(57)【要約】【課題】鋳抜きピン先端側の溶湯の凝固が遅れることに起因する先端側での凝固収縮巣の発生を防止する。【解決手段】一対の金型１３，１５相互間のキャビティ１７内に一方の金型１５から突出する鋳抜きピン１９を設け、この鋳抜きピン１９の内部に設けた冷却媒体配管２１に冷却媒体を供給して鋳造を行う。この冷却媒体配管２１の先端部分２１ａを除く外周部に断熱材２７を設けて断熱する。これにより、冷却媒体配管２１の先端部分２１ａを除く部分に対応する鋳抜きピン１９周囲のキャビティ１７内の溶湯の凝固を遅らせる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内のキャビティに先端が突出する鋳抜きピンを前記金型に設けるとともに、この鋳抜きピンの内部に、冷却媒体が流れる冷却媒体配管を設け、この冷却媒体配管の先端部分を除く外周部に断熱材を設けたことを特徴とする鋳抜きピンの冷却構造。
【請求項２】
前記断熱材の厚さを、前記鋳抜きピンの先端側から基端側に向けて徐々に厚くすることを特徴とする請求項１記載の鋳抜きピンの冷却構造。
【請求項３】
金型内のキャビティに先端が突出する鋳抜きピンを前記金型に設け、この鋳抜きピンの内部に設けた冷却媒体配管に冷却媒体を供給して鋳造を行う鋳造方法において、前記冷却媒体配管の先端部分を除く外周部を、断熱材により断熱することで、前記冷却媒体配管の先端部分を除く基端側に対応する前記鋳抜きピン周囲のキャビティ内の溶湯の凝固を遅らせることを特徴とする鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋳造品に凹部を形成する鋳抜きピンの冷却構造およびこの冷却構造を用いた鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ダイカストや低圧鋳造法で生産する鋳造部品では、機械加工により凹部となる穴を設ける部位に、図３に示すように、鋳抜きピン１を設けることにより、加工代の削減、素材重量の低減、鋳造品質の向上を図っている。ここでの鋳抜きピン１は、金型３，５相互間のキャビティ７における製品ボス部９内に配置してある。
【０００３】
しかし、上記した鋳抜きピン１においては、他の金型形状に比べて溶湯からの熱がこもりやすくヒートスポットとなることから、鋳抜きピン１の近傍に凝固収縮巣が発生することがある。
【０００４】
そのため、鋳抜きピン１の内部に冷却媒体配管１１を設け、水や空気などの冷却媒体を、チューブ１２の先端から流すことにより局部冷却を実施することが、例えば特許文献１〜３に開示されるなど、一般的に知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２３９６８３号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−１５１８号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平９−５２１６２号公報
【０００８】
このような鋳抜きピン１は、冷却媒体配管１１の外周部と鋳抜きピン１の外周部との間の肉厚を、溶湯圧力や熱よって発生する疲労亀裂による水漏れを起こさないように、最低２〜３ｍｍ程度確保している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、通常鋳抜きピン１は先端が細い形状となっており、このような形状の鋳抜きピン１は、内部に冷却媒体配管１１を設けた場合の最低肉厚を確保するために、冷却媒体配管１１を先端まで設置することができず、このため鋳抜きピン１の表面温度は、図３中Ａで示す先端側が、同Ｂで示す基端側に比べて高くなる。
【００１０】
このように、鋳抜きピン１の先端側Ａの表面温度が基端側Ｂに比べて高くなると、基端側Ｂに対応する部分の溶湯が、先端側Ａに対応する部分の溶湯に比べて速く凝固する。この結果、凝固の遅い先端側Ａの溶湯が、速く凝固する基端側Ｂに流れ、先端側Ａの製品部に凝固収縮巣が発生することになる。
【００１１】
そこで、この発明は、鋳抜きピン先端側の凝固収縮巣の発生を防止することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、金型内のキャビティに先端が突出する鋳抜きピンを前記金型に設けるとともに、この鋳抜きピンの内部に、冷却媒体が流れる冷却媒体配管を設け、この冷却媒体配管の先端部分を除く外周部に断熱材を設けた構成としてある。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、鋳抜きピン内に設けた冷却媒体配管の先端部分を除く外周部に断熱材を設けて断熱するようにしたので、鋳抜きピン先端まで冷却媒体配管を設置できない場合であっても、鋳抜きピンの基端側に対応する部分の溶湯の凝固を、断熱作用によって遅らせることができ、この結果溶湯の凝固を、鋳抜きピンの先端側と基端側とでほぼ同じかあるいは先端側を速くすることができ、鋳抜きピン先端側の凝固収縮巣の発生を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
