JP5657717B2 - 鋳造用金型 - Google Patents

Description

本発明は、摺動型を摺動自在に支持する金型本体を備えた鋳造用金型に関する。

従来、鋳造品を金型から離型し易くするために、鋳造前に、金型のキャビティ面に離型剤を塗布することが広汎に行われている。一般的に、離型剤は、水分に溶解させた状態でキャビティ面に塗布される。そうすると、金型の残熱によって水分が蒸発して離型剤がキャビティ面に膜状に付着する。

しかしながら、金型が比較的低温であったり、キャビティ面に対する離型剤の塗布量が過剰であったりする場合には、水分が完全に蒸発することなくキャビティ内に残存することがある。この状態で鋳造すると、いわゆる水残り不良を引き起こすことがある。

例えば、特許文献１には、固定型のガイド溝にスライドコアを摺動自在に配設すると共に当該ガイド溝を構成する壁面に離型剤を排出するための排出孔の開口部を形成し、離型剤が塗布されたスライドコアのキャビティ面に圧縮空気を吹き付けることによって、当該キャビティ面の過剰な離型剤を前記ガイド溝の下方に集めて前記排出孔に導き入れる技術的思想が開示されている。

特開２０１１−１９４４３３号公報

上述した特許文献１のような従来技術では、ガイド溝の溝底面がスライドコア（摺動型）のキャビティ面に対して略直交する方向に延在しているため、当該キャビティ面に吹き付けた圧縮空気（圧縮流体）が前記溝底面に対して垂直に当たり易くなっている。そのため、圧縮空気によって吹き飛ばされた離型剤が前記溝底面に当たり、スライドコアのキャビティ面に跳ね返ることがある。また、ガイド溝の下方に集められた離型剤が前記圧縮空気に吹き付けられて前記溝底面に当たり、スライドコアのキャビティ面に跳ね返ることもある。そうすると、水残り不良を引き起こす懸念がある。

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、摺動型のキャビティ面に塗布された過剰な離型剤を効率的にキャビティの外部に排出することができ、これによって、水残り不良の発生を抑えることができる鋳造用金型を提供することを目的とする。

［１］ 本発明に係る鋳造用金型は、摺動型を摺動自在に支持する金型本体を備えた鋳造用金型であって、前記摺動型が摺動する前記金型本体の摺動面には、当該摺動型のキャビティ面に塗布された離型剤を排出するための排出溝が形成され、前記排出溝を構成する壁面には、前記排出溝の溝底面に向かって当該溝底面と直交する方向に対して傾斜する傾斜面が形成され、前記傾斜面の少なくとも一部が、前記溝底面と直交する方向から見て前記摺動型の退避状態で前記キャビティ面よりも上方に位置していることを特徴とする。

本発明に係る鋳造用金型によれば、金型本体の摺動面に形成された排出溝を構成する壁面に形成された傾斜面の少なくとも一部が、摺動型の退避状態で排出溝の溝底面と直交する方向から見てキャビティ面よりも上方に位置しているので、離型剤が塗布された摺動型のキャビティ面に圧縮流体を吹き付けた際に、前記キャビティ面の過剰な離型剤を前記傾斜面に当てることができる。また、前記傾斜面が排出溝の溝底面に向かって溝底面と直交する方向に対して傾斜しているので、傾斜面に当たった前記離型剤は、前記キャビティ面に跳ね返ることなく排出溝内に入り込むこととなる。これにより、摺動型のキャビティ面に塗布された過剰な離型剤を効率的にキャビティの外部に排出することができる。よって、水残り不良の発生を抑えることができる。

［２］ 上記の鋳造用金型において、前記摺動型は、鉛直下方に退避するように鉛直方向に沿って摺動自在に前記金型本体に支持されており、前記傾斜面は、前記排出溝を構成する上側の溝側面に形成されていてもよい。

