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技術 付着物除去方法

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 白井泰彦松井弘信
出願日 2019年11月5日 (1年9ヶ月経過) 出願番号 2019-200513
公開日 2021年5月20日 (3ヶ月経過) 公開番号 2021-074724
状態 未査定
技術分野 鋳型又は中子及びその造型方法 鋳型の造型装置 プラスチック等のその他の成形、複合成形(変更なし)
主要キーワード 付着物除去効果 付着物除去性 清掃ムラ ノッカー 粉体成形品 ウレタン材 造形ステージ 付着物除去
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2021年5月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

付着物の除去が容易な付着物除去方法を提供する。

解決手段

物品表面の付着物を除去する方法であって、物品の対象面を流動床に浸漬するステップを有する、付着物除去方法。

概要

背景

鋳造用中子は、砂などの粉体樹脂バインダーなどの結着剤とを含み、結着剤を介して粉体が結着してなる成形体が広く用いられている。
一方、3Dプリンタを用いて様々な物品が製造されている。3Dプリンタの方式の一例として、粉体と、結着剤を用いて粉体の成形体を製造する、粉末固着式積層法などが挙げられる。近年、当該3Dプリンタを用いて上記中子を成形することが検討されている。

特許文献1には、鋳造品金型から取り出すとともに、金型に中子をセットする鋳造品取出中子セット装置において、圧縮気体により金型を清浄することが開示されている。

概要

付着物の除去が容易な付着物除去方法を提供する。物品表面の付着物を除去する方法であって、物品の対象面を流動床に浸漬するステップを有する、付着物除去方法。

目的

本発明はこのような問題を解決するものであり、付着物の除去が容易な付着物除去方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

物品表面付着物を除去する方法であって、物品の対象面を流動床に浸漬するステップを有する、付着物除去方法

請求項2

前記浸漬するステップが、前記物品を置台に載置し、前記置台を下降させて流動床に浸漬させるステップを有する、請求項1に記載の付着物除去方法。

請求項3

前記物品が、粉体と、結着剤とを含む成形体である、請求項1又は2に記載の付着物除去方法。

請求項4

前記物品が、粉末固着式積層法で得られた成形体である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の付着物除去方法。

請求項5

前記物品が、鋳造用中子である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の付着物除去方法。

技術分野

0001

本発明は、付着物除去方法に関する。

背景技術

0002

鋳造用中子は、砂などの粉体樹脂バインダーなどの結着剤とを含み、結着剤を介して粉体が結着してなる成形体が広く用いられている。
一方、3Dプリンタを用いて様々な物品が製造されている。3Dプリンタの方式の一例として、粉体と、結着剤を用いて粉体の成形体を製造する、粉末固着式積層法などが挙げられる。近年、当該3Dプリンタを用いて上記中子を成形することが検討されている。

0003

特許文献1には、鋳造品金型から取り出すとともに、金型に中子をセットする鋳造品取出中子セット装置において、圧縮気体により金型を清浄することが開示されている。

先行技術

0004

特開2012−179643号公報

発明が解決しようとする課題

0005

粉体の成形体は、その製造工程において表面に未硬化の粉体が付着することがある。特に上記3Dプリンタでは造形後の物品を取り出す際、当該物品に未硬化の粉体が付着しやすい。当該粉体の除去は、ハケなどを用いた手作業で行われることが多く、時間がかかっていた。付着物除去方法として、エアーブローショットブラストなどが考えられるが、物品の形状や材質によっては、清掃ムラが生じることや、ショットブラストのメディアによって物品自体が削られという課題があった。

0006

本発明はこのような問題を解決するものであり、付着物の除去が容易な付着物除去方法を提供する。

課題を解決するための手段

0007

本発明に係る付着物除去方法は、
物品表面の付着物を除去する方法であって、
物品の対象面を流動床に浸漬するステップを有することを特徴とする。

0008

上記付着物除去方法によれば、対象面に付着した付着物を流動床により除去するため、付着物を容易に除去でき、除去作業時間短縮や、清掃ムラを抑制することができる。

0009

上記付着物除去方法は、前記浸漬するステップが、
前記物品を置台に載置し、
前記置台を下降させて流動床に浸漬させるステップを有していてもよい。

0010

上記付着物除去方法は、前記物品が、粉体と、結着剤とを含む成形体であってもよい。

0011

上記付着物除去方法は、前記物品が、粉末固着式積層法で得られた成形体であってもよい。

0012

上記付着物除去方法は、前記物品が、鋳造用の中子であってもよい。

発明の効果

0013

本発明により、付着物の除去が容易な付着物除去方法が提供される。

図面の簡単な説明

0014

本実施形態に係る付着物除去方法の一例を示すフロー図である。
流動床に物品を浸漬した状態の一例を示す概略的な断面図である。
本実施形態に係る付着物除去方法の別の一例を示すフロー図である。
図3の付着物除去方法に用いる装置の一例を示す概略的な断面図である。

