JPH0747203B2

JPH0747203B2 - 振動装置

Info

Publication number: JPH0747203B2
Application number: JP62314321A
Authority: JP
Inventors: ドワイト・ポール・ケイシー
Original assignee: ジェネラル・キネマティクス・コーポレイション
Priority date: 1987-04-23
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPS63268555A; GB8726947D0; DE3739644C2; GB2203682A; CA1296711C; DE3739644A1; US4722386A; CH676586A5; GB2203682B

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、振動装置に関し、特に、鋳造物等に付着した
砂などの異物を振り落すための振動装置に関する。

従来の技術とその問題点複雑な形状の金属部品は、しばしば、砂型によって鋳造
される。例えば、自動車のエンジンブロックは、一般
に、砂型によって成型される。成型工程が終了すると、
砂型を鋳造物から剥離し、鋳造物に付着している砂粒
子、スケール及びその他の異物を除去しなければならな
い。

砂の剥離除去は、一般に、振動装置によって行われる。
鋳造部品を振動させることによって鋳造部品に付着して
いる、あるいは鋳造部品の凹部に捕捉されている異物の
大部分が効率的に振り落される。この浄化方法は非常に
効果的ではあるが、浄化工程が終了した時点でも、多少
の異物が鋳造物に残されているという難点がある。

問題点を解決するための手段本発明は、上記の問題点を解決することを企図したもの
である。本発明は、この問題を解決するために、振動装
置を支承する剛性表面に対して弾性的に取付けられたデ
ッキと、該デッキ上に鋳造物を固定するためのクランプ
と、デッキに対して移動自在に取付けられた自由浮動ピ
ストン即ち打ち叩き部材を備えたことを特徴とする振動
装置を提供する。振動付与構造体によってデッキを振動
させてデッキ上に支持された鋳造物に付着した異物を振
り落すと同時に前記ピストンをデッキに対して運動させ
る。ピストンの運動経路内に位置するようにハンマープ
レートをデッキ上に設ける。振動付与構造体を作動させ
ると、ピストンが間欠的に駆動されてハンマープレート
に打ち当てられて二次的振動衝撃を発生し、それによっ
て更に異物を振り落す。

ピストンは、ハンマープレートを打撃したとき、デッキ
及びそれに支持された鋳造物の振動パターンを改変する
のに十分な質量を有している。このように、本発明によ
れば、鋳造物は、異なる振動数で２度打撃されることに
なり、そうでなければ鋳造物上に残されたであろう異物
をも除去することができる。

本発明は、２質量体系を企図している。一方の質量体
は、振動装置本体と振動を付与する励振部材であり、他
方の質量体は、励振部材に対して弾性的に支持されたデ
ッキ組立体である。浄化すべき鋳造部品はこのデッキ上
に固定される。偏心錘を担持した軸を有する少なくとも
１つの、好ましくは２つのモータを励振部材に付設し、
それによってデッキ組立体を実質的に水平な作用線に沿
って振動させる。

上記ピストン即ち打ち叩き部材は、励振部材の運動線に
平行な線に沿って前後に並進運動するようにデッキ上に
取付けたピストン室内に装着する。上記ハンマープレー
トがピストン室の一端を画定し、やはりデッキに取付け
た第２のハンマープレートがピストン室の他端を画定す
るようにする。ピストンは、振動運動の作用を受けて前
後に自由に往復動し、デッキが振動される振動数より高
い振動数で第１ハンマープレートと第２は間プレートを
交互に打撃する。かくして、ピストンは、鋳造物に二次
的振動を与え、そうでなければ鋳造物に付着したままと
なったであろう異物をも振り落す作用をする。

鋳造物を固定するためのクランプは、上記励振部材によ
って作用される力伝達プレートに固定的に取付けられた
第１デッキプレートに対してその上に弾性的に支持され
た第２デッキプレート上に設けることが好ましい。この
構成によれば、下の第２デッキプレートに対する第１デ
ッキプレートの僅かな相対移動を可能にし、それによっ
ても更に別のパターンの振動を付加する。

