(57)【要約】【課題】  鋳物の砂落し装置の耐久性を高め、適正な叩き振動の運動エネルギーを鋳物に対して付与する。【解決手段】  装置本体の静止部材に、一端が固定された板ばね８と、この板ばね８に撓み振動を付与する電磁石９とが取り付けられ、前記板ばね８の自由端側に打撃片２６が配置され、この打撃片２６によって支持部材２に取り付けられた鋳物３を叩くように構成した。したがって、電磁石９の出力を調整して、最適の打撃力で鋳物３を叩くことができる。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体の静止部材に、一端が固定された板ばねと、この板ばねに撓み振動を付与する電磁石とが取り付けられ、前記板ばねの自由端側に打撃片が配置され、この打撃片によって支持部材に取り付けられた鋳物を叩くように構成したことを特徴とする鋳物の砂落し装置。
【請求項２】
前記板ばねの撓み振動方向が、打撃片の打撃方向とされている請求項１記載の鋳物の砂落し装置。
【請求項３】
前記板ばねの自由端側に長尺な形状の伝動部材が取り付け部を介して取り付けられ、前記打撃片がこの伝動部材の先端部に設けられている請求項１または請求項２に記載の鋳物の砂落し装置。
【請求項４】
前記伝動部材に打撃片の打撃力を調整する制御ウエイトが取り付けられている請求項３記載の鋳物の砂落し装置。
【請求項５】
前記取り付け部と板ばねの自由端部と電磁石とが電磁石の吸引方向で見てほぼ一直線上に配列されている請求項３または請求項４に記載の鋳物の砂落し装置。
【請求項６】
前記制御ウエイトは、前記取り付け部を介して打撃片とは反対側の伝動部材上に取り付けられている請求項４または請求項５に記載の鋳物の砂落し装置。
【請求項７】
前記制御ウエイトは、前記取り付け部と打撃片との間の伝動部材上に取り付けられている請求項４または請求項５に記載の鋳物の砂落し装置。
【請求項８】
前記板ばね，電磁石，打撃片等と、鋳物との相対位置が不変のまま鋳物が傾斜できるように構成されている請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の鋳物の砂落し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、鋳物の砂を確実に崩壊させて鋳物から排除することができる鋳物の砂落し装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  アルミニウム等の軽金属や鋳鉄の鋳物の表面に付着している鋳砂、あるいは中子を形成している鋳砂を除去することが行われている。特に、中子を崩壊させて外部に排出するためには、鋳物の外表面を叩くことが行われている。
【特許文献１】特許第３１２８７３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  例えば、内燃機関のシリンダヘッドは燃料噴射装置を装備したり、燃焼室の形状を種々選定して燃焼性を向上させるために、鋳物自体の内部形状が複雑になってきている。このような場合、中子の形状も複雑であるとともに崩壊させにくくなっている。そこで、鋳物に対する叩き振動の運動エネルギーを大きくするために、大型のハンマーが用いられるのであるが、叩き振動のエネルギーが過大になり、鋳物が破損する恐れがある。また、ハンマー自体の耐久性も低下してしまうという問題がある。さらに、電動モータを起振源にする方法も試みられているが、やはり耐久性に難がある。【０００４】  本発明は、上記の問題を解決するために提供されたもので、砂落し装置の耐久性を高め、適正な叩き振動の運動エネルギーを鋳物に対して付与することが目的とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  請求項１記載の本発明による鋳物の砂落し装置は、装置本体の静止部材に、一端が固定された板ばねと、この板ばねに撓み振動を付与する電磁石とが取り付けられ、前記板ばねの自由端側に打撃片が配置され、この打撃片によって支持部材に取り付けられた鋳物を叩くように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】  前記電磁石に通電すると、板ばねが吸引されて板ばねが撓み、打撃片が鋳物を勢い良く叩く。