JPH08174194A

JPH08174194A - 鋳造装置

Info

Publication number: JPH08174194A
Application number: JP32753594A
Authority: JP
Inventors: Teruo Kobayashi; 照夫小林; Yoshi Kobayashi; 由小林; Akio Ota; 昭男太田; Hiroshi Kurosu; 博黒須
Original assignee: JAPAN AJAX MAGNETHERMIC CO Ltd; SUMIHIRA SEISAKUSHO KK; Tamagawa Engineering Co Ltd
Current assignee: JAPAN AJAX MAGNETHERMIC CO Ltd; SUMIHIRA SEISAKUSHO KK; Tamagawa Engineering Co Ltd
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1996-07-09
Anticipated expiration: 2013-09-24
Also published as: JP2802729B2

Abstract

(57)【要約】【目的】１つの鋳型分の溶湯の量を正確に注湯するこ
とができ、鋳造作業を自動化して製品の品質の安定と生
産性の向上を図ることができる鋳造装置を提供する。【構成】溶湯Ｈを貯留する炉Ａと、この炉Ａを傾動さ
せることにより溶湯Ｈを注湯する傾動手段５と、注湯し
た溶湯Ｈの重量を検出する検出手段３０と、鋳型Ｍに注
湯する溶湯Ｈの総重量の所定の割合まで注湯したときに
炉Ａの傾動を停止し、その状態で注湯を継続して上記総
重量の所定の割合まで注湯したときに、炉Ａを上記傾動
の方向と逆方向へ傾動させて注湯を停止する制御手段１
０とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、連続的に搬送される
鋳型に溶湯を自動的に注湯する鋳造装置に係り、特に、
注湯量を精密に制御することができる鋳造装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、バルブなどの鋳造製品は、保持炉
で保温している溶湯を取り鍋に複数バッチ分注湯し、こ
の取り鍋から定量しながら鋳型に鋳造して製造されてい
る。そして、取り鍋から鋳型へ注湯する作業は、作業者
の目視および勘によって注湯量を定量して行っていた。
このような鋳造作業は、鋳型を連続的に搬送して行うよ
うにしている。したがって、取り鍋から溶湯を一定量取
り分けて鋳型に鋳造する作業を自動化することにより、
製品の品質の安定化および省力化をしたいという要請が
高い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、製品の
多様化に伴って鋳造する溶湯の重量がさまざまであり、
また、砲金のバルブのように小物の鋳造では、１回に鋳
造する溶湯の量が少ない。このため、鋳造する溶湯の量
を一定にするのは極めて困難である。また、製品によっ
て材質が変わったり、鋳型のモールド形状によっては注
湯速度を微妙に調整しなければならない場合もあり、そ
のような状況が鋳造の自動化をさらに困難にしていた。

【０００４】したがって、本発明の目的は、鋳造する溶
湯の量を一定にすることができ、鋳造作業を自動化する
ことができる鋳造装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の鋳造装
置は、溶湯を貯留する炉と、この炉を傾動させることに
より上記溶湯を注湯する傾動手段と、注湯した溶湯の重
量を検出する検出手段と、鋳型に注湯する溶湯の総重量
の所定の割合まで注湯したときに上記炉の傾動を停止
し、その状態で注湯を継続して上記総重量の所定の割合
まで注湯したときに、炉を上記傾動の方向と逆方向へ傾
動させて注湯を停止する制御手段とを備えたことを特徴
としている。

【０００６】請求項２に記載の鋳造装置は、上記炉から
注湯される取り鍋と、この取り鍋を移動させて鋳型へ注
湯する移動手段を備え、上記制御手段は、１つの上記鋳
型に必要な溶湯を計量して上記取り鍋へ注湯させること
を特徴としている。

【０００７】請求項３に記載の鋳造装置は、上記炉から
直接注湯される鋳型を備え、上記制御手段は、１つの上
記鋳型に必要な溶湯を計量して上記鋳型へ注湯させるこ
とを特徴としている。

【０００８】請求項４に記載の鋳造装置は、上記制御手
段が上記炉の傾斜角度に応じて上記傾動速度を変化させ
ることにより、上記炉から注湯される溶湯の流出速度を
一定にするように制御することを特徴としている。

【０００９】請求項５に記載の鋳造装置は、上記制御手
段が上記炉の傾斜角度と当該傾斜角度から単位角度傾動
させたときの上記溶湯の流出量との関係を記憶するとと
もに、上記溶湯の積算出湯量を算出し、上記溶湯の流出
量をＧｅ、鋳造のために必要な溶湯の量をＧ、上記溶湯
の注湯のために上記炉を傾動させる時間をＴｔ、上記傾
動の速度をＳｔ、上記傾動の方向と逆方向へ傾動させる
時間をＴｂ、上記逆方向への傾動速度をＳｂとし、か
つ、上記Ｇ、Ｔｔ、Ｔｂ、Ｓｂを一定としたときに、下
記関係式によりＳｔを算出し、その算出した速度で上記
炉を傾動させることを特徴としている。Ｔｔ＝Ｔｂ*Ｓｂ／Ｓｔ＋（Ｇ／Ｇｅ）／Ｓｔ

