JP2554962B2 - 筒状インサート保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば自動車のエンジン
ブロック等を金型鋳造する金型鋳造装置において、シリ
ンダライナ等の筒状インサートを金型側のインサート保
持部に装入して保持する筒状インサート保持装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に自動車等のエンジンのシリンダブ
ロックをアルミニウム等で金型鋳造する場合、鋳造装置
の金型にシリンダライナとなる鋳鉄製の筒状インサート
を装填しておき、そののち、この筒状インサートとアル
ミニウム鋳込部分とが一体になるようにアルミニウムを
鋳込むことが行われている。

【０００３】図６はこの種の筒状インサートを保持する
保持装置を備えた従来における金型鋳造装置要部の縦断
面図、図７は同じく筒状インサート装入部の拡大縦断面
図であって、図示しない固定盤上には、一部のみを図示
する下金型１が固定されており、この下金型１の上方に
は、図示しない可動盤に支持されて型締シリンダにより
可動盤とともに昇降する上金型２が配設されている。こ
れら下金型１と上金型２との間には、周方向に例えば２
分割され開閉シリンダにより放射水平方向に移動して開
閉する複数個のスライドコア３が、下金型１側に支持さ
れて設けられている。また、上金型２の中心部からは円
筒状のマンドレル４が垂下されており、このマンドレル
４の内孔下端部は、型締時において下金型１の中心部の
凸部１ａに嵌合されるように構成されている。そして、
型締された上下の金型２，１と、閉鎖されたスライドコ
ア３と、マンドレル４とで囲まれた箇所には、円筒状の
シリンダ相当部５ａとかまぼこ形のシリンダケース相当
部５ｂとからなるキャビティ５が形成されており、ま
た、型締時におけるキャビティ５内には、ほゞ円筒状に
形成された崩壊性の砂中子６が、上金型２側に支持され
て設置されている。

【０００４】上金型２のピン孔２ａに挿入固定されて下
方へ突出された位置決めピン７は、マンドレル４の内孔
４ａに嵌合されており、また、マンドレル４の外周面４
ｂには、成形時にインサートされる円筒状のシリンダラ
イナ８が嵌着されている。そして、マンドレル４と位置
決めピン７との間には、一部が切欠かれたリング状に形
成されてマンドレル４のリング溝４ｃと係合しマンドレ
ル４に対する位置決めピン７の軸線方向への移動を規制
する止めリング９が、拡張力を蓄積されて装入されてい
る。また、図７に拡大して示すように、マンドレル４と
シリンダライナ８との間には、一部が切欠かれたリング
状に形成されてマンドレル４のリング溝４ｄと係合しマ
ンドレル４に対するシリンダライナ８の軸線方向への移
動を規制する止めリング１０が、拡張力を蓄積されて装
入されている。

【０００５】このように構成されていることにより、上
金型２が型開されかつスライド金型３が開かれた状態
で、砂中子６を保持したマンドレル４にシリンダライナ
８を嵌合させ、このマンドレル４を位置決めピン７に嵌
装して支持させたのち、開閉シリンダによりスライド金
型３を閉じ、型締シリンダにより上金型２を下降させて
型締めすると、上金型２から垂下されたマンドレル４の
内孔４ａが、下金型１の凸部１ａに嵌合される。そし
て、溶湯をキャビティ５内へ射出すると、この溶湯はク
ランクケース相当部５ｂと、シリンダライナ８外方のシ
リンダ相当部５ａのうちの砂中子６を除く箇所とに射出
され、シリンダライナ８がインサートされた状態で鋳込
まれる。溶湯が固化したのち、上金型２とスライド金型
３とを開いて押出ピンを突出させると、キャビティ５内
で固化した製品すなわちエンジンブロックが押出され、
上金型２外へ取出される。このあと、鋳造品であるエン
ジンブロック内に残された砂中子６を崩壊すると、この
砂中子６がばらばらになって取出され、空間部としての
冷却水循環用ジャケットが形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の筒状インサート保持装置においては、マンド
レル４とシリンダライナ８との軸線方向への移動を規制
するために止めリング１０には拡張力を蓄積されてお
り、また、この止めリング１０が係入されるリング溝４
ｄの深さが、マンドレル４への係入時に止めリング１０
を引っ込ませるようにその断面径よりも深く形成されて
いるので、図７に鎖線で示すように止めリング１０がマ
ンドレル４と同芯とならず、図７に実線で示すように片
側へ大きく片寄ることがあるので、この状態でマンドレ
ル４にシリンダライナ８を装入しようとすると、シリン
ダライナ８が止めリング10に止められて入らないことが
ある。また、たとえ入ったとしても、入れるときのショ
ックで崩壊性の砂中子６が損傷することがあり、このと
き砂中子６に形成されたクラックに溶湯が侵入して所望
形状の鋳込製品が得られないばかりでなく、鋳込後にキ
ャビティ５内に残った砂を充分に取出せないという問題
がある。

