特開 2025-17658 金属鋳造用給湯装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025017658

(43)【公開日】2025-02-06

(54)【発明の名称】金属鋳造用給湯装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/30 20060101AFI20250130BHJP

【ＦＩ】

B22D17/30 C

B22D17/30 A

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023120807

(22)【出願日】2023-07-25

(71)【出願人】

【識別番号】000006943

【氏名又は名称】リョービ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003742

【氏名又は名称】弁理士法人海田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 弘隆

(57)【要約】

【課題】簡易な改良でラドルが掬う金属溶湯の注湯量を不具合なく適切に制御する。
【解決手段】金属鋳造用給湯装置１０は、保持炉５に溶けた状態で保持される金属溶湯をダイカストが行われる射出スリーブ６に注湯するための装置であり、ラドル１２と、湯面検知手段１３と、駆動アーム１１と、を備える。そして、この金属鋳造用給湯装置１０では、湯面検知手段１３を構成するアース棒１５における金属溶湯の湯面と接触する部位を平板状の板部材１７とするとともに、当該板部材１７が金属溶湯の湯面に浸漬する方向に対して傾斜した傾斜平面部１７ａを有している。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

保持炉に溶けた状態で保持される金属溶湯をダイカストが行われる射出スリーブに注湯するための金属鋳造用給湯装置であって、
前記保持炉で保持される金属溶湯を掬って前記射出スリーブに注湯するラドルと、
前記ラドルが前記保持炉で保持される金属溶湯を掬う際に、当該保持炉内の金属溶湯に先に浸漬されるアース棒と、当該アース棒に続いて前記保持炉内の金属溶湯に浸漬される湯面検知棒とを有することにより、前記アース棒と前記湯面検知棒のいずれもが金属溶湯に浸漬して電気的に短絡させることで前記保持炉内の金属溶湯の湯面に対する前記ラドルの浸漬量を制御するための湯面検知手段と、
前記ラドルを前記保持炉と前記射出スリーブとの間で移動させるとともに、前記湯面検知手段を構成する前記アース棒と前記湯面検知棒とが設置される駆動アームと、
を備え、さらに、
前記アース棒における金属溶湯の湯面と接触する部位を平板状の板部材とするとともに、当該板部材が金属溶湯の湯面に浸漬する方向に対して傾斜した傾斜平面部を有することを特徴とする金属鋳造用給湯装置。

【請求項2】

請求項１に記載の金属鋳造用給湯装置であって、
前記湯面検知棒の直下に前記傾斜平面部が配置されることで、金属溶湯の湯面に前記湯面検知棒が接触する前に前記傾斜平面部が金属溶湯の湯面を均して平滑な湯面にすることを特徴とする金属鋳造用給湯装置。

【請求項3】

請求項２に記載の金属鋳造用給湯装置であって、
前記傾斜平面部の平面視中央位置が前記湯面検知棒の直下に配置されることを特徴とする金属鋳造用給湯装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１項に記載の金属鋳造用給湯装置であって、
前記傾斜平面部は、前記アース棒を構成する前記板部材が金属溶湯の湯面に浸漬する方向に対して４５度から６０度の角度で傾斜したものであることを特徴とする金属鋳造用給湯装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属鋳造用給湯装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、保持炉に溶けた状態で保持される金属溶湯をダイカストが行われる射出スリーブに注湯するための金属鋳造用給湯装置が知られている。この種の金属鋳造用給湯装置では、射出スリーブに注湯される金属溶湯を適切な量に制御する必要がある。そこで、従来技術では、様々な手法を用いて注湯量を制御することが行われていた。

【0003】

例えば、下記特許文献１では、保持炉で保持される金属溶湯を掬って射出スリーブに注湯するラドルと、ラドルが保持炉で保持される金属溶湯を掬う際に、当該保持炉内の金属溶湯に先に浸漬されるアース棒と、当該アース棒に続いて保持炉内の金属溶湯に浸漬される湯面検知棒とを有することにより、アース棒と湯面検知棒のいずれもが金属溶湯に浸漬して電気的に短絡させることで保持炉内の金属溶湯の湯面に対するラドルの浸漬量を制御するための湯面検知手段と、ラドルを保持炉と射出スリーブとの間で移動させるとともに、湯面検知手段を構成するアース棒と湯面検知棒とが設置される駆動アームと、を備えた金属鋳造用給湯装置が開示されている。

