JP5397778B2

JP5397778B2 - サンプリング用鋳物砂の供給装置、砂切り出し装置、及びサンプリング用鋳物砂の供給方法

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Publication number: JP5397778B2
Application number: JP2010126905A
Authority: JP
Inventors: 智和山内; 泰一土方; 裕一小倉; 喜好鈴木
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2030-06-02
Also published as: JP2011115848A

Description

本発明は、鋳型造型に用いる鋳物砂の性状を検査するに当り、サンプリング取り出しされる鋳物砂を砂試験器等へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給装置、砂切り出し装置、及びサンプリング用鋳物砂の供給方法に関する。

従来、鋳型造型に用いる鋳物砂のサンプルを作業者が手作業で砂試験器へ供給することは公知にされている（例えば、特許文献１参照）。また前記砂試験器により、該供給された鋳物砂の砂温、ＣＢ値（コンパクタビリティ値）、水分、通気度、圧縮強度を計測することも公知にされている（例えば、特許文献１参照）。

さらにサンプリング用鋳物砂を砂試験機に供給するに際して用いられる砂切り出し装置として、従来、混練を済ませた若しくは混練中の混練砂の一部を横向き筒状ホッパ内に投入し、該筒状ホッパ内に投入した混練砂を電動シリンダに連結された押圧板により押圧しながら該押圧された混練砂をスクリュー状砂ほぐし器により砂ほぐしをして取り出すようにした砂切り出し装置は公知にされている（例えば、特許文献２参照）。

実開平６−６１３４６号公報特開２００３−２０５３４４号公報

しかし、造型・砂処理ライン設備の稼動中に、搬送されてくる鋳物砂からサンプリング用鋳物砂を取り出して砂試験器へ供給する場合、作業者が手作業で行っていては作業者の負担が過大になってしまうという問題がある。また、特許文献１に記載された砂試験器では、供給された鋳物砂の砂温、ＣＢ値（コンパクタビリティ値）、水分、通気度、圧縮強度を全て計測しているが、これにより該計測に時間がかかり、前記造型・砂処理ライン設備のサイクルタイムが遅延してしまうという問題がある。

また、特許文献２に記載の砂ほぐし器のスクリューは、コイルタイプの中空のスプリングであるため、スプリング長さが長くなると、スプリング回転時にスプリングが蛇行して横向き筒状ホッパの内面と接触し、摩耗の原因となるという問題がある。また該コイルタイプの中空のスプリングをスクリューとして用いると、スプリングの隙間にサンプリングした鋳物砂が滞積してしまうという問題がある。

以上のように、鋳型造型に用いる鋳物砂の性状を検査するにあたり、サンプリング鋳物砂を砂試験手段へ適切に供給することができない場合があった。

本発明の目的は、サンプリング鋳物砂を砂試験手段へ適切に供給することができるサンプリング用鋳物砂の供給装置、砂切り出し装置、及びサンプリング用鋳物砂の供給方法を提供することにある。

さらに具体的には、本発明の目的は、造型・砂処理ライン設備の稼動中に、搬送されてくる鋳物砂からサンプリング用鋳物砂を機械装置で取り出して砂試験器へ供給することができると共に前記造型・砂処理ライン設備のサイクルタイムの遅延を防止することができるサンプリング用鋳物砂の供給装置及び方法を提供することにある。

また、本発明の目的は、上記の問題に鑑みて成されたもので、スクリューの長さを長くすることができると共にサンプリングした鋳物砂のスクリューへの滞積をなくすことができるサンプリング用鋳物砂の供給装置及び方法並びに砂切り出し装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明に係るサンプリング用鋳物砂の供給装置は、鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして砂試験手段へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給装置であって、一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する砂切り出し装置と、一端が前記砂切り出し装置の砂排出口に連通すると共に他端が砂試験手段に連通する砂投入シュートと、該砂投入シュートに取り付けられた開閉式ゲートと、前記砂投入シュートに取り付けられると共に前記開閉式ゲートにおけるゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を測定する砂温測定手段と、を具備し、前記砂切り出し装置は、一端に前記砂供給口が設けられると共に他端に前記砂排出口が設けられる外筒体と、該外筒体の内面に固定される内筒体と、該内筒体の内部を貫通し、且つ、一端が前記鋳物砂搬送手段に挿入されると共に他端が駆動手段に連結された回転可能で中実なスクリューとを有する。

また、本発明に係る砂切り出し装置は、鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして砂試験手段へ供給する砂切り出し装置であって、一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する外筒体と、該外筒体の内面に固定される内筒体と、該内筒体の内部を貫通し、且つ、一端が前記鋳物砂搬送手段に挿入されると共に他端が駆動手段に連結された回転可能で中実なスクリューとを具備する。

また、本発明に係るサンプリング用鋳物砂の供給方法は、一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する砂切り出し装置と、一端が前記砂切り出し装置の砂排出口に連通すると共に他端が砂試験手段に連通する砂投入シュートと、該砂投入シュートに取り付けられた開閉式ゲートと、前記砂投入シュートに取り付けられると共に前記開閉式ゲートにおけるゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を測定する砂温測定手段と、を具備するサンプリング用鋳物砂の供給装置を用いて、鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして前記砂試験手段へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給方法であって、前記開閉式ゲートを開いた状態で前記砂切り出し装置を正作動させることにより、前記鋳物砂搬送手段から鋳物砂をサンプリング取り出しして前記砂投入シュートを介して前記砂試験手段へ供給する第１供給工程と、該第１供給工程中に前記開閉式ゲートを閉じ、該開閉式ゲートにおけるゲート板上に鋳物砂を溜める工程と、前記ゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を前記砂温測定手段で測定する工程と、前記開閉式ゲートを開き、前記ゲート板上に溜められた鋳物砂を前記砂試験手段へ供給する第２供給工程と、前記砂切り出し装置を逆作動させることにより、該砂切り出し装置の内部に残留している鋳物砂を前記鋳物砂搬送手段へ戻す工程と、を有する。

