JP2004025210A

JP2004025210A - 鋳型

Info

Publication number: JP2004025210A
Application number: JP2002182346A
Authority: JP
Inventors: Hisaaki Matsumoto; 松本　寿明
Original assignee: Asahi Tec Corp
Current assignee: Asahi Tec Corp
Priority date: 2002-06-24
Filing date: 2002-06-24
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】本発明は油圧シリンダの切欠付シリンダヘッドの鋳造のための鋳型に関し、込数の増加を図りうると共に鋳造後の鋳バリの切除作業を容易にすることを目的とする。
【解決手段】生砂による上型及び下型と、前記下型１０と上型１２との間に板状中子１７を配置し、板状中子１７を貫通して上下共用の棒状中子１６を設ける。下型１０と棒状中子１６と板状中子１７との間、上型１２と棒状中子１６と板状中子１７との間にそれぞれシリンダヘッド形状に応じたキャビティ１８，　１８’を構成する。板状中子１７の外周は上下に筒状に突出した外周壁１７−２を構成し、外周壁の内周の上下に半径内方への突起１７−３が円周方向に離間して複数形成され、この突起１７−３により鋳造後のシリンダヘッドフランジにおける切欠を造型する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、この発明は大型作業機に使用される油圧シリンダのシリンダヘッドのような外周にフランジ部を有した筒状物品の鋳造のための鋳型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧シリンダ装置においてはシリンダヘッドのようなフランジ付の筒状部品が使用されている。シリンダヘッドを鋳造する場合ための従来の鋳型の構造ではキャビティは横向きであった。この場合、型抜きを可能とするため上下の鋳型のパーティングラインは筒状物品の直径上の対向した母線を通過していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の横向きキャビティ配置では一つの部品の鋳造に上下の割型が関与しており、そのため一つの鋳型により形成しうる製品の数（鋳型への込め数）に限界があり、鋳造作業の効率が良くなかった。また、型抜きの製品の直径対立した母線に沿って、即ち、上下の割型のパーティングラインに沿って鋳バリができるが、鋳バリは製品を旋盤によって仕上げ切削することによって切除されるが、この場合切削工具は回転方向において断続的な切削となるため、切削工具に対し衝撃的な負荷がかかり易い問題点がある。
【０００４】
この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、込数の増加を図りうると共に鋳造後の鋳バリの切除作業を容易にすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、第１の型及び第２の型と、前記第１の型と第２の型との間に配置される中子とを備え、前記中子と第１の型との間及び前記中子と第２の型との間に、それぞれ、製品のためのキャビティが前記中子により実質的に仕切られて別個に形成されたことを特徴とする鋳型が提供される。
【０００６】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると、第１の型と第２の型との間に中子を配置し、中子と第１の型、中子と第２の型との間にそれぞれ製品のためのキャビティを中子により実質的に仕切られて別個に形成したため、中子の両側のそれぞれに製品を造型することができ、鋳造効率を高めることができる。また、鋳バリは中子と第１及び第２の型との接触面にできるが、この部分は製品の端面に相当し、円周方向であるため後工程として必ず行う仕上機械加工により自然に切削除去されてしまうという好都合がある。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、フランジ付筒状物品を鋳造するための鋳型であって、第１の型及び第２の型と、前記第１の型と第２の型との間に配置される中子とを備え、前記中子と第１の型との間及び前記中子と第２の型との間に、それぞれ、筒状物品のためのキャビティが前記中子により実質的に仕切られて別個に形成され、前記中子に隣接したキャビティの部分は製品のフランジに造型されることを特徴とする鋳型が提供される。
