JP2000167656A - Method for cooling metallic mold - Google Patents

Method for cooling metallic mold

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JP2000167656A JP10348831A JP34883198A JP2000167656A JP 2000167656 A JP2000167656 A JP 2000167656A JP 10348831 A JP10348831 A JP 10348831A JP 34883198 A JP34883198 A JP 34883198A JP 2000167656 A JP2000167656 A JP 2000167656A
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cooling
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mold
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明彦 小笠原
Kiyonobu Mizogami
清信 溝上
Kenta Haraguchi
研太 原口
Shuji Kobayashi
修二 小林
Tetsuya Yamamoto
哲矢 山本
Masashi Sato
正志 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce each of the contacting surface area and the cooling volume of cooling medium and to simply and stably obtain the optimum casting quality by forming cooling passage as the spiral state and controlling the flow rate of the cooling medium for supplying into the cooling passage so as to become the optimum cooling range. SOLUTION: When molten metal is poured into a cavity in a metallic mold, the cooling water supplied into a cooling device 20 in the metallic mold is made flow along an inner tube 32 in double tubes 36 and made flow to a passage 46 extended along the axial direction of the insert member 26. Further, the cooling water is made flow to a passage 48 extended toward the radial direction from the center part at the upper part of the insert member 26 and along a passage 50 formed as the spiral state along the outer peripheral surface of the insert member 26. The cooling water introduced out from the end part of the passage 50 is drained through a space part 40 and an outer tube 34. In this way, the directivity of the cooling effect is set to the cavity side forming the thick part and the cooling effect to the thick part is controlled under cooling action of the cooling water flowing the passage 28.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金型のキャビティ
内に溶湯を充填して鋳造成形する際、前記金型を冷却す
る金型冷却方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mold cooling method for cooling a mold when a mold is filled with a molten metal for casting.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来から、金型内に形成されたキャビテ
ィに溶湯を充填し、前記溶湯を固化させることにより、
所望の形状の鋳造品を得る鋳造成形方法が行われてい
る。この場合、キャビティに充填された溶湯を円滑に固
化させるとともに、金型を冷却する冷却装置が設けられ
るのが通常である。2. Description of the Related Art Conventionally, a cavity formed in a mold is filled with a molten metal, and the molten metal is solidified.
2. Description of the Related Art Cast molding methods for obtaining a cast product having a desired shape have been performed. In this case, it is usual to provide a cooling device for smoothly solidifying the molten metal filled in the cavity and cooling the mold.

【０００３】ここで、有底円筒状の鋳造品を鋳造成形す
る従来技術に係る冷却装置を図９乃至図１２に示す。FIGS. 9 to 12 show a cooling device according to the prior art for casting a bottomed cylindrical casting.

【０００４】この冷却装置１は、内部に空洞部２が形成
された鋳抜きピン３と、前記空洞部２に臨み該空洞部２
に対し冷却水を供給する供給管４と、前記空洞部２に連
通し該空洞部２に貯留された冷却水が排出される排出ポ
ート５とを有する。参照数字６は、図示しない金型によ
って鋳造成形された鋳造品を示す。[0004] The cooling apparatus 1 includes a cast pin 3 having a cavity 2 formed therein, and a cooling pin 2 facing the cavity 2.
And a discharge port 5 that communicates with the cavity 2 and discharges the cooling water stored in the cavity 2. Reference numeral 6 indicates a cast product formed by casting using a mold (not shown).

【０００５】なお、図９および図１０は、横型の冷却構
造を有する鋳抜きピン３を採用した場合を示し、図１１
および図１２は、縦型の冷却構造を有する鋳抜きピン３
を採用した場合を示す。FIGS. 9 and 10 show a case where a cast pin 3 having a horizontal cooling structure is employed.
And FIG. 12 shows a cast pin 3 having a vertical cooling structure.
Shows the case where is adopted.

【０００６】ここで、この従来技術に係る冷却装置１を
用いて連続鋳造成形を行った場合の温度と冷却水の流量
との関係を図１３に示す。FIG. 13 shows the relationship between the temperature and the flow rate of the cooling water when continuous casting is performed using the cooling apparatus 1 according to the prior art.

【０００７】図１３中、実線は、冷却装置１に供給さ
れる冷却水の流量を毎分１．１リットルの流速で一定と
した状態における流量の推移を示し、実線′は、流速
を毎分１．１リットルで一定としたときの金型の温度特
性を示し、実線″は、流速を毎分１．１リットルで一
定としたときの冷却水の温度特性を示している。In FIG. 13, the solid line shows the transition of the flow rate of the cooling water supplied to the cooling device 1 at a constant flow rate of 1.1 liter per minute, and the solid line ′ shows the flow rate of the cooling water per minute. The temperature characteristic of the mold when the flow rate is constant at 1.1 liter is shown. The solid line "" indicates the temperature characteristic of the cooling water when the flow rate is constant at 1.1 liter per minute.

