(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯保持炉と、
前記溶湯保持炉に連結され、上方に向かって傾斜する傾斜部と、前記傾斜部に連続し且つ下方に向かって屈折した山形部と、前記山形部の終端に設けられた出口部とを有する供給管と、
前記傾斜部に配設され、前記供給管の通路に沿って進行する溶湯が到達したことを検出する第１検出手段と、
前記出口部に配置され、前記供給管の通路に沿って進行した溶湯が到達したことを検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段および第２検出手段から導出された検出信号に基づいて、前記溶湯保持炉の室内に充填された溶湯に対する加圧力および加圧時間を制御する加圧制御手段と、
を備え、
前記供給管の前記出口部が傾斜部の最下端よりも高位置であり、
且つ前記出口部の開口部が鉛直下方を臨み、
前記第１検出手段は、前記傾斜部途中において、前記第２検出手段に対し水平方向に沿った同一の位置に配置されることを特徴とする溶湯供給装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
前記第２検出手段は、溶湯が通過する樋部が形成された部材を有し、且つ前記樋部は、溶湯の排出口である開口部に向かって徐々に縮径する断面テーパ状に形成され、
前記樋部の内壁面に対して溶湯が接触した際、溶湯が通過したと判断することを特徴とする溶湯供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカストマシン等の射出スリーブ内に、例えば、アルミニウム合金等の溶湯を加圧して供給することが可能な溶湯供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、溶湯保持炉内の溶湯を加圧し、前記溶湯を給湯パイプを通じて金型または鋳造装置等の射出スリーブ内に供給する給湯装置が用いられている。
【０００３】
この種の従来技術に係る給湯装置１では、例えば、図７に示されるように、溶湯保持炉２内に貯留された溶湯３を空気圧制御装置４によって加圧し、端部が溶湯３内に浸漬された給湯パイプ５によって鋳造装置６の射出スリーブ７内に供給する構成が採用されている。
【０００４】
前記給湯パイプ５は、溶湯保持炉２から上方に向かって立ち上がった後に折曲し、緩やかに右上方向に向かって傾斜する傾斜部５ａと、前記傾斜部５ａに連続し山形状（断面逆Ｖ字状）に屈折する山形部５ｂと、前記山形部５ｂに連続し終端の出口となる出口部５ｃとから構成されている。
【０００５】
この場合、前記給湯パイプ５の途中には、傾斜部５ａに配置された第１センサ９と、傾斜部５ａ側に近接する山形部５ｂの上流側に配置された第２センサ１０とが設けられ、前記第１および第２センサ９、１０の管路８内に向かって僅かに突出する検出体１１が前記管路８に沿って送給された溶湯３に接触することにより導通し、溶湯３が所定位置に到達したことを検知して制御装置１２にそれぞれ検出信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を導出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術に係る給湯装置１では、給湯パイプ５の第２センサ１０が配置された位置から終端の出口部５ｃまでの距離が長いため、溶湯３が第２センサ１０に到達して出口部５ｃから出湯されるまでの時間が溶湯３の湯面のゆらぎ等によって一定でなく、バラツキが発生するという問題がある。
【０００７】
また、従来技術に係る給湯装置１では、第２センサ１０の管路８内に向かって僅かに突出する検出体１１の先端部に溶湯３が付着し、前記検出体１１に付着した溶湯３が次の供給サイクルにおいて管路８内に沿って送給された新たな溶湯３と接触することにより、溶湯３の到着を検出するタイミングが早まる。
【０００８】
すなわち、管路８内を流通する導電性のアルミニウム合金等からなる溶湯３が検出体１１に付着して軽金属片１３となり、しかも、前記軽金属片１３が山形部５ｂの傾斜に起因して溶湯保持炉２の方向に向かって成長するため、前記検出体１１に付着した軽金属片１３と管路８内に沿って新たに送給される溶湯３とがショートすることにより導通し、第２センサ１０の検出タイミングが早まってしまう（図８参照）。
