(57)【要約】【課題】生産量が少なく、複雑な形状であっても製造コストの高騰を招くことなく、作業効率に優れた中空中子の製造方法、及び、流体機器用部品の製造方法を提供する。【解決手段】現型８に第一バインダ樹脂である熱可塑性樹脂が混合された砂を充填して固化させる第一工程と、前記第一工程で成形された砂型６の表面から前記第一バインダ樹脂より結合強度の強い第二バインダ樹脂である熱硬化性樹脂を含浸させる第二工程と、前記第二工程で第二バインダ樹脂が塗布された砂型の表面を加熱する加熱工程と、加熱工程で第二バインダ樹脂が塗布された砂型６の表層部６ｂより内部６ａを崩壊させる第三工程とからなる。  【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現型に第一バインダ樹脂が混合された砂を充填して固化させる第一工程と、前記第一工程で成形された砂型の表面から前記第一バインダ樹脂より結合強度の強い第二バインダ樹脂を含浸させる第二工程と、前記第二工程で第二バインダ樹脂が塗布された砂型の内部を崩壊させる第三工程とからなる中空中子の製造方法。
【請求項２】
前記第一バインダ樹脂に熱可塑性樹脂を使用し、前記第二バインダ樹脂に熱硬化性樹脂を使用するとともに、前記第二工程で第二バインダ樹脂が塗布された砂型の表面を加熱処理する加熱工程をさらに備え、前記加熱工程により加熱処理された後に前記第三工程が実行される請求項１記載の中空中子の製造方法。
【請求項３】
内型と外型の間隙または外型に請求項１または２記載の製造方法により製造された中空中子を配置する型組み付け工程と、組み付けられた型の空洞部に流動状態にある樹脂を注入する注入工程と、樹脂が固化した後に外型及び内型を外す第一型外し工程と、固化した樹脂から中空中子を崩壊除去する第二型外し工程とからなる流体機器用部品の製造方法。
【請求項４】
内型と外型の間隙または外型に請求項１または２記載の製造方法により製造された中空中子を配置する型組み付け工程と、組み付けられた型の空洞部に流動状態にある溶融金属を注入する注入工程と、溶融金属が固化した後に外型及び内型を外す第一型外し工程と、固化した溶融金属から中空中子を崩壊除去する第二型外し工程とからなる流体機器用部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空中子の製造方法、及び、流体機器用部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管類、ポンプ、水車のケーシング部品等の流体機器用部品は、内型と外型の間隙または外型に中子を配置する型組み付け工程と、組み付けられた型の空洞部に流動状態にある樹脂または溶融金属を注入する注入工程と、樹脂または溶融金属が固化した後に外型及び内型を外す第一型外し工程と、固化した樹脂または溶融金属から中空中子を崩壊除去する第二型外し工程により製造されている。
【０００３】
上述した型組み付け工程で用いられる型として主に砂型が使用され、このような砂型は、例えば木型や金型でなる現型に熱硬化性のバインダ樹脂が混合された砂を充填して自然固化させ、必要に応じて加熱処理することにより製造されるのであるが、特に複雑形状の中子が中実の砂型で形成されている場合には、形成品から中子を取り外すために、電動ピック等の工具を用いて砂型を崩壊させる型ばらし作業に多大な労力と時間を要するという問題があった。また、ばらした砂を再利用するために粉砕機で粉砕処理する必要があるため、砂量が多くなればそれだけ作業効率も低下するという問題もあった。
【０００４】
一方、特許文献１には、有機系熱硬化樹脂または無機系粘着剤を含有した鋳物砂を、加熱された鋳型のキャビティ内に充填する工程と、前記キャビティ内の砂が前記キャビティの周面に沿って所望厚さの硬化層を形成するまで、前記鋳物砂を前記キャビティ内に保存する工程と、前記硬化砂の形成後、前記キャビティ内から未硬化の鋳物砂を吸引して除去する工程とを有する中空中子の製造方法が提案されている。
【特許文献１】特開昭６４−６６０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１に記載された製造方法を上述したような流体機器用部品を成形するための中子の製造方法に適用する場合には、大掛かりな装置が必要となり、そのような製造装置の設備コスト自体が嵩むため、量産性のある部品以外に適用できないという問題があった。
【０００６】
本発明は上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、生産量が少なく、複雑な形状であっても製造コストの高騰を招くことなく、作業効率に優れた中空中子の製造方法、及び、流体機器用部品の製造方法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】
上述の目的を達成するため、本発明による中空中子の製造方法の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項１に記載した通り、現型に第一バインダ樹脂が混合された砂を充填して固化させる第一工程と、前記第一工程で成形された砂型の表面から前記第一バインダ樹脂より結合強度の強い第二バインダ樹脂を含浸させる第二工程と、前記第二工程で第二バインダ樹脂が塗布された砂型の内部を崩壊させる第三工程とからなる点にある。
