JP6324532B2 - 加圧機能を有する自動注湯装置および自動注湯方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋳造工場で使用する注湯装置および方法に関する。特に、鋳型内の溶湯を加圧する加圧機能を有する注湯装置および方法に関する。

鋳造工場では溶解炉で溶解した高温の溶湯を注湯場において鋳型に注湯することで製品を鋳造する。鋳型に注湯する際、鋳型での凝固段階のひけを考慮して、湯口カップのほぼ上面まで溶湯を注湯している。鋳型冷却後、鋳型はばらされる。そして、製品部を除く湯口部、湯道部及び押湯部は最終的には不要な部分として製品から分離され、リターン材として再び溶解に供される。この不要な部分のうち押湯部は製品部の健全性を保証するために凝固過程で必要なものであるが、湯道部と湯口部は注湯中にキャビティーの充填のためにのみ必要なものである。

従来から、鋳型キャビティーのうち所望のキャビティーのみに溶湯を充填して凝固させる鋳造法が提案されている。例えば、特許第４１５０７６４号に記載された方法では、湯口部から加圧ガスを供給して所望のキャビティーに溶湯を充填して凝固させる。そのために、溶湯が凝固するまで加圧ガスの圧力を維持する必要がある。さらに、溶湯を所望のキャビティーに加圧ガスで封入しているため、凝固までの時間も長く、効率が悪かった。また特開２０１０―２６９３４５に記載された方法では、所望のキャビティーと同体積の溶湯を注湯開始後、溶湯のキャビティーへの充填が終了する前に湯口部から添加材をキャビティーに送り込む。そして、所望のキャビティー以外のキャビティーに添加材を充填する。しかし、キャビティーの配置や湯道部や湯口部の形状によっては、添加材に熱が移動することにより溶湯の表面温度が低下する。すると、溶湯は所望のキャビティーに充填される前に表面が固化し始め、添加材を押し込むための抵抗が大きくなってしまう。よって、所望の溶湯の充填が行い難い場合がある。

そこで本発明は、効率よく鋳型に注湯し、鋳型キャビティーのうち所望のキャビティー部分のみに確実に溶湯を充填して凝固させる装置と方法を提供することを目的とする。

本発明の加圧機能を有する自動注湯装置１は、例えば図１、図２、図４、図５および図６に示すように、鋳型Ａに溶湯を注湯する取鍋２を有する注湯ユニット１０であって、複数の鋳型Ａが搬送される鋳型ラインＬに沿って移動可能な注湯ユニット１０と；注湯ユニット１０に支持される溶湯加圧ユニット２０であって、注湯ユニット１０から溶湯を注湯された鋳型Ａに加圧ガスと粉粒体を供給する溶湯加圧ユニット２０とを備え；溶湯加圧ユニット２０は、粉粒体を貯留するホッパ２２と、溶湯が注湯された鋳型Ａの湯口Ａ１と気密に接続し、加圧ガスと粉粒体を鋳型Ａ内に送り込むマウス２６と、ホッパ２２からマウス２６へ供給する粉粒体の量を所定の量とする計量室２４と、計量室２４に加圧ガスを導入する配管２８と、マウス２６に接続して加圧ガスを導入する配管３０と、鋳型Ａをずれないように固定する枠押え４８と、を備え；溶湯加圧ユニット２０は、複数の鋳型Ａのうち注湯ユニット１０が溶湯を注湯する鋳型Ａ（１）に隣接する鋳型Ａ（２）を枠押え４８で固定しつつ、鋳型Ａ（２）に加圧ガスと粉粒体を供給する。なお、鋳型Ａについて、個別に示すときには鋳型Ａ（１）、Ａ（２）、・・・と、（）内の数字で区別する（図６参照）。

このように構成すると、注湯ユニットから溶湯を注湯された鋳型に加圧ガスと粉粒体が溶湯加圧ユニットから供給される。加圧ガスが供給されることにより溶湯は所望のキャビティーに押し込まれ、所定量の粉粒体が供給されることによりキャビティーに押し込まれた溶湯に蓋がされた状態となる。そして、粉粒体に熱が移動することでキャビティー入口の溶湯は冷却して固化する。よって、効率よく鋳型に注湯し、鋳型キャビティーのうち所望のキャビティー部分のみに確実に溶湯を充填して凝固させる自動注湯装置となる。また、溶湯加圧ユニットが、複数の鋳型のうち注湯ユニットが溶湯を注湯する鋳型に隣接する鋳型に加圧ガスと粉粒体を供給するので、溶湯加圧ユニットは、注湯ユニットが鋳型に注湯した後すぐに加圧ガスと粉粒体を供給することができる。また、枠押えで鋳型を固定しつつ、加圧ガスおよび粉粒体を供給するので、鋳型がずれず、マウスと鋳型とが気密に保たれ易い。

