JPH069730Y2 - 鋳造用金型におけるチルベント構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、アルミニウム合金等の金属をダイカスト鋳
造するための金型において、金属溶湯の注湯に際して型
内のキャビティに残存する空気やガスを型外へ排出する
ためのガス抜き通路を、蛇行状に形成したチルベント構
造に関するものである。

従来の技術 周知のようにダイカスト鋳造において溶湯注湯時にキャ
ビティ内に残留ガスが存在すれば、この残留ガスが注湯
した金属溶湯に巻込まれて製品内に残ってガスホールを
形成したり、また圧洩れ、粗材割れ、湯じわなどが生じ
たりして、製品品質を損なうおそれがある。そこでダイ
カスト鋳造においては注湯時にキャビティ内のガスを排
出させることが行なわれており、このようなガス抜きの
技術の一つとして、最近ではチルベント構造が広く用い
られるようになっている。

チルベント構造は、例えば第４図、第５図に示すよう
に、可動主型１と固定主型２との見切り面（分割面）に
相当する位置にチルベント入子３、４を取付け、そのチ
ルベント入子３、４の対向二面および主型１、２の内面
で蛇行状のガス抜き通路（チルベント）５を形成したも
のであり、このようにガス抜き通路５を蛇行状とするこ
とによって型内のキャビティ６内から型外へ至る通路長
さを長くし、注湯時にガス抜き通路５を経てキャビティ
６内のガスが外部へ排出された後、金属溶湯がその通路
５を経て外部へ吹き出す前に通路内で金属溶湯を急冷凝
固（チル）させるようにしたものである。

ところでチルベント構造は、上述のようにガス抜き通路
長さを長くすることによってその通路内で金属溶湯が凝
固するようになし、これによりガス抜き通路５から外部
へ溶湯が吹き出すこと（湯吹き）を防止するようにした
ものであるが、実際には型内の金属溶湯に著しい高圧が
加えられるため、チルベント構造でもガス抜き通路５か
らの湯吹きが生じることがあった。このような湯吹きを
確実に防止するためには、第４図に示すように蛇行状を
なすガス抜き通路５の隙間Ｇを小さくすること、あるい
は第５図に示すようにガス抜き通路５の蛇行（斜行）の
角度θを小さくすることなどが従来から行なわれてい
る。これらの方法によれば、いずれもガス抜き通路５内
での金属溶湯の冷却・凝固を促進させ、湯吹きをより確
実に防止することができる。

しかしながら第４図、第５図に示されるようなチルベン
ト構造での湯吹き防止技術は、いずれもチルベントが本
来目的としているガス抜きの能力を犠牲にしていたので
ある。すなわち第４図の場合はチルベント隙間Ｇを小さ
くしているためガス流路断面積も小さくなり、また第５
図の場合は角度θを小さくすることによりガスの流れ方
向が大きく変化し、したがっていずれの場合もガス流出
抵抗が大きくなり、それによってガス抜け性が低下し
て、チルベント本来のガス抜きによる鋳造品品質向上能
力が低下する問題がある。

そこで本出願人は、既に実願昭60-201270号において、
概ね第６図に示すような構造のチルベントを提案してい
る。この提案のチルベント構造は、蛇行状のガス抜き通
路５を区画形成しているチルベント入子３、４Ａ、４Ｂ
のうち、その通路５の片側の大部分を区画している入子
４Ａが、通路５を開閉する方向へ移動可能に支持される
とともに、注湯時にガス抜き通路５に流入した金属溶湯
９の衝撃力を受けた際に、バネ８の弾発力に抗して通路
５を閉じる方向へ移動するように構成されている。

このようなチルベント構造によれば、注湯時において金
属溶湯９がガス抜き通路５に流入する直前までは流路断
面積を充分に確保しておいて充分なガス抜き能力を得、
しかも金属溶湯がガス抜き通路５に流入した際にはその
衝撃によって第７図に示すようにチルベント入子４Ａが
移動してガス抜き通路５を閉じ、これによって外部への
湯吹きを防止することができる。したがってガス抜き能
力の向上と湯吹き防止とを同時に図ることが可能とされ
ている。

