JP2015044217A - 中子成形装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 中子成形装置の軸線方向(上下方向)における寸法を小さくする。【解決手段】 中子成形装置1であって、内側スライドコア21及び外側スライドコア22を支持する下型2を有する。内側スライドコアは、所定の軸線Aを中心として周方向に交互に配置され、それぞれ協働して筒状をなす複数の第1コア部21及び複数の第2コア部22を有する。第1コア部及び第2コア部は、それぞれ軸線の径方向に変位可能に基台に支持されている。基台には、軸線を中心として回転可能に駆動ディスク58が支持されている。駆動ディスクは、駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第1伝達機構65、45及び第2伝達機構66、52を介して第1コア部及び第2コア部に連結される。第1伝達機構及び第2伝達機構は、駆動ディスクの回転量に対する径方向への駆動量が異なる。【選択図】 図5
Description
本発明は、中子成形装置に関する。詳細には、内周部にアンダーカット形状を有する筒状の中子を成形可能な中子成形装置に関する。
内周部にアンダーカット形状を有する円筒体の成形装置が公知となっている(例えば、特許文献1)。特許文献1に係る成形装置は、円筒体の内周面に対応した成形面を外面に有する円筒状の内側スライドコアと、円筒体の外周面に対応した成形面を内面に有する外側スライドコアとを有する。内側スライドコアは、上下に延在する軸線を中心として周方向に交互に配置された複数の第1コア部及び複数の第2コア部を有している。第1コア部及び第2コア部は、それぞれ前記軸線の径方向に変位可能になっている。第1コア部及び第2コア部は、それぞれが径方向において最も外方に位置するときに協働して円筒形状をなし、その円筒形状の外周面が成形面となる。一方、成形物を成形装置から取り外すときには、第1コア部及び第2コア部が径方向において内方に変位し、内側スライドコアが成形物から離れ、成形物の軸線方向への抜き出しが可能になる。
円筒状に配置された複数の第1コア部及び複数の第2コア部は、互いに干渉するため、同時に径方向内方に変位させることはできない。そのため、特許文献1に係る成形装置は、最初に第1コア部のみを径方向内方に変位させ、その後に第2コア部を径方向内方に変位させている。特許文献1に係る成形装置では、第1コア部及び第2コア部の変位時期に差異を生じさせるために、第1コア部の下端にテーパ面(カム面)を形成すると共に、第2コア部の下端であって、第1コア部のテーパ面よりも上方に位置する部分にテーパ面(カム面)を形成している。そして、軸線方向に沿って移動可能なスリーブを下方から上方へと移動させ、スリーブによって最初に第1コア部のテーパ面のみを押し、遅れて第2コア部のテーパ面を押すようにしている。スリーブからの軸線方向荷重はテーパ面によって径方向荷重に変換され、第1コア部及び第2コア部は径方向内方に移動する。
特許文献1に係る成形装置は、上下に延在する軸線に沿ってスリーブを移動させる構成であるため、成形装置は軸線方向、すなわち上下方向に大型化するという問題がある。特に、中子成形装置では、成形中に中子砂に含まれるバインダを溶融させるために金型を加熱する必要があるため、装置の簡素化及び小型化が要求される。また、中子成形装置は、中子砂の充填工程や加熱工程、成形物の取り出し(抜き出し)工程等の各工程間において装置を移動させる必要が生じるため、可搬性に優れること、すなわち小型であることが要求される。
本発明は、以上の背景を鑑み、中子成形装置の軸線方向(上下方向)における寸法を小さくすることを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明は、筒状の中子(100)の内面に対応する成形面が外面に形成された筒状の内側スライドコア(5)と、前記中子の外面に対応する成形面が形成された外側スライドコア(4)とを有する中子成形装置(1)であって、前記内側スライドコア及び前記外側スライドコアを支持する基台(2)を有し、前記内側スライドコアは、所定の軸線(A)を中心として周方向に交互に配置され、それぞれ協働して筒状をなす複数の第1コア部(21)及び複数の第2コア部(22)を有し、前記第1コア部及び前記第2コア部は、それぞれ前記軸線の径方向に変位可能に前記基台に支持され、前記基台には、前記軸線を中心として回転可能に駆動ディスク(58)が支持され、前記駆動ディスクは、前記駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第1伝達機構(65、45)を介して前記第1コア部に連結されると共に、前記駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第2伝達機構(66、52)を介して前記第2コア部に連結され、前記第1伝達機構及び前記第2伝達機構は、前記駆動ディスクの回転量に対する径方向への駆動量が異なることを特徴とする。
この構成によれば、軸線を中心として回転する駆動ディスクの回転によって、第1コア部及び第2コア部が駆動される。そのため、軸線方向に進退移動する駆動体によって第1コア部及び第2コア部を駆動する場合よりも装置を軸線方向において小さく形成することができる。特に、軸線方向が上下方向と一致する場合には、装置の高さが小さくなり、装置の可搬性及び取扱性が向上する。また、第1伝達機構及び第2伝達機構は、駆動ディスクの回転量に対する径方向への駆動量が異なるため、第1コア部及び第2コア部の径方向への変位量、変位速度、変位タイミング等が異なり、第1コア部及び第2コア部は互いに干渉することなく変位することができる。
上記の発明において、前記第1伝達機構は、前記駆動ディスクに形成された第1カム(65)と、前記第1コア部側に設けられ、前記第1カムによって駆動される第1従動子(45、48)とを有し、前記第2伝達機構は、前記駆動ディスクに形成された第2カム(66)と、前記第2コア部側に設けられ、前記第2カムによって駆動される第2従動子(52、55)とを有するとよい。
この構成によれば、簡素な構成で駆動ディスクの回転に応じて第1コア部及び第2コア部を移動させることができる。
上記の発明において、前記駆動ディスクは、前記駆動ディスクの略接線方向に延在する伸縮アクチュエータ(61)によって回転させられるとよい。
この構成によれば、駆動ディスクを回転させる伸縮アクチュエータは、駆動ディスクの略接線方向に延在するため、中子成形装置を軸線方向に大型化させることはない。
本発明の他の側面は、筒状の中子の内面に対応する成形面が外面に形成された筒状の内側スライドコアと、前記中子の外面に対応する成形面が形成された外側スライドコアとを有する中子成形装置であって、前記内側スライドコア及び前記外側スライドコアを支持する基台を有し、前記内側スライドコアは、所定の軸線を中心として周方向に交互に配置され、それぞれ協働して筒状をなす複数の第1コア部及び複数の第2コア部を有し、前記第1コア部及び前記第2コア部は、それぞれ前記軸線の径方向に変位可能に前記基台に支持され、前記基台には、前記軸線を中心として回転可能に第1駆動ディスク及び第2駆動ディスクが支持され、前記第1駆動ディスクは、前記第1駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第1伝達機構を介して前記第1コア部に連結され、前記第2駆動ディスクは、前記第2駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第2伝達機構を介して前記第2コア部に連結されていることを特徴とする。
この構成によれば、軸線を中心として回転する第1及び第2駆動ディスクの回転によって、第1コア部及び第2コア部が駆動されるため、軸線方向において装置を小さく形成することができる。また、第1駆動ディスク及び第2駆動ディスクを設けたため、これらの回転量、回転タイミング等を相違させることによって、第1コア部及び第2コア部の径方向への変位量、変位タイミング等を変化させることができる。これにより、第1コア部及び第2コア部は、互いに干渉することなく径方向に変位することができる。
以上の構成によれば、中子成形装置の軸線方向(上下方向)における寸法を小さくすることができる。
