(57)【要約】【課題】スリットの目詰まりを抑制した中子造型用型ベント構造を提供する。【解決手段】エアと共にスリット１５を通過したシェル砂５は、第１流路２１、第３流路２３を経由して第２流路２２に放出され、第２流路２２に放出されたシェル砂５は、第２流路２２をある程度の高さまで上昇した後、自重により落下して第２流路２２の最下部に設けられた砂溜まり部１６に溜まる。これにより、第２流路２２を落下するシェル砂５が第１流路２１に進入してスリット１５上に堆積することがない。したがって、スリット１５の目詰まりを防止することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中子造型用型のキャビティ上面に開口したエア抜き孔に構成されるベント構造であって、
前記キャビティに臨むスリットと、
該スリットに連通して上方へ延びる第１流路と、
上下方向へ延びて一端が前記中子造型用型の外側に連通する第２流路と、
横方向へ延びて前記第１流路と前記第２流路とを連通する第３流路と、
該第３流路よりも下方に設けられて前記第２流路の下部を構成する砂溜まり部と、
を有することを特徴とする中子造型用型ベント構造。
【請求項２】
前記エア抜き孔の下部に嵌合されて外周面に軸方向へ延びる前記スリットが形成される第１軸部と、前記エア抜き孔の上部に嵌合されて内側に前記第２流路の上側部分が形成される第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸部との間に設けられて前記エア抜き孔との空隙に前記第１流路が形成される第３軸部と、を有するベント部材を備え、
前記第３軸部には、内側に前記第２流路の下側部分が形成されると共に上部に前記第３流路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の中子造型用型ベント構造。
【請求項３】
前記第２流路の上側部分の断面積が前記第３流路の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の中子造型用型ベント構造。
【請求項４】
前記第１軸部、前記第２軸部および前記第３軸部が一体に形成されることを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載の中子造型用型ベント構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中子造型用型ベント構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鋳造型に組付けられる中子は、中子造型用型のキャビティに充填したシェル砂（鋳物砂）をコールドボックス法により硬化させることで得ることができる。一般に、シェル砂は、エアブローによりキャビティ内へ押し込まれるが、特に、上向きの凸形状を中子に造形する場合、これに対応するキャビティの造形部が上方へ向けて延びる形状になるため、当該造形部の末端までシェル砂を充填させるのは困難である。そこで、従来、エア抜き用のベント構造を備えた中子造型用型が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような中子造型用型においては、シェル砂の充填時に、ベント構造に形成されたスリットから中子造型用型の外へエアが排出されることから、造形部が上向きの凸形状であっても、当該造形部の末端までシェル砂を行き渡らせることができる。しかしながら、スリットをエアの他に微細なシェル砂が通過することから、スリットを通過したシェル砂がスリット上に堆積して当該スリットが目詰まりすることがある。この場合、シェル砂の充填時におけるエアの抜けが悪くなり、造形部の末端までシェル砂が行き渡らず、鋳造品（製品）の形状不良を招くおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−７６６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、スリットの目詰まりを防止した中子造型用型ベント構造を提供することを課題としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の中子造型用型ベント構造は、中子造型用型のキャビティ上面に開口したエア抜き孔に構成されるベント構造であって、前記キャビティに臨むスリットと、該スリットに連通して上方へ延びる第１流路と、上下方向へ延びて一端が前記中子造型用型の外側に連通する第２流路と、横方向へ延びて前記第１流路と前記第２流路とを連通する第３流路と、該第３流路よりも下方に設けられて前記第２流路の下部を構成する砂溜まり部と、を有することを特徴とする。
【０００７】
（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、請求可能発明と称する）の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、（１）−（４）項の各々が、請求項１−４の各々に相当する。
【０００８】
（１）中子造型用型のキャビティ上面に開口したエア抜き孔に構成されるベント構造であって、キャビティに臨むスリットと、該スリットに連通して上方へ延びる第１流路と、上下方向へ延びて一端が中子造型用型の外側に連通する第２流路と、横方向へ延びて第１流路と第２流路とを連通する第３流路と、該第３流路よりも下方に設けられて第２流路の下部を構成する砂溜まり部と、を有することを特徴とする中子造型用型ベント構造。
