JP5367189B1 - パルスパワーによる中子砂処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 安全でしかも効率のよいパルスパワーによる中子砂処理装置を提供する。
【解決手段】
鋳物Ｗと正電極１７の放電部２１をギャップを介して対向させ、また負電極１８の受電部２２を鋳物Ｗに接触させる。次いで、正電極１７にはパルスパワー発生部につながる導線２５を接続し、負電極１８には接地用の導線２６を接続し、正電極１７に高電圧を印加する。正電極１７の放電部２１と鋳物Ｗとの間でスパーク２７が発生し、衝撃波が鋳物Ｗ内の中子２８に伝達され、中子２８が崩壊し、中子２８を構成していた砂が水槽３内の水中に放出される。
【選択図】 図５

Description

本発明は、パルスパワー（蓄積した電気エネルギーの瞬時放電）を利用して鋳造品内の中子砂を崩壊させる中子砂処理装置に関する。

鋳造工程後のエンジン等の鋳物内に鋳込まれて固まっている中子は除去し難い場合があり、これをパルスパワーで崩壊させて除去する提案が特許文献１〜３になされている。

特許文献１には、鋳物を浸漬させた液体に高電圧を印加してスパークを発生させ、このスパークの衝撃波によって中子の結着状態を緩めると共に鋳物を往復ストローク動せしめることで、鋳物の内部に留まっている中子砂を効率よく除去することが記載されている。

特許文献２には、水中放電による衝撃波で鋳物内の中子を破砕する中子砂落とし装置として、水槽内に昇降可能なケージを設け、このケージ内に鋳物を収納し、ケージ上方に設けた走行台車に放電電極を取付けた構造が開示されている。

特許文献３には、岩やコンクリートを破砕するための方法として、岩やコンクリートに複数の穴をあけ、この穴に電極棒を差し込み、順番に放電させることで、連続的に破砕する方法が提案されている。

米国特許第４，４９０，１８０号公報 特開昭５８−９７６３号公報 特開２００６−２０５１１６号公報

特許文献１〜３は鋳物と接触する電極を特に設けず処理装置全体（機枠）が接地している。特許文献３は岩やコンクリートなので感電の心配はないが、特許文献１，２にあっては装置の機枠をアースしているので量産現場においてはアースが外れる場合も考えられるため、この場合は放電時に機枠に接触すると危険である。

また、特許文献１、２にあっては、鋳物のどの部分に衝撃波を向けるかについての考慮がなされていない。このため損傷してはいけない箇所に溶損を与えることがある。特許文献３においては、放電に関する記述そのものが無い。

又、特許文献１，２にあっては、放電時に発生する大きな音を小さくするため、液中で放電させるようにしているが、特許文献３にあっては防音や遮音の対策の記述は無く、放電時に発生する放電音はいわゆる落雷のような轟音のため、作業現場では効果的な防音や遮音の対策が必要とされる。

上記課題を解決するため、本発明に係るパルスパワーによる中子砂処理装置は、水槽内の鋳物に対し放電を行う一組の電極を備えて水中放電させることで、鋳物内に鋳込まれている中子を破壊し脱落させるようにした装置である。

前記一組の電極の内の一方の電極を鋳物自体としても良く、残りの電極は鋳物との間に僅かなギャップを形成すると共に先端を鋳物に向ける。

一組の電極の内の一方の電極または鋳物自体をアースして水槽の枠体に対し絶縁された構造とすることにより、放電時に万一機枠に触れることがあっても感電しない構造とする。

前記ギャップを設けた電極の先端部は尖っており（丸味を持った形状も含む）、尖らせることで放電が容易になると同時に特定の位置例えば鋳物の湯口を狙っての放電が可能となる。他方の電極の先端は平坦面とすることでアースが確実に行える。

また、両電極は放電時に受ける衝撃を緩和するために、スプリングによって下方に付勢することが好ましい。

また、前記水槽の構造としては、内側面と外側面をステンレス板にて構成され、この内側面と外側面の間に振動吸収層（例えばブチルゴム）と吸音層（例えば軟質ウレタン）を設けた構造が考えられる。斯かる構造とすることで、作業現場における絶縁性と防音性を確保することができる。

本発明に係るパルスパワーによる中子砂処理装置によれば、放電用の一組の電極の内の一方の電極の先端と鋳物間に僅かなギャップを介して衝撃波が直接鋳物に伝わるようにしたので、鋳物内部に残っている中子砂を効率良く破壊し脱落させることができる。又、鋳物の放電箇所に溶損が生じる場合があるが、後工程で機械加工処理する部分に電極を向ければ、製品への悪影響がない。
又、放電用の一組の電極の内の一方の電極または鋳物全体そのものをアースし放電部から接地までを機枠から絶縁した独立回路としたので、放電時に万一水槽の機枠に接触したとしても安全である。又、他方電極を鋳物自体としても同様である。

本発明に係る中子砂処理装置の一実施例正面図 同中子砂処理装置側面図 本発明の第二の実施例正面図 水槽の枠体の拡大断面図 放電状態を説明した拡大図

以下に本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１では水槽内にセット台が固定された後の状態を示し、図３では水槽内にセット台が固定される前の状態を示している。

図中１は載置台であり、この載置台１上にゴムなどの絶縁体２を介して水槽３が設置されている。水槽３内に満たす液体としては油の様な粘性が大きい液体ほど衝撃波は大きいが、後処理を考えれば純水が好ましい。また本発明では載置台１については設置する必要はないが、図示例のように安全のため設置しておく方が好ましい。

水槽３の構造は図４に示すように、水と接する内側面をステンレスなどの放電音反射防止板４とし、この放電音反射防止板４の外側にブチルゴムなどの振動吸収層５を設け、この振動吸収層５の外側に軟質ウレタンなどの吸音層６を設け、最外側をステンレスなどの遮音板７としている。

