(57)【要約】【課題】鋳造品から砂中子を除去する能力を高める。【解決手段】砂中子１８が鋳込まれている鋳造品１６から砂中子１６を除去するために、同時に、砂中子１８の一端１８ａ〜１８ｆによって成形されている鋳造品１６の開口に砂中子１８の保形用樹脂の保形力が低下する温度（例えば４００℃）以上に加熱された空気を吹込み、砂中子１８の他端１８ｇ〜１８ｉによって成形されている開口から砂と気体を吸込み、鋳造品１６に打撃を加える。  砂中子に侵入した高温空気が砂中子１８を加熱して保形用樹脂の保形力を低下させる事象と、高圧空気で砂粒子を吹き飛ばす事象と、打撃によって砂中子にクラックが発生する事象が複合した事象が得られ、従来技術では除去しきれない砂中子を除去することができる。【選択図】  図１
2006192470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂中子が鋳込まれている鋳造品から砂中子を除去する方法であり、
砂中子の端部が露出している鋳造品の表面に存在している開口に、砂中子の保形用樹脂の保形力が低下する温度以上に加熱された気体を吹込んで、砂中子の保形力を低下させる工程を含んでいることを特徴とする砂中子の除去方法。
【請求項２】
砂中子が鋳込まれている鋳造品から砂中子を除去する方法であり、
砂中子の一端が露出している鋳造品の表面に存在している開口に、砂中子の保形用樹脂の保形力が低下する温度以上に加熱された気体を吹込む工程と、
砂中子の他端が露出している鋳造品の表面に存在している開口から、砂と気体を吸込む工程を、
同時に実施することを特徴とする砂中子の除去方法。
【請求項３】
砂中子が鋳込まれている鋳造品から砂中子を除去する方法であり、
砂中子の一端が露出している鋳造品の表面に存在している開口に、砂中子の保形用樹脂の保形力が低下する温度以上に加熱された気体を吹込む工程と、
砂中子の他端が露出している鋳造品の表面に存在している開口から、砂と気体を吸込む工程と、
鋳造品に打撃を加える工程を、
同時に実施することを特徴とする砂中子の除去方法。
【請求項４】
砂中子が鋳込まれている鋳造品から砂中子を除去する装置であり、
気体を加熱して吹出す装置と、
その吹出し装置が吹出した加熱気体を砂中子の一端が露出している鋳造品の表面に存在している開口に導く吹込み経路と、
砂と気体を吸込む装置と、
その吸込み装置と砂中子の他端が露出している鋳造品の表面に存在している開口を接続する吸込み経路と、
鋳造品に打撃を加える打撃装置と、
を備えている砂中子の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂中子が鋳込まれている鋳造品から砂中子を除去する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジンのシリンダブロックやシリンダヘッドは鋳造して製造される。シリンダブロックやシリンダヘッドには、冷却水通路が必要とされる。冷却水通路が形成されている鋳造品を鋳造するために、砂中子が用いられる。砂中子を利用して鋳造すると、砂中子が鋳込まれている鋳造品が得られる。砂中子が鋳込まれている鋳造品から砂中子を除去することによって、冷却水通路等の通路を内部に有する鋳造品を得ることができる。
砂中子は、鋳造型に金属溶湯を充填する間、形状を維持している必要がある。そこで、砂中子を形成する砂粒子の表面に樹脂をコーティングし、その樹脂によって砂粒子と砂粒子の結合力を高める技術が多用されている。樹脂によって保形力が高められた砂中子は強固であり、鋳造型に金属溶湯を充填する間に形状が崩れることがない。しかしながら、砂中子は鋳造品から除去する必要がある。樹脂によって保形力が高められた砂中子は強固であり、容易なことでは除去できない。
【０００３】
最も典型的な除去方法では、砂中子が鋳込まれている鋳造品に打撃を与えてそのショックで砂中子を破壊し、次に砂焼きを実施している。この除去方法では、２工程を必要とする。
