JP6427585B2 - 昇降機能付き受湯台車および受湯搬送方法 - Google Patents

Description

本発明は、炉から溶湯を受湯する取鍋を搬送するための受湯台車および受湯搬送方法に関し、特に昇降機能付き受湯台車および取鍋を昇降させる受湯搬送方法に関する。

鋳造工場では溶解炉等で溶解した高温の溶湯を注湯設備まで運び、注湯設備において鋳型に注湯することで製品を鋳造する。従来は、溶解炉等から注湯設備まで溶湯を運ぶため、溶湯を取鍋で受湯し、取鍋をクレーンで注湯設備まで搬送していた。しかし、高温の溶湯を貯留する取鍋をクレーンで搬送するのでは、作業者が高温の溶湯に近づく危険性や、クレーンで吊り下げられた取鍋が落下する危険性があるなどの問題があった。

そこで、走行台車やローラーコンベアを用いて取鍋を搬送する方法が採用され始めている（国際公開ＷＯ２０１０／１２２９００参照）。しかし、鋳造工場は広く、溶解炉や保持炉の設置時期と、注湯設備の設置時期が異なるなど、全体の敷地がフラットであることはまれで、受湯する位置の高さと注湯する位置の高さが異なることが多いのが実情である。そこで、その高さの差を調整できるように、受湯取鍋の溶湯を注湯取鍋に移すための取鍋を搬送する台車に、取鍋を昇降する機構を設けることが望まれている。

ところで、鋳造工場を改造する場合に、溶解炉の高さを基準とする場合が多い。この場合には、受湯する高さより低い位置で取鍋を搬送したり、注湯したりする必要も生じ得る。そこで、溶解炉等から受湯する受湯取鍋を昇降するのが実用的に好ましい。ただし、溶解炉は高温であるので、熱の影響を受けやすい設備を溶解炉に近づけるのは好ましくない。

そこで、本発明は、受湯取鍋を安全に昇降して搬送できる昇降機能付き受湯台車および受湯搬送方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０は、例えば図１および図２に示すように、溶湯を受湯する取鍋Ａを注湯設備まで搬送するための受湯台車１０であって：経路Ｌ上を走行する台車２０と；台車２０上に設置されるガイド柱３０と；ガイド柱３０から水平方向に延び、台車２０上で昇降可能な昇降フレーム４０と；昇降フレーム４０に設置され、取鍋Ａをその上に載置して水平方向に移動する取鍋移動機構５０と；昇降フレーム４０を昇降する昇降フレーム昇降装置６０とを備える。

このように構成すると、溶湯を受湯した取鍋を昇降フレームで昇降できるので、注湯レベルと受湯レベルが異なっていても、レベル合せが容易にできる。また、昇降フレームで取鍋を上昇させながら、取鍋移動機構で取鍋を炉に接近させることができるので、昇降フレーム昇降装置などの他の装置を溶解炉等から離したままで、溶解炉等から溶湯を取鍋に受湯することができる。

本発明の第２の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０は、例えば図４〜図７に示すように、第１の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０において、昇降フレーム４０は、鉛直方向に離間して設置される２つの保持ローラー４４を有し、ガイド柱３０には、鉛直方向に形成されて保持ローラー４４が転がる面を有するローラーガイド３２が設けられる。

このように構成すると、取鍋を支える昇降フレームに生ずるモーメントを、鉛直方向に離間する２つの保持ローラーがローラーガイドの平面から受ける力で支持することができる。

本発明の第３の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０は、例えば図２〜５に示すように、第２の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０において、昇降フレーム４０は、２箇所においてチェーン６６で吊られ、昇降フレーム昇降装置６０はチェーン６６を介して昇降フレーム４０を昇降する。

このように構成すると、昇降フレームを２箇所においてチェーンで吊るので、バランスがよい。また、チェーンで吊っているので、昇降フレームの下、すなわち取鍋の下に、物を置く必要が無くなり、万一、取鍋の底から湯漏れがあった場合にも安全である。

本発明の第４の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０は、例えば図２に示すように、第３の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０において、昇降フレーム昇降装置６０のモーター６２は、台車２０上でガイド柱３０に対して昇降フレーム４０とは反対側に設置される。

このように構成すると、昇降フレーム昇降装置のモーターが昇降フレーム、すなわち取鍋から離れた位置に設置されるので、万一、取鍋の底から湯漏れがあった場合にも、修理に時間の掛かる昇降フレーム昇降装置のモーターに湯が掛ることがなく、修理に時間の掛かるモーターが損傷しないため復旧が簡単に済む。

本発明の第５の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０は、例えば図２に示すように、第３の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０において、昇降フレーム４０は、取鍋Ａの重量を計測するロードセル４８を備える。

このように構成すると、ロードセルに作用する重量は、受湯取鍋の他に最小限の機械部品となり、すなわち昇降フレーム自体等の重量物が含まれないので、精度よく重量を計測できる。

本発明の第６の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０は、例えば図２に示すように、第１ないし第５のいずれかの態様に係る昇降機能付き受湯台車１０において、台車２０上に蓋開閉装置７０を備え、蓋開閉装置７０は、台車２０上に設置される柱７２と、柱７２上で柱７２を中心に旋回するアーム７４と、アーム７４の先端に設置される蓋掴み装置７６を備える。

このように構成すると、台車上に蓋開閉装置が備えられるので、受湯してすぐに蓋をし、受湯取鍋から溶湯を移す直前に蓋を開けることができ、保温状態が保たれる。さらに、受湯取鍋から外した蓋をアームで移動することにより、作業に影響のない位置に退避させることができる。また、受湯取鍋の昇降機能付きなので、蓋開閉装置の上下駆動量が少なくて済み、装置を小型化できる。

本発明の第７の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０は、例えば図２に示すように、第６の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０において、昇降フレーム昇降装置６０のモーター６２および蓋開閉装置７０のモーター７８は、昇降フレーム４０を降下させた状態での取鍋Ａの底の高さより高い位置に設置される。