以下、図面を参照して、本発明に係る中子成形装置の実施形態を説明する。図1〜図4は実施形態に係る中子成形装置1の斜視図であって、図2は上型3、及び外側スライドコア4を省略した状態、図3は上型3、外側スライドコア4、及び内側スライドコア5を省略した状態、図4は上型3、外側スライドコア4、内側スライドコア5、及び下型2を省略した状態を示す。図5は、図1のV−V断面図である。図1〜図5に示すように、中子成形装置1は、下型2と、上型3と外側スライドコア4と、内側スライドコア5とを有する。下型2、上型3、外側スライドコア4、及び内側スライドコア5は、成形する中子に対応したキャビティ7を協働して形成する。
下型2は、基台として機能し、平面状の上面を有する板状の部材である。下型2は、上面が水平に配置されている。図3及び図5に示すように、下型2の上面には、鉛直方向に延びる中心軸線Aを中心として複数の第1ガイド孔11及び第2ガイド孔12が形成されている。第1ガイド孔11及び第2ガイド孔12は、中心軸線Aを中心とした周方向(以下単に周方向という)に交互に配置され、かつ等間隔に配置されている。本実施形態では、第1ガイド孔11及び第2ガイド孔12は、それぞれ4つずつ設けられている。第1ガイド孔11及び第2ガイド孔12は、それぞれ中心軸線Aを中心とした径方向(以下、単に径方向という)に延びている。
第1ガイド孔11及び第2ガイド孔12は、同一の形状に形成され、横断面が四角形状に形成されている。各第1ガイド孔11及び各第2ガイド孔12の底面には、下型2の下面に貫通する挿通孔13が形成されている。各挿通孔13は、径方向に延在している。
第1ガイド孔11には第1スライダ15が、第2ガイド孔12には第2スライダ16が、径方向に摺動可能に収容されている。第1スライダ15及び第2スライダ16は、各ガイド孔11、12の両側壁に面接触するように嵌合することによって、各ガイド孔11、12に対して鉛直軸回りに回転不能になっている。各スライダ15、16は、径方向において各ガイド孔11、12よりも短く形成されており、各ガイド孔11、12に対して径方向に摺動可能になっている。
図1、図2及び図5に示すように、下型2の上面上には、両端が開口した円筒状の内側スライドコア5が配置されている。図6は、内側スライドコアの平面図であって、右半部は原点状態、左半部は後退状態を表す。図1、図2、図5及び図6に示すように、内側スライドコア5の軸線は、中心軸線Aと一致するように配置されている。内側スライドコア5は、複数の第1コア部21と、複数の第2コア部22とを有する。本実施形態では、第1コア部21及び第2コア部22は、それぞれ4つずつ設けられている。第1コア部21と第2コア部22とは、周方向に交互に配置され、協働して環構造を形成する。換言すると、内側スライドコア5は、周方向において分割され、分割された各部分は周方向に交互に配置された第1コア部21及び第2コア部22を形成している。
図5及び図6に示すように、第1コア部21は、第1スライダ15に接合され、下型2に対して径方向に変位可能となっている。また、第2コア部22は、第2スライダ16に接合され、下型2に対して径方向に変位可能となっている。第1コア部21及び第1スライダ15、第2コア部22及び第2スライダ16は、ボルト締結等の手法によって互いに接合されているとよい。
図6に示すように、第1コア部21は、径方向における外側部分に凸となる中心軸線Aを中心とした円弧状の第1外側面25を有し、径方向における内側部分に第1内側面26を有し、周方向における両端部のそれぞれに平面状の第1端面27を有する。第1外側面25の中心軸線Aを中心とした角度幅は、第1内側面26の中心軸線Aを中心とした角度幅よりも小さく設定されている。周方向において第1外側面25は第1内側面26の中央部に配置され、両第1端面27は、径方向外方を向くように径方向に対して傾斜している。
第2コア部22は、径方向における外側部分に凸となる中心軸線Aを中心とした円弧状の第2外側面31を有し、径方向における内側部分に第2内側面32を有し、周方向における両端部のそれぞれに平面状の第2端面33を有する。第2外側面31の中心軸線Aを中心とした角度幅は、第2内側面32の中心軸線Aを中心とした角度幅よりも大きく設定されている。周方向において第2内側面32は第2外側面31の中央部に配置され、両第2端面33は、径方向内方を向くように径方向に対して傾斜している。本実施形態では、第1外側面25の周方向長さは、第2外側面31の周方向長さよりも小さく形成されている。
