JPS63171242A - 羽根状回転体の成形型 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、捩れを有する複数の羽根を備えた羽根状回
転体を成形するのに用いる成形型に関するものである。

（従来の技術） 第７図および第８図は、羽根状回転体の一例として自動
車のターボチャージャー用インペラー（吸気側）を示す
図である。

図中のインペラー１００は、軸部１００ａの一端側の直
径を徐々に拡大してフランジ部１００ｂを連接し、前記
軸部１００ａの外周に、複数の羽根１００Ｃを一体に備
えると共に、軸線部分に軸孔１００ｇを有している。各
羽根１００Ｃは、軸部１００ａの小径側において略半径
方向に張出すとともに、緩い螺旋状を成してフランジ部
１００ｂに至り、フランジ部１００ｂにおいては略軸線
方向に張出した状態に捩れている。また、羽根１００Ｃ
は、軸部１００ａの小径側の辺１００ｄが、第８図に示
すように半径方向の線に対して角度Ａだけ当該インペラ
ー１００の回転方向（図中の矢印方向）に傾斜している
と共に、フランジ部１００ｂ側の辺１００ｅが、第７図
に示すように軸線方向の線に対して前記角度Ａよりも小
さい角度Ｂで傾斜している。さらに、第７図中の角度Ｃ
は、軸部１００ａの小径側の辺１００ｄから連なる先端
稜線１００ｆの端部と、軸線方向の線とが成す角度であ
る。上記のインペラー１００は、角度Ｃを大きくとると
ともに上述の捩れ形状を有する羽根１００Ｃによって過
給効率の向上を図ったものであり、例えばロストワック
ス法などの精密鋳造法に基づいて製造されていた。

また、羽根状回転体を成形する装置としては、例えば特
公昭５８−１２１０２号公報に記載されているものがあ
る。この装置は、上下動する上金型の下方に、各々の羽
根の形状に対応する分割金型を圧力シリンダによって放
射方向に進退可能としたものであって、前記上金型と各
分割金型との間で形成したキャビティ内で溶融金属を鋳
造したのち、上金型の上昇とともに各分割金型を型外方
向に移動させることにより、複数の羽根を有する羽根状
回転体を取出すようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ここで、上記の装置は、羽根状回転体の生産性を向上さ
せて低コスト化を実現できるようにしたのであるが、分
割金型を放射方向だけに進退させる構造であるため、半
径方向の形状変化がきわめて小さい羽根を有するものに
適用可能である。つまり、先述した捩れ形状の羽根１０
０ｃを有するインペラー１００では、離型が不可能であ
ることが明らかである。したがって、従来にあっては。

上記インペラー１００のような羽根状回転体を成形する
ための成形型が無く、その実現が要望されていた。

（発明の目的） この発明は、このような従来の要望に鑑みて成されたも
ので、複雑な捩れを有する羽根を備えた羽根状回転体を
成形することができ、しかも、型の開閉時に各部の動作
が円滑で且つ確実であって、保守管理が容易であるとと
もに型の小型化を図ることができる羽根状回転体の成形
型を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明による羽根状回転体の成形型は、捩れを有する
複数の羽根を備えた羽根状回転体の成形型であって、相
対向して近接−離間する一方の型と他方の型との間に各
羽根の形状に対応する分割型を配設して各型の間で前記
羽根状回転体用のキャビティを形成する型構造を有し、
前記一方の型に、型外向きに傾斜したスライド面と、前
記スライド面に相対向するサポート体を型の略内外方向
へ摺動自在に保持し且つ前記近接・離間方向に移動可能
なエジェクタとを備えると共に、前記サポート体に、軸
部を介して前記分割型を羽根の捩れ方向へ回動自在に連
結し、前記一方の型と分割型のどちらか一方側に、前記
羽根の捩れに対応して屈曲するガイド部を設け、他方側
には、前記ガたことを特徴としている。

（実施例） 以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図〜第６図は、この発明の一実施例を説明する図で
ある。なお、この実施例では、従来技術の項で説明した
羽根状回転体であるインペラー１００（第７図および第
８図参照）を成形する場合を例示している。

