(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳抜き穴を成形するに際し、鋳抜き穴成形用の中子を巾木部に対して所定の位置関係を保持するように複数本の支持体を介して巾木部に取り付けた後、巾木部を主型の所定の箇所に設けられている案内溝に差し込んで中子を主型の所定の位置に固定する鋳抜き穴の成形方法において、主型の高さをＬ、機械加工により掘削可能な穴の長さをＬ2 とした時、中子を、その長さＬ1 が、
Ｌ1 ＝Ｌ−Ｌ2 
を満たすようにしたことを特徴とする鋳抜き穴の成形方法。
【請求項２】
中子の直径Ｄ1 を、ボルト支持穴の直径ｄ2 より大きくした請求項１記載の鋳抜き穴の成形方法。
【請求項３】
中子を、小径部と、該小径部より太い部分とから構成すると共に、中子全長Ｌ’を主型の高さＬと同等にした請求項１記載の鋳抜き穴の成形方法。
【請求項４】
鋳抜き穴成形用の中子が巾木部に対して所定の位置関係を保持するように複数本の支持体を介して巾木部に取り付けられ、中子は、管壁にガス抜き穴を有するパイプ状の主芯金を、該主芯金の少なくとも一端が中子の端部に開口するように内蔵し、かつ、巾木部は、主型に設けられている案内溝に係合する係合部を備えている鋳抜き穴成形用中子構造物において、主芯金は、長手方向に所定の間隔で補助芯金群を有し、かつ、各補助芯金群が主芯金の外壁面に放射状に取り付けられている複数の補助芯金により構成されていることを特徴とする鋳抜き穴成形用中子構造物。
【請求項５】
主型の高さをＬ、機械加工により穿穴可能な穴の長さをＬ2 とした時、中子を、その長さＬ1 が、
Ｌ1 ＝Ｌ−Ｌ2 
を満たすようにした請求項４記載の鋳抜き穴成形用中子構造物。
【請求項６】
中子の直径Ｄ1 を、ボルト支持穴の直径ｄ2 より大きくした請求項４記載の鋳抜き穴成形用中子構造物。
【請求項７】
中子を、小径部と、該小径部より太い部分とから構成すると共に、中子全長Ｌ’を主型の高さＬと同等にした請求項４記載の鋳抜き穴成形用中子構造物。
【請求項８】
主芯金支持用リングの外壁面に放射方向に向けて棒体を固定すると共に、該棒体の他端を板状の巾木部支持用スタンドのほぼ中央に固定することを特徴とする中子構造物用支持体。
【請求項９】
棒体に、該棒体の周囲を取り囲むような環状のフィンを設けて成る請求項８記載の中子構造物用支持体。
【請求項１０】
棒体から遠ざかるにしたがってフィンの肉厚を薄くして成る請求項９記載の中子構造物用支持体。
【請求項１１】
棒体の周囲に螺旋状のネジ山を設けて成る請求項８記載の中子構造物用支持体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業機械、工作機械、ディーゼル機関などの鋳造部品にステイボルト（Stay Bolt ）などのボルトを挿通するためのボルト穴を成形する鋳抜き穴の成形方法及び鋳抜き穴成形用中子構造物並びに中子構造物用支持体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、産業機械、工作機械、ディーゼル機関などの鋳造部品にステイボルトなどのボルトを通すためのボルト穴を設ける場合、該当部位の肉厚が厚いと、ボール盤などの穴開け装置を用いてボルト穴を機械的に、かつ、精度良く開けることが困難になる。
【０００３】
他方、ボルト穴などの細長い穴を鋳造により成形する場合は、焼きつき、しみ込み現象などにより中子が抜けなくなったり、あるいは、溶融熱によって中子が曲がり、寸法精度を確保することが難しくなることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者は、ボルト穴全体を同径の穴で形成するのではなく、ボルトを支持するに足るボルト穴の一部分を残し、ボルト穴の大部分をボルトの直径よりも大きなばか穴（Clearance Hole）にすれば、工作し易いことに着目して本発明に至った。
【０００５】