このような構成によれば、排出溝を構成する上側の溝側面に傾斜面を形成しているので、圧縮流体の乱流を抑えることができる。また、傾斜面に当たった離型剤を鉛直下方に向けて落下させて排出溝の下部に集めることができる。

［３］ 上記の鋳造用金型において、前記金型本体の前記摺動面には、前記摺動型を鉛直方向に沿って案内するガイド溝が形成されており、前記排出溝内の前記離型剤を前記ガイド溝に導く導出部を備えていてもよい。

このような構成によれば、排出溝内の離型剤をガイド溝に導く導出部を備えているので、ガイド溝を介して排出溝内の離型剤を金型本体の外部に流出することができる。これにより、排出溝内に大量の離型剤が溜まることを防止することができる。また、ガイド溝を利用することによって、排出溝内の離型剤を金型本体の外部に排出するための機構を新たに設ける必要がないため、鋳造用金型の構成を簡素化することができる。

［４］ 上記の鋳造用金型において、前記導出部は、前記排出溝を構成する下側の溝側面に形成され、前記ガイド溝の溝側面に連なると共に当該ガイド溝に向かって鉛直下方に傾斜していてもよい。

このような構成によれば、排出溝を構成する下側の溝側面に導出部を形成しているので、傾斜面に当たり鉛直下方に落下した離型剤を導出部で確実に受けることができる。また、前記導出部がガイド溝に向かって鉛直下方に傾斜しているので、導出部で受けた離型剤をガイド溝に向けて一方向に流すことができ、当該離型剤を凝集させて流動し易くすることができる。さらに、導出部がガイド溝の溝側面に連なっているので、導出部の下部まで流れた離型剤をガイド溝の溝側面を伝ってガイド溝内に流入させることができる。これにより、排出溝内の離型剤をガイド溝に確実に導くことができる。

［５］ 上記の鋳造用金型において、前記摺動型は、前記ガイド溝内に摺動自在に配設されたガイド部を有し、前記ガイド部は、前記摺動型の型閉じ状態で前記導出部の下端よりも鉛直上方に突出していてもよい。

このような構成によれば、摺動型の型閉じ状態でガイド部が導出部の下端よりも鉛直上方に突出しているので、排出溝内に残存している離型剤がガイド溝内に流入するのをガイド部で塞き止めて導出部の下部に溜めておくことができる。これにより、型開きによって摺動型を鉛直下方に摺動させた際に導出部の下部に溜まっていた離型剤をガイド溝内に確実に流入させることができる。

本発明に係る鋳造用金型によれば、金型本体の摺動面に形成された排出溝を構成する壁面に、摺動型の退避状態でキャビティ面が位置する側に露出する傾斜面を形成しているので、摺動型のキャビティ面に塗布された過剰な離型剤を効率的にキャビティの外部に排出することができ、これによって、水残り不良の発生を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係る鋳造用金型の一部省略断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った一部省略断面図である。 前記鋳造用金型を構成する可動型に形成された排出溝とガイド溝を説明するための断面斜視図である。 前記鋳造用金型を構成する摺動型のキャビティ面に圧縮空気を吹き付けている状態を示した一部省略拡大断面図である。 前記キャビティ面に圧縮空気を吹き付けている状態を固定型から見た一部省略拡大正面図である。 前記鋳造用金型の型閉じ状態を示した一部省略断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った一部省略断面図である。 前記排出溝に残った離型剤を排出している状態を示した一部省略断面図である。

以下、本発明に係る鋳造用金型について、好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係る鋳造用金型１０は、シリンダブロックを鋳造するための金型であって、固定型１２と、固定型１２に近接離間可能な状態で対向配置された可動型（金型本体）１４と、可動型１４に対して摺動自在に支持された複数（本実施形態では２つ）の摺動型１６、１８とを備えている。この鋳造用金型１０では、型閉じ状態（型締め状態）において、固定型１２、可動型１４、及び複数の摺動型１６、１８によって鋳造品であるシリンダブロックに対応した形状のキャビティＣが形成されることとなる（図６参照）。

