JP6096574B2 - 離型剤塗布装置及び離型剤塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造用の金型のキャビティ面に離型剤を塗布してその余分な残り液をエアブローで除去する離型剤塗布装置及び離型剤塗布方法に関する。

従来、このような離型剤塗布装置として、離型剤を塗布するための離型剤塗布ノズル、及び塗布された離型剤の余分な残り液を除去するためのエアブローノズルを支持する筐体と、開いた状態の金型のキャビティ面に対して筐体を位置決めする位置決め機構とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の離型剤塗布装置では、鋳造サイクルにおいて、開いた状態の金型のキャビティ面に離型剤塗布ノズルで離型剤が塗布され、その後、離型剤の余分な残り液が、エアブローノズルによるエアブローで除去される。また、このエアブローと同時に、金型間の空間に滞留する残り液の蒸気が吸引され、除去される。残り液を除去するのは、いわゆる水残りによる鋳巣等の欠陥の発生を防止するためである。

特開２００７−２９９８４号公報

しかしながら、金型のキャビティ面には、塗布された離型剤の残り液を除去するためのエアブローを行った後も、残り液が除去されずに滞留したままの状態となる溝部が存在する場合がある。このような溝部としては、例えば、シリンダブロックを成形する金型におけるウォータジャケットを成形する部分とボアピンとの間に形成された環状の溝部であって、上方又は斜め上方に開口したものが該当する。

このような溝部は、その部分の金型の温度がさほど高くならないため、塗布された離型剤の水分が蒸発し難く、また、その溝部の形状や開口方向の角度に起因してエアブローの効果が発揮され難い。このため、かかる溝部には、離型剤の残り液が、エアブロー後も残留し易い。離型剤の残り液が残留したまま次の成形を行うと、成形物に鋳巣等の欠陥が発生するおそれがある。

本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、エアブロー後も離型剤の残り液が残留する溝部から残り液を確実に除去することができる離型剤塗布装置及び離型剤塗布方法を提供することにある。

本発明の離型剤塗布装置は、鋳造用の金型のキャビティ面に離型剤を塗布して該離型剤の余分な残り液をエアブローで除去する離型剤塗布装置であって、前記キャビティ面の所定の溝部の底部に残留した前記残り液を挟む両側の位置であって、該底部における該残り液の両側にエアが当たったときに両エアが合流して該残り液を該底部から該溝部の開口へ向かわせて該溝部の外部に排出する気流を生じる位置に向けてそれぞれエアブローを行うための２つのエアブローノズルを備えることを特徴とする。

一般に、金型のキャビティ面は、塗布された離型剤の余分な残り液をエアブローで除去する処理を行った後も該残り液が残留した状態となる溝部を有する場合がある。かかる場合であっても、本発明によれば、該溝部について上記の２つのエアブローノズルでエアブローを行うことにより、該溝部に残留した残り液を確実に除去することができる。

すなわち、上記の２つのエアブローノズルで該溝部の底部に残留した残り液を挟む両側の位置に向けてそれぞれエアブローを行うと、該底部に向けて吹き付けられた各エアブローノズルからのエアが、残り液の両側の該底部の部分にそれぞれ衝突する。これらの衝突したエアが、該残り液が位置する該底部の部分において合流し、ブロー方向と反対方向に折り返す気流が形成される。この気流により、該溝部の残り液を効果的に除去することができる。

本発明において、前記離型剤を塗布するための離型剤塗布ノズル、前記キャビティ面に塗布された離型剤の残り液を除去するエアブローを行うための第１エアブローノズル、及び前記２つのエアブローノズルを有する第２エアブローノズルを有する筐体と、開いた状態の前記金型のキャビティ面に対して前記筐体を位置決めする位置決め機構とを備え、前記位置決め機構により前記筐体を第１位置に位置決めして前記第１エアブローノズルにより前記キャビティ面全体にエアブローを行い、その後、前記位置決め機構により前記筐体を所定の溝部の底部に残留している残り液を除去するための第２位置に位置決めして前記第２エアブローノズルによるエアブローを行うものであってもよい。

