JP2015047628A

JP2015047628A - 鋳造用金型

Info

Publication number: JP2015047628A
Application number: JP2013182596A
Authority: JP
Inventors: 健一首藤; Kenichi Shudo; 浩信及川; Hironobu Oikawa; 明桜井; Akira Sakurai; 賢一片平; Kenichi Katahira; 大高城; Dai Takagi; 俊司安江; Shunji Yasue; 和光田中; Kazumitsu Tanaka; 光裕岩佐; Mitsuhiro Iwasa; 隆井手籠; Takashi Idekago
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2013-09-03
Filing date: 2013-09-03
Publication date: 2015-03-16
Anticipated expiration: 2033-09-03
Also published as: JP5762488B2

Abstract

【課題】安価で湯口スリーブの破損や溶湯の漏洩を生じることなく、湯口付近の溶湯が過早に冷却されることを防止することができる鋳造用金型を提供する。【解決手段】鋳造用金型２は、上型４と、下型５と、キャビティ６と、下型５に設けられキャビティ６に連通する湯口９と、湯口スリーブ１０と、ストーク１１，１２とを備える。湯口９のキャビティ６側開口部に内壁面から軸方向に突出して形成され湯口スリーブ１０のキャビティ６側端部が当接されるフランジ部９ａを備える【選択図】図１

Description

本発明は、例えば低圧鋳造に用いられる鋳造用金型に関する。

従来、図４に示すように、低圧鋳造に用いられる鋳造用装置４１として、鋳造用金型４２と、鋳造用金型４２の下方に設けられ、溶湯Ｍが加温保持される保持炉４３とを備えるものが知られている。

鋳造用金型４２は、上型４４と下型４５とを備え、上型４４と下型４５との間に鋳造品の外形に沿う形状のキャビティ４６が形成される。ここで、上型４４は可動ダイベース４７に装着されて、図示しないアクチュエータ等により上下動自在とされており、下型４５は保持炉４３の上部開口部を閉蓋するダイベース４８に固定されている。

下型４５はキャビティ４６に連通する湯口４９を備えており、湯口４９には湯口スリーブ５０が着脱自在に装着されている。湯口スリーブ５０はストーク５１に接続されており、ストーク５１はダイベース４８を上下に貫通して備えられ、下部は保持炉４３内に加温保持されている溶湯Ｍ内に挿入されている。湯口スリーブ５０とストーク５１との間には、図示しない中間ストークが介装されていてもよい。

鋳造用装置４１によれば、図示しない圧入口から比較的低圧の圧縮空気等の気体を保持炉４３内に供給し、溶湯Ｍの液面を加圧することにより、溶湯Ｍをストーク５１内に上昇せしめ、湯口スリーブ５０を介してキャビティ４６内に圧入する。そして、前記圧縮空気等の気体による加圧状態を維持したまま、キャビティ４６内の溶湯Ｍを冷却させて凝固させることにより、鋳造品を得ることができる。

キャビティ４６内の溶湯Ｍが凝固した後、前記加圧を解除すると、湯口スリーブ５０内の未凝固の溶湯Ｍはストーク５１を介して保持炉４３に戻される。また、前記鋳造品は、上型４４を上方に移動させて鋳造用金型４２を型開きすることにより取出される。

ところで、鋳造用金型４２では、前記のようにして溶湯Ｍをキャビティ４６内に圧入したときに、湯口４９付近の溶湯Ｍが過早に冷却されて凝固しやすいという問題がある。湯口４９付近の溶湯Ｍが過早に凝固すると、それ以上キャビティ４６内に溶湯Ｍが供給されないので、得られた鋳造品に鋳巣が生じることがある。

前記問題を解決するために、例えば、湯口スリーブ５０と湯口４９との間に断熱材を配設した鋳造用金型４２が知られている（例えば、特許文献１参照）。或いは、湯口スリーブ５０を内筒と外筒とから構成し、内筒をセラミックスとし、外筒を金属とした鋳造用金型４２が知られている（例えば、特許文献２参照）。