固定型１２には、湯口を構成する出射スリーブ２０の端部が接続されると共に、出射スリーブ２０から供給されるアルミニウム等の金属の溶湯をキャビティＣに導くための湯道（ランナー）２２が形成されている。また、固定型１２のキャビティ面２４（キャビティＣを形成する面）には、可動型１４側に膨出したクランク室成形部２６が設けられている。

可動型１４における摺動型１６の摺動面には、鉛直方向に沿って延在したガイド溝２８と、離型剤Ｐを排出するための排出溝３０とが形成されている。ガイド溝２８は、摺動型１６を鉛直方向に沿って案内するためのものであって、正面視で矩形状に形成されている。排出溝３０の具体的な構成については追って説明する。

可動型１４のキャビティ面３２には、固定型１２側に突出した複数（本実施形態では４つ）の円柱状のシリンダボア成形部３４と、複数のシリンダボア成形部３４を取り囲むようにして配設されたウォータジャケット成形部３６とが設けられている。なお、複数のシリンダボア成形部３４は、可動型１４の移動方向と摺動型１６の摺動方向の両方に直交する方向（図２の左右方向）に一列に並んで配置されている。

摺動型１６は、鉛直下方に退避するように鉛直方向に沿って摺動自在に可動型１４に支持されており、摺動型１８の鉛直下方に配設された摺動型本体３８と、摺動型本体３８から突出して可動型１４のガイド溝２８に摺動自在に配設されたガイド部４０とを有する。摺動型本体３８の上面に形成されるキャビティ面４２は、シリンダ壁成形面４４と、クランクケース壁成形面４６とを含む。

図２から諒解されるように、シリンダ壁成形面４４は、固定型１２側から見た正面視で、略中央に形成された窪み部４８と、窪み部４８の両側に連なる一対の山部５０、５２と、各山部５０、５２に連なり摺動型本体３８の両側端に位置する一対の谷部５４、５６とを含む。すなわち、シリンダ壁成形面４４は、その幅方向（複数のシリンダボア成形部３４の並び方向）に高低差を有している。

ガイド部４０の突出長は、ガイド溝２８の溝深さよりも短く設定されている。すなわち、ガイド部４０とガイド溝２８の溝底面５７との間には、所定の隙間Ｓが形成されている（図４参照）。ガイド部４０の上端面５８は、ガイド溝２８の溝底面５７に向かって鉛直下方に傾斜している。

摺動型１８は、摺動型１６の鉛直上方に位置しており、鉛直上方に退避するように鉛直方向に沿って摺動自在に可動型１４に支持されている。摺動型１８のキャビティ面６０は、シリンダブロックの側壁面に対応した形状を有している。

可動型１４に形成された排出溝３０は、摺動型１６のキャビティ面４２に塗布された過剰な離型剤ＰをキャビティＣの外部に排出するためのものであって、固定型１２側からの正面視で、排出溝３０の上側部分が複数のシリンダボア成形部３４の並び方向に沿って延在した矩形状に形成されると共に、排出溝３０の下側部分が下向き三角形状に近い形状に形成されている。

排出溝３０を構成する上側の溝側面には、溝底面６２に向かって連続的に鉛直下方に傾斜した傾斜面６４が形成されている。図２及び図５から諒解されるように、傾斜面６４は、摺動型１６の退避状態（摺動型１６が最も鉛直下方に位置した状態）で摺動型１６のキャビティ面４２が位置する側に露出している。なお、図５では、傾斜面６４のうち露出している部分をクロスハッチングで示している。なお、傾斜面６４の長さ寸法は、摺動型１６の幅寸法と略同一に設定されている。

傾斜面６４の傾斜角度θ（図４参照）、すなわち、摺動型１６のキャビティ面４２に平行な線（排出溝３０の溝底面６２の垂線）と傾斜面６４とのなす角度は、任意に設定することができるが、例えば、４５°に設定するのが好ましい。傾斜角度θを４５°に設定した場合、圧縮空気によって摺動型１６のキャビティ面４２から可動型１４側に吹き飛ばされて傾斜面６４に当たった離型剤Ｐを前記キャビティ面４２に跳ね返すことなく鉛直下方に向けて落下させることができるからである。

