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発明の名称 鋳造用金型のキャビティ表面への離型剤噴霧方法、及び、離型剤噴霧装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−29984(P2007−29984A)
公開日 平成19年2月8日(2007.2.8)
出願番号 特願2005−215548(P2005−215548)
出願日 平成17年7月26日(2005.7.26)
代理人 【識別番号】100080621
【弁理士】
【氏名又は名称】矢野 寿一郎
発明者 米田 晶夫
要約 課題
キャビティ内で滞留する水分(水蒸気)を除去することにより、鋳巣等の欠陥の発生を防ぎ、製品品質の向上を図るための新規な離型剤噴霧方法、及び、離型剤噴霧装置を提案する。

解決手段
型開状態で形成される型間空間30に離型剤噴霧装置1をセットし、キャビティ表面に対し離型剤を塗布する離型剤噴霧方法であって、前記離型剤を噴霧して前記キャビティ表面に対して前記離型剤を塗布する第一工程と、前記キャビティ表面に対してエアーを吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程と、前記型間空間30に滞留する前記水分を含む滞留物を、吸引手段(減圧装置5)により除去する第三工程と、を実施するものであり、前記第二工程と、前記第三工程を並行して実施するものとするものである。
特許請求の範囲
【請求項1】
型開状態で形成される型間空間に離型剤噴霧装置をセットし、キャビティ表面に対し離型剤を塗布する離型剤噴霧方法であって、
前記離型剤を噴霧して前記キャビティ表面に対して前記離型剤を塗布する第一工程と、
前記キャビティ表面に対してエアーを吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程と、
前記型間空間に滞留する前記水分を含む滞留物を、吸引手段により除去する第三工程と、を実施する、離型剤噴霧方法。
【請求項2】
前記第二工程と、前記第三工程を並行して実施する、ことを特徴とする、請求項1に記載の離型剤噴霧方法。
【請求項3】
前記第二工程には、前記離型剤噴霧装置を型間空間の内部から外部へ移動させる工程が含まれる、ことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載の離型剤噴霧方法。
【請求項4】
型開状態で形成される型間空間にセットされ、キャビティ表面に対し離型剤を塗布するための離型剤噴霧装置であって、
複数のノズル取付部と、複数の吸引部とを有するスプレーユニットを具備し、
前記ノズル取付部は、離型剤を噴霧するためのスプレーノズル、又は、エアーを噴出させるためのエアーノズルが着脱可能に構成され、
前記吸引部は、前記スプレーユニットが配置される前記型間空間内に滞留する滞留物を吸引するように構成される、離型剤噴霧装置。
【請求項5】
前記スプレーユニットには、前記吸引部と接続されるマニホールドが設けられており、
前記マニホールドは、吸引配管を介して減圧装置と接続される構成とする、
ことを特徴とする、請求項4に記載の離型剤噴霧装置。
【請求項6】
前記吸引配管は、水分除去装置を介して前記減圧装置に接続される構成とする、
ことを特徴とする、請求項5に記載の離型剤噴霧装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋳造用金型のキャビティ表面への離型剤噴霧方法、及び、離型剤噴霧装置に関するものであり、より詳しくは、キャビティ内で滞留する水分(水蒸気)を除去することにより、鋳巣等の欠陥の発生を防ぎ、製品品質の向上を図る技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、鋳造用金型のキャビティ表面に対する離型剤の噴霧方法に関する技術は周知となっており、この技術に関して開示する文献も存在する(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1においては、押込ブロワと吸引ブロワを対向配置し、離型剤を押込ブロワから吸引ブロワへと向うように噴出させることで、余剰の離型剤の飛散を防止する構成について開示がされている。
【0003】