すなわち、成形型１は、第１図に示すように、相対向し
て略水平方向に近接・離間する可動型２（一方の型）と
固定型３（他方の型）との間に。

各羽根１００ｃの形状に対応した分割型４を配設して各
型２，３．４の間でインペラー１００に対応したキャビ
ティ５を形成する型構造を有している。前記分割型４は
、その数が前記羽根１００Ｃと同数であり、キャビティ
５を中心にして放射状に配列しである。

前記可動型２は、図外の駆動手段によって往復動可能な
ホルダ６の型外面に、複数のねじ７でブ１ノート廿めス
ベー＋Ｒが田守１１丁訊ス〉廿ζ　蒲記ホルダ６の中央
に、固定型３の方向へ延出するコア９をポルト１０で固
定し、さらに、前記ホルダ６の型内面の型外部全周にわ
たって環状の枠ブロック１１がポルト１２で固定しであ
る。そして、前記コア９と枠ブロック１１との間に、中
心側から、固定型３に近接・離間する方向に移動可使な
環状のエジェクタ１３および同じく環状のガイドブロッ
ク１４を同心上に備えている。

前記コア９は、先端に、前記インペラー１００の軸部１
００ａの小径端部に対応する成形部９ａを有すると共に
、軸線上に、前記成形部９ａに連通して当該コア９の基
端面に開口する孔部９ｂを有し、さらに、先端部寄りに
形成した膨出部分の外周に、型外向きに傾斜したスライ
ド面９Ｃが形成しである。前記孔部９ｂは、コア９の基
端部に向うにつれて階段状に内径が大きくなる形態を成
しており、エジェクトピン１５が摺動自在に挿設しであ
る。前記エジェクトピン１５は、その先端に、前記イン
ペラー１００の軸孔１００ｇを形成するための小径部１
５ａを有すると共に、基端部近傍には、前記ホルダ６の
コア嵌合部分に形成した内向きフランジ６ａに型内側か
ら当接する鍔部１５ｂを有している。また、前記エジェ
クトピン１５は、はぼ中央から前記小径部１５ａの基端
に至る外周部にライナ１６が嵌装しであると共に、孔部
９ｂ内の段部と鍔部１５ｂとの間にスプリング１７を介
装することにより、固定型３から離間する方向へ付勢さ
れた状態にある。さらに、前記コア９には、スライド面
９Ｃに対してほぼ直角な状態で、スプリング類を内蔵し
た伸縮自在なブツシュピン４６が挿設しである。前記ブ
ツシュピン４６は、スライド面９Ｃ側の基端部がコア９
に螺着してあり、前記ライナ１６に形成した穴を通して
エジェクトピン１５の円錐状係合孔１５ｃに係合するポ
ール１８を先端部で押圧している。なお、前記係合孔１
５ｃは、エジェクトピン１５の鍔部１５ｂが前記内向き
フランジ６ａに当接しているときに、前記ポール１８を
係合させる位置にある。

前記エジェクタ１３は、ホルダ６との相対向面に、ホル
ダ６およびスペーサ８に連ねて形成した貫通孔６ｂ内に
突出する受圧部材１９をポルト２０で固定すると共に、
ホルダ６を摺動自在に貫通し且つ前記ホルダ６に頭部が
係止されるストリッパポルト２１を螺着している。また
、前記エジェクタ１３は、第１図の右半分に示すように
、分割型４の配置に対応した型内部に、固定型３側へ開
口する断面丁字形のスライド溝１３ａを前記スライド面
９Ｃに対してほぼ直角方向（図の右斜め上方向）に形成
し、前記スライド溝１３ａに前記スライド面９Ｃに相対
向するサポート体２２を摺動自在に連結している。なお
、前記エジェクタ１３は、第１図の左半分に示すように
、各分割型４の間に対応する型内部に、ポルト２３でス
ペーサ２４が固定しである。

