JPH08108260A - 鋳造における冷却方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鋳抜きピン３の先端軸状部３１のかじり、焼付
を防止するのに有利な鋳造における冷却方法を提供する
こと。 【構成】筒状の鋳抜きピン３に冷却ピン４が同軸的に挿
通されている。鋳抜きピン３と冷却ピン４との間には、
冷却水は進入できるものの粘性の高い溶湯は進入できぬ
程の送給路４１、吸引路４３が形成されている。成形型
１のキャビティ１４にアルミ系の溶湯を注入する。次に
冷却ピン４を所定長さぶんＸ２方向に後退し、空隙を形
成する。圧送ポンプ６２及び吸引ポンプ６４の作動によ
り、貯溜タンク６０の冷却水は給水路６１、送給路４１
を経て空隙に送給され、吸引路４３から吸引される。冷
却水により鋳抜きピン３は半径方向に収縮する。その後
に鋳抜きピン３をＸ２方向に後退させ、キャビティ１４
内の金属から離脱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋳造における冷却方法に
関する。本発明は例えばアルミ系合金等の溶湯を金型鋳
造して鋳抜き穴を備えた鋳造品を形成する際に利用でき
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、図１２に示す様に、キャビテ
ィ７０１を備えた金型７００と、先端部２００ａがキャ
ビティ７０１内に突き出た可動式の鋳抜きピン２００と
を用い、金型７００のキャビティ７０１に高温の溶湯を
注入する工程と、溶湯がある程度凝固した頃を見計らっ
て鋳抜きピン２００をその軸長方向にそって矢印Ｎ１方
向に後退させて離脱し、凝固した金属部分と鋳抜きピン
２００の先端部２００ａの外面との間に空隙２０１を形
成すると共に、冷却水を送給路７０３から送給しつつ吸
引路７０４から吸引し、これにより冷却水を空隙２０１
に通過させる工程とを順に実施する冷却方法が知られて
いる（特公平４−８１３８号公報）。

【０００３】この方法によれば、空隙２０１を通過する
冷却水により、鋳造品３００及び鋳抜きピン２００を強
制冷却するので、これらの効果的な冷却を達成でき、冷
却時間の短縮化ひいては鋳造サイクルタイムの短縮化を
図り得る等の利点が得られる。また金型鋳造の分野で
は、キャビティに突き出る鋳抜きピンを冷却する技術と
して、鋳抜きピンの内部に空洞である冷却水通路を未貫
通状態に形成し、この冷却水通路に冷却水を通水するこ
とにより、鋳抜きピンを内部から冷却する内冷方法が知
られている。

【０００４】更に、金型を型開きして鋳造品を取り出し
た後に、噴出スプレー等により冷却水を鋳抜きピンに吹
きつける外冷方法も知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記した公報
に係る技術では、鋳抜きピン２００を矢印Ｎ１方向に後
退させることにより、冷却水を空隙２０１に送給する方
法である。この方法では、高温の溶湯に包囲された鋳抜
きピン２００の先端部２００ａは、軸長方向ばかりか半
径方向に熱膨張する。この様に半径方向に熱膨張した鋳
抜きピン２００では、キャビティ７０１内の溶湯または
凝固金属が鋳抜きピン２００の先端部２００ａに結着
し、先端部２００ａの離脱性が低下し易い。これにより
鋳抜きピン２００の先端部２００ａにおけるかじり、焼
付等が生じ易い。

【０００６】溶湯や凝固金属からの鋳抜きピン２００の
離脱性を確保し、かじり、焼付等を軽減するには、図１
２に示す様に鋳抜きピン２００の先端部２００ａに、大
きな抜け勾配２００ｘを設ける必要がある。また前記し
た内冷方法では、鋳抜きピンに形成した冷却水通路は未
貫通状態であるため、鋳抜きピンの冷却には必ずしも充
分ではなく、更に鋳造品を冷却水で直接冷却するもので
もなく、鋳造品の効果的な冷却を達成できない。

【０００７】また前記した外冷方法では、鋳造品を取り
出した後に、冷却水を鋳抜きピンに吹きつける方法であ
るため、溶湯と接触して鋳抜きピンが最も高温となる時
における冷却性に難点がある。更に鋳造品を冷却水で直
接冷却するものでもなく、鋳造品の効果的な冷却を達成
できない。本発明は上記した実情に鑑みなされたもので
あり、請求項１、２に共通する課題は、キャビティ内の
金属と入子とを離脱させる前に、入子を冷却液で強制冷
却する方式を採用することにより、離脱を容易にし、こ
れによりかじり、焼付等の不具合を軽減または回避する
のに有利であり、更に抜け勾配が少ないか実質的に無い
入子を用いるの有利な鋳造における冷却方法を提供する
にある。

