JP2007029984A - 鋳造用金型のキャビティ表面への離型剤噴霧方法、及び、離型剤噴霧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャビティ内で滞留する水分（水蒸気）を除去することにより、鋳巣等の欠陥の発生を防ぎ、製品品質の向上を図るための新規な離型剤噴霧方法、及び、離型剤噴霧装置を提案する。
【解決手段】型開状態で形成される型間空間３０に離型剤噴霧装置１をセットし、キャビティ表面に対し離型剤を塗布する離型剤噴霧方法であって、前記離型剤を噴霧して前記キャビティ表面に対して前記離型剤を塗布する第一工程と、前記キャビティ表面に対してエアーを吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程と、前記型間空間３０に滞留する前記水分を含む滞留物を、吸引手段（減圧装置５）により除去する第三工程と、を実施するものであり、前記第二工程と、前記第三工程を並行して実施するものとするものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳造用金型のキャビティ表面への離型剤噴霧方法、及び、離型剤噴霧装置に関するものであり、より詳しくは、キャビティ内で滞留する水分（水蒸気）を除去することにより、鋳巣等の欠陥の発生を防ぎ、製品品質の向上を図る技術に関するものである。

従来、鋳造用金型のキャビティ表面に対する離型剤の噴霧方法に関する技術は周知となっており、この技術に関して開示する文献も存在する（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１においては、押込ブロワと吸引ブロワを対向配置し、離型剤を押込ブロワから吸引ブロワへと向うように噴出させることで、余剰の離型剤の飛散を防止する構成について開示がされている。

他方、前記離型剤には水分が含まれるため、この水分がキャビティ表面に液化して残存し、製品に鋳巣等の欠陥が発生してしまうという問題があった。
そこで、離型剤の噴霧後にキャビティ表面に向けてエアーを吹き付け、キャビティ表面に液化した水分、或いは、キャビティ内に滞留する水分を外部へ放出させる方法も実用化されている。
特開２００３−３９１５５号公報

上記特許文献１に開示される技術では、外部への余剰な離型剤の飛散を防止することができるが、キャビティ表面に液化した水分を除去できる構成とはなっていない。
また、上述したエアーを吹き付ける方法によれば、キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去することはできるが、エアーの流れがキャビティ内で滞留し、前記水分も水蒸気の状態で滞留することとなって、外部へ出されないことがあった。この現象は、特にキャビティ表面の形状が複雑な場合には顕著に表れることとなり、エアーの吹き付け終了後には、滞留した水蒸気は再びキャビティ表面に付着して、鋳巣等の欠陥の原因となっていた。

そこで、本発明は、以上の問題に鑑み、キャビティ内で滞留する水分（水蒸気）を除去することにより、鋳巣等の欠陥の発生を防ぎ、製品品質の向上を図るための新規な離型剤噴霧方法、及び、離型剤噴霧装置を提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載のごとく、
型開状態で形成される型間空間に離型剤噴霧装置をセットし、キャビティ表面に対し離型剤を塗布する離型剤噴霧方法であって、
前記離型剤を噴霧して前記キャビティ表面に対して前記離型剤を塗布する第一工程と、
前記キャビティ表面に対してエアーを吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程と、
前記型間空間に滞留する前記水分を含む滞留物を、吸引手段により除去する第三工程と、を実施することとする。

また、請求項２に記載のごとく、前記第二工程と、前記第三工程を並行して実施することとする。

また、請求項３に記載のごとく、
前記第二工程には、前記離型剤噴霧装置を型間空間の内部から外部へ移動させる工程が含まれることとするものである。

また、請求項４に記載のごとく、
型開状態で形成される型間空間にセットされ、キャビティ表面に対し離型剤を塗布するための離型剤噴霧装置であって、
複数のノズル取付部と、複数の吸引部とを有するスプレーユニットを具備し、
前記ノズル取付部は、離型剤を噴霧するためのスプレーノズル、又は、エアーを噴出させるためのエアーノズルが着脱可能に構成され、
前記吸引部は、前記スプレーユニットが配置される前記型間空間内に滞留する滞留物を吸引するように構成されるものである。

