JPS591496B2 - 中空管状部を有する鋳物の鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中空管状部を有する鋳物の鋳造方法に関し、特
に冷却水回路として中空管状部を有する射出成形金型を
鋳物とすることができる鋳造法に関する。

一般に射出成形金型には、その肉厚内に冷却水回路を設
ける必要があり、これがために従来は主として鍛造品が
用いられ、冷却水回路である中空管状部は機械加工によ
って直線孔としてあけられていた。

その為に金型の形状面が曲面である場合でも、冷却水回
路が直線孔となり金型の形状面から均一寸法ではなれた
箇所にあけることが出来ず、金型の形状面が均一に冷却
されない為に金型によって成形される樹脂製品に冷却ム
ラによる熱ひずみが生じて品質が低下したり、金型の形
状面が冷却されるまでの時間が長くかかる為に成形サイ
クルが長く生産性が劣ったり、あるいは機械加工によっ
て直線孔をあける工作機械が高価の為に加工コストが高
く型費のコスト高となる等の不具合があった。

その為に型材料として鋳物を用い、冷却水回路である中
空管状部を鋳造時に形成することによって金型の品質向
上、生産性向上、型費低減を図ろうとして、種々検討さ
れたが欠点があり実用化には至っていなかった。

すなわち従来において検討された中空管状部鋳造法は中
空管状部成形用芯金の断面構造を第１図の如く金属棒１
の外周を注湯熱によって溶解されないように耐火砂ある
いはセラミック等の耐熱物２によっておおい、これを芯
金として鋳造する方法であり、中空管状部を曲線とする
場合には、曲線形状を容易に製作でき、かつ鋳造後にお
いて容易に芯金を引き抜くことが出来るように第２図の
如くコイル状に巻いた針金３の外周を耐熱物２によって
おおった芯金を用いる方法をとり、いずれの場合も鋳造
後において、金属棒１およびコイル状に巻いた針金３を
引き抜いたあと、耐熱物２を除去するわけであるが、耐
熱物２は鋳物４に喰いついて容易に除去出来なかった。

これらの耐熱物２の除去方法として第３図の如くガラス
ピーズ等の固い粒子を混入した粒子流動体５を加圧注入
し、耐熱物２を除去しようとしたが、耐熱物２の凸部６
は粒子との衝突によって除去されるが、凹部７は粒子と
の摺動摩擦力によってのみ除去される力が作用するだけ
で、結果として耐熱物２は除去されずに鋳物内に残って
しまった。

その為に中空管状部において鋳物との境に耐熱物２とい
う断熱層をつくってしまう結果となり、本来の目的であ
る冷却水回路としての機能を果たすことが出来ず、これ
ら従来の中空管状部鋳造法は射出成形金型の型材料とし
て用いる鋳物の鋳造法にはなり得なかった。

本発明は上述の如き従来の鋳造物の欠点を解消し、成形
される中空管状部内から耐熱物が完全に除去され、射出
成形金型とした場合に冷却水による所望の冷却効果を得
ることができる鋳造方法の提供を目的とし、その要旨と
するところは鋳物の肉厚内に直線もしくは曲線状の中空
管状部を有する鋳物の鋳造法において、中心部金属製中
空管を有し、該中空管の外周を低熱伝導率の脆弱性材料
からなる被覆材をもって被覆した中空管状部成形用の芯
金を鋳型内に挿通し、鋳型内への注湯後、前記中空管内
に芯金外面の鋳物と温度差をもたせた流体を通し、前記
被覆材をその内外面の温度差による歪により自己破壊さ
せた後、前記芯金の中空管を引き抜くことを特徴として
なる中空管状部を有する鋳物の鋳造方法に在する。

次に本発明による鋳造方法を図面について詳細に説明す
る。

中空管状部成形用芯金の断面構造を第４図の如く、金属
製中空管８の外周をセラミック等の熱伝導率の低い脆弱
性材料からなる被覆材９によっておおい、これを芯金と
して鋳型内に挿通し鋳造する。

