JP2003230943A - 鋳型構造 - Google Patents
鋳型構造Info
- Publication number
- JP2003230943A JP2003230943A JP2002036230A JP2002036230A JP2003230943A JP 2003230943 A JP2003230943 A JP 2003230943A JP 2002036230 A JP2002036230 A JP 2002036230A JP 2002036230 A JP2002036230 A JP 2002036230A JP 2003230943 A JP2003230943 A JP 2003230943A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cast
- cylinder
- casting
- riser
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】押し湯部に該押し湯部を鋳造品の鋳造後の冷却
収縮による応力の方向に対して分割する方向に所定深さ
のノッチ部(切り込み部)を設けることで、押し湯部によ
り抑制、拘束されていた鋳造品の冷却収縮が、押し湯部
に上記ノッチ部を設けることにより許容されて、冷却収
縮拘束に起因する内部応力が開放されて、クラック等の
欠陥が発生するのを防止することができる鋳型構造の提
供を目的とする。 【解決手段】鋳造品を鋳造するキャビティ１２に湯口１
３を介して押し湯部１４が設けられた鋳型構造であっ
て、上記押し湯部１４には該押し湯部１４を鋳造品の鋳
造後の冷却収縮による応力の方向に対して分割する方向
に所定深さのノッチ部１９が設けられたことを特徴とす
る。
収縮による応力の方向に対して分割する方向に所定深さ
のノッチ部(切り込み部)を設けることで、押し湯部によ
り抑制、拘束されていた鋳造品の冷却収縮が、押し湯部
に上記ノッチ部を設けることにより許容されて、冷却収
縮拘束に起因する内部応力が開放されて、クラック等の
欠陥が発生するのを防止することができる鋳型構造の提
供を目的とする。 【解決手段】鋳造品を鋳造するキャビティ１２に湯口１
３を介して押し湯部１４が設けられた鋳型構造であっ
て、上記押し湯部１４には該押し湯部１４を鋳造品の鋳
造後の冷却収縮による応力の方向に対して分割する方向
に所定深さのノッチ部１９が設けられたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鋳造品を鋳造す
るキャビティに湯口を介して押し湯部が設けられたよう
な鋳型構造に関し、詳しくは、その押し湯部の構造に関
するものである。
るキャビティに湯口を介して押し湯部が設けられたよう
な鋳型構造に関し、詳しくは、その押し湯部の構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋳造品の一例として鋳鉄製のシリ
ンダライナを鋳ぐるんだアルミニウム合金製のシリンダ
ブロックを鋳型にて鋳造する場合には、図１０に示す如
き構造が採用されている。
ンダライナを鋳ぐるんだアルミニウム合金製のシリンダ
ブロックを鋳型にて鋳造する場合には、図１０に示す如
き構造が採用されている。
【０００３】すなわち、図１０(但し、同図では溶湯が
凝固した状態で図示している)に示すように、シリンダ
ブロック本体を形成するキャビティ９１の上部に湯口９
２(鋳造品に対する湯口)を介して押し湯部９３を設け、
この押し湯部９３には湯道９４，９４を介して溶湯の湯
口を連通接続するように砂鋳型９５を形成すると共に、
中子９６にて鋳鉄製のシリンダライナ９７を支持し、ア
ルミニウム合金の溶湯を、溶湯の湯口、湯道９４、押し
湯部９３、製品に対する湯口９２を介してキャビティ９
１に注湯して、シリンダライナ９７が鋳ぐるまれたアル
ミニウム合金製のシリンダブロック９８を鋳造するもの
である。
凝固した状態で図示している)に示すように、シリンダ
ブロック本体を形成するキャビティ９１の上部に湯口９
２(鋳造品に対する湯口)を介して押し湯部９３を設け、
この押し湯部９３には湯道９４，９４を介して溶湯の湯
口を連通接続するように砂鋳型９５を形成すると共に、
中子９６にて鋳鉄製のシリンダライナ９７を支持し、ア
ルミニウム合金の溶湯を、溶湯の湯口、湯道９４、押し
湯部９３、製品に対する湯口９２を介してキャビティ９
１に注湯して、シリンダライナ９７が鋳ぐるまれたアル
ミニウム合金製のシリンダブロック９８を鋳造するもの
である。
【０００４】ここで、上述のシリンダブロック９８が４
気筒の場合、押し湯部９３は引け巣欠陥を対策するため
に第１気筒および第２気筒用の部分と、第３気筒および
第４気筒用の部分とに２分割されており、また上述の湯
口９２は第２気筒と第３気筒とのシリンダボア間を除
く、シリンダボア側部に気筒列方向と略直交するように
複数形成されている。
気筒の場合、押し湯部９３は引け巣欠陥を対策するため
に第１気筒および第２気筒用の部分と、第３気筒および
第４気筒用の部分とに２分割されており、また上述の湯
口９２は第２気筒と第３気筒とのシリンダボア間を除
く、シリンダボア側部に気筒列方向と略直交するように
複数形成されている。
【０００５】このような従来構造の砂鋳型９５を用いて
シリンダブロック９８を鋳造した場合には次のような問
題点が発生する。つまり、アルミニウム合金の溶湯を注
湯した後に、母材としてのアルミニウム合金はキャビテ
ィ９１および押し湯部９３ともに凝固収縮して常温に至
るが、これと同時に母材に鋳ぐるまれた鋳鉄製のシリン
ダライナ９７も冷却により収縮する。この場合、アルミ
ニウム合金と鋳鉄とには収縮差(アルミニウム合金の方
