JP2004066249A - Chaplet used by fitting to core - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空部を備えるワークを鋳造するための中子に装着して用いられるケレンに関する。
【0002】
【従来の技術】
中空部分を有するワークを鋳造により製造する場合には、鋳型のキャビティ内に中子を配置することがある。ここで、キャビティ内での中子の位置決め、および、移動防止のための手段としては、支持金具であるケレンが知られている。
ケレンの従来例としては、特開平5−26007号公報や、特開2001−105099号公報に記載されているものがあげられる。特開平5−26007号公報に記載のケレンと同じ構成を有するケレンを図4(a)に、特開2001−105099号公報に記載されているものと同じ構成を有するケレンを図4(b)に、それぞれ示し、その構成について説明する。
【0003】
図4(a)に示すケレン101は、中子106の外周全部を抱き込む形で支持するリング状の支持環部111と、支持環部111から水平に延びる2本の支持アーム112,113とから構成されている。支持アーム112,113は、その一部が上型103と下型104とに挟み込まれ、先端の屈曲部112a,113aを下型104に差し込んで止着することで中子106を鋳型102の中心軸上に支持している。また、図4(b)に示すケレン131は、中子106の端部を覆うように被せる有底筒状のキャップ部141と、キャップ部141から放射状に外側に伸ばした3本の脚部142,143,144から構成される。脚部142,143,144の先端をそれぞれ上型133、下型134が形成するキャビティ135の壁面に当てることにより、中子106をキャビティ135内で支えることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図4(a)に示すケレン101を長尺の中子の中間部分に装着しようとすると、中子106の一端からケレン101を押しながら所定位置にスライドさせるために、作業に手間がかかった。また、一般に中子106はケレン101よりも軟らかい材質から製造されているので、ケレン101のスライド中に中子106にスジなどが入ることがある。これを防止するために、ケレン101の支持環部111の内径は中子106の外径よりも大きく製造されているが、ケレン101と中子106との間に遊びがあると、溶湯を流し込んだ際に位置ずれが生じ易く、鋳造品の形状を不安定にさせる原因となっていた。さらに、中子106が軸方向に凹凸を有する場合には、凹凸に引っかかってしまうのでケレン101をスライド移動させることができない。また、図4(b)に示すケレン131は、キャップ部141を被せるようにして中子6の端部に装着するので、ケレン131を中子6の軸方向に沿って移動させることは、そもそもできない。
【0005】
さらに、鋳造品の品質を向上させるためには、溶湯の湯回りを良くして、巣の発生などを防止することが必要であるが、この観点からは、ケレンの形状は、溶湯の流れをなるべく乱さない形状であることが望ましい。
したがって、本発明は、中子の形状によらず取り付けが容易であり、高品質のワークを鋳造可能とするケレンを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決する本発明の請求項1に係る発明は、鋳型のキャビティ内に配置される中子の支持をするために中子に装着されるケレンであって、中子の外周に沿って延び、その一部が外周に沿うように切り欠かれた本体部と、本体部から放射状に延設され、その先端がキャビティの壁面に当接する脚部とを備え、切り欠きを開いて中子を装着すべく本体部が変形可能であることを特徴とする中子に装着して用いられるケレンとした。
【0007】
このケレンは、切り欠きを開いて中子に装着することが可能であるので、中子の形状によらずに装着することができる。また、切り欠かれている部分は、溶湯の流れが乱れることを最小限に止める。
【0008】
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の中子に装着して用いられるケレンにおいて、脚部を三本以上備え、切り欠きは隣り合う二つの脚部の配設間隔に相当する大きさであることとした。
【0009】
このケレンは、三本以上の脚部を備えることで、鋳型のキャビティ内で中子を安定して支えるものである。また、切り欠きの大きさを隣り合う二つの脚部の配設間隔に相当する大きさとすることで、切り欠きを開いて中子へ装着する作業が容易になる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本実施形態におけるケレンを用いて行われる鋳造を説明する図である。図1に示すように、支持金具であるケレン1が用いられる鋳型2は、上型3と下型4とを有し、両者が形成するキャビティ5内に溶湯を流し込むことでワークを鋳造する構成になっている。キャビティ5には、ワークの中空部分を形成するための中子6が配置されるが、ケレン1は、この中子6の位置決め、および、移動防止のために用いられる。なお、符号7は鋳型2に溶湯を注ぎ入れるための湯口であり、湯口7は湯道8を介してキャビティ5に連通している。また、符号9はキャビティ5内に注がれた溶湯のガス抜きや、溶湯の加圧に用いられる開口である。
【0011】
