JP4658538B2

JP4658538B2 - スラリー処理供給装置

Info

Publication number: JP4658538B2
Application number: JP2004234459A
Authority: JP
Inventors: 信夫堀; 博志岡本; 勝也井手
Original assignee: 株式会社山城精機製作所
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2024-08-11
Also published as: JP2006051518A

Description

この発明は、金属材料の溶湯を固液共存状態であるいわゆるスラリー化するスラリー製造装置からダイカスト機や溶湯鍛造装置、プレス装置等の成形装置へスラリーを供給するスラリーの処理供給装置に関する。

薄肉物の成形が可能であり、大量生産に適した金属の成形加工法として、溶湯を金型に注入して鋳造するダイカストがある。従来のこの種のダイカスト機では、溶湯を金型に注入する際には、金型内に材料が確実に行き渡るよう、溶湯を高圧下で注入用のピストンの速度を大きくして溶湯を注入するようにしている。このため、材料が金型に供給される際の速度が大きくなって乱流が生じ、鋳造過程で空気が混入し、最終製品に気孔が発生するおそれがある。そこで、加圧されて金型に供給される際に、速度を小さくすることができて、乱流を生じることがなく、気孔の発生を防止することができるよう固液共存状態金属材料により成形加工することが要望され、特許文献１にはこの固液共存状態金属材料の製造方法が提案されている。

また、前記共存状態金属材料の製造方法を実施するための具体的な固液共存状態金属スラリの製造装置が、特許文献２に記載されている。

さらに、前記固液共存状態金属スラリの製造装置を使用して、固液共存状態金属材料の成型装置が、特許文献３に記載されている。

特許文献１に記載された固液共存状態金属材料の製造方法は、容器に注湯された溶融金属に初期凝固層を形成させない電磁気場を印加する印加工程と、この印加工程にて前記容器に前記電磁気場が印加されている状態で溶融金属を前記容器に注湯する注湯工程と、前記溶融金属が注湯された前記容器に対する電磁気場の印加を終了する終了工程と、電磁気場の印加が終了された前記溶融金属を冷却して固液共存状態の金属材料を形成する冷却工程とを具備したもので、電磁気場を印加することにより容器内の溶融金属を攪拌するようにしたものである。

また、特許文献２に記載された固液共存状態金属の製造装置は、電磁気場を印加する攪拌部と、この攪拌部にて電磁気場が印加され、この電磁気場が印加されている状態で、溶融金属が注湯される筒状部と、この筒状部の軸方向の一端側から進退可能に挿入され、この筒状部の軸方向の他端側から溶融金属が注湯されて収容されるようにこの筒状部の一端側を閉塞する押圧手段とを具備した構造とされている。また、製造されたスラリは、前記押圧手段の前進によって筒状部から排出されるようにしてある。

そして、特許文献３に記載された固液共存状態金属材料の成形装置は、軸方向の一端部に設けられた吐出口を有する第１の筒状部と、この第１の筒状部の軸方向の他端側に対して軸方向の一端部が所定の角度を介して回動可能に配設され、この一端部が回動により前記第１の筒状部の他端部に連通し、内部に溶融金属が注湯される第２の筒状部と、この第２の筒状部内に注湯された溶融金属に電磁気場を印加するとともに、この電磁気場が印加されている状態で前記第２の筒状部内に溶融金属を注湯させる攪拌部と、前記第２の筒状部の軸方向の他端側から進退可能に挿入され、この第２の筒状部の一端側から溶融金属が注湯されて収容されるようにこの第２の筒状部の他端側を閉塞するとともに、この第２の筒状部内で製造された固液共存状態金属材料を押圧する押圧手段と、この押圧手段の押圧により前記第１の筒状部の吐出口から吐出された固液共存状態金属材料を成形して成形品とする成形部とを具備した構成とされている。すなわち、第１の筒状部をほぼ水平状態に配し、第２の筒状部を水平位置と垂直位置との位置するように回動可能とするとともに、水平位置で第１の筒状部と連通する状態とする。垂直位置で溶融金属を収容して攪拌し、スラリー化させた後、該第２の筒状部を回動させて第１の筒状部に連通させ、前記押圧手段で第１の筒状部から成形部へスラリーを水平方向に供給するようにしたものである。

特許第３４９６８３３号特許第３５２０９９４号特許第３５２０９９３号

しかしながら、上述した特許文献３に記載された固液共存状態金属材料の成形装置では、生成されたスラリーを筒状部から成形装置に供給する構造となっているため、既存の設備を利用することができない。既存のダイカスト工場等では、金属を溶融させる溶融炉と該溶融炉で生成された金属溶湯を材料として製品を成形する成形機とを備えている。ところが、特許文献３に記載された成形装置では、成形機がスラリー製造装置と一体的に構成されなければならないから、既存の成形機を流用しにくい。また、既存の設備では、既に溶融炉や成形機が工場内の所定位置に設置されているので、スラリー製造装置を導入しようとする場合、これらの配置設計が制限され、場合によっては工場の拡張を必要とする場合が生じる。

