JP3192551B2 - 中空鋳物の内部に残留した異物の除去装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鋳物製造法によって製
造され、内部に複雑な中空部を有する例えばクローズド
デッキシリンダブロック、インテークマニホールド、サ
ージタンク等の清浄作業に用いることができる中空鋳物
の内部に残留した異物の除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（１）特開平３ー２３４４７１号公開公報には、ワーク
の表面に打痕、曲り、クラック等が生じることを防止す
るため、ハンガーを用いず、ウォーキングビームを用い
て搬送し、搬送途中でショットブラスト処理を行うショ
ットブラスト装置が開示されている。 （２）特開昭６４ー１６３７５号公開公報には、鋳造品
を傷つけたり、変形させたりすることを防止するため、
ワークを保持し、かつ回転運動を与え、回転方向に対
し、直角方向に揺動運動するノズルより砥粒を吹きつけ
る鋳造品の清浄装置が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記（１）および
（２）に開示された従来の各装置は、いづれも、鋳造後
の鋳造品の外表面の清浄を行うため、砥粒を外表面に吹
き付けるものである。このため、前記従来の各装置は、
その用途を、鋳造品の外表面の清浄を行うことに限定さ
れる。すなわち、清浄対象とする鋳造品として例えば、
開口部および開口部に連通する複雑な形状の中空部を有
するクローズドデッキシリンダブロックを用いた場合、
鋳造後に前記中空部の壁面に焼き付き残留している中子
砂、塗型剤を、前記従来の各装置によって取り除き清浄
することが困難である。

【０００４】そこで、手動操作により鋳造品の開口部か
ら中空部にノズルを挿入し、ノズルより噴出させた砥粒
を中空部の壁面に吹きつけることも考えられるが、内部
形状が複雑でしかもアンダーカット部を有する場合には
完全に清浄できない。本発明は、前記問題点に鑑みなさ
れたもので、開口部および開口部に連通する中空部を備
えた鋳造品、いわゆる中空鋳物の内部に残留した異物を
除去できる除去装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の中空鋳物の内部
に残留した異物の除去装置は、鋳造され中空部および該
中空部に連通する複数の開口部をもつ中空鋳物を載置す
るとともに該中空鋳物に振動を付与する振動付与手段
と、前記振動付与手段に載置された該中空鋳物の該開口
部の少なくともひとつに着脱可能に装着され該中空部に
圧縮エアを噴出する圧縮エアノズル部と、該圧縮エアノ
ズル部を該開口部に押圧保持するノズル押圧部とをもつ
エア供給手段と、前記振動付与手段に載置された該中空
鋳物の他方の該開口部に着脱可能に装着されるフイルタ
ーと、該フイルターを該開口部に押圧保持するフイルタ
ー押圧部とをもつ濾過手段と、よりなることを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】前記したように構成された本発明の中空鋳物の
内部に残留した異物の除去装置（以下、本発明の除去装
置と称す）の使用時の作用を以下に説明する。まず、本
発明の除去装置の使用に先立ち、内部の残留異物除去対
象製品として、予め鋳造され、中空部および該中空部に
連通する複数の開口部をもつ中空鋳物が準備される。

【０００７】本発明の除去装置の振動付与手段に前記中
空鋳物が載置され、該中空鋳物の開口部から該中空部に
フイルターを透過しない粒径の砥粒が所定量、投入され
る。この後、該中空鋳物の複数の開口部の一方に、エア
供給手段のノズル押圧部を往作動（往移動）して圧縮エ
アノズル部を装着させるとともに押圧保持する。つい
で、濾過手段のフイルター押圧部を往作動（往移動）し
て、該中空鋳物の複数の開口部の他方に、フイルターを
装着させるとともに押圧保持する。すると、該中空鋳物
は、前記エア供給手段のノズル押圧部による固定作用力
の他、該フイルター押圧部による振動付与手段に一体的
に固定される固定作用力が加わる。このため該中空鋳物
は、該振動付与手段の載置部に確実に固定保持される。
また該圧縮エアノズル部およびフイルターが装着した該
中空鋳物の該開口部は外部に対し気密状態となる。

