JP2014140857A - Molten metal leakage detection mechanism of casting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、低圧鋳造装置の金型間などから溶湯が漏れたことを検知する検知機構に関する。 The present invention relates to a detection mechanism that detects that a molten metal leaks from between molds of a low-pressure casting apparatus.
鋳造は、機械加工や塑性加工等に比べ成形可能な形状の自由度が高く、またコスト面でも優位であることから、自動車、船舶、工作機械をはじめ、種々の分野における金属製品の製造に用いられている。 Casting has a higher degree of freedom in the shape that can be molded compared to mechanical processing and plastic processing, etc., and is superior in cost, so it is used for manufacturing metal products in various fields including automobiles, ships and machine tools. It has been.
このように、鋳造は非常に優れた成形技術であるが、一方で、鋳造作業時にはその安全性だけでなく、生産性にも留意する必要がある。 Thus, casting is a very good molding technique, but on the other hand, it is necessary to pay attention not only to its safety but also to productivity during casting operations.
鋳造加工時に鋳型の型合わせの初期不良などで、鋳型のパーティングライン部分から鋳型内に注入された溶湯が漏れ出さないよう、溶湯漏れを未然に防ぐための装置として、従来は、それぞれの金型の前進や後退の動作を行うシリンダーにリミットスイッチを設け、前記リミットスイッチが金型前進端を検知することで、金型内に溶湯が注入される仕組みであった。 In order to prevent the molten metal injected into the mold from leaking from the parting line part of the mold due to an initial defect in the mold alignment during casting, etc. A limit switch is provided in a cylinder that moves the mold forward and backward, and the limit switch detects the mold advance end, whereby molten metal is injected into the mold.
上記の鋳造装置は閉まった金型から溶湯は漏れないことが前提になる。しかしながら、このような検知装置は検出精度が低く、誤差が発生する。さらに、金型の可動部分にも多少のクリアランスが設けられている為、溶湯漏れを完全に防止することは難しくなっている。 The casting apparatus is premised on that the molten metal does not leak from the closed mold. However, such a detection device has low detection accuracy and an error occurs. Furthermore, since some clearance is provided also in the movable part of a metal mold | die, it is difficult to prevent a molten metal leak completely.
この漏れ出した溶湯が鋳型の周辺に配設される配線や鋳型の上型を昇降させるラム等に接触すると、鋳造作業そのものに支障を来し、最悪の場合には、鋳造作業が不可能となる恐れがある。そのため、溶湯漏れを早期に検知することが必要となる。この溶湯漏れの早期検知を行う先行技術として特許文献1〜3が知られている。 If this leaked molten metal comes into contact with the wiring arranged around the mold or the ram that raises or lowers the upper mold of the mold, the casting operation itself will be hindered. In the worst case, the casting operation is impossible. There is a fear. Therefore, it is necessary to detect a molten metal leak at an early stage. Patent documents 1-3 are known as prior art which performs early detection of this molten metal leak.
特許文献1には、鋳型を収納するチャンバーの内側面の下端近傍に、絶縁層で被覆された2本の電極を配置し、鋳型から溶湯が漏れた際に溶湯が前記電極の絶縁層を溶融し、溶湯を介して2本の電極が導通することで、溶湯漏れを検知する装置が開示されている。
In
特許文献2には、基盤上に配設され、鋳型を全周にわたって包囲する検知電極と、検知電極と基盤との間の電気的接続の有無を検知する検知器とを備え、検知電極は、耐熱性を有する絶縁部材で部分的に覆われ、前記検知電極の絶縁部材で覆われた部分が基盤と接触し、前記検知電極の絶縁部材で覆われていない露出部分が基盤から上方に離隔し、鋳型から漏れ出た溶湯が前記検知電極の前記絶縁部材で覆われていない部分と接触することで検知電極と基盤との間が電気的に接続されることで、溶湯漏れを検知する機構が開示されている。 Patent Document 2 includes a detection electrode that is disposed on a base and surrounds the entire circumference of the mold, and a detector that detects the presence or absence of an electrical connection between the detection electrode and the base. Partially covered with a heat-resistant insulating member, the portion of the detection electrode covered with the insulating member is in contact with the base, and the exposed portion of the detection electrode not covered with the insulating member is spaced upward from the base. A mechanism for detecting a molten metal leak by electrically connecting the detection electrode and the base by contacting the molten metal leaked from the mold with a portion of the detection electrode not covered by the insulating member. It is disclosed.
