JPH0318466A - 定湯面炉の湯面制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ダイカストマシン、低圧鋳造装置等の鋳造装
置に用いられる定湯面炉の湯面制御方広及び装置に関す
るものである。

（背景技術） 一般に、鋳造装置では、定湯面炉内の溶融アルミニュウ
ム等の溶湯を給湯手段によって鋳造機に送り、この鋳造
機内で鋳造品が成形されている。

この定湯面炉は、溶湯が貯えられる汲出室と、この汲出
室に連通される加圧室とを備え、この加圧室内を空気源
から給気管路を通って送られた空気により加圧して汲出
室内の溶湯の液面を上昇させる構造とされている。

このような構造の鋳造装置では、鋳造品の戒形精度を向
上させるため、？？Ｉ湯の定量供給が要求されている。

この定量供給を実現するに際しては、例えば、汲出室内
の溶湯の湯面レヘルを一定に維持する等、種々の対策が
採られている。

汲出室内の溶湯の湯面レベルを一定に維持する従来例と
して、特開昭６３−３０９３６８号に記載された発明が
知られている。この従来例は、電磁開閉弁、差圧調整弁
及び流量設定二一ドル弁を有する給気管路を加圧室に接
続し、この給気管路から電磁開閉弁、定圧調整弁及び流
量設定二一ドル弁を有する排気管路を分岐し、溶場が所
定位置にあることを検知する下限検知センサ及び溶湯が
所定位置より上方のオーバーレベルにあることを検知す
る上限検知センサをそれぞれ汲出室に配置し、これらセ
ンサと電磁開閉弁とを制御装置で接続し、この制御装置
を、汲出室内の溶湯の湯面が前記所定位置より下方にあ
る時には給気管路の電磁開閉弁を開放して加圧室内に空
気を送り、湯面が前記所定位置にある時には給気管路の
電磁開閉弁を閉塞して加圧室内への空気の供給をストツ
ブし、かつ、湯面が前記所定位置より上方のオーバレヘ
ル位置にある時には排気管路の電磁開閉弁を開放して加
圧室内の空気を大気に放出するように横或し、さらに、
給気配管と加圧室とのシール部分の不良または加圧室の
耐火材の劣化に原因して加圧室内から漏出する空気を補
償するために、倍圧調整弁及び流量設定二一ドル弁を有
する漏洩補償管路を給気管路と並列して接続した構造で
ある。

（発明が解決しようとする課題〕 ところが、前述の従来例では、汲出室内の溶湯の湯面レ
ヘル調整は、給気管路及び排気管路にそれぞれ設けられ
た電磁開閉弁のＯＮ・ＯＦＦ制御により行われているの
で、湯面のレヘル調整が正確に行えないという問題があ
る。つまり、第７図の通り、給湯後、湯面が所定位置Ｐ
より下方にある時には、汲出室内の｝容湯の湯面を上昇
させるために給気管路から加圧室内に空気が断続的に送
られるが、この加圧室内は高温であるため、加圧室内に
送られる空気は急激に膨張（空気の温度を２０゜Ｃ１加
圧室内の温度を７　０　０　’Ｃとすると、ボイルシャ
ルルの法則により約３．３倍に膨張）し、汲出室内の溶
湯の湯面は急激に上昇してオーバーレベルとなり、これ
を上限検知センサが検知すると、排気管路のｉｔ磁開閉
弁が開放して加圧室内の空気を大気に放出し、加圧室内
の圧力を急激に低下させる．従って、汲出室内の溶湯の
湯面は振動してハンチイングが発生するので、湯面を一
定に維持することは困難となる。このように湯面が一定
しないと、給湯手段による鋳造機への溶湯の供給量が一
定しないばかりか、上限検知センサに溶湯が付着してし
まい、当該溶湯付着部分がセンサとして機能しなくなる
ことから、上限検知センサ自体の精度が低下して湯面制
御が一層困難になるという不都合が生じる。

このため、従来例では、給気管路及び排気管路に配置さ
れた差圧調整弁、流量設定二一ドル弁等により、加圧室
に吸入、排出する空気の量及び圧力を調整しているが、
これらの弁は手動によって調整されるため、溶湯の湯面
制御が困難であるという問題点がある。さらに、力Ｕ圧
室から漏出する空気の量は経時的に増大するので、漏洩
補償管路の流量設定二一ドル弁の流量を再度設定する必
要があり、この点からも湯面制御が困難になるという問
題が生している． ここに、本発明の目的は、汲出室内の？９湯の湯面を容
易かつ正確に調整できる定湯面炉の湯面制御方法及び装
置を提供することにある。

