JPH09300046A - 鋳型用シール剤の塗布方法および塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 休止時間中にシール剤定量供給装置と吐出ガ
ンとを結ぶホース内で分離した油分が、シール剤塗布時
に吐出ガンから吐出されるのを防ぐ。 【解決手段】 各サイクルのシール剤塗布作業終了と同
時に、タイマー設定時間のタイムカウントを開始する。
次サイクルのシール剤塗布作業開始にあたり、タイマー
設定時間がタイムアップしていることを条件に、ホース
内のシール剤をトレイに対して捨て吹きする。その後に
次サイクルのシール剤塗布作業に移行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造用の砂鋳型に
対するシール剤の塗布方法および塗布装置に関し、特に
主型同士あるいは主型と中子との型合わせ面への溶湯の
差し込みを防止するためにその型合わせ面における所定
のシール部位に高粘度液状シール剤をビード状に自動塗
布するにあたり、シール剤の途切れによるシール不良を
防止するようにした塗布方法と塗布装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】鋳造用の砂鋳型を構成する主型と主型、
あるいは主型と中子との型合わせ面への溶湯の差し込み
を防止するためにその型合わせ面にシールを施すことが
従来から行われている。このシール技術としては、型合
わせ面でのクリアランス（隙間）を溶湯が入り込まない
程度に小さく設定する（例えば０．２ｍｍ以下）のが一
般的であるが、クリアランス設定のみに依存する方法で
は、実施が容易でコスト的に有利である反面、特に生型
のように鋳型自体の精度が低い場合には、型合わせ面で
のクリアランスが小さいために型合わせ部が局部的に突
き当たってしまい、それによって主型の一部が崩れ落ち
てしまういわゆる押し込みと称される不良が頻繁に発生
する結果となって好ましくない。

【０００３】このようなことから、鋳型の他のシール技
術として、例えば特開平４−３５６３２６号公報に示さ
れているように、鋳型外周部に凹状溝を設け、この凹状
溝にガム状の自硬性シール剤を充填するようにしたもの
や、あるいは特開昭５８−２０３４８号公報に示されて
いるように、中子と砂型との型合わせ部に紙あるいはパ
ルプ等の圧縮性材料からなるシールパッキンを介装する
ようにしたもののほかに、高粘度の液状シール剤を型合
わせ部にビード状に塗布する方法が一部で試られてい
る。

【０００４】そして、上記のような液状シール剤の塗布
作業を自動化する手段として、例えば産業用ロボットの
アーム先端に吐出ガンを装着してこれを予め設定された
塗布軌跡に沿って動かす一方、吐出ガンに対してタンク
内に収容されたシール剤をポンプにて定量供給するシス
テムが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】砂鋳型のシールに用い
られる液状シール剤は、炭酸カルシウム等の耐火物と油
とを混練して粘度を調整したもので、この種のシール材
料は乳化剤等を添加しても経時変化による油分の分離が
避けられず、その分離した油分はタンクの上部に浮上し
てくる。同時に、ポンプと吐出ガンとを結ぶ圧送経路中
に封じ込められたシール剤も経時変化による油分の分離
が進行し、特に上記圧送経路中のシール剤はその吐出の
ために３〜１０ｋｇ／ｍｍ²程度の圧力がかけられてい
るために、大気中に放置した場合よりも経時変化による
油分の分離が著しい。

【０００６】そして、このような分離した油分がシール
剤塗布に際して吐出ガンから吐出されると、固形分のな
い油分は直ちに砂鋳型側に吸収されてしまい、それによ
ってビード状に塗布されたシール剤の連続性が途切れる
こととなって好ましくない。

【０００７】このようなことから、実際のシール剤塗布
時に、分離した油分が吐出ガンから吐出されないように
するのが重要であるが、通常の自動運転サイクル中に生
じる程度の油分はその量が少量であるために問題となら
ないものの、特に自動化ラインの休憩時間、稼働シフト
時間あるいは休日等の長時間休止時の間に分離した油分
の処理が問題となる。

【０００８】そして、タンク側の上部に浮遊している油
分はそのタンク側の吸込口の位置の改良等により圧送経
路側への吸い込みをある程度防止することができるもの
の、上記の長時間休止時に圧送経路内で分離した油分に
ついては、再起動後のシール剤塗布時に必ず吐出ガンか
ら吐出されることになり、シール剤の途切れ防止の上で
なおも問題を残している。

