JP2866582B2 - 溶解炉における材料投入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば、棒状金属の
インゴットを溶解して鋳型に注入可能な鋳造原料を作る
ための溶解炉における材料投入装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、アルミニウムのような金属のイン
ゴットを溶解する作業は、まず、フォークリフトで溶解
作業場内に搬入したインゴットを、作業員が一本ずつ手
で持ち上げてバケット内に入れ、バケット内に所定本数
のインゴットを挿入し終わると、バケットを昇降吊具で
上方の作業台まで引き上げたのち、バケットをその位置
に保持させて、作業員がバケット内のインゴットを一本
ずつ取り出してホッパーから溶解炉内に投入する手順で
行っている。あるいは、上記のように手作業でインゴッ
トを入れたバケットを、所定位置まで引き上げて停止さ
せたのちにホッパー側に回動させ、バケット内のインゴ
ットをホッパーに自動投入している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のインゴ
ットの溶解工程には、作業員が比較的重いインゴットを
一本ずつ持ち上げてバケット内に入れたり、さらに、イ
ンゴットをバケットから一本ずつ取り出してホッパー内
に投入するといった手作業が介在する。そのため、多く
の作業員を必要とするとともに、非能率的である。

【０００４】そこで、本発明は、インゴットの溶解炉へ
の投入を自動化して省力化と作業能率の向上を達成でき
る溶解炉における材料投入装置を提供することを目的と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、複数層に積層されたインゴット
を一層ずつ保持するクランプ手段と、前記クランプ手段
を上下動させて前記インゴットを所定位置まで引き上げ
るリフト手段と、前記リフト手段に対してほぼ水平方向
に進退する台本体部を有し、当該台本体部を前記所定位
置のインゴットの真下に進出させ当該インゴットを受け
取り、後退して前記リフト手段の外方の投入位置へ搬送
するスライド台と、前記投入位置のインゴットを溶解炉
に投入する投入手段とを備えている。

【０００６】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、複数のインゴットを同一の配列方向に並べた層を複
数有し、これら複数の層の配列方向が二つ以上であるイ
ンゴット群が載置されるターンテーブルをさらに備え、
前記クランプ手段が、前記ターンテーブル上のインゴッ
ト群の上方から一層ずつ保持するものである。

【０００７】さらに、請求項３の発明は、請求項１また
は２において、前記スライド台は、さらに、前記台本体
部の側方の進退方向側に一体に延設された補助台部と、
前記台本体部および前記補助台部の下面に設けられたガ
イドバーと、前記ガイドバーと係合し当該ガイドバーの
上下方向への変位を阻止しながら進退方向に移動自在に
保持する保持車輪を備えたものである。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【作用および効果】請求項１の発明によれば、複数層に
積層されたインゴットは、クランプ手段により上方から
一層ずつ保持され、この一層のインゴットを保持したク
ランプ手段は、リフト手段により所定位置まで引き上げ
られる。つぎに、リフト手段に対してほぼ水平方向に進
退するスライド台の台本体部は、所定位置に停止してい
るクランプ手段の下方に進出してクランプ手段に保持さ
れているインゴット受け取り、そののち後退しインゴッ
トを投入位置まで搬出する。投入位置でスライド台上に
あるインゴットは、投入手段で溶解炉内に投入されて溶
解される。したがって、インゴットの溶解炉への投入作
業は、自動的に行われるため、作業員を大幅に削減して
省力化できる。また、作業員による手作業が削減された
ことと、複数層に積層されたインゴットを一層ずつ保持
して溶解炉に投入することとにより、インゴットの溶解
炉への投入作業の能率が格段に向上する。さらに、所定
位置まで引き上げたインゴットを、円滑に溶解炉の近傍
の投入位置まで搬送したのちに、投入口に投入すること
ができる。所定位置まで引き上げられてクランプ手段に
保持されているインゴットを、簡素化した構成の投入手
段により確実に溶解炉に投入することができ、低コスト
で実用化できる。

