(57)【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受口内面成形コアであって、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、該コア部の管受口奥方へ向け径が拡大して伸びる拡径部分が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部は、フランジ部に一体に設けたスライドガイドにより径方向へ移動可能に支持され、かつ、各分割部はバネにより中心軸方向へ引張付勢されてなり、バネは、一部の分割部を中心軸方向へ引張付勢する第１のバネと、別の分割部を第１のバネよりも強い力で中心軸方向へ引張付勢する第２のバネとで構成され、前記金枠の回転により生じる遠心力で、まず第１のバネにより引張付勢されている前記一部の分割部がそのバネによる引張付勢力に抗して拡散移動し、続いて、金枠の回転数が増大することによる大きな遠心力で、第２のバネにより引張付勢されている前記別の分割部がそのバネによる引張付勢力に抗して拡散移動することで内型を形成し、さらにそれぞれの分割部は金枠の回転停止により逆の順序で収束移動して縮径可能と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受口内面成形コアであって、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、該コア部の管受口奥方へ向け径が拡大して伸びる拡径部分が、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、かつ、各分割部の他端側はバネにより中心軸方向へ引張付勢されてなり、バネは、一部の分割部の他端側を中心軸方向へ引張付勢する第１のバネと、別の分割部の他端側を第１のバネよりも強い力で中心軸方向へ引張付勢する第２のバネとで構成され、前記金枠の回転により生じる遠心力で、まず第１のバネにより引張付勢されている前記一部の分割部の他端側がそのバネによる引張付勢力に抗して前記軸を中心として径方向外側へと回動移動し、続いて、金枠の回転数が増大することによる大きな遠心力で、第２のバネにより引張付勢されている前記別の分割部の他端側がそのバネによる引張付勢力に抗して前記軸を中心として径方向外側へと回動移動することで内型を形成し、さらにそれぞれの分割部は金枠の回転停止により逆の順序で収束移動して縮径可能と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。
【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１２に示すものが知られている。図１２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。
【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、コアセッターにおけるコアリング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】
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。
【０００７】
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、前述の受口奥方の拡径部６のような逆テーパー部や受口内面の溝（図示省略）の成形部分は、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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上記問題を解決し、反復使用可能な金属製コアであっても、逆テーパー部の脱型を可能とし、砂中子に代えて上記金属製コアを使用可能にすることを課題として成されたものである。
【０００９】
【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受口内面成形コアであって、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、該コア部の管受口奥方へ向け径が拡大して伸びる拡径部分が、周方向に複数個に分割され、それぞれの分割部は、フランジ部に一体に設けたスライドガイドにより径方向へ移動可能に支持され、かつ、各分割部はバネにより中心軸方向へ引張付勢されてなり、バネは、一部の分割部を中心軸方向へ引張付勢する第１のバネと、別の分割部を第１のバネよりも強い力で中心軸方向へ引張付勢する第２のバネとで構成され、前記金枠の回転により生じる遠心力で、まず第１のバネにより引張付勢されている前記一部の分割部がそのバネによる引張付勢力に抗して拡散移動し、続いて、金枠の回転数が増大することによる大きな遠心力で、第２のバネにより引張付勢されている前記別の分割部がそのバネによる引張付勢力に抗して拡散移動することで内型を形成し、さらにそれぞれの分割部は金枠の回転停止により逆の順序で収束移動して縮径可能とされているものである。
【００１０】
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受口内面成形コアであって、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、該コア部の管受口奥方へ向け径が拡大して伸びる拡径部分が、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、かつ、各分割部の他端側はバネにより中心軸方向へ引張付勢されてなり、バネは、一部の分割部の他端側を中心軸方向へ引張付勢する第１のバネと、別の分割部の他端側を第１のバネよりも強い力で中心軸方向へ引張付勢する第２のバネとで構成され、前記金枠の回転により生じる遠心力で、まず第１のバネにより引張付勢されている前記一部の分割部の他端側がそのバネによる引張付勢力に抗して前記軸を中心として径方向外側へと回動移動し、続いて、金枠の回転数が増大することによる大きな遠心力で、第２のバネにより引張付勢されている前記別の分割部の他端側がそのバネによる引張付勢力に抗して前記軸を中心として径方向外側へと回動移動することで内型を形成し、さらにそれぞれの分割部は金枠の回転停止により逆の順序で収束移動して縮径可能とされているものである。
【００１１】
