(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端部が開放された軸状の中空部を有する鋳物製中空体に対して、中空部に残留した砂を検査する装置であって、中空部の開放部を下向きにした状態で中空体を保持する保持手段と、中空部に挿入して中空部内で砂掻き運動をする砂掻き手段と、砂掻き手段により中空部から落下した砂を検出する砂検出手段を備えたことを特徴とする中空体の砂残り検査装置。
【請求項２】
砂掻き手段が、中空部に挿入して挿入方向の軸回りに回転するブラシと、このブラシを中空部に対して挿脱動作させる昇降駆動手段とから成ることを特徴とする請求項１に記載の中空体の砂残り検査装置。
【請求項３】
ブラシが、軸部と、軸部に対して柔軟に設けた毛を備えていることを特徴とする請求項２に記載の中空体の砂残り検査装置。
【請求項４】
砂検出手段が、砂の重量を計測する手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の中空体の砂残り検査装置。
【請求項５】
中空部に対するブラシの位置を検出する位置検出手段を備えたことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の中空体の砂残り検査装置。
【請求項６】
中空体が、軸線上に少なくとも一端部が開放された中空部を有する中空カムシャフトであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中空体の砂残り検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも一端部が開放された軸状の中空部を有する鋳物製中空体に対して、中空部に残留した砂を検査するのに用いられる中空体の砂残り検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物製中空体の砂残り検査は、例えば、自動車のエンジン部品である中空カムシャフトの製造過程で行われている。中空カムシャフトは、鋳物砂で造型された鋳型および中空部成形用の中子を用いて鋳造され、鋳型から取り出したのち、ショットブラスト等の研掃設備によって中空部内の砂（中子）が除去される。ここで、中空カムシャフトは、中空部を潤滑油の流路として用いることがあり、中空部に砂が残留していると、後に潤滑油に混入した砂が潤滑油流通系の異常摩耗等の不具合を引き起こすため、中空部内の砂を除去したのちに砂残り検査を行う必要がある。そこで、従来においては、ファイバースコープを使用して、中空部内を観察し、残留した砂の有無を検査していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したようなファイバースコープを用いた従来の砂残り検査にあっては、中空部全体を観察するのにかなりの時間を要すると共に、確認した砂が製品から遊離した除去可能な砂であるのか、鋳造時に製品に固着した除去不可能な砂であるのかを区別することが非常に困難であるという問題があり、このような問題を解決することが課題であった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の課題に着目して成されたもので、鋳物製中空体における中空部に残留した砂を自動的に除去しつつ検査することができ、検査時間の短縮化や検査作業の簡略化を実現することができる中空体の砂残り検査装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係わる中空体の砂残り検査装置は、請求項１として、少なくとも一端部が開放された軸状の中空部を有する鋳物製中空体に対して、中空部に残留した砂を検査する装置であって、中空部の開放部を下向きにした状態で中空体を保持する保持手段と、中空部に挿入して中空部内で砂掻き運動をする砂掻き手段と、砂掻き手段により中空部から落下した砂を検出する砂検出手段を備えた構成とし、請求項