JPH0985414A

JPH0985414A - 鋳造用金型の冷却構造

Info

Publication number: JPH0985414A
Application number: JP24588095A
Authority: JP
Inventors: Mikinari Nozaki; 美紀也野崎; Mitsuhiro Karaki; 満尋唐木; Mitsuru Inui; 満乾; Taketo Futamura; 健人二村; Akira Saito; 明斉藤
Original assignee: Toyota Motor Corp; Gifu Seiki Kogyo KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Gifu Seiki Kogyo KK
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】突型部２を効果的に冷却でき、突型部２の径の
サイズの小型化に貢献できる鋳造用金型の冷却構造を提
供すること。【解決手段】空洞２０をもつ突型部２を備えた金型１
と、突型部２の空洞２０に嵌合された軸状部材として機
能する挿入部材３とで構成されている。挿入部材３は、
その外面部に、冷却媒体が送給される往路３１Ａとなる
第１螺旋溝３１及び冷却媒体が戻る復路３２Ａとなる第
２螺旋溝３２が形成されている。挿入部材３は、突型部
２の空洞２０を区画する内壁面２０ｉに圧着している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鋳造用金型の冷却構
造に関する。本発明は例えば鋳抜きピンの冷却に適用で
きる。

【０００２】

【従来の技術】従来より、鋳造用金型の冷却構造とし
て、図６に示す様に長孔状の空洞１０１を備えた外径Ｄ
ｃをもつ鋳抜きピン１００と、円軸状をなす挿入部材２
００とを用い、挿入部材２００を鋳抜きピン１００の空
洞１０１に嵌合する構造の技術が知られている（特開平
６−２６２２９５号公報）。

【０００３】このものによれば図６から理解できる様
に、挿入部材２００の内部には、冷却水が送給される往
路３００が軸長方向に貫通して形成されている。更に、
挿入部材２００の外周部には、螺旋溝４０１とこの螺旋
溝４０１に連続する軸長方向にのびる直溝４０２とから
なり冷却水が戻る復路４００が形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記公報
技術によれば、挿入部材２００の内部に往路３００が軸
長方向に貫通して形成されているため、挿入部材２００
の径のサイズの小型化には限界がある。挿入部材２００
のサイズを小径とすれば、往路３００の通路幅が狭小化
し、冷却水の流れに支障が生じるからである。

【０００５】そのため、外径Ｄｃが小さな鋳抜きピン１
００に上記冷却構造を適用することは、困難であった。
本発明は上記した実情に鑑みなれたものであり、請求項
１は、挿入部材の外面部に形成した螺旋溝を往路及び復
路として利用することにより、突型部を効果的に冷却で
き、突型部の径のサイズの小型化に貢献できる鋳造用金
型の冷却構造を提供することにある。

【０００６】請求項２は、突型部の補強性を高めること
により、突型部の損傷を軽減、回避するのに有利な鋳造
用金型の冷却構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る鋳造用金
型の冷却構造は、空洞をもつ突型部を備えた金型と、金
型の突型部の空洞に嵌合された挿入部材とで構成され、
挿入部材は、その外面部に、冷却媒体が送給される往路
となる第１螺旋溝及び冷却媒体が戻る復路となる第２螺
旋溝が形成されていることを特徴とするものである。

【０００８】請求項２に係る鋳造用金型の冷却構造によ
れば、請求項１において、挿入部材は、金型の突型部の
空洞を区画する内壁面に圧着していることを特徴とする
ものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１に係る構造によれば、挿
入部材の外面部に形成された第１螺旋溝で構成された往
路に冷却媒体が送給される。冷却媒体は、挿入部材の外
面部に形成された第２螺旋溝で構成された復路を通って
戻る。これにより金型の突型部は、その内部から冷却さ
れる。冷却媒体としては一般的には冷却水を採用でき
る。突型部としては、一般的には、鋳造品に鋳抜き穴を
成形する鋳抜きピンや金属中子を採用できる。