実開平１−８９８５１号公報実開平６−８３１５３号公報

しかしながら、前記従来の鋳造用金型において、湯口スリーブと湯口との間に断熱材を配設すると、構造が複雑化してコスト増が避けられないという不都合がある。また、前記従来の鋳造用金型において、湯口スリーブをセラミック製の内筒と金属製の外筒とにより構成するときには、材料の相違による熱膨張の差により該湯口スリーブが破損しやすくなったり、溶湯の漏洩が生じることがあるという不都合がある。

本発明は、かかる不都合を解消して、安価で湯口スリーブの破損や溶湯の漏洩を生じることなく、湯口付近の溶湯が過早に冷却されることを防止することができる鋳造用金型を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、上型と、下型と、該上型と該下型との間に形成される鋳造品の外形に沿う形状のキャビティと、該下型に設けられ該キャビティに連通する湯口と、該湯口に着脱自在に装着される湯口スリーブと、該湯口スリーブに接続されて該湯口スリーブに溶湯を供給するストークとを備える鋳造用金型において、該湯口のキャビティ側開口部に内壁面から該湯口の軸方向に突出して形成され、該湯口スリーブのキャビティ側端部が当接されるフランジ部を備えることを特徴とする。

本発明の鋳造用金型では、前記湯口スリーブのキャビティ側端部が比較的高温である湯口のキャビティ側開口部に形成されたフランジ部に当接されている。従って、前記下型に奪われる熱量を減少させ、前記湯口スリーブを高温に保つことができる。

従って、本発明の鋳造用金型によれば、従来技術のような断熱材を配設する必要がないので安価であり、前記湯口スリーブが単一の部材により構成されるので該湯口スリーブの破損や溶湯の漏洩を生じることなく、湯口付近の溶湯が過早に冷却されることを防止することができる。

本発明の鋳造用金型は、前記湯口スリーブの外周面に形成され前記湯口の内壁面に当接して、該湯口スリーブの該湯口に対する当接位置を規定する位置決めリブを備えることが好ましい。前記湯口スリーブは、位置決めリブが前記湯口の内壁面に当接されることにより、前記フランジ部に対して正確に位置決めされ、キャビティ側端部を該フランジ部に確実に当接させることができる。この結果、前記湯口スリーブは、前記フランジ部に対する接触面積を小さくすることができ、該フランジ部から前記下型への伝熱量を減少させることができる。

また、本発明の鋳造用金型において、前記位置決めリブは、前記湯口スリーブの外周面の複数箇所に互いに独立に形成されていることが好ましい。前記湯口スリーブは、前記位置決めリブが前記湯口の内壁面に当接されることにより、該位置決めリブを介して前記下型に熱が奪われることになる。そこで、前記位置決めリブを互いに独立に複数設けることにより、前記湯口の内壁面に対する接触面積を低減し、前記下型への伝熱を抑制することができる。

また、本発明の鋳造用金型において、前記湯口スリーブは、該湯口スリーブより伝熱性の低い材料からなる接続部材を介して前記ストークに接続されていることが好ましい。前記湯口スリーブは、前記接続部材を介して前記ストークに接続されていることにより、該ストークへの伝熱を抑制することができる。

また、本発明の鋳造用金型において、前記湯口スリーブは、前記下型と同一の材料により形成されていることが好ましい。この結果、前記湯口スリーブは、前記下型との間で熱膨張の差を無くすことができ、該湯口スリーブの破損や溶湯の漏洩を確実に防止することができる。

本発明の鋳造用金型の一構成例を示す模式的断面図。（ａ）は、図１に示す鋳造用金型の湯口を拡大して、他の態様を示す模式的断面図、（ｂ）は、図２のII−II線断面図。図１に示す鋳造用金型の湯口を拡大して、さらに他の態様を示す模式的断面図。従来の鋳造用金型の構成例を示す模式的断面図。

