JPH0679400A

JPH0679400A - 金型鋳造方法

Info

Publication number: JPH0679400A
Application number: JP5205882A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Ikeda; 裕昭池田; Yoshiro Hayashi; 芳郎林; Ryuichi Masuda; 隆一升田; Yoshio Ekino; 芳夫浴野; Masahiro Taguchi; 正浩田口; Kenji Kaida; 健治甲斐田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-07-28
Filing date: 1993-07-28
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】金型の構造の複雑化を招くことなく、安定し
た冷却効果をガス抜き効果とが得られるようにする。【構成】ガス抜き用Ｖベント２７を有する入子２５を
上型１９に着脱自在に装着し、金型１８に中子２３を納
めて鋳込みを行った後、型開きして上型１９から入子２
５を取出し、入子２５を所定温度まで冷却すると共にそ
のＶベントを清掃した後、再び入子２５を上型１９に戻
して次の鋳込みを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶湯の冷却とガス抜き
とを良好に行わしめる金型鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来技術】金型鋳造は、通常、上型と下型とで構成さ
れる金型のキャビティ内に溶湯を充填しキャビティ内で
凝固させて鋳造品を成形するものであるが、中空部を有
する鋳造品を成形する場合には、砂中子をキャビティの
所定位置に納め、溶湯を金型内に鋳込んで、金型内から
鋳造品を取り出した後、砂中子を破砕して抜き出すこと
により中空部を形成する。なお、金型に自動的に中子を
納める装置としては、例えば特開昭62−267056号公報、
特開昭62−267057号公報で開示されたものがある。

【０００３】ところで、このような鋳造成形において、
重要な課題となっているのは、金型の冷却と、キャビテ
ィ内の気体および鋳込み時に中子から発生する気体のキ
ャビティ内からの排出（ガス抜き）である。すなわち、
効率良く金型の冷却を行なわないと、金型温度が上昇し
て溶湯の冷却が不十分となり、指向性凝固が崩れて内部
欠陥が生じたり、組織が粗大化して製品強度が低下した
りする。また、キャビティ内の気体および鋳込み時に中
子から発生する気体を効率良く排出しないと、溶湯の湯
まわり不良が生じて不良品が発生する。

【０００４】そこで従来、これらの問題を解決するた
め、例えば図１７および図１８に示すような金型を用い
て鋳造を行っていた。これらの図に示したものは、何れ
も低圧鋳造用の金型で、図１７に示すのものは、金型１
を上型２と下型３とから構成し、下型３には図示しない
溶解炉等とキャビティ４とを連通するストーク５を設け
ると共に、上型２には冷却用の孔６とガス抜き用孔７と
を設け、さらにガス抜き用孔７には焼結ベントやスリッ
トベントなどのガス抜きベント８を装着している。この
ような金型を用いた鋳造においては、ストーク５からキ
ャビティ４内へ溶湯が注入されると、キャビティ４内の
気体および図示しない中子から発生する気体は、ガス抜
き用孔７からガス抜きベント８を通って外部に排出され
る。また、冷却用の孔６に所定の温度の気体または液体
を流すことにより、金型１が冷却される。

【０００５】一方、図１８に示すものは、金型９を上型
10、下型11および固定入子12から構成し、下型11には図
示しない溶解炉等とキャビティ13とを連通するストーク
14を設けると共に、固定中子12には冷却用の孔15を設
け、さらに固定入子12の、上型10との合わせ面には、キ
ャビティ13内の気体を排出するためのスリット溝16また
はＶベント17を形成している（図１９の(a) ，(b) 参
照）。なお、スリット溝16またはＶベント17の間隙幅
は、 0.2〜0.3mm 程度に設定されている。このような金
型を用いた鋳造においては、ストーク14からキャビティ
13内へ溶湯が注入されると、キャビティ13内の気体およ
び図示しない中子から発生する気体は、スリット溝16ま
たはＶベント17を通って外部に排出される。また、冷却
用の孔15に、所定の温度の気体または液体を流すことに
より、金型９が冷却される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た金型を用いて行う鋳造方法では、次のような問題点が
生じていた。すなわち、その１は、金型１，９に冷却孔
６，15を形成しなければならないため、型構造が複雑と
なり、さらに、冷却用の気体または液体の供給を制御す
るための装置が必要となって、設備コストが高くなるこ
とであり、他の１つは、成形回数が増加するにつれて、
ガス抜きベント８やスリット溝16またはＶベント17の隙
間に中子から発生した気体に含まれているヤニなどが付
着し、該隙間が狭められてしまってガス抜き効果が低下
し、鋳造品に湯まわり不良による品質不良を発生させる
ことである。

