JP2004001097A

JP2004001097A - 孔付き部品とその製造方法

Info

Publication number: JP2004001097A
Application number: JP2003182609A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Koyama; 小　山　　正　春
Original assignee: KOYAMA CHIYUUKOUSHIYO KK
Current assignee: KOYAMA CHIYUUKOUSHIYO KK
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】後加工を極限まで省略できるように工夫した、鋳造による孔付き部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】鋳造による基本素材の前記所定ピッチに基づく精度で、孔付き部品の母型を形成し、前記母型の表面に接触するように細粒の珪砂に熱硬化性樹脂を２ないし５％、分散・混合した樹脂砂を型枠内に装填し、加熱によって、前記母型の表面に接触する部分で、熱的に樹脂を硬化させ、前記ボルト孔および異形の溝孔に対応する中子を内部に形成した、基本素材の雌シェル型を構成し、前記母型を抜いた状態の雌シェル型の開放面に、平坦な型面を合わせて、第１の型枠を前記雌シェル型に装着し、鋳込みによって、前記雌シェル型内に孔付き部品の基本素材を形成する。
【選択図】　　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一端面が平坦なフランジ部分に組み立て用のボルト孔を所定ピッチで備えると共に異形の溝孔を有する孔付き部品およびこれを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の孔付き部品には、例えば、ロータリ圧縮機の軸受け部材（ベアリング）があり、これには、機器筐体に取り付けるフランジ部分が一体に形成されている。その具体的な構成は、図１に示される通りであって、円板状のフランジ部分１１には、所定ピッチ円に沿って組み立て用のボルト孔１２を貫通して備えており、また、フランジ部分１１の中心には、円筒状の軸受け部分１３があり、その中心には、フランジ部分１１を貫通する軸受け孔１４が設けられている。
【０００３】
この軸受け部材には、前記ロータリ圧縮機のシリンダ（図示せず）内で圧縮された冷媒を吐出するためのベーン式の逆止弁を構成するために、リード状の弁体１５およびこの開弁高さを規制する弁押え片１６を収容する異形の溝孔１７がフランジ部分１１に形成されており、また、この溝孔１７の底部には、弁体１５および弁押え片１６を取り付けるための取付け孔１８および吐出用弁孔１９が貫通・形成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような軸受け部材は、粉末を型押しして、その後、焼結する粉末冶金法を用いるか、砂型に溶湯を注いで軸受け部材の粗形部材を形成する砂型鋳造法を用いて作成する。前者の粉末冶金法では、成形上の寸法精度が高く、複雑な形状も形成できる点で、かなりの後加工が省略でき、上述のような、ロータリ圧縮機の軸受け部材に採用することにメリットがあるが、公知のように、原料粉末が高価であること、成形型が高価となるなどのデメリットが有るだけでなく、軸受け部材に採用する場合、焼結部材には内部に微細な気孔が存在するため、充分な強度が確保できないだけでなく、後加工の際の研削加工油などが前記気孔に浸透し、これが、ベアリングとして使用する際、軸受け面に滲出し、その粘性で、ロータリ軸のロックを招くなどの不都合がある。特に、滲出した不純物は、例えば、ロータリ圧縮機が使用される冷凍サイクルのキャピラリチューブの内壁に付着・堆積して、キャピラリ詰まりの原因となるなど、クレームを受けることになる。
【０００５】
一方、後者の砂型鋳造法では、前述の焼結部材と異なり、油分を浸透させるような気孔がなく、その点でのデメリットはないが、寸法精度の高い、組み立て用のボルト孔や異形の溝孔を同時成形することは、その形状の複雑さから、仮に、粘土を粘結剤とする乾燥型あるいは骨材としての珪砂と粘結剤としてのベントナイトからなる合成砂に水分を加えるだけの砂型を使用するとしても、非常に困難である。そのため、ボルト孔を、ドリル加工などの後加工で、また、異形の溝孔にはエンドミル加工などの後加工で対処するが、加工コストが嵩み、量産に不適当である。
【０００６】
本発明は、上記事情に基づいてなされたもので、砂型の中子などに用いられるシェル型の技術を利用して、後加工を極限まで省略できるように工夫した、鋳造による孔付き部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、一端面が平坦なフランジ部分に組み立て用のボルト孔を所定ピッチで備えると共に異形の溝孔を有する孔付き部品を製造する方法であって、孔付き部品の基本素材を鋳造によって形成する際、鋳造による基本素材の前記所定ピッチに基づく精度で、孔付き部品の母型を形成し、この母型の形成に際しては、前記フランジ部分の一端面に対応して、第１の型枠の型面に相当する背面部を一体もしくは別体で構成し、前記母型の表面に接触するように細粒の珪砂に熱硬化性樹脂を２ないし５％、分散・混合した樹脂砂を型枠内に装填し、これを加熱することで、前記母型の表面に接触する部分で、熱的に樹脂を硬化させ、前記ボルト孔および異形の溝孔に対応する中子を内部に形成した、基本素材の雌シェル型を構成し、前記母型を抜いた状態の雌シェル型の開放面に、平坦な型面を合わせて、第１の型枠を前記雌シェル型に装着し、鋳込みによって、前記雌シェル型内に孔付き部品の基本素材を形成することを特徴とする。
【０００８】
なお、本発明の実施の形態において、前記孔付き部品が、そのフランジ部分に向けて軸受け孔が貫通する構成である基本素材の鋳造に、前記軸受け孔に相当する位置で、円柱状の中子を前記雌シェル型内に装置するように、予め、前記母型側に中子装着用の位置決め部分を形成していることは、その用途上、有効である。
【０００９】
