JP2017124412A - 搖動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】溶湯の鋳造を自動と手動を容易に切り替えられる溶湯の鋳造装置及びこの鋳造装置等に使用できる搖動装置を提供することを目的とする。【解決手段】この装置１０は、基部２と第一揺動手段３と第二揺動手段４と本体部５と棒栓６とを有する。第一揺動手段３を手動で操作し、第二揺動装置４を不動とすることにより、本体部５は第二揺動手段４を中心にして揺動し、手動操作ができ、逆に、第一揺動手段３を不動とし、第二揺動手段４をモータ等で自動的に駆動することにより、本体部５は第一揺動手段３を中心に揺動し、自動操作が可能となる。【選択図】図１

Description

本発明は、部品を往復動させるために搖動する機械装置に関する。この装置は金属溶湯を注湯する装置の開閉弁棒を上下に駆動して注湯口を開閉する装置として利用できる。

金属溶湯を鋳型に注入する装置として溶湯保持容器の底に設けられた注湯口を開閉する開閉弁棒を上方に駆動して注湯口を開け、開いた注湯口より溶湯を下方に流し下方に設けられた鋳型に注入し、所定量の溶湯が注入された後開閉弁棒を下方に駆動して注湯口を閉じる開閉弁棒の駆動装置が使用されている。また、特許文献１（特開２００２−０７９３６７号公報）にも見られるように、注湯口から流れ出る溶湯の量を溶湯容器とその容器に保持されている溶湯の重量を測定し、所定量の溶湯を次々に送り込まれる鋳型に自動的に注入する装置も知られている。

特開２００２−０７９３６７号公報

鋳造装置において、自動的に次々に送られてくる鋳型に鋳造する装置は知られているが、自動と手動を容易に切り替え可能な溶湯の鋳造装置は知られていない。

本発明は、溶湯の鋳造を自動と手動を容易に切り替えられる溶湯の鋳造装置及びこの鋳造装置等に使用できる搖動装置を提供することを目的とする。

本発明の搖動装置は、基部と、第一軸部と該第一軸部を往復動させる第一駆動部とを有し該基部に固定保持された第一搖動手段と、第二軸部と該第二軸部を往復動させる第二駆動部とを有し該基部に第一搖動手段と間隔を隔てて固定保持された第二搖動手段と、該第一軸部と係合する第一軸受け部と該第二軸部と係合する第二軸受け部と搖動を必要とする部材を搖動させる搖動端部とを有する本体部と、を有することを特徴とする。

本発明の金属溶湯注湯装置は、基部と、第一軸部と該第一軸部を往復動させる第一駆動部とを有し該基部に固定保持された第一搖動手段と、第二軸部と該第二軸部を往復動させる第二駆動部とを有し該基部に第一搖動手段と間隔を隔てて固定保持された第二搖動手段と、該第一軸部と係合する第一軸受け部と該第二軸部と係合する第二軸受け部と搖動を必要とする部材を搖動させる搖動端部とを有する本体部とを具備する搖動装置と、該搖動装置の該搖動端部により搖動される溶湯保持容器の底に設けられた注湯口を開閉する開閉弁棒と、を有することを特徴とする。

本発明の搖動装置において、第一搖動手段と第二搖動手段の２個の搖動手段の一方を動かし動状態として、他方を動かない不動の状態として使用する。この動状態の搖動装置の軸部が本体部を上方向あるいは下方向に動かす。そして他の動かない搖動手段の軸部が本体部の搖動中心軸として機能する。このため本体部は動かない搖動手段の軸部を搖動中心として右方向あるいは左方向に搖動することになる。

この本体部の搖動端部は本体部の搖動により上方向あるいは下方向に動く。

本発明の搖動装置の一方をモータ等で自動駆動とし、他方を手動で駆動する等の対応が可能となる。

本発明の金属溶湯注湯装置は、本発明の搖動装置を用いてその搖動装置の搖動端部により搖動される溶湯保持容器の底に設けられた注湯口を開閉する開閉弁棒を駆動するものである。この金属溶湯注湯装置において、２個の搖動手段の一方を自動に、他方を手動にて駆動することにより、試験的な鋳造と量産的な使用の両方に使用できる装置となる。

本発明の搖動装置において、第一搖動手段及び第二搖動手段の一方を駆動する動力駆動部と他方を駆動する手動駆動部を持つものとすることができる。さらには、第一搖動手段及び第二の搖動手段の一方は、駆動軸とこの駆動軸により回転駆動される腕部とこの腕部に保持された第一軸部又は第二軸部とからなるものとすることができる。

