JP2959213B2

JP2959213B2 - 振動ドラム

Info

Publication number: JP2959213B2
Application number: JP3196977A
Authority: JP
Inventors: 啓弍橋本; 和規園部
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1991-07-11
Filing date: 1991-07-11
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH0515965A; TW197394B; KR930002022A; KR100208866B1

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば、ばら状材料の混
合、乾燥、冷却などに用いて好適な、中でも鋳物の砂ば
らしに用いて特に好適な振動ドラムに関する。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】図１０及び図１１は従来
例の鋳物の砂ばらしに用いられる振動ドラムを示すもの
であるが、図において振動ドラムは全体として７０で示
され、そのほゞ円筒状のドラム本体７１の側方には駆動
部取付フレーム７２が共振用駆動ばね７４を介して支持
台７５に固定されており、またこの支持台７５は複数の
取付リブ８６を介してドラム本体７１に固定されてい
る。

【０００３】ドラム本体７１の図１０において左端部に
は砂落しをすべき鋳物を供給するための供給口８５が設
けられており、またこの右端部には砂ばらしをされた鋳
物を排出する排出口８４が形成されている。ドラム本体
７１の両側は端壁８２ａ、８２ｂで閉塞されている。

【０００４】ドラム本体７１全体は防振ばね７６ａ、７
６ｂ、７７ａ、７７ｂにより地上Ｅ上に振動可能に支持
されている。フレーム７２には駆動部としての一対の振
動電動機７９ａ、７９ｂから成る加振源７３が固定され
ている。振動電動機７９ａ、７９ｂは公知のように構成
されるが、その回転軸８１ａ、８１ｂにほゞ半円形状の
アンバランスウェイト８０ａ、８０ｂが固定されてお
り、これらは補強隔壁８３に関し対称的にフレーム７２
に固定されているがアンバランスウェイト８０ａ、８０
ｂは同じ回転位相で回転軸８１ａ、８１ｂに固定されて
いる。ドラム本体７１の上壁部には集塵用のダクト７８
が固定されており内空間８７と連通し、後述するように
ドラム本体７１内の鋳物の砂ばらしにより生ずる塵埃を
外部に導くようにしている。振動ドラム７０全体は排出
口８４に向って下向きに数度、傾斜している。

【０００５】従来例の振動ドラム７０は以上のように構
成されるのであるが、加振部７３を駆動すると振動電動
機７９ａ、７９ｂは同期して回転するのであるが、これ
は駆動ばね７４のばね定数及びドラム本体７１全体の質
量及び加振部７３の質量などによって定まる共振周波数
に近い周波数で一対の振動電動機７９ａ、７９ｂが回転
駆動される。この回転によりばね７４の延在方向に直線
振動力が発生し、これが同ばね７４及び支持台８６を介
してドラム本体７１に伝達される。ドラム本体７１は防
振ばね７６ａ、７６ｂ、７７ａ、７７ｂにより振動可能
に支持されているので矢印で示す方向に斜方向に振動
し、これによりドラム本体７１の内空間８７における鋳
物Ｍ及び砂Ｓは矢印で示すように循環運動を行う。な
お、ドラム本体７１は排出口８４に向って数度下向きに
傾斜しているので、図１１の矢印で示すような循環運動
と共に排出口８４に向って砂Ｓと鋳物Ｍは移動する。こ
の過程で砂ばらしが行われ排出口８４からは砂ばらしさ
れた鋳物Ｍと砂Ｓとは分離されて排出される。

【０００６】従来例の振動ドラム７０は以上のような構
成を有し、かつ作用を行うのであるが他形式の鋳物の砂
ばらし機、例えば、すのこ状の床面に砂ばらしすべき鋳
物を供給し、これを直線振動させることにより分離した
砂を下方へと排出し、直線振動によりすのこ上を移送さ
せるようにしているのであるが、この形式の鋳物の砂ば
らし機では鋳物に対し衝撃を与えるので傷をつけること
が多く、また鋳物の姿勢変化（反転等）があまりないた
め鋳物の形状によっては砂が落ちないという欠点がある
のに対し、上記従来例の振動ドラム７０ではこのような
欠点を除去するものであるが、一対の振動電動機７９
ａ、７９ｂが同期するとは限らず同期がずれた場合には
ドラム本体７１に対し不規則な振動力を与え、これによ
り上述のような作用を行うことがなく十分な砂ばらしを
行うことができないばかりか上述の他形式の砂ばらし機
と同様な欠点を有することになる。例えば鋳物Ｍに傷を
つけたりすることがある。これに対処するために振動電
動機７９ａ、７９ｂが同期して回転するように、この振
動電動機７９ａ、７９ｂのドラム本体７１に対する取付
位置及びばね７４の配設などに厳密な設定基準が必要と
なる。従って図１０及び図１１に示す振動ドラム７０は
高価となるばかりでなく、ドラム本体７１内の砂ばらし
をすべき鋳物Ｍと砂Ｓの全体の重量及びその質量分布に
よっては共振状態を得ることができないばかりでなく同
期回転を行わせることができない場合がある。

【０００７】また他形式の鋳物の砂ばらし機としてドラ
ムを一定方向に所定速度で回転させる、いわゆる回転式
ドラムがあるが、これにより砂ばらしを行った場合には
鋳物が引っかゝりにより持ち上げられたとき、ある高さ
まで行って落下するので、この衝撃により傷がつく場合
がある。また鋳物との接触時間が長いので砂を老化させ
たり添加剤を老化させることになる。また上述したよう
に引っかゝり等での落下が周期的に生ずるので騒音を発
生する。このような難点に対しても本従来例は優れたも
のであるが、なお上述のような改良すべき点を有するも
のである。