【００１０】

【作用】請求項１に記載の鋳造装置においては、鋳型に
注湯する溶湯の総重量の所定の割合まで注湯したときに
炉の傾動を停止し、その状態で注湯を継続して総重量の
所定の割合まで注湯したときに、炉を傾動の方向と逆方
向へ傾動させて注湯を停止するから、ライントライによ
って何パーセントの注湯で逆方向への傾動を開始すれば
よいかを求めることにより、１つの鋳型分の溶湯の量を
正確に注湯することができる。また、操業を続けていく
と炉内壁や出湯口の形状が変化して溶湯の流出速度に変
化が生じるが、そのような場合であっても必要な注湯量
を正確に得ることができる。さらに、逆方向への傾動を
開始するまでは炉を停止させているので、逆方向への傾
動の開始の際に溶湯に作用する慣性力が小さく、したが
って、注湯量の再現精度を向上させることができる。

【００１１】請求項２に記載の鋳造装置では、取り鍋に
１回の鋳造分の溶湯を注湯してこれを鋳型へ注湯するか
ら、鋳型の湯口が小さい場合であっても容易に注湯する
ことができる。なお、請求項３に記載の鋳造装置のよう
に、炉から鋳型へ直接注湯するように構成することも可
能であり、この場合には、鋳造装置を簡略化することが
できる。

【００１３】請求項４に記載の鋳造装置では、制御手段
が炉から注湯される溶湯の流出速度を一定にするように
制御するから、注湯速度を高めて溶湯の冷却を防止しか
つ製造効率を向上させることができ、しかも注湯速度を
制限してスプラッシュの発生を防止することができる。
さらに、溶湯の流出速度が一定であるから、注湯量の調
整を容易に行うことができる。

【００１４】請求項５に記載の鋳造装置では、溶湯の流
出速度を確実に一定にすることができる。すなわち、下
記関係式Ｔｔ＝Ｔｂ*Ｓｂ／Ｓｔ＋（Ｇ／Ｇｅ）／Ｓｔにおいて、右辺の第１項における（Ｔｂ*Ｓｂ）は、前
回の注湯動作において逆方向へ傾動した角度であり、当
該注湯動作においてその傾動角度間には溶湯の流出は生
じないとみなすことができる。また、第２項の（Ｇ／Ｇ
ｅ）は、当該注湯動作において必要な注湯量を得るため
に、炉からの溶湯の流出が始まってから炉が傾動すべき
角度であって、炉からの溶湯の流出は、上記角度（Ｔｂ
*Ｓｂ）傾動した後に始まるとみなすことができる。さ
らに、溶湯の流出が始まる炉の傾斜角度は、溶湯の積算
出湯量により知ることができるので、当該傾斜角度から
単位角度傾動させたときの溶湯の流出量（Ｇｅ）が判
る。そして、鋳造のために必要な溶湯の量（Ｇ）、溶湯
の注湯のために炉を傾動させる時間（Ｔｔ）、傾動の方
向と逆方向へ傾動させる時間（Ｔｂ）、逆方向への傾動
速（Ｓｂ）が既知であるから、上記関係式によりＳｔを
算出することができる。

【００１５】

【実施例】

（１）実施例の構成以下、図１ないし図９を参照しながら本発明の一実施例
について説明する。図１は実施例の鋳造装置の保持炉
（炉）Ａを示す斜視図、図３はこの保持炉Ａから溶湯が
注湯される小取り鍋機構Ｂを示す斜視図である。また、
図８ないし図１０は保持炉Ａ、小取り鍋機構Ｂおよび鋳
型Ｍの配置および動作を示す図である。図８ないし図１
０に示すように、小取り鍋機構Ｂは、搬送機構Ｔによっ
て保持炉Ａと鋳型Ｍとの間を往復移動させられる。ま
た、鋳型Ｍは、図示しないコンベア上に等間隔で連続し
て配置され、図８ないし図１０において紙面と直交する
方向へ一定ピッチで送られる。以下、これら各機構につ
いて詳細に説明する。

【００１６】保持炉Ａには、別の溶解炉で溶融された金
属が注入され、その内部で金属の成分調整が行われると
ともに、溶湯を一定温度に保温するように構成されてい
る。保持炉Ａは、図１に示すように、矩形状をなす炉本
体１の内側に有底円筒状の炉壁５を配置して概略構成さ
れている。また、炉壁２の外周側には高周波誘導加熱用
のコイル（図示略）が配置されており、炉壁２の内側に
注入された溶湯を加熱して一定温度に保持するようにな
っている。炉壁２の上端部には、炉本体１の側面に開口
する樋のような形状をした注湯口２ａが形成されてい
る。