他方、前記離型剤には水分が含まれるため、この水分がキャビティ表面に液化して残存し、製品に鋳巣等の欠陥が発生してしまうという問題があった。
そこで、離型剤の噴霧後にキャビティ表面に向けてエアーを吹き付け、キャビティ表面に液化した水分、或いは、キャビティ内に滞留する水分を外部へ放出させる方法も実用化されている。
【特許文献1】特開2003−39155号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記特許文献1に開示される技術では、外部への余剰な離型剤の飛散を防止することができるが、キャビティ表面に液化した水分を除去できる構成とはなっていない。
また、上述したエアーを吹き付ける方法によれば、キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去することはできるが、エアーの流れがキャビティ内で滞留し、前記水分も水蒸気の状態で滞留することとなって、外部へ出されないことがあった。この現象は、特にキャビティ表面の形状が複雑な場合には顕著に表れることとなり、エアーの吹き付け終了後には、滞留した水蒸気は再びキャビティ表面に付着して、鋳巣等の欠陥の原因となっていた。
【0005】
そこで、本発明は、以上の問題に鑑み、キャビティ内で滞留する水分(水蒸気)を除去することにより、鋳巣等の欠陥の発生を防ぎ、製品品質の向上を図るための新規な離型剤噴霧方法、及び、離型剤噴霧装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0007】
即ち、請求項1に記載のごとく、
型開状態で形成される型間空間に離型剤噴霧装置をセットし、キャビティ表面に対し離型剤を塗布する離型剤噴霧方法であって、
前記離型剤を噴霧して前記キャビティ表面に対して前記離型剤を塗布する第一工程と、
前記キャビティ表面に対してエアーを吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程と、
前記型間空間に滞留する前記水分を含む滞留物を、吸引手段により除去する第三工程と、を実施することとする。
【0008】
また、請求項2に記載のごとく、前記第二工程と、前記第三工程を並行して実施することとする。
【0009】
また、請求項3に記載のごとく、
前記第二工程には、前記離型剤噴霧装置を型間空間の内部から外部へ移動させる工程が含まれることとするものである。
【0010】
また、請求項4に記載のごとく、
型開状態で形成される型間空間にセットされ、キャビティ表面に対し離型剤を塗布するための離型剤噴霧装置であって、
複数のノズル取付部と、複数の吸引部とを有するスプレーユニットを具備し、
前記ノズル取付部は、離型剤を噴霧するためのスプレーノズル、又は、エアーを噴出させるためのエアーノズルが着脱可能に構成され、
前記吸引部は、前記スプレーユニットが配置される前記型間空間内に滞留する滞留物を吸引するように構成されるものである。
【0011】
また、請求項5に記載のごとく、前記スプレーユニットには、前記吸引部と接続されるマニホールドが設けられており、前記マニホールドは、吸引配管を介して減圧装置と接続される構成としている。
【0012】
また、請求項6に記載のごとく、前記吸引配管は、水分除去装置を介して前記減圧装置に接続される構成としている。
【発明の効果】
【0013】
以上の請求項1に記載の発明では、前記第三工程では、型間空間内の滞留物が吸引部に吸引されて除去されることから、滞留した水分のキャビティ表面への付着、また、これに基づく鋳巣等の欠陥の発生を防止することができ、製品の品質向上を図ることができる。
【0014】
また、請求項2に記載の発明では、キャビティ表面への離型剤の塗布に関して必要となる時間を短縮することができ、鋳造サイクル全体に要する時間の短縮、つまりは、鋳造サイクルタイムの短縮化を図ることができる。
【0015】
また、請求項3に記載の発明では、スプレーユニットの移動に要する時間も無駄なく水分除去に利用することができ、より確実に水分を除去することができる。
【0016】
また、請求項4に記載の発明では、型間空間内の滞留物を除去することができるようになり、滞留した水分のキャビティ表面への付着、また、これに基づく鋳巣等の欠陥の発生を防止することができ、品質向上を図ることができる。
