JP2002178129A - 鋳造用金型 - Google Patents
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- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 キャビティ内に充填された溶湯を冷却する金
型に冷却溝を有し、該冷却溝の開口部を密閉する密閉蓋
を溶接にて金型に固着するものにおいて、その溶接部の
早期の割れを防止する。 【解決手段】 各金型により構成されたキャビティ５ａ
を有する鋳造用金型であって、前記キャビティ内に充填
された溶湯を冷却する金型に設けられ、前記キャビティ
の反対側の面に開口部１１ａを有する冷却溝１１と、前
記冷却溝１１の開口部１１ａに気密に溶接された密閉蓋
１２ａを有する。前記密閉蓋１２ａを、前記冷却溝１１
の内側方向又は外側方向に突出して湾曲状に形成する。
型に冷却溝を有し、該冷却溝の開口部を密閉する密閉蓋
を溶接にて金型に固着するものにおいて、その溶接部の
早期の割れを防止する。 【解決手段】 各金型により構成されたキャビティ５ａ
を有する鋳造用金型であって、前記キャビティ内に充填
された溶湯を冷却する金型に設けられ、前記キャビティ
の反対側の面に開口部１１ａを有する冷却溝１１と、前
記冷却溝１１の開口部１１ａに気密に溶接された密閉蓋
１２ａを有する。前記密閉蓋１２ａを、前記冷却溝１１
の内側方向又は外側方向に突出して湾曲状に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種部品の鋳造に
用いられる鋳造用金型に関する。
用いられる鋳造用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両用ホイールの鋳造に用いられる鋳造
用金型の場合、湯口に近いキャビティの部分は他の部分
に比べて肉厚が厚いため、キャビティに充填された溶湯
を効率良く冷却する必要がある。
用金型の場合、湯口に近いキャビティの部分は他の部分
に比べて肉厚が厚いため、キャビティに充填された溶湯
を効率良く冷却する必要がある。
【０００３】そのため、従来は、図６に示すように、湯
口入子１を包囲する下型２の部分に環状の冷却溝１１を
設け、キャビティ５ａの反対側に開口した冷却溝１１の
環状の開口部１１ａを平板状の密閉蓋１２ｃにより気密
に溶接し、この冷却溝１１に冷却空気を流して冷却して
いた。
口入子１を包囲する下型２の部分に環状の冷却溝１１を
設け、キャビティ５ａの反対側に開口した冷却溝１１の
環状の開口部１１ａを平板状の密閉蓋１２ｃにより気密
に溶接し、この冷却溝１１に冷却空気を流して冷却して
いた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成のものでは、鋳造時の冷熱により密閉蓋１２ｃ
の溶接部に応力が加わり、特に溶接部Ａの部分で早期に
割れが発生する場合がある。その場合、冷却溝１１を流
れている冷却空気が割れ部から洩れ、この漏れた冷却空
気が湯口入子１と下型２の嵌合隙間を通ってキャビティ
５ａ内に充てんされた溶湯の中に混入し、これにより溶
湯の凝固後に巣孔等が発生するという問題があった。
来の構成のものでは、鋳造時の冷熱により密閉蓋１２ｃ
の溶接部に応力が加わり、特に溶接部Ａの部分で早期に
割れが発生する場合がある。その場合、冷却溝１１を流
れている冷却空気が割れ部から洩れ、この漏れた冷却空
気が湯口入子１と下型２の嵌合隙間を通ってキャビティ
５ａ内に充てんされた溶湯の中に混入し、これにより溶
湯の凝固後に巣孔等が発生するという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、密閉蓋を改良することに
より、密閉蓋の溶接部において早期に割れが発生するこ
とを無くすことにより、溶湯の凝固後に巣孔等が発生し
ない鋳造用金型を提供することにある。
より、密閉蓋の溶接部において早期に割れが発生するこ
とを無くすことにより、溶湯の凝固後に巣孔等が発生し
ない鋳造用金型を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、次の手段を用いるものである。
成するために、次の手段を用いるものである。
【０００７】即ち、各金型により構成されたキャビティ
を有する鋳造用金型であって、前記キャビティ内に充填
された溶湯を冷却する金型に設けられ、前記キャビティ
の反対側の面に開口部を有する冷却溝と、前記冷却溝の
開口部に気密に溶接された密閉蓋を有するものにおい
