(57)【要約】【課題】本発明は油圧シリンダ機構のシリンダヘッドの鋳造のための鋳型に関するものであり、フランジ部に円周方向に離間した複数の筒状孔を有したフランジ付製品の鋳造を精度高くかつ面倒な後工程の必要も無く鋳造しうるようにすることを目的とする。【解決手段】下型２０と、上型２２と、上下に巾木を供えた棒芯中子２４と、板状中子２６とを備え、棒芯中子２４の下端の巾木２４−１は下型２０に支持され、棒芯中子２４の上端の巾木２４−２は板状中子２４に支持され、板状中子２４はその基板２６−１において下型２０の上面の凹部２０Ｂにより支持される。板状中子２４はその下面において円周方向に間隔をおいて配置された先細の棒状部２６−５を備え、この棒状部２６−５は鋳造製品におけるフランジ部におけるボルト孔となる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の型と、第２の型と、中子とを備え、中子は第１の型により支持されて第１の型と中子とにより被鋳造物品の形状に応じたキャビティが形成され、かつ第２の型は第１の型と対向する面において中子に当接していることを特徴とする鋳型。
【請求項２】
第１の型と、第２の型と、板状中子とを備え、第２の型に面した第１の型の面上に凹部が形成され、前記凹部に板状中子の外周部が収容されることにより板状中子は第１の型に支持され、第２の型は第１の型と対向する面において板状中子に当接していることを特徴とする鋳型。
【請求項３】
フランジ部に複数の鋳抜き孔を備えたフランジ付物品の鋳造用鋳型であって、第１の型と、第２の型と、板状中子とを備え、前記板状中子は基板と、前記基板の外周に円周方向に離間して複数設けられ、第１の型に面した前記基板の面より第１の型に向けて突出した棒状部とを有しており、第１の型は板状中子に面した面上に前記板状中子の基板の外周部を収容しかつ板状中子を第１の型に支持するための凹部を備え、第２の型は第１の型と対向する面において板状中子に当接し、板状中子と第１の型との間にフランジ付物品に応じたキャビティが構成され、板状中子の棒状部が鋳造時にフランジ付物品のフランジ部の鋳抜き孔の造形に与ることを特徴とする鋳型。
【請求項４】
請求項２若しくは３に記載の発明において、前記板状中子の外周面は第１の型に向かう方向に先細をなしており、第２の型に面した第１の型の面上の前記凹部の内周面は第２の型から離間する方向に先細となっており、板状中子の先細の外周面が第１の型の凹部の内周面に対向している鋳型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は油圧シリンダ機構のシリンダヘッドのようなフランジ部にボルト孔を備えたフランジ付物品の鋳造のための鋳型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
油圧シリンダ装置においてはシリンダヘッドはフランジを備え、このフランジは相手方物品であるシリンダとの接合のためのものである。即ち、フランジには円周方向に離間して複数のボルト孔が設けられ、ボルトがフランジ部のボルト孔を介してシリンダヘッド端面に螺合され、シリンダヘッドとシリンダとの接合が行われる。この種のシリンダヘッドを鋳造する場合ための従来の鋳型の構造では棒芯中子をその上下の巾木によって砂型に支持させることによりシリンダヘッドの形状に応じたキャビティを砂型と中子との間に形成し、鋳造を行っている。鋳造後にフランジ部に機械加工によってボルト孔を穿設している。このボルト孔は油圧シリンダの組立時にシリンダヘッドをシリンダに連結するためのボルトが螺合される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフランジ付のシリンダヘッドの鋳造に際しては棒芯中子の幅木の下端を下型に支持させ、棒芯中子の上端を上型支持させて、上下の型と棒芯中子との間にシリンダヘッドの形状に応じたキャビティを構成している。即ち、下型のみならず上型もシリンダヘッドの造形に関与する。そのため、下型に対する上型の型合わせ精度如何が製品の精度に大きく影響し、芯ずれ不良が生じやすい結果歩留まりが悪化する問題があった。また、フランジ部へのボルト孔に関しては従来技術ではシリンダヘッドのフランジはまっさらとし、鋳造後にフランジにボルト孔を機械加工により得ていたが、ボルト孔の数が多くなると機械加工の負担が増え、コスト増となっていた。そこで、ボルト孔分の棒芯中子を鋳型底面より樹立させることによりボルト孔となる筒状孔を鋳造時に一挙に形成することが考えられる。しかしながら、この場合、棒芯中子間のガタによる精度の問題がある上、製品の筒状面に鋳バリが出現し、付加的な後工程が必要となる問題点があった。
