JP5268665B2

JP5268665B2 - 鋳物用中子の塗型方法及び塗型装置

Info

Publication number: JP5268665B2
Application number: JP2009006182A
Authority: JP
Inventors: 宏之吉井; 国泰宝栄
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-01-15
Also published as: JP2010162572A

Description

本発明は鋳物用中子の塗型方法及びその方法に用いる塗型装置に関するものである。

溶かした金属を鋳型に流し込んで目的の形状を造る鋳造法のうち、例えば特許文献１に記載されているような遠心鋳造法では、中子を使用しなくとも鋳物を製造することが可能である。しかしながら、中子を使用しない場合、鋳物の内側を目的の形状とすることができない（例えば鋳鉄管の場合、内径が全長に亘って一定の寸法になってしまう）。

したがって、例えば受口の内径が管の他部分の内径よりも大きくなっている鋳鉄管のような鋳物を製造する場合には、中子が必要となる。
こうした鋳造法において用いられる鋳型及び中子の表面には、鋳型に注入される金属の溶湯と鋳型表面及び中子表面との直接接触を避け、鋳型表面と溶湯との間に熱的にも化学的にも安全な障壁を設けるために、塗型が施される。

中子に対する塗型は、中子の表面に液体状の塗料（塗型液剤）を付着させたのち、付着した塗型液剤を乾燥させることで施されるものであるが、強度の低下や乾燥不良を避けるため、また塗型液剤の消費量を抑えるため、円筒状などの回転体状の中子の場合、内面には塗型を施すことを避けるべきである。

特開２００１−１５０１１４号公報

塗型を内面には施さず、中子の外面だけに施すことが可能な方法としては、中子を回転させながら、作業者が刷毛を用いて塗型液剤を中子の表面に塗る、という方法が考えられる。しかしながら、この方法では作業の効率が悪い上に、人手が介在するために刷毛目や塗り斑といった外観品質の低下が発生するほか、この中子を用いて鋳物を鋳造すると、塗り斑に起因する焼付など、鋳物の品質低下が発生し、生産性が低くなってしまうという問題がある。

本発明は、上記のような問題を解決して、回転体状の中子に対して、内面には塗型液剤を付着させず、外面にのみ塗型を施して塗型液剤の無駄使いを防ぐとともに、中子の外周全面に均一に塗型液剤を塗布して中子の外観品質低下や鋳物の品質低下を防ぐことのできる鋳物用中子の塗型方法及び塗型装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、両端部に開口部を有する回転体状の鋳物用中子の外周面に塗型を施す方法であって、塗型を施す対象となる中子を一方の開口部において支持板に取り付け、前記支持板に取り付けられた状態の中子の一部分を、塗型槽内の塗型液剤へ横向きの姿勢で浸漬させ、中子の一部分が塗型液剤に浸漬した状態で前記支持板を中子とともに回転させて、中子の外周全面に塗型液剤を付着させることにより、中子に塗型を施し、中子を回転させながら塗型液剤の液面から遠ざけることを特徴とする。

また、請求項２に係る発明は、回転体状の鋳物用中子に塗型を施すための塗型装置であって、塗型液剤の供給を行う供給手段及び余剰の塗型液剤を排出する排出手段により、塗型液剤の液面位を一定に保つ機構を有する塗型槽と、塗型を施す対象となる中子を該中子の開口部が水平状態を向いた状態で取り付け可能であり、取り付けられた中子の一部を前記塗型槽内の塗型液剤に浸漬させた状態で回転させて中子の外周全面に塗型液剤を付着可能な支持円板と、支持円板の中央部に設けられた孔の中心付近から周縁に向う方向に沿って放射状に複数配設され、支持円板に対して径方向にスライド自在に支持された押圧部材と、押圧部材を支持円板の孔に向かう方向に付勢する付勢部材と、支持円板の孔の中心に沿って挿入可能、かつ押圧部材の中央側端部に当接可能で、軸心部を中心として回転する円錐形状のテーパ面と、を有し、テーパ面を支持円板の孔に挿入して押圧部材に抗して押圧部材を外周方向に移動させることで、押圧部材の周縁側端部を中子の内周に当接させて突っ張り、中子の内周面をクランプするよう構成したことを特徴とする。

本発明に係る鋳物用中子の塗型方法を用いることにより、中子の内面に塗型液剤が付着することがなく、また、中子を回転させながら塗型液剤に浸漬させるため、外周全面に均一に塗型液剤が付着することになり、刷毛目や塗り斑の残らない、品質の高い塗型が施された中子を得ることができる。また、このとき、中子を回転させながら塗型液剤液面から遠ざけることで、余分な塗型液剤を中子外表面から除去（液切り）するにあたって、手間を省くことができる。

また、中子をその一方の開口部において支持板に取り付けているため、中子が水平方向を向いた姿勢のときには、塗型液剤への浸漬中に支持板全体で中子の重量を吊るしたり支えたりする必要がなく、支持板をさほど強靭な構造としなくともよい。

