(57)【要約】【課題】簡易な構成で、従来の構成に比べて、比較的短時間で溶湯を給湯することができ、サイクルタイムを短縮することができる給湯ラドルおよび給湯ラドルを用いた給湯方法を提供することを目的とする。【解決手段】給湯部１２０の導入部１２２は、回転軸１０１ａ方向における一方の内側に形成された第一曲面１２２ａと、回転軸１０１ａ方向における他方の内側に形成された第二曲面１２２ｂと、を備え、第一曲面１２２ａの曲率が第二曲面１２２ｂの曲率よりも大きく形成されることにより、第一曲面１２２ａに沿って流れる第一溶湯流Ｆ１の流通方向と給湯部１２０の突出方向Ｄ１との角度ＡＦ１が、第二曲面１２２ｂに沿って流れる第二溶湯流Ｆ２の流通方向と突出方向Ｄ１との角度ＡＦ２より大きくなり、第一溶湯流Ｆ１と第二溶湯流Ｆ２とが合流することによって、給湯部１２０の先端部１２１を流れる溶湯Ｍが突出方向Ｄ１に対して旋回する、給湯ラドル１００。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を貯留する貯留部と、
前記貯留部の上方で外方に突出するように形成された給湯部と、
前記給湯部の突出方向に交差するように配設され、前記溶湯を被給湯部に給湯するために、前記貯留部および前記給湯部を回動させる回転軸と、を備えた給湯ラドルであって、
前記給湯部は、前記溶湯を吐出する先端部と、前記貯留部と前記先端部との間に形成される導入部と、を備え、
前記導入部は、前記回転軸方向における一方の内側に形成された第一曲面と、前記回転軸方向における他方の内側に形成された第二曲面と、を備え、
前記第一曲面の曲率が前記第二曲面の曲率よりも大きく形成されることにより、前記第一曲面に沿って流れる第一溶湯流の流通方向と前記突出方向との角度が、前記第二曲面に沿って流れる第二溶湯流の流通方向と前記突出方向との角度より大きくなり、前記第一溶湯流と前記第二溶湯流とが合流することによって、前記先端部を流れる溶湯が前記突出方向に対して旋回する、給湯ラドル。
【請求項２】
前記第一曲面および前記第二曲面は、内側に凸状とするように形成され、
前記導入部は、前記第一曲面の前記第一溶湯流の流通方向における下流側で前記第一曲面に接続し、前記第二曲面の曲率よりも小さい曲率にて形成される第三曲面をさらに備える、請求項１の給湯ラドル。
【請求項３】
前記先端部は、内側底面に角状に形成され、前記溶湯の吐出量が所定値以下の場合に、前記溶湯の吐出方向を所定方向に整流する整流部を有する、請求項１または請求項２の給湯ラドル。
【請求項４】
前記被給湯部は、ダイカストマシンにおけるスリーブであり、
前記ダイカストマシンの上面視において、前記突出方向と前記スリーブの軸線方向とが異なる場合に、
前記先端部は、前記スリーブの軸線方向に湾曲するように形成されている、請求項１乃至請求項３の何れか一項の給湯ラドル。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項の給湯ラドルを用いて、前記被給湯部に前記溶湯を給湯する給湯方法であって、
前記給湯ラドルによって前記溶湯を汲み上げる汲湯工程と、
前記溶湯を汲み上げる汲湯位置から前記被給湯部に給湯する給湯位置に前記給湯ラドルを移動させる移動工程と、
前記給湯位置にて前記溶湯の給湯を開始するまで前記給湯ラドルを待機させる待機工程と、
前記給湯ラドルを回動させることによって前記溶湯を前記被給湯部に給湯する給湯工程と、を備え、
前記待機工程は、前記給湯ラドルの前記貯留部に貯留された溶湯の上面における一端を、前記給湯部の下方部付近に位置させるまで前記給湯ラドルを回動させる微回動工程と、前記微回動工程にて前記給湯ラドルを回動させた状態を維持する微回動維持工程と、を有する、給湯方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯ラドルおよび給湯方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、給湯時に給湯部を覆うことにより給湯時の溶湯の飛散を防止する溶湯飛散防止部を備えた給湯ラドルが開示されている。溶湯の飛散を防止できるため、給湯時における給湯ラドルを回動させる速度を大きくすることができる。これにより、比較的短時間で溶湯を給湯できるため、給湯時のサイクルタイムを短縮することができる。
【０００３】
また、特許文献２には、円筒状に形成された給湯部において、溶湯が流通する際に、周方向に回転させる突起部を備えた給湯ラドルが開示されている。突起部によって溶湯を回転させることにより、給湯部における空気と溶湯との置換が効率よく行われるため、比較的短時間で溶湯を給湯することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３５３０１号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２５９２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている給湯ラドルにおいては、給湯部と給湯飛散防止部とを相対的に回転させるための可動部を有するため、溶湯の熱により可動部が焼きついた場合に、動作不良が懸念される。