すなわち、本発明は、係る知見に基づいて創案されたものであって、その目的とするところは、ステイボルト穴などのボルト穴を簡単に、かつ、精度良く形成することができる鋳抜き穴の成形方法及び鋳抜き穴成形用中子構造物並びに中子構造物用支持体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成し得る請求項１に記載の発明に係る鋳抜き穴の成形方法は、鋳抜き穴を成形するに際し、鋳抜き穴成形用の中子を巾木部に対して所定の位置関係を保持するように複数本の支持体を介して巾木部に取り付けた後、巾木部を主型の所定の箇所に設けられている案内溝に差し込んで中子を主型の所定の位置に固定する鋳抜き穴の成形方法において、主型の高さをＬ、機械加工により掘削可能な穴の長さをＬ2 とした時、中子を、その長さＬ1 が、
Ｌ1 ＝Ｌ−Ｌ2 
を満たすようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、ボール盤などの穴開け装置による掘削深さが短くなるから、掘削穴を精度良く開けることができる。
請求項２に記載の発明に係る鋳抜き穴の成形方法は、中子の直径Ｄ1 を、ボルト支持穴の直径ｄ2 より大きくしている。
請求項２に記載の発明によれば、中子の直径Ｄ1 を、ボルト支持穴の直径ｄ2 より大きくしたから、ボール盤などの穴開け装置による掘削穴を精度良く開けることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明に係る鋳抜き穴の成形方法は、中子を、小径部と、該小径部より太い部分とから構成すると共に、中子全長Ｌ’を主型の高さＬと同等にするようにしている。
請求項３に記載の発明によれば、鋳造時の悪影響も少なく、ステイボルトなどのボルト穴と、該ボルト穴より太いばか穴を一体的に、かつ、精度良く形成することができる。
【００１０】
他方、請求項４に記載の発明に係る鋳抜き穴成形用中子構造物は、鋳抜き穴成形用の中子が巾木部に対して所定の位置関係を保持するように複数本の支持体を介して巾木部に取り付けられ、中子は、管壁にガス抜き穴を有するパイプ状の主芯金を、該主芯金の少なくとも一端が中子の端部に開口するように内蔵し、かつ、巾木部は、主型に設けられている案内溝に係合する係合部を備えている鋳抜き穴成形用中子構造物において、主芯金は、長手方向に所定の間隔で補助芯金群を有し、かつ、各補助芯金群が主芯金の外壁面に放射状に取り付けられている複数の補助芯金により構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、中子形成用の鋳砂と主芯金との結合をより強固にすることができる。
請求項５に記載の発明に係る鋳抜き穴成形用中子構造物は、主型の高さをＬ、機械加工により穿穴可能な穴の長さをＬ2 とした時、中子を、その長さＬ1 が、
Ｌ1 ＝Ｌ−Ｌ2 
を満足するようにしている。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、ボール盤などの穴開け装置による掘削深さが短くなるから、掘削穴を精度良く開けることができる。
請求項６に記載の発明に係る鋳抜き穴成形用中子構造物は、中子の直径Ｄ1 を、ボルト支持穴の直径ｄ2 より大きくしている。
請求項６に記載の発明によれば、中子の直径Ｄ1 を、ボルト支持穴の直径ｄ2 より大きくしたから、ボール盤などの穴開け装置による掘削穴を精度良く開けることができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明に係る鋳抜き穴成形用中子構造物は、中子を、小径部と、該小径部より太い部分とから構成すると共に、中子全長Ｌ’を主型の高さＬと同等にするようにしている。
請求項７に記載の発明によれば、鋳造時の悪影響も少なく、ステイボルトなどのボルト穴と、該ボルト穴より太いばか穴を一体的に、かつ、精度良く形成することができる。
【００１６】
