砂中子造型用砂の流動可視化方法
【課題】最適なゲートのレイアウトを容易に予測可能な砂中子造型用砂の流動可視化方法を提供する。
【解決手段】砂中子造型用砂に色の付いた流動性に変化を与えない粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂Ｃ１，Ｃ２を準備し、金型のキャビティに複数のゲート１９Ａ，１９Ｂからそれぞれ別の色の着色砂を充填し、造型した中子の着色砂の分布状況を目視確認する。砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【解決手段】砂中子造型用砂に色の付いた流動性に変化を与えない粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂Ｃ１，Ｃ２を準備し、金型のキャビティに複数のゲート１９Ａ，１９Ｂからそれぞれ別の色の着色砂を充填し、造型した中子の着色砂の分布状況を目視確認する。砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂中子造型用砂の流動可視化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
砂中子造型用の金型において、砂は、ブロー、ゲートを通ってキャビティに充填される。これらブロー及びゲートの位置は、砂中子の品質に大きく影響を及ぼす。
従来、複数の砂中子を造型可能な砂中子造型方法において、キャビティ毎に独立したブローを設け、他のブローの影響を受けないようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３９７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ブロー位置自体の決定方法は提案されていない。特に、１つのキャビティに複数のゲートを必要とするような複雑な形状の中子を造型する金型においては、ゲートの位置は、経験則に基づいて決定される場合が多く、また、流動シミュレーションを行うことによって決定される場合もあるが、精度が思わしくない。
そこで、金型を試作し、その金型で造型した中子を検証することで、ゲートの位置を決定することになるが、中子を見ただけでは、各ゲートからの砂の充填範囲や量を把握することができないので、最適なゲートの位置や本数といったレイアウトを決定するまでに、充填の試行や金型の改修を何度も繰り返す必要があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、最適なゲートのレイアウトを容易に予測可能な砂中子造型用砂の流動可視化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、砂中子造型用砂に色の付いた流動性に変化を与えない粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂を準備し、金型のキャビティに複数のゲートからそれぞれ別の色の着色砂を充填することを特徴とする。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に色の付いた粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂を準備し、金型のキャビティに複数のゲートからそれぞれ別の色の着色砂を充填するため、各ゲートから充填される砂がそれぞれ別の色で着色されているので、造型した中子を見れば、各ゲートからの砂の充填範囲や量を目視できる。また、流動性に変化を与えない粉体を用いるため、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【０００６】
上記構成において、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成してもよい。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
上記構成において、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂を形成してもよい。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【０００７】
上記構成において、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂を形成してもよい。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂を赤く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視できる。
上記構成において、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂を形成してもよい。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂を黒く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視できる。
【０００８】
上記構成において、前記着色砂を複数のゲートから充填し、未充填部分があったときにゲートの開口の大きさを変化させて充填を試行し、これを繰り返して、砂中子造型用砂の金型を設計してもよい。
上記構成によれば、着色砂を複数のゲートから充填し、未充填部分があったときにゲートの開口の大きさを変化させて充填を試行し、これを繰り返して、砂中子造型用砂の金型を設計するため、金型の改修の手間を省くことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、砂中子造型用砂に色の付いた粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂を準備し、金型のキャビティに複数のゲートからそれぞれ別の色の着色砂を充填するため、各ゲートから充填される砂がそれぞれ別の色で着色されているので、造型した中子を見れば、各ゲートからの砂の充填範囲や量を目視でき、その結果、ゲートの最適なレイアウトを容易に予測できる。また、流動性に変化を与えない粉体を用いるため、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【００１０】
また、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成すれば、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
また、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂を形成すれば、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【００１１】
また、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂を形成すれば、砂中子造型用砂を赤く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視でき、その結果、ゲートの最適なレイアウトを容易に予測できる。
また、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂を形成すれば、砂中子造型用砂を黒く着色でき、着色砂の充填範囲や量を容易に目視でき、その結果、ゲートの最適なレイアウトを容易に予測できる。
また、着色砂を複数のゲートから充填し、未充填部分があったときにゲートの開口の大きさを変化させて充填を試行し、これを繰り返して、砂中子造型用砂の金型を設計すれば、金型の改修の手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る砂中子造型用砂の流動可視化方法を適用する中子造型装置の断面を模式的に示す正面図である。
【図２】中子造型装置を示す側面図である。
【図３】上型及び下型を示す平面図である。
【図４】ウォータージャケット用の中子を示す斜視図である。
【図５】ブローブッシュ及びゲートをそれぞれ３つ形成して造型した中子を示す斜視図である。
【図６】一のゲートの開口を拡大して造型した中子を示す斜視図である。
【図７】一のゲートの開口を埋め、他の開口を拡大して造型した中子を示す斜視図である。
【図８】他のゲートの開口を埋め、埋めた一のゲートを再形成して造型した中子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る砂中子造型用砂の流動可視化方法を適用する中子造型装置の断面を模式的に示す正面図である。図２は、中子造型装置の断面を模式的に示す側面図である。図３は、可動型及び固定型を示す平面図である。
図１に示すように、中子造型装置１は、ブローヘッド２と、可動ダイベース３と、固定ダイベース４と、金型５と、を備えて大略構成されている。
ブローヘッド２は、上面を開口した略箱状に形成されており、上面の開口から中子の材料である砂中子造型用砂Ｓが投入されてブローヘッド２内部に収容されるようになっている。ブローヘッド２の底壁には、ブローヘッド２の上方に設けられたホッパ（不図示）からの高圧空気、及び、ブローヘッド２内の砂中子造型用砂Ｓを吹き出すためのブローノズル６が複数設けられている。
【００１４】
可動ダイベース３は、略板状に形成されており、この可動ダイベース３に、ブローヘッド２が載置されている。可動ダイベース３は、図示しない駆動機構により上下に移動される取付枠７に取り付けられ、ブローヘッド２とともに、上下移動可能に構成されている。
可動ダイベース３には、ブローブッシュ８が、ブローノズル６に対向するように複数取り付けられている。ブローブッシュ８は、可動ダイベース３及び金型５を貫通して金型５のキャビティ９に延出しており、ブローノズル６から吹き出された高圧空気及び砂中子造型用砂Ｓがブローブッシュ８及びゲート１９（図３参照）を通ってキャビティ９内に導入されるようになっている。
【００１５】
固定ダイベース４は、略板状に形成されており、固定のスペーサブロック１０に固定されている。
各金型５は、可動ダイベース３に支持される可動型１１と、固定ダイベース４に支持される固定型１２とを備えており、可動型１１及び固定型１２が対向することで、中子の形状に対応したキャビティ９が形成される。本実施の形態の金型５は、例えばシリンダヘッドの内部の中空部分（本実施の形態では、ウォータージャケット）を形成する中子を造型できるようになっている。可動型１１は可動型用ボルト２０によって可動ダイベース３に固定され、固定型１２は固定型用ボルト３０によって固定ダイベース４に固定されている。
ここで、可動型１１及び固定型１２の開閉は、取付枠７が上下に移動されることによって行われるが、可動型１１及び固定型１２の型締め（型合わせ）は、可動型１１の自重によって行われる。
【００１６】
金型５内には、図２に示すように、複数（本実施の形態では、１８）本のヒータ１３が設けられている。ヒータ１３は、可動ダイベース３及び固定ダイベース４の長手方向に沿って隣接する金型５を貫通して一方向に延びている。そして、中子の造型に際しては、ヒータ１３の熱によって、可動型１１及び固定型１２が約１８０〜２００℃に加熱されるようになっている。
スペーサブロック１０内には、図示しない移動板によって進退自在な押出板１４が配置され、押出板１４には、金型５を開いたときに造型した中子を押し出す押出ピン１５（図１参照）と、金型５を閉じるときに可動型１１の合わせ面に突き当たって押出板１４を押し下げるリターンピン１６とが取り付けられている。
【００１７】
図３に示すように、可動型１１の四隅にはガイドピン１７Ａがそれぞれ設けられ、固定型１２の四隅にはガイドピン１７Ａが挿入されるガイドブッシュ１７Ｂがそれぞれ形成されている。同様に、固定型１２の四隅にはガイドピン１８Ａがそれぞれ設けられ、可動型１１の四隅にはガイドピン１８Ａが挿入されるガイドブッシュ１８Ｂがそれぞれ形成されている。これらのガイドピン１７Ａ，１８Ａ及びガイドブッシュ１７Ｂ，１８Ｂによって、可動型１１と固定型１２との型合わせがなされる。
【００１８】
ここで、金型５から造型されたウォータージャケット用の中子を図４に示す。図４は、中子を可動型１１側から示す斜視図である。
中子４０は、略円形状の中子本体部４１と、この中子本体部４１の外周部から湾曲して延出する通路部４２とを備えて構成されている。中子本体部４１の略中心部には、可動型１１（図３参照）側の面に、略円柱状のカム合わせ部４３が突出するように設けられている。中子本体部４１には、通路部４２側にバルブ用中子挿通孔４１Ａが形成され、カム合わせ部４３に対しバルブ用中子挿通孔４１Ａと反対側にバルブ用中子挿通孔４１Ｂが形成され、通路部４２の延出方向と反対側に点火プラグ用中子挿通孔４１Ｃが形成されている。
【００１９】
また、中子４０は、ブローブッシュ８（図３）で造型されたブロー部４４と、ゲート１９（図３）で造型されたゲート部４５とを備えている。
ところで、本実施の形態では、ブローブッシュ８及びゲート１９の位置や本数といったレイアウトは、金型５（図１）を試作し、その金型５で造型した中子を検証することで、決定される。したがって、ブローブッシュ８及びゲート１９の最適なレイアウトを予測するためには、各ブローブッシュ８及びゲート１９から充填された砂中子造型用砂がどのように流動したかを目視できることが望ましい。
【００２０】
そこで、本実施の形態では、実際に中子を造型する際に使用する砂中子造型用砂に、色の付いた粉体を混ぜることにより複数色の着色砂を形成し、１つのキャビティ９（図３）に複数のブローブッシュ８及びゲート１９からそれぞれ別の色の砂を充填する。
砂中子造型用砂は、砂粒子の表面に粘結剤である樹脂（レジン）をコーティンしたレジンコーテッドサンドであり、焼き固まると例えば黄色に変色する。本実施の形態では、粒径が１００メッシュ（目開き量０．１５０ｍｍ）を中心に分布し、平均粒径（Ｄ５０）が約８０メッシュ（目開き量０．１８０ｍｍ）である砂中子造型用砂が用いられている。なお、本実施の形態における平均粒径（Ｄ５０）とは、粉体の粒径分布において、ある粒径より大きい重量が、全粉体の重量の５０％を占めるときの粒径をいう。
【００２１】
砂中子造型用砂には、この砂中子造型砂の流動性や焼き固めに変化を与えない粉体が混ぜられる。すなわち、粉体の粒径は、砂中子造型用砂の平均粒径（Ｄ５０）よりも小さいことが望ましく、さらには、例えば砂中子造型用砂の平均粒径（Ｄ５０）の１０分の１以下であることが望ましい。粉体には、砂中子造型砂の流動性や焼き固めに変化を与えない、かつ、砂中子造型用砂の色と異なる物質が望ましく、黄色の砂中子造型用砂と区別し易い色を有する黒色の黒鉛や赤色の光明丹等が用いられる。また、粉体の量は、着色を目視でき、かつ、砂中子造型砂の流動性や焼き固めに影響を与えない量に設定され、例えば砂中子造型用砂の体積に対し約７〜１０％に設定される。
