JP2002086259A - パイプ鋳ぐるみ用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 湯不足，鋳巣等の鋳造欠陥や鋳ぐるまれるパ
イプの溶損がなく、良好な形状をもつ鋳物の製造に適し
た金型を提供する。 【構成】 キャリパボディのプロフィールに相当するキ
ャビティをもつ上型１０，下型２０の表面に、独立して
制御可能な冷却手段を設ける。各冷却手段は、冷却孔４
１〜４３，４５，４６，５１〜５４，５６，５７に冷媒
供給管を挿入し、冷媒供給管から送り出される冷却水，
ミスト，冷気等で金型表面を直接冷却する。早期に冷却
しがちなブリッジ部に当たる部分では、充填孔４４，５
５に断熱材又は加熱手段を挿入し、溶湯の温度降下を遅
らせる。 【効果】 十分な量の溶湯が金型キャビティの隅々まで
行き渡るため、良好な形状をもつ鋳物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体回路を内部に備え
た鋳物を鋳ぐるみ法で製造するときに使用されるパイプ
鋳ぐるみ用金型に関し、特に一体型ブレーキキャリパの
ような複雑形状の鋳物の製造に適している。

【０００２】

【従来の技術】内部に流体回路が形成された製品は、鋳
造後の鋳物を複数回の穿孔加工により製造できるが、穿
孔加工では複雑な流体回路が形成されず、形成した孔を
栓処理することが必要になる。他方、内部の所定位置に
パイプ（被鋳ぐるみ材）をセットした金型に溶湯（鋳ぐ
るみ材）を注入する鋳ぐるみ法によると、鋳ぐるまれた
パイプによって流体回路が形成されるため、後工程が非
常に容易になる。鋳ぐるまれるパイプは、溶解防止や鋳
ぐるみ材に対する密着性を向上させるため、断熱材塗
布，めっき処理等が施されている。また、鋳造時に冷媒
をパイプ内部に送り込み、パイプを冷却する方法も一部
で採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】パイプがセットされた
金型に溶湯を注入して鋳造すると、被鋳ぐるみ材である
パイプの周辺が他の部分よりも速く凝固しやすい。部分
的に凝固した溶湯は、他の部分に対する溶湯補給の障害
になる。その結果、巣，湯回り不良等の鋳造欠陥が発生
しがちであった。鋳造欠陥の発生傾向は、対向ピストン
型ディスクブレーキのように厚肉部及び薄肉部をもつ複
雑形状になるほど顕著となる。

【０００４】具体的には、図１に示すようにロータ１を
キャリパボディ２の中心近傍にある空間部に臨ませ、ピ
ストン３の先端に取り付けられているブレーキパッド４
をロータ１の両側面に対向させた構造をもつ対向ピスト
ン型ディスクブレーキでは、シリンダ６にパイプ５から
油を送り込み、ピストン３に油圧を加えることによりブ
レーキパッド４がロータ１を挟み込み車軸にブレーキを
かける。このとき、キャリパボディ２のブリッジ部７が
開く方向の反力が発生する。アルミニウム製のキャリパ
ボディ２では、反力によってブリッジ部７が金属疲労し
てクラックが発生する虞れがあるが、肉厚変動の大きな
個所であるブリッジ部７は鋳造欠陥が発生しやすい個所
でもある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解消すべく案出されたものであり、金型キャビティ
に注入された溶湯を部分部分に応じて制御冷却すること
により、湯不足，鋳巣等の欠陥がなく良好な肉厚及び形
状をもつ鋳物の鋳造に適した金型を提供することを目的
とする。

【０００６】本発明のパイプ鋳ぐるみ用金型は、その目
的を達成するため、流体回路を構成するパイプが鋳ぐる
まれた鋳物を鋳造する金型であって、キャビティに注入
された溶湯を湯口から遠い側から凝固する冷却手段が金
型に設けられている。冷却手段として、個別に制御可能
な複数の冷却手段を金型の複数箇所に設けても良い。冷
却手段としては、先端が開口した冷媒供給管を金型の表
面に形成した孔部に挿入した構造が採用される。パイプ
鋳ぐるみ用金型には、併せて単数又は複数の加熱又は断
熱手段を組み込むこともできる。加熱又は断熱手段とし
ては、金型表面に形成された有底孔にヒータ又は断熱材
を挿入した構造が採用される。