【００１０】請求項２に係る構造によれば、挿入部材
は、空洞を区画する内壁面に圧着しているため、挿入部
材の外面部の第１螺旋溝で形成された往路と、第２螺旋
溝で形成された復路とが過剰に連通することを抑えるの
に有利である。そのため往路の冷却媒体が充分な冷却機
能を奏しないで、復路に戻る不具合は、抑えられる。更
に請求項２に係る構造によれば、挿入部材は、空洞を区
画する内壁面に圧着しているため、突型部を補強する機
能も期待できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（実施例の構成）図１は本実施例の断面を示す。図１の
Ｗ２−Ｗ２線に沿う断面は図２に示されている。図１の
Ｗ３−Ｗ３線に沿う断面は図３に示されている。図１の
Ｗ４−Ｗ４線に沿う断面は図４に示されている。

【００１２】図１に示す様に金型１は、主型１０と、主
型１０に組付けられた入子型１１とで形成されている。
入子型１１は冷却水が流れる冷却孔１３を備えている。
入子型１１の所定部位には、突型部としての金属製の鋳
抜きピン２が一体的に設けられている。鋳抜きピン２
は、抜け勾配として機能する円錐面状のテーパ面２ａを
備えた略円柱形状をなしている。鋳抜きピン２はキャビ
ティ１５に対面しており、キャビティ１５で成形される
鋳造品に鋳抜き穴を形成するものである。

【００１３】鋳抜きピン２には空洞２０が同軸的に形成
されている。空洞２０は、一端が閉じるとともに他端が
冷却孔１３に連通している。空洞２０は内壁面２０ｉで
長孔状に区画されている。空洞２０の奥方は最深部２０
ｃとされている。図１において空洞２０の基本内径はＤ
ａで示される。図２から理解できる様に空洞２０の横断
面は円形状とされている。

【００１４】図１から理解できる様に、鋳抜きピン２の
空洞２０には挿入部材としての金属製の軸状部材３が嵌
合されている。本実施例によれば、軸状部材３としては
具体的には２条の螺旋溝を備えた市販のツイスト式のド
リルを採用している。軸状部材３の外周部には、螺旋状
にのびる第１螺旋溝３１と、同じく螺旋状にのびる第２
螺旋溝３２が隣設して形成されている。第１螺旋溝３１
は、空洞２０の最深部２０ｃに冷却水を送給する往路３
１Ａを形成する。第２螺旋溝３２は、空洞２０の最深部
２０ｃから冷却水を戻す復路３２Ａを形成する。

【００１５】更に軸状部材３を構成するドリルのシャン
ク３ｋの外面には、溝３３、３４が互いに背向して形成
されている。軸状部材３を構成するドリルの先端のすく
い面３ｈは、最深部２０ｃに位置している。軸状部材３
のマージン部３５は、空洞２０の内壁面２０ｉに圧着さ
れている。マージン部３５は、第１螺旋溝３１と第２螺
旋溝３２とを仕切る螺旋状の仕切壁である。

【００１６】マージン部３５を圧着させるに際しては、
例えば冷やし嵌め手段や焼き嵌め手段を採用できる。冷
やし嵌め手段においては、軸状部材３を冷却して軸状部
材３を径方向に熱収縮させる操作と、熱収縮した軸状部
材３を鋳抜きピン２の空洞２０に挿入する操作と、熱収
縮後の軸状部材３の径方向の熱膨張を利用して、軸状部
材３のマージン部３５を空洞２０の内壁面２０ｉに圧着
させる操作とを順に実施することができる。