上記の加圧機能を有する自動注湯装置１では、例えば図４に示すように、溶湯加圧ユニット２０が、複数の鋳型Ａが搬送される鋳型ラインＬと平行および直角方向にマウス２６を移動可能としてもよい。このように構成すると、湯口の位置が変わって新たな湯口の位置に合わせるために注湯ユニットが移動しても、迅速かつ容易にマウスを鋳型の湯口と気密に接続できる。

上記の加圧機能を有する自動注湯装置１では、例えば図２に示すように、鋳型Ａの湯口Ａ１の位置を検出する位置センサ５０を備え、マウス２６を湯口Ａ１の位置に移動させてもよい。このように構成すると、位置センサで湯口の位置を検出して溶湯加圧ユニットを移動させるので、迅速かつ正確にマウスを鋳型の湯口の位置に合わせ、気密に接続できる。

上記の加圧機能を有する自動注湯装置１では、例えば図１および図２に示すように、注湯ユニット１０が、鋳型ラインＬと平行方向に移動可能である横行台車４と横行台車４上で鋳型ラインＬと直交方向に移動可能な前後台車６とを備え；溶湯加圧ユニット２０は、横行台車４に支持されてもよい。このように構成すると、取鍋から鋳型に注湯する鋳型ライン上の位置が変わっても、注湯する位置とマウスの位置とは鋳型一枠分を保つので、注湯ユニットによる注湯と溶湯加圧ユニットによる加圧ガスと粉粒体の供給を常に同時に行える。さらに、注湯に時間が掛るために注湯しながら鋳型の枠送りをする場合にも、溶湯加圧ユニットが注湯ユニットと一緒に移動するので、加圧ガスと粉粒体の供給を続けることもできる。

上記の加圧機能を有する自動注湯装置１では、粉粒体が乾燥珪砂であってもよい。粉粒体が乾燥珪砂であると、鋳型内に供給するときに流動性がよく湯道部で詰まりにくく、かつ、高温の溶湯に接しても変質せず、かつ安価で入手し易く、使い勝手のよい自動注湯装置となる。

また本発明の加圧機能を有する自動注湯方法は、例えば図１、図２、図４、図５および図６に示すように、複数の鋳型Ａが搬送される鋳型ラインＬに沿って移動される取鍋２から鋳型Ａに溶湯を注湯し、溶湯が注湯された鋳型Ａに加圧ガスと所定量の粉粒体を溶湯加圧ユニット２０から供給する自動注湯方法であって、溶湯加圧ユニット２０は、粉粒体を貯留するホッパ２２と、溶湯が注湯された鋳型Ａの湯口Ａ１と気密に接続して加圧ガスと粉粒体を鋳型Ａ内に送り込むマウス２６と、ホッパ２２からマウス２６へ供給する粉粒体の量を所定の量とする計量室２４と、計量室２４に加圧ガスを導入する第１の配管２８と、マウス２６に接続して加圧ガスを導入する第２の配管３０と、鋳型Ａをずれないように固定する枠押え４８と、を備えて、溶湯加圧ユニット２０は取鍋２と共に鋳型ラインＬに沿って移動される、自動注湯方法であって：複数の鋳型Ａが搬送される鋳型ラインＬ上の第１の鋳型Ａ（１）の湯口Ａ１の位置に溶湯を注げるように取鍋２を移動する工程と；取鍋２から第１の鋳型Ａ（１）に溶湯を注湯する工程と；マウス２６を、第１の鋳型Ａ（１）に隣接する第２の鋳型Ａ（２）であって、溶湯が注湯されている第２の鋳型Ａ（２）の湯口Ａ１に気密に接続する工程と；枠押え４８で、第２の鋳型Ａ（２）をずれないように固定する工程と；第２の配管３０から加圧ガスをマウス２６を介して第２の鋳型Ａ（２）に送り込む工程と；ホッパ２２に貯留された粉粒体を計量室２４で所定の量を計量する工程と；計量室２４に第１の配管２８から加圧ガスを供給して、計量された粉粒体をマウス２６を介して第２の鋳型Ａ（２）に送り込む工程と；を備える。

このように構成すると、取鍋から溶湯を注湯された鋳型に加圧ガスと所定量の粉粒体が溶湯加圧ユニットから供給される。加圧ガスが供給されることにより溶湯は所望のキャビティーに押し込まれ、所定量の粉粒体が供給されることによりキャビティーに押し込まれた溶湯に蓋がされた状態となる。そして、粉粒体に熱が移動することでキャビティー入口の溶湯は冷却して固化する。よって、効率よく鋳型に注湯し、鋳型キャビティーのうち所望のキャビティー部分のみに確実に溶湯を充填して凝固させる自動注湯方法となる。また、枠押えで鋳型を固定しつつ、加圧ガスおよび粉粒体を供給するので、鋳型がずれず、マウスと湯口とが気密に保たれ易い。

