(57)【要約】【課題】砂中子に代えて金属製コアを使用可能にするとともに、金属製コアであっても、成形精度を高くするとともに逆テーパー部の脱型を可能とすることを課題とする。【解決手段】金枠１の受口４側端に当接されるフランジ部１１と、フランジ部１１から管受口４内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部１２とを有し、コア部１２より管受口奥方へさらに伸びる部分１３が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部の一端１９が、周方向に沿って配列された軸周囲に回動自在に支持され、金枠１の回転時の遠心力により分割部１３の他端側が軸２１を中心として径方向外側へと回動移動し内型を形成するようにされ、分割部１３の回動軸２１が受口４外方へ向け管軸に沿って移動するように常時弾性的に付勢されていることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受口を有する管を遠心鋳造する金枠の受口側端に、受口内面を成形するために装着される内型であって、前記金枠の受口側端に当接されるフランジ部と、該フランジ部から前記管受口内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部とを有し、該コア部より管受口奥方へさらに伸びる部分が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部の一端が、周方向に沿って配列された軸周囲に回動自在に支持され、金枠の回転時の遠心力により前記分割部の他端側が前記軸を中心として径方向外側へと回動移動し内型を形成するようにされ、該分割部の回動軸が受口外方へ向け管軸に沿って移動するように常時弾性的に付勢されていることを特徴とする遠心力成形法における受口内面成形コア。
【請求項２】
受口を有する管を遠心鋳造する金枠の受口側端に、受口内面を成形するために装着される内型であって、前記金枠の受口側端に当接されるフランジ部と、該フランジ部から前記管受口内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部とを有し、少なくとも該コア部より管受口奥方へさらに伸びる部分が、鉄‐ニッケル系合金の低熱膨張材より成形された周方向複数個の分割片とされ、それぞれの分割部の一端が、周方向に沿って配列された軸周囲に回動自在に支持され、金枠の回転時の遠心力により前記分割部の他端側が前記軸を中心として径方向外側へと回動移動し内型を形成するようにされてなることを特徴とする遠心力成形法における受口内面成形コア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、遠心力成形法における受口内面成形コアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダクタイル鋳鉄管を遠心鋳造するための装置として、図７に示すものが知られている。図７において、１は遠心鋳造金枠で、駆動ローラ２上に水平方向に支持されることで、その軸心３のまわりに高速で回転できるように構成されている。
【０００３】
ところで、ダクタイル鋳鉄管はその一端に管胴部よりも大径の受口を有するのが通例であり、これに対応して金枠１にもその一端部に他の部分の内径よりも大径とされた受口形成部４が設けられている。
【０００４】
また、ダクタイル鋳鉄管の受口の内周面は複雑な形状を呈するのが一般的であり、このような受口の内周面を形成するために、図示のような砂中子すなわちコア５が用いられている（特許文献１、特許文献２）。
【０００５】
このコア５は、円筒状に形成されるとともに、その外周に、受口内周の溝を形成するための凹凸部や受口奥方を形成する拡径部６が形成されている。
そしてこのコア５は、コアセッター（図示せず）のコアリング７に外ばめされることによってこのコアリング７に支持され、このコアリング７が金枠１に装着されることによって、金枠１の受口形成部４に挿入されて同心状にセットされるように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６２−１２４０６０号公報  第１図
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−１５０１１４号公報  図１
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、遠心鋳造によって管を鋳造した後、金枠１から鋳造管を取り出す場合、コアリング７を金枠１の受口部から引き抜いた後、コア５を付着させたまま鋳造管８を金枠１から引き出し、その後、コア５を破壊することにより受口９内から除去しているので、管８を一本製造するたびに一個のコア５が消費されることとなり、コア５の使用が不経済となる問題があった。
【０００９】
一方、コア５を耐熱金属製とし反復使用可能とすれば、砂中子のように成形の都度廃棄する不経済性はない半面、熱による膨張のため型の成形精度が低下する他、受口奥方に拡径部６のような逆テーパー部や受口内面の溝（図示省略）の成形部分があると、コア５を破壊しない限り抜くことが出来ないので、鋳造が不可能となる問題がある。
【００１０】