【０００８】図１２及び図１３は他従来例を示すもので
あるが、上記従来例に対応する部分については同一の符
号を付し、その詳細な説明は省略する。すなわち本従来
例は、ドラム本体７１の周壁部に、上述したように直線
振動力を発生するための加振機構７３が取り付けられて
いるのであるが、これは一対の振動電動機８２Ａ及び８
２Ｂからなっており、これらは取付台９５に固定されて
いるのであるが、各回転軸８３ａ、８３ｂの一端部には
同径同数のギヤ８９ａ、８９ｂが固定されており、更に
これらに噛合する小径であるが、同径同数のギヤ９０
ａ、９０ｂがベアリングハウジング８８’にその軸が回
動可能に取り付けられており、各振動電動機８２Ａ及び
８２Ｂはそれぞれの電源コード８５、８５に交流電源が
接続されることにより、それぞれ相反する方向に駆動さ
れるのであるが、これらはギヤ９０ａ、９０ｂの噛合及
び大径ギヤ８９ａ、８９ｂとの噛合により回転軸８３
ａ、８３ｂの一端に固定されている半円形のアンバラン
スウェイト８４ａ、８４ｂが相反する方向で同一速度で
同期して回転する。これにより図１２に示すようにＸ方
向に直線振動力を発生する。

【０００９】他従来例は上記従来例より構成は簡単であ
るが、以下のような欠点を有するものである。

【００１０】本従来例においてもドラム本体７１は円筒
形状を呈し、その軸心Ｃに沿って砂ばらしをする鋳物を
移送するのであるが、ドラム本体７１は防振ばね７７
ａ、７７ｂで支持されており、又本従来例でも、やはり
２個の振動電動機８２Ａと８２Ｂとからなる加振機７３
がドラム本体７１の周壁部に取り付けられている。

【００１１】本従来例でも各振動電動機８２Ａ、８２Ｂ
の駆動軸８３ａ、８３ｂに半円形のアンバランスウェイ
ト８４ａ、８４ｂが固定されているが、駆動軸８３ａ、
８３ｂの一端部には同形、同歯数のギヤが固定されてお
り、これらが相互に噛合しており、従って２個の振動電
動機８２Ａ、８２Ｂは相異なる方向に同期して同速で回
転する。これにより図１４に示すように矢印Ｐ方向に直
線振動力を発生し、これは軸心Ｃに対しほぼ直角に交わ
るものである。これによりドラム本体７１内に未だ砂ば
らしをすべき鋳物が投入されていない場合、すなわち無
負荷である場合にはドラム本体７１の周壁部の各点は矢
印で示すように直線振動を行なうのであるが、この方向
は直線振動力Ｐの方向にほぼ平行であり、この加振機構
７３が取り付けられている水平線に対する角度αにほぼ
等しい。すなわち無負荷ではドラム本体７１の周壁部の
各点でほぼ均一な振巾及び振動角で振動するのである
が、図示するように砂ばらしをすべき鋳物Ｍを投入した
時には、上記従来例と同様に矢印Ｒで示すような循環運
動を行なうことが考えられるのであるが、無負荷の時の
振巾より大巾に減少する。従って実際には図示するよう
な循環運動を行ない難く、振巾が小さくなるために循環
速度が小さく、その流動性は上記従来例より劣るもので
ある。これは砂ばらしをすべき鋳物Ｍが無負荷における
振動方向Ｐの方向にドラム本体７１と共に振動駆動され
るのであるが、ドラム本体７１の底壁部においてはａ₁
で示すようにその振動方向はＰの方向にほぼ等しいが、
これより反時計方向に４５度の角度位置ａ₂ では無負荷
においては上述したようにＰの方向にほぼ平行であるが
故に、この点におけるドラム本体７１の内周壁面に対す
るこの振動の角度は、ほぼ平行であり、従って振動理論
から明らかなように、この面の垂直方向においては１ｇ
以下の加速度であり、跳躍運動をせず、従って振動によ
る移送作用はない。更に、これより反時計方向に、より
大きな角度位置において、例えば点ａ₃ においてはドラ
ム本体７１の内壁面に対する振動による移送作用はドラ
ム本体７１の内壁面に対し、反時計方向の移送が望まし
いのであるが、時計方向となり、これでは最下点ａ₁ よ
り反時計方向に向う移送力と対向し、これがためにドラ
ム本体内の鋳物Ｍ及び型ばらしされた砂Ｓが、ドラム本
体７１の内周壁面を押圧してあたかも一体的な剛体であ
るかのように一体化して振動する。従って、一定の加振
機７３による各点における振巾は当然のことながら小さ
くなり、よって上述したように流動化が妨げられる。

【００１２】更に本従来例においては、例えば６０Ｈｚ
電源で８９４ｒ．ｐ．ｍ．で駆動されるのであるが、８
９４ｒ．ｐ．ｍ．はいわゆる振動の技術分野においては
超低周波に属し、これがためにこの振動ドラムを配設し
た近傍の建屋にはこの超低周波による振動と共振状態と
なり、建屋の一部、例えば障子やドアなどをガタガタと
振動させている。従って、この振動ドラムを配設してい
る工場の近くに住む住人が振動公害を受ける。更に図１
２の従来例では駆動軸８３ａ、８３ｂの一端にギヤが固
定されているので、これらが噛み合って回転するのであ
るが、この噛合はいかに精密に設計したとしても、この
噛合音は０とすることができず、又これは高音に属し、
この音が加わり近くの住民には騒音公害となるものであ
る。

【００１３】本出願人は上述の問題に鑑みて先に、同じ
回転駆動力であっても無負荷から負荷状態にしたときの
振巾のへたりが小さく、従って処理すべき材料を、例え
ば砂ばらしをすべき鋳物を投入した場合、これに対する
流動化を促進し、且つ又近隣の建屋に対する超低周波公
害を防止し、又騒音公害をも防止することのできる振動
ドラムを提供することを目的として防振ばねで地上に支
持されたドラム本体の周壁部に、不平衡重錘の回転によ
り円形の加振力を発生させる円形加振力発生機を、前記
円形の加振力の中心と前記ドラム本体の軸心とを垂直に
結ぶ直線が、水平線に対しなす角度が、前記軸心より上
方位置で０度乃至９０度をなすように取り付けたことを
特徴とする振動ドラムを提案した（特願平３−１２６５
７６号）。

