JP2012218050A - 鋳抜きピン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環状溝を任意の部位に容易に設けることができる鋳抜きピン装置を提供することを課題とする。
【解決手段】鋳抜きピン装置１０は、中空体の先端が塞がれた形態のアウターチューブ１１と、このアウターチューブ１１に挿入されるインナーチューブ２０と、このインナーチューブ２０に挿入され冷媒をインナーチューブ２０内へ供給する冷媒パイプ３０とからなる。インナーチューブ２０の外周面２１に、例えば３個の環状溝２２が設けられている。インナーチューブ２０の径外方から刃具を当てて、外周面２１に環状溝２２を形成することができる。この工法であれば、中ぐり法とは異なり、インナーチューブ２０の任意の部位に環状溝２２を設けることができる。刃具の撓みを心配する必要がないので、環状溝２２の仕上げ精度は良好になる。
【選択図】図１

Description

本発明は冷却式鋳抜きピン装置の改良に関する。

鋳造と同時に、鋳物に鋳抜き穴を開けるときに鋳抜きピンが用いられる。鋳物にドリルなどによる機械加工で穴を開けるよりは、鋳抜き穴を仕上げ加工する方が、削り代は少なくなり機械加工工数を短縮することができると共に、材料の歩留まりもよくなる。

ただし、鋳抜きピンは、キャビティへ差し込まれ、高温の溶湯で囲われるため熱負荷が大きくなる。対策として水などの冷媒で冷却する冷却式鋳抜きピンが推奨される（例えば、特許文献１（図２）参照。）。

特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１８は従来の鋳抜きピンにおけるアウターピンの断面図であり、アウターピン１００は、内周面１０１に環状溝１０２が設けられる。環状溝１０２は、一般に、中ぐり法によって形成される。すなわち、素材にドリル等で中心穴を開ける。そして、この中心穴の内周面１０１へ、その入口１０６から、ロッド１０３の先に刃部１０４を備えた中ぐりバイト１０５を挿入し、相対的に回転させて環状溝１０２を削り出す。

中ぐりバイト１０５の先端の最大長さＬを、入口１０６の径より小さくすることが、必須条件となる。入口１０６の径が小さいほど、ロッド１０３の外径は小さくなる。ロッド１０３の外径が小さくなると、ロッド１０３先端での撓みが出やすくなる。
そのため、中ぐり法では、環状溝１０２の仕上がり精度は低くなる。併せて、アウターピン１００の先端１０７（入口１０６から遠い部位）付近に環状溝１０２を設けることが困難になる。

しかし、鋳抜きピンによっては、先端１０７付近にも環状溝１０２を要求される場合がある。
そこで、環状溝１０２を任意の部位に容易に設けることができる構造が求められる。

特開２０００−９４１１５公報

本発明は、環状溝を任意の部位に容易に設けることができる鋳抜きピン装置を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、中空体の先端が塞がれた形態のアウターチューブと、このアウターチューブの内周面に外周面が接触するようにして前記アウターチューブに挿入されるインナーチューブと、このインナーチューブの内周面から外周面が所定の距離を保つようにして前記インナーチューブに挿入され冷媒を前記インナーチューブ内へ供給する冷媒パイプとからなり、前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間に断熱室が設けられている鋳抜きピン装置であって、前記断熱室は、前記インナーチューブの外周面に設けられる環状溝と、この環状溝に蓋をする前記アウターチューブの内周面とで、形成されることを特徴とする。

