(57)【要約】【課題】小型かつ簡易な構成で、中子による中空部が精度よく形成される鋳造用金型、を提供する。【解決手段】鋳造用金型は、支持部２６を有し、支持部２６によりキャビティ１５内に支持される中子２０と、上金型４１と、駆動キー５６を有し、上金型４１と組み合わされてキャビティ１５を形成するとともに、支持部２６を下方から支える横金型５１と、上金型４１に設けられる押え用錘６１と、リンク機構６６を介して押え用錘６１と連結され、押え用錘６１よりも大きい重量を有するカウンター用錘７１とを備える。上金型４１および横金型５１が組み合わされた状態で、駆動キー５６がカウンター用錘７１を持ち上げることによって、押え用錘６１が支持部２６を上方から押える位置に位置決めされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部を有し、前記支持部によりキャビティ内に支持される中子と、
上金型と、
キー部材を有し、前記上金型と組み合わされて前記キャビティを形成するとともに、前記支持部を下方から支える横金型と、
前記上金型に設けられる第１錘部材と、
リンク機構を介して前記第１錘部材と連結され、前記第１錘部材よりも大きい重量を有する第２錘部材とを備え、
前記上金型および前記横金型が組み合わされた状態で、前記キー部材が前記第２錘部材を持ち上げることによって、前記第１錘部材が前記支持部を上方から押える位置に位置決めされる、鋳造用金型。
【請求項２】
前記横金型が前記上金型から離脱された場合に、前記第１錘部材は、前記第２錘部材の自重により前記支持部から離間した位置に位置決めされる、請求項１に記載の鋳造用金型。
【請求項３】
前記上金型には、貫通孔が形成され、
前記第１錘部材は、上下動可能なように前記貫通孔に配置される、請求項１または２に記載の鋳造用金型。
【請求項４】
前記キャビティは、直噴エンジンのシリンダヘッドに対応する形状を有し、
前記中子により吸気ポートが形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の鋳造用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、鋳造用金型に関し、より特定的には、中空部のある鋳物を製造するための中子を備えた鋳造用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鋳造用金型に関して、たとえば、特開平５−２５３６６３号公報には、インテークポート用のポート中子の浮き上がりや位置ずれを防止することを目的としたシリンダヘッドの鋳造装置が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に開示されたシリンダヘッドの鋳造装置は、ポート中子を下型に対して押し付けて位置決めするためのクランプ部材を備える。クランプ部材は、横型に設けられている。一対の横型同士の型締め動作に応じてロッド部材が押し込められ、さらにそのロッド部材のスライド変位が上下動変位に変換されてクランプ部材に伝達される。これにより、クランプ部材がポート中子を押し付ける位置まで移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２５３６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
金型内のキャビティに中子を設けることによって、中空部のある鋳物を製造する方法が知られている。このような鋳造方法において、キャビティに溶湯を注入した際に生じる浮力などによって中子の位置がずれると、得られる中空部の位置精度が十分に確保されない。
【０００６】
このような課題を解決する手段として、上述の特許文献１に開示されたシリンダヘッドの鋳造装置においては、横型に可動式のクランプ部材が設けられている。しかしながら、このような構造を備える鋳造装置では、中子を押し付けるための機構が横型に内蔵されるため、機構が大型化、複雑化する傾向がある。特に、直噴エンジンのシリンダヘッドを鋳造する場合、中子を用いて形成される吸気ポートが立ち上がった形状を有するため、機構の大型化が顕著となる。
