(57)【要約】【課題】本発明は、溶湯中のガスを抜くガス抜き機構を有する金型において、金型製作に係る費用の低減を図ることができる技術を提供することを課題とする。【解決手段】キャビティ  に、下方に開放している溝部５１が含まれ、この溝部５１に溜まるガスを排出する排出通路５６が備えられている金型１０において、溝部の底面５２を形成する第１分割型１１１と、この第１分割型１１１の一方の側面１３１に当てられ溝部の一方の側面５３を形成する第２分割型１１２と、第１分割型１１１の他方の側面１４１に当てられ溝部の他方の側面５４を形成する第３分割型１１３と、が備えられている。排出通路５６には、第１スリット１６１と、第２スリット１６２とが形成されている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティに、下方に開放している溝部が含まれ、この溝部に溜まるガスを排出する排出通路が備えられている金型において、
前記溝部の底面を形成する第１分割型と、この第１分割型の一方の側面に当てられ前記溝部の一方の側面を形成する第２分割型と、前記第１分割型の他方の側面に当てられ前記溝部の他方の側面を形成する第３分割型と、前記第１分割型に第２分割型及び第３分割型を一体的に締結する締結部材と、が備えられていることを特徴とする金型。
【請求項２】
前記排出通路に、前記第１分割型と前記第２分割型との第１合わせ面に形成される第１スリットと、前記第１分割型と前記第３分割型との第２合わせ面に形成される第２スリットと、が備えられていることを特徴とする請求項１記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造金型の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造金型にガス排出通路を設ける技術が知られている（例えば、特許文献１（図４）参照。）。
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。但し、要素名は一部変更し符号は振り直した。
図９に示されているように、金型１００は、固定型１０１と可動型１０２との間にキャビティに連通するガス排出通路１０３を備えている。このガス排出通路１０３は、スリットＳと、固定型１０１側にスリットＳと連通してスリットＳに溜まるガスを排出するガス排出穴１０６と、からなる。
【０００４】
スリットＳは、キャビティとは異なる部分に形成され、固定型１０１側に形成されている第１接合面１０４と、可動型１０２側に球面状に形成されている球面部１０５と、を突き合わせたときに形成される隙間である。このスリットＳに溜まったガスをガス排出穴１０６を介して抜くことによって、溶湯がガスを巻き込んで鋳造品に形成される鋳造欠陥を防止する。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、溶湯ガスのみを溜めるために、可動型１０２に球面部１０５が加工されている。可動型１０２の表面に、球面部１０５を加工すると、金型製作に係る費用が嵩む可能性がある。
溶湯中のガスを抜くガス抜き機構を有する金型において、金型製作に係る費用の低減を図ることができる技術が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９８９１０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、溶湯中のガスを抜くガス抜き機構を有する金型において、金型製作に係る費用の低減を図ることができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、キャビティに、下方に開放している溝部が含まれ、この溝部に溜まるガスを排出する排出通路が備えられている金型において、溝部の底面を形成する第１分割型と、この第１分割型の一方の側面に当てられ溝部の一方の側面を形成する第２分割型と、第１分割型の他方の側面に当てられ溝部の他方の側面を形成する第３分割型と、第１分割型に第２分割型及び第３分割型を一体的に締結する締結部材と、が備えられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、排出通路に、第１分割型と第２分割型との第１合わせ面に形成される第１スリットと、第１分割型と第３分割型との第２合わせ面に形成される第２スリットと、が備えられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、溝部は、溝部の底部を形成する第１分割型と、溝部の一方の側面を形成する第２分割型と、溝部の他方の側面を形成する第３分割型と、を組み合わせることにより形成される。
