(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
注湯取鍋を有する自動注湯機から鋳型に注入される溶湯に、漸進的に変化する注湯量に対応させて所定の比率で、接種剤を投入する自動注湯機用の接種剤投入装置であって、
それぞれ鋳型を内蔵した複数の鋳枠を列状に配置してなる注湯ラインに沿って走行可能な走行手段と、
前記走行手段に装着されて接種剤を保持する保持手段と、
該保持手段の下方に配置され、該保持手段から鋳型へ注入すべき接種剤を受け取って搬送する送り手段と、
該送り手段を駆動するように該送り手段に結合された駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記自動注湯機の前記注湯取鍋内の溶湯の重量を検知し、その検知重量を表す信号を発生するように前記注湯取鍋の下方に設けられたロードセルとを備え、
前記制御手段による前記駆動手段の制御は、前記駆動手段の駆動量を前記ロードセルからの前記信号に基づいて演算により決定して前記駆動手段を駆動するようになされ、
前記制御手段は更に、前記自動注湯機の前記注湯取鍋から前記鋳型への注湯量に応じて前記駆動手段を介して前記送り手段を駆動し、前記注湯取鍋から前記鋳型に注入される溶湯に、前記注湯量に対応させて所定の比率で接種剤を投入するように、前記送り手段から接種剤を投入させると共に、
前記制御手段は更に、
前記ロードセルからの前記信号に基づいて前記注湯取鍋内の溶湯の重量を算出する第１の演算手段と、
第１の演算手段の算出結果に基づいて前記注湯取鍋から前記鋳型への注湯流量を算出する第２の演算手段と、
第２の演算手段の算出結果に基づいて接種剤の投入量を決定する投入量決定手段と、
前記投入量決定手段により決定された投入量に基づいて、前記送り手段が駆動されるように、前記駆動手段の駆動量を決定する駆動指示手段とを有し、
前記制御手段又は更なる制御手段が、前記ロードセルからの前記信号に基づいて前記注湯取鍋の傾動速度及び傾動位置を制御する接種剤投入装置。                                                         
【請求項２】
それぞれ鋳型を内蔵した複数の鋳枠を列状に配置してなる注湯ラインに沿って走行可能な走行手段に装着されて接種剤を保持する保持手段と、該保持手段の下方に配置されて、
該保持手段から接種剤を受け取って搬送する送り手段と、該送り手段を駆動するように該送り手段に結合された駆動手段と、自動注湯機の注湯取鍋内の溶湯の重量を検知し、その検知重量を表す信号を発生するように前記注湯取鍋の下方に設けられたロードセルと、前記駆動手段を制御する制御手段とを備える接種剤投入装置により、注湯取鍋を有する自動注湯機から鋳型に注入される溶湯に、接種剤を溶湯に投入する自動注湯機用の接種剤投入方法であって、
自動注湯機から鋳型に注入される溶湯に、前記注湯取鍋から前記鋳型への注湯量に対応させて所定の比率で、接種剤を投入前記送り手段を介して投入するように前記制御手段が前記駆動手段の駆動量を前記ロードセルからの前記信号に基づいて演算により決定して前記駆動手段を制御すると共に、
前記制御手段は更に、
前記ロードセルからの前記信号に基づいて前記注湯取鍋内の溶湯の重量を算出し、
算出された前記注湯取鍋内の溶湯の重量に基づいて前記注湯取鍋から前記鋳型への注湯流量を算出し、
算出された前記注湯取鍋から前記鋳型への注湯流量に基づいて接種剤の投入量を決定し、
前記決定された投入量に基づいて、前記送り手段が駆動されるように、前記駆動手段の駆動量を決定し、
前記制御手段又は更なる制御手段が、前記ロードセルからの前記信号に基づいて前記注湯取鍋の傾動速度及び傾動位置を制御することを特徴とする接種剤投入方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
［関連出願の参照］
本願は日本国特許出願第２００９−１５９５８５号（出願日２００９年７月６日）及び同２０１０―１１０８０３号（出願日２０１０年５月１３日）の優先権を主張しており、それらの開示事項の全体が参照により本明細書に含まれているものとする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、接種剤を溶湯流へ投与するための装置及び方法並びに自動注湯機に関する。【０００３】
一般に、鋳物製品を鋳造する際には、鋳型に溶湯を注入する際に接種剤を溶湯流に投与して溶湯の材質を調整している。【０００４】