そこで、この発明は、既存の溶融炉と成形機を極力利用して、スラリー製造装置で生成されたスラリーで所望の製品を成形加工できるようにしたスラリー処理供給装置を提供することを目的としている。

前記の目的を達成するための技術的手段として、この発明に係るスラリー処理供給装置は、溶融炉で溶融させた金属材料を、電磁気場による攪拌装置を備えたスラリー製造装置でスラリー化させ、この金属材料のスラリーを供給して成形機で所望の形状に成形加工する際に、前記溶融した溶融金属の提供を受け、該溶融金属を前記スラリー製造装置に供給し、前記スラリーを成形機に供給するためのスラリー処理供給装置において、前記溶融金属を前記スラリー製造装置に供給するに際して、金属製の処理容器に溶融金属を収容させ、該処理容器内で生成させたスラリーを、処理容器を反転させて前記成形機に供給し、前記成形機にスラリーを供給して空になった前記処理容器を正立させた状態で容器保持手段に保持させて途中まで水中に浸漬して冷却する冷却手段と、前記冷却手段で冷却された前記処理容器を正立させた状態で、容器支持手段に支持させて該処理容器の外面に付着した水分を除去する水分除去手段と、前記水分除去手段で外面の水分が除去された前記処理容器を倒立させて、該処理容器の内面の清掃を行う清掃手段と、前記清掃手段で内面が清掃された前記処理容器を倒立させて、該処理容器の内面にスラリーが付着することを防止する離型剤を必要に応じて塗布する離型剤塗布手段と、前記冷却手段と水分除去手段、清掃手段、離型剤塗布手段、スラリー製造装置へ順次処理容器を搬送する搬送手段とを有し、前記スラリー製造装置の、上昇して受け渡し位置にある容器保持手段に正立させた状態で処理容器を保持させ、該処理容器に金属材料を供給し、前記容器保持手段を下降させて処理位置に位置させ、前記金属材料をスラリー化させることを特徴している。

スラリー製造装置に供された溶融金属は前記処理容器内でスラリー化される。この処理容器ごとスラリー製造装置から取り出し、処理容器内のスラリーを成形機に供給するようにしたものである。処理容器は鉛直方向からスラリー製造装置に供することができるから、特許文献３に記載された成形装置のように、筒状部を回動させてスラリーを押し出す操作等を必要としない。
また、処理容器は、連続して使い回しを行うことができる。このため、溶融金属を収容する前処理として、冷却や清掃、離型剤の塗布等を行う必要があり、これら前処理の各工程に処理容器を順次供させるための搬送手段を備えたものである。しかも、処理容器を複数個とすることにより製品の加工効率をあげることができるので、これら複数の処理容器を順番に次工程へ搬送させるようにして、連続して処理容器をスラリー製造装置へ供給できるようにする。

また、請求項２の発明に係るスラリー処理供給装置は、前記冷却手段の前工程に、前記容器保持手段を具備し、該容器保持手段に保持させて処理容器を待機させる待機手段を設け、処理容器を該待機手段と冷却手段、水分除去手段、清掃手段、離型剤塗布手段、スラリー製造装置へ順次供することを特徴としている。

スラリー製造装置へ処理容器を供給する前処理工程に供する前に、待機手段に供して一時待機させる工程を加えたものである。前処理工程を順次搬送させるための時間としては、前記成形機で成形加工している時間内であれば連続した製造ができるので、成形加工の時間と前処理からスラリー製造までの時間とをほぼ等しくすることが好ましい。そのための調整として待機手段の工程を介する。なお、このため、待機手段の工程と冷却手段の工程、水分除去手段の工程、清掃手段の工程、離型剤塗布手段の工程とともにスラリー製造装置との６工程を経て成形機に供されることになるから、これらの工程に効率よく処理容器を搬送するために、５個の処理容器を用いればよい。

また、請求項３の発明に係るスラリー処理供給装置は、前記容器保持手段は、正三角形の頂点に配して処理容器を載置させる３本の受けロッドと、前記正三角形に対して180度にずれた位置であって処理容器の外壁面を規制する位置に配した３本の支持ロッドとからなり、前記容器支持手段は、処理容器を受容する容器ホルダと、該容器ホルダの底面に正三角形の頂点に配して処理容器を載置される３本の受けロッドと、処理容器を容器ホルダの内壁面に接触しない状態に保持する調整ネジとからなり、前記容器保持手段と容器支持手段とには、処理容器を上方から降下させて供することを特徴としている。