考案が解決すべき問題点 第６図、第７図に示すようなチルベント構造では、可動
構造のチルベント入子４Ａが金属溶湯の衝撃力によって
ガス抜き通路５を閉じるように構成されてはいるが、実
際のダイカスト鋳造においてはチルベント入子４Ａが充
分に移動せずにガス抜き通路５が完全には閉じず、その
ため湯吹きが生じてしまうこともあり、したがって湯吹
き防止効果の点で必ずしも確実とはいえないのが実情で
あった。その理由としては、可動構造のチルベント入子
４Ａの質量が相当にあり、またその可動構造のチルベン
ト入子４Ａと固定部分との接触面積が大きいためその間
の摩擦抵抗も相当に大きくならざるを得ず、したがって
溶湯衝撃力が充分でない場合などにはチルベント入子４
Ａが円滑に移動しないことがあった点が挙げられる。

この考案は以上の実情を背景としてなされたもので、第
６図、第７図に示されるようなチルベント構造をさらに
改良して、ガス抜き時における流路断面積は充分に確保
しつつ、湯吹きをより確実に防止し得るようにしたチル
ベント構造を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 可動主型と固定主型とによってキャビティが形成される
とともに、そのキャビティに一端が連通しかつ他端が型
の外部に連通するガス抜き通路の対向二面が、可動主型
と固定主型との分割面に相当する箇所にそれぞれ設けた
チルベント入子によって蛇行状に形成されている鋳造用
金型におけるチルベント構造において、前記可動主型側
のチルベント入子もしくは固定主型側のチルベント入子
が、キャビティに近い側から型の外部へ向い直列状に当
接して配列された複数の分割入子型を有しており、かつ
各分割入子型は、それらの直列状に並ぶ方向へ移動して
ガス抜き通路を開閉するように支持されており、また各
分割入子型には、それぞれキャビティ側からガス抜き通
路に流入した溶湯の衝撃力を受けてガス抜き通路を閉じ
る方向へその分割入子型を移動させる溶湯衝撃受け面が
形成されており、さらにそれらの分割入子型の一端側に
は、ガス抜き通路を開放する方向へこれらの分割入子型
の全体を直列状に付勢するためのバネ部材が設けられて
いることを特徴とするものである。

作用 蛇行状のガス抜き通路を形成している可動主型側のチル
ベント入子もしくは固定主型側のチルベント入子におけ
る移動可能な複数の分割入子型は、平常時すなわち注湯
した溶湯がガス抜き通路に流入する前までは、バネ部材
の付勢力によってガス抜き通路を開放した状態の位置に
保持される。したがってその状態では注湯圧力によって
キャビティ内の残留ガスはガス抜き通路を経て円滑に型
の外部へ排出される。

そして注湯した金属溶湯がガス抜き通路に流入すれば、
その金属溶湯は先ず最もキャビティに近い側の移動可能
な分割入子型（１番目の分割入子型）の溶湯衝撃受け面
に衝突してその分割入子型を型の外側へ向う方向（すな
わちガス抜き通路を閉じる方向）へ移動させる。そして
他の移動可能な分割入子型も１番目の分割入子型と直列
状に当接して配列されているため１番目の分割入子型に
連動して同じ距離だけガス抜き通路を閉じる方向へ移動
する。このとき、１番目の分割入子型の溶湯衝撃受け面
に対する溶湯の衝撃による移動によってその１番目の分
割入子型により区画形成されている部分でガス抜き通路
が完全に閉じるかまたは充分に狭くなれば、それ以上は
金属溶湯が流れなくなるため、そこで金属溶湯が凝固し
て湯吹きが防止される。一方、１番目の分割入子型の溶
湯衝撃受け面に溶湯が衝突しただけではガス抜き通路が
充分に閉じなかった場合、金属溶湯はさらにガス抜き通
路に深く侵入して、キャビティ側から数えて２番目の分
割入子型の溶湯衝撃受け面に衝突する。これによって２
番目の分割入子型はさらにガス抜き通路を閉じる方向へ
移動し、３番目以降の各分割入子型も同じ距離だけガス
抜き通路を閉じる方向へ移動する。これによってガス抜
き通路が完全に閉じるかまたは充分に狭くなれば、既に
述べた場合と同様にそれ以上金属溶湯が侵入せず、ガス
抜き通路内で凝固して湯吹きが防止される。そしてこの
ように第２番目の分割入子型の溶湯衝撃受け面に溶湯が
衝突した段階でも未だガス抜き通路が充分に閉じていな
ければ、溶湯はさらにガス抜き通路に深く侵入して第３
番目の分割入子型の溶湯衝撃受け面に衝突し、以下前記
同様な過程を繰返す。

このようにこの考案のチルベント構造では、第１番目の
分割入子型に対する溶湯の衝撃力によってガス抜き通路
が充分に閉じなくても、それに続く第２番目以降の分割
入子型に対する溶湯の衝撃力によってさらにガス抜き通
路が閉じる方向へ移動するから、最終的に確実にガス抜
き通路を充分に閉じて溶湯をガス抜き通路内で凝固させ
ることができる。

