JPH07305122A - 溶解炉用のアルミ酸化灰の掻出しアームの伸縮装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アルミ溶解炉Ｆの溶湯の上に浮上する滓とし
てのアルミ酸化灰を除去する掻出しアーム３について、
軽量で伸縮距離および伸縮速度が大きく、また、耐熱性
が良好であるばかりか、過熱により損傷しない掻出しア
ームの伸縮装置を提供する。 【構成】 溶解炉Ｆの前に設置される機体１の上におい
て、一本軸の掻出しアーム３を軸方向に送り可能に支え
る支持装置７ａと、送る力を与える駆動装置７ｂとを設
けてなり、支持装置７ａについては、前後に少なくとも
３個の遊動ローラ１５，１６，１６を設け、駆動装置７
ｂについては、ラックとピニオン機構として、掻出しア
ーム３の下面にラック２３を突設し、モータ２６により
ピニオン２５を回転させる。これを一段伸縮装置７とす
る。掻出しアーム３を基部太軸４と先部細軸６とにより
組み立て、モータ３８により回転する雄ねじ３５がナッ
ト３７に螺合するねじ機構により、基部太軸４に対して
先部細軸６を進退させる二段伸縮装置８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、アルミ溶解炉におい
て、溶湯に浮上する滓としてのアルミ酸化灰を除去する
するために、機体に搭載される掻出しアームの伸縮装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】アルミ製品の廃棄物からアルミ地金を回
収するには、それを溶解することにより型に注入しイン
ゴットとして成形されるが、その溶解炉においては、溶
湯の上に主にアルミ酸化灰等の不純物が浮上するので、
純粋なアルミ地金の回収のために、フォークリフトやク
ローラ等の車両に掻出しアームを搭載してその滓が掻き
出されていた。

【０００３】従来の掻出しアームの伸縮装置は、先端に
行くにつれて細くなる少なくとも３個の角筒体を挿入に
より幾段かに連結したもので、内部には伸縮駆動のため
の油圧シリンダーやチェーン等が内装され、角筒体には
耐熱性合金が使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の掻出しアームの
伸縮装置は、上記のように、少なくとも３個の角筒体の
連結構造により伸縮するものであったので、掻出しアー
ムの基端部が極めて太く、回転炉のように口が小さい溶
解炉においては、深く挿入するのに適しないばかりか、
強度的に長く伸ばすことができなかった。しかも、縮む
ときには第一段が可動不能であることから、伸縮の取距
離性および機能性に劣るために、掻出しアームの伸縮に
車両の進退動作を伴わせることによって、その不足を補
う必要があった。

【０００５】つまり、従来の掻出しアームは、車両に搭
載する必要があるという制約があって、殊に短縮に限界
があるために、機体を溶解炉の近くに設置するロボット
化に適しなかった。また、伸縮速度が遅く、一掻出し作
業における炉内の滞留時間が長いために、耐熱性におい
ても問題があった。

【０００６】耐熱性については、バーナーの炎による炉
内の雰囲気温度が１２００°Ｃ程度の高温であるため、
掻出しアームの耐熱合金がその温度に長時間耐えること
ができなく、また、掻出しアームの伸縮駆動装置が高熱
により破損するために、それを防止する必要から、溶解
炉のバーナーを消すことにより温度を低下させて掻出し
作業がなされ、その間において溶解作業が中断するの
で、掻出しアームの伸縮速度が遅いこととも相待って、
アルミ溶解の作業性を向上できなかった。

【０００７】また、掻出しアームが車両に搭載されてい
たから、それを巧妙に運転する必要があるばかりか、運
転中にオペレータが炉に接近することになり、接近中に
熾烈な輻射熱を浴びるために、従来の掻出しアームの伸
縮装置によれば、作業が過酷となるという構造上避け難
い問題があった。