【００２２】
本実施の形態では、砂中子造型用砂に、最大粒径が砂中子造型用砂の平均粒径（Ｄ５０）の１０分の１以下である黒鉛を、砂中子造型用砂の体積に対し約７〜１０％の分量だけ混ぜて形成した黒色の着色砂と、砂中子造型用砂に、最大粒径が砂中子造型用砂の平均粒径（Ｄ５０）の１０分の１以下である光明丹を、砂中子造型用砂の体積に対し約７〜１０％の分量だけ混ぜて形成した赤色の着色砂とを準備する。
なお、着色砂は、複数のブローブッシュ８及びゲート１９からそれぞれ別の色の砂を充填できるように、ブローブッシュ８及びゲート１９の数に応じて１つ又は複数種類準備される。着色砂は、複数のブローブッシュ８及びゲート１９からそれぞれ別の色の着色砂を充填できるように、ブローブッシュ８及びゲート１９の数と同一数準備されてもよいし、１つのブローブッシュ８及びゲート１９に砂中子造型用砂を充填し、残りのブローブッシュ８及びゲート１９にそれぞれ別の色の着色砂を充填できるように、ブローブッシュ８及びゲート１９の数より１つ少ない数準備されてもよい。
【００２３】
中子造型装置１においては、図１に示すように、ブローヘッド２内に着脱自在な仕切り板２Ａを配置して、ブローヘッド２内を区分けすることにより、例えば、砂中子造型用砂Ｓと、この砂中子造型用砂Ｓと色の異なる着色砂Ｃとが収容可能になる。仕切り板２Ａは、キャビティ９に複数のブローブッシュ８及びゲート１９（図３）からそれぞれ別の色の砂を充填できるように、ブローブッシュ８及びゲート１９の数に応じて１つ又は複数配置される。
【００２４】
ここで、ブローブッシュ８及びゲート１９をそれぞれ３つ形成して造型した中子４０Ａを図５に示す。なお、図５では、ブローブッシュ８及びゲート１９から造型された各ブロー部４４及び各ゲート部４５に、ブロー部４４Ａ〜４４Ｃ及びゲート部４５Ａ〜４５Ｃと符号を付して各々を区別し、また、ブローブッシュ８及びゲート１９についても、ブロー部４４Ａ〜４４Ｃ及びゲート部４５Ａ〜４５Ｃに対応して、ブローブッシュ８Ａ〜８Ｃ及びゲート１９Ａ〜１９Ａと符号を付して各々を区別して表記するものとする。
中子４０Ａを造型するにあたり、一のブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａは、通路部４２の先端側に位置するように配置されている。また、二のブローブッシュ８Ｂ及びゲート１９Ｂは、ブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａから離れた中子本体部４１の外周部に、バルブ用中子挿通孔４１Ａに近接するように配置されている。さらに、三のブローブッシュ８Ｃ及びゲート１９Ｃは、ブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａとブローブッシュ８Ｂ及びゲート１９Ｂとの間に位置するように配置されている。
【００２５】
中子４０Ａは、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて形成した黒色の着色砂Ｃ１をブローブッシュ８Ａから充填し、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて形成した赤色の着色砂Ｃ２をブローブッシュ８Ｂから充填し、砂中子造型用砂Ｓをブローブッシュ８Ｃから充填することによって造型される。なお、砂中子造型用砂Ｓは、上述したように、焼き固められると黄色に変色する。したがって、各ゲート１９Ａ〜１９Ｃから充填された砂Ｃ１，Ｃ２，Ｓがそれぞれ黒色、赤色、黄色と別の色になっているので、図５に示すように、中子４０Ａを見ると、各ブローブッシュ８Ａ〜８Ｃからの砂Ｃ１，Ｃ２，Ｓの充填範囲を目視できる。なお、図では、黒色の着色砂Ｃ１を一番細かい網掛けで示し、赤色の着色砂Ｃ２を次に細かい網掛けで示し、黄色の砂中子造型用砂Ｓを一番荒い網掛けで示すものとする。
【００２６】
ブローブッシュ８Ａから黒色の着色砂Ｃ１が比較的多く流入していることから、ブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａは最適位置にあると予測できる。
ブローブッシュ８Ｂから赤色の着色砂Ｃ２があまり流入しておらず、また、ゲート１９Ｂのすぐ下流にゲート１９Ｂに対向する壁４１Ｂ１があることから、ゲート１９Ｂの位置や向きを変更する必要があると予測できる。
ブローブッシュ８Ｃから黄色の砂中子造型用砂Ｓが多く流入している。一方、黄色の砂中子造型用砂Ｓが流れ込んでいるカム合わせ部４３に充填不良（未充填）が生じ、また、ゲート１９Ｃのすぐ下流にゲート１９Ｃに対向する壁４２Ａ１があることから、ゲート１９Ｃの位置や向きを変更する必要があると予測できる。ここで、充填不良とは、カム合わせ部４３の形状が円柱状に形成されていない状態を言う。
【００２７】
そこで、まず、ゲート１９Ｂから未充填部分に着色砂Ｃ２が流れるように、ゲート１９Ｂの開口を点火プラグ用中子挿通孔４１Ｃ側に拡大して試行を行う。ここで、ゲート１９Ｂの開口を拡大して造型した中子４０Ｂを図６に示す。
中子４０Ｂは、黒色の着色砂Ｃ１をブローブッシュ８Ａから充填し、赤色の着色砂Ｃ２をブローブッシュ８Ｂから充填し、砂中子造型用砂Ｓをブローブッシュ８Ｃから充填することによって造型される。したがって、各ゲート１９Ａ〜１９Ｃから充填された砂Ｃ１，Ｃ２，Ｓがそれぞれ黒色、赤色、黄色と別の色になっているので、図６に示すように、中子４０Ｂを見ると、各ブローブッシュ８Ａ〜８Ｃ及びゲート１９Ａ〜１９Ｃからの砂Ｃ１，Ｃ２，Ｓの充填範囲を目視できる。
ゲート１９Ｂの開口を拡大したものの、ゲート１９Ｃから充填された黄色の砂中子造型用砂Ｓの流入が強く、赤色の着色砂Ｃ２の流入に大きな変化がない。また、カム合わせ部４３の充填不良も解消されていない。これらのことから、ゲート１９Ｂを止め、ゲート１９Ｃの位置や向きを変更する必要があると予測できる。
【００２８】
そこで、ゲート１９Ｂの開口を埋めるとともに、ゲート１９Ｃから未充填部分に砂中子造型用砂Ｓが流れるように、ゲート１９Ｃの開口を通路部４２側に拡大して試行を行う。ここで、ゲート１９Ｂの開口を埋め、ゲート１９Ｃの開口を拡大して造型した中子４０Ｃを図７に示す。
中子４０Ｃは、黒色の着色砂Ｃ１をブローブッシュ８Ａから充填し、砂中子造型用砂Ｓをブローブッシュ８Ｃから充填することによって造型される。したがって、各ゲート１９Ａ，Ｃから充填された砂Ｃ１，Ｓがそれぞれ黒色、黄色と別の色になっているので、図７に示すように、中子４０Ｃを見ると、各ブローブッシュ８Ａ，８Ｃ及びゲート１９Ａ，１９Ｃからの砂Ｃ１，Ｓの充填範囲を目視できる。
ブローブッシュ８Ｃから充填された黄色の砂中子造型用砂Ｓは、図６でゲート１９Ｂからの赤い着色砂Ｃ２が充填されていた部分に流入しているものの、カム合わせ部４３の充填不良が解消されていない。このことから、ゲート１９Ｃを止め、ゲート１９Ｂの位置や向きを変更する必要があると予測できる。
【００２９】
そこで、ゲート１９Ｃの開口を埋めるとともに、埋めたゲート１９Ｂを再形成して試行を行う。ここで、ゲート１９Ｃの開口を埋め、埋めたゲート１９Ｂを再形成して造型した中子４０Ｄを図８に示す。
