JPS6150706B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋳造設備における自動注湯装置に
関する。

従来の鋳造設備では、溶解炉から取鍋への溶融
金属の汲取および取鍋から型に対する溶融金属の
注入（注湯）は人手によつて行なわれている。注
湯を自動的に行なう装置として、溶解炉において
人手により溶融金属を入れた取鍋の型の上方まで
移動させたのち取鍋を傾けて溶融金属を型に注入
するようなものが考えられる。この場合、取鍋は
溶解炉と型の上方の間を移動する取鍋運搬部材に
傾動自在に取付けられるが、取鍋を普通に取付け
たのでは取鍋が傾くにしたがつてその注ぎ口の位
置が変つてしまう。したがつて、このままでは、
型の湯口を必要以上に大きくしなければならず、
不経済である。取鍋が傾くにしたがつて取鍋運搬
部材を移動させたり、取鍋を特別な機構を介して
取鍋運搬部材に取付けたりすれば、取鍋が傾いて
も注ぎ口の位置が変らないようにすることができ
るが、いずれの場合も一般に装置全体の構造が複
雑になる。また、取鍋運搬部材には取鍋の他にこ
れを傾けるための機構を取付ける必要があるた
め、取鍋だけを溶解炉の溶融金属の中に入れてこ
れを汲取ることは困難である。

この発明は、上記の問題を解決し、溶融金属の
汲取および注湯を自動的に行なうことができ、し
かも取鍋が傾いても注ぎ口の位置がほとんど変ら
ない構造の簡単な自動注湯装置を提供することを
目的とする。

この発明による自動注湯装置は、垂直アームの
下端に固定された取鍋運搬部材を溶解炉の上方と
型の上方の間を移動させるとともに溶解炉の上方
において上下に移動させる取鍋運搬装置と、取鍋
運搬部材の下部に互いに平行に取付けられ、外周
面に環状みぞが形成された２個の水平ガイトロー
ラと、取鍋運搬部材の上部にガイドローラと平行
に取付けられた歯車と、取鍋運搬部材より下方の
ガイドローラと平行な水平軸を中心とする円弧状
をなし、内周部が２個のガイドローラの環状みぞ
に上からはまるとともに外周面に形成された歯が
歯車の下部とかみ合うように歯車とガイドローラ
の間に通された取鍋支持部材と、注ぎ口が上記水
平軸の近くに位置するように取鍋支持部材に固定
された取鍋と、歯車を回転させて取鍋支持部材を
円周方向に移動させることにより取鍋を傾ける取
鍋傾動装置とを備えているものである。

この注湯装置は、次のようにして、自動的に溶
融金属を取鍋に汲取つて型に注入する。すなわ
ち、まず、取鍋運搬装置により取鍋を溶解炉の上
方に移動させ、取鍋を下方に移動させて溶解炉の
溶融金属の中に入れたのち上方に引上げて、これ
に適当量の溶融金属を入れる。次に、この取鍋を
型の上方に移動させる。そして、取鍋運搬部材を
停止させた状態で、取鍋傾動装置により取鍋支持
部材を円周方向に移動させて取鍋を傾け、その注
ぎ口から型に溶融金属を注入する。このとき、円
弧状をなす取鍋支持部材がその中心の水平軸を中
心にして円周方向に移動し、しかも取鍋支持部材
に固定された取鍋の注ぎ口がこの軸の近くに位置
しているので、取鍋が傾いても注ぎ口の位置はほ
とんど変らない。

この発明による自動注湯装置は、上記の構成を
有するので、溶解炉の溶融金属の中に取鍋支持部
材の一部と取鍋だけを入れて取鍋に溶融金属を自
動的に汲取ることができ、取鍋を傾けることによ
り自動的に注湯を行なうことができる。そして、
注湯時に、取鍋運搬部材を停止させた状態で取鍋
を傾けても、注ぎ口の位置はほとんど変らない。
したがつて、型の湯口をとくに大きくする必要が
なく、経済的である。また、取鍋がきわめて簡単
な構造の取鍋支持部材を介して取鍋運搬部材に取
付けられているだけであり、しかも取鍋を傾けな
がら取鍋運搬部材を移動させるような必要もない
から、装置全体の構造が簡単である。

以下図面を参照してこの発明の実施例を説明す
る。なお、以下の説明において、第１図および第
２図の左側を前、同図の右側を後とし、第２図の
下側を左、同図の上側を右とする。

