JP2005335087A - バリ発生を抑制した成形品の製造方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形金型を用い、成形品の製造時に該金型が加熱される成形品の製造において、成形金型の熱ひずみにも関わらず、バリの発生を抑制し得る技術を提供する。
【解決手段】金型１、２の型合わせ面上に、キャビティ３の型合わせ面に沿った断面を囲む通路４を設け、キャビティ３への流動体の注入時に、通路４に加圧エアを供給することにより、該型合わせ面への流動体の侵入を防止することを特徴とする成形品の製造方法、並びにそのための装置。エアにより通路４からキャビティ３方向に加圧されているので、成形金型の熱ひずみにより型合わせ面で隙間が生じても、該隙間への流動物の侵入は防止され結果としてバリの発生が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、二つ以上に分割された成形金型を使用して物品を製造する際に、金型の型合わせ面で発生するバリを低減し得る方法、および該方法のための装置に関する。

鋳型に溶湯を圧入し、冷却凝固させて鋳造品を製造する精密鋳造技術が行われている。この技術では、機械部品等の鋳造品の内部に空間を設けるために、中子砂を硬化してなる中子が広く利用されている。例えば、アルミ合金を用いたシリンダの内部空間や、エキゾースト内部の冷却媒体通路の形成には中子の使用が不可欠である。該中子は、成形金型のキャビティ中にエアと共に中子砂を吹き込み、その後バインダにより中子砂粒子同士を結合させて硬化することにより製造される。該バインダとしては例えば熱硬化性樹脂が知られている。

熱硬化性のバインダを使用する中子の製造方法では、中子砂を成形金型中に吹き込んだ後に金型を高温に加熱して熱硬化性バインダを硬化させる必要があるが、ここで問題となるのは金型の熱ひずみである。この熱ひずみにより金型が反って金型の型合わせ面に隙間が生じると、該隙間にエアと共に中子砂が入り込み、そしてこの中子砂が硬化してバリが発生する。バリは中子にとって不必要な部分であるため、バリを持った中子を仕上るためには該バリを除去する工程がさらに必要となる。バリの除去は製造方法を複雑にし、また製造コストを高騰させるため、多量のバリの発生は望ましくない。

成形金型の熱ひずみによるバリの発生の問題は、中子砂を用いた中子の製造方法においてのみならず、成形金型を用いかつ成形時に成形金型が高温となる製造方法、例えばダイカスト鋳造や樹脂成形の場合にも同様に発生する。これらの場合には、溶融状態にある金属または樹脂により金型が熱せられて熱ひずみが生じる。

バリを有さない中子を製造し得る方法として、造型成形金型のキャビティ内に中子砂を吹き込むときに、中子砂を吹き込む向きと反対方向にキャビティ内を吸引し減圧しながら吹き込むことを特徴とする中子造型方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、成形金型のキャビティ内が減圧されているため、中子砂の吹き込みの圧力を従来と比較して低減することができ、それにより成形金型の型合わせ面への中子砂の入り込みが減少してバリの発生が抑制される。しかしながら、この方法は成形金型の熱ひずみによるバリの発生を解決するものでない。
特開平７−２１４２３９号公報

従って本発明は、成形金型を用い、成形時に該金型が加熱される成形品の製造方法、例えば、熱硬化性バインダを用いた中子の製造、ダイカスト鋳造、樹脂成形等において、成形金型の熱ひずみにも関わらず、バリの発生量を低減し得る技術の提供を目的とする。

上記の課題を解決するために鋭意研究を行った結果、成形金型により形成されるキャビティに流動体を注入して成形品を製造する際、型合わせ面において該キャビティの断面を取り囲むように該キャビティの外側にエアの通路を形成し、該キャビティに流動体を注入する際には同時に該通路にエアを供給して、該通路からキャビティへと加圧することにより、加熱による熱ひずみで成形金型の型合わせ面に隙間が生じた場合にも、該隙間へ流動
体が入り込み難くなり、結果としてバリの発生を抑制し得ることを見出した。

従って本発明は、
少なくとも二つの金型により形成されるキャビティに流動体を注入し、該流動体を硬化して成形品を製造する方法であり、成形品の製造時に金型が高温となる製造方法において、該金型の型合わせ面上に、該キャビティの型合わせ面に沿った断面を囲む通路を設け、該キャビティへの流動体の注入時に、該通路に加圧エアを供給することにより、該型合わせ面への流動体の侵入を防止することを特徴とする成形品の製造方法、並びに
成形品の形状に対応したキャビティを形成する少なくとも二つの金型であり、成形品の製造時に加熱される金型と、
該キャビティに成形品となる流動体を注入する流動体注入手段とからなり、
該金型はその型合わせ面上に、該キャビティの型合わせ面に沿った断面を囲む通路を備え、
該通路に加圧エアを供給するエア供給手段をさらに備えることを特徴とする、成形品の製造装置
に関する。

本発明によれば、成形金型の加熱により多少の隙間が型合わせ面に生じた場合にも、該隙間に流動体が侵入してバリを形成することを抑制し得る。これにより、熱硬化性バインダを用いた中子の製造、ダイカスト鋳造、樹脂成形等により製造する成形品について、バリの発生量を低減できる。