上記の加圧機能を有する自動注湯方法では、例えば図２に示すように、第２の鋳型Ａ（２）の湯口Ａ１の位置を位置センサ５０で検出する工程と；検出した位置に基づきマウス２６を移動する工程とをさらに備えてもよい。このように構成すると、センサで検出した位置に基づき、迅速かつ正確にマウスを鋳型の湯口の位置に合わせ、気密に接続できる。

上記の加圧機能を有する自動注湯方法では、第１の鋳型Ａ（１）に溶湯を注湯し終わる時間と、第２の鋳型Ａ（２）に加圧ガスと粉粒体を送り込み終わる時間とが一致し、かつ、鋳型ラインＬ上の複数の鋳型Ａが枠送りされ始める時間も一致するように制御してもよい。このように構成すると、取鍋から溶湯を注湯された直後の鋳型を枠送りして、溶湯加圧ユニットからすぐに加圧ガスと粉粒体を供給することができるので、鋳型内の溶湯は、凝固し始める前に所定のキャビティーに充填され、所望のキャビティー部分のみに確実に溶湯を充填して凝固させる自動注湯方法となる。

上記の加圧機能を有する自動注湯方法では、第１の鋳型Ａ（１）における湯口Ａ１の位置が第２の鋳型Ａ（２）における湯口Ａ１の位置から変更されている場合、第１の鋳型Ａ（１）の湯口Ａ１に注湯できるように取鍋２を移動する工程を行い、その後、取鍋２と共に移動された溶湯加圧ユニット２０において、第２の鋳型Ａ（２）の湯口Ａ１にマウス２６を気密に接続するようにマウス２６を移動させてもよい。このように構成すると、取鍋から湯口に注湯できるように注湯ユニットを移動しても、注湯ユニットと溶湯加圧ユニットとは、鋳型一枠分の距離を保つ。その上で、必要に応じて湯口の位置を合せるためにマウスを移動すればよい。よって、マウスの移動を小さく抑えることが可能であり、迅速にマウスと湯口の位置合わせができる。

上記の加圧機能を有する自動注湯方法では、粉粒体が乾燥珪砂であってもよい。粉粒体が乾燥珪砂であると、鋳型内に供給するときに流動性がよく湯道部で詰まりにくく、かつ、高温の溶湯に接しても変質せず、かつ安価で入手し易く、使い勝手のよい自動注湯方法となる。

本発明の一実施形態の加圧機能を有する自動注湯装置の平面図である。 本発明の一実施形態の加圧機能を有する自動注湯装置の正面図である。 溶湯加圧ユニットの一実施形態の平面図である。 溶湯加圧ユニットの一実施形態の側面図である。 溶湯加圧ユニットの一実施形態の加圧系統図である。 本発明の一実施形態の加圧機能を有する自動注湯装置の注湯工程を示す平面図である。 本発明の一実施形態の加圧機能を有する自動注湯装置の加圧工程を示す側面図である。 本発明の一実施形態の加圧機能を有する自動注湯装置の加圧終了後に原位置に戻ったところを示す側面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態の溶湯加圧ユニットを取り付けた自動注湯装置を説明する。図１は、本発明の一実施の形態の溶湯加圧ユニット２０を取り付けた自動注湯装置１の平面概略図である。図１に示すように、自動注湯装置１は鋳型を搬送する鋳型ラインＬに平行して設置されている軌条Ｂ上を走行できるように配置されている。

図２は、図１に示す自動注湯装置１の正面概略図である。図２に示すように、床上に設置された軌条Ｂの上に横行台車４が走行可能に載置されており、横行台車４の上には前後台車６が軌条Ｂと直交方向に移動可能に載置される。具体的には、横行台車４の上面上に軌条Ｂと直交する方向に軌条（不図示）が設置され、前後台車６は軌条上を走行する。前後台車６の上に昇降装置８が設置される。昇降装置８は溶湯を貯留する取鍋２を傾動する傾動装置３を鉛直方向に移動する。よって、取鍋２を３次元的に移動可能である。そして、傾動装置３は取鍋２を傾動させ、取鍋２内の溶湯を鋳型Ａに注湯する。

溶湯加圧ユニット２０は自動注湯装置１の横行台車４上に設置される。横行台車４上で、溶湯加圧ユニット２０は、自動注湯装置１により取鍋２から溶湯が注湯される鋳型Ａ（１）に対し、鋳型ラインＬ上で１つ下流側の鋳型Ａ（２）に加圧ガスや粉粒体を供給できる位置に設置される。このように横行台車４上に溶湯加圧ユニット２０を設置することで、既設の注湯装置に容易に溶湯加圧ユニット２０を設置できる。また、注湯ユニット１０の移動の障害となることもない。