【００１４】以下、上記提案による振動ドラムについて
図面を参照して説明する。

【００１５】図４〜図８は本提案例を示すが図において
振動ドラムは全体として１で示され、ドラム本体２の周
壁部の一側方に本発明に係る加振機３が設けられてい
る。またドラム本体２は支柱４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ上
に配設された防振ばね６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂにより図
において下向きに数度傾斜して振動可能に支持されてい
る。ドラム本体２の図４において左端部には砂ばらしさ
れるべき鋳物が供給される供給口８が形成され、また右
端部にはこの砂ばらしされた鋳物を排出するための排出
口９が設けられている。

【００１６】ドラム本体２はその周壁部においてリブ１
０により補強されており、また右端部は蓋１１により部
分的に閉塞されている。

【００１７】次に、加振機３の詳細について特に図５及
び図７を参照して説明する。

【００１８】本提案例に係る加振機３は円形の振動力を
発生する円形加振機であり、ドラム本体２の側方に配設
された架台２３上に電動機２４が固定されており、これ
が駆動源である。電動機２４の回転軸２４ａにその両端
部においてユニバーサルジョイント機構に結合された第
１リンク２５が接続されている。すなわち電動機２４の
回転軸２４ａはユニバーサルジョイント２６ａを介して
第１リンク２５に結合されており、またその左端部はユ
ニバーサルジョイント２６ｂを介して第１支軸２９に結
合されている。この第１支軸２９はドラム本体２に取り
つけられた取付板２７の両側に固定された一対のベアリ
ング２８ａ、２８ｂのインナーレースに嵌着されてお
り、その一端部に図７に示すようなほぼ半円形状のアン
バランスウェイト３０ａが固定されており、第１支軸２
９の他端部はアンバランスウェイト３０ａと同形状のア
ンバランスウェイト３０ｂが固定されている。

【００１９】第１支軸２９は更にユニバーサルジョイン
ト３２ａ、３２ｂを介して第２リンク３１及び第２支軸
３５が結合されており、これはドラム本体２の周壁部に
取付られた取付板３３の両側に設けられた一対のベアリ
ング３４ａ、３４ｂのインナーレースに挿通して嵌着さ
れており、その両端部には上述のアンバランスウェイト
３０ａ、３０ｂと同一形状のアンバランスウェイト３６
ａ、３６ｂが固定されている。

【００２０】又、提案例によれば円形加振力の中心、す
なわち駆動軸２５とドラム本体２の軸心Ｃに対しこれと
垂直に結合する直線Ｌ−Ｌは水平線Ｈ−Ｈに対する角度
βが２５度と設定されている。この角度２５度を得るよ
うに上述の架台２３の高さ位置及び取付板２７の形状が
設定されている。さらに、本例によれば駆動軸２５を駆
動する電動機２４の回転方向は図６において時計方向に
回転するように駆動される。

【００２１】本例に係る加振機３は以上のように構成さ
れるがドラム本体２の上壁部には更に一対の点検窓２１
ａ、２１ｂが設けられており、また図６で示すようにド
ラム本体２の排出口９の近傍の内壁の一部には円弧状の
堰板２２が固定されている。

【００２２】本例による振動ドラム本体１は以上のよう
に構成されるが、次にこの作用について説明する。

【００２３】図示せずとも材料供給口８から砂ばらしを
すべき鋳物が投入されるものとする。電動機２４を駆動
すると、この回転軸２４ａの回転力はユニバーサルジョ
イント２６ａ、２６ｂ、第１リンク２５を介して一対の
アンバランスウェイト３０ａ、３０ｂを回転駆動させ、
更にこのアンバランスウェイト３０ａ、３０ｂを固定さ
せている第１支軸２９、ユニバーサルジョイント３２
ａ、３２ｂ、第２リンク３１を介して結合される第２支
軸３５の両端部に固定されたアンバランスウェイト３６
ａ、３６ｂは同様に回転駆動される。なおアンバランス
ウェイト３０ａ、３０ｂ、３４ａ、３４ｂの回転によっ
て、その回転軸すなわち支軸２９、３５の軸心の周りに
遠心力、すなわち円形の加振力が発生するのであるが、
後述するようなモードで加振力によりドラム本体２は振
動する。電動機２４の回転軸２４ａはユニバーサルジョ
イント２６ａ、２６ｂを介してアンバランスウェイト３
０ａ、３０ｂに結合されており、また第１支軸２９はユ
ニバーサルジョイント３２ａ、３２ｂを介してアンバラ
ンスウェイト３６ａ、３６ｂに結合されているので電動
機２４の方にはドラム本体２の振動がほとんど伝達され
ることなく、安定に回転駆動を続けることができる。

【００２４】図８はドラム本体２の軸心Ｃと全体の重心
Ｇと上述の加振機３の円加振力の中心Ｐとの関係を示す
ものであるが、加振機３の駆動により図８に示すような
円形の加振力Ｆが発生するのであるが、これと重心Ｇと
の周りに回転モーメントが発生し、また加振力Ｆの中心
Ｐからの距離に応じてドラム本体２を線としての円で示
すが、この周上において図示するような振動モードを行
なう。すなわち加振機３に最も近いドラム本体２の周壁
部上ではａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ 、ａ₄ で示すような楕円振動
を行なうのであるが、その長軸及び短軸は他の周壁部分
よりも大きく、またその長軸は、ほぼ垂直方向から反時
計方向に順次、傾斜している。またドラム本体２の底壁
部ではｂ₁ 、ｂ₂ 、ｂ₃ 及びｂ₄ で示すように直線振動
及び楕円振動を行なっているがその長軸の方向はドラム
内壁面に対し接線方向で反時計方向に振動移送力を有す
るように傾斜している。

