JP2005088013A - 型砂の分離回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造用の型が主型砂と中子砂との２種類の砂により成形されている場合に、それらの砂と鋳造品との分離に加え、それらの砂の種類分けを行なった回収をも適切に行なうことができるようにする。
【解決手段】型砂の分離回収システムＳは、クランパ３２によって鋳造品７が型６の上方に抜き出された後に、移動ユニット３が鋳造品７を第１および第２の砂回収領域４Ａ，４Ｂの上方に順次搬送し、鋳造品７が第１の砂回収領域４Ａの上方に搬送されたときには、スクレーパ３０が主型砂６０を掻き落とす動作を行ない、鋳造品７が第２の砂回収領域４Ｂの上方に搬送されたときには、湯道方案叩き手段３１が湯道方案７０を叩くことにより鋳造品７から中子砂６１を分離させる動作を行なう構成とされている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、鋳造品の製造ラインにおいて、鋳造品とその型砂とを分離して回収するのに用いられる型砂の分離回収システムに関する。

型砂の回収システムの一例として、本件出願人は、図５に示すシステムを先に提案している（たとえば、特許文献１を参照）。

同図（ａ）に示すシステムは、型９０内において鋳造品（同図（ｂ）の符号７７で示す）が製造されると、パンチアップテーブル９１を用いて型９０を鋳造枠９２の上方に押し出すようになっている。鋳造品７７が小さいサイズの場合には、その後型９０をプッシャ９３によって第１のシェーカ９４Ａ上に押し出す。この第１のシェーカ９４Ａは、加振力が強いものであり、この第１のシェーカ９４Ａの加振作用により、型９０は崩され、この型９０を構成していた砂と鋳造品７７との分離が図られる。これに対し、鋳造品７７が大きいサイズの場合には、型９０をパンチアップテーブル９１によって上方に押し出した後に、移動ユニット９５を利用して搬送し、加振力が弱い第２のシェーカ９４Ｂ上に置くようになっている。

移動ユニット９５は、同図（ｂ）に示すように、一対または複数対のクランパアーム９６を備えており、これらはその先端部が型９０内に進入することによって、鋳造品７７を直接把持可能である。また、同図（ｃ）に示すように、移動ユニット９５には、スクレーパ９７とクラッシャ９８とが設けられている。移動ユニット９５によって搬送された鋳造品７７が第２のシェーカ９４Ｂ上に載せられる以前の段階において、スクレーパ９７は、鋳造品７７上に存在する型砂を掻き取るとともに、クラッシャ９８は、湯道方案７７ａを叩いて折り取る。第２のシェーカ９４Ｂ上に鋳造品７７が載せられた後には、弱い加振作用によって型９０が崩され、その砂と鋳造品７７との分離が行なわれる。

このような構成によれば、鋳造品７７のサイズが大きい場合には、第２のシェーカ９４Ｂによる弱い加振作用によって、鋳造品７７と型９０の砂との分離を適切に行なうことができる。その際、鋳造品７７が加振作用によって転倒しないようにすることが可能である。また、鋳造品７７のサイズが小さい場合には、第１のシェーカ９４Ａによる強い加振作用によって鋳造品７７と型９０の砂との分離を効率良く行なうことができる。

特開２００３−１０９６２号公報

しかしながら、上記従来技術においては、鋳造品７７の製造に用いる型９０に中子が用いられている場合に、次に述べるような解決課題が生じていた。

すなわち、鋳造品７７が孔部を有する場合、型９０の一部に中子が用いられる場合が多い。この場合、型９０を構成する砂としては、主型砂（中子以外の部分を形成するための砂）と中子砂との２種類の砂が用いられることとなる。型９０の成形に用いられる砂は、その種類分けを行なって回収し、再利用することが望まれる。ところが、上記従来のシステムにおいては、鋳造品７７のサイズの大小に応じて、第１および第２のシェーカ９４Ａ，９４Ｂを使い分けていたに過ぎないため、型９０をクラッシュさせたときに、その砂を主型砂と中子砂とに分離して回収することは困難なものとなっていた。

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、鋳造用の型が主型砂と中子砂との２種類の砂により成形されている場合に、それらの砂と鋳造品との分離に加え、それらの砂の種類分けを行なった回収をも適切に行なうことが可能な型砂の分離回収システムを提供することをその課題としている。