【０００８】この発明は、上記のような実情に鑑みて、
機体に対して掻出しアームを一本軸の直送りにより伸縮
させるために、軽量であるとともに伸縮距離および伸縮
速度が大きくなり、また、構造上において掻出しアーム
の耐熱性が良好であるばかりか、その過熱が駆動装置等
に及ばないために、作業性の高いロボット化に適する溶
解炉用のアルミ酸化灰の掻出しアームの伸縮装置を提供
することを目的とした。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明は、溶解炉の前に設置される機体の上に
おいて、一本軸の掻出しアームを軸方向に送り可能に支
える支持装置と、送る力を与える駆動装置とを設けてな
り、支持装置については、前後にそれぞれ掻出しアーム
との接触により回転する少なくとも三個の遊動ローラを
ほゞ放射方向の配列で軸支し、駆動装置については、ラ
ックとピニオン機構として、掻出しアームの下面巾中央
に沿ってラックを突設し、ラックと噛合するピニオンを
モータにより駆動可能に構成したことを特徴とする。

【００１０】また、掻出しアームがそれぞれ管状に形成
された基部太軸と、それに回転不能に挿入される先部細
軸との組合せからなり、前記遊動ローラの支持対象およ
びラックの突設対象を基部太軸とすることにより、一段
伸縮装置として前記溶解炉用のアルミ酸化灰の掻出しア
ームの伸縮装置を構成し、さらに、基部太軸の基端に同
軸において先部細軸に挿入される雄ねじを軸支し、先部
細軸の基端部に雄ねじと螺合するナットを固着し、雄ね
じの前端部に先部細軸の中に嵌まるスライド軸受を取り
付け、基部太軸の後端において雄ねじを軸支する固定軸
受に、その雄ねじを回転するモータを固着し、雄ねじの
回転によりナットを介して基部太軸に対して先部細軸が
進退する二段伸縮装置を装備した。

【００１１】

【作 用】溶解炉用のアルミ酸化灰の掻出しアームの伸
縮装置を上記のように構成したから、ラックとピニオン
機構として、ピニオンをモータの力により回転すると、
ラックと一体の掻出しアームが進退動作し、機体に対し
て、進行により伸び、後退により短縮する（一段伸縮装
置）。

【００１２】これを一段伸縮とすれば、基部太軸の後端
のモータの力により雄ねじが回転すると、それと螺合す
るナットと一体の先部細軸が基部太軸に対して進退動作
する（二段伸縮装置）。

【００１３】

【実施例】次に、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１４】図１ないし図５は、一実施例を示したもの
で、その溶解炉用のアルミ酸化灰の掻出しアームの伸縮
装置は、溶解炉Ｆの前に設置されるロボット化された掻
出し装置Ｒにおいて実施され、その掻出し装置は、機体
１の上に支持フレーム５を首振り可能に搭載し、それを
基にして、掻出しアーム３の一段伸縮装置７と二段伸縮
装置８とを具備して構成される。しかし、一段伸縮装置
７を基本とするものである。

【００１５】機体１には、ロボット化するためのＮＣ制
御装置や、支持フレーム５の首振りに必要な動力のため
のモータ等の各種装置が内装され、上端の首振り可動な
頚部２に支持フレーム５の基盤９が固定される。そし
て、支持フレーム５の首振りと、この発明の掻出しアー
ムの伸縮装置とにより、掻出しアーム３が自由自在に掻
出し運動を実行する。

【００１６】掻出しアーム３は、基部太軸４と、その中
に挿入される先部細軸６との組合せからなる一本軸であ
って、基部太軸４の前端にキャップ１０が嵌着され、先
部細軸６の先端にスクレーパ１３が取り付けられる。そ
して、支持フレーム５に対する基部太軸４の進退動作と
して一段伸縮装置７が構成され、基部太軸４に対する先
部細軸６の進退動作として二段伸縮装置８が構成され
る。なお、先部細軸６の前端部には、後部への高熱の波
及を断つために、セラミックファイバーからなる断熱材
１４を介在してスクレーパ１３が連結される。

【００１７】支持フレーム５は、ほゞ箱型であって、前
面と後面とに掻出しアーム３の貫通孔１１，１１が開け
られている。そして、主として、この支持フレーム５に
おいて、一段伸縮装置７が支持装置７ａ（図２）と、駆
動装置７ｂ（図３）とにより構成される。