【０００８】本発明は、以上の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、金型構造の複雑化を
招くことなく、安定した冷却効果とガス抜き効果とが得
られる金型鋳造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するための手段として、ガス抜き構造部を有する入子
を金型に着脱自在に装着し、かつ金型内に中子を納めて
鋳造する金型鋳造方法において、鋳込み終了後、型開き
した金型から入子を取出して、該入子の全体を所定温度
まで冷却すると共に前記ガス抜き構造部を清掃し、しか
る後に入子を再び金型に戻して型閉じし次の鋳込みを行
うようにしたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】以上の構成とすると、鋳込み終了後、入子を金
型から取出して、その全体を所定温度まで冷却すると共
にガス抜き構造部を清掃するので、ガス抜き効果は安定
的に維持され、しかも、金型に特別の冷却手段を設ける
必要がなくなる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図４に基づ
いて説明する。なお、本実施例は、低圧鋳造に適用した
ものである。これらの図において、18は本発明の方法を
実行する金型であり、上型19と下型20とを備え、上型19
と下型20とが型閉じされたときに、それらの内部に鋳造
品を成形するためのキャビティ21が形成されるようにな
っている。下型20には、図示しない溶解炉とキャビティ
21とを連通するストーク22が設けられており、また、上
型19と下型20のパーティング面には中子23の巾木23a を
固定するための凹部24が形成されている。

【００１２】上型19には、キャビティ21の一部を構成す
る可動入子25を差し込むためのスライド溝19a が形成さ
れている。また、上型19の上部には、上型19の上面とス
ライド溝19a 内部とを連通する貫通孔19b が形成されて
いる。可動入子25には、ガス抜き孔（ガス抜き構造部）
25a が貫設されており、このガス抜き孔25a には、焼結
ベント、スリットベントなどのガス抜きベント26が装着
されている。さらに、可動入子25には、金型18との摺動
面に図４に示すようなＶベント27が形成されている。

【００１３】鋳造に際しては、予め上型19に可動入子25
を差し込むと共に、下型20の凹部24を利用して中子23を
セットし、上型19を下降させて下型20に対して型閉じす
る。次に、図示しない溶解炉内にストーク22を挿入する
と、溶湯がストーク22を通じてキャビティ21内へ注入さ
れる。この時、キャビティ21内の気体および中子23から
発生する気体は、ガス抜き孔25a とＶベント27を通って
上型19のスライド溝19a と可動入子25の上側の隙間に流
れ、貫通孔19b などから外部に排出される。

【００１４】次に、キャビテイ21内の溶湯が凝固して鋳
込みが終了したら、ストーク22を溶解炉から引き上げ、
上型19を上昇させて型開きする。そして、可動入子25を
上型19から引き出して、可動入子25特にそのＶベント27
を清掃し、さらに所定の温度まで冷却した後、再び上型
19のスライド溝19a に差し込み、以降、上記した手順で
次の鋳込みを行なう。なお、可動入子25の清掃として
は、ショットブラストなどが好適である。

【００１５】このように、一回の鋳込み毎に可動入子25
を上型19から引き出して、清掃および冷却を行なうこと
により、冷えた可動入子25が溶湯の熱を吸収して、溶湯
の冷却を効率良く行なうことができるとともに、ガス抜
きベント26やＶベント27に付着したヤニなどを除去する
ため、効率良く気体の排出を行なうことができ、良好な
鋳造品質が得られるようになる。

【００１６】なお、可動入子25を複数用意しておけば、
鋳込み後すぐに次の可動入子25を上型19に差し込んで次
の鋳込みを行なうことができ、サイクルタイムの短縮が
図れることとなる。

【００１７】ところで、上記金型鋳造方法を生産ライン
に適用する場合は、可動入子を金型に対して自動的に着
脱させる必要があり、以下、この可動入子を金型に着脱
させるめの着脱装置の一実施例を図５乃至図１６に基づ
いて具体的に説明する。なお、本実施例は、Ｖ型エンジ
ンのシリンダブロックを鋳造する工程に設けられるもの
である。

【００１８】本着脱装置に供される可動入子28は、中子
29を取付け可能な構成としたものであり、図５乃至図８
に示すように、中子29は、その上面に一体に形成した突
起29a を可動入子28に設けられているゴム製の筒状部材
30に嵌合させることにより、可動入子28に固定されてい
る。なお、可動入子28に設けられるガス抜き構造部は、
図示を略しているが、前述の可動入子25と同じように、
ガス抜き孔25a とＶベント27等の構成とすればよい。ま
た、上型31の下面には、前記中子29を取付けた可動入子
28が側方から差し込まれるスライド溝32a が形成された
取付部32が設けられている。

