(57)【要約】【課題】ノロの除去を効率良く行える構造を実現する。【解決手段】下端部に設けた一対の爪部２、２を、エアシリンダ１５とリンク機構とにより拡縮する。ノロを取る場合には、ノロ取り装置１を溶湯炉の上方に移動させてから、上記両爪部２、２同士の間隔を溶湯の表面で縮める。これにより、この溶湯の表面に浮かんだノロの一部を掴む。この状態で、上記ノロ取り装置１を引き上げれば、他の部分のノロもこのノロの一部に引っ張られる様に引き上げられる。この結果、ほぼ１回の作業で総てのノロを除去できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯炉内のノロを取り出すノロ取り装置であって、一対の爪部と、これら両爪部の基端部に設けられ、これら両爪部の先端部同士の間隔を拡縮自在とする駆動装置とを備え、これら両爪部の先端部同士の間隔を縮める事により、上記ノロを掴んで取り出す事を特徴とするノロ取り装置。
【請求項２】
上記駆動装置は、上記両爪部の基端部よりも上側に配置され、空気圧によりスピンドルを上下方向に変位させるエアシリンダと、これら両爪部の基端部に設けられ、このスピンドルの変位によりこれら両爪部の先端部同士の間隔を拡縮するリンク機構とから構成される、請求項１に記載したノロ取り装置。
【請求項３】
上記リンク機構は、上記両爪部の基端部にそれぞれ結合固定されたリンク腕と、これら各リンク腕の先端部にそれぞれこれら各リンク腕の長さ方向に長く形成した長孔と、上記スピンドルに直交する方向に配置されこのスピンドルの先端部に支持されたピンとから成り、上記各リンク腕同士は先端部を交差させた状態で、互いの長孔の一部同士を、上記ピンの軸方向に互いに重畳させており、これら各長孔に、これら各長孔の長さ方向に変位自在に挿通した上記ピンを、上記スピンドルと共に上下方向に変位させる事により、上記各リンク腕同士の交差角を変えて、上記両爪部の先端部同士の間隔を拡縮自在とする、請求項２に記載したノロ取り装置。
【請求項４】
上記両爪部は耐熱材製の板材から成り、これら両爪部の先端部に、両側面及び先端縁に開口する溝部を形成した、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したノロ取り装置。
【請求項５】
上端部にクレーンにより吊り下げる為のフックと、上記駆動装置を遠隔で操作可能な操作手段とを備えた、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したノロ取り装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鋳造に使用する溶融金属（溶湯）内に発生するノロ（金属酸化物等の不純物、スラグ）を、この溶湯から除去するノロ取り装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の制動を行う為に使用するディスクブレーキのキャリパとして、アルミニウム合金や、鋼等の鉄系合金等の鋳造により形成される構造が知られている。この様な鋳造を行う場合に、溶湯内に発生するノロを除去する事が従来から行われている。即ち、溶湯の表面が酸化する等して、この溶湯内には必ずノロが発生し、この溶湯の表面に浮かぶ。このノロが残存した状態で鋳造した場合には、ノロが鋳物の中に入り込み、ノロかみと呼ばれる鋳造不良が生じる。この為、鋳造を行う上で、このノロを十分除去する事が重要となる。従来、このノロを除去する為に、作業者が直接、柄杓等によりこのノロを掻き出していた。
【０００３】
上記溶湯は、例えば、鉄系合金の場合には１５００℃程度まで達し、上記溶湯炉付近も非常な高温となる。又、溶湯炉からは臭気が発生する。更に、上記ノロは、通常、溶湯の３％程度発生する。例えば、６ｔの炉から約１８０kgのノロが発生する。上述の様に、柄杓によりノロを掻き出す場合、一回当たり約２０kgのノロを掻き出すとしても、６ｔの炉からノロを除去する為には、合計９回の作業が必要になる。この様に、柄杓等でノロを掻き出す作業は、高温で臭気が発生する溶湯炉付近で行う必要があり、又、炉からノロを除去する為には、この作業を繰り返し行う必要がある。従って、従来から行っていたノロ取りの作業は大変であり、又、危険でもあった。
