【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシリンダブロックのスリーブのような円筒体製品を鋳造するためのシェル型とこのシェル型を造型するためのシェル型造型装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シリンダブロック８０は、図２
１に示すように円筒状のスリーブ８１を鋳造により製作して、ダイカスト金型のキャビティに前記スリーブ８１
を複数並べて収容してダイカスト鋳造法によりキャビティにアルミニウム合金の溶湯を注入して製作されている。

【０００３】この場合、前記スリーブ８１をアルミニウム合金のブロック本体８２に良く食い付けるために、表面に多数の突起を形成したスリーブが使用されている。
このようなスリーブは、生砂、時硬性砂の砂型を用いて鋳造により円筒状に一つづつ製作されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】表面に多数の突起を形成したスリーブは、生砂、時硬性砂の砂型を用いて鋳造により円筒状に一つづつ製作されていたために置き中子が必要になり、製作に労力を要し、非能率的であって、
２連以上のスリーブを量産することができないという問題点があった。

【０００５】本発明は、上記の問題点を解消するものであり、その第１の目的とするところは、少なくとも２連であるスリーブを量産することができるるばかりか、溶湯の凝固収縮による縮みによる変形を抑えることができて、歪みのないスリーブを鋳造することができるシェル型を提供することにある。

【０００６】また、本発明は、上記の問題点を解消するものであり、その第２の目的とするところは、少なくとも２連であるスリーブを量産することができるるばかりか、溶湯の凝固収縮による縮みによる変形を抑えることができるシェル型の造型が容易なシェル型造型装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を達成するために、請求項１の発明に係わるシェル型は、複数のスリーブ成形部を連設し、これらのスリーブ成形部のうち少なくともサブランナ部側のスリーブ成形部の端部を、溶湯の凝固収縮による縮みによるスリーブの変形形状とは逆の形状にしたことを特徴とする。

【０００８】また、上記の第１の目的を達成するために、請求項２の発明に係わるシェル型は、複数のスリーブ成形部を連設し、これらのスリーブ成形部のうち少なくともサブランナ部側のスリーブ成形部を、その中央点Ｑ１より一方の半分部の軸線イ´を、基準線Ｓ´に対して内側方に所定の角度θ１にずらし、前記スリーブ成形部の中央点Ｑより他方の半分部の軸線ロ´を基準線Ｓ´
に対して外側方に所定の角度θ２にずらしたことを特徴とする。

【０００９】また、上記の第２の目的を達成するために、請求項３の発明に係わるシェル型造型装置は、シェル型を造型する金型を上型と下型とから構成し、前記下型を、円筒体の半割り形状の製品入れ子を複数並べ、前記上型のキャビティの凹陥部に前記製品入れ子を挿入して、両者の間に、スリーブ成形部のサブランナ部側の端部を溶湯の凝固収縮による縮みによるスリーブの変形形状とは逆の形状にしたシェル型の形状の空間を形成したことを特徴とする。

【００１０】また、上記の第２の目的を達成するために、請求項４の発明に係わるシェル型造型装置は、シェル型を造型する金型を上型と下型とから構成し、前記下型を、円筒体の半割り形状の製品入れ子を複数並べ、端側の製品入れ子にその中央点Ｑより横側Ｍ／ＣセンターＯ１寄りの半分部の軸線イを、縦側Ｍ／ＣセンターＯ２
と平行な基準線Ｓに対して内側方に所定の角度θ１にずらせ、端側の製品入れ子の中央点Ｑより横側Ｍ／ＣセンターＯ１とは反対側の半分部の軸線ロを、縦側Ｍ／ＣセンターＯ２と平行な基準線Ｓに対して外側方に所定の角度θ２にずらし、前記上型のキャビティの凹陥部に前記製品入れ子を挿入して、両者の間に、造型される砂型の形状の空間を形成したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】本発明のシェル型によれば、ボア中子を中にして半割り形状のシェル型を二つ合わせて鋳造することにより、少なくとも２連であるスリーブを量産することができる。 しかも、シェル型にあっては、前記スリーブ成形部の前記サブランナ部側の端部を前記変形形状とは逆の形状にして、縮みによる変形を抑えるものである。

【００１２】また、本発明のシェル型造型装置によれば、少なくとも２連であるスリーブを量産することができるばかりか、溶湯の凝固収縮による縮みによる変形を抑えるシェル型を造型することができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。 図１はシェル型の一部断面した平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図４はサブランナ部側のスリーブ成形部の平面図、図５は同スリーブ成形部の側面図である。

