(57)【要約】 【課題】  溶湯漏れの検知精度を高め且つ誤検知も効果的に抑制することのできる鋳造装置の溶湯漏れ検知機構を提供する。【解決手段】溶湯が接触する前には、導線２３と金属製のダイベース１２とは電気的に絶縁状態にある。しかし、漏れ出た溶湯１４により、非耐熱性絶縁層２５が溶け、耐熱性絶縁層２４に形成された窓部２６から露出する導線２３と接触した溶湯１４を介してダイベース１２との間で電気的接続状態が形成される。よって、この電気的接続状態が電気抵抗の低下（定圧下では電流量の増加）として検知回路２２で検知され、ランプ２２ａを点灯したり、制御部に停止信号を伝達することで、鋳型１１への溶湯１４の注入作業を停止する。【選択図】    図３
2014140857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯が注入される鋳型が設置される金属製の基盤上に、前記鋳型を全周にわたって包囲するように検知電極を配設した鋳造装置の溶湯漏れ検知機構であって、
前記検知電極は中心部の導線と、この導線の一部が露出するように導線の外側を被覆する耐熱絶縁層と、この耐熱絶縁層の外側を被覆するとともに溶湯が接触すると溶湯の熱で溶融する非耐熱絶縁層とからなることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。
【請求項２】
請求項１に記載の鋳造装置の溶湯漏れ検知機構において、前記耐熱絶縁層には窓部が形成され、この窓部から前記導線が露出していることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鋳造装置の溶湯漏れ検知機構において、前記最外側の非耐熱絶縁層は部分的に交換可能であることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかにの鋳造装置の溶湯漏れ検知機構において、溶湯が非耐熱絶縁層を溶融して溶湯を介して前記導線と基盤とが電気的に導通した際に警告を発する回路が設けられていることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低圧鋳造装置の金型間などから溶湯が漏れたことを検知する検知機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造は、機械加工や塑性加工等に比べ成形可能な形状の自由度が高く、またコスト面でも優位であることから、自動車、船舶、工作機械をはじめ、種々の分野における金属製品の製造に用いられている。
【０００３】
このように、鋳造は非常に優れた成形技術であるが、一方で、鋳造作業時にはその安全性だけでなく、生産性にも留意する必要がある。
【０００４】
鋳造加工時に鋳型の型合わせの初期不良などで、鋳型のパーティングライン部分から鋳型内に注入された溶湯が漏れ出さないよう、溶湯漏れを未然に防ぐための装置として、従来は、それぞれの金型の前進や後退の動作を行うシリンダーにリミットスイッチを設け、前記リミットスイッチが金型前進端を検知することで、金型内に溶湯が注入される仕組みであった。
【０００５】
上記の鋳造装置は閉まった金型から溶湯は漏れないことが前提になる。しかしながら、このような検知装置は検出精度が低く、誤差が発生する。さらに、金型の可動部分にも多少のクリアランスが設けられている為、溶湯漏れを完全に防止することは難しくなっている。
【０００６】
この漏れ出した溶湯が鋳型の周辺に配設される配線や鋳型の上型を昇降させるラム等に接触すると、鋳造作業そのものに支障を来し、最悪の場合には、鋳造作業が不可能となる恐れがある。そのため、溶湯漏れを早期に検知することが必要となる。この溶湯漏れの早期検知を行う先行技術として特許文献１〜３が知られている。
【０００７】
特許文献１には、鋳型を収納するチャンバーの内側面の下端近傍に、絶縁層で被覆された２本の電極を配置し、鋳型から溶湯が漏れた際に溶湯が前記電極の絶縁層を溶融し、溶湯を介して２本の電極が導通することで、溶湯漏れを検知する装置が開示されている。
【０００８】
特許文献２には、基盤上に配設され、鋳型を全周にわたって包囲する検知電極と、検知電極と基盤との間の電気的接続の有無を検知する検知器とを備え、検知電極は、耐熱性を有する絶縁部材で部分的に覆われ、前記検知電極の絶縁部材で覆われた部分が基盤と接触し、前記検知電極の絶縁部材で覆われていない露出部分が基盤から上方に離隔し、鋳型から漏れ出た溶湯が前記検知電極の前記絶縁部材で覆われていない部分と接触することで検知電極と基盤との間が電気的に接続されることで、溶湯漏れを検知する機構が開示されている。