本発明によって提供される型砂の分離回収システムは、主型砂および中子砂を用いて形成された型を、その内部に鋳造品が収容されたまま鋳造枠の上方に押し出すパンチアップテーブルと、上記型がパンチアップされた後に上記型の両側部に一部が進入することにより、上記鋳造品をその両側方からクランプ保持可能なクランパを有し、かつこのクランパの昇降および水平方向への移動を可能とする移動ユニットと、上記鋳造品が上記クランパに保持されて上記型の一部分からその上方に抜き出された状態において、上記鋳造品の上面上に残存する主型砂を上記鋳造品から掻き落とす動作が可能なスクレーパと、上記鋳造品が上記クランパに保持された状態において、上記鋳造品の湯道方案を叩く動作が可能な湯道方案叩き手段と、上記鋳造品から脱落した型砂を受けて回収するための第１および第２の砂回収領域と、を備えている、型砂の分離回収システムであって、上記移動ユニットは、上記鋳造品が上記クランパに保持されて上記型の上方に抜き出された後に、上記鋳造品を上記第１および第２の砂回収領域の上方に順次搬送し、上記スクレーパは、上記鋳造品が上記第１の砂回収領域の上方に搬送されたときに上記主型砂を掻き落とす動作を行ない、上記湯道方案叩き手段は、上記鋳造品が上記第２の砂回収領域の上方に搬送されたときに上記湯道方案を叩くことにより上記鋳造品から上記中子砂を分離させる動作を行なうように構成されていることを特徴としている。

本発明のその他の特徴および利点については、以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。

以上の説明から理解されるように、本発明によれば、型と鋳造品とを適切に分離させることができることに加え、型を構成する主型砂と中子砂とを適切に分離して回収することもできる。したがって、それら主型砂や中子砂のリサイクル使用を容易かつ適正に実現可能である。また、本発明に係る型砂の分離回収システムは、既述した従来技術のシステムと比較して、装置構成の複雑化や大型化を招くといった不利もなく、従来技術のシステムを有効に利用して容易に構成することもできる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は、本発明に係る型砂の分離回収システムの一実施形態を示している。本実施形態の型砂の分離回収システムＳは、パンチアップテーブル１、プッシャ２、移動ユニット３、スクレーパ３０、湯道方案叩き用アーム３１、第１および第２のシェーカ４Ａ，４Ｂ、ならびに冷却バスケット４０を備えている。第１および第２のシェーカ４Ａ，４Ｂが設けられた領域は、本発明でいう第１および第２の砂回収領域の一例に相当する。

パンチアップテーブル１は、往復シリンダロッド１０に支持されており、鋳造枠５０の設置箇所において昇降自在である。このパンチアップテーブル１の上昇により、型６を鋳造枠５０の上方に押し出し可能である。その際、型６の内部には鋳造品７が存在したままである。鋳造品７は、たとえば自動車用のエンジンの部品であり、この鋳造品７が鋳造された際には湯道方案７０が上向きに起立した状態で繋がっている。型６は、鋳造品７の外形の略全体をかたちどる主型砂６０と、鋳造品７の孔部に相当する中子を形成する中子砂６１とを用いて成形されている。プッシャ２は、水平方向に往復動自在であり、パンチアップテーブル１が上昇している際にこのパンチアップテーブル１上に存在する物体を第１のシェーカ４Ａ上に押動可能である。

移動ユニット３は、水平なレール４９に支持されてこのレール４９に沿って水平方向に移動自在であり、この移動により、後述するように、鋳造品７を第１および第２のシェーカ４Ａ，４Ｂならびに冷却バスケット４０の上方に順次搬送可能である。また、この移動ユニット３は、往復シリンダ３７と、この往復シリンダ３７の駆動力によって昇降自在なベース部３８と、このベース部３８を利用して構成されたクランパ３２とを有している。クランパ３２は、ベース部３８に支持された軸部３２ａを中心として回転自在な一対または複数対のクランプアーム３２ｂを備えたものであり、これらのクランプアーム３２ｂの先端部間は開閉自在である。このクランパ３２は、後述するように、型６がパンチアップされた状態において鋳造品７をその両側方からクランプ可能である。

スクレーパ３０は、後述するように、鋳造品７の上面上の主型砂６０を掻き落とすためのものであり、移動ユニット３に搭載されており、ベース部３８に支持された軸部３０ａを中心として回転自在である。このスクレーパ３０は、主型砂６０を効率良く掻き落とすことができる形状およびサイズに形成されており、好ましくは鋳造品７の種類に応じて適宜取り替えが可能に構成されている。このスクレーパ３０による主型砂６０の掻き落とし動作は、移動ユニット３が鋳造品７を第１のシェーカ４Ａの上方に搬送したときに行なわれるようになっている。