図6の右半部に示すように、第1コア部21及び第2コア部22のそれぞれが径方向において最も外方(最外位置)に位置するときに、隣り合う第1コア部21及び第2コア部22の第1端面27と第2端面33とが面接触する。また、隣り合う第1コア部21の第1外側面25及び第2コア部22の第2外側面31が互いに連続し、1つの連続した内側成形面を形成する。このように、第1コア部21及び第2コア部22のそれぞれが径方向における最外位置にあり、協働して内側成形面を形成する状態を内側スライドコア5の原点状態という。
図2及び図5、図6に示すように、本実施形態では、第1コア部21の第1外側面25及び第2コア部22の第2外側面31には、周方向に延在する凸部35、36が形成されている。凸部35、36は、その角が曲面となるように、面取りがなされていることが好ましい。本実施形態では、内側スライドコア5の原点状態では、第1コア部21の凸部35と第2コア部22の凸部36とは互いに連続し、周方向に延在する無端の環形凸部を形成する。他の実施形態では、内側スライドコア5の原点状態において、凸部35と凸部36とが連続せずに、断続的に配置されるようにしてもよい。なお、凸部35、36の形状、数は例示であって、形成する中子の形状に応じて様々な形状に形成されてよい。また、凸部35、36に代えて凹部が設けられてもよい。
内側スライドコア5の原点状態において、第1コア部21は、第2コア部22と干渉することなく、径方向内方に変位することができる。一方、内側スライドコア5の原点状態においては、第2コア部22は、第2端面33が第1端面27に突き当たり、第1コア部21と干渉するため、径方向内方に変位することはできない。第1コア部21が、第2コア部22に対して径方向内方に変位することによって、第1端面27は第2端面33から離れ、第1端面27と第2端面33との間には空隙が形成される。このように、内側スライドコア5の原点状態から第1コア部21が径方向内方に変位し、第1端面27と第2端面33との間に空隙が形成された状態を内側スライドコア5の中間状態という。内側スライドコア5の中間状態では、第2端面33と第1端面27との間に空隙が形成されているため、第2コア部22は最外位置から径方向内方に変位することができる。すなわち、内側スライドコア5の原点状態では、第1コア部21が径方向内方に変位した後に、第2コア部22の径方向内方への変位が可能になる。
図6の左半部に示すように、第1コア部21が径方向において最も内方(最内位置)に位置し、第2コア部22が第2端面33において第1端面27に突き当たる位置にある状態を内側スライドコア5の後退状態という。内側スライドコア5の後退状態では、第1コア部21は、第1端面27が第2端面33に突き当たり、第2コア部22と干渉するため、径方向外方に変位することはできない。一方、第2コア部22は、第1コア部21と干渉することなく、径方向外方に変位することができる。内側スライドコア5の後退状態から原点状態に変位するためには、先に第2コア部22が径方向外方に変位し、その後に第1コア部21が径方向外方に変位する必要がある。
図5に示すように、各第1スライダ15の底部には第1スライダ軸41が下方に向けて突設され、第2スライダ16の底部には第2スライダ軸42が下方に向けて突設されている。各第1スライダ軸41は、各第1ガイド孔11の底面に形成された挿通孔13を通過して下型2の下面よりも下方に突出している。同様に、各第2スライダ軸42は、第2ガイド孔12の底面に形成された挿通孔13を通過して下型2の下面よりも下方に突出している。
図7は実施形態に係る中子成形装置の原点状態における底面図であり、図8は図7の要部を拡大して示す底面図である。図4、図5、図7及び図8に示すように、下型2の下面において、第1ガイド孔11よりも径方向外方に位置する部分には、下方に向けて突出する第1基軸44が突設されている。第1スライダ軸41と第1基軸44とは、第1リンク機構45によって連結されている。なお、図4では、1つの第1リンク機構45のみを示し、他の3つの第1リンク機構45は省略している。第1リンク機構45は、第1内側リンク46と、第1外側リンク47と、第1連結軸48とを有している。第1内側リンク46は、一端において第1スライダ軸41に枢支され、他端に第1連結軸48が下方に向けて突設されている。第1外側リンク47は、一端において第1連結軸48に枢支され、他端において第1基軸44に枢支されている。これにより、第1内側リンク46及び第1外側リンク47は、中心軸線Aと直交する平面に沿って回動可能になっている。第1連結軸48の下端は、第1外側リンク47を貫通して下方に突出している。第1スライダ15と第1ガイド孔11との係合によって第1スライダ軸41は径方向にのみ変位可能であり、かつ第1基軸44が下型2に対して固定されているため、第1連結軸48が変位すると第1スライダ軸41及び第1スライダ15が径方向に変位する。
