(57)【要約】      （修正有）【課題】金属塊材の搬送効率を高めつつ、飛び湯を抑制することができ、更に、溶解炉の素材装入口付近に金属塊材が引っかかることを抑制でき、溶湯の湯面に厚い酸化物が生成されるときであっても、金属塊材が酸化物に阻まれることを抑制できる溶解炉への金属塊材装入装置を提供する。【解決手段】搬送装置１により金属塊材７を横に寝かせた状態で搬送する。第１位置のバケット４０は、金属塊材７を寝かせた状態で金属塊材を受ける。バケットは第２位置に切り替えられ、バケット内に収容されている金属塊材の長さ方向が垂直方向に沿うように金属塊材を配置する。第２位置に切り替えられたバケットに収容されている金属塊材の一部を保持装置６の保持部６０で保持し、金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせた状態で溶解炉２に装入する。【選択図】  図１
2006064304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅寸法及び厚み寸法よりも長さ寸法が大きく設定されている金属塊材を溶解炉の溶湯へ装入する金属塊材装入装置において、
前記金属塊材を横に寝かせた状態で搬送する搬送装置と、
前記金属塊材を収容可能な収容部を有し、前記搬送装置で搬送された金属塊材を寝かせた状態で前記収容部で受ける第１位置と、前記収容部内に収容されている前記金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせるように前記金属塊材を配置する第２位置とに切替可能な収容装置と、
前記第２位置に切り替えられた前記収容装置の前記収容部に収容されている前記金属塊材の一部を脱着可能に保持する保持部を有し、前記金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせた状態で前記溶解炉の溶湯に装入する保持装置とを具備していることを特徴とする溶解炉への金属塊材装入装置。
【請求項２】
請求項１において、前記収容装置は、前記収容部内に収容されている前記金属塊材を前記収容部内において位置決めして前記金属塊材の位置を拘束する位置決め部を有することを特徴とする溶解炉への金属塊材装入装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記収容装置が前記第１位置に切り替えられるとき前記収容部を前記第１位置に位置決めする第１位置決め部が設けられていると共に、
前記収容装置が前記第２位置に切り替えられるとき前記収容部を前記第２位置に位置決めする第２位置決め部が設けられていることを特徴とする溶解炉への金属塊材装入装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、前記収容装置は、前記金属塊材を収容可能な前記収容部を旋回可能に枢支する枢支部と、前記枢支部を中心として前記収容部を旋回させる駆動源とを有することを特徴とする溶解炉への金属塊材装入装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のうちのいずれか一項において、前記金属塊材を装入する前記溶解炉の素材装入口が開放されるとき、前記収容部は前記第２位置に切り替えられ前記第１枢支部と前記素材装入口との間に配置されることを特徴とする溶解炉への金属塊材装入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインゴット等の金属塊材を装入する金属塊材装入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶解炉の溶解量を安定させるため、溶湯の消費量に合わせてインゴットを溶解炉付近に搬送させて溶解炉の溶湯に装入する。インゴットは幅寸法及び厚み寸法よりも長さ寸法が大きく設定されている。
【０００３】
特許文献１によれば、インゴットを横に寝かせたまま溶解炉の上部まで吊持し、横に寝かせたままの状態のインゴットを押出シリンダ装置により前方に押し出し、自由落下にて溶解炉の溶湯中に装入する技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２によれば、インゴットを横に寝かせたまま溶解炉の上部までローラコンベヤにより搬送し、横に寝かせたままの状態のインゴットをローラコンベヤの終端からそのまま自由落下にて溶解炉の溶湯中に装入する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献３によれば、インゴットを横に寝かせたまま溶解炉の上部までローラコンベヤにより搬送し、搬送中において溶解炉の排ガスによりインゴットを予熱し、そして、横に寝かせたままの状態のインゴットを押出プッシャーにより前方に押し出し、自由落下にて溶解炉の溶湯中に装入する技術が開示されている。
【０００６】
特許文献４，５によれば、インゴットを垂直方向に沿った状態で配置し、インゴットの上端部をチャックで保持してインゴットを吊持し、垂直方向に沿ったインゴットを溶解炉の溶湯の湯面に位置させ、インゴットの下端部から溶解炉の溶湯の湯面に装入する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平０７−３１０９８４号公報
【特許文献２】特開平０８−０９４２５８号公報
【特許文献３】特開平１１−２８１２６４号公報
【特許文献４】特開２００３−０１０９５９号公報