【０００７】本発明は以上のような点に鑑みなされたも
ので、マンドレルとシリンダライナとの嵌合を容易にし
崩壊性砂中子の損傷を無くすことを可能にした筒状イン
サート保持装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、円柱または円筒状のインサート保
持部の外周面に、らせん状の溝を軸線方向に複数ピッチ
連続して設け、このらせん状の溝の中に複数巻のコイル
ばねを装入してこのコイルばねのインサート装入側の端
部を、前記インサート保持部の一部で移動しないように
保持するとともに、このコイルばねの外径を、コイルば
ねのインサート装入側の端部から少なくとも２／３ピッ
チまではインサート保持部の溝部外周面の径よりも小径
の小径部とし、この小径部に続く残りの部分の外径を、
インサート保持部の外径よりも若干大きくした。

【０００９】

【作用】インサート保持部の外周面に設けたらせん状溝
にコイルばねを装入し、さらにその上に筒状インサート
を装入するが、この場合、コイルばねは、その筒状イン
サートの装入側を小径に形成されているので、筒状イン
サートの装入が容易であり、また、装入後はコイルばね
の大径部が拡張するので、筒状インサートはインサート
保持部に対し軸線方向への移動を規制されて固定され
る。

【００１０】

【実施例】図１ないし図５は本発明に係る筒状インサー
ト保持装置を竪型締型ダイカストマシンに実施した例を
示し、図１は筒状インサート保持装置の縦断面図、図２
はインサート保持部としてのマンドレルの正面図、図３
はコイルばねの平面図、図４は同じく縦断面図、図５は
筒状インサート装入部の拡大縦断面図である。図におい
て、マシンベースに固定された図示しない固定盤上に
は、一部のみを図示する下金型１１が固定されており、
この下金型１１の上方には、図示しない可動盤に支持さ
れて型締シリンダにより可動盤とともに昇降する上金型
１２が配設されている。これら下金型１１と上金型１２
との間には、周方向に例えば２分割され開閉シリンダに
より放射水平方向に移動して開閉する複数個のスライド
コア１３が、下金型１１側に支持されて設けられてい
る。

【００１１】また、上金型１２の中心部からは円筒状の
マンドレル１４が基部を上金型１２に固定されて垂下さ
れており、このマンドレル１４の内孔１４ａ下端部は、
型締時において下金型１１中心部の凸部１１ａに嵌合さ
れるように構成されている。そして、型締された上下の
金型１２，１１と、閉鎖されたスライドコア１３と、マ
ンドレル１４とで囲まれた箇所には、円筒状のシリンダ
相当部１５ａとかまぼこ形のシリンダケース相当部１５
ｂとからなるキャビティ15が形成されており、また、型
締時におけるキャビティ１５内には、ほゞ円筒状に形成
された崩壊性の砂中子１６が、上金型１２側に基部を支
持されて垂下されている。さらに、上金型１２のピン孔
１２ａに挿入固定されて下方へ突出された位置決めピン
１７は、マンドレル１４の内孔１４ａに嵌合されてお
り、この位置決めピン１７の中心部には、前記凸部１１
ａ上方の空間部１８を介して図示しない真空装置とキャ
ビティ１５とを連通させるエア通路１７ａが穿設されて
いる。

【００１２】そして、マンドレル１４の外周面には、ら
せん状の溝１４ｂが軸線方向に複数ピッチ連続して設け
られていて、このらせん状の溝１４ｂの中には、複数巻
のコイルばね１９が挿入されており、さらに、マンドレ
ル１４の外周面には、鋳込時にインサートされる筒状イ
ンサートとしてのシリンダライナ２０が装入されてい
る。本実施例の場合、溝１４ｂのコイルばね１９装入側
の端部１４ｃが、マンドレル１４の開口端１４ｄまで延
長して設けられており、コイルばね１９の装入後にはこ
の溝１４ｂの延長部が溝とならぬように埋められてい
る。また、コイルばね１９はシリンダライナ２０装入側
の端部に形成された折曲げ片１９ａをマンドレル１４側
の孔１４ｅに装入することにより一端を固定されてお
り、コイルばね１９の他端は固定されずに自由端となっ
ている。さらに、溝１４ｂのコイルばね１９自由端側の
端部１４ｆは、コイルばね１９の伸びを考慮してコイル
ばね１９の自由端よりも長くなるように延長されてい
る。そして、本装置において、コイルばね１９の外径
は、シリンダライナ２０装入側の端部から少なくとも２
／３ピッチまでをマンドレル１４の溝１４ｂの外周面の
径よりも小径の小径部１９ｂとし、この小径部１９ｂに
続く残りの部分の外径を、マンドレル１４の外径よりも
若干大きく形成されている。なお、本実施例では、コイ
ルばね１９の反小径部１９ｂ側の端部も小径となってい
るが、必ずしも小径にする必要はない。