【０００８】請求項２の更なる課題は、入子の先端軸状
部の抜け勾配を実質的に無くすことにより、抜け勾配の
ない直状の鋳抜き穴を成形するのに有利な鋳造における
冷却方法を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る鋳造にお
ける冷却方法は、鋳造品を成形するキャビティをもつ成
形型と、成形型のキャビティに突き出し可能に装備さ
れ、先端が該キャビティに対面する軸長方向にのびる挿
通孔を備えた可動式の外側入子部と、外側入子部の挿通
孔に軸長方向に移動可能に挿通され先端がキャビティに
対面する可動式の内側入子部と、キャビティに対面して
開口し冷却液が吐出される送給路とを備えた入子と、入
子の送給路に冷却液を送給する冷却液送給手段とを用
い、流動性をもつ高温の金属を成形型のキャビティに注
入し、外側入子部のうちキャビティに突き出た部分を金
属で包囲する工程と、キャビティ内の金属で包囲された
外側入子部を残したまま、外側入子部内の内側入子部を
これがキャビティ内の金属から離間する方向に後退さ
せ、キャビティ内の金属と内側入子部の先端部との間に
空隙を形成し、空隙に送給路から冷却液送給手段により
冷却液を送給する工程と、外側入子部をこれがキャビテ
ィ内の金属から離間する方向に相対的に後退させ、キャ
ビティ内の金属と外側入子部とを離脱させる工程とを順
に実施することを特徴とするものである。

【００１０】請求項２に係る鋳造における冷却方法は、
鋳造品を成形するキャビティをもつ成形型と、成形型の
キャビティに突き出し可能に配置され、抜け勾配が実質
的に形成されていない先端軸状部と該キャビティに対面
して開口し冷却液が吐出される送給路とを備えた可動式
の入子と、入子の送給路に冷却液を送給する冷却液送給
手段とを用い、流動性をもつ高温の金属を成形型のキャ
ビティに注入し、入子のうちキャビティに突き出た先端
軸状部を金属で包囲する工程と、キャビティ内の金属と
入子の先端軸状部との間に送給路から冷却液送給手段に
より冷却液を吐出する工程と、入子の先端軸状部をキャ
ビティ内の金属から離間する方向に相対的に後退させ、
キャビティ内の金属と入子の先端軸状部とを離脱させる
工程とを順に実施することを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１、２においては、冷却液送給手段によ
り冷却液が送給される送給路の先端は、キャビティに対
面しているので、冷却液はキャビティ内の金属に触れ、
その金属を冷却する。請求項１においては、キャビティ
内の金属で包囲された外側入子部は、該金属からの伝熱
の影響で半径方向に熱膨張する。かかる外側入子部を残
したまま、外側入子部内の内側側入子部をキャビティ内
の金属から離間する方向に後退させる。これによりキャ
ビティ内の金属と内側入子部の先端部との間に空隙を形
成し、この空隙に送給路から冷却液送給手段により冷却
液を送給する。したがってこの冷却液で外側入子部が強
制冷却され、外側入子部が半径方向に熱収縮する。この
熱収縮により、キャビティ内の金属と外側入子部の外面
との境界における微小隙間の生成が期待される。

【００１２】この様に請求項１においては、冷却液で半
径方向に熱収縮した外側入子部をキャビティ内の金属か
ら離間する方向に相対的に後退させるので、キャビティ
内の金属と外側入子部との離脱性は確保される。請求項
２においては、キャビティ内の金属で包囲された入子部
の先端軸状部は、金属からの伝熱の影響で半径方向に熱
膨張する。しかしキャビティ内の金属と入子の先端軸状
部との間に送給された冷却液により、入子の先端軸状部
が強制冷却され、先端軸状部が半径方向に熱収縮する。
この熱収縮により、キャビティ内の金属と入子の先端軸
状部の外面との境界における微小隙間の生成が期待され
る。

【００１３】この様に請求項２においては、冷却液で熱
収縮した先端軸状部をキャビティ内の金属から離間する
方向に相対的に後退させるので、キャビティ内の金属と
入子の先端軸状部との離脱性は確保される。

【００１４】

【実施例】以下、各実施例ごとに説明する。 （１）実施例１ （実施例の構成）図１において成形型１は金型であり、
可動枠型１０と、可動枠型１０の収納室１０ｘに保持さ
れた可動型１１と、固定枠型１２と、固定枠型１２の収
納室１２ｘに保持された固定型１３とを備えている。固
定型１３と可動型１１とでキャビティ１４が形成され
る。なお成形型１は大きな力（例えば数ｔ〜数千ｔ）で
型締めされる。

【００１５】成形型１の固定型１３には可動式の入子２
が装備されている。入子２は２重構造である。即ち、入
子２は、固定型１３の円筒形状をなす軸孔１３ｘに嵌合
された外側入子部としての円筒状の金属製の鋳抜きピン
３と、鋳抜きピン３の挿通孔３０に軸長方向にそって移
動可能にかつ同軸的に挿通された内側入子部としての軸
状の金属製の冷却ピン４とを備えている。

【００１６】鋳抜きピン３は、抜け勾配が実質的に形成
されていない外周面を備えた先端軸状部３１と、先端軸
状部３１につながる中間軸状部３２と、中間軸状部３２
につながり作動室３３ｃを備えた大径の基端部３３とを
備えている。先端軸状部３１と中間軸状部３２とは実質
的に同一外径とされている。なお図１から理解できる様
に、鋳抜きピン３の外周面と固定型１３との間には、リ
ング状の空間１３ｗが形成されている。この空間１３ｗ
により、鋳抜きピン３の摺動抵抗を低減する効果を期待
できる。