【０００７】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、小型かつ簡易な構成で、中子による中空部が精度よく形成される鋳造用金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った鋳造用金型は、中子と、上金型と、横金型と、第１錘部材と、第２錘部材とを備える。中子は、支持部を有し、その支持部によりキャビティ内に支持される。横金型は、キー部材を有する。横金型は、上金型と組み合わされてキャビティを形成するとともに、支持部を下方から支える。第１錘部材は、上金型に設けられる。第２錘部材は、リンク機構を介して第１錘部材と連結される。第２錘部材は、第１錘部材よりも大きい重量を有する。上金型および横金型が組み合わされた状態で、キー部材が第２錘部材を持ち上げることによって、第１錘部材が支持部を上方から押える位置に位置決めされる。
【０００９】
このように構成された鋳造用金型によれば、上金型および横金型が組み合わされた状態で、支持部がその上方から第１錘部材によって押圧されるため、鋳造時における中子の位置ずれを防いで、中子による中空部を精度よく形成することができる。この際、支持部を押えるための機構を、上金型と横金型とを組み合わせる動作と連動した構造により実現したため、その機構を小型かつ簡易な構成とできる。
【００１０】
また好ましくは、横金型が上金型から離脱された場合に、第１錘部材は、第２錘部材の自重により支持部から離間した位置に位置決めされる。このように構成された鋳造用金型によれば、支持部を下方から支える横金型が離脱された状態で、第１錘部材が支持部を上方から押えるということがない。これにより、横金型の離脱時に支持部が損傷することを防止できる。
【００１１】
また好ましくは、上金型には、貫通孔が形成される。第１錘部材は、上下動可能なように貫通孔に配置される。このように構成された鋳造用金型によれば、第１錘部材が上金型に内蔵されないため、金型の小型化を図ることができる。
【００１２】
また好ましくは、キャビティは、直噴エンジンのシリンダヘッドに対応する形状を有する。中子により吸気ポートが形成される。このように構成された鋳造用金型によれば、直噴エンジンのシリンダヘッドを製造するための鋳造用金型において、上記のいずれかに記載の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上に説明したように、この発明に従えば、小型かつ簡易な構成で、中子による中空部が精度よく形成される鋳造用金型を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態における鋳造用金型を示す分解組み立て図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った鋳造用金型を示す断面図である。
【図３】図１中の鋳造用金型を用いた鋳造工程の流れを説明するための断面図である。
【図４】図１中の鋳造用金型を用いた鋳造工程の流れを説明するための別の断面図である。
【図５】図１中の鋳造用金型を用いた鋳造工程の流れを説明するためのさらに別の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００１６】
図１は、この発明の実施の形態における鋳造用金型を示す分解組み立て図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線上に沿った鋳造用金型を示す断面図である。図１および図２を参照して、本実施の形態における鋳造用金型１０は、鋳造によって、エンジンのシリンダヘッドを製造するための金型である。鋳造用金型１０は、鋳造によって、特に直噴エンジンのシリンダヘッドを製造するための金型である。
【００１７】
鋳造用金型１０は、下金型３１、上金型４１および横金型５１を有する。下金型３１、上金型４１および横金型５１が互いに組み合わさって、アルミニウム合金などの溶湯が注入されるキャビティ１５が形成される。
【００１８】
上金型４１と下金型３１とは、上下方向において向かい合って配置される。図１中の矢印１０１に示すように、上金型４１は下金型３１に対して上方から組み合わされる。図１中の矢印１０２に示すように、横金型５１は下金型３１に対して側方（水平方向）から組み合わされる。上金型４１の組み合わせ方向と、横金型５１の組み合わせ方向とは、互いに直交する関係にある。
【００１９】
鋳造用金型１０は、中子２０をさらに有する。中子２０は、シリンダヘッドに中空部である吸気ポートを形成するために設けられている。中子２０は、キャビティ１５に配置されている。中子２０は、中子本体部としての吸気ポート中子２１と、吸気ポート巾木２７と、巾木支持脚２８とから構成されている。
