JPH064998Y2 - 鋳造用金型 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、金型鋳造に使用される金型の構造に関する。

（従来の技術） 鋳造成形において、鋳造品の組織の不均一や内部欠陥の
発生には溶湯をキャビティへ充填する方法が大きく影響
している（例えば、特開昭62-9762号公報で良好な溶湯
充填方法が開示されている）。

ところで、鋳型を金属製とした金型鋳造は砂型を用いる
鋳造に比べて生産性や環境改善などの点で有利であり、
また、鋳物の組織が微細化され強度が向上する等の利点
があるため、現在使用が増加する傾向にある。

この金型鋳造には、多数個込めができるため経済性に優
れ、かつ、鋳物の品質が安定しやすいという利点を有す
る押し上げ式の重力鋳造がある。

この重力鋳造に用いられる金型の一例を第５図に示し説
明する。なお、金型は一対のものが合わせられて鋳造に
使用されるが、ここでは片側のみを示す。

金型１には、湯口２と湯道３と製品が鋳造されるキャビ
ティ４とが設けられており、湯口２は金型１の上面に開
口し鉛直方向に延設されていて、湯口２からは水平方向
に湯道３が分岐されており、湯口２と鋳物を成形するキ
ャビティ４とを連通するようにそれぞれ形成されてい
る。湯口２と湯道３との分岐点から下方へ湯口底５が設
けられていて、この湯口底５は弧面形状に形成されてい
る。また、キャビティ４から上方には上がり６が設けら
れている。なお、７は冷却水を流すための管路を示す。

そして、鋳造時には湯口２から溶湯を注入すると、注入
された溶湯は湯口底５に当たり湯道３を通ってキャビテ
ィ４に充填される。

（考案が解決しようとする課題） しかしながら、上記構造の重力鋳造用金型１では次のよ
うな問題点があった。

湯口２から注入された溶湯は湯口底５に落下衝突して飛
散する。この際、溶湯は乱流を引き起こし空気を巻き込
んでしまう虞れがあるが、このように空気を巻き込んだ
状態で溶湯がキャビティ４に充填され鋳造されると、ガ
ス欠陥いわゆるピンホールを有する不良品が製造されて
しまう。

また、湯口底５で衝突して飛散した溶湯の粒子が単独で
凝固してしまうと、湯玉を有する不良品が製造されてし
まう。

このように、溶湯が湯口底５で衝突して飛散することに
より種々の不良品が製造されるという問題点があった。

本考案は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、湯口底において溶湯の衝突による
飛散を低減させることにより不良品の発生を防止した鋳
造用金型を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本考案にかかる第一の手段
は、鉛直方向に設けられた湯口の底部にあって、該湯口
とキャビティとを連通する湯道との分岐点から下方の位
置に逆円錐形状の湯口底を形成し、該湯口底の逆円錐形
状の頂角を30度以上60度以下にしたものであり、 第二の手段は、上記湯口底の逆円錐形状の頂角を30度以
上90度以下にし、湯口底の円筒部深さを少なくとも20mm
以上にしたことを特徴とするものである。

（作用） このように湯口底を逆円錐形状にし、この逆円錐形状の
頂角を30度以上60度以下、または、湯口底の逆円錐形状
の頂角を30度以上90度以下にし、かつ、湯口底の円筒部
深さを少なくとも20mm以上とすることにより、落下した
溶湯は斜面となっている湯口底に衝突するため衝撃が和
らげられ飛散が低減される。そのため、溶湯の空気の巻
き込みおよび湯玉の発生が防がれる。

（実施例） つぎに、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、第１図は本考案の鋳造用金型の一例を示す斜視図、
第２図は本考案の湯口底を示す模式図である。また、本
実施例の鋳造用金型８は第５図に示した従来の鋳造用金
型１と湯口底の形状のみ異なるため、同一の部位には同
一の符号を付して詳細な説明は省略する。

金型８には、湯口２の底部であって、湯口２と湯道３と
の分岐点から下方の位置に逆円錐形状の湯口底９が形成
されている。そして、逆円錐形状の湯口底９の下端は弧
面状に形成されている。

湯口底をこのような形状とすると、湯口２から注入され
た溶湯は従来の金型の場合と同様に逆円錐形状の湯口底
９に落下して衝突するが、このとき、溶湯の多くは湯口
底９の斜面9aに衝突するため衝撃が和らげられ、その結
果、衝突時に飛散する溶湯の量が大幅に少なくなる。

