(57)【要約】【課題】中空パイプを鋳包んで鋳造物を作製する際に、中空パイプ内への溶湯の浸入を阻止する。【解決手段】金型５における溶湯Ｍが注入される内部空間Ｓ内に、金型５に固定されたホルダ４を用いて、中空パイプ３を支持する中空パイプ３の支持構造１であって、ホルダ４は、中空パイプ３の挿入穴３４に挿入されると共に、挿入穴３４の内径に整合する外径Ｄ２の軸状突起４２を有しており、中空パイプ３は、当該中空パイプ３の挿入穴３４の長手方向の全長に亘って挿入された軸状突起４２で支持されている構成とした。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型における溶湯が注入される空間内に、前記金型に固定された治具を用いて、中空パイプを支持する中空パイプの支持構造であって、
前記治具は、前記中空パイプの挿入穴に挿入されると共に、前記挿入穴の内径に整合する外径の軸状突起を有しており、
前記中空パイプは、当該中空パイプの挿入穴の長手方向の全長に亘って挿入された前記軸状突起で支持されていることを特徴とする金型における中空パイプの支持構造。
【請求項２】
前記中空パイプは、長手方向の一方の端部が封止された円筒状の中空パイプであり、
前記中空パイプは、前記長手方向の他方の端部を、前記治具における前記軸状突起の支持部に前記長手方向から当接させた状態で、前記軸状突起で支持されていることを特徴とする請求項１に記載の中空パイプの支持構造。
【請求項３】
前記中空パイプにおける前記一方の端部は、半球形状の封止部で封止されており、
前記挿入穴に挿入された前記軸状突起は、前記封止部に整合する半球形状の先端部を有していることを特徴とする請求項２に記載の中空パイプの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空パイプの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金型内に保持された中空パイプを鋳包んで、シリンダブロックを鋳造することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０５８３９３号公報
【０００４】
中空パイプは、鋳造されたシリンダブロックの内部に、オイルの通流路を形成するために用いられており、鋳造されたシリンダブロックでは、鋳包まれた中空パイプの内側がオイルの通流路となる。
【０００５】
金型には、中空パイプを予め決められた位置に保持するための治具が設けられている。
例えば、特許文献１の場合は、金型に設けられた突起がこの治具に相当する。この突起は、金型におけるオイルの供給先を形成する部位に設けられており、金型の内部において中空パイプは、一端側の開口を突起で封止した状態で保持されるようになっている。
【０００６】
金型の内部には、鋳造物の形状に対応する空間が形成されており、この空間に溶湯を射出して固化させることで、鋳造物が作製される。
この際に、中空パイプが鋳包まれることで、中空パイプの内側が鋳造物内の油路として形成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、金型の内部には、鋳造時に溶湯が高速、高圧で射出される。そのため、中空パイプの一端と、金型側の突起（治具）との接合部に到達した溶湯が、中空パイプの内周と突起の外周との僅かな隙間を通って、中空パイプの内部に浸入することがある。
【０００８】
そうすると、中空パイプで形成される油路の形状が、予定されていた形状と異なる形状で形成されてしまう。
そこで、金型内に保持された中空パイプを鋳包んで鋳造物を作製する際に、中空パイプ内への溶湯の浸入を阻止できるようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