【０００８】また、図１３中、破線は、冷却装置１に
供給される冷却水の流量を毎分１．６リットルの流速で
一定とした状態における流量の推移を示し、破線′
は、流速を毎分１．６リットルで一定としたときの金型
の温度特性を示し、破線″は、流速を毎分１．６リッ
トルで一定としたときの冷却水の温度特性を示してい
る。In FIG. 13, a broken line shows a transition of the flow rate of the cooling water supplied to the cooling device 1 at a constant flow rate of 1.6 liters per minute.
Indicates the temperature characteristic of the mold when the flow rate is constant at 1.6 liters per minute, and the broken line indicates the temperature characteristic of the cooling water when the flow rate is constant at 1.6 liters per minute. I have.

【０００９】なお、図１３中では、鋳造成形を連続して
行う場合に、第Ｎ回目の鋳造成形をＮ回目とし、以下、
連続してＮ＋１回目、Ｎ＋２回目、Ｎ＋３回目と表して
いる。In FIG. 13, when the casting is continuously performed, the N-th casting is defined as the N-th.
It is represented as N + 1 times, N + 2 times, and N + 3 times consecutively.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る冷却装置１では、供給管４から供給される冷却
水の流量と空洞部２内の体積差により、鋳造時において
冷却水が蒸発してしまい空洞部２内に発生する蒸気によ
って冷却能力が低下するという不都合がある。However, in the cooling apparatus 1 according to the prior art, the cooling water evaporates during casting due to the flow rate of the cooling water supplied from the supply pipe 4 and the volume difference in the cavity 2. As a result, there is an inconvenience that the cooling capacity is reduced by the steam generated in the cavity 2.

【００１１】すなわち、空洞部２の上部側に発生する蒸
気や空気の層によって空間部７が形成されることによ
り、冷却が不均一となり冷却効率が低下するという不都
合がある。例えば、図１３中の実線″に示されるよう
に、Ｎ＋３回目では、流速が毎分１．１リットルのとき
の冷却水の温度が１００℃を超えて冷却水が水蒸気とな
っている。That is, since the space 7 is formed by the layer of steam or air generated on the upper side of the cavity 2, there is a disadvantage that the cooling becomes uneven and the cooling efficiency is reduced. For example, as shown by the solid line "" in FIG. 13, in the N + 3rd time, when the flow rate is 1.1 liter per minute, the temperature of the cooling water exceeds 100 ° C., and the cooling water becomes steam.

【００１２】また、前記冷却能力の低下により、オーバ
ーヒート部８には、鋳造品に対して悪影響を及ぼす、い
わゆるひけや鋳造品の表面部が金型に凝着する、いわゆ
るとられが発生するという不都合がある。例えば、図１
３中の実線′に示されるように、Ｎ＋３回目では、流
速が毎分１．１リットルのときの金型の温度が急上昇し
て金型が過度に加熱されることにより、ひけやとられが
発生する。[0012] Further, due to the decrease in the cooling capacity, so-called sinkage, which causes so-called sink marks and the surface portion of the cast product to adhere to the mold, occurs in the overheated portion 8, which adversely affects the cast product. There are inconveniences. For example, FIG.
As shown by the solid line ′ in FIG. 3, at the N + 3rd time, the temperature of the mold at a flow rate of 1.1 liters per minute sharply rises and the mold is excessively heated, so that the sink mark is removed. appear.

【００１３】従来技術では、このような冷却能力の低下
に対し、冷却水量を大幅に増大させて対処しているが、
冷却水量が増大するのに伴って金型が過冷却状態となり
キャビティ内に充填された溶湯が急激に冷却されるた
め、湯廻り不良等が発生するという他の不都合がある。
例えば、図１３中の破線′に示されるように、Ｎ＋３
回目では、流速が毎分１．６リットルのときの金型の温
度が急下降して金型が過度に冷却されることにより、湯
廻り不良が発生する。In the prior art, such a decrease in cooling capacity is dealt with by greatly increasing the amount of cooling water.
As the amount of cooling water increases, the mold enters a supercooled state, and the molten metal filled in the cavity is rapidly cooled, so that there is another inconvenience such as poor running of the molten metal.
For example, as shown by a broken line 'in FIG.
At the first time, when the flow rate is 1.6 liters per minute, the temperature of the mold suddenly drops and the mold is excessively cooled, so that poor running of the molten metal occurs.

【００１４】本発明は、前記の種々の不都合を考慮して
なされたものであり、冷却媒体の接触表面積並びに冷却
容量をそれぞれ減少させ、しかも簡易に最適な鋳造品質
を安定して得ることが可能な金型冷却方法を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned various inconveniences, and can reduce the contact surface area of the cooling medium and the cooling capacity, respectively, and can easily and stably obtain the optimum casting quality. It is an object to provide a simple mold cooling method.

【００１５】[0015]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、鋳造成形を行う際、冷却通路に沿って
流通する冷却媒体の作用下に金型を冷却するための方法
であって、冷却通路を螺旋状に形成し、前記冷却通路に
供給する冷却媒体の流量を最適冷却領域となるように制
御することを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a method for cooling a mold under the action of a cooling medium flowing along a cooling passage during casting. The cooling passage is formed in a spiral shape, and the flow rate of the cooling medium supplied to the cooling passage is controlled to be in an optimum cooling region.

【００１６】本発明によれば、冷却通路に供給する冷却
媒体の流量を最適冷却領域となるように制御することに
より、冷却効率が向上し、簡易に最適な鋳造品質を安定
して得ることができる。According to the present invention, the cooling efficiency is improved by controlling the flow rate of the cooling medium supplied to the cooling passage so as to be in the optimum cooling region, and the optimum casting quality can be easily and stably obtained. it can.

