(57)【要約】      （修正有）【課題】上型と下型の合わせ面の平面化と、十分なせき断面積の確保とが可能な鋳造用金型の構造を提供する。【解決手段】上型２と下型８の間に、製品部７に溶湯を供給する湯道３４およびせき３５、４２を形成した鋳造用金型１の構造であって、上記上下型２、８の間に、上記湯道３４を設けると共に、その湯道３４に接続させて、上記製品部７の溶湯入口部の最も低い部位より低い位置に、上記製品部７の幅と略同じ幅を有し、かつ幅方向に直線状に延出する第一せき３５を設け、かつこの第一せき３５と上記溶湯入口部とを接続させて上記製品部７の凹凸形状に合わせて成形された第二せき４２を設けたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と下型の間に、製品部に溶湯を供給する湯道およびせきを形成した鋳造用金型の構造であって、上記上下型の間に、上記湯道を設けると共に、その湯道に接続させて、上記製品部の溶湯入口部の最も低い部位より低い位置に、上記製品部の幅と略同じ幅を有し、かつ幅方向に直線状に延出する第一せきを設け、かつその第一せきと上記溶湯入口部とを接続させて上記製品部の凹凸形状に合わせて成形された第二せきを設けたことを特徴とする鋳造用金型の構造。
【請求項２】
上記鋳造用金型は、Ｖ型エンジンのシリンダブロックを、上下を逆さにして鋳造するためのものである請求項１の鋳造用金型の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上型と下型とを備え、それら上型と下型との間に、湯道とせきとが設けられた鋳造用金型の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型鋳造でのＶ型シリンダブロック生産は、ダイカストまたは、ＬＰＤＣ（低圧金型鋳造）などの鋳造方法により鋳造される。これらの鋳造方法では、いずれの場合も、シリンダブロックのスカート部から溶湯を充填し鋳造するようにしている。
【０００３】
近年、エンジンの多様化などから、Ｖ型シリンダブロックを、少量生産する場合があり、その際に、設備費をより安くするために、重力金型鋳造とし、さらにシリンダブロック上面側が複雑なため充分な押湯が設置できない場合にも対応可能なように、上下を逆さにした逆転姿勢でＶ型シリンダブロックを鋳造（逆転金型鋳造）することが試みられている。
【０００４】
一方、逆転姿勢でのＶ型シリンダブロックの鋳造が、砂型鋳造で行われている。その鋳造の場合には、シリンダヘッドの取付面（以下デッキ面）に相当する部分から溶湯を充填するようにせきを設けるのが一般的である。そのせきは、溶湯のたれこみ現象により湯境などの不良がおきないように、湯道からデッキ面に向かい水平、もしくは上り勾配となるように設けられる。
【０００５】
そこで、この砂型の構造を、Ｖ型シリンダブロックを逆転金型鋳造する鋳造用金型に適用することが考えられる。図６に基づきこの鋳造用金型の構造を説明する。鋳造用金型１は上型２と下型８とを備える。さらに、下型８は、固定下型４と可動下型６と内側側面下型５とを備える。これら鋳造用金型１により、溶湯が充填される製品と略同じ形状の空間（以下、製品部）７が形成される。その製品部７には、砂型の構造と同様に、デッキ面に相当する部分に溶湯入口部４４が設けられる。上型２と下型８の間に湯道３４が設けられ、その湯道３４から溶湯入口部４４に向かいせき５１が形成される。
【０００６】
ところで、シリンダブロックの幅方向（図６（ａ）において紙面表裏方向）の側面には、油落とし孔用のボス部などの凸部が設けられる場合がある。つまり、この場合、デッキ面を成型するデッキ成型面２４の横方向の外側端部（図６（ｂ）において、左側端部）、すなわち、溶湯入口部４４が設けられる部分が凹凸形状となる。さらに、図６（ａ）に示すように、デッキ成型面２４が傾斜しているため、溶湯入口部４４の湯道３４に対する高さが場所により異なる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−２８００５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そのため、砂型の構造をそのまま鋳造用金型１へ適用すると、図６に示すように、せき５１を傾斜させて設ける必要があり、せき５１の水平レベルを保つことができなくなる。つまり、上型２および固定下型４の合わせ面における、せき５１を形成する面をシリンダブロックの形状に合わせて凹凸にする必要があり（図６（ｃ）参照）、鋳造用金型１の形状が複雑になり、鋳造用金型１の精度が低下し、またその製作費が増大してしまう。
【０００９】
