JPH07112270A

JPH07112270A - 自動注湯方法及び装置

Info

Publication number: JPH07112270A
Application number: JP28406893A
Authority: JP
Inventors: Jiro Sato; 二朗佐藤; Taketoshi Yoshida; 健逸吉田; Koichi Sakano; 厚一阪野
Original assignee: TOWA KIKO KK
Current assignee: TOWA KIKO KK
Priority date: 1993-10-18
Filing date: 1993-10-18
Publication date: 1995-05-02
Anticipated expiration: 2018-01-07
Also published as: TW258675B; JP3361369B2

Abstract

(57)【要約】【目的】例え注湯口とモールド枠湯口とが極めて接近
しているような場合にあっても、注湯口の溶湯落下開始
点とモールド枠湯口との位置関係を一定に保ち、トリべ
とモールド枠湯口間の溶湯の注湯流線が変わることなく
注湯し得る注湯方法及び装置を提供する。【構成】トリベ１は、回転軸４を中心として回転傾斜
されると共に、その回転軸４の回転中心Ｏ₁ が、このト
リベ１の注湯口２の溶湯落下開始点或はこれに近接して
設定された仮想の出湯中心Ｏ₂ を中心とした所定の円弧
状軌跡Ｒに沿って移動される。これにより、注湯口２の
溶湯落下開始点とモールド枠湯口１００ｃとの位置関係
を、トリベの移動にも拘らず実質的に一定に維持して注
湯を行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般には鋳造技術に関
するものであり、特にトリベの注湯点と、モールド枠の
湯口との位置関係を一定に維持してモールド枠に溶融金
属（溶湯）を注湯する自動注湯方法及び装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来鋳造工場において、溶湯をモールド
枠に注湯する作業は、長い経験を有する熟練作業者の勘
にたよっていた。即ち、溶湯は溶解炉から通常大略円筒
状の上部一端に湯口のついたトリベに満載され、注湯セ
クシヨンつまりモールド枠が配列されている位置へと運
搬された。トリベは吊下げ手段により支持されているの
が通常であるので、作業者はトリベを回転傾斜させ、モ
ールド枠の湯口へと溶湯を注入することが必要となる。
この時トリベ湯口とモールド枠湯口とはある距離隔てら
れて設けられており、又この距離は、トリベの傾斜回動
と共に変動する。更に、トリベの傾斜と共にトリベ中の
溶湯の表面積は変動し、一定速度でトリベを傾斜すると
注湯される量が次第に変動する。故に作業者はトリベ湯
口との距離の変動及び注湯量の変動を補正するために、
モールド枠湯口に対するトリベ湯口の位置関係を調整す
る作業及びトリベの傾斜回動角度を調整する作業を同時
に、湯の流れ曲線を観察しながら行なわねばならない。
これらの作業は前述の如く極めて困難な且つ高度の技術
を必要とする作業であり、同時に極めて危険な作業であ
る。

【０００３】従って、注湯作業を機械化によって自動化
することが試みられているが、この場合には、トリベの
傾動につれてそのトリベ湯口位置が変動するのを許容す
るために、図５に示すように、トリベ１とモールド枠１
００との間に中間樋２００を配置し、トリベ１をその回
転軸４の回りに回転傾斜させ、トリベ１からの溶湯Ｌを
先ず中間樋２００へと送給し、次いで、モールド枠１０
０の湯口１００ｃへと注入する方法が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記方法によれば、モ
ールド枠湯口１００ｃに対するトリベ湯口２の位置関係
を調整する必要はないが、注湯温度の低下、ノロ付着に
よる流線の乱れによる不良品の発生、更には、中間樋２
００のメンテナンス及び交換作業が余儀なくされ、問題
がある。

【０００５】本出願人は、上記諸点に鑑みて、特公昭５
２−９５８０号公報に記載され、又本願の図６及び図７
に図示するように、注湯時のトリベ１内の溶湯表面積
（Ｓ＝Ｓ₁ ＋Ｓ₂ ）が大略一定となるべく注湯口２を通
る縦断面形状が扇形となるトリベ１を使用した注湯方法
を提案した。該扇形トリベ注湯方法は、トリベ１の回転
角度に関係なく常に注湯口２の溶湯落下開始点とモール
ド枠湯口１００ｃとの位置関係を一定に保ち、即ち、
ｌ、ｈ（図７）が変動せず、トリべ１とモールド枠湯口
１００ｃ間の溶湯の注湯流線Ｔが変わることなく注湯し
得るという特長を有している。