【００１７】図２は図１のＡ−Ａ線にそう断面を示す。
図２から理解できる様に、鋳抜きピン３の外周面は、断
面円形状をなしている。また鋳抜きピン３の内部に形成
されている挿通孔３０は断面円形状をなしている。更に
冷却ピン４の外周面には平坦状の通路形成面４ａ、４ｂ
が互いに背向してかつ軸長方向にのばして形成されてい
る。図２から理解できる様に、挿通孔３０の内周面と一
方の通路形成面４ａとで送給路４１が形成されている。
挿通孔３０の内周面と他方の通路形成面４ｂとで吸引路
４３が形成されている。

【００１８】図１に示す様に送給路４１の先端開口４１
ｅ、吸引路４３の先端開口４３ｅはキャビティ１４に対
面している。送給路４１の先端開口４１ｅ、吸引路４３
の先端開口４３ｅは冷却水は通過できるものの、溶湯は
通過できぬ様な隙間幅とされている。冷却水と溶湯とは
表面張力が相違するため、かかる通過性の差異は達成さ
れる。殊に溶湯が凝固する前の状態では粘性が増加する
ため、送給路４１、吸引路４３への進入は規制される。
具体的には送給路４１の隙間幅Ｔ１（図２参照）、吸引
路４３の隙間幅Ｔ２（図２参照）は０．２ｍｍ以下とさ
れている。なお明瞭化のために、送給路４１の隙間幅、
吸引路４３の隙間幅は図面上、誇張されて記載されてい
る。図１に示す様に冷却ピン４の基端側の基端フランジ
部４４は作動室３３ｃに配置されている。

【００１９】本実施例では、鋳抜きピン３と冷却ピン４
とを移動させる駆動手段５が設けられている。駆動手段
５は、シリンダ室５０をもつシリンダ５１と、シリンダ
室５０に移動可能に配置されシリンダ室５０を第１室５
０ａと第２室５０ｂとに区画するピストン部５２をもつ
駆動軸５３とを備えている。駆動軸５３の先端フランジ
部５４は、作動室３３ｃ内において冷却ピン４の基端フ
ランジ部４４に対面して接続具により接合されている。
ここで、シリンダ室５０の第１室５０ａに油や空気等の
流体が供給され第１室５０ａの圧力が増加すると、ピス
トン部５２が矢印Ｘ１方向に押圧され、鋳抜きピン３、
冷却ピン４及び駆動軸５３は矢印Ｘ１方向に前進する。
逆に、シリンダ室５０の第２室５０ｂの圧力が増加する
と、ピストン部５２が逆方向に押圧され、鋳抜きピン
３、冷却ピン４及び駆動軸５３は矢印Ｘ２方向に後退す
る。

【００２０】冷却液送給手段としての冷却水送給手段６
は、冷却水を溜める貯溜タンク６０と、貯溜タンク６０
から鋳抜きピン３側の第１中継水室６１ｈにのびる給水
路６１と、給水路６１に配置された圧送ポンプ６２と、
第２中継水室６１ｉから貯溜タンク６０に戻る排水路６
３と、排水路６３に配置された吸引ポンプ６４とを備え
ている。圧送ポンプ６２は冷却水を圧送する圧送手段と
して機能する。吸引ポンプ６４は冷却水を吸引する吸引
手段として機能する。

【００２１】図１に示す様に成形型１を型締めした状態
において圧送ポンプ６２及び吸引ポンプ６４が作動する
と、貯溜タンク６０の冷却水は給水路６１を経て第１中
継水室６１ｈに圧送され、送給路４１を通過する。更に
は吸引路４３を通過し、第２中継水室６１ｉ及び吸引ポ
ンプ６４を経て貯溜タンク６０に戻る。この様に圧送ポ
ンプ６２による圧送作動と吸引ポンプ６４による吸引作
動の双方を作用させるので、冷却水の通水は円滑化す
る。

【００２２】本実施例では制御装置７が設けられてい
る。制御装置７は信号線を介して吸引ポンプ６４の作動
を制御し、信号線を介して圧送ポンプ６２の作動を制御
し、信号線を介してシリンダ５１の作動を制御する。さ
て鋳造を開始するに際しては、図１から理解できる様
に、成形型１の固定型１３と可動型１１とを型締めする
と共に、駆動軸５３の前進作動により鋳抜きピン３及び
冷却ピン４を矢印Ｘ１方向に前進させ、キャビティ１４
に突出した状態とする。この際、図１に示す様に、駆動
軸５３の先端フランジ部５４は冷却ピン４の基端フラン
ジ部４４に接合されているので、キャビティ１４に注入
した溶湯の溶湯鋳造圧が大きい場合であっても、その溶
湯鋳造圧に第１室５０ａの圧力が打ち勝つので、冷却ピ
ン４の後退は規制される。

