(57)【要約】【課題】  崩壊性に劣る砂中子であっても鋳造品の開口からの砂出しを容易とすると共に、鋳造時に崩壊性砂中子と中子保持用突部との間への溶湯の侵入が防止された崩壊性砂中子の保持方法及び保持装置を提供する。【解決手段】  砂中子１０を可動金型２１と固定金型２２とからなる金型１内に画成されるキャビティ１ａ内に保持する際に、砂中子１０に形成された少なくとも一の保持穴１２に、可動金型２１から突設された保持鋳抜きピン４を挿入する。保持鋳抜きピン４は、可動金型２１のキャビティ面２１Ａ位置に設けられて鋳造品に開口部を形成する台座３の平坦面３１から突設されており、平坦面３１と砂中子１０の周縁部１１Ａの全周とを当接させて砂中子１０を保持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
崩壊性砂中子に形成された少なくとも一つの保持穴に、固定型または可動型から突設された中子保持用突部を挿入することにより、該崩壊性砂中子を該固定型と該可動型とにより画成されるキャビティ内に保持する崩壊性砂中子の保持方法において、
該中子保持用突部は鋳造品に開口部を形成する台座の平坦面から突設されており、該平坦面と保持穴開口周縁部の全周とを当接させて該崩壊性砂中子を保持することを特徴とする崩壊性砂中子の保持方法。
【請求項２】
該平坦面の該崩壊性砂中子と当接する位置には、溶湯が充填される溝部が穿設されていることを特徴とする請求項１に記載の崩壊性砂中子の保持方法。
【請求項３】
該中子保持用突部及び該保持穴はそれぞれ複数設けられ、該中子保持用突部と該保持穴の内面との間にはクリアランスが形成され、該クリアランスの該中子保持用突部の突出方向と直交する方向の大きさは、該複数の中子保持用突部及び保持穴において、少なくとも２以上の異なる値であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の崩壊性砂中子の保持方法。
【請求項４】
キャビィティを画成する固定型及び可動型と、
該固定型または該可動型に設けられ該キャビティの一部を画成する台座と、
該台座から突設された少なくとも一つの中子保持用突部と、を備え、保持穴が形成された崩壊性砂中子を、該保持穴に該中子保持用突部を挿入して該キャビティ内に保持する崩壊性砂中子保持装置であって、
該台座の該中子保持用突部の基部には、該中子保持用突部の突出方向と直交し該崩壊性砂中子と当接する平面を備えた平坦面が設けられ、
該平坦面は、その面積が該保持穴の開口面積よりも大きく、かつ該保持穴の全周が該平坦面の領域内に有るように配置されることを特徴とする崩壊性砂中子保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は崩壊性砂中子の保持方法及び崩壊性砂中子保持装置に関し、特に余肉突起の発生を抑制した崩壊性砂中子の保持方法及び崩壊性砂中子保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、崩壊性砂中子に幅木を設けずに、金型に中子保持用突部を突設し、崩壊用砂中子に形成された保持穴にこの中子保持用突部を挿入して崩壊用砂中子をキャビティ内に保持する技術が開示されている。
【０００３】
ダイカスト用の崩壊性砂中子においては、高速、高圧でアルミニウムなどの溶湯を射出成形しても砂中子が破損しないようにするために高強度のフェノールレジンをバインダに用いることが一般的である。しかし、フェノールレジンをバインダとした崩壊性砂中子を用いる場合には、その崩壊性が劣るので、砂出しを容易にする程度の開口部を鋳造品に設けることが必要となる。
【特許文献１】特許第３２７４０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
