JP2006231389A - 容器 - Google Patents

Abstract

【課題】 開閉可能な蓋を大きくしても開閉作業が容易で安全性の高い容器を提供すること。
【解決手段】 この容器は、上部に第１の開口を有し、溶融金属を貯留可能な容器本体と、前記第１の開口を塞ぐことが可能で、かつ前記第１の開口に対して水平方向に回転可能に配置された第１の蓋と、前記容器本体内に加圧気体を導入するための加圧気体導入口と、前記容器本体内に貯留された溶融金属を外部に導出するための流路とを具備するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば溶融アルミニウムの搬送に用いられる容器に関する。

例えば自動車のエンジンに用いられるアルミニウム合金は、溶融された状態でダイキャストマシーンのサーバに供給される。このような溶融アルミニウムの搬送には、従来から取鍋と呼ばれる容器が用いられている。

このシステムでは、アルミニウム合金を調合する工場でアルミニウムを溶かして調合を行い、その溶けた状態のまま容器に入れ、容器をトラック等に載せてエンジンを成型する工場に運び、その容器をフォークリフトに載せ代えてダイキャストマシーンのサーバまで搬送し、容器からサーバに溶融アルミニウムを供給する。

アルミニウム合金を調合する工場で一旦固化し、いわゆるインゴットの状態でダイキャストマシーンのある工場まで搬送すると、ダイキャストマシーンのある工場でインゴットを溶融する工程が必要となり、エネルギーの無駄であり、またＣＯ_２の排出量も多くなる、という問題がある。上記のシステムはそのような問題を解決するものである。

本発明者らは、これまで、圧力差を利用して溶融アルミニウムを導出する密閉型の容器を提唱し、様々な改良を行ってきている。その容器の基本的な態様としては、上部が開口している円筒状の容器本体を大蓋で覆い、大蓋のほぼ中央にハッチを設けると共に、ハッチに容器内部に加圧気体を導入するためのポート並びに容器本体に溶融アルミニウムを導出する流路及び配管を設けたものである。

大蓋はパッキンを介して容器本体にボルトとナットにより固定的に取り付けられ、ハッチ（小蓋）は平面的にみた一端側がヒンジによって大蓋に取り付けられ、反対側がハンドル付きのボルトで大蓋に固定可能とされている。ハッチはハンドル付きのボルトを本体から外し、ヒンジを軸として上下に開閉可能とされている（特許文献１参照）。

ハッチを設けた理由は、ハッチを開け、ガスバーナーで容器内を予熱するためである。もう一つの理由は、容器内に貯留された溶融アルミニウムの表面に浮く酸化物（ノロと呼ばれている。）を外部から掬い取るためである。具体的には、ハッチを開けてノロ取り用の用具を容器内に入れて溶融アルミニウムの表面から掬い取り、外部に取り出している。
特開２００４−２７６１１８号公報

アルミニウム合金の調合をより高精度とする要求が強くなってきている。その場合、上記の酸化物を取ることもかなり慎重にかつ丁寧に行うことが要求される。しかし、従来のハッチの大きさは大蓋の半分程度の径であることから、ハッチの開口を介して溶融アルミニウム表面を外部から覗くことも大変であり、掬い取るための作業もまた大変である。従って、ハッチの径をこれまで以上に大きくすることが望まれるが、ハッチは大型化すると重いものとなり、開閉作業が非常に大変なものとなる。特に、このような容器は高熱の状態で開閉作業を行う必要があることから、安全面からも問題となる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、開閉可能な蓋を大きくしても開閉作業が容易で安全性の高い容器を提供することを目的としている。

かかる課題を解決するため、本発明の主たる観点に係る容器は、上部に第１の開口を有し、溶融金属を貯留可能な容器本体と、前記第１の開口を塞ぐことが可能で、かつ前記第１の開口に対して水平方向に回転可能に配置された第１の蓋と、前記容器本体内に加圧気体を導入するための加圧気体導入口と、前記容器本体内に貯留された溶融金属を外部に導出するための流路とを具備することを特徴とする。