【００１７】[0017]

【発明の実施の形態】本発明に係る金型冷却方法につい
て、それを実施する装置との関連において好適な実施の
形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a mold cooling method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【００１８】図１において、参照数字１０は、本発明の
実施の形態に係る金型冷却方法を適用した金型を示す。In FIG. 1, reference numeral 10 indicates a mold to which the mold cooling method according to the embodiment of the present invention is applied.

【００１９】この金型１０は、車両用のエンジンのシリ
ンダブロックを製造するものであり、前記シリンダブロ
ックに対応する形状からなるキャビティ１２が形成され
た金型本体１４と、前記金型本体１４内に挿入され、シ
リンダブロックのボアを形成するボア用鋳抜きピン１６
と、前記ボア用鋳抜きピン１６の孔部１８に挿入される
金型冷却装置２０とを有する。The mold 10 is for manufacturing a cylinder block of an engine for a vehicle. A mold body 14 having a cavity 12 having a shape corresponding to the cylinder block is formed. And a bored die pin 16 for forming a bore of the cylinder block.
And a mold cooling device 20 that is inserted into the hole 18 of the boring pin 16.

【００２０】前記キャビティ１２は、ボア用鋳抜きピン
１６を間にして略対称に配置され、鋳造成形によってシ
リンダブロックの厚肉部が形成される第１キャビティ２
２と、前記シリンダブロックの薄肉部が形成される第２
キャビティ２４とを含む。The cavities 12 are arranged substantially symmetrically with the bored molding pin 16 therebetween, and the first cavity 2 in which the thick portion of the cylinder block is formed by casting.
2 and the second where the thin portion of the cylinder block is formed
And a cavity 24.

【００２１】金型冷却装置２０は、前記ボア用鋳抜きピ
ン１６の孔部１８内に挿入され、略円柱形状に形成され
たインサート部材２６と、前記インサート部材２６に形
成される冷却通路２８とを有する。The mold cooling device 20 is inserted into the hole 18 of the bored molding pin 16 and has a substantially cylindrical insert member 26, and a cooling passage 28 formed in the insert member 26. Having.

【００２２】前記金型１０の孔部３０には、前記インサ
ート部材２６の冷却通路２８に連通し該冷却通路２８に
冷却水（冷却媒体）を供給する内管３２と、前記冷却通
路２８に連通し該冷却通路２８から冷却水が排出される
外管３４とを有する二重管３６が設けられたジョイント
部材３８が挿入される。The hole 30 of the mold 10 communicates with the cooling passage 28 of the insert member 26 and supplies cooling water (cooling medium) to the cooling passage 28, and communicates with the cooling passage 28. Then, a joint member 38 provided with a double pipe 36 having an outer pipe 34 from which cooling water is discharged from the cooling passage 28 is inserted.

【００２３】ボア用鋳抜きピン１６並びにジョイント部
材３８の外周面には、環状溝を介して、キャビティ１２
並びに空間部４０を密封するシール部材４２、４４ａ、
４４ｂがそれぞれ装着されている。The cavity 12 is formed on the outer peripheral surfaces of the bored molding pin 16 and the joint member 38 through annular grooves.
And sealing members 42, 44a for sealing the space 40,
44b are respectively mounted.

【００２４】なお、前記インサート部材２６を、熱伝達
性が良好な金属製材料、例えば、銅合金等によって形成
することにより、冷却効率をより一層向上させることが
できる。The cooling efficiency can be further improved by forming the insert member 26 from a metal material having a good heat transfer property, for example, a copper alloy.

【００２５】前記二重管３６は、前記冷却通路２８に連
通し該冷却通路２８に冷却水を供給する図示しないイン
レットポートと、前記冷却通路２８に連通し該冷却通路
２８から冷却水が排出される図示しないアウトレットポ
ートとを有する。The double pipe 36 communicates with the cooling passage 28 to supply cooling water to the cooling passage 28 and an inlet port (not shown). The double pipe 36 communicates with the cooling passage 28 and discharges the cooling water from the cooling passage 28. Outlet port (not shown).

【００２６】前記冷却通路２８は、図３に示されるよう
に、ジョイント部材３８から突出する二重管３６の内管
３２によって構成されインサート部材２６の軸線方向に
沿って貫通する第１通路４６と、前記第１通路４６に連
通し中心部から半径外方向に向かって延在する第２通路
４８と、前記第２通路４８に連通しインサート部材２６
の外周面に沿って螺旋状に形成された第３通路５０とを
有する。前記第３通路５０の終端部は、インサート部材
２６とジョイント部材３８の間に形成された空間部４０
を介して二重管３６の外管３４内の通路に連通するよう
に形成されている。As shown in FIG. 3, the cooling passage 28 is constituted by an inner tube 32 of a double tube 36 projecting from the joint member 38 and a first passage 46 penetrating along the axial direction of the insert member 26. A second passage 48 communicating with the first passage 46 and extending radially outward from a central portion; and an insert member 26 communicating with the second passage 48.
And a third passage 50 formed in a spiral shape along the outer peripheral surface of the third passage 50. The end of the third passage 50 is connected to a space 40 formed between the insert member 26 and the joint member 38.
Is formed so as to communicate with a passage in the outer tube 34 of the double tube 36 via

【００２７】前記金型冷却装置２０では、冷却性の指向
性が、図２に示すように、インサート部材２６の中心部
から半径外方向に向かって延在する第２通路４８の方
向、すなわち、矢印Ａ方向となるように設定され、他の
方向と比較して矢印Ａ方向に向かって冷却効率が向上す
るように設けられている。In the mold cooling device 20, the directivity of the cooling property is, as shown in FIG. 2, the direction of the second passage 48 extending radially outward from the center of the insert member 26, ie, It is set so as to be in the direction of arrow A, and is provided so that the cooling efficiency is improved in the direction of arrow A as compared with other directions.