【０００４】
この発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、相手型部品との接合部にボルト孔を備えた筒状物品の鋳造を精度高くかつ面倒な後工程の必要も無く鋳造しうるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、第１の型と、第２の型と、中子とを備え、中子は第１の型により支持されて第１の型と中子とにより被鋳造物品の形状に応じたキャビティが形成され、かつ第２の型は第１の型と対向する面において中子に当接していることを特徴とする鋳型が提供される。
【０００６】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると、第１の型に対して中子に支持され、第１の型と中子との間に被鋳造物品の形状に応じたキャビティが形成される。そして、第２の型は第１の型と対向する面において面が中子と当接し、中子の固定を行い、中子の浮き上がりを抑えているだけである。そのため、第１の型と第２の型合わせ精度如何は製品の精度に影響を及ぼすことがない。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、第１の型と、第２の型と、板状中子とを備え、第２の型に面した第１の型の面上に凹部が形成され、前記凹部に板状中子の外周部が収容されることにより板状中子は第１の型に支持され、第２の型は第１の型と対向する面において板状中子に当接していることを特徴とする鋳型が提供される。
【０００８】
請求項２の発明の作用・効果を説明すると、板状中子はその外周部が第１の型の凹部に収容されることで第１の型に支持されている。そのため、第１の型と第２の型との合わせ精度如何は製品の精度に影響しない。そして、第２の型は第１の型と対向する面が板状中子と当接しているため、中子は固定状態とされ、換言すれば中子の浮き上がりを防止することができる。また、鋳造時のバリは板状中子と第１の型との合わせ面に出現するが、この部分は製品の端面に相当するため製品の機械仕上げ時に自然に除去される。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、フランジ部に複数の鋳抜き孔を備えたフランジ付物品の鋳造用鋳型であって、第１の型と、第２の型と、板状中子とを備え、前記板状中子は基板と、前記基板の外周に円周方向に離間して複数設けられ、第１の型に面した前記基板の面より第１の型に向けて突出した棒状部とを有しており、第１の型は板状中子に面した面上に前記板状中子の基板の外周部を収容しかつ板状中子を第１の型に支持するための凹部を備え、第２の型は第１の型との対向する面において板状中子に当接し、板状中子と第１の型との間にフランジ付物品に応じたキャビティが構成され、板状中子の棒状部が鋳造時にフランジ付物品のフランジ部の鋳抜き孔の造形に与ることを特徴とする鋳型が提供される。
【００１０】
請求項３の発明の作用・効果を説明すると、板状中子はその基板が第１の型の上面に収容されることにより第１の型により支持され、第２の型は中子の固定のため第１の型に対向した面が板状中子と当接しているだけであるため、第１の型と第２の型との型合わせ精度如何が製品の精度に影響しなという請求項２と同様の作用・効果が得られる。また、板状中子の基板から第１の型に向けて円周方向に離間して複数の棒状部を突出させていることにより、ボルト孔等となる鋳造品の鋳抜き孔を鋳造により造型することができ、後工程での仕上げが効率化されるとともに、棒状部を基板に一体化させて中子を構成しているため、中子の構成がコンパクトとなりまた中子自体の剛性を高めることができる。また、板状中子はその基板が第１の型の凹部に収容され、第１の型に対向した第２の型の面が板状中子と当接していることから、板状中子と第１の型との合わせ面に鋳バリが生ずるが、板状中子と第１の型との合わせ面はフランジ付物品の端面と一致し、フランジ端面の後工程で必須の機械仕上げのときに鋳バリが自動的に切削切除されてしまうという好都合なことになる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、請求項２若しくは３に記載の発明において、前記板状中子の外周面は第１の型に向かう方向に先細をなしており、第２の型に面した第１の型の面上の前記凹部の内周面は第２の型から離間する方向に先細となっており、板状中子の先細の外周面が第１の型の凹部の内周面に対向している鋳型が提供される。
