WO2016024321A1 - 湾曲中空金属製品の鋳造装置 - Google Patents
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- WO2016024321A1 WO2016024321A1 PCT/JP2014/071236 JP2014071236W WO2016024321A1 WO 2016024321 A1 WO2016024321 A1 WO 2016024321A1 JP 2014071236 W JP2014071236 W JP 2014071236W WO 2016024321 A1 WO2016024321 A1 WO 2016024321A1
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
Definitions
- the present invention relates to a casting apparatus that enables mass production of a curved hollow metal product such as an intake pipe or an intake manifold for a two-wheeled vehicle engine, for example, by die casting.
- a curved core In casting or injection molding of a product having a curved hollow portion, it is necessary to arrange a curved core in the mold cavity in order to form the curved hollow portion.
- a non-vanishing arc-shaped core made of metal or the like is used instead of the vanishing core made of conventional curable casting sand or a low-melting-point alloy, and the cavity is in contact with the cavity.
- a system in which an arc-shaped core is moved back and forth along the arc line.
- this non-destructible arc-shaped core there is no need to disintegrate or dissolve and remove each time of production like the disappearable core, and the arc-shaped core can be used repeatedly many times. Therefore, there is an advantage that the production efficiency is dramatically improved and the core manufacturing cost is also greatly reduced.
- the method using a non-extinguishing arc-shaped core is generally used for injection molding of a curved hollow resin product, it is hardly used for casting a curved hollow metal product at present.
- the arc-shaped core can be easily extracted from the cavity after hardening of the injected resin, whereas in casting, the arc-shaped core is removed from the cavity where a cast metal such as an aluminum alloy is cured. Since a large force is required to pull out along the direction, the rotation support portion of the arc-shaped core that receives the load becomes insufficient in strength.
- the size of the rotation support portion is increased as a countermeasure, In the case of a product having a small radius of curvature of the hollow portion, the cavity becomes close to or overlaps with the rotation support portion, and therefore, the product cannot be applied.
- Patent Document 1 as an apparatus for manufacturing a curved hollow article, a shaft portion of a movable gear connected to an arc-shaped core is inserted into an arc-shaped guide hole, and is fixed to the movable gear and a mold.
- An arrangement is shown in which an arc-shaped core enters and exits a cavity along a circular arc line by meshing with a gear and rotating the movable gear with a hydraulic motor.
- a large force required to pull out the arc-shaped core after solidifying the cast metal is applied to the thin shaft of the movable gear.
- the operation reliability is poor and high mass productivity cannot be expected.
- Patent Document 2 as a manufacturing apparatus for a curved hollow product, a cam block having a cam groove corresponding to an arc shape of the curved hollow product and a cam block connected to the arc-shaped core are movably fitted into the cam groove. And a cam pin that engages with each other, and the cam pin is reciprocated in a cam groove by a driving means so that the core can be moved into and out of the cavity along an arc line.
- a driving means so that the core can be moved into and out of the cavity along an arc line.
- Patent Document 3 discloses an arc groove-shaped core guide in which an extending portion of an arc-shaped core is provided on the anastomosis surface of a mold as an undercut processing mechanism that enables the hollow hollow portion of a molded product to be punched.
- the external gear provided on the outer periphery of the extended portion meshes with the tooth portion of the rack, and the rack is placed in a flat frame-shaped holder, and the die is removed from the holding piece.
- An article in which the arc-shaped core is detached from the molded product by moving in conjunction with the movement of is disclosed.
- the present invention is a method for moving a non-disappearing arc-shaped core forming a curved hollow portion along a circular arc line with respect to a cavity as a casting apparatus for a curved hollow metal product.
- An object of the present invention is to provide a product that can be repeatedly cast many times with high accuracy and can be applied without difficulty to the casting of a curved hollow metal product in which the curvature radius of the curved hollow portion is very small.
- the apparatus for casting a curved hollow metal product provides a curved hollow metal between the open and close mating surfaces 1a and 2a.
- An arcuate guide hole 13 having the same arc center O as that of the arc-shaped core 3 is provided between the inner bottom of the arc-shaped core 12 and the mating surface 1a, and the rotary base 4 rotates the arc center O of the arc-shaped core 3 about the rotation axis. It is fitted into the recess 12 so as to be rotatable as a core, and is projected from the rotary base 4.
- a core support portion 30 is fitted into the arc-shaped guide hole 13 so as to be movable in the arc direction, and the arc-shaped core 3 protrudes from the core support portion 31 along the mating surface 1a. As the pedestal 4 reciprocates, the arcuate core 3 moves forward and backward along the arc line Q with respect to the cavities C1 and C2.
- a core support portion 30 in which the arc-shaped core 3 is integrated with the rotary base 4 is detachable. It is said.
- the rotating pedestal 4 has a cylindrical shape, and arc-shaped pin insertion holes 44 and 45 centering on the axis O thereof.
- the rotary pedestal 4 is formed so as to penetrate between both end faces 4a and 4b, and a casting pin P for inserting a cast product is inserted into the pin insertion holes 44 and 45.
- the rotating base 4 is cylindrical, and the coolant passage hole 46 is formed along the center O-axis. It is set as the structure which is made.
- the rotary base 4 is cylindrical, and the bearing 6 is interposed between the outer peripheral surface and the opposing peripheral surface. It is set as the structure which becomes.
- the cavities C1 and C2 forming portions of the pair of molds 1 and 2 are formed on the mold bases 10 and 20, respectively.
- it is configured by split molds 11 and 21 that can be attached and detached independently.
- a seventh aspect of the present invention is the apparatus for casting a curved hollow metal product according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a bottom lid 7 for sealing the recess 12 of one mold 1, and rotating with the bottom lid 7.
- the sliding contact members 8A and 8B that reduce the sliding contact resistance are interposed between the end surface 4b of the base 4 and the end surface 4b.
- the invention of claim 8 is the apparatus for casting a curved hollow metal product according to any one of claims 1 to 7, further comprising a pivot 16 protruding from the inner bottom of the recess 12 of one mold 1 to the back side,
- the rotary base 4 is rotatably fitted to the pivot 16 via a bush 17.
- the invention according to claim 9 is the casting apparatus for a curved hollow metal product according to any one of claims 1 to 8, wherein the curved hollow metal product W1 to be cast is continuously connected to the curved hollow portion H1 opened on one end side.
- a linear hollow portion H2 having a linear hollow portion H2 which is open to the side and disposed in the cavity C1 to form the linear hollow portion in one mold 1;
- An exit / retreat driving means (hydraulic cylinder S2) that moves in and out linearly with respect to the cavity C1 is provided.
- the rotary base 4 has a plurality of teeth 41 on the outer periphery as external gears, and the rotation driving means 5
- the rack 50 that meshes with the tooth portion 41 of the rotary base 4 is moved forward and backward through the hydraulic cylinder S1.
- the curved hollow metal products W1 and W2 to be cast are intake pipes for an automobile engine.
- the arcuate core in which the rotating base 4 forms the curved hollow portion H1 in the recess 12 provided on the back surface 1b side of one mold 1. 3 is rotatably fitted with the arc center O of the center of rotation 3 as the axis of rotation, and the rotating base 4 is inserted into the arc-shaped guide hole 13 of the same arc center O extending between the inner bottom of the recess 12 and the mating surface 1a.
- the core support 30 projecting from the core is fitted, and the arc-shaped core 3 protrudes from the core support 30 along the mating surface 1a.
- the arc-shaped core 3 and the core support In addition to the fact that 30 is integrated with the rotary pedestal 4 and has high rigidity as a whole, the rotary pedestal 4 can be set to a large size and high strength. Therefore, even if a large force is applied when the arc-shaped core 3 is extracted from the cavities C1 and C2 after the cast metal is solidified, there is no concern that the entire rotating part is distorted or damaged. Since there is no deviation in the direction and position of the child 3 and the durability and the operation reliability are excellent, a large number of repeated castings can be stably performed with high accuracy, and a high casting efficiency can be obtained.
- the rotating pedestal 4 even if the rotating pedestal 4 itself is a large size, it is not exposed to the mating surface 1a of the mold 1, and the region on the rotating pedestal 4 in the mating surface 1a can also be used for cavity formation.
- the present invention can be applied to the casting of a curved hollow metal product having a very small curvature radius of the curved hollow portion H1 without any trouble.
- the core support portion 30 is detachable with respect to the rotary base 4, the arc-shaped core 3 integrated as the core support portion 30 has different lengths and diameters. Can be removed and replaced. Therefore, as long as the radius of curvature and the outer shape of the curved hollow portion H1 are the same by this attachment / detachment exchange, it is possible to cast even a cast product having a different diameter and length of the curved hollow portion H1.