請求項２に係る発明では、アウターチューブは鉄系材料で造られ、インナーチューブは銅系材料で造られ、溶湯注湯時にアウターチューブの内周面にインナーチューブの外周面が密着するように、常温ではアウターチューブの内周面とインナーチューブの外周面とに隙間が設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明では、インナーチューブは、保温が要求される部位と熱移動が要求される部位とに区分され、熱移動が要求される部位は、保温が要求される部位より高い熱伝導率の材料で造られ、熱移動が要求される部位と保温が要求される部位とが接合により一体化されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明では、アウターチューブは鉄系材料で造られ、インナーチューブのうち熱移動が要求される部位は銅系材料で造られ、溶湯注湯時にアウターチューブの内周面に熱移動が要求される部位の外周面が密着するように、常温ではアウターチューブの内周面と熱移動が要求される部位の外周面とに隙間が設けられていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、アウターチューブの周囲に製品薄肉部と、この製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部とを成形することができる金型に取付けられる鋳抜きピン装置であって、製品薄肉部の近傍に断熱室が設けられることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、アウターチューブの周囲に製品薄肉部と、この製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部とを成形することができる金型に取付けられると共に、キャビティに挿入されるアウターチューブが部分的に金型に接触する鋳抜きピン装置であって、製品薄肉部の近傍に断熱室が設けられると共に金型と接触する部位に断熱室が設けられることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、環状溝はインナーチューブの外周面に設ける。インナーチューブの径外方から刃具を当てて、外周面に環状溝を形成することができる。この工法であれば、中ぐり法とは異なり、インナーチューブの任意の部位に環状溝を設けることができる。刃具の撓みを心配する必要がないので、環状溝の仕上げ精度は良好になる。

請求項２に係る発明では、アウターチューブは鉄系材料で造られ、インナーチューブは銅系材料で造られる。そして、常温ではアウターチューブとインナーチューブの間に隙間が設けられ、溶湯注湯時ではアウターチューブの内周面にインナーチューブの外周面が密着する。この密着や隙間は銅の熱膨張係数が、鉄の約１．５倍であることによって実現される。

溶湯注湯時は、環状溝を除いてアウターチューブにインナーチューブが密着しているため、溶湯の熱がアウターチューブ、インナーチューブの順に円滑に伝達され、冷媒に吸収される。

溶湯が凝固した後に、離型の一環として鋳抜きピン装置が鋳物から外される。すると、インナーチューブが冷媒で冷却され、アウターチューブとインナーチューブとの間に隙間ができる。以降、インナーチューブは冷媒で冷やされるが、アウターチューブは冷媒で冷やされない。アウターチューブの冷却が緩慢になり、アウターチューブは高温のままで次の鋳造に供される。

鋳造前にアウターチューブに液状離型剤を塗布する。この離型剤はアウターチューブの保有熱で次の注湯前に十分に乾燥される。
仮に、アウターチューブが低温であると、液状離型剤はほとんど乾燥されない。この状態で注湯されると、離型剤に含まれる液体が湯の熱で気化し、巣などの鋳造欠陥を発生させる。この点、本発明であれば離型剤からガスが発生する心配はないので、鋳造品質を良好にすることができる。

請求項３に係る発明では、インナーチューブは、保温が要求される部位と熱移動が要求される部位とに区分され、熱移動が要求される部位は、保温が要求される部位より高い熱伝導率の材料で造られ、熱移動が要求される部位と保温が要求される部位とが接合により一体化されている。
保温が要求される部位は熱伝導率が低いため、保温効果が発揮される。熱移動が要求される部位は熱伝導率が高いため、大きな熱移動が得られる。

請求項４に係る発明では、アウターチューブは鉄系材料で造られ、インナーチューブのうち熱移動が要求される部位は銅系材料で造られ、溶湯注湯時にアウターチューブの内周面に熱移動が要求される部位の外周面が密着するように、常温ではアウターチューブの内周面と熱移動が要求される部位の外周面とに隙間が設けられている。
請求項２と同様に、溶湯注湯時は、環状溝を除いてアウターチューブにインナーチューブが密着しているため、溶湯の熱がアウターチューブ、インナーチューブの順に円滑に伝達され、冷媒に吸収される。