これによれば、位置決め機構により、筐体を、離型剤塗布ノズルによる離型剤の塗布、第１エアブローノズルによるキャビティ面のエアブロー、及び第２エアブローノズルによる溝部のエアブローのそれぞれに適した位置に各ノズルが位置するように位置決めすることができる。

その際、第１エアブローノズルによるエアブローによって溝部内で移動又は分散した残り液は、筐体が第２位置に位置決めされて第２エアブローノズルによるエアブローが行われるまでの間に、重力の作用によって、溝部の底部の最も低い位置に移動し又は集合する。したがって、この位置を基準として筐体の位置決めを行うことにより、移動又は集合した残り液を、第２エアブローノズルからのエアブローにより確実に除去することができる。

本発明において、前記金型は、内燃機関のシリンダブロックを成形するためのものであり、前記溝部は、前記金型のウォータジャケット成形部とボアピンとの間に形成された円環状の溝部であってもよい。

これによれば、金型のウォータジャケット成形部とボアピンとの間に形成された溝部に第１エアブローノズルによるエアブロー後も残留する離型剤の残り液を、該溝部へ向けた２つのエアブローノズルからのエアブローによって除去することができる。

本発明の離型剤塗布方法は、鋳造用の金型のキャビティ面に離型剤を塗布し、その後、該離型剤の余分な残り液をエアブローで除去する離型剤塗布方法であって、前記金型のキャビティ面に離型剤を塗布する塗布工程と、前記離型剤が塗布されたキャビティ面に対して該離型剤の残り液を除去するためのエアブローを行う第１ブロー工程と、前記エアブローが行われたキャビティ面上の所定の溝部に対して２つのエアブローノズルを、それぞれのエアブローによるエアが該溝部の底部において該底部に残留する前記残り液を挟む両側に当たって合流し、該残り液を該底部から該溝部の開口へ向かわせて該溝部の外部に排出する気流を生じる位置に位置決めする位置決め工程と、前記位置決めされた２つのエアーノズルによりエアブローを行う第２ブロー工程とを備えることを特徴とする。

本発明の離型剤塗布方法によれば、塗布工程で塗布された離型剤の残り液が、第１ブロー工程を経た後もなお所定の溝部に残留していても、その残り液を第２ブロー工程により除去することができる。

本発明の一実施形態に係る離型剤塗布装置によりエアブローが行われている様子を示す図である。 図１の離型剤塗布装置により離型剤が塗布される金型のコアの斜視図である。 図２のIII−III線断面図である。 図１の離型剤塗布装置の筐体が所定位置に位置決めされたときの第２エアブローノズルと、溝部と、残り液との位置関係を示す図である。 図１の離型剤塗布装置の筐体が所定位置に位置決めされたときの第２エアブローノズルと、溝部と、残り液との位置関係を示す別の図である。 図４における溝部の底部に溜まった残り液を、１本のエアブローノズルで除去しようとする場合の残り液の動きを示す斜視図である。 図４における溝部の底部に溜まった残り液を、２つの第２エアブローノズルで除去する場合の残り液の動きを示す斜視図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る離型剤塗布装置１は、金型２のキャビティ面３に離型剤を塗布し、離型剤の余分な残り液をエアブローで除去する。離型剤としては、ここでは、離型に必要なワックスやシリコンを界面活性剤で乳化させて作られた水溶性のものが用いられる。

この場合、キャビティ面３に塗布された離型剤は、その水分が、金型２の熱によりある程度は蒸発する。蒸発することなくキャビティ面３上に残った水分としての余分な残り液は、エアブローにより除去される。いわゆる水残りによる鋳巣等の欠陥の発生を防止するためである。

図１に示すように、離型剤塗布装置１は、開いた金型２のキャビティ面３に離型剤を塗布するための複数の離型剤塗布ノズル４、エアブローを行うための複数の第１エアブローノズル５及び２つの第２エアブローノズル６を有する筐体７と、開いた状態の金型２のキャビティ面３に筐体７を位置決めする位置決め機構としてのロボット８とを備える。なお、図１において、ロボット８についてはそのアームの先端部のみが示されている。