【００１７】炉本体１の両側面には、その上端角部に位
置する軸３が取り付けられている。軸３は、図示しない
フレームに回転自在に支持され、これにより、炉本体１
は図１において矢印で示す方向へ傾動可能となってい
る。軸３に対して斜め下方へずれた位置にも軸４が取り
付けられており、この軸４には、パワーシリンダ（傾動
手段、商品名）５のピストンシリンダ５ａの上端部が回
転自在に取り付けられている。パワーシリンダ５は、そ
の内部を貫通するシャフト６を回転させることにより、
ピストンシリンダ５ａを伸縮させるように構成されたも
のである。シャフト６の一端部は減速ギア機構７を介し
てサーボモータ８の出力軸８ａに接続されている。サー
ボモータ８の回転は、その端部に取り付けたロータリー
エンコーダ９によって検出され、かつ、減速ギア機構７
によって減速されてシャフト６に伝えられる。

【００１８】図２は実施例の鋳造装置の制御機構の概略
を示すブロック図である。図２に示すように、ロータリ
ーエンコーダ９は、サーボモータ８の回転数（回転角
度）に対応したパルス信号をコントローラ（制御手段）
１０に供給する。コントローラ１０は鋳造装置の各部を
制御するもので、図示しないインターフェースを介して
サーボモータ８および小取り鍋機構Ｂのサーボモータ２
１に駆動信号を供給する。また、コントローラ１０に
は、小取り鍋機構Ｂに配置されたロードセル３０からの
検出信号が供給される。また、コントローラ１０は、メ
モリ１１から鋳造の制御に必要なデータを読み出すとと
もに、データを書き込む。さらに、コントローラ１０に
は、図示しないインターフェースを介して入出力装置１
２が接続されている。入出力装置１２には、鋳造作業の
ための各種条件を設定するためのキーボードや鋳造作業
をモニターするＣＲＴなどが備えられている。

【００１９】次に、図３を参照して小取り鍋機構Ｂの構
成について説明する。図３において符号２０はフレーム
である。フレーム２０の一端部にはサーボモータ２１が
取り付けられている。サーボモータ２１の出力軸２１ａ
には、両端部にベベルギア２２を固定し、かつ、図示し
ない軸受に回転自在に支持されたベベルギア軸２３が取
り付けられている。各ベベルギア２２，２２には、軸線
を上下方向へ向けるとともに図示しない軸受に回転自在
に支持されたベベルギア２４がそれぞれ噛み合わされて
いる。ベベルギア２４には、ボールネジ２５が固定さ
れ、ボールネジ２５には、ボールナット２６を介してブ
ラケット２７が支持されている。

【００２０】次に、図中符号２８は架台であり、架台２
８の一端部には図示しない軸受によって回転自在に支持
された軸２９が取り付けられている。また、架台２８の
他端部は、上記ブラケット２７の上端部に回転自在に取
り付けられている。そして、この構成のもとに、サーボ
モータ２１の回転がベベルギア２２，２４を介してボー
ルネジ２５に伝えられ、ボールネジ２５の回転によって
ブラケット２７が上下方向へ移動する。これにより、架
台２８が図中矢印の方向へ傾動する。

【００２１】架台２８の上面には板３１がロードセル３
０（図２にのみ示す）を介して取り付けられ、板３１に
は小取り鍋（取り鍋）３２が取り付けられている。ロー
ドセル３０は、小取り鍋３２に貯留した溶湯の重量を検
出するもので、図中Ｐで示す位置にそれぞれ配置されて
いる。小取り鍋３２は、平面視略矩形状をなす本体部３
３と、注湯口３４ａが形成された口部３４とから構成さ
れている。本体部３３の縦断面（ベベルギア軸２３と直
交する断面）の形状は略扇形をなしている。これによ
り、本体部３３に注入された溶湯の湯面の形状および大
きさは、小取り鍋３２を傾斜させてもほぼ変化しない。
したがって、小取り鍋３２からの注湯速度は、小取り鍋
３２の傾動速度にのみ依存する。

【００２２】このように構成された小取り鍋機構Ｂは、
図８ないし図１０に示す搬送機構Ｔの台車４０の上面に
取り付けられている。台車４０は、その車輪４１を図示
しないレールの上に載置することにより図中左右方向へ
移動自在とされ、チェーンなどによって牽引されること
により移動するようになっている。

