JPH0515413Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、低圧鋳造用金型、特にその冷却構
造の改良に関する。

〔従来の技術〕

低圧鋳造は、金型への注湯圧力として0.2〜0.7
Kg／cm²の低圧を用いる鋳造方式であり、主として
軽合金鋳物を対象に例えば第６図に示すような方
法で行われる。すなわち、保温炉１内に置かれて
密閉されたるつぼ２中の溶湯３にストーク（導
管）４を挿入し、その上端に鋳型５を圧着させ、
るつぼ２内に加圧・排気口６からまず圧縮空気を
送つて溶湯表面に0.2〜0.7Kg／cm²程度の低圧をか
けると、溶湯３はストーク４中を押し上げられて
鋳型内空間Ｃ（キヤビテイ）を満す。（第６図ａ）。
一定の凝固、冷却時間後にるつぼ２内を排気する
と、鋳型５下方の未凝固の溶湯は、鋳型５内の凝
固した部分を残してストーク４中を下降するので
（第６図ｂ）、鋳型５を開いて鋳物Ｗを取り出す
（「自動車工学全書」第19巻第27頁、（株）山海堂、
昭和55年11月10日発行）。

こうした低圧鋳造による代表的な自動車鋳物と
しては、例えば第７図に示すようなアルミロード
ホイールＷがある。第８図ないし第９図は、この
アルミロードホイールＷの低圧鋳造に用いられる
従来の鋳物５Ｂを示すものであり、下型７と、サ
イド型８と、上型９及び上型インサート１０とで
キヤビテイＣを形成している。なお、１１は冷却
エリア１２の密閉用フタ、１３は下型７の中央に
穿設された湯口、ＷはキヤビテイＣ内で凝固した
鋳物製品（アルミロードホイール）である。冷却
エリア１２は、下型７の温度の過度の上昇を防止
して鋳物Ｗの肉厚部に発生しがちな「す」１５や
「ピンホール」１６等の鋳物欠陥の生成を防止す
るべく、下型７の下面に湯口まわりを取り囲んだ
環状凹溝を形成して設けられたものであり、第９
図に示すようにパイプ１４の小孔１４ａからエア
を下型７に吹きつけたり、或いは冷却エリア１２
に直接、メアを流して下型７を冷却する。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来の低圧鋳造用金
型５Ｂにあつては、キヤビテイＣ内に湯口１３を
経て注入された溶湯３は、湯口１３から遠くかつ
製品肉厚の薄い外縁部から中心部に向つて順次冷
却しつつ固化が進む。これに対し、湯口１３に近
く局部的に製品肉厚が厚くなつている中央部分は
さめにくく、オーバーヒートが生じ易い。したが
つて、従来のただ一層のみからなり、半径方向で
一様の冷却作用しかない冷却エリア１２を設けた
構造の金型５Ｂでは、キヤビテイ内溶湯の冷却勾
配を任意に制御するとことは困難であり、凝固が
特に遅れ易い中央部分に、図示の如く「す」１５
や「ピンホール」１６等が発生するという問題点
があつた。

この考案は、このような従来の問題点を解消す
るためになされたもので、局部的なオーバーヒー
トによる鋳造欠陥の発生を防止できる低圧鋳造用
金型を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するこの考案は、湯口まわり
を取り囲んだ環状凹溝に形成し、キヤビテイに対
してほぼ一定の厚さの金型部分を介して下型中央
部に位置する冷却エリアを設けてなる低圧鋳造用
金型において、上記冷却エリアを、下型下面に開
口して位置させ、下型全般を冷却する第１冷却エ
リアと、その第１冷却エリアの上方に隣接させる
とともに、鋳物肉厚個所を冷却するようにその肉
厚個所に対応した金型部分内に位置させた第２冷
却エリアとから形成し、前記第１、第２冷却エリ
アを同時に閉止できる形状のフタを下方から装着
するとともに、第１、第２冷却エリアそれぞれ各
別に流体供給管路及び流体排出管路を取り付けて
構成した低圧鋳造用金型を提供するものである。

〔作用〕

この考案に係る冷却エリアのうち第２冷却エリ
ア（すなわちキヤビテイ内壁により近いエリア）
に流す冷却エリアにより特にオーバーヒートし易
い湯口まわりの下型の熱を急激に除去する。した
がつてその冷却エアの流量・圧力を調整して冷却
勾配を適宜制御する手段を設ければ、従来の
「す」や「ピンホール」等の欠陥の発生を容易か
つ有効に防止できる。

