(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に中子（１９）をセットした金型（Ｄ）のキャビティ（１７）に溶湯を注入して鋳造を行う鋳造用金型において、
一端がキャビティ（１７）内に連通して他端が金型（Ｄ）の外部に連通するように該金型（Ｄ）に固定されたガイドパイプ（４２）と、
このガイドパイプ（４２）の内部に摺動自在に嵌合して一端が前記キャビティ（１７）に臨む中子（１９）の表面に当接する方向に重力で付勢されたベントパイプ（４３）と、  前記金型（Ｄ）の型開きに連動して前記ベントパイプ（４３）の他端に当接して押圧する押圧手段（４７）と、
を備えたことを特徴とする鋳造用金型におけるガスベント装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内部に中子をセットした金型のキャビティに溶湯を注入して鋳造を行う鋳造用金型に関し、特に、その中子から発生するガスを金型の外部に排出するためのガスベント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンのシリンダヘッドのような複雑な形状のワークを鋳造する場合に使用される中子は、砂を合成樹脂製のバインダーで固めて成形したものであるため、鋳造時に溶湯の熱でバインダーが燃焼して金型の内部にガスが発生する。このガスを金型の内部から速やかに排出しないと鋳造製品に巣孔が発生して品質を低下させるため、金型にはガス排出用のベント装置が設けられる（例えば、特開平８−１７４１８６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、鋳造用金型のガスベント装置が、金型に固定されたベントパイプを備えている場合、金型を型締めした際にベントパイプの先端が金型内にセットされた中子の表面に密着し、中子から発生したガスはベントパイプの内部を通って金型の外部に排出される。しかしながら、型締めの際に固定型および可動型の合わせ面に塵等が挟み込まれると、ベントパイプの先端が中子の表面に密着せず、そこに微小な隙間が発生する場合がある。特に、前記中子の表面がキャビティに臨んでいるような場合、ベントパイプの先端と中子の表面との隙間にキャビティ内の溶湯が流入してベントパイプの先端が塞がれてしまうため、ガス抜きが充分に行われなくなって鋳造製品に巣孔が発生する可能性がある。
【０００４】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、金型の合わせ面に塵等が挟まった場合でも、ベントパイプの先端を中子の表面に確実に密着させることが可能な鋳造用金型のガスベント装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、内部に中子をセットした金型のキャビティに溶湯を注入して鋳造を行う鋳造用金型において、一端がキャビティ内に連通して他端が金型の外部に連通するように該金型に固定されたガイドパイプと、このガイドパイプの内部に摺動自在に嵌合して一端が前記キャビティに臨む中子の表面に当接する方向に重力で付勢されたベントパイプと、前記金型の型開きに連動して前記ベントパイプの他端に当接して押圧する押圧手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、金型を型締めする過程でベントパイプの一端が中子に当接し、ベントパイプは中子との当接状態を保ちながらガイドパイプに対して相対的に摺動するため、型締め完了時にベントパイプの一端は必ず中子に密着する状態になる。その結果、キャビティに溶湯を注入したとき、ベントパイプの一端と中子の表面との間に溶湯が流入して該ベントパイプの一端が溶湯で閉塞されることが防止され、中子から発生したガスはベントパイプの内部を通って金型の外部に確実に排出される。またベントパイプを中子の表面に当接する方向に重力で付勢するので、ベントパイプを付勢するための特別の付勢手段が不要になって構造が簡略化され、コストの削減と信頼性の向上とが可能となる。しかも金型の型開きに連動して押圧手段がベントパイプの他端を押圧するので、ガスに含まれるヤニや溶湯の付着によりガイドパイプに対してベントパイプが摺動した状態で固着しても、ベントパイプを自動的に原位置に復帰させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。  図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１はシリンダヘッドの斜視図、図２はシリンダヘッドを鋳造する金型の断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は図２の要部拡大図、図５は図４の５−５線断面図、図６は図３に対応する作用説明図である。