容器保持手段と容器支持手段のいずれも、処理容器を３本の受けロッドで支持する。容器保持手段では、３本の前記支持ロッドにより処理容器を保持させる。また、容器支持手段では前記容器ホルダに処理容器を収容させる。このとき、処理容器と容器ホルダとの間に間隙が形成されるから、該容器ホルダの内部を吸引することにより処理容器の外面に付着した水分が吸引されて除去される。

また、請求項４の発明に係るスラリー処理供給装置は、前記搬送手段に、多関節旋回ハンドを備えた産業用ロボットを用いていることを特徴としている。

すなわち、処理容器の搬送や処理容器の反転処理を単一の搬送手段で行わせるものとして、多関節旋回ハンドを備えた産業用ロボットを用いたものである。

この発明に係るスラリー処理供給装置によれば、処理容器を介してスラリー製造装置で生成したスラリーを成形機に供給するようにしたから、既存の溶融炉と成形機との間にスラリー製造装置を介在させて、製品を成形することができる。しかも、既存の溶融炉と成形機の配置を変更することなく、余剰のスペースにスラリー製造装置を配置することができる。
また、処理容器を連続してスラリー製造装置で使用することができる。さらに、複数個の処理容器を使用することができるので、成形加工の効率を高くすることができる。

また、請求項２の発明に係るスラリー処理供給装置によれば、成形機での加工時間と前処理から処理容器内にスラリーを製造するまでの時間との調整を容易に行うことができる。

また、請求項３の発明に係るスラリー処理供給装置によれば、３本の受けロッドと３本の支持ロッドによる簡単な構造で処理装置を安定して支持させることができる。また、容器ホルダ内を吸引することによって処理容器を安定させた状態で、その外面に付着した水分の除去を容易に行うことができる。

また、請求項４の発明に係るスラリー処理供給装置によれば、処理容器を単一の搬送手段によって搬送することができる。しかも、この搬送手段である産業用ロボットを自由にレイアウトすることができるので、既存の溶融炉や成形機との関係で、スラリー製造装置を容易に増設することができる。

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係るスラリー処理供給装置を具体的に説明する。

図４はこのスラリー処理供給装置を配置して、既存のるつぼ式の溶融炉１から立型ダイカストの成形機２へスラリーを供給する概略の構成を示す平面図である。また、従来は溶融炉１で溶融された溶湯は給湯装置３により成形機に供給されるもので、この給湯装置３を、その供給位置を変更することにより利用している。すなわち、溶湯は給湯装置３によってスラリー処理装置４に供給される。そして、スラリー処理装置４と成形機２との間に多関節旋回ハンドを備えた産業用ロボットによる搬送用ロボット５が配設されている。

図５は、図４に示す配置図の右側面図であり、前記給湯装置３が溶融炉１とスラリー処理装置４との間に配設されている。溶融炉１は、るつぼ11の中でアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金、鉄、鉄合金等の材料金属を溶融する。給湯装置３は、駆動モータ31の出力軸に連繋されて揺動する揺動腕32を備えている。この揺動腕32の先端に取瓶33が取り付けられており、該揺動腕32の揺動範囲の一方の端部で該取瓶33が溶融炉１のるつぼ11内の溶湯を掬い上げる。また、前記スラリー処理装置４の後述するスラリー製造装置41を、該揺動腕32の揺動範囲の他方の端部に臨ませて配し、取瓶33内の溶湯を該スラリー製造装置41に供給できるようにしてある。なお、取瓶33は揺動腕32に対して適宜角度に傾くようにしてあり、傾けることによって溶湯を掬い、スラリー製造装置41に溶湯を供給するようにしてある。なお、スラリー製造装置41の上方の注湯位置とそこから外れた待機位置との間を旋回する漏斗６が設けられており、スラリー製造装置41へ注湯する場合には該漏斗６が注湯位置に進入して、注湯作業が円滑に行われるようにする。

図１〜図３はスラリー処理装置４を示す図で、図１は平面図、図２は正面図、図３は右側面図であり、それぞれ一部を省略して示してある。前記スラリー製造装置41はこのスラリー処理装置４の前記溶融炉１側の端部に配されており、電磁気場による攪拌装置を備えている。この攪拌装置は円筒状に形成され、内部に収容した溶融金属を攪拌しながら冷却して、固液共存状態金属材料であるスラリーを生成する。このとき、スラリー製造装置41には金属製の処理容器７を収容させ、この処理容器７に溶湯を供給する。この処理容器７としては、スラリー製造装置41が電磁気場を付与して溶湯を攪拌する原理であれば、ステンレス等の非磁性体であり、高熱の溶湯を収容するため熱伝導率が低いものが好ましく、溶湯に浸食されないもので、場合によっては内面をライニングやコーティングすることが好ましい。