【００１９】次に、図９乃至図１１を用いて着脱装置の
全体構成を説明すると、上型31は、下型33に対して上下
方向への型開きの他に、図示しない搬送装置により水平
方向（図１０において紙面と垂直方向）へ移動できる構
成となっている。また、上型31の移動方向に沿ってそ
の上下にレール34，35が配設されており、台車36に設け
られている車輪37，38をこのレール34，35上を転動させ
ることにより上型31の移動方向に台車36が移動できるよ
うになっている。

【００２０】台車36には、ガイドバー39，40が立設され
ており、各ガイドバー39，40にはガイド部材41，42が摺
動自在に装着されている。ガイド部材41，42には台車36
の上部に設けられているシリンダ43，44のロッドが連結
されており、ガイド部材41，42はシリンダ43，44の作動
により上下方向に移動可能となっている。そして、この
ガイド部材41，42のそれぞれにはスライドプレート装置
45，46が取付けられている。

【００２１】上記台車36、シリンダ43，44、ガイドバー
39，40、ガイド部材41，42等によりスライドプレート装
置45，46は上型31の移動方向に沿ってかつ上下に移動で
きるようになり、これらは可動入子28をスライド溝32a
に対して差し込み、引き抜きを行なうときの位置合わせ
のための移動機構を構成している。

【００２２】スライドプレート装置45，46は、台車36の
移動方向と直交する方向に配設され、可動入子28が摺動
可能な形状に形成されたプレートガイドレール47，48
と、プレートガイドレール47，48の延設方向に沿って設
けられた送りねじ機構49，50とから構成されている。

【００２３】ここで、送りねじ機構49，50を説明する
と、プレートガイドレール47，48と平行に配され、ねじ
軸51，52の回転に伴なってナット53，54が軸方向に移動
可能なボールねじと、ボールねじのねじ軸51，52を回転
させるモータ（スライドプレート装置のモータは図示省
略）55と、ねじ軸51，52と平行に配されたＬＭガイドレ
ール56，57と、ボールねじのナット53，54に固定されＬ
Ｍガイドレール56，57に摺接するＬＭスライド部58，59
とから構成されている（ＬＭガイドレール57とＬＭスラ
イド部59については図１５を参照）。なお、ボールねじ
のねじ軸51，52とこれを回転させるモータ55とはギヤ6
0，61，62を介して接続されている。

【００２４】次に、可動入子28を上型31のスライド溝32
a に対して差し込み、引き抜きを行なう機構について説
明する。まず、図１２乃至図１４を参照して、差し込み
を行なうための機構を説明すると、一方のプレートスラ
イド装置45のボールねじのナット53には、一対のアーム
63が回動自在に取付けられており、アーム63の先端には
ねじ軸51と平行にブッシュロッド64が取付けられてい
る。このアーム63は、水平方向より下がらないように位
置規制されており、その水平方向の位置において、ブッ
シュロッド64の先端がプレートガイドレール47に支持さ
れている可動入子28に当接可能となっている。

【００２５】また、プレートガイドレール47の後端側
（金型より遠い側）には、アーム63を回動させる回動機
構が設けられている。これは、シリンダ65と、シリンダ
65により上下方向に駆動される一対のピン部材66とから
なり、ピン部材66に設けられている掛合爪67がアーム63
に掛合してアーム63を上方に回転させることができるも
のとなっている。そして、図１２の一点鎖線に示すよう
にアーム63を上方に回転させることにより、中子29を取
付けた可動入子28はプレートガイドレール47に対してそ
の端部から挿入可能な状態となる。なお、アーム63の下
方への回転は自重によって行なわれる。

【００２６】次に、図１５および図１６を参照して、可
動入子28を上型31のスライド溝32aから引き抜く機構に
ついて説明すると、他方のプレートスライド装置46のボ
ールねじのナット54には、ブラケット68，69を介して爪
部材70，70が取付けられている。各爪部材70は、一端が
ピン71により回動可能に支持されたＬ字状の爪片72と、
該爪片72を一方向に付勢するコイルスプリング73とから
なっている。この構成により、ボールねじのナット54を
前進させて爪片72が可動入子28の端部に当接すると、爪
片72は回転変位し、さらに、可動入子28に形成されてい
る貫通孔28a の位置になるとコイルスプリング73の付勢
力により元の状態に戻って貫通孔28a に嵌合する（第16
図の状態）。この状態で、ねじ軸52を逆に回転させてナ
ット54を後退させると、爪片72は逆方向には回転しない
ため、可動入子28を引き抜くことができるようになる。