また、この問題を解決するために、図７に示すように、デッキ成型面２４の直線部分に溶湯入口部４４を設け、せき５１を湯道３４との水平レベルが保たれるように設けると、鋳造用金型１を簡素にすることはできるが、シリンダブロック幅方向における（図７（ｃ）における上下方向）せき５１の設定可能範囲が制限されるため（図７（ｂ）、（ｃ）参照）、せき断面積が不足し、溶湯の充填不良などの問題が発生する可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、型形状の単純化と、十分なせき断面積の確保とが可能な鋳造用金型の構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための請求項１に係る発明は、上型と下型の間に、製品部に溶湯を供給する湯道およびせきを形成した鋳造用金型の構造であって、上記上下型の間に、上記湯道を設けると共に、その湯道に接続させて、上記製品部の溶湯入口部の最も低い部位より低い位置に、上記製品部の幅と略同じ幅を有し、かつ幅方向に直線状に延出する第一せきを設け、かつその第一せきと上記溶湯入口部とを接続させて上記製品部の凹凸形状に合わせて成形された第二せきを設けたものである。
【００１２】
上記目的を達成するための請求項２に係る発明は、上記鋳造用金型は、Ｖ型エンジンのシリンダブロックを、上下を逆さにして鋳造するためのものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製品形状によらず型形状を単純にすることができ、かつ十分なせき断面積を確保することができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は、本実施形態の鋳造用金型の構造の断面図を示す。図２は、図１のＩＩ部拡大図を示す。図３（ａ）は、図２のＩＩＩａ−ＩＩＩａ断面図を示し、図３（ｂ）は、図２のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ断面図を示す。図４は、本実施形態の鋳造用金型の湯道およびせきの立体図を示す。図５（ａ）は、本実施形態の鋳造用金型が対象とするＶ型シリンダブロックの正面図を示し、図５（ｂ）は、そのＶ型シリンダブロックのデッキ面の平面図を示す。
【００１６】
本実施形態は、本発明の鋳造用金型の構造を鋳造用金型に適用し、その鋳造用金型によりＶ型シリンダブロックを逆転金型鋳造するものである。
【００１７】
まず、本実施形態の鋳造用金型により成型されるＶ型シリンダブロックを図５に基づき説明する。
【００１８】
Ｖ型シリンダブロック５５は、Ｖ字状に傾斜して向かい合う略直方体の二つのシリンダ部５６と、それらシリンダ部５６が取り付けられるボディ部５８とを備える。各シリンダ部５６の頂部には、シリンダヘッド６５が取り付けられるデッキ面５０が設けられる。また、各シリンダ部５６内には、デッキ面５０からシリンダ部５６内へとデッキ面５０に対し垂直に延びる気筒５９が複数形成される。さらに、各シリンダ部５６の外側の側面６０は、平坦部６２と、油落とし孔６６のための複数のボス部６４とを備える。そのボス部６４は、平坦部６２から突出し、外側側面６０に沿いデッキ面５０からボディ部５８まで延びる。つまり、シリンダ部５６の幅方向の外側側面６０は、図５（ｂ）に示すような凹凸形状を有する。
【００１９】
このような、外側の形状に凸凹があるシリンダ部５６を逆転姿勢で鋳造する際に、本実施形態の鋳造用金型の構造が用いられる。本実施形態では、重力金型鋳造により鋳造を行う。
【００２０】
図１に基づき本実施形態の鋳造用金型の構造を説明する。
【００２１】
なお、本実施形態の鋳造用金型１の概略構造は、図６、７に示したものと同様で、同一要素には、同一番号を付す。
【００２２】
鋳造用金型１は、所定の大きさの空間を介し配置される一対の上型２と、それら上型２の下に各上型２と当接させて配置される一対の固定下型４と、一対の上型２間の空間内に、各上型２と所定の隙間を設けて配置される内側側面下型５と、その内側側面下型５と各上型２との各々の隙間に、上型２および固定下型４に当接し、かつ内側側面下型５にも当接するよう配置される一対の可動下型６とを備える。さらに、鋳造用金型１は、上型２の幅方向（図１において、紙面表裏方向）の両端部に配置される前型および後型（図示せず）を備える。また、一対の固定下型４と内側側面下型５と一対の可動下型６とにより、下型８が構成される。
【００２３】
各上型２は、水平な下面９と、その下面９から傾斜して上向きに延びる外側側面成型面１０と、その外側側面成型面１０の上端に接続される垂直なボディ部側面成型面１１とを備える。外側側面成型面１０は、シリンダ部５６の外側側面６０と同じ傾斜に形成される。また、外側側面成型面１０は、上下の長さが成型すべきシリンダ部５６の外側側面６０よりも長くなるように形成される。さらに、外側側面成型面１０は、外側側面６０の平坦部６２と同じ形状の平坦部成型面１２と、各ボス部６４の側面と同じ形状で凹凸が反対の、複数のボス部成型面１３とを備える。つまり、外側側面成型面１０は、シリンダ部５６の外側側面６０と同じ形状を有する。