具体的には、自動注湯機で注湯された溶湯に所定の比率で接種剤を溶け込ませることにより、所定硬度の鋳物製品を得るようにしているが、所定の比率で接種剤を溶湯に投入することが難しく、その結果、鋳物製品の硬度のばらつきが大きくなる等の問題が発生するおそれがある。従来、鋳型に注入された溶湯に適切に接種剤を投入可能な装置及び方法はないので、このような問題を解消することが望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って本発明の目的は、自動注湯機によって鋳型に注入される溶湯に、所要量の接種剤を投入することができる接種剤投入方法及び装置並びにその装置を用いた自動注湯機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る接種剤投入装置は、自動注湯機から鋳型に注入される溶湯に、漸進的に変化する注湯量に対応させて所定の比率で、接種剤を投入する。この接種剤投入装置は、
それぞれ鋳型を内蔵した複数の鋳枠を列状に配置してなる注湯ラインに沿って走行可能な走行手段と、
該走行手段に装着されて接種剤を保持する保持手段と、
該保持手段の下方に配置され、該保持手段から鋳型へ注入すべき接種剤を受け取って搬送する送り手段と、
該送り手段を駆動するように該送り手段に結合された駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記自動注湯機から前記鋳型への注湯量に応じて前記駆動手段を介して前記送り手段を駆動し、前記自動注湯機から前記鋳型に注入される溶湯に、前記送り手段から接種剤を投入する。
本発明の一実施形態によれば、前記自動注湯機が注湯取鍋を有すると共に、前記接種剤投入装置は、前記自動注湯機の前記注湯取鍋から前記鋳型への注湯流量を検知し、その検知流量に対応する信号を発生する検知手段を更に備え、前記制御手段は、前記検知手段からの前記信号に基づいて前記駆動手段を制御する。
これに代えて、前記自動注湯機の前記注湯取鍋内の溶湯の重量を検知し、その検知重量を表す信号を発生するロードセルを更に備え、前記制御手段は、前記ロードセルからの前記信号に基づいて前記駆動機構を制御するようにしてもよい。
この場合、好ましくは、前記制御手段は、前記ロードセルからの前記信号に基づいて前記注湯取鍋内の溶湯の重量を算出する第１の演算手段と、
第１の演算手段の算出結果に基づいて前記注湯取鍋から前記鋳型への注湯流量を算出する第２の演算手段と、
第２の演算手段の算出結果に基づいて接種剤の投入量を決定する投入量決定手段と、
前記投入量決定手段により決定された投入量に基づいて、前記送り手段が駆動されるように、前記駆動手段の駆動量を決定する駆動指示手段とを有する。
前記ロードセルを用いる場合、このロードセルは前記注湯取鍋の下方に設けられ、前記制御手段は、前記ロードセルからの前記信号に基づいて前記注湯取鍋を制御すると共に、前記注湯取鍋から前記鋳型への注湯量に対応させて所定の比率で接種剤を投入するように前記接種剤投入装置を制御するようにしてもよい。【０００７】
また、本発明に係る接種剤投入方法では、注湯ラインに沿って走行する走行手段に装着されて接種剤を保持する保持手段と、該保持手段の下方に配置され、該保持手段から鋳型へ注入すべき接種剤を受け取って搬送する送り手段と、該送り手段を駆動するように該送り手段に結合された駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段とを備える接種剤投入装置により、自動注湯機から鋳型に注入される溶湯に、接種剤を溶湯に投入する。この方法は、自動注湯機から鋳型に注入される溶湯に、漸進的に変化する注湯量に対応させて所定の比率で、接種剤を前記送り手段を介して投入するように前記制御手段が前記駆動手段を制御する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、自動注湯機から鋳型に注入される溶湯に、漸進的に変化する注湯量に対応させて所定の比率で、接種剤を投入するから、接種剤の投入量を溶湯に対して最適量に抑えることができるため、鋳物のコスト低減に寄与することができる上に、硬度のばらつきによる不良鋳物の発生を低減することが可能になるなどの優れた効果を奏する。
明細書の一部に含まれ、それを構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を概略的に示し、上述の一般的説明および以下の好ましい実施形態の詳細な説明と共に、本発明の要旨を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明を適用した接種剤の溶湯へ投入する接種剤投入装置の一実施例を示す平面図である。
【図２】図１に示す接種剤投入装置の左側面を拡大し、一部を破断して示す図である。
【図３】図１に示す接種剤投入装置を拡大した正面図である。
【図４】本発明の接種剤投入装置の制御器の一例を示すブロック図である。