２として、砂掻き手段が、中空部に挿入して挿入方向の軸回りに回転するブラシと、このブラシを中空部に対して挿脱動作させる昇降駆動手段とから成る構成とし、請求項３として、ブラシが、軸部と、軸部に対して柔軟に設けた毛を備えている構成とし、請求項４として、砂検出手段が、砂の重量を計測する手段である構成とし、請求項５として、中空部に対するブラシの位置を検出する位置検出手段を備えた構成とし、請求項６として、中空体が、軸線上に少なくとも一端部が開放された中空部を有する中空カムシャフトである構成としており、上記の構成を課題を解決するための手段としている。
【０００６】
なお、上記の構成において、ブラシとしては、例えば、軸部に対して柔軟に毛を設けたワイヤブラシを用いることができる。また、ブラシを中空部に対して挿脱動作させる昇降駆動手段は、一定位置の中空体に対してブラシを昇降させる構成としたり、逆にブラシを一定位置にして中空体を保持する保持手段を昇降させる構成としたり、あるいはブラシおよび保持手段の両方を昇降させる構成としたりすることができる。
【０００７】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係わる中空体の砂残り検査装置では、保持手段によって中空体をその中空部の開放部が下向きとなる状態に保持したのち、砂掻き手段を中空部内に挿入して砂掻き運動を行わせる。これにより、中空体の中空部に残留した砂が砂掻き手段によって掻き落され、下側の開放部から落下して砂検出手段により検出される。また、砂検出手段で検出した砂の量により、再検査の必要性があるか否かなどを判断し得ることとなる。
【０００８】
本発明の請求項２に係わる中空体の砂残り検査装置では、砂掻き手段がブラシと昇降駆動手段とで構成されており、砂掻き手段において、昇降駆動手段によりブラシが中空部に対して挿脱動作をするようにブラシあるいは保持手段を昇降させ、これに伴ってブラシを回転させる。これにより、中空体の中空部に残留した砂がブラシによって払い落される。
【０００９】
本発明の請求項３に係わる中空体の砂残り検査装置では、ブラシが軸部と軸部に対して柔軟に設けた毛を備えているので、ブラシは、軸部を垂直にすると毛が垂れ下がる状態となり、開放部が狭い中空部への挿入を容易にする。また、ブラシは、回転させるとその遠心力によって毛が開いた状態となり、砂が残留しやすい凹部分に対しても毛の接触性が良好なものとなる。
【００１０】
本発明の請求項４に係わる中空体の砂残り検査装置では、砂検出手段が砂の重量を計測する手段であるので、中空部から除去した砂の量を数値として検出し、検査結果に対する判断を容易にする。
【００１１】
本発明の請求項５に係わる中空体の砂残り検査装置では、中空部に対するブラシの位置を検出する位置検出手段を備えたので、位置検出手段による位置の検出結果と砂検出手段による砂の検出結果を合わせることにより、中空部の軸線方向における砂の残留位置が求められる。
【００１２】
本発明の請求項６に係わる中空体の砂残り検査装置では、中空体である中空カムシャフトにおいて、保持手段、昇降駆動手段、ブラシ、砂検出手段および位置検出手段により、砂の除去および検出や砂の残留位置検出が行われる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる中空体の砂残り検査装置によれば、少なくとも一端部が開放された軸状の中空部を有する鋳物製中空体に対して、保持手段、砂掻き手段および砂検出手段を採用したことにより、中空体の中空部に残留した砂を自動的に除去しつつ検査することができ、検出した砂を目視で確認することができると共に、検出した砂の量によって再検査の必要性などを容易に判断し得ることとなる。また、ファイバースコープを使用していた従来の砂残り検査に比べて、検査時間を大幅に短縮することができると共に、砂検出の確実性を何ら損なうことなく検査作業の簡略化を実現することができ、ひいては中空体の生産効率や品質の向上などにも貢献することができる。