また、特許文献２に開示されている給湯ラドルにおいては、突起部に溶湯が堆積した場合や、突起部が溶湯により摩耗した場合に、溶湯の流れる方向を十分制御することができなくなってしまう。溶湯の流れを制御できない場合は、給湯部で溶湯を回転させることができずに、短時間に給湯することができない。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、簡易な構成で、従来の構成に比べて、比較的短時間で溶湯を給湯することができ、給湯時のサイクルタイムを短縮することができる給湯ラドルおよび給湯ラドルを用いた給湯方法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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１に係る給湯ラドルは、溶湯を貯留する貯留部と、貯留部の上方で外方に突出するように形成された給湯部と、給湯部の突出方向に交差するように配設され、溶湯を被給湯部に給湯するために、貯留部および給湯部を回動させる回転軸と、を備えた給湯ラドルであって、給湯部は、溶湯を吐出する先端部と、貯留部と先端部との間に形成される導入部と、を備え、導入部は、回転軸方向における一方の内側に形成された第一曲面と、回転軸方向における他方の内側に形成された第二曲面と、を備え、第一曲面の曲率が第二曲面の曲率よりも大きく形成されることにより、第一曲面に沿って流れる第一溶湯流の流通方向と突出方向との角度が、第二曲面に沿って流れる第二溶湯流の流通方向と突出方向との角度より大きくなり、第一溶湯流と第二溶湯流とが合流することによって、先端部を流れる溶湯が突出方向に対して旋回する。
【０００８】
これによれば、給湯部の導入部に形成された第一曲面および第二曲面において、第一曲面の曲率が第二曲面の曲率よりも大きく形成されているため、給湯時に溶湯を旋回させる溶湯の流れをつくることができる。すなわち、簡易な構成によって、先端部にて溶湯を旋回させることができ、短時間で溶湯を給湯することができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１の給湯ラドルにおいて、第一曲面および第二曲面は、内側に凸状とするように形成され、導入部は、第一曲面の第一溶湯流の流通方向における上流側で第一曲面に接続し、第二曲面の曲率よりも小さい曲率にて形成される第三曲面をさらに備える。
【００１０】
これによれば、第三曲面の曲率が第二曲面の曲率よりも小さい曲率にて形成されるため、第二溶湯流および第一溶湯流の流通方向をより確実に方向付けすることができる。したがって、先端部において溶湯をより確実に旋回させることができる。
【００１１】
また、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る給湯ラドルにおいて、先端部は、内側底面に角状に形成され、溶湯の吐出量が所定値以下の場合に、溶湯の吐出方向を所定方向に整流する整流部を有する。
【００１２】
これによれば、先端部は、溶湯の吐出量が所定値以下の場合に、溶湯の吐出方向を所定方向に整流する整流部を有するため、溶湯の吐出量が所定値以下の場合における溶湯の吐出方向を確実に方向付けすることができる。
【００１３】
また、請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３に係る給湯ラドルにおいて、被給湯部は、ダイカストマシンにおけるスリーブであり、ダイカストマシンの上面視において、突出方向とスリーブの軸線方向とが異なる場合に、先端部は、スリーブの軸線方向に湾曲するように形成されている。
【００１４】
これによれば、先端部は、スリーブの軸方向に湾曲するように形成されているため、溶湯の吐出方向を、先端部を湾曲させない場合に比べ、スリーブの軸線方向に沿うようにすることができる。したがって、給湯時にスリーブ内で溶湯が跳ね返ることにより発生する溶湯の飛散を抑制することができる。
【００１５】
また、請求項５に係る給湯方法は、請求項１乃至請求項４の何れか一項の給湯ラドルを用いて、被給湯部に溶湯を給湯する給湯方法であって、給湯ラドルによって溶湯を汲み上げる汲湯工程と、溶湯を汲み上げる汲湯位置から被給湯部に給湯する給湯位置に給湯ラドルを移動させる移動工程と、給湯位置にて溶湯の給湯を開始するまで給湯ラドルを待機させる待機工程と、給湯ラドルを回動させることによって溶湯を被給湯部に給湯する給湯工程と、を備え、待機工程は、給湯ラドルの貯留部に貯留された溶湯の上面における一端を、給湯部の下方部付近に位置させるまで給湯ラドルを回動させる微回動工程と、微回動工程にて給湯ラドルを回動させた状態を維持する微回動維持工程と、を有する。
【００１６】
これによれば、給湯部に形成された曲面によって給湯時に溶湯を旋回させることにより、短時間で溶湯を給湯する給湯ラドルを用いるため、給湯時に給湯ラドルを回動させる角速度を大きくすることができる。したがって、給湯時のサイクルタイムを短縮することができる。
また、微回動工程は、給湯を開始する前に、貯留部に貯留された溶湯の上面における一端を、給湯部の下方部付近に位置させるまで給湯ラドルを回動させるため、給湯工程の開始後、溶湯を直ちに吐出させることができる。よって、給湯時のサイクルタイムをさらに短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る給湯ラドルを示す概要図である。
【図２】図１に示す給湯ラドルの側面断面図である。
【図３】図２に示す給湯ラドルのIII−III線に沿った上面断面図である。
【図４】図２に示す給湯ラドルのIV矢視図である。
【図５】図３に示す給湯ラドルの一部拡大断面図である。
【図６】図１に示す給湯ラドルの正面一部拡大図である。
【図７】ダイカストマシンの上面視におけるスリーブおよび給湯時の給湯ラドルを示す図である。
【図８】図７に示すVIII−VIII線に沿ったスリーブの断面および給湯時の給湯ラドルを示す図である。