開口部を設けた場合には、その開口部において中子保持用突部を突出させて崩壊性砂中子を保持するが、この場合には、鋳造された溶湯の一部が開口部周辺より中子保持用突部と崩壊性砂中子との間の隙間（クリアランス）に侵入する場合があった。このことにより鋳造品の開口部付近に中子砂の一部が付着した余肉突起が発生する。中子砂とアルミニウムとが複合凝固した余肉突起は非常に硬いため、超硬質刃物により切削削除するが、その切削作業には、多大な労力を要していた。
【０００５】
また崩壊性砂中子が大きくなり、例えば中子保持用突部が５本以上となった場合に、鋳造金型の温度上昇が少しでも予測値と異なると、中子保持用突部のピッチが崩壊性砂中子のピッチと整合しなくなる。この場合に崩壊性砂中子を金型のキャビティ内に精度良く保持することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、崩壊性に劣る砂中子であっても鋳造品の開口からの砂出しを容易とすると共に、鋳造時に崩壊性砂中子と中子保持用突部との間への溶湯の侵入を防止し、また崩壊性砂中子を金型キャビティ内に精度良く保持できる崩壊性砂中子の保持方法及び崩壊性砂中子保持装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、崩壊性砂中子１０に形成された少なくとも一つの保持穴１２に、固定型２２または可動型２１から突設された中子保持用突部４を挿入することにより、該崩壊性砂中子１０を該固定型２２と該可動型２１とにより画成されるキャビティ１ａ内に保持する崩壊性砂中子の保持方法において、該中子保持用突部４は鋳造品に開口部を形成する台座３の平坦面３１から突設されており、該平坦面３１と保持穴開口周縁部１１Ａの全周とを当接させて該崩壊性砂中子１０を保持する崩壊性砂中子の保持方法を提供する。
【０００８】
上記保持方法において、該平坦面３１の該崩壊性砂中子１０と当接する位置には、溶湯が充填される溝部３１ｂが穿設されていることが好ましい。
【０００９】
また、該中子保持用突部４及び該保持穴１２はそれぞれ複数設けられ、該中子保持用突部４と該保持穴１２の内面との間にはクリアランス４１ａ、４２ａが形成され、該クリアランス４１ａ、４２ａの該中子保持用突部４の突出方向と直交する方向の大きさは、該複数の中子保持用突部４及び保持穴１２において、少なくとも２以上の異なる値であることが好ましい。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、キャビィティ１ａを画成する固定型２２及び可動型２１と、該固定型２２または該可動型２１に設けられキャビティ１ａの一部を画成する台座３と、該台座３から突設された少なくとも一つの中子保持用突部１０と、を備え、保持穴１２が形成された崩壊性砂中子１０を、該保持穴１２に該中子保持用突部４を挿入して該キャビティ１ａ内に保持する崩壊性砂中子保持装置１であって、該台座３の該中子保持用突部４の基部には、該中子保持用突部４の突出方向と直交し該崩壊性砂中子１０と当接する平面を備えた平坦面３１が設けられ、該平坦面３１は、その面積が該保持穴１２の開口面積よりも大きく、かつ該保持穴１２が該平坦面３１の領域内に有るように配置されている崩壊性砂中子保持装置１を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１記載の崩壊性砂中子の保持方法によれば、開口部を形成する台座の平坦面から中子保持用突部が突設されため、崩壊性に劣る砂中子を用いた場合であっても砂出しを容易に行える。また平坦面と保持穴周縁部が全周に亘って当接して崩壊性砂中子が保持されるため、中子保持用突部と保持穴内面との間に形成されるクリアランスに溶湯の一部が入り込むことを防止できる。仮に溶湯の一部が入り込んで余肉突起が形成されたとしても、平坦面と保持穴周縁部との間で形成されるバリと一緒にプレス型やパンチタガネ等で容易に打ち抜くことができ簡単に除去することができる。
【００１２】
