JP 2023-171242 A 2023.12.1(57)【要約】【課題】方案部にＶ字部を有する多数個取り鋳型において、鋳造サイクルタイムの短縮が達成できる技術を提供する。
【解決手段】鋳造金型２０は、湯口２５と、この湯口２５から延びる主湯道２６と、この主湯道２６から分岐する２本の分岐湯道２７と、これらの分岐湯道２７の先に各々設けられるキャビティ２８とを有する２個取り鋳型である。主湯道２６と分岐湯道２７との接続部位は、Ｖ字状を呈するＶ字部２９とされる。Ｖ字部２９の谷底を渡るように延びて分岐湯道２７の入口同士を繋ぐ空洞３１が設けられている。空洞３１により、鋳物のＶ字方案部にブリッジ状のリブを形成する。このリブはＶ字方案部を補強し、Ｖ字方案部の破損を防止する。破損が防止されるため、鋳造サイクルタイムの短縮が可能となる。
【選択図】図２

(2)JP 2023-171242 A 2023.12.1【特許請求の範囲】【請求項１】
多数個取り鋳型であり、湯口と、この湯口から延びる主湯道と、この主湯道から分岐する複数本の分岐湯道と、これらの分岐湯道の先に各々設けられるキャビティとを有する鋳造金型であって、この鋳造金型の断面において、前記主湯道と前記分岐湯道とはＹ字状に配置され、前記分岐湯道同士はＶ字状に配置され、前記主湯道を通った溶湯が当たって前記分岐湯道へ分かれる部位を、Ｖ字部と呼ぶときに、前記Ｖ字部の谷底を渡るように延びて前記分岐湯道の入口同士を繋ぐ空洞が設けられていることを特徴とすることを特徴とする鋳造金型。
【請求項２】
請求項１記載の鋳造金型であって、前記空洞の長手軸に直交する面で切断してなる断面において、この断面には、前記Ｖ字部の谷底を規定する谷底線と、この谷底線の一端に繋がる第１空洞輪郭線と、前記Ｖ字部の谷底線の他端に繋がる第２空洞輪郭線とが存在し、前記空洞は、前記Ｖ字部の谷底線の両端に各々１条、合計２条設けられていることを特徴とする鋳造金型。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明は、多数個取り鋳型に関する。
【背景技術】【０００２】
車両を例に取ると、ステアリング系部品にナックルが含まれる。ナックルは、左車輪に付設する左ナックルと、右車輪に付設する右ナックルとからなる。
１個の鋳造金型に、左ナックル用のキャビティと右ナックル用のキャビティを設け、１回の注湯で、左ナックルと右ナックルとを鋳造することが、よく行われている。このように、１個の鋳造金型で、２個又は３個以上の製品を得ることは、多数個取りと呼ばれる。
【０００３】
このような多数個取りに供する鋳型が、色々提案されてきた（例えば、特許文献１（図５）参照）。
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図８は従来技術により鋳造された鋳物の外形図である。
鋳物１００は、製品部１０１と、方案部１１１とからなる。なお、鋳造技術における方案は、鋳造金型の内部の設計を指す用語であるが、本明細書では、鋳物の非製品部分を方案部と呼ぶ。
【０００５】
製品部１０１は、第１製品鋳物１０２と第２製品鋳物１０３とからなる。
方案部１１１には、Ｖ字方案部１１２が含まれる。
【０００６】
方案部１１１は、湯口切断機と呼ばれるカッターにより、第１製品鋳物１０２と第２製品鋳物１０３とから分離される。分離された方案部１１１は、回収され、再溶解される。
一方、第１製品鋳物１０２と第２製品鋳物１０３とは、各々機械加工が施されて製品となる。
【０００７】
一般に鋳造金型は溶湯より低温である。注湯後に溶湯は鋳造金型で冷却されて凝固する。鋳造金型が冷媒通路を有するときは、溶湯の冷却及び凝固が促される。
注湯後に製品部１０１が冷却され、遅れて方案部１１１が冷却される。さらに方案部１1020304050(3)JP 2023-171242 A 2023.12.1

