JPH10244353A

JPH10244353A - 溶融金属の給湯装置

Info

Publication number: JPH10244353A
Application number: JP4604997A
Authority: JP
Inventors: Genzo Kawashima; 元三河島; Yasuo Mizunaga; 康雄水永; Sadayuki Dannoura; 貞行檀浦
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1997-02-28
Filing date: 1997-02-28
Publication date: 1998-09-14

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】保持炉の溶湯を密封状態で、一定量を射出スリ
ーブに正確円滑に給湯できる溶融金属給湯装置。【解決手段】溶湯を貯蔵し加熱・保温する保持炉１０
と、その内に設けられその内の溶湯に浸漬され底部に連
通・遮断自在な開口部２０ａを有する給湯容器２０と、
それと射出スリーブ４とを接続する給湯配管５０と、給
湯容器２０内に設けられ、その内の溶湯の液面高さを検
知する液面高さ検知装置３０と、給湯容器２０内へ圧縮
気体を注入する圧縮気体供給装置４０と、開口部２０ａ
の開閉制御ならびに液面高さ検知装置３０の検知信号に
基づいて圧縮気体の注入・停止を司る制御装置６０とか
らなり、液面高さ検知装置３０は、溶湯液面の昇降に応
じて昇降するフロート３２と、その上端に下端が接続さ
れたフロートロッド３２ａを上下方向自在に嵌装し案内
するロッドガイド３４とフロートロッド３２ａの上端に
配設された浮力検知センサ３０ａとで形成された溶融金
属給湯装置１００。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
やマグネシウム合金などの溶融金属の給湯装置に係り、
特に、保持炉内に貯蔵された溶融金属の溶湯を、所望の
一定量ずつダイカストマシン等の射出スリーブに給湯す
ることができる溶融金属の給湯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイカストマシンの射出スリーブ
にアルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金の溶
融金属の溶湯を給湯する場合は、たとえば、ダイカスト
マシンの近傍に専用の保持炉を設置し、この保持炉から
レードル（とりべ）により、一定量の溶湯を汲み取り計
量、搬送、注湯を行なう方法が実用化の主流をなしてお
り、たとえば、特公昭６０−２５２２０号公報に詳述さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなレードルを使用する給湯方法では、次のような欠
点がある。（１）計量・搬送・注湯中に、溶湯が外気に曝され、酸
化が進行するとともに、溶湯温度の低下を招く。（２）射出スリーブの上部開口部より溶湯を注湯するた
め、溶湯の落下距離により空気の巻き込みを生じるとと
もに、泡立ちが起こり溶湯の清浄度が低下する。また、
ダイカストマシン近くに大容量の保持炉を上部が開口し
たまま設置し、給湯作業が間欠的に行なわれるため、周
囲への熱放散が大きく作業環境の悪化を招くばかりでな
く、熱効率の低下を招来していた。このため、密閉式で
熱放散が少なく、かつ、一定の給湯量を能率良く射出ス
リーブへ供給できる溶融金属の給湯装置が待望されてい
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明における溶融金属の給湯装置は、型締装置
によって開閉自在な金型装置の金型キャビティへ溶融金
属の溶湯を射出する射出スリーブに、一定量の溶湯を給
湯する溶融金属の給湯装置であって、溶湯を貯蔵し加熱
・保温する保持炉と、該保持炉内に設けられ該保持炉内
の溶湯に浸漬され底部に連通・遮断自在な開口部を有す
る給湯容器と、該給湯容器と射出スリーブとを接続する
給湯配管と、該給湯容器内に設けられ該給湯容器内の溶
湯の液面高さを検知する液面高さ検知装置と、該給湯容
器内へ圧縮気体を注入する圧縮気体供給装置と、前記開
口部の開閉制御ならびに該液面高さ検知装置の検知信号
に基づいて圧縮気体の注入・停止を司る制御装置とから
なり、該液面高さ検知装置は、溶湯液面の昇降に応じて
受ける浮力の変化するフロートと該フロートの上端に下
端が接続されたフロートロッドを上下方向移動自在に嵌
装し案内するロッドガイドと該フロートロッドの上端に
配設された浮力検知センサとで形成されたものとした。