【０００７】金型内部にセットされる中子にも、中子内
部に形成された有底孔に先端が開口した冷媒供給管を挿
入した構造等の冷却手段を組み込むことができる。勿
論、冷却手段を備えていない砂型，シェル中子，金型等
の中子も使用可能である。中子には、鋳ぐるまれるパイ
プを保持又は保持固定する支持部を形成しても良い。冷
却手段としては、先端が開口した冷媒供給管を金型表面
に形成した孔部に挿入し、冷媒供給管から噴出する冷却
水，ミスト，冷気等を金型表面に直接接触させて冷却す
る方式が好ましい。

【０００８】本発明鋳型をブレーキキャリパの鋳造に適
用する場合、金型内部にセットされ、キャリパボディの
ピストン収容空間を形成する中子と、ブリッジ部に当た
る個所で金型表面に設けられた断熱又は加熱手段と、イ
ンナキャリパ部及びアウタキャリパ部に当たる複数箇所
に設けられた個別制御可能な冷却手段とを組み込んだ金
型が使用される。この金型により、油圧回路を構成する
パイプが鋳ぐるまれ、インナキャリパ部とアウタキャリ
パ部とが薄肉のブリッジ部で繋がった一体型のキャリパ
ボディが鋳造される。鋳ぐるまれるパイプは、中子の先
端に形成された支持部で中間部が保持されることが好ま
しい。パイプの少なくとも一端は、中子又は金型に形成
された挿入孔で保持され、或いは上型又は下型に形成さ
れた固定溝で固定される。これにより、パイプは、注入
された溶湯の流れによっても位置ズレすることなく、所
定位置に確保される。

【０００９】

【作用】以下、対向ピストン型ディスクブレーキの一体
型キャリパボディを例に採って説明するが、本発明はこ
れに拘束されるものではなく、内部に流体通路が必要な
他の部品の製造についても同様に適用される。キャリパ
ボディは、図１に示すように厚肉部（アウタキャリパ部
８，インナキャリパ部９）と薄肉部（ブリッジ部７）と
の肉厚差が大きく、しかもパイプＰを内包している薄肉
部が両側から厚肉部で挟まれた構造になっている。この
複雑な構造のため、キャリパボディを一体鋳造しようと
すると、薄肉部が早期に凝固して堰となり、奥側の厚肉
部に湯が十分に回らず、また厚肉部が凝固する際の収縮
力で薄肉部が引っ張られ、鋳巣，ヒケ巣等の鋳造欠陥が
発生し、強度や耐疲労破壊性が劣化しやすい。更に、金
型キャビティにセットされている被鋳ぐるみ材は、金型
に注入された溶湯の流動エネルギ，熱エネルギ，浮力等
を受けて位置ズレを生じ易い。

【００１０】本発明では、それぞれ独立して制御可能な
冷却手段を上型，下型及び中子に設け、鋳造時に湯口か
ら遠い順でそれぞれの冷却手段を作動させることによ
り、金型に注入された溶湯の凝固に方向性を付けて湯不
足，鋳巣，ヒケ巣等の鋳造欠陥を防止している。金型の
冷却に使用される冷媒としては水，ミスト，エアー等を
使用できるが、湯口から遠い部分では急速冷却が必要と
されるので水を、湯口に近い部分では溶湯に水がかから
ないようにエアーを冷媒として使用することが好まし
い。更に、インナキャリパ部９とアウタキャリパ部８と
を接続するブリッジ部７を形成する金型部分では、断熱
材を埋め込み、或いは加熱装置を付設することが好まし
い。断熱材や加熱装置は、鋳造時にブリッジ部７におけ
る溶湯の温度降下を部分的に遅らせ、湯流れを阻害する
堰の生成を防止する。仮に、ブリッジ部７が早期に凝固
すると、湯口から遠い方のキャリパ部に溶湯が到達しな
くなり、湯不足が発生する。