水槽３の外部には水槽３内の水に水流を発生させるポンプ８が配置され、鋳物の中の破砕された中子を水流によって水槽底部（図示せず）から外に排出することが望ましい。

水槽３の内側底面上には受座９が固定され、この受座９上に絶縁体からなる位置決め部材１０が図示しない絶縁ボルトにて固定されている。この位置決め部材１０の周縁部は起立し内側にセット台１１が嵌り込む凹部１０ａが形成されている。

前記受座９の周囲には、ロック部材１２を配置している。このロック部材１２は位置決め部材１０の凹部１０ａ内にセット台１１が嵌り込んだ状態で、上方から押しつける押圧片１３を備え、この押圧片１３の下面は絶縁体１３ａで構成している。

前記セット台１１は金属製で、下部プレート１４を有する。この下部プレート１４は鋳物Ｗを位置決めして固定するためのもので固定する面を凹凸部１４ａとすることで、パルスパワーの衝撃波の反射を有効に利用することができる。

前記下部プレート１４の四隅からは支柱１５が立設され、これら支柱１５の上端部に上部プレート１６が取り付けられ、この上部プレート１６に一組の電極１７（低電位側）と電極１８（高電位側）が取り付けられている。尚、低電位と高電位設定は逆でも良い。

また水槽３の上方にはレール１９が配置され、このレール１９には自走車２０が取り付けられ、前記セット台１１が搬送可能とされている。尚、搬送中の電極は導線（ケーブル）を外しても接続したままでもよい。

前記電極１７は下端に放電部２１を備え、この放電部２１の先端は丸味をもって尖っている。したがって放電しやすく且つ放電の方向をコントロールすることが容易である。また電極１８は下端に受電部２２を備え、この受電部２２の下面は平坦面とされている。したがって鋳物Ｗを確実にアースすることができる。

また電極１７及び電極１８はそれぞれスプリング２３，２４を介して放電部２１及び受電部２２が下方に付勢されて前記上部プレート１６に取り付けられている。スプリング２３は電極１７から放電した際の衝撃を緩和するためのもので電極１７側には必須である。

以上において、水槽３内に防音用の液体として水を満たす。水は純水が好ましいが、これに限定はされない。水位はセット台１１にセットされた鋳物Ｗよりも水位が高くなるようにする。

次いで、鋳物Ｗをセット台１１にセットする。この時、図５（ａ）に示すように。鋳物Ｗに電極１７の放電部２１をギャップを介して対向させ、また電極１８の受電部２２を鋳物Ｗに接触させる。ギャップの大きさは効率的な衝撃波を発生させるために３〜７ｍｍが適当である。

次いで、電極１７にはパルスパワー発生部につながる導線２５を接続し、電極１８には接地用の導線２６を接続してパルスパワーを発生させる。すると図５（ｂ）に示すように、電極１７の放電部２１と鋳物Ｗの間でスパーク２７が発生し、衝撃波が鋳物Ｗ内の中子２８に伝達され、中子２８が崩壊し、ポンプから発生する水流により、中子２８を構成していた砂が水槽３内の水中に放出される。

尚、前記したように鋳物Ｗを載置するセット台１１の下部プレート１４の表面には凹凸部１４ａを形成しているため、図５（ｂ）に示すように凹凸部１４ａで衝撃波が効果的に反射され、振動が反射して鋳物Ｗ内の中子２８に伝達される。

上記したように、スパーク２７は放電部２１と鋳物Ｗとの間で発生するため、鋳物Ｗを溶損することが考えられる。しかしながら鋳物Ｗの表面は後工程の機械加工で除去する部分であるため、何ら問題はない。

本発明に係るパルスパワーによる中子砂処理装置は自動車のエンジンに限らず、砂中子を用いた鋳物から中子砂を除去する装置として広く利用することができる。

１…載置台、２…絶縁体、３…水槽、４…放電音反射防止板、５…振動吸収層、６…吸音層、７…遮音板、８…ポンプ、９…受座、１０…位置決め部材、１０ａ…凹部、１１…セット台、１２…ロック部材、１４…下部プレート、１４ａ…凹凸部、１５…支柱、１６…上部プレート、１７…電極、１８…電極、１９…レール、２０…自走車、２１…放電部、２２…受電部、２３、２４…スプリング、２５、２６…導線、２７…スパーク、２８…中子、Ｗ…鋳物

Claims (4)

1. 水槽内で水中放電させることで、水槽内にセットした鋳物内部に残っている中子砂を破壊し脱落させる一組の電極を備えたパルスパワーによる中子砂処理装置において、前記一組の電極のうち一方の電極は鋳物との間にギャップを有すると共に鋳物に向けて放電を行う尖った放電部を備え、他方の電極はアースされると共に鋳物に接触する平坦な受電部を備えることを特徴とするパルスパワーによる中子砂処理装置。
2. 請求項１に記載のパルスパワーによる中子砂処理装置において、前記一方の電極は鋳物の後工程で機械加工処理される部分に向けて放電を行うように配置されていることを特徴とするパルスパワーによる中子砂処理装置。
3. 請求項１に記載のパルスパワーによる中子砂処理装置において、少なくとも前記一方の電極の放電部は放電時の衝撃を緩和するためにスプリングによって付勢されていることを特徴とするパルスパワーによる中子砂処理装置。
4. 請求項１に記載のパルスパワーによる中子砂処理装置において、前記水槽内には鋳物を載置するセット台が設けられ、このセット台には衝撃波を反射する凹凸部が表面に形成された下部プレートを備えることを特徴とするパルスパワーによる中子砂処理装置。

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