溶湯が凝固した後に、離型の一環として鋳抜きピン装置が鋳物から外される。すると、インナーチューブが冷媒で冷却され、アウターチューブとインナーチューブとの間に隙間ができる。以降、インナーチューブは冷媒で冷やされるが、アウターチューブは冷媒で冷やされない。アウターチューブの冷却が緩慢になり、アウターチューブは高温のままで次の鋳造に供される。

鋳造前にアウターチューブに液状離型剤を塗布する。この離型剤はアウターチューブの保有熱で次の注湯前に十分に乾燥される。
仮に、アウターチューブが低温であると、液状離型剤はほとんど乾燥されない。この状態で注湯されると、離型剤に含まれる液体が湯の熱で気化し、巣などの鋳造欠陥を発生させる。この点、本発明であれば離型剤からガスが発生する心配はないので、鋳造品質を良好にすることができる。

請求項５に係る発明では、製品薄肉部の近傍に断熱室が設けられる。
製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部は、ネジ溝等の加工が入る際に鋳巣等が形成されていると、加工時のドリル曲がりや圧漏れ等の不具合が生じるため、製品肉厚部の中央に最終凝固部を形成したい。そのため、金型に接する表層部は急速に冷却する必要がある。一方、製品薄肉部は、溶湯が充填されにくいので、断熱層を設けて保温する。
結果、製品の肉厚が変化するにも拘わらず、一本の冷却ピンの周囲で冷却能を変化させることが可能となる。

請求項６に係る発明は、アウターチューブの周囲に製品薄肉部と、この製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部とを成形することができる金型に取付けられると共に、キャビティに挿入されるアウターチューブが部分的に金型に接触する鋳抜きピン装置であって、製品薄肉部の近傍に断熱室が設けられると共に金型と接触する部位に断熱室が設けられる。

製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部は、ネジ溝等の加工が入る際に鋳巣等が形成されていると、加工時のドリル曲がりや圧漏れ等の不具合が生じるため、製品肉厚部の中央に最終凝固部を形成したい。そのため、金型に接する表層部は急速に冷却する必要がある。一方、製品薄肉部は、溶湯が充填されにくいので、断熱層を設けて保温する。結果、製品の肉厚が変化するにも拘わらず、一本の冷却ピンの周囲で冷却能を変化させることが可能となる。

本発明に係る鋳抜きピン装置の分解図である。 本発明に係る鋳抜きピン装置の断面図である。 図２の３−３線断面図である。 図３の作用図である。 図１の変更例を示す図である。 図２の変更例を示す図である。 図６の７−７線断面図である。 図７の作用図である。 シリンダブロックの斜視図である。 シリンダブロックの要部拡大断面図である。 シリンダブロック用金型の要部断面図である。 図１１の作用図である。 シリンダブロック用金型の分解図である。 図１３の１４−１４線断面図である。 シリンダヘッドの模式図である。 シリンダヘッド用金型の模式図である。 シリンダヘッド用金型の拡大図である。 従来の鋳抜きピンにおけるアウターピンの断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
なお、請求項１−２に係る発明は図１〜図４に基づいて説明し、請求項３−４に係る発明は図５〜図８に基づいて説明し、請求項５に係る発明は図９〜図１４に基づいて説明し、請求項６に係る発明は図１５〜図１７に基づいて説明する。

本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、鋳抜きピン装置１０は、中空体の先端が塞がれた形態のアウターチューブ１１と、このアウターチューブ１１の内周面１２に外周面２１が接触するようにしてアウターチューブ１１に挿入されるインナーチューブ２０と、インナーチューブ２０の内周面２３から外周面３３が所定の距離（図３に示す隙間３２）を保つようにしてインナーチューブ２０に挿入され冷媒をインナーチューブ２０内へ供給する冷媒パイプ３０とからなる。