このように構成すると、各モーターが取鍋の底の高さより高い位置に設置されるので、万一、取鍋の底から湯漏れがあった場合にも、モーターに湯が掛ることがなく、修理に時間の掛かるモーターが損傷しないため復旧が簡単に済む。

本発明の第８の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０は、例えば図９に示すように、第７の態様に係る昇降機能付き受湯台車１０において、昇降機能付き受湯台車１０の外部から電力を受電する受電装置８０を備え、受電装置８０が、取鍋Ａに溶湯を受湯する炉Ｃとは反対側に設置される。

このように構成すると、受電装置が炉から離れて設置されるので、受電装置が炉の熱の影響を受けずに済む。

本発明の第９の態様に係る受湯搬送方法は、例えば図１〜９に示すように、昇降機能付き受湯台車１０を用いる受湯方法であって、受湯台車１０上の取鍋Ａに炉Ｃから溶湯を受湯させると共に、溶湯が受湯された取鍋Ａを受湯台車１０で搬送する受湯搬送方法であって：受湯台車１０上の取鍋Ａを上昇させると共に、取鍋Ａを受湯台車１０上の水平方向において炉Ｃに近接させる工程と；上昇して炉Ｃに近接した取鍋Ａに炉Ｃから溶湯を受湯させる工程と；溶湯を受湯した取鍋Ａを下降させると共に、受湯台車１０上の水平方向において炉Ｃから離間させる工程と；受湯台車１０を走行して、下降して炉から離間した取鍋Ａを搬送する工程とを備える。

このように構成すると、取鍋を上昇させ炉に近接させて受湯し、取鍋を下降させ炉から離間させて取鍋を搬送することができるので、取鍋への溶湯が安全・容易で、かつ、取鍋の搬送が安全・容易な受湯搬送方法となる。

本発明の第１０の態様に係る受湯搬送方法は、例えば図１〜９に示すように、第９の態様に係る受湯搬送方法において、炉Ｃは、取鍋Ａに複数回受湯できる容量を有し、溶湯を受湯させる工程における取鍋Ａの高さおよび炉Ｃから取鍋Ａまでの距離の少なくとも一方は、前回取鍋Ａに溶湯を受湯させる工程を行ったときの該高さ及び該距離と異なる状態に調整されている。

このように構成すると、炉が貯留する溶湯の量が変わり、溶湯を注ぐために炉が傾斜する角度が変わっても、取鍋に溶湯を受湯させることができる。

本発明の第１１の態様に係る受湯搬送方法は、例えば図１〜９に示すように、第９または第１０の態様に係る受湯搬送方法において、溶湯を受湯させる工程において、取鍋Ａの高さおよび炉Ｃから取鍋Ａまでの距離のいずれか一方若しくは両方を変化させながら取鍋Ａに炉Ｃから溶湯を受湯させる。

このように構成すると、炉が貯留する溶湯の量が変わり、溶湯を注ぐために炉が傾斜する角度が変わっても、取鍋に溶湯を受湯させることができる。

本発明は以下の詳細な説明により更に完全に理解できるであろう。しかしながら、詳細な説明および特定の実施例は、本発明の望ましい実施の形態であり、説明の目的のためにのみ記載されているものである。この詳細な説明から、種々の変更、改変が、当業者にとって明らかだからである。
出願人は、記載された実施の形態のいずれをも公衆に献上する意図はなく、開示された改変、代替案のうち、特許請求の範囲内に文言上含まれないかもしれないものも、均等論下での発明の一部とする。
本明細書あるいは請求の範囲の記載において、名詞及び同様な指示語の使用は、特に指示されない限り、または文脈によって明瞭に否定されない限り、単数および複数の両方を含むものと解釈すべきである。本明細書中で提供されたいずれの例示または例示的な用語（例えば、「等」）の使用も、単に本発明を説明し易くするという意図であるに過ぎず、特に請求の範囲に記載しない限り本発明の範囲に制限を加えるものではない。

本発明の一実施形態の昇降機能付き受湯台車の平面図である。 図１に示す昇降機能付き受湯台車の正面図である。 図２に示す昇降機能付き受湯台車において、受湯取鍋の蓋を開け、取鍋を上昇させたところを示す図である。 本発明に係る昇降機能付き受湯台車の昇降フレームの正面図である。 本発明に係る昇降機能付き受湯台車の昇降フレームの側面図である。 本発明に係る昇降機能付き受湯台車の昇降フレームの平面図である。 本発明に係る昇降機能付き受湯台車の昇降フレームとガイド柱の正面図である。 本発明に係る昇降機能付き受湯台車の昇降フレームを昇降する構造を示す概略側面図である。 本発明に係る昇降機能付き受湯台車の受電装置と溶解炉との位置関係を示す側面図である。 鋳造工場における設備の配置を例示する平面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の一実施形態の昇降機能付き受湯台車１０を説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置あるいは部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。図１は、本発明の一実施形態の昇降機能付き受湯台車１０の平面図であり、図２および図３は、昇降機能付き受湯台車１０の正面図（図１の下方から見た図）である。なお、図２および図３では、図１に示す蓋開閉装置７０の一部を省略している。昇降機能付き受湯台車１０は、溶解炉、保持炉等の炉（本実施形態では溶解炉）から溶湯を受湯する取鍋Ａを昇降する機能を有し、かつ、取鍋Ａを経路上で搬送する台車である。図２は取鍋Ａを下降させたところ、図３は取鍋Ａを上昇させたところを示す。また、図３では、取鍋Ａの蓋Ｂは外されている。なお、図１において、取鍋Ａに溶湯を受湯する溶解炉Ｃ（図９参照）は、上側に設置されている。

昇降機能付き受湯台車１０は、経路Ｌ上を走行する台車２０と、台車２０上に設置されるガイド柱３０と、ガイド柱３０から張り出すように水平方向に延びて構成され、台車上で昇降可能な昇降フレーム４０と、昇降フレーム４０に設置され、取鍋Ａを水平方向に移動する取鍋移動機構５０と、昇降フレーム４０を昇降する昇降フレーム昇降装置６０と、蓋開閉装置７０と、受電装置８０とを備える。

