JPH0751269B2 - 溶湯自動注湯装置及び注湯方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、溶湯自動注湯装置に関
し、特に溶湯金属を小容量金型内に順次注湯する溶湯自
動注湯装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカスト機の注湯口に小容量例えば５
ｇから数百ｇの溶湯金属を自動給湯する場合には、一般
に給湯量の精度を維持すること、溶湯の温度低下を防止
することが困難である。そこで、従来より様々な提案が
なされてきた。例えば、実開昭５５−５５２５６号公報
では、溶湯の搬送のためラドル（柄杓）を用いており、
その上部を孔の形成された蓋で密封し、ラドル底部中央
に溶湯の給排口を形成し、蓋の孔に管の一端を接続し、
管の他端に開閉弁を設けてラドル内部を選択的に大気と
連通させ、開閉弁の開弁状態でラドル内に溶湯を流入せ
しめ、閉弁状態で流入した溶湯を搬送し、再度開閉弁を
開弁して金型内に注湯する技術を記載している。また、
この公報では、開閉弁に真空装置を接続し、ラドル内を
負圧にしてラドル内への溶湯の吸引効果を高めまた搬送
時の溶湯の滴下を防止する技術を記載している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の自動給湯装
置においては、開閉弁を開弁してラドル内に大気圧を導
入し、溶湯の自重にて注湯を行っているので、注湯に比
較的長時間を要し、そのためにショットサイクルが長く
なる結果となり、製造効率の低下をもたらす。また、シ
ョットサイクルが長くなるので、小量の注湯の場合にラ
ドル内の溶湯温度が急激に低下し、ダイカスト製品の品
質が低下するという欠点を有する。更に、溶湯の重力の
みで注湯を行うため、最後の溶湯が給排口付近につらら
状に残留し、それが固化すると、次回の給湯の妨げにな
る。また注湯完了後、ラドルを給湯位置に戻す際につら
ら状に垂下した残湯がラドルの搬送途中で落下し堆積し
てラドル搬送の妨げとなる可能性があった。そこで本発
明は、注湯時間の短縮化を可能とし、搬送溶湯の温度低
下を生じることなくまた給湯量の精度を低下させること
なくかつ残湯の垂下の生じない溶湯自動注湯装置及びそ
の方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、底部に溶湯の給排口を有し該給排口よりラド
ル内部に溶湯を給湯し又該給排口よりラドル内部の溶湯
を所定の注湯口に注湯するラドルと、該ラドルの上部に
管を介して形成され該ラドル内部を大気と選択的に連通
遮断する開閉手段を備えた溶湯自動注湯装置において、
（ａ）該開閉手段に接続され、注湯時に該開閉手段を介
して該ラドル内部に小容量又は低圧力の圧力流体を供給
する溶湯加圧機構を設けると共に、（ｂ）該開閉手段に
接続され、注湯完了後に該開閉手段を介して該ラドル内
部に大容量又は高圧力の圧力流体を供給する残湯除去機
構を設けてなる溶湯自動注湯装置を提供している。

【０００５】本発明は更にラドル内部を大気と選択的に
連通遮断する開閉手段を開弁させて該ラドル内を大気と
連通させ該ラドル底部に形成された給排口より溶湯を排
出して注湯を行う溶湯自動注湯方法において、（ａ）注
湯時に、小容量又は低圧力の圧力流体を溶湯加圧機構に
よって該ラドル内の溶湯に該開閉手段を介して供給し、
ラドル内の溶湯の排出を促進せしめる第１工程と、
（ｂ）注湯完了後に大容量又は高圧力の圧力流体を残湯
除去機構によって該ラドル内に該開閉手段を介して供給
して、該給排口付近に残留する溶湯を除去せしめる第２
工程とを具備する溶湯自動注湯方法を提供している。

【０００６】

【作用】開閉手段の開弁動作により、ラドル内部は開閉
手段を介して大気と連通するので、ラドル内の溶湯はそ
の自重によって給排口より所定の場所に落下し注湯作業
が行われる。このとき、溶湯加圧機構が作動して小容量
又は低圧力の圧力流体が開弁状態にある開閉手段とラド
ル上部の管を介してラドル内の溶湯面に供給されるので
溶湯の排出が促進される。また注湯完了後ラドル内にわ
ずかの溶湯が残留したり、給排口より残湯が垂下する傾
向があるが、残湯除去手段を作動させて、大容量又は高
圧力の圧力流体を開閉手段とラドル上部の管を介してラ
ドル内に供給するので、かかる残湯も除去されることと
なる。