第１エアブローノズル５は、キャビティ面３に塗布された離型剤の残り液を、キャビティ面３の全体について除去するエアブローを行うために用いられる。２つの第２エアブローノズル６は、１組として、筐体７の下端部において支持される。２つの第２エアブローノズル６は、キャビティ面３上の所定の溝部の底部に残留した残り液を挟む両側の位置に向けてそれぞれエアブローを行うために用いられる。

金型２は、二輪車用のシリンダブロックの成形に使用されるものである。図１では、金型２のうちの可動型９と、これに取り付けられるコア１０と、上下方向に摺動されるスライドコア１１とが断面で示されている。コア１０は、シリンダブロックのシリンダボアとウォータジャケットを成形する。スライドコア１１は、これらの近傍を成形する。

筐体７は、金型２が開いた状態で、可動型９とこれに対向する図外の固定型との間に上方から挿入して配置し易いように、配置された状態で上下方向に長い直方体形状を有する。可動型９と固定型との間の所定位置に位置決めされたとき、筐体７の１つの面である第１面１２は可動型９の方を向き、これと反対側の第２面１３は固定型の方を向く。

離型剤塗布ノズル４及び第１エアブローノズル５は、筐体７の第１面１２及び第２面１３に、それぞれ複数ずつが配置される。２つの第２エアブローノズル６は、第１面１２の下部において、例えば、相互に平行で、かつ第１面１２と６０［°］の角度を成して斜め下方を向くように配置される。

図２は、コア１０の斜視図である。図２に示すように、コア１０は、シリンダボアを成形するボアピン１４と、ウォータジャケットを成形するウォータジャケット成形部１５とを備える。ボアピン１４とウォータジャケット成形部１５との間には、離型剤の残り液が残留し易い溝部１６が存在する。

図３は、図２のIII−III線断面図である。図３に示すように、ボアピン１４とウォータジャケット成形部１５との間の円環状の溝部１６の底部１７に、離型剤の残り液１８が溜まり易い。ボアピン１４は、水平方向と１９［°］程度の角度を成して斜め上方を向いている。

図４は、筐体７が所定位置に位置決めされたときの２つの第２エアブローノズル６と、溝部１６と、残り液１８との位置関係を、ボアピン１４の中心軸線に垂直でかつ傾斜方向から見た場合について示す。図５は、この位置関係を、該中心軸線方向に沿ってボアピン１４の先端側から見た場合について示す。

図４中のＷは、ノズル間距離、すなわち２つの第２エアブローノズル６間の距離である。Ｄは、ブロー距離、すなわち第２エアブローノズル６のノズル先端から溝部１６の底部１７までのブロー方向に沿った距離である。２つの第２エアブローノズル６の中心軸線は平行で、ブロー方向も平行であり、かつこれらについてのブロー距離Ｄは等しい。

図５中のαは、ボアピン１４の中心軸線から２つの第２エアブローノズル６の中心軸線に下ろした垂線の成す角である。該垂線の成す角αを２等分するライン上に、残り液１８が位置する。２つの第２エアブローノズル６の中心軸線は、環状の底部１７の周方向中心線を含む平面に直交し、かつ該周方向中心線と交差する。角αは、上述のノズル間距離Ｗに対応する。

ノズル径が６［ｍｍ］の第２エアブローノズル６を用い、ブロー時間が１［秒］、ブロー圧が０．３［ＭＰａ］である場合、例えば、ブロー距離Ｄが１５０[ｍｍ]、ノズル間距離Ｗが５０［ｍｍ］（角α＝９０［°］）のとき、２つの第２エアブローノズル６のエアブローによって、残り液１８を溝部１６から確実に除去できることがわかっている。

