JPH11197814A - 半凝固金属の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所望のスラリーを効率的かつ経済的に製造する
ことを可能にする。 【解決手段】所定量の溶湯１２が断熱性るつぼ１８に供
給された後、この溶湯１２の温度以下の所定温度に冷却
された冷し金４６が、前記溶湯１２内に浸漬されるとと
もに回転する。このため、溶湯１２は、冷却されながら
撹拌されて冷却に指向性を有することがなく、全体的に
均一かつ有効にスラリー化した半凝固金属２０が得られ
る。この半凝固金属２０は、断熱性るつぼ１８から離脱
され、成形機２２に供給されて成形処理が施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属から所定
のスラリーを得るための半凝固金属の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、アルミニウムやマグネシウ
ム、またはそれぞれの合金等の溶融金属を使用し、成形
用に１ショット分の半凝固金属、すなわち、スラリーを
製造する作業が行われている。スラリーを使用した成形
作業では、特に成形品の表面精度に優れる等の利点があ
ることが知られている。この種のスラリーを製造するた
めに、例えば、チクソキャスト法およびレオキャスト法
が広く採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
チクソキャスト法では、専用のビレットおよび再加熱装
置が必要となっている。このため、材料コストおよび設
備コストが相当に高騰するとともに、製造作業全体が煩
雑であるという問題が指摘されている。

【０００４】一方、上記のレオキャスト法は、連続バッ
チ方式により大量製造を行うものであり、その冷却は、
水冷された冷却部に溶湯を接触させながら排出すること
により行われている。このため、スラリーの温度が冷却
の始めと終わりとでは異なってしまい、前記スラリーの
温度管理が精密に遂行されないという問題がある。

【０００５】また、成形機内で冷却、加熱および撹拌に
よりスラリーを製造する方法も知られているが、サイク
ルタイムが長くなるとともに、特にショット重量が増大
するという不具合が生じている。

【０００６】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、所望のスラリーを効率的かつ経済的に製造するこ
とが可能な半凝固金属の製造方法を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係る半凝固金属の製造方法では、所定量
の溶融金属が断熱性るつぼに供給された後、前記るつぼ
内の前記溶融金属が、該溶融金属の温度以下の所定温度
に冷却された冷却部材を介して冷却されるとともに、該
溶融金属が撹拌される。このため、断熱性るつぼ内で
は、溶融金属が冷却の指向性を有することなく全体的に
均一かつ確実にスラリー化し、再加熱を不要にして所望
の半凝固金属を効率的に得ることができる。

【０００８】また、本発明では、冷却部材がるつぼ内で
回転されることにより、前記るつぼ内の溶融金属が円滑
に撹拌されることになる。さらに、冷却および撹拌に使
用された冷却部材は、るつぼから離脱された後に凝固物
除去処理および乾燥処理が施されるとともに、必要に応
じてコーティング処理が行われる。これにより、冷却部
材は、常時、良好な状態で繰り返し使用され、高品質な
半凝固金属を連続的に製造することが可能になる。

【０００９】さらにまた、冷却部材の外形が円柱形に設
定されるとともに、下方に向かって抜き勾配を有してい
る。従って、溶融金属による冷却部材の損耗を低減し得
るとともに、前記冷却部材を半凝固金属中から確実に抜
き取ることができる。

【００１０】また、冷却部材を断熱性るつぼ内に挿入す
るとともに、前記断熱性るつぼの開放端を蓋部材で閉塞
している。このため、冷却および撹拌中に、溶湯表面が
酸化したり、この溶湯中に空気が混入することを確実に
阻止することが可能になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る半凝固金属の製造方法を実施するための製造装置
１０の概略斜視説明図であり、図２は、前記製造装置１
０の平面説明図である。