【０００４】
又、上述の様な方法以外にノロを除去する方法や装置が、例えば特許文献１〜３に記載されている。このうちの特許文献１には、誘導子により移動磁界を発生させ、溶湯の表面に浮いたノロを掻き出し易い位置に移動させる方法が記載されている。この様な特許文献１に記載された方法の場合、上述した柄杓等によりノロを除去する方法と同様に、作業者が溶湯炉の近くで作業する必要があり、作業が大変で、且つ、危険であると考えられる。
【０００５】
一方、特許文献２には、クレーンにより吊り下げたノロ凝集部材を、溶湯炉内に沈め、更に引き上げる事により、この溶湯炉内のノロを除去する装置及び方法が記載されている。この様な特許文献２に記載された発明の場合、ノロ凝集部材にノロが通過可能な複数の通孔が設けられており、ノロ取り作業の際に、このノロ凝集部材を溶湯内に沈めつつ、溶湯の表面に浮いたノロを上記各通孔を通じてこのノロ凝集部材の上部に集める。そして、このノロ凝集部材を引き上げる事により、上記ノロを取り出すとしている。但し、この様な方法でノロを取る場合、ノロ凝集部材を溶湯内に沈める際に、表面に浮いたノロの一部がこの溶湯内に沈んでしまう為、このノロ凝集部材を引き上げても、このノロの一部が溶湯内に残る事が避けられない。従って、ノロを多くの除去する為には、繰り返し作業を行う必要があり、又、このノロを完全に除去する事は難しいと考えられる。
【０００６】
又、特許文献３には、ノロを吸引する装置が記載されている。この様な特許文献３に記載された発明の場合、吸引装置は、ポンプ等の各種機材が必要になり高価になる事が避けられない。又、ノロ以外に溶湯も吸引される可能性があり、効率的にノロを除去できるとは言えない。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−１０７０９２号公報
【特許文献２】特開昭５５−１５８４８８号公報
【特許文献３】特開平１０−２１６９２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、ノロの除去を効率良く行え、更には、ノロ取り装置に付着したノロを除去し易く、安全に作業を行える構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のノロ取り装置は、溶湯炉内のノロを取り出すものである。
特に、本発明のノロ取り装置の場合、一対の爪部と、これら両爪部の基端部に設けられ、これら両爪部の先端部同士の間隔を拡縮自在とする駆動装置とを備える。
そして、これら両爪部の先端部同士の間隔を縮める事により、上記ノロを掴んで取り出す。
【００１０】
具体的な構成としては、請求項２に記載した発明の様に、上記駆動装置を、エアシリンダと、リンク機構とから構成する。
このうちのエアシリンダは、上記両爪部の基端部よりも上側に配置され、空気圧によりスピンドルを上下方向に変位させるものである。
又、上記リンク機構は、上記両爪部の基端部に設けられ、上記スピンドルの変位によりこれら両爪部の先端部同士の間隔を拡縮するものである。
【００１１】
又、上記リンク機構の具体的な構造としては、請求項３に記載した発明の様に、リンク腕と、長孔と、ピンとから構成する。
このうちのリンク腕は、上記両爪部の基端部にそれぞれ結合固定されている。
又、上記長孔は、これら各リンク腕の先端部に、それぞれこれら各リンク腕の長さ方向に長く形成されている。
又、上記ピンは、上記スピンドルに直交する方向に配置された状態で、このスピンドルの先端部に支持されている。
又、上記各リンク腕同士は、互いの先端部同士を交差させた状態で、互いの長孔の一部同士を、上記ピンの軸方向に互いに重畳させている。
そして、上記各長孔に、これら各長孔の長さ方向に変位自在に挿通した上記ピンを、上記スピンドルと共に上下方向に変位させる事により、上記各リンク腕同士の交差角を変えて、上記両爪部の先端部同士の間隔を拡縮自在としている。
