JP2011147961A - Molding method and molding device - Google Patents

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JP2011147961A JP2010010827A JP2010010827A JP2011147961A JP 2011147961 A JP2011147961 A JP 2011147961A JP 2010010827 A JP2010010827 A JP 2010010827A JP 2010010827 A JP2010010827 A JP 2010010827A JP 2011147961 A JP2011147961 A JP 2011147961A
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Yoshinori Higuchi
嘉則 樋口
Daisuke Matsuo
大介 松尾
Nobuyuki Suda
信行 須田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding method and a molding device, wherein when a metal is melted and molded, the molding can be performed by a simple and inexpensive device constitution, and further, the efficiency of the molding can be improved. <P>SOLUTION: The molding device 1 includes: a material feeding part 10 feeding a feeding material 12; a material holding member 8 made of a nonconductive material, having an inlet opening part through which the feeding material 12 can pass and an outlet opening part formed with an opening preventing the passage of the feeding material 12 and further larger than the maximum outside diameter in the horizontal direction upon melting of the feeding material 12, and holding the feeding material 12 at the inside face; an induction coil 7 making induction current flow through the held feeding material 12 and floating and melting the feeding material 12 without coming into contact with the material holding member 8 to form a melt at the upper part of the outlet opening part; and a die installing part 5 installed with a die 6 opened toward the outlet opening part at the lower side of the material holding member 8. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形加工方法および成形加工装置に関する。   The present invention relates to a forming method and a forming apparatus.

従来、金属を溶解させて成形する鋳造では、金属を溶解させる加熱手段として、誘導加熱が知られている。
例えば、特許文献1には、このような誘導加熱を用いた浮遊溶解装置として、導電性が低くしかも熱伝導性のよいルツボを窒化アルミニウム製としルツボは内周と外周がほぼ平行で、回転楕円体を短径に平行に分割した半割体の形とし、周壁から底壁のほぼ全周に同パイプ製の誘導加熱コイルを巻回し、その内部に冷却水を導入し誘導加熱コイルが水冷パイプの機能を兼ねる構成としたものが記載されている。
鋳造などの成形を行う成形加工装置では、このようにして溶解、浮遊された後の溶湯を金型に供給する必要がある。
ルツボを用いた従来の溶解装置を用いる成形加工装置では、ルツボの底部に溶湯管路に接続された開口を形成しておき、この開口に可動栓を設けることで、可動栓を開栓して溶湯を下方に出湯したり、ルツボを反転して溶湯を落下させたりするものが知られている。
Conventionally, in casting in which a metal is melted and formed, induction heating is known as a heating means for melting the metal.
For example, in Patent Document 1, as such a floating melting apparatus using induction heating, a crucible having low conductivity and good thermal conductivity is made of aluminum nitride, and the crucible has an inner circumference and an outer circumference that are substantially parallel, and a rotating ellipse. The body is divided into parallel halves and the shape of a halved body. An induction heating coil made of the same pipe is wound around the entire circumference from the peripheral wall to the bottom wall, cooling water is introduced into the inside, and the induction heating coil is a water-cooled pipe. A configuration that also serves as a function is described.
In a molding apparatus that performs molding such as casting, it is necessary to supply the molten metal that has been melted and floated in this manner to a mold.
In a molding processing apparatus using a conventional melting apparatus using a crucible, an opening connected to the molten metal pipe line is formed at the bottom of the crucible, and a movable plug is provided in the opening to open the movable plug. It is known that the molten metal is discharged downward or the crucible is inverted to drop the molten metal.

