JP2003170267A - 鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 融解金属の鋳型への鋳込み時に、融解金属の
跳ね上げや飛散を防止する。 【解決手段】 坩堝２を上下方向に沿って複数に分割し
て形成された２つの坩堝形成部材２ａ、２ｂが、鋳型１
４の上方に配置されている。これら坩堝形成部材２ａ、
２ｂうち、坩堝形成部材２ｂの下方を外方側に、ソレノ
イド１６ｂが駆動し、坩堝形成部材２ａ、２ｂを非対称
に外方に開く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】本発明は、例えば義歯や装飾品のような
小型の鋳造品を鋳造する鋳造装置に関し、特に鋳造装置
から鋳型への鋳込みに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の上記のような鋳造装置の一例を図
５（ａ）に示す。この鋳造装置では、金属を融解するた
めに使用する坩堝２が、それの中央を上下に通る中心面
によって坩堝形成部材２ａ、２ｂに２分割されている。
坩堝形成部材２ａ、２ｂは、坩堝台４の中央に設けられ
た孔に挿通され、この坩堝台４の上面に、坩堝形成部材
２ａ、２ｂの上部周面に形成されたフランジ６ａ、６ｂ
が接触して支持されている。これら坩堝形成部材２ａ、
２ｂの底面は、融解金属が円滑に鋳込まれるように、中
央側に向けて下方に傾斜している。これら坩堝形成部材
２ａ、２ｂは、坩堝台４によってのみ支持されている状
態では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、坩堝形成部
材２ａ、２ｂの分割面の上端を支点として外方に回転す
るように、構成されている。この回転を阻止するよう
に、坩堝開閉爪８ａ、８ｂによって、坩堝形成部材２
ａ、２ｂの下方が内側に押圧され、坩堝２内に金属が収
容可能な状態とされている。坩堝２の周囲に設けた高周
波誘導加熱コイル１０によって、坩堝２内の金属が融解
され、融解金属１２となる。坩堝２の下方に鋳型１４が
配置されている。鋳型１４は、その上面に湯口１４ａを
有している。融解金属を鋳型１４に湯口１４ａから鋳込
むとき、坩堝開閉爪８ａ、８ｂに接続されたソレノイド
１６ａ、１６ｂが制御部１８によって駆動される。制御
部としては、マイクロコンピュータ等を使用することが
できる。これによって、坩堝開閉爪８ａ、８ｂが外方に
等しい距離だけ移動し、坩堝形成部材２ａ、２ｂの下方
が図２（ｂ）、（ｃ）に示すように等角度に外方に開
き、融解金属１０が鋳型１４に鋳込まれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように坩堝形成部
材２ａ、２ｂを等角度に開く場合、坩堝形成部材２ａ、
２ｂを開いた直後、図５（ｂ）に示すように、融解金属
１２のうち、坩堝２の底部中央に位置する融解金属１２
ａが鋳型１４の湯口１４ａに向けて、最初に落下する。
それに続いて、同図（ｃ）に示すように、坩堝形成部材
２ａ、２ｂに位置していた融解金属１２ｂ、１２ｃが鋳
型１４の湯口１４ａに向けて流れ込む。このとき、融解
金属１２ｂ、１２ｃが、坩堝２の開口部で激しく衝突
し、多量の金属粒２０ａを発生させる。

【０００４】この金属粒２０ａの中には、坩堝２の上方
に配置された融解金属の状態を観察するための覗き窓ガ
ラス２２に衝突するものがあり、最悪の場合、ガラス２
２を破損させる可能性がある。また、坩堝２の周辺機器
に高温である融解金属粒２０ａが付着して、機器を焼損
させたり、故障したりする可能性がある。

【０００５】さらに湯口１４ａに大量の融解金属が到着
したとき、衝撃によって融解金属が跳ね上げられ、飛散
する金属粒２０ｂも増加する。飛散された金属粒２０ｂ
の中には、湯口１４ａの外へ飛散するものもあり、鋳型
１４内に流れ込む融解金属１２の量が減少する。

