(57)【要約】【課題】本発明は、油圧シリンダにおけるシリンダヘッドなどのようなフランジ付筒状製品の鋳造のための板状中子に関し、不注意による間違った下型への装着を未然排除することを目的とする。【解決手段】板状中子２６は円板部２６−１と、円周方向に離間して複数設けられ、円板部の下面より下型に向けて突出した棒状部２６−５とを備える。板状中子２６の前記円板部２６−１はその外周に沿って所定周長の半径方向の張出し部２６−４を有し、下型２０の上面には板状中子２６の収容のための凹部２０Ｂが形成され、凹部２０Ｂと板状中子２６の円板部２６−１を収容する内周が円形の部分と、張出し部２６−４を収容するための部分２０Ｄとを有する。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板部と、前記円板部の円周方向に離間して複数設けられ、円板部の片面から一体に突出する複数の棒状部とを備え、円板部はその外周に沿った所定長の部位に半径方向の張出し部を有したことを特徴とする板状中子。
【請求項２】
請求項１に記載の発明において、板状中子はフランジ付筒状部品としての油圧シリンダ装置用のシリンダヘッドの鋳造のためのものであり、前記張出し部はシリンダヘッドの外周突出部である流路形成部に応じた張出し形状をなしている板状中子。
【請求項３】
円周方向に離間した複数の鋳抜き孔を備えたフランジ付製品の鋳造用鋳型であって、円板部と、円周方向に離間して複数設けられ、円板部の片面より突出した棒状部とを有した板状中子を備え、板状中子の前記円板部はその外周に沿って所定周長の半径方向の張出し部を有し、板状中子の円板部の前記片面に面した鋳型の面上には板状中子の収容のための凹部が形成され、前記凹部は板状中子の前記円板部を収容する第１の部分と板状中子の前記張出し部を収容する第２の部分とを有していることを特徴とする鋳型。
【請求項４】
円周方向に離間した複数の鋳抜き孔を備えたフランジ付筒状製品の鋳造用鋳型であって、第１の型と、第２の型と、両端に巾木を備えた棒芯中子と、板状中子とを備え、棒芯中子一端の巾木は第１の型に支持され、棒芯中子の他端の巾木は板状中子に支持され、板状中子は棒芯中子とともに第１の型との間で鋳造製品に対応したキャビティを構成するべく第２の型に面した第１の型の面上に形成された凹部に支持され、板状中子は第１の型に面した面上において円周方向に間隔をおいて配置された棒状部を備え、板状中子の前記円板部はその外周に沿って所定周長の半径方向の張出し部を有し、前記凹部は板状中子の前記円板部を収容する第１の部分と板状中子の前記張出し部を収容する第２の部分とを有していることを特徴とする鋳型。
【請求項５】
請求項３若しくは４に記載の発明において、鋳型はフランジ付製品としての油圧シリンダ装置用のシリンダヘッドの鋳造のためのものであり、前記張出し部はシリンダヘッドの外周突出部である流路形成部に応じた張出し形状をなしている板鋳型。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか一項に記載の発明において、第１の型における前記凹部の第１の部分はその内周が円周上に位置され、第２の部分は前記円周より外側において切り欠かれており、円周方向に離間した一対の端縁を有している鋳型。
【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装置におけるシリンダヘッドのような筒状製品の鋳造用の板状中子及び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けるシリンダヘッドのようなフランジ付の筒状部品が使用されている。フランジ部にはシリンダに接続するための円周方向に離間した複数のボルト孔が設けられる。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棒芯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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術ではボルト孔は鋳造後に機械加工していたが、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、別の中子を使用することによりボルト孔となる鋳抜き孔を鋳造時に形成することが考えられる。この場合、円板部と円板部から下型に向け突出する棒状部とから成る板状中子に構成し、板状中子を砂型に装着することが考えられる。この種のシリンダヘッドでは僅かずつ外径やボルト孔の数が異なった複数の種類があり、これらの複数の種類のシリンダヘッドも同一鋳造工場で製造されることはごく普通である。この場合板状中子の外観は近似しており、作業員のミスによって作業指示内容とは異なった板状中子を選択してしまうことがある。そして、このような間違った板状中子の選択であっても外観が近似しているため砂型にそれほどの違和感なく装着しうることがあり、鋳造作業に進み、欠陥品となってしまうことはありえた。