【００１２】
請求項４の発明の作用・効果を説明すると、板状中子の外周面と第１の型の凹部の内周面とは共に先細に成形されているため、第１の型に対する板状中子の装着が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は大型作業機における油圧シリンダを部分的かつ概略的に示しており、１０はシリンダ、１２はピストンロッド、１４はシリンダヘッドであり、シリンダヘッド１４がこの発明の鋳型により鋳造される筒状物品の一態様となる。シリンダヘッド１４はフランジ部１４−１（この発明の接合部）を備え、フランジ部１４−１に形成されるボルト孔１４−２にボルト１６が挿入され、ボルト１６の先端が相手方物品であるシリンダ１０の端面のボルト孔１０−１に螺合され、シリンダ１０に対するシリンダヘッド１４の締結が行われる。また、フランジ部１４−１はその一部が半径方向に張出しており、この張り出し部１４−１Ａ　に油孔１８が設けられ、油孔１８を介してシリンダ内に作動油が導入又は排除され、ピストンロッド１２の先端のピストン（図示しない）を油圧により昇降せしめるようになっていることは周知の通りである。
【００１４】
図２は図１のシリンダヘッド１４を鋳造する鋳型を示しており、下型２０（この発明の第１の型）と、上型２２（この発明の第２の型）と、棒芯中子２４と、板状中子２６とから構成される。この発明の実施形態においては下型２０及び上型２２は生砂型であり、周知のように枠内に型を設置し、生砂を充填し、突き固めることにより構成される。棒芯中子２４及び板状中子２６はこの実施形態においてはシェルモールド法又はコールドボックス法により造型される。棒芯中子２４は下端及び上端が巾木２４−１，　２４−２を構成し、棒芯中子２４の下端の巾木２４−１は下型２０の凹部２０Ａに装着され、その際巾木２４−１のテーパ状外周面が凹部２０Ａのテーパ状内周面に係合される。巾木２４−１と凹部２０Ａとのテーパ面同士の係合により下型２０に対する棒芯中子２４の下端の位置決めがされる。板状中子２６はその基板２６−１が下型２０の上面における凹部２０Ｂに装着される。板状中子２６はその中心にテーパ状孔２６Ａを備えており、このテーパ状孔２６Ａに棒芯中子２４の上端の巾木２４−２が嵌合される。即ち、巾木２４−２と孔２６Ａとのテーパ面同士の係合により板状中子２６に対する棒芯中子上端の位置決めがされる。
【００１５】
次に、板状中子２６について説明すると、板状中子２６は棒芯中子２４と同様にシェルモールド法又はコールドボックス法にて作られる。図３及び図４に示すように、板状中子２６は円板状基板２６−１を備え、基板２６−１は端面２６−１Ａが下向きのテーパをなし、このテーパ面２６−１Ａが下型２０の上面の凹部２０Ｂにつらなるテーパ状外周面２０Ｃに係合される。板状中子２６の外周端面と凹部２０Ｂの内周端面とのテーパ構造により下型２０に対する板状中子２６の装着を効率的に行いうるようになる。
【００１６】
板状中子２６は半径内方に向けて２段の軸方向筒状突出部２６−２，　２６−３を形成し、内周側の軸方向突出部２６−３の内周にテーパ孔２６Ａが設けられ、このテーパ孔２６Ａに前述のように棒芯中子２４の上端側の巾木２４−２が嵌合されている。即ち、この実施形態によれば、棒芯中子２４の上端の巾木２４−２は下型２０に凹部２０Ｂにて支持された板状中子２６によって支持され、下型２０と棒芯中子２４と板状中子２６とによりフランジ付筒状製品のためのキャビティ３０が形成される。
【００１７】