スラリー処理装置４の前記スラリー製造装置41とは反対側の端の角部には、処理容器７を待機させる待機工程を構成する待機手段42が設けられている。この待機手段42とスラリー製造装置41との間に、待機手段42の側から順に、処理容器７を水冷する工程を構成する冷却手段43と該冷却手段43で処理容器７の外面に付着した水分を除去する工程を構成する水分除去手段44、処理容器７の内面に付着した余剰の材料溶湯が固化したスラッジを除去する工程を構成する清掃手段45、処理容器７の内面にスラリーが容易に剥離されるよう離型剤を塗布する工程を構成する離型剤塗布手段46とが配設されている。この実施形態ではこれら各手段をほぼ直線上に配した構造として示してあり、搬送用ロボットを利用して前記処理容器７を後述するように搬送する場合には好ましい。しかし、直線上とする必要がないことは勿論であり、既設の溶融炉１や成形機２の配置との関係で、例えば六角形の頂点にスラリー製造装置41や各手段42〜46を配置することもできる。

前記スラリー製造装置41には、図７に示すように、円筒形の攪拌装置内を昇降可能な容器受け板41a が設けられている。この容器受け板41a は、該スラリー製造装置41の下方に配設されたシリンダ41b によって昇降するピストンロッド41c に支持されて、昇降するようにしてある。なお、容器受け板41a の下面には支持板41d が取り付けられ、この支持板41d を介してピストンロッド41c に連繋させてある。この支持板41d の両端部には一対のガイドロッド41e が取り付けられており、このガイドロッド41e を基板部に固定されたブッシュ41f に挿通させて、容器受け板41a と支持板41d とが回動することがないようにしてある。前記容器受け板41a の上面であり、処理容器７を受容することができる位置であって、該処理容器７の外径よりも僅かに大きい直径の円周上に容器保持手段を構成する３本の支持ロッド41g が等間隔で植設されている。また、処理容器７の底面を受けることができる位置の円周上には、前記支持ロッド41g とほぼ180度にずれた位置に容器保持手段を構成する３本の受けロッド41h が植設されている。すなわち、図８に示すように、支持ロッド41g と受けロッド41h はいずれも正三角形の頂点に配されており、支持ロッド41g が配された正三角形は受けロッド41h が配された正三角形よりも大きく、これらの正三角形はほぼ180度ずれた位置にある。そして、処理容器７をスラリー製造装置41に供する場合には、該処理容器７は受けロッド41h に載置され、該処理容器７の外面が前記支持ロッド41g に接触してスラリー製造装置41に対して位置決めされるよう保持される。また、容器受け板41a は、前記ピストンロッド41c によって、処理容器７を受入、受け渡すのに支障がないよう、スラリー製造装置41の上部の受け渡し位置と、該処理容器７をスラリー製造装置41に収容して、該処理容器７内の溶湯をスラリー化することができるスラリー製造装置41の下部の処理位置との間を昇降するようにしてある。また、処理容器７が受け渡し位置に存する状態を検出するセンサ41i が設けられている。

図９は前記待機手段42を示す図で、この待機手段42は処理容器７を次工程へ供する前に待機させる位置に設けられており、スラリー製造装置41の前記支持ロッド41g と同様な３本の支持ロッド42a と、同じく受けロッド41h と同様な３本の受けロッド42b とが台板42c に植設されており、これら支持ロッド42aと受けロッド41hとにより容器保持手段が構成されている。したがって、この待機手段42に供される処理容器７は３本の受けロッド42b に載置され、３本の支持ロッド42a に保持される。

前記冷却手段43を、図10〜図12に示してあり、図10は正面図、図11は平面図、図12は側面図である。この冷却手段43は処理容器７を水槽43a に浸漬することにより冷却するもので、処理容器７は昇降する支持部材43b に支持される。この支持部材43b は断面ほぼＬ字形に形成されており、該Ｌ字形の一方の脚部43b1が水槽43a の壁面と平行に配され、他方の脚部43b2が底面と平行となるようにしてある。この脚部43b2の上面に、前記支持ロッド41g と同様な支持ロッド43c と、前記受けロッド41h と同様な受けロッド43d が植設されており、これら支持ロッド43cと受けロッド43dとにより容器保持手段が構成されている。すなわち、処理容器７は受けロッド43d に載置され、支持ロッド43d に保持されるようにしてある。また、壁面と平行な前記脚部43b1には一対のローラ43e が壁面に接触して回動自在に支持されており、支持部材43b の昇降時には壁面で転動するようにしてある。