【００１３】以上のような筒状インサート保持装置を備
えたダイカストマシンの鋳造動作を説明する。上金型１
２が型開きされかつスライド金型１３が開かれた状態
で、コイルばね１９が溝１４ｂに装入されたマンドレル
１４に砂中子１６を支持させ、このマンドレル１４を位
置決めピン１７に嵌装して支持させたのち、筒型インサ
ートとしてのシリンダライナ２０をマンドレル１４の外
周面にコイルばね１９を介して装入する。この装入に際
しては、図５に示すように、コイルばね１９はマンドレ
ル１４と同芯となっていて、その小径部１９ｂが溝１４
ａの底面に接しており、また大径部１９ｃは溝１４ａの
底面から離間してその外周がわずかに溝１４ａから出て
いるだけであるから、シリンダライナ２０の装入が容易
である。すなわち、図７に示す従来例においては、図に
符号θで示す角度が４５°よりも大きく下回るので、止
めリング１０が溝４ｄ内へ引っ込まないが、図５におい
てはこの角度θが４５°以上になるので、シリンダライ
ナ２０の前進によりコイルばね１９の大径部１９ｃが容
易に溝１４ａ内へ引っ込む。このあと、シリンダライナ
２０を図５に示す位置よりもさらに奥まで装入すると、
コイルばね１９の大径部１９ｃが拡張するので、シリン
ダライナ２０は、マンドレル１４に対し軸線方向への移
動を規制されて固定される。

【００１４】こうしたのち、開閉シリンダによりスライ
ド金型１３を閉じ、型締シリンダにより上金型１２を下
降させて型締めする。そして、図示しない射出スリーブ
内の溶湯８をプランジャチップで押すと、溶湯８はキャ
ビティ１５内へ射出される。この場合の溶湯８はクラン
クケース相当部としてのキャビティ５ｂ内と、シリンダ
ライナ２０外方のキャビティ５ａのうちの砂中子１６を
除く箇所に射出され、シリンダライナ２０がインサート
された状態で鋳込まれる。キャビティ１５内の溶湯が固
化して冷却されると、型締シリンダにより可動盤が上金
型１２とともに上昇するが、この場合、上金型１２に支
持されたスライド金型１３も溶湯の固化物としての製品
を伴って上昇する。そこでスライド金型１３を開いたの
ち、図示しない押出シリンダでピストンを下降させる
と、製品が押出される。押出された製品を機外へ取出し
たのち、マンドレル１４を取外し、砂中子１６を振動等
によって崩壊させることにより、砂となって取出される
と、冷却水循環用のジャケットを有しかつシリンダライ
ナ１６がインサートされたエンジンブロックが得られ
る。

【００１５】なお、本実施例においては本発明を竪型締
型ダイカストマシンに実施した例を示したが、横型締型
ダイカストマシンにも同様に実施することができ、さら
にその効果が顕著である。すなわち、横型締型の場合に
は、従来技術を説明した図７を９０°回動させて見れば
明らかなように、止めリング１０が自重で下がり、溝４
ｄから大きく突出するので、シリンダライナ８をマンド
レル４に装入することができないが、本説明ではその心
配がなく、従来と較べて効果が大きい。また、本実施例
ではインサート保持部としてのシリンダライナを円筒状
に形成した例を示したが、円柱状に形成してもよく、同
様の効果が得られる。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように本発明
によれば筒状インサート保持装置において、円柱または
円筒状のインサート保持部の外周面に、らせん状の溝を
軸線方向に複数ピッチ連続して設け、このらせん状の溝
の中に複数巻のコイルばねを装入してこのコイルばねの
インサート装入側の端部を前記インサート保持部の一部
で移動しないように保持するとともに、このコイルばね
の外径を、コイルばねのインサート装入側の端部から少
なくとも２／３ピッチまではインサート保持部の溝部外
周面の径よりも小径の小径部とし、この小径部に続く残
りの部分の外径をインサート保持部の外径よりも若干大
きくしたことにより、インサート保持部への筒状インサ
ートの装入に際しては、コイルばねが装入を妨げること
がなく、容易に装入され、また、筒状インサートで確実
に保持し得るので、作業性が向上する。また、装入に際
し砂中子を損傷させることがなく、かつ製品内部に残さ
れた砂を充分に取出すことができるので、所望形状の製
品が得られ製品の品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】筒状インサート保持装置の縦断面図である。

【図２】インサート保持部としてのマンドレルの正面図
である。

【図３】コイルばねの平面図である。

【図４】コイルばねの縦断面図である。

【図５】筒状インサート装入部の拡大縦断面図である。

【図６】従来の筒状インサート保持装置の縦断面図であ
る。

【図７】従来の筒状インサート保持装置における筒状イ
ンサート装入部の拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１４ マンドレル １４ｂ 溝 １５ キャビティ １６ 砂中子 １９ コイルばね １９ａ 折曲げ片 １９ｂ 小径部 １９ｃ 大径部 ２０ シリンダライナ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱または円筒状のインサート保持部の
   外周面に、らせん状の溝を軸線方向に複数ピッチ連続し
   て設け、このらせん状の溝の中に複数巻のコイルばねを
   装入してこのコイルばねのインサート装入側の端部を前
   記インサート保持部の一部で移動しないように保持する
   とともに、このコイルばねの外径を、コイルばねのイン
   サート装入側の端部から少なくとも２／３ピッチまでは
   インサート保持部の溝部外周面の径よりも小径の小径部
   とし、この小径部に続く残りの部分の外径を、インサー
   ト保持部の外径よりも若干大きくしたことを特徴とする
   筒状インサート保持装置。