【０００６】しかしながら、斯る扇形トリベ１は、トリ
ベ１の注湯口２を通る軸線を中心として傾動する必要が
あり、そのために回転支持軸及び関連の駆動機構などが
この周辺に集中して配置され、従って、トリベの注湯口
２とモールド枠湯口１００ｃとを極めて接近して注湯し
たい場合などにおいては、このような構造を取り得ない
ことがある。

【０００７】従って、本発明の目的は、例え注湯口とモ
ールド枠湯口とが極めて接近しているような場合にあっ
ても、注湯口の溶湯落下開始点とモールド枠湯口との位
置関係を一定に保ち、トリべとモールド枠湯口間の溶湯
の注湯流線が変わることなく注湯し得る注湯方法及び装
置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
って完全に達成される。要約すれば、本発明は、溶湯を
保有したトリベを傾動してモールド枠へと注湯する注湯
方法において、トリベは、回転軸を中心として回転傾斜
されると共に、その回転軸の回転中心Ｏ₁ が、このトリ
ベの注湯口の溶湯落下開始点或はこれに近接して設定さ
れた仮想の出湯中心Ｏ₂ を中心とした所定の円弧状軌跡
に沿って移動され、それによって、注湯口の溶湯落下開
始点とモールド枠湯口との位置関係を、トリベの傾動に
も拘らず実質的に一定に維持して注湯を行なうことを特
徴とする注湯方法である。

【０００９】好ましくは、トリベは、垂直方向及び水平
方向に駆動することにより、所定の円弧状軌跡に沿って
移動される。又、好ましい実施態様によると、注湯動作
終了時においては、トリベの回転中心Ｏ₁ を中心とした
傾動運動と、垂直及び水平方向の移動との制御関係を崩
し、トリベの垂直方向の移動を中止するか或は規定値よ
り余分に移動させて、取鍋を所定の円弧状軌跡に沿った
傾動を行なわせないことにより良好な湯切りを達成す
る。

【００１０】他の好ましい実施態様によると、注湯開始
時においては、トリベの回転中心Ｏ₁ を中心として傾動
運動と、垂直及び水平方向の移動との制御関係を崩し、
水平方向への運動を規定値より大とし、よりモールド枠
の方へと前進させ、又、注湯終了時には、水平方向への
運動を規定値より小とし、モールド枠からの退避運動を
遅らせることにより、トリベの注湯口から垂れた溶湯が
モールド枠の湯口以外のところへと落下するのを防止す
る。

【００１１】上記本発明の注湯方法は、溶湯を保有した
トリベと、該トリベを回転軸の回りに回転傾斜する駆動
手段と、前記トリベの回転軸が、このトリベの注湯口の
溶湯落下開始点或はこれに近接して設定された仮想の出
湯中心Ｏ₂ を中心とした所定の円弧状軌跡に沿って移動
し、それによって、注湯口の溶湯落下開始点とモールド
枠湯口との位置関係を、トリベの傾動にも拘らず実質的
に一定に維持するように、このトリベを上下方向及び水
平方向に移動するための駆動手段とを具備することを特
徴とする注湯装置にて好適に実施される。

【００１２】

【実施例】次に、図面を参照して本発明に係る注湯方法
及び装置を説明する。

【００１３】最初に、図１及び図２を参照して、本発明
の原理を説明する。本実施例にて、トリベ１は、所定量
の溶湯を貯留することのできる溜め部１Ａと、この溶湯
溜め部１Ａに連通した、一般にカラス口と呼ばれる注湯
口２を有する。又、本実施例ではトリベ１を担持するべ
く、トリベ１の側部から垂直に外方向へと突出して回転
軸４が固定されている。この回転軸４は、注湯装置の基
台（図示せず）に回転自在に取り付けられ、トリベ１の
この回転軸４を中心とした回転傾斜を可能とする。

