金属溶湯供給装置
【課題】ラドルの傾転角度を自由に設定可能な金属溶湯供給装置を提供する。
【解決手段】ラドル搬送用リンク機構２とラドル回転機構３とを有する金属溶湯供給装置において、ラドル回転機構３には、ラドル回転用モータ６によって駆動される平行リンク機構２０を備える。該平行リンク機構２０は、ラドル回転用モータ６によって回転される第１クランク軸２１と、該第１クランク軸２１の周りに一端が回転可能に保持された第１リンク部材１１の他端側に回転可能に取り付けられた第２クランク軸２３と、第１及び第２のクランク軸２１，２３に形成された２つの回転位相が異なる偏心軸４５，４６に両端が連結された２本のバー状リンク部材２４Ａ，２４Ｂとから構成する。
【解決手段】ラドル搬送用リンク機構２とラドル回転機構３とを有する金属溶湯供給装置において、ラドル回転機構３には、ラドル回転用モータ６によって駆動される平行リンク機構２０を備える。該平行リンク機構２０は、ラドル回転用モータ６によって回転される第１クランク軸２１と、該第１クランク軸２１の周りに一端が回転可能に保持された第１リンク部材１１の他端側に回転可能に取り付けられた第２クランク軸２３と、第１及び第２のクランク軸２１，２３に形成された２つの回転位相が異なる偏心軸４５，４６に両端が連結された２本のバー状リンク部材２４Ａ，２４Ｂとから構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コールドチャンバ式のダイカストマシンに用いられる金属溶湯供給装置に係り、特に、溶解炉から金属溶湯を汲み上げ、汲み上げられた金属溶湯をダイカストマシンに備えられた射出スリーブ内に注ぎ込むラドルの回転機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶解炉から所定量の金属溶湯をラドルにより汲み上げて、ラドルを射出スリーブの給湯口の上方まで搬送し、ラドル内の金属溶湯を給湯口から射出スリーブ内に注ぎ込む金属溶湯供給装置においては、ラドル搬送用リンク機構によってラドルを溶解炉から給湯口の上方まで搬送すると共に、ラドル回転機構によってラドル内の金属溶湯が給湯口に供給されるようにラドルを回転（傾転）させるという構成をとることが多い。
【０００３】
本願出願人は先に、この種の金属溶湯供給装置として、図９に示すように、第１乃至第５のリンク部材１０１，１０２，１０３，１０４，１０５からなるラドル搬送用リンク機構１０６、並びに、ラドル搬送用リンク機構１０６を構成する第１リンク１０１内に保持されたベルト回転伝達系１１７と、ラドル搬送用リンク機構１０６を構成する第２リンク１０２内に保持され、ベルト回転伝達系１１７の出力側に連結された平行リンク回転伝達系１１８とからなるラドル回転伝達機構を備えたものを提案した。平行リンク回転伝達系１１８は、第２リンク１０２の一端部及び他端部に回転可能に保持された第１及び第２の回転体１１９，１２０と、これら第１及び第２の回転体１１９，１２０に両端部が回転可能に連結された１対のバー状リンク１２１，１２２とから構成されており、第２の回転体１２０には、ラドル１２３が一体に取り付けられる。なお、図中の符号１３１はラドル搬送用リンク機構１０６を駆動するためのラドル搬送用モータ、１３２はラドル回転伝達機構（ベルト回転伝達系１１７及び平行リンク回転伝達系１１８）を駆動するためのラドル回転用モータ、１３３はラドル搬送用モータ１３１の出力軸、１３４はラドル回転用モータ１３２の出力軸を示している。
【０００４】
平行リンク回転伝達系１１８は、その構成要素が鋼材よりなるので、耐熱性や耐久性に優れると共に、その線膨張係数がラドル搬送用リンク機構１０６を構成するリンク部材と同じであることから、室温状態時（装置停止時）においても、高温状態時（装置稼働時）においても、平行リンク回転伝達系１１８とリンク部材との伸び状態及び縮み状態が同一となり、その動作機能が安定したものとなる。よって、本構成の金属溶湯供給装置は、ラドル回転用の回転伝達機構の全体が回転伝達精度に優れたものとなり、ラドル１２３の回転姿勢制御（傾転角制御）を精緻に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１０３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の金属溶湯供給装置は、第１及び第２の回転体１１９，１２０を任意の回転角度で回転駆動することができないため、ラドル１２３の傾転角を金属溶湯の粘度等に応じて任意に設定することができないという問題がある。
【０００７】
即ち、図１０に示すように、特許文献１に記載の金属溶湯供給装置は、平行リンク回転伝達系１１８を構成する第１回転体１１９が、第１支軸１４１の外周に一定ピッチで取り付けられた第１乃至第３の回転円板１４２，１４３，１４４と、第１回転円板１４２と第２回転円板１４３との間に橋架された第１偏心軸１４５と、第２回転円板１４３と第３回転円板１４４との間に橋架された第２偏心軸１４６とから構成されており、１対のバー状リンク１２１，１２２の一端が、それぞれ第１偏心軸１４５と第２偏心軸１４６とに連結されている。このため、第１支軸１４１を左方向（矢印Ａの方向）に所定の回転角度だけ回転したときには、図１１に実線で示すように、一方のバー状リンク１２１が第１支軸１４１に衝合し、第１支軸１４１を右方向（矢印Ｂの方向）に所定の回転角度だけ回転したときには、図１１に鎖線で示すように、他方のバー状リンク１２２が第１支軸１４１に衝合する。よって、バー状リンク１２１，１２２が衝合する回転角度以上に第１支軸１４１を回転することが不可能で、ラドル１２３の傾転角が制限され、例えば粘度の高い金属溶湯を高速度で射出スリーブ内に注ぎ込むことができないなどの不都合を生じやすい。なお、図示は省略するが、第２回転体１２０についても第１回転体１１９と同様に構成されており、第２支軸１４２を回転したときに、各バー状リンク１２１，１２２が第２支軸１４２に衝合する。