【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、形状がやや異なる複数のフランジ孔付筒状部品を同時的に鋳造する場合における前記のような誤作業のおそれを解消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、円板部と、前記円板部の円周方向に離間して複数設けられ、円板部の片面から一体に突出する複数の棒状部とを備え、円板部はその外周に沿った所定長の部位に半径方向の張出し部を有したことを特徴とする板状中子が提供される。
【０００６】
請求項１の発明の作用・効果を説明すると、円板部の下面から突出する複数の棒状部により鋳造時に鋳抜き孔を造型でき、かつ円板部の外周に沿った所定長の部位で半径外方の張出し部を設けることにより円周方向の位置決めを行うことができると共に、張出し部の形状を適宜に異ならせることによって中子間の区別を行い、不注意による作業ミスを防止することができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、板状中子はフランジ付筒状部品としての油圧シリンダ装置用のシリンダヘッドの鋳造のためのものであり、前記張出し部はシリンダヘッドの外周突出部である流路形成部に応じた張出し形状をなしている板状中子が提供される。
【０００８】
請求項２の発明の作用・効果を説明すると、シリンダヘッドの外周突出部の造形に与る張出し部は板状中子の回り止めとしても機能し、回り止めを別個に必要としないため中子の構成をより単純化し、中子のコスト低減を図ることができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、円周方向に離間した複数の鋳抜き孔を備えたフランジ付製品の鋳造用鋳型であって、円板部と、円周方向に離間して複数設けられ、円板部の片面より突出した棒状部とを有した板状中子を備え、板状中子の前記円板部はその外周に沿って所定周長の半径方向の張出し部を有し、板状中子の円板部の前記片面に面した鋳型の面上には板状中子の収容のための凹部が形成され、前記凹部は板状中子の前記円板部を収容する第１の部分と板状中子の前記張出し部を収容する第２の部分とを有してい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、中子の円板部に鋳型に向けて突出する棒状部を形成することによりフランジ付製製品の鋳造時にフランジ部にボルト孔などのための鋳抜き孔を造型できると共に、板状中子に面した鋳型面上に凹部を設け、凹部を板状中子の円板部の収容のための第１の部分と張出し部の収容の第２の部分とから構成することにより板状中子の回り止め（角度位置決め）機能を得ることがでると同時に張出し部及び張出し部を収容する凹部の第２の部分の形状を製品毎に適宜異ならせることにより間違った中子の装着ができなくなるようにできるため、単純な作業ミスを事前に排除することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、円周方向に離間した複数の鋳抜き孔を備えたフランジ付筒状製品の鋳造用鋳型であって、第１の型と、第２の型と、両端に巾木を備えた棒芯中子と、板状中子とを備え、棒芯中子一端の巾木は第１の型に支持され、棒芯中子の他端の巾木は板状中子に支持され、板状中子は棒芯中子とともに第１の型との間で鋳造製品に対応したキャビティを構成するべく第２の型に面した第１の型の面上に形成された凹部に支持され、板状中子は第１の型に面したその面上において円周方向に間隔をおいて配置された棒状部を備え、板状中子の前記円板部はその外周に沿って所定周長の半径方向の張出し部を有し、前記凹部は板状中子の前記円板部を収容する第１の部分と板状中子の前記張出し部を収容する第２の部分とを有したことを特徴とす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、棒芯中子と、棒状部を下面に有した板状中子とによりフランジ部にボルト孔等のための鋳抜き孔を有したフランジ付筒状製品の造型が可能であり、かつ第２の型に面した第１の型の面上に板状中子の収容のための凹部を設け、この凹部を円板部の収容のための第１の部分と張出し部の収容のための第２の部分とから構成することにより板状中子の、回り止め機能が得られると同時に張出し部及び張出し部を収容する凹部の第２部分との形状を適宜異ならせることにより間違った中子の装着ができなくなるため、単純な作業ミスを事前に排除することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３若しくは４に記載の発明において、鋳型はフランジ付製品としての油圧シリンダ装置用のシリンダヘッドの鋳造のためのものであり、前記張出し部はシリンダヘッドの外周突出部である流路形成部に応じた張出し形状をなしている板鋳型が提供される。
【００１４】
請求項５の発明の作用・効果を説明すると、シリンダヘッドの外周突出部の造形に与る張出し部は板状中子の回り止めとしても機能し、回り止めを別個に必要としないためを含めた鋳型の構成をより単純化し、鋳型のコスト低減を図ることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、請求項３から５のいずれか一項に記載の発明において、第１の型における前記凹部の第１の部分はその内周が円周上に位置され、第２の部分は前記円周より外側において切り欠かれており、円周方向に離間した一対の端縁を有している鋳型が提供される。
