JPS60127061A - くびれ部を有する金属シ−ルの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は外周」−縁部にくびれ部を有する金属ソールの
製造方法に関するものであり、特に遠心力と金属収縮を
利用したことを特徴とする。

この金属シールは主としてキャタピラ−の回転軸部分に
使用するものであり、その外周」二線部にくびれ部を有
しているため、その鋳造を困難にしているものである。

従来より、どの金属シールの製造方法には下記に示すよ
うな方法がある。すなわち、第４図に示すように金属シ
ールのくびれ部を形成するための砂型Ａを主型Ｂ内にお
いて金属ンールの外方に配し、金属シールの内周面を形
成するための砂製の火中子Ｃを内方に位置して組立てた
鋳型内に金属溶湯を注湯する方法である。

しかしこの方法によると、くびれ部を形成する外型Ａお
よび主型Ｂ並びに火中子Ｃともに砂型である関係」−２
１回以上の使用に耐えないので、１個の鋳型で１個の金
属シールを鋳造できるだけである。さらに回転部に使用
される金属シールは所定の精度を要求される関係」二、
一般の砂型材では表面粗度か大きいので、高価なンエル
モールド砂型を使用している。

第２の製造方法としては、まず、くびれ部のない略円筒
状の鋳物素材を鋳造し、その後焼鈍等の熱処理を施した
ものに機械加工を加えて、くびれ部を形成して金属シー
ルを得る方法がある。この方法においては、金属シール
の利質が特殊鋳鉄であるため、鋳放し表面硬度がＩ（Ｒ
Ｃ−６０前後と非常に硬いので加］−費の点て不利であ
る。

更に第３の方法として、出願人か案出した金型等の永久
鋳型（特願昭５７−０８６９５１）を砂型の代りに使用
する方法があるが２通常の注湯方法では注入された溶湯
が急冷硬良するため、金属収縮により金属シールのくび
れ部は型抜きできても。

コーナ一部への湯廻り不良を生じ、コーナ一部か角立た
ず丸味を帯びたり、湯境いを生じたりして不良製品にぢ
る可能性がある。

次に第４の方法として、出願人か案出した遠心力と金属
収縮を併用した製造方法（特願昭５７−１１１２６０）
がある。この方法は」−記の第３の方法による欠点であ
る湯廻り不良を改良するための措置として１個の金型の
センターを中心とする回転を与えながら注湯する方法で
、遠心力による押湯効果により金属シールのコーナーの
角立った良品ができ、しかも金属収縮により金属シール
のくびれ部も型抜きできる方法である。しかしこの方法
の欠点は、１個の鋳型ごとにそのセンターを中心に水平
状に回転させながら注湯するので、１回の注湯量が少な
いことによる注湯方゛法の難かしさと１回の注湯量がそ
のまま１個の製品となるので。

均一化した製品にするために注湯量を確実に均一にする
田面Ｆ性かある。

この点を解決しようとしたのが第５の方法で。

出願人が案出した横型遠心鋳造法によるもの（特願昭５
８−１６２１．３６）で、この方法によれは］回の注湯
て多量の金属シールを金属収縮により型抜きし得る良品
として得ることができるが、難点は各金属シールが連結
されて製造されるため１個々の金属シールにするために
力・ンター等による切断作業が必要であることである。

この問題を解決しようとしたのか第６の方法で出願人が
案出した複数個の金属シールをそれぞれ個体で同時に得
るようにしたもの（特願昭和５８年１１月１９１１出願
）である。この方法によれば１回の注湯で多数の金属シ
ールを金属収縮により得ることができ、しかも丸中子が
金属シールの内径部を一定の寸法で形成するので、内径
寸法の均一な製品を得ることかできる。しかしこの方法
の欠点は、複数個の金属シールを放射線」コに並設し放
射線の中心点を回転の中心として回転させるので、遠心
力が各金属シールに与える効果か間接的となり、金属組
織が緻密であり、且っ溶湯中の非鉄介在物が除去される
等の真の遠心力効果を期待する前述の第４の１個１注湯
方式のものに劣ることである。

以」二か従来の金属シールの製造方法および出願人が案
出した各製造方法の難点および欠点であるか、これを整
理すると次の通りである。

■　従来の方法 （イ）砂型で（ひれ部を形成する方法 鋳型が１回収１−の使用に耐えないこと、および製品の
鋳肌が悪いことが欠点。

−）砂型でくびれの無いものをつくり機械加工でそれを
形成する方法 鋳型が１囲域」二の使用に耐えないこと、および機械加
工料が必要であることが欠点。

２、　出願人が案出した方法 （イ）金属収縮を利用して金属ソールの鋳型からの型抜
きを容易にした方法（特願昭５７−０８６９５］） 製品に湯廻り不良が発生したり、コーナ一部か角立たな
い不良品が発生する。