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ラドルの傾転角度を自由に設定可能な金属溶湯供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するため、溶解炉から所定量の金属溶湯を汲み上げるラドルと、前記ラドルを前記溶解炉側の所定位置及びダイカストマシンに備えられた射出スリーブ側の所定位置に交互に搬送するラドル搬送用リンク機構と、前記ラドル搬送用リンク機構の動力源であるラドル搬送用モータと、前記ラドルが前記射出スリーブ側の所定位置まで搬送されたときに、前記ラドルを回転して、前記ラドル内に汲み上げられた金属溶湯を前記射出スリーブ内に注ぎ込むラドル回転機構と、前記ラドル回転機構の動力源であるラドル回転用モータとを備えた金属溶湯供給装置において、前記ラドル回転機構は、前記ラドル回転用モータにより駆動される平行リンク機構を有しており、該平行リンク機構は、前記ラドル回転用モータにより回転される第１クランク軸と、該第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されたリンク部材の他端側に回転可能に取り付けられた第２クランク軸と、前記第１及び第２のクランク軸にそれぞれ形成された２つの回転位相が異なる偏心軸に両端が連結された２本のバー状リンク部材とからなるという構成にした。
【００１０】
クランク軸は、少なくとも長さ方向の両端部に回転中心軸が形成され、その間に回転円板と偏心軸とが交互に形成されたもので、偏心軸の形成部分には回転中心軸が形成されていない屈曲構造を有する軸である。したがって、このクランク軸の偏心軸にバー状リンク部材の両端部を回転可能に連結すると、クランク軸の回転角度に関わりなく、クランク軸とバー状リンク部材とが衝合せず、クランク軸の回転角度、ひいてはラドルの傾転角度を任意に設定することが可能となって、金属溶湯の粘度に応じたラドルの傾転角度の設定が可能になる。
【００１１】
また本発明は、前記構成において、前記第１及び第２のクランク軸に形成される２つの偏心軸の回転位相差を、９０°とした。
【００１２】
かかる構成によると、対をなすバー状リンクの回転位相差を９０°とすることができるので、これら２本のバー状リンクの動作過程にデッドポイントが発生せず、平行リンク機構の動作を円滑にして信頼性の高いものとすることができる。
【００１３】
また本発明は、前記構成において、前記第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されるリンク部材は、前記ラドル搬送用リンク機構を構成する複数のリンク部材の１つであるという構成にした。
【００１４】
かかる構成によると、ラドル搬送用リンク機構を構成する複数のリンク部材の１つに平行リンク機構を取り付けることができるので、平行リンク機構を取り付けるための特別なリンク部材を設ける必要がなく、金属溶湯供給装置の構成を簡略化することができる。
【００１５】
また本発明は、前記構成において、前記第２クランク軸は、他端に前記ラドルが取り付けられたチェーン駆動機構の一端に連結されているという構成にした。
【００１６】
かかる構成によると、第１クランク軸の回転を、一対のバー状リンク、第２クランク軸及びチェーン駆動機構を介してラドルに伝達することができるので、直列に接続された２つのリンク部材を有するラドル搬送用リンク機構への適用が可能になり、ラドルの搬送を容易なものにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、ラドル回転機構に備えられる平行リンク機構を、ラドル回転用モータにより回転される第１クランク軸と、該第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されたリンク部材の他端側に回転可能に取り付けられた第２クランク軸と、これら第１及び第２のクランク軸にそれぞれ形成された２つの回転位相が異なる偏心軸に両端が連結された２本のバー状リンク部材とから構成するので、クランク軸の回転角度に関わりなく、クランク軸とバー状リンク部材との衝合を回避することができる。よって、ラドルの傾転角度を任意に設定することでき、金属溶湯の粘度等に応じたラドルの傾転角度の設定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る金属溶湯供給装置の斜視図である。
【図２】実施形態に係る金属溶湯供給装置の要部拡大斜視図である。
【図３】実施形態に係るラドル回転機構の斜視図である。
【図４】実施形態に係る平行リンク機構の斜視図である。
【図５】ラドルが溶解炉内に挿入された状態を示す一部省略した実施形態に係る金属溶湯供給装置の正面図である。
【図６】ラドルが溶解炉から引き上げられた状態を示す一部省略した実施形態に係る金属溶湯供給装置の正面図である。
【図７】ラドルが射出スリーブの上方の所定位置まで搬送された状態を示す一部省略した実施形態に係る金属溶湯供給装置の正面図である。
【図８】ラドルを回転して射出スリーブ内に金属溶湯を流し込む際の状態を示す一部省略した実施形態に係る金属溶湯供給装置の正面図である。
【図９】従来例に係る金属溶湯供給装置の構成図である。
【図１０】従来例に係る金属溶湯供給装置に備えられる平行リンク回転伝達系の構成を示す要部斜視図である。
【図１１】従来例に係る金属溶湯供給装置に備えられる平行リンク回転伝達系の問題点を示す要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る金属溶湯供給装置の実施形態につき、図面を用いて説明する。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本例の金属溶湯供給装置は、ダイカストマシンの設置現場に設置される支持フレーム１と、支持フレーム１に設けられた５節リンク機構よりなるラドル搬送用リンク機構２と、ラドル搬送用リンク機構２内に組み込まれたラドル回転機構３と、ラドル搬送用リンク機構２によって溶解炉側の所定位置及びダイカストマシンに備えられた射出スリーブ側の所定位置に交互に搬送されると共に、ラドル回転機構３によって回転駆動されるラドル４と、ラドル搬送用リンク機構２を駆動するために支持フレーム１に搭載されたラドル搬送用モータ５と、ラドル４を回転（傾転）するために支持フレーム１に搭載されたラドル回転用モータ６とから主に構成されている。支持フレーム１内には、ラドル搬送用モータ５の回転を減速してラドル搬送用出力軸７に出力する第１減速ギア機構（図示省略）と、ラドル回転用モータ６の回転を減速してラドル回転用出力軸８に出力する第２減速ギア機構（図示省略）とが備えられており、ラドル搬送用出力軸７及びラドル回転用出力軸８は、支持フレーム１の同一側面から平行に突出されている。