実施例第１〜４図を参照すると、鋳造物から異物を振り落すた
めに鋳造物を振動させるための本発明の第１実施例によ
る振動装置10が示されている。この振動装置は、ここで
は鋳造物から異物を振り落すための用途に使用されるも
のとして説明されるが、本発明はこのような用途に限定
されるものではなく、他の用途にも適用することができ
る。

略述すれば、振動装置10は、デッキフレーム組立体（以
下、単に「デッキ組立体」又は「デッキ」とも称する）
14及びデッキを振動させるための振動付与構造体16を支
持するベース12を備えている。デッキ14上には鋳造物を
デッキに固定的に取付けるための複数のクランプ18が横
方向に間隔をおいて配設されている。第１及び２図に
は、ある特定の形状の鋳造物20がクランプ18によって固
定されたものとして示されている。第４図には、異なる
形状の鋳造物20がクランプ18によって固定されたものと
して示されている。鋳造物の形状は本発明にとって特に
重要な事柄ではない。

ベース12は、２つの横方向に間隔をおいては位置された
Ｉビーム24からなり、Ｉビームの上下に離隔したフラン
ジ28と18の間に補強ガセット26が介設されている。

ビーム24の上にプラットホーム30が設けられ、その下面
34とビーム24の上面36との間に介設された４つの弾性支
持台32によって支持されている。プラットホーム30は、
横断方向に延長する力伝達プレート40の両側縁に固定さ
れた１対の直立側部プレート38を有する。各弾性支持台
32の上面41の約二分の一で各側部プレート38の下面42を
支持し、該上面41の残りの二分の一で力伝達プレート40
の下面44を支持している（第４図）。

力伝達プレート40の後面46には励振部材48が固定されて
いる。励振部材48は、力伝達プレート40の後面46に実質
的に平行な後面51を備えた励振プレート50を有する。プ
レート50は、ガセット52（第１図に１つだけが示されて
いる）とリブ54によって前後に撓まないように補強され
ている。

励振プレート50の後面51には２つの振動付与モータ56、
58が設置されている。これらのモータは、慣用構造のも
のであり、例えば両端に偏心錘を備えた中心軸を有する
型式のものであってよい。モータ56、58の作動によって
プラットホーム30及びそれに連結されたプレート40、50
が、第１図に両頭矢印60で示される水平作用線に沿って
前後に振動せしめられる。モータと偏心錘との振動付与
組立体は力可変型とすることができ、それによって振動
系のストローク及び振動数を変更することができる。そ
のような力可変型振動付与組立体は、例えば米国特許第
4,495,826号に開示された型式のものとすることができ
る。第１図に矢印62、64で示されるように、モータ56、
58の軸（図示せず）は互いに反対方向に回転する。

デッキ14は、力伝達プレート40から該デッキに振動を伝
達する複数のコイルばね66の形とした弾性手段によって
全体的に支持されている。デッキ14は、力伝達プレート
40の前面72に対面する表面70を備えた直立プレート68を
有する。ばね66は、これらのプレートの互いに対面する
表面70と72の間に介設される（第１及び２図）。これら
のばねの好ましい配置は第５図に示されている。第５図
において、実線の円は、各ばねの好ましい位置を示し、
仮想線の円は、別の実施例によるばねの配置を示す。各
円内のＲとＬは、それぞれ、右巻きコイルと左巻きコイ
ルを示す。このように互いに反対巻きのコイルばねを配
置することにより、真直な直線に沿っての振動を維持す
ることを保証する。

