JP3087472B2 - 鋳物の砂ばらし用振動ドラム - Google Patents

鋳物の砂ばらし用振動ドラム

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JP3087472B2
JP3087472B2 JP04303076A JP30307692A JP3087472B2 JP 3087472 B2 JP3087472 B2 JP 3087472B2 JP 04303076 A JP04303076 A JP 04303076A JP 30307692 A JP30307692 A JP 30307692A JP 3087472 B2 JP3087472 B2 JP 3087472B2
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和規 園部
由正 堀池
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神鋼電機株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋳物の砂ばらし用振動
ドラムに関する。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】本出願人は、これまで鋳
物の砂ばらし用振動ドラムとして種々の構造のものを提
案してきたが、これらはいずれも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取り付けて
いるが、このドラム本体の上流側端部に設けられた供給
口に砂ばらしすべき鋳物を投入し、上記加振力発生機を
駆動することにより、ドラム本体中で鋳物から砂が分離
され、かつ鋳物は冷却されるのであるが、分離された砂
は、充分に粉粒状であればよいが、ある構造ではなお、
砂玉としてその排出端部から排出される。この砂玉が多
ければ振動ドラムから排出された砂玉を破砕して、次工
程で使用されるべき状態としなければならいのである
が、これでは装置コストを大とし、かつ敷地面積もそれ
だけ、大としなければならない。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】本発明は上述の問題
に鑑みてなされ、砂玉を排出することのない鋳物の砂ば
らし用振動ドラムを提供することを目的とする。
【0004】
【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
機を取り付けた鋳物の砂ばらし用振動ドラムにおいて、
前記ドラム本体の排出端の近傍で内周壁の最低壁部より
一側方に片寄り、かつ該振動ドラム本体の軸心に沿っ
て、かつ上下方向に延びる衝げき板部を有する衝げき部
材を取り付けたことを特徴とする鋳物の砂ばらし用振動
ドラム、によって達成される。
【0005】
【作用】ドラム本体はその周壁部が加振力発生機の取付
位置又はこの加振力のモードに応じて種々の振動を行な
うのであるが、衝げき部材に砂玉が周期的に衝突を繰り
返し、充分に粉粒状とされ、ドラム本体の排出端部から
外部に排出される。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例による鋳物の砂ばらし
用振動ドラムについて図面を参照して説明する。
【0007】図1〜図6は本実施例を示すが図において
鋳物の砂ばらし用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1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。
【0008】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。
【0009】次に、加振機3の詳細について特に図2及
び図5を参照して説明する。
【0010】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26bを介して第1リンク2
5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26a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28
a、28bのインナーレースに嵌着されており、その一
端部に図4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29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。
【0011】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。
【0012】本実施例によれば、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、本実例によれば駆動軸25を
駆動する電動機24の回転方向は図3において時計方向
に回転するように駆動される。
【0013】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21a、21b
が設けられており、本発明によれば、ドラム本体2の排
出口でその内壁部の最低点より左方に、図3及び図4で
示すようにアンブル部材状の衝げき部材22がドラム本
体2の軸心に沿って固定されている、すなわち上下方向
に延びる衝げき板部22aは上流側に向かって径外方に
向かって傾斜しており、上板部22bは上流側に向かっ
て下向きに傾斜している。
【0014】本発明の実施例による鋳物の砂ばらし用振
動ドラム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。
【0015】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。
【0016】図6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5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。
