JP7211339B2 - シェイクアウトマシンとその運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳物の連続生産ラインに用いられるシェイクアウトマシンとその運転方法に関するものである。

鋳物の連続生産ラインにおいては、鋳型を破砕して鋳物と砂とを分離し、砂を回収するとともに鋳物を取り出すために、特許文献１に示されるようなシェイクアウトマシンが用いられている。図５ａ、図５ｂに示すように、従来のシェイクアウトマシン２０１は、振動トラフ２０７をコイルばね、空気ばね、ゴムばね、板ばね等の弾性体２１１によりフローティング状態に支持し、その幅方向の両側に２台の振動モータ２１０を並列に取付けた構造となっている。

これらの２台の振動モータ２１０を互いに反対方向に回転させることにより、それぞれの振動モータ２１０の加振力が互いに反対方向に作用して相殺され、２台の振動モータ２１０の加振力の方向が揃う方向、すなわちモータ回転軸、及び２台の振動モータ２１０をつなぐ線と直角方向の加振力のみが振動トラフ２０７に作用する。その様子を図６に示す。

シェイクアウトマシンにおいては、２台の振動モータ２１０の配置により決定される振動方向を斜め上方に打ち上げる方向とし、振動トラフ２０７の長手方向であるＸ方向の分力を素材搬送力として用い、上下方向であるＹ方向の分力を砂鋳型破砕力として用いている。振動トラフ２０７をコイルばね、空気ばね、ゴムばね、板ばね等の弾性体２１１によりフローティング状態に支持した場合には、図６に示すように振動モータ２１０の加振力の作用点を振動トラフ２０７の重心と一致させる必要がある。その場合にのみ振動トラフの姿勢が揺動することなく、平行移動で振動させることができる。もし振動モータ２１０の加振力の作用点を振動トラフ２０７の重心と一致していない場合には、図７、図８に示すように振動トラフ２０７に回転力が発生する。

図７では加振力の作用点よりも振動トラフ２０７の重心が図面上の左側にあるため、振動トラフ２０７がシーソーの様な挙動で振動し、Ｘ方向の分力（素材搬送力）とＹ方向の分力（砂鋳型破砕力）とが振動トラフ２０７の各位置で変化する。そして振動トラフ２０７の出口側（右側）では搬送物の打ち上げ方向が逆になり、搬送不能となる。図８は加振力の作用点よりも振動トラフ２０７の重心が図面上の右側にある状態を示しており、やはり図７の場合と同様の問題を生じる。これらは振動トラフ２０７が長く、搬送物の投入量の変動、搬送物の偏積、付着、引っ掛かりがあるような場合に発生し易い。その結果、搬送不能となるリスクがある。

このような振動トラフの揺動を防止するために、振動トラフを平行リンクにより支持し、偏芯軸を回転させて振動方向を決めることも考えられる。しかし構造が複雑となり高加振力に耐えられないため、砂鋳型の破砕と素材の分離を目的とするシェイクアウトマシンに応用することはできない。

特開平１０－２４４３６０号公報

従って本発明の目的は上記した従来の問題点を解決し、構造が簡単、かつ強度を確保できる振動モータにて加振する構造でありながら、長尺トラフを用いても搬送物の投入量の変動、搬送物の偏積、付着、引っ掛かり等の影響にて、揺動や搬送不能を発生させることのないシェイクアウトマシンとその運転方法を提供することである。

上記の課題を解決するためになされた本発明のシェイクアウトマシンは、振動トラフの一方端を１箇所の軸で支持し、他方端を弾性体により支えるとともに、振動トラフの他方端に１台の振動モータを取付けて振動させたことを特徴とするものである。

また上記の課題を解決するためになされた本発明の他のシェイクアウトマシンは、振動トラフの一方端を１箇所の軸で支持し、他方端を弾性体により支えるとともに、振動トラフの他方端に２台の振動モータを、各振動モータの中心を結ぶ線が前記軸を通るように取り付け、これらの振動モータを互いに逆回転させることにより、回転方向以外の振動力を相殺し、前記軸に作用する反力を低減したことを特徴とするものである。