【特許文献５】特開平０６−３１２２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１〜３によれば、インゴットを横に寝かせたまま溶解炉の溶湯に自由落下により装入するため、インゴットの搬送速度及び搬送効率が高い利点を有するものの、インゴットを溶湯に装入する際に、インゴットの姿勢が安定せず、溶湯の飛び湯が多い欠点がある。
【０００８】
更に上記した特許文献１〜３によれば、インゴットを横に寝かせたまま自由落下により溶湯に装入するため、装入時のインゴットの角度や位置が必ずしも安定しない欠点があり、場合によっては溶解炉の素材装入口付近に引っかかり、素材装入口を開閉する炉蓋が閉まらなくなる等の不具合が発生するおそれがある。
【０００９】
更にまた、鋳造のサイクルアップを行なうと、溶湯消費量が増加することから、これに伴い、溶解炉への時間当りのインゴット装入回数が増加する。この場合、溶解炉の溶湯の湯面における酸化物の量が増加し、その厚さが増加する傾向がある。この結果、インゴットを横に寝かせたまま溶解炉の溶湯に自由落下により装入すると、溶解炉内に装入されたインゴットが湯面の酸化物に阻まれ、溶湯中に入らないという欠点が発生するおそれがある。
【００１０】
上記した特許文献４，５によれば、インゴットを垂直方向に沿った状態で溶解炉の溶湯に装入するため、飛び湯が抑制され、更にインゴットの装入姿勢も安定する利点が得られる。またインゴットを垂直方向に沿った状態で溶解炉の溶湯に装入すれば、厚い酸化物が溶湯の湯面に存在するときであっても、インゴットが湯面の酸化物に阻まれることが抑えられる利点が得られる。しかしながら上記した特許文献４，５によれば、インゴットを横に寝かせたまま搬送させないため、インゴットを溶解炉まで搬送する距離が長いときには、インゴットを溶解炉まで搬送させる搬送速度及び搬送効率が低いという欠点がある。溶解炉に装入される前のインゴットが予熱されている場合には、搬送速度及び搬送効率が低いと、インゴットの温度が低くなり、好ましくない。
【００１１】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、インゴット等の金属塊材の搬送効率を高めつつ、飛び湯を抑制することができ、更に、溶解炉の素材装入口付近にインゴット等の金属塊材が引っかかることを抑制でき、溶湯の湯面に厚い酸化物が生成されるときであっても、インゴット等の金属塊材が酸化物に阻まれることを抑制できる溶解炉への金属塊材装入装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る溶解炉への金属塊材装入装置は、幅寸法及び厚み寸法よりも長さ寸法が大きく設定されている金属塊材を溶解炉の溶湯へ装入する溶解炉への金属塊材装入装置において、
金属塊材を横に寝かせた状態で搬送する搬送装置と、
金属塊材を収容可能な収容部を有し、搬送装置で搬送された金属塊材を寝かせた状態で収容部で受ける第１位置と、収容部内に収容されている金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせるように金属塊材を配置する第２位置とに切替可能な収容装置と、
第２位置に切り替えられた収容装置の収容部に収容されている金属塊材の一部を脱着可能に保持する保持部を有し、金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせた状態で溶解炉の溶湯に装入する保持装置とを具備していることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明に係る金属塊材装入装置によれば、搬送装置は金属塊材を横に寝かせた状態で溶解炉の手前付近まで搬送するため、金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせた状態で金属塊材を溶解炉の手前付近まで搬送させる場合に比較して、金属素材の搬送速度を速くでき、搬送効率の向上に有利である。
【００１４】
更に、金属塊材を収容部で受けるときには、収容装置の収容部は第１位置に切り替えられている。従って第１位置の収容部は、搬送装置で搬送された金属塊材を寝かせた状態で受ける。その後、収容装置の収容部は第２位置に切り替えられる。この結果、収容部内に収容されている金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせるように、金属塊材は配置される。その後、保持装置の保持部は、垂直方向に沿っている金属塊材の一部を保持する。そして保持装置の保持部は金属塊材を掴んだまま溶解炉に移動し、金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせた状態で溶解炉に装入する。このように金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせた状態で溶解炉に装入するため、溶解炉の溶湯の飛び湯が少ない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、インゴット等の金属塊材の搬送効率を高めつつ、飛び湯を抑制することができる。更に、溶解炉の素材装入口付近にインゴット等の金属塊材が引っかかることを抑制できる。また、溶解炉に貯留されている溶湯の湯面に厚い酸化物が生成されるときであっても、インゴット等の金属塊材が酸化物に阻まれることを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明によれば、金属塊材としては、溶湯を凝固させた塊材、あるいは、金属屑等を固めた塊材を採用できる。金属としてはマグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金を例示できる。金属塊材としてはインゴットを例示できる。インゴット等の金属素材は幅寸法及び厚み寸法よりも長さ寸法が大きく設定されている。