【0004】

特許文献１に開示された金属鋳造用給湯装置では、アース棒と湯面検知棒という２本の湯面検知手段を用いることで、ラドルが掬う金属溶湯の注湯量の制御が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第６４３５３１３号公報

【特許文献2】実開平６－７７９６３号公報

【特許文献3】特開２０１５－１８６８２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ラドルによって金属溶湯を掬う方式の金属鋳造用給湯装置では、保持炉に溶けた状態で保持された金属溶湯の湯面に小バリ等の浮遊物が浮遊していることがあった。このような場合に、例えば湯面検知棒が湯面に接触する前に浮遊物に接触してしまうと、ラドルが適正な位置より高い箇所で停止してしまうこととなるので、ラドルが適正量の溶湯を掬うことができなかったり、ラドルが溶湯を全く掬えずにカラ打ち鋳造が発生してしまったりする虞が存在していた。

【0007】

この種の不具合を解決する従来技術には、例えば、上記特許文献２、３等が存在していた。すなわち、特許文献２に開示された装置では、金属溶湯の湯面に浮かぶ酸化被膜等の浮遊物をラドル内に侵入させないためにワイパーを設置しており、特許文献３に開示された装置では、ラドルが金属溶湯を掬う際にノロカキの動作を加える制御が行われるものであった。

【0008】

しかしながら、上記特許文献２、３等に開示された従来技術は、いずれも構成や制御が複雑になってしまうものであり、改良の余地が残されていた。

【0009】

本発明は、上述した従来技術に存在する課題に鑑みて成されたものであって、その目的は、既存の金属鋳造用給湯装置に簡易な改良を加えるだけで、ラドルが掬う金属溶湯の注湯量を適切に制御できるとともに、ラドルが溶湯を全く掬えずにカラ打ち鋳造が発生してしまうなどの不具合の発生を適切に防止することのできる金属鋳造用給湯装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

【0011】

本発明に係る金属鋳造用給湯装置（１０）は、保持炉（５）に溶けた状態で保持される金属溶湯をダイカストが行われる射出スリーブ（６）に注湯するための金属鋳造用給湯装置（１０）であって、前記保持炉（５）で保持される金属溶湯を掬って前記射出スリーブ（６）に注湯するラドル（１２）と、前記ラドル（１２）が前記保持炉（５）で保持される金属溶湯を掬う際に、当該保持炉（５）内の金属溶湯に先に浸漬されるアース棒（１５）と、当該アース棒（１５）に続いて前記保持炉（５）内の金属溶湯に浸漬される湯面検知棒（１６）とを有することにより、前記アース棒（１５）と前記湯面検知棒（１６）のいずれもが金属溶湯に浸漬して電気的に短絡させることで前記保持炉（５）内の金属溶湯の湯面に対する前記ラドル（１２）の浸漬量を制御するための湯面検知手段（１３）と、前記ラドル（１２）を前記保持炉（５）と前記射出スリーブ（６）との間で移動させるとともに、前記湯面検知手段（１３）を構成する前記アース棒（１５）と前記湯面検知棒（１６）とが設置される駆動アーム（１１）と、を備え、さらに、前記アース棒（１５）における金属溶湯の湯面と接触する部位を平板状の板部材（１７）とするとともに、当該板部材（１７）が金属溶湯の湯面に浸漬する方向に対して傾斜した傾斜平面部（１７ａ）を有することを特徴とするものである。

【0012】

本発明に係る金属鋳造用給湯装置（１０）では、前記湯面検知棒（１６）の直下に前記傾斜平面部（１７ａ）が配置されることで、金属溶湯の湯面に前記湯面検知棒（１６）が接触する前に前記傾斜平面部（１７ａ）が金属溶湯の湯面を均して平滑な湯面にすることができる。