【００１１】
従来、金型のキャビティに含まれ、下方に開放している溝部は、ワークの形状面を含んでいるため、ワークの形状に合わせて溝部を形状加工する必要があった。溝部の形状加工が必要になるため、金型費用が嵩む。
【００１２】
この点、本発明では、溝部は、底部となる第１分割型と、側面となる第２分割型及び第３分割型とを組合せてなり、あらかじめ、第１〜第３分割型を組み合わせるまえに、第１〜第３分割型の一部を凹ませ、上記分割型同士を組み合わせたときに、排出経路が形成されるようにした。第１〜第３分割型の一部を凹ませた部分が、曲面を形成する形状加工が不要な凹部にすることができれば、従来の、形状加工に較べて、金型製作に係る費用の低減を図ることができる。
【００１３】
請求項２に係る発明では、排出通路には、第１合わせ面に形成される第１スリットと、第２合わせ面に形成される第２スリットと、が備えられている。このようなスリットであれば、第１分割型、第２分割型又は第３分割型のいずれか一方の型にスリットを形成すればよい。
【００１４】
第１分割型又は第２分割型のいずれか一方に第１スリットを形成し、第１分割型と第３分割型のいずれか一方に第２スリットを形成したので、ガス抜き機構を有する金型において、金型製作に係る費用の一層の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る金型構造を説明する断面図である。
【図２】本発明に係る金型に備えられている固定型の平面図である。
【図３】本発明に係る金型の要部断面図である。
【図４】図３の４部拡大図である。
【図５】溝部を構成する第１分割型〜第３分割型の分解斜視図である。
【図６】本発明に係る金型に備えられている可動型の分解斜視図である。
【図７】本発明に係る溝部に形成されているスリットを説明する断面図である。
【図８】本発明に係る金型の作用説明図である。
【図９】従来の技術の基本構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、鋳造用の金型１０は、固定型プレート１１と、この固定型プレート１１の上面に取付けられる固定型１２と、この固定型１２に対向配置される可動型１３と、この可動型１３と固定型１２との間に形成されるキャビティ１４と、可動型の上面１３ａに取付けられる可動型プレート１５と、可動型プレートの下面１５ｂで、且つ可動型の左面１３ｃに当接して設けられている上湯道ブロック１７と、この上湯道ブロック１７に対向配置され、固定型プレートの上面１１ａに取付けられると共に固定型の左面１２ｃに当接して設けられている下湯道ブロック１８と、この下湯道ブロック１８と上湯道ブロック１７の間に形成され溶湯が通る湯道２０と、を備えている。湯道２０に、溶湯が注がれる入口としての湯口２９が設けられている。
【００１８】
上湯道ブロック１７及び可動型プレート１５には、鉛直方向上下に第１及び第２の押出しピン穴３１、３２が開けられ、これらの押出しピン穴３１、３２に、各々、凝固した鋳物を上湯道ブロック１７の壁から離間させる第１及び第２押出しピン４１、４２が摺動可能に挿入されている。
【００１９】
また、固定型１２及び固定型プレート１１には、鉛直方向上下に第３及び第４の押出しピン穴３３、３４が開けられ、これらの押出しピン穴３３、３４に、各々、凝固した鋳物を固定型側キャビティ８１から離間させる第３及び第４押出しピン４３、４４が摺動可能に挿入されている。
【００２０】