請求項２記載の崩壊性砂中子の保持方法によれば、溝部内に溶湯の一部が流入することが可能となる。これにより鋳造品の平坦面位置にバリが形成されるため、平坦面と当接している崩壊性砂中子の砂が鋳造品の取り出し時に離脱しても砂はバリと一緒に取り出されて平坦面への砂の残留を抑制することができる。
【００１３】
請求項３記載の崩壊性砂中子の保持方法によれば、それぞれの中子保持用突部及び保持穴のクリアランス値が異なるため、一の保持穴に対する一の中子保持用突部の位置の誤差と、他の保持穴に対する他の中子保持用突部の位置の誤差とを異なる値とすることができる。よって一の保持穴及び中子保持用突部と他の保持穴及び中子保持用突部との間の距離が設計値に対して予期せぬ誤差を有するとしても、例えば一の保持穴及び中子保持用突部のクリアランスを他の保持穴及び中子保持用突部のクリアランスより大きくすることにより、一の保持穴及び中子保持用突部おいて誤差を吸収することができる。よって崩壊性砂中子をロボット等により自動挿入する場合でもキャビティ内に安定して精度良く保持することができる。
【００１４】
本発明の請求項４記載の崩壊性砂中子保持装置によれば、開口部を形成する台座の平坦面から中子保持用突部が突設されるので、崩壊性に劣る砂中子を用いた場合であっても砂出しを容易に行える。また平坦面と保持穴周縁部が全周に亘って当接して崩壊性砂中子が保持されるため、中子保持用突部と保持穴内面との間に形成されるクリアランスに溶湯の一部が入り込むことを防止できる。仮に溶湯の一部が入り込んで余肉突起が形成されたとしても、平坦面と保持穴周縁部との間で形成されるバリと一緒にプレス型やパンチタガネ等で容易に打ち抜くことができ簡単に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】
【００１５】
本発明の実施の形態による崩壊性砂中子の保持方法及び崩壊性砂中子保持装置について図１乃至図５を参照しながら説明する。図１は、崩壊性砂中子保持装置である金型１の断面図である。金型１はダイカスト金型であり、金型１内に画成されるキャビティ１ａ内に崩壊性砂中子である砂中子１０が保持されている。金型１は、可動金型２１と、固定金型２２とを備えている。可動金型２１はその分割面にキャビティ１ａを画成するキャビティ面２１Ａを備え、固定金型はその分割面にキャビティ１ａを画成するキャビティ面２２Ａを備えている。可動金型２１は固定金型２２側へ移動されて、可動金型２１の分割面が固定金型２２の分割面に対向するように当接する。なお、後述の砂中子１０の形状であるＬ字形状と対応したＬ字形状にキャビティ１ａが形成されるように、キャビティ面２１Ａ及びキャビティ面２２Ａも分割面がＬ字状に形成されている。
【００１６】
砂中子１０は、砂をバインダによって結合して略Ｌ型に成形してあり（図２）、その一面１１に保持穴１２が複数形成されている。複数の保持穴１２は何れも略同形状であって、一面１１に開口を備えている。保持穴１２の穿設された深さ：Ｌは、砂中子１０の厚さ：Ｔに対してＴからＬを減じた値が少なくとも３ｍｍ以上であり、好ましくは５ｍｍ以上となる。ＴをＬで除した値は、好ましくは２／３以上であり、９／１０以下となるように形成されている。また一面１１の開口の周縁部である開口周縁部１１Ａは、保持穴１２の穿設方向と略直交する平面となるように構成されている。
【００１７】
可動金型２１のキャビティ面２１Ａ位置には、複数の台座３が設けられている。台座３は、アンダーカットせずに抜け勾配を備えるように裁頭錐状に形成されており、その頭頂部には略平滑な平坦面３１が設けられている（図４（ａ））。また台座３の外周面の平坦面３１以外の箇所は、キャビティ面２１Ａと共に、キャビティ１ａを画成する。
【００１８】
平坦面３１には、平坦面３１と略直交する方向に突出する中子保持用突部である保持鋳抜きピン４が突設されている。保持鋳抜きピン４は、基部である平坦面３１位置から先端までの長さが保持穴１２の深さＬより若干短く、突出方向に直交する直径が、保持穴１２の内径より若干小さくなるように構成されている。また、保持鋳抜きピン４には、その直径によって二種類あり、直径が小径の方の保持鋳抜きピン４は補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１となり、大径の方の保持鋳抜きピン４は精密嵌合用保持鋳抜きピン４２となっている。
