JP2010082684A - 鋳造方法及び鋳造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳抜き部分の冷却を均一に行えるようにする。
【解決手段】鋳抜きピン３を、中空のピン本体９と、その内部に配置した中空の冷却管１１と、そのさらに内部に配置した中空の内部冷却管１５とからなる三重管構造とする。冷却水ポンプ２３により、ピン本体９と冷却管１１との間の冷却水供給通路１３及び、内部冷却管１５内の内側冷却水供給通路２９に冷却水を圧送する。冷却水供給通路１３に冷却水を供給することで、鋳抜きピン３の基端部の冷却効率を高める。これと同時に、空気ポンプ２７により、空気通路２５に空気を通流させて空気通路２５内に負圧を発生させることで、冷却管１１と内部冷却管１５との間の中間通路１７を経て冷却水を外部に吸引し、鋳抜きピン３の先端部の空隙１５内での冷却水の滞留を抑制して先端部の冷却効率を高める。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造型内に鋳抜きピンを配置した状態で鋳造型のキャビティに溶湯を供給して鋳造を行う鋳造方法及び鋳造装置に関する。

従来、鋳抜きピンを用いて鋳造を行う際に、その冷却構造として鋳抜きピンを二重管構造とし、内部管内に冷却水を供給する一方、この供給した冷却水を、内部管と外部管との間を通して外部に排出するものが知られている（下記特許文献１参照）。
特開平６−２６２２９５号公報

しかしながら、上記した従来の冷却構造では、内部管を通してその先端から外部管内に流出した冷却水によって、鋳抜きピンの先端部分については効率よく冷却できるものの、この先端部分から流出した冷却水は、熱を奪いながら鋳抜きピンの根元部（基端部）に向けて戻るために、この根元部に対する冷却効果が充分ではなく、ひけ巣の発生原因となっている。

そこで、本発明は、鋳抜き部分の冷却を均一に行えるようにすることを目的としている。

本発明は、中空構造とした鋳抜きピン内に、中空の冷却管を挿入配置し、鋳抜きピンと冷却管との間の冷却水供給通路に外部から冷却媒体を供給すると同時に、前記供給した冷却媒体を冷却管の内部通路を通して外部に吸引することを特徴とする。

本発明によれば、鋳抜きピンと冷却管との間に外部から冷却媒体を供給することで、鋳抜きピンの根元部に対する冷却効率が向上すると同時に、供給した冷却媒体を冷却管の内部通路を通して外部に吸引することで、前記供給した冷却媒体の鋳抜きピン先端部分での滞留を抑制し、該先端部分での冷却効率も高めることができ、もって鋳抜き部分の冷却を全体的に均一に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態を示す鋳造装置の簡略化した要部の断面図である。この鋳造装置は、鋳造型の金型本体１における適宜位置に鋳抜きピン３を配置した状態で、金型本体１のキャビティ５に、例えばアルミ合金などの金属溶湯７を供給して鋳造成形を実施する。

鋳抜きピン３は、有底中空構造のピン本体９を備え、このピン本体９内に、中空構造でかつ両端が開口している冷却管１１を、互いの中心軸線を合わせた状態で挿入配置している。冷却管１１の外径はピン本体９の内径よりも小さく、したがって、ピン本体９と冷却管１１との間に、冷却媒体である冷却水が外部から供給される冷却水供給通路１３が形成される。

また、冷却管１１の先端部１１ａとピン本体９の底部９ａとの間には空隙１５を形成してあり、冷却管１１の基端部１１ｂは、ピン本体９よりもキャビティ５から外方に突出している。一方、金型本体１のキャビティ５は金型１９によって閉塞してあり、この金型１９に、前記突出した冷却管１１の基端部１１ｂの周囲に連通する冷却水通路２１を形成してある。

この冷却水通路２１には、冷却媒体供給手段としての冷却水ポンプ２３から冷却水を圧送する。すなわち、冷却水ポンプ２３から圧送される冷却水は、冷却水通路２１を経て前記した冷却水供給通路１３に供給される。

上記した中空の冷却管１１内にはさらに中空の内部冷却管１５を、互いの中心軸線を合わせた状態で挿入配置して、本鋳抜きピン３を三重管構造としている。内部冷却管１５の外径は冷却管１１の内径よりも小さく、したがって、冷却管１１と内部冷却管１５との間に、内部通路である中間通路１７が形成される。

内部冷却管１５はその先端部１５ａ及び基端部１５ｂが、冷却管１１の先端部１１ａ及び基端部１１ｂからそれぞれ突出しており、先端部１５ａは前記した空隙１５内に位置してピン本体９の底部９ａから離間している。

一方、内部冷却管１５の基端部１５ｂの周囲の金型１９には、該金型１９に形成してある前記冷却水通路２１よりも外側に位置する気体通路としての空気通路２５を形成している。そして、内部冷却管１５の基端部１５ｂの周囲の空気通路２５には、前記した中間通路１７が冷却水排出口１７ａとして開口している。