【００２８】けだし、螺旋状に形成された第３通路５０
の開始点を任意の方向に振り分けることにより、その振
り分けられた方向において螺旋状に周回する多くの溝部
が配置されるからである。従って、特に冷却効果が必要
とされる鋳造品の厚肉部を形成する金型部分に対して
も、鋳造品の形状に対応して部分的に冷却効果を向上さ
せることができる。The third passage 50 formed spirally and spirally
This is because, by allocating the starting point in any direction, many groove portions spirally circulating in the allocated direction are arranged. Therefore, the cooling effect can be partially improved particularly for the mold portion forming the thick portion of the cast product requiring the cooling effect, corresponding to the shape of the cast product.

【００２９】例えば、鋳造品の厚肉部を形成する第１キ
ャビティ２２と前記鋳造品の薄肉部を形成する第２キャ
ビティ２４とが対称に配置された金型構造の場合、薄肉
部と比較して冷却しずらい厚肉部を形成する第１キャビ
ティ２２が矢印Ａ方向となるように金型冷却装置２０を
設定すると好適である（図１参照）。For example, in the case of a mold structure in which the first cavity 22 forming the thick part of the casting and the second cavity 24 forming the thin part of the casting are symmetrically arranged, the mold structure is compared with the thin part. It is preferable to set the mold cooling device 20 so that the first cavity 22 that forms a thick portion that is difficult to cool in the direction of arrow A (see FIG. 1).

【００３０】冷却通路を構成する螺旋状の第３通路５０
は、実質的に断面半円状の溝部からなり、前記溝部は冷
却水が流通する流速を略一定とするために、略同一の断
面積で形成されている。A spiral third passage 50 constituting a cooling passage
Has a substantially semicircular cross-sectional groove, and the groove is formed to have substantially the same cross-sectional area in order to make the flow velocity of the cooling water substantially constant.

【００３１】本発明の実施の形態に係る金型冷却方法が
適用された金型１０は、基本的には以上のように構成さ
れるものであり、次にその動作並びに作用効果について
説明する。The mold 10 to which the mold cooling method according to the embodiment of the present invention is applied is basically configured as described above. Next, the operation and the effect will be described.

【００３２】先ず、図示しない冷却水供給源と二重管３
６のインレットポートとを接続し、図示しない冷却水貯
留源とアウトレットポートとを接続しておく。また、鋳
抜きピン１６は、金型１０のキャビティ１２内に配設さ
れているものとする。First, a cooling water supply source (not shown) and a double pipe 3
6 and an outlet port (not shown) and an outlet port. In addition, it is assumed that the casting pin 16 is disposed in the cavity 12 of the mold 10.

【００３３】金型１０のキャビティ１２内に溶湯（例え
ば、アルミニウム溶湯）を注入する際、図示しない冷却
水供給源を付勢してインレットポートより冷却水を供給
する。前記冷却水は、二重管３６の内管３２に沿って流
通し、インサート部材２６の軸線方向に沿って延在する
第１通路４６を流通する。さらに冷却水は、インサート
部材２６の上部の中心部から半径外方向に向かって延在
する第２通路４８並びにインサート部材２６の外周面に
螺旋状に形成された第３通路５０に沿って流通する。第
３通路５０の終端から導出された冷却水は、インサート
部材２６とジョイント部材３８との間に形成された空間
部４０並びに二重管３６の外管３４を経由してアウトレ
ットポートから図示しない冷却水貯留源に排出される。When a molten metal (for example, molten aluminum) is injected into the cavity 12 of the mold 10, a cooling water supply source (not shown) is energized to supply cooling water from an inlet port. The cooling water flows along the inner pipe 32 of the double pipe 36, and flows through the first passage 46 extending along the axial direction of the insert member 26. Further, the cooling water flows along the second passage 48 extending radially outward from the upper central portion of the insert member 26 and the third passage 50 spirally formed on the outer peripheral surface of the insert member 26. . The cooling water led out from the end of the third passage 50 passes through the space 40 formed between the insert member 26 and the joint member 38 and the cooling water (not shown) from the outlet port via the outer pipe 34 of the double pipe 36. Discharged to water storage source.