特許文献１に、砂中子の保形用樹脂を燃焼することによって、砂中子を除去する技術が開示されている。この技術では、鋳造型に圧縮空気の導入路と排気路を設けておく。圧縮空気の導入路は砂中子の一端側の巾木部に臨んでおり、排気路は砂中子の他端側の巾木部に臨んでいる。鋳造型に金属溶湯を充填し終えたら、導入路に圧縮空気を吹込む。砂中子は通気性を有しているために、導入路に圧縮空気を吹込むと空気が砂中子を通過し、他端側から排気される。砂中子の周囲は高温の金属によって取囲まれている。砂中子は空気が吹込まれた状態で加熱されるために、砂中子の保形用樹脂が燃焼する。その後に鋳造品が鋳造型から取出される。鋳造型から取出された鋳造品に鋳込まれている砂中子の保形用樹脂はすでに消失しているので、砂中子を簡単に除去することができる。
この技術では鋳造型に圧縮空気の導入路と排気路を設けておく必要あり、鋳造型が大変に複雑化する。エンジンのシリンダブロックやシリンダヘッドの鋳造型はそれでなくても複雑であり、圧縮空気の導入路と排気路を設けられないことも多い。
【０００４】
特許文献２に、鋳造型から取出された鋳造品であって砂中子が鋳込まれている鋳造品に打撃を与えながら圧縮空気を吹込む技術が開示されている。この技術では、打撃によるショックで砂中子にクラックを発生させ、圧縮空気のエアブローで砂粒子を吹き飛ばす。特許文献２の技術は、砂粒子を吹き飛ばすために圧縮空気を吹込むものであり、加熱されていない圧縮空気を吹込む。
特許文献３に、砂中子が鋳込まれている鋳造品を加熱炉に収容し、砂中子に圧縮空気を吹込みながら加熱する技術が開示されている。この技術では、鋳造品を加熱炉に収容する必要がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０７４５６号公報
【特許文献２】特開昭６１−９９６２号公報
【特許文献３】特開平８−１３２２２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術では、鋳造型に圧縮空気の導入路と排気路を設けておく必要あり、鋳造型が大変に複雑化する。圧縮空気の導入路と排気路を鋳造型に設けられない場合には対応することができない。
特許文献２の技術では、砂中子を除去しきれないことがある。打撃によってクラックを発生させ、圧縮空気で砂粒子を吹き飛ばす物理的な事象だけでは、砂中子を除去しきれないことがある。
特許文献３の技術では、鋳造品を加熱炉に収容する必要がある。
本発明は、上記の問題を解決する。すなわち、鋳造型に圧縮空気の導入路と排気路を設ける必要がなく、鋳造型から取出した鋳造品を加熱炉に収容する必要がなく、それでいて砂中子の除去能力が高い技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、砂中子が鋳込まれている鋳造品から砂中子を除去する方法に関する。本方法では、砂中子の端部が露出している鋳造品の表面に存在している開口に、砂中子の保形用樹脂の保形力が低下する温度以上に加熱された気体を吹込んで、砂中子の保形力を低下させる工程を含んでいる。
砂中子が鋳込まれている鋳造品の表面には砂中子の端部が露出しており、鋳造品の表面には砂中子によって形成された開口が存在している。砂中子は通気性を有しており、その開口に気体を吹込めば、吹込まれた気体は砂中子に侵入する。
本方法では、砂中子の保形用樹脂の保形力が低下する温度以上に加熱された気体を吹込むことから、砂中子に侵入した加熱気体が砂中子を加熱し、保形用樹脂の保形力を低下させる。加熱気体を吹込むことによって、保形用樹脂の保形力が低下する化学的な事象と、加圧気体で砂粒子を吹き飛ばす物理的な事象が複合した事象が得られ、従来技術では除去しきれない砂中子を除去することが可能となる。
【０００８】
砂中子の一端によって成形された鋳造品の開口に砂中子の保形用樹脂の保形力が低下する温度以上に加熱された気体を吹込む工程と、砂中子の他端によって成形された鋳造品の開口から砂と気体を吸込む工程を同時に実施することが好ましい。
本方法によると、砂中子に加熱気体が侵入して砂中子を加熱する事象と、加圧気体で砂粒子を吹き飛ばす事象が活発化し、砂中子の除去能力が向上する。
【０００９】
砂中子の一端によって成形された鋳造品の開口に砂中子の保形用樹脂の保形力が低下する温度以上に加熱された気体を吹込む工程と、砂中子の他端によって成形された鋳造品の開口から砂と気体を吸込む工程と、鋳造品に打撃を加える工程の全部を同時に実施することが一層好ましい。