【００２３】上記した状態で、アルミ系合金の溶湯を成
形型１のキャビティ１４に注入する。注入はダイカスト
方式で行う。キャビティ１４に溶湯を注入した状態で
は、図３から理解できる様に、鋳抜きピン３の先端軸状
部３１の外周面は、溶湯で包囲される。鋳抜きピン３に
触れる溶湯の外側部分は、その内部よりも早期に凝固
し、凝固表皮となる。

【００２４】上記の様に溶湯をキャビティ１４に注入し
た後に、図３から理解できる様に、第２室５０ｂに油や
空気などの流体を供給してピストン部５２、駆動軸５３
を矢印Ｘ２方向に所定長ぶん後退させ、これによりキャ
ビティ１４内の溶湯で包囲される鋳抜きピン３を残した
まま、冷却ピン４のみを矢印Ｘ２方向に所定値Ｌ１（図
３参照）ぶん後退させる。従ってキャビティ１４内の金
属と冷却ピン４の先端部４ｘとの間に空隙８が形成され
る。この際に制御装置７により圧送ポンプ６２及び吸引
ポンプ６４が作動しているので、貯溜タンク６０の冷却
水は給水路６１を経て送給路４１に圧送され、送給路４
１を経て空隙８に流入する。更に吸引ポンプ６４の吸引
作動により、冷却水は吸引路４３、排水路６３を経て貯
溜タンク６０に戻る。この様な冷却水の循環が繰り返さ
れる。

【００２５】この様な冷却水の循環により、冷却ピン４
及び鋳抜きピン３は強制冷却される。このとき鋳抜きピ
ン３は溶湯で包囲されている外周面ではなく、鋳抜きピ
ン３の内周面側に冷却水が触れるので、内周面側から冷
却される。同様に鋳造品Ｗとなるキャビティ１４内の金
属に冷却水が触れるので、キャビティ１４内の金属の冷
却も促進される。

【００２６】さて、鋳抜きピン３の先端軸状部３１の外
周面は高温の溶湯で包囲されているため、高温に過熱さ
れ易く、軸長方向ばかりか半径方向にも膨張し易い。し
かし冷却水と触れれば先端軸状部３１は半径方向におい
て熱収縮するので、半径方向における前記熱膨張は抑制
される。従って、キャビティ１４内の金属と鋳抜きピン
３の先端軸状部３１の外周面との境界において微小隙間
の生成が期待される。

【００２７】上記の様に空隙８に冷却水を送給したら、
次に、制御装置７の作動により、第２室５０ｂに油や空
気等の流体を供給して第２室５０ｂを更に増圧する。こ
れにより、図４から理解できる様にピストン部５２、駆
動軸５３を更に矢印Ｘ２方向に後退させる。すると、駆
動軸５３の先端フランジ部５４が鋳抜きピン３の基端部
３３の係止部３３ｋに係止し、鋳抜きピン３及び冷却ピ
ン４を同方向に後退させる。これにより鋳抜きピン３の
先端軸状部３１の先端が矢印Ｘ２方向に後退し、キャビ
ティ１４内の金属から離脱する。これにより図４から理
解できる様に空隙８の容積が増大する。増大した空隙８
には、送給路４１から冷却水が更に流入するので、空隙
８における冷却水の量が増大し、キャビティ１４内の金
属の冷却が一層促進される。同様に鋳抜きピン３、冷却
ピン４の冷却も一層促進される。

【００２８】キャビティ１４内の溶湯の凝固が完了し、
キャビティ１４内の金属が所定温度以下に降温したら、
圧送ポンプ６２を停止して冷却水の送給を中止すると共
に、吸引ポンプ６４の作動を継続する。すなわち、排水
路６３に設けた温度センサ６３ｔが冷却水の水温を検出
し、その水温が所定温度以下のときに圧送ポンプ６２を
停止し、吸引ポンプ６４の作動を継続する。この様に吸
引ポンプ６４が継続して吸引作動しているので、図５か
ら理解できる様に空隙８、送給路４１、吸引路４３等に
残留している冷却水は、排水路６３を経て貯溜タンク６
０に戻される。従って空隙８、送給路４１、吸引路４３
等には、冷却水は残留しない。

【００２９】図６は、可動型１１を固定型１３から遠ざ
かる方向に移動させ、固定型１３と可動型１１とを型開
きした状態を示す。この様に型開きした状態では、駆動
軸５３を矢印Ｘ１方向に前進させて鋳抜きピン３の軸端
及び冷却ピン４の軸端を同位置つまり定位置に戻し、固
定型１３の見切り面１３ｒよりもキャビティ１４側に突
き出した状態とする。

【００３０】この例では図６から理解できる様に、鋳抜
きピン３の先端軸状部３１と実質的に型対象をなす鋳抜
き穴Ｗ１が鋳造品Ｗに形成される。本実施例では図６か
ら理解できる様に可動型１１と固定型１３とを離した際
には、鋳造品Ｗは可動型１１に付着するが、図略の押出
ピン等により離型される。なお、鋳造品Ｗを固定型１３
側に付着させ、図略の押出ピンなどで離型しても良い。