て、前記密閉蓋を、前記冷却溝の内側方向又は外側方向
に突出して湾曲状に形成したことを特徴とする。
を有する鋳造用金型であって、前記キャビティ内に充填
された溶湯を冷却する金型に設けられ、前記キャビティ
の反対側の面に開口部を有する冷却溝と、前記冷却溝の
開口部に気密に溶接された密閉蓋を有するものにおい
て、前記密閉蓋を、前記冷却溝の内側方向又は外側方向
に突出して湾曲状に形成したことを特徴とする。
【０００８】上記の手段によれば、冷却溝に気密に溶接
される密閉蓋が、冷却溝の内側方向又は外側方向に突出
して湾曲状に形成されているため、鋳造時の冷熱により
密閉蓋の溶接部に応力が加わっても、湾曲部が応力を吸
収して溶接部に加わる応力は小さくなるので、密閉蓋の
溶接部における割れの発生は抑えられる。
される密閉蓋が、冷却溝の内側方向又は外側方向に突出
して湾曲状に形成されているため、鋳造時の冷熱により
密閉蓋の溶接部に応力が加わっても、湾曲部が応力を吸
収して溶接部に加わる応力は小さくなるので、密閉蓋の
溶接部における割れの発生は抑えられる。
【０００９】更に、密閉蓋の溶接工程で必要であった溶
接残留応力を除去するための溶接部の後熱は、密閉蓋の
湾曲部の応力吸収作用によって溶接残留応力が小さくな
るので不要となり、後熱を省略することができる。
接残留応力を除去するための溶接部の後熱は、密閉蓋の
湾曲部の応力吸収作用によって溶接残留応力が小さくな
るので不要となり、後熱を省略することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図５に基づいて説明する。
乃至図５に基づいて説明する。
【００１１】図１において、１はアルミ合金の溶湯が注
入される湯口を形成する湯口入子で、湯口入子１の上方
の外周部には下型２が嵌合配置され、下型２の上方の外
周部には横型３が嵌合配置されており、横型３の上部に
は上型４が嵌合され、この上型４の型部は横型３の内側
に配置されている。これ等の下型２、横型３及び上型４
によって、車両用ホイールのディスク部を形成するキャ
ビティ５ａとリム部を形成するキャビティ５ｂが構成さ
れている。
入される湯口を形成する湯口入子で、湯口入子１の上方
の外周部には下型２が嵌合配置され、下型２の上方の外
周部には横型３が嵌合配置されており、横型３の上部に
は上型４が嵌合され、この上型４の型部は横型３の内側
に配置されている。これ等の下型２、横型３及び上型４
によって、車両用ホイールのディスク部を形成するキャ
ビティ５ａとリム部を形成するキャビティ５ｂが構成さ
れている。
【００１２】湯口入子１の外周に近い位置にある下型２
の内部には、湯口を包囲するように環状の冷却溝１１が
形成されており、冷却溝１１には冷却空気が後述の経路
により流されるようになっている。なお、冷却溝１１の
先端は冷却効果を上げるため、キャビティ５ａ側にでき
るだけ近づけるように配設されているが、金型の熱応力
に対する強度上の問題から、キャビティ５ａに接した下
型２の表面より少なくとも１０ｍｍは離されている。
の内部には、湯口を包囲するように環状の冷却溝１１が
形成されており、冷却溝１１には冷却空気が後述の経路
により流されるようになっている。なお、冷却溝１１の
先端は冷却効果を上げるため、キャビティ５ａ側にでき
るだけ近づけるように配設されているが、金型の熱応力
に対する強度上の問題から、キャビティ５ａに接した下
型２の表面より少なくとも１０ｍｍは離されている。
【００１３】下型２に設けられた環状の冷却溝１１は、
図２に示すように、キャビティ５ａの反対側方向の下型
２の下面に開口しており、この開口した環状の開口部１
１ａには、横断面形状が冷却溝１１の内側方向に突出し
て湾曲状に形成された環状の密閉蓋１２ａが気密に溶接
されている。図においてＢは溶接部を示す（第１実施
例）。
図２に示すように、キャビティ５ａの反対側方向の下型
２の下面に開口しており、この開口した環状の開口部１
１ａには、横断面形状が冷却溝１１の内側方向に突出し
て湾曲状に形成された環状の密閉蓋１２ａが気密に溶接
されている。図においてＢは溶接部を示す（第１実施
例）。
【００１４】なお、１３は冷却溝１１の冷却空気の取入
口で、１５は取入口１３に冷却空気を送る送風機であ
る。
口で、１５は取入口１３に冷却空気を送る送風機であ
る。
【００１５】また、図３に示すように、冷却溝１１の開
口部１１ａには、上記とは逆に、横断面形状が冷却溝１
１の外側方向に突出して湾曲状に形成された環状の密閉
蓋１２ｂが気密に溶接されたものでも良い（第２実施
例）。
口部１１ａには、上記とは逆に、横断面形状が冷却溝１
