JPH10166137A - 中子砂の除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 凹部を有したワーク中空部が小径であって
も、容易に対処して中子砂を完全に除去でき、また、除
去装置のイニシャルコストやランニングコストも低減さ
せることができる中子砂の除去方法を提供すること。 【解決手段】 中子砂の除去方法は、ワークＷの貫通し
た中空部１の内周面に付着した中子砂を投射材Ｐの投射
で除去する。除去時には、中空部１の一端側に、投射材
Ｐを中空部１内へ噴射可能な噴射ノズル２０を配置さ
せ、中空部１の他端側から、先端に投射材Ｐの進行方向
を変える変更面２２を配置させた硬質棒状部材２１を侵
入させる。そして、噴射ノズル２０からの投射材Ｐを、
硬質棒状部材２１の変更面２２に当て、中空部１の内周
面側へ向けるようにして、中子砂を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造品等のワーク
の中空部に付着する中子砂を除去する方法に関し、詳し
くは、投射材を利用して中子砂を除去する方向に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークの中空部を形成する中子
は、湯の圧力に耐えるとともに、可縮性・耐火性等を必
要とするため、所定の砂に油・デキストリン・樹脂等の
粘結剤を配合した中子砂により成形されており、鋳造後
には、振動その他による砂落し作業によって、ワークの
中空部から除去されることとなっていた。

【０００３】そしてさらに、ショットブラスト、ハイド
ロブラスト、あるいは、アルカリに酸化剤を加えた溶融
塩浴による化学的方法等により、中空部の内周面に残留
付着していた中子砂を除去していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ショットブラ
スト等の機械的方法では、ワークの外部から研削作用を
加えるものであるため、ワーク中空部が複雑な溝等の凹
部が形成されていれば、凹部内に付着した中子砂を完全
に除去できなかった。

【０００５】例えば、図３に示すワークＷのように、中
空部１の内周面に複数の溝状の凹部２が設けられている
場合、ワークＷの外部からのショットブラストにより、
凹部２間の山部３に付着した中子砂Ｓｍは、ある程度除
去されるが、凹部２内に付着している中子砂Ｓｄは、山
部３の死角となって、完全に除去することができなくな
っていた。

【０００６】また、化学的方法による中子砂の除去は、
酸化剤を使用するため、作業環境の悪化や廃液処理等の
課題が生じ、さらに、作業能率も悪かった。

【０００７】これらの課題に対処するため、例えば、図
４に示すような斜噴射ノズル１０を使用することが考え
られた。この斜噴射ノズル１０は、投射材Ｐを噴射する
ノズル本体１１の先端部分に筒部材１２が接続され、筒
部材１２の天井面に筒部材１２の軸方向と略４５°交差
する反射面１３が形成され、筒部材１２の先端周面に噴
射口１４が配置されて、構成されていた。

【０００８】この斜噴射ノズル１０を使用する中子砂の
除去方法は、ワークＷの中空部１内に筒部材１２を挿入
させて、ノズル本体１１から噴射された投射材Ｐを、反
射面１３に当てて方向を変え、筒部材１２の軸方向と略
直交する方向で、噴射口１４から噴射させ、ワーク中空
部１の中子砂Ｓｍ・Ｓｄを除去していた。

【０００９】この方法は、中空部１の軸方向と略直交す
る方向で投射材Ｐを噴射できることから、ワーク中空部
１の内周面に付着した中子砂Ｓｍ・Ｓｄを完全に除去し
易い。

【００１０】しかしながら、この斜噴射ノズル１０を使
用する除去方法では、ワークＷの中空部１が小径である
場合には、その中空部１に対応した小径な筒部材１２
と、その小径の筒部材１２内に投射材Ｐを噴射可能とし
たその筒部材１２に対応したノズル本体１１と、を備え
た斜噴射ノズル１０を準備する必要が生ずる。

【００１１】そして、そのような斜噴射ノズル１０で
は、筒部材１２での投射材Ｐの詰りが発生し易く、か
つ、筒部材１２の投射材Ｐとの干渉に対する強度が必要
となることから、筒部材１２が高価となって、ノズル１
０のコストを上昇させていた。

【００１２】また、筒部材１２の反射面１３が摩耗すれ
ば、ノズル本体１１が筒部材１２に対応して構成されて
いるため、ノズル１０ごと取り替える必要が生じ、除去
作業のイニシャルコストとランニングコストが高くなっ
ていた。