【０００８】前記状態の該中空鋳物は、該振動付与手段
により所定の大きさの振動が付与される。一方、これと
同時に該エア供給手段の該圧縮エアノズル部より、該中
空鋳物の該中空部内に向かって、圧縮エアを噴出する。
すると、該中空鋳物の該中空部に投入されていた該砥粒
は、該圧縮エアによって巻き上げられ、付与された振動
により、激しく飛び跳ね、かつ振動する該中空鋳物の該
中空部の壁面と該砥粒、および前記壁面に焼き付いてい
た中子砂、塗型剤などの残留異物と該砥粒とがそれぞれ
摩擦し合うとともに、該残留異物に該砥粒が衝突し、か
つ激しく打撃する。

【０００９】これにより該残留異物は、該壁面より剥
離、除去され、剥離した塗型剤は、直ちに該圧縮エアの
排出流に混入して該中空鋳物の該開口部に装着された濾
過手段の該フイルターを透過し外部に排出される。この
とき、該中空部内の該砥粒および剥離した中子砂は、該
圧縮エアの排出流とともに外部に飛び出すことを該フイ
ルターによって阻止され、該中空部で前記残留異物の衝
撃作用が繰り返し行われる。 このようにして該中空鋳
物は、その中空部の該壁面に強固に付着していた該残留
異物が除去され清浄なものとなる。なお、外部に排出さ
れた該塗型剤は、別途、設けられた集塵機などの回収装
置により回収することもできる。

【００１０】この後、該中空鋳物に対する該振動付与手
段による振動の付与および該エア供給手段の該圧縮エア
ノズル部による圧縮エアの噴出を停止する。これととも
に、該エア供給手段の該ノズル押圧部を復作動（復移
動）して該中空鋳物の前記開口部への該圧縮エアノズル
部の装着および押圧保持を解除する。また該濾過手段の
該フイルター押圧部を復作動（復移動）して該中空鋳物
の前記開口部への該フイルターの装着および押圧保持を
解除する。

【００１１】前記中空部の浄化を終了した後の該中空鋳
物が振動付与手段より外部に取り出される。

【００１２】

【実施例】本発明の中空鋳物の内部に残留した異物の除
去装置（以下、除去装置と称す）の実施例を、中空鋳物
として自動車用エンジンの構成部品であるクローズドデ
ッキシリンダブロック（以下、ワークと称す）を用いた
場合に適用し、図１〜図４に基づいて説明する。

【００１３】図１に示す実施例の除去装置１は、振動付
与手段２と、ー対のエア供給手段３と、濾過手段４とを
備えている。振動付与手段２は、平坦な基部２０の上面
２１に設置され、振動を発生させるとともに振動伝達カ
ム２２ａをもつ加振機２２と、加振機２２を中心にして
その周囲に所定の間隔で配設され充分な強度を備えた複
数のコイル状の支持バネ２３（図１、２では左右に配置
されたもののみを示す）と、ワーク５を載置する載置面
２４ａをもつとともに、下面２４ｂが前記支持バネ２３
の上端部にほぼ水平に載置、保持され前記加振機２２の
振動伝達カム２２ａに当接し、加振機２２からの振動を
付与されるように設置され剛性を備えた厚板状の載置テ
ーブル２４とよりなる。

【００１４】前記載置テーブル２４は、作動時の加振機
２２から振動を付与されたとき、各支持バネ２３の作用
によって、三次元的（上下方向、左右方向、前後方向）
に揺動可能に弾性支持されている。加振機２２の作動時
における載置テーブル２４の振動数は２０〜２００Ｈ
Ｚ、振幅は２〜４０ｍｍの範囲に設定されている。な
お、前記振動数および振幅等の条件は、前記数値に限定
されるものではなく、種々、設定することができる。

