JP3406266B2 - 金型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、主型によって鋳造
される製品の内部に袋状の空間部を成形すべく、センタ
ーコアおよび該センターコアの両側面に当接する一対の
サイドコアを主型の内部に進退自在に配置した金型装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】内部に袋状の空間部を有する内燃機関用
ピストンを重力金型鋳造法により鋳造する場合、主型の
内部に前記空間部を成形するためのコアが配置される。
前記コアを一体物で構成するとアンダーカットの存在に
よってピストンから離型することができないため、複数
部材に分割された分割コアが採用される。かかる分割コ
アの一例として、センターコアの両側面に一対のサイド
コアは配置し、かつ前記センターコアを中央のインナー
部材と、その両側面に配置された一対のアウター部材と
から構成した５分割コアが知られている。 【０００３】図１３は前記５分割コアのセンターコアの
従来構造を示すものである。センターコア１７は中央に
位置するインナー部材１９と、その両側に位置するアウ
ター部材２０，２０とを備えており、ピストンＰの空間
部５の底壁に向けて先細にテーパーするインナー部材１
９の一対のテーパー面１９ａ，１９ａに沿って、一対の
アウター部材２０，２０が摺動自在にアリ溝係合する。
アウター部材２０，２０の下面に植設されて前記テーパ
ー面１９ａ，１９ａと平行に延びる一対のガイドピン２
２，２２が、インナー部材１９に形成した一対のガイド
孔２３，２３に摺動自在に嵌合する。ガイドピン２２，
２２はスプリング２４，２４によってガイド孔２３，２
３から突出する方向に付勢される。 【０００４】図１３（Ａ）から明らかなように、型締め
した状態で上端が面一に整列するインナー部材１９およ
びアウター部材２０，２０によってピストンの空間部５
が成形される。図１３（Ｂ）に示すように、センターコ
ア１７を離型すべく先ずインナー部材１９を矢印ａ方向
に下降させると、スプリング２４，２４の弾発力でサイ
ドコア１６Ｌ，１６Ｒの底壁ガイド面１６ｅ，１６ｅ
（図５参照）にアウター部材２０，２０のガイド面２０
ｅ，２０ｅが押し付けられているため、アウター部材２
０，２０は下降することができず、インナー部材１９は
アウター部材２０，２０に対してテーパー面１９ａ，１
９ａを介して相対的に摺動する。その結果、アウター部
材２０，２０は矢印ｂ方向に相互に接近し、そのアンダ
ーカット部２０ａ，２０ａがピストンＰの空間部５の側
壁から離型するため、インナー部材１９およびアウター
部材２０，２０を一体でピストンＰの空間部５から引く
抜くことができる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところで、図１３に示
すようにピストンＰの空間部５の底壁が平坦である場合
には、アウター部材２０，２０のガイド面２０ｅ，２０
ｅはサイドコア１６Ｌ，１６Ｒの底壁ガイド面１６ｅ，
１６ｅに沿って水平に滑ることができるため、アウター
部材２０，２０は相互に接近する方向に移動可能であ
る。しかしながら、鎖線で示すようにピストンＰの空間
部５の底壁が曲面で構成されている場合に、アウター部
材２０，２０のガイド面２０ｅ，２０ｅはサイドコア１
６Ｌ，１６Ｒの底壁ガイド面１６ｅ，１６ｅ（図５参
照）に沿って水平にスムーズに滑ることができず、その
接触部にカジリが発生して品質低下の原因となる問題が
ある。 【０００６】本発明は前述の事情に鑑みてなされたもの
