(57)【要約】【課題】解枠後の鋳物製品及び鋳物砂を効率的に強制冷却しながら搬送することが可能な鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置を提供する。【解決手段】冷却搬送装置は、上下に相対配置されたパンチングメタル板１３及びスリット板１２を有する枠体１０と、その枠体１０に搬送のための振動を付与する加振機構２０と、枠体１０の下方から前記スリット板１２及びパンチングメタル板１３を通過して枠体１０の上方に向かう気流を発生させる気流発生手段（１４，３１〜３５）とを備える。枠体１０の振動により、鋳物製品Ｐと鋳物砂Ｓとが篩い分けられると共に、パンチングメタル板１３によって鋳物製品Ｐが搬送され、スリット板１２によって鋳物砂Ｓが搬送される。搬送中、枠体１０の下から上に向かう気流によって鋳物砂Ｓ及び鋳物製品Ｐが強制冷却される。【選択図】　　　図２
2004082132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造後に解枠された鋳物製品と鋳物砂とを冷却しながら搬送するための装置であって、
搬送方向に延びると共に上下に相対配置された上側及び下側の通気性搬送壁を有する枠体と、
前記枠体に搬送のための振動を付与する加振機構と、
前記枠体の下方から前記下側及び上側の通気性搬送壁を通過して枠体の上方に向かう気流を発生させる気流発生手段とを備え、
振動する前記枠体の上側通気性搬送壁によって鋳物製品を搬送すると共に、下側通気性搬送壁によって鋳物砂を搬送することを特徴とする鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置。
【請求項２】
前記枠体の上側通気性搬送壁には、鋳物砂を通すが鋳物製品を通し得ない大きさの連通孔が複数個形成されていることを特徴とする請求項１に記載の鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置。
【請求項３】
前記枠体は更に前記下側通気性搬送壁よりも下に位置する底壁を有し、下側通気性搬送壁には、前記上側通気性搬送壁に形成された連通孔よりも小さいが鋳物砂を通し得る大きさの通気孔が複数個形成されており、
前記気流発生手段は、下側通気性搬送壁の通気孔を通って枠体の底壁上に鋳物砂が落下するのを抑制し得るような風速又は風圧の気流を発生させることを特徴とする請求項２に記載の鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造後に解枠された鋳物製品と鋳物砂とを冷却しながら搬送するための鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳物砂を用いた鋳物製品の鋳造に際しては、解枠後、鋳物製品から鋳物砂を分離（砂落し）すると共に高温状態の鋳物製品を冷却する必要がある。従来、鋳物製品の砂落しと強制冷却とを同時に行い得る装置として、ドラムクーラー方式の装置が知られている。例えば特開平４−１６７９６０号公報は、内部に螺旋状の送り突条を有するクーリングドラムを回転駆動することで、そのドラム内に入れられた鋳物製品と粒状冷却媒体（例えば星型の鉄粉）とを混ぜ合わせながらドラムの軸方向へ搬送することにより、鋳物製品の砂落しと強制冷却とを同時に行う装置を開示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ドラムクーラー方式の装置にもいくつかの欠点がある。
第１に、鋳物製品から熱を奪いつつその熱をドラム外に効率的に排出する目的で粒状冷却媒体を併用しているため、クーリングドラムの出口付近で粒状冷却媒体を分離回収する必要が生じる。また、鋳物砂と粒状冷却媒体とを明確に分離できるような構造を採用する必要がある。それ故、装置構成がいたずらに複雑化し保守管理が難しくなっている。