- the arc-shaped pin insertion holes 44 and 45 centering on the axis O are provided between the both end faces 4a and 4b. Since the extrusion pin P for casting casting is inserted into 44 and 45, the extrusion pin P can be held at a fixed position suitable for casting the casting even when the rotary base 4 rotates. .
- the coolant passage 46 is formed along the center O-axis of the cylindrical rotary pedestal 4, the coolant passage hole 46 can be circulated even if the rotary pedestal 4 rotates. There is an advantage that the state is maintained.
- the cavities C1 and C2 forming portions of the pair of molds 1 and 2 are divided and replaced with the mold bases 10 and 20 independently. Since it is configured, casting products having different external shapes can be cast without changing other configurations by attaching and detaching the divided molds 11 and 21 having different cavity shapes.
- the attachment / detachment and replacement of the core support portion 30 according to the structure of the third aspect as long as the curvature radius of the curved hollow portion H1 matches, the length, the diameter and the outer shape of the curved hollow portion H1 are different. It can also be used for product casting.
- the sliding contact members 8 ⁇ / b> A and 8 ⁇ / b> B for reducing the sliding contact resistance are interposed between the bottom cover 7 that seals the recess 12 of the mold 1 and the end surface 4 b of the rotating base 4.
- the rotation base 4 can be rotated more smoothly, so that the formation accuracy of the curved hollow portion H1 is further improved.
- the rotary base 4 is rotatably fitted through the bush 17 on the pivot 16 protruding from the inner bottom of the recess 12 of one mold 1 to the back side.
- the rotation of 4 can be smoothly performed without centering, and the formation accuracy of the curved hollow portion H1 is further improved.
- the curved hollow portion H1 and the curved hollow metal product W1 having the linear hollow portion H2 opened to the other end side continuously to the curved hollow portion H1 opened to the one end side are cast.
- the linear hollow portion H2 can be formed simultaneously.
- the rotating base 4 has a plurality of teeth 41 on the outer periphery as an external gear, and the rotation driving means 5 attaches the rack 50 engaged with the teeth 41 of the rotating base 4 to the hydraulic cylinder S1. Therefore, a large rotational driving force required for extracting the arc-shaped core 3 from the cavities C1 and C2 after cast metal solidification can be efficiently transmitted via the rotary base 4. There is an advantage.
- a highly accurate cast product can be efficiently and stably used as a casting object without any restriction on the size or the degree of curvature of the intake passage. Can be mass-produced.
- FIG. 13 is a longitudinal cross-sectional view showing the main part of the casting apparatus before molten metal pouring as viewed from the position of the line XX in FIG. 12. It is a schematic plan view which shows the whole movable mold side of the casting apparatus before molten metal casting. It is a top view which shows the movable mold center part of the casting apparatus before molten metal casting.
- the rotary pedestal which attached the arc-shaped core used for the casting apparatus is shown, (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view taken along line VV in (a). It is a longitudinal cross-sectional view which shows the movable mold side of the casting apparatus in an exploded state. It is a side view which shows the intake pipe for two-wheeled motor vehicle engines of the curved hollow metal product made into casting object by the casting apparatus of 2nd embodiment which concerns on this invention.
- the rotary base with an arc-shaped core used for the casting apparatus is shown, (a) is a plan view, and (b) is a cross-sectional view taken along line YY in (a).
- a curved hollow metal product W1 shown in FIGS. 1 and 2 is an intake pipe made of aluminum alloy for a two-wheeled vehicle engine to be cast by the casting apparatus of the first embodiment.
- a straight hollow portion H2 on the outlet side communicates with the curved hollow portion H1 on the inlet side of the intake passage with the same diameter, and a straight injector flow path H3 is connected to the curved hollow portion H1 on the inlet side.
- the curved hollow portion H1 is along the arc line Q of the center O, and the central straight line L of the linear hollow portion H2 and the arc line Q are continuous at the inner end of the curved hollow portion H1.
- FIG. 2 shows a cross section corresponding to the split mold surface during casting, but the illustration of the injector flow path H3 is omitted.
- the casting apparatus of the first embodiment forms a cavity C1 between the mating surfaces 1a and 2a of the lower movable mold 1 and the upper fixed mold 2 that open and close each other.
- a circular recess 12 is formed in the movable mold 1 on the back surface 1b side, and an arcuate guide hole 13 is provided between the inner bottom surface 1a of the recess 12 and an external gear.
- a substantially cylindrical rotary pedestal 4 having a plurality of tooth portions 41 provided on the peripheral surface is disposed in the recess 12 and a core support portion 30 protruding from the upper end surface 4a of the rotary pedestal 4 has an arc shape.
- the arc-shaped core 3 is fitted into the guide hole 13 and protrudes from the core support portion 30 along the mating surface 1a.
- the arc-shaped core 3 is arranged in the cavity C1 to form a curved hollow portion H1 (see FIG. 2) of a cast product.
- the periphery of the opening of the recess 12 is recessed into a rectangle represented by a broken line in FIGS. 4 to 6, and a rectangular thick plate shape fitted into the rectangular recess 14 is formed.
- a bottom lid 7 is fixed to the movable mold 1 with bolts 101.
- the bearing 6 is interposed between the inner periphery of the circular recess 70 formed on the inner surface side of the bottom lid 7 and the annular stepped portion 43 having a smaller diameter on the lower side of the rotating pedestal 4.
- a rotating pedestal 4 is rotatably held in the recess 12.
- the bearing 6 is fixed to the bottom lid 7 in advance by screwing the pressing plate 61 to the bottom lid 7 at three locations in the radial direction on the upper surface side.
- a tangential round hole 15 is formed in the movable mold 1 with respect to the circular recess 12, and a rack 50 as the rotation driving means 5 is axially movable in the round hole 15 via a bush 52. It is inserted. Further, the round hole 15 is partially communicated with the recess 12 at a part of the side, and a half circumference portion of the bush 52 is cut out at this communication portion, and the tooth portion 51 of the rack 50 is cut out at the notch portion. It protrudes inward and meshes with the tooth portion 41 of the rotary base 4. As shown in FIG. 4, the rack 50 is driven forward and backward in the axial direction by a hydraulic cylinder S1 attached to the side of the movable mold 1, and the rotary base 4 is reciprocally rotated along with the forward and backward movement. Has been.
- An annular slide made of a low friction material fixed to the bottom lid 7 side with a bolt 102 is provided between the lower end surface 4b of the rotary base 4 and the inner bottom of the circular recess 70 of the bottom lid 7.
- the contact member 8 ⁇ / b> A is interposed between the upper end surface 4 a of the rotating pedestal 4 and the inner bottom of the recess 12.
- the contact member 8 ⁇ / b> A is substantially made of a low friction material fixed to the movable mold 1 side with a bolt 103.
- a 1/2 arc-shaped sliding contact member 8B is interposed, and the sliding contact resistance during rotation of the rotary base 4 is reduced by these sliding contact members 8A and 8B.
- the arc center O of the arc-shaped core 3 coincides with the arc center of the arc-shaped guide hole 13 opened in the mating surface 1 a of the movable mold 1 and the rotation center of the rotary base 4.
- the arc-shaped core 3 moves forward and backward along the arc line Q and enters and exits the cavity C1.
- the core holding portion 30 has a substantially triangular shape in plan view, and the arcuate guide hole 13 has a substantially sector shape corresponding to the movement locus.
- a linear core 9 for forming a linear hollow portion H2 (see FIG. 2) of a cast product enters and exits from the opposite side of the arc-shaped core 3 in the cavity C1.
- the linear core 9 moves forward and backward along a central straight line L by a hydraulic cylinder S ⁇ b> 2 serving as a retracting drive unit attached to the side of the movable mold 1.
- the hydraulic cylinder S3 shown in FIG. 4 allows the linear core 19 for forming the injector flow path H3 (see FIG. 1) to enter and exit the cavity C1, and the injector by the linear core 19 is used. Since the formation means of the flow path H3 is known, the following description and illustration regarding the injector flow path H3 are omitted.
- a circle is formed between the cavity C1 and the arcuate guide hole 13 as representatively shown on the movable mold 1 side in FIGS.
- a guide groove 31 having a semicircular cross section along the arc line Q for moving the arc-shaped core 3, a guide groove 91 for allowing the support portion of the linear core 9 to be removably inserted, and a molten aluminum alloy from the gate G are used.
- a runner recess R1 that leads to the cavity C1 and a runner recess R2 that discharges excess molten metal from the cavity C1 are formed.
- a core support portion protruding from the arcuate guide hole 13 on the mating surface 2a of the fixed mold 2 is opposed to the arcuate guide hole 13 on the movable mold 1 side.