【００２３】（２）実施例の動作Ａ．鋳造装置の基本動作次に、図８ないし図１０を参照しながら実施例の鋳造装
置の基本動作について説明する。なお、以下の説明の番
号は図面の番号と対応している（１）溶解炉で溶解された溶湯Ｈが保持炉Ａに注入され
る。この溶湯Ｈは、例えばバルブ用の砲金であり、１回
のチャージが１０００Ｋｇとされる。（２）保持炉Ａが傾動され、その内部の溶湯Ｈが小取り
鍋３２に注入される。（３）小取り鍋３２に、１つの鋳
型Ｍに鋳込む量と同じ重量（例えば１０Ｋｇ）の溶湯Ｈ
が注入される。（４）搬送機構Ｔが駆動されて小取り鍋機構Ｂが鋳型Ｍ
まで移動する。（５）小取り鍋３２が傾動され、その内部の溶湯Ｈが鋳
型Ｍに注湯される。この場合、小取り鍋３２の傾動動作
はコントローラ１０により制御され、溶湯Ｈの流出速度
を例えば３段階に分けて注湯するように制御される。各
段階の流出速度は、鋳型のモールド形状によって適宜設
定される。例えば、第１段階で流出速度を早くし、第２
段階で遅くして第３段階でまた早くするように制御され
る。（６）小取り鍋３２内の溶湯Ｈの全てが鋳型Ｍ内に注入
され、小取り鍋３２が元の水平な姿勢に戻されながら小
取り鍋機構Ｂが保持炉Ａ側へ移動する。（７）鋳造が終了した鋳型Ｍが鋳造位置から搬出され、
次の鋳型Ｍが鋳造位置に移動させられる。

【００２４】以上は、１回目の鋳造作業の動作である。
２回目以降の鋳造も上記と同じ工程を繰り返す。このよ
うな鋳造工程を数十回繰り返して以下に説明する最後の
鋳造工程となる。（８）保持炉Ａが傾動され、その内部の溶湯Ｈが小取り
鍋３２に注湯される。これにより保持炉Ａは９０゜近く
まで傾けられる。（９）小取り鍋３２に、１つの鋳型Ｍに鋳込む量と同じ
量の溶湯Ｈが注湯される。（１０）搬送機構Ｔが駆動されて小取り鍋機構Ｂが鋳型
Ｍまで移動する。この動作とともに、保持炉Ａが傾動さ
れて元の姿勢に戻る。（１１）小取り鍋３２が傾動され、その内部の溶湯Ｈが
鋳型Ｍに注湯される。（１２）小取り鍋３２内の溶湯Ｈの全てが鋳型Ｍ内に注
湯され、小取り鍋３２は元の水平な姿勢に戻される。

【００２５】Ｂ．小取り鍋３２への注湯量の制御次に、図４ないし図７を参照して小取り鍋３２に鋳型１
バッチ分の溶湯Ｈを注入する動作について説明する。図
６に示すように、保持炉Ａ内を傾動させるに伴ってその
内部の溶湯Ｈの湯面の面積が増加する。そして、図６に
示すような内径と高さの比を有する炉では、傾動角度が
６０゜を越えたあたりで湯面の面積は最大となり、その
後、溶湯Ｈが減少して保持炉Ａの底に達すると、湯面の
面積は減少してゆく。保持炉Ａの傾動速度を一定にする
と、注湯速度（時間当たりに保持炉Ａから流出する溶湯
Ｈの量）は溶湯Ｈの湯面の面積にほぼ比例する。図４
は、保持炉Ａの傾斜角度と、当該傾斜角度の姿勢からさ
らに１゜傾動させた場合に保持炉Ａから流出する溶湯Ｈ
の量との関係を示す線図である。

【００２６】１バッチ分の注湯量は、図４に示す曲線に
おいて保持炉Ａの傾動開始の傾斜角度から傾動を停止す
るときの傾斜角度までを積分した値となる。したがっ
て、仮に、注湯が極めて緩やかに行われるのであれば、
保持炉Ａの傾動角度は正確に算出することができる。し
かしながら、溶湯Ｈの小取り鍋３２内での冷却や生産性
を考慮すると、保持炉Ａの傾動速度はある程度早くする
必要がある。そうすると、保持炉Ａの傾動を止めても慣
性で溶湯Ｈの流出が継続されるから、そのようにして流
出する溶湯Ｈの量を考慮した傾動動作が必要となる。そ
こで、この実施例では、以下のようにして保持炉Ａを傾
動させ、小取り鍋３２に１バッチ分の溶湯Ｈが正確に注
湯されるように制御する。

【００２７】図７は保持炉Ａの傾動の状態を示す図であ
る。この図に示すように、１回目の注湯では、まず保持
炉Ａを小取り鍋３２側へ向けて角度θ₁傾動させる（以
下、この方向への傾動を「フロントチルト」と称す
る）。この傾動角度θ₁は、予め定められたものではな
く、小取り鍋３２への注湯量が所定の値に達したときに
フロントチルトが停止され、その停止位置における保持
炉Ａの傾斜角度である。すなわち、小取り鍋３２に溶湯
Ｈが注入されると、その溶湯の重量を４つのロードセル
３０，…が検出する。ロードセル３０，…は重量の検出
信号をコントローラ１０に供給し、検出重量が１バッチ
分の重量の所定の割合に達したらサーボモータ８を停止
させ、保持炉Ａの傾動を停止する。そして、このときの
保持炉Ａの傾斜角度がθ₁となる。