【０００８】
図１は、本実施例のガスベント装置を備えた金型により鋳造されるエンジンのシリンダヘッドＨを示すものである。アルミニューム合金製のシリンダヘッドＨは、ヘッドカバーに結合されるヘッドカバー結合面１が上端に形成されるとともに、シリンダブロックに結合されるシリンダブロック結合面２が下端に形成される。シリンダヘッドＨの上面および下面は隔壁３により仕切られており、この隔壁３に形成される孔４，４を利用して後述するガスベント装置４１，４１が装着される。またシリンダヘッドＨの相互に対向する側壁には吸・排気ポート５…が開口する。
【０００９】
図２に示すように、前記シリンダヘッドＨを鋳造する金型Ｄは、固定型である下型１１と、可動型である前型１２、後型１３、左型、右型および上型１４から構成される。図示せぬ左型および右型は、紙面の手前側および向こう側に配置される。下型１１は合わせ面１５において前型１２および後型１３に結合され、上型１４は合わせ面１６において前型１２および後型１３に結合される。この金型Ｄを型締めすると、その内部に溶湯が注入されるキャビティ１７が形成される。金型Ｄの内部に、前記キャビティ１７に臨むように複数の中子１８，１９，２０，２１がセットされる。
【００１０】
中子１８は図１に示すシリンダヘッドＨの隔壁３の上方の空間を形成するためのものであり、中子１９は前記隔壁３の下方の空間を形成するためのものである。また中子２０，２１は吸・排気ポート５…を形成するためのものである。
【００１１】
上型１４は支持枠２２，２２に結合されており、この支持枠２２，２２は図示せぬシリンダにより昇降駆動される。上型１４に上下摺動自在に支持された押出ピン２３，２３の上端が固定された押出しプレート２４は、支持枠２２，２２のバネ座２５，２５との間に縮設したスプリング２６，２６により上方に付勢されており、押出しプレート２４の上面に当接してその上限位置を規制するストッパ２７，２７が支持枠２２，２２に設けられる。
【００１２】
図示した型締め状態において、押出しプレート２４の上面がストッパ２７，２７に当接するとき、押出ピン２３，２３の下端は中子１８の上面に当接する。固定部に設けたストッパ２８，２８に対向する押圧部材２９，２９が押出しプレート２４の上面に設けられており、型開き時に上型１４が上昇すると押圧部材２９，２９がストッパ２８，２８に当接し、押出しプレート２４および押出ピン２３，２３が上型１４に対して相対的に下動する。これにより、上型１４に付着したシリンダヘッドＨおよび中子１８，１９，２０，２１を該上型１４から自動的に分離することができる。
【００１３】
下型１１にはキャビティ１７に溶湯を注入するための湯口３０，３０が形成される。前型１２および後型１３には中子２０，２１から発生するガスを排出するためのガスベント３１，３２およびガス通路３３，３４が設けられるとともに、上型１４には中子１８から発生するガスを排出するためのガスベント３５，３５およびガス通路３６，３６が設けられる。前記各ガス通路３３，３４，３６，３６はキャビティ１７を貫通しておらず、前記各ガスベント３１，３２，３５，３５は直接中子２０，２１，１８の表面に開口する。
【００１４】
上型１４の中央部に本発明に係るガスベント装置４１が設けられる。ガスベント装置４１は、シリンダヘッドＨの隔壁３（図１参照）に対応するキャビティ１７1 に臨む中子１９から発生するガスを排出するためのものであり、前記各ガスベント３１，３２，３５，３５と異なる構造を有している。
【００１５】
図２および図３から明らかなように、ガスベント装置４１は、ガイドパイプ４２およびベントパイプ４３から構成される。ガイドパイプ４２は、上端に固定用フランジ４２1 ，４２1 を備え、上下方向中間部に段部４２2 を備え、下端にテーパー部４２3 を備えた単一の部材であって、その内部に段部４２4 を介して連なる大径ガイド孔４２5 および小径ガイド孔４２6 が形成される。上記構造のガイドパイプ４２は上型１４に形成した支持孔１４1 に嵌合してボルト４４，４４で固定されており、この状態でガイドパイプ４２の下端はキャビティ１７1 の厚さ方向中間部に連通する。