【００１２】製造装置１０は、アルミニウム、その合
金、マグネシウム、またはその合金等の溶融金属からな
る溶湯１２を保持する溶湯保持炉１４と、この溶湯保持
炉１４内から所定量（１ショット分）の溶湯１２を汲み
出す溶湯汲み出しロボット１６と、前記溶湯汲み出しロ
ボット１６により汲み出された該溶湯１２を所定の断熱
性るつぼ１８に注湯するとともに、前記るつぼ１８内で
所望のスラリー状態になった半凝固金属２０を成形機２
２の図示しないキャビテイに連通するスラリー投入口２
４に供給する供給ロボット２６と、前記るつぼ１８を配
置して該るつぼ１８内の溶湯１２を冷却および撹拌する
第１〜第４撹拌機２８ａ〜２８ｄとを備える。

【００１３】溶湯汲み出しロボット１６は、図１および
図３に示すように、支柱３０上に旋回自在に設けられる
アーム３２を備え、このアーム３２の先端にラドル３４
が傾動可能に装着される。供給ロボット２６は、第１〜
第４撹拌機２８ａ〜２８ｄの配列方向（矢印Ａ方向）に
延在するレール３６に沿って進退自在である。供給ロボ
ット２６は多関節型ロボットであり、その先端には、断
熱性るつぼ１８を保持可能な把持部３８が装着されてい
る。

【００１４】第１撹拌機２８ａは、るつぼ１８を離脱自
在に配置するるつぼ受台４０を備える。このるつぼ受台
４０は、図４に示すように、るつぼ１８を収容するため
の凹部４２を設けるとともに、前記るつぼ受台４０の内
部には、前記凹部４２に配置されるるつぼ１８を周回す
るようにしてヒータ４４が埋設されている。

【００１５】るつぼ受台４０の上方には、撹拌機能を兼
ねた冷し金（冷却部材）４６が駆動部４８を介して取り
外し可能に配置される。冷し金４６は、溶湯１２として
使用される、例えば、アルミニウム溶湯の溶湯温度で溶
けない材質、例えば、銅やステンレス等により構成され
ている。この冷し金４６の外形は、円柱形状に設定され
るとともに、下方に向かって抜き勾配を有している。

【００１６】冷し金４６は、駆動部４８に対しセラミッ
ク製カプラ４９を介して着脱自在であり、この駆動部４
８がるつぼ受台４０上で昇降するとともに、前記冷し金
４６を回転駆動する。

【００１７】なお、第２〜第４撹拌機２８ｂ〜２８ｄ
は、上記の第１撹拌機２８ａと同様に構成されており、
同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細
な説明は省略する。

【００１８】各冷し金４６は、第１〜第４撹拌機２８ａ
〜２８ｄに設けられている各駆動部４８に対して着脱自
在であり、前記冷し金４６は、溶湯１２の撹拌および冷
却を行う毎（１ショット毎）に、前記駆動部４８から取
り外されて冷し金処理装置５０に送られる。

【００１９】図５に示すように、冷し金処理装置５０
は、駆動部４８から離脱された冷し金４６を冷却油等の
冷却媒体により冷却するための冷却槽５２と、冷却後の
前記冷し金４６にエアブローを行ってその表面からアル
ミニウム凝固物を除去するためのエアブロー手段５４
と、エアブロー後の前記冷し金４６をセラミック材のコ
ーティング液内に浸漬させるコーティング槽５６と、コ
ーティング後の該冷し金４６をヒータ５８により乾燥さ
せる乾燥手段６０とを備える。

【００２０】このように構成される製造装置１０の動作
について、以下に説明する。なお、製造装置１０による
量産システムのタイムテーブルが、図６に示されてい
る。

【００２１】先ず、溶湯保持炉１４内で溶湯１２が６５
０℃程度に加熱保持された状態で、溶湯汲み出しロボッ
ト１６が駆動される。図３に示すように、溶湯汲み出し
ロボット１６では、アーム３２の作用下にラドル３４が
溶湯保持炉１４内に挿入され、このラドル３４が傾動す
ることにより１ショット分の溶湯１２が該ラドル３４に
より汲み出される。溶湯１２を汲み出したラドル３４
は、注湯位置（図３中、二点鎖線位置参照）に移動され
る一方、この注湯位置には、供給ロボット２６が把持部
３８により空のるつぼ１８を保持して配置されている
（図１参照）。

