(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属（ａ）を貯えた溶融金属槽（１）から溶融金属（ａ）を排出して所定の位置に供給する溶融金属供給装置において、溶融金属（ａ）を貯えた溶融金属槽（１）に電磁ポンプ（９）を浸漬し、この電磁ポンプ（９）の周囲に同電磁ポンプ（９）により溶融金属としての溶融アルミニウムに水頭を与えることが出来る間隔ｄが２０ｍｍ以下の間隙（６）を形成し、この間隙（６）の一部に溶融金属の排出口（７）を設けたことを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項２】
電磁ポンプ（９）は、溶融金属（ａ）に対して熱的及び化学的に耐性を有する保護管（８）の内部に収納され、この保護管（８）の下端側が溶融金属（ａ）に浸漬された状態で前記電磁ポンプ（９）が溶融金属槽（１）に浸漬されていることを特徴とする請求項１に記載の溶融金属供給装置。
【請求項３】
間隙（６）の周囲に溶融金属槽（１）の壁（２４）、（２４’）に埋め込まれた磁性体の外部コア（１３）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の溶融金属供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造等の分野において、溶融金属を鋳型等の所定の位置に供給する溶融金属供給装置に関し、特に、外部コアとして磁性体を必要としないかまたは直接浸漬する必要のない溶融金属供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋳造の分野において、溶融したアルミニウム等の溶融金属を砂型や金型等の鋳型に鋳込む場合、溶融金属を貯えた溶融金属槽から柄杓により溶融金属を汲み上げ、溶融金属の自重等により所定の鋳型へ送り込んでいた。また、溶融金属を供給する他の手段としては、溶融金属槽の中の溶融金属に浸漬型電磁ポンプを浸漬し、この電磁ポンプを介して所定の鋳型に溶融金属を供給することも行われている。
【０００３】
浸漬型電磁ポンプを使用した従来の溶融金属供給装置は、セラミックで形成された保護管の中に電磁ポンプを収納し、これを溶融金属槽内で溶融したアルミニウム等の溶融金属に浸漬し、さらにその外側に磁性体である鋳鉄からなる外部コアを配置したものである。前記の電磁ポンプで溶融金属に圧力を加え、その湯面を上昇させて、排出口から溶融金属を排出する。電磁ポンプの排出口から排出された溶融金属は、樋等を通して鋳型に導かれ、鋳造する。
【０００４】
前記従来の溶融金属供給装置では、溶融金属槽内の溶融金属の湯面の高さにより、溶融金属の吐出量に変動が生じるため、液面センサで常に溶融金属槽内の溶融金属の湯面レベルを測定し、これを電磁ポンプの制御回路にフィードバックして電磁ポンプの出力を調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとしている課題】
前記従来の溶融金属供給装置では、溶融金属槽の中に溶融金属に鋳鉄からなる外部コアを浸漬しなければならないが、鋳鉄からなる外部コアは、アルミニウム等の溶融金属によって腐食される。そこで、外部コアにセラミックコートを施す等の腐食対策が行われている。しかし、セラミックコートが一部でも破損すると、その部分から外部コアが早期に腐食してしまうので、外部コアの定期的な交換が必要になるという課題がある。
【０００６】
本発明では、従来の溶融金属装置における前述のような課題に鑑み、外部コアからなる鋳鉄をそのまま溶融金属に浸漬しなくても、溶融金属を供給することができる溶融金属装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記の目的を達成するため、検討した結果、電磁ポンプ９と溶融金属槽１の壁面との間に間隙６を形成し、その間隔ｄを小さくすることにより、必ずしも電磁ポンプ９の周囲に外部コアを配置しなくても、溶融金属に水頭を与え、溶融金属槽１から排出することができることが分かった。本発明は、このような着目によりなされたもので、電磁ポンプ９と溶融金属槽１の壁面との間に電磁ポンプ９により溶融金属としての溶融アルミニウムに水頭を与えることが出来る間隔ｄが２０ｍｍ以下の間隙６を形成したものである。
