JP4463799B2 - 溶融金属供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶融金属供給方法に関する。

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等の容器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。
特公平４−６４６４号公報

本発明は、溶融金属を収容した容器が待ち状態となることを極力減らし、エネルギ損失を抑えることができる溶融金属供給方法を提供することを目的としている。

本発明に係る方法は、溶融金属を保持する保持炉を有する第１の工場と金属を溶融する炉を有する第２の工場とが公道を介して離れたところに設けられ、前記第２の工場の炉で溶融した溶融金属を前記第１の工場の前記保持炉に供給する方法であって、前記第２の工場の炉から密閉可能な容器内に溶融金属を収容し、前記溶融金属を収容した容器をトラックに載せて前記公道を介して前記第１の工場に搬送し、前記第１の工場に搬送された容器を車輌に載せて前記保持炉に搬送し、前記容器に加圧用の気体を供給することで、前記容器内に収容された溶融金属を前記容器に取付けられた配管を介して前記保持炉に供給することを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

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。

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。

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、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（図示せず）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。

第１の工場１０の受け入れ部には、後述する容器１００を受け入れるためのパレット１７が配置されている。受け入れ部のパレット１７で受け入れられた容器１００は、配送車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は配送車１８により再び受け入れ部のパレット１７に戻されるようになっている。

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も配送車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。

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するようになっている。作業者はこの表示部１５の表示に基づき配送車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。表示部１５における表示は、液面検出センサによる検出結果に基づき、中央制御部１６が制御することによって行われる。

第２の工場２０には、アルミニウムを溶融して容器１００に供給するための第２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。この第２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の受け入れ部のパレット１７の近くまで容器１００を運び、これらの容器１００はフォークリフトによりパレット１７に受け入れられるようになっている。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。

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。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。

次に、このように構成された金属供給システムの動作を説明する。

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。ここで、ある保持炉１２で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（後述する。）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、且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、且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第２の炉２１を自動的に温度制御しても良い。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。

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から受け入れ部のパレット１７に受け入れられる。

その後、受け入れられた容器１００は、パレット１７と共に配送車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。

図２に示すように、この例では、レシーバタンク１０１から高圧空気を密閉された容器１００内に送出することで容器１００内に収容された溶融アルミニウムが配管１０２から吐出されて保持炉１２内に供給されるようになっている。なお、図２において、１０３は加圧バルブ、１０４はリークバルブである。

ここで、保持炉１２の高さは各種のものがあり、配送車１８に設けられた昇降機構により配管１０２の先端が保持炉１２上の最適位置となるように調節可能になっている。しかし、保持炉１２の高さによっては昇降機構だけでは対応できない場合がある。そこで、本システムにおいては、保持炉１２の形態に関する「形態データ」として、保持炉１２の高さや保持炉１２までの距離に関するデータ等を予め第２の工場２０側に送り、第２の工場２０側ではこのデータに基づき最適な形態、例えば最適な高さの容器１００を選択して配送している。なお、供給すべき量に応じて最適な大きさの容器１００を選択して配送してもよい。

このように本実施形態では、第１の工場１０側からの要求に応じて、溶融アルミニウムを容器１００に収容し、該容器１００を要求のあった保持炉１２に配送するように構成したので、最適な時刻に最適な温度で最適な量の溶融アルミニウムを最適な容器１００を用いて配送することが可能となる。従って、エネルギ損失を極力抑えつつユースポイントに応じた形態の容器１００を用いて溶融アルミニウムを配送することが可能となる。

ここで、上記のパレット１７についてさらに詳細に説明する。このパレット１７は容器１００といわばボルトとナットのように組み合わせることで別段の作用効果を奏するものである。

図３はこのパレット１７を概略的に示す図である。このパレット１７はプレート４１と、プレート４１を下方から支持して持ち上げることができるように配置された支持部４２と、プレート４１上に配設され、加圧気体を送るとともに容器をリーク（復圧）することができる調圧機構２２０とを具備している。この例では調圧機構２２０は加圧タンク２２３、加圧バルブ２２１、リークバルブ２３０を少なくとも備えている。２２１ｂは配管とのジョイント、２２３ｂは圧力計である。このような調圧機構の構成は任意であり、減圧タンク、真空ポンプなどを備えてもよい。