【０００５】また、第２の発明の溶融金属の給湯装置で
は、ロッドガイドのフロートロッド貫通孔の内周面とこ
れに対向するフロートロッド外周面に、それぞれ同じ極
性を向けて複数個の永久磁石を配設して磁力の反発力に
よりフロートロッドの上下方向移動の円滑化を図った液
面高さ検知装置を備えた構成とした。さらに、第３の発
明の溶融金属の給湯装置では、ロッドガイドのフロート
ロッド貫通孔の内周面に、フロートロッドに向けて圧縮
気体を噴射する複数個の圧縮気体噴射口を備えた構成と
した。さらに、第４の発明では、ロッドガイドのフロー
トロッド貫通孔の内周面とフロートロッド外周面との間
に圧縮気体を注入する圧縮気体配管を設け、該内周面と
該外周面の間を非接触状態または摩擦抵抗の少ない状態
にして支持するようにした。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の溶融金属の給湯装置は、
金型キャビティへ溶融金属の溶湯を射出する射出スリー
ブに、一定量の溶湯を給湯する溶融金属の給湯装置であ
って、溶湯を貯蔵し加熱・保温する保持炉と、該保持炉
内に設けられ該保持炉内の溶湯に浸漬され底部に連通・
遮断自在な開口部を有する給湯容器と、該給湯容器と射
出スリーブとを接続する給湯配管と、該給湯容器内に設
けられ該給湯容器内の溶湯の液面高さを検知する液面高
さ検知装置と、該給湯容器内へ圧縮気体を注入する圧縮
気体供給装置と、前記開口部の開閉制御ならびに該液面
高さ検知装置の検知信号に基づいて圧縮気体の注入・停
止を司る制御装置とからなり、該液面高さ検知装置は、
溶湯液面の昇降に応じて昇降するフロートと該フロート
の上端に下端が接続されたフロートロッドを上下方向移
動自在に嵌装し案内するロッドガイドと該フロートロッ
ドの上端に配設された浮力検知センサとで形成されたも
のとしたため、保持炉の溶湯を外気に触れることなく、
給湯配管へ必要量を搬送することができる。

【０００７】また、第２の発明の装置では、ロッドガイ
ドのフロートロッド貫通孔の内周面とこれに対向するフ
ロートロッド外周面に、それぞれ同じ極性を向けて複数
個の永久磁石を配設し、互いの永久磁石の反発力により
フロートロッドとロッドガイド間が非接触状態または極
めて摩擦抵抗の少ない状態で支持されるようにして、フ
ロートにかかる浮力の変化が浮力検知センサへ精度よく
伝達され、液面高さ測定精度が高くなり、給湯量の制御
が高精度に実施される構成とした。また、第３の発明で
は、ロッドガイドのフロートロッド貫通孔の内周面に、
フロートロッドに向けて圧縮気体を噴射する複数個の圧
縮気体噴射口を備えた構成としたため、圧縮気体の噴射
力をフロートロッド外周面に作用させることにより、フ
ロートロッドとロッドガイド間が非接触状態または極め
て摩擦抵抗の少ない状態で支持されるので、フロートに
かかる浮力の変化が浮力検知センサへ精度よく伝達さ
れ、液面高さ測定精度が高くなり、給湯量の制御が高精
度に実施される。また、第４の発明では、ロッドガイド
のフロートロッド貫通孔の内周面とフロートロッド外周
面との間に圧縮気体を注入する圧縮気体配管を設け、該
内周面と該外周面の間を非接触状態または摩擦抵抗の少
ない状態にして支持するので、フロートにかかる浮力の
変化が浮力検知センサへ精度よく伝達され、液面高さ測
定精度が高くなり、給湯量の制御が高精度に実施され
る。

【０００８】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例の詳細に
ついて説明する。図１〜図７はいずれも本発明の実施例
に係り、図１は溶融金属給湯装置の全体構成図、図２は
給湯方法の作業手順を示すフローチャート、図３は給湯
前の溶融金属給湯装置の縦断面図、図４は給湯時の溶融
金属給湯装置の縦断面図、図５はロッドガイドの平面
図、図６および図７は他の実施例を示すロッドガイドの
縦断面図である。