金型における溶湯が注入される空間内に、前記金型に固定された治具を用いて、中空パイプを支持する中空パイプの支持構造であって、
前記治具は、前記中空パイプの挿入穴に挿入されると共に、前記挿入穴の内径に整合する外径の軸状突起を有しており、
前記中空パイプは、前記中空パイプの挿入穴の長手方向の全長に亘って挿入された前記軸状突起で支持されている構成とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、中空パイプの挿入穴には、長手方向の全長に亘って軸状突起が挿入されており、中空パイプの内側の挿入穴内に、溶湯の侵入が可能な空間が残されていない。
よって、金型内に保持された中空パイプを鋳包んで鋳造物を作製する際に、中空パイプ内への溶湯の浸入を阻止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】中空パイプの支持構造を採用した金型を用いて作製されるサイドカバーを説明する図である。
【図２】金型における中空パイプの配置を説明する図である。
【図３】内部空間に溶湯Ｍが充填される途中の状態を説明する図である。
【図４】サイドカバーの鋳造過程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、車両用の自動変速機のサイドカバー１０を鋳造により作製する場合を例に挙げて説明する。
【００１３】
図１は、実施の形態にかかる中空パイプ３の支持構造１を採用した金型５を用いて作製されるサイドカバー１０を説明する図であり、（ａ）は、平面図であり、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
［サイドカバー１０］
図１の（ａ）に示すように、サイドカバー１０の周縁部には、周方向に間隔をあけて複数のボルト孔１５が設けられており、サイドカバー１０は、ボルト孔１５を貫通したボルト（図示せず）により、ベルト式の無段変速機の変速機ケース（図示せず）に固定される。
【００１５】
図１の（ｂ）に示すように、サイドカバー１０の内部には、幅方向の略全長に亘って直線状に延びる油路１２が形成されている。
この油路１２の長手方向の一端部１２１と他端部１２２には、サイドカバー１０の内部を油路１２に直交する方向に延びる油路１３、１４が連通している。
【００１６】
ここで、サイドカバー１０は鋳造によって作製される。
サイドカバー１０の鋳造には、当該サイドカバー１０の形状に対応する内部空間Ｓ（キャビティ）を有する金型５（図２参照）が用いられる。
【００１７】
［金型５］
図２は、金型５における中空パイプ３の配置を説明する図であって、金型５における図１の（ａ）のＡ―Ａ断面に相当する部分の断面を示した図である。
図３は、図２に示す金型５の内部空間Ｓに、溶湯Ｍが充填される途中の状態を説明する図である。なお、Ｆ３は、Ｆｘと同一直線状に位置しているが、見易くするために軸線Ｙ方向にオフセットさせて記載してある。
【００１８】
金型５は、軸線Ｘ方向に相対変位可能に設けられた固定型６と可動型７とを有しており、ダイス鋼（高合金工具鋼）や、高速度工具鋼などの合金化された鉄鋼材から箱状に形成されている。
金型５では、可動型７を軸線Ｘ方向に変位させて固定型６に接合すると、可動型７と固定型６との間に、サイドカバー１０の形状に対応する内部空間Ｓが形成される。
サイドカバー１０は、金型５の内部空間Ｓに、サイドカバー１０を構成する素材（例えば、アルミニウム合金）の溶湯を注入、固化することで作製される。
【００１９】
図２に示すように、金型５では、図中上側に配置された固定型６と、図中下側に配置された可動型７と、が軸線Ｘ方向で対向配置されており、可動型７を、図示しない駆動機構により軸線Ｘ方向に変位させることで、可動型７が固定型６に対して接離するようになっている。
