(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に関し、棒芯中子の位置精度を高め、歩留まりを高めることを目的とする。【解決手段】下型２０と、上型２２と、上下に巾木を備えた棒芯中子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はその円板部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
2004025206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の型と、第２の型と、両端に巾木を備えた第１の中子と、第２の中子とを備え、第１の中子一端の巾木は第１の型に支持され、第１の中子他端の巾木は第２の中子に支持され、第２の中子は第１の型により支持されることを特徴とする鋳型。
【請求項２】
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、棒芯中子他端の巾木は前記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外周部が第１の型により支持されたことを特徴とする鋳型。
【請求項３】
フランジ部に鋳抜き孔を備えた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、棒芯中子他端の巾木は前記板状中子に支持され、板状中子は棒芯中子とともに第１の型と第２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外周部が第１の型により支持され、板状中子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を備え、この棒状部は鋳造製品におけるフランジ部における鋳抜き孔とな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、第１の型は第２の型に面して凹部を備えており、この凹部に板状中子の外周部が収容され、第２の型は第１の型と対向する面が板状中子に当接している鋳型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は鋳型に関するものであり、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に適したものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋳型により筒状製品を鋳造する場合、棒芯中子を使用することにより筒状製品の形状に準じたキャビティを形成している。上下の型に対する棒芯中子の安定支持を行うため、棒芯中子の上下は巾木とし、それぞれの巾木を下型及び上型に形成された凹部に嵌合させ支持させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
筒状部品を鋳造するための従来の鋳型の構造では棒芯中子は下端の巾木において下型に支持され、上端の巾木において上型に支持されている（図７参照）。筒状製品の精度を得るためには棒芯中子は下型及び上型に対する所期の位置に取付けられている必要がある。従来の構造では棒芯中子の上端の巾木は上型に支持される構造であるため、棒芯中子の位置は上型の、下型に対する合わせ精度による影響を受けていた。そのため、従来の鋳型の構造では棒芯中子の所期の位置精度を出しにくい問題があり、芯ずれ不良が生じやすい結果歩留まりが悪いなどの問題点があった。
【０００４】
この発明は以上の問題点を解決し、棒芯中子の位置精度を高め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、両端に巾木を備えた第１の中子と、第２の中子とを備え、第１の中子一端の巾木は第１の型に支持され、第１の中子他端の巾木は第２の中子に支持され、第２の中子は第１の型により支持され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の中子他端の巾木は第１の型に支持された第２の中子によって支持されている。他方第２の型は第１の型に対向した面が第２の中子と当接することにより中子の浮き上がりを防止する機能のみを達成し、第１の中子の位置は第１の型のみによって決定される。そのため、第２の型の、第１の型に対する合わせ精度如何は第１の中子の位置精度に影響しないため、芯ずれ不良が生じ難く精度の高い製品を歩留まり高く得ることができる。
【０００７】
請求項２に記載の発明によれば、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、棒芯中子他端の巾木は前記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外周部が第１の型により支持された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、棒芯中子他端の巾木は第１の型に支持された板状中子によって支持されており、請求項１と同様に第２の型の、第１の型に対する合わせ精度如何は棒芯中子の位置精度に影響しない効果を得ることができ、フランジ付筒状製品を高歩留まりにて鋳造することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明によれば、フランジ部に鋳抜き孔を備えた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、棒芯中子他端の巾木は前記板状中子に支持され、板状中子は棒芯中子とともに第１の型と第２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外周部が第１の型により支持され、板状中子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を備え、この棒状部は鋳造製品におけるフランジ部における鋳抜き孔とな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、棒芯中子他端の巾木は第１の型に支持された板状中子によって支持されており、請求項２と同様に第２の型の、第１の型に対する合わせ精度如何は棒芯中子の位置精度に影響しない効果を得ることができる上、板状中子に設けた先細の棒状部により筒状製品のフランジ部の鋳抜き孔を鋳造時に一挙に得ることができる。
【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、第１の型は第２の型に面して凹部を備えており、この凹部に板状中子の外周部が収容され、第２の型は第１の型と対向する面が板状中子の当接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、第１の型の凹部に板状中子の外周部が収容され、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板状中子の浮き上がりを防止し、板状中子を第１の型に対して確実に支持することができる。
