乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法
【課題】被乾燥物の乾燥中に被乾燥物の乾燥状態を判定することで被乾燥物の乾燥時間をさらに短縮することが可能な乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法によれば、被乾燥物２０の乾燥中に被乾燥物２０の重量を測定し、その測定結果に基づいて被乾燥物２０が十分に乾燥したか否かを判定する。そして、被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定された場合、直ちに乾燥を終了する。よって、被乾燥物２０の水分量等にバラつきが存在したとしても乾燥時間のマージンが不要となり、乾燥時間のさらなる短縮を図ることができる。
【解決手段】本発明に係る乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法によれば、被乾燥物２０の乾燥中に被乾燥物２０の重量を測定し、その測定結果に基づいて被乾燥物２０が十分に乾燥したか否かを判定する。そして、被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定された場合、直ちに乾燥を終了する。よって、被乾燥物２０の水分量等にバラつきが存在したとしても乾燥時間のマージンが不要となり、乾燥時間のさらなる短縮を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被乾燥物の乾燥状態を判定して鋳型の乾燥を短時間で行う乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な鋳物製品の製造方法としては、先ず製造する鋳物製品と同形状の模型をワックス（蝋体）、木、金属、樹脂、発泡スチロール等で作製する。次に、模型の周囲に鋳型砂や石膏等の耐火性セラミクスを所定の厚さで塗布、乾燥して鋳型を成形する。次に、模型を所定の手段によって除去した後、熱処理等を行うことで鋳型を完成させる。そして、完成した鋳型に溶融金属を注入、冷却した後、鋳型を破壊することで模型と同形状の鋳物製品を製造する。
【０００３】
中でも模型をワックスで作製する精密鋳造法（ロストワックス法）は、模型を加熱により融解して除去することができるため、製造する鋳物製品が精密且つ複雑な形状である場合に特に好適である。
【０００４】
ところで、上記の鋳型の乾燥は模型の材質に関わらず、均一且つ十分に行う必要がある。鋳型の乾燥を均一に行わないと、乾燥の途中で鋳型内部の乾燥状態が不均一となり鋳型にクラックが生じる可能性がある。また、鋳型の乾燥が不十分であると鋳型内に水分が残留し、この残留水分が溶融金属注入時にガス化して鋳型の破損や製造する鋳物製品にボイド（欠損）を生じさせる可能性がある。
【０００５】
このため、鋳型の乾燥は自然乾燥や比較的低温の温風乾燥などにより長時間かけて行われてきた。これらの乾燥方法による乾燥時間はときに数十時間を要する場合があり、極めて非効率的なものである。特に、鋳型を鋳型砂等のスラリを塗布して作製する場合などでは、鋳型砂及びスラリの塗布、乾燥を要求される厚みが得られるまで繰り返すため、乾燥時間が極めて長時間化するという問題点がある。
【０００６】
この問題点に対し下記［特許文献１］では、温風乾燥とマイクロ波による加熱乾燥とを併用した鋳型の乾燥方法に関する発明が開示されている。この［特許文献１］によれば、マイクロ波によって鋳型を加熱して乾燥するため、温風のみによる乾燥と比較して短時間での乾燥が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５４−１０９０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、鋳型の形状、大きさは様々であり、また鋳型砂スラリの塗布量、水分量にもバラつきが存在するため、これらのバラつきを考慮した上で鋳型の乾燥を十分に行うためには乾燥時間に余裕（マージン）を持たせる必要があり、乾燥時間短縮化の観点から更なる改善が望まれる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被乾燥物の乾燥中に被乾燥物の乾燥状態を判定することで被乾燥物の乾燥時間をさらに短縮することが可能な乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定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】
【００１０】
本発明は、
（１）マイクロ波を照射して被乾燥物２０の乾燥を行うためのマイクロ波照射手段３０と、所定の温度の空気を循環させて被乾燥物２０の乾燥を補助する給排気手段３２と、を有する乾燥装置において、
被乾燥物２０の重量を測定する重量測定手段３４と、当該重量測定手段３４から被乾燥物２０の重量を所定の時間間隔でサンプリングして、最新の被乾燥物２０の重量と直前の被乾燥物２０の重量との差を算出し、当該差が所定の設定値以下であるか否かを判定し、さらに当該差が所定の設定値以下であるもしくは当該差が設定値以下である状態が複数回連続した場合に被乾燥物２０が乾燥したと判定する判定部３６と、を備えることを特徴とする乾燥装置５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）乾燥中の被乾燥物２０の重量を所定の時間間隔で取得する測定ステップと、測定ステップで得られた被乾燥物２０の重量と直前の測定ステップで得られた重量との差を算出する算出ステップと、算出ステップで得られた差が所定の設定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにおいて前記差が前記設定値以下であるもしくは前記差が設定値以下である状態が所定の回数連続した場合に被乾燥物２０が乾燥したと判定する乾燥判定ステップと、を有することを特徴とする上記（１）記載の乾燥装置５０の乾燥状態判定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）所定の位置に複数配置された上記（１）記載の乾燥装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、被乾燥物２０となるスラリを溜める槽と、被乾燥物２０を搬送する搬送手段１６と、を有し、前記槽により塗布された被乾燥物２０を前記乾燥装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃで乾燥することを特徴とする乾燥システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法によれば、被乾燥物の乾燥中に被乾燥物の乾燥状態を判定して、被乾燥物が十分に乾燥したと判断された時点で被乾燥物の乾燥を終了する。従って、被乾燥物の乾燥時間のさらなる時間短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る乾燥装置を示す図である。