- An arcuate groove for fitting the top of 30 so as to be movable along the arc line Q is formed.
- a pin hole h through which the push pin P (see FIG. 5) enters and exits opens in the cavity C1 and the runner recesses R1 and R2 on the movable mold 1 side.
- the movable mold 1 and the stationary mold 2 are rectangular thick plate-shaped portions in which the cavities C1 are formed on the mating surfaces 1a and 2a independently from the mold bases 10 and 20, respectively.
- the split molds 11 and 21 are bolts 105 (FIG. 5) in the recessed portions 10a and 20a provided on the mating surfaces 1a and 2a side of the mold bases 10 and 20, respectively. It is a structure fitted so as to be detachable and replaceable via a reference).
- symbol 100 in FIG. 4 shows the raising / lowering guide pin of the movable metal mold
- the rotary pedestal 4 has the core support portion 30 fitted into the lower mounting shaft portion 30a in the mounting hole 42 provided at the eccentric position of the upper end surface 4a.
- the two bolts 106 penetrating from below are detachably screwed and fixed, and the lower side forms an annular step 43 having a small diameter for fitting the bearing 6 (see FIG. 3).
- the attachment shaft part 30a and the attachment hole 42 of the core support part 30 are fitted in a mutually non-rotatable manner by forming a triangular cross section.
- the arcuate base 4 has two arcuate pin insertion holes 44 and 45 centering on the rotation center O and a coolant passage hole 46 extending along the rotation center O between both end faces 4a and 4b.
- lifting screw holes 47 are formed on both sides in the radial direction of the upper end surface 4a away from the arc-shaped core 3 and the core support 30 and both pin insertion holes 44 and 45.
- Both pin insertion holes 44 and 45 of the rotating pedestal 4 pass through the push pin P to be inserted into the two pin holes h opened in the cavity C1 shown in FIG. 3, and thereby the rotating pedestal 4 rotates. Also, the push pin P can be held at a fixed position for discharging the cast product. Further, utilizing the fact that the coolant passage hole 46 is located at the center O position where the coolant pedestal 4 does not displace even if the rotary base 4 rotates, as shown in FIG. 3, the coolant supply / discharge pipe 18 is inserted from below, The tip is inserted into a hole 10b provided in the inner bottom of the recess 12 of the movable mold 1, and the coolant is circulated through the coolant supply / discharge pipe 18 after casting the molten aluminum alloy. It is possible to efficiently exhaust heat from the vicinity of the cavity C1 to promote the cooling and hardening of the aluminum alloy.
- the sliding contact member 8B is fixed to the inner bottom of the recess 12 of the movable mold 1 and the rotational driving means 5 is mounted in the round hole 15 as shown in FIG.
- the rotary base 4 is fitted in the recess 12 so that the tooth portion 41 meshes with the tooth portion 51 of the rack 50 at a predetermined position.
- the core holding part 30 includes the projecting arc-shaped core 3 and is longer than the arc-shaped guide hole 13, and is fitted to the arc-shaped guide hole 13 from below while being fixed to the rotary base 4 in advance.
- the arcuate guide hole 13 is inserted from above, and the mounting shaft portion 30a is inserted into the mounting hole 42 of the rotating base 4 in the recess 12 and bolted.
- the bottom lid 7 has the sliding contact member 8A fastened to an annular groove 71 provided in the inner bottom of the circular recess 70, and the bearing 6 is fitted into the circular recess 70 and is prevented from coming off by a pressing plate 61. In this state, the bearing 6 is fitted into the rectangular recessed portion 14 of the movable mold 1 and bolted so that the bearing 6 is fitted onto the annular stepped portion 43 of the rotating base 4 in the recess 12.
- the arc-shaped core 3 and the linear core 9 are inserted into the cavity C1, and the end surfaces of both the cores 3 and 9 are brought into contact with each other as shown in FIG. Cast molten aluminum alloy inside. Then, after the aluminum alloy is solidified, as shown in FIG. 7, the rack 50 is moved backward by the hydraulic cylinder S1, so that the rotating base 4 is rotated counterclockwise as shown in the drawing, and the arcuate shape is thereby increased. While the core 31 is extracted from the hardened aluminum alloy M in the cavity C1, the linear core 9 is similarly extracted from the aluminum alloy M by the contraction operation of the hydraulic cylinder S2, so that it is curved into the cavity C1.
- a cast product in which the hollow portion H1 and the linear hollow portion H2 communicate with each other is formed. Then, the formed cast product is pushed out of the cavity C1 by the push pin P protruding from the pin hole h facing the cavity C1 as the movable die 1 is lowered by the lowering.
- cured by runner recessed part R1, R2 is similarly extruded by the extrusion pin P, and detach
- a curved hollow metal product W2 shown in FIG. 10 is an intake pipe made of an aluminum alloy for a two-wheeled vehicle engine to be cast by the casting apparatus of the second embodiment.
- This intake pipe includes a curved hollow portion H1 extending over the entire length of the intake passage, and a linear injector flow path H3 that merges with the curved hollow portion H1 on the inlet side.
- the injector flow path H3 in casting is performed by entering and exiting the linear core with respect to the cavity as in the prior art, the description and illustration thereof will be omitted hereinafter.
- the casting apparatus of the second embodiment is similar to that of the first embodiment, between the mutual mating surfaces 1a, 2a of the lower movable mold 1 and the upper fixed mold 2. Further, a cavity C2 corresponding to the curved hollow metal product W2 is configured. Further, the movable mold 1 and the fixed mold 2 are constituted by divided molds 11 and 21 having a cavity C2 and mold bases 10 and 20, and the rotating base 4 is provided in the recess 12 on the back surface 1b side of the movable mold 1.
- the core support portion 30 is fitted into the arc-shaped guide hole 13 provided between the inner bottom of the recess 12 and the mating surface 1a, and the arc-shaped core from the core support portion 30 is fitted.
- a rack 50 serving as the rotation driving means 5 is inserted through a bush 52 so as to be axially movable in a round hole 15 partially overlapping the recess 12 on a part of the side. Is the same as in the first embodiment.
- the rotary base 4 in the second embodiment has a structure in which the vertical cylindrical portion 40 and the fan-shaped lump 48 are integrated.
- the outer peripheral surface of the vertical cylindrical portion 40 forms an arc surface centered on the center O of the vertical cylindrical portion 40, and a plurality of tooth portions 41 that mesh with the tooth portions 51 of the rack 50 are formed on the outer peripheral surface.
- An arc-shaped core support portion 30 centering on the center O of the vertical cylindrical portion 40 is integrally projected on the upper side, and the arc-shaped core 3 protrudes from one end of the core support portion 30.
- the arc center of the arc line Q of the arc-shaped core 3 coincides with the center O of the vertical cylindrical portion 40.
- a bush 17 is fitted to the vertical cylindrical portion 40. Further, the arc-shaped core 3 has a stepped portion 3a on the base side, and a slightly small diameter portion on the tip side from the stepped portion 3a corresponds to the curved hollow portion H1 of the cast product.
- a large-diameter pivot 16 is fixed to the inner bottom of the recess 12 via a bolt 107 in the recess 12 of the movable mold 1 as shown in FIG. Yes.
- the rotating pedestal 4 is rotatably held in the recess 12 by inserting the pivot 16 into the vertical cylindrical portion 40 via the bush 17.
- the bottom lid 7 that closes the recess 12 is fixed to the movable mold 1 with a bolt 104 with the inner convex portion 72 fitted into the concave portion 12, and a bearing provided on the convex portion 72.
- the front end of the pivot 73 is fitted into the recess 73, and the sliding contact member 8B is fixed to the arcuate recess 74 provided at a distance from the bearing recess 73 on the projection 72 via the bolt 108. It is interposed between the rotating base 4.
- the molten aluminum alloy is cast into the cavity C2 in a state where the arc-shaped core 3 is inserted into the cavity C2 up to the stepped portion 3a.
- the rack 50 is moved backward by the hydraulic cylinder S1 (see FIG. 4), so that the rotating base 4 rotates counterclockwise as shown in the figure.
- the arc-shaped core 31 is extracted from the hardened aluminum alloy M in the cavity C2, so that a cast product having the curved hollow portion H1 in the cavity C2 is formed.
- the formed cast product is pushed out of the cavity C1 by the push pin P protruding from the pin hole h facing the cavity C2 as the mold is opened by the lowering of the movable mold 1.