特開平5−280874号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-280874

しかしながら、上記のような従来の成形加工装置には以下のような問題があった。
誘導加熱によりルツボ内に浮遊される溶湯はルツボと接触しないため、ルツボとの接触を通じて不純物が混入することはないが、可動栓によって溶湯管路から出湯する装置では、出湯時に溶湯が、ルツボの開口、可動栓および溶湯管路と接触するため、これらの接触部の保守作業の手間がかかってしまう。例えば、連続成形を行う場合に、保守作業によって成形が中断され、効率的な成形を行うことができないという問題がある。また、可動栓を設けるため、装置構成が複雑となり、高価な装置となってしまうという問題がある。
また、ルツボを反転させる装置では、ルツボおよびルツボの周囲に配置された誘導加熱コイルを反転させる機構が必要となり、装置構成が複雑となり、高価な装置となってしまうという問題がある。
However, the conventional molding apparatus as described above has the following problems.
Since the molten metal floating in the crucible by induction heating does not come into contact with the crucible, impurities are not mixed in through the contact with the crucible. Since it comes into contact with the opening, the movable stopper, and the molten metal pipe line, maintenance work for these contact portions is required. For example, when performing continuous molding, there is a problem that the molding is interrupted by maintenance work and efficient molding cannot be performed. Further, since the movable stopper is provided, there is a problem that the device configuration becomes complicated and the device becomes expensive.
In addition, the apparatus for reversing the crucible requires a mechanism for reversing the crucible and the induction heating coil disposed around the crucible, which causes a problem that the apparatus configuration becomes complicated and the apparatus becomes expensive.

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、金属を溶解して成形を行う場合に簡素かつ安価な装置構成によって成形加工を行うことができるとともに成形の効率を向上することができる成形加工方法および成形加工装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems as described above, and can perform molding with a simple and inexpensive apparatus configuration and improve molding efficiency when molding by melting metal. It is an object of the present invention to provide a molding method and a molding apparatus that can perform the above process.

上記の課題を解決するために、本発明は、金属材料を溶融させて、溶融された前記金属材料を金型に導入して成形を行う成形加工方法であって、前記金属材料を成形に必要な分量の塊状に形成した金属固体を供給する金属固体供給工程と、非導電性の材料からなり、前記金属固体が通過可能な入口開口部と、該入口開口部よりも下方側に設けられ前記金属固体の通過を阻止するとともに前記金属固体の塊状の浮遊溶融状態における水平方向の最大外径より大きい開口が形成された出口開口部とを有する金属固体保持部材を用いて、前記金属固体供給工程によって供給された前記金属固体を前記入口開口部から前記出口開口部までの間の前記金属固体保持部材の内面で保持する金属固体保持工程と、前記金属固体保持部材に保持された前記金属固体に誘導電流を流して前記金属固体を前記金属固体保持部材に接触することなく浮遊させるとともに溶融させて、前記出口開口部の上方で浮遊する塊状の溶融体を形成する金属材料浮遊溶融工程と、該金属材料浮遊溶融工程で形成された前記溶融体を落下させ、前記金属固体保持部材の前記出口開口部の内側を通して非接触状態で通過させる溶融体落下工程と、前記出口開口部に向けて開口された金型に前記溶融体を導入して成形を行う成形工程と、を備える方法とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention is a forming method for forming a metal material by melting the metal material and introducing the molten metal material into a mold, and the metal material is required for forming. A metal solid supplying step for supplying a metal solid formed in a large amount, a non-conductive material, an inlet opening through which the metal solid can pass, and a lower side than the inlet opening. The metal solid supply step using a metal solid holding member that prevents the passage of the metal solid and has an outlet opening formed with an opening larger than the maximum horizontal outer diameter in a lump state of the solid state of the solid metal. A metal solid holding step for holding the metal solid supplied by the inner surface of the metal solid holding member between the inlet opening and the outlet opening, and the metal held by the metal solid holding member A metal material floating and melting step in which an inductive current is passed through the body to float and melt the metal solid without contacting the metal solid holding member to form a massive melt that floats above the outlet opening; and A melt dropping step in which the melt formed in the metal material floating melting step is dropped and passed through the inside of the outlet opening of the metal solid holding member in a non-contact state, and toward the outlet opening. And a molding step of performing molding by introducing the melt into the opened mold.