【図２】本発明に係る乾燥装置の使用時の状態を示す図である。
【図３】被乾燥物の重量と経過時間の関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る乾燥システム示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。尚、ここでは、模型の材料として蝋体を用い鋳型の製法として鋳型砂スラリを塗布するロストワックス法による鋳型の作製を例に説明を行うが、本発明はロストワックス法に限定されるものではなく、模型としては木、金属、樹脂、発泡スチロール等の周知の模型用材料を用いても良いし、鋳型の材料として鋳型砂以外の石膏等の周知の鋳型用耐火性セラミクス材料を用いても良い。
【００１４】
図１に示す本発明に係る乾燥装置５０は、被乾燥物２０を収容する乾燥室２２と、被乾燥物２０にマイクロ波を照射して被乾燥物２０の乾燥を行うためのマイクロ波照射手段３０と、乾燥室２２内に所定の温度の空気を循環させて被乾燥物２０の乾燥を補助する給排気手段３２と、被乾燥物２０の重量を測定する重量測定手段３４と、当該重量測定手段３４から得られる被乾燥物２０の重量に基づいて被乾燥物２０の乾燥状態を判定する判定部３６と、を有している。尚、図１、図２においては、乾燥室２２内部を図示するために扉部の記載を省略している。
【００１５】
乾燥室２２の外部にはマイクロ波照射手段３０が複数台、例えば４台設置され、乾燥室２２の奥側の面にはそれぞれのマイクロ波照射手段３０から出射するマイクロ波を被乾燥物２０に照射するための導波口３０ａが所定の間隔を取って例えば４つ形成されている。尚、マイクロ波照射手段３０及び導波口３０ａの数には特に限定はなく１台であってもまた何台設置しても構わない。また、導波口３０ａの設置位置も特に限定はなく、奥面以外の側面に設置しても上面や底面に設置しても良い。また、必ずしも１つの面に全ての導波口３０ａを設ける必要もなく、複数の面に導波口３０ａを設けても良い。さらに、１つのマイクロ波照射手段３０から出射するマイクロ波を分岐して複数の導波口３０ａから照射するようにしても良い。尚、１つの面に複数の導波口３０ａを設ける場合、複数の導波口３０ａから照射するそれぞれのマイクロ波が互いに干渉しない十分な間隔を設けて設置することが好ましい。特に、図１に示すように、１つの面に導波口３０ａを４つ設ける場合、導波口３０ａを交互に配置して千鳥格子状とすることが好ましい。
【００１６】
また、乾燥室２２の１つの側面には扉部（図示せず）が設置され、乾燥室２２内に被乾燥物２０を出し入れすることができる。また、乾燥室２２の所定の位置には給気口３２ａが設置され、循環ファン等の給排気手段３２からの空気を乾燥室２２内に供給する。さらに、乾燥室２２の所定の位置には排気口３２ｂが設置され、乾燥室２２内の湿度の高い空気を給排気手段３２側に排出する。
【００１７】
給排気手段３２と給気口３２ａとの間には温度制御手段２４が設けられ、乾燥室２２内に供給する空気を所定の温度とすることができる。尚、乾燥室２２内に供給する空気は温風であっても良いが、被乾燥物２０が比較的小型でマイクロ波照射手段３０による加熱により必要以上に高温となる場合には、被乾燥物２０の冷却を兼ねて冷風とすることが好ましい。乾燥室２２内に温風を供給する場合には温度制御手段２４はヒータ等の加熱手段となり、乾燥室２２内に冷風を供給する場合には温度制御手段２４はクーラ等の冷却手段となる。また、温度制御手段２４を加熱冷却可能として、条件によって切り替えるようにしても良い。さらに、温度制御手段２４には乾燥室２２内に供給する空気の除湿を行う除湿手段を設けても良い。
【００１８】
乾燥室２２の上面には貫通孔が形成され、この貫通孔には回転軸２６が回転可能に嵌入されている。回転軸２６の下側又は上側には重量測定手段３４が設置され、重量測定手段３４の下側に位置する回転軸２６には被乾燥物２０を吊り下げるためのフック等の連結部２６ａが設置されている。また、回転軸２６の上側は重量測定手段３４を介してモータ等の回転手段２８と連結されており、回転手段２８の回転動作により被乾燥物２０を回転軸２６を介して所定の速度で回転させることができる。
【００１９】
重量測定手段３４は判定部３６と電気的に接続され、判定部３６は乾燥装置５０の制御部４４に電気的に接続されている。そして、制御部４４は乾燥装置５０の各部の動作を制御する。
【００２０】
次に、図２を用いて本発明に係る乾燥装置５０の動作を説明する。
【００２１】
先ず、連結部２６に吊り下げるハンガ４０にはワックスからなる複数の模型４２が設置されている。そして、模型４２の表面及びハンガ４０の一部には被乾燥物２０である鋳型砂スラリが塗布されている。尚、ハンガ４０に設置する模型４２は一つでも良い。
【００２２】
次に、乾燥室２２の扉部を開け、図２に示すように、被乾燥物２０が塗布されたハンガ４０を乾燥装置５０の連結部２６ａに吊り下げる。次に、扉部を閉める。尚、扉部の開閉、及びハンガ４０の連結部２６ａへの設置は、乾燥装置５０を単独で用いる場合には作業者等が行う。また、後述する乾燥システム１００のように、ロボットアーム等の搬送手段１６と連携して自動的に行うようにしても良い。
【００２３】
扉部が閉まると、乾燥装置５０の制御部４４がマイクロ波照射手段３０と給排気手段３２と回転手段２８とを動作させる。このマイクロ波照射手段３０の動作により、それぞれのマイクロ波照射手段３０から所定の出力（例えば８５０Ｗ）でマイクロ波が出射する。マイクロ波照射手段３０から出射したマイクロ波は導波口３０ａから被乾燥物２０に照射される。マイクロ波が被乾燥物２０に照射されると被乾燥物２０の水分子が発熱する。この発熱により被乾燥物２０内の水分が蒸発して被乾燥物２０の乾燥が進行する。
【００２４】
また、回転手段２８が動作することで、回転軸２６が所定の速度（例えば２〜１０ｒｐｍ）で回転し、それに伴って被乾燥物２０がハンガ４０ごと回転する。これにより、マイクロ波が照射される被乾燥物２０の面が徐々に移動し、被乾燥物２０に対する加熱がほぼ均一に行われる。
【００２５】
また、給排気手段３２が動作することで、温度制御手段２４により所定の温度に調整された空気が給気口３２ａから乾燥室２２内に所定の流量（例えば９．２ｍ３／ｍｉｎ）で供給される。これと同時に、排気口３２ｂから乾燥室２２内の湿度の高い空気が排出される。これにより、乾燥室２２内の空気が循環し、被乾燥物２０の乾燥がさらに促進されるとともに、乾燥室２２内の温度分布の均一化が図られる。
【００２６】
これらの動作と並行して重量測定手段３４が被乾燥物２０の重量を、重量測定手段３４より下側の回転軸２６（連結部２６ａを含む）の重量、ハンガ４０の重量、模型４２の重量ともども測定して判定部３６に出力する。尚、以後は上記の重量測定手段３４より下側の回転軸２６の重量とハンガ４０の重量と模型４２の重量と被乾燥物２０の重量とを合算したものを単に被乾燥物２０の重量と記す。