【００１２】
又、上述の各発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、上記両爪部として、耐熱材製の板材から成るものを使用する。そして、これら両爪部の先端部に、両側面及び先端縁に開口する溝部を形成する。
【００１３】
又、より好ましくは、請求項５に記載した発明の様に、上端部にクレーンにより吊り下げる為のフックと、上記駆動装置を遠隔で操作可能な操作手段とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
上述の様に構成する本発明のノロ取り装置によれば、効率良くノロを除去できる。即ち、一対の爪部の先端部（下端部）を溶湯の表面付近に少しだけ挿入した状態から、これら両爪部の先端部同士の間隔を縮める事により、この溶湯の表面に浮かぶノロの一部を掴む。そして、これら両爪部を引き上げる事により、これら両爪部に掴まれたノロの一部を引き上げると共に、これら両爪部に掴まれていない周囲に存在するノロも一緒に引き上げる。これは、ノロが溶湯の表面に膜を張った様に存在する為である。従って、ノロの一部を引き上げた際には、他の部分のノロも、膜の一部を引っ張った場合に膜全体が引っ張られるが如く、上記一部のノロと共に引っ張られる様に引き上げられ、結果として、多量のノロを除去できる。従って、ほぼ１回の作業で溶湯炉内のノロを総て除去でき、効率良く、ノロの除去作業を行える。
【００１５】
又、請求項２、３に記載した発明によれば、上記両爪部の拡縮をエアシリンダとリンク機構とから成る単純な構造で行う為、高熱の溶湯炉付近で作業を行っても、機械が壊れにくく、耐久性及び信頼性が高い。又、請求項２に記載した発明の場合、空気圧により駆動するエアシリンダを使用している為、安全性が高い。例えば、油圧や水圧により駆動するシリンダを使用した場合には、油や水が漏れた場合に急激な熱膨張による爆発等の事故が生じる可能性があるが、空気圧を使用する上記請求項２に記載した発明の場合、この様な危険性はない。
【００１６】
又、請求項４に記載した発明の場合、使用により両爪部に付着したノロのカスを、溝部を利用して除去し易い。即ち、この溝部から棒材等を入れ、上記両爪部の内側に付着した上記カスを叩き落とす事により除去できる。
【００１７】
又、請求項５に記載した発明の場合、クレーンによりノロ取り装置を上下させ、駆動装置を遠隔操作できる為、作業者が溶湯炉から離れた位置で作業でき、安全である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１〜３は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例のノロ取り装置１は、図１、２の下端部に示した、一対の爪部２、２を設けている。これら両爪部２、２は、それぞれが耐熱性が高い黒鉛板である、図１、３の左右方向中間部の基板部３と、この基板部３の左右方向両端部にこの基板部３と鈍角を成す方向に配置された端板部４、４とから成る。このうちの基板部３の先端部には、両側面及び先端縁に開口する溝部５、５をそれぞれ形成している。又、上記各板部３、４の基端部は結合部材６に、それぞれ結合される。
尚、上記基板部３及び上記端板部４、４は、セラミックス板、金属板の表面にセラミックスの溶射層を形成した溶射板等、優れた耐熱性を有し、ノロが付着しにくい、各種板材を使用できる。又、ＳＳ材（一般構造用圧延鋼）等も使用できるが、付着したノロが剥がれ易い黒鉛板を使用する事が好ましい。これは、黒鉛板と鉄を主成分とするノロとでは熱膨張率が異なる為、ノロを溶湯炉から引き上げた場合の収縮率も異なり、結果としてノロを剥がし易くなる為である。
【００１９】
何れにしても、上記結合部材６は、両端部を中間部に対し鈍角に折り曲げた、一対の結合板部７、７を有する。そして、これら両結合板部７、７の、図１、３の左右方向中間部に上記基板部３の基端部を、同じく両端部に上記各端板部４、４の基端部を、それぞれボルト等により支持固定している。この様な結合部材６は、例えば、所定形状に形成した鋼製の部材の表面に、耐熱性を有する塗料（耐熱塗料）を塗布して成る。