- the arc-shaped core 3 and the core support portion 30 are integrated with the rotary base 4 to be highly rigid as a whole, and the rotary base 4 is large. Since the strength is increased in size, even if a large force is applied when the arc-shaped core 3 is pulled out from the cavities C1 and C2 after the cast aluminum alloy is solidified, the entire rotating part is distorted or damaged. There is no concern that it will occur, and there will be no deviation in the direction and position of the arc-shaped core 3, so that excellent durability and operational reliability can be obtained. Therefore, by using this casting apparatus, a large number of repeated castings can be stably performed with high accuracy, and high casting efficiency can be obtained.
- the present invention can be applied to the casting of a curved hollow metal product having a very small curvature radius of the curved hollow portion H1 without any trouble.
- the core support part 30 is configured to be detachable from the rotary base 4 as in the first embodiment, the arc-shaped core 3 integrated as the core support part 30 has different lengths and diameters. Since the curved hollow portion H1 has the same radius of curvature and outer shape, there is an advantage that even a cast product having a different diameter and length can be cast.
- the cavities C1 and C2 forming portions of the movable mold 1 and the fixed mold 2 are separately detachable and replaceable with respect to the mold bases 10 and 20. If the molds 11 and 21 are configured, casting products having different external shapes can be cast without changing other configurations by attaching and detaching the divided molds 11 and 21 having different cavity shapes.
- the curved hollow part H1 can be used for casting of different casting products having different lengths, diameters and outer shapes as long as the curvature hollow part H1 has the same radius of curvature. Therefore, it is possible to provide an extremely versatile casting apparatus.
- various structures can be adopted to hold the rotary pedestal 4 rotatably in the recess 12 of the movable mold 1, but the outer peripheral surface of the cylindrical rotary pedestal 4 as in the first embodiment. If the bearing 6 is interposed between the opposite peripheral surface, the reciprocating rotation of the rotating pedestal 4 can be smoothly performed without touching the center, and the formation accuracy of the curved hollow portion H1 is further improved. Further, as in the second embodiment, the rotary base 4 can be rotatably fitted on the pivot 16 protruding from the inner bottom of the recess 12 of the movable mold 1 to the back side via the bush 17. Further, the rotation base 4 can be smoothly rotated without centering, and the formation accuracy of the curved hollow portion H1 is further improved.
- the slidable contact members 8A and 8B that reduce the slidable contact resistance are provided between the bottom lid 7 that seals the recess 12 of the movable mold 1 and the end surface 4b of the rotary base 4.
- the rotating pedestal 4 has a plurality of teeth 41 on the outer periphery as an external gear, and the rack 50 that meshes with the teeth 41 of the rotating pedestal 4 is advanced and retracted via the hydraulic cylinder S1. If it is made to move, there is an advantage that a large rotational driving force required for extracting the arc-shaped core 3 from the cavities C1 and C2 after cast metal solidification can be efficiently transmitted via the rotating base 4. .
- the upper and lower sides of a movable mold and a fixed mold are opposite to those in the embodiment, and both molds are opened and closed in the left and right and inclined directions
- Various configurations such as a configuration in which both the molds are movable can be adopted, and a recess for holding the rotating pedestal can be provided on the fixed mold side.
- the curved hollow metal product to be cast is not limited to the aluminum alloy intake pipe for motorcycle engines exemplified in the embodiment, but may be a cast product having a curved hollow portion that is open at least at one end and extends along the arc line.
- the detailed configuration of the casting apparatus of the present invention can be variously modified in addition to the embodiment.