【0017】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5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5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
3 、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。
【0018】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。
【0019】 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
【0020】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1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6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
6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1において右方へと移送され十分な攪拌力を受けて本
実施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。
【0021】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。
【0022】ドラム本体2の最底部においては直線振動
1 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け
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
3 の振動による移送速度を減少させてしまうことにな
る。
【0023】以上のようにして図6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1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。
【0024】又本実施例では、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実施例によれば、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5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 、a
4 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。
【0025】本実施例によれば、上述のような特長のあ
る運動を行なうのであるが、本発明によれば更に衝げき
部材22が内周壁に取り付けられているために、図6に
示すように鋳物M及び鋳物砂Fが矢印で示す方向のよう
に循環運動を行なうのであるが、この運動中において上
層面に沿って砂玉Saが発生する。然しながらこれら
は、衝げき部材22の上下方向に延びる衝げき板部22
aでドラム本体2の内周壁部のこの位置における楕円振
動f5 、f6 の振動力を受けることにより、繰り返しこ
の衝げき板部22aと衝突し、比較的粘結力の小さい砂
玉Saは細かく砕かれる。従って、図6に示すように実
際には砂玉Saが持続的に発生することはない。更に鋳
物Mは、砂玉Saの破砕によって生じる砂の下方に潜り
ながら、再び矢印に示すような循環運動を行なうので、
鋳物Mが衝げき板部22aで衝突することにより傷を受
けることはない。又図6で示すように、砂S及び鋳物M
でなる攪拌材料の下端部は衝げき板部22aの下縁部に
沿っており、殆どこれより上方に存在することがないの
で、以上のような作用を行なうのでるが、更に本実施例
では衝げき板部22aは上流側に向かうにつれて高さが
減る。すなわち、SとMからなる攪拌材料の下端部がこ
の下縁部に沿うように構成されているので、攪拌作用を
何ら阻害することなく、かつ鋳物Mに傷付けることな
く、砂玉Saの破砕を有効に行なうことができる。
【0026】図6は本発明の第2実施例による鋳物の砂
ばらし用振動ドラム50を示すものであるが、第1実施
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。
【0027】すなわち第2実施例によれば、ドラム本体
2の周壁部には1個の振動電動機51が第1実施例とは
異なり、軸心Cより上方であるが、左方において水平線
H−Hに対して同角度、25度方向に取り付けられてい
る。すなわち回転軸52には、反円形の平衡重錘53が
固定されているが、この回転軸52が円形加振力の中心
となるのであるが、これとドラム本体2の軸心Cとを結
ぶ直線L−Lと水平線H−Hとのなす角β’が第1実施
例と同様に25度とされている。このような構造におい
ても第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、本実施例では、図6において、回転軸52の
回転方向は時計方向であり、従ってドラム本体2の周壁
面で、各点における楕円振動の回転方向は反時計方向と
なるが、ドラム本体2の最底部から時計方向に向って移
送する力を受け、従ってドラム本体2に投入された砂ば
らしをすべき鋳物MはQ’で示すような循環運動を行な
う。
【0028】又本実施例において、衝げき部材122は
ドラム本体2の内周壁部に取り付けられているが、この
平面的な形状は第1実施例と同様であり、かつまたドラ
ム本体2の最低部より右方に位置する。この位置におい
ても図7に明示されるように、鋳物M及び砂Sとからな
る攪拌材料の下縁部は、衝げき板部122aの下端部に
位置している。この衝げき部材122も第1実施例の衝
げき部材22と同様な作用及び効果を奏することは明ら
かである。