【０００７】

【実施例】以下本発明による溶湯自動給湯装置の第１実
施例について図１を参照しながら説明する。本実施例に
用いられるラドル３は、溶湯２をプールする炉１内に移
動可能に浸漬される。ラドル３の上部は開放されて上部
開放部３ａをなし、底部３ｂはテーパ状をなしその頂部
に給排口３ｃが形成されている。上部開放部３ａは蓋部
５が嵌合されて閉塞されしかして溶湯貯留空間３ｄが提
供される。蓋部５には貫通孔５ａが穿設されており貫通
孔５ａは管１１を介して開閉手段４と接続されている。

【０００８】開閉手段４はバルブ本体８と、エアシリン
ダ９と、エアシリンダ９により閉弁開弁動作する開閉弁
１０と開閉弁駆動機構１８とを有する。開閉弁１０はエ
アシリンダ９内を摺動移動可能に設けたピストン１０ａ
と接続され、このピストン１０ａは、エアシリンダ９を
第１シリンダ室９ａと第２シリンダ室９ｂとに画成して
いる。第１、第２シリンダ室９ａ，９ｂはそれぞれ第１
通路９ｃと第２通路９ｄの一端部と接続され、該第１通
路９ｃ及び第２通路９ｄの他端部は開閉弁駆動機構１８
を介して空気または不活性ガス等の圧力流体源５０と接
続されている。バルブ本体８内には該開閉弁１０が移動
可能に設けられる弁室８ｄが画成され、また該開閉弁１
０と当接する部分にシール部材８ｃと孔８ａが設けられ
ている。またバルブ本体８の側壁には該弁室８ｄを後述
する第１の切換弁２１を介して大気と連通させる貫通孔
８ｂが穿設されている。該孔８ａと蓋部５の貫通孔５ａ
とは管１１により接続されている。

【０００９】開閉弁駆動機構１８は第１ソレノイド１８
ａ，第２ソレノイド１８ｂを有する電磁弁１８により構
成され、流体通路５１により圧力流体源５０と接続され
ている。また第１、第２ソレノイド１８ａ，１８ｂは鋳
造機の制御部６０とライン６０ａ、６０ｂにてそれぞれ
接続されて、電磁弁１８を第１の位置１８Ｘと第２の位
置１８Ｙ（図１）とに切り換え可能に設けている。即
ち、ライン６０ａ、６０ｂを介して、開閉弁１０の開弁
信号と閉弁信号がそれぞれ第１、第２ソレノイド１８
ａ，１８ｂに出力される。該第１、第２通路９ｃ，９ｄ
の他端部は該電磁弁１８と接続されている。かかる構成
により、第１、第２シリンダ室９ａ，９ｂのいずれかに
圧力流体を作用させて、ピストン１０ａの下降、上昇を
行わせ、開閉弁１０を開閉させている。

【００１０】上記した弁室８ｄの貫通孔８ｂは、溶湯加
圧機構２０並びに残湯除去機構３０と接続されている。
最初に溶湯加圧機構２０について説明する。溶湯加圧機
構２０は、注湯時の開閉弁１０が開弁している間、貫通
孔８ｂ、弁室８ｄ、孔８ａ、管１１により構成される流
体経路を通じてラドル３内の溶湯の表面に小容量又は低
圧力の圧力流体を作用させ、ラドル内の溶湯を円滑に排
出させるために設けられている。そのために溶湯加圧機
構２０は、第１の切換弁２１と、第１の逆止弁付流量制
御弁２２とを有している。上記貫通孔８ｂは１本の配管
４０に接続されており、配管４０は第１分岐管４０ａと
第２分岐管４０ｂの２本に分岐している。そして第１分
岐管４０ａに第１の逆止弁付流量制御弁２２が接続さ
れ、その上流側に第１の切換弁２１が接続されている。