【００２１】
ラドル搬送用リンク機構２は、一端部がラドル回転用出力軸７に回転可能に保持された第１リンク部材１１と、第１リンク部材１１の他端部に回転可能に連結された第２リンク部材１２と、一端部がラドル搬送用出力軸７に固着された第３リンク部材１３と、一端部が第２リンク部材１２の中間部に回転可能に連結され、中間部に第３リンク部材１３の他端部が回転可能に連結された第４リンク部材１４と、一端部がラドル回転用出力軸８に回転可能に保持され、他端部が第４リンク部材１４の他端部と回転可能に連結された第５リンク部材１５とから構成されており、第２リンク１２の他端部には、ラドル４の基端部が回転可能に保持されている。なお、第１乃至第５のリンク部材１１〜１５は、鋼板をもって中空の箱状に形成されており、各リンク部材の各連結部は、所要の支軸を介して回転可能に連結されている。
【００２２】
このように構成された本例のラドル搬送用リンク機構２は、その原動節である第３リンク部材１３をラドル搬送用モータ５の駆動力で回転駆動し、他の４つのリンク部材１１，１２，１４，１５を連携して運動させることにより、図５乃至図８に示すように、ラドル４の基端部（ラドル４の回転中心）を所定の移動軌跡に沿って移動させる。このラドル４の搬送動作については、後に説明する。
【００２３】
ラドル回転機構３は、図３に示すように、第１リンク部材１１内に内蔵された平行リンク機構２０と、第２リンク部材１２内に内蔵されたチェーン駆動機構３０とからなる。このうち、平行リンク機構２０は、ラドル回転用出力軸８に一端が固着された第１クランク軸２１と、第１リンク部材１１と第２リンク部材１２とを回転可能に連結する第１支軸２２と、該第１支軸２２に一端が固着された第２クランク軸２３と、これら第１及び第２のクランク軸２１，２３に両端部が連結された一対のバー状リンク２４Ａ，２４Ｂとをもって構成される。一方、チェーン駆動機構３０は、第１支軸２２に第２クランク軸２３と同心に固着された第１スプロケット３１と、第２リンク部材１２とラドル４とを連結する第２支軸３２と、該第２支軸３２に固着された第２スプロケット３３と、これら第１及び第２のスプロケット３１，３３に巻回されたチェーン３４とをもって構成されており、第２支軸３２の一端部には、ラドル４が一体に取り付けられる。
【００２４】
図４に示すように、第１及び第２のクランク軸２１，２３は、同一物であって、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２の挿入孔４１を有する第１及び第２のウェブ４２，４３と、第１ウェブ４２と第２ウェブ４３との間にバー状リンク２４Ａ，２４Ｂを内挿可能な所定の間隔を隔てて相平行に配列された第３ウェブ４４と、第１ウェブ４２と第３ウェブ４４との間に橋架された第１偏心軸４５と、第３ウェブ４４と第２ウェブ４３との間に橋架された第２偏心軸４６とから構成されている。このように、第１及び第２のクランク軸２１，２３として同一物を用いると、部品を共用化できて、部品の製造や管理、それに金属溶湯供給装置の組立を容易化することができるので、金属溶湯供給装置の低コスト化を図ることができる。
【００２５】
挿入孔４１に対する第１偏心軸４５と第２偏心軸４６との回転位相差は、バー状リンク２４Ａ，２４Ｂの動作過程にデッドポイントを発生させないため、９０°に設定される。これにより、平行リンク機構２０の動作を円滑なものにすることができて、金属溶湯供給装置の動作信頼性を高めることができる。
【００２６】
第１及び第２のウェブ４２，４３は、第１及び第２のクランク軸２１，２３をラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２に固着するためのクランパを兼ねており、挿入孔４１の一部からは、第１及び第２のウェブ４２，４３の外面に達するスリット４７が形成されると共に、これら第１及び第２のウェブ４２，４３の外面には、スリット４７を開閉する締め付けボルト４８が螺合されている。したがって、第１及び第２のクランク軸２１，２３は、第１又は第２のウェブ４２，４３に開設された挿入孔４１内にラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２を挿入した後、締め付けボルト４８を締め付けることによって、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２に固着することができる。
【００２７】
本例のラドル回転機構３は、上記のように構成されているので、ラドル回転用モータ６を回転駆動すると、その回転が図示しない第２減速ギア機構を介してラドル回転用出力軸８に伝達され、該出力軸８に固着された第１クランク軸２１が回転駆動される。第１クランク軸２１の回転は、第１偏心軸４５及び第２偏心軸４６に回転可能に連結された一対のバー状リンク２４Ａ，２４Ｂを介して第２クランク軸２３に伝達され、第２クランク軸２３と、第２クランク軸２３に固着された第１支軸２２と、第１支軸２２に固着された第１スプロケット３１とが一体に回転駆動される。この第１スプロケット３１の回転は、チェーン３４を介して第２スプロケット３３に伝達され、第２スプロケット３３と、第２スプロケット３３が固着された第２支軸３２と、第２支軸３２の一端に固着されたラドル４とが一体に回転駆動される。
【００２８】