ここで、各分割入子型は、分割されたものであるためそ
れぞれの質量が前述の第６図、第７図に示すようなチル
ベント構造における可動構造のチルベント入子４Ａより
も格段に少なく、また各分割入子型が固定部分に接する
面の面積も少ないところから摩擦抵抗も少なくて済み、
したがって第６図、第７図の可動構造チルベント入子４
Ａの場合よりも小さい溶湯衝撃力で円滑に移動させるこ
とができ、その意味からもガス抜き通路を確実に閉じる
ことが可能となるのである。

実施例 第１図にこの考案の一実施例のチルベント構造を示し、
第２図、第３図にその作動時の状況を示す。

第１図において、主型１、２の型割り面に形成されたラ
ンナー１０はキャビティ６に連通されるとともに、チル
ベント部１２に接続されている。

このチルベント部１２は、蛇行状をなすガス抜き通路５
の一方の片面側（第１図における上面側）を区画するた
めのチルベント入子３と、他方の片面側（第１図におけ
る下面側）を区画するための分割構造のチルベント入子
４、およびこれらの入子３、４の対向面に直交する方向
で対向する主型１、２の内面とによって構成されてい
る。そしてこのうち下側の分割構造のチルベント入子４
は、キャビティ６に近い側から型の外部へ向い直列状に
当接して配列された複数の分割入子型４１〜４４（固定
分割入子型４１および可動分割入子型４２〜４３）によ
って構成されている。これら分割入子型４１〜４４の最
もキャビティ６に近い側の固定分割入子型４１は主型２
に固定されており、その他の可動分割入子型４２〜４４
は、型外から挿入されて先端が固定分割入子型４１に螺
合されたボルト１３に沿って摺動可能に支持されてい
る。ここで可動分割入子型４２〜４４の摺動可能方向
は、これらの分割入子型の並ぶ方向、したがってガス抜
き通路５をそれぞれ開閉する方向に定められている。さ
らに各可動分割入子型４２〜４４は、それらの摺動可能
方向に対し直交する溶湯衝撃受け面４２Ａ、４３Ａ、４
４Ａを有しており、この面４２Ａ〜４４Ａでそれぞれ溶
湯の衝撃力を受けるように構成されている。またボルト
１３の頭部１３Ａと最も外側の可動分割入子型４４との
間には、例えばバネ座金などからなるバネ部材１４が挿
入されており、このバネ部材によって可動分割入子型４
２〜４４はガス抜き通路５を開放する方向へその全体が
常時付勢されている。

以上の実施例のチルベント構造の作用について以下に説
明する。平常時、すなわち金属溶湯がキャビティ６から
ガス抜き通路５に流入しない時点では、第１図に示して
いるように各可動分割入子型４２〜４４はバネ部材１４
の弾発力によってその全体が固定分割入子型４１の側に
押し付けられており、これによってガス抜き通路５はそ
の全長にわたって広い断面積の流路が確保されている。
したがってキャビティ６内に金属溶湯が加圧注入された
際には、キャビティ６内の残留ガスはその広い断面積の
ガス抜き通路５を通って型の外部へ効率良く排出されて
いる。

キャビティ６内に金属溶湯が充満された時には、その金
属溶湯９が第２図または第３図に示すようにランナー１
０を経てガス抜き通路５に流入し、各可動分割入子型４
２〜４４のうち、先ず最もキャビティ６に近い側の第１
番目の可動分割入子型４２の溶湯衝撃受け面４２Ａに衝
突して、その衝撃力により第１番目の可動分割入子型４
２が図の左方へ押され、第２番目および第３番目の可動
分割入子型４３、４４とともに左方へ移動する。すなわ
ちガス抜き通路５を閉じる方向へ各可動分割入子型４２
〜４４が移動する。この時点で第２図に示すようにガス
抜き通路５が完全に閉じてしまうか、またはそれに近い
状態まで狭められれば、それ以上の金属溶湯９の流入が
阻止されてガス抜き通路５内で金属溶湯９が凝固し、ガ
ス抜き通路５からの金属溶湯９の吹出し、すなわち湯吹
きが防止される。一方、上述のように第１番目の可動分
割入子型４２が溶湯衝撃力を受けただけではガス抜き通
路５が充分に狭められなかった場合、金属溶湯９はガス
抜き通路５にさらに深く侵入して、第２番目の可動分割
入子型４２の溶湯衝撃受け面４３に衝突し、その第２番
目の可動分割入子型４３を左方へ押して、第２番目およ
び第３番目の可動分割入子型４３、４４がさらに左方へ
移動する。すなわちガス抜き通路５はさらに狭められ
る。そしてその時点でガス抜き通路５内の金属溶湯９が
凝固すればそれ以上の金属溶湯９の侵入が阻止され、ま
た仮にその時点で凝固せずにさらに金属溶湯９が流れ込
んだ場合は第３番目の可動分割入子型４４の溶湯衝撃受
け面４４Ａに溶湯が衝突して第３番目の可動分割入子型
４４を左方へ移動させ、ガス抜き通路５をより一層狭
め、最終的に第３図に示すようにガス抜き通路５が閉じ
るかまたは著しく狭められて、その通路５内で金属溶湯
９が凝固し、湯吹きが防止される。このように、溶湯衝
撃力によって各可動分割入子型４２〜４４を順次押しや
ってガス抜き通路５を順次狭めて行くことにより、ガス
抜き通路５内で金属溶湯９を確実に凝固させ、湯吹きを
確実に防止することができる。