【００１５】ー対のエア供給手段３は、後で述べるよう
に、載置テーブル２４の載置面２４ａに載置されたワー
ク５の両側面５ａ側に対向する対象位置で用いられる。
このため、各エア供給手段３は、図４に示されるよう
に、ワーク５の両側面５ａにそれぞれ開口する各２個の
側方開口部５４に対し、それぞれ対向する対象位置で着
脱可能に装着され、ワーク５の各中空部５２（図１、２
参照）に圧縮エアを噴出する圧縮エアノズル部３０と、
圧縮エアノズル部３０をワーク５の側方開口部５４の周
端面５４ａ（図３参照）に押圧保持するノズル押圧部３
１とよりなる。

【００１６】圧縮エアノズル部３０は、後で述べるノズ
ル押圧部３１の押圧板３４に保持される。従って、圧縮
エアノズル部３０は、シリンダ３３の往復作動によって
押圧板３４とともに、ワーク５の側方開口部５４に接近
および遠ざかる方向に移動可能となっている。また圧縮
エアノズル部３０は、フレキシブル通路３０ａにより図
略の開閉バルブを備えた圧縮エア供給源に接続される。
圧縮エア供給源から開閉バルブを介して圧縮エアノズル
部３０に送給される圧縮エアの圧力は、２〜１０ｋｇ／
ｃｍ² に設定される。なお、前記圧縮エアの圧力値は、
種々変更可能である。

【００１７】ノズル押圧部３１は、ワーク５の周囲を所
定の間隔を隔てて覆い下方を開口する四角形で箱状のカ
バー部材６の側周壁６０に保持され、シリンダロッド３
２を往復移動方向（図１、２、４に示すワーク５の右側
に配置されたものを矢印Ｘ１、Ｘ３方向、ワーク５の左
側に配置されたものを矢印Ｘ２、Ｘ４方向）に作動する
シリンダ３３と、一端面側が前記シリンダロッド３２の
先端に連結され他端面側に弾性体よりなるシール部３４
ａを備えた押圧板３４とをもつ。

【００１８】濾過手段４は、前記振動付与手段２の載置
テーブル２４の載置面２４ａに載置されたワーク５の上
方開口５３に着脱可能に装着されるフイルター４０と、
フイルター４０を上方開口５３に対向させて押圧保持す
るフイルター押圧部４１とをもつ。フイルター４０は、
後で述べるフイルター押圧部４１の押圧板４４に保持さ
れ、かつ押圧板４４に形成された複数の排気孔４５に取
り付けられ、シリンダ４３の往復作動によって押圧板４
４とともに、ワーク５の上方開口５３に接近および遠ざ
かる方向に移動可能となっている。フイルター４０は、
金網（メッシュ２０〜５０）よりなる。なおフイルター
４０は、金網に限定されるものではなく、所定の強度を
備え、後で述べる砥粒７を通過させず、中空部５２内の
剥離した塗型剤を通過させる大きさの孔を備えているも
のであれば、どのような材質のものでも用いることがで
きる。例えば、ベントプラグなどを用いることができ
る。

【００１９】フイルター押圧部４１は、前記カバー部材
６の上壁６１に保持され、シリンダロッド４２を往復移
動方向（図１、２、４に示す矢印Ｙ１、Ｙ２方向）に作
動するシリンダ４３と、上端面側が前記シリンダロッド
４２の先端に連結され、ワーク５の上端面５ｂに対向す
る下端面側に弾性体よりなるシール部４４ａを備えた押
圧板４４をもつ。押圧板４４には、後で述べるワーク５
の複数の上方開口５３に対向する位置に設けられた複数
の排気孔４５と、各排気孔４５に装着された前記フイル
ター４０をもつ。

【００２０】また実施例で用いられるワーク５は、ＡＣ
２Ｂ等のアルミ合金を用いて高圧鋳造法により鋳造する
ことにより製造されたものである。ワーク５は、図３の
左側（手前側）よりみて正面の断面形状が略逆Ｔ字型で
右側（奥行き側）に伸びるシリンダブロック本体（以
下、本体と称す）５０よりなる。本体５０は、図２、図
３、図５に示されるように、左右および前後が対称形状
のもので、長手方向に所定の間隔を隔てて配列され、垂
直に貫通する２つのシリンダボア５１と、各シリンダボ
ア５１の周囲をそれぞれ取り囲む位置に形成され、循環
する冷却液の循環経路の一部を構成する環状の中空部５
２と、本体５０の両側面５ａより中空部５２に水平に連
通し冷却液を供給するための複数の上方開口５３と、本
体５０の上端面５ｂより中空部５２に垂直に連通しシリ
ンダボア５１を冷却後の高温冷却液を排出するための複
数個の側方開口５４とが形成されている。