【図９】ダイカストマシンの側面視におけるスリーブの軸線方向断面および給湯時の給湯ラドルを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る給湯方法の汲湯工程を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る給湯方法の微回動維持工程における図１に示す給湯ラドルの側面断面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る給湯方法による動作を示すタイムチャートである。
【図１３】従来技術に係る給湯ラドルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（給湯ラドル）
本発明に係る給湯ラドル１００の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書においては説明の便宜上、図１における上側および下側をそれぞれラドル１００の上方および下方とし、同じく左側および右側をそれぞれラドル１００の前方および後方とし、同じく紙面手前右下側および紙面奥左上側を、それぞれラドル１００の左側方および右側方として説明する。また、図１から図３には、各方向を示す矢印を示している。
【００１９】
本実施形態に係る給湯ラドル１００は、図７に示すコールドチャンバダイカストマシン（特許請求の範囲のダイカストマシンに相当する。以下、ダイカストマシンとする。）におけるスリーブ２０（特許請求の範囲の被給湯部に相当）の被給湯口２１に、図１０に示す溶湯保持炉３０に貯留されるアルミニウム等の溶湯Ｍを給湯するために用いられる。すなわち、ラドル１００は、上方に開口部１００ａを有する容器であり、溶湯Ｍを一時的に貯留する。また、本実施形態において、ラドル１００は、図７に示すように、ダイカストマシンの上面視において、スリーブ２０の側方から溶湯Ｍを給湯する。
【００２０】
そして、ラドル１００が備える支持部１０１は、図１に示すように、給湯機（図示なし）におけるアーム１０の先端部に配設されている回動機構（図示なし）に固定されている。給湯機は、後述するように、アーム１０を駆動し、ラドル１００を支持部１０１における回転軸１０１ａ回りに回動させることによって溶湯Ｍを汲み上げ、スリーブ２０に給湯するものである。なお、ラドル１００は、鋳鉄、及びセラミックス等の耐熱性に優れた素材からなるが、その種類を限定するものではない。
【００２１】
ラドル１００は、図２および図３に示すように、貯留部１１０、給湯部１２０、汲湯部１３０を備えている。また、図２に示すラドル１００の姿勢Ａは、溶湯Ｍを貯留した姿勢Ａ１を表している。
【００２２】
貯留部１１０は、溶湯Ｍを貯留するものである。貯留部１１０は、椀状に窪んで形成されている。
給湯部１２０は、貯留部１１０の上方で外方に突出するように形成されている。本実施形態において、給湯部１２０は、貯留部１１０と連続するように、回転軸１０１ａ方向に交差して前方に突出する筒状に形成されている。ここで、回転軸１０１ａは、図３に示すように、給湯部１２０の突出方向Ｄ１に交差するように配設され、溶湯Ｍをスリーブ２０に給湯するために、貯留部１１０および給湯部１２０を回動させるものである。また、本実施形態において、回転軸１０１ａ方向と突出方向Ｄ１とは直交する。図３において、回転軸１０１ａ方向がラドル１００の左右方向に、突出方向Ｄ１がラドル１００の前後方向になるように示されている。なお、図３から図６においては、ラドル１００の内面における後述する各曲面の境界が細線にて示されている。
【００２３】
また、給湯部１２０の内側は、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍを吐出するための流路であり、後方より前方の流路面積を小さくするように形成されている。給湯部１２０は、先端部１２１および導入部１２２を備えている。
【００２４】
先端部１２１は、溶湯Ｍを吐出するものであり、略円筒状に形成されている。また、先端部１２１は、図５に示す先端部１２１の軸線１２１ａに沿うように、突出方向Ｄ１に対して左側方に湾曲するように形成されている。すなわち、図７に示す本実施形態のように、ダイカストマシンの上面視において、給湯部１２０の突出方向Ｄ１とスリーブ２０の軸線２２方向とが異なる場合に、先端部１２１は、スリーブ２０の軸線２２方向に湾曲するように形成されている。
【００２５】
さらに、先端部１２１は、前方の端部に整流部１２１ｂを有している。整流部１２１ｂは、図６に示すように、先端部１２１の内側底面に角状に形成され、後述するように、溶湯Ｍの吐出量Ｑが所定値以下の場合に、溶湯Ｍの吐出方向Ｄ２を所定方向に整流するものである。そして、整流部１２１ｂは、先端部１２１の内周面の曲率よりも小さい曲率にて形成された整流面１２１ｂａおよび整流面１２１ｂｂを有する。本実施形態において、所定方向は、先端部１２１の軸線１２１ａ方向である。すなわち、整流部１２１ｂは、溶湯Ｍの吐出方向Ｄ２を軸線１２１ａ方向に整流する。
【００２６】
導入部１２２は、貯留部１１０と先端部１２１の間に形成されている。導入部１２２は、第一曲面１２２ａ、第二曲面１２２ｂおよび第三曲面１２２ｃを有している。
【００２７】
第一曲面１２２ａは、図３および図４に示すように、回転軸１０１ａ方向における一方の内側に、内側に凸状とするように形成されている。本実施形態においては、第一曲面１２２ａは、導入部１２２の左側方に形成されている。
第二曲面１２２ｂは、回転軸１０１ａ方向における他方の内側に、内側に凸状とするように形成されている。本実施形態においては、第二曲面１２２ｂは、導入部１２２の右側方に形成されている。
第三曲面１２２ｃは、第一曲面１２２ａより溶湯Ｍの流通方向における上流側（貯留部１１０側）で、第一曲面１２２ａに連続して接続するように配設されている。
【００２８】