【００２２】そこで、ラドル３４が傾動され、供給ロボ
ット２６に保持されているるつぼ１８内に１ショット分
の溶湯１２が注湯される。次いで、供給ロボット２６
は、るつぼ１８を第１〜第４撹拌機２８ａ〜２８ｄの所
定の位置、例えば、前記第１撹拌機２８ａを構成するる
つぼ受台４０の凹部４２に挿入する。るつぼ受台４０で
は、ヒータ４４が駆動されて予め所定の温度に維持され
ており、凹部４２に配置されるるつぼ１８内の溶湯１２
が周囲から一挙に冷却されることを防止している。

【００２３】第１撹拌機２８ａでは、冷し金４６が、水
分除去および冷却条件の安定化のために予め１００℃程
度に加熱保持されており、前記冷し金４６が、駆動部４
８を介して比較的低速で所定方向に回転しながらるつぼ
１８内の溶湯１２中に浸漬される。その後、駆動部４８
の作用下に冷し金４６が溶湯１２中で回転速度を上げる
ことにより、この溶湯１２を冷却しながら迅速に撹拌す
る。

【００２４】冷し金４６が、予め設定された時間だけ、
あるいはスラリー供給信号が入力されるまで溶湯１２の
撹拌を行った後、この冷し金４６が回転しながらるつぼ
１８から引き上げられる。このため、断熱性るつぼ１８
内には、全体的に一定温度に保持された半凝固金属２０
が得られる。

【００２５】なお、上記の半凝固金属２０の製造工程に
おいて、るつぼ１８内の雰囲気、前記るつぼ１８の温
度、溶湯１２のセンター温度、前記溶湯１２の端部温
度、および冷し金４６の温度は、図７に示されるように
変化している。

【００２６】一方、供給ロボット２６は、第１〜第４撹
拌機２８ａ〜２８ｄの中、所望のスラリー状態に冷却お
よび撹拌された半凝固金属２０を有する、例えば、第４
撹拌機２８ｄに対応して移動される。第４撹拌機２８ｄ
では、駆動部４８が上方に待機するとともに、冷し金４
６が取り外されており、供給ロボット２６は、この第４
撹拌機２８ｄのるつぼ受台４０に配置されているるつぼ
１８を把持し、このるつぼ１８を前記第４撹拌機２８ｄ
から取り出す（図８参照）。

【００２７】さらに、供給ロボット２６は、把持部３８
により把持されているるつぼ１８を成形機２２のスラリ
ー投入口２４に対して配置した後、このるつぼ１８を反
転させる。これにより、るつぼ１８内の半凝固金属２０
は、スラリー投入口２４に向かって落下供給される（図
９参照）。そして、成形機２２では、半凝固金属２０を
用いた成形処理が行われ、所定の成形品が得られること
になる。

【００２８】供給ロボット２６は、空になったるつぼ１
８をエアブロー位置に移動してエアブロー処理を施すこ
とにより、この断熱性るつぼ１８内に残存するアルミニ
ウムが除去される。次いで、るつぼ１８の内部にセラミ
ック材等によるコーティングが行われた後、このるつぼ
１８が注湯位置に配置される。

【００２９】第１撹拌機２８ａでは、溶湯１２の冷却お
よび撹拌を行って上方に取り出された冷し金４６が、駆
動部４８から離脱されてロボット等により冷し金処理装
置５０に移送される（図５中、（ａ）参照）。この冷し
金処理装置５０では、図５中、（ｂ）に示すように、冷
し金４６が、先ず、冷却槽５２内に浸漬されて冷却処理
が行われた後、エアブロー手段５４を介してこの冷し金
４６の表面に付着しているアルミニウム凝固物の除去が
行われる（図５中、（ｃ）参照）。さらに、冷し金４６
は、図５中、（ｄ）に示すように、コーティング槽５６
内のコーティング液に浸漬されてその表面にセラミック
材がコーティングされる。冷し金４６の表面が溶湯１２
と反応することを防止するとともに、前記冷し金４６の
表面に付着するアルミニウム凝固物の除去が容易に遂行
されるからである。

