JPH0638592Y2 - 冷却水路内設鋳物型 - Google Patents

冷却水路内設鋳物型

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JPH0638592Y2
JPH0638592Y2 JP1989008583U JP858389U JPH0638592Y2 JP H0638592 Y2 JPH0638592 Y2 JP H0638592Y2 JP 1989008583 U JP1989008583 U JP 1989008583U JP 858389 U JP858389 U JP 858389U JP H0638592 Y2 JPH0638592 Y2 JP H0638592Y2
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cooling water
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mold
casting
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里志 山田
美秀 斉竹
安明 肌附
強 河野
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Toyota Motor Corp
Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Description

【考案の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本考案は例えばアルミニウム合金の鋳造製品を製造する
ための鋳物型に関する。
<従来の技術> 自動車用アルミニウム合金部品を鋳造するめの鋳物型に
は、キャビティ内に充填された原材料の冷却固化を速め
て生産性を向上させるために冷却水路が設けられてい
る。
従来より、鋳物型に冷却水路を設けるには一般的に次の
二通りの方法が採用されてきた。
その一つの方法は第4a図及び第4b図に示すように、鋳物
型7の外部からドリル等により直線的に冷却穴8a、8b、
8c、8d…を設け、配管とのジョイント部11a、11bを除き
埋栓9、9…を詰めるという方法である。なお10はキャ
ビティ面を示しており、第4a図は第4b図のA−A線に沿
う断面図を、また第4b図は第4a図のB−B線に沿う断面
図を表わしている。
他の一つの方法は第5a図及び第5b図に示すように鋳物型
7を本体部7aと蓋部7bとで構成し、それらに水路となる
溝8m、8nを加工したのち蓋をして(本体部7aと蓋部7bを
合体させて)冷却水路を形成するという方法である。
以上とは別に、機械加工によらない注目すべき方法とし
て、鋳物用砂(中子砂)を充填したパイプを鋳包ませた
後に砂を除去して冷却水路を形成させる方法が特開昭63
−3960号に提案されている。
<考案が解決しようとする課題> しかしながら上記のような冷却水路の内設方法はいずれ
も問題があった。
まず、ドリル等で直線的に冷却穴をあける方法は製品部
(キャビティ)から穴加工ができず、製品部外から製品
部に近いところを狙って穴加工しようとしても所望形状
に加工できないため、冷却が不足したり不均一となる。
しかもドリル加工による切削スジで鋳物型に割れや錆が
発生する。
一方、溝加工による方法では、同じくキャビティ形状に
沿った加工が困難であるうえに、蓋をした部位より冷却
流体が洩れる欠点があり、水冷式鋳物型としては使用が
困難であった。しかも冷却水路と配管部品とのジョイン
ト部は高温となるためシール材が熱で硬化し、この部位
から流体が洩れるという問題もあった。
また上記特開昭60−3960号による場合には、砂の除去の
必要性からパイプ形状に制約を受けるという問題がある
のみならず、パイプ材料の銅合金は溶融し易いため部位
によってパイプ部分が鋳物のみとなり、亀裂が発生した
り錆びやすい等の問題があった。
なお、パイプの鋳包み技術としては外に、パイプを鋳包
んだ消失模型を鋳型内に納め溶湯を該鋳型内に注入する
ことからなるパイプ鋳包み品の製造方法(特開昭63−17
1261号)や、主軸取付部に鋳包み式の冷却用パイプを設
けた水車ランナ(特開昭63−180355号)が知られてい
る。しかし、前者は消失模型を利用することによって鋳
造製品(特にアルミホイール)の強度アップや軽量化を
図るもので、また後者は鋳造製品(水車ランナ)の熱処
理時の割れや偏析を防止するめのもので冷却パイプの溶
着させる部分が異なっており、上記いずれの技術も冷却
水路内設鋳物型の製造に適していない。
本考案は上記問題を解決する目的でなされたものであ
り、その解決しようとする課題は、適当な位置に所定形