本発明は、金属材料を溶融させて、溶融された前記金属材料を金型に導入して成形を行う成形加工装置であって、前記金属材料を成形に必要な分量の塊状に形成した金属固体を供給する金属固体供給部と、非導電性の材料からなり、前記金属固体が通過可能な入口開口部と、該入口開口部よりも下方側に設けられ前記金属固体の通過を阻止するとともに前記金属固体の塊状の浮遊溶融状態における水平方向の最大外径より大きい開口が形成された出口開口部とを有し、前記入口開口部から前記出口開口部までの間の内面で、前記金属固体供給部によって前記入口開口部から供給される前記金属固体を保持する金属固体保持部材と、該金属固体保持部材の周囲に設けられ、前記金属固体保持部材に保持された前記金属固体に誘導電流を流して該金属固体を前記金属固体保持部材に接触することなく浮遊させるとともに溶融させて、前記出口開口部の上方で浮遊する塊状の溶融体を形成する金属材料浮遊溶融部と、前記金属固体保持部材の前記出口開口部の下方側に、該出口開口部に向けて開口された金型を設置する金型設置部と、を備える構成とする。   The present invention is a forming apparatus for forming a metal material by melting the metal material, introducing the molten metal material into a mold, and forming the metal material into a lump of an amount necessary for forming the metal solid A metal solid supply part for supplying the metal solid, an entrance opening through which the metal solid can pass, and provided below the entrance opening to prevent the metal solid from passing through and An outlet opening formed with an opening larger than the horizontal maximum outer diameter in the solid floating mass state of the metal solid, and the metal solid supply on the inner surface between the inlet opening and the outlet opening A metal solid holding member that holds the metal solid supplied from the inlet opening by the unit, and an induced current is passed through the metal solid provided around the metal solid holding member and held by the metal solid holding member. The A metal material floating and melting part that floats and melts a genus solid without contacting the metal solid holding member to form a massive melt floating above the outlet opening, and the metal solid holding member It is set as the structure provided with the metal mold | die installation part which installs the metal mold | die opened toward this exit opening part on the downward side of an exit opening part.

また、本発明の成形加工装置では、前記金属固体保持部材における前記入口開口部から前記出口開口部までの間の内面は、前記金属材料溶融部における前記溶融体の浮遊中心から、前記金属固体の溶融時の体積を有する球の半径よりも離れた位置に設けられたことが好ましい。   In the molding apparatus of the present invention, the inner surface of the metal solid holding member between the inlet opening and the outlet opening is formed from the floating center of the melt in the metal material melting portion. It is preferably provided at a position away from the radius of a sphere having a volume at the time of melting.

また、本発明の成形加工方法および成形加工装置では、前記出口開口部の開口は、前記金属固体の溶融時の体積を有する球が通過可能な大きさに形成されたことが好ましい。   Moreover, in the shaping | molding processing method and shaping | molding processing apparatus of this invention, it is preferable that the opening of the said exit opening part was formed in the magnitude | size which can pass the ball | bowl which has the volume at the time of the melting of the said metal solid.

また、本発明の成形加工方法および成形加工装置では、前記金属固体保持部材は、上端側に前記入口開口部が設けられ、下端側に前記出口開口部が設けられた筒状体からなることが好ましい。   Moreover, in the shaping | molding processing method and shaping | molding processing apparatus of this invention, the said metal solid holding member may consist of a cylindrical body in which the said inlet opening part was provided in the upper end side, and the said outlet opening part was provided in the lower end side. preferable.

また、本発明の成形加工方法および成形加工装置では、前記金属固体保持部材が前記筒状体からなる場合、前記筒状体は、前記入口開口部から前記出口開口部に向かって開口の大きさが漸次低減されるものであることが好ましい。   In the molding method and the molding apparatus according to the present invention, when the metal solid holding member is formed of the cylindrical body, the cylindrical body has an opening size from the inlet opening toward the outlet opening. Is preferably gradually reduced.

また、本発明の成形加工方法および成形加工装置では、前記金属固体保持部材は、前記内面に保持される前記金属固体と、浮遊される前記溶融体を側方から視認可能な窓部を備えることが好ましい。   Moreover, in the shaping | molding processing method and shaping | molding processing apparatus of this invention, the said metal solid holding member is equipped with the window part which can visually recognize the said metal solid hold | maintained on the said inner surface, and the said molten body suspended from a side. Is preferred.

また、本発明の成形加工方法では、前記金属材料浮遊溶融工程では、上端側に前記金属固体が通過可能な上側開口部が形成され、下端側に前記溶融体が通過可能な下側開口部が形成された誘導コイルを用い、該誘導コイルは、前記上側開口部が前記金属保持部材の前記入口開口部と、前記下側開口部が前記金属保持部材の前記出口開口部と、それぞれ対向する状態で前記金属固体保持部材を囲繞して配置されたことが好ましい。   In the molding method of the present invention, in the metal material floating melting step, an upper opening through which the metal solid can pass is formed on the upper end side, and a lower opening through which the melt can pass is formed on the lower end side. Using the formed induction coil, the induction coil has a state in which the upper opening faces the inlet opening of the metal holding member and the lower opening faces the outlet opening of the metal holding member. It is preferable that the metal solid holding member is disposed around.