【００３０】コーティング処理後の冷し金４６には、乾
燥手段６０を構成するヒータ５８の作用下に乾燥処理が
施されるとともに、この冷し金４６が所定の温度に加温
される（図５中、（ｅ）参照）。乾燥後の冷し金４６
は、駆動部４８に装着されて新たな溶湯１２の冷却およ
び撹拌作業に再使用される。

【００３１】この場合、第１の実施形態では、るつぼ１
８内の溶湯１２をこの溶湯１２の温度よりも低い温度に
保持された冷し金４６により冷却するとともに、この冷
し金４６を回転させて撹拌している。このため、溶湯１
２の冷却に指向性が発生することがなく、全体的に均一
かつ確実にスラリー化した半凝固金属２０を得ることが
でき、この半凝固金属２０を再加熱することなく成形機
２２のスラリー投入口２４に供給することが可能にな
る。

【００３２】これにより、常に安定した半凝固金属２０
を１ショット毎に得ることができ、しかも再加熱装置等
の設備が不要になって経済的かつ効率的に前記半凝固金
属２０を製造することが可能になるという効果が得られ
る。さらに、冷し金４６の外形が円柱形状に設定されて
おり、スラリー化する溶湯１２によりこの冷し金４６が
損耗することを有効に阻止することができる。また、冷
し金４６が下方に向かって抜き勾配を有しており、この
冷し金４６を半凝固金属２０から円滑に抜き取ることが
可能になる。

【００３３】なお、第１の実施形態では、冷し金４６の
表面に付着しているアルミニウム凝固物を除去するため
に、エアブロー手段５４を使用しているが、これに代替
して振動発生手段やサンドブラスト等を用いることがで
きる。

【００３４】また、第１の実施形態では、溶湯保持炉１
４と供給ロボット２６との間に１ショット分の溶湯を汲
み出すための溶湯汲み出しロボット１６を設けている
が、供給ロボット２６に保持されているるつぼ１８に溶
湯保持炉１４から１ショット分の溶湯１２を直接給湯す
るように構成すれば、この溶湯汲み出しロボット１６を
必ずしも用いなくてもよい。

【００３５】図１０は、本発明の第２の実施形態に係る
半凝固金属の製造方法を実施するための製造装置７０の
概略斜視説明図である。

【００３６】この製造装置７０は、分割型るつぼ８０
ａ、８０ｂと、このるつぼ８０ａ、８０ｂが収容される
分割型るつぼ受台８２ａ、８２ｂと、前記るつぼ８０
ａ、８０ｂ内に溶湯８４を給湯する給湯手段８６と、前
記るつぼ８０ａ、８０ｂ内の前記溶湯８４を冷却および
撹拌する撹拌機８８と、該るつぼ８０ａ、８０ｂを一体
的に保持して前記るつぼ受台８２ａ、８２ｂから取り出
すとともに、図示しない成形機に半凝固金属９０を送り
出すロボット９２とを備える。

【００３７】るつぼ８０ａ、８０ｂは、有底円筒体を直
径方向に２分割して構成されており、それぞれの外周部
には、対をなす鈎状突起部９４ａ、９４ｂと対をなす溝
部９６ａ、９６ｂとが軸方向に直線状に配設されてい
る。るつぼ８０ａ、８０ｂの合わせ面には、耐熱パッキ
ン９７が介装されている。

【００３８】るつぼ受台８２ａ、８２ｂは、有底円筒体
を直径方向に２分割して構成されており、それぞれの下
端側角部が支点９８ａ、９８ｂを介して設置面９９に対
し揺動自在に支持される。るつぼ受台８２ａ、８２ｂの
側部には、シリンダ１００ａ、１００ｂから延在するロ
ッド１０２ａ、１０２ｂが連結される一方、前記シリン
ダ１００ａ、１００ｂが設置面９９に対して傾動自在で
ある。るつぼ受台８２ａ、８２ｂが閉動された際にこれ
らの中に凹部１０４が一体的に構成されるとともに、前
記凹部１０４を周回してヒータ１０６ａ、１０６ｂが埋
設されている。