【図５】図４と同様な図であって、制御器の他の例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した接種剤を溶湯へ投入する接種剤投入装置１及びこれを用いた自動注湯機２０、並びに接種剤を溶湯へ投入する方法について図１〜図３を用いて説明する。図１に示すように、接種剤投入装置１は、鋳型２に注入される溶湯に、所定の比率で接種剤を投入する装置であり、鋳型２を内蔵した鋳枠３を列状に配置して成る注湯ライン４に沿って敷設したレール５上に、注湯ライン４に沿って往復動可能にして配設されている。
【００１１】
そして、図２及び図３に示すように、接種剤投入装置１は、レール５上を走行する走行台車６上に搭載した制御盤７に支持部材１５を介して装着され、接種剤を収納して保持するホッパ８と、ホッパ８の下端に、このホッパから接種剤を受け取るように装着されたスクリューコンベア９と、このスクリューコンベアが受け取った接種剤を搬送するように、スクリューコンベアの基端に装着され、スクリューコンベア９を駆動する駆動機構１０と、スクリューコンベア９の先端に装着されて、接種剤を投与するシュート１１とを備える。制御盤７には、駆動機構１０等の各種装置を制御する制御器３０が設けられている。
【００１２】
また、図２に示すように、走行台車６上には自動注湯機本体１２が搭載されている。この自動注湯機本体１２は、傾動可能な注湯取鍋１３と、この注湯取鍋１３内の溶湯量を検知するように注湯取鍋１３の下方に設けられたロードセル１４とを有している。この自動注湯機本体１２は、接種剤投入装置１と共に鋳型２に溶湯を注入する自動注湯機２０を構成する。
【００１３】
また、制御盤７に設けられる制御器３０は、自動注湯機２０の注湯取鍋１３内の溶湯の重量を検知するロードセル１４からの信号に基づいて駆動機構１０を制御する。具体的には、制御器３０は、例えば図４に示すように、投入開始指令に基づいて接種剤の投入開始を指示する投入開始指示手段３１と、駆動機構１０の駆動モータ１０ａに所要の交流電圧の印加を指示するインバータ駆動指示手段３５と、ロードセル１４の検知値に基づき注湯取鍋１３内の溶湯の重量を算出する第１の演算手段３２と、第１の演算手段３２からの算出重量値を表す信号に基づいて注湯取鍋１３内の溶湯重量の変化により注湯取鍋１３から鋳型２への注湯流量を算出する第２の演算手段３３と、第２の演算手段３３からの算出注湯流量値を表す信号に基づき注湯流量に対応する接種剤の投入量を決定すると共にこの決定された投入すべき接種剤量をインバータ駆動指示手段３５に指示する投入量指示手段３４とを有している。このインバータ駆動指示手段３５は、投入量指示手段３４で決定された投入量を示す信号に基づいてスクリューコンベア９を駆動する駆動機構１０の駆動量を決定し、対応する指示信号により駆動モータ１０ａを制御する。
この制御器３０においては、投入開始指令とロードセル１４からの信号に基づいて、先ず溶湯重量が算出され、次に注湯流量が算出され、次いで接種剤の投入量が決定され、この決定された投入量に基づいて駆動機構１０の駆動モータ１０ａが駆動制御される。
また、この自動注湯機２０における制御器３０は、本実施形態においては、ロードセル１４からの信号に基づいて注湯取鍋１３をも制御するように構成されている。具体的には、制御器３０は、第２の演算手段３３で算出された注湯流量を監視しながら、注湯取鍋１３の図示しない駆動モータ等を制御することで注湯取鍋１３の傾動速度及び傾動位置を制御している。これにより、制御器３０は、鋳型への注湯量がより適切となるように制御することができる。これに代えて、注湯取鍋１３の傾動速度及び傾動位置を制御するための更なる制御器を制御器３０とは別個に設ける構成としても良い。但し、ここで説明したように、単独の制御器３０が注湯取鍋１３の制御と、スクリューコンベア９の駆動機構１０の制御とを兼ねると、注湯量及び接種剤の投入量の精度良好な制御を簡素な構成で実現できるので望ましい。
【００１４】
以上のように構成された接種剤投入装置１は、制御盤７の制御器３０による制御の下に、注湯量をロードセル１４によって検知・計測しながら、自動注湯機本体１２の注湯取鍋１３から鋳型２に注湯し、制御装置７の管理の下に駆動機構１０の駆動モータ１０ａの回転数及び回転時間を制御しながら、スクリューコンベア９を駆動して鋳型２に注入された溶湯１６に、スクリューコンベア９のシュート１１から、漸進的に変化する注湯量に対応させて所定の比率で、接種剤を投入する。すなわち、制御器３０は、自動注湯機本体１２の注湯取鍋１３からの注湯量に対応させて駆動機構１０を介してスクリューコンベア９を駆動することで、適切な接種剤を溶湯に投入する。
【００１５】