【０００８】
請求項２の発明の作用・効果を説明すると、中子の両側に個別にフランジ付筒状物品が得られる、生産効率を高めることができる。また、請求項１と同様に相込数の増大が実現し、鋳バリの除去をフランジ面の仕上げ時に効率的に行われる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、中心孔を備えたフランジ付筒状物品を鋳造するための鋳型であって、第１の型及び第２の型と、前記第１の型と第２の型との間に配置される板状中子と、棒芯中子とを備え、前記棒芯中子は第１の型から第２の型まで延びており、前記第１の型と板状中子と棒芯中子との間及び前記第２の型と板状中子と棒芯中子との間に、それぞれ、中心孔を備えたフランジ付筒状物品のためのキャビティが前記板状中子により実質的に仕切られて別個に形成されたことを特徴とする鋳型が提供される。
【００１０】
請求項３の発明の作用効果を説明すると、請求項１及び２と同様な作用・効果が得られる上、板状中子を挟み第１の型と第２の型との間を中子軸線方向に延びる一本の棒芯中子により中心孔を備えたフランジ付筒状物品を板状中子の両側に個別に造型することができ、鋳造効率を高めることができる。中子の共通化により型込め作業が効率化する。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、中心孔を備えた外周に円周方向に離間する切欠を有したフランジ付筒状物品を鋳造するための鋳型であって、第１の型及び第２の型と、前記第１の型と第２の型との間に配置される板状中子と、棒芯中子とを備え、前記棒芯中子は第１の型から第２の型まで延びており、前記第１の型と板状中子と棒芯中子との間及び前記第２の型と板状中子と棒芯中子との間に、それぞれ、中心孔を備えたフランジ付筒状物品のためのキャビティが前記板状中子により実質的に仕切られて別個に形成され、かつ板状中子の外周は中子軸線方向に筒状に突出した外周壁を構成し、前記外周壁の内周に半径内方への突起が円周方向に離間して複数形成され、前記突起が鋳造後のフランジ付筒状物品の外周における前記切欠となることを特徴とする鋳型が提供される。
【００１２】
請求項４の発明の作用・効果を説明すると、請求項１及び２と同様な作用・効果に加え、板状中子を挟んで第１の型と第２の型との間を延びる一本の棒芯中子を設け、かつ板状中子の外周には中子軸線方向に筒状に突出した外周壁を設け、この外周壁の内周に半径方向突起を設けることで、フランジ外周に切欠を有した筒状物品を板状中子の両側に鋳造でき、鋳造効率を高めることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３若しくは４に記載の発明において、前記板状中子と棒芯中子とは相互に一体であることを特徴とする鋳型が提供される。
【００１４】
請求項５の発明の作用・効果を説明すると、棒状中子と板状中子との一体化により型組み作業を効率化することができる。また、棒芯中子は板状中子に支持されるため幅木は必ずしも設置しなくてよく中子造型のための素材（砂型の場合は砂）の消費量が削減されるため、その分鋳造コストの低減を図ることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明において、前記板状中子の前記外周壁は堰を備えたことを特徴とする鋳型が提供される。
【００１６】
請求項６の発明の作用・効果を説明すると、板状中子の外周壁に堰を設けているため砂型に堰を設置する必要がなくなり、鋳型の構造をそのコンパクトとし、コスト低減を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１及び図２において、１０は下型（この発明の第１の型）、１２は上型（この発明の第２の型）であり、ここに説明の実施形態ではいずれも生砂により構成されているがこの発明は生砂を使用した鋳型でなくても実施しうる。下型１０に上下方向の筒状凹部１４が形成され、筒状凹部１４は上端が拡開しており、上型１２に対称に筒状凹部１４´が形成され、筒状凹部１４´は下端が拡開している。上下の筒状凹部１４，　１４’は芯合配置されており、上下の筒状凹部１４，　１４’間を棒芯中子１６が上下に延びている。棒芯中子１６の下端及び上端はそれぞれ幅木１６−１，　１６−２を構成し、棒芯中子下端の幅木１６−１は下型１０の凹部１０Ａに支持され、棒芯中子上端の幅木１６−２は上型の凹部１２Ａに支持される。
