JP2552434Y2 - 鋳物砂再生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、鋳型に使用された古
い鋳物砂を再使用するための鋳物砂再生装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】鋳物砂は、経済的見地より、再生して繰
り返し使用される。しかしながら、一度使用した鋳物砂
には、硬化、焼損した粘結剤、塗型材等が付着している
ので、これら付着物を取りさることが必要である。ま
た、砂が熱衝撃等により一部微粉化しているので、これ
を取り除くことが必要である。

【０００３】鋳物砂を再生するための装置として、特公
昭57-42,411 号公報に、鋳物砂再生装置が、本考案者に
よって開示されている（以下、「先行技術１」とい
う）。図３は、先行技術１を示す一部切欠き斜視図、図
４および図５は部分縦断面図、図６は回転ドラムを示す
縦断面図である。図３〜図６に示すように、縦長の円筒
体１の上端部には、古砂10の投入孔を構成する、漏斗状
のホッパ２が円筒体１と同軸に設けられている。ホッパ
２は、円筒体１の上部において円筒体１の内外を仕切っ
ている。円筒体１の内部の最上部には、粉塵吸引口３が
外部集塵機へ向けて開口している。ホッパ２の出口下部
には、支持片6aによって連結されたディストリビュータ
６がホッパ２と同軸に配置されている。、さらに、ディ
ストリビュータ６の下方に回転ドラム４がディストリビ
ュータ６と同軸に位置しており、円筒体１の下端部の再
生砂排出口５へと連なっている。ディストリビュータ６
は、ホッパ２から落下する古砂10をその周方向に関して
均一に分散して落下させ、下方での古砂10の落下位置が
円形を描くようになっている。回転ドラム４は、周壁4a
および底板4bからなり、その上面は開口されている。

【０００４】円筒体１の下部において、再生砂排出口５
の上方には、ダクト状の吸気管11が横切って貫通配置さ
れ、吸気管11には円筒体１内において円筒体１と同軸の
立ち上がり管部11c が設けられている。この立ち上がり
管部11c 内に支持片11d によってベアリングケース7aが
管部11c と同軸に支持固定され、ベアリングケース7aに
よって回転軸4cが回転ドラム４と同軸に垂直に支承され
ている。回転軸4cはその上端部を底板4bの上側に突出さ
せて固定され、回転ドラム４を下方から支持している。

【０００５】回転軸4cの下端には、Ｖプーリ7bが取り付
けられ、外部のモータ7dによってＶベルト7cを介して高
速回転駆動を受けるようになっている。この回転軸4cの
高速回転によって、回転ドラム４はその軸線に沿って水
平に回転し、回転ドラム４内の古砂10は、周壁4aを超え
て外方へ飛散する。この飛散する古砂10を受け且つ古砂
10の固定層を形成するように、回転ドラム４の外周上方
を囲んで、内側に開いたコの字型の断面形状を有する環
状棚８が、円筒体１に支持具8eによって固定されてい
る。従って回転ドラム４はこの環状棚８の内部下方で高
速回転する。

【０００６】上述のように、環状棚８は、上部フランジ
8c、周壁8bおよび下部フランジ8aからなる内方に開いた
コの字型の断面形状を有し、下部フランジ8aの内周縁と
回転ドラム４の周壁4aの上端縁とはほぼ同じ高さ位置と
なっており、これらの間に予め選ばれた寸法の間隙8fが
形成されている。また、環状棚８の外周面と円筒体１の
内周面との間に間隙8dが形成されている。このように、
円筒体１の内部は、回転ドラム４および環状棚８によっ
て上下に仕切られ、且つ、間隙8fと8dとによって上下は
連通している。

【０００７】回転ドラム４の底板4bの下面には、ファン
プレート９が幾つか放射状に固定されており、これによ
り、回転ドラム４の下面がファンを構成しており、回転
ドラム４の高速回転によってベアリングケース7aの周囲
に立ち上がり管部11c で形成される中央吸気孔9aから空
気を吸引して放射方向外方へ、即ち、環状棚８の下面へ
向けて吹き出すようになっている。この吹き出し空気は
主に間隙8dを介して上部空間から粉塵吸引口３へ粉塵と
共に吸引されることになる。このため、中央吸気口9aは
吸気管11内に連通しており、吸気管11はその一端が円筒
体１の外部に開口した吸気口11a となっている。また、
図示の例では、この吸気管11の他端も円筒体１の外部に
開口させて、ここを介してＶベルト7cを渡し、外部のモ
ータ7dによるベルト駆動を、古砂や粉塵の飛散の無い吸
気管11内で果たすようになっている。図３には、吸気管
11の吸気口11a が、外部のモータ7dの反対側に位置する
ように図示されているが、これは、外部のモータ7dの軸
プーリの点検操作窓11b などで兼用するようにしたもの
もある。