また、本発明の成形加工装置では、前記金属材料浮遊溶融部は、上端側に前記金属固体が通過可能な上側開口部が形成され、下端側に前記溶融体が通過可能な下側開口部が形成された誘導コイルを備え、該誘導コイルは、前記上側開口部が前記金属保持部材の前記入口開口部と、前記下側開口部が前記金属保持部材の前記出口開口部と、それぞれ対向する状態で前記金属固体保持部材を囲繞して配置されたことが好ましい。   In the molding apparatus of the present invention, the metal material floating and melting portion has an upper opening through which the metal solid can pass on the upper end side, and a lower opening through which the melt can pass through the lower end side. The induction coil includes a formed induction coil, the upper opening facing the inlet opening of the metal holding member and the lower opening facing the outlet opening of the metal holding member, respectively. It is preferable that the metal solid holding member is disposed around.

また、本発明の成形加工装置では、前記金属材料浮遊溶融部が前記誘導コイルを備える場合、前記誘導コイルの前記上側開口部は、前記金属保持部材が通過可能な大きさの開口を有することが好ましい。   Moreover, in the shaping | molding processing apparatus of this invention, when the said metal material floating melting part is provided with the said induction coil, the said upper side opening part of the said induction coil may have an opening of the magnitude | size which can pass the said metal holding member. preferable.

また、本発明の成形加工装置では、前記金属固体は、球状体に形成されたものを用いることが好ましい。   Moreover, in the shaping | molding processing apparatus of this invention, it is preferable to use the said metal solid formed in the spherical body.

また、本発明の成形加工装置では、前記金属固体保持部材が前記窓部を備える場合、前記金属固体保持部材は、網状体で形成され、前記窓部が、前記網状体の網目により形成されたことが好ましい。   Moreover, in the shaping | molding processing apparatus of this invention, when the said metal solid holding member is provided with the said window part, the said metal solid holding member was formed with the mesh body, and the said window part was formed with the mesh | network of the said mesh body. It is preferable.

また、本発明の成形加工装置では、前記金属固体保持部材が前記窓部を備える場合、前記窓部は、前記金属固体保持部材の側面にから内部側に貫通して設けられたスリットなることが好ましい。   Moreover, in the shaping | molding processing apparatus of this invention, when the said metal solid holding member is provided with the said window part, the said window part may become a slit penetrated from the side surface of the said metal solid holding member to the inner side. preferable.

また、本発明の成形加工装置では、前記金属固体保持部材は、光透過性を有する材料で形成されたことが好ましい。   Moreover, in the shaping | molding processing apparatus of this invention, it is preferable that the said metal solid holding member was formed with the material which has a light transmittance.

本発明の成形加工方法および成形加工装置によれば、金属固体保持部材に金属固体を保持させて、金属固体を浮遊させるとともに溶融させて溶融体を形成し、この溶融体を金属固体保持部材の出口開口部を通して下方に非接触状態で落下させることにより、金型に溶融体を導入して成形を行うことができるため、金属を溶解して成形を行う場合に簡素かつ安価な装置構成によって成形加工を行うことができるとともに成形の効率を向上することができるという効果を奏する。   According to the forming method and the forming apparatus of the present invention, the metal solid is held by the metal solid holding member, the metal solid is floated and melted to form a melt, and the melt is formed on the metal solid holding member. By dropping it in a non-contact state downward through the outlet opening, it is possible to perform molding by introducing a melt into the mold, so forming with a simple and inexpensive device configuration when molding by melting metal There exists an effect that it can process and can improve the efficiency of fabrication.