図６は、溝部１６の底部１７に溜まった残り液１８を、１本のエアブローノズル１９で除去しようとする場合の残り液１８の動きを示す斜視図である。図６に示すように、１本のエアブローノズル１９で、溝部１６の底部１７に残留している残り液１８を除去しようとする場合、エアブローノズル１９から残り液１８に向けてエアＡを吹き付けたとしても、残り液１８は、底部１７に沿って矢印Ｙ１のように移動し又は分散するだけであるため、溝部１６から除去するのは困難である。

図７は、２つの第２エアブローノズル６で、溝部１６の底部１７に溜まった残り液１８を除去する場合の残り液１８の動きを示す斜視図である。この場合、ロボット８で筐体７を所定位置に位置決めすることにより、２つの第２エアブローノズル６は、図４及び図５を用いて上述したように、溝部１６の底部１７に残留した残り液１８を挟む両側の位置に向けてエアブローが行われる位置に配置される。

この場合、２つの第２エアブローノズル６からエアブローが行われると、第２エアブローノズル６から吹き付けられる双方のエアＡは、溝部１６の底部１７における残り液１８の両側に当たったとき、残り液１８側へ進んだエアは、合流して残り液１８の位置から溝部１６の開口方向へ向かう気流を生じさせる。この気流により、矢印Ｙ２で示されるように、残り液１８は、確実に捕捉され、溝部１６の外部に排出される。

離型剤塗布装置１による離型剤の塗布処理は、金型２による成形が行われる毎に、金型２が開かれて成形物が取り出された後で、離型剤塗布装置１の制御部により行われる。離型剤の塗布処理は、次に示す塗布工程、第１ブロー工程及び第２ブロー工程を経て行われる。

塗布工程では、ロボット８により筐体７が金型２に対して所定位置に位置決めされ、離型剤塗布ノズル４から離型剤を噴霧することにより、金型２のキャビティ面３に対して離型剤が塗布される。

次の第１ブロー工程では、ロボット８により筐体７が金型２に対して所定の第１位置に位置決めされ、第１エアブローノズル５からキャビティ面３の全体に対するエアブローが行われる。これにより、キャビティ面３に全体的に存在する離型剤の残り液が除去される。

ただし、ボアピン１４とウォータジャケット成形部１５との間の溝部１６に存在する残り液１８については、本工程のエアブローでは溝部１６内で移動又は分散するだけであるため、本工程後もなお溝部１６内に残留する。

次の第２ブロー工程では、溝部１６に残留している残り液１８を除去するために、筐体７がロボット８により所定の第２位置に位置決めされる。図１では、この位置決めがなされたときの状態が示されている。これにより、２つの第２エアブローノズル６が、溝部１６に対し、上述の図４及び図５で示した位置に配置される。

このとき、斜め上方に開口している溝部１６に合わせて、２つの第２エアブローノズル６が筐体７の第１面１２の下部に斜め下方に向けて配置されているので、第１面１２上の離型剤塗布ノズル４及び第１エアブローノズル５と金型２の可動型９とが干渉することなく、筐体７が第２位置に位置決めされる。

なお、筐体７が第２位置へ位置決めされる間、第１ブロー工程におけるエアブローで移動し又は分散した溝部１６内の残り液１８は、重力により、溝部１６の底部１７における最も低い位置に移動し又は集まる。したがって、２つの第２エアブローノズル６と残り液１８との位置関係も、図４及び図５で示した位置関係となる。

筐体７が第２位置に位置決めされた後、第２エアブローノズル６によるエアブローが行われる。このエアブローは、２つの第２エアブローノズル６から、それぞれ溝部１６の底部１７に残留した残り液１８を挟む両側の位置に向けて行われる。これにより、図７を用いて上述したように、溝部１６の底部１７の残り液１８の位置から溝部１６の開口方向へ向かう気流が生じるので、この気流により、残り液１８が溝部１６から吹き飛ばされ、金型２の外部に除去される。

