(57)【要約】  鋳物砂に正確な量のバインダを供給することができる鋳物砂用のバインダ供給装置及びバインダ供給方法を提供する。本発明の鋳物砂用のバインダ供給装置は、バインダを貯留するホッパと、バインダを移送するバインダ移送装置と、このバインダ移送装置の先端の下方に配置されたバインダ計量排出装置とを有する。バインダ計量排出装置は、バインダを収容する計量容器と、この計量容器内のバインダの重量を計量するロードセルと、計量容器からバインダを排出する排出装置と、制御装置とを備えている。制御装置は、計量容器内のバインダの内のバインダの全量より少ない所定量のバインダを計量容器から排出させるように排出装置を制御し、且つ、排出した所定量だけ計量容器内にバインダを供給するようにバインダ移送装置を制御する。
2018100804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物砂に供給されるバインダを貯留するホッパと、
このホッパに連通しホッパ内の上記バインダを移送するバインダ移送手段と、
このバインダ移送手段の先端の下方に配置されたバインダ計量排出手段であって、このバインダ計量排出手段は、バインダを収容する計量容器と、この計量容器内のバインダの重量を計量する重量計量手段と、上記計量容器からバインダを排出する排出手段と、を備えた上記バインダ計量排出手段と、
上記バインダ移送手段から上記バインダ計量排出手段に供給されるバインダの重量を制御するバインダ供給量制御手段と、
上記バインダ計量排出手段の計量容器から排出されるバインダの重量を制御するバインダ排出量制御手段と、を有し、
上記バインダ排出量制御手段は、上記計量容器内のバインダの内の上記バインダの全量より少ない所定量のバインダを上記計量容器から排出させるように上記排出手段を制御し、
上記バインダ供給量制御手段は、上記排出した所定量だけ上記計量容器内にバインダを供給するように上記バインダ移送手段を制御する、鋳物砂用のバインダ供給装置。
【請求項２】
上記ホッパは、その内周の少なくとも二つの面に配置された可撓性部材と、この可撓性部材を昇降させるアクチュエータとを備える、請求項１記載の鋳物砂用のバインダ供給装置。
【請求項３】
上記バインダ計量排出手段の排出手段は、上記計量容器内に配置された回転部材と、この回転部材を回転させて上記計量容器から上記バインダを排出する回転部材駆動手段と、を備える、請求項１又は２に記載の鋳物砂用のバインダ供給装置。
【請求項４】
更に、上記ホッパと上記バインダ移送手段の間に配置された上記バインダを撹拌するバインダ撹拌手段を有する、請求項１又は２に記載の鋳物砂用のバインダ供給装置。
【請求項５】
上記鋳物砂は中子造型用の中子砂である、請求項１又は２に記載の鋳物砂用のバインダ供給装置。
【請求項６】
前記中子砂は無機中子造型用の中子砂である、請求項５記載の鋳物砂用のバインダ供給装置。
【請求項７】
鋳物砂に供給されるバインダを貯留するホッパと、
このホッパに連通しホッパ内の上記バインダを移送するバインダ移送手段と、
このバインダ移送手段の先端の下方に配置されたバインダ計量排出手段であって、このバインダ計量排出手段は、バインダを収容する計量容器と、この計量容器内のバインダの重量を計量する重量計量手段と、上記計量容器からバインダを排出する排出手段と、を備えた上記バインダ計量排出手段と、を有する鋳物砂用のバインダ供給装置を用いた鋳物砂用のバインダ供給方法であって、
上記バインダ移送手段により上記ホッパ内の上記バインダを移送して上記計量容器内に充填する工程と、
上記計量容器内の上記バインダの全量より少ない所定量のバインダを上記計量容器から排出する工程と、
上記バインダ移送手段により上記排出した所定量のバインダを上記計量容器内に供給する工程と、
を有する、鋳物砂用のバインダ供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳物砂にバインダを供給するバインダ供給装置及びバインダ供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に記載されているように、鋳物砂にバインダを供給する鋳物砂用のバインダ供給装置が知られていた。この従来のバインダ供給装置は、ロードセルを介して重量計測可能に支持された計量ホッパを備え、この計量ホッパに所定量のバインダが供給されると、ダンパーが開かれ、バインダが混練機に排出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２６８２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の鋳物砂用のバインダ供給装置は、付着性・結合性の高いバインダを用いた場合、次のような問題があった。