【００１１】第１の切換弁２１は更に該圧力流体源５０
に接続されている。また第１の切換弁２１は該鋳造機の
制御部６０に電気的に接続されており、該第１の切換弁
２１に動作指令信号が発せられるように構成されてい
る。図１に示される状態は、第１の切換弁２１には動作
指令信号が送られておらず、第１の切換弁はバネ２１ａ
の付勢力によってその第１位置２１Ｘが保持され、圧力
流体源５０と貫通孔８ｂとの接続が断たれている状態を
示している。なおこの状態で前記貫通口８ｂは、配管４
０と第１の切換弁２１の開放ポート２１ｂを介して大気
と連通している。また第１の逆止弁付流量制御弁２２
は、第１の切換弁２１に第１の動作指令信号が出力され
て第２位置２１Ｙに切換えられ圧力流体源５０からの流
体が配管４０に流入可能となったときに、圧力流体源５
０が本来有する大容量の圧力流体を小容量に制限して配
管４０を介してラドル３内の溶湯に作用させるために設
けられている。

【００１２】残湯除去機構３０は、注湯が完了した後
に、上記流体経路を経て、ラドル３内に大容量の圧力流
体を作用させてラドル内の残湯や、給排口３ｃより垂れ
下がったつらら状の残湯を吹き飛ばして除去するために
設けられている。そのため残湯除去機構３０は、第２の
切換弁３１と、第２の逆止弁付流量制御弁３２とを有し
ている。そして第２分岐管４０ｂに第２の逆止弁付流量
制御弁３２が接続され、その上流側に第２の切換弁３１
が接続されている。第２の切換弁３１は更に上記圧力流
体源５０に接続されている。また第２の切換弁３１は鋳
造機の制御部６０に電気的に接続されており、該第２の
切換弁３１に第２の動作指令信号が発せられるように構
成されている。図１に示される状態は、第２の切換弁３
１には動作指令信号が送られておらず、第２の切換弁は
バネ３１ａの付勢力によってその第１位置３１Ｘが保持
され、圧力流体源５０と貫通孔８ｂとの接続が断たれて
いる状態を示している。また第２の逆止弁付流量制御弁
３２は、第２の切換弁３１に動作指令信号が出力されて
第２位置３１Ｙに切換えられ、圧力流体源５０からの流
体が配管４０に流入可能となったときに、圧力流体源５
０が本来有する大容量の圧力流体の流量を制御可能に配
管４０を介してラドル３内に作用させるために設けられ
ている。

【００１３】また鋳造機の制御部６０には図示せぬタイ
マが内蔵されており、前記第１第２動作指令信号の送信
時間を調整可能としており、圧力流体をラドルに流す時
間が調整される。第１第２の逆止弁付流量制御弁２２、
３２はともに調整弁が設けられており、その開度を調整
することで流量調整が可能となる。更に又前記エアシリ
ンダ９は鋳造機の制御部６０に電気的に接続されてお
り、開閉弁１０の開弁動作が終了すると動作完了信号を
制御部６０に出力し、この動作完了信号に応答して前記
第１の動作指令信号が発せられる。

【００１４】上記ラドル３と開閉手段４とは給湯部１２
を構成し、該給湯部１２は昇降手段１３に接続されてい
る。昇降手段１３は、駆動モータ１４と、該駆動モータ
１４に結合されたボールネジ１５と、ボールネジ１５に
螺合するスライダ１６とにより構成され、該バルブ本体
８がスライダ１６に取付けられている。駆動モータ１４
の回転によりボールネジ１５が回転し、その結果スライ
ダ１６が上昇または下降するので、該給湯部１２が上昇
下降することとなり、ラドル３の炉１内への浸漬量が調
節可能となる。昇降機構１３は搬送手段１７に接続され
ており、ラドル３を水平方向に搬送して該ラドルの給排
口３ｃを図示せぬダイカスト機の金型に連通する射出ス
リーブの注湯口まで到達させ、また、該ラドル３を炉１
方向に逆走させる。