そして、空気を巻き込むことにより生じるガス欠陥、お
よび飛散した溶湯が凝固することにより生じる湯玉欠陥
の発生が低減される。

つぎに、本考案の金型８と従来の金型１とを用いて成形
した鋳造品の欠陥の発生状態を比較する試験を行なった
結果を説明する。

試験は、本考案の金型８の湯口底９は第２図に示す各寸
法を次のように設定した。

Ａ（湯口底９の開口部直径）＝15mm Ｒ（湯口底９の下端の半径）＝２mm Ｔ（湯道３の直径） ＝５mm θ（湯口底９の円錐形の頂角の1/2） ＝15゜,30゜,45゜,60゜,90゜,100゜ ｘ（湯口底９の円筒部の深さ）＝10,20,30mm また、従来の金型１の湯口底５は第６図に示す各寸法を
次のように設定した。

Ｒ′（湯口底５の下端の半径）＝7.5mm ｘ′（湯口底５の円筒部の深さ）＝10,20,30mm キャビティ形状は、直径100mm、厚さ10mmの円盤状と
し、鋳造材料は球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ）でＣ＝3.6%,Si
＝2.4%,Mg＝0.01〜0.03%を含有するものを使用した。

そして、鋳造後、鋳造品のガス欠陥および湯玉欠陥をそ
れぞれ測定した。ガス欠陥の測定は鋳造品をＸ線撮影し
て撮った空洞部の面積を測り、その合計をガス欠陥量と
した。また、湯玉欠陥は鋳造品を10mm間隔で切断しその
切断面に現われている湯玉を数えて、その合計を湯玉欠
陥数とした。なお、試験サンプルは各10個ずつ作成し
た。

この試験の結果を第３図および第４図に示す。

この試験結果から、従来の湯口底５の形状では深さ
（ｘ′）が深いほどガス欠陥量および湯玉欠陥数が低下
するが完全に防ぐことはできない。また、湯口底５の深
さを深くすると、歩留りが悪化し、さらに、湯回り性が
劣るため湯回り不良を起こしやすくなるという問題も生
じる。

これに対して、本考案の湯口底９の形状ではθ（円錐形
の頂角の1/2）が30°以下の場合には深さ（ｘ）にかか
わらずガス欠陥量および湯玉欠陥数が全く生じていない
ことが解った。また、湯口底９の深さが深くなるほどガ
ス欠陥量および湯玉欠陥数が低下する傾向にあるが、深
さ（ｘ）が20mm以上では差が生じなくなっている。そし
て、深さが20mm以上の場合にはθが45°以下までガス欠
陥量および湯玉欠陥数がほとんど生じていない。

このように、湯口底９のθ（頂角1/2）を30°以下に設
定すれば、ガス欠陥量および湯玉欠陥数が全く生じない
鋳造品を提供することができる。

（考案の効果） 以上詳細に説明したように本考案は、重力鋳造を行なう
金型鋳造用の金型において、湯口底を頂角が30度以上60
度以下、または、頂角を30度以上90度以下にし、湯口底
の円筒部深さを少なくとも20mm以上の逆円錐形状に形成
したため、注入された溶湯が衝突したときの飛散量が低
下するため、ガス欠陥および湯玉欠陥等の発生が防止さ
れ、不良品の製造が低減され歩留りを大幅に向上させる
ことができる。

また、湯口底を逆円錐形状にすると、熱衝撃が小さくな
るため熱損傷に対しても有利であり、金型の寿命が長く
なるなどの効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の鋳造用金型の斜視図、 第２図は、本考案の湯口底の形状の一例を示す模式図、 第３図は、本考案と従来の金型で鋳造した鋳造品のガス
欠陥量を示す図、 第４図は、本考案と従来の金型で鋳造した鋳造品の湯玉
欠陥量を示す図、 第５図は、従来の鋳造用金型の一例を示す斜視図、 第６図は、従来の鋳造用金型の湯口底の形状の一例を示
す模式図である。 ２……湯口 ３……湯道 ４……キャビティ ９……湯口底

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 魚住 稔 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 実願 昭49−1213号（実開 昭50− 95405号）の願書に添付した明細書及び図 面の内容を撮影したマイクロフィルム（Ｊ Ｐ，Ｕ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】鉛直方向に設けられた湯口の底部にあっ
   て、該湯口とギャビティとを連通する湯道との分岐点か
   ら下方の位置に逆円錐形状の湯口底を形成し、該湯口底
   の逆円錐形状の頂角を30度以上60度以下にしたことを特
   徴とする鋳造用金型。
2. 【請求項２】鉛直方向に設けられた湯口の底部にあっ
   て、該湯口とキャビティとを連通する湯道との分岐点か
   ら下方の位置に逆円錐形状の湯口底を形成し、該湯口底
   の逆円錐形状の頂角を30度以上90度以下にし、湯口底の
   円筒部深さを少なくとも20mm以上にしたことを特徴とす
   る鋳造用金型。