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１に示す本実施形態の鋳造用装置１は、例えば内燃機関のシリンダヘッドの低圧鋳造に用いられる装置であり、鋳造用金型２と、鋳造用金型２の下方に設けられ、アルミニウム等の溶湯Ｍが加温保持される保持炉３とを備えている。

鋳造用金型２は、上型４と下型５とを備え、上型４と下型５との間に鋳造品としての前記シリンダヘッドの外形に沿う形状のキャビティ６が形成される。ここで、上型４は可動ダイベース７に装着されて、図示しないアクチュエータ等により上下動自在とされており、下型５は保持炉３の上部開口部を閉蓋するダイベース８に固定されている。

下型５はキャビティ６に連通する湯口９を備えており、湯口９には湯口スリーブ１０が着脱自在に装着されている。鋳造用金型２では、湯口スリーブ１０を湯口９に着脱自在とすることにより、湯口スリーブ１０に損傷が生じた場合には、下型５全体を修理又は破棄することなく湯口スリーブ１０のみを交換すればよいので好都合である。

本実施形態では下型５の２箇所に湯口９が備えられており、それぞれの湯口９に湯口スリーブ１０が装着されている。ここで、湯口９のキャビティ６側の開口部には、内壁面から湯口９の軸方向に突出して形成されたフランジ部９ａが備えられており、湯口スリーブ１０はキャビティ６側の端部がフランジ部９ａに当接されている。

また、湯口スリーブ１０はその下端部が中間ストーク１１に接続されており、ダイベース８を上下に貫通する中間ストーク１１を介してストーク１２に連通している。ストーク１２はその下部が保持炉３に加温保持される溶湯Ｍ中に挿入されている。鋳造用金型２において、中間ストーク１１はストーク１２の一部を形成するものである。

鋳造用金型２において、上型４と下型５とは例えばＳＫＤ６１等の鋼材により形成されており、湯口スリーブ１０も上型４及び下型５と同一の材料により構成されている。また、中間ストーク１１とストーク１２とは、例えばＦＣ２５０等の鋳鉄系材料により構成されている。

本実施形態の鋳造用装置１では、図示しない圧入口から比較的低圧の圧縮空気等の気体を保持炉３内に供給し、溶湯Ｍの液面を加圧することにより、溶湯Ｍをストーク１２及び中間ストーク１１内に上昇せしめ、湯口スリーブ１０を介してキャビティ６内に圧入する。そして、前記圧縮空気等の気体による加圧状態を維持したまま、キャビティ６内の溶湯Ｍを冷却させて凝固させることにより、鋳造品としての前記シリンダヘッドを得ることができる。

キャビティ６内の溶湯Ｍが凝固した後、前記加圧を解除すると、湯口スリーブ１０内の未凝固の溶湯Ｍは中間ストーク１１及びストーク１２を介して保持炉３に戻される。また、前記鋳造品は、上型４を上方に移動させて鋳造用金型２を型開きすることにより取出される。

本実施形態の鋳造用装置１によれば、前記のようにして溶湯Ｍをキャビティ６内に圧入し、キャビティ６内で冷却させて凝固させる際に、湯口スリーブ１０がキャビティ６側の端部によりフランジ部９ａに当接されている。湯口スリーブ１０は溶湯Ｍと接しており、下型５に比較して高温である。

この結果、鋳造用金型２は、湯口９付近の溶湯Ｍが過早に冷却されて凝固することを防止することができ、鋳巣の無い優れた品質の鋳造品を得ることができる。

また、図２（ａ）に拡大して示すように、湯口スリーブ１０は、キャビティ６側から中間ストーク１１側に向かって次第に縮径する第１のテーパ部１０ａと、第１のテーパ部１０ａの下端部に連接してキャビティ６側から中間ストーク１１側に向かって次第に拡径する第２のテーパ部１０ｂとを備えている。そして、湯口スリーブ１０は、第１のテーパ部１０ａの外周面に複数の位置決めリブ１３を備えていることが好ましい。