打撃によって砂中子にクラックが発生する事象まで同時に得られるために、砂中子の除去能力が一層に向上する。
【００１０】
本発明は、砂中子が鋳込まれている鋳造品から砂中子を除去する装置に具現化することもできる。この除去装置は、気体を加熱して吹出す装置と、その吹出し装置が吹出した加熱気体を砂中子の一端が露出している鋳造品の表面に存在している開口に導く吹込み経路と、砂と気体を吸込む装置と、その吸込み装置と砂中子の他端が露出している鋳造品の表面に存在している開口を接続する吸込み経路と、鋳造品に打撃を加える打撃装置を備えている。
本装置によると、砂中子の一端によって成形された鋳造品の開口に加熱気体を吹込む工程と、砂中子の他端によって成形された鋳造品の開口から砂と気体を吸込む工程と、鋳造品に打撃を加える工程の全部を同時に実施することができる。砂中子に侵入した加熱気体が砂中子を加熱して保形用樹脂の保形力を低下させる事象と、加圧気体で砂粒子を吹き飛ばす事象と、打撃によって砂中子にクラックが発生する事象が複合した事象が得られ、従来技術では除去しきれない砂中子を除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、鋳造型に圧縮空気の導入路と排気路を設ける必要がない。また鋳造型から取出した鋳造品を加熱炉に収容する必要がない。それでいながら、砂中子の除去能力が改善されており、鋳造型から取出されて砂中子が鋳込まれている鋳造品からきれいに砂中子を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。
（形態１）  ４００℃以上で５５０℃以下に加熱された高圧空気を吹込む。
（形態２）  鋳造型から取出された直後の鋳造品に高温高圧空気を吹込む。
【実施例】
【００１３】
図１は、砂中子除去装置２に鋳造品１６がセットされた状態を示している。鋳造品１６は、鋳造型から取出された直後に砂中子除去装置２にセットされ、砂中子１８を鋳込んでいる状態で砂中子除去装置２にセットされる。
図１の鋳造品１６はシリンダヘッドであり、内部に冷却水通路を成形するために、冷却水通路の形状を備えた砂中子１８を鋳込んだ状態で鋳造される。図１は、鋳造品１６と砂中子１８の形状を模式的に簡単化して図示しているが、実際の冷却水通路は極めて複雑に屈曲している。
砂中子１８の端部（巾木部）は、鋳造型に埋め込まれた状態で鋳造されるために、砂中子１８の巾木部１８ａ〜１８ｊは、鋳造品１６の表面から突出している。鋳造品１６の表面から突出している砂中子１８を除去することによって、鋳造品１６の表面に開口が成形される。その開口が冷却水の出入り口となる。巾木部１８ａ〜１８ｆによって成形される開口は、鋳造品１６の内部に成形される冷却水通路によって、巾木部１８ｇ〜１８ｉによって成形される開口のいずれかに連通している。
【００１４】
砂中子除去装置２は、鋳造品１６を載置して固定するテーブル２６と、鋳造品１６に打撃を与える打撃ハンマ８ａ〜８ｃと、４００℃以上で５５０℃以下に加熱された高温高圧空気を吹込きだす高温高圧空気発生装置２０と、高温高圧空気発生装置２０が吹出す高温高圧空気を巾木部１８ａ〜１８ｆによって鋳造品１６の表面に成形された開口に導く吹込み経路１４ａ〜１４ｆと、砂と気体を吸込む吸引装置２４と、巾木部１８ｇ〜１８ｉによって鋳造品１６の表面に成形された開口を吸引装置２４に接続する吸込み経路２２ｇ〜２２ｉを備えている。
【００１５】
打撃ハンマ８ａ〜８ｃはシリンダ６ａ〜６ｃを備えており、シリンダに６ａ〜６ｃに吹込む高圧空気の圧力を調整することによって、鋳造品１６に与える打撃力を調整することがきる。本実施例では、圧力計１０ａ〜１０ｃを見ながら絞り１２ａ〜１２ｃを調整し、打撃ハンマ８ａ〜８ｃによる打撃が、鋳造品１６に損傷を与えたり打撃痕を残したりしない範囲内の打撃力に調整する。
【００１６】
鋳造型から取出された直後の鋳造品１６は、まだ高温であり、砂中子１８を鋳込んでいる。この状態の鋳造品１６をテーブル２６に載置して位置決めする。すると、巾木部１８ｇ〜１８ｉによって鋳造品１６の表面に成形された開口に吸込み経路２２ｇ〜２２ｉが接続される。