【００２７】
判定部３６は重量測定手段３４からの被乾燥物２０の重量を所定の時間間隔で取得（サンプリング）する。このときの時間間隔は、被乾燥物２０の塗布量、作製する鋳型の大きさ等によって変化するが、概ね１ｓｅｃ〜１０ｍｉｎ、好ましくは３０ｓｅｃ〜１ｍｉｎ程度である。
【００２８】
ここで、図３を用いて本発明に係る乾燥状態判定方法を説明する。図３は、所定の時間Ｔｎで判定部３６が取得する被乾燥物２０の重量Ｗｎをグラフ化したものである。この図３において、横軸は経過時間Ｔを示し、縦軸は被乾燥物２０の重量Ｗを示す。尚、横軸におけるＴ０−Ｔ１、Ｔ２−Ｔ１、・・・、Ｔ９−Ｔ８の値は一定の時間間隔Ｔである。
【００２９】
先ず、判定部３６は測定ステップとして、重量測定手段３４から被乾燥物２０の乾燥開始時の時間Ｔ０における重量Ｗ０を取得する。次に、判定部３６は同じく測定ステップとして、乾燥開始時（時間Ｔ０）から所定の時間間隔Ｔ経過後の時間Ｔ１における被乾燥物２０の重量Ｗ１を取得する。次に、判定部３６は算出ステップとして、現在の測定ステップで得られた時間Ｔ１における被乾燥物２０の重量Ｗ１と直前の測定ステップで得られた時間Ｔ０における被乾燥物２０の重量Ｗ０との差ΔＷ１を算出する。次に、判定部３６は判定ステップとして、算出ステップで得られた重量Ｗ１と重量Ｗ０との差ΔＷ１が所定の設定値以下か否かを判定する。ここで、仮に設定値ＡをΔＷ５とΔＷ６との間の値とすると、差ΔＷ１は設定値Ａ以下ではないから、判定部３６は乾燥判定ステップには進まずに、次の測定ステップとして時間Ｔ１から所定の時間間隔Ｔ経過後の時間Ｔ２における被乾燥物２０の重量Ｗ２を取得する。そして、同様に算出ステップにおいて現在の測定ステップで得られた時間Ｔ２における被乾燥物２０の重量Ｗ２と直前の測定ステップで得られた時間Ｔ１における被乾燥物２０の重量Ｗ１との差ΔＷ２を算出し、判定ステップにおいて、重量Ｗ２と重量Ｗ１との差ΔＷ２が所定の設定値Ａ以下か否かを判定する。
【００３０】
ここで、被乾燥物２０は乾燥の初期段階（図３におけるＴ０、Ｔ１の領域）では水分を多く含んでいるから、乾燥装置５０の乾燥により多くの水分が蒸発し一定の時間間隔Ｔにおける重量の差ΔＷ（水分の減少量）は大きい。しかしながら、乾燥が進むにつれ被乾燥物２０の水分は減少していくから、乾燥時間が経過するにつれ水分の蒸発量も減少し、よって一定の時間間隔Ｔにおける重量の差ΔＷは徐々に小さくなる（図３におけるΔＷ１〜ΔＷ６）。そして、被乾燥物２０が十分に乾燥すると被乾燥物２０の水分はほとんど蒸発しないから、被乾燥物２０の重量はある一定の値となりその差ΔＷはほぼ０となる（図３におけるＴ６〜Ｔ８の領域）。
【００３１】
従って、図３の例では、判定部３６は時間Ｔ６における被乾燥物２０の重量Ｗ６を取得するまで測定ステップと算出ステップと判定ステップとを繰り返す。そして、時間Ｔ６における重量Ｗ６と時間Ｔ５における重量Ｗ５との差ΔＷ６に対する判定ステップにおいて、差ΔＷ６が設定値Ａ以下であると判定する。この場合、判定部３６は乾燥判定ステップとして被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定し、制御部４４に対し被乾燥物２０が十分に乾燥したことを示す信号を出力する。
【００３２】
尚、判定部３６の乾燥判定ステップは以下のようにしても良い。先ず、判定ステップにおいて差ΔＷ６が設定値Ａ以下であると判定すると、判定部３６はこの判定結果を記録する。次に、測定ステップとして時間Ｔ７における被乾燥物２０の重量Ｗ７を取得する。次に、算出ステップとして時間Ｔ７における被乾燥物２０の重量Ｗ７と時間Ｔ６における被乾燥物２０の重量Ｗ６との差ΔＷ７を算出する。次に、判定ステップにおいて、重量Ｗ７と重量Ｗ６との差ΔＷ７が所定の設定値Ａ以下か否かを判定する。このとき、差ΔＷ７は設定値Ａ以下であるから、設定値Ａ以下の状態が２回連続することとなる。設定値Ａ以下の状態が２回連続した場合、判定部３６は乾燥判定ステップとして、被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定し制御部４４に対し被乾燥物２０が十分に乾燥したことを示す信号を出力する。
【００３３】
この構成によれば、被乾燥物２０の乾燥が十分でないにも関わらず、何らかの原因により差ΔＷが設定値Ａ以下を示した場合でも、判定部３６は直ちに被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定しない。よって、乾燥状態の誤判定による乾燥装置５０の誤作動を防止することができる。尚、上記の例では設定値Ａ以下の状態が２回連続した場合に被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定する例を示したが、特に２回に限定されるものではなく、その回数は任意に設定可能である。
【００３４】
尚、被乾燥物２０は回転手段２８によって回転動作しているから、被乾燥物２０が十分に乾燥して実質的な重量の変化がほぼ０（図３におけるＴ６〜Ｔ８の領域）となっても、被乾燥物２０の回転時の振動や偏心によって重量測定手段３４が測定する被乾燥物２０の重量が変化する可能性がある。この振動や偏心による重量の変化はほぼ一定の範囲内もしくは周期的なものとなるから、よって判定部３６はこれら振動や偏心による重量の変化を予めメモリしておき、この振動や偏心による重量の変化を除いた上で、被乾燥物２０の実質的な重量変化を割り出し、上記の算出ステップ、判定ステップ等を行うことが好ましい。この構成によれば、被乾燥物２０が回転していても、より正確に被乾燥物２０の乾燥状態の判定を行うことができる。
【００３５】
上記のようにして、判定部３６から被乾燥物２０が十分に乾燥したことを示す信号が出力されると、制御部４４はマイクロ波照射手段３０と給排気手段３２と回転手段２８とを停止させる。そして、乾燥装置５０を単独で使用する場合には、ランプや報知音声によって被乾燥物２０の乾燥が終了したことを作業者等に報知する。また、後述の乾燥システム１００においては、扉部が自動的に開くとともに、搬送手段１６が駆動して被乾燥物２０をハンガ４０ごと連結部２６ａから取り外し次工程に搬送する。
【００３６】
次に、主に鋳型の作製に用いる本発明に係る乾燥システムの例を説明する。図４に示す本発明に係る乾燥システム１００は、中央位置に設置され被乾燥物２０等をハンガ４０ごと搬送するためのロボットアームなどの搬送手段１６と、脱脂槽１０ａと、被乾燥物２０となる下地スラリが溜められた下地スラリ槽１０ｂと、同じく被乾燥物２０となる鋳型砂スラリが溜められた第１鋳型砂槽１０ｃと第２鋳型砂槽１０ｄと、本発明に係る乾燥装置５０である第１の乾燥装置５０ａと第２の乾燥装置５０ｂと第３の乾燥装置５０ｃと、を有している。そして、脱脂槽１０ａ、下地スラリ槽１０ｂ、第１鋳型砂槽１０ｃ、第２鋳型砂槽１０ｄ、乾燥装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、搬送手段１６を中心として略同心円状に配置されている。また、脱脂槽１０ａと第３の乾燥装置５０ｃとの間には、模型４２が設置されたハンガ４０を乾燥システム１００に搬入するローダ１２と、最終段階の鋳型２０ａ（被乾燥物２０）が形成されたハンガ４０を乾燥システム１００から搬出するアンローダ１４と、が設置されている。