上記した空気通路２５に対しては、気体通流手段としての空気ポンプ２７により空気を圧送して通流させることで、空気通路２５内に負圧を発生させる。

また、内部冷却管１５の基端部１５ｂは、金型１９の外部に開口しており、この開口部１５ｃにも、前記した冷却水ポンプ２３から圧送される冷却水が供給される。

上記第１の実施形態による鋳造装置では、鋳造時に、冷却水ポンプ２３を駆動すると同時に空気ポンプ２７を駆動する。冷却水ポンプ２３の駆動により圧送される冷却水は、冷却水通路２１から、ピン本体９と冷却管１１との間の冷却水供給通路１３に供給されるとともに、開口部１５ｃから内部冷却管１５内の内側冷却水供給通路２９に供給される。

冷却水供給通路１３及び内側冷却水供給通路２９にそれぞれ供給した冷却水は、ピン本体９先端の空隙１５に流出した後、冷却管１１と内部冷却管１５との間の中間通路１７を逆流し、冷却水排出口１７ａから空気通路２５に流出して外部に排出される。

ここで、本実施形態では、空気ポンプ２７の駆動によって、空気通路２５に空気を通流させて空気通路２５内に負圧を発生させる。この負圧状態の空気通路２５内の圧力と、空気通路２５内の圧力よりも高い圧力となっている中間通路１７内と圧力との差圧により、前記冷却水供給通路１３及び内側冷却水供給通路２９に供給した冷却水を、空隙１５及び中間通路１７を通して外部の空気通路２５に吸引する。

すなわち、気体通流手段である空気ポンプ２７と空気通路２５とにより、冷却媒体吸引手段を構成していることになる。

このように、本実施形態では、冷却水供給通路１３及び内側冷却水供給通路２９から空隙１５に流出した冷却水を、差圧によって外部に強制的に吸引するので、空隙１５内での冷却水の滞留が抑制されつつ中間通路１７に効率よく流入する。

これにより、空隙１５に対応する鋳抜きピン３の先端側において冷却効率が高まり、また鋳抜きピン３の基端側においては、冷却水通路２１から流入する冷却水によって効率よく冷却される。このため本実施形態では、鋳抜きピン３の全体（全長）において、ほぼ均一に冷却効果が得られ、ひけ巣の発生を抑えることでき、高品質な鋳造品を得ることができる。

特に、本実施形態では、上記空隙１５での冷却水の滞留を抑えた上に、内部冷却管１５を利用して鋳抜きピン３の先端の空隙１５に直接冷却水を供給しているので、鋳抜きピン３の先端側の冷却効率をより一層高めることができる。

なお、上記実施形態では、冷却管１１や内部冷却管１５の直径を適宜変更することで、冷却水の流量を調整し、鋳抜きピン３の先端部と基端部との冷却バランスを制御することができる。

図２は、本発明の第２の実施形態を示す鋳造装置の簡略化した要部の断面図である。この鋳造装置の鋳抜きピン３１は、有底中空構造のピン本体３３を備え、このピン本体３３内に、中空構造でかつ両端が開口している冷却管３５を、互いの中心軸線を合わせた状態で挿入配置した二重管構造としている。

冷却管３５の外径はピン本体３３の内径よりも小さく、したがって、ピン本体３３と冷却管３５との間に、冷却媒体である冷却水が外部から供給される冷却水供給通路３７が形成される。

上記した冷却管３５は、先端部３５ａとピン本体３３の底部３３ａとの間に空隙３９を形成し、基端部３５ｂがピン本体３３から外部に突出している。そして、金型１９に、前記突出した冷却管３５の基端部３５ｂの周囲に連通する冷却水通路２１を形成してある。また、冷却管３５の基端部３５ｂの先端の冷却水排出口３５ｃは、前記冷却水通路２１よりも外側に位置する空気通路２５に連通している。

また、冷却水供給通路３７は、端板４１により冷却水通路２１に対して閉塞してあり、この端板４１の周方向の一部位に、冷却水を吐出する冷却水吐出ノズル４３を取り付けている。すなわち、本実施形態では、冷却水ポンプ２３と冷却水吐出ノズル４３とで冷却媒体供給手段を構成している。

上記した冷却水吐出ノズル４３は、その吐出口４３ａが、内側に位置する冷却管３５に指向するとともに、吐出した冷却水が冷却管３５の周囲を螺旋状となるように、鋳抜きピン３１の軸線方向に対して傾斜して指向している。

上記第２の実施形態による鋳造装置においても、鋳造時に、冷却水ポンプ２３を駆動すると同時に空気ポンプ２７を駆動する。冷却水ポンプ２３の駆動により圧送される冷却水は、冷却水通路２１から、ピン本体３３と冷却管３５との間の冷却水供給通路３７に供給される。冷却水供給通路３７に供給された冷却水は、ピン本体３３先端の空隙３９に流出した後、冷却管３５の内部通路４５を逆流し、冷却水排出口３５ｃから空気通路２５に流出して外部に排出される。