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】請求項２の発明によれば、ターンテーブル
上に、複数のインゴットを同一の配列方向に並べた層を
複数有するとともに、これら複数の層の配列方向が二つ
以上であるインゴット群を載置する。このターンテーブ
ル上のインゴット群は、クランプ手段により上方から一
層ずつ挟持状態に保持されて、一層ずつ順に引き上げら
れる。クランプ手段によりインゴットを一層ずつ取り上
げられるごとに、ターンテーブルは、インゴット群にお
ける最上層の配列方向がクランプ手段による挟持方向に
合致する角度だけ回転駆動手段により回転される。一
方、一層のインゴットを保持したクランプ手段は、リフ
ト手段により所定位置まで引き上げられる。つぎに、リ
フト手段に対してほぼ水平方向に進退するスライド台
は、所定位置に停止しているクランプ手段の下方に進出
してクランプ手段に保持されているインゴットを受け取
り、そののちに、後退してインゴットをリフト手段の外
方の投入位置まで搬出する。投入位置のインゴットは、
投入手段により溶解炉内に投入されて、溶解される。す
なわち、インゴット群を、荷造り状態のままでターンテ
ーブル上に載置して、このインゴットをクランプ手段に
より一層ずつ効率的に保持して引き上げることができ
る。

【００１７】請求項３の発明によれば、スライド台の台
本体部のみが所定位置のインゴットの真下に進出するの
で、簡素な構成とすることができ、省スペースとなる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の溶解炉における材料投入装置
を図面に示した実施例にしたがって説明する。 〔第１実施例〕図１は本発明の第１実施例に係る溶解炉
における材料投入装置の概略を示す正面図、図２は同装
置の右側面図をそれぞれ示す。

【００１９】図１に示すように、支持枠体１内における
底面部にはターンテーブル３が設置されており、このタ
ーンテーブル３上には、アルミニウムのような金属の複
数のインゴット２ａを複数層に積層したインゴット群２
が載置される。このインゴット群２は、図２の下方の仮
想線に示すように、クランプ機構部（クランプ手段の一
例）４により上方から一層ずつ順に挟持状態に保持され
て引き上げられる。このクランプ機構部４は、ホイスト
（リフト手段の一例）５の駆動によりそのチェーン５ａ
を介して支持枠体１内において昇降される。また、クラ
ンプ機構部４は、図１に示すように、ベース６から左方
に突出した支持片部６ａに設けられたガイド車輪７が支
持枠体１のガイドレール８に転動して、支持枠体１に片
持ち式に支持されながら支持枠体１に沿って上下動され
る。

【００２０】支持枠体１の右側には、スライド台９が、
スライド駆動手段の一例であるエアーシリンダ１０によ
り、水平方向左右に移動自在に設けられている。すなわ
ち、このスライド台９は、支持枠体１に対し進入と退出
の二つの位置間において往復動されるようになってお
り、図１に実線で示すように、支持枠体１内に進出して
クランプ機構部４が保持しているインゴット２ａを受け
取り、図１に仮想線で示すように、支持枠体１の外部に
後退してインゴット２ａを投入位置Ｐまで搬出する。

【００２１】図３は図２の概略平面図を示す。同図に示
すように、前記投入位置Ｐに対し手前側（図３の左方
側）の近傍箇所には、エアーシリンダ（投入手段の一
例）１１がスライド台９に対し、そのスライド方向Ｓと
直交する方向に位置して配設されており、このエアーシ
リンダ１１のロッド１１ａの先端には、所定個数のイン
ゴット２ａを押圧できる長さの押圧棒１１ｂがロッド１
１ａに直交した状態で固着されている。