【0029】以上、本発明の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。
【0030】例えば、以上の実施例では振動ドラム本体
の軸心Cに関し、移送方向に対向する方向からみて、図
において軸心より上方で右側に円形加振力発生機3を配
設した場合を説明したが、これに代えて上方で左側に配
設してもよい。この場合には架台や取り付けをそれぞれ
図示した位置から反対方向に配設するのみでよいが、大
きな移送力を得るためには同様な方向からみて駆動軸の
回転方向が反時計方向に回動するように電動機を駆動す
ればよい。
【0031】又、以上の実施例では、軸心Cとこれに対
し垂直に円形加振力の中心とを結ぶ直線L−Lと水平線
H−Hとのなす角βは25度としたが、これにより更に
大きく、あるいは小さく、例えば20度あるいは30度
としてもほぼ同様な大きな効果を得られるが、更にこれ
より小さい又は大きい角度10度、20度又は45度、
50度と設定しても従来技術よりは大きな効果を奏する
ことができる。
【0032】又、以上の実施例ではほぼ半円形の不平衡
重錘を回転軸の周りに回動して円形加振力を発生する構
成あるいは公知の振動電動機を1台取り付けることによ
り、円形加振力を発生する機構としたが、更に第2実施
例における振動電動機を複数個直列に接続して取り付け
るようにしてもよい。この場合、各回転軸を例えばカッ
プリングで結合して同軸回転するようにすればよい。
【0033】更に、本明細書において「不平衡重錘」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。
【0034】又、以上の実施例ではドラム本体2の軸心
が鋳物の移送方向に対し、数度下向きに傾斜させた場合
を説明したが、これは水平に配設してもよく、更に逆に
上向き傾斜とするようにしても本発明は適用される。す
なわち、上向き傾斜とした場合には図1において、左端
部より砂ばらしすべき鋳物を投入するが、これに充分な
流動性が加えられるために順次、上述のような砂ばらし
作用及び冷却作用を受けて右方に移送され排出口から外
部に排出される。
【0035】又以上の実施例では、加振機は複数の不平
衡重錘からなる円形加振機か振動電動機51を1個を取
り付けるようにしたが、取付板はこれに限ることなく、
又、加振機の直線振動力を発生するものでもよい。
【0036】又、以上の実施例では振動ドラム本体内に
何ら附属装置を設けなかったが、従来公知の振動ドラ
ム、例えば鋳物の砂ばらしに適用される振動ドラム内に
配設される付属設備、例えば散水装置を取り付けるよう
にしてもよい。
【0037】
【発明の効果】以上述べたように本発明の鋳物の砂ばら
し用振動ドラムによれば、砂玉を生ずることがないの
で、以後の工程において砂玉の破砕装置を別途設ける必
要がなく、装置コストを大巾に低下させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による鋳物の砂ばらし用振動ド
ラムの側面図である。
【図2】同平面図である。
【図3】同正面図である。
【図4】同要部の破断拡大平面図である。
【図5】図2における[5]−[5]線方向断面図であ
る。
【図6】同振動ドラムの作用を説明するための概略平面
図である。
【図7】本発明の第2実施例による鋳物の砂ばらし用振
動ドラムの横断面図である。
【符号の説明】
2 ドラム本体 3 加振機 22 衝げき部材 30a アンバランスウエイト 30b アンバランスウエイト 36a アンバランスウエイト 36b アンバランスウエイト 51 振動電動機 122 衝げき部材
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−69109(JP,A) 特開 平5−15965(JP,A) 特開 平4−371362(JP,A) 特開 平4−327359(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63−268555(JP,A) 特開 昭61−150768(JP,A) 実開 昭51−42822(JP,U) 実開 平4−453(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 29/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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取り付けた鋳物の砂ばらし用
    振動ドラムにおいて、前記ドラム本体の排出端の近傍で
    内周壁の最低壁部より一側方に片寄り、かつ該振動ドラ
    ム本体の軸心に沿って、かつ上下方向に延びる衝げき板
    部を有する衝げき部材を取り付けたことを特徴とする鋳
    物の砂ばらし用振動ドラム。
  2. 【請求項2】 前記加振力発生機は不平衡重錘の回転に
    より円形の加振力を発生させ、該円形の加振力の中心と
    前記振動ドラム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に記載の鋳物の砂ば
    らし用振動ドラム。
  3. 【請求項3】 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、前記円形加振力
    発生機が前記軸心より右方にるときには、前記円形加振
    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、かつ前記衝げき部材は前記
    最低壁部よりそれぞれ左方及び右方に片寄らせている請
    求項2に記載の鋳物の砂ばらし用振動ドラム。
  4. 【請求項4】 前記角度は20度乃至30度である請求
    項3に記載の鋳物の砂ばらし用振動ドラム。
JP04303076A 1992-10-15 1992-10-15 鋳物の砂ばらし用振動ドラム Expired - Fee Related JP3087472B2 (ja)

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