【００２１】なお、カバー部材６は、その上壁６１に、
側周壁６０が載置テーブル２４に載置されることにより
形成されたワーク５の収容空間６２に連通し、図略の残
留異物回収装置（集塵機）の吸引ポンプに接続する吸引
通路６３が設けられている。またカバー部材６は、図略
の作動装置により垂直方向に往復移動（図１に示す矢印
Ｙ１、Ｙ２参照）可能で、往移動して側周壁６０が載置
テーブル２４の載置面２４ａに載置されたとき、ワーク
５を所定の間隔を隔てて覆い、収容空間６２を形成した
状態に保持でき、復移動し載置面２４ａより離脱したと
き載置面２４ａへのワーク５の着脱操作を妨げない位置
に保持されるように構成されている。

【００２２】前記のように構成された実施例の装置１の
作用を説明する。鋳造されたワーク５は、引き続き５０
０℃の加熱炉に２時間保持された後、ノックアウトマシ
ンにより、ワーク５の上方開口５３および側方開口５４
から中子砂を排出させる作業操作がなされるが、中空部
５２の壁面５２ａには、焼き付いた中子砂や塗型剤など
の残留異物が除去されないままとなっている。このた
め、通常のショットブラスト等では完全には除去出来な
い。そこで実施例の装置１を用いて以下に示すように、
残留異物の除去作業がなされる。

【００２３】除去装置１の加振機２２の載置テーブル２
４に、残留異物の除去作業を施す対象となるワーク５が
載置される。このワーク５の上方開口５３からショット
玉、グリット、ガラスビーズ、スチール、ワイヤ等の砥
粒７が所定量、投入される。なお、砥粒７の平均粒径
は、０．５〜２ｍｍである。次いで、カバー部材６が載
置テーブル２４の載置面２４ａに載置された後、ー対の
エア供給手段３の各シリンダ３３および濾過手段４のシ
リンダ４３を作動させる。

【００２４】すると、エア供給手段３の各シリンダ３３
は、シリンダロッド３２を往移動（図１、２、４に示す
ワーク５の右側に配置されたものを矢印Ｘ１方向に移
動、ワーク５の左側に配置されたものを矢印Ｘ２方向に
移動）させ、押圧板３４とともに圧縮エアノズル部３０
を同方向に連動させる。押圧板３４は、ワーク５に対
し、シール部３４ａを介して側方開口部５４の周端面５
４ａに当接し、押圧保持する。このとき、ワーク５は、
両側面５ａをー対の押圧板３４の間で挟持され、かつ固
定保持される。

【００２５】一方、濾過手段４のシリンダ４３は、シリ
ンダロッド４２を往移動（図１、２、４に示す矢印Ｙ１
方向に移動）させ、押圧板４４を連動させる。すると、
押圧板４４は、ワーク５に対し、シール部４４ａを介し
て上端面５ｂに当接し、押圧保持する。このため、ワー
ク５は、加振機２２の載置テーブル２４の上面２４ａに
押し付けられ、かつクランプされ振動時の載置テーブル
２４とともに連動し、振動に耐える状態に保持される。
また押圧板４４の各フイルター４０は、各排気孔４５と
ともに、ワーク５の各上方開口５３に連通する位置に装
着され、かつワーク５の各上方開口５３は、シール部４
４ａでシールされて気密に保持される。

【００２６】前記状態にあるワーク５は、加振機２２に
より載置テーブル２４を介して振動が付与される。一
方、これと同時にー対のエア供給手段３の圧縮エアノズ
ル部３０より、ワーク５の中空部５２内に向かって、圧
縮エア（図２の矢印ａ参照）を噴出させる。すると、ワ
ーク５の中空部５２の砥粒７は、圧縮エアによって巻き
上げられ、付与された振動により、激しく飛び跳ね、か
つ振動するワーク５の中空部５２の壁面５２ａと砥粒７
および壁面５２ａに焼き付いていた中子砂、塗型剤など
の残留異物と砥粒７とが摩擦し合うとともに、壁面５２
ａの残留異物を砥粒７が激しく打撃する。