前記支持部材43b の脚部43b1の上端部は、支持板43f の先端部に取り付けられており、この支持板43f の基端部は水槽43a の外側に位置している。この基端部にシリンダ43g により昇降するピストンロッド43h の先端部が受け板43i を介して連繋しており、また該受け板43i には、図示しないブッシュに挿通された一対のガイドロッド43j が取り付けられて、支持板43f と支持部材43b の昇降を案内している。このピストンロッド43h の動作によって前記支持部材43b が、水槽43a の水面より上で処理容器７の受け渡しを行える受け渡し位置と、処理容器７を冷却するのに十分に浸漬させられる浸漬位置との間を昇降するようにしてある。なお、浸漬位置は、該浸漬位置にある状態で、処理容器７の中には冷却水が侵入しないようにしてある。

また、前記水槽43a は、仕切壁43k で浸漬室43m と排水室43n との２室に区画されており、冷却水は浸漬室43m に供給され、仕切壁43k を越えた冷却水が排水室43n に流れるようにしてある。排水室43n には排水管43p が接続されて、排水室43n 内の冷却水を水槽43a の外部に排出するようにしてある。このため、水槽43a 内の冷却水の水面Ｌは、仕切壁43k の高さとほぼ等しくなり、この仕切壁43k の高さによって水面の高さを調整できる。

前記冷却手段43に後続する水分除去手段44を、図13及び図14に示してある。この水分除去手段44は処理容器７を受容する容器支持手段を構成する容器ホルダ44a で構成されている。この容器ホルダ44a は底付円筒で形成されており、底面44b は処理容器７の底面形状に沿った形状に形成されている。この底面44b に前記受けロッド41h と同様な受けロッド44c が植設されており、処理容器７が載置されるようにしてある。また、容器ホルダ44a の上部には、ほぼ等間隔に先端が容器ホルダ44a 内に突出した３本の調整ネジ44d が螺合させてあり、その突出長さを調整することにより、処理容器７の外面と容器ホルダ44a の間隔がいずれの位置でもほぼ等しくなるよう調整できるようにしてある。

そして、容器ホルダ44a の底面44b の中央部には容器ホルダ44a の内部と連通した吸気管44e が接続されている。この吸気管44e はサクションブロア等の図示しない吸気装置の吸い込み口に接続させてあり、容器ホルダ44a の内部から空気を吸引するようにしてある。

前記水分除去手段44に後続する前記清掃手段45を、図15〜図17に示してあり、図15は正面図、図16は平面図、図17は側面図である。この清掃手段45には処理容器７を上下反転させて倒立した状態にして供するようにしてあり、この処理容器７の開口縁部を把持して固定する一対のチャック爪45a からなるチャック手段を備えている。すなわち、一対のチャック爪45a は互いに接近する方向に付勢されており、該チャック爪45aの開放側から処理容器７を押し込むと、チャック爪45a が僅かに拡開し、最奥部まで押し込んだ状態で処理容器７が把持される。チャック爪45a の開放側の前方にはダストボックス45b が設けられており、処理容器７はこのダストボックス45b の上方で上下反転されるようにしてある。また、チャック爪45a の開放側の直前にはブラシ45c が設けられており、処理容器７が押し込まれる際に、該処理容器７の開口縁部がこのブラシ45c を擦過するようにしてある。

前記チャック爪45a によって把持された処理容器７の下方には、空気吹き出し用のエアノズル45d が昇降自在に設けられている。このエアノズル45d の昇降はシリンダ45e によって進退動作するピストンロッド45f によって行われ、その昇降範囲は、処理容器７をチャック爪45a に押し込む際に支障とならない位置と、チャック爪45a に把持された処理容器７の内部で、後述する作用を十分に果たすことができる位置とされている。

また、図15及び図16に示すように、清掃手段45の隣には離型剤塗布手段46が配されている。この離型剤塗布手段46にも、処理容器７は上下反転された状態で供され、処理容器７を保持させられる開口部46a に設置される。開口部46a の中央部には離型剤を噴射する離型剤ノズル46b が、該開口部46a に設置された処理容器７の内部を臨むように設けられている。

前記搬送用ロボット５は、前記処理容器７を把持するハンド部51を多関節旋回腕52の先端に具備し、本体部53を中心として多関節旋回腕52が旋回自在とされている。なお、該ハンド部51には、処理容器７を把持していることを判別する図示しない把持センサが具備されている。また、多関節旋回腕52は関節部の折曲角度に応じて伸縮し、ハンド部51の位置を変更することができる。そして、ハンド部51は多関節旋回腕52に対して回動自在とされている。

以上により構成されたこの発明に係るスラリー処理供給装置によって、溶融炉１で溶融された溶湯をスラリー化して成形機２によって所望の製品に成形する動作を以下に説明する。