この発明は、砂中子に代えて上記金属製コアを使用可能にするとともに、反復使用可能な金属製コアによる成形精度を高くするとともに逆テーパー部の脱型も可能とすることを課題として成されたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため請求項１の発明は、受口を有する管を遠心鋳造する金枠の受口側端に、受口内面を成形するために装着される内型であって、前記金枠の受口側端に当接されるフランジ部と、該フランジ部から前記管受口内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部とを有し、該コア部より管受口奥方へさらに伸びる部分が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部の一端が、周方向に沿って配列された軸周囲に回動自在に支持され、金枠の回転時の遠心力により前記分割部の他端側が前記軸を中心として径方向外側へと回動移動し内型を形成するようにされ、該分割部の回動軸が受口外方へ向け管軸に沿って移動するように常時弾性的に付勢されていることを特徴とするものである。
【００１２】
すなわち、本発明は、逆テーパ部などを成形するコアの分割部はそれぞれ周方向に沿った軸を中心として回動運動出来るようにされているので、この回動によりコアが縮径変形され、容易に脱型可能となる。したがって、逆テーパを有する内面形状や周方向凹溝などを有した複雑な内面形状の受口であっても金属製コアで成形可能となる。
【００１３】
また、それぞれの回動する分割部は、支持するフランジに対し受口外方へ移動するように常時弾性的に付勢されているので、注入される溶湯によって分割部が加熱され熱により膨張伸張し、伸びが発生してもフランジに対する相対位置は一定とすることができ、隙間の発生、これに伴うバリの発生などもなく精度良く受口を成形できる。
【００１４】
請求項２の発明は、受口を有する管を遠心鋳造する金枠の受口側端に、受口内面を成形するために装着される内型であって、前記金枠の受口側端に当接されるフランジ部と、該フランジ部から前記管受口内面の受口奥方へ向け同軸に伸びるコア部とを有し、少なくとも該コア部より管受口奥方へさらに伸びる部分が、鉄‐ニッケル系合金の低熱膨張材より成形された周方向複数個の分割片とされ、それぞれの分割部の一端が、周方向に沿って配列された軸周囲に回動自在に支持され、金枠の回転時の遠心力により前記分割部の他端側が前記軸を中心として径方向外側へと回動移動し内型を形成するようにされてなることを特徴とするものである。
【００１５】
それぞれの回動する分割部は、鉄‐ニッケル系合金の低熱膨張材より成形されているので、注入される溶湯によって加熱されても膨張伸張が殆どなく、熱膨張にともなう分割部間の隙間の発生がなく、従ってバリの発生などもなく精度良く受口を成形できる。なお、少なくともとするのは、コア部より管受口奥方へさらに伸びる部分が低熱膨張材より成形されていればよいとの意で、コア部も低熱膨張材で成形されていても良いことを意味する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態である遠心力成形法における受口内面成形コアについて説明する。
実施の形態１
図１はこの発明の実施の形態１である遠心力成形法における受口内面成形コアの要部断面図、図２は図１の左側から見た正面図、図３はＡ−Ａ線矢視拡大断面図である。
【００１７】
図１〜３において、１は遠心鋳造金枠、４はその受口形成部でこれらは図４に示したものと同様の構成である。
この金枠１における受口形成部４の開口部に遠心力成形法における受口内面成形コア１０が配置される。
【００１８】
この受口内面成形コア１０は、図に示すように金枠１の受口形成部４の開口端に当接されるフランジ部１１と、このフランジ部１１から同心状に受口形成部４の開口端より奥方へとテーパ状に径が縮小していく縮径コア部１２と、この縮径コア部１２からさらに管受口奥方へと伸びる分割コア部１３を有して形成されている。
【００１９】
そして、上記受口内面成形コア１０におけるフランジ部１１と縮径コア部１２とは一体成形されているが、分割拡径コア部１３は以下のような分割構造とされている。
【００２０】
すなわち、分割拡径コア部１３は、図２、図３に示すように周方向に６分割とされ、縮径コア部１２から管受口奥方へと伸びている分割コア部１３の各分割部１３ａ〜１３ｆは、フランジ部１１方向へ延びるアーム１８を有し、アーム１８の一端がフランジ部１１の端面に軸支されている。
【００２１】
各分割部１３ａ〜１３ｆの互いの接触面２２…は、拡径時に互いに嵌まり合いやすいよう、図に示すように周方向長さの長い分割部１３ｂ、１３ｄ、１３ｆの互いに向き合う面が回転中心軸方向へ向けハ字状に開く面とされ、周方向長さの短い分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｅがその隙間に入り込んでいく形状とされている。
そして、アーム１８…は、支持軸２１に回動自在に軸支されている。
【００２２】
アーム１８の支持軸２１による軸支部１９は、端面に開口するＵ字状の係合溝１９ａと、その開放端にねじ嵌合する止めボルト２０と、止めボルト２０と支持軸２１との間に圧縮介挿されたつるまきバネ２２とから構成され、つるまきバネ２２の反発弾性より分割部１３ａ〜１３ｆは、それぞれ常時受口外方へ軸方向に付勢されている。そして、分割部１３ａ〜１３ｆが回動したとき、接触部２３がコア１２の先端と接触して静止固定するようにされている。