〔実施例」 以下、この考案を図面に基づいて説明する。

第１図ないし第３図は、この考案の一実施例を
示す図である。なお、従来と同一又は相当部分に
は同一符号を付してある。

このアルミロードホイールＷを製品とする低圧
鋳造用金型５Ａにあつては、従来とは異なる冷却
エリア構造を有して、ロードホイール飾り面形状
を成形する下型１７に、従来と同じくタイヤを取
付けるリム外側形状を成形するサイド型８と、ハ
ブロータ取付側の形状及びリム内側形状を成形す
る上型９と、機械加工用穴鋳抜形状を形成する上
型インサート１０とを組合わせて構成される。上
記下型１７に設けた冷却エリア１８は、下部の第
１冷却エリア１９と、上部の第２冷却エリア２１
とからなる。第１冷却エリア１９は、従来の冷却
エリア１２とほぼ同様に、湯口１３まわりを取り
囲んだ所定幅L₁を有する断面長方形の環状に形
成された凹溝で、下型１７の下面に開口する一
方、キヤビテイＣの底面２０に対しほぼ一定の金
型部分の厚さT₁を介して位置している。

第２冷却エリア２１は、鋳物肉厚個所に対応し
た下型１７の金型部分内に、キヤビテイＣの底面
２０に対し金型部分の厚さT₂を介し位置させる
とともに、第１冷却エリア１９の上方に隣接させ
て設けられている。なお、第２冷却エリア２１の
凹溝は、所定の幅L₂の断面長方形をした環状に
形成されたものである。

２２は上記第１冷却エリア１９及び第２冷却エ
リア２１の底部開口を閉止するべく一体的に形成
されたフタである。

また、この実施例にあつては、上記第２エリア
２１内に、その円環形状を分割エリア２１ａと分
割エリア２１ｂとに２分割する隔壁２３が直径沿
いに形成されている。また、第１エリア１９内
に、エア吹出し孔１４ａを有する冷却パイプ１４
が流体給気管路として配設されており、また、複
数の流体排気管路１４ｂも所要個所に配設されて
いる。

第３図は、上記鋳造用金型５Ａの冷却エリア１
８に冷却エアを流すためのエア配管回路図であ
り、２４は図外のエア源から第２冷却エリア２１
に到る主流体供給管路で、途中から分割エリア２
１ａへの流体供給管路２４ａと分割エリア２１ｂ
への流体供給管路２４ｂとに分岐している。２５
はエア源から第１冷却エリア１９に到る主流体供
給管路である。流体供給管路２４，２５には、そ
れぞれ減圧弁２６、圧力計２７、開閉電磁弁２８
が配設されて、エア圧力・流量及びエア供給の開
始・終了タイミングをキヤビテイ形状に応じて制
御するようになつている。２９は第２冷却エリア
２１内のエアの主流体排出管路で、分割エリア２
１ａからの流体排出管路２９ａと分割エリア２１
ｂからの流体排出管路２９ｂとが途中で合流し
て、主流体排出管路２９に導かれサイレンサ３０
を経て開放されている。なお、第１冷却エリア１
９に配設された流体排出管路１４ｂも主流体排出
管路２９に導かれる。