〔諜題を解決するための手段］ 本発明の定湯面炉の湯面制御方法は、給湯手段により汲
出室内の溶湯を鋳造機に供給するとともに、汲出室に連
通された加圧室内に空気源から空気を送って汲出室内の
熔湯の湯面を上昇させる定湯面保持炉の汲出室内の湯面
を制御する方法であって、汲出室内の溶湯の湯面が所定
位置より下方にある時に、前記空気源から加圧室に流通
される空気の量を段階的に増加させ、湯面が所定位置に
ある時に、空気の流通量を一定にするとともに給湯手段
により給湯し、この給湯手段による給湯が終了して所定
時間が経過し、かつ、汲出室内の溶湯の湯面が所定位置
より下方にある時に再び空気源から加圧室に流通される
空気の量を段階的に増加させ、汲出室内の溶湯の湯面が
所定位置より上方のオーバーレベルにある時に空気源か
ら加圧室に流通される空気の量を段階的に減少させるこ
とを特徴とする。

また、本発明の定湯面炉の湯面制御装置は、溶湯が貯え
られるとともに鋳造機に給湯手段を介して連結された汲
出室と、この汲出室に連通されるとともに空気源から送
られた空気により加圧されて汲出室内の溶湯の液面を上
昇させる加圧室とを有する定湯面保持炉の汲出室内の湯
面を制御する装置であって、制御弁、フィードバック回
路及びリレー回路を備えて構或され、 前記制御弁は、空気源から加圧室に流通される空気の量
を増加信号を受けた時に段階的に増加させるとともに減
少信号を受けた時に段階的に減少させ、かつ、休止信号
を受けた時に空気の流通量を一定にするように構成され
、 前記フィードバック回路は、汲出室内の溶湯の湯面が所
定位置にあることを検知する下限検知センサと、湯面が
この所定位置より上方のオーバーレベルにあることを検
知する上限検知センサと、湯面が前記所定位置より下方
にある時に前記制御弁に増加信号を間欠して送り、湯面
が所定位置にあることを下限検知センサが検知した時に
制御弁へ休止信号を送るとともに給湯手段に給湯操作さ
せ、かつ、湯面がオーバーレベルにあることを上限検知
センサが検知した時に制御弁に減少信号を間欠して送る
駆動回路とを含み構戒され、前記リレー回路は、フィー
ドバック回路の上限検知センサ及び下限検知センサと駆
動回路との間に配置され、かつ、下限検知センづが所定
位置に湯面があることを検知した時にフィードバック回
路を開くとともに給湯手段による給湯操作が終了して所
定時間経過した時にフィードバック回路を閉じるように
構成され、でいることを特徴とする。

〔作用〕

このような構或の本発明では、汲出室内の溶湯の湯面が
所定位置より下方にある時には、下限検知センサがこれ
を検知し、駆動回路を介して制御弁に増加信号が間欠し
て送られる。すると、制御弁によって空気源から加圧室
へ送られる空気は段階的に増加する。加圧室内では空気
は膨張するが、加圧室内へ送られる空気は段階的に増加
するので、汲出室内の溶湯の湯面がゆっくり上昇し、湯
面の振動は少ない． 湯面が上昇して所定位置に到達すると、下限検知センサ
がこれを検知し、駆動回路を介して制御弁に中止信号が
送られ、この制御弁により加圧室内に一定量の空気が送
られる。この加圧室内に送られる空気の量は加圧室から
漏出する空気の量とバランスするので、湯面レヘルは前
記所定位置に保たれる。この状態で給湯手段により鋳造
機に給湯されるとともにリレー回路によりフィードバッ
ク回路が開かれる。給湯手段による給湯によって汲出室
内の溶湯の湯面は低下するが、制御弁により加圧室内に
送られる空気の流通量は一定なので、湯面の変動は少な
い。

給湯手段による給湯操作が終了して所定時１｛コが経過
した時には、リレー回路がこれを検知してフィードバッ
ク回路を閉しる。給湯操作が終了して大量の溶湯が鋳造
機に送られると、汲出室内の溶湯の湯面は前記所定位置
より低下するので、これを下限検知センサが再び検知し
、駆動回路を介して制御弁に増加信号が間欠して送られ
、前述と同様な操作が繰り返される。

仮に、加圧室に送られる空気の量が多すぎて汲出室内の
溶湯の湯面が所定位置より上方のオーハ一レベルに到達
した時には、上限検知センサがこれを検知し、駆動回路
を介して減少信号が制御弁に送られる。すると、制御弁
によって空気源から加圧室へ空気が段階的に減少すると
ともに、加圧室のシール部分等からから空気が漏出する
ので、湯面はゆっくりと低下する。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を第１図から第６図に基づいて
説明する。

