(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に溶融金属を収容可能であって、圧力差を利用して外部に溶融金属を導出可能な容器と、
前記溶融金属を使用するユースポイントに配置され、前記容器から導出される溶融金属を貯留する保持炉と、
前記容器を保持可能で、保持した容器を少なくとも前記ユースポイントに対し運搬可能な車輌と、
前記保持炉内に保持された溶融金属の量を検出する手段と、
前記車輌に搭載され、前記検出結果に基づき前記圧力差を制御する制御系と、
前記保持した容器の重量を計測する手段と、
前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段と
を具備し、
前記検出手段は、前記保持炉内で溶融金属が満杯になったことを検出するものであり、
前記制御系は、前記検出手段により満杯が検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を有し、
前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の溶融金属供給システムであって、
前記容器内部の圧力を大きくする制御は、前記容器内の溶融金属の量が減るに従い段階的にまたは連続的に大きくなるように制御するものである
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項３】
請求項１に記載の溶融金属供給システムであって、
前記導出された溶融金属の量の検出結果を無線で前記制御系に送信する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項４】
請求項１に記載の溶融金属供給システムであって、
前記検出手段は、前記保持炉に貯留された溶融金属の液面を検出する
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項５】
請求項４に記載の溶融金属供給システムであって、
前記検出手段は、前記溶融金属の液面が、前記保持炉における所定の位置に設置された電極に接して通電することで液面を検出する
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項６】
請求項４に記載の溶融金属供給システムであって、
前記検出手段は、光を前記溶融金属の液面に反射させ、この反射光を検出することにより液面の高さを測定する光距離測定器である
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項７】
請求項６に記載の溶融金属供給システムであって、
前記光距離測定器は、前記車輌に搭載されている
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項８】
請求項６に記載の溶融金属供給システムであって、
前記光は、レーザ光を含む
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項９】
請求項１に記載の溶融金属供給システムであって、
前記重量計測手段により、前記容器から導出される溶融金属の量が前記保持炉で満杯となる量であることが推定されたときに、前記容器内部への加圧を停止する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項１０】
請求項９に記載の溶融金属供給システムであって、
前記重量計測手段による計測と前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段による検出とを両方行い、
前記重量計測又は溶融金属の量の検出のうちいずれか一方により前記満杯となることが推定又は検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項１１】
請求項１に記載の溶融金属供給システムであって、
前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段は、前記保持炉内の満杯よりも少ない所定量の溶融金属を検出可能であり、
前記制御系は、前記検出手段により前記満杯よりも少ない所定量が検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を更に具備する
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の溶融金属供給システムであって、
前記重量計測手段により、前記容器から導出される溶融金属が前記満杯よりも少ない所定量となることが推定されたときに、前記容器内部への加圧を停止する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の溶融金属供給システムであって、
前記重量計測手段による計測と前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段による検出とを両方行い、
前記重量計測又は溶融金属の量の検出のうちいずれか一方により、前記満杯より少ない所定量となることが推定又は検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項１４】
内部に溶融金属を収容可能であって、前記溶融金属を使用するユースポイントに配置され溶融金属を貯留する保持炉に、圧力差を利用して溶融金属を導出可能な容器と、
前記容器を保持可能で、保持した容器を少なくとも前記ユースポイントに対し運搬可能な車輌と、
前記保持炉内に保持された溶融金属の量を検出する手段と、
前記車輌に搭載され、前記検出手段の検出結果に基づき前記圧力差を制御する制御系と、
前記保持した容器の重量を計測する手段と、
前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段と
を具備し、
前記制御系は、前記溶融金属が前記保持炉内で満杯になったことが検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を有し、
前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する
ことを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の溶融金属供給装置であって、
前記容器内部の圧力を大きくする制御は、前記容器内の溶融金属の量が減るに従い段階的にまたは連続的に大きくなるように制御するものである
ことを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の溶融金属供給装置であって、
前記溶融金属の量を検出する手段は、前記溶融金属の液面が、前記保持炉における所定の位置に設置された電極に接して通電することで液面を検出する手段である
ことを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載の溶融金属供給装置であって、
前記溶融金属の量を検出する手段は、光を前記溶融金属の液面に反射させ、この反射光を検出することにより液面の高さを測定する光距離測定器である
ことを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の溶融金属供給装置であって、
前記重量計測手段により、前記容器から導出される溶融金属の量が前記保持炉で満杯となる量であることが推定されたときに、前記容器内部への加圧を停止する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の溶融金属供給装置であって、
前記重量計測手段による計測と前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段による検出とを両方行い、
前記重量計測又は溶融金属の量の検出のうちいずれか一方により前記満杯となることが推定又は検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項２０】
請求項１４に記載の溶融金属供給装置であって、
前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段は、前記保持炉内の満杯よりも少ない所定量の溶融金属を検出可能であり、
前記制御系は、前記満杯よりも少ない所定量の溶融金属が検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を更に具備する
ことを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の溶融金属供給装置であって、