が鋳鉄よりも収縮率が大きい)が存在し、このためシリ
ンダブロック９８の鋳造後において両者の冷却収縮の差
により図１１に矢印ａで示す方向に内部応力が発生し、
この応力が集中する母材の肉厚が最も小さいシリンダボ
ア９９，９９間にクラック等の欠陥が発生する問題点が
あった。
シリンダブロック９８を鋳造した場合には次のような問
題点が発生する。つまり、アルミニウム合金の溶湯を注
湯した後に、母材としてのアルミニウム合金はキャビテ
ィ９１および押し湯部９３ともに凝固収縮して常温に至
るが、これと同時に母材に鋳ぐるまれた鋳鉄製のシリン
ダライナ９７も冷却により収縮する。この場合、アルミ
ニウム合金と鋳鉄とには収縮差(アルミニウム合金の方
が鋳鉄よりも収縮率が大きい)が存在し、このためシリ
ンダブロック９８の鋳造後において両者の冷却収縮の差
により図１１に矢印ａで示す方向に内部応力が発生し、
この応力が集中する母材の肉厚が最も小さいシリンダボ
ア９９，９９間にクラック等の欠陥が発生する問題点が
あった。
【０００６】このような問題点の発生は、冷却収縮率の
差に加えて、押し湯部９３で鋳造品の冷却収縮が抑制、
拘束されていることによるものと推考される。ところ
で、特開平１０−２９０３７号公報には、押し湯構造に
より、キャビティ部の溶湯が凝固する際の温度冷却勾配
を緩和させると共に、該キャビティ部の溶湯の凝固収縮
による溶湯不足を補足するように成した一般的な押し湯
構造が開示されているが、押し湯部により鋳造品の冷却
収縮が拘束されていることに起因する内部応力を解決す
るようなものではない。
差に加えて、押し湯部９３で鋳造品の冷却収縮が抑制、
拘束されていることによるものと推考される。ところ
で、特開平１０−２９０３７号公報には、押し湯構造に
より、キャビティ部の溶湯が凝固する際の温度冷却勾配
を緩和させると共に、該キャビティ部の溶湯の凝固収縮
による溶湯不足を補足するように成した一般的な押し湯
構造が開示されているが、押し湯部により鋳造品の冷却
収縮が拘束されていることに起因する内部応力を解決す
るようなものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、押し湯部
に該押し湯部を鋳造品の鋳造後の冷却収縮による応力の
方向に対して分割する方向に所定深さのノッチ部(切り
込み部)を設けることで、押し湯部により抑制、拘束さ
れていた鋳造品の冷却収縮が、押し湯部に上記ノッチ部
を設けることにより許容されて、冷却収縮拘束に起因す
る内部応力が開放されて、クラック等の欠陥が発生する
のを防止することができる鋳型構造の提供を目的とす
る。
に該押し湯部を鋳造品の鋳造後の冷却収縮による応力の
方向に対して分割する方向に所定深さのノッチ部(切り
込み部)を設けることで、押し湯部により抑制、拘束さ
れていた鋳造品の冷却収縮が、押し湯部に上記ノッチ部
を設けることにより許容されて、冷却収縮拘束に起因す
る内部応力が開放されて、クラック等の欠陥が発生する
のを防止することができる鋳型構造の提供を目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明による鋳型構造
は、鋳造品を鋳造するキャビティに湯口を介して押し湯
部が設けられた鋳型構造であって、上記押し湯部には該
押し湯部を鋳造品の鋳造後の冷却収縮による応力の方向
に対して分割する方向に所定深さのノッチ部が設けられ
たものである。
は、鋳造品を鋳造するキャビティに湯口を介して押し湯
部が設けられた鋳型構造であって、上記押し湯部には該
押し湯部を鋳造品の鋳造後の冷却収縮による応力の方向
に対して分割する方向に所定深さのノッチ部が設けられ
たものである。
【０００９】上記構成の鋳型は、砂鋳型(いわゆる砂型)
に設定してもよい。上記構成によれば、鋳造品の鋳造後
の冷却収縮による応力の方向に対して押し湯部を分割す
る方向に、該押し湯部に所定深さのノッチ部を設けたの
で、押し湯部により抑制、拘束されていた鋳造品の冷却
収縮が許容、促進され、この結果、冷却収縮拘束に起因
する内部応力が開放されて、クラック等の欠陥が発生す
るのを防止することができる。ここで、上述の内部応力
の開放は鋳造品を熱処理する前段階で行なわれることが
望ましい。
に設定してもよい。上記構成によれば、鋳造品の鋳造後
の冷却収縮による応力の方向に対して押し湯部を分割す
る方向に、該押し湯部に所定深さのノッチ部を設けたの
で、押し湯部により抑制、拘束されていた鋳造品の冷却
収縮が許容、促進され、この結果、冷却収縮拘束に起因
する内部応力が開放されて、クラック等の欠陥が発生す
るのを防止することができる。ここで、上述の内部応力
の開放は鋳造品を熱処理する前段階で行なわれることが
望ましい。
【００１０】この発明の一実施態様においては、上記ノ
ッチ部は押し湯部の下部一部を残す深さに設定されたも
のである。上記構成によれば、ノッチ部を押し湯部の下
部一部を残す深さに設定したので、鋳造品の適度の塑性
変形が促進され、内部応力を適切に開放することができ
る。
ッチ部は押し湯部の下部一部を残す深さに設定されたも
のである。上記構成によれば、ノッチ部を押し湯部の下
部一部を残す深さに設定したので、鋳造品の適度の塑性
変形が促進され、内部応力を適切に開放することができ
る。
【００１１】この発明の一実施態様においては、上記鋳
造品は母材と鋳ぐるみ部材とを有し、母材に対して冷却
収縮率の異なる鋳ぐるみ部材が鋳ぐるまれたものであ
る。上記構成によれば、母材と鋳ぐるみ部材との冷却収
縮率の差異により、内部応力が発生しやすくなるが、上
記ノッチ部により斯る内部応力を開放することができ
る。
造品は母材と鋳ぐるみ部材とを有し、母材に対して冷却
