(57)【要約】【課題】  鋳造時に形成される中子通路の閉塞を簡単な手順で確実に検知することができ、しかも装置構成が簡素で安価に構成できるようにする。【解決手段】  砂中子２を使用して鋳造品として成形されるシリンダヘッド１の中子通路３の閉塞状態を検出するため、中子通路３に連通する所定の開口部４から空気注入手段５により所定圧の空気を吹き込み、中子通路３に連通する他の開口部４から流出する空気流量を流量計６で測定し、この測定値と目詰まりのない中子通路３で測定した基準空気量とを比較することにより、中子通路３の閉塞状態を検出する。【選択図】      図２
2007038239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造品に形成される中子通路の所定位置の開口部から所定圧の空気を吹き込み、中子通路の他の開口部から流出する空気流量を測定するとともに、この測定値と、目詰まりのない鋳造品で測定した基準空気流量とを比較して中子通路の閉塞状態を検出することを特徴とする鋳造品の中子通路の閉塞検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシリンダヘッド等の鋳造品に形成される中子通路の閉塞状態を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリンダヘッド等の鋳造品には、冷却通路等を形成するための中子が使用されており、この中子によって鋳造品の内部に中子と同形の中空部を形成するようにしているが、中子が折れたりすると折れた箇所に溶湯が差し込んで通路が閉塞されることがある。この際、鋳造品に形成される中子通路の閉塞は、目視では発見しづらいため、通路の開口部から所定長さを有する治具を挿入して閉塞の有無を確認している。
【０００３】
一方、このような鋳造品の中子穴の目詰まりを検査する技術として、例えば、中子穴に一定圧の空気を流入させ、管路中の空気の圧力を、基準圧力（目詰まりのない正常な鋳造品で測定した圧力）と比較することにより目詰まりの有無を検査する方法（例えば、特許文献１参照。）や、通路の開口部から投光部を挿入して内部に投光し、内部を乱反射して通過した光を任意の開口部で受光して撮像することにより閉塞を検査するような方法（例えば、特許文献２参照。）なども知られている。
【特許文献１】特開平１０−５９２６号公報
【特許文献２】特開平９−１７１５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、従来のように、通路の開口部から所定長さを有する治具を挿入して閉塞の有無を確認する方法は、時間を要するとともに、手間がかかるという問題がある。
また、一定圧の空気を流入させて圧力で検査する方法は、出口が多数あるシリンダヘッドの冷却通路などの中子穴については、圧力変化を検知することが難しく、確実性に欠けるとともに、通路内に光を投光して撮像し検査する方法は、装置構成が高価となり、また検査手順も複雑になるという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、シリンダヘッドの冷却通路等のように、出口が多数存在する中子通路でも簡単な手順で確実に閉塞状態を検知することができ、しかも装置構成が簡素で安価に構成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、鋳造品に形成される中子通路の所定位置の開口部から所定圧の空気を吹き込み、中子通路の他の開口部から流出する空気流量を測定するとともに、この測定値と、目詰まりのない鋳造品で測定した基準空気流量とを比較して中子通路の閉塞状態を検出するようにした。
【０００７】
すなわち、本発明者等はシリンダヘッドに形成されるタコ足状の中子通路の閉塞状態を検査するにあたり、開口面積比で２０％以上の閉塞を検出開始から５秒以内に検出でき、また、特に中子の折れ易い複数箇所（八箇所）をほぼ同時に検査できること、という条件のもとに各種試験を繰り返し行ったところ、空気の圧力測定では閉塞を検知できなかったものの、空気の流量を測定して正常値と比較することにより、上記各種条件を満足することを確認できた。これは、例えば中子通路に対して複数の開口部が連通しているような場合には、通路の閉塞による出口部での圧力変化が極めて小さくなるため、圧力変化では通路閉塞を検知できないものの、出口部におけて空気流量を測定する場合は、複数の開口部が連通している場合でも通路閉塞の影響が出易くなるため検知しやすくなるからだと考えられる。
この結果、治具を挿入して検査することに較べて、工数と時間が節約され、検査員の削減も可能となる。
【発明の効果】
【０００８】
中子通路の閉塞状態を検査するにあたり、中子通路の所定位置の開口部から空気を吹き込み、中子通路の他の開口部から流出する空気流量を測定し、これを基準値と比較することにより、通路の閉塞状況が確実に検知でき、しかも装置構成を簡素化することができる。しかも、工数と時間を節約することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで図１はシリンダヘッドと中子の説明図で、（ａ）はシリンダヘッドの平面図、（ｂ）は中子の平面図、（ｃ）はシリンダヘッド内に形成される中子通路の説明図、図２は本検出方法を示す説明図、図３はテスト結果の一例を示すグラフである。
【００１０】
