JP5459782B2 - 鋳物の識別マーク鋳出し方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳物の表面に識別マークを鋳出す鋳物の識別マーク鋳出し方法に関する。

鋳物に製品の規格等を表す文字（数字を含む）や図形等からなるマークを付ける場合は、鋳型や中子等の鋳型の所定部位のキャビティ面にマークの鏡像となる凹の鏡像マークを付与し、鋳物の表面に凸のマークを鋳出している。従来、このような鏡像マークを鋳型のキャビティ面に付与する際には、鋳型を造形する型の所定部位を、鏡像マークを形成するための凸の元祖マークを設けたマークプレートとして分割形成するか、鋳型を造形する型の所定部位に、凸の元祖マークを設けたマークプレートを挿入するかして、鋳型の造形時に鏡像マークを付与していた。

近年、製造物責任法の施工等に伴って、製造された鋳物の製造履歴をトレースできるように、製造月日や製造番号等を表す個別の識別マークを鋳物に鋳出すことが要求されている。このような個別の識別マークを鋳物に鋳出す手段としては、鋳型の造形後に、鋳型の所定部位のキャビティ面に、識別マークの鏡像マークを彫り込む方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１に記載されたものは、彫り込み用の治具として、尖角先端を有する針やドリルをサーボモータシリンダで昇降させて、鋳型のキャビティ面に穴状の鏡像マークを彫り込んでいる。また、特許文献２に記載されたものは、レーザビームを照射しながらスキャンさせて、鋳型のキャビティ面に溝状の鏡像マークを彫り込んでいる。

特開平９−２３４５４３号公報 特開２０００−１５３９５号公報

特許文献１に記載された彫り込み用の治具をサーボモータシリンダで昇降させる方法は、サーボモータシリンダの昇降速度に限界があり、穴状の単純な形態の鏡像マークを彫り込んでいるので、製造月日や製造番号等を表す文字を有するような複雑な形態の識別マークの鏡像マークは、短時間で彫り込むことができない問題がある。このため、例えば遠心鋳造のように、鋳型の段取りを含めた鋳造のサイクル時間が短いものでは、複雑な形態の識別マークの鏡像マークを彫り込むことができない。

そこで、本発明の課題は、鋳型のキャビティ面に、複雑な形態の識別マークの鏡像マークを短時間で彫り込むことができるようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明は、鋳型の造形後に、鋳型の所定部位の砂型からなるキャビティ面に、鋳物の識別マークの鏡像マークを彫り込み、鋳物の表面に識別マークを鋳出す鋳物の識別マーク鋳出し方法において、前記キャビティ面に鏡像マークを彫り込む手段を、前記キャビティ面を彫り込む彫り込み端子を、キャビティ面へ向けて繰り返し突き出しながら、前記キャビティ面に沿って移動させ、前記彫り込み端子の各突き出しで形成されるドット状穴を連ねて前記鏡像マークを彫り込むものとした方法を採用した。

すなわち、鋳型のキャビティ面に鏡像マークを彫り込む手段を、キャビティ面を彫り込む彫り込み端子を、キャビティ面へ向けて繰り返し突き出しながら、キャビティ面に沿って移動させるものとすることにより、鋳型のキャビティ面に、複雑な形態の識別マークの鏡像マークを短時間で彫り込むことができるようにした。

前記彫り込み端子を、前記鋳物の識別マークの形態を指示するマーキング情報に基づいて、前記キャビティ面に沿って数値制御で移動させることにより、より短時間でかつ正確に、キャビティ面に鏡像マークを彫り込むことができる。

前記識別マークを前記鋳物の鋳造毎に連続した異なる製造番号を含むものとし、前記鏡像マークを彫り込む手段を、前記鋳物を鋳造する作業場に配置するとよい。通常、鋳型の造形と鋳造作業は別の場所で行っているが、マーキング装置を鋳造の作業場に配置することにより、鋳型の段取りを迅速に行うことができるとともに、鋳型の造形から鋳造までのいずれかの工程で鋳型に不良が発生したり、鋳造に用いられる順番が入れ替わったりしたときでも、鋳造される各鋳物に製造番号を含む個別のマークを誤りなく鋳出すことができる。

上述した鋳物の識別マーク鋳出し方法は、前記鋳物が遠心鋳造で受口の端面に識別マークを鋳出される鋳鉄管であり、前記鏡像マークが彫り込まれる鋳型のキャビティ面が、前記鋳鉄管を遠心鋳造する際に、前記受口の端面が形成される部位に当接される中子のフランジ面である、鋳型の段取りを含めた鋳造のサイクル時間が短いものに好適である。