上述のように、第１及び第２のクランク軸２１，２３は、第１又は第２のウェブ４２，４３に開設された挿入孔４１内にラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２を挿入した状態で、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２に固着されるので、第１ウェブ４２と第３ウェブ４４との間、及び第３ウェブ４４と第２ウェブ４３との間にはラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２が配置されることがない。よって、第１及び第２のクランク軸２１，２３をいかなる角度範囲で回転駆動しても、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２がバー状リンク２４Ａ，２４Ｂに衝合するということがなく、ラドル４を任意の角度で傾転させることができて、高粘度の金属溶湯についても迅速に射出スリーブ内に供給することができる。
【００２９】
以下、ラドル搬送用リンク機構２とラドル回転機構３とを協同的に駆動することにより実行される金属溶湯供給装置の動作を、図５乃至図８を用いて説明する。なお、これらの各図においては、ラドル搬送用リンク機構２を構成する第１リンク部材１１が省略されている。
【００３０】
図５はラドル４を溶解炉内に挿入した状態の図であり、ラドル４は金属溶湯注入口４ａを水平位置よりも下げた状態で溶解炉内に挿入される。ラドル４内に金属溶湯を注入した後、金属溶湯注入口４ａの傾斜角度をそのままの状態に保ったまま、ラドル４を溶解炉よりも上方に引き上げれば、金属溶湯注入口４ａの傾斜角度αに応じた一定量の金属溶湯をラドル４内に汲み上げることができる。勿論、金属溶湯注入口４ａの傾斜角度αを変更すれば、ラドル４内に汲み上げられる金属溶湯の量を増減できる。
【００３１】
ラドル４を溶解炉よりも上方に引き上げた後、ラドル回転用モータ６を駆動して、図６に示すように、ラドル４の金属溶湯注入口４ａを水平状態にする。これにより、搬送中にラドル４内の金属溶湯がこぼれ出すことを防止することができる。
【００３２】
この状態から、ラドル搬送用モータ５を駆動して、図７に示すように、ラドル４を図示しない射出スリーブの上方の所定位置、より詳細には、射出スリーブに開設された給湯口の上方まで搬送する。この搬送過程においては、ラドル４の金属溶湯注入口４ａが常に水平に保たれるようにラドル回転用モータ６を協同的に駆動する。
【００３３】
ラドル４が射出スリーブに開設された給湯口の上方の所定位置に達した段階で、ラドル搬送用モータ５の駆動を停止する。また、ラドル回転用モータ６を駆動し、図８に示すように、金属溶湯排出口４ｂが下向きになるようにラドル４を回転する。これにより、ラドル４内の金属溶湯を射出スリーブの給湯口内に注ぎ込むことができる。給湯口内への金属溶湯の注入速度は、ラドル４の回転角度βを変更することによって調整でき、高粘度の金属溶湯についてはラドル４の回転角度βを大きくし、低粘度の金属溶湯についてはラドル４の回転角度βを小さくすることによって、給湯口内への金属溶湯の注入速度を一定とすることができる。本例の金属溶湯供給装置は、第１及び第２のクランク軸２１，２３に形成された第１及び第２偏心軸４５，４６にバー状リンク２４Ａ，２４Ｂを回転可能に連結するので、第１及び第２のクランク軸２１，２３をいかなる角度範囲で回転駆動しても、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２がバー状リンク２４Ａ，２４Ｂに衝合するということがなく、ラドル４を任意の角度で傾転させることができる。
【００３４】
なお、前記実施形態においては、ラドル搬送用リンク機構２を５節リンク機構をもって構成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、他の任意のリンク機構を利用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、コールドチャンバー式のダイカストマシンに用いられる金属溶湯供給装置に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 支持フレーム
２ ラドル搬送用リンク機構
３ ラドル回転機構
４ ラドル
５ ラドル搬送用モータ
６ ラドル回転用モータ
７ ラドル搬送用出力軸
８ ラドル回転用出力軸
１１ 第１リンク部材
１２ 第２リンク部材
１３ 第３リンク部材
１４ 第４リンク部材
１５ 第５リンク部材
２０ 平行リンク機構
２１ 第１クランク軸
２２ 第１支軸
２３ 第２クランク軸
２４Ａ，２４Ｂ 一対のバー状リンク
３０ チェーン駆動機構
３１ 第１スプロケット
３２ 第２支軸
３３ 第２スプロケット
３４ チェーン
４１ 挿入孔
４２ 第１ウェブ
４３ 第２ウェブ
４４ 第３ウェブ
４５ 第１偏心軸
４６ 第２偏心軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コールドチャンバ式のダイカストマシンに用いられる金属溶湯供給装置に係り、特に、溶解炉から金属溶湯を汲み上げ、汲み上げられた金属溶湯をダイカストマシンに備えられた射出スリーブ内に注ぎ込むラドルの回転機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶解炉から所定量の金属溶湯をラドルにより汲み上げて、ラドルを射出スリーブの給湯口の上方まで搬送し、ラドル内の金属溶湯を給湯口から射出スリーブ内に注ぎ込む金属溶湯供給装置においては、ラドル搬送用リンク機構によってラドルを溶解炉から給湯口の上方まで搬送すると共に、ラドル回転機構によってラドル内の金属溶湯が給湯口に供給されるようにラドルを回転（傾転）させるという構成をとることが多い。
【０００３】
本願出願人は先に、この種の金属溶湯供給装置として、図９に示すように、第１乃至第５のリンク部材１０１，１０２，１０３，１０４，１０５からなるラドル搬送用リンク機構１０６、並びに、ラドル搬送用リンク機構１０６を構成する第１リンク１０１内に保持されたベルト回転伝達系１１７と、ラドル搬送用リンク機構１０６を構成する第２リンク１０２内に保持され、ベルト回転伝達系１１７の出力側に連結された平行リンク回転伝達系１１８とからなるラドル回転伝達機構を備えたものを提案した。平行リンク回転伝達系１１８は、第２リンク１０２の一端部及び他端部に回転可能に保持された第１及び第２の回転体１１９，１２０と、これら第１及び第２の回転体１１９，１２０に両端部が回転可能に連結された１対のバー状リンク１２１，１２２とから構成されており、第２の回転体１２０には、ラドル１２３が一体に取り付けられる。なお、図中の符号１３１はラドル搬送用リンク機構１０６を駆動するためのラドル搬送用モータ、１３２はラドル回転伝達機構（ベルト回転伝達系１１７及び平行リンク回転伝達系１１８）を駆動するためのラドル回転用モータ、１３３はラドル搬送用モータ１３１の出力軸、１３４はラドル回転用モータ１３２の出力軸を示している。