そして、インナーチューブ２０の外周面２１に、例えば３個の環状溝２２が設けられている。
インナーチューブ２０の径外方から刃具を当てて、外周面２１に環状溝２２を形成することができる。この工法であれば、中ぐり法とは異なり、インナーチューブ２０の任意の部位に環状溝２２を設けることができる。刃具の撓みを心配する必要がないので、環状溝２２の仕上げ精度は良好になる。

鋳抜きピン装置１０の完成品の形態は、図２に示す通りであり、インナーチューブ２０の外周面に設けられる環状溝２２は、アウターチューブ１１の内周面１２で塞がれて、矩形断面の断熱室２４ができあがる。
中央の冷媒パイプ３０内を水などの冷媒が先端部３１に向かって流され、先端部３１からインナーチューブ２０内へ供給される。冷媒は反転して冷媒パイプ３０とインナーチューブ２０の間の隙間３２を通って流れ、インナーチューブ２０を強制冷却する。アウターチューブ１１はインナーチューブ２０により冷却される。

図３に示すように、常温ではアウターチューブ１１の内周面１２とインナーチューブ２０の外周面２１とに隙間２５が設けられ、インナーチューブ２０の内周面２３と冷媒パイプ３０の外周面３３とに隙間３２が設けられている。
インナーチューブ２０は、好ましくは銅合金製とする。銅合金の熱膨張係数は１７．７×１０^−６（ｍｍ／ｍｍ・Ｋ）で、熱伝導率は３７２（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。

アウターチューブ１１は、好ましくは鋼製とする。熱間工具鋼の熱膨張係数は１２．１×１０^−６（ｍｍ／ｍｍ・Ｋ）で、熱伝導率は３２．７（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。

図３において、６６０℃以上の高温のアルミニウム溶湯でアウターチューブ１１が囲われると、アウターチューブ１１が高温になり、この熱を受けてインナーチューブ２０も温度上昇する。
アウターチューブ１１の内径が常温で１０ｍｍと仮定し、これが４００℃に達したと仮定する。

常温（２５℃）における内周面の周長は、１０π（ｍｍ）である。４００℃における内周面の周長は、１０π（１＋１２．１×１０^−６×（４００−２５））＝１０π×１．００４５＝１０．０４５πの計算により、１０．０４５π（ｍｍ）となる。これを直径に直すと、４００℃におけるアウターチューブ１１の内径は、１０．０４５ｍｍとなる。

一方、インナーチューブ２０は冷媒で冷却されるが、注湯直後はアウターチューブ１１の内周面とほぼ同じで４００℃程度になると予測される。
インナーチューブ２０の外径が常温で９．９８ｍｍと仮定し、これが４００℃に達したと仮定する。

常温（２５℃）における外周面の周長は、９．９８π（ｍｍ）である。４００℃における外周面の周長は、９．９８π（１＋１７．７×１０^−６×（４００−２５））＝９．９８π×１．００６６＝１０．０４６πの計算により、１０．０４６π（ｍｍ）となる。これを直径に直すと、４００℃におけるインナーチューブ２０の外径は、１０．０４６ｍｍとなる。この値は、アウターチューブ１１の内径（１０．０４５ｍｍ）と良く近似している。

（１０−９．９８）／２＝０．０１の計算により、常温では、アウターチューブ１１とインナーチューブ２０とに、１／１００ｍｍの隙間２５を確保する。

注湯後は、図４に示すように、熱膨張係数の差に基づいて、隙間がなくなり、アウターチューブ１１からインナーチューブ２０へ熱移動が盛んになり、アウターチューブ１１の温度上昇を抑えることができる。

次に、鋳抜きピン装置の変更例を図５〜図８に基づいて説明する。
図５に示すように、鋳抜きピン装置１０Ｂは、中空体の先端が塞がれた形態のアウターチューブ１１と、このアウターチューブ１１の内周面１２に外周面２１が接触するようにしてアウターチューブ１１に挿入されるインナーチューブ２０Ｂと、インナーチューブ２０Ｂの内周面２３から外周面３３が所定の距離（図７に示す隙間３２）を保つようにしてインナーチューブ２０Ｂに挿入され冷媒をインナーチューブ２０Ｂ内へ供給する冷媒パイプ３０とからなる。