下型2の下面において、第2ガイド孔12よりも径方向外方に位置する部分には、下方に向けて突出する第2基軸51が突設されている。第2スライダ軸42と第2基軸51とは、第2リンク機構52によって連結されている。なお、図4では、1つの第2リンク機構52のみを示し、他の3つの第2リンク機構52は省略している。第2リンク機構52は、第1リンク機構45と同様に、第2内側リンク53と、第2外側リンク54と、第2連結軸55とを有している。第2内側リンク53は、一端において第2スライダ軸42に枢支され、他端に第2連結軸55が下方に向けて突設されている。第2外側リンク54は、一端において第2連結軸55に枢支され、他端において第2基軸51に枢支されている。これにより、第2内側リンク53及び第2外側リンク54は、中心軸線Aと直交する平面に沿って回動可能になっている。第2連結軸55の下端は、第2外側リンク54を貫通して下方に突出している。第2スライダ16と第2ガイド孔12との係合によって第2スライダ軸42は径方向にのみ変位可能であり、かつ第2基軸51が下型2に対して固定されているため、第2連結軸55が変位すると第2スライダ軸42及び第2スライダ16が径方向に変位する。
図4、図5及び図7に示すように、下型2の下面中央部には、中心軸線Aと同軸に支持軸57が下方に向けて突設されている。支持軸57には、円板状の駆動ディスク58が枢支されている。駆動ディスク58は、主面が中心軸線Aと直交するように配置され、中心軸線Aを中心として回転可能に支持軸57に支持されている。駆動ディスク58の外周部には、径方向外方に突出するレバー59が設けられている。
下型2には、中心軸線Aを中心として駆動ディスク58を回転させるための第1アクチュエータ61が設けられている。本実施形態では、第1アクチュエータ61は、伸縮アクチュエータである公知のエアシリンダであり、下型2にブラケット60を介して回動可能に支持されたシリンダ62と、シリンダ62内に摺動可能に収容されたピストン(不図示)と、ピストンに一端が結合されると共に他端がシリンダ62から突出した出力ロッド63とを有する。第1アクチュエータ61は、駆動ディスク58と略同一の平面上に配置されている。詳細には、第1アクチュエータ61は、駆動ディスク58の略接線方向に延在し、水平面と平行に延びている。シリンダ62への圧縮空気の供給、排出によって出力ロッド63が進退する。出力ロッド63の先端は、駆動ディスク58のレバー59に回動可能に連結されている。これにより、第1アクチュエータ61が駆動され、出力ロッド63が進退すると、駆動ディスク58が中心軸線Aを中心として回転する。
駆動ディスク58は、各第1連結軸48に対応する位置に第1カム孔65を有し、各第2連結軸55に対応する位置に第2カム孔66を有する。第1カム孔65及び第2カム孔66は、駆動ディスク58を上下に貫通している。第1カム孔65及び第2カム孔66は、中心軸線Aを中心として周方向に交互に現れるように配置されている。本実施形態では、第1カム孔65は第1連結軸48の数に対応して4つ設けられ、第2カム孔66は第2連結軸55の数に対応して4つ設けられている。
図7及び図8に示すように、第1カム孔65は、径方向に延在する第1径方向部68と、第1径方向部68の径方向内端から、周方向に中心軸線Aを中心として時計方向(図7に示すように、中心軸線Aに沿って鉛直下側から見た状態を基準とする)に延びる第1周方向部69とを有する。第2カム孔66は、径方向に延在する第2径方向部71と、径方向部の径方向外端から、周方向に中心軸線Aを中心として反時計方向に延びる第2周方向部72とを有する。
中心軸線Aから第1径方向部68の径方向外端までの長さは、中心軸線Aから第2径方向部71の径方向外端までの長さと同じに設定されている。一方、中心軸線Aから第1径方向部68の径方向内端までの長さは、中心軸線Aから第2径方向部71の径方向内端までの長さよりも短く設定されている。すなわち、第1径方向部68の径方向における長さは、第2径方向部71の径方向における長さよりも長く設定されている。第2周方向部72は、第1周方向部69よりも周方向に長く設定されている。