【００３４】この金型冷却装置２０では、シリンダブロ
ックの厚肉部を形成する第１キャビティ２２側に指向性
が設定されており、冷却通路２８を流通する冷却水の冷
却作用下に、前記厚肉部に対する冷却性を制御すること
により、前記厚肉部の内部品質を向上させ、高精度な品
質を有するシリンダブロックを安定して得ることができ
る。In the mold cooling device 20, the directivity is set on the side of the first cavity 22 forming the thick portion of the cylinder block, and the thickness of the cylinder block is reduced by the cooling action of the cooling water flowing through the cooling passage. By controlling the cooling of the thick portion, the internal quality of the thick portion can be improved, and a cylinder block having high-precision quality can be stably obtained.

【００３５】次に、本実施の形態に係る金型冷却方法が
適用された金型１０を用いて連続鋳造成形を行った場合
の実験結果を図４に示す。この場合、金型冷却装置２０
に冷却水を供給する流速を、毎分０．８リットル、毎分
１．１リットル、毎分１．６リットルで一定に設定して
それぞれ実験を行った。Next, FIG. 4 shows an experimental result in the case where continuous casting is performed using the mold 10 to which the mold cooling method according to the present embodiment is applied. In this case, the mold cooling device 20
The experiments were carried out with the flow rate of supplying cooling water constant at 0.8 liter per minute, 1.1 liter per minute, and 1.6 liter per minute.

【００３６】図４中、実線Ａは、金型冷却装置２０に供
給される冷却水の流量を毎分１．１リットルの流速で一
定とした状態における流量の推移を示し、実線Ａ′は、
流速を毎分１．１リットルで一定としたときの金型１０
の温度特性を示している。In FIG. 4, a solid line A shows a transition of the flow rate of the cooling water supplied to the mold cooling device 20 when the flow rate is constant at a flow rate of 1.1 liter per minute.
The mold 10 when the flow rate is constant at 1.1 liter per minute
Shows the temperature characteristics of the sample.

【００３７】また、図４中、破線Ｂは、金型冷却装置２
０に供給される冷却水の流量を毎分０．８リットルの流
速で一定とした状態における流量の推移を示し、破線
Ｂ′は、流速を毎分０．８リットルで一定としたときの
金型１０の温度特性を示している。In FIG. 4, a broken line B indicates the mold cooling device 2.
0 shows the transition of the flow rate in a state where the flow rate of the cooling water supplied to 0 is constant at a flow rate of 0.8 liter per minute. 2 shows a temperature characteristic of the mold 10.

【００３８】さらに、図４中、一点鎖線Ｃは、金型冷却
装置２０に供給される冷却水の流量を毎分１．６リット
ルの流速で一定とした状態における流量の推移を示し、
一点鎖線Ｃ′は、流速を毎分１．６リットルで一定とし
たときの金型１０の温度特性を示している。Further, in FIG. 4, a dashed line C indicates a transition of the flow rate in a state where the flow rate of the cooling water supplied to the mold cooling device 20 is constant at a flow rate of 1.6 liters per minute.
The dashed line C 'indicates the temperature characteristics of the mold 10 when the flow rate is constant at 1.6 liters per minute.

【００３９】なお、図４中では、鋳造成形を連続して行
う場合に、第Ｎ回目の鋳造成形工程をＮ回目とし、以
下、連続してＮ＋１回目、Ｎ＋２回目、Ｎ＋３回目と表
している。In FIG. 4, when the casting is continuously performed, the N-th casting process is referred to as an N-th time, and hereinafter, the N-th time, the N + 2 times, and the N + 3 times.

【００４０】ここで、冷却水の流速が毎分１．１リット
ルのときの温度と冷却水の流量との関係を図５に示す。
なお、図５中、実線Ａは、金型冷却装置２０に供給され
る冷却水の流量を毎分１．１リットルの流速で一定とし
た状態における流量の推移を示し、実線Ａ′は、流速を
毎分１．１リットルで一定としたときの金型１０の温度
特性を示し、実線Ａ″は、流速を毎分１．１リットルと
したときの冷却水の温度特性を示している。FIG. 5 shows the relationship between the temperature and the flow rate of the cooling water when the flow rate of the cooling water is 1.1 liter per minute.
In FIG. 5, a solid line A indicates a transition of the flow rate in a state where the flow rate of the cooling water supplied to the mold cooling device 20 is constant at a flow rate of 1.1 liter per minute, and a solid line A 'indicates the flow rate. Is constant at 1.1 liters per minute, and the solid line A ″ indicates the temperature characteristic of the cooling water when the flow rate is 1.1 liters per minute.

【００４１】実験により、冷却水の流速を毎分１．１リ
ットルに設定した状態が最適であることがわかった。す
なわち、冷却水の流速を毎分１．１リットルで一定状態
とし、且つ図示しない流量制御弁のオン／オフ切換制御
して冷却水の流量を、実線Ａに示す流量特性曲線５２と
なるように制御することにより、冷却水の最高温度を約
１００℃に保持し、且つ熱伝導率が大きい最適冷却領域
５４に設定することができた（実線Ａ″参照）。From experiments, it has been found that a state in which the flow rate of the cooling water is set to 1.1 liter per minute is optimal. That is, the flow rate of the cooling water is kept constant at 1.1 liters per minute, and the flow rate control valve (not shown) is turned on / off so that the flow rate of the cooling water becomes a flow rate characteristic curve 52 shown by a solid line A. By controlling, the maximum temperature of the cooling water was maintained at about 100 ° C., and the optimum cooling area 54 having a large thermal conductivity could be set (see the solid line A ″).