前記成形機２にスラリー化された金属材料が供給されて、成形加工されている状態にあるとする。この状態では、前記待機手段42と冷却手段43、水分除去手段44、清掃手段45、離型剤塗布手段46のそれぞれに処理容器７が存している。すなわち、５個の処理容器７がスラリー製造装置41を除く各手段に供されている。

待機手段42に供されている処理容器７は、受けロッド42b に載置され、支持ロッド42a で保持されている。

冷却手段43に供されている処理容器７は、受けロッド43d に載置され、支持ロッド43c で保持された状態で、水槽43a の冷却水に浸漬される。このとき、前記支持部材43b は水槽43a に下降した浸漬位置にある。所定時間が経過すると、シリンダ43g が作動してピストンロッド43h を押し上げ、支持部材43b を上昇させて受け渡し位置に位置させ、処理容器７を水面Ｌよりも上昇させ、この状態で待機する。

水分除去手段44に供されている処理容器７は、容器ホルダ44a に収容された状態で図示しない前記吸気装置が作動して、容器ホルダ44a の内部の空気を吸引する。これにより、冷却手段43に供された処理容器７の外面に付着した水分も吸引されて、処理容器７は乾燥する。この際、処理容器７の外面と容器ホルダ44a の内面との間隔を該処理容器７の全域に亙って均一としてあれば、吸引が均一に行われて、水分が均一に除去されるので、前記調整ネジ44d の突出量を調整する。

清掃手段45に供されている処理容器７は、チャック爪45a で把持されており、前記エアノズル45d が処理容器７の内部に位置している。この状態で、該エアノズル45d から空気を吹き出して、処理容器７の内面に吹き付ける。これにより、内面に付着して残存した成形材料が吹き飛ばされて、落下する。所定時間が経過したならば、前記シリンダ45e を作動させてピストンロッド45f を下降させ、エアノズル45d を処理容器７の下方に位置させる。空気が吹き付けられている際には、処理容器７はチャック爪45a によって把持されているから、該処理容器７が吹き飛ばされることはない。なお、ピストンロッド45f が処理容器７の開口縁部よりも内部に位置した時点から空気の吹き出しを開始し、所定の高さまでピストンロッド45f が上昇したならばシリンダ45e の動作を反転させてピストンロッド45f を下降させ、エアノズル45d を下降させる。その後、該エアノズル45d が処理容器７の開口縁部よりも下方に位置した状態で空気の吹き出しを停止するようにしても構わない。

離型剤塗布手段46に供されている処理容器７は、前記離型剤ノズル46b から噴射される離型剤が内面に塗布される。なお、このときの噴射の圧力は離型剤を塗布できれば十分であるから、処理容器７を吹き飛ばす程の大きい圧力とならない。

この状態で、前記搬送用ロボット５が、離型剤塗布手段46で離型剤が塗布された処理容器７をスラリー製造装置41へ移動させる。このとき、スラリー製造装置41の前記容器受け板41a が上昇して受け渡し位置にある。また、搬送用ロボット５はそのハンド部51を回動させて倒立していた処理容器７を反転させ正立させた後、上方から容器受け板41a に載置させ、支持ロッド41g に保持させ、スラリー製造装置41へ供給する。

次に、搬送用ロボット５は清掃手段45で清掃された処理容器７を離型剤塗布手段46へ移動させる。このとき、処理容器７を倒立した状態に維持させる。清掃手段45から処理容器７を外す場合には、ハンド部51で把持した処理容器７を前記チャック爪45a の開放側に摺動させる。また、離型剤塗布手段46に供給する場合には、上方から行って、開口部46a にセットする。

次いで、搬送用ロボット５は、水分除去手段44で付着した冷却水が除去された処理容器７を清掃手段45へ移動させる。水分除去手段44から外す際には、ハンド部51で把持した処理容器７を上方へ移動させて、容器ホルダ44a から抜去する。また、清掃手段45へ供給する際に、ハンド部51を回動させて処理容器７を倒立した状態に反転させる。反転操作は、前記ダストボックス45b の上方で行うようにし、処理容器７内に残留したスラッジを該ダストボックス45bへ落下させる。そして、倒立させた処理容器７を、チャック爪45a の開放側から押し込む。このとき、処理容器７の開口縁部が前記ブラシ45c を擦過することにより、開口縁部に付着したスラッジが除去される。

処理容器７を清掃手段45へ供給したならば、搬送用ロボット５は冷却手段43で冷却された処理容器７を水分除去手段44へ移動させる。冷却手段43は、処理容器７を水槽43a に浸漬して所定の時間冷却するが、この冷却時間が経過すると、前記シリンダ43g が作動してピストンロッド43h を上昇させ、支持部材43b を上昇させて、処理容器７を水面Ｌよりも上方に位置させる。この処理容器７をハンド部51で把持し、水分除去手段44の容器ホルダ44a へ上方から挿入して供給する。