【００１１】

【実施の形態】本発明で使用する金型は、図２に示すよ
うに上型１０及び下型２０の割り型になっており、下型
２０に中子３０が組み込まれている。上型１０，下型２
０，中子３０は、耐熱性，耐摩耗性に優れた工具鋼ＳＫ
Ｄ６１等で作られる。上型１０は、キャリパボディ形状
のほぼ半分に相当するキャビティ１１をもち、一側が反
湯口ブロック１２になっている。反湯口ブロック１２の
ほぼ中央に、中子３０の基部３１が嵌め込まれる嵌合凹
部１３が形成されている。下型２０は、キャリパボディ
形状の残り半分に相当するキャビティ２１をもち、反湯
口ブロック２２及び湯口ブロック２４がそれぞれ上型１
０の反湯口ブロック１２及び湯口ブロック１４に対応す
る。上型１０の湯口ブロック１４及び下型２０の湯口ブ
ロック２４の中央に湯口となる窪み１５，２５が形成さ
れている。

【００１２】中子３０は、湯口１５−２５と反対側で上
型１０及び下型２０の端面に当接する台座３２をもち、
台座３２から起立した基部３１が上型１０の嵌合凹部１
３及び下型２０の嵌合凹部（図示省略）に嵌め込まれ
る。台座３２から１本又は複数本（図２では２本）の中
子３３が突出しており、中子３３は下型２０のブロック
３４に設けられた孔に挿し込まれている。中子３３はキ
ャリパボディのピストン収容空間を形成し、ブロック３
４はロータ収容空間を形成する。中子３３の先端には、
被鋳ぐるみ材であるパイプＰの中間部を固定する支持部
３５が形成されている。パイプＰは、キャリパボディ内
部を循環する形状に曲げられており、両端部は中子３
３，３３の基部３１側端部に形成した挿入孔７１（図
５），上型１０又は下型２０の固定溝７３，７４（図
７，８）等に挿入固定される。

【００１３】上型１０及び下型２０を合わせたとき、キ
ャリパボディのプロフィールに相当する金型キャビティ
１１−２１が形成され、上型１０及び下型２０の窪み１
５，２５で金型キャビティ１１−２１に臨む湯口１５−
２５が構成される。金型キャビティ１１−２１のうち、
中子３０をセットした側がインナキャリパ部９となり、
湯口１５−２５に臨む側がアウタキャリパ部８となる。
図２の例では、湯口１５−２５をアウタキャリパ部８側
に設けているが、これに拘束されることなくインナキャ
リパ部９側又は側面に湯口を設けることも可能である。

【００１４】上型１０及び下型２０には、それぞれ図３
（ａ），（ｂ）に示すように、キャビティ１１，２１と
は反対側の表面に、各種冷却手段が設けられている。上
型１０の表面には、湯口となる窪み１５に遠い側で、イ
ンナキャリパ部９のほぼ中央に当たる位置の金型キャビ
ティに対応する第１水冷孔４１が形成されている。次い
で、湯口となる窪み１５に向けて、それぞれ一対の第２
水冷孔４２，４２，ミスト冷却孔４３，４３，断熱材充
填孔４４，４４，第１空冷孔４５，４５及び第２空冷孔
４６，４６が左右対称に形成されている。下型２０の表
面にも、中子３０から湯口となる窪み２５に向けて、第
１水冷孔５１，第２水冷孔５２，５２，ミスト冷却孔５
３，５３，第３水冷孔５４，５４，断熱材充填孔５５，
５５，第１空冷孔５６，５６及び第２空冷孔５７，５７
が形成されている。

【００１５】断熱材充填孔４４，５５は、インナキャリ
パ部９とアウタキャリパ部８とを接続するブリッジ部７
（図１）に当たる位置に設けられている。断熱材充填孔
４４，５５には、図４（ａ）に示すように断熱材６１が
充填される。これにより、金型内部における熱伝導がこ
の部分で抑えられ、対応する個所のキャビティ１１，２
１にある溶湯の冷却が緩慢になる。その結果、ブリッジ
部７の凝固が遅延し、湯口１５−２５から送り込まれた
溶湯が中子３０側のインナキャリパ部９まで送り込まれ
る。なお、断熱材６１に替えて、金型又は溶湯を積極的
に加熱することにより冷却を防止する電気ヒータ等の加
熱装置を断熱材充填孔４４．５５に挿入しても良い。こ
れに対し、断熱材６１又は加熱装置を組み込まないと、
他の部分よりも薄肉になっているブリッジ部７で溶湯が
優先的に温度降下して凝固しやすいため、インナキャリ
パ部９に溶湯が十分補給されず、結果として湯不足が生
じる。