【００２２】一方、スライド台９に対してエアーシリン
ダ１１とは反対側に、図１および図２に示すように、荷
台１２が設置され、この荷台１２上に溶解炉１３が設置
されている。この溶解炉１３の上面部には、インゴット
２ａが投入されるホッパー（投入口の一例）１３ａが、
投入位置Ｐに近接して設けられている。したがって、後
退したスライド台９上のインゴット２ａは、エアーシリ
ンダ１１のロッド１１ａの突出により、押圧棒１１ｂで
押圧されて、図３に矢印Ｔで示すように、ホッパー１１
ａから溶解炉１３内に投入される。この投入されたイン
ゴット２ａは、溶解炉１３の溶解室１３ｂ内で、溶解バ
ーナー１３ｃにより加熱されて溶解される。

【００２３】つぎに、上記各構成の詳細について説明す
る。 （ターンテーブル）図４（ａ）はターンテーブル３の平
面部、同図（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿ってターンテ
ーブル３のみを切断した縦断面図である。図４（ａ）に
示すターンテーブル３の回転軸３ａは、図４（ｂ）の支
持台１４上のベースプレート１５の中央部に水平に固設
された支持板１６に貫通されて回転自在に支持されてい
るとともに、ターンテーブル３は、図４（ａ），（ｂ）
に示すように、三個の支持ローラ１７が下面に転接され
て、載置されるインゴット群２の荷重に耐えて円滑に回
転できるよう支持されている。

【００２４】前記ターンテーブル３の回転駆動手段とし
て、この実施例ではエアーシリンダ１８が設けられてお
り、このエアーシリンダ１８のロッド１８ａが、一端が
回転軸３ａに固着された作動杆１９の他端部に枢着され
ている。したがって、エアーシリンダ１８の駆動による
ロッド１８ａの伸縮によりターンテーブルが３が回動さ
れ、その回動角度θは、図４（ａ）に示すエアーシリン
ダ１８のロッド１８ａの収縮状態と、伸長して作動杆１
９がストッパ２０に当接した状態との範囲であって、９
０°である。なお、ストッパ２０には、このストッパ２
０に当接する作動杆１９によりオンされるスイッチ２１
が設けられており、クランプ機構部４（図２）は、この
スイッチ２１のオンまたオフを検知したのちに駆動され
るようになっている。

【００２５】前記ターンテーブル３に載置されるインゴ
ット群２は、図２に示すように、上下に隣接する二つの
各層において棒状のインゴット２ａの配列方向を互いに
直交させて積層されている。また、インゴット群２の各
層として、図４（ａ）に仮想線で示すように、平面視で
ほぼ正方形になる数のインゴット２ａが長さ方向の辺を
接触させて平行に並べられる。なお、図１および図２で
は、インゴット群２の一層として四本のインゴット２ａ
を平行に並べた場合を図示しているが、一般的なインゴ
ット２ａは、幅が長さの約１／７の寸法になっており、
７本を平行に並べて一層とし、かつ隣接する二つの各層
において配列方向を互いに直交させて複数層、たとえば
１５層に積層してインゴット群２としている。

【００２６】前記インゴット２ａをこのように積層した
インゴット群２は、紐などで固定した荷造り状態で販売
流通過程に出される。この実施例では、図４（ａ）に仮
想線で図示するように、インゴット群２を荷造り状態の
ままターンテーブル３上に載置したのちに、荷造り紐な
どを切断除去してセットし、、インゴット２ａを一層ず
つクランプ機構部４で保持して引き上げるようになって
いる。この一層のインゴット２ａが引き上げられるごと
に、上述のようにターンテーブル３が９０°回動され
て、インゴット群２の最上層のインゴット２ａが、図１
に示すように、長さ方向の端面が前後方向に向けられ
る。すなわち、インゴット群２の最上層となったインゴ
ット２ａは、ターンテーブル３の回動によりクランプ機
構部４による挟持方向に合致するよう配列方向が変更さ
れる。

【００２７】（クランプ機構部）このインゴット群２の
最上層のインゴット２ａを挟持して保持するクランプ機
構部４は、図２に示すように、下端部にクランプ爪部Ｃ
を有する保持板２２Ａ，２２Ｂを前後一対備え、この各
保持板２２Ａ，２２Ｂは、ベース６上に設置されたクラ
ンプ用エアーシリンダ２３Ａ，２３Ｂにより前後方向に
進退される。また、保持板２２Ａ，２２Ｂは、図３に示
すように、インゴット群２の一層を形成する各インゴッ
ト２ａの全てを同時に保持できる長さを有している。