また、第一搖動手段及び第二搖動手段の少なくとも一方は、駆動軸とこの駆動軸の偏芯位置に固定された第一軸部又は第二軸部とからなるものとすることができる。

また本発明の搖動装置の搖動端部は、金属溶湯容器の吐出口を開閉する棒栓を起動するものとすることができる。

本発明の揺動装置及び金属溶湯注湯装置は、２個の揺動手段を有する。このため、揺動態様を２種類とすることができ、多様性の高い使用が可能となる。具体的に、一方の揺動手段を自動とし、他方を手動とすることにより、使用の態様が増す。

本実施形態に係る金属溶湯注湯装置の斜視図である。 本実施形態に係る金属溶湯注湯装置の平面図である。 本実施形態に係る金属溶湯注湯装置の側面図である。 図３に示す金属溶湯注湯装置のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３に示す金属溶湯注湯装置のＢ−Ｂ矢視断面図である。

［実施形態］
以下、本発明の実施形態について図１，図２，図３，図４及び図５を参照して説明する。本実施形態の金属溶湯注湯装置１０は、基部２と第一揺動手段３と第二揺動手段４と本体部５と棒栓６とを有する。この金属溶湯注湯装置１０は金属溶湯容器９上部に固定され、その吐出口９０を棒栓６で開閉し、金属溶湯容器９に収容されている金属溶湯が吐出口９０から流出するのを制御するものである。

金属溶湯注湯装置１０の基部２は、図３に示すように、水平方向に延びる板状の床部２２とこの床部２２の一端から垂直に立ち上がる板状の壁部２１とからなる断面Ｌ字形状で金属製の板状体である。床部２２の壁部２１に近い中央部分には円形の貫通孔２２０が形成されている。

金属溶湯注湯装置１０の第一揺動手段３は、図４に示すように、軸体３１と一対の軸受け部材３２とを有する。軸体３１は、長手方向の中央部にその軸中心線３１０より偏芯した偏芯軸３１１と、この偏芯軸３１１の一端側に幅の狭い狭軸端部３１２と他端部に幅の広い広軸端部３１３とを有する。広軸端部３１３はその軸方向の中ほどに外周径が小さい首部３１３１を有し、首部３１３１のさらに先の最端部３１３２には、手動操作用のレバー（図示せず）の先端部が挿し込まれて固定される係合穴３１３０(図１に示す)が設けられている。

一対の軸受け部材３２は貫通する軸受け孔３２０を持つ立壁部３２１と基部２の床部２２にボルトで固定される足部３２２とからなる。一対、２個の軸受け孔３２０には、軸体３１の狭軸端部３１２と広軸端部３１３とが回転自在に嵌合保持されている。２個の軸受け孔３２０及びこれらに嵌合する狭軸端部３１２、広軸端部３１３は、いずれも、軸中心線３１０と同軸であるため、この軸体３１は軸中心線３１０を中心に回転する。一方、偏芯軸３１１は軸中心線３１０より偏芯しているため、軸体３１の回転により軸中心線３１０から常に所定距離離れて、軸中心線３１０の周りを回転する。なお、この偏芯軸３１１は本発明の第一軸部を構成する。

金属溶湯注湯装置１０の第二揺動手段４は、図４に示すように、駆動モータ４１と、この駆動モータ４１により回転駆動される駆動軸４２と駆動モータ４１を基部２の床部に固定する一方の支持部材４３と駆動軸４２の先端部を回動自在に保持する他方の支持部材４４と、一端部が駆動軸４２に固定された一対の搖動腕４５と、これら一対の搖動腕４５に両端が支持された搖動軸４６と、この搖動軸４６の中央部に回転自在に保持された円柱状の回転輪４７と、他方の支持部材４４に固定されたブラケット４８とこのブラケット４８に摺動自在に保持され搖動軸４６を固定する固定手段４９とからなる。

この第二搖動手段４は駆動モータ４１の回転により駆動軸４２及び搖動腕４５が回転し、搖動腕４５の回転によりその先端に保持された搖動軸４６が上方向あるいは下方向に搖動するものである。なお、この搖動軸４６は本発明の第二軸部を構成する。

