JP2006035231A - Casting die - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダブロックを鋳造成型するための鋳造用金型に関し、詳しくは、キャビティ及び方案部の減圧を行う減圧手段を備える鋳造用金型に関する。 The present invention relates to a casting mold for casting a cylinder block, and more particularly, to a casting mold including a decompression means for decompressing a cavity and a design part.
ダイキャスト製法により鋳造成型を行う場合、溶湯はキャビティ部に対して高速で充填される。湯口、ゲート及び湯道等の方案部とキャビティ部には空気が存在しているが、この空気が高速の溶湯に巻き込まれることにより鋳造製品の品質が低下することがある。このような品質低下の現象を防止するため、キャビティ部、方案部内を減圧し、巻き込まれる空気の体積量を予め低減しておく減圧ダイキャスト方法が行われている。 When casting is performed by a die casting method, the molten metal is filled into the cavity at a high speed. Although air exists in the design portion and the cavity portion of the gate, gate, runner and the like, the quality of the cast product may be deteriorated when this air is caught in the high-speed molten metal. In order to prevent such a phenomenon of quality degradation, a vacuum die casting method is performed in which the cavity and the design portion are depressurized and the volume of the air to be entrained is reduced in advance.
関連する従来技術として、特許文献1には、多気筒型内燃機関用シリンダブロックを鋳造成型するための鋳造用金型として、各湯道の底面を上流から下流に向かって上り階段状とし、湯面上昇が略均一となるようにした金型が記載されている。
As a related prior art,
特許文献2には、V型シリンダブロックを形成するためのキャビティにおけるジャーナル軸方向(気筒の配列方向)の両端にアシストゲートを設け、一対のシリンダバレルの鋳造品質を相当に均一化することのできる鋳型用金型が記載されている。 In Patent Document 2, assist gates are provided at both ends in the journal axis direction (cylinder arrangement direction) in a cavity for forming a V-shaped cylinder block, and the casting quality of a pair of cylinder barrels can be made uniform. A mold for mold is described.
特許文献3には、湯道がキャビティの下方両側から中央付近にかけて形成され、ゲートが湯道の長手方向に沿って形成されるとともに、ガス抜きランナの連通する上端部には溶湯が貯溜される室が設けられた鋳造用金型が記載されている。
In
特許文献4には、湯道がキャビティの下方両側に形成されるとともに、溶湯の最終充填部であるキャビティの上部には減圧手段に連通するガス抜きランナが設けられた鋳造用金型が記載されている。 Patent Document 4 describes a casting mold in which runners are formed on both lower sides of a cavity, and a degassing runner communicating with a decompression means is provided at the upper part of the cavity which is the final filling portion of the molten metal. ing.
前記の従来技術のうち、特許文献4に記載された鋳造用金型には、溶湯の最終充填部にガス抜きランナが設けられていることからキャビティ及び方案部の空気が効率的に排気され、溶湯に巻き込まれる空気を相当に低減できて好適である。 Among the above prior arts, the casting mold described in Patent Document 4 is provided with a degassing runner in the final filling portion of the molten metal, so that the air in the cavity and the plan portion is efficiently exhausted, It is preferable because the air entrained in the molten metal can be considerably reduced.
しかしながら、湯口からキャビティにおける溶湯の最終充填部までの距離は長く、エンジンのシリンダブロックは複雑な形状である場合ため、途中の管路排気抵抗が大きくなり、キャビティ内の空気を迅速且つ十分に排気できない場合がある。また、鋳造用金型に摺動中子が設けられている場合には、中子と母型とからなる型組部の隙間から外気が漏入することがあり、この漏入外気が管路排気抵抗により十分に排気、減圧されないおそれがある。 However, since the distance from the gate to the final filling portion of the molten metal in the cavity is long, and the cylinder block of the engine has a complicated shape, the exhaust resistance of the pipe in the middle increases, and the air in the cavity is exhausted quickly and sufficiently. There are cases where it is not possible. In addition, when the casting mold is provided with a sliding core, outside air may leak from the gap between the mold assembly consisting of the core and the mother mold, and this leaking outside air may be There is a risk that exhaust resistance and exhaust pressure may not be sufficient due to exhaust resistance.