特許文献3には、基盤上に絶縁性のシートを介して溶湯が基盤の外側に流出するのを防止する金属製の堰部材を設け、鋳型から漏れた溶湯が絶縁性のシートを乗り越えて堰部材まで到達すると、堰部材と基盤とが溶湯を介して導通し、溶湯が漏れたことを検知する装置が開示されている。 In Patent Document 3, a metal dam member is provided on the base to prevent the molten metal from flowing out of the base through an insulating sheet, and the molten metal leaked from the mold climbs over the insulating sheet and reaches the weir. An apparatus is disclosed in which when a member is reached, the dam member and the base are connected with each other through the molten metal and the leakage of the molten metal is detected.
特許文献1に開示される装置にあっては、溶湯がチャンバーの内壁まで到達し更に2本の電極に跨るまでは溶湯漏れを検知できないので、検知までに時間がかかってしまう。
In the apparatus disclosed in
特許文献2に開示された機構では、基盤と検出装置の間に、ある程度の隙間が存在し、検知電極の露出した検知部分と絶縁部材で被覆した部分とがある程度離れて交互に配置されている為、鋳型から漏れ出した溶湯が最初に被覆部分に突き当たったときには、該溶湯が検知電極に沿って広がり、露出部分に接触したときに初めて溶湯漏れを検出することができ、この結果、検出に時間が掛かってしまうという課題がある。 In the mechanism disclosed in Patent Document 2, there is a certain gap between the base and the detection device, and the exposed detection portions of the detection electrodes and the portions covered with the insulating member are alternately arranged with a certain distance. Therefore, when the molten metal leaked from the mold first hits the coating part, the molten metal spreads along the detection electrode, and the molten metal leakage can be detected only when it contacts the exposed part. There is a problem that it takes time.
特許文献3に開示された装置では、単に鋳型の周囲に電線(電極)を配設するのではなく、個々の鋳造装置に対応した堰部材を設けなければならないので、
施行が面倒でコスト的にも課題がある。
In the apparatus disclosed in Patent Document 3, since a wire (electrode) is not simply disposed around the mold, a dam member corresponding to each casting apparatus must be provided.
Implementation is cumbersome and there are also problems in terms of cost.
更に、特許文献1〜3のいずれも鋳造時に発生した溶湯屑(バリ)などの通電性のゴミや埃などが絶縁部材で覆われていない露出部分に接触することで前記基盤と検知電極を導通し誤検知してしまうという課題がある。
また特許文献1〜3のいずれも一旦溶湯漏れを電極が検知すると、その電極を補修して再度検知装置として利用することが困難である。
Further, in all of
In any of
この発明は、金型から漏れ出した溶湯への検知精度を高め、誤検知による作業不具合を効果的に抑制しながら、溶湯漏れに迅速に対応することができる溶湯漏れ検出機構を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a molten metal leakage detection mechanism capable of quickly responding to molten metal leakage while improving the accuracy of detection of molten metal leaking from a mold and effectively suppressing work failures due to erroneous detection. Objective.
前記課題を解決するため、本発明に係る鋳造装置の溶湯漏れ検知機構は、溶湯が注入される鋳型が設置される金属製の基盤上に、前記鋳型を全周にわたって包囲するように検知電極を配設し、この検知電極は、中心部の導線と、この導線の一部が露出するように導線の外側を被覆する耐熱絶縁層と、この耐熱絶縁層の外側を被覆するとともに溶湯が接触すると溶湯の熱で溶融する非耐熱絶縁層とからなる構成とした。 In order to solve the above problems, the molten metal leak detection mechanism of the casting apparatus according to the present invention has a detection electrode on a metal base on which a mold into which a molten metal is poured is installed so as to surround the mold all around. The sensing electrode is arranged such that the center conductor, the heat-resistant insulating layer that covers the outside of the conductor so that a part of the conductor is exposed, the outer surface of the heat-resistant insulating layer, and the molten metal come into contact with each other. It was set as the structure which consists of a non-heat-resistant insulating layer fuse | melted with the heat of a molten metal.