前記重量計測手段により、前記容器から導出される溶融金属の量が前記満杯よりも少ない所定量となる量であることが推定されたときに、前記容器内部への加圧を停止する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の溶融金属供給装置であって、
前記重量計測手段による計測と前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段による検出とを両方行い、
前記重量計測又は溶融金属の量の検出のうちいずれか一方により、前記満杯より少ない所定量となることが推定又は検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給装置。
【請求項２３】
内部に溶融金属を収容可能であり、溶融金属を使用するユースポイントに配置され溶融金属を貯留する保持炉に圧力差を利用して溶融金属を導出可能な容器を保持可能で、保持した容器を少なくとも前記ユースポイントに対し運搬可能な車輌であって、
前記保持炉内に保持された溶融金属の量の検出結果に基づき前記圧力差を制御する制御系と、
前記保持した容器の重量を計測する手段と、
前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段と
を具備し、
前記制御系は、前記溶融金属が前記保持炉内で満杯になったことが検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を有し、
前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する
ことを特徴とする車輌。
【請求項２４】
請求項２３に記載の車輌であって、
前記容器内部の圧力を大きくする制御は、前記容器内の溶融金属の量が減るに従い段階的にまたは連続的に大きくなるように制御するものである
ことを特徴とする車輌。
【請求項２５】
請求項２３に記載の車輌であって、
前記溶融金属の量を検出する手段は、前記溶融金属の液面が、前記保持炉における所定の位置に設置された電極に接して通電することで液面を検出する手段である
ことを特徴とする車輌。
【請求項２６】
請求項２３に記載の車輌であって、
前記溶融金属の量を検出する手段は、光を前記溶融金属の液面に反射させ、この反射光を検出することにより液面の高さを測定する光距離測定器である
ことを特徴とする車輌。
【請求項２７】
内部に溶融金属を収容可能であって、圧力差を利用して外部に溶融金属を導出可能な容器と、
前記容器から導出される溶融金属を貯留する複数の保持炉を有する第１の工場と、
前記容器を保持し、この保持した容器を少なくとも前記複数の保持炉の間で運搬可能な車輌と、
前記複数の保持炉うち一の保持炉に導出された溶融金属の量が、この一の保持炉の満杯に達したことを検出する手段と、
前記車輌に搭載され、前記検出結果に基づき前記圧力差を制御することで、前記溶融金属の導出を停止する制御系と、
前記保持した容器の重量を計測する手段と、
前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段と、
前記満杯に達した一の保持炉以外の保持炉に対して、前記容器から残りの溶融金属を導出するように指示する制御部と
を具備し、
前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項２８】
請求項２７に記載の溶融金属供給システムであって、
前記容器内部の圧力を大きくする制御は、前記容器内の溶融金属の量が減るに従い段階的にまたは連続的に大きくなるように制御するものである
ことを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項２９】
請求項２７に記載の溶融金属供給システムであって、
前記制御系は、前記検出手段により満杯が検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段
を具備することを特徴とする溶融金属供給システム。
【請求項３０】
請求項２９に記載の溶融金属供給システムであって、
複数の金属を溶解し、この溶解した金属を前記容器に供給するための第２の工場と、
前記検出手段が、前記導出量が前記満杯に達したことを検出したとき、これを前記第２の工場に伝送する手段と
を更に具備することを特徴とする溶融金属供給システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば溶融したアルミニウム等の溶融金属を供給する溶融金属供給システム、溶融金属供給装置及びこれらに用いられる車輌に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数のダイキャストマシーンを使ってアルミニウムの成型が行われる工場では、工場内ばかりでなく、工場外からアルミニウム材料の供給を受けることが多い。この場合、溶融した状態のアルミニウムを収容した取鍋を材料供給側の工場から成型側の工場へと搬送し、溶融した状態のままの材料を各ダイキャストマシーンへ供給することが行われている。
【０００３】
従来から用いられている取鍋は、溶融金属が貯留される容器本体の側壁に供給用の配管を取り付けたいわば急須のような構造で、かかる取鍋をフォークリフト等により持ち上げ、更に傾けることにより配管から成型側の保持炉に溶融金属を供給することが行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような保持炉に対する取鍋からの溶融金属の供給は、保持炉内の溶融金属が満杯に近くなるまで行われるため、保持炉から高温の溶融金属が溢れ出てしまうおそれがあり、非常に危険であった。特に、取鍋を傾けることにより溶融金属を供給していたので、保持炉から溶融金属が溢れ出たり、あるいは飛び散ったりしないようにするためにフォークリフト等の操作に熟練した作業者を要していた。
【０００５】
そこで、本発明者等は、容器内に圧力を加えることで保持炉に溶融金属を供給したり、容器内を減圧することで容器に溶融金属を吸引したりすることが可能な差圧式の溶融金属供給システムを提唱している。このような差圧式の容器を採用することで安全性や作業性が向上する。しかしながら、保持炉の満杯近くにおいては、例えば容器の圧力操作の人為的なミス等により溶融金属が溢れ出てしまうことが考えられ、保持炉の満杯の量まで溶融金属を容器から導出することは、やはり困難である。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明は、容器から保持炉に溶融金属を供給する際の供給量を的確に制御でき、特に、保持炉内で所定の貯留量、あるいは満杯量になるように溶融金属を供給することができる溶融金属供給システム、溶融金属供給装置及びこれら溶融金属の供給に用いられる車輌を提供することを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の溶融金属供給システムは、内部に溶融金属を収容可能であって、圧力差を利用して外部に溶融金属を導出可能な容器と、前記溶融金属を使用するユースポイントに配置され、前記容器から導出される溶融金属を貯留する保持炉と、前記容器を保持可能で、保持した容器を少なくとも前記ユースポイントに対し運搬可能な車輌と、前記保持炉内に保持された溶融金属の量を検出する手段と、前記車輌に搭載され、前記検出結果に基づき前記圧力差を制御する制御系と、前記保持した容器の重量を計測する手段と、前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段とを具備し、前記検出手段は、前記保持炉内で溶融金属が満杯になったことを検出するものであり、前記制御系は、前記検出手段により満杯が検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を有し、前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する。また、本発明の溶融金属供給装置は、内部に溶融金属を収容可能であって、前記溶融金属を使用するユースポイントに配置され溶融金属を貯留する保持炉に、圧力差を利用して溶融金属を導出可能な容器と、前記容器を保持可能で、保持した容器を少なくとも前記ユースポイントに対し運搬可能な車輌と、前記保持炉内に保持された溶融金属の量を検出する手段と、前記車輌に搭載され、前記検出手段の検出結果に基づき前記圧力差を制御する制御系と、前記保持した容器の重量を計測する手段と、前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段とを具備し、前記制御系は、前記溶融金属が前記保持炉内で満杯になったことが検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を有し、前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する。
【０００８】