【００１６】第１水冷孔４１，５１には、図４（ｂ）に
示すように冷媒供給管６２が挿入されている。冷媒供給
管６２は、第１水冷孔４１，５１の孔底部近傍で開口し
ている。冷媒供給管６２を経て供給された冷却水ｗは、
冷媒供給管６２の先端開口部６３から第１水冷孔４１，
５１内に噴出され、第１水冷孔４１，５１の内壁面に直
接接触して上型１０，下型２０を冷却した後、第１水冷
孔４１，５１から排出される。冷却水ｗを上型１０，下
型２０の表面に直接吹き付けて冷却する方式であるた
め、大きな冷却能が得られる。冷却を効果的にするため
には、第１水冷孔４１，５１の孔底部から金型内面まで
の距離Ｌを５〜１０ｍｍとすることが好ましい。距離Ｌ
が５ｍｍ未満では、上型１０，下型２０が薄くなりす
ぎ、熱衝撃等によって破損しやすくなる。逆に、１０ｍ
ｍを超える距離Ｌでは、十分な冷却効果が得られない。
断熱材充填孔４４，５５も同様な理由により、孔底部か
ら金型内面までの距離を５〜１０ｍｍとすることが好ま
しい。

【００１７】冷媒供給管６２を第１水冷孔４１，５１に
挿入した水冷機構は、簡単な構造のためメンテナンスが
容易である。しかも、冷却水ｗの供給を止めると第１水
冷孔４１，５１から直ちに冷却水ｗが排出されるため、
上型１０，下型２０の冷却を止めることができる。この
点、冷媒供給管６２及び排水管６４が二重管構造になっ
た冷却手段を第１水冷孔４１，５１に挿入して冷却する
方式（図４ｃ）が従来の一般的な冷却方法である。この
方式では、冷媒供給管６２から送り込まれた冷却水ｗ
は、上型１０，下型２０の表面に直接接触することな
く、排水管６４から送り出される。そのため、外側の排
水管６４を介して上型１０，下型２０が冷却されること
になり、大きな冷却能が得られない。しかも、冷却水ｗ
の供給を止めても、冷媒供給管６２や排水管６４に冷却
水ｗが残留し、上型１０，下型２０の冷却を中止したこ
とにならない。更には、複雑な構造をもつため、手数の
かかるメンテナンスが必要になる。

【００１８】他の水冷孔４２，５２，５４，ミスト冷却
孔４３，５３，空冷孔４５，４６，５６，５７に対して
も、同様に先端が孔底部近傍に開口した冷媒供給管を挿
入し、冷媒供給管から冷却水，ミスト，冷気等を送り込
むことにより、上型１０，下型２０を直接冷却する。キ
ャリパボディの肉厚部に当たる部分では、特に大きな冷
却能が要求される。このような部分、たとえば上型１０
の第２水冷孔４２として、図４（ｄ）に示すように上型
１０を貫通する貫通孔６５を形成し、熱伝導性の良好な
銅等で作られ、先端を閉じたキャップ６６を貫通孔６５
に装着する。キャビティ１１に注入された溶湯は、冷媒
供給管６２から送り出された冷却水ｗとキャップ６６を
介して接触するため、より大きな冷却能が得られる。湯
口１５−２５に近い部分では、溶湯の降温を比較的遅く
することからエアー冷却が採用される。また、水冷方式
で冷却に使用された水が溶湯と接触する危険を避ける上
でも、湯口１５−２５に近い部分に対してはエアー冷却
が好ましい。

