JPH08238555A - 多数個取り用鋳型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法精度の良好な鋳物を得ることのできる多
数個取り用鋳型を提供する。 【構成】 多数個取り用鋳型７は筒状ランナ８と、その
ランナ８に連通し、且つランナ軸線ａをを中心に放射状
に配設された複数の鋳物成形用キャビティ９とを備え
る。複数の型合せ面ｂはランナ軸線ａを中心に放射状に
配設されて各キャビティ９を二分する。各鋳型構成体１
１は、型合せ面ｂを形成する両側面ｃにそれぞれキャビ
ティ半部９ａを有するので、鋳造中における熱的状況が
鋳型構成体１１の両側面ｃ側において略同一となる。こ
れにより相隣る両鋳型構成体１１の両キャビティ半部９
ａ間における位置ずれを防止して、寸法精度の良好な鋳
物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多数個取り用鋳型、特
に、筒状ランナと、そのランナに連通し、且つランナ軸
線を中心に放射状に配設された複数の鋳物成形用キャビ
ティとを備えた鋳型の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種鋳型としては、ランナ軸線
と交差関係にある型合せ面で各キャビティを二分するよ
うにしたスタック金型が知られている（例えば、特開平
３−２８１０３４号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スタック金型においては、一対の金型半体よりなる各構
成金型が薄形に構成されていて各金型半体の一方の面が
溶湯に接触し、他面は溶湯に接触しない構造であるか
ら、鋳造中に両金型半体が互に逆方向に反返る、といっ
た変形を生じて両キャビティ半部間に位置ずれを起し易
く、その結果、鋳物の寸法精度が低下し、またそれがば
らつく、といった不具合を生じる。

【０００４】本発明は前記に鑑み、両キャビティ半部間
における位置ずれを防止して、良好で、且つ一定した寸
法精度を有する複数の鋳物を得ることが可能な前記多数
個取り用鋳型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】本発明は、筒状ランナ
と、そのランナに連通し、且つランナ軸線を中心に放射
状に配設された複数の鋳物成形用キャビティとを備えた
多数個取り用鋳型において、前記ランナ軸線を中心に放
射状に配設されて各キャビティを二分する複数の型合せ
面を有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】鋳型に前記のような複数の型合せ面を具備させ
ると、その鋳型は複数の鋳型構成体に分割される。そし
て、各鋳型構成体は、型合せ面を形成する両側面にそれ
ぞれキャビティ半部を有するので、鋳造中における熱的
状況が各鋳型構成体の両側面側において略同一となる。
これにより相隣る両鋳型構成体の両キャビティ半部間に
おける位置ずれを防止して、良好で、且つ一定した寸法
精度を有する複数の鋳物を得ることが可能である。

【０００７】

【実施例】図１において、ピン状鋳物１はＴｉＡｌ系金
属間化合物より構成され、立型遠心鋳造法の適用下で鋳
造されたものである。

【０００８】図２〜５は、ピン状鋳物１を多数個取りす
るための立型遠心鋳造装置２を示す。その装置２におい
て、図３に示すように回転軸３はステンレス鋼より構成
され、その軸線が上下方向に延びるように配設される。
回転軸３の下端側は図示しない回転機構に接続される。
回転軸３上端の取付フランジ部４に回転盤５が複数のボ
ルト６により固着され、その回転盤５は銅合金より構成
される。

【０００９】回転盤５上に、多数個取り用鋳型としての
筒状金型７が設置される。金型７は純度９９．９％の純
銅より構成され、上下方向に延びる筒状ランナ８と、そ
のランナ８に一端を直接連通させた複数のピン状鋳物成
形用筒状キャビティ９とを備えている。この場合、ラン
ナ軸線ａは金型軸線（回転軸線）に合致している。

【００１０】キャビティ９の配設構造は次の通りであ
る。即ち、図３，４に示すように、１つの水平面上に軸
線を位置させた８つのキャビティ９がランナ軸線ａを中
心に４５°間隔で放射状に配設される。また放射状に配
設された８つのキャビティ９を１つのキャビティ群Ｇと
したとき、複数、図示例では４つのキャビティ群Ｇがラ
ンナ軸線ａに沿って複数段、図示例では４段に配設され
ている。この場合、相隣る両キャビティ群Ｇにおける各
８つのキャビティ９は、ランナ軸線ａ方向において相互
に重なり合う関係にある。キャビティ９の総数は３２で
ある。

【００１１】金型７は複数、図示例では８つの型合せ面
ｂを有し、それら型合せ面ｂは、金型７の母線長さと同
一長さを持ち、且つランナ軸線ａを中心に、図示例では
ランナ軸線ａより４５°間隔で放射状に延びて、ランナ
軸線ａ方向に並ぶ各４つのキャビティ９を二分してい
る。これにより、金型７は同一構造を持つ複数、図示例
では８つの金型構成体（鋳型構成体）１１に分割され
る。

