JP2019111553A - 鋳造用砂中子のバリ除去方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造用砂中子の本体に傷を付けることを抑制しつつ、バリを充分に除去する。【解決手段】開口部もしくは切り欠き部の少なくとも一方のバリ除去対象部４１を有する鋳造用砂中子４０において、バリ除去対象部４１からバリを除去する鋳造用砂中子４０のバリ除去方法。鋳造用砂中子４０のバリ除去対象部４１に袋体１３を挿入するステップと、バリ除去対象部４１に挿入された袋体１３を膨張させ、膨張した袋体１３によってバリ除去対象部４１の周面に形成されたバリ４２を押し折るステップと、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、鋳造用砂中子のバリ除去方法に関する。

鋳造用砂中子は、複数に分割された金型の内部において成形される。そのため、金型同士の合わせ面すなわち見切り面に沿って鋳造用砂中子にバリが発生する。当然のことながら、鋳造用砂中子からバリを除去する必要がある。特許文献１には、回転軸の先端に取り付けられた金属線材の束を回転させながらバリを除去する手法が開示されている。

特開平７−１３６７３９号公報

発明者は、鋳造用砂中子のバリ除去方法に関し、以下の問題点を見出した。
特許文献１に開示されたようなバリ除去方法では、回転によって金属線材の束の先端部を拡げてバリを削り取る。ここで、金属線材の束は、経年劣化や突発的な過大な負荷などによって変形し得る。金属線材の束が変形した場合、金属線材の束を意図したようにバリに接触させることができなくなるため、バリが充分に除去できなかったり、鋳造用砂中子の本体に傷を付けてしまったりする虞があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、鋳造用砂中子の本体に傷を付けることを抑制しつつ、バリを充分に除去可能な鋳造用砂中子のバリ除去方法を提供するものである。

本発明の一態様に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法は、
開口部もしくは切り欠き部の少なくとも一方のバリ除去対象部を有する鋳造用砂中子において、前記バリ除去対象部からバリを除去する鋳造用砂中子のバリ除去方法であって、
前記鋳造用砂中子の前記バリ除去対象部に袋体を挿入するステップと、
前記バリ除去対象部に挿入された前記袋体を膨張させ、膨張した当該袋体によって前記バリ除去対象部の周面に形成されたバリを押し折るステップと、を備えたものである。

本発明の一態様に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法は、バリ除去対象部に挿入された袋体を膨張させ、膨張した当該袋体によってバリ除去対象部の周面に形成されたバリを押し折る。そのため、バリ除去対象部の周面において、局所的にバリを除去し過ぎたり、バリが形成されていない領域を削り取ったりすることがない。すなわち、鋳造用砂中子の本体に傷を付けることを抑制しつつ、バリを充分に除去することができる。

前記鋳造用砂中子において一対の前記バリ除去対象部が仕切部を介して対向配置されている場合、一対の前記バリ除去対象部のそれぞれに別々の前記袋体を挿入した後、一対の前記バリ除去対象部のそれぞれに挿入された別々の前記袋体を同時に膨張させてもよい。仕切部が膨張した別々の袋体に挟み込まれるため、仕切部の破損を抑制することができる。

前記バリ除去対象部が前記切り欠き部であり、前記鋳造用砂中子の外周に板状部材を当接させて前記切り欠き部を囲った後、当該切り欠き部に挿入された前記袋体を膨張させてもよい。袋体を膨張させる媒体の供給量を減らし、効率よくバリを除去することができる。

エアを供給することにより前記袋体を膨張させてもよい。簡易かつ低コストに袋体を膨張させることができる。
また、前記袋体がノズルの先端に取り付けられていてもよい。バリ除去対象部が小さくても袋体を容易に挿入することができる。

本発明により、鋳造用砂中子の本体に傷を付けることを抑制しつつ、バリを充分に除去することができる。

第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法に用いるバリ除去装置の構成図である。 第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法を用いてバリが除去される鋳造用砂中子の模式平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法を示す断面図である。 第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法を用いてバリが除去される鋳造用砂中子の他の一例の模式平面図である。 図５の領域Ｉにおけるバリ除去の様子を示す部分拡大図である。 図５の領域ＩＩにおけるバリ除去の様子を示す部分拡大図である。 図５の領域ＩＩＩにおけるバリ除去の様子を示す部分拡大図である。 図５の領域ＩＩＩにおけるバリ除去の様子を示す部分拡大図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施形態）
＜バリ除去装置の構成＞
まず、図１を参照して、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法に用いるバリ除去装置について説明する。
図１は、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法に用いるバリ除去装置の構成図である。図１に示すように、このバリ除去装置は、取付ユニット１１、ノズル１２、袋体１３、エア供給管２１、エア排出管２２、コンプレッサ２３、エア制御部２４、電磁弁Ｖ１、Ｖ２、圧力センサＰＳ、ロボットアーム３０を備えている。

なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

取付ユニット１１は、ロボットアーム３０の先端部に取り付けられた接続部材である。図１に示すように、取付ユニット１１によって、ノズル１２とエア供給管２１及びエア排出管２２とが接続されている。
ノズル１２は、取付ユニット１１から鉛直下向き（ｚ軸負方向）に延設された筒状部材である。

袋体１３は、ノズル１２の先端に取り付けられている。袋体１３は、ノズル１２を介してエアが供給されることによって膨張し、ノズル１２を介してエアが排出されることによって収縮する。袋体１３が膨張した様子は、二点鎖線で示されている。また、袋体１３は、ノズル１２及び取付ユニット１１を介してロボットアーム３０に連結されているため、袋体１３の位置を自由に移動させることができる。

袋体１３の材質は特に限定されないが、袋体１３は例えば樹脂からなる。袋体１３を構成する樹脂としては、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ニトリルゴム、ポリトリメチレンテレフタレート繊維などを挙げることができる。

図１の例では、袋体１３を構成する樹脂が伸縮性を有するため、排気装置を用いずに、膨張した袋体１３を収縮させることができる。もちろん、袋体１３を構成する樹脂が伸縮性を有していなくてもよい。さらに、袋体１３の耐久性を向上させるため、袋体１３を構成する樹脂が耐切創性を有していてもよい。

図１に示すように、エア供給管２１は、取付ユニット１１からコンプレッサ２３まで設けられている。コンプレッサ２３と取付ユニット１１との間のエア供給管２１には、電磁弁Ｖ１が設けられている。さらに電磁弁Ｖ１と取付ユニット１１との間のエア供給管２１には、圧力センサＰＳが設けられている。圧力センサＰＳによって袋体１３内部のエアの圧力を測定することができる。
他方、取付ユニット１１に接続されたエア排出管２２には、電磁弁Ｖ１が設けられている。

エア制御部２４は、コンプレッサ２３のオン・オフ及び電磁弁Ｖ１、Ｖ２の開閉を制御する。エア制御部２４は、圧力センサＰＳからの信号すなわち袋体１３内部の圧力に基づいて、電磁弁Ｖ１の開閉を制御する。以下により詳細に説明する。

まず、エア制御部２４が、コンプレッサ２３をオンにすると共に電磁弁Ｖ１を開くと、袋体１３にエアが供給され、袋体１３が膨張する。この際、電磁弁Ｖ２は閉じられている。詳細には後述するように、膨張した袋体１３が鋳造用砂中子のバリを押し折ることによって、鋳造用砂中子からバリが除去される。

次に、袋体１３内部の圧力が所定の基準値まで上昇したら、エア制御部２４は、電磁弁Ｖ１を閉じ、袋体１３へのエアの供給を停止する。
そして、エア制御部２４は、電磁弁Ｖ２を開く。これによって、袋体１３からエアが排出され、袋体１３が収縮する。
なお、袋体１３を膨張させるための媒体はエアに限らず、その他の気体でもよい。さらには、液体でもよい。エアを用いることにより、簡易かつ低コストに袋体１３を膨張させることができる。

次に、ロボットアーム３０について説明する。
ロボットアーム３０は、袋体１３を三次元に移動させるための移動手段である。ロボットアーム３０は、ベース部３１、リンク付根部３２、第１リンク３３、第２リンク３４を有する多関節型ロボットアームである。

リンク付根部３２は、ヨー軸回りの回転が可能となるように、ベース部３１に対して連結されている。ヨー軸とは、リンク付根部３２の回転軸３２ａであり、鉛直方向（ｚ軸方向）の軸である。

第１リンク３３は、ピッチ軸回りの回転が可能となるように、リンク付根部３２に対して、第１関節部３３ａを介して連結されている。
第２リンク３４は、ピッチ軸回りの回転が可能となるように、第１リンク３３に対して、第２関節部３４ａを介して連結されている。また、第２リンク３４の他端には、取付ユニット１１が連結されている。
ピッチ軸とは、第１リンク３３、第２リンク３４を上下方向へ回動させる回転軸であり、図１の状態ではｙ軸方向の軸である。

