JPS6322294A - ワイヤ切断装置及び中子ピン挿入機 - 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、ワイヤ切断装置に関するものであり、特に中
子支持ピンを切断しインベストメント鋳造の蝋型の中へ
挿入する機械に関する。

インベストメント鋳造法は、比較的精密な寸法公差と、
優れた表面仕上げと、鋳造品の中に穴と流路を設けるた
めの正確な方法とを与えるものである。一般に、インベ
ストメント鋳造法は、望みの品物になぞらえて形づくら
れた幌型の周囲に鋳型が形成される“ロストワックス゛
製法である。

鋳造工程を通じて蝋は融解した金属に置換えられ、冷却
されて望みの品物を形づくる。穴及び内部の流路は、溶
融金属により置換えられることのないシリカ又は他のセ
ラミック材料の中子を幌型の中に精密に位置づけること
により与えられる。鋳造の後、中子は化学的に溶かし流
され或いは他の方法で取り除かれ、それにより望みの穴
と流路とが与えられる。

インベストメント鋳造法は、ガスターピンエンジンのた
めの超合金の翼と羽根、特に内部冷却流路を必要とする
翼や羽根の制作に広く使用される。

空気力学上の効率のために要求される精密な公差を達成
するには、幌型の中への中子の精密な位置決めを要し、
蝋の除去及び溶融金属の注入の間じゅう中子の移動を防
止する確実な支持方式を必要とする。ビショップ他への
米国特許第３，６６２゜８１６号の中には、鋳型の中に
セラミックの中子を支持すべく多数の細い金属ピンを用
いている鋳型構造が回示されている。一般に、そうした
ピンはワイヤ材料から切り取られ、加熱されて幌型の中
へ手作業で挿入される。その後、蝋は中子の移動を生ず
ることなく除去され得る。しかしながら、この手作業を
成し遂げるには多大な時間と労力とが必要とされる。

ヒギンボサム他への米国特許第４，４７４，２２４号に
は、幌型の中へ中子支持ピンを挿入するための機械が回
示されている。これは手作業による挿入に較べれば大き
な改良ではあるが、いくつかの制限も存在する。この機
械は、ピストン・カッターの様式による自動的切断手段
を含んでいる（第６図として転載されているヒギンボサ
ムの第３図を参照）。ワイヤが小室の中へ挿入され、鋭
利な縁を付与されたピストン・カッター（ワイヤと直角
に描かれている）がワイヤ・ピンを切り放しそれをホル
ダーの中へ移動させる。次いで、第二のピストンが作動
されてワイヤ・ピンをホルダーの外へ押し出し、幌型の
中へ押し込む。この二重ピストン装置は、切断用ピスト
ンの直径により決定される一種類の長さを持つピンのみ
を生産し、第二ピストンの最大ストロークにより決定さ
れる最大貫入深さの制限を有している。従って、こうし
た機械では、中子へのピン挿入にあたり、蝋の厚みの変
化範囲が狭い鋳型の場合に限られる。それゆえ、深さが
一定せず多様な長さのピンを必要とする幌型に適応させ
るには、この機械は再調整されねばならない。

本発明の目的の一つは、再調整すること無しに多様な長
さの中子支持ワイヤ・ピンを生産する中子ピン挿入機を
提供することである。

本発明の他の一つの目的は、中子ピン挿入機に組込まれ
る錯雑な切断挿入装置を単純化し、それにより、装置の
信頼性を高めることである。

上記の目的及び本発明のその他の目的は、ハウジングと
、上記ハウジングの内部に配置された回転可能な円筒状
軸部と、上記軸部の縦方向中心軸線に平行且偏位して上
記軸部の中に置かれているワイヤ案内通路とを含む回転
式ワイヤ切断装置を与えることにより達成される。カッ
ターは上記軸部の端部に当接し、鋭利な縁を付けられた
オリフィスを有しており、軸部の回転によってワイヤ案
内通路に整合される。

中子ピン挿入機に於て、回転式ワイヤ切断装置は、ワイ
ヤ供給機構、に整合して配置され、幌型の方向へ向けら
れている。ハウジングは、機械に取付けられており、ハ
ウジングと軸部とカッターとを加熱する加熱ジャケット
にぴったり合っている。

