JP2015136726A

JP2015136726A - 金型

Info

Publication number: JP2015136726A
Application number: JP2014010696A
Authority: JP
Inventors: 昇亨大瀧; Noriyuki Otaki; 圭太朗有賀; Keitaro Ariga; 喜智塚田; Yoshitomo Tsukada
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-01-23
Filing date: 2014-01-23
Publication date: 2015-07-30
Anticipated expiration: 2034-01-23
Also published as: JP6300536B2

Abstract

【課題】キャビティへの離型剤の流入を防止する金型を提供する。【解決手段】キャビティ１１と摺動型用差込孔２０Ａとを有する固定型１０と、摺動方向において摺動可能である摺動型５０Ａと、を備え、固定型１０及び摺動型５０Ａの間に形成される下合わせ面１１０は、キャビティ１１側において摺動方向に延びる下第１合わせ面１１１と、下第１合わせ面１１１から外部に向かうにつれて摺動型用差込孔２０Ａが大きくなるように傾斜しながら延びる下第２合わせ面１１２と、を備え、下第２合わせ面１１２は、固定型１０の固定型側下第２合わせ面２２ａと、摺動型５０Ａの摺動型側下第２合わせ面５２ａとが合わさることで構成され、摺動型側下第２合わせ面５２ａには、摺動型側下第２合わせ面５２ａが固定型側下第２合わせ面２２ａに合わさる際、摺動型側下第２合わせ面５２ａ及び固定型側下第２合わせ面２２ａの間の離型剤Ｐを捕獲する溝５３ａが形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、鋳造用の金型に関する。

従来、鋳造用の金型において、鋳造前（溶湯の注入前）に、キャビティを形成する金型の内壁面に、液体状の離型剤をスプレー塗布することが行われている。離型剤は、溶質としての固体状の離型剤を、溶媒である水に溶解することで調整される。そして、離型剤が塗布されると、金型の残熱で水が蒸発し、離型剤が金型の表面に薄膜状で付着することになる。

ここで、水が蒸発せずキャビティに残ってしまうと、水が溶湯に混入し、鋳造品の表面品質が低下してしまう。そこで、特許文献１では、上下に摺動する摺動型が差し込まれる固定型の差し込み穴の底部に、排水孔を形成する技術が記載されている。

特開２０１１−１９４４３３号公報

ところで、鋳造品の形状等によって、固定型に対して摺動型が水平方向に摺動する金型もある。このような金型では、固定型及び摺動型の間に形成される下側の合わせ面は、キャビティから略水平方向延びる第１合わせ面と、第１合わせ面から下方側に傾斜しながら外側に延びる第２合わせ面と、を備えている。傾斜した第２合わせ面は、固定型の固定型側第２合わせ面と、摺動型の摺動型側第２合わせ面とが合わさることで構成され、固定型に対する摺動型の型締め位置を決めている。

ところが、摺動型側第２合わせ面が固定型側第２合わせ面に当接し型締めされる際、摺動型側第２合わせ面及び固定型側第２合わせ面の間の離型剤が残留しているとき、離型剤が押し潰され、キャビティに流入する虞がある。
なお、溶湯が注入されるキャビティから遠ざかるにつれて金型温度が低くなる。よって、第２合わせ面は第１合わせ面よりも低温となり易く、固定型側第２合わせ面、摺動型側第２合わせ面では、離型剤の水が蒸発せず、離型剤が液体のまま残留する場合がある。

そこで、本発明は、キャビティへの離型剤の流入を防止する金型を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための手段として、本発明は、キャビティと前記キャビティから外部に向かう摺動方向に延びる摺動型用差込孔とを有する固定型と、先端側が前記摺動型用差込孔に差し込まれ前記固定型に対して摺動方向において摺動可能である摺動型と、を備え、前記固定型及び前記摺動型の間に形成される合わせ面は、前記キャビティ側において摺動方向に延びる第１合わせ面と、前記第１合わせ面から外部に向かうにつれて前記摺動型用差込孔が大きくなるように傾斜しながら延びる第２合わせ面と、を備え、前記第２合わせ面は、前記固定型の固定型側第２合わせ面と、前記摺動型の摺動型側第２合わせ面とが合わさることで構成され、前記摺動型側第２合わせ面には、前記摺動型側第２合わせ面が前記固定型側第２合わせ面に合わさる際、前記摺動型側第２合わせ面及び前記固定型側第２合わせ面の間の離型剤を捕獲する凹部が形成されていることを特徴とする金型である。