台車２０は、典型的には、車輪２４で経路としてのレールＬ上を走行する台車である。しかしこれには限られず、タイヤ他の走行手段を有して平面な通路上を走行してもよく、この場合には、通路が経路となる。台車２０は、ボディ２２を備える。ボディ２２は、典型的には上面が長方形で平面な構造で、その上面にガイド柱３０、昇降フレーム４０、取鍋移動機構５０、昇降フレーム昇降装置６０、蓋開閉装置７０および受電装置８０を載置する。ボディ２２の上面には、特に取鍋Ａが載置される水平位置において、取鍋から漏出した溶湯が流出する開口部が形成されるのが好ましい。開口部が形成されることにより、万一、取鍋Ａの底から湯漏れがあった場合にも、漏出した溶湯は、台車２０上に留まらずに排出される。台車２０は、車輪２４を４個あるいは、それ以上備え、いくつかの車輪２４を駆動する走行装置２６をボディ２２上に備える。ボディ２２上で、走行装置２６は、後述する昇降フレーム４０から離れた位置、具体的には、ガイド柱３０を挟んで反対側に設置される。

ガイド柱３０は、台車２０のボディ２２上に設置される一対の柱である。なお、ガイド柱３０の本数は２本には限られず、１本でも、３本以上でもよい。一対のガイド柱３０は、昇降機能付き受湯台車１０の幅方向に相対して配置される。ガイド柱３０は、後述するように、溶湯を受湯した取鍋Ａの荷重が作用しても変形しない剛性を有する柱であり、また、堅固にボディ２２上に固定される。ガイド柱３０には、台車２０の走行方向に相対する平行な２鉛直面を有するローラーガイド３２が設置される。その２鉛直面の平行平面上を、後述する昇降フレーム４０の保持ローラー４４が上下移動する。ローラーガイド３２は、後述するように、溶湯を受湯した取鍋Ａの荷重が作用しても変形しない剛性を有する。ローラーガイド３２は、例えばチャンネル形の鋼材を鉛直方向に配置したものでよい。あるいは、それぞれのガイド柱３０に２枚の平板を固定することにより形成してもよい。鉛直方向に離間して配置された保持ローラー４４がローラーガイド３２に設けられた面（２鉛直面）を転がることで、昇降フレーム４０に生ずるモーメントを受け、昇降フレーム４０の昇降動作をガイドすることができる。

ここで、図４〜６をも参照して、昇降フレーム４０について説明する。図４〜６は、昇降フレーム４０と取鍋移動機構５０の正面図、側面図（台車２０の進行方向に昇降フレーム昇降装置６０側から見た図）、平面図である。なお、図４〜６には、チェーン６６が図示されている場合もある。昇降フレーム４０は、ガイド柱３０から台車２０の走行方向に水平に延在する昇降アーム４６を有する。昇降アーム４６は、溶湯を受湯した取鍋Ａの荷重を支えられるように構成される。昇降アーム４６は、例えば、ガイド柱３０側の基部で厚く、あるいは背が高く、先端に行くにつれ薄くなるような形状の部材（鉄板などの板材）と、これを補強するための補強材とで形成されたアーム部材４７を一対有する。昇降アーム４６のそれぞれのアーム部材４７の基部、すなわち、ガイド柱３０側は、一体となるように構成されている。例えば基部連結部材４２で連結される。基部連結部材４２は、一対のアーム部材４７の基部側の端面を連結する板材でよい。さらに、アーム部材４７の背の高い基部側では、補強のための水平板である補強板９０で一対のアーム部材４７を連結することが好ましい。また、補強のための垂直板である補強板９２も、一対のアーム４７を連結するようにすることが望ましい。一対のアーム部材４７の基部には、鉛直方向に離間する保持ローラー４４が設置される。保持ローラー４４は、ローラーガイド３２の平行する２平面上で転がり、上下移動する。すなわち、鉛直に離間する保持ローラー４４のペアを水平方向に一対、すなわち、合計４つの保持ローラー４４を備える。取鍋Ａ等の荷重のために昇降アーム４６に生ずるモーメントを、保持ローラー４４がローラーガイド３２の平面を押す力に変換する。昇降アーム部材４７の基部は厚く形成されているので、モーメントを受けても変形せず、保持ローラー４４に力を伝達することができる。図５に示す例では、基部連結部材４２に、昇降フレーム４０を吊り下げるチェーン６６が接続される。チェーン６６との接続箇所は、昇降アーム部材４７との接続箇所と隣接した位置が好ましい。

アーム部材４７の上面には上部プレート４５が固定されている。上部プレート４５の先端側の部分は、アーム部材４７の先端側を連結しており、先端側連結部材として機能する。また、上部プレート４５と基部連結部材４２とは、一体の部材として形成してもよい。上部プレート４５の取鍋Ａが載置される下側では、例えば、図６に示すように、開口部４１が形成されてもよい。開口部４１に代えて、複数の小さな穴でもよい。取鍋Ａが載置される下側の上部プレート４５に開口部４１が形成されると、万一、取鍋Ａから湯漏れがあっても、昇降アーム４０から台車２０上に落下する。よって、高い位置にある昇降アーム４０から溶湯が飛散することを防ぐことができる。また、台車２０のボディ２２の上面には、取鍋Ａから漏出した溶湯が流出する開口部が形成されており、台車２０上に溶湯が落下しても、台車２０から排出される。なお、アーム部材４７、基部連結部材４２および上部プレート４５は、板材や形鋼を組み合わせることにより一体に構成してもよく、また、それぞれ、部材や形鋼を組み合わせて構成し、互いに接合するように構成してもよい。昇降フレーム４０は基部側（ガイド柱３０側）において片持ち支持（図４において右側で片持ち支持）されており、ここで発生するモーメントを保持ローラー４４およびローラーガイド３２で受けている。よって、簡素な構成でかつ湯漏れ対策が可能な状態で昇降フレーム４０の昇降動作を行うことを実現する。