また、請求項５に記載のごとく、前記スプレーユニットには、前記吸引部と接続されるマニホールドが設けられており、前記マニホールドは、吸引配管を介して減圧装置と接続される構成としている。

また、請求項６に記載のごとく、前記吸引配管は、水分除去装置を介して前記減圧装置に接続される構成としている。

以上の請求項１に記載の発明では、前記第三工程では、型間空間内の滞留物が吸引部に吸引されて除去されることから、滞留した水分のキャビティ表面への付着、また、これに基づく鋳巣等の欠陥の発生を防止することができ、製品の品質向上を図ることができる。

また、請求項２に記載の発明では、キャビティ表面への離型剤の塗布に関して必要となる時間を短縮することができ、鋳造サイクル全体に要する時間の短縮、つまりは、鋳造サイクルタイムの短縮化を図ることができる。

また、請求項３に記載の発明では、スプレーユニットの移動に要する時間も無駄なく水分除去に利用することができ、より確実に水分を除去することができる。

また、請求項４に記載の発明では、型間空間内の滞留物を除去することができるようになり、滞留した水分のキャビティ表面への付着、また、これに基づく鋳巣等の欠陥の発生を防止することができ、品質向上を図ることができる。

また、請求項５に記載の発明では、前記マニホールドの経路の設計により効率よく水分を除去することができる。

また、請求項６に記載の発明では、前記吸引配管内を流れる水分を除去することができ、一般的な減圧装置、即ち、耐水機能を有しない減圧装置を採用することが可能となる。

図１及び図２に示すごとく、本発明に係る離型剤噴霧装置１は、
型開状態で形成される型間空間３０にセットされ、キャビティ表面に対し離型剤を塗布するための離型剤噴霧装置１であって、
複数のノズル取付部２１・２１・・・と、複数の吸引部２２・２２・・・とを有するスプレーユニット１１Ａ・１１Ｂを具備し、
前記ノズル取付部２１・２１・・・は、離型剤を噴霧するためのスプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・、又は、エアーを噴出させるためのエアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・が着脱可能に構成され、
前記吸引部２２・２２・・・は、前記スプレーユニット１１Ａ・１１Ｂが配置される前記型間空間３０内に滞留する滞留物を吸引するように構成され、
前記スプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・より離型剤を前記キャビティ表面に対し噴霧する第一工程と、
前記エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・よりエアーを前記キャビティ表面に対し吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程と、
前記吸引部２２・２２・・・から前記水分を含む滞留物を吸引する第三工程を実施する、構成とするものである。

以上の構成において、前記第三工程では、型間空間内の滞留物が吸引部に吸引されて除去されることから、滞留した水分のキャビティ表面への付着、また、これに基づく鋳巣等の欠陥の発生を防止することができ、製品の品質向上を図ることができる。
また、前記第二工程と、前記第三工程とを並行して実施することとにより、キャビティ表面への離型剤の塗布に関して必要となる時間を短縮することができ、鋳造サイクル全体に要する時間の短縮、つまりは、鋳造サイクルタイムの短縮化を図ることができる。

以下、各部の詳細について説明すると、図１に示すごとく、離型剤噴霧装置１は、固定型２から可動型３を離した型開状態で、固定型２と可動型３の間に形成される型間空間３０内に配置される。この離型剤噴霧装置１は、ロボットアーム等の支持装置１３に吊設される等の構成としており、型開状態において型間空間３０内に挿入され、型閉状態においては型間空間３０の外部へと移動されるようになっている。

また、図１に示すごとく、離型剤噴霧装置１は、複数のスプレーユニット１１Ａ・１１Ｂがメインフレーム１２に固定される構成としており、前記メインフレーム１２は、前記支持装置１３に対し固定される。図の構成においては、前記支持装置１３によって離型剤噴霧装置１全体が上下方向へ移動する構成とされている。