【０００９】
従って、検出体１１に付着した軽金属片１３に起因して安定したセンシングをすることが困難であり、溶湯３の到着時間の検出に誤差が発生するために鋳造装置６等に供給される溶湯量にバラツキが発生するという問題がある。
【００１０】
本発明は、前記の問題を考慮してなされたものであり、溶湯の検出時間に対する誤差をなくして、供給される溶湯量の安定化を図ることが可能な溶湯供給装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、溶湯保持炉と、
前記溶湯保持炉に連結され、上方に向かって傾斜する傾斜部と、前記傾斜部に連続し且つ下方に向かって屈折した山形部と、前記山形部の終端に設けられた出口部とを有する供給管と、
前記傾斜部に配設され、前記供給管の通路に沿って進行する溶湯が到達したことを検出する第１検出手段と、
前記出口部に配置され、前記供給管の通路に沿って進行した溶湯が到達したことを検出する第２検出手段と、
前記第１検出手段および第２検出手段から導出された検出信号に基づいて、前記溶湯保持炉の室内に充填された溶湯に対する加圧力および加圧時間を制御する加圧制御手段と、
を備え、
前記供給管の前記出口部が傾斜部の最下端よりも高位置であり、
且つ前記出口部の開口部が鉛直下方を臨み、
前記第１検出手段は、前記傾斜部途中において、前記第２検出手段に対し水平方向に沿った同一の位置に配置されることを特徴とする。
【００１２】
この場合、前記第２検出手段は、溶湯が通過する樋部が形成された部材（以下、センサ本体ともいう）を有する。ここで、前記樋部の形状を、溶湯の排出口である開口部に向かって徐々に縮径する断面テーパ状とすることにより、前記開口部から溶湯が排出される際に該溶湯の飛散が好適に防止される。
【００１３】
本発明によれば、供給管の出口部に第２検出手段を配置することにより、供給管の途中に配置した場合と比較して検出タイミングに影響を与えることがなく安定したセンシングをすることができる。
【００１４】
この結果、本発明では、供給管の通路に沿って進行する溶湯が第２検出手段に到達して該第２検出手段がＯＮ状態となってから給湯時間が制御されることにより、検出時間の誤差をなくして供給される溶湯量の安定化が図られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る溶湯供給装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１６】
図１において参照符号２０は、本発明の実施の形態に係る溶湯供給装置を示す。
【００１７】
この溶湯供給装置２０は、図１に示されるように、溶湯保持炉２２の室２４内にエアを供給することにより、前記室２４内に貯留された溶湯２６の湯面を押圧して加圧する空気圧制御装置２８と、一端部が溶湯２６内に浸漬され他端部が鋳造装置（例えば、ダイカストマシン）３０の射出スリーブ３２に臨む金属製の供給パイプ（供給管）３４とを有する。前記空気圧制御装置２８と後述する制御装置４８とによって加圧制御手段が構成される。
【００１８】
なお、前記溶湯２６は、例えば、アルミニウム合金等の導電性材料からなり、図示しない電源によって該溶湯２６は通電された状態にあるものとする。
【００１９】
前記空気圧制御装置２８は、室２４内に供給されるエアの加圧力および加圧時間が自在に制御できるように設けられており、また図示しない強制排気弁が弁開状態となって大気と連通することによりエアによる加圧力が減衰される。前記供給パイプ３４は、金属製材料によって形成された外筒３６と、前記外筒３６の内壁面に設けられ、溶湯２６が流通する通路３８を有し非導電性材料によって形成された耐火材４０とから構成されている（図２参照）。
【００２０】
前記供給パイプ３４は、溶湯保持炉２２から上方に向かって立ち上がった後に折曲し、緩やかに右上方向に向かって傾斜する傾斜部３４ａと、前記傾斜部３４ａに連続し山形状（断面逆Ｖ字状）に屈折する山形部３４ｂと、前記山形部３４ｂに連続し終端の出口となる出口部３４ｃとから構成されている。