【０００８】この従来の鋳物砂再生装置は、円筒体１の
上端のホッパ２から投入される古砂が、ディストリビュ
ータ６上に固定層を形成し、また、このディストリビュ
ータ６から落下する古砂10が、回転ドラム４の周壁4a内
に付着して古砂10による固定層10a を形成し、さらに、
高速で回転する回転ドラム４から外方へ飛散した古砂10
が環状棚８内に固定層を形成し、このようにして古砂が
衝突する主な部分が固定層を形成する構造となってい
る。この古砂によって形成される固定層は、セルフライ
ニングの役割を果たし、古砂による回転ドラム等装置本
体の磨耗を防止している。

【０００９】また、環状棚８は、その下部フランジ8bの
内周縁が回転ドラム４の周壁4aの上端縁とほぼ同じ高さ
で、それらの間に間隙8fを形成して対置され、この間隙
8fの寸法を予め選んでおくことにより古砂の再生の強弱
度合いを変えることができるようになっている。

【００１０】古砂10は、ホッパ２から落下してディスト
リビュータ６により回転ドラム４の周壁4aの内周面に遠
心力によって張り付き固定層10a を形成するが、その高
速回転に直ちには追いついてゆけず、従って砂層内にせ
ん断現象が起き、砂表面の研磨作用となって古砂から付
着物がこすり取られ分離する。図６に示す、回転ドラム
４に付着する古砂によって形成される固定層10a のでき
る角度Ａ、即ち、回転ドラム４の周壁4aの内周面と、周
壁4aの内周面に付着した古砂10の表面とのなす角度（同
じくＡ）は、砂の種類と回転ドラムの回転数により決ま
るが（20〜40°の範囲内の、通常、30°前後) 、連続的
に供給される古砂10は安息角に沿って上端部へ流れ、前
記せん断作用を受けながら、円周方向に加速されてゆ
く。従って、回転ドラム４の上端より溢れ出る古砂10
は、強力な遠心力の作用で高速で周囲に飛散する。環状
棚８の内周面には、先に飛散した古砂10が固定層を形成
して溜まっているため、回転ドラム４より飛散した古砂
10は、この固定層を形成する古砂10に高速で衝突し、そ
の衝撃でさらに付着物が分離される。環状棚８の外周面
と円筒体１の内周面との間隙8dから溢れ落ちた古砂10
は、円筒体１の下端部の排出口５から排出される。

【００１１】また、ディストリビュータを設けず、ホッ
パ２から投入された古砂10を、回転ドラム４と環状棚８
とによって囲むスペース内に滞留させ、回転する回転ド
ラム４に付着した固定層と堆積している砂層との間の摩
擦により再生を行うこともできるようになっている。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】先行技術１の鋳物砂再
生装置は、上述したように、回転ドラム４の周壁4aの内
周面に、回転による遠心力によって古砂10が付着して固
定層10a が形成されている。しかしながら、回転ドラム
４は、図６に示すように、その深さが比較的浅く、即
ち、内径（図６中に示すｄ）の方が深さ（図６中に示す
ｈ）よりも大幅に大きくなるように形成されているの
で、回転ドラム４の底板4bの周縁部を除く中央部分は、
固定層10a が形成されず底板4aの上面が露出している。
また、底板4bは回転軸4cの軸心回りに、回転軸4cを上側
に突出させて支持されている。従って、ディストリビュ
ータ６から落下してきた古砂10が、底板4bの中央部の突
出部および前記露出部分に衝突することにより、衝突部
が古砂10により磨耗を受ける問題があった。