例えば、ロードセルにより計量された計量ホッパ内のバインダを混練機へ排出する場合、通常、バインダの全量を排出するようにしているが、バインダが計量ホッパ内面に付着して残留することがある。このため、計量ホッパから排出されるバインダの量にムラが発生し、バインダの正確な量の排出が困難であった。【０００５】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、鋳物砂に正確な量のバインダを供給することができる鋳物砂用のバインダ供給装置及びバインダ供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の鋳物砂用のバインダ供給装置は、鋳物砂に供給されるバインダを貯留するホッパと、このホッパに連通しホッパ内のバインダを移送するバインダ移送手段と、このバインダ移送手段の先端の下方に配置されたバインダ計量排出手段であって、このバインダ計量排出手段は、バインダを収容する計量容器と、この計量容器内のバインダの重量を計量する重量計量手段と、計量容器からバインダを排出する排出手段と、を備えたバインダ計量排出手段と、バインダ移送手段からバインダ計量排出手段に供給されるバインダの重量を制御するバインダ供給量制御手段と、バインダ計量排出手段の計量容器から排出されるバインダの重量を制御するバインダ排出量制御手段と、を有し、バインダ排出量制御手段は、計量容器内のバインダの内のバインダの全量より少ない所定量のバインダを計量容器から排出させるように排出手段を制御し、バインダ供給量制御手段は、排出した所定量だけ計量容器内にバインダを供給するようにバインダ移送手段を制御する。【０００７】
このように構成された発明によれば、バインダ排出量制御手段が、計量容器内のバインダの内のバインダの全量より少ない所定量のバインダを計量容器から排出させるように排出手段を制御し、バインダ供給量制御手段が、排出した所定量だけ計量容器内にバインダを供給するようにバインダ移送手段を制御するので、計量容器内のバインダの全量を排出する場合のときのように計量容器から排出されるバインダの量にムラが発生することがなく、鋳物砂に正確な量のバインダを供給することができる。【０００８】
本発明において、好ましくは、ホッパは、その内周の少なくとも二つの面に配置された可撓性部材と、この可撓性部材を昇降させるアクチュエータとを備える。
このように構成された本発明によれば、ホッパ内におけるバインダの棚吊り（即ち、ホッパ内のバインダがホッパ内で動かなくなりホッパの下端からバインダが排出されない状態）を防止することができる。【０００９】
本発明において、好ましくは、バインダ計量排出手段の排出手段は、計量容器内に配置された回転部材と、この回転部材を回転させて計量容器からバインダを排出する回転部材駆動手段と、を備える。
このように構成された本発明によれば、簡単な構造により、計量容器内のバインダを速く確実に排出することができる。【００１０】
本発明は、好ましくは、更に、ホッパとバインダ移送手段の間に配置されたバインダを撹拌するバインダ撹拌手段を有する。
このように構成された本発明によれば、ホッパから落下するバインダを撹拌することにより、バインダ中の塊、ダマ等が極力、破砕されるため、バインダ移送装置には塊、ダマ等が極力少ないバインダが供給される。【００１１】
本発明において、好ましくは、鋳物砂は中子造型用の中子砂である。【００１２】
本発明において、好ましくは、中子砂は無機中子造型用の中子砂である。【００１３】
本発明は、鋳物砂に供給されるバインダを貯留するホッパと、このホッパに連通しホッパ内のバインダを移送するバインダ移送手段と、このバインダ移送手段の先端の下方に配置されたバインダ計量排出手段であって、このバインダ計量排出手段は、バインダを収容する計量容器と、この計量容器内のバインダの重量を計量する重量計量手段と、計量容器からバインダを排出する排出手段と、を備えたバインダ計量排出手段と、を有する鋳物砂用のバインダ供給装置を用いた鋳物砂用のバインダ供給方法であって、バインダ移送手段によりホッパ内の上記バインダを移送して計量容器内に充填する工程と、計量容器内のバインダの全量より少ない所定量のバインダを計量容器から排出する工程と、バインダ移送手段により排出した所定量のバインダを計量容器内に供給する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の鋳物砂用のバインダ供給装置及びバインダ供給方法によれば、鋳物砂に正確な量のバインダを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態による鋳物砂用のバインダ供給装置を示す部分断面正面図である。