【０００９】
特許文献３には、基盤上に絶縁性のシートを介して溶湯が基盤の外側に流出するのを防止する金属製の堰部材を設け、鋳型から漏れた溶湯が絶縁性のシートを乗り越えて堰部材まで到達すると、堰部材と基盤とが溶湯を介して導通し、溶湯が漏れたことを検知する装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３０９２３４６号公報
【特許文献２】特許第４７８７９０６３号公報
【特許文献３】特開２０１０−２４７１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１に開示される装置にあっては、溶湯がチャンバーの内壁まで到達し更に２本の電極に跨るまでは溶湯漏れを検知できないので、検知までに時間がかかってしまう。
【００１２】
特許文献２に開示された機構では、基盤と検出装置の間に、ある程度の隙間が存在し、検知電極の露出した検知部分と絶縁部材で被覆した部分とがある程度離れて交互に配置されている為、鋳型から漏れ出した溶湯が最初に被覆部分に突き当たったときには、該溶湯が検知電極に沿って広がり、露出部分に接触したときに初めて溶湯漏れを検出することができ、この結果、検出に時間が掛かってしまうという課題がある。
【００１３】
特許文献３に開示された装置では、単に鋳型の周囲に電線（電極）を配設するのではなく、個々の鋳造装置に対応した堰部材を設けなければならないので、
施行が面倒でコスト的にも課題がある。
【００１４】
更に、特許文献１〜３のいずれも鋳造時に発生した溶湯屑（バリ）などの通電性のゴミや埃などが絶縁部材で覆われていない露出部分に接触することで前記基盤と検知電極を導通し誤検知してしまうという課題がある。
また特許文献１〜３のいずれも一旦溶湯漏れを電極が検知すると、その電極を補修して再度検知装置として利用することが困難である。
【００１５】
この発明は、金型から漏れ出した溶湯への検知精度を高め、誤検知による作業不具合を効果的に抑制しながら、溶湯漏れに迅速に対応することができる溶湯漏れ検出機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するため、本発明に係る鋳造装置の溶湯漏れ検知機構は、溶湯が注入される鋳型が設置される金属製の基盤上に、前記鋳型を全周にわたって包囲するように検知電極を配設し、この検知電極は、中心部の導線と、この導線の一部が露出するように導線の外側を被覆する耐熱絶縁層と、この耐熱絶縁層の外側を被覆するとともに溶湯が接触すると溶湯の熱で溶融する非耐熱絶縁層とからなる構成とした。
【００１７】
前記導線を露出させるには、例えば耐熱絶縁層に窓部を形成する。また前記最外側の非耐熱絶縁層は溶湯の熱によって全長に亘って溶解するのではなく一部の長さのみ溶解し、一方導線とその外側の耐熱絶縁層は溶解しないので、当該溶解した一部の非耐熱絶縁層だけを補修或いは交換可能とすることが好ましい。
更に溶湯漏れがあった場合にはランプや警報機によって直ちに管理者等に知らせることが好ましい。
【００１８】
このように、本発明は、（１）溶湯漏れを検知するための検知電極を鋳造装置の基盤上に配設し、基盤との間の電気的接続で溶湯漏れを検知する点、（２）鋳型を全周にわたって包囲するように検知電極を配設した点、（３）検知電極を耐熱絶縁層で覆い、この耐熱絶縁層の側面に窓部やスリットなどを形成し、さらに耐熱絶縁層の外殻（最外側）を溶湯の熱で溶解する非耐熱絶縁層（熱収縮性）で覆った検知電極を配置すると共に、非耐熱絶縁層を溶かした漏れ溶湯が耐熱絶縁層から露出している検知電極に接触し基盤と電気的に接続されるようにした点、および（４）外殻の非耐熱絶縁層によって、誤検知のリスクを減らし、かつ、この外殻の非耐熱絶縁層で、内側の耐熱絶縁層で被覆された導線への保持力を備えたものとした点、この４点を技術的特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
すなわち、特徴（１）の如く、検知電極と基盤との間の電気的接続で溶湯の漏れを検知するようにしたので、溶湯漏れ自体を未然に防ぐような装置ではないが、漏れ出た溶湯をいち早く検知し、溶湯漏れが発生しても最小限の範囲に留めることができる。
【００２０】
また、特徴（２）の如く、検知電極が鋳型（金型）を包囲するように配設したので、基盤上の溶湯漏れを確実に検知することができる。
