JP4278036B2

JP4278036B2 - シェルマシン排気装置

Info

Publication number: JP4278036B2
Application number: JP2003143202A
Authority: JP
Inventors: 和夫久保田; 田康之横
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: JP2004344909A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳物用の中子造型機、所謂シェルマシンにおいて、所定の砂を圧縮空気で型に充填後、その圧力エアを効率良く且つ安全に排気する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の中子製造装置であるシェルマシンＢは、図６及び図７に示すように、中子砂（樹脂砂）を吹き付けて中子を成形する中子型１と、その中子型１の上方に配置され所定の中子砂Ｓを一次貯留して圧縮空気の圧力で中子砂Ｓを中子型に吹込むブローヘッド２と、そのブローヘッド２の上方に設置されブローヘッド２に中子砂を投入するホッパ３と、圧縮空気を貯留した圧力タンク４と、その圧力タンク４と前記ブローヘッド２とを連通する流路Ｌとを有している。
その流路Ｌの圧力タンク４側には中子造型のために圧縮空気を吹込むと共に、中子造型後の空気を排気するために流路Ｌを切り換える為の吹込み・排気弁（切換弁）５が、また流路Ｌのブローヘッド２側にはエアフィルタ６が夫々介装されている。
また、前記吹込み・排気弁５には排気用の排気管路Ｌｅが分岐しており、その排気管路Ｌｅの先端には消音器７が介装されている。尚、図６において、実践の矢印は圧縮空気充填時の圧縮空気の流れを、破線の矢印は排気の際の排気の流れを示している。
【０００３】
上記シェルマシンＢは中子を造型する際には圧縮空気が大量に必要となる。
即ち、造型中で所定の中子砂の密度が得られる前に圧力が落ちてしまうと、出来上がった中子の密度が不足し、中子の強度を著しく落としてしまう。
【０００４】
従って、前記切換弁には切換速度（切換レスポンス）が早い特別な弁が用いられている。切換速度が速いということは排気速度が早いことを意味し、切換速度が速い（貯留の圧縮空気を減衰させることなく２次側へ瞬時に掃気する）ことによって、流路中に介装された前記フィルタの破壊やそれに伴う弁その他の破損、或いは故障を惹起してしまう場合があった。
【０００５】
図７は排気管Ｌｅの先端に設けた消音器７０の断面を示しており、消音は消音器７０に詰められた発泡ウレタン７４によって排気騒音を減衰させるように構成されているが、この発泡ウレタン７４も急激な排気動作によって破損する場合が少なからずあった。
【０００６】
上述のシェルマシンの他に、有毒ガス処理手段及び吸引機構を安価にし、誘導管における有臭ガス輸送の圧損を小さくする「有臭ガス処理装置付シェルマシン」が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
或いは、ブロー口を金型上面の任意の位置に設定可能として、複雑な形状の中子の造型を可能にするとともに多数個取りも可能とする反転排砂式シェルマシンが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
しかしながら、前記２例の開示例の前者は、有臭ガス輸送の圧損の抑制とコスト低減を目的とし、後者は複雑な形状の中子の造型を可能とし且つ多数個取りを可能とすることを目的とするものであり、前述の問題点を何ら改善するものではない。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−３２１８９０号公報（第２−３頁、図１）。
【特許文献２】