【０００８】
本発明による溶融金属供給装置は、溶融金属ａを貯えた溶融金属槽１に電磁ポンプ９を浸漬し、この電磁ポンプ９の周囲に間隔ｄの小さな間隙６を形成し、間隙７の一部に溶融金属の排出口７を設けたことを特徴とする。この間隙６の間隔ｄは電磁ポンプ９により溶融金属としての溶融アルミニウムに水頭を与えることが出来る間隔ｄが２０ｍｍ以下とする。
【０００９】
電磁ポンプ９は、溶融金属ａに対して熱的及び化学的に耐性を有する保護管８の内部に収納され、この保護管８の下端側が溶融金属ａに浸漬された状態で前記電磁ポンプ９が溶融金属槽１に浸漬される。間隙６の周囲には、磁性体の外部コア１３を設ける必要はない。しかし外部コア１３を設ける場合は、溶融金属槽１の中の溶融金属ａに浸漬せず、溶融金属槽１の壁２４、２４’に埋め込む。
【００１０】
このような本発明による溶融金属供給装置では、電磁ポンプ９の周囲に電磁ポンプ９により溶融金属としての溶融アルミニウムに水頭を与えることが出来る間隔ｄが２０ｍｍ以下の間隙６を形成しているため、仮に電磁ポンプ９の周囲に外部コアが無くても、溶融金属槽１の電磁ポンプ９の周囲部分の溶融金属の湯面を上昇させることができる。これにより、間隙７の一部に溶融金属の排出口７を設けておけば、溶融金属槽１内の溶融金属をその排出口７から排出することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態による溶融金属供給装置を模式的に示したものである。
溶融金属槽１は、第一の溶融金属槽２と第二の溶融金属槽３の２つに区画されている。
【００１２】
第一の溶融金属槽２は、上面が閉じられた部屋からなり、上壁１０の一部に金属インゴットを投入するための開口部１２が設けられ、この開口部１２は蓋１１により閉じられる。第一の溶融金属槽２の底部には、浸漬ヒータ７が配置され、これにより第一の溶融金属槽２の中の溶融金属が加熱され、金属の溶融状態が維持される。
【００１３】
第二の溶融金属槽３は、上面を開口した開放形の槽であり、その中の溶融金属ａに、電磁ポンプ９が浸漬されている。この電磁ポンプ９は、リニア誘導型のものであり、その概略を図３に示す。すなわち、この電磁ポンプ９は、フェライト系磁性体等の高透磁率材料や積層鋼鈑により形成されたステータコア１６にコイル１７を巻回してなる誘導子１５を有する。この誘導子１５は、ステータコア１６に設けたフランジにより上下に複数組のコイル１７を分離して巻回している。この誘導子１５は、その中心軸上に貫通した誘導子支持管１９の下端側に固定されている。
【００１４】
この電磁ポンプ９の誘導子１５を支持した誘導子支持管１９は、下端を閉じた円筒形の保護管８の中に収納されている。電磁ポンプ９のコイル１７から引き出されたコイルリード１４は、前記蓋板２１を通して保護管８の外部に引き出され、制御電源４に接続され、この制御電源４により制御されながら駆動される。
【００１５】
図１に示すように、第二の溶融金属槽３の中には、前記電磁ポンプ９を囲むように壁２４が形成され、この壁２４と電磁ポンプ９との間に間隙６が形成されている。この間隙６の間隔ｄは電磁ポンプ９により溶融金属に水頭を与えることが出来る間隔とし、具体的にはｄ≦２０ｍｍとする。
この壁２４の一部には、第二の溶融金属槽３から溶融金属ａを排出するための排出口７が形成されている。この排出口７には、樋２７が接続され、この樋１５の下り勾配に沿った先には、溶融金属ａの供給先である鋳型２５のキャビティ２６がある。
【００１６】
前記電磁ポンプ９の周囲の壁２４には、鋳鉄等の磁性体からなる外部コア１３が埋め込まれている。この外部コア１３は透磁率が高くキュリー点の高い、例えばＦｅ−Ｃｏ系磁性体等からなる。これにれより、溶融金属通路６の周囲に磁路を形成しやすくなり、効率的な電磁ポンプ９の運転が可能となる。なお、前記の間隙６の間隔ｄを電磁ポンプ９により溶融金属に水頭を与えることが出来る間隔とする限りにおいて、この外部コア１３は必ずしも必要ではない。
【００１７】