【００２０】
又、本例の場合、上記両爪部２、２と上記結合部材６とは、支持部材８に支持されている。この支持部材８は、それぞれ鋼板製の底板部９及び天板部１０と、鋼材（図示の例の場合は溝型鋼）を所定長さに切断した、複数（図示の例の場合は４本）の柱部１１、１１とから成る。これら各柱部１１、１１は、上記底板部９と天板部１０との間に、これら両板部９、１０に対し垂直方向（図１、２の上下方向）に配置され、両端面を上記両板部９、１０に、それぞれ溶接等により固定している。又、これら両板部９、１０及び各柱部１１、１１の表面にも耐熱塗料を塗布している。
【００２１】
又、上記結合部材６は、それぞれの結合板部７、７の中間部から直角方向に、且つ、互いに平行に、それぞれ一対ずつ（合計４本）の腕部（リンク腕）１２、１２を、上記両結合板部７、７に対し揺動不能に、溶接等により結合固定している。又、これら各腕部１２、１２の中間部は、それぞれ上記支持部材８を構成する各柱部１１、１１に揺動自在に支持している。即ち、これら各柱部１１、１１は、図３に示す様に、一対ずつ溝型鋼の底板側を互いに対向させた状態で配置している。又、これら各柱部１１、１１の下端部に、互いに対向した底板同士を掛け渡す様に支持ピン１３、１３を支持している。そして、これら各支持ピン１３、１３を上記各腕部１２、１２の中間部に形成した通孔に緩く挿通する事により、これら各腕部１２、１２を上記各柱部１１、１１に、揺動自在に支持している。これら各腕部１２、１２は、上記両結合板部７、７に対し揺動不能に固定されている為、これら両結合板部７、７及び前記両爪部２、２も上記各腕部１２、１２と共に、上記各柱部１１、１１に対し揺動可能に支持される。
【００２２】
又、上記各腕部１２、１２の先端部には、これら各腕部１２、１２の長さ方向に長い長孔１４、１４を、それぞれ形成している。又、これら各腕部１２、１２のうち、互いに近づく方向（図１の表裏方向、図２の左右方向、図３の上下方向）に延出された腕部１２、１２同士を交差させている。そして、この状態で、上記各長孔１４、１４の長さ方向の一部を、上記各支持ピン１３、１３と平行な方向（図１、３の左右方向、図２の表裏方向）に重畳させている。本例の場合、上記各腕部１２、１２、前記各支持ピン１３、１３、上記各長孔１４、１４、及び、後述するピン１９によりリンク機構を構成している。
【００２３】
一方、上記支持部材８には、エアシリンダ１５を固定している。即ち、このエアシリンダ１５を、上記支持部材８を構成する天板部１０の下面に、垂直方向に固定している。又、このエアシリンダ１５の中心軸は、互いに対向する前記両結合板部７、７から等距離の位置に存在する。この様に配置されるエアシリンダ１５は、圧縮空気を導入、吐出自在なシリンダ部１６と、基端部をこのシリンダ部１６に気密に挿入したスピンドル１７とから成り、上記両爪部２、２及び結合部材６よりも図１、２の上側に配置される。又、本例のエアシリンダ１５は、復動型のシリンダで、上記スピンドル１７の上下方向の何れの方向の変位も空気圧で行う。この為、図示は省略するが、上記シリンダ部１６には、それぞれコンプレッサに繋がれた２本のホースを接続している。そして、何れかのホースから上記シリンダ部１６内に圧縮空気を供給しつつ、他のホースから空気を吐出する事により、上記スピンドル１７を上下方向に変位させる。
【００２４】
上記スピンドル１７の先端部には、支持ブロック１８を固定しており、この支持ブロック１８には、このスピンドル１７と直交する方向に、ピン１９を支持している。このピン１９は、前記各支持ピン１３、１３と平行な方向に配置されている。そして、このピン１９の両端部を前記各長孔１４、１４内に、それぞれ緩く挿通している。このピン１９を挿通する位置は、前記各腕部１２、１２の基端部を結合した上記両結合板部７、７から等距離となる。従って、上記ピン１９を上下方向に変位させた場合、このピン１９と上記各長孔１４、１４との係合により上記各腕部１２、１２が揺動するが、これら各腕部１２、１２の揺動する角度は互いにほぼ同じとなる。本例の場合、上述の様なエアシリンダ１５と、支持ブロック１８と、前述した様なリンク機構とにより、特許請求の範囲に記載した駆動装置を構成している。