またプレート４１にはプレートに搭載する搭載物（例えば容器１００）を回転することができる回転機構であるターンテーブル４３を備えている。４４はターンテーブルを回転するためのモータである。さらにターンテーブル４３上には搭載物の重量を測定するための圧電性素子などの感圧センサ４５を備えている。

プレート４１はパレット１７に例えば容器１００などの搭載物を搭載するための搭載面を備えた板状の構造を有している。プレート４１の機械強度を向上するために、プレート内部に伸長方向がプレートの法線方向と平行なハニカム構造などの補強構造を採用してもよい。この例ではプレート４１の支持部４２は、プレート４１を下方から機械的に支持する脚であるが、板状の支持部を採用してもよい。また支持部の配設個数は積載物の重量など必要に応じて定めればよい。

この支持部は例えば荷台が上下動する車両１８やフォークリフトなどによってすくい上げることができるように、プレート下面と地面との間に所定の空間を保持するように、またこの空間に荷台を挿入することができるように配置されている。

さらにプレート４１には、加圧気体を供給するための調圧機構２２０が搭載されている。この例では加圧タンク２２３を搭載しているが、所定の空間を減圧することができる減圧機構を搭載してもよい。

このような構成を採用することにより、パレット１７に搭載する対象物を加圧したり、減圧したりすることができるようなる。

図４はパレット１７に容器１００を搭載した様子を概略的に示す図である。また図５はパレット１７を荷台５１が昇降する配送車１８により持ち上げた様子を示す図である。

このパレット１７のようにあらかじめ加圧機構や減圧機構などの調圧機構を搭載することにより、容器１００のみを交換すれば容器１００からの溶融金属供給が行えるようになる。この構成では容器１００と調圧機構２２０とが固定されている場合に比べ生産性を向上することができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上述した実施形態では、「固有の番号」、「温度データ」、「化学組成データ」、「形態データ」、「時刻データ」、「トラフィックデータ」、「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側に送信するようにしていたが、これらの少なくとも１つ、或いは他の、第１の工場側の需要を示す何らかのデータを第２の工場側に伝達するようにしてもよい。そして、第２の工場側ではこの需要に応じた何らかのパラメータ、例えば時刻、温度、量、容器の形態等を最適化して溶融金属を第１の工場側に配送すればよい。従って、第２の工場側には必ずしも表示部を設ける必要はなく、例えばパソコンを用いた制御で対応するようにしても勿論構わない。また第１の工場内の溶解炉で生産される溶融金属組成を、第２の工場内の溶解炉で生産される溶融金属組成に応じて調整したり、整合させることができるように、第１の工場で生産される溶融金属の組成を、第２の工場側に予め送るようにしてもよい。これにより複数の工場で生産された溶融金属を混合して使用する場合でも、その組成を最適に保つことが可能になる。

本発明の一実施形態に係る金属供給システムの構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態に係る容器と保持炉との関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るパレットを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るパレットに容器を搭載した様子を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るパレット荷台が昇降する配送車により持ち上げた様子を示す図である。

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
１３ ラドル
１６ 中央制御部
１７ パレット
１８ 配送車
１９ 第１の炉
２０ 第２の工場
２１ 第２の炉
３０ 公道
３２ トラック
１００ 容器

Claims (3)

1. 溶融金属を保持する保持炉を有する第１の工場と金属を溶融する炉を有する第２の工場とが公道を介して離れたところに設けられ、前記第２の工場の炉で溶融した溶融金属を前記第１の工場の前記保持炉に供給する方法であって、
   前記第２の工場の炉から密閉可能な容器内に溶融金属を収容し、
   前記溶融金属を収容した容器をトラックに載せて前記公道を介して前記第１の工場に搬送し、
   前記第１の工場に搬送された容器を配送車に載せて前記保持炉に搬送し、
   前記容器とは独立し、かつ、前記容器に加圧用の気体を送出するための経路上にリークバルブが設けられた加圧機構より、前記容器に加圧用の気体を供給することで、前記容器内に収容された溶融金属を前記容器に取付けられた配管を介して前記保持炉に供給する
   ことを特徴とする溶融金属供給方法。
2. 請求項１に記載の溶融金属供給方法であって、
   前記保持炉には、前記溶融金属の液面を検出する液面検出センサが配置され、
   このセンサによる検出結果は制御盤に伝達される
   ことを特徴とする溶融金属供給方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の溶融金属供給方法であって、
   前記溶融金属が、溶融アルミニウムであることを特徴とする溶融金属供給方法。

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