(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型に形成されたキャビティ内からガスを排出するための鋳造用金型のガス抜き構造であって、
前記ガスの排出必要部位に対応して配置され、前記金型の一部を構成する複数の分割型部と、
前記分割型部同士の合わせ面に形成される間隙に配置され、ステンレス繊維および／またはセラミックス繊維で形成された網状のシート体と、
を備えることを特徴とする鋳造用金型のガス抜き構造。
【請求項２】
請求項１記載の構造において、前記シート体は、位置決め用および抜け止め用の係止部を設けることを特徴とする鋳造用金型のガス抜き構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の構造において、前記分割型部は、多孔質体で構成されることを特徴とする鋳造用金型のガス抜き構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型に形成されたキャビティ内からガスを排出するための鋳造用金型のガス抜き構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、金属部品を鋳造する鋳造用金型において、湯口系等を含む鋳造方案部および製品形成部であるキャビティに溶融金属を充填する場合、前記鋳造方案部および前記キャビティ内のガス（主に空気）を前記溶融金属と置換して該キャビティの外部に確実に排出する必要がある。
【０００３】
鋳造方案部およびキャビティ内のガスが良好に外部に排出されないと、充填される溶融金属によりガスが圧縮されてこのガスの圧力が高くなり、前記溶融金属の流動が停止されてしまう。この結果、キャビティ内に溶融金属の未充填部位が発生したり、外部に排出されないキャビティ内のガスにより溶融金属同士の接触が阻止されて湯境等の鋳造欠陥が生じたり、前記ガスが製品内に閉塞されてガス欠陥が生じてしまうという問題が惹起されている。
【０００４】
そこで、従来から、鋳造用金型のガスを排出したい部位に、焼結体からなるガスベントを圧入する構成（以下、第１従来例という）や、前記金型を分割構造とし、それぞれの合わせ面に矩形状、Ｕ字形状あるいはＶ字形状のガス排出溝を設けた構造（以下、第２従来例という）が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の第１従来例では、ガスベントの形状が円筒形状であり、その直径は最小で３ｍｍ程度であって、一般的には、６ｍｍ以上の直径を有する円筒形焼結体として用いられている。このため、ガスベントの設置場所は、製品形状部の平面部、あるいはそれに近似する形状部等に制限されてしまう。しかしながら、一般的に、ガスを排出させたい部位は複雑な製品形状部に多く、実際上、ガスの排出必要部位に対応してガスベントを設置することができないという問題がある。
【０００６】
一方、上記の第２従来例では、キャビティ内のガスを効果的に外部に排出させるために、ガス排出溝の断面積を大きく設定する必要がある。ところが、この断面積が大きくなると、溶融金属がガス排出溝内に進入して製品形状部にバリが発生し、また、この進入した溶融金属が前記ガス排出溝内に残留凝固した場合には、該ガス排出溝が閉塞されてガスの排出機能が低下するおそれがある。これにより、製品形状部からバリを除去する作業や、金型を分解してガス排出溝に残留凝固した金属を除去する作業が必要となり、いずれも、多大な工数を要するとともに、鋳造設備全体の稼働効率が大幅に低下するという問題が指摘されている。
【０００７】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、溶融金属の進入を阻止するとともに、簡単な構成でガスを確実に排出させることが可能な鋳造用金型のガス抜き構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋳造用金型のガス抜き構造では、ガスの排出必要部位に対応して配置され、金型の一部を構成する複数の分割型部間に、ステンレス繊維および／またはセラミックス繊維で形成された網状のシート体が配置される。これにより、キャビティの形状に影響されることがなく、ガスの排出必要部位にガス抜き構造を容易に組み込むことができる。しかも、シート体自体に微細なガス抜き用通路が形成されるため、ガスの排出性を有効に確保するとともに、分割型部間に溶融金属が進入したり残留凝固したりすることがなくなり、所望の鋳造品を効率的かつ高精度に得ることが可能になる。