請求項８に記載の発明に係る中子構造物用支持体は、主芯金支持用リングの外壁面に放射方向に向けて棒体を固定すると共に、該棒体の他端を板状の巾木部支持用スタンドのほぼ中央に固定することを特徴とする。
請求項８に記載の発明によれば、リングによって中子支持用の主芯金を簡単に保持できると共に、スタンドを巾木部の芯金に供することができる。
【００１７】
請求項９に記載の発明に係る中子構造物用支持体は、棒体に、該棒体の周囲を取り囲むような環状のフィンを設けている。
請求項９に記載の発明によれば、鋳物部品と支持体の棒部との融合を計ることができる。
ここで、棒体から遠ざかるにしたがってフィンの肉厚を薄くすることが望ましい。また、フィンの代わりに棒体の周囲を螺旋状のネジ山を設けてもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態を説明する。
図１において、符号１は鋳造により成形された工作機械の一部品であり、この部品１は、図示しないステイボルトを挿通するため、所定本数のステイボルト穴２を備えている。このステイボルト穴２は、鋳造により成形されたばか穴３およびボール盤などの穴開け装置により掘削されたボルト支持穴４から構成されている。
【００１９】
ここで、部品１の高さをＨとし、ボルト支持穴４の深さをＨ2 とすると、ばか穴３の深さＨ1 は、次式（１）を満たす必要がある。
即ち、
Ｈ1 ＝Ｈ−Ｈ2   ・・・・・  （１）
【００２０】
図２に示すように、ばか穴３の直径ｄ1 は、ボルト支持穴４の直径ｄ2 より大径になっている。ボルト支持穴４は、部品１と図示しない他の部品とを互いに組み付けた後の部品１のずれを防ぐため、図示しないステイボルトを挿通させることができる必要最小限の穴径になっている。なお、図３は、ボルト支持穴４が開口している部品１の底面５を示している。
【００２１】
次に、ステイボルト穴４を成形する時に用いる中子構造物について説明する。図４に示すように、中子構造物１０は、主として、中子１１と巾木部１２及び支持体１３から構成されている。中子１１は、巾木部１２に対して所定の位置関係を保持するように複数本の支持体１３を介して巾木部１２に取り付けられている。
【００２２】
即ち、中子１１は、巾木部１２に対し、その肩部１４が巾木部１２の上面１５と同じレベルになるように配設されている。また、中子１１は、中子１１と巾木部１２との間の間隔ｗが、ばか穴３から部品１の一側面６に至る部品の肉厚Ｗに相当するように（図２参照）、巾木部１２に取り付けられている。
【００２３】
中子１１は、真っ直ぐな円柱状に成形され、その成形には、クロマイトサンド、フラン砂などの鋳砂が使用されている。中子１１の寸法は、その肩部１４から下端部１６までの長さＬ1 が、ばか穴３の深さＨ1 に相当し、直径Ｄ1 が、ばか穴３の直径ｄ1 に相当するようになっている。
【００２４】
また、中子１１は、その内部に管壁に複数のガス抜き穴１７を有するパイプ状の主芯金１８を内蔵している。主芯金１８は、中子１１の長手方向に向かって設けられ、その上端部１９が中子１１の上端部２０に開口するようになっている。そして、成形中に発生したガスが、ガス抜き穴１７及びパイプ状の主芯金１８を通って主芯金１８の上端部１９から大気中に放出されるようになっている。
【００２５】
また、主芯金１８は、その長手方向に向かって一定の間隔で補助芯金群２１を備えている。補助芯金群２１は、主芯金１８の外壁面に、夫々、数本の棒状の補助芯金２２を放射状に配設することにより形成されている。
【００２６】
一方、巾木部１２は、横断面がＴ字形の真っ直ぐなブロック状に成形されている。その成形には、中子１１と同様にクロマイトサンド、フラン砂などの鋳砂が用いられている。特に、この巾木部１２は、その先端突出部２３を中子１１の方に向けると共に、その後方に位置している左右一対の突出部２４が中子の脱落や転倒を防止するための係合部になっている。また、巾木部１２の先端突出部２３は、後述する主型４０の内壁面４５と面一になるように形成されている。
【００２７】