本発明に係る鋳物の識別マーク鋳出し方法は、鋳型のキャビティ面に鏡像マークを彫り込む手段を、キャビティ面を彫り込む彫り込み端子を、キャビティ面へ向けて繰り返し突き出しながら、キャビティ面に沿って移動させるものとしたので、鋳型のキャビティ面に、複雑な形態の識別マークの鏡像マークを短時間で彫り込むことができる。

本発明に係る鋳物の識別マーク鋳出し方法を採用した鋳鉄管を遠心鋳造する状態を示す一部省略縦断面図 図１の中子に鏡像マークを彫り込む方法を示す側面図 図２の平面図 図２のマーカの彫り込み端子を拡大して示す切欠き斜視図 （ａ）は図２で中子のフランジ面に付与した鏡像マークを示す平面、（ｂ）は（ａ）の鏡像マークで鋳鉄管の受口の端面に鋳出された識別マークを示す平面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る鋳物の識別マーク鋳出し方法を採用した鋳鉄管１を遠心鋳造する状態を示す。この遠心鋳造は、後述するように、鏡像マークＫをフランジ面１２ａに彫り込んだ中子１１を、鋳型１４の開口部に装着し、鋳型１４を軸心回りに回転させながら溶湯を注湯して、鋳型１４の内周面と中子１１の外周面との間に、鋳鉄管１の受口２を形成するものであり、形成される受口２の端面２ａには、鏡像マークＫを彫り込まれた中子１１のフランジ面１２ａがキャビティ面として当接され、受口２の端面２ａに識別マークＭが鋳出される。

図２および図３は、前記遠心鋳造に用いられる中子１１のフランジ１２の胴部１３側を向くフランジ面１２ａに、鋳鉄管１の受口２の端面２ａに凸の識別マークＭを鋳出すための凹の鏡像マークＫを、マーキング装置２０で彫り込む方法を示す。図示は省略するが、このマーキング装置２０は、鋳鉄管１を遠心鋳造する作業場に配置され、胴部１３を縦向きにして置き台１５に載せられた中子１１の上向きのフランジ面１２ａに鏡像マークＫを彫り込む。なお、中子１１は、遠心鋳造の作業場とは別の場所で造形されるとともに、鋳造時の強度の確保と、鋳造される鋳鉄管１の砂噛み防止のための塗型剤を表面に塗布されて、遠心鋳造に用いられる。

前記マーキング装置２０は、基台２１上で前後方向に進退するフレーム２２に、上下方向に昇降する本体２３を取り付け、本体２３の下側から中子１１側の前方へ水平に延びるアーム２４ａの先端に、本体２３よりも少し前方へ突出するように設けたマーカ２４の支持筒２４ｂに、後述するフランジ面１２ａに彫り込みを入れる彫り込み端子２５を支持して、本体２３に内蔵されたコントローラと２次元の直線駆動装置（図示省略）によって、マーカ２４のアーム２４ａを水平面内で前後左右に駆動するものである。

前記フレーム２２は、基台２１に設けられた一対の水平なガイドレール２６ａにガイド部材２７ａで案内されるとともに、水平なねじ軸２８ａにナット（図示省略）で螺合されており、ねじ軸２８ａをハンドル２９ａで回転させることにより、前方の中子１１に対する本体２３の前後方向の位置決めがされる。また、本体２３は、フレーム２２に設けられた垂直なガイドレール２６ｂにガイド部材２７ｂで案内されるとともに、垂直なねじ軸２８ｂにナット（図示省略）で螺合され、ねじ軸２８ｂをハンドル２９ｂで回転させることにより、下方のフランジ面１２ａに対する上下方向の位置決めをされる。

このように、中子１１のフランジ面１２ａに対する本体２３の前後方向と上下方向の位置決めをしたのち、本体２３に内蔵されたコントローラにコンピュータ（図示省略）から入力される鋳鉄管１の識別マークＭの形態を指示するマーキング情報に基づいて、マーカ２４のアーム２４ａが２次元の直線駆動装置でフランジ面１２ａに前後左右方向に駆動されるとともに、後述するように、彫り込み端子２５がエア圧で下方へ繰り返し突き出され、中子１１のフランジ面１２ａに、識別マークＭの鏡像マークＫが彫り込まれる。

図２および図４に示すように、前記マーカ２４の彫り込み端子２５は、中子１１の胴部１３と近接するフランジ面１２ａの内周部に鏡像マークＫを彫り込むときに、支持筒２４ｂが胴部１３と干渉しないように、下方のフランジ面１２ａに対して斜め前方へ突き出すようになっている。したがって、マーキング位置が中子１１の胴部１３に近いフランジ面１２ａの内周部であっても、彫り込み端子２５以外の部分が砂型とされた中子１１に接触することはなく、安全に鏡像マークＫを付与することができる。

