JP2006297417A - 崩壊性砂中子の塗型方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 崩壊性砂中子の保持穴内に塗型剤が侵入するのを抑制し、且つ作業性に優れた崩壊性砂中子の塗型方法の提供。
【解決手段】 砂中子１に形成された複数の保持穴２に、保持穴２内面形状と同形状のマスキングピン３の一端３Ａを挿入するマスキングピン装着工程と、マスキングピン３の砂中子１より突出している部分である他端３Ｂをクランプして、砂中子１を塗型剤が貯留された塗型剤槽内に浸漬させる浸漬工程と、塗型剤が塗布された砂中子１をコンベア４のパレット４Ａ上にマスキングピン３の他端３Ｂを脚として配置して、加熱乾燥炉４Ｂ中を通過させる乾燥工程と、を経て砂中子１に塗型剤による皮膜を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は崩壊性砂中子の塗型方法に関し、特に所定のクリアランスを必要とする箇所をマスキングして崩壊性砂中子に塗型剤を塗布する塗型方法に関する。

ダイカスト用の崩壊性砂中子には、中子内部に溶湯が浸透しないように液体（スラリー状の液体を含む）の塗型剤が塗布されて表面に保護膜が形成される。一般に崩壊性砂中子には、金型のキャビティ内にセットされる際にキャビティ内における崩壊性砂中子の位置を定める型セット凸部が設けられるが、塗型剤の層、即ち塗型層の膜厚バラツキにより生じる型セット時のがたつき、挿入不良等を回避するために、型セット凸部には塗型剤が塗布されることを防止する必要がある。特許文献１に示されるように型セット凸部をマスキングして塗型剤が塗布されることを防止するためのマスキング装置が開示されている。一方、特許文献２には、崩壊性砂中子の表面に塗布された塗型剤を乾燥硬化させるための崩壊性砂中子用乾燥装置が開示されている。

また特許文献３には、これらの型セット凸部を設けずに崩壊性砂中子をキャビティ内に保持するために、崩壊性砂中子に保持穴を形成して保持穴に中子保持用突部（ピン）を挿入することにより崩壊性砂中子をキャビティ内に保持する方法が開示されている。この崩壊性砂中子では、予め塗型剤で満たされた塗型剤槽内に崩壊性砂中子が浸漬されてその表面の全てに塗型剤が塗布される。
特公平７−９８２４４号公報 実開平６−１９９５４号公報 特許第３２７４０６９号公報

しかし、特許文献３記載の従来の崩壊性砂中子の塗型方法では、崩壊性砂中子を塗型剤槽内に浸積した際に保持穴内部に塗型剤が侵入するおそれがあった。保持穴内に塗型剤が侵入すると、中子保持用突部を挿入した際のクリアランスを設計値に維持できなくなるため、崩壊性砂中子をキャビティ内に精度よく保持することができないと言う問題があった。

そこで、本発明は、保持穴内に塗型剤が侵入するのを抑制し、且つ作業性に優れた塗型方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、一端側に開口し鋳造する際に金型１２から突設された中子保持用突部１５が挿入される少なくとも一以上の保持穴２を備えた崩壊性砂中子１の塗型方法であって、該保持穴２に、一端３Ａが該保持穴２を塞ぎ他端３Ｂが該保持穴２から突出するマスキングピン３を挿入するマスキングピン装着工程と、該マスキングピン３の該他端３Ｂをクランプして、該崩壊性砂中子１を塗型剤に浸漬させる浸漬工程と、該マスキングピン３の該他端３Ｂ側を支持部材として該塗型剤が塗布された該崩壊性砂中子１をコンベア４に支持して加熱乾燥炉４Ｂ中を通過させる乾燥工程と、を有する崩壊性砂中子の塗型方法を提供する。

本発明の崩壊性砂中子の塗型方法によれば、崩壊性砂中子の保持穴をマスキングピンで覆ってマスキングするので保持穴への塗型剤の侵入が防止される。よって塗型剤を塗布後に保持穴内に塗型剤の層が形成されなくなり、中子保持用突部を保持穴に挿入して崩壊性砂中子をキャビティ内に精度よく保持することができる。またマスキングピンの他端側が中子表面から突出しているため、塗型作業中においてマスキングピンの突出部分を支持部材とすることができる。よって塗型作業中において、崩壊性砂中子に形成された塗型膜に作業者等が触れることなく、崩壊性砂中子の表面全体に均一に塗型剤を塗布することができ、その作業性が優れることになる。