【０００４】
平行リンク回転伝達系１１８は、その構成要素が鋼材よりなるので、耐熱性や耐久性に優れると共に、その線膨張係数がラドル搬送用リンク機構１０６を構成するリンク部材と同じであることから、室温状態時（装置停止時）においても、高温状態時（装置稼働時）においても、平行リンク回転伝達系１１８とリンク部材との伸び状態及び縮み状態が同一となり、その動作機能が安定したものとなる。よって、本構成の金属溶湯供給装置は、ラドル回転用の回転伝達機構の全体が回転伝達精度に優れたものとなり、ラドル１２３の回転姿勢制御（傾転角制御）を精緻に行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１０３７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の金属溶湯供給装置は、第１及び第２の回転体１１９，１２０を任意の回転角度で回転駆動することができないため、ラドル１２３の傾転角を金属溶湯の粘度等に応じて任意に設定することができないという問題がある。
【０００７】
即ち、図１０に示すように、特許文献１に記載の金属溶湯供給装置は、平行リンク回転伝達系１１８を構成する第１回転体１１９が、第１支軸１４１の外周に一定ピッチで取り付けられた第１乃至第３の回転円板１４２，１４３，１４４と、第１回転円板１４２と第２回転円板１４３との間に橋架された第１偏心軸１４５と、第２回転円板１４３と第３回転円板１４４との間に橋架された第２偏心軸１４６とから構成されており、１対のバー状リンク１２１，１２２の一端が、それぞれ第１偏心軸１４５と第２偏心軸１４６とに連結されている。このため、第１支軸１４１を左方向（矢印Ａの方向）に所定の回転角度だけ回転したときには、図１１に実線で示すように、一方のバー状リンク１２１が第１支軸１４１に衝合し、第１支軸１４１を右方向（矢印Ｂの方向）に所定の回転角度だけ回転したときには、図１１に鎖線で示すように、他方のバー状リンク１２２が第１支軸１４１に衝合する。よって、バー状リンク１２１，１２２が衝合する回転角度以上に第１支軸１４１を回転することが不可能で、ラドル１２３の傾転角が制限され、例えば粘度の高い金属溶湯を高速度で射出スリーブ内に注ぎ込むことができないなどの不都合を生じやすい。なお、図示は省略するが、第２回転体１２０についても第１回転体１１９と同様に構成されており、第２支軸１４２を回転したときに、各バー状リンク１２１，１２２が第２支軸１４２に衝合する。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ラドルの傾転角度を自由に設定可能な金属溶湯供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するため、溶解炉から所定量の金属溶湯を汲み上げるラドルと、前記ラドルを前記溶解炉側の所定位置及びダイカストマシンに備えられた射出スリーブ側の所定位置に交互に搬送するラドル搬送用リンク機構と、前記ラドル搬送用リンク機構の動力源であるラドル搬送用モータと、前記ラドルが前記射出スリーブ側の所定位置まで搬送されたときに、前記ラドルを回転して、前記ラドル内に汲み上げられた金属溶湯を前記射出スリーブ内に注ぎ込むラドル回転機構と、前記ラドル回転機構の動力源であるラドル回転用モータとを備えた金属溶湯供給装置において、前記ラドル回転機構は、前記ラドル回転用モータにより駆動される平行リンク機構を有しており、該平行リンク機構は、前記ラドル回転用モータにより回転される第１クランク軸と、該第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されたリンク部材の他端側に回転可能に取り付けられた第２クランク軸と、前記第１及び第２のクランク軸にそれぞれ形成された２つの回転位相が異なる偏心軸に両端が連結された２本のバー状リンク部材とからなるという構成にした。
【００１０】
クランク軸は、少なくとも長さ方向の両端部に回転中心軸が形成され、その間に回転円板と偏心軸とが交互に形成されたもので、偏心軸の形成部分には回転中心軸が形成されていない屈曲構造を有する軸である。したがって、このクランク軸の偏心軸にバー状リンク部材の両端部を回転可能に連結すると、クランク軸の回転角度に関わりなく、クランク軸とバー状リンク部材とが衝合せず、クランク軸の回転角度、ひいてはラドルの傾転角度を任意に設定することが可能となって、金属溶湯の粘度に応じたラドルの傾転角度の設定が可能になる。
【００１１】
また本発明は、前記構成において、前記第１及び第２のクランク軸に形成される２つの偏心軸の回転位相差を、９０°とした。
【００１２】
かかる構成によると、対をなすバー状リンクの回転位相差を９０°とすることができるので、これら２本のバー状リンクの動作過程にデッドポイントが発生せず、平行リンク機構の動作を円滑にして信頼性の高いものとすることができる。
【００１３】
また本発明は、前記構成において、前記第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されるリンク部材は、前記ラドル搬送用リンク機構を構成する複数のリンク部材の１つであるという構成にした。
【００１４】
かかる構成によると、ラドル搬送用リンク機構を構成する複数のリンク部材の１つに平行リンク機構を取り付けることができるので、平行リンク機構を取り付けるための特別なリンク部材を設ける必要がなく、金属溶湯供給装置の構成を簡略化することができる。
【００１５】
また本発明は、前記構成において、前記第２クランク軸は、他端に前記ラドルが取り付けられたチェーン駆動機構の一端に連結されているという構成にした。
【００１６】