本発明に係る鋳造品の中子通路の閉塞検出方法は、例えばシリンダヘッドを鋳造する際、内部に形成されるタコ足状の冷却通路の閉塞状態を検査する技術に適用され、簡単な装置構成で、しかも簡単な操作手順により確実に閉塞状況を検知できるようにされている。
【００１１】
すなわち、図１（ａ）に示すようなシリンダヘッド１を鋳造するにあたり、予め、図１（ｂ）に示すような砂中子２を不図示の鋳造金型内にセットし、この金型内に溶湯を注入することにより砂中子２の周囲を鋳包むような状態で鋳造した後、砂中子２を壊して外部に排出すれば、シリンダヘッド１の内部に砂中子２と同形状の中空部が形成されることになり、この中空部が中子通路３（図２）となってこれに複数の開口部４（図２）が連通する形態となるが、このような砂中子２を使用して鋳造する場合、砂中子２に折れが発生した場合は、同部分に溶湯が差し込んで中子通路３に閉塞部１１が生じることになる。
【００１２】
そこで、本発明者等は、砂中子２を不図示の金型にセットした後、型締めの段階で砂中子２に折れが生じ易い箇所の検証を行った。すなわち、砂中子２と上型鋳抜きピン接触部の間、及び下型と砂中子２のタコ足部の間にシームを噛ましたパターンを各種設定して上型を閉め、中子折れ箇所を調べた。
この結果、砂中子２の薄肉部は単箇所だけの折れが発生しやすく、厚肉部では同時多箇所折れが発生しやすいことが判るとともに、特に、図１（ｂ）の×印箇所で示すような八箇所の閉塞状況を検知すれば、中子折れによる通路の閉塞の問題を全て解決できることが判った。
【００１３】
そして、この八箇所の閉塞を検査するため、複数箇所の開口部のうち任意の開口部から発光部を挿入し、他の開口部から挿入した受光部で検知しようとした場合、ある箇所では、発光部と受光部を直線上にレイアウトすることができず、また、空気の圧力で検査する方法では、閉塞状態を検知することが困難であった。
【００１４】
そこで本発明では、中子通路３の閉塞を空気の流量で検知するようにし、図２に示すように、所定位置の開口部４から空気注入手段５により空気を注入し、他の開口部４から流出する空気の流量を流量計６で測定するようにした。
【００１５】
そして、本実施例では、空気注入手段５として、空気源７の下流にフィルタ８を介して接続される減圧弁９と、その下流に配設されるノズル１０を設けており、ノズル１０から吹出される空気を開口部４から流入させるようにしている。
【００１６】
ところで、図３は、上記装置構成によりシリンダヘッド１に形成された中子通路３の空気流量を測定したテスト結果の一例である。すなわち、このテストは、シリンダヘッド１に形成される中子通路３のうち、上記八箇所のそれぞれの箇所の通路面積を順次８０％、５０％、２０％、０％閉塞した状態（０％閉塞は完全開放）で、多数の開口部４のそれぞれ一つづつから前記空気注入手段５により空気を注入し、この際、減圧弁９によりエア圧を０．０５ＭＰａ〜０．４５ＭＰａの範囲内でそれぞれ０．０５ＭＰａごと変化させ、他の開口部４から流出する空気流量を流量計６により検査したもののデータの一部である。
【００１７】
この結果、開口部４の位置等によって若干異なる傾向を示すものの、すべての開口部４において、エア圧力がある範囲内において、８０％、５０％、２０％、０％閉塞した状態が確実に識別できることが判った。このため、０％閉塞状態の空気量を基準値として設定しておけば、この基準値と比較することにより、通路の閉塞状態を知ることができる。
なお、この閉塞状態がはっきりと識別できるエア圧力の範囲は、開口部４の位置や状態によって若干異なるため、予め開口部４によって適切なエア圧力を設定しておくことが好ましい。
【００１８】
以上のような要領により、所定の開口部４から中子通路３内に空気を流入させ、他の開口部４から流出する空気流量を測定することで、通路の閉塞状態が面積比で２０％であっても確実に把握できることが確認され、本発明の有効性が立証された。
なお、上記八箇所の閉塞を検出するのに一番最適な空気流入側の開口部４と空気流出側の開口部４を予め設定しておき、順次、流量計６などを移動させて検出するようにすれば、効率的に八箇所の閉塞状態のすべてを検査することができる。
【００１９】
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
例えば、鋳造物はシリンダヘッドに限定されるものではなく、また、開口部４が複数のものに限られるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
目視では確認が困難な鋳造品の中子通路の閉塞状態を検査するにあたり、空気の流量で確実に閉塞状態が検知できるため、簡単な装置構成で済み、また操作手順も簡単である。このため、例えば生産数の多い自動車部品のシリンダヘッドの冷却通路等の検査には有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】シリンダヘッドと中子の説明図で、（ａ）はシリンダヘッドの平面図、（ｂ）は中子の平面図、（ｃ）はシリンダヘッド内に形成される中子通路の説明図
【図２】本検出方法を示す説明図
【図３】はテスト結果の一例を示すグラフ
【符号の説明】
【００２２】
１…シリンダヘッド、２…砂中子、３…中子通路、４…開口部、５…空気注入手段、６…流量計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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