【００１７】また焼き嵌め手段においては、鋳抜きピン
２を高温に加熱して空洞２０を径方向に熱膨張させる操
作と、その熱膨張した空洞２０に軸状部材３を挿入する
操作と、熱膨張後の空洞２０の径方向の熱収縮を利用し
て、軸状部材３のマージン部３５を空洞２０の内壁面２
０ｉに圧着する操作とを順に実施することができる。更
に本実施例によれば、図１から理解できる様に入子型１
１の冷却孔１３には、金属製の通水管４が軸状部材３の
後方に位置して配置されている。通水管４は通路状の給
水路４０及び排水路４１を備えている。軸状部材３は通
水管４に非固定である形態でも、或いは溶接等で固定さ
れている形態でも良い。更に通水管４の後方には、給水
源につながる給水管５０、排水源につながる排水管５１
が配置されている。なお５７は通水管４の開口に挿着さ
れた埋栓であり、５８は通水管４と金型１との間をシー
ルするゴム製のシール材である。

【００１８】（使用方法）さて使用方法について説明す
る。即ち、溶湯が金型１のキャビティ１５に注入され、
鋳造品が成形される。鋳造の際に高温の溶湯の熱を受け
て鋳抜きピン２が加熱される。鋳抜きピン２を冷却すべ
く、給水源から給水管５０の給水路５０ｎに冷却水が供
給される。供給された冷却水は、通水管４の給水路４
０、軸状部材３のシャンク３ｋの溝３３を矢印方向に流
れ、第１螺旋溝３１で形成された往路３１Ａを矢印Ａ１
方向に螺旋状に旋回しながら流れる。更に冷却水は第１
螺旋溝３１の先端まで流れ、空洞２０の最深部２０ｃに
到達する。最深部２０ｃに到達した冷却水は、鋳抜きピ
ン２の先端部２ｓを冷却する。

【００１９】最深部２０ｃに到達した冷却水は、第２螺
旋溝３２で形成された復路３２Ａを矢印Ａ２方向に螺旋
状に旋回して流れる。更に冷却水は、軸状部材３のシャ
ンク３ｋの溝３４を通り、更に通水管４の排水路４１を
流れ、排水管５１の排水路５１ｎから排出される。これ
により金型１の鋳抜きピン２は冷却水によりその内部か
ら冷却される。なお溶湯はアルミ系でも、マグネシウム
系でも、鉄系でも良く、特に問わない。

【００２０】（実施例の効果）本実施例によれば、軸状
部材３の外面部の第１螺旋溝３１を利用して冷却水が送
給される往路３１Ａを形成すると共に、第２螺旋溝３２
を利用して冷却水が戻る復路３２Ａを形成するので、鋳
抜きピン２をその内側から効果的に冷却できる。

【００２１】殊に特開平６−２６２２９５号公報に係る
技術とは異なり、軸状部材の内部に通水路を貫通させる
までもないので、鋳抜きピン２の径のサイズの小型化に
貢献できる。故に、鋳抜きピン２の空洞２０の基本内径
Ｄａ（図１参照）を例えば２〜５ｍｍ程度とかなり径小
にすることも可能である。よって本実施例によれば、鋳
造品に径小の鋳抜き穴を成形するのに有利である。勿
論、空洞２０の基本内径Ｄａは上記した値に限定される
ものではない。

【００２２】また本実施例によれば、鋳抜きピン２の空
洞２０の最深部２０ｃにまで冷却水が到達する。従っ
て、高温の溶湯に触れるため過熱され勝ちの鋳抜きピン
２の先端部２ｓを冷却するのに有利である。故に鋳抜き
ピン２の過熱に起因する鋳造品の焼付等の欠陥を軽減、
回避するのに有利である。この様に過熱され勝ちな鋳抜
きピン２の冷却が促進されることから、鋳抜きピン２の
冷却時間が短縮化され、鋳造サイクルタイムの短縮化に
も有利である。