【００４２】ここで、冷却通路２８を流通する冷却水の
熱伝導率について説明する。Here, the thermal conductivity of the cooling water flowing through the cooling passage 28 will be described.

【００４３】図６に示されるように、冷却水は、その温
度が上昇するにしたがって、液相単流、気泡流、スラグ
流、フロス流、環状噴霧流、噴霧流の状態に順次変化す
る。このような冷却水の状態変化を熱伝達機構の観点か
らみれば、液の対流伝熱、表面沸騰、飽和核沸騰、液膜
対流熱伝達、蒸気の対流熱伝達と変化する。As shown in FIG. 6, as the temperature of the cooling water increases, the state of the cooling water sequentially changes to a liquid single flow, a bubble flow, a slag flow, a floss flow, an annular spray flow, and a spray flow. From the viewpoint of the heat transfer mechanism, such a change in the state of the cooling water is changed into convective heat transfer of liquid, surface boiling, saturated nucleate boiling, convective heat transfer of liquid film, and convective heat transfer of vapor.

【００４４】この場合、冷却効率が良好な状態、すなわ
ち熱伝導率が大きい最適冷却領域は、熱伝導率の特性曲
線に示されるように、表面沸騰から液膜対流熱伝達まで
の間であり、前記表面沸騰から液膜対流熱伝達までの間
となるように冷却水の流量を制御するとよい。換言する
と、熱伝導率が大なる最適冷却領域となるように冷却水
の流量を制御するとよい。このように冷却水の流量を制
御して最適冷却領域に設定することにより、冷却効率を
向上させ、高精度な品質を有する鋳造品を得ることがで
きる。In this case, the state where the cooling efficiency is good, that is, the optimum cooling region where the thermal conductivity is large is between the surface boiling and the liquid film convection heat transfer as shown by the thermal conductivity characteristic curve. It is preferable to control the flow rate of the cooling water so as to be between the surface boiling and the liquid film convection heat transfer. In other words, it is preferable to control the flow rate of the cooling water so as to be in the optimum cooling region where the thermal conductivity is large. By controlling the flow rate of the cooling water and setting the optimum cooling region in this manner, it is possible to improve the cooling efficiency and obtain a cast product having high precision quality.

【００４５】また、鋳造成形される鋳造品の重量が変動
した場合には、変動した重量に対応して冷却水の流速を
増減させ、熱伝導率が最適冷却領域となるように設定す
ることにより、熱伝導率が大きく良好な冷却効率を得る
ことができる。例えば、図７に示されるように、鋳造品
の重量が４００（ｇ）増加した場合、冷却水の流速を毎
分１．４リットルに増大させることにより、最適な冷却
効率を得ることができる。When the weight of the cast product to be cast fluctuates, the flow rate of the cooling water is increased or decreased in accordance with the fluctuated weight, and the heat conductivity is set so as to be in the optimum cooling range. In addition, the heat conductivity is large, and good cooling efficiency can be obtained. For example, as shown in FIG. 7, when the weight of the casting increases by 400 (g), the optimum cooling efficiency can be obtained by increasing the flow rate of the cooling water to 1.4 liters per minute.

【００４６】なお、図７中、実線Ｄは、金型冷却装置２
０に供給される冷却水の流量を毎分１．４リットルの流
速で一定とした状態における流量の推移を示し、実線
Ｄ′は、流速を毎分１．４リットルで一定としたときの
金型１０の温度特性を示し、実線Ｄ″は、流速を毎分
１．４リットルとしたときの冷却水の温度特性を示して
いる。In FIG. 7, the solid line D indicates the mold cooling device 2.
0 shows the transition of the flow rate of the cooling water supplied at 0 at a constant flow rate of 1.4 liters per minute, and the solid line D 'shows the gold flow at a constant flow rate of 1.4 liters per minute. The temperature characteristics of the mold 10 are shown, and the solid line D "shows the temperature characteristics of the cooling water when the flow rate is 1.4 liters per minute.

【００４７】鋳造品の重量の変動に対応して冷却水の流
速を毎分１．４リットルに制御することにより、実線
Ｄ″に示されるように、冷却水の最高温度が約１００℃
に保持され、熱伝導率が大きく良好な冷却効率を得るこ
とができる。By controlling the flow rate of the cooling water to 1.4 liters per minute in response to the variation in the weight of the casting, the maximum temperature of the cooling water becomes about 100 ° C. as shown by the solid line D ″.
, The thermal conductivity is large and good cooling efficiency can be obtained.

【００４８】さらに、連続する鋳造成形のサイクルタイ
ムが変動した場合、前記変動したサイクルタイムに対応
して冷却水の流速を変化させ、熱伝導率が最適冷却領域
となるように設定することにより、熱伝導率が大きく良
好な冷却効率を得ることができる。例えば、図８に示さ
れるように、サイクルタイムが１０秒増大したことに伴
って、冷却水の流速を毎分０．９リットルに減少させる
ことにより、最適な冷却効率を得ることができる。Further, when the cycle time of the continuous casting is changed, the flow rate of the cooling water is changed in accordance with the changed cycle time, and the heat conductivity is set so as to be in the optimum cooling range. Good cooling efficiency with high thermal conductivity can be obtained. For example, as shown in FIG. 8, as the cycle time increases by 10 seconds, the cooling water flow rate is reduced to 0.9 liter per minute, so that optimum cooling efficiency can be obtained.