【００１７】
本発明によれば、搬送装置は、金属塊材を横に寝かせた状態で搬送するものである。横に寝かせた状態とは、金属素材が水平方向に対して多少傾いている形態も含む意味である。搬送装置が動力を有しない自走式である場合には、金属素材を水平方向に対して多少傾け、重力を利用して金属素材を搬送させることが多い。
【００１８】
収容装置は、搬送装置で搬送された金属塊材を受けると共に方向転換する収容部を有する。収容部はバケット状にできるが、その形状及び構造は特に限定されない。収容部は、金属塊材を寝かせた状態で受ける第１位置と、収容部内に収容されている金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせるように金属塊材を配置する第２位置とに切替可能とされている。
【００１９】
本発明によれば、保持装置は、第２位置に切り替えられた収容部に収容されている金属塊材の一部を脱着可能に保持する保持部を有する。保持部としては、金属素材の一部を機械的にチャックする方式、あるいは、金属素材の一部を磁気吸着させる方式、あるいは、金属素材の一部を真空吸着させる方式を例示できる。保持装置は、金属塊材の長さ方向を垂直方向に沿わせた状態で溶解炉の溶湯に装入するものである。
【００２０】
本発明によれば、収容装置としては、収容部内に収容されている金属塊材を収容部内において位置決めして金属塊材の位置を拘束する位置決め部を有する形態を例示できる。このように金属塊材を収容部内において位置決めすれば、保持装置の保持部が金属塊材の一部を保持する操作の確実性が向上する。
【００２１】
前記した位置決め部としては、金属塊材を収容部内において位置決めして金属塊材の位置を拘束するものであれば何でも良い。位置決め部としては、金属塊材を収容部内において位置決めさせるバネ部材を例示できる。バネ部材としては、板バネ、コイルバネ等を例示できる。
【００２２】
本発明によれば、収容装置が第１位置に切り替えられるとき、収容部を第１位置に位置決めする位置決め部が設けられている形態を例示できる。第１位置は、金属塊材を収容部に受ける位置である。収容部が第１位置に精度よく位置決めされていないと、金属塊材を収容部に受けることが容易でなくなる。第１位置決め部が設けられている場合には、収容部が金属塊材を収容している状態で第１位置に第１位置決め部により位置決めされるため、金属塊材を収容部が良好に受ける確率が向上する。
【００２３】
本発明によれば、収容装置が第２位置に切り替えられるとき、収容部を第２位置に位置決めする第２位置決め部が設けられている形態を例示できる。この場合、収容部が金属塊材を収容している状態で第２位置に第２位置決め部により位置決めされるため、保持装置の保持部が金属塊材の一部を保持する操作の確実性が向上する。
【００２４】
前記した収容装置は、金属塊材を収容可能な収容部を旋回可能に枢支する枢支部と、枢支部を中心として収容部を旋回させる駆動源とを有する形態を例示できる。駆動部の駆動に伴い、収容部の第１位置と第２位置との切替が行われる。駆動部としてはシリンダ装置、モータ装置を例示できる。シリンダ装置としては空気圧シリンダ装置、油圧シリンダ装置を採用できる。溶解炉付近では空気圧シリンダ装置が好ましい。
【００２５】
本発明によれば、収容部は金属塊材を収容できるものであれば良い。収容部は、金属塊材が出し入れ可能な受口を一端部に有すると共に、金属塊材を通過させない他端部とを有している形態を例示できる。
【００２６】
本発明によれば、金属塊材を装入する溶解炉の素材装入口が開放されるとき、収容部は第２位置に切り替えられ、第１枢支部と素材装入口との間に配置される形態を例示できる。この場合、溶解炉の開放された素材装入口からの熱気が第１枢支部に直接触れることが収容部により抑制され、第１枢支部の長寿命化に有利である
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の一実施例について図面を参照しつつ具体的に説明する。本実施例はマグネシウムまたはマグネシウム合金の溶解に適用したものである。図１は、金属塊材装入装置としてのインゴット保持装置を示す。図２及び図３は要部を示す。図４はインゴット７を収容したバケット４０を示す。インゴット保持装置はインゴット７を溶解炉２に装入するものである。インゴット７では、幅寸法ＤＡ及び厚み寸法ＴＡよりも長さ寸法ＬＡが大きく設定されている。
【００２８】
保持装置６は、金属塊材としてのインゴット７を横に寝かせた状態で搬送する搬送装置１と、インゴット７を収容可能な収容部としてのバケット４０を有する収容装置４と、収容装置４のバケット４０の収容室４０ｒに収容されているインゴット７の一部を掴んで溶解炉２に装入する保持装置６とを備えている。収容装置４及び保持装置６は基台３に配設されている。基台３は、縦フレーム３ａと横フレーム３ｂ，３ｄと斜めフレーム３ｃとをもつが、これに限定されるものではない。
【００２９】
搬送装置１は、フレーム１１と、フレーム１１に回転可能な複数個の回転ローラ１２を平行に並設して形成されており、搬送装置１の始端１ａ側には予熱装置１３が配置されており、搬送装置１の終端１ｃ側には溶解炉２が配置されている。搬送装置１は始端１ａから終端１ｃに向けて下降傾斜するように配置されており、重力を利用してインゴット７を予熱装置１３から収容装置４に向けて滑らせて搬送させることができる。始端１ａと終端１ｃとの間の距離は、溶解炉２の位置及び予熱装置１３の位置などに応じて適宜設定されるが、１〜２０メートルにできる。予熱装置１３で所定の温度（例えば１００〜３６０℃付近）に予熱されたインゴット７は、搬送装置１により重力によりインゴット７を溶解炉２の手前まで滑走させて搬送される。従って回転ローラ１２にはモータ類は接続されていない。