次に作用を説明する。

低圧鋳造用金型５Ａを従来同様に鋳造装置（第
６図）に取り付け、金型を閉じ、湯口１３からキ
ヤビテイＣ内に溶湯３を注入する。注入後、第３
図に示す供給、取出配管路により、鋳造用金型５
Ａの第１・第２冷却エリア１９，２１に冷却エア
が送給される。この実施例の場合、第１冷却エリ
ア１９は、これに対応する製品の被冷却個所の肉
厚が中央部近辺に比べて!?かに薄いから、それ程
大きな冷却作用を必要としない。そこで第１冷却
エリア１９に関しては、主流体供給管路２５から
冷却パイプ１４を介して、冷却するものである。
その場合、吹出した冷却エアは冷却パイプ１４の
小孔１４ａで絞られるため、大きなエア流量・圧
力は得られないにしても、円環状又は放射状等の
パイプ形状でエリア内に吹出し小孔１４ａを平均
に分配配置することにより、円周方向に均一な冷
却が実現され、良質の鋳造製品が得られる。な
お、冷却エアは流体排出管路１４ｂにより排出さ
れる。一方、第２冷却エリア２１は、これに対応
する製品の被冷却個所が、肉厚の極めて大きい、
オーバーヒートしがちな中央部分近辺であり、大
きな冷却作用が必要となる。そこで第２冷却エリ
ア２１に関しては、小孔付き冷却パイプ１４を会
することなく、直接に流体供給管路２４ａ，２４
ｂからエアを流す（直接流し冷却方式）ものであ
る。その場合、流量・圧力が減少せずにエア供給
が行えるから、大きな冷却効果が得られる。とこ
ろで、従来の直接流し冷却方式では、冷却エリア
に送り込まれた冷却エアがそのエリア内を円周方
向に長い行路をほぼ一周してから排出されるた
め、その一周中にエア自体が熱を吸収して冷却効
果が失われることとなり、円周方向での温度分布
（すなわち冷却効果）が不均一となる。つまり、
直接流し冷却は、冷却作用は大きいが、不均一で
あつた。しかし、この実施例によれば、第２冷却
エリア２１を隔壁２３で２つに区切つて、第３図
に示すように各分割エリア２１ａ，２１ｂを個々
に独立に冷却するものである。冷却エアは各エリ
ア２１ａ，２１ｂ内を円周方向に半周するのみで
あるから、温度の不均一は大幅に改善されたもの
となり、そのため、急速かつ均一な冷却効果が実
現され、従来中央部分のオーバーヒートに起因し
て発生していた「す」１５や「ピンホール」１６
の生成を完全に防止できる。

なお、エア流量・圧力・送給のタイミング等
は、減圧弁２６、電磁開閉弁２８を介し、製品形
状に応じて任意に制御すればよい。

第４，５図には、他の実施例を示す。

この実施例は、第１冷却エリア１９にも、上述
した第２冷却エリア２１と同様の隔壁３１を設け
て、冷却エアの直接流し冷却を行うようにした点
と、第１冷却エリア１９及び第２冷却エリア２１
とを同時に閉止するフタ３２の形状とが前記一実
施例と異なつている。このようにして、種々の冷
却態様が採用可能となり、製品形状に応じた最適
冷却条件設定の要請に幅広く応じることが可能と
なる。

上記各実施例によれば、鋳造欠陥の生成防止が
達成できるばかりでなく、冷却効果の増進によ
り、低圧鋳造方式における冷却工程の時間を短縮
して、鋳造サイクルタイクの削減を図ることがで
きる。

〔考案の効果〕

以上説明してきたように、この考案によれば、
従来１層の冷却エリアを２層の冷却エリアとした
ため、オーバーヒートし易い個所を特に集中的に
冷却できて、従来完全除去が難しかつた「す」や
「ピンホール」等の鋳造欠点を防止できるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る一実施例の縦断側面
図、第２図は第１図の−矢視で示す底面図、
第３図は冷却エリア供給の配管系路図、第４図は
この考案に係る他の実施例の縦断側面図、第５図
は第４図の−矢視で示す底面図、第６図ａ，
ｂは、低圧鋳造の原理を説明する概要図、第７図
は低圧鋳造製品としてのアルミロードホイールの
斜視図、第８図は従来の低圧鋳造用金型の要部を
切欠いて示す斜視図、第９図は第８図の−
断面図、第１０図は第９図の−矢視で示す
底面図である。 ５Ａ……低圧鋳造用金型、１３……湯口、１７
……下型、１８……冷却エリア、１９……第１冷
却エリア、２１……第２冷却エリア、２２……フ
タ、３２……フタ、Ｃ……鋳型内空間、Ｗ……鋳
物。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 湯口まわりを取り囲んだ環状凹溝に形成し、キ
   ヤビテイに対してほぼ一定の厚さの金型部分を介
   して下型中央部に位置する冷却エリアを設けてな
   る低圧鋳造用金型において、上記冷却エリアを、
   下型下面に開口して位置させ、下型全般を冷却す
   る第１冷却エリアと、その第１冷却エリアの上方
   に隣接させるとともに、鋳物肉厚個所を冷却する
   ようにその肉厚個所に対応した金型部分内に位置
   させた第２冷却エリアとから形成し、前記第１、
   第２冷却エリアを同時に閉止できる形状のフタを
   下方から装着するとともに、第１、第２冷却エリ
   アそれぞれ各別に流体供給管路及び流体排出管路
   を取り付けて構成したことを特徴とする低圧鋳造
   用金型。