【００４９】なお、図８中、実線Ｅは、金型冷却装置２
０に供給される冷却水の流量を毎分０．９リットルの流
速で一定とした状態における流量の推移を示し、実線
Ｅ′は、流速を毎分０．９リットルで一定としたときの
金型１０の温度特性を示し、実線Ｄ″は、流速を毎分
０．９リットルとしたときの冷却水の温度特性を示して
いる。In FIG. 8, the solid line E indicates the mold cooling device 2.
0 shows the transition of the flow rate when the flow rate of the cooling water supplied at 0 is constant at a flow rate of 0.9 liter per minute, and the solid line E ′ indicates the gold flow rate when the flow rate is constant at 0.9 liter per minute. The temperature characteristics of the mold 10 are shown, and the solid line D ″ indicates the temperature characteristics of the cooling water when the flow rate is 0.9 liter per minute.

【００５０】鋳造成形のサイクルタイムの変動に対応し
て冷却水の流速を毎分０．９リットルに制御することに
より、実線Ｅ″に示されるように、冷却水の最高温度を
約１００℃に保持し、熱伝導率が大きく良好な冷却効率
を得ることができた。By controlling the flow rate of the cooling water to 0.9 liter per minute in response to the fluctuation of the cycle time of the casting, the maximum temperature of the cooling water is reduced to about 100 ° C. as shown by a solid line E ″. It was possible to maintain good thermal conductivity and obtain good cooling efficiency.

【００５１】なお、本実施の形態では、図２に示すよう
に、第２通路４８の方向、すなわち、インサート部材２
６の中心部から半径外方向に向かう矢印Ａ方向に冷却性
の指向性が設定されている。従って、例えば、鋳造品の
厚肉部を形成するキャビティ１２が矢印Ａ方向となるよ
うに金型冷却装置１０を配設することにより、他の方向
と比較して、矢印Ａ方向に向かってより一層冷却効率を
向上させることができる。In this embodiment, as shown in FIG. 2, the direction of the second passage 48, that is, the insert member 2
The directivity of the cooling property is set in the direction of the arrow A extending radially outward from the center portion of No. 6. Therefore, for example, by arranging the mold cooling device 10 so that the cavity 12 forming the thick part of the cast product is in the direction of arrow A, the direction of the arrow A is higher than in the other directions. The cooling efficiency can be further improved.

【００５２】また、本実施の形態では、螺旋状の冷却通
路２８をインサート部材２６に形成することにより、冷
却水の接触表面積を減少させ、しかも冷却水の流量を少
なくすることにより、冷却水が蒸発することにより発生
した蒸気を容易に外部に排出することができる。この結
果、冷却能力を低下させることがなく、湯廻り不良等の
発生を防止することにより、高精度の品質を有する鋳造
品を得ることができる。In the present embodiment, the spiral cooling passage 28 is formed in the insert member 26 to reduce the contact surface area of the cooling water, and to reduce the flow rate of the cooling water, thereby reducing the cooling water flow. The vapor generated by evaporation can be easily discharged to the outside. As a result, a cast product having high quality can be obtained by preventing the occurrence of poor running of the hot water without lowering the cooling capacity.

【００５３】[0053]

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。According to the present invention, the following effects can be obtained.

【００５４】すなわち、冷却通路に供給する冷却媒体の
流量を最適冷却領域となるように制御することにより、
冷却効率を向上させ且つ過冷却状態となることを防止し
て、簡易に最適な鋳造品質を安定して得ることができ
る。That is, by controlling the flow rate of the cooling medium supplied to the cooling passage so as to be in the optimum cooling region,
The cooling efficiency can be improved and the supercooled state can be prevented, so that the optimum casting quality can be easily and stably obtained.

【００５５】また、従来技術と比較して、冷却水の接触
表面積並びに冷却容量をそれぞれ減少させ、冷却効率を
より一層向上させることができる。Further, as compared with the prior art, the contact surface area of the cooling water and the cooling capacity can be respectively reduced, and the cooling efficiency can be further improved.

【００５６】さらに、鋳造品の肉厚に対応して冷却性に
指向性を持たせることにより、より一層最適な鋳造品質
を安定して得ることができる。Further, by giving directivity to the cooling property in accordance with the thickness of the cast product, it is possible to stably obtain a further optimum casting quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態に係る金型冷却方法が適用
された金型の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a mold to which a mold cooling method according to an embodiment of the present invention is applied.

【図２】前記金型に設けられた金型冷却装置の横断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a mold cooling device provided in the mold.

【図３】鋳抜きピンの孔部内に挿入された前記金型装置
の縦断面図である。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the mold device inserted into a hole of a cast pin.

【図４】前記金型を用いて連続鋳造成形を行った場合の
温度と冷却水の流量との関係を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a temperature and a flow rate of cooling water when continuous casting is performed using the mold.

【図５】冷却水の流速が毎分１．１リットルのときの温
度と冷却水の流量との関係を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature and the flow rate of the cooling water when the flow rate of the cooling water is 1.1 liter per minute.