また、本実施形態においては、第一曲面１２２ａの前方の端部および第二曲面１２２ｂの前方の端部は、前後方向において略同位置に配設されている。さらに、第一曲面１２２ａと第三曲面１２２ｃとの接続部は、第二曲面１２２ｂの前後方向における中央付近に配設されている。そして、第二曲面１２２ｂの後方の端部および第三曲面１２２ｃの後方の端部は、前後方向において、略同位置に配設されている。
【００２９】
そして、第一曲面１２２ａの曲率は、第二曲面１２２ｂの曲率よりも大きく形成されている。本実施形態においては、第一曲面１２２ａの曲率は、第二曲面１２２ｂの曲率のおよそ２倍にて形成されている。また、第三曲面１２２ｃの曲率は、第二曲面１２２ｂの曲率よりも小さく形成されている。本実施形態において、第三曲面１２２ｃは、略平面に近い、もしくは、略平面状に形成されている。さらに、第三曲面１２２ｃは、回転軸１０１ａ方向に垂直な面に対して、第二曲面１２２ｂより傾斜するように配設されている。
【００３０】
汲湯部１３０は、図２に示すように、ラドル１００の後方で貯留部１１０の上方に配設され、下方に向けて外部に開口し、貯留部１１０と外部とを連通する開口部１３１を有している。後述するように、ラドル１００が溶湯保持炉３０に差し入れられることにより、溶湯Ｍが開口部１３１を介して貯留部１１０に流入する。
【００３１】
次に、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍが先端部１２１から吐出されるまでの溶湯Ｍの流れについて説明する。なお、図４から図６において、溶湯Ｍの流れを太線の矢印にて示す。給湯機は、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍを吐出するために、アーム１０を駆動することにより、ラドル１００を回転軸１０１ａ回りに、姿勢Ａ１から前方に傾ける方向に回動させる。
【００３２】
ラドル１００が回動することにより、溶湯Ｍが貯留部１１０の前方側の内面１１０ａに沿って、給湯部１２０に向かって流動する。さらに、ラドル１００が回動することにより、溶湯Ｍが導入部１２２に流入し、導入部１２２の内面に沿って、先端部１２１に向かって流動する。このとき、導入部１２２の内面において、第一溶湯流Ｆ１および第二溶湯流Ｆ２が生成される。
【００３３】
第一溶湯流Ｆ１は、図４および図５に示すように、溶湯Ｍが導入部１２２を流通する際に、第一曲面１２２ａおよび第三曲面１２２ｃに沿って流れる溶湯Ｍの流れである。また、第二溶湯流Ｆ２は、溶湯Ｍが導入部１２２を流通する際に、第二曲面１２２ｂに沿って流れる溶湯Ｍの流れである。ここで、図５に示すように、ラドル１００の上面視において、第一溶湯流Ｆ１の流通方向と突出方向Ｄ１との角度ＡＦ１は、第二溶湯流Ｆ２の流通方向と突出方向Ｄ１との角度ＡＦ２より大きい。換言すれば、角度ＡＦ１が角度ＡＦ２よりも大きくなるように、各曲面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃが、上述したように形成されている。
【００３４】
すなわち、第一溶湯流Ｆ１は、第三曲面１２２ｃによって導入部１２２における左側方から右側方に向かうように方向付けられる。そして、第一曲面１２２ａが第三曲面１２２ｃより曲率を大きくするように形成されているため、第一溶湯流Ｆ１は、第一曲面１２２ａの曲率の影響を受けずに、第三曲面１２２ｃに方向付けられた方向を保ったまま流通する。換言すれば、第一溶湯流Ｆ１が第三曲面１２２ｃに方向付けられた方向を保ったまま流通するように、第一曲面１２２ａおよび第三曲面１２２ｃの曲率が定められている。一方、第二曲面１２２ｂは、第三曲面１２２ｃよりも、曲率が小さく、かつ、回転軸１０１ａ方向に垂直な面に対する傾斜が小さい。よって、第二溶湯流Ｆ２の流通方向は、第一溶湯流Ｆ１の流通方向に対して、より突出方向Ｄ１に沿った方向となる。したがって、角度ＡＦ１が角度ＡＦ２よりも大きくなる。
【００３５】
そして、第一溶湯流Ｆ１と第二溶湯流Ｆ２とが合流し、第三溶湯流Ｆ３が生成される。このとき、角度ＡＦ１が角度ＡＦ２よりも大きいことにより、第一溶湯流Ｆ１が左側方から第二溶湯流Ｆ２に突き当たるように合流するため、第三溶湯流Ｆ３は、第二溶湯流Ｆ２の流通方向から第一溶湯流Ｆ１の流通方向に曲げられた方向に流通する。これにより、第三溶湯流Ｆ３は、図４に示すように、内周面に沿って周方向に旋回しながら先端部１２１へ流入する。すなわち、第一曲面１２２ａに沿って流れる第一溶湯流Ｆ１の流通方向と突出方向Ｄ１との角度ＡＦ１が、第二曲面１２２ｂに沿って流れる第二溶湯流Ｆ２の流通方向と突出方向Ｄ１との角度ＡＦ２より大きくなり、第一溶湯流Ｆ１と第二溶湯流Ｆ２とが合流することによって、先端部１２１を流れる溶湯Ｍが突出方向Ｄ１に対して旋回する。
【００３６】
さらに、第三溶湯流Ｆ３は、先端部１２１の内周面に沿って突出方向Ｄ１に対して旋回しながら先端部１２１を流通し、外部へ吐出する。ここで、第三溶湯流Ｆ３は、溶湯Ｍが先端部１２１の内周面に沿って旋回しながら流通しているため、図５に示すように先端部１２１の内周面に沿って溶湯Ｍの層ＭＦができる。これにより、先端部１２１の径方向の中心側に軸線１２１ａ方向に沿って空気の通路ＡＷができる。そして、さらにラドル１００が回動し、第三溶湯流Ｆ３の流量が大きくなり、溶湯Ｍの層ＭＦが徐々に厚くなることにより、先端部１２１内の空気が通路ＡＷの両端側から外部に徐々に抜けるため、空気の通路ＡＷが徐々に細くなる。そして、第三溶湯流Ｆ３の流量がさらに大きくなり、第三溶湯流Ｆ３で先端部１２１が満たされると、先端部１２１内の空気が全て抜け、空気の通路ＡＷが無くなる。すなわち、先端部１２１においては、溶湯Ｍが先端部１２１の径方向において、内周面から軸線１２１ａに向かうようにして溶湯Ｍが満たされることにより、溶湯Ｍと空気との置換が行われる。