【図２】図１に示す本発明の実施形態の鋳物砂用のバインダ供給装置を示す部分断面右側面図である。
【図３】図１に示す本発明の実施形態の鋳物砂用のバインダ供給装置のホッパを示す詳細正面断面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿って見た断面図である。
【図５】図１に示す本発明の実施形態の鋳物砂用のバインダ供給装置のバインダ計量排出装置を示す側面断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿って見た断面図である。
【図７】本発明の実施形態による鋳物砂用のバインダ供給装置の動作及びバインダ供給方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態による鋳物砂用のバインダ供給装置を説明する。本実施形態による鋳物砂用のバインダ供給装置においては、鋳物砂として無機中子造型用の人工砂である中子砂を使用し、この中子砂に、シリカ系微粉である粉状のバインダを供給するようになっている。
【００１７】
先ず、図１及び図２に示すように、本実施形態による鋳物砂用のバインダ供給装置１は、鋳物砂に供給するバインダを貯留するホッパ２と、このホッパ２の下方に配置されたバインダを撹拌するためのバインダ撹拌装置４と、この撹拌装置４の下方に配置されバインダを水平方向に移送するためのバインダ移送装置６と、この移送装置６の先端の下方に配置されたバインダ計量排出装置８と、このバインダ計量排出装置８から排出されるバインダを受けるシュート１０を備えている。
【００１８】
図３及び図４に示すように、ホッパ２は、外筒１２を有し、この外筒１２の内周の全周（図４参照）には可撓性部材であるゴム部材１４が配設されている。このゴム部材１４の両外側には支持部材１６が配設されており、ゴム部材１４が支持部材１６に着脱可能に装着されている。また、ホッパ２の外筒１２の両外側にはゴム部材１４を昇降させるためのアクチュエータである昇降シリンダ１８が装着され、昇降シリンダ１８のピストンロッドの先端は支持部材１６に連結されている。この昇降シリンダ１８は、エアシリンダである。これらのホッパ２の支持部材１６及び昇降シリンダ１８は、安全カバー２０により覆われている。
【００１９】
図１に示すように、ホッパ２の下端にはバインダを撹拌するためのバインダ撹拌装置４が連結され、ホッパ２内のバインダがバインダ撹拌装置４内に下降できるようになっている。バインダ撹拌装置４は、ケーシング２４と、このケーシング２４を貫通し水平方向に延びる回転軸２６と、この回転軸２６に固定された複数の撹拌羽根２８と、回転軸２６の一端に連結されて回転軸２６を回転させる撹拌用モータ３０を備えている。
【００２０】
図１に示すように、バインダ撹拌装置４の下端にはバインダ移送装置６が連結されている。バインダ撹拌装置４内のバインダはバインダ移送装置６の一端側（図１では左側）に下降するようになっている。バインダ移送装置６は、円筒形のトラフ３２と、このトラフ３２の内部に配設されたスクリュー３４と、このスクリュー３４の一端（左端）に連結されスクリュー３４を回転させる移送用モータ３６とを備えている。
【００２１】
図１及び図５に示すように、バインダ移送装置６の先端の下方には、上述したバインダ計量排出装置８が配設されている。バインダ計量排出装置８は、図５に示すように、円筒状の計量容器３８を備えている。この計量容器３８の下部には、計量容器３８内のバインダの重量を計量する重量計量手段であるロードセル４０が配設されている。このロードセル４０は支持部材４２に取り付けられている。
【００２２】
計量容器３８内には、計量容器３８の内周面から微少隙間を介して垂直方向に延びる２数の回転部材４４が配設されている。回転部材４４は水平方向に延びる２枚の支持部材４６を介して回転軸４８に固定されている。また、計量容器３８の下方には排出用モータ５０が配設されており、排出用モータ５０の出力軸と回転軸４８はカップリング５２によって連結されている。
【００２３】
次に、図６に示すように、計量容器３８の下位部である回転部材４４の下端より下方にはバインダの排出口５４が設けられている。さらに、計量容器３８の外側には棒部材５６が固定配置され、この棒部材５６は排出口５４を貫通して計量容器３８内に挿入されている。また、図１に示すように、計量容器３８の外側下方には、上述したシュート１０が配設されており、計量容器３８の排出口５４から排出されたバインダは、このシュート１０に投入されるようになっている。
【００２４】
