JP2002301564A - 金属溶湯の給湯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶湯路を通して溶湯ポンプに吸引する金属溶
湯の吸引量や、溶湯ポンプから溶湯路を通して給湯する
金属溶湯の給湯量を精度良く管理できるようにする。 【解決手段】 複数の溶湯路２２，２３を弁体１８の移
動操作で択一的に選択して溶湯ポンプＣに連通自在に設
けてある金属溶湯の給湯装置であって、弁体の移動に伴
って摺動する摺動部Ｆを、周方向の一箇所を分断してＣ
形に形成した径方向に弾性変形可能なリング状部材２９
と、リング状部材に対して嵌合して相対摺動し、かつ、
摺動方向に沿う長さがリング状部材よりも長い摺動部材
３０とで構成し、リング状部材と摺動部材との少なくと
も一方をセラミックで形成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の溶湯路を弁
体の移動操作で択一的に選択して溶湯ポンプに連通自在
に設けてある金属溶湯の給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の金属溶湯の給湯装置は、弁体と弁
箱や、弁棒と弁箱（蓋) などの、弁体の移動に伴って摺
動する摺動部を、金属どうしが相対摺動したり、金属と
セラミックとが相対摺動したり、セラミックどうしが相
対摺動したりするように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この為、摺動部の摺動
面間のクリアランスを小さくすることができず、金属溶
湯が摺動部を通して弁箱の内外に亘って出入りし易いの
で、溶湯路を通して溶湯ポンプに吸引する金属溶湯の吸
引量や、溶湯ポンプから溶湯路を通して給湯する金属溶
湯の給湯量を精度良く管理しにくい欠点がある。つま
り、高温の金属溶湯を給湯する給湯装置では、弁体の移
動に伴って摺動する摺動部を金属どうしが相対摺動する
ように構成すると、金属どうしの「焼き付き」や金属間
化合物の生成による「かじれ」といった現象が生じ易い
ので、摺動面間のクリアランスを小さくすることができ
ず、金属どうしの「焼き付き」や「かじれ」の問題を防
止するために、耐熱性が高いセラミックと金属とが相対
摺動するように構成したり、セラミックどうしが相対摺
動するように構成しても、セラミック製の弁体や弁箱な
どの弁構成部材を高い精度で加工しにくいので、いずれ
にしても、摺動面間のクリアランスを小さくできないの
である。本発明は上記実情に鑑みてなされたものであっ
て、溶湯路を通して溶湯ポンプに吸引する金属溶湯の吸
引量や、溶湯ポンプから溶湯路を通して給湯する金属溶
湯の給湯量を精度良く管理できるようにすることを目的
とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の特
徴構成は、複数の溶湯路を弁体の移動操作で択一的に選
択して溶湯ポンプに連通自在に設けてある金属溶湯の給
湯装置であって、前記弁体の移動に伴って摺動する摺動
部を、周方向の一箇所を分断してＣ形に形成した径方向
に弾性変形可能なリング状部材と、前記リング状部材に
対して嵌合して相対摺動し、かつ、摺動方向に沿う長さ
が前記リング状部材よりも長い摺動部材とで構成し、前
記リング状部材と前記摺動部材との少なくとも一方をセ
ラミックで形成してある点にある。 〔作用〕弁体の移動に伴って摺動する摺動部を、周方向
の一箇所を分断してＣ形に形成した径方向に弾性変形可
能なリング状部材と、リング状部材に対して嵌合して相
対摺動し、かつ、摺動方向に沿う長さがリング状部材よ
りも長い摺動部材とで構成するので、リング状部材の外
周側に対して摺動部材を嵌合する場合は、リング状部材
を縮径方向に弾性変形させた状態で、その外周側に摺動
部材を嵌合し、リング状部材の内周側に対して摺動部材
を嵌合する場合は、リング状部材を拡径方向に弾性変形
させた状態で、その内周側に摺動部材を嵌合することに
より、リング状部材の摺動面と摺動部材の摺動面とを、
リング状部材の弾性復元力で、互いに近接させる状態に
保持することができ、リング状部材や摺動部材を高い精
度で加工することなく、リング状部材と摺動部材との摺
動面間のクリアランスを小さくすることができる。ま
た、リング状部材と摺動部材との少なくとも一方をセラ
ミックで形成してあるので、金属どうしが相対摺動する
摺動部を設ける場合の「焼き付き」や「かじれ」といっ
た現象が生じにくい。 〔効果〕高い加工精度を要することなく、金属どうしが
相対摺動する場合の「焼き付き」や「かじれ」といった
現象が生じにくい摺動部の摺動面間のクリアランスを小
さくすることができ、溶湯路を通して溶湯ポンプに吸引
する金属溶湯の吸引量や、溶湯ポンプから溶湯路を通し
て給湯する金属溶湯の給湯量を精度良く管理できる。