湯道方案叩き用アーム３１は、後述するように、鋳造品７の湯道方案７０を叩くことにより中子砂６１を鋳造品７から分離させるためのものであり、スクレーパ３０と同様に移動ユニット３に搭載されており、ベース部３８に支持された軸部３１ａを中心として回転自在である。湯道方案７０の位置やサイズは、鋳造品７の種類に応じて異なるため、この湯道方案叩き用アーム３１も、上記したスクレーパ３０と同様に、好ましくは鋳造品７の種類に応じて適宜取り替え可能とされている。湯道方案叩き用アーム３１とスクレーパ３０とは、干渉し合うことなく所定の動作が可能に構成されている。湯道方案叩き用アーム３１が湯道方案７０を叩く動作は、移動ユニット３が鋳造品７を第２のシェーカ４Ｂの上方に搬送したときに行なわれるようになっている。

第１および第２のシェーカ４Ａ，４Ｂは、メッシュ状または多孔性の受け部材と、この受け部材上に載せられた部材に振動を付与する振動付与手段とを備えている。これら第１および第２のシェーカ４Ａ，４Ｂは、並んで配置されている。ただし、第１のシェーカ４Ａは、パンチアップテーブル１の上昇位置の近傍に設けられている。冷却バスケット４０は、型６から分離された鋳造品７を受け取り、これを次工程位置に搬送するためのものである。

次に、型砂の分離回収システムＳの作用について説明する。

まず、型６を利用した鋳造品７の鋳造を終えると、図１に示したように、パンチアップテーブル１が上昇し、型６が鋳造枠５０よりも上方に押し出される。次いで、その上方に位置している移動ユニット３のクランパ３２がそのクランプアーム３２ｂを開脚させた状態で下降した後に、閉脚動作を行なうことにより、鋳造品７をクランプする。このクランプは、図３に示すように、各クランプアーム３２ｂの先端部が型６の側部に進入し、鋳造品７の側面に直接接触するようにしてなされる。

クランパ３２は、その後鋳造品７をクランプしたまま上昇する。すると、図２の符号Ｎ１で示すように、パンチアップテーブル１上には、型６の一部分６ａが残存することとなる。この型６の一部分６ａは、型６のうち、鋳造品７よりも下方に存在していた部分、および鋳造品７の周囲に存在していた部分であり、いずれも主型砂６０からなる。この部分６ａは、その後の適当なタイミングでプッシャ２によって押動されることにより第１のシェーカ４Ａ上に供給され、この第１のシェーカ４Ａにより振動が加えられることにより崩される。したがって、その主型砂６０は、第１のシェーカ４Ａを介して回収される。

一方、クランパ３２に保持されて上昇した鋳造品７は、図２の符号Ｎ２で示すように、その上面には主型砂６０が残存しているとともに、その孔部には中子砂６１が詰まったままの状態である。図面に示されていないが、鋳造品７の側面などの他の部分にも多少の主型砂６０は付着した状態となる。移動ユニット３は、その後水平移動を行ない，図２の符号Ｎ３で示すように、鋳造品７を第１のシェーカ４Ａの上方に搬送する。すると、スクレーパ３０が矢印ｎ１方向に回転する。この動作により、鋳造品７の上面上の主型砂６０が鋳造品７上から掻き落とされ、この主型砂６０は第１のシェーカ４Ａに回収される。既述したとおり、この第１のシェーカ４Ａにおいては、型６の一部分６ａを構成していた主型砂６０も回収されており、型６の主型砂６０の略全量がこの第１のシェーカ４Ａを介して一纏めにして回収されることとなる。なお、移動ユニット３には、鋳造品７に対して振動を付与可能な振動付与手段を設けておき、スクレーパ３０の動作時などにおいて鋳造品７に対して振幅が比較的小さい振動を付与し、鋳造品７の側面などに残存付着している主型砂６０を第１のシェーカ４Ａ上に剥離落下させるようにしてもかまわない。

次いで、移動ユニット３は、図２の符号Ｎ４で示すように、鋳造品７を第２のシェーカ４Ｂの上方に搬送する。すると、湯道方案叩き用アーム３１が矢印ｎ２方向に回転し、鋳造品７の湯道方案７０を叩く。これにより、鋳造品７には衝撃が与えられ、鋳造品７の孔部に詰まっていた中子砂６１が崩れて第２のシェーカ４Ｂ上に落下することとなる。鋳造品７が、たとえば複数の製品を連結部を介して互いに繋げた構造のものであって、その連結部を薄肉にするための孔部を形成する手段として中子が用いられているような場合には、湯道方案７０を叩くことによって上記連結部を大きく変形させることが許容される。この場合には、たとえば図４に示すように、湯道方案７０を叩くことによって、鋳造品７を大きく変形させることができ、中子砂６１を鋳造品７から脱落することの確実化が図られる。中子砂６１を鋳造品７から脱落させる場合においても、主型砂６０を脱落させる場合と同様に、鋳造品７に微小振動を付与し、鋳造品７に付着している中子砂６１を剥離落下させ易くしてもかまわない。第２のシェーカ４Ｂ上には、中子の一部分が塊状態で落下してくる場合もあるが、これは第２のシェーカ４Ｂによる振動作用により崩される。