【００１８】支持装置７ａは、図２に示すように、それ
ぞれ上部と左右一対との三個からなる前部組の遊動ロー
ラ１５，１６，１６と、後部組の遊動ローラ１５，１
６，１６とにより、基部太軸４を軸方向へ送り可能に支
持するようにしたもので、各遊動ローラ１５，１６，１
６を軸支するブラケット１７，１８，１８が支持フレー
ム５の前後外面に取り付けられる。そして、上部遊動ロ
ーラ１５については、皿ばね重ね１９の弾力により掻出
しアーム３を上から押さえるように、そのブラケット１
７の取付けがなされている。また、左右遊動ローラ１
６，１６については、掻出しアーム３を受ける斜め対向
の配列であって、ねじ２１により上下調節できるブラケ
ット１８の取付けとなっている。

【００１９】駆動装置７ｂは、図３に示すように、ラッ
クとピニオン機構を用いたもので、アルミ酸化灰の付着
を防止するために、ラック２３が基部太軸４の下面に固
着され、ピニオン２５がモータ２６の減速機２７に取り
付けられる。そして、モータへの伝導熱を断つために、
モータ２６が支持フレーム５内の上部に、減速機２７が
下部において設置され、モータ２６と減速機２７とはタ
イミングベルト２９により連結される。また、モータ２
６への輻射熱を断つために、遮蔽板５８が設けられる。
しかし、モータを下端部に設置し、それにピニオンを装
備しても良い。また、ラック２３の下向きを保持するた
めに、ラック２３を挟む左右一対のガイドローラ３１，
３１が装着され、それを支持するブラケット３３，３３
が左右位置調整可能にボルト締めされる。

【００２０】二段伸縮装置８は、図１、図４および図５
に示すように、雄ねじ３５とナット３７との組合せによ
る先部細軸６の送り機構を用いたもので、雄ねじ３５が
基部太軸４の後端において、モータ３８により回転可能
に軸支され、ナット３７が先部細軸６の基端に固着さ
れ、基部太軸４に対して先部細軸６が回転不能となって
いる。また、雄ねじ３５の前端に先部細軸６の中を移動
するスライド軸受３９が取り付けられる。回転不能の構
造については、先部細軸６の下面に案内溝４１を形成
し、基部太軸４の前端のキャップ１０にその案内溝４１
との係合部４３が形成される。

【００２１】雄ねじ３５を基部太軸４の後端で軸支する
ために、その後端に固定軸受４４が嵌着され、モータ３
８がその固定軸受４４の後面に取り付けられる。また、
固定軸受４４の外周にはストッパ４６が嵌着される。そ
して、モータ３８には、ブレーキ５２およびパルスエン
コーダ５４が装備される。また、雄ねじ３５には、粉塵
の噛合いを防止するために、ボールねじが用いられる。
さらに、掻出しアーム３の空冷とその中への粉塵の侵入
防止のために、その中へ前端部からブロアー４７により
空気が送られ、前端部から排出される。

【００２２】ブロアー４７は、基部太軸４の後端の固定
軸受４４に装着され、フレキシブルチューブ４９によ
り、基部太軸４の後端に空気が圧入され、その空気が基
部太軸４の前端および先部細軸６の前端部から排出され
るように、ナット３７の取付基部３７ａと、キャップ１
０とをセパレータとして、基部太軸４の内周面と先部細
軸６との間に通気の隙間５０を設け、ナット３７の取付
基部３７ａに隙間５０内へ空気を通す通気孔５３が設け
られる。また、スライド軸受３９および先部細軸６の先
端部には排気孔５５，５７が設けられる。

【００２３】図６は、一段伸縮装置７のみを行う場合の
掻出しアーム３を示したもので、その掻出しアーム３
は、無連結の完全一本軸であって、その先端にスクレー
パ１１を取り付け、下面にラック２３を固着してあっ
て、支持装置７ａと駆動装置７ｂとにより進退動作がな
される。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次のような優れた効果がある。

【００２５】ラックとピニオン機構として、ピニオンを
モータの力により回転すると、ラックと一体の掻出しア
ームが進退し、進退動作による一本軸の直送りにより掻
出しアームを伸縮させるために、伸縮距離を大きくとる
ことができる。しかも、短縮の限度が従来の多段式の場
合に比して極めて小さく、伸縮速度も速いために、伸縮
について高い掻出しの機能性を発揮する。

