JP4079631B2 - 遠心力成形法における受口内面成形コア - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠心力成形法における受口内面成形コアに関する。
【0002】
【従来の技術】
ダクタイル鋳鉄管を遠心鋳造するための装置として、図12に示すものが知られている。図12において、1は遠心鋳造金枠で、駆動ローラ2上に水平方向に支持されることで、その軸心3のまわりに高速で回転できるように構成されている。
【0003】
ところで、ダクタイル鋳鉄管はその一端に管胴部よりも大径の受口を有するのが通例であり、これに対応して金枠1にもその一端部に他の部分の内径よりも大径とされた受口形成部4が設けられている。
【0004】
また、ダクタイル鋳鉄管の受口の内周面は複雑な形状を呈するのが一般的であり、このような受口の内周面を形成するために、図示のような砂中子すなわちコア5が用いられている。
【0005】
このコア5は、円筒状に形成されるとともに、その外周に、受口内周の溝を形成するための凹凸部や受口奥方を形成する拡径部6が形成されている。
そしてこのコア5は、コアセッターにおけるコアリング7に外ばめされることによってこのコアリング7に支持され、このコアリング7が金枠1に装着されることによって、金枠1の受口形成部4に挿入されて同心状にセットされるように構成されている。
【0006】
ところで、遠心鋳造によって管を鋳造した後、金枠1から鋳造管を取り出す場合、コアリング7を金枠1の受口部から引き抜いた後、コア5を付着させたまま鋳造管8を金枠1から引き出し、その後、コア5を破壊することにより受口9内から除去しているので、管8を一本製造するたびに一個のコア5が消費されることとなり、コア5の使用が不経済となる問題があった。
【0007】
一方、コア5を耐熱金属製とし反復使用可能とすれば、砂中子のように成形の都度廃棄する不経済性はない半面、前述の受口奥方の拡径部6のような逆テーパー部や受口内面の溝(図示省略)の成形部分は、コア5を破壊しない限り抜くことが出来ないので、鋳造が不可能となる問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記問題を解決し、反復使用可能な金属製コアであっても、逆テーパー部の脱型を可能とし、砂中子に代えて上記金属製コアを使用可能にすることを課題として成されたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため請求項1の発明は、受口を有する管を遠心鋳造する金枠の受口側端に、受口内面を成形するために装着される受口内面成形コアであって、前記金枠の受口側端に当接されるフランジ部と、該フランジ部から前記管受口内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部とを有し、該コア部の管受口奥方へ向け径が拡大して伸びる拡径部分が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部は、フランジ部に一体に設けたスライドガイドにより径方向へ移動可能に支持され、かつ、各分割部はバネにより中心軸方向へ引張付勢されてなり、バネは、一部の分割部を中心軸方向へ引張付勢する第1のバネと、別の分割部を第1のバネよりも強い力で中心軸方向へ引張付勢する第2のバネとで構成され、前記金枠の回転により生じる遠心力で、まず第1のバネにより引張付勢されている前記一部の分割部がそのバネによる引張付勢力に抗して拡散移動し、続いて、金枠の回転数が増大することによる大きな遠心力で、第2のバネにより引張付勢されている前記別の分割部がそのバネによる引張付勢力に抗して拡散移動することで内型を形成し、さらにそれぞれの分割部は金枠の回転停止により逆の順序で収束移動して縮径可能とされているものである。
【0010】