さらに、キャビティの内部が排気、減圧された場合であっても、該キャビティに通ずる途中の方案部に空気が残留しているときには、溶湯はこの方案部内で空気を巻き込んでしまうおそれがある。特に、キャビティに通ずるゲートの断面積が小さい場合には該ゲートが絞りのように作用し、方案部に空気が残留しやすい。 Furthermore, even when the inside of the cavity is exhausted and depressurized, when the air remains in the design part on the way to the cavity, there is a possibility that the molten metal entrains the air in the design part. In particular, when the cross-sectional area of the gate leading to the cavity is small, the gate acts like a throttle, and air tends to remain in the design portion.
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、キャビティ及び方案部の双方の空気を迅速且つ確実に排気及び減圧し、溶湯に対する空気の巻き込みを低減することにより高品質な鋳造成型品が得られる鋳造用金型を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and high-quality casting molding is achieved by quickly and reliably exhausting and depressurizing air in both the cavity and the design part, and reducing entrainment of air into the molten metal. An object of the present invention is to provide a casting mold from which a product can be obtained.
本発明に係る鋳造用金型は、鋳造成型品を形成するためのキャビティ部と、溶湯を射出するピストンを備える湯口と、前記湯口から供給される溶湯を複数のゲートを介して前記キャビティ部に供給する通路である湯道と、前記キャビティ及び前記湯道の減圧を行う減圧手段と、前記キャビティと前記減圧手段とを連通する第1減圧通路と、前記湯道と前記減圧手段とを連通する第2減圧通路と、を有することを特徴とする。 A casting mold according to the present invention includes a cavity for forming a cast product, a gate provided with a piston for injecting a molten metal, and a molten metal supplied from the gate to the cavity through a plurality of gates. A runner that is a supply passage, decompression means that decompresses the cavity and the runner, a first decompression passage that communicates the cavity and the decompression means, and communicates the runway and the decompression means. And a second decompression passage.
このように、キャビティ及び湯道にそれぞれ個別の減圧通路を設けることにより、排気抵抗が低減されてキャビティ及び方案部の双方の空気を迅速且つ確実に排気、減圧することができる。 As described above, by providing the respective decompression passages for the cavity and the runner, the exhaust resistance is reduced, and the air in both the cavity and the design part can be exhausted and decompressed quickly and reliably.
この場合、前記第1減圧通路及び前記第2減圧通路は、それぞれ前記キャビティ及び前記湯道における溶湯の最終充填部に設けられていると、溶湯の流れに沿った効率的な排気を行うことができる。 In this case, when the first decompression passage and the second decompression passage are respectively provided in the final filling portion of the molten metal in the cavity and the runner, efficient exhaust along the flow of the molten metal can be performed. it can.
また、前記ゲートの少なくとも1つは、前記第2減圧通路の近傍に配置されていると、第2減圧通路は方案部の減圧作用に加えて、キャビティ部に対しても減圧作用を奏することができる。 In addition, when at least one of the gates is disposed in the vicinity of the second pressure reducing passage, the second pressure reducing passage can exert a pressure reducing action on the cavity portion in addition to the pressure reducing action of the design portion. it can.
本発明に係る鋳造用金型によれば、キャビティ及び方案部の双方の空気を迅速且つ確実に排気、減圧することができ、溶湯に対する空気の巻き込みを低減して高品質の鋳造成型品を得ることができる。 According to the casting mold according to the present invention, the air in both the cavity and the plan part can be exhausted and depressurized quickly and reliably, and the entrainment of air into the molten metal is reduced to obtain a high-quality cast product. be able to.