本項に記載の中子造型用型ベント構造によれば、シェル砂をエアブローにより中子造型用型のキャビティに吹き込むことで、エアと共に微細なシェル砂がスリットを通過した場合、スリットを通過したエアとシェル砂は、第１流路を上昇した後、横方向（水平方向）へ方向転換して第３流路へ流入する。さらに、第３流路を通過したエアとシェル砂は、上方向（鉛直方向）へ方向転換して第２流路を上昇する。ここで、エアは、第２流路を通過して中子造型用型の外へ排気され、シェル砂は、第２流路をある程度の高さまで上昇した後、自重により落下して第２流路の最下部に設けられた砂溜まり部に溜まる。
本項の態様では、第１流路と第２流路とを第３流路で接続したことにより、スリットを通過したエアとシェル砂は、第３流路の前後でクランク状に折れ曲がるように移動するので、第２流路を落下したシェル砂が再び第１流路へ進入することはない。したがって、スリットを通過したシェル砂により当該スリットが目詰まりすることはない。
砂溜まり部に溜まったシェル砂は、型のメンテナンス時等に取り除けばよい。本出願人の実験データによれば、中子造型用型の１万ショット（メンテナンスサイクル）の時点で、第１流路に残留するシェル砂は皆無であった。
【０００９】
（２）エア抜き孔の下部に嵌合されて外周面に軸方向へ延びるスリットが形成される第１軸部と、エア抜き孔の上部に嵌合されて内側に第２流路の上側部分が形成される第２軸部と、第１軸部と第２軸部との間に設けられてエア抜き孔との空隙に第１流路が形成される第３軸部と、を有するベント部材を備え、第３軸部には、内側に第２流路の下側部分が形成されると共に上部に第３流路が形成される（１）の中子造型用型ベント構造。
本項に記載の中子造型用型ベント構造によれば、第１軸部に形成されたスリットを、エアと共に微細なシェル砂が通過し、スリットを通過したエアとシェル砂は、エア抜き孔と第３軸部との間に形成された環形状の第１流路を上昇した後、横方向（第３軸部の半径方向）へ方向転換して第３軸部に設けられた第３流路へ流入する。さらに、第３流路を通過したエアとシェル砂は、上方向（鉛直方向）へ方向転換して第２軸部および第１軸部に軸心に沿って設けられた第２流路を上昇する。ここで、エアは、第２流路の上側部分、すなわち、第２軸部の内側に設けられた第２流路の上側部分を通過して中子造型用型の外へ排気され、シェル砂は、第２流路の上側部分をある程度の高さまで上昇した後、自重により第１軸部の内側に設けられた第２流路の下側部分を落下し、第２流路の最下部に設けられた砂溜まり部に溜まる。
本項の態様において、第２流路は、第２軸部の内側に設けられた上側部分の断面積を、第１軸部の内側に設けられた下側部分の断面積よりも大きく設定することができる。これにより、第２流路の上側部分の体積を確保して該第２流路の上側部分を通過するエアの流速を減少させることができ、第２流路の上側部分を上昇しようとするシェル砂を落下させることができる。
【００１０】
（３）第２流路の上側部分の断面積が第３流路の断面積よりも大きい（１）、（２）の中子造型用型ベント構造。
本項に記載の中子造型用型ベント構造によれば、第３流路を通過したエアを、より断面積が大きい第２流路の上側部分に放出して流速を減少させることにより、第２流路の上側部分を上昇しようとするシェル砂を落下させることができる。
【００１１】
（４）第１軸部、第２軸部および第３軸部が一体に形成される（１）−（３）の中子造型用型ベント構造。
本項に記載の中子造型用型ベント構造によれば、１つの軸材に第１軸部、第２軸部および第３軸部を一体に形成することができる。
本項の態様において、例えば、第２軸部と第３軸部とを一体に形成し、これとは別個にスリットを有する第１軸部を形成してもよい。
【発明の効果】
【００１２】
スリットの目詰まりを防止した中子造型用型ベント構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】中子造型用型の概略構造を示す断面図である。
【図２】本実施形態のベント構造を説明する軸断面図である。
【図３】本実施形態のベント構造に使用されるベント部材の側面図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】本実施形態のベント構造におけるスリットを通過したエアの流れを示す説明図である。
【図６】本実施形態のベント構造におけるスリットを通過したシェル砂の流れを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態を図１−図６に基いて説明する。本実施形態では、エンジンのシリンダヘッドを鋳造する鋳造型のキャビティに配置される中子を造形する中子造型用型１のベント構造を説明する。
図１に示されるように、中子造型用型１は、上型２と下型３とを結合させることにより内部にキャビティ４が形成される。上型２には、キャビティ４にシェル砂５を供給するための複数本（例えば、図１では３本）のエアブロー６が設けられる。上型２の成形面２ａ（キャビティ上面）には、中子の突出部を造形する造形部７が設けられ、該造形部７に連通する形態で、円形断面を有するエア抜き孔８が上方へ延びて上型２の外部に開口する。なお、中子造型用型１は、各エアブロー６を介してキャビティ４にシェル砂５を送り込むエアブロー装置９を有する。
【００１５】