【０００９】図１に示すように、溶融金属給湯装置（以
下、給湯装置という）１００は、溶融金属Ｍを貯溜し保
持する保持炉１０と、保持炉１０内に浸漬された給湯容
器２０と、給湯容器２０内に配設された浮力検知センサ
３０と、給湯容器２０内に圧縮気体を供給する圧縮気体
供給装置４０と、給湯配管５０と、制御装置６０とで構
成される。

【００１０】保持炉１０は、金属容器に溶融金属（溶
湯）Ｍの溶湯を貯溜し、上部の開口部を上蓋１０Ａおよ
び密閉蓋１０Ｂで被覆するようになっており、この保持
炉１０内に溶湯Ｍに浸漬される状態で、底部に開口部２
０ａを備えた直立円筒状の給湯容器２０が配設される。
給湯容器２０の開口部２０ａは、エアシリンダ２４によ
って昇降自在な溶湯補給弁２２によって開閉され、保持
炉１０内の溶湯Ｍの給湯容器２０内への連通・遮断が行
なわれる。

【００１１】また、給湯容器２０内には、溶湯液面高さ
を検知するための液面高さ検知装置３０が装備される。
すなわち、給湯容器２０内には、フロート３２が自重に
打ち克って常時上向きに浮力をうけるよう溶湯Ｍ内に浸
漬された状態に配設される。フロート３２の上端より上
方に伸びるフロートロッド３２ａは、密閉蓋１０Ｂを貫
通してロッドガイド３４により上下方向昇降自在に配設
され、密閉蓋１０Ｂの上部の浮力検知センサ３０ａに連
結され、フロート３２にかかる浮力を検知し、給湯容器
２０内の溶湯液面高さを検知する。

【００１２】フロートロッド３２ａを案内し、溶湯液面
高さの変化に伴なう浮力の変化を浮力検知センサ３０ａ
に精度よく伝えるために、本発明では、ロッドガイド３
２を次のような構成とした。

【００１３】その第１の実施例（第２の発明に相当）
は、図５に示すように、フロートロッド３２ａの外周面
に、同じ極性が外側（たとえば、Ｎ極）を向くように複
数個の永久磁石７０ａを円周方向および軸方向に配列す
る。一方、これに対向する貫通孔の内周面には、永久磁
石７０ａと同じ極性（Ｎ極）を内側に向けて複数個の永
久磁石７０ｂを円周方向および軸方向に配列する。この
ように永久磁石７０ａ、７０ｂを配列することによっ
て、フロートロッド３２ａとロッドガイド３４とは常に
永久磁石７０ａ、７０ｂの磁力による反発力を受け、フ
ロートロッド３２ａはロッドガイド３４に対して非接触
状態または低摩擦状態に支持される。

【００１４】第２の実施例（第３の発明に相当）は、図
６に示すように、ロッドガイド３４の内周面にフロート
ロッド３２ａに向けて圧縮気体を噴射する複数個の圧縮
気体噴射口８０を備え、ロッドガイド３４の外周部に設
けた圧縮気体室８０ａへ圧縮気体配管８０ｂを通じて供
給した圧縮気体の噴射力がフロートロッド３２ａの外周
面に略等間隔に均等に作用するので、上記と同様に、フ
ロートロッド３２ａのロッドガイド３４に対して、非接
触状態または低摩擦状態に支持される。第３の実施例
（第４の発明に相当）は、図７に示すように、ロッドガ
イド３４の内周面略中央部に圧縮気体配管８０ｂを通じ
て供給される圧縮気体を導く圧縮気体室８０ｃを設け
て、圧縮気体の圧力を負荷させることにより、フロート
ロッド３２ａはロッドガイド３４に対して非接触状態ま
たは低摩擦状態に支持される。

【００１５】さらに、給湯容器２０には、圧縮気体供給
装置４０によって供給される、たとえば、窒素ガス、炭
酸ガスやあるいはアルゴンガス等の不活性気体を加圧し
た状態で給湯容器２０へ注入する圧縮気体注入配管が接
続される。そして、給湯容器２０内に、最下端部に逆止
弁５２を備えた溶湯移送用の給湯配管５０がダイカスト
マシン１の射出スリーブ４の下端に連絡接続される。給
湯配管５０の外周には、溶湯移送中に配管内溶湯の温度
低下を防止するために、ヒータ５０ａが周設される。