湯道方案７０については、上記した叩き動作によって鋳造品７の製品部分から分断し、第２のシェーカ４Ｂ上に纏めて回収することもできる。ただし、この型砂の分離回収システムＳにおいて、湯道方案７０を叩く目的は、中子砂６１を鋳造品７から脱落させる点にあり、湯道方案７０を分断させる必要はない。また、湯道方案７０を分断しなくても、この湯道方案７０にたとえば亀裂を生じさせるといったことが可能であり、その後に実行される湯道方案７０の分断作業が容易化される。移動ユニット３は、鋳造品７から中子砂６１が取り除かれると、その後鋳造品７を冷却バスケット４０に投入することとなる。

このように、本実施形態の型砂の分離回収システムＳにおいては、型６と鋳造品７との分離が適切に行なえることは勿論のこと、型６の主型砂６０については第１のシェーカ４Ａを介して回収し、また中子砂６１については第２のシェーカ４Ｂを介して回収し、主型砂６０と中子砂６１との分離回収を適切に行なうことが可能である。

本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明に係る型砂の分離回収システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

たとえば、第１および第２の砂回収領域としては、上述したようなシェーカが設けられた構成とすることが好ましいが、これに限定されず、たとえば上方から落下してくる主型砂または中子砂を受けて貯留可能な容器が設けられた構成、あるいは落下してくる主型砂または中子砂を受けてそのままこれを所定箇所に搬送するコンベアが設けられた構成とされていてもかまわない。クランパ、スクレーパ、および湯道方案叩き手段は、必ずしも回転動作を行なうものとして構成されていなくてもよく、これを動作させるための具体的な機構も限定されない。また、それらの数も限定されない。たとえばスクレーパを複数設けた構成とすることもできる。本発明に係る型砂の分離回収システムは、たとえば上述した実施形態で説明したような各部の動作がコンピュータにより制御された構成とすることが可能である。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。

本発明に係る型砂の分離回収システムの一例を示す概略側面図である。 図１に示す型砂の分離回収システムの動作説明図である。 図１に示す型砂の分離回収システムにおいて鋳造品をクランパによってクランプする動作を示す要部断面図である。 図１に示す型砂の分離回収システムにおいて湯道方案を叩いたときの動作例を示す要部断面図である。 （ａ）は、従来技術の一例を示す概略側面図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部動作説明図であり、（ｃ）は、（ａ）の要部説明図である。

符号の説明

Ｓ 型砂の分離回収システム
１ パンチアップテーブル
２ プッシャ
３ 移動ユニット
４Ａ 第１のシェーカ（第１の砂回収領域）
４Ｂ 第２のシェーカ（第２の砂回収領域）
６ 型
７ 鋳造品
３０ スクレーパ
３１ 湯道方案叩き用アーム（湯道方案叩き手段）
３２ クランパ
５０ 鋳造枠
６０ 主型砂
６１ 中子砂
７０ 湯道方案

Claims (1)

1. 主型砂および中子砂を用いて形成された型を、その内部に鋳造品が収容されたまま鋳造枠の上方に押し出すパンチアップテーブルと、
   上記型がパンチアップされた後に上記型の両側部に一部が進入することにより、上記鋳造品をその両側方からクランプ保持可能なクランパを有し、かつこのクランパの昇降および水平方向への移動を可能とする移動ユニットと、
   上記鋳造品が上記クランパに保持されて上記型の一部分からその上方に抜き出された状態において、上記鋳造品の上面上に残存する主型砂を上記鋳造品から掻き落とす動作が可能なスクレーパと、
   上記鋳造品が上記クランパに保持された状態において、上記鋳造品の湯道方案を叩く動作が可能な湯道方案叩き手段と、
   上記鋳造品から脱落した型砂を受けて回収するための第１および第２の砂回収領域と、を備えている、型砂の分離回収システムであって、
   上記移動ユニットは、上記鋳造品が上記クランパに保持されて上記型の上方に抜き出された後に、上記鋳造品を上記第１および第２の砂回収領域の上方に順次搬送し、
   上記スクレーパは、上記鋳造品が上記第１の砂回収領域の上方に搬送されたときに上記主型砂を掻き落とす動作を行ない、
   上記湯道方案叩き手段は、上記鋳造品が上記第２の砂回収領域の上方に搬送されたときに上記湯道方案を叩くことにより上記鋳造品から上記中子砂を分離させる動作を行なうように構成されていることを特徴とする、型砂の分離回収システム。

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