本発明では、溶融金属を収容した容器を、車輌により保持してユースポイントまで運搬し、容器から圧力差を利用して溶融金属を導出することによって、ユースポイントにおける保持炉に対して溶融金属を供給する。この際、保持炉内に保持された溶融金属の量を検出し、この検出結果に基づき容器内の圧力差を制御することにより、保持炉に貯留される溶融金属の量を的確に制御できる。従って、保持炉から溶融金属が溢れ出るおそれはなく作業の安全性を向上させることができ、また、溢れ出る無駄な溶融金属の消費を防止できる。制御系には、例えば、容器内を加圧するための加圧気体を収容する加圧タンクやコンプレッサ、この加圧タンクから加圧気体を容器内へ圧送する際の圧力コントローラ、圧送の実行及び停止を切り替える開閉弁、その他リーク弁やリリーフ弁等も含まれる。これらを高温の保持炉から離れた車輌側に搭載することにより、高熱による悪影響等を回避でき、特に弁等の損壊及び老朽化を防止でき、安全に溶融金属を取り扱うことができる。また、例えば容器から溶融金属を導出している途中で容器の重量を計測することにより、容器内の溶融金属の導出量が把握できる。この重量の計測結果に基づいて圧力差を制御して導出量の制御を行うことができる。更に溶融金属の圧送供給においては、圧送最終段階で溶湯と気体の間欠吐出が発生しやすく、容器内の溶融金属が少なくなるに従って、容器に対する圧力を最終段階では大きくなるように制御した方がこのような溶湯と気体の間欠吐出を効果的に抑えることができる。本発明者等の識見によると、最終段階で圧力を小さくすることでは、間欠吐出する溶湯はかえって増大し、その一方で本発明のごとく制御することで間欠吐出するものは気体が大半となり、上記の不具合の発生を効果的に防止できる。また、自動で溶融金属の導出を停止するようにしたので、保持炉に貯留される溶融金属が所定の量に達したことを人の目視で判断していた従来に比べ、保持炉に貯留されるべき所定の溶融金属の量を正確に制御できる。これにより供給される溶融金属の満杯量を正確に制御でき、溶融金属が保持炉から溢れ出ることを防止できる。また、容器内部の圧力の制御は、例えば、容器内部に加圧気体を圧送するために容器に接続された配管等に介挿された開閉弁等を電子的に制御することで行うことができる。
【０００９】
本発明の一の形態によれば、前記検出手段は、前記保持炉内で溶融金属が満杯になったことを検出するものであり、前記制御系は、前記検出手段により満杯が検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を具備する。このように自動で溶融金属の導出を停止するようにしたので、保持炉に貯留される溶融金属が所定の量に達したことを人の目視で判断していた従来に比べ、保持炉に貯留されるべき所定の溶融金属の量を正確に制御できる。これにより供給される溶融金属の満杯量を正確に制御でき、溶融金属が保持炉から溢れ出ることを防止できる。また、容器内部の圧力の制御は、例えば、容器内部に加圧気体を圧送するために容器に接続された配管等に介挿された開閉弁等を電子的に制御することで行うことができる。また、本発明の一の形態によれば、前記容器内部の圧力を大きくする制御は、前記容器内の溶融金属の量が減るに従い段階的にまたは連続的に大きくなるように制御する。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記制御系は、前記車輌に搭載されている。制御系には、例えば、容器内を加圧するための加圧気体を収容する加圧タンクやコンプレッサ、この加圧タンクから加圧気体を容器内へ圧送する際の圧力コントローラ、圧送の実行及び停止を切り替える開閉弁、その他リーク弁やリリーフ弁等も含まれる。これらを高温の保持炉から離れた車輌側に搭載することにより、高熱による悪影響等を回避でき、特に弁等の損壊及び老朽化を防止でき、安全に溶融金属を取り扱うことができる。更に、本発明において前記導出された溶融金属の量の検出結果を無線で、そのように車輌に搭載された制御系に送信することで、容器を保持した車輌とユースポイントの保持炉との間で電気ケーブル等を用いる必要がなく、車輌自体の運転操作の作業性及び安全性を向上させることができる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記検出手段は、前記保持炉に貯留された溶融金属の液面を検出する。これにより、確実に保持炉内での溶融金属の量を検出でき、保持炉から溶融金属が溢れ出ることを防止できる。検出手段としては、前記溶融金属の液面が、前記保持炉における所定の位置に設置された電極に接して通電することで液面を検出することができる。また、溶融金属が高温であることにより、この高温の液面に接する電極の耐久性や安全性の観点から、光を前記溶融金属の液面に反射させ、この反射光を検出することにより液面の高さを測定する光距離測定器を用いることもできる。
【００１２】
また、本発明において光距離測定器は、車輌に搭載されることが好ましい。このように、高温の保持炉から離れた車輌側に光距離測定器を搭載することにより、高熱による光距離測定器への悪影響等を回避できる。光距離測定器による光は、レーザ光を用いることにより、保持炉における液面の高さを高精度に測定できる。レーザ光としては、赤外線や可視光等を利用することができる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記保持した容器の重量を計測する手段と、前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段とを具備する。例えば容器から溶融金属を導出している途中で容器の重量を計測することにより、容器内の溶融金属の導出量が把握できる。この重量の計測結果に基づいて圧力差を制御して導出量の制御を行うことができる。この場合、前記重量計測手段により、前記容器から導出される溶融金属の量が前記保持炉で満杯となる量であることが推定されたときに、前記容器内部への加圧を停止する手段を設けるようにする。
【００１４】
また本発明では、前記重量計測手段による計測と前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段による検出とを両方行い、前記重量計測又は溶融金属の量の検出のうちいずれか一方により前記満杯となることが推定又は検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を更に具備する。このような二重安全装置（フェールセーフ：fail safe）を設けることにより、例えば重量計測手段又は検出手段のうち一方が故障等した場合であっても、満杯を検出でき更に安全性を増すことができる。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段は、前記保持炉内の満杯よりも少ない所定量の溶融金属を検出可能であり、前記制御系は、前記検出手段により前記満杯よりも少ない所定量が検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を更に具備する。本発明では気体圧により容器から溶融金属を導出しているため、レスポンスが油圧等による場合に比べ遅いこと等の観点より、気体の圧送の停止命令から溶融金属の容器からの導出が実際に停止するまでにディレイが発生する可能性がある。この場合に満杯を検出した後に加圧を停止する命令を出したのでは溶融金属が満杯を超えて保持炉から溢れ出てしまうおそれがある。しかし、本発明では、満杯よりも少ない所定量で溶融金属を検出しているので、そのような危険性を回避することができる。ここで、満杯よりも少ない所定量とは、例えば溶融金属の量が保持炉内の７割から９割５分までの量等が考えられる。
【００１６】
また、本発明では、前記重量計測手段により、前記容器から導出される溶融金属が前記満杯よりも少ない所定量となることが推定されたときに、前記容器内部への加圧を停止する手段を具備するようにしてもよい。
【００１７】
更に、本発明では、前記重量計測手段による計測と前記保持炉内の溶融金属の量の検出手段による検出とを両方行い、前記重量計測又は溶融金属の量の検出のうちいずれか一方により、前記満杯より少ない所定量となることが推定又は検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を更に具備するようにしてもよい。このような気体圧を考慮した安全対策に加え、上記フェールセーフを採用することにより、より安全性を増すことができる。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する。溶融金属の圧送供給においては、圧送最終段階で溶湯と気体の間欠吐出が発生しやすく、容器内の溶融金属が少なくなるに従って、容器に対する圧力を最終段階では大きくなるように制御した方がこのような溶湯と気体の間欠吐出を効果的に抑えることができる。本発明者等の識見によると、最終段階で圧力を小さくすることでは、間欠吐出する溶湯はかえって増大し、その一方で本発明のごとく制御することで間欠吐出するものは気体が大半となり、上記の不具合の発生を効果的に防止できる。