昇降フレーム４０は、取鍋Ａの重量を計測するためのロードセル４８を備える。ロードセル４８は、典型的には、昇降アーム４６と取鍋Ａを水平方向に移動する取鍋移動機構５０との間に設置され、取鍋移動機構５０と取鍋Ａとの重量を計測する。取鍋Ａは溶湯を受湯すると高温になるため、ロードセル４８を取鍋Ａの直下に設置することは好ましくない。そのため、溶湯を受湯した取鍋Ａを支持する取鍋移動機構５０を介して重量を計測する。取鍋移動機構５０の構造によっては、ロードセル４８を取鍋移動機構５０に設置することも可能である。典型的には、ロードセル４８は、取鍋移動機構５０を支持する２本の水平梁５９の両端にそれぞれに設けられ、合計４個である。

取鍋移動機構５０は、本実施の形態では、昇降フレーム４０に設置されたローラーコンベア５２を用いる。ローラーコンベア５２は、その上に載置された取鍋Ａを台車２０の走行方向と直交する方向に移動する。ローラーコンベア５２の両端は、一対の水平梁５９で支持される。水平梁５９の位置は、昇降フレーム４０が取鍋移動機構５０を支持する位置（例えば、ロードセル４８の位置）より、台車の進行方向（図４の横方向）で狭まっている。すなわち、下が広がるような関係で、支持されている。そのために、ローラーコンベア５２上で取鍋Ａが移動したときに、揺れが小さくなり安定する。さらに、図４に示すように、取鍋移動機構５０とロードセル４８との間にゴムバッファ４９が設置されると、取鍋Ａが移動したときの振動が小さくなるので、好ましい。ローラーコンベア５２を駆動するローラーコンベア駆動装置５４は水平梁５９に固着されるリブプレート５７上に設置される。ローラーコンベア駆動装置５４は、載置される取鍋Ａの直下ではなく、そこから水平方向で外れた位置に設置される。さらに、駆動装置カバー（不図示）で、ローラーコンベア駆動装置５４のローラーコンベア５２側の上部と側部を覆い、万一、取鍋Ａから湯漏れが生じたときに溶湯がローラーコンベア駆動装置５４に掛らないようにするのが好ましい。また、取鍋移動機構５０で移動される取鍋Ａの落下を防止するため、取鍋Ａの溶解炉Ｃ側（図６の上方）に固定ストッパー５６を備える。また、溶解炉Ｃとは反対側（図６の下方）に落下防止ストッパー(不図示)を備えるのが好ましい。固定ストッパー５６および落下防止ストッパーは、ローラーコンベア５２で取鍋Ａが移動されるその端部に、取鍋Ａが当たって停止するようにされた板状あるいは棒状の突起物でよい。

昇降フレーム昇降装置６０は、昇降フレーム４０を昇降する装置である。昇降フレーム昇降装置６０は、昇降フレーム昇降用モーター６２と、昇降フレーム昇降用モーター６２の出力軸と連結するスプロケット６４と、ローラーガイド３２の上方でガイド柱３０に支持される上部チェーンホイール６８と、スプロケット６４から上部チェーンホイール６８を介して昇降フレーム４０に連結されるチェーン６６とを備える。ここで、昇降フレーム昇降用モーター６２の出力軸と連結するスプロケット６４は、昇降フレーム昇降用モーター６２の出力軸との間に、減速機その他の機械を介して連結されてもよい。また、スプロケット６４、チェーン６６、および上部チェーンホイール６８を２セット備え、昇降フレーム４０に２本のチェーン６６が連結するのが好ましい。昇降フレーム昇降装置用モーター６２やスプロケット６４は、台車２０のボディ２２上で、ガイド柱３０に対して昇降フレーム４０とは反対側に設置される。すなわち、平面上で昇降フレーム４０から離れた位置に設置される。

昇降フレーム昇降用モーター６２は、台車２０のボディ２２の上面より上方に設置される。例えば図２に示すように、昇降フレーム４０を下降させた場合に、取鍋Ａの底より上方に設置される。本実施の形態では、減速機であるギアボックス６３上に設置されることにより、取鍋Ａの底より上方に設置される。

ここで、図７、８をも参照して、取鍋Ａの昇降を説明する。図４は、ガイド柱３０と昇降フレーム４０の正面図である。図８は昇降フレーム４０を昇降する構造を示す概略側面図（図１における右側から見た図）である。図８に示すように、昇降フレーム４０基部側を２本のチェーン６６で吊り下げる。図２に示すように、チェーン６６は、昇降フレーム昇降装置６０のスプロケット６４から上部チェーンホイール６８を介して、昇降フレーム４０に連結する。スプロケット６４の回転により昇降フレーム４０が昇降する。昇降フレーム４０を２本のチェーン６６で吊り下げることにより、昇降フレーム４０が昇降機能付き受湯台車１０の幅方向に傾かずに安定して上下する。また、昇降機能付き受湯台車１０の進行方向には、上下の保持ローラー４４がローラーガイド３２の平行する２平面上を転がることで、昇降フレーム４０の傾きが防止される。すなわち、溶湯を受湯した取鍋Ａ、取鍋移動機構５０、昇降アーム４６等の荷重は、アーム部材４７から２本のチェーン６６に伝えられ、支持される。またアーム部材４７の基部に生ずるモーメントは、上下に離間して位置する保持ローラー４４がローラーガイド３２の平行する２平面を押す力となる。よって、大きなモーメントも保持ローラー４４の上下間隔を広げることで、困難なく受けられる。このように、昇降フレーム４０とガイド柱３０と昇降フレーム昇降装置６０とにより、重量の大きな取鍋Ａの昇降を行うことができる。

