JP2017177149A - 鋳造品の砂除去システム - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造品に付着、残留している砂や異物を確実に除去することができ、除去の工程を簡略化することができる鋳造品の砂除去システムを提供する。
【解決手段】鋳造品ワークＷの昇降を行うための昇降装置と、ワークＷを洗浄して異物を除去する超音波洗浄装置１とを備え、超音波洗浄装置１は、ワークＷを洗浄するための洗浄水が入れられた洗浄槽１０と、超音波を発振して鋳造品に微振動を与えて洗浄するための超音波発振板１１とを備え、昇降装置は、洗浄槽１０内の洗浄水に鋳造品を浸漬させる。
【選択図】図１

Description

本発明は鋳造品に残留する砂などの異物を除去するシステムに関する。

アルミニウムや鋳鉄の鋳造品（ワーク）は、自動車をはじめ様々な製品の構成部品として広く採用されている。大小の穴を設けて開口部としたり、内部を空洞としたりするなど、鋳造品は複雑な構造を有しているものが多い。この複雑な構造の鋳造品は、鋳造品を造形する金型の中にその構成に合わせた中子を配置し、溶湯が中子を鋳包むことによって設計通りの複雑な構造の鋳造品が造形されている。

鋳造品の製造過程で用いられる中子は砂などにより成形されているため、鋳造後には砂などの異物として鋳造品に付着、残留してしまう。中子は鋳造に不可欠のものであるが、鋳造後には砂などの異物として鋳造品に付着し残留するので除去しなければならないのである。そのため、鋳造の後工程として鋳造品を連続的に打撃することにより砂などの異物を払い落すことや、砂落とし装置を配設するなどして、砂などの中子材を除去することが行われている。たとえば、特許文献１では、自動車部品等、鋳造によって成型された鋳造物（ワーク）を振動によりワークの中空部に付着している中子砂を落とすワークの振動砂落とし装置であって、ワークを振動台板に保持し、この振動台板を１台の振動モーターによって振動させることにより落とす振動砂落とし装置が開示されている。

最終的には、砂などの異物は作業者による目視検査が行われ、手作業により付着、残留した砂などの異物をブラシなどにより除去して鋳造品を完成品としている。

特開２０１２−０５０９９０号公報

このように、鋳造後に残留する砂などの異物の除去は煩雑な工程と作業者による手作業を必要とし、製造工程の簡略化のボトルネックになっている。

また、鋳造品の構造が複雑化するに伴い、これまでの砂落とし装置では砂などの異物を確実に除去できずに作業者の目視検査および除去作業の負担が増大する傾向にある。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、鋳造品に付着、残留している砂や異物を確実に除去することができ、除去の工程を簡略化することができる鋳造品の砂除去システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る鋳造品の砂除去システムは、鋳造品に付着している砂などの異物を除去する鋳造品の砂除去システムであって、鋳造品の昇降を行うための昇降装置と、鋳造品を洗浄して異物を除去する超音波洗浄装置とを備え、前記超音波洗浄装置は、鋳造品を洗浄するための洗浄水が入れられた洗浄槽と、超音波を発振して鋳造品に微振動を与えて洗浄するための超音波発振板とを備え、前記昇降装置は、前記洗浄槽内の洗浄水に鋳造品を浸漬させることを特徴とする。

これによれば、鋳造品を洗浄槽内で揺動させて超音波による微振動を与えて洗浄するので、鋳造品に付着、残留している砂や異物を確実に除去することができる。除去の工程の簡略化も可能となる。

ここで、前記昇降装置は、鋳造品を回転させて鋳造品の開口部の向きを調整可能とする回転手段を備えるのが好ましい。

以上のように、本発明に係る鋳造品の砂除去システムによれば、鋳造品に付着、残留している砂や異物を確実に除去することができ、除去の工程を簡略化することができる。

鋳造品の砂除去システムの概略構成を示す図である。 洗浄槽の構成を示す図である。 鋳造品の砂除去システムの平面概略図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態の鋳造品の砂除去システムの概略構成を示す図である。図２は、鋳造品の砂除去システムで用いられる洗浄槽の構成を示す図である。図３は、鋳造品の砂除去システムの平面概略図である。

本実施形態の鋳造品の砂除去システムは、鋳造品（ワーク）Ｗの昇降を行う昇降装置と、ワークＷを洗浄する超音波洗浄装置１と、洗浄液中の溶存酸素量を減らすための脱気装置２０と、ダーティー槽３０と、砂回収フィルタ４０と、クリーン槽５０と、クリーン槽５０の水を適当な温度に調節する温調機６０とを備える。

超音波洗浄装置１は、洗浄水に浸漬させてワークＷの洗浄を行うための洗浄槽１０と、超音波を発振してワークＷを揺動させて微振動を与えて洗浄するための超音波発振板１１と、ワークＷをシャワーで洗浄するための洗浄ノズル１２と、洗浄槽１０の水位を一定に保つためのオーバーフロー配管１３とを備える。

脱気水供給配管２１は、クリーン槽５０から洗浄槽１０へ水を送る配管であり、配管の途中に脱気装置２０が介在する。

ダーティー槽３０は、洗浄槽１０の排水をオーバーフロー配管１３から受け取る。ポンプＰ１は、ダーティー槽３０内の水がアルカリ性に変化しないようダーティー槽３０から排水をするためのポンプであり、ポンプＰ２は、ダーティー槽３０から砂回収フィルタ４０へ水を送るためのポンプである。