【００１３】さらにまた、この斜噴射ノズル１０を使用
する方法では、ワーク中空部１の内周面に、全周にわた
る円環状の溝状の凹部２等が形成されている場合には、
ノズル１０若しくはワークＷを周方向に回転する必要が
生じ、それらの機構が必要となって、除去装置の構成が
複雑になってしまう。

【００１４】本発明は、上述の課題を解決するものであ
り、凹部を有したワーク中空部が小径であっても、容易
に対処して中子砂を完全に除去でき、また、除去装置の
イニシャルコストとランニングコストも低減させること
ができる中子砂の除去方法を提供することを目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る中子砂の除
去方法は、ワークの貫通した中空部の内周面に付着した
中子砂を投射材の投射で除去する中子砂の除去方法であ
って、前記中空部の一端側に、前記投射材を前記中空部
内へ噴射可能な噴射ノズルを配置させ、前記中空部の他
端側から、先端に前記投射材の進行方向を変える変更面
を配置させた硬質棒状部材を侵入させて、前記噴射ノズ
ルからの投射材を、前記硬質棒状部材の変更面に当て、
前記中空部の内周面側へ向けるようにして、前記中子砂
を除去することを特徴とする。

【００１６】前記硬質棒状部材の先端を、頂角を略９０
°とした円錐形状として、前記変更面を、前記円錐形状
の外周面とすることが望ましい。

【００１７】

【発明の効果】本発明に係る中子砂の除去方法は、貫通
したワーク中空部の一端側に噴射ノズルを配置させ、ワ
ーク中空部の他端側から硬質棒状部材を侵入させて、噴
射ノズルから投射材を噴射させ、噴射ノズルからの投射
材を、硬質棒状部材の先端の変更面に当ててワーク中空
部の内周面側へ向け、中子砂を除去するものである。

【００１８】すなわち、本発明に係る中子砂の除去方法
では、ワーク中空部の軸方向に沿って噴射された投射材
の方向を変える部材を、投射材を噴射させる噴射ノズル
と離した別部材として、先端に投射材の向きを変える変
更面を配置させた硬質の棒状の部材から構成している。

【００１９】そのため、その硬質棒状部材は、投射材を
挿通させるような筒形状としなくとも中実等で容易に形
成でき、投射材の詰りが発生せず、また、小径として
も、高価な材料を使用せずに、一定の強度を確保するこ
とができることから、凹部を有したワーク中空部が小径
であっても、容易に対処して中子砂を完全に除去でき
る。

【００２０】また、投射材を噴射する噴射ノズルと別部
材で硬質棒状部材が構成されているため、先端の変更面
が摩耗しても、硬質棒状部材を取り替えるだけで、容易
に除去作業を続行することができ、除去作業のランニン
グコストを低減することができる。

【００２１】さらに、投射材を噴射する噴射ノズルと別
部材で硬質棒状部材が構成されており、噴射ノズル自体
も、ワーク中空部内に侵入しなくとも良いことから、汎
用のものを使用することができ、硬質棒状部材も高価で
ないことから、除去装置のイニシャルコストも低減させ
ることができる。

【００２２】したがって、本発明に係る中子砂の除去方
法は、凹部を有したワーク中空部が小径であっても、容
易に対処して中子砂を完全に除去でき、また、除去装置
のイニシャルコストやランニングコストも低減させるこ
とができる。

【００２３】そして、硬質棒状部材の先端を、頂角を略
９０°とした円錐形状として、投射材の向きを変える変
更面を、その円錐形状の外周面とするようにすれば、変
更面で向きを変えた投射材を、変更面の周囲の３６０°
の範囲へ、投射させることができる。そのため、ワーク
や硬質棒状部材を周方向に回転させなくとも、ワーク中
空部の内周面の周方向に配置された凹部に残留する中子
砂を、奇麗に除去することが可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００２５】実施形態の除去方法は、図１に示すよう
に、投射材Ｐを噴射する噴射ノズル２０と硬質棒状部材
２１とを備えた除去装置Ｍを使用して行なう。

【００２６】噴射ノズル２０は、鋳鋼製の投射材Ｐを投
射する汎用的なブラスト加工機に使用されているもので
あり、図示しない治具にセットされたワークＷの一端側
に配置されて、投射材Ｐを貫通されたワーク中空部１内
に噴射可能としている。