さらに、中子の一部のみを塗型液剤に浸漬させて塗型を行うため、中子の内側面に塗型液剤が浸入することを防ぐ蓋などの部材を用意したり取り付けたりする必要がなく、装置の小部品化・作業の容易化を図ることができる。

本発明の実施の形態の一例に係る塗型方法を実施する際の塗型装置の様子を示す断面図本発明の実施の形態の一例に係る支持円板を示す上面図本発明の実施の形態の一例に係る支持円板を寝かせた状態で中子を取り付けた状態を示す断面図

本発明に係る鋳物用中子の塗型方法及び塗型装置の実施の形態の一例を、図１〜図３を基に解説する。
図１は本実施の形態に係る塗型方法を実施する際の塗型装置の様子を示す断面図であり、１０は塗型の対象となる中子、２０はこの中子１０を取り付け可能な支持円板、３０は支持円板２０の中央に設けられた孔２３に挿入可能な三角コーン、４０は塗型液剤４２が満たされた塗型槽である。図示は省略するが、支持円板２０と三角コーン３０は、適当な支持装置によって支持されている。

図１〜図３に示すように、中子１０は円筒などの回転体状の形状をなしており、その両端部には広径開口部１０ａ及び狭径開口部１０ｂが設けられている。狭径開口部１０ｂには内フランジ１０ｅが形成されており、１０ｃはその内フランジ１０ｅの内周面である。また、１０ｄは広径開口部１０ａの外周面である。

支持円板２０の周縁にはスポンジやゴムなどで形成された環状のシール材２１が配置されている。ここで、支持円板２０の中央からシール材２１までの寸法は、塗型を施す対象となる中子１０の広径開口部１０ａの内半径以上の大きさの寸法になっている。

また、支持円板２０の中央部には孔２３が設けられており、棒状の押圧部材２２がこの孔２３の中心付近から周縁に向かう方向に沿って放射状に複数（ここでは３つ）配設されている。この押圧部材２２は孔２３寄りの位置において押圧部材固定具２４によって支持円板２０の径方向にスライド自在に支持されており、押圧部材固定具２４は支持円板２０にボルトなどによって固定されている。

そして、押圧部材２２において他の部分よりも大径に形成された中央側端部２２ａと押圧部材固定具２４との間には圧縮コイルバネなどの付勢部材２６が設けられて（ここでは外ばめされて）おり、この付勢部材２６により、押圧部材２２は孔２３に向かう方向に付勢された状態となっている。また、押圧部材２２の周縁側端部２２ｂはＴ字形に広がった形状をなしている。

本実施の形態に係る塗型方法を実施する際には、まず、図３に示すように、上述の支持装置を動作させることによって支持円板２０を寝かせた状態（水平状態）で、縦向き状態（中子１０の開口部が鉛直方向を向いた状態）の中子１０を、広径開口部１０ａ側を下向きにしてこの支持円板２０に載置する。

すると、シール部材２１が中子１０の重量によって圧縮されて支持円板２０と中子１０との間をシールする状態となる。また、押圧部材２２の周縁側端部２２ｂが中子１０の内周面に触れる状態となる。

三角コーン３０は、エアシリンダで操作されることで、その先端が孔２３に出入りできる構成となっている。
この状態で支持円板２０の孔２３に三角コーン装置３０を挿入させると、押圧部材２２の中央側端部２２ａが三角コーン装置のテーパ面３２に触れる形となる。そして、三角コーン装置３０を移動させるにつれ、押圧部材２２は付勢部材２６の付勢力に抗して外周方向に押されることとなり、これにより押圧部材２２はテーパ面３２と中子１０の内周面との間で突っ張った状態となり、押圧部材２２の周縁側端部２２ｂが中子１０の内周面をクランプする。

そして、三角コーン装置３０の基端部３１が支持円板２０に押し付けられるくらいにまで三角コーン装置３０を移動させると、押圧部材２２がさらに強く突っ張ることとなり、この突っ張りのために中子１０は支持円板２０から容易には外れないようになって、中子１０が支持円板２０に取り付けられた状態となる。

こうして中子１０が取り付けられた支持円板２０を、図示しない支持装置を操作するなどの方法で、中子１０，三角コーン装置３０とともに横倒しにしていく（図３の水平状態から８５〜９５度程度傾斜させる）。このとき、支持円板２０を中子１０とともに回転させながら倒していってもよい。

そうして図１に示すように、横向きになった（すなわち開口部１０ａ，１０ｂが水平方向を向いた状態で支持円板に取り付けられた）中子１０を塗型液剤４２が満たされた塗型槽４０へ浸漬させてゆく。

ここで、塗型槽４０には、図示しない供給手段（供給口やノズルなど）により、塗型液剤４２が塗型槽４０へと供給され続けている。そして、塗型槽４０の上方には排出手段としての排出口４０ａが設けられており、塗型液剤４２の液面４２ａの高さがこの排出口４０ａの位置に達すると、余剰分の塗型液剤４２が排出口４０ａから塗型槽４０外の排出路４４へと送られるようになっている。