デッキ14は、平坦な水平プレート80と、それに横断方向
に間隔をおいて固定された平坦な三角形の側壁76、78を
有する。プレート80は、ガセット81（第４図）によって
補剛されている。側壁76、78の後縁82（第１図）は、プ
レート68の前面88に平行な後面86を有する取付けプレー
ト84に固定されている。プレート68と84とは、補強リブ
90を介して互いに連結されている。かくして、プレート
68、84、側壁76、78及びプレート80から成る一体のデッ
キフレーム組立体14が形成される。かくして、モータ5
6、58によって創生された振動は、ばね66を介してデッ
キフレーム組立体14に付与される。デッキ組立体14のプ
レート80の上に平坦な水平デッキプレート94が担持され
ている。プレート80と94を連結するための連結具95の一
例が第７図に示されている。プレート80と90の間には可
撓性材料でできた平坦なワッシャ96が介設されている。
プレート94の上面98にも同様なワッシャ100が設けられ
ている。ワッシャ100の上に金属製のワッシャ102が載せ
られている。ワッシャ102、ワッシャ100、プレート94、
ワッシャ96及びプレート80を順次に貫通してボルト104
が挿通され、ナット106によって固定されている。第７
図に示されるように、ボルト104には円筒形のスリーブ1
08をかぶせることが好ましい。図示の実施例では、この
ような連結具95は、第２図に示されるように９個設けら
れている。この連結具は、プレート80に対するプレート
94の僅かな変位を許す。

クランプ18は、上方プレート94に直接取付けられてい
る。これらのクランプ18は、慣用の構造であり、鋳造物
等をデッキプレート94に固定する。クランプ18の構造の
細部は本発明にとって重要ではない。

プレート94は、鋳造物から剥離された砂やその他の異物
を通過させて別途に回収することができるように複数の
孔110を有している。これらの孔は、デッキプレート上
に砂が堆積し、装置の振動特性を変更してしまうのを防
止する。

上記の構造によって２質量体系が得られる。第１質量体
は、側壁38と、力伝達プレート40と、励振部材48と、モ
ータ56、58を含む振動創生手段とから成る。第２質量体
は、デッキフレーム組立体14から成る。先に述べたよう
に、モータ56、58の作動により第１質量体をほぼ直線状
に振動させる。その振動力は、ばね66を介してデッキフ
レーム組立体14へ伝えられ、従って、鋳造物も作用線60
に平行な線に沿って振動せしめられる。

本発明によれば、デッキフレーム組立体14にピストン即
ち打ち叩き組立体114を組み入れる。ピストン即ち打ち
叩き組立体114は、第６図に概略的に示されている。ピ
ストン組立体114は、ケーシング116と、その内表面120
によって画呈された、振動作用線に平行な軸線を有する
円筒形のピストン室122内に振動作用線に沿って自由に
往復動するように遊嵌されたピストン124を有する。室1
22の前端はハンマープレート126によって画定されてい
る。ハンマープレート126はデッキプレート94に固定さ
れ、室122内に面した後面128を有する。プレート126は
その前面とデッキプレート94の上面98との間に介設され
た複数のガセット130によって補強されている。室122の
後端は、前方のハンマープレート126に対面する前面136
を有する第２ハンマープレート134によって画定され
る。

ピストン124は、円筒形の本体と、該本体の両端に設け
られピストンを室の表面120に沿って案内する拡径ディ
スク形端部材138を有する。端部材138、138は、室の両
端においてハンマープレート126、134を打撃し、ピスト
ン124の前方又は後方運動を停止させる。ピストン124
は、13％マンガン合金のような高密度材料で作られる。
端部材138は、耐久性をよくするためにＴ−１スチール
で形成するのが好ましい。

ピストン124は、この振動装置を介して与えられる振動
に応答してピストン室120内で往復動する。デッキフレ
ーム組立体14が振動されると、ピストンの端部材138、1
38が強制的にそれぞれハンマープレート126、134に交互
に打ちつけられる。ピストンのハンマープレートに対す
るこの打撃は、デッキに固定されている鋳造部品に対し
二次的な異なる振動を与える。この振動装置は、二次衝
撃振動を設定する一次振動を創生するように調整する。
鋳造部品を振動数の異なる２つの組合わせ振動衝撃によ
って振動させることにより部品に付着した異物及び部品
の凹部に挟まった異物やコア材を振り落し、浄化するこ
とができる。ピストンは、振動装置によって与えられる
振動に追加の要素を加える働きをし、しかも、振動付与
構造体の基本構造を改変する必要がない。