【００２７】これにより壁面５２ａの残留異物は、砥粒
７によって研掃され、かつ壁面５２ａより剥離、除去さ
れる。また前記壁面５２ａより剥離した塗型剤は、次々
に圧縮エアの排出流（図２の矢印ｂ参照）に混入してワ
ーク５の上方開口５３に装着された濾過手段４のフイル
ター４０を透過し、カバー部材６のワーク５の収容空間
６２に排出される。収容空間６２に排出された剥離した
塗型剤は、圧縮エアの排出流（図２の矢印ｃ参照）とと
もにカバー部材６の上壁６１に設けられた吸引通路６３
を介して図略の残留異物回収装置に吸引、回収される。

【００２８】このとき、中空部５２の砥粒７および剥離
した中子砂は、フイルター４０によって圧縮エアの排出
流と分離され、中空部５２の外部に飛び出さない。この
ようにして、ワーク５は、中空部５２の壁面５２ａの研
掃が終了すると、加振機２２による振動の付与および各
圧縮エアノズル部３０による圧縮エアの噴出が停止され
る。

【００２９】次いでー対のエア供給手段３の各シリンダ
３３および濾過手段４のシリンダ４３を前記場合と逆に
作動させる。すると、各エア供給手段３のシリンダ３３
は、シリンダロッド３２を復移動（図１、２、４に示す
ワーク５の右側に配置されたものを矢印Ｘ３方向に移
動、ワーク５の左側に配置されたものを矢印Ｘ４方向に
移動）させ、押圧板３４とともに圧縮エアノズル部３０
を同方向に連動させる。押圧板３４は、ワーク５の側方
開口部５４の周端面５４ａに対し押圧保持を解除する。
このときワーク５の各側方開口部５４への各圧縮エアノ
ズル部３０の装着も解除される。

【００３０】一方、濾過手段４のシリンダ４３は、シリ
ンダロッド４２を復移動（図１、２、４に示す矢印Ｙ２
方向に移動）させ、押圧板４４は、ワーク５の上端面５
ｂの押圧保持を解除する。従って、ワーク５は、加振機
２２の載置テーブル２４の載置面２４ａへのクランプが
解除される。この後、載置テーブル２４の載置面２４ａ
よりカバー部材６を離脱させ、研掃済のワーク５が外部
に取り出される。その後、ワーク５から砥粒７を除去し
て、研掃が完了する。研掃に使用した砥粒７は、混入し
た中子砂を分離し、再使用される。

【００３１】このように実施例の除去装置１によれば、
中空部５２に砥粒７が投入された状態のワーク５に対
し、エア供給手段３のノズル押圧部３１を作動し、側方
開口５４に圧縮エアノズル部３０を押圧保持して装着お
よび押圧板３４をシール部３４ａを介して側方開口５４
の周端面５４ａに当接し、側方開口５４を気密に保持し
た状態とする。また濾過手段４のフイルター押圧部４１
を作動し、上方開口５３に押圧板４４の排気孔４５を介
してフイルター４０を押圧保持して装着した状態とす
る。

【００３２】この後、振動付与手段２の加振機２２によ
り振動を付与して振動させ、これと同時に圧縮エアノズ
ル部３０よりワーク５の中空部５２に向かって圧縮エア
を噴出する。これにより、飛び跳ねた砥粒７を、振動す
るワーク５の中空部５２の壁面５２ａおよび壁面５２ａ
に焼き付いていた残留異物に衝突および摩擦を発生させ
ることにより、壁面５２ａが研掃され、いままで強固に
付着していた残留異物を壁面５２ａより剥離、除去さ
れ、清浄にすることができる。