また、併せて、特徴（３）の如く、検知電極の外殻を非耐熱性の絶縁層で覆ったので、非溶湯漏れ時における、溶湯屑などの通電性の物体が接触することによる誤検知を回避することができる。
【００２１】
さらには、特徴（４）の如く、基盤と接触する外殻の非耐熱性絶縁層に熱収縮性の部材を使用すれば、内側の耐熱性絶縁層の保護と、内側の耐熱性絶縁層が剥がれたりしないように密着させることができる。
【００２２】
このように、本発明によれば、溶湯漏れの検知精度を高めて、かつ、誤検知も効果的に抑制することのできる、鋳造装置の溶湯漏れ検知機構を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る鋳造装置、およびこの鋳造装置に用いる漏れ溶湯検知機構の断面図である。
【図２】検知電極の検出機構を示した断面図である。
【図３】（ａ）は検知電極に溶湯が接触していない状態の検知電極の径方向断面図、（ｂ）は検知電極に溶湯が接触した後の検知電極の径方向断面図、（ｃ）は検知電極の別実施例を示す径方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。図１に示すように、鋳造装置１０は、低圧鋳造に使用されるもので、上下の金型からなる鋳型１１と、鋳型１１が載置されるダイベース１２と、ダイベース１２の下方に設置されるストーク１３と、ストーク１３の下端を収容し、内部に溶湯１４を保持可能な溶解炉１５とを主たる構成要素として備える。
【００２５】
この鋳造装置１０において、溶解炉１５内にエア圧を付与して溶解炉１５内の溶湯液面１４ａを押し下げることで、ストーク１３を介して溶湯１４が鋳型１１内部に注入される。そして鋳型１１内に注入された溶湯１４が所定時間後凝固することで鋳造品が成形され、この鋳造品を型開きにより取出すことで鋳造作業が完了する。
【００２６】
鋳造装置１０の溶湯漏れ検知機構２０は、ダイベース１２上に載置配設され、同じくダイベース１２上に載置配設される鋳型１１を全周にわたって包囲する検知電極２１を備える。
【００２７】
また本実施例では検知機構２０は、検知電極２１とダイベース１２とにそれぞれ電気的に接続されたか否かを検知する回路２２を備える。この回路２２には作業者に溶湯漏れがあったことを知らせるランプ２２ａや警報器が設けられる。
【００２８】
前記検知電極２１は、中心部の導線（例えば銅パイプ）２３と、導線２３を覆う耐熱性絶縁層（例えば耐熱ガラステープ）２４と、最外殻を覆う非耐熱性絶縁層（例えば熱収縮性の絶縁保護チューブ）２５とで構成される。
ここで、耐熱性とは溶湯に接触しても溶融しないことを意味し、非耐熱性とは溶湯に接触して溶融することを意味する。
【００２９】
この実施形態では、検知電極２１は、導線２３を金型廻りに合わせて形を作っている。その導線２３に耐熱性絶縁層２４を巻き付け、カッターナイフ等で窓部２６を形成する。そして耐熱性絶縁層２４を巻き付けた導線２３に熱収縮性の非耐熱性絶縁層２５を被せてドライヤー等で熱する事により検知電極２１に熱収縮性の非耐熱性絶縁層２５を密着させる。
【００３０】
上述の如き構成をなす溶湯漏れ検知機構２０において、鋳型１１内に注入した溶湯１４が何らかの原因で鋳型１１の外に漏れ出た場合、漏れ出た溶湯１４は、ダイベース１２上を伝って鋳造装置１０外へと流出する。ここで、ダイベース１２上には、鋳型１１を全周にわたって包囲する検知電極２１が配設されているため、ダイベース１２上を伝って鋳造装置１０外へと流れる溶湯１４が検知電極２１を構成する熱収縮性の非耐熱性絶縁層２５に接触する。
【００３１】
溶湯が接触する前には図３（ａ）に示すように、導線２３と金属製のダイベース１２とは電気的に絶縁状態にある。しかし、漏れ出た溶湯１４により、非耐熱性絶縁層２５が溶け、図３（ｂ）に示すように、耐熱性絶縁層２４に形成された窓部２６から露出する導線２３と接触した溶湯１４を介してダイベース１２との間で電気的接続状態が形成される。よって、この電気的接続状態が電気抵抗の低下（定圧下では電流量の増加）として検知回路２２で検知され、ランプ２２ａを点灯したり、制御部に停止信号を伝達することで、鋳型１１への溶湯１４の注入作業を停止する。
【００３２】
前記窓部２６の配置例としては導線２３の長さ方向に沿って複数個直線状に配置するか、千鳥状に配置するか或いはランダムに配置してもよい。
特に図３（ａ）、（ｂ）に示す実施例では周方向に３個の窓部２６を等間隔で離間して配置した例を示したが、例えば図３（ｃ）に示すように周方向に２個の窓部を対向配置してもよい。
【００３３】