【０００６】従って、鋳込み時に融解金属の飛散を減少
させることが望まれている。本発明は、鋳込み時に融解
金属の飛散を減少させた鋳造装置を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の鋳造装置は、複
数の坩堝形成部材を有している。この坩堝形成部材は、
坩堝を上下方向に沿って複数に分割して形成されてい
る。分割数は２以上であれば任意である。分割面は、坩
堝の上下方向の中心を通ることが望ましい。これら複数
の坩堝形成部材は、坩堝を形成した状態で、鋳型の上方
に配置されている。これら坩堝形成部材の下方を外方側
に非対称に駆動部が駆動する。坩堝形成部材を、それの
下方が自然に開くように構成し、坩堝形成部材が開くの
を押圧手段によって阻止し、この押圧手段を移動させる
構成に駆動部を構成することもできるし、坩堝形成部材
に駆動部を係合し、坩堝形成部材を直接に駆動部が駆動
してもよい。いずれの場合でも、坩堝形成部材を非対称
に外方側に開くことが必要である。

【０００８】このように構成すると、坩堝形成部材のう
ち最初に下方が開かれるものと、これより遅れて開かれ
るものとが存在する。従って、各坩堝形成部材から同時
に融解金属が鋳型に鋳込まれることが殆ど無く、各坩堝
形成部材内に存在した融解金属同士が衝突して、金属を
飛散させることが殆どない。よって、融解金属粒が鋳造
装置の付属機器に殆ど付着せず、また鋳型の場合に大量
に融解金属が落下しないので、融解金属が飛散せずに鋳
込まれる融解金属が減少することもない。

【０００９】駆動部は、少なくとも１つの坩堝形成部材
を固定して、他の坩堝形成部材を駆動する構成とするこ
ともできる。このように構成すると、駆動部の数を減少
させることができ、鋳造装置のコストを低減させること
ができる。

【００１０】さらに、固定されている坩堝形成部材は、
それの外側の下方を向いて傾斜して配置することが望ま
しい。このように構成すると、駆動される坩堝形成部材
が下方に開かれたときに形成される開口幅が大きくな
り、鋳込みに要する時間を短縮することができる。

【００１１】駆動部は、各坩堝形成部材の全てを駆動す
るものにできる。この場合、少なくとも１つの坩堝形成
部材の最大駆動量を、他の坩堝形成部材の最大駆動量と
異ならせてある。このように構成すると、坩堝形成部材
が下方に開かれたときに形成される開口幅が、少なくと
も１つの坩堝形成部材を固定した場合と比較して大きく
なり、上述したのと同様に、鋳込みに要する時間を短縮
することができる。

【００１２】駆動部は、各坩堝形成部材の下方を外方に
等しい量だけ駆動するものとできる。この場合、この駆
動部は、少なくとも１つの坩堝形成部材の駆動を、他の
坩堝形成部材よりも遅れて開始させる。

【００１３】或いは、駆動部は、各坩堝形成部材の下方
を外方に駆動するものとできる。この場合、駆動部は、
少なくとも１つの坩堝形成部材の単位時間当たりの駆動
量を他の坩堝形成部材の単位時間当たりの駆動量と異な
らせる。

【００１４】これらのように構成すると、各坩堝形成部
材から同時に融解金属が鋳型に鋳込まれることがないの
で、融解金属同士が接触する量が減少し、金属粒が飛散
したり、跳ね上げられることが殆どない。しかも、各坩
堝形成部材の下方が開かれた状態において形成される開
口幅は、少なくとも１つの坩堝形成部材を固定した場合
と比較して大きくなり、鋳込みに要する時間を短縮する
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態の鋳造
装置では、図１に示すように、押圧手段として、坩堝開
閉爪８ａ、８ｂの２つ設けられているが、駆動部、例え
ばソレノイドによって駆動されるのは、坩堝開閉爪８ｂ
のみである。坩堝開閉爪８ｂ用のソレノイドは、無論ソ
レノイド１６ｂである。他方の坩堝開閉爪８ａは、坩堝
形成部材２ａの外面に接触したままであり、その位置は
固定されている。他の構成は、図５（ａ）乃至（ｃ）に
示した従来のものと同一であるので、同一符号を付し
て、その説明を省略する。