本発明では、第１の蓋を容器本体の第１の開口に対して水平方向に回転可能に配置したので、蓋を上下に開閉するものと比べて開閉に要する力は小さくなる。これにより、開閉可能な蓋を大きくしても開閉作業が容易で安全性の高い容器を提供することができる。

前記容器本体は、前記第１の開口よりも大きい第２の開口を上部に有する貯留部と、前記第２の開口を覆うように前記貯留部に固定的に配置され、前記第１の開口を有する第２の蓋とを有することが好ましい。

前記第２の蓋は、前記第１の蓋を回転可能に軸支する支持部を有することが好ましい。

前記第１の蓋は、前記支持部により前記第２の蓋の表面から浮き上げ可能に支持され、前記第１の蓋の外周部には、前記第２の蓋の表面における前記第１の開口以外の領域に回転可能に接触し、かつ、上下に昇降可能な第１のローラを有する第１の保持案内機構が設けられていることが好ましい。

これにより、蓋の開閉に要する力はより小さくなる。

前記第１の蓋の前記支持部近傍に設けられた第２のローラと、前記容器本体に取り付けられ、前記第１のローラが前記第２の表面から外れた位置にあるときに前記第２のローラを保持して案内する案内レールとを有する第２の保持案内機構を有することが好ましい。

これにより、第１のローラが第２の表面から外れた位置にあるときであっても蓋の開閉に要する力はより小さくなる。

本発明の別の観点に係る容器は、第１の開口が設けられた第１の領域と、配管取り付け部及び蓋回転支持部が設けられた第２の領域とを上部に有し、溶融金属を貯留可能な容器本体と、前記第１の開口を塞ぐことが可能で、かつ前記第１の開口に対して水平方向に回転可能に前記蓋回転支持部に取り付けられた第１の蓋と、前記容器本体内に貯留された溶融金属を外部に導出するための流路と前記配管取り付け部に取り付けられ、前記流路に連通する配管と、前記容器本体内に加圧気体を導入するための加圧気体手段とを具備することを特徴とする。

本発明では、第１の蓋を容器本体の第１の開口に対して水平方向に回転可能に配置したので、蓋を上下に開閉するものと比べて開閉に要する力は小さくなる。加えて、第２の領域に配管取り付け部及び蓋回転支持部を集中させたことで、第１の領域をより広く取ることが可能となり、第１の開口をより大きくすることが可能となる。これにより、酸化物を取るための作業がより良好なものとなる。

前記第１の蓋は、前記第１の開口を塞ぐことが可能な蓋本体と、前記蓋回転支持部に回転可能に取り付けられ、前記蓋本体を保持する連結部材とを有することが好ましい。

これにより、第１の蓋が配管取り付け部及び蓋回転支持部を干渉することを防止できる。また、第１の蓋の回転半径を大きくしつつ軽量化することが可能となる。

本発明によれば、第１の蓋を容器本体の第１の開口に対して水平方向に回転可能に配置したので、開閉可能な蓋を大きくしても開閉作業が容易で安全性の高い容器を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る容器の平面図（第１の蓋を開いた状態）、図２は図１の１の蓋を閉じた状態の容器の平面図、図３は図２の断面図である。

容器１００は、容器本体２００と、第１の蓋としての小蓋３００と、配管４００とを備える。
（容器本体２００の詳細）

容器本体２００は、上部の全面が開口する開口部２１１を有する貯留部２１０と、開口部２１１を覆うように貯留部２１０に配置され、開口部２１１よりも小さく開口する開口部２３１を有する大蓋２３０とを有する。
・貯留部２１０

貯留部２１０は、有底で上部に開口を有する金属製で略円筒形状のフレーム本体２１２と、フレーム本体２１２の内側に敷設された断熱層２１３と、断熱層２１３を覆う耐火層２１４とを備える。そして、耐火層２１４の内側には、溶融アルミニウムを貯留するための貯留空間２１５が設けられている。耐火層２１４は、断熱層２１３よりも緻密であり、熱伝導率が高い。断熱層２１３や耐火層２１４は必要に応じて複数の層にしても勿論構わない。

フレーム本体２１２の開口部２１１の外周には、フランジ２１５が設けられている。フレーム本体２１２の外側底部２１６には、一対のチャネル部材２１７が取り付けられている。このチャネル部材２１７には、この容器１００を搬送するためのフォークリフトのフォークが挿抜可能とされている。