【００１６】制御装置６０は、このように構成された溶
融金属給湯装置１００の操業に際して、給湯作業を円滑
化し、遠隔操作で自動的に保持炉内の溶湯を給湯容器２
０に取り込み、給湯容器内溶湯液面高さの測定信号を受
信して、以下、一定量の溶湯を射出スリーブ４へ搬送す
る場合の操作指令信号を各種駆動手段（エアシリンダ２
４、圧縮気体供給装置４０、射出スリーブ４のピストン
４Ａ駆動用の射出シリンダ５の油圧ユニット６等）へ伝
達して、順序起動を行わせるものである。

【００１７】以上のように構成された溶融金属給湯装置
１００の給湯方法について、次に説明する。図２は、給
湯方法の作業手順のフローチャートを示すもので、ま
ず、最初に、給湯量を制御装置６０へ入力すると、制御
装置６０はこの決定された給湯量に相当する浮力の変化
値による給湯容器２０内の溶湯液面レベル降下量（これ
を設定降下量という）を演算し、記憶する。このような
前準備を終えた後、作業開始指令を制御装置６０へ与え
ると、エアシリンダ２４に上昇指令が出されるとともに
溶湯補給弁タイマがスタートし、溶湯補給弁２２は開状
態となり、保持炉１０内の溶湯に浸漬された給湯容器２
０の内部に開口部２０ａより溶湯が取り込まれる。図３
はこの状態を示している。

【００１８】一定時間経過し、給湯容器２０内の溶湯液
面レベルが保持炉１０の液面レベルと同一となると給湯
容器２０内への溶湯の浸入が終了しフロート３２に所定
の浮力が働く。前記溶湯補給弁タイマがタイムアウトす
ると、エアシリンダ２４へ下降指令が出され、溶湯補給
弁２２が全閉する。なお、給湯容器２０へ取り込む溶湯
液面レベルは、保持炉の溶湯液面レベルと同一でなく、
別個に設定した液面レベルとしてもよい。

【００１９】この状態で、ダイカストマシン１の鋳込準
備完了信号が制御装置６０へ入力されると、次に、圧縮
気体の給湯容器２０内への注入が始まり、溶湯液面は加
圧され給湯容器２０内の溶湯は、逆止弁５２を自らの押
圧力で開いて給湯配管５０を経由して射出スリーブ４内
へ導入される。図４は給湯時の状態を示している。この
ようにして溶湯の移送が暫く継続し、やがて液面高さ検
知装置３０で検知していた浮力の変化値による給湯容器
内液面レベルの降下量（図３の液面レベルＬ₁と図４の
Ｌ₂との差異）が設定の給湯量に相当する浮力の変化値
に達すると、この情報により制御装置６０を介して圧縮
気体供給装置４０へ操作指令が発信され、これまで続い
ていた圧縮気体の供給が停止されるとともに、給湯容器
２０内の圧力解放が行なわれる。すると、給湯配管５０
内の溶湯は自重により逆止弁５３を閉止して給湯配管５
０と給湯容器２０との連通が遮断される。このようにし
て、所定の給湯量の溶湯が射出スリーブ４へ供給され、
１ショットの給湯作業が終了する。

【００２０】射出スリーブ４への規定量の溶湯が終わる
と、射出プランジャ４Ａが前進し、溶湯が金型キャビテ
ィ３内へ射出される。このとき、射出プランジャ４Ａの
前進により給湯配管５０内の溶湯と射出スリーブ４との
連通が遮断される。射出充填が完了すると加圧され一定
時間の冷却凝固時間の経過後に、型開され鋳造品が製品
として取り出される。

【００２１】次回のショットに際して、給湯量が変更さ
れない場合は、上述の作業手順が繰り返され、給湯量が
変更される場合は、あらたに給湯量を制御装置６０へ最
入力して同様な作業を行なう。

【００２２】以上説明したように、本発明の溶融金属の
給湯装置においては、空気など溶湯の酸化による劣化を
促す外気に触れることなく、一定の溶湯を密封状態で、
円滑に能率よく射出スリーブ４へ搬送できる。また、第
２や第３や第４の発明では、フロート３２の溶湯液面高
さの変化に伴なう浮力の変化が浮力検知センサ３０ａに
精度よく伝わるために、正確な液面高さ測定が実施され
るので、給湯量の制御が精度よく行なわれる。