第１図および第２図はアルミニウム合金鋳物の
自動鋳造設備の一部を示しており、、床１の上方
に、型２を前方に送る注湯用の上部コンベヤ３と
注湯後の型２を後方に送る下部コンベヤ４が上下
に配置されている。また、これらのコンベヤ３，
４の右側の床１の上に溶解炉５が配置され、コン
ベヤ３，４と溶解炉５の間に自動注湯装置６が設
けられている。上部コンベヤ３にのせられた型２
は前方に間欠的に送られ、この移送の途中で溶解
炉５の左側の注湯位置７に一定時間停止させられ
る。そして、この位置７に停止している型２に後
述するように注湯装置６によつて溶融アルミニウ
ム合金（溶湯）が注入され、注湯後の型２はさら
に上部コンベヤ３によつて前方に送られる。上部
コンベヤ３の前端まで送られた注湯後の型２はリ
フタ（図示略）によつて下部コンベヤ４の前端に
移され、下部コンベヤ４によつて同様に後方に送
られる。

注湯装置６は、第３図〜第８図に詳細に示すよ
うに、取鍋運搬部材８を溶解炉５と上部コンベヤ
３の注湯位置７にある型２の上方の間を移動させ
る取鍋運搬装置９と、取鍋運搬部材８より下方の
水平軸（中心軸）Ｃを中心とする円弧状をなしこ
の軸Ｃを中心にして円周方向に移動しうるように
取鍋運搬部材８に取付けられた取鍋支持部材１０
と、注ぎ口１１が中心軸Ｃの近くに位置するよう
に取鍋支持部材１０に固定された取鍋１２と、取
鍋運搬部材８に対して取鍋支持部材１０を移動さ
せる取鍋傾動装置１３と、これらの制御装置（図
示略）とを備えている。

取鍋運搬装置９の詳細は、第３図〜第６図に示
されている。

すなわち、床１の上に設置された固定台１４の
頂板１５中央に円形孔１６があけられており、こ
の孔１６の周縁部に上方に垂直に突出した円筒１
７が固定されている。円筒１７の周囲の固定台１
４上に、上端に水平摺動面を備えた複数の旋回台
案内支持部材１８が対称に配置されている。円筒
１７の外周に水平円板状の旋回台１９が回動自在
に取付けられており、旋回台１９の外周部下面に
固定された摺動リング２０が案内支持部材１８の
摺動面に摺動自在にのせられている。旋回台１９
の下側に、これと一体に回動するウオームホイー
ル２１が取付けられている。固定台１４上に前後
に長いウオーム軸２２が支持されており、ウオー
ム軸２２に設けられたウオーム２３が旋回台１９
のウオームホイール２１とかみ合つている。ウオ
ーム軸２２の後部は固定台１４の後側に固定され
た歯車箱２４を貫通しており、歯車箱２４の上に
下向きに取付けられた旋回用直流モータ２５が傘
歯車２６，２７を介してウオーム軸２２に連結さ
れている。そして、モータ２５の回転は傘歯車２
６，２７、ウオーム軸２２およびウオーム２３に
よつてウオームホイール２１に伝えられ、これに
より旋回台１９が円筒１７を中心にして旋回す
る。なお、ウオーム軸２２の前端には、旋回台１
９の旋回角度を検出するためにウオーム軸２２の
回転角度を検出する角度検出器２８が連結され、
ウオーム軸２２の後端には、手動ハンドル連結部
２９が形成されている。また、固定台１４の上部
と旋回台１９の間はカバー３０で覆われている。

旋回台１９の上に、垂直な旋回塔３１が固定さ
れている。旋回塔３１は後面が開口した縦長の箱
形をなし、その左右両側板３２の後縁部に、旋回
塔３１の後側を密閉する１対の四分円筒状の扉３
３の一側縁部がヒンジによつて取付けられてい
る。また、旋回塔３１の頂板３４は、閉じた状態
の１対の扉３３の上側も密閉するように、後方に
水平に張出している。

旋回塔３１の前板３５内面に左右２列の垂直ガ
イドレール３６が固定され、昇降部材３７の前面
の左右両側上下に固定されたガイドブロツク３８
がこれらのレール３６に上下摺動自在に取付けら
れている。旋回塔３１内に上向きに配置された油
圧シリンダ３９の中間部が左右に伸びる水平ピン
４０によつて前板３５内面下部に回動自在に取付
けられており、そのピストンロツド４１の上端が
同様に昇降部材３７の前部に取付けられている。
そして、ロツド４１の伸縮により、昇降部材３７
が第３図に実線で示す上端位置と同図に鎖線で示
す下端位置との間を昇降する。なお、旋回塔３１
の前板３５内面の上下中間部と昇降部材３７に、
電線や空気ホースを保持したケーブルベヤ４２の
両端が接続されている。