【００２５】
又、本例の場合、上記天板部１０の上面に、ノロ取り装置１をクレーンにより吊り下げる為のフック２０と、上記エアシリンダ１５を遠隔で操作可能な操作手段２１とを設けている。この操作手段２１は、上記天板部１０の上面に揺動自在に支持された操作棒２２と、この操作棒２２の先端寄りに固定され、上記エアシリンダ１５のシリンダ部１６内に送り込む圧縮空気を制御する遠隔操作機２３とから構成される。
【００２６】
このうちの操作棒２２の先端部には、この操作棒２２を操作する為のハンドル２４を、同じく基端部には、この操作棒２２の揺動方向のバランスを取る為のバランサー２５を、それぞれ設けている。本例の場合、ノロ取り装置１の凡その位置決め及び上下方向の変位（昇降）はクレーンにより行うが、この際のノロ取り装置１の揺れ防止や微妙な位置調整は、上記ハンドル２４により作業者が直接行う。又、作業者が、溶湯炉２６（図３）から２ｍ以上の距離で操作を行える様に、上記操作棒２２の長さを長くしている。又、この様な距離から作業し易い様に、この操作棒２２の先端部に上記バランサー２５を設け、上記ハンドル２４部分の水平保持を図っている。尚、上記操作棒２２は、実際には、図３の上下方向にずらす等して、上記フック２０と干渉しない様にする。
【００２７】
又、上記遠隔操作機２３は、上記ハンドル２４の近くに設けられ、上記シリンダ部１６に導入、吐出する圧縮空気を制御するが、この機能に加えて、上記クレーンの横方向及び上下方向の操作を行える機能を設けても良い。この場合、作業者は、溶湯炉に近い（但し、２ｍ以上離れた）位置に居たままで、上記クレーン及びノロ取り装置１の操作を行える。
【００２８】
上述の様に構成される本例のノロ取り装置１を操作する場合、次の様に行う。先ず、ノロ取りに先立ち、溶湯炉内に、スラグ材（例えば、主成分を酸化鉄とするノロ取り材）を投入する事により、ノロを集め易くする。次に、上記遠隔操作機２３によりクレーンを操作して、このクレーンにより吊り下げられた上記ノロ取り装置１を溶湯炉２６上に移動させ、更にこのクレーンを操作して、このノロ取り装置１を下方に変位させ、この溶湯炉２６内に進入させる。この際、両爪部２、２は、図２に実線で示す様に開いた状態とする。この為に、前記ピン１９の位置を、図２に実線で示す様に最下端に位置させる。そして、上記両爪部２、２の先端部が溶湯の表面に達した（先端部をノロに挿通した）状態で、上記ノロ取り装置１の上下方向の移動（下降）を停止する。
【００２９】
次に、上記遠隔操作機２３により、前記エアシリンダ１５を操作して、このエアシリンダ１５のスピンドル１７を上方に変位（上昇）させる。すると、このスピンドル１７の先端部に支持したピン１９と各腕部１２、１２の先端部に形成した長孔１４、１４との係合に基づき、これら各腕部１２、１２の先端部が上記スピンドル１７と共に上方に変位する。そして、これら各腕部１２、１２が、交差角が小さくなる方向に、前記各支持ピン１３、１３を中心としてそれぞれ揺動変位する。この様な揺動変位は、上記ピン１９が上記各長孔１４、１４内を移動する事により許容する。これにより、図２に鎖線で示す様に、上記各腕部１２、１２を結合固定した上記両爪部２、２も揺動し、これら両爪部２、２の先端部同士の間隔が縮まる。そして、これら両爪部２、２の先端縁同士が当接或は近接する。尚、図示の例の場合、これら両爪部２、２を構成する基板部３の先端縁同士に加えて、各端板部４、４の先端縁同士も当接或は近接する。この為、上記両爪部２、２の先端縁同士を当接或は近接させた状態で、これら両爪部２、２の先端部には、上記基板部３及び各端板部４、４により囲まれた空間ができる。
【００３０】