【００３９】給湯手段８６は、図示しない溶湯保持炉か
ら１ショット分の溶湯８４を汲み出すラドル１０８を備
えている。このラドル１０８は、溶湯８４の汲み出し位
置とるつぼ８０ａ、８０ｂへの注湯位置とに移動自在か
つ傾動可能に構成される。

【００４０】撹拌機８８は、例えば、ステンレス製の冷
し金１１０を備え、この冷し金１１０の外形が円柱状に
設定されるとともに、前記冷し金１１０が図示しない駆
動部を介して昇降および回転自在である。冷し金１１０
は、蓋部材１１２に回転自在に挿入されており、この蓋
部材１１２は、前記冷し金１１０と一体的に昇降可能で
ある。この蓋部材１１２は、通気性を有さない材質で構
成されることが望ましく、また、溶湯８４と接触する面
が平面あるいは中心部に向かって前記溶湯８４側に突出
する円錐乃至は角錐形状に設定される。

【００４１】ロボット９２を構成する手首部１１４に
は、シリンダ１１６ａ、１１６ｂが装着されている。シ
リンダ１１６ａ、１１６ｂから互いに逆方向に延在する
ロッド１１８ａ、１１８ｂに、鉛直下方向に向かってア
ーム部材１２０ａ、１２０ｂの端部が固着される。この
アーム部材１２０ａ、１２０ｂには、るつぼ８０ａ、８
０ｂのそれぞれの突起部９４ａ、９４ｂに挿入して係合
される一対の外側突起１２２ａ、１２２ｂと、前記るつ
ぼ８０ａ、８０ｂの溝部９６ａ、９６ｂに嵌合する一対
の内側突起１２４ａ、１２４ｂとが設けられる。

【００４２】このような構成において、第２の実施形態
では、先ず、図１１Ａに示すように、るつぼ受台８２
ａ、８２ｂが支点９８ａ、９８ｂを介して互いに開放さ
れた状態で、るつぼ８０ａ、８０ｂが前記るつぼ受台８
２ａ、８２ｂ間に挿入される。次に、シリンダ１００
ａ、１００ｂが駆動されてロッド１０２ａ、１０２ｂが
それぞれ前方に変位することにより、るつぼ受台８２
ａ、８２ｂが互いに近接する方向に揺動する。このた
め、るつぼ受台８２ａ、８２ｂ間に一体的に構成される
凹部１０４にるつぼ８０ａ、８０ｂが収容される。その
際、凹部１０４の寸法が、るつぼ８０ａ、８０ｂの外形
形状よりも僅かに小さく設定されており、るつぼ受台８
２ａ、８２ｂが互いに閉塞された状態で、前記るつぼ８
０ａ、８０ｂが耐熱パッキン９７を介装して互いに液密
に保持される。

【００４３】次いで、図１１Ｂに示すように、給湯手段
８６を構成するラドル１０８が、１ショット分の溶湯８
４を汲み出してるつぼ８０ａ、８０ｂ内に前記溶湯８４
を給湯する。ここで、るつぼ８０ａ、８０ｂは、るつぼ
受台８２ａ、８２ｂに埋設されているヒータ１０６ａ、
１０６ｂを介して所定温度（例えば、２８０℃）に昇温
保持されており、６５０℃〜７００℃に保持されたアル
ミニウム溶湯である溶湯８４が前記るつぼ８０ａ、８０
ｂ内に給湯される。

【００４４】一方、撹拌機８８では、冷し金１１０が水
分除去等のために１００℃に加熱されており、この冷し
金１１０が、図１１Ｃに示すように、るつぼ８０ａ、８
０ｂの上方から回転しながら下降する。このため、冷し
金１１０は、るつぼ８０ａ、８０ｂ内の溶湯８４を冷却
するとともに、前記溶湯８４を撹拌する。