【００１４】図１に示すようにシェル型造型装置により造型されたシェルモールド鋳型Ｍは、内部にボア中子７
１が４個セットされて、半割り形状のシェル型７０の合せ面部７０Ａ同志を接着剤で接着して合わせて作成されて、湯口７２が形成されたサブランナ部７３と４連スリーブ成形部７４とを備えている。

【００１５】このシェルモールド鋳型Ｍにアルミニウム合金が注湯されて、４連のスリーブＷが鋳造されるのであるが、シェルモールド鋳型のＡ−Ａ線に沿う断面及びＢ−Ｂ線に沿う断面に表されているように前記サブランナ部７２の方が前記４連スリーブ成形部７４に比べて注湯された溶湯の厚さが大きいために、この溶湯の凝固収縮による縮みが大きくなり、この縮みを、シェルモールド鋳型Ｍが砂で成形されているために規制することができない。 このために、凝固した仕上がり時に、４連スリーブは、そのサブランナ部７３側の端部が、他端部よりよく縮み、大袈裟にいえば扇形に変形する。

【００１６】そこで、この現象を考慮して、本発明に係わるシェル型（シェルモールド鋳型）にあっては、前記４連スリーブ成形部７４の前記サブランナ部７２側の端部を前記変形形状とは逆の形状にして、縮みによる変形を抑えるものである。

【００１７】すなわち、前記４連スリーブ成形部７４の前記サブランナ部７２側のスリーブ成形部７４ａは、図４及び図５に示すようにその中央点Ｑ１より上半分部７
５Ａの軸線イ´は、基準線Ｓ´に対して内側方（図４において右方）に所定の角度θ１にずれており、また、前記スリーブ成形部７４ａの中央点Ｑより下半分部７５Ｂ
の軸線ロ´は基準線Ｓ´に対して外側方（図４において左方）に所定の角度θ２にずれている。

【００１８】また、前記スリーブ成形部７４ａは、図５
に示すように、その上半分部７５Ａの端部側が、下半分部７５Ｂの端部側より低くなるように傾斜角度αで傾いている。

【００１９】上記のように前記４連スリーブ成形部７４
の前記サブランナ部７２側のスリーブ成形部７４ａをあらかじめ変形させることにより溶湯の凝固収縮による縮みによる変形を抑えるものである。

【００２０】上記の構成のシェルモールド鋳型を造型するシェル型造型装置を以下説明する。 このシェル型造型装置は下型１と上型２とから大略構成されている。 この下型１は台座３上に固設されたダイ・ベース４を備えており、このダイ・ベース４の上には下型熱板体５が固設してあり、また、この下型熱板体５には製品入れ子構造体１１が装着してある。 そして、前記下型熱板体５と製品入れ子構造体１１とで下型本体を構成している。

【００２１】前記下型熱板体５の上面部には、複数の入れ子装着凹部６が配設してあり、これらの入れ子装着凹部６の底面部には複数の砂抜き孔７が形成してあり、これらの砂抜き孔７は下型熱板体５の下面部に抜けている。

【００２２】前記製品入れ子構造体１１は、図７乃至図１４に示すように４個一組の製品入れ子群１２を２列備えており、これらの製品入れ子群１２は、前側の製品入れ子１２Ａと、２個の中間の製品入れ子１２Ｂと、後側の製品入れ子１２Ｃとを有している。

【００２３】そして、前側の製品入れ子１２Ａは、断面半円形状の入れ子本体１３の下部に長方形状の嵌合部１
４を形成し、入れ子本体１３の後部に平坦な合せ面部１
５を形成した構成であり、入れ子本体１３の表面の後側部位に平面視で長方形状のスパイニー入れ子挿入凹部１
６が形成してある。 また、前記嵌合部１４の前面部からスパイニー入れ子挿入凹部１６の端面にかけてロッド挿入孔部１７が形成してあり、また、スパイニー入れ子挿入凹部１６から前記嵌合部１４の下面部にかけて砂抜き孔１８が形成してある。

【００２４】そして、前側の製品入れ子１２Ａは、図１
２及び図１３に示すようにその中央点Ｑより横側Ｍ／Ｃ
センターＯ１寄りの半分部４０Ａの軸線イは、縦側Ｍ／
ＣセンターＯ２と平行な基準線Ｓに対して内側方（図１
２の（１）において右方）に所定の角度θ１にずれており、また、前側の製品入れ子１２Ａの中央点Ｑより横側Ｍ／ＣセンターＯ１とは反対側の半分部４０Ｂの軸線ロは、縦側Ｍ／ＣセンターＯ２と平行な基準線Ｓに対して外側方（図１２の（１）において左方）に所定の角度θ
２にずれている。

