(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略９０度回動されることにより鋳造がなされる金型に付設された取り鍋に前記鋳造の材料たる金属の溶湯を供給するための溶湯供給方法において、
検知棒の所定の高さにおける前記溶湯の給湯開始から前記検知棒の先端面に前記溶湯が接触するまでの先端面接触時間を検出し、
前記取り鍋の内部空間容積、前記検知棒高さ及び前記先端面接触時間から実平均給湯速度を演算し、
該実平均給湯速度と予め定めている設定平均給湯速度とを比較して給湯装置の作動速度を調整するようにしてなる、溶湯供給方法。
【請求項２】
略９０度回動されることにより鋳造がなされる金型に付設された取り鍋に前記鋳造の材料たる金属の溶湯を供給するための溶湯供給方法において、
給湯装置が前記溶湯を供給する前に、待機位置から検知棒が所定量だけ変位したときの前記取り鍋から前記検知棒までの高さである第１検知棒高さと該第１検知棒高さから所定量だけ変位した第２検知棒高さと、
前記溶湯の給湯開始から前記検知棒の先端面が前記第１検知棒高さにて前記溶湯と接触するまでの第１先端面接触時間と、
前記溶湯の給湯開始から前記検知棒の先端面が前記第２検知棒高さにて前記溶湯と接触するまでの第２先端面接触時間とを検出し、
前記取り鍋の内部空間容積、前記第１検知棒高さ及び前記第１先端面接触時間を用いて実第１平均給湯速度と、
前記取り鍋の内部空間容積、前記第２検知棒高さ及び前記第２先端面接触時間を用いて実第２平均給湯速度とを演算し、
予め定めている設定第１平均給湯速度と前記実第１平均給湯速度を比較した速度及び設定第２平均給湯速度と前記実第２平均給湯速度を比較した速度の少なくとも一方の結果に基づき給湯装置の作動速度を調整するようにしてなる、溶湯供給方法。
【請求項３】
略９０度回動されることにより鋳造がなされる金型に付設された取り鍋に前記鋳造の材料たる金属の溶湯を供給するための溶湯供給装置において、
金型に設けられており溶湯を収容する取り鍋と、
該取り鍋に設けられた収容部と、
溶湯を貯湯するとともに前記収容部へ前記溶湯を供給する給湯装置と、
前記収容部内の溶湯高さを検知する検知棒と、
予め定められた設定平均給湯速度が記憶されており前記給湯装置の給湯速度を調整する制御装置と、を備え
該制御装置が、前記取り鍋の内部空間容積、前記収容部に供給される前記溶湯の給湯開始から前記検知棒の先端面に接触するまでの先端面接触時間及び前記溶湯が前記先端面に接触したときの所定の検知棒高さから実平均給湯速度を演算し、該実平均給湯速度と前記設定平均給湯速度とを比較した結果に基づいて前記給湯装置の作動速度を調整するようにしてなる、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、給湯方法、特に、例えば、略９０度回動されることにより鋳造がなされる金型に付設された取り鍋に溶湯を供給する溶湯供給方法及び溶湯供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、金型を略９０度回動することにより鋳造を行う方法が提供されている。この金型には、取り鍋が一体的に設けられており、鋳造の材料たる金属の溶湯が、金型の略９０度回動の前に、所定量、この取り鍋に供給されるようになっている。しかして、この所定量は、溶湯の湯面の高さを、レーザ測距（例えば、特許文献１参照）にて、測定される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２４１８６１号公報  （第２〜４頁、図１〜３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記したレーザ測距は、例えば三角測量の原理を採用しているが、溶湯を供給している間、溶湯の湯面は微小ではあるが波打っており、レーザの反射光が一定せず、三角測量の原理に依拠する湯面高さ（ひいては溶湯の供給量）の測定は、大きな誤差を避けることは出来ない。
【０００５】
それ故に、本発明は、略９０度回動されることにより鋳造がなされる金型に付設された取り鍋に前記鋳造の材料たる金属の溶湯の供給を精緻に行える、溶湯供給方法及び溶湯供給装置を提供せんことを、その課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために講じた手段は、「略９０度回動されることにより鋳造がなされる金型に付設された取り鍋に鋳造の材料たる金属の溶湯を供給するための溶湯供給方法において、検知棒の所定の高さにおける溶湯の給湯開始から検知棒の先端面に溶湯が接触するまでの先端面接触時間を検出し、取り鍋の内部空間容積、検知棒高さ及び先端面接触時間から実平均給湯速度を演算し、実平均給湯速度と予め定めている設定平均給湯速度とを比較して給湯装置の作動速度を調整するようにしてなる、溶湯供給方法」を構成したことである。