【００１５】溶湯自動注湯装置の動作について説明す
る。炉１においてラドル３内に溶湯２を給湯するために
は、開閉弁１０を開弁動作させる。即ち、第１、第２切
換弁２１、３１が第１の位置２１Ｘ、３１Ｘにある状態
で、鋳造機の制御部６０から開閉弁１０の開弁信号がラ
イン６０ａを介してソレノイド１８ａに与えられると、
電磁弁１８は第２の切り換え位置１８Ｙ（図１）に切り
換えられ、圧力流体源６０の圧力流体が流体通路５１、
電磁弁１８、第２通路９ｄを介して第２シリンダ室９ｂ
内に供給される。また第１シリンダ室９ａ内の圧力流体
は、第１通路９ｃ，電磁弁１８を介して大気に排出され
る。よって開閉弁１０が上昇し、孔８ａの開口部から離
反し、第１の切換弁２１の開放ポート２１ｂ、第１の逆
止弁付流量制御弁２２、配管４０、貫通穴８ｂ、管１
１、貫通孔５ａを介して、溶湯貯留空間３ｄ内に大気が
導入される。その状態で、昇降装置１３の駆動モータ１
４を所定量回転させボールネジ１５を回転させてスライ
ダ１６を所定量降下させラドル３の下部を所定の高さま
で溶湯２内に浸す。このとき溶湯貯留空間３ｄは、上述
のように大気と連通状態にあるので、炉１内の溶湯２
は、ラドル３の給排口３ｃから湯面と同じ高さになるま
で自然に溶湯貯留空間３ｄ内に入り込む。

【００１６】ラドル３内に所定量の溶湯が流入したら、
開閉弁１０を閉弁動作させる。即ち鋳造機の制御部６０
から開閉弁１０の閉弁信号がソレノイド１８ｂに与えら
れると、電磁弁１８は第１の位置１８Ｘに切り換えら
れ、圧力流体源５０の圧力流体が流体通路５１、電磁弁
１８、第１の通路９ｃを介して第１シリンダ室９ａ内に
供給される。また第２シリンダ室９ｂ内の圧力流体は第
２通路９ｄ、電磁弁１８を介して、大気に排出される。
よって、開閉弁１０が下降し、開閉弁１０は孔８ａの開
口部をシール部材８ｃを介して閉鎖することにより、溶
湯貯留空間３ｄは大気と遮断される。次に、昇降装置１
３を作動させ、給湯部１２を上昇させる。このとき、溶
湯貯留空間３ｄは大気と遮断されているので、溶湯２が
給排口３ｃから滴下することはない。

【００１７】給湯部１２の上昇が完了すると、搬送装置
１７が動作して、給湯部１２は図示せぬダイカスト機の
射出スリーブの注湯口まで移動する。そして、ラドル３
内の溶湯を射出スリーブ内に注湯するのであるが、その
場合には、エアシリンダ９を再度動作して開閉弁１０を
開弁し、第１の切換弁２１の開放ポート２１ｂ、第１の
逆止弁付流量制御弁２２、配管４０、貫通穴８ｂ、管１
１、貫通孔５ａを介して大気を溶湯貯留空間３ｄ内に導
入する。すると、大気圧と溶湯の自重とによりラドル３
内の溶湯は給排口３ｃより射出スリーブ内に落下を開始
する。

【００１８】エアシリンダ９が開閉弁１０の開弁動作を
完了させると、動作完了信号が鋳造機の制御部６０に送
られ、その信号に応答して制御部６０は第１の動作指令
信号を第１の切換弁２１に出力する。それにより、前記
第１位置２１Ｘ（図１）にあった第１の切換弁２１は第
２位置２１Ｙに切換り、圧力流体源５０から供給される
小容量の圧力流体が第１の切換弁２１に流される。この
圧力流体は、第１の逆止弁付流量制御弁２２を通過する
とき、流量の制御を受け、そのため小容量の圧力流体
が、配管４０、貫通孔８ｂ、弁室８ｄ、孔８ａ、管１
１、管通口５ａ（流体経路）を介してラドル３内に送ら
れ、しかして溶湯貯留空間３ｄ内の溶湯に流体圧力が作
用し、その排出が助長される。この結果、注湯時間が短
縮され、かつ、確実な注湯が実現される。なおこの流体
圧力作用時間は注湯時間に応じて制御部６０の図示しな
いタイマを調節することで調整可能である。