【００２７】硬質棒状部材２１は、投射材Ｐの衝突によ
る損耗が少ない材質から形成された中実の丸棒状とし
て、先端を、頂角を９０°程度とした円錐形状とし、そ
の円錐形状の外周面を、投射材Ｐの向きを変える変更面
２２としている。なお、実施形態の場合、投射材Ｐが鋳
鋼製としているため、硬質棒状部材２１は、超硬合金や
高速度工具鋼等から形成されている。

【００２８】また、この硬質棒状部材２１は、油圧シリ
ンダ等の流体圧駆動装置やギヤ駆動装置等に接続される
図示しない保持装置に保持され、ワークＷの他端側から
中空部１内に挿入可能に配置されている。

【００２９】そして、この硬質棒状部材２１は、挿入さ
れるワークＷの中空部１の内径に応じた外径のものが使
用されている。特に、中子砂の除去作業時、棒状部材２
１と中空部１の内周の山部３との間に投射材Ｐが咬み込
んで、棒状部材２１の中空部１の軸方向に沿う移動が阻
害されることを防止できるように、中空部１の最も小さ
な内径より、使用する投射材Ｐの直径の５〜２０倍分程
度の寸法、望ましくは６倍分の寸法、を差し引いた寸法
を、棒状部材２１の外径とすれば、投射材Ｐの変更面２
２の面積を確保しつつ、投射材Ｐの咬み込みを防止する
ことができる（なお、上記の差し引く寸法の境界概念と
しては、使用する投射材Ｐの直径の２０倍を超えれば、
変更面２２の面積を確保し難くなり、使用する投射材Ｐ
の直径の５倍未満では、投射材Ｐの咬み込みが生じ易く
なってしまうからである）。

【００３０】つぎに、実施形態の除去方法を説明すれ
ば、図１に示すように、図示しない治具にセットしたワ
ークＷの中空部１における一端側の開口１ａに対応させ
た噴射ノズル２０から、投射材Ｐを中空部１内に噴射さ
せ、中空部１の他端側の開口１ｂから、変更面２２を先
頭として、中空部１内に硬質棒状部材２１をゆっくり挿
入させれば良い。

【００３１】すると、噴射ノズル２０からの投射材Ｐ
は、中空部１を進行して棒状部材２１の変更面２２に衝
突し、中空部１の軸方向と略直交方向に変えられて、中
空部１の内周面の山部３に衝突するとともに凹部２に侵
入して、それらに付着する中子砂を除去することとな
る。

【００３２】そして、実施形態の除去方法では、ワーク
中空部１の軸方向に沿って噴射された投射材Ｐの方向を
変える部材を、投射材Ｐを噴射させる噴射ノズル２０と
離した別部材として、先端に投射材Ｐの向きを変える変
更面２２を配置させた硬質の棒状の部材２１から構成し
ている。

【００３３】そのため、その硬質棒状部材２１は、投射
材Ｐを挿通させるような筒形状としなくとも中実等で容
易に形成でき、投射材Ｐの詰りが発生せず、また、小径
としても、高価な材料を使用せずに、一定の強度を確保
することができることから、凹部２を有したワーク中空
部１が小径であっても、容易に対処して中子砂を完全に
除去できる。

【００３４】また、投射材Ｐを噴射する噴射ノズル２０
と別部材で硬質棒状部材２１が構成されているため、先
端の変更面２２が摩耗しても、硬質棒状部材２１を取り
替えるだけで、容易に除去作業を続行することができ、
除去作業のランニングコストを低減することができる。

【００３５】さらに、投射材Ｐを噴射する噴射ノズル２
０と別部材で硬質棒状部材２１が構成されており、噴射
ノズル２０自体も、ワーク中空部１内に侵入しなくとも
良いことから、汎用のものを使用することができ、硬質
棒状部材２１も高価でないことから、除去装置Ｍのイニ
シャルコストも低減させることができる。

【００３６】したがって、実施形態の中子砂の除去方法
は、凹部２を有したワーク中空部１が小径であっても、
容易に対処して中子砂を完全に除去でき、また、除去装
置Ｍのイニシャルコストやランニングコストも低減させ
ることができる。