【００３７】
ここで、溶湯Ｍが先端部１２１にて旋回せずに外部へ吐出する場合について説明する。溶湯Ｍが内周面に沿って旋回せずに、先端部１２１に流路を充満した状態で流入したときは、先端部１２１内の空気が先端側から溶湯Ｍにより排出される。しかしながら、空気が一方側から排出されるため、先端部１２１の内部の圧力が高まり易い。先端部１２１の内部の圧力が高まると、溶湯Ｍの流速が抑制される。また、角速度を大きくしてラドル１００を回動させる場合は、さらに先端部１２１内部の圧力が高まるため、溶湯Ｍの流速がより抑制される。また、この場合は、先端部１２１内の空気が導入部１２２側からも抜けようとするため、溶湯Ｍの流れは大きく乱れる。よって、溶湯Ｍの流速はさらに抑制されるとともに、先端部１２１内の空気が抜けにくくなる。よって、先端部１２１にて溶湯Ｍを内周面に沿って旋回させる場合は、旋回させない場合に比べ、先端部１２１における溶湯Ｍと空気との置換が効率よく行われ、また、溶湯Ｍの流速が抑制されない。
【００３８】
また、溶湯Ｍの吐出量Ｑが所定値以下の場合に、第三溶湯流Ｆ３は、整流面１２１ｂａにて軸線１２１ａ方向に方向付けされて、外部へ吐出する。所定値は、先端部１２１が第三溶湯流Ｆ３にて満たされる直前の吐出量Ｑの値である。ここで、図６に示すように、整流面１２１ｂａが先端部１２１の内周面の曲率よりも大きく形成されていることにより、第三溶湯流Ｆ３の周方向の流れがせき止められるため、第三溶湯流Ｆ３の流通方向が軸線１２１ａ方向に整流される。また、第三溶湯流Ｆ３が整流部１２１ｂを通過して外部に吐出するように、先端部１２１における内周面の形状および突出方向Ｄ１の長さが設定されている。なお、先端部１２１が整流部１２１ｂを有していない場合は、第三溶湯流Ｆ３の周方向の流れがせき止められないため、図６に点線の矢印にて示す方向に溶湯Ｍが吐出する。そして、吐出量Ｑが所定値よりも大きくなった場合は、先端部１２１が第三溶湯流Ｆ３にて満たされる。これにより、第三溶湯流Ｆ３は、整流面１２１ｂａの影響を受けず、先端部１２１の内周面全体で軸線１２１ａ方向に整流される。よって、溶湯Ｍの吐出方向Ｄ２が軸線１２１ａ方向に方向付けられる。
【００３９】
そして、さらにラドル１００が回動することにより、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍは、第三溶湯流Ｆ３に引っ張られるように給湯部１２０に流入し、先端部１２１より外部へ吐出する。さらに、ラドル１００が姿勢Ａ４まで回動することにより、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍがすべて吐出される。すなわち、姿勢Ａ４は、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍの全部を吐出するラドル１００の姿勢Ａである。本実施形態において、姿勢Ａ４とするためにラドル１００を回動させる角度は、内面１１０ａの傾斜角度によって定まる。すなわち、内面１１０ａの角度が水平以上の角度になるまでラドル１００が回動した場合に、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍの全部が外部へ吐出する。
【００４０】
次に、溶湯Ｍがラドル１００から吐出され、スリーブ２０に給湯される際の溶湯Ｍの流れについて説明する。なお、図７から図９においては、アーム１０は図示せず、ラドル１００のみを図示する。ここで、スリーブ２０は、図８および図９に示すように、中空円筒状に形成されている。また、スリーブ２０は、外部とスリーブ２０内を連通するように開口し、溶湯Ｍが給湯される被給湯口２１を有している。また、図７における左側には、金型（図示なし）が配設されており、スリーブ２０内に給湯された溶湯Ｍは、図７における右側に配設されたプランジャ（図示なし）によって、スリーブ２０内から押し出され、金型に供給される。また、本実施形態においては、図７に示すように、ラドル１００は、給湯時において、スリーブ２０の軸線２２方向とラドル１００の突出方向Ｄ１とが、例えば４５度となるように配設されている。
【００４１】
ここで、先端部１２１がスリーブ２０の軸線２２方向に湾曲しているため、図８にスリーブ２０の径方向の断面図において実線の矢印にて示すように、溶湯Ｍは、スリーブ２０の内周面における底面近傍に向けて給湯される。ここで、先端部１２１がスリーブ２０軸線２２方向に湾曲していない場合は、図７に点線にて示す突出方向Ｄ１に溶湯Ｍが吐出されるため、図８に点線の矢印にて示すように、スリーブ２０の内周面における側方に向けて給湯される。溶湯Ｍが側方に向けて給湯されたときは、一点破線の矢印にて示すように、溶湯Ｍがスリーブ２０の内周面に沿って回転するため、被給湯口２１から溶湯Ｍが跳ね返り、飛散する場合がある。これに対し、本実施形態のように、溶湯Ｍが底面近傍に向けて給湯されたときは、溶湯Ｍのスリーブ２０内の回転は抑制されるため、被給湯口２１からの溶湯Ｍの飛散が抑制される。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、図９において、実線の矢印にて示すように、給湯時における溶湯Ｍの吐出方向Ｄ２がスリーブ２０と軸線２２方向との挟角が９０度よりも小さくなるように内面１１０ａおよび給湯部１２０が形成されている。ここで、図９に点線の矢印にて示すように、溶湯Ｍが垂直方向に給湯される場合は、点線にて示すように、給湯された溶湯Ｍがスリーブ２０内の被給湯口２１付近に堆積しやすくなる。そして、さらに堆積した部分に溶湯Ｍを給湯する場合は、溶湯Ｍが跳ね返りやすくなり、被給湯口２１から溶湯Ｍが飛散する。一方、本実施形態のように、溶湯Ｍを垂直方向より傾斜した状態でスリーブ２０内に給湯する場合は、溶湯Ｍがスリーブ２０内にて金型方向Ｋに流動するため、実線にて示すように、被給湯口２１付近での給湯された溶湯Ｍの堆積は抑制される。よって、被給湯口２１からの溶湯Ｍの飛散が抑制される。