【００２８】前記クランプ機構部４は、図２のホイスト
５の駆動により、インゴット群２の最上層のインゴット
２ａに対向する位置まで下降される。つづいて、エアー
シリンダ２３Ａ，２３Ｂが駆動して両保持板２２Ａ，２
２Ｂが互いに近接する方向に変位されて、両保持板２２
Ａ，２２Ｂの各々のクランプ爪部Ｃにより、一層の各イ
ンゴット２ａの全てを、その長さ方向の両端部をすくい
取るように挟持して保持する。ここで、インゴット２ａ
は、長手方向の両端面２ａ１が下方に向け内側に傾斜す
る形状になっているため、両保持板２２Ａ，２２Ｂの各
々のクランプ爪部Ｃが両端面２ａ１に当って確実に挟持
される。

【００２９】つぎに、クランプ機構部４は、一層の各イ
ンゴット２ａを両保持板２２Ａ，２２Ｂで挟持した状態
を保持しながらホイスト５の駆動により図１および図２
に示す所定位置Ｒまで引き上げられる。この所定位置Ｒ
は、スライド台９の進入位置よりも僅かに上方である。
なお、クランプ機構部４が所定位置Ｒに引き上げられた
のちに、ターンテーブル３が回動されて、インゴット群
２の次に最上層となった層のインゴット２ａの配列方向
が、両保持板２２Ａ，２２Ｂによる挟持方向に合致する
前後方向に向けられる。このときのターンテーブル３の
回動によるスイッチ２１のオンまたはオフを検知する
と、クランプ機構部４を昇降するホイスト５は、次の下
降動作が可能な状態に設定される。

【００３０】（スライド台） 図５（ａ），（ｂ）は、スライド台９およびエアーシリ
ンダ１１の機構部分の平面図および右側面図を示す。ス
ライド台９は、図５（ａ）に示すように、７本のインゴ
ット２ａを載置できるスペースを有する台本体部９ａの
右側、つまり後退方向側からそれぞれ補助台部９ｂ，９
ｃが一体に延出しており、台本体部９ａおよび補助台部
９ｂ，９ｃには、スライド方向Ｓに延びる帯状の前後一
対の支持板２４Ａ，２４Ｂが下面に固着されており、図
５（ｂ）に示すように、この各支持板２４Ａ，２４Ｂに
は、各々の両側面にガイドバー２５が固着されている。

【００３１】また、スライド台９の後退位置における台
本体部９ａの下方箇所に矩形状の固定台２６が設けら
れ、固定台２６上における四隅部分にそれぞれ、ガイド
バー２５に対し両側から転動自在に圧接して挟持する一
対ずつの保持車輪２７が配設されている。この一対ずつ
の保持車輪２７は、ガイドバー２５を上下方向への変位
を阻止しながら左右方向に移動自在に保持している。ス
ライド用のエアシリンダ１０は、固定台２６に取り付け
られたブラケット２１に装着されている。

【００３２】一方、エアーシリンダ１１は、投入位置Ｐ
においてスライド台９に対し手前側に配置されており、
このエアーシリンダ１１のロッド１１ａの先端に固着さ
れた押圧棒１１ｂは、図５（ａ）に示すように、３本の
インゴット２ａを同時に押し出せる長さを有している。
また、押圧棒１１ｂには、ロッド１１ａの両側に平行に
位置して移動自在に支持された一対のガイドバー１１ｃ
の先端が固着されており、押圧棒１１ｂは、両ガイドバ
ー１１ｃによってスライド台９の台本体部１１ａ上の３
本のインゴット２ａを均等に押圧できるようになってい
る。