収縮率の異なる鋳ぐるみ部材が鋳ぐるまれたものであ
る。上記構成によれば、母材と鋳ぐるみ部材との冷却収
縮率の差異により、内部応力が発生しやすくなるが、上
記ノッチ部により斯る内部応力を開放することができ
る。
【００１２】この発明の一実施態様においては、上記母
材と比較して冷却収縮率が小さい鋳ぐるみ部材が鋳ぐる
まれたものである。上記構成の母材はアルミニウム合金
に、また鋳ぐるみ部材は鋳鉄に設定してもよい。上記構
成によれば、母材に対して鋳ぐるみ部材の冷却収縮率が
小さく、内部応力が発生しやすくなるが、上述の押し湯
部のノッチ部にて、この内部応力を開放することができ
る。
材と比較して冷却収縮率が小さい鋳ぐるみ部材が鋳ぐる
まれたものである。上記構成の母材はアルミニウム合金
に、また鋳ぐるみ部材は鋳鉄に設定してもよい。上記構
成によれば、母材に対して鋳ぐるみ部材の冷却収縮率が
小さく、内部応力が発生しやすくなるが、上述の押し湯
部のノッチ部にて、この内部応力を開放することができ
る。
【００１３】この発明の一実施態様においては、上記母
材はアルミニウム合金製のシリンダブロック本体に設定
され、上記鋳ぐるみ部材は鉄製のシリンダライナに設定
されたものである。上記構成によれば、アルミニウム合
金製のシリンダブロック本体に対して、鉄製のシリンダ
ライナの冷却収縮率が小さく、鋳造後の内部応力が発生
しやすくなるが、上述の押し湯部のノッチ部にて、この
内部応力を開放することができるので、シリンダブロッ
クのシリンダボア間にクラック等の欠陥が発生するのを
防止することができる。
材はアルミニウム合金製のシリンダブロック本体に設定
され、上記鋳ぐるみ部材は鉄製のシリンダライナに設定
されたものである。上記構成によれば、アルミニウム合
金製のシリンダブロック本体に対して、鉄製のシリンダ
ライナの冷却収縮率が小さく、鋳造後の内部応力が発生
しやすくなるが、上述の押し湯部のノッチ部にて、この
内部応力を開放することができるので、シリンダブロッ
クのシリンダボア間にクラック等の欠陥が発生するのを
防止することができる。
【００１４】この発明の一実施態様においては、上記湯
口はシリンダボア間においてシリンダブロックの幅方向
に延びるように設定されたものである。上記構成によれ
ば、シリンダボア間は肉厚が薄く、応力が集中してクラ
ック等の欠陥が発生しやすいが、このシリンダボア間に
おいてシリンダブロックの幅方向(気筒列方向と直交す
る方向)に延びるように湯口を設けたので、この湯口を
介して上記ノッチ部にて応力が開放され、クラック等の
欠陥発生を防止することができ、さらに鋳造性つまり湯
廻り性も良好となる。
口はシリンダボア間においてシリンダブロックの幅方向
に延びるように設定されたものである。上記構成によれ
ば、シリンダボア間は肉厚が薄く、応力が集中してクラ
ック等の欠陥が発生しやすいが、このシリンダボア間に
おいてシリンダブロックの幅方向(気筒列方向と直交す
る方向)に延びるように湯口を設けたので、この湯口を
介して上記ノッチ部にて応力が開放され、クラック等の
欠陥発生を防止することができ、さらに鋳造性つまり湯
廻り性も良好となる。
【００１５】
【実施例】この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳
述する。図面は鋳型構造を示し、この実施例では鋳鉄の
シリンダライナを鋳ぐるんだシリンダブロックを鋳造す
る場合に用いる砂鋳型を例示している。
述する。図面は鋳型構造を示し、この実施例では鋳鉄の
シリンダライナを鋳ぐるんだシリンダブロックを鋳造す
る場合に用いる砂鋳型を例示している。
【００１６】図１、図２において、この砂鋳型１１は、
シリンダブロック本体２１(図５参照)を形成するキャビ
ティ部１２の上部に湯口１３(鋳造品に対する湯口)を介
して押し湯部１４を設け、この押し湯部１４には湯道１
５，１５を介して溶湯の湯口１６を連通接続するように
構成すると共に、砂鋳型１１を形成する鋳砂と同一の鋳
砂にて形成された中子１７により鋳鉄製のシリンダライ
ナ１８を支持させている。
シリンダブロック本体２１(図５参照)を形成するキャビ
ティ部１２の上部に湯口１３(鋳造品に対する湯口)を介
して押し湯部１４を設け、この押し湯部１４には湯道１
５，１５を介して溶湯の湯口１６を連通接続するように
構成すると共に、砂鋳型１１を形成する鋳砂と同一の鋳
砂にて形成された中子１７により鋳鉄製のシリンダライ
ナ１８を支持させている。
【００１７】この実施例では直列４気筒構造のシリンダ
ブロック２２(図５参照)を鋳造するので、キャビティ部
１２と押し湯部１４とを連通接続する上述の湯口１３は
図２に示すように第２気筒と第３気筒とのシリンダボア
間(つまり中央部)を除くシリンダボア側部にシリンダブ
ロックの幅方向(気筒列方向と直交する方向)に延びるよ
うに複数形成されている。
ブロック２２(図５参照)を鋳造するので、キャビティ部
１２と押し湯部１４とを連通接続する上述の湯口１３は
図２に示すように第２気筒と第３気筒とのシリンダボア
間(つまり中央部)を除くシリンダボア側部にシリンダブ
ロックの幅方向(気筒列方向と直交する方向)に延びるよ
うに複数形成されている。
【００１８】また押し湯部１４は図２に示すように引け
巣欠陥を対策する目的で、第１気筒および第２気筒用の
部分と、第３気筒および第４気筒用の部分とに予め２分
割されているが、この押し湯部１４にはさらに該押し湯
部１４を鋳造品の鋳造後に冷却収縮による応力の方向
(図１１の矢印ａ方向参照)に対して分割する方向(すな
わち長手方向としての気筒列方向)に所定深さのノッチ
部(切り込み部)１９を設けて、平面から見て押し湯部１
４が４分割されたような構造に形成している。さらに上