図1において中子6は、中実の棒形状を有している。中子6はワークの鋳造後に除去する必要があるので、粘結剤を配合した砂や、熱により溶けて消失するワックスなどを用いて製造されている。なお、図1に示す中子6の形状は一例であって、本実施形態のケレン1を装着する中子6は長手方向に勾配や、段差を有する形状であっても良い。
【0012】
次に、ケレン1の構成について図1、図2(a),(b)を用いて説明する。なお、図2(a)はケレン1の斜視図であり、図2(b)は中子6に装着したケレン1を鋳型2内に配置した状態を示す断面図である。
図1に示すように、ケレン1は、キャビティ5の長さや、中子6の長さに比べて充分に肉薄の部材である。その形状は、図2(a),(b)に詳細に示すように、中子6の外周に沿う本体部11と、本体部11から延設された三本の脚部12,13,14とから構成されている。本実施形態のケレン1には、キャビティ5内で中子6を位置決めして保持するための剛性に加えて、中子6への取り付けを容易にするための弾性が必要なので、その材質としてはバネ鋼材などの弾性を有する鋼材が用いられ、ワークとの密着性向上のために表面に錫メッキが施されている。また、その製法は、プレス加工やレーザ加工が好適であるが、鋳造など、他の方法により製造しても良い。
【0013】
本体部11は、中子6の外周を覆う環の一部を完全に切り欠いた形状を有している。切り欠かれている部分は開口となり、ケレン1は開口である切り欠き部15を用いて中子6に装着される。前記したようにケレン1は弾性を有するので、切り欠き部15を開くことで容易に中子6に装着することができる。このため、本体部11に対する切り欠き部15の大きさ(長さ)は、中子6の外周の1/4以上で1/2未満に相当する大きさとすることができる。1/4に相当する量未満であると、切り欠き部15を開いても充分な開口が得られず、中子6を装着することが困難であり、1/2以上になると中子6への装着は容易であるが、これは中子6を保持する際の安定性に欠けるからである。好適には、中子6の外周の1/3に相当する量であることが望ましい。これは後に説明する脚部12,13,14の配置間隔に相当するもので、脚部12,13,14を用いた切り欠き部15の拡開が容易になるためである。
【0014】
ここで、本体部11の内径は、中子6の外径よりもわずかに小さい。これは、切り欠き部15を開いて中子6に装着する構成であるために、ケレン1と中子6との間に遊びを設ける必要がないためである。これにより、ケレン1が、がたつくことなく中子6に装着されるので、鋳造時などにケレン1の位置がずれることはない。なお、本体部11の内径を、中子6の外径と同じ径としても充分な嵌め合い状態を得ることができる。
【0015】
また、脚部12,13,14は、本体部11から放射状に延びる部材であり、本体部11に対して等間隔に三本配設されている。脚部12,13,14のそれぞれの長さは、中子6をキャビティ5内の所定位置に支持するのに必要な長さである。また、脚部12,13,14の幅および厚さは溶湯の流れを乱さないように、中子6の支持に最小限必要な幅および厚さに止めることが望ましい。中子6の位置決めを容易に、かつ、確実に行うという観点からは脚部の数は多い方が望ましいが、溶湯の流れを乱さないという観点からは脚部の数は少ない方が良いので、脚部は三本にした。また、脚部の配置は、任意に設定することが可能であるが、中子6に作用する重力や、浮力に充分に対抗するためには、本体部11の周方向に等間隔であることが望ましい。
【0016】
なお、図1に示す鋳型2により鋳造されるワークは、自動車のカムシャフトであり、長尺の軸と、軸の長手方向に所定の間隔で複数の突出部を有し、この突出部がカムやジャーナルになる。前記した中子6により形成される中空部分は、軸の一端から他端までを貫通する貫通孔となり、カムシャフトの軽量化や、カムなどへの潤滑油の供給のために用いられる。しかしながら、ワークの形状や、鋳造後の用途は例示であり、中空部分を有するワークであれば他の形状や用途のワークであっても、本実施形態のケレン1は使用することができる。
【0017】
次に、前記したケレン1を用いて行われる鋳造工程について説明する。
まず、最初に中子6にケレン1を装着する。ケレン1の装着には図3(a)に示すような装着治具21を用いると良い。この装着治具21は、ケレン1の本体部11の少なくとも一部を収容する溝22と、溝22の最深部において脚部12を収容する長孔23を備えている。溝22は最深部およびその近傍においてケレン1の本体部11に倣った形状を有し、溝22の開放部、つまり、装着治具21の表面24の近傍は本体部11よりも大きくなっている。これは、中子6の装着時の本体部11の変形を許容するためである。また、長孔23には、切り欠き部15に対向する位置に配設された脚部12が挿入される。この長孔23に脚部12を挿入すると、長孔23および溝22の最深部ならびにその近傍によりケレン1が装着治具21に位置決めして固定される。
【0018】
この状態で、中子6を切り欠き部15に臨ませて、図示しない押圧部材により脚部13および脚部14をそれぞれ押圧し、図3(b)に示すように本体部11の端部11a,11bを切り欠き部15の大きさが中子6の外径にほぼ等しくなるまで拡開させる。そして、切り欠き部15の大きさが中子6の外径にほぼ等しくなったら、押圧部材はこの状態を維持し、中子6が切り欠き部15から挿入される。中子6がケレン1の本体部11に収容された後に、脚部13,14に作用させている押圧力を図3(c)に示すように開放する。すると、脚部13,14の位置および切り欠き部15の大きさは元に戻る。前記したように、ケレン1の本体部11の内径は、中子6の外径よりも小さいか、または、中子6の外径と同じであるので、ケレン1はわずかながら締め付け力を中子6に作用させる。したがって、切り欠き部15の開口から中子6が脱離不能となり、これをもってケレン1が中子6に装着されたとする。