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Abstract
湾曲中空金属製品の鋳造装置として、湾曲中空部を円弧状中子の円弧線に沿う出退移動で形成する方式であって、注型金属固化後のキャビティから円弧状中子を抜出する際に回転支持部に負荷する大きな力に対応でき、多数回の反復鋳造を高精度で安定的に行え、曲率半径が非常に小さい製品の鋳造にも支障なく適用できるものを提供する。 相互の合わせ面１ａ，２ａ間にキャビティＣ１を構成する一対の金型１，２と、湾曲中空部Ｈ１を形成する円弧状中子３と、回転台座４と、該回転台座４の回転駆動手段５とを備える。金型１の背面１ｂ側の凹所１２に、回転台座４が円弧状中子３の円弧中心Ｏを回転軸心として回転自在に嵌装され、凹所１２の内底と合わせ面１ａとの間に貫設した円弧状ガイド穴１３に、回転台座４に突設された中子支持部３０が円弧方向移動自在に嵌合し、中子支持部３１から円弧状中子３が合わせ面１ａに沿って突出してなる。
Description
本発明は、例えば二輪自動車エンジン用のインテークパイプやインテークマニホールド等の湾曲中空金属製品をダイキャスト方式で量産可能とする鋳造装置に関する。
湾曲中空部を有する製品の鋳造や射出成形においては、その湾曲中空部を形成するために金型のキャビティ内に湾曲形状の中子を配置する必要がある。このような湾曲形状の中子として、旧来の硬化性鋳物砂や低融点合金からなる消失性中子に代えて、金属等からなる非消失性の円弧状中子を用い、キャビティに対して該円弧状中子をその円弧線に沿って出退移動させる方式が知られている。この非消失性の円弧状中子を用いる方式では、消失性中子のように一回の製造毎に崩壊又は溶解して除去する手間がなく、該円弧状中子を多数回繰り返して利用できることから、生産効率が飛躍的に向上すると共に、中子製作コストも大幅に低減するという利点がある。
しかしながら、非消失性の円弧状中子を用いる方式は、概して湾曲中空樹脂製品の射出成形には採用されていても、現状では湾曲中空金属製品の鋳造には殆ど利用されていない。これは、射出成形では注入樹脂の硬化後のキャビティから円弧状中子を容易に抜出できるのに対し、鋳造ではアルミ合金等の注型金属が硬化したキャビティから該円弧状中子をその円弧方向に沿って抜出するのに大きな力を要することから、その負荷を受ける該円弧状中子の回転支持部が強度不足になる一方、その対策として該回転支持部の寸法を大きくすると、湾曲中空部の曲率半径が小さい製品の場合、該回転支持部にキャビティが近接又は重なるために適用不能になることによる。
因みに、特許文献１には、湾曲中空品の製造装置として、円弧状中子に連結された可動ギヤの軸部が円弧状のガイド孔に挿通され、この可動ギヤと金型に固定された不動ギヤとが噛合し、該可動ギアを油圧モーターにて回転駆動させることにより、キャビティに対して円弧状中子を円弧線に沿って入出するように構成したものが示されている。しかるに、この構成では、注型金属固化後の円弧状中子の引抜きに要する大きな力が可動ギヤの細い軸部に負荷するから、多数回の反復鋳造には強度的に無理があり、耐久性及び作動信頼性に乏しく高い量産性は期待できない。
また、特許文献２には、同じく湾曲中空品の製造装置として、湾曲中空品の円弧形状に対応するカム溝を有するカムブロックと、円弧状中子に連結されて該カム溝に移動自在に嵌合するカムピンとを備え、該カムピンを駆動手段によってカム溝内で往復動させることにより、前記中子を円弧線に沿ってキャビティに出退可能とするものが開示されている。しかるに、この構成でも、注型金属固化後の円弧状中子の引抜きに要する大きな力がカムピンに集中して負荷するから、やはり多数回の反復鋳造には強度的に無理があり、耐久性及び作動信頼性に乏しく高い量産性は期待できない。
更に、特許文献３には、成形品の湾曲中空部を型抜き可能とするアンダーカット処理機構として、円弧状中子の延出部が金型の吻合面に設けた円弧溝状の中子ガイド部に嵌合した状態で保持されると共に、その延出部の外周に設けた外歯車がラックの歯部に噛合し、該ラックが偏平枠状のホルダー内に配された保持駒の型抜き方向の移動に連動して移動することで、円弧状中子が成形品から離脱するようにしたものが開示されている。しかるに、この構成では、円弧状中子が延出部において中子ガイド部に嵌合しているだけであるから、ラックとの噛合を円滑にするための寸法的余裕によって該中子の芯ずれを生じ易く、鋳造品の湾曲中空部の位置精度ひいては肉厚を含む寸法精度が低下する懸念がある上、ラックを移動させるための構造が非常にく複雑で、設備コストが高く付くと共に、耐久性及び作動信頼性にも難がある。
本発明は、上述の事情に鑑みて、湾曲中空金属製品の鋳造装置として、湾曲中空部を形成する非消失性の円弧状中子をキャビティに対して円弧線に沿って出退移動させる方式であるが、注型金属固化後のキャビティから該円弧状中子を抜出する際に、該円弧状中子の回転支持部に大きな力が負荷しても強度的な問題や狂いを生じず、多数回の反復鋳造を高精度で安定的に行えると共に、湾曲中空部の曲率半径が非常に小さい湾曲中空金属製品の鋳造にも支障なく適用できるものを提供することを目的としている。
上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る湾曲中空金属製品の鋳造装置は、開閉可能な相互の合わせ面１ａ，２ａ間に湾曲中空金属製品Ｗ１，Ｗ２のキャビティＣ１，Ｃ２を構成する一対の金型１，２と、該キャビティＣ１，Ｃ２内に配置して湾曲中空部Ｈ１を形成する円弧状中子３と、一方の金型１内に保持された回転台座４と、該回転台座４を往復回転させる回転駆動手段５とを備え、一方の金型１には、背面１ｂ側に凹所１２が設けられると共に、該凹所１２の内底と合わせ面１ａとの間に、円弧状中子３と同じ円弧中心Ｏの円弧状ガイド穴１３が貫設され、回転台座４は円弧状中子３の円弧中心Ｏを回転軸心として回転自在に凹所１２内に嵌装されると共に、該回転台座４に突設された中子支持部３０が円弧状ガイド穴１３に円弧方向移動自在に嵌合し、該中子支持部３１から円弧状中子３が合わせ面１ａに沿って突出しており、回転駆動手段５による回転台座４の往復回転に伴って、キャビティＣ１，Ｃ２に対して円弧状中子３がその円弧線Ｑに沿って出退移動するように構成されてなる。
請求項２の発明は、上記請求項１の湾曲中空金属製品の鋳造装置において、回転台座４に対し、円弧状中子３を一体化した中子支持部３０が着脱自在に構成されてなるものとしている。
請求項３の発明は、上記請求項１又は２の湾曲中空金属製品の鋳造装置において、回転台座４が円筒形であり、その軸心Ｏを中心とする円弧状のピン挿入孔４４，４５が該回転台座４の両端面４ａ，４ｂ間に貫設され、該ピン挿入孔４４，４５に鋳造品排出用の押出しピンＰが挿嵌されてなるものとしている。
請求項４の発明は、上記請求項１～３のいずれかの湾曲中空金属製品の鋳造装置において、回転台座４が円筒形であり、その中心Ｏ軸に沿って冷却液通路孔４６が穿設されてなる構成としている。
請求項５の発明は、上記請求項１～４のいずれかの湾曲中空金属製品の鋳造装置において、回転台座４が円筒形であり、その外周面と対向周面との間にベアリング６が介在してなる構成としている。
請求項６の発明は、上記請求項１～５のいずれかの湾曲中空金属製品の鋳造装置において、一対の金型１，２における各々のキャビテイＣ１，Ｃ２形成部分が金型ベース１０，２０に対して独立して着脱交換可能な分割金型１１，２１にて構成されてなるものとしている。
請求項７の発明は、上記請求項１～６のいずれかの湾曲中空金属製品の鋳造装置において、一方の金型１の凹所１２を封鎖する底蓋７を備え、該底蓋７と回転台座４の端面４ｂとの間に摺接抵抗を減じる摺接部材８Ａ，８Ｂが介在してなる構成としている。
請求項８の発明は、上記請求項１～７のいずれかの湾曲中空金属製品の鋳造装置において、一方の金型１の凹所１２内底から背面側へ突出する枢軸１６を有し、該枢軸１６にブッシュ１７を介して回転台座４が回転自在に外嵌してなる構成としている。
請求項９の発明は、上記請求項１～８のいずれかの湾曲中空金属製品の鋳造装置において、鋳造対象の湾曲中空金属製品Ｗ１が一端側に開口した湾曲中空部Ｈ１に連続して他端側に開口する直線状中空部Ｈ２を有し、一方の金型１に、キャビティＣ１内に配置して該直線状中空部を形成する直線状中子９と、この直線状中子９を該キャビティＣ１に対して直線的に出退移動させる出退駆動手段（油圧シリンダＳ２）とが付設されてなる構成としている。
請求項１０の発明は、上記請求項１～９のいずれかの湾曲中空金属製品の鋳造装置において、回転台座４が外歯歯車として外周に複数の歯部４１を有し、回転駆動手段５が該回転台座４の歯部４１に噛合するラック５０を油圧シリンダＳ１を介して進退移動させるものとしている。
請求項１１の発明は、上記請求項１～１０のいずれかの湾曲中空金属製品の鋳造装置において、鋳造対象の湾曲中空金属製品Ｗ１，Ｗ２が自動車エンジン用のインテークパイプである構成としている。
次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明に係る湾曲中空部の鋳造装置では、一方の金型１の背面１ｂ側に設けた凹所１２内に、回転台座４が湾曲中空部Ｈ１を形成する円弧状中子３の円弧中心Ｏを回転軸心として回転自在に嵌装され、該凹所１２の内底と合わせ面１ａとの間に貫設した同じ円弧中心Ｏの円弧状ガイド穴１３に、回転台座４に突設された中子支持部３０が嵌合し、この中子支持部３０から円弧状中子３が合わせ面１ａに沿って突出した構造であり、円弧状中子３及び中子支持部３０が回転台座４に一体化して全体として高剛性になることに加え、回転台座４を大きなサイズで高強度に設定できる。従って、注型金属固化後のキャビティＣ１，Ｃ２から該円弧状中子３を抜出する際の大きな力が負荷しても、回転部全体に歪みや破損を生じる懸念がなく、また円弧状中子３の方向や位置に狂いを生じることもなく、耐久性及び作動信頼性に優れるから、多数回の反復鋳造を高精度で安定的に行え、高い鋳造増効率が得られる。しかも、この鋳造装置では、回転台座４自体は大きなサイズであっても金型１の合わせ面１ａには露呈せず、合わせ面１ａにおける該回転台座４上の領域もキャビティ形成に利用できるから、湾曲中空部Ｈ１の曲率半径が非常に小さい湾曲中空金属製品の鋳造にも支障なく適用できる。