【００２３】さらに本実施例によれば、軸状部材３のマ
ージン部３５を空洞２０の内壁面２０ｉに圧着している
ため、往路３１Ａと復路３２Ａとの間における冷却水の
ショートパスを、軽減または回避するのに有利であり、
所望の冷却効果を得るのに有利である。そのため、冷却
水の圧力が高圧である場合であっても、第１螺旋溝３１
で形成された往路３１Ａを流れる冷却水が、復路３２Ａ
に漏れることを防止するのに有利である。従って冷却水
を空洞２０の最深部２０ｃまで到達させるのに有利であ
り、過熱され勝ちない鋳抜きピン２の先端部２ｓの冷却
に貢献できる。よって鋳抜きピン２の耐久性や寿命の向
上に貢献できる。同様に、第２螺旋溝３２で構成された
復路３２Ａを流れる冷却水が、受熱により膨張して往路
３１Ａに漏れることを防止するのに有利である。

【００２４】また空洞２０の内壁面２０ｉには、内壁面
２０ｉとの間の摩擦等の影響で高温の冷却水が停滞した
高温停滞領域が生成されるおそれがある。この点本実施
例によれば、冷却水は軸状部材３の第１螺旋溝３１及び
第２螺旋溝３２にそって螺旋状に旋回するので、冷却水
の乱流化を期待できる。更に螺旋状に旋回する冷却水が
鋳抜きピン２の空洞２０の内壁面２０ｉに衝突する効果
も期待できる。よって冷却水の高温停滞領域を解消する
のに有利であり、この意味においても冷却効果の確保に
有利である。

【００２５】加えて本実施例によれば、往路３１Ａ及び
復路３２Ａの冷却水は螺旋状に旋回するので、鋳抜きピ
ン２の空洞２０の内壁面２０ｉや軸状部材３が冷却水に
接触する接触面積を確保するのに有利である。よって軸
状部材３ひいては鋳抜きピン２の冷却むらの軽減、回避
を図り得る。更に本実施例によれば、前述の様に軸状部
材３のマージン部３５は空洞２０の内壁面２０ｉに圧着
しているため、空洞２０を備えた鋳抜きピン２を補強す
る機能も期待できる。そのためキャビティ１５に注入さ
れた溶湯が高圧の場合であっても、また鋳抜きピン２の
肉厚が薄い場合であっても、鋳抜きピン２の破損を軽減
または回避できる。よって溶湯の注入圧が高圧なダイカ
スト法や高圧鋳造法に適する。勿論、重力鋳造法にも適
するものである。

【００２６】ところで、本実施例に係る軸状部材３を鋳
抜きピン２の空洞２０に挿入しない場合には、鋳抜きピ
ン２の先端部２ｓの内面にクラックＢが生成することが
しばしばあった。この点前述の様に軸状部材３のマージ
ン部３５は空洞２０の内壁面２０ｉに圧着している本実
施例によれば、前記したクラックＢの生成は、抑止され
た。その理由としては、軸状部材３のマージン部３５は
空洞２０の内壁面２０ｉに圧着しているため、軸状部材
３による拘束性が高まり、半径方向における鋳抜きピン
２の過剰な熱収縮が軸状部材３で規制されるためと考え
られる。

【００２７】（他の例）図５は他の例を示す。この例は
基本的には前記した実施例と同様の構成であり、但しこ
の例では通水管４の給水路４０に連通する給水路５０ｎ
が金型１自体に形成され、通水管４の排水路４１に連通
する排水路５１ｎが金型１自体に形成されている。なお
４ｍは通水管４の後端開口を塞ぐ埋栓である。

【００２８】この例においても前記した実施例と基本的
には同様の作用効果を奏する。即ち、軸状部材３の外面
部の第１螺旋溝３１を利用して冷却水を送給する往路３
１Ａを形成すると共に、第２螺旋溝３２を利用して冷却
水を戻す復路３２Ａを形成するので、前記した実施例と
同様に、鋳抜きピン２をその内側から効果的に冷却でき
る。殊に特開平６−２６２２９５号公報に係る技術とは
異なり、軸状部材３の内部に通水路を貫通させるまでも
なく、鋳抜きピン２をその内側から効果的に冷却できる
ため、鋳抜きピン２の径のサイズの小型化に貢献でき
る。よって鋳造品に径小の鋳抜き穴を成形するのに有利
である。