【０００５】請求項２記載の発明の特徴構成は、前記弁
体の移動通路をその移動方向の一端側が弁箱構成部材の
上方に開口するように上下方向に延設して、前記弁体の
弁棒を前記移動通路に挿通し、前記溶湯ポンプの溶湯吸
排路を前記移動通路の上下方向中間位置に径方向から連
通させるとともに、前記溶湯吸排路よりも低い位置で前
記移動通路に連通する第１溶湯路と、前記溶湯吸排路よ
りも高い位置で前記移動通路に径方向から連通する第２
溶湯路とを設けて、前記弁体を、前記第１溶湯路が前記
溶湯吸排路を通して前記溶湯ポンプに連通する第１位置
と、前記第２溶湯路が前記溶湯吸排路を通して前記溶湯
ポンプに連通する第２位置とに上下移動自在に設け、前
記第２溶湯路との連通位置よりも高い位置で前記移動通
路の壁面と前記弁棒との隙間を塞ぐ塞ぎ部材を前記弁棒
に固定し、前記弁体と前記壁面との摺動部と、前記塞ぎ
部材と前記壁面との摺動部との各々を、前記リング状部
材と前記摺動部材とで構成してある点にある。 〔作用〕弁体の移動通路をその移動方向の一端側が弁箱
構成部材の上方に開口するように上下方向に延設し、弁
体の弁棒をその移動通路に挿通して、弁棒を弁体ごと弁
箱構成部材の上方に抜き出すことができる。また、溶湯
ポンプを第１溶湯路に連通させて作動させるときは、弁
体と壁面との摺動部の摺動面間のクリアランスをリング
状部材と摺動部材とで小さくして、第１溶湯路に連通し
ている移動通路内の金属溶湯の摺動部からの出入りを少
なくすることができ、溶湯ポンプを第２溶湯路に連通さ
せて作動させるときは、弁体と壁面との摺動部の摺動面
間のクリアランスと、塞ぎ部材と壁面との摺動部の摺動
面間のクリアランスとの各々を、リング状部材と摺動部
材とで小さくして、第２溶湯路に連通している移動通路
内の金属溶湯の摺動部からの出入りを少なくすることが
できる。 〔効果〕弁棒を弁体ごと弁箱構成部材の上方に抜き出し
て、弁体や弁箱の保守点検作業を容易に行えるようにし
ながら、溶湯ポンプに吸引する金属溶湯の吸引量や、溶
湯ポンプから給湯する金属溶湯の給湯量を管理し易い。

【０００６】請求項３記載の発明の特徴構成は、前記移
動通路を前記弁箱構成部材の上方と下方とに開口するよ
うに延設してある点にある。 〔作用〕移動通路の周面に付着した金属酸化物などの付
着物を、弁箱構成部材の下方に開口する開口部から排出
し易い。 〔効果〕弁箱の保守点検作業を容易に行える。

【０００７】請求項４記載の発明の特徴構成は、前記リ
ング状部材をセラミックで形成してある点にある。 〔作用〕リング状部材を耐熱性の高いセラミックで形成
して、その耐久性を高めることができる。 〔効果〕リング状部材の点検や交換などのメンテナンス
作業を簡略化できる。