請求項２の発明によれば、回転台座４に対して中子支持部３０が着脱自在であるから、該中子支持部３０として一体化した円弧状中子３の長さや径が異なるものを着脱交換できる。従って、この着脱交換により、湾曲中空部Ｈ１の曲率半径と外形が同じであれば、該湾曲中空部Ｈ１の径や長さが異なる鋳造製品であっても鋳造可能となる。
請求項３の発明によれば、円筒形の回転台座４において、その軸心Ｏを中心とする円弧状のピン挿入孔４４，４５が両端面４ａ，４ｂ間に貫設され、該ピン挿入孔４４，４５に鋳造品排出用の押出しピンＰが挿嵌されているから、該回転台座４が回転しても押出しピンＰは鋳造品の型出しに好適な定位置に保持できるという利点がある。
請求項４の発明によれば、円筒形の回転台座４の中心Ｏ軸に沿って冷却液通路４６が穿設されているから、該回転台座４が回転しても冷却液通路孔４６の流通状態が維持されるという利点がある。
請求項５の発明によれば、円筒形の回転台座４の外周面と対向周面との間にベアリング６が介在するから、該回転台座４の往復回転を円滑に芯触れなく行え、それだけ湾曲中空部Ｈ１の形成精度が向上するという利点がある。
請求項６の発明によれば、一対の金型１，２の各々のキャビテイＣ１，Ｃ２形成部分が金型ベース１０，２０に対して独立して着脱交換可能な分割金型１１，２１にて構成されるから、キャビティ形状の異なる分割金型１１，２１の着脱交換により、他の構成を変えることなく外形の異なる鋳造製品の鋳造を行える。特に、前記請求項３の構成による中子支持部３０の着脱交換と組合わせることで、湾曲中空部Ｈ１の曲率半径さえ一致すれば、該湾曲中空部Ｈ１の長さ及び径と外形が異なる鋳造製品の鋳造にも共用可能となる。
請求項７の発明によれば、一方の金型１の凹所１２を封鎖する底蓋７と回転台座４の端面４ｂとの間に摺接抵抗を減じる摺接部材８Ａ，８Ｂが介在するから、該回転台座４の回転をより円滑に行え、もって湾曲中空部Ｈ１の形成精度がより向上する。
請求項８の発明によれば、一方の金型１の凹所１２内底から背面側へ突出する枢軸１６に、回転台座４がブッシュ１７を介して回転自在に外嵌するから、該回転台座４の回転を芯振れなく円滑に行え、もって湾曲中空部Ｈ１の形成精度がより向上する。
請求項９の発明によれば、一端側に開口した湾曲中空部Ｈ１に連続して他端側に開口する直線状中空部Ｈ２を有する湾曲中空金属製品Ｗ１を鋳造対象として、湾曲中空部Ｈ１及び直線状中空部Ｈ２を同時に形成することが可能となる。
請求項１０の発明によれば、回転台座４が外歯歯車として外周に複数の歯部４１を有し、回転駆動手段５が該回転台座４の歯部４１に噛合するラック５０を油圧シリンダＳ１を介して進退移動させるものであるから、注型金属固化後のキャビティＣ１，Ｃ２から該円弧状中子３を抜出する際に要する大きな回転駆動力を回転台座４を介して効率よく伝達できるという利点かある。
請求項１１の発明によれば、吸気流路が湾曲した自動車エンジン用のインテークパイプとして、そのサイズや吸気流路の湾曲度合に制約なく鋳造対象として、高精度の鋳造品を高効率で安定的に量産できる。
以下に、本発明に係る湾曲中空金属製品の鋳造装置の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。なお、第一実施形態と第二実施形態とで共通する構成部分については、形状に違いがあっても同じ名称として同一符号を付している。
図１及び図２に示す湾曲中空金属製品Ｗ１は、第一実施形態の鋳造装置で鋳造対象とする二輪自動車エンジン用のアルミ合金製インテークパイプである。このインテークパイプは、吸気路の入口側の湾曲中空部Ｈ１に出口側の直線状中空部Ｈ２が同径で連通接続すると共に、入口側の湾曲中空部Ｈ１には直線状のインジェクタ流路Ｈ３が合流している。その湾曲中空部Ｈ１は中心Ｏの円弧線Ｑに沿っており、該湾曲中空部Ｈ１の内端で直線状中空部Ｈ２の中心直線Ｌと円弧線Ｑとが連続している。なお、図２は鋳造時の割型面に対応する断面を示しているが、インジェクタ流路Ｈ３については図示を省略している。
図３に示すように、第一実施形態の鋳造装置は、下側の可動金型１と、上側の固定金型２との相互に開閉する合わせ面１ａ，２ａ間に、キャビティＣ１を構成している。その可動金型１には、背面１ｂ側に円形の凹所１２が形成され、該凹所１２の内底合わせ面１ａとの間に円弧状ガイド穴１３が貫設されており、外歯歯車として周面に複数の歯部４１を設けた略円筒形の回転台座４が凹所１２内に配置すると共に、該回転台座４の上側端面４ａに突設された中子支持部３０が円弧状ガイド穴１３に嵌合し、該中子支持部３０から円弧状中子３が合わせ面１ａに沿って突出している。この円弧状中子３は、キャビティＣ１内に配置して鋳造品の湾曲中空部Ｈ１（図２参照）を形成するものである。
また、可動金型１の背面１ｂ側は凹所１２の開口側周囲が図４～図６の破線で表す矩形に凹陥しており、この矩形凹陥部１４に嵌合された矩形厚板状の底蓋７がボルト１０１にて可動金型１に止着されている。そして、底蓋７の内面側に形成された円形凹部７０の内周と，回転台座４の下側の径小になった環状段部４３との間にベアリング６が介装され、これによって該回転台座４が凹所１２内で回転自在に保持されている。なお、ベアリング６は、その上面側の径方向３箇所で押さえ板６１を底蓋７にねじ止めすることにより、予め該底蓋７側に止着されている。
更に、可動金型１には円形の凹所１２に対して接線方向の丸孔１５が形成され、この丸孔１５に回転駆動手段５としてのラック５０がブッシュ５２を介して軸方向移動自在に挿嵌されている。また、丸孔１５は一部側方で凹所１２に重なって連通しており、この連通部分ではブッシュ５２の半周部が切り欠かれ、その切欠部分でラック５０の歯部５１が凹所１２内に突出して回転台座４の歯部４１と噛合している。そして、図４に示すように、該ラック５０は可動金型１の側方に取り付けた油圧シリンダＳ１によって軸方向に進退駆動され、この進退移動に伴って回転台座４が往復回転するように構成されている。
なお、回転台座４の下側端面４ｂと底蓋７の円形凹部７０の内底との間には、底蓋７側にボルト１０２を介して止着された低摩擦材料からなる円環状の摺接部材８Ａが介在すると共に、該回転台座４の上側端面４ａと凹所１２の内底との間にも、可動金型１側にボルト１０３を介して止着された低摩擦材料からなる略１／２円弧状の摺接部材８Ｂが介在しており、これら摺接部材８Ａ，８Ｂによって回転台座４の回転時の摺接抵抗が低減されている。
図５で示すように、円弧状中子３の円弧中心Ｏは、可動金型１の合わせ面１ａに開口した円弧状ガイド穴１３の円弧中心ならびに回転台座４の回転中心と一致している。これにより、回転台座４の往復回転に伴い、円弧状中子３が円弧線Ｑに沿って進退移動してキャビティＣ１に入出する。なお、中子保持部３０は平面視略三角形をなし、その移動軌跡に対応して円弧状ガイド穴１３は略扇形をなしている。また、キャビティＣ１には、鋳造品の直線状中空部Ｈ２（図２参照）を形成するための直線状中子９が、円弧状中子３の反対側から入出するようになっている。この直線状中子９は、図４に示すように可動金型１の側方に取り付けた出退駆動手段としての油圧シリンダＳ２によって中心直線Ｌに沿って進退移動する。
なお、図４に示す油圧シリンダＳ３は前記インジェクタ流路Ｈ３（図１参照）を形成するための直線状中子１９をキャビティＣ１に入出させるものであるが、この直線状中子１９による該インジェクタ流路Ｈ３の形成手段は既知であるため、インジェクタ流路Ｈ３に関する以降の説明及び図示を省略する。
可動金型１と固定金型２の合わせ面１ａ，２ａには、図４～図６の可動金型１側で代表して示すように、キャビティＣ１と円弧状ガイド穴１３との間で円弧状中子３を移動させるための円弧線Ｑに沿う断面半円形のガイド溝３１、直線状中子９の支持部を進退自在に嵌入させるためのガイド溝９１、ゲートＧからのアルミ合金溶湯をキャビティＣ１へ導くランナー凹部Ｒ１、キャビティＣ１から余剰溶湯を排出するランナー凹部Ｒ２が、それぞれ形成されている。そして、図示を省略しているが、固定金型２の合わせ面２ａには、可動金型１側の円弧状ガイド穴１３に対向して、該円弧状ガイド穴１３から突出した中子支持部３０の頂部を円弧線Ｑに沿って移動可能に嵌合するための円弧状溝が形成されている。また、可動金型１側のキャビティＣ１及びランナー凹部Ｒ１，Ｒ２には、押出ピンＰ（図５参照）を出入させるピン孔ｈが開口している。
一方、可動金型１及び固定金型２は、図３及び図４に示すように、合わせ面１ａ，２ａにおける各々のキャビティＣ１の形成部分が金型ベース１０，２０から独立した矩形厚板状の分割金型１１，２１にて構成されており、金型ベース１０，２０の合わせ面１ａ，２ａ側に設けた凹陥部１０ａ，２０ａに、該分割金型１１，２１がボルト１０５（図５参照）を介して着脱交換可能に嵌着された構造になっている。なお、図４における符号１００は、可動金型１の昇降ガイドピンを示す。
回転台座４は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、その上端面４ａの離心位置に設けた取付孔４２に、中子支持部３０がその下部の取付軸部３０ａを嵌入して、下方から貫通する２本のボルト１０６によって着脱可能にねじ止め固定されるようになっており、下部側が前記ベアリング６（図３参照）を嵌装する径小の環状段部４３を形成している。なお、中子支持部３０の取付軸部３０ａと取付孔４２は、横断面三角形をなすことで相互が相対回転不能に嵌合する。また、回転台座４には、その回転中心Ｏを円弧中心とする二つの円弧状のピン挿入孔４４，４５と、回転中心Ｏに沿う冷却液通路孔４６とが両端面４ａ，４ｂ間に貫設されると共に、上側端面４ａの円弧状中子３及び中子支持部３０と両ピン挿入孔４４，４５から外れた位置の径方向両側に吊上げ用のねじ孔４７が形成されている。