図３は、鋳型ラインＬに沿って配置された自動注湯装置１において溶湯加圧ユニット２０のみを示す平面図であり、図４は、自動注湯装置１の溶湯加圧ユニット２０側から見た側面概略図である。溶湯加圧ユニット２０では、架台１２が横行台車４上に設置されている。架台１２の上部は鋳型ラインＬに直交する方向を軸方向とする梁で構成される。架台１２上には、溶湯加圧ユニット前後部１４が鋳型ラインＬに直交する方向に移動可能に配置される。溶湯加圧ユニット前後部１４上に、鋳型ラインＬと平行に移動可能な溶湯加圧ユニット横行部１６が配置される。溶湯加圧ユニット横行部１６には、溶湯加圧ユニット昇降部１８が設置される。

溶湯加圧ユニット２０から鋳型Ａに加圧ガスや粉粒体を供給するための機器は溶湯加圧ユニット昇降部１８に支持され、３次元的に移動可能である。溶湯加圧ユニット２０は、粉粒体を貯留するホッパ２２と、溶湯が注湯された鋳型Ａの湯口Ａ１と気密に接続し、加圧ガスと粉粒体を鋳型Ａ内に送り込むマウス２６と、ホッパ２２からマウス２６へつなげる配管４４とを有する。さらに、図５に示すように、溶湯加圧ユニット２０には、配管４４にホッパ２２からマウス２６へ供給する粉粒体の量を所定の量とする計量室２４と、開閉弁としての第１ボールバルブ３２と第２ボールバルブ３４とを備える。また、マウス２６に接続して加圧ガスを導入する第２の配管３０と、計量室２４に加圧ガスを導入する第１の配管２８とを備える。第１の配管２８には計量室２４への加圧ガスの供給を開始し停止する第１開閉弁３６が、第２の配管３０にはマウス２６への加圧ガスの供給を開始し停止する第２開閉弁３８と供給される加圧ガスの量を調整する流量調整弁４０とが設置される。そして、マウス２６には、マウス２６から鋳型Ａに送られる加圧ガスの圧力を測定する圧力センサ４２が設置される。ホッパ２２、配管４４、計量室２４およびマウス２６で、鋳型Ａに加圧ガスと加圧した粉粒体を供給する加圧機器４６を構成する。なお、第２の配管３０をマウス２６に接続して加圧ガスを導入するという場合、マウス２６に直接接続する場合の他、第２ボールバルブ３４とマウス２６の間の配管４４に接続して間接的に接続する場合も含む。

さらに、図４に示すように、溶湯加圧ユニット２０から加圧ガスや粉粒体を供給しているときに鋳型Ａがずれないように押さえるための枠押え４８を備える。枠押え４８は、エアシリンダとエアシリンダの先端に接続された押さえ板（不図示）を備え、溶湯加圧ユニット２０の作業中に押さえ板で鋳型Ａを上部から押すことで、鋳型Ａをしっかりと固定する。鋳型Ａがずれないので、マウス２６と湯口Ａ１との気密が保たれやすい。なお、エアシリンダ以外の公知の手段で押さえ板を押さえてもよい。

横行台車４、前後台車６、昇降装置８、溶湯加圧ユニット前後部１４、溶湯加圧ユニット横行部１６、溶湯加圧ユニット昇降部１８はサーボモータで移動するのが、正確な位置に移動できるので好適である。しかし、これらの装置を移動するのは、サーボモータ以外の公知の手段であってもよい。

次に、図６〜図８をも参照して、上記の構成の自動注湯装置１の作用について説明する。鋳型ラインＬ上を複数の鋳型Ａが並んでいる。注湯ユニット１０の取鍋２には、溶解炉等からの溶湯が満たされている。先ず、溶湯を満たされた取鍋２は、横行台車４および前後台車６により、鋳型ラインＬ上の鋳型Ａに溶湯を注湯する平面上の位置に移動する。一度注湯した後は、湯口Ａ１の位置が同じ鋳型Ａに対しては、横行台車４および前後台車６により取鍋２を移動することなく、湯口Ａ１に注湯をすることができる。湯口Ａ１の位置が同じ鋳型Ａに注湯する場合、鋳型ラインＬ上の鋳型が１枠分枠送りされた後、所定時間後に注湯を開始する。所定時間が０秒の場合もある。なお、湯口Ａ１の位置が変わった場合には、位置センサ５０で検出した湯口Ａ１の位置に基づき、溶湯を注湯する場所に横行台車４および前後台車６により取鍋２を移動しなおす。湯口Ａ１の位置が変わらなくても、取鍋２の溶湯を注ぎ出すノズルが劣化して、溶湯が注ぎ出される方向が変化した場合には、正しく湯口Ａ１に注湯されるように、横行台車４および前後台車６を移動して、注湯する取鍋２の位置を補正する。