【００１９】
本発明の車輌は、内部に溶融金属を収容可能であり、溶融金属を使用するユースポイントに配置され溶融金属を貯留する保持炉に圧力差を利用して溶融金属を導出可能な容器を保持可能で、保持した容器を少なくとも前記ユースポイントに対し運搬可能な車輌であって、前記保持炉内に保持された溶融金属の量の検出結果に基づき前記圧力差を制御する制御系と、前記保持した容器の重量を計測する手段と、前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段とを具備し、前記制御系は、前記溶融金属が前記保持炉内で満杯になったことが検出されたとき、前記容器内部への加圧を停止する手段を有し、前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する。制御系には、例えば、容器内を加圧するための加圧気体を収容する加圧タンクやコンプレッサ、この加圧タンクから加圧気体を容器内へ圧送する際の圧力コントローラ、圧送の実行及び停止を切り替える開閉弁、その他リーク弁やリリーフ弁等も含まれる。これらを高温の保持炉から離れた車輌側に搭載することにより、高熱による悪影響等を回避でき、特に弁等の損壊及び老朽化を防止でき、安全に溶融金属を取り扱うことができる。また、例えば容器から溶融金属を導出している途中で容器の重量を計測することにより、容器内の溶融金属の導出量が把握できる。この重量の計測結果に基づいて圧力差を制御して導出量の制御を行うことができる。更に溶融金属の圧送供給においては、圧送最終段階で溶湯と気体の間欠吐出が発生しやすく、容器内の溶融金属が少なくなるに従って、容器に対する圧力を最終段階では大きくなるように制御した方がこのような溶湯と気体の間欠吐出を効果的に抑えることができる。本発明者等の識見によると、最終段階で圧力を小さくすることでは、間欠吐出する溶湯はかえって増大し、その一方で本発明のごとく制御することで間欠吐出するものは気体が大半となり、上記の不具合の発生を効果的に防止できる。また、自動で溶融金属の導出を停止するようにしたので、保持炉に貯留される溶融金属が所定の量に達したことを人の目視で判断していた従来に比べ、保持炉に貯留されるべき所定の溶融金属の量を正確に制御できる。これにより供給される溶融金属の満杯量を正確に制御でき、溶融金属が保持炉から溢れ出ることを防止できる。また、容器内部の圧力の制御は、例えば、容器内部に加圧気体を圧送するために容器に接続された配管等に介挿された開閉弁等を電子的に制御することで行うことができる。
【００２０】
本発明では、保持炉内に保持された溶融金属の量を検出し、この検出結果に基づき容器内の圧力差を制御することにより、保持炉に貯留される溶融金属の量を的確に制御できる。従って、保持炉から溶融金属が溢れ出るおそれはなく作業の安全性を向上させることができ、また、溢れ出る無駄な溶融金属の消費を防止できる。
【００２１】
本発明の別の観点に係る溶融金属供給システムは、内部に溶融金属を収容可能であって、圧力差を利用して外部に溶融金属を導出可能な容器と、前記容器から導出される溶融金属を貯留する複数の保持炉を有する第１の工場と、前記容器を保持し、この保持した容器を少なくとも前記複数の保持炉の間で運搬可能な車輌と、前記複数の保持炉うち一の保持炉に導出された溶融金属の量が、この一の保持炉の満杯に達したことを検出する手段と、前記車輌に搭載され、前記検出結果に基づき前記圧力差を制御することで、前記溶融金属の導出を停止する制御系と、前記保持した容器の重量を計測する手段と、前記重量の計測結果に基づき圧力差を制御する手段と、前記満杯に達した一の保持炉以外の保持炉に対して、前記容器から残りの溶融金属を導出するように指示する制御部とを具備し、前記計測手段により計測された重量に基づき容器内の溶融金属がほぼなくなることが検知されたとき、前記容器内部の圧力を大きくするように制御する。
【００２２】
本発明では、容器からの溶融金属の導出量が一の保持炉の満杯に達したとき、その導出を停止し、容器内の残りの溶融金属を他の保持炉へ供給することにより、容器内に溶融金属を残すことなく、作業効率を向上させることができる。ここで、複数の保持炉間では前述したような容器を保持できる車輌により運搬するようにすることができる。制御系には、例えば、容器内を加圧するための加圧気体を収容する加圧タンクやコンプレッサ、この加圧タンクから加圧気体を容器内へ圧送する際の圧力コントローラ、圧送の実行及び停止を切り替える開閉弁、その他リーク弁やリリーフ弁等も含まれる。これらを高温の保持炉から離れた車輌側に搭載することにより、高熱による悪影響等を回避でき、特に弁等の損壊及び老朽化を防止でき、安全に溶融金属を取り扱うことができる。また、例えば容器から溶融金属を導出している途中で容器の重量を計測することにより、容器内の溶融金属の導出量が把握できる。この重量の計測結果に基づいて圧力差を制御して導出量の制御を行うことができる。更に溶融金属の圧送供給においては、圧送最終段階で溶湯と気体の間欠吐出が発生しやすく、容器内の溶融金属が少なくなるに従って、容器に対する圧力を最終段階では大きくなるように制御した方がこのような溶湯と気体の間欠吐出を効果的に抑えることができる。本発明者等の識見によると、最終段階で圧力を小さくすることでは、間欠吐出する溶湯はかえって増大し、その一方で本発明のごとく制御することで間欠吐出するものは気体が大半となり、上記の不具合の発生を効果的に防止できる。
【００２３】
本発明の一の形態によれば、複数の金属を溶解しこの溶解した金属を前記容器に供給するための第２の工場と、前記検出手段が前記導出量が前記満杯に達したことを検出したとき、これを前記第２の工場に伝送する手段とを更に具備する。これにより、第２の工場はこの伝送された情報を基に配送すべき溶融金属の量の最適化を図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
図１は本発明の一実施形態に係る金属供給システムの全体構成を示す図である。
【００２６】
同図に示すように、第１の工場１０と第２の工場２０とは例えば公道３０を介して離れた所に設けられている。
【００２７】
第１の工場１０には、ユースポイントとしてのダイキャストマシーン１１が複数配置されている。各ダイキャストマシーン１１は、溶融したアルミニウムを原材料として用い、射出成型により所望の形状の製品を成型するものである。その製品としては例えば自動車のエンジンに関連する部品等を挙げることができる。また、溶融した金属としてはアルミニウム合金ばかりでなくマグネシウム、チタン等の他の金属を主体とした合金であっても勿論構わない。各ダイキャストマシーン１１の近くには、ショット前の溶融したアルミニウムを一旦貯留する保持炉（手元保持炉）１２が配置されている。この保持炉１２には、複数ショット分の溶融アルミニウムが貯留されるようになっており、ワンショット毎にラドル１３或いは配管を介して保持炉１２からダイキャストマシーン１１に溶融アルミニウムが注入されるようになっている。また、各保持炉１２には、後述するように、容器内に貯留された溶融アルミニウムの液面を検出する液面検出センサや溶融アルミニウムの温度を検出するための温度センサ（図示せず）が配置されている。これらのセンサによる検出結果は各ダイキャストマシーン１１の制御盤（図示せず）もしくは第１の工場１０の中央制御部１６に伝達されるようになっている。
【００２８】
第１の工場１０の受け入れ部で受け入れられた容器１００は、本発明に係るフォークリフト１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送され、容器１００から保持炉１２に溶融アルミニウムが供給されるようになっている。供給の終了した容器１００はフォークリフト１８により再び受け入れ部に戻されるようになっている。
【００２９】
第１の工場１０には、アルミニウムを溶融して容器１００に供給するための第１の炉１９が設けられており、この第１の炉１９により溶融アルミニウムが供給された容器１００もフォークリフト１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送されるようになっている。
【００３０】
第１の工場１０には、各ダイキャストマシーン１１において溶融アルミニウムの追加が必要になった場合にそれを表示する表示部１５が配置されている。より具体的には、例えばダイキャストマシーン１１毎に固有の番号が振られ、表示部１５にはその番号が表示されており、溶融アルミニウムの追加が必要になったダイキャストマシーン１１の番号に対応する表示部１５における番号が「点灯」あるいは溶融アルミニウムが残り少ない旨の表示がされるようになっている。作業者はこの表示部１５の表示に基づきフォークリフト１８を使って容器１００をその番号に対応するダイキャストマシーン１１まで運び溶融アルミニウムを供給する。