中子４０Ｄは、黒色の着色砂Ｃ１をブローブッシュ８Ａから充填し、赤色の着色砂Ｃ２をブローブッシュ８Ｂから充填することによって造型される。したがって、各ゲート１９Ａ，Ｂから充填された砂Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ黒色、赤色と別の色になっているので、図８に示すように、中子４０Ｄを見ると、各ブローブッシュ８Ａ，８Ｂ及びゲート１９Ａ，１９Ｂからの砂Ｃ１，Ｃ２の充填範囲を目視できる。
ゲート１９Ｂから充填された赤色の着色砂Ｃ２は、図６ではゲート１９Ｃから充填された黄色の砂中子造型用砂Ｓによって堰き止められていたが、図８では、多く流入している。また、カム合わせ部４３に生じていた充填不良が解消されている。
【００３０】
以上の試行から、図４に示すように、ブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａを通路部４２の先端側に配置するとともに、未充填部分となっていたカム合わせ部４３に砂が流れるように、ブローブッシュ８Ｂ及びゲート１９Ｂをバルブ用中子挿通孔４１Ｂと点火プラグ用中子挿通孔４１Ｃとの間に配置するというレイアウトを予測できる。そして、このレイアウトから、未充填部分のない所望の形状の中子４０を造型可能となった。
このように、複数のゲート１９からそれぞれ別の色の砂を充填するため、各ゲート１９から充填される砂がそれぞれ別の色で着色されているので、造型した中子を見れば、各ゲート１９からの砂の充填範囲を目視でき、その結果、ゲート１９の最適なレイアウトを容易に予測できる。これにより、充填の試行回数及び金型５（図１）の改修回数を削減できる。
【００３１】
砂中子造型用砂の着色には、流動性や焼き固めに変化を与えない粉体を用いるため、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。また、粉体に黒色の黒鉛や赤色の光明丹を用いたため、それらを砂中子造型用砂に混ぜることで形成した着色砂Ｃ１，Ｃ２及び砂中子造型用砂の色を容易に区別できるので、それらの流れを容易に目視できる。さらに、黒鉛や光明丹は、工場等で一般的に使用されているので、入手も容易である。
試行する際には、ブローヘッド２内に着脱自在な仕切り板２Ａを配置するだけでよいので、中子造型装置１を改修する必要がない。そして、造型した中子に未充填部分が生じ、ゲート１９の位置や向きを変更する必要が生じた場合に、壁４１Ａ１，４１Ｂ１等の障害物を避けて未充填部分に砂が流れるように、ゲート１９の開口を拡大する方法を取ったので、例えばゲートの位置や向きをずらして形成する場合に比べ、金型５の改修の手間を省くことができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に色の付いた粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂Ｃ１，Ｃ２を準備し、金型５のキャビティ９に複数のゲート１９からそれぞれ別の色の着色砂Ｃ１，Ｃ２を充填するため、各ゲート１９から充填される砂がそれぞれ別の色で着色されているので、造型した中子を見れば、各ゲート１９からの砂の充填範囲や量を目視でき、その結果、ゲート１９の最適なレイアウトを容易に予測し、試行回数及び金型５の改修回数を削減できる。また、流動性に変化を与えない粉体を用いるため、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に粒径が砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂Ｃ１，Ｃ２を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
また、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に粒径が砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂Ｃ１，Ｃ２を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【００３４】
また、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂Ｃ２を形成するため、砂中子造型用砂を赤く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視でき、その結果、ゲート１９の最適なレイアウトを容易に予測できる。
また、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂Ｃ１を形成するため、砂中子造型用砂を黒く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視でき、その結果、ゲート１９の最適なレイアウトを容易に予測できる。
また、本実施の形態によれば、着色砂を複数のゲート１９から充填し、未充填部分があったときにゲート１９の開口の大きさを変化させて充填を試行し、これを繰り返して、砂中子造型用砂の金型５を設計するため、金型５の改修の手間を省くことができる。
【００３５】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、砂中子造型用砂に混ぜる粉体を黒鉛や光明丹として説明したが、これに限定されるものではない。
また、上記実施の形態では、焼き固められると黄色に変色する砂中子造型用砂を用いたが、砂中子造型用砂は、焼き固められた際に、変色しないものであってもよいし、他の色に変色するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
５ 金型
９ キャビティ
１９ ゲート
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ 着色砂
Ｓ 砂中子造型用砂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、砂中子造型用砂の流動可視化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
砂中子造型用の金型において、砂は、ブロー、ゲートを通ってキャビティに充填される。これらブロー及びゲートの位置は、砂中子の品質に大きく影響を及ぼす。
従来、複数の砂中子を造型可能な砂中子造型方法において、キャビティ毎に独立したブローを設け、他のブローの影響を受けないようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−３９７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ブロー位置自体の決定方法は提案されていない。特に、１つのキャビティに複数のゲートを必要とするような複雑な形状の中子を造型する金型においては、ゲートの位置は、経験則に基づいて決定される場合が多く、また、流動シミュレーションを行うことによって決定される場合もあるが、精度が思わしくない。