【００４３】
本実施形態によれば、給湯部１２０の導入部１２２に形成された第一曲面１２２ａおよび第二曲面１２２ｂにおいて、第一曲面１２２ａの曲率が第二曲面１２２ｂの曲率よりも大きく形成されているため、給湯時に溶湯Ｍを旋回させる溶湯Ｍの流れをつくることができる。これにより、給湯時において、先端部１２１における溶湯Ｍと空気との置換が効率良く行われる。よって、ラドル１００を回動させる角速度をより大きくすることができる。すなわち、簡易な構成によって、先端部１２１にて溶湯Ｍを旋回させることができ、短時間で溶湯Ｍを給湯することができる。
【００４４】
また、第三曲面１２２ｃの曲率が第二曲面１２２ｂの曲率よりも小さい曲率にて形成されるため、第二溶湯流Ｆ２および第一溶湯流Ｆ１の流通方向をより確実に方向付けすることができる。したがって、先端部１２１において溶湯Ｍをより確実に旋回させることができる。
【００４５】
また、先端部１２１は、溶湯Ｍの吐出量Ｑが所定値以下の場合に、溶湯Ｍの吐出方向Ｄ２を軸線１２１ａに整流する整流部１２１ｂを有するため、溶湯Ｍの吐出量Ｑが所定値以下の場合における溶湯Ｍの吐出方向Ｄ２を確実に方向付けすることができる。
【００４６】
また、先端部１２１は、スリーブ２０の軸線２２方向に湾曲するように形成されているため、溶湯Ｍの吐出方向Ｄ２を、先端部１２１を湾曲させない場合に比べ、スリーブ２０の軸線２２方向に沿うようにすることができる。したがって、給湯時にスリーブ２０内で溶湯Ｍが跳ね返ることにより発生する溶湯Ｍの飛散を抑制することができる。
【００４７】
また、ダイカストマシンに適用するラドルを従来技術によるラドルから本実施形態のラドル１００に変更する際には、先端部１２１がスリーブ２０の軸線２２方向に湾曲するように形成されているため、ラドル１００におけるアーム１０への取付形状や突出方向Ｄ１を従来から使用していたラドルから変更する必要がない。よって、給湯機、アーム１０およびスリーブ２０等を変更することなく、既存の設備をそのままで使用することができる。
【００４８】
なお、本実施形態においては、導入部１２２において、第一曲面１２２ａおよび第三曲面１２２ｃが左側方に、第二曲面１２２ｂが右側方に配設されているが、第一曲面１２２ａおよび第三曲面１２２ｃを右側方に、第二曲面１２２ｂを左側方に配設するようにしても良い。
【００４９】
また、ラドル１００の側面視における給湯時の吐出方向Ｄ２を垂直方向に対してより傾斜させるように内面１１０ａを形成するようにしても良い。これによれば、吐出方向Ｄ２を垂直方向に対してより傾斜させることができるため、スリーブ２０内に給湯された溶湯Ｍをより金型方向Ｋに流動させることができる。したがって、給湯時のスリーブ２０の被給湯口２１からの飛散をより抑制することができる。
【００５０】
（給湯方法）
次に、本発明に係る給湯方法Ｗ１の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。給湯方法Ｗ１は、給湯ラドル１００を用いて、スリーブ２０の被給湯口２１に溶湯Ｍを給湯するものである。本実施形態においては、汲湯工程Ｓ１０、移動工程Ｓ２０、待機工程Ｓ３０および給湯工程Ｓ４０の四段階について説明する。なお、図１０においては、アーム１０は図示せず、ラドル１００のみを図示する。
【００５１】
汲湯工程Ｓ１０は、ラドル１００によって溶湯Ｍを汲み上げ、貯留部１１０に溶湯Ｍを貯留する工程である。具体的には、図１０に示すように、ラドル１００を姿勢Ａ１から回転軸１０１ａ周りに後方へ所定角度ＳＴ１だけ回動させた姿勢Ａ２に回動させるとともに、溶湯保持炉３０の上方に位置する第一汲湯位置Ｐ１０（特許請求の範囲の汲湯位置に相当）から第二汲湯位置Ｐ１１に移動させる。第二汲湯位置Ｐ１１は、ラドル１００を溶湯保持炉３０に姿勢Ａ２にて差し入れた位置である。なお、第一汲湯位置Ｐ１０に位置するラドル１００が実線にて、第二汲湯位置Ｐ１１に位置するラドル１００が点線にて示されている。ここで、ラドル１００が、汲湯部１３０を溶湯Ｍの上面より下方となるように、かつ、先端部１２１および開口部１００ａが溶湯Ｍの上面から上方となるように、第二汲湯位置Ｐ１１および所定角度ＳＴ１（例えば、１５度）が設定されている。そして、所定時間Ｔ１が経過した後に、ラドル１００を、第二汲湯位置Ｐ１１から第一汲湯位置Ｐ１０に移動させるとともに、姿勢Ａ２から回動させて姿勢Ａ１とする。所定時間Ｔ１は、溶湯Ｍの必要量が貯留部１１０に導入するために必要な時間である。
【００５２】
汲湯工程Ｓ１０にて、ラドル１００が姿勢Ａ２で第二汲湯位置Ｐ１１に位置することにより、溶湯Ｍが汲湯部１３０から貯留部１１０に導入する。そして、ラドル１００が第一汲湯位置Ｐ１０に移動することにより、溶湯Ｍが汲みあげられる。このとき、ラドル１００は、汲湯部１３０を溶湯Ｍの上面より下方とするように、かつ、先端部１２１および開口部１００ａを溶湯Ｍの上面から上方とするように、溶湯保持炉３０内に位置し、さらに、汲湯部１３０は、上述したように、下方に開口している。これらにより、溶湯Ｍが汲湯部１３０から貯留部１１０に導入する際に、溶湯Ｍの上面に生成される溶湯Ｍの酸化膜が貯留部１１０に流入することを抑制することができる。
【００５３】
