JP3068495B2 - インゴット挿入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム、亜
鉛、マグネシウム等のインゴットを自動的にルツボに挿
入することのできるインゴット挿入装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来では、インゴットを溶融炉のルツボ
に入れるには、インゴットを井桁状に積み上げた荷姿を
溶融炉の近くに置き、作業者がその内の数本を炉体上部
の淵に置き、インゴットを１本宛ルツボ内に入れてい
た。しかし、金属溶融炉は高熱であり、（アルミ合金で
６８０℃程度）、その付近の作業環境は悪く、１本が５
Ｋｇ前後のインゴットをルツボ内に連続的にルツボにシ
ョックを与えず、かつ溶融金属のハネ返りをあびずに静
かに入れる作業は大変であり、人手によって行なわなけ
ればならなかった。このため、インゴットを人手に頼ら
ず自動的にルツボ内に入れる方法が考えられる。例え
ば、真空パットを使用してインゴットの表面を吸着して
取り出す方法や、粘着状パットを使用してインゴットの
表面を粘着して取り出す方法、ロボット等のハンドリン
グ機構で、一本宛取り出す方法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記真
空パットを使用した方法では、インゴットの表面に凹凸
があり、パットの密着が不十分であることから、パット
内に空気が入り込み、インゴットを吸着できない場合が
ある。また、粘着状パットでインゴットを粘着すること
は、比較的容易であるが、それをパットから離脱するの
に相当なショックを与えなければならず、装置としては
不適当である。また、吸着剤の剥離も激しく、後の保守
点検も困難である。そのほかに単に荷姿のままで最上部
の列をプッシャーで押すことも考えられるが、アルミイ
ンゴットのように金属表面に粘り（粗くて軟かい）のあ
る物質はうまく横滑りがきかず、中央部でもり上がった
り、列が崩れるようなことがあるので一見単純に見える
が実用的ではない。

【０００４】ロボット等にハンドリング機構を使用する
ものについては、一般産業機械に数多く応用されている
が、荷姿状のインゴットは密着状態であり、ハンドリン
グ機構がそれらの隙間に入り込む余裕がなく、無理に掴
もうとしてインゴットを押し出してしまいうまくいかな
い。たとえ、１本のインゴットをうまく掴む機構を考え
ても、インゴットの荷姿は重く、それを運搬する作業は
フォークリフトで行なわなければならず、常にインゴッ
トを同じ場所に配置できない。また、作業中にインゴッ
トを１本宛取出す毎に、次に掴むインゴットの位置や高
さが変わることから、それをロボットに判断させると、
余程複雑な機構を必要とし、コストも嵩んでしまうとい
う問題があった。

【０００５】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、少々インゴットの荷姿の位置と姿勢が悪くても、整
列した複数のインゴットを一括して掴み、溶融炉のルツ
ボ内に１本宛インゴットを入れることができるインゴッ
トの挿入装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の目的は、架台に横
方向に支持されたガイドロッドと、一対の保持部材を備
え、摺動手段により上記ガイドロッドを摺動し、上記保
持部材が、複数列に整列したインゴットを一括して保持
する保持機構と、該保持機構が保持したインゴットを１
本宛、保持機構から外部に送り出す送り機構と、上記保
持機構に隣接して設けられ、上記送り機構により移送さ
れたインゴットを任意の姿勢にする姿勢補正機構と、該
姿勢補正機構のインゴットを保持し、溶融炉のルツボに
インゴットを挿入する移送機構を備えたインゴット挿入
装置によって達成される。上記インゴット挿入装置は、
複数段に整列した上記インゴットを載置し、回転機構に
よりインゴットの向きを、上記保持機構がインゴットを
挟持できる向きに変えるターンテーブルと、保持機構が
インゴットを挟持できる高さにターンテーブルを上下方
向に移動するリフト機構を備えることが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
インゴット挿入装置について、図面を参照しながら説明
する。図１及び図２は、本発明にかかるインゴット挿入
装置１を示す。このインゴット挿入装置１は、主として
図１に示すインゴット挿入機９（以下、装置の名称に付
くインゴットの名称を略してＩＧとする）、図３に示す
インゴットを挟持するためのＩＧ掴み機構２、図４に示
すインゴットを抱えるＩＧホルダー３、図５に示すＩＧ
ホルダー３のインゴットを幅方向に移送するＩＧ送り機
構４、図７に示すインゴットの姿勢を所定の姿勢にする
ＩＧ姿勢補正機構５、図８に示すインゴットの荷姿の高
さ位置を調整するテーブルリフター６及び図９に示すイ
ンゴットの荷姿の向きを変えるターンテーブル７から構
成されている。