述の湯道１５は単一の溶湯の湯口１６(いわゆるゲート)
から２つに分岐形成されて４分割態様の各押し湯部１４
に連通すべく構成されている。
巣欠陥を対策する目的で、第１気筒および第２気筒用の
部分と、第３気筒および第４気筒用の部分とに予め２分
割されているが、この押し湯部１４にはさらに該押し湯
部１４を鋳造品の鋳造後に冷却収縮による応力の方向
(図１１の矢印ａ方向参照)に対して分割する方向(すな
わち長手方向としての気筒列方向)に所定深さのノッチ
部(切り込み部)１９を設けて、平面から見て押し湯部１
４が４分割されたような構造に形成している。さらに上
述の湯道１５は単一の溶湯の湯口１６(いわゆるゲート)
から２つに分岐形成されて４分割態様の各押し湯部１４
に連通すべく構成されている。
【００１９】ここで、上述のノッチ部１９は幅は所定の
幅Ｌ１に設定され、ノッチ部１９の深さは押し湯部１４
の下部に所定高Ｈ１(例えば約１５mm)の一部のみを残す
深さに設定されている。この押し湯部１４の下部一部に
残存する部分は、割れが発生しない程度に、アルミニウ
ム合金母材の伸びを許容する値(例えば約１５mm)に設定
されたものである。また、上述の鋳造には鋳鉄シリンダ
ライナ１８に対して冷却収縮率が大なるアルミニウム合
金の溶湯が用いられる。
幅Ｌ１に設定され、ノッチ部１９の深さは押し湯部１４
の下部に所定高Ｈ１(例えば約１５mm)の一部のみを残す
深さに設定されている。この押し湯部１４の下部一部に
残存する部分は、割れが発生しない程度に、アルミニウ
ム合金母材の伸びを許容する値(例えば約１５mm)に設定
されたものである。また、上述の鋳造には鋳鉄シリンダ
ライナ１８に対して冷却収縮率が大なるアルミニウム合
金の溶湯が用いられる。
【００２０】このように構成した砂鋳型１１を用いてシ
リンダブロック２２(図５参照)を鋳造する場合、図１の
状態から図３に示すようにキャビティ部１２が上部に、
押し湯部１４が下部に位置するように砂鋳型１１の上下
を一旦に逆向きにし、溶湯の湯口１６から湯道１５，１
５、押し湯部１４、製品に対する複数の湯口１３を介し
てキャビティ部１２にアルミニウム合金の溶湯２０を、
乱流を起こさないように注湯する。
リンダブロック２２(図５参照)を鋳造する場合、図１の
状態から図３に示すようにキャビティ部１２が上部に、
押し湯部１４が下部に位置するように砂鋳型１１の上下
を一旦に逆向きにし、溶湯の湯口１６から湯道１５，１
５、押し湯部１４、製品に対する複数の湯口１３を介し
てキャビティ部１２にアルミニウム合金の溶湯２０を、
乱流を起こさないように注湯する。
【００２１】図３の状態におけるキャビティ部１２に溶
湯２０が完全に注入されると、湯口１６(いわゆるゲー
ト)を軸として砂鋳型１１の全体を図４に示す如く反転
処理し、押し湯部１４内の溶湯２０により下方へ重力に
て圧力を付勢して、該押し湯部１４に実質的な押し湯機
能を発揮させる。
湯２０が完全に注入されると、湯口１６(いわゆるゲー
ト)を軸として砂鋳型１１の全体を図４に示す如く反転
処理し、押し湯部１４内の溶湯２０により下方へ重力に
て圧力を付勢して、該押し湯部１４に実質的な押し湯機
能を発揮させる。
【００２２】図４に示すアルミニウム合金の溶湯２０が
凝固すると、図５に示すように上述のキャビティ部１２
の形状に対応してシリンダブロック本体２１が鋳造され
ると共に、この母材としてのアルミニウム合金製のシリ
ンダブロック本体２１で鋳ぐるみ部材としての鋳鉄のシ
リンダライナ１８が鋳ぐるまれたシリンダブロック２２
が鋳造される。この鋳造後で、かつ後工程において熱処
理が施される前段階のアルミニウム合金の硬度が相対的
に低い段階において、押し湯部１４により抑制、拘束さ
れていたシリンダブロック２２の冷却収縮が上記所定深
さのノッチ部１９にて許容、促進されて母材が割れない
程度に塑性変形するので、冷却収縮拘束に起因する内部
応力が適度に開放されることになる。
凝固すると、図５に示すように上述のキャビティ部１２
の形状に対応してシリンダブロック本体２１が鋳造され
ると共に、この母材としてのアルミニウム合金製のシリ
ンダブロック本体２１で鋳ぐるみ部材としての鋳鉄のシ
リンダライナ１８が鋳ぐるまれたシリンダブロック２２
が鋳造される。この鋳造後で、かつ後工程において熱処
理が施される前段階のアルミニウム合金の硬度が相対的
に低い段階において、押し湯部１４により抑制、拘束さ
れていたシリンダブロック２２の冷却収縮が上記所定深
さのノッチ部１９にて許容、促進されて母材が割れない
程度に塑性変形するので、冷却収縮拘束に起因する内部
応力が適度に開放されることになる。
【００２３】この図５に示す実施例の砂鋳型(押し湯構
造)を用いて鋳造されたシリンダブロック２２と、比較
例として上述のノッチ部１９を押し湯部１４の全高にわ
たって形成した所謂フルノッチの押し湯構造の砂鋳型１
１(図６参照)にて鋳造されたシリンダブロック２３と、
従来のノッチ部を一切有さない押し湯構造の砂鋳型９５
(図１０参照)にて鋳造されたシリンダブロック９８との
三者の不良率および歪み量を実測した結果を図７に示
す。
造)を用いて鋳造されたシリンダブロック２２と、比較
例として上述のノッチ部１９を押し湯部１４の全高にわ
たって形成した所謂フルノッチの押し湯構造の砂鋳型１
１(図６参照)にて鋳造されたシリンダブロック２３と、
従来のノッチ部を一切有さない押し湯構造の砂鋳型９５
(図１０参照)にて鋳造されたシリンダブロック９８との
三者の不良率および歪み量を実測した結果を図７に示
す。
【００２４】この場合、押し湯付きの状態から図８に示
すようにシリンダボア２４〜２７のうちの第２気筒のシ
リンダボア２５における鋳鉄シリンダライナ１８の内面