回転台座４の両ピン挿入孔４４，４５は、図３に示すキャビティＣ１内に開口する二つのピン孔ｈに挿嵌させる押出しピンＰを通すものであり、これによって回転台座４が回転しても該押出しピンＰを鋳造品排出用としての定位置に保持できる。また、冷却液通路孔４６は該回転台座４が回転しても変位しない中心Ｏ位置にあることを利用し、図３に示すように、下方から冷却液給排管１８を挿嵌し、その先端を可動金型１の凹所１２の内底に設けた穴部１０ｂ内に突入配置させるものであり、アルミ合金溶湯の注型後に該冷却液給排管１８に冷却液を流通させることで、キャビティＣ１の近傍から効率よく排熱してアルミ合金の冷却硬化を促進できる。
可動金型１に対する回転台座４の組み付けは、図９に示すように、まず可動金型１の凹所１２の内底に摺接部材８Ｂを止着すると共に、丸孔１５に回転駆動手段５のラック５０及びブッシュ５２を挿嵌した状態で、該ラック５０の歯部５１に対して歯部４１が所定位置で噛合するように、凹所１２内に該回転台座４を嵌装する。そして、中子保持部３０は、突出する円弧状中子３を含む長さが円弧状ガイド穴１３よりも長く、予め回転台座４に固着した状態で該円弧状ガイド穴１３に下方から嵌合させることができないため、金型組立において、該円弧状ガイド穴１３に上方から挿嵌し、その取付軸部３０ａを凹所１２内の回転台座４の取付孔４２に嵌入してボルト止めする。一方、底蓋７は、その円形凹部７０の内底に設けた環状溝部７１に摺接部材８Ａを止着すると共に、該円形凹部７０にベアリング６を嵌合して押さえ板６１で抜け止めした状態で、そのベアリング６が凹所１２内の回転台座４の環状段部４３に外嵌するように、可動金型１の矩形凹陥部１４に嵌合してボルト止めする。
上記構成の鋳造装置では、キャビティＣ１内に円弧状中子３及び直線状中子９を突入させて、図５の如く両中子３，９の先端面同士を突き合わせた状態で、該キャビティＣ１内にアルミ合金溶湯を注型する。次いで、そのアルミ合金の固化後、図７に示すように、油圧シリンダＳ１によってラック５０を退行移動させることにより、回転台座４が図示の反時計回りに回動し、これに伴って円弧状中子３１がキャビティＣ１内の硬化したアルミ合金Ｍ中から抜出する一方、油圧シリンダＳ２を収縮作動させることにより、直線状中子９が同様にアルミ合金Ｍ中から抜出し、もってキャビティＣ１内に湾曲中空部Ｈ１と直線状中空部Ｈ２が連通した鋳造品が形成される。そして、この形成された鋳造品は、可動金型１の下降による型開きに伴い、キャビティＣ１に臨むピン孔ｈから突き出される押出しピンＰによって該キャビティＣ１から押し出される。なお、図示を省略しているが、ランナー凹部Ｒ１，Ｒ２で硬化したアルミ合金も同様に押出しピンＰによって押し出され、キャビティＣ１での鋳造品と一体に可動金型１から離脱する。
図１０に示す湾曲中空金属製品Ｗ２は、第二実施形態の鋳造装置で鋳造対象とする二輪自動車エンジン用のアルミ合金製インテークパイプである。このインテークパイプは、吸気路の全長にわたる湾曲中空部Ｈ１と、その入口側で該湾曲中空部Ｈ１に合流する直線状のインジェクタ流路Ｈ３とを備えている。なお、鋳造におけるインジェクタ流路Ｈ３の形成は、従来同様にキャビティに対する直線状中子の入出によって行うから、以降はその説明と図示を省略する。
図１１に示すように、第二実施形態の鋳造装置は、前記第一実施形態と同様に、下側の可動金型１と、上側の固定金型２との相互の合わせ面１ａ，２ａ間に、前記の湾曲中空金属製品Ｗ２に対応するキャビティＣ２を構成している。また、可動金型１及び固定金型２がキャビティＣ２を備える分割金型１１，２１と金型ベース１０，２０とで構成され、可動金型１の背面１ｂ側の凹所１２に回転台座４が配置し、該凹所１２の内底と合わせ面１ａとの間に貫設された円弧状ガイド穴１３に中子支持部３０が嵌合し、該中子支持部３０から円弧状中子３が合わせ面１ａに沿って突出し、更に一部側方で凹所１２に重なる丸孔１５に回転駆動手段５としてのラック５０がブッシュ５２を介して軸方向移動自在に挿嵌されていることも、前記第一実施形態と同様である。
しかるに、第二実施形態における回転台座４は、図１４（ａ），（ｂ）で詳細に示すように、縦円筒部４０と扇形塊状部４８とが一体化した構造であり、扇形塊状部４８の外周面が縦円筒部４０の中心Ｏを円弧中心とする円弧面をなし、その外周面にラック５０の歯部５１と噛合する複数の歯部４１が形成されると共に、該扇形塊状部４８上に縦円筒部４０の中心Ｏを円弧中心とする円弧状の中子支持部３０が一体に突設され、該中子支持部３０の一端から円弧状中子３が突出している。そして、この円弧状中子３の円弧線Ｑの円弧中心と縦円筒部４０の中心Ｏとが一致している。なお、縦円筒部４０にはブッシュ１７が嵌装されている。また、円弧状中子３は基部側に段部３ａを有し、該段部３ａから先端側のやや細径部分が鋳造品の湾曲中空部Ｈ１に対応している。
一方、可動金型１の凹所１２内には、図１１に示すように、太径の枢軸１６が一端側のフランジ部１６ａで該凹所１２の内底にボルト１０７を介して固着されている。そして、回転台座４は、該枢軸１６を縦円筒部４０にブッシュ１７を介して挿嵌することにより、該凹所１２内で回転自在に保持されている。また、該凹所１２を塞ぐ底蓋７は、内側の凸部７２を凹所１２に嵌合してボルト１０４にて可動金型１に止着されており、該凸部７２に設けた軸受凹部７３に枢軸７３の先端を嵌合させると共に、該凸部７２に軸受凹部７３から離間して設けた弧状凹部７４に摺接部材８Ｂがボルト１０８を介して固着され、この摺接部材８Ｂが回転台座４との間に介在している。
この第二実施形態の鋳造装置では、図１２に示すように、キャビティＣ２内に円弧状中子３を段部３ａまで突入させた状態で、該キャビティＣ２内にアルミ合金溶湯を注型する。次いで、そのアルミ合金の固化後、図１３に示すように、油圧シリンダＳ１（図４参照）によってラック５０を退行移動させることにより、回転台座４が図示の反時計回りに回動し、これに伴って円弧状中子３１がキャビティＣ２内の硬化したアルミ合金Ｍ中から抜出し、もってキャビティＣ２内に湾曲中空部Ｈ１を有する鋳造品が形成される。そして、この形成された鋳造品は、可動金型１の下降による型開きに伴い、キャビティＣ２に臨むピン孔ｈから突き出される押出しピンＰによって該キャビティＣ１から押し出される。
上述した第一及び第二実施形態の鋳造装置によれば、円弧状中子３及び中子支持部３０が回転台座４に一体化して全体として高剛性になることに加え、回転台座４が大きなサイズで高強度になるから、注型したアルミ合金の固化後のキャビティＣ１，Ｃ２から該円弧状中子３を抜出する際の大きな力が負荷しても、回転部全体に歪みや破損を生じる懸念がなく、また円弧状中子３の方向や位置に狂いを生じることもなく、優れた耐久性及び作動信頼性が得られる。従って、この鋳造装置を用いることにより、多数回の反復鋳造を高精度で安定的に行え、高い鋳造増効率が得られる。しかも、この鋳造装置では、回転台座４自体は大きなサイズであっても可動金型１の合わせ面１ａには露呈せず、合わせ面１ａにおける該回転台座４上の領域をキャビティ形成に利用できるから、湾曲中空部Ｈ１の曲率半径が非常に小さい湾曲中空金属製品の鋳造にも支障なく適用できる。
なお、第一実施形態のように回転台座４に対して中子支持部３０を着脱自在に構成すれば、該中子支持部３０として一体化した円弧状中子３の長さや径が異なるものを着脱交換できるから、湾曲中空部Ｈ１の曲率半径と外形が同じであれば、該湾曲中空部Ｈ１の径や長さが異なる鋳造製品であっても鋳造可能になるという利点がある。また、第一及び第二実施形態のように、可動金型１及び固定金型２の各々のキャビテイＣ１，Ｃ２形成部分を、金型ベース１０，２０に対して独立して着脱交換可能な分割金型１１，２１にて構成すれば、キャビティ形状の異なる分割金型１１，２１の着脱交換により、他の構成を変えることなく外形の異なる鋳造製品の鋳造を行える上、特に第一実施形態のような中子支持部３０の着脱交換と組合わせることで、湾曲中空部Ｈ１の曲率半径さえ一致すれば、該湾曲中空部Ｈ１の長さ及び径と外形が異なる鋳造製品の鋳造にも共用可能となるから、極めて汎用性の高い鋳造装置を提供できる。
一方、本発明では回転台座４を可動金型１の凹所１２内で回転自在に保持するために種々の構造を採用できるが、第一実施形態のように円筒形の回転台座４の外周面と対向周面との間にベアリング６を介在する構成とすれば、該回転台座４の往復回転を円滑に芯触れなく行え、それだけ湾曲中空部Ｈ１の形成精度がより向上する。また、第二実施形態のように、可動金型１の凹所１２内底から背面側へ突出する枢軸１６に、回転台座４をブッシュ１７を介して回転自在に外嵌する構成としても、同様に該回転台座４の回転を芯振れなく円滑に行え、湾曲中空部Ｈ１の形成精度がより向上する。更に、第一及び第二実施形態のように、可動金型１の凹所１２を封鎖する底蓋７と回転台座４の端面４ｂとの間に摺接抵抗を減じる摺接部材８Ａ，８Ｂを介在させれば、該回転台座４の回転をより円滑に行え、もって湾曲中空部Ｈ１の形成精度がより向上するという利点がある。
本発明の鋳造装置では、回転台座４の回転駆動手段５として、種々の駆動方式を採用可能である。ただし、実施形態で例示したように、回転台座４が外歯歯車として外周に複数の歯部４１を有し、該回転台座４の歯部４１に噛合するラック５０を油圧シリンダＳ１を介して進退移動させる構成とすれば、注型金属固化後のキャビティＣ１，Ｃ２から該円弧状中子３を抜出する際に要する大きな回転駆動力を回転台座４を介して効率よく伝達できるという利点かある。