旋回塔３１の前板３５上部の左右のレール３６
の間の部分に、縦長の開口４３が設けられてい
る。開口４３の左右両側縁部には、前方に直角に
張出したのち外向きに直角に曲つた縁板４４が一
体に形成され、開口４３の上下両縁部には、縁板
４４より前方に水平に張出してこれらの上下両端
を塞ぐ蛇腹支持板４５，４６が設けられている。
旋回塔３１内の昇降部材３７の上部に、前板３５
の開口４３を貫いて前方に伸びた円筒状の水平ア
ーム４７が固定されており、このアーム４７に
は、これの上下の所要範囲において縁板４４の前
側から開口４３を塞ぐ上下のカバー４８，４９が
固定されている。これらのカバー４８，４９は横
断面は略コ字形をなし、上部カバー４８の下部お
よび下部カバー４９の上部はアーム４７の外周に
沿うように半円筒状に形成されている。そして、
これらのカバー４８，４９がアーム４７を上下か
ら挾んだ状態で互いに連結されている。上側の蛇
腹支持板４５と上部カバー４８上面との間および
下部カバー４９下面と下側の蛇腹支持板４６との
間に、それぞれ蛇腹５０，５１が取付けられてい
る。上側の蛇腹５０の下側の端板５２および下側
の蛇腹５１の上側の端板５３の後部は旋回塔３１
の前板３５と開口縁部４４の間に入り込んでお
り、上下の蛇腹５０，５１も、これらの間に入り
込んで、カバー４８，４９の上下において開口４
３を塞いでいる。水平アーム４７の前端には歯車
箱５４が固定され、歯車箱５４の下面に固定され
た円筒状の垂直アーム５５の下端に取鍋運搬部材
８が固定されている。

取鍋運搬部材８、取鍋支持部材１０および取鍋
１２の詳細は、第７図および第８図に示されてい
る。

取鍋運搬部材８を箱形をなし、その内部には左
右に伸びる３本の水平軸５６，５７が互いに平行
に固定されている。下側の２本の軸５７にそれぞ
れガイドローラ５８が回転自在に取付けられてお
り、各ローラ５８の中間部には浅い環状みぞ５９
が形成されている。これらのローラ５８の上方に
ある残りの軸５６に、互いに連結された歯車６０
と傘歯車６１が回転自在に取付けられている。

取鍋支持部材１０の横断面は方形状をなし、そ
の上面（外周面）に歯６２が形成されている。支
持部材１０は運搬部材８を貫通して２個のローラ
５８と歯車６０の間に挿入されており、下部（内
周部）がローラ５８のみぞ５９にはめ入れられる
とともに歯６２が歯車６０とかみ合うことによ
り、これらの間にはさみ止められている。

支持部材１０の後端部に取鍋１２の後端部が固
定され、取鍋１２前端の注ぎ口１１が支持部材１
０の中心軸Ｃの少し前に位置している。そして、
運搬部材８の歯車６０を回転により、支持部材１
０が２個のローラ５８を案内にして円周方向に移
動し、その結果、取鍋１２が軸Ｃを中心にして設
けられる。取鍋１２の底壁６３中央に円形孔６４
があけられ、この孔６４の周囲上方が底壁６３と
一体に形成されて上下が開口した筒状部６５によ
つて囲まれている。そして、この筒状部６５の高
さは取鍋１２の周壁６６の高さより少し低い。

取鍋傾動装置１３の詳細は、第３図〜第５図、
第７図および第８図に示されている。

取鍋運搬部材８の頂板６７に、垂直アーム５５
内の下部からこれを貫通して運搬部材８内に突出
した垂直軸６８が回転自在に支持されており、こ
の軸６８の下端部に固定された傘歯車６９が運搬
部材８の傘歯車６１とかみ合つている。アーム４
７，５５の間の歯車箱５４に、これを貫通して垂
直アーム５５内に突出した垂直軸７０が回転自在
に支持されている。垂直アーム５５内に垂直中間
軸７１が配置され、この軸７１の上下両端部が上
部垂直軸７０の下端部および下部垂直軸６８の上
端部にそれぞれ自在継手７２，７３を介して連結
されている。水平アーム４７内にこれを軸方向に
貫通して前後両端が歯車箱５４内および旋回塔３
１内に突出した水平軸７４が回転自在に支持され
ており、この軸７４の前端は傘歯車７５，７６を
介して上部垂直軸７０に連結されている。また、
旋回塔３１内にある水平アーム４７の上部に取鍋
傾動用直流モータ７７が取付けられており、この
モータ７７がベルト７８を介して水平軸７４の後
端部に連結されている。