【００３３】つぎに、スライド台９およびエアーシリン
ダ１０の作用について説明する。図１のクランプ機構部
４が所定位置Ｒまで引き上げられると、エアーシリンダ
１０が駆動して、スライド台９の台本体部９ａが支持枠
体１内に進入してクランプ機構部４の下方に位置する。
そののちに、ホイスト５によりクランプ機構部４が僅か
に下降されて、クランプ機構部４が保持している一層７
本のインゴット２ａがスライド台９の台本体部９ａ上に
載置される。

【００３４】つぎに、両保持板２２Ａ，２２Ｂは、図２
の上方の仮想線で示すように、互いに離間する方向に変
位されてインゴット２ａに対する保持を解除し、この両
保持板２２Ａ，２２Ｂで保持していた一層のインゴット
２ａは、スライド台９上に受け取られて載置される。

【００３５】つづいて、図１のエアーシリンダ１０がロ
ッドを後退するよう駆動し、これにより、スライド台９
の台本体部９ａは、支持枠体１の外方に後退して投入位
置Ｐに移動する。したがって、台本体部９ａ上のインゴ
ット２ａも、投入位置Ｐまで搬出される。そののちに、
図３のエアーシリンダ１１がロッド１１ａを突出するよ
う駆動して、押圧棒１１ｂが台本体部９ａ上の３本のイ
ンゴット２ａをホッパー１３ａ内に投入する。

【００３６】つぎに、エアーシリンダ１１がロッド１１
ａを後退するよう駆動して、押圧棒１１ｂが台本体部９
ａ上から退避されると、エアーシリンダ１０が駆動して
スライド台９を所定のピッチだけ支持枠体１の方へ進出
させ、つぎの３本のインゴット２ａが押圧棒１１ｂに対
向される。エアーシリンダ１１の前述と同様の駆動によ
り押圧棒１１ｂで３本のインゴット２ａをホッパー１３
ａ内に投入し、つづいて、同様の作用により残りの２本
のインゴット２ａをホッパー１３ａ内に投入すると、イ
ンゴット２ａのホッパー１３ａｂへの投入の一工程が終
了する。

【００３７】〔第２実施例〕図６は本発明の第２実施例
を示す要部の正面図である。また、図７は、図６の一部
の左側面図を示す。この第２実施例では、上述の実施例
のスライド台９に代えてシュート２８を設けて、クラン
プ機構部４がインゴット２ａを引き上げた所定位置Ｒ
と、インゴット２ａの投入位置Ｐとを同一に設定してい
る。また、インゴット２ａの投入手段の一例であるエア
シリンダ１１が支持枠体１に固定したブラケット３１に
取り付けられている。さらに、両保持板２２Ａ，２２Ｂ
は、図７に示すように、クランプ爪部Ｃがインゴット２
ａの端部を下方からも支持できるよう僅かに内方に突出
した形状になっている。さらに、前記第１実施例では、
図３に示したように溶解炉１３を支持枠体１に対し右側
の後方に配置したが、これとは異なり、この第２実施例
では、溶解炉１３を支持枠体１の右側に並設状態に設け
ている。

【００３８】クランプ機構部４は、一層のインゴット２
ａを保持して所定位置Ｒまで引き上げられると、その所
定位置Ｒで静止状態を保持するとともに、図７に示すよ
うに、エアーシリンダ２３Ａ、２３Ｂが駆動して両保持
板２２Ａ，２２Ｂを互いに離間する方向に僅かに変位さ
れる。このとき、保持板２２Ａ，２２Ｂは、図７から明
らかなように、各インゴット２ａに対する挟持状態を解
除するとともに、クランプ爪部Ｃにより各インゴット２
ａを落下しないよう保持している。つぎに、図６のエア
ーシリンダ１１が駆動して押圧棒１１ｂが最も左側のイ
ンゴット２ａを押圧する。したがって、各インゴット２
ａは、両端部がクランプ爪部Ｃに摺動しながら右方に移
動されていき、シュート台２８上に押し出されるとと
に、シュート台２８上を摺動してホッパー１３ａ内に投
入される。