【００２０】
可動型７では、固定型６との対向面７１に、サイドカバー１０の形状に対応した凸部７１０が設けられている。
この凸部７１０は、可動型７と固定型６とを接合した際に、固定型６の後記する凹部６１０内に挿入されて、可動型７と固定型６との間に、サイドカバー１０の形状に対応した内部空間Ｓを形成する。
【００２１】
可動型７には、コアピン７７、７８が挿入される挿入孔７３１、７３２が設けられている。これら挿入孔７３１、７３２は、それぞれ可動型７を軸線Ｘ方向に貫通しており、軸線Ｘに直交する軸線Ｙ方向に間隔をあけて設けられている。
【００２２】
コアピン７７、７８は、当該コアピン７７、７８の先端部７７１、７８１を、軸線Ｘ方向から挿入孔７３１、７３２に挿入して、可動型７にセットされる。
コアピン７７、７８の先端部７７１、７８１は、金型５の内部空間Ｓ内に突出しており、先端部７７１、７８１における内部空間Ｓ内に突出した領域は、先端７７ａ、７８ａに向かうにつれて外径が小さくなる外径で形成されている。
【００２３】
コアピン７７、７８の先端７７ａ、７８ａは、金型５の内部空間Ｓ内で、中空パイプ３の外周に、間隔をあけて対向している。
【００２４】
固定型６では、可動型７との対向面６１に、サイドカバー１０の形状に対応した凹部６１０が形成されている。
【００２５】
固定型６には、コアピン２の挿入孔６２０が設けられている。この挿入孔６２０は、固定型６を軸線Ｙ方向に貫通して設けられており、凹部６１０の内周に挿入孔６２０が開口している。
挿入孔６２０には、コアピン２のホルダ４が嵌入して固定されるようになっており、ホルダ４が挿入孔６２０に固定されると、ホルダ４で支持された中空パイプ３が、金型５の内部空間Ｓ内で、軸線Ｙに沿う向きで配置されるようになっている。
【００２６】
コアピン２は、中空パイプ３と、この中空パイプ３を支持するホルダ４と、を有している。
ホルダ４は、円柱状の基部４１を有しており、この基部４１の一端４１ａ側には、一端４１ａに近づくにつれて外径が小さくなる形状で形成された抜きテーパ部４１１が設けられている。
基部４１は、前記した挿入孔６２０の内径Ｄ１と整合する外径を有している。さらに、前記した固定型６の挿入孔６２０の軸線Ｙ方向の長さＬ１よりも長い軸線Ｙ方向の長さＬ２を有している（図２参照）。
【００２７】
基部４１の長手方向における一端４１ａには、軸状突起４２が設けられている。この軸状突起４２は、基部４１の中心軸線（軸線Ｙ）に沿って、基部４１から離れる方向に直線状に延出している。
この軸状突起４２は、抜きテーパ部４１１の一端４１ａの外径よりも小さい外径Ｄ２で、基部４１と一体に形成されている。
【００２８】
軸状突起４２の先端部４２ａは、半球形状に形成されており、この半球形状の先端部４２ａは、基部４１から離れる方向（図２において左方向）に頂点を向けている。
【００２９】
基部４１の一端４１ａは、軸状突起４２と抜きテーパ部４１１との境界を成しており、
一端４１ａは、軸線Ｙに直交する平坦面となっている。
この一端４１ａには、軸状突起４２に外挿された中空パイプ３の端部３２が、軸線Ｙ方向から当接するようになっている。
【００３０】
ホルダ４の基部４１は、固定型６の挿入孔６２０に嵌入されており、ホルダ４は、挿入孔６２０からの脱落が規制された状態で、金型５に設けられている。
そして、軸状突起４２側を挿入穴６２に挿入してホルダ４を金型５にセットすると、金型５の内部空間Ｓにおいてホルダ４の軸状突起４２と中空パイプ３とが、軸線Ｙに沿う向きで配置されるようになっている。
このホルダ４は、図示しない駆動機構（油圧シリンダー機構）に連結しているため、コアピン２は、軸線Ｙに沿って進退移動できるようになっている。
【００３１】