次に、搬送用ロボット５は、前記待機手段42に供されて待機していた処理容器７を冷却手段43へ移動させる。待機手段42では、支持ロッド42a に保持されている処理容器７を上方へ抜去し、冷却手段43の支持ロッド43c に対して上方から挿入する。そして、待機手段42から移動せた時点で、該待機手段42には処理容器７が存しない状態となる。

前記スラリー製造装置41の受け渡し位置に処理容器７が供給されると、前記シリンダ41b が作動してピストンロッド41c を降下させ、容器受け板41a と共に処理容器７をスラリー製造装置41の円筒部の処理位置に収容する。前記センサ41i で該処理容器７が処理位置に位置したことを検出すると、前記漏斗６が旋回してスラリー製造装置41の上方の注湯位置に位置する。次いで、前記給湯装置３の取瓶33で溶融炉１の溶湯を掬い、前記揺動腕32を揺動させてスラリー製造装置41に収容した処理容器７へ前記漏斗６を介して注湯する。注湯が完了したならば、漏斗６を注湯位置から待避位置まで旋回させる。そして、スラリー製造装置41が作動して、電磁気場に注湯された溶融金属をさらし、攪拌しながらスラリー化させる。所定時間経過したならば、スラリー製造装置41を停止させ、前記シリンダ41b を作動させてピストンロッド41c を上昇させて、処理容器７を容器受け板41a と共に上昇させて受け渡し位置に位置させ、搬送用ロボット５のハンド部51で処理容器７を把持し、多関節旋回腕52を旋回させ、伸縮させながら成形機２の注湯口まで移動させて、処理容器７を傾けながら注湯する。これにより、成形機２は製品の成形加工を開始する。また、搬送用ロボット５は空になった処理容器７を前記待機手段42に移動させ、次に搬送されるまで待機する。

処理容器７が前記冷却手段43に供給されると、前記シリンダ43g が作動してピストンロッド43h を下降させ、支持部材43b を下降させて処理容器７を水槽43a の冷却水中に浸漬する。処理容器７が冷却され、所定時間が経過するとピストンロッド43hを上昇させて水面Ｌの上方まで該処理容器７を上昇させ、搬送用ロボット５で搬送されるまで待機する。

また、処理容器７が水分除去手段44に供されると、図示しない吸気装置が作動して容器ホルダ44a の内部を吸引する。これにより、冷却手段43の水槽43a に浸漬されて処理容器７の外面に付着した水分が吸引されて除去される。

そして、処理容器７が清掃手段45に供されると、前記シリンダ45e が作動してピストンロッド45f を上昇させてエアノズル45d を処理容器７の内部に位置させる。このエアノズル45d から空気を噴射させると、処理容器７の内部に付着したスラッジが吹き飛ばされて落下し、除去される。所定時間が経過すると、エアノズル45d を下降させて、搬送用ロボット５で搬送されるまで待機する。

さらに、処理容器７が離型剤塗布手段46に供されると、前記離型剤ノズル46b から離型剤を所定時間噴射し、処理容器７の内面に離型剤が塗布される。なお、離型剤の塗布は常に行う必要が無く、塗布された離型剤が残存しない状態となった場合に塗布すればよい。

以上説明したように、この実施形態では搬送用ロボット５の作動により、待機手段42と冷却手段43、水分除去手段44、清掃手段45、離型剤塗布手段46、スラリー製造装置41、成形機２との間で処理容器７を搬送させる構成として説明したが、搬送用ロボット５に限らない。例えば、前後の工程に係る手段間のみで処理容器７を搬送する搬送手段を各別に設けることもできる。

また、この実施形態では、待機手段42を設けて成形機２に溶融金属材料を供給して空になった処理容器７を冷却手段43に供する前に待機させるようにしたが、処理容器７を各別に搬送して、冷却手段43を事前に空けておけば、空になった処理容器７を待機手段を介することなく冷却手段43に供するようにしても構わない。成形機２における成形時間と、スラリー製造装置41の前処理に要する時間及びスラリーを生成するための時間との関係で、待機手段42を設けず、成形機２により成形加工している間に、次の成形材料を準備することができるようにすれば、連続して成形することができることになる。

この発明は、従来、溶融炉で溶融した金属材料を成形機に供給して製品に加工していた工程で、溶融金属の代わりに金属材料のスラリーにより成形加工できるよう、溶融金属をスラリー化するスラリー製造装置を容易に増設することができ、既存のダイカスト等の成形設備をスラリーを材料とする成形設備に容易に転用することができる。