この叩き現象の直前または同時に電磁石への通電を停止する。上記のように、板ばねが吸引されて撓むときには、板ばね自体や打撃片の質量によって慣性力が生じて鋳物に対して強い叩き現象がえられる。そして、上記のように、電磁石への通電を停止すると、撓んでいた板ばねが弾性的に復元し、そのときの慣性力で前記の叩き位置とは反対側に撓む。この撓み位置が最大になると同時またはその直前で再び電磁石に通電されると、打撃片は鋳物から最も離れた箇所から勢い良く鋳物に衝突する。このような電磁石による板ばねの吸引と吸引解除を繰り返すことにより、打撃片に十分な運動エネルギーを付与することができて、固形状になっている鋳物砂、特に、中子の崩壊が進行する。【０００７】  電磁石への通電を停止したり通電を再開するタイミングを上述のように選定することにより、板ばねの固有振動数に合致した電磁石の吸引サイクルが選定できるので、板ばねの振幅を大きくすることができ、しかも、電磁石の吸引出力を少量化して電気エネルギーの消費を節減することができる。さらに、電磁石を用いるものであるから、電磁石の吸引出力を自由に制御することができ、打撃片の鋳物に対する打撃力を適正化して、鋳物が破損するようなことを回避できる。さらに、板ばね，打撃片，電磁石等によって装置が構成されているので、回転部分や摺動部分あるいは潤滑油を供給する部分がなく、砂埃の多い鋳造工場において装置の維持管理面で好適である。そして、基本的には電磁石と板ばねと打撃片との組み合わせであるから、構造が簡素化されて高い耐久性が確保できる。また、上記のような基本的な組み合わせであるから、装置の設置スペ−スが少なくなり、コンパクトな装置で狭い場所で動作させることが可能となる。【０００８】  請求項２に記載の発明は、前記板ばねの撓み振動方向が、打撃片の打撃方向とされている請求項１記載の鋳物の砂落し装置である。このような構成により、板ばねの振動による打撃片の打撃が、正確に確保できる。【０００９】  請求項３に記載の発明は、前記板ばねの自由端側に長尺な形状の伝動部材が取り付け部を介して取り付けられ、前記打撃片がこの伝動部材の先端部に設けられている請求項１または請求項２に記載の鋳物の砂落し装置である。このような構成により、板ばねと電磁石は起振ユニットとしてできるだけ小型化しておき、長尺な伝動部材で鋳物の最適箇所を叩くようにすることができる。すなわち、鋳物を叩く箇所は鋳物の形状に応じて適正な箇所を叩かねばならず、叩く箇所が不適性であると、鋳物が破損したり中子が十分に崩壊できなくて砂の排出が完全に達成されないことになる。さらに、長尺な伝動部材により打撃片の振幅を大きくすることができるので、打撃片の打撃速度を速めて打撃片の運動エネルギーを大きくすることが可能となる。【００１０】  請求項４に記載の発明は、前記伝動部材に打撃片の打撃力を調整する制御ウエイトが取り付けられている請求項３記載の鋳物の砂落し装置である。このような構成により、制御ウエイトの質量が板ばねの撓みに加算されるので、板ばねの振幅を大きくすることができ、また、制御��エイトの質量を調節することにより、打撃片の打撃力を最適値に設定することができる。【００１１】  請求項５記載の発明は、前記取り付け部と板ばねの自由端部と電磁石とが電磁石の吸引方向で見てほぼ一直線上に配列されている請求項３または請求項４に記載の鋳物の砂落し装置である。このような構成により、電磁石による板ばねの撓み変位が前記取り付け部を介して忠実に伝動部材に伝えられ、伝動部材を経由した打撃片の叩き動作が確実にえられる。【００１２】  請求項６記載の発明は、前記制御ウエイトは、前記取り付け部を介して打撃片とは反対側の伝動部材上に取り付けられている請求項４または請求項５に記載の鋳物の砂落し装置である。