移動工程Ｓ２０は、第一汲湯位置Ｐ１０からスリーブ２０に給湯する給湯位置Ｐ２０にラドル１００を移動させる工程である。給湯位置Ｐ２０は、図７に示すように、ラドル１００がスリーブ２０の側方に定められ、上述したように、ラドル１００によって吐出される溶湯Ｍが被給湯口２１からスリーブ２０内に流入する位置である。また、移動工程Ｓ２０においては、ラドル１００は姿勢Ａ１に維持した状態で移動する。なお、図７から図９に示されたラドル１００は、給湯位置Ｐ２０に位置している。
【００５４】
待機工程Ｓ３０は、給湯位置Ｐ２０にて、溶湯Ｍの給湯を開始するまでラドル１００を待機させる工程である。すなわち、待機工程Ｓ３０において、ラドル１００は、給湯位置Ｐ２０にて、溶湯Ｍを貯留部１１０に貯留した状態を維持する。そして、待機工程Ｓ３０は、微回動工程Ｓ３１および微回動維持工程Ｓ３２を有している。
【００５５】
微回動工程Ｓ３１は、ラドル１００を給湯位置Ｐ２０にて、姿勢Ａ１から前方に所定角度ＳＴ２だけ回動させた姿勢Ａ３にする工程である。所定角度ＳＴ２は、ラドル１００が姿勢Ａ３のときに、図１１に示すように、ラドル１００の貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍの上面における一端が給湯部１２０の下方部付近に位置するように設定されている。すなわち、微回動工程Ｓ３１は、ラドル１００の貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍの上面における一端を、給湯部１２０の下方部付近に位置させるまでラドル１００を回動させる工程である。本実施形態において、所定角度ＳＴ２は、例えば２５度に設定されている。
【００５６】
微回動維持工程Ｓ３２は、溶湯Ｍの給湯が開始されるまでラドル１００を姿勢Ａ３に維持する工程である。すなわち、微回動維持工程Ｓ３２は、微回動工程Ｓ３１にてラドル１００を回動させた状態を維持する工程である。
【００５７】
給湯工程Ｓ４０は、ラドル１００を回動させることによって溶湯Ｍをスリーブ２０に給湯する工程である。具体的には、給湯機の制御装置（図示なし）に電気的に接続されたダイカストマシンの制御装置（図示なし）からの給湯指令によって、ラドル１００を姿勢Ａ３から所定角度ＳＴ３だけ前方に回動した姿勢Ａ４にする。給湯指令は、ダイカストマシンにおいて、型閉完了等の溶湯Ｍの射出準備が完了したときに給湯機の制御装置（図示なし）に送信される給湯を開始させるための制御信号である。所定角度ＳＴ３は、ラドル１００を姿勢Ａ３から姿勢Ａ４にまで回動させた場合の角度である。本実施形態において、所定角度ＳＴ３は、例えば５０度に設定されている。また、本実施形態においては、ラドル１００の角速度Ｒを一定の角速度Ｒ１にて回動させる。角速度Ｒ１は、ラドル１００における溶湯Ｍの最大吐出量や吐出時の飛散量等に応じて設定されている。なお、ラドル１００は、アーム１０の有する回動機構により回転軸１０１ａを回動されることによって、回転軸１０１ａ周りに回動する。また、ラドル１００は、アーム１０の駆動機構により、各位置Ｐ１０、Ｐ１１、Ｐ２０に移動する。
【００５８】
次に、上述した給湯方法Ｗ１にて、ラドル１００の姿勢Ａおよび位置Ｐならびにラドル１００が吐出する溶湯Ｍの吐出量Ｑについて、図１２に示すタイムチャートに沿って説明する。ラドル１００が第一汲湯位置Ｐ１０に位置し、姿勢Ａ１にて溶湯Ｍを貯留していない状態から説明する。
【００５９】
汲湯工程Ｓ１０にて、ラドル１００は、姿勢Ａ１から後方へ回動を開始し（時刻ｔ１）、姿勢Ａ２となる（時刻ｔ２）。また、ラドル１００は、姿勢Ａ１から回動を開始するときに、第一汲湯位置Ｐ１０から移動を開始し、姿勢Ａ２の状態にて、第二汲湯位置Ｐ１１に到達する（時刻ｔ３）。このときに、貯留部１１０に溶湯Ｍが流入する。そして、所定時間Ｔ１が経過した後に、ラドル１００は、第二汲湯位置Ｐ１１から移動を開始し（時刻ｔ４）、第一汲湯位置Ｐ１０に到達する（時刻ｔ５）。また、ラドル１００は、第一汲湯位置Ｐ１０に到達するまでに、姿勢Ａ１となるまで回動する。
【００６０】
移動工程Ｓ２０にて、ラドル１００は、姿勢Ａ１にて第一汲湯位置Ｐ１０から移動し（時刻ｔ５）、給湯位置Ｐ２０に到達する（時刻ｔ６）。そして、微回動工程Ｓ３１にて、ラドル１００は、姿勢Ａ１から前方へ回動を開始し、姿勢Ａ３となる（時刻ｔ７）。このとき、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍの上面における一端が給湯部１２０の下方部付近に位置する。そして、微回動維持工程Ｓ３２にて、ラドル１００は、姿勢Ａ３を維持する。
【００６１】
そして、ダイカストマシンの制御装置からの給湯指令により、すなわち、図１２において、給湯指令がＯＦＦからＯＮに切り替えられることにより、待機工程Ｓ３０から給湯工程Ｓ４０に移行する（時刻ｔ８）。ラドル１００は、給湯工程Ｓ４０にて、姿勢Ａ３から前方に回動を開始し（時刻ｔ８）、角速度Ｒ１にて回動して、姿勢Ａ４となる（時刻ｔ９）。このとき、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍの上面における一端が給湯部１２０の下方部付近に位置しているため、ラドル１００が回動を開始すると直ちに、ラドル１００は先端部１２１から溶湯Ｍを吐出しはじめる（時刻ｔ８）。そして、ラドル１００が姿勢Ａ４となった後に、ラドル１００から溶湯Ｍの全部が吐出される。
【００６２】
ここで、図１２に点線にて示す給湯方法Ｗ２について説明する。給湯方法Ｗ１に対して給湯方法Ｗ２は、待機工程Ｓ３０においてラドル１００を回動させずに姿勢Ａ１に維持する点、および、給湯工程Ｓ４０においてラドル１００を姿勢Ａ１から姿勢Ａ４まで回動させる点が異なる。なお、図１２において、給湯方法Ｗ２は、点線にて示されている以外の部分は、給湯方法Ｗ１とともに実線にて示されている。