【００３９】したがって、この第２実施例では、構成が
簡素化されているため、低コストで製作できる。また、
前記第１実施例では、溶解炉１３を支持枠体１に対し右
側の後方に配置して、クランプ機構部４で所定位置Ｒま
で引き上げた一層のインゴット２ａを、右方の投入位置
Ｐに一旦搬出したのちに、後方側のホッパー１３ａに投
入しているのに対し、この第２実施例では、溶解炉１３
を支持枠体１の右側に近接して配置して、クランプ機構
部４で引き上げた一層のインゴット２ａを、その位置か
ら直接シュート台２８を介してホッパー１３ａに投入し
ている。そのため、投入作業の時間を短縮できるととも
に、装置全体を小型化できることから、設置スペースを
小さくできる利点がある。

【００４０】なお、ターンテーブル３の回転駆動手段と
しては、前記実施例に限らず、ラックとピニオンでター
ンテーブル３を所定角度範囲内において正、逆方向に回
転させる構成とすることもできる。また、ターンテーブ
ル３によって、インゴット２ａを９０°回転させる代り
に、クランプ機構部４を９０°の角度範囲で正，逆方向
に回転する構成とすることもでき、そのような構成にす
れば、ターンテーブル３を省略できる。また、前記各実
施例では、インゴット群２における各層のインゴット２
ａの配列方向が、互いに異なる２つの方向であったが、
３つ以上の異なる方向に配列しでもよい。

【００４１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る溶解炉における材料
投入装置の正面図である。

【図２】同上装置の右側面図である。

【図３】図３の概略平面図である。

【図４】（ａ）は同上装置におけるターンテーブル部分
の平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断した
縦断面図である。

【図５】（ａ）は同上装置におけるスライド台および投
入手段の詳細を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図
である。

【図６】本発明の第２実施例に係る溶解炉における材料
投入装置の要部の正面図である。

【図７】同上装置の一部の左側面図である。

【符号の説明】

２…インゴット群、２ａ…インゴット、３…ターンテー
ブル、４…クランプ機構部（クランプ手段）、５…ホイ
スト（リフト手段）、９…スライド台、１１…エアーシ
リンダ（投入手段）、１３…溶解炉、１３ａ…ホッパー
（投入口）、１８…エアーシリンダ（回転駆動手段）。
Ｒ…所定位置、Ｐ…投入位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂東 宣男 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工 業株式会社明石工場内 (56)参考文献 特開 平３−122487（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−122195（ＪＰ，Ａ) 特公 平３−39238（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭63−17994（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F27D 3/06 F27B 3/00 - 3/28

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数層に積層されたインゴットを一層ず
   つ保持するクランプ手段と、 前記クランプ手段を上下動させて前記インゴットを所定
   位置まで引き上げるリフト手段と、 前記リフト手段に対してほぼ水平方向に進退する台本体
   部を有し、当該台本体部を前記所定位置のインゴットの
   真下に進出させ当該インゴットを受け取り、後退して前
   記リフト手段の外方の投入位置へ搬送するスライド台
   と、 前記投入位置のインゴットを溶解炉に投入する投入手段
   とを備えた溶解炉における材料投入装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、複数のインゴットを
   同一の配列方向に並べた層を複数有し、これら複数の層
   の配列方向が二つ以上であるインゴット群が載置される
   ターンテーブルをさらに備え、前記クランプ手段が、前
   記ターンテーブル上のインゴット群の上方から一層ずつ
   保持するものである溶解炉における材料投入装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記スライ
   ド台は、さらに、前記台本体部の側方の進退方向側に一
   体に延設された補助台部と、前記台本体部および前記補
   助台部の下面に設けられたガイドバーと、前記ガイドバ
   ーと係合し当該ガイドバーの上下方向への変位を阻止し
   ながら進退方向に移動自在に保持する保持車輪を備えた
   ものである溶解炉における材料投入装置。