前記導線を露出させるには、例えば耐熱絶縁層に窓部を形成する。また前記最外側の非耐熱絶縁層は溶湯の熱によって全長に亘って溶解するのではなく一部の長さのみ溶解し、一方導線とその外側の耐熱絶縁層は溶解しないので、当該溶解した一部の非耐熱絶縁層だけを補修或いは交換可能とすることが好ましい。
更に溶湯漏れがあった場合にはランプや警報機によって直ちに管理者等に知らせることが好ましい。
In order to expose the conducting wire, for example, a window is formed in the heat-resistant insulating layer. Further, the outermost non-heat-resistant insulating layer is not melted over the entire length by the heat of the molten metal, but only a part of the length is melted. On the other hand, the conductive wire and the outer heat-resistant insulating layer are not melted. It is preferable that only the non-heat-resistant insulating layer of the part can be repaired or replaced.
Furthermore, it is preferable to immediately notify the administrator or the like by a lamp or an alarm when there is a leak of molten metal.
このように、本発明は、(1)溶湯漏れを検知するための検知電極を鋳造装置の基盤上に配設し、基盤との間の電気的接続で溶湯漏れを検知する点、(2)鋳型を全周にわたって包囲するように検知電極を配設した点、(3)検知電極を耐熱絶縁層で覆い、この耐熱絶縁層の側面に窓部やスリットなどを形成し、さらに耐熱絶縁層の外殻(最外側)を溶湯の熱で溶解する非耐熱絶縁層(熱収縮性)で覆った検知電極を配置すると共に、非耐熱絶縁層を溶かした漏れ溶湯が耐熱絶縁層から露出している検知電極に接触し基盤と電気的に接続されるようにした点、および(4)外殻の非耐熱絶縁層によって、誤検知のリスクを減らし、かつ、この外殻の非耐熱絶縁層で、内側の耐熱絶縁層で被覆された導線への保持力を備えたものとした点、この4点を技術的特徴とするものである。 As described above, the present invention is (1) a detection electrode for detecting a molten metal leak is disposed on the base of the casting apparatus, and the molten metal leak is detected by electrical connection with the base, (2) (3) The detection electrode is covered with a heat-resistant insulating layer, and a window or a slit is formed on the side surface of the heat-resistant insulating layer. A detection electrode in which the outer shell (outermost) is covered with a non-heat-resistant insulating layer (heat-shrinkable) that melts with the heat of the molten metal is placed, and a leaked molten metal that melts the non-heat-resistant insulating layer is exposed from the heat-resistant insulating layer The point of contact with the sensing electrode and being electrically connected to the substrate, and (4) the non-heat-resistant insulating layer of the outer shell reduces the risk of false detection, and the non-heat-resistant insulating layer of the outer shell It has a holding power to the conductor covered with the inner heat-resistant insulating layer. It is to the point and technical features.
すなわち、特徴(1)の如く、検知電極と基盤との間の電気的接続で溶湯の漏れを検知するようにしたので、溶湯漏れ自体を未然に防ぐような装置ではないが、漏れ出た溶湯をいち早く検知し、溶湯漏れが発生しても最小限の範囲に留めることができる。 That is, as feature (1), since the leak of the molten metal is detected by the electrical connection between the detection electrode and the base, it is not a device that prevents the molten metal leak itself, but the leaked molten metal Can be detected quickly, and even if a molten metal leak occurs, it can be kept to a minimum range.
また、特徴(2)の如く、検知電極が鋳型(金型)を包囲するように配設したので、基盤上の溶湯漏れを確実に検知することができる。
また、併せて、特徴(3)の如く、検知電極の外殻を非耐熱性の絶縁層で覆ったので、非溶湯漏れ時における、溶湯屑などの通電性の物体が接触することによる誤検知を回避することができる。
Further, as described in the feature (2), the detection electrode is disposed so as to surround the mold (mold), so that it is possible to reliably detect the molten metal leak on the substrate.
In addition, since the outer shell of the detection electrode is covered with a non-heat-resistant insulating layer as described in feature (3), erroneous detection due to contact with a conductive object such as molten metal when a non-molten metal leaks. Can be avoided.