【００３１】（実施例の効果）以上説明した様に本実施
例ではキャビティ１４内の金属と冷却ピン４との間に空
隙８を形成でき、その空隙８に冷却水を送給するので、
鋳造品Ｗの冷却に有利である。従って鋳造品Ｗの凝固時
間の短縮、鋳造サイクルタイムの短縮に有利である。更
には溶湯に包囲されるため高温となりがちの鋳抜きピン
３、冷却ピン４の強制冷却に有利であり、従って鋳抜き
ピン３、冷却ピン４の長寿命化に有利である。

【００３２】溶湯に触れるため高温となりがちの鋳抜き
ピン３の先端軸状部３１は、軸長方向ばかりか半径方向
にも熱膨張する。この様に先端軸状部３１における半径
方向の熱膨張が大きいと、キャビティ１４内の金属から
の先端軸状部３１の離脱性が低下し、鋳抜きピン３の先
端軸状部３１にかじり、焼付が発生し易い。更に先端軸
状部３１における半径方向の熱膨張が大きいと、鋳抜き
ピン３の先端軸状部３１の径が固定型１３の軸孔１３ｘ
の径よりも大きくなり、鋳抜きピン３を矢印Ｘ２方向に
後退させるのに摺動抵抗が過剰に増し、鋳抜きピン３の
後退が容易でなくなるおそれがある。

【００３３】この点本実施例では、まず、溶湯に触れる
鋳抜きピン３を残したまま、鋳抜きピン３の挿通孔３０
内の冷却ピン４のみを矢印Ｘ２方向に後退させて空隙８
を形成し、その空隙８に冷却水を送給し、鋳抜きピン３
をその内周面側から強制冷却するので、溶湯に包囲され
て熱膨張した鋳抜きピン３の先端軸状部３１が早期に半
径方向に熱収縮する。よって、鋳抜きピン３の先端軸状
部３１の外周面とキャビティ１４内の金属との間におけ
る微小隙間の生成が期待できる。従って、鋳抜きピン３
を矢印Ｘ２方向に後退させ、キャビティ１４内の金属か
ら離脱することが容易となる利点が得られる。よって、
先端軸状部３１の半径方向の熱膨張に起因するかじり、
焼付等の不具合が軽減、回避される。同様に先端軸状部
３１が半径方向に熱収縮するので、固定型１３の軸孔１
３ｘに対する摺動抵抗の低減にも有利である。

【００３４】上記の様に本実施例ではかじり、焼付等の
低減、回避に有利であるため、溶湯に触れる鋳抜きピン
３の先端軸状部３１へ塗布する離型剤の低減、廃止にも
有利である。上記のように本実施例では離脱性が確保さ
れるので、先端軸状部３１の抜け勾配を小さくしたり、
無くしたりするのにも有利である。

【００３５】また本実施例では、冷却ピン４を後退させ
て冷却水流入用の空隙８を形成する際において、鋳抜き
ピン３を残したままそのまま保持しておく。したがって
仮に冷却ピン４の後退時期が早すぎたとしたも、鋳造品
Ｗに形成される鋳抜き穴Ｗ１の内周部の崩れが鋳抜きピ
ン３の先端軸状部３１の外周面により規制されるので、
鋳造品Ｗの鋳抜き穴Ｗ１の精度の維持に有利である。

【００３６】加えて本実施例では、送給路４１の先端開
口４１ｅはキャビティ１４側に開口しているので、先端
開口４１ｅから吐出する冷却水がキャビティ１４内の金
属を押圧するスクイズ効果も期待できるので、キャビテ
ィ１４内の金属の凝固進行状況によっては、金属の緻密
化にも有利である。更に本実施例では鋳造工程の末期に
は、圧送ポンプ６２を停止すると共に吸引ポンプ６４の
みを吸引作動させるので、隙間８等における冷却水の残
留を防止するのに有利である。よって冷却水の残留に起
因する鋳造品Ｗにおける鋳造欠陥の防止に有利である。

【００３７】（２）実施例２ 図７〜図１０は実施例２を示す。この実施例は前記実施
例と基本的には同様の構成であり、前記した実施例と基
本的に同様の作用効果が得られる。この例では、同一機
能を奏する部分には前記した実施例と基本的に同一の符
号を付する。以下異なる部分を中心として述べる。

【００３８】この例では固定型１３には、円筒形状の空
間で形成された第２中継水室６１ｉが形成されている。
入子としての鋳抜きピン３は金属製であり、キャビティ
１４に突き出し可能な先端軸状部３１と、先端軸状部３
１につながる中間軸状部３２と、中間軸状部３２につな
がるフランジ状の基端部３３と、先端軸状部３１から駆
動軸５３にかけてのびる送給路４１とを備えている。送
給路４１は、鋳抜きピン３の内部の略中央域に軸長方向
にそって形成されている。送給路４１の先端開口４１ｅ
はキャビティ１４に対面する。鋳抜きピン３の先端軸状
部３１の外周面には、実質的に抜け勾配が形成されてい
ない。従って先端軸状部３１と中間軸状部３２とは基本
的には同一外径に設定されている。