状で冷却水路が内設され、冷却流体の洩れる部位がな
く、亀裂や錆の発生しない鋳物型を提供することであ
る。
<課題を解決するための手段> 前記目的を達成するための本考案の冷却水路内設鋳物型
は、耐熱耐食性パイプがその開口端部を型外に伸ばした
状態で且つ型内では外周面を完全に密着させた状態で鋳
包まれている冷却水路内設鋳物型であって、 前記耐熱耐食性パイプは:冷却水を流すための環状パイ
プ部と;該環状パイプ部に連結された、冷却水を導入す
るための入口パイプ部と;該環状パイプ部に連結され
た、該入口パイプ部よりも本数の多い、冷却水を排出す
るための出口パイプ部とからなることを特徴とする。
本考案の鋳物型は、新規な鋳包み方法によって得ること
ができる。該方法は、鋳物型素材を鋳込む時に、前もっ
て所定形状に加工した耐熱耐食性金属パイプの一部分
(開口端部を除いた部分)を造型用鋳型内に位置決め固
定し、パイプ中に加圧した冷却ガスを流した状態で鋳物
型素材の溶湯を注湯し鋳包むことを特徴とする。
特には1550℃のSKD61の溶湯を鋳物型素材として注湯す
る場合、肉厚2mm程度のステンレスパイプを使用すると
成型性がよく、素材(SKD61)に溶融せず完全に密着し
た状態で鋳包まれ、冷却能率の良い鋳物型が得られる。
<作用> 耐熱耐食性パイプ、例えばステンレスパイプは高温の鋳
物型素材の溶湯で鋳包まれても溶損が起こらない。特に
パイプ内に低温高圧ガスを通すことにより、パイプは冷
やされて過度に高温とならず、外周面や内周面から消失
模型や中子砂等によって保護されなくても溶損すること
はない。したがって初期の形状を保ったまま鋳包まれ
る。
本考案のパイプ形状は製造が容易あり且つ適用範囲が広
く、また、鋳物型は冷却水路となるパイプを、その外周
面と完全に密着した状態で鋳包むこととなるため冷却効
率が良くなる。
上記パイプの両端部を型外に伸ばしておくと、該パイプ
と配管とのジョイント部が高温とならず、ジョイント部
におけるシール材の熱硬化が避けられる。
冷却水路内設のための型への切削加工が不要であること
は、鋳物型の亀裂発生要因を取り除くこととなり、また
鋳物型(素材)と冷却水とが直接接触しないことは、冷
却流体の洩れや水路の錆発生を防止することにつなが
る。
<実施例> 以下本考案の冷却水路内設鋳物型の一実施例を図面を用
いて説明するが本考案はこれによって何ら限定されるも
のではない。
本実施例の冷却水路内設金型を第1a図及び第1b図に示
す。なお第1a図は第1b図のA−A線に沿う縦断面図、第
1b図は第1a図のB−B線に沿う横断面図に相当する。
第1b図中、左側の1本のジョイント部11は冷却水を導入
するための入口パイプ部である。また、第1b図中、右側
の2本のジョイント部11,11は冷却水を排出するための
出口パイプ部である。冷却水は第1b図中、左側の1本の
ジョイント部11からステンレスパイプ1の環状パイプ部
に導入されると二方向(第1b図中、上下方向)に分か
れ、第1b図中、右側の2本のジョイント部11,11から排
出される。
本鋳物型7には、その冷却に最も適するような位置で冷
却水路8が内設されている。この冷却水路8は鋳包まれ
たスセテンレスパイプ1で成っており、該パイプ1はそ
の両端部(配管部品とのジョイント部11)を型外に伸ば
した状態で且つ型内では外周面を完全に密着させた状態
で鋳包まれている。このパイプ鋳包み鋳物型7は次のよ
うにして製造される。
図に示す如く、まず鋳物型形状に基づいて本考案の範囲
内で冷却水路の形状を定め、水路の形状となるようステ
ンレスパイプ(肉厚約2mm、内径約10mm)を溶接等にて
接合し第3図に示すような鋳包み用ステンレスパイプ1
を作る。一方、鋳物型図面より木型を作り、鋳物砂への
転写により造型用鋳型2,3を製作する。鋳型2にステン
レスパイプ1を位置決めするための巾木4を設け、ステ
ンレスパイプ1がキャビティ内の処置位置に配置される
よう固定する。次にステンレスパイプ1中に、加圧した
冷却ガス6を流しながら1550℃のSKD61の溶湯5を注湯
する。溶湯が冷却したら鋳型2,3を壊し、鋳物型7を取
り出すことにより、所望通りに冷却水路8が内設された
鋳物型7が得られる。
<考案の効果> 本考案の鋳物型は次のような効果を奏する。
まず、製品形状部に近い位置に所定形状の冷却水路8を
内設できるので冷却能力が高くなり、しかも製品形状に
沿った冷却水路8を設定できるので、冷却が均一に行な
われる。
また、配管部品とのジョイント部を、高温となる鋳物型
から離された外部に設定可能なため、シール材の熱硬化
を防止し得る。
そのうえパイプをステレンス製とすれば、ステンレスパ
イプは鋳物内に残るので冷却水路8の錆防止効果があ
り、それにともない、冷却部や鋳物型の割れを低減でき
る。
更に、パイプ鋳包み後に砂おとしする必要がなく、この
