JP7110591B2 - ラドル給湯システム及びラドル注湯方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラドル給湯システム及びラドル注湯方法に関するものである。さらに詳しくは、ラドルによる射出スリーブ内への注湯時の、溶湯の乱流による空気の巻き込みの緩和、溶湯の落下による溶湯の跳ね返りの防止、溶湯の落下による溶湯の周囲への飛散の抑制、溶湯を上部から落下させることによる射出スリーブの損傷の軽減を実現するためのラドル給湯システム及びラドル注湯方法に関するものである。

従来技術として、特許文献１の図３に開示されているダイカスト機の自動給湯装置が知られている。

この自動給湯装置は、加熱源を有する保持炉に、金属の溶湯を蓄える鍋が設置されており、鍋の底部あるいは側部には、貫通している穴が開いていて、貫通穴に連通し、貫通穴から溶湯が漏れないように塞ぐ役目も兼ねる溶湯流通管が鍋に、フランジ部にねじなどを用いて、あるいは、ボスのような座を設けて、締結されるように取り付けられている。

溶湯流通管は、油圧シリンダで上下動する開閉バルブに連結されている。油圧シリンダが下降し開閉バルブが閉じていると、溶湯連通管内はヘッド圧により自動的に溶湯で満たされるようになっている。開閉バルブの溶湯連通管と反対側の基端は下向きに流路が変更され、溶湯の出湯口となっており、出湯口はコールドチャンバー型ダイカスト機の射出スリーブの給湯口の上部になるような位置に、給湯装置全体を移動するなどの手段により設置出来るようになっている。給湯口の上部で油圧シリンダが上昇して開閉バルブを開くと溶湯流通管に満たされた溶湯が射出スリーブに給湯され、油圧シリンダが下降して開閉バルブを閉じると１回の給湯が完了し、これを繰り返すことで、連続的な自動給湯が可能となる。

この従来技術は、鍋を載置した架台の下部に油圧シリンダを備え、油圧シリンダの上下動により給湯装置全体が上下動するようになっていて、給湯時は、コールドチャンバー型ダイカスト機の射出スリーブの給湯口を通って射出スリーブの内径内の位置に、開閉バルブの出湯口が有るように給湯装置全体を下降させ、給湯が完了し、コールドチャンバー型ダイカスト機の射出プランジャが前進してきてダイカスト成形時は、給湯装置全体が上昇し射出プランジャの前進を妨げないようにすることを可能としたことを特徴とするものである。

この従来技術によれば、出湯口がコールドチャンバー型ダイカスト機の射出スリーブの内径内にあると、一般的な給湯の場合と比べ、給湯口の上部から滝のように落とさず静かな給湯ができるので空気の巻き込みが少なく、酸化も少なく、温度の低下も抑えられ、周辺にこぼれたり、飛び散ったりすることもなくなるので、良品の成形につながるという効果がある。また、溶湯を上部から落下させないので、射出スリーブへのダメージが少ないという効果もある。

特開２０１４－１８８５８８号公報

上述した従来技術は、保持炉、鍋、溶湯流通管、開閉バルブ、出湯口の全てが一体となった自動給湯装置に関するものである。

本発明では、リンク式、アーム式など、ラドルの搬送動作の軌跡が一定であるラドル給湯装置を備えたラドル給湯システムにおける技術を提供する。リンク式とはモータによりアームを駆動し、各アームがリンク構造で構成されているため、ラドルの搬送動作の軌跡が一定となる。アーム式とは、モータとチェーンによりアームを駆動し、アームが２本で構成されているため、ラドルの搬送動作の軌跡が一定となる。

ラドル内の溶湯は、溶湯保温炉から、ラドルの搬送動作の軌跡を一定として、射出スリーブの上面部に位置する注湯口の上部まで搬送されてくる。このとき、ラドルの位置は、注湯時の乱流緩和の目的で、通例、射出スリーブに干渉しない位置で、極力射出スリーブの近傍であることが好ましい。次に、ラドルを回転させることによって、ダイカストマシンの射出スリーブ内に、ラドル内の溶湯を、注湯口の箇所において、注湯するが、注湯中に射出スリーブとの干渉が発生しない程度に、ラドルの注湯位置を決定しなければならない。したがって、ラドルと射出スリーブの距離が固定値であり、注湯時の乱流緩和を実現するには限界がある。