さらには、特徴(4)の如く、基盤と接触する外殻の非耐熱性絶縁層に熱収縮性の部材を使用すれば、内側の耐熱性絶縁層の保護と、内側の耐熱性絶縁層が剥がれたりしないように密着させることができる。 Furthermore, as in feature (4), if a heat-shrinkable member is used for the non-heat-resistant insulating layer of the outer shell that contacts the base, the inner heat-resistant insulating layer is protected and the inner heat-resistant insulating layer is protected. It can be stuck so as not to peel off.
このように、本発明によれば、溶湯漏れの検知精度を高めて、かつ、誤検知も効果的に抑制することのできる、鋳造装置の溶湯漏れ検知機構を提供することができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to provide a molten metal leakage detection mechanism of a casting apparatus that can increase the detection accuracy of molten metal leakage and can effectively suppress erroneous detection.
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図1に示すように、鋳造装置10は、低圧鋳造に使用されるもので、上下の金型からなる鋳型11と、鋳型11が載置されるダイベース12と、ダイベース12の下方に設置されるストーク13と、ストーク13の下端を収容し、内部に溶湯14を保持可能な溶解炉15とを主たる構成要素として備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. As shown in FIG. 1, a
この鋳造装置10において、溶解炉15内にエア圧を付与して溶解炉15内の溶湯液面14aを押し下げることで、ストーク13を介して溶湯14が鋳型11内部に注入される。そして鋳型11内に注入された溶湯14が所定時間後凝固することで鋳造品が成形され、この鋳造品を型開きにより取出すことで鋳造作業が完了する。
In the
鋳造装置10の溶湯漏れ検知機構20は、ダイベース12上に載置配設され、同じくダイベース12上に載置配設される鋳型11を全周にわたって包囲する検知電極21を備える。
The molten metal
また本実施例では検知機構20は、検知電極21とダイベース12とにそれぞれ電気的に接続されたか否かを検知する回路22を備える。この回路22には作業者に溶湯漏れがあったことを知らせるランプ22aや警報器が設けられる。
In this embodiment, the
前記検知電極21は、中心部の導線(例えば銅パイプ)23と、導線23を覆う耐熱性絶縁層(例えば耐熱ガラステープ)24と、最外殻を覆う非耐熱性絶縁層(例えば熱収縮性の絶縁保護チューブ)25とで構成される。
ここで、耐熱性とは溶湯に接触しても溶融しないことを意味し、非耐熱性とは溶湯に接触して溶融することを意味する。
The
Here, the heat resistance means that the molten metal does not melt even if it contacts the molten metal, and the non-heat resistant means that the molten metal contacts the molten metal.
この実施形態では、検知電極21は、導線23を金型廻りに合わせて形を作っている。その導線23に耐熱性絶縁層24を巻き付け、カッターナイフ等で窓部26を形成する。そして耐熱性絶縁層24を巻き付けた導線23に熱収縮性の非耐熱性絶縁層25を被せてドライヤー等で熱する事により検知電極21に熱収縮性の非耐熱性絶縁層25を密着させる。
In this embodiment, the
上述の如き構成をなす溶湯漏れ検知機構20において、鋳型11内に注入した溶湯14が何らかの原因で鋳型11の外に漏れ出た場合、漏れ出た溶湯14は、ダイベース12上を伝って鋳造装置10外へと流出する。ここで、ダイベース12上には、鋳型11を全周にわたって包囲する検知電極21が配設されているため、ダイベース12上を伝って鋳造装置10外へと流れる溶湯14が検知電極21を構成する熱収縮性の非耐熱性絶縁層25に接触する。
In the molten metal
溶湯が接触する前には図3(a)に示すように、導線23と金属製のダイベース12とは電気的に絶縁状態にある。しかし、漏れ出た溶湯14により、非耐熱性絶縁層25が溶け、図3(b)に示すように、耐熱性絶縁層24に形成された窓部26から露出する導線23と接触した溶湯14を介してダイベース12との間で電気的接続状態が形成される。よって、この電気的接続状態が電気抵抗の低下(定圧下では電流量の増加)として検知回路22で検知され、ランプ22aを点灯したり、制御部に停止信号を伝達することで、鋳型11への溶湯14の注入作業を停止する。
Before the molten metal contacts, as shown in FIG. 3A, the
前記窓部26の配置例としては導線23の長さ方向に沿って複数個直線状に配置するか、千鳥状に配置するか或いはランダムに配置してもよい。
特に図3(a)、(b)に示す実施例では周方向に3個の窓部26を等間隔で離間して配置した例を示したが、例えば図3(c)に示すように周方向に2個の窓部を対向配置してもよい。
As an example of the arrangement of the
In particular, in the embodiment shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), an example is shown in which three