取鍋２を昇降装置８で上昇させると共に傾動装置３で傾けて、空の鋳型Ａの湯口Ａ１に溶湯を注湯し始める。図示しない重量計量装置により注湯された溶湯の量を計測し、所定量が注湯されたことを確認すると注湯が完了する。なお、注湯量の精度を上げるため、所定量になる少し前から注湯する量を絞り始め（傾ける角度を徐々に小さくする）、所定量になったところで注湯を終了するのがよい。ここで、所定量の溶湯とは、鋳型Ａの製品としての鋳物を鋳造するのに必要な量の溶湯であり、所望のキャビティーの容積に、ひけの体積を加えた量の溶湯である。所定量の溶湯には余裕代を含んでもよい。所定量の溶湯を注湯しても、溶湯の一部は湯道部に留まり、所望のキャビティーの上部には空間が残っている。

空の鋳型Ａに注湯するのと同時に、溶湯加圧ユニット２０では、溶湯が注湯された鋳型Ａ（２）に加圧ガスと粉粒体を供給する。センサ５０で鋳型Ａ（２）の位置を検出し、溶湯加圧ユニット前後部１４および溶湯加圧ユニット横行部１６により、マウス２６を湯口Ａ１の真上に移動する。なお、一度加圧ガスと粉粒体を供給した後は、湯口Ａ１の位置が同じ鋳型Ａに対しては、溶湯加圧ユニット前後部１４および溶湯加圧ユニット横行部１６によりマウス２６を移動する必要はない。湯口Ａ１の位置が同じ鋳型Ａに注湯する場合、鋳型ラインＬ上の鋳型が１枠分枠送りされた後、所定時間後に加圧ガスと粉粒体の供給を開始する。所定時間が０秒の場合もある。なお、湯口Ａ１の位置が変わった場合には、マウス２６を湯口Ａ１の真上に移動しなおす。この場合、上流の注湯ユニット１０の取鍋２の位置を新たな湯口Ａ１位置に合わせるために、横行台車４および前後台車６が移動する。よって、溶湯加圧ユニット２０で、湯口Ａ１の位置がこれまでと同じ鋳型Ａに対して加圧ガスと粉粒体を供給する前に、溶湯加圧ユニット２０の位置が移動してしまう。しかし、センサ５０で湯口の位置を検出しているので、迅速かつ正確に、マウス２６を湯口Ａ１の位置に合わせることができる。湯口Ａ１の位置が変わらなくても、注湯ユニット１０を移動して、注湯する取鍋２の位置を補正した場合にも、センサ５０で検出した湯口Ａ１の位置に基づき、マウス２６を湯口Ａ１の真上に移動する。

図７に示すように、溶湯加圧ユニット昇降部１８により加圧機器４６、すなわちマウス２６、を下降する。溶湯加圧ユニット昇降部１８がマウス２６を下降する力、例えばサーボモータのトルク、が所定の大きさに達したら下降終了とする。すなわち、マウス２６と湯口Ａ１との押し付け反力を所定値とする。そのために、マウス２６と湯口Ａ１とが適切な強さで接する。よって、マウス２６と湯口Ａ１とが気密に接続し、さらに、鋳型Ａやマウス２６を損傷することがない。なお、溶湯加圧ユニット昇降部１８がマウス２６を下降する力ではなく、ロードセルなどの荷重センサでマウス２６が鋳型Ａを押す力を測定して、マウス２６の下降終了を判定してもよい。また、枠押え４８は押さえ板を下降させ、鋳型Ａ（２）を固定する。

マウス２６が湯口Ａ１に蓋をして湯口Ａ１と気密に鋳型Ａ（２）に接続されたならば、第２開閉弁３８を開にして、第２の配管３０からマウス２６を介して鋳型Ａ（２）内に加圧ガスを供給する。また、第１開閉弁３６を開にして、第１の配管２８から計量室２４に加圧ガスを導入し、計量室２４内の粉粒体をマウス２６を介して鋳型Ａ（２）内に供給する。鋳型Ａ（２）内の溶湯を加圧ガスと粉粒体で、所望のキャビティーに押し込む。

ここで、図５に示す加圧機器４６を用いて、鋳型Ａ内をガス加圧する方法を説明する。マウス２６が鋳型Ａに接続されたときには、第１ボールバルブ３２、第２ボールバルブ３４、第１開閉弁３６および第２開閉弁３８は閉状態にある。マウス２６の下降が終了したら、第２開閉弁３８を開とし、圧力センサ４２の値が所定圧になるよう流量調整弁４０を制御しつつ、第２の配管３０から鋳型Ａ内に加圧ガスを供給する。所定圧とは、溶湯がキャビティー内に押し込まれる圧力である。この加圧状態を所定時間保持する。所定時間保持することにより、キャビティー内の上部に残留していた空気が砂型の鋳型Ａの通気性のためにキャビティー内から抜け、キャビティー内が溶湯で満たされる。