この発明の実施形態においては、板状中子２６はその外周が下型２０の上面に形成される凹部２０Ｂに収容され、これにより板状中子２６は下型２０に支持され、下型２０に支持されるこの板状中子２６により棒芯中子２４の上端の巾木２４−２が支持される。下型２０に対する板状中子２６のこの支持構造においては、上型２２は板状中子２６の位置決めには何ら関与しておらず、板状中子２６の位置は下型２０のみで決められ、換言すれば、板状中子２６の位置は上型２２の、下型２０に対する型合わせ精度の影響を受けないようになっている。また、棒芯中子２４についても下端の巾木２４−１が下型２０により支持されているだけでなく、上端の巾木２４−１も板状中子２６を介して下型２０により支持されている。そのため、棒芯中子２４についてもその位置精度が上型２２の、下型２０に対する型合わせ精度の影響を受けない利点がある。そして、上型２２は底面にて板状中子２６の上面当接する（この実施形態では下型２０に対する上型２２の型合わせ面２２Ａが板状中子２６の板状部２６−１の上面に当接する）ことにより板状中子２６及び棒芯中子２４を固定し、換言すれば中子の浮き上がりを防止している。
【００１８】
図２において、板状中子２６の基板２６−１と下型２０との間のキャビティ３０の部分が筒状製品であるシリンダヘッド１４のフランジ部１４−１を形成する部分となる。図１にて示すように、フランジ部１４−１における片面側の油孔１８の形成部位は半径方向への張り出し部（図３において破線Ｍによりシリンダヘッドの外径線を表すがＭ´は油孔の形成のための張り出し部を表す）形成しているがシリンダヘッドのこの張り出し部分Ｍ´に対応して板状中子２６の基板２６−１から張り出し部２６−４が半径外方に延びている。即ち、張り出し部２６−４はこの実施形態ではその外周は同芯の円周上にあるが、円周方向における端縁２６−４Ａ，　２６−４Ｂにおいて基板２６−１に連なっており、そのうち端縁２６−４Ａについては直径線上にあるが、端縁２６−４Ｂは直径線から外れている。他方、下型２０における板状中子２６を収容する凹部２０Ｂは図３に示すように板状中子２６の基板２６−１を収容する部位は基板２６−１の外周面に応じた円形の内周面を有しているが、張り出し部２６−４を収容する部位２０Ｄでは外側に大きく切り欠かれており、この凹部２０Ｂにおけるこの部位２０Ｄに板状中子２６の張出し部２６−４が丁度収容される。即ち、凹部２０Ｂにおける部位２０Ｄの形状は張出し部２６−４のそれと相補的である。そのため、張出し部２６−４の端縁２６−４Ａ，　２６−４Ｂが凹部２０Ｂにおける部位２０Ｄにおける円周方向に離間した端縁２７Ａ，　２７Ｂに当接することによりいずれの回転方向においても下型２０に対する板状中子２６の回り止めがされている。そして張り出し部２６−４の形状を製品毎に異ならせることにより下型２０とマッチしていない板状中子２６を作業中に誤って選択した場合にあっても凹部２０の部位２０Ｄへの装着ができないため、作業員は即座に選択の誤りに気が付き、作業ミスを未然に防止することができる効果がある。
【００１９】
図２において板状中子２６は基板２６−１の下面からは下向きテーパの棒状部２６−５（本発明の棒状中子部）を周方向に間隔をおいて複数本（この実施形態では１２本）備えている。棒状部２６−５　は下型の対向面まで延びており、棒状部２６−５はこの発明の鋳型による鋳造品の鋳抜き孔を造形するもので、この鋳抜き孔が製品としてのシリンダヘッド１４（図１）のフランジ部１４−１におけるボルト孔１４−２となる。棒状部２６−５の下向きテーパは型抜きを容易とするためである。
【００２０】
図５及び図６は板状中子を製造するためのシェル金型装置を示している。この装置は固定型３４と可動型３６とからなる。図６では固定型３４と可動型３６とは上下に対向するように図示されているが、実際の配置としては多くは固定型３４と可動型３６とは水平対向させて位置している。固定型３４は４隅に設置されたガイド棒４０によって上下に移動する。また、固定型３４と可動型３６とは直径対立位置に設けた一対の位置決めピン４２によって相互の位置関係が設定される。固定型３４を可動型３６に合体させた閉鎖状態において固定型３４を可動型３６との間に板状中子の形状に応じた空間４４が形成される。可動型３６の円周方向に離間した下向テーパ孔３６−１が板状中子２６の棒状部２６−５を造型するための空間部分である。固定型３４と可動型３６との型合わせ面に吹込み口４６が形成される。押し出しピン孔３６−２は型成形面の最外周に沿って複数設けられると共に、円周方向に離間して設けられた各テーパ孔３６−１の底面にも押し出しピン孔３６−３が設けられる。