さらに、金型１０に、可動型側キャビティ８２の下方に開放している溝部５１に溜まったガスを外に排出する排出通路５６が開けられている。排出通路５６には排出穴６０を含み、前記排出穴６０は、可動型１３及び可動型プレート１５に鉛直方向上下に開けられている第１〜第５の排出穴６１〜６５と、固定型１２及び固定型プレート１１に鉛直方向上下に開けられている第６の排出穴６６と、から構成されている。６９は押し湯穴である。固定型１２及び可動型１３には、図示せぬ冷却水通路が設けられている。
【００２１】
次に、固定型を上から見たときの構成について説明する。
図２に示すように、固定型１２は、５つの分割型７１〜７５と、これらの５つの分割型７１〜７５の周囲及び下方に設けられ分割型７１〜７５を支持する固定型ホルダ７６とを備え、分割型７１〜７５及びホルダ部７６に鋳物形成面としての６つの固定型キャビティ８１が形成されている。
【００２２】
固定型の左面１２ｃに当接し連続するように設けられている下湯道ブロック１８には、溶湯が供給される主湯道１９と、この主湯道１９から６つに分岐して６つのキャビティ１４に接続され溶湯を導く第１〜第６の分岐湯道２１〜２６と、が形成されている。
【００２３】
すなわち、主湯道１９から略水平方向に分岐する複数本の分岐湯道２１〜２６が設けられ、これらの分岐湯道２１〜２６の先端に略水平に６つのキャビティ１４が延ばされている。
本実施例では、６つのキャビティ１４にて、各々、エンジンのカム軸に供される素材（鋳造品）が鋳造される。
【００２４】
なお、鋳造品はカム軸に供される部材に限定されず、長手方向に伸びる軸部と、この軸部に直交配置され鍔状を呈する複数の鍔部とから構成される部材であれば、実施例に限定されることはなく、同様な形状をもつ任意の部材に適用可能である。
【００２５】
図１に戻って、キャビティ１４は、固定側キャビティ８１と、固定側キャビティ８１に対向配置される可動型キャビティ８２と、からなり、略水平に延びている。
本発明では、キャビティ１４が略水平に配置されているので、キャビティが鉛直方向上下に延びている場合に較べると材料組成をより一層均一にすることができる。
図中、８９は冷却ガスが流れる抜き穴、９０は主湯道１９を横切るように配置されている多孔質フィルタである。
【００２６】
次に、キャビティ１４を形成する固定型と可動型の要部について説明する。
図３に示すように、固定型１２は、固定型ホルダ７６と、この固定型ホルダ７６に支持される第１〜第５下ブロック９１〜９５と、これらの第１〜第５下ブロック９１〜９５に取付けられ固定型側に設けた固定型側キャビティ８１を形成する複数の下分割型７１〜７５とからなる。
【００２７】
可動型１３は、可動型ホルダ１００と、この可動型ホルダ１００に支持される第１〜第５上ブロック１０１〜１０５と、これらの第１〜第５上ブロック１０１〜１０５に取付けられ可動型側に設けた可動型キャビティ８２を形成する複数の上分割型と、からなる。複数の上分割型については、次図で説明する。
【００２８】
次に、固定型と可動型の要部構造について説明する。
図４に示すように、固定型ホルダ７６に、第２下ブロック９２が設けられ、この第２下ブロック９２に下分割型７２が取付けられる。この下分割型７２により固定型側キャビティ８１の一部が形成される。
この下分割型７２に対向する位置で、可動型ホルダ１００の側に、第２上ブロック１０２が設けられ、この第２上ブロック１０２に上分割型が取付けられている。
【００２９】
上分割型は、可動型１３の側に設けられる可動型キャビティ８２に下方に開放して溝部５１の底面５２を形成する第１分割型１１１と、この第１分割型１１１の一方の側面１３１に当てられ溝部の一方の側面５３を形成する第２分割型１１２と、第１分割型１１１の他方の側面１４１に当てられ溝部の他方の側面５４を形成する第３分割型１１３と、第２分割型１１２の一方の側面１３２に当てられ第２溝部１５２の底面を形成する第４分割型１１４と、第３分割型１１３の他方の側面１４３に当てられ第３溝部１５３の底面を形成する第５分割型１１５と、第４分割型１１４の一方の側面１３４に当てられ第２溝部１５２の一方の側面を形成する第６分割型１１６と、第５分割型１１５の他方の側面１４５に当てられ第３溝部１５３の他方の側面を形成する第７分割型１１７と、第６分割型１１６の一方の側面１３６に当てられ第４溝部１５４の底面を形成する第８分割型１１８と、第７分割型１１７の他方の側面１４７に当てられ第５溝部１５５の底面を形成する第９分割型１１９と、第８分割型１１８の一方の側面１３８に当てられ第４溝部１５４の一方の側面を形成する第１０分割型１２０と、第９分割型１１９の他方の側面１４９に当てられ第５溝部１５５の他方の側面を形成する第１１分割型１２１と、この第１１分割型１２１の他方の側面１５１に当てられ第６溝部１５６の底面を形成する第１２分割型１２２と、からなる。