【0019】
さらに、中子6にケレン1を複数個装着する場合には、前記の工程を繰り返す。一方、装着治具21に複数のケレン1を位置決めして固定する溝22および長孔23をそれぞれ配設し、押圧部材で一度に複数のケレン1の切り欠き部15を開いて、中子6を挿入するように装着治具21を構成しても良い。押圧部材は、脚部13,14を装着治具21の表面24側に押し下げる動作、または、脚部13,14を本体部11の周方向に押し開く動作を行うように制御されるが、これらの動作を作業者が手動で行っても良い。
【0020】
図3(c)でケレン1を装着した中子6は、図1および図2(b)に示す鋳型2の下型4に配置される。このとき中子6の重量に耐えるために2本の脚部13,14が下型4に当接するように中子6の向きを調整することが望ましく、前記の工程において、そのような向きにケレン1が中子6に装着されている。そして、中子6を下型4に配置したら上型3を載せ、所定の圧力で型締めする。この際に、脚部13および脚部14が下型4のキャビティ壁面4a(図2(b)参照)に当接し、脚部12が上型3のキャビティ壁面3a(図2(b)参照)に当接することで、中子6を安定して支える。
【0021】
その後、図1に示す湯口7から溶湯が鋳型2に注がれると、湯道8を経てキャビティ5に溶湯が流入する。溶湯がキャビティ5内に流入しても、三本の脚部12,13,14により支持されている中子6は位置ずれを起こすことなく、所定の位置に保持され続ける。特に、溶湯の流入により中子6に浮力が作用しても、脚部12が上型3のキャビティ壁面3aに当接しているので、中子6が移動することはない。また、切り欠き部15を有するので、中子6の近傍、特に切り欠き部15の近傍を流れる溶湯の乱れを小さくすることができ、ケレン1の装着位置における湯回りが良好になる。そして、溶湯が凝固したら、型開きを行い、ワークを取り出す。ケレン1はワークに一体的に密着し、その一部になる。
【0022】
このようなケレン1を用いて中空部分を有するワークを鋳造すると、溶湯の流入による中子6の移動を確実に防止することができるので、ワークの中心軸と中空部分の中心軸との整合性、すなわち、同軸度を高くすることができ、ワークの寸法精度を高めることができる。また、ケレン1の切り欠き部15による湯回りの向上により巣の発生を防止できるので、ワークの強度低下を防止し、必要な強度を確保することができる。さらに、ケレン1の装着は、本体部11の端部11a,11bを拡開させて、切り欠き部15を開くだけで可能であるので、中子6が長尺であったり、複雑な形状であったとしても容易に装着でき、作業性を向上させることができる。この際に、ケレン1は中子6と嵌め合い状態を形成するので、装着後から鋳造の終了までの間にケレン1の装着位置がずれることはなく、所望の形状のワークを確実に鋳造することが可能になる。
【0023】
本発明は前記の実施形態に限定されずに広く応用することが可能である。
鋳型2は上下に型開き可能な形態を採用しているが、左右に型開き可能な構成であっても良い。また、鋳型2の材質は金属、砂の別を問わない。ワークの長手軸が鋳型2の横方向と一致する横型の他にも、ワークの長手方向が鋳型2の縦方向と一致する縦型であっても良い。縦型の場合には、ケレン1は前後左右方向への中子6の位置ずれを防止することで、ワークと中空部の同軸度を確保する。
【0024】
ケレン1の形状は、例えば、本体部11の内周面、つまり、中子6の外周と接触する面に、一つまたは複数の切り溝を形成しても良い。切り溝により形成されるケレン1と中子6との隙間に溶湯が流れることで、ケレン1の近傍の湯回りをさらに良好にすることができ、巣の発生などを効果的に防止できる。切り溝の大きさおよび数は、隙間が形成されることで中子6とケレン1の接触面積が減じても、中子6を充分に保持できるような大きさおよび数である。また、切り溝により本体部11の太さが減ずるので、装着時の弾性変形が容易になる。
【0025】
【発明の効果】
本発明の請求項1によれば、中子の形状によらずにケレンを装着し、かつ、切り欠き箇所は溶湯の流れを乱さないので、中空部分を有するワークの鋳造を確実に行うことができる。
請求項2によれば、中子への装着を容易にすることができると共に、中子を安定して支持することができるので、中空部分を有するワークの鋳造を容易に、かつ、確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態におけるケレンを用いて行われる鋳造を説明する断面図である。
【図2】(a)はケレンの斜視図、(b)はケレンを中子に装着した状態を示す断面図である。
【図3】(a)、(b)、(c)はケレンを中子に装着する手順を説明する図である。
【図4】(a)、(b)は従来のケレンを示す図である。
【符号の説明】
1 ケレン
2 鋳型
5 キャビティ
6 中子
11 本体部
12,13,14 脚部
15 切り欠き部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to Keren used by being mounted on a core for casting a work having a hollow portion.