アウターチューブ１１は、熱膨張係数が１２．１×１０^−６（ｍｍ／ｍｍ・Ｋ）である熱間工具鋼製とする。そして、鋳物側の要求で、軸方向に熱移動が要求される部位Ｚ１と、保温が要求される部位Ｚ２とに区分される。
インナーチューブ２０Ｂは、熱移動が要求される部位Ｚ１を銅製のキャップ２６とし、保温が要求される部位Ｚ２をステンレスパイプ２７とした。すなわち、ステンレスパイプ２７の一端にキャップ２６を嵌合し、ろう付けすることで、一体化する。
その他の構成は図１と同じであるから、符号を流用して、説明は省略する。

鋳抜きピン装置１０Ｂの完成品の形態は、図６に示す通りであり、インナーチューブ２０Ｂの外周面に設けられる環状溝２２は、アウターチューブ１１の内周面１２で塞がれて、矩形断面の断熱室２４ができあがる。
中央の冷媒パイプ３０内を水などの冷媒が先端部３１に向かって流され、先端部３１からインナーチューブ２０内へ供給される。冷媒は反転して冷媒パイプ３０とインナーチューブ２０Ｂの間の隙間を通って流れ、インナーチューブ２０Ｂを強制冷却する。アウターチューブ１１はインナーチューブ２０Ｂにより冷却される。

キャップ２６を構成する銅合金の熱伝導率は３７２（Ｗ／ｍ・Ｋ）である。一方、ステンレスチューブ２７の熱伝導率は１６．７（Ｗ／ｍ・Ｋ、ＳＵＳ３０４）である。
ステンレスチューブ２７は、熱伝導率がキャップ２６の１／２０以下であり、加えて断熱室２４を備えているため、熱伝導性は小さい。すなわち、ステンレスチューブ２７は、保温性能に優れており、保温が要求される部位Ｚ２に好適である。
一方、キャップ２６は、熱伝導率がステンレチューブ２７の２０倍以上であり、熱伝導性に優れ、熱移動が要求される部位Ｚ１に好適である。

図７に示すように、常温でアウターチューブ１１とキャップ２６とに１／１００ｍｍ（０．０１ｍｍ）程度の隙間２５が確保される。
そして、図８に示すように溶湯注湯時に熱膨張係数の差でアウターチューブ１１にキャップ２６が密着し、アウターチューブ１１からキャップ２６へ熱移動が盛んになり、アウターチューブ１１の温度上昇を抑えることができる。

図９は鋳物の代表例であるシリンダブロック４０を示し、シリンダブロック４０は、シリンダライナー４１の周囲にウオータジャケット４２を有し、このウオータジャケット４２の外側に複数個（この例では１０個）のボルト穴４３を有し、このボルト穴４３の外側にオイル通路４４を有する。

図１０に示すように、ボルト穴４３の先端には雌ねじ部４５が切られる。そのため、ボルト穴４３は奧が小径で、その他がそれより大径になる。結果として、雌ねじ部４５付近の肉厚Ｔ２は厚くなり、その他の部位の肉厚Ｔ１は薄くなる。

このような形態のシリンダブロック４０を鋳造する金型の構造を次に説明する。
図１１に示すように、シリンダブロック用金型５０は、シリンダブロックの側面を囲うサイド型５１と、このサイド型５１に被せる可動型５２を含む。
そして、可動型５２に、ウオータジャケット形成部５３とオイル通路形成部５４を突設すると共にこれらの間に鋳抜きピン装置１０Ｂを設ける。鋳抜きピン装置１０Ｂを囲うキャビティ５５に注目すると、先端の隙間の大きさＴ２は、他の部位の隙間の大きさＴ１より大きい。