続いて、鋳型Ａ内に粉粒体を吹き込む方法を説明する。まず、粉粒体計量室２４に所定量の粉粒体が貯留されている。マウス２６の下降が終了したら、第２ボールバルブ３４および第１開閉弁３６を開として、第１の配管２８から加圧ガスを送る。このガス加圧および粉粒体の吹き込みにより、湯道部で粉粒体は溶湯の最後部に堆積し、栓となる。

所定時間経過し、溶湯の粉粒体と接する最後部が固化し始め安定したら、第２ボールバルブ３４、第１開閉弁３６および第２開閉弁３８を閉とする。そして、溶湯加圧ユニット２０を上昇させて、図８に示すように、マウス２６を鋳型Ａから離間させる。同時に、枠押え４８の押さえ板を上昇させる。

また、第２ボールバルブ３４を閉とした後、第１ボールバルブ３２を開とし、ホッパ２２内の粉粒体を計量室２４に導入する。所定時間経過後に第１ボールバルブ３２を閉とすることで、計量室２４に所定量の粉粒体を貯留する。ホッパ２２から粉粒体を所定時間だけ計量室２４に導入することで、所定量の粉粒体が計量される。なお、計量室２４内の粉粒体の量、例えば重量、を計測し、所定量になるところで、第１ボールバルブ３２を閉としてもよい。所定量の粉粒体とは、湯道部に粉粒体を供給することで、所望のキャビティーに押し込められた溶湯が湯道部に逆流しないようにできる量の粉粒体である。

注湯および加圧ガスと粉粒体の供給が終了すると、鋳型ラインＬ上の複数の鋳型Ａは１枠分、枠送りされる。すなわち、図６に示すように、注湯ユニット１０の前に位置する鋳型Ａ（２）は、溶湯加圧ユニット２０の前に送られ、新しい空の鋳型Ａ（１）が送られる。注湯ユニット１０では、空の鋳型Ａ（１）に取鍋２から注湯する。溶湯加圧ユニット２０では、注湯ユニット１０で注湯された直後の鋳型Ａ（２）に加圧ガスと粉粒体を供給する。

自動注湯装置１では、注湯ユニット１０による鋳型Ａへの注湯が終わった後、できるだけ早く溶湯加圧ユニット２０により加圧ガスと粉粒体を供給するのがよい。鋳型Ａ内に注湯された溶湯が固化し始める前に、加圧ガスと粉粒体とで溶湯を所望のキャビティーに押し込むためである。溶湯加圧ユニット２０による加圧ガスと粉粒体の供給の方が、注湯ユニット１０による注湯より時間が掛る場合には、注湯ユニット１０による鋳型Ａ（１）への注湯が終わる時間と、溶湯加圧ユニット２０による鋳型Ａ（２）への加圧ガスと粉粒体を送り込むのが終わる時間とを一致させ、かつ、鋳型ラインＬ上の複数の鋳型Ａが枠送りし始める時間も一致するように制御する。ここで、一致するように制御するという場合、装置により時間のずれを生じて一致していない場合や、各ユニット１０、２０や鋳型ラインＬの作動開始に余裕代を見込んで一致させていない場合をも含む。

自動注湯装置１で用いる加圧ガスとしては、空気が代表的であるが、空気には限られない。自動注湯装置１で用いる粉粒体としては、例えば、耐火材粉粒体、砂、鋼球などの耐熱性の粉粒体が好適に用いられるが、これらには限られない。

上述のように、鋳型Ａに溶湯を注入後、すぐにマウス２６を湯口Ａ１に気密に接続し、加圧ガスで加圧し粉粒体を充填するので、溶湯が固化し始める前に、溶湯を所望のキャビティー内に充填することができる。

溶湯をキャビティー内に充填した後は、湯道部に投入された粉粒体が溶湯の栓となる。よって、溶湯の湯道部等への戻りを防止できる。したがって、迅速かつ確実に溶湯をキャビティーに充填でき、粉粒体が溶湯の栓となるので、溶湯の戻りを防止できる。したがって、鋳型をばらした後の鋳物が湯道部や湯口部に相当する部分に発生しなくなる。

また、粉粒体で栓をした後の鋳型は、溶湯加圧ユニット２０、すなわち自動注湯装置１から枠送りして、溶湯を固化させる。すなわち、自動注湯装置１では、すぐに次の鋳型Ａに作業をすることができ、効率がよい。

さらに、注湯ユニット１０とは別に、溶湯加圧ユニット２０で注湯後の溶湯をキャビティーに充填するので、注湯ユニット１０による注湯と、溶湯加圧ユニット２０による加圧ガスおよび粉粒体の供給を同時に行うことができる。すなわち、鋳造工程を効率化することができる。