【００３７】勿論、実施形態の中子砂の除去方法は、投
射材を噴射させて中子砂を除去するものであり、化学的
方法等に比べて、極めて効率的に短時間で中子砂を除去
することができ、作業環境の悪化や廃液処理等の課題も
生じない。さらに、凹部２を有しない中空部１を備えた
ワークＷに、実施形態の方法を実施しても、短に中空部
の一端側からショットブラストして中子砂を除去する場
合に比べて、極めて効率的に短時間で中子砂を除去する
ことができる。

【００３８】そして、実施形態では、硬質棒状部材２１
の先端を、頂角を９０°とした円錐形状として、投射材
Ｐの向きを変える変更面２２を、その円錐形状の外周面
としていることから、変更面２２で向きを変えた投射材
Ｐを、変更面２２の周囲の３６０°の範囲へ、投射させ
ることができる。そのため、ワークＷや硬質棒状部材２
１を周方向に回転させなくとも、ワーク中空部１の内周
面の周方向に配置された凹部２に残留する中子砂を、奇
麗に除去することが可能となる。

【００３９】ちなみに、中空部１の山部３の内径寸法を
９φとし、凹部２の幅寸法を１０mm・内径寸法を２５φ
として、全長を１００mmとした図３に示すようなワーク
Ｗに対して、噴射口径９mmの噴射ノズル２０から空気圧
０．５ＭＰａで０．３φの鋳鋼製投射材Ｐを噴射し、ま
た、頂角を９０°とした円錐形状の先端を有した６φの
超硬合金製の丸棒状の硬質棒状部材２１を２５mm／ｓの
速度で侵入させつつ、研掃したところ、中子砂は全て除
去することができた。また、この時、硬質棒状部材２１
は、中空部１内で停止させることなく一定速度で移動さ
せたが、中子砂の残りは無く、投射材Ｐや中子砂は、殆
ど噴射ノズル２０側の開口１ａから外に飛び出して、滞
留して部分的に中空部１を覆うこともなかった。

【００４０】なお、実施形態では、硬質棒状部材２１に
おける投射材Ｐの向きを変更させる変更面２２として、
円錐形状の外周面とした場合を示したが、図２のａに示
すように、変更面２２を硬質棒状部材２１の軸方向と略
４５°で交差する傾斜面として、ワーク中空部１の凹部
２が中空部１の軸方向に直交する方向で横孔状に設けら
れている場合に対処できるように構成しても良く、この
場合でも、請求項１の作用・効果を得ることができる。

【００４１】そして、変更面２２は、ワーク中空部１に
設けられる凹部２に対応して適宜設定されれば良く、図
２のｂに示すように、半球状の変更面２２を有した硬質
棒状部材２１を使用したり、図２のｃに示すように、複
数の傾斜面からなる変更面２２を有した硬質棒状部材２
１を使用したり、さらには、図２のｄに示すように、硬
質棒状部材２１が多角柱状として、その多角形に応じた
多角錐の外周面を変更面２２とするようにした部材２１
を使用するようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態の使用態様を示す図で
ある。

【図２】同実施形態に使用する硬質棒状部材の変形例で
ある。

【図３】中子砂を除去するワークを示す図である。

【図４】従来の中子砂の除去方法に使用する斜傾斜ノズ
ルを示す図である。

【符号の説明】

１…中空部、 ２…凹部、 ２０…噴射ノズル、 ２１…硬質棒状部材、 ２２…変更面、 Ｗ…ワーク、 Ｐ…投射材。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークの貫通した中空部の内周面に付着
   した中子砂を投射材の投射で除去する中子砂の除去方法
   であって、 前記中空部の一端側に、前記投射材を前記中空部内へ噴
   射可能な噴射ノズルを配置させ、前記中空部の他端側か
   ら、先端に前記投射材の進行方向を変える変更面を配置
   させた硬質棒状部材を侵入させて、 前記噴射ノズルからの投射材を、前記硬質棒状部材の変
   更面に当て、前記中空部の内周面側へ向けるようにし
   て、前記中子砂を除去することを特徴とする中子砂の除
   去方法。
2. 【請求項２】 前記硬質棒状部材の先端を、頂角を略９
   ０°とした円錐形状として、前記変更面を、前記円錐形
   状の外周面としていることを特徴とする請求項１記載の
   中子砂の除去方法。