（Ｉ：１１　遠心力と金属収縮を利用した水平回転方式
％式％） １個１注湯方式であるため、１回の注湯量か少な（、そ
のために自動注湯方式にしなければならないが、その技
術的な困難性と注湯量そのものが全量製品となるため、
各製品の内径寸法を均一にするには１回ごとの注湯量を
正確に同量にすることの困ｍｌｔ　１生がある。

（ハ）横型遠心鋳造法による遠心力と金属収縮を利用し
、更に１回の注湯で多量の製品を得る製造方法（特願昭
５８−１６２１３６）製品が連結されて製造されるため
２個々の製品を得るためにカッター等による切断作業が
必要である。

（ニ）複数個の金属シールを個体で得る方法（特訓昭和
５８年１１月１９日出願） 遠心力効果が間接であるため、金属シールの品質がｍＩ
記（ロ）の１個１注湯方式の真の遠心力効果のものに比
し劣る。

そこで本発明は」１記の種々の不具合に鑑みてなされた
ものであり、真の遠心力と金属収縮を利用して高品質の
金属ソールが個体で得られる前記（ロ）の１個１注湯方
式に改良を加え、同方式の欠点である均一の製品を得る
ための均一同量注湯の困難性を解決しようとするもので
ある。

即ち本発明によるくびれ部を有する金属ソールの製造方
法は、所定速度で回転する１金属ソールの鋳型ごとに金
属溶湯を注湯し９回転する金属溶湯の真の遠心力で（ひ
れ部を有する金属シールの外形を形成した後、金属シー
ルのくびれ部における主型との係合が外れるまで、金属
シールを温度降下により収縮させて、金属シールを内包
する一体状の主型から金属シールを型抜きし、更にこう
して得た金属シールの内径寸法を鋳型内に丸中子を使用
することにより均一化することを特徴とするものである
。

また、−１−記方法の実施に使用する装置は、動力によ
って駆動される回転板を水平状に配設し、金属シールの
一側面を形成するための下型を前記回転板の＋、方へ装
着し、主として金属シールの外周面を成形するための主
型を前記下型の」−面に載置し、四に前記下型と主型と
の間に金属シールの内周面を成形するための丸中子を内
蔵して構成し。

前記主型は金属シールのくびれ部における主型との係合
が金属シールの温度降下による収縮により外れるように
するとともに主型から金属シールが下方へ引抜できるよ
うにした内周面を有し、更に主型の−１一方中央部には
所定の表面孔を設けてなることを特徴とする。

以下１本発明の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第１Ｍは本発明に係るくびれ部を有する金属シールの製
造装置を示し、主型１は、金属シール２の外周面と上面
とを形成し得る成型部を内周面３に形成され、且つ、上
面中央部に金属シール２の内径より小さな表面孔４を有
するものであり、一体状に加圧されている。

そして金属シール２の外周面を成形する主型１の内周面
３には金属シール２の（ひれ部に合わせて凹凸が設けで
ある。この凹凸の量は、主型１から金属シール２を型抜
きする際、温度降下により収縮した金属シール２がくび
れ部５で係市されることなく取出せるように設定しであ
る。

本実施例における金属シール２は外表面が略円錐形状で
あり、−４−下端に突起縁６，７を有するものである。

また、主型１の成型部は金属シール２を抜出し易いよう
に小径端側を」ユ方へ配した形状にしである。

この場合、金属シール２の（ひれ部５と称する箇所は型
抜時に係市する部分であり、上端の突起縁６とその下方
に連なる谷部のことである。

つまり、第２図に示すように２面部である突起縁６と凹
部である谷部とを成形する主型１側の半径方向の差（ａ
＋ｂ）がその部分における金属シール２の温度降下によ
る収縮量（ｄ十ｅ）より小さい値となるように設定され
ている。

したがって、鋳造後所定時間を経過し適度に温度降下し
た金属シール２は、主型１から下方へ容易に型抜き可能
となる。下型８は金属シール２の下面を形成すると同時
に主型１の底部をなすものである。