本発明の実施の形態による崩壊性砂中子の塗型方法について図１乃至図６を参照しながら説明する。先ず崩壊性砂中子及び当該崩壊性砂中子がセットされるダイカスト金型について説明する。図１に示されるように、略Ｌ字形状からなる砂中子１は、その表面１Ａのみに開口する保持穴２が複数形成されている。図２に示されるように、砂中子１をキャビティ１１ａ内に保持するダイカスト金型である金型１１は、可動金型１２と固定金型１３とより構成されている。

図２及び図３に示されるように、可動金型１２のキャビティ１１ａを画成する面には、裁頭錐状の複数の台座１４が設けられている。台座１４は裁頭錘状であるため、その頭頂部分に平坦面１４Ａが設けられている。これら平坦面１４Ａから一本以上の保持鋳抜きピン１５が平坦面１４Ａと略直交する方向に延設されている。保持鋳抜きピン１５は、図２に示されるように、その基部である平坦面１４Ａからの突出量が保持穴２の表面１Ａからの穿設深さより僅かに短く構成されている。よって砂中子１は、可動金型１２に取り付けられた際に、保持穴２に保持鋳抜きピン１５が挿入されて表面１Ａの保持穴２の開口周縁部が台座１４の平坦面１４Ａに当接して保持される。この時に保持穴２と保持鋳抜きピン１５との間に予めクリアランス２ａが形成されるように、保持鋳抜きピン１５の外形は、保持穴２の内径より若干小さく構成されている。

可動金型１２は一般に熱膨張による寸法変化も考慮して制作されているが、季節によってその雰囲気温度が異なることから、予め考慮された寸法と微妙に異なることがある。また砂中子１も、そのロット間において微妙な寸法変化がある。しかしクリアランス２ａが形成されていることにより寸法誤差を吸収して、砂中子１を可動金型１２に対して正確な位置に配置することが可能となる。保持鋳抜きピン１５は、その寸法精度が±０．０５ｍｍ以下で作成されているため、好適なクリアランス２ａを画成するために、砂中子１においても保持穴２内面を高精度に構成する必要がある。

また砂中子１は、キャビティ１１ａ内に溶湯が射出充填されて鋳造品が鋳造される際に、その外周面が鋳造品のアンダカット形状部の内周面を規定することになる。よって砂中子１の外周面に鋳造品所定形状以外の凹凸があると、鋳造品のアンダカット形状部の鋳肌にも砂中子１の凹凸に対応した凸凹が形成されることになり、鋳造品の強度性状等の観点からこれは好ましいことではない。よって砂中子１の外周面は、その凹凸に係る表面精度が極力小さく、好ましくは±０．２ｍｍ以下であることが好ましい。これらの砂中子１への要求を満たすべく、砂中子１を以下に示す工程を経て成形し、崩壊性砂中子の塗型方法を行う。

砂中子１は、図示せぬ砂中子金型内に形成され砂中子１の外形を形状とする砂中子キャビティ内に砂が充填されて、焼成等工程を経て砂粒と粘結剤成分などで形状化される。図示せぬ砂中子金型には、予め保持穴２に対応する凸部が設けられて砂中子キャビティが画成されている。砂中子キャビティ内面は極めて平滑に構成されているため、砂中子１は、砂粒と粘結剤成分などから構成されている状態で、その砂肌も平坦で極めて正確な寸法に構成される。

砂中子１が砂粒と粘結剤成分などから構成されている状態では、鋳造時に溶湯が砂中子１内部に浸透するおそれがあり、また溶湯圧により砂中子１の壁面が崩落するおそれがある。よって砂中子１の表面を強固にすべく表面処理を行う。具体的には、例えばジルコン、アルミナ等の耐火物粉末にバインダーとしてフェノール樹脂や尿素樹脂を水やアルコールで溶かした溶液（スラリー液を含む）である塗型剤を砂中子１の表面に塗布して保護膜を形成することにより、その表面を緻密かつ強固にする。

塗型剤の塗布に先立ち、図４に示されるように、勾配を有する略棒状のマスキングピン３の一端３Ａを保持穴２に挿入する（マスキングピン装着工程）。マスキングピン３は、その一端３Ａの形状（直径及び勾配）が保持穴２内面と同形状に構成されているため、保持穴２内に挿入されることにより、保持穴２内面と密接して嵌合し、その開口を塞ぐことになる。またマスキングピン３の他端３Ｂは砂中子１の表面１Ａより突出しているが、マスキングピン３の一端３Ａが保持穴２内に密接して嵌合していることにより、マスキングピン３と砂中子１とは嵌合固着状態となる。よってマスキングピン３の他端３Ｂ側をクランプしても砂中子１を落下、破損することなく移動することができる。