で、インナー部材と、その両側面にテーパー面を介して
摺動自在に支持されたアウター部材とを備えたセンター
コアを、製品の空間部の底壁との干渉を避けてスムーズ
に離型させることを目的とする。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載された発明によれば、主型によって
鋳造される製品の内部に袋状の空間部を成形すべく、セ
ンターコアおよび該センターコアの両側面に当接する一
対のサイドコアを主型の内部に進退自在に配置してな
り、センターコアは、前記空間部の底壁に向けて先細に
テーパーする一対のテーパー面が形成されたインナー部
材と、前記テーパー面に沿って摺動自在に支持された一
対のアウター部材とを備えた金型装置において、センタ
ーコアの一対のアウター部材を、前記空間部の底壁から
離れる方向に向けて先細にテーパーする傾斜段部を介し
てサイドコアに摺動自在に係合させ、センターコアを製
品の空間部から引き抜くときに、一対のアウター部材を
前記傾斜段部に沿って相互に接近するように斜めに移動
させることを特徴とする金型装置が提案される。 【０００８】上記構成によれば、センターコアのインナ
ー部材を製品の空間部から引き抜くとき、インナー部材
のテーパー面に摺動自在に支持された一対のアウター部
材が相互に接近する方向に移動して製品の空間部から離
型する。このとき、一対のアウター部材はセンターコア
の両側面に配置した一対のサイドコアに傾斜段部を介し
て摺動自在に係合しているので、一対のアウター部材は
前記傾斜段部に沿って斜めに移動しながら相互に接近す
る。従って、製品の空間部の底壁が湾曲していても、一
対のアウター部材が相互に接近する際に、その先端部が
前記底壁と干渉してカジリが発生するのを確実に防止す
ることができる。 【０００９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、添
付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 【００１０】図１〜図１２は本発明の一実施例を示すも
ので、図１は内燃機関用ピストンの底面図、図２は図１
の２−２線断面図、図３は図１の３−３線断面図、図４
は重力鋳造用金型の縦断面図、図５は型開きの途中の状
態を示す図、図６は図４の６方向矢視図、図７は図４の
７−７線断面図、図８は図４の８−８線断面図、図９は
図５の９−９線断面図、図１０は図９の１０−１０線断
面図、図１１はサイドコアおよびセンターコアの分解斜
視図、図１２は図９に対応する作用説明図である。 【００１１】図１〜図３は、重力鋳造金型から取り出し
たままの機械加工前の内燃機関用ピストンＰを示すもの
で、そのピストンＰは円形の頂面１の下方に連なる円柱
状のリングランド部２と、リングランド部２の直径方向
両端から下方に連なる一対のスカート部３，３と、一対
のスカート部３，３を接続する一対の壁部４，４と、ス
カート部３，３および壁部４，４に囲まれた袋状の空間
部５と、壁部４，４に設けられてピストンピン孔６，６
が貫通する一対のボス部７，７とを備えている。 【００１２】またピストンＰの頂面１は平坦ではなく、
この頂面１の裏側に対応する空間部５の底壁は湾曲して
いる。即ち、ピストンＰの中心面Ｃに沿う断面である図
３から明らかなように、空間部５の底壁は下向きに突出
する凸部５ａと、その前後両側に位置して上向きに凹む
一対の凹部５ｂ，５ｃとから構成される。 【００１３】次に、図４〜図１２に基づいて重力鋳造金
型の構造を説明する。尚重力鋳造金型はピストンＰの中
心面Ｃに対して左右対称の構造を有している。 【００１４】重力鋳造金型は中心面Ｃを挟んで左右２分