排出溝３０の溝底面６２には、ガイド溝２８の上端部が形成されている。換言すれば、ガイド溝２８は、排出溝３０の鉛直下方から当該排出溝３０の途上の位置まで延在している。また、ガイド溝２８は、その幅方向の位置が排出溝３０の略中央に位置している。

排出溝３０を構成する下側の溝側面には、傾斜面６４に当たって落下した離型剤Ｐをガイド溝２８に導くための一対の導出部６６、６８が形成されている。各導出部６６、６８は、排出溝３０の両端からガイド溝２８に向かって連続的に鉛直下方に傾斜しており、その下端においてガイド溝２８の各溝側面７０、７２に連なっている（図２及び図３参照）。なお、各導出部６６、６８は、傾斜面６４の鉛直下方に位置している。

本実施形態に係る鋳造用金型１０は、基本的には以上のように構成されたものであり、次に、その作用及び効果について説明する。

鋳造用金型１０を用いてシリンダブロックを鋳造する場合、先ず、型開き状態において、水に溶解させた離型剤Ｐを各キャビティ面２４、３２、４２、６０に塗布する。そうすると、鋳造用金型１０の残熱によって水分が蒸発して離型剤Ｐが各キャビティ面２４、３２、４２、６０に膜状に付着する。しかしながら、鋳造用金型１０が比較的低温であったり、各キャビティ面２４、３２、４２、６０に対する離型剤Ｐの塗布量が過剰であったりする場合には、水分が完全に蒸発することなくキャビティＣ内に残存するおそれがある。特に、鉛直上方に指向する摺動型１６のキャビティ面４２には、過剰な離型剤Ｐ（水分）が残りやすい。

本実施形態では、摺動型１６のキャビティ面４２に塗布した離型剤Ｐのうち過剰なものは、当該キャビティ面４２の窪み部４８及び各谷部５４、５６に集められる。そして、このとき、排出溝３０の傾斜面６４は、窪み部４８及び各谷部５４、５６に対応した箇所でキャビティ面４２側に露出する（図５のクロスハッチングで示した露出部分を参照）。

続いて、図４に示すように、固定型１２側において摺動型１６のキャビティ面４２の高さ位置にスプレーカセット（流体噴出手段）１００を配置して、当該スプレーカセット１００から可動型１４に向けて圧縮空気（圧縮流体）を噴出する。そうすると、キャビティ面４２に圧縮空気が吹き付けられ、窪み部４８及び各谷部５４、５６に集められた過剰な離型剤Ｐが傾斜面６４に向かって吹き飛ばされる。

図５から諒解されるように、各谷部５４、５６から吹き飛ばされて傾斜面６４に当たった離型剤Ｐは、キャビティ面４２に跳ね返されることなく各導出部６６、６８に落下する。一方、窪み部４８から吹き飛ばされて傾斜面６４に当たった離型剤Ｐは、キャビティ面４２に跳ね返されることなくガイド部４０の上端面５８に落下する。

各導出部６６、６８に落下した離型剤Ｐは、凝集しながらガイド溝２８に向かって下方に流れ、ガイド溝２８の溝側面７０、７２を伝ってガイド部４０の上端面５８に達する。そして、ガイド部４０の上端面５８において、傾斜面６４から落下した離型剤Ｐと各導出部６６、６８から導かれた離型剤Ｐとがさらに凝集しながらガイド溝２８の溝底面５７に向けて下方に流れ、凝集した離型剤Ｐが前記溝底面５７とガイド部４０との間の隙間Ｓを通って可動型１４の外部に排出されることとなる。なお、可動型１４の外部に排出された離型剤Ｐは、回収して再利用するようにしても構わない。これにより、摺動型１６のキャビティ面４２に塗布された過剰な離型剤Ｐを効率的に排除することができる。