このような構成により、取り付け部と制御ウエイトとの距離を調節して、板ばねの自由端側に作用する慣性力を調節して、最適の鋳物叩きが実施できる。【００１３】  請求項７記載の発明は、前記制御ウエイトは、前記取り付け部と打撃片との間の伝動部材上に取り付けられている請求項４または請求項５に記載の鋳物の砂落し装置である。このような構成により、取り付け部と制御ウエイトとの距離を調節して、板ばねの自由端側に作用する慣性力を調節して、最適の鋳物叩きが実施できる。【００１４】  請求項８記載の発明は、前記板ばね，電磁石，打撃片等と、鋳物との相対位置が不変のまま鋳物が傾斜できるように構成されている請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の鋳物の砂落し装置である。このような構成により、鋳物内で崩壊した中子砂は鋳物を傾斜させることによりほぼ完全に排出することができる。また、傾斜させながら打撃片で叩き動作を継続することができるので、中子の崩壊と排出が同時に行えて、装置の動作効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  つぎに、本発明の鋳物の砂落し装置の最良の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１６】  図１から図５は、本発明の鋳物の砂落し装置の第１の実施例を示す。【００１７】  図１（Ａ）は、鋳物の砂落し装置の全体を示す側面図である。静止部材である基板１上にしっかりと固定された支持部材２上に鋳物３が固定されている。この鋳物３は内燃機関のシリンダヘッドであり、内部にウオータジャケット等の中空部を形成するための中子４が配置されている。また、鋳物３には機能上の開口５がウオータジャケットの上側や横側に設けられている。【００１８】  基板１には起振ユニット６が配置されている。この起振ユニット６は、基板１に固定されている支持板７に板ばね８と電磁石９が取り付けられたもので、板ばね８は支持板７に起立した状態で設けた角柱状の基台１０に固定されている。図１（Ｂ）に示すように、基台１０の上面１１に板ばね８を載置し、固定ボルト１２を板ばね８に貫通させて基台１０にねじ込み、板ばね８の固定がなされている。なお、固定ボルト１２の締め付け力は押え板１３を介して板ばね８に作用している。なお、板ばね８は薄いばね鋼板でできたばね板を複数枚重ねて構成されている。【００１９】  電磁石９は、支持台１４上に配置されており、中央部の鉄芯１５とその周囲に巻き付けられた励磁コイル１６から構成されている。鉄芯１５に対応する被吸引片１７は、板ばね８の自由端側に固定されている。板ばね８の自由端側には、取り付け部１８を介して長尺な形状の伝動部材１９が固定されている。図１（Ｃ）に示すように、取り付け部１８の取り付け板２０と板ばね８と被吸引片１７を重ね合わせて、結合ボルト２１で一体化されている。取り付け部１８と板ばね８の自由端と被吸引片１７と電磁石９とは電磁石９の吸引方向で見てほぼ一直線上に配置されている。【００２０】  前記伝動部材１９は、断面円形の真っ直ぐな棒材で構成されており、取り付け部１８の結合ブロック２２に伝動部材１９が貫通する支持孔２３があけられ、この支持孔２３に達するスリット２４を固定ボルト２５で締め付けて、結合ブロック２２と伝動部材１９との一体化が行われるようになっている。したがって、固定ボルト２５をゆるめて伝動部材１９を移動させて、後述の打撃片２６の位置を自由に変更することができる。【００２１】  伝動部材１９は、鋳物３の方へ伸ばされていて、その先端部に鋳物３を叩く打撃片２６が取り付けられている。また、前記取り付け部１８を介して打撃片２６とは反対側の伝動部材１９上に２つの制御ウエイトＷ１，Ｗ２が取り付けられている。この制御ウエイトＷ１，Ｗ２は、図１（Ｄ）に示すように、その中央部を伝動部材１９が貫通し、制御ウエイトＷ１，Ｗ２にねじ込んだ固定ボルト２７で伝動部材１９に一体化されている。したがって、固定ボルト２７をゆるめて制御ウエイトＷ１，Ｗ２の位置を自由に変更することができる。