(57)【要約】【課題】冷却穴にブッシュが挿入される鋳造用金型において冷却性能の低下を抑制できる鋳造用金型の製造方法を提供することである。【解決手段】金型１１の外表面からキャビティ１２の近傍に達するように設けた冷却穴１３と、冷却穴１３に嵌合された中空状のブッシュ１４とを備える鋳造用金型１０の製造方法であって、冷却穴１３にブッシュ１４を挿入し、冷却穴１３に挿入したブッシュ１４を、液圧を用いた加圧装置等により膨張塑性変形させることで、ブッシュ１４の外面を冷却穴１３の内面に密着させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の外表面からキャビティの近傍に達するように設けた冷却穴と、該冷却穴に嵌合された中空状のブッシュとを備える鋳造用金型の製造方法であって、
前記冷却穴に前記ブッシュを挿入し、
前記冷却穴に挿入した前記ブッシュを膨張塑性変形させることで、前記ブッシュの外面を前記冷却穴の内面に密着させることを特徴とする鋳造用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造用金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からダイカスト鋳造法等で用いられる鋳造用金型には、キャビティ内の溶湯を凝固させるため、キャビティ面を冷却するための冷却穴が設けられている。冷却穴は金型の外表面からキャビティ面近傍まで達し、冷却穴内に冷却水が連続的に供給される。
【０００３】
しかし、冷却穴とキャビティ面との間で金型に割れが生じた場合には、冷却水がその割れに沿ってキャビティ内に漏れ出し、鋳造製品の品質に悪影響を及ぼす原因となる。そのため、冷却穴の内面に熱伝導性の高い中空のブッシュを挿入することで冷却水の漏れを防止する手法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５０８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ブッシュを冷却穴に挿入する際には、冷却水と金型との熱伝導効率を高めるために、冷却穴にサーモグリス等の熱伝導剤を充填するのが一般的である。しかしながら、ブッシュと冷却穴との隙間は狭いのでサーモグリスを均一に塗布することが難しく、隙間に気泡が残る。そのため、ブッシュと冷却穴との密着性の向上に改善の余地がある。また、この状態で鋳造すると、熱で気泡が膨張してサーモグリスが外へ押し出され、ブッシュと冷却穴との間に空気層が形成される。その結果、冷却水と金型との熱伝導効率が低下し、金型の冷却効果が低下するという問題が生じる。
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は、冷却穴にブッシュが挿入される鋳造用金型において冷却性能の低下を抑制できる鋳造用金型の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００８】
即ち、金型の外表面からキャビティの近傍に達するように設けた冷却穴と、該冷却穴に嵌合された中空状のブッシュとを備える鋳造用金型の製造方法であって、前記冷却穴に前記ブッシュを挿入し、前記冷却穴に挿入した前記ブッシュを膨張塑性変形させることで、前記ブッシュの外面を前記冷却穴の内面に密着させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷却穴にブッシュを挿入した状態でブッシュを膨張塑性変形させることにより、ブッシュと冷却穴とが隙間なく密着する。よって、ブッシュ内に供給される冷却水と金型との熱伝導効率が良く、鋳造用金型において冷却性能の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における鋳造用金型の部分模式断面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるブッシュを組み付ける前の金型の部分模式断面図である。
【図３】本発明の一実施形態における金型に組み付ける前のブッシュの模式断面図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるブッシュを金型に組み付ける工程を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるブッシュを金型に組み付ける工程を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるブッシュを金型に組み付ける工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、アルミニウム合金製のエンジンのシリンダブロックをダイカスト鋳造法により鋳造する場合の鋳造用金型を例に説明する。鋳造法としては、ダイカスト鋳造法の他に、遠心鋳造法、高圧鋳造法、低圧鋳造法などの各種鋳造法を用いることができる。また、鋳造金属としては、アルミニウム合金の他に、マグネシウムや銅又はそれらの合金、鉄系合金などの各種金属を用いることができる。
【００１２】
図１は、本実施形態の鋳造用金型の部分模式断面図である。鋳造用金型１０は複数の金型で構成される。図１には、鋳造用金型１０を構成する１つの金型１１と、キャビティ１２と、キャビティ面を冷却するための冷却穴１３と、ブッシュ１４とを示している。金型１１には冷却穴１３とキャビティ面との間で割れ１５が生じている。