【００２０】
吸気ポート中子２１は、シリンダヘッドに形成する吸気ポートに対応する形状を有する。下金型３１は、頂面３１ａを有する。吸気ポート中子２１は、頂面３１ａから立ち上がり、横金型５１に向けて延伸する形状を有する。吸気ポート中子２１は、頂面３１ａから鉛直上斜め方向に延びる形状を有する。
【００２１】
吸気ポート巾木２７と巾木支持脚２８とは、吸気ポート中子２１を、キャビティ１５内の吸気ポートが形成されるべき所定の位置に支持するための支持部２６を構成している。より具体的には、吸気ポート巾木２７は、頂面３１ａから距離を隔てた位置で竿状に延びている。巾木支持脚２６は、頂面３１ａから上方に延出し、吸気ポート巾木２７に接続されている。吸気ポート巾木２７と巾木支持脚２６とは、頂面３１ａ上において門型に組み合わされている。吸気ポート中子２１は、頂面３１ａから立ち上がる先で吸気ポート巾木２７に連なっている。吸気ポート中子２１は、その両端において下金型３１および吸気ポート巾木２７によって支持されている。
【００２２】
横金型５１は、駆動キー５６と、巾木載置台５２とを有する。巾木載置台５２は、吸気ポート中子２１が載置され、吸気ポート中子２１を下方から支える載置台として機能する。巾木載置台５２は、横金型５１の組み合わせ方向において駆動キー５６よりもキャビティ１５に近い側に配置されている。巾木載置台５２は、横金型５１に一体に成形されている。駆動キー５６は、上金型４１と横金型５１とを組み合わせる動作に連動させて、後述する押え用錘６１を作動させるためのキー部材として機能する。駆動キー５６は、横金型５１に一体に成形されてもよいし、横金型５１とは別部品として設けられ、ボルトなどによって横金型５１に取り付けられてもよい。
【００２３】
鋳造用金型１０は、押え用錘６１、リンク機構６６およびカウンター用錘７１をさらに有する。押え用錘６１、リンク機構６６およびカウンター用錘７１は、上金型４１に設けられている。押え用錘６１、リンク機構６６およびカウンター用錘７１は、横金型５１に設けられた駆動キー５６とともに、鋳造時に巾木載置台５２を上方から押えるための機構を構成している。
【００２４】
上金型４１には、貫通孔４２が形成されている。貫通孔４２は、上金型４１を上下方向に貫通するように形成されている。押え用錘６１は、上下動可能なように貫通孔４２に配置されている。押え用錘６１は、上下方向に延びる柱形状を有する。カウンター用錘７１は、押え用錘６１よりも大きい重量を有する。
【００２５】
リンク機構６６は、一方向に延びるアーム形状を有し、その一方端および他方端に、それぞれ押え用錘６１およびカウンター用錘７１が連結されている。リンク機構６６は、回転軸６７を有する。リンク機構６６は、回転軸６７において上金型４１に対して回転自在に支持されている。本実施の形態では、回転軸６７は、押え用錘６１との連結位置とカウンター用錘７１との連結位置との中間に設けられている。このような構成により、リンク機構６６の回転に伴って、押え用錘６１およびカウンター用錘７１が互いに上下反対方向に移動する。
【００２６】
図３から図６は、図１中の鋳造用金型を用いた鋳造工程の流れを説明するための断面図である。続いて、鋳造用金型１０の動作について説明する。
【００２７】
図２を参照して、まず、下金型３１に対して、吸気ポート中子２１、吸気ポート巾木２７および巾木支持脚２６からなる中子２０をセッティングする。この際、上金型４１および横金型５１ともに、下金型３１から離脱した状態にある。
【００２８】
図３を参照して、次に、鋳造を開始するため、横金型５１を水平方向にスライド移動させて下金型３１に組み合わせる。この際、横金型５１に設けられた巾木載置台５２が吸気ポート巾木２７の直下に位置決めされる。これにより、吸気ポート巾木２７が巾木載置台５２によって下方から支えられる。
【００２９】
図４を参照して、次に、上金型４１を下降させて横金型５１および下金型３１に組み合わせる。
【００３０】
カウンター用錘７１は、押え用錘６１よりも大きい重量を有する。このため、上金型４１を横金型５１および下金型３１に組み合わせる前、カウンター用錘７１は、回転軸６７よりも下方に配置され、押え用錘６１は、回転軸６７よりも上方に配置されている。
【００３１】