耐火層２１４の内周壁には、貯留空間２１５側（内側）に突き出る隆起部２１８が上下方向にこの耐火層２１４と一体的に設けられている。つまり、隆起部２１８は耐火層２１４それ自体からなっている。この隆起部２１８の内部には上下方向に沿って、溶融アルミニウムを外部との間で流通するための流路２１９が設けられている。この流路２１９は、貯留空間２１５底部に近い位置から貯留空間２１５の上部まで貫通している。

流路２１９には、例えばセラミクス製の配管２２０により囲まれている。これにより、貯留空間２１５の加圧時に耐火層２１４を介して貯留空間２１５から流路２１９内への気体の侵入を防止することができる。しかしながら、本発明に係る容器１００は、このような配管２２０を設けなくてもよい。
・大蓋２３０

大蓋２３０は、金属製でキャップ形状のフレーム本体２３２と、フレーム本体２３２の内側に敷設された断熱層２３３と、残りの余剰空間を埋める耐火層２３４とを備える。

大蓋２３０の外周には、フランジ２３５が設けられている。このフランジ２３５は、貯留部２１０の外周に設けられたフランジ２１５の上に載せられ、ボルト及びナット（図示を省略）によりフランジ２１５とフランジ２３５との間が複数箇所で固定されている。これにより、大蓋２３０は、貯留部２１０に対して固定的に取り付けられている。容器１００内の気密性を高めるためにフランジ２１５とフランジ２３５との間には、パッキン（図示を省略）が介挿されている。

大蓋２３０を平面的に見たときに、開口部２３１が設けられた第１の領域２３６と、配管取り付け部２３７及び蓋回転支持部２３８が設けられた第２の領域２３９とを有する。

第1の領域２３６は、大蓋２３０の中心を回転中心としてほぼ０°〜２２５°の回転半径の範囲にあり、残りの回転半径（２２５°〜３６０°）の範囲が第２の領域２３９とされている。なお、この領域の割合は、一例でありこれ以外であっても勿論構わない。

開口部２３１は、第１の領域２３６のほぼ大半を占めており、開口部２３１の外周にはフランジ２４０が設けられている。

第２の領域２３９には、配管取り付け部２３７と蓋回転支持部２３８とが隣接するようにして集約的に設けられている。

配管取り付け部２３７には、流路２４１が開口しており、その周囲にフランジ２４２が設けられている。流路２４１は、耐火層２３４内を貫通するものであり、かつ貯留部２１０の流路２１９と連通している。また、配管２２０は流路２１９から突き出て流路２４１まで囲んでいる。結局、配管２２０の上部先端は配管取り付け部２３７のフランジ２４２とほぼ同一の平面となる位置まで達している。

フランジ２４２には、配管４００に設けられたフランジ４０１と複数箇所でボルト（図示を省略）により締結され、配管４００が容器本体２００に固定されている。なお、この位置に配管４００を回転させる機構を設けて配管４００をフランジ２４２とフランジ４０１とが対接する面に対して回転可能とするように構成しても構わない。

蓋回転支持部２３８は、第１の蓋としての小蓋３００を回転可能に軸支する支持部である。また、蓋回転支持部２３８は、小蓋３００を大蓋２３０の表面から例えば２°程度浮き上げ可能に支持している。つまり、小蓋３００は、蓋回転支持部２３８を支点として上方向に２°程度傾けることが可能とされている。
（第１の蓋としての小蓋３００の詳細）

小蓋３００は、平面的に見て上記の開口部２３１を少し大きくした形状を有し、開口部２３１を塞ぐことが可能で、かつ開口部２３１に対して水平方向に回転可能に配置されている。

小蓋３００は、金属製でキャップ形状のフレーム本体３０１と、フレーム本体３０１の内側を埋める耐火層３０２とを備える。

小蓋３００の外周には、フランジ３０３が設けられている。このフランジ３０３は、大蓋２３０の開口部２３１の外周に設けられたフランジ２４０の上に載せられ、固定ハンドル３０４、３０５によりフランジ３０３とフランジ２４０との間が複数箇所で固定可能とされている。