そこで、ラドルの搬送動作の軌跡が一定であるラドル給湯装置を備えたラドル給湯システムにおいて、ラドルによる射出スリーブ内への注湯時に、ラドルを射出スリーブの底部に向かって下降動作させ、溶湯の乱流による空気の巻き込みの緩和、溶湯の落下による溶湯の跳ね返りの防止、溶湯の落下による溶湯の周囲への飛散の抑制、溶湯を上部から落下させることによる射出スリーブの損傷の軽減を実現するためのラドル給湯システム及びラドル注湯方法に関する技術が必要である、という課題がある。

請求項１の発明は、ラドルの搬送動作の軌跡が一定であるラドル給湯装置を備えたラドル給湯システムにおいて、前記ラドル給湯装置全体を移動させる移動装置を設けて、
前記ラドルが下降動作開始位置に位置した時点で、前記ラドルが射出スリーブの底部に向かって前記移動装置による下降動作を開始するとともに、前記ラドル給湯装置に備えられた回転機構により、前記ラドルを回転させることによって、注湯口を介して前記射出スリーブ内に溶湯を注湯するラドルによる注湯動作も開始し、
前記ラドルが下降動作完了位置に位置した時点で、前記ラドルが前記移動装置による下降動作を終了するとともに、ラドルによる注湯動作も終了し、
前記ラドルの回転による前記ラドルの底部の上昇に伴って、前記ラドル給湯装置全体を下降させ、前記ラドルからの溶湯の流出位置を前記射出スリーブの底部に向かって近づけながら注湯する、
ように制御する制御装置を備えたことを特徴とするラドル給湯システムである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記移動装置が、前記ラドル給湯装置の基礎を、垂直方向に上下動作させて、前記ラドル給湯装置全体を昇降させる昇降装置であるラドル給湯システムである。

請求項３の発明は、請求項１の発明又は請求項２の発明において、前記移動装置が、前記ラドル給湯装置の前記基礎を、前記基礎の一点を中心に回転動作させて、前記ラドル給湯装置全体を傾転させる傾転装置であるラドル給湯システムである。

請求項４の発明は、ラドルの搬送動作の軌跡が一定であるラドル給湯装置を備えるとともに、前記ラドル給湯装置全体を移動させる移動装置を設けたラドル給湯システムによるラドル注湯方法において、
前記ラドルが下降動作開始位置に位置した時点で、前記ラドルが射出スリーブの底部に向かって前記移動装置による下降動作を開始するとともに、前記ラドル給湯装置に備えられた回転機構により、前記ラドルを回転させることによって、注湯口を介して前記射出スリーブ内に溶湯を注湯するラドルによる注湯動作も開始し、
前記ラドルが下降動作完了位置に位置した時点で、前記ラドルが前記移動装置による下降動作を終了するとともに、ラドルによる注湯動作も終了し、
前記ラドルの回転による前記ラドルの底部の上昇に伴って、前記ラドル給湯装置全体を下降させ、前記ラドルからの溶湯の流出位置を前記射出スリーブの底部に向かって近づけながら注湯する、
ことを特徴とするラドル注湯方法である。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記移動装置が、前記ラドル給湯装置の基礎を、垂直方向に上下動作させて、前記ラドル給湯装置全体を昇降させる昇降装置であるラドル注湯方法である。

請求項６の発明は、請求項４の発明又は請求項５の発明において、前記移動装置が、前記ラドル給湯装置の前記基礎を、前記基礎の一点を中心に回転動作させて、前記ラドル給湯装置全体を傾転させる傾転装置であるラドル注湯方法である。