請求項2の発明は、受口を有する管を遠心鋳造する金枠の受口側端に、受口内面を成形するために装着される受口内面成形コアであって、前記金枠の受口側端に当接されるフランジ部と、該フランジ部から前記管受口内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部とを有し、該コア部の管受口奥方へ向け径が拡大して伸びる拡径部分が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部の一端が、周方向に沿って配列された軸周囲に回動自在に支持され、かつ、各分割部の他端側はバネにより中心軸方向へ引張付勢されてなり、バネは、一部の分割部の他端側を中心軸方向へ引張付勢する第1のバネと、別の分割部の他端側を第1のバネよりも強い力で中心軸方向へ引張付勢する第2のバネとで構成され、前記金枠の回転により生じる遠心力で、まず第1のバネにより引張付勢されている前記一部の分割部の他端側がそのバネによる引張付勢力に抗して前記軸を中心として径方向外側へと回動移動し、続いて、金枠の回転数が増大することによる大きな遠心力で、第2のバネにより引張付勢されている前記別の分割部の他端側がそのバネによる引張付勢力に抗して前記軸を中心として径方向外側へと回動移動することで内型を形成し、さらにそれぞれの分割部は金枠の回転停止により逆の順序で収束移動して縮径可能とされているものである。
【0011】
すなわち、本発明は、逆テーパ部などを成形するコア部分を、管軸に対して径方向へ移動可能とし、この移動によりコアを縮径させて容易に脱型可能にしたので、逆テーパを有する内面形状や周方向凹溝などを有した複雑な内面形状の受口であっても金属製コアで成形可能となる。
【0012】
また、上記した径方向の移動を金枠の遠心力を利用しているので、分割部を移動させるための特別な駆動機構は全く不要となるので構造が簡単となる。
【0013】
従って、同一のコアであっても反復使用可能となり、砂中子によるコアを使用した場合の不経済性を解消することができる。
【0014】
特に請求項1の遠心力成形法における受口内面成形コアは、径方向のスライドガイドにより移動可能に支持され、しかもバネにより中心軸方向へ引張付勢されているのでバネの引張付勢力に抗する遠心力によって分割部が外面へと移動し拡径部分を形成し、管を鋳造後は金枠の回転停止による遠心力の停止に伴ないバネの引張付勢力が作用して自動的に形が縮径されるのである。従って特別な駆動装置を要することなく金枠の回転と停止だけで型の拡径と縮径ができる。
【0015】
特に請求項2の遠心力成形法における受口内面成形コアは、軸を中心とした回動運動をするようにされているので摺動移動に比べて分割部の支持構造が簡略化され、また拡径、縮径作動も確実になる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態である遠心力成形法における受口内面成形コアについて説明する。
実施の形態1
図1において、1は遠心鋳造金枠、4はその受口形成部で、これらは図12に示したものと同様の構成である。
【0017】
この金枠1における受口形成部4の開口部に遠心力成形法における受口内面成形コア10が配置される。
この受口内面成形コア10は、図2〜図4にも示すように金枠1の受口形成部4の開口端に当接されるフランジ部11と、このフランジ部11から同心状に受口形成部4の開口端より奥方へとテーパ状に径が縮小していく縮径コア部12と、この縮径コア部12からさらに管受口奥方へと伸び、逆テーパ状に径が拡大している拡径コア部13を有して形成されている。
【0018】
そして、上記受口内面成形コア10におけるフランジ部11と縮径コア部12とは一体成形されているが、拡径コア部13は分割構造とされている。
すなわち、拡径コア部13は、図2、図3に示すように周方向に4つに分割され、それぞれの分割部13a、13b、13c、13dのうち分割部13a、13cは、他の分割部13b、13dの周方向の巾より広くされている。そして、それぞれの分割部13a〜13dは、図4、図5に示すようにフランジ部11側から見て十字状をなすように縮径コア12の端面に設けられたガイド14に沿って径方向へ摺動移動可能に支持されている。
【0019】
また、ガイド14の中心部から拡径コア部13の中心軸に沿って図3、図5に示すように断面十字状をなす中心ブロック体16が延出されている。
そして、各分割部13a、13b、13c、13dの内面と、中心ブロック体16外面との間に引張バネ15a〜15dが設けられ、各分割部13a、13b、13c、13dは常時中心方向へ弾性的に引張付勢されている。
【0020】