【００３０】
搬送装置１のうち溶解炉２側の終端１ｃには、開閉ドア状をなすインゴットストッパ１６が基台３に設けられている。インゴットストッパ１６は空気圧式のストッパ用シリンダ装置１７に接続されている。ストッパ用シリンダ装置１７が一方向に駆動すると、インゴットストッパ１６が上昇して開放される。ストッパ用シリンダ装置１７が他方向に駆動すると、インゴットストッパ１６が下降して閉鎖される。搬送装置１の溶解炉２側の終端１ｃには、到着したインゴット７を感知する赤外線センサ１０１（インゴット到着検知手段）がインゴットストッパ１６の近傍に位置するように設けられている。
【００３１】
収容装置４は、インゴット７を収容可能な収容室４０ｒをもつバケット４０と、バケット４０を縦方向に沿って旋回可能に基台３に枢支するベアリング軸で形成された第１枢支部４１と、第１枢支部４１を中心としてバケット４０を縦方向つまり矢印Ｒ１、Ｒ２方向に旋回させる第１駆動源として機能する空気圧式の旋回シリンダ装置４２とを有する。
【００３２】
バケット４０は有底筒形状をなしており、インゴット７が出し入れ可能な受口４０ｃを一端部４０ａ（上端部）に有すると共に、インゴット７を通過させない底部である他端部４０ｂ（下端部）とを有する。バケット４０の長さはインゴット７の全長の５５〜９５％程度とすることができる。図４に示すようにバケット４０の一端部４０ａは、先端に向かうにつれて受口４０ｃの開口面積が増加するように拡開傾斜している。図２に示すように、バケット４０は収容室４０ｒの背面側から舌片状に延設された延設部４０ｘをもつ。延設部４０ｘが第１枢支部４１に枢支されており、これによりバケット４０が第１枢支部４１を中心として縦方向に沿ってつまり矢印Ｒ１，Ｒ２方向に旋回可能に基台３に枢支されている。
【００３３】
バケット４０には、バネ部材４５及びガイド部４６とが設けられている。バネ部材４５及びガイド部４６は、バケット４０の収容室４０ｒに収容されているインゴット７をバケット４０内において位置決めし、バケット４０内におけるインゴット７の位置を拘束する機能を有する。このようにバネ部材４５及び／又はガイド部４６は、インゴット７をバケット４０内において位置決めするインゴット位置決め部として機能できる。ガイド部４６はインゴット７の一方の側面７ａ、７ｂに対面する。バネ部材４５はインゴット７のうち一方の側面７ａ、７ｂに交差する他方の側面７ｃに対面する。
【００３４】
図２に示すように、バネ部材４５はバケット４０の切欠４７を塞ぐように取り付けられた板バネで形成されている。バネ部材４５は、曲成されたバネ押圧部４８と、バケット４０の受口４０ｃに向かうにつれてバケット４０の収容室４０ｒの内容積を増加させる方向に傾斜すると共に収容室４０ｒに対面する傾斜部４９とを有する。バネ部材４５の傾斜部４９の先端部４９ａは、バケット４０の外壁面に外側から当接してバケット４０の切欠４７を閉鎖している。ここで、バネ部材４５のうちバケット４０の収容室４０ｒ内に対面する内壁面に外力Ｆ１（図２参照）が作用すると、バネ部材４５の傾斜部４９は同方向に弾性変位できる。バネ部材４５のバネ押圧部４８の付勢力により、バケット４０の収容室４０ｒ内のインゴット７はバケット４０の側面４０ｆに向けて位置決め方向（矢印Ｔ１方向）に押圧される。図４に示すようにガイド部４６はレール状をなしており、先端傾斜面４６ｉを有する。このようにしてバネ部材４５及びガイド部４６は、バケット４０の収容室４０ｒに収容されているインゴット７をバケット４０内において位置決めし、バケット４０の収容室４０ｒにおけるインゴット７の位置を固定できる。なおガイド部４６は板バネで形成することもできる。
【００３５】
上記したようにインゴット７をバネ部材４５及びガイド部４６によりバケット４０内において位置決めすれば、バケット４０の収容室４０ｒにおけるインゴット７の位置が固定される。このため保持装置６のチャック６０によりインゴット７の一部である上端部を保持する操作の確実性が向上する。なおバケット４０の他端部４０ｂには、インゴット７がバケット４０の収容室４０ｒに収容されたことを検知する光検知センサ１０２（インゴット収容検知手段）が設けられている。
【００３６】
図２に示すように、ベアリング軸で形成されている第１枢支部４１は、ブラケット４１ａを介して基台３に設けられている。旋回シリンダ装置４２は、縦方向に沿って揺動可能に第２枢支部４２ｓにより基台３に枢支された空気圧式のシリンダ４２ｍと、シリンダ４２ｍに伸縮可能に設けられた直状のシリンダロッド４２ｅとを備えている。シリンダロッド４２ｅの先端部は、バケット４０に第３枢支部４０ｍを介して縦方向に沿って揺動可能に接続されている。なお、第２枢支部４２ｓ及びシリンダ４２ｍは第１枢支部４１よりも下方に配置されている。
【００３７】
図２に示すように、旋回シリンダ装置４２が一方向に駆動してシリンダロッド４２ｅが矢印Ｎ１方向に伸長すると、バケット４０は第１枢支部４１を中心として矢印Ｒ１方向（第１位置切替方向）に旋回し、バケット４０は第１位置Ｗ１に切り替えられる。このようにバケット４０が第１位置Ｗ１に切り替えられているときには、図２に示すようにバケット４０の一端部４０ａの受口４０ｃは、搬送装置１の終端１ｃに対面する。この状態では、インゴットストッパ１６が上方に移動して開放すれば、搬送装置１で搬送されたインゴット７を重力により自走させてバケット４０に収容可能となる。
【００３８】