本実施形態の接種剤投入装置１及びこれを用いた接種剤投入方法では、ホッパ８、スクリューコンベア９、駆動機構１０、制御器３０を備え、制御器３０に制御されることにより自動注湯機本体１２の注湯取鍋１３からの注湯量に対応させて駆動機構１０を介してスクリューコンベア９を駆動し、自動注湯機本体１２の注湯取鍋１３から鋳型２に注入される溶湯１６に、スクリューコンベア９から接種剤を投入する。これにより、自動注湯機から鋳型に注入される溶湯に、漸進的に変化する注湯量に対応させて所定の比率で接種剤を投入でき、接種剤の投入量を溶湯に対して最適量に抑えることができるため、鋳物のコスト低減に寄与することを実現し、更に、硬度のばらつきによる不良鋳物の発生を低減することを実現する。
【００１６】
また、この接種剤投入装置１は、制御器３０が注湯取鍋１３内の溶湯の重量を検知するロードセルからの信号に基づいて駆動機構１０を制御する構成により、簡易な構成で接種剤投入の自動化を実現して、漸進的に変化する注湯量に適切に対応した比率の接種剤を投入することができる。また、この実施形態では、制御器３０が、上述の投入開始指示手段３１と、溶湯の重量を算出する第１の演算手段３２と、溶湯の注湯量を算出する第２の演算手段３３と、投入量を決定する機能を有する投入量指示手段３４と、駆動機構１０の駆動量を決定する機能を有するインバータ駆動指示手段３５とを備えることにより、簡易な構成で接種剤投入の自動化を実現して、漸進的に変化する注湯量に適切に対応した比率の接種剤を投入することができる。
【００１７】
さらに、この接種剤投入装置１を備える自動注湯機２０は、注湯取鍋１３及びロードセル１４を備え、制御器３０が、ロードセル１４からの信号に基づいて注湯取鍋１３を制御すると共に、注湯取鍋１３からの注湯量に対応させて所定の比率で接種剤を投入する構成により、注湯の自動化及びこの注湯に投入する接種剤の投入の自動化をより簡素な構成で実現して、漸進的に変化する注湯量に適切に対応した比率の接種剤を投入できらできるように、不良鋳物の発生をより低減することを実現する。
【００１８】
尚、上述の実施例では、接種剤投入装置１の制御器には、図４に示す制御器３０を用いたが、本発明はこれに限られるものではない。図４に示す制御器３０に代えて、例えば、図５に示す制御器４０を用いても良い。この制御器４０においては、図４に示す制御器３０のロードセル１４、第１演算手段３２、及び第２演算手段３３に代えて、注湯取鍋１３からの注湯流量を検知する流量検知器４１が設けられている。この流量検知器４１は、例えば撮像装置としてのビデオカメラとしてもよい。このビデオカメラを注湯取鍋１３の側方又は前方に配置して、注湯の落下位置や湯口から流れる際の溶湯の幅等を撮像して計測することにより、注湯流量を検知することができる。制御器４０のその他の構成は、図４の制御器３０で説明したのと同様であり、投入開始指示手段３１、投入量指示手段３４、及びインバータ駆動指示手段３５を備えている。この制御器４０の投入量指示手段３４は、流量検知器４１からの検出された注湯流量を表す信号に基づいて、注湯流量に対応する接種剤の投入量を決定すると共にこの決定された投入すべき接種剤量をインバータ駆動指示手段３５に指示する。図５に示す制御器４０を備えるように構成した接種剤投入装置１は、注湯取鍋から鋳型に注入される溶湯の流量を検知する流量検知器４１からの信号に基づいて駆動機構１０を制御することにより、簡易な構成で接種剤投入の自動化を実現して、漸進的に変化する注湯量に適切に対応した比率の接種剤を投入することができ、接種剤の投入量を溶湯に対して最適量に抑えることができるため、鋳物のコスト低減に寄与することを実現し、さらに、硬度のばらつきによる不良鋳物の発生を低減することを実現する。
本発明の幾つかの実施態例について説明した。それでもなお、本発明の要旨及び目的から逸脱することなく、様々な変更例、変形例、代替例をなし得ることを理解されたい。例えば、注湯ライン４に沿って走行する手段、接種剤を保持する手段、及び接種剤を搬送する手段は、説明の便宜のために例示した形状の走行台車６、ホッパ８、及びシュート１１を有するスクリューコンベア９に限定されるものではない。添付の請求項は、それらを均等物に置き換えたものも包含することが意図されている。
【符号の説明】
【００１９】
１  接種剤投入装置
６  走行台車（走行手段）
８  ホッパ（保持手段）
９  スクリューコンベア（送り手段）
１０  駆動機構（駆動手段）
１２  自動注湯機本体
１４  ロードセル
２０  自動注湯機
３０，４０  制御器（制御手段）
３２  第１の演算手段
３３  第２の演算手段
３５  インバータ駆動指示手段（駆動支持手段）
４１  流量検知器（検知手段）
【図１】
0005593315.tif 000002
【図２】
0005593315.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005593315.tif 000006