JP2004130330A

JP2004130330A - 砂型鋳造鋳型のフィルター装置および造型装置

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Publication number: JP2004130330A
Application number: JP2002295772A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Goshima; 五島　貴治; Eigo Tanuma; 田沼　　栄伍; Mitsuru Yasutsune; 安恒　　満
Original assignee: Bridgestone Corp; Suzuki Motor Corp
Current assignee: Bridgestone Corp; Suzuki Motor Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】鋳型にフィルターを装着する際の装着精度、および作業性を向上し、部品のコストダウンを図ることにある。
【解決手段】鋳造鋳型の型割り面６を垂直方向に形成し、型割り面６に湯道１５を形成するとともに、湯道１５の一部に金属溶湯をろ過するフィルター部品１９を備えた砂型鋳造鋳型のフィルター装置において、フィルター部品１９に、溶湯をろ過するフィルター２３と、フィルター２３の外縁部分に取り付けられ弾性材料で形成したホルダー２５とを設けたる。
【選択図】　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造鋳型の型割り面が垂直方向に形成された砂型に用いるフィルター装置および造型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
垂直割金型を備えた鋳型造型機については、種々の技術が公開されている（例えば、特許文献１参照。）。一方、ディサマティック造型機に代表される垂直鋳型造型機では、異物の混入により発生する「砂かみ」等のトラブルを防止するため、鋳型の内部の湯道（溶湯が製品成形部に届くまでの途中の経路）に異物を除去するフィルターを設けている。このフィルターには、約１３５０℃の溶湯が通過するため、溶損が生じないセラミックを使用して、フィルターの内部を網状構造に形成している（例えば、特許文献２および３参照。）。
【０００３】
実際に使用するフィルターは、たとえば約５０ｍｍ×５０ｍｍ×１５ｍｍの直方体形状に加工されたものであり、自動搬送機（コアセッター）を用いて鋳型にセットされる。しかし、上記フィルターは、寸法精度が５０ｍｍに対し公差が２ｍｍと大きいため、フィルターの外形がセットする湯道の形状に合わないことがある。そのため、フィルターのセット不良が発生する。
【０００４】
この対策として、外形寸法精度の良いホルダーを製作し、その内側にフィルターを嵌合させて、ホルダーを鋳型にセットする方法がある。このホルダーは、熱に強いレジンコーテッドサンドを加熱・成形して製作する。この方法によれば、中子を取り付けるコアセッターを利用して、中子納めと同時に精度良くフィルターをセットすることができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２７５９９６号公報
【特許文献２】
特開平５−５１２７８号公報
【特許文献３】
特開平１１−２８５７８２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レジンコーテッドサンドのホルダーは部品単価が高いだけでなく、材料が硬質なため、生産現場への納入過程や、鋳型にセットする際の微妙な寸法ずれ等によりホルダーが割れてしまい、セットできないことがある。そのため、作業効率の低下や交換品を購入するためのコストアップの点で問題があり、代替品が望まれていた。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、鋳型（生砂型）にフィルターを装着する際の装着精度、および作業性を向上させ、作業工数の低減、および部品のコストダウンを図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、鋳造鋳型の型割り面を垂直方向に形成し、型割り面に湯道を形成するとともに、該湯道の一部に金属溶湯をろ過するフィルター部品を備えた砂型鋳造鋳型のフィルター装置において、前記フィルター部品に、溶湯をろ過するフィルターを、該フィルターの外縁部分に取り付けられ弾性材料で形成したホルダーとから形成した。