また、図３に示すように、旋回シリンダ装置４２が逆方向に駆動してシリンダロッド４２ｅが矢印Ｎ２方向に収縮すると、バケット４０は第１枢支部４１を中心として矢印Ｒ２方向に旋回し、バケット４０は第２位置Ｗ２に切り替えられる。この結果、バケット４０が垂直方向Ｐ１に沿うように方向転換され、ひいてはバケット４０に収容されているインゴット７の長さ方向が垂直方向Ｐ１に沿うようにバケット４０内のインゴット７が方向転換される。
【００３９】
基台３にはストッパ状の第１位置決め部５１及び第２位置決め部５２が設けられている。第１位置決め部５１は、バケット４０が方向転換されて第１位置Ｗ１に設定されるとき、バケット４０の位置決めを行うものである。即ち、図２に示すように、バケット４０が第１位置Ｗ１に切り替えられるとき、バケット４０の側面４０ｆは第１位置決め部５１の先端部５１ｅに当接し、バケット４０はやや傾きつつ寝た形態となり、第１位置Ｗ１として位置決めされる。このためバケット４０はインゴット７を良好に受けることができる。
【００４０】
第２位置決め部５２は、バケット４０が方向転換されて第２位置Ｗ２に設定されるとき、バケット４０の位置決めを行うものである。即ち、図３に示すように、バケット４０が第２位置Ｗ２に切り替えられるとき、バケット４０の側面４０ｆは第１位置決め部５１の先端部５１ｅに当接し、バケット４０は垂直方向Ｐ１に沿った形態となり、第２位置Ｗ２として位置決めされる。第２位置Ｗ２によれば、図３に示すように、バケット４０の一端部４０ａの受口４０ｃは上向きとなり、バケット４０に収容されているインゴット７は垂直方向Ｐ１に沿った形態となる。換言すると、インゴット７を収容している状態のバケット４０が第２位置Ｗ２に第２位置決め部５２の先端部５２ｅにより位置決めされ、バケット４０内のインゴット７の位置を拘束して固定できるため、保持装置６のチャック６０がインゴット７の一部である上端部７ｕを保持する操作の確実性が向上する。
【００４１】
図１に示すように、保持装置６は、インゴット７の一部である上端部７ｕを保持する保持部としてのチャック６０と、チャック６０を開閉操作させるチャック駆動源として機能できるチャック用シリンダ装置６１と、チャック６０及びチャック用シリンダ装置６１を上下方向（矢印Ｙ１，Ｙ２方向）に昇降させる第２駆動源として機能できる昇降シリンダ装置６２と、昇降シリンダ装置６２の下部を保持するスライダ６３と、昇降シリンダ装置６２を保持するスライダ６３を左右方向（矢印Ｘ１，Ｘ２方向）に移動させる第３駆動源として機能できるスライダシリンダ装置６４とを備えている。
【００４２】
スライダ６３が矢印Ｘ１方向に前進すれば、インゴット７を保持したチャック６０は昇降シリンダ装置６２と共に矢印Ｘ１方向に前進する。スライダ６３矢印Ｘ１方向に前進したとき、これの前進端を検知する前進用近接センサ１０５（スライダ前進端検知手段）が設けられている。前進用近接センサ１０５によりスライダ６３が前進したことが確認される。また、スライダ６３が矢印Ｘ２方向に後退したとき、これの後退端を検知する後退用近接センサ１０６（スライダ後退端検知手段）が設けられている。後退用近接センサ１０６によりスライダ６３が原位置に戻ったことが確認される。
【００４３】
基台３には図略のホルダを介して近接センサ１１０（バケット第１位置検知手段）が設けられており、バケット４０が第１位置Ｗ１に戻ったことが確認される。更に、昇降シリンダ装置６２には、保持部であるチャック６０の高さ位置を検知する第１オートセンサ１１１,第２オートセンサ１１２（保持部高さ位置検知手段）が設けられている。
【００４４】
本実施例によれば、予熱装置１３により予熱されたインゴット７を溶解炉２に装入させる際に、インゴット７をチャック６０によって掴んで搬送し、インゴット７を低速で溶湯２７に静かに浸漬させる。インゴット７の長さのうち４０〜７０％程度を溶湯２７内に浸漬させた後に、チャック６０をインゴット７から外し、インゴット７を溶湯２７内に装入させる。
【００４５】
更に説明を加える。まず、バケット４０を第１位置Ｗ１で待機させる。この場合、旋回シリンダ装置４２のシリンダロッド４２ｅが矢印Ｋ１方向に伸長し、第１枢支部４１を中心としてバケット４０は矢印Ｒ１方向（第１位置切替方向）に旋回されて第１位置Ｗ１に設定される。
【００４６】
バケット４０が第１位置Ｗ１に設定されている状態では、図２に示すように、バケット４０は全体に寝た状態とされている。具体的には、バケット４０の他端部４０ｂが一端部４０ａよりもやや下側となるようにバケット４０は水平線Ｈ１に対してやや傾きながらも、バケット４０は全体に横に寝た状態に設定されている。このときバケット４０の受口４０ｃはやや上向きに臨み、搬送装置１の終端１ｃに対向する位置とされている。このようにバケット４０はインゴット７を収容する前の状態では、第１位置Ｗ１に切り替えられている。
【００４７】
溶解炉２に装入されるインゴット７は、予熱装置１３で所定の温度に予熱される。予熱されたインゴット７は搬送装置１の回転ローラ１２により横に寝た状態で重力により自動的に滑走し、溶解炉２の付近まで搬送される。インゴット７が速い速度で搬送装置１を滑走してくれば、予熱されたインゴット７の温度降下は抑制され、溶解炉２の溶湯２７の温度降下が抑制される。
【００４８】