この発明に係るスラリー処理供給装置の概略の平面図である。図１に示すスラリー処理供給装置の概略の正面図である。図１に示すスラリー処理供給装置の概略の右側面図である。既存の成形設備にスラリー処理供給装置を組み込む場合の配置の一例を示す概略の平面図である。図４に示す配置の右側面図である。図４に示す配置の正面図で、溶融炉を省略して示している。スラリー処理供給装置におけるスラリー製造装置を説明する一部切断断面図である。図７に示すスラリー製造装置の処理容器を保持する部分の平面図である。スラリー処理供給装置の待機手段を示す正面図である。スラリー処理供給装置の冷却手段を示す正面図である。図10に示す冷却手段の平面図である。図10に示す冷却手段の左側面図である。スラリー処理供給装置の水分除去手段を示す正面図である。図13に示す水分除去手段の処理容器を収容する容器ホルダの斜視図である。スラリー処理供給装置の清掃手段と離型剤塗布手段を示す正面図である。図15に示す清掃手段と離型剤塗布手段の平面図である。図15に示す清掃手段の左側面図である。

符号の説明

１溶融炉
２成形機
３給湯装置
４スラリー処理装置
５搬送用ロボット（産業用ロボット）
７処理容器
11 るつぼ
32 揺動腕
33 取瓶
41 スラリー製造装置
41a 容器受け板
41d 支持板
41g 支持ロッド
41h 受けロッド
41i センサ
42 待機手段
42a 支持ロッド
42b 受けロッド
42c 台板
43 冷却手段
43a 水槽
43b 支持部材
43c 支持ロッド
43d 受けロッド
43k 仕切壁
43m 浸漬室
43n 排水室
43p 排水管
44 水分除去手段
44a 容器ホルダ
44b 底面
44c 受けロッド
44d 調整ネジ
45 清掃手段
45a チャック爪
45b ダストボックス
45c ブラシ
45d エアノズル
46 離型剤塗布手段
46a 開口部
46b 離型剤ノズル

Claims

溶融炉で溶融させた金属材料を、電磁気場による攪拌装置を備えたスラリー製造装置でスラリー化させ、この金属材料のスラリーを供給して成形機で所望の形状に成形加工する際に、前記溶融した溶融金属の提供を受け、該溶融金属を前記スラリー製造装置に供給し、前記スラリーを成形機に供給するためのスラリー処理供給装置において、
前記溶融金属を前記スラリー製造装置に供給するに際して、金属製の処理容器に溶融金属を収容させ、該処理容器内で生成させたスラリーを、処理容器を反転させて前記成形機に供給し、
前記成形機にスラリーを供給して空になった前記処理容器を正立させた状態で容器保持手段に保持させて途中まで水中に浸漬して冷却する冷却手段と、
前記冷却手段で冷却された前記処理容器を正立させた状態で、容器支持手段に支持させて該処理容器の外面に付着した水分を除去する水分除去手段と、
前記水分除去手段で外面の水分が除去された前記処理容器を倒立させて、該処理容器の内面の清掃を行う清掃手段と、
前記清掃手段で内面が清掃された前記処理容器を倒立させて、該処理容器の内面にスラリーが付着することを防止する離型剤を必要に応じて塗布する離型剤塗布手段と、
前記冷却手段と水分除去手段、清掃手段、離型剤塗布手段、スラリー製造装置へ順次処理容器を搬送する搬送手段とを有し、
前記スラリー製造装置の、上昇して受け渡し位置にある容器保持手段に正立させた状態で処理容器を保持させ、該処理容器に金属材料を供給し、前記容器保持手段を下降させて処理位置に位置させ、前記金属材料をスラリー化させることを特徴とするスラリー処理供給装置。
前記冷却手段の前工程に、前記容器保持手段を具備し、該容器保持手段に保持させて処理容器を待機させる待機手段を設け、処理容器を該待機手段と冷却手段、水分除去手段、清掃手段、離型剤塗布手段、スラリー製造装置へ順次供することを特徴とする請求項１に記載のスラリー処理供給装置。
前記容器保持手段は、正三角形の頂点に配して処理容器を載置させる３本の受けロッドと、前記正三角形に対して180度にずれた位置であって処理容器の外壁面を規制する位置に配した３本の支持ロッドとからなり、
前記容器支持手段は、処理容器を受容する容器ホルダと、該容器ホルダの底面に正三角形の頂点に配して処理容器を載置される３本の受けロッドと、処理容器を容器ホルダの内壁面に接触しない状態に保持する調整ネジとからなり、
前記容器保持手段と容器支持手段とには、処理容器を上方から降下させて供することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスラリー処理供給装置。
前記搬送手段に、多関節旋回ハンドを備えた産業用ロボットを用いていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスラリー処理供給装置。