このような位置変更により、板ばね８に作用する制御ウエイトＷ１，Ｗ２の慣性力を調整して、鋳物３にとって最適な打撃片２６の衝撃力を求めることができる。【００２２】  図１の例では、起振ユニット６が鋳物３の左右に配置されていて、鋳物３の２か所を打撃片２６で叩くようになっている。なお、左側に図示した制御ウエイトＷ３は、取り付け部１８と打撃片２６との間に配置されてい���。この制御ウエイトＷ３の取り付けは、図１（Ｄ）に示したものと同じである。【００２３】  図４は、伝動部材１９の先端部に配置された打撃片２６の具体的な構造を示す断面図と正面図である。伝動部材１９の端部に支持板２８が溶接され、その中央部に円筒軸２９がボルト３０で支持板２８に固定されている。支持ブロック３１の上下にそれぞれ２本ずつの打撃片２６が溶接されている。支持ブロック３１の中央部を前記円筒軸２９が貫通しており、円筒軸２９の長さは支持ブロック３１の厚さよりも大きく設定されている。したがって、支持ブロック３１は、自由に回動できるようになっている。このように回動できるよにしているのは、図４（Ｂ）に示すように、鋳物３の表面に段差があるときに、矢線３２のように支持ブロック３１が回動して２本の打撃片２６が両方とも鋳物３に接触できるようになっている。なお、下側の２本の打撃片２６が摩耗したら支持ブロック３１を１８０度回して、新しい打撃片２６を使用する。【００２４】  図１に示した起振ユニット６は、基台１０が鋳物３の直ぐ近くに起立していて、板ばね８が鋳物３から遠ざかる方向に伸びている。他方、図２に示した例は、基台１０が鋳物３から離れた箇所に起立していて、板ばね８が鋳物３に接近する方向に伸びている。それ以外は、図１，図２とも同じ構造である。【００２５】  図３は、伝動部材１９が厚板状の部材で構成され、その下面に打撃片２６が溶接されている場合である。それ以外の構成は図１，図２のものと同じであり、同様の部分には同じ符号が記載してある。【００２６】  図１〜図３に示すように、打撃片２６の先端部と鋳物３の表面との間の隙間は、被吸引片１７と鉄芯１５との間の隙間とほぼ同じか、あるいは後者の隙間の方が大きく設定されている。【００２７】  図５は、本装置の動作を制御するためのブロック図である。符号３３は制御装置、３４は操作入力装置である。制御装置３３は、前記電磁石９の励磁コイル１６に対する電流，電圧，通電タイミング，通電時間，通電サイクル等を制御する。また、鋳物工場の作業者が操作入力装置３４を操作して、上記の電流，電圧，通電タイミング，通電時間，通電サイクル等を所要の値に設定する。これらの制御装置３３や操作入力装置３４は、一般的に使用されているものでよい。この実施例では、上記サイクル（打撃回数）は、３０００〜７０００回／分である。【００２８】  上記第１の実施例の動作を説明する。【００２９】  図１（Ａ）の右側の場合の動作は、電磁石９の励磁コイル１６に通電されると、被吸引片１７が吸引されて板ばね８は下方に撓み、それにともなって打撃片２６は鋳物３の表面から離れる方向に移動する。このときに制御ウエイトＷ１，Ｗ２の慣性力が板ばね８に作用するので、板ばね８の下方への撓み量が最大となり、打撃片２６の上昇量も大きくなる。つぎに、励磁コイル１６への通電が停止されると、今まで下方へ大きく撓んでいた板ばね８がその弾性復元力で打撃片８を加速しながら上方へ復帰し、そのときの慣性力で打撃片２６が鋳物３の表面を強く叩く動作がなされる。このような動作が反復されて強い叩き動作が連続的になされる。【００３０】  つぎに、図１（Ａ）の左側の場合の動作は、制御ウエイトＷ３が取り付け部１８と打撃片２６との間に配置されている点が右側の場合と異なっているが、打撃片２６の打撃動作は右側の場合の動作と同じである。【００３１】  図２の右側の場合の動作は、電磁石９の励磁コイル１６に通電されると、被吸引片１７が吸引されて板ばね８は下方に撓み、それにともなって打撃片２６は鋳物３の表面に近付く方向に移動する。このときに制御ウエイトＷ１，Ｗ２の慣性力が板ばね８に作用するので、板ばね８の下方への撓み量が大きくなり、打撃片２６の下降量も大きくなって鋳物３の表面を叩く。