そして、「９０度回動されることにより鋳造がなされる金型に付設された取り鍋に鋳造の材料たる金属の溶湯を供給するための溶湯供給方法において、給湯装置が溶湯を供給する前に、待機位置にある検知棒が所定量だけ変位したときの取り鍋から検知棒までの高さである第１検知棒高さと第１検知棒高さから所定量だけ変位した第２検知棒高さと、溶湯の給湯開始から検知棒の先端面が第１検知棒高さにて溶湯と接触するまでの第１先端面接触時間と、溶湯の給湯開始から検知棒の先端面が第２検知棒高さにて溶湯と接触するまでの第２先端面接触時間とを検出し、取り鍋の内部空間容積、第１検知棒高さ及び第１先端面接触時間を用いて実第１平均給湯速度と、取り鍋の内部空間容積、第２検知棒高さ及び第２先端面接触時間を用いて実第２平均給湯速度とを演算し、予め定めている設定第１平均給湯速度と実第１平均給湯速度を比較した速度及び設定第２平均給湯速度と実第２平均給湯速度を比較した速度の少なくとも一方の結果に基づき給湯装置の作動速度を調整するようにしてなる、溶湯供給方法」を構成したことである。更に、「９０度回動されることにより鋳造がなされる金型に付設された取り鍋に鋳造の材料たる金属の溶湯を供給するための溶湯供給装置において、金型に設けられており溶湯を収容する取り鍋と、取り鍋に設けられた収容部と、溶湯を貯湯するとともに収容部へ溶湯を供給する給湯装置と、収容部内の溶湯高さを検知する検知棒と、予め定められた設定平均給湯速度が記憶されており給湯装置の給湯速度を調整する制御装置と、を備え、制御装置が、前記取り鍋の内部空間容積、収容部に供給される溶湯の給湯開始から検知棒の先端面に接触するまでの先端面接触時間と溶湯が前記先端面に接触したときの所定の検知棒高さから実平均給湯速度を演算し、実平均給湯速度と設定平均給湯速度とを比較した結果に基づいて給湯装置の作動速度を調整するようにしてなる、溶湯供給装置」を構成したことである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる給湯方法の一実施形態を、
図１おいて、給湯システムは、金型１０を備える。金型１０は、上型１２と下型１４とから構成され、内部には鋳造されるべき製品（図示略）の外郭形状に一致する内面を有するキャビティ１６が画成されている。下型１４には取り鍋１８が一体的に設けられており、キャビティ１６が取り鍋１８の収容部１８１と連通している。取り鍋１８の収容部１８１は、上方開放の半球状凹部に形成されている。後述するように、給湯装置２０から鍋１８の収容部１８１に供給された金属の溶湯９０は、所定量に達すると、図示されない駆動装置により金型１０が略９０度回動されたとき、キャビティ１６内に流入して、鋳込まれ、製品が鋳造されるようになっている。
【０００８】
給湯装置２０は、本体２２内に製品の材料となる金属の溶湯９０が収容されている。溶湯９０内にはフロート２４が浮設されている。このフロート２４にはロッド２６の下端部が一体的に設けられている。ロッド２６の上端部はロッド駆動装置３０に連結されており、このロッド駆動装置３０の一方向作動（他方向作動）により、ロッド２６及びフロート２４が、上方向（下方向）に移動するようになっている。しかして、フロート２４が下方向に移動すると、その移動量に応じて溶湯９０の湯面が上昇して、溶湯９０が、給湯装置２０の本体２２に形成された出口２８から、金型１０の取り鍋１８の収容部１８１内に供給されるようになっている。
【０００９】
上記したロッド２６及びフロート２４の上下方向の移動は、制御装置４０がロッド駆動装置３０を指示することによりなされる。すなわち、制御装置４０がロッド駆動装置３０にロッド２６の移動方向（つまり上方向か下方向か）及び移動量を示す信号を送ると、ロッド駆動装置３０が作動する。ロッド２６の移動量は、信号としてロッド駆動装置３０から制御装置４０に送られており、この移動量が指示された移動量に達したとき、制御装置４０はロッド駆動装置３０をしてロッド２６を停止せしめる。尚、制御装置４０はロッド駆動装置３０をしてロッド２６の移動速度も調整せしめることが出来るようになっており、この速度に応じて単位時間当たりの、金型１０の取り鍋１８の収容部１８１内への溶湯９０の供給量が調整される。
【００１０】
溶湯９０が、給湯装置２０の本体２２に形成された出口２８から、金型１０の取り鍋１８の収容部１８１内に供給されている間、収容部１８１内においては、溶湯９０の湯面は上昇する。この溶湯９０の湯面の高さは、制御装置４０の統制下にある検知棒駆動装置５０により上下動される検知棒５２により知ることが出来る。すなわち、制御装置４０が検知棒５０にロッド検知棒５２の移動方向（つまり上方向か下方向か）及び移動量を示す信号を送ると、検知棒駆動装置５０が作動する。検知棒５２の移動量は、刻々、信号として検知棒駆動装置５０から制御装置４０に送られており、検知棒５２が溶湯９０の湯面に触れたとき、直ちに停止し、移動量は制御装置４０に記憶される。そして、制御装置４０は検知棒駆動装置５０を直ちに、検知棒５２を原位置に復帰せしめる。尚、制御装置４０は検知棒駆動装置５０をして検知棒５２の移動速度も調整せしめることが出来るようになっている。また、検知棒５２は、周知のように、開かれた回路の２つの端子を備えて、この端子が溶湯の湯面に触れたとき、この回路が、溶湯による端子短絡により閉成されて、その信号が、制御装置４０に伝えられ、この信号に依拠して、前述の検知棒５２の停止・復帰がなされるようになっている。