【００２５】又、振動ドラム本体２の頂部近くの点にお
いては、ｄ₁ 、ｄ₂ 、ｄ₃ ・・・・で示すように、楕円
振動を行なうのであるが、その長軸及び短軸は順次小と
なり、又上述の振動ｂ₂ 、ｂ₃ 、ｂ₄ 、ｃ₁ 、ｃ₂ ・・
・・は図８において時計方向に回転する楕円振動であ
る。振動ｄ₁ 、ｄ₂ 、ｄ₃ も楕円振動で、時計方向に回
転する振動であるが、その長軸の方向はドラム本体２の
周壁面の各点の接線に対し、ほとんど平行となり、従っ
てその振動による移送力は、この点まで材料は上昇しな
いが、ほとんどないものである。そして図８において、
反時計方向において軸心Ｃに関し振動ａ₁ から見て約１
７０度の角度位置においては、振動ｅで示すように直線
振動を行なう。この角度位置から楕円振動ｆ₁ 、ｆ₂ 、
ｆ₃ 、ｆ₄が、その長軸及び短軸は順次増大するのであ
るが、反時計方向の回転であり、振動ドラム本体２の最
底部において再び直線振動ｂ₁ となり、この角度位置か
ら反時計方向に向って再び上述のように楕円振動を行な
うのであるが、その回転方向は時計方向となる。

【００２６】なお、以上の振動のモードはＸ−Ｙ直角座
標の原点は、ドラム断面円の中心Ｃ’（軸心Ｃ）と同じ
とし、各ディメンジョンを下記のようにした場合コンピ
ュータで計算した結果である。

【００２７】ドラムの直径Ｄ（ＣＭ）１２０．０全体の重量Ｗ（Ｋｇ）１９７０．０全体重心回りの慣性モーメントＡＩ（ＫｇＳｑＣＭ）８８２００００．０全体重心位置Ｘ座標ＸＭ（ＣＭ）１８．３全体重心位置Ｙ座標ＹＭ（ＣＭ）７．６加振力の位置Ｘ座標Ｓ（ＣＭ）９２．４加振力の位置Ｙ座標ＳＳ（ＣＭ）３８．３振動数Ｎ（ＲＰＭ）９００．０ドラムの最下端の振巾ＡＴ（ｍｍ）９．０加振力Ｆ（Ｋｇ）５６６４．７

【００２８】材料の供給口８から供給された鋳物Ｍは上
述のような振動をドラム本体２の内壁部から受けながら
図４において約２〜３度下向きに傾斜しているために右
方へと移送されるのであるが、移送途上において図８に
示すように鋳物Ｍはドラム本体２の内周壁面に沿って図
８において反時計方向に上昇する力を受け、あるレベル
まで上昇すると重力の方が大きくなって下方へと鋳物Ｍ
の上層の上表面に沿って滑落し、再び内周壁面に沿って
上昇力を受ける軌跡Ｑで示すような運動を行ないながら
図４において右方へと移送され十分な攪拌力を受けて本
例においては砂ばらし、冷却作用を受け排出口９から外
部へと排出されるのであるが、図６で示すように排出口
９の近傍には内周壁面に沿って円弧状の堰板２２が設け
られているので、上述のような攪拌力を十分に受けて砂
ばらしされて排出口９から外部に排出されることができ
る。もし堰板２２がなくて、またドラム本体２への砂ば
らしすべき鋳物Ｍの充填率が少ない場合には十分な攪拌
力を受けることなく排出口９より外部へと排出されるで
あろう。従って堰板２２の効果はドラム本体２内の鋳物
の充填率が少なくなる場合に大きな効果を奏するもので
ある。

【００２９】以上のように振動ドラム本体２内に砂ばら
しをすべき鋳物Ｍが投入され、撹拌作用を受けるのであ
るが、振動ｂ₁ 、ｂ₂ 、ｂ₃ 、ｂ₄ 、ｃ₁ 、ｃ₂ ・・・
・は、このドラム本体２内に砂ばらしをすべき鋳物Ｍを
投入されていない状態、すなわち無負荷状態における振
動状態を表わすものであるが、図示のような充填率で砂
ばらしをすべき鋳物Ｍを投入されて、図示するように循
環運動を行なう場合においても従来よりはその振巾のへ
たりはほとんど小さく、上述のｂ₁ 、ｂ₂ 、ｂ₃ ・・・
・の振動モードの変化はほとんどなく、その振巾もわず
かに小さくなるだけである。従って鋳物Ｍは後述するよ
うな移送力を受ける。

【００３０】ドラム本体２の最底部においては直線振動
ｂ₁ を行なうのであるが、この点においては本体２の周
壁面の点での接線に対し、右上り方向の直線となってお
り、公知のように、このような直線振動では大きな移送
力を受ける。従ってこの上の砂ばらしをすべき鋳物Ｍは
大きな移送力を受け、図において反時計方向に移送され
る。更に反時計方向に向ってｂ₂ 、ｂ₃ 、ｂ₄ において
は長軸及び短軸における振巾が増大する。その長軸の方
向はドラム本体の周壁面の一点での接線方向に対し、振
動による移送力を受ける振動角を有するので、これら点
においても鋳物Ｍ、砂Ｓは大きな移送力を受け、反時計
方向に移送される力を受け、上昇する。更にｃ₁ 、ｃ
₂ 、ｃ₃ においては、長軸の方向は周壁面の各点におい
る接線に対してわずかな振動角を有するのみであるの
で、その面に沿う振動力による移送速度は非常に小なる
ものであるが、やはり従来例と異なり、わずかながらも
ドラム本体２の周壁面の反時計方向に向う移送力を与え
るものである。そして最底部から約９０度の反時計方向
に回動した位置においてはａ₁ で振動するのであるが、
この点においては長軸は周壁面の一点での接線とほぼ平
行であり、何ら振動による移送力を受けない。更に反時
計方向に進んだ角度位置における振動ａ₂ 、ａ₃、ａ₄
では長軸の方向が周壁面の各点に対する接線に対する振
動角が逆転し、上述の振動ｃ₁ 、ｃ₂ 、ｃ₃ ・・・・と
は移送方向が逆転する。すなわち時計方向に移送するの
で、もしこのような振動力で鋳物が移送される場合には
（実際には重力落下してしまう）、上述のｃ₁ 、ｃ₂ 、
ｃ₃ の振動による移送速度を減少させてしまうことにな
る。