このように、検知電極21の導線23とダイベース12との間の電気的接続で溶湯14の漏れを検知するようにしたので、ダイベース12上を流れる溶湯14が導線23に到達するのと同時に溶湯14の漏れを検知できる。また、検知電極21は鋳型11を包囲するように配設されているので、溶湯14の漏れ出し方向によらず、その漏れを確実に検知することができる。
As described above, since the leakage of the
また、検知電極21をなす導線23は耐熱性絶縁層24と熱収縮性の非耐熱性絶縁層25で完全に覆われているため、検知電極21をなす導線23をダイベース12と非接触にすることができ、非溶湯漏れ時における誤検知を回避することができる。
Further, since the
また、ダイベース12と接触する非耐熱性絶縁層25を絶縁性および熱収縮性を兼ね備えた素材とし、この非耐熱性絶縁層25が耐熱性絶縁層24に形成された窓部26も完全に覆っているので、非溶湯漏れ時には、ダイベース12と検知電極21とが常に絶縁状態となるようにし、通電性のゴミや埃による誤検知も防いでいる。
Further, the non-heat-resistant insulating
更に、溶湯14の漏れ時、溶湯14が外殻の非耐熱性絶縁層25を溶かし、耐熱性絶縁層24の窓口26を介して導線23に接触するが、導線23の殆どは耐熱性絶縁層24によって保護されているため、導線23が溶損されることはなく、その箇所に非耐熱性絶縁層25を再び巻き付けることで、繰り返し溶湯漏れの検出に利用することができ、長期間にわたって鋳造時の安全性を確保することができる。
Furthermore, when the
また、この実施形態では、検知電極21を、共に導線23の周囲を覆う二重の絶縁層24,25で構成した。そのため、導線23の変形に倣って、向きや形を自由に変えることができる。従って、検知電極を配置すべきダイベース12あるいは包囲すべき鋳型11の形状によらず、その配置態様を自由に設定することができる。また、かかる構成であれば、各構成部品が安価な市販品であるため、低コストでこの検知電極21を製作することができる。
In this embodiment, the
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係る溶湯漏れ検出機構は、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、検知電極21に関し、上記実施形態では、検知電極は全周にわたって包囲する検知電極としたが、場合によっては分割して配設することも可能である。例えば、図示は省略するが、金型の長手方向にそれぞれ独立した検知電極を配置することも可能である。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the molten metal leak detection mechanism according to the present invention can be variously modified within the scope of the present invention.
For example, regarding the
10…鋳造装置
11…鋳型
12…ダイベース
13…ストーク
14…溶湯
14a…溶湯の表面
15…溶解炉
20…検知機構
21…検知電極
22…検知回路
22a…ランプ
23…導線
24…耐熱性絶縁層
25…非耐熱性絶縁層
26…窓部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記検知電極は中心部の導線と、この導線の一部が露出するように導線の外側を被覆する耐熱絶縁層と、この耐熱絶縁層の外側を被覆するとともに溶湯が接触すると溶湯の熱で溶融する非耐熱絶縁層とからなることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。 A molten metal leakage detection mechanism of a casting apparatus in which a detection electrode is disposed on a metal base on which a mold into which a molten metal is poured is placed so as to surround the mold over the entire circumference,
The sensing electrode has a central conductor, a heat-resistant insulating layer that covers the outside of the conductor so that a part of the conductor is exposed, and covers the outside of the heat-resistant insulating layer. A molten metal leak detection mechanism of a casting apparatus, characterized by comprising a non-heat-resistant insulating layer.
4. The molten metal leakage detection mechanism for a casting apparatus according to claim 1, wherein a circuit that issues a warning when the molten metal melts the non-heat-resistant insulating layer and the conductor and the base are electrically connected through the molten metal. The molten metal leak detection mechanism of the casting apparatus characterized by the above-mentioned.
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