(57)【要約】【課題】注湯装置において、シリンダとピストンとの間に溶湯カスが挟まらないようにすることである。【解決手段】  アルミニウム等の溶湯を収容可能なシリンダ、このシリンダの下端部に連通した連通部、この連通部に連通した吸入口および吐出口を備え、前記シリンダのピストンにて前記シリンダ内の溶湯を押し出して前記吐出口から溶湯を吐出する注湯装置１において、前記ピストンを駆動する駆動手段２０が前記ピストンを昇降させる昇降手段２１および前記ピストンをその周方向に回転させる回転手段２７を有する。【選択図】      図１
2005144470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム等の溶湯を収容可能なシリンダ、このシリンダの下端部に連通した連通部、この連通部に連通した吸入口および吐出口を備え、前記シリンダのピストンにて前記シリンダ内の溶湯を押し出して前記吐出口から溶湯を吐出する注湯装置において、
前記ピストンを駆動する駆動手段が前記ピストンを昇降させる昇降手段および前記ピストンをその周方向に回転させる回転手段を有することを特徴とする注湯装置。
【請求項２】
請求項１に記載した注湯装置であって、
前記昇降手段は第１のモータ、この第１のモータにより回転させられるボールねじ、このボールねじに螺合しこのボールねじの回転により昇降する昇降部材およびこの昇降部材のガイド部材を有し、
前記回転手段は前記昇降部材に取り付けられた第２のモータおよびこの第２のモータにより回転する縦軸を有し、
前記縦軸の下端部に前記ピストンが固定されていることを特徴とする注湯装置。
【請求項３】
請求項２に記載した注湯装置であって、
前記縦軸内にその軸方向に沿って通気孔が形成され、この通気孔の上端に給気口が形成され、この通気孔の下端に排気口が形成され、
前記ピストンの側面に溝状凹部が形成され、この溝状凹部に前記排気口が開口し、
前記給気口に不活性ガスを供給し、この不活性ガスを前記排気口から排出することを特徴とする注湯装置。
【請求項４】
請求項３に記載した注湯装置であって、
前記溝状凹部が前記ピストンの側面の周方向の全周にわたって形成されていることを特徴とする注湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム等の溶湯を金型等に注入する注湯装置に関し、特に注湯装置の動作を円滑にすることができる注湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アルミニウム等の溶湯を金型に注入する注湯装置として、以下の構成をとっているものがある（例えば特許文献１）。この場合、注湯装置は、溶湯の貯槽と、ピストンが内挿されたシリンダと、前記ピストンを上下動させる手段とを備えており、シリンダ内の下端部は通路および吸入口を介して貯槽内の溶湯に連通され、この吸入口を開閉するように弁棒が設けられている。さらに、シリンダ内の下端部は通路を介して金型に連通している。
このように構成された注湯装置では、弁棒を上昇させて吸入口を開き、この状態でピストンを上昇させると、貯槽内の溶湯は、シリンダ内に吸い込まれる。その後、吸込口を弁棒で閉じるとともに、ピストンを下降させると、シリンダ内の溶湯は、通路に押し出されて金型に供給される。このため、貯槽内の溶湯は、金型内に供給される。
【特許文献１】特開平４−２５３５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来例においては、ピストンとシリンダ内周面との間に溶湯の酸化物等のカスが挟まれるおそれがあった。このようにピストンとシリンダ内周面との間に溶湯のカスが挟まれると、ピストンが円滑にシリンダ内を昇降することができなくなる場合があるという問題があった。
そこで、本願発明が解決しようとする課題は、注湯装置において、ピストンとシリンダ内周面との間に溶湯カスが挟まらないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、アルミニウム等の溶湯を収容可能なシリンダ、このシリンダの下端部に連通した連通部、この連通部に連通した吸入口および吐出口を備え、前記シリンダのピストンにて前記シリンダ内の溶湯を押し出して前記吐出口から溶湯を吐出する注湯装置において、前記ピストンを駆動する駆動手段が前記ピストンを昇降させる昇降手段および前記ピストンをその周方向に回転させる回転手段を有することを特徴とする注湯装置である。