蓋開閉装置７０は、台車２０のボディ２２上に固定設置された柱７２と、柱７２上に設置された蓋回動用モーター７８と、水平方向に延在して蓋回動用モーター７８の出力軸により旋回するアーム７４と、アーム７４の先端に設置された蓋掴み装置７６とを有する。柱７２により、アーム７４および蓋掴み装置７６が上方に位置するので、昇降フレーム４０により上方に位置する取鍋Ａの蓋Ｂを蓋掴み装置７６が掴むことができる。すなわち、柱７２は、例えば図３に示すように、取鍋Ａを上昇させたときの取鍋Ａの蓋Ｂの高さと同程度に高い。蓋掴み装置７６は蓋Ｂの上方に取り付けられたＴ字形状の蓋把持用部材Ｂ１の天板Ｂ１１の下に入り込むかぎ形状の把持部材７７と、把持部材７７を上下させる上下シリンダ７９とを有する。蓋Ｂを掴むためには、取鍋Ａの上方以外の位置に蓋掴み装置７６を退避させ、上下シリンダ７９で把持部材７７を蓋把持用部材Ｂ１の高さに合せる。そして、蓋回動用モーター７８でアーム７４を旋回することにより、把持部材７７を蓋把持用部材Ｂ１の天板Ｂ１１の下に入れる。そして、上下シリンダ７９で蓋掴み装置７６を上昇させることで、把持部材７７が蓋把持用部材Ｂ１の天板Ｂ１１を掴む。さらに、蓋掴み装置７６を上昇させて、蓋Ｂを取鍋Ａから持ち上げる。その後に、アーム７４を旋回して、取鍋Ａの上方から蓋Ｂを退避させる。

受電装置８０は、台車２０上に設置される架台８２と、架台８２上に設置されるトロリーポール８４と、トロリーポール８４の先端に設置され、架線から電力を受電するトロリーホイール８６と、ケーブル（不図示）とを備える。昇降機能付き受湯台車１０は、鋳造工場内の経路Ｌを移動しながら電力を受電するために、経路Ｌに沿って張り渡された架線Ｗ（図９参照）からトロリーホイール８６を経由して受電する。鋳造工場内の人や物の移動の妨げとならず、他の設備との干渉を避けるため、架線Ｗは上方に張られる。よって、架台８２とトロリーポール８４とでトロリーホイール８６を上方に維持する。そして、レールＬと架線Ｗとの位置関係が多少ずれても、トロリーポール８４の撓み性のために、トロリーホイール８６と架線Ｗとの接触は維持される。なお、受電装置は、他の構成であってもよい。例えばケーブルリールに巻かれたケーブルをケーブル架台から受け取るための装置でもよい。または、昇降機能付き受湯台車１０の移動距離が短い場合には、ケーブルベアを備えて、外部電源から受電してもよい。

図９に示すように、受電装置８０は、経路Ｌを挟んで、溶解炉Ｃの反対側に配置される。すなわち、架線Ｗも、経路Ｌを挟んで、溶解炉Ｃの反対側に敷設される。図９は、受電装置８０と溶解炉Ｃとの位置関係を示す側面図（図１における右側から見た図）である。また、図２に示すように、受電装置８０は、台車２０上で、ガイド柱３０を挟んで昇降フレーム４０と反対側の端部に配置される。

続いて、図１０をも参照して、昇降機能付き受湯台車１０の作用について説明する。図１０は、鋳造工場における設備の配置を例示する平面図である。図１０に示す鋳造工場では、溶解炉Ｃで溶解した溶湯を、取鍋Ａで搬送して、鋳型Ｍに注湯する。２基の溶解炉ＣがレールＬに沿って配置される。レールＬ上を昇降機能付き受湯台車１０が走行する。レールＬと直交して、搬送台車用レールＬ１が敷設される。搬送台車用レールＬ１上を搬送台車１１０が走行する。搬送台車用レールＬ１と並行して、自動注湯機用レールＬ２が敷設される。自動注湯機用レールＬ２上を自動注湯機１２０が走行する。自動注湯機用レールＬ２は、鋳型Ｍが並んだ鋳型ラインに沿って敷設されている。搬送台車用レールＬ１と自動注湯機用レールＬ２との間に、溶湯を貯留する取鍋Ａを移送するローラーコンベアである実取鍋コンベア１３０と、空の取鍋Ａを移送するローラーコンベアである空取鍋コンベア１３２とが敷設される。

まず、溶解炉Ｃから取鍋Ａに受湯する工程を説明する。空の取鍋Ａを載置する昇降機能付き受湯台車１０が、溶湯を受けるべき溶解炉Ｃの前の所定の位置、すなわち溶解炉Ｃから取鍋Ａに溶湯を受湯できる位置へ移動する。台車２０の車輪２４にエンコーダ２８（図１参照）を設置し、所定の位置で昇降機能付き受湯台車１０を停止できるようにするのが好ましい。空の取鍋Ａは蓋Ｂで蓋がされている。昇降機能付き受湯台車１０では、昇降フレーム４０を上昇させ、溶解炉Ｃから溶湯を受湯するのに適した高さに取鍋Ａを上昇させる（図２、３参照）。昇降フレーム４０または昇降フレーム昇降装置６０にエンコーダ（不図示）を設け、上昇位置を正確に制御するのが好ましい。また、昇降フレーム昇降用モーター６２にインバータを設置し、上昇速度を制御するのが好ましい。取鍋移動機構５０により取鍋Ａを溶解炉Ｃ側に移動、すなわち溶解炉Ｃから溶湯を受湯するのに適した距離に取鍋Ａを移動する。ローラーコンベア５２にもエンコーダ(不図示)を設置し、溶解炉Ｃから取鍋Ａまでの距離を正確に制御するのが好ましい。また、ローラーコンベア駆動装置５４にインバータを設置し、取鍋移動機構５０で取鍋Ａを移動する速度を制御するのが好ましい。取鍋移動機構５０が昇降フレーム４０に設置されているので、取鍋Ａを上昇させるのと同時に、溶解炉Ｃから受湯するのに適した距離に移動することができる。よって、作業時間を短縮できる。