【００３１】以上のようにして図８に示されるような充
填率で供給された砂ばらしをすべき鋳物Ｍが矢印Ｑで示
すような撹拌力を受けながら振動ドラム本体２の軸心Ｃ
に沿って図４において右方に移送されるのであるが、３
次元的にはスパイラル状の撹拌力を受けながら充分に砂
ばらしをされ、かつ鋳物からの水分が蒸発するにつれ
て、その潜熱がうばわれるので、効率よく冷却されてド
ラム本体の排出口から外方に排出される。

【００３２】又本例では、ドラム本体の最底部から反時
計方向に９０度回動する位置までの楕円振動のモードは
上述したような変化をするのであるが、楕円の長軸の方
向が振動移送力を受ける方向であり、且つその楕円振動
の回転方向が時計方向であるので、より大きな移送力を
受けて、従って効率よく循環作用を受けるものである。
更に上述したように本例によれば、無負荷状態における
振動ドラム本体２の周壁部の各点における振動は、負荷
状態にする、すなわち砂ばらしをすべき鋳物Ｍを供給し
た場合における状態においても、その振巾、すなわち楕
円振動の長軸及び短軸の振巾はほとんど変化せず、従っ
て図８に示すような振動モードで砂ばらしすべき鋳物に
振動力を与えられるものと考えてよい。なお振巾のへた
りが少ないのは楕円振動ｃ₁ 、ｃ₂ 、ｃ₃ 、ａ₄ におい
ては、その長軸の振動角は非常に小なるものであるが、
短軸方向の振巾が充分に大きくなるので、この方向に大
きな加速度を受け、これが１Ｇ以上であれば、当然のこ
とながら内周壁面の各点における接線に対して垂直方向
に跳躍力を受けることにより、より効率良く砂ばらしを
すべき鋳物Ｍはドラム本体内で撹拌力を受ける。図１２
の従来例においてはドラム本体７１には直線振動力が与
えられるのであるが、この周壁部においては上述したよ
うなモードの直線振動が行なわれ、最底部から反時計方
向に９０度の角度位置においては、振動角が鋳物を移送
する方向において小さくのみならず、最底部から約４５
度の反時計方向の角度位置においては、直線の振動角は
逆転し、従ってこの点においては鋳物を時計方向に移送
する力を与える。従って最底部においては反時計方向に
移送する力を与えているのであるが、この点における鋳
物と、約４５度における鋳物とは押し合う力となり、結
局ドラム本体の周壁面に対する押圧力となる。従って上
述したようにドラム本体の正味質量に対し、これが剛体
として一体的に振動するかのごとくなり、この有効質量
が増大し、同じ、直線振動力の大きさであっても無負荷
と負荷とでは、振巾が大きく変わることになる。従って
図１２で示すような振動を負荷状態で得るためには直線
加振力の大きさを更に大としなければならない。然るに
本実施例では振巾がほとんど変わらないのみならず、駆
動力を小とすることができる。

【００３３】又、本例によれば振動ドラム１から発する
超低周波（９００ｒ．ｐ．ｍ．）騒音の音レベルと従来
技術の図１２に示す直線加振力を加えられる振動ドラム
と比較すると、図９に示すような実験結果が得られてい
る。すなわち、振動ドラム１の中心からの距離が１００
ｍまでの各点と、その点における超低周波騒音レベルｄ
Ｂとの関係は図１０に示すように変化する。いずれもリ
ニアに減少しているが、従来技術の方が約６ｄＢ高い騒
音となっている。従って、ｄＢ単位でこの程度であるか
ら１００ｍにおける各建屋に及ぼす超低周波騒音の影響
ははるかに小とすることができる。明らかに上述したよ
うに従来の振動ドラムは直線振動を行ない、これを遠方
から投影面としてみた場合、この直線振動の振巾は大き
くこのために超低周波騒音で各被害を与えていたが、本
実施例によれば図８に示すように振動ドラム本体２の各
周壁部は楕円振動を行ない、この短軸方向の振巾がこの
軸心Ｃから、ある距離を隔てた点に対する騒音源となる
ので、明らかに騒音レベルは小さくなることが予想され
る。これは図９によって明らかにされる。