振動付与構造体16は、モータ及び偏心錘の制御を介して
所望の作動条件で駆動することができる。例えば、モー
タを約3200rpmで回転させたとすると、ピストン124は、
デッキの振動ストロークの約1/4のストロークでピスト
ン室内で往復し、デッキの振動数の２倍の振動数、即ち
毎分約6400サイクルの振動数でハンマープレート126と1
34を交互に打撃する。デッキとピストンとは同期されて
はいるが、位相がずれており、それによって装置全体の
振り落し特性を向上させるのである。

ピストン124とケーシング116の間に相対運動が生じるの
で、相当な熱が発生する。このことを考慮して、第６図
に概略的に示されるような冷却器140を設けることがで
きる。この冷却器は、導管142を通し、ケーシング116の
周壁118に設けた継手144を通してピストン室122に冷却
空気を送給する空気供給源によって構成することが好ま
しい。又、この冷却空気に５秒毎にほぼ１滴の割合で油
を添加することが好ましい。油は、空気に添加されてミ
ストの形になり、ピストンと、周壁118とハンマープレ
ート126、134の間の金属対金属の接触を防止し、ハンマ
ープレート及びピストンの損傷を防止する。

本発明の振動装置の作動は、振幅及び振動数を選択的に
変更することによって変更することができる。モータ5
6、58によって与えられる振動の振幅を変えるためにモ
ータ制御器150を設け、振動数を変えるために別個のモ
ータ制御器152を設けることができる。振動系の安定性
を維持するために両方のモータを同じ態様に作動させ
る。この振動振り落し装置のための振動力を創生し制御
する上で米国特許第4,168,724号又は4,495,926号に示さ
れているような力可変装置が優れた性能を発揮すること
が認められた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の振動装置の側立面図、第２図は、第
１図の装置の平面図、第３図は、第１及び２図の装置の
一端から見た立面図、第４図は、第３図の端部とは反対
側の端部から見た立面図、第５図は、第１〜４図の装置
の鋳造物支持デッキと励振部材との間に作用するコイル
ばねの配置を示す説明図、第６図は、第１〜４図の装置
に担持された本発明による振動付与ピストンの概略図、
第７図は、第１〜４図の装置のデッキ上に鋳造物を支持
するためのプレートのための連結具の拡大部分図であ
る。 10:振動装置 12:ベース 14:デッキ組立体 16:振動付与構造体 18:クランプ 32:弾性支持台 40:力伝達プレート 48:励振部材 50:プレート 56、58:モータ 66:弾性手段（コイルばね） 80:プレート 94:デッキプレート 110:孔 114:ピストン組立体 116:ケーシング 122:ピストン室 124:ピストン 126、134:ハンマープレート 138:ピストンの端部 150、152:モータ制御器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動装置であって、ベース（12）と、該ベース上に弾性的に支持された直立励振部材（48）
と、該励振部材に取付けられ、水平方向に振動力を創生する
ようになされた第１振動創生構造体（16）と、前記励振部材に対して水平方向に離隔して弾性的に支持
されたデッキ（14）と、該デッキ上に鋳造物（20）を支持するために該デッキに
設けられた鋳造物支持手段（18）と、前記デッキによって担持されたものであり、該デッキ上
に固定された２つの部材の間で前記第１振動創生構造体
（16）の振動力の水平作用方向と一致する水平方向に自
由に往復動しうるように取付けられた往復動ピストン
（114）を含む第２振動発生手段と、から成り、前記第１振動創生構造体が前記デッキ及び鋳
造物を第１振動数で振動させ、前記ピストンは該第１振
動創生構造体の作用を受けて該第１振動数より高い第２
振動数の振動を発生し、該２つの異なる振動数の振動が
組み合わさって鋳造物上の異物を振り落すようになされ
ていることを特徴とする振動装置。
【請求項２】前記第２振動発生手段によって前記デッキ