【００２３】
次に、上記実施の形態２における受口内面成形コア１０の作動について説明する。
まず、受口内面成形コア１０を適当な治具を用いて拡径展開するなどして外面に塗型材（図示せず）を塗布し、ついで各分割部１３ａ〜１３ｆを、図１に二点鎖線で示すように中心方向へ回動させて縮径した状態とし、金枠１の受口開口端に挿入しフランジ部１１で固定する。
【００２４】
次に、遠心成形に備え金枠１を回転させると、各分割部１３ａ…にも遠心力が作用し径方向へ移動しようとする力が作用し始める。
回転力が増し遠心力が増すと、まず質量の大きい幅広の分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｄが拡径移動し、接触部２３がコア１２先端に接して固定され、次いで幅狭の分割部１３ｂ、１３ｄ、１３ｅが拡径移動し、同様に接触部２３に接して精子固定される。後に拡径移動する分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｅは、先に開いた幅広の分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｄの間のハ字状に開いた隙間に嵌合していくことになるので、確実に円周状のコアが形成される。
【００２５】
そして、分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｄの間に入り込んで図３に示したような完全な円周面を有する内面型を形成する。
そして、金枠１内に溶湯を流し込んで管８を遠心力により成形する。
【００２６】
このとき、分割部１３ａ〜１３ｆは、溶湯の熱によりかなりの高温に熱せられ膨張変形するが、各分割部１３ａ〜１３ｆは、それぞれ支持軸２１に対して受口外方へ向けてバネ２２により軸方向へ弾撥付勢されているので、熱による伸張があっても、伸びた分はバネ２２により引っ張られて収縮する方向へ移動するので、コア１２先端と分割部１３ａ〜１３ｆの接触部２３に隙間が出来ることがなく、熱変形による製品の成形精度低下や隙間発生によるバリの発生などが防げるのである。
【００２７】
そして、そのまましばらく回転を続けその間に溶湯を冷却、凝結させる。
次に、金枠１の回転数を低下させていくと、分割部１３ａ〜１３ｆに作用する遠心力も小さくなり始め、巾の広い分割部１３ｂ〜１３ｆが縮径方向へ移動しようとし、それに押されて巾の狭い分割部１３ａ〜１３ｅも縮径方向へと移動し図１０に二点鎖線で示すように縮径し脱型可能となる。
【００２８】
次いで、従来と同様遠心力成形された管８を引抜く。
そして、再びコア１０の外面に前出と同様、塗型材を塗布し次回の遠心鋳造に備えるのである。
【００２９】
従って、金属製のコアであっても反復使用が可能となるのである。
実施の形態２
図４はこの発明の実施の形態である遠心力成形法における受口内面成形コアの要部断面図、図５は図４の左側から見た正面図、図６はＡ−Ａ線矢視拡大断面図である。
【００３０】
図４〜６において、１は遠心鋳造金枠、４はその受口形成部でこれらは図７に示したものと同様である。
この金枠１における受口形成部４の開口部に遠心力成形法における受口内面成形コア１０が配置される。
【００３１】
この受口内面成形コア１０は、図に示すように金枠１の受口形成部４の開口端に当接されるフランジ部１１と、このフランジ部１１から同心状に受口形成部４の開口端より奥方へとテーパ状に径が縮小していく縮径コア部１２と、この縮径コア部１２からさらに管受口奥方へと伸びる、鉄‐ニッケル系合金の低熱膨張材より成形された分割コア部１３を有して形成されている。
【００３２】
そして、上記受口内面成形コア１０におけるフランジ部１１と縮径コア部１２とは一体成形されているが、分割コア部１３は、実施の形態１の受口内面成形コアと同様、以下のような分割構造とされている。
【００３３】
すなわち、分割コア部１３は、図５、図６に示すように周方向に６分割とされ、縮径コア部１２から管受口奥方へと伸びている分割コア部１３の各分割部１３ａ〜１３ｆは、フランジ部１１方向へ延びるアーム１８を有し、アーム１８の一端がフランジ部１１の端面に軸支されている。
【００３４】
各分割部１３ａ〜１３ｆの互いの接触面２２…は、拡径時に互いに嵌まり合いやすいよう、図に示すように周方向長さの長い分割部１３ｂ、１３ｄ、１３ｆの互いに向き合う面が回転中心軸方向へ向けハ字状に開く面とされ、周方向長さの短い分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｅがその隙間に入り込んでいく形状とされている。
【００３５】
アーム１８…は、実施の形態１の受口内面成形コアとは異なり、支持軸２１に回動自在に軸支され、軸方向へは移動しないように軸支されている。
ところで、上記説明において、分割コア部１３…を形成する鉄‐ニッケル系合金の低熱膨張材とは、例えば、鉄−ニッケル系合金内のニッケル含有量が３６％とされた合金をいい、非常に低熱膨張係数である特性を有し、具体的には、常温から４００℃程度までの温度範囲内でも平均熱膨張係数が４×１０−６／Ｋとほぼ一定値を示し、この数値が殆ど変化しない性質を有する。因みに、これ以外の鉄‐ニッケル系合金の平均熱膨張係数を一定値に維持できる温度帯域は、常温〜２００℃までで、これら一般の合金に比べて本発明で用いる鉄‐ニッケル系合金の低熱膨張材による熱膨張係数はおよそ半分にまで低くできる。
【００３６】