ここで、図１に示すように、上述したバインダ撹拌装置４、バインダ移送装置６、バインダ計量排出装置８の作動を制御する制御部６０が設けられている。この制御部６０は、バインダ撹拌装置４の撹拌用モータ３０、バインダ移送装置６の移送用モータ３６、バインダ計量排出装置８の排出用モータ５０の作動及び停止を制御するようになっている。
【００２５】
次に、図７により、上述した本実施形態による鋳物砂用のバインダ供給装置の動作及びバインダ供給方法を説明する。図７において、Ｓは各ステップを示す。
先ず、Ｓ１において、図示されないベルトコンベヤ等のバインダ搬送手段によりホッパ２内にバインダが投入される。
次に、Ｓ２において、撹拌用モータ３０及び移送用モータ３６を作動させる。具体的には、撹拌用モータ３０を作動させることにより撹拌羽根２８を回転させてホッパ２から下降したバインダを撹拌し、次に、移送用モータ３６を作動させることによりスクリュー３４を回転させる。これにより、ホッパ２内からバインダ撹拌装置４を介して落下してくるバインダを移送し、トラフ３２の先端から排出して計量容器３８内に充填する。
【００２６】
なお、本実施形態では、移送用モータ３６の作動中、即ち、スクリュー３４でバインダを移送している最中は、昇降シリンダ１８を作動させてホッパ２内のゴム部材１４を昇降させるようにし、更に、撹拌用モータ３０を作動させて回転軸２６及び撹拌羽根２８を回転させるようにしている。更に、バインダの移送用モータ３６の作動時間（即ち、バインダの移送時間）をタイマー等の計測手段により計測するようにしている。
【００２７】
また、昇降シリンダ１８を作動させてホッパ２内のゴム部材１４を昇降させるとは、昇降シリンダ１８のピストンロッドの上下作動によるゴム部材１４の上下作動を少なくとも１回行えばよいが、これを複数回繰り返して行うようにしてもよい。複数回繰り返すと、ホッパ２の内周面にバインダが付着するのをより効果的に防止することができる。
【００２８】
次に、Ｓ３に進み、計量容器３８内に充填されたバインダの排出前の重量をロードセル４０により計量する。この後、Ｓ４に進み、この計量されたバインダの重量が、計量容器３８に充填されるバインダの基準量である全量より少ないか否かを判定する。少なければ、Ｓ２に戻り、バインダの計量容器３８への充填を継続する。
【００２９】
Ｓ４において、計量されたバインダの重量が全量と等しくなったと判定された場合には、Ｓ５に進み、排出用モータ５０を作動させる。排出用モータ５０を作動させることにより回転軸４８及び支持部材４６を介して回転部材４４を回転させる。これにより、計量容器３８内のバインダの全量より少ない「所定量のバインダ」を計量容器３８の排出口５４から排出する。具体的には、回転部材４４を矢印Ｙ１（図６参照）の方向（時計回り方向）に回転させると、計量容器３８内のバインダが棒部材５６に衝突し、排出口５４から排出される。
【００３０】
次に、Ｓ６に進み、計量容器３８の重量をロードセル４０により計量する。次に、Ｓ７に進み、ロードセル４０の値、即ち、計量された重量が、上述した排出前のバインダの全量から上述した所定量だけ減じた重量になったか、即ち、「重量＝全量−所定量」になったか否かを判定する。ロードセル４０の値が全量から所定量を減じた重量になるまでは、Ｓ５に戻り、バインダの排出を継続する。Ｓ７において、ロードセル４０の値が全量から所定量を減じた重量になったと判定された場合には、撹拌用モータ３０、移送用モータ３６、及び、排出用モータ５０の作動を停止させ、これにより、計量容器３８の排出口５４からのバインダの排出を停止させる。する。なお、排出されたバインダは、シュート１０を介して図示されない混練機に供給される。
【００３１】
次に、Ｓ９に進み、バインダの供給作業を完了して良いか否かを判定する。供給作業が完了していない場合には、バインダの供給作業を継続する必要があるので、Ｓ２に戻り、同様な作業を継続する。即ち、上述した計量容器３８内のバインダの全量より少ない所定量のバインダを計量容器３８の排出口５４から排出する工程と、この排出した所定量だけ計量容器３８内にバインダを追加する工程と、を繰り返す。Ｓ９において、供給作業を完了してよいと判定された場合には、バインダの供給作業を終了する。
【００３２】
なお、シュート１０を介して図示されない混練機に供給されたバインダは、混練機において、鋳物砂、液状のバインダ等と一緒に混練されて湿態砂にされる。この湿態砂を用い、図示されない無機中子造型機により無機中子が造型される。
【００３３】
次に、本発明の実施形態では、ホッパ２の外筒１２の内周の全周、即ち、四つの面全てにゴム部材１４を配設している（図４参照）が、これに限定されない。ゴム部材１４はホッパ２の外筒１２の内周の少なくとも二面にあればよく、二面に配設したゴム部材１４を昇降シリンダ１８で昇降させるようにしてもよい。