上記主芯金１８は、支持体１３のリング３０によって支持されている。支持体１３は、図５に示すように、リング３０の外壁面に丸棒からなる１本の棒体３１を放射方向に向けて溶接すると共に、棒体３１の他端を長方形の板状のスタンド３２のほぼ中央に設けられている穴３３に差し込んで溶接することにより形成されている。勿論、この棒状体３１をスタンド３２に固定する方法は、前記方法に限られるものではなく、単に、棒状体３１の端部をスタンド３２の側面に当接させた後、溶接してもよい。なお、図４に示すように、巾木部１２にあっては、支持体１３の端部に取り付けられている板状のスタンド３２が芯金の役目を担っている。
【００２８】
支持体１３の棒体３１は、丸棒のままでもよいが、最終的に棒体３１の一部が部品１に取り残されるので、部品１と棒体３１との間の気密性を保持するために、図６（ａ）に示すように、棒体３１に、その周囲を取り囲むように環状のフィン３４を取り付け、部品１と棒体３１の融合を計ることが望ましい。特に、この環状フィン３４は、棒体３１から遠ざかるにしたがって肉厚を薄くすることが望ましい。また、図６（ｂ）のように、フィン３４の代わりに棒体３１の周囲に螺旋状のネジ山３５を設けてもよい。
【００２９】
フィン３４やネジ山３５などの融合体は、棒体３１の全長にわたって設ける必要はなく、中子１１と巾木部１２の間の露出している部分に設ければ足りる。また、棒体３１は、最終的に部品１の一部を構成するので、部品１と同じ材質でもよいが、好ましくは、湯（溶融金属）が凝固するまでは溶けずに残っている必要があり、したがって、ＳＳ材等が使用される。
【００３０】
例えば、工作機械の部品を鋳造により成形する場合は、先ず、主型４０に設けられている横断面Ｔ字形の案内溝４１に中子構造物１０の巾木部１２を上方から差し込んで、図７に示すように、中子１１を主型４０に対して所定の位置にセットする。
ここで、巾木部１２の上面１５と主型４０の上面４４とが同レベルになるよう
【００３１】
に、巾木部１２の長さＡと案内溝４１の深さＢとが同寸法になっている。また、主型４０の高さＬは、部品１の高さＨと同じ高さであるが、機械加工により掘削可能な穴の長さをＬ2 とすると、中子１１の長さをＬ1 は、次式（２）を満足する必要がある。
【００３２】
即ち、
Ｌ1 ＝Ｌ−Ｌ2   ・・・・・  （２）
また、案内溝４１は、主型４０の内壁面４５に面している溝４２の後方に位置して左右一対の溝４３を有し、この一対の溝４３に巾木部１２の突出部２４が係合するようになっている。なお、符号４６は主型４０が乗っている下枠を示している。
【００３３】
しかる後に、図８に示すように、主型４０内に溶融金属ｍを注ぐ。溶融金属ｍの固化後に主型４０を外すと、図９に示すような半製品１′が得られるので、中子１１及び巾木部１２を形成している鋳砂を除去した後、棒体３１を矢印ａ及びｂで示す箇所で切断して棒体３１の一部が付いているスタンド３２やリング３０及び主芯金１８を排除し、半製品１′の底面５からばか穴３に向けてボール盤などの穴開け装置によってボルト支持穴４を開けると、図１に示すような工作機械の一部品１が得られる。
【００３４】
以上の説明では、ステイボルト穴２の主要部を構成するばか穴３を鋳造により成形する場合について説明したが、これに限らず、ばか穴３とボルト支持穴４とからなるステイボルト穴２全体を鋳造により成形することもできる。
その場合は、図１０のような中子構成物１００を使用する。この中子構成物１００は、中子１１１が、ばか穴成形用の中子１１ａとボルト支持穴成形用の中子１１ｂとから構成されている。
【００３５】
中子１１１の長さＬ′は、主型１４０の高さＬに相当し、上段に位置する中子１１ａの長さＬ′1 は、ばか穴３の深さＨ1 に相当し、下段に位置する中子１１ｂの長さＬ′2 がボルト支持穴４の深さＨ2 に相当する。また、上段に位置する中子１１ａの直径Ｄ1 は、ばか穴３の直径ｄ1 に相当し、下段に位置する中子１１ｂの直径Ｄ2 がボルト支持穴４の直径ｄ2 に相当している。
【００３６】