【０００８】
上述の構成によれば、砂型が容易に崩壊可能な第一バインダ樹脂により形成された砂型の表面から結合強度の強い第二バインダ樹脂を含浸させることにより、砂型の外層を第一バインダよりも強固に固めることができ、第一バインダ樹脂により結合された脆弱な砂型の内部を崩壊させることにより、容易に中空中子を製造することができるようになる。
【０００９】
同第二の特徴構成は、同請求項２に記載した通り、上述の第一特徴構成に加えて、前記第一バインダ樹脂に熱可塑性樹脂を使用し、前記第二バインダ樹脂に熱硬化性樹脂を使用するとともに、前記第二工程で第二バインダ樹脂が塗布された砂型の表面を加熱処理する加熱工程をさらに備え、前記加熱工程により加熱処理された後に前記第三工程が実行される点にある。
【００１０】
上述の構成によれば、熱可塑性樹脂で結合された砂型の表面から熱硬化性樹脂を含浸させ、さらに表面を加熱処理することにより、砂型の外層を強固に固めることができ、その後、熱可塑性樹脂で結合された砂型の内部を崩壊させることにより、容易に中空中子を製造することができるようになる。
【００１１】
本発明による流体機器用部品の製造方法の第一の特徴構成は、同請求項３に記載した通り、内型と外型の間隙または外型に請求項１または２記載の製造方法により製造された中空中子を配置する型組み付け工程と、組み付けられた型の空洞部に流動状態にある樹脂を注入する注入工程と、樹脂が固化した後に外型及び内型を外す第一型外し工程と、固化した樹脂から中空中子を崩壊除去する第二型外し工程とからなる点にある。
【００１２】
上述の構成によれば、形成品から中子を取り外す型ばらし作業は、僅かな量で形成された砂型を崩壊させるだけで済み作業時間が大幅に短縮され、また、ばらした砂を再利用するために粉砕機で粉砕処理する砂量も僅かですむため、全体として作業効率を向上させることができるようになる。
【００１３】
本発明による流体機器用部品の製造方法の第二の特徴構成は、同請求項４に記載した通り、内型と外型の間隙または外型に請求項１または２記載の製造方法により製造された中空中子を配置する型組み付け工程と、組み付けられた型の空洞部に流動状態にある溶融金属を注入する注入工程と、溶融金属が固化した後に外型及び内型を外す第一型外し工程と、固化した溶融金属から中空中子を崩壊除去する第二型外し工程とからなる点にある。
【００１４】
上述の構成によれば、第一の特徴構成と同様、形成品から中子を取り外す型ばらし作業は、僅かな量で形成された砂型を崩壊させるだけで済み作業時間が大幅に短縮され、また、ばらした砂を再利用するために粉砕機で粉砕処理する砂量も僅かですむため、全体として作業効率を向上させることができるようになる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明した通り、本発明によれば、生産量が少なく、複雑な形状であっても製造コストの高騰を招くことなく、作業効率に優れた中空中子の製造方法、及び、流体機器用部品の製造方法を提供することができるようになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明による中空中子の製造方法、及び、流体機器用部品の製造方法を説明する。
【００１７】
図１に示すように、流体機器用部品の一例である樹脂製のポンプケーシング１は、両端のフランジ２ａ，２ｂとフランジ２ａ，２ｂ間に形成される胴部３と、胴部３の内周部に一体形成された複数の案内羽根４等を備えて構成される。
【００１８】
このようなポンプケーシング１は、内型と外型の間隙に中空中子を配置する型組み付け工程と、組み付けられた型の空洞部に流動状態にある樹脂を注入する注入工程と、樹脂が固化した後に外型及び内型を外す第一型外し工程と、固化した樹脂から中空中子を崩壊除去する第二型外し工程とから構成される。
【００１９】
型組み付け工程では、例えば、図２（ａ）に示すような左右対称形状の一対の内型５が外型７の一部を構成する基台７ａに対向配置され、その周部に案内羽根４を形成するための図２（ｂ）及び図３（ａ）に示すような複数の中空中子６が配置され、さらに、中空中子６の外周に沿って、図２（ｃ）に示すような複数の外型７（７ｂ，７ｃ，７ｄ）が配置される。尚、図中、９ａは湯口、９ｂは空気抜きである。
【００２０】
内型５、中空中子６、外型７は夫々、砂型で形成されており、各砂型５，６，７は、金属製、好ましくは木製の型部材を組み付けた現型の空洞部に、バインダ樹脂及び硬化剤が混入された砂を充填して固化させることにより形成される。
【００２１】
図２に示すように組み付けられた砂型５，６，７の空洞部に、例えば、熱硬化性樹脂の一例であるメタセシス重合可能なシクロオレフィン類を、カルベン構造を持つルテニウムまたはオスミウム錯体触媒の存在下で、空気雰囲気中で流し込んで重合させる。
【００２２】
このとき流動可能な状態にまでシクロオレフィン類を重合させておいてもよく、樹脂が反応固化した後、型ばらしをして樹脂周囲から除去することにより、図１に示すようなポンプケーシング１が成形される。