本発明によれば、ラドルの搬送動作の軌跡が一定であるラドル給湯装置を備えたラドル給湯システムにおいて、ラドル給湯装置全体を移動させる移動装置を設けることにより、ラドルによる射出スリーブ内への注湯時に、ラドルを射出スリーブの底部に向かって下降動作させるラドル注湯方法が可能である。

本発明のラドル給湯システムによるラドル注湯方法により、ラドルによる射出スリーブ内への注湯時に、
溶湯の乱流による空気の巻き込みの緩和、
溶湯の落下による溶湯の跳ね返りの防止、
溶湯の落下による溶湯の周囲への飛散の抑制、
溶湯を上部から落下させることによる射出スリーブの損傷の軽減
を実現することができ、従来の技術と比較して、良品鋳造、危険防止、部品損傷軽減の面で、優れた技術を提供し、鋳造に対して効果がある。

本発明の一態様であるラドル給湯システムを説明する図である。 昇降装置を備えたラドル給湯システム及びラドル注湯方法を説明する図である。 ラドルを下降動作させる状況を説明する図である。 傾転装置を備えたラドル給湯システム及びラドル注湯方法を説明する図である。

本発明をより詳細に説明するために、以下、本発明を実施するための形態を、好適な例を挙げて、適宜図面を用いて説明する。
ここでは、例えばダイカストマシン１０に、溶湯保温炉２２を設置した場合の、ラドル給湯システム１を備えた一態様について、図１を用いて説明する。
ラドル給湯システム１は、ダイカストマシン１０に自動的に溶湯２１を供給するシステムであり、上方のラドル給湯装置５と、下方の移動装置７から構成されており、ラドル給湯装置５本体の構成は、例えば、
（１）溶湯２１を汲み出すラドル２
（２）ラドル２を溶湯保温炉２２からダイカストマシン１０の注湯位置まで搬送するアーム３（ここでは、例えば、アームは合計２本有り）
（３）ラドル２およびアーム３を駆動するためのモータ（図示せず）、減速機（図示せず）およびチェーン（図示せず）
から成っている。
動作は手動およびダイカストマシン１０本体との連動自動運転のいずれも可能となっている。
本発明は、図１に示すようなラドルの搬送動作の軌跡４が一定であるラドル給湯装置５を備えたラドル給湯システム１に関する技術であり、ラドルの搬送動作の軌跡４が一定であるラドル給湯装置５としては、リンク式、アーム式などが該当する。

また、図１に示すように、鋳造に用いられるダイカストマシン１０は、射出スリーブ１１を有する射出装置（図示せず）と、この射出装置の射出スリーブ１１内に溶湯２１を供給するためのラドル２とを備える。射出装置の射出スリーブ１１は、金型（図示せず）のキャビティに連通している。
射出スリーブ１１の上面部には、ラドル２から溶湯２１を射出スリーブ１１内に供給するための注湯口１２が形成されている。射出スリーブ１１は、例えば、円筒状に形成されている。このように構成された射出スリーブ１１内に供給された溶湯２１は、プランジャチップ１３が金型のキャビティ側へ前進することによって、キャビティ内へ射出されて充填される。
射出スリーブ１１に供給される溶湯２１は、射出スリーブ１１から離れた所定位置に設置された溶湯保温炉２２内に溶融状態で貯留されている。溶湯保温炉２２内に貯留された溶湯２１は、アーム３の先端に取り付けられたラドル２により、溶湯保温炉２２から汲み出されて射出スリーブ１１内に払い出されて供給される。
そして、金型のキャビティ内へ射出されて充填が完了した後、例えば、型締、型開、押出、取出し、冷却、後処理の工程を経て、製品の鋳造が繰り返し行われる。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態を図に基づいて説明する。
図２に示すように、本発明に係るラドル給湯システム１は、ラドルの搬送動作の軌跡４が一定であるラドル給湯装置５と、ラドル給湯装置５の基礎６を、垂直方向に上下動作させて、ラドル給湯装置５全体を昇降させる昇降装置３１により構成されており、ラドル２の回転機構により、ラドル２を回転させることによって、ダイカストマシン１０（図示せず）の射出スリーブ１１内に、ラドル２内の溶湯２１を、注湯口１２の箇所において、注湯するものである。