【００２５】また、前側の製品入れ子１２Ａは、図１３
に示すように、その横側Ｍ／ＣセンターＯ１寄りの端部側が、横側Ｍ／ＣセンターＯ１とは反対側の端部側より低くなるように傾斜角度αで傾いている。

【００２６】また、中間の製品入れ子１２Ｂは、断面半円形状の入れ子本体１３の下部に長方形状の嵌合部１４
を形成し、入れ子本体１３の前、後部に平坦な合せ面部１５を形成した構成であり、入れ子本体１３の表面の前、後側部位に平面視で長方形状のスパイニー入れ子挿入凹部１６が形成してある。 また、前記嵌合部１４の前面部から後側のスパイニー入れ子挿入凹部１６の端面にかけてロッド挿入孔部１７が形成してあり、前記嵌合部１４の後面部から前側のスパイニー入れ子挿入凹部１６
の端面にかけてロッド挿入孔部１７が形成してある。 また、スパイニー入れ子挿入凹部１６から前記嵌合部１４
の下面部にかけて砂抜き孔１８が形成してある。

【００２７】そして、中間の製品入れ子１２Ｂは、図７
に示すようにその軸線ハは、縦側Ｍ／ＣセンターＯ２と平行な基準線Ｓに対して平行になっている。

【００２８】また、後側の製品入れ子１２Ｃは、断面半円形状の入れ子本体１３の下部に長方形状の嵌合部１４
を形成し、入れ子本体１３の前部に平坦な合せ面部１５
を形成した構成であり、入れ子本体１３の表面の前側部位に平面視で長方形状のスパイニー入れ子挿入凹部１６
が形成してある。 また、前記嵌合部１４の後面部からスパイニー入れ子挿入凹部１６の端面にかけてロッド挿入孔部１７が形成してあり、また、スパイニー入れ子挿入凹部１６から前記嵌合部１４の下面部にかけて砂抜き孔１８が形成してある。

【００２９】そして、後側の製品入れ子１２Ｃは、図１
４に示すようにその中央点Ｑより横側Ｍ／ＣセンターＯ
１寄りの半分部４１Ａの軸線ニは、縦側Ｍ／ＣセンターＯ２と平行な基準線Ｓに対して内側方（図１４において左方）に所定の角度θ３にずれており、また、後側の製品入れ子１２Ｃの中央点Ｑより縦側Ｍ／ＣセンターＯ１
とは反対側の半分部４１Ｂの軸線ホは、縦側Ｍ／ＣセンターＯ２と平行な基準線Ｓに対して外側方（図１４において右方）に所定の角度θ４にずれている。

【００３０】そして、前記下型熱板体５の４個一組の入れ子装着凹部群７に４個一組の製品入れ子群１２が装着してある。 すなわち、前側の製品入れ子１２Ａが、その前記嵌合部１４を前側の入れ子装着凹部６に嵌合した後にボルト締めにより固着してあり、中間の製品入れ子１
２Ｂが、同様にして中間の入れ子装着凹部６に装着してあり、後側の製品入れ子１２Ｃが、同様にして後側の入れ子装着凹部６に装着してある。

【００３１】この場合、隣り合う製品入れ子１２Ａ、１
２Ｂ、１２Ｃは合せ面部１５で互いに接していて、隣り合う製品入れ子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの円弧状表面が形成するアンダーカット部Ｒにスパイニー入れ子挿入凹部１６が設けてある。 そして、これらのスパイニー入れ子挿入凹部１６に形成された砂抜き孔１８は前記下型熱板体５に設けた砂抜き孔９に連通している。

【００３２】そして、２列の製品入れ子群１２の互いに対向する製品入れ子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの内端面間にはスペーサブロック１９が介装してあり、これらのスペーサブロック１９はボルトにより前記下型熱板体５に固着してある。 また、製品入れ子１２Ａ、１２Ｂ、１２
Ｃの外端方には左、右端押え部材２０、２１がそれぞれ前記下型熱板体５にボルトにより固着されて設けてある。

【００３３】前記スパイニー入れ子挿入凹部１６にはスパイニー入れ子２２が出没可能に挿入されている。 これらスパイニー入れ子２２は、図１５及び図１６に示すように円弧状表面２２Ａを有しており、この円弧状表面２
２Ａには多数の突起２２Ｂが形成してある。 そして、前記スパイニー入れ子２２は左右のスパイニー入れ子作動作動機構２３の作動により前記スパイニー入れ子挿入凹部１６から出没するものである。 前記スパイニー入れ子作動作動機構２３は、作動シリンダ２４と、これらの作動シリンダ２４の伸長作動により移動（前進）する摺動ブロック２５と、これらの摺動ブロック２５の移動により移動して前記前記スパイニー入れ子２２を突出させる引き抜きピン２６とから構成されている。