【００１９】中子３０は、基部３１から金型キャビティ
１１−２１に向けて中子３３を突出させている。中子３
３の内部に、図５（ｂ）に示すように軸方向に延びる有
底孔３６が穿設されており、有底孔３６に給水管６７が
挿入される。給水管６７も、上型１０，下型２０に設け
られる冷媒供給管６２と同様に、有底孔３６の底部近傍
に開口した先端開口部６８をもつ。給水管６７から送り
込まれた冷却水ｗは、有底孔３６の内壁面に直接接触し
て金型及び溶湯を冷却した後、排出される。冷却水ｗが
中子３３の先端まで送り込まれているので、中子３３の
先端で保持されているパイプＰは、中子３３を介して冷
却される。そのため、鋳造の最終段階で湯口から金型キ
ャビティ１１−２１に注入された溶湯が中子３３の先端
部に直接かかっても、パイプＰの溶損が防止される。

【００２０】中子３０の基部３１には、所定形状に曲げ
成形されたパイプＰの両端部が差し込まれる挿入孔７１
が穿設されている。両端が挿入孔７１，７１に差し込ま
れたパイプＰは、中間部が中子３３の先端面にある支持
部７２で支持される。支持部７２は、図６に示すように
ストレートな溝７２ａ，中間部が屈曲した溝７２ｂ，中
間部が幅広になった溝７２ｃ，二重に幅広になった溝７
２ｄ，中間部が幅狭になった溝７２ｅ，溝底部が中間部
で浅くなった溝７２ｆ，溝底部が中間部で深くなった溝
７２ｇ等として中子３３の先端面に形成される。

【００２１】溝７２ａ〜７２ｇにパイプＰの中間部を差
し込むことによりパイプＰが確実に保持され、鋳造中に
溶湯の流動エネルギによるパイプＰの位置ズレが防止さ
れる。屈曲部，幅広部，幅狭部等のある溝７２ｂ〜７２
ｆを支持部７２とする中子３３に、屈曲部，幅広部，幅
狭部等に対応して中間部を変形させたパイプＰを差し込
むとき、パイプＰの保持が一層確実になる。パイプＰの
中間部を支持部７２で保持し、両端部を挿入孔７１，７
１に差し込むことにより、パイプＰは、鋳造中にも所定
位置に維持される。そのため、パイプＰを鋳ぐるんだキ
ャリパボディにおいて、ボディ内部で精度良くパイプＰ
が配置されることになる。パイプＰの高い位置精度は、
パイプＰを油圧回路に使用する場合にパイプＰに接続す
るブリーダ装着用の孔を開けるとき小さなブリーダ装着
用孔で済み、油漏れ防止にも有効である。また、全体的
な肉厚も薄くできる。

【００２２】パイプＰの両端部は、上型１０，下型２
０，中子３０等で保持又は保持固定される。たとえば、
上型１０にパイプ押え溝７１ａ（図９ａ）又はパイプ挿
入孔７１ｂ（図９ｂ）を形成し、一端部が金型１０，２
０の外面に臨むようにパイプＰをセットする。キャリパ
ボディ鋳物は、図１０に示すように鋳物本体からパイプ
Ｐが突出しているため、ブリーダ装着口Ｘを高精度で設
定できる。この場合、鋳造後の切削加工により、パイプ
Ｐに達する油圧回路用の孔部Ｙを形成する。上型１０の
パイプ押え溝７１ａと中子３０のパイプ押え溝７１ａと
の間でパイプＰの両端部を挟む方式（図１０），一端を
中子３０の挿入孔７１に差し込み、他端を下型２０の挿
入孔７１に挿し込んでパイプＰを固定する方式（図１
１）も採用できる。