【００１３】
金型１１は、例えば合金鋼製の金型である。金型１１が他の金型（不図示）と密着することにより、シリンダブロックを鋳造するためのキャビティ１２が形成される。冷却穴１３は、金型１１の外表面からキャビティ１２の近傍に達するように設けられた有底穴である。ブッシュ１４は、冷却穴１３に嵌合される中空状の部材である。ブッシュ１４の外面は冷却穴１３の内面に密着している。
【００１４】
鋳造時には、キャビティ１２内の溶湯を凝固させるため、ブッシュ１４内に冷却水が連続的に供給される。このとき、冷却水と金型１１とはブッシュ１４によって遮蔽されているので、冷却水が割れ１５からキャビティ１２内に漏れ出すことがない。
【００１５】
次に、上記の鋳造用金型１０の製造方法のうち、ブッシュ１４の組み付けに関する部分について説明する。図２に、ブッシュ１４を組み付ける前の金型１１の部分模式断面図を示し、図３に、金型１１に組み付ける前のブッシュ１４の模式断面図を示す。
【００１６】
金型１１に彫り込まれた冷却穴１３は、図２に示すように、内径をｄ１とする有底円筒状の内面１３ａを有している。一方、金型１１に組み付ける前のブッシュ１４は、図３に示すように、内面１４ａと外面１４ｂと中空部１４ｃとを有する有底円筒状の薄肉金属部材であり、外径（外面１４ｂの直径）をｄ２とする。
【００１７】
ここで、ブッシュ１４を冷却穴１３に挿入可能な寸法とするため、ｄ１＞ｄ２とする。すなわち、ブッシュ１４は冷却穴１３よりひと回り小さな形状である。例えば、冷却穴１３とブッシュ１４とは隙間嵌めの嵌め合いとなる寸法に設計することができる。
【００１８】
ブッシュ１４には、熱伝導性に優れ、破断しにくく、膨張変形しやすい材料が用いられる。例えば、ある程度靱性があって破断しにくい薄肉の銅合金を用いることができる。他にも、アルミニウム合金、ステンレス合金等を用いることもできる。ブッシュ１４の厚みの下限は強度を考慮して設計し、上限は熱伝導及び変形のしやすさを考慮して設計することができる。
【００１９】
次に、ブッシュ１４を金型１１に組み付ける工程を図４〜図６を参照して説明する。図４は、金型１１にブッシュ１４を挿入する様子を示す図である。図５は、ブッシュ１４を膨張させる様子を示す図である。図６は、ブッシュ１４が膨張塑性変形した様子を示す図である。
【００２０】
図３に示したブッシュ１４を図２に示した金型１１に組み付けるには、まず、図４の矢印Ａで示すように、金型１１の冷却穴１３の奥までブッシュ１４を挿入する。そして、図５に示すように、冷却穴１３に挿入したブッシュ１４の開口部に加圧装置１６を取り付ける。加圧装置１６は、油圧を発生する圧力源１７と、圧力源１７に一端が接続されたホース１８と、ホース１８の他端に接続されたキャップ１９とを備える。加圧装置１６は、そのキャップ１９でブッシュ１４の開口部を塞ぎ、圧力源１７を駆動させることでホース１８及びキャップ１９を介してブッシュ１４内に油圧を供給する。
【００２１】
この油圧により、ブッシュ１４の内面１４ａが外側（矢印Ｂの方向）へ加圧され、ブッシュ１４が膨張塑性変形し、図６に示すように、ブッシュ１４の外面１４ｂが冷却穴１３の内面１３ａ全体に密着する。つまり、ブッシュ１４の外径ｄ２が大きくなり、金型１１の内径ｄ１に等しくなる。その後、加圧装置１６を取り外すことで、ブッシュ１４を金型１１に組み付ける工程が完了し、図１に示した鋳造用金型１０が得られる。
【００２２】
なお、ブッシュ１４を膨張塑性変形させる方法には特に限定はなく、加圧装置１６等の液圧を用いる方法以外の方法を用いてもよい。例えば、空気圧等のガス圧を供給する加圧装置を用いてもよいし、ショットピーニング装置を用いてもよいし、電磁成形法を利用した加工装置を用いてもよい。
【００２３】
以上より、上記の実施形態の鋳造用金型１０の製造方法は、冷却穴１３にブッシュ１４を挿入し、ブッシュ１４を膨張塑性変形させることで、ブッシュ１４の外面１４ｂを冷却穴１３の内面１３ａに密着させる製造方法であるといえる。
【００２４】
この製造方法によれば、ブッシュ１４が膨張塑性変形することにより、ブッシュ１４と冷却穴１３とが密着するので、冷却水と金型１１との熱伝導効率が良く、鋳造用金型１０において冷却性能の低下を抑制できる。
【００２５】
また、この製造方法によれば、ブッシュ１４を冷却穴１３に挿入する際に冷却水と金型１１との熱伝導効率を高めるために、冷却穴１３にサーモグリス等の熱伝導剤を充填する必要がない。そのため、ブッシュ１４と冷却穴１３との間に気泡が残るおそれがない。よって、鋳造時の熱で気泡が膨張してサーモグリスが外へ押し出され、ブッシュ１４と冷却穴１３との間に空気層が形成されることもない。
【００２６】
上記の鋳造用金型の製造方法は、冷却穴に割れがある場合でもない場合でも適用できる。すなわち、冷却穴に割れがある場合は補修することになり、冷却穴に割れがない場合は割れによる冷却水漏れを予防することになる。
【符号の説明】
【００２７】
１０      鋳造用金型
１１      金型
１２      キャビティ
１３      冷却穴
１４      ブッシュ
【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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