前記サポート体２２は、第２図にも示すように、前記ス
ライド面９Ｃに相対向する側とその型外側に、固定型３
の方向へ延出する平行な保持部２２ａ、２２ａを有する
と共に、前記スライド溝１３ａに係合する断面丁字形の
ギブプレート２５が固定しである。このとき、前記ギブ
プレート２５およびスライド溝１３ａは、丁字形断面に
おける上部の張出し長さが、型外へ向かうにつれて漸次
増大する形態を成している。したがって、前記サポート
体２２は、エジェクタ１３がホルダ６に当接している状
態において、前記スライド面　９Ｃと一定の間隔をおい
て相対向するように保持されている。また、前記両保持
部２２ａ、２２ａは、両先端を貫く同一線上に軸孔２２
ｂ、２２ｂを形成し、これよりも基端側に、同じく同一
線上に基づく断面矩形状の貫通孔２２ｃ、２２ｃを有し
ている。

前記分割型４は、羽根１００Ｃの形状に対応した成形部
４ａを有すると共に、前記各保持部２２ａ、２２ａの間
および型外側に組合わされる第１および第２突出部４ｂ
　、４ｃを備えており、固定型３との相対向面には、前
記固定型３を構成するホルダ３２の型内面に形成した四
部３２ａに嵌合する凸部４ｅを有している。前記第１お
よび第２突出部４ｂ　、４ｃの基端部には、両者を貫く
同−線上に軸孔４ｄ　、４ｄが形成しである。そして、
前記分割型４は、各保持部２２ａ、２２ａに第１・第２
突出部４ｂ　、４ｃを組合せた状態で連通する各軸孔２
２ｂ、２２ｂ、４ｄ、４ｄに軸部としての保持ピン２６
を挿設することにより、前記サポート体２２に回動自在
に連結しである。

なお、前記保持ピン２６の傾斜角度は、羽根１００Ｃの
捩れに対応して分割型４が回動しうるように設定してあ
り、この実施例では、スライド面９Ｃに対して軸線がほ
ぼ直角を成している。

また、前記第１突出部４ｂには、羽根１００ｃの捩れに
対応して屈曲するガイド部として、型の内外方向に開口
するガイド孔２７が形成しである。前記ガイド孔２７は
、両端側の直線状部２７ａ、２７ａを屈曲部２７ｂで連
設した断面形状を有し、この断面形状に沿って摺動自在
に係合する係合部としてのガイドピン２８を挿通する。

前記ガイドピン２８は、先端部をスライド面９ｃの固定
型３側の端部に挿入すると共に、基端部を枠ブロック１
１に螺着して、その軸線が前記スライド面９Ｃに対して
略直角を成し、前記ガイド孔２７の幅寸法よりも小さい
直径を有している。なお、前記ガイドピン２８は、前記
サポート体２２の貫通孔２２ｃ、２２ｃ内を通っている
。したがって、前記貫通孔２２ｃは、サポート体２２が
移動する際にガイドピン２８と干渉することがないよう
に、充分な断面寸法を有している。また、分割型４の第
２突出部４Ｃは、同じくガイドピン２８との干渉を防ぐ
ために、第１突出部４ｂよりも短く形成しである。

前記ガイドブロック１４は、ホルダ６側となる基端部近
傍に、型の内外方向に開口するポール用孔１４ａを有す
ると共に、先端部に、型外方向に傾斜して前記スライド
面９Ｃと平行を成すテーパ部１４ｂを有している。前記
ポール用孔１４ａ内には、二個のポール２９、．２９が
設けてあって、前記ポール２９．２９は、枠ブロック１
１に型外側から挿入固定したブツシュピン３０によって
型内方向へ押圧され、一方のポール２９がエジェクタ１
３の外周に形成した係合溝１３ｂに係合している。また
、前記ガイドブロック１４は、前記分割型４における第
２突出部４Ｃの型外面にテーパ部１４ｂが当接し、エジ
ェクタ１３とともに移動する際に前記ガイドピン２８と
干渉するのを防ぐための開口部１４ｃを有する。さらに
、前記枠ブロック１１の内周には、前記ブツシュピン３
０からやや離れたところに、前記ポール２９を係合させ
るのに用いる係合溝１１ａが形成してあり、ブツシュピ
ン３０の中心線から前記係合溝１１ａの中心線までの長
さは、前記サポート体２２とスライド面９Ｃとの間に設
けた隙間における可動型移動方向の寸法に等しくしであ
る。