【００２１】
さらに、溶湯供給装置２０は、供給パイプ３４の途中の傾斜部３４ａに配置された第１センサ（第１検出手段）４２と、前記供給パイプ３４の終端の出口部３４ｃに接続された第２センサ４４（第２検出手段）とを有する。前記第１センサ４２と第２センサ４４とは、水平方向に沿って略同一位置にあるように設けられている（図１参照）。前記第１センサ４２は、後述するセンサ本体４６が溶湯２６に接触することにより導通し、その検出信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）を制御装置４８に導出する。
【００２２】
前記第１センサ４２は、図２に示されるように、円筒状の断熱材５０を貫通してその先端部が通路３８内に臨むように設けられた導電性の金属棒からなるセンサ本体４６と、前記センサ本体４６を保持する絶縁板５２およびロックリング５４と、前記センサ本体４６の外周面の所定部位を囲繞するセラミックス製材料によって形成された保護管５６とを有する。なお、前記保護管５６と供給パイプ３４の突起部５８との間に介装された断熱材５０は、例えば、カオール等の材料によって形成されるとよい。
【００２３】
この場合、通路３８に沿って流通する溶湯２６が第１センサ４２に到達したとき、センサ本体４６と金属製の外筒３６とが導通しないように構成されている。また、ロックリング５４を緩めることにより、センサ本体４６の交換および通路３８に臨む部位の長さ調整を容易に遂行することができる。
【００２４】
供給パイプ３４の出口部３４ｃに接続された第２センサ４４は、図３に示されるように、下方側に向かって徐々に縮径し底面部に開口部６０を有する断面テーパ状の樋部６２と、前記樋部６２と一体的に形成された環状体６４とからなるセンサ本体６６を含む。
【００２５】
さらに、第２センサ４４は、前記センサ本体６６の環状体６４を挟持する一組の金属製材料によって形成された円板状の保持部材６８ａ、６８ｂと、供給パイプ３４の外筒３６に固着された筒状部７０と前記筒状部７０と略直交する周方向に沿って形成されたフランジ部７２とからなる固定部材７４と、ねじ部材７６を介して前記固定部材７４のフランジ部７２に固定される絶縁部材７８と、前記絶縁部材７８と保持部材６８ｂとの間に介装される断熱材８０とを有する。
【００２６】
前記絶縁部材７８、断熱材８０、一組の保持部材６８ａ、６８ｂおよびセンサ本体６６は、複数のボルト８２およびナット８４によって一体的に緊締され、前記ボルト８２に電気的に接続された図示しないリード線を介して制御装置４８に検出信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）が導出される。
【００２７】
前記センサ本体６６およびボルト８２は、導電性の金属製材料からなり、絶縁部材７８を介して供給パイプ３４の外筒３６と非導通状態に設けられている。
【００２８】
また、第２センサ４４のセンサ本体６６を下部側の排出口（開口部６０）に向かって徐々に縮径する樋形状に形成することにより、溶湯の排出時における飛散を防止することができる。
【００２９】
本発明の実施の形態に係る溶湯供給装置２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果を、図５に示すフローチャートおよび図６に示す特性図に基づいて以下説明する。
【００３０】
先ず、溶湯供給装置２０の図示しないスイッチをＯＮにして運転準備をスタートさせる。この場合、供給パイプ３４の途中に配設された第１センサ４２は、溶湯２６が供給パイプ３４中に供給されていない状態、すなわちＯＦＦ状態であるＯＦＦ信号を制御装置４８に導出し、前記制御装置４８は、前記第１センサ４２から導出されたＯＦＦ信号に基づいて溶湯２６が供給パイプ３４中の第１センサ４２が配置された部位まで供給されていないことを確認する（ステップＳ１）。これに対して第１センサ４２からＯＮ信号が送給された場合、制御装置４８は、後述するように、運転準備をＯＦＦ状態にする（ステップＳ１６）。
【００３１】