【００１４】
本発明の請求項２に係わる中空体の砂残り検査装置によれば、請求項１と同様の効果を得ることができるうえに、昇降駆動手段およびブラシを備えた砂掻き手段を採用したことから、簡単な構造で中空部に残留した砂の自動除去を行うことができ、構造の簡略化に伴って装置の小型化や保守管理性の向上、および設備費の低減などを実現することができる。
【００１５】
本発明の請求項３に係わる中空体の砂残り検査装置によれば、請求項２と同様の効果を得ることができるうえに、軸部と軸部に対して柔軟に設けた毛を備えたブラシを用いたことから、毛を垂れ下がった状態にすることにより、開放部が狭い中空部に対してブラシの挿入を容易に行うことができ、また、中空部内で回転させた際に遠心力でブラシの毛を開くことにより、砂が残留しやすい凹部分に対しても毛の接触性を良好にし、砂の除去機能をより高めることができる。
【００１６】
本発明の請求項４に係わる中空体の砂残り検査装置によれば、請求項１〜３と同様の効果を得ることができるうえに、砂の重量を計測する砂検出手段を採用したことから、中空部から除去した砂の量を数値として検出し得るので、検査結果を容易に認識して、再検査の必要性などを速やかに判断することができるようになり、検査作業のさらなる簡略化などに貢献することができる。
【００１７】
本発明の請求項５に係わる中空体の砂残り検査装置によれば、請求項２〜４と同様の効果を得ることができるうえに、中空部に対するブラシの位置を検出する位置検出手段を備えたことから、その位置の検出結果と砂検出手段による砂の検出結果を合わせることにより、中空部の軸線方向における砂の残留位置を求めることができ、且つ砂が残留しやすい位置を把握することができ、その結果は、再検査を行う際の情報として用いることができ、また、鋳物製中空体の大量生産において、鋳造後の砂の除去を行う際の情報として役立てることができる。
【００１８】
本発明の請求項６に係わる中空体の砂残り検査装置によれば、請求項１〜５と同様の効果を得ることができ、とくに、鋳物砂で造型した鋳型および中子を用いて鋳造した中空カムシャフトに対して、その中空部に残留した砂を自動的に除去しつつ検査することができ、検出した砂を目視で確認することができると共に、検出した砂の量によって再検査の必要性などを判断し得ることとなる。また、ファイバースコープを用いていた従来の砂残り検査に比べて、検査時間を大幅に短縮することができると共に、砂検出の確実性を何ら損なうことなく検査作業の簡略化を実現することができ、ひいては中空カムシャフトの生産効率や品質の向上などにも貢献することができる。
【００１９】
【実施例】
以下、図面に基づいて、本発明に係わる中空体の砂残り検査装置の一実施例を説明する。
【００２０】
図１（ａ）に示す中空体の砂残り検査装置１は、中空体である中空カムシャフトＡ１の中空部Ｂに残留した砂を検査するものである。
【００２１】
中空カムシャフトＡ１は、鋳物砂で造型した鋳型および中空部成形用の中子を用いて鋳造されたものであり、軸線上に、両端部が開放された中空部Ｂを有すると共に、外周に、軸線方向に所定の間隔で複数のカムＣが一体成形してある。この中空カムシャフトＡ１は、鋳造後、ショットブラストによって中空部Ｂ内の砂（中子）が除去され、こののち、砂残り検査装置１を用いて中空部Ｂに残留した砂の検査が行われる。
【００２２】
砂残り検査装置１は、中空部Ｂの開放部を下向きにした状態で中空カムシャフトＡ１を垂直に保持する保持手段２と、中空部Ｂに挿入して中空部Ｂ内で砂掻き運動をする砂掻き手段２０と、砂掻き手段２０により中空部Ｂから落下した砂Ｓを検出する砂検出手段５を備え、さらに、中空部Ｂに対するブラシ３の位置を検出する位置検出手段６を備えている。また、砂掻き手段２０は、中空部Ｂに挿入して挿入方向の軸回りに回転するブラシ３と、このブラシ３を中空部Ｂに対して挿脱動作させる昇降駆動手段４を備えている。
【００２３】