さらに上記の課題を解決するためになされた本発明のシェイクアウトマシンの運転方法は、前記したシェイクアウトマシンの運転方法であって、振動トラフが１箇所の軸で支持された一方端を下流側とし、搬送物の破砕、分離及び搬送を行うことを特徴とするものである。

本発明のシェイクアウトマシンは、構造が簡単であるために強度アップが容易であり、かつ安価に製造することができる。しかも長尺トラフを用いても振動トラフの揺動や搬送不能を発生させることがない。その他の効果については、実施形態とともに説明する。

本発明のシェイクアウトマシンの正面図である。 本発明のシェイクアウトマシンの側面図（図１ａのＡ－Ａ矢視図）である。 トラフを支持する軸の高さを調整可能としたシェイクアウトマシンの正面図である。 本発明のシェイクアウトマシンの加振力、振幅を説明する模式図である。 振動トラフ回転方向以外の振動力を相殺する構造のシェイクアウトマシンの正面図である。 従来構造のシェイクアウトマシンの正面図である。 従来構造のシェイクアウトマシンの側面図（図５ａのＢ－Ｂ矢視図）である。 従来構造のシェイクアウトマシンの正常状態の加振力、振幅を説明する模式図である。 従来構造のシェイクアウトマシンの異常状態の加振力、振幅を説明する模式図１である。 従来構造のシェイクアウトマシンの異常状態の加振力、振幅を説明する模式図２である。

以下に本発明の実施形態を説明する。
図１ａに、本発明のシェイクアウトマシン１を用いた鋳造ラインの後処理設備２を示す。図１ｂは図１ａのＡ－Ａ矢視図である。この後処理設備２はシェイクアウトマシン１の上流側に振動コンベア３を配置し、シェイクアウトマシン１の格子４の上部の搬出側にエプロンコンベア５を配置し、シェイクアウトマシン１の格子４の下部の搬出側にベルトコンベヤ６を配置した構成である。

第１の実施形態のシェイクアウトマシン１は、振動トラフ７の下流側である一方端に振動トラフ７をピン支持する軸８と軸受９を配置し、振動トラフ７の上流側である他方端に回転軸を水平にした１台の振動モータ１０と、コイルばね、空気ばね、ゴムばね、板ばね等の弾性体１１を配置し、振動トラフ７を支えている。軸８と軸受９を用いる代わりに、軸をボスに圧入したゴムブッシュで支持する構造としてもよい。

振動モータ１０の回転により、振動トラフ７は軸８を回転中心として振動する。振動トラフ７の一方端に軸８と軸受９を配置することにより、従来構造では２台の振動モータが必要であった加振力を、本発明ではてこの原理にて１台の振動モータ１０で得ることができる。その理由は後述する。

振動コンベア３から鋳物素材を内包した砂鋳型（図示せず）がシェイクアウトマシン１上に搬送され、シェイクアウトマシン１の格子４上で打ち上げられることにより、砂鋳型が破砕され、破砕された鋳物砂は格子４の下のベルトコンベヤ６に搬出される。格子４上に残った鋳物素材は、エプロンコンベア５にて搬出される。

図３に示すように、軸８と軸受９を振動トラフ７の下流側に配置することにより、振動トラフ７の上流側の振幅を大きく、下流側の振幅を小さくすることができる。これにより搬送物の投入側の砂鋳型の破砕性を大きくすることができ、また搬送物の搬出側の素材への打痕発生を低減することができる。軸８を中心に回転運動をさせることにより、振動トラフ７が長く、搬送物の投入にピークがある場合でも、振動トラフ７が従来のようにシーソーのような挙動をすることを防止することができる。