【００２８】保持炉Ａのフロントチルトを停止させても
内部の溶湯Ｈは流出を続ける。そして、小取り鍋３２に
注湯された溶湯Ｈの重量が１バッチ分の重量の所定の割
合（注湯の大半が終了した所定の割合）になったときに
保持炉Ａを上記と逆方向へ傾動させる（以下、この方向
への傾動を「バックチルト」と称する）。バックチルト
の傾動速度および傾動時間は予め設定されており、どの
バッチにおける注湯においても一定である。したがっ
て、バックチルトの角度αは一定となる。このバックチ
ルトは、流出する溶湯Ｈを切る作用を奏する。つまり、
バックチルトを開始した当初では溶湯Ｈは慣性で保持炉
Ａから流出しているが、保持炉Ａがある程度傾動すると
流出が止まる。なお、バックチルトの傾動速度および傾
動時間あるいは角度αは鋳造のバッチ毎に変更すること
もできる。

【００２９】以上のように、１バッチ分の所定の割合ま
で注湯したらフロントチルトを停止し、さらに１バッチ
分の大半を注湯したらバックチルトを行うので、小取り
鍋３２への注湯量を正確に設定することができる。すな
わち、小取り鍋３２への注湯量を検出してバックチルト
を開始するので、ライントライによって何パーセントの
注湯でバックチルトを開始すればよいかを求めることに
より、１バッチ分の量を正確に注湯することができる。
また、操業を続けていくと保持炉Ａの内壁や出湯口２ａ
の形状が変化して溶湯Ｈの流出速度に変化が生じるが、
そのような場合であっても必要な注湯量を正確に得るこ
とができる。さらに、バックチルトを開始するまでは保
持炉Ａを停止させているので、バックチルトの開始の際
に溶湯Ｈに作用する慣性力が小さく、したがって、注湯
量の再現精度を向上させることができる。よって、製品
の品質を安定させ、歩留まりを向上させつつ鋳造工程を
自動化することができる。加えて、保持炉Ａから小取り
鍋３２へ一旦注湯してから鋳型Ｍへ鋳造するので、各鋳
造毎に溶湯Ｈの量を確認することができる。よって、溶
湯不足による不良品の発生および溶湯過多による事故の
発生を未然に防止することができる。

【００３０】以上は、本実施例における保持炉Ａの基本
的な動作であるが、本実施例では、さらに精密な注湯を
行うために以下のような制御を行う。図５は、この実施
例の注湯の制御を説明するための線図であって、保持炉
Ａの各傾斜角度における注湯速度（当該傾斜角度の状態
から１゜傾動させたときに保持炉Ａから流出する溶湯Ｈ
の量）などを示している。なお、この実施例の保持炉Ａ
は、図６に示すものと同等の内径と高さの比を有してい
る。この線図に示すように、この実施例では、注湯にお
いてフロントチルトの時間（小取り鍋３２への傾動時
間）を一定としている。これは、１バッチの鋳造が終了
する時間、つまりサイクルタイムを一定にするためであ
る。また、保持炉Ａの注湯口２ａから流出する溶湯Ｈの
流速も一定とする必要がある。これは、小取り鍋３２へ
注湯する際に、溶湯Ｈが暴れてスプラッシュが飛散しな
い最大の流速に保持するためと、注湯する溶湯Ｈの量を
制御し易くまた調整し易くするためである。

【００３１】一方、図５に示すように、保持炉Ａをある
角度から１゜傾動させたときに流出する溶湯Ｈの量は、
保持炉Ａが傾動を開始するときの傾斜角度によって異な
る。したがって、保持炉Ａから流出する溶湯Ｈの流速を
一定にするためには、保持炉Ａの傾動速度を図５の実線
のように変化させる必要がある。そこで、本実施例で
は、以下の関係式を用いて保持炉Ａのフロントチルトの
傾動速度を制御する。

【００３２】Ｔｔ＝Ｔｂ*Ｓｂ／Ｓｔ＋（Ｇ／Ｇｅ）／Ｓｔ（１）ここで、Ｔｔはフロントチルトを開始してから停止する
までの時間、Ｔｂはバックチルトを行っている時間、Ｓ
ｂはバックチルトの際の保持炉Ａの傾動速度、Ｓｔはフ
ロントチルトの際の傾動速度（角速度）である。また、
Ｇは１バッチ分の溶湯Ｈの重量、Ｇｅはフロントチルト
を開始する時点での保持炉Ａの傾斜角度に対応する注湯
速度（当該傾斜角度から１゜傾動させたときの溶湯Ｈの
流出量）である。