特開平６−３３９７４７号公報（第３−５頁、図１）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来の問題点に鑑みて提案されたものであり、中子造型時の中子砂吹き込みの圧縮空気充填能力を低下させること無く、流路及び流路に付帯の設備の破損並びに故障の発生を抑止するシェルマシン排気装置を提供することを目的としている。
そして、破損の前兆として現れる排気の残留によるプロー口からの中子砂吹出し処理作業を行うために生じる生産ロスを解消することが出来るシェルマシン排気装置の提供も本発明の目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のシェルマシン排気装置は、高圧エア供給源（４）と、ブローヘッド（２）と、その高圧エア供給源とブローヘッド（２）とを連通する流路（Ｌ）、とを有し、その流路（Ｌ）中に排気流量を絞る絞り手段（８）を介装し、前記流路（Ｌ）には、高圧エアのブローヘッド（２）側への供給と、ブローヘッド（２）側からの排出とを切り換える切換手段（５）が設けられており、前記絞り手段（５）はその切換手段（５）よりもブローヘッド（２）側へ介装された逆止弁（９）及び絞り機構（８Ａ）とから構成されている。
【００１２】
係る構成の本発明のシェルマシン排気装置によれば、流路（Ｌ）に設けた絞り手段（８）によって従来のような衝撃的な排気流が緩和される。その結果、流路（Ｌ）や流路（Ｌ）に付帯した機器、例えばエアフィルタ（６）や切換弁に内蔵されているパルブシートの破損、流路内に逆流した砂塵で流路の磨耗、穴あき等々、設備の流路全体にわたる故障発生を防止する。
【００１４】
そのように逆止弁（９）を圧縮空気充填側（Ｌ）に介装し、絞り（８Ａ）を排気側（Ｌｂ）に介装することで十分な圧縮空気の充填が可能となり、排気時には排気が絞られるため、従来の様な衝撃的な排気流が緩和される。その結果中子砂の充填効率を落とすことなく、流路（Ｌ）及び流路に付帯の設備（６）の損壊や故障等の発生を防止することが出来る。
【００１５】
また本発明において、前記流路（Ｌ）には、高圧エアのブローヘッド（２）側への供給と、ブローヘッド（２）側からの排気とを切り換える切換手段（５）が介装されており、その切換手段（５）からは排気ライン（Ｌｅ）が分岐しており、その分岐した排気ライン（Ｌｅ）には第２の絞り手段（８Ｂ）を有しているのが好ましい。
【００１６】
そのように分岐した排気ライン（Ｌｅ）に介装された第２の絞り手段（８Ｂ）によって、従来の様な衝撃的な排気流が緩和され、流路（Ｌ）及び流路に付帯の設備（６）の損壊や故障等の発生を防止することが出来る。
【００１７】
そして本発明において、前記排気ライン（Ｌｅ）の先端には消音器（７）が介装されていることが好ましい。
その消音器（７）によって排気が大気に開放される際の騒音のレベルを緩和している。
【００１８】
ここで、前記第２の絞り手段は消音器（７）であるのが好ましい。
即ち、消音器（７）は隔壁によって複数の部屋に画成され、その隔壁（７２）には複数の連通孔（オリフィス７２ａ）を穿孔し、排気の速度を減衰させる絞り手段を兼ねることが好ましい。
【００１９】
本発明のシェルマシンの排気装置は、高圧エア供給源（４）とブローヘッド（２）とを連通する流路（Ｌ）は、高圧エア供給源（４）側と排気側とに分岐しており、排気側の端部には消音器（７）が配置され、該消音器（７）の内部にオリフィス（７２ａ：複数の連通孔）を形成するのが好ましい。
【００２０】
また本発明のシェルマシンの排気装置は、高圧エア供給源（４）とブローヘッド（２）とを連通する流路（Ｌ）には逆止弁（９）が介装され、該逆止弁（９）をバイパスする排気ライン（Ｌｂ）が設けられ、該排気ライン（Ｌｂ）にオリフィス（８Ａ）を介装している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
先ず、図１〜図３を参照して第１実施形態を説明する。
図１において、シェルマシンＭは、中子を造型する中子型１と、その中子型１の上方に箱状体で配置され箱状体内部に一次貯留した中子砂Ｓを圧縮空気の圧力で中子型１に吹込むブローヘッド２と、そのブローヘッド２の上方に設置されブローヘッド２に中子砂を投入するホッパ３とを有している。