このような構成によれば、摺動型側第２合わせ面が固定型側第２合わせ面に合わさる際において、摺動型側第２合わせ面及び固定型側第２合わせ面の間に残留している液体状の離型剤が、第２合わせ面に沿って移動しつつ、摺動型側第２合わせ面に形成された凹部に捕獲される。これにより、離型剤がキャビティに流入することは防止される。よって、鋳造品の表面品質が低下することはない。

また、金型において、前記摺動方向は、略水平方向を含み、前記摺動型は、略水平方向において摺動可能である水平方向摺動型を含み、前記合わせ面は、前記水平方向摺動型と前記固定型との間に形成される下側の合わせ面を含むことが好ましい。

また、金型において、前記摺動方向は、略鉛直方向を含み、前記摺動型は、略鉛直方向において摺動可能である鉛直方向摺動型を含むことが好ましい。

また、金型において、前記凹部は、前記摺動型の摺動方向に対して直交する方向に延びる溝状であることが好ましい。

このような構成によれば、凹部が摺動型の摺動方向に対して直交する方向に延びる溝状であるので、溝状の凹部によって離型剤を良好に捕獲できる。

また、金型において、前記摺動型には、前記凹部と外部とを連通する連通孔が形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、外部から連通孔を介して凹部を吸引することにより、凹部の圧力が低下し、離型剤が凹部に捕獲され易くなる。また、凹部に捕獲された離型剤を外部に排出することもできる。

この場合において、水平方向摺動型と鉛直方向摺動型とを備え、そして、水平方向摺動型と鉛直方向摺動型とに連通孔がそれぞれ形成された構成である場合、水平方向摺動型の連通孔と、鉛直方向摺動型の連通孔とを介して、凹部を吸引することにより、金型内への外気の流入を防止しつつ、金型内（キャビティ）を低圧で維持できる。これにより、キャビティへの溶湯の湯周りを向上させることができる。なお、後記する実施形態のように、２つの水平方向摺動型と２つの鉛直方向摺動型とを備える場合、４方向から吸引することが好ましい。これに対して、吸引経路が少ない場合、固定型と摺動型との隙間を通って外気がキャビティに流入することにより、キャビティの圧力が下がり難くなる。

本発明によれば、キャビティへの離型剤の流入を防止する金型を提供することができる。

本実施形態に係る金型の斜視図である。本実施形態に係る金型の縦断面図（図１のＸ１−Ｘ１線断面）であり、型締め状態を示している。本実施形態に係る金型の縦断面図（図１のＸ１−Ｘ１線断面）であり、型開き状態を示している。本実施形態に係る金型の縦断面図（図１のＸ１−Ｘ１線断面）であり、型開き状態において離型剤の散布後を示している。本実施形態に係る金型の縦断面図（図１のＸ１−Ｘ１線断面）であり、型締め時において離型剤の捕獲・排出状況を示している。本実施形態に係る摺動型の下面図である。本実施形態に係る摺動型の上面図である。変形例に係る摺動型の下面図である。

本発明の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。

≪金型の構成≫
本実施形態に係る金型１は、鋳造用の金型であって、固定型１０と、摺動型５０Ａ〜５０Ｄと、を備えている。なお、ここでは説明を簡単とするために、立方体状の鋳造品を製造する場合を例示する。よって、キャビティ１１も立方体状となる。ただし、鋳造品、キャビティ１１の形状はこれに限定されず変更自由である。また、固定型１０、摺動型５０Ａ〜５０Ｄの形状についても変更自由である。さらに、摺動型の数についても変更自由であり、例えば、摺動型５０Ａ、５０Ｃのみを備える構成でもよい。