以下、本発明に係る鋳造用金型について実施の形態を挙げ、添付の図1〜図5を参照しながら説明する。本実施の形態に係る鋳造用金型10は、V型6気筒エンジンの一部であるシリンダブロック(鋳造成型品)12をアルミニウムのダイキャスト製法により鋳造成型するためのものである。先ず、シリンダブロック12について説明する。
Hereinafter, embodiments of the casting mold according to the present invention will be described with reference to FIGS. A
図1に示すように、シリンダブロック12は、クランクケース部14と、該クランクケース部14からV字形をなして二方に延在する一対の第1気筒列16a及び第2気筒列16bを備える。第1気筒列16a及び第2気筒列16bは、それぞれ3つのシリンダボア18を有し、第1気筒列16a及のシリンダボア18と第2気筒列16bのシリンダボア18とのなす角度は、例えば、60°又は90°でありV字形状をなしている。
As shown in FIG. 1, the
各シリンダボア18内にはそれぞれシリンダピストン(図示せず)が摺動自在に嵌合される。また、クランクケース部14には、シリンダボア18の配列方向である矢印A(図3参照)方向に沿って複数(この実施例では4つ)のジャーナル壁20が隔設されており、各ジャーナル壁20に締結されるベアリングキャップ(図示せず)とでクランクシャフト(図示せず)が回転自在に支承される。これらのジャーナル壁20は、第1の気筒列16aと第2の気筒列16bとの中間位置に配置されている。
A cylinder piston (not shown) is slidably fitted in each cylinder bore 18. The
図2に示すように、鋳造用金型10は、クランクケース側の固定型22と、シリンダヘッド側の可動型24と、レール上を移動してシリンダの側面を形成する摺動型26及び28とを有する。可動型24は固定型22に対して面直方向に進退可能であり、摺動型26は固定型22の面に摺動しながらスライド移動が可能である。
As shown in FIG. 2, the
これらの固定型22、可動型24、摺動型26及び28により囲まれて中央部に形成される空間のキャビティ30はシリンダブロック12の形状となっており、該キャビティ30に溶融状態のアルミニウムである溶湯が注入され、固化することによりシリンダブロック12が得られる。キャビティ30は、シリンダブロック12に対応した複雑な形状となっている。
A
また、鋳造用金型10は、溶湯を射出するピストン32を備える湯口34と、該湯口34から供給される溶湯をキャビティ30に供給する通路であってジャーナル軸C(図3参照)に対して略平行且つ略対称に配置され、略同形状の第1湯道36及び第2湯道38とを有する。
The
湯口34は、ピストン32を進退可能に保持する射出スリーブ39を有し、該射出スリーブ39の端部近傍における上面には溶湯が投入される開口部39aが設けられている。
The
図3に示すように、第1湯道36は、第1気筒列16aに対応する部位にゲート40a、40b、40c及び40dを介して接続され、第2湯道38は、第2の気筒列16bに対応する部位にゲート42a、42b、42c及び42dを介して接続されている。第1湯道36及び第2湯道38は、キャビティ30からみた一方の側方(矢印A1方向)で端部同士が第3湯道44により接続されている。この方向の側方には、アシストゲート45a及び45bが設けられ、第3湯道44とキャビティ30が連通している。湯口34は第2湯道38の略中央部に接続されている。
As shown in FIG. 3, the
また、鋳造用金型10は、キャビティ30及び方案部の減圧を行う減圧手段としてのエジェクタ50と、該エジェクタ50とキャビティ30及び第2湯道38とをそれぞれ連通する第1減圧通路52及び第2減圧通路54とを有する。第1減圧通路52及び第2減圧通路54は、合流管路55で合流してエジェクタ50に接続されている。第1減圧通路52は2本の管路からなり、キャビティ30内の減圧を効率的に行うことができる。第1減圧通路52及び第2減圧通路54は、それぞれ個別のエジェクタに接続されるようにしてもよい。
The
第1減圧通路52はキャビティ30における溶湯の最終充填部である側方(矢印A2方向)に設けられており、第2減圧通路54は第1湯道36、第2湯道38及び第3湯道44における溶湯の最終充填部である第2湯道38の端部に設けられている。
The
第1減圧通路52の冷却部56及び第2減圧通路54の冷却部58には、それぞれ外表面が波形状の放熱フィン59が設けられており、通過する溶湯が放熱、冷却される。これにより、冷却部56及び冷却部58を通過する溶湯は固化し又は高粘度となり、エジェクタ50への溶湯の流入が阻止される。このような放熱フィン59(及び後述する開閉弁66及び68)は、エジェクタ50への溶湯の流入が想定される一方のみに設けてもよい。
The
なお、図3(及び、後述する図4及び図5)では、湯口、キャビティ、湯道及びゲートの形状を理解しやすいように、これらの部分によって形成される空間部の形状を図示し、鋳造用金型自体の図示を省略している。 In FIG. 3 (and FIGS. 4 and 5 to be described later), the shape of the space formed by these portions is illustrated to facilitate understanding of the shapes of the gate, cavity, runner and gate. The illustration of the metal mold itself is omitted.