図４に拡大して示すように、前記マーカ２４の支持筒２４ｂに支持された彫り込み端子２５は、支持筒２４ｂの内径面に摺接する頭部２５ａを設けられるとともに、頭部２５ａの下側にコイルばね２４ｃを装着されており、頭部２５ａにエア圧が負荷されたときに、支持筒２４ｂの下端に達して、尖った先端が下方へ突き出し、支持筒２４ｂ内のエアが流出してエア圧が下がると元に戻る。彫り込み端子２５は２００〜３００回／秒程度の高サイクルで下方への突き出しを繰り返し、フランジ面１２ａには、彫り込み端子２５の各突き出しで形成されるドット状穴を連ねた鏡像マークＫが彫り込まれる。

図５（ａ）は、前記マーキング装置２０によって中子１１のフランジ面１２ａに彫り込まれた鏡像マークＫの例を示す。この鏡像マークＫは、数字を反転した鏡像文字とされ、フランジ面１２ａの内周部に、８つの鏡像文字が円弧に沿って配列されている。なお、各鏡像文字は、１秒程度の短時間で彫り込み可能である。

図５（ｂ）は、前記鏡像マークＫによって鋳鉄管１の受口２の端面２ａに鋳出された識別マークＭの例を示す。この識別マークＭは、鋳鉄管１の製造月日と製造番号を表す４桁ずつの数字で形成されている。

上述した実施形態では、鋳物を遠心鋳造される鋳鉄管とし、その受口の端面に鋳出される識別マークの鏡像マークを、中子のフランジ面に彫り込んだが、本発明に係る鋳物の識別マーク鋳出し方法は、遠心鋳造される鋳鉄管に限定されることはなく、一般的な鋳物の鋳造に採用することができ、鏡像マークを彫り込む鋳型のキャビティ面も中子のフランジ面に限定されることはない。

Ｍ 識別マーク
Ｋ 鏡像マーク
１ 鋳鉄管
２ 受口
２ａ 端面
１１ 中子
１２ フランジ
１２ａ フランジ面
１３ 胴部
１４ 鋳型
１５ 置き台
２０ マーキング装置
２１ 基台
２２ フレーム
２３ 本体
２４ マーカ
２４ａ アーム
２４ｂ 支持筒
２４ｃ コイルばね
２５ 彫り込み端子
２５ａ 頭部
２６ａ、２６ｂ ガイドレール
２７ａ、２７ｂ ガイド部材
２８ａ、２８ｂ ねじ軸
２９ａ、２９ｂ ハンドル

Claims (5)

1. 鋳型（１４）の造形後に、鋳型（１４）の所定部位の砂型からなるキャビティ面に、鋳物の識別マークの鏡像マーク（Ｋ）を彫り込み、鋳物の表面に識別マーク（Ｍ）を鋳出す鋳物の識別マーク鋳出し方法において、
   前記キャビティ面に鏡像マーク（Ｋ）を彫り込む手段を、前記キャビティ面を彫り込む彫り込み端子（２５）を、キャビティ面へ向けて繰り返し突き出しながら、前記キャビティ面に沿って移動させ、前記彫り込み端子（２５）の各突き出しで形成されるドット状穴を連ねて前記鏡像マーク（Ｋ）を彫り込むものとしたことを特徴とする鋳物の識別マーク鋳出し方法。
2. 前記彫り込み端子（２５）を、前記鋳物の識別マーク（Ｍ）の形態を指示するマーキング情報に基づいて、前記キャビティ面に沿って数値制御で移動させるようにした請求項１に記載の鋳物の識別マーク鋳出し方法。
3. 前記識別マーク（Ｍ）を前記鋳物の鋳造毎に連続した異なる製造番号を含むものとし、前記鏡像マーク（Ｋ）を彫り込む手段を、前記鋳物を鋳造する作業場に配置した請求項１または２に記載の鋳物の識別マーク鋳出し方法。
4. 前記鋳物が遠心鋳造で受口（２）の端面に識別マーク（Ｍ）を鋳出される鋳鉄管（１）であり、前記鏡像マーク（Ｋ）が彫り込まれる鋳型のキャビティ面が、前記鋳鉄管（１）を遠心鋳造する際に、前記受口（２）の端面が形成される部位に当接される中子（１１）のフランジ面（１２ａ）である請求項１乃至３のいずれかに記載の鋳物の識別マーク鋳出し方法。
5. 請求項４に記載の識別マーク鋳出し方法によって鋳物の鋳造毎に連続した異なる製造番号を含む識別マーク（Ｍ）が鋳出しされた鋳鉄管。

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