ホルダ４の軸状突起４２に外挿された中空パイプ３は、軸線Ｙ方向に移動可能に支持されており、中空パイプ３は、ホルダ４の軸状突起４２に対して軸線Ｙ方向から着脱自在となっている。
【００３２】
中空パイプ３は、長手方向の一方の端部が封止された筒状の基部３１を有している。この基部３１は、長手方向の一方側（基部４１側）の端部３２が開口すると共に、他方側の端部が封止部３３で封止されている。
【００３３】
封止部３３は、前記した軸状突起４２の先端部４２ａの外形と整合する半球形状に形成されており、頂点を基部３１から離れる方向（基部４１とは反対側）に突出させた向きで設けられている。
【００３４】
金型５の内部空間Ｓにおいて中空パイプ３は、ホルダ４の基部４１よりも小さい外径Ｄ３を有していると共に、内部空間Ｓに突出した一方のコアピン７８から他方のコアピン７７まで及ぶ軸線Ｙ方向の長さＬ３を有している。
【００３５】
基部３１の内側は、ホルダ４の軸状突起４２が挿入される挿入穴３４となっている。この挿入穴３４は、基部３１の中心軸線（軸線Ｙ）に沿って直線状に延びており、挿入穴３４は、ホルダ４の軸状突起４２の外径Ｄ２に整合する内径で形成されている。
【００３６】
実施の形態では、この挿入穴３４の長手方向の全長に亘って、軸状突起４２が挿入されており、挿入穴３４は軸状突起４２により隙間無く塞がれている。
【００３７】
［サイドカバー１０の作製］
以下、実施の形態にかかる中空パイプ３の支持構造１を採用した金型５を用いて作製されるサイドカバー１０の作成方法について図４を用いて説明する。
図４は、サイドカバー１０の鋳造方法を説明する図である。
図４の（ａ）は、固定型６と可動型７とを組み付けて、金型５の内部空間Ｓに、サイドカバー１０の形状に対応する内部空間Ｓを形成した状態を示す模式図である。
図４の（ｂ）は、金型５の内部空間Ｓに溶湯Ｍを射出した状態を示す模式図である。
図４の（ｃ）は、金型５からのホルダ４の取り外しを示す模式図である。
図４の（ｄ）は、可動型７を固定型６から離す方向（図４の（ｄ）における下側）に変位させたのちに、可動型７からサイドカバー１０の鋳造品を取り出す過程を示す模式図である。
図４の（ｅ）は、最終的に得られるサイドカバー１０を模式的に示した図である。
【００３８】
まず、図４の（ａ）に示すように、固定型６と可動型７とを組み付けて、金型５の内部にサイドカバー１０に対応する内部空間Ｓを形成する。この状態において、可動型７には、サイドカバー１０の油路１３、１４を形成するためのコアピン７７、７８が取り付けられており、固定型６には、サイドカバー１０の油路１２を形成するためのコアピン２が取り付けられている。なお、コアピン２のホルダ４から延びる軸状突起４２には、中空パイプ３が外挿して取り付けられている。
【００３９】
この図４の（ａ）の状態において、金型に設けた溶湯の注入口（図示せず）から、金型５の内部空間Ｓに、例えばアルミニウム合金の溶湯Ｍを射出する。
これにより、金型５の内部空間Ｓには、溶湯Ｍが勢い良く射出されて、内部空間Ｓが射出された溶湯Ｍで充填される。
これにより、コアピン７７、７８の先端側や、コアピン２の中空パイプ３が、溶湯Ｍに鋳包まれた状態となる（図４の（ｂ）参照）。
【００４０】
図４の（ｃ）に示すように、内部空間Ｓに射出した溶湯Ｍの固化を待って、コアピン２のホルダ４を軸線Ｙ方向に移動させて、固定型６の挿入孔６２０からホルダ４を離脱させる。これにより、中空パイプ３の挿入穴３４は、金型５の外部と連通した状態となる。
【００４１】
そして、図４の（ｄ）に示すように、可動型７を、固定型６から離す方向（図中、下方向）に移動させて型開きを実施したのち、可動型７から鋳造品（サイドカバー中間品１０’）を離脱させる。
ここで、サイドカバー中間品１０’では、中空パイプ３の挿入穴３４は、油路１３’、１４’に連通していない。
【００４２】