【０００８】請求項５記載の発明の特徴構成は、前記リ
ング状部材の分断箇所の端面どうしを、摺動方向に対向
させた状態で周方向に沿って相対移動可能に設けてある
点にある。 〔作用〕端面どうしを摺動方向に対向させた状態で、周
方向に沿って互いに近接する方向に相対移動させて、リ
ング状部材を縮径方向に弾性変形させることができ、ま
た、端面どうしを摺動方向に対向させた状態で、周方向
に沿って互いに離間する方向に相対移動させて、リング
状部材を拡径方向に弾性変形させることができる。 〔効果〕縮径方向に弾性変形させたリング状部材に対し
てその外周側に摺動部材を嵌合した場合でも、拡径方向
に弾性変形させたリング状部材に対してその内周側に摺
動部材を嵌合した場合でも、端面どうしが摺動方向に対
向しているので、リング状部材の分断箇所からの金属溶
湯の漏れ出しを効果的に防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 〔第１実施形態〕図１は、金属溶湯の一例としてのマグ
ネシウム合金の溶湯Ｄを鋳造装置Ｂに給湯する給湯装置
Ａを示し、溶湯ポンプＣから排出された溶湯Ｄを給湯管
１を通して鋳造装置Ｂに給湯するようにしてある。

【００１０】前記溶湯ポンプＣは、セラミック（窒化珪
素) 製のシリンダケース２と、そのシリンダケース２の
シリンダ室３内を上下に往復移動自在なセラミック（窒
化珪素) 製のピストン４と、ピストン４に一体形成して
あるピストンロッド５を上下に往復移動させるピストン
駆動用エアシリンダ６と、シリンダケース２の底部近く
に貫通形成した溶湯吸排路７を溶湯炉Ｅ内に連通する状
態と給湯管１に連通する状態とに切り換え可能な切換弁
８と、切換弁８を切換作動させる弁切換用エアシリンダ
９とを備えている。

【００１１】前記シリンダケース２は、セラミック製の
ケース本体１０に形成したシリンダ室形成用貫通孔１１
の下部開口をセラミック製の蓋板１２で塞いでシリンダ
室３を形成し、溶湯炉Ｅの炉蓋１３に固定してあるベー
スプレート１４とケース本体１０の外周側とをセラミッ
ク（窒化珪素) 製の連結アーム１５で連結して、シリン
ダケース２の全体が溶湯炉Ｅ中における溶湯Ｄの液面昇
降範囲のうちの最も低い液面よりも低い位置で溶湯Ｄ中
に沈むように固定し、ピストン駆動用エアシリンダ６と
弁切換用エアシリンダ９とを支持する支持テーブル１６
を支柱１７でベースプレート１４に固定してある。

【００１２】前記切換弁８は、セラミック（窒化珪素)
製の弁体１８の移動通路１９をケース本体１０に形成し
てその弁箱を構成してあり、移動通路１９を、弁体１８
の移動方向の一端側が弁箱構成部材であるケース本体１
０の上方に開口し、かつ、他端側がケース本体１０の下
方に開口するように上下方向に延設して、弁体１８に一
体形成してある弁棒２０をその移動通路１９に挿通し、
移動通路１９とシリンダ室３とに亘って貫通する貫通孔
をケース本体１０の外面側から形成すると共に、その貫
通孔の外側開口部をプラグ２１で塞いで、移動通路１９
の上下方向中間位置に径方向から連通する溶湯吸排路７
を形成してある。

【００１３】図２，図３に示すように、溶湯吸排路７よ
りも低い位置で移動通路１９に連通する第１溶湯路２２
を移動通路１９の下端部で兼用するとともに、溶湯吸排
路７よりも高い位置で移動通路１９に径方向から連通す
る第２溶湯路２３をケース本体１０に貫通形成して給湯
管１を接続し、弁体１８を、第１溶湯路２２が溶湯吸排
路７を通して溶湯ポンプＣに連通する第１位置と、第２
溶湯路２３が溶湯吸排路７を通して溶湯ポンプＣに連通
する第２位置とに上下移動自在に設け、第２溶湯路２３
との連通位置よりも高い位置で移動通路１９の壁面２４
と弁棒２０との隙間を塞ぐ塞ぎ部材２５を弁棒２０に一
体形成してある。