金属溶湯注湯装置１０の本体部５は、図４に示すように、偏芯軸３１１が嵌合する軸孔５１０を持つ直方体状の第一軸受け部５１とこの第一軸受け部５１の一面より一体的に水平方向に突出し上下方向の中央部に水平方向に延びる長方形状のガイド窓５２０を持つ第二軸受け部５２と第一軸受け部５１の軸方向の互いに背向する一対の側面の上部に一体的に固定された一対の上方端部５３１とそれら一対の側面の下部に一体的に固定された一対の下方端部５３２とからなる揺動端部５３とから構成されている。この本体部５は水平方向の中央に第一軸受け部５１が位置しその一方に第二軸受け部５２、他方に揺動端部５３が位置する水平方向に長い部材となっている。

本体部５の第一軸受け部５１の軸孔５１０には第一揺動手段３の偏芯軸３１１が回動自在に保持されている。また、第二軸受け部５２のガイド窓５２０には第二搖動手段４の搖動軸４６が回転輪４７を介して保持され、回転輪４７はガイド窓５２０を区画する上面と下面に案内されガイド窓５２０の延びる方向に滑りながらあるいは回転しながら移動できる。

ここで、第一揺動手段３を動かさずに固定し、第二搖動手段４を稼働する場合の本体部５の動きを説明する。第一揺動手段３が動かないから、その偏芯軸３１１も動かずに静止した状態にある。この状態で本体部５の第二軸受け部５２を上下方向に動かす。すなわち駆動モータ４１を稼働すると、駆動軸４２が回転し、一対の搖動腕４５を介して搖動軸４６が上方向に移動する。搖動軸４６は回転輪４７を介して本体部５の第二軸受け部５２のガイド窓５２０に案内されているから、搖動軸４６の上方向の動きが回転輪４７を介してガイド窓５２０を区画する上面を上方向に押すことになる。これにより本体部５の第二軸受け部５２は上方向に動かされる。すなわち本体部５は、第一揺動手段３の偏芯軸３１１を回転中心として第二軸受け部５２側が上方向に動き、揺動端部５３は、逆に、下方向に動く。

次に、第二揺動手段４を動かさずに固定し、第一搖動手段３を稼働する場合の本体部５の動きを説明する。第二揺動手段４が動かないから、その揺動軸４６も動かずに静止した状態にある。この状態で第一搖動手段３の軸体３１の係合穴３１３０に手動操作用のレバー（図示せず）の先端部を押し込んで固定しこのレバーを手動で動かし軸体３１を回転駆動する。この軸体３１の回転により偏芯軸３１１が軸中心線３１０を中心に回動する。例えばレバーを動かし軸体３１を９０度回転すると、例えば軸中心線３１０と同じ高さにあった偏芯軸３１１は９０度回転し軸中心線３１０の上方に位置することになる。すなわち偏芯軸３１１は垂直方向及び水平方向にそれぞれ偏心量と同じ長さ移動する。

この偏芯軸３１１は本体部５の第一軸受け部５１の軸孔５１０と嵌合している。このため、偏芯軸３１１は軸孔５１０内でほぼ９０度回転すると同時に第一軸受け部５１の部分で本体部５を垂直方向、水平方向にそれぞれ偏心量と同じ長さ移動させる。本体部５の第二軸受け部５２のガイド窓５２０には第二搖動手段４の搖動軸４６が回転輪４７を介して保持されている。この揺動軸４６は動かずに固定されているため、本体部５はそのガイド窓５２０を介して揺動軸４６と相対的に移動する。すなわち、本体部５の水平方向の動きは主としてガイド窓５２０の延びる方向に搖動軸４６と相対移動して可能となり、本体部５の垂直方向の動きは主としてガイド窓５２０と揺動軸４６とが回転輪４７を介して相対回転して可能となる。すなわち本体部５は、第二搖動手段４の搖動軸４６を中心として第二軸受け部５２側が上方向に動き、揺動端部５３も同じ上方向に動く。

この揺動装置の作動の説明で、動かないとして説明した揺動軸４６が本体部５の重さのために動き、揺動中心としての機能が果たせない場合も考えられる。このような場合を想定し、この実施態様では搖動軸４６を固定する固定手段４９を設けている。固定手段４９で揺動軸４６を固定することにより確実に揺動軸４６を固定でき、揺動中心としての機能を確実に果たすことができる。