【００３９】送給路４１の先端開口４１ｅは、冷却水が
流入するものの溶湯は侵入しない微小口径（隙間幅：
０．０２ｍｍ〜０．１ｍｍ）とされている。この場合に
は、レーザ照射や機械加工等により微小口径を備えた孔
を形成したり、或いは、微小口径を構成する組合わせ方
式の入子により形成できる。図７は溶湯がキャビティ１
４にダイカストにより注入された直後の状態を示してい
る。この状態において溶湯の表層部分が凝固して凝固表
皮が形成された頃、圧送ポンプ６２の圧送作動により冷
却水が送給路４１に送給される。すると、先端開口４１
ｅから吐出される冷却水がキャビティ１４内の金属に触
れ、キャビティ１４内の金属の冷却を一層促進すると共
に、鋳抜きピン３、特に高温となりがちの先端軸状部３
１を冷却する。

【００４０】更にキャビティ１４内の溶湯がある程度凝
固し、鋳抜き穴Ｗ１の大きな崩れがなくなった状態にお
いて、図８に示す様に、シリンダ室５０の第２室５０ｂ
を増圧して鋳抜きピン３及び駆動軸５３を矢印Ｘ２方向
に大きく後退させ、キャビティ１４内の金属から鋳抜き
ピン３を離脱させる。これにより鋳造品の鋳抜き穴とな
る空隙８を形成し、この空隙８に送給路４１の先端開口
４１ｅから冷却水を一層流入させ、空隙８を冷却水と置
換する。なお冷却水の流入速度と鋳抜きピン３の後退速
度とは制御装置７により制御される。

【００４１】図９は空隙８に置換された冷却水が吸引ポ
ンプ６４の吸引作動により排水され、貯溜タンク６０に
戻っている状態を示す。上記の様に溶湯が凝固して鋳造
品Ｗが形成されたら、図１０に示す様に可動型１１を移
動させ、成形型１の可動型１１と固体型１３とを型開き
する。この際、シリンダ室５０の第１室５０ａが増圧す
るので、鋳抜きピン３は矢印Ｘ１方向に前進する。更に
成形型１のキャビティ１４の型面に離型剤を塗布する離
型剤塗布工程を行う。次に成形型１を型閉めし、以て１
サイクルを終了する。

【００４２】ところで本実施例においても、鋳抜きピン
３のうち溶湯に包囲されて接触する先端軸状部３１は、
熱膨張により軸長方向ばかりか半径方向にも膨張する。
この様に先端軸状部３１が半径方向に膨張すると、鋳抜
きピン３の先端軸状部３１の離脱性が低下し、先端軸状
部３１においてかじり、焼付が生じ易くなる。更に鋳抜
きピン３の先端軸状部３１が半径方向に膨張すると、鋳
抜きピン３の先端軸状部３１の抜き勾配を実質的に無く
した場合には、鋳抜きピン３の先端軸状部３１の外径
が、これを摺動可能に支持する固定型１３の軸孔１３ｘ
の内径よりも大きくなり、軸孔１３ｘ内における鋳抜き
ピン３の摺動抵抗が過剰に増加するおそれがある。

【００４３】この点この例では鋳抜きピン３を後退させ
る前に、送給路４１の先端開口４１ｅから吐出される冷
却水で、鋳抜きピン３の先端軸状部３１を強制冷却する
ので、先端軸状部３１の半径方向における熱膨張は冷却
水により抑制、回避される。従って鋳抜きピン３の先端
軸状部３１におけるかじり、焼付を軽減、回避するのに
有利である。更に軸孔１３ｘにおける摺動抵抗の過剰な
増加も防止できる。

【００４４】上記の様に鋳抜きピン３の先端軸状部３１
の抜き勾配を実質的に無くしたとしても、軸孔１３ｘ内
における移動性が確保されるので、本実施例の様に鋳抜
きピン３の先端軸状部３１における抜き勾配を実質的に
無くすことが可能となり、抜き勾配が実質的にない直状
の鋳抜き穴Ｗ１を鋳造品Ｗに成形するのに有利である。

【００４５】（３）実施例３ 図１１は実施例３を示す。この例は実施例２と基本的に
は同様の構成であり、同一機能を奏する部分には同一の
符号を付する。この例においても基本的には同様の作用
効果が得られる。以下異なる部分を中心として説明す
る。この例においては、鋳抜きピン３の内部には、送給
路４１の他に、吸引路４３が軸長方向にのびて形成され
ており、吸引路４３の先端開口４３ｅは鋳抜きピン３の
先端軸状部３１の先頭に開口している。吸引路４３の口
径も送給路４１の口径と同程度の微小口径とされてお
り、冷却水は通過できるものの、表面張力の大きな溶
湯、特に凝固直前の粘性の高い溶湯は通過できぬ様にさ
れている。

【００４６】更にこの例では図１１に示す様に、鋳抜き
ピン３を矢印Ｘ２方向に後退させた状態で、圧送ポンプ
６２の圧送作動により送給路４１を経て冷却水を先端開
口４１ｅから矢印Ｆ１方向に強く吐出すると共に、吸引
ポンプ６４の吸引作動により吸引路４３の先端開口４３
ｅから冷却水を矢印Ｆ２方向に吸引して吸引路４３を経
て排出する。これにより鋳造品Ｗの鋳抜き穴Ｗ１の奥深
い部位を冷却水で冷却することが容易となる。