＜固定型＞
固定型１０は、原則、移動せず固定された金型であり、その外形は概ね立方体状である。固定型１０は、２ピース構成であり、前側の固定型本体１０Ａと、後側の可動型１０Ｂと、を備えている。なお、可動型１０Ｂは、固定型本体１０Ａに対して、図示しない把持アーム、アクチュエータ等によって可動可能であり、前後方向において当接（合体）／分離するようになっている。

固定型１０の内部には、キャビティ１１と、４本の摺動型用差込孔２０Ａ〜２０Ｄとが形成されている（図３参照）。すなわち、固定型１０は、キャビティ１１と、摺動型用差込孔２０Ａ〜２０Ｄとを有している。

＜固定型−キャビティ＞
キャビティ１１は、製造物である鋳造品に対応した形状、ここでは立方体状を呈しており、固定型１０の略中心に配置されている。

＜固定型−摺動型用差込孔＞
摺動型用差込孔２０Ａ〜２０Ｄは、キャビティ１１から外部に向かって延び外部に開口し、キャビティ１１と外部とを連通させる連通孔であると共に、摺動型５０Ａ〜５０Ｄが差し込まれる差込孔である。

摺動型用差込孔２０Ａは、キャビティ１１の右側に連通し、この右側部分から右水平方向（摺動型５０Ａの摺動方向）に延び、固定型１０の右側面で外部に開口する孔である。
摺動型用差込孔２０Ｂは、キャビティ１１の下側に連通し、この下側部分から鉛直下方向（摺動型５０Ｂの摺動方向）に延び、固定型１０の下面で外部に開口する孔である。

摺動型用差込孔２０Ｃは、キャビティ１１の左側に連通し、この左側部分から左水平方向（摺動型５０Ｃの摺動方向）に延び、固定型１０の左側面で外部に開口する孔である。
摺動型用差込孔２０Ｄは、キャビティ１１の上側に連通し、この上側部分から鉛直上方向（摺動型５０Ｄの摺動方向）に延び、固定型１０の上面で外部に開口する孔である。

すなわち、摺動型用差込孔２０Ａ、２０Ｃは、キャビティ１１に連通し、略水平方向に延びている。
ここで、摺動型用差込孔２０Ａ〜２０Ｄは、その延長方向（長手方向）が若干異なるが、その形状は略同様である。以下、摺動型用差込孔２０Ａについて主に説明する。

摺動型用差込孔２０Ａは、軸方向視（左右方向視）で略正四角形の孔である。摺動型用差込孔２０Ａは、キャビティ１１側の四角孔状のストレート孔部２１と、ストレート孔部２１から右方に向かうにつれて徐々に拡大し外部に開口する拡大孔部２２と、を備えている。

ストレート孔部２１を囲む固定型１０の内壁面のうち、下側の内壁面は固定型側下第１合わせ面２１ａを構成し、上側の内壁面は固定型側上第１合わせ面２１ｂを構成している。
拡大孔部２２を囲む固定型１０の内壁面のうち、下側の内壁面は固定型側下第２合わせ面２２ａを構成し、上側の内壁面は固定型側上第２合わせ面２２ｂを構成している。

＜摺動型＞
摺動型５０Ａ（水平方向摺動型）は、その先端側が摺動型用差込孔２０Ａに差し込まれ、固定型１０に対して略水平方向において摺動可能である摺動型である。
摺動型５０Ｂ（鉛直方向摺動型）は、その先端側が摺動型用差込孔２０Ｂに差し込まれ、固定型１０に対して略鉛直方向において摺動可能である摺動型である。