【００２７】以下、上記着脱装置の動作を説明する。

【００２８】上型31が、図示しない移動機構により所定
の位置まで移動されてくると、予め、原位置Ａ（図９）
において中子29が取付けられた可動入子28をプレートガ
イドレール47に支持させた一方のプレートスライド装置
45が、台車46の移動によって左右方向に位置決めされ、
さらにシリンダ43の作動により上方に移動されて、プレ
ートガイドレール47が、上型31のスライド溝32a に可動
入子28が移れるように移動される。なお、この時、ねじ
軸51の先端を上型の図示しないガイドにより位置決めす
る。

【００２９】続いて、モータ55を作動させて、ねじ軸51
を回転させることによりナット53を上型31の方向に移動
させて、アーム63により可動入子28を上型31方向へ押圧
移動させる。これにより、可動入子28は、プレートガイ
ドレール47からスライド溝32a へ移って上型31へ差し込
まれる。そして、可動中子29が差し込まれると、アーム
63が後退する一方でプレートスライド装置45が下降し、
プレートスライド装置45は原位置Ａに戻される。

【００３０】次に、中子29が吊下げ状態で納められた上
型31を移動装置で下型33が設けられている鋳造ステーシ
ョンまで移動させて鋳造が行なわれる。鋳造が終り、上
型31が再び中子29の納め位置に移動されてくると、可動
入子28が上型31のスライド溝32a から回収される。これ
は、他方のプレートスライド装置46を、前述した一方の
プレートスライド装置45の移動と同様に、上型31のスラ
イド溝32a からプレートガイドレール48に可動入子28が
移れるように移動させる。そして、ボールねじのナット
54を前進させて、ナット54に取付けられた爪部材70の爪
片72を可動入子28の貫通孔28a に掛合させた後、ナット
53を後退させて可動入子28をスライド溝32a から引き抜
き、さらにプレートガイドレール48の後退端まで移動さ
せて回収する。この引き抜きを、ボールねじの比較的大
きな力で行なっているため、上型31に熱膨張や熱変形が
生じていても、容易に行うことができる。

【００３１】このようにして、可動入子28が上型31に自
動的に着脱され、同時に中子29も金型に自動的に納めら
れる。

【００３２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明にか
ゝる金型鋳造方法によれば、鋳込み終了後、入子を金型
から取出して、その全体を所定温度まで冷却すると共に
ガス抜き構造部を清掃し、その後再び金型に戻すように
したので、ガス抜き効果は安定的に維持されて所望の鋳
造品質を確保することが可能になり、しかも、金型に特
別の冷却手段を設ける必要がなくなって金型の簡略化を
達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかゝる金型鋳造方法を実行する金型の
構造の一例を示す縦断面図である。

【図２】図１のII−II矢視線に沿う断面図である。

【図３】図２の分解図である。

【図４】図１のIV−IV矢視線に沿う断面図である。

【図５】中子を取付けた可動中子を一部断面として示す
正面図である。

【図６】図５の右側面図である。

【図７】上型に対する可動入子の取付状態を示す側面図
である。

【図８】図７の正面図である。

【図９】可動入子の着脱装置の一例を示す正面図であ
る。

【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図１１】図１０の要部拡大図である。

【図１２】図９に示した着脱装置の一部を拡大して示す
正面図である。

【図１３】図１２のXIII−XIII矢視線に沿う断面図であ
る。

【図１４】図１２のXIV −XIV 矢視線に沿う断面図であ
る。

【図１５】図１６のXV−XV矢視線に沿う断面図である。

【図１６】図１５に示した爪部材の断面図である。

【図１７】従来の鋳造用金型の一例を示す縦断面図であ
る。

【図１８】従来の鋳造用金型の一例を示す縦断面図であ
る。

【図１９】金型のガス抜き構造部を示す断面図である。

【符号の説明】

18 金型 19 上型 20 下型 21 キャビティ 25 可動入子 27 Ｖベント（ガス抜き構造部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浴野芳夫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)発明者田口正浩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)発明者甲斐田健治愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス抜き構造部を有する入子を金型に着
脱自在に装着し、かつ金型内に中子を納めて鋳造する金
型鋳造方法において、鋳込み終了後、型開きした金型か
ら入子を取出して、該入子の全体を所定温度まで冷却す
ると共に前記ガス抜き構造部を清掃し、しかる後に入子
を再び金型に戻して型閉じし次の鋳込みを行うことを特
徴とする金型鋳造方法。