【００４７】また溶湯の注入後に早期に鋳抜きピン３を
矢印Ｘ２方向に後退させた場合には、キャビティ１４内
に注入された溶湯の溶湯鋳造圧等の影響で前述の様に未
凝固部分が滲み出したりし、鋳抜き穴Ｗ１の形状の精
度、面精度が悪化するおそれがある。溶湯の内部が未凝
固だからである。この点図１１に示す例では、矢印Ｘ２
方向に１度後退させた鋳抜きピン３を、矢印Ｘ１方向に
前進させて再度、鋳抜き穴Ｗ１となる空隙８の内に押し
込み、鋳抜き穴Ｗ１を再成形することも行ない得る。こ
の場合には、鋳抜きピン３の押し込みに伴い、空隙８内
の冷却水は吸引路４３の先端開口４３ｅを経て外部に排
出される。

【００４８】更にこの例では図１１に示す様に鋳抜きピ
ン３の内部に送給路４１、吸引路４３が形成されている
ので、鋳抜きピン３をその内部から一層効果的に冷却で
き、鋳抜きピン３の半径方向における熱膨張を軽減、回
避できる。よって、鋳抜きピン３の先端軸状部３１の抜
け勾配の低減、抜け勾配のない鋳抜き穴Ｗ１の成形に一
層有利である。

【００４９】（他の例）上記した各例では、鋳造品を形
成する金属としてアルミ合金を採用しており、アルミ合
金はＡｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｍｇ系、Ａｌ
−Ｚｎ系等の公知の合金を採用でき、更にアルミ系に限
らずチタン系を採用しても良いし、マグネシウム系、亜
鉛系、銅系、すず系等を採用しても良く、場合によって
は鋳鉄、鋳鋼を採用しても良い。上記した例では、キャ
ビティ１４に注入する溶湯は液体状のものであるが、場
合によっては一部固相を含む流動性をもつものでも良
い。上記した各例ではダイカストにより溶湯をキャビテ
ィ１４へ注入しているが、これに限らず低圧鋳造、重力
鋳造、高圧鋳造等でも良い。

【００５０】上記した例では、キャビティ１４に注入し
た溶湯の表皮部分が凝固した状態で、凝固表皮部分と冷
却水とを接触させるが、これに限らず、場合によって
は、鋳造品が完全に凝固した後に、鋳造品を形成する金
属と冷却水とを接触させる形態とすることもできる。ま
た場合によっては、鋳造品が完全に溶湯の状態のとき
に、鋳造品を形成する金属と冷却水とを接触させる形態
とすることもできる。

【００５１】図１に示す例では、入子２を鋳抜きピン３
と冷却ピン４とで２重構造にしているが、これに限らず
３重構造でも、それ以上でも良い。上記した例では、鋳
抜きピン３の先端軸状部３１には実質的に抜け勾配が形
成されていないい。しかし図１に示す例では、先端軸状
部３１に抜け勾配が形成されていても良い。この場合に
はかじり、焼付の防止に一層有利である。

【００５２】上記した例では冷却液として冷却水を使用
しているが、水系または油系の液状離型剤でも良い。こ
の場合には、冷却と共に離型剤の塗布操作を行い得る。 （付記）上記した実施例から次の技術的思想を把握する
こともできる。 冷却液送給手段は、キャビティ内の金属と入子との間
に冷却液を圧送する圧送手段と、圧送された冷却液を吸
引する吸引手段を備えている請求項１の方法。これによ
り冷却液の送給が円滑化する。 冷却液が送給される送給路は、入子の内部に形成され
ており、入子の内部から冷却を行うことを特徴とする請
求項１、２の方法。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の方法によれば、キャビティ内
の金属で包囲された外側入子部は、半径方向に熱膨張す
るものの、冷却液で強制冷却され半径方向に熱収縮す
る。この様に熱収縮させた外側入子部をキャビティ内の
金属から離脱させるので、離脱性は確保される。従って
外側入子部の半径方向の熱膨張に起因するかじり、焼付
等の不具合の軽減に有利である。従って入子の長寿命
化、鋳造品の高品質化に有利である。

【００５４】しかも溶湯状の金属をキャビティに注入し
た後に早期に内側入子部を後退させたとしても、外側入
子部はキャビティ内の金属を規制しているので、鋳抜き
穴の内周壁部分の崩れの回避に有利であり、鋳抜き穴の
形状の精度確保に貢献できる。請求項１の方法によれ
ば、前述した様に、冷却液で強制冷却して半径方向に熱
収縮した外側入子部を後退させて離脱させるので、離脱
性が向上する。従って外側入子部の抜け勾配を小さくし
たり、無くしたりした場合であっても、離脱性を確保で
きる。よって鋳造品の鋳抜き穴の抜け勾配の低減、解消
に有利である。

【００５５】請求項２の方法によれば、キャビティ内の
金属で包囲された入子部の先端軸状部は半径方向に熱膨
張するものの、冷却液により強制冷却され半径方向に熱
収縮する。この様に熱収縮させた先端軸状部をキャビテ
ィ内の金属から離脱させるので、離脱性は確保される。
従って先端軸状部の半径方向の熱膨張に起因するかじ
り、焼付等の不具合の軽減に有利である。従って入子の
長寿命化、鋳造品の高品質化に有利である。