【００２３】
メタセシス重合可能なシクロオレフィン類として、二環体以上のノルボルネン類及び炭素数４以上の単環シクロオレフィン類から選ばれる少なくとも一種を使用することができ、置換または非置換のノルボルネン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエンなどのノルボルネンが好適である。
【００２４】
また熱硬化性樹脂として、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の他の熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いて製造することも可能である。
【００２５】
型ばらしでは、上述したように、樹脂が固化した後に外型７を径方向に離脱させ、次に内型５を外す第一型外し工程と、固化した樹脂から中空中子６を電動ピック等の工具を用いて崩壊しながら除去する第二型外し工程が実行される。除去された砂型は粉砕機を用いて粉砕処理された後に鋳造砂として再利用される。
【００２６】
第二型外し工程で除去される中空中子６は、図４（ａ）に示すような複数の木型を組み合わせた現型８の空洞部８ａに、図４（ｂ）に示すように、第一バインダ樹脂である熱可塑性樹脂及び硬化剤が混合された砂を充填して固化させる第一工程と、図４（ｃ）に示すように、固化した砂型６ａから木型を取り外し、図４（ｄ）に示すように、第一工程で成形された砂型６ａの表面から第一バインダ樹脂より結合強度の強い第二バインダ樹脂である熱硬化性樹脂を硬化剤とともにスプレー法や刷毛塗り法により塗布して含浸させる第二工程と、第二工程で第二バインダ樹脂が塗布された砂型の表面をバーナー等によって加熱処理して、表層部６ｂが内部６ａより結合強度が強くなるように固化させる加熱工程と、図４（ｅ）に示すように、加熱工程で加熱処理された後に第二バインダ樹脂が塗布された砂型の内部６ａを崩壊させる第三工程とからなる。
【００２７】
結合強度が表層部６ｂより弱い砂型の内部６ａは、電動ピック等により容易に崩壊除去することができ、残余の表層部６ｂにより、図３（ｂ）に示すような中空中子６が形成される。
【００２８】
第一バインダ樹脂である熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等を好適に用いることができ、第二バインダ樹脂である熱硬化性樹脂として、フェノール樹脂、フラン樹脂、アルカリフェノール樹脂等を好適に用いることができる。さらに、例示したバインダ樹脂に限らず、第一バインダ樹脂と、第一バインダ樹脂より結合強度の強い第二バインダ樹脂の組合せであれば、他のバインダ樹脂を用いることも可能である。また、硬化剤としては各バインダ樹脂に好適なものを適宜選択すればよく、例えば、熱硬化性樹脂に対して有機エステル、ポリイソシアネート、トリエチルアミン等を用いることができる。
【００２９】
このような方法を採用することにより、少量品種の樹脂製品であっても、製造コストを抑制して複雑形状の中空中子を製造することができ、成形された樹脂製品から中空中子を崩壊除去する際の労力も大幅に軽減するようになる。上記した効果は、特に大型の中空中子を用いる場合に顕著である。
【００３０】
以下別実施形態を説明する。
【００３１】
上述した実施形態では、現型が木型で構成される場合を説明したが、現型は金属製の型であってもよい。
【００３２】
上述した実施形態では、組み付けられた砂型の空洞部に流動状態にある樹脂を注入して樹脂製品を製造する例について説明したが、当該砂型を用いて製造される製品は樹脂製品に限るものではなく、砂型の空洞部に溶融金属を注入して成形する鋳造製品にも適用できる。
【００３３】
上述した実施形態では、本発明による中空中子の製造方法を用いて製造された中空中子を用いてポンプケーシングを製造する例を説明したが、本発明による中空中子の製造方法により製造された中空中子は、中空中子を必要とする他の流体機器用部品の製造方法に用いることも可能である。
【００３４】
尚、中空中子は外型と内型の間隙に設ける場合に限るものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】流体機器用部品の一例であるポンプケーシングの外観図
【図２】（ａ）から（ｃ）は流体機器用部品を製造するための現型の組み付け方法の説明図
【図３】本発明による中空中子の一例を示す説明図
【図４】（ａ）から（ｅ）は本発明による中空中子の製造方法の説明図
【符号の説明】
【００３６】
１：ポンプケーシング
２ａ，２ｂ：フランジ
３：胴部
４：案内羽根
５：内型（砂型）
６：中空中子（砂型）
６ａ：内部
６ｂ：表層部
７：外型（砂型）
８：現型（木型）
８ａ：空洞部
９ａ：湯口
９ｂ：空気抜き
【図１】
2008246518.tif 000003
【図２】
2008246518.tif 000004
【図３】
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【図４】
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