【０００４】
第２に、ドラム内を転動させながら鋳物製品、鋳物砂及び冷却媒体を搬送するため、製品同士の衝突による打撃により、曲がり、カケ、ワレ及びダコン（一種の凹み）等の不良を生じ易い。特に近年の鋳物製品は形状が複雑化及び薄肉化する傾向にあるため、ドラムクーラー方式の装置では、解枠直後の高温状態にある鋳物製品が冷却・搬送中に打撃を受けて不良品化する頻度も高くなっている。
【０００５】
第３に、クーリングドラム内で製品とその他の物とが混ぜ合わされることも相まって、ドラム内面に形成された螺旋状送り突条による搬送作用にも不安定さがある。具体的には、ドラム入口に先に入った製品よりも後に入った製品の方がドラム出口から先に出てくるというような搬送順序の無秩序化や、ドラム内で砕けた製品の破片等がドラム内に滞留してなかなか外へ出てこないというような滞留現象が起き易いという問題がある。尚、このような搬送順序の無秩序化や滞留現象等を総称して「搬送の非整流化」と呼んでいる。
【０００６】
本発明の目的は、解枠後の鋳物製品及び鋳物砂を効率的に強制冷却しながら搬送することが可能な鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置を提供することにある。特に、従来よりも構造が簡素で保守管理が容易であり、搬送中に製品不良を生じ難く、製品搬送を整流化することが可能な鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、鋳造後に解枠された鋳物製品と鋳物砂とを冷却しながら搬送するための装置であって、搬送方向に延びると共に上下に相対配置された上側及び下側の通気性搬送壁を有する枠体と、前記枠体に搬送のための振動を付与する加振機構と、前記枠体の下方から前記下側及び上側の通気性搬送壁を通過して枠体の上方に向かう気流を発生させる気流発生手段とを備え、振動する前記枠体の上側通気性搬送壁によって鋳物製品を搬送すると共に、下側通気性搬送壁によって鋳物砂を搬送することを特徴とする鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置である。
【０００８】
この冷却搬送装置によれば、運転時、加振機構によって枠体には振動が付与され、振動する枠体の上側通気性搬送壁によって鋳物製品が所定の搬送方向に搬送されると共に、下側通気性搬送壁によって鋳物砂が同じく所定の搬送方向に搬送される。この間、気流発生手段は、枠体の下方から下側通気性搬送壁及び上側通気性搬送壁を通過して枠体の上方に向かう気流を発生する。最初この気流は、下側通気性搬送壁を通過することで同搬送壁上の鋳物砂を冷却する。その際、鋳物砂に残存する水分が水蒸気化される。次に水蒸気を含んだ気流は、上側通気性搬送壁を通過することで同搬送壁上の鋳物製品を冷却する。このように本発明の冷却搬送装置によれば、下側及び上側の通気性搬送壁にそれぞれ保持された鋳物砂及び鋳物製品の間を、気流が下から上に向かって通り抜けることができるため、鋳物砂及び鋳物製品を同時に強制冷却できるのみならず、空気と被冷却物（鋳物砂及び鋳物製品）との間の熱交換効率を高めることができる。加えて、気流が下側通気性搬送壁を通過した際に鋳物砂から生じた水蒸気を鋳物製品の冷却に役立てることができるため、鋳物製品の冷却効率を高めることができる。
【０００９】