１１の中心部１１３が最も遅れて冷却される。結果、方案部１１１の中心部１１３は、最も遅れて凝固する。
【０００８】
中心部１１３が凝固してから鋳造金型を開く。鋳造金型が固定型と可動型からなる場合、鋳物１００は可動型に付いた状態で固定型から離れる。次に、取り出しロボットにより、可動型から鋳物１００を取り出す。以上が、標準的な鋳造工程である。
【０００９】
ところで、近年、生産性の向上が求められ、その一環として鋳造サイクルタイムの短縮が検討される。
鋳造サイクルタイムを短縮するために本発明者らは、方案部１１１の中心部１１３が未凝固の段階で、鋳造金型を開き、鋳造金型から鋳物１００を取り出すことを試みた。
【００１０】
すると、鋳物１００が割れ、鋳物１００の一部が固定型に残り、鋳物１００の残部が可動型と一緒になる。この残部は取り出しロボットで取り出す。
一方、固定型に残った鋳物１００の一部は別途取り出す必要があり、この処置に手間が掛かり、鋳造サイクルタイムの短縮は、達成できなかった。
【００１１】
しかし、生産性の向上が求められ中、鋳造サイクルタイムの短縮が達成できる技術が求められる。
【先行技術文献】【特許文献】【００１２】【特許文献１】特開２００９−５６５０３号公報【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】【００１３】
本発明は、方案部にＶ字部を有する多数個取り鋳型において、鋳造サイクルタイムの短縮が達成できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】【００１４】
請求項１に係る発明は、多数個取り鋳型であり、湯口と、この湯口から延びる主湯道と、この主湯道から分岐する複数本の分岐湯道と、これらの分岐湯道の先に各々設けられるキャビティとを有する鋳造金型であって、この鋳造金型の断面において、前記主湯道と前記分岐湯道とはＹ字状に配置され、前記分岐湯道同士はＶ字状に配置され、前記主湯道を通った溶湯が当たって前記分岐湯道へ分かれる部位を、Ｖ字部と呼ぶときに、前記Ｖ字部の谷底を渡るように延びて前記分岐湯道の入口同士を繋ぐ空洞が設けられていることを特徴とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の鋳造金型であって、前記空洞の長手軸に直交する面で切断してなる断面において、この断面には、前記Ｖ字部の谷底を規定する谷底線と、この谷底線の一端に繋がる第１空洞輪郭線と、前記Ｖ字部の谷底線の他端に繋がる第２空洞輪郭線とが存在し、前記空洞は、前記Ｖ字部の谷底線の両端に各々１条、合計２条設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】【００１６】
請求項１に係る発明では、鋳造金型内部のＶ字部に空洞を設けた。
キャビティにより製品部が鋳造され、主湯道と分岐湯道とで方案部が鋳造され、Ｖ字部