図２に示されるように、エア抜き孔８には、図３に示されるベント部材１０が挿入される。ベント部材１０は、エア抜き孔８の下部（図２における下側部分）に所定の嵌め合いで嵌合される第１軸部１１と、エア抜き孔８の上部（図２における上側部分）に所定の嵌め合いで嵌合される第２軸部１２と、第１軸部１１と第２軸部１２との間に同軸で設けられて第１軸部１１および第２軸部１２よりも小さい外径を有する第３軸部１３と、により構成される。図４にも示されるように、第１軸部１１の外周面１１ａには、軸方向（図３における上下方向）に延びてＶ字形断面を有する複数本（本実施形態では８本）のスリット１５が軸回りに等間隔で配置されている。これらスリット１５により、図２に示されるように、エア抜き孔８と第１軸部１１との間には、エアを通過させるための流路が形成される。
【００１６】
図３に示されるように、ベント部材１０は、軸心に沿って上下方向へ延びて第２軸部１２の端面１２ａに開口する所定深さの第２流路２２を有する。第２流路２２は、上側部分２２ａに対して下側部分２２ｂの内径が小さい設定になっている。第２流路２２の最下部、すなわち、第２流路２２の下側部分２２ｂの下部には、砂溜まり部１６が設けられる。第２流路２２の上側部分２２ａと下側部分２２ｂとの境界は、第３軸部１３の上部に位置している。第３軸部１３の上部には、第２流路２２に連通する第３流路２３が設けられる。より詳細には、第３流路２３は第２流路２２の下側部分２２ｂの上部に開口し、第２流路２２の上側部分２２ａの断面積は第３流路２３の断面積よりも大きく設定される。そして、図２に示されるように、ベント部材１０を上型２のエア抜き孔８に取り付けることにより、エア抜き孔８と第３軸部２３との間に、上下方向へ延びる環形状の第１流路２１が形成される。
【００１７】
次に、本実施形態の作用を説明する。
図５に示されるように、スリット１５を通過したエアは、第１流路２１を上昇した後、横方向（水平方向）へ方向転換して第３流路２３へ流入する。さらに、第３流路２３を通過したエアは、上方向（鉛直方向）へ方向転換して第２流路２２の上側部分２２ａを上昇し、中子造型用型１の外へ排気される。このように、中子造型用型１のキャビティ４に吹き込まれたエアは、スリット１５を通過した後、クランク状に折れ曲がる経路で当該中子造型用型１の外へ排気される。
【００１８】
一方、図６に示されるように、エアと共にスリット１５を通過したシェル砂５は、エアと同様、第１流路２１、第３流路２３を経由して第２流路２２に放出される。この第２流路２２に放出されたシェル砂５は、第２流路２２をある程度の高さまで上昇した後、自重により落下して第２流路２２の最下部に設けられた砂溜まり部１６に溜まる。本実施形態では、第１流路２１と第２流路２２とを第３流路２３で接続して全体としてクランク状に折れ曲がった流路を形成したことにより、第２流路２２を落下するシェル砂５が第１流路２１に進入してスリット１５上に堆積することで当該スリット１５が目詰まりすることがない。
【００１９】
さらに、本実施形態では、第２流路２２のうち、特に、第２流路２２の上側部分２２ａの断面積を第３流路２３の断面積よりも大きく設定したので、スリット１５を通過したエアは、第３流路２３から第２流路２２へ放出されると流速が減少する。これにより、シェル砂５に作用する重力に打ち勝って、当該シェル砂５を第２流路２２を上昇するエアにより上昇させることができなくなる。その結果、第２流路２２に放出されたシェル砂５は、ある程度の高さまで上昇した後、自重により落下して砂溜まり部１６に溜まる。
【００２０】
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、エアと共にスリット１５を通過したシェル砂５は、第１流路２１、第３流路２３を経由して第２流路２２に放出され、第２流路２２に放出されたシェル砂５は、第２流路２２をある程度の高さまで上昇した後、自重により落下して第２流路２２の最下部に設けられた砂溜まり部１６に溜まる。また、第１流路２１と第２流路２２とを第３流路２３で接続して全体としてクランク状に折れ曲がった流路を形成したので、第２流路２２を落下するシェル砂５が第１流路２１に進入してスリット１５上に堆積することがない。したがって、スリット１５の目詰まりを効果的に防止することができる。これにより、中子の形状精度が確保され、このような中子を鋳造型に組み付けることで、高品質の鋳造品を得ることができる。
また、第２流路２２のうち、特に、第２流路２２の上側部分２２ａの断面積を第３流路２３の断面積よりも大きく設定したので、スリット１５を通過したエアを、第３流路２３から第２流路２２へ放出された時点で減速させることができる。これにより、シェル砂５に作用する重力に打ち勝って、当該シェル砂５を第２流路２２を上昇するエアにより上昇させることができなくなり、その結果、第２流路２２に放出されたシェル砂５は、ある程度の高さまで上昇するが、その後、自重により落下して砂溜まり部１６に溜めることができる。
なお、本出願人の実験データによれば、中子造型用型１の１万ショット（メンテナンスサイクル）の時点で、第１流路に残留するシェル砂は皆無であった。したがって、砂溜まり部１６に溜まったシェル砂５は、中子造型用型１のメンテナンス時に取り除けばよく、型のメンテナンスとメンテナンスとの間の期間は、実質、メンテナンスフリーである。
【符号の説明】
【００２１】
１  中子造型用型、４  キャビティ、８  エア抜き孔、１０  ベント部材、１５  スリット、１６  砂溜まり部、２１  第１流路、２２  第２流路、２３  第３流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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