すなわち、本発明は、逆テーパ部などを成形するコア部分を、管軸に対して径方向へ移動可能とし、この移動によりコアを縮径させて容易に脱型可能にしたので、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。
【００１２】
また、上記した径方向の移動を金枠の遠心力を利用しているので、分割部を移動させるための特別な駆動機構は全く不要となるので構造が簡単となる。
【００１３】
従って、同一のコアであっても反復使用可能となり、砂中子によるコアを使用した場合の不経済性を解消することができる。
【００１４】
特に請求項１の遠心力成形法における受口内面成形コアは、径方向のスライドガイドにより移動可能に支持され、しかもバネにより中心軸方向へ引張付勢されているのでバネの引張付勢力に抗する遠心力によって分割部が外面へと移動し拡径部分を形成し、管を鋳造後は金枠の回転停止による遠心力の停止に伴ないバネの引張付勢力が作用して自動的に形が縮径されるのである。従って特別な駆動装置を要することなく金枠の回転と停止だけで型の拡径と縮径ができる。
【００１５】
特に請求項２の遠心力成形法における受口内面成形コアは、軸を中心とした回動運動をするようにされているので摺動移動に比べて分割部の支持構造が簡略化され、また拡径、縮径作動も確実になる。
【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１２に示したものと同様の構成である。
【００１７】
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。
この受口内面成形コア１０は、図２〜図４にも示すように金枠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、逆テーパ状に径が拡大している拡径コア部１３を有して形成されている。
【００１８】
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、拡径コア部１３は分割構造とされている。
すなわち、拡径コア部１３は、図２、図３に示すように周方向に４つに分割され、それぞれの分割部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのうち分割部１３ａ、１３ｃは、他の分割部１３ｂ、１３ｄの周方向の巾より広くされている。そして、それぞれの分割部１３ａ〜１３ｄは、図４、図５に示すようにフランジ部１１側から見て十字状をなすように縮径コア１２の端面に設けられたガイド１４に沿って径方向へ摺動移動可能に支持されている。
【００１９】
また、ガイド１４の中心部から拡径コア部１３の中心軸に沿って図３、図５に示すように断面十字状をなす中心ブロック体１６が延出されている。
そして、各分割部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの内面と、中心ブロック体１６外面との間に引張バネ１５ａ〜１５ｄが設けられ、各分割部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは常時中心方向へ弾性的に引張付勢されている。
【００２０】
上記において、引張バネ１５ａ〜１５ｄの引張力は、中心ブロック体１６を挟んで互いに対を成す分割部１３ａ、１３ｃの引張バネ１５ａ、１５ｃ同士は同じとされている。同様に、他の対を成す分割部１３ｂ、１３ｄの引張バネ１５ｂ、１５ｄ同士の引張力も同じとされ、隣合うもの同士例えばバネ１５ａとバネ１５ｂ、あるいはバネ１５ｃとバネ１５ｄ同士の引張力は異ならされている。
【００２１】
具体的には周方向の巾狭の分割部１３ｂ、１３ｄの引張バネ１５ｂ、１５ｄの引張力は、周方向の巾広の分割部１３ａ、１３ｃの引張バネ１５ａ、１５ｃの引張力よりも大きくされている。
【００２２】
つまり、各バネの引張力の強さを各バネに用いた符号を用いて数式で示せば以下のような関係とされている。
１５ａ＝１５ｃ＜１５ｂ＝１５ｄ  …  (１)
なお、上記実施の形態において、各分割部１３ａと１３ｃあるいは１３ｂと１３ｄの径方向端面２０…は平行となるようにされているが、図６に示すように周方向巾の狭い分割部１３ｂ、１３ｄの径方向端面２０、２０が管軸中心に向けてハ字状に拡がる傾斜面となるようにし、周方向巾の狭い分割部１３ｂ、１３ｄが径方向へ移動したとき、他の分割部１３ａ、１３ｃ端面２０…の間に容易に嵌合わされるようにしても良い。
【００２３】
次に、上記受口内面成形コア１０の作動について説明する。
まず、受口内面成形コア１０の分割部１３ａ〜１３ｄを適当な治具を用いて拡径し、受口内面成形コア１０外面に塗型材（図示せず）を塗布し、次いでバネ力に応じて各分割部１３ａ〜１３ｄを図７、図８に示すように中心方向へ平行移動させて縮径状態とし、図１に示すように金枠１の受口開口端にフランジ部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拡散移動し始める。
このときバネ１５ａ…による引張力は式１の関係とされているので、遠心力の増加により、まず引張バネ１５ａ、１５ｃの引張力の弱い広巾の分割部１３ａ、１３ｃが拡径方向へ拡散移動し図９に示す状態となる。
【００２５】
さらに回転力が増し、遠心力が増すと引張バネ１５ｂ、１５ｄの引張力の強い巾狭の分割部１３ｂ、１３ｄが次に拡径移動し、先の分割部１３ａ、１３ｃの間に入り込んで図２、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。
【００２６】
そして、図１に示すように金枠１内に溶湯を流し込んで管８を遠心力により成形する。そのまましばらく回転を続け溶湯を冷却、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〜１３ｄに作用する遠心力も小さくなり始め、まず、引張力の強いバネ１５ｂ、１５ｄの引張力により巾狭の分割部１３ｂ、１３ｄが、中心方向へと移動し、再び図９に示した状態となり、分割部１３ａ、１３ｃの端面２０、２０との間に隙間ができる。
【００２７】
さらに回転数が低下すると、引張力の弱いバネ１５ａ、１５ｃの引張力により巾広の分割部１３ａ、１３ｃが図７に示したように中心方向へと移動しコア全体は縮径された状態となる。
【００２８】
なお、各分割部１３ａ〜１３ｄ外面には塗型材が塗布されているので凝結した鋳造管内面からの型離れは容易に行われる。
この結果、受口内面成形コア１０は図８に二点鎖線で示すように受口内で縮径され、遠心鋳造管８の受口９内面との間に型抜用の隙間Ｓができる。従って、隙間Ｓを利用してコア１０を引き抜くのである。
