(57)【要約】【課題】従来の鋳造用中子の設計方法では、成形された鋳造物の内部形状の確認に多くの時間を要する問題があった。【解決手段】本発明にかかる鋳造用中子の設計方法は、鋳造物の内部構造を形作る鋳造用中子の設計方法であって、前記鋳造用中子において測定対象となる位置に測定用平面を設ける工程と、前記鋳造用中子において前記測定用平面と巾木穴開口部とが１つの直線上に配置されるように前記巾木穴開口部に対応する巾木をさらに設ける工程と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造物の内部構造を形作る鋳造用中子の設計方法であって、
前記鋳造用中子において測定対象となる位置に測定用平面を設ける工程と、
前記鋳造用中子において前記測定用平面と巾木穴開口部とが１つの直線上に配置されるように前記巾木穴開口部に対応する巾木をさらに設ける工程と、を有する鋳造用中子の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋳造用中子の設計方法に関し、鋳造用外型に嵌め込まれて、鋳造物内の中空構造を形成する鋳造用中子の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造物を形成する場合、鋳造物の外形を形成するために鋳型が用いられ、鋳造物内の中空構造を形成するために中子が用いられる。中子は、巾木により鋳型に固定され、鋳造物が形成された後に破壊されることで、鋳造物内部に中空構造を形成する。
【０００３】
近年、鋳造物においても、構造の複雑化が進み、かつ、寸法精度の高精度化が進んでいる。このようなことから鋳型及び中子の設計精度に対する要求が高まっている。そこで、鋳型及び中子に対する設計精度を向上させる技術が特許文献１に開示されている。
【０００４】
特許文献１では、成形品モデルの輪郭形状から外部形状の設計データと内部形状の設計データとを作成し、試作成形品の輪郭形状から外部形状の測定データと内部形状の測定データとを作成する。そして、特許文献１では、外部形状の設計データと測定データの各形状データにて特定される形状を位置合わせし、外部形状の位置基準の座標移動量を、外部形状の位置基準修正量として算出する。また、特許文献１では、外部形状の位置基準修正量だけ位置基準を移動した後の内部形状の測定データと内部形状の設計データの各形状データにて特定される形状を位置合わせし、内部形状の位置基準の座標移動量を、内部形状の位置基準修正量として算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０３６８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術では、試作成形品の輪郭形状及び内部形状を計測しなければならない。これらの形状の計測を行う場合、輪郭形状については三次元測定機による測定を行い、内部形状については試作成形品を切断して試作成形品の肉厚或いは中子と外型との位置関係を測定する必要がある。また、これらの形状を三次元ＣＴ撮影機を用いて測定することもできる。しかしながら、これらの測定には多くの時間を要するため、金型設計のリードタイムが長くなる問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、鋳造物の形状確認に要する時間を短縮することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる鋳造用中子の設計方法の一態様は、鋳造物の内部構造を形作る鋳造用中子の設計方法であって、前記鋳造用中子において測定対象となる位置に測定用平面を設ける工程と、前記鋳造用中子において前記測定用平面と巾木穴開口部とが１つの直線上に配置されるように前記巾木穴開口部に対応する巾木をさらに設ける工程と、を有する。
【０００９】
本発明にかかる鋳造用中子の設計方法は、巾木穴開口部から視認しうる位置に測定用の平面が形成されるため、巾木穴開口部からダイヤルゲージを差し込む等の簡単な測定により中子の位置を把握することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる鋳造用中子の設計方法によれば、鋳造物の形状確認に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１にかかる鋳造用中子の全体を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１にかかる鋳造用中子のうちウォータージャケット部分のみを示す斜視図である。
【図３】実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１にかかる鋳造用中子における測定用平面の配置を説明する中子の断面図である。
【図５】実施の形態１にかかる鋳造用中子における測定用平面の配置を説明する中子の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
【００１３】
まず、図１に実施の形態１にかかる鋳造用中子を含む鋳造用中子１の全体を示す斜視図を示す。図１に示すように、実施の形態１にかかる鋳造用中子１は、インテークマニホールド用中子１１、上側ウォータージャケット用中子１２、下型ウォータージャケット用中子１３、エキゾーストマニホールド用中子１４、メインウォータージャケット用中子を有する。なお、メインウォータージャケット用中子は、図面上隠れた位置に存在する。また、図１に示すように、各中子には外型との固定に用いられる巾木が設けられる。実施の形態１にかかる鋳造用中子１を用いることで、エキゾーストマニホールド一体型ヘッドを成型することができる。
【００１４】
図１に示した実施の形態１にかかる鋳造用中子１は、複数の中子を組み合わせて１つの中子を構成する。本発明は、これらいずれの中子に対しても適用可能であるが、適用したときの効果が最も大きい上側ウォータージャケット用中子１２及び下型ウォータージャケット用中子１３についてより詳細に説明する。そこで図２に実施の形態１にかかる鋳造用中子のうちウォータージャケット部分のみを示す斜視図を示す。