【０００９】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、特に長時間休止時にシール剤の圧送経路内
で分離した油分によるシール剤の途切れを防止した塗布
方法と塗布装置とを提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、シーリングロボットのロボットアーム先端に支持さ
せた吐出ガンに対して高粘度の液状のシール剤を定量供
給する一方、シーリングロボットの自律動作により吐出
ガンを予め設定された塗布軌跡に沿って動かして、鋳型
のうち主型同士もしくは主型と中子との合わせ面となる
べき部位にシール剤をビード状に塗布する作業を繰り返
し行う鋳型用シール剤の塗布方法であって、シール剤塗
布作業の１サイクル終了時から次サイクル開始時までの
休止時間が予め設定された設定時間を越えた場合に、次
サイクルのシール剤塗布作業の実行開始に先立ってシー
ル剤の捨て吹きを行うことを特徴としている。

【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明におけるシール剤の捨て吹き量が、およそシール
剤の供給経路の容積に相当する量に設定されていること
を特徴としている。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明におけるシーリングロボットの近傍に捨
て吹き用のトレイが予め用意されていて、シール剤の捨
て吹きがこのトレイに対してなされるものであることを
特徴としている。

【００１３】請求項４に記載の発明は、シーリングロボ
ットと、このシーリングロボットのロボットアーム先端
に支持された吐出ガンと、該吐出ガンに対して高粘度液
状シール剤を定量供給するシール剤供給手段とを備えて
いて、前記シーリングロボットは、予め設定された塗布
軌跡に沿って吐出ガンを動かして、鋳型のうち主型同士
もしくは主型と中子との合わせ面となるべき部位にシー
ル剤をビード状に塗布する作業を繰り返し実行するよう
にした鋳型用シール剤の塗布装置であって、シール剤塗
布作業の１サイクル終了時点から予め設定された設定時
間のカウントを開始する計時手段と、次サイクルのシー
ル剤塗布作業開始時までに前記設定時間がタイムアップ
していることを条件に、次サイクルのシール剤塗布作業
の実行開始に先立ってシーリングロボットにシール剤の
捨て吹き処理を実行させる捨て吹き制御手段とを備えて
いることを特徴としている。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の発明におけるシーリングロボットの近傍に捨て吹き時
のシール剤を受けるトレイが設けられていることを特徴
としている。

【００１５】したがって、本発明によれば、シール剤供
給経路内のシール剤は加圧状態にあるために大気圧下に
比べて油分の分離が著しく、しかもその分離量は時間の
経過とともに多くなる点に着目し、長時間休止後のシー
ル剤塗布作業開始にあたり、その休止時間が所定時間を
越えた場合にはそのシール剤塗布作業開始に先立って捨
て吹きを行うことにより、分離した油分が実際のシール
剤塗布作業時に吐出ガンから吐出されることがなくな
る。

【００１６】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、長時間
休止後のシール剤塗布作業の開始にあたって、その休止
時間が所定時間を越えていることを条件にそのシール剤
塗布作業に先立って吐出ガンからのシール剤の捨て吹き
を行うようにしたことにより、実際のシール剤塗布作業
時に、休止時間中にシール剤供給経路内で分離した油分
のみが吐出されることがなくなって、ビード状に塗布さ
れたシール剤の連続性の途切れを未然に防止できる。そ
れによって鋳型に対するシール剤塗布作業を自動化した
場合のシール剤の塗布品質が大幅に向上する。

【００１７】請求項２に記載の発明によれば、シール剤
の捨て吹き時の量をおよそシール剤供給経路の容積と同
等に予め設定したことにより、捨て吹きの際にはそれま
で供給経路内に溜まっていたシール剤が完全に吐出され
て新規のシール剤と入れ換わることから、請求項１に記
載の発明と同様の効果に加えて、シール剤供給経路内の
分離した油分を完全に排出できる効果がある。

【００１８】請求項３，５に記載の発明によれば、上記
のシール剤の捨て吹きをシーリングロボットの近傍に予
め用意されたトレイに対して行うようにしたことによ
り、請求項１，２，４のいずれかに記載の発明と同様の
効果に加えて、捨て吹きに伴う周囲の汚損を未然に防止
できる効果がある。

【００１９】請求項４に記載の発明によれば、シーリン
グロボットを主体としたシール剤塗布装置が、シール剤
塗布作業の休止時間を計数する計時手段と、計測された
実休止時間が設定時間を越えた場合に、次のシール剤塗
布作業開始に先立ってシール剤の捨て吹きをシーリング
ロボットに実行させる捨て吹き制御手段を備えているこ
とから、請求項１に記載の発明と同様に分離した油分が
実際のシール剤塗布時に吐出されてしまうことがなく、
シール剤塗布作業を自動化した場合のシール剤の途切れ
を未然に防止できる効果がある。

