JP2004034046A - 金属材料供給装置および溶解金属供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一回の鋳造毎に必要な量の粒状の金属材料を正確に計量可能な金属材料供給装置を提供する。
【解決手段】鋳造装置の一回の鋳造毎に必要な粒状または粉状の金属材料を計量して供給する金属材料供給装置であって、先端に開口部７１ｂを有し、粒状または粉状の金属材料Ｍが供給されるシリンダ７１と、シリンダ７１に挿入され、回転量に応じた量の金属材料Ｍを開口部７１ｂに向けて送出し、開口部７１ｂから落下させるスクリュー７４と、を有し、シリンダ７１の開口部７１ｂに、金属材料Ｍの開口部７１ｂからの崩落の状態を一定にするための突起部１００が設けられている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、ダイカストマシン等の鋳造装置に適用される金属材料供給装置および溶解金属供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダイカストマシンにおける射出装置のスリーブへの溶解金属の供給は、たとえば、溶解炉において予め溶解された十分量の金属材料をラドルを用いて鋳造に必要な量を汲み上げ、これを上記のスリーブの給湯口まで搬送することにより行われる。
ところで、上記のような方法で溶解金属の供給を行うと、溶解炉は大量の金属を溶解するため表面積が広く、このため、大気への熱の放出による熱効率の低下や常時溶湯状態で保温管理する必要性等の理由により、必要なコストが嵩むという不利益が存在した。
また、ラドルによる溶解金属の搬送中に溶解金属が飛散する可能性があり、ダイカスト製品を製造する現場の環境が低下しやすいという不利益も存在する。さらに、溶解炉で溶解した金属を鋳造にすべて使用しない場合には、溶解に要する電力コスト等が無駄になるという不利益も存在する。
さらに、大気中において金属材料を溶解し、搬送すると、熱の放散により凝固しやすく、また、酸化しやすいため、ダイカスト製品の品質が低下しやすいという不利益も存在する。
一方、上記のような溶解炉において十分量の金属材料を溶解するのではなく、一回の鋳造に必要な量の金属材料を溶解してスリーブに供給する技術が特公昭５９−３８８６７号公報に開示されている。この特公昭５９−３８８６７号公報に開示された技術は、複数の坩堝内に粉末あるいは粒状の金属材料を提供し、これを誘導加熱により溶解し、ダイカストマシンの給湯口まで搬送して注入するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような技術において、金属材料の溶解を一回の鋳造毎に行うためには、金属材料の計量が必要となる。
しかしながら、ダイカストマシンの鋳造サイクルにあわせて、粒状の金属材料を鋳造毎に正確に計量する技術は未だ確立されていない。
【０００４】
本発明は、上述の従来の課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、一回の鋳造毎に必要な量の粒状の金属材料を正確に計量可能な金属材料供給装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、上記の金属材料供給装置を備えた溶解金属供給装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の金属材料供給装置は、鋳造装置の一回の鋳造毎に必要な粒状または粉状の金属材料を計量して供給する金属材料供給装置であって、先端部が開口し、粒状または粉状の金属材料が供給される搬送路と、前記搬送路に挿入され、回転量に応じた量の金属材料を前記先端部に向けて送出し、当該先端部から落下させるスクリュー部材と、を有し、前記搬送路の開口部に、前記金属材料の当該開口部からの崩落の状態を一定にするための突起部が設けられている。
【０００６】