【００１４】そして、弁切換用エアシリンダ９の伸縮作
動による弁体１８の移動操作で、第１溶湯路２２と第２
溶湯路２３との複数の溶湯路を択一的に選択して溶湯ポ
ンプＣのシリンダ室３に連通自在に設け、ピストン駆動
用エアシリンダ６の伸縮作動でピストン４を往復移動さ
せて、第１溶湯路２２を通して溶湯炉Ｅからシリンダケ
ース２内に吸引した溶湯Ｄを、第２溶湯路２３と給湯管
１とを通して鋳造装置Ｂに給湯できるように構成してあ
る。

【００１５】つまり、図２に示すように、弁体１８の第
１位置への移動で、第１溶湯路２２を溶湯吸排路７を通
してシリンダ室３に連通させて、ピストン４を上方に駆
動移動させることにより、溶湯炉Ｅ内の溶湯Ｄを、第１
溶湯路２２と溶湯吸排路７とを通してシリンダ室３に吸
引し、図３に示すように、弁体１８の第２位置への移動
で、第２溶湯路２３を溶湯吸排路７を通してシリンダ室
３に連通させて、ピストン４を下方に駆動移動させるこ
とにより、シリンダ室３内に吸引した溶湯Ｄを、溶湯吸
排路７と第１溶湯路２２と給湯管１とを通して鋳造装置
Ｂに給湯し、注湯用ピストン２６で加圧して鋳型２７に
注湯するようにしてある。

【００１６】そして、図４にも示すように、弁体１８の
移動に伴って摺動する摺動部Ｆの一つである弁体１８と
移動通路１９の壁面２４との摺動部Ｆ１と、摺動部Ｆの
他の一つである塞ぎ部材２５と移動通路１９の壁面２４
との摺動部Ｆ２との各々を、弁体１８或いは塞ぎ部材２
５の外周部の各々に形成した二つの環状溝２８に、その
弁体１８或いは塞ぎ部材２５と一体移動するように装着
した二個のセラミック（窒化珪素) 製のリング状部材２
９と、それらのリング状部材２９に対して相対摺動し、
かつ、摺動方向に沿う長さがリング状部材２９よりも長
い摺動部材３０である移動通路１９の壁面２４を形成し
ているケース本体（弁箱構成部材) １０とで構成してあ
る。

【００１７】前記リング状部材２９は、図５に示すよう
に、リングの周方向の一箇所を略一定幅で切除して分断
したＣ形に形成して、径方向に弾性変形可能に構成して
あり、リング状部材２９とケース本体１０との摺動面間
のクリアランスが小さくなるように、縮径方向に弾性変
形させたリング状部材２９に対して壁面２４が外嵌する
ように設けて、リング状部材２９の外周面をその弾性復
元力で壁面２４に圧接させてある。

【００１８】また、リング状部材２９の分断箇所の端面
３１を周方向に沿って斜めに形成し、それらの端面３１
どうしを、摺動方向に対向させた状態で周方向に沿って
相対移動可能に設けて、リング状部材２９の分断箇所か
らの金属溶湯の漏れ出しを効果的に防止できるようにし
てある。

【００１９】尚、溶湯ポンプＣを構成しているピストン
４とシリンダ室３の周面との摺動部を通した溶湯Ｄの出
入りを防止するために、ピストン４の外周面にも二つの
環状溝３２を形成するとともに、それらの環状溝３２に
縮径方向に弾性変形させた二個のセラミック（窒化珪
素) 製のリング状部材３３を装着して、リング状部材３
３の外周面をその弾性復元力でシリンダ室３の周面に圧
接させ、ピストン４の移動に伴ってリング状部材３３を
シリンダ室３の周面に摺接させて、溶湯Ｄの吸引量や吐
出量を精度良く管理できるようにしてある。

【００２０】〔第２実施形態〕図６は、リング状部材２
９の別実施形態を示し、それらの分断箇所の端面３１
を、周方向に沿って長い周方向端面部分３１ａと、その
周方向端面部分３１ａの両端の摺動方向に沿って長い摺
動方向端面部分３１ｂとを備えた鈎形に形成して、径方
向に弾性変形させるに伴って、摺動方向に対向させた周
方向端面部分３１ａどうしが周方向に沿って摺接移動す
るように構成してあるので、溶湯Ｄの漏れ出しや空気の
通流を一層効果的に防止することができる。