なお、本実施態様の第一搖動手段３では軸体３１を固定する部材は設けられていない。しかし軸体３１の固定が困難の場合には軸体３１の固定手段を設けることができる。

次に、本実施形態の金属溶湯注湯装置１０の棒栓６を金属溶湯容器９と共に説明する。この棒栓６は金属溶湯容器９に収容されている金属溶湯が吐出口９０から流出するのを制御するものである。

金属溶湯容器９は主として図１及び図３に示されているように、大部分の外面が鉄皮で覆われた耐火物で容器状に形成されたものである。この金属溶湯容器９は上端開口と底部に断面ロート状の吐出口９０を持つノズル９１が設けられている。

この容器９の外周面を覆う鉄皮の上部で互いに背向する部分に外側に突出する一対の耳部９２が設けられている。この一対の耳部９２はこの金属溶湯注湯装置１０を一対の重量センサー９２１を持つ支持柱９２２に載置するためのもので、この金属溶湯注湯装置１０及びこの金属溶湯容器９に保持される溶湯の全重量は重量センサー９２１で検出可能となっている。

また、この容器９の上端縁の鉄皮には、基部２の床部２２を着脱自在に固定する図示しない固定手段が設けられている。

棒栓６は、図５に示すように、耐火物で構成された棒状で、その下端面６１が半球状で、上端面６２が平坦となり、その上方部を水平方向に貫通するバー６３を持つ。棒栓６は基部２の床部２２の貫通孔２２０に挿し込まれ、ノズル９１のロート状の吐出口９０の開口に当接して吐出口９０を閉じ、金属溶湯容器９に保持される金属溶湯が吐出口９０より流出するのを阻止する。

貫通孔２２０を持つ床部２２の上面には、棒栓６を通す軸孔６４１とバー６３を通す水平方向に貫通する一対の窓６４２とを持つシリンダー部６４３とこのシリンダー部６４３の下端に設けられたフランジ部６４４とその上端に設けられた円盤状の上板６４５とこの上板６４５の下端面に設けられた押圧ばね６４６とこの押圧ばね６４６の下端に設けられた受け板６４７とからなるガイド６４が設けられている。

このガイド６４は床部２２に固定され、そのフランジ部６４４は床部２２の貫通孔２２０を部分的に閉じる役割を持つ。また、このガイド６４の押圧ばね６４６は、この受け板６４７を介して棒栓６の平坦な上端面６２を下方に押し下げる役割を持つ。

一対の上方端部５３１には貫通孔が設けられ、この貫通孔には下方に座金を持つ押しピン５５７が下方より挿通し、押しピン５５７の上端に固定された止めピンで押しピン５５７が上方端部５３１より抜け落ちるのを阻止している。この押しピン５５７には押圧ばね５５８が設けられ、押圧ばね５５８は押しピン５５７の座金と上方端部５３１との間で圧縮された状態で保持されている。

搖動端部５３の一対の下方端部５３２はバー６３の両端部の下方に位置し、この下方端部５３２が上方に移動するときバー６３の下面に当たりバー６３を上方に運ぶ役割を持つ。図５は下方端部５３２がバー６３に当接した状態を示している。

搖動端部５３が下方に移動すると、すなわちその上方端部５３１及び下方端部５３２が下方に移動すると、下方端部５３２はバー６３の下面より離れバー６３との間に空間が形成される。

他方、上方端部５３１に保持されている押しピン５５７及び押圧ばね５５８も下方に動くが、棒栓６は図５に示すように既に吐出口９０の開口に当接しているためにさらに下方に移動することはできず、その位置にとどまるため、押しピン５５７は下方に動かずその位置にとどまる。押圧ばね５５８は上方端部５３１と押しピン５５７の座金との間で押圧されて圧縮されさらに強くバー６３を下方に押しつける。押しピン５５７の上端部分は上方端部５３１より上方に突出する。

なお、ガイド６４は床部２２に固定されており、その押圧ばね６４６及び受け板６４７も動かずにその位置を保つ。

棒栓６は既に吐出口９０の開口に当接しているために、さらに下方に移動することはできず、その位置にとどまる。棒栓６が動かないので当然に棒栓６に固定されているバー６３も動かない。このため押圧ばね６４６の下端及び押しピン５５７に保持されている押圧ばね５５８の下端は動かない。

これに対して、左右一対の押圧ばね５５８の上端は上方端部５３１により下方に送られるため、一対の両方の押圧ばね５５８は圧縮されることになる。これら圧縮された一対の押圧ばね５５８により棒栓６が下方に押し付けられ、棒栓６の下端面はより強い力で吐出口９０に押し付けられて確実に吐出口９０を閉じる。