実施例

0015

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

0016

図1は、本実施形態に係る付着物除去方法(以下、本付着物除去方法ともいう)の一例を示すフロー図である。本付着物除去方法は、少なくとも付着物除去対象物品を流動床へ浸漬するステップを有すればよく(S20)、通常、当該対象物品を準備するステップ(S10)を有している。

0017

図2は、流動床22に物品10を浸漬した状態の一例を示す概略的な断面図である。本発明において流動床とは、固体粒子流体中に懸濁浮遊させた状態のものをいい、固体粒子が流体のように挙動する状態である。図2に示す流動床ユニット20の例では、槽21に固体粒子を入れ、槽21の底面側からフィルター23を介して固体粒子側に気体24を噴出させることにより固体粒子を流動床22としている。
本付着物除去方法は、当該流動床22に物品10の付着物除去対象面を浸漬することで、流動性の高い固体粒子が当該対象面と接触する。このとき、対象面上の付着物がこすり取られ、あるいは対象面が研磨されて、付着物が除去される。
本付着物除去方法によれば、このように容易に付着物の除去を行うことができる。本方法によれば、付着物の除去にかかる時間を短縮できる。また、本方法によれば複雑な形状の物品であっても流動床の固体粒子が入り込むため、付着物が除去されて、付着物の除去ムラが抑制される。更に本方法によれば、ショットブラストなどと比較して固体粒子が物品に穏やかに接触するため、物品が粉体の成形体などのように比較的脆い物品の場合であっても、物品の欠けや破損、削りすぎなどの問題が抑制される。

0018

本付着物除去方法における対象物品は、表面の少なくとも一部に除去すべき付着物が付着した状態の物品である。物品の材質は、特に限定されず、プラスチック、金属等であってもよい。本付着物除去方法は、上述のとおり比較的脆い物品の場合であっても破損等が抑制されることから、例えば、物品として粉体と結着剤とを含む成形体であっても好適に適用できる。当該成形体は、例えば結着剤を介して粉体が結着してなる成形体である。粉体は一例として砂や石膏などが挙げられる。また、結着剤は、樹脂バインダーなどが挙げられ、樹脂バインダーとしては熱可塑性樹脂などが挙げられる。また本付着物除去方法は、上述のとおり複雑な形状の物品であっても容易に適用できる。これらのことから本付着物除去方法は、鋳造用の中子に特に適している。なお、付着物としては、未硬化の粉体のほか、埃や汚れなどであってもよい。

0019

前記成形品の準備は、例えば、粉体と結着剤との混合物を所定の型に充填して成型する方法であってもよく、粉末固着式積層法の3Dプリンタを用いて製造することであってもよく、その他の公知の方法で準備してもよい。
なお、粉末固着式積層法は、まず、造形ステージ上に1層分の厚みで粉体を敷き詰め、インクジェット方式などにより当該粉体上に結着剤を所定の形状に塗布して固める。次いで前記の層に更に1層分の粉体を積層し同様の方法で2層目以降を形成して、成形品を得る方法である。当該粉末固着式積層法で得られる成形品は、表面に未硬化の粉体が付着し易いが、本付着物除去方法によれば当該粉体を容易に除去することができる。

0020

流動床への浸漬は、例えば、物品の対象面を下向き(流動床側)にして、対象面のみを浸漬させてもよく(図2参照)、物品全体を浸漬させてもよい(図4参照)。物品の浸漬は、流動床ユニット20を作動させて、固体粒子を流動床22の状態にしてから行うことが好ましい。流動床状態にしてから浸漬することで、浸漬時に物品にかかる抵抗が大幅に低減されるため、脆い物品や、細い部分などを有する物品であっても、破損が抑制される。物品の浸漬方法は、後述するように物品を後述する置台上に載置し、当該置台を下降させることで浸漬させてもよく、また、物品を手で保持しながら浸漬させてもよい。