【００２０】

【発明の実施の形態】図２は本発明の代表的な実施の形
態を示す図であって、内燃機関のシリンダブロックを鋳
造するための砂鋳型を造型する造型ライン全体の概略平
面図を示している。

【００２１】図２に示すように、下型造型工程Ｓ１では
図３に示す鋳型１の一部である下型２がその型合わせ面
を下向きにした状態で公知の造型法により造形され、コ
ンベヤ等の搬送手段で搬送されながら次工程の反転工程
Ｓ２にある反転機により上下反転された上で第１シーリ
ング工程Ｓ３に搬入される。なお、上記の下型２は、金
属製の鋳枠３を有するいわゆる有枠タイプのものであ
る。

【００２２】上記の第１シーリング工程Ｓ３には図３に
示すようなシール剤塗布装置４があり、下型２のうち後
工程でセットされる中子５（図４，５参照）との合わせ
面となるべき部分に高粘度の液状シール剤Ｓがビード状
に均一に塗布される。

【００２３】第１シーリング工程Ｓ３のシール剤塗布装
置４は、図３に示すように、関節型のシーリングロボッ
ト６や、ロボットアーム７の先端に装着された吐出量コ
ントロール機能付きの吐出ガン（シーリングガン）８の
ほか、シール材Ｓの定量供給装置２０、ロボット制御盤
１１およびポンプ制御盤１２等から構成されていて、さ
らにシール材Ｓの定量供給装置２０は、シール剤Ｓが収
容されたタンク９と、このタンク９の上面にセットされ
たポンプユニット１０等から構成されている。そして、
ロボット制御盤１１の記憶部には、シール剤Ｓを塗布す
べき軌跡データがティーチングにより予め記憶・設定さ
れていることから、シーリングロボット６をプレイバッ
ク運転することにより、シーリングロボット６は吐出ガ
ン８を軌跡データに沿って動かしながら、下型２のうち
中子５との合わせ面となるべき部位に例えば１〜５ｍｍ
の太さでシール剤Ｓをビード状に均一に塗布することに
なる。

【００２４】なお、上記の液状のシール剤は、例えば炭
酸カルシウム等の耐火物と油分とを混練することにより
粘度調整した公知のものである。

【００２５】第１シーリング工程Ｓ３でシール剤Ｓの塗
布を終えた下型２は移載工程Ｓ４において別のコンベヤ
の台車に載せ替えられた上で、中子セット工程Ｓ５に搬
送される。

【００２６】上記の中子セット工程Ｓ５では、図４に示
すように、先にシール剤Ｓが塗布された下型２の上に別
の中子造型工程で造型された砂製の中子５が位置決め固
定される。そして、下型２と中子５との合わせ面に上記
のシール剤Ｓが介在することによりその合わせ面の隙間
が埋められる。そして、中子５がセットされた下型２は
第２シーリング工程Ｓ６に搬送される。

【００２７】第２シーリング工程Ｓ６には、図４に示す
ように第１シーリング工程Ｓ３のものとほぼ同様のシー
ル剤塗布装置１３があり、この第２シーリング工程Ｓ６
のシール剤塗布装置１３を構成しているシーリングロボ
ット６は、中子５と組み合わされた下型２のうち後工程
でセットされる上型１４との合わせ面となるべき部分、
すなわち中子５と上型１４との合わせ面となるべき中子
幅木部分や下型２と上型１４との合わせ面となるべき部
分に高粘度の液状のシール剤Ｓをビード状に均一に塗布
する。こうしてシール剤Ｓが塗布された下型２は型合わ
せ工程Ｓ７に搬送される。

【００２８】他方、上型造型工程Ｓ１１では、下型造型
工程Ｓ１の下型造型と並行して図５に示す鋳枠１５を有
する上型１４がその型合わせ面を下向きにした状態で公
知の造型法により造型され、そのままの姿勢でコンベヤ
等の搬送手段により型合わせ工程Ｓ７の直近位置まで搬
送されて待機している。

【００２９】そして、上記のように中子５と組み合わさ
れた下型２が型合わせ工程Ｓ７に搬入されると、その下
型２の上に上型１４が重ね合わされるようにして位置決
め載置される。これにより、中子５と上型１４との合わ
せ面および下型２と上型１４との合わせ面にそれぞれ先
に塗布されたシール剤Ｓが介在してそれらの合わせ面の
隙間が埋められる。