これにより、シリンダの下端部に連通した連通部に連通した吸入口および吐出口を備え、前記シリンダ内のアルミニウム等の溶湯を前記シリンダのピストンにて押し出して前記吐出口から溶湯を吐出する注湯装置において、前記ピストンの駆動手段の昇降手段が前記ピストンを昇降させるとともに、前記駆動手段の回転手段が前記ピストンをその周方向に回転させるので、前記ピストンと前記シリンダとの間に溶湯カスが挟まることを防ぐことができる。
【０００５】
さらに、請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記昇降手段は第１のモータ、この第１のモータにより回転させられるボールねじ、このボールねじに螺合し、このボールねじの回転により昇降する昇降部材およびこの昇降部材のガイド部材を有し、前記回転手段は前記昇降部材に取り付けられた第２のモータおよびこの第２のモータにより回転する縦軸を有し、前記縦軸の下端部に前記ピストンが固定されていることである。
これにより、前記昇降手段では、第１のモータにより回転させられるボールねじに螺合し、このボールねじの回転により昇降する昇降部材がガイド部材に沿って昇降する。そして、前記回転手段では、前記昇降部材に取り付けられた第２のモータにより縦軸が回転し、この縦軸の回転により前記縦軸の下端部に固定されたピストンがその周方向に回転する。このため、前記駆動手段により前記ピストンが昇降しつつその周方向に回転する。
【０００６】
さらに、請求項３記載の発明は、上記請求項２記載の発明において、前記縦軸内にその軸方向に沿って通気孔が形成され、この通気孔の上端に給気口が形成され、この通気孔の下端に排気口が形成され、前記ピストンの側面に溝状凹部が形成され、この溝状凹部に前記排気口が開口し、前記給気口に不活性ガスを供給し、この不活性ガスを前記排気口から排出することである。
これにより、縦軸内の通気孔の上端の給気口から不活性ガスを供給し、この不活性ガスを前記通気孔の下端に形成され、前記ピストンの側面に形成された溝状凹部に開口している排気口から排出させることにより、前記ピストンとシリンダ内周面との間にて溶湯の表面が不活性ガスで被われるので、前記ピストンとシリンダ内周面との間にて溶湯が大気中の酸素により酸化されることを防ぐことができる。
【０００７】
さらに、請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、前記溝状凹部が前記ピストンの側面の周方向の全周にわたって形成されていることである。
これにより、シリンダの側面の全周にわたって形成された溝状凹部に不活性ガスが充満するので、一層確実にピストンとシリンダ内周面との間において溶湯が大気により酸化されることを防ぐことができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の発明に係る注湯装置によれば、シリンダ内においてピストンが昇降しつつその周方向に回転するので、ピストンとシリンダ内周面との間に溶湯カスが挟まれることを防ぐことができる。このため、円滑にピストンを昇降させることができるので、溶湯を円滑に吐出することができる。
さらに、請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の発明の効果とともに、請求項１記載の発明に係る注湯装置を容易に構成することができる。
さらに、請求項３記載の発明によれば、上記請求項２記載の発明の効果とともに、前記ピストンとシリンダ内周面との間にて溶湯が大気中の酸素により酸化されることを防ぐことができる。
さらに、請求項４記載の発明によれば、上記請求項３記載の発明の効果とともに、前記ピストンとシリンダ内周面との間にて溶湯が大気中の酸素により酸化されることを一層確実に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明における実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施の形態に係る注湯装置の上部の正面を示し、図２は図１の注湯装置の下部の縦断面を示し、図３は図２のシリンダのピストンのＡ−Ａ断面を拡大して示す。
【００１０】