【００３４】以上、本出願人が先に提案した振動ドラム
について説明したが、従来例と比べると上述のような大
きな効果を奏するものの、以下のような難点をなお有す
るものである。すなわち図１５には以上の振動ドラムを
模式的に示すものであるが、円筒形状のドラム本体Ｄの
左端壁部には材料投入口Ｅが形成され、また右端壁部に
は材料排出口Ｈが形成される。図１５においては上述の
提案例と比べると非常に簡略化して振動ドラム本体Ｄを
示すが、この中心を通る軸心Ｃ−Ｃ上に全体の重心Ｇが
あると考えられる。このような振動ドラムＤに上述のよ
うな加振機を取り付けて、該振動ドラム本体Ｄを振動さ
せると、（Ｆが該加振機による作用力を表わすものとす
る。）上述のようなモードの振動を行なうのであるが、
軸心Ｃ−Ｃに対しほぼ直角に交わる力作用線を有するよ
うに加振機が取り付けられている。更にそれはほぼ重心
Ｇを通るように取り付けられており、材料投入口Ｅから
上述したように砂ばらしをすべき鋳物Ｍが投入された場
合、これが図８に示すような撹拌作用を受けて、鋳物Ｍ
は冷却され、かつその水分は除去されながら図１６にお
いて右方へと搬送されて行くのであるが、排出口Ｈの近
傍では乾燥が投入口Ｅの直下に比べるとはるかに進んで
おり、これがために図８に示すような循環運動の循環速
度が大きく、従って材料排出口Ｈへの移送速度は大とな
る。このため振動ドラム本体Ｄ内において材料投入口Ｅ
の直下では鋳物Ｍ及び砂からなる層Ｑの層厚が大きく、
逆に排出口Ｈの近傍ではｑで示すように層厚が小さくな
る。これにより材料投入口Ｅ側の鋳物及び砂でなる層Ｑ
のために、このドラム本体Ｄのこの部分における振巾の
へたりが大きく、益々その層厚を大とする。すなわち悪
循環である。本出願人が先に提案した振動ドラムは従来
例に比べると大きな効果を奏するものであるが、なお且
つ上述したような難点を有する。

【００３５】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述のよう
な問題に鑑みてなされ、本出願人が先に提案した振動ド
ラムの効果を奏しながら、更にその、例えば鋳物の砂ば
らしの処理能力を更に大とすることのできる振動ドラム
を提供することを目的とする。

【００３６】

【問題点を解決するための手段】以上の目的は、防振ば
ねで地上に支持されたドラム本体の周壁部に加振力発生
機をその加振力の作用方向がほぼ該ドラム本体の軸心に
向うように取り付けた振動ドラムにおいて、前記加振力
の作用点が前記ドラム本体の材料投入口側に偏倚してい
るように前記加振力発生機を取り付けていることを特徴
とする振動ドラム、によって達成される。

【００３７】又は防振ばねで地上に支持されたドラム本
体の周壁部に加振力発生機をその加振力の作用方向がほ
ぼ該ドラム本体の軸心に向うように取り付けた振動ドラ
ムにおいて、前記加振力発生機は複数の加振力発生部か
ら成り、これら加振力発生部を前記ドラム本体の重心よ
り該ドラム本体の材料投入口側に偏在するように取り付
けたことを特徴とする振動ドラム、によって達成され
る。

【００３８】又は防振ばねで地上に支持されたドラム本
体の周壁部に加振力発生機をその加振力の作用方向がほ
ぼ該ドラム本体の軸心に向うように取り付けた振動ドラ
ムにおいて、前記加振力発生機は複数の加振力発生部か
ら成り、前記ドラム本体の重心より該ドラム本体の材料
投入口側に取りつけられている前記加振力発生部の加振
力の合成力は前記ドラム本体の重心より該ドラム本体の
材料排出口側に取り付けられている前記加振力発生部の
加振力の合成力より大であることを特徴とする振動ドラ
ム、によって達成される。

【００３９】

【作用】ドラム本体に加えられる加振力は材料投入口側
の方が材料排出口より大であるので、ドラム本体内にお
ける鋳物と砂の循環速度はより大とすることができ、従
ってドラム本体内において材料投入口側と材料排出口側
において、層厚は先に提案した振動ドラムよりは均一化
され、材料投入口側におけるドラム本体の部分における
振巾のへたりも小さく、よって悪循環を生ずることな
く、ほぼ均一な層厚で材料、例えば鋳物と砂の流動化及
び軸心に沿う移送速度を得ることができる。

【００４０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の各実施例につ
いて説明する。

【００４１】図１は本発明の第１実施例による振動ドラ
ムの平面図を示すものであるが、これは本出願人の先に
提案した振動ドラムの図５に対応する図であって、この
図５に対応する部分については同一の符号を付し、その
詳細な説明は省略する。

【００４２】すなわち、本発明の第１実施例によれば第
１のアンバランスウェイト３０ａ、３０ｂは先に提案し
た例におけるものと同一であるが、このアンバランスウ
ェイト３０ａ、３０ｂよりも質量ｍ×その重心から回転
軸までの距離Ｒがより大きいアンバランスウェイト１３
６ａ、１３６ｂを第２リンク１３１及びユニバーサルジ
ョイント１３２ａを介して第２支軸１３５に固定させて
いる。アンバランスウェイト１３６ａ、１３６ｂは先の
提案例におけるアンバランスウェイト３６ａ、３６ｂよ
りもｍ×Ｒが大きいので、強度上更に大きな第２支軸１
３５に固定されている。従ってこの第２支軸１３５を支
持する軸受構造１３４ａ、１３４ｂも先に提案した例に
おける軸受構造３４ａ、３４ｂよりも大きな負荷に耐え
る構造とされている。

【００４３】以上のように構成される加振機１３０が先
の提案例と同様な関係でドラム本体２の図６に示すよう
な位置に固定されているのであるが、図１に示すように
ほぼドラム本体２の軸心Ｃ−Ｃ上に重心Ｇがあり、また
ドラム本体２の長手方向における長さのほぼ中心に重心
Ｇがあるが、この重心Ｇより材料投入口８側に偏倚して
大きなアンバランスウェイト１３６ａ、１３６ｂが取付
部材１３３を介してドラム本体２に固定されており、又
重心Ｇより排出口９側に偏倚して、ｍ×Ｒがより小さい
アンバランスウェイト３０ａ、３０ｂが軸受２８ａ、２
８ｂに支承された軸に固定されている。本実施例では重
心Ｇから材料投入口８及び材料排出口９に向ってほぼ等
距離に第２のアンバランスウェイト１３６ａ、１３６ｂ
による加振力の作用点、すなわち取付部材１３３のドラ
ム本体２に対する結合点までの距離と重心Ｇから第１の
アンバランスウェイト３０ａ、３０ｂの加振力を作用さ
せるための取付部材２７のドラム本体２に対する結合点
の距離を同一としているが、上述したように材料投入口
８側の方のアンバランスウェイト１３６ａ、１３６ｂに
よる加振力の方が材料排出口側に偏倚している第１のア
ンバランスウェイト３０ａ、３０ｂの加振力よりは大き
い。