【００１９】次にタイマ設定時間が経過すると（注湯が
完了すると）同時に、第２の動作指令信号が制御部６０
から第２の切換弁３１に出力される。そのため前記第１
位置３１Ｘ（図１）にあった第２の切換弁３１は第２位
置３１Ｙに切換り、圧力流体源５０から供給される大容
量の圧力流体が第２の切換弁３１に流される。（この時
第１の切換弁２１は、第２位置に切換ったままの状態で
保持されている。）この圧力流体は、第２の逆止弁付流
量制御弁３２を通過するとき、流量の制御を受け、しか
して所定容量（大容量）の圧力流体が、上記流体経路４
０、８ｂ、８ｄ、８ａ、１１、５ａを介してラドル３内
に送られる。しかして溶湯貯留空間３ｄ内に残留する溶
湯や給排口３ｃより垂れ下がったつらら状の残湯が圧力
流体により吹き飛ばされ、除去される。そしてタイマに
設定された所定時間経過後、第２動作指令信号の出力が
停止され、第１の切換弁２１と第２切換弁３１は第１位
置に復帰し、注湯工程が完了する。

【００２０】射出スリーブへの注湯が完了すると、鋳造
機の制御部６０から例えば走行駆動信号が出力され、搬
送装置１７が作動して給湯部１２は再度炉１の上部へ移
動する。 そして同様な動作を繰り返し、所定量の溶湯
を効率よく順次射出スリーブに注湯する。

【００２１】次に本発明による溶湯自動供給装置の第２
実施例について図２を参照しながら説明する。なお図２
において図１と同一の部材は同一番号を付し、説明を省
略する。第２実施例においては、開閉手段４Ａ並びに第
１の切換弁２１’の構造以外は第１実施例の構成と同様
である。即ち、開閉手段４Ａは、第１実施例の開閉弁１
０、ピストン１０ａが設けられておらず、バルブ本体８
内と電磁弁１９とを用いている。バルブ本体８内空間は
通路１９ｄ、電磁弁１９の開放ポート１９ｂを介して大
気と選択的に接続可能とされている。電磁弁１９はバル
ブ本体８空間を大気と遮断させる第１の位置１９Ｘと、
バルブ本体８空間と大気とを連通させる第２の位置１９
Ｙ（図２）とに切り換え可能である。そのために電磁弁
１９はソレノイド１９ａを有し、鋳造機の制御部６０と
ライン６０ｃを介して接続されている。またスプリング
１９ｃが電磁弁１９に接続され、電磁弁１９を第２の位
置１９Ｙに維持するよう付勢している。

【００２２】更に配管４０の一端部は直接電磁弁１９に
接続されており、電磁弁１９が第１の位置１９Ｘにある
時、配管４０が電磁弁１９を介してバルブ本体８と接続
可能とされている。更に第１実施例における第１の切換
弁２１の開放ポート２１ｂに相当する部分２１ｂ’は大
気と連通されてはおらず、直接圧力流体源５０と接続さ
れている。

【００２３】かかる構成により、ラドル３内に給湯する
場合には、鋳造機の制御部６０からは何等の信号も発せ
られず、電磁弁１９はスプリング１９ｃの付勢力によっ
て図２に示す第２の位置１９Ｙにあり、バルブ本体８の
空間は電磁弁１９の開放ポート１９ｂを介して大気と連
通させる。そのことにより、ラドル３内への溶湯２の侵
入が可能となる。またラドル３内の溶湯２を搬送する場
合には、鋳造機の制御部６０からライン６０ｃを介して
大気遮断信号がソレノイド１９ａに出力され、電磁弁１
９はスプリング１９ｃの付勢力に反して第１の位置１９
Ｘに切り換えられ、その結果、バルブ本体８空間は大気
と遮断され、しかしてラドル３内の溶湯貯留空間３ｄも
大気と遮断される。従って溶湯２は、ラドル３内に保持
される。なおこのとき第１、第２の切換弁２１’、３１
は第１の位置２１Ｘ’、３１Ｘに維持されているので、
圧力流体源５０の圧力流体が電磁弁１９に導入されるこ
とはない。その後の昇降装置１３、搬送装置１７の作
動、電磁弁１９によるラドル３内と大気との連通、第
１、第２の動作指令信号による第１の切換弁２１、第２
の切換弁３１の作動は第１実施例と同様であるので、説
明を省略する。