このように、供給手段から塗型液剤４２を供給し続けるとともに、排出口４０ａから塗型液剤４２を排出し続けることにより、塗型槽４０内の塗型液剤４２の液面４２ａの高さは常に一定に保たれるようになっている。

この一定高さの液面４２ａへ向けて中子１０を浸漬させていくのであるが、浸漬させていく方法としては、図１に示すように、塗型槽４０の下方にスクリュージャッキ装置５０を設けておき、このスクリュージャッキ装置５０を操作して塗型槽４０を上昇させて行くことによって液面４２ａの方を中子１０に近づけていく方法がある。

また、三角コーン装置３０を支持円板２０，中子１０とともに下方へと移動させて、中子１０の方を液面４２ａに近づけていく方法も考えられる。
中子１０を塗型液剤４２に浸漬させていく際、なるべく中子１０の広範囲に塗型が施せるように、中子１０の位置、または液面４２ａの高さを微調整して、液面４２ａを狭径開口部１０ｂの内周面１０ｃ付近にまで近づけていくことが望ましい。ただし、塗型液剤４２が中子１０の内周面に付着しないように、液面４２ａが狭径開口部１０ｂの内周面１０ｃよりも下方にある状態を保つ必要がある。

液面４２ａが狭径開口部１０ｂにおける内フランジ１０ｅの内周面１０ｃよりも下方にある状態を保つようにすると、内フランジ１０ｅが塗型液剤４２に対する堰止めとなって、蓋などの堰止め用の部材を用意しなくとも、中子１０の内周面に塗型液剤４２が浸入することを防ぐことができる。

こうして中子１０の一部、すなわち広径開口部１０ａの外周面１０ｄから狭径開口部１０ｂの内周面１０ｃの手前までの範囲が塗型液剤４２に浸漬した状態で、三角コーン３０の軸部３３を駆動させて支持円板２０を中子１０とともに回転させていく。

すると、支持円板２０とともに中子１０が一回転する間に、中子１０の外周全面に塗型液剤４２が付着することになる。
そして、中子１０の外周全面に塗型液剤４２を付着させたら、塗型槽４０を下降させて、液面４２ａを中子１０から遠ざけてゆく。このとき、中子１０を回転させながら、ゆっくりと遠ざけていく（中子１０の上昇速度または塗型槽４０の下降速度を遅くする）ことが望ましい。

中子１０を回転させながら液面４２ａからゆっくりと遠ざけていくことにより、中子１０の外側面に付着した塗型液剤４２のうち余剰な分は、滴下することによって塗型槽４０の方に残されることとなって、後の液切りの手間が省けることとなる。

中子１０の全体が塗型液剤４２から離れた後は、中子１０に付着した余剰の塗型液剤４２を除去（液切り）するための後回転を行い、十分に液切りが行えたら回転を止める。そして、図３の姿勢に戻して支持円板１０を中子２０から取り外す。

以上の工程により、蓋などを用いない、かつさほど強靭でない単純な構成の装置によって、中子１０の外周全面に均一に塗型液剤を付着させることができて、塗り斑や刷毛目の残らない塗型を行うことができる。しかも内周面に塗型液剤が付着しないため、強度の低下や乾燥不良を避けることができ、また塗型液剤の消費量を抑えることもできる。

１０中子
２０支持円板
３０三角コーン
４０塗型槽

Claims

両端部に開口部を有する回転体状の鋳物用中子の外周面に塗型を施す方法であって、
塗型を施す対象となる中子を一方の開口部において支持板に取り付け、
前記支持板に取り付けられた状態の中子の一部分を、塗型槽内の塗型液剤へ横向きの姿勢で浸漬させ、
中子の一部分が塗型液剤に浸漬した状態で前記支持板を中子とともに回転させて、中子の外周全面に塗型液剤を付着させることにより、中子に塗型を施し、
中子を回転させながら塗型液剤の液面から遠ざける
ことを特徴とする鋳物用中子塗型方法。
回転体状の鋳物用中子に塗型を施すための塗型装置であって、
塗型液剤の供給を行う供給手段及び余剰の塗型液剤を排出する排出手段により、塗型液剤の液面位を一定に保つ機構を有する塗型槽と、
塗型を施す対象となる中子を該中子の開口部が水平状態を向いた状態で取り付け可能であり、取り付けられた中子の一部を前記塗型槽内の塗型液剤に浸漬させた状態で回転させて中子の外周全面に塗型液剤を付着可能な支持円板と、
支持円板の中央部に設けられた孔の中心付近から周縁に向う方向に沿って放射状に複数配設され、支持円板に対して径方向にスライド自在に支持された押圧部材と、
押圧部材を支持円板の孔に向かう方向に付勢する付勢部材と、
支持円板の孔の中心に沿って挿入可能、かつ押圧部材の中央側端部に当接可能で、軸心部を中心として回転する円錐形状のテーパ面と、
を有し、
テーパ面を支持円板の孔に挿入して押圧部材に抗して押圧部材を外周方向に移動させることで、押圧部材の周縁側端部を中子の内周に当接させて突っ張り、中子の内周面をクランプするよう構成した
ことを特徴とする鋳物用中子塗型装置。