固定ハンドル３０４は、例えば大蓋２３０の外周付近に４箇所設けられている。各固定ハンドル３０４は、図４及び図５に示すように、小蓋３００のフランジ３０３から水平方向に突出する突起部３０６と、大蓋２３０の外周に上下方向に回転可能に軸支された支持部材３０７と、支持部材３０７の上端に設けられたハンドル付ボルト３０８とを具備する。

ハンドル付ボルト３０８は、逆Ｌ字状の形状を有し、回転が容易に行われるようになっている。小蓋３００を大蓋２３０に固定するときには、支持部材３０７を回転させてハンドル付ボルト３０８の下部先端が突起部３０６の上部に位置するようにし、ハンドル付ボルト３０８を回転させてその下部先端を突起部３０６に当てて更に締め付ける。これにより、小蓋３００が大蓋２３０に固定される。一方、小蓋３００を回転させて開口部２３１を開口するときには、ハンドル付ボルト３０８を回転させてその下部先端を突起部３０６から緩めて更に離し、支持部材３０７を回転させてハンドル付ボルト３０８を小蓋３００よりも下に位置させる。これにより、ハンドル付ボルト３０８が小蓋３００の回転を干渉しなくなる。

固定ハンドル３０５は、例えば大蓋２３０の中心付近に１箇所設けられている。固定ハンドル３０５は、下部先端がボルト状であり、大蓋２３０の対応する位置にはボルトがねじ込まれるねじ穴（図示せず）が設けられ、この穴に固定ハンドル３０５のボルト状の部分がボルト止めすることで小蓋３００が大蓋２３０に固定される。

小蓋３００の外周の２箇所には、小蓋保持走行部３１０が設けられている。この小蓋保持走行部３１０は、図６に示すように、ローラ３１１を回転可能に保持するローラ保持部３１２と、このローラ保持部３１２を昇降可能に保持する昇降保持部３１３とを有する。

昇降保持部３１３は、ローラ保持部３１２の昇降を案内する案内部材３１４と、ローラ保持部３１２の昇降するハンドル付ボルト３１５とを有する。案内部材３１４は、逆凹状で、上部にねじ切りがされた貫通孔が設けられ、その貫通孔にハンドル付ボルト３１５が通され、ハンドル付ボルト３１５の下端先端にローラ保持部３１２が取り付けられている。ローラ保持部３１２も逆凹状で、その隙間にローラ３１１が回転可能に保持されている。

小蓋保持走行部３１０のうち少なくとも１つは、小蓋３００を回転させたときに小蓋３００の外周の軌跡が最も外側となる位置に設けることが好ましい。小蓋３００を最も小さな力で持ち上げることが可能となるからであり、また重量バランスの上でも好ましい。

小蓋３００が大蓋２３０を塞いで状態で、且つ、固定ハンドル３０４、３０５により小蓋３００が大蓋２３０に固定されていない状態で、ハンドル付ボルト３１５を回転させてローラ保持部３１２を下降させると、小蓋３００がその回転中心を中心として大蓋２３０から上方向に最大２°程度傾いて小蓋３００が大蓋２３０から離間する。この状態で、小蓋３００を水平方向に回転させると、ローラ３１１が大蓋２３０の表面を走行し、つまりローラ３１１が小蓋３００を回転可能に支持することになる。これにより、小蓋３００をより小さな力で水平方向に回転することが可能となる。また、小蓋３００が大蓋２３０から外れた状態で小蓋３００が大蓋２３０を塞ぐときにはこれとは逆の動作を行えばよい。

小蓋３００は、連結板３２０を介して蓋回転支持部２３８により回転可能に支持されている。つまり、小蓋３００は、蓋回転支持部２３８を回転中心として水平方向に回転可能とされている。