また、前記フィルター部品を前記湯道に取り付けたときに、前記ホルダーは前記湯道の内側と前記フィルターの外縁部分に挟まれて圧縮保持される。
また、前記フィルターが、３次元の網状構造をなしたセラミック多孔体で形成することもできる。
さらに、前記ホルダーを帯状または環状に形成し、フィルター部の外周を枠状に巻回することもできる。
【０００９】
また、本発明では、鋳造鋳型の型割り面を垂直方向に形成し、型割り面に湯道を形成するとともに、該湯道の一部に金属溶湯をろ過するフィルター部品を備えた砂型鋳造鋳型造型装置において、該湯道に取り付けるフィルター部品を、溶湯をろ過するフィルターと、該フィルターの外縁部分に取り付けられ弾性材料で形成したホルダーとから形成し、砂型の型割り面にフィルター部品をセットするコアセッターに、陥状凹部を形成し、該コアセッターがフィルター部品を砂型にセットしたときに、前記ホルダーが前記陥状凹部とフィルターの外縁部分に挟まれて圧縮保持されるように構成した。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係る砂型鋳造鋳型のフィルター装置の一例について、図面を用いて説明する。
【００１１】
図１に例示する垂直鋳型造型機１は、砂供給ユニット３と、砂型５を造型するユニット４と、造型する金型５を変更する金型交換ユニット７と、砂型５に中子をセットするコアセッター９と、砂型５を搭載しながら砂型造型ユニット４と同調して動くコンベヤ１１と、これらユニット類の動作を自動的に制御する図示しない制御装置を含んで構成する。
【００１２】
図２は、図１のＡ部の拡大斜視図であって、複数の砂型５が互いに対向する型割り面６を合わせた状態を示し、この状態で、溶湯の注入工程に搬送される状態を示す。図３は、図２の砂型５の単体を表す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を示す。
【００１３】
型割り面６には、上部に設けられた湯口カップ１３と、湯口カップ１３から注入された溶湯を案内する湯道１５と、湯道１５の各末端部に設けられ鋳造製品を成形する製品成形部１７を備えている。型割り面６は、対応するもう一対の型割り面６と重合して、湯道１５や製品成形部１７の中空形状が完成する。湯口カップ１３の近くの湯道１５には、溶湯をろ過するフィルター部品１９を取り付ける。図３に示す湯道１５には、フィルター部品１９を取り付けるフィルター挿入溝２１を設けることもできる。このフィルター挿入溝２１は、フィルター部品１９の周縁部を上下から挟んで支持するよう構成する。
なお、成形する製品の内側部分に中空形状を設ける場合には、図示しない中子が製品成形部１７にセットすることができる。
【００１４】
図４は、フィルター部品１９の詳細図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線による断面図を示す。フィルター部品１９は、フィルター２３と発泡ウレタンフォーム枠２５（以下、ホルダーという。）から構成される。
フィルター２３は、例えば、従来技術として用いられる３次元の網状構造をなしたセラミック多孔体で形成することができる。
【００１５】
ホルダー２５は、弾性を有するウレタンフォーム材（例えば、軟質エバーライト　ＭＰ−ＧＭ：商標　（株）ブリヂストン製）を使用しており、フィルター２３の外縁を覆う形状をしている。例えば、図４（ａ）に示すフィルター２３は、四角形の４辺の外縁を全て覆うようにホルダー２５を取り付けている。フィルター部品１９を取り付ける湯道１５の形状に合わせて、対向する２辺の外縁にのみホルダー２５を設けてもよい。また、図４に示すフィルター部品１９は、形状を四角形としているが、湯道１５またはフィルター挿入溝２１の形状に合わせて最適な形状を選択することができる。