第1連結軸48は第1カム孔65に挿入され、第2連結軸55は第2カム孔66に挿入されている。これにより、第1カム孔65及び第2カム孔66は板カムとして機能し、第1連結軸48及び第2連結軸55(第1リンク機構45及び第2リンク機構52)は第1カム孔65及び第2カム孔66によって駆動される従動子として機能する。図7及び図8に示すように、内側スライドコア5の原点状態では、第1連結軸48は第1カム孔65の第1径方向部68の外端に配置され、第2連結軸55は第2カム孔66の第2周方向部72の反時計端に配置されている。この状態では、第1アクチュエータ61は、最も収縮している。このときの駆動ディスク58の回転位置を初期位置θ0とする。
図7及び図8に示す内側スライドコア5の原点状態から第1アクチュエータ61が伸び、駆動ディスク58が反時計方向に回転すると、第1連結軸48は第1径方向部68の孔壁に押され、第1径方向部68内を径方向内側に進む。これにより、第1スライダ軸41及び第1スライダ15が径方向内方に変位し、第1コア部21が径方向内方に変位する。一方、第2周方向部72が反時計方向に移動しても、第2連結軸55は第2周方向部72の孔壁に押されることはなく、当初の位置に維持される。そのため、第2コア部22は最外位置に維持される。
図9は実施形態に係る中子成形装置1の中間状態における要部を拡大して示す底面図である。図9に示すように、駆動ディスク58が反時計方向に回転すると、第2連結軸55は第2周方向部72の時計方向端(周方向における時計方向側の端部)に到達する。このときの内側スライドコア5の状態を中間状態という。このときの駆動ディスク58の回転位置は位置θ1とする。内側スライドコア5の状態が中間状態になるまでは、第2連結軸55は第2カム孔66に押されることはなく、第2コア部22は最外位置に維持される。
図9に示す内側スライドコア5の中間状態から、更に駆動ディスク58が反時計方向に回転すると、第2連結軸55は第2径方向部71の孔壁に押され、第2径方向部71内を径方向内側に進む。これにより、第2スライダ軸42及び第2スライダ16が径方向内方に変位し、第2コア部22が径方向内方に変位する。
図10は実施形態に係る中子成形装置の後退状態における要部を拡大して示す底面図である。図10に示すように、駆動ディスク58の反時計方向への回転は、第2連結軸55が第2径方向部71の径方向内端に到達することによって終了する。このときの駆動ディスク58の回転位置は位置θ2(θ2>θ1)とする。
以上のように、駆動ディスク58の反時計方向への回転によって、先に第1コア部21が径方向内方に変位し、遅れて第2コア部22が径方向内方に変位し、内側スライドコア5は原点状態から後退状態に変化する。逆に、駆動ディスク58が時計方向に回転する場合には、先に第2コア部22が径方向外方に変位し、遅れて第1コア部21が径方向外方に変位する。このように、駆動ディスク58の回転力は、第1カム孔65及び第1リンク機構45からなる第1伝達機構又は第2カム孔66及び第2リンク機構52からなる第2伝達機構によって、径方向への駆動力に変換され、第1コア部21及び第2コア部22を径方向に駆動する。また、カムとしての第1カム孔65及び第2カム孔66の形状が異なるため、第1伝達機構及び前記第2伝達機構は、駆動ディスク58の回転量に対する径方向への駆動量が異なる。すなわち、駆動ディスク58の回転に対して、第1コア部21及び第2コア部22の変位量、変位タイミング等の変位態様に差異が生じる。
外側スライドコア4は、半割りに形成された左右一対のコア81を有する。左右一対のコアは、互いに当接する合わせ面82を有し、合わせ面82に内側スライドコア5を受容可能なキャビティ面83が凹設されている。キャビティ面83は、原点状態にある内側スライドコア5の内側成形面と所定の距離をおいて対向する。各コア81は、下型2にブラケット88を介して支持された第2アクチュエータ86に支持され、互いに接近又は離れる方向に変位可能となっている。第2アクチュエータ86は、上述した第1アクチュエータ61と同様のエアシリンダであってよく、ブラケット88に支持されたシリンダ87と、シリンダに対して出没可能に設けられた出力ロッド89とを有する。各出力ロッド89の先端に各コア81が接合されており、各コア81はアクチュエータの伸縮に応じて互いに接近又は離れる。