【図６】冷却水の熱伝導率の説明に供する図である。FIG. 6 is a diagram provided for describing the thermal conductivity of cooling water.

【図７】鋳造品の重量が増大した場合における温度と冷
却水の流量との関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between a temperature and a flow rate of cooling water when the weight of a casting increases.

【図８】連続鋳造成形のサイクルタイムが変動した場合
における温度と冷却水の流量との関係を示す説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature and the flow rate of cooling water when the cycle time of continuous casting varies.

【図９】横型の冷却構造を有する鋳抜きピンを採用した
従来技術に係る冷却装置の縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view of a cooling device according to the related art employing a cast pin having a horizontal cooling structure.

【図１０】図９に示す従来技術に係る冷却装置の動作説
明図である。FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the cooling device according to the related art shown in FIG. 9;

【図１１】縦型の冷却構造を有する鋳抜きピンを採用し
た従来技術に係る冷却装置の縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of a cooling device according to the related art employing a cast pin having a vertical cooling structure.

【図１２】図１１に示す従来技術に係る冷却装置の動作
説明図である。FIG. 12 is an operation explanatory diagram of the cooling device according to the related art shown in FIG. 11;

【図１３】前記従来技術に係る冷却装置を用いて連続鋳
造成形を行った場合の温度と冷却水の水量との関係を示
す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing the relationship between the temperature and the amount of cooling water when continuous casting is performed using the cooling device according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０…金型 １２、２２、２４
…キャビティ １６…ボア用鋳抜きピン ２０…金型冷却装
置 ２６…インサート部材 ２８…冷却通路 ３６…二重管 ３８…ジョイント
部材 ４６、４８、５０…通路 ５２…流量特性曲
線 ５４…最適冷却領域10: Mold 12, 22, 24
... Cavity 16 ... Bore cast pin 20 ... Mold cooling device 26 ... Insert member 28 ... Cooling passage 36 ... Double tube 38 ... Joint member 46,48,50 ... Path 52 ... Flow characteristic curve 54 ... Optimal cooling area

フロントページの続き (72)発明者 原口 研太 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 小林 修二 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 山本 哲矢 静岡県浜松市葵東１丁目13番１号 本田技 研工業株式会社浜松製作所内 (72)発明者 佐藤 正志 静岡県浜松市葵東１丁目13番１号 本田技 研工業株式会社浜松製作所内 Ｆターム(参考） 4F202 AA49 AH16 AR14 CA11 CB01 CK41 CN05 CN13 CN14 CN21(72) Inventor Kenta Haraguchi 1-10-1 Shinsayama, Sayama City, Saitama Prefecture Honda Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Shuji Kobayashi 1-10-1 Shinsayama, Sayama City, Saitama Honda Engineering Stock In-house (72) Inventor Tetsuya Yamamoto 1-13-1 Aoi Higashi, Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Inside Honda Motor Co., Ltd.Hamamatsu Works (72) Inventor Masashi Sato 1-13-1 Aoi Higashi Hamamatsu City, Shizuoka Prefecture Honda Giken F-term in Hamamatsu Manufacturing Co., Ltd. (reference) 4F202 AA49 AH16 AR14 CA11 CB01 CK41 CN05 CN13 CN14 CN21

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】鋳造成形を行う際、冷却通路に沿って流通
する冷却媒体の作用下に金型を冷却するための方法であ
って、 冷却通路を螺旋状に形成し、前記冷却通路に供給する冷
却媒体の流量を最適冷却領域となるように制御すること
を特徴とする金型冷却方法。1. A method for cooling a mold under the action of a cooling medium flowing along a cooling passage when performing casting, wherein the cooling passage is formed in a spiral shape and supplied to the cooling passage. A mold cooling method characterized by controlling a flow rate of a cooling medium to be performed so as to be in an optimum cooling region. 【請求項２】請求項１記載の方法において、 前記冷却媒体は、略一定の流速で供給されることを特徴
とする金型冷却方法。2. The method according to claim 1, wherein the cooling medium is supplied at a substantially constant flow rate. 【請求項３】請求項１または２記載の方法において、 前記冷却通路は、略円柱形状のインサート部材の外周面
に沿って螺旋状に形成された溝部からなることを特徴と
する金型冷却方法。3. The method according to claim 1, wherein said cooling passage comprises a groove formed spirally along an outer peripheral surface of said substantially cylindrical insert member. . 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方
法において、 鋳造品は、車両用のエンジンを構成するシリンダブロッ
クからなり、前記シリンダブロックは略対称に配置され
た厚肉部と薄肉部とを有し、前記厚肉部に対して冷却性
の指向性が設定されることを特徴とする金型冷却方法。4. The method according to claim 1, wherein the casting comprises a cylinder block constituting an engine for a vehicle, wherein the cylinder block has a thick wall portion arranged substantially symmetrically. And a thin portion, wherein the directivity of the cooling property is set for the thick portion. 【請求項５】請求項１記載の方法において、 前記最適冷却領域とは、熱伝導率が大きい表面沸騰、飽
和核沸騰、および液膜対流熱伝達の状態を含むことを特
徴とする金型制御方法。5. The method according to claim 1, wherein the optimum cooling area includes a state of surface boiling, saturated nucleate boiling, and liquid film convection heat transfer having high thermal conductivity. Method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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