本発明の鋳造装置としては、合わせ面間にキャビティを形成する一対の金型として、可動金型と固定金型の上下が実施形態とは逆の構成、両金型が左右や傾斜方向に開閉する構成、両金型が可動である構成等、種々の構成を採用できると共に、回転台座を保持させる凹所を固定金型側に設けることも可能である。また、鋳造対象とする湾曲中空金属製品は、実施形態で例示した二輪自動車エンジン用のアルミ合金製インテークパイプに限らず、少なくとも一端側が開放して円弧線に沿う湾曲中空部を有する鋳造品であれば、形状及び材質に殆ど制約はない。更に、本発明の鋳造装置の細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。
１ 可動金型
１ａ 合わせ面
１ｂ 背面
１０ 金型ベース
１１ 分割金型
１２ 凹所
１３ 円弧状ガイド穴
１６ 枢軸
１７ ブッシュ
２ 固定金型
２ａ 合わせ面
２０ 金型ベース
２１ 分割金型
３ 円弧状中子
３０ 中子支持部
４ 回転台座
４ａ 上側端面
４ｂ 下側端面
４１ 歯部
４４，４５ ピン挿入孔
４６ 冷却液通路孔
５ 回転駆動手段
５０ ラック
５１ 歯部
６ ベアリング
７ 底蓋
８Ａ，８Ｂ 摺接部材
９ 直線状中子
Ｃ１，Ｃ２ キャビティ
Ｈ１ 湾曲中空部
Ｈ２ 直線状中空部
Ｏ 円弧中心
Ｑ 円弧線
Ｓ１ 油圧シリンダ
Ｓ２ 油圧シリンダ（出退駆動手段）
Ｗ１，Ｗ２ 湾曲中空金属製品
１ａ 合わせ面
１ｂ 背面
１０ 金型ベース
１１ 分割金型
１２ 凹所
１３ 円弧状ガイド穴
１６ 枢軸
１７ ブッシュ
２ 固定金型
２ａ 合わせ面
２０ 金型ベース
２１ 分割金型
３ 円弧状中子
３０ 中子支持部
４ 回転台座
４ａ 上側端面
４ｂ 下側端面
４１ 歯部
４４，４５ ピン挿入孔
４６ 冷却液通路孔
５ 回転駆動手段
５０ ラック
５１ 歯部
６ ベアリング
７ 底蓋
８Ａ，８Ｂ 摺接部材
９ 直線状中子
Ｃ１，Ｃ２ キャビティ
Ｈ１ 湾曲中空部
Ｈ２ 直線状中空部
Ｏ 円弧中心
Ｑ 円弧線
Ｓ１ 油圧シリンダ
Ｓ２ 油圧シリンダ（出退駆動手段）
Ｗ１，Ｗ２ 湾曲中空金属製品
Claims (11)
- 開閉可能な相互の合わせ面間に湾曲中空金属製品のキャビティを構成する一対の金型と、該キャビティ内に配置して湾曲中空部を形成する円弧状中子と、一方の金型内に保持さされた回転台座と、該回転台座を往復回転させる回転駆動手段とを備え、
前記一方の金型には、背面側に凹所が設けられると共に、該凹所の内底と前記合わせ面との間に、前記円弧状中子と同じ円弧中心の円弧状ガイド穴が貫設され、
前記回転台座は前記円弧状中子の円弧中心を回転軸心として回転自在に前記凹所内に嵌装されると共に、該回転台座に突設された中子支持部が前記円弧状ガイド穴に円弧方向移動自在に嵌合し、該中子支持部から円弧状中子が前記合わせ面に沿って突出しており、
前記回転駆動手段による回転台座の往復回転に伴って、前記キャビティに対して円弧状中子がその円弧線に沿って出退移動するように構成されてなる湾曲中空金属製品の鋳造装置。 - 前記回転台座に対し、前記円弧状中子を一体化した中子支持部が着脱自在に構成されてなる請求項１に記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 前記回転台座が円筒形であり、その回転軸心を中心とする円弧状のピン挿入孔が該回転台座の両端面間に貫設され、該ピン挿入孔に鋳造品排出用の押出しピンが挿嵌されてなる請求項１又は２に記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 前記回転台座が円筒形であり、その中心軸に沿って冷却液通路孔が穿設されてなる請求項１～３のいずれかに記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 前記回転台座が円筒形であり、その外周面と対向周面との間にベアリングが介在してなる請求項１～４のいずれかに記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 前記一対の金型における各々のキャビテイ形成部分が金型ベースに対して独立して着脱交換可能な分割金型にて構成されてなる請求項１～５のいずれかに記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 前記一方の金型の凹所を封鎖する底蓋を備え、該底蓋と前記回転台座の端面との間に摺接抵抗を減じる摺接部材が介在してなる請求項１～６のいずれかに記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 前記一方の金型の凹所内底から背面側へ突出する枢軸を有し、該枢軸にブッシュを介して前記回転台座が回転自在に外嵌してなる請求項１～７のいずれかに記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 鋳造対象の湾曲中空金属製品が一端側に開口した湾曲中空部に連続して他端側に開口する直線状中空部を有し、前記一方の金型に、前記キャビティ内に配置して該直線状中空部を形成する直線状中子と、この直線状中子を該キャビティに対して直線的に出退移動させる出退駆動手段とが付設されてなる請求項１～８のいずれかに記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 前記回転台座が外歯歯車として外周に複数の歯部を有し、前記回転駆動手段が該回転台座の歯部に噛合するラックを油圧シリンダを介して進退移動させるものである請求項１～９のいずれかに記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
- 鋳造対象の湾曲中空金属製品が自動車エンジン用のインテークパイプである請求項１～１０のいずれかに記載の湾曲中空金属製品の鋳造装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/071236 WO2016024321A1 (ja) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 湾曲中空金属製品の鋳造装置 |
| JP2014549024A JP5864778B1 (ja) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 湾曲中空金属製品の鋳造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2014/071236 WO2016024321A1 (ja) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 湾曲中空金属製品の鋳造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016024321A1 true WO2016024321A1 (ja) | 2016-02-18 |
Family
ID=55303966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| PCT/JP2014/071236 WO2016024321A1 (ja) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 湾曲中空金属製品の鋳造装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5864778B1 (ja) |
| WO (1) | WO2016024321A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117961448A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 山东华瑞驰达电动车有限公司 | 一种电动车车架一体成型装置及工艺 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03221423A (ja) * | 1990-01-29 | 1991-09-30 | Daikyo Inc | プラスチック製管体の製造方法および成形型の型構造 |
| JPH07308937A (ja) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Sekisui Chem Co Ltd | 樹脂ライニング管の製造方法 |
| JP2001260182A (ja) * | 2000-03-16 | 2001-09-25 | Toyota Motor Corp | 湾曲中空品の製造装置 |
-
2014
- 2014-08-11 WO PCT/JP2014/071236 patent/WO2016024321A1/ja active Application Filing
- 2014-08-11 JP JP2014549024A patent/JP5864778B1/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03221423A (ja) * | 1990-01-29 | 1991-09-30 | Daikyo Inc | プラスチック製管体の製造方法および成形型の型構造 |
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|---|---|---|---|---|
| CN117961448A (zh) * | 2024-03-28 | 2024-05-03 | 山东华瑞驰达电动车有限公司 | 一种电动车车架一体成型装置及工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPWO2016024321A1 (ja) | 2017-04-27 |
| JP5864778B1 (ja) | 2016-02-17 |
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