昇降装置３１は、モータ３２、減速機３３を設け、減速機３３の軸３４がカップリング３５を介して、ボールねじの軸３６と連結されており、モータ３２の回転（右回転あるいは左回転）によって、ボールねじのナット３７に固定された支柱３８を上下動作させて、ラドル給湯装置５全体を昇降させる構成となっている。

図３により、昇降装置３１の動作を説明する。
まず、ラドル２内の溶湯２１は、溶湯保温炉２２から、ラドルの搬送動作の軌跡４を一定として、射出スリーブ１１の上面部に位置する注湯口１２の上部まで搬送されてくる。このとき、ラドル２の位置は、注湯時の乱流緩和の目的で、通例、射出スリーブ１１に干渉しない位置で、極力射出スリーブ１１の近傍であることが好ましい。

ラドル２の位置が、射出スリーブ１１の近傍である下降動作開始位置５１に位置した時点で、昇降装置３１が動作し、ラドル給湯装置５全体、つまり、ラドル２を射出スリーブ１１の底部１４に向かって下降動作させる。このラドル２の下降動作中は、同時にラドル２の回転機構により、ラドル２を回転させることによって、ダイカストマシン１０（図示せず）の射出スリーブ１１内に、ラドル２内の溶湯２１を、注湯口１２の箇所において、注湯する。注湯動作は、ラドル２が射出スリーブ１１に干渉しない位置である下降動作完了位置５２に位置した時点で、昇降装置３１が動作を停止して、ラドル２の下降動作が終了する。そして、ラドル２の下降動作が終了すると同時に、ラドル２による注湯動作も終了するようになっている。

以上まで説明した工程を、鋳造サイクル毎に繰り返して、鋳造を実施することが可能となっている。
このラドル給湯システム１およびラドル注湯方法により、可能な限り射出スリーブ１１の底部１４の近傍で、ラドル２による射出スリーブ１１内への注湯が可能となるため、
溶湯の乱流による空気の巻き込みの緩和、
溶湯の落下による溶湯の跳ね返りの防止、
溶湯の落下による溶湯の周囲への飛散の抑制、
溶湯を上部から落下させることによる射出スリーブの損傷の軽減
を実現することができ、従来の技術と比較して、良品鋳造、危険防止、部品損傷軽減の面で、新たな技術を提供し、鋳造に対して優れた作用効果がある。

ここでは、昇降装置３１として、ボールねじを使用した例を説明したが、昇降可能であれば、各種シリンダなど、適宜、好適な機構を選定することが可能である。
また、下降動作開始位置５１、および、下降動作完了位置５２は、ラドル２を、別のサイズ、あるいは、別のタイプ、のラドル２に交換する場合において、適宜、好適な位置に設定することが可能である。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態を図に基づいて説明する。
図４に示すように、本発明に係るラドル給湯システム１は、ラドルの搬送動作の軌跡４が一定であるラドル給湯装置５と、ラドル給湯装置５の基礎６を、基礎６の支持ピン４２を中心に回転動作させて、ラドル給湯装置５全体を傾転させる傾転装置４１により構成されており、ラドル２の回転機構により、ラドル２を回転させることによって、ダイカストマシン１０（図示せず）の射出スリーブ１１内に、ラドル２内の溶湯２１を、注湯口１２の箇所において、注湯するものである。

傾転装置４１は、モータ４３を設け、モータ４３の軸４４がカップリング４５を介して、ボールねじの軸４６と連結されており、モータ４３の回転（右回転あるいは左回転）によって、ボールねじのナット４７にピン接合されたリンク４８を上下動作させて、ラドル給湯装置５全体を傾転させる構成となっている。