つぎに、励磁コイル１６への通電が停止されると、今まで下方へ大きく撓んでいた板ばね８がその弾性復元力で打撃片８を加速しながら上方へ復帰し、そのときの慣性力で板ばね８の撓み量が最大となり、打撃片２６が鋳物３の表面から最も離れた位置となる。このように最も離れた位置から再び通電して電磁石で吸引されると、打撃片２６は加速されながら鋳物３の表面に達する。このような動作が反復されて強い叩き動作が連続的になされる。【００３２】  つぎに、図２の左側の場合の動作は、制御ウエイトＷ３が取り付け部１８と打撃片２６との間に配置されている点が右側の場合と異なっているが、打撃片２６の打撃動作は右側の場合の動作と同じである。【００３３】  なお、板ばね８のばね定数を高く設定しておくことにより、一方に撓んだ後の撓み復元力が大きく求められる。したがって、制御ウエイトの慣性力を活用しても、制御ウエイトを十分に追従させて動作させることができる。板ばね８のばね定数が低く設定されていると、上記のように強力な撓み復元力が得られないので、制御ウエイトを追従させた応答性が確保できなくなる。【００３４】  上記第１の実施例の作用効果を列記すると、つぎのとおりである。【００３５】  前記電磁石９に通電すると、板ばね８が吸引されて板ばね８が撓み、打撃片２６が鋳物３を勢い良く叩く。この叩き現象の直前または同時に電磁石９への通電を停止する。上記のように、板ばね８が吸引されて撓むときには、板ばね８自体や打撃片２６の質量によって慣性力が生じて鋳物３に対して強い叩き現象がえられる。そして、上記のように、電磁石９への通電を停止すると、撓んでいた板ばね８が弾性的に復元し、そのときの慣性力で前記の叩き位置とは反対側に撓む。この撓み位置が最大になると同時またはその直前で再び電磁石９に通電されると、打撃片２６は鋳物３から最も離れた箇所から勢い良く鋳物３に衝突する。このような電磁石９による板ばね８の吸引と吸引解除を繰り返すことにより、打撃片２６に十分な運動エネルギーを付与することができて、固形状になっている鋳物砂、特に、中子の崩壊が進行する。【００３６】  電磁石９への通電を停止したり通電を再開するタイミングを上述のように選定することにより、板ばね８の固有振動数に合致した電磁石９の吸引サイクルが選定できるので、板ばね８の振幅を大きくすることができ、しかも、電磁石９の吸引出力を少量化して電気エネルギーの消費を節減することができる。さらに、電磁石９を用いるものであるから、電磁石９の吸引出力を自由に制御することができ、打撃片２６の鋳物３に対する打撃力を適正化して、鋳物３が破損するようなことを回避できる。そして、基本的には電磁石９と板ばね８と打撃片２６との組み合わせであるから、構造が簡素化されて高い耐久性が確保でき、回転や摺動あるいは潤滑箇所がないので、鋳物工場のような環境において高い耐久性が得られる。また、上記のような基本的な組み合わせであるから、装置の設置スペ−スが少なくなり、コンパクトな装置で狭い場所で動作させることが可能となる。【００３７】  板ばね８の撓み振動方向が、打撃片２６の打撃方向とされているので、板ばね８の振動による打撃片２６の打撃が、正確に確保できる。【００３８】  板ばね８の自由端側に長尺な形状の伝動郎材１９が取り付け部１８を介して取り付けられ、前記打撃片２６がこの伝動部材１９の先端部に設けられているので、板ばね８と電磁石９は起振ユニット６としてできるだけ小型化しておき、長尺な伝動部材１９で鋳物３の最適箇所を叩くようにすることができる。すなわち、鋳物３を叩く箇所は鋳物３の形状に応じて適正な箇所を叩かねばならず、叩く箇所が不適性であると、鋳物３が破損したり中子が十分に崩壊できなくて砂の排出が完全に達成されないことになる。さらに、長尺な伝動部材１９により打撃片２６の振幅を大きくすることができるので、打撃片２６の打撃速度を速めて打撃片２６の運動エネルギーと大きくすることが可能となる。