JPH078410B2 - 鋳型乾燥炉 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳造技術分野における砂型の中子等の鋳型を
乾燥成形する鋳型乾燥炉に関し、特に、鋳型を製作する
原型を内蔵すべき枠込め用金属製外箱（金属製造型枠）
自体をキャビティとして利用したマイクロ波加熱による
鋳型乾燥炉に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のマイクロ波加熱を利用した鋳型乾燥炉と
しては、第３図に示すように、上下方向に開閉自在の入
口ドア1a及び出口ドア1bを有するオーブン１と、この底
部を構成し、原型を内蔵する枠込め用金属製外箱（金属
製造型枠）10が載置されるローラ2aを有するローラコン
ベア２と、マイクロ波発生器からのマイクロ波をオーブ
ン１の上部よりその内部に導入する導波管３と、モータ
4a駆動によって回転するスターラ４と、オーブン１の上
部に取付けられた赤外線温度計５とから構成されてい
る。

ローラコンベア２上に載置される枠込め用金属製外箱10
は、シリコンゴムの樹脂型としての割型11a,11bにより
砂型中子12を成形すべき中子取りとしての原型を内蔵
し、アルミニウム製上枠13a,13b、アルミニウム製下枠1
4a,14b、アルミニウム製正面枠（図示せず）、及びアル
ミニウム製背面枠（図示せず）からなり、前後上下４面
の枠板により原型が挟持されており、残る相対する左右
側面は開いて、割型11a,11bが露出している。かかる原
型を内蔵する枠込め用金属製外箱10は、キュアリング時
に入口ドア1aを開いてオーブン１内に収められ、マイク
ロ波加熱によって砂型中子12に対いて乾燥成形が施さ
れ、しかる後、出口ドア1bを開いて外部に取り出され
る。

また、特開昭56−80350号公報に示す技術は、炉ケーシ
ング内に設置された砂型を内蔵する上面開口部を備えた
皿形の木型（造型枠）と、この木型に対し上方空間を介
して上面開口部を向けマイクロ波を照射するマイクロウ
エーブ発射装置とを有するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、第３図に示す従来のマイクロ波加熱を利
用した鋳型乾燥炉にあっては、次の問題点がある。

中子12の乾燥成形において原型を内蔵する枠込め用
金属製外箱10をそっくり鋳型乾燥炉内に載置する必要が
あり、炉内容積が大きいこと、並びに枠込め用金属製外
箱10は前後上下４面のアルミニウム製の枠板で構成さ
れ、中子12自体がそのアルミニウム製の枠板で殆どマイ
クロ波遮蔽され、ただマイクロ波の多重反射によって開
いた左右側面よりマイクロ波が中子12に対して照射する
ものであるから、マイクロ波損失が著しく、エネルギ効
率が低く、乾燥速度が比較的遅い。

原型を内蔵する枠込め用金属製外箱10の出し入れの
利便性から、ローラ2aが必要であるが、ローラコンベア
２はオーブン１の底部に位置するので、マイクロ波の照
射を受けるから、耐マイクロ波用の特殊なローラ2aを必
要とし、鋳型乾燥炉の製造コスト高を招く。

枠込め用金属性外箱10のガス抜き孔15の真上に赤外
線温度計５を合致させ乾燥状態を常時検知する必要があ
るが、炉内容積が大であることから、ガス抜き孔15と赤
外線温度計５との距離が長いので、両者の位置合せが非
常に困難である。

また、特開昭56−80350号公報に示す技術にあっては、
造型枠開口面に直接マイクロ波を照射するものである
が、造型枠開口面に対して炉ハウジング内空間を介して
マイクロウエーブ発射装置が臨んでおり、造型枠は炉ハ
ウジング内であるマイクロ波照射空間の中に設置される
ものであるので、上記乃至の同様な問題点を有して
いる。

そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その
目的は炉内容積をコンパクトに構成することによってエ
ネルギ効率が高く、迅速乾燥を達成でき、しかも温度制
御のための赤外線温度計の鋳型に対する位置合せが容易
で、加えて製造コストを低廉とした鋳型乾燥炉を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本発明の講じた手段は、中
子等の鋳型を造型する原型を内蔵する金属製造型枠と、
その金属製造型枠の開口面に面してこれを覆い、上記金
属製造型枠自体をキャビティとし、上記金属製造型枠を
マイクロ波的に密閉して上記金属製造型枠内にマイクロ
波を放射するマイクロ波照射用アンテナとを有すること
を特徴とする。ここで、上記金属製造型枠の上記開口面
と上記マイクロ波照射用アンテナとにはフランジが設け
られていることが望ましい。また、マイクロ波照射用ア
ンテナは、上記フランジの内面にマイクロ波漏洩防止用
チョークを有していることが望ましい。

〔作用〕

このように、金属製造型枠にマイクロ波照射用アンテナ
を接近させ金属製造型枠をマイクロ波的に密閉し、且つ
金属製造型枠の開口面に面してこれを覆うマイクロ波照
射用アンテナを設けたことにより、金属製造型枠自体を
鋳型乾燥のためのキャビティとして使用でき、造型枠全
体を収納する大型の乾燥炉を用いずに済み、従来に比し
て実質上炉内容積を数分の１に縮小化できる。これによ
って加熱効率が高まり、鋳型乾燥時間の短縮化やマイク
ロ波損失の低減を図ることができる。照射マイクロ波は
局部的照射ではなく、マイクロ波照射用アンテナが金属
製造型枠の開口面に面してこれを覆う範囲にあるため、
金属製造型枠の開口面を全体的にマイクロ波が照射する
ので、原型の乾燥の均一化を図ることができる。また金
属製造型枠内ではその内壁によってマイクロ波が多重反
射するので、スターラ等の構成部品が不要となる。金属
製造型枠の外はマイクロ波の非照射領域であることか
ら、金属製造型枠の基底部に普通の足車等を取付けても
支障を来さず、また、キャアリング時に温度センサ等を
金属製造型枠に接近させて測温できるので、照準合わせ
の容易化及び測温精度の向上を図ることができる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る鋳型乾燥炉の一実施例を示す縦断
面図で、第２図は同実施例の平面図である。

図中、20は、中子12を造型する割型11a,11bのシリコン
ゴム等の原型を内蔵する枠込め用金属製外箱（箱状の金
属製造型枠）で、これはアルミニウム製上枠13a,13b、
アルミニウム製化枠14a,14b、アルミニウム製正面枠
（図示せず）、及びアルミニウム製背面枠（図示せず）
から箱状に構成され、前後上下４面の枠板により原型を
挟持収納しており、残る左右２面の相対する側面16,17
は開いている。アルミニウム製上枠13a,13b及びアルミ
ニウム製下枠14a,14bの側面端部にはフランジｆが設け
られており、またアルミニウム製上枠13a,13bのパーテ
ィングラインPL上には割型のガス抜き管18が突設されて
いる。更にアルミニウム製下枠14a,14b下には一般的な
ローラ台車19が着脱自在に装着されている。

32は右マイクロ波照射部で、34は左マイクロ波照射部で
あり、右マイクロ波照射部32と左マイクロ波照射部34と
の間は、枠込め用金属製箱20の幅寸法ｗより若干余裕の
ある内側幅寸法Ｗを有している。上部アーチ36には赤外
線温度計36aが固定されている。右マイクロ波照射部32
は、マグネトロン等のマイクロ波発生器（図示せず）か
らのマイクロ波を導入する矩形導波管32aと多数のスロ
ット32b・・・を有するスロットアンテナ32cとからな
り、断面コ字形状のスロットアンテナ32cにおいて枠込
め用金属製外箱20のフランジｆに近接対向すべきフラン
ジＦの内面には、マイクロ波漏洩防止用チョーク32dが
形成されている。同様に、左マイクロ波照射部34は、マ
グネトロン等のマイクロ波発生器（図示せず）からのマ
イクロ波を導入する矩形導波管34aと多数のスロット34b
・・・を有するスロットアンテナ34cとからなり、断面
コ字形状のスロットアンテナ34cにおいて枠込め用金属
製外箱20のフランジｆに近接対向すべきフランジＦの内
面には、マイクロ波漏洩防止用チョーク34dが形成され
ている。なお、マイクロ波照射用アンテナとしてスロッ
トアンテナ32c,34cの代りにホーンアンテナ，表面波伝
送系アンテナ等を利用しても良い。