上金型の下降に伴って、カウンター用錘７１が、横金型５１に設けられた駆動キー５６に当接することによって上方に持ち上げられる。これに伴って、リンク機構６６を介してカウンター用錘７１に連結された押え用錘６１が下方に移動し、吸気ポート巾木２７の直上に位置決めされる。これにより、吸気ポート巾木２７は、巾木載置台５２によって下方から支えられるとともに、上方から押え用錘６１によって押圧される。
【００３２】
上金型４１および横金型５１が下金型３１に組み合わされた状態で鋳造を実施する。この際、吸気ポート巾木２７がその上方から押え用錘６１によって押えられているため、キャビティ１５への溶湯の注入時に中子２０が浮力によって起き上がるということがない。また、吸気ポート巾木２７は下方から巾木載置台５２によって支えられているため、押え用錘６１からの押圧力によって吸気ポート巾木２７が損傷するということがない。このため、鋳造時における中子２０の位置ずれを確実に防ぐことができる。
【００３３】
図５を参照して、鋳造完了後、横金型５１を水平方向に移動させて上金型４１および下金型３１から離脱させる。
【００３４】
この際、横金型５１の離脱とともに駆動キー５６が取り払われるのに伴って、カウンター用錘７１が下降する。これにより、押え用錘６１が上方に移動し、吸気ポート巾木２７から離間した位置に位置決めされる。その結果、吸気ポート巾木２７は押え用錘６１からの押圧力から解消されるため、巾木載置台５２による支えを失った吸気ポート巾木２７が損傷することを回避できる。
【００３５】
本実施の形態における鋳造用金型１０では、押え用錘６１、リンク機構６６、カウンター用錘７１および駆動キー５６からなる巾木載置台５２を押えるための機構が、上金型４１と横金型５１とを組み合わせる動作と連動した構造により実現している。このため、巾木載置台５２を押えるための機構を小型かつ簡易な構成とできる。
【００３６】
以上に説明した、この発明の実施の形態における鋳造用金型の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における鋳造用金型は、支持部２６を有し、支持部２６によりキャビティ１５内に支持される中子２０と、上金型４１と、キー部材としての駆動キー５６を有し、上金型４１と組み合わされてキャビティ１５を形成するとともに、支持部２６を下方から支える横金型５１と、上金型４１に設けられる第１錘部材としての押え用錘６１と、リンク機構６６を介して押え用錘６１と連結され、押え用錘６１よりも大きい重量を有する第２錘部材としてのカウンター用錘７１とを備える。上金型４１および横金型５１が組み合わされた状態で、駆動キー５６がカウンター用錘７１を持ち上げることによって、押え用錘６１が支持部２６を上方から押える位置に位置決めされる。
【００３７】
このように構成された鋳造用金型１０によれば、鋳造時に押え用錘６１により吸気ポート巾木２７を押えることによって、中子２０の位置ずれを防止する。これにより、吸気ポートを高い位置精度によりシリンダヘッドに形成することができる。また、巾木載置台５２を押えるための機構を小型かつ簡易な構成とすることによって、鋳造用金型１０の小型化および低コスト化を図ることができる。特に直噴エンジンのシリンダヘッドの場合、吸気ポートが立ち上がった形状を有するため、金型が高背化する傾向がある。このため、本実施の形態における鋳造用金型１０がより有効に利用される。
【００３８】
なお、本実施の形態では、エンジンのシリンダヘッドを製造するための鋳造用金型１０について説明したが、本発明はこれに限られず、中子を備えた様々な鋳造用金型に適用が可能である。
【００３９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明は、主に、中空部のある鋳物を製造するための中子を備えた鋳造用金型に適用される。
【符号の説明】
【００４１】
１０  鋳造用金型、１５  キャビティ、２０  中子、２１  吸気ポート中子、２６  巾木支持脚、２６  支持部、２７  吸気ポート巾木、２８  巾木支持脚、３１  下金型、３１ａ  頂面、４１  上金型、４２  貫通孔、５１  横金型、５２  巾木載置台、５６  駆動キー、６１  押え用錘、６６  リンク機構、６７  回転軸、７１  カウンター用錘。
【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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