【００３０】
図３を併せて参照して、第１上ブロック１０１及び第３上ブロック１０３〜第５上ブロック１０５に取付けられている分割型の構造は、上述した第２上ブロック１０２に取付けられている分割型の構造と基本的に異なるところはなく説明を省略する。
同様に、第１下ブロック９１及び第３〜第５下ブロック９３〜９５は、上述した第２下ブロック９２に取付けられている分割型と基本的に変わるところはなく説明を省略する。
【００３１】
図５に示すように、第１分割型１１１の一方の側面１３１に、凹部としての第１スリット１６１が形成され、この一方の側面１３１に第２分割型１１２が当てられ、第１分割型の他方の側面１４１に、凹部としての第２スリット１６２が形成され、この他方の側面１４１に第３分割型１１３が当られる。
【００３２】
第１分割型１１１には、第１スリット１６１及び第２スリット１６２に連通した横排出穴１６３が設けられ、この横排出穴１６３に連通し鉛直方向上下に延びている縦排出穴１６４が設けられている。
【００３３】
すなわち、排出通路５６は、スリット１６１、１６２と、これらのスリット１６１、１６２に連通する横排出穴１６３と、この横排出穴１６３に連通する縦排出穴１６４とから構成されている。横排出穴１６３及び縦排出穴１６４は、排出通路の構成要素としての排出穴に含まれる要素であると共に、前記排出穴としての第２排出穴（図１、符号６２）の構成要素ということができる。
【００３４】
第１分割型１１１と第２分割型１１２との第１合わせ面１７１に、第１スリット１６１が形成され、第１分割型１１１と第３分割型１１３との第２合わせ面１７２に、第２スリット１６２が形成されている。
【００３５】
次に、上ブロックに複数の上分割型を取付ける構造について説明する。
図６に示すように、第２上ブロック１０２には、下方に突設される突設部１７３が設けられている。この突設部１７３は、キャビティ１４を構成する第１分割型１１１を構成しており、この第１分割型１１１に、図４にて詳述したように、第２、第４、第６、第８及び第１０分割型１０２、１０４、１０６、１０８、１１０が突設部１７３の一側方からこの順に積層され、これらの分割型は、３本の位置決めピン１７４で位置決めされると共に、複数の締結部材１７５にて第２上ブロック１０２に締結可能となっている。
【００３６】
同様に、第１、第３、第５、第７、第９及び第１１分割型１０１、１０３、１０５、１０７、１０９、１１１が突設部１７３の他側方からこの順に積層され、これらの分割型は、３本の位置決めピン１７４で位置決めされると共に、複数の締結部材１７５にて第２上ブロック１０２に締結可能となっている。
【００３７】
次に、排出通路の構成要素としてのスリットについて説明する。
図７に示すように、第１〜第３分割型１１１〜１１３で形成され、下方に開放されているキャビティの溝部５１に、スリット１６１、１６２が形成されている。スリット１６１、１６２は、各々、隙間δを有する。
本実施例では、第１分割型１１１の一方及び他方の側面１３１、１４１に、各々、凹部が形成されていることにより、第１分割型の一方及び他方の側面１３１、１４１に、各々、第２分割型１１２及び第３分割型１１３を当てることでスリット１６１、１６２が形成されている。図中、１７７はワークとなる鋳物、１７８は砂中子である。
【００３８】
以上に述べた金型の作用を次に述べる。
図８（ａ）は、図４の６（ａ）−６（ａ）線断面図に、溶湯が注がれた状態が示されている。溶湯は、主湯道（図１、符号１９）から分岐湯道（図１、符号２２）を伝わってキャビティ１４に到達する。
【００３９】
図８（ｂ）は、図４の６（ｂ）−６（ｂ）線断面図に、溶湯が注がれた状態が示されている。溶湯は、主湯道（図１、符号１９）から分岐湯道（図１、符号２２）を伝わってキャビティ１４に到達し、溝部５１に溜まったガスは、スリット１６１から横排出穴１６３を通り、次いで、縦排出穴１６４を図矢印ｂの如く通り、外に排出される。