また、図１に示すごとく、前記各スプレーユニット１１Ａ・１１Ｂは、固定型２、可動型３にそれぞれ構成されるキャビティ２ａ・３ａ・３ｂの表面にそれぞれ対向して設けられている。
前記各スプレーユニット１１Ａ・１１Ｂは、それぞれ、一又は複数の板状のノズル設置プレート１１ａ・１１ｂ・１１ｃを具備して構成される。図の構成においては、上下方向に板面を構成するノズル設置プレート１１ａと、該ノズル設置プレート１１ａの上部において左右方向の板面を構成するノズル設置プレート１１ｂと、前記ノズル設置プレート１１ａの下部において左右方向の板面を構成するノズル設置プレート１１ｃとを具備して構成されている。
尚、このノズル設置プレート１１ａ・１１ｂ・１１ｃの形状、及び、配置は、キャビティ２ａ・３ａ・３ｂの形状に合わせて適宜設計されるものであり、例えば、上下、左右、前後の６面に配置されることとして、キャビティ表面の全ての面に個別に対向すべく配置してもよい。

また、図３は、前記ノズル設置プレート１１ａの構成例について示すものであり、該ノズル設置プレート１１ａには、複数のノズル取付部２１・２１・・・と、複数の吸引部２２・２２・・・が配置される。

また、前記ノズル取付部２１・２１・・・は、ノズル設置プレート１１ａの板厚方向に貫通する孔で構成されており、上下方向、左右方向において適宜間隔を空けて配置される。
そして、このノズル取付部２１・２１・・・には、スプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・、又は、エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・が択一的に取り付けられるようになっている。いずれのノズルを取り付けるかは、キャビティ表面の形状に合わせて適宜決定される。

また、これらスプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・、エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・は、噴霧方向、噴出方向を、それぞれ変更可能とすべく、その基部が角度変更自在に構成される指向性を有しており、これにより、キャビティ表面の必要な個所への離型剤の噴霧、又は、エアーの吹き付けが可能となっている。

また、前記スプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・、及び、エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・のいずれも設置されないノズル取付部２１・２１・・・には、栓２３・２３が取り付けられ、孔を塞ぐことができる構成となっている。
この構成により、キャビティ表面の形状や、離型剤の組成・噴霧量に合わせて、適宜、離型剤、エアーの噴霧／噴出箇所、噴霧／噴出量が設定できるようになっている。

また、前記吸引部２２・２２・・・は、ノズル設置プレート１１ａの板厚方向に貫通する孔で構成されており、上下方向、左右方向において適宜間隔を空けて配置される。図３の構成例では、ノズル取付部２１・２１・・・が配置される位置の上下方向、及び、左右方向の中央部に、吸引部２２・２２・・・が配置される構成としている。

また、前記滞留物の吸引が必要とされない部位に配置されることになる吸引部２２・２２・・・には、栓２３・２３が取り付けられ、吸引部２２・２２・・・の孔を塞ぐことができる構成となっている。
この構成により、キャビティ表面の形状や、離型剤の組成・噴霧量に合わせて、適宜、吸引箇所、吸引量が設定できるようになっている。

また、図２に示すごとく、前記スプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・が取り付けられたノズル取付部２１・２１・・・には、図１に示す離型剤供給装置７から離型剤供給管１０ａを介して離型剤が供給され、スプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・から離型剤が噴霧されるようになっている。スプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・を取り付けたノズル取付部２１・２１・・・と前記離型剤供給管１０ａとは、マニホールドや、ゴムチューブ等で接続される構成とするものであり、特に限定されるものではない。