打撃ハンマ８ａ〜８ｃと、吹込み経路１４ａ〜１４ｆは、支持台４に固定されており、一体となって上下動する。両者を所定位置まで降下させると、打撃ハンマ８ａ〜８ｃは、鋳造品１６の表面に成形されている打撃用部位１６ａ〜１６ｃに向かい合う。吹込み経路１４ｂ〜１４ｅは、巾木部１８ｂ〜１８ｅによって鋳造品１６の表面に成形された開口に押し付けられる。吹込み経路１４ａと１４ｆは、水平方向に移動可能となっており、水平に移動させることによって、巾木部１８ａと１８ｆによって鋳造品１６の表面に成形された開口に押し付けられる。巾木部１８ａ〜１８ｆは、吹込み経路１４ａ〜１４ｆ内に収容され、吹込み経路１４ａ〜１４ｆの先端は、鋳造品１６の表面に押し付けられる。
【００１７】
この状態で、打撃ハンマ８ａ〜８ｃが打撃動作を開始し、高温高圧空気発生装置２０が高温高圧空気を吹出し始め、吸引装置２４が砂と気体を吸込み始める。打撃ハンマ８ａ〜８ｃによる打撃力は、鋳造品１６に損傷を与えたり打撃痕を残したりしない範囲内に調整されており、それだけなら砂中子１８を除去するには不十分である。高圧空気の圧力もそれほどに高めることができず、加熱されていなければ砂中子１８を除去するには不十分である。しかしながら、本実施例では、砂中子１８に吹込む空気が４００℃以上に加熱されており、砂中子１８に吹込まれた空気が砂中子１８を加熱する。鋳造型から取出された直後の高温の鋳造品１６を処理するために、高温の鋳造品１６が砂中子１８を加熱する効果も得られる。
図２は、砂中子１８の保形力を高めるフェノール樹脂の温度と重量減少率の関係を示している。フェノール樹脂は高温に曝されると分解し、約６００℃で完全に分解する。４００℃でも分解が進行し、保形力が低下する。顕著ではないが、２００℃前後でも分解が進行し、保形力が低下する。
本実施例では、４００℃以上に加熱した高温空気を砂中子１８の一端１８ａ〜１８ｆに吹込むために、砂中子１８の保形力が低下する化学的事象と、高圧空気で砂粒子を吹き飛ばす物理的な事象が同時に得られ、砂中子が効果的に除去される。鋳造品１６がアルミニウムであれば、鋳造品１６に吹込む高温空気の温度を５５０℃以下におさえることが好ましい。５５０℃以下であれば、アルミニウムの表面組織が損傷することもない。
本実施例では、同時に砂中子の他端１８ｇ〜１８ｉから砂と気体を吸込むために、砂中子１８に高温空気が侵入して砂中子１８を加熱する事象と、高圧空気で砂粒子を吹き飛ばす事象が活発化し、砂中子の除去能力が向上する。
本実施例ではさらに鋳造品に打撃を加えるために、打撃によって砂中子１８にクラックが発生する事象まで同時に得られる。砂中子１８が加熱されて保形力が低下する事象と、高圧空気で砂粒子を吹き飛ばす事象と、砂中子１８にクラックが発生する事象が複合して得られ、砂中子１８が鋳込まれている鋳造品１６から砂中子１８をきれいに除去することができる。
【００１８】
本実施例では、４００℃以上に加熱した高温空気を砂中子１８の一端１８ａ〜１８ｆから吹込みながら、同時に、砂中子１８の他端１８ｇ〜１８ｉから砂と気体を吸込み、鋳造品１６に打撃を加えているが、砂と気体を吸込む処理と、鋳造品に打撃を加える処理は必須不可欠ではなく、条件によってはその双方または一方を省略することができる。
【００１９】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例の砂中子除去装置に砂中子が鋳込まれている鋳造品をセットした状態を示す図。
【図２】実施例の砂中子保形用樹脂の温度と重量減少率の関係を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
２：砂中子除去装置
４：支持台
６ａ〜  ６ｃ：打撃ハンマ用シリンダ
８ａ〜  ８ｃ：打撃ハンマ
１０ａ〜１０ｃ：圧力計
１２ａ〜１２ｃ：絞り
１４ａ〜１４ｆ：吹込み経路
１６：鋳造品
１８：砂中子
１８ａ〜１８ｉ：巾木
２０：高温高圧空気発生装置
２２ｇ〜２２ｉ：吸込み経路
２４：吸込み装置
２６：テーブル
【図１】
2006192470.tif 000003
【図２】
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