前記固定型３は、基ｇ１３１に複数のねじ３１ａで固定
したホルダ３２の中央に、キャビティ５に連通するスプ
ル３３を形成し、前記スプル３３の型内側に、射出口を
形成するブツシュ３４とキャビティ５の底面を形成する
コアブロック３５とをポルト３６で固定している。また
、前記ホルダ３２の型外面中央には、インペラー１００
の素材である溶融材料を加圧注入する装置を接続するた
めの環状ブロック３７がボルト３８で固定しである。さ
らに、前記固定型３は、各分割型４の間に対応するとこ
ろに、可動型２側へ延出するリターンピン３９が設けで
ある。前記リターンピン３９は、基端部をホルダ３２内
に位置決めした固定ロッド４０と、前記固定ロッド４０
の外側に摺動自在に嵌装したスリーブ４１とを備えると
共に、固定ロッド４０の先端面とスリーブの先端部内面
との間にコイルスプリング４２を介装することにより、
前記スリーブ４１を可動型２の方向に付勢。

している、また、前記スリーブ４１は、突出量を規制す
るために、ホルダ３２に係止される鍔部４１ａを基端に
有し、可動型２と固定型３とが閉じているときには、エ
ジェクタ１３に設けたスペーサ２４に当接し、コイルス
プリング４２を圧縮状態にして固定型３側に移動してい
る。

なお、前記各ホルダ６　、３２　、コア９および分割型
４の内部には、冷却用流体を流通させるための流路４３
ａ〜４３ｄが形成しである。また、第１図中の符号４４
は、可動型２と固定型３とを閉じた状態で保持するため
の連結プレート（仮想線で示す）であって、この連結プ
レート４４は、各型２．３に複数のポルト４５を用いて
固定する。

上記の構造を有する成形型１は、可動型２と固定型３と
を閉じた状態（第１図の状態）にして、キャビティ５内
に樹脂や金属等の溶融材料を加圧注入する。このとき、
分割型４は、固定型３のホルダ３２の凹部３２ａに凸部
４ｅを嵌合することによって位置決めされ、なお且つ、
上記嵌合によって溶融材料加圧注入時の圧力に対抗する
。

そして、上記成形型１は、溶融材料が冷却固化したのち
、第３図に示すように可動型２を固定型３から離反させ
る。このとき、リターンピン３９は、スプリング４２の
作用により、鍔４１ａがホルダ３２に係止されるところ
までスリーブ４１を突出させる。また、成形品であるイ
ンペラー１００は、可動型２側に付着している。

次に、成形型１は、可動型２を所定位置まで移動させた
のち、第４図に示すように、エジェクトピン１５および
受圧部材１９の各端面を押込みロッド４７，４７（図中
仮想線で示す）で固定型３方向へ押圧する。すると、前
記エジェクトピン１５は、スプリング１７を圧縮し且つ
ポール１８をブツシュピン４６側へ押込むようにして移
動し、インペラー１００をコア９の先端から押出す、ま
た、エジェクタ１３とともに、サポート体２２、分割型
４およびガイドブロック１４が移動し、サポート体２２
がスライド面９ｃに当接すると共に、エジェクタ１３の
係合溝１３ｂと枠ブロック１１の係合溝１１ａとがポー
ル用孔１４ａを介して相対向した状態となる。このとき
、分割型４は、固定されたガイドピン２８に対してガイ
ド孔２７の一方側直線状部２７ａの長さ分だけ移動する
ので回動しない。

そして、第５図に示すように、ストリッパポルト２１の
頭部がホルダ６に係止されるまでエジェクトピン１５お
よびエジェクタ１３をさらに押動すると、前記エジェク
トピン１５でインペラー１００を完全にコア９から押出
すと共に、ガイドブロック１４のポール２９が枠ブロツ
ク１１側の係合溝１１ａに係合することによって、前記
ガイドブロック１４が枠ブロツク１１側にロックされた
状態となる。また、エジェクタ１３がさらに移動すると
、前記エジェクタ１３に対して型の内外方向（各図の斜
め上方向）に摺動自在なサポート体２２は、スライド面
９Ｃおよびガイドブロック１４のテーパ部１４ｂに案内
されて斜め型外方向に移動し、同時に分割型４を同方向
に移動させる。