運転中は、ワイヤ案内通路とオリフィスとは軸線方向に
整合しており、望みの長さのワイヤが通過し終えるまで
ワイヤが送り込まれる。ワイヤがそこを通り抜けるとき
、蝋の融解点以上に加熱され、次いで、幌型の中へ挿入
される。ワイヤ送りが停止されたとき、一つの機構が作
動させられ、軸部を回転させ、ワイヤ案内通路をカッタ
ーから去らせるよう円弧状に駆動し、オリフィスの鋭利
な縁に向けてワイヤを剪断する。その後、軸部は再び回
転させられ、次のワイヤ・ピン挿入のために通路とオリ
フィスとを再び整合させる。回転式ワイヤ切断装置を組
込んでいるこのような機械は、蝋の厚みの如何に拘らず
如何なる鋳型にでも再調整なしに適応できる多様な長さ
のピンを供給し、ピンを切断し移動し幌型の中へ挿入す
るために従来用いられていた二重ピストン機構を不要に
する。

以下に図面を参照して本発明の一実施例について詳述す
る。

第１図を参照するに、中子ピン挿入機１が概略的に示さ
れている。上記機械１は、連続する長尺のワイヤ５を収
めているワイヤ巻枠４を回転させるフィードモータ３を
制御する制御手段２を含んでいる。ワイヤ５は、ワイヤ
切断装置６を通り、セラミック製中子８を包含している
幌型７の中へ送りこまれる。幌型７は、適切な締結もし
くは固定装置であれば如何なる型式のものであってもよ
い支持手段９により支えられている。こうした中子ピン
挿入機は本発明の典型的な実施例であるけれども、ワイ
ヤを切断するよう構成された機械ならばどのようなもの
でも本発明から利益を得ることが出来ることが当業者に
は理解されよう。

第１図及び第２図を参照するに、回転式ワイヤ切断装置
６は、ねじを付された端部１１及び軸部保持室１２を有
するハウジング１０を含んでいる。

円筒状軸部１３は、ハウジング１０の保持室１２の中に
配置され、その中で、軸部１３の縦方向中心軸線１６の
周りに回転可能である。軸部１３は、駆動端部１４と切
断機能付き端部１５とを有する。

偏心的に置かれているワイヤ案内通路１７は、駆動端部
１４から切断機能付き端部１５へ向けて縦に延びている
。通路１７は、軸部１３の縦方向軸線１６に平行してお
り且これより偏位している。

カッター１８は、軸部１３の切断機能付き端部１５に隣
接しており、ねじを付された端部１１にて、ナツト１９
によりハウジング１０に撃留されている。カッター１８
は、好ましくはワイヤ５の直径にほぼ等しい直径の開口
を有する、鋭利な縁を付与されたオリフィス２０を含む
。オリフィスは、軸部の中心軸線１６に平行な縦方向中
心軸線２１を有しており、通路１７は、それがオリフィ
ス２０と軸線方向に整合することを許すが、一方で軸部
１３の回転によって全体的不整合をも与えるに十分な量
だけ、軸部の中心軸線１６から偏位している（第１図参
照）。全体的不整合は、そこに置かれたワイヤの完璧な
切断を確実にするために必要とされる。

運転に際し、通路１７とオリフィス２０とが整合するま
で軸部１３が回転させられ、次いで、ワイヤ５がそこを
通して送られる。本発明のワイヤ切断装置へのワイヤの
送り込みを容易にするため、ワイヤ案内通路１７は、駆
動端部１４では大きな開口を有し、切断機能付き端部１
５へ向けて次第に細くし、切断機能付き端部１５ではオ
リフィス２０の直径に一致する開口を有するように用意
されても良い。図示の好ましい実施例に於ては、通路１
７の初めの部分はワイヤの装填を容易にするため大きな
直径を有しており、オリフィス２０へ導くワイヤ支持部
分へ移行するための次第に細くされた中間部分を伴って
いる。ワイヤ支持部分の直径は、はぼワイヤ５の直径に
等しい。