横に寝た状態で搬送されたインゴット７の先端部は、インゴットストッパ１６に当たって一旦停止する。このようにインゴット７の先端部がインゴットストッパ１６に当たって一旦停止するため、インゴット７の温度降下を抑制すべく、インインゴット７が速い速度で搬送装置１を滑走してきたしても、インゴット７の慣性が低減され、バケット４０の損傷回避、溶湯の飛び湯防止に有効とされる。インゴットストッパ１６に図略のホルダを介して設置されている赤外線センサ１０１がインゴット７を検知すると、この検知信号は制御装置に入力される。制御装置からの指令によりインゴットストッパ１６が上方に移動して開放する。この結果、横に寝かせた状態のインゴット７は重力により搬送装置１の終端１ｃを自動的に滑走し、バケット４０に自動的に装入される。搬送装置１の終端１ｃがバケット４０の受口４０ｃに向かうにつれて下降傾斜しているためである。バケット４０に収容されたインゴット７は、バネ部材４５及びガイド部４６により拘束され、バケット４０内において一定位置に位置決めされる。
【００４９】
インゴット７がバケット４０内に完全に収まると、バケット４０の他端部４０ｂに設けた光検知センサ１０２がバケット４０内のインゴット７の存在を検知する。この検知信号は制御装置に入力される。制御装置からの指令により、旋回シリンダ装置４２のシリンダロッド４２ｅが矢印Ｎ２方向に収縮し、第１枢支部４１を中心としてバケット４０が矢印Ｒ２方向（第２位置切替方向）に旋回し、バケット４０の側面４０ｆはストッパ状の第２位置決め部５２の先端部５２ｅに当接する（図３参照）。ここで、バケット４０に収容されたインゴット７は、バネ部材４５及びガイド部４６によりバケット４０内において位置決めされているため、バケット４０が矢印Ｒ２方向に旋回するときであっても、インゴット７の位置がバケット４０内においてずれることが抑制されている。
【００５０】
上記した旋回の結果、図３に示すように、バケット４０は垂直方向Ｐ１に沿うように配置されて第２位置Ｗ２に切り替えられる。このようにバケット４０が第２位置Ｗ２に切替えられると、バケット４０内に収容されているインゴット７は垂直方向Ｐ１に沿うように方向転換される。この場合、インゴット７の上端部７ｕはバケット４０の一端部４０ａから露出されつつ、上方に指向している。第２位置Ｗ２では、インゴット７の下端部はバケット４０の底部である他端部４０ｂに接触して位置決めされているため、インゴット７の高さ方向の位置決め精度が確保される。
【００５１】
上記したようにバケット４０が垂直方向Ｐ１に沿った第２位置Ｗ２になると、基台３に図略のホルダを介して設けられている近接センサ１３０がそれを検知する。この検知信号は制御装置に入力される。この結果、制御装置からの指令により、昇降シリンダ装置６２が待機位置Ｋ１から矢印Ｙ２方向に下降作動する。昇降シリンダ装置６２の下端部に位置するチャック６０がバケット４０内のインゴット７の上端部７ｕを保持する高さまで下降すると、オートセンサ１１２による検知信号が制御装置に入力される。このため昇降シリンダ装置６２の下降作動が停止される。その後、チャック６０が作動し、バケット４０から露出しているインゴット７の一部である上端部７ｕをチャック６０で保持する。その後、昇降シリンダ装置６２が上昇作動し、チャック６０をインゴット７と共に矢印Ｙ１方向に上昇させる。これによりインゴット７の全体は、垂直方向Ｐ１に配向されている状態でバケット４０から取り出される。
【００５２】
次に、昇降シリンダ装置６２が上昇端（待機位置Ｋ１）まで上昇すると、制御装置からの指令により、スライダシリンダ装置６４が駆動して昇降シリンダ装置６２を矢印Ｘ１方向に移動させ、位置Ｋ３とする。この結果、チャック６０に保持されているインゴット７は、溶解炉２の素材装入口２２の真上に位置する。溶解炉２の素材装入口２２の真上にインゴット７が位置することを、近接センサ１０５が検知する。この検知信号は制御装置に入力される。制御装置からの指令により炉蓋２３用のアクチェエータ２５が開放駆動し、溶解炉２の素材装入口２２の炉蓋２３が開放する。そして、昇降シリンダ装置６２が下降作動することにより、チャック６０と共にインゴット７を矢印Ｙ２方向に下降させる。この結果、チャック６０で掴まれているインゴット７は、垂直方向Ｐ１に沿った状態のまま、溶解炉２の素材装入口２２から溶解炉２の炉室２４内に進入する。
【００５３】
本実施例によれば、インゴット７をチャック６０から離脱させる離脱高さまでチャック６０が下降すると、下側のオートセンサ１１１の信号がこれを検知する。検知信号は制御装置に入力される。そして制御装置からの指令により、昇降シリンダ装置６２が下降作動を停止する。この場合、図１に示すように、チャック６０の一部は溶解炉２の素材装入口２２に僅かに進入しているものの、チャック６０の全体は溶解炉２内に進入していない。このため溶解炉２の溶湯２７の飛び湯が仮に発生するとしても、飛び湯がチャック６０に接触することが抑制され、チャック６０の保護性を高めるのに有利である。
【００５４】
上記したようにチャック６０が矢印Ｙ２方向に下降するとき、チャック６０に保持されているインゴット７は、インゴット７の全長のうち、下端から１０〜９０％、３０〜８０％、殊に５０〜８０％相当ぶん、溶湯２７に浸漬するように、溶湯２７の湯面２８に押し込まれる。即ち、インゴット７は、これの上端部７ｕを除いて溶湯２７に浸漬される。この状態で、チャック６０が開放してインゴット７を離脱させる。離脱されたインゴット７は重力により溶解炉２の溶湯２７内へ装入される。このときインゴット７は垂直方向Ｐ１に沿った状態で溶湯２７内に装入されるため、飛び湯が抑制される。
【００５５】
上記したように本実施例によれば、インゴット７は垂直方向Ｐ１に沿った状態で溶湯２７内に装入されるため、溶解炉２の溶湯２７の湯面２８に厚い酸化物が存在するときであっても、酸化物に起因するインゴット７の装入不具合が抑制される。更に、インゴット７は垂直方向Ｐ１に沿った状態で溶湯２７内に装入されるため、横に寝かせたインゴット７を自由落下により装入させる場合に比較して、装入時における装入角度のずれ及び装入位置のずれが抑制され、ずれに起因するインゴット７の引っかかり不具合が抑制される。この結果、溶湯２７表面の燃焼が防止される。さらに、インゴット７が垂直方向Ｐ１に沿った状態のまま溶湯２７に浸漬されるため、飛び湯は効果的に抑制される。