このとき、前記分割型４は、第６図に模式的に示すよう
に、サポート体２２に連結するための保持ピン２６が固
定型３の方向（図の下方向）へ移動するのであるが、固
定されているガイドピン２８に対してガイド孔２７の屈
曲部２７ｂが通過するため、斜め方向への移動とともに
前記保持ビン２６を中心にして羽根１００Ｃの捩れ方向
に回動する。したがって、前記分割型４は、エジェクト
ピン１５で押出されるインペラー１００とともｔ４田中
ＩＦ１１χ劇い劃１　侭七１８１／’１間−酸か叔乙葡
「外方向へ移動することによって前記インペラー１００
から離型する。なお、上記離型の際、押込みロッド４７
をエジェクトピン１５および受圧部材１９に当接させた
状態にして、ホルダ６をさらに固定型３から離反させる
ようにしても良い。

次いで、上記成形型１は、インペラー１００をエジェク
トピン１５から取外したのち、押込みロッド４７を後退
させていくと、スプリング１７の作用によってエジェク
トピン１５が移動し、鍔部１５ｂが内向きフランジ６ａ
に当接すると共に、ブツシュピン４６で押圧されるポー
ル１８が再び係合孔１５ｃに係合して前記エジェクトピ
ン１５をロック状態にする。ｂＡいて、成形型１は、可
動型２を固定型３側へ移動させていくと、最初に、リタ
ーンピン３９がエジェクタ１３にＳ　１１し、前記エジ
ェクタ１．３の移動を規制する。このとき、リターンピ
ン３９内のスプリング４２は、リターンピン３９とスペ
ーサ２４との当接による衝撃を緩和する。ここで、成形
型１は、実際には、エジェクタ１３を移！ＩＩ　ＭＪ、
　Ｕｌ　１．た欣璋で可動刑２がなおも移動することに
よって元の状態（第１図の状態）に戻るが、エジェクタ
１３をホルダ６側へ移動させるものとして説明すると、
サポート体２２がスライド面９Ｃおよびテーパ部１４ｂ
に沿って型内方向に引き込まれると共に、前記サポート
体２２に伴って分割型４が離型時と逆方向に回動しなが
ら移動する（第４図の状態）、そして、成形型１は、エ
ジェクタ１３がさらに移動すると、ポール２９を介して
ガイドブロック１４が再びエジェクタ１３側にロック状
態になると共に、サポート体２２および分割型４がホル
ダ６側へ移動し、前記エジェクタ１３がホルダ６に当接
したところで、可動型２が元の状態に戻る。

このように、成形型１は、可動型２の移動とともに当該
可動型２の各構成が上記の動作を行い、可動型２．固定
型３および分割型４の間で再びキャビティ５を形成する
。

つまり、上記実施例で説明した成形型１によれば、過給
効率の向上を図るために複雑な捩れを有する羽根１００
ｃを備えたインペラー１００を容易に大量生産すること
ができる。また、上記成形型１は、エジェクタ１３．サ
ポート体２２および分割型４を順次連結し、分割型４を
複雑に移動させるにもかかわらず、ガイド溝１３ａ、ギ
ブプレート２５および保持ビン２６による連結部位の構
造が簡単であるため、動作が円滑であるとともに故障し
難く、しかも、スライド面９ｃに沿って移動するサポー
ト体２２および分割型４をサポートブロック１４で一層
確実に案内することができる。さらに、上記成形型１は
、エジェクタ１３がホルダ６に当接している際、サポー
ト体２２とスライド面９ｃとが所定の間隔をおいて相対
向するようにし、なお且つ分割ｙ！！４におけるガイド
孔２７を両側の直線状部２７ａ、２７ａと屈曲部２７ｂ
とから成る構成としている。したがって、離型時の分割
型４は、一旦固定型３側へ移動したのちに回動しながら
型外方向へ移動することになり、その結果、インペラー
１００における羽根１００ｃの小径側の辺１００ｄがコ
ア９から完全に離間してから前記分割型４を離型させる
ことができ、前記分割型４がコア９と干渉したり、イン
ペラー１００が破損したりする恐れは全く無い。