【００１６】
ベントパイプ４３は、上部ベントパイプ４５の下端および下部ベントパイプ４６の上端を螺合してビス５３で固定したもので、上部ベントパイプ４５はガイドパイプ４２の大径ガイド孔４２5 に摺動自在に嵌合するとともに、下部ベントパイプ４６はガイドパイプ４２の小径ガイド孔４２6 に摺動自在に嵌合する。上部ベントパイプ４５の上端には上部フランジ４５1 および下部フランジ４５2 が２段に形成されており、重力で下方に付勢されたベントパイプ４３は前記下部フランジ４５2 の下面がガイドパイプ４２の固定用フランジ４２1 の上面に当接する位置に停止する。この状態で下部ベントパイプ４６の下端が距離αだけガイドパイプ４２の下端から下方に突出する。
【００１７】
図２および図４から明らかなように、押出しプレート２４に設けられた押圧手段４７は、上端にフランジ４８1 ，４８1 を備えたカップ状のハウジング４８を備えており、その内部に摺動自在に嵌合する押圧部材４９の下端は、ハウジング４８の底面に形成した孔４８2 を貫通して下方に突出する。押圧部材４９はハウジング４８の上端開口に螺着されたキャップ５０との間に縮設したスプリング５１によって下方に付勢される。前記ガスベント装置４１の上部ベントパイプ４５の上端に形成した上部フランジ４５1 に当接可能な押圧部材４９の下面に、円弧状の切欠４９1 が形成される。而して、ハウジング４８は押出しプレート２４に形成した支持孔１４1 に嵌合してボルト５２，５２で固定される。
【００１８】
次に、前述の構成を備えた本発明の実施例の作用について説明する。
【００１９】
先ず、金型Ｄを型開きした状態で下型１１上に中子１９，２０，２１を載置する。続いて、前型１２、後型１３および図示せぬ左型および右型を型締めし、その上に中子１８を載置した後に上型１４を下降させて型締めする。上型１４が下降するとき、ガスベント装置４１のベントパイプ４３はガイドパイプ４２に対して重力で下降した位置にあり、下部フランジ４５2 が下部フランジ４５2 が固定用フランジ４２1 ，４２1 に当接してベントパイプ４３の下端が距離αだけガイドパイプ４２の下端から下方に突出した状態にある。上型１４が下降する過程で、ガスベント装置４１のガイドパイプ４２の下端は中子１８の貫通孔１８1 を貫通してキャビティ１７1 内に侵入し、このガイドパイプ４２に摺動自在に嵌合するベントパイプ４３の下端は中子１９の上面に当接する。
【００２０】
ベントパイプ４３の下端が中子１９の上面に当接すると、該ベントパイプ４３はそれ以上下降できなくなるため、ガイドパイプ４２がベントパイプ４３に対して相対的に摺動しながら更に下降し、前型１２および後型１３と上型１４とが合わせ面１６において密着したときに停止する。このとき、ガイドパイプ４２の下端はキャビティ１７1 内に位置し、このガイドパイプ４２に対して相対的に上動したベントパイプ４３の下端は重力で下方に付勢された状態で中子１９の上面に当接する。このようにベントパイプ４３がキャビティ１７1 を貫通することにより、鋳造されたシリンダヘッドＨの隔壁３にベントパイプ４３に対応する前記孔４（図１参照）が形成される。
【００２１】
ところで、型締めが完了した状態で、前型１２および後型１３と上型１４との合わせ面１６に塵等の異物が挟み込まれていると、ガイドパイプ４２の下端と中子１９の上面との距離は前記異物の大きさに応じて変化する。しかしながら、ベントパイプ４３はガイドパイプ４２に対して摺動自在であり、かつ重力で下向きに付勢されているため、前記異物の挟み込みが発生してもベントパイプ４３の下端は中子１９の上面に確実に密着する。
【００２２】
湯口３０，３０からキャビティ１７内に溶湯を注入したとき、中子１９の上面に密着したベントパイプ４３の下端開口に溶湯が流入することが防止されるので、ベントパイプ４３の下端開口が溶湯で閉塞されることがない。而して、中子１９から発生したガスはガスベント装置４１のベントパイプ４３の内部を経て排出される。また中子２０，２１から発生したガスはガスベント３１，３２およびガス通路３３，３４を経て排出され、中子１８から発生したガスはガスベント３５，３５およびガス通路３６，３６を経て排出されるが、これらガスベント３１，３２，３５，３５はキャビティ１７に臨んでおらず、直接中子１８，２０，２１の表面に開口しているので溶湯によって閉塞されることはない。