【００３３】上記関係式は２回目からの注湯動作に適用
され、１回目の注湯動作は右辺のうち第１項を取り去っ
た関係式Ｔｔ＝（Ｇ／Ｇｅ）／Ｓｔ（２）が適用される。関係式（２）においてＧｅは、図５の線
図から求められた保持炉Ａの傾動角度が０゜のときの注
湯速度を示す。実際には傾動角度が０゜のときは注湯は
開始されないので、図５の線図における０゜の注湯速度
は、保持炉Ａを０゜から傾動させて注湯が開始するその
ときの注湯速度が示されている。そして、１バッチ分の
溶湯Ｈの重量Ｇを注湯速度Ｇｅで除算することによりフ
ロントチルトにおける傾動角度を算出することができ、
さらにその傾動角度を傾動速度Ｓｔで除算したものがフ
ロントチルトを開始してから停止するまでの時間Ｔｔと
なる。ここで、Ｔｔ，Ｇ，Ｇｅは既知の値であるので、
それらの値から１回目の注湯動作における傾動速度Ｓｔ
が算出される。そして、Ｔｔ，Ｇ，Ｇｅはメモリ１１に
インプットされているので、コントローラ１０は、メモ
リ１１からそれらデータを読み出してＳｔを算出し、こ
の算出結果に基づいてサーボモータ８に駆動信号を供給
する。これにより、サーボモータ８は、保持炉Ａが傾動
速度Ｓｔで傾動するように回転する。

【００３４】次に、２回目の注湯動作について説明す
る。１回目の注湯動作により保持炉Ａから実際に流出し
た溶湯Ｈの重量はロードセル３０により検出され、その
検出データはコントローラ１０に供給される。コントロ
ーラ１０は、検出データを積算してメモリ１１に記憶さ
せるとともに、２回目以降の注湯動作において、保持炉
Ａの傾斜角度が何度のときから溶湯Ｈが流出し始めるか
を算出する。２回目以降の注湯作業では、この傾斜角度
における溶湯Ｈの流出速度をＧｅとして関係式（１）に
当てはめて計算する。

【００３５】関係式（１）の右辺の第１項は、第１回目
の注湯動作におけるバックチルト分（α）をフロントチ
ルトするのに要する時間を示している。関係式（１）に
おいて（Ｔｂ*Ｓｂ）は、バックチルトによって傾動し
た角度を示し、この（Ｔｂ*Ｓｂ）をフロントチルトの
傾動速度（Ｓｔ）で除算することにより、その角度傾動
するに要する時間が算出される。また、右辺の第２項
は、残りの角度（θ₂₁）についてフロントチルトするの
に要する時間を示している。前述のように、コントロー
ラ１０は、保持炉Ａから溶湯Ｈが流出するときの保持炉
Ａの傾斜角度を算出するので、この算出結果からメモリ
１１に記憶しているＧｅの値を読み出す。また、Ｇおよ
びＴｔは一定値であるから、コントローラ１０は、それ
らの値から２回目の注湯動作における傾動速度Ｓｔを算
出し、その算出結果に基づいてサーボモータ８に駆動信
号を供給する。このようにして、３回目、４回目と保持
炉Ａの傾動速度を算出しながら、小取り鍋３２への注湯
を行う。

【００３６】以上のように、本実施例の鋳造装置では、
上記関係式（１）および（２）を用いて保持炉Ａの傾動
速度を算出して制御することにより、保持炉Ａから流出
する溶湯Ｈの流出速度を一定にするので、鋳造のサイク
ルタイムを低下させることなくスプラッシュの発生を防
止することができる。また、保持炉Ａの傾斜角度が変わ
っても溶湯Ｈの流出速度を一定にすることができるの
で、保持炉Ａを円筒状という最も単純で造りやすい構造
にすることができ、さらに、次に説明するライントライ
も簡単に行うことができる。

【００３７】Ｃ．鋳造のライントライ（各種条件の設
定）製造する製品の重量（Ｇ）は予め決まっている。また、
前述のように、製造のサイクルタイムも目標値として設
定されているから、フロントチルトを開始して停止する
までの時間（Ｔｔ）も定まっている。さらに、上記関係
式（１）および（２）を用いて保持炉Ａの各傾斜角度に
おける傾動速度を算出し、各傾斜角度毎に調整すること
によって、溶湯Ｈの流出速度も一定とされる。よって、
小取り鍋３２に注湯する溶湯Ｈの量は、製品重量の何割
注湯されたときにフロントチルトを停止するか（以下、
このときの重量の割合を「停止係数」と称する）、製
品重量の何割注湯されたときにバックチルトを開始する
か（以下、このときの重量の割合を「逆傾動係数」と称
する）によって概ね決定することができるので、停止定
数と逆傾動定数とをライントライで設定することにす
る。

【００３８】たとえば、１０Ｋｇの製品を鋳造すると仮
定する。鋳造装置の入出力装置１２には、製品の重量、
停止係数（％）および逆傾動係数（％）などを入力する
ことができ、ライントライ時には、実際の製品重量、適
当な停止係数および逆傾動定数の値を入力する。そし
て、小取り鍋３２への１回目の注湯を行って実際に注湯
された溶湯Ｈの重量をロードセル３０の検出結果から確
認する。ここで、実際の注湯量が製品重量よりも重かっ
た場合には、逆傾動係数を小さくすることにより、溶湯
Ｈを切るタイミングを早くする。逆に、実際の注湯量が
製品重量よりも軽かった場合には、逆傾動係数を大きく
することにより、溶湯Ｈを切るタイミングを遅くする。
そして、２回目の注湯の際には、逆傾動係数の入力値を
変えて注湯を行い、このようにして３回目、４回目の注
湯を行って最終的には実際の注湯量が製品重量に一致す
るようにする。