【００３９】  伝動部材１９に打撃片２６の打撃力を調整する制御ウエイトＷ１，Ｗ２，Ｗ３が取り付けられているため、制御ウエイトＷ１，Ｗ２，Ｗ３の質量が板ばね８の撓みに加算され、板ばね８の振幅を大きくすることができ、また、制御ウエイトＷ１，Ｗ２，Ｗ３の質量を調節することにより、打撃片２６の打撃力を最適値に設定することができる。【００４０】  取り付け部１８と板ばね８の自由端部と電磁石９とが電磁石９の吸引方向で見てほぼ一直線上に配列されている。このような構成により、電磁石９による板ばね８の撓み変位が前記取り付け部１８を介して忠実に伝動部材１９に伝えられ、伝動部材１９を経由した打撃片２６の叩き動作が確実にえられる。【００４１】  制御ウエイトＷ１，Ｗ２は、前記取り付け部１８を介して打撃片２６とは反対側の伝動部材１９上に取り付けられていることにより、取り付け部１８と制御ウエイトＷ１，Ｗ２との距離を調節して、板ばね８の自由端側に作用する慣性力を調節して、最適の鋳物叩きが実施できる。【００４２】  制御ウエイトＷ３は、前記取り付け部１８と打撃片２６との間の伝動部材１９上に取り付けられているため、取り付け部１８と制御ウエイトＷ３との距離を調節して、板ばね８の自由端側に作用する慣性力を調節して、最適の鋳物叩きが実施できる。
【実施例２】
【００４３】  図６および図７は、本発明の鋳物の砂落し装置の第２の実施例を示す。【００４４】  基板１の両端に軸部３５が取り付けられ、この軸部３５が軸受部材３６に回転可能な状態で支持されている。上記軸受部材３６は床部材３７から起立した状態で設置されている。図７には、鋳物３が９０度回動した場合と１８０度回動した場合が示されている。それ以外の構成は先の実施例と同じであり、同様な部分には同じ符号が付してある。【００４５】  上記構成により、前記板ばね８，電磁石９，打撃片２６等と、鋳物３との相対位置が不変のまま鋳物３が傾斜できるように構成され、鋳物３内で崩壊した中子砂は鋳物３を傾斜させることによりほぼ完全に排出することができる。このときには図１，図２に示された種々な位置の開口５から崩壊した砂が下方へ排出される。また、傾斜させながら打撃片２６で叩き動作を継続することができるので、中子の崩壊と排出が同時に行えて、装置の動作効率が向上する。それ以外の効果は先の実施例と同じである。
【実施例３】
【００４６】  図８は、本発明の鋳物の砂落し装置の第３の実施例を示す。【００４７】  この実施例は、２つの鋳物３を対向させて配置し、板ばね８の往復方向の撓み変形で両鋳物３を交互に叩くものである。それ以外の構成は先の各実施例と同じであり、同様な部分には同じ符号が付してある。【００４８】  したがって、２つの鋳物３を１つの起振ユニット６で実質的に同時に叩くことができるので、砂落し工程の効率化ができる。それ以外の効果は先の各実施例と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】  板ばねと電磁石と打撃片が主たる構成であり、構造が簡素化されて耐久性が高くなり、幅広い産業分野で活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明装置の側面図と各部の断面図である。
【図２】本発明装置の側面図と各部の断面図である。
【図３】本発明装置の側面図である。
【図４】打撃片の設置構造を示す断面図と正面図である。
【図５】制御ブロック図である。
【図６】本発明装置の側面図である。
【図７】図６のものの簡略的な正面図である。
【図８】本発明装置の側面図である。
【符号の説明】
【００５０】２    支持部材
３    鋳物
８    板ばね
９    電磁石
１８  取り付け部
１９  伝動部材
２６  打撃片
Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３  制御ウエイト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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