【００２４】なお以上の実施例において、前記第１の逆
止弁付流量制御弁２２に代えて、圧力調整弁を設け、ラ
ドル３内の溶湯表面に低圧力の流体を作用させることも
できる。 また前記逆止弁付流量制御弁３２に代えて、
圧力調整弁を設け高圧力の圧力流体をラドル内に作用さ
せることもできる。但し、第１実施例において圧力調整
弁を用いる場合には、高圧力の流体が第１分岐管４０ａ
に逆流しないように、第１の切換弁２１の近傍で圧力流
体源側に逆止弁を設ける必要がある。更に第２実施例に
おいて、開閉手段として上記電磁弁１９のみを使用し管
１１と直接接続することで、同様な効果を発揮させるこ
とも可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように本発明による溶湯自
動給湯装置では、注湯時に所定容量（小容量）又は低圧
力の圧力流体をラドル内の溶湯に作用させるので、ラド
ル内の溶湯がその自重と該流体圧力により効率的に給排
口より排出される。従って、注湯時間が短縮され、かつ
所定量の注湯が実現できる。注湯時間の短縮により、ラ
ドル内の溶湯の温度低下を最小限に抑えることができ、
ショットサイクルも短縮できる。ショットサイクルが短
縮すればそれだけラドル内での溶湯の湯面の酸化膜の発
生を抑えることとなり、製品品質の向上をもたらすこと
となる。本発明では更に注湯時にラドル内の溶湯に作用
させる圧力流体より大容量又は高圧力の圧力流体を注湯
完了後にラドル内に作用させているので、給排口の周囲
につらら状に垂下した残湯も除去が可能となり、次回の
ラドル内への給湯が確実になし得るという効果をもたら
す。更に装置全体の構造を簡素化でき、安価な装置が提
供可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による溶湯自動注湯装置の第１実施例を
示す概略図である。

【図２】本発明による溶湯自動注湯装置の第２実施例を
示す概略図である。

【符号の説明】

３ ラドル ３ｃ 給排口 ４，４Ａ 開閉手段 １２ 給湯部 １３ 昇降装置 １７ 搬送装置 ２０ 溶湯加圧機構 ２１，２１’ 第１の切換弁 ２２ 第１の逆止弁付流量制御弁 ３１ 第２の切換弁 ３２ 第２の逆止弁付流量制御弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 底部に溶湯の給排口を有し該給排口より
   ラドル内部に溶湯を給湯し又該給排口よりラドル内部の
   溶湯を所定の注湯口に注湯するラドルと、該ラドルの上
   部に管を介して形成され該ラドル内部を大気と選択的に
   連通遮断する開閉手段を備えた溶湯自動注湯装置におい
   て、 該開閉手段に接続され、注湯時に該開閉手段を介して該
   ラドル内部に小容量又は低圧力の圧力流体を供給する溶
   湯加圧機構を設けると共に、 該開閉手段に接続され、注湯完了後に該開閉手段を介し
   て該ラドル内部に大容量又は高圧力の圧力流体を供給す
   る残湯除去機構を設けてなることを特徴とする溶湯自動
   注湯装置。
2. 【請求項２】 ラドル内部を大気と選択的に接続遮断す
   る開閉手段を開弁させて該ラドル内を大気と連通させ該
   ラドル底部に形成された給排口より溶湯を排出して注湯
   を行う溶湯自動注湯方法において、 注湯時に、小容量又は低圧力の圧力流体を溶湯加圧機構
   によって該ラドル内の溶湯に該開閉手段を介して供給
   し、ラドル内の溶湯の排出を促進せしめる第１工程と、 注湯完了後に大容量又は高圧力の圧力流体を残湯除去機
   構によって該ラドル内に該開閉手段を介して供給して、
   該給排口付近に残留する溶湯を除去せしめる第２工程と
   を具備することを特徴とする溶湯自動注湯方法。 【０００１】