【００１１】
上記した構成により、本発明の給湯方法がいかにして履践されるか、具体的に説明する。
【００１２】
（１）給湯システムが待機状態にあるとき、つまり出湯開始前（ｔ＝Ｔ０）、図２の（Ａ）に示されるように、検知棒５２は、引っ込み位置（図１の実線で示される位置）から下降されて、高さＨ１の位置に変移される。
【００１３】
次に、給湯装置２０から溶湯９０が金型１０の取り鍋１８に供給される。この供給が継続している間、取り鍋１８内の溶湯９０の湯面は上昇し続け、ある時刻（ｔ＝Ｔ１）になると、取り鍋１８内の溶湯９０の湯面が検知棒１１の先端面の２つの端子に接触し、回路が閉成される。この回路閉成と同時に信号が、制御装置４０に送られる。制御装置４０は、この信号を受領すると同時に、検知棒１１を高さＨ２まで変移させる。つまり、図２の（Ｃ）において、検知棒１１は、破線位置から実線位置まで上昇させられる。
【００１４】
また、制御装置４０は、検知棒１１の高さＨ１、高さＨ１以下の取り鍋１８の内部空間容積（所与のものとして制御装置４０に記憶されている）及び給湯開始から湯面の検知棒１１の先端面接触までの時間（Ｔ１−Ｔ０）を用いて、実平均給湯速度ＣＶ１を計算する。しかして、制御装置４０内には、設定平均給湯速度ＳＶ１が記憶されており、制御装置４０は、ＣＶ１＞ＳＶ１（ＣＶ１＜ＳＶ１）の時は、制御装置４０は、給湯速度を減少（増加）させる。
【００１５】
上記した検知棒１１の上昇（高さＨ１から高さＨ２）は、溶湯９０の給湯速度よりも大きくなるようになされる。これにより、検知棒１１の先端部の溶湯９０の湯面への接触を最小限にとどめ、検知棒の先端部への溶湯の付着（所謂「つらら」現象）を防止し、検知棒の常時正常作動を担保するものである。
【００１６】
取り鍋１８内への溶湯９０の給湯が更に継続されることに伴い、溶湯９０の湯面は、図２の（Ｂ）の実線位置つまり図２の（Ｃ）の破線位置から、図２の（Ｄ）の実線位置（高さＨ２）まで上昇する。このときの時刻は、ｔ＝Ｔ３。すると、取り鍋１８内の溶湯９０の湯面が検知棒１１の先端面の２つの端子に接触し、回路が閉成される。この回路閉成と同時に信号が、制御装置４０に送られる。制御装置４０は、検知棒１１の高さＨ２、高さＨ２以下の取り鍋１８の内部空間容積（所与のものとして制御装置４０に記憶されている）及び給湯開始から湯面の検知棒１１の先端面接触までの時間（Ｔ３−Ｔ０）を用いて、実平均給湯速度ＣＶ２を計算する。しかして、制御装置４０内には、設定平均給湯速度ＳＶ２が記憶されており、制御装置４０は、ＣＶ２＞ＳＶ２（ＣＶ２＜ＳＶ２）の時は、制御装置４０は、給湯速度を減少（増加）させる。
【００１７】
そして、取り鍋１８内の溶湯９０の湯面が所定の高さに達すれば（取り鍋１８内の溶湯９０が所定量に達すれば）、給湯が停止される。
【００１８】
また、上記した（２）〜（４）の過程を繰り返すことで、取り鍋１８内の溶湯９０の湯面が給湯のパターンをある程度任意に、例えば図３に示すような態様に、設定できる。すなわち、図３に示す給湯態様は、給湯初期はユックリ給湯してエア巻き込み・温度低下を予防している。その後は、給湯時間短縮と温度低下防止のために給湯速度を上げて単位時間当たりの給湯量を増加させ、そして給湯完了前には、給湯精度向上のために給湯速度を減じている。
【００１９】
尚、給湯装置２０からの給湯をフロートの溶湯の押し出しに代えて、ポンプを用いても良い。この場合、ポンプの吐出量は可変であることが必要である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、前記した課題解決は固より、給湯のパターンをある程度任意に設定できるので、生産性向上、原価低減を図ることが出来る。また、いわゆる「つらら」現象を回避でき、装置の精度・信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る給湯方法を実施する装置のブロック図。
【図２】本発明に係る給湯方法における湯面変化を経時的に示す図。
【図３】本発明に係る給湯方法における各要因の変化を示すグラフ。
【図４】本発明に係る別の給湯方法を実施したときの給湯速度の変化を示すグラフ。
【符号の説明】
１０  金型
１１  検知棒
１８  取り鍋
２０  給湯装置
【図１】
0004337349.tif 000002
【図２】
0004337349.tif 000003
【図３】
0004337349.tif 000004
【図４】
0004337349.tif 000005