上型3は、図示しないアクチュエータによって、下型2に対して上下方向に変位可能に支持されている。
以上のように構成された中子成形装置1は、図5に示すように、内側スライドコア5が原点状態にあり、外側スライドコア4の各コア81が合わせ面82において互いに当接し、上型3が下降して内側スライドコア5及び外側スライドコア4の上端面に当接した状態において、内側スライドコア5、外側スライドコア4、下型2、及び上型3の間に筒状のキャビティ7を形成する。キャビティ7には、中子砂が充填され成形される。中子砂は、砂である中子骨材とバインダとの混合物を所定の形状に成形したものであり、表面にコーティングを含んでもよい。中子骨材は、例えば硅砂やジルコンサンド、クロマイトサンド、セラビーズ等であり、バインダは例えばフラン樹脂やフェノール樹脂等の有機物やセメントや水ガラス等の無機物であってもよい。
図11は、実施形態に係る中子成形装置によって成形される中子を破断して示す斜視図である。図11に示すように、中子成形装置1によって成形される中子100は、両端が開口した筒形を呈する。中子100は、その内周面に周方向に沿って延在する溝部101を有する。本実施形態に係る中子成形装置1は、径方向に変位可能な第1コア部21及び第2コア部22からなる内側スライドコア5を有するため、溝部101のようなアンダーカット形状を形成することができる。本実施形態では、溝部101を形成する凸部35及び凸部36の角が曲面となるように面取りされているため、溝部101の角も曲面に形成される。溝部101の角を曲面に形成することによって、応力集中を抑制することができる。このように、成形時から溝部101の角が曲面に形成されるため、後の工程で面取りを行う必要がない。また、成形によって溝部101の角の形状が曲面に形成されるため、手作業や他の装置による面取り加工によって角を曲面にする場合よりも寸法精度を高めることができる。中子100は、例えば電動モータのハウジング(ヨーク)にウォータジャケット(水通路)を形成するために使用される。
中子成形装置1は、中心軸線Aを中心として回転する平板状の駆動ディスク58によって、複数の第1コア部21及び第2コア部22を変位させるため、中心軸線A方向において装置をコンパクトに形成することができる。そのため、中子成形装置1の移動や収納が容易になる。
また、駆動ディスク58は、第1コア部21に対応した第1カム孔65と、第2コア部22に対応した第2カム孔66とを有するため、単に回転だけで、第1コア部21及び第2コア部22の間で変位態様(変位量や変位タイミング)に差を付けながら第1コア部21及び第2コア部22を変位させることができる。また、第1カム孔65及び第2カム孔66の形状を調整することによって、第1コア部21及び第2コア部22を任意の変位態様に設定することができる。一例として、第1カム孔65及び第2カム孔66を、径方向に対して傾斜した直線状に形成し、第1カム孔65と第2カム孔66との間で径方向に対する角度に差異を設けることによって、第1コア部21及び第2コア部22を同時に変位させながら、両者間の移動量に差を設けることができる。
本実施形態では、伸縮する第1アクチュエータ61を使用して駆動ディスク58を回転させるため、粉体が多く存在する使用環境下においても損傷を抑制することができる。
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、駆動ディスク58を第1駆動ディスク及び第2駆動ディスクの2つにし、第1連結軸48を第1駆動ディスクに係止させると共に、第2連結軸55を第2駆動ディスクに係止させてもよい。この場合、第1駆動ディスクと第2駆動ディスクとを独立して回転させることによって第1コア部21及び第2コア部22の変位態様に差を設けることができる。
また、第1リンク機構45及び第2リンク機構52の構成は例示であり、様々な形態を適用することができる。本実施形態では、第1内側リンク46と第1外側リンク47とを繋ぐ第1連結軸48が第1カム孔65に係止される構成としたが、第1内側リンク46又は第1外側リンク47に軸を突設し、この軸を第1カム孔65に係止させる構成としてもよい。また、第1リンク機構45及び第2リンク機構52を省略し、第1スライダ軸41を第1カム孔65に直接係止させると共に、第2スライダ軸42を第2カム孔66に直接係止させるようにしてもよい。