鋳造装置であるダイカストマシンの概略構戒が示される
第１図において、定湯面保持炉１は、溶湯が貯えられる
汲出室２と、この汲出室２に連通されるとともに空気源
３から給気管路４を通って送られた空気により加圧され
て汲出室２内の冷湯の湯面を上昇させる加圧室５とを含
み構戒されている。この加圧室５は逆カップ状で汲出室
２と一体形威され、かつ、その内部上側にヒータ６が設
けられている。

前記汲出室２は、給湯管７を介して射出スリーブ８と連
通され、この射出スリーブ８内には、金型９内に溶湯を
射出する射出ブランジャＩＯが進退自在に設けられてい
る。ここで、射出スリーブ８、金型９及び射出プランジ
ャＩＯから鋳造機１ｌが構戒されている。また、給湯管
７には、汲出室２から鋳造機１１の射出スリーブ８へ給
湯する電磁ボンプｌ２が設けられ、この電磁ボンプ１２
及び給湯管７から給湯千段１３が構威されている。

前記給気管路４には制御弁１４が配置されている．この
制御弁ｌ４は可変絞り弁ｌ５と減速機付サーボモーク１
６とを備え、その具体的構戒は第２図に示されている。

第２図において、可変絞り弁１５は吸入ボート１７Ａ及
び吐出ポー｝１’７Ｂを有する弁木体１７に、先端テー
パ状の弁棒１８が設けられた構造とされ、この弁棒ｌ８
は基端部に雌ねじ１８Ａが形成されるとともに正逆回転
することにより吐出ポー｝１７Ｂに対して進退自在とさ
れている。この弁棒ｌ８が吐出ボート１７Ｂに向かって
進する時には吐出ポー｝１７Ｂの開度が減少し、一方、
弁棒ｌ８が吐出ボート１７Ｂから後退する時には吐出ポ
ート１７Ｂの開度が減少するようになっている。荊記弁
棒１Ｂの基端にはカップリング１９を介して前記サーボ
モータ１６の出力軸１６Ａが連結され、このサーポモー
タ１６は、増加信号を受けた時に開度を増加させるため
逆回転して弁棒１８を後退させるとともに減少信号を受
けた時に開度を減少させるため正回転して弁棒１８を前
進させ、かつ、休止信号を受けた特に開度を保持するた
めストンプするようになっている。

第１図において、前記汲出室２内には、熔湯の湯面が所
定位置（給湯可能位置）Ｐにあることを検知する下限検
知センサ２０及び湯面がこの所定位置Ｐより上方のオー
バーレベルにあることを検知する上限検知センサ２ｌが
それぞれ配置されている。これらの検知センサ２０，２
１はリレー回路２２を介して駆動回路２３に信号を送る
ようにされ、この駆動回路２３は、汲出室２内の湯面が
前記所定位置Ｐより下方にある時に前記サーボモータｌ
６に増加信号を間欠して送り、湯面が所定？置Ｐにある
ことを下限検知センサ２０が検知した時にサーボモーク
１６へ休止信号を送るとともに電磁ポンプ１２に給湯さ
せ、かつ、湯面がオーバーレベルにあることを上限検知
センサ２ｌが検知した時にサーボモータ１６に減少信号
を送るように構威されている。この際、駆動回路２３か
らサーボモータ１６に送られる増加信号及び減少信号は
時間ｔ，の通電と時間ｔ２の非通電とが交互に送られる
間欠信号とされ、このうち壜加信号は、第３図に示され
る通り、最初の通電Ｌ，の際に制御弁工４の開度が０か
ら０，となるとともに次の通電ｉから開度が０■（＜０
１）ずつ大きくなるようになっており、また、減少信号
は、通電日毎に制御弁ｌ４の開度が０■ずつ小さくなる
ようになっている。

ここにおいて、前記下限検知センサ２０、上限検知セン
サ２１及び駆動回路２３からフィードハック回路２４が
構或されている。

前記リレー回路２２は、下限検知センサ２ｌが所定位置
Ｐに湯面があることを検知した時にフィードバック回路
２４を開くとともに電磁ポンプｌ２による給湯操作が時
間Ｔ２にわたって終了し、さらに、所定時間Ｔ，が経過
した時にフィードバック回路２４を閉じるように構威さ
れている。即ち、第４図のタイムチャートに示される通
り、前記制御弁１４が開度を増加する方向に時間Ｔ１に
わたって間欠駆動して汲出室２内の溶湯の湯面が所定位
置Ｐに到達した後に、フィードバック回路２４が開かれ
る。このフィードバック回路２４は、給湯が時間Ｔ２に
わたって行われた後、所定時間Ｔ３が経過するまで開か
れている状態となる。