【００２４】
各固定下型４は、上型２の下面９と対向する上面１４と、その上面１４から下向きに延びるプロファイル面１５とを備える。上面１４は、上型２が水平方向に摺動可能なように、水平に形成される。プロファイル面１５は、外側側面成型面１０の傾斜と同じ傾斜に形成される。また、プロファイル面１５は、平坦部延長面１６と、ボス部延長面１８とを備え、外側側面成型面１０と同じ形状を有するように形成される。
【００２５】
内側側面下型５は、幅方向に延びる台形断面の形状を有し、その台形の各側面を構成する一対の内側側面成型面１９と、台形の頂部を構成する水平な底部成型面２０とを備える。
【００２６】
各可動下型６は、上型２の外側側面成型面１０と対向する相似面２１と、その相似面２１の下端から連続し、固定下型４のプロファイル面１５と当接するスライド面２２と、相似面２１の上端に接続され、相似面２１と直交するデッキ成型面２４とを備える。スライド面２２は、固定下型４の平坦部延長面１６と同じ形状の平坦部スライド面２５と、各ボス部延長面１８と嵌合可能な複数のボス部スライド面２６とを備える。したがって、スライド面２２は可動下型６が固定下型４に沿い下方へ摺動可能なように形成される。また、デッキ成型面２４には、デッキ成型面２４から垂直に突出するボア部２８が、シリンダ部５６の気筒５９の配置にあわせて、複数設けられる。
【００２７】
そして、各上型２によりボディ部５８の幅方向の各側面と各シリンダ部５６の外側側面６０とが成型され、内側側面下型５により各シリンダ部５６の内側側面が成型される。さらに、各可動下型６によりシリンダ部５６のデッキ面５０と各気筒５９とが成型され、ボディ部５８の底部とウォータジャケット部は中子により成型される。
【００２８】
つまり、鋳造用金型１と一部中子によりシリンダブロック５５を成型するための製品部７が形成される（図１参照）。以上のように構成される鋳造用金型１に、製品部７において、デッキ面５０に相当する部位から溶湯を充填するための、湯道３４やせき３５、４２が設けられる。
【００２９】
図２〜４に基づき、それら本実施形態の湯道３４やせき３５、４２の構造を説明する。
【００３０】
固定下型４の上面１４には、所定の深さを有し、幅方向に延びる湯道溝３１が、横方向（図２において、左右方向）の略中央部に形成される。さらに、上面１４には、湯道溝３１からプロファイル面１５まで水平に延びる断面長方形の第一せき溝３２が形成される。その第一せき溝３２は、製品部７と略同じ幅と、所定の深さとを有するように形成される。
【００３１】
上型２の下面９と湯道溝３１とにより湯道３４が形成される。上型２の下面９と第一せき溝３２とにより、湯道３４とプロファイル面１５の外部とを連通する第一せき３５が形成される。つまり、図３（ａ）および図４から明らかなように、第一せき３５は、製品部７と略同じ幅を有し、かつ幅方向に直線状に延出する。本実施形態では、断面が長方形に形成される。
【００３２】
可動下型６のスライド面２２には、第一せき３５と連通し、水平方向に所定長さだけ延びる延長溝３６が形成される。また、可動下型６の相似面２１には、その延長溝３６からデッキ成型面２４まで、相似面２１に沿い上方へと延びる垂直溝３８が形成される。これら延長溝３６と垂直溝３８とにより、第二せき溝３９が構成される。
【００３３】
第二せき溝３９は、上型２の平坦部成型面１２と対向する平坦対向面４０と、上型２の各ボス部成型面１３と対向する複数のボス部対向面４１とを備える（図４参照）。各ボス部対向面４１は、ボス部成型面１３と相似で、かつ所定の大きさだけ小さくなるように形成される。また、各ボス部対向面４１は、延長溝３６の底面からデッキ成型面２４まで延びる（図３（ｂ）および図４参照）。
【００３４】
上型２の外側側面成型面１０と可動下型６の第二せき溝３９とにより、第一せき３５に接続される第二せき４２が形成される。つまり、図３（ｂ）および図４から明らかなように、第二せき４２は、製品部７の凹凸形状にあわせて成形される。また、第二せき４２のデッキ成型面２４側の開口部が製品部７の溶湯入口部４４となる。
【００３５】
したがって、溶湯入口部４４が、製品部７のデッキ面５０縁部にあたる部位の幅方向全域に渡って設けられる。また、第一せき３５は、溶湯入口部４４の最も低い部位より低い位置に設けられる。
【００３６】
次に、本実施形態の鋳造用金型の作用を説明する。
【００３７】