本発明の溶解金属供給装置は、金属材料を溶解して鋳造装置に供給する溶解金属供給装置であって、鋳造装置の一回の鋳造毎に必要な粒状または粉状の金属材料を計量して供給する金属材料供給手段と、前記金属材料供給手段から供給された金属材料を溶解して金属溶湯とし、当該金属材料を鋳造装置に供給する溶解手段と、を有し、前記金属材料供給手段は、先端部が開口し、粒状または粉状の金属材料が供給される搬送路と、前記搬送路に挿入され、回転量に応じた量の金属材料を前記先端部に向けて送出し、当該先端部から落下させるスクリュー部材と、を有し、前記搬送路の開口部に、前記金属材料の当該開口部からの崩落の状態を一定にするための突起部が設けられている。
【０００７】
本発明では、スクリュー部材を回転させ、搬送路に供給された粒状または粉状を先端の開口部に向けて送り出し、当該開口部から金属材料を落下させることにより計量を行う。搬送路の先端の開口部において、金属材料の崩れ落ち方が計量毎に異なると、計量誤差が発生するが、突起部を設けることにより、金属材料の崩れ落ち方が略一定となり、計量誤差の発生が抑制される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る金属材料供給装置および溶解金属供給装置の構造を示す断面図である。
図１において、溶解金属供給装置１は、容器３３０と、金属材料供給装置５１とを有する。
【０００９】
容器３３０は、図示しないダイカストマシン本体のスリーブ３６０の給湯口３６０ｈの上方に配置されている。この容器３３０は、外周部に溶解用ＲＦコイル３５０が設けられている。なお、給湯口３６０ｈの周囲には金属溶湯の飛散を防止するためのホッパ３７０が設けられている。
【００１０】
容器３３０は、底部に開口３３０ｈが形成されており、この開口３３０ｈは容器３３０に設けられた蓋３４０により開閉される。
容器３３０は、金属材料供給装置５１から必要量の金属材料を鋳造毎に供給される。
容器３３０に供給された金属材料は、溶解用ＲＦコイル３５０への高周波電流の供給によって誘導加熱により溶解される。容器３３０内の金属溶湯ＭＬは、蓋３４０を開くことにより、ダイカストマシンのスリーブ３６０に供給される。
容器３３０は、セラミックス等の耐熱性材料で形成されている。
【００１１】
蓋３４０は、シリンダ装置３８０のピストンロッド３８０ａの先端部に連結されており、ピストンロッド３８０ａの伸縮によって矢印方向に駆動される。蓋３４０の駆動により、容器３３０の開口３３０ｈが開放され、金属溶湯ＭＬが給湯口３６０ｈを通じてスリーブ３６０内に供給される。
【００１２】
金属材料供給装置５１は、蓄積部６０と、計量部７０と、バッファ部８０と、導入部９０とを有する。
蓄積部６０は、溶解して供給する前の金属材料を蓄積する。
この蓄積部６０は、ホッパ６１と、蓋６２とを備えている。
ホッパ６１は、円錐状の外形を有し、内部に金属材料Ｍを収容する空間を有している。このホッパ６１の上端側は円形の開口をもち、下端部に金属材料Ｍを送り出す供給口６１ａを有する。
また、ホッパ６１は、支持台３００の上面に固定された支持部材６９ｃに、ホッパ６１の下端部外周を固定する固定部材６９ａ，６９ｂによって固定されている。
ホッパ６１に蓄積される金属材料Ｍは、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の鋳造に用いる金属を細長い粒状としたものである。あるいは、粉状に加工されたものでもよい。
【００１３】
蓋６２は、円形状の金属板の外周縁に周壁部６３を有し、この周壁部６３がホッパ６１の上端の外周に嵌合することによりホッパ６１の上端の開口を覆う。
この蓋６２の周壁部６３の内周には、ホッパ６１の上端の外周面と周壁部６３の内周面との間をシールするリング状のシール部材６２ａが設けられている。このシール部材６２ａにより、ホッパ６１の上端の開口は密封される。
【００１４】
計量部７０は、ホッパ６１の供給口６１ａから自重により送り出される金属材料Ｍのうち必要量を計量してバッファ部８０へ送り出す。
この計量部７０は、支持部材６９ｃによって略水平に支持されたシリンダ７１と、このシリンダ７１に挿入されたスクリュー７４とを有する。なお、シリンダ７１は、本発明の搬送路の一実施態様であり、スクリュー７４は本発明のスクリュー部材の一実施態様である。
【００１５】
シリンダ７１は、ホッパ６１の供給口６１ａとシリンダ７１の内部とを連通させる開口部７１ａを有している。この開口部７１ａを通じてホッパ６１から金属材料Ｍがシリンダ７１内に供給される。