１の外側方向に突出して湾曲状に形成された環状の密閉
蓋１２ｂが気密に溶接されたものでも良い（第２実施
例）。
【００１６】なお、下型２の材質は、通常用いられる合
金工具鋼（ＳＫＤ６１）より成り、下型２に設けられる
冷却溝１１として、溝幅が１８ｍｍのものが用いられて
いる。また、冷却溝１１の開口部１１ａを密閉する密閉
蓋は、従来の密閉蓋１２ｃ及び本発明の密閉蓋１２ａ，
１２ｂ共に肉厚４ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４
Ｌ）より成り、本発明の密閉蓋１２ａと１２ｂの湾曲部
深さは５ｍｍのものが用いられている。
金工具鋼（ＳＫＤ６１）より成り、下型２に設けられる
冷却溝１１として、溝幅が１８ｍｍのものが用いられて
いる。また、冷却溝１１の開口部１１ａを密閉する密閉
蓋は、従来の密閉蓋１２ｃ及び本発明の密閉蓋１２ａ，
１２ｂ共に肉厚４ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４
Ｌ）より成り、本発明の密閉蓋１２ａと１２ｂの湾曲部
深さは５ｍｍのものが用いられている。
【００１７】ところで、冷却溝１１を流れる冷却空気
は、図４に示すように、冷却空気の取入口１３より導入
され、冷却溝１１を矢印で示すように流れながら、それ
ぞれの排出口１４から外部へ排出されるようになってい
る。図中の６は、車両用ホイールが取り付けられるボル
ト穴である。
は、図４に示すように、冷却空気の取入口１３より導入
され、冷却溝１１を矢印で示すように流れながら、それ
ぞれの排出口１４から外部へ排出されるようになってい
る。図中の６は、車両用ホイールが取り付けられるボル
ト穴である。
【００１８】次に、本発明品と従来品について、鋳造時
の冷熱による密閉蓋溶接部の耐久寿命について比較を行
った。
の冷熱による密閉蓋溶接部の耐久寿命について比較を行
った。
【００１９】但し、鋳造時の冷熱は、図５（ｂ）に示す
ように、１サイクルが６分間の鋳造において、図５
（ａ）に示す湯口入子１の上部に近い下型２のＰ部の温
度が、４８０℃から５５０℃まで変化する鋳造用金型に
ついて行った。
ように、１サイクルが６分間の鋳造において、図５
（ａ）に示す湯口入子１の上部に近い下型２のＰ部の温
度が、４８０℃から５５０℃まで変化する鋳造用金型に
ついて行った。
【００２０】その結果、従来の密閉蓋１２ｃの場合は、
目標寿命２万サイクルに対し、０．５万サイクル位から
溶接部Ａ（図６参照）に割れが発生し始めたが、本発明
の密閉蓋１２ａ及び１２ｂの場合は、約３万サイクルま
で溶接部Ｂの割れは発生しておらず、目標寿命（金型の
償却寿命）を十分に満足するレベルにあることが判っ
た。
目標寿命２万サイクルに対し、０．５万サイクル位から
溶接部Ａ（図６参照）に割れが発生し始めたが、本発明
の密閉蓋１２ａ及び１２ｂの場合は、約３万サイクルま
で溶接部Ｂの割れは発生しておらず、目標寿命（金型の
償却寿命）を十分に満足するレベルにあることが判っ
た。
【００２１】上記のように、本発明の密閉蓋１２ａ及び
１２ｂの溶接部の耐久寿命が大幅に向上したのは、密閉
蓋１２ａ及び１２ｂが湾曲状に形成されているため、鋳
造時の冷熱によって密閉蓋１２ａ又は１２ｂの溶接部に
加わる応力は、湾曲部で吸収されて小さくなるからであ
る。
１２ｂの溶接部の耐久寿命が大幅に向上したのは、密閉
蓋１２ａ及び１２ｂが湾曲状に形成されているため、鋳
造時の冷熱によって密閉蓋１２ａ又は１２ｂの溶接部に
加わる応力は、湾曲部で吸収されて小さくなるからであ
る。
【００２２】ところで、従来の密閉蓋１２ｃの場合、冷
却溝１１への溶接は予熱、アルゴン溶接、後熱、徐冷の
４工程が必要であったが、本発明の密閉蓋１２ａ及び１
２ｂの場合、冷却溝１１の溶接は予熱、アルゴン溶接、
徐冷の３工程で良く、４００℃で１時間行っていた後熱
が不要となるという付随効果が得られた。
却溝１１への溶接は予熱、アルゴン溶接、後熱、徐冷の
４工程が必要であったが、本発明の密閉蓋１２ａ及び１
２ｂの場合、冷却溝１１の溶接は予熱、アルゴン溶接、
徐冷の３工程で良く、４００℃で１時間行っていた後熱
が不要となるという付随効果が得られた。
【００２３】この理由は、この密閉蓋１２ａ及び１２ｂ
の場合、湾曲部の応力吸収作用により、アルゴン溶接で
溶接部に付加される残留応力が従来の密閉蓋１２ｃの場
合に比べて大幅に小さくなり、それにより、溶接残留応
力を除去するために必要であった後熱が、必要でなくな
ったものと考えられる。
の場合、湾曲部の応力吸収作用により、アルゴン溶接で