蓋回転支持部２３８の周囲には、カムフォロア３２１が設けられている。カムフォロア３２１は、図７に示すように、蓋回転支持部２３８の外周を取り囲むように大蓋２３０に固定され、内周側に開口する断面コの字状の案内レール３２２と、案内レール３２２の内周上部に当接するローラ３２３とを有する。ローラ３２３は、連結部材２３８の下側で、かつ、小蓋３００とは蓋回転支持部２３８を挟んだ反対側に例えば２箇所回転可能に取り付けされている。上記のように、小蓋３００を水平方向に回転させると、ローラ３１１が大蓋２３０の表面を走行するが、所定以上回転させると、ローラ３１１が大蓋２３０の表面よりも外側に出てしまう。その際に、カムフォロア３２１は、これを補うものである。つまり、ローラ３１１が大蓋２３０の表面よりも外側に出たときに、ローラ３２３が案内レール３２２に当接し、小蓋３００は蓋回転支持部２３８を支点とする梃子のようにバランスが保たれることになる。これにより、非常に小さな力で小蓋３００を水平方向に回転することが可能となる。

小蓋３００の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器本体２００内の減圧及び／又は加圧を行うための内圧調整用の気体流通路３３０が設けられている。この気体流通路３３０には加減圧用の配管３３１が接続されている。この配管３３１は、気体流通路３３０から上方に伸びて所定の高さで曲がりそこから水平方向に延在している。配管３３１の垂直部の所定の位置にはユニバーサルジョイント部３３２が介挿されていて、配管３３１の水平方向先端部が所望の水平方向、上下方向に回転可能とされている。

この配管３３１の水平方向先端部には、加圧用又は減圧用の配管（図示せず）が接続可能になっており、加圧用の配管には加圧気体に蓄積されたタンクや加圧用のポンプが接続されており、減圧用の配管には減圧用のポンプが接続されている。そして、減圧により配管４００を介して容器本体２００内に溶融アルミニウムを導入することが可能であり、加圧により圧力差を利用して配管４００を介して容器本体２００外への溶融アルミニウムの導出が可能である。

小蓋３００には、液面センサとしての２本の電極がそれぞれ挿入される液面センサ用の２つの貫通孔３３３が所定の間隔をもって配置されている。これらの貫通孔３３３には、それぞれ電極（図示を省略）が挿入可能とされている。
（配管４００の詳細）

配管４００のフランジ４０１がフランジ２４２と複数箇所でボルト（図示を省略）により締結されることで、配管４００が容器本体２００に固定されている。

配管４００は、Ｒ形状の第１の部位４０２と、外側に向けて上向きに若干傾斜する第２の部位４０３と、ほぼ垂直方向に垂れた第３の部位４０４とがそれぞれのフランジをボルトで締結することでこの順番に接続されている。第３の部位４０４の下部先端に流路の開放部４０５（溶融アルミニウムの吐出口、導入口）が設けられている。
（容器１００の使用方法）
（１）容器１００内の予熱

小蓋３００を大蓋２３０の開口部２３１から外した状態で、貯留空間２１５内をガスバーナーで予熱する。

予熱を行うことで、流路２１９に溶融アルミニウムが詰まることを防止できる。
（２）容器１００内への溶融アルミニウムの導入

小蓋３００を平面方向に回転させて、小蓋３００により大蓋２３０の開口部２３１を覆い、固定ハンドル３０４、３０５により小蓋３００を大蓋２３０に固定する。

この状態で、溶融アルミニウムを貯留する炉に配管４００の開放部４０５を漬ける。

配管３３１の水平方向先端部に減圧用の配管を取り付け、容器１００内を減圧する。

すると、炉に貯留された溶融アルミニウムは、配管４００及び流路２１９を介して貯留空間２１５内に導入される。
（３）容器１００内の溶融アルミニウムからの酸化物の除去

固定ハンドル３０４、３０５を緩めて、ハンドル付ボルト３１５を回転させて小蓋３００を大蓋２３０から２°程度離間する。そして、小蓋３００を平面方向に回転させて、小蓋３００を大蓋２３０の開口部２３１から外す。

この状態で、貯留空間２１５内の溶融アルミニウム表面の酸化物を、棒付きのカップのような用具を用いて掬い取る。
（４）容器１００のユースポイントへの搬送

小蓋３００を平面方向に回転させて、小蓋３００により大蓋２３０の開口部２３１を覆い、固定ハンドル３０４、３０５により小蓋３００を大蓋２３０に固定する。

そして、チャネル部材２１７にフォークリフトのフォークを挿入し、フォークリフトにより所望のユースポイントである溶融アルミニウムのサーバに運ぶ。或いは、フォークリフトにより一旦トラックに載せ、例えば公道を通り所定の工場までの運び、そこで再びフォークリフトを使って所望のユースポイントである溶融アルミニウムのサーバには運ぶ。
（５）容器１００内への溶融アルミニウムの導入