摺動型５０Ｃ（水平方向摺動型）は、その先端側が摺動型用差込孔２０Ｃに差し込まれ、固定型１０に対して略水平方向において摺動可能である摺動型である。
摺動型５０Ｄ（鉛直方向摺動型）は、その先端側が摺動型用差込孔２０Ｄに差し込まれ、固定型１０に対して略鉛直方向において摺動可能である摺動型である。

ここで、摺動型５０Ａ〜５０Ｄは、差し込まれる孔が若干異なるが、その形状は略同様である。以下、摺動型５０Ａについて主に説明する。

摺動型５０Ａは、先端側（キャビティ１１側）で四角柱状を呈する先端部５１と、先端部５１の右端側から右方に向かうにつれて上下に拡大する拡大部５２と、を備えている。

先端部５１の外壁面のうち、下側の外壁面は摺動型側下第１合わせ面５１ａを構成し、上側の外壁面は摺動型側上第１合わせ面５１ｂを構成している。
拡大部５２の外壁面のうち、下側の外壁面は摺動型側下第２合わせ面５２ａを構成し、上側の外壁面は摺動型側上第２合わせ面５２ｂを構成している。

＜合わせ面＞
固定型１０と摺動型５０Ａとの間に形成される合わせ面１００について説明する（図２参照）。
合わせ面１００は、全体として略四角筒状であり、縦断面視において、摺動型５０Ａの下面と固定型１０との間に形成される下合わせ面１１０と、摺動型５０Ａの上面と固定型１０との間に形成される上合わせ面１２０と、を含んでいる。なお、前後方向において固定型１０と摺動型５０Ａとの間にも合わせ面が形成されている。

＜下合わせ面＞
下合わせ面１１０は、キャビティ１１から右水平方向（摺動型５０Ａの摺動方向）に延びる下第１合わせ面１１１と、下第１合わせ面１１１の右端から下方に傾斜しながら右方に延びる下第２合わせ面１１２と、を備えている。つまり、下第２合わせ面１１２は、下第１合わせ面１１１の右端から外部に向かうにつれて摺動型用差込孔２０Ａが大きくなるように下方に傾斜しながら延びている。下第２合わせ面１１２の傾斜の程度、つまり、下第２合わせ面１１２と水平面との間の角度θ１は例えば１°である。なお、図２においては、理解し易くするために、角度θ１を誇張して記載している。

下第１合わせ面１１１は、固定型側下第１合わせ面２１ａと摺動型側下第１合わせ面５１ａとが合わさることで構成されている（図２、図３参照）。
下第２合わせ面１１２は、固定型側下第２合わせ面２２ａと摺動型側下第２合わせ面５２ａとが合わさることで構成されている（図２、図３参照）。

摺動型側下第２合わせ面５２ａには、前後方向に延びる溝５３ａ（凹部）が形成されている。前後方向は、摺動型５０Ａの摺動方向（左右方向）に直交する方向である。これにより、型締めの際において、固定型側下第２合わせ面２２ａと摺動型側下第２合わせ面５２ａとの間に液体状の離型剤Ｐが存在していた場合、離型剤Ｐは溝５３ａで捕獲されるようになっている。なお、複数の溝５３ａが平行に形成された構成でもよい。

摺動型５０Ａの内部には、溝５３ａと外部とを連通する連通孔５４ａが形成されている。そして、外部から連通孔５４ａを介して溝５３ａを吸引することにより、溝５３ａの圧力が低下し、離型剤Ｐが溝５３ａに捕獲され易くなる。また、溝５３ａに捕獲された離型剤Ｐを外部に排出することもできる。

このように摺動型５０Ａの摺動型側下第２合わせ面５２ａに溝５３ａが形成された構成された構成であるので、他の部位によって干渉を受けずに溝加工用工具（切削工具等）で溝５３ａを形成でき、溝５３ａの設計の自由度は大きくなる。つまり、容易に加工できるので、その加工コストが下がる。これに対して、固定型側下第２合わせ面２２ａに溝が形成された構成である場合、溝加工用工具が固定型側上第１合わせ面２１ｂや固定型側上第２合わせ面２２ｂに干渉する虞があり、溝５３ａの設計の自由度が小さくなってしまう。