【００３１】
また、表示部１５は、各ダイキャストマシーン１１において溶融アルミニウムが満杯になった場合も、例えば、この満杯になったダイキャストマシーン１１の表示部１５における番号が「点滅」あるいは満杯量に達した旨の表示をするようになっている。
【００３２】
第２の工場２０には、アルミニウムを溶融して容器１００に供給するための炉２１が設けられている。容器１００は容量、配管長、高さ、幅等の異なる複数種が用意されている。例えば第1の工場１０内のダイキャストマシーン１１の保持炉１２の容量等に応じて、容量の異なる複数種がある。この炉２１により溶融アルミニウムが供給された容器１００は、フォークリフトにより搬送用のトラック３２に載せられる。トラック３２は公道３０を通り第１の工場１０の受け入れ部まで容器１００を運ぶようになっている。また、受け入れ部にある空の容器１００はトラック３２により第２の工場２０へ返送されるようになっている。
【００３３】
第２の工場２０には、第１の工場１０における各ダイキャストマシーン１１において溶融アルミニウムの追加が必要になった場合にそれを表示する表示部２２が配置されている。表示部２２の構成は第１の工場１０内に配置された表示部１５とほぼ同様である。表示部２２における表示は、例えば通信回線３３を介して第１の工場１０における中央制御部１６が制御することによって行われる。
【００３４】
なお、第２の工場２０における表示部２２においては、溶融アルミニウムの供給を必要とするダイキャストマシーン１１のうち第１の工場１０における第１の炉１９から溶融アルミニウムが供給されると決定されたダイキャストマシーン１１は、それ以外のダイキャストマシーン１１とは区別して表示されるようになっている。例えば、そのように決定されたダイキャストマシーン１１に対応する番号は点滅するようになっている。これにより、第１の炉１９から溶融アルミニウムが供給されると決定されたダイキャストマシーン１１に対して第２の工場２０側から誤って溶融アルミニウムを供給するようなことをなくすことができる。また、この表示部２２には、上記の他に中央制御部１６から送信されたデータも表示されるようになっている。
【００３５】
次に、このように構成されたシステムに好適な容器１００について、図２、図３及び図４に基づき説明する。図２は容器１００の断面図、図３はその平面図、図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【００３６】
容器１００は、有底で筒状の本体５０の上部開口部５１に大蓋５２が配置されている。本体５０及び大蓋５２の外周にはそれぞれフランジ５３、５４が設けられており、これらフランジ間をボルト５５で締めることで本体５０と大蓋５２が固定されている。なお、本体５０や大蓋５２は例えば外側が金属（例えば鉄）であり、内側が耐火材により構成され、外側の金属と耐火材との間には断熱材が介挿されている。
【００３７】
本体５０の外周の１箇所には、本体５０内部から配管５６に連通する流路５７が設けられた配管取付部５８が設けられている。
【００３８】
図４に示すように、容器１００の外側は金属のフレーム１００ａ、内側は耐火材１００ｂにより構成され、フレーム１００ａと耐火材１００ｂとの間には耐火材よりも熱伝導率の小さな断熱材１００ｃが介挿されている。そして、流路５７は容器１００の内側に設けられた耐火材１００ｂの中に形成されている。すなわち、流路５７は、容器１００内底部に近い位置から容器１００上面の耐火材１００ｂの露出部まで耐火材１００ｂに内在している。これにより、流路５７は、熱伝導率の大きな耐火部材によって容器内部と分離されている。このような構成を採用することにより、容器内からの放熱が流路に伝わりやすくなる。流路の外側（容器内とは反対側）には、耐火部材の外側に断熱材を配している。耐火材は断熱材よりも密度、熱伝導率が高いものを用いる。耐火材としては例えば緻密質の耐火系セラミック材料をあげることができる。また断熱材としては、断熱キャスター、ボード材料など断熱系のセラミック材料をあげることができる。
【００３９】
配管取付部５８における流路５７は、本体５０内周の該容器本体底部５０ａに近い位置に設けられた開口５７ａを介し、該本体５０外周の上部５７ｂに向けて延在している。この配管取付部５８の流路５７に連通するように配管５６が固定されている。
【００４０】
配管５６は逆Ｕ字状の形状（曲率を有する形状）を有している。配管５６のフレーム７８ａは例えば鉄などの金属からなり、その内部には、内張りとしてライニングが形成されており、このライニングは、耐火材７５を有している。そしてこのライニングの内側が溶融金属の流路７２として形成されている。耐火材７５としては例えば緻密質の耐火系セラミック材料をあげることができる。
【００４１】
また、このように配管５６を逆Ｕ字状（曲率を有する形状）とし、これに対応して流路７２を逆Ｕ字状の形状とすることにより、配管５６の端部開口５９は下方を向いている。配管５６がこのような形状を有することで溶融金属がスムーズに流路７２を流れるようになる。すなわち、配管５６の内側に不連続な面があるとその位置にぶつかる溶融金属が流れようとする等の理由により、その位置が侵食され、最終的には穴が明く等の不具合がある。これに対して、配管５６の流路７２が曲率を有する形状であれば不連続な面がなく、上記のような不具合は発生しない。
【００４２】
配管取付部５８近傍の配管５６の周囲には、この配管５６を包囲するように、保温部材５６ａが配設されている。これにより、配管５６側が流路５７側の熱を奪い、流路５７の温度低下が発生することを極力抑えることができる。特に、配管取付部５８近傍の配管５６の周囲は溶融金属が冷えやすくしかも容器搬送の際に液面が丁度揺れる位置にあるので、溶融金属が固化することが多いのに対して、このように配管取付部５８近傍の配管５６の周囲を保温部材５６ａにより包囲することでこの位置における溶融金属の固化を防止することができる。
【００４３】
流路５７及びこれに続く配管５６の有効内径はほぼ等しく、６５ｍｍ〜８５ｍｍ程度が好ましい。従来からこの種の配管の内径は５０ｍｍ程度であった。これはそれ以上であると容器内を加圧して配管から溶融金属を導出する際に大きな圧力が必要であると考えられていたからである。これに対して本発明者等は、流路５７及びこれに続く配管５６の内径としてはこの５０ｍｍを大きく超える６５ｍｍ〜８５ｍｍ程度が好ましく、より好ましくは７０ｍｍ〜８０ｍｍ程度、更には好ましくは流路５７は７０ｍｍ、配管５６の内径は８０ｍｍであることを見出した。
【００４４】
すなわち、溶融金属が流路５７や配管５６を上方に向けて流れる際に、流路５７や配管５６に存在する溶融金属自体の重量及び流路や配管の内壁の粘性抵抗の２つパラメータが溶融金属の流れを阻害する抵抗に大きな影響を及ぼしているものと考えられる。ここで、内径が６５ｍｍより小さいときには流路５７を流れる溶融金属はどの位置においても溶融金属自体の重量と内壁の粘性抵抗の両方の影響を受けているが、内径が６５ｍｍ以上となると流れのほぼ中心付近から内壁の粘性抵抗の影響を殆ど受けない領域が生じ始め、その領域が次第に大きくなる。この領域の影響は非常に大きく、溶融金属の流れを阻害する抵抗が下がり始める。溶融金属を容器内から導出する際に容器内を非常に小さな圧力で加圧すればよくなる。つまり、従来はこのような領域の影響は全く考慮に入れず、溶融金属自体の重量だけが溶融金属の流れを阻害する抵抗の変動要因として考えられており、作業性や保守性等の理由から内径を５０ｍｍ程度としていた。一方、内径が８５ｍｍを超えると、溶融金属自体の重量が溶融金属の流れを阻害する抵抗として非常に支配的となり、溶融金属の流れを阻害する抵抗が大きくなってしまう。本発明者等の試作による結果によれば、７０ｍｍ〜８０ｍｍ程度の内径が容器内の圧力を非常に小さな圧力で加圧すればよく、特に７０ｍｍ、８０ｍｍが標準化及び作業性の観点から最も好ましい。すなわち、配管径は５０ｍｍ、６０ｍｍ７０ｍｍ、、、と１０ｍｍ単位で標準化されており、配管径がより小さい方が取り扱いが容易で作業性が良好だからである。
【００４５】
さて、上記の大蓋５２のほぼ中央には開口部６０が設けられ、開口部６０には取っ手６１が取り付けられたハッチ６２が配置されている。ハッチ６２は大蓋５２上面よりも少し高い位置に設けられている。ハッチ６２の外周の１ヶ所にはヒンジ６３を介して大蓋５２に取り付けられている。これにより、ハッチ６２は大蓋５２の開口部６０に対して開閉可能とされている。また、このヒンジ６３が取り付けられた位置と対向するように、ハッチ６２の外周の２ヶ所には、ハッチ６２を大蓋５２に固定するためのハンドル付のボルト６４が取り付けられている。大蓋５２の開口部６０をハッチ６２で閉めてハンドル付のボルト６４を回動することでハッチ６２が大蓋５２に固定されることになる。また、ハンドル付のボルト６４を逆回転させて締結を開放してハッチ６２を大蓋５２の開口部６０から開くことができる。そして、ハッチ６２を開いた状態で開口部６０を介して容器１００内部のメンテナンスや予熱時のガスバーナの挿入が行われるようになっている。