配管３３１の水平方向先端部に加圧用の配管を取り付け、容器１００内を加圧する。

すると、貯留空間２１５内に貯留されている溶融アルミニウムが、流路２１９及び配管４００を介してサーバに導出される。
(その他）

本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。

例えば、容器１００の形態は、円筒形状のものばかりでなく、流路２１９の部分が外周側の隆起した形態等であっても構わない。

その他、本発明はその技術的思想の範囲内で様々に変形して実施することが可能である。

本発明の一実施形態に係る容器の平面図（第１の蓋を開いた状態）である。 図１の第１の蓋を閉じた状態の容器の平面図である。 図２の縦断面図である。 固定ハンドルの拡大正面図である。 固定ハンドルの拡大側面図である。 小蓋保持走行部の拡大図である。 カムフォロアの説明図である。

符号の説明

１００ 容器
２００ 容器本体
２１０ 貯留部
２１１ 開口部
２１５ 貯留空間
２１８ 隆起部
２１９ 流路
２３０ 大蓋
２３１ 開口部
２３６ 第１の領域
２３７ 配管取り付け部
２３８ 蓋回転支持部
２３９ 第２の領域
２４１ 流路
３００ 第１の蓋としての小蓋
３０４、３０５ 固定ハンドル
３１０ 小蓋保持走行部
３１３ 昇降保持部
３２１ カムフォロア
４００ 配管

Claims (7)

1. 上部に第１の開口を有し、溶融金属を貯留可能な容器本体と、
   前記第１の開口を塞ぐことが可能で、かつ前記第１の開口に対して水平方向に回転可能に配置された第１の蓋と、
   前記容器本体内に加圧気体を導入するための加圧気体導入口と、
   前記容器本体内に貯留された溶融金属を外部に導出するための流路と
   を具備することを特徴とする容器。
2. 請求項１に記載の容器であって、
   前記容器本体は、前記第１の開口よりも大きい第２の開口を上部に有する貯留部と、前記第２の開口を覆うように前記貯留部に固定的に配置され、前記第１の開口を有する第２の蓋とを有することを特徴とする容器。
3. 請求項２に記載の容器であって、
   前記第２の蓋は、前記第１の蓋を回転可能に軸支する支持部を有することを特徴とする容器。
4. 請求項３に記載の容器であって、
   前記第１の蓋は、前記支持部により前記第２の蓋の表面から浮き上げ可能に支持され、
   前記第１の蓋の外周部には、前記第２の蓋の表面における前記第１の開口以外の領域に回転可能に接触し、かつ、上下に昇降可能な第１のローラを有する第１の保持案内機構が設けられていることを特徴とする容器。
5. 請求項４に記載の容器であって、
   前記第１の蓋の前記支持部近傍に設けられた第２のローラと、前記容器本体に取り付けられ、前記第１のローラが前記第２の表面から外れた位置にあるときに前記第２のローラを保持して案内する案内レールとを有する第２の保持案内機構を有することを特徴とする容器。
6. 第１の開口が設けられた第１の領域と、配管取り付け部及び蓋回転支持部が設けられた第２の領域とを上部に有し、溶融金属を貯留可能な容器本体と、
   前記第１の開口を塞ぐことが可能で、かつ前記第１の開口に対して水平方向に回転可能に前記蓋回転支持部に取り付けられた第１の蓋と、
   前記容器本体内に貯留された溶融金属を外部に導出するための流路と
   前記配管取り付け部に取り付けられ、前記流路に連通する配管と、
   前記容器本体内に加圧気体を導入するための加圧気体手段と
   を具備することを特徴とする容器。
7. 請求項６に記載の容器であって、
   前記第１の蓋は、前記第１の開口を塞ぐことが可能な蓋本体と、前記蓋回転支持部に回転可能に取り付けられ、前記蓋本体を保持する連結部材とを有することを特徴とする容器。