なお、図示しないが、ベース部３１には、リンク付根部３２をヨー軸回りに回転駆動するモータが設けられている。また、第１関節部３３ａには、第１リンク３３をピッチ軸回りに回転駆動するモータが設けられている。第２関節部３４ａには、第２リンク３４をピッチ軸回りに回転駆動するモータが設けられている。
また、袋体１３を三次元に移動させるための移動手段は、特に限定されない。例えば、ロボットアーム３０に代えて直交移動機構などを用いてもよい。

＜鋳造用砂中子の構成＞
次に、図２、図３を参照して、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法を用いてバリが除去される鋳造用砂中子について説明する。図２は、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法を用いてバリが除去される鋳造用砂中子の一例の模式平面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図３には、鋳造用砂中子４０に加え、上型５０、下型６０も併せて示されている。

図２に示した鋳造用砂中子４０は、バリの発生原理を説明するためのものであって、模式的形状を有している。図２に示すように、この鋳造用砂中子４０は、円形状の開口部４１が形成された板状部材である。図３に示すように、鋳造用砂中子４０は、突き合わせられた上型５０と下型６０との間に、水ガラスなどのバインダと混練された砂（混練砂）を注入することによって造形される。

そのため、上型５０と下型６０との合わせ面すなわち見切り面に沿って鋳造用砂中子４０にバリ４２が発生する。バリ４２は、鋳造用砂中子４０の外周面及び開口部４１の内周面に発生し得る。なお、図２ではバリ４２は省略されている。

＜鋳造用砂中子のバリ除去方法＞
次に、図４を参照して、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法について説明する。図４は、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法を示す断面フロー図である。図４には、鋳造用砂中子４０の一方の開口部４１の内周面に発生したバリ４２を除去する方法が示されている。他方の開口部４１についても同様の処理を行って、開口部４１の内周面に形成されたバリ４２を除去する。

まず、図４の最上段に示すように、一方の開口部４１の直上に袋体１３を移動させる。
次に、図４の２段目に示すように、袋体１３をｚ軸負方向に移動させて開口部４１に挿入する。ここで、袋体１３がノズル１２の先端に取り付けられているため、小さな開口部４１でも袋体１３を容易に挿入することができる。

次に、図４の３段目に示すように、袋体１３にエアを供給し、袋体１３を膨張させる。この際、膨張した袋体１３によって、開口部４１の内周面に形成されているバリ４２が押し折られ、除去される。ここで、砂からなるバリ４２は脆いため、膨張した袋体１３によって容易に押し折ることができる。

最後に、図４の３段目に示すように、袋体１３内部の圧力が所定の基準値まで上昇したら、袋体１３へのエアの供給を停止する。その後、袋体１３からエアを排出して、袋体１３を収縮させる。
その後、他方の開口部４１に袋体１３を移動させて上記動作を繰り返し、他方の開口部４１の内周面に形成されたバリ４２も除去する。

以上に説明した通り、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法では、鋳造用砂中子４０の開口部４１の内部において袋体１３を膨張させる。そして、膨張した袋体１３によって、開口部４１の内周面に形成されたバリ４２を押し折りながら除去する。

ここで、膨張した袋体１３によって、開口部４１の内周面全体に略均一な圧力が加わる。そのため、開口部４１の内周面において、局所的にバリ４２を除去し過ぎたり、バリ４２が形成されていない領域を削り取ったりすることがない。すなわち、鋳造用砂中子の本体に傷を付けることを抑制しつつ、バリを充分に除去することができる。

＜具体的な適用例＞
次に、図５〜図８を参照して、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法の具体的な適用例について説明する。
図５は、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法を用いてバリが除去される鋳造用砂中子の他の一例の模式平面図である。図６は、図５の領域Ｉにおけるバリ除去の様子を示す部分拡大図である。図７は、図５の領域ＩＩにおけるバリ除去の様子を示す部分拡大図である。図８は、図５の領域ＩＩＩにおけるバリ除去の様子を示す部分拡大図である。

図５に示した鋳造用砂中子４０ａは、シリンダヘッドの水路形成用の中子である。図５に示すように、鋳造用砂中子４０ａには、略半円状の開口部４１ａ、仕切部４４を介して互いに対向配置された略四分円状の開口部４１ｂ、切り欠き部４３が形成されている。
図３において開口部４１の内周面にバリ４２が形成されているように、開口部４１ａ及び開口部４１ｂの内周面にはバリ（不図示）が形成されている。同様に、切り欠き部４３の周面にはバリ（不図示）が形成されている。