ここで金属製中空管８は従来種々検討されたものと同様
にコイル状に巻いた針金でもよいし、帯鋼をらせん状に
まいたもの、あるいは単なる金属管でもよいが要するに
熱伝導率を確保する為と、鋳造後において流動体を注入
する為に空洞部を有する金属製の中空管ならばよい。

つまり金属製中空管８は鋳造後において引き抜く際に有
利なものを選定すればよいのであり曲線引き抜きにはコ
イル状のもの等が適しているし直線引き抜きには直線状
の単なる金属管がよい。

また被覆材９としてはセラミックその他の陶質体のほか
ガラス質体なとでもよい。

次にこのような断面構造を有する芯金を中子上して鋳造
後に、流動体を金属製中空管８の内部に注入する。

ここで流動体としては水、空気、液化ガス、高温ガス、
高温液体、低温液体等であれはよい。

要するに流動体を注入することによって、被覆材９の内
壁１１と外壁１２とに大きな温度差を発生せしめ、それ
による内部応力ひずみによって被覆材９を自己破壊させ
、これによって従来除去が困難であった鋳物内部の耐熱
物を容易に除去し得る状態となす。

そしてその後金属製中空管８を引き抜きこれとともに被
覆材９が除去されるのである。

次に本発明を具体化した実施の一例について説明すると
第５図に示すように針金１３を螺旋状に巻いて金属製中
空管８を形成し、被覆材９としてセラミックを使用する
。

こうして形成した芯金を中子として鋳造し、常温まで冷
却した後中空管８内に液化窒素を注入する。

この時液化窒素ガスは約−１９６℃である為に被覆材９
の断面肉厚における外壁１５と内壁１６とに大きな温度
差が生じ、この際の内部応力ひずみの為に被覆材９は自
己破壊をおこし粉砕される。

その後コイル状に巻いた針金１２の端を引き抜くとセラ
ミック１３とともに鋳物内より除去される。

なお流体を注入する際の鋳物がまだ高温状態であれば流
動体として水を用いても同様な結果が得られる。

また流動体を鋳物内に均一同時に注入する手段として第
６図の如く、変形自在なパイプ１７の側面に横孔１８を
あけたものを鋳物内に挿入してから流動体を注入する方
法もある。

これらは各々の条件に応じて実施すればよい。

以上のように本発明によれば従来検討された方法では鋳
物内から除去出来なかった耐熱物を容易に除去すること
ができるようになり、結果として射出成形金型の型材料
として冷却水回路として用いる中空管状部を鋳造によっ
て成形することが出来る為に種々の点で有利な鋳物型材
料を得られ、射出成形金型の品質向上、生産性向上、型
費低減となって有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の中空管状部成形用芯金の例を
示す断面図、第３図は従来の耐熱物除去方法を示す断面
図、第４図は本発明に係る中空管状部成形用芯金を示す
断面図、第５図は同じくそのひとつの実施例を示す断面
図、第６図は注入パイプの例を示す斜視図である。 ８・・・・・・金属製中空管、９・・・・・・被覆材、
１１・・・・・・内壁、１２・・・・・・外壁、１５・
・・・・・外壁、１６・・・・・・内壁、１７・・・・
・・パイプ、１８・・・・・・横孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鋳物の肉厚内に直線もしくは曲線状の中空管状部を
   有する鋳物の鋳造法において、中心部金属製中空管を有
   し、該中空管の外周を低熱伝導率の脆弱性材料からなる
   被覆材をもって被覆した中空管状部成形用の芯金を鋳型
   内に挿通し、鋳型内への注湯後、前記中空管内に芯金外
   面の鋳物と温度差をもたせた流体を通し、前記被覆材を
   その内外面の温度差による歪により自己破壊させた後、
   前記芯金の中空管を引き抜くことを特徴さしてなる中空
   管状部を有する鋳物の鋳造方法。 ２ 被覆材としてセラミック等の陶材料を用いる特許請
   求の範囲第１項記載の中空管状部を有する鋳物の鋳造方
   法。 ３ 芯金の中空管として線状材もしくは帯状材を螺旋状
   に巻き、中空筒状に形成したものを使用する特許請求の
   範囲第１項記載の中空管状部を有する鋳物の鋳造方法。