【００６３】
そして、ラドル１００を給湯方法Ｗ２にて給湯する際は、給湯工程Ｓ４０において、ラドル１００は、姿勢Ａ１から前方に回動を開始し（時刻ｔ８）、角速度Ｒ１にて回動して姿勢Ａ４となる（時刻ｔ１０）。このとき、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍは、ラドル１００の回動を開始して直ちに吐出されず、回動を開始して所定角度ＳＴ２だけ回動した後に吐出しはじめる（時刻ｔ１１）。
【００６４】
次に、図１２に一点破線にて示す給湯方法Ｗ３について説明する。給湯方法Ｗ３は、給湯方法Ｗ２に対して、給湯ラドルを図１３に示すラドル２００を用いる点が異なる。ラドル２００は、ラドル１００と比較して、給湯部２１０が溝状に形成されており、ラドル１００が有する各曲面１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃおよび整流部１２１ｂが形成されていない点について異なる。よって、ラドル２００を回動させる角速度を大きくして給湯する場合は、ラドル１００に比べて、上方が開放されているため、溶湯Ｍの飛散が発生しやすい。
【００６５】
さらに、給湯方法Ｗ３は、給湯方法Ｗ２に対して、給湯工程Ｓ４０において角速度Ｒを角速度Ｒ２にてラドル２００を回動させる点について異なる。角速度Ｒ２は、ラドル２００における溶湯Ｍの最大吐出量や吐出時の飛散量等に応じて設定されている。ここで、ラドル２００がラドル１００に比べて溶湯Ｍの飛散が発生しやすいため、角速度Ｒ２は、角速度Ｒ１に比べて小さく設定されている。なお、図１２において、給湯方法Ｗ３は、一点破線にて示されている以外の部分は、給湯方法Ｗ２と同様に示されている。
【００６６】
そして、ラドル２００を給湯方法Ｗ３にて給湯する際は、給湯工程Ｓ４０において、ラドル１００は、姿勢Ａ３から前方に回動を開始し（時刻ｔ８）、角速度Ｒ２にて回動して姿勢Ａ４となる（時刻ｔ１２）。ここで、角速度Ｒ２が角速度Ｒ１より小さいため、時刻ｔ１２は、時刻ｔ１０より以後の時刻となる。これに伴い、単位時間あたりの吐出量Ｑは小さくなる。
【００６７】
本実施形態によれば、給湯部１２０に形成された曲面によって給湯時に溶湯Ｍを旋回させることにより、短時間で溶湯Ｍを給湯するラドル１００を用いるため、給湯時に給湯ラドル１００を回動させる角速度Ｒを大きくすることができる。したがって、給湯時のサイクルタイムを短縮することができる。具体的には、給湯方法Ｗ３と、給湯方法Ｗ３に対してラドルおよび角速度Ｒを異にする給湯方法Ｗ２とを対比した場合は、姿勢Ａ１から姿勢Ａ４までラドル１００が回動する時間の差（時刻ｔ１０から時刻ｔ１２まで時間）を短縮することができる。
【００６８】
また、微回動工程Ｓ３１は、給湯を開始する前に、貯留部１１０に貯留された溶湯Ｍの上面における一端を、給湯部１２０の下方部付近に位置させるまで給湯ラドル１００を回動させるため、給湯の開始後、給湯ラドル１００に溶湯Ｍを直ちに吐出させることができる。よって、給湯時のサイクルタイムをさらに短縮することができる。具体的には、給湯方法Ｗ２と、給湯方法Ｗ２に微回動工程Ｓ３１を加えた給湯方法Ｗ１とを対比した場合は、給湯工程Ｓ４０におけるラドル１００が溶湯Ｍを吐出するまでの時間の差（時刻ｔ８から時刻ｔ１１までの時間）を短縮することができる。
【００６９】
なお、上述した実施形態において、給湯ラドルおよび給湯方法の一例を示したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を採用することもできる。例えば、ラドル１００を姿勢Ａ１から姿勢Ａ４に回動させる角度を小さくするようにしてもよい。すなわち、所定角度ＳＴ３および所定角度ＳＴ４を小さくするにように給湯部１２０および内面１１０ａを形成する。これによれば、ラドル１００を姿勢Ａ１から姿勢Ａ４に回動させるまでの時間が短縮されるため、給湯時のサイクルタイムをさらに短縮することができる。
【００７０】
また、本実施形態におけるコールドチャンバダイカストマシンに限らず、給湯ラドルを使用するものであれば、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０…アーム、２０…スリーブ、２１…被給湯口、２２…軸線、３０…溶湯保持炉、１００…給湯ラドル、１００ａ…開口部、１０１ａ…回転軸、１１０…貯留部、１１０ａ…内面、１２０…給湯部、１２１…先端部、１２１ａ…軸線、１２１ｂ…整流部、１２１ｂａ…整流面、１２１ｂｂ…整流面、１２２…導入部、１２２ａ…第一曲面、１２２ｂ…第二曲面、１２２ｃ…第三曲面、１３０…汲湯部、２００…ラドル、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４…姿勢、ＡＦ１，ＡＦ２…角度、Ｆ１…第一溶湯流、Ｆ２…第二溶湯流、Ｆ３…第三溶湯流、Ｍ…溶湯、Ｐ１０…第一汲湯位置（組湯位置）、Ｐ２０…給湯位置、Ｓ１０…汲湯工程、Ｓ２０…移動工程、Ｓ３０…待機工程、Ｓ３１…微回動工程、Ｓ３２…微回動維持工程、Ｓ４０…給湯工程、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３…給湯方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2015100836.tif 000012
【図１１】
2015100836.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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