本発明は、一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する砂切り出し装置と、一端が前記砂切り出し装置の砂排出口に連通すると共に他端が砂試験手段に連通する砂投入シュートと、該砂投入シュートに取り付けられた開閉式ゲートと、前記砂投入シュートに取り付けられると共に前記開閉式ゲートにおけるゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を測定する砂温測定手段と、を具備するようにしたから、造型・砂処理ライン設備の稼動中に、搬送されてくる鋳物砂からサンプリング用鋳物砂を機械装置で取り出して砂試験器へ供給することができると共に前記造型・砂処理ライン設備のサイクルタイムの遅延を防止することができる等種々の効果がある。

また、本発明は、一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する外筒体と、該外筒体の内面に固定される内筒体と、該内筒体の内部を貫通し、且つ、一端が前記鋳物砂搬送手段に挿入されると共に他端が駆動手段に連結された回転可能で中実なスクリューと、を具備するようにしたから、スクリューの長さを長くすることができると共にサンプリングした鋳物砂のスクリューへの滞積をなくすことができる等種々の効果がある。

第１の実施の形態の図であり、本発明を適用したサンプリング用鋳物砂の供給装置を示す正面図である。図１のＡ部拡大詳細図である。図２のＢ−Ｂ矢視図である。図１の右側面図であり、ベルトコンベヤと、その上流および下流の装置を示す図である。スクリューを装置から外し、スクリューのみを示した図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図である。スクリューの先端部の詳細図である。スクリューの先端部の詳細図であって、スクリューにおける半円状溝部の半円断面積について説明するための図である。第２の実施の形態の図であり、本発明を適用したサンプリング用鋳物砂の供給装置を示す正面図である。第２の実施の形態の図であり、図８のＡ部拡大詳細図である。第２の実施の形態の図であり、図９のＢ−Ｂ矢視図である。第２の実施の形態の図であり、図９のＣ−Ｃ矢視図である。第２の実施の形態の図であり、図８の右側面図であり、ベルトコンベヤと、その上流および下流の装置を示す図である。

以下、本発明を適用したサンプリング用鋳物砂の供給装置及び砂切り出し装置について、図面を参照して説明する。まず、第１の実施の形態として、図１〜図７を用いてサンプリング鋳物砂供給装置２０及び砂切り出し装置２１について説明する。

サンプリング鋳物砂供給装置２０は、図１に示すように、鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして砂試験手段へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給装置であって、一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する砂切り出し装置２１と、一端が砂切り出し装置２１の砂排出口に連通すると共に他端が砂試験手段（砂特性自動計測装置８）に連通する砂投入シュート７とを具備する。そして砂切り出し装置２１は、外筒体１と、内筒体２と、スクリュー３とを有する。

具体的に、図１に示すように、外筒体１は筒状部１ａとケーシング部１ｂとで構成されている。そして、該外筒体１は、一端に砂供給口１ｃを有すると共に他端に砂排出口１ｄを有している。そして、該外筒体１における筒状部１ａの内面には内筒体２が締結により固定されており、該内筒体２は摩耗した場合に取換えることができるようになっている。

そして、該内筒体２の内部には回転可能で中実なスクリュー３が配設されており、該スクリュー３は該内筒体２の内部を貫通している。なお該スクリュー３は、一端が鋳物砂搬送手段としてのベルトコンベヤ４に挿入されており、他端が後述する駆動手段としてのモータ５に連結されている。そして、該スクリュー３は該モータ５の作動により回転されるようになっている。なお該内筒体２及びスクリュー３の材質は超高分子量ポリエチレン（例えば、作新工業株式会社製「Ｓａｘｉｎニューライト」）である。また本実施形態では、該内筒体２の内径がφ７８ｍｍ、スクリュー３のリード外径がφ７２ｍｍ（先端部は除く。先端部については後述）にされており、該内筒体２の内径とスクリュー３のリード外径との隙間は片側３ｍｍにされている。

また前記外筒体１におけるケーシング部１ｂは支持体６で包囲されている。そして、該支持体６の一端には前記外筒体１における筒状部１ａが締結固定されており、該支持体６の他端には前記モータ５が締結固定されている。そして、該支持体６の下端には砂投入シュート７が連結されており、該砂投入シュート７の下端には砂試験手段としての砂特性自動計測装置８が連結されている。なお前記外筒体１の砂排出口１ｄと該砂特性自動計測装置８は前記砂投入シュート７を介して連通されている。

また図２、図３に示すように、前記スクリュー３の他端の外周には、鋳物砂Ｓ（図１参照）をほぐす複数（本実施形態では４個）の砂ほぐし部材９が軸継手１０を介して締結固定されており、該砂ほぐし部材９及び軸継手１０は前記外筒体１におけるケーシング部１ｂの内部に収容されている。

また前記外筒体１の砂排出口１ｄには、排出される鋳物砂Ｓと衝突する複数（本実施形態では３個）の衝突部材１１が配置されており、該衝突部材１１は前記外筒体１におけるケーシング部１ｂに締結固定されている。なお本実施形態では衝突部材１１として丸棒を用いている。

このように構成されたものの作動について説明する。まず、前記ベルトコンベヤ４の作動中、即ち、鋳物砂Ｓの搬送中に前記モータ５を正作動させると、スクリュー３が図３の矢印Ｙ１の方向に回転する。そうすると、該スクリュー３により外筒体１の砂供給口１ｃから鋳物砂Ｓが搬送される。そして、該搬送された鋳物砂Ｓは、外筒体１におけるケーシング部１ｂ内で、スクリュー３とともに回転する砂ほぐし部材９に衝突してほぐされる。その後、該鋳物砂Ｓは外筒体１の砂排出口１ｄに配置された衝突部材１１に衝突し、ここでさらにほぐされて該砂排出口１ｄから排出される。そして、該排出された鋳物砂Ｓは砂投入シュート７を通って前記砂特性自動計測装置８内に供給される。