例示の目的で、ワイヤ５を０．０２インチ（０゜５０８
ｍｍ）の直径を有する白金製のワイヤであるとする。こ
のようなワイヤは好例ではあるけれども、如何なる寸法
のワイヤであっても、適当な寸法を与えられた通路と切
断用オリフィスとを準備することにより本発明のワイヤ
切断装置に使用されてよい。別のワイヤ直径への変更は
軸部１３及びカッター１８を交換することにより素早く
成し遂げられ得るものであり、それら両者は、生産の重
大な遅延を引き起すことなしに容易に取り外せるもので
ある。

所望の長さのワイヤがオリフィス２ｏを通過したとき、
ワイヤ送りは停止されて軸部１３が回転され、通路１７
は軸線１６の周りに円弧を描がされ、通路１７とオリフ
ィス２０とは整合がら外れる結果となる。その中に配置
されているワイヤ５は、それによってオリフィス２０の
鋭利な縁に向けて押し付けられ、切断される。通路１７
がオリフィス２０と再び整合するよう軸部１３を回転さ
せることによりこのワイヤ切断装置がリセットされる。

第４図を参照するに、巻枠４から幌型７（第１図参照）
の中へのピン・ワイヤ５の送給が可能となるように、ワ
イヤ切断装置６が縦方向に中子ピン挿入機１に位置づけ
られている。ハウジング１０は機械１に固定的に据えら
れており、軸部１３の駆動端部１４には軸部ギア２２が
取付けられている。軸部ギア２２と噛み合う駆動ギア２
４を回転させるため、空気圧式回転アクチュエータ２３
が使用されている。例示の目的で図示されている如く、
駆動ギア２４は４５度以内の正逆回転が可能な模型であ
り（第５図参照）、軸部１３をも正逆方向に回転させる
。このような構成は、通路とオリフィスとが再び正確に
整合することを容易にする。しかしながら、駆動ギアと
アクチュエータとの適切な系を以てすれば、３６０度に
亘る回転が使用されてもよい。

ヒータ２５が、ハウジング１０の周囲に配置されており
、ハウジングとその内部に配置された軸部とを加熱する
。ヒータはハウジングの周りに巻かれている電気的コイ
ルで構成されていてよく、ハウジングはエネルギー効率
向上と操作員保護のためファイバーグラス絶縁材で包ま
れている。同様に絶縁ブツシュ２６は、加熱される組立
体を軸部ギア２２から絶縁し隔離する。通路１７を通っ
て幌型７の中へ送られるときワイヤ５は蝋の融解点以上
に加熱され、制御手段２は、ワイヤフィードモータ３を
停止させることによりピン挿入の深さを制御する。挿入
工程ののち、制御手段２は、回転アクチュエータ２３に
軸部１３を回転しワイヤ５を切断するよう合図する。ワ
イヤが切断されたのち、制御手段は、軸部を逆回転させ
て通路とオリフィスとを再び一直線に並ばせるようアク
チュエータに信号を送る。その後、中子ピン挿入機は第
二のピン挿入のための位置に戻る。

制御手段は、適合し得るものであればアナログでもマイ
クロプロセッサ・ユニット等のディジタルでも、如何な
る制御システムから成っていてもよく、また、幌型に対
して機械の位置を制御するのにも利用されてよい。図示
の好ましい実施例に於ては、正確なワイヤ挿入圧力を与
えるために圧力平衡装置が使用されており、送り込み抵
抗が挿入圧力を上回るまで幌型の中にワイヤを送り込む
。

送り込み抵抗が挿入圧力を上回るのは、ワイヤが中子に
接触したときもしくは何らかの積極的な停止手段が働い
たときに生ずる。調節可能なタイマーがワイヤ送給中に
於ける休止を記憶し、成る遅延時間を置いた後、回転ア
クチュエータにワイヤを切断するよう指令する。

中子ピン挿入機に回転式ワイヤ切断装置を組込めば、多
様な深さの幌型へ、再調整抜きで中子ピンを容易に挿入
することができる。カッターだけが摩耗しやすい唯一の
部品であり、それは容易に交換し得るので、メンテナン
スが単純化される。