【００２６】掻出しアームの短縮時には、それが支持フ
レームの背後に突出するために、掻出し動作の反復によ
って、後部突出の都度、後端部が常温により冷却され、
冷却効果が前端へ波及するので、溶解炉に接近して常時
設置されていても、掻出しアームの耐熱性が良好であ
る。

【００２７】掻出しアームの伸縮は、支持装置と駆動装
置とによるものであるが、そのうち、支持装置について
は、掻出しアームが遊動ローラとの外周面における点に
近い接触により支持され、また、駆動装置は、ラックと
ピニオンとの噛合によるので、いずれも機械的接点にお
ける断熱性に優れていることから、掻出しアームの過熱
がその伸縮装置に及び難く、過熱破損に伴うトラブルを
防止できる。また、アルミ酸化灰等が付着しないよう
に、ラックが下向きの取り付けられているため、駆動装
置にアルミ酸化灰等が食い込むトラブルも防止できる。

【００２８】そして、以上のことから、掻出し装置の作
業性の高いロボット化にも適するものである。

【００２９】二段伸縮装置を設けた場合には（請求項
１）、一段伸縮装置との共動により、さらに、伸縮速度
および伸縮距離を大きくすることができる。また、長短
いずれにおいても使用し得るばかりでなく、短く仕舞う
ことも可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】溶解炉用のアルミ酸化灰の掻出し装置において
一実施例を示す側面から見た断面説明図である。

【図２】同実施例において、主に支持装置を示す背面か
ら見た断面説明図である。

【図３】同実施例において、主に駆動装置を示す縦断面
説明図である。

【図４】同実施例において、主に二段伸縮装置を示す掻
出しアームの基端部の断面説明図である。

【図５】同実施例において、主に二段伸縮装置を示す掻
出しアームの伸縮連結部の断面説明図である。

【図６】他の実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｆ 溶解炉 １ 機体 ３ 掻出しアーム ４ 基部太軸 ６ 先部細軸 ７ 一段伸縮装置 ７ａ 支持装置 ７ｂ 駆動装置 ８ 二段伸縮装置 １５，１６ 遊動ローラ ２３ ラック ２５ ピニオン ２６ モータ ３５ 雄ねじ ３７ ナット ３８ モータ ３９ スライド軸受 ４４ 固定軸受

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶解炉の前に設置される機体の上におい
   て、一本軸の掻出しアームを軸方向に送り可能に支える
   支持装置と、送る力を与える駆動装置とを設けてなり、
   支持装置については、前後にそれぞれ掻出しアームとの
   接触により回転する少なくとも三個の遊動ローラをほゞ
   放射方向の配列で軸支し、駆動装置については、ラック
   とピニオン機構として、掻出しアームの下面巾中央に沿
   ってラックを突設し、ラックと噛合するピニオンをモー
   タにより駆動可能に構成したことを特徴とする溶解炉用
   のアルミ酸化灰の掻出しアームの伸縮装置。
2. 【請求項２】 掻出しアームがそれぞれ管状に形成され
   た基部太軸と、それに回転不能に挿入される先部細軸と
   の組合せからなり、前記遊動ローラの支持対象およびラ
   ックの突設対象を基部太軸とすることにより、一段伸縮
   装置として前記溶解炉用のアルミ酸化灰の掻出しアーム
   の伸縮装置を構成し、さらに、基部太軸の基端に同軸に
   おいて先部細軸に挿入される雄ねじを軸支し、先部細軸
   の基端部に雄ねじと螺合するナットを固着し、雄ねじの
   前端部に先部細軸の中に嵌まるスライド軸受を取り付
   け、基部太軸の後端において雄ねじを軸支する固定軸受
   に、その雄ねじを回転するモータを固着し、雄ねじの回
   転によりナットを介して基部太軸に対して先部細軸が進
   退する二段伸縮装置を装備したことを特徴とする請求項
   １記載の溶解炉用のアルミ酸化灰の掻出しアームの伸縮
   装置。