このように、検知電極２１の導線２３とダイベース１２との間の電気的接続で溶湯１４の漏れを検知するようにしたので、ダイベース１２上を流れる溶湯１４が導線２３に到達するのと同時に溶湯１４の漏れを検知できる。また、検知電極２１は鋳型１１を包囲するように配設されているので、溶湯１４の漏れ出し方向によらず、その漏れを確実に検知することができる。
【００３４】
また、検知電極２１をなす導線２３は耐熱性絶縁層２４と熱収縮性の非耐熱性絶縁層２５で完全に覆われているため、検知電極２１をなす導線２３をダイベース１２と非接触にすることができ、非溶湯漏れ時における誤検知を回避することができる。
【００３５】
また、ダイベース１２と接触する非耐熱性絶縁層２５を絶縁性および熱収縮性を兼ね備えた素材とし、この非耐熱性絶縁層２５が耐熱性絶縁層２４に形成された窓部２６も完全に覆っているので、非溶湯漏れ時には、ダイベース１２と検知電極２１とが常に絶縁状態となるようにし、通電性のゴミや埃による誤検知も防いでいる。
【００３６】
更に、溶湯１４の漏れ時、溶湯１４が外殻の非耐熱性絶縁層２５を溶かし、耐熱性絶縁層２４の窓口２６を介して導線２３に接触するが、導線２３の殆どは耐熱性絶縁層２４によって保護されているため、導線２３が溶損されることはなく、その箇所に非耐熱性絶縁層２５を再び巻き付けることで、繰り返し溶湯漏れの検出に利用することができ、長期間にわたって鋳造時の安全性を確保することができる。
【００３７】
また、この実施形態では、検知電極２１を、共に導線２３の周囲を覆う二重の絶縁層２４，２５で構成した。そのため、導線２３の変形に倣って、向きや形を自由に変えることができる。従って、検知電極を配置すべきダイベース１２あるいは包囲すべき鋳型１１の形状によらず、その配置態様を自由に設定することができる。また、かかる構成であれば、各構成部品が安価な市販品であるため、低コストでこの検知電極２１を製作することができる。
【００３８】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係る溶湯漏れ検出機構は、本発明の範囲内において種々の変更が可能である。
例えば、検知電極２１に関し、上記実施形態では、検知電極は全周にわたって包囲する検知電極としたが、場合によっては分割して配設することも可能である。例えば、図示は省略するが、金型の長手方向にそれぞれ独立した検知電極を配置することも可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１０…鋳造装置
１１…鋳型
１２…ダイベース
１３…ストーク
１４…溶湯
１４ａ…溶湯の表面
１５…溶解炉
２０…検知機構
２１…検知電極
２２…検知回路
２２ａ…ランプ
２３…導線
２４…耐熱性絶縁層
２５…非耐熱性絶縁層
２６…窓部
【図１】
2014140857.tif 000003
【図２】
2014140857.tif 000004
【図３】
2014140857.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月8日(2013.5.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯が注入される鋳型が設置される金属製の基盤上に、前記鋳型を全周にわたって包囲するように検知電極を配設した鋳造装置の溶湯漏れ検知機構であって、
前記検知電極は中心部の導線と、この導線の一部が露出するように導線の外側を被覆するとともに溶湯が接触しても溶融しない耐熱絶縁層と、この耐熱絶縁層の外側を被覆するとともに溶湯が接触すると溶湯の熱で溶融する非耐熱絶縁層とからなることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。
【請求項２】
請求項１に記載の鋳造装置の溶湯漏れ検知機構において、前記耐熱絶縁層には窓部が形成され、この窓部から前記導線が露出していることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。
【請求項３】
請求項１または２に記載の鋳造装置の溶湯漏れ検知機構において、前記最外側の非耐熱絶縁層は部分的に交換可能であることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の鋳造装置の溶湯漏れ検知機構において、溶湯が非耐熱絶縁層を溶融して溶湯を介して前記導線と基盤とが電気的に導通した際に警告を発する回路が設けられていることを特徴とする鋳造装置の溶湯漏れ検知機構。