その上、多様な長さのピンの供給を準備すると共に、タ
イマー制御の設定を調節することにより、或いは幌型の
反対側に調節可能な停止装置を設置することにより、幌
型を貫通したピン挿入が成し遂げられる。本発明の中子
ピン挿入機を使用すれば、先行技術の複雑な空気圧ピス
トンカッターとそれに付随するシールと弁とを排除する
ことができ、装置全体としての信頼性を増大させる。

本発明は、中子ピン挿入機との関連で論議されているけ
れども、機械型式、装置の整合組合せ、ワイヤの型式、
構成もしくは制御手段に関して本発明から逸脱すること
なく種々の修正が可能であることは、当業者に理解され
るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中子ピン挿入機の概要図である。 第２図は、第１図の２−２線に沿った断面図である。 第３図は、本発明の中子ピン挿入機の幌型への使用状況
を示す概略図である。 第４図は、本発明の中子ピン挿入機の一部断面による正
面図である。 第５図は、第４図の５−５線に沿った断面図である。 第６図は、従来技術の中子ピン挿入機の断面図である。 １・・・中子ピン挿入機、２・・・制御手段、３・・・
フィードモータ、４・・・ワイヤ巻枠、５・・・ワイヤ
、６・・・ワイヤ切断装置、７・・・幌型、８・・・中
子、９・・・支持手段、１０・・・ハウジング、１１・
・・ねじを付された端部、１２・・・軸部保持室、１３
・・・円筒状軸部、１４・・・駆動端部、１５・・・切
断機能付き端部、１６・・・軸部の縦方向中心軸線、１
７・・・ワイヤ案内通路。 １８・・・カッター、１９・・・ナツト、２０・・・オ
リフィス、２１・・・オリフィスの縦方向中心軸線、２
２・・・軸部ギア、２３・・・空圧式回転アクチュエー
タ、２４・・・駆動ギア、２５・・・ヒータ、２６・・
・絶縁プツシ特許出願人　　ユナイテッド・チクノロシ
ーズ・コーポレイション 代　　理　　人　　　弁　　理　　士　　　明　　石　
　昌　　毅ＦＩＧ、　　／ ＦＩＧ、Ｊ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ハウジングと、縦方向中心軸線及び切断機能付き
   端部を有して上記ハウジングの内部に回転可能に配置さ
   れ更に自身を貫いて縦に延び上記縦方向中心軸線と平行
   且偏位しているワイヤ案内通路を有する円筒状軸部と、
   鋭利な縁を付与されたオリフィスを有し上記軸部の切断
   機能付き端部に隣接するカッターと、ワイヤを上記オリ
   フィスに通させるよう上記通路が上記オリフィスと整合
   する状態へ上記ハウジング内にて上記軸部を回転させる
   手段とを含み、上記通路を上記オリフィスとの整合より
   外れさせるよう上記軸部を回転させることにより上記通
   路の中で上記ワイヤが切断されることを特徴とするワイ
   ヤ切断装置。
2. （２）蝋型の中に中子支持ワイヤピンを挿入するよう構
   成された中子ピン挿入機にして、連続する長尺のワイヤ
   を準備し供給する手段と、上記蝋型中への挿入に先立っ
   て上記ワイヤを加熱する手段と、上記ワイヤを切断する
   手段とを含み、上記ワイヤ切断手段は、ハウジングと、
   縦方向中心軸線及び切断機能付き端部を有して上記ハウ
   ジングの内部に回転可能に配置され更に自身を貫いて縦
   に延び上記縦方向中心軸線と平行且偏位しているワイヤ
   案内通路を有する円筒状軸部と、鋭利な縁を付与された
   オリフィスを有し上記軸部の切断機能付き端部に隣接す
   るカッターと、ワイヤを上記オリフィスに通させるよう
   上記通路が上記オリフィスと整合する状態へ上記ハウジ
   ング内にて上記軸部を回転させる手段とを含み、上記通
   路を上記オリフィスとの整合より外れさせるよう上記軸
   部を回転させることにより上記通路の中で上記ワイヤが
   切断されることを特徴とする中子ピン挿入機。