【００１９】
この補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１と精密嵌合用保持鋳抜きピン４２とがそれぞれ保持穴１２に挿入された形態で、砂中子１０が可動金型２１のキャビティ面２１Ａ内に保持されている。補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１と精密嵌合用保持鋳抜きピン４２とは、何れも保持穴１２より小径であるため、補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１と保持穴１２との間、及び精密嵌合用保持鋳抜きピン４２と保持穴１２との間には、図１に示されるように、それぞれ第一クリアランス４１ａと第二クリアランス４２ａとがそれぞれ形成される。但し、補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１は、精密嵌合用保持鋳抜きピン４２より小径であるため、第二クリアランス４２ａの値（０．０５ｍｍ〜０．２０ｍｍ）は、第一クリアランス４１ａの値（０．２０ｍｍ〜０．５０ｍｍ）に対して若干小さくなっている。尚、第一クリアランス４１ａの値と第二クリアランス４２ａの値とは、それぞれ保持鋳抜きピン４の突出方向と直交する方向の大きさである。
【００２０】
金型１は一般に熱膨張による寸法変化も考慮して作られているが、季節によってその雰囲気が異なることから、予め考慮された寸法と微妙に異なることがある。また砂中子１０も、そのロット間において微妙な寸法変化がある。しかし、精密嵌合用保持鋳抜きピン４２を基準位置として、補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１における第一クリアランス４１ａによりその寸法誤差を吸収することにより、金型１に対して砂中子１０を高精度に保持することができる。
【００２１】
補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１と精密嵌合用保持鋳抜きピン４２とはその突出量が保持穴１２の穿設深さより小さいため、開口周縁部１１Ａはその全周に亘って、平坦面３１に当接している。この場合に、保持穴１２の開口から平坦面３１の外周位置までの距離は、少なくとも２ｍｍ以上であり、好適には４ｍｍ以上となるように台座３の大きさが定められている。
【００２２】
図２に可動金型２１のキャビティ面２１Ａが設けられている分割面の平面図を示す。図２に示されるように、可動金型２１には、キャビティ面２１Ａに開口した複数のゲートを有するランナーが形成されると共に、このランナーに連通する射出口２１ａが形成されている。またキャビティ面２１Ａ内には、そのＬ字形状の長辺部分に、台座３Ａ及び台座３Ｂと、台座３Ｃおよび台座３Ｄとが配置され、そのＬ字形状の長辺と短辺とが交わる位置に台座３Ｅが配置され、そのＬ字形状の短辺部分に台座３Ｆが配置されている。このうち台座３Ａから台座３Ｂに向かう方向と、台座３Ｃから台座３Ｄに向かう方向は略平行であり、かつキャビティ面２１ＡのＬ字形状の長辺方向と略直交している。キャビティ面２１ＡのＬ字形状の長辺方向において、台座３Ａ及び台座３Ｂから突設された保持鋳抜きピン４と、台座３Ｃおよび台座３Ｄから突設された保持鋳抜きピン４との間、及び台座３Ｃおよび台座３Ｄから突設された保持鋳抜きピン４と台座３Ｅから突設された保持鋳抜きピン４との間のピッチは、それぞれ砂中子１０のＬ字形状の長辺方向長さ：Ｌ×０．３〜０．５の値となっている。
【００２３】