【００２３】パイプＰの端部を上型１０，下型２０に挟
み込んで固定する場合、パイプＰの外径と固定溝７３，
７４（図７，８）の内径を同一にすると、パイプＰのセ
ッティングに時間がかかり生産性が低下しかねない。パ
イプＰのセッティングを容易にするためには、固定溝７
３，７４の内径をパイプＰの外径より大きくすることが
好ましい。しかし、固定溝７３，７４の内径を単に大き
くしただけでは、セットされたパイプＰが鋳造時にぐら
つき、パイプＰの鋳ぐるみ位置が変動し易い。パイプＰ
のグラツキは弾性復元力を利用（図７，８）して上型１
０，下型２０に挟み込むことにより防止でき、パイプＰ
が上型１０と下型２０との間に強固に固定される。或い
は、パイプＰに比較して大きな内径をもつパイプ挿入孔
７１の内部に突起７１ｃ（図１３ａ）を形成し、同様な
突起７１ｃを付けた下型２０のパイプ挿入孔７１との間
にパイプＰの端部をセットして上型１０と下型２０との
間に挟み込む（図１３ｂ）ことによっても、パイプＰを
強固に固定できる。更には、比較的浅い半楕円状のパイ
プ挿入孔７１ａ（図１４ａ）を形成し、パイプ挿入孔７
１ａに配置したパイプＰを上型１０と下型２０との間に
挟み付ける（図１４ｂ）によってもパイプＰが強固に固
定される。また、図１４（ｃ）に示すように下型２０の
溝に凹部７１ｄ，上型１０の溝に凸部７１ｅを設け、パ
イプＰを凸部７１ｅによって凹部７１ｄに押し付けるこ
とによってもパイプＰが強固に固定される。更には、パ
イプＰの先端を外側に曲げ（図１５ｂ）、パイプＰの曲
りに対して金型の溝１１ａを形成し（図１５ａ）、パイ
プＰの斜線部を抑えて固定すると矢印方向（図１５ｃ）
にパイプＰが変動することが抑制される。

【００２４】第１水冷孔４１，５１，第２水冷孔４２，
５２，ミスト冷却孔４３，５３，第３水冷孔５４，第１
空冷孔４５，５６，第２空冷孔４６，５７，有底孔３６
に供給される冷却水，ミスト，冷気は、流量、供給時間
等が独立して制御される。そのため、金型キャビティ１
１−２１に注入された溶湯が凝固冷却してキャリパボデ
ィになる過程の溶湯流動，凝固等を考慮して適切な冷却
条件を設定できる。基本的には、湯口１５−２５から遠
い部分ほど先に冷却させる冷却条件が採用される。すな
わち、第１水冷孔４１，５１を介した冷却作用を早期に
働かせ、第２水冷孔４２，５２→ミスト冷却孔４３，５
３→第３水冷孔５４→第１空冷孔４５，５６→第２空冷
孔４６，５７の順に冷却を開始する。これにより、金型
キャビティ１１−２１に注入された溶湯は、湯口１５−
２５の反対側から一方向凝固する。質量の小さいことか
ら凝固しやすいブリッジ部７では、断熱材６１によって
溶湯の温度降下を遅らせる。したがって、湯回りを困難
にする複雑形状をもつキャリパボディであるにも拘わら
ず、金型キャビティ１１−２１の隅々まで十分に溶湯が
行き渡る。その結果、得られたキャリパボディは、鋳
巣，湯不足に起因するヒケ巣等の鋳造欠陥がなく、各部
が十分な肉厚をもった製品になる。

【００２５】しかも、鋳ぐるまれるパイプＰの中間部が
中子３３の先端で、両端部が中子３０の基部３１又は上
型１０，下型２０の固定溝７３，７４で支持されている
ため、パイプＰは、溶湯の流動エネルギに抗して金型キ
ャビティ１１−２１内で所定位置に維持される。そのた
め、得られたキャリパボディにブリーダを装着する場
合、小さな装着用孔を開けてパイプＰにブリーダを接続
して油圧回路を構成することができる。更には、鋳造終
了段階で金型キャビティ１１−２１に注入される溶湯流
が直接接触しやすいパイプＰの中間部が中子３０の中子
３３を介して冷却されているので、パイプＰは溶損のな
い状態でキャリパボディの内部に配置される。したがっ
て、パイプＰは、油漏れのない油圧回路の一部として使
用される。

【００２６】

【実施例】図８の下型２０に図２の中子３０をセット
し、図７の上型１０を重ね合わせた。パイプＰとして、
外径６ｍｍ，肉厚１．５ｍｍの３０００系アルミニウム
合金パイプを用い、中間部を中子３３先端の支持部７２
に差し込み、両端部を固定溝７４に差し込んで上型１０
と下型２０で狭持した。ＪＩＳ ＡＣ４Ｃアルミニウム
合金を鋳ぐるみ材として使用し、湯溜り部での溶湯温度
を７００℃に設定し、傾斜重力鋳造法によって金型キャ
ビティ１１−２１に注入した。溶湯注入直後に第１水冷
孔４１，５１に冷却水を送り込み、第２水冷孔４２，５
２→ミスト冷却孔４３，５３→第３水冷孔５４→第１空
冷孔４５，５６→第２空冷孔４６，５７の順で各冷却手
段を５秒間隔で作動させた。なお、中子３３の有底孔４
８には、溶湯注入直後から冷却水ｗを送り込んだ。