【００１８】
上下の筒状凹部１４，　１４’間における下型１０と上型１２とパーティングラインＰＬに沿って板状中子１７が配置されている。板状中子１７の下方における筒状凹部１４と棒芯中子１６との間にリング状のキャビティ１８が形成され、板状中子１７の上方における筒状凹部１４´と棒芯中子１６との間にリング状のキャビティ１８´が形成される。キャビティ１８，　１８’はパーティングラインＰＬを挟んで対称となっている。キャビティ１８，　１８’はフランジ付中空筒状物品の形態をなしており、このようなフランジ付中空筒状物品の例としては大型作業機に使用される油圧シリンダ機構におけるシリンダヘッドなどを挙げることができる。図３は図１及び２の鋳型で鋳造すべきシリンダヘッドを概略的に示しており、筒状部１００の一端に一体のフランジ１０２を備え、フランジ１０２はその外周面に等間隔にスパナなどの工具の係合用の３個の切欠１０４を備え、他方、筒状部１００の外周はねじが切られており、切欠１０４にスパナを掛け、シリンダヘッドを回すことによりシリンダヘッドを図示しないシリンダのねじ孔に螺合することができるようになっている。
【００１９】
板状中子１７はシリンダヘッドにおけるフランジ１０２の造型を分担するものであり、円板部１７−１と、円板部１７−１の外周から中子軸線方向に上下に直立する外周壁１７−２と、外周壁１７−２の内周より半径方向に突出し、円周方向に離間して上面側に３個設けられた突起１７−３とから構成される。円板部１７−１からの外周壁１７−２の高さがシリンダヘッドのフランジ１０２の厚みに相当し、突起１７−３がフランジ１０２における切欠１０４の形成に関与することになる。また、板状中子１７の外周壁１７−２に中間で狭く両端が開いた切欠１７−４を備えており、この切欠１７−４は後述のように鋳造時における堰として機能することになる。板状中子１７は円板部１７−１を挟んで上下が対称であり、図４には示されないが突起１７−３が反対側にも形成され、切欠１７−４についても同様であるが、この反対側に形成される切欠１については図１に１７−４’として表されている。
【００２０】
この発明の実施形態における鋳型においてはフランジを形成する部分を対向させて同芯配置されたキャビティ１８，　１８’の上下の対称配置は図２に示すように４組が点対称に配置され、都合４×２＝８個のキャビティ１８，　１８’が鋳型に設けられていることになる。この点対称配置の中心において鋳型は押し湯２０を備えている。押し湯２０はこの実施形態では下型１０における上向き凹部１０−１と上型１２における下向き凹部１２−１とにより構成される。押し湯２０は上下の８個のキャビティ１８，　１８’で共通であり、押し湯２０はそれぞれの堰を介して各キャビティ１８，　１８’に接続される。そして、各キャビティ１８，　１８’への堰は板状中子１７の外周壁１７−２に形成される切欠１７−４，　１７−４’が機能する。即ち、押し湯２０の下端を構成する下型１０の凹部１０−１は下側の各キャビティ１８に堰として機能するそれぞれの切欠１７−４を介して接続され、同様に、押し湯２０の上端を構成する上側の凹部１２−１は各キャビティ１８´に堰として機能するそれぞれの切欠１７−４’を介して接続される。
【００２１】
押し湯２０への湯の供給は通常と同一であり、下型１０と上型１２との間の海面に形成される水平の湯道２５及び上型１２内の垂直の湯道２６を介して上型１２の上面に形成される湯受け口２８に至る。
【００２２】
鋳造工程時、湯受け口２８に湯が導入され、湯道２６を介して押し湯２０に導入され、押し湯２０から各中子に形成される堰を構成する切欠１７−４，　１７−４’を介して各キャビティ１８，　１８’に湯が分配され、かつ押し湯２０に湯が充填される。キャビティ１８での湯の凝固による収縮はキャビティ１８，　１８’に空洞を生じせしめようとするが、その際の負圧吸引効果によって押し湯２０から補充分の湯の供給が自然に行われ、これにより欠陥のない鋳造を行うことができる。また、鋳バリに関しては図１のＰで示す板状中子１７と砂型の当接面に生成されるが、これはシリンダヘッドのフランジ面に相当するが、この部分は鋳造後工程としての機械切削仕上げが必ず行われる部位であり、鋳バリの方向としては円周方向であるため、バイトによる仕上げ機械加工と同時に切除されてしまい極めて好都合である。
【００２３】