また、昇降フレーム４０で取鍋Ａを上昇させたならば、蓋開閉装置７０で取鍋Ａの蓋Ｂを持ち上げ、アーム７４を旋回して取鍋Ａの上方から退避させる（図１参照）。取鍋Ａを上昇させてから蓋Ｂを持ち上げるので、上下シリンダ７９で把持部材７７を上下させる距離が少なくて済む。よって、蓋掴み装置７６を小さくできる。蓋掴み装置７６が小さく軽量となるので、アーム７４、蓋回動用モーター７８も小さくでき、よって、蓋開閉装置７０全体を小さくできる。また、アーム７４を旋回して蓋Ｂを取鍋Ａの上方から退避させるので、溶解炉Ｃからの受湯をする際に、蓋Ｂが障害となることがない。

取鍋Ａが所定の位置および高さに移動して、蓋Ｂが外されたならば、溶解炉Ｃから取鍋Ａに所定量の溶湯を入れる。昇降フレーム４０のロードセル４８で取鍋Ａの重量、すなわち、受湯した溶湯の量を測定しながら溶湯を入れるので、正確な量の溶湯を取鍋Ａに入れることができる。特に、ロードセル４８で測定する重量に含まれる溶湯以外の重量が少ないので、測定量の精度が高い。また、溶解炉Ｃから取鍋Ａに溶湯を入れる際に、溶解炉Ｃの溶湯量に応じて溶解炉Ｃを傾ける角度、すなわち傾動角度が変化する。傾動角度が変化すると、溶解炉Ｃの出湯口Ｃ１から溶湯の出る位置が変化する。溶解炉Ｃを傾動させるシリンダ（不図示）の長さ、溶解炉Ｃの傾きが分かる基準面の傾き、または溶解炉Ｃを支持する回転軸の回転角度、すなわち溶解炉Ｃの傾動角度を測定し、溶湯の出湯先を推定し、昇降フレーム４０上の取鍋移動機構５０にて取鍋Ａを移動して、溶解炉Ｃに近づけたり離したりして、出湯先に取鍋Ａを移動できる。すなわち、溶解炉Ｃから取鍋Ａまでの距離を変化させる。あるいは、溶解炉Ｃの出湯口Ｃ１の高さに応じて、昇降フレーム４０で取鍋Ａの高さを変えてもよい。高さや距離を変えることにより、取鍋Ａの所望の位置に溶湯を注ぐことができる。

溶解炉Ｃの容量は、通常、取鍋Ａに複数回、多くの溶解炉Ｃでは４〜５回、受湯できる容量である。そこで、簡易的に、出湯回数で傾動角度を推定してもよい。何回目の受湯であるかにより、溶解炉Ｃの傾動角度が変化するので、それに応じて取鍋Ａの高さまたは溶解炉Ｃから取鍋Ａまでの距離を変化させて、適正に取鍋Ａに溶湯を注ぐことができる。高さと距離の両方を変化させることにより、更に適正に溶湯を注ぐことができる。より詳細には、溶解炉Ｃから取鍋Ａに受湯をしている際に、溶解炉Ｃに貯留される溶湯の残量が減少するので傾動角度を大きくするのが好ましい。傾動角度に応じて取鍋Ａの高さまたは溶解炉Ｃから取鍋Ａまでの距離、あるいはその両方を変化させて、適正に取鍋Ａに溶湯を注ぐことが好ましい。以上の制御により、炉の溶湯の残量によらず、いつでも取鍋Ａの所望の位置に溶湯を注ぐことができる。なお、取鍋Ａに合金をセットするためのポケット部を設ける場合には、ポケット部に直接溶湯を当てることを防げるので、特にこの利点は大きい。

取鍋Ａで所定量の溶湯を受湯したならば、蓋開閉装置７０で取鍋Ａに蓋Ｂを戻す。溶解炉Ｃで出湯が終わったことを検知した信号に基づき、蓋Ｂを戻す作業をするのがよい。このように、蓋開閉装置７０で取鍋Ａの蓋Ｂを着脱するので、受湯してから蓋をするまでの時間を短縮でき、保温効果が高くなる。

取鍋Ａに蓋Ｂを戻したならば、昇降フレーム４０を降下させて、取鍋Ａを低位置に降下する（図２参照）。また、取鍋移動機構５０により取鍋Ａを後退させ溶解炉Ｃから離間させる。典型的には、取鍋Ａを台車２０の幅方向での中央に位置させる。取鍋Ａが低位置で、かつ中央に位置することにより、昇降機能付き受湯台車１０の走行を安定したものとすることができ、かつ、取鍋Ａの揺れが小さくなる。昇降機能付き受湯台車１０を溶解炉Ｃの前から搬送台車用レールＬ１の前に移動する。取鍋Ａが所定の高さ、位置に移動されたことを検知した信号に基づき、昇降機能付き受湯台車１０の移動を開始するのが好ましい。なお、走行装置２６にインバータ制御を導入して、昇降機能付き受湯台車１０の加速減速をスムースに行うことが好ましい。

なお、取鍋Ａを溶解炉Ｃの前から搬送台車用レールＬ１の前に移動する間に、ノロ取りを行ってもよい。昇降機能付き受湯台車１０が蓋開閉装置７０を備えているので、取鍋Ａから蓋Ｂを外せば、任意の場所でノロ取りを行うことができる。特に、取鍋Ａを昇降フレーム４０で上昇させることができるので、作業し易い高さに取鍋Ａを上昇させてノロ取りを行うことができる。

搬送台車用レールＬ１の前に移動した昇降機能付き受湯台車１０は、昇降フレーム４０を昇降させて、取鍋移動機構５０を搬送台車１１０の高さに合せる。そして、取鍋移動機構５０により取鍋Ａを搬送台車１１０に移送する。昇降機能付き受湯台車１０では、取鍋移動機構５０を搬送台車１１０の高さに合せることができるので、溶解炉Ｃのレベルが搬送台車１１０や自動注湯機１２０のレベルと合わなくても、スムースに取鍋Ａを移送することができる。