【００２７】この条件下でパイプＰを鋳ぐるむことによ
り、１０個のキャリパボディを得た。何れのキャリパボ
ディも、インナキャリパ部９，アウタキャリパ部８，ブ
リッジ部共に十分な肉をもっており、湯不足，鋳巣等の
鋳造欠陥は検出されなかった。鋳ぐるまれたパイプＰ
は、何れのキャリパボディにあっても設計値に比較して
パイプ中心位置が±０．５ｍｍの範囲に収まっており、
油漏れ等を引き起こす溶損も観察されなかった。

【００２８】比較のため、溶湯注入開始直後に各部の冷
却手段を一斉に作動させて、１０個のキャリパボディを
鋳造した。この場合には、１０個のうち７個まで、ブリ
ッジ部７で溶湯が最初に凝固したため、インナキャリパ
部９に十分な量の溶湯が補給されず、目標とする製品形
状が得られなかった。残る３個も、多量の鋳巣が検出さ
れ、特に湯口１５−２５から遠いインナキャリパ部９に
鋳巣が集中していた。更に、鋳ぐるまれたパイプＰの位
置を測定したところ、３個のキャリパボディ共にパイプ
中心位置が設計値から１ｍｍ以上ずれていた。この対比
から明らかなように、キャリパボディの形状や肉厚を考
慮して各部の冷却条件を制御することにより、良好な形
状をもち、高い位置精度でパイプＰが鋳ぐるまれた一体
型キャリパボディが得られることが判った。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のパイプ
鋳ぐるみ用金型は、鋳物の各部肉厚に応じて冷却手段及
び断熱又は加熱手段を上型及び下型に組み込み、湯口か
ら遠い側から作動するように各冷却機構をそれぞれ独立
に制御し、早期に凝固しがちなブリッジ部の温度降下を
遅らせている。これにより、形状及び肉厚が複雑に変化
するにも拘わらず、湯不足，鋳巣等の鋳造欠陥がない良
好な形状の鋳物が鋳造される。また、鋳ぐるまれるパイ
プは、鋳造中にも冷却されるため溶損がなく、油漏れ等
のない油圧回路の一部として使用される。しかも、鋳物
内部の所定位置に精度良く保持されるため、ブリーダ装
着用孔の穿設等の後作業も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ブレーキディスク用キャリパボディの概略を
説明する平面図（ａ）及びＢ−Ｂ断面図（ｂ）

【図２】 上型（ａ）及び下型（ｂ）の内部を説明する
斜視図

【図３】 上型（ａ）及び下型（ｂ）の表面に形成され
た冷却用及び断熱用の孔部を示す斜視図

【図４】 断熱手段（ａ），冷却手段（ｂ，ｄ）を従来
の冷却手段（ｃ）と対比して説明する断面図

【図５】 中子の斜視図（ａ）及び断面図（ｂ）

【図６】 中子の先端に形成したパイプ支持部の数例

【図７】 パイプの両端部が差し込まれる固定溝が形成
された上型の斜視図（ａ）及びパイプの端部を狭持する
ことを説明する断面図（ｂ）

【図８】 パイプの両端部が差し込まれる固定溝が形成
された下型の斜視図（ａ），パイプの屈曲端部と下型の
縁部との関係を示す断面図（ｂ）及び下型と上型との間
でパイプの端部を狭持している状態を示す断面図（ｃ）