【００１６】このように構成された鋳造装置では、金属
が融解されるときは、坩堝開閉爪８ｂは、図５（ａ）に
示した従来のものと同様に内側に移動しており、坩堝開
閉爪８ａと共同して、坩堝形成部材２ａ、２ｂの下方を
閉じている。

【００１７】金属が融解されると、図１に示すように、
制御部１８からの指令に基づいて、ソレノイド１６ｂが
坩堝開閉爪８ｂを外方に駆動して、坩堝形成部材２ｂの
下方を外方に開く。即ち、坩堝形成部材２ａ、２ｂは、
非対称に開かれている。このとき坩堝形成部材２ｂの底
面は、坩堝形成部材２ａの底面よりも傾斜が急になって
いるので、坩堝形成部材２ｂの底面側にある融解金属２
４が落下を開始する。そして、融解金属２４の分だけ、
坩堝形成部材２ｂ側の融解金属が減少したことにより、
坩堝形成部材２ａの底面側の融解金属が次第に坩堝形成
部材２ｂ側に流れ込み、坩堝形成部材２ｂ側での融解金
属の不足を補う。融解金属が減少するに伴って、図２に
示すように、坩堝形成部材２ａ、２ｂ内の融解金属が並
行して落下していく。このように融解金属の流れが円滑
になり、従来のもののように各坩堝形成部材２ａ、２ｂ
内にあった融解金属同士が激しく衝突することが緩和さ
れる。

【００１８】従来のものでは、坩堝形成部材２ａ、２ｂ
が共に同じ量だけ開かれているので、坩堝形成部材２
ａ、２ｂが共に急傾斜となり、両坩堝形成部材２ａ、２
ｂ内の融解金属が激しく衝突することになる。しかし、
この実施の形態では、坩堝形成部材２ａの下方が移動し
ていないので、坩堝形成部材２ａ側は急傾斜ではなく、
必ず坩堝形成部材２ｂ側の融解金属が先行して落下す
る。このように融解金属の流れがコントロールされてい
るので、両坩堝形成部材２ａ、２ｂ内の融解金属の衝突
による跳ね上げや飛散を減少させることができるし、鋳
型１４に向かって落下する融解金属の量もコントロール
されているので、湯口１４ａにおける融解金属の飛散も
殆ど生じず、鋳型１４内に予定量の融解金属を鋳込むこ
とができる。また、使用する駆動部は、ソレノイド１６
ｂのみであるので、コストの低減も図ることができる。

【００１９】第１の実施の形態では、片側の坩堝形成部
材２ａを固定しているので、坩堝２の開口幅が、図５に
示した従来のものの約１／２となる。このため、鋳型１
４内への融解金属の鋳込みが完了するまでに要する時間
が長くなり、融解金属の温度を低下させる可能性があ
る。この対策として、鋳込み時にも、高周波誘導加熱を
継続することも考えられる。しかし、この方法では、鋳
型１４の湯口１４ａまでも加熱することは困難である。

【００２０】第２の実施の形態は、この点を改善したも
ので、坩堝２の開口幅を広げるために、図３、図４に示
すように、固定されている坩堝形成部材２ａの固定位置
を、本来の坩堝の中心位置（図３、図４で一点鎖線で示
す）から外方側に変位させてある。即ち、第１の実施の
形態における坩堝形成部材２ａよりも、第２の実施の形
態の坩堝形成部材２ａは、外方側により傾けて固定され
ている。

【００２１】従って、図４に示すように、坩堝形成部材
２ｂの下方を開いた状態では、開口幅は、第１の実施の
形態の場合よりも広くなり、第１の実施の形態と同様
に、金属粒の跳ね上げや飛散を抑制することができる上
に、鋳込みに要する時間を短縮することができる。

【００２２】第１及び第２の実施の形態では、一方の坩
堝形成部材２ｂのみを移動させたが、第１の変形例とし
て、両方の坩堝形成部材２ａ、２ｂを共に同時に移動さ
せることもできる。但し、この場合には、一方の坩堝形
成部材の最大開放量、即ちソレノイドによる最大限の移
動量を、他方の坩堝形成部材の最大開放量と異ならせ
る。この場合も、第２の実施の形態の場合と同様な効果
を生じる。