上記において、引張バネ15a〜15dの引張力は、中心ブロック体16を挟んで互いに対を成す分割部13a、13cの引張バネ15a、15c同士は同じとされている。同様に、他の対を成す分割部13b、13dの引張バネ15b、15d同士の引張力も同じとされ、隣合うもの同士例えばバネ15aとバネ15b、あるいはバネ15cとバネ15d同士の引張力は異ならされている。
【0021】
具体的には周方向の巾狭の分割部13b、13dの引張バネ15b、15dの引張力は、周方向の巾広の分割部13a、13cの引張バネ15a、15cの引張力よりも大きくされている。
【0022】
つまり、各バネの引張力の強さを各バネに用いた符号を用いて数式で示せば以下のような関係とされている。
15a=15c<15b=15d … (1)
なお、上記実施の形態において、各分割部13aと13cあるいは13bと13dの径方向端面20…は平行となるようにされているが、図6に示すように周方向巾の狭い分割部13b、13dの径方向端面20、20が管軸中心に向けてハ字状に拡がる傾斜面となるようにし、周方向巾の狭い分割部13b、13dが径方向へ移動したとき、他の分割部13a、13c端面20…の間に容易に嵌合わされるようにしても良い。
【0023】
次に、上記受口内面成形コア10の作動について説明する。
まず、受口内面成形コア10の分割部13a〜13dを適当な治具を用いて拡径し、受口内面成形コア10外面に塗型材(図示せず)を塗布し、次いでバネ力に応じて各分割部13a〜13dを図7、図8に示すように中心方向へ平行移動させて縮径状態とし、図1に示すように金枠1の受口開口端にフランジ部11で固定する。
【0024】
次に、遠心成形に備え金枠1を回転させると、各分割部13a…にも遠心力が作用し径方向へ拡散移動し始める。
このときバネ15a…による引張力は式1の関係とされているので、遠心力の増加により、まず引張バネ15a、15cの引張力の弱い広巾の分割部13a、13cが拡径方向へ拡散移動し図9に示す状態となる。
【0025】
さらに回転力が増し、遠心力が増すと引張バネ15b、15dの引張力の強い巾狭の分割部13b、13dが次に拡径移動し、先の分割部13a、13cの間に入り込んで図2、図3に示したような完全な円周面を有する内面型を形成する。
【0026】
そして、図1に示すように金枠1内に溶湯を流し込んで管8を遠心力により成形する。そのまましばらく回転を続け溶湯を冷却、凝結させる。
次に、金枠1の回転数を低下させていくと、分割部13a〜13dに作用する遠心力も小さくなり始め、まず、引張力の強いバネ15b、15dの引張力により巾狭の分割部13b、13dが、中心方向へと移動し、再び図9に示した状態となり、分割部13a、13cの端面20、20との間に隙間ができる。
【0027】
さらに回転数が低下すると、引張力の弱いバネ15a、15cの引張力により巾広の分割部13a、13cが図7に示したように中心方向へと移動しコア全体は縮径された状態となる。
【0028】
なお、各分割部13a〜13d外面には塗型材が塗布されているので凝結した鋳造管内面からの型離れは容易に行われる。
この結果、受口内面成形コア10は図8に二点鎖線で示すように受口内で縮径され、遠心鋳造管8の受口9内面との間に型抜用の隙間Sができる。従って、隙間Sを利用してコア10を引き抜くのである。
【0029】
次いで、金枠1から従来と同様遠心力成形された管8を引抜く。
そして、再びコア10の外面に前出と同様、塗型材を塗布し次回の遠心鋳造に備え、上記工程を繰り返して管8を遠心力鋳造するのである。
【0030】
以上説明したように、受口内面の成形コアを金属製とするものの、遠心成形時の遠心力を利用し自動的に内型を組立て、成形終了後は自動的に縮径させるようにしたので、コア10を破壊することなく鋳造管8から取り出すことができ、金属製のコアであっても反復使用可能となる。
【0031】
なお、分割される内型として、上記以外に三分割や五分割以上の複数の分割構成とし、またそれぞれの分割部を軸心方向へ引き寄せるバネ力の強さを上述のように中心ブロック16を挟んだ対毎の組合わせとするほか、各分割部のバネ力を周方向に配列された分割部の順に大きくし、回転数に基づいて発生する遠心力によって周方向に並ぶ分割部が順に拡径、縮径していくような構成とすることもできる。