【００３０】以上により、下型２と中子５および上型１
４が相互に組み合わされて鋳型１が完成し、鋳型１は最
終的に後工程である注湯工程へと搬送される。

【００３１】ここで、上記の第１，第２シーリング工程
Ｓ３，Ｓ６のシール剤塗布装置４，１３の中心となるシ
ーリングロボット６は、鋳型の搬送タクトに合わせてシ
ール剤塗布作業を繰り返し実行するものであるが、例え
ばｎ回目のシール剤塗布作業時とｎ＋１回目のシール剤
塗布作業時との間の休止時間が長くなると、ポンプユニ
ット１０と吐出ガン８とを結んでいるホース１６内に溜
まっているシール剤Ｓの油分の分離が進行し、次サイク
ルのシール剤塗布作業時にシール剤Ｓと分離した油分が
一時的に吐出される結果となって好ましくなく、その次
サイクルのシール剤塗布作業実行に先立って前記ホース
１６内に溜まっているシール剤Ｓを分離した油分ととも
に廃棄するべく、いわゆる捨て吹きを行うのが望まし
い。

【００３２】このようなことから、図３，４に示すよう
に、各シーリングロボット６の近傍には捨て吹き用のト
レイ１７が設けられている一方、ポンプ制御盤１２には
計時手段としてのタイマー１８が設けられているほか、
各シーリングロボット６に捨て吹き処理を実行させるた
めの捨て吹き制御回路１９が組み込まれている。前記タ
イマー１８には例えば２時間という設定時間が予めセッ
トされていて、各サイクルのシール剤塗布作業終了と同
時にその都度タイムカウントを開始する。そして、次サ
イクルのシール剤塗布作業開始時までにタイマー設定時
間がタイムアップしていれば、捨て吹き制御回路１９が
ロボット制御盤１１に対して捨て吹き実行指令を出し、
次サイクルのシール剤塗布作業開始に先立って吐出ガン
８からトレイ１７へのシール剤Ｓの捨て吹き処理を実行
させる。

【００３３】なお、トレイ１７に対する捨て吹き処理の
ための軌跡データは予めロボット制御盤１１に記憶され
ている。

【００３４】また、前記タイマー１８の設定時間を２時
間としているのは次のような理由による。すなわち、前
述したように、炭酸カルシウム等の耐火物と油分とを混
練することにより粘度調整したシール剤Ｓは、油分の分
離量が１．０％を越えると吐出ガン８からの吐出の際に
シール剤Ｓの途切れが発生することが経験的に知られて
いる。そして、図６に示すように、上記のシール剤Ｓを
大気圧中に放置した場合には油分の分離が緩慢で０．２
％程度で飽和してしまうのに対して、上記のシール剤塗
布装置４，１３ではホース１６内のシール剤Ｓに３〜１
０ｋｇ／ｍｍ²、一般的には８ｋｇ／ｍｍ² 程度の圧力
をかけているために作業休止等により放置すると油分の
分離が急速に進行し、およそ２時間で上記の油分の分離
が１．０％に達することが判明している。このようなこ
とから、シール剤Ｓの途切れが発生する可能性の高いシ
ール剤の放置限界時間を２時間としてタイマー１８に設
定している。

【００３５】したがって、本発明によれば、図１，７に
示すように、シール剤塗布作業開始指令を受けてシーリ
ングロボット６がシール剤塗布作業を実行し（図１のス
テップＳ１，Ｓ２）、そのシール剤塗布作業の終了でシ
ーリングロボット６の休止時間に移行することから、そ
れと同時にタイマー１８がタイマー設定時間のタイムカ
ウントを開始する（ステップＳ３）。

【００３６】そして、シール剤塗布作業を１サイクルご
とに繰り返し実行している過程において、次サイクルの
塗布作業指令があることを条件に捨て吹き制御回路１９
がタイマー設定時間がタイムアップしているかどうか判
別し（ステップＳ４，Ｓ５）、タイムアップしていない
時すなわち図７に示す実休止時間ｔがタイマー設定時間
Ｔに達していなければタイマー１８をリセットした上で
次のサイクルのシール剤塗布作業を実行する（ステップ
Ｓ６，Ｓ８）。

【００３７】一方、タイマー設定時間がタイムアップし
ている時、すなわち図７に示すように実休止時間ｔが例
えば自動化ラインの休憩時間等のためにタイマー設定時
間Ｔを越えている場合には、ホース１６内のシール剤Ｓ
が油分の分離を越こしている可能性が高いために、捨て
吹き制御回路１９はロボット制御盤１１に対して捨て吹
き処理指令を与える。