【００３７】
次に、乾燥システム１００の動作を説明する。先ず、搬送手段１６が駆動して、模型４２が設置されたハンガ４０をローダ１２から取り出す。次に、搬送手段１６は模型４２が設置されたハンガ４０を脱脂槽１０ａ上に搬送し、ハンガ４０の模型４２を脱脂槽１０ａ内の脱脂液に浸漬する。これにより模型４２表面の油分や汚れ等が除去される。
【００３８】
次に、搬送手段１６はハンガ４０の模型４２を脱脂液から引き上げて余分な脱脂液を滴下した後、模型４２をハンガ４０ごと下地スラリ槽１０ｂ上に搬送し、模型４２を下地スラリ槽１０ｂ内の下地スラリに浸漬する。この下地スラリは粘土等の周知の粘結材で主に構成されており、模型４２もしくは乾燥後の被乾燥物２０（乾燥後の鋳型砂）に対する鋳型砂スラリの塗布性を向上させる。
【００３９】
次に、搬送手段１６はハンガ４０の模型４２を下地スラリから引き上げて余分な下地スラリを滴下した後、模型４２をハンガ４０ごと第１鋳型砂槽１０ｃ上に搬送し、模型４２を第１鋳型砂槽１０ｃ内の鋳型砂スラリに浸漬する。尚、鋳型砂スラリは鋳型砂と水とに加え周知の粘結材と各種添加剤等とを含有している。
【００４０】
次に、搬送手段１６はハンガ４０の模型４２を鋳型砂スラリから引き上げて余分な鋳型砂スラリを滴下する。これにより、模型４２の表面には鋳型砂スラリが塗布され被乾燥物２０が形成される。次に、搬送手段１６は被乾燥物２０をハンガ４０ごと第１の乾燥条件に設定されている第１の乾燥装置５０ａに投入する。そして、第１の乾燥装置５０ａは被乾燥物２０の乾燥を行うとともに、本発明に係る乾燥状態判定方法により被乾燥物２０の乾燥状態を判定する。本発明に係る乾燥状態判定方法により被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定されると、搬送手段１６は被乾燥物２０をハンガ４０ごと第１の乾燥装置５０ａから取り出し、再度下地スラリ槽１０ｂ内の下地スラリに浸漬する。
【００４１】
次に、搬送手段１６はハンガ４０の被乾燥物２０を第１鋳型砂槽１０ｃ上に搬送し、鋳型砂スラリに浸漬する。これにより、乾燥後の被乾燥物２０表面に鋳型砂スラリが再度塗布され被乾燥物２０が成長する。次に、搬送手段１６は成長した被乾燥物２０をハンガ４０ごと第１の乾燥装置５０ａもしくは第２の乾燥装置５０ｂに投入し、同様に乾燥と乾燥状態判定方法に基づく乾燥終了の判定を行う。そして、この動作を所定の回数繰り返す。尚、第１の乾燥装置５０ａと第２の乾燥装置５０ｂとは乾燥条件が異なっており、被乾燥物２０の成長に伴う鋳型砂スラリの塗布量の増大に応じて適宜使い分けられる。
【００４２】
第１鋳型砂槽１０ｃによる被乾燥物２０の塗布及び乾燥が所定の回数行われて被乾燥物２０が所定の厚さになると、搬送手段１６は被乾燥物２０を第２鋳型砂槽１０ｄ上に搬送し、乾燥後の被乾燥物２０を第２鋳型砂槽１０ｄ内の仕上げ用鋳型砂スラリに浸漬する。これにより、乾燥後の被乾燥物２０表面に仕上げ用鋳型砂スラリが塗布される。次に、搬送手段１６は仕上げ用鋳型砂スラリが塗布された被乾燥物２０を、仕上げ用鋳型砂スラリ用の乾燥条件に設定されている第３の乾燥装置５０ｃに投入し、同様に乾燥と乾燥状態判定方法に基づく乾燥終了の判定を行う。
【００４３】
そして、第３の乾燥装置５０ｃによる被乾燥物２０の乾燥が終了すると、搬送手段１６は被乾燥物２０を第３の乾燥装置５０ｃから取り出す。この段階で被乾燥物２０は最終段階の鋳型２０ａとなる。そして、搬送手段１６は最終段階の鋳型２０ａをハンガ４０ごとアンローダ１４へ搬送する。アンローダ１４は最終段階の鋳型２０ａをハンガ４０ごと乾燥システム１００から搬出する。
【００４４】
その後、最終段階の鋳型２０ａはハンガ４０ごとオートクレーブ等の加熱手段で所定の温度まで加熱される。これにより、模型４２は融解し除去される。模型４２が除去された鋳型２０ａは所定の温度で焼成されることで鋳型として完成する。
【００４５】
尚、上記の乾燥システム１００は一例であるから、各槽の個数、配置、内容物及び乾燥装置５０の個数、配置等は適宜変更が可能である。また、搬送手段１６、ローダ１２、アンローダ１４等の搬送系も適宜変更が可能である。
【００４６】
以上のように、本発明に係る乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法によれば、被乾燥物２０の乾燥中に被乾燥物２０の重量を測定し、その測定結果に基づいて被乾燥物２０が十分に乾燥したか否かを判定する。そして、被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定された場合、直ちに乾燥を終了する。よって、被乾燥物２０の水分量等にバラつきが存在したとしても乾燥時間のマージンが不要となり、乾燥時間のさらなる短縮を図ることができる。
【００４７】
尚、乾燥装置５０、乾燥システム１００の構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１６ 搬送手段
２０ 被乾燥物
３０ マイクロ波照射手段
３２ 給排気手段
３４ 重量測定手段
３６ 判定部
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 乾燥装置
１００ 乾燥システム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被乾燥物の乾燥状態を判定して鋳型の乾燥を短時間で行う乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な鋳物製品の製造方法としては、先ず製造する鋳物製品と同形状の模型をワックス（蝋体）、木、金属、樹脂、発泡スチロール等で作製する。次に、模型の周囲に鋳型砂や石膏等の耐火性セラミクスを所定の厚さで塗布、乾燥して鋳型を成形する。次に、模型を所定の手段によって除去した後、熱処理等を行うことで鋳型を完成させる。そして、完成した鋳型に溶融金属を注入、冷却した後、鋳型を破壊することで模型と同形状の鋳物製品を製造する。
【０００３】
中でも模型をワックスで作製する精密鋳造法（ロストワックス法）は、模型を加熱により融解して除去することができるため、製造する鋳物製品が精密且つ複雑な形状である場合に特に好適である。
【０００４】
ところで、上記の鋳型の乾燥は模型の材質に関わらず、均一且つ十分に行う必要がある。鋳型の乾燥を均一に行わないと、乾燥の途中で鋳型内部の乾燥状態が不均一となり鋳型にクラックが生じる可能性がある。また、鋳型の乾燥が不十分であると鋳型内に水分が残留し、この残留水分が溶融金属注入時にガス化して鋳型の破損や製造する鋳物製品にボイド（欠損）を生じさせる可能性がある。