その後、前記ベルトコンベヤ４の作動中又は停止中、即ち、鋳物砂Ｓの搬送中又は搬送停止中に前記モータ５を逆作動させると、スクリュー３が図３の矢印Ｙ２の方向に回転する。そうすると、該スクリュー３及び内筒体２内に残存する鋳物砂Ｓは外筒体１の砂供給口１ｃの方へ搬送され、該砂供給口１ｃから排出されて前記ベルトコンベヤ４上に戻される。なお、本実施形態では鋳物砂Ｓとして生型砂が用いられている。

また前記砂特性自動計測装置８では、鋳物砂Ｓが供給されると、該鋳物砂Ｓの水分、ＣＢ値（コンパクタビリティ値）、圧縮強度、通気度、砂温が計測される。

なお本実施形態における前記ベルトコンベヤ４は、鋳型造型機１２（図４参照）の上方に配設されると共に該鋳型造型機１２に鋳物砂Ｓを供給するベルトコンベヤであり、ここで、この点について詳述する。図４は、図１の右側面図であり、前記ベルトコンベヤ４と、その上流および下流の装置を示す図である。図４に示すように、前記ベルトコンベヤ４は鋳型造型機１２の上方に配設され、架台１３上に組み付けられている。そして、前記ベルトコンベヤ４の上部には鋳物砂Ｓ（鋳物砂混練機による砂混練を済ませた混練砂）を貯蔵する砂貯蔵装置１４が配設され、該砂貯蔵装置１４の支柱１４ａは架台１３上に組み付けられている。また前記ベルトコンベヤ４で搬送される鋳物砂Ｓは架台１３に支持されたシュート１５を介して鋳型造型機１２に供給されるようになっている。

本実施形態における鋳型造型機１２は、上枠・下枠（図示せず）交互造型の枠付造型機であり、１枠造型するごとに前記ベルトコンベヤ４を作動させて１枠分の鋳物砂Ｓを該鋳型造型機１２に供給する。本実施形態では下枠用の鋳物砂Ｓの前記ベルトコンベヤ４での搬送中に毎回、上述のようにして前記ベルトコンベヤ４から該鋳物砂Ｓをサンプリング取り出しして前記砂特性自動計測装置８へ供給する。

なお従来、上述のような所定のタイミングで定期的に鋳物砂Ｓを搬送するベルトコンベヤ４（鋳型造型機１２の上方に配設されると共に該鋳型造型機１２に鋳物砂Ｓを供給するベルトコンベヤ４）の該搬送中に、該ベルトコンベヤ４から該鋳物砂Ｓをサンプリング取り出しすることは困難なことであったが、本発明は、このような場合にも適用できるという利点がある。

次に、前記スクリュー３の詳細について、ここで詳述する。図５は該スクリュー３を装置から外し、該スクリュー３のみを示した図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は左側面図である。図５（Ａ）に示すように、スクリュー３には複数のリード３ａが連続して形成されている。そして、該リード３ａ間には半円状溝部３ｂが連続して形成されている。このように、該リード３ａ間に連続して形成される溝部が半円状であると、該溝部に鋳物砂Ｓが付着しにくいという効果があるため、好ましい。

またスクリュー３は、先端部が先細り状のテーパ形状になっており、この点について詳述する。図６はスクリュー３の先端部の詳細図であり、本実施形態では寸法Ｘ１はφ７２ｍｍ、Ｘ２はφ７０ｍｍ、Ｘ３は６５．５ｍｍにされている。即ち、スクリュー３の先端面から６５．５ｍｍの位置までは、先細り状のテーパ形状になるように加工されており、該６５．５ｍｍの位置以降はリード外径がφ７２ｍｍになるように加工されている。このようにしてスクリュー３の先端部を先細り状のテーパ形状にすると、該スクリュー３の先端部と内筒体２の内面先端との隙間を広く確保することができ、これにより、該スクリュー３の先端部と内筒体２の内面先端との隙間への鋳物砂Ｓの噛み込みを防止できるという効果があるため、好ましい。該隙間への鋳物砂Ｓの噛み込みがあると、装置が振動したり、スクリュー３又は内筒体２が早期に摩耗したりするという不具合が発生することがある。

またスクリュー３は、該スクリュー３における最先の半円状溝部の半円断面積が、二段目以降の半円状溝部の半円断面積より小さくなっており、この点について詳述する。なお説明を分かりやすくするために、最先の半円状溝部を符号３００、二段目以降の半円状溝部を符号３０１で示す。図７に示すように、本実施形態では、上述したようにスクリュー３の先端部を先細り状のテーパ形状にすることにより、該スクリュー３における最先の半円状溝部３００の半円断面積３０２が、二段目以降の半円状溝部３０１の半円断面積３０３より小さくなっている。このような構成にすると、最初に最先の半円状溝部３００内に入った鋳物砂Ｓが、二段目以降の半円状溝部３０１内に溢れることなく収まりながら搬送されていくから、搬送途中で鋳物砂Ｓを圧縮してしまうことがないという効果があるため、好ましい。該搬送途中で鋳物砂Ｓを圧縮してしまうと、砂性状が変化してしまうという不具合が発生することがある。

なおスクリュー３における最先の半円状溝部３００の半円断面積３０２を、二段目以降の半円状溝部３０１の半円断面積３０３より小さくする構成は、上述のスクリュー３の先端部を先細り状のテーパ形状にする構成に限定されるものではなく、別の構成であってもよい。