かかる構成によると、第１クランク軸の回転を、一対のバー状リンク、第２クランク軸及びチェーン駆動機構を介してラドルに伝達することができるので、直列に接続された２つのリンク部材を有するラドル搬送用リンク機構への適用が可能になり、ラドルの搬送を容易なものにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、ラドル回転機構に備えられる平行リンク機構を、ラドル回転用モータにより回転される第１クランク軸と、該第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されたリンク部材の他端側に回転可能に取り付けられた第２クランク軸と、これら第１及び第２のクランク軸にそれぞれ形成された２つの回転位相が異なる偏心軸に両端が連結された２本のバー状リンク部材とから構成するので、クランク軸の回転角度に関わりなく、クランク軸とバー状リンク部材との衝合を回避することができる。よって、ラドルの傾転角度を任意に設定することでき、金属溶湯の粘度等に応じたラドルの傾転角度の設定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係る金属溶湯供給装置の斜視図である。
【図２】実施形態に係る金属溶湯供給装置の要部拡大斜視図である。
【図３】実施形態に係るラドル回転機構の斜視図である。
【図４】実施形態に係る平行リンク機構の斜視図である。
【図５】ラドルが溶解炉内に挿入された状態を示す一部省略した実施形態に係る金属溶湯供給装置の正面図である。
【図６】ラドルが溶解炉から引き上げられた状態を示す一部省略した実施形態に係る金属溶湯供給装置の正面図である。
【図７】ラドルが射出スリーブの上方の所定位置まで搬送された状態を示す一部省略した実施形態に係る金属溶湯供給装置の正面図である。
【図８】ラドルを回転して射出スリーブ内に金属溶湯を流し込む際の状態を示す一部省略した実施形態に係る金属溶湯供給装置の正面図である。
【図９】従来例に係る金属溶湯供給装置の構成図である。
【図１０】従来例に係る金属溶湯供給装置に備えられる平行リンク回転伝達系の構成を示す要部斜視図である。
【図１１】従来例に係る金属溶湯供給装置に備えられる平行リンク回転伝達系の問題点を示す要部正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る金属溶湯供給装置の実施形態につき、図面を用いて説明する。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本例の金属溶湯供給装置は、ダイカストマシンの設置現場に設置される支持フレーム１と、支持フレーム１に設けられた５節リンク機構よりなるラドル搬送用リンク機構２と、ラドル搬送用リンク機構２内に組み込まれたラドル回転機構３と、ラドル搬送用リンク機構２によって溶解炉側の所定位置及びダイカストマシンに備えられた射出スリーブ側の所定位置に交互に搬送されると共に、ラドル回転機構３によって回転駆動されるラドル４と、ラドル搬送用リンク機構２を駆動するために支持フレーム１に搭載されたラドル搬送用モータ５と、ラドル４を回転（傾転）するために支持フレーム１に搭載されたラドル回転用モータ６とから主に構成されている。支持フレーム１内には、ラドル搬送用モータ５の回転を減速してラドル搬送用出力軸７に出力する第１減速ギア機構（図示省略）と、ラドル回転用モータ６の回転を減速してラドル回転用出力軸８に出力する第２減速ギア機構（図示省略）とが備えられており、ラドル搬送用出力軸７及びラドル回転用出力軸８は、支持フレーム１の同一側面から平行に突出されている。
【００２１】
ラドル搬送用リンク機構２は、一端部がラドル回転用出力軸７に回転可能に保持された第１リンク部材１１と、第１リンク部材１１の他端部に回転可能に連結された第２リンク部材１２と、一端部がラドル搬送用出力軸７に固着された第３リンク部材１３と、一端部が第２リンク部材１２の中間部に回転可能に連結され、中間部に第３リンク部材１３の他端部が回転可能に連結された第４リンク部材１４と、一端部がラドル回転用出力軸８に回転可能に保持され、他端部が第４リンク部材１４の他端部と回転可能に連結された第５リンク部材１５とから構成されており、第２リンク１２の他端部には、ラドル４の基端部が回転可能に保持されている。なお、第１乃至第５のリンク部材１１〜１５は、鋼板をもって中空の箱状に形成されており、各リンク部材の各連結部は、所要の支軸を介して回転可能に連結されている。
【００２２】
このように構成された本例のラドル搬送用リンク機構２は、その原動節である第３リンク部材１３をラドル搬送用モータ５の駆動力で回転駆動し、他の４つのリンク部材１１，１２，１４，１５を連携して運動させることにより、図５乃至図８に示すように、ラドル４の基端部（ラドル４の回転中心）を所定の移動軌跡に沿って移動させる。このラドル４の搬送動作については、後に説明する。
【００２３】
ラドル回転機構３は、図３に示すように、第１リンク部材１１内に内蔵された平行リンク機構２０と、第２リンク部材１２内に内蔵されたチェーン駆動機構３０とからなる。このうち、平行リンク機構２０は、ラドル回転用出力軸８に一端が固着された第１クランク軸２１と、第１リンク部材１１と第２リンク部材１２とを回転可能に連結する第１支軸２２と、該第１支軸２２に一端が固着された第２クランク軸２３と、これら第１及び第２のクランク軸２１，２３に両端部が連結された一対のバー状リンク２４Ａ，２４Ｂとをもって構成される。一方、チェーン駆動機構３０は、第１支軸２２に第２クランク軸２３と同心に固着された第１スプロケット３１と、第２リンク部材１２とラドル４とを連結する第２支軸３２と、該第２支軸３２に固着された第２スプロケット３３と、これら第１及び第２のスプロケット３１，３３に巻回されたチェーン３４とをもって構成されており、第２支軸３２の一端部には、ラドル４が一体に取り付けられる。
【００２４】
図４に示すように、第１及び第２のクランク軸２１，２３は、同一物であって、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２の挿入孔４１を有する第１及び第２のウェブ４２，４３と、第１ウェブ４２と第２ウェブ４３との間にバー状リンク２４Ａ，２４Ｂを内挿可能な所定の間隔を隔てて相平行に配列された第３ウェブ４４と、第１ウェブ４２と第３ウェブ４４との間に橋架された第１偏心軸４５と、第３ウェブ４４と第２ウェブ４３との間に橋架された第２偏心軸４６とから構成されている。このように、第１及び第２のクランク軸２１，２３として同一物を用いると、部品を共用化できて、部品の製造や管理、それに金属溶湯供給装置の組立を容易化することができるので、金属溶湯供給装置の低コスト化を図ることができる。