次に、上記実施の形態２における受口内面成形コア１０の作動について説明する。
まず、受口内面成形コア１０を適当な治具を用いて拡径展開するなどして外面に塗型材（図示せず）を塗布し、ついで各分割部１３ａ〜１３ｆを、図４に二点鎖線で示すように中心方向へ回動させて縮径した状態とし、金枠１の受口開口端に挿入しフランジ部１１で固定する。
【００３７】
次に、遠心成形に備え金枠１を回転させると、各分割部１３ａ…にも遠心力が作用し径方向へ移動しようとする力が作用し始める。
回転力が増し遠心力が増すと、まず質量の大きい幅広の分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｄが拡径移動し、接触部２３がコア１２先端に接して固定され、次いで幅狭の分割部１３ｂ、１３ｄ、１３ｅが拡径移動し、同様に接触部２３に接して静止固定される。後に拡径移動する分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｅは、先に開いた幅広の分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｄの間のハ字状に開いた隙間に嵌合していくことになるので、確実に円周状のコアが形成される。
【００３８】
そして、分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｄの間に入り込んで図３に示したような完全な円周面を有する内面型を形成する。
そして、金枠１内に溶湯を流し込んで管８を遠心力により成形する。
【００３９】
このとき、分割部１３ａ〜１３ｆは、溶湯の熱によりかなりの高温に熱せられるが、各分割部１３ａ〜１３ｆは、鉄‐ニッケル系合金の低熱膨張材で形成されているため、熱による伸張が殆ど無く、このためコア１２先端と分割部１３ａ〜１３ｆの接触部２３に隙間が殆ど出来ることがない。従って、熱変形による製品の成形精度低下や隙間発生によるバリの発生などが防げるのである。
【００４０】
そして、そのまましばらく回転を続けその間に溶湯を冷却、凝結させる。
次に、金枠１の回転数を低下させていくと、分割部１３ａ〜１３ｆに作用する遠心力も小さくなり始め、巾の広い分割部１３ｂ〜１３ｆが縮径方向へ移動しようとし、それに押されて巾の狭い分割部１３ａ〜１３ｅも縮径方向へと移動し図１０に二点鎖線で示すように縮径し脱型可能となる。
【００４１】
次いで、従来と同様遠心力成形された管８を引抜く。
そして、再びコア１０の外面に前出と同様、塗型材を塗布し次回の遠心鋳造に備えるのである。
【００４２】
従って、金属製のコアであっても反復使用が可能となるのである。この実施の形態の場合は、実施の形態１に示したような分割部の複雑な軸支構造が不要となり、その分機構的なメンテナンスなども不要となる。
【００４３】
なお、上記実施の形態２としてフランジ部１１、縮径コア部１２も同様に鉄−ニッケル系合金の低熱膨張材により形成しても良い。
この場合は、フランジ部１１、縮径コア部１２が同様に軸方向へ伸張するのを防止できると共に、周方向へも膨張変形するのが防止され、よってさらに精度の良い製品が成形可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように、鋳鉄管の遠心成形において、受口内面を形成する内面成形コアを反復使用可能な金属製コアとすると共に、この金属製コアを構成する分割部を、回動軸に対し常時膨張による伸張が吸収される方向へ弾性的に付勢しているので、精度よく製品を鋳造できるとともに、形の接続部のバリなどの発生もなくすことが出来るなど種々の効果を有する。
【００４５】
また、分割部を低熱膨張材により形成した場合は、熱による膨張収縮が少ないので、寸法精度が向上し、また分割部の熱による膨張収縮変形が少ないことから、バリの発生も少なくできる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である遠心力成形法における受口内面成形コアの断面図である。
【図２】図１の左側から見た正面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】この発明の実施の形態２である遠心力成形法における受口内面成形コアの断面図である。
【図５】図４の左側から見た正面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図７】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１      遠心鋳造金枠
４      受口形成部
１０      受口内面成形コア
１１      フランジ部
１２      コア状の内型部
１３      分割コア部
１３ａ    分割部
１３ｂ    分割部
１３ｃ    分割部
１３ｄ    分割部
１３ｅ    分割部
１３ｆ    分割部
１８      アーム
１９      軸支部
１９ａ    Ｕ字状の係合溝
２０      止めボルト
２１      支持軸
２２      つるまきバネ
２３      接触部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004174528.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004174528.tif 000009