また、昇降機能付き受湯台車１０では、昇降フレーム昇降装置６０の昇降フレーム昇降用モーター６２が台車２０のボディ２２上で、ガイド柱３０に対して昇降フレーム４０とは反対側に、すなわち、平面上で昇降フレーム４０から離れた位置に設置される。よって、万一、取鍋Ａから湯漏れを生じても、昇降フレーム昇降用モーター６２が損傷を受けにくい。復旧に時間を要する電気機器である昇降フレーム昇降用モーター６２が損傷しにくいので、修理が容易になる。また、昇降フレーム昇降用モーター６２は、昇降フレーム４０を下降させた場合に、取鍋Ａの底より上方に設置され、蓋回動用モーター７８は、取鍋Ａを上昇させたときでも取鍋Ａの底の高さより高い柱７２上に設置される。よって、いずれのモーター６２・７８も、昇降機能付き受湯台車１０が走行するとき、すなわち、昇降フレーム４０を下降させた時の取鍋Ａの底の位置より高い位置に設置される。したがって、万一、取鍋Ａから湯漏れを生じても、モーター６２・７８が損傷を受けにくい。復旧に時間を要する電気機器であるモーター６２・７８が損傷しにくいので、修理が容易になる。なお、湯漏れは、取鍋内面の耐火物が劣化して、取鍋の底から漏れるのが一般的である。

また、台車２０の走行装置２６は、図２に示すように、昇降フレーム昇降装置６０の脇に設置される。昇降フレーム４０から、すなわち取鍋Ａから離れた位置に設置されるので、万一、取鍋Ａから湯漏れを生じても、走行装置２６が損傷を受けにくい。復旧に時間を要する電気系統を含む走行装置２６が損傷しにくいので、修理が容易になる。なお、ボディ２２の上面には、特に取鍋Ａが載置される水平位置において、開口部が形成されると、万一、取鍋Ａから湯漏れを生じても、取鍋から漏出した溶湯は開口部からすぐに流出するので、他の装置を損傷することがなくなる。

さらに、ローラーコンベア駆動装置５４と取鍋Ａとの間に駆動装置カバーを設置すると、万一、取鍋Ａから湯漏れを生じても、ローラーコンベア駆動装置５４が損傷を受けにくい。復旧に時間を要する電気系統を含むローラーコンベア駆動装置５４が損傷しにくいので、修理が容易になる。

このように、昇降機能付き受湯台車１０は、万一、取鍋Ａから湯漏れを生じても、装置が損傷を受けにくく、かつ、修理がしやすいので、信頼性の高い装置となる。

なお、取鍋移動機構５０のローラーコンベア駆動装置５４は、図２に示すように、取鍋Ａの底より低い位置にあるが、ローラーコンベア５２の軸方向外側、すなわち取鍋Ａの直下から外れた位置に設置される。万一、取鍋Ａから湯漏れを生じても、溶湯はローラーコンベア５２の間から落下するので、ローラーコンベア駆動装置５４は損傷を受けにくい。さらに、図１に示すように、台車２０のエンコーダ２８も溶解炉Ｃの反対側に設置され、溶解炉の熱影響を受けにくくするのが好ましい。

さらに、受電装置８０が、経路Ｌを挟んで、溶解炉Ｃの反対側に配置されるので、溶解炉Ｃの熱の影響を受けにくい。特にケーブルをはじめとする電気系統は、熱に弱いので、熱の影響を受けにくくするのが好ましい。

取鍋Ａが搬送台車１１０に移送されると、搬送台車１１０は、実取鍋コンベア１３０の前に移動する。そこで、取鍋Ａは実取鍋コンベア１３０に移送される。実取鍋コンベア１３０により取鍋Ａは自動注湯機用レールＬ２側に移動され、さらに、自動注湯機１２０に移送される。自動注湯機１２０が所定の鋳型Ｍの前に移動し、そこで、取鍋Ａから鋳型Ｍに注湯される。鋳型ライン上の鋳型Ｍが枠送りされ、また、必要に応じて、自動注湯機１２０も自動注湯機用レールＬ２上を移動し、順次、取鍋Ａから鋳型Ｍへの注湯が行われる。なお、自動注湯機１２０にも蓋開閉装置が設置されるのが好ましく、注湯中は、蓋を開けておく。

取鍋Ａからの注湯が終了すると、自動注湯機１２０は、空取鍋コンベア１３２の前に移動する。空の取鍋Ａは、空取鍋コンベア１３２に移送される。空取鍋コンベア１３２に移送された取鍋Ａは、空取鍋コンベア１３２の前で停止する搬送台車１１０に移送される。搬送台車１１０は昇降機能付き受湯台車１０に空の取鍋Ａを移送する。空の取鍋Ａを載置する昇降機能付き受湯台車１０は、溶湯を受湯する溶解炉Ｃの前に走行し、受湯する。このようにして、溶解炉Ｃからの溶湯を取鍋Ａで搬送し、鋳型Ｍに注湯する。

なお、取鍋Ａを複数用意し、搬送台車１１０で溶湯を貯留する取鍋Ａを実取鍋コンベア１３０に移送したならば、ただちに搬送台車１１０が空取鍋コンベア１３２の前に移動し、空の取鍋Ａを受け取り、受湯に向かうのが好ましい。

このように、本発明の昇降機能付き受湯台車１０によれば、受湯取鍋を安全に昇降して搬送でき、かつ、信頼性が高く、万一、取鍋から湯漏れしても損傷を受けにくく修理も容易である。

昇降機能付き受湯台車１０では、取鍋移動機構５０としてローラーコンベア５２を用いるものとして説明した。しかし、取鍋移動機構は、昇降フレーム４０上に敷設されたレールと、レール上を走行する台車で構成してもよい。しかし、移動距離が短いので、ローラーコンベア５２を用いる方が、軽量であり、経済的である。

昇降機能付き受湯台車１０では、昇降フレーム昇降装置６０として、チェーン６６をスプロケット６４で動かし、上部チェーンホイール６８を介して、昇降フレーム４０を昇降するものとして説明した。しかし、チェーン６６ではなく、ワイヤロープと滑車の組み合わせでもよい。あるいは、ボールねじ、パンタグラフなど、他の手段で昇降してもよい。しかし、チェーンあるいは、ワイヤロープで吊り下げるようにすると、昇降フレーム４０の下に装置を置かなくても済む。すなわち、溶湯を貯留する取鍋Ａの下に装置が置かれないことになるので、万一、取鍋Ａから湯漏れがあっても、溶湯により昇降フレーム昇降装置が損傷しにくい。なお、２本のチェーン６６を用いるものとして説明したが、２本には限られない。