【０００９】
また、シート体には、位置決め用および抜け止め用の係止部が設けられており、分割型部同士の合わせ面に、前記シート体を確実に保持することができる。さらに、分割型部は多孔質体で構成されており、ガス抜き性を一層向上させることが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るガス抜き構造１０が採用される鋳造用金型１２の概略斜視説明図である。金型１２は、湯口系１４を含む鋳造方案部と、この湯口系１４に連通し、所定の製品形状部を構成するキャビティ１６とを設けている。
【００１１】
図１〜図３に示すように、ガス抜き構造１０は、キャビティ１６からガスを排出する機能を有しており、前記ガスの排出必要部位に対応して配置され、金型１２の一部を構成する複数の分割型部１８ａ〜１８ｄと、前記分割型部１８ａ〜１８ｄの合わせ面に形成される間隙２０ａ〜２０ｃに配置され、ステンレス繊維、セラミックス繊維、あるいは、前記ステンレス繊維と前記セラミックス繊維の両方で形成された網状のシート体２２ａ〜２２ｃとを備える。
【００１２】
分割型部１８ａ〜１８ｄは多孔質体で形成されており、それぞれ一方の面部に凹部２４ａ〜２４ｃが形成されるとともに、前記分割型部１８ａ〜１８ｄが互いに積層されることによって該分割型部１８ａ〜１８ｄと前記凹部２４ａ〜２４ｃとの間に間隙２０ａ〜２０ｃが形成される。間隙２０ａ〜２０ｃは、０．０５ｍｍ〜５．００ｍｍの範囲内の寸法に設定されている。
【００１３】
分割型部１８ａ〜１８ｄは、金型１２のガスを排出させたい部位（排出必要部位）であるとともに、キャビティ１６に溶融金属が充填される際にクラックが発生し易い部位に対応している。すなわち、予め分割型部１８ａ〜１８ｄとして構成することにより、クラックの発生を阻止する機能をも有している。各分割型部１８ａ〜１８ｄの凹部２４ａ〜２４ｃが形成される面部には、シート体２２ａ〜２２ｃの位置決めおよび抜け止め機能を有する突起部２６が形成されている。
【００１４】
シート体２２ａ〜２２ｃは、繊維径が０．００５ｍｍ〜０．７０ｍｍの範囲内に設定されており、網状に構成されることによって微細なガス抜き用通路を有している。各シート体２２ａ〜２２ｃには、分割型部１８ａ〜１８ｄに設けられた突起部２６が嵌合する係止部としての孔部２８が形成されている。なお、係止部として、この孔部２８に代替して切り欠き部を設けるようにしてもよい。
【００１５】
このように構成される金型１２の動作について、以下に説明する。
【００１６】
先ず、金型１２が型締めされた状態で、湯口系１４に溶融金属が供給されることにより、この溶融金属がキャビティ１６内に充填される。その際、湯口系１４を含む鋳造方案部内およびキャビティ１６内のガス（主に空気）が金型１２の内部を通って外部に排出され、前記キャビティ１６におけるガスと溶融金属との置換が行われる。
【００１７】
その際、キャビティ１６には、複雑な形状等に起因してガスが外部に排出され難い部位が存在している。この部位ではガスと溶融金属との置換が有効に行われず、溶融金属の充填不良、ガスにより溶融金属同士の接触が阻止されることによる湯境、あるいは、ガスが製品内に閉塞されることによるガス欠陥等が生じ易い。
【００１８】
そこで、第１の実施形態では、ガスの排出必要部位に対応して分割型部１８ａ〜１８ｄを設けるとともに、前記分割型部１８ａ〜１８ｄ同士の間隙２０ａ〜２０ｃに網状のシート体２２ａ〜２２ｃが配置されている。このため、シート体２２ａ〜２２ｃ自体が微細なガス抜き用通路を有しており、図３に示すように、キャビティ１６内のガスが前記シート体２２ａ〜２２ｃを通って円滑かつ良好に外部へと排出される。
【００１９】
従って、溶融金属の充填不良を確実に阻止するとともに、ガスによる鋳造欠陥が発生することがなく、高品質な鋳造品を効率的に得ることができるという効果がある。特に、ガス抜き構造１０が分割型部１８ａ〜１８ｄとこれらの間に介装される網状のシート体２２ａ〜２２ｃとを備えるだけであり、キャビティ１６の形状に影響されることがなく、任意の設置場所に容易に組み込むことが可能になり、汎用性に優れるという利点が得られる。
【００２０】
しかも、構成が容易に簡素化されるとともに、シート体２２ａ〜２２ｃがステンレス繊維および／またはセラミックス繊維で形成された網状を有しており、溶融金属がキャビティ１６からガス抜き構造１０内に進入することがない。これにより、バリの発生や鋳造金属の詰まり等を惹起することを有効に阻止することができる。