【００４４】本発明の第１実施例は以上のように構成さ
れるが次にこの作用について説明する。

【００４５】モータ２４を駆動させると先の提案例と同
様にアンバランスウェイト３０ａ、３０ｂ、１３６ａ、
１３６ｂにより円形の加振力を発生するのであるが、こ
れはドラム本体２の軸心Ｃ−Ｃに対して垂直方向の断面
において図８に示すように周壁面において各楕円振動モ
ードａ₁ 、ａ₂ 、ａ₃ 、ａ₄ 、ｂ₁ 、ｂ₂ 、ｂ₃、・・
・・で示すモードの振動を行なうのであるが、この長
軸、短軸の大きさは第２のアンバランスウェイト１３６
ａ、１３６ｂの加振力を作用させるための支持部材１３
３の作用点における断面形状で表わした場合には図８に
おける楕円振動のモードとは相似的にほぼ同一である
が、その長軸及び短軸の大きさがより大となる（無負荷
において）。従って材料投入口から投入された砂ばらし
をすべき鋳物は先の提案例と類似の作用を受けるのであ
るが、更に材料投入口８側の楕円振動の長軸及び短軸の
方が大きいので、図８に示すような鋳物Ｍ及び砂Ｓの循
環運動は従来より大きくなり、従って材料投入口８より
投入された砂ばらしすべき鋳物は従来より大きな循環速
度で図８に示すような循環運動を行なう。投入直後にお
いては水分を大きく含んでいるのであるが、提案例にお
いては循環速度が小さいため、ここに停滞し、振巾のへ
たりも大きかったが、循環速度が大きくなり、従って乾
燥作用をより強く受ける。従って材料投入口近傍におけ
る砂ばらしすべき鋳物及び砂の水分は従来より早く少な
くなり、よって流動化状態は先の提案例より良好とな
り、このために材料排出口に向う移送速度はより大とな
る。結局ドラム本体２の軸心Ｃ−Ｃに沿って材料排出口
までの砂ばらしすべき鋳物の層厚はほぼ同一となる。よ
って砂ばらしすべき鋳物の処理量はより大となる。

【００４６】図２は本発明の第２実施例による振動ドラ
ムの側面図であるが、これは従来例の図１０に示す振動
ドラムとほぼ同一の構成であるので対応する部分につい
ては同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００４７】すなわち本実施例によれば、加振機７３は
図２に明らかなように投入口８５側に偏在して取付部材
７２に固定される。

【００４８】このような構成によっても第１実施例と同
様な効果を得ることは明らかである。なお従来例で説明
したように構造が先の提案例と比べると複雑であるなど
の欠点を有するが、ドラム本体７１の軸心に沿って従来
は材料投入口８５の近傍における砂ばらしすべき鋳物の
層厚は排出口８４の近傍における砂ばらしすべき鋳物の
層厚よりはるかに大きかったが、本発明によりほぼ均一
化し、その処理能力を大とすることができる。

【００４９】図３は本発明の第３実施例による振動ドラ
ムの側面図を示すものであるが、この振動ドラムはドラ
ム本体２の周壁部に全体の重心Ｇに関し、図示するよう
な位置に３台の振動電動機Ｍ₁ 、Ｍ₂ 、Ｍ₃が固定され
ている。各振動電動機Ｍ₁ 、Ｍ₂ 、Ｍ₃ は公知の構造を
有するが、図から明らかなように材料投入口８側にその
加振力が偏在して加えられるように取り付けられてい
る。すなわち材料投入口８側のドラム本体周壁部の方が
排出口の周壁部に対するものよりは、より大きな加振力
を加えるようになっている。このような構成によっても
上記第１実施例と同様な効果を奏することは明らかであ
る。なお本実施例の振動電動機Ｍ₁ 、Ｍ₂、Ｍ₃ は本出
願人の先の提案における加振機３の代わりに同一な取付
関係で固定されていることにより、これによっても先の
提案例と同様な効果を奏することは明らかである。

【００５０】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。

【００５１】例えば以上の実施例では振動ドラム本体は
排出方向に向って数度下向き傾斜したが、これは水平で
あってもよい。場合によっては１度〜０．５度以下なら
排出口に向って上向きに傾斜していてもよい。あるいは
下向き傾斜はわずか０．５度でも充分大きな移送速度が
得られる。

【００５２】又以上の第１実施例ではモータ２４の回転
軸に第１リンク２５及び第２リンク３１をユニバーサル
ジョイント２６ａ、２６ｂ、３２ａ、３２ｂを介して、
それぞれ第１支軸及び第２支軸に各アンバランスウェイ
ト３０ａ、３０ｂ及び１３６ａ、１３６ｂを固定させる
構成とし、地上に支持したモータ２４の回転軸に上述の
ようにアンバランスウェイトを結合させる構成である
が、例えばモータ２４の軸に整列して図１を参照して説
明すれば、投入口８側に同様な構成の加振機１３０を設
けてもよい。このような構成によっても上記実施例と同
様な効果を奏することは明らかである。この場合一方の
アンバランスウェイト１３６ａ、１３６ｂは第１のアン
バランスウェイト３０ａ、３０ｂと同形同大であっても
よく、又本変形例における他方のアンバランスウェイト
だけが同じ形状であってもよい。このような構造であっ
ても材料投入口８側にあっても、負荷時でもより大きな
加振力を生じさせることは明らかであるので上記実施例
と同様な効果を奏することができる。