本発明の第1の実施形態に係る成形加工装置の概略構成を示す正面視の模式的な部分断面図である。It is a typical fragmentary sectional view of the front view which shows schematic structure of the shaping | molding processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 成形に用いる金属固体の例を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view which shows the example of the metal solid used for shaping | molding. 本発明の第1の実施形態に係る成形加工装置の主要部を示す模式的な断面図、およびそのA視の平面図である。It is the typical sectional view showing the principal part of the forming device concerning a 1st embodiment of the present invention, and the top view of the A view. 本発明の第1の実施形態に係る成形加工装置の動作説明図、およびそのB視の平面図である。It is operation | movement explanatory drawing of the shaping | molding processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and its top view of the B view. 本発明の第1の実施形態の成形加工装置を用いた成形加工方法の工程フロー図である。It is a process flow figure of the forming method using the forming device of a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態の変形例(第1変形例)に係る成形加工装置の主要部を示す模式的な断面図、およびそのC視の平面図である。It is typical sectional drawing which shows the principal part of the shaping | molding processing apparatus which concerns on the modification (1st modification) of the 1st Embodiment of this invention, and the top view of the C view. 本発明の第1の実施形態の変形例(第2変形例)に係る成形加工装置の主要部を示す模式的な断面図、およびそのE視の平面図である。It is typical sectional drawing which shows the principal part of the shaping | molding apparatus which concerns on the modification (2nd modification) of the 1st Embodiment of this invention, and the top view of the E view. 本発明の第2の実施形態に係る成形加工装置の概略構成を示す正面視の模式的な部分断面図である。It is a typical fragmentary sectional view of the front view which shows schematic structure of the shaping | molding processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の変形例(第3変形例)に係る成形加工装置に用いる金属固体保持部材の模式的な正面図である。It is a typical front view of the metal solid holding member used for the shaping | molding processing apparatus which concerns on the modification (3rd modification) of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態の変形例(第4変形例)に係る成形加工装置に用いる金属固体保持部材の模式的な正面図である。It is a typical front view of the metal solid holding member used for the shaping | molding processing apparatus which concerns on the modification (4th modification) of the 2nd Embodiment of this invention.

以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態に係る成形加工装置について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る成形加工装置の概略構成を示す正面視の模式的な部分断面図である。図2は、成形に用いる金属固体の例を示す模式的な斜視図である。図3(a)は、本発明の第1の実施形態に係る成形加工装置の主要部を示す模式的な断面図である。図3(b)は、図3(a)におけるA視の平面図である。図4(a)は、本発明の第1の実施形態に係る成形加工装置の動作説明図である。図4(b)は、図4(a)におけるB視の平面図である。
なお、各図は模式図であり、見易さのために各部材の大きさや形状は誇張されている(以下の図面も同様)。
[First Embodiment]
A molding apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view in front view showing a schematic configuration of a molding apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of a metal solid used for forming. Fig.3 (a) is typical sectional drawing which shows the principal part of the shaping | molding processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. FIG.3 (b) is a top view of A view in Fig.3 (a). Fig.4 (a) is operation | movement explanatory drawing of the shaping | molding processing apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. FIG. 4B is a plan view as viewed from B in FIG.
Each figure is a schematic diagram, and the size and shape of each member are exaggerated for ease of viewing (the same applies to the following drawings).

本実施形態の成形加工装置1は、図1に示すように、金属材料である供給材料12(金属固体)を材料保持部材8(金属固体保持部材)によって保持させ、誘導加熱によって溶融させるとともに材料保持部材8に接触することなく浮遊させ、溶融された金属材料からなる溶湯を金型6に導入して成形を行うものである。成形加工装置1が行う成形は、金属の溶湯を用いる成形であれば特に限定されないが、以下では、一例として遠心鋳造を行う場合の例で説明する。
このため、金型6は、例えば、略円柱状の外形を有するブロック部材の上面の中心に溶湯を導入するための下方側に延ばされた縦穴からなる溶湯導入穴6aが設けられ、溶湯導入穴6aの下端側の側面から径方向外側に向かって、成形品の形状を転写する金型面で囲まれた凹部である成形空間6bが形成されている。なお、金型6は、例えば成形品を取り出す場合などに分解できるように複数の部品の組立体からなっている。
As shown in FIG. 1, the molding apparatus 1 according to the present embodiment holds a supply material 12 (metal solid) that is a metal material by a material holding member 8 (metal solid holding member) and melts the material by induction heating. The molten metal is floated without contacting the holding member 8 and introduced into the mold 6 to perform molding. Although the shaping | molding which the shaping | molding processing apparatus 1 performs is not specifically limited if it is shaping | molding using a molten metal, below, it demonstrates by the example in the case of performing centrifugal casting as an example.
For this reason, the mold 6 is provided with, for example, a molten metal introduction hole 6a composed of a vertical hole extending downward to introduce the molten metal into the center of the upper surface of the block member having a substantially cylindrical outer shape. A molding space 6b, which is a recess surrounded by a mold surface that transfers the shape of the molded product, is formed from the side surface on the lower end side of the hole 6a toward the radially outer side. The mold 6 is composed of an assembly of a plurality of parts so that it can be disassembled when taking out a molded product, for example.