【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（この発明の鋳型により造形される鋳造品の鋳抜き孔に対応する）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を鋳造する鋳型の要部を示しており、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（この発明の第１の中子）と、板状中子２６（この発明の第２の中子）とからなる。下型２０及び上型２２はこの実施形態では生砂型であり、周知のように鋳型枠内に模型を設置し、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を形成し、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。板状中子２６はその円板部２６−１が下型２０の上面における凹部２０Ｂに装着され、これにより板状中子２６は下型２０に支持（位置決め）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外周面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。
【００１６】
この発明においては、板状中子２６はその外周の円板部２６−１が下型２０の上面の凹部２０Ｄに収容されることにより下型２０に支持され、下型２０に支持されるこの板状中子２６のテーパ状孔２６Ａに棒芯中子２４の上端の幅木２４−２を挿入することにより棒芯中子２４の上端の巾木２４−２を下型２０に支持している。板状中子２６による棒芯中子２４のこの実施形態における支持構造においては、上型２２は下型２０に対向した下面２２Ａ（下型２０と上型２２との型合わせ面）が板状中子２６の外周の円板部２６−１の上面に当接することにより板状中子２６および棒芯中子２４の浮き上がりを防止する（中子を上下に固定する）機能を達成するだけで、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、板状中子延いては棒芯中子２４の位置は下型２０のみで決められ、換言すれば、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。
【００１７】
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し、Ｍ´が油孔の形成のための張り出し部となる）を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の円板部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は板状中子２６の円板部２６−１を収容する部位は図３に示すように円板部２６−１の外周面に応じた円形の内周面を有しているが、張出し部２６−４を収容する部位２０Ｄでは外側に更に大きく切り欠かれており、凹部２０Ｂにおけるこの部位２０Ｄに板状中子２６の張り出し部２６−４を丁度良く収容するようになっている。即ち、凹部２０Ｂにおける部位２０Ｄの形状は張り出し部２６−４のそれと相補的になっている。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その下型２０の凹部２０の部位２０Ｄへの装着ができないようにすることができるため、作業員は中子の選択の誤りに即座に気が付き、作業ミスを未然に防止することができる効果がある。
【００１８】
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における貫通するボルト孔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。
【００１９】
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。可動型３６は固定型３４から延びるガイド棒４２によって固定型３４に対し移動する。固定型３４に可動型３６を合体させた状態において固定型３４と可動型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。
【００２０】
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成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（図示せず）が駆動され、完成した板状中子を可動型３６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。
【００２１】
板状中子を使用したこの発明になる図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の浮き上がりを防止する機能（中子を上下方向に固定する機能）のみを達成し、棒芯中子２４の位置は下端（巾木２４−１）はもとより上端（巾木２４−２）も下型２０によって決定される。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ため、精度の高い鋳造品を歩留まり高く得ることができる。図７はこの発明の実施形態と同様な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、この場合、棒芯中子２４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。そのため、下型２０に対する上型２２の合わせ精度がそのまま筒状製品の精度に影響を及ぼす問題点があったが本発明はこの従来技術の問題点を解消することができるものである。
【００２２】
また、この発明の実施形態における鋳型による筒状製品の鋳造においては板状中子２６を使用し、かつ板状中子２６の下面に棒状部２６−５を一体に設けている（従来は棒状中子を別個に配置していた）。そのため、鋳造によりフランジ部にはボルト孔を同時造型することができる。鋳造後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。
【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…円板部
２６−４…張出し部
２６−５…棒状部
【図１】
2004025206.tif 000003
【図２】
2004025206.tif 000004
【図３】
2004025206.tif 000005
【図４】
2004025206.tif 000006
【図５】
2004025206.tif 000007
【図６】
2004025206.tif 000008
【図７】
2004025206.tif 000009