またスクリュー３は、上述したように材質が超高分子量ポリエチレンであり、該超高分子量ポリエチレンで製作されたスクリュー３の中心部に通し孔加工を施し、該通し孔に棒状の芯金３ｃ（材質はＳＵＳ３０４）を嵌装している（図５参照）。なお該芯金３ｃとスクリュー３は接着剤で接着されており、該芯金３ｃはテーパーピン３ｄでスクリュー３に固定されている。このように、スクリュー３に芯金３ｃを嵌装させると、スクリュー３が回転したときのスクリューの振れを抑制することができるため好ましいが、スクリュー３の全長が短い場合は、該芯金３ｃは無くてもよい。

なお本発明を適用した砂切り出し装置２１を構成するスクリュー３が、コイルタイプの中空のスプリングではなく、中実なスクリューであるため、該スクリュー３の長さを長くしてもスクリュー３の回転時に該スクリュー３が蛇行してしまうことがない。このため、スクリュー３の長さを長くすることができ、鋳物砂Ｓの長い距離の搬送にも用いることができる。またスクリュー３が、コイルタイプの中空のスプリングではなく、中実なスクリューであると、スプリングの隙間自体が存在しないため、鋳物砂Ｓのスクリュー３への滞積をなくすことができる。

また本発明を適用した砂切り出し装置２１では、上述したように、内筒体２及びスクリュー３の材質が超高分子量ポリエチレンであるため、該内筒体２及びスクリュー３への砂付着を抑制することができるという効果がある。該内筒体２及びスクリュー３への砂付着があると、前記砂特性自動計測装置８内に鋳物砂Ｓを搬送する際に、搬送途中で内筒体２及びスクリュー３から付着砂が分離されて搬送中の鋳物砂Ｓに混ざり、砂性状が変化してしまうという不具合が発生することがある。

さらに本発明を適用した砂切り出し装置２１では、上述したように、スクリュー３の他端に鋳物砂Ｓをほぐす砂ほぐし部材９が固定されているため、該スクリュー３で搬送されてきた鋳物砂Ｓに砂ダマが含まれていた場合でも、該砂ダマをほぐして前記砂特性自動計測装置８内に供給することができる。また本発明を適用した砂切り出し装置２１では、上述したように、外筒体１の砂排出口１ｄに、排出される鋳物砂Ｓと衝突する衝突部材１１が配置されているため、前記鋳物砂Ｓに含まれる砂ダマを、ここでもさらにほぐすことができる。なお本実施形態では、前記砂ほぐし部材９及び衝突部材１１の両方を用いたが、これに限定されるものではなく、該砂ほぐし部材９又は衝突部材１１のどちらか一方を用いるようにしてもよい。ただし、該砂ほぐし部材９及び衝突部材１１の両方を用いると、前記砂ダマをほぐす効果がより高いため、好ましい。

なお本実施形態では、鋳物砂搬送手段としてベルトコンベヤ４を示したが、これに限定されるものではなく、鋳物砂搬送手段としては、このほかに例えば、鋳物砂混練機が挙げられる。

また本実施形態では、前記外筒体１の砂排出口１ｄと前記砂特性自動計測装置８を前記砂投入シュート７を介して連通させるようにしたが、これに限定されるものではなく、前記砂投入シュート７を無くして、前記外筒体１の砂排出口１ｄと前記砂特性自動計測装置８を直に連通させるようにしてもよい。

以上のように、本発明を適用した砂切り出し装置２１は、一端に砂供給口１ｃを有すると共に他端に砂排出口１ｄを有する外筒体１と、外筒体１の内面に固定される内筒体２と、内筒体２の内部を貫通し、且つ、一端が鋳物砂搬送手段（ベルトコンベヤ４）に挿入されると共に他端が駆動手段に連結された回転可能で中実なスクリュー３とを有する点に特徴を有するものであり、このような構成を備えることにより、スクリューの長さを長くすることができると共にサンプリングした鋳物砂のスクリューへの滞積をなくすことができる。

また、この砂切り出し装置２１は、スクリュー３におけるリード間に半円状溝部３００，３０１が連続して形成されている構成にも特徴を有し、この溝部に鋳物砂Ｓが付着しにくいという効果を得ることができ、サンプリングした鋳物砂のスクリュー３への滞積をなくすことができる。

さらに、砂切り出し装置２１は、スクリュー３における最先の半円状溝部３００の半円断面積３０２が、二段目以降の半円状溝部３０１の半円断面積３０３より小さい構成により、搬送途中で鋳物砂Ｓを圧縮してしまうことがないという効果を得ることができ、該搬送途中で鋳物砂Ｓを圧縮することにより砂性状が変化してしまうという不具合を発生できる。

また、砂切り出し装置２１は、スクリュー３の先端部が先細り状のテーパ形状になっている構成にも特徴を有し、該スクリュー３の先端部と内筒体２の内面先端との隙間を広く確保することができ、これにより、該スクリュー３の先端部と内筒体２の内面先端との隙間への鋳物砂Ｓの噛み込みを防止でき、噛み込みにより装置が振動したり部品が磨耗したりするという不具合の発生を防止できる。

また、砂切り出し装置２１は、内筒体２及びスクリュー３の材質が超高分子量ポリエチレンである構成にも特徴を有し、該内筒体２及びスクリュー３への砂付着を抑制することができるという効果があり、これにより、砂付着による問題点である、付着砂が分離されて搬送中の鋳物砂に混ざり砂性状が変化してしまうという不具合の発生を防止できる。

以上のような砂切り出し装置２１及びこれを用いたサンプリング鋳物砂供給装置２０は、サンプリング鋳物砂を砂試験手段へ適切に供給することができる。

次に、第２の実施の形態として、図８〜図１２を用いてサンプリング鋳物砂供給装置１２０及び砂切り出し装置１２１について説明する。サンプリング鋳物砂供給装置１２０に用いられる砂切り出し装置１２１として、ここでは、上述の第１の実施の形態と同様にスクリュー式砂切り出し装置を用いている。