【００２９】
次いで、金枠１から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、上記工程を繰り返して管８を遠心力鋳造するのである。
【００３０】
以上説明したように、受口内面の成形コアを金属製とするものの、遠心成形時の遠心力を利用し自動的に内型を組立て、成形終了後は自動的に縮径させるようにしたので、コア１０を破壊することなく鋳造管８から取り出すことができ、金属製のコアであっても反復使用可能となる。
【００３１】
なお、分割される内型として、上記以外に三分割や五分割以上の複数の分割構成とし、またそれぞれの分割部を軸心方向へ引き寄せるバネ力の強さを上述のように中心ブロック１６を挟んだ対毎の組合わせとするほか、各分割部のバネ力を周方向に配列された分割部の順に大きくし、回転数に基づいて発生する遠心力によって周方向に並ぶ分割部が順に拡径、縮径していくような構成とすることもできる。
実施の形態２
図１０は、実施の形態２の断面図を示し、図１０において金枠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を有する点は実施の形態１と同じである。
【００３２】
異なる点は、縮径コア部１２からさらに管受口奥方へと逆テーパ状に径が拡大している拡径コア部１３の各分割部１３ａ〜1３ｆが、フランジ部１１方向へ延びるアーム１８を有し、このアーム１８の一端がフランジ部１１の端面に軸支されている点と、図１１に示すように分割部が周方向に６分割とされている点である。
【００３３】
即ち、アーム１８…は、一端１９に設けた軸孔２０に、フランジ部１１の端面に周方向に沿って取りつけた支持軸２１を挿通することによって、回動自在に支持され、各分割部１３ａ〜１３ｆのそれぞれが矢印で示すように径方向へ自由に回動移動できるようにされている。
【００３４】
したがって、金枠１が回転して遠心力が作用すれば各分割部１３ａ〜１３ｄが支持軸２１周囲に拡径方向へと拡散するように回動し、内型を形成するようにされ、回転が停止すれば、金枠１の中心軸方向へ自由に復帰回動するようにされている。
【００３５】
また、各分割部１３ａ〜１３ｆの互いの接触面２２…は、拡径する時に互いに嵌まり合いやすいよう、図１１に示すように周方向長さの長い分割部１３ｂ、１３ｄ、１３ｆ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、各分割部１３ａ〜１３ｆの拡径時に、周方向長さの長い分割部１３ｂ、１３ｄ、１３ｆが先に開き、次いで周方向長さの短い分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｅが開くように拡開抵抗となる引張バネを実施の形態１と同様に各分割部内面と中心軸間に設けたり、あるいは回転軸２１に捻りバネを設け(図示せず)、あるいは、分割部１３ａ〜１３ｅの縮径時の位置が、周方向長さの短い分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｅが他方の分割部１３ｂ〜１３ｆより中心軸に近い内側となるよう縮径時の径方向位置をストッパ(図示せず)などで規制しておき、金枠１の回転により、周方向長さの大きい分割部１３ｂ〜１３ｆが遠心力で径方向へ拡散回動移動した後に他方の分割部が径方向へ拡散回動移動するようにされる。
【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１０、図１１に二点鎖線で示すように中心方向へ回動移動させ、縮径した状態として図１に示したのと同様に金枠１の受口開口端にフランジ部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、まず幅広の分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｄがほぼ同時に拡径移動し、次いで幅狭の分割部１３ｂ、１３ｄ、１３ｅが拡径移動して前記分割部１３ａ、１３ｃ、１３ｄの間に入り込んで図１０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。
【００３８】
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。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。
【００３９】
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。
【００４０】
【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、この金属製コアを縮径可能な構造とし、逆テーパー部や凹凸のある部分を縮径させるようにしたため、型抜も容易となり、経済的な成形が可能となる。
【００４１】
また、拡径コア部の分割部の拡径、縮径は、金枠の回転による遠心力を利用した拡散または収束によっているので、これらの作動のための複雑な構造が不要となり、構造も簡単なため安価に提供できるといった効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の遠心力成形法における受口内面成形コアを金枠へ取りつけた状態を示す断面図である。
【図２】受口内面成形コアのみの側面図である。
【図３】図２の右側から見た背面図である。
【図４】図２の左側から見た正面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】他の構成例の背面図である。
【図７】縮径状態を示す背面図である。
【図８】縮径状態を示す断面図である。
【図９】拡径または縮径過程を示す背面図である。
【図１０】他の構成例の断面図である。
【図１１】他の構成例の背面図である。
【図１２】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      拡径コア部
１３ａ    分割部
１３ｂ    分割部
１３ｃ    分割部
１３ｄ    分割部
１４      ガイド
１５ａ    バネ
１５ｂ    バネ
１５ｃ    バネ
１５ｄ    バネ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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