ここで、本実施形態においても、前記した第１の実施形態と同様に、空気ポンプ２７の駆動によって、空気通路２５に空気を通流させて空気通路２５内に負圧を発生させる。そして、この負圧状態の空気通路２５内の圧力と、空気通路２５内の圧力よりも高い圧力となっている内部通路４５内と圧力との差圧により、前記冷却水供給通路３７に供給した冷却水を、空隙３９を通して外部の空気通路２５に吸引する。

したがって、第２の実施形態においても、冷却水供給通路３１から空隙３９に流出した冷却水を、差圧によって外部に強制的に吸引するので、空隙３９内での冷却水の滞留が抑制されつつ内部通路４５に効率よく流入する。

これにより、空隙３９に対応する鋳抜きピン３１の先端側において冷却効率が高まり、また鋳抜きピン３１の基端側においては、冷却水通路２１から冷却水吐出ノズル４３を経て流入する冷却水によって効率よく冷却される。このため本実施形態では、鋳抜きピン３１の全体（全長）において、ほぼ均一に冷却効果が得られ、ひけ巣の発生を抑えることでき、高品質な鋳造品を得ることができる。

さらに、本実施形態では、冷却水吐出ノズル４３から吐出した冷却水が、冷却水供給通路３７内にて螺旋状に流れるので、冷却水が冷却水供給通路３７内の全域に行き渡りやすくなり、鋳抜きピン３１の全体（全長）にわたってより均一に冷却することが可能となる。

なお、前記図１に示した第１の実施形態においても、第２の実施形態と同様な冷却水吐出ノズル４３を設けることで、冷却水供給通路１３に供給する冷却水を、冷却管１１の周囲に沿って螺旋状に流れるようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態を示す鋳造装置の簡略化した要部の断面図である。 本発明の第２の実施形態を示す鋳造装置の簡略化した要部の断面図である。

符号の説明

１ 金型本体（鋳造型）
３，３１ 鋳抜きピン
５ 金型本体のキャビティ
１１，３５ 中空の冷却管
１３，３７ 冷却水供給通路
１５ 中空の内部冷却管
１７ 中間通路（冷却管の内部通路）
２３ 冷却水ポンプ（冷却媒体供給手段）
２５ 空気通路（気体通路，冷却媒体吸引手段）
２７ 空気ポンプ（気体通流手段，冷却媒体吸引手段）
４３ 冷却水吐出ノズル（冷却媒体供給手段）
４３ 冷却水吐出ノズルの吐出口
４５ 冷却管の内部通路

Claims (8)

1. 鋳造型内に鋳抜きピンを配置した状態で前記鋳造型のキャビティに溶湯を供給して鋳造を行う鋳造方法において、前記鋳抜きピンを中空構造としてこの中空内に、中空の冷却管を挿入配置し、前記鋳抜きピンと前記冷却管との間の冷却水供給通路に外部から冷却媒体を供給すると同時に、前記供給した冷却媒体を前記冷却管の内部通路を通して外部に吸引することを特徴とする鋳造方法。
2. 前記冷却管内に中空の内部冷却管を挿入配置し、前記鋳抜きピンと前記冷却管との間の冷却水供給通路及び、前記内部冷却管内に、外部から冷却媒体をそれぞれ供給すると同時に、前記供給した冷却媒体を前記冷却管と前記内部冷却管との間の中間通路を通して外部に吸引することを特徴とする請求項１に記載の鋳造方法。
3. 前記冷却媒体が前記冷却管の周囲を螺旋状に流れるように、前記鋳抜きピンと前記冷却管との間に外部から冷却媒体を供給することを特徴とする請求項１または２に記載の鋳造方法。
4. 前記冷却管の内部通路に連通する外部の気体通路に負圧を発生させることで、前記供給した冷却媒体を、前記内部通路を通して外部に吸引することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の鋳造方法。
5. 鋳造型内に鋳抜きピンを配置した状態で前記鋳造型のキャビティに溶湯を供給して鋳造を行う鋳造装置において、中空構造の前記鋳抜きピンの内部に中空の冷却管を挿入配置し、前記鋳抜きピンと前記冷却管との間に外部から冷却媒体を供給する冷却媒体供給手段を設ける一方、前記供給した冷却媒体を前記冷却管の内部通路を通して外部に吸引する冷却媒体吸引手段を設けたことを特徴とする鋳造装置。
6. 前記冷却管内に中空の内部冷却管を挿入配置し、前記鋳抜きピンと前記冷却管との間の冷却水供給通路及び前記内部冷却管内に、外部から冷却媒体をそれぞれ供給する冷却媒体供給手段を設ける一方、前記供給した冷却媒体を前記冷却管と前記内部冷却管との間の中間通路を通して外部に吸引する冷却媒体吸引手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の鋳造装置。
7. 冷却媒体供給手段は、冷却媒体を吐出する吐出口が、前記冷却媒体が前記冷却管の周囲を螺旋状に流れるように指向していることを特徴とする請求項５または６に記載の鋳造装置。
8. 前記冷却媒体吸引手段は、前記冷却管の内部通路に連通する気体通路と、この気体通路に気体を流すことで気体通路内に負圧を発生させる気体通流手段とを有することを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載の鋳造装置。

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