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、外気に
触れることなく、射出スリーブに一定量の溶湯を遠隔操
作で自動的に能率よく搬送できるから、運転操作性とメ
ンテナンス性が向上するとともに、高品質の鋳造品が得
られる。また、毎回の給湯量が正確であるから、製品品
質の均質化が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る溶融金属給湯装置の全体
構成図である。

【図２】本発明の実施例に係る給湯方法の作業手順を示
すフローチャートである。

【図３】本発明の実施例に係る給湯前の溶融金属給湯装
置の縦断面図である。

【図４】本発明の実施例に係る給湯時の溶融金属給湯装
置の縦断面図である。

【図５】本発明の実施例に係るロッドガイドの平面図で
ある。

【図６】本発明の他の実施例に係るロッドガイドの縦断
面図である。

【図７】本発明の別の他の実施例に係るロッドガイドの
縦断面図である。

【符号の説明】

１ダイカストマシン２金型２Ａ固定金型２Ｂ可動金型３金型キャビティ４射出スリーブ４Ａ射出プランジャ５射出シリンダ６油圧ユニット１０保持炉１０Ａ上蓋１０Ｂ密閉蓋２０給湯容器２０ａ開口部２２溶湯補給弁２４エアシリンダ３０液面高さ検知装置３０ａ浮力検知センサ３２フロート３２ａフロートロッド３４ロッドガイド３６弁体４０圧縮気体供給装置４２圧縮気体注入配管５０給湯配管５０ａヒータ５２逆止弁６０制御装置７０ａ永久磁石７０ｂ永久磁石８０圧縮気体噴射口８０ａ圧縮気体室８０ｂ圧縮気体配管８０ｃ圧縮気体配管１００溶融金属給湯装置（給湯装置）Ｌ₁ 液面レベル（給湯前）Ｌ₂ 液面レベル（給湯完了後）Ｍ溶融金属（溶湯）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者檀浦貞行山口県宇部市大字小串字沖の山1980番地宇部興産株式会社機械・エンジニアリング事業本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】型締装置によって開閉自在な金型装置の
金型キャビティへ溶融金属の溶湯を射出する射出スリー
ブに、一定量の溶湯を給湯する溶融金属の給湯装置であ
って、溶湯を貯蔵し加熱・保温する保持炉と、該保持炉内に設
けられ該保持炉内の溶湯に浸漬され底部に連通・遮断自
在な開口部を有する給湯容器と、該給湯容器と射出スリ
ーブとを接続する給湯配管と、該給湯容器内に設けられ
該給湯容器内の溶湯の液面高さを検知する液面高さ検知
装置と、該給湯容器内へ圧縮気体を注入する圧縮気体供
給装置と、前記開口部の開閉制御ならびに該液面高さ検
知装置の検知信号に基づいて圧縮気体の注入・停止を司
る制御装置とからなり、該液面高さ検知装置は、溶湯液面の昇降に応じて昇降す
るフロートと該フロートの上端に下端が接続されたフロ
ートロッドを上下方向移動自在に嵌装し案内するロッド
ガイドと該フロートロッドの上端に配設された浮力検知
センサとで形成された溶融金属の給湯装置。
【請求項２】ロッドガイドのフロートロッド貫通孔の
内周面とこれに対向するフロートロッド外周面に、それ
ぞれ同じ極性を向けて複数個の永久磁石を配設して磁力
の反発力によりフロートロッドの上下方向移動の円滑化
を図った液面高さ検知装置を備えた請求項１記載の溶融
金属の給湯装置。
【請求項３】ロッドガイドのフロートロッド貫通孔の
内周面に、フロートロッドに向けて圧縮気体を噴射する
複数個の圧縮気体噴射口を備えた請求項１記載の溶融金
属の給湯装置。
【請求項４】ロッドガイドのフロートロッド貫通孔の
内周面とフロートロッド外周面との間に圧縮気体を注入
する圧縮気体配管を設け、該内周面と該外周面の間を非
接触状態または摩擦抵抗の少ない状態にして支持する請
求項１記載の溶融金属の給湯装置。