【００３８】これを受けてシーリングロボット６が起動
し、図３，４に示すように吐出ガン８をトレイ１７の上
方に移動させて、ホース１６内のシール剤Ｓを分離した
油分とともに吐出させる（ステップＳ７）。この時の吐
出排出量はホース１６内の容積分に相当する量に予め設
定されており、規定量のシール剤Ｓが吐出されたかどう
かはポンプユニット１０の回転数で管理される。

【００３９】こうして、シール剤Ｓの捨て吹き処理が終
了すると、シーリングロボット６が初めて次サイクルの
シール剤塗布作業に移行し（ステップＳ８）、ステップ
Ｓ９の運転停止指令がないがぎり、ステップＳ３以降の
動作を繰り返し実行することになる。

【００４０】このように、本実施形態によれば、自動化
ラインの休憩時間や稼働シフト時間あるいは休日等の長
時間休止後のシール剤塗布作業開始にあたり、それに先
立って、ホース１６内で油分が分離している可能性が高
いシール剤Ｓの捨て吹き処理を行うことにより、分離し
た油分が実際のシール剤塗布作業時に吐出されてしまう
ことがなくなり、それによって鋳型にビード状に塗布さ
れたシール剤Ｓの途切れの発生を未然に防止できるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシール剤塗布方法の代表的な実施の形
態を示すフローチャート。

【図２】本発明のシール剤塗布方法が適用されるシリン
ダブロック鋳造用の砂鋳型の造型ライン全体の概略平面
図。

【図３】図２の第１シーリング工程の説明図。

【図４】図２の第２シーリング工程の説明図。

【図５】図２の型合わせ工程の説明図。

【図６】鋳型用シール剤の油分の分離量と時間との関係
を示す特性図。

【図７】シール剤塗布実行動作と休止時間および捨て吹
き処理との関係を示すタイムチャート。

【符号の説明】

１…鋳型 ２…下型（主型） ４…シール剤塗布装置 ５…中子 ６…シーリングロボット ７…ロボットアーム ８…吐出ガン １０…ポンプユニット １３…シール剤塗布装置 １４…上型（主型） １６…ホース（シール剤供給経路） １７…トレイ １８…タイマー（計時手段） １９…捨て吹き制御回路 ２０…シール剤定量供給装置（シール剤供給手段） Ｓ…シール剤

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シーリングロボットのロボットアーム先
   端に支持させた吐出ガンに対して高粘度の液状のシール
   剤を定量供給する一方、シーリングロボットの自律動作
   により吐出ガンを予め設定された塗布軌跡に沿って動か
   して、鋳型のうち主型同士もしくは主型と中子との合わ
   せ面となるべき部位にシール剤をビード状に塗布する作
   業を繰り返し行う鋳型用シール剤の塗布方法であって、 シール剤塗布作業の１サイクル終了時から次サイクル開
   始時までの休止時間が予め設定された設定時間を越えた
   場合に、次サイクルのシール剤塗布作業の実行開始に先
   立ってシール剤の捨て吹きを行うことを特徴とする鋳型
   用シール剤の塗布方法。
2. 【請求項２】 シール剤の捨て吹き量が、およそシール
   剤の供給経路の容積に相当する量に設定されていること
   を特徴とする請求項１記載の鋳造用シール剤の塗布方
   法。
3. 【請求項３】 シーリングロボットの近傍に捨て吹き用
   のトレイが予め用意されていて、シール剤の捨て吹きが
   このトレイに対してなされるものであることを特徴とす
   る請求項１または２記載の鋳型用シール剤の塗布方法。
4. 【請求項４】 シーリングロボットと、 このシーリングロボットのロボットアーム先端に支持さ
   れた吐出ガンと、 該吐出ガンに対して高粘度液状シール剤を定量供給する
   シール剤供給手段とを備えていて、 前記シーリングロボットは、予め設定された塗布軌跡に
   沿って吐出ガンを動かして、鋳型のうち主型同士もしく
   は主型と中子との合わせ面となるべき部位にシール剤を
   ビード状に塗布する作業を繰り返し実行するようにした
   鋳型用シール剤の塗布装置であって、 シール剤塗布作業の１サイクル終了時点から予め設定さ
   れた設定時間のカウントを開始する計時手段と、 次サイクルのシール剤塗布作業開始時までに前記設定時
   間がタイムアップしていることを条件に、次サイクルの
   シール剤塗布作業の実行開始に先立ってシーリングロボ
   ットにシール剤の捨て吹き処理を実行させる捨て吹き制
   御手段と、 を備えていることを特徴とする鋳型用シール剤の塗布装
   置。
5. 【請求項５】 シーリングロボットの近傍に捨て吹き時
   のシール剤を受けるトレイが設けられていることを特徴
   とする請求項４記載の鋳型用シール剤の塗布装置。