【００２４】
更にシェルマシンＭは、圧縮空気を貯留した圧力タンク４と、その圧力タンク４と前記ブローヘッド２とを連通する流路Ｌとを有している。
その流路Ｌの圧力タンク４側には中子造型のために圧縮空気を吹込むと共に、中子造型後の空気を排気するために流路Ｌを切り換える為の吹込み・排気弁（以降簡略を帰して吹き込み・排気弁を単に「切換弁」と言う）５が介装されている。
【００２５】
また、流路Ｌのブローヘッド２側にはエアフィルタ６が介装され、そのエアフィルタ６と前記切換弁との間の領域には流量が調節可能な絞り手段、すなわち可変オリフィス８が介装されている。
その可変オリフィス８は圧力タンク４〜ブローヘッド２に圧縮空気を充填する際には流路Ｌと同等な流路が確保されるように全開状態とされ、排気の際には、従来のように衝撃的に排気が行われ、エアフィルタ、その他の機器を損壊しないように流路面積が絞られるように構成されている。尚、流路の調整（流路拡大、流路縮小の２段のみでよい）には図示しない公知の手段、例えばスイッチ作動のエアシリンダ等が用いられる。
【００２６】
前記エアフィルタ６は、例えば円筒形状をなし、円筒の外周及び底面に出入り口６１、６２が夫々形成されており、その出入り口６１、６２に前記流路Ｌが接続されている。円筒の内部には、円筒と同心で円筒状のフィルタエレメント６３が介装され、前記底面側の出入り口６２はそのフィルタエレメント６３の内部に連通するように接続されている。
従って、中子造型後の排気の際には、ブローヘッド２の内部に残留した余分の中子砂はエレメント６３の内壁で濾過され、大気に開放される排気中には中子砂は含まれない。
【００２７】
前記吹込み・排気弁５には排気用の排気管路Ｌｅが分岐しており、その排気管路Ｌｅの先端には消音器７が介装されている。
【００２８】
その消音器７は図２に詳細を示すように、上方が開放された円筒状の本体７１を有し、本体７１の下端面には前記排気管路Ｌｅを差し込む差込口７１ａが形成されている。そしてその差込口７１ａの内周に沿うように複数の連通孔７２ａが穿孔された円筒状の隔壁７２が挿入されている。
消音器７の開放された上端の全面には、前記隔壁７２の上端に当接する様に図３の平面図に示す様な流量調整板７３が設けられている。
その流量調整版７３には、前記消音器７の隔壁７２と本体７１とで囲まれた円環状の領域の投影面に等ピッチで図示の例では８箇所の排気用小孔が形成されている。
【００２９】
上述から明らかなように消音器７は、前記隔壁７２の内部と、隔壁７２と本体７１とで囲まれた領域との二つの部屋に区画され、隔壁７２の内部から隔壁７２に設けた複数の連通孔７２ａを排気が通過する際に消音されるように構成されている。
尚、図１において実線の矢印は圧縮空気をブローヘッド２に充填する際の圧縮空気の流れを、また、破線の矢印は中子造型後の排気の流れを示している。
【００３０】
上述のように構成された第１実施形態のシェルマシン排気装置によれば、圧縮空気充填時には流路Ｌに設けた可変オリフィス８は全開状態で十分な圧縮空気をブローヘッド２に流過せしめ、排気時には可変オリフィス８を絞ることによって従来のような衝撃的な排気流が緩和される。その結果エアフィルタの損壊を含む流路全体にわたる故障等の発生を防止する。
【００３１】
次に図４を参照して、第２実施形態を説明する。
図１〜図３の第１実施形態では流路Ｌに介装された絞り手段８は流路面積を二通りに変更可能な可変オリフィスが用いられた。
それに対して図４の第２実施形態は、流路Ｌの切換弁５とエアフィルタ６との間の領域にバイパス流路Ｌｂを設け、本流Ｌ側に逆止弁９を、バイパス流路Ｌｂ側に可変オリフィス（絞り）８Ａを設けたものである。
【００３２】
流路Ｌの切換弁５とエアフィルタ６との間の領域にバイパス流路Ｌｂを設け、本流Ｌ側に逆止弁９を、バイパス流路Ｌｂ側にオリフィス（絞り）８Ａを設けた以外は、図１〜図３の第１実施形態と実質的に同様の構成である。