更に枠体の各通気性搬送壁による搬送は振動コンベアに準じた搬送方式となっているため、従来のドラムクーラー方式にありがちな搬送の非整流化が起きず、順番通りの鋳物製品の搬送（搬送の整流化）が達成される。また、従来のドラムクーラー方式に比べて、鋳物製品に加わる衝撃が非常に小さく、搬送途中での製品の不良化を未然に防止することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置において、前記枠体の上側通気性搬送壁には、鋳物砂を通すが鋳物製品を通し得ない大きさの連通孔が複数個形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、鋳物砂を通すが鋳物製品を通し得ない大きさの連通孔を複数個有する上側通気性搬送壁は、通気性を確保しながら鋳物砂と鋳物製品とを分離するための一種の篩（ふるい）として機能する。即ち、搬送時の振動刺激により、上側通気性搬送壁の上に載せられた鋳物製品及び鋳物砂のうちの鋳物砂だけが連通孔を通って次第に落下し、上側通気性搬送壁上には鋳物製品だけが残される。つまり、振動する上側通気性搬送壁により、鋳物砂を篩い落としながら鋳物製品が冷却されつつ搬送される。この場合、当該装置は「鋳造後に解枠された鋳物製品と鋳物砂とを分離及び冷却しながら搬送するための鋳物製品及び鋳物砂の分離冷却搬送装置」となる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の鋳物製品及び鋳物砂の冷却搬送装置において、前記枠体は更に前記下側通気性搬送壁よりも下に位置する底壁を有し、下側通気性搬送壁には、前記上側通気性搬送壁に形成された連通孔よりも小さいが鋳物砂を通し得る大きさの通気孔が複数個形成されており、前記気流発生手段は、下側通気性搬送壁の通気孔を通って枠体の底壁上に鋳物砂が落下するのを抑制し得るような風速又は風圧の気流を発生させることを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、下側通気性搬送壁に形成された通気孔は鋳物砂を通し得る大きさなので、鋳物砂が下側通気性搬送壁をすり抜けてしまうことが危惧されるが、気流発生手段が生み出す気流は、下側通気性搬送壁の通気孔を通って枠体の底壁上に鋳物砂が落下するのを抑制し得るような風速又は風圧に設定されているので、鋳物砂の多くは通気孔を通って底壁に落下することなく、下側通気性搬送壁によって所定の搬送方向に搬送される。かかる気流の作用にもかかわらず、下側通気性搬送壁の通気孔を通って底壁上に落下した一部の鋳物砂は、振動する底壁の振動コンベア作用によって同じく所定の搬送方向に搬送される。敢えて下側通気性搬送壁の通気孔の大きさを、上側通気性搬送壁に形成された連通孔よりも小さいが鋳物砂を通し得る大きさとすることにより、鋳物砂の粒によって通気孔が目詰まりする事態が未然防止され、装置の保守管理がし易くなる。
【００１４】
（付記）本発明の好ましい追加的構成要件を以下に列挙する。
追加構成イ．請求項３において、前記気流発生手段は、下側通気性搬送壁によって搬送される鋳物砂が上側通気性搬送壁の連通孔を通って上側通気性搬送壁よりも上の領域に舞い上がらないような風速又は風圧の気流を発生させること。この構成によれば、気流によって下側通気性搬送壁の上の鋳物砂が上側通気性搬送壁よりも上の領域に舞い上がり、鋳物砂と鋳物製品との分離を事実上阻害する事態が回避される。
【００１５】
追加構成ロ．請求項１〜３において、前記搬送方向は略水平な搬送方向であること。この場合には、前記気流発生手段によって生じる気流の方向（垂直方向）と、被冷却物（鋳物砂及び鋳物製品）の搬送方向（略水平方向）とがほぼ直角に交差する関係となることから、搬送経路上にある各被冷却物には常に新鮮な空気が供給され、空気と被冷却物との間の熱交換効率が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の冷却搬送装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、冷却搬送装置は、装置の本体部たる枠体１０と、その枠体１０の下側に設けられた加振機構２０とを備えている。