【００１４】本発明に従えば、トリベ１は、前記回転軸
４を中心として回転傾斜されると共に、トリベ１は、そ
の回転軸４の回転中心Ｏ₁ が、注湯口２の先端部におけ
る溶湯落下開始点或はこれに近接して設定された仮想の
出湯中心Ｏ₂ を中心とする、円弧状軌跡Ｒ上を移動する
ように駆動制御される。

【００１５】斯かるトリベ１の回転傾斜及び円弧状移動
により、注湯口２の先端部における溶湯落下開始点と、
モールド枠湯口との位置関係（ｌ、ｈ）は、トリベ１の
移動にも拘らず一定に維持される。

【００１６】更に説明すると、今、図１に示すように、
トリベ１が水平位置に設置されている時のトリベ１の回
転中心Ｏ₁ を原点（０、０）とし、このトリベ１の回転
中心Ｏ₁ を通る垂直軸をＺ軸、水平軸をＹ軸とする。こ
こで、トリベ１の回転中心Ｏ₁ を中心として角度θだけ
図１上で時計方向に回転傾斜させた場合において、出湯
中心Ｏ₂ を一定位置とするには、回転中心Ｏ₁ の位置制
御は、次のように行なえば良い。

【００１７】つまり、図１に示すように、トリベ１が水
平位置に設置されている時の、トリベ１の回転中心Ｏ₁
と出湯中心Ｏ₂ とを結ぶ直線が、水平線と成す角度をθ
₀ とし、トリベ１の回転中心Ｏ₁ と出湯中心Ｏ₂ との間
の距離をｌ_n とすると、出湯中心Ｏ₂ の位置（Ｚ₀ 、Ｙ
₀ ）は、Ｚ₀ ＝ｌ_n ｓｉｎθ₀ Ｙ₀ ＝ｌ_n ｃｏｎθ₀ ここで、トリベ１が回転中心Ｏ₁ の回りに回転して、角
度θ₀ が変化して角度θ₁ となった時の出湯中心Ｏ₂ の
位置（Ｚ₁ 、Ｙ₁ ）は、Ｚ₁ ＝ｌ_n ｓｉｎθ₁ Ｙ₁ ＝ｌ_n ｃｏｎθ₁ となる。

【００１８】従って、トリベ１の回転中心Ｏ₁ の位置
（Ｚ、Ｙ）の変化Ｚ_D 、Ｙ_D は、Ｚ_D ＝ｌ_n （ｓｉｎθ₁ −ｓｉｎθ₀ ）Ｙ_D ＝ｌ_n （ｃｏｎθ₁ −ｃｏｎθ₀ ）にて表される。

【００１９】従って、本発明によれば、トリベ１は、ト
リベ１の回転中心Ｏ₁ を中心として角度θだけ回転傾斜
させると共に、トリベ１の回転軸４が、上記位置（Ｚ
_D 、Ｙ_D ）を取るように、Ｚ軸及びＹ軸方向に位置制御
すれば良い。即ち、図４に示すように、運転開始信号に
より、所定の回転傾斜（傾動）速度にて回転軸４を駆動
する。と同時に、この回転軸４の角度を検出して、その
角度に応じてＺ軸及びＹ軸方向に上記位置（Ｚ_D 、Ｙ
_D ）だけトリベ１を駆動して位置制御する。

【００２０】図３に、本発明の注湯装置の一実施例を示
す。図１及び図２に関連して説明したように、トリベ１
が回転軸４の回りに回動し得るようにして基台４０に取
付けられる。該基台４０はロードセル４２を介してリフ
ター４４の腕４６に懸架される。該リフター４４は上下
方向に移動可能の駆動手段４８を有し、前記基台４０
を、つまりトリベ１を上下方向に運動せしめる。

【００２１】更に、該注湯装置は、モールド枠１００に
対してトリベ１を離接して運動せしめ得る台車５０を有
する。本実施例にて該台車５０は、駆動手段（図示せ
ず）を搭載しており、軌条５２上を自走可能に構成され
る。該台車５０には前記リフター４４が載置され、該台
車５０の運動により、リフター４４、つまりトリベ１が
モールド枠湯口１００ｃに対して離接して移動される。