サンプリング鋳物砂供給装置１２０は、図８に示すように、鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして砂試験手段へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給装置であって、一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する砂切り出し装置１２１と、一端が砂切り出し装置１２１の砂排出口に連通すると共に他端が砂試験手段（砂特性自動計測装置１０８）に連通する砂投入シュート１０７と、該砂投入シュートに取り付けられた開閉式ゲート１１２と、前記砂投入シュートに取り付けられると共に前記開閉式ゲート１１２におけるゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を測定する砂温測定手段（熱電対１１３）とを具備する。そして砂切り出し装置１２１は、外筒体１０１と、内筒体１０２と、スクリュー１０３とを有する。

具体的に、図８に示すように、該外筒体１０１は筒状部１０１ａとケーシング部１０１ｂとで構成されている。そして、該外筒体１０１は、一端に砂供給口１０１ｃを有すると共に他端に砂排出口１０１ｄを有している。そして、該外筒体１０１における筒状部１０１ａの内面には内筒体１０２が締結により固定されており、該内筒体１０２は摩耗した場合に取換えることができるようになっている。

そして、該内筒体１０２の内部には回転可能で中実なスクリュー１０３が配設されており、該スクリュー１０３は該内筒体１０２の内部を貫通している。なお該スクリュー１０３は、一端が鋳物砂搬送手段としてのベルトコンベヤ１０４に挿入されており、他端が後述する駆動手段としてのモータ１０５に連結されている。そして、該スクリュー１０３は該モータ１０５の作動により回転されるようになっている。なお該内筒体１０２及びスクリュー１０３の材質は超高分子量ポリエチレン（例えば、作新工業株式会社製「Ｓａｘｉｎニューライト」）である。

またスクリュー１０３には複数のリード１０３ａが連続して形成されている。そして、該リード１０３ａ間には半円状溝部１０３ｂが連続して形成されている（図９参照）。さらにスクリュー１０３は、先端部が先細り状のテーパ形状になっている（図示省略）。また本実施形態では、該内筒体２の内径がφ７８ｍｍ、スクリュー１０３のリード外径がφ７２ｍｍにされており、該内筒体２の内径とスクリュー１０３のリード外径との隙間は片側３ｍｍにされている。

尚、スクリュー１０３は、例えば上述の図５〜７を用いて詳細に説明したスクリュー３と同様の構成を備えるものであり、ここでは、詳細な説明は省略する。

また前記外筒体１０１におけるケーシング部１０１ｂは支持体１０６で包囲されている。そして、該支持体１０６の一端には前記外筒体１０１における筒状部１０１ａが締結固定されており、該支持体１０６の他端には前記モータ１０５が締結固定されている。

また図９、図１０に示すように、前記スクリュー１０３の他端の外周には、鋳物砂Ｓ（図８参照）をほぐす複数（本実施形態では４個）の砂ほぐし部材１０９が軸継手１１０を介して締結固定されており、該砂ほぐし部材１０９及び軸継手１１０は前記外筒体１０１におけるケーシング部１０１ｂの内部に収容されている。

また前記外筒体１０１の砂排出口１０１ｄには、排出される鋳物砂Ｓと衝突する複数（本実施形態では３個）の衝突部材１１１が配置されており、該衝突部材１１１は前記外筒体１０１におけるケーシング部１０１ｂに締結固定されている。なお本実施形態では衝突部材１１１として丸棒を用いている。

また、このように構成されたスクリュー式砂切り出し装置１２１における前記支持体１０６の下端には砂投入シュート１０７が連結されており、該砂投入シュート１０７の下端には砂試験手段としての砂特性自動計測装置１０８が連結されている。なお前記外筒体１０１の砂排出口１０１ｄと該砂特性自動計測装置１０８は前記砂投入シュート１０７を介して連通されている。

また前記砂投入シュート１０７には開閉式ゲート１１２が取り付けられている。図１１に示すように、該開閉式ゲート１１２は、ゲート板１１２ａと、該ゲート板１１２ａを水平状態又は垂直状態にさせる回動シリンダ１１２ｂと、該ゲート板１１２ａと回動シリンダ１１２ｂを連結する連結部材１１２ｃと、で構成されている。なお、該ゲート板１１２ａは前記砂投入シュート１０７の内部に配置されており、該回動シリンダ１１２ｂは前記砂投入シュート１０７の外部に配置されている。

また前記砂投入シュート１０７における水平状態の前記ゲート板１１２ａの上方には、該ゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂Ｓの温度を測定する砂温測定手段としての熱電対１１３が取り付けられている。また前記砂特性自動計測装置１０８の内部には鋳物砂検知手段としての光電センサ１０８ａ（図８参照）が付属されている。

このように構成されたサンプリング鋳物砂供給装置１２０の作動について、すなわち、サンプリング鋳物砂供給装置１２０を用いたサンプリング鋳物砂の供給方法について説明する。まず、開閉式ゲート１１２を開いた状態で、前記ベルトコンベヤ１０４の作動中、即ち、鋳物砂Ｓの搬送中に前記モータ１０５を正作動させると、スクリュー１０３が図１０の矢印Ｙ１の方向に回転する。そうすると、該スクリュー１０３により外筒体１０１の砂供給口１０１ｃから鋳物砂Ｓが搬送される。そして、該搬送された鋳物砂Ｓは、外筒体１０１におけるケーシング部１０１ｂ内で、スクリュー１０３とともに回転する砂ほぐし部材１０９に衝突してほぐされる。その後、該鋳物砂Ｓは外筒体１０１の砂排出口１０１ｄに配置された衝突部材１１１に衝突し、ここでさらにほぐされて該砂排出口１０１ｄから排出される。そして、該排出された鋳物砂Ｓは砂投入シュート１０７を通って前記砂特性自動計測装置１０８内に供給される（第１供給工程）。

そして、該第１供給工程中において、前記砂特性自動計測装置１０８内に所定量の鋳物砂Ｓが供給されたことを前記光電センサ１０８ａのＯＮ信号により検知したら、開閉式ゲート１１２を閉じてゲート板１１２ａを水平状態にし、該ゲート板１１２ａ上に鋳物砂Ｓを溜める。なお前記モータ１０５の正作動は前記光電センサ１０８ａのＯＮ信号の検知から所定時間後に停止される。該所定時間はタイマーで計測する。