【００２５】
挿入孔４１に対する第１偏心軸４５と第２偏心軸４６との回転位相差は、バー状リンク２４Ａ，２４Ｂの動作過程にデッドポイントを発生させないため、９０°に設定される。これにより、平行リンク機構２０の動作を円滑なものにすることができて、金属溶湯供給装置の動作信頼性を高めることができる。
【００２６】
第１及び第２のウェブ４２，４３は、第１及び第２のクランク軸２１，２３をラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２に固着するためのクランパを兼ねており、挿入孔４１の一部からは、第１及び第２のウェブ４２，４３の外面に達するスリット４７が形成されると共に、これら第１及び第２のウェブ４２，４３の外面には、スリット４７を開閉する締め付けボルト４８が螺合されている。したがって、第１及び第２のクランク軸２１，２３は、第１又は第２のウェブ４２，４３に開設された挿入孔４１内にラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２を挿入した後、締め付けボルト４８を締め付けることによって、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２に固着することができる。
【００２７】
本例のラドル回転機構３は、上記のように構成されているので、ラドル回転用モータ６を回転駆動すると、その回転が図示しない第２減速ギア機構を介してラドル回転用出力軸８に伝達され、該出力軸８に固着された第１クランク軸２１が回転駆動される。第１クランク軸２１の回転は、第１偏心軸４５及び第２偏心軸４６に回転可能に連結された一対のバー状リンク２４Ａ，２４Ｂを介して第２クランク軸２３に伝達され、第２クランク軸２３と、第２クランク軸２３に固着された第１支軸２２と、第１支軸２２に固着された第１スプロケット３１とが一体に回転駆動される。この第１スプロケット３１の回転は、チェーン３４を介して第２スプロケット３３に伝達され、第２スプロケット３３と、第２スプロケット３３が固着された第２支軸３２と、第２支軸３２の一端に固着されたラドル４とが一体に回転駆動される。
【００２８】
上述のように、第１及び第２のクランク軸２１，２３は、第１又は第２のウェブ４２，４３に開設された挿入孔４１内にラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２を挿入した状態で、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２に固着されるので、第１ウェブ４２と第３ウェブ４４との間、及び第３ウェブ４４と第２ウェブ４３との間にはラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２が配置されることがない。よって、第１及び第２のクランク軸２１，２３をいかなる角度範囲で回転駆動しても、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２がバー状リンク２４Ａ，２４Ｂに衝合するということがなく、ラドル４を任意の角度で傾転させることができて、高粘度の金属溶湯についても迅速に射出スリーブ内に供給することができる。
【００２９】
以下、ラドル搬送用リンク機構２とラドル回転機構３とを協同的に駆動することにより実行される金属溶湯供給装置の動作を、図５乃至図８を用いて説明する。なお、これらの各図においては、ラドル搬送用リンク機構２を構成する第１リンク部材１１が省略されている。
【００３０】
図５はラドル４を溶解炉内に挿入した状態の図であり、ラドル４は金属溶湯注入口４ａを水平位置よりも下げた状態で溶解炉内に挿入される。ラドル４内に金属溶湯を注入した後、金属溶湯注入口４ａの傾斜角度をそのままの状態に保ったまま、ラドル４を溶解炉よりも上方に引き上げれば、金属溶湯注入口４ａの傾斜角度αに応じた一定量の金属溶湯をラドル４内に汲み上げることができる。勿論、金属溶湯注入口４ａの傾斜角度αを変更すれば、ラドル４内に汲み上げられる金属溶湯の量を増減できる。
【００３１】
ラドル４を溶解炉よりも上方に引き上げた後、ラドル回転用モータ６を駆動して、図６に示すように、ラドル４の金属溶湯注入口４ａを水平状態にする。これにより、搬送中にラドル４内の金属溶湯がこぼれ出すことを防止することができる。
【００３２】
この状態から、ラドル搬送用モータ５を駆動して、図７に示すように、ラドル４を図示しない射出スリーブの上方の所定位置、より詳細には、射出スリーブに開設された給湯口の上方まで搬送する。この搬送過程においては、ラドル４の金属溶湯注入口４ａが常に水平に保たれるようにラドル回転用モータ６を協同的に駆動する。
【００３３】
ラドル４が射出スリーブに開設された給湯口の上方の所定位置に達した段階で、ラドル搬送用モータ５の駆動を停止する。また、ラドル回転用モータ６を駆動し、図８に示すように、金属溶湯排出口４ｂが下向きになるようにラドル４を回転する。これにより、ラドル４内の金属溶湯を射出スリーブの給湯口内に注ぎ込むことができる。給湯口内への金属溶湯の注入速度は、ラドル４の回転角度βを変更することによって調整でき、高粘度の金属溶湯についてはラドル４の回転角度βを大きくし、低粘度の金属溶湯についてはラドル４の回転角度βを小さくすることによって、給湯口内への金属溶湯の注入速度を一定とすることができる。本例の金属溶湯供給装置は、第１及び第２のクランク軸２１，２３に形成された第１及び第２偏心軸４５，４６にバー状リンク２４Ａ，２４Ｂを回転可能に連結するので、第１及び第２のクランク軸２１，２３をいかなる角度範囲で回転駆動しても、ラドル回転用出力軸８又は第１支軸２２がバー状リンク２４Ａ，２４Ｂに衝合するということがなく、ラドル４を任意の角度で傾転させることができる。
【００３４】