続いて、図６に示すように、摺動型１６を鉛直上方に摺動すると共に摺動型１８を鉛直下方に摺動した状態で可動型１４を固定型１２側に近接させて鋳造用金型１０の型閉じを行う。これにより、各キャビティ面２４、３２、４２、６０によってキャビティＣが形成される。その後、アルミニウムの溶湯を出射スリーブ２０から供給する。そうすると、湯道２２を介してキャビティＣ内に前記溶湯が充填されることとなる。

一方、図７に示すように、摺動型１６の型閉じ状態で、ガイド部４０が各導出部６６、６８の下端よりも鉛直上方に突出する。そうすると、排出溝３０内に未だ残っていた離型剤Ｐが各導出部６６、６８を流れてその下部に集められる。すなわち、各導出部６６、６８の下部において離型剤Ｐのガイド溝２８への侵入がガイド部４０によって塞き止められるため、各導出部６６、６８の下部に離型剤Ｐが溜まる。

その後、キャビティＣ内に充填された溶湯が固化した後、可動型１４を固定型１２から離間させ、摺動型１６を鉛直下方に退避させると共に摺動型１８を鉛直上方に退避させて鋳造品であるシリンダブロックを鋳造用金型１０から取り出す。このシリンダブロックは、摺動型１６のキャビティ面４２の水分を効率的に排除した状態で鋳造して成形されたものであるため、いわゆる水残り不良を有していない。

また、この型開きによって摺動型１６を鉛直下方に退避させると、ガイド部４０の上端が各導出部６６、６８の下端よりも鉛直下方に位置するため、各導出部６６、６８の下部に溜められていた離型剤Ｐがガイド部４０の上端面５８に流れ込む（図８参照）。そして、ある程度凝集した状態の離型剤Ｐがガイド部４０の上端面５８からガイド溝２８の溝底面５７とガイド部４０との間の隙間Ｓを介して可動型１４の外部に排出されることとなる。

以上説明したように、鋳造用金型１０によれば、可動型１４の摺動面に形成された排出溝３０を構成する壁面に、摺動型１６のその退避状態でキャビティ面４２が位置する側に露出する傾斜面６４を形成しているので、離型剤Ｐが塗布された摺動型１６のキャビティ面４２に圧縮空気を吹き付けた際に、キャビティ面４２の過剰な離型剤Ｐを傾斜面６４に当てることができる。

また、傾斜面６４が排出溝３０の溝底面６２に向かって傾斜しているので、傾斜面６４に当たった離型剤Ｐは、前記キャビティ面４２に跳ね返ることなく排出溝３０内に入り込むこととなる。これにより、摺動型１６のキャビティ面４２に塗布された過剰な離型剤Ｐを効率的にキャビティＣの外部に排出することができる。よって、水残り不良の発生を抑えることができる。

本実施形態の場合、排出溝３０を構成する上側の溝側面に傾斜面６４を形成しているので、圧縮空気の乱流を抑えることができる。また、傾斜面６４に当たった離型剤Ｐを鉛直下方に落下させて排出溝３０の下部に集めることができる。

本実施形態の場合、排出溝３０を構成する下側の溝側面に一対の導出部６６、６８を形成しているので、傾斜面６４に当たり鉛直下方に落下した離型剤Ｐを各導出部６６、６８で受けることができる。

また、各導出部６６、６８がガイド溝２８に向かって鉛直下方に傾斜しているので、各導出部６６、６８で受けた離型剤Ｐをガイド溝２８に向けて一方向に流すことができ、当該離型剤Ｐを凝集させて流動し易くすることができる。

さらに、各導出部６６、６８がガイド溝２８の各溝側面７０、７２に連なっているので、各導出部６６、６８の下部まで流れた離型剤Ｐをガイド溝２８の溝側面７０、７２を伝ってガイド溝２８内に流入させることができる。これにより、排出溝３０内の離型剤Ｐをガイド溝２８に確実に導くことができる。すなわち、排出溝３０内に大量の離型剤Ｐが溜まることを防止することができる。