1020304050(4)JP 2023-171242 A 2023.12.1

でＶ字方案部が形成される。このときに、空洞によりＶ字方案部にブリッジ状のリブが形成される。このリブが補強作用を発揮し、方案部の破断を防止する。
リブの補強作用により、方案部の中心部が未凝固状態であっても、方案部の強度が確保され、鋳造金型から鋳物を良好に取り出すことができる。
結果、本発明により、方案部にＶ字部を有する多数個取り鋳型において、鋳造サイクルタイムの短縮が達成できる技術が提供される。
【００１７】
請求項２に係る発明では、空洞は、Ｖ字部の谷底線の両端に各々１条、合計２条設けた。
谷底線は主湯道の上面に相当する。谷底線に直交する面が主湯道の側面に相当する。
主湯道において、溶湯は鋳造金型により上面と側面とから冷却される。空洞は上面と側面との交わる部位（交わる部位の近傍を含む。）に設けられているため、空洞を満たす溶湯は速やかに冷却され、強度の大きなリブとなる。
すなわち、空洞を２条とし、強度の大きな２条のリブをＶ字方案部に形成する。鋳造サイクルタイムを更に短縮しても方案部が健全のまま鋳物を鋳造鋳型から取り出すことができる。
【図面の簡単な説明】【００１８】【図１】鋳造設備の原理図である。
【図２】本発明に係る鋳造金型の断面図である。
【図３】図２の３−３線断面図である。
【図４】鋳物の外形図である。
【図５】図４の５矢視図である。
【図６】図５の６−６線断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は変更例を説明する断面図である。
【図８】従来技術により鋳造された鋳物の外形図である。
【発明を実施するための形態】【００１９】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】【００２０】［鋳造設備］
図１に示すように、鋳造設備１０は、例えば、保持炉１１と、電磁ポンプ１２と、ストーク１３と、鋳造金型２０と、製品取り出しロボット１４とからなる。
保持炉１１は、ヒータ１５を備え、アルミニウムの溶湯１６を貯留する炉である。
電磁ポンプ１２は、溶湯１６を汲み上げ、加圧して鋳造金型２０へ送る機器である。
【００２１】
鋳造金型２０の詳細な説明は後述するが、鋳造金型２０は、例えば、固定型２１と、この固定型２１に載せる可動型２２とからなる。
固定型２１は、ストーク１３上に静止しているため固定型と呼ばれる。
可動型２２は、シリンダ２３で昇降されるため可動型と呼ばれる。
製品取り出しロボット１４は、可動型２２の下に潜って可動型２２から鋳物を取り出す機器である。
【００２２】
なお、鋳造設備１０は、低圧鋳造設備、ダイカスト設備であってもよく、電磁ポンプ１２を用いた設備に限定されない。
【００２３】［鋳造金型］
図２に示すように、鋳造金型２０は、例えば、固定型２１と可動型２２とからなる。鋳
造金型２０は、湯口２５と、この湯口２５から延びる太い柱状の主湯道２６と、この主湯1020304050