[0002]
[Prior art]
When a workpiece having a hollow portion is manufactured by casting, a core may be arranged in a cavity of a mold. Here, as a means for positioning the core in the cavity and for preventing the movement, a keel which is a support fitting is known.
Examples of the conventional Keren include those described in JP-A-5-26007 and JP-A-2001-105099. FIG. 4 (a) shows a kelen having the same configuration as that described in JP-A-5-26007, and FIG. 4 (b) shows a kelen having the same configuration as described in JP-A-2001-105099. And the configuration thereof will be described below.
[0003]
4A includes a ring-
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the Keren 101 shown in FIG. 4A is to be attached to an intermediate portion of a long core, the work is troublesome because the Keren 101 is slid to a predetermined position while being pressed from one end of the
[0005]
Furthermore, in order to improve the quality of the cast product, it is necessary to improve the flow of the molten metal to prevent the occurrence of nests. It is desirable that the shape be as small as possible.
Therefore, an object of the present invention is to provide a keel that can be easily attached regardless of the shape of the core and can cast a high-quality work.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 of the present invention for solving the above-mentioned problem is a keel attached to a core for supporting a core placed in a cavity of a mold, wherein the keel is provided along an outer periphery of the core. And a leg part extending radially from the main part and abutting against the wall surface of the cavity. The main body is deformable so that a child can be mounted.
[0007]
Since this notch can be attached to the core by opening the notch, it can be attached regardless of the shape of the core. Also, the notched portion minimizes disturbance of the flow of the molten metal.
[0008]
The invention according to
[0009]
This keren has three or more legs to stably support the core in the cavity of the mold. In addition, by setting the size of the notch to a size corresponding to the interval between two adjacent leg portions, the work of opening the notch and mounting it on the core becomes easy.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view for explaining the casting performed by using the keel in the present embodiment. As shown in FIG. 1, a
[0011]
In FIG. 1, the
[0012]
Next, the configuration of the Keren 1 will be described with reference to FIGS. 1, 2A and 2B. Note that FIG. 2A is a perspective view of the Keren 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state where the Keren 1 attached to the
As shown in FIG. 1, the Keren 1 is a member that is sufficiently thin compared to the length of the
[0013]
The
[0014]
Here, the inner diameter of the
[0015]
The
[0016]
The work cast by the
[0017]
Next, a casting process performed using the above-described Keren 1 will be described.
First, the core 1 is attached to the
[0018]
In this state, the
[0019]
Further, when a plurality of kerens 1 are mounted on the
[0020]
The
[0021]
Thereafter, when the molten metal is poured into the
[0022]
When a work having a hollow portion is cast by using such Keren 1, the movement of the
[0023]
The present invention can be widely applied without being limited to the above embodiments.
The
[0024]
For example, the shape of the Keren 1 may be such that one or a plurality of cut grooves are formed on the inner peripheral surface of the
[0025]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, Keren is attached regardless of the shape of the core, and the cutout portion does not disturb the flow of the molten metal. Therefore, it is possible to reliably cast the work having the hollow portion. it can.
According to the second aspect, the mounting to the core can be facilitated, and the core can be stably supported, so that the work having the hollow portion can be easily and reliably cast. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining casting performed using keel in an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a perspective view of a helmet, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state where the helium is mounted on a core.
FIGS. 3 (a), (b), and (c) are diagrams for explaining a procedure for attaching keren to a core.
FIGS. 4 (a) and 4 (b) are views showing a conventional Keren.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 1
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