そのため、油路１３’、１４’と挿入穴３４を連通させるドリル加工を行って、サイドカバー１０が最終的に作製される(図４の（ｅ）参照）。
【００４３】
ここで、金型５の内部空間Ｓに溶湯Ｍを射出した際に、内部空間Ｓに射出された溶湯Ｍは、中空パイプ３とホルダ４との接続部分にも作用する（図３参照）。
【００４４】
上記したように、中空パイプ３では、挿入穴３４の長手方向の全長に亘って、軸状突起４２が挿入されており、挿入穴３４は軸状突起４２により隙間無く塞がれている。
そのため、内部空間Ｓに射出された溶湯Ｍが、中空パイプ３の端部３２とホルダ４の一端４１ａとの間に浸入しても、浸入した溶湯Ｍが、中空パイプ３の挿入穴３４の内部に流入できないようになっている。
【００４５】
このように、実施の形態にかかる支持構造１では、溶湯Ｍが中空パイプ３の挿入穴３４内に浸入し難くなっている。そのため、中空パイプ３の挿入穴３４に溶湯Ｍが浸入すると、最終的に形成される油路１２の断面形状が不適切な形状になるが、かかる事態の発生を好適に防止できるようになっている。
【００４６】
ここで、溶湯Ｍは、金型５の内部空間Ｓに高速、高圧で射出される。この場合、中空パイプ３には、溶湯Ｍが高速、高圧で射出されている段階において、溶湯Ｍとの衝突に起因する衝突力Ｆが作用する。
【００４７】
例えば、図３に示すように、内部空間Ｓ内において、溶湯Ｍが中空パイプ３の他端側から一端側に向かって充填されていく場合、中空パイプ３には、他端側の封止部３３周りに右斜め上向きの衝突力Ｆが作用する（図中、ハッチングされた矢印参照）。
【００４８】
封止部３３周りに作用する衝突力Ｆは、半球形状を成す封止部３３の部分で分散されて、一部の領域に集中しないようになっている。そのため、中空パイプ３の封止部３３周りに溶湯Ｍとの衝突に起因する変形が生じ難くなっている。
【００４９】
また、中空パイプ３の封止部３３側に作用する衝突力Ｆのうち、軸線Ｙ方向に沿う成分の衝突力Ｆｙは、中空パイプ３の端部３２が当接するホルダ４の一端４１ａと、中空パイプ３の封止部３３が当接する軸状突起４２の先端部４２ａとに作用する。
そのため、中空パイプ３に作用した衝突力Ｆｙを、ホルダ４の一端４１ａと軸状突起４２の先端部４２ａの２箇所で受けることができるので、１箇所あたりに作用する反力Ｆ２（図中、白抜き矢印参照）は、Ｆｙより小さくなる。
よって、中空パイプ３の端部３２が、一端４１ａから受ける反力Ｆ２をより小さくすることができる。これにより、端部３２が反力Ｆ２によって変形して、一端４１ａとの間に隙間が生じて、生じた隙間に溶湯Ｍが浸入することを防止できる。
【００５０】
さらに、中空パイプ３の封止部３３に入力された衝突力Ｆのうち、軸線Ｙ方向に直交する方向の成分の衝突力（例えば、軸線Ｘ方向に沿う成分の衝突力Ｆｘ）は、軸線Ｙに略直交する方向から、挿入穴３４に挿入された軸状突起４２に作用する。
ここで、基部４１において片持ち支持された軸状突起４２は、軸線Ｙに略直交する方向から作用する応力が作用しても、軸線Ｙに対して傾くことのない剛性強度を持って形成されている。
そうすると、軸状突起４２に作用した衝突力Ｆｘは、中空パイプ３を内側から支持する軸状突起４２からの反力Ｆ３で相殺される。
これにより、軸状突起４２と、この軸状突起４２に外挿された中空パイプ３の封止部３３側が軸線Ｙに対して大きく傾くことや、中空パイプ３が、内部空間Ｓに充填された溶湯Ｍの圧縮力により押しつぶされることがない。
よって、サイドカバー１０内に最終的に形成される油路１２が、予定されていた位置に適切な形状で形成される。
【００５１】
以上の通り、実施の形態では、
（１）金型５における溶湯Ｍが注入される内部空間Ｓ内に、金型５に固定されたホルダ４（治具）を用いて、中空パイプ３を支持する中空パイプ３の支持構造１であって、