の測定個所１，２と、第３気筒のシリンダボア２６にお
ける鋳鉄シリンダライナ１８の内面の測定個所３，４と
に予め歪みゲージを取付け、その後、気筒列方向に沿っ
て湯口１３，９２を切断すると共に、気筒列方向と直交
する方向の複数の切断ラインＣ…に沿ってシリンダブロ
ック２２，２３，９８をそれぞれ同様に切断し、シリン
ダライナ１８または９７が完全に開放される時点までの
歪み量(残留応力)を測定した結果を図７に棒グラフで示
す。なお、各棒グラフ中の符号１，２，３，４は上述の
測定個所を示す。また不良率については図７に折れ線グ
ラフで示している。
すようにシリンダボア２４〜２７のうちの第２気筒のシ
リンダボア２５における鋳鉄シリンダライナ１８の内面
の測定個所１，２と、第３気筒のシリンダボア２６にお
ける鋳鉄シリンダライナ１８の内面の測定個所３，４と
に予め歪みゲージを取付け、その後、気筒列方向に沿っ
て湯口１３，９２を切断すると共に、気筒列方向と直交
する方向の複数の切断ラインＣ…に沿ってシリンダブロ
ック２２，２３，９８をそれぞれ同様に切断し、シリン
ダライナ１８または９７が完全に開放される時点までの
歪み量(残留応力)を測定した結果を図７に棒グラフで示
す。なお、各棒グラフ中の符号１，２，３，４は上述の
測定個所を示す。また不良率については図７に折れ線グ
ラフで示している。
【００２５】図７からも明らかなように、ノッチ部１９
の深さを押し湯部１４の下部一部を残す深さに設定した
この実施例のものでは不良率が０％であるのに対して、
ノッチ部を一切有さない従来例のものでは不良率が約５
％、押し湯部１４の全高にわたってノッチ部１９を形成
した所謂フルノッチ構造の比較例のものでは不良率が約
６７％であった。
の深さを押し湯部１４の下部一部を残す深さに設定した
この実施例のものでは不良率が０％であるのに対して、
ノッチ部を一切有さない従来例のものでは不良率が約５
％、押し湯部１４の全高にわたってノッチ部１９を形成
した所謂フルノッチ構造の比較例のものでは不良率が約
６７％であった。
【００２６】このフルノッチ構造のものではアルミニウ
ム合金製の母材がフルノッチより過度に塑性変形し、割
れが発生するために不良率が過大になるものと推考され
る。一方、歪み量(歪み戻り量)については、この実施例
のものでは１１３８．０×１０−６〜１２４２．０×１
０−６であるのに対して、従来例のものでは１５８２．
０×１０−６〜２２０２．０×１０−６と大きく、また
比較例のものでは７５７．０×１０−６〜８６５．０×
１０−６と小さいが、この比較例のものは不良率が約６
７％と過大になる。
ム合金製の母材がフルノッチより過度に塑性変形し、割
れが発生するために不良率が過大になるものと推考され
る。一方、歪み量(歪み戻り量)については、この実施例
のものでは１１３８．０×１０−６〜１２４２．０×１
０−６であるのに対して、従来例のものでは１５８２．
０×１０−６〜２２０２．０×１０−６と大きく、また
比較例のものでは７５７．０×１０−６〜８６５．０×
１０−６と小さいが、この比較例のものは不良率が約６
７％と過大になる。
【００２７】つまり、比較例のフルノッチ構造のもので
は、ノッチ形状を深く形成することで、切断時のシリン
ダライナ１８の歪み戻り量(残留応力)については低下す
るものの、ノッチ部１９が深すぎることにより過度の塑
性変形が生じ、これによりクラックが発生して、不良率
が増大するものである。
は、ノッチ形状を深く形成することで、切断時のシリン
ダライナ１８の歪み戻り量(残留応力)については低下す
るものの、ノッチ部１９が深すぎることにより過度の塑
性変形が生じ、これによりクラックが発生して、不良率
が増大するものである。
【００２８】したがって、押し湯部１４に該押し湯部１
４を鋳造品(シリンダブロック２２)の鋳造後の冷却収縮
による応力の方向(気筒列と直交する方向)に対して分割
する方向(気筒列方向)に所定深さのノッチ部１９を設け
た本実施例のものが、不良率および歪み量の双方から考
慮して最も優れていることが明白である。
４を鋳造品(シリンダブロック２２)の鋳造後の冷却収縮
による応力の方向(気筒列と直交する方向)に対して分割
する方向(気筒列方向)に所定深さのノッチ部１９を設け
た本実施例のものが、不良率および歪み量の双方から考
慮して最も優れていることが明白である。
【００２９】なお、図９に他の実施例を示すように押し
湯部１４に設けるノッチ部１９の幅Ｌ２を若干大きく設
定(Ｌ２＞Ｌ１)すると共に、ノッチ部１９の深さを、押
し湯部１４の下部に若干高い所定の高さＨ２(但しＨ２
＞Ｈ１)の一部のみを残す深さに設定しても、図１〜図
５で示した実施例のものと略同様の作用、効果を奏する
ものと推考されるので、図９において前図と同一の部分
には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
湯部１４に設けるノッチ部１９の幅Ｌ２を若干大きく設
定(Ｌ２＞Ｌ１)すると共に、ノッチ部１９の深さを、押
し湯部１４の下部に若干高い所定の高さＨ２(但しＨ２
＞Ｈ１)の一部のみを残す深さに設定しても、図１〜図
５で示した実施例のものと略同様の作用、効果を奏する
ものと推考されるので、図９において前図と同一の部分
には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００３０】このように上記実施例の鋳型構造は、鋳造
品(シリンダブロック２２参照)を鋳造するキャビティ部
１２に湯口１３を介して押し湯部１４が設けられた鋳型
構造であって、上記押し湯部１４には該押し湯部１４を
鋳造品(シリンダブロック２２参照)の鋳造後の冷却収縮
による応力の方向(気筒列と直交する方向)に対して分割