【００１７】
枠体１０は、鋳物製品及び鋳物砂の略水平な搬送方向に沿って延びる長尺な金属製桶として構成されている。枠体１０は、底壁１１と、その底壁１１の上方に所定間隔（例えば３０〜４０ｃｍ）を隔てて設けられた金属製のスリット板１２と、そのスリット板１２の更に上方に所定間隔（例えば４０〜５０ｃｍ）を隔てて設けられた金属製のパンチングメタル板１３とを備えている。スリット板１２もパンチングメタル板１３も枠体１０に一体化されている。また、スリット板１２及びパンチングメタル板１３の各々は、枠体１０の全長及び全幅に相当する全長及び全幅を有しており、高さ方向において枠体１０内を区画する。即ち、枠体の底壁１１とスリット板１２との間には下側層が、スリット板１２とパンチングメタル板１３との間には中間層が、パンチングメタル板１３よりも上には上側層がそれぞれ区画される。
【００１８】
パンチングメタル板１３には直径が約２０〜４０ｍｍ（本実施形態では３０ｍｍ）の連通孔１３ａが複数個形成されている。各連通孔１３ａの直径は、パンチングメタル板１３上に鋳物製品及び鋳物砂が載せられた場合において、鋳物砂は通過するが鋳物製品は通過し得ない大きさである。パンチングメタル板１３は、複数の連通孔１３ａを有すると共に主として鋳物製品の搬送に供されることから上側通気性搬送壁として機能する。
【００１９】
スリット板１２には直径が約２〜４ｍｍ（本実施形態では３ｍｍ）の通気孔１２ａが複数個形成されている。この通気孔１２ａの直径はパンチングメタル板の連通孔１３ａの直径の約１０分の１程度と小さいが、鋳物砂（平均粒径が０．２ｍｍ程度）が十分に通過し得る大きさである。スリット板１２は、複数の通気孔１２ａを有すると共に主として鋳物砂の搬送に供されることから下側通気性搬送壁として機能する。
【００２０】
加振機構２０は、いわゆる振動コンベアの駆動機構として一般に採用されている機構と同タイプのものであり、鋳物製品及び鋳物砂の搬送方向に沿って所定の振動角度（例えば３０度）で枠体１０に振動を付与する。故に、加振機構２０の作動時には、枠体１０の全体（より具体的には、底壁１１、スリット板１２及びパンチングメタル板１３）が振動コンベアとして機能する。
【００２１】
更に図１に示すように、枠体１０の側壁の一方には、複数の給気孔１４（破線で示す）が形成され、各給気孔１４は、給気ファン３１を備えた給気ダクト３２に接続されている。そして、給気ファン３１の作用により、外気が給気ダクト３２及び給気孔１４を介して枠体１０の下側層に供給されるようになっている。他方、枠体１０の上方には、枠体１０の天井域を包囲するフード３３が設けられ、そのフード３３は、排気ファン３４を備えた排気ダクト３５に接続されている。そして、排気ファン３４の作用により、枠体１０の上側層（つまりパンチングメタル板１３とフード３３との間の領域）に集まる空気が排気ダクト３５を経由して装置外に排出される。なお、本実施形態では、枠体の給気孔１４、給気ファン３１、給気ダクト３２、フード３３、排気ファン３４及び排気ダクト３５により、枠体の下方から下側及び上側の通気性搬送壁を通過して枠体の上方に向かう気流を発生させる気流発生手段が構成される。
【００２２】
次に、本実施形態の冷却搬送装置を鋳物工場で使用する際の作用について説明する。尚、冷却搬送装置はそれ単独で使用されることは稀で、通常はその他の搬送装置と組み合わせて用いられ、鋳物製品及び鋳物砂の搬送経路の一部を構成する。具体的には図１及び図２に示すように、枠体１０の搬入側端部に、鋳物製品Ｐ及び鋳物砂Ｓの搬入用コンベアＣ１（例えば振動コンベア）が配置されると共に、枠体１０の搬出側端部に、鋳物製品Ｐの搬出用コンベアＣ２（例えば振動コンベア）及び分離した鋳物砂Ｓの搬出用コンベアＣ３（例えばベルトコンベア）が配置される。冷却搬送装置の運転時には、加振機構２０、給気ファン３１及び排気ファン３４は常時駆動される。