次に、このように構成される鋳造用金型10を用いてシリンダブロック12を鋳造成型する手順について説明する。
Next, a procedure for casting the
先ず、図2に示すように、摺動型26及び28を中央寄りにスライド移動させるとともに、可動型24を摺動型26及び28に当接させてキャビティ30を形成する。
First, as shown in FIG. 2, the sliding dies 26 and 28 are slid toward the center, and the
次に、エジェクタ50を作用させて第1減圧通路52及び第2減圧通路54を経由してキャビティ30及び第1湯道36、第2湯道38及び第3湯道44内の空気を排気、減圧する。エジェクタ50は、主管路を圧縮空気が通過することにより副管路から空気を巻き込む吸引作用を奏し、合流管路55から空気を吸引する。
Next, the
第1減圧通路52は、キャビティ30における溶湯の最終充填部に設けられており、湯口34からの距離が長く、しかもキャビティ30はシリンダブロック12に対応した複雑な形状であって途中の管路排気抵抗が大きい。従って、第1減圧通路52のみでは、方案部の第1湯道36、第2湯道38及び第3湯道44内の空気を迅速且つ十分に排気できない場合があるが、これらの方案部は第2湯道38の端部に設けられた第2減圧通路54によってスムーズに排気、減圧されることとなる。つまり、第1湯道36、第2湯道38及び第3湯道44と第2減圧通路54との間には排気抵抗となる障害物がないため、これらの方案部における空気は迅速且つ確実に排気される。
The
また、前記のとおりキャビティ30は、固定型22、可動型24、摺動型26及び28によって形成されているが、これらの型のわずかな隙間から漏入する外気も第1減圧通路52及び第2減圧通路54からエジェクタ50に向かって確実に排気される。
Further, as described above, the
このように、排気処理が迅速に行われることから、シリンダブロック12を鋳造成型する工程のサイクルタイムは短縮化され、作業効率の向上が図られる。
As described above, since the exhaust process is performed quickly, the cycle time of the step of casting the
次に、エジェクタ50による排気処理を続行しながら、開口部39aから湯口34に溶湯を流し込んだ後、ピストン32によって溶湯をキャビティ30内に高速で注入する。ピストン32によって押し出された溶湯は、第1湯道36からゲート40a〜40dを介してキャビティ30内に注入される一方、第2湯道38からはゲート42a〜42dを介して注入され、さらに第3湯道44からはアシストゲート45a、45bを介して注入される。
Next, while continuing the exhaust process by the
このとき、キャビティ30内は主に第1減圧通路52によって十分に減圧されていることから、溶湯はスムーズに注入される。また、第1湯道36、第2湯道38及び第3湯道44等の方案部は主に第2減圧通路54によって十分に減圧されているため、溶湯はゲート40a〜40d、ゲート42a〜42d及びアシストゲート45a、45bに向かってスムーズに供給され、しかも方案部において空気の巻き込みや酸化が発生しない。
At this time, since the inside of the
なお、第2減圧通路54は主として方案部の減圧作用を奏するが、ゲート42dが前記第2減圧通路の近傍に配置されているため、第2減圧通路54はキャビティ30に対しても減圧作用の補助をすることができる。
The
さらに、キャビティ30内に残留している微量の空気は溶湯により押し出されることとなるが、第1減圧通路52はキャビティ30内の溶湯の最終充填部に設けられていることから、溶湯の流れによってスムーズに押し出され、排出される。同様に、第2減圧通路54は方案部における最終充填部である第2湯道38の端部に設けられていることから、方案部に残留している微量の空気は第2湯道38へ向かってスムーズに押し出されることになる。このようにして、キャビティ30及び方案部における空気は溶湯によって押し出されて、残留することがなく、シリンダブロック12に鋳巣が生じにくい。
Furthermore, a small amount of air remaining in the
次いで、ピストン32によって溶湯を注入し続けることによって、溶湯はキャビティ30内に充満し、その一部は第1減圧通路52へ流入する。同様に、第2湯道38に充満した溶湯は、大部分はゲート40a〜40dを介してキャビティ30内に注入されるが、一部は第2減圧通路54へ流入する。第1減圧通路52及び第2減圧通路54へ流入した溶湯は、前記のとおり、冷却部56及び冷却部58で冷却されることにより、固化又は高粘度化され、不必要に合流管路55へ流入することがなく、エジェクタ50への溶湯の流入が阻止される。