次に、該ゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂Ｓの温度を前記熱電対１１３で測定する。また該鋳物砂Ｓの温度測定工程と並行して、前記砂特性自動計測装置１０８では鋳物砂ＳのＣＢ値（コンパクタビリティ値）、水分が計測される。

そして、該鋳物砂ＳのＣＢ値（コンパクタビリティ値）、水分が計測されたら、前記前記砂特性自動計測装置１０８内の鋳物砂Ｓは捨てられて図示されない鋳物砂回収手段に回収される。その後、開閉式ゲート１１２を開いてゲート板１１２ａを垂直状態にし、該ゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂Ｓを前記砂特性自動計測装置１０８へ供給する（第２供給工程）。なお、ここで前記砂特性自動計測装置１０８内に該鋳物砂Ｓが供給されたことの確認は、前記光電センサ１０８ａのＯＮ信号の検知により行う。

次に、前記砂特性自動計測装置１０８では鋳物砂Ｓの通気度、圧縮強度が計測される。そして、該鋳物砂Ｓの通気度、圧縮強度が計測されたら、前記砂特性自動計測装置１０８内の鋳物砂Ｓは捨てられて前記鋳物砂回収手段に回収される。

なお上述したように、前記モータ１０５の正作動は前記光電センサ１０８ａのＯＮ信号の検知から所定時間後に停止されるが、該停止後、前記モータ１０５を逆作動させる。前記モータ１０５を逆作動させると、スクリュー１０３が図１０の矢印Ｙ２の方向に回転する。そうすると、該スクリュー１０３及び内筒体１０２内に残留する鋳物砂Ｓは外筒体１０１の砂供給口１０１ｃの方へ搬送され、該砂供給口１０１ｃから排出されて前記ベルトコンベヤ１０４上に戻される。なお、本実施形態では鋳物砂Ｓとして生型砂が用いられている。

なお本実施形態における前記ベルトコンベヤ１０４は、鋳型造型機１１４（図１２参照）の上方に配設されると共に該鋳型造型機１１４に鋳物砂Ｓを供給するベルトコンベヤであり、ここで、この点について詳述する。図１２は、図８の右側面図であり、前記ベルトコンベヤ１０４と、その上流および下流の装置を示す図である。図１２に示すように、前記ベルトコンベヤ１０４は鋳型造型機１１４の上方に配設され、架台１１５上に組み付けられている。そして、前記ベルトコンベヤ１０４の上部には鋳物砂Ｓ（鋳物砂混練機による砂混練を済ませた混練砂）を貯蔵する砂貯蔵装置１１６が配設され、該砂貯蔵装置１１６の支柱１１６ａは架台１１５上に組み付けられている。また前記ベルトコンベヤ１０４で搬送される鋳物砂Ｓは架台１１５に支持されたシュート１１７を介して鋳型造型機１１４に供給されるようになっている。

本実施形態における鋳型造型機１１４は、上枠・下枠（図示せず）交互造型の枠付造型機であり、１枠造型するごとに前記ベルトコンベヤ１０４を作動させて１枠分の鋳物砂Ｓを該鋳型造型機１１４に供給する。本実施形態では下枠用の鋳物砂Ｓの前記ベルトコンベヤ１０４での搬送中に毎回、上述のようにして前記ベルトコンベヤ１０４から該鋳物砂Ｓをサンプリング取り出しして前記砂特性自動計測装置１０８へ供給する。

なお従来、上述のような所定のタイミングで定期的に鋳物砂Ｓを搬送するベルトコンベヤ１０４（鋳型造型機１１４の上方に配設されると共に該鋳型造型機１１４に鋳物砂Ｓを供給するベルトコンベヤ１０４）の該搬送中に、該ベルトコンベヤ１０４から該鋳物砂Ｓをサンプリング取り出しすることは困難なことであったが、本発明は、このような場合にも適用できるという利点がある。

なお本発明では、造型・砂処理ライン設備の稼動中に、搬送されてくる鋳物砂Ｓからサンプリング用鋳物砂を機械装置で取り出して前記砂特性自動計測装置１０８へ供給することができるため、作業者の手作業を無くすことができる。

また本発明では、前記砂特性自動計測装置１０８へ鋳物砂Ｓを供給する工程を２回に分け、砂投入シュート１０７に取り付けられた開閉式ゲート１１２におけるゲート板１１２ａ上に該鋳物砂Ｓの一部を一時的に溜め、該ゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂Ｓの温度を前記熱電対１１３で測定するようにしている。これにより、鋳物砂Ｓの温度測定工程と並行して、前記砂特性自動計測装置１０８で鋳物砂Ｓの各種計測（上述の実施形態ではＣＢ値、水分の計測）を行うことができるため、サイクルタイムを短縮することができる。これにより、造型・砂処理ライン設備のサイクルタイムの遅延を防止することができる。

なお本実施形態では、鋳物砂搬送手段としてベルトコンベヤ１０４を示したが、これに限定されるものではなく、鋳物砂搬送手段としては、このほかに例えば、鋳物砂混練機が挙げられる。

また本実施形態では、下枠用の鋳物砂Ｓの前記ベルトコンベヤ１０４での搬送中に毎回、前記ベルトコンベヤ１０４から該鋳物砂Ｓをサンプリング取り出しして前記砂特性自動計測装置１０８へ供給するようにしたが、これに限定されるものではなく、上枠用の鋳物砂Ｓの前記ベルトコンベヤ１０４での搬送中に毎回、前記ベルトコンベヤ１０４から該鋳物砂Ｓをサンプリング取り出しして前記砂特性自動計測装置１０８へ供給するようにしてもよい。また下枠用、上枠用の鋳物砂Ｓを問わず、前記ベルトコンベヤ１０４での搬送中に毎回行うことに限定されるものではなく、数回の搬送に１回の割合で行うようにしてもよい。