【００５６】
チャック６０の開きが完了してインゴット７が溶湯２７に装入されると、昇降シリンダ装置６２が上昇駆動するため、チャック６０は矢印Ｙ１方向に再び上昇する。昇降シリンダ装置６２がこれの上昇端まで移動すると、チャック６０がインゴット７を保持していないどうかを光検知センサ１４にて確認する。チャック６０がインゴット７を保持していることを検知した場合には、制御装置は、インゴット７の溶解炉２への装入が不完全であったとして異常を知らせる。チャック６０がインゴット７を保持していないことを検知した場合には、制御装置は、インゴット７の溶解炉２への装入が行われたものと認識して、正常を知らせる。
【００５７】
本実施例によれば、溶解炉２の素材装入口２２からチャック６０が離れた時刻ｔａから、チャック６０の上昇端に到達する時刻ｔｂまでの間において、アクチュエータ２５を駆動させて溶解炉２の装入ロ２２の炉蓋２３を閉鎖させる。アクチュエータ２５は空気圧式のシリンダ装置で形成されている。
【００５８】
上記したようにインゴット７を溶湯２７に装入させた後においては、チャック６０が上昇端に到達する前に、炉蓋２３を早期に閉鎖するため、溶解炉２の溶湯２７の湯面２８上方に貯留されている不活性ガスが必要以上に漏れることが抑制される。これによりマグネシウムまたはマグネシウム合金の溶湯２７の品質を良好に維持するのに有利となる。
【００５９】
そしてチャック６０が上昇端に到達すると、スライダ用シリンダ装置６４が逆方向に駆動するため、スライダ６３が矢印Ｘ２方向に後退する。このときスライダ６３の後退端に後退用近接センサ１０６がホルダを介して基台３に設けられており、後退用近接センサ１０６によりスライダ６３が原位置に戻ったことが検知される。この検知信号は制御装置に入力される。その後、旋回シリンダ装置４２が作動し、シリンダロッド４２ｅが矢印Ｎ１方向に伸長作動するため、バケット４０が第１枢支部４１を中心として矢印Ｒ１方向に旋回して第１位置Ｗ１に復帰する。バケット４０が第１位置Ｗ１に復帰するときにおいても、近接センサ１１０が設けられているため、バケット４０が第１位置Ｗ１に戻ったことは検知される。
【００６０】
以上の説明から明らかなように本実施例によれば、インゴット７を装入する際に、横方向に寝ているインゴット７をバケット４０に収容した状態で、垂直方向Ｐ１に沿って方向転換し、方向転換したインゴット７をチャック６０で保持する方式を採用している。従って、インゴット７は、溶解炉２の溶湯２７の湯面２８の酸化物により邪魔されることなく、溶湯２７中に装入することができる。更に、溶湯２７の湯の飛散を抑制できる。
【００６１】
さらに本実施例によれば、バケット４０が第１位置Ｗ１に待機しているとき、横に寝ている状態のバケット４０の水平線に対する傾き角度θ１（図１参照）は、搬送装置１上のインゴット７をバケット４０へ受ける受け性に影響を与える。このためバケット４０が第１位置Ｗ１に待機しているときには、図２に示すように、バケット４０を第１位置決め部５１の先端部５１ｅに当てて、バケット４０の姿勢を安定化させ、水平線に対するバケット４０の傾き角度を常に一定になるようにしている。このため搬送装置１からインゴット７をバケット４０の収容部４０ｒに良好に受けることができる。
【００６２】
ここで図３に示すように、バケット４０の一端部４０ａと他端部４０ｂとを結ぶ距離の中間点をＭとするとき、第１枢支部４１は、バケット４０のうち中間点Ｍとバケット４０の一端部４０ａとの間において設けられている。即ち、第１枢支部４１は、バケット４０のうち一端部４０ａ側に寄せて設けられている。この場合、万一、旋回シリンダ装置４２が故障して作動不良となったとしても、第１枢支部４１を中心として重力によりバケット４０を矢印Ｒ２方向に自然に旋回させて、バケット４０を重力により垂直方向Ｐ１に沿わせることができる。これにより万一、旋回シリンダ装置４２が故障したとしても、バケット４０内に収容しているインゴット７を垂直方向Ｐ１に沿わせることができ、従ってバケット４０内のインゴット７の上端部７ｕをチャック６０で良好に掴んで、そのインゴット７を前述同様に溶解炉２の溶湯２７に装入できる。
【００６３】
また本実施例によれば、インゴット７を受けるためにバケット４０が斜めに傾いて第１位置Ｗ１に待機しているときには、図１に示すように、バケット４０は溶解炉２の素材装入口２２の上方を覆っており、チャック６０の移動軌跡ＭＡを遮っている。これに対してバケット４０が第２位置Ｗ２に切り替えられているときには、バケット４０は垂直方向Ｐ１に沿っており、チャック６０の移動軌跡ＭＡから外れている。このため、チャック６０で保持されているインゴット７が矢印Ｙ２方向に溶解炉２の素材装入口２２を目指して下降するとき、バケット４０が第２位置Ｗ２に切り替えられていることにより、インゴット７とバケット４０とが互いに干渉することが防止されている。
【００６４】
更に、ベアリング軸で形成されている枢支機能を奏する第１枢支部４１は、コスト等を考慮すると、できるだけ長寿命化を図ることが好ましい。この点本実施例によれば、図１に示すように、バケット４０を矢印Ｒ１，Ｒ２方向に旋回可能に枢支する第１枢支部４１は、溶解炉２の素材装入口２２の延長線からΔＬ（図１参照）離れた位置に設けられている。このためインゴット７を溶湯に装入する際に素材装入口２２が開放されたとしても、その炉室２４の熱気が素材装入口２２を介して第１枢支部４１に直接触れることが抑制されている。故に第１枢支部４１の保護性を高め得、第１枢支部４１の長寿命化に有利である。更に、インゴット７を溶解炉２の素材装入口２２を装入するため素材装入口２２が開放されるときには、図１に仮想線として示すように、バケット４０は第２位置Ｗ２に切り替えられ、第１枢支部４１と素材装入口２２との間に配置されている。この結果、開放された素材装入口２２からの熱気が第１枢支部４１に直接触れることが抑制され、第１枢支部４１の長寿命化に一層有利である。