第二の溶融金属槽３の溶融金属ａの中には、前記電磁ポンプ９と共に液位計５が浸漬され、これにより第二の溶融金属槽３内の溶融金属ａの湯面の高さを測定し、検知することができる。この液位計５は前記制御電源４に接続され、湯面レベルの検出結果を信号として制御電源４にフィードバックする。
【００１８】
第一と第二の溶融金属槽２、３は、第一の溶融金属槽２の底面に貫通した流路により連絡され、この流路には弁１９が配置され、その流路を開閉するようになっている。この弁１９には電磁操作弁が使用され、その電磁操作部は、前記の制御電源４に接続され、この制御電源４により制御されながら開閉操作される。
【００１９】
図１に示すように、このように構成された溶融金属供給装置では、第一と第二の溶融金属槽２、３の中に熔解した溶融金属ａを入れ、この溶融金属ａを第二の溶融金属槽３側から電磁ポンプ９で汲み上げ、排出口７から排出する。すなわち、第二の溶融金属槽３に配置した電磁ポンプ９に交流電流を通電し、コイル１７に移動磁界を発生させる。これにより、間隙６の部分にある溶融金属ａに推力を与え、その部分の溶融金属ａの湯面を上昇させ、これを排出口７から越流させる。このとき、液位計５で第二の溶融金属槽３の湯面レベルを測定しながら、電磁ポンプ９の出力を調整する。
【００２０】
第二の溶融金属槽３の壁２４の一部に設けた排出口７から排出された溶融金属ａは、樋２７により導かれて鋳型２５のキャビティ２６に送られる。前記排出口７から排出される溶融金属ａの湯量は、前記排出口７の断面積と電磁ポンプ９の駆動により排出口７より上に押し上げられた溶融金属ａのレベルの積とから計算できる。従って、このデータを制御電源４に予めセットアップしておき、レベル計５で計測した湯面上昇分により電磁ポンプ９の駆動を制御し、鋳型２５のキャビティ２６に所定の量だけの溶融金属ａを供給する。
【００２１】
次に、図２に示した本発明の実施形態について説明すると、この実施形態による溶融金属供給装置は、第二の溶融金属槽３の壁とは別に、電磁ポンプ９の周囲に円筒形の壁２４’を設けることにより、電磁ポンプ９の周囲に間隙６を形成している。この壁２４’としては、第二の溶融金属槽３の壁と同様のセラミックを使用する。この壁２４’と電磁ポンプ９との間隙６の間隔ｄは電磁ポンプ９により溶融金属としての溶融アルミニウムに水頭を与えることが出来る間隔ｄが２０ｍｍ以下とする。
【００２２】
図２に示した例では、この壁２４’の下部を二重のポケット状とし、この中に前記と同様の壁外部コア１３を収納している。前述したのと同様に、壁２４’と電磁ポンプ９とで形成される電磁ポンプ９の周囲間隙６の間隔ｄを電磁ポンプ９により溶融金属としての溶融アルミニウムに水頭を与えることが出来る間隔ｄが２０ｍｍ以下とする限りにおいて、この外部コア１３は必ずしも必要ではない。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明による溶融金属供給装置では、外部コア１３を必ずしも必要とせずに、電磁ポンプ９の周囲の間隙６の間隔ｄを狭くすることで、溶融金属ａの供給が可能となる。これにより、外部コア１３を配置しないか、或いは外部コア１３を溶融金属ａに浸漬することなく、例えば壁２４、２４’に埋め込んでしまう等の自由なレイアウトが可能となる。よって、外部コア１３の溶融金属ａによる腐食を起因とするトラブルの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態による溶融金属供給装置を示す概略縦断側面図である。
【図２】  本発明の他の実施形態による溶融金属供給装置を示す概略縦断側面図である。
【図３】  これらの実施形態による溶融金属供給装置に使用される溶融金属の液位調整用の電磁ポンプを示す概略縦断側面図である。
【符号の説明】
１    溶融金属槽
２    第一の溶融金属槽
３    第二の溶融金属槽
４    制御電源
６    間隙
８    保護管
９    電磁ポンプ
１３  外部コア
２３  弁
ａ    溶融金属
【図１】
0004503743.tif 000002
【図２】
0004503743.tif 000003
【図３】
0004503743.tif 000004