【００４６】
また、ハッチ６２の中央、或いは中央から少しずれた位置には、容器１００内の減圧及び加圧を行うための内圧調整用の貫通孔６５が設けられている。この貫通孔６５には加減圧用の配管６６が接続されている。この配管６６は、貫通孔６５から上方に伸びて所定の高さで曲がりそこから水平方向に延在している。この配管６６の貫通孔６５への挿入部分の表面には螺子山がきられており、一方貫通孔６５にも螺子山がきられており、これにより配管６６が貫通孔６５に対して螺子止めにより固定されるようになっている。
【００４７】
この配管６６の一方には、加圧用または減圧用の配管６７が接続可能になっており、加圧用の配管には加圧気体に蓄積されたタンクや加圧用のポンプが接続されており、減圧用の配管には減圧用のポンプが接続されている。そして、減圧により圧力差を利用して配管５６及び流路５７を介して容器１００内に溶融アルミニウムを導入することが可能であり、加圧により圧力差を利用して流路５７及び配管５６を介して容器１００外への溶融アルミニウムの導出が可能である。なお、加圧気体として不活性気体、例えば窒素ガスを用いることで加圧時の溶融アルミニウムの酸化をより効果的に防止することができる。
【００４８】
本実施形態では、大蓋５２のほぼ中央部に配置されたハッチ６２に加減圧用の貫通孔６５が設けられている一方で、上記の配管６６が水平方向に延在しているので、加圧用または減圧用の配管６７を上記の配管６６に接続する作業を安全にかつ簡単に行うことができる。また、このように配管６６が延在することによって配管６６を貫通孔６５に対して小さな力で回転させることができるので、貫通孔６５に対して螺子止めされた配管６６の固定や取り外しを非常に小さな力で、例えば工具を用いることなく行うことができる。
【００４９】
ハッチ６２の中央から少しずれた位置で前記の加減圧用の貫通孔６５とは対向する位置には、圧力開放用の貫通孔６８が設けられ、圧力開放用の貫通孔６８には、リリーフバルブ（図示を省略）が取り付けられるようになっている。これにより、例えば容器１００内が所定の圧力以上となったときには安全性の観点から容器１００内が大気圧に開放されるようになっている。
【００５０】
大蓋５２には、液面センサとしての２本の電極６９がそれぞれ挿入される液面センサ用の２つの貫通孔７０が所定の間隔をもって配置されている。これらの貫通孔７０には、それぞれ電極６９が挿入されている。これら電極６９は容器１００内で対向するように配置されており、それぞれの先端は例えば容器１００内の溶融金属の最大液面とほぼ同じ位置まで延びている。そして、電極６９間の導通状態をモニタすることで容器１００内の溶融金属の最大液面を検出することが可能であり、これにより容器１００への溶融金属の過剰供給をより確実に防止できるようになっている。
【００５１】
本体５０の底部裏面には、例えばフォークリフトのフォーク（図示を省略）が挿入される断面口形状で所定の長さの脚部７１が例えば平行するように２本配置されている。また、本体５０内側の底部５０ａは、流路５７側が低くなるように全体が傾斜している。これにより、加圧により流路５７及び配管５６を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、いわゆる湯の残りが少なくなる。また、例えばメンテナンス時に容器１００を傾けて流路５７及び配管５６を介して外部に溶融アルミニウムを導出する際に、容器１００を傾ける角度をより小さくでき、安全性や作業性が優れたものとなる。
【００５２】
このように本実施形態に係る容器１００では、容器１００内の溶融金属に晒されるストークのような部材は不要となるので、ストーク等の部品交換を行う必要はなくなる。また、容器１００内にストークのように予熱を邪魔するような部材は配置されないので、予熱のための作業性が向上し、予熱を効率的に行うことができる。また容器１００に溶融金属を収容した後、溶融金属の表面の酸化物等をすくい取る作業が必要なことが多い。内部にストークがあるとこの作業がやりにくいが、容器１００内部にストークのような構造物がないので作業性を向上することができる。更に、流路５７が熱伝導率の高い耐火材１００ｂに内在されるように構成されているので、容器１００内の熱が流路５７に伝達し易い。従って、流路５７を流通する溶融金属の温度低下を極力抑えることができる。
【００５３】
また、本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２に内圧調整用の貫通孔６５を設け、その貫通孔６５に内圧調整用の配管６６を接続しているので、容器１００内に溶融金属を供給する度に内圧調整用の貫通孔６５に対する金属の付着を確認することができる。従って、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを未然に防止することができる。
【００５４】
更に、本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２に内圧調整用の貫通孔６５が設けられ、しかもそのハッチ６２が溶融アルミニウムの液面の変化や液滴が飛び散る度合いが比較的に小さい位置に対応する容器１００の上面部のほぼ中央に設けられているので、溶融アルミニウムが内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５に付着することが少なくなる。従って、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを防止することができる。
【００５５】
更にまた、本実施形態に係る容器１００では、ハッチ６２が大蓋５２の上面部に設けられているので、ハッチ６２の裏面と液面との距離が大蓋５２の裏面と液面との距離に比べて大蓋５２の厚み分だけ長くなる。従って、貫通孔６５が設けられたハッチ６２の裏面にアルミニウムが付着する可能性が低くなり、内圧調整に用いるための配管６６や貫通孔６５の詰りを防止することができる。
【００５６】
図５は本実施形態の溶融金属供給システムに用いられる上記のフォークリフト（運搬車輌）１８及び容器１００の構成を示す図であり、ダイキャストマシーンの保持炉１２に対して容器１００から溶融アルミニウムを導出している状態を示す図である。また、図６は、図５に示すシステムの制御系の構成図を示している。
【００５７】
図５に示すように、フォークリフト１８は、フォーク４１が容器１００の脚部７１に係合することで容器１００を保持している。フォークリフト１８は、フォーク４１及びこのフォーク４１を昇降させることで、容器１００を昇降させる昇降機構１５２を有する。また、フォーク４１の表面には圧力センサ１５３が配置されている。
【００５８】
またフォークリフト１８の運転席１５４の上部には、容器１００に対して加圧用の気体、例えば高圧のエアーを供給するレシーバタンク１７１が設けられている。このレシーバタンク１７１にはタンク圧の下限を知るための圧力スイッチ１５６が設けられている。レシーバタンク１７１と容器１００の貫通孔６５とは、エアーホース１５７により接続されている。これらの間には、送圧をオンオフするための電子圧力コントローラ１５８、送圧圧力を検出するための圧力センサ１５９が設けられている。また、この電子圧力コントローラ１５８は、送圧のオンオフだけでなく、所定の１次側圧力に対して２次側圧力を能動的に変動させて供給することができるものである。圧力センサ１５９は運転席１５４の作業者から見える位置に配置されている。同様にその近くに手元操作盤１６０も配置され、作業者がこの手元操作盤１６０によりこの圧送の操作が行えるようになっている。また、運転席１５４の後方には、電気制御盤１６１が配置されており、この電気制御盤１６１により、電子圧力コントローラ１５８、その他リーク等が電子的に制御されるようになっている。
【００５９】
保持炉１２の上部には、溶融アルミニウムを受け入れるための開口１２ａが形成されている。この保持炉１２内の上部には、上述したように、内部に貯留された溶融アルミニウム４６の満杯量を検出する上部液面センサ４７が設置されている。すなわち、上部液面センサ４７による液面の検出は、保持炉１２内の溶融アルミニウム４６の量が満杯に達したことを検出するものである。また、保持炉１２内の底部には、貯留された溶融アルミニウム４６が残り少なくなったことを検出する底部液面センサ４８が設置されている。これらの液面センサ４７，４８は、それぞれ２本の電極からなっている。上部液面センサ４７はこれら２本の電極に溶融アルミニウム４６の液面４６ａが接することで通電し、満杯量を検出するものである。一方、底部液面センサ４８は、２本の電極から液面４６ａが離れることで通電が中止され残りが少なくなったことを検出するものである。