制御装置４８は、第１センサ４２から導出されたＯＦＦ信号に基づいて空気圧制御装置２８に制御信号を導出して前記空気圧制御装置２８を付勢する。従って、前記空気圧制御装置２８が駆動されることにより、溶湯供給装置２０の室２４内に充填された溶湯２６の湯面に対する加圧力は、該溶湯２６が第１センサ４２に到達するような第１加圧状態（図６参照）に制御される（ステップＳ２）。従って、前記第１加圧状態に加圧された溶湯２６は、供給パイプ３４の通路３８に沿って第１センサ４２側に向かって進行する。
【００３２】
この場合、前記空気圧制御装置２８による溶湯２６の第１加圧状態は、第１センサ４２のセンサ本体４６が通路３８に沿って進行する溶湯２６に接触して導通し（図２参照）、前記第１センサ４２がＯＮ信号を制御装置４８に導出するまで継続される（ステップＳ３）。
【００３３】
なお、制御装置４８は、空気圧制御装置２８によって溶湯２６に対する第１加圧状態（溶湯２６が第１センサ４２に到達するまでの加圧状態）が開始した後、図示しないタイマ回路によって第１センサ到達設定時間を経過したか否かを判断し（ステップＳ１２）、前記第１センサ到達設定時間内に第１センサ４２からＯＮ信号が導出されない場合には、第１センサ到達設定時間を経過したとみなして運転準備がＯＦＦ状態となる（ステップＳ１６）。
【００３４】
前記ステップＳ３によって第１センサ４２がＯＮ状態となった後、溶湯２６が原位置、すなわち、第１センサ４２が配置された位置の近傍で溶湯２６が保持される（圧力保持状態）ように溶湯の加圧力が制御される（ステップＳ４）（図６参照）。
【００３５】
続いて、鋳造装置３０（ダイカストマシン）より制御装置４８に対して給湯開始信号が導入されたとき（ステップＳ５）、制御装置４８は、空気圧制御装置２８を制御して溶湯２６に対する加圧力を増大させ、溶湯２６を供給パイプ３４の出口部３４ｃに配置された第２センサ４４に到達するように加圧する（ステップＳ６）。
【００３６】
第２センサ４４では、断面テーパ状に形成された樋部６２の内壁面に対して溶湯２６が接触することにより通電し（図４参照）、ＯＮ信号が制御装置４８に導出される。制御装置４８では、第２センサ４４から導出されたＯＮ信号を受領することにより溶湯２６が第２センサ４４の位置まで到達したと判断し（ステップＳ７）、さらに制御装置４８は、空気圧制御装置２８を介して溶湯に対する加圧力を制御することにより、鋳造装置３０の射出スリーブ３２内に対する溶湯２６の供給が開始される（ステップＳ８）。
【００３７】
なお、制御装置４８は、空気圧制御装置２８によって溶湯２６に対する第２加圧状態（溶湯２６が第２センサ４４に到達するまでの加圧状態）が開始した後（図６参照）、図示しないタイマ回路によって第２センサ到達設定時間を経過したか否かを判断し（ステップＳ１３）、前記第２センサ到達設定時間内に第２センサ４４からＯＮ信号が導出されない場合には、第２センサ到達設定時間を経過したとして運転準備がＯＦＦ状態となる（ステップＳ１６）。
【００３８】
溶湯供給装置２０から所定量の溶湯２６が鋳造装置３０の射出スリーブ３２内に供給された後、供給パイプ３４の出口部３４ｃから送出される溶湯２６がなくなることにより第２センサ４４がＯＦＦ状態となり、制御装置４８は、前記第２センサ４４からＯＦＦ信号を受領することにより、鋳造装置３０に対する給湯が完了したと判断し（ステップＳ９）、さらに、前記鋳造装置（ダイカストマシン）３０に対して給湯完了信号を導出し（ステップＳ１０）、１サイクルが完了し（ステップＳ１１）、次のサイクルに移行する。
【００３９】
ところで、制御装置４８は、図６に示されるように第２加圧状態（溶湯２６が第２センサ４４に到達するまでの加圧状態）が開始された後（ステップＳ６）、前記第２センサ４４の位置まで溶湯２６が到達したＯＮ状態となったとき（ステップＳ７）から計時を開始し、その経過時間Ａ（ｓ）が予め設定された強制排気弁の強制排気設定時間Ｂ（ｓ）を越えたとき（Ａ＞Ｂ）（ステップＳ１５）、強制排気弁を大気と連通させる制御信号を該強制排気弁に対して導出し、前記強制排気弁を弁開状態として運転準備をＯＦＦ状態とする（ステップＳ１６）。
【００４０】
なお、前記運転準備状態がＯＦＦ状態となった場合、強制排気弁が大気開放状態となり溶湯２６に対する加圧力が減衰して零となり、加圧サイクルが停止される（ステップＳ１６）。
【００４１】