溶接部に付加される残留応力が従来の密閉蓋１２ｃの場
合に比べて大幅に小さくなり、それにより、溶接残留応
力を除去するために必要であった後熱が、必要でなくな
ったものと考えられる。
【００２４】次に、本実施例では、鋳造部品として車両
用ホイールを取り上げ、且つ環状の冷却溝が下型に設け
られたものについて説明したが、キャビティに充填され
た溶湯を冷却する金型に設けられた冷却溝を有する鋳造
用金型であるならば、鋳造部品の種類や金型の種類や冷
却溝の形状に関係なく適用することができる。
用ホイールを取り上げ、且つ環状の冷却溝が下型に設け
られたものについて説明したが、キャビティに充填され
た溶湯を冷却する金型に設けられた冷却溝を有する鋳造
用金型であるならば、鋳造部品の種類や金型の種類や冷
却溝の形状に関係なく適用することができる。
【００２５】また、本実施例では、冷却溝に流す冷却媒
体として冷却空気を用いたが、必要に応じ冷却空気に代
えて冷却水を用いても良く、この場合は、送風機に代え
て送水ポンプが用いられる。
体として冷却空気を用いたが、必要に応じ冷却空気に代
えて冷却水を用いても良く、この場合は、送風機に代え
て送水ポンプが用いられる。
【００２６】
【発明の効果】本発明の鋳造用金型は、以上説明したよ
うに構成されているため、密閉蓋の溶接部の鋳造時にお
ける割れの発生が抑えられるので、それに伴い溶湯の凝
固後における巣孔等の鋳造欠陥の発生が防止され、更
に、密閉蓋の溶接部の後熱が不要となるので、溶接コス
トも低減する。
うに構成されているため、密閉蓋の溶接部の鋳造時にお
ける割れの発生が抑えられるので、それに伴い溶湯の凝
固後における巣孔等の鋳造欠陥の発生が防止され、更
に、密閉蓋の溶接部の後熱が不要となるので、溶接コス
トも低減する。
【図１】本発明の鋳造用金型の実施例を示す縦断面図
で、図４のＸ−Ｘ線断面図である。
で、図４のＸ−Ｘ線断面図である。
【図２】第１実施例の要部拡大図である。
【図３】第２実施例の要部拡大図である。
【図４】図１における冷却溝の底面図である。
【図５】鋳造時の金型温度の変化を示すもので、（ａ）
は金型の測温部位を示す図、（ｂ）は鋳造１サイクルの
金型温度変化のパターン図である。
は金型の測温部位を示す図、（ｂ）は鋳造１サイクルの
金型温度変化のパターン図である。
【図６】従来の鋳造用金型の要部拡大図である。
２ 下型 ３ 横型 ４ 上型 ５ａ キャビティ（ディスク部） ５ｂ キャビティ（リム部） １１ 冷却溝 １１ａ 開口部 １２ａ，１２ｂ 密閉蓋 Ａ，Ｂ 溶接部
Claims (1)
- 【請求項１】 各金型により構成されたキャビティを有
する鋳造用金型であって、前記キャビティ内に充填され
た溶湯を冷却する金型に設けられ、前記キャビティの反
対側の面に開口部を有する冷却溝と、前記冷却溝の開口
部に気密に溶接された密閉蓋を有するものにおいて、 前記密閉蓋を、前記冷却溝の内側方向又は外側方向に突
出して湾曲状に形成したことを特徴とする鋳造用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000386533A JP4675474B2 (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 鋳造用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000386533A JP4675474B2 (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 鋳造用金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002178129A true JP2002178129A (ja) | 2002-06-25 |
| JP4675474B2 JP4675474B2 (ja) | 2011-04-20 |
Family
ID=18853610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000386533A Expired - Fee Related JP4675474B2 (ja) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | 鋳造用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4675474B2 (ja) |
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