【０００８】図１に示すように、ＩＧ挿入装置１には、
コ字形のフレームが対向している架台８（架台について
は、図面を見やすくするため、図の手前側は図示せず）
が設けられ、架台８には図３、図４に示すインゴットの
保持機構であるＩＧ掴み機構及びＩＧホルダー３が配設
されている。すなわち、架台８には、図３に示すＩＧ掴
み機構２の軸状のガイドロッド１０が、水平方向かつ平
行に２本懸架されている。このガイドロッド１０には、
平板を屈曲させた一対の掴みバー１１を設けている。掴
みバー１１は、ガイドロッド１０の軸方向に対して垂直
に折曲げられた上端部１１ａが、ガイドロッド１０を軸
方向に摺動できるようにしている。掴みバー１１の下端
部１１ｂは、略くの字形に折曲げられ、図１０に示すイ
ンゴットｉの長手方向の端部を挟持できる形状に形成さ
れている。この下端部１１ｂの幅は、図１０に示すイン
ゴットの荷姿Ｉの各１段に積み上げられているインゴッ
トｉの７列を一括して挟持できる幅にしている。掴みバ
ー１１の一対の側板部１１ｃの間には、油圧シリンダー
１２が取付けられ、これが駆動すると掴みバー１１は、
それらの中心線を基準にしてガイドロッド１０の軸方
向、すなわち矢印ａ方向に対称的に移動し、それらの間
隔を狭めたり広げたりすることができる。

【０００９】図４に示すＩＧホルダー３は、上記した掴
みバー１１の外側に配設され、平板を屈曲させた一対の
ホルダー１４を設けている。ホルダー１４は、ガイドロ
ッド１０の軸方向に対して垂直方向に折曲げられた上端
部１４ａが、ガイドロッド１０を、上記した掴みバー１
１と共用してその軸方向に摺動できるようにしている。
ホルダー１４の下端面１４ｂは、水平方向に折曲げら
れ、図１０に示すインゴットｉの長手方向端部を載置で
きる。この下端面１４ｂの幅は、掴みバー１１の幅とほ
ぼ同じ幅に形成されている。ホルダー１４の一対の側板
部１４ｃの間には、油圧シリンダー１５が取付けられ、
これが駆動するとホルダー１４は、掴みバー１１とは独
立して、それらの中心線を基準にしてガイドロッド１０
の軸方向、すなわち、矢印ａ方向に対称的に移動でき、
それらの間隔を狭めたり広げたりすることができる。

【００１０】図５に示すＩＧ送り機構４は、Ｌ形状に曲
げられた送りバー１７と平板状の固定板１８が対向して
配設され、固定板１８には両側部にガイドロッド１９が
固定され、内側にはボールネジ２０が固定されている。
送りバー１７側には、両側部にガイドロッド１９を摺動
するガイド部材２４、その内側にはボールナット２１が
ボールネジ２０に螺合している。ボールネジ２０の端部
には、プーリ２２が固定され、固定部に取付けられたモ
ーター２３が回転すると、送りバー１７はその内角部で
インゴットを係止しながら、ボールネジ２０をその軸方
向の矢印ｂ方向にスライド移動する。このＩＧ送り機構
４は、図１に示すように、送りバー１７がＩＧ掴み機構
２及びＩＧホルダー３の内部をほぼ貫通して移動できる
ように配設され、固定板１８が次に説明するＩＧ姿勢補
正機構５に隣接して、固定部に取付けられている。な
お、図６にＩＧ掴み機構２、ＩＧホルダー３及びこのＩ
Ｇ送り機構４を組付けた状態を示す。