【００２１】〔その他の実施形態〕 １．本発明による金属溶湯の給湯装置は、リング状部材
をセラミックで形成し、摺動部材を金属で形成してあっ
ても良い。 ２．本発明による金属溶湯の給湯装置は、リング状部材
を金属で形成し、摺動部材をセラミックで形成してあっ
ても良い。 ３．本発明による金属溶湯の給湯装置は、溶湯ポンプが
溶湯を吸引可能な状態に切り換える弁体と、溶湯ポンプ
に吸引した溶湯を給湯可能な状態に切り換える弁体とを
各別に設けて、各弁体の移動に伴って摺動する摺動部
を、リング状部材と摺動部材とで構成してあっても良
い。 ４．本発明による金属溶湯の給湯装置は、アルミや亜
鉛，錫などの金属溶湯を給湯するものであっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】金属溶湯の給湯装置の一部断面側面図

【図２】要部の一部断面側面図

【図３】要部の一部断面側面図

【図４】要部を拡大した一部断面側面図

【図５】リング状部材の斜視図

【図６】第２実施形態を示すリング状部材の斜視図

【符号の説明】

Ｃ 溶湯ポンプ Ｆ 摺動部 ７ 溶湯吸排路 １０ 弁箱構成部材 １８ 弁体 １９ 移動通路 ２０ 弁棒 ２２ ( 第１) 溶湯路 ２３ ( 第２) 溶湯路 ２４ 壁面 ２５ 塞ぎ部材 ２９ リング状部材 ３０ 摺動部材 ３１ 端面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の溶湯路を弁体の移動操作で択一的
   に選択して溶湯ポンプに連通自在に設けてある金属溶湯
   の給湯装置であって、 前記弁体の移動に伴って摺動する摺動部を、周方向の一
   箇所を分断してＣ形に形成した径方向に弾性変形可能な
   リング状部材と、前記リング状部材に対して嵌合して相
   対摺動し、かつ、摺動方向に沿う長さが前記リング状部
   材よりも長い摺動部材とで構成し、 前記リング状部材と前記摺動部材との少なくとも一方を
   セラミックで形成してある金属溶湯の給湯装置。
2. 【請求項２】 前記弁体の移動通路をその移動方向の一
   端側が弁箱構成部材の上方に開口するように上下方向に
   延設して、前記弁体の弁棒を前記移動通路に挿通し、 前記溶湯ポンプの溶湯吸排路を前記移動通路の上下方向
   中間位置に径方向から連通させるとともに、前記溶湯吸
   排路よりも低い位置で前記移動通路に連通する第１溶湯
   路と、前記溶湯吸排路よりも高い位置で前記移動通路に
   径方向から連通する第２溶湯路とを設けて、前記弁体
   を、前記第１溶湯路が前記溶湯吸排路を通して前記溶湯
   ポンプに連通する第１位置と、前記第２溶湯路が前記溶
   湯吸排路を通して前記溶湯ポンプに連通する第２位置と
   に上下移動自在に設け、 前記第２溶湯路との連通位置よりも高い位置で前記移動
   通路の壁面と前記弁棒との隙間を塞ぐ塞ぎ部材を前記弁
   棒に固定し、 前記弁体と前記壁面との摺動部と、前記塞ぎ部材と前記
   壁面との摺動部との各々を、前記リング状部材と前記摺
   動部材とで構成してある請求項１記載の金属溶湯の給湯
   装置。
3. 【請求項３】 前記移動通路を前記弁箱構成部材の上方
   と下方とに開口するように延設してある請求項２記載の
   金属溶湯の給湯装置。
4. 【請求項４】 前記リング状部材をセラミックで形成し
   てある請求項１〜３のいずれか１項記載の金属溶湯の給
   湯装置。
5. 【請求項５】 前記リング状部材の分断箇所の端面どう
   しを、摺動方向に対向させた状態で周方向に沿って相対
   移動可能に設けてある請求項１〜４のいずれか１項記載
   の金属溶湯の給湯装置。