【００２２】このような構成において、注湯作業に際し
ては上述のようにトリベ１自体が前記回転軸４の回りに
回転されると共に、上記リフター４４及び台車５０は、
トリベ１の回転軸４の回転中心Ｏ₁ が、注湯口２の先端
部における溶湯落下開始点或はこれに近接して設定され
た仮想の出湯中心Ｏ₂ を中心とする、円弧状の軌跡Ｒ上
を移動するように、上下方向及び水平方向（図面上下左
右方向）に各々駆動制御される。

【００２３】斯かるトリベ１の回転傾斜及び円弧状移動
により、注湯口２の先端部における溶湯落下開始点とモ
ールド枠湯口との位置関係（ｌ、ｈ）は、トリベ１の移
動にも拘らず一定に維持される。

【００２４】本発明にて、トリベ１は任意の形状のもの
を使用し得る。例えば、トリベとして図５及び図６に示
すような扇形トリベを使用した場合には、トリベの傾動
速度を一定とすることによって、一定流量にて注湯作業
を行なうことができる。もし図５に示すような概略円筒
状のトリベ１を使用した場合には、トリベ１の傾動と共
にトリベ内の表面積が変動し、一定傾動速度で注湯を行
なった場合には、一定流量にての注湯作業は不可能であ
る。従って、この場合には、斯る表面積の変動に対応し
てトリベの傾動速度を補正し、トリベからの溶湯の流出
量が常に一定となるように制御することができる。この
実施例について、次に説明する。

【００２５】図８〜図１１を参照すると、トリベ１の大
略中央部に形成された支持部１ａに、このトリベ１から
垂直に外方向に突出して回転軸４が固定される。この回
転軸４は基台（図示せず）に回転自在に取り付けられ
る。

【００２６】回転軸４には被駆動歯車６が固着され、該
被駆動歯車６にはサーボモータＭの出力軸８に固定され
た駆動歯車１０が噛合する。又、トリベの回転軸４には
トリベ１の回転角度を検出するための角度検出手段、例
えばポテンシヨメータ１２が一体的に設けられる。

【００２７】次に、トリベの回転制御手段２０について
説明すると、前記角度検出手段１２にて検出されたアナ
ログ信号は、Ａ−Ｄ変換器２２にてデイジタル信号とさ
れ、記憶演算装置２４に送られる。該記憶演算装置２４
には予め使用されるトリベ１の傾動角度に対するトリベ
１の表面積の変動割合が記憶されており、該記憶演算装
置２４に入力される前記角度検出手段１２からの信号及
びトリベ１の速度指令装置２６からの信号、並びに前記
記憶信号により演算され、トリベの傾動速度が補正され
る。上記記憶させる方法としては、上述のように、トリ
ベ内の横断面積の変化を計算により記憶装置にインプッ
トするか、又はモールドに１トリベ分を実際に注湯し、
該注湯作業において傾動角度と注湯速度、時間の関係を
記憶させておくティーチングプレイバック方式で行なう
方法とがある。

【００２８】トリベの傾動速度はトリベ１から流出する
溶湯の流量がモールドに注湯中一定になるように補正さ
れる。補正されたトリベ１の速度信号は、速度変換手
段、例えばＤ−Ａ変換器２８を介してトリベ駆動手段、
例えば上述のようにサーボモータＭに送信される。又、
記憶演算装置２４に記憶された記憶信号又は速度補正の
ための演算係数等を書き込んだり、書き変えたりするた
めの補正入力装置３０が設けられる。

【００２９】上記構成の注湯装置について、一例を挙げ
てその作動態様について更に具体的に説明する。注湯速
度指令装置２６より発する速度信号は、記憶演算装置２
４に入力されると、該記憶演算装置２４に記憶されてい
る速度補正信号により補正され、速度信号変換手段２８
を介してトリベ駆動手段Ｍに伝達され、該駆動手段Ｍを
制御する。使用されるトリベ１の表面積は、トリベ１の
傾動角度に対し変動し、斯る信号は補正係数として記憶
演算装置に記憶される。

