を用い、他の部分には、合金番号１１
００からなる１０００系アルミニウム（融点が６４３℃
〜６５７℃）を使用した。

【００２５】前記取付用ねじ穴３４ａ〜３４ｆに螺入さ
れるねじの種類としては、メートル並目ねじからなるＭ
６、Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１２が用いられ、図４中、記号Ａ
は、タップ加工された切削ねじの下穴の直径（ｍｍ）お
よび転造ねじの下穴の直径（ｍｍ）をそれぞれ示し、ま
た、記号Ｂは、ねじの呼びに対応する鋳ぐるみ部材２２
の外径（ｍｍ）を示し、記号Ｃは、鋳抜きピン２０が挿
入される鋳ぐるみ部材２２の孔部の奥行き（ｍｍ）を示
している（図１参照）。

【００２６】例えば、ねじの呼びＭ６でピッチが１（ｍ
ｍ）からなるメートル並目ねじを螺入するための切削ね
じの下穴の直径を、ひっかかり率１００％からなる４．
９２（ｍｍ）に形成することができた。

【００２７】なお、本実施の形態に係る鋳抜き穴の成形
方法を適用して、同様に、図５に示されるような取付用
ねじ穴３６ａ〜３６ｅをシリンダブロック３８の上面部
に形成することも可能である。

【００２８】次に、変形例に係る鋳ぐるみ部材４０、４
２を図６および図７に示す。

【００２９】図６に示す第１変形例では、軸線方向に沿
って延在する貫通孔４４を有し円筒形状に形成された鋳
ぐるみ部材４０を用いることにより、止まり孔からなる
鋳抜き穴を成形することができる。この場合、前記鋳ぐ
るみ部材４０の軸線方向に沿った長さは、鋳抜きピン２
０の挿入部分の長さよりもエアギャップ２６の分だけ長
く設定するとよい。

【００３０】図７に示す第２変形例では、固定型５０と
可動型５２との間に配設される断面逆凹字状の鋳ぐるみ
部材４２を用いることにより、貫通孔からなる鋳抜き穴
を成形することができる。

【００３１】この場合、鋳抜きピン５４の先端部と固定
型５０との間には、前記鋳抜きピン５４の先端部を被覆
する鋳ぐるみ部材４２が設けられているため間隙が生ず
ることがなく、バリの発生を阻止することができる。ま
た、鋳ぐるみ部材４２を用いることにより、鋳造熱の影
響を受けることもない。なお、鋳抜きピン５４の先端部
と鋳ぐるみ部材４２との間には、エアギャップ２６が設
けられている。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００３３】すなわち、鋳抜きピンに対する焼きつき、
かじり、曲がりおよび折れ等を阻止し鋳抜き穴の変形を
防止することにより、寸法精度が高い鋳抜き穴を得るこ
とができる。

【００３４】また、固定型と鋳抜きピンの突き当て部と
の間隙にバリが発生することを防止することができる。

【００３５】この結果、鋳造成形する際、鋳抜きが困難
あるいは不可能な部分に対して高精度な鋳抜き穴を成形
することにより、鋳造品に対して細穴や深穴を形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る鋳抜き穴の成形方法
が適用された金型装置の要部縦断面図である。

【図２】図１に示す鋳ぐるみ部材の平面図である。

【図３】前記鋳抜き穴の成形方法を適用して得られた鋳
造品の具体例である車両用エンジンのシリンダブロック
の底面図である。

【図４】前記シリンダブロックに形成された取付用ねじ
穴および前記取付用ねじ穴に螺入されるねじの寸法を示
す図である。

【図５】鋳造品の具体例である他の車両用エンジンのシ
リンダブロックの平面図である。

【図６】鋳ぐるみ部材の第１変形例を示す要部縦断面図
である。

【図７】鋳ぐるみ部材の第２変形例を示す要部縦断面図
である。

【図８】従来技術に係る鋳抜き穴の成形方法に供する説
明図である。

【符号の説明】

１０…金型装置 １２、１４…金型 １６…キャビティ ２０、５４…鋳抜
きピン ２２、４０、４２…鋳ぐるみ部材 ２４…溶湯 ２６…ギャップ ２８…溶融部 ３０、３８…シリンダブロック ３２…オイルパン
取付面 ３４ａ〜３４ｆ、３６ａ〜３６ｅ…取付用ねじ穴

フロントページの続き (72)発明者 石井 裕士 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 大杉 晃広 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 溝上 清信 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型内に形成されたキャビティに溶湯を充
   填し、前記溶湯を固化させることにより得られる鋳造品
   に対して鋳抜き穴を成形するための方法であって、 鋳抜きピンの所定部分を被覆する鋳ぐるみ部材を装着
   し、前記鋳ぐるみ部材が装着された鋳抜きピンを前記キ
   ャビティ内に配設した後、前記キャビティに溶湯を充填
   することを特徴とする鋳抜き穴の成形方法。
2. 【請求項２】金型内に形成されたキャビティに溶湯を充
   填し、前記溶湯を固化させることにより得られる鋳造品
   に対して鋳抜き穴を成形するための装置であって、 前記金型のキャビティ内に配設される鋳抜きピンと、 前記鋳抜きピンの所定範囲を被覆する鋳ぐるみ部材と、 を備えることを特徴とする鋳抜き穴の成形装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の装置において、 前記鋳ぐるみ部材は、金型よりも融点が低いアルミニウ
   ム材料またはアルミニウム合金材料によって形成される
   ことを特徴とする鋳抜き穴の成形装置。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の装置において、 前記鋳ぐるみ部材は、有底円筒形状または円筒形状から
   なることを特徴とする鋳抜き穴の成形装置。
5. 【請求項５】請求項２乃至４のいずれか１項に記載の装
   置において、 前記鋳ぐるみ部材は、可動型と固定型との間に形成され
   たキャビティ内に配設され、前記可動型と固定型との間
   に介装されることを特徴とする鋳抜き穴の成形装置。