【0013】

また、本発明に係る金属鋳造用給湯装置（１０）では、前記傾斜平面部（１７ａ）の平面視中央位置を前記湯面検知棒（１６）の直下に配置することができる。

【0014】

さらに、本発明に係る金属鋳造用給湯装置（１０）において、前記傾斜平面部（１７ａ）は、前記アース棒（１５）を構成する前記板部材（１７）が金属溶湯の湯面に浸漬する方向に対して４５度から６０度の角度で傾斜したものであることが好適である。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、既存の金属鋳造用給湯装置に簡易な改良を加えるだけで、ラドルが掬う金属溶湯の注湯量を適切に制御できるとともに、ラドルが溶湯を全く掬えずにカラ打ち鋳造が発生してしまうなどの不具合の発生を適切に防止することのできる金属鋳造用給湯装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置の全体構成を説明するための概略図である。

【図2】本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置の要部であるアース棒と湯面検知棒を拡大して示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0018】

図１は、本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置の全体構成を説明するための概略図である。図１では、紙面右側を後方側（すなわち、保持炉５が設置された側）、紙面左側を前方側（すなわち、射出スリーブ６が設置された側）として説明する。また、図１では、実線で示した状態が金属鋳造用給湯装置の初期状態を示しており、さらに本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置は、破線で示した状態に移動できることが示されている。

【0019】

図１で示すように、本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置１０は、後方側に保持炉５が設けられるとともに、前方側にダイカストが行われる射出スリーブ６が設けられ、これら保持炉５と射出スリーブ６との間の位置に配置される装置である。なお、保持炉５には、溶けた状態の金属溶湯が保持されており、本実施形態では、アルミニウム合金の溶湯が保持されていることを想定して以下の説明を行うこととする。また、射出スリーブ６は、不図示のダイカストマシンに接続する部材であり、射出スリーブ６に金属溶湯が注湯された後に不図示のダイカストマシンが有するキャビティに当該金属溶湯が鋳込まれることで、所望の金属鋳造製品が製造されることとなる。

【0020】

さて、本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置１０は、上述したように、保持炉５に溶けた状態で保持される金属溶湯をダイカストが行われる射出スリーブ６に注湯するための装置であり、駆動アーム１１とラドル１２と湯面検知手段１３とを有している。

【0021】

駆動アーム１１は、金属鋳造用給湯装置１０のベース部材１４に設置されるロボットアームであり、リンク機構によって後述するラドル１２を保持炉５から射出スリーブ６へと移動し、さらに、射出スリーブ６から保持炉５へと移動できるように構成されている。

【0022】

この駆動アーム１１のアーム先端には、ラドル１２が設置されている。本実施形態に係るラドル１２は、保持炉５で保持される金属溶湯を掬って射出スリーブ６に注湯する部材であり、かかる機能を発揮するために、高温の金属溶湯内に繰返し浸漬したとしても耐え得るような耐火物によって形成されている。なお、ラドル１２の構成材料については、耐火物のほか、鋳物に耐火材をコーティングしたものを用いてもよい。また、ラドル１２は、駆動アーム１１のアーム先端部で傾動可能に設けられており、保持炉５で保持される金属溶湯を掬って射出スリーブ６に注湯する動作を好適に実施可能となっている。

【0023】

本実施形態に係る湯面検知手段１３は、アース棒１５と湯面検知棒１６とによって構成されており、これらアース棒１５と湯面検知棒１６からなる湯面検知手段１３は、駆動アーム１１に対して設置されている。また、アース棒１５と湯面検知棒１６との位置関係については、アース棒１５の先端位置よりも湯面検知棒１６の先端位置の方が僅かに上方に位置するように配置されている。したがって、ラドル１２が保持炉５で保持される金属溶湯を掬う際には、当該保持炉５内の金属溶湯に対して先にアース棒１５が浸漬され、その後、当該アース棒１５に続いて保持炉５内の金属溶湯に湯面検知棒１６が浸漬するように構成されている。アース棒１５と湯面検知棒１６のいずれもが金属溶湯に浸漬すると、湯面検知手段１３は電気的に短絡することになるので、この短絡によって保持炉５内の金属溶湯の湯面に対するラドル１２の浸漬量を制御することが可能となる。さらに、駆動アーム１１に対して傾動自在に設置されるラドル１２については、駆動アーム１１に対するラドル１２の傾動角度を制御することが可能となっており、かかる傾動角度の制御と前記した湯面検知手段１３によるラドル１２の金属溶湯の湯面に対する浸漬量の制御とによって、ラドル１２と湯面検知手段１３とが協働してラドル１２による金属溶湯の掬い量を調節可能となっている。つまり、本実施形態に係る湯面検知手段１３では、湯面検知棒１６の先端位置とラドル１２の傾動角度によって、ラドル１２が掬う金属溶湯の量を制御することが行われている。