【００５３】又図３に示す実施例では振動電動機Ｍ₁ 、
Ｍ₂ 、Ｍ₃ を図示するような位置に取り付けたが、これ
に代えて２つの振動電動機のみを取り付けるとし、重心
Ｇより材料投入口８側には、より大きな加振力を発生す
る振動電動機を取り付け、材料排出口側には、より小さ
い加振力を発生する振動電動機を取り付けるようにして
もよい。

【００５４】更に、本明細書において「不平衡重錘」
（アンバランスウェイト）とは図示したようにほぼ半円
形状を呈するもののみならず、他の形状でもよく、更に
他構造、例えば断面が円形の環状体に鋼球を配設し、管
体の一部から圧縮空気を導入することにより、高速でこ
の鋼球を回転運動させ、これにより円形加振力を発生さ
せるような構成も本「不平衡重錘」に属するものとす
る。その他、質量の回転により遠心力を発生し、これを
円形加振力とする公知の構造は全て本発明に適用可能で
ある。

【００５５】あるいは、以上の実施例ではドラム本体の
軸心に沿って移送方向に対向する方向からみて、軸心よ
り上方で右方に円形加振機構を取り付け、時計方向に回
動させるようにしたが、回転軸を駆動する電動機の回転
方向を随時切換可能とし、又振動ドラム１の供給口より
上流側に型枠から取り出された鋳物を例えば予備的にシ
ェイクアウトマシーンでシェイクアウトした後、本実施
例の振動ドラムに供給されるのであるが、このシェイク
アウトマシーンの供給能力が大小二つに分けられている
場合、あるいは一つのシェイクアウトマシーンで時間的
に砂ばらしすべき鋳物の供給速度が大と小となる場合に
はこれらに応じて切換えるようにし、供給速度が小なる
場合には電動機の回転方向を反時計方向に、大なる場合
には時計方向に切換えるようにして円滑な連続的鋳物の
砂ばらしをするようにしてもよい。

【００５６】

【発明の効果】以上述べたように本発明の振動ドラムに
よれば従来より構造が簡単であり、かつ全体として振巾
のへたりも小さく、材料、例えば砂ばらしすべき鋳物の
処理量をより大とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による振動ドラムの平面図
である。

【図２】本発明の第２実施例による振動ドラムの側面図
である。

【図３】本発明の第３実施例による振動ドラムの側面図
である。

【図４】本出願人が先に提案した振動ドラムの例の側面
図である。

【図５】同平面図である。

【図６】同正面図である。

【図７】同要部の部分拡大正面図である。

【図８】同提案例の作用を説明するための振動ドラムの
簡略正面図である。

【図９】従来の振動ドラムと同提案例の振動ドラムの超
低周波騒音の比較を示すグラフである。

【図１０】従来例の振動ドラムの側面図である。

【図１１】図１０における［１０］−［１０］線方向断
面図である。

【図１２】他従来例の振動ドラムの断面図である。

【図１３】同従来例の要部の拡大部分破断側面図であ
る。

【図１４】同従来例の作用を説明するための概略断面図
である。

【図１５】上記提案例の振動ドラムを模式的に示す図で
ある。

【図１６】同作用を示す模式図である。

【符号の説明】

２ドラム本体３０ａアンバランスウェイト３０ｂアンバランスウェイト７３加振機１３０加振機１３６ａアンバランスウェイト１３６ｂアンバランスウェイトＭ₁ 振動電動機Ｍ₂ 振動電動機Ｍ₃ 振動電動機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−150768（ＪＰ，Ａ) 特開平４−210864（ＪＰ，Ａ) 特開平３−193262（ＪＰ，Ａ) 特開平３−189067（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−28860（ＪＰ，Ａ) 特開平４−220156（ＪＰ，Ａ) 実開平４−453（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 29/00 B06B 1/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】防振ばねで地上に支持されたドラム本体
の周壁部に加振力発生機をその加振力の作用方向がほぼ
該ドラム本体の軸心に向うように取り付けた振動ドラム
において、前記加振力の作用点が前記ドラム本体の材料
投入口側に偏倚しているように前記加振力発生機を取り
付けていることを特徴とする振動ドラム。
【請求項２】防振ばねで地上に支持されたドラム本体
の周壁部に加振力発生機をその加振力の作用方向がほぼ
該ドラム本体の軸心に向うように取り付けた振動ドラム
において、前記加振力発生機は複数の加振力発生部から
成り、これら加振力発生部を前記ドラム本体の重心より
該ドラム本体の材料投入口側に偏在するように取り付け
たことを特徴とする振動ドラム。
【請求項３】防振ばねで地上に支持されたドラム本体
の周壁部に加振力発生機をその加振力の作用方向がほぼ
該ドラム本体の軸心に向うように取り付けた振動ドラム
において、前記加振力発生機は複数の加振力発生部から
成り、前記ドラム本体の重心より該ドラム本体の材料投
入口側に取りつけられている前記加振力発生部の加振力
の合成力は前記ドラム本体の重心より該ドラム本体の材
料排出口側に取り付けられている前記加振力発生部の加
振力の合成力より大であることを特徴とする振動ドラ
ム。
【請求項４】前記加振力発生機は円形の加振力を発生
させ、該円形の加振力の中心と前記ドラム本体の軸心と
を垂直に結ぶ直線が、水平線に対しなす角度が、前記軸
心より上方位置で０度乃至９０度をなすように取り付け
た請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の振動ド
ラム。
【請求項５】前記振動ドラム本体の前記軸心に沿う材
料の移送方向に対向する方向から見て、前記加振力発生
機が前記軸心より右方にあるときには、前記加振力の回
転方向を時計方向の回転とし、同左方にあるときには、
反時計方向の回転とする請求項４に記載の振動ドラム。
【請求項６】前記角度は２０度乃至３０度である請求
項４に記載の振動ドラム。
【請求項７】前記振動ドラム本体内に砂ばらしすべき
鋳物を材料として供給する請求項１乃至請求項６のいず
れか一項に記載の振動ドラム。