【００５６】しかもキャビティ内の金属の冷却は冷却液
で促進されているので、キャビティ内の金属の凝固速度
が早くなる。従って注入後に早期に入子を後退させたと
しても、キャビティ内の金属の凝固速度が早いので、鋳
抜き穴の内周壁部分の崩れの回避に有利であり、鋳抜き
穴の形状の精度確保に貢献できる。請求項２の方法によ
れば、前述した様に、冷却液で強制冷却して半径方向に
熱収縮した先端軸状部を離脱させるので、離脱性が向上
する。従って請求項２の方法で用いる入子の様に、先端
軸状部の抜け勾配を実質的に無くした場合であっても、
離脱性を確保できる。この様な請求項２の方法によれ
ば、抜け勾配のない直状の鋳抜き穴の成形に有利であ
る。

【００５７】更に請求項１、請求項２の方法によれば、
鋳造品を形成する金属及び入子の冷却が冷却液により効
果的に行われる。そのため鋳造品の凝固時間の短縮、入
子の冷却時間の短縮が図られ、鋳造用サイクルタイムの
短縮化に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形型を型締めした状態を示す実施例１に係る
構成図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線にそう断面図である。

【図３】成形型のキャビティに溶湯を注入するととも
に、溶湯で包囲された鋳抜きピンを残したままの状態で
冷却ピンを後退させて形成した空隙に冷却水を送給した
状態を示す実施例１に係る構成図である。

【図４】鋳抜きピン及び冷却ピンを共に後退させた状態
を示す実施例１に係る構成図である。

【図５】送給路、空隙、吸引路の冷却水を除去している
状態を示す実施例１に係る構成図である。

【図６】成形型を型開きした状態を示す実施例１に係る
構成図である。

【図７】キャビティに溶湯を注入した状態を示す実施例
２に係る構成図である。

【図８】キャビティに溶湯を注入した後に、鋳抜きピン
を後退させて形成した空隙に冷却水を送給している状態
を示す実施例２に係る構成図である。

【図９】空隙の冷却水を除去している状態を示す実施例
２に係る構成図である。

【図１０】成形型を型開きした状態を示す実施例２に係
る構成図である。

【図１１】鋳抜きピンを後退させて形成した空隙に冷却
水を送給している状態を示す実施例３に係る構成図であ
る。

【図１２】従来例に係る構成図である。

【符号の説明】

図中、１は成形型、１４はキャビティ、２は入子、３は
鋳抜きピン、４は冷却ピン、３１は先端軸状部、４１は
送給路、４３は吸引路、６は冷却水送給手段、６１は給
水路、６２は圧送ポンプ、６３は排水路、６４は吸引ポ
ンプ、８は空隙を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳造品を成形するキャビティをもつ成形型
   と、 該成形型のキャビティに突き出し可能に装備され、該先
   端が該キャビティに対面する軸長方向にのびる挿通孔を
   備えた可動式の外側入子部と、該外側入子部の挿通孔に
   軸長方向に移動可能に挿通され先端が該キャビティに対
   面する可動式の内側入子部と、該キャビティに対面して
   開口し冷却液が吐出される送給路とを備えた入子と、 該入子の送給路に冷却液を送給する冷却液送給手段とを
   用い、 流動性をもつ高温の金属を該成形型のキャビティに注入
   し、該外側入子部のうち該キャビティに突き出た部分を
   該金属で包囲する工程と、 該キャビティ内の金属で包囲された該外側入子部を残し
   たまま、該外側入子部内の該内側入子部をこれが該キャ
   ビティ内の金属から離間する方向に後退させ、該キャビ
   ティ内の金属と該内側入子部の先端部との間に空隙を形
   成し、該空隙に該送給路から該冷却液送給手段により冷
   却液を送給する工程と、 該外側入子部をこれが該キャビティ内の金属から離間す
   る方向に相対的に後退させ、該キャビティ内の金属と該
   外側入子部とを離脱させる工程とを順に実施することを
   特徴とする鋳造における冷却方法。
2. 【請求項２】鋳造品を成形するキャビティをもつ成形型
   と、 該成形型のキャビティに突き出し可能に配置され、抜け
   勾配が実質的に形成されていない先端軸状部と該キャビ
   ティに対面して開口し冷却液が吐出される送給路とを備
   えた可動式の入子と、 該入子の送給路に冷却液を送給する冷却液送給手段とを
   用い、 流動性をもつ高温の金属を該成形型のキャビティに注入
   し、該入子のうちキャビティに突き出た該先端軸状部を
   該金属で包囲する工程と、 該キャビティ内の金属と該入子の先端軸状部との間に該
   送給路から該冷却液送給手段により冷却液を吐出する工
   程と、 該入子の先端軸状部を該キャビティ内の金属から離間す
   る方向に相対的に後退させ、該キャビティ内の金属と該
   入子の先端軸状部とを離脱させる工程とを順に実施する
   ことを特徴とする鋳造における冷却方法。