前記駆動回路２３には制御盤２５が接続され、この制御
盤２５は、給湯開始信号及び給湯終了信号を駆動回路２
３にインターロンクし、両信号が同時に作動しないよう
になっている。

次に本実施例の作用を第５図及び第６図を参照して説明
する。

これらの図においてスタートとは、汲出室２内の溶湯の
湯面が所定位置Ｐより下方にある地点をいい、このスタ
ート地点において、湯面が所定位置Ｐより下方にあるこ
とを下限検知センサ２０が検知して駆動信号２３に信号
を送り、この駆動回路２３から制御弁１４に増加信号が
間欠して送られる。すると、制御弁ｌ４のサーボモータ
ｌ５が間欠して逆回転し、制御弁１４は開度増加方向に
間欠駆動を開始することになり、空気源３から力■圧室
５へ送られる空気は段階的に増加する。

これにより、湯面がゆっくりと上昇し、この湯面が所定
位置Ｐに到達した場合には、下限検知センサ２０がこれ
を検知し、駆動回路２３を介して制御弁１４に停止信号
が送られ、一方、湯面が所定位置Ｐに到達しない場合に
は、制御弁ｌ４の間欠駆動が続けられる。

加圧室５に送られる空気の盪が多すぎ、第６図の想像線
で示されるように、湯面が前記所定位置Ｐを越えて上方
のオーバーレベルに到達した時には、上限検知センサ２
ｌがこれを検知し、駆動回路２３を介して減少信号が制
御弁ｌ４に間欠して送られる．この制御弁１４のサーボ
モータｌ６は間欠して正回転し、制御弁１４は開度滅少
方向に間欠駆動を開始することになり、空気源３から加
圧室５へ送られる空気は段階的に減少する。これにより
、加圧室５のシール部分等から空気が漏出することと相
まって、湯面はゆっくり低下する。

下限検知センサ２０で湯面が所定位置Ｐにあることを検
知されている状態では、制御弁１４の間欠駆動が停止さ
れているので、加圧室５内に一定量の空気が送られてい
る。この加圧室５内に送られる空気の量は加圧室５から
漏出する空気の量とバランスするので、湯面は前記所定
位置Ｐで保たれることになる，この状態において、リレ
ー回路２２によりフィードバック回路２４が開かれ、か
つ、給湯千段ｌ３の電磁ポンプ１２により鋳造機ｌ１に
給湯されて戒形が行われる。

電磁ボンプ１２による給湯は時間Ｔ２の間行われるが、
この給湯が終了して所定時関Ｔ，が経過するまでフィー
ドバック回路２４は開かれており、加圧室５内には一定
量の空気が送られている。従って、かかる時間Ｔｔ，　
．Ｔ．の間では、加圧室５内に送られる空気は増加しな
いことから、湯面の変動は少ない。前記所定時間Ｔ，が
経過すると、リレー回路２２がこれを検知してフィード
バック回路２４を閉し、１つの鋳造サイクルが終了する
。

前記給湯操作によって大量の溶湯が鋳造ａｌｌに送られ
ると、汲出室２内の溶湯の湯面は前記所定位置Ｐより低
下することになり、これを下限検知センサ２０が再び検
知し、駆動回路２３を介して制御弁ｌ４に増加信号が間
欠して送られ、前述と同様な操作が繰り返される．また
、鋳造ａｌｌに送られる熔湯が少量あって湯面を下限検
知センサ２０が検知している場合には、制御弁１４の間
欠駆動が停止され、前述と同様な操作が繰り返えされる
。

このような本実施例によれば、汲出室２内の溶湯の湯面
が所定位置Ｐより下方にある時に空気源３から加圧室５
に流通される空気の量を段階的に増加させ、湯面が所定
位置Ｐにある時に制御弁ｌ４により一定量の空気を加圧
室２内に送りかつフィードバック回路２４を開くととも
に電磁ボンプ１２により給湯し、電磁ボンブ１２による
給湯が終了して所定時間Ｔ３が経過した後フィードバッ
ク回路２４を閉し、しかも、湯面が所定位置Ｐより上方
のオーバーレベルにある時に空気源３から加圧室５に流
通される空気の量を段階的に減少させるようにしたので
、制御弁１４の間欠駆動による開度の微小制御によって
自動的に制御弁の開度調整が行える。従って、従来例の
ような手動調整を不要とするとともに給湯中の汲出室２
の溶湯の湯面の変動を最小にして給湯量の誤差を極めて
少なくすることができる。また、本実施例では、制御弁
ｌ４を可変絞り弁１５とサーポモータ１６とを備えた構
造としたので、制御弁ｌ４を迅速かつ正確に作動させる
ことができる。

