JP4794622B2 - 溶解炉 - Google Patents
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Description
型固定チャンバ内に型移送システムの構成部品を位置付け、この型固定チャンバ内で型をリフトさせて型を溶融チャンバに運び、充填した型を型固定チャンバ内で下降させて溶融チャンバから取り外す方法がある。しかしながら、型固定チャンバの環境条件は型移送システムの各構成部品にとって非常に有害なものである。金属注入時に飛び散る溶湯が型固定チャンバ内に落下してこれらの構成部品を損傷又は劣化させる恐れがあるし、溶融チャンバ又は型固定チャンバ内に配置した型にひびが入り、型から漏れた金属が構成部品をひどく損傷させることもある。加えて、型固定チャンバは一般に高温で且つ粒状物を含有する環境を有するため、型移送システムの構成部品の寿命が短縮され、補修量は増大する。
解決しようとする他の課題は、アクセスが容易で且つメンテナンス性があり、溶解炉内に組み込んだ場合でも寿命が比較的長い型移送システムを提供することである。
開口22を開放する間、型固定チャンバ16もまた真空状態に維持され得る。型固定チャンバの壁の一つに取り付けたドア25(図1c)をピボット廻動させて開くと、以下に詳しく説明するように型を型固定チャンバへに出入りさせ得るようになり、型固定チャンバが真空状態にある時はシール状態に閉鎖される。
非限定例として、図1a〜図1d及び図2a〜図2cに例示した各実施例で使用する回転スクリュードライブは、これに限定しないが、例えば、ミネソタ州ChanhassenのExlar社から入手することのできるPRS Series Planetary Roller Screws(商標名)であり得る。これらの実施例では、一つ以上のロール44(又はナット)と回転スクリュー40との間に複数のロールスクリューが設けられる。一つ以上のロールはリフト軸46の頂部に好適に連結される。
本発明の上述した各実施例は回転スクリュードライブが一つのものであるが、本発明では2つ以上の回転スクリュードライブ及びリフト軸とを使用することができる。例えば、回転スクリュードライブとリフト軸の一対を炉の対向する各側に位置付けて支持アームの両端部を上昇させることができる。
図3a及び図3bの実施例ではシリンダースクリュードライブは1つであるが、本発明では2つ以上を使用可能である。例えば、一対のシリンダースクリュードライブを炉の対向する各側に位置付けて支持アームの両端部を上昇させることが可能である。
随意的には、導管51を設け、この導管に配管94及び96及びその他の、先の各実施例で説明したような構成部品を収納させ得る。導管の一端部は支持アーム41a位置で終端し、他端は炉の外側で終端する。導管はドライブハウジングの頂部から、好適なシール49aを貫いて進入し、支持アームが上昇すると型固定チャンバ内に突き出され、支持アームが下降すると型固定チャンバに引き込まれる。
図4a〜図4cに例示した本発明の各実施例ではラック及びウォームスクリュードライブは1つであるが、本発明では2つ以上のラック及びウォームスクリュードライブを使用することができる。例えば、一対のドライブを炉の対向する各側に位置付けて支持アームの両端を上昇させることができる。
以上、本発明を実施例を参照して説明したが、本発明の内で種々の変更をなし得ることを理解されたい。
14 るつぼ
16 型固定チャンバ
16a、16b 壁
18a カバー
22 開口
23 ハッチ又は弁
24 型支持構造体
25 ドア
25c ドア
31 ウォームスクリュー
33 ラック
35 軸
40 回転スクリュー
41 支持アーム
41a 支持アーム
42 ドライブハウジング
42a ドライブハウジング
43 外側ネジ溝付きのスクリュー
44 ロール
46 リフト軸
48 リフトハウジング
48a リフトスクリューハウジング
48c ドライブハウジング
49 シール要素
49a、シール
50、50a 電動モーター
50b ドライブ
51 導管
52、52a、52b 直線スライドレール
54、54a、54b 直線スライドベアリング
56 ベローズブーツ
60 溶融チャンバハッチ又は溶融チャンバドア
62 後部アクセスハッチ又は後部アクセスドア
72 アングル要素
74 ガセットバックプレート
78 ロッド又はボール
90 型
90a 湯口
92 誘導コイル
94、96 配管
Claims (21)
- 制御環境下の溶融チャンバと、型を該制御環境下の溶融チャンバに移送し、型に液体金属を注入するための型固定チャンバとを含む溶解炉であって、
溶解炉の外側で且つ該溶解炉の側部に位置付けられた回転スクリュードライブにして、回転スクリューと、該回転スクリューに連結した直線動作被駆動軸要素と、駆動手段とを含み、前記直線動作被駆動軸要素が、回転スクリューを駆動手段により回転させると、回転スクリューの長手方向軸に沿って直線的に移動する回転スクリュードライブと、
型固定チャンバの側部のリフト軸ハウジングに配置され、その第1端部を直線動作する被駆動軸要素に取り付けたリフト軸にして、リフト軸ハウジングのシールを貫いて進入するリフト軸と、
リフト軸の第2端部に取り付けられ、型固定チャンバ内に突き出す支持アームと、
該支持アームに取り付けられ、型を座着させるための手段を提供する型支持構造体にして、直線動作する被駆動シャフト要素を上昇又は下降させると、型固定チャンバ内の型支持構造体に座着させた型が制御環境下の溶融チャンバに対して上昇又は下降する溶解炉。 - 回転スクリュードライブを制御環境下の溶融チャンバの外側に取り付けた請求項1の溶解炉。
- 直線動作する被駆動シャフト要素をリフト軸に着脱自在に連結した請求項1の溶解炉。
- リフト軸が、第1及び第2の連結要素により直線動作する被駆動シャフト要素に取り付けられ、第1連結要素が直線動作する被駆動シャフト要素に取り付けられ且つ長孔を有し、第2連結要素がリフト軸の第1端部に取り付けられ且つ該第2連結要素が、前記第1連結要素の長孔に挿通されてリフト軸の第1端部を直線動作する被駆動シャフト要素に取り付ける係合要素を有し、該リフト軸の第1端部が、型固定チャンバ内のドアを開放すると摺動状態下に長孔から出て、直線動作する被駆動シャフト要素から切り離される請求項3の溶解炉。
- リフト軸ハウジングが型固定チャンバ内のドアに取り付けられ、該ドアを開けるとリフト軸が直線動作する被駆動シャフト要素から切り離され、型支持構造体に座着させた型が型固定チャンバから突き出される請求項3の溶解炉。
- 複数の回転スクリュードライブを含む請求項1の溶解炉。
- 型固定チャンバを介して制御環境下の溶融チャンバに型を移送し、型に液体金属を注入し、型固定チャンバを介して制御環境下の溶融チャンバから型を移送することを含む注型方法であって、
溶解炉の外側で且つ該溶解炉の側部に回転スクリューを提供すること、
回転スクリューを回転すると該回転スクリューの長手方向軸に沿って直線的に動作する被駆動軸要素を提供すること、
型固定チャンバの側部のリフト軸ハウジング内に配置したリフト軸を提供すること、
支持アームの第1端部をリフト軸の第2端部に連結し、支持アームを型固定チャンバ内に突き出させること、
型支持構造体を支持アームの第2端部に連結し、回転スクリューを回転させて型支持構造体上に座着させた型を上昇又は下降させること、
を含む方法。 - 制御環境下の溶融チャンバと、型を該制御環境下の溶融チャンバに移送して液体金属を型に注入するための型固定チャンバとを含む溶解炉であって、
溶解炉の外側で且つ該溶解炉の側部に配置した円筒状のスクリュードライブにして、ネジ溝付き内側表面を有する中空円筒状のスクリューと、該中空円筒状のスクリュー内に挿通する外側ネジ溝付きのリフトスクリューにして、中空円筒状のスクリューを駆動手段により回転させると中空円筒状のスクリューの長手方向軸に沿って直線的に動作し、好適なシールによりリフトスクリューハウジング内に伸延するリフトスクリューと、を含む円筒状のスクリュードライブと、
前記型固定チャンバの側部のリフトスクリューハウジング内に伸延したリフトスクリューの端部に取り付けられ、型固定チャンバ内に突き出される支持アームと、
支持アームに取り付けられ、型を座着させるための手段を提供する型支持構造体にして、リフトスクリューを上昇又は下降させると型固定チャンバ内で型支持構造体に座着させた型を制御環境下の溶融チャンバに対して上昇または下降させる型支持構造体と、
を含む溶解炉。 - 円筒状のスクリュードライブを型固定チャンバの外側に取り付けた請求項8の溶解炉。
- 型固定チャンバを介して制御環境下の溶融チャンバに型を移送し、型内に液体金属を注入し、型固定チャンバを介して制御環境下の溶融炉から型を移送することを含む注型方法であって、
中空円筒状のスクリューを溶解炉の外側で且つ該溶解炉の側部に提供すること、
中空円筒状のスクリュー内に、外側ネジ溝付きのリフトスクリューにして、空円筒状のスクリューを回転させると、溶解炉の外側で且つ前記型固定チャンバの側部に位置付けたリフトスクリューハウジング内で該リフトスクリューが長手方向軸に沿って直線的に動作するリフトスクリューを提供すること、
リフトスクリューハウジング内のリフトスクリューの端部に、型固定チャンバ内に突き出される支持アームの第1端部に連結すること、
支持アームの第2端部付近に型支持構造体を連結し、中空円筒状のスクリューを回転させて型支持構造体に座着させた型を上昇または下降させること、
を含む方法。 - 制御環境下の溶融チャンバと、型を該制御環境下の溶融チャンバに移送して液体金属を型に注入するための型固定チャンバとを含む溶解炉であって、
溶解炉の外側で且つ該溶解炉の側部に位置付けた流体圧式の直線アクチュエーターにして、流体圧式の駆動手段に応答して該直線アクチュエーターの長手方向軸に沿って直線的に動作する出力軸を有する流体圧式の直線アクチュエーターと、
型固定チャンバの側部のリフト軸ハウジング内に配置したリフト軸にして、該リフト軸の第1端部を、リフト軸ハウジング内に進入する出力軸の端部に取り付けたリフト軸と、
リフト軸の第2端部付近に取り付けられ、型固定チャンバ内に突き出される支持アームと、
該支持アームに取り付けられ、型を座着させるための手段を提供する型支持構造体にして、前記出力軸を動作させると型固定チャンバ内の型支持構造体に座着させた型が制御環境下の熔解チャンバに対して上昇または下降する型支持構造体と、
を含む溶解炉。 - 制御環境下の溶融チャンバの外側に流体圧式の直線アクチュエーターを取り付けた請求項11の溶解炉。
- 流体圧式の直線アクチュエーターをリフト軸に着脱自在に連結した請求項11の溶解炉。
- リフト軸の第1端部を第1及び第2の連結要素により出力軸に取り付け、第1連結手段が、出力軸に取り付けられ且つ長孔を有し、第2連結要素がリフト軸の第1端部に取り付けられ且つ、該第2連結要素が、第1連結手段の長孔に挿通されてリフト軸の第1端部を出力軸に取り付ける係合要素を有し、該リフト軸の第1端部が、型固定チャンバ内のドアを開放すると摺動状態下に長孔から出て出力軸から切り離される請求項13の溶解炉。
- リフト軸ハウジングが型固定チャンバ内のドアに取り付けられ、該ドアを開けるとリフト軸が出力軸から切り離され、型支持構造体に座着させた型が型固定チャンバから突き出される請求項13の溶解炉。
- 型固定チャンバを介して制御環境下の溶融チャンバに型を移送し、型内に液体金属を注入し、型固定チャンバを介して制御環境下の溶融炉から型を移送することを含む注型方法であって、
溶解炉の外側で且つ該溶解炉の側部に、流体圧式のドライブ手段に応答してその長手方向軸に沿って直線的に動作する出力軸を有する流体圧式の直線アクチュエーターを提供すること、
前記型固定チャンバの側部のリフト軸ハウジング内に配置したリフト軸を提供すること、
リフト軸の第1端部を流体圧式の直線アクチュエーターの端部に連結すること、
型固定チャンバ内に突き出される支持アームの第1端部を、リフト軸の第2端部付近に連結すること、
型支持構造体を支持アームの第2端部に連結し、出力軸を動作させて型支持構造体に座着させた型を上昇または下降させること、
を含む方法。 - 溶解炉であって、
型内に溶融金属を注入するための制御環境下の溶融チャンバと、
制御環境下の溶融チャンバに型を供給するための型固定チャンバと、
型固定チャンバを介して型を制御環境下の溶融チャンバに対して上昇させ、または制御環境下の溶融チャンバから下降させるための少なくとも1つのウォームスクリュードライブアセンブリにして、型固定チャンバの高さ方向に長いラックにして、前記型固定チャンバの側部に配置したラックと、該ラックの歯と係合する歯を有するウォームスクリューにして、回転すると型固定チャンバ内で上昇または下降するウォームスクリューと、支持アームの第1端部をウォームスクリューに連結する連結手段と、支持アームに取り付けた型支持構造体にして、型を座着させるための手段を提供し、ウォームスクリューを上昇または下降させると型固定チャンバ内の型支持構造体に座着させた型が制御環境下の溶融チャンバに対して上昇されまたは制御環境下の溶融チャンバから下降される型支持構造体と、を含むウォームスクリュードライブアセンブリと、
を含む溶解炉。 - 連結手段が回転ボール軸を含み、該回転ボール軸には回転ボール軸と共に回転するナットを設け、該ナットが回転ボール軸の長さ方向に沿って自由に移動し、支持アームの第1端部がナットの、回転とは無関係の要素に取り付けられ、かくして該回転ボール軸の長手方向軸を中心として回転することなく、回転ボール軸の長手方向に沿って移動する請求項17の溶解炉。
- 少なくとも1つのウォームスクリュードライブアセンブリを型固定チャンバの壁に取り付けた請求項18の溶解炉。
- 少なくとも1つのウォームスクリュードライブアセンブリを型固定チャンバの壁のドアに取り付けた請求項18の溶解炉。
- 型内に液体金属を注型するための方法であって、
型固定チャンバ内で支持アームに取り付けた型支持構造体に型を配置することにより、型固定チャンバを介して型を制御環境下の溶融チャンバに対して上昇させること、
連結手段により支持アームをウォームスクリューに取付け、ウォームスクリューを回転させると該ウォームスクリューの歯が、前記型固定チャンバの側部に配置したラックの歯と係合してウォームスクリューと、型固定チャンバ内の型とが上昇又は下降するようにすること、
ウォームスクリューを回転させて型を制御環境下の溶融チャンバ内に液体金属を注入するための位置に上昇させること、
溶融チャンバ内に液体金属を注入した後、ウォームスクリューを回転させて型固定チャンバを介して型を下降させること、
を含む方法。
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