なお、前記実施形態においては、ラドル搬送用リンク機構２を５節リンク機構をもって構成したが、本発明の要旨はこれに限定されるものではなく、他の任意のリンク機構を利用することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、コールドチャンバー式のダイカストマシンに用いられる金属溶湯供給装置に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１ 支持フレーム
２ ラドル搬送用リンク機構
３ ラドル回転機構
４ ラドル
５ ラドル搬送用モータ
６ ラドル回転用モータ
７ ラドル搬送用出力軸
８ ラドル回転用出力軸
１１ 第１リンク部材
１２ 第２リンク部材
１３ 第３リンク部材
１４ 第４リンク部材
１５ 第５リンク部材
２０ 平行リンク機構
２１ 第１クランク軸
２２ 第１支軸
２３ 第２クランク軸
２４Ａ，２４Ｂ 一対のバー状リンク
３０ チェーン駆動機構
３１ 第１スプロケット
３２ 第２支軸
３３ 第２スプロケット
３４ チェーン
４１ 挿入孔
４２ 第１ウェブ
４３ 第２ウェブ
４４ 第３ウェブ
４５ 第１偏心軸
４６ 第２偏心軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶解炉から所定量の金属溶湯を汲み上げるラドルと、前記ラドルを前記溶解炉側の所定位置及びダイカストマシンに備えられた射出スリーブ側の所定位置に交互に搬送するラドル搬送用リンク機構と、前記ラドル搬送用リンク機構の動力源であるラドル搬送用モータと、前記ラドルが前記射出スリーブ側の所定位置まで搬送されたときに、前記ラドルを回転して、前記ラドル内に汲み上げられた金属溶湯を前記射出スリーブ内に注ぎ込むラドル回転機構と、前記ラドル回転機構の動力源であるラドル回転用モータとを備えた金属溶湯供給装置において、
前記ラドル回転機構は、前記ラドル回転用モータにより駆動される平行リンク機構を有しており、該平行リンク機構は、前記ラドル回転用モータにより回転される第１クランク軸と、該第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されたリンク部材の他端側に回転可能に取り付けられた第２クランク軸と、前記第１及び第２のクランク軸にそれぞれ形成された２つの回転位相が異なる偏心軸に両端が連結された２本のバー状リンク部材とからなることを特徴とする金属溶湯供給装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のクランク軸に形成される２つの偏心軸の回転位相差を、９０°としたことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯供給装置。
【請求項３】
前記第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されるリンク部材は、前記ラドル搬送用リンク機構を構成する複数のリンク部材の１つであることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の金属溶湯供給装置。
【請求項４】
前記第２クランク軸は、他端に前記ラドルが取り付けられたチェーン駆動機構の一端に連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の金属溶湯供給装置。
【請求項１】
溶解炉から所定量の金属溶湯を汲み上げるラドルと、前記ラドルを前記溶解炉側の所定位置及びダイカストマシンに備えられた射出スリーブ側の所定位置に交互に搬送するラドル搬送用リンク機構と、前記ラドル搬送用リンク機構の動力源であるラドル搬送用モータと、前記ラドルが前記射出スリーブ側の所定位置まで搬送されたときに、前記ラドルを回転して、前記ラドル内に汲み上げられた金属溶湯を前記射出スリーブ内に注ぎ込むラドル回転機構と、前記ラドル回転機構の動力源であるラドル回転用モータとを備えた金属溶湯供給装置において、
前記ラドル回転機構は、前記ラドル回転用モータにより駆動される平行リンク機構を有しており、該平行リンク機構は、前記ラドル回転用モータにより回転される第１クランク軸と、該第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されたリンク部材の他端側に回転可能に取り付けられた第２クランク軸と、前記第１及び第２のクランク軸にそれぞれ形成された２つの回転位相が異なる偏心軸に両端が連結された２本のバー状リンク部材とからなることを特徴とする金属溶湯供給装置。
【請求項２】
前記第１及び第２のクランク軸に形成される２つの偏心軸の回転位相差を、９０°としたことを特徴とする請求項１に記載の金属溶湯供給装置。
【請求項３】
前記第１クランク軸の周りに一端が回転可能に保持されるリンク部材は、前記ラドル搬送用リンク機構を構成する複数のリンク部材の１つであることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の金属溶湯供給装置。
【請求項４】
前記第２クランク軸は、他端に前記ラドルが取り付けられたチェーン駆動機構の一端に連結されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の金属溶湯供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１６１４９７（Ｐ２０１１−１６１４９７Ａ）
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９１４７（Ｐ２０１０−２９１４７）
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００２２２５８７）東洋機械金属株式会社 (299)
【公開日】平成２３年８月２５日（２０１１．８．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（０００２２２５８７）東洋機械金属株式会社 (299)
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