【００２３】
溶湯が凝固した後に金型Ｄを型開きすると、上型１４と一体で上昇する押出プレート２４の押圧部材２９，２９がストッパ２８，２８に当接し、押出プレート２４が上型１４に対して相対的に下降する。その結果、押出プレート２４に設けた押圧手段４７の押圧部材４９がガスベント装置４１のベントパイプ４３の上端に当接し、圧縮されたスプリング５１の弾発力でベントパイプ４３が強制的に押し下げられる。これにより、ガスに含まれるヤニや溶湯の凝固によりガイドパイプ４２に対してベントパイプ４３が相対的に上昇した状態で固着したような場合でも、図６に示すように、そのベントパイプ４３を自動的に押し下げて原位置に復帰させ、次サイクルの鋳造に備えることができる。
【００２４】
またベントパイプ４３をガイドパイプ４２から上方に引き抜いて清掃するとき、ベントパイプ４３の上端に上部フランジ４５1 および下部フランジ４５2 が２段に形成されているので、その上部フランジ４５1 に指を掛けて容易に引く抜くことができる。ベントパイプ４３の上部の直径を下部の直径よりも大きくしたのは、シリンダヘッドＨの孔４（図１参照）の寸法に制限されてベントパイプ４３の下部の直径を大きくできないため、その上部の直径を拡大することによりガスの流れを少しでも良くするためである。このようにベントパイプ４３の直径を２段にすると清掃作業が面倒になるが、そのベントパイプ４３を大径の上部ベントパイプ４５および小径の下部ベントパイプ４６に２分割したことにより、その清掃作業を容易に行うことができる。更に、押圧手段４７の押圧部材４９の下面に円弧状の切欠４９1 が形成されているので、押圧部材４９がベントパイプ４３の上面に当接したときでも、その切欠４９1 によってガスの流れが妨げられることがない。
【００２５】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２６】
例えば、実施例ではガスベント装置をシリンダヘッドＨを鋳造する金型Ｄに適用しているが、本発明のガスベント装置は他の任意のワークの金型に適用することが可能である。
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、金型を型締めする過程でベントパイプの一端が中子に当接し、ベントパイプは中子との当接状態を保ちながらガイドパイプに対して相対的に摺動するため、型締め完了時にベントパイプの一端は必ず中子に密着する状態になる。その結果、キャビティに溶湯を注入したとき、ベントパイプの一端と中子の表面との間に溶湯が流入して該ベントパイプの一端が溶湯で閉塞されることが防止され、中子から発生したガスはベントパイプの内部を通って金型の外部に確実に排出される。またベントパイプを中子の表面に当接する方向に重力で付勢するので、ベントパイプを付勢するための特別の付勢手段が不要になって構造が簡略化され、コストの削減と信頼性の向上とが可能となる。しかも金型の型開きに連動して押圧手段がベントパイプの他端を押圧するので、ガスに含まれるヤニや溶湯の付着によりガイドパイプに対してベントパイプが摺動した状態で固着しても、ベントパイプを自動的に原位置に復帰させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  シリンダヘッドの斜視図
【図２】  シリンダヘッドを鋳造する金型の断面図
【図３】  図２の要部拡大図
【図４】  図２の要部拡大図
【図５】  図４の５−５線断面図
【図６】  図３に対応する作用説明図
【符号の説明】
１７        キャビティ
１９        中子
４２        ガイドパイプ
４３        ベントパイプ
４７        押圧手段
Ｄ          金型
【図１】
0003811277.tif 000002
【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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