【００１１】ＩＧ姿勢補正機構５は、図１に示すよう
に、ＩＧホルダー３の一方の開口端３ａの下縁部に配設
され、図７に示すように、架台側に固定された支持板２
５の上部には、揺動アーム２６が取付けられている。揺
動アーム２６は、樋状にインゴットを受け入れる落とし
溝を設け、その長手方向の長さはインゴットの長さより
も短く、インゴットを落とし溝に収容したときは、イン
ゴットの端部が揺動アーム２６の先端から突出する。図
７に示すように、揺動アーム２６には、支持板２５の支
柱２５ａと揺動アーム２６の底部に取付けたヒンジ２６
ａとの間に油圧シリンダー２７を取付けている。揺動ア
ーム２６は、油圧シリンダー２７を駆動させることによ
り、揺動軸２６ｂを中心に、矢印ｃ方向に揺動すること
ができ、インゴットを傾倒した姿勢から起立した姿勢に
することができる。

【００１２】図８に示すリフト機構であるテーブルリフ
ター６は、ＩＧホルダー３の下部に配設され、載置台２
９の下部に配設されている油圧シリンダー３０の駆動に
より、載置台２９が矢印ｄの上下方向に平行移動し、載
置台２９の高さを変えることができる。図９に示すター
ンテーブル７は、図１に示すようにテーブルリフター６
の上に載置され、基台３２と回転台３３とからなり、油
圧シリンダー３４が駆動すると、回転台３３の回転軸３
３ａが所定の角度回動することができる。なお、基台３
２と回転台３３との間には支持ローラー３５が取付けら
れ、大きな重量を支持できるようにしている。

【００１３】図１に示すように、ＩＧ挿入機９は支柱３
６とロッドアーム３７とからなり、支柱３６には３６０
度回動できる回動シリンダー３６ａが設けられ、回動シ
リンダー３６ａの内部には、この内部を上下動できる摺
動ロッド３６ｂが設けられている。摺動ロッド３６ｂの
上端部には、ロッドアーム３７が水平方向に固定され、
その先端部には、インゴットを挟持することのできる一
対の掴み板３７ａが取付けられている。掴み板３７ａ
は、ＩＧ姿勢補正機構５の揺動アーム２６が、起立した
状態のときの直上方に配置されている。

【００１４】図２に示すように、ＩＧ挿入装置１の近傍
には、インゴットを溶融する溶融炉３８が配設されてい
る。溶融炉３８は、ロッドアーム３７が回動シリンダー
３６ａの回転により、所定角度回転したときに、溶融炉
３８のルツボ３８ａの中心の直上方に掴み板３７ａが位
置するように配置されている。なお、図２に示すよう
に、ＩＧ挿入装置１には、これを自動制御する制御装置
４０、各油圧シリンダー１２，１５，２７，３０，３４
及び回動シリンダー３６ａ、摺動ロッド３６ｂを駆動さ
せるための油圧ユニット４１、電磁弁ブロック４２等が
配設されている。

【００１５】以上、本発明の実施の形態によるＩＧ挿入
装置１の構成について説明したが、次にその作用につい
て説明する。図１０は、アルミ合金のインゴットｉが井
桁状に積み重ねられたインゴット荷姿Ｉを示す。インゴ
ット荷姿Ｉは、インゴットｉが各段７列で、１４段積み
重ねられている。インゴットｉの寸法は、長さ７００ｍ
ｍ、幅１００ｍｍ、高さが５０ｍｍであり、インゴット
荷姿Ｉの全体の寸法は、Ｘ＝７００ｍｍ、Ｙ＝７００ｍ
ｍ、Ｚ＝７００ｍｍである。このインゴット荷姿Ｉをフ
ォークリフトで、図１に示すようにターンテーブル７上
に載置する。作業者が制御装置４０の制御盤の起動釦を
操作すると、ＩＧ挿入装置１は、自動操作でインゴット
ｉを溶融炉３８のルツボ３８ａ内に挿入する。以下、Ｉ
Ｇ挿入装置の自動動作の手順を説明する。