本実施形態の場合、ガイド溝２８に流入した離型剤Ｐは、ガイド溝２８の溝底面５７と摺動型１６のガイド部４０との間の隙間Ｓを介して可動型１４の外部に排出される。つまり、ガイド溝２８を利用することによって、排出溝３０内の離型剤Ｐを可動型１４の外部に排出するための機構を新たに設ける必要がないため、鋳造用金型１０の構成を簡素化することができる。

本実施形態の場合、摺動型１６の型閉じ状態でガイド部４０が各導出部６６、６８の下端よりも鉛直上方に突出しているので、排出溝３０内に残存している離型剤Ｐがガイド溝２８内に流入するのをガイド部４０で塞き止めて各導出部６６、６８の下部に溜めておくことができる。これにより、型開きによって摺動型１６を鉛直下方に摺動させた際に各導出部６６、６８の下部に溜まっていた離型剤Ｐをガイド溝２８内に確実に流入させることができる。

本発明は、上述した実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは当然可能である。

本発明に係る鋳造用金型は、シリンダブロックを鋳造するためのものに限定されず、任意の形状の鋳造品を鋳造するための金型であって構わない。また、排出溝の傾斜面は、排出溝を構成する上側の溝壁面に形成された例に限定されない。要は、傾斜面は、排出溝を構成する壁面のうち、摺動型の退避状態でそのキャビティ面が位置する側に露出する部分に形成されていればよい。

導出部は、排出溝を構成する下側の溝側面に形成された例に限定されない。すなわち、例えば、摺動型が摺動する金型本体の摺動面に排出溝とガイド溝とを離間して形成しておき、当該排出溝とガイド溝とを結ぶ溝や孔等を導出部としても構わない。

１０…鋳造用金型 １４…可動型（金型本体）
１６、１８…摺動型 ２４、３２、４２、６０…キャビティ面
２８…ガイド溝 ３０…排出溝
４０…ガイド部 ６４…傾斜面
６６、６８…導出部

Claims (5)

1. 摺動型を摺動自在に支持する金型本体を備えた鋳造用金型であって、
   前記摺動型が摺動する前記金型本体の摺動面には、当該摺動型のキャビティ面に塗布された離型剤を排出するための排出溝が形成され、
   前記排出溝を構成する壁面には、前記排出溝の溝底面に向かって当該溝底面と直交する方向に対して傾斜する傾斜面が形成され、
   前記傾斜面の少なくとも一部が、前記溝底面と直交する方向から見て前記摺動型の退避状態で前記キャビティ面よりも上方に位置していることを特徴とする鋳造用金型。
2. 請求項１記載の鋳造用金型において、
   前記摺動型は、鉛直下方に退避するように鉛直方向に沿って摺動自在に前記金型本体に支持されており、
   前記傾斜面は、前記排出溝を構成する上側の溝側面に形成されている、
   ことを特徴とする鋳造用金型。
3. 請求項２記載の鋳造用金型において、
   前記金型本体の前記摺動面には、前記摺動型を鉛直方向に沿って案内するガイド溝が形成されており、
   前記排出溝内の前記離型剤を前記ガイド溝に導く導出部を備える、
   ことを特徴とする鋳造用金型。
4. 請求項３記載の鋳造用金型において、
   前記導出部は、前記排出溝を構成する下側の溝側面に形成され、前記ガイド溝の溝側面に連なると共に当該ガイド溝に向かって鉛直下方に傾斜している、
   ことを特徴とする鋳造用金型。
5. 請求項４記載の鋳造用金型において、
   前記摺動型は、前記ガイド溝内に摺動自在に配設されたガイド部を有し、
   前記ガイド部は、前記摺動型の型閉じ状態で前記導出部の下端よりも鉛直上方に突出している、
   ことを特徴とする鋳造用金型。

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