また図３に示すように、振動モータ１０を振動トラフ７の重心に対してオーバーハングした位置に取付けることにより、振動モータ１０の加振力の低減が図れる。すなわち、１台の振動モータ１０の加振力をＦ_０とし、軸８から振動モータ１０の中心までの長さをＬとすると、発生トルクＭはＭ=Ｆ_０×Ｌとなり、重心における加振力ＦはＦ=Ｍ／（Ｌ／２）＝Ｆ_０×Ｌ／（Ｌ／２）＝２Ｆ_０となる。

なお、このような構造としたことにより、振動トラフ７の上流側の振幅が大きく、下流側の振幅が小さくなるため、素材の搬送能力が下流側程小さくなる。そこで図３に示すように振動トラフ７の下流側を下げた傾斜構造として、素材の搬送能力（搬送速度）を制御することができる。このため、図２に示すように振動トラフ７を支持する軸受９の上下方向の高さを調整可能にし、軸受９の取付高さを変えることにより振動トラフ７の傾斜角度を変更して素材の搬送能力（搬送速度）を制御するようにしてもよい。

図４に示す第２の実施形態は請求項２に対応するもので、２台の振動モータ３１０を使用した例である。振動トラフ３０７の一方端を一箇所の軸３０８と軸受３０９で支持し、振動トラフ３０７の他方端をコイルばね、空気ばね、ゴムばね、板ばね等の弾性体３１１で支える構造とし、互いに逆回転する２台の振動モータ３１０を各振動モータの中心を結ぶ線Ａが軸３０８を通るように取付ける。この構造により振動トラフ３０７の回転方向以外の振動力を相殺する取り合いとし、軸３０８と軸受３０９への振動モータ３１０の反力を低減する。

この場合、１台の振動モータ３１０の加振力は第１の実施形態の振動モータ１０の１／２でよい。

以上に説明した本発明の効果を要約すると、次の通りである。
１、構造が単純なため、強度アップが容易。
２、構造が単純なため、安価。
３、振動トラフの一方端を軸で支持する事により、てこの原理にて２台の振動モータが必要な加振力を１台の振動モータで得られる。
４、軸支持の位置を振動トラフの下流側に配置し、振動トラフ上流側の振幅を大きく、振動トラフ下流側の振幅を小さくする事により、搬送物の投入側の砂鋳型の破砕性を大きくでき、搬送物の搬出側の素材への打痕発生を低減できる。
５、軸支持の位置を変更する事により、一般的な振動コンベアに応用する事も可能である。
６、請求項２の発明においては、振動トラフ回転方向以外の振動力を相殺する２モータ構造とする事で軸支持に加わる振動モータの反力を低減する事が可能となる。

１ シェイクアウトマシン
２ 後処理設備
３ 振動コンベア
４ 格子
５ エプロンコンベア
６ ベルトコンベア
７ 振動トラフ
８ 軸
９ 軸受
１０ 振動モータ
１１ 弾性体
２０１ シェイクアウトマシン
２０７ 振動トラフ
２１０ 振動モータ
２１１ 弾性体
３０７ 振動トラフ
３０８ 軸
３０９ 軸受
３１０ 振動モータ
３１１ 弾性体

Claims (3)

1. 振動トラフの一方端を１箇所の軸で支持し、他方端を弾性体により支えるとともに、振動トラフの他方端に１台の振動モータを取付けて振動させたことを特徴とするシェイクアウトマシン。
2. 振動トラフの一方端を１箇所の軸で支持し、他方端を弾性体により支えるとともに、振動トラフの他方端に２台の振動モータを、各振動モータの中心を結ぶ線が前記軸を通るように取り付け、これらの振動モータを互いに逆回転させることにより、回転方向以外の振動力を相殺し、前記軸に作用する反力を低減したことを特徴とするシェイクアウトマシン。
3. 請求項１又は２に記載のシェイクアウトマシンの運転方法であって、振動トラフが１箇所の軸で支持された一方端を下流側とし、搬送物の破砕、分離及び搬送を行うことを特徴とするシェイクアウトマシンの運転方法。

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