保持手段２は、中空カムシャフトＡ１の中間部分を把持開放するクランプであって、図外のフレーム類に固定してある。砂掻き手段２０のブラシ３は、この実施例では中空カムシャフトＡ１の中空部Ｂが両端部で開放されているので、中空カムシャフトＡ１の上側の開放部から挿入される。
【００２４】
ブラシ３は、中空部Ｂの軸線方向の長さよりも長い軸部３ａと、この軸部３ａの下端部に対して柔軟に設けた毛３ｂを備えており、毛３ｂは例えばワイヤ製である。ブラシ３は、その上端部がモータ６に連結してあり、モータ７によって中空部Ｂへの挿入方向の軸回りつまり軸部３ａの軸回りに回転駆動される。
【００２５】
昇降駆動手段４は、例えば油圧シリンダであって、モータ６の上側に配置してある。昇降駆動手段４は、下向きにしたシリンダロッド４ａの先端をモータ７に連結しており、シリンダロッド４ａを伸縮駆動することによってモータ７とともにブラシ３を昇降させ、中空部Ｂに対してブラシ３を挿脱動作させる。
【００２６】
砂検出手段５は、保持手段２により保持された中空カムシャフトＡ１の上側に配置してあると共に、砂Ｓの重量を計測する手段であり、砂Ｓの受皿８と、砂Ｓの重量計測等を行う制御器９を備えている。この制御器９は、表示部１０を有すると共に、位置検出手段６からの信号も入力される。
【００２７】
位置検出手段６は、この実施例の場合、昇降駆動手段４に設けてあって、同手段の本体（シリンダ）に対するシリンダロッド４ａの移動位置を検出することにより、中空カムシャフトＡ１の中空部Ｂに対するブラシ３の先端部の位置を検出する。この位置の検出結果が砂検出手段５の制御器９に入力される。このため、制御器９の表示部１０には、受皿８で受けた砂Ｓの重量表示部１０ａと、位置検出手段６による位置表示部１０ｂが設けてある。
【００２８】
上記構成を備えた砂残り検査装置１は、前工程で中空部Ｂの砂の除去が成された中空カムシャフトＡ１を保持手段２で保持したのち、砂掻き手段２０を構成する昇降駆動手段４のシリンダロッド４ａを伸長駆動し、同じく砂掻き手段２０を構成するブラシ３の先端を中空部Ｂに挿入する。このとき、ブラシ３は、軸部３ａに毛３ｂを柔軟に設けているため、回転していない状態では図１（ｂ）に示す如く毛３ｂが垂れ下がった状態となり、中空部Ｂへの挿入を容易にする。
【００２９】
次に、砂残り検査装置１は、モータ７によってブラシ３の回転を開始すると共に、昇降駆動手段４のシリンダロッド４ａをさらに伸長駆動し、ブラシ３を回転させながら中空部Ｂ内を下降させる。これにより、中空部Ｂに残留していた砂Ｓが払われ、砂Ｓは中空部Ｂの下側の開放部から砂検出手段５の受皿８上に落下する。このとき、ブラシ３は、図１（ｃ）に示すように、回転による遠心力で毛３ｂが開いた状態となり、砂Ｓが残留しやすい凹部Ｄに対しても毛３ｂの接触性を良好なものにしている。
【００３０】
砂検出手段５は、制御器９において、受皿８で受けた砂Ｓの重量を計測し、その値を重量表示部１０ａに表示する。このとき、受皿８上に検出した砂Ｓは当然目視で確認することができ、計測した砂Ｓの重量が基準値以下であるならば、その空中カムシャフトＡ１は、前工程で砂の除去が充分に成されているもの判断し得る。また、計測した砂Ｓの重量が基準値以上であるならば、その空中カムシャフトＡ１は、前工程での砂の除去が不充分であり、例えば砂Ｓの塊が固着している場合なども想定し得るので、この中空カムシャフトＡのみに対してファイバースコープなどを使用した再検査を行う。
【００３１】
また、制御器９では、位置検出手段６からの信号により、位置表示部１０ｂでブラシ３の先端の位置を表示しており、重量検出の信号と位置検出の信号とによって、中空部Ｂの軸線方向における砂Ｓの残留位置を知ることができる。この残留位置の検出結果は、再検査を行う際の情報として用いたり、前工程で砂の除去を行う際の情報として用いたりすることができる。
【００３２】