丸中子９は金属シール２の内周面を形成する砂製のもの
で、主型１と下型８を組合せた内部に収められ、その」
−面外周部を主型１の表面孔４に嵌合され、また下面部
の穴部１０に下型８面」二のピン】１か嵌入して、主型
１と下型８の間に堅く内蔵されて金属シール２の鋳型１
２を構成し７鋳型１２は動！ 力で駆動する回転板１３の上面に適費装着される。

−１−肥土型１や下型８に使用する材料は耐熱材（銅相
・セラミック等）か良いのは言うまでもない。

１４は回転板１３を駆動するモーター、】５は注湯に使
用するひしゃく、１６は溶湯が通過する湯溜り部。

１７は湯堰部である。

次に上記装置の作用並びにこの装置によるくびれ部を有
するシールの製造方法の一例を説明する。

先ず駆動モータ１４を始動させると回転板１３上の鋳型
１２が回転を始めるが、その時点で主型１の表面孔４か
ら黒鉛製のひじや（１５により適量の金属溶湯を下型８
に注湯する。注入された溶湯は回転する鋳型１２内で遠
心力を与えられ、丸中千９の内壁の湯溜り部■６に跳ば
され湯堰部Ｉ７から主型］の内壁と丸中千９の外周部に
より形成された空間部に充鎮されて金属シール２の形状
に成形されるのであるが、その際の注湯量は溶湯が丸中
千９の湯溜り部１６に残湯となる程度に加減ずれば良く
、必ずしも正確な注湯量を予定する必要はない。

こうして注湯された溶湯は鋳型１２内で冷却されて硬化
収縮を始めるが、その収縮は金属シール２の中心方向に
向って直径の縮少の形で起る収縮となるのである。

第１図は注湯された直後の状態を示し、第２図において
は収縮が完了した状態を示しているが。

収縮完了の時点では図示する如く金属シール２の外周部
が主型１の成型部の内酸がら離れて、その部分に金属シ
ール２の中心方向への収縮寸法に等しい間隙部が生じる
ことになるのである。同時に砂製の丸中子９はその時点
で外周面が焼損し且つ圧縮破壊される。

この場合金属シール２のくびれ部５を成型する主型１の
その部分の凸段部げ）の直径を、収縮完了ことにより、
収縮完了した金属シー５矛下型８の開放により第２図に
おいて下方へ主型１がら取り出すことが可能になるので
ある。

以−１−の如（１本発明を実施すれば下記のような効果
がある。

（１）　所定速度で回転する鋳型へ金属溶湯を注湯する
ので、溶湯に真の遠心力が働き角部の隅々まで溶湯がま
わり、しかも金属組織が緻密で外観も美麗な金属シール
を得ることができるとともに、角立った良質の製品を得
ることができる。

（２）遠心力で金属シールの外形を形成するので。

据置鋳型における湯口が無く、従って戻り材となる部分
が少いので、注入溶湯に対する製品の歩留率が著しく良
好である。

（３）温度降下による収縮により金属シールを鋳型から
型抜きするので、製品通出しが迅速に行えるし、また鋳
型の組立てもスムーズに行えるので作業能率を改善でき
る。

（４）丸中子を使用するので、各鋳型への注湯量を定量
化することなく、製造された各金属シールの内径寸法が
均一化される。つまり各鋳型への注湯！を一定化する等
の特別の注湯技術を必要としない。

要すれば１本発明により高品質でしがも安価な金属シー
ルを市場に供給することができることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部縦断面図。 第２図は鋳型内で金属シールが収縮完了した状態を示す
縦断面図、第３図は丸中子の平面図、第４図は従来の鋳
型の説明図である。 （符　号） ■・・・主型　１ｏ・・・丸中子の穴 ２・・・金属シール　月・・・下型゛のピン３・・・内
周面　１２・・鋳型 ４・・・表面孔　１３・・・回転板 ５・・・（ひれ部　１４・・・駆動モーター６・・骨０
部突起縁　１５・・・ひしゃく７・・骨部突起縁　１６
・・・丸中子の湯溜り部８・・下型■７・・・丸中子の
湯堰部 ９　・丸中子 特許出願人 道広正己 オ６凹 Ｉｕ 計４凶

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定速度で回転する金属シール（２）の鋳型０２）へ金
   金属ンール（２）を温度降下により収縮させて、金属シ
   ール（２）を内包する一体状の主型（１）から金属シー
   ル（２）を型抜きすることを特徴とするくびれ部を有す
   る金属シールの製造方法。