【００１６】
スクリュー７４は、螺旋状に形成された部材からなり、先端部が自由端となっており、後端部は、支持部材６９ｃにフランジ部材７７を介して保持された軸受ＢＲによって回転自在に保持されている軸部材７３に連結されている。この軸部材７３はカップリング７５を介してサーボモータ７６の回転軸７６ａに連結されている。
【００１７】
サーボモータ７６は、支持部材６９ｃに固定されており、サーボドライバ７９に接続されている。
サーボドライバ７９は、外部の図示しない制御装置から制御指令を受けて、サーボモータ７６の回転制御を行う。
【００１８】
スクリュー７４を所定方向に回転させると、シリンダ７１内に供給された金属材料Ｍは搬送され、シリンダ７１の先端部の開口７１ｂを通じてバッファ部８０に送出される。このスクリュー７４による搬送量は、スクリュー７４の回転量に応じて決定される。
【００１９】
したがって、計量部７０では、鋳造に必要な量の金属材料Ｍを搬送するスクリュー７４の回転を指令する制御指令をサーボドライバ７９に与えることにより計量が行われる。
【００２０】
バッファ部８０は、計量部７０から送り出された金属材料Ｍを一時的に保持する。
このバッファ部８０は、シリンダ７１の先端部を係合保持する連結部材７８によって支持部材６９ｃと連結された円筒部材８１と、円筒部材８１内に挿入されたピストンロッド８３を伸縮させるエアシリンダ８２と、ピストンロッド８３の先端部に連結された弁体８４とを有する。
【００２１】
円筒部材８１は、内部に計量部７０から送り出された金属材料Ｍを収容する収容空間８１ｓを備えており、上端側の開口は閉塞部材８５によって閉塞され、下端側の開口８１ａの内周に弁体８４を受ける弁座面８１ｂを備えている。
【００２２】
エアシリンダ８２は閉塞部材８５に固定されており、エアシリンダ８２のピストンロッド８３が閉塞部材８５に形成された貫通孔８５ａを通じて、円筒部材８１内に挿入されている。
エアシリンダ８２は、制御バルブ８６を介してエア源８７に接続されている。
【００２３】
制御バルブ８６は、外部の制御装置からの制御指令を受けて、エア源８７からエアシリンダ８２への圧縮空気の供給を制御し、ピストンロッド８３を矢印Ｋ１およびＫ２の向きに駆動させる。
【００２４】
弁体８４は、円錐状の部材からなり、弁座面８１ｂに合致するテーパ面８４ａを備えている。
弁体８４のテーパ面８４ａは、エアシリンダ８２の駆動によって、ピストンロッド８３が矢印Ｋ１の向きに上昇すると、弁座面８１ｂに着座する。これにより、円筒部材８１の下端側の開口８１ａが閉鎖される。円筒部材８１の下端側の開口８１ａが閉鎖された状態で、計量部７０から金属材料Ｍが供給されると、シリンダ７１の先端から金属材料Ｍが収容空間８１ｓ内に落下し、金属材料Ｍが収容空間８１ｓに保持される。
弁体８４のテーパ面８４ａは、ピストンロッド８３が矢印Ｋ２の向きに下降すると、弁座面８１ｂから離隔し、テーパ面８４ａと弁座面８１ｂとの間に隙間が形成される。金属材料Ｍが収容空間８１ｓに保持された状態では、この隙間を通じて金属材料Ｍは、円筒部材８１の下方に向けて自重により落下する。
【００２５】
導入部９０は、バッファ部８０から解放されて自重により落下する金属材料Ｍを容器３３０に導く導入管９１を有する。
【００２６】
図２は、シリンダ７１の先端の開口部周辺の構造を示す断面図であり、図３は図２のＺ方向からみた側面図である。
図２および図３に示すように、シリンダ７１の先端の開口部７１ｂの近傍には、シリンダ７１の半径方向に向かって突出する複数の突出部１００が設けられている。
突出部１００は、所定の高さの円柱形状を有している。
【００２７】
計量部７０において、ホッパ６１の供給口６１ａからシリンダ７１内に金属材料Ｍが供給され、スクリュー７４が所定の向きに回転すると、シリンダ７１内の金属材料Ｍはシリンダ７１の先端の開口部７１ｂに向かって送り出される。
図２に示すように、シリンダ７１の先端部まで金属材料Ｍが満たされた状態において、スクリュー７４が回転すると、開口部７１ｂからバッファ部８０に落下する金属材料Ｍの量はスクリュー７４の回転量に略比例する。このため、スクリュー７４の回転量を調整することにより、金属材料Ｍの計量が行われる。
【００２８】