＜上合わせ面＞
上合わせ面１２０は、キャビティ１１から右水平方向に延びる上第１合わせ面１２１と、上第１合わせ面１１１の右端から上方に傾斜しながら右方に延びる上第２合わせ面１２２と、を備えている。つまり、上第２合わせ面１２２は、上第１合わせ面１２１の右端から外部に向かうにつれて摺動型用差込孔２０Ａが大きくなるように上方に傾斜しながら延びている。上第２合わせ面１２２の傾斜の程度、つまり、上第２合わせ面１２２と水平面との間の角度θ２は例えば１°である。

上第１合わせ面１２１は、固定型側上第１合わせ面２１ｂと摺動型側上第１合わせ面５１ｂとが合わさることで構成されている。
下第２合わせ面１１２は、固定型側上第２合わせ面２２ｂと摺動型側上第２合わせ面５２ｂとが合わさることで構成されている。

摺動型側上第２合わせ面５２ｂには、前後方向に延びる溝５３ｂ（凹部）が形成されている。前後方向は、摺動型５０Ａの摺動方向（左右方向）に直交する方向である。これにより、型締めの際において、固定型側上第２合わせ面２２ｂと摺動型側上第２合わせ面５２ｂとの間に液体状の離型剤Ｐが存在していた場合、離型剤Ｐは溝５３ｂで捕獲されるようになっている。なお、複数の溝５３ｂが平行に形成された構成でもよい。

摺動型５０Ａの内部には、溝５３ｂと外部とを連通する連通孔５４ｂが形成されている。そして、外部から連通孔５４ｂを介して溝５３ｂを吸引することにより、溝５３ｂの圧力が低下し、離型剤Ｐが溝５３ｂに捕獲され易くなる。また、溝５３ｂに捕獲された離型剤Ｐを外部に排出することもできる。

≪金型の使用方法・効果≫
金型１の使用方法及びその効果を説明する。

ここで、固定型１０、摺動型５０Ａ〜５０Ｄは、前回鋳造時における溶湯の熱により、高温となっている。固定型１０、摺動型５０Ａ〜５０Ｄの温度は、キャビティ１１に近づくにつれて高く、キャビティ１１から遠ざかるにつれて低くなる。

＜離型剤の塗布＞
図４に示すように、型開き状態において、キャビティ１１、摺動型用差込孔２０Ａ〜２０Ｄに、液体状の離型剤Ｐをスプレー塗布する。具体的に例えば、溶湯の注入用のゲート（図示しない）等にスプレー塗布用の極細管が挿入され、離型剤Ｐが噴霧される。

そうすると、固定型１０、摺動型５０Ａ〜５０Ｄの残熱により、離型剤Ｐの溶媒としての水が蒸発し、キャビティ１１を囲む内壁面に溶質のみから成る離型剤Ｐが薄膜状で塗布される。

ところが、キャビティ１１から離れ比較的に温度が低い固定型側下第２合わせ面２２ａ、摺動型側下第２合わせ面５２ａ、固定型側上第２合わせ面２２ｂ、摺動型側上第２合わせ面５２ｂに、離型剤Ｐが液体のまま残留する場合がある。すなわち、固定型側下第２合わせ面２２ａ及び摺動型側下第２合わせ面５２ａの間、固定型側上第２合わせ面２２ｂ及び摺動型側上第２合わせ面５２ｂの間に、離型剤Ｐが液体のまま残留する場合がある。