(5)JP 2023-171242 A 2023.12.1

道２６から分岐する複数本（この例では２本）の分岐湯道２７と、これらの分岐湯道２７の先に各々設けられるキャビティ２８とを有する多数個（この例では２個）取り鋳型である。なお、鋳造金型２０は、固定型２１と可動型２２に中間型及び／又はスライド型を加えてなる複雑な型であってもよい。
【００２４】［Ｖ字部］
主湯道２６と複数の分岐湯道２７とは、Ｙ字３６に沿って配置される。Ｙ字３６を上部の「Ｖ」と下部の「Ｉ」とに区分したときに、上部の「Ｖ」をＶ字３７と呼ぶ。すると、複数の分岐湯道２７はＶ字３７を沿って配置される。すなわち、鋳造金型２０の断面において、主湯道２６と分岐湯道２７とはＹ字状に配置され、分岐湯道２７同士はＶ字状に配置される。
【００２５】
なお、Ｙ字３６は、縦向き中心軸に対称な綺麗なＹ字の他、非対称な崩れたＹ字であってもよい。同様に、Ｖ字３７は、縦向き中心軸に対称な綺麗なＶ字の他、崩れたＶ字であってもよい。
【００２６】
溶湯（図１、符号１６）は湯口２５を通り、主湯道２６を上昇し、可動型２２の下へ突出する部位に当たって、分かれる。主湯道２６を通った溶湯が当たって分岐湯道２７へ分かれる部位を、Ｖ字部２９と呼ぶことにする。
【００２７】［空洞］
Ｖ字部２９には、Ｖ字部２９の谷底を渡るように延びて空洞３１が付設されている。この空洞３１は、分岐湯道２７の入口同士に繋がっている。
すなわち、Ｖ字部２９に、このＶ字部２９の谷底を渡るように延びて分岐湯道２７の入口同士を繋ぐ空洞３１が設けられている。
【００２８】
図２の３−３線断面図を、図３に示す。
図３に示すように、空洞３１は、２条設けられている。図３で、図面の表（おもて）から裏へ延びる軸（図２では左から右へ延びる軸）を空洞３１の長手軸と呼ぶ。
図３は空洞３１の長手軸に直交する面で切断してなる断面図である。
この断面には、谷底を規定する谷底線３２と、この谷底線３２の一端に繋がる第１空洞輪郭線３３と、谷底線３２の他端に繋がる第２空洞輪郭線３４とが存在する。
【００２９】
そして、第１空洞輪郭線３３で一方の空洞３１が形成され、第２空洞輪郭線３４で他方の空洞３１が形成される。
結果、谷底線３２の両端に、各々１条、合計２条の空洞３１が設けられる。
【００３０】
図２において、溶湯（図１、符号１６）は、湯口２５→主湯道２６→Ｖ字部２９及び空洞３１→分岐湯道２７の順で流れ、キャビティ２８に充満する。そして、金型２０の冷却作用により、溶湯は冷却され凝固する。
【００３１】
先ずキャビティ２８の溶湯が凝固し、次に分岐湯道２７の溶湯が凝固し、最後に主湯道２６の溶湯が凝固する。
【００３２】
本発明では、キャビティ２８の溶湯は完全に凝固し、主湯道２６の溶湯が不完全に凝固（半凝固）した時点で、鋳造金型２０を開くことにより、鋳造サイクルタイムを短縮する。
鋳物は可動型２２に付いた状態で固定型２１から離れる。この間に主湯道２６の溶湯の凝固が進む。
次に、可動型２２から鋳物を取り出す。取り出された鋳物を図４に示す。

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(6)JP 2023-171242 A 2023.12.1【００３３】［鋳物］
図４に示すように、得られた鋳物４０は、左右の製品部４１と、それ以外の方案部４２とからなる。
製品部４１は、例えば、アルミニウム合金製のステアリング系左ナックルとステアリング系右ナックルである。ただし、製品部４１はステアリング系ナックルに限定されない。
方案部４２は、大径の主方案部４３と、この主方案部４３の上端のＶ字方案部４４と、このＶ字方案部４４から左右に分岐する分岐方案部４５とからなる。
【００３４】［リブ］
図４の５矢視図が図５である。
図５に示すように、Ｖ字方案部４４には、２条のリブ４６が形成されている。
図４に示すように、リブ４６は、左の分岐方案部４５と右の分岐方案部４５とを繋ぐブリッジの役割を果たす。
【００３５】
図５の６−６線断面図を、図６に示す。
図６に示すように、Ｖ字方案部４４の断面を観察すると、灰色断面部４８と白色断面部４９とが現れた。灰色断面部４８は、充分な速度で冷却される。溶湯は急速に冷却されるとチル化する。チル化組織は強度が大きい。
【００３６】
すなわち、灰色断面部４８は強度が大きい。
対して、白色断面部４９は未凝固破面であり強度は小さい。
リブ４６は灰色断面部４８に属し、強度が大きい。
【００３７】
図２に示す固定型２１から可動型２２を上へ開くときに、主湯道２６から主方案部（図４、符号４３）を引き抜く必要がある。この引き抜きのときに、Ｖ字方案部（図４、符号４４）に大きな力が掛かる。
しかし、本発明では、図４に示すように、Ｖ字方案部４４にブリッジ状のリブ４６が渡っており、このリブ４６がＶ字方案部４４を補強するため、Ｖ字方案部４４が破断することはない。結果、主方案部４３が半凝固（不完全凝固）の時点で、鋳造金型を開くことができ、鋳造サイクルタイムの短縮が可能となった。
【００３８】
本発明に係る変更例を、図７に基づいて説明する。
図７（ａ）に示すように、リブ４６は、上面５１の中央に１条設けてもよい。
または、図７（ｂ）に示すように、リブ４６は、上面５１の一端に１条設けてもよい。
または、図７（ｃ）に示すように、リブ４６は、３条又は４条以上設けてもよい。
【００３９】
ただし、溶湯に対する冷却は、上面５１と側面５２とから溶湯の中心に向かって進行する。
図７（ｂ）であれば、上面５１と側面５２とが交わる部位（すなわち二面冷却される部位）にリブ４６が形成されるため、このリブ４６は早い速度で冷却され、強度は大きくなる。
【００４０】
また、図６も、上面５１と側面５２とが交わる部位（二面冷却される部位）にリブ４６が形成されるため、このリブ４６は早い速度で冷却され、強度は大きくなる。
強度確保とバランスの面から、図７（ａ）〜（ｃ）よりは、図６の形態が望ましい。
【００４１】
なお、リブ４６は、図７（ａ）に示すような矩形断面、図６に示すような上に凸の台形断面とする他、三角形断面、上に凸の半円断面又は半長円断面であってもよく、断面形状は実施例に限定されない。