【００６０】
次に、以上のように構成された溶融アルミニウムの供給システムの動作を説明する。
【００６１】
まず、図１に示す第２の工場において炉２１から容器１００へアルミニウムが供給される。この供給については、図７に示すように、まず容器１００の配管５６に吸引用の配管２０１の一端２０１ｂを取り付け、他端２０１ａを炉２１内に貯留されている溶融金属の中に入れ、吸引用の配管２０１を保持機構２０２により固定する。そして、この状態で容器１００内を例えば真空ポンプ３１３で減圧することにより、容器１００内にアルミニウムが収容される。
【００６２】
本実施形態では、特に、このように炉２１内に貯留されている溶融アルミニウムを吸引管２０１及び配管５６を介して容器１００内に導入するようにしているので、溶融アルミニウムが外部の空気と接触することはない。従って、酸化物が生じることがなく、本システムを用いて供給される溶融アルミニウムは非常に品質が良いものとなる。また、容器１００内から酸化物を除去するための作業は不要となり、作業性も向上する。
【００６３】
ここで、第１の工場における中央制御部１６では、各保持炉１２に設けられた液面検出センサ４７，４８を介して各保持炉１２における溶融アルミニウムの量を監視している。例えば、ある保持炉１２において、底部液面センサ４８が溶融アルミニウムの残りが少なくなったことを検出して、溶融アルミニウムの供給の必要性が生じた場合に、中央制御部１６は、その保持炉１２の「固有の番号」、その保持炉１２に設けられた温度センサにより検出された保持炉１２の「温度データ」、その保持炉１２の形態に関する「形態データ」、その保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる最終的な「時刻データ」、公道３０の「トラフィックデータ」、その保持炉１２で要求される溶融アルミニウムの「量データ」及び「気温データ」等を、通信回線３３を介して第２の工場２０側に送信する。第２の工場２０では、これらのデータを表示部２２に表示する。これらの表示されたデータに基づき作業者が経験的に上記保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる直前に保持炉１２に容器１００が届き、かつ、その時の溶融アルミニウムが所望の温度となるように第２の工場２０からの容器１００の発送時刻及び溶融アルミニウムの発送時の温度を決定する。或いはこれらのデータを例えばパソコン（図示せず）に取り込んで所定のソフトウェアを用いて上記保持炉１２から溶融アルミニウムがなくなる直前に保持炉１２に容器１００が届き、かつその時の溶融アルミニウムが所望の温度となるように該第２の工場２０からの容器１００の発送時刻及び溶融アルミニウムの発送時の温度を推定してその時刻及び温度を表示するようにしてもよい。或いは推定された温度により炉２１を自動的に温度制御してもよい。更には、容器１００に収容すべき溶融アルミニウムの量についても上記「量データ」に基づき決定してもよい。
【００６４】
このようにして発送時刻に容器１００を載せたトラック３２が出発し、公道３０を通り第１の工場１０に到着すると、容器１００がトラック３２から受け入れ部に受け入れられる。そして、受け入れられた容器１００は、フォークリフト１８により所定のダイキャストマシーン１１まで配送され、容器１００から保持炉１２に溶融アルミニウムが供給される。
【００６５】
ここで、このような容器１００から保持炉１２への溶融アルミニウムの供給について、より詳細に説明する。
【００６６】
まず、図５に示すように、フォークリフト１８の昇降機構１５２により容器１００を所定の高さに調整する。すなわち保持炉１２の開口部１２ａに容器１００の配管５６の先端が受け入れられるような高さに昇降機構１５２を操作する。そして、レシーバタンク１７１から加圧気体を圧送し、容器１００内部を加圧することで容器１００の配管５６から溶融アルミニウムを導出する。
【００６７】
このようにして保持炉１２内へ溶融アルミニウムを供給していき、溶融アルミニウム所定の満杯量に達したことを上部液面センサ４７で検出すると、中央制御部１６がこのことを認識し、満杯量に達したことがフォークリフト１８の電気制御盤に対し無線４３で送信される。このように無線４３で送受信を行うことにより、容器１００を保持したフォークリフト１８と保持炉１２との間で電気ケーブル等を用いる必要がなく、フォークリフト自体の運転操作の作業性及び安全性を向上させることができる。
【００６８】
なお、本実施形態では液面検出センサ４７，４８の検出が中央制御部１６に伝送される構成とした。しかし、例えば上部液面センサ４７のみによる満杯検出信号を電気制御盤１６１に送信する送信手段を、各保持炉１２ごとに専用に設けるようにしてもよい。
【００６９】
本実施形態では、保持炉１２に導出された溶融アルミニウムの満杯量を検出し、この検出結果に基づき容器１００からの溶融アルミニウムの導出を自動的に停止するようにしている。従って、加圧気体の圧送にかかる操作の人為的なミス等により溶融アルミニウムが溢れ出てしまうことを防止でき、また、溢れ出る無駄な溶融アルミニウムの消費を防止できる。
【００７０】
また、レシーバタンク１７１、電子圧力コントローラ１５８、リリーフ弁、リーク弁、電気制御盤等の制御系を高温の保持炉１２から離れたフォークリフト１８側に搭載することにより、高熱による悪影響等を回避でき、特に弁等の損壊及び老朽化を防止でき、安全に溶融アルミニウムを取り扱うことができる。
【００７１】
次に図８を参照して、本発明の他の実施形態を説明する。なお、図８において、図５及び図６における構成要素と同一のものについては同一の符号を付すものとし、その説明を省略する。
【００７２】
本実施形態では、フォークリフト１８における昇降機構１５２の上部に、レーザ光を利用した距離測定器８０が設置されている。本実施形態は、このような距離測定器８０を用いて保持炉１２に貯留された溶融アルミニウム４６の液面４６ａを検出しようというものである。この距離測定器８０は、例えば水平方向に発射したパルスレーザ光８１をミラー８４で鉛直方向に反射させて液面４６ａに照射するようになっている。ミラー８４は、例えばフォークリフト１８側に水平に設けられた支持部材８２により支持すればよい。そして液面４６ａから反射したレーザパルスの伝達時間を測定することで、図に示すｒ１＋ｒ２の距離を測定できるようになっている。この場合、距離ｒ１及び距離測定器８０（ミラー８４）の高さと保持炉１２の底部の高さとの相対関係を予め把握しておくことで距離ｒ２が得られ、結果として液面４６ａの高さ（溶融アルミニウムの満杯量）が得られることになる。あるいは、ｒ１＋ｒ２が所定の値となったときに溶融アルミニウム４６が満杯量に達したとみなしてもよい。また、この光距離測定器８０は、得られた液面４６ａの高さ情報を電気制御盤１６１に無線４３で送信するようになっている。なお、保持炉１２は各種の形態があるため、各保持炉１２ごとにその満杯量や配置（高さ位置）等を把握しておくことが好ましい。
【００７３】
このような構成によっても、光距離測定器８０により得られた満杯量の情報に基づき電気制御盤１６１が電子圧力コントローラ１５８を制御することで、容器１００からの溶融アルミニウムの導出を自動的に停止させることができる。従って、溶融アルミニウム４６が溢れ出てしまうことを防止できる。特に、溶融アルミニウム４６が高温であることにより、上記のように電極による液面検出センサ４７を設ける代わりに、本実施形態のように、溶融アルミニウム４６に接しない光距離測定器８０を用いた方がセンサの耐久性や安全性の観点からもよい。また、レーザ光を用いているため、液面の高さを保持炉における液面の高さをｍｍ（ミリメートル）単位であっても容易にかつ正確に測定することができる。更に、この光距離測定器８０を高温の保持炉１２から離れたフォークリフト１８側に光距離測定器８０を搭載することにより、高熱による光距離測定器への悪影響等を回避できる。レーザ光としては、赤外線や可視光等を利用することができる。
【００７４】
なお、本実施形態では、光距離測定器８０による検出結果の電気制御盤１６１への伝送は、電気ケーブル４９等を用いて有線で行うようにしてもよい。この場合、光距離測定器８０はフォークリフト１８側に搭載しているので、前述したようなフォークリフト１８の運転操作の作業性及び安全性を考慮しなくてもよいからである。
【００７５】
以上のようにして、第１の工場のある一の保持炉１２における溶融アルミニウムの満杯量が検出された場合、中央制御部１６が、その一の保持炉１２以外の保持炉１２に、今まで供給していた容器１００を移動させるように指示するようにしてもよい。この場合、中央制御部１６が表示部１５にその旨を表示するようにすればよい。これにより、作業効率を向上させることができる。
【００７６】