図３により、傾転装置４１の動作を説明する。
まず、ラドル２内の溶湯２１は、溶湯保温炉２２から、ラドルの搬送動作の軌跡４を一定として、射出スリーブ１１の上面部に位置する注湯口１２の上部まで搬送されてくる。このとき、ラドル２の位置は、注湯時の乱流緩和の目的で、通例、射出スリーブ１１に干渉しない位置で、極力射出スリーブ１１の近傍であることが好ましい。

ラドル２の位置が、射出スリーブ１１の近傍である下降動作開始位置５１に位置した時点で、傾転装置４１が動作し、ラドル給湯装置５全体、つまり、ラドル２を射出スリーブ１１の底部１４に向かって下降動作させる。このラドル２の下降動作中は、同時にラドル２の回転機構により、ラドル２を回転させることによって、ダイカストマシン１０（図示せず）の射出スリーブ１１内に、ラドル２内の溶湯２１を、注湯口１２の箇所において、注湯する。注湯動作は、ラドル２が射出スリーブ１１に干渉しない位置である下降動作完了位置５２に位置した時点で、傾転装置４１が動作を停止して、ラドル２の下降動作が終了する。そして、ラドル２の下降動作が終了すると同時に、ラドル２による注湯動作も終了するようになっている。
好適には、ラドル２の下降動作中に、ラドル２をより射出スリーブ１１の底部１４に接近させる目的で、射出スリーブ１１に干渉しない範囲内において、アーム３を型締装置１５（図示せず）の方に向かって、前進動作させ、傾転装置４１と同期制御することにより、ラドル２を垂直下降させるのが良い。

以上まで説明した工程を、鋳造サイクル毎に繰り返して、鋳造を実施することが可能となっている。
このラドル給湯システム１およびラドル注湯方法により、可能な限り射出スリーブ１１の底部１４の近傍で、ラドル２による射出スリーブ１１内への注湯が可能となるため、
溶湯の乱流による空気の巻き込みの緩和、
溶湯の落下による溶湯の跳ね返りの防止、
溶湯の落下による溶湯の周囲への飛散の抑制、
溶湯を上部から落下させることによる射出スリーブの損傷の軽減
を実現することができ、従来の技術と比較して、良品鋳造、危険防止、部品損傷軽減の面で、新たな技術を提供し、鋳造に対して優れた作用効果がある。

ここでは、傾転装置４１として、ボールねじを使用した例を説明したが、傾転可能であれば、各種シリンダなど、適宜、好適な機構を選定することが可能である。
また、下降動作開始位置５１、および、下降動作完了位置５２は、ラドル２を、別のサイズ、あるいは、別のタイプ、のラドル２に交換する場合において、適宜、好適な位置に設定することが可能である。

＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態を図に基づいて説明する。
本発明によれば、図２に示す第１の実施形態の昇降装置３１と、図４に示す第２の実施形態の傾転装置４１を、両方組み合わせた移動装置７を構成することが可能である。
この場合、昇降装置３１が上方、傾転装置４１が下方でも、昇降装置３１が下方、傾転装置４１が上方でも、適宜、好適な構成を選択することが可能である。

これにより、より厳密な下降動作開始位置５１、および、下降動作完了位置５２を決定することができるため、
溶湯の乱流による空気の巻き込みの緩和、
溶湯の落下による溶湯の跳ね返りの防止、
溶湯の落下による溶湯の周囲への飛散の抑制、
溶湯を上部から落下させることによる射出スリーブの損傷の軽減
を実現することができ、従来の技術と比較して、良品鋳造、危険防止、部品損傷軽減の面で、新たな技術を提供し、鋳造に対して優れた作用効果がある。

本発明によれば、ラドルによる射出スリーブ内への注湯時に、
溶湯の乱流による空気の巻き込みの緩和、
溶湯の落下による溶湯の跳ね返りの防止、
溶湯の落下による溶湯の周囲への飛散の抑制、
溶湯を上部から落下させることによる射出スリーブの損傷の軽減、
を実現することができ、鋳造に対して優れた作用効果がある溶湯の注湯が可能となり、移動装置を設けたラドル給湯システムおよびラドル注湯方法を用いる分野で利用、貢献することができるものである。