【００３９】上記の設定値は、ライントライ終了時にメ
モリ１１に記憶させることができる。そして、実稼働時
には、コントローラ１０はメモリ１１からそれらのデー
タを読み出して注湯の制御を行う。また、実稼働時にも
上記のような設定の変更を行い、メモリ１１に記憶させ
ることができる。

【００４０】本実施例では、保持炉Ａの傾斜角度が異な
っても溶湯Ｈの流出速度が一定であるから、注湯量の変
動要因が少ない。よって、上記のように逆傾動係数だけ
を調整して注湯量を調整することができ、ライントライ
を簡略化することができる。

【００４１】（３）変更例本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、以
下のように種々の変更が可能である。 (1)上記実施例では、保持炉Ａから小取り鍋３２へ注湯
しているが、保持炉Ａに代えて溶解炉を用いることがで
きる。 (2)上記実施例では、保持炉Ａから小取り鍋３２を介し
て鋳型Ｍへ注湯しているが、保持炉Ａの容量が鋳型Ｍの
２〜４バッチ分であるような場合には、鋳型Ｍに直接注
湯するように構成することもできる。この場合、注湯し
た重量を検出するために、保持炉Ａ全体の重量を検出す
るようにロードセルを配置すればよい。具体的には、図
１に示す保持炉Ａを大きなプレートの上に取り付け、こ
のプレートと工場のフロアの間にロードセルを配置す
る。あるいは、各鋳型Ｍをロードセルの上に載置し、ロ
ードセルが検出する重量から鋳型Ｍの重量を差し引いて
注湯量を検出するように構成することもできる。 (3)小取り鍋３２の内壁が浸食されたり、その浸食した
部分に溶湯Ｈの一部が残ってしまうことが考えられる。
そこで、鋳型Ｍへ注湯する毎にロードセル３０のデータ
をリセットするように構成することができる。つまり、
注湯されていない状態でロードセル３０にかかっている
負荷をゼロにするリセットを行う。 (4)保持炉Ａの傾斜角度によってその注湯口２ａから小
取り鍋３２までの距離が異なってしまう。そこで、保持
炉Ａの傾斜角度が大きくなるにつれて小取り鍋３２を下
降させ、または離間させたり、あるいはその両方を行う
ように構成することができる (5)上記実施例では保持炉Ａを断面円筒状に形成してい
るが、矩形その他の多角形状とすることができる。 (6)ロードセル３０からの検出データを積算して保持炉
Ａからの出湯量を算出し、保持炉Ａに残存する溶湯Ｈが
所定量以下になったら次の溶湯Ｈを準備するように制御
することができる。あるいは、次の溶湯Ｈの準備を保持
炉Ａの傾斜角度により開始するようにしてもよい。 (7)上記実施例では、注湯動作の度に傾動速度（Ｓｔ）
を算出するようにしているが、予め算出しておいてメモ
リ１１に記憶させておくこともできる。すなわち、溶湯
Ｈの出湯量（保持炉Ａに残存する溶湯Ｈの量）に対応さ
せて傾動速度（Ｓｔ）を記憶しておき、各注湯動作の際
に積算した出湯量に対応する傾動速度（Ｓｔ）をメモリ
１１から読み出すようにしてもよい。 (8)出湯口２ａの底部を炉壁２の側壁と直交させ、かつ
両者の境界部をエッジに形成することにより、溶湯Ｈの
切れを向上させることができる。 (9)出湯口２ａに溶湯Ｈの湯面に生じる滓をせき止める
仕切板を配置することにより、湯面の揺れによる注湯量
への影響を抑制することができる。 (10)溶湯Ｈの温度を検出する熱電対などの温度センサを
出湯口２ａに設けることができる。このように構成する
ことにより、保持炉Ａに溶湯Ｈを注湯した際の衝撃で温
度センサが破損するような事態を回避することができ
る。なお、この場合、温度センサの取付位置は、出湯口
２ａの底でも上部でもよい。 (11)鋳型Ｍを搬送するコンベアに沿って保持炉Ａを複数
連接して順番に使用することにより、鋳造のサイクルタ
イムが早い場合にラインを止めることなく連続して鋳造
作業を行うことができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の鋳造装置
においては、１つの鋳型分の溶湯の量を正確に注湯する
ことができ、また、逆方向への傾動を開始するまでは炉
を停止させているので、逆方向への傾動の開始の際に溶
湯に作用する慣性力が小さく、したがって、注湯量の再
現精度を向上させることができる。よって、鋳造作業を
自動化して製品の品質の安定と生産性の向上を図ること
ができる（請求項１）。