なお、この発明による成形型の詳細な構造が上記実施例
に限定されることはなく、例えば、エジェクタに対する
サポート体の摺動方向の傾斜角度や、分割型を保持する
軸部（保持ピン２６）の軸線の傾斜角度、あるいはガイ
ド部（ガイド孔２７）の屈曲形状などは、型内の許容寸
法や羽根状回転体の羽根の捩れ角度等に対応して適宜変
更することができ、このほか、一方の型の本体側（例え
ばコアなど）に溝状のガイド部を形成し。

分割型に前記ガイド部に沿って案内される保合部を窯設
することも良い、また、上記実施例では、可動型を水平
方向に移動させるものとしたが、可動型を上下方向に移
動させる構成にすることもでき、この場合、エジェクタ
をホルダに当接させた状態で保持するためのロック機構
等を設けることがある。

「発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明の羽根状回転体の成
形型によれば、捩れを有する複数の羽根を備えた羽根状
回転体の成形型であって、相対向して近接φ離間する一
方の型と他方の型との間に各羽根の形状に対応する分割
型を配設して各型の間で前記羽根状回転体用のキャビテ
ィを形成する型構造を有し、前記一方の型に、型外向き
に傾斜したスライド面と、前記スライド面に相対向する
サポート体を型の略内外方向へ摺動自在に保持し且つ前
記近接−ｓ開方向に移動可能なエジェクタとを備えると
共に、前記サポート体に、軸部を介して前記分割型を羽
根の捩れ方向へ回動自在に連結し、前記一方の型と分割
型のどちらか一方側に、前記羽根の捩れに対応して屈曲
するガイド部を設け、他方側には、前記ガイド部に沿っ
て摺動自在に係合する係合部を設けたため、複雑な捩れ
を有する羽根を備えた羽根状回転体を成形し且つ容易に
量産することができ、しかも、羽根の捩れに合わせて分
割型を複雑に移動させるにもかかわらず、型の開閉時に
各部の動作が円滑で且つ確実であり、そのうえ、上記動
作の要点となる可動連結部分の構造が簡単であることか
ら、保守管理が容易であるとともに型の小型化に充分対
処することができるなどの優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に基づく成形型を説明する
水平断面図、第２図はサポート体および分割型を説明す
る斜視図、第３図は可動型を固定型から離反させた状態
を説明する断面図、第４図はサポート体がスライド面に
当接した状態を説明する要部の断面図、第５図は分割型
がインペラーから離型した状態を説明する要部の断面図
、第６図は分割型が回動する状態を模式的に示す型の中
心側からの正面説明図、第７図は羽根状回転体の一例と
してインペラーを説明する斜、親図、第８図は第７図に
示すインペラーの平面図である。 １・・・成形型、２・・・可動型（一方の型）、３・・
・固定型（他方の型）、４・・・分割型、５・・・キャ
ビティ、９Ｃ・・・スライド面、１３・・・エジェクタ
、２２・・・サポート体、２６・・・保持ピン（軸部）
、２７・・・ガイド孔（ガイド部）、２８・・・ガイド
ピン（係合部）、１００・・・インペラー（羽根状回転
体）、１００ｃ・・・羽根。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）捩れを有する複数の羽根を備えた羽根状回転体の
   成形型であって、相対向して近接・離間する一方の型と
   他方の型との間に各羽根の形状に対応する分割型を配設
   して各型の間で前記羽根状回転体用のキャビティを形成
   する型構造を有し、前記一方の型に、型外向きに傾斜し
   たスライド面と、前記スライド面に相対向するサポート
   体を型の略内外方向へ摺動自在に保持し且つ前記近接・
   離間方向に移動可能なエジェクタとを備えると共に、前
   記サポート体に、軸部を介して前記分割型を羽根の捩れ
   方向へ回動自在に連結し、前記一方の型と分割型のどち
   らか一方側に、前記羽根の捩れに対応して屈曲するガイ
   ド部を設け、他方側には、前記ガイド部に沿って摺動自
   在に係合する係合部を設けたことを特徴とする羽根状回
   転体の成形型。