図２に示すように、注湯装置１は、アルミニウム等の溶湯４０の貯槽２、貯槽２の上板３の上面に取り付けられた台座４、台座４に立設されたフレーム５を備えている。
そして、注湯装置１は、溶湯４０を収容可能なシリンダ１０、このシリンダ１０の下端部に連通した連通部１１、この連通部１１に連通した吸入側通路１２、吸入側通路１２の先端（上端）に設けられた吸入口１３、前記連通部１１に連通した吐出側通路１４、この吐出側通路１４の先端に設けられた吐出口１５よび前記シリンダ１０のピストン１６を駆動する駆動手段２０（図１参照）を備えている。シリンダ１０および吐出側通路１４は前記上板３および台座４を上下に挿通するように台座４に取り付けられている。ここで、シリンダ１０は軸受４ａを介して回動自在に台座４の中央部分に支えられ、軸受４ａの外側はシール材４ｂによって被われている。また、シリンダ１０内のうちピストン１６よりも上側部分に不活性ガスを供給するノズル４ｃがシリンダ１０の上部に付設されている。
また、吸入口１３は貯槽２内に開口している。そして、吸入口１３を開閉する弁棒１９はシリンダ１８（フレーム５に固定されている。）により昇降されるように配設されている。なお、シリンダ１８は空気圧等により作動し、過剰な駆動力（弁棒１９を下方に押す力）が発生しないようになっている。また、弁棒１９の下端部は半球状に形成されているので、この半球状下端部により吸入口１３を円滑に開閉できる。
また、吐出側通路１４は内外パイプによる二重パイプ構造のものであり、この内外パイプ間に不活性ガスを供給するガス封入口１４ａが吐出側通路１４に付設されている。
【００１１】
図１に示すように、駆動手段２０は、シリンダ１０（図２参照）内にてピストン１６（図２参照）を昇降させる昇降手段２１および前記ピストン１６をその側面１６ａ（図２参照）の周方向に回転させる回転手段２７を備えている。なお、図２において実線で示すピストン１６は最も低い位置のピストン１６を示し、二点鎖線で示すピストン１６は最も高い位置のピストン１６を示す。
図１に示すように、昇降手段２１は、サーボモータ等の第１のモータ２２（取付具５ａによりフレーム５に固定されている）、この第１のモータ２２により回転させられる縦軸状のボールねじ２３、およびこのボールねじ２３に螺合し、このボールねじ２３の回転により昇降するナット部２４ａを有する昇降部材２４およびこの昇降部材２４の図示両端をガイドする一対のリニアスライドガイド等のガイド部材２５、２６（フレーム５に固定されている。）を備えている。ここで、ボールねじ２３の上下端はそれぞれ軸受状の支持具５ｂ、５ｃ（フレーム５に固定されている。）により回動自在に支持されている。なお、実線で示す昇降部材２４はその最も低い位置を示し、二点鎖線で示す昇降部材２４はその最も高い位置を示す。
また、回転手段２７は、昇降部材２４に取付具２４ｂにより取り付けられた第２のモータ２８（例えば誘導モータ）、第２のモータ２８の回転軸に取り付けられた歯車２９ａ、この歯車２９ａに螺合する歯車２９ｂおよび歯車２９ｂの回転軸となる縦軸３０を備えている。なお、縦軸３０は昇降部材２４の軸受２４ｃに回動自在に支えられている。そして、図２に示すように、縦軸３０の下端部にピストン１６が固定されている。
【００１２】
図１および図２に示すように、縦軸３０内にその軸方向に沿って通気孔３１が形成され、図１に示すように、この通気孔３１の上端にロータリージョイント３２ａを介して給気口３２が形成され、さらに図２に示すように、この通気孔３１の下端に排気口３３が形成されている。図３に示すように、ピストン１６の側面１６ａの周方向の全周にわたって溝状凹部１７が形成され、この溝状凹部１７に前記排気口３３が開口している。
【００１３】
以上の構成の注湯装置１は、以下の動作をする。
まず、貯槽２内にアルミニウム等の溶湯４０を入れ、溶湯４０の湯面４１が吸入口１３の上になり、吸入口１３が溶湯４０中に位置するようにする。そして、シリンダ１８により弁棒１９を引き上げて吸入口１３を開き、駆動手段２０によりピストン１６を二点鎖線で示す位置まで引き上げると、溶湯４０がその自重により吸入口１３から連通部１１を経てシリンダ１０内に入る。そして、駆動手段２０によりピストン１６を下降させると、シリンダ１０内の溶湯４０が下降するピストン１６にて連通部１１に押し出されるので、連通部１１および吐出側通路１４を経て吐出口１５から溶湯４０が吐出される。