取鍋傾動用モータ７７の回転はベルト７８、水
平軸７４、傘歯車７５，７６、上部垂直軸７０、
中間軸７１、下部垂直軸６８よび傘歯車６９，６
１によつて運搬部材８の歯車６０に伝えられ、そ
の結果、取鍋１２が前述のように傾けられる。な
お、取鍋１２の傾きを検出するためにモータ７７
の回転角度を検出する角度検出器７９が、旋回塔
３１内の水平アーム４７上部に取付けられ、ベル
ト８０によつてモータ７７に連結されている。そ
して、取鍋１２の傾動は、制御装置が外部からの
設定値や角度検出器７９の出力などに基づいてモ
ータ７７を制御することにより行なわれる。

水平アーム４７から取鍋１２までの部分は、水
平アーム４７の前端部が溶解炉５の上方にある状
態で、取鍋運搬装置９の昇降部材３７の昇降にし
たがつて第３図に実線で示す上端位置と同図に鎖
線で示す下端位置との間を昇降する。そして、こ
れらが上端位置にあるときは、取鍋１２は溶解炉
５の上端より少し上方に位置し、これらが下端位
置にあるときは、垂直アーム５５の上部より下側
が溶解炉５内に入つて、取鍋１２は炉５内の溶湯
の表面（湯面）Ｌより少し下方に没している。な
お、取鍋１２の昇降は、制御装置が油圧シリンダ
３９を制御することによつて行なわれる。

また、水平アーム４７から取鍋１２までの部分
は、上端位置にある状態で、取鍋運搬装置９の旋
回台１９および旋回塔３１の旋回にしたがつて左
右に旋回し、その結果、取鍋１２が溶解炉１２の
上方と上部コンベヤ３の注湯位置７にある型２の
上方の間を移動する。取鍋１２の旋回は、制御装
置が外部からの設定値や角度検出器２８の出力な
どに基づいて旋回用モータ２５を制御することに
より行なわれる。なお、水平アーム４７は第２図
および第５図に実線で示す基準位置から左右に等
角度旋回し、この角度は制御装置に設定されてい
る。また、水平アーム４７の基準位置の設定は、
取鍋運搬装置９のウオーム軸２２の手動ハンドル
連結部に手動ハンドル（図示略）取付け、このハ
ンドルでウオーム軸２２を回転させて水平アーム
４７を基準位置まで旋回させることにより行なわ
れる。しかしながら、水平アーム４７の旋回角度
の設定は上記のような方法に限らない。

第７図および第８図に示すように、アーム４
７，５５の間の歯車箱５４の後板８１に水平アー
ム４７内と歯車箱５４内を連通する空気孔８２が
設けられ、歯車箱５４の底板８３に歯車箱５４内
と垂直アーム５５内を連通する空気孔（図示略）
が設けられている。また、歯車箱５４の前板８４
および垂直アーム５５の周壁に空気排出孔８５，
８６が設けられている。図示は省略したが、水平
アーム４７の旋回塔３１内にある部分に空気ホー
スの一端が接続され、このホースの他端はケーブ
ルベヤ４２に保持された空気ホースの昇降部材３
７側の先端に接続されている。固定台１４の円筒
１７内に他の空気ホースが通されており、このホ
ースの一端はケーブルベヤ４２の旋回塔３１側の
先端に、同他端は固定台１４の側板８７に取付け
られた管継手の内側にそれぞれ接続されている。
そして、この管継手の外側には、冷却空気源に接
続されたさらに他の空気ホースが接続されてい
る。油圧シリンダ３９用の油圧ホース８８，８９
も、同様に、円筒１７内を通つて固定台１４から
外に導き出されている。また取鍋傾動用モータ７
７および角度検出器７９の電線も、空気ホースと
同様に、固定台１４から外に導き出されている。
なお、これらのホースおよび電線を保護するため
に、円筒１７の両端面にゴムリング９０が固定さ
れ、円筒１７の内面にはめ入れられたゴム筒９１
が上下のリング９０によつて挾み止められてい
る。