次に、上記実施例の作用効果を説明する。先ず、鋳型製
造過程において、中子取りの割型11a,11bの原型内にガ
ス抜き管18を介して鋳物砂が注入充填され、砂型中子12
が型取られるが、砂型中子12のキャアリングを行なうた
め、枠込め用金属製外箱20を両マイクロ波照射部32,34
間に挿入する。ここで、枠込め用金属製外箱20の挿入
は、その開いた面16,17が両マイクロ波照射部32,34に対
向する向きに行なわれる。両マイクロ波照射部32,34間
の内側幅寸法Ｗが枠込め用金属製外箱20の幅寸法ｗに比
してその挿抜自在な程度に若干広いだけであるから、両
マイクロ波照射部32,34と枠込め用金属製外箱20とは微
小間隙Ｇをおいてその内部に密閉的に空間を画成するこ
とになる。なお、枠込め用金属製外箱20の挿入は、ロー
ラ台車19にて行なわれるので作業性が良い。挿入後、ガ
ス抜き管18の真上に赤外線温度計36aが位置するように
セッティングが行なわれる。

次に、マイクロ波発生器（図示せず）から矩形導波管32
a,34aを介してマイクロ波をスロットアンテナ32c,34cに
導入し、枠込め用金属製外箱20の相対する開いた面16,1
7に対してマイクロ波が両側より中子12を型取る露出し
た原型に向けて平面波的に直接照射される。スロットア
ンテナ32c,34cのフランジＦと枠込め用金属製外箱20の
フランジｆとは微小間隙Ｇをおいて近接対向しており、
スロットアンテナ32c,34cと枠込め用金属製外箱20とは
その内部にマイクロ波照射空間としての閉塞空間を画成
しているので、枠込め用金属製外箱20自体が中子12の乾
燥のためのキャビティとして実質的な意義を有し、放射
マイクロ波は開いた面16,17から直接原型に向けてほぼ
平面波として均一に照射し、水分を含んだ中子12に対す
る直接的内部加熱が惹起され、これにより中子12の迅速
乾燥が達成されると共に、枠込め用金属製外箱20のアル
ミニウム製上枠13a,13b、アルミニウム製下枠14a,14b、
アルミニウム製正面枠（図示せず）、及びアルミニウム
製背面枠（図示せず）内面での小空間内多重反射も相ま
って、中子12に対しても四方八方からのマイクロ波照射
によって、複雑な輪郭曲面を有する中子12に対する均一
広範囲の加熱乾燥が相乗的に作用する。従来に比して炉
内容積（実質的に枠込め用金属製外箱20内の容積）が数
分の１と小さいので、加熱効率がすこぶる改善され、中
子12の乾燥速度が従来に比して早くなる。

上記実施例においては、各割型11a,11bに対して夫々マ
イクロ波照射部32,34を中子12を基準にして左右対称的
に相対する向きに配置してあり、これによって中子12の
乾燥速度の向上及び均一乾燥が図れるが、単一のマイク
ロ波照射部を以てしても実質的な炉内容積のコンパクト
化によって迅速乾燥を達成できることは勿論である。か
かる場合、単一のマイクロ波照射部に対して枠込め用金
属製外箱20を進退自在に対向近接配置し、枠込め用金属
製外箱20の残る開いた面に対しては金属板等でシールド
することによって実質的な小容積のキャビティを画成す
ることができる。

上記実施例は、中子12を内蔵する中子製作のための枠込
め用金属製外箱20自体をマイクロ波照射部32,34間にそ
のまま挿入・セッティングし、必要最小限の実質的なキ
ャビティを構成して中子12に対し加熱効率の高いマイク
ロ波直接加熱を施すものであるが、照射マイクロ波が近
接部位から平面波的に中子12に対し直接照射される点か
ら、多重反射を起こすために従来使用されたスターラ等
が不要であり、部品点数の大幅削減が実現され、かかる
面から鋳型乾燥炉の製造コストダウンを図ることができ
る。また、微小間隙Ｇの僅小寸法，特にスロットアンテ
ナ32c,34cのフランジＦの内面にマイクロ波漏洩防止用
チョークを具備する点から、マイクロ波漏洩が極力防止
され、枠込め用金属製外箱20の外部はマイクロ波に晒さ
れにくい。したがって、枠込め用金属製外箱20を搬入搬
出するためのローラ台車19は耐マイクロ波設計の特殊な
ものでなく、一般的な台車で充分であるから、かかる点
からも鋳型乾燥炉自体の製造コストダウンを図ることが
できる。