そこで、金型を試作し、その金型で造型した中子を検証することで、ゲートの位置を決定することになるが、中子を見ただけでは、各ゲートからの砂の充填範囲や量を把握することができないので、最適なゲートの位置や本数といったレイアウトを決定するまでに、充填の試行や金型の改修を何度も繰り返す必要があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、最適なゲートのレイアウトを容易に予測可能な砂中子造型用砂の流動可視化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、砂中子造型用砂に色の付いた流動性に変化を与えない粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂を準備し、金型のキャビティに複数のゲートからそれぞれ別の色の着色砂を充填することを特徴とする。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に色の付いた粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂を準備し、金型のキャビティに複数のゲートからそれぞれ別の色の着色砂を充填するため、各ゲートから充填される砂がそれぞれ別の色で着色されているので、造型した中子を見れば、各ゲートからの砂の充填範囲や量を目視できる。また、流動性に変化を与えない粉体を用いるため、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【０００６】
上記構成において、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成してもよい。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
上記構成において、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂を形成してもよい。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【０００７】
上記構成において、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂を形成してもよい。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂を赤く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視できる。
上記構成において、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂を形成してもよい。
上記構成によれば、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂を形成するため、砂中子造型用砂を黒く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視できる。
【０００８】
上記構成において、前記着色砂を複数のゲートから充填し、未充填部分があったときにゲートの開口の大きさを変化させて充填を試行し、これを繰り返して、砂中子造型用砂の金型を設計してもよい。
上記構成によれば、着色砂を複数のゲートから充填し、未充填部分があったときにゲートの開口の大きさを変化させて充填を試行し、これを繰り返して、砂中子造型用砂の金型を設計するため、金型の改修の手間を省くことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、砂中子造型用砂に色の付いた粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂を準備し、金型のキャビティに複数のゲートからそれぞれ別の色の着色砂を充填するため、各ゲートから充填される砂がそれぞれ別の色で着色されているので、造型した中子を見れば、各ゲートからの砂の充填範囲や量を目視でき、その結果、ゲートの最適なレイアウトを容易に予測できる。また、流動性に変化を与えない粉体を用いるため、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【００１０】
また、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成すれば、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
また、砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂を形成すれば、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【００１１】
また、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂を形成すれば、砂中子造型用砂を赤く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視でき、その結果、ゲートの最適なレイアウトを容易に予測できる。
また、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂を形成すれば、砂中子造型用砂を黒く着色でき、着色砂の充填範囲や量を容易に目視でき、その結果、ゲートの最適なレイアウトを容易に予測できる。
また、着色砂を複数のゲートから充填し、未充填部分があったときにゲートの開口の大きさを変化させて充填を試行し、これを繰り返して、砂中子造型用砂の金型を設計すれば、金型の改修の手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る砂中子造型用砂の流動可視化方法を適用する中子造型装置の断面を模式的に示す正面図である。
【図２】中子造型装置を示す側面図である。
【図３】上型及び下型を示す平面図である。
【図４】ウォータージャケット用の中子を示す斜視図である。
【図５】ブローブッシュ及びゲートをそれぞれ３つ形成して造型した中子を示す斜視図である。
【図６】一のゲートの開口を拡大して造型した中子を示す斜視図である。
【図７】一のゲートの開口を埋め、他の開口を拡大して造型した中子を示す斜視図である。
【図８】他のゲートの開口を埋め、埋めた一のゲートを再形成して造型した中子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る砂中子造型用砂の流動可視化方法を適用する中子造型装置の断面を模式的に示す正面図である。図２は、中子造型装置の断面を模式的に示す側面図である。図３は、可動型及び固定型を示す平面図である。
図１に示すように、中子造型装置１は、ブローヘッド２と、可動ダイベース３と、固定ダイベース４と、金型５と、を備えて大略構成されている。
ブローヘッド２は、上面を開口した略箱状に形成されており、上面の開口から中子の材料である砂中子造型用砂Ｓが投入されてブローヘッド２内部に収容されるようになっている。ブローヘッド２の底壁には、ブローヘッド２の上方に設けられたホッパ（不図示）からの高圧空気、及び、ブローヘッド２内の砂中子造型用砂Ｓを吹き出すためのブローノズル６が複数設けられている。
【００１４】
可動ダイベース３は、略板状に形成されており、この可動ダイベース３に、ブローヘッド２が載置されている。可動ダイベース３は、図示しない駆動機構により上下に移動される取付枠７に取り付けられ、ブローヘッド２とともに、上下移動可能に構成されている。