【0017】
また、請求項5に記載の発明では、前記マニホールドの経路の設計により効率よく水分を除去することができる。
【0018】
また、請求項6に記載の発明では、前記吸引配管内を流れる水分を除去することができ、一般的な減圧装置、即ち、耐水機能を有しない減圧装置を採用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
図1及び図2に示すごとく、本発明に係る離型剤噴霧装置1は、
型開状態で形成される型間空間30にセットされ、キャビティ表面に対し離型剤を塗布するための離型剤噴霧装置1であって、
複数のノズル取付部21・21・・・と、複数の吸引部22・22・・・とを有するスプレーユニット11A・11Bを具備し、
前記ノズル取付部21・21・・・は、離型剤を噴霧するためのスプレーノズル21a・21a・・・、又は、エアーを噴出させるためのエアーノズル21b・21b・・・が着脱可能に構成され、
前記吸引部22・22・・・は、前記スプレーユニット11A・11Bが配置される前記型間空間30内に滞留する滞留物を吸引するように構成され、
前記スプレーノズル21a・21a・・・より離型剤を前記キャビティ表面に対し噴霧する第一工程と、
前記エアーノズル21b・21b・・・よりエアーを前記キャビティ表面に対し吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程と、
前記吸引部22・22・・・から前記水分を含む滞留物を吸引する第三工程を実施する、構成とするものである。
【0020】
以上の構成において、前記第三工程では、型間空間内の滞留物が吸引部に吸引されて除去されることから、滞留した水分のキャビティ表面への付着、また、これに基づく鋳巣等の欠陥の発生を防止することができ、製品の品質向上を図ることができる。
また、前記第二工程と、前記第三工程とを並行して実施することとにより、キャビティ表面への離型剤の塗布に関して必要となる時間を短縮することができ、鋳造サイクル全体に要する時間の短縮、つまりは、鋳造サイクルタイムの短縮化を図ることができる。
【0021】
以下、各部の詳細について説明すると、図1に示すごとく、離型剤噴霧装置1は、固定型2から可動型3を離した型開状態で、固定型2と可動型3の間に形成される型間空間30内に配置される。この離型剤噴霧装置1は、ロボットアーム等の支持装置13に吊設される等の構成としており、型開状態において型間空間30内に挿入され、型閉状態においては型間空間30の外部へと移動されるようになっている。
【0022】
また、図1に示すごとく、離型剤噴霧装置1は、複数のスプレーユニット11A・11Bがメインフレーム12に固定される構成としており、前記メインフレーム12は、前記支持装置13に対し固定される。図の構成においては、前記支持装置13によって離型剤噴霧装置1全体が上下方向へ移動する構成とされている。
【0023】
また、図1に示すごとく、前記各スプレーユニット11A・11Bは、固定型2、可動型3にそれぞれ構成されるキャビティ2a・3a・3bの表面にそれぞれ対向して設けられている。
前記各スプレーユニット11A・11Bは、それぞれ、一又は複数の板状のノズル設置プレート11a・11b・11cを具備して構成される。図の構成においては、上下方向に板面を構成するノズル設置プレート11aと、該ノズル設置プレート11aの上部において左右方向の板面を構成するノズル設置プレート11bと、前記ノズル設置プレート11aの下部において左右方向の板面を構成するノズル設置プレート11cとを具備して構成されている。
尚、このノズル設置プレート11a・11b・11cの形状、及び、配置は、キャビティ2a・3a・3bの形状に合わせて適宜設計されるものであり、例えば、上下、左右、前後の6面に配置されることとして、キャビティ表面の全ての面に個別に対向すべく配置してもよい。
【0024】
また、図3は、前記ノズル設置プレート11aの構成例について示すものであり、該ノズル設置プレート11aには、複数のノズル取付部21・21・・・と、複数の吸引部22・22・・・が配置される。
【0025】
また、前記ノズル取付部21・21・・・は、ノズル設置プレート11aの板厚方向に貫通する孔で構成されており、上下方向、左右方向において適宜間隔を空けて配置される。