【００２１】
また、シート体２２ａ〜２２ｃには、位置決め用および抜け止め用の係止部としての孔部２８が設けられており、この孔部２８に分割型部１８ａ〜１８ｄに設けられている突起部２６が嵌合する。このため、簡単な構成で、シート体２２ａ〜２２ｃを確実に位置決め保持することが可能になる。
【００２２】
図４は、本発明の第２の実施形態に係るガス抜き構造４０が採用される鋳造用金型４２の概略斜視説明図である。なお、第１の実施形態に係る金型１２と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００２３】
図４および図５に示すように、ガス抜き構造４０は、キャビティ１６の複雑形状部位４４に対応して分割構成される複数の分割型部４６ａ〜４６ｃと、各分割型部４６ａ〜４６ｃ同士の合わせ面に形成される間隙４８ａ、４８ｂに配置される網状のシート体５０ａ、５０ｂとを備える。
【００２４】
分割型部４６ａ〜４６ｃは、水平方向に分割されて多段に積層されており、各間隙４８ａ、４８ｂは、キャビティ１６の複雑形状部位４４の直径に略対応しかつこの複雑形状部位４４から外部に向かって設けられている。シート体５０ａ、５０ｂには、図示していないが、第１の実施形態と同様に、位置決め用および抜け止め用の係止部、例えば、孔部や切り欠き部が形成されている。このシート体５０ａ、５０ｂは、シート体２２ａ〜２２ｃと同様に、ステンレス繊維および／またはセラミックス繊維で形成された網状を有している。
【００２５】
このように構成されるガス抜き構造４０では、特にキャビティ１６内の形状が複雑でありガスの排出が困難である複雑形状部位４４に対応して分割型部４６ａ〜４６ｃが配置されるとともに、前記分割型部４６ａ〜４６ｃ同士の合わせ面に形成された間隙４８ａ、４８ｂに網状のシート体５０ａ、５０ｂが配置されている。
【００２６】
従って、キャビティ１６に溶融金属が充填されると、特にガスの排出性が悪い複雑形状部位４４に存在するガスは、ガス抜き構造４０を構成するシート体５０ａ、５０ｂ自体に形成された微細なガス抜き用通路を介して外部へと円滑に排出される。これにより、溶融金属の充填不良や種々の鋳造欠陥の発生を確実に阻止し、高品質な鋳造品を効率的かつ容易に得ることができる等、第１の実施形態と同様の効果がある。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る鋳造用金型のガス抜き構造では、ガスの排出必要部位に対応して配置され、金型の一部を構成する複数の分割型部と、前記分割型部同士の合わせ面に形成される間隙に配置される網状のシート体とを備えており、このシート体自体に形成される微細なガス抜き用通路を介して前記キャビティ内のガスが外部へと円滑かつ確実に排出される。これにより、簡単な構成でかつガス抜き性が優れるとともに、キャビティ形状に影響されることなく任意の部位に簡単に組み込むことができる。しかも、溶融金属の漏洩を阻止してバリの発生や残留金属の凝固を回避し、効率的かつ高品質な鋳造品の製造工程が遂行可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るガス抜き構造が採用される鋳造用金型の概略斜視説明図である。
【図２】前記ガス抜き構造の要部分解斜視説明図である。
【図３】前記ガス抜き構造の断面説明図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るガス抜き構造が採用される鋳造用金型の概略斜視説明図である。
【図５】前記ガス抜き構造の要部縦断面説明図である。
【符号の説明】
１０、４０…ガス抜き構造          １２、４２…金型
１４…湯口系                      １６…キャビティ
１８ａ〜１８ｄ、４６ａ〜４６ｃ…分割型部
２０ａ〜２０ｃ…間隙
２２ａ〜２２ｃ、５０ａ、５０ｂ…シート体
２４ａ〜２４ｃ…凹部              ２６…突起部
２８…孔部                        ４４…複雑形状部位
【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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