このように、上記実施例で説明した中空体の砂残り検査装置１では、中空カムシャフトＡ１に対して、その中空部Ｂに残留した砂Ｓを自動的に除去しつつ検査し、検出した砂Ｓの量によって再検査の必要性などを判断し得ることとなる。また、個々の中空カムシャフトＡ１をファイバースコープで観察する従来の砂残り検査に比べて、検査時間が大幅に短縮され、砂検出の確実性を何ら損なうことなく検査作業も簡略化し得る。さらに、上記の中空体の砂残り検査装置１では、中空部Ｂ内で砂掻き運動をする砂掻き手段２０をブラシ３と昇降駆動手段４とで構成したことから、砂の自動除去を行うための装置構造がきわめて簡単である。
【００３３】
図２は、本発明に係わる中空体の砂残り検査装置の他の実施例を説明する図である。なお、この実施例における中空体も中空カムシャフトであり、先の実施例と同一の構成部位は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３４】
図示の中空カムシャフトＡ２は、その軸線上に設けた中空部Ｂが一端部のみにおいて開放されている。砂残り検査装置１１は、保持手段１２、ブラシ３と昇降駆動手段４とから成る砂掻き手段２０、砂検出手段５および位置検出手段６を備えている。
【００３５】
保持手段１２は、中空部Ｂの開放部を下向きにした中空カムシャフトＡ２に対して、その閉塞された上端部を把持解放するクランプである。砂掻き手段２０を構成するブラシ３は、保持手段１２により保持された中空カムシャフトＡ２の下側に配置してあって、毛３ｂを上端部として軸部３ａを垂直にし、軸部３ａの下部に設けたモータ７により回転可能に支持してある。
【００３６】
ブラシ３とともに砂掻き手段２０を構成する昇降駆動手段４は、保持手段２の上側に配置してあり、下向きにしたシリンダロッド４ａの先端を保持手段２に連結している。つまり、この実施例では、昇降駆動手段４によって保持手段２とともに中空カムシャフトＡ２を昇降させることで、中空部Ｂに対してブラシ３を挿脱動作させるようにしてある。
【００３７】
また、保持手段１２で保持された中空カムシャフトＡ２の下側には、ブラシ３の軸部３ａが回転自在な状態で貫通するシュート１８が設けてある。このシュート１８は、砂検出手段５の受皿８に向かって下り傾斜した構造になっており、中空部Ｂから落下した砂Ｓを受皿８に落とす。
【００３８】
上記の中空体の砂残り検査装置１１は、例えば、ブラシ３の上端部が中空部Ｂの上端部内に位置するように、昇降駆動手段４のシリンダロッド４ａを伸長駆動して中空カムシャフトＡ２を下降させ、こののち、ブラシ３を回転駆動すると共に、シリンダロッド４ａを収縮駆動して中空カムシャフトＡ２を上昇させていくことにより、ブラシ３による砂払いを中空部Ｂの上端側から行う。これにより、先の実施例と同様に、中空部Ｂに残留した砂Ｓを除去しつつ砂検出手段５で検出することができる。
【００３９】
なお、上記実施例の場合、砂掻き手段２０のブラシ３による砂払いは、中空部Ｂの下端部から行うことも当然可能である。また、上記の各実施例では、位置検出手段６を昇降駆動手段４に設けた場合を例示したが、位置検出手段６は、それ以外の可動部に設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる中空体の砂残り検査装置の一実施例を説明する断面図（ａ）、非回転時のブラシを示す説明図（ｂ）および回転時のブラシを示す説明図（ｃ）である。
【図２】本発明に係わる中空体の砂残り検査装置の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ１  Ａ２  中空カムシャフト（中空体）
Ｂ          中空部
Ｓ          砂
１  １１    砂残り検査装置
２  １２    保持手段
３          ブラシ
３ａ        軸部
３ｂ        毛
４          昇降駆動手段
５          砂検出手段
６          位置検出手段
２０        砂掻き手段
【図１】
0003598803.tif 000002
【図２】
0003598803.tif 000003