そして、このノズル取付部21・21・・・には、スプレーノズル21a・21a・・・、又は、エアーノズル21b・21b・・・が択一的に取り付けられるようになっている。いずれのノズルを取り付けるかは、キャビティ表面の形状に合わせて適宜決定される。
【0026】
また、これらスプレーノズル21a・21a・・・、エアーノズル21b・21b・・・は、噴霧方向、噴出方向を、それぞれ変更可能とすべく、その基部が角度変更自在に構成される指向性を有しており、これにより、キャビティ表面の必要な個所への離型剤の噴霧、又は、エアーの吹き付けが可能となっている。
【0027】
また、前記スプレーノズル21a・21a・・・、及び、エアーノズル21b・21b・・・のいずれも設置されないノズル取付部21・21・・・には、栓23・23が取り付けられ、孔を塞ぐことができる構成となっている。
この構成により、キャビティ表面の形状や、離型剤の組成・噴霧量に合わせて、適宜、離型剤、エアーの噴霧/噴出箇所、噴霧/噴出量が設定できるようになっている。
【0028】
また、前記吸引部22・22・・・は、ノズル設置プレート11aの板厚方向に貫通する孔で構成されており、上下方向、左右方向において適宜間隔を空けて配置される。図3の構成例では、ノズル取付部21・21・・・が配置される位置の上下方向、及び、左右方向の中央部に、吸引部22・22・・・が配置される構成としている。
【0029】
また、前記滞留物の吸引が必要とされない部位に配置されることになる吸引部22・22・・・には、栓23・23が取り付けられ、吸引部22・22・・・の孔を塞ぐことができる構成となっている。
この構成により、キャビティ表面の形状や、離型剤の組成・噴霧量に合わせて、適宜、吸引箇所、吸引量が設定できるようになっている。
【0030】
また、図2に示すごとく、前記スプレーノズル21a・21a・・・が取り付けられたノズル取付部21・21・・・には、図1に示す離型剤供給装置7から離型剤供給管10aを介して離型剤が供給され、スプレーノズル21a・21a・・・から離型剤が噴霧されるようになっている。スプレーノズル21a・21a・・・を取り付けたノズル取付部21・21・・・と前記離型剤供給管10aとは、マニホールドや、ゴムチューブ等で接続される構成とするものであり、特に限定されるものではない。
【0031】
また、図2に示すごとく、前記エアーノズル21b・21b・・・が取り付けられたノズル取付部21・21・・・には、図1に示すエアー供給装置8からエアー供給管10bを介してエアーが供給され、エアーノズル21b・21b・・・からエアーが噴出されるようになっている。エアーノズル21b・21b・・・を取り付けたノズル取付部21・21・・・と前記エアー供給管10bとは、マニホールドや、ゴムチューブ等で接続される構成とするものであり、特に限定されるものではない。
【0032】
また、図2に示すごとく、前記スプレーユニット11Bにおいて、前記ノズル設置プレート11aの裏面(反キャビティ表面側)には、前記吸引部22・22・・・と枝管24a・24a・・・を介してそれぞれ個別に接続される構成のマニホールド24が設けられており、該マニホールド24は、吸引配管9を介して吸引ポンプ等からなる減圧装置5(図1参照)と接続される構成としている。
尚、マニホールド24で構成するほか、ゴムチューブ等により前記吸引部22・22・・・と吸引配管9を接続する構成としてもよい。
【0033】
また、図1に示すごとく、前記吸引配管9は、水分除去装置6を介して前記減圧装置5に接続され、前記吸引配管9内を流れる水分が除去される構成とすることによれば、一般的な減圧装置5、即ち、耐水機能を有しない減圧装置を採用することが可能となる。この水分除去装置6は、周知の技術により構成されるものであり、具体的な構成に限定されるものではない。
【0034】
また、前記減圧装置5により、鋳込時におけるキャビティの減圧が実施される構成としてもよい。
【0035】
以上の構成とし、図2に示すごとく、スプレーノズル21a・21a・・・から離型剤を噴霧させ、キャビティ表面3fに離型剤が塗布される。また、エアーノズル21b・21b・・・からキャビティ表面3fにエアーを吹き付けることにより、キャビティ表面3fで液化した離型剤中の水分が除去される。また、このエアーによって除去され前記型間空間30に滞留する水分や、キャビティ表面3fの熱により蒸発されて型間空間30に滞留する水分は、前記吸引部22・22・・・からマニホールド24内へと吸引され、吸引配管9へと導かれる。このマニホールド24は、水分を効率よく吸引できるように経路の設計がされており、短時間で効率よく水分を除去できるようにしている。