【００１６】
請求項６の発明の作用・効果を説明すると、前記一対の端縁は板状中子の張出し部にいずれの円周方向にも係合することにより板状中子の確実な回り止め機能を達成するとともに、張出し部の形状との組み合わせにより、不正な板状中子の装着を未然排除するという機能をより効果的に達成することができる。
【００１７】
【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製品の一態様となる。シリンダヘッド１４はフランジ部１４−１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。
【００１８】
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。
【００１９】
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は円板部２６−１を備え、円板部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内周面２０Ｃに係合される。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、この発明によれば、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。
【００２０】
この発明においては、板状中子２６は下型２０の上面の凹部２０Ｂに載置・収容されており、換言すれば、板状中子２６は下型２０に支持されている。そしてこの下型２０に支持された板状中子２６に棒芯中子２４の上端の幅木２４−２が支持され、上型２２は下型２０に対向した下面（下型２０と上型２２との型合わせ面）が板状中子２６の上面に当接（即ち、中子２４，　２６を上下に固定）する。このように棒芯中子２４の上端の巾木２４−２を下型２０に支持した板状中子２６によって支持した鋳型構造においては、上型２２は棒芯中子２４の位置決めには何ら関与しておらず、板状中子２６及び棒芯中子２４の位置は下型２０のみで決められ、換言すれば、板状中子２６及び棒芯中子２４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。そして、上型２２は底面２２Ａ，　２２Ｂにて板状中子２６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の浮き上がりが防止される。
【００２１】
図２において、板状中子２６の円板部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´（図１の油圧シリンダフランジ１４−１における張出し部１４−１Ａに対応）は油孔の形成のための張出し部を表す）を形成しているがシリンダヘッドのこの張出し部分Ｍ´に対応して板状中子２６の円板部２６−１から張出し部２６−４が半径外方に延びている。即ち、張出し部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において円板部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は円板部２６−１及び張出し部２６−４を丁度良く収容するため、後述の形状をなしている。中子２６の張出し部２６−４は造型機能からすればシリンダヘッドのフランジ１４−１における張出し部１４−１Ａ　の形成ができればよいのであるが、この発明では張出し部２６−４の形状は製品のバリエーション間で適宜変更することにより後述の通り間違った中子の装着ができなくなり、不注意による作業ミスの未然排除を行うことができる。
【００２２】
図２において板状中子２６は円板部２６−１の下面からは下向きテーパの棒状部２６−５　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となる鋳抜き孔を鋳造時に造形する。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。棒状部２６−５は本発明の鋳型により製造される鋳造品の鋳抜き孔の形成に与ることになる。
【００２３】
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。
【００２４】
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。型開きのため固定型３４が移動され、可動型３６に設置された押し出しピン（図示せず）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棒芯中子押え方の円板部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。
【００２５】
図２の鋳型においては、棒芯中子２４の上端の巾木２４−２は下型２０に支持された板状中子２６によって支持されている。他方上型２２は下型２０に対向した下面が板状中子２６の上面に当接することにより中子を上下に固定する機能のみを達成し、棒芯中子２４の位置は下端はもとより上端も下型２０のみにより決定される。そのため、下型２０に対する上型２２の合わせ精度如何は棒芯中子２４の位置精度に影響しない利点がある。