実施の形態2
図10は、実施の形態2の断面図を示し、図10において金枠1の受口形成部4の開口端に当接されるフランジ部11と、このフランジ部11から同心状に受口形成部4の開口端より奥方へとテーパ状に径が縮小していく縮径コア部12を有する点は実施の形態1と同じである。
【0032】
異なる点は、縮径コア部12からさらに管受口奥方へと逆テーパ状に径が拡大している拡径コア部13の各分割部13a〜13fが、フランジ部11方向へ延びるアーム18を有し、このアーム18の一端がフランジ部11の端面に軸支されている点と、図11に示すように分割部が周方向に6分割とされている点である。
【0033】
即ち、アーム18…は、一端19に設けた軸孔20に、フランジ部11の端面に周方向に沿って取りつけた支持軸21を挿通することによって、回動自在に支持され、各分割部13a〜13fのそれぞれが矢印で示すように径方向へ自由に回動移動できるようにされている。
【0034】
したがって、金枠1が回転して遠心力が作用すれば各分割部13a〜13dが支持軸21周囲に拡径方向へと拡散するように回動し、内型を形成するようにされ、回転が停止すれば、金枠1の中心軸方向へ自由に復帰回動するようにされている。
【0035】
また、各分割部13a〜13fの互いの接触面22…は、拡径する時に互いに嵌まり合いやすいよう、図11に示すように周方向長さの長い分割部13b、13d、13fが回転中心軸方向へ向けハ字状に開く面とされ、周方向長さの短い分割部13a、13c、13eがその隙間に入り込んでいく形状とされている。そして、各分割部13a〜13fの拡径時に、周方向長さの長い分割部13b、13d、13fが先に開き、次いで周方向長さの短い分割部13a、13c、13eが開くように拡開抵抗となる引張バネを実施の形態1と同様に各分割部内面と中心軸間に設けたり、あるいは回転軸21に捻りバネを設け(図示せず)、あるいは、分割部13a〜13eの縮径時の位置が、周方向長さの短い分割部13a、13c、13eが他方の分割部13b〜13fより中心軸に近い内側となるよう縮径時の径方向位置をストッパ(図示せず)などで規制しておき、金枠1の回転により、周方向長さの大きい分割部13b〜13fが遠心力で径方向へ拡散回動移動した後に他方の分割部が径方向へ拡散回動移動するようにされる。
【0036】
次に、上記実施の形態2における受口内面成形コア10の作動について説明する。
まず、受口内面成形コア10を適当な治具を用いて拡径展開するなどして外面に塗型材(図示せず)を塗布し、ついで各分割部13a〜13fを、図10、図11に二点鎖線で示すように中心方向へ回動移動させ、縮径した状態として図1に示したのと同様に金枠1の受口開口端にフランジ部11で固定する。
【0037】
次に、遠心成形に備え金枠1を回転させると、各分割部13a…にも遠心力が作用し径方向へ移動しようとする力が作用し始める。
回転力が増し遠心力が増すと、まず幅広の分割部13a、13c、13dがほぼ同時に拡径移動し、次いで幅狭の分割部13b、13d、13eが拡径移動して前記分割部13a、13c、13dの間に入り込んで図10に示したような完全な円周面を有する内面型を形成する。
【0038】
そして、金枠1内に溶湯を流し込んで管8を遠心力により成形する。そのまましばらく回転を続けその間に溶湯を冷却、凝結させる。
次に、金枠1の回転数を低下させていくと、分割部13a〜13fに作用する遠心力も小さくなり始め、巾の広い分割部13b〜13fが縮径方向へ移動しようとし、それに押されて巾の狭い分割部13a〜13eも縮径方向へと移動し図10に二点鎖線で示すように縮径し脱型可能となる。
【0039】
次いで、従来と同様遠心力成形された管8を引抜く。
そして、再びコア10の外面に前出と同様、塗型材を塗布し次回の遠心鋳造に備えるのである。
【0040】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、鋳鉄管の遠心成形において、受口内面を形成する内面成形コアを反復使用可能な金属製コアとすると共に、この金属製コアを縮径可能な構造とし、逆テーパー部や凹凸のある部分を縮径させるようにしたため、型抜も容易となり、経済的な成形が可能となる。
【0041】