本実施の形態では、第２センサ４４を供給パイプ３４の出口部３４ｃに接続し、前記供給パイプ３４の途中に配置された第１センサ４２と水平方向において略同一高さ位置となるように配設し、しかも、センサ本体６６を断面略テーパ状の樋形状に形成している。
【００４２】
従って、本実施の形態では、前記第２センサ４４によって給湯の開始時間を誤差がなく精度よくセンシングすることができるとともに、溶湯保持炉２２内に充填された溶湯量、溶湯の保持位置等の影響を受けることがない。
【００４３】
また、本実施の形態では、前記第２センサ４４を出口部３４ｃに配置して外部から視認可能に設けているため、該第２センサ４４の検出状態を容易に観察することができるとともに、メンテナンス作業を簡便に遂行することができる。
【００４４】
さらに、本実施の形態では、第２センサ４４のセンサ本体４６を樋形状とすることにより、仮に溶湯が付着した場合であっても、前記溶湯付着物が成長する方向が給湯方向と同一方向であるため、検出タイミングに影響を与えることがない。この結果、供給パイプ３４の通路３８に沿って進行する溶湯が第２センサ４４に到達して該第２センサ４４がＯＮ状態となってから給湯時間が制御されることにより、検出時間の誤差をなくして供給される溶湯量の安定化を図ることができる。
【００４５】
さらにまた、本実施の形態では、供給パイプ３４の途中に配置された第１センサ４２をそのままの状態とし、第２センサ４４を供給パイプ３４の出口部３４ｃに接続することにより、従来から使用していた装置を簡便に改良することができるため、新たに設備投資等をする必要がなく、製造コストを低減することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４７】
すなわち、供給管の出口部に第２検出手段を配置することにより、供給管の途中に配置した場合と比較して給湯の開始時間の誤差をなくして安定したセンシングをすることができる。従って、溶湯の供給量のバラツキを抑制して供給量の安定化を図ることができる。
【００４８】
さらに、溶湯の供給管の出口部に第２検出手段を配置したため、保守管理が容易となり目視確認によって第２検出手段の検出状態を外部から簡便に観察することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る溶湯供給装置の一部断面概略構成図である。
【図２】図１の溶湯供給装置を構成する供給パイプの途中に配置された第１センサの一部省略縦断面図である。
【図３】図１の溶湯供給装置を構成する供給パイプの出口部に接続された第２センサの一部省略縦断面図である。
【図４】図３の第２センサに供給パイプの通路を介して溶湯が到達した状態を示す一部省略縦断面図である。
【図５】図１の溶湯供給装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】供給パイプによって供給される溶湯に対する空気圧と時間との関係を示す特性図である。
【図７】従来技術に係る給湯装置の一部断面概略構成図である。
【図８】図７の給湯装置に付設された第２センサの検出体に溶湯が付着した状態を示す一部省略縦断面図である。
【符号の説明】
２０…溶湯供給装置                ２２…溶湯保持炉
２４…室                          ２６…溶湯
２８…空気圧制御装置              ３０…鋳造装置
３４…供給パイプ                  ３６…外筒
３８…通路                        ４２…第１センサ
４４…第２センサ                  ４６、６６…センサ本体
６０…開口部                      ６２…樋部
６４…環状体
【図１】
0004173974.tif 000002
【図２】
0004173974.tif 000003
【図３】
0004173974.tif 000004
【図４】
0004173974.tif 000005
【図５】
0004173974.tif 000006
【図６】
0004173974.tif 000007
【図７】
0004173974.tif 000008
【図８】
0004173974.tif 000009