【０００５】
このため、鋳型の乾燥は自然乾燥や比較的低温の温風乾燥などにより長時間かけて行われてきた。これらの乾燥方法による乾燥時間はときに数十時間を要する場合があり、極めて非効率的なものである。特に、鋳型を鋳型砂等のスラリを塗布して作製する場合などでは、鋳型砂及びスラリの塗布、乾燥を要求される厚みが得られるまで繰り返すため、乾燥時間が極めて長時間化するという問題点がある。
【０００６】
この問題点に対し下記［特許文献１］では、温風乾燥とマイクロ波による加熱乾燥とを併用した鋳型の乾燥方法に関する発明が開示されている。この［特許文献１］によれば、マイクロ波によって鋳型を加熱して乾燥するため、温風のみによる乾燥と比較して短時間での乾燥が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５４−１０９０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、鋳型の形状、大きさは様々であり、また鋳型砂スラリの塗布量、水分量にもバラつきが存在するため、これらのバラつきを考慮した上で鋳型の乾燥を十分に行うためには乾燥時間に余裕（マージン）を持たせる必要があり、乾燥時間短縮化の観点から更なる改善が望まれる。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被乾燥物の乾燥中に被乾燥物の乾燥状態を判定することで被乾燥物の乾燥時間をさらに短縮することが可能な乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定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】
【００１０】
本発明は、
（１）マイクロ波を照射して被乾燥物２０の乾燥を行うためのマイクロ波照射手段３０と、所定の温度の空気を循環させて被乾燥物２０の乾燥を補助する給排気手段３２と、を有する乾燥装置において、
被乾燥物２０の重量を測定する重量測定手段３４と、当該重量測定手段３４から被乾燥物２０の重量を所定の時間間隔でサンプリングして、最新の被乾燥物２０の重量と直前の被乾燥物２０の重量との差を算出し、当該差が所定の設定値以下であるか否かを判定し、さらに当該差が所定の設定値以下であるもしくは当該差が設定値以下である状態が複数回連続した場合に被乾燥物２０が乾燥したと判定する判定部３６と、を備えることを特徴とする乾燥装置５０を提供することにより、上記課題を解決する。
（２）乾燥中の被乾燥物２０の重量を所定の時間間隔で取得する測定ステップと、測定ステップで得られた被乾燥物２０の重量と直前の測定ステップで得られた重量との差を算出する算出ステップと、算出ステップで得られた差が所定の設定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、判定ステップにおいて前記差が前記設定値以下であるもしくは前記差が設定値以下である状態が所定の回数連続した場合に被乾燥物２０が乾燥したと判定する乾燥判定ステップと、を有することを特徴とする上記（１）記載の乾燥装置５０の乾燥状態判定方法を提供することにより、上記課題を解決する。
（３）所定の位置に複数配置された上記（１）記載の乾燥装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃと、被乾燥物２０となるスラリを溜める槽と、被乾燥物２０を搬送する搬送手段１６と、を有し、前記槽により塗布された被乾燥物２０を前記乾燥装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃで乾燥することを特徴とする乾燥システム１００を提供することにより、上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法によれば、被乾燥物の乾燥中に被乾燥物の乾燥状態を判定して、被乾燥物が十分に乾燥したと判断された時点で被乾燥物の乾燥を終了する。従って、被乾燥物の乾燥時間のさらなる時間短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る乾燥装置を示す図である。
【図２】本発明に係る乾燥装置の使用時の状態を示す図である。
【図３】被乾燥物の重量と経過時間の関係を示すグラフである。
【図４】本発明に係る乾燥システム示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法の実施の形態について図面に基づいて説明する。尚、ここでは、模型の材料として蝋体を用い鋳型の製法として鋳型砂スラリを塗布するロストワックス法による鋳型の作製を例に説明を行うが、本発明はロストワックス法に限定されるものではなく、模型としては木、金属、樹脂、発泡スチロール等の周知の模型用材料を用いても良いし、鋳型の材料として鋳型砂以外の石膏等の周知の鋳型用耐火性セラミクス材料を用いても良い。
【００１４】
図１に示す本発明に係る乾燥装置５０は、被乾燥物２０を収容する乾燥室２２と、被乾燥物２０にマイクロ波を照射して被乾燥物２０の乾燥を行うためのマイクロ波照射手段３０と、乾燥室２２内に所定の温度の空気を循環させて被乾燥物２０の乾燥を補助する給排気手段３２と、被乾燥物２０の重量を測定する重量測定手段３４と、当該重量測定手段３４から得られる被乾燥物２０の重量に基づいて被乾燥物２０の乾燥状態を判定する判定部３６と、を有している。尚、図１、図２においては、乾燥室２２内部を図示するために扉部の記載を省略している。
【００１５】
乾燥室２２の外部にはマイクロ波照射手段３０が複数台、例えば４台設置され、乾燥室２２の奥側の面にはそれぞれのマイクロ波照射手段３０から出射するマイクロ波を被乾燥物２０に照射するための導波口３０ａが所定の間隔を取って例えば４つ形成されている。尚、マイクロ波照射手段３０及び導波口３０ａの数には特に限定はなく１台であってもまた何台設置しても構わない。また、導波口３０ａの設置位置も特に限定はなく、奥面以外の側面に設置しても上面や底面に設置しても良い。また、必ずしも１つの面に全ての導波口３０ａを設ける必要もなく、複数の面に導波口３０ａを設けても良い。さらに、１つのマイクロ波照射手段３０から出射するマイクロ波を分岐して複数の導波口３０ａから照射するようにしても良い。尚、１つの面に複数の導波口３０ａを設ける場合、複数の導波口３０ａから照射するそれぞれのマイクロ波が互いに干渉しない十分な間隔を設けて設置することが好ましい。特に、図１に示すように、１つの面に導波口３０ａを４つ設ける場合、導波口３０ａを交互に配置して千鳥格子状とすることが好ましい。
【００１６】
また、乾燥室２２の１つの側面には扉部（図示せず）が設置され、乾燥室２２内に被乾燥物２０を出し入れすることができる。また、乾燥室２２の所定の位置には給気口３２ａが設置され、循環ファン等の給排気手段３２からの空気を乾燥室２２内に供給する。さらに、乾燥室２２の所定の位置には排気口３２ｂが設置され、乾燥室２２内の湿度の高い空気を給排気手段３２側に排出する。