なお、加圧ガスによる加圧と粉粒体の供給を同時に行うことで、加圧力と粉粒体が吹き込まれる力との両方で溶湯をキャビティー内に充填するので、溶湯をキャビティー内に迅速かつ確実に充填することができる。また、加圧ガスによる加圧を粉粒体の供給より先に行うと、粉粒体による溶湯の冷却が防止され、迅速に、かつ冷却による溶湯の固化が生じないので、容易に溶湯をキャビティー内に充填しやすくなる。

自動注湯装置１では、溶湯加圧ユニット２０が、注湯ユニット１０の取鍋２から溶湯が注湯される鋳型Ａ（１）に対し、鋳型ラインＬ上で１つ下流側の鋳型Ａ（２）に加圧ガスや粉粒体を供給できる位置に設置される。そのため、既設の注湯ユニットに溶湯加圧ユニットを増設し、溶湯加圧機能を有する自動注湯装置に改造しやすい。また、溶湯加圧ユニット２０は注湯される鋳型Ａ（１）に隣接する鋳型Ａ（２）に加圧ガスと粉粒体を供給するので、注湯ユニット１０が鋳型Ａ（２）に注湯した後すぐに加圧ガスと粉粒体を供給することができる。よって、鋳型Ａ（２）内の溶湯を固化し始める前に所望のキャビティーに充填させやすい。すなわち、加圧ガスの圧力も低く、供給する粉粒体の所定量も少なくできる。

自動注湯装置１では、溶湯加圧ユニット２０が、注湯ユニット１０の横行台車４に支持されている。そのため、鋳型Ａの湯口Ａ１の位置が変わった場合あるいは取鍋２のノズルが劣化した場合、先ず取鍋２を湯口Ａ１に合わせるために横行台車４および前後台車６で注湯ユニット１０を移動する。次に、必要に応じて、マウス２６と湯口Ａ１とを合せるために、溶湯加圧ユニット２０の溶湯加圧ユニット前後部１４および溶湯加圧ユニット横行部１６を移動する。この場合、取鍋２とマウス２６とは鋳型一枠分の距離を保っているので、マウス２６の移動距離を抑えることができる。したがって、溶湯加圧ユニット２０の移動を迅速かつ確実に行うことができ、連続稼働が可能となる。なお、溶湯加圧ユニット２０は、注湯ユニット１０の横行台車４以外の位置に設置しても、注湯ユニット１０とは独立した架台に設置してもよい。

これまでの説明では省略したが、傾動装置３、横行台車４、前後台車６、昇降装置８、溶湯加圧ユニット前後部１４、溶湯加圧ユニット横行部１６、溶湯加圧ユニット昇降部１８、枠押え４８、第１ボールバルブ３２、第２ボールバルブ３４、第１開閉弁３６、第２開閉弁３８、流量調整弁４０等の操作は、自動的に、または、ユーザ入力に従って制御装置（不図示）で行うようにしてもよい。

また、これまでの説明では、マウス２６を移動するには、溶湯加圧ユニット前後部１４と溶湯加圧ユニット横行部１６で移動するものとしたが、第２ボールバルブ３４から下流側の配管４４を可撓として、マウス２６を移動してもよい。この場合、配管４４の可撓性によりマウス２６を大きく移動させると、配管４４の曲がりが大きくなり粉粒体の通りが悪くなることに注意を要する。よって、配管４４を可撓にしても、溶湯加圧ユニット前後部１４と溶湯加圧ユニット横行部１６とを備えるのがよい。

なお、本発明は特定の望ましい実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で、当業者によって多様な応用が可能である。

本明細書および図面で用いた主な符号を、以下にまとめて示す。
Ａ 鋳型
Ａ１ 湯口
Ｂ 軌条
Ｌ 鋳型ライン
１ 自動注湯装置
２ 取鍋
３ 傾動装置
４ 横行台車
６ 前後台車
８ 昇降装置
１０ 注湯ユニット
１２ 架台
１４ 溶湯加圧ユニット前後部
１６ 溶湯加圧ユニット横行部
１８ 溶湯加圧ユニット昇降部
２０ 溶湯加圧ユニット
２２ ホッパ
２４ 計量室
２６ マウス
２８ 第１の配管
３０ 第２の配管
３２ 第１ボールバルブ
３４ 第２ボールバルブ
３６ 第１開閉弁
３８ 第２開閉弁
４０ 流量調整弁
４２ 圧力センサ
４４ 配管
４６ 加圧機器
４８ 枠押え
５０ 位置センサ

Claims (10)