【００１６】
ホルダー２５の加工は、ホルダー２５の形状に合わせて製作した刃型を用いて発泡ウレタン材を打ち抜いて行なう。また、帯状または環状の発泡ウレタンを製作し、これをフィルター２３の外周に枠状に巻回することもできる。
【００１７】
ウレタンフォーム材の物性は、ＪＩＳ　Ｋ　６４００−１９９７に準拠して測定した場合、以下の特性の少なくとも一つを有するものがよい。
（１）硬さ７０Ｎ以上、（２）伸び３０％以上、（３）引張強さ６０ｋＰａ以上、（４）密度（見かけ密度）０．０２３以上
【００１８】
ホルダー２５の成形寸法は、以下の公差範囲がよい。
（１）内径寸法は、フィルター２３の外形寸法に対して、０〜−３ｍｍ以内（更に好適には０〜−１ｍｍ以内）とする。
（２）外形寸法は、ホルダー２５の内径寸法に対して、＋６〜＋２０ｍｍ以内（更に好適には＋１０〜＋１６ｍｍ以内）とする。
（３）枠高さは、フィルター２３の厚みに対して、０〜＋８ｍｍ以内（更に好適には＋２から＋５ｍｍ以内）とする。
【００１９】
湯道１５またはフィルター挿入溝２１の寸法は、ホルダー２５の外形寸法よりやや小さくなるよう造型する。フィルター部品１９の取り付けは、ホルダー２５の弾性を利用してフィルター挿入溝２１または湯道１５（以下、湯道等という。）に圧入して行なう。このとき、ホルダー２５が湯道１５等の内側とフィルター２３の外縁部分に挟まれて圧接されて取り付いているので、フィルター２３と湯道１５またはフィルター挿入溝２１が接触することはない。
【００２０】
フィルター部品１９を砂型５に取り付ける作業は、コアセッター９を用いて行なう。コアセッター９の所定位置には、図示しないエア吸引装置を備えた陥状凹部が形成されており、該陥状凹部にフィルター部品１９が保持される。陥状凹部の寸法は、ホルダー２５の外形寸法より小さく形成してある。フィルター部品１９は、ホルダー２５の弾性と前記エア吸引装置の吸引力を利用して陥状凹部に圧縮保持される。このとき、ホルダー２５は該陥状凹部の内側とフィルター２３の外縁部分に挟まれて圧縮されるとともに、エア吸引力で陥状凹部に吸引された状態で保持されるので、フィルター２３と陥状凹部が接触することはない。
【００２１】
本発明の砂型鋳造鋳型のフィルター装置によれば、ホルダー２５を弾性体で形成することにより、生産現場への納入過程でホルダー２５が割れたり、砂型５に取り付ける時に、ホルダー２５と砂型５が接触して起こる割れを防止することができる。また、ホルダー２５は、本体が独立発泡の多孔体であって弾力特性と空気を通し難い特性を同時に備えているため、フィルター２３の接触面の凹凸に食い込み、ずれ落ちが防止されるとともに、前記エア吸収装置による陥状凹部への吸引力が安定して得られ陥状凹部へ確実に保持することができる。
【００２２】
また、砂型５にフィルター部品１９を圧入するときに、ホルダー２５と砂型５がこすれても、ホルダー２５が弾性変形して砂型５に加える圧力を小さくすることができ、削られた砂が製品成形部１７に混入して起きる「砂かみ」不良を回避することができる。
さらに、ウレタンフォームを用いたホルダー２５は、レジンコーテッドサンド枠と比較して安価であり、製造コストをより抑えることができる。
【００２３】
本発明の砂型鋳造鋳型造型装置によれば、コアセッター９の陥状凹部がフィルター部品１９を保持する際に、ホルダー２５はその弾性力とエア吸引力により陥状凹部にしっかり保持されるので、フィルター部品１９をコアセッター９から落下させることなく移動させて砂型５にセットすることができる。さらに、ホルダー２５は、レジンコーテッドサンド枠に比べて、１／５０程度の質量なので、コアセッター９および搬送ロボット等に重量による負担をかけない。また、コアセッター９や搬送ロボットの異常によりフィルター部品１９が湯道１５等に接触しても、ホルダー２５が割れるおそれがなく、ホルダー２５がフィルター２３を保護する働きもする。
【００２４】