供給材料12は、金属材料を成形に必要な分量の塊状に形成した金属固体であり、本実施形態では、図2(a)に示すように、直径d、軸方向長さhの円柱状のものを採用している。符号Gは重心位置を示す。
ここで、成形に必要な分量とは、成形空間6bに導入されて固化されたとき、少なくとも成形品の形状を形成することができる分量であり、例えばランナー部などに充填され最終的に成形品から除去される分量が含まれていてもよい。
この成形に必要な分量は、成形品の形状に応じた金型6ごとに予め決められており、各供給材料12は、許容誤差範囲内で一定の形状に形成されている。
The supply material 12 is a metal solid formed from a metal material in a lump shape necessary for molding. In this embodiment, as shown in FIG. 2A, the supply material 12 is a circle having a diameter d 1 and an axial length h 1 . A columnar one is used. Reference symbol G indicates the position of the center of gravity.
Here, the amount required for molding is an amount that can form at least the shape of the molded product when it is introduced into the molding space 6b and solidified, for example, filled into the runner part and finally molded product. An amount to be removed from may be included.
The amount necessary for this molding is determined in advance for each mold 6 corresponding to the shape of the molded product, and each supply material 12 is formed in a certain shape within an allowable error range.

また、供給材料12の体積Vは、V=h・π・(d/2)であるから、供給材料12を球形状に換算すると、この仮想球の半径r’は、次式(1)で表される。
また、供給材料12が溶融時に球体となるとすると、この溶融仮想球S(金属固体の溶融時の体積を有する球)の半径rは、αを供給材料12の線膨張率、ΔTを溶融時の温度上昇として、次式(2)で表される。
The volume V of the feed material 12, because it is V = h 1 · π · ( d 1/2) 2, is converted feed material 12 to the spherical shape, with a radius r S of the virtual sphere ', the following equation It is represented by (1).
Also, assuming that the feed material 12 becomes a sphere when melted, the radius r S of the melting phantom sphere S (a sphere having a volume when the metal solid is melted) is such that α is a linear expansion coefficient of the feed material 12 and ΔT is melted. Is expressed by the following equation (2).

’={(3・h/4)・(d/2)1/3 ・・・(1)
=α・ΔT・r’ ・・・(2)
r S '= {(3 · h 1/4) · (d 1/2) 2} 1/3 ··· (1)
r S = α · ΔT · r S '(2)

直径dと軸方向長さhとの間の関係は、供給材料12を材料保持部材8に確実に保持させる点では、扁平、すなわち、d>hであることが好ましく、供給材料12を効率的に溶解させる点では、扁平すぎないことが好ましい。このため、d/h=ηとすると、1<η≦3程度の範囲であることが好ましい。特に、η=1.5の場合、直径dが、2・rと等しくなるため、後述する材料保持部材8の出口開口部8bの内径を2・rとする場合には、η>1.5とすることが好ましい。
本実施形態では、以下、η>1.5の場合の例で説明する。
The relationship between the diameter d 1 and the axial length h 1 is preferably flat, that is, d 1 > h 1 in that the supply material 12 is securely held by the material holding member 8. In terms of efficiently dissolving 12, it is preferable not to be too flat. For this reason, when d 1 / h 1 = η, a range of about 1 <η ≦ 3 is preferable. In particular, in the case of eta = 1.5, a diameter d 1, 2 · r S. Therefore equal, when the inner diameter of the outlet opening 8b of the material retention member 8 which will be described later 2 · r S is, eta> It is preferable to set it to 1.5.
In the present embodiment, an example in the case of η> 1.5 will be described below.