１ ラドル給湯システム
２ ラドル
３ アーム
４ ラドルの搬送動作の軌跡
５ ラドル給湯装置
６ ラドル給湯装置の基礎
７ 移動装置
１０ ダイカストマシン
１１ 射出スリーブ
１２ 注湯口
１３ プランジャチップ
１４ 射出スリーブの底部
１５ 型締装置
２１ 溶湯
２２ 溶湯保温炉
３１ 昇降装置
３２ モータ（昇降装置用）
３３ 減速機
３４ 減速機の軸
３５ カップリング（昇降装置用）
３６ ボールねじの軸（昇降装置用）
３７ ボールねじのナット（昇降装置用）
３８ 支柱
４１ 傾転装置
４２ 基礎の支持ピン
４３ モータ（傾転装置用）
４４ モータの軸
４５ カップリング（傾転装置用）
４６ ボールねじの軸（傾転装置用）
４７ ボールねじのナット（傾転装置用）
４８ リンク
５１ 下降動作開始位置
５２ 下降動作完了位置

Claims (6)

1. ラドルの搬送動作の軌跡が一定であるラドル給湯装置を備えたラドル給湯システムにおいて、前記ラドル給湯装置全体を移動させる移動装置を設けて、
   前記ラドルが下降動作開始位置に位置した時点で、前記ラドルが射出スリーブの底部に向かって前記移動装置による下降動作を開始するとともに、前記ラドル給湯装置に備えられた回転機構により、前記ラドルを回転させることによって、注湯口を介して前記射出スリーブ内に溶湯を注湯するラドルによる注湯動作も開始し、
   前記ラドルが下降動作完了位置に位置した時点で、前記ラドルが前記移動装置による下降動作を終了するとともに、ラドルによる注湯動作も終了し、
   前記ラドルの回転による前記ラドルの底部の上昇に伴って、前記ラドル給湯装置全体を下降させ、前記ラドルからの溶湯の流出位置を前記射出スリーブの底部に向かって近づけながら注湯する、
   ように制御する制御装置を備えたことを特徴とするラドル給湯システム。
2. 前記移動装置は、前記ラドル給湯装置の基礎を、垂直方向に上下動作させて、前記ラドル給湯装置全体を昇降させる昇降装置である請求項１記載のラドル給湯システム。
3. 前記移動装置は、前記ラドル給湯装置の前記基礎を、前記基礎の一点を中心に回転動作させて、前記ラドル給湯装置全体を傾転させる傾転装置である請求項１又は請求項２に記載のラドル給湯システム。
4. ラドルの搬送動作の軌跡が一定であるラドル給湯装置を備えるとともに、前記ラドル給湯装置全体を移動させる移動装置を設けたラドル給湯システムによるラドル注湯方法において、
   前記ラドルが下降動作開始位置に位置した時点で、前記ラドルが射出スリーブの底部に向かって前記移動装置による下降動作を開始するとともに、前記ラドル給湯装置に備えられた回転機構により、前記ラドルを回転させることによって、注湯口を介して前記射出スリーブ内に溶湯を注湯するラドルによる注湯動作も開始し、
   前記ラドルが下降動作完了位置に位置した時点で、前記ラドルが前記移動装置による下降動作を終了するとともに、ラドルによる注湯動作も終了し、
   前記ラドルの回転による前記ラドルの底部の上昇に伴って、前記ラドル給湯装置全体を下降させ、前記ラドルからの溶湯の流出位置を前記射出スリーブの底部に向かって近づけながら注湯する、
   ことを特徴とするラドル注湯方法。
5. 前記移動装置は、前記ラドル給湯装置の基礎を、垂直方向に上下動作させて、前記ラドル給湯装置全体を昇降させる昇降装置である請求項４記載のラドル注湯方法。
6. 前記移動装置は、前記ラドル給湯装置の前記基礎を、前記基礎の一点を中心に回転動作させて、前記ラドル給湯装置全体を傾転させる傾転装置である請求項４又は請求項５に記載のラドル注湯方法。

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