このように、型間空間30に滞留する滞留物を除去することにより、鋳巣等の欠陥の発生を防止することができ、製品の品質向上を図ることができる。
【0036】
図4は、以上の構成の離型剤噴霧装置1を用いた際の鋳造サイクルのフローについて示すものである。
まず、型開状態とし(S50)、図1に示すように、前記支持装置13を作動させスプレーユニット11A・11Bを降下させる(S51)。そして、前記離型剤供給装置7を作動させ、スプレーノズル21a・21a・・・から離型剤を噴霧させる(S52)。
【0037】
次に、エアー供給装置8を作動させ、エアーノズル21b・21b・・・よりエアーを噴出させ、キャビティ表面に付着した水分の除去を行う(S53:エアブロー1)。また、中子が存在する場合には、中子に対しても適宜エアーを吹き付ける(S54)。また、キャビティ表面が複雑形状となる箇所に対しては、再度、エアーを吹き付け(S55;エアブロー2)、重点的に水分の除去を行う。このエアーの噴出の終了後、前記支持装置13を作動させスプレーユニット11A・11Bを上昇させる(S56)。
【0038】
以上のように、型開状態で形成される型間空間30に離型剤噴霧装置1をセットし、キャビティ表面に対し離型剤を塗布する離型剤噴霧方法であって、
前記離型剤を噴霧して前記キャビティ表面に対して前記離型剤を塗布する第一工程(S52)と、
前記キャビティ表面に対してエアーを吹き付け、前記キャビティ表面に付着した水分を前記キャビティ表面上から除去する第二工程(S53〜S55)と、
前記型間空間30に滞留する前記水分を含む滞留物を、吸引手段(減圧装置5)により除去する第三工程(S57)と、を実施するものであり、
前記第二工程(S53〜S55)と、前記第三工程(S57)を並行して実施するものとするものである。
また、前記第二工程には、前記離型剤噴霧装置1を型間空間30の内部から外部へ移動させる工程(S56;上昇工程)が含まれることとするものである。
【0039】
ここで、滞留物の吸引工程(S57)とエアブロー工程(S53〜S55)と並行して実施することによれば、離型剤のキャビティ表面への塗布に関して必要となる時間の短縮を図ることができる。また、並行して実施することにより、エアブローによって一度キャビティ表面から吹き飛ばされた水分が再度キャビティ表面へ付着することを防止することができ、効率の良い水分除去を実施することができる。
また、スプレーユニット11A・11Bの上昇工程(S56)の際においても滞留物の吸引工程(S57)が実施されることにより、このスプレーユニット11A・11Bの上昇工程に要する時間も無駄なく水分除去に利用することができ、より確実に水分を除去することができる。
【0040】
次に、型を閉じ(S58)、鋳込を実施し(S59)、鋳込完了後、製品を取り出すことで(S60)、鋳造サイクルが終了される。
また、以上の一連の鋳造サイクルにおいては、制御装置により、前記支持装置13、前記離型剤供給装置7、エアー供給装置8、減圧装置5の各装置の動作タイミングが最適に設定され、効率の良い離型剤の塗布、水分の除去が実行される。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明に係る離型剤噴霧装置を型開状態で挿入した様子について示す図。
【図2】スプレーユニットの構成について示す側面断面図。
【図3】ノズル設置プレートの構成について示す正面図。
【図4】離型剤噴霧装置を用いた鋳造サイクルのフローについて示す図。
【符号の説明】
【0042】

1 離型剤噴霧装置
2 固定型
3 可動型
5 減圧装置
6 水分除去装置
7 離型剤供給装置
8 エアー供給装置
9 吸引配管
11A・11B スプレーユニット
11a ノズル設置プレート
21 ノズル取付部
21a スプレーノズル
21b エアーノズル
22 吸引部




 

 


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