上記の説明では、溶解炉Ｃから溶湯を取鍋Ａに受湯するものとして説明したが、溶解炉Ｃではなく、保持炉等であってもよい。また、取鍋Ａを昇降機能付き受湯台車１０から搬送台車１１０へ移送するものとして説明したが、取鍋Ａを昇降機能付き受湯台車１０から自動注湯機１２０へ直接移送してもよく、あるいは、他の装置へ移送してもよい。また、図１０で説明した例では、注湯ラインが１つ（鋳型Ｍの列が１列、自動注湯機１２０が１基、自動注湯機用レールＬ２が1本）である例について説明したが、注湯ラインの各構成要素が複数であっても対応可能であり、例えば搬送台車１１０、レールＬ１などを複数設けるように構成してもよい。

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。
１０ 昇降機能付き受湯台車
２０ 台車
２２ ボディ
２４ 車輪
２６ 走行装置
２８ エンコーダ
３０ ガイド柱
３２ ローラーガイド
４０ 昇降フレーム
４１ 開口部
４２ 基部連結部材
４４ 保持ローラー
４５ 上部プレート
４６ 昇降アーム
４７ アーム部材
４８ ロードセル
４９ ゴムバッファ
５０ 取鍋移動機構
５２ ローラーコンベア
５５ 駆動装置カバー
５６ 固定ストッパー
５７ リブプレート
５９ 水平梁
６０ 昇降フレーム昇降装置
６２ 昇降フレーム昇降用モーター
６３ ギアボックス
６４ スプロケット
６６ チェーン
６８ 上部チェーンホイール
７０ 蓋開閉装置
７２ 柱
７４ アーム
７６ 蓋掴み装置
７７ 把持部材
７８ 蓋回動用モーター
７９ 上下シリンダ
８０ 受電装置
８２ 架台
８４ トロリーポール
８６ トロリーホイール
９０ 補強板（水平板）
９２ 補強板（垂直板）
１１０ 搬送台車
１２０ 自動注湯機
１３０ 実取鍋コンベア
１３２ 空取鍋コンベア
Ａ 取鍋
Ｂ 蓋
Ｂ１ 蓋把持用部材
Ｂ１１ 天板
Ｃ 溶解炉（炉）
Ｃ１ 出湯口
Ｌ レール（経路）
Ｌ１ 搬送台車用レール
Ｌ２ 自動注湯機用レール
Ｍ 鋳型
Ｗ 架線

Claims (10)

1. 炉から溶湯を受湯する取鍋を注湯設備まで搬送するための受湯台車であって：
   経路上を走行する台車と；
   前記台車上に設置されるガイド柱と；
   前記ガイド柱から水平方向に延び、前記台車上で昇降可能な昇降フレームと；
   前記昇降フレームに設置され、前記取鍋をその上に載置して水平方向に移動する取鍋移動機構と；
   前記昇降フレームを昇降する昇降フレーム昇降装置とを備え、
   前記昇降フレームは、鉛直方向に離間して設置される２つの保持ローラーを有し、前記ガイド柱には、鉛直方向に形成されて前記保持ローラーが転がる面を有するローラーガイドが設けられて、前記取鍋の荷重により生ずるモーメントを前記２つの保持ローラーと前記ローラーガイドで受ける、
   昇降機能付き受湯台車。
2. 前記昇降フレームは、２箇所においてチェーンで吊られ、
   前記昇降フレーム昇降装置は前記チェーンを介して前記昇降フレームを昇降する、
   請求項１の昇降機能付き受湯台車。
3. 前記昇降フレーム昇降装置のモーターは、前記台車上で前記ガイド柱に対して前記昇降フレームとは反対側に設置される、
   請求項２の昇降機能付き受湯台車。
4. 前記昇降フレームは、前記取鍋の重量を計測するロードセルを備える、
   請求項２の昇降機能付き受湯台車。
5. 前記台車上に蓋開閉装置を備え、該蓋開閉装置は、前記台車上に設置される柱と、該柱上で柱を中心に旋回するアームと、該アームの先端に設置される蓋掴み装置を備える、
   請求項１ないし４のいずれか１項の昇降機能付き受湯台車。
6. 前記昇降フレーム昇降装置のモーターおよび前記蓋開閉装置のモーターは、前記昇降フレームを降下させた状態での取鍋の底の高さより高い位置に設置される、
   請求項５の昇降機能付き受湯台車。
7. 昇降機能付き受湯台車の外部から電力を受電する受電装置を備え、該受電装置が、前記取鍋に溶湯を受湯する炉とは反対側に設置される、
   請求項６の昇降機能付き受湯台車。
8. 請求項１に記載の昇降機能付き受湯台車を用いる受湯搬送方法であって：
   前記受湯台車上の取鍋を上昇させると共に、該取鍋を受湯台車上の水平方向において炉に近接させる工程と；
   上昇して前記炉に近接した前記取鍋に前記炉から溶湯を受湯させる工程と；
   前記溶湯を受湯した取鍋を下降させると共に、前記受湯台車上の水平方向において炉から離間させる工程と；
   前記受湯台車を走行して、下降して炉から離間した前記取鍋を搬送する工程とを備える；
   受湯搬送方法。
9. 前記炉は、前記取鍋に複数回受湯できる容量を有し、
   前記溶湯を受湯させる工程における前記取鍋の高さおよび前記炉から前記取鍋までの距離の少なくとも一方は、前回取鍋に溶湯を受湯させる工程を行ったときの該高さ及び該距離と異なる状態に調整されている、
   請求項８の受湯搬送方法。
10. 前記溶湯を受湯させる工程において、前記取鍋の高さおよび前記炉から前記取鍋までの距離のいずれか一方若しくは両方を変化させながら前記取鍋に前記炉から溶湯を受湯させる、
    請求項８または請求項９記載の受湯搬送方法。

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