＜型締め＞
次いで、金型１を型締めする。
この場合において、固定型側下第２合わせ面２２ａ及び摺動型側下第２合わせ面５２ａの間に離型剤Ｐが液体のまま残留していたとき、摺動型側下第２合わせ面５２ａが固定型側下第２合わせ面２２ａに当接すると略同時に、離型剤Ｐは、下第２合わせ面１１２に沿って移動し溝５３ａに捕獲される。次いで、捕獲された離型剤Ｐは、連通孔５４ａを通って、外部に排出される（図５、図６参照）。なお、吸引ポンプ等によって、摺動型５０Ａ〜５０Ｄの連通孔５４ａを介して溝５３ａを減圧することが好ましい。すなわち、４方向からキャビティ１１を吸引することが好ましい。このようにすれば、溝５３ａ及びキャビティ１１の圧力を良好に下げることができ、離型剤Ｐを良好に溝５３ａに捕獲した後、外部に排出できる。

この場合において、例えば、固定型側上第２合わせ面２２ｂ及び摺動型側上第２合わせ面５２ｂの間に離型剤Ｐが液体のまま残留していたとき、摺動型側上第２合わせ面５２ｂが固定型側上第２合わせ面２２ｂに当接すると略同時に、離型剤Ｐは、溝５３ｂに捕獲された後、連通孔５４ｂを通って、外部に排出される（図５、図７参照）。

このようにして、離型剤Ｐが溝５３ａ等で捕獲され外部に排出されるので、離型剤Ｐがキャビティ１１に流入することはない。したがって、この後、キャビティ１１に注入される溶湯に離型剤Ｐが混入することはない。よって、鋳造品の表面品質が低下することはない。また、溝５３ａ及びキャビティ１１は吸引によって減圧されているので、溶湯はキャビティ１１の細部にも良好に湯周りする。

≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。

前記した実施形態では、摺動型側下第２合わせ面に溝５３ａが形成された構成を例示したが、その他に例えば、図８に示すように、摺動型側下第２合わせ面に溝５３ａに複数の穴５３ｃ（凹部）が形成された構成でもよい。複数の穴５３ｃは、前後方向において所定間隔をあけて配列しており、各穴５３ｃは連通孔５４ａを介して外部と連通している。

１金型
１０固定型
１０Ａ固定型本体
１０Ｂ可動型
１１キャビティ
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ摺動型用差込孔
２１ストレート孔部
２２拡大孔部
２２ａ固定型側下第２合わせ面
５０Ａ、５０Ｃ摺動型（水平方向摺動型）
５０Ｂ、５０Ｄ摺動型（鉛直方向摺動型）
５２ａ摺動型側下第２合わせ面
５３ａ溝（凹部）
５４ａ連通孔
１００合わせ面
１１０下合わせ面（下側の合わせ面）
１１１下第１合わせ面
１１２下第２合わせ面

Claims

キャビティと前記キャビティから外部に向かう摺動方向に延びる摺動型用差込孔とを有する固定型と、
先端側が前記摺動型用差込孔に差し込まれ前記固定型に対して摺動方向において摺動可能である摺動型と、
を備え、
前記固定型及び前記摺動型の間に形成される合わせ面は、前記キャビティ側において摺動方向に延びる第１合わせ面と、前記第１合わせ面から外部に向かうにつれて前記摺動型用差込孔が大きくなるように傾斜しながら延びる第２合わせ面と、を備え、
前記第２合わせ面は、前記固定型の固定型側第２合わせ面と、前記摺動型の摺動型側第２合わせ面とが合わさることで構成され、
前記摺動型側第２合わせ面には、前記摺動型側第２合わせ面が前記固定型側第２合わせ面に合わさる際、前記摺動型側第２合わせ面及び前記固定型側第２合わせ面の間の離型剤を捕獲する凹部が形成されている
ことを特徴とする金型。
前記摺動方向は、略水平方向を含み、
前記摺動型は、略水平方向において摺動可能である水平方向摺動型を含み、
前記合わせ面は、前記水平方向摺動型と前記固定型との間に形成される下側の合わせ面を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の金型。
前記摺動方向は、略鉛直方向を含み、
前記摺動型は、略鉛直方向において摺動可能である鉛直方向摺動型を含む
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金型。
前記凹部は、前記摺動型の摺動方向に対して直交する方向に延びる溝状である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金型。
前記摺動型には、前記凹部と外部とを連通する連通孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の金型。