砂回収フィルタ４０は、ダーティー槽３０及び洗浄槽１０内の砂を回収し除去するフィルタである。排水・砂回収配管４１は、洗浄槽１０から排水と砂を回収するための配管であり、エゼクター４２は、排水・砂回収配管４１からの排水と砂を吸い込む。

クリーン槽５０は、砂回収フィルタ４０でろ過された水を受けとめ洗浄槽１０へ送り出すための槽である。

昇降装置には、ワークＷを回転させる回転機構が設けられている。洗浄槽１０には、その直交する３面に超音波発振板１１がそれぞれ１枚ずつ設けられている。超音波発振板１１のうち、洗浄槽１０の下面に設置されているものは、下面から浮かせて設置されている。排水・砂回収配管４１は、洗浄槽１０の下部に接続されている。エゼクター４２は、ダーティー槽３０から砂回収フィルタ４０へ水を送るポンプＰ２の下流に設けられる。砂回収フィルタ４０は、サイクロンフィルタとパグフィルタとを有し、サイクロンフィルタにて第１段階の処理を行い、パグフィルタにて第２段階の処理を行う。

次に、本システムの動作について説明する。

本実施形態の鋳造品の砂除去システムでは、昇降装置によりワークＷが洗浄槽１０内に沈められる。その時、ワークＷの開口部が上を向き、内部の空気が抜けるように、回転機構によりワークＷの向きを調整する。そして、ワークＷを洗浄槽１０内で揺動させて、超音波発振板１１からの出力により、超音波洗浄を行う。このとき、３枚の超音波発振板１１による出力で十分な洗浄能力を確保することが出来る。また、温調機６０によりクリーン槽５０の水の温度を調節し、その水を、脱気水供給配管２１を通して洗浄槽１０に送りこむことで、超音波発振板１１の出力に伴う水温上昇による洗浄能力低下を防ぐことが出来る。

超音波洗浄が開始された後、ワークＷ内部で剥離した砂が外部に排出されるように、昇降装置により、ワークＷを洗浄槽１０の水面より上部へ上昇させ、水と共に砂をワークＷ外部へ排出させる。この時、ワークＷの開口部が下を向き、内部の水が排出されるよう回転機構によりワークＷの向きを調整する。さらに、洗浄ノズル１２により、砂が抜けにくい部分を水流で押し流す。以上を、超音波洗浄と複数回交互に実施して、ワークＷの洗浄と砂の除去を行う。この際、ワークＷが洗浄槽１０の水面より上に持ち上げられて、再び洗浄槽１０内に投入される動作が複数回行われることで、洗浄槽１０内の溶存酸素量が増加し洗浄能力が低下するが、脱気装置２０により脱気されたクリーン槽５０の水を、脱気水供給配管２１を通して洗浄槽１０に常時供給することで、洗浄能力低下を防ぐことが出来る。また、脱気されたクリーン槽５０の水が常時供給される洗浄槽１０は、オーバーフロー配管１３を有することにより、水位を一定に保つことが出来る。

ワークＷ内部から除去された砂は、洗浄槽１０の下部に堆積している。ここで、ダーティー槽３０から砂回収フィルタ４０へ水を送るポンプＰ２が作動すると、エゼクター４２が負圧となり、洗浄槽１０内の砂が排水・砂回収配管４１を通って吸い出される。また、洗浄槽１０からオーバーフロー配管１３を通って、ダーティー槽３０へ移動した水に含まれる異物も、ダーティー槽３０から砂回収フィルタ４０へ水を送るポンプＰ２により、砂回収フィルタ４０へと送られる。砂回収フィルタ４０において、砂や異物は除去され、除去された水はクリーン槽５０へ送られる。このようにして、ワークＷから除去された砂は回収される。

以上説明したように、本実施形態の鋳造品の砂除去システムによれば、ワークを洗浄槽内で揺動させて超音波による微振動を与えて洗浄するので、ワークに付着、残留している砂や異物を確実に除去することができる。また、砂落とし装置や作業者の手作業などの煩雑な工程を不要として、除去の工程を簡略化することが可能となる。

以上、本発明に係る鋳造品の砂除去システムについて、実施の形態に基づいて説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の目的を達成でき、かつ発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々設計変更が可能であり、それらも全て本発明の範囲内に包含されるものである。

本発明は、アルミニウムや鋳鉄の鋳造後の鋳造品に付着、残留する砂などの異物を除去する鋳造品の砂除去システムとして有用である。

１ 超音波洗浄装置
１０ 洗浄槽
１１ 超音波発振板
１２ 洗浄ノズル
１３ オーバーフロー配管
２０ 脱気装置
２１ 脱気水供給配管
３０ ダーティー槽
４０ 砂回収フィルタ
４１ 排水・砂回収配管
４２ エゼクター
５０ クリーン槽
６０ 温調機
Ｐ１ ポンプ
Ｐ２ ポンプ

Claims (2)

1. 鋳造品に付着している砂などの異物を除去する鋳造品の砂除去システムであって、
   鋳造品の昇降を行うための昇降装置と、鋳造品を洗浄して異物を除去する超音波洗浄装置とを備え、
   前記超音波洗浄装置は、
   鋳造品を洗浄するための洗浄水が入れられた洗浄槽と、
   超音波を発振して鋳造品を揺動させて微振動を与えて洗浄するための超音波発振板とを備え、
   前記昇降装置は、前記洗浄槽内の洗浄水に鋳造品を浸漬させる
   ことを特徴とする鋳造品の砂除去システム。
2. 前記昇降装置は、
   鋳造品を回転させて鋳造品の開口部の向きを調整可能とする回転手段を備える
   ことを特徴とする請求項１記載の鋳造品の砂除去システム。