【００２３】
図２に示すように、解枠（造型バラシ）直後の高温状態にある鋳物製品Ｐ及び鋳物砂Ｓは、搬入用コンベアＣ１によって冷却搬送装置の搬入口に運ばれ、当該装置の上側層に送り込まれる。すると、鋳物製品Ｐ及び鋳物砂Ｓがパンチングメタル板１３の搬入側端部の上面に落とされる。鋳物製品Ｐは、加振機構２０によって斜めに振動するパンチングメタル板１３上を搬入側端部から搬出側端部に向かって徐々に移動する。他方、パンチングメタル板１３によって一旦受け止められた鋳物砂Ｓは振動刺激によって次第にほぐされ、連通孔１３ａを通り抜けてスリット板１２上に落下する。つまり、複数の連通孔１３ａを有するパンチングメタル板１３によって、鋳物製品Ｐと鋳物砂Ｓとが篩い分けられる。鋳物製品Ｐと一緒にパンチングメタル板１３上に落とされた鋳物砂Ｓも、鋳物製品Ｐが搬出側端部に達するまでには連通孔１３ａを通り抜けてスリット板１２上に完全に移行する。
【００２４】
パンチングメタル板の連通孔１３ａを通り抜けた鋳物砂Ｓは、スリット板１２によって受け止められる。受け止められた鋳物砂Ｓは、加振機構２０によって斜めに振動するスリット板１２の上を搬入側端部から搬出側端部に向かって徐々に移動する。この搬送中に、スリット板１２上の鋳物砂Ｓの一部がスリット板の通気孔１２ａを通り抜けて底壁１１上に落下するが、その落下量はごく僅かに過ぎない。というのも、給気ダクト３２から枠体１０の下側層に送り込まれると共にスリット板の通気孔１２ａを通過し枠体１０の中間層に向けて上昇する気流の風速（又は風圧）は、中間層にある砂粒を上側層にまで舞い上がらせない程度の強さで、且つ、中間層にある砂粒が通気孔１２ａを通り抜けて下側層に進入するのを抑制しその進入量を最小限度にとどめ得る程度の強さに設定されているからである。
【００２５】
本実施形態の冷却搬送装置を用いた搬送試験によれば、パンチングメタル板１３を通過する気流の風速を１．０ｍ／分に設定した場合、当該装置に投入された鋳物砂Ｓの全量のうち約９５％がスリット板１２の振動コンベア作用によって冷却搬送装置の搬出側端部にまで搬送され、残り約５％が枠体の底壁１１の振動コンベア作用によって冷却搬送装置の搬出側端部にまで搬送された。
【００２６】
尚、パンチングメタル板１３によって冷却搬送装置の搬出側端部に到達した鋳物製品Ｐは、その後、搬出用コンベアＣ２によって更に下流側へ搬送される。また、スリット板１２及び底壁１１によって冷却搬送装置の搬出側端部に到達した鋳物砂Ｓは、その後、搬出用コンベアＣ３によって更に下流側へ搬送される。
【００２７】
冷却搬送装置の運転中、給気ダクト３２を経由して枠体１０の下側層に導入された外気はスリット板の通気孔１２ａを通って枠体１０の中間層に進入し、更にパンチングメタル板の連通孔１３ａを通って枠体１０の上側層に抜け、排気ダクト３５を経由して装置外に排出される。この間、スリット板１２上を搬送される鋳物砂Ｓは、下から上に向かう気流によって冷却されると共に、解枠後の鋳物砂Ｓ中に残存する水分（約０．５〜２重量％含有）が水蒸気となり気流に乗って上昇する。即ち、枠体１０の中間層を通過した気流は、多量の水蒸気を得た状態で上側層に進入する。
【００２８】
パンチングメタル板１３上を搬送される鋳物製品Ｐは、枠体１０の中間層を通過して水蒸気を含んだ気流により冷却される。その結果、冷却搬送装置に搬入された時点で６５０〜７００℃の高温状態にあった鋳物製品Ｐ及び鋳物砂Ｓは、冷却搬送装置の搬出側端部に達するころには１００〜２００℃の温度状態にまで強制冷却される。
【００２９】
（効果）本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