【００３３】また、ワーク５の中空部５２の壁面５２ａ
より剥離した塗型剤は、直ちに圧縮エアの排出流ｂとと
もに、中空部５２よりフイルター４０を透過して外部に
排出されるため、砥粒７への塗型剤の混入率を低下で
き、砥粒７の流動性が向上する。そして砥粒７の研掃力
が向上し、研掃時間を短縮できる。さらに、剥離した塗
型剤が中空部５２に蓄積することがないため、実施例の
除去装置１を使用した後、剥離した塗型剤を２次処理す
る必要が不用であり、コスト面でも有利なものとなる。

【００３４】

【発明の効果】本発明の中空鋳物の内部に残留した異物
の除去装置（以下、本発明の除去装置と称す）によれ
ば、中空部に砥粒が投入された状態の中空鋳物に対し、
エア供給手段のノズル押圧部を作動し、一方の開口部に
圧縮エアノズル部を押圧保持して装着および気密に保持
した状態とする。また濾過手段のフイルター押圧部を作
動し、他方の開口部にフイルターを押圧保持して装着し
た状態とする。

【００３５】この後、振動付与手段により振動を付与し
て振動させ、これと同時に圧縮エアノズル部より中空鋳
物の中空部に向かって圧縮エアを噴出する。これによ
り、飛び跳ねた砥粒を、振動する中空鋳物の中空部の壁
面および壁面に焼き付いていた残留異物に衝突および摩
擦を発生させることにより、壁面が研掃され、いままで
強固に付着していた残留異物を壁面より剥離、除去さ
れ、清浄にすることができる。

【００３６】また、中空鋳物の中空部の壁面より剥離し
た塗型剤は、直ちに圧縮エアの排出流とともに、中空部
よりフイルターを透過して外部に排出されるため、砥粒
への塗型剤の混入率を低下でき、砥粒の流動性が向上す
る。そして砥粒の研掃力が向上し、研掃時間を短縮でき
る。さらに、剥離した塗型剤が中空部に蓄積することが
ないため、本発明の除去装置を使用した後、剥離した塗
型剤を２次処理する必要が不用であり、コスト面でも有
利なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の除去装置を示し、かつ除去装置の振動
付与手段の載置部に中空鋳物を載置した状態を示す断面
図。

【図２】実施例の除去装置を示し、かつ除去装置の使用
状態を示す断面図。

【図３】図１および図２における中空鋳物の外観を斜視
して示す斜視図。

【図４】図２における除去装置の要部の外観を斜視して
示す斜視図。

【符号の説明】

１…中空鋳物の内部に残留した異物の除去装置 ２…振動付与手段 ２２…加振機 ２３…支持
バネ ２４…載置テーブル ３…エア供給手段 ３０…圧縮エアノズル部 ３１
…ノズル押圧部 ３２…シリンダロッド ３３…シリンダ ３４…押圧板 ３４ａ…シール部 ４…濾過手段 ４０…フイルター ４１…
フイルター押圧部 ４２…シリンダロッド ４３…シリンダ ４４
…押圧板 ４４ａ…シール部 ４５…排気孔 ５…ワーク ５０…シリンダブロック本体 ５１…シリンダボア ５２…中空部 ５３…上方開口 ５
４…側方開口 ６…カバー部材 ７…砥粒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−367366（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−297552（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−16853（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−148073（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−205865（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−234471（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−16375（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−109854（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−49359（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−18833（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 29/00 B22D 29/02 B22D 29/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋳造され中空部および該中空部に連通する
   複数の開口部をもつ中空鋳物を載置するとともに該中空
   鋳物に振動を付与する振動付与手段と、 前記振動付与手段に載置された該中空鋳物の該開口部の
   少なくともひとつに着脱可能に装着され該中空部に圧縮
   エアを噴出する圧縮エアノズル部と、該圧縮エアノズル
   部を該開口部に押圧保持するノズル押圧部とをもつエア
   供給手段と、 前記振動付与手段に載置された該中空鋳物の他方の該開
   口部に着脱可能に装着されるフイルターと、該フイルタ
   ーを該開口部に押圧保持するフイルター押圧部とをもつ
   濾過手段と、よりなる中空鋳物の内部に残留した異物の
   除去装置。