上述の様に、溶湯の表面で両爪部２、２の先端縁同士の間隔を縮める事により、この溶湯の表面に浮かんだノロの一部が上記両爪部２、２の先端部に掴まれる。そして、この状態のまま、上記遠隔操作機２３によりクレーンを操作して、ノロ取り装置１を引き上げる。尚、本例の場合、上述の様に、両爪部２、２の先端部に各板部３、４により囲まれた空間ができる為、上記ノロ取り装置１を引き上げても、この空間内に入ったノロが落下しにくい。従って、より確実にノロの一部を掴む事ができる。
【００３１】
この様に、両爪部２、２の先端部によりノロの一部を引き上げると、このノロの一部と共に、このノロの一部と膜状に接着した他のノロも引きずられる様に引き上げられる。そして、この状態で、上記クレーンを操作し、ノロ取り装置１をノロを集める為の容器上に移動させてから、エアシリンダ１５のスピンドル１７を下方に変位させる。これにより、上記両爪部２、２の先端部同士の間隔が広くなり、これら両爪部２、２により掴まれたノロが上記容器内に落下する。
【００３２】
尚、上述の様に両爪部２、２の間隔を広くしただけでは、これら両爪部２、２に付着したノロの一部が落下しない場合がある。この場合に、これら両爪部２、２の外側面に付着したノロの一部は外部から棒等によりこそぐ等して落す事はできるが、内側面に付着した分は、外部から落としにくい。これに対して本例の場合、上記両爪部２、２に設けた各溝部５、５内に例えばタガネを入れて、このタガネをハンマー等により叩く事により、これら両爪部２、２の内側に付着した上記ノロの一部を叩き落とす事ができる。
【００３３】
上述の様に構成する本例のノロ取り装置１によれば、効率良くノロを除去できる。即ち、上述した様に、一対の爪部２、２を溶湯の表面付近に配置し、互いの先端部の間隔を縮める事により、この溶湯の表面に浮かぶノロの一部を掴む。そして、これら両爪部２、２を引き上げる事により、これら両爪部２、２に掴まれたノロの一部が引き上げられると共に、これら両爪部２、２に掴まれていない周囲に存在するノロも一緒に引き上げられる。この結果、ほぼ１回の作業で溶湯炉内のノロを総て除去でき、効率が良い。
【００３４】
又、本例の場合、上記両爪部２、２の拡縮をエアシリンダ１５とリンク機構とから成る単純な構造で行っている為、高熱の溶湯炉付近で作業を行っても、機械が壊れにくく、耐久性及び信頼性が高い。又、空気圧により駆動するエアシリンダ１５を使用している為、油圧や水圧により駆動するシリンダと比べて安全性が高い。又、本例の場合、クレーンによりノロ取り装置１を上下させ、駆動装置を遠隔操作できる為、作業者が溶湯炉から離れた位置で作業でき、安全である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
上述した実施の形態の１例では、駆動装置として、エアシリンダとリンク機構とを組み合わせたものを使用したが、一対の爪部の拡縮が可能であれば、他の手段を使用しても良い。例えば、エアシリンダに代えて電動モータを使用したり、リンク機構に変えて歯車機構を使用する事が考えられる。又、リンク機構を使用するにしても、上述の例以外の従来から知られている各種構造を使用する事もできる。更に、操作手段としては、無線によるリモートコントロール装置を使用する事もできる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す正面図。
【図２】同じく側面図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１    ノロ取り装置
２    爪部
３    基板部
４    端板部
５    溝部
６    結合部材
７    結合板部
８    支持部材
９    底板部
１０    天板部
１１    柱部
１２    腕部
１３    支持ピン
１４    長孔
１５    エアシリンダ
１６    シリンダ部
１７    スピンドル
１８    支持ブロック
１９    ピン
２０    フック
２１    操作手段
２２    操作棒
２３    遠隔操作機
２４    ハンドル
２５    バランサー
２６    溶湯炉
【図１】
2010012512.tif 000003
【図２】
2010012512.tif 000004
【図３】
2010012512.tif 000005