可動ダイベース３には、ブローブッシュ８が、ブローノズル６に対向するように複数取り付けられている。ブローブッシュ８は、可動ダイベース３及び金型５を貫通して金型５のキャビティ９に延出しており、ブローノズル６から吹き出された高圧空気及び砂中子造型用砂Ｓがブローブッシュ８及びゲート１９（図３参照）を通ってキャビティ９内に導入されるようになっている。
【００１５】
固定ダイベース４は、略板状に形成されており、固定のスペーサブロック１０に固定されている。
各金型５は、可動ダイベース３に支持される可動型１１と、固定ダイベース４に支持される固定型１２とを備えており、可動型１１及び固定型１２が対向することで、中子の形状に対応したキャビティ９が形成される。本実施の形態の金型５は、例えばシリンダヘッドの内部の中空部分（本実施の形態では、ウォータージャケット）を形成する中子を造型できるようになっている。可動型１１は可動型用ボルト２０によって可動ダイベース３に固定され、固定型１２は固定型用ボルト３０によって固定ダイベース４に固定されている。
ここで、可動型１１及び固定型１２の開閉は、取付枠７が上下に移動されることによって行われるが、可動型１１及び固定型１２の型締め（型合わせ）は、可動型１１の自重によって行われる。
【００１６】
金型５内には、図２に示すように、複数（本実施の形態では、１８）本のヒータ１３が設けられている。ヒータ１３は、可動ダイベース３及び固定ダイベース４の長手方向に沿って隣接する金型５を貫通して一方向に延びている。そして、中子の造型に際しては、ヒータ１３の熱によって、可動型１１及び固定型１２が約１８０〜２００℃に加熱されるようになっている。
スペーサブロック１０内には、図示しない移動板によって進退自在な押出板１４が配置され、押出板１４には、金型５を開いたときに造型した中子を押し出す押出ピン１５（図１参照）と、金型５を閉じるときに可動型１１の合わせ面に突き当たって押出板１４を押し下げるリターンピン１６とが取り付けられている。
【００１７】
図３に示すように、可動型１１の四隅にはガイドピン１７Ａがそれぞれ設けられ、固定型１２の四隅にはガイドピン１７Ａが挿入されるガイドブッシュ１７Ｂがそれぞれ形成されている。同様に、固定型１２の四隅にはガイドピン１８Ａがそれぞれ設けられ、可動型１１の四隅にはガイドピン１８Ａが挿入されるガイドブッシュ１８Ｂがそれぞれ形成されている。これらのガイドピン１７Ａ，１８Ａ及びガイドブッシュ１７Ｂ，１８Ｂによって、可動型１１と固定型１２との型合わせがなされる。
【００１８】
ここで、金型５から造型されたウォータージャケット用の中子を図４に示す。図４は、中子を可動型１１側から示す斜視図である。
中子４０は、略円形状の中子本体部４１と、この中子本体部４１の外周部から湾曲して延出する通路部４２とを備えて構成されている。中子本体部４１の略中心部には、可動型１１（図３参照）側の面に、略円柱状のカム合わせ部４３が突出するように設けられている。中子本体部４１には、通路部４２側にバルブ用中子挿通孔４１Ａが形成され、カム合わせ部４３に対しバルブ用中子挿通孔４１Ａと反対側にバルブ用中子挿通孔４１Ｂが形成され、通路部４２の延出方向と反対側に点火プラグ用中子挿通孔４１Ｃが形成されている。
【００１９】
また、中子４０は、ブローブッシュ８（図３）で造型されたブロー部４４と、ゲート１９（図３）で造型されたゲート部４５とを備えている。
ところで、本実施の形態では、ブローブッシュ８及びゲート１９の位置や本数といったレイアウトは、金型５（図１）を試作し、その金型５で造型した中子を検証することで、決定される。したがって、ブローブッシュ８及びゲート１９の最適なレイアウトを予測するためには、各ブローブッシュ８及びゲート１９から充填された砂中子造型用砂がどのように流動したかを目視できることが望ましい。
【００２０】
そこで、本実施の形態では、実際に中子を造型する際に使用する砂中子造型用砂に、色の付いた粉体を混ぜることにより複数色の着色砂を形成し、１つのキャビティ９（図３）に複数のブローブッシュ８及びゲート１９からそれぞれ別の色の砂を充填する。
砂中子造型用砂は、砂粒子の表面に粘結剤である樹脂（レジン）をコーティンしたレジンコーテッドサンドであり、焼き固まると例えば黄色に変色する。本実施の形態では、粒径が１００メッシュ（目開き量０．１５０ｍｍ）を中心に分布し、平均粒径（Ｄ５０）が約８０メッシュ（目開き量０．１８０ｍｍ）である砂中子造型用砂が用いられている。なお、本実施の形態における平均粒径（Ｄ５０）とは、粉体の粒径分布において、ある粒径より大きい重量が、全粉体の重量の５０％を占めるときの粒径をいう。
【００２１】
砂中子造型用砂には、この砂中子造型砂の流動性や焼き固めに変化を与えない粉体が混ぜられる。すなわち、粉体の粒径は、砂中子造型用砂の平均粒径（Ｄ５０）よりも小さいことが望ましく、さらには、例えば砂中子造型用砂の平均粒径（Ｄ５０）の１０分の１以下であることが望ましい。粉体には、砂中子造型砂の流動性や焼き固めに変化を与えない、かつ、砂中子造型用砂の色と異なる物質が望ましく、黄色の砂中子造型用砂と区別し易い色を有する黒色の黒鉛や赤色の光明丹等が用いられる。また、粉体の量は、着色を目視でき、かつ、砂中子造型砂の流動性や焼き固めに影響を与えない量に設定され、例えば砂中子造型用砂の体積に対し約７〜１０％に設定される。
【００２２】
本実施の形態では、砂中子造型用砂に、最大粒径が砂中子造型用砂の平均粒径（Ｄ５０）の１０分の１以下である黒鉛を、砂中子造型用砂の体積に対し約７〜１０％の分量だけ混ぜて形成した黒色の着色砂と、砂中子造型用砂に、最大粒径が砂中子造型用砂の平均粒径（Ｄ５０）の１０分の１以下である光明丹を、砂中子造型用砂の体積に対し約７〜１０％の分量だけ混ぜて形成した赤色の着色砂とを準備する。
なお、着色砂は、複数のブローブッシュ８及びゲート１９からそれぞれ別の色の砂を充填できるように、ブローブッシュ８及びゲート１９の数に応じて１つ又は複数種類準備される。着色砂は、複数のブローブッシュ８及びゲート１９からそれぞれ別の色の着色砂を充填できるように、ブローブッシュ８及びゲート１９の数と同一数準備されてもよいし、１つのブローブッシュ８及びゲート１９に砂中子造型用砂を充填し、残りのブローブッシュ８及びゲート１９にそれぞれ別の色の着色砂を充填できるように、ブローブッシュ８及びゲート１９の数より１つ少ない数準備されてもよい。
【００２３】
中子造型装置１においては、図１に示すように、ブローヘッド２内に着脱自在な仕切り板２Ａを配置して、ブローヘッド２内を区分けすることにより、例えば、砂中子造型用砂Ｓと、この砂中子造型用砂Ｓと色の異なる着色砂Ｃとが収容可能になる。仕切り板２Ａは、キャビティ９に複数のブローブッシュ８及びゲート１９（図３）からそれぞれ別の色の砂を充填できるように、ブローブッシュ８及びゲート１９の数に応じて１つ又は複数配置される。
【００２４】
ここで、ブローブッシュ８及びゲート１９をそれぞれ３つ形成して造型した中子４０Ａを図５に示す。なお、図５では、ブローブッシュ８及びゲート１９から造型された各ブロー部４４及び各ゲート部４５に、ブロー部４４Ａ〜４４Ｃ及びゲート部４５Ａ〜４５Ｃと符号を付して各々を区別し、また、ブローブッシュ８及びゲート１９についても、ブロー部４４Ａ〜４４Ｃ及びゲート部４５Ａ〜４５Ｃに対応して、ブローブッシュ８Ａ〜８Ｃ及びゲート１９Ａ〜１９Ａと符号を付して各々を区別して表記するものとする。