【００３４】
上述したように本発明の実施形態では、ホッパ２の外筒１２の内周の少なくとも二つの面にゴム部材１４を配設し、このゴム部材１４を昇降させる昇降シリンダ１８を備えている。これにより、ゴム部材１４が昇降することにより揺動されるため、ホッパ２の外筒１２の内周面にバインダが付着するのを防止することができる。これにより、ホッパ２の外筒１２内におけるバインダの棚吊りを防止することができるという利点がある。
【００３５】
本発明の実施形態では、計量容器３８内に回転部材４４を配設し、この回転部材４４を回転させることにより計量容器３８からバインダを排出するようにしている。これにより、簡単な構造で計量容器３８内のバインダを速く確実に排出することができるという利点がある。
【００３６】
本発明の実施形態では、ホッパ２とバインダ移送装置６の間にバインダ撹拌装置４を配設している。これにより、ホッパ２から落下するバインダを撹拌することにより、バインダ中の塊、ダマ等が極力、破砕されるため、バインダ移送装置６には塊、ダマ等が極力少ないバインダが供給されるという利点がある。
【００３７】
本発明の実施形態では、ホッパ２の外筒１２の内周に配設して昇降させるゴム部材１４を用いるようにしているが、これに限定されない。例えば、ビニール部材を用いるようにしてもよい。
【００３８】
本発明の実施形態では、バインダ移送装置６として、移送用モータ３６によりスクリュー３４を回転させる方式を採用しているが、これに限定されない。例えば、ベルトコンベヤによりバインダを移送する方式を採用してもよい。
【００３９】
本発明の実施形態では、移送用モータ３６の作動中、即ち、スクリュー３４でバインダを移送している最中は、基本的に昇降シリンダ１８を作動させてホッパ２内のゴム部材１４を昇降させるようにしているが、これに限定されない。例えば、鋳物砂用のバインダ供給装置１の稼動中は基本的に昇降シリンダ１８を作動させないようにする。そして、上述した排出した所定量だけ計量容器３８内にバインダを追加する工程において、所定時間が経ってもバインダの追加が完了しない場合のみ、昇降シリンダ１８を作動させてホッパ２内のゴム部材１４を昇降させるようにしてもよい。更に、これに加えて、上述した所定時間が経ってもバインダの追加が完了しない場合に、上述した図示されないベルトコンベア等のバインダ搬送手段を作動させ、ホッパ２内にバインダを投入するようにしてもよい。なお、この所定時間はタイマー等により設定することができる。
【００４０】
本発明の実施形態において、上述したバインダ搬送手段は、機械的な搬送手段に限定されない。例えば、作業者が手作業によりホッパ２内にバインダを投入するようにしてもよい。
【００４１】
本発明の実施形態では、無機中子造型用の中子砂にバインダを供給する例を示したが、これに限定されない。例えば、中子砂にバインダを供給する必要があるプロセスならば、無機中子造型以外の中子造型プロセスに適用してもよい。また、生型砂にバインダを供給する必要があるプロセスならば、生型砂による鋳型造型プロセスに適用してもよい。また、自硬性鋳物砂にバインダを供給する必要があるプロセスならば、自硬性鋳型造型プロセスに適用してもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１  鋳物砂用のバインダ供給装置
２  ホッパ
４  バインダ撹拌装置（バインダ撹拌手段）
６  バインダ移送装置（バインダ移送手段）
８  バインダ計量排出装置（バインダ計量排出手段）
１０  シュート
１４  ゴム部材
１６  支持部材
１８  昇降シリンダ
２６  回転軸
２８  撹拌羽根
３０  撹拌用モータ
３２  トラフ
３４  スクリュー
３６  移送用モータ
３８  計量容器
４０  ロードセル（重量計量手段）
４４  回転部材
４８  回転軸
５０  排出用モータ
５４  排出口
５６  棒部材
６０  制御部（バインダ供給量制御手段、バインダ排出量制御手段）
【図１】
2018100804.tif 000003
【図２】
2018100804.tif 000004
【図３】
2018100804.tif 000005
【図４】
2018100804.tif 000006
【図５】
2018100804.tif 000007
【図６】
2018100804.tif 000008
【図７】
2018100804.tif 000009
【国際調査報告】
2018100804.tif 000010
2018100804.tif 000011
2018100804.tif 000012
2018100804.tif 000013