【００３４】また、前記台座３、ダイ・ベース４及び下型熱板体５には図６に示すように複数箇所にエジェクトピン用孔部２７が形成してあり、これのエジェクトピン用孔部２７にはエジェクトトピン２８が挿入してあり、
これらのエジェクトピン２８は互いに連結されていてエジェクト昇降作動機構部（図示せず）により昇降動するものである。

【００３５】前記上型２は、図１７に示すようにその型合せ面２９側にキャビティ３０を形成しており、このキャビティ３０は、前記下型１の製品入れ子１２Ａ、１２
Ｂ、１２Ｃに対向する複数の凹陥部３１を連続させて構成してあり、前記上型２には各凹陥部３１に連通するゲート３２が設けてある。 また、前記上型２は、上型移動手段である昇降作動機構（図示せず）により昇降動するものである。

【００３６】次に、上記のように構成されたシェル型造型装置によるシェル型の造型を説明する。

【００３７】前記下型２において、前記作動シリンダ２
４を伸長作動させて前記摺動ブロック２５を移動（前進）させることにより、前記引き抜きピン２６を移動させて、この引き抜きピン２６に結合された前記スパイニー入れ子２２が前進して、これの円弧状表面２２Ａが前側、中間及び後側の製品入れ子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ
の表面に一致して、この円弧状表面２２Ａの多数の突起２２Ｂが突出する。

【００３８】次に、前記昇降作動機構の作動により、前記上型２が下降して、これの型合せ面２９を下型２の型合せ面３３に合わせ、前記キャビティ３０の凹陥部３１
に前記下型１の製品入れ子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを挿入して、両者の間に、造型される砂型の形状の空間Ｈが形成される。

【００３９】次に、前記上型２に設けた複数のゲートからシェル砂（珪砂に熱硬化性高分子材料を加えたもの）
が前記空間Ｈに吹き込まれる。

【００４０】次に、前記上、下型１、２に設けたヒーター３５、３６に通電して３５０℃程度に上、下型１、２
及び製品入れ子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを加熱する。 この加熱によりシェル砂が硬化してシェル型７０が造型される。

【００４１】次に、前記ヒーター３５、３６の通電を停止して、前記昇降作動機構の作動により前記上型２を上昇して、この上型２を下型１から離す。 この状態では、
前記前記下型１の製品入れ子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ側にシェル型７０が付いている。

【００４２】次に、前記下型２において、前記作動シリンダ２４Ａ、２４Ｂを縮小作動させて前記摺動ブロック２５Ａ、２５Ｂを後退させることにより、前記引き抜きピン２６を後退させて前記スパイニー入れ子２２を後退させ、これの円弧状表面２３ａを前側、中間及び後側の製品入れ子１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの表面より引き込み、この円弧状表面２３ａに設けた多数の突起２４をシェル型７０より離型させる。 この場合、前記突起２４の長さが２ｍｍ程度の場合には、前記スパイニー入れ子２
２の引き込み量は５ｍｍ程度である。

【００４３】次に、前記エジェクト昇降作動機構部が作動してエジェクトピンが上昇して前記シェル型７０を突き上げ、このシェル型７０を離型させる。 このシェル型７０の半割り形状であり、その内面のアンダーカット部位にはスパイニー入れ子２２の多数の突起２２Ｂの逆写しの凹部が多数形成されている。

【００４４】次に、次工程に移り、図１８に示すようにボア中子７１が４個セットされて、半割り形状のシェル型７０の合せ面部７０Ａ同志を接着剤で接着して合わせてシェルモールド鋳型が作成される。

【００４５】このシェルモールド鋳型において、前記４
連スリーブ成形部７４の前記サブランナ部７２側のスリーブ成形部７４ａは、上記したようにその中央点Ｑ１より上半分部７５Ａの軸線イ´は、基準線Ｓ´に対して内側方（図４において右方）に所定の角度θ１にずれており、また、前記スリーブ成形部７４ａの中央点Ｑより下半分部７５Ｂの軸線ロ´は基準線Ｓ´に対して外側方（図４において左方）に所定の角度θ２にずれている。