ための形状の制約を受けない。
前記効果に加えて、本考案の鋳物型は以下の如き効果を
奏する。
耐熱耐食性パイプは、外周面を完全に密着させた状態で
鋳物型に直接鋳包まれているため、一回の注湯によって
耐熱耐食性パイプを内包した鋳物型を容易に製造するこ
とができる。
環状パイプ部において、環は途中切れ目なく一周してい
るので、鋳物型の冷却に際して環状パイプ部の周囲の鋳
物型を洩れなく均一に冷却することができる。
環状パイプ部は、冷却水を導入するための入口パイプ部
と;該入口パイプ部よりも本数の多い、冷却水を排出す
るための出口パイプ部とを有するため、出口側の流通抵
抗を低減することができる。このため、冷却水の流量や
流速を増加させることができる。また、出口合流部(出
口パイプ部と環状パイプ部との接続部;例えば、入口パ
イプ部と出口パイプ部とが各1本の場合は、入口パイプ
部から環状パイプ部に流入した冷却水は、左右に分かれ
て昇温されながら環状パイプ部を互いに逆回りに流れた
後、出口合流部で合流して、出口パイプ部から排出され
る)にヒートスポットができないため、均一な冷却が可
能である。なお、入口パイプ部と出口パイプ部とが各1
本の場合に出口パイプ部の直径を太くしても環状パイプ
部の直径によって流れる水量が律速されるため、冷却水
の流量や流速を増加させることはできないし、また、ヒ
ートスポットの発生も阻止できない。本考案の鋳物型を
使用すると、鋳物型の造型時に高融点鋳物材(例えばJI
S SKD61)を使用することが可能であり、鋳造欠陥も発
生しにくい。更に、本考案の鋳物型を用いてアルミホイ
ール等の鋳造を行なう場合にも、前記構造の耐熱耐食性
パイプによってアルミホイール等の鋳物を急速且つ均一
に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
第1a図及び第1b図はそれぞれ本考案の一実施例の鋳物型
を示す縦断面図及び横断面図、 第2図は一実施例の鋳物型の制作方法の説明図、 第3図は鋳包まれるステンレスパイプ1を示す斜視図、 第4a図及び第4b図はそれぞれ従来の鋳物型の一例を示す
縦断面図及び横断面図、 第5a図及び第5b図は同じく別の鋳物型に係る図である。 図中: 1…ステンレスパイプ 2,3…造型用鋳型 7…鋳物型、8…冷却水路 11…ジョイント部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 肌附 安明 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)考案者 河野 強 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 (56)参考文献 実願 昭56−177574号(実開 昭58− 81050号)の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム(J P,U)

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐熱耐食性パイプがその開口端部を型外に
    伸ばした状態で且つ型内では外周面を完全に密着させた
    状態で鋳包まれている冷却水路内設鋳物型であって、 前記耐熱耐食性パイプは:冷却水を流すための環状パイ
    プ部と;該環状パイプ部に連結された、冷却水を導入す
    るための入口パイプ部と;該環状パイプ部に連結され
    た、該入口パイプ部よりも本数の多い、冷却水を排出す
    るための出口パイプ部とからなることを特徴とする冷却
    水路内設鋳物型。
JP1989008583U 1989-01-27 1989-01-27 冷却水路内設鋳物型 Expired - Lifetime JPH0638592Y2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010253502A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Toyota Motor Corp 中空鋳物の製造方法

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JPS5881050U (ja) * 1981-11-28 1983-06-01 旭可鍛鉄株式会社 鋳型

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JP2010253502A (ja) * 2009-04-23 2010-11-11 Toyota Motor Corp 中空鋳物の製造方法

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