【００４０】
図７に戻って、溝部５１は、溝部の底面５２を形成する第１分割型１１１と、溝部の一方の側面５３を形成する第２分割型１１２と、溝部の他方の側面５４を形成する第３分割型１１３と、を組み合わせたものである。
【００４１】
従来、金型のキャビティに含まれ、下方に開放している溝部は、ワークの形成面を含んでいるため、ワークの形状に合う形状に加工する必要があった。溝部の形状加工が必要になるため、金型費用が嵩む。
【００４２】
この点、本発明では、溝部５１は、底面５２となる第１分割型１１１と、側面となる第２分割型１１２及び第３分割型１１３とを組合せてなり、あらかじめ、第１〜第３分割型１１１〜１１３を組み合わせる前に、第１〜第３分割型１１１〜１１３の一部を凹ませた凹部１６６、１６６を形成し、上記分割型同士を組み合わせたときに、排出経路が形成されるようにした。
【００４３】
第１〜第３分割型１１１〜１１３の一部を凹ませた凹部１６６、１６６であれば、従来の、曲面を形成する形状加工に較べて、金型製作に係る費用の低減を図りつつ、ガス排出通路を形成することができる。
【００４４】
また、固定型と可動型の間に、キャビティに連通する排出通路をキャビティとは別個に形成する場合において、固定型及び可動型の少なくとも一方の型に、溶湯中のガスのみを抜くためのスリットを形成する。このスリットに、例えば、球面状の形状加工が施される場合があり、形状加工が必要になれば金型費用が嵩む。
【００４５】
この点、本発明では、キャビティ１４内に、溶湯中のガスを抜くスリット１６１が設けられている。このスリット１４は、あらかじめ、少なくとも一部に凹部を有する複数の分割型を突き合わせることにより形成される。複数の分割型を突き合わせることにより、キャビティにガス抜きのためのスリットが形成されるので、ガス抜きのため費用の嵩む形状加工は不要になる。形状加工が不要になるので、金型製作に係る費用の低減を図ることができる。
【００４６】
図５に戻って、排出通路５６には、第１合わせ面１７１に形成される第１スリット１６１と、第２合わせ面１７２に形成される第２スリット１６２と、が備えられている。このようなスリット１６１、１６２であれば、第１分割型１１１に凹部１６６、１６６を形成し分割型同士を突き合わせるだけで形成される。したがって、ガス抜き機構を有する金型１０において、金型製作に係る費用の一層の低減を図ることができる。
なお、本実施例では、第１分割型１１１にスリットを形成したが、第２分割型１１２及び第３分割型１１３にスリットを形成することは差し支えない。
【００４７】
第１分割型１１１又は第２分割型１１２のいずれか一方の型に第１スリット１６１を形成し、第１分割型１１１と第３分割型１１３のいずれか一方の型に第２スリット１６２を形成すれば良いので、金型製作に係る費用の一層の低減を図ることができる。
【００４８】
尚、本発明は、実施の形態では重力鋳造（ＧＤＣ）用金型に適用したが、低圧鋳造（ＬＰＤＣ）用金型にも適用可能であり、その他の鋳造用金型に適用することは差し支えない。
分岐湯道の数及びこの分岐湯道の先端に延ばされているキャビティの数は、実施例の６本の他、２本、３本、４本、５本、７本、８本等任意の数に設定可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、クランク軸の鋳造に用いられる金型に好適である。
【符号の説明】
【００５０】
１０…金型、１４…キャビティ、５１…溝部、５２…溝部の底面、５３…溝部の一方の側面、５４…溝部の他方の側面、５６…排出通路、１１１…第１分割型、１１２…第２分割型、１１３…第３分割型、１３１…第１分割型の一方の側面、１４１…第１分割型の他方の側面、１６１…第１スリット、１６２…第２スリット、１７１…第１合わせ面、１７２…第２合わせ面、１７５…締結部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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