【００２１】
中子造型時に金型３４，　３６を加熱しておき吹込み口４６より型砂が吹き込まれる。型砂としてはけい砂に少量のフェノールレジンなどの熱硬化性樹脂を混合してなるものなどが使用される。型３４，　３６の加熱により熱硬化性樹脂が硬化し、板状中子２６に成形される。型開きのため可動型３６が移動され、可動型３６に設置された押し出しピン（図示しない）が駆動され、完成した板状中子を下型から分離することができる。押し出しピンは押し出しピン孔３６−２，　３６−３に突き出され、押し出しピンは完成した板状中子の基板２６−１のみならず各棒状部２６−５にも当たるため、スムーズな型抜きが可能となる。
【００２２】
この発明における鋳型によるシリンダヘッドの鋳造においては板状中子２６を使用し、かつ板状中子２６の下面に棒状中子部としての棒状部２６−５を設けている。そのため、鋳造によりシリンダヘッド１４のフランジ部１４−１にボルト孔１４−２が同時造型される。他方、図７はシリンダヘッドを鋳造する場合の従来の鋳型を示しており、本発明のような板状中子は使用せず、棒芯中子２４のみの使用であり、その下端の巾木２４−１は下型２０により支持され、上端の巾木２４−２は上型２２により支持される。本発明とは相違して中子２４の位置は下型２０のみでは決まらず、上型２２によっても影響され、そのため、下型２０と上型２２との型合わせ精度が製品に影響し、芯ずれ不良による歩留まり悪化の問題があった。また、上下の砂型２０，　２２と棒芯中子２４とでシリンダヘッドの形状に応じたキャビティを形成し、鋳造後にフランジ部にボルト孔を穿孔していま面倒があった。他方、本発明では板状中子２６の位置は下型２０のみで決まり、上型２２の型合わせ精度に影響せず、寸ずれ不良による紋段が生じ難い。その上、板状中子２６の棒状部２６−５によりボルト孔を鋳造により一挙に造型している。鋳造後のボルト孔の機械仕上げはもとより必須であるが、まっさらのフランジ部に穿孔作業する図７の従来の場合と比較して加工効率を向上させることが可能である。
【００２３】
以上に加えて、板状中子２６の使用により鋳造後の型分離の際の鋳バリは図２のｐにて示す板状中子２６の載置面に円周方向に出現するが、この部分は鋳造されたシリンダヘッド１４のフランジ（１４−１）端面に相当するが、フランジ端面は鋳造後に機械仕上げが必須の部位であり、また鋳バリも円周方向であるため仕上げ工程と同時に自然に切除されてしまうという好都合なことになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は油圧シリンダのシリンダヘッドとシリンダとの接合部分を示す概略的断面図である。
【図２】図２はこの発明の鋳型の縦断面図である。
【図３】図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って表される矢視断面図である。
【図４】図４はこの発明の板状中子の斜視図である。
【図５】図５は板状中子の造型用金型の平面図（図６のＶ−Ｖ線に沿って表される矢視断面図）である。
【図６】図６は板状中子の造型用金型の縦断面図（図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って表される矢視断面図）である。
【図７】図７は従来の鋳型の縦断面図である。
【符号の説明】
１０…シリンダ
１２…ピストンロッド
１４…シリンダヘッド
１４−２…ボルト孔
２０…下型
２０Ｂ…凹部
２２…上型
２４…棒芯中子
２４−１，　２４−２…幅木
２６…板状中子
２６−１…基板
２６−４…張出し部
２６−４Ａ，　２６−４Ｂ…張出し部端面
２６−５…棒状部
３０…キャビティ
３４…固定型
３６…可動型
４０…ガイド棒
４６…吹込み口
【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】
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【図６】
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【図７】
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