図２の鋳型においてはキャビティ１８，　１８’は縦配置の組を構成し、しかもこの上下のキャビティ１８，　１８’により構成される組が押し湯２０を中心に４個設けられているため、一個の押し湯２０に対して都合８個のキャビティ１８，　１８’を形成すること（相込数＝８）が可能となった。そのため、鋳造効率の著しい増大を得ることができる。
【００２４】
また、棒芯中子１６は板状中子１７と一体化することができる。この場合、板状中子１７により棒芯中子１６が支持されるため上下の幅木１６−１，　１６−２を省略することができ、中子の造型のため消費される砂の使用量が削減され、コスト低減に寄与させることができる。
【００２５】
図５及び図６は鋳造品としてのシリンダヘッドがそのフランジ外周に切欠を備えない場合における鋳型の構成を示す。この場合、棒芯中子１１６は第１の実施形態と同様であるが、板状中子１１７は外周に至るまで平坦円板上で、図４の１７−２で示すごとき外周壁を外周に有さず、平坦円板のまま下型１１０、上型１１２間に挟まれている。従って、第１の実施形態と異なり、堰を板状中子１１７に設置することはできず、この実施形態では上下の砂型の型合わせ面に切欠１１０Ａ，　１１２Ａを設け、これが堰を構成することになる。この実施形態においては、湯受け口１２８からの湯は、湯道１２６，　１２５を介し押し湯１２０へ導入され、押し湯１２０から砂型内の各切欠１１０Ａ，　１１２Ａにより構成される堰を介して対応のキャビティ１１８，　１１８’に導かれ、外周に切欠を有さないシリンダヘッドの鋳造が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の鋳型の縦断面図である。
【図２】図２は図１の概略ＩＩ−ＩＩ線に沿って表される図である。
【図３】図３は図１の鋳型により鋳造すべき油圧シリンダ機構用のシリンダヘッドの概略的斜視図図である。
【図４】図４は図１及び図２の鋳型で使用する板状中子の斜視図である。
【図５】図５はこの発明の第２の実施形態の鋳型の縦断面図である。
【図６】図６は図５の概略ＶＩ−ＶＩ線に沿って表される図である。
【符号の説明】
１０…下型
１２…上型
１６…棒芯中子
１７…板状中子
１７−４，　１７−４’…堰として機能する中子の切欠
１８，　１８’…キャビティ
２５，　２６…湯道
２８…湯受け口

Claims

第１の型及び第２の型と、前記第１の型と第２の型との間に配置される中子とを備え、前記中子と第１の型との間及び前記中子と第２の型との間に、それぞれ、製品のためのキャビティが前記中子により実質的に仕切られて別個に形成されたことを特徴とする鋳型。
フランジ付筒状物品を鋳造するための鋳型であって、第１の型及び第２の型と、前記第１の型と第２の型との間に配置される中子とを備え、前記中子と第１の型との間及び前記中子と第２の型との間に、それぞれ、筒状物品のためのキャビティが前記中子により実質的に仕切られて別個に形成され、前記中子に隣接したキャビティの部分は製品のフランジに造型されることを特徴とする鋳型。
中心孔を備えたフランジ付筒状物品を鋳造するための鋳型であって、第１の型及び第２の型と、前記第１の型と第２の型との間に配置される板状中子と、棒芯中子とを備え、前記棒芯中子は第１の型から第２の型まで延びており、前記第１の型と板状中子と棒芯中子との間及び前記第２の型と板状中子と棒芯中子との間に、それぞれ、中心孔を備えたフランジ付筒状物品のためのキャビティが前記板状中子により実質的に仕切られて別個に形成されたことを特徴とする鋳型。
中心孔を備えた外周に円周方向に離間する切欠を有したフランジ付筒状物品を鋳造するための鋳型であって、第１の型及び第２の型と、前記第１の型と第２の型との間に配置される板状中子と、棒芯中子とを備え、前記棒芯中子は第１の型から第２の型まで延びており、前記第１の型と板状中子と棒芯中子との間及び前記第２の型と板状中子と棒芯中子との間に、それぞれ、中心孔を備えたフランジ付筒状物品のためのキャビティが前記板状中子により実質的に仕切られて別個に形成され、かつ板状中子の外周は中子軸線方向に筒状に突出した外周壁を構成し、前記外周壁の内周に半径内方への突起が円周方向に離間して複数形成され、この突起が鋳造後のフランジ付筒状物品の外周における前記切欠となることを特徴とする鋳型。
請求項３若しくは４に記載の発明において、前記板状中子と棒芯中子とは相互に一体であることを特徴とする鋳型。
請求項４に記載の発明において、前記板状中子の前記外周壁は堰を備えたことを特徴とする鋳型。