さらに本実施形態では、第２供給工程で前記砂特性自動計測装置１０８へ鋳物砂Ｓを供給した後、前記砂特性自動計測装置１０８で該鋳物砂Ｓの通気度、圧縮強度を計測するようにしているが、これに限定されるものではなく、該鋳物砂Ｓの通気度、圧縮強度の計測は省略するようにしてもよい。この場合は、前記鋳物砂ＳのＣＢ値、水分が計測された後、開閉式ゲート１１２を開いてゲート板１１２ａを垂直状態にし、該ゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂Ｓを前記砂特性自動計測装置１０８へ供給する（第２供給工程）。その後、前記砂特性自動計測装置１０８内の鋳物砂Ｓを一度に捨てて前記鋳物砂回収手段で回収する。

以上のように、本発明を適用したサンプリング鋳物砂供給装置１２０は、一端に砂供給口１０１ｃを有すると共に他端に砂排出口１０１ｄを有する砂切り出し装置１２１と、一端が砂切り出し装置１２１の砂排出口１０１ｄに連通すると共に他端が砂特性自動計測装置１０８に連通する砂投入シュート１０７と、該砂投入シュート１０７に取り付けられた開閉式ゲート１１２と、砂投入シュート１０７に取り付けられると共に開閉式ゲート１１２におけるゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂の温度を測定する熱伝対１１３とを具備する点に特徴を有するものであり、このような構成を備えることにより、造型・砂処理ライン設備の稼動中に、搬送されてくる鋳物砂からサンプリング用鋳物砂を機械装置で取り出して砂試験器へ供給することができると共に前記造型・砂処理ライン設備のサイクルタイムの遅延を防止することができる。

また、このサンプリング鋳物砂供給装置１２０は、開閉式ゲート１１２を閉じたときに、該開閉式ゲート１１２におけるゲート板１１２ａ上に鋳物砂を溜めることにより、熱伝対１１３でゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂の温度を測定し、開閉式ゲート１１２を開いたときに、砂切り出し装置１２１からの鋳物砂若しくはゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂を砂特性自動計測装置１０８へ供給する点にも特徴を有するものであり、このような構成を備えることにより、造型・砂処理ライン設備のサイクルタイムの遅延を防止することができる。

また、本発明を適用した砂切り出し装置１２１は、砂切り出し装置２１と同様に、一端に砂供給口１０１ｃを有すると共に他端に砂排出口１０１ｄを有する外筒体１０１と、外筒体１０１の内面に固定される内筒体１０２と、内筒体１０２の内部を貫通し、且つ、一端が鋳物砂搬送手段としてのベルトコンベヤ１０４に挿入されると共に他端が駆動手段に連結された回転可能で中実なスクリュー１０３とを有する点に特徴を有するものであり、このような構成を備えることにより、スクリューの長さを長くすることができると共にサンプリングした鋳物砂のスクリューへの滞積をなくすことができる。

また、この砂切り出し装置１２１は、砂切り出し装置２１のスクリュー３と同様にスクリュー１０３におけるリード間に半円状溝部が連続して形成されている構成や、スクリュー１０３における最先の半円状溝部の半円断面積が、二段目以降の半円状溝部の半円断面積より小さい構成や、スクリュー１０３の先端部が先細り状のテーパ形状になっている構成にも特徴を有し、上述した砂切り出し装置２１と同様の効果を発揮し得る。

また、砂切り出し装置１２１は、内筒体１０２及びスクリュー１０３の材質が超高分子量ポリエチレンである構成にも特徴を有し、該内筒体１０２及びスクリュー１０３への砂付着を抑制することができるという効果があり、これにより、砂付着による問題点である、付着砂が分離されて搬送中の鋳物砂に混ざり砂性状が変化してしまうという不具合の発生を防止できる。

本発明を適用したサンプリング用鋳物砂の供給方法は、上述したサンプリング用鋳物砂の供給装置１２０を用いて、鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして砂試験手段（砂特性自動計測装置１０８）へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給方法であって、開閉式ゲート１１２を開いた状態で砂切り出し装置１２１を正作動させることにより、鋳物砂搬送手段から鋳物砂をサンプリング取り出しして砂投入シュート１０７を介して砂試験手段へ供給する第１供給工程と、該第１供給工程中に開閉式ゲート１１２を閉じ、該開閉式ゲート１１２におけるゲート板１１２ａ上に鋳物砂を溜める工程と、ゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂の温度を砂温測定手段（熱電対１１３）で測定する工程と、前記開閉式ゲート１１２を開き、ゲート板１１２ａ上に溜められた鋳物砂を砂試験手段へ供給する第２供給工程と、砂切り出し装置１２１を逆作動させることにより、該砂切り出し装置１２１の内部に残留している鋳物砂を鋳物砂搬送手段へ戻す工程とを有する点に特徴を有し、このような構成を備えることにより、造型・砂処理ライン設備の稼動中に、搬送されてくる鋳物砂からサンプリング用鋳物砂を機械装置で取り出して砂試験器へ供給することができると共に前記造型・砂処理ライン設備のサイクルタイムの遅延を防止することを実現できる。
以上のような砂切り出し装置１２１並びにサンプリング鋳物砂供給装置１２０及びこれを用いたサンプリング鋳物砂の供給方法は、サンプリング鋳物砂を砂試験手段へ適切に供給することができる。

１外筒体
１ｃ砂供給口
１ｄ砂排出口
２内筒体
３スクリュー
３ａリード
３ｂ半円状溝部
４鋳物砂搬送手段
５駆動手段
８砂試験手段
９砂ほぐし部材
１１衝突部材
１２鋳型造型機
１０１ｃ砂供給口
１０１ｄ砂排出口
１０４鋳物砂搬送手段
１０７砂投入シュート
１０８砂試験手段
１１２開閉式ゲート
１１２ａゲート板
１１３砂温測定手段
１１４鋳型造型機
１２１砂切り出し手段
３００最先の半円状溝部
３０１二段目以降の半円状溝部
３０２最先の半円状溝部の半円断面積
３０３二段目以降の半円状溝部の半円断面積
Ｓ鋳物砂