【００４５】その際、冷し金１１０と一体的に蓋部材１
１２が下降し、この蓋部材１１２は、るつぼ８０ａ、８
０ｂの開放する上端側に配置される。これにより、冷し
金１１０による冷却および撹拌時に溶湯８４の表面が酸
化されることがなく、また、この溶湯８４中に空気が混
入することを確実に阻止することができる。

【００４６】所定時間だけ冷却および撹拌を行って所望
のスラリー状態を有する半凝固金属９０が得られた後、
冷し金１１０がるつぼ８０ａ、８０ｂから取り出される
一方、ロボット９２が前記るつぼ８０ａ、８０ｂ上に配
置される。このロボット９２では、手首部１１４を介し
てアーム部材１２０ａ、１２０ｂが下方向に移動し（図
１１Ｄ参照）、それぞれの外側突起１２２ａ、１２２ｂ
がるつぼ８０ａ、８０ｂの突起部９４ａ、９４ｂに嵌合
するとともに、それぞれの内側突起１２４ａ、１２４ｂ
が前記るつぼ８０ａ、８０ｂの溝部９６ａ、９６ｂに嵌
合する。

【００４７】次に、図１１Ｅに示すように、シリンダ１
００ａ、１００ｂの作用下に、るつぼ受台８２ａ、８２
ｂが互いに離間する方向に揺動し、凹部１０４に保持さ
れていたるつぼ８０ａ、８０ｂは、アーム部材１２０
ａ、１２０ｂに保持された状態で取り出される。手首部
１１４が成形機２２のスラリー投入口２４の上方に配置
された後、シリンダ１１６ａ、１１６ｂが駆動されてロ
ッド１１８ａ、１１８ｂが互いに離間する方向に変位す
る。

【００４８】従って、アーム部材１２０ａ、１２０ｂが
互いに離間する方向に変位し、前記アーム部材１２０
ａ、１２０ｂに保持されているるつぼ８０ａ、８０ｂが
互いに開放される。るつぼ８０ａ、８０ｂ内には、半凝
固金属９０が一体的に製造されており、この半凝固金属
９０は、前記るつぼ８０ａ、８０ｂが開放されることに
より落下してスラリー投入口２４に供給される（図１１
Ｆ参照）。

【００４９】このように、第２の実施形態では、るつぼ
８０ａ、８０ｂ内に給湯された１ショット分の溶湯８４
が、冷し金１１０により冷却されながら前記冷し金１１
０の回転作用下に撹拌されることにより、冷却に指向性
を有しない全体的に均一かつ良好なスラリー状態の半凝
固金属９０を得ることができる。しかも、冷し金１１０
による冷却および撹拌時に、るつぼ８０ａ、８０ｂの開
放端が蓋部材１１２により閉塞されるため、溶湯８４の
表面の酸化およびこの溶湯８４中への空気の混入を有効
に防止することが可能になる。これにより、高品質な半
凝固金属９０を効率的に得ることができるという効果が
得られる。

【００５０】さらに、分割型るつぼ８０ａ、８０ｂを備
えており、ロボット９２を構成するアーム部材１２０
ａ、１２０ｂが、このるつぼ８０ａ、８０ｂにそれぞれ
係合して該るつぼ８０ａ、８０ｂを開閉可能に構成して
いる。このため、スラリー投入口２４の上方でるつぼ８
０ａ、８０ｂを互いに離間する方向に移動させるだけ
で、半凝固金属９０を前記スラリー投入口２４に対し容
易かつ確実に落下供給することが可能になる。

【００５１】図１２は、本発明の第３の実施形態に係る
半凝固金属の製造方法を実施するための製造装置１３０
の概略斜視説明図である。

【００５２】この製造装置１３０は、分割型るつぼ１４
０ａ、１４０ｂと、分割型るつぼ受台１４２ａ、１４２
ｂと、前記るつぼ１４０ａ、１４０ｂを搬送するロボッ
ト１４４と、前記るつぼ１４０ａ、１４０ｂ内に１ショ
ット分の溶湯１４６を給湯する給湯手段１４８と、前記
るつぼ１４０ａ、１４０ｂ内の前記溶湯１４６を冷却す
るとともに撹拌する撹拌機１５０とを備える。