【００１３】上述した古砂による磨耗に対処するため
に、従来は、回転ドラム４の底板4bの上面にライナー1
2、および、軸心回りの突出部に耐磨耗性に優れるキャ
ップ13を配設し、このライナー12によって底板4bを保護
し、また、キャップ13によってボス部を保護する方法が
採られていた。しかしながら、ライナー12の消耗度の判
定が難しく、その交換時期の認定が難しい問題がある。
もし、消耗したライナー12をそのまま不交換で使用する
と、回転ドラム４の底板4bの露出部および突出部が古砂
10によって磨耗し、回転ドラム４自体が損傷するという
問題がある。また、ライナー交換時の鋳物砂再生装置の
操業停止およびライナー頻繁交換によるコストの面でも
問題があった。

【００１４】従って、この考案の目的は、上述の課題を
解決し、従来、固定層を形成することが困難であったた
め、保護されることがなかった回転ドラムの底板の中央
部にも固定層を形成して底板を被覆することにより、古
砂による磨耗箇所のない、鋳物砂再生装置を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本考案者は、上述の課題
を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、次の知
見を得た。回転ドラム４の周壁4aの内周面で固定層10a
を形成する古砂10の表面と、周壁4aの内周面とがなす角
度Ａは、砂の種類と回転ドラムの回転数とにより決まる
角度であるので、回転ドラム４の深さを従来よりも深く
し、且つ、底板4bの上面を平面状にすることによって、
回転ドラム４内に古砂10によって擂鉢状の固定層10a を
形成し、これにより、回転ドラム４の底板4bの上面の全
面が被覆され、底板4bの上面が古砂10によって磨耗を受
けることがなくなる。

【００１６】この考案は、上述の知見に基づいてなされ
たものであり、円筒体の上端部中心に設けられた古砂の
投入孔から落下する古砂を受けるための、周壁および底
板からなり上面が開口している回転ドラムと、前記回転
ドラムの前記底板の中心にその上端が固定された、前記
回転ドラムを回転させるための回転軸と、前記回転ドラ
ムの上端から上方の外周を囲む、前記回転ドラム内から
飛散する古砂を受けるための環状棚とを備え、前記回転
ドラムは、前記底板の上面が平面状に形成され、且つ、
その深さと内径との関係が下記式を満足するように構成
されていることを特徴とする鋳物砂再生装置、 ｄ ｈ＞──────── ２× tanＡ 但し、上記式において、 Ａ：砂の種類と回転ドラムの回転数とによって決まる、回転ドラムの周壁 の内周面に付着した古砂の表面と前記周壁の内周面とがなす角度 ｈ：回転ドラムの深さ ｄ：回転ドラムの内径。

【００１７】

【作用】回転ドラムを上述のように形成することによ
り、回転ドラム内に、周壁に付着した古砂によって擂鉢
状の固定層が形成され、底板が固定層を形成する古砂に
よって完全に被覆され、飛散する古砂と底板とが衝突す
ることがなくなる。また、従来の回転ドラムよりも深さ
が深くなったことにより、即ち、内径に対する深さの比
が大きくなったことにより、滞留砂の量が増加し、滞留
時間も長くなり、古砂再生作用も向上する。

【００１８】次に、この考案を図面を参照しながら説明
する。図１はこの考案の鋳物砂再生装置の１実施態様を
示す縦断面図、図２は回転ドラムを示す縦断面図であ
る。図１、図２に示す、この考案の鋳物砂再生装置は、
後述するように、回転ドラムの形状が異なっている点に
おいてのみ、先行技術１と異なっている。従って、図
１、図２において、従来例を示す図３〜図６と実質的に
同一または相当部分については、図３〜図６と同じ符合
を付することにより説明を省略する。

【００１９】回転ドラム４は、周壁4aおよび底板4bから
なり、その上面は開口されている。さらに、底板4bの上
面は、図２に示すように平面状となっている。回転軸4c
は回転ドラム４と同軸に垂直に支承されており、回転軸
4cの上端は、回転ドラム４の底板4bの下面に固定され、
回転ドラム４を下方から支持している。回転ドラム４の
内径は、図１に示すように、ディストリビュータ６から
円形に落ちてくる古砂10を周壁4aの内周面に形成される
古砂10の固定層10a の表面の傾斜面で受けるように、デ
ィストリビュータ６の外径よりも大きくなっている。そ
して、回転ドラム４は、その深さ（図２中に示すｈ）と
内径（図２中に示すｄ）との関係が、下記式を満足する
ように形成されている。 ｄ ｈ＞──────── ２ × tanＡ 但し、上記式において、 Ａ：砂の種類と回転ドラムの回転数とによって決まる、回転ドラムの周壁 の内周面に付着した古砂の表面と前記周壁の内周面とがなす角度 ｈ：回転ドラムの深さ ｄ：回転ドラムの内径。