1. 鋳型に溶湯を注湯する取鍋を有する注湯ユニットであって、複数の鋳型が搬送される鋳型ラインに沿って移動可能な注湯ユニットと；
   前記注湯ユニットに支持される溶湯加圧ユニットであって、前記注湯ユニットから溶湯を注湯された鋳型に加圧ガスと粉粒体を供給する溶湯加圧ユニットとを備え；
   前記溶湯加圧ユニットは、前記粉粒体を貯留するホッパと、前記溶湯が注湯された鋳型の湯口と気密に接続し、前記加圧ガスと粉粒体を鋳型内に送り込むマウスと、前記ホッパから前記マウスへ供給する粉粒体の量を所定の量とする計量室と、前記計量室に加圧ガスを導入する配管と、前記マウスに接続して前記加圧ガスを導入する配管と、前記鋳型をずれないように固定する枠押えと、を備え；
   前記溶湯加圧ユニットは、前記複数の鋳型のうち前記注湯ユニットが溶湯を注湯する鋳型に隣接する鋳型を前記枠押えで固定しつつ、該鋳型に加圧ガスと粉粒体を供給する；
   加圧機能を有する自動注湯装置。
2. 前記溶湯加圧ユニットが、前記複数の鋳型が搬送される鋳型ラインと平行および直角方向に前記マウスを移動可能である；
   請求項１に記載の加圧機能を有する自動注湯装置。
3. 前記鋳型の湯口の位置を検出する位置センサを備え、前記マウスを前記湯口の位置に移動させる；
   請求項２に記載の加圧機能を有する自動注湯装置。
4. 前記注湯ユニットが、前記鋳型ラインと平行方向に移動可能な横行台車と該横行台車上で前記鋳型ラインと直交方向に移動可能な前後台車とを備え；
   前記溶湯加圧ユニットは、前記横行台車に支持される；
   請求項１に記載の加圧機能を有する自動注湯装置。
5. 前記粉粒体が乾燥珪砂である；
   請求項１ないし４のいずれか１項に記載の加圧機能を有する自動注湯装置。
6. 複数の鋳型が搬送される鋳型ラインに沿って移動される取鍋から鋳型に溶湯を注湯し、溶湯が注湯された鋳型に加圧ガスと所定量の粉粒体を溶湯加圧ユニットから供給する自動注湯方法であって、前記溶湯加圧ユニットは、前記粉粒体を貯留するホッパと、前記溶湯が注湯された鋳型の湯口と気密に接続して前記加圧ガスと粉粒体を前記鋳型内に送り込むマウスと、前記ホッパから前記マウスへ供給する粉粒体の量を所定の量とする計量室と、前記計量室に加圧ガスを導入する第１の配管と、前記マウスに接続して前記加圧ガスを導入する第２の配管と、前記鋳型をずれないように固定する枠押えと、を備えて、前記溶湯加圧ユニットは前記取鍋と共に前記鋳型ラインに沿って移動される、自動注湯方法であって：
   複数の鋳型が搬送される鋳型ライン上の第１の鋳型の湯口の位置に溶湯を注げるように前記取鍋を移動する工程と；
   前記取鍋から前記第１の鋳型に溶湯を注湯する工程と；
   前記マウスを、前記第１の鋳型に隣接する第２の鋳型であって、溶湯が注湯されている第２の鋳型の湯口に気密に接続する工程と；
   前記枠押えで、前記第２の鋳型をずれないように固定する工程と；
   前記第２の配管から加圧ガスを前記マウスを介して前記第２の鋳型に送り込む工程と；
   前記ホッパに貯留された粉粒体を前記計量室で所定の量を計量する工程と；
   前記計量室に第１の配管から加圧ガスを供給して、前記計量された粉粒体を前記マウスを介して前記第２の鋳型に送り込む工程と；を備える
   加圧機能を有する自動注湯方法。
7. 前記第２の鋳型の湯口の位置を位置センサで検出する工程と；
   該検出した位置に基づき前記マウスを移動する工程とをさらに備える；
   請求項６に記載の加圧機能を有する自動注湯方法。
8. 前記第１の鋳型に溶湯を注湯し終わる時間と、前記第２の鋳型に加圧ガスと粉粒体を送り込み終わる時間とが一致し、かつ、前記鋳型ライン上の複数の鋳型が枠送りされ始める時間も一致するように制御する；
   請求項６に記載の加圧機能を有する自動注湯方法。
9. 前記第１の鋳型における湯口の位置が前記第２の鋳型における湯口の位置から変更されている場合、前記第１の鋳型の湯口に注湯できるように前記取鍋を移動する工程を行い、その後、前記取鍋と共に移動された溶湯加圧ユニットにおいて、前記第２の鋳型の湯口に前記マウスを気密に接続するように前記マウスを移動させる；
   請求項６に記載の加圧機能を有する自動注湯方法。
10. 前記粉粒体が乾燥珪砂である；
    請求項６ないし９のいずれか１項に記載の加圧機能を有する自動注湯方法。

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