以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図１は、上金型と下金型とからなる本発明における成形金型のうちの下金型の上面図であり、そして図２は、上金型と下金型を合わせた状態における図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

図１および図２に図示される態様の本発明の成形金型は、一対の下金型１と上金型２とからなり、これらにより成形金型内部に成形品の形状に対応するキャビティ３が形成されている。

そして成形金型にはキャビティ３の断面の周囲に型合わせ面に開口する通路４が設けられている。図示する態様では、通路４は下金型１および上金型２の双方の型合わせ面に凹溝を形成することにより通路４が設けられており、下金型１に形成した凹溝と上金型２に形成した凹溝との深さは等しくされている。しかしながら、双方の金型に形成する凹溝の深さを均等にする必要は無く、また何れか一方の金型にのみ凹溝を形成して通路４とすることも、通路４が下金型１と上金型２との型合わせ面に開口している限り可能である。

通路４はキャビティ３の断面の周囲を完全に取り囲むように設けることが好ましい。例えば、図示する態様では、型合わせ面に円形に開口するキャビティ３、並びにキャビティ３中に流動物を吹き込むための吹き込み口（図１の矢印部分）を含む全ての部分について、その外側に通路４がもうけられている。しかしながら、製造する成形品の形状によりキャビティ３の全周を取り囲む通路４を設けることが困難な場合もあるが、キャビティ３の一部を取り囲むように通路４を形成すれば、バリ発生量の低減という本発明の効果を得ることができる。

図示する態様の下金型１はキャビティ３に二つのベント５を備える。ベント５は製造工程においてにキャビティ３からガスを外に逃がすためのものであり、例えば熱硬化性樹脂のバインダを用いた中子の製造のように、加熱によりキャビティ３中でガスが発生する成
形品の製造では通常設けられるものである。しかしながら、本発明では通路４からキャビティ３にエアが流れ込むため、キャビティ３中からのガス抜きの必要性はより高く、ベント５を設けることが推奨される。

このような成形金型を用いる本発明の物品の製造は、下金型１と上金型２とにより形成したキャビティ３中に、例えばエアを用いて流動物を吹き込んで行う。さらに該吹き込みと同時に、通路４にエアを供給し通路４内を加圧する。ここで、熱硬化性バインダを用いた中子の製造の場合にはバインダを硬化するために、またダイカスト鋳造および樹脂成形の場合には溶融状態にある高温の金属または樹脂により成形金型が熱せられるが、ここで加熱により成形金型に熱ひずみが生じて成形金型が反り、下金型１と上金型２との型合わせ面に隙間が生じる。そしてこの隙間に流動物が入り込んで硬化することによりバリが発生する。しかしながら本発明では、通路４にエアが供給されて、該エアにより通路４からキャビティ３方向に向けて型合わせ面が加圧されているので、該隙間への流動物の侵入が防止され、結果としてバリの発生が抑制される。

ここで通路４に供給するエアの圧力は適宜選択する必要がある。即ち、該圧力が小さ過ぎると、型合わせ面の隙間への流動物の入り込みを抑制する効果が低くなり、一方で該圧力が大き過ぎると、通路４からキャビティ３中に高圧のエアが吹き出すこととなり、該型合わせ面近傍でキャビティ３中の流動物の注入に悪影響が生じ、型合わせ面部分に凹みが生じたり等して、製造された物品の品質が低下する。通常、通路４に供給するエアの圧力は、流動物をキャビティ３に注入する圧力より低くする。

本発明により、成形品の製造時に金型の熱ひずみが発生するような流動体、即ち、製造時に金型が高温となる流動体から成形品を製造する際にバリの発生量を低減できる。このような流動体の例としては、熱硬化性バインダを含む中子砂、溶融した金属および樹脂等がある。

図１は、上金型と下金型とからなる本発明における成形金型のうちの下金型の上面図である。 図２は、上金型と下金型を合わせた状態における図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。

符号の説明

１ 下金型
２ 上金型
３ キャビティ
４ 通路
５ ベント

Claims (2)

1. 少なくとも二つの金型により形成されるキャビティに流動体を注入し、該流動体を硬化して成形品を製造する方法であり、成形品の製造時に金型が高温となる製造方法において、該金型の型合わせ面上に、該キャビティの型合わせ面に沿った断面を囲む通路を設け、該キャビティへの流動体の注入時に、該通路に加圧エアを供給することにより、該型合わせ面への流動体の侵入を防止することを特徴とする成形品の製造方法。
2. 成形品の形状に対応したキャビティを形成する少なくとも二つの金型であり、成形品の製造時に加熱される金型と、
   該キャビティに成形品となる流動体を注入する流動体注入手段とからなり、
   該金型はその型合わせ面上に、該キャビティの型合わせ面に沿った断面を囲む通路を備え、
   該通路に加圧エアを供給するエア供給手段をさらに備えることを特徴とする、成形品の製造装置。

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