一方、巾木部１１２の長さＡ′は、主型１４０の高さＬ、換言すれば、主型１４０に設けた案内溝１４１の深さＢ′に相当している。
なお、中子１１１及び巾木部１１２の構造は、既に説明した中子１１及び巾木部１２と本質的に変わりがないので、説明を省略する。ただ、主芯金１１８は、その上下両端を中子１１１の端部に開口させる。
【００３７】
なお、鋳造により成形されたばか穴３の横断面形状は、円形に限らず、例えば、楕円形、長円形、長方形などでもよい。また、ボルト支持穴４は、１本に限らず、それ以上でもよい。
また、本発明は、ステイボルト穴のみならず、鋳造によって穴を成形する場合に広く適用することができる。また、垂直な穴のほか、傾斜した穴を成形する場合にも適用できる。
【００３８】
【発明の効果】
上記のように、請求項１に記載の発明によれば、ボール盤などの穴開け装置による掘削深さが短くなるから、掘削穴を精度良く開けることができる。
【００４０】
また、請求項２に記載の発明によれば、中子の直径Ｄ1 を、ボルト支持穴の直径ｄ2 より大きくたから、ボール盤などの穴開け装置による掘削穴を精度良く開けることができる。
【００４１】
また、請求項３に記載の発明によれば、鋳造時の悪影響も少なく、ステイボルトなどのボルト穴と、該ボルト穴より太いばか穴を一体的に、かつ、精度良く形成することができる。
【００４３】
また、請求項４に記載の発明によれば、中子形成用の鋳砂と主芯金との結合をより強固にすることができる。
また、請求項５に記載の発明によれば、ボール盤などの穴開け装置による掘削深さが短くなるから、掘削穴を精度良く開けることができる。
また、請求項６に記載の発明によれば、中子の直径Ｄ1 を、ボルト支持穴の直径ｄ2 より大きくしたから、ボール盤などの穴開け装置による掘削穴を精度良く開けることができる。
【００４４】
また、請求項７に記載の発明によれば、鋳造時の悪影響も少なく、ステイボルトなどのボルト穴と、該ボルト穴より太いばか穴を一体的に、かつ、精度良く形成することができる。
また、請求項８に記載の発明によれば、リングによって中子支持用の主芯金を簡単に保持できると共に、スタンドを巾木部の芯金に供することができる。
【００４５】
また、請求項９に記載の発明によれば、鋳物部品と支持体の棒部との融合を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】工作機械などの部品の一部断面を含む斜視図である。
【図２】図１の部品の要部を示す平面図である。
【図３】図１の部品の要部を示す底面図である。
【図４】中子構造物を一部断面を含む斜視図である。
【図５】支持体の一部断面を含む側面図である。
【図６】（ａ）フィン付き棒体の一部断面を含む斜視図、（ｂ）ネジ山付き棒体の断面図である。
【図７】主型に中子構造物を組み込んだ状態を示す説明図である。
【図８】主型内に溶融金属を鋳込んだ様子を示す説明図である。
【図９】主型を取り外した様子を示す説明図である。
【図１０】主型にばか穴及びボルト支持穴成形用の中子構造物を取り付けた状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１１，１１１  中子                  １２，１１２  巾木部
１３  支持体                        ４０，１４０  主型
４１，１４１  案内溝
【図１】
0003702925.tif 000002
【図２】
0003702925.tif 000003
【図３】
0003702925.tif 000004
【図４】
0003702925.tif 000005
【図５】
0003702925.tif 000006
【図６】
0003702925.tif 000007
【図７】
0003702925.tif 000008
【図８】
0003702925.tif 000009
【図９】
0003702925.tif 000010
【図１０】
0003702925.tif 000011