する方向(気筒列方向)に所定深さのノッチ部１９が設け
られたものである。
品(シリンダブロック２２参照)を鋳造するキャビティ部
１２に湯口１３を介して押し湯部１４が設けられた鋳型
構造であって、上記押し湯部１４には該押し湯部１４を
鋳造品(シリンダブロック２２参照)の鋳造後の冷却収縮
による応力の方向(気筒列と直交する方向)に対して分割
する方向(気筒列方向)に所定深さのノッチ部１９が設け
られたものである。
【００３１】この構成によれば、鋳造品の鋳造後の冷却
収縮による応力の方向に対して押し湯部１４を分割する
方向に、該押し湯部１４に所定深さのノッチ部１９を設
けたので、押し湯部１４により抑制、拘束されていた鋳
造品の冷却収縮が許容、促進され、この結果、冷却収縮
拘束に起因する内部応力が開放されて、クラック等の欠
陥が発生するのを防止することができる。
収縮による応力の方向に対して押し湯部１４を分割する
方向に、該押し湯部１４に所定深さのノッチ部１９を設
けたので、押し湯部１４により抑制、拘束されていた鋳
造品の冷却収縮が許容、促進され、この結果、冷却収縮
拘束に起因する内部応力が開放されて、クラック等の欠
陥が発生するのを防止することができる。
【００３２】また、上記ノッチ部１９は押し湯部１４の
下部一部を残す深さに設定されたものである。この構成
によれば、ノッチ部１９を押し湯部１４の下部一部を残
す深さに設定したので、鋳造品の適度の塑性変形が促進
されると共に、過度の塑性変形が下部一部の残部に抑止
されるので、内部応力を適切に開放することができる。
下部一部を残す深さに設定されたものである。この構成
によれば、ノッチ部１９を押し湯部１４の下部一部を残
す深さに設定したので、鋳造品の適度の塑性変形が促進
されると共に、過度の塑性変形が下部一部の残部に抑止
されるので、内部応力を適切に開放することができる。
【００３３】さらに、上記鋳造品(シリンダブロック２
２参照)は母材(シリンダブロック本体２１参照)と鋳ぐ
るみ部材(シリンダライナ１８参照)とを有し、母材に対
して冷却収縮率の異なる鋳ぐるみ部材が鋳ぐるまれたも
のである。この構成によれば、母材と鋳ぐるみ部材との
冷却収縮率の差異により、内部応力が発生しやすくなる
が、上記ノッチ部１９により斯る内部応力を開放するこ
とができる。
２参照)は母材(シリンダブロック本体２１参照)と鋳ぐ
るみ部材(シリンダライナ１８参照)とを有し、母材に対
して冷却収縮率の異なる鋳ぐるみ部材が鋳ぐるまれたも
のである。この構成によれば、母材と鋳ぐるみ部材との
冷却収縮率の差異により、内部応力が発生しやすくなる
が、上記ノッチ部１９により斯る内部応力を開放するこ
とができる。
【００３４】しかも、上記母材と比較して冷却収縮率が
小さい鋳ぐるみ部材が鋳ぐるまれたものである。この構
成によれば、母材に対して鋳ぐるみ部材の冷却収縮率が
小さく、内部応力が発生しやすくなるが、上述の押し湯
部１４のノッチ部１９にて、この内部応力を開放するこ
とができる。
小さい鋳ぐるみ部材が鋳ぐるまれたものである。この構
成によれば、母材に対して鋳ぐるみ部材の冷却収縮率が
小さく、内部応力が発生しやすくなるが、上述の押し湯
部１４のノッチ部１９にて、この内部応力を開放するこ
とができる。
【００３５】また、上記母材はアルミニウム合金製のシ
リンダブロック本体２１に設定され、上記鋳ぐるみ部材
は鋳鉄製のシリンダライナ１８に設定されたものであ
る。この構成によれば、アルミニウム合金製のシリンダ
ブロック本体２１に対して、鋳鉄製のシリンダライナ１
８の冷却収縮率が小さく、鋳造後の内部応力が発生しや
すくなるが、上述の押し湯部１４のノッチ部１９にて、
この内部応力を開放することができるので、シリンダブ
ロック２２のシリンダボア２４，２５間、２５，２６
間、２６，２７間(図８参照)にクラック等の欠陥が発生
するのを防止することができる。
リンダブロック本体２１に設定され、上記鋳ぐるみ部材
は鋳鉄製のシリンダライナ１８に設定されたものであ
る。この構成によれば、アルミニウム合金製のシリンダ
ブロック本体２１に対して、鋳鉄製のシリンダライナ１
８の冷却収縮率が小さく、鋳造後の内部応力が発生しや
すくなるが、上述の押し湯部１４のノッチ部１９にて、
この内部応力を開放することができるので、シリンダブ
ロック２２のシリンダボア２４，２５間、２５，２６
間、２６，２７間(図８参照)にクラック等の欠陥が発生
するのを防止することができる。
【００３６】さらには、上記湯口１３は図２で示したよ
うに、シリンダボア間においてシリンダブロック２２の
幅方向(気筒列と直交する方向つまり応力が作用する方
向と同方向)に延びるように設定されたものである。こ
の構成によれば、シリンダボア間は肉厚が薄く、応力が
集中してクラック等の欠陥が発生しやすいが、このシリ
ンダボア間においてシリンダブロック２２の幅方向(気
筒列方向と直交する方向)に延びるように湯口１３を設
けたので、この湯口１３を介して上記ノッチ部１９にて
応力が開放され、クラック等の欠陥発生を防止すること
ができ、さらに鋳造性つまり注湯時の湯廻り性も良好と
なる。
うに、シリンダボア間においてシリンダブロック２２の
幅方向(気筒列と直交する方向つまり応力が作用する方
向と同方向)に延びるように設定されたものである。こ
の構成によれば、シリンダボア間は肉厚が薄く、応力が
集中してクラック等の欠陥が発生しやすいが、このシリ
ンダボア間においてシリンダブロック２２の幅方向(気
筒列方向と直交する方向)に延びるように湯口１３を設
けたので、この湯口１３を介して上記ノッチ部１９にて
応力が開放され、クラック等の欠陥発生を防止すること
ができ、さらに鋳造性つまり注湯時の湯廻り性も良好と
なる。