複数の保持穴２の全てにマスキングピン３を装着した状態で、図５に示されるように、マスキングピン３の他端３Ｂをクランプして、砂中子１を塗型剤が貯留された塗型剤槽５に浸漬する（浸漬工程）。砂中子１が塗型剤槽５に浸漬されている状態で、保持穴２内にはマスキングピン３の一端３Ａが密接に嵌合しているため、塗型剤が保持穴２内部に侵入することが防止される。

塗型剤槽５に浸漬されて表面に塗型剤が塗布された砂中子１は、図６に示されるように、マスキングピン３の他端３Ｂ（支持部材）を脚として搬送コンベア４のパレット４Ａ上に自立させることにより搬送コンベア４に支持され、搬送コンベア４のライン進行方向前方に位置する乾燥炉４Ｂに搬送される（乾燥工程）。乾燥炉４Ｂ内で砂中子１に塗布された塗型剤が乾燥・固化することにより、砂中子１表面に強固且つ緻密な保護膜を形成し、溶湯の砂中子１への浸透及び溶湯圧による壁面の崩落等を防止する。

乾燥炉４Ｂを通過して乾燥状態になった砂中子１よりマスキングピン３を取り外して、図１乃至図３に示される砂中子１が完成する。マスキングピン装着工程から後の工程において砂中子１は、その移動及び搬送が全てマスキングピン３を介して保持することにより行われている。よって塗型剤が塗布された後に乾燥するまで砂中子１の表面は他の部材や作業者等に接触することがないため、その表面を平滑にすることができる。また保持穴２内には塗型剤が侵入していないため、保持穴２内形状は砂中子１が図示せぬ砂中子金型で形成された状態での寸法精度を保っている。よって塗型剤を塗布した後において砂中子１を、その保持穴２に保持鋳抜きピン１５を挿入することにより金型１１のキャビティ１１ａ内に精度よく保持することができる。

本発明による崩壊性砂中子の塗型方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば保持穴２は砂中子１を貫通するように形成されていてもよい。この場合、マスキングピン３を保持穴２に挿入した状態でマスキングピン３の一端３Ａを保持穴２の開口縁から０．５〜２．０ｍｍ突出させることが好ましい。またマスキングピン３は他端３Ｂの形状を六角頭または球形頭としてもよい。このような構成によるとマスキングピン３をクランプし易くなる。乾燥工程においては、マスキングピン３を脚としてパレット４上に自立させて搬送したが、例えばマスキングピン３が二本以下の場合には、支持部材となるマスキングピン３の他端３Ｂを脚として自立させることが難しいため、マスキングピン３の他端３Ｂを支持部材として搬送コンベア４に吊り下げて乾燥炉４Ｂ内に搬入してもよい。

本発明の実施の形態に係る砂中子を示す平面図。 本発明の実施の形態に係る砂中子が金型に保持された状態を示す断面図。 本発明の実施の形態に係る砂中子と可動金型の関係を示した斜視図。 本発明の実施の形態に係る砂中子にマスキングピンが挿入されている状態を示す斜視図。 本発明の実施の形態に係る砂中子が塗型剤槽に浸漬された状態を示す概念図。 本発明の実施の形態に係る砂中子に塗型剤が塗布された後に乾燥炉に搬送されている状態を示す概念図。

符号の説明

１ 砂中子
２ 保持穴
３ マスキングピン
４ 搬送コンベア
４Ｂ 乾燥炉
１２ 可動金型
１５ 保持鋳抜きピン

Claims (1)

1. 一端側に開口し鋳造する際に金型から突設された中子保持用突部が挿入される少なくとも一以上の保持穴を備えた崩壊性砂中子の塗型方法であって、
   該保持穴に、一端が該保持穴を塞ぎ他端が該保持穴から突出するマスキングピンを挿入するマスキングピン装着工程と、
   該マスキングピンの該他端側をクランプして、該崩壊性砂中子を塗型剤に浸漬させる浸漬工程と、
   該マスキングピンの該他端側を支持部材として該塗型剤が塗布された該崩壊性砂中子をコンベアに支持して加熱乾燥炉中を通過させる乾燥工程と、を有することを特徴とする崩壊性砂中子の塗型方法。

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