【００５３】るつぼ１４０ａ、１４０ｂの外周部には、
それぞれ対をなす突起部１５２ａ、１５２ｂが膨出形成
される一方、ロボット１４４を構成するロボットアーム
１５４ａ、１５４ｂには、前記突起部１５２ａ、１５２
ｂに挿入されかつこれを保持する機構が設けられてい
る。

【００５４】るつぼ受台１４２ａは、シリンダ１５６か
ら延在するロッド１５８に連結されるとともに、滑車１
６０を介して矢印方向に進退自在である。るつぼ受台１
４２ｂは設置面１６１に固定されている。るつぼ受台１
４２ａ、１４２ｂが互いに閉塞された際に、その内部に
凹部１６２が一体的に形成される。るつぼ受台１４２
ａ、１４２ｂ内には、それぞれヒータ１４６ａ、１４６
ｂが埋設されている。

【００５５】給湯手段１４８は、ラドル１６６を備える
一方、撹拌機１５０は、比較的小径な冷し金１６８を備
えている。冷し金１６８は、駆動部１７０を介して回転
自在であり、この駆動部１７０は、移動台１７２に装着
されて矢印方向（水平方向）に移動自在である。

【００５６】このような構成において、第３の実施形態
では、先ず、図１３Ａに示すように、るつぼ受台１４２
ａがるつぼ受台１４２ｂから離間した状態で、るつぼ１
４０ａ、１４０ｂがロボット１４４に把持されてこのる
つぼ受台１４２ａ、１４２ｂ内に挿入される。次に、シ
リンダ１５６の駆動作用下に、るつぼ受台１４２ａがる
つぼ受台１４２ｂ側に移動して互いに閉塞され、これら
の間に一体的に形成される凹部１６２にるつぼ１４０
ａ、１４０ｂが収容保持される（図１３Ｂ参照）。

【００５７】さらに、図１３Ｃに示すように、るつぼ１
４０ａ、１４０ｂ内に給湯手段１４８を構成するラドル
１６６を介して１ショット分の溶湯１４６が給湯された
後、図１３Ｄに示すように、撹拌機１５０が駆動され
る。この撹拌機１５０では、所定温度に冷却されている
冷し金１６８が溶湯１４６中に浸漬された状態で、駆動
部１７０を介して回転されるとともに、移動台１７２が
水平方向に進退する。これにより、るつぼ１４０ａ、１
４０ｂ内の溶湯１４６が冷却および撹拌され、所望のス
ラリー状態を有する半凝固金属１７４が得られる。

【００５８】次に、図１３Ｅに示すように、ロボット１
４４を構成するロボットアーム１５４ａ、１５４ｂがる
つぼ受台１４２ａ、１４２ｂ内に進入してるつぼ１４０
ａ、１４０ｂを把持した後、シリンダ１５６の作用下に
前記るつぼ１４０ａが開放動作する一方、ロボット１４
４が上方に移動する（図１３Ｆ参照）。ロボット１４４
は、るつぼ１４０ａ、１４０ｂを所定のスラリー投入口
２４に対応して配置される。そして、ロボットアーム１
５４ａ、１５４ｂを互いに離間する方向に揺動させるこ
とにより、るつぼ１４０ａ、１４０ｂが互いに開放方向
に揺動して半凝固金属１７４がスラリー投入口２４に落
下供給される（図１３Ｇ参照）。

【００５９】従って、第３の実施形態では、分割型るつ
ぼ１４０ａ、１４０ｂを使用することにより、第２の実
施形態と同様の効果が得られることになる。

【００６０】なお、第１〜第３の実施形態では、冷し金
４６、１１０および１６８が円柱形状に設定されている
が、少なくとも外形が円柱形状を有していればよい。例
えば、図１４に示す冷し金１８０は、円筒体１８２とこ
の円筒体１８２の端部が固着される取付板１８４とを備
える一方、図１５に示す冷し金１９０は、有底円筒体１
９２とこの円筒体１９２の内底部１９２ａに固着される
軸部材１９４とを備える。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る半凝固金属
の製造方法では、断熱性るつぼ内に供給された溶融金属
が冷却部材を介して冷却されながら撹拌されるため、こ
のるつぼ内では、前記溶融金属が全体的に均一かつ確実
にスラリー化し、冷却に指向性を有しない所望の半凝固
金属を容易かつ効率的に得ることができる。しかも、半
凝固金属を再加熱する必要がなく、設備費の高騰を確実
に阻止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る半凝固金属の製
造方法を実施するための製造装置の概略斜視説明図であ
る。