及びその上に支持された鋳造物に付与される振動の振幅
を変更するための手段（150,152）が設けられているこ
とを特徴とする請求の範囲第１項に記載の振動装置。
【請求項３】前記第２振動発生手段によって前記デッキ
及びその上に支持された鋳造物に付与される振動の振動
数を変更するための手段（150,152）が設けられている
ことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の振動装置。
【請求項４】前記ピストン（114）を前記デッキに対し
て自由に往復動しうるように取付けるための手段は、該
ピストンの自由往復動の経路内に位置する第１ハンマー
プレート（126）と第２ハンマープレート（134）を含
み、該第１ハンマープレートは、該ピストンによって打
撃される第１表面（128）を有し、第２ハンマープレー
トは、該第１表面に対向する第２表面（136）を有し、
前記第２振動発生手段は、該ピストンを駆動して該ピス
トンの一端と他端によって交互に第１ハンマープレート
の第１表面と、第２ハンマープレートの第２表面を打撃
させ、前記デッキ及びその上に支持された鋳造物を交互
に反対方向に揺さぶるようになされていることを特徴と
する請求の範囲第１項に記載の振動装置。
【請求項５】前記デッキを弾性的に支持するための手段
は、前記励振部材と前記ベースとの間に設けられた弾性
支持体（32）と、該デッキと励振部材との間を連結し、
デッキのための唯一の支持体の役割を果たす弾性手段
（66）とから成ることを特徴とする請求の範囲第１項に
記載の振動装置。
【請求項６】前記ピストンを取付けるための手段は、該
ピストンを往復動させるためのピストン室を画定するケ
ーシング（116）から成り、該ピストン室を冷却させる
ための手段（140）が設けられていることを特徴とする
請求の範囲第１項に記載の振動装置。
【請求項７】前記デッキは水平プレート（94）を有し、
前記鋳造物支持手段は鋳造物を該水平プレートに対して
固定するために該水平プレートに設けられたクランプ
（18）から成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記
載の振動装置。
【請求項８】デッキと励振部材の間を連結する前記弾性
手段は複数のコイルばね（66）から成ることを特徴とす
る請求の範囲第５項に記載の振動装置。
【請求項９】前記水平プレート（94）は、前記デッキ上
に支持された鋳造物から剥離された異物を通すための複
数の貫通孔（110）を有していることを特徴とする請求
の範囲第７項に記載の振動装置。
【請求項１０】前記ピストン（114）を自由に往復動し
うるようにに取付けるための手段は、該ピストンを前記
デッキの振動作用線に実質的に平行に並進運動させるよ
うに取付けていることを特徴とする請求の範囲第１項に
記載の振動装置。
【請求項１１】前記第１振動創生構造体（16）は、前記
励振部材に取付けられた少なくとも１つのモータ（56,5
8）を含み、該モータは、該励振部材を振動させるため
に偏心錘を備えた軸を有することを特徴とする請求の範
囲第１項記載の振動装置。
【請求項１２】前記デッキを弾性的に支持するための手
段は、前記励振部材（48）と前記ベース（12）の間に介
設された弾性支持部材（32）を含み、前記第１振動創生
構造体（16）は、前記励振部材を振動させるための手段
（56,58）を含み、前記デッキは、直立プレート（84）
と、該直立プレートに固定された第１水平プレート（8
0）を含み、該直立プレートを支持し、該直立プレート
に前記励振部材からの振動力を伝達するために該励振部
材と直立プレープの間に弾性手段（66）が介設されてお
り、前記デッキに第２水平プレート（94）が設けられて
おり、前記鋳造物支持手段は、鋳造物を前記第２水平プ
レートに対して固定的に保持するために該第２水平プレ
ート上に設けられたクランプ手段（18）から成り、該第
２水平プレートを前記第１水平プレートに弾性的に取付
けるための手段（95）が設けられていることを特徴とす
る請求の範囲第１項記載の振動装置。