台座３Ａ〜台座３Ｄについては、一の台座から一本の保持鋳抜きピン４が突設されており、台座３Ｅ、台座３Ｆについては一の台座から２本の保持鋳抜きピン４が突設されている。また台座３Ａ、台座３Ｃ、台座３Ｅの一方、及び台座３Ｆの一方の保持鋳抜きピン４は、補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１であり、台座３Ｂ、台座３Ｄ、台座３Ｅの他方、及び台座３Ｆの他方の保持鋳抜きピン４は、精密嵌合用保持鋳抜きピン４２である。
【００２４】
以上の構成の金型１のキャビティ１ａ内に砂中子１０を保持して鋳造品を製造する工程について説明する。最初に、図２に示される可動金型２１において、精密嵌合用保持鋳抜きピン４２を基準として、これを対応する保持穴１２に挿入すると共に、補助的嵌合用保持鋳抜きピン４１を対応する保持穴１２に挿入して、図３及び図１に示されるように、砂中子１０を保持する。この時に各保持穴１２の開口周縁部１１Ａは、その全周が各台座３の平坦面３１に当接する。
【００２５】
この状態で可動金型２１と固定金型２２とをそれぞれの分割面で当接させ、射出口２１ａより溶湯をキャビティ１ａ内に注湯する。この時に平坦面３１と開口周縁部１１Ａとは面により当接しているため、溶湯の一部が第一クリアランス４１ａと第二クリアランス４２ａとの内部に侵入することが防止される。仮に溶湯が第一クリアランス４１ａと第二クリアランス４２ａとに侵入して余肉突起が発生したとしても、平坦面３１と開口周縁部１１Ａとの間に薄板状に形成されるバリを介して余肉突起と鋳造品とが繋がる。このバリは平坦面３１に沿って形成され、鋳造品の開口部の開口方向に直交する平板状となるので、超硬質刃物等で削除しなくても、プレス型やパンチタガネ等で打ち抜くだけで容易に除去可能であり、この時に同時に余肉突起も除去される。
【００２６】
本発明による崩壊性砂中子の保持方法及び崩壊性砂中子保持装置は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば図４（ｂ）、（ｃ）に示されるように、平坦面３１の保持鋳抜きピン４周囲に、周方向に一連に形成される溝部３１ｂや放射状に形成される溝部３１ｃを設置しても良い。平坦面３１は、直接砂中子１０と当接する箇所であるため、砂中子１０を用いて鋳造品を製造することにより、砂中子１０のバインダが溶湯の熱で溶け、平坦面３１と対向する位置の砂が砂中子１０より離脱して平坦面３１に残る場合がある。この場合、次の鋳造用の砂中子１０を挿入すると平坦面３１に残留した砂の分量だけ砂中子１０の保持位置がずれるおそれがある。しかし、平坦面３１に溝部３１ｂ、３１ｃを形成することにより、溶湯の一部が溝部３１ｂ、３１ｃ内に侵入してバリが形成される。このバリが形成されることよって砂中子１０の砂は、離脱して残存することなく鋳造品と一緒に取り出すことができ、平坦面３１上に砂が残留する可能性を極めて低くすることができる。
【００２７】
但し、溶湯を注湯したときに、砂中子１０が平坦面３１上から離れる方向に浮き上がることを防止するために、平坦面３１の総面積の２０％以上の領域が砂中子１０に当接することが望ましい。
【００２８】
また、保持鋳抜きピンについては、図５に示されるように、保持鋳抜きピン１４３Ａ〜１４３Ｃにそれぞれガス抜き穴１４３ａ〜１４３ｃを設けても良い。砂中子１１０はバインダ（有機粘結剤）で固められているため、バインダが加熱されることによりガスが発生する場合がある。この場合に発生したガスが鋳造品内部に混入してガス欠陥を生じることが有るため、ガス抜き穴１４３ａ〜１４３ｃを設けてクリアランス１４４ａ〜１４４ｃ内のガスを金型１０１外部に排出してガス欠陥を防止する。金型１０１は、可動ホルダ１１１Ａ及び可動ダイス１１１Ｂからなる可動金型１１１と、固定ホルダ１１２Ａ及び固定ダイス１１２Ｂからなる固定金型１１２から構成されている。また可動ホルダ１１１Ａと固定ホルダ１１２Ａの間には排気通路１０１ａが形成され大気と連通している。
【００２９】