【００１７】
給排気手段３２と給気口３２ａとの間には温度制御手段２４が設けられ、乾燥室２２内に供給する空気を所定の温度とすることができる。尚、乾燥室２２内に供給する空気は温風であっても良いが、被乾燥物２０が比較的小型でマイクロ波照射手段３０による加熱により必要以上に高温となる場合には、被乾燥物２０の冷却を兼ねて冷風とすることが好ましい。乾燥室２２内に温風を供給する場合には温度制御手段２４はヒータ等の加熱手段となり、乾燥室２２内に冷風を供給する場合には温度制御手段２４はクーラ等の冷却手段となる。また、温度制御手段２４を加熱冷却可能として、条件によって切り替えるようにしても良い。さらに、温度制御手段２４には乾燥室２２内に供給する空気の除湿を行う除湿手段を設けても良い。
【００１８】
乾燥室２２の上面には貫通孔が形成され、この貫通孔には回転軸２６が回転可能に嵌入されている。回転軸２６の下側又は上側には重量測定手段３４が設置され、重量測定手段３４の下側に位置する回転軸２６には被乾燥物２０を吊り下げるためのフック等の連結部２６ａが設置されている。また、回転軸２６の上側は重量測定手段３４を介してモータ等の回転手段２８と連結されており、回転手段２８の回転動作により被乾燥物２０を回転軸２６を介して所定の速度で回転させることができる。
【００１９】
重量測定手段３４は判定部３６と電気的に接続され、判定部３６は乾燥装置５０の制御部４４に電気的に接続されている。そして、制御部４４は乾燥装置５０の各部の動作を制御する。
【００２０】
次に、図２を用いて本発明に係る乾燥装置５０の動作を説明する。
【００２１】
先ず、連結部２６に吊り下げるハンガ４０にはワックスからなる複数の模型４２が設置されている。そして、模型４２の表面及びハンガ４０の一部には被乾燥物２０である鋳型砂スラリが塗布されている。尚、ハンガ４０に設置する模型４２は一つでも良い。
【００２２】
次に、乾燥室２２の扉部を開け、図２に示すように、被乾燥物２０が塗布されたハンガ４０を乾燥装置５０の連結部２６ａに吊り下げる。次に、扉部を閉める。尚、扉部の開閉、及びハンガ４０の連結部２６ａへの設置は、乾燥装置５０を単独で用いる場合には作業者等が行う。また、後述する乾燥システム１００のように、ロボットアーム等の搬送手段１６と連携して自動的に行うようにしても良い。
【００２３】
扉部が閉まると、乾燥装置５０の制御部４４がマイクロ波照射手段３０と給排気手段３２と回転手段２８とを動作させる。このマイクロ波照射手段３０の動作により、それぞれのマイクロ波照射手段３０から所定の出力（例えば８５０Ｗ）でマイクロ波が出射する。マイクロ波照射手段３０から出射したマイクロ波は導波口３０ａから被乾燥物２０に照射される。マイクロ波が被乾燥物２０に照射されると被乾燥物２０の水分子が発熱する。この発熱により被乾燥物２０内の水分が蒸発して被乾燥物２０の乾燥が進行する。
【００２４】
また、回転手段２８が動作することで、回転軸２６が所定の速度（例えば２〜１０ｒｐｍ）で回転し、それに伴って被乾燥物２０がハンガ４０ごと回転する。これにより、マイクロ波が照射される被乾燥物２０の面が徐々に移動し、被乾燥物２０に対する加熱がほぼ均一に行われる。
【００２５】
また、給排気手段３２が動作することで、温度制御手段２４により所定の温度に調整された空気が給気口３２ａから乾燥室２２内に所定の流量（例えば９．２ｍ３／ｍｉｎ）で供給される。これと同時に、排気口３２ｂから乾燥室２２内の湿度の高い空気が排出される。これにより、乾燥室２２内の空気が循環し、被乾燥物２０の乾燥がさらに促進されるとともに、乾燥室２２内の温度分布の均一化が図られる。
【００２６】
これらの動作と並行して重量測定手段３４が被乾燥物２０の重量を、重量測定手段３４より下側の回転軸２６（連結部２６ａを含む）の重量、ハンガ４０の重量、模型４２の重量ともども測定して判定部３６に出力する。尚、以後は上記の重量測定手段３４より下側の回転軸２６の重量とハンガ４０の重量と模型４２の重量と被乾燥物２０の重量とを合算したものを単に被乾燥物２０の重量と記す。
【００２７】
判定部３６は重量測定手段３４からの被乾燥物２０の重量を所定の時間間隔で取得（サンプリング）する。このときの時間間隔は、被乾燥物２０の塗布量、作製する鋳型の大きさ等によって変化するが、概ね１ｓｅｃ〜１０ｍｉｎ、好ましくは３０ｓｅｃ〜１ｍｉｎ程度である。
【００２８】
ここで、図３を用いて本発明に係る乾燥状態判定方法を説明する。図３は、所定の時間Ｔｎで判定部３６が取得する被乾燥物２０の重量Ｗｎをグラフ化したものである。この図３において、横軸は経過時間Ｔを示し、縦軸は被乾燥物２０の重量Ｗを示す。尚、横軸におけるＴ０−Ｔ１、Ｔ２−Ｔ１、・・・、Ｔ９−Ｔ８の値は一定の時間間隔Ｔである。
【００２９】
先ず、判定部３６は測定ステップとして、重量測定手段３４から被乾燥物２０の乾燥開始時の時間Ｔ０における重量Ｗ０を取得する。次に、判定部３６は同じく測定ステップとして、乾燥開始時（時間Ｔ０）から所定の時間間隔Ｔ経過後の時間Ｔ１における被乾燥物２０の重量Ｗ１を取得する。次に、判定部３６は算出ステップとして、現在の測定ステップで得られた時間Ｔ１における被乾燥物２０の重量Ｗ１と直前の測定ステップで得られた時間Ｔ０における被乾燥物２０の重量Ｗ０との差ΔＷ１を算出する。次に、判定部３６は判定ステップとして、算出ステップで得られた重量Ｗ１と重量Ｗ０との差ΔＷ１が所定の設定値以下か否かを判定する。ここで、仮に設定値ＡをΔＷ５とΔＷ６との間の値とすると、差ΔＷ１は設定値Ａ以下ではないから、判定部３６は乾燥判定ステップには進まずに、次の測定ステップとして時間Ｔ１から所定の時間間隔Ｔ経過後の時間Ｔ２における被乾燥物２０の重量Ｗ２を取得する。そして、同様に算出ステップにおいて現在の測定ステップで得られた時間Ｔ２における被乾燥物２０の重量Ｗ２と直前の測定ステップで得られた時間Ｔ１における被乾燥物２０の重量Ｗ１との差ΔＷ２を算出し、判定ステップにおいて、重量Ｗ２と重量Ｗ１との差ΔＷ２が所定の設定値Ａ以下か否かを判定する。
【００３０】
ここで、被乾燥物２０は乾燥の初期段階（図３におけるＴ０、Ｔ１の領域）では水分を多く含んでいるから、乾燥装置５０の乾燥により多くの水分が蒸発し一定の時間間隔Ｔにおける重量の差ΔＷ（水分の減少量）は大きい。しかしながら、乾燥が進むにつれ被乾燥物２０の水分は減少していくから、乾燥時間が経過するにつれ水分の蒸発量も減少し、よって一定の時間間隔Ｔにおける重量の差ΔＷは徐々に小さくなる（図３におけるΔＷ１〜ΔＷ６）。そして、被乾燥物２０が十分に乾燥すると被乾燥物２０の水分はほとんど蒸発しないから、被乾燥物２０の重量はある一定の値となりその差ΔＷはほぼ０となる（図３におけるＴ６〜Ｔ８の領域）。
【００３１】