また、図２に示すごとく、前記エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・が取り付けられたノズル取付部２１・２１・・・には、図１に示すエアー供給装置８からエアー供給管１０ｂを介してエアーが供給され、エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・からエアーが噴出されるようになっている。エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・を取り付けたノズル取付部２１・２１・・・と前記エアー供給管１０ｂとは、マニホールドや、ゴムチューブ等で接続される構成とするものであり、特に限定されるものではない。

また、図２に示すごとく、前記スプレーユニット１１Ｂにおいて、前記ノズル設置プレート１１ａの裏面（反キャビティ表面側）には、前記吸引部２２・２２・・・と枝管２４ａ・２４ａ・・・を介してそれぞれ個別に接続される構成のマニホールド２４が設けられており、該マニホールド２４は、吸引配管９を介して吸引ポンプ等からなる減圧装置５（図１参照）と接続される構成としている。
尚、マニホールド２４で構成するほか、ゴムチューブ等により前記吸引部２２・２２・・・と吸引配管９を接続する構成としてもよい。

また、図１に示すごとく、前記吸引配管９は、水分除去装置６を介して前記減圧装置５に接続され、前記吸引配管９内を流れる水分が除去される構成とすることによれば、一般的な減圧装置５、即ち、耐水機能を有しない減圧装置を採用することが可能となる。この水分除去装置６は、周知の技術により構成されるものであり、具体的な構成に限定されるものではない。

また、前記減圧装置５により、鋳込時におけるキャビティの減圧が実施される構成としてもよい。

以上の構成とし、図２に示すごとく、スプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・から離型剤を噴霧させ、キャビティ表面３ｆに離型剤が塗布される。また、エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・からキャビティ表面３ｆにエアーを吹き付けることにより、キャビティ表面３ｆで液化した離型剤中の水分が除去される。また、このエアーによって除去され前記型間空間３０に滞留する水分や、キャビティ表面３ｆの熱により蒸発されて型間空間３０に滞留する水分は、前記吸引部２２・２２・・・からマニホールド２４内へと吸引され、吸引配管９へと導かれる。このマニホールド２４は、水分を効率よく吸引できるように経路の設計がされており、短時間で効率よく水分を除去できるようにしている。
このように、型間空間３０に滞留する滞留物を除去することにより、鋳巣等の欠陥の発生を防止することができ、製品の品質向上を図ることができる。

図４は、以上の構成の離型剤噴霧装置１を用いた際の鋳造サイクルのフローについて示すものである。
まず、型開状態とし（Ｓ５０）、図１に示すように、前記支持装置１３を作動させスプレーユニット１１Ａ・１１Ｂを降下させる（Ｓ５１）。そして、前記離型剤供給装置７を作動させ、スプレーノズル２１ａ・２１ａ・・・から離型剤を噴霧させる（Ｓ５２）。

次に、エアー供給装置８を作動させ、エアーノズル２１ｂ・２１ｂ・・・よりエアーを噴出させ、キャビティ表面に付着した水分の除去を行う（Ｓ５３：エアブロー１）。また、中子が存在する場合には、中子に対しても適宜エアーを吹き付ける（Ｓ５４）。また、キャビティ表面が複雑形状となる箇所に対しては、再度、エアーを吹き付け（Ｓ５５；エアブロー２）、重点的に水分の除去を行う。このエアーの噴出の終了後、前記支持装置１３を作動させスプレーユニット１１Ａ・１１Ｂを上昇させる（Ｓ５６）。

以上のように、型開状態で形成される型間空間３０に離型剤噴霧装置１をセットし、キャビティ表面に対し離型剤を塗布する離型剤噴霧方法であって、
前記離型剤を噴霧して前記キャビティ表面に対して前記離型剤を塗布する第一工程（Ｓ５２）と、
前記キャビティ表面に対してエアーを吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程（Ｓ５３〜Ｓ５５）と、
前記型間空間３０に滞留する前記水分を含む滞留物を、吸引手段（減圧装置５）により除去する第三工程（Ｓ５７）と、を実施するものであり、
前記第二工程（Ｓ５３〜Ｓ５５）と、前記第三工程（Ｓ５７）を並行して実施するものとするものである。
また、前記第二工程には、前記離型剤噴霧装置１を型間空間３０の内部から外部へ移動させる工程（Ｓ５６；上昇工程）が含まれることとするものである。