保持鋳抜きピン１４３Ａにおいてガス抜き穴１４３ａは、保持鋳抜きピン１４３Ａ本体の先端から後端にかけて穿設された貫通孔からなり、先端がクリアランス１４４ａに開口し後端が排気通路１０１ａに連通することによりクリアランス１４４ａ内のガスが抜かれる。
【００３０】
保持鋳抜きピン１４３Ｂにおいてガス抜き穴１４３ｂは、可動ダイス１１１Ｂと一体の台座１０３のクリアランス１４４ｂに面する位置１０３Ｂに開口するように穿設される。可動ダイス１１１Ｂの保持鋳抜きピン１４３Ｂ周囲であってガス抜き穴１４３ｂに連続する位置に、排気通路１０１ａに連通するガス抜き空間１２１ｂが形成され、ガス抜き孔１４３ｂ及びガス抜き空間１２１ｂを介してクリアランス１４４ｂ内のガスが抜かれる。
【００３１】
保持鋳抜きピン１４３Ｃについては、可動ダイス１１１Ｂに保持鋳抜きピン１４３Ｃを支持するとともに台座１０３となるブッシュ１２３を設ける。ガス抜き穴１４３ｃは、このブッシュ１２３の台座１０３部分のクリアランス１４４ｃに面する位置１０３Ｃに穿設される。ブッシュ１２３の保持鋳抜きピン１４３Ｃ周囲であってガス抜き穴１４３ｃに連続する位置に、排気通路１０１ａに連通するガス抜き空間１２１ｂが形成され、ガス抜き孔１４３ｃ及びガス抜き空間１２１ｃを介してクリアランス１４４ｃ内のガスが抜かれる。
【００３２】
本実施の形態においては、幅木を用いずにキャビティ１ａ内で保持鋳抜きピン４のみで砂中子１０の位置を定めたが、これに限らず幅木を併用しても良い。また砂中子１０の全長が大きくなる場合には、長手方向両端の保持鋳抜きピン４のみを精密嵌合用保持鋳抜きピン４１とし、他の保持鋳抜きピン４を補助嵌合用保持鋳抜きピン４２としても良い。また、保持鋳抜きピン４のピッチにおいて、鋳造品の形状的制約がある場合は、そのピッチを砂中子全長：Ｌ×０．２〜０．６で適宜設定しても良い。本実施の形態においては、保持鋳抜きピン４を可動金型２１の台座３から突設させたが、これに限らず、固定金型２２に台座３を設けてこの台座３から保持鋳抜きピン４を突出させても良い。また本実施の形態においては、保持鋳抜きピン４の長さを保持穴１２の深さＬより若干短くしたが、保持鋳抜きピン４は砂中子１０を貫通してもよい。この場合、保持鋳抜きピン４の先端が挿入される穴部を有する台座を保持鋳抜きピン４の先端が対向する位置に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態に係る崩壊性砂中子の保持装置の断面図。
【図２】本発明の実施の形態に係る崩壊性砂中子の保持装置及び砂中子の関係を示す斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係る崩壊性砂中子の保持装置に砂中子を取り付けた状態の斜視図。
【図４】（ａ）本発明の実施の形態に係る崩壊性砂中子の保持装置の台座及び保持鋳抜きピンの状態を示した斜視図。  （ｂ）本発明の実施の形態の変更例（台座に円周状の溝を形成した状態）を示した斜視図。  （ｃ）本発明の実施の形態の変更例（台座に放射状の溝を形成した状態）を示した斜視図。
【図５】本発明の実施の形態に係る崩壊性砂中子の保持装置の変更例に係る保持鋳抜きピン形状を示す断面図。
【符号の説明】
【００３４】
１、１０１・・金型
１ａ・・キャビティ
３・・台座
４・・保持鋳抜きピン
１０・・砂中子
１１Ａ・・開口周縁部
１２・・保持穴
２１、１１１・・可動金型
２２、１１２・・固定金型
３１・・平坦面
３１ｂ・・溝部
４１ａ・・第一クリアランス
４２ａ・・第二クリアランス
【図１】
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【図２】
2006297414.tif 000004
【図３】
2006297414.tif 000005
【図４】
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【図５】
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