従って、図３の例では、判定部３６は時間Ｔ６における被乾燥物２０の重量Ｗ６を取得するまで測定ステップと算出ステップと判定ステップとを繰り返す。そして、時間Ｔ６における重量Ｗ６と時間Ｔ５における重量Ｗ５との差ΔＷ６に対する判定ステップにおいて、差ΔＷ６が設定値Ａ以下であると判定する。この場合、判定部３６は乾燥判定ステップとして被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定し、制御部４４に対し被乾燥物２０が十分に乾燥したことを示す信号を出力する。
【００３２】
尚、判定部３６の乾燥判定ステップは以下のようにしても良い。先ず、判定ステップにおいて差ΔＷ６が設定値Ａ以下であると判定すると、判定部３６はこの判定結果を記録する。次に、測定ステップとして時間Ｔ７における被乾燥物２０の重量Ｗ７を取得する。次に、算出ステップとして時間Ｔ７における被乾燥物２０の重量Ｗ７と時間Ｔ６における被乾燥物２０の重量Ｗ６との差ΔＷ７を算出する。次に、判定ステップにおいて、重量Ｗ７と重量Ｗ６との差ΔＷ７が所定の設定値Ａ以下か否かを判定する。このとき、差ΔＷ７は設定値Ａ以下であるから、設定値Ａ以下の状態が２回連続することとなる。設定値Ａ以下の状態が２回連続した場合、判定部３６は乾燥判定ステップとして、被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定し制御部４４に対し被乾燥物２０が十分に乾燥したことを示す信号を出力する。
【００３３】
この構成によれば、被乾燥物２０の乾燥が十分でないにも関わらず、何らかの原因により差ΔＷが設定値Ａ以下を示した場合でも、判定部３６は直ちに被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定しない。よって、乾燥状態の誤判定による乾燥装置５０の誤作動を防止することができる。尚、上記の例では設定値Ａ以下の状態が２回連続した場合に被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定する例を示したが、特に２回に限定されるものではなく、その回数は任意に設定可能である。
【００３４】
尚、被乾燥物２０は回転手段２８によって回転動作しているから、被乾燥物２０が十分に乾燥して実質的な重量の変化がほぼ０（図３におけるＴ６〜Ｔ８の領域）となっても、被乾燥物２０の回転時の振動や偏心によって重量測定手段３４が測定する被乾燥物２０の重量が変化する可能性がある。この振動や偏心による重量の変化はほぼ一定の範囲内もしくは周期的なものとなるから、よって判定部３６はこれら振動や偏心による重量の変化を予めメモリしておき、この振動や偏心による重量の変化を除いた上で、被乾燥物２０の実質的な重量変化を割り出し、上記の算出ステップ、判定ステップ等を行うことが好ましい。この構成によれば、被乾燥物２０が回転していても、より正確に被乾燥物２０の乾燥状態の判定を行うことができる。
【００３５】
上記のようにして、判定部３６から被乾燥物２０が十分に乾燥したことを示す信号が出力されると、制御部４４はマイクロ波照射手段３０と給排気手段３２と回転手段２８とを停止させる。そして、乾燥装置５０を単独で使用する場合には、ランプや報知音声によって被乾燥物２０の乾燥が終了したことを作業者等に報知する。また、後述の乾燥システム１００においては、扉部が自動的に開くとともに、搬送手段１６が駆動して被乾燥物２０をハンガ４０ごと連結部２６ａから取り外し次工程に搬送する。
【００３６】
次に、主に鋳型の作製に用いる本発明に係る乾燥システムの例を説明する。図４に示す本発明に係る乾燥システム１００は、中央位置に設置され被乾燥物２０等をハンガ４０ごと搬送するためのロボットアームなどの搬送手段１６と、脱脂槽１０ａと、被乾燥物２０となる下地スラリが溜められた下地スラリ槽１０ｂと、同じく被乾燥物２０となる鋳型砂スラリが溜められた第１鋳型砂槽１０ｃと第２鋳型砂槽１０ｄと、本発明に係る乾燥装置５０である第１の乾燥装置５０ａと第２の乾燥装置５０ｂと第３の乾燥装置５０ｃと、を有している。そして、脱脂槽１０ａ、下地スラリ槽１０ｂ、第１鋳型砂槽１０ｃ、第２鋳型砂槽１０ｄ、乾燥装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、搬送手段１６を中心として略同心円状に配置されている。また、脱脂槽１０ａと第３の乾燥装置５０ｃとの間には、模型４２が設置されたハンガ４０を乾燥システム１００に搬入するローダ１２と、最終段階の鋳型２０ａ（被乾燥物２０）が形成されたハンガ４０を乾燥システム１００から搬出するアンローダ１４と、が設置されている。
【００３７】
次に、乾燥システム１００の動作を説明する。先ず、搬送手段１６が駆動して、模型４２が設置されたハンガ４０をローダ１２から取り出す。次に、搬送手段１６は模型４２が設置されたハンガ４０を脱脂槽１０ａ上に搬送し、ハンガ４０の模型４２を脱脂槽１０ａ内の脱脂液に浸漬する。これにより模型４２表面の油分や汚れ等が除去される。
【００３８】
次に、搬送手段１６はハンガ４０の模型４２を脱脂液から引き上げて余分な脱脂液を滴下した後、模型４２をハンガ４０ごと下地スラリ槽１０ｂ上に搬送し、模型４２を下地スラリ槽１０ｂ内の下地スラリに浸漬する。この下地スラリは粘土等の周知の粘結材で主に構成されており、模型４２もしくは乾燥後の被乾燥物２０（乾燥後の鋳型砂）に対する鋳型砂スラリの塗布性を向上させる。
【００３９】
次に、搬送手段１６はハンガ４０の模型４２を下地スラリから引き上げて余分な下地スラリを滴下した後、模型４２をハンガ４０ごと第１鋳型砂槽１０ｃ上に搬送し、模型４２を第１鋳型砂槽１０ｃ内の鋳型砂スラリに浸漬する。尚、鋳型砂スラリは鋳型砂と水とに加え周知の粘結材と各種添加剤等とを含有している。
【００４０】
次に、搬送手段１６はハンガ４０の模型４２を鋳型砂スラリから引き上げて余分な鋳型砂スラリを滴下する。これにより、模型４２の表面には鋳型砂スラリが塗布され被乾燥物２０が形成される。次に、搬送手段１６は被乾燥物２０をハンガ４０ごと第１の乾燥条件に設定されている第１の乾燥装置５０ａに投入する。そして、第１の乾燥装置５０ａは被乾燥物２０の乾燥を行うとともに、本発明に係る乾燥状態判定方法により被乾燥物２０の乾燥状態を判定する。本発明に係る乾燥状態判定方法により被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定されると、搬送手段１６は被乾燥物２０をハンガ４０ごと第１の乾燥装置５０ａから取り出し、再度下地スラリ槽１０ｂ内の下地スラリに浸漬する。
【００４１】
次に、搬送手段１６はハンガ４０の被乾燥物２０を第１鋳型砂槽１０ｃ上に搬送し、鋳型砂スラリに浸漬する。これにより、乾燥後の被乾燥物２０表面に鋳型砂スラリが再度塗布され被乾燥物２０が成長する。次に、搬送手段１６は成長した被乾燥物２０をハンガ４０ごと第１の乾燥装置５０ａもしくは第２の乾燥装置５０ｂに投入し、同様に乾燥と乾燥状態判定方法に基づく乾燥終了の判定を行う。そして、この動作を所定の回数繰り返す。尚、第１の乾燥装置５０ａと第２の乾燥装置５０ｂとは乾燥条件が異なっており、被乾燥物２０の成長に伴う鋳型砂スラリの塗布量の増大に応じて適宜使い分けられる。