Claims

鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして砂試験手段へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給装置であって、
一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する砂切り出し装置と、
一端が前記砂切り出し装置の砂排出口に連通すると共に他端が砂試験手段に連通する砂投入シュートと、
該砂投入シュートに取り付けられた開閉式ゲートと、
前記砂投入シュートに取り付けられると共に前記開閉式ゲートにおけるゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を測定する砂温測定手段と、
を具備し、
前記砂切り出し装置は、
一端に前記砂供給口が設けられると共に他端に前記砂排出口が設けられる外筒体と、
該外筒体の内面に固定される内筒体と、
該内筒体の内部を貫通し、且つ、一端が前記鋳物砂搬送手段に挿入されると共に他端が駆動手段に連結された回転可能で中実なスクリューとを有するサンプリング用鋳物砂の供給装置。
鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして砂試験手段へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給装置であって、
一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する砂切り出し装置と、
一端が前記砂切り出し装置の砂排出口に連通すると共に他端が砂試験手段に連通する砂投入シュートと、
該砂投入シュートに取り付けられた開閉式ゲートと、
前記砂投入シュートに取り付けられると共に前記開閉式ゲートにおけるゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を測定する砂温測定手段と、
を具備し、
前記開閉式ゲートを閉じたときに、該開閉式ゲートにおけるゲート板上に鋳物砂を溜めることにより、前記砂温測定手段で前記ゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を測定し、
前記開閉式ゲートを開いたときに、前記砂切り出し装置からの鋳物砂若しくは前記ゲート板上に溜められた鋳物砂を前記砂試験手段へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給装置。
前記鋳物砂搬送手段が、鋳型造型機の上方に配設されると共に該鋳型造型機に鋳物砂を供給するベルトコンベヤであることを特徴とする請求項２記載のサンプリング用鋳物砂の供給装置。
鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして砂試験手段へ供給する砂切り出し装置であって、
一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する外筒体と、
該外筒体の内面に固定される内筒体と、
該内筒体の内部を貫通し、且つ、一端が前記鋳物砂搬送手段に挿入されると共に他端が駆動手段に連結された回転可能で中実なスクリューとを具備する砂切り出し装置。
前記スクリューにおけるリード間に半円状溝部が連続して形成されていることを特徴とする請求項４記載の砂切り出し装置。
前記スクリューにおける最先の前記半円状溝部の半円断面積が、二段目以降の前記半円状溝部の半円断面積より小さいことを特徴とする請求項５記載の砂切り出し装置。
前記スクリューの先端部が先細り状のテーパ形状になっていることを特徴とする請求項６記載の砂切り出し装置。
前記内筒体及びスクリューの材質が超高分子量ポリエチレンであることを特徴とする請求項４乃至請求項７の内いずれか１項に記載の砂切り出し装置。
前記スクリューの他端に鋳物砂をほぐす砂ほぐし部材が固定されていることを特徴とする請求項８記載の砂切り出し装置。
前記外筒体の砂排出口に、排出される鋳物砂と衝突する衝突部材が配置されていることを特徴とする請求項９記載の砂切り出し装置。
前記鋳物砂搬送手段が、鋳型造型機の上方に配設されると共に該鋳型造型機に鋳物砂を供給するベルトコンベヤであることを特徴とする請求項１０記載の砂切り出し装置。
一端に砂供給口を有すると共に他端に砂排出口を有する砂切り出し装置と、
一端が前記砂切り出し装置の砂排出口に連通すると共に他端が砂試験手段に連通する砂投入シュートと、
該砂投入シュートに取り付けられた開閉式ゲートと、
前記砂投入シュートに取り付けられると共に前記開閉式ゲートにおけるゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を測定する砂温測定手段と、
を具備するサンプリング用鋳物砂の供給装置を用いて、鋳型造型に用いる鋳物砂を搬送する鋳物砂搬送手段から該鋳物砂をサンプリング取り出しして前記砂試験手段へ供給するサンプリング用鋳物砂の供給方法であって、
前記開閉式ゲートを開いた状態で前記砂切り出し装置を正作動させることにより、前記鋳物砂搬送手段から鋳物砂をサンプリング取り出しして前記砂投入シュートを介して前記砂試験手段へ供給する第１供給工程と、
該第１供給工程中に前記開閉式ゲートを閉じ、該開閉式ゲートにおけるゲート板上に鋳物砂を溜める工程と、
前記ゲート板上に溜められた鋳物砂の温度を前記砂温測定手段で測定する工程と、
前記開閉式ゲートを開き、前記ゲート板上に溜められた鋳物砂を前記砂試験手段へ供給する第２供給工程と、
前記砂切り出し装置を逆作動させることにより、該砂切り出し装置の内部に残留している鋳物砂を前記鋳物砂搬送手段へ戻す工程と、
を有することを特徴とするサンプリング用鋳物砂の供給方法。
前記鋳物砂搬送手段が、鋳型造型機の上方に配設されると共に該鋳型造型機に鋳物砂を供給するベルトコンベヤであることを特徴とする請求項１２記載のサンプリング用鋳物砂の供給方法。
前記砂切り出し装置は、
一端に前記砂供給口が設けられると共に他端に前記砂排出口が設けられる外筒体と、
該外筒体の内面に固定される内筒体と、
該内筒体の内部を貫通し、且つ、一端が前記鋳物砂搬送手段に挿入されると共に他端が駆動手段に連結された回転可能で中実なスクリューとを有することを特徴とする請求項１３記載のサンプリング用鋳物砂の供給方法。