まず、一対の上型２をシリンダブロック５５となる空間を隔て配置する。それら上型２に、固定下型４を各々組み付け、湯道３４と第一せき３５とを形成する。その後、上型２の間に内側側面下型５を配置する。このとき、各上型２および固定下型４と内側側面下型５との間に、シリンダ部５６となる隙間が各々形成されるように配置する。さらに、それらの隙間へ、ボア部２８を上向きに可動下型６を各々配置し、第二せき４２を形成する。このとき、第一せき３５と第二せき４２とが連通するように、可動下型６を各々配置する。さらに、中子などを組み立て、製品部７を形成する。
【００３８】
以上により、各々製品部７の幅と同じ幅を有し、互いに連通する第一せき３５および第二せき４２が、上型２と下型８との間に設けられる。
【００３９】
このように組み立てられた鋳造用金型１の製品部７に溶湯が注湯される。溶湯は、図示しない溶湯供給部から湯道３４へと流れた後、湯道３４から第一せき３５を経て第二せき４２へ水平に流入する。第二せき４２に流入した溶湯は、第二せき４２を上方へと流れ、溶湯入口部４４から製品部７へと流入する。この際、溶湯はデッキ面５０に対して垂直に流入する。
【００４０】
その後、鋳造用金型１が開かれ、鋳造されたシリンダブロック５５が取り出される。この型開時において、上型２は、シリンダブロック５５の横方向（図２において、左向き）にスライドし、可動下型６は、固定下型４のプロファイル面１５に沿い、下向き（図２において、左下向き）にスライドする。
【００４１】
このように、本実施形態の鋳造用金型の構造は、上型２と固定下型４との間に断面長方形の第一せき３５を設けることで、上型２と固定下型４との合わせ面を平面にできるという効果がある。また、合わせ面を平面にすることにより、鋳造用金型１が簡素になり、鋳造用金型１の製作費の低コスト化と、鋳造用金型１の高精度化とを図ることができるという効果がある。さらに、鋳造用金型１を高精度化することにより、シール性が向上し、バリ噛み込みによるトラブルを低減できるという効果がある。
【００４２】
上型２と可動下型６との間に、製品部７の凹凸形状に沿った第二せき４２をシリンダブロック５５の幅方向全域に設けることで、十分なせき断面積を確保することができるという効果がある。また、十分なせき断面積が確保されることで、製品設計時に湯口設置場所を考慮する必要が無く、シリンダブロック５５の油落とし孔６６の位置や径の確保などが容易となり、設計自由度が広くなるという効果がある。
【００４３】
さらに、本実施形態の鋳造用金型の構造は、重力金型鋳造において、鋳造用金型１を低コストで作製でき、かつシリンダブロック５５の設計自由度を広くすることができるという効果がある。
【００４４】
なお、本実施形態では、第一せき３５を水平に設けたが、本発明はこれに限定されず、例えば、湯道３４から第二せき４２へと上り勾配を有するように第一せき３５を設けてもよく、その場合も本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、湯温低下を抑制するために、第一せき３５の出口から溶湯入口部４４までの距離が短くなるように、デッキ面５０に対して垂直に第二せき４２を設けたが、本発明はこれに限定されず、デッキ面５０から溶湯を充填できる角度であればよく、その場合も本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る鋳造用金型の構造の断面図を示す。
【図２】図１のＩＩ部拡大図を示す。
【図３】（ａ）は、図２のＩＩＩａ−ＩＩＩａ断面図を示し、（ｂ）は、図２のＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ断面図を示す。
【図４】本発明に係る鋳造用金型の構造の湯道およびせきの立体図を示す。
【図５】（ａ）は、本発明に係る鋳造用金型が対象とするＶ型シリンダブロックの正面図を示し、（ｂ）は、そのＶ型シリンダブロックのデッキ面の平面図を示す。
【図６】（ａ）は、従来の鋳造用金型の構造の断面図を示し、（ｂ）は、従来の鋳造用金型の構造の湯道およびせきのイメージ図を示し、（ｃ）は、図６（ａ）のＶＩｃ−ＶＩｃ断面図を示す。
【図７】（ａ）は、他の従来の鋳造用金型の構造の断面図を示し、（ｂ）は、他の従来の鋳造用金型の構造の湯道およびせきのイメージ図を示し、（ｃ）は、図７（ａ）のＶＩＩｃ−ＶＩＩｃ断面図を示す。
【符号の説明】
【００４７】
２  上型
７  製品部
８  下型
３４  湯道
３５  第一せき
４２  第二せき
４４  溶湯入口部
５５  シリンダブロック
【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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