Next, by continuously injecting the molten metal with the
次いで、ピストン32を停止させ、溶湯が十分に冷却、固化された後に、可動型24、摺動型26及び28をキャビティ30から離間させる。また、図示しない入れ子ピンを抜くとともに、砂中子が設けられている場合には、該砂中子を粉砕、除去する。これにより図1に示すようなシリンダブロック12及び不要部80が形成される。不要部80は第1湯道36、第2湯道38、ゲート40a〜40d、ゲート42a〜42d、第3湯道44、第1減圧通路52の一部及び第2減圧通路54の一部に対応する部位としてシリンダブロック12と一体的に形成されるものであり、所定の手順でこの不要部80を除去することにより、シリンダブロック12が得られる。
Next, the
また、図4に示すように、エジェクタ50への溶湯の流入を阻止するために、冷却部56及び58の入口部外壁に溶湯通過検知手段としての接触センサ60及び62を設けるとともに、該接触センサ60及び62の検出信号に基づいて制御部64の作用下に閉じる開閉弁66及び68をそれぞれ冷却部56及び58の出口部に設けるようにしてもよい。つまり、接触センサ60及び62の検出する温度が所定閾値以上となったときには、溶湯が冷却部56及び58に接近し又は、通過するということであると判断され、開弁状態である開閉弁66及び68(又はいずれか一方)がそれぞれ制御部64の作用下に個別に閉弁されて、エジェクタ50への溶湯の流入が確実に阻止される。開閉弁66及び68(又はいずれか一方)は、キャビティ30及び方案部の減圧処理後に、ピストン32の動作開始と同期させて閉弁するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, in order to prevent the molten metal from flowing into the
溶湯通過検知手段としては、接触センサ60及び62以外にも、圧力センサや温度センサを用いることができる。
As the molten metal passage detection means, in addition to the
さらに、図5に示すように、湯口34を第3湯道44の略中央に配置するとともに、第1湯道36の端部にエジェクタ50に連通する第3減圧通路70及び冷却部72を設けるようにしてもよい。この場合、第3減圧通路70は第2減圧通路54と同様の効果を奏し、第1湯道36内を迅速且つ確実に減圧することができ、結果として方案部を一層充分に減圧することができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
上述したように、本実施の形態に係る鋳造用金型10によれば、第1減圧通路52及び第2減圧通路54は、それぞれ相互に排気作用を補いながら、キャビティ30及び方案部の双方の空気を迅速且つ確実に排気、減圧することができる。これにより、鋳造工程のサイクルタイムが短縮化されて、作業効率の向上が図られるとともに、溶湯に対する空気の巻き込みの少ない高品質なシリンダブロック12を得ることができる。
As described above, according to the casting
なお、ピストン32を十分に速く駆動することにより、溶湯に作用するピストンの駆動力に対して重力の影響を相対的に低減するができ、鋳造用金型10はジャーナル軸方向を垂直とする縦置き方式とジャーナル軸方向を水平とする横置き方式のいずれの方式にも適用可能である。
In addition, by driving the
鋳造用金型10を用いることにより、キャビティ30における第1気筒列16aに対応する部分にはゲート40a〜40dから溶湯が注入される一方、第2気筒列に対応する部分にはゲート42a〜42dから溶湯が注入される。このように多数のゲートが設けられていることによりいわゆる湯周り性が向上する。
By using the casting
また、キャビティ30は第1湯道36、第2湯道38及び第3湯道44によって三方が囲まれており、ゲート40a〜40d、ゲート42a〜42d及びアシストゲート45a,45bから溶湯を注入することができる。このように多くのゲートを備えることにより短時間で溶湯を注入することができ、しかも溶湯に対する管路抵抗が軽減されてスムーズな注入が可能となる。
The
鋳造用金型10の鋳造成型品は、複雑な形状であるV型エンジンのシリンダブロック12等に適用される場合において方案部を特に効率的に減圧することができるが、キャビティ30は直列型エンジンやより単純な形状の鋳造成型品の形状であってもよいことはもちろんである。