この冷却搬送装置によれば、鋳物製品Ｐと鋳物砂Ｓとの分離（砂落し）を確実に行いつつ、鋳物製品Ｐ及び鋳物砂Ｓの強制冷却と搬送とを同時に遂行することができる。また、スリット板１２及びパンチングメタル板１３により枠体１０内を高さ方向に三層に区画すると共に各層を下から上に向けて気流を流通させるという簡素な装置構成を採用しているので、従来のドラムクーラー方式の装置に比べて、保守管理が容易である。
【００３０】
枠体１０内を高さ方向に三層に区画すると共に冷却用の気流が枠体１０の下から上に通り抜ける構造を採用することで、枠体１０内における気流の流通方向と被冷却物（鋳物砂及び鋳物製品）の搬送方向とがほぼ直角に交差する関係となっている。このため、搬送経路上にある各被冷却物には常に新鮮な空気が供給され、空気と被冷却物との間の熱交換効率が向上する。また、中間層で鋳物砂Ｓを冷却した際に発生した水蒸気を上側層にある鋳物製品Ｐの冷却に役立てることができる。つまり、湿り気のある空気を鋳物製品Ｐにあてることができる。故に、鋳物製品Ｐの冷却効率を従来よりも飛躍的に高めることができる。
【００３１】
この冷却搬送装置は振動コンベアに準じた搬送方式を採用しているので、従来のドラムクーラー方式にありがちな搬送の非整流化が起きず、搬入された順番通りに鋳物製品Ｐ及び鋳物砂Ｓが搬出され、鋳物製品Ｐ及び鋳物砂Ｓの搬送の整流化（先入れ先出し）が達成される。
【００３２】
また、振動コンベアに準じた搬送方式を採用したことにより、従来のドラムクーラー方式に比べて搬送中の鋳物製品Ｐに加えられる衝撃が小さくなると共に、上記搬送の整流化作用も相まって製品同士の衝突がない。従って、搬送途中で鋳物製品Ｐが、曲がり、カケ、ワレ、ダコン等の不良を生じ難く、製品の不良化を未然に防止することができる。
【００３３】
本実施形態では、スリット板の通気孔１２ａの直径（３ｍｍ）を鋳物砂Ｓの平均粒径（約０．２ｍｍ）よりも敢えて大きくしている。このため、スリット板の通気孔１２ａの直径を鋳物砂Ｓの平均粒径よりも小さくしてスリット板１２で鋳物砂Ｓを完全に捕捉しようとする設計にありがちな、砂粒によるスリット板１２の目詰まりを防止することができる。その代わりに、前述のように気流の風速又は風圧を最適設定することで、鋳物砂Ｓの多くがスリット板１２の通気孔１２ａを通り抜けて底壁１１上に落下するのを回避し、スリット板１２の振動コンベアとしての存在意義を確保している。
【００３４】
（変更例）下側通気性搬送壁としてのスリット板１２の通気孔１２ａの大きさを、鋳物砂Ｓの平均粒径（約０．２ｍｍ）よりも小さく設定してもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の冷却搬送装置によれば、解枠後の高温状態にある鋳物製品及び鋳物砂を効率的に強制冷却しながら搬送することが可能となる。また、本発明の冷却搬送装置によれば、従来のドラムクーラー方式の装置よりも構造が簡素で保守管理が容易となる。更に、振動コンベアに準じた搬送方式を採用したことにより、従来のドラムクーラー方式に比べて搬送中に製品不良を生じ難く、製品搬送を整流化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却搬送装置の概要を示す概略断面図。
【図２】冷却搬送運転中の様子を示す概略断面図。
【符号の説明】
１０…枠体、１１…底壁、１２…スリット板（下側通気性搬送壁）、１２ａ…通気孔、１３…パンチングメタル板（上側通気性搬送壁）、１３ａ…連通孔、１４…給気孔、２０…加振機構、３１…給気ファン、３２…給気ダクト、３３…フード、３４…排気ファン、３５…排気ダクト（１４及び３１〜３５は気流発生手段を構成する）、Ｐ…鋳物製品、Ｓ…鋳物砂。
【図１】
2004082132.tif 000003
【図２】
2004082132.tif 000004