【００１２】図５に示すように各金型構成体１１は平面
略扇形をなす本体１２と、その本体１２の下端部におい
て半径方向内方に突出する平面略三角形の突出部１３と
よりなる。本体１１は、型合せ面ｂを形成する両側面ｃ
にそれぞれ４つのキャビティ半部９ａを備えている。全
部の本体１２の凸凹な内周面ｄによりランナ８が形成さ
れ、また各突出部１３によりランナ８の底壁１４が形成
される。

【００１３】各金型構成体１１の下端部側は、その外周
面に開口する凹部１５の底壁１６において、回転盤５に
ボルト１７およびナット１８により固着される。またそ
れら金型構成体１１の上端部側にはキャップ部材１９が
嵌着され、そのキャップ部材１９は各金型構成体１１
に、凹部１５の上壁２０において、ボルト２１により固
着される。キャップ部材１９の中心部には湯口２２が形
成され、その湯口２２はランナ８に連通する。

【００１４】装置２に、回転軸３を利用して次のような
水冷機構Ｗが設けられる。即ち、回転軸３は中空に形成
されており、その孔部２３の上端側は回転盤５の下面中
心部により閉鎖される。孔部２３内に、回転しない管体
２４が、その上部開口を回転盤５の下面中心部に近接さ
せて遊挿され、その管体２４外周面および孔部２３内周
面間は導水路ｅとして、また管体２４内は排水路ｆとし
て機能する。

【００１５】次に、ピン状鋳物１の具体的鋳造例につい
て説明する。

【００１６】各キャビティ９において、その内径を２５
mmに、長さを７０mmにそれぞれ設定し、また金型７およ
び水冷銅るつぼを備えた高周波誘導炉を共に減圧チャン
バ内に設置した。さらにＴｉＡｌ系金属間化合物とし
て、Ａｌの含有量が４８原子％であり、残部がＴｉおよ
び不可避不純物よりなるものを用意した。 （ａ） ＴｉＡｌ系金属間化合物約８kgを水冷銅るつぼ
に投入し、次いで減圧チャンバ内の空気圧を約１０^-3To
rrに減圧し、その後Ａｌ成分の蒸発を防止すべく、Ａｒ
ガスで減圧チャンバ内を２００Torrに置換した。 （ｂ） 溶解出力１２５ｋＷで溶け落ち後５分間保持と
いった条件で誘導溶解を行い、ＴｉＡｌ系金属間化合物
組成の溶湯を調製した。 （ｃ） 導水路ｅから排水路ｆに冷却水を流して回転盤
５を介し金型７を冷却し、また金型７を８００rpm にて
回転させて、湯温約１６００℃、約６kgの溶湯を湯口２
２からランナ８内に注入し、そのまま金型７を４分間回
転させて、図６に示すようにランナ８による筒状スクラ
ップｓの外周に３２本のピン状鋳物１を突出させた鋳造
体ＣＡを得た。 （ｄ） 鋳造体ＣＡを金型７の回転停止後そのままの状
態に３０分間放置し、次いで減圧チャンバ内を大気に開
放し、その後金型７より鋳造体ＣＡを離型した。この離
型に当っては、キャップ部材１９を金型７から外し、ま
た各金型構成体１１のボルト１７およびナット１８を外
して、図７に示すように各金型構成体１１を半径方向外
方へ引抜く。この場合、金型７は８つに分割されている
ので、各金型構成体１１に対する引抜き抵抗は小さい。
このように各金型構成体１１の引抜き方向を同方向に設
定すると、離型工程を容易に自動化することができる。

【００１７】筒状スクラップｓから全部のピン状鋳物１
を切断し、各ピン状鋳物１について、その寸法を調べた
ところ、直径は全長に亘って２５mmであり、また軸線の
狂いもなく、したがって各ピン状鋳物１は良好で、且つ
一定した寸法精度を有することが判明した。

【００１８】これは次のような理由による。即ち、各金
型構成体１１が、型合せ面ｂを形成する両側面ｃにそれ
ぞれ４つ宛のキャビティ半部９ａを有するので、鋳造中
における熱的状況が各金型構成体１１の両側面ｃ側にお
いて略同一となり、これにより相隣る両金型構成体１１
の両キャビティ半部９ａ間における位置ずれが防止され
るからである。

【００１９】前記鋳造作業を２０回繰返して行ったとこ
ろ、金型７が変色したので、その金型７の強度について
調べた。鋳造前の純銅、したがって金型７の引張強さは
約４５０ＭＰａであったが、金型７は鋳造中に加熱され
ることから２０回の鋳造作業によって焼なまし処理を受
けた状態となり、その引張強さは約２３０ＭＰａに低下
していた。