搖動端部５３が最下端から上方に移動すると、搖動端部５３の下方端部５３２がバー６３の下面に当たるまで、バー６３及び棒栓６は動かない。搖動端部５３の上方端部５３１が上方に移動するため、一対の押圧ばね５５８は伸び、ばねの押圧力は小さくなる。

搖動端部５３がさらに上方に移動すると、その下方端部５３２が当接しているバー６３を上方に持ち上げる。バー６３と一体の棒栓６も上に持ち上げられ、棒栓６の下端面６１が吐出口９０から上方に離れ、吐出口９０を開く。中央の押圧ばね６４６はその下端が受け板６４７と共に棒栓６により上方に持ち上げられ、この中央の押圧ばね６４６は圧縮される。搖動端部５３がさらに上方に移動することは棒栓６を持ち上げるとともに押圧ばね６４６の圧縮力に抗して移動することになる。

本実施態様の金属溶湯注湯装置１０は上記した構成よりなる。

この金属溶湯注湯装置１０の金属溶湯容器９に溶湯を入れ、容器９のノズル９１の下方に鋳型を置き、金属溶湯注湯装置１０を稼働させることにより棒栓６を上に移動させ、吐出口９０を開くことにより、溶湯を吐出口より鋳型に流し込み鋳造が可能となる。この金属溶湯注湯装置１０では、手動操作と、自動操作の２種類の操作が可能となる。

手動操作は金属溶湯注湯装置１０の第二搖動手段４を停止状態とし、第一搖動手段を動かすものである。この操作は、前にも説明したように、第一搖動手段３の軸体３１の係合穴３１３０に手動操作用のレバー（図示せず）の先端部を押し込んで固定しこのレバーを手動で動かし軸体３１を回転駆動する。この軸体３１の回動により、前に説明したように本体部５の第一軸受け部５１が上方に動き、本体部５はそのガイド窓５２０と第二搖動手段４の動かない搖動軸４６とで相対回転及び相対摺動して搖動し、本体部５の揺動端部５３が第一軸受け部５１と同じ上方に動く。この揺動端部５３により棒栓６が上に動き、棒栓６の下端面６１が吐出口９０を開き、溶湯が吐出口９０より下方に流出し、下の鋳型に溶湯が鋳込まれる。レバーを逆方向に駆動すると、本体部５が逆方向に揺動し、揺動端部５３が下がり、棒栓６も下方に移動してその下端面が吐出口９０を閉じ、溶湯の流出が止まる。このようにレバーの手動操作で鋳造操作ができる。

自動操作は、これも前に説明したように、第一揺動手段３を固定し、第二揺動手段４の駆動モータ４１を駆動するものである。この自動操作では駆動モータ４１の操作、重量センサー９２１による溶湯流出量の測定、鋳型の供給、排出等は図示しない制御装置で制御される。

このように本実施態様の金属溶湯注湯装置１０は、手動操作と自動操作の両操作が可能で、使いやすい装置となっている。

Claims (5)

1. 基部と、
   第一軸部と該第一軸部を往復動させる第一駆動部とを有し該基部に固定保持された第一搖動手段と、
   第二軸部と該第二軸部を往復動させる第二駆動部とを有し該基部に第一搖動手段と間隔を隔てて固定保持された第二搖動手段と、
   該第一軸部と係合する第一軸受け部と該第二軸部と係合する第二軸受け部と搖動を必要とする部材を搖動させる搖動端部とを有する本体部と、
   を有することを特徴とする搖動装置。
2. 該第一搖動手段及び該第二搖動手段の一方を駆動する動力駆動部と他方を駆動する手動駆動部を持つ請求項１記載の搖動装置。
3. 該第一搖動手段及び該第二搖動手段の少なくとも一方は駆動軸と該駆動軸により回転駆動される腕部と該腕部に保持された該第一軸部又は該第二軸部とからなる請求項１または２に記載の搖動装置。
4. 該第一搖動手段及び該第二搖動手段の少なくとも一方は駆動軸と該駆動軸の偏芯位置に固定された該第一軸部又は該第二軸部とからなる請求項１または２に記載の搖動装置。
5. 該搖動端部は、金属溶湯容器の吐出口を開閉する棒栓を起動する請求項１〜４のいずれか１項に記載の搖動装置。

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