【００２６】
図３に示すように、下型２０の上面に形成される凹部２０Ｂは板状中子２６の円板部２６−１を収容する部位（この発明における凹部の第１の部分）においては円形の内周を形成しているが、板状中子２６の張出し部２６−４を収容）する部位２０Ｄ（この発明における凹部の第２の部分）においては、より外側に大きく切り欠かれ、その結果、それぞれが外方に延び、円周方向に離間した一対の端縁２７Ａ，　２７Ｂを形成するようにされる。凹部２０Ｂにおける端縁２７Ａ，　２７Ｂ間の部位２０Ｄに板状中子２６の張出し部２６−４が収容される。この実施形態では凹部２０Ｂにおける端縁２７Ａ，　２７Ｂ間の部分２０Ｄの形状は板状中子２６の張出し部２６−４と相補的な形状をなしており、板状中子２６の張出し部２６−４は凹部２０Ｂに全周において隙間なくピッタリ嵌合しており、これにより板状中子２６の回り止め機能が得られ、下型２０に対する板状中子２６の所期の角度位置が得られる。即ち、張出し部２６−４の円周方向の端縁２６−４Ａ，　２６−４Ｂが回転方向に応じて凹部における円周方向端縁２７Ａ，　２７Ｂのいずれかに当接することにより下型２０に対する板状中子２６の回転方向の位置決めがされる。そして、板状中子２６の張出し部２６−４及びそれに組み合わせられる下型２０の凹部２０Ｂにおける部分２０Ｄの形状は製品のバリエーション毎に適宜異ならせ、下型２０に対して間違った板状中子２６の選択が行われた場合、装着しえないようにすることで、ケアレスミスによる対策とすることができる。即ち、鋳物工場では径などが少しずつ異なった複数のバリエーションの製品の同時鋳造を行うことはよくあり、間違った中子を使用してしまうと製品としては欠陥品になるためこのようなミスは起こさないようにする必要がある。この発明では板状中子２６の張出し部２６−４の形状を製品バリエーションで異ならせることにより正しい組み合わせのみで下型に対する板状中子の装着が可能となることによりケアレスミスの未然防止を図ることができる。
【００２７】
張出し部２６−４の形状変更の手法として端縁２６−４Ａ，　２６−４Ｂの向きを代えることができる。即ち、図３の実施形態では端縁２６−４Ａは中心と交わる線上に位置し、端縁２６−４Ｂは中心と交わらない線上に位置している。別のバリエーションの中子の端縁を２点差線２６−４Ａ’，　２６−４Ｂ’のようにその指向方向を入れ替えることにより図３の形状の凹部２０Ｄには装着ができなくなり、間違ったバリエーションの中子を装着してしまうというミスが未然に防止される。中子の製造上の観点からは張出し部２６−４はその端縁が２６−４Ａ　のように中心を向いていると角が急峻になるため端縁２６−４Ｂのようになるべく中心から離間した線上に位置させて角が急峻とならないようにした方が好ましいがこのように端縁２６−４Ａ，　２６−４Ｂの向きをわざわざ異ならせる手法によりケアレスミスの発生の防止に寄与させている。
【００２８】
図７は別実施形態の板状中子２６を示し、張り出し部２６−４の外周の形状を変更することにより間違った中子の装着の防止を図っている。この実施形態においても下型の上面の凹部における張出し部２６−４の収容部分２０Ｄは張出し部２６−４と相補的な形状を有している。この図７においては張出し部２６−４の外周は円周と直線との組み合わせとなっており、図３の場合円周のみであることと相違している。図３のように円周のみであると、少し小ぶりの板状中子を間違って選択しても下型に装着しうることがあるが、図６のように張出し部２６−４の外周を円周と直線との組み合わせにすることにより板状中子２６と下型２０との正しい組み合わせ以外は両者の装着はできないようにすることができ、作業員の不注意による作業ミスを未然に防止することができる。図７の実施形態においても図３と同様張出し部２６−４の端縁は中心を指向したもの２６−４Ａと中心からはずれたもの２６−４Ｂとの組み合わせとなっており、このような組み合わせも誤装着の防止に寄与させることができる。尚、この発明の実施形態においては板状中子２６の張出し部２６−４と下型２０上面の凹部２０Ｂにおける張出し部２６−４の収容部分２０Ｄとは必ずしも相補的である必要はなく、回り止め機能が達成され、かつ不正な装着を防止しうるようにされていればよい。
【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は図３と同様であるが張出し部の外周の形状を直線と円周との組み合わせに変更した場合を示す。
【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
２０Ｄ…凹部における板状中子の張出し部を収容する部分
２２…上型
２４…棒芯中子
２４−１，　２４−２…幅木
２６…板状中子
２６−１…円板部
２６−４…張出し部
２６−５…棒状部
３０…キャビティ
【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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