ここで、滞留物の吸引工程（Ｓ５７）とエアブロー工程（Ｓ５３〜Ｓ５５）と並行して実施することによれば、離型剤のキャビティ表面への塗布に関して必要となる時間の短縮を図ることができる。また、並行して実施することにより、エアブローによって一度キャビティ表面から吹き飛ばされた水分が再度キャビティ表面へ付着することを防止することができ、効率の良い水分除去を実施することができる。
また、スプレーユニット１１Ａ・１１Ｂの上昇工程（Ｓ５６）の際においても滞留物の吸引工程（Ｓ５７）が実施されることにより、このスプレーユニット１１Ａ・１１Ｂの上昇工程に要する時間も無駄なく水分除去に利用することができ、より確実に水分を除去することができる。

次に、型を閉じ（Ｓ５８）、鋳込を実施し（Ｓ５９）、鋳込完了後、製品を取り出すことで（Ｓ６０）、鋳造サイクルが終了される。
また、以上の一連の鋳造サイクルにおいては、制御装置により、前記支持装置１３、前記離型剤供給装置７、エアー供給装置８、減圧装置５の各装置の動作タイミングが最適に設定され、効率の良い離型剤の塗布、水分の除去が実行される。

本発明に係る離型剤噴霧装置を型開状態で挿入した様子について示す図。 スプレーユニットの構成について示す側面断面図。 ノズル設置プレートの構成について示す正面図。 離型剤噴霧装置を用いた鋳造サイクルのフローについて示す図。

符号の説明

１
１ 離型剤噴霧装置
２ 固定型
３ 可動型
５ 減圧装置
６ 水分除去装置
７ 離型剤供給装置
８ エアー供給装置
９ 吸引配管
１１Ａ・１１Ｂ スプレーユニット
１１ａ ノズル設置プレート
２１ ノズル取付部
２１ａ スプレーノズル
２１ｂ エアーノズル
２２ 吸引部

Claims (6)

1. 型開状態で形成される型間空間に離型剤噴霧装置をセットし、キャビティ表面に対し離型剤を塗布する離型剤噴霧方法であって、
   前記離型剤を噴霧して前記キャビティ表面に対して前記離型剤を塗布する第一工程と、
   前記キャビティ表面に対してエアーを吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程と、
   前記型間空間に滞留する前記水分を含む滞留物を、吸引手段により除去する第三工程と、を実施する、離型剤噴霧方法。
2. 前記第二工程と、前記第三工程を並行して実施する、ことを特徴とする、請求項１に記載の離型剤噴霧方法。
3. 前記第二工程には、前記離型剤噴霧装置を型間空間の内部から外部へ移動させる工程が含まれる、ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の離型剤噴霧方法。
4. 型開状態で形成される型間空間にセットされ、キャビティ表面に対し離型剤を塗布するための離型剤噴霧装置であって、
   複数のノズル取付部と、複数の吸引部とを有するスプレーユニットを具備し、
   前記ノズル取付部は、離型剤を噴霧するためのスプレーノズル、又は、エアーを噴出させるためのエアーノズルが着脱可能に構成され、
   前記吸引部は、前記スプレーユニットが配置される前記型間空間内に滞留する滞留物を吸引するように構成される、離型剤噴霧装置。
5. 前記スプレーユニットには、前記吸引部と接続されるマニホールドが設けられており、
   前記マニホールドは、吸引配管を介して減圧装置と接続される構成とする、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の離型剤噴霧装置。
6. 前記吸引配管は、水分除去装置を介して前記減圧装置に接続される構成とする、
   ことを特徴とする、請求項５に記載の離型剤噴霧装置。

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