割された一対の主型１１Ｌ，１１Ｒを備える。主型１１
Ｌ，１１ＲはピストンＰのリングランド部２およびスカ
ート部３，３の外表面を成形するもので、左右の主型ホ
ルダー１２Ｌ，１２Ｒにそれぞれ４本のボルトＢａ，Ｂ
ａで固定されて図示せぬ駆動源で左右方向に開閉する
（図６参照）。左右の主型１１Ｌ，１１Ｒに鋳抜きピン
ガイド１３Ｌ，１３Ｒがそれぞれ２本のボルトＢｂ，Ｂ
ｂで固定されており、これら鋳抜きピンガイド１３Ｌ，
１３Ｒに、ピストンＰのボス部７，７にピストンピン孔
６，６を鋳抜くための鋳抜きピン１４Ｌ，１４Ｒが摺動
自在に支持される。鋳抜きピン１４Ｌ，１４Ｒは、図示
せぬ駆動源で鋳抜きピンガイド１３Ｌ，１３Ｒに対して
相対的に左右方向に摺動する。図示せぬ駆動源で昇降可
能な円板状のトップコア１５は、閉じた左右の主型１１
Ｌ，１１Ｌの上面開口部に嵌合してピストンＰのリング
ランド部２の上方に連なる頂面１を成形する。 【００１５】ピストンＰのスカート部３，３および壁部
４，４に囲まれた下面開放の袋状の空間部５は、一対の
サイドコア１６Ｌ，１６Ｒと、両サイドコア１６Ｌ，１
６Ｒに挟まれたセンターコア１７とによって成形され
る。左右のサイドコア１６Ｌ，１６Ｒはサイドコアホル
ダー１８Ｌ，１８ＲにそれぞれボルトＢｃ，Ｂｃで固定
され、図示せぬ駆動源で左右方向に開閉駆動される。ピ
ストンＰのボス部７，７に対応して、サイドコア１６
Ｌ，１６Ｒの外面にアンダーカット部１６ａ，１６ａが
形成される。 【００１６】図８〜図１１から明らかなように、センタ
ーコア１７はインナー部材１９と、インナー部材１９の
前後両側に配置された一対のアウター部材２０，２０と
を備える。図示せぬ駆動源で昇降するセンターコアホル
ダー２１の上面にボルトＢｄで固定されたインナー部材
１９は、前後方向（図４の紙面に直交する方向）の幅が
上方に向かって幅狭になるテーパ面１９ａ，１９ａを備
えており、このテーパ面１９ａ，１９ａに前後一対のア
ウター部材２０，２０がアリ溝係合１９ｂ，１９ｂ（図
１０参照）により摺動自在に支持される。 【００１７】図１１に明瞭に示されるように、アウター
部材２０，２０の左右外面には、インナー部材１９と面
一の低位部２０ｂ，２０ｂと、この低位部２０ｂ，２０
ｂに対して傾斜段部２０ｃ，２０ｃを介して一段高くな
った高位部２０ｄ，２０ｄとを備えており、前記傾斜段
部２０ｃ，２０ｃは水平方向に対して上方が外側に広が
るように角度α（図９参照）だけ傾斜している。一方、
アウター部材２０，２０を挟むサイドコア１６Ｌ，１６
Ｒの内面には、アウター部材２０，２０の低位部２０
ｂ，２０ｂに摺接する高位部１６ｂと、アウター部材２
０，２０の傾斜段部２０ｃ，２０ｃに摺接する傾斜段部
１６ｃ，１６ｃと、アウター部材２０，２０の高位部２
０ｄ，２０ｄに摺接する低位部１６ｄ，１６ｄとを備え
る。 【００１８】アウター部材２０，２０の傾斜段部２０
ｃ，２０ｃの傾斜角度αは、ピストンＰの空間部５の一
対の凹部５ｂ，５ｃの凸部５ａ寄りの傾斜角度β，γ
（図９参照）よりも大きく設定されている。 【００１９】前後のアウター部材２０，２０の下端には
前記テーパ面１９ａ，１９ａと平行なガイドピン２２，
２２が植設されており、これらガイドピン２２，２２は
インナー部材１９およびセンターコアホルダー２１に形
成したガイド孔２３，２３に摺動自在に嵌合し、スプリ
ング２４，２４で上向きに付勢される。ガイドピン２
２，２２の中間部に形成されたフランジ状のストッパ２
２ａ，２２ａは、スプリング２４，２４の受け座として
機能するとともに、インナー部材１９に対するアウター