また、拡径コア部の分割部の拡径、縮径は、金枠の回転による遠心力を利用した拡散または収束によっているので、これらの作動のための複雑な構造が不要となり、構造も簡単なため安価に提供できるといった効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の遠心力成形法における受口内面成形コアを金枠へ取りつけた状態を示す断面図である。
【図2】受口内面成形コアのみの側面図である。
【図3】図2の右側から見た背面図である。
【図4】図2の左側から見た正面図である。
【図5】図3のA−A線断面図である。
【図6】他の構成例の背面図である。
【図7】縮径状態を示す背面図である。
【図8】縮径状態を示す断面図である。
【図9】拡径または縮径過程を示す背面図である。
【図10】他の構成例の断面図である。
【図11】他の構成例の背面図である。
【図12】従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 遠心鋳造金枠
4 受口形成部
10 受口内面成形コア
11 フランジ部
12 コア状の内型部
13 拡径コア部
13a 分割部
13b 分割部
13c 分割部
13d 分割部
14 ガイド
15a バネ
15b バネ
15c バネ
15d バネ
Claims (2)
- 受口を有する管を遠心鋳造する金枠の受口側端に、受口内面を成形するために装着される受口内面成形コアであって、前記金枠の受口側端に当接されるフランジ部と、該フランジ部から前記管受口内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部とを有し、該コア部の管受口奥方へ向け径が拡大して伸びる拡径部分が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部は、フランジ部に一体に設けたスライドガイドにより径方向へ移動可能に支持され、かつ、各分割部はバネにより中心軸方向へ引張付勢されてなり、バネは、一部の分割部を中心軸方向へ引張付勢する第1のバネと、別の分割部を第1のバネよりも強い力で中心軸方向へ引張付勢する第2のバネとで構成され、前記金枠の回転により生じる遠心力で、まず第1のバネにより引張付勢されている前記一部の分割部がそのバネによる引張付勢力に抗して拡散移動し、続いて、金枠の回転数が増大することによる大きな遠心力で、第2のバネにより引張付勢されている前記別の分割部がそのバネによる引張付勢力に抗して拡散移動することで内型を形成し、さらにそれぞれの分割部は金枠の回転停止により逆の順序で収束移動して縮径可能とされていることを特徴とする遠心力成形法における受口内面成形コア。
- 受口を有する管を遠心鋳造する金枠の受口側端に、受口内面を成形するために装着される受口内面成形コアであって、前記金枠の受口側端に当接されるフランジ部と、該フランジ部から前記管受口内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部とを有し、該コア部の管受口奥方へ向け径が拡大して伸びる拡径部分が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部の一端が、周方向に沿って配列された軸周囲に回動自在に支持され、かつ、各分割部の他端側はバネにより中心軸方向へ引張付勢されてなり、バネは、一部の分割部の他端側を中心軸方向へ引張付勢する第1のバネと、別の分割部の他端側を第1のバネよりも強い力で中心軸方向へ引張付勢する第2のバネとで構成され、前記金枠の回転により生じる遠心力で、まず第1のバネにより引張付勢されている前記一部の分割部の他端側がそのバネによる引張付勢力に抗して前記軸を中心として径方向外側へと回動移動し、続いて、金枠の回転数が増大することによる大きな遠心力で、第2のバネにより引張付勢されている前記別の分割部の他端側がそのバネによる引張付勢力に抗して前記軸を中心として径方向外側へと回動移動することで内型を形成し、さらにそれぞれの分割部は金枠の回転停止により逆の順序で収束移動して縮径可能とされていることを特徴とする遠心力成形法における受口内面成形コア。
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