【図２】前記製造装置の平面説明図である。

【図３】前記製造装置を構成する溶湯汲み出しロボット
の動作説明図である。

【図４】前記製造装置を構成する撹拌機の説明図であ
る。

【図５】前記撹拌機を構成する冷し金を処理するための
冷し金処理装置の説明図である。

【図６】前記製造装置による量産システムのタイムテー
ブルである。

【図７】前記製造装置の動作時にるつぼ内における各部
位の温度変化を説明する図である。

【図８】前記製造装置の動作を示す斜視説明図である。

【図９】前記製造装置の動作を示す斜視説明図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態に係る半凝固金属の
製造方法を実施するための製造装置の概略斜視説明図で
ある。

【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｆは、前記製造装置の動作
を示す工程図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態に係る半凝固金属の
製造方法を実施するための製造装置の概略斜視説明図で
ある。

【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｇは、前記製造装置の動作
を示す工程図である。

【図１４】円筒形状の冷し金の説明図である。

【図１５】有底円筒形状の冷し金の説明図である。

【符号の説明】

１０、７０、１３０…製造装置 １２、８４、１４
６…溶湯 １４…溶湯保持炉 １６…溶湯汲み出
しロボット １８、８０ａ、８０ｂ、１４０ａ、１４０ｂ…るつぼ ２０、９０、１７４…半凝固金属 ２２…成形機 ２６…供給ロボット ２８ａ〜２８ｄ、８８、１５０…撹拌機 ４０、８２ａ、８２ｂ、１４２ａ、１４２ｂ…るつぼ受
台 ４４、１０６ａ、１０６ｂ、１４６ａ、１４６ｂ…ヒー
タ ４６、１１０、１６８、１８０、１９０…冷し金 ４８、１７０…駆動部 ５０…冷し金処理
装置 ５２…冷却槽 ５４…エアブロー
手段 ５６…コーティング槽 ６０…乾燥手段 ８６、１４８…給湯手段 ９２、１４４…ロ
ボット １１２…蓋部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 篤 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定量の溶融金属を断熱性るつぼに供給す
   る工程と、 前記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を、該溶融金属の温
   度以下の所定温度に冷却された冷却部材を介して冷却す
   るとともに、該溶融金属を撹拌する工程と、 前記溶融金属が所定のスラリー状態に撹拌された後、前
   記撹拌工程を終了しかつ前記冷却部材を前記断熱性るつ
   ぼ内から離脱させる工程と、 を有することを特徴とする半凝固金属の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の製造方法において、前記冷
   却部材を前記断熱性るつぼ内で回転させることにより前
   記断熱性るつぼ内の前記溶融金属を撹拌する工程と、 前記冷却部材を前記断熱性るつぼから離脱させた後、該
   冷却部材の表面に付着する凝固物を除去する工程と、 前記凝固物徐去後の前記冷却部材に乾燥処理を施す工程
   と、 を有することを特徴とする半凝固金属の製造方法。
3. 【請求項３】請求項２記載の製造方法において、前記凝
   固物徐去後の前記冷却部材にセラミック材をコーティン
   グすることを特徴とする半凝固金属の製造方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の製
   造方法において、前記冷却部材の外形が円柱形状に設定
   されるとともに、下方に向かって抜き勾配を有すること
   を特徴とする半凝固金属の製造方法。
5. 【請求項５】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の製
   造方法において、前記冷却部材を前記断熱性るつぼ内に
   挿入するとともに、前記断熱性るつぼの開放端を蓋部材
   で閉塞することを特徴とする半凝固金属の製造方法。