図６は、開口部４１ａの内周面に形成されたバリを除去する様子を示している。図６の左側に示すように、袋体１３を開口部４１ａに挿入した後、図６の右側に示すように、袋体１３にエアを供給し、袋体１３を膨張させる。この際、膨張した袋体１３によって、開口部４１ａの内周面に形成されたバリが押し折られ、除去される。

図７は、開口部４１ｂの内周面に形成されたバリを除去する様子を示している。図７に示すように、一対の開口部４１ｂが、薄く低強度の仕切部４４を介して、対向配置されている。ここで、一方の開口部４１ｂのみに袋体１３を挿入して膨張させると、袋体１３が仕切部４４をｘ軸方向に押す力によって仕切部４４が破損する虞がある。

そこで、図７の左側に示すように、対向配置された一対の開口部４１ｂの両方に別々の袋体１３を挿入する。その後、図７の右側に示すように、２つの袋体１３に同時にエアを供給し、２つの袋体１３を同時に膨張させる。この場合、仕切部４４が膨張した２つの袋体１３に挟み込まれ、２つの袋体１３が仕切部４４をｘ軸方向に押す力が互いに相殺される。そのため、仕切部４４を破損させることなく、それぞれの開口部４１ａの内周面に形成されたバリを、膨張した袋体１３によって押し折って除去することができる。

図８は、切り欠き部４３の周面に形成されたバリを除去する様子を示している。切り欠き部４３は、鋳造用砂中子４０ａの外周に設けられている。図８の左側に示すように、袋体１３を切り欠き部４３に挿入した後、図８の右側に示すように、袋体１３にエアを供給し、袋体１３を膨張させる。この際、膨張した袋体１３によって、切り欠き部４３の周面に形成されたバリが押し折られ、除去される。

このように、第１の実施形態に係る鋳造用砂中子のバリ除去方法を用いることによって、開口部４１ｂの内周面に形成されたバリだけでなく、切り欠き部４３の周面に形成されたバリを除去することもできる。すなわち、バリ除去対象部は、開口部に限らず、切り欠き部であってもよい。

ここで、図９も、図５の領域ＩＩＩにおけるバリ除去の様子を示す部分拡大図である。図９に示すように、鋳造用砂中子４０ａの外周に板状部材１４を当接させ、切り欠き部４３を囲ってもよい。図８では、鋳造用砂中子４０ａが切り欠き部４３からはみ出して膨張している。これに対し、図９では、板状部材１４を用いて切り欠き部４３を囲うことにより、エア供給量を減らすことができ、効率よくバリを除去することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１１ 取付ユニット
１２ ノズル
１３ 袋体
１４ 板状部材
２１ エア供給管
２２ エア排出管
２３ コンプレッサ
２４ エア制御部
３０ ロボットアーム
３１ ベース部
３２ リンク付根部
３２ａ 回転軸
３３ 第１リンク
３３ａ 第１関節部
３４ 第２リンク
３４ａ 第２関節部
４０、４０ａ 鋳造用砂中子
４１、４１ａ、４１ｂ 開口部
４２ バリ
４３ 切り欠き部
４４ 仕切部
５０ 上型
６０ 下型
ＰＳ 圧力センサ
Ｖ１、Ｖ２ 電磁弁

Claims (5)

1. 開口部もしくは切り欠き部の少なくとも一方のバリ除去対象部を有する鋳造用砂中子における、前記バリ除去対象部からバリを除去する鋳造用砂中子のバリ除去方法であって、
   前記鋳造用砂中子の前記バリ除去対象部に袋体を挿入するステップと、
   前記バリ除去対象部に挿入された前記袋体を膨張させ、膨張した当該袋体によって前記バリ除去対象部の周面に形成されたバリを押し折るステップと、を備えた、
   鋳造用砂中子のバリ除去方法。
2. 前記鋳造用砂中子において一対の前記バリ除去対象部が仕切部を介して対向配置されている場合、
   一対の前記バリ除去対象部のそれぞれに別々の前記袋体を挿入した後、
   一対の前記バリ除去対象部のそれぞれに挿入された別々の前記袋体を同時に膨張させる、
   請求項１に記載の鋳造用砂中子のバリ除去方法。
3. 前記バリ除去対象部が前記切り欠き部であり、
   前記鋳造用砂中子の外周に板状部材を当接させて前記切り欠き部を囲った後、当該切り欠き部に挿入された前記袋体を膨張させる、
   請求項１又は２に記載の鋳造用砂中子のバリ除去方法。
4. エアを供給することにより前記袋体を膨張させる、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋳造用砂中子のバリ除去方法。
5. 前記袋体がノズルの先端に取り付けられている、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の鋳造用砂中子のバリ除去方法。