キャビティ５５へアルミ溶湯を注湯すると、図１２に示すように、隙間がＴ１の領域では、アウターチューブ１１とインナーチューブ２０Ｂとの間に断熱室２４が設けられているため熱の移動が制限される。一方、隙間がＴ２の領域では、キャップ２６が銅製で熱伝導率が大きいため、熱の移動が盛んになる。

ところで、厚肉部では、鋳巣が表層の近くに存在すると次のような不具合が発生する。ネジ孔などの機械加工を施すと孔が鋳巣に連通して圧漏れが発生する。また、加工時にドリルが曲がる。
本発明では、厚肉部、すなわち一般厚肉部を、急冷する。すると表層部にチル層ができる。このチル層は加工性が良好で組織的にも緻密であるため、肉厚中央に鋳巣があっても穴に連通する心配が無い。ドリルが曲がる心配もない。
よって、厚肉部の肉厚中央部に最終凝固部をもっていきたいために、厚肉部（一般厚肉部）を急冷させるようにした。

一方、薄肉部の方は、キャビティ空間が狭いため溶湯の充填が難しくなる。溶湯が隅まで充填されないうちに凝固が進行すると欠肉が起こりやすい。
本発明では、製品薄肉部を、断熱室により保温して、溶湯の温度低下を抑えるようにした。保温により湯流れが確保され、欠肉の発生を防止することができる。

すなわち、製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部は、ネジ溝等の加工が入る際に鋳巣等が形成されていると、加工時のドリル曲がりや圧漏れ等の不具合が生じるため、製品肉厚部の中央に最終凝固部を形成したい。そのため、金型に接する表層部は急速に冷却する必要がある。一方、製品薄肉部は、溶湯が充填されにくいので、断熱層を設けて保温する。
結果、製品の肉厚がＴ１〜Ｔ２の如く変化するにも拘わらず、一本の冷却ピンの周囲で冷却能を変化させることが可能となる。

溶湯が凝固すると、図１３に示すようにシリンダブロック４０から、白抜き矢印のようにサイド型５１及び可動型５２を外す。
図１４（ａ）に示すように、溶湯注湯時から冷却の初期においては、溶湯の熱がアウターチューブ１１及びキャップ２６に盛んに伝わるため、熱膨張差でアウターチューブ１１にキャップ２６が密着している。

鋳造サイクルの末期から型開きにおいては、溶湯の温度が下がる又は凝固することでアウターチューブへの熱移動（吸熱）が激減する。一方、キャップ２６は冷媒で冷却される。

アウターチューブ１１の内周面が３００℃まで下がったとする。３００℃における内周面の周長は、１０π（１＋１２．１×１０^−６×（３００−２５））＝１０π×１．００３３＝１０．０３３πの計算により、１０．０３３π（ｍｍ）となる。これを直径に直すと、３００℃におけるアウターチューブ１１の内径は、１０．０３３ｍｍとなる。

一方、キャップ２６は冷媒で冷却されるため、１００℃程度になると予測される。
１００℃における外周面の周長は、９．９８π（１＋１７．７×１０^−６×（１００−２５））＝９．９９３πの計算により、９．９９３π（ｍｍ）となる。これを直径に直すと、１００℃におけるキャップ２６の外径は、９．９９３ｍｍとなる。

（アウターチューブの内径−キャップの外径）／２＝（１０．０３３−９．９９３）／２＝０．０２の計算により、図１４（ｂ）に示すように、０．０２ｍｍの隙間２５が発生する。この隙間２５が断熱作用を発揮するため、キャップ２６だけが冷媒で冷却され、隙間２５が増大する。
反面、隙間２５の存在によりアウターチューブ１１はそれ程温度が下がらない。

図１３において、アウターチューブ１１は高温のままで次の鋳造に供される。
鋳造前にアウターチューブ１１に液状離型剤が塗布される。この離型剤はアウターチューブ１１の保有熱で次の注湯前に十分に乾燥される。