そして、このような孔付き部品の製造方法において、第１の型枠及びシェル型内で、雌シェル型により成形された孔付き部品は、その精度の高い、複雑形状の故に、例えば、ボルト孔や異形の溝孔に対する後加工を簡素化し、あるいは、省略できることで、コスト低減が図れ、量産性を向上できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図２ないし図５に示す実施の形態を参照して、具体的に説明する。ここでは、前述した孔付き部品（その一端面が平坦なフランジ部分１１に組み立て用のボルト孔１２を所定ピッチで備えると共に異形の溝孔１７を有する）を製造する方法として、以下の工程による成形がなされる。
（１）孔付き部品の基本素材１０を鋳造によって形成する際、図２に示すように、鋳造による基本素材１０の前記所定ピッチに基づく精度で、孔付き部品の母型１０Ａを形成する。
（２）この母型１０Ａの形成に際しては、フランジ部分１１の一端面に対応して、平板状である第１の型枠１の型面１ａ（後述する）に相当する背面部１０Ｂを一体（もしくは別体）で構成する。
【００１１】
（３）次に、前記母型の表面に接触するように、図３に示すように、箱形の第２の型枠２内に、細粒の珪砂に熱硬化性樹脂、例えばフェノール樹脂を２ないし３％、分散・混合した樹脂砂３（粒度８０〜９０）を装填し、これに予め、例えば２００〜３００℃の温度に加熱された母型１０Ａを押し込んで、背面部１０Ｂを含む母型１０Ａの表面に接触する部分で、熱的に樹脂を硬化させ、ボルト孔１２および異形の溝孔１７に（この実施の形態では、取付け孔１８および吐出用弁孔１９も）対応する中子４ａおよび４ｂを内部に形成すると共に、周囲にボス部４ｃを形成した、基本素材１０のための雌シェル型４を構成する。
【００１２】
（４）その後、図４に示すように、母型１０Ａを抜いた状態の雌シェル型４の開放面に当てるように、平坦な型面１０Ｂを合わせて、第１の型枠１を雌シェル型４に装着し、溶湯を流して、雌シェル型４内に孔付き部品の基本素材１０を形成する。なお、この実施の形態では、雌シェル型４は、別に用意した箱形の型枠２０に、その開放縁２０ａにボス部４ｃを載せた状態で収容しており、型枠２０内の空隙２０ｂには、共砂が充填されて、雌シェル型４を型枠２０内に保持している。なお、ここでの溶湯は、例えば、ＪＩＳ５５０１で規定した一般的特性を持つもの（即ち）、Ｃ：２．５〜３．８ｗｔ％、Ｓｉ：１．５〜３．０ｗｔ％、Ｍｎ：０．５〜１．０ｗｔ％、Ｐ：０．０３〜０．１５ｗｔ％、およびＳ：０．０５〜１．１５ｗｔ％、その他がＦｅで構成されるねずみ鋳鉄である。
【００１３】
なお、本実施の形態では、孔付き部品が、そのフランジ部分１１に向けて軸受け孔１４が貫通する構成である基本素材１０の鋳造に、軸受け孔１４に相当する位置で、円柱状の中子５を雌シェル型４内に装置するように、予め、母型１０側に中子装着用の、円柱形の突出部である位置決め部分１０Ｃを形成している。しかし、母型１０に、軸受け孔１４に相当する孔（図示せず）を予め形成して、上述の中子５を雌シェル型４に一体的に形成するようにしても良い。
【００１４】
このようにして、基本素材１０を構成した後、図５に示すように、フランジ部分１１の端面（ボス部とは反対側の取付け面）を切削加工し、要すれば、エンドミル加工で異形の溝孔１７をさらい、リーマで、取付け孔１８および吐出用弁孔１９の仕上げ加工を行う。また、軸受け孔１４についても、仕上げ加工がされる。なお、ボルト孔１２は、シェル型により、正確な位置、寸法で、フランジ部分１１に形成されているので、後加工が不要である。しかして、第１の型枠で閉塞されたシェル型４内で、基本素材１０を形成すれば、孔付き部品として完成するまでの鋳物の後加工が簡素化され、あるいは、省略できる。
【００１５】
なお、上述の実施の形態では、１つの母型１０と型枠２０に充填した樹脂砂３との接触部分で、加熱による樹脂の硬化で、所要厚さの雌シェル型４を作成しているが、前記の母型１０に対応して、第２の母型（図示せず）を用意し、両母型の間に形成されるキャビティにおいて、前記樹脂砂３を充填し、雌シェル型４を形成しても良いことは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は、以上詳述したように、鋳造による基本素材の前記所定ピッチに基づく精度で、孔付き部品の母型を形成し、この母型の形成に際しては、前記孔付き部品のフランジ部分の一端面に対応して、第１の型枠の型面に相当する背面部を一体もしくは別体で構成し、前記母型の表面に接触するように細粒の珪砂に熱硬化性樹脂を２ないし５％、分散・混合した樹脂砂を型枠内に装填し、これを加熱することでに前記母型の表面に接触する部分で、熱的に樹脂を硬化させ、前記ボルト孔および異形の溝孔に対応する中子を内部に形成した、基本素材の雌シェル型を構成し、前記母型を抜いた状態の雌シェル型の開放面に、平坦な型面を合わせて、第１の型枠を前記雌シェル型に装着し、鋳込みによって、前記雌シェル型内に孔付き部品の基本素材を形成する。
【００１７】
従って、鋳造法を採用しているにも拘わらず、ドリル加工、エンドミル加工などの後加工を極限まで省略でき、しかも、気孔内に加工油などの侵入を許す焼結材料を使用する場合と異なり、緻密な組成にて構成できる鋳造法のメリットも得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る孔付き部品の具体例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の孔付き部品を製造する方法における母型の構成を示す縦断側面図である。
【図３】母型から雌シェル型を構成する状況を説明するための縦断側面図である。
【図４】第１の型枠と雌シェル型とから鋳造を行う状況を説明するための縦断側面図である。
【図５】後加工の状況を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
１０　　基本素材
１０Ａ　　孔付き部品の母型
１０Ｂ　　背面部
１０Ｃ　　位置決め部分
１１　　フランジ部分
１２　　ボルト孔
１３　　軸受け部分
１４　　軸受け孔
１５　　弁体
１６　　弁押え片
１７　　溝孔
１８　　取付け孔
１９　　吐出用弁孔
２０　　型枠
２０ａ　　開放縁
２０ｂ　　空隙
１　　第１の型枠１
１ａ　　型面
２　　第２の型枠
３　　樹脂砂
４　　雌シェル型
４ａ、４ｂ　　中子
４ｃ　　ボス部
５　　中子