【図９】 パイプの一端を上型（ａ）で支持し、他端を
中子（ｂ）で支持した金型

【図１０】 キャリパボディ鋳物にブリーダを取り付け
る説明図

【図１１】 パイプ押え溝をつけた上型（ａ）と、パイ
プ押え溝をつけた中子（ｃ）を組み込んだ下型（ｂ）

【図１２】 パイプの一端を中子の挿入孔に差し込み、
他端を下型の挿入孔に挿し込んだ金型

【図１３】 突起を付けたパイプ押え溝を形成した上型
（ａ）と、上型及び下型で挟み付けられたパイプ（ｂ）

【図１４】 半楕円状のパイプ押え溝を形成した上型
（ａ）と、上型及び下型で挟み付けられたパイプ（ｂ）

【図１５】 パイプの曲がり（ｂ）に応じた溝を金型に
形成し（ａ）、パイプの変動（ｃ）を抑えた例

【符号の説明】

１０：上型 １１：キャビティ １５：湯口となる
窪み ２０：下型 ２１：キャビティ ２５：湯口となる
窪み ３０，３３：中子 ３４：ブロック ３５：支持部
３６：有底孔 ４１，５１：第１水冷孔 ４２，５２：第２水冷孔
４３，５３：ミスト冷却孔 ５４：第３水冷孔
４４，５５：断熱材充填孔 ４５，５６：第１空冷孔
４６，５７：第２空冷孔 ６１：断熱材 ６２，６７：給水管 ６３，６８：
先端開口部 ６５：貫通孔 ６６：キャップ Ｐ：パイプ（被鋳ぐるみ材） Ｐｅ：屈曲端部
ｗ：冷却水

フロントページの続き (72)発明者 清水 宜伸 北海道苫小牧市晴海町43番地３号 日本軽 金属株式会社苫小牧製造所内 (72)発明者 濱野 康彦 北海道苫小牧市晴海町43番地３号 日本軽 金属株式会社苫小牧製造所内 (72)発明者 堀川 宏 静岡県庵原郡蒲原町蒲原１丁目34番１号 日本軽金属株式会社グループ技術センター 内 Ｆターム(参考） 4E093 NB05

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体回路を構成するパイプが鋳ぐるまれ
   た鋳物を鋳造する金型であって、キャビティに注入され
   た溶湯を湯口から遠い側から凝固させる冷却手段を備え
   ているパイプ鋳ぐるみ用金型。
2. 【請求項２】 個別に制御可能な冷却手段が金型の複数
   箇所に設けられている請求項１記載のパイプ鋳ぐるみ用
   金型。
3. 【請求項３】 先端が開口した冷媒供給管を金型の表面
   に形成した孔部に挿入した構造をもつ冷却手段を備えて
   いる請求項１又は２記載のパイプ鋳ぐるみ用金型。
4. 【請求項４】 単数又は複数の加熱又は断熱手段が組み
   込まれている請求項１〜３の何れかに記載のパイプ鋳ぐ
   るみ用金型。
5. 【請求項５】 加熱又は断熱手段が金型表面に形成され
   た有底孔にヒータ又は断熱材を挿入した構造をもつ請求
   項４記載のパイプ鋳ぐるみ用金型。
6. 【請求項６】 中子が組み込まれている請求項１〜５の
   何れかに記載のパイプ鋳ぐるみ用金型。
7. 【請求項７】 中子が冷却手段を備えている請求項６記
   載のパイプ鋳ぐるみ用金型。
8. 【請求項８】 冷却手段が中子内部に形成された有底孔
   に先端が開口した冷媒供給管を挿入した構造をもつ請求
   項７記載のパイプ鋳ぐるみ用金型。
9. 【請求項９】 鋳ぐるまれるパイプを保持する支持部が
   金型に形成されている請求項１〜８の何れかに記載のパ
   イプ鋳ぐるみ用金型。
10. 【請求項１０】 鋳ぐるまれるパイプを保持する支持部
    が中子に形成されている請求項６〜８の何れかに記載の
    パイプ鋳ぐるみ用金型。
11. 【請求項１１】 鋳ぐるまれるパイプを保持する支持部
    が金型又は中子に形成されており、パイプの少なくとも
    一つの支持部が金型間又は金型と中子との間に挟み込ま
    れることにより固定される請求項１〜１０の何れかに記
    載のパイプ鋳ぐるみ用金型。
12. 【請求項１２】 鋳ぐるまれるパイプの中間部を保持又
    は保持固定する支持部が中子に形成されている請求項６
    〜１１の何れかに記載のパイプ鋳ぐるみ用金型。