その際、駆動手段２０の昇降手段２１がピストン１６を昇降させるとともに、駆動手段２０の回転手段２７がピストン１６をその側面１６ａの周方向に回転させるので、ピストン１６とシリンダ１０の内周面との間に溶湯４０のカス（溶湯４０の酸化物を含む。）が挟まることを防ぐことができる。
【００１４】
ここにおいて、昇降手段２１では、第１のモータ２２により回転させられるボールねじ２３に螺合し、このボールねじ２３の回転により昇降する昇降部材２４が一対のガイド部材２５、２６に沿って昇降する。そして、回転手段２７では、昇降部材２４に取り付けられた第２のモータ２８の回転により縦軸３０が回転し、この縦軸３０の回転によりこの縦軸３０の下端部に固定されたピストン１６が回転する。このため、駆動手段２０によりピストン１６が昇降しつつ回転する。
このため、ピストン１６が昇降するときに、ピストン１６の側面１６ａとシリンダ１０の内周面との位置関係が常に変化するので、溶湯カスがピストン１６の側面１６ａとシリンダ１０の内周面の間に挟まりにくいとともに、ピストン１６の側面１６ａとシリンダ１０の内周面にピストン１６の昇降による条痕が残らない。このため、ピストン１６の昇降が円滑に行なわれる。
なお、第１のモータ２２がサーボモータである場合は、このサーボモータを数値ティーチング動作させ、例えば最初はゆっくりと回転し、徐々に回転速度を上げて最後は回転速度を下げると、吐出口１５から吐出される溶湯４０の吐出速度を、最初はゆっくりで、徐々に上げ最後は下げることができるので、図示しない鋳造機の溶湯４０汲み込みスタイルに合わせてパターン化することができる。
また、第２のモータ２８によりピストン１６を例えば１分間に２回転ぐらい回転させることができ、さらに、ピストン１６の回転速度を可変にすることもできる。また、第２のモータ２８をステッピングモータにして、その回転速度および回転角を精度よく制御することもできる。例えば、ピストン１６の一回の下降にてピストン１６を９０°回転させるようにすることができる。このように、ピストン１６の回転速度および回転角を種々変化させて、溶湯カスがピストン１６とシリンダ１０の内周面との間に挟まらないようにすることができる。
【００１５】
つぎに、縦軸３０内の通気孔３１の上端の給気口３２から不活性ガス（例えば窒素ガス、アルゴンガス等）を供給し、この不活性ガスを通気孔３１の下端に形成され、ピストン１６の側面１６ａに形成された溝状凹部１７に開口している排気口３３から排出させることにより、ピストン１６とシリンダ１０の内周面との間にて溶湯４０の表面が不活性ガスで被われるので、溶湯４０が大気中の酸素により酸化されることを防ぐことができる。
さらに、シリンダ１６の側面１６ａの全周にわたって溝状凹部１７を形成したときは、不活性ガスが溝状凹部１７に充満するので、一層確実にピストン１６とシリンダ１０の内周面との間において溶湯４０が大気に触れることを防ぐことができる。これにより、シリンダ１０とピストン１６との間にて溶湯４０が酸化されることを防ぐことができる。これにより、溶湯４０の酸化物が溶湯カスとなって、シリンダ１０とピストン１６との間に挟まることを防ぐことができる。
さらに、給気口３２から不活性ガスをシリンダ１０内に吹き込むときガス圧力を調整することで、溶湯４０がシリンダ１０の内周面とピストン１６との隙間からピストン１６の上側に吹き出ることを少なくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る注湯装置の上部の正面図である。
【図２】図１の注湯装置の下部の縦断面を示す断面図である。
【図３】図２のシリンダのピストンのＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  注湯装置
１０  シリンダ
１１  連通部
１３  吸入口
１５  吐出口
１６  ピストン
１６ａ  側面
１７  溝状凹部
２０  駆動手段
２１  昇降手段
２２  第１のモータ
２３  ボールねじ
２４  昇降部材
２７  回転手段
２８  第２のモータ
３０  縦軸
３１  通気孔
３２  給気口
３３  排気口
４０  溶湯
【図１】
2005144470.tif 000003
【図２】
2005144470.tif 000004
【図３】
2005144470.tif 000005