しかしながら、シリンダ７１の先端部まで金属材料Ｍが満たされた状態では、スクリュー７４が回転しなくても開口部７１ｂの近傍の金属材料Ｍが崩落し、バッファ部８０に落下する可能性がある。特に、スクリュー７４の回転を停止したのちに、金属材料Ｍが崩落しやすい。
スクリュー７４の回転の停止毎に金属材料Ｍの崩落による落下量が異なると、安定した計量を行うことができない。
【００２９】
本実施形態では、シリンダ７１の開口部７１ｂの近傍に複数の突起部１００を設けることにより、開口部７１ｂの近傍の金属材料Ｍに抵抗を与える。開口部７１ｂに向かう金属材料Ｍにこれに抗する抵抗が作用することにより、スクリュー７４を停止したときの金属材料Ｍの崩れ落ち方が一定化され、金属材料Ｍの崩落による落下量が安定化する。これにより、計量誤差の発生が抑制される。
【００３０】
突起部１００の寸法、形成位置、個数は適宜変更可能である。
たとえば、金属材料Ｍとして、直径が２ｍｍ、長さが７ｍｍ、シリンダ７１の内径が５６ｍｍ、突起部１００の直径が４ｍｍ、突起部１００の数が６、突起部１００の高さが８ｍｍとしたとき、スクリュー７４停止時の崩落量のばらつきは、突起部１００が存在しない場合とくらべて半減した。
【００３１】
以上のように、本実施形態によれば、搬送路としてのシリンダ７１の開口部７１ｂに、突起部１００を設けてシリンダ７１内を開口部７１ｂに向けて送出される金属材料Ｍに抵抗を与えることにより、金属材料Ｍの開口部７１ｂからの崩落の状態を一定にすることができる。
これにより、金属材料供給装置５１の計量部７０による計量精度が向上し、容器３３０に正確に計量された量の金属材料Ｍを供給することが可能となり、鋳造装置としてのダイカストマシンのスリーブ３６０への金属溶湯ＭＬの供給量を安定化することができる。ダイカストマシンのスリーブ３６０への金属溶湯ＭＬの供給量が安定化することにより、鋳造品の品質を安定化させることが可能となる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、一回の鋳造毎に必要な量の粒状の金属材料を正確に計量可能な金属材料供給装置が提供される。
また、本発明によれば、一回の鋳造毎に正確な量の金属溶湯を鋳造装置に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属材料供給装置および溶解金属供給装置の構造を示す断面図である。
【図２】シリンダの先端の開口部周辺の構造を示す拡大断面図である。
【図３】図２に示すシリンダの先端の開口部をＺ方向から見た側面図である。
【符号の説明】
１…溶解金属供給装置
５１…金属材料供給装置
６０…蓄積部
７０…計量部
７１…シリンダ（搬送部）
７４…スクリュー
８０…バッファ部
９０…導入部
３３０…容器
３５０…溶解用ＲＦコイル
３６０…スリーブ
１００…突起部

Claims (2)

1. 鋳造装置の一回の鋳造毎に必要な粒状または粉状の金属材料を計量して供給する金属材料供給装置であって、
   先端に開口部を有し、粒状または粉状の金属材料が供給される搬送路と、
   前記搬送路に挿入され、回転量に応じた量の金属材料を前記開口部に向けて送出し、当該開口部から落下させるスクリュー部材と、を有し、
   前記搬送路の開口部に、前記金属材料の当該開口部からの崩落の状態を一定にするための突起部が設けられている
   金属材料供給装置。
2. 金属材料を溶解して鋳造装置に供給する溶解金属供給装置であって、
   鋳造装置の一回の鋳造毎に必要な粒状または粉状の金属材料を計量して供給する金属材料供給手段と、
   前記金属材料供給手段から供給された金属材料を溶解して金属溶湯とし、当該金属材料を鋳造装置に供給する溶解手段と、を有し、
   前記金属材料供給手段は、先端に開口部を有し、粒状または粉状の金属材料が供給される搬送路と、
   前記搬送路に挿入され、回転量に応じた量の金属材料を前記開口部に向けて送出し、当該開口部から落下させるスクリュー部材と、を有し、
   前記搬送路の開口部に、前記金属材料の当該開口部からの崩落の状態を一定にするための突起部が設けられている
   溶解金属供給装置。

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