【００４６】また、前記スリーブ成形部７４ａは、図５
に示すように、その上半分部７５Ａの端部側が、下半分部７５Ｂの端部側より低くなるように傾斜角度αで傾いている。

【００４７】このシェルモールド鋳型は鋳造場所に搬送された後に、鋳造工程でアルミニウム合金が注湯されて、図１９に示す４連のスリーブＷが鋳造される。 このスリーブＷのアンダーカットブＲ´には多数の突起７１
が形成されている。 そして、ダイカスト鋳造法によりこのスリーブＷをアルミニウム合金に鋳込み図２０に示すシリンダブロックＶが作成される。

【００４８】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の発明に係わるシェル型は、複数のスリーブ成形部を連設し、これらのスリーブ成形部のうち少なくともサブランナ部側のスリーブ成形部の端部を、溶湯の凝固収縮による縮みによるスリーブの変形形状とは逆の形状にしたことにより、少なくとも２連であるスリーブを量産することができるばかりか、溶湯の凝固収縮による縮みによる変形を抑えることができて、歪みのないスリーブを鋳造することができる。

【００４９】また、請求項２の発明に係わるシェル型は、複数のスリーブ成形部を連設し、これらのスリーブ成形部のうち少なくともサブランナ部側のスリーブ成形部を、その中央点Ｑ１より一方の半分部の軸線イ´を、
基準線Ｓ´に対して内側方に所定の角度θ１にずらし、
前記スリーブ成形部の中央点Ｑより他方の半分部の軸線ロ´を基準線Ｓ´に対して外側方に所定の角度θ２にずらしたことにより、少なくとも２連であるスリーブを量産することができるばかりか、溶湯の凝固収縮による縮みによる変形を抑えることができて、歪みのないスリーブを鋳造することができる。

【００５０】また、請求項３の発明に係わるシェル型造型装置は、シェル型を造型する金型を上型と下型とから構成し、前記下型を、円筒体の半割り形状の製品入れ子を複数並べ、前記上型のキャビティの凹陥部に前記製品入れ子を挿入して、両者の間に、スリーブ成形部のサブランナ部側の端部を溶湯の凝固収縮による縮みによるスリーブの変形形状とは逆の形状にしたシェル型の形状の空間を形成したことにより、少なくとも２連であるスリーブを量産することができるばかりか、溶湯の凝固収縮による縮みによる変形を抑えるシェル型を造型することができる。

【００５１】また、請求項４の発明に係わるシェル型造型装置は、シェル型を造型する金型を上型と下型とから構成し、前記下型を、円筒体の半割り形状の製品入れ子を複数並べ、端側の製品入れ子にその中央点Ｑより横側Ｍ／ＣセンターＯ１寄りの半分部の軸線イを、縦側Ｍ／
ＣセンターＯ２と平行な基準線Ｓに対して内側方に所定の角度θ１にずらせ、端側の製品入れ子の中央点Ｑより横側Ｍ／ＣセンターＯ１とは反対側の半分部の軸線ロを、縦側Ｍ／ＣセンターＯ２と平行な基準線Ｓに対して外側方に所定の角度θ２にずらし、前記上型のキャビティの凹陥部に前記製品入れ子を挿入して、両者の間に、
造型される砂型の形状の空間を形成したことにより、少なくとも２連であるスリーブを量産することができるばかりか、溶湯の凝固収縮による縮みによる変形を抑えるシェル型を造型することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるシェル型の一部断面した平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図４】サブランナ部側のスリーブ成形部の平面図である。

【図５】同スリーブ成形部の側面図である。

【図６】本発明に係わるシェル型造型装置の断面図である。

【図７】製品入れ子構造体の平面図である。

【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図９】図７のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図１０】製品入れ子単体の平面図である。

【図１１】製品入れ子単体の端側面図である。

【図１２】（１）はサブランナ部側のスリーブ成形部の下型となる製品入れ子単体の平面図である。 （２）はＥ
方向からの矢視図である。

【図１３】サブランナ部側のスリーブ成形部の下型となる製品入れ子単体の側面図である。

【図１４】サブランナ部側とは反対側のスリーブ成形部の下型となる製品入れ子単体の側面図である。

【図１５】スパイニー入れ子の平面図である。

【図１６】同スパイニー入れ子の側面図である。

【図１７】上型の断面図である。

【図１８】ボア中子と半割り形状のシェル型とで構成されたシェルモールド鋳型の平面図である。

【図１９】４連スリーブの斜視図である。

【図２０】シリンダブロックの斜視図である。

【図２１】従来のシリンダブロックの斜視図である。

【符号の説明】

１ 下型 ２ 上型 １２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ 製品入れ子 ３０ キャビティ ３１ 凹陥部 ７４ スリーブ成形部 Ｗ スリーブ