【００１６】初期状態として、ＩＧ掴み機構２及びＩＧ
ホルダー３は、インゴットｉの長さ以上に間隔を開いた
状態であり、ＩＧ送り機構４は、図１に示すように、Ｉ
Ｇ掴み機構２よりも外側に突出した状態にあり、ＩＧ挿
入機９は、摺動ロッド３６ｂを伸ばした状態で、ＩＧ姿
勢補正機構５の直上方に配置される。テーブルリフター
６は、インゴット荷姿Ｉを所定の高さ、すなわちインゴ
ット荷姿Ｉの最上段のインゴットｉが、ＩＧ掴み機構２
の掴みバー１１に挟持される高さにくるようにする。イ
ンゴット荷姿Ｉのインゴットｉの段数が一定でないとき
は、テーブルリフター６の高さ調整は、センサーやイン
ゴットの重量等により、インゴットｉの段数を検出でき
るようにすればよい。

【００１７】テーブルリフター６が上昇して、最上段の
インゴットｉが図３に示すＩＧ掴み機構２の内部に入っ
たら、掴みバー１１の下端部１１ｂがガイドロッド１０
を、それらの間隔を詰める方向の内方に摺動し、最上段
の７列のインゴットｉの端部を一括して挟持する。この
際、多少下端部１１ｂの縁とインゴットｉの長手方向側
端部が平行でなくとも、下端部１ｂが７本のインゴット
ｉを挟持するときに、矯正されて、インゴットｉを挟持
することができる。また、フォークリフトでインゴット
荷姿Ｉを載置するときに、前後左右に多少ずれるような
ときは、ＩＧ掴み機構２及びＩＧホルダー３の大きさを
多少大きめにすればよい。インゴットｉを掴みバー１１
で挟持した状態を維持させたまま、テーブルリフター６
は約２００ｍｍ下降して停止状態を維持する。そして、
図４に示すホルダー１４がガイドロッド１０をそれらの
間隔を詰める方向に摺動した後、ＩＧ掴み機構２の掴み
バー１１の間隔を開け、７本のインゴットｉをホルダー
１４の下端面１４ｂ上に載置する。次いで、図５に示す
ＩＧ送り機構４の送りバー１７が、固定板１８側に間隔
を詰めインゴットｉに当接した後、最前列のインゴット
ｉを１本だけ押し出して、図７に示すＩＧ姿勢補正機構
５の揺動アーム２６の溝に落とし込む。ＩＧ姿勢補正機
構５は、油圧シリンダー２７を駆動して、揺動アーム２
６を直立させる。この状態では、インゴットｉの端部が
揺動アーム２６の先端部から突出する。

【００１８】そこで、ＩＧ挿入機９は、摺動ロッド３６
ｂを所定量だけ下降させ、一対の掴み板３７ａの間にイ
ンゴットｉの端部が入りこんだら、摺動ロッド３６ｂの
下降を停止させ、掴み板３７ａでインゴットｉの端部を
挟持する。そして、摺動ロッド３６ｂを上昇させ、イン
ゴットｉを揺動アーム２６から抜き出したら、ロッドア
ーム３７を所定量だけ回動させ、インゴットｉを溶融炉
３８のルツボ３８ａの中心の直上方で停止させる。次
に、再度摺動ロッド３６ｂを下降させインゴットｉをル
ツボ３８ａ内に挿入し、約１５秒の間、インゴットｉの
部位を溶解アルミの中に入れ、その後インゴットｉを離
す。インゴットｉは、半溶解の状態になってから離され
ることから、ショックなしにルツボ３８内に挿入でき
る。また、ルツボ３８内の溶解アルミに浸漬していない
部分は、るつぼ３８上部付近の高熱により余熱され、省
エネルギーに貢献する。インゴットｉの挿入後は、摺動
ロッド３６ｂを上昇させてからロッドアーム３７を回転
させ、ＩＧ姿勢補正機構５の直上方まで回転したら、ロ
ッドアーム３７を停止させる。

【００１９】次の列のインゴットｉは、ＩＧ送り機構４
でＩＧ姿勢補正機構５の揺動アーム２６に送り込み、そ
の後は上記動作と同じことを繰り返して、インゴットｉ
を溶融炉３８のルツボ３８ａ内に挿入する。最上段のイ
ンゴットｉを全て、ルツボ３８ａ内に挿入したあとは、
ＩＧ挿入装置１を上記した初期状態にする。そして、タ
ーンテーブル７を９０度回転し、ＩＧ掴み機構２がイン
ゴットｉを長手方向で挟持できるように向きを変え、上
記と同じ作業を繰り返す。

【００２０】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。例え
ば、ＩＧ挿入機９を水平方向に回転できるようにした
が、クレーンのようにして、直線的に掴み板３７ａを移
動できるようにしてもよい。ＩＧ姿勢補正機構５につい
ては、揺動アーム２６によりインゴットｉを直立した姿
勢で、掴み板３７ａに挟持させたが、寝かした状態で挟
持し、掴み板３７ａ側でインゴットｉを立たせた姿勢に
しても良い。各部材を摺動させるのに、油圧シリンダー
やボールネジ等を用いたが、油圧シリンダーを用いた部
分にボールネジ等を使用でき、ボールネジ等を用いた部
分に油圧シリンダーも使用できる。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｉ
Ｇ掴み機構が自動的にインゴットを溶融炉のルツボ内に
入れることができるので、人手がいらず、省力化、省人
化が可能になり、作業環境も改善することができる。結
果的にＩＧ掴み機構が、インゴットを一定速度で入れる
ことになるので、インゴットの溶解の温度変化がなく、
次工程での製品の不良率が少なくなり品質が向上する。
インゴットを半溶解させてルツボに落とすので、ショッ
クに弱い黒鉛ルツボの破損が皆無となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態によるＩＧ挿入装置の斜視
図である。

【図２】本発明の実施の形態によるＩＧ挿入装置の配置
を示す平面図である。

【図３】図１に示すＩＧ挿入装置のＩＧ掴み機構の斜視
図である。

【図４】図１に示すＩＧ挿入装置のＩＧホルダーの斜視
図である。

【図５】図１に示すＩＧ挿入装置のＩＧ送り機構の斜視
図である。

【図６】図３〜図５に示すＩＧ掴み機構、ＩＧホルダー
及びＩＧ送り機構を組み付けた状態を示す斜視図であ
る。

【図７】図１に示すＩＧ挿入装置のＩＧ姿勢補正機構の
斜視図である。

【図８】図１に示すＩＧ挿入装置のテーブルリフターの
斜視図である。

【図９】図１に示すＩＧ挿入装置のターンテーブルの斜
視図である。

【図１０】本発明の実施の形態によるインゴットで形成
するインゴット荷姿の斜視図である。

【符号の説明】

１ インゴット挿入装置 ２ ＩＧ掴み機構 ３ ＩＧホルダー ４ ＩＧ送り機構 ５ ＩＧ姿勢補正機構 ６ テーブルリフター ７ ターンテーブル ９ ＩＧ挿入機 １０ ガイドロッド １１ 掴みバー １１ａ 上端面 １２ ホルダー ３８ 溶融炉 ３８ａ ルツボ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 17/28 B22D 29/00 F27B 3/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 架台に横方向に支持されたガイドロッド
   を備え、摺動手段により上記ガイドロッドを摺動するこ
   とにより、複数列に整列したインゴットを一括して挟持
   するインゴット掴み機構と、該インゴット掴み機構で挟
   持したインゴットを載置するインゴットホルダーと、
   該インゴットホルダーに載置したインゴットを一本宛、
   上記インゴットホルダーの外部に送り出す送り機構と、
   該送り機構により移送されたインゴットを任意の姿勢に
   する姿勢補正機構と、該姿勢補正機構のインゴットを挟
   持し、溶融炉のルツボにインゴットを挿入するインゴッ
   ト挿入機とを備えたインゴット挿入装置。
2. 【請求項２】 複数段に整列した上記インゴットを載置
   し、回転機構によりインゴットの向きを、上記インゴッ
   ト掴み機構がインゴットを挟持できる向きに変えるター
   ンテーブルと、インゴット掴み機構がインゴットを挟持
   できる高さにターンテーブルを上下方向に移動するリフ
   ト機構とを備えてなる請求項１に記載のインゴット挿入
   装置。