Claims

一端面が平坦なフランジ部分に組み立て用のボルト孔を所定ピッチで備えると共に異形の溝孔を有する孔付き部品を製造する方法であって、（１）孔付き部品の基本素材を鋳造によって形成する際、鋳造による基本素材の前記所定ピッチに基づく精度で、孔付き部品の母型を形成し、
（２）この母型の形成に際しては、前記フランジ部分の一端面に対応して、第１の型枠の型面に相当する背面部を一体もしくは別体で構成し、
（３）前記母型の表面に接触するように、細粒の珪砂に熱硬化性樹脂を２ないし５％、分散・混合した樹脂砂を型枠内に装填し、これを加熱することで前記母型の表面に接触する部分で、熱的に樹脂を硬化させ、前記ボルト孔および異形の溝孔に対応する中子を内部に形成した、基本素材の雌シェル型を構成し、
（４）前記母型を抜いた状態の雌シェル型の開放面に、平坦な型面を合わせて、第１の型枠を前記雌シェル型に装着し、鋳込みによって、前記雌シェル型内に孔付き部品の基本素材を形成することを特徴とする孔付き部品の製造方法。
前記孔付き部品が、そのフランジ部分に向けて軸孔が貫通する構成である基本素材の鋳造には、前記軸孔に相当する位置で、円柱状の中子を前記雌シェル型内に装置するように、予め、前記母型側に中子装着用の位置決め部分を形成していることを特徴とする請求項１に記載の孔付き部品の製造方法。
請求項１または２に記載の孔付き部品の製造方法において、第１及び第２の型枠内で、雌シェル型により成形されたことを特徴とする孔付き部品。