【００１５】
図２に示すように、ウォータージャケット用中子は、上側ウォータージャケット用中子１２及び下型ウォータージャケット用中子１３を組み合わせることで構成される。そして、これら中子には、巾木２０ａ〜２０ｄが設けられる。この巾木２０ａ〜２０ｄは、外型に嵌め込まれて、外型に対する中子の位置を決定するために用いられる。成形された鋳造物においては、巾木の中子側部分は開口部となる。
【００１６】
続いて、実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法について詳細に説明する。そこで、図３に実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法のフローを示すフローチャートを示す。図３に示すように、実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法では、まず、成形型となる外型と中子の設計を行う（ステップＳ１）。次いで、中子に対して測定用平面を設置する（ステップＳ２）。このステップＳ２では、ステップＳ１で設計した中子の設計図面に対して測定用平面を追加する。次いで、中子の設計図面に測定用平面に対する巾木を設置する（ステップＳ３）。このステップＳ３では、測定用平面に対して直線的に巾木開口部がつながるように巾木を追加する。
【００１７】
続いて、ステップＳ３までで設計した外型及び中子を用いて試作成形品を作成する（ステップＳ４）。次いで、作成した試作成形品の輪郭形状及び内部形状の測定を行う（ステップＳ５）。このステップＳ５では、ステップＳ２、Ｓ３で追加した測定用平面及び巾木開口部を用いることができる。より具体的には、巾木開口部から測定用平面までが直線的につながるように試作成形品が成形されるため、当該巾木開口部から測定用平面に向かってダイヤルゲージ等を差し込むことで試作成形品の肉厚或いは中子の位置を測定することができる。
【００１８】
続いて、ステップＳ６において、ステップＳ５の測定で得られた結果が意図したものであるか否かを確認する。そして、ステップＳ６において、測定結果が意図した寸法からずれていれば外型及び中子を修正し（ステップＳ７）、再度、試作成形品の作成及び測定を行う。一方、ステップＳ６において、測定結果が意図した寸法通りであれば、成形型の設計を終了する。
【００１９】
ここで、ステップＳ２の測定用平面の設置とステップＳ３の測定用平面に対する巾木の設置と、についてより詳細に説明する。そこで、測定用平面の一例となる実施の形態１にかかる鋳造用中子における測定用平面の配置を説明する中子の断面図を図４に示す。
【００２０】
図４に示す例は、上側ウォータージャケット用中子１２と下型ウォータージャケット用中子１３とが重なる場合において、下型ウォータージャケット用中子１３側から測定用平面を測定可能にする巾木の設置例を示すものである。図４に示すように、この例では、上側ウォータージャケット用中子１２に測定用平面３０が設けられる。そして、上側ウォータージャケット用中子１２と下型ウォータージャケット用中子１３を接続する連通穴３１と巾木開口部３２と測定用平面３０とが１つの直線上に並ぶように、連通穴３１及び巾木開口部３２が設けられる。
【００２１】
また、図５に実施の形態１にかかる鋳造用中子における測定用平面の配置を説明する中子の側面図を示す。図５に示す例は、下型ウォータージャケット用中子１３単体の位置精度を確認するために測定用平面４０を設けたものである。この場合、図５に示すように、上側ウォータージャケット用中子１２に測定用平面４０が設けられ、測定用平面４０に対して直線的につながる部分に巾木開口部４１が設けられる。
【００２２】
上記説明より、実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法では、中子に測定用平面を設け、当該測定用平面と直線的につながる部分に巾木開口部を設ける。つまり、成形後の鋳造物において測定用平面は、巾木開口部から視認可能な位置に設けられる。中子をこのような形状とすることで、鋳造物の測定時に鋳造物の中空部分に形成された測定用平面に巾木開口部から直接的に接触することができる。つまり、実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法を適用して設計された中子を用いることで、鋳造物の中空内の測定箇所にダイヤルゲージ等を用いて直接的に測定を行うことができる。これにより、鋳造物の切断する、或いは、三次元ＣＴ測定機等を用いることなく鋳造物の内部形状を測定することができる。従って、実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法を適用した中子を用いることで、測定時間を短縮し、かつ、成形型の設計時間を短縮することができる。
【００２３】
特に、近年では、シリンダーヘッドとエキゾーストマニホールドとが一体化されたヘッドが用いられるなど１つの製品に対して必要となる中子の数が増加しており、ウォータージャケット等の中子の位置を確認するために必要な巾木を設けることが困難になっている。一方、実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法を適用することで、巾木の数を減らしながら簡易な方法で中子の位置を確認できる。そのため。実施の形態１にかかる鋳造用中子の設計方法を適用することで得られる効果は大きい。
【００２４】
上記説明は、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００２５】
１  鋳造用中子
１１  インテークマニホールド用中子
１２  上側ウォータージャケット用中子
１３  下型ウォータージャケット用中子
１４  エキゾーストマニホールド用中子
２０ａ〜２０ｄ  巾木
３０、４０  測定用平面
３１  連通穴
３２、４２  巾木開口部
４０  測定用平面
【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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