【００４２】
第１鋳型砂槽１０ｃによる被乾燥物２０の塗布及び乾燥が所定の回数行われて被乾燥物２０が所定の厚さになると、搬送手段１６は被乾燥物２０を第２鋳型砂槽１０ｄ上に搬送し、乾燥後の被乾燥物２０を第２鋳型砂槽１０ｄ内の仕上げ用鋳型砂スラリに浸漬する。これにより、乾燥後の被乾燥物２０表面に仕上げ用鋳型砂スラリが塗布される。次に、搬送手段１６は仕上げ用鋳型砂スラリが塗布された被乾燥物２０を、仕上げ用鋳型砂スラリ用の乾燥条件に設定されている第３の乾燥装置５０ｃに投入し、同様に乾燥と乾燥状態判定方法に基づく乾燥終了の判定を行う。
【００４３】
そして、第３の乾燥装置５０ｃによる被乾燥物２０の乾燥が終了すると、搬送手段１６は被乾燥物２０を第３の乾燥装置５０ｃから取り出す。この段階で被乾燥物２０は最終段階の鋳型２０ａとなる。そして、搬送手段１６は最終段階の鋳型２０ａをハンガ４０ごとアンローダ１４へ搬送する。アンローダ１４は最終段階の鋳型２０ａをハンガ４０ごと乾燥システム１００から搬出する。
【００４４】
その後、最終段階の鋳型２０ａはハンガ４０ごとオートクレーブ等の加熱手段で所定の温度まで加熱される。これにより、模型４２は融解し除去される。模型４２が除去された鋳型２０ａは所定の温度で焼成されることで鋳型として完成する。
【００４５】
尚、上記の乾燥システム１００は一例であるから、各槽の個数、配置、内容物及び乾燥装置５０の個数、配置等は適宜変更が可能である。また、搬送手段１６、ローダ１２、アンローダ１４等の搬送系も適宜変更が可能である。
【００４６】
以上のように、本発明に係る乾燥装置、乾燥システム及び乾燥状態判定方法によれば、被乾燥物２０の乾燥中に被乾燥物２０の重量を測定し、その測定結果に基づいて被乾燥物２０が十分に乾燥したか否かを判定する。そして、被乾燥物２０が十分に乾燥したと判定された場合、直ちに乾燥を終了する。よって、被乾燥物２０の水分量等にバラつきが存在したとしても乾燥時間のマージンが不要となり、乾燥時間のさらなる短縮を図ることができる。
【００４７】
尚、乾燥装置５０、乾燥システム１００の構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１６ 搬送手段
２０ 被乾燥物
３０ マイクロ波照射手段
３２ 給排気手段
３４ 重量測定手段
３６ 判定部
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 乾燥装置
１００ 乾燥システム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を照射して被乾燥物の乾燥を行うためのマイクロ波照射手段と、
所定の温度の空気を循環させて被乾燥物の乾燥を補助する給排気手段と、を有する乾燥装置において、
被乾燥物の重量を測定する重量測定手段と、
当該重量測定手段から被乾燥物の重量を所定の時間間隔でサンプリングして、最新の被乾燥物の重量と直前の被乾燥物の重量との差を算出し、当該差が所定の設定値以下であるか否かを判定し、さらに当該差が所定の設定値以下であるもしくは当該差が設定値以下である状態が複数回連続した場合に被乾燥物が乾燥したと判定する判定部と、
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
乾燥中の被乾燥物の重量を所定の時間間隔で取得する測定ステップと、
測定ステップで得られた被乾燥物の重量と直前の測定ステップで得られた重量との差を算出する算出ステップと、
算出ステップで得られた差が所定の設定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
判定ステップにおいて前記差が前記設定値以下であるもしくは前記差が設定値以下である状態が所定の回数連続した場合に被乾燥物が乾燥したと判定する乾燥判定ステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載の乾燥装置の乾燥状態判定方法。
【請求項３】
所定の位置に複数配置された請求項１記載の乾燥装置と、
被乾燥物となるスラリを溜める槽と、
被乾燥物を搬送する搬送手段と、を有し、
前記槽により塗布された被乾燥物を前記乾燥装置で乾燥することを特徴とする乾燥システム。
【請求項１】
マイクロ波を照射して被乾燥物の乾燥を行うためのマイクロ波照射手段と、
所定の温度の空気を循環させて被乾燥物の乾燥を補助する給排気手段と、を有する乾燥装置において、
被乾燥物の重量を測定する重量測定手段と、
当該重量測定手段から被乾燥物の重量を所定の時間間隔でサンプリングして、最新の被乾燥物の重量と直前の被乾燥物の重量との差を算出し、当該差が所定の設定値以下であるか否かを判定し、さらに当該差が所定の設定値以下であるもしくは当該差が設定値以下である状態が複数回連続した場合に被乾燥物が乾燥したと判定する判定部と、
を備えることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
乾燥中の被乾燥物の重量を所定の時間間隔で取得する測定ステップと、
測定ステップで得られた被乾燥物の重量と直前の測定ステップで得られた重量との差を算出する算出ステップと、
算出ステップで得られた差が所定の設定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
判定ステップにおいて前記差が前記設定値以下であるもしくは前記差が設定値以下である状態が所定の回数連続した場合に被乾燥物が乾燥したと判定する乾燥判定ステップと、
を有することを特徴とする請求項１記載の乾燥装置の乾燥状態判定方法。
【請求項３】
所定の位置に複数配置された請求項１記載の乾燥装置と、
被乾燥物となるスラリを溜める槽と、
被乾燥物を搬送する搬送手段と、を有し、
前記槽により塗布された被乾燥物を前記乾燥装置で乾燥することを特徴とする乾燥システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８６１６６（Ｐ２０１０−２８６１６６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３９９７４（Ｐ２００９−１３９９７４）
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（３９９０１８３７８）日本ハイコム株式会社 (3)
【出願人】（５０９１６５６１１）池貝金属株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【出願人】（３９９０１８３７８）日本ハイコム株式会社 (3)
【出願人】（５０９１６５６１１）池貝金属株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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