【００３０】今、運転開始ボタン（図示せず）を押下す
ることによつて、図９の状態にあるトリベ１が傾動を開
始する。該トリベの傾動速度は、後述するように、回転
角度又は重量の変動に応じてその回転速度が調整される
と共に、上記リフター４４及び台車５０は、トリベ１の
回転軸４が、注湯口２の先端部における溶湯落下開始点
或はこれに近接して設定された仮想の出湯中心Ｏ₂ を中
心とする、円弧状の軌跡Ｒ上を移動するように、上下方
向及び水平方向（図面上下左右方向）に各々駆動制御さ
れる。

【００３１】そして、トリベの傾動開始と同時にモール
ド枠の湯口位置とトリベの出湯点が一致していることを
位置検出手段（図示せず）によつて確認し、ＧＯの信号
時、つまりモールド枠の湯口位置とトリベの出湯点が一
致しているときは注湯を開始する。溶湯がトリベの出湯
口を出た瞬間（図１０）出湯検出センサＳが、出湯を確
認し、同時に速度指令装置２６からの速度信号は、記憶
演算装置２４によつて、そのトリベの傾動角の位置によ
つて、最適な速度まで補正され、速度信号変換手段２８
を介してトリベ駆動手段Ｍに伝達され、所定の傾動速度
が得られる。１モールド分の注湯量を放出（計量変化に
よる確認）すると、湯切りがスムーズに行なわれるよ
う、最大の速度でいままでの回転方向とは逆の方向に後
傾し、一定の角度（溶湯がトリベ口２からこぼれない位
置）で該後傾運動を停止する。

【００３２】連続したタクトサイクルタイムに従って、
次のモールドが所定位置に設置されると、上述の手順に
従って繰り返し注湯作業が行なわれる。このような注湯
作業はトリベ１内の溶湯が１モールド分以下になるまで
連続して行なわれる。

【００３３】上記実施例では、トリベ１の回転角度が記
憶演算装置２４の速度補正のためのパラメータとして使
用されたが、トリベ１の重量を常時計量する計重装置を
具備した図３に示すような自動注湯装置においてはトリ
ベの傾動角度ではなく、トリベ内重量の変位を、つまり
計重装置（ロードセル）からの出力信号をパラメータと
して記憶演算装置２４に入力することができる。

【００３４】このように、本発明に従えば、如何なる形
状のトリベであっても、つまりトリベの傾動と共にトリ
ベ内の表面積が変動しても、斯る表面積の変動に対応し
てトリベの傾動速度が補正されるので、トリベからの溶
湯の流出量は常に一定となり、安全で、確実で、且つ経
済的な注湯が実施可能とされる。

【００３５】本発明の他の好ましい実施態様によれば、
注湯動作を終了させる湯切り動作においては、注湯時に
採用される、トリベ１の回転中心Ｏ₁ を中心とした傾動
運動と、Ｚ軸及びＹ軸方向の移動との制御関係を崩し、
例えば、Ｚ軸方向の駆動を中止するか、或はＺ軸方向の
運動を規定値より大とするなどにより、湯切りをより迅
速に行なうことができる。つまり、本発明のこの実施態
様によれば、回転軸４の回転中心Ｏ₁ を回転中心として
中心Ｏ₂ 位置における湯切りを行なうこととなるので、
図６、図７に関連して説明した従来の扇形トリベを用い
た注湯装置における湯切り動作に比較して、湯切り速さ
は、回転中心Ｏ₁ 、Ｏ₂ 間の距離の倍率で速くなり、良
好な湯切り動作を実施することができる。

【００３６】更に、他の実施例によると、注湯開始時に
おいては、トリベ１の回転中心Ｏ₁を中心とした傾動運
動と、Ｚ軸及びＹ軸方向の移動との制御関係を崩し、Ｙ
軸方向への運動を規定値より大とし、よりモールド枠１
００の方へと前進させ、又、注湯終了時には、Ｙ軸方向
への運動を規定値より小とし、モールド枠１００からの
退避運動を遅らせることができる。この方法により、ト
リベ１の注湯口２から垂れた溶湯がモールド枠１００の
湯口１０ｃ以外のところへと落下するのをより効果的に
防止することができる。もし、モールド枠１００の湯口
直径が１００ｍｍ程度ある場合には、前記規定値よりの
ずれ量は、注湯口２と湯口１００ｃとの距離にもよる
が、通常３０〜４０ｍｍ程度とされるであろう。