本実施形態では、下型2を基台として使用し、下型2が、上型3、外側スライドコア4、内側スライドコア5、及び駆動ディスク58等を支持する構成としたが、他の実施形態では、下型2を支持するフレームを設け、フレームが上型3、及び駆動ディスク58等を支持する構成としてもよい。
1…中子成形装置、2…下型、3…上型、4…外側スライドコア、5…内側スライドコア、7…キャビティ、11…第1ガイド孔、12…第2ガイド孔、13…挿通孔、15…第1スライダ、16…第2スライダ、21…第1コア部、22…第2コア部、41…第1スライダ軸、42…第2スライダ軸、44…第1基軸、45…第1リンク機構(第1伝達機構)、46…第1内側リンク、47…第1外側リンク、48…第1連結軸(第1従動子)、51…第2基軸、52…第2リンク機構(第2伝達機構)、53…第2内側リンク、54…第2外側リンク、55…第2連結軸(第2従動子)、58…駆動ディスク、59…レバー、61…第1アクチュエータ、65…第1カム孔(第1カム)、66…第2カム孔(第2カム)、68…第1径方向部、69…第1周方向部、71…第2径方向部、72…第2周方向部、100…中子、A…中心軸線
Claims (4)
- 筒状の中子の内面に対応する成形面が外面に形成された筒状の内側スライドコアと、前記中子の外面に対応する成形面が形成された外側スライドコアとを有する中子成形装置であって、
前記内側スライドコア及び前記外側スライドコアを支持する基台を有し、
前記内側スライドコアは、所定の軸線を中心として周方向に交互に配置され、それぞれ協働して筒状をなす複数の第1コア部及び複数の第2コア部を有し、
前記第1コア部及び前記第2コア部は、それぞれ前記軸線の径方向に変位可能に前記基台に支持され、
前記基台には、前記軸線を中心として回転可能に駆動ディスクが支持され、
前記駆動ディスクは、前記駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第1伝達機構を介して前記第1コア部に連結されると共に、前記駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第2伝達機構を介して前記第2コア部に連結され、
前記第1伝達機構及び前記第2伝達機構は、前記駆動ディスクの回転量に対する径方向への駆動量が異なることを特徴とする中子成形装置。 - 前記第1伝達機構は、前記駆動ディスクに形成された第1カムと、前記第1コア部側に設けられ、前記第1カムによって駆動される第1従動子とを有し、
前記第2伝達機構は、前記駆動ディスクに形成された第2カムと、前記第2コア部側に設けられ、前記第2カムによって駆動される第2従動子とを有することを特徴とする請求項1に記載の中子成形装置。 - 前記駆動ディスクは、前記駆動ディスクの略接線方向に延在する伸縮アクチュエータによって回転させられることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の中子成形装置。
- 筒状の中子の内面に対応する成形面が外面に形成された筒状の内側スライドコアと、前記中子の外面に対応する成形面が形成された外側スライドコアとを有する中子成形装置であって、
前記内側スライドコア及び前記外側スライドコアを支持する基台を有し、
前記内側スライドコアは、所定の軸線を中心として周方向に交互に配置され、それぞれ協働して筒状をなす複数の第1コア部及び複数の第2コア部を有し、
前記第1コア部及び前記第2コア部は、それぞれ前記軸線の径方向に変位可能に前記基台に支持され、
前記基台には、前記軸線を中心として回転可能に第1駆動ディスク及び第2駆動ディスクが支持され、
前記第1駆動ディスクは、前記第1駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第1伝達機構を介して前記第1コア部に連結され、
前記第2駆動ディスクは、前記第2駆動ディスクの回転力を径方向への駆動力に変換する第2伝達機構を介して前記第2コア部に連結されていることを特徴とする中子成形装置。
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