仮に、アウターチューブ１１が低温であると、液状離型剤はほとんど乾燥されない。この状態で注湯されると、離型剤に含まれる液体が湯の熱で気化し、巣などの鋳造欠陥を発生させる。

この点、本発明であれば、離型剤はアウターチューブの保有熱で次の注湯前に十分に乾燥され、離型剤からガスが発生する心配はなく、鋳造品質を高めることができる。

図５において、インナーチューブ２０Ｂは、銅合金製のキャップ２６とステンレスパイプ２７とで構成した。銅合金の熱膨張係数は１７．７×１０^−６（ｍｍ／ｍｍ・Ｋ）である。一方、ステンレス鋼の熱膨張係数は１７．６×１０^−６（ｍｍ／ｍｍ・Ｋ）である。ステンレスパイプ２７とキャップ２６の熱膨張係数の差は、殆ど無い。

結果、図１４（ａ）、（ｂ）で説明した作用と同じことが、鉄系のアウターチューブ１１とステンレスパイプ２７との間に起こる。すなわち、鉄系のアウターチューブ１１とステンレスパイプ２７は、図１４（ａ）のように注湯時は密着し、凝固後は図１４（ｂ）のように隙間２５が発生し、アウターチューブ１１の高温性が維持される。

次に、本発明を鋳物の別の代表例であるシリンダヘッドに適用する例を説明する。
図１５に示すように、シリンダヘッド６０は、カム軸を支持する第１〜第５軸支部６１〜６５を備える。図示するように第１軸支部６１及び第５軸支部６５は体積が大きいため、一般肉厚部と呼ぶ。一方、第２〜第４軸支部６２〜６４は、一般肉厚部より体積が小さいため、製品薄肉部と呼ぶ。

このようなシリンダヘッド６０を鋳造するために、図１６に示すシリンダヘッド用金型７０が用いられる。すなわち、シリンダヘッド用金型７０は、下型７１と上型７２とからなり、上型７２に第１〜第４突部７３〜７６が設けられる。

第１突部７３の図左の第１キャビティ８１及び第４突部７６の図右の第５キャビティ８５で一般肉厚部を成形する。
また、第１突部７３と第２突部７４との間の第２キャビティ８２、第２突部７４と第３突部７５との間の第３キャビティ８３、及び第３突部７５と第４突部７６との間の第４キャビティ８４で、製品薄肉部を成形する。

さらに、第１〜第５軸支部６１〜６５を貫通させるようにして、左右側方から鋳抜きピン装置１０Ｃ、１０Ｄが挿入される。

図左側の鋳抜きピン装置１０Ｃ及び金型７０を図１７で詳しく説明する。図右側の鋳抜きピン装置１０Ｄは鋳抜きピン装置１０Ｃと同形であるため金型７０との相関を含め省略する。

図１７に示すように、鋳抜きピン装置１０Ｃは、アウターチューブ１１と、インナーチューブ２０と、冷媒パイプ３０とからなるが、インナーチューブ２０の外周面に設ける環状溝２２は、第１キャビティ８１に臨む部位には設けないで、第２キャビティ８２に臨む部位及び第１〜第２突部７３、７４に接触している部位に、設けられる。

すなわち、アウターチューブ１１の周囲に製品薄肉部（第２キャビティ８２で成形される。）と、この製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部（第１キャビティ８１で成形される。）とを成形することができる金型７０に取付けられると共に、キャビティに挿入されるアウターチューブ１１が部分的に金型（第１〜第２突部７３、７４）に接触する鋳抜きピン装置１０Ｃであって、製品薄肉部（第２キャビティ８２で成形される。）の近傍及び金型と接触する部位（第１〜第２突部７３、７４）に断熱室２４が設けられる。