中子４０Ａを造型するにあたり、一のブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａは、通路部４２の先端側に位置するように配置されている。また、二のブローブッシュ８Ｂ及びゲート１９Ｂは、ブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａから離れた中子本体部４１の外周部に、バルブ用中子挿通孔４１Ａに近接するように配置されている。さらに、三のブローブッシュ８Ｃ及びゲート１９Ｃは、ブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａとブローブッシュ８Ｂ及びゲート１９Ｂとの間に位置するように配置されている。
【００２５】
中子４０Ａは、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて形成した黒色の着色砂Ｃ１をブローブッシュ８Ａから充填し、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて形成した赤色の着色砂Ｃ２をブローブッシュ８Ｂから充填し、砂中子造型用砂Ｓをブローブッシュ８Ｃから充填することによって造型される。なお、砂中子造型用砂Ｓは、上述したように、焼き固められると黄色に変色する。したがって、各ゲート１９Ａ〜１９Ｃから充填された砂Ｃ１，Ｃ２，Ｓがそれぞれ黒色、赤色、黄色と別の色になっているので、図５に示すように、中子４０Ａを見ると、各ブローブッシュ８Ａ〜８Ｃからの砂Ｃ１，Ｃ２，Ｓの充填範囲を目視できる。なお、図では、黒色の着色砂Ｃ１を一番細かい網掛けで示し、赤色の着色砂Ｃ２を次に細かい網掛けで示し、黄色の砂中子造型用砂Ｓを一番荒い網掛けで示すものとする。
【００２６】
ブローブッシュ８Ａから黒色の着色砂Ｃ１が比較的多く流入していることから、ブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａは最適位置にあると予測できる。
ブローブッシュ８Ｂから赤色の着色砂Ｃ２があまり流入しておらず、また、ゲート１９Ｂのすぐ下流にゲート１９Ｂに対向する壁４１Ｂ１があることから、ゲート１９Ｂの位置や向きを変更する必要があると予測できる。
ブローブッシュ８Ｃから黄色の砂中子造型用砂Ｓが多く流入している。一方、黄色の砂中子造型用砂Ｓが流れ込んでいるカム合わせ部４３に充填不良（未充填）が生じ、また、ゲート１９Ｃのすぐ下流にゲート１９Ｃに対向する壁４２Ａ１があることから、ゲート１９Ｃの位置や向きを変更する必要があると予測できる。ここで、充填不良とは、カム合わせ部４３の形状が円柱状に形成されていない状態を言う。
【００２７】
そこで、まず、ゲート１９Ｂから未充填部分に着色砂Ｃ２が流れるように、ゲート１９Ｂの開口を点火プラグ用中子挿通孔４１Ｃ側に拡大して試行を行う。ここで、ゲート１９Ｂの開口を拡大して造型した中子４０Ｂを図６に示す。
中子４０Ｂは、黒色の着色砂Ｃ１をブローブッシュ８Ａから充填し、赤色の着色砂Ｃ２をブローブッシュ８Ｂから充填し、砂中子造型用砂Ｓをブローブッシュ８Ｃから充填することによって造型される。したがって、各ゲート１９Ａ〜１９Ｃから充填された砂Ｃ１，Ｃ２，Ｓがそれぞれ黒色、赤色、黄色と別の色になっているので、図６に示すように、中子４０Ｂを見ると、各ブローブッシュ８Ａ〜８Ｃ及びゲート１９Ａ〜１９Ｃからの砂Ｃ１，Ｃ２，Ｓの充填範囲を目視できる。
ゲート１９Ｂの開口を拡大したものの、ゲート１９Ｃから充填された黄色の砂中子造型用砂Ｓの流入が強く、赤色の着色砂Ｃ２の流入に大きな変化がない。また、カム合わせ部４３の充填不良も解消されていない。これらのことから、ゲート１９Ｂを止め、ゲート１９Ｃの位置や向きを変更する必要があると予測できる。
【００２８】
そこで、ゲート１９Ｂの開口を埋めるとともに、ゲート１９Ｃから未充填部分に砂中子造型用砂Ｓが流れるように、ゲート１９Ｃの開口を通路部４２側に拡大して試行を行う。ここで、ゲート１９Ｂの開口を埋め、ゲート１９Ｃの開口を拡大して造型した中子４０Ｃを図７に示す。
中子４０Ｃは、黒色の着色砂Ｃ１をブローブッシュ８Ａから充填し、砂中子造型用砂Ｓをブローブッシュ８Ｃから充填することによって造型される。したがって、各ゲート１９Ａ，Ｃから充填された砂Ｃ１，Ｓがそれぞれ黒色、黄色と別の色になっているので、図７に示すように、中子４０Ｃを見ると、各ブローブッシュ８Ａ，８Ｃ及びゲート１９Ａ，１９Ｃからの砂Ｃ１，Ｓの充填範囲を目視できる。
ブローブッシュ８Ｃから充填された黄色の砂中子造型用砂Ｓは、図６でゲート１９Ｂからの赤い着色砂Ｃ２が充填されていた部分に流入しているものの、カム合わせ部４３の充填不良が解消されていない。このことから、ゲート１９Ｃを止め、ゲート１９Ｂの位置や向きを変更する必要があると予測できる。
【００２９】
そこで、ゲート１９Ｃの開口を埋めるとともに、埋めたゲート１９Ｂを再形成して試行を行う。ここで、ゲート１９Ｃの開口を埋め、埋めたゲート１９Ｂを再形成して造型した中子４０Ｄを図８に示す。
中子４０Ｄは、黒色の着色砂Ｃ１をブローブッシュ８Ａから充填し、赤色の着色砂Ｃ２をブローブッシュ８Ｂから充填することによって造型される。したがって、各ゲート１９Ａ，Ｂから充填された砂Ｃ１，Ｃ２がそれぞれ黒色、赤色と別の色になっているので、図８に示すように、中子４０Ｄを見ると、各ブローブッシュ８Ａ，８Ｂ及びゲート１９Ａ，１９Ｂからの砂Ｃ１，Ｃ２の充填範囲を目視できる。
ゲート１９Ｂから充填された赤色の着色砂Ｃ２は、図６ではゲート１９Ｃから充填された黄色の砂中子造型用砂Ｓによって堰き止められていたが、図８では、多く流入している。また、カム合わせ部４３に生じていた充填不良が解消されている。
【００３０】
以上の試行から、図４に示すように、ブローブッシュ８Ａ及びゲート１９Ａを通路部４２の先端側に配置するとともに、未充填部分となっていたカム合わせ部４３に砂が流れるように、ブローブッシュ８Ｂ及びゲート１９Ｂをバルブ用中子挿通孔４１Ｂと点火プラグ用中子挿通孔４１Ｃとの間に配置するというレイアウトを予測できる。そして、このレイアウトから、未充填部分のない所望の形状の中子４０を造型可能となった。
このように、複数のゲート１９からそれぞれ別の色の砂を充填するため、各ゲート１９から充填される砂がそれぞれ別の色で着色されているので、造型した中子を見れば、各ゲート１９からの砂の充填範囲を目視でき、その結果、ゲート１９の最適なレイアウトを容易に予測できる。これにより、充填の試行回数及び金型５（図１）の改修回数を削減できる。
【００３１】
砂中子造型用砂の着色には、流動性や焼き固めに変化を与えない粉体を用いるため、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。また、粉体に黒色の黒鉛や赤色の光明丹を用いたため、それらを砂中子造型用砂に混ぜることで形成した着色砂Ｃ１，Ｃ２及び砂中子造型用砂の色を容易に区別できるので、それらの流れを容易に目視できる。さらに、黒鉛や光明丹は、工場等で一般的に使用されているので、入手も容易である。