【００２０】その後、前記同様の鋳造作業を繰返したと
ころ、金型７の引張強さは約２３０ＭＰａに維持される
ことが判明した。これは、前記のように各金型構成体１
１の熱による変形が殆ど無く、またその引抜き抵抗が小
さいことから、これら熱および引抜きによる金型７の損
傷が回避されるからである。

【００２１】また前記のように、銅合金製回転盤５にお
いて、その上面側に純銅製金型７を設置し、一方、下面
側に水冷機構Ｗを付設すると、金型７の放熱性が良好と
なるので、キャビティ９の全容積（つまり空間部の全容
積）を変えずに金型構成体１１の全体積（つまり金属部
分の全体積）を減らして金型７の小型軽量化を図ること
ができる。例えば、金型構成体１１の全体積を、鋼製回
転盤５を用いると共に水冷機構Ｗを持たない場合の３分
の２程度に減少させることが可能である。

【００２２】前記ピン状鋳物１は、例えばエンジン用ピ
ストンピン素材として用いられる。また金型７は１つの
キャビティ群Ｇのみを有することもある。

【００２３】図８は、８つの長方形状をなす板状鋳物２
５を多数個取りした場合を示す。それら板状鋳物２５
は、一方の長辺を筒状スクラップｓの外周面に連設させ
て、そこから放射状に突出している。

【００２４】本発明は、このような鋳造体ＣＡを得るた
めの金型にも適用される。この場合、金型は１つのキャ
ビティ群Ｇを持つ。

【００２５】前記従来の金型のようにランナ軸線と交差
関係にある型合せ面で各キャビティを二分するようにす
ると、前記のような板状鋳物２５を多数個取りする場
合、各キャビティはその一方の短辺側をゲートを介して
ランナに連通させることになるので、金型の直径が大と
なってその大型化は避けられない。本発明によれば、各
キャビティの一方の長辺側をランナに直接連通させるこ
とが可能であるから、金型の直径を大幅に小さくしてそ
の小型化を図ることができる。また各金型構成体に対す
る引抜き抵抗は前記ピン状鋳物１の場合よりも一層小さ
く、したがって金型寿命はさらに長期に亘る。

【００２６】前記板状鋳物２５は、ブレード等を削成す
る場合の素材として用いられる。

【００２７】金型７の構成材料としては、前記純銅の外
に、各種銅合金、各種鋼材（ＪＩＳＳＳ材、ＳＣＭ材、
ＳＫ材、ＳＫＤ材等）等が用いられる。グラファイト製
鋳型も適用可能である。

【００２８】また金型７において、各型合せ面ｂはラン
ナ８内周面から放射状に延びていてもよい。さらに本発
明に係る多数個取り用鋳型は立型遠心鋳造法に限らず、
他の鋳造法、例えば重力鋳造法にも適用される。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、前記のように構成する
ことによって、良好で、且つ一定した寸法精度を有する
複数の鋳物を得ることが可能な多数個取り用鋳型を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ピン状鋳物の斜視図である。

【図２】立型遠心鋳造装置の平面図である。

【図３】図２，４の３−３線断面図である。

【図４】図３の４−４線断面図である。

【図５】金型構成体の斜視図である。

【図６】図３に対応する、鋳造後の断面図である。

【図７】図６の７−７線断面図で、図４に対応する。

【図８】鋳造体の他例を示す斜視図である。

【符号の説明】

７ 金型（鋳型） ８ ランナ ９ キャビティ ａ ランナ軸線 ｂ 型合せ面 Ｇ キャビティ群

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳根 敏生 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鹿屋 出 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状ランナ（８）と、そのランナ（８）
   に連通し、且つランナ軸線（ａ）を中心に放射状に配設
   された複数の鋳物成形用キャビティ（９）とを備えた多
   数個取り用鋳型において、前記ランナ軸線（ａ）を中心
   に放射状に配設されて各キャビティ（９）を二分する複
   数の型合せ面（ｂ）を有することを特徴とする多数個取
   り用鋳型。
2. 【請求項２】 放射状に配設された複数の前記鋳物成形
   用キャビティ（９）を１つのキャビティ群（Ｇ）とした
   とき、複数のキャビティ群（Ｇ）が前記ランナ軸線
   （ａ）に沿って複数段に配設されている、請求項１記載
   の多数個取り用鋳型。
3. 【請求項３】 前記ランナ軸線（ａ）を回転軸線とする
   立型遠心鋳造用鋳型（７）である、請求項１または２記
   載の多数個取り用鋳型。