【００４３】さらに、保持炉から取り鍋へ一旦注湯して
から鋳型に鋳造するので、各鋳造毎に溶湯の量を確認す
ることができる。よって、溶湯不足による不良品の発生
および溶湯過多による事故の発生を未然に防止すること
ができ、また、鋳型の湯口が小さい場合であっても容易
に注湯することができる（請求項２）。また、注湯速度
を高めて溶湯の冷却を防止しかつ製造効率を向上させる
ことができ、しかも注湯速度を制限してスプラッシュの
発生を防止することができるとともに、溶湯の流出速度
が一定であるから、注湯量の調整を容易に行うことがで
きる（請求項４）。さらに、溶湯の流出速度を正確に算
出して確実に一定にすることができる（請求項５）。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の鋳造装置における保持炉を示す斜視図
である。

【図２】実施例の鋳造装置の制御回路の概略を示すブロ
ック図である。

【図３】実施例の鋳造装置における小取り鍋機構を示す
斜視図である。

【図４】実施例の保持炉の傾斜角度と当該傾斜角度から
１゜傾斜させたときに保持炉から流出する溶湯の量との
関係を示す線図である。

【図５】実施例の保持炉の傾斜角度と、当該傾斜角度か
ら１゜傾斜させたときに保持炉から流出する溶湯の量と
の関係および保持炉からの溶湯の流出速度を一定にする
ための保持炉の傾動速度との関係を対比して説明するた
めの線図である。

【図６】保持炉の傾斜角度によって１゜あたりの溶湯の
注湯量が変わっていく状態を説明するための図である。

【図７】保持炉のフロントチルトおよびバックチルトを
説明するための図である。

【図８】保持炉に貯留された溶湯を取り鍋へ注湯して取
り鍋を鋳型へ搬送するまでの工程を説明するための図で
ある。

【図９】小取り鍋から鋳型へ注湯して次の鋳造のために
小取り鍋に注湯するまでの工程を説明するための図であ
る。

【図１０】小取り鍋に再び注湯された溶湯を鋳型へ搬送
して注湯するまでの工程を説明するための図である。

【符号の説明】

Ａ…保持炉（炉）、Ｂ…小取り鍋機構、Ｈ…溶湯、Ｍ…
鋳型、５…パワーシリンダ（傾動手段）、１０…コント
ローラ（制御手段）、３０…ロードセル（検出手段）、
３２…小取り鍋。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小林由長野県長野市大字入山624 (72)発明者太田昭男千葉県船橋市高野台２−19−38 (72)発明者黒須博福島県会津若松市門田町黒岩字大坪72−１大坪団地17棟７号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶湯を貯留する炉と、この炉を傾動させ
ることにより上記溶湯を注湯する傾動手段と、注湯した
溶湯の重量を検出する検出手段と、鋳型に注湯する溶湯
の総重量の所定の割合まで注湯したときに上記炉の傾動
を停止し、その状態で注湯を継続して上記総重量の所定
の割合まで注湯したときに、炉を上記傾動の方向と逆方
向へ傾動させて注湯を停止する制御手段とを備えたこと
を特徴とする鋳造装置。
【請求項２】上記炉から注湯される取り鍋と、この取
り鍋を移動させて鋳型へ注湯する移動手段を備え、上記
制御手段は、１つの上記鋳型に必要な溶湯を計量して上
記取り鍋へ注湯させることを特徴とする請求項１に記載
の鋳造装置。
【請求項３】上記炉から直接注湯される鋳型を備え、
上記制御手段は、１つの上記鋳型に必要な溶湯を計量し
て上記鋳型へ注湯させることを特徴とする請求項１に記
載の鋳造装置。
【請求項４】上記制御手段は、上記炉の傾斜角度に応
じて上記傾動速度を変化させることにより、上記炉から
注湯される溶湯の流出速度を一定にするように制御する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
鋳造装置。
【請求項５】上記制御手段は、上記炉の傾斜角度と当
該傾斜角度から単位角度傾動させたときの上記溶湯の流
出量との関係とを記憶するとともに、上記溶湯の積算出
湯量を算出し、上記溶湯の流出量をＧｅ、鋳造のために
必要な溶湯の量をＧ、上記溶湯の注湯のために上記炉を
傾動させる時間をＴｔ、上記傾動の速度をＳｔ、上記傾
動の方向と逆方向へ傾動させる時間をＴｂ、上記逆方向
への傾動速度をＳｂとし、かつ、上記Ｇ、Ｔｔ、Ｔｂ、
Ｓｂを一定としたときに、下記関係式によりＳｔを算出
し、その算出した速度で上記炉を傾動させることを特徴
とする請求項４に記載の鋳造装置。Ｔｔ＝Ｔｂ*Ｓｂ／Ｓｔ＋（Ｇ／Ｇｅ）／Ｓｔ