ガス抜き管18は鋳物砂注入口及びマイクロ波漏洩防止機
構としても機能するが、枠込め用金属製外箱20と上部ア
ーチ36との間の空間は炉内空間でないので、ガス抜き管
18の開口部に赤外線温度計36aの照準をたやすく合致さ
せることができ、中子12の昇温監視のための調整が従来
に比して簡便となる。これに加えて、被測温対象たる中
子12と赤外線温度計36との距離が短く、且つその間が非
マイクロ波照射領域である点から、温度測定値のゆらぎ
を抑制できるので、機械誤差を友好的に除去することが
可能で、中子12の昇温状態即ち乾燥状態を的確に監視す
ることができ、キュアリングの品質向上に寄与する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係る鋳型乾燥炉は、金属
製造型枠自体をキャビティとし、金属製造型枠をマイク
ロ波的に密閉して金属製造型枠内にマイクロ波を放射す
るマイクロ波照射用アンテナ設けた点に特徴を有するも
のであるから、次の特有な効果を奏する。

従来に比して炉内容積が顕著に小さく、且つ外箱内
の原型が保有する鋳型に対する近接かつ直接的なマイク
ロ波加熱が主となることから、エネルギ効率が高く、鋳
型の短時間乾燥が実現される。また鋳型乾燥炉のコンパ
クト化を図ることができる。また、マイクロ波照射用ア
ンテナが金属製造型枠の開口面に面してこれを覆う範囲
にあるため、原型の乾燥の均一化を図ることができる。

炉外即ち造型の外はマイクロ波非照射領域であるか
ら、ことさら耐マイクロ波対策を要さず、台車等の付属
品を外部装着することが可能で、更に、マイクロ波の多
重反射を目的とするスターラ等の構成部品が不要となる
分、実質的に製造コスト低廉な鋳型乾燥炉を提供でき
る。加えて、従来に比べ、外部に配置される温度計と乾
燥対象の鋳型との距離を接近させることができ、温度計
の照準合せの容易化及び測温精度の向上による最適乾燥
が実現され、キュアリング品質の向上を図ることができ
る。

造型枠開口面とマイクロ波照射用アンテナとには合
わせ用のフランジが設けられている場合には、空間的に
は造型枠の移動が可能であるものの、マイクロ波的密閉
性を高めることができる。

上記フランジの内面にマイクロ波漏洩防止用チョー
クを有している場合には、さらに有効的なマイクロ波漏
洩の防止を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る鋳型乾燥炉の一実施例を示す縦
断面図である。 第２図は、同実施例の平面図である。 第３図は、従来の鋳型乾燥炉の一例を示す縦断面図であ
る。 〔符号の説明〕 11a,11b……原型としての樹脂製割型 12……鋳型としての鋳物砂の中子 13a,13b……アルミニウム製上枠 14a,14b……アルミニウム製下枠 16……開いた左の面 17……開いた右の面 18……ガス抜き管 PL……パーティングライン 19……ローラ台車 20……鋳型製作のための枠込め用金属製外箱（金属製造
型枠） 32……右マイクロ波照射部 32a,34a……矩形導波管 32b,34b……スロット 32c,34c……スロットアンテナ 32d,34d……マイクロ波漏洩防止用チョーク 34……左マイクロ波照射部 F,f……フランジ 36a……赤外線温度計 Ｇ……微小間隙。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中子等の鋳型を造型する原型を内蔵する金
   属製造型枠と、その金属製造型枠の開口面に面してこれ
   を覆い、前記金属製造型枠自体をキャビティとし、前記
   金属製造型枠をマイクロ波的に密閉して前記金属製造型
   枠内にマイクロ波を放射するマイクロ波照射用アンテナ
   とを有することを特徴とする鋳型乾燥炉。
2. 【請求項２】前記金属製造型枠の開口面と前記マイクロ
   波照射用アンテナとにはフランジが設けられていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の鋳型乾燥
   炉。
3. 【請求項３】前記マイクロ波照射用アンテナは、前記フ
   ランジの内面にマイクロ波漏洩防止用チョークを有して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の鋳
   型乾燥炉。