ホルダ４は、中空パイプ３の挿入穴３４に挿入されると共に、挿入穴３４の内径に整合する外径Ｄ２の軸状突起４２を有しており、
中空パイプ３は、当該中空パイプ３の挿入穴３４の長手方向の全長に亘って挿入された軸状突起４２で支持されている構成とした。
【００５２】
このように構成すると、中空パイプ３の挿入穴３４には、長手方向の全長に亘って軸状突起４２が挿入されており、軸状突起４２は、挿入穴３４の内径に整合する外径Ｄ２を有しているので、中空パイプ３の内側の挿入穴３４内に、溶湯Ｍの浸入が可能な空間が残されていない。
よって、金型５内に保持された中空パイプ３を鋳包んでサイドカバー１０（鋳造物）を作製する際に、中空パイプ３内への溶湯Ｍの浸入を阻止できる。
【００５３】
さらに、中空パイプ３の挿入穴３４に、ホルダ４の軸状突起４２が長手方向の全長に亘って挿入されている。
そのため、金型５の内部空間Ｓに射出した溶湯が軸状突起４２で支持された中空パイプ３に衝突しても、中空パイプ３が溶湯との衝突に起因して変形することや、軸線Ｙに対して傾くことを好適に防止できる。
よって、最終的に作製されるサイドカバー１０において、油路１２を予定されていた形状で適切に形成できる。
【００５４】
（２）中空パイプ３は、長手方向の一方の他端が、封止部３３で封止された円筒状の基部３１を有しており、
中空パイプ３は、長手方向の他方の端部３２を、ホルダ４における軸状突起４２の支持部（抜きテーパ部４１１）の一端４１ａ（端面）に、長手方向に沿う軸線Ｙ方向から当接させた状態で、軸状突起４２で支持されている構成とした。
【００５５】
このように構成すると、金型５の内部空間Ｓに溶湯Ｍを射出した際に、中空パイプ３の他方の端部３２は、溶湯Ｍにより押されてホルダ４の一端４１ａに圧接する。
そのため、中空パイプ３の端部３２とホルダ４の一端４１ａとの境界部分に、射出した溶湯Ｍが作用しても、この境界部分から、中空パイプ３の内部に溶湯Ｍが浸入することを好適に防止できる。
【００５６】
（３）中空パイプ３では、基部３１の一方の端部は、半球形状の封止部３３で封止されており、中空パイプ３の挿入穴３４に挿入された軸状突起４２は、封止部３３に整合する半球形状の先端部４２ａを有している構成とした。
【００５７】
このように構成すると、中空パイプ３の基部３１では、封止部３３側の剛性強度が高くなるので、サイドカバー１０の鋳造時に、高速、高圧で内部空間Ｓ内に射出された溶湯Ｍとの衝突で、基部３１の封止部３３側が破損することを好適に防止できる。
また、封止部３３ａは半球形状を成しており、応力が集中する角部などが外周に露出していない。そのため、高速、高圧で内部空間Ｓ内に射出された溶湯Ｍとの衝突時に、衝突により発生した応力が一部に集中して、応力が集中した部位から中空パイプ３が破壊される事態の発生を好適に防止できる。
【符号の説明】
【００５８】
１        支持構造
２        コアピン
３        中空パイプ
３１      基部
３２      端部
３３      封止部
３４      挿入穴
４        ホルダ
４１      基部
４１ａ    一端
４１１    抜きテーパ部
４２      軸状突起
５        金型
６        固定型
７        可動型
１０      サイドカバー
１２、１３、１４      油路
６１０    凹部
６２０    挿入孔
７１０    凸部
７７      コアピン
７８      コアピン
Ｍ        溶湯
Ｓ        内部空間
Ｘ        軸線
Ｙ        軸線
【図１】
2018149564.tif 000003
【図２】
2018149564.tif 000004
【図３】
2018149564.tif 000005
【図４】
2018149564.tif 000006