なお、前記実施例では、制御弁１４の可変絞り弁１５を
構威する弁棒１６を、その基端に雌ねしを形戊するとと
もに、サーボモータ１６で正逆回転させることにより進
退させる構造としたが、弁棒１６の基端にラックを形或
し、このラックにビニオンを噛合するとともに、このピ
ニオンをサーボモータ１６で正逆回転させて進退させる
構造としてもよい。

また、前記実施例では、鋳造装置をダイカストマシンと
したが、射出スリーブ８及び射出プランジャ１０を省略
して金型から鋳造機１１を構威した低圧鋳造装置でもよ
い。

〔発明の効果〕

前述のような本発明によれば、汲出室内の溶湯の湯面を
容易かつ正確に調整できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は鋳造装置としてのダイカストマシンの概略構威
図、第２図は制御弁の概略構威図、第３図は時間と制御
弁の開度との関係を示す図、第４図は制御弁の間欠駆動
、給湯及びフィードバック回路のタイムチャート、第５
図は本実施例を説明するためのフローチャート、第６図
は前記実施例における時間と汲出室内の溶湯の湯面レベ
ルとの関係を示す図及び第７図は従来例における時間と
汲出室内の溶湯の湯面レベルとの関係を示す図である。 ｌ・・・定湯面炉、２・・・汲出室、３・・・空気源、
５・・・加圧室、１１・・・鋳造機、１３・・・給湯手
段、１４制御弁、１５・・・可変絞り弁、ｌ６・・・サ
ーポモーク、２０・・・下限検知センサ、２１・・・上
限検知センサ、２２・・・リレー回路、２３・・・駆動
回路、２４・・・フィードバック回路、２５・・・制御
盤。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）給湯手段により汲出室内の溶湯を鋳造機に供給す
   るとともに、汲出室に連通された加圧室内に空気源から
   空気を送って汲出室内の溶湯の湯面を上昇させる定湯面
   保持炉の汲出室内の湯面を制御する方法であって、 前記汲出室内の溶湯の湯面が所定位置より下方にある時
   に、前記空気源から加圧室に流通される空気の量を段階
   的に増加させ、湯面が所定位置にある時に、空気の流通
   量を一定にするとともに給湯手段により給湯し、この給
   湯手段による給湯が終了して所定時間が経過し、かつ、
   汲出室内の溶湯の湯面が所定位置より下方にある時に再
   び空気源から加圧室に流通される空気の量を段階的に増
   加させ、汲出室内の溶湯の湯面が所定位置より上方のオ
   ーバーレベルにある時に空気源から加圧室に流通される
   空気の量を段階的に減少させることを特徴とする定湯面
   炉の湯面制御方法。
2. （２）溶湯が貯えられるとともに鋳造機に給湯手段を介
   して連結された汲出室と、この汲出室に連通されるとと
   もに空気源から送られた空気により加圧されて汲出室内
   の溶湯の液面を上昇させる加圧室とを有する定湯面保持
   炉の汲出室内の湯面を制御する装置であって、 前記空気源から加圧室に流通される空気の量を増加信号
   を受けた時に段階的に増加させるとともに減少信号を受
   けた時に段階的に減少させ、かつ、休止信号を受けた時
   に空気の流通量を一定にする制御弁と、 汲出室内の溶湯の湯面が所定位置にあることを検知する
   下限検知センサと、湯面がこの所定位置より上方のオー
   バーレベルにあることを検知する上限検知センサと、湯
   面が前記所定位置より下方にある時に前記制御弁に増加
   信号を間欠して送り、湯面が所定位置にあることを下限
   検知センサが検知した時に制御弁へ休止信号を送るとと
   もに給湯手段に給湯操作させ、かつ、湯面がオーバーレ
   ベルにあることを上限検知センサが検知した時に制御弁
   に減少信号を間欠して送る駆動回路とを有するフィード
   バック回路と、 このフィードバック回路の上限検知センサ及び下限検知
   センサと駆動回路との間に配置され、かつ、下限検知セ
   ンサが所定位置に湯面があることを検知した時にフィー
   ドバック回路を開くとともに給湯手段による給湯操作が
   終了して所定時間経過した時にフィードバック回路を閉
   じるリレー回路と、を備えたことを特徴とする定湯面炉
   の湯面制御装置。