【００３７】

【発明の効果】以上の如くに構成される本発明は、トリ
ベは、回転軸を中心として回転傾斜されると共に、その
回転軸の回転中心Ｏ₁ が、このトリベの注湯口の溶湯落
下開始点或はこれに近接して設定された仮想の出湯中心
Ｏ₂ を中心とした所定の円弧状軌跡に沿って移動される
構成とされるために、例え注湯口とモールド枠湯口とが
極めて接近しているような場合にあっても、注湯口の溶
湯落下開始点とモールド枠湯口との位置を一定に保ち、
トリべとモールド枠湯口間の溶湯の注湯流線が変わるこ
となく注湯することができ、極めて安全で、確実な注湯
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る注湯方法の原理を説明する図であ
る。

【図２】本発明に係る注湯方法を実施するためのトリベ
の一実施例の斜視図である。

【図３】本発明に係る注湯装置の一実施例の側面図であ
る。

【図４】本発明に従ってトリベを駆動するための駆動制
御フロー図である。

【図５】従来の注湯方法を説明する図である。

【図６】従来の扇形トリベを使用した注湯方法を説明す
る図である。

【図７】従来の扇形トリベを使用した注湯方法を説明す
る図である。

【図８】本発明に係る注湯方法及び装置の他の実施例を
示す概略斜視図である。

【図９】本発明に従った注湯方法を説明するためのトリ
ベの断面図である。

【図１０】本発明に従った注湯方法を説明するためのト
リベの断面図である。

【図１１】本発明に従った注湯方法を説明するためのト
リベの断面図である。

【符号の説明】

１トリベ２注湯口４回転軸１００モールド枠１００ｃ湯口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶湯を保有したトリベを傾動してモール
ド枠へと注湯する注湯方法において、トリベは、回転軸
を中心として回転傾斜されると共に、その回転軸の回転
中心Ｏ₁ が、このトリベの注湯口の溶湯落下開始点或は
これに近接して設定された仮想の出湯中心Ｏ₂ を中心と
した所定の円弧状軌跡に沿って移動され、それによっ
て、注湯口の溶湯落下開始点とモールド枠湯口との位置
関係を、トリベの傾動にも拘らず実質的に一定に維持し
て注湯を行なうことを特徴とする注湯方法。
【請求項２】トリベは、垂直方向及び水平方向に駆動
することにより、所定の円弧状軌跡に沿って移動される
ことを特徴とする請求項１の注湯方法。
【請求項３】注湯動作終了時においては、トリベの回
転中心Ｏ₁ を中心とした回転傾斜運動と、垂直及び水平
方向の移動との制御関係を崩し、トリベの垂直方向の移
動を中止するか或は規定値より余分に移動させて、取鍋
を所定の円弧状軌跡に沿った傾動を行なわせないことを
特徴とする請求項２の注湯方法。
【請求項４】注湯開始時においては、トリベの回転中
心Ｏ₁ を中心として回転傾斜運動と、垂直及び水平方向
の移動との制御関係を崩し、水平方向への運動を規定値
より大とし、よりモールド枠の方へと前進させ、又、注
湯終了時には、水平方向への運動を規定値より小とし、
モールド枠からの退避運動を遅らせることにより、トリ
ベの注湯口から垂れた溶湯がモールド枠の湯口以外のと
ころへと落下するのを防止することを特徴とする請求項
２の注湯方法。
【請求項５】溶湯を保有したトリベと、該トリベを回
転軸の回りに回転傾斜する駆動手段と、前記トリベの回
転軸が、このトリベの注湯口の溶湯落下開始点或はこれ
に近接して設定された仮想の出湯中心Ｏ₂ を中心とした
所定の円弧状軌跡に沿って移動し、それによって、注湯
口の溶湯落下開始点とモールド枠湯口との位置関係を、
トリベの傾動にも拘らず実質的に一定に維持するよう
に、このトリベを上下方向及び水平方向に移動するため
の駆動手段とを具備することを特徴とする注湯装置。