また、図２（ｂ）に示すように、複数の位置決めリブ１３は、互いに独立に、第１のテーパ部１０ａの外周面に等間隔で備えられている。位置決めリブ１３は、第１のテーパ部１０ａの外周面に例えば中心角１２０°毎に３箇所、或いは中心角９０°毎に４箇所形成することができる。尚、図２（ｂ）では、位置決めリブ１３を、第１のテーパ部１０ａの外周面に中心角１２０°毎に３箇所設けた場合を示している。

位置決めリブ１３によれば、湯口９の内壁面に当接されることにより、湯口スリーブ１０のキャビティ６側の端部（第１のテーパ部１０ａの開口端部）のフランジ部９ａに対する当接位置を規定して、該端部をフランジ部９ａに確実に当接させることができる。

このとき、位置決めリブ１３は、下型５内部に配設されている冷却管１４から離間する位置に配置されることが好ましい。例えば、複数の位置決めリブ１３を、互いに独立に、第１のテーパ部１０ａの外周面に等間隔で設ける場合には、各位置決めリブ１３が湯口９の内壁面の冷却管１４に最も近接する位置Ａから離間する位置に配置されることが好ましい。このようにすることにより、位置決めリブ１３が冷却管１４により下型５を介して冷却されることを抑制することができる。

また、湯口スリーブ１０は、図３に示すように、湯口スリーブ１０よりも伝熱性の低い材料からなる接続部材１５を介して中間ストーク１１に接続されていることが好ましい。湯口スリーブ１０がＳＫＤ６１からなり、中間ストーク１１がＦＣ２５０等の鋳鉄系材料からなる場合、接続部材１５は例えばＦＣ２５０等の鋳鉄系材料により形成することができる。この結果、湯口スリーブ１０は、中間ストーク１１への伝熱を低減することができ、フランジ部９ａへの伝熱量をさらに増大させることができる。

本実施形態の鋳造用金型２は、下型５の２箇所に湯口９を備えているが、下型５は１箇所のみに湯口９を備えていてもよく、３箇所以上に湯口９を備えていてもよい。

また、本実施形態の鋳造用金型２において、湯口スリーブ１０は中間ストーク１１を介してストーク１２に接続されているが、中間ストーク１１を介することなくストーク１２に直接接続されていてもよい。

また、下型５、湯口スリーブ１０、中間ストーク１１、接続部材１５のそれぞれは、低熱伝達部材を介して接合されていてもよい。

２…鋳造用金型、４…上型、５…下型、６…キャビティ、９…湯口、９ａ…フランジ部、１０…湯口スリーブ、１１，１２…ストーク、１３…位置決めリブ、１５…接続部材。

Claims

上型と、下型と、該上型と該下型との間に形成される鋳造品の外形に沿う形状のキャビティと、該下型に設けられ該キャビティに連通する湯口と、該湯口に着脱自在に装着される湯口スリーブと、該湯口スリーブに接続されて該湯口スリーブに溶湯を供給するストークとを備える鋳造用金型において、
該湯口のキャビティ側開口部に内壁面から該湯口の軸方向に突出して形成され、該湯口スリーブのキャビティ側端部が当接されるフランジ部を備えることを特徴とする鋳造用金型。
請求項１記載の鋳造用金型において、前記湯口スリーブの外周面に形成され前記湯口の内壁面に当接して、該湯口スリーブの該湯口に対する当接位置を規定する位置決めリブを備えることを特徴とする鋳造用金型。
請求項２記載の鋳造用金型において、前記位置決めリブは、前記湯口スリーブの外周面の複数箇所に互いに独立に形成されていることを特徴とする鋳造用金型。
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の鋳造用金型において、前記湯口スリーブは、該湯口スリーブより伝熱性の低い材料からなる接続部材を介して前記ストークに接続されていることを特徴とする鋳造用金型。
請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の鋳造用金型において、前記湯口スリーブは、前記下型と同一の材料により形成されていることを特徴とする鋳造用金型。