なお、本発明は既述の実施形態に限定されるものではない。例えば、ホルダー２５の材料は、ウレタンフォーム材の他に、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエチレンウレタン、ポリエチレンスチレン、フェノール樹脂、ゴムなどの伸縮性（弾性）を有する有機物を用いることができる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に係る砂型鋳造鋳型のフィルター装置によれば、次のような効果がある。
（１）鋳造鋳型の型割り面を垂直方向に形成し、型割り面に湯道を形成するとともに、該湯道の一部に金属溶湯をろ過するフィルター部品を備えた砂型鋳造鋳型のフィルター装置において、前記フィルター部品に、溶湯をろ過するフィルターと、該フィルターの外縁部分に取り付けられ弾性材料で形成したホルダーとを設けているので、フィルター部品の取り付け作業時にホルダーが割れることがなくなり、作業性及び生産性の向上を図ることができる。
（２）前記フィルター部品を前記湯道に取り付けたときに、前記ホルダーが前記湯道の内形と前記フィルターの外縁部分に挟まれて圧接されるので、フィルターの寸法精度が悪くても、ホルダーの弾性を利用してフィルター部品を湯道に取り付けられ、作業性の向上を図ることができる。
【００２６】
（３）前記フィルターが、３次元の網状構造をなしたセラミック多孔体で形成されるので、耐熱衝撃性、およびろ過性能に優れ、溶融金属を効率よくろ過することができる。
（４）前記ホルダーを帯状または環状に形成し、フィルター部の外周を枠状に巻回するので、フィルターの周縁部に容易にホルダーを形成することができる。
（５）前記ホルダーが前記陥状凹部とフィルターの外縁部分に挟まれて圧接されているので、コアセッターでフィルター部品を移動し、砂型にセットするときにホルダーが割れることがなくなり、作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のフィルター部品の装着をおこなう垂直鋳型造型機の斜視図である。
【図２】図１のＡ部拡大斜視図であって、複数の砂型が互いに対向する型割り面を合わせた状態でコンベヤに搭載され、溶湯の注入工程に搬送される状態を示す。
【図３】本発明のフィルター部品をセットする砂型の単体を表す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るフィルター部品の詳細図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）はＤ−Ｄ線による断面図を示す。
【符号の説明】
１　垂直鋳型造型機
３　砂供給ユニット
４　砂型造型ユニット
５　砂型
６　型割り面
７　金型交換ユニット
９　中子セットユニット
１１　コンベヤ
１３　湯口カップ
１５　湯道
１７　製品成形部
１９　フィルター部品
２１　フィルター挿入溝
２３　フィルター
２５　発泡ウレタンフォーム枠（ホルダー）

Claims

鋳造鋳型の型割り面を垂直方向に形成し、型割り面に湯道を形成するとともに、該湯道の少なくとも一部に金属溶湯をろ過するフィルター部品を備えた砂型鋳造鋳型のフィルター装置において、前記フィルター部品に、溶湯をろ過するフィルターと、該フィルターの外縁部分に取り付けられ弾性材料で形成されたホルダーとを設けたことを特徴とする砂型鋳造鋳型のフィルター装置。
前記フィルターが、３次元の網状構造をなしたセラミック多孔体で形成されることを特徴とする請求項１に記載の砂型鋳造鋳型のフィルター装置。
前記ホルダーを帯状または環状に形成し、フィルター部の外周を枠状に巻回したことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の砂型鋳造鋳型のフィルター装置。
鋳造鋳型の型割り面を垂直方向に形成し、型割り面に湯道を形成するとともに、該湯道の少なくとも一部に金属溶湯をろ過するフィルター部品を備えた砂型鋳造鋳型造型装置において、該湯道に取り付けるフィルター部品に、溶湯をろ過するフィルターと、該フィルターの外縁部分に取り付けられ弾性材料で形成したホルダーを設け、砂型の型割り面にフィルター部品をセットするコアセッターに、該コアセッターの所定位置に陥状凹部を形成し、前記ホルダーが前記陥状凹部とフィルターの外縁部分に挟まれて圧縮保持されることを特徴とする砂型鋳造鋳型造型装置。