その後、キャビティ６内の溶湯も凝固してダイカスト製
品を離型した後には、バネ部材１４の弾発力によって第
１図の状態に戻り、次の鋳造に対する待機状態とするこ
とができる。

なお以上の実施例においては、ガス抜き通路５がジグザ
グ状をなすように示しているが、波形状あるいは矩形波
状であっても良く要は蛇行状であれば良い。

また以上の実施例では、蛇行状をなすガス抜き通路５の
片面側を区画する分割入子型４１〜４４のうち、最初の
入子型４１は固定とし、他の分割入子型４２〜４４を可
動としたが、場合によっては蛇行状をなす部分の片面側
の全ての分割入子型を可動構造とすることも可能であ
る。

考案の効果 この考案のチルベント構造によれば、蛇行状をなすガス
抜き通路の片面側を構成するチルベント入子を、可動構
造の複数の分割入子型を有する構成として、これらを溶
湯衝撃力によってガス抜き通路を狭める方向へ順次移動
させるように構成したものであるから、最初の分割入子
型の移動だけでは充分にガス抜き通路が狭められなくて
も、最終的には確実にガス抜き通路を閉じるかまたは充
分に狭めることができ、そのためガス抜き通路内で確実
に溶湯を凝固させて溶湯の型外への吹出しを確実に防止
することができる。そしてまたこのように溶湯がガス抜
き通路に侵入した時の分割入子型の移動によって確実に
湯吹きを防止できるため、平常時はガス抜き通路の流路
断面積は大きくしておいて、充分なガス抜き能力を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のチルベント構造の一実施例を示す縦
断面図、第２図および第３図は第１図のチルベント構造
においてガス抜き通路内に金属溶湯が流入した時の状態
を示す縦断面図、第４図および第５図は従来の一般的な
チルベント構造を示す縦断面図、第６図および第７図は
本出願人が先に提案したチルベント構造を示す断面図で
ある。 １、２…主型、３、４…チルベント入子、４１…固定分
割入子型、４２〜４４…可動分割入子型、４２Ａ、４３
Ａ、４４Ａ…溶湯衝撃受け面、５…ガス抜き通路、６…
キャビティ、１４…バネ部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】可動主型と固定主型とによってキャビティ
   が形成されるとともに、そのキャビティに一端が連通し
   かつ他端が型の外部に連通するガス抜き通路の対向二面
   が、可動主型と固定主型との分割面に相当する箇所にそ
   れぞれ設けたチルベント入子によって蛇行状に形成され
   ている鋳造用金型におけるチルベント構造において、 前記可動主型側のチルベント入子もしくは固定主型側の
   チルベント入子が、キャビティに近い側から型の外部へ
   向い直列状に当接して配列された複数の分割入子型を有
   しており、かつ各分割入子型は、それらの直列状に並ぶ
   方向へ移動してガス抜き通路を開閉するように支持され
   ており、また各分割入子型には、それぞれキャビティ側
   からガス抜き通路に流入した溶湯の衝撃力を受けてガス
   抜き通路を閉じる方向へその分割入子型を移動させる溶
   湯衝撃受け面が形成されており、さらにそれらの分割入
   子型の一端側には、ガス抜き通路を開放する方向へこれ
   らの分割入子型の全体を直列状に付勢するためのバネ部
   材が設けられていることを特徴とする鋳造用金型におけ
   るチルベント構造。