図１は、この発明の第１の実施形態に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。一対の金型１３，１５相互間には、溶湯の供給を受けるキャビティ１７を形成してある。このキャビティ１７は、図１中で左側の一方の金型１３側に凹部１３ａを形成することで、製品ボス部１７ａを備える。
【００１６】
この製品ボス部１７ａに対応して他方の金型１５には、鋳抜きピン１９を設けてある。鋳抜きピン１９は、金型１５の貫通孔１５ａに挿入固定してあり、図１中で左側の先端を金型１３の凹部１３ａ内に臨ませている。
【００１７】
上記した鋳抜きピン１９の内部には、冷却媒体配管２１を設け、さらに冷却媒体配管２１内には、冷却媒体供給用のチューブ２３を設ける。このチューブ２３に、冷却媒体として例えば水や空気を、鋳抜きピン１９の図１中で右側の端部に装着したプラグ２５内の供給口から供給する。供給した冷却媒体は、チューブ２３の先端から冷却媒体配管２１の先端部内に流出し、冷却媒体配管２１をプラグ２５側に向けて流れ、プラグ２５内の排出口を経て外部に流出する。
【００１８】
そして、冷却媒体配管２１の先端部分２１ａを除く外周部に、例えばセラミックスからなる円筒形状の断熱材２７を設ける。
【００１９】
次に作用を説明する。
【００２０】
キャビティ１７に溶湯を供給して鋳造を行う際に、チューブ２３を通して冷却媒体配管２１内に冷却媒体を流し、溶湯からの熱がこもりやすい鋳抜きピン１９を冷却する。
【００２１】
ここで、鋳抜きピン１９は、図１中で左側の先端側が細くなっていることから、従来技術で説明したものと同様に、鋳抜きピン１９の最低肉厚を確保するために、冷却媒体配管２１を鋳抜きピン１９の先端まで充分設置することができないものとなっている。このため前記図３に示した従来のものでは、冷却媒体による冷却効果が、鋳抜きピン１の先端側Ａでは基端側Ｂに比べて低いものとなっている。
【００２２】
ところが、本実施形態では、この冷却媒体配管２１の先端部２１ａを除く外周部に断熱材２７を設けてあるので、鋳抜きピン１９の基端側Ｂ１の冷却媒体による冷却効果を抑えることになり、基端側Ｂ１の表面温度が、先端側Ａ１の表面温度に対して同等かもしくは高くなる。
【００２３】
この結果、基端側Ｂ１に対応する部分の溶湯の凝固速度が、断熱材を備えない従来の同部分Ｂの凝固速度に比べて遅くなり、先端側Ａ１に対応する部分の溶湯の凝固速度に対して同等かもしくは遅くなる。これにより、鋳抜きピン１９における先端側Ａ１の基端側Ｂ１に対する溶湯の凝固遅れを回避でき、先端側Ａ１に対応する製品部における凝固収縮巣の発生を防止することができ、鋳造製品の品質が向上する。
【００２４】
なお、自動車用エンジンのシリンダヘッド（低圧鋳造）用金型に設置した鋳抜きピンの表面温度は、図３に示した従来構造では鋳抜きピン先端側Ａで約４９０℃、基端側Ｂで約４７０℃であり、一方本実施形態の断熱材を設けることで、先端側Ａ１では約４９０℃と従来と変わらず、基端側Ｂ１では約５００℃となり、基端側Ｂ１の温度が高くなる。ただし、この温度は、いずれも製品離型後の金型温度である。
【００２５】
図２は、この発明の第２の実施形態に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。この実施形態は、冷却媒体配管２１の外周部に設ける円筒形状の断熱材２７０のキャビティ１７内に位置する部分についての厚さを、図２中で左側の先端側を薄く、同右側の基端側を厚くして、先端側から基端側に向けて徐々に変化させるテーパ部２７０ａを設けてある。その他の構成は、図１に示した第１の実施形態と同様である。
【００２６】
これにより、鋳抜きピン１９の表面温度が、先端側Ａ１から基端側Ｂ１に向けて徐々に高くなり、先端側Ａ１から基端側Ｂ１への溶湯の指向性凝固が発生し、鋳抜きピン１９近傍の素材品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。
【図２】この発明の第２の実施形態に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。
【図３】従来例に係わる鋳抜きピンの冷却構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１３，１５  金型
１７  キャビティ
１９  鋳抜きピン
２１  冷却媒体配管
２１ａ  冷却媒体配管の先端部分
２７，２７０  断熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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