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(7)JP 2023-171242 A 2023.12.1【産業上の利用可能性】【００４２】
本発明は、多数個取り鋳型に好適である。
【符号の説明】【００４３】
１６…溶湯、２０…鋳造金型、２５…湯口、２６…主湯道、２７…分岐湯道、２８…キャビティ、２９…Ｖ字部、３１…空洞、３２…谷底線、３３…第１空洞輪郭線、３４…第２空洞輪郭線、３６…Ｙ字、３７…Ｖ字、４０…鋳物、４１…製品部、４２…方案部、４４…Ｖ字方案部、４６…リブ。

【図１】

【図２】

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【図３】

【図５】

【図４】
【図６】

【図７】

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【図８】

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(9)

JP 2023-171242 A 2023.12.1【手続補正書】【 提 出 日 】 令 和 5年 3月 14日 (2023.3.14)【手続補正１】【補正対象書類名】特許請求の範囲【補正対象項目名】請求項１【補正方法】変更【補正の内容】【請求項１】
多数個取り鋳型であり、湯口と、この湯口から延びる主湯道と、この主湯道から分岐する複数本の分岐湯道と、これらの分岐湯道の先に各々設けられるキャビティとを有する鋳造金型であって、この鋳造金型の断面において、前記主湯道と前記分岐湯道とはＹ字状に配置され、前記分岐湯道同士はＶ字状に配置され、前記主湯道を通った溶湯が当たって前記分岐湯道へ分かれる部位を、Ｖ字部と呼ぶときに、前記Ｖ字部の谷底を渡るように延びて前記分岐湯道の入口同士を繋ぐ空洞が設けられていることを特徴とする鋳造金型。
【手続補正２】【補正対象書類名】明細書【補正対象項目名】００１４【補正方法】変更【補正の内容】【００１４】
請求項１に係る発明は、多数個取り鋳型であり、湯口と、この湯口から延びる主湯道と、この主湯道から分岐する複数本の分岐湯道と、これらの分岐湯道の先に各々設けられるキャビティとを有する鋳造金型であって、この鋳造金型の断面において、前記主湯道と前記分岐湯道とはＹ字状に配置され、前記分岐湯道同士はＶ字状に配置され、前記主湯道を通った溶湯が当たって前記分岐湯道へ分かれる部位を、Ｖ字部と呼ぶときに、前記Ｖ字部の谷底を渡るように延びて前記分岐湯道の入口同士を繋ぐ空洞が設けられていることを特徴とする。

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フロントページの続き(72)発明者 假屋智一郎

埼玉県川越市大字的場字亀ケ渕１６２０番地
Ｆターム(参考) 4E093 PA03

本田金属技術株式会社内