【0024】

以上、本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置１０の主要な構成部材を説明した。次に、図２を参照図面に加えて、本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置１０の特徴的な構成を説明する。ここで、図２は、本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置の要部であるアース棒と湯面検知棒を拡大して示した図である。

【0025】

図２に示すように、本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置１０が備えるアース棒１５は、金属溶湯の湯面と接触する部位が平板状の板部材１７として構成されており、さらに、当該板部材１７については、金属溶湯の湯面に浸漬する方向に対して傾斜した傾斜平面部１７ａを有して構成されている。

【0026】

本実施形態では、傾斜平面部１７ａを含む板部材１７は、平板状からなるステンレス鋼の板材を折り曲げることで形成されている。また、アース棒１５と湯面検知棒１６との位置関係は、図２にて示されるように、湯面検知棒１６の直下に傾斜平面部１７ａが配置されるとともに、傾斜平面部１７ａの平面視中央位置が湯面検知棒１６の直下に配置されるように構成されている。かかる構成を有することで、本実施形態では、金属溶湯の湯面に湯面検知棒１６が接触する前に、アース棒１５を構成する板部材１７の傾斜平面部１７ａが金属溶湯の湯面を均して平滑な湯面にすることができるので、たとえ金属溶湯の湯面に小バリや酸化被膜等の浮遊物が浮遊している場合であっても、傾斜平面部１７ａが浮遊物を除けて湯面検知棒１６が金属溶湯の正しい湯面の位置を検知することが可能となっている。

【0027】

なお、発明者による研究努力によって、本実施形態の傾斜平面部１７ａについては、アース棒１５を構成する板部材１７が金属溶湯の湯面に浸漬する方向に対して４５度から６０度の角度で傾斜させることが浮遊物を除ける上で好適であることが明らかとなっている。

【0028】

また、本実施形態では、板部材１７を折り曲げて形成される傾斜平面部１７ａの折り曲げ方向については、図２で示すように、板部材１７の長手方向に対して斜めに折り目が付くように折り曲げてある。このように、湯面検知棒１６の直下に位置する傾斜平面部１７ａが斜め方向の角度をもって配置されることで、金属溶湯の湯面に浮遊する浮遊物を好適に除けることが可能となる。

【0029】

以上説明した本実施形態に係る金属鋳造用給湯装置１０によれば、既存の金属鋳造用給湯装置に簡易な改良を加えるだけで、ラドル１２が掬う金属溶湯の注湯量を適切に制御できるとともに、ラドル１２が溶湯を全く掬えずにカラ打ち鋳造が発生してしまうなどの不具合の発生を適切に防止することができる。

【0030】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態には、多様な変更又は改良を加えることが可能である。

【0031】

例えば、板部材１７を折り曲げて形成される傾斜平面部１７ａの折り曲げ方向については、図２で示した形態例に限られるものではなく、上述した実施形態と同様の作用効果を発揮できる範囲内において、任意の方向および任意の角度に折り曲げることができる。

【0032】

また、湯面検知手段１３を構成するアース棒１５と湯面検知棒１６を保護するために、湯面検知手段１３の周囲に保護壁板を設けるなど、上述した本実施形態に付加部材を加えることも、本発明の範囲に含まれている。

【0033】

その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0034】

５ 保持炉、６ 射出スリーブ、１０ 金属鋳造用給湯装置、１１ 駆動アーム、１２ ラドル、１３ 湯面検知手段、１５ アース棒、１６ 湯面検知棒、１７ 板部材、１７ａ 傾斜平面部。

【図1】

【図2】