When the casting mold product of the casting
本発明に係る鋳造用金型は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。 The casting mold according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
10…鋳造用金型 12…シリンダブロック
14…クランクケース部 16a、16b…気筒列
20…ジャーナル壁 22…固定型
24…可動型 26、28…摺動型
30…キャビティ 32…ピストン
34…湯口 36…第1湯道
38…第2湯道
40a〜40d、42a〜42d…ゲート
44…第3湯道 45a、45b…アシストゲート
50…エジェクタ 52…第1減圧通路
54…第2減圧通路 56、58、72…冷却部
60、62…接触センサ 66、68…開閉弁
70…第3減圧通路
DESCRIPTION OF
Claims (3)
溶湯を射出するピストンを備える湯口と、
前記湯口から供給される溶湯を複数のゲートを介して前記キャビティ部に供給する通路である湯道と、
前記キャビティ及び前記湯道の減圧を行う減圧手段と、
前記キャビティと前記減圧手段とを連通する第1減圧通路と、
前記湯道と前記減圧手段とを連通する第2減圧通路と、
を有することを特徴とする鋳造用金型。 A cavity for forming a cast product,
A gate with a piston for injecting molten metal;
A runner that is a passage for supplying molten metal supplied from the gate to the cavity through a plurality of gates;
Decompression means for decompressing the cavity and the runner;
A first decompression passage communicating the cavity and the decompression means;
A second decompression passage communicating the runner and the decompression means;
A casting mold characterized by comprising:
前記第1減圧通路及び前記第2減圧通路は、それぞれ前記キャビティ及び前記湯道における溶湯の最終充填部に設けられていることを特徴とする鋳造用金型。 The casting mold according to claim 1, wherein
The casting mold, wherein the first decompression passage and the second decompression passage are provided in a final filling portion of the molten metal in the cavity and the runner, respectively.
前記ゲートの少なくとも1つは、前記第2減圧通路の近傍に配置されていることを特徴とする鋳造用金型。
The casting mold according to claim 1, wherein
At least one of the gates is disposed in the vicinity of the second decompression passage.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN103286270A (en) * | 2012-02-24 | 2013-09-11 | 本田技研工业株式会社 | Cooling exhaust unit and casting mold |
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2004
- 2004-07-22 JP JP2004214186A patent/JP2006035231A/en active Pending
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CN103286270A (en) * | 2012-02-24 | 2013-09-11 | 本田技研工业株式会社 | Cooling exhaust unit and casting mold |
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