【００２０】回転ドラム４を上記式を満足する形状に形
成したのは、図２に示すように、周壁4aに張り付いた古
砂10の固定層10a を擂鉢状に形成するためである。且
つ、回転ドラム４の底板4bの中心における高さが０（ゼ
ロ）となるように、この擂鉢状の固定層10a を形成する
ためである。回転ドラム４を上記形状に形成することに
より、擂鉢状に形成された固定層10a を形成する古砂10
によって、底板4bが完全に被覆され、即ち、セルフライ
ニングが形成され、飛散する古砂10と底板4bとが衝突す
ることがなくなる。また、回転ドラム４は、従来と内径
の寸法は変わらず、且つ、従来よりも内径に対する深さ
が深くなったことにより、滞留砂の量が増加し、滞留時
間も長くなり、古砂再生作用も向上する。なお、周壁4a
の内周面に付着した、固定層10a を形成する古砂10の表
面と周壁4aの内周面とがなす角度Ａは、再生する鋳物砂
の種類によって、また、回転ドラムの回転数によって決
まるが、20から40°の範囲内、通常は30°前後である。

【００２１】回転ドラム４の形状が上記式を満足するよ
うに構成されていない場合、即ち、深さが小さい場合に
は、古砂10によって形成される擂鉢状の固定層10a の中
心に底板4bの露出部が形成される。また、条件式をわず
か満足すれば良いのであって、深さの大きすぎは、装置
が大型化するだけで意味がない。

【００２２】

【考案の効果】以上説明したように、この考案によれ
ば、回転ドラムの周壁の内周面に付着した古砂の固定層
によって、従来露出していた回転ドラムの底板を被覆す
ることにより、古砂による底板の磨耗をなくして回転ド
ラムを保護し、これによりライナーおよびキャップを使
用しなくても耐久性に優れる、鋳物砂再生装置が得ら
れ、かくして、工業上有用な効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の１実施態様を示す縦断面図

【図２】この考案を構成する回転ドラムを示す縦断面図

【図３】先行技術１を示す一部切欠き斜視図、

【図４】先行技術１を示す部分縦断面図

【図５】先行技術１を示す部分縦断面図

【図６】先行技術１の鋳物砂生成装置を構成する回転ド
ラムを示す縦断面図。

【符号の説明】

１ 円筒体 ２ ホッパ ３ 粉塵吸引口 ４ 回転ドラム 4a 周壁 4b 底板 4c 回転軸 ５ 再生砂排出口 ６ ディストリビュータ 6a 支持片 7a ベアリングケース 7b Ｖプーリ 7c Ｖベルト 7d 外部のモータ ８ 環状棚 8a 下部フランジ 8b 周壁 8c 上部フランジ 8d 間隙 8e 支持具 8f 間隙 ９ ファンプレート 9a 中央吸気孔 10 古砂 10a 固定層 11 吸気管 11a 吸気口 11b 点検操作窓 11c 立ち上がり管部 11d 支持片 12 ライナー 13 キャップ。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒体の上端部中心に設けられた古砂の
   投入孔から落下する古砂を受けるための、周壁および底
   板からなり上面が開口している回転ドラムと、 前記回転ドラムの前記底板の中心にその上端が固定され
   た、前記回転ドラムを回転させるための回転軸と、 前記回転ドラムの上端から上方の外周を囲む、前記回転
   ドラム内から飛散する古砂を受けるための環状棚とを備
   え、 前記回転ドラムは、前記底板の上面が平面状に形成さ
   れ、且つ、その深さと内径との関係が下記式を満足する
   ように構成されていることを特徴とする鋳物砂再生装
   置、 但し、上記式において、 Ａ：砂の種類と回転ドラムの回転数とによって決まる、
   回転ドラムの周壁の内周面に付着した古砂の表面と前記
   周壁の内周面とがなす角度 ｈ：回転ドラムの深さ ｄ：回転ドラムの内径。