【００３７】この発明の構成と、上述の実施例との対応
において、この発明の鋳造品は、実施例のシリンダブロ
ック２２に対応し、以下同様に、鋳型は、砂鋳型１１に
対応し、キャビティはキャビティ部１２に対応し、鋳造
後の冷却収縮による応力の方向は、気筒列方向と直交す
る方向(幅方向)に対応し、分割する方向は、気筒列方向
(長手方向)に対応し、母材は、アルミニウム合金製のシ
リンダブロック本体２１に対応し、鋳ぐるみ部材は、鋳
鉄のシリンダライナ１８に対応し、シリンダブロックは
幅方向は、気筒列方向と直交する方向に対応するも、こ
の発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもので
はない。
において、この発明の鋳造品は、実施例のシリンダブロ
ック２２に対応し、以下同様に、鋳型は、砂鋳型１１に
対応し、キャビティはキャビティ部１２に対応し、鋳造
後の冷却収縮による応力の方向は、気筒列方向と直交す
る方向(幅方向)に対応し、分割する方向は、気筒列方向
(長手方向)に対応し、母材は、アルミニウム合金製のシ
リンダブロック本体２１に対応し、鋳ぐるみ部材は、鋳
鉄のシリンダライナ１８に対応し、シリンダブロックは
幅方向は、気筒列方向と直交する方向に対応するも、こ
の発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもので
はない。
【００３８】例えば、本発明は母材と鋳ぐるみ部材との
収縮率の異なるシリンダブロック以外の鋳造品の鋳型構
造または押し湯構造に適用してもよいことは勿論であ
る。
収縮率の異なるシリンダブロック以外の鋳造品の鋳型構
造または押し湯構造に適用してもよいことは勿論であ
る。
【００３９】
【発明の効果】この発明によれば、押し湯部に該押し湯
部を鋳造品の鋳造後の冷却収縮による応力の方向に対し
て分割する方向に所定深さのノッチ部(切り込み部)を設
けたので、押し湯部により抑制、拘束されていた鋳造品
の冷却収縮が、押し湯部に上記ノッチ部を設けることに
より許容されて、冷却収縮拘束に起因する内部応力が開
放されて、クラック等の欠陥が発生するのを防止するこ
とができる効果がある。
部を鋳造品の鋳造後の冷却収縮による応力の方向に対し
て分割する方向に所定深さのノッチ部(切り込み部)を設
けたので、押し湯部により抑制、拘束されていた鋳造品
の冷却収縮が、押し湯部に上記ノッチ部を設けることに
より許容されて、冷却収縮拘束に起因する内部応力が開
放されて、クラック等の欠陥が発生するのを防止するこ
とができる効果がある。
【図１】 本発明の鋳型構造を示す断面図。
【図２】 図１のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】 注湯時の説明図。
【図４】 押し湯時の説明図。
【図５】 溶湯凝固時の説明図。
【図６】 比較例を示す断面図。
【図７】 不良率および歪み量を示す特性図。
【図８】 測定ポイントを示す平面図。
【図９】 鋳型構造の他の実施例を示す断面図。
【図１０】 従来の鋳型構造を示す断面図。
【図１１】 冷却収縮による応力の発生方向を示す平面
図。
図。
１１…砂鋳型(鋳型)
１２…キャビティ部
１３…湯口
１４…押し湯部
１８…シリンダライナ(鋳ぐるみ部材)
１９…ノッチ部
２１…シリンダブロック本体(母材)
２２…シリンダブロック(鋳造品)
２４〜２７…シリンダボア
Claims (6)
- 【請求項１】鋳造品を鋳造するキャビティに湯口を介し
て押し湯部が設けられた鋳型構造であって、上記押し湯
部には該押し湯部を鋳造品の鋳造後の冷却収縮による応
力の方向に対して分割する方向に所定深さのノッチ部が
設けられた鋳型構造。 - 【請求項２】上記ノッチ部は押し湯部の下部一部を残す
深さに設定された請求項１記載の鋳型構造。 - 【請求項３】上記鋳造品は母材と鋳ぐるみ部材とを有
し、母材に対して冷却収縮率の異なる鋳ぐるみ部材が鋳
ぐるまれた請求項１または２記載の鋳型構造。 - 【請求項４】上記母材と比較して冷却収縮率が小さい鋳
ぐるみ部材が鋳ぐるまれた請求項３記載の鋳型構造。 - 【請求項５】上記母材はアルミニウム合金製のシリンダ
ブロック本体に設定され、上記鋳ぐるみ部材は鉄製のシ
リンダライナに設定された請求項４記載の鋳型構造。 - 【請求項６】上記湯口はシリンダボア間においてシリン
ダブロックの幅方向に延びるように設定された請求項５
記載の鋳型構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036230A JP4029626B2 (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 鋳型構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002036230A JP4029626B2 (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 鋳型構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003230943A true JP2003230943A (ja) | 2003-08-19 |
| JP4029626B2 JP4029626B2 (ja) | 2008-01-09 |
Family