【００３３】
圧縮空気の充填時は逆止弁９を介装した本流側（流路Ｌ）及びバイパスＬｂの双方を圧縮空気が流過し、排気時にはバイパスＬｂ側のみを排気が流過する。
図１〜図３の第１実施形態に対して、可変オリフィス８及び可変オリフィス８を作動させる作動手段と作動に要するエネルギを省略することが出来る。
【００３４】
次に図５を参照して、第３実施形態を説明する。
第１実施形態及び第２実施形態は、流路Ｌの開閉弁５とエアフィルタ６との間の領域に可変オリフィス８、又は逆止弁９及びオリフィス８Ａを介装した実施形態である。
それに対して図５の第３実施形態は、排気ラインＬｅの消音器７近傍に第２の絞り手段であるオリフィス８Ｂを介装した実施形態である。
【００３５】
オリフィス８Ｂは、内径ｄ（図示の例ではｄ＝１０ｍｍ）が流路Ｌの流路面積の１５％〜３０％の円柱体とするのが好ましく、その様なオリフィス８Ｂを排気ラインＬｅ内に嵌装させている。
オリフィス８Ｂを排気ラインＬｅに介装する場合は、第１実施形態及び第２実施形態の可変オリフィス８、及び逆止弁９とオリフィス８Ａの組を省略することが可能である。
【００３６】
図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態では、消音器７は単に消音機能のみとしての説明を行っているが、消音器内の郭壁７２に設けた連通孔７２ａを最適に設定することにより、当該消音器を本発明が目的とする排気の際の衝撃を緩和させる干渉部材とすることも可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の作用効果を以下に列記する。
（ａ）流路に設けた絞り手段によって従来のような衝撃的な排気流が緩和され、その結果流路および流路に付帯の設備の損壊を含む流路全体にわたる故障の発生を防止することが出来る。
（ｂ）逆止弁を圧縮空気充填側に介装し、絞りを排気側に介装することで充填時には十分な圧縮空気の充填が可能となり、排気時には逆止弁が作用し本流側が不通となり、バイパス側の絞り機構によって排気が絞られるため、従来の様な衝撃的な排気流が緩和される。その結果中子砂の充填効率を落とすことなく、流路及び流路に付帯の設備の損壊や故障等の発生を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1実施形態の排気装置を用いたシェルマシンの全体構成図。
【図２】本発明の第1実施形態における排気系先端部の断面図。
【図３】本発明の第1実施形態における流量調整板の平面図。
【図４】本発明の第２実施形態の排気装置を用いたシェルマシンの全体構成図。
【図５】本発明の第３実施形態における排気系先端部の断面図。
【図６】従来技術の排気装置を用いたシェルマシンの全体構成図。
【図７】従来技術における排気系先端部の断面図。
【符号の説明】
１・・・中子型
２・・・ブローヘッド
３・・・ホッパ
４・・・圧力タンク
５・・・切換弁
６・・・フィルタ
７・・・消音器
８・・・可変オリフィス
８Ａ・・・オリフィス
８Ｂ・・・第２の絞り手段／オリフィス
９・・・逆止弁
Ｍ・・・シェルマシン
Ｓ・・・所定の砂

Claims

高圧エア供給源（４）と、ブローヘッド（２）と、その高圧エア供給源（４）とブローヘッド（２）とを連通する流路（Ｌ）とを有し、その流路（Ｌ）中に排気流量を絞る絞り手段（８）を介装し、前記流路（Ｌ）には、高圧エアのブローヘッド（２）側への供給と、ブローヘッド（２）側からの排出とを切り換える切換手段（５）が設けられており、前記絞り手段（８）はその切換手段（５）よりもブローヘッド（２）側へ介装された逆止弁（９）及び絞り機構（８Ａ）とから構成されていることを特徴とするシェルマシンの排気装置。
高圧エア供給源（４）とブローヘッド（２）とを連通する流路（Ｌ）には逆止弁（９）が介装され、該逆止弁（９）をバイパスする排気ライン（Ｌｂ）が設けられ、該排気ライン（Ｌｂ）にオリフィス（８Ａ）を介装したことを特徴とするシェルマシンの排気装置。