部材２０，２０の最大スライド量を規制する。アウター
部材２０，２０の上部に、その前後方向幅が減少するア
ンダーカット部２０ａ，２０ａが形成される。 【００２０】固定ベース２５の上面に設置された環状の
モールドリング２６の四角形のフランジ２６ａが、合計
４本のボルトＢｅ…で固定ベース２５に締結した前後一
対のモールドリングホルダー２７，２７に上方から押圧
されて固定される（図７参照）。 【００２１】次に、本発明の実施例の作用について説明
する。 【００２２】先ず、図９および図１２に示すように、重
力鋳造金型を型締めする。型締め状態の重力鋳造金型
は、ピストンＰのリングランド部２およびスカート部
３，３を成形する左右の主型１１Ｌ，１１Ｒが相互に接
近してモールドリング２６の外周面に嵌合するととも
に、ピストンＰの頂面１を成形するトップコア１５が下
降して主型１１Ｌ，１１Ｒの上面開口に嵌合する。 【００２３】ピストンＰに空間部５を成形する左右のサ
イドコア１６Ｌ，１６Ｒおよびセンターコア１７は、そ
れらの上端が面一に揃った状態で上昇端に位置してい
る。その後、ピストンＰを成形する空洞と連結する方案
部空洞を通じて溶湯が流し込まれ、凝固完了して離型可
能になるまで保持される。 【００２４】続いて、図４に示すように、トップコア１
５を上昇させてピストンＰの頂面１を型離れさせた後
に、図５に示すように、先ず鋳抜きピン１４Ｌ，１４Ｒ
を主型１１Ｌ，１１Ｒに対して左右方向に引き抜いてピ
ストンＰのボス部７，７のピストンピン孔６，６を型離
れさせ、続いて主型１１Ｌ，１１Ｒを左右に開いてピス
トンＰのリングランド部２およびスカート部３，３を型
離れさせる。 【００２５】続いて、図９および図１２に示すように、
ピストンＰのリングランド部２をチャッキングした状態
で、左右のサイドコア１６Ｌ，１６Ｒに挟まれたセンタ
ーコア１７のインナー部材１９をセンターコアホルダー
２１と共に下降させる。センターコア１７のインナー部
材１９が下降すると、インナー部材１９のテーパー面１
９ａ，１９ａのアリ溝係合１９ｂ，１９ｂするアウター
部材２０，２０は相互に接近しようとするが、アウター
部材２０，２０の傾斜段部２０ｃ，２０ｃがサイドコア
１６Ｌ，１６Ｒの傾斜段部１６ｃ，１６ｃに係合してい
るため、一対のアウター部材２０，２０は水平方向に移
動して相互に接近することができず、サイドコア１６
Ｌ，１６Ｒの傾斜段部１６ｃ，１６ｃに沿って斜め下方
に移動しながら相互に接近する。 【００２６】このとき、サイドコア１６Ｌ，１６Ｒの傾
斜段部１６ｃ，１６ｃおよびアウター部材２０，２０の
傾斜段部２０ｃ，２０ｃの傾斜角度αは、ピストンＰの
空間部５の一対の凹部５ｂ，５ｃの傾斜角度β，γより
も大きく設定されているため、アウター部材２０，２０
の上端部はピストンＰの凹部５ｂ，５ｃと干渉すること
なく斜め下方に移動し、アウター部材２０，２０のアン
ダーカット部２０ａ，２０ａがピストンＰの空間部５の
内壁面から型離れする（図１２参照）。而して、重力鋳
造金型の型開き時にアウター部材２０，２０の上端部に
よるピストンＰの空間部５の底壁のカジリを確実に防止
することができる。 【００２７】インナー部材１９の更なる下降に伴ってガ
イドピン２２，２２のストッパ２２ａ，２２ａが作用す
ると、インナー部材１９と共にアウター部材２０，２０
が下降を開始し、インナー部材１９およびアウター部材
２０，２０よりなるセンターコア１７がピストンＰの空
間部５から下方に離脱する。 【００２８】ピストンＰを取り外した後、上述と逆の順
序で重力鋳造金型を型締めして前記工程を繰り返す。 【００２９】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行う