ID=27778173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002036230A Expired - Fee Related JP4029626B2 (ja) | 2002-02-14 | 2002-02-14 | 鋳型構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4029626B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012240053A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Toyota Motor Corp | 金型の変形量測定システム |
| CN103128231A (zh) * | 2013-03-12 | 2013-06-05 | 洛阳古城机械有限公司 | 一种解决缸盖气门凸台缩孔缩松的方法 |
| CN110000338A (zh) * | 2018-01-05 | 2019-07-12 | 江苏凌特精密机械有限公司 | 一种涡旋盘产品的模具 |
-
2002
- 2002-02-14 JP JP2002036230A patent/JP4029626B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012240053A (ja) * | 2011-05-16 | 2012-12-10 | Toyota Motor Corp | 金型の変形量測定システム |
| CN103128231A (zh) * | 2013-03-12 | 2013-06-05 | 洛阳古城机械有限公司 | 一种解决缸盖气门凸台缩孔缩松的方法 |
| CN110000338A (zh) * | 2018-01-05 | 2019-07-12 | 江苏凌特精密机械有限公司 | 一种涡旋盘产品的模具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4029626B2 (ja) | 2008-01-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101403764B1 (ko) | 동일 또는 유사한 수축계수를 갖는 금속의 순차 주조 | |
| CA2640947C (en) | Sequential casting metals having high co-efficients of contraction | |
| US20170036270A1 (en) | Metal casting apparatus, cast work piece and method therefor | |
| KR20090077949A (ko) | 주물을 주조하기 위한 주조 몰드와 그 주조 몰드의 사용 | |
| CA1075430A (en) | Casting | |
| JP2007111741A (ja) | 高効率な生産が可能な鋳造法 | |
| Patil et al. | Causes of casting defects with remedies | |
| JP2003230943A (ja) | 鋳型構造 | |
| JPH07155897A (ja) | 鋳型構造及び鋳造方法 | |
| JPS6038223B2 (ja) | ビ−ムブランク連続鋳造用モ−ルド | |
| JP4078845B2 (ja) | 鋳造品の後処理方法 | |
| JPH0417942A (ja) | 鋳造用金型 | |
| WO2023223688A1 (ja) | 鋳造金型 | |
| JP3052723B2 (ja) | 内燃機関におけるシリンダブロックの冷却通路製造方法 | |
| JPH08206814A (ja) | 金型鋳造方法 | |
| JPH0775851A (ja) | 金型鋳造法 | |
| KR100774844B1 (ko) | 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치 | |
| JPS6363302B2 (ja) | ||
| JPH07178531A (ja) | ロードホイールにおける鍛造用ディスク素材の鋳造方法および鋳造装置 | |
| KR200260673Y1 (ko) | 알루미늄 주방기(廚房器) 제조용 금형 주조장치 | |
| RU2009008C1 (ru) | Кокиль с горизонтальной плоскостью разъема | |
| JP2019181489A (ja) | 鋳造用金型 | |
| KR20020054817A (ko) | 실린더 헤드 주조방법 | |
| JPH01202354A (ja) | シリンダヘッドの低圧鋳造方法 | |
| JP2000008942A (ja) | 金属基複合材料製シリンダブロック |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041201 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070723 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070731 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070827 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070925 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20071008 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 4 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |