JP5384168B2 - ラドル - Google Patents

Description

本発明は、例えばアルミダイキャストの溶融アルミ等の溶湯を一定量すくい上げてモールドに供給するための鋳造給湯部品であるラドルに関する。

鋳造機に用いられるラドルについては、種々のものが知られている。
特許文献１は、ダイカスト鋳造に用いられるラドルであって、鍔部の付いた湯汲み口を備えることによって、湯ダレの付着・固化を防止したラドルの発明を開示している。

特許文献２は、溶湯の注ぎ口となる注湯溝と炉から溶湯をすくい上げる切り欠き部を備えた鋳造機のラドルにおいて、注湯溝の幅を狭くし、その高さを注湯時の湯面高さより高くすることにより、ラドル内の溶湯の表面に生じた酸化膜を注湯時に注湯溝入口の狭まっているラドル側壁で流れを止めて流出させないようにした発明を開示している。

特許文献３は、銅等の有価金属を溶融させた溶湯を所定量計量してモールドに供給してつくるアノード鋳造用の計量鍋において、注湯口の下側に前方かつ斜め下方向に突出する湯切板を設けて、注湯口の鋳付きを抑制した発明を開示している。

特開平８−２４３７１８号公報 特開平１０−２９１０６３号公報 特開２００７−２２９７４１号公報

例えば、アルミダイキャストマシンには、金型へ溶融アルミを射出鋳造する前工程として、溶融アルミを貯留した保持炉からラドルにてプランジャースリーブの注湯口ヘアルミ溶湯を注湯する工程がある。

このラドルは、鋳鉄品で製作されたものが一般的で、700℃前後に保持された溶融アルミを給湯するにあたり、アルミ溶湯との反応による化学的溶損や、アルミ溶湯の流入時と流出時の流動負荷に起因する損耗により、ラドルが低寿命化することが問題となっており、この局部的な負荷を緩和し、ラドルの早期損耗を防止して、ラドルの寿命を長くする方策が求められている。

また、溶湯の流入時と計量時の湯切り（計量）ゲートヘの溶湯の流動負荷によるゲート溶損・変形が発生し、湯切りゲートにて給湯する湯量を最終的に調整するに際して、この発生した溶損・変形が正確な計量を妨げて、給湯湯量が安定せず、生産品の品質のバラツキや生産ラインのトラブルの原因となる。そのため、湯切りゲート部の損耗を緩和するための方策が求められている。

特許文献１及び２に記載されたラドルにおける湯切り口には、基本的に図５又は図６に示すような形状の湯切り（計量）ゲートを備えるものであり、ゲートの幅が狭いと湯切りに時間がかかり、流動負荷も大きくなるという問題があり、他方、ゲートの幅が広いと湯切りの時間は短縮されるが、給湯する湯量の正確な調整が難しくなるという問題があった。

また、給湯量を調節するための湯切り工程において、排出される溶湯はラドル外壁を伝い落下する際に冷却され、バリや塊状物として凝固付着することが多い。

このバリや塊状物は非常に鋭利な部分を持つので、そのまま搬送工程に入り、ラドルがプランジャースリーブ注湯口まで移動する経路の途中で、バリや塊状物が落下し、作業範囲の景観を損ねるだけでなく、清掃時に作業員が受傷する危険もある。

また、このバリや塊状物が溶湯とともに次の生産工程に入った場合、プランジャスリーブへの給湯時に不純物として製品に混入し、生産品の品質に悪影響を与えたり、プランジャースリーブを損傷したりする問題も発生する。

特許文献１に記載された鍔部はバリ付着防止を狙ったものであるが、湯切りゲートとの二重の役割を担うため、溶湯の流入と流出による流動負荷がかかり、損傷を受けやすいという問題点がある。特許文献３に記載された湯切板は、バリや塊状物として凝固付着を防止するものであるが、注湯口の下側に前方かつ斜め下方向に設けるものであって、注湯口と湯切り口を備えたラドルの湯切り口に適用できるものではない。

上記課題を解決するために、本発明のラドルは、注湯口と湯切り口を備え、水平軸周りに回転する給湯用のラドルにおいて、前記湯切り口は、１次ゲートと２次ゲートから成る計量ゲートであって、前記１次ゲートの全幅内に、前記１次ゲートよりも幅の狭い前記２次ゲートが設けられていることを特徴とする。

本発明のラドルは、上記の特徴に加えて、前記湯切り口の直下に凸部が設けられていることを特徴とする。

本発明のラドルは、上記の特徴に加えて、前記凸部は、その垂直断面が、前記ラドルが前記水平軸周りに傾斜して前記計量ゲートから溶湯が流出する際に、排出口の外縁から鉛直方向又はそれに近い方向の角度となる斜面と、該斜面の端部に鋭角の先端部を有する形状のものであることを特徴とする。

本発明のラドルは、上記の特徴に加えて、前記水平軸で回転する前記ラドルがその内部に所定量の溶湯を収納する際にとる所定角度において、前記ラドルの排出口の外縁は、略水平となる形状であることを特徴とする。

本発明によれば、２次ゲートにより正確な計量を担保しつつ、1次ゲートにより湯切りの作業時間を短縮化すると共に、ラドルの計量ゲート周辺における溶湯の流入時と計量時の流動負荷を低減して、ゲートの溶損や変形等の早期損耗を防止し、ラドルの寿命を長くする。

また、本発明によれば、計量ゲートによる正確な計量が長期間にわたり担保されるので、安定した給湯量を維持することにより、鋳造直後に金型から製品を取り出す工程での、堰折れ、ビスケット厚不良等によるチャッキング不良を防止して、製品の品質向上や生産不良率の大幅な低減に寄与する。

さらに、本発明によれば、ラドルの計量（湯切り）ゲート直下の外壁部へのバリや塊状物の付着が大幅に低減されるので、これらの製品内混入による品質悪化の防止、作業範囲内でラドル移送中のバリ落下による景観の悪化、清掃時の作業者の受傷リスクの防止、プランジャースリーブの損傷防止等の上でも寄与する。
本発明は、以上のように従来のラドルと比較して、顕著な効果を奏する。

本発明のラドルの正面図である。 本発明のラドルの計量ゲートを示す側面図である。 本発明のラドルを所定角度に傾斜させたとき（図１のＡ方向から）の図である。 本発明のラドルを所定角度に傾斜させたときの２次ゲートの断面図である。 従来のラドルの計量ゲートを示す側面図である。 従来の別のラドルの計量ゲートを示す側面図である。 従来のラドルを所定角度に傾斜させたときの図である。

以下、アルミダイキャストマシンの金型へ溶融アルミを注湯する際に使用されるラドルを実施例として、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明のラドルの正面図を示す。ラドル1は、溶湯を収容する容器であり、その一端にはラドルの支持部2が設けられる。ラドルの支持部2には、図示しない保持アームの軸が接続され、ラドル1を支持するとともにラドルの回転軸2となる。ラドル1には、計量ゲート3とその反対側に給湯口4が設けられる。

ラドルの形状は、ラドルが所定の傾斜角度をとるとき、ラドルが所定量の溶湯を汲み上げるように設計されており、傾斜角度の変化により、ラドル内に汲み上げられる溶湯量が増減するようになされている。そこで、金型へ注湯する所定量のアルミ溶湯を汲み上げる作業では、まず、ラドル1を所定の角度以上に傾けて、保持炉内の溶湯（溶融アルミ）内に沈め、ラドル1内に溶湯を入れた後、ラドル1を所定の角度より浅い傾斜角度で引き上げ、そして所定の傾斜角度に傾けて、所定の傾斜角度に対応して決められた所定量を超える分の溶湯を、計量ゲート3から流出させる（湯切り）。

図２は、本発明のラドルの側面図を示すものであり、図中の手前側に計量ゲート3を、奥に給湯口4を示している。ラドルの計量ゲートは、幅の広い１次ゲート5とその内側の略中央に形成された幅の狭い２次ゲート6から成りたっており、ラドルが上記所定の角度の位置をとるとき、１次ゲート5を形成する外縁7は、略水平となり、２次ゲート6を形成する外縁7’も、略水平となるように形成されている。

図３は、図１に示されたラドルをＡ方向からみた様子を示す。ラドル１が所定の角度に傾斜すると、Ａ方向は水平方向となり、その際、ラドル1の1次ゲート5の外縁7と、２次ゲート6の外縁7’は、いずれも略水平となる位置をとる。そのため、ラドル内の溶湯は、１次ゲート5の幅を一杯に使って短時間に流出できる。

ラドル内の溶湯の超過量の大部分が流出すると、ラドルから流出する溶湯の残りの分は、２次ゲート6のみから流出することになり、上記規定量から超過した分量を正確に流出させ、ラドル内の溶湯量を規定量とするように正確に湯切りすることができる。

本発明は、従来のラドルの計量ゲート（湯切り口）のみのゲート（図５及び図６参照）と比較して、ゲートの幅が広く、かつ、超過分の溶湯の排出時に排出口の外縁が略水平となる開口面積の大きい１次ゲート5を用いている。そのため、従来のラドルでは、傾斜位置をとるときにラドルの外縁が計量ゲートに向けて弧を描く（図７参照）ので、溶融アルミの流入と流出の際に、高温の溶湯がゲート中央に集中的に流れるため、ゲート上面やラドル内壁に強い浸蝕力がかかり、ラドルの損耗を早めてしまうのに対し、本発明では、溶湯を１次ゲート5の幅一杯に流して、ゲート上面とラドル内壁にかかる浸蝕力を分散するので、ラドルの寿命を長くすることができるし、また、流入・流出時間を短縮することもできる。

また、本発明は、２次ゲート6を用いることにより、溶湯の超過分を正確に排出することができるので、注湯口から金型へ注湯するための溶融アルミ量を、規定量に正確に調整することができる。

計量ゲートの排出口には、その外縁から外下方に向けて斜面8を成し、その先端部9で鋭角を成してラドル1の外壁に向かう断面形状を有する凸部10が形成されている。ラドル1が傾斜位置をとり、計量ゲート3から溶湯が排出される時、斜面8は略鉛直またはこれに近い傾斜位置をとり、溶湯は斜面8に沿って流れ、凸部10の先端から保持炉内に落下するので、ラドル1の外壁11に付着することが避けられる（図４参照）。こうして、ラドルの外壁にバリや塊状物が付着することが防止される。

凸部の形状としては、その垂直断面が、ラドル1が水平軸周りに傾斜して計量ゲートから溶湯が流出する際に、排出口の外縁から鉛直方向又はそれに近い方向の角度をとる斜面と、該斜面の下端部に鋭角の先端部を有する形状であるのが好ましい。

以上のとおり、本発明は、計量ゲートに幅広の１次ゲートと幅の狭い２次ゲートを備えているので、最終的に高精度で規定湯量まで湯切りを行う２次ゲートにかかる負荷を１次ゲートが軽減している。さらに、本発明は、ラドルが規定角度に傾斜した時に１次ゲートの外形線が略水平となるように設計されているので、溶湯の流入・流出時にゲートにかかる流動負荷を、幅広の１次ゲートの左右一杯に略均一に分散させて軽減している。

ラドルが規定角度に傾斜した時に、計量ゲートにおいてもその外縁が水平となることにより、流出の終わり近くまで幅のある流出部が確保されることにより、現行品にあった流出終盤には滴下に近い計量状態になるのを防止し、計量時間の短縮と冷却によるアルミバリや塊状物ができるのを防止する。

また、計量ゲートの下部に凸部を設けたことで、湯切り時に排出される溶湯が凸形状先端から湯切り直後に保持炉へ落下することとなり、これまでラドルの外壁11を伝ってしずく状に落下していたために、早く冷却されてアルミバリや塊状物ができていたのを防止することができる。

本発明に係るラドルは、ラドルの材質に関係なく全てのダイカストマシンに備えられたラドルに利用することができる。

Claims (5)

1. 注湯口と湯切り口を備え、水平軸周りに回転する給湯用のラドルにおいて、
   前記湯切り口は、１次ゲートと２次ゲートから成る計量ゲートであって、
   前記１次ゲートの全幅内に、前記１次ゲートよりも幅の狭い前記２次ゲートが設けられていて、前記ラドルを注湯するように傾けた際に、前記２次ゲートの外縁が前記１次ゲートの外縁よりも垂直方向で下位になるように形成されていることを特徴とするラドル。
2. 請求項１に記載されたラドルにおいて、
   前記湯切り口の直下に凸部が設けられていることを特徴とするラドル。
3. 請求項２に記載されたラドルにおいて、
   前記凸部は、その垂直断面が、前記ラドルが前記水平軸周りに傾斜して前記計量ゲートから溶湯が流出する際に、排出口の外縁から鉛直方向に延びる斜面と該斜面の下端部に鋭角の先端部を有する形状のものであることを特徴とするラドル。
4. 請求項１〜３のいずれかの請求項に記載されたラドルにおいて、
   前記水平軸で回転する前記ラドルがその内部に所定量の溶湯を収納する所定角度の位置をとる時、前記１次ゲート排出口の外縁は、水平となる形状であることを特徴とするラドル。
5. 請求項４に記載されたラドルにおいて、
   前記ラドルが前記所定角度の位置をとる時、前記２次ゲート排出口の外縁も、水平となる形状であることを特徴とするラドル。

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