上記の注湯装置６は、次のようにして、上部コ
ンベヤ３の注湯位置７に移動してくる型２に自動
的に溶湯を注入する。

すなわち、まず、水平状態の空の取鍋１２が、
上端位置において溶解炉５の上方まで旋回し、注
ぎ口１１が上になるように少し傾いたのち、炉５
内に下降して下端位置に停止する。これにより、
取鍋１２は炉５内の溶湯の中に没し、取鍋１２に
は溶湯が満たされる。次に、取鍋１２は、炉５内
の湯面Ｌより少し上方の位置まで上昇し、この位
置で水平状態に戻る。これにより取鍋１２には、
湯面Ｌから上昇するときの傾きに応じた一定量の
溶湯が残る。このとき取鍋１２の傾きすなわち取
鍋１２に入れる溶湯の量は、鋳物の種類に応じて
制御装置に設定されている。取鍋１２が溶湯の中
に没するときには湯面Ｌより下方にある溶湯が取
鍋底壁６３の孔６４および筒状部６５を通つて取
鍋１２内に入るので、湯面Ｌに浮いている垢（ノ
ロ）が取鍋１２に入るおそれが少ない。また、取
鍋１２が傾くときには注ぎ口１１が上になるの
で、注ぎ口１１に垢がのこるおそれもない。

一定量の溶湯を入れて水平になつた取鍋１２
は、さらに炉５の上方の上端位置まで上昇したの
ち、上部コンベヤ３の注湯位置７の上方まで旋回
する。注湯位置７にはこのときまでに型２が移動
してきて停止しており、取鍋１２は、注ぎ口１１
が湯口９２後部の少し上に位置するように型２の
上方に停止する（第７図参照）。そして、取鍋運
搬部材８が停止した状態で取鍋１２が第７図に鎖
線で示すように傾き、これにより、取鍋１２内の
溶湯が注ぎ口１１から湯口９２に注入される。こ
のとき、取鍋１２は注ぎ口１１の少し後の取鍋支
持部材１０の中心軸Ｃを中心にして傾くので、注
ぎ口１１の位置はほとんど変らない。したがつ
て、湯口９２をとくに大きくしなくても、型２に
溶湯を確実に注入することができる。

注湯を終つた取鍋１２は、水平状態に戻つたの
ち、再び溶解炉５の上方まで旋回し、これと同時
に、上部コンベヤ３により注湯後の型２が前方に
移動して次の型２が注湯位置７に移動してくる。
そして、このような動作を繰返すことによつて、
次々に注湯位置７に移動してくる型２に溶湯が注
入される。なお、注湯作業中、空気ホースによつ
て水平アーム４７内に冷却空気が供給されてお
り、この空気は水平アーム４７内から歯車箱５４
内および垂直アーム５５内に流れてこれらを冷却
し、排出孔８５，８６から外部に排出される。

取鍋運搬装置９、取鍋支持部材１０、取鍋１２
および取鍋傾動装置１３の構成は、上記実施例の
ものに限らず、適宜変更可能である。たとえば、
取鍋運搬装置は取鍋を旋回させるかわりに一直線
上を往復移動させるようなものであつてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は鋳造
設備の一部を示す部分切欠き側面図、第２図は同
平面図、第３図は自動注湯装置の部分切欠き側面
図、第４図は同部分切欠き背面図、第５図は第３
図−線の拡大断面図、第６図は第３図−
線の拡大断面図、第７図は自動注湯装置の取鍋の
部分を拡大して示す部分切欠き側面図、第８図は
第７図−線の断面図である。 ２……型、５……溶解炉、６……自動注湯装
置、８……取鍋運搬部材、９……取鍋運搬装置、
１０……取鍋支持部材、１１……注ぎ口、１２…
…取鍋、１３……取鍋傾動装置、５５……垂直ア
ーム、５８……ガイドローラ、５９……環状み
ぞ、６０……歯車、６２……歯、Ｃ……水平軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直アーム５５の下端に固定された取鍋運搬
   部材８を溶解炉５の上方と型２の上方の間を移動
   させるとともに溶解炉５の上方において上下に移
   動させる取鍋運搬装置９と、 取鍋運搬部材８の下部に互いに平行に取付けら
   れ、外周面に環状みぞ５９が形成された２個の水
   平ガイトローラ５８と、 取鍋運搬部材８の上部にガイドローラ５８と平
   行に取付けられた歯車６０と、 取鍋運搬部材８より下方のガイドローラ５８と
   平行な水平軸Ｃを中心とする円弧状をなし、内周
   部が２個のガイドローラ５８の環状みぞ５９に上
   からはまるとともに外周面に形成された歯６２が
   歯車６０の下部とかみ合うように歯車とガイドロ
   ーラ５８の間に通された取鍋支持部材１０と、 注ぎ口１１が上記水平軸Ｃの近くに位置するよ
   うに取鍋支持部材１０に固定された取鍋１２と、 歯車６０を回転させて取鍋支持部材１０を円周
   方向に移動させることにより取鍋１２を傾ける取
   鍋傾動装置１３とを備えている鋳造設備における
   自動注湯装置。