【００２３】また、上記の第１の変形例では、開放幅は
広くなっているが、従来のものと比較すると、まだ開口
幅は狭い。そこで、第２の変形例として、両坩堝形成部
材２ａ、２ｂを従来のものと同様に同じ量だけ開放する
が、その開放開始タイミングを、例えば遅延回路を用い
てずらせるものがある。これによって、坩堝形成部材２
ａ、２ｂ内にある融解金属の量が減少した時期に、両坩
堝形成部材２ａ、２ｂが最大限に開かれることになり、
短時間に全融解金属を鋳型に鋳込むことができる。

【００２４】或いは、第３の変形例として、坩堝形成部
材２ａ、２ｂの開放を同時に開始させるが、一方の坩堝
形成部材、例えば坩堝形成部材２ａの単位時間当たりの
移動量を、他方の坩堝形成部材、例えば坩堝形成部材２
ｂの単位時間当たりの移動量よりも少なくするものもあ
る。この場合、坩堝形成部材２ａ、２ｂ内の融解金属が
或る程度減少した時点で、両坩堝形成部材２ａ、２ｂが
最大限に開かれた状態になるように、移動量を設定する
ことによって、融解金属の落下量の減少問題を解決でき
る。

【００２５】上記の各実施の形態では、坩堝形成部材
は、坩堝を２分割して形成したが、さらに多くの数に分
割することができる。この場合、第１及び第２の実施の
形態では、少なくとも１つの坩堝形成部材を固定すれば
よいし、第１の変形例では、少なくとも１つの坩堝形成
部材の最大移動量を他の坩堝形成部材の最大移動量と異
ならせればよいし、第２の変形例では、少なくとも１つ
の坩堝形成部材のみを他の坩堝形成部材よりも遅れて駆
動させればよいし、第３の変形例では、少なくとも１つ
の坩堝形成部材の単位時間当たりの移動量を他の坩堝形
成部材の単位時間当たりの移動量と異ならせればよい。
上記の各実施の形態では、ソレノイドを駆動部として使
用したが、エアーシリンダーや油圧シリンダーのような
流体シリンダーを使用することもできる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、融解金
属を円滑に鋳型に鋳込むことができ、融解金属の跳ね上
げや飛散を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の鋳造装置の鋳込み
開始の状態を示す図である。

【図２】図１の鋳造装置による鋳込みの中途の状態を示
す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の鋳造装置の鋳込み
開始の状態を示す図である。

【図４】図３の鋳造装置の鋳込みの中途の状態を示す図
である。

【図５】従来の鋳造装置の説明図である。

【符号の説明】

２ 坩堝 ２ａ ２ｂ 坩堝形成部材 １６ｂ ソレノイド（駆動部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒原 久美子 大阪府大阪市東淀川区西淡路３丁目１番56 号 株式会社三社電機製作所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 坩堝を上下方向に沿って複数に分割して
   形成され、鋳型の上方に配置された複数の坩堝形成部材
   と、 これら坩堝形成部材の下方を外方側に非対称に駆動する
   駆動部とを、具備する鋳造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の鋳造装置において、前記
   駆動部は、少なくとも１つの坩堝形成部材を固定して、
   他の坩堝形成部材を駆動する鋳造装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の鋳造装置において、固定
   されている坩堝形成部材は、それの外側の下方を向いて
   傾斜して配置されている鋳造装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の鋳造装置において、前記
   駆動部は、前記各坩堝形成部材の全てを駆動し、少なく
   とも１つの坩堝形成部材の駆動量が、他の坩堝形成部材
   の駆動量と異なる鋳造装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の鋳造装置において、 前記駆動部は、各坩堝形成部材の下方を外方に等しい量
   だけ最終的に駆動し、少なくとも１つの坩堝形成部材の
   駆動を、他の坩堝形成部材よりも遅れて開始させる鋳造
   装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の鋳造装置において、 前記駆動部は、各坩堝形成部材の下方を外方に駆動し、
   少なくとも１つの坩堝形成部材の単位時間当たりの駆動
   量を他のものと異ならせる鋳造装置。