【００２９】また本実施例によれば、鋳抜きピン２の空
洞２０の最深部２０ｃにまで冷却水が流れる。従って、
高温の溶湯が注入されるキャビティ１５に近いため過熱
され勝ちの最深部２０ｃを冷却するのに有利である。故
に鋳抜きピン２の過熱に起因する鋳造品の焼付等の欠陥
を軽減、回避するのに有利である。また他の例として、
軸状部材３が通水管４に非固定である場合には、鋳抜き
ピン２の空洞２０の内壁面２０ｉに軸状部材３のマージ
ン部３５が圧着する度合を低減し、冷却水の水圧により
軸状部材３がその周方向に回転可能となる形態にするこ
ともできる。この場合には軸状部材３の回転により、鋳
抜きピン２の空洞２０の内壁面２０ｉに付着したスケー
ルや水垢等の除去効果を期待できる。

【００３０】上記した例では軸状部材３としてドリルを
採用しているが、これに限らず２条螺子を採用すること
も可能である。また図示はしないが排水路５１ｎに吸引
装置に接続し、吸引装置の吸引作用により排水路５１ｎ
からの排水を促進することもできる。（付記）上記した実施例から次の技術的思想も把握でき
る。 ○挿入部材は、焼き嵌め或いは冷やし嵌めで突型部の空
洞の内壁面に圧着されている請求項１に記載の構造。

【００３１】

【発明の効果】請求項１に係る構造によれば、挿入部材
の外面部の第１螺旋溝を利用して冷却媒体を送給する往
路を形成すると共に、第２螺旋溝を利用して冷却媒体を
戻す復路を形成するので、突型部をその内側から効果的
に冷却できる。殊に特開平６−２６２２９５号公報に係
る技術とは異なり、挿入部材の内部に通水路を貫通させ
るまでもなく、突型部を効果的に冷却できるため、突型
部の径のサイズの小型化に貢献できる。

【００３２】請求項２に係る構造によれば、突型部の補
強性を高めることができ、突型部の損傷を軽減、回避す
るのに有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る断面図である。

【図２】図１のＷ２−Ｗ２線に沿う断面図である。

【図３】図１のＷ３−Ｗ３線に沿う断面図である。

【図４】図１のＷ４−Ｗ４線に沿う断面図である。

【図５】他の実施例に係る断面図である。

【図６】従来技術に係る構成図である。

【符号の説明】

図中、１は金型、１０は主型、１１は入子型、１５はキ
ャビティ、２は鋳抜きピン（突型部）、２０は空洞、２
０ｃは最深部、２０ｉは内壁面、３は軸状部材（挿入部
材）、３１は第１螺旋溝、３２は第２螺旋溝、３１Ａは
往路、３２Ａは復路、４は通水管をそれぞれ示す。

フロントページの続き (72)発明者乾満岐阜県岐阜市六条南１丁目９番６号岐阜精機工業株式会社第１事業部内 (72)発明者二村健人岐阜県岐阜市六条南１丁目９番６号岐阜精機工業株式会社第１事業部内 (72)発明者斉藤明岐阜県岐阜市六条南１丁目９番６号岐阜精機工業株式会社第１事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空洞をもつ突型部を備えた金型と、該金型の突型部の該空洞に嵌合された挿入部材とで構成
され、該挿入部材は、その外面部に、冷却媒体が送給される往
路となる第１螺旋溝及び冷却媒体が戻る復路となる第２
螺旋溝が形成されていることを特徴とする鋳造用金型の
冷却構造。
【請求項２】挿入部材は、金型の突型部の空洞を区画す
る内壁面に圧着していることを特徴とする請求項１に記
載の鋳造用金型の冷却構造。