0021

図2の例で、流動床ユニット20は、固体粒子(又は流動床22)を収容する槽21と、フィルター23と、気体24を導入する管等を備えている。槽21の底面側からフィルター23を介して固体粒子側に気体24を噴出させることにより固体粒子を流動床22としている。固体粒子としては砂などが挙げられる。フィルター23としては、気体24を透過し固体粒子を通さない多孔質のフィルターが用いられる。フィルター23の具体例としては、焼結フィルターが挙げられる。気体24は空気であってもよく、窒素ガスなどであってもよい。
なお、固体粒子の粒度や、気体の流量を変更することで、流動床の付着物除去性能を調整できる。

0022

物品の流動床浸漬中の保持時間は、付着物の状態などに応じて適宜調整すればよく、例えば、1〜2分の浸漬により十分な除去効果が得られている。
浸漬中の物品は静止させていてもよく、物品を破損しない範囲で揺動してもよい。揺動することで、更に付着物の除去効果が向上する。揺動方法としては、例えば、公知のバイブレータノッカーシリンダなどを用いて、後述する置台(図4参照)を揺動する方法などが挙げられる。

0023

取出し後の物品に対し、必要に応じて、更に、仕上げ工程を行ってもよい。仕上げ工程としては、手作業などにより付着物の除去などが挙げられる。本付着物除去方法により大部分の付着物は除去されるため、仕上げ工程としての付着物除去は短時間で行うことができる。更に物品の目視検査など、各種検査などを行ってもよい。

0024

以下、図3及び図4を参照して、より具体的な実施形態の一例を説明するが、本発明を以下の実施形態に限定するものではない。本付着物除去方法は下記具体的な実施形態の一部又は全部を適宜選択して適用できる。

0025

図3は、本実施形態に係る付着物除去方法の別の一例を示すフロー図である。また図4は、図3の付着物除去方法に用いる装置の一例を示す概略的な断面図である。
図4の例では、リフター30が備えられている点が、図2の例と相違する。当該リフター30は、物品10を載置する置台31と、保持具32を備えている。なお図4中で浸漬前の物品、置台、保持具にはそれぞれ10a、31a、32aの符号を付している。
置台31は、流動床22が物品10に接触しやすい点から、開口部を有するものが好ましい。具体的には、網状、枠体状のものや、パンチングメタルなどが挙げられる。
保持具32は、物品の転倒を防止するとともに、置台との接触面積を減らして付着物除去効果を高めるために用いられる。更に、対象面に凹凸の多い物品において、凹凸面を下向きに配置する際に好適に用いられる。保持具32は物品10の形状に応じて適宜調整すればよい。置台31にパンチングメタルを用いる場合には、保持具32に当該パンチングメタルの開口部のピッチに合わせた凸部を有するものを用いることで、形状の異なる物品に対して保持具32の調整を容易に行うことができる。また、物品が粉体成形品などの場合には、保持具32の物品との接触面に緩衝材を設けることが好ましい。緩衝材としてはウレタン材ゴムなどが挙げられる。

0026

図3に示す実施形態では、まず、物品を準備し(S10)、当該物品を前記置台31(保持具32を含む)にセットする(S11)。次いで、流動床ユニットを作動させて固体粒子を流動床22の状態として(S21)、リフター30を作動させて置台31を下降させ、物品10を流動床に浸漬する(S22)。浸漬状態を所定の時間保持して付着物の除去を行った後(S23)、リフター30により置台を上昇させ(S31)、流動床22を停止する(S32)。そして取出した物品の仕上げ工程(S40)を行って、本付着物除去方法が完了する。本実施形態は、S21〜S32の工程を自動化することも可能であり、より容易に付着物の除去を行うことができる。

0027

以上のとおり、本付着物除去方法によれば付着物の除去にかかる時間を短縮できる。本付着物除去方法によれば複雑な形状の物品であっても容易に付着物の除去を行うことができる。本付着物除去方法によれば対象物品が、比較的脆い形状又は材質であっても物品の損傷を抑制しながら付着物の除去を行うことができる。

0028

10物品、 20流動床ユニット、 21 槽、 22 流動床、 23フィルター、 24気体、 30リフター、 31置台、 32 保持具

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