製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部は、ネジ溝等の加工が入る際に鋳巣等が形成されていると、加工時のドリル曲がりや圧漏れ等の不具合が生じるため、製品肉厚部の中央に最終凝固部を形成したい。そのため、金型に接する表層部は急速に冷却する必要がある。
一方、製品薄肉部は、溶湯が充填されにくいので、断熱層を設けて保温する。
結果、製品の肉厚が変化するにも拘わらず、一本の冷却ピンの周囲で冷却能を変化させることが可能となる。

尚、本発明の鋳抜きピン装置は、実施の形態ではシリンダブロックやシリンダヘッドに適用したが、その他の鋳物の鋳造に供することは差し支えない。

本発明の鋳抜きピン装置は、実施の形態ではシリンダブロックの鋳造に好適である。

１０、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ…鋳抜きピン装置、１１…アウターチューブ、１２…アウターチューブの内周面、２０、２０Ｂ…インナーチューブ、２１…インナーチューブの外周面、２２…環状溝、２３…インナーチューブの内周面、２４…断熱室、２５…アウターチューブとインナーチューブ間の隙間、３０…冷媒パイプ、３２…インナーチューブと冷媒パイプ間の隙間、３３…冷媒パイプの外周面、５０…金型（シリンダブロック用金型）、７０…金型（シリンダヘッド用金型）、Ｚ１…熱移動が要求される部位、Ｚ２…保温が要求される部位。

Claims (6)

1. 中空体の先端が塞がれた形態のアウターチューブと、このアウターチューブの内周面に外周面が接触するようにして前記アウターチューブに挿入されるインナーチューブと、このインナーチューブの内周面から外周面が所定の距離を保つようにして前記インナーチューブに挿入され冷媒を前記インナーチューブ内へ供給する冷媒パイプとからなり、前記アウターチューブと前記インナーチューブとの間に断熱室が設けられている鋳抜きピン装置であって、
   前記断熱室は、前記インナーチューブの外周面に設けられる環状溝と、この環状溝に蓋をする前記アウターチューブの内周面とで、形成されることを特徴とする鋳抜きピン装置。
2. 前記アウターチューブは鉄系材料で造られ、前記インナーチューブは銅系材料で造られ、溶湯注湯時に前記アウターチューブの内周面に前記インナーチューブの外周面が密着するように、常温では前記アウターチューブの内周面と前記インナーチューブの外周面とに隙間が設けられていることを特徴とする請求項１記載の鋳抜きピン装置。
3. 前記インナーチューブは、保温が要求される部位と熱移動が要求される部位とに区分され、前記熱移動が要求される部位は、前記保温が要求される部位より高い熱伝導率の材料で造られ、前記熱移動が要求される部位と前記保温が要求される部位とが接合により一体化されていることを特徴とする請求項１記載の鋳抜きピン装置。
4. 前記アウターチューブは鉄系材料で造られ、前記インナーチューブのうち熱移動が要求される部位は銅系材料で造られ、溶湯注湯時に前記アウターチューブの内周面に前記熱移動が要求される部位の外周面が密着するように、常温では前記アウターチューブの内周面と前記熱移動が要求される部位の外周面とに隙間が設けられていることを特徴とする請求項３記載の鋳抜きピン装置。
5. 前記アウターチューブの周囲に製品薄肉部と、この製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部とを成形することができる金型に取付けられる鋳抜きピン装置であって、
   前記製品薄肉部の近傍に前記断熱室が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の鋳抜きピン装置。
6. 前記アウターチューブの周囲に製品薄肉部と、この製品薄肉部より厚肉の一般肉厚部とを成形することができる金型に取付けられると共に、前記キャビティに挿入される前記アウターチューブが部分的に金型に接触する鋳抜きピン装置であって、
   前記製品薄肉部の近傍に前記断熱室が設けられると共に前記金型と接触する部位に前記断熱室が設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の鋳抜きピン装置。

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