これにより、離型剤の塗布処理が完了する。離型剤の塗布処理が完了した後、金型２が閉じられ、次の成形物についての成形が行われる。

以上のように、本実施形態によれば、２つの第２エアブローノズル６により、金型２の溝部１６の底部１７の残り液１８を挟む両側の位置に向けてエアブローを行うようにしたので、従来の通常のエアブローでは除去し難い残り液１８を、効果的に除去することができる。

また、ロボット８により、筐体７を、離型剤塗布ノズル４による離型剤の塗布、第１エアブローノズル５によるキャビティ面３のエアブロー、及び第２エアブローノズル６による溝部１６の底部１７へのエアブローのそれぞれに適した位置に各ノズルが位置するように位置決めすることができる。

その際、第１エアブローノズル５によるエアブローが行われた後、筐体７が第２位置に位置決めされて第２エアブローノズル６によるエアブローが行われるまでの間に、第１エアブローノズル５によるエアブローによって溝部１６内を移動又は分散した残り液１８が、底部１７の最も低い位置に移動し又は集合する。この位置に移動又は集合した残り液１８を、第２エアブローノズル６からのエアブローにより効果的に除去することができる。

なお、本発明は、上述実施形態に限定されない。例えば、２つの第２エアブローノズルは、相互に平行である必要はなく、それぞれのブロー方向が、溝部１６の底部１７に近づくほど近接するような角度を有していてもよい。

１…離型剤塗布装置、２…金型、３…キャビティ面、１６…溝部、５…第１エアブローノズル、６…第２エアブローノズル、７…筐体、８…ロボット（位置決め機構）、１５…ウォータジャケット成形部、１４…ボアピン、１８…残り液。

Claims (4)

1. 鋳造用の金型のキャビティ面に離型剤を塗布して該離型剤の余分な残り液をエアブローで除去する離型剤塗布装置であって、
   前記キャビティ面の所定の溝部の底部に残留した前記残り液を挟む両側の位置であって、該底部における該残り液の両側にエアが当たったときに両エアが合流して該残り液を該底部から該溝部の開口へ向かわせて該溝部の外部に排出する気流を生じる位置に向けてそれぞれエアブローを行うための２つのエアブローノズルを備えることを特徴とする離型剤塗布装置。
2. 前記離型剤を塗布するための離型剤塗布ノズルと、
   前記キャビティ面に塗布された離型剤の残り液を除去するエアブローを行うための第１エアブローノズル、及び前記２つのエアブローノズルを有する第２エアブローノズルを有する筐体と、
   開いた状態の前記金型のキャビティ面に対して前記筐体を位置決めする位置決め機構とを備え、
   前記位置決め機構により前記筐体を第１位置に位置決めして前記第１エアブローノズルにより前記キャビティ面全体にエアブローを行い、
   その後、前記位置決め機構により前記筐体を前記所定の溝部の底部に残留している残り液を除去するための第２位置に位置決めして前記第２エアブローノズルによるエアブローを行うことを特徴とする請求項１に記載の離型剤塗布装置。
3. 前記金型は、内燃機関のシリンダブロックを成形するためのものであり、
   前記溝部は、前記金型のウォータジャケット成形部とボアピンとの間に形成された円環状の溝部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の離型剤塗布装置。
4. 鋳造用の金型のキャビティ面に離型剤を塗布し、その後、該離型剤の余分な残り液をエアブローで除去する離型剤塗布方法であって、
   前記金型のキャビティ面に離型剤を塗布する塗布工程と、
   前記離型剤が塗布されたキャビティ面に対して該離型剤の残り液を除去するためのエアブローを行う第１ブロー工程と、
   前記第１ブロー工程によるエアブローが行われたキャビティ面上の所定の溝部に対して２つのエアブローノズルを、それぞれのエアブローによるエアが該溝部の底部において該底部に残留する前記残り液を挟む両側に当たって合流し、該残り液を該底部から該溝部の開口へ向かわせて該溝部の外部に排出する気流を生じる位置に位置決めする位置決め工程と、
   前記位置決め工程により位置決めされた２つのエアブローノズルによりエアブローを行う第２ブロー工程とを備えることを特徴とする離型剤塗布方法。