また、このように満杯量が検出された場合、中央制御部１６はその旨を第２の工場２０に伝送するようにすることも可能である。この場合、中央制御部１６は、例えば第１の工場に複数ある保持炉１２のうちある複数の保持炉１２が満杯量に達したとき、満杯量に達していない他の保持炉１２を表示部１５に表示するとともに、第２の工場２０の表示部２２にも表示することができる。そして、第２の工場はこの情報を基に配送すべき溶融アルミニウムの量の最適化を図ることができる。
【００７７】
図９は、フォークリフト１８のフォーク４１に設けられた圧力センサ１５３を用いた場合の溶融アルミニウム供給システムを示す制御ブロック図である。
【００７８】
同図に示すように、圧力センサ１５３により検出された重量情報は電気制御盤１６１に送られ、電気制御盤１６１はこの重量情報に基づき電子圧力コントローラ１５８のオンオフを制御する。すなわち、容器１００から導出された溶融アルミニウムの量に基づき圧送のオンオフを制御するようになっている。これにより、例えば、容器１００内のアルミニウムがほぼなくなる直前に、レシーバタンク１７１から容器１００への加圧をそれまでより大きくすることで、配管５６からの気体とアルミニウムとの同時噴出による不具合をより少なくすることができる。なお、容器１００内のアルミニウムの量が減るに従いタンク１７１から容器１００への加圧を段階的に又は連続的に大きくなるように制御してよい。
【００７９】
図１０は、本発明の別の実施形態に係る溶融アルミニウムの供給システムを示す。
【００８０】
本実施形態では、上記圧力センサ１５３による重量計測と、液面センサ４７による液面の検出とを両方行うシステムである。この実施形態では、例えば容器１００の重量が所定の重量にまで達したとき、つまり容器１００から導出されるアルミニウムの量が所定の量に達したときに、電気制御盤１６１が電子圧力コントローラ１５８に対し圧送の停止命令を送出する。すなわち、電気制御盤１６１は圧力センサ１５３により容器１００から導出されるアルミニウムの量が保持炉１２で満杯となる量であることを推定している。また、この場合、保持炉１２にアルミニウムを導出する前にもともとこの保持炉１２に貯留されているアルミニウムを中央制御部が把握しておき、この貯留量に基づいて、フォークリフト側は、保持炉１２で満杯になる量を推定して、この量だけのアルミニウムを容器１００から導出することもできる。
【００８１】
本実施形態では、圧力センサ１５３による重量計測又は液面センサ４７による液面の検出のうちいずれか一方により保持炉１２が満杯となることが推定又は検出されたとき、容器内部への加圧を停止することでそのアルミニウムの導出を停止する。このようなフェールセーフを採用することにより、例えば圧力センサ１５３又は液面センサ４７のうち一方が故障等した場合であっても、満杯を検出でき更に安全性を増すことができる。
【００８２】
図１１は、本発明の更に別の実施形態に係る溶融アルミニウムの供給システムを示す。
【００８３】
本実施形態では、保持炉１２の満杯量よりも少ない貯留量４６ａを検出し、これに基づき容器１００から保持炉１２へのアルミニウムの供給を停止する。具体的には、上記上部液面センサ４７の配置を、図１１に示す低い位置（符号４７ａで示す）に配置させている。この液面センサ４７ａにより、例えば保持炉１２の７割から９割５分等のアルミニウム４６の量を検出することができるようにすればよい。
【００８４】
本実施形態では、気体圧により容器１００からアルミニウムを導出しているため、レスポンスが油圧等による場合に比べ遅いこと等の観点より、気体の圧送の停止命令からアルミニウムの容器１００からの導出が実際に停止するまでにディレイが発生する可能性がある。この場合に満杯量を検出した後に加圧を停止する命令を出したのではアルミニウムが満杯を超えて保持炉１２から溢れ出てしまうおそれがある。しかし、本実施形態では、満杯よりも少ない所定量４６ａでアルミニウムを検出しているので、そのような危険性を回避することができる。
【００８５】
更に本実施形態では、圧力センサ１５３により計測したアルミニウムの導出量が、保持炉１２内の満杯よりも少ない所定量４６ａまで達したことを推定したときに、前記容器１００内部への加圧を停止するようにしてもよい。具体的には、例えば、保持炉１２内にあと５００ｋｇだけアルミニウムが供給されれば満杯量に達するとした場合、容器１００の重量計測が４５０ｋｇだけ減少したときに加圧を停止すればよい。
【００８６】
本発明は以上説明した実施形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、容器１００から保持炉１２へ溶融アルミニウムを供給する場合において、上記実施形態では、保持炉１２内の溶融アルミニウムの量が残り少なくなったこと及び満杯量に達したことの両者の検出を行うようにしたが、これに加え、例えば両者の中間当りの量、つまり保持炉１２の満杯量のほぼ半分の量を検出するようにしてもよい。あるいは段階的または連続的に量を検出するようにしてもよい。この検出手段としては、上述したように電極による液面検出センサであってもよいし、距離検出器で行うことができる。
【００８７】
これにより、第１及び第２の工場１０及び２０の間でやり取りされる上記「量データ」を高精度で得ることができる。また、当該ほぼ半分の量を検出したときに容器１００内の圧力を所定値まで下げることで、満杯量に達するまで容器１００からのアルミニウムの導出速度を下げるようにすることも可能である。これにより、満杯量近くで保持炉１２外へ溶融アルミニウムが飛び散ることを防止でき、作業を安全に行うことができる。
【００８８】
また、例えば、図９に示す圧力センサ１５３により得られた容器１００内のアルミニウムの量と、保持炉１２内に貯留されているアルミニウムの量とを比較することができる。例えば、上記のようにある一の保持炉１２が満杯になったとき、この容器１００内に残っている溶融アルミニウムを他の複数の保持炉のうちいずれの保持炉１２に供給すれば、その保持炉１２がちょうど満杯か、あるいは満杯に近くなるか、という判断を自動的に行うようにすることもできる。すなわち、容器１００内のアルミニウムの残量と、満杯量に達していない保持炉１２内の受け入れることができるアルミニウムの量が近似していれば、中央制御部１６がフォークリフト１８の運転者に対してその保持炉１２に移動するように指示することができる。この指示は、表示部１５で表示するようにしてもよい。
【００８９】
なお、本発明は実施形態に示した構成要素を合理的な範囲で組み合わせたものも当然含むものである。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、容器から保持炉に溶融金属を供給する際の供給量を的確に制御でき、特に、保持炉内で所定の貯留量、あるいは満杯量になるように溶融金属を供給することができる。従って、容器の圧力操作の人為的なミス等により溶融金属が溢れ出てしまうこと等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る溶融金属供給システムの構成を示す概略図である。
【図２】一実施形態に係る容器の断面図である。
【図３】図２に示す容器の平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るフォークリフトにより、保持炉に金属を供給している状態を示す図である。
【図６】図５に示すシステムの制御系の構成図である。
【図７】第２の工場で容器内に溶融金属を収容している状態を示す図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係る供給システムを示す制御系の構成図である。
【図９】容器の重量に基づいた溶融金属の供給システムを示す制御ブロック図である。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る供給システムを示す制御系の構成図である。
【図１１】本発明の更に別の実施形態に係る供給システムを説明するための図である。
【符号の説明】
１０…第１の工場
１１…ダイキャストマシーン
１２…保持炉
１６…中央制御部
１８…フォークリフト
２０…第２の工場
２２…表示部
３３…通信回線
４３…無線
４６…溶融アルミニウム
４６ａ…液面
４７…上部液面センサ
４８…底部液面センサ
４９…電気ケーブル
８０…光距離測定器
１００…容器
１５３…圧力センサ
１５８…電子圧力コントローラ
１６１…電気制御盤
１７１…レシーバタンク
３１３…真空ポンプ
【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】
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【図１１】
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