試行する際には、ブローヘッド２内に着脱自在な仕切り板２Ａを配置するだけでよいので、中子造型装置１を改修する必要がない。そして、造型した中子に未充填部分が生じ、ゲート１９の位置や向きを変更する必要が生じた場合に、壁４１Ａ１，４１Ｂ１等の障害物を避けて未充填部分に砂が流れるように、ゲート１９の開口を拡大する方法を取ったので、例えばゲートの位置や向きをずらして形成する場合に比べ、金型５の改修の手間を省くことができる。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に色の付いた粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂Ｃ１，Ｃ２を準備し、金型５のキャビティ９に複数のゲート１９からそれぞれ別の色の着色砂Ｃ１，Ｃ２を充填するため、各ゲート１９から充填される砂がそれぞれ別の色で着色されているので、造型した中子を見れば、各ゲート１９からの砂の充填範囲や量を目視でき、その結果、ゲート１９の最適なレイアウトを容易に予測し、試行回数及び金型５の改修回数を削減できる。また、流動性に変化を与えない粉体を用いるため、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【００３３】
また、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に粒径が砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂Ｃ１，Ｃ２を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
また、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に粒径が砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂Ｃ１，Ｃ２を形成するため、砂中子造型用砂の流動性を阻害することなく、実際の砂中子造型用砂の充填と相関を取ることができる。
【００３４】
また、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂Ｃ２を形成するため、砂中子造型用砂を赤く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視でき、その結果、ゲート１９の最適なレイアウトを容易に予測できる。
また、本実施の形態によれば、砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂Ｃ１を形成するため、砂中子造型用砂を黒く着色できるので、着色砂の充填範囲や量を容易に目視でき、その結果、ゲート１９の最適なレイアウトを容易に予測できる。
また、本実施の形態によれば、着色砂を複数のゲート１９から充填し、未充填部分があったときにゲート１９の開口の大きさを変化させて充填を試行し、これを繰り返して、砂中子造型用砂の金型５を設計するため、金型５の改修の手間を省くことができる。
【００３５】
但し、上記実施の形態は本発明の一態様であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、上記実施の形態では、砂中子造型用砂に混ぜる粉体を黒鉛や光明丹として説明したが、これに限定されるものではない。
また、上記実施の形態では、焼き固められると黄色に変色する砂中子造型用砂を用いたが、砂中子造型用砂は、焼き固められた際に、変色しないものであってもよいし、他の色に変色するものであってもよい。
【符号の説明】
【００３６】
５ 金型
９ キャビティ
１９ ゲート
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２ 着色砂
Ｓ 砂中子造型用砂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
砂中子造型用砂に色の付いた流動性に変化を与えない粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂を準備し、
金型のキャビティに複数のゲートからそれぞれ別の色の着色砂を充填することを特徴とする砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項２】
砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成することを特徴とする請求項１に記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項３】
砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂を形成することを特徴とする請求項２に記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項４】
砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項５】
砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項６】
前記着色砂を複数のゲートから充填し、
未充填部分があったときにゲートの開口の大きさを変化させて充填を試行し、
これを繰り返して金型を設計することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項１】
砂中子造型用砂に色の付いた流動性に変化を与えない粉体を混ぜることにより形成された複数色の着色砂を準備し、
金型のキャビティに複数のゲートからそれぞれ別の色の着色砂を充填することを特徴とする砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項２】
砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径よりも小さい粉体を混ぜて着色砂を形成することを特徴とする請求項１に記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項３】
砂中子造型用砂に粒径が該砂の平均粒径の１０分の１以下である粉体を混ぜて着色砂を形成することを特徴とする請求項２に記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項４】
砂中子造型用砂に光明丹を混ぜて着色砂を形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項５】
砂中子造型用砂に黒鉛を混ぜて着色砂を形成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【請求項６】
前記着色砂を複数のゲートから充填し、
未充填部分があったときにゲートの開口の大きさを変化させて充填を試行し、
これを繰り返して金型を設計することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の砂中子造型用砂の流動可視化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−１７３１３２（Ｐ２０１１−１７３１３２Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３７１９１（Ｐ２０１０−３７１９１）
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２３日（２０１０．２．２３）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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