ことが可能である。 【００３０】例えば、実施例では製品として内燃機関用
ピストンＰを例示したが、本発明はサイドコア１６Ｌ，
１６Ｒおよびセンターコア１７を備えた任意の製品に対
して適用することができる。 【００３１】また実施例ではアウター部材２０，２０を
スプリング２４，２４で上方に付勢しているが、傾斜段
部２０ｃ，２０ｃ；１６ｃ，１６ｃの傾斜角度αが４５
°以上の場合には、前記スプリング２４，２４を廃止す
ることも可能である。 【００３２】また傾斜段部２０ｃ，２０ｃ；１６ｃ，１
６ｃの傾斜角度αは、ピストンＰの空間部５の凹部５
ｂ，５ｃの傾斜角度β，γよりも、少なくとも５°〜１
０°程度大きくすることが望ましい。 【００３３】 【発明の効果】以上のように請求項１に記載された発明
によれば、センターコアのインナー部材を製品の空間部
から引き抜くとき、インナー部材のテーパー面に摺動自
在に支持された一対のアウター部材が相互に接近する方
向に移動して製品の空間部から離型する。このとき、一
対のアウター部材はセンターコアの両側面に配置した一
対のサイドコアに傾斜段部を介して摺動自在に係合して
いるので、一対のアウター部材は前記傾斜段部に沿って
斜めに移動しながら相互に接近する。従って、製品の空
間部の底壁が湾曲していても、一対のアウター部材が相
互に接近する際に、その先端部が前記底壁と干渉してカ
ジリが発生するのを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】内燃機関用ピストンの底面図 【図２】図１の２−２線断面図 【図３】図１の３−３線断面図 【図４】重力鋳造用金型の縦断面図 【図５】型開きの途中の状態を示す図 【図６】図４の６方向矢視図 【図７】図４の７−７線断面図 【図８】図４の８−８線断面図 【図９】図５の９−９線断面図 【図１０】図９の１０−１０線断面図 【図１１】サイドコアおよびセンターコアの分解斜視図 【図１２】図９に対応する作用説明図 【図１３】従来の金型の作用説明図 【符号の説明】 ５ 空間部 １１Ｌ 主型 １１Ｒ 主型 １６Ｌ サイドコア １６Ｒ サイドコア １６ｃ 傾斜段部 １７ センターコア １９ インナー部材 １９ａ テーパー面 ２０ アウター部材 ２０ｃ 傾斜段部 Ｐ ピストン（製品）

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 主型（１１Ｌ，１１Ｒ）によって鋳造さ
   れる製品（Ｐ）の内部に袋状の空間部（５）を成形すべ
   く、センターコア（１７）および該センターコア（１
   ７）の両側面に当接する一対のサイドコア（１６Ｌ，１
   ６Ｒ）を主型（１１Ｌ，１１Ｒ）の内部に進退自在に配
   置してなり、 センターコア（１７）は、前記空間部（５）の底壁に向
   けて先細にテーパーする一対のテーパー面（１９ａ）が
   形成されたインナー部材（１９）と、前記テーパー面
   （１９ａ）に沿って摺動自在に支持された一対のアウタ
   ー部材（２０）とを備えた金型装置において、 センターコア（１７）の一対のアウター部材（２０）
   を、前記空間部（５）の底壁から離れる方向に向けて先
   細にテーパーする傾斜段部（２０ｃ，１６ｃ）を介して
   サイドコア（１６Ｌ，１６Ｒ）に摺動自在に係合させ、
   センターコア（１７）を製品（Ｐ）の空間部（５）から
   引き抜くときに、一対のアウター部材（２０）を前記傾
   斜段部（２０ｃ，１６ｃ）に沿って相互に接近するよう
   に斜めに移動させることを特徴とする金型装置。