【００６５】
搬送装置１で搬送されたインゴット７は予熱されているため、溶解炉２へのインゴット７の装入頻度が増加すると、予熱されたインゴット７をバケット４０が受ける頻度が増加する。このためバケット４０の温度は高くなる。この点本実施例によれば、第１位置Ｗ１では第１枢支部４１はバケット４０の背面側である下面側に設けられており、しかも、バケット４０はこれの背面側に延設された腕状の延設部４０ｘを介して第１枢支部４１に枢支されている。このため延設部４０の長さ相当ぶん、枢支機能を実現する第１枢支部４１をバケット４０から遠ざけることができ、第１枢支部４１の長寿命化に一層有利である。
【実施例２】
【００６６】
実施例２は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。インゴット７を保持したチャック６０が素材装入口２２に向けて下降する下降速度をＶ１とする。インゴット７を溶解炉２に装入した後、インゴット７を保持していないチャック６０が上昇する上昇速度をＶ２とする。ここで、Ｖ２＞Ｖ１とされている。これによりチャック６０に保持したインゴット７を溶湯２７の湯面２８に押し込む速度を低減させることができ、溶解炉２の溶湯２７の飛び湯を抑制するのに一層有利となる。また、インゴット７を溶解炉２に装入した後、インゴット７を保持していないチャック６０を上昇作動させる上昇速度を速くできるため、チャック６０及びチャック用シリンダ装置６１を早期に溶解炉２の素材装入口２２から遠ざけることができ、チャック６０及びチャック用シリンダ装置６１に対する保護性を高め得る。更に、インゴット７の溶湯への装入に要する時間をできるだけ速くでき、生産性の向上にも有利である。
【実施例３】
【００６７】
実施例３は実施例１と基本的には同様の構成、作用効果を有する。以下、相違する部分を中心として説明する。インゴット７を保持したチャック６０が素材装入口２２に向けて下降するとき、チャック６０が溶解炉２の素材装入口２２から離れているときにおける下降速度をＶ４とする。またチャック６０が溶解炉２の素材装入口２２に接近しているときにおける下降速度をＶ５とする。ここで、Ｖ４＞Ｖ５とされている。これによりチャック６０に保持したインゴット７を溶湯２７の湯面２８に押し込む速度を低減させることができ、溶解炉２の溶湯２７の飛び湯を抑制するのに一層有利となる。また、飛び湯を抑制しつつも、チャック６０のインゴット７の溶湯への装入に要する全時間をできるだけ速くできるため、生産性の向上に有利である。
【００６８】
（他の例）
上記した実施例によれば、バケット４０が第２位置Ｗ２に切り替えられたとき、バケット４０が垂直方向Ｐ１に沿うように方向転換され、ひいてはバケット４０に収容されているインゴット７の長さ方向が垂直方向Ｐ１に沿うようにバケット４０内のインゴット７が方向転換される。この場合、垂直方向Ｐ１に合致する形態に限らず、インゴット７の上端部７ｕをチャック６０により保持できる限り、垂直方向Ｐ１に対して多少の角度で傾いていても良い。上記した実施例はマグネシウムまたはマグシウム合金の溶解炉に適用したものであるが、これに限らず、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金等に適用することもできる。上記した実施例では、搬送装置１は回転ローラ１２を有するが、これに限らず、滑走式のレール部を設けても良い。旋回シリンダ装置４２に代えてモータ機構としても良い。旋回シリンダ装置４２，昇降シリンダ装置６２，チャック用シリンダ装置６１は空気圧式であるが、場合によっては油圧式としても良い。その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明はマグネシウム、マグシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、チタン合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金等の金属を溶解する溶解炉に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】インゴット装入装置の構成図である。
【図２】バケットが第１位置に切り替えられている状態を示す構成図である。
【図３】バケットが第２位置に切り替えられている状態を示す構成図である。
【図４】インゴットを収容するバケットの平面図である。
【符号の説明】
【００７１】
図中、Ｗ１は第１位置、Ｗ２は第２位置、１１は搬送装置、１２は回転ローラ、１３は予熱装置、２は溶解炉、２２は素材装入口、２３は炉蓋、３は基台、４は収容装置、４０はバケット（収容部）、４１は第１枢支部、４２は旋回シリンダ装置、４５はバネ部材、４５はガイド部、４０ｃは受口、５１は第１位置決め部、５２は第２位置決め部、６は保持装置、６０はチャック（保持部）、６２は昇降シリンダ装置、７はインゴット（金属塊材）を示す。
【図１】
2006064304.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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