供給材料12の材質としては、誘導加熱によって溶融可能な金属材料であれば、適宜の単金属および合金を採用することができる。例えば、遠心鋳造により好適に成形できる合金として、急冷することにより非晶質化されることによって、耐食性に優れるとともに高精度な転写性を有し低ヤング率・高強度・高弾性などの特性が得られる合金群(いわゆる「金属ガラス」)を挙げることができる。このような非晶質合金の原料合金としては、例えば、Zr(ジルコニウム)基合金などが知られている。
以下の説明では、一例として、供給材料12の材質が、組成がZr55Cu30Al10Niを有するZr基合金の場合で説明する。
As the material of the supply material 12, a suitable single metal and alloy can be adopted as long as it is a metal material that can be melted by induction heating. For example, as an alloy that can be suitably formed by centrifugal casting, it is made amorphous by rapid cooling, so that it has excellent corrosion resistance and high-precision transfer properties, such as low Young's modulus, high strength, and high elasticity. A group of alloys obtained (so-called “metal glass”) can be mentioned. As a raw material alloy of such an amorphous alloy, for example, a Zr (zirconium) -based alloy is known.
In the following description, as an example, the case where the material of the supply material 12 is a Zr-based alloy having a composition of Zr 55 Cu 30 Al 10 Ni 5 will be described.

成形加工装置1の概略構成は、図1に示すように、チャンバー2、回転軸部4、モータ3、金型設置部5、誘導コイル7(金属材料浮遊溶融部)、材料保持部材8、材料供給部10(金属固体供給部)、および放射温度計11を備える。また、特に図示しないが、これらの構成の動作を制御するための制御手段を備えている。   As shown in FIG. 1, the schematic configuration of the molding apparatus 1 includes a chamber 2, a rotating shaft part 4, a motor 3, a mold installation part 5, an induction coil 7 (metal material floating melting part), a material holding member 8, and a material. A supply unit 10 (metal solid supply unit) and a radiation thermometer 11 are provided. Further, although not particularly shown, a control means for controlling the operation of these configurations is provided.

チャンバー2は、溶湯が酸化されたり、不純物が混入したりしないように、内部の大気を排出して、非酸化雰囲気を形成する不活性ガスを導入できるようにした筐体からなる。
このため、特に図示しないが、大気を吸引、排出する真空ポンプや例えばアルゴンガスなどの不活性ガスを導入する不活性ガス源が接続されている。
The chamber 2 is composed of a housing that allows the inside air to be discharged and an inert gas forming a non-oxidizing atmosphere to be introduced so that the molten metal is not oxidized or mixed with impurities.
For this reason, although not particularly illustrated, a vacuum pump for sucking and discharging the atmosphere and an inert gas source for introducing an inert gas such as argon gas are connected.

回転軸部4は、遠心鋳造を行うため、金型6を、溶湯導入穴6aの中心を通る軸回りに回転させるものであり、チャンバー2の底部を鉛直方向に貫通するように設けられている。
チャンバー2内に挿入された回転軸部4の上端部には、金型6を回転軸部4の回転中心軸Rに対して位置決めして着脱可能に固定するため、円板ブロック状の金型設置部5が固定されている。
このため、特に図示しないが、金型設置部5の上面には、金型6を位置合わせして取り付ける適宜の位置決め部や、金型6の固定を行う金型固定手段などが設けられている。
金型固定手段としては、例えば、ボルト締結や、適宜のチャック機構、クランプ機構などを採用することができる。
また、チャンバー2の底部の下方に延出された回転軸部4の下端部には、回転軸部4を回転駆動するモータ3が連結されている。
The rotary shaft 4 rotates the mold 6 around an axis passing through the center of the molten metal introduction hole 6a in order to perform centrifugal casting, and is provided so as to penetrate the bottom of the chamber 2 in the vertical direction. .
In order to position the mold 6 with respect to the rotation center axis R of the rotary shaft portion 4 and to be detachably fixed to the upper end portion of the rotary shaft portion 4 inserted into the chamber 2, a disc block-shaped die The installation part 5 is fixed.
For this reason, although not shown in particular, on the upper surface of the mold installation part 5, an appropriate positioning part for positioning and attaching the mold 6 and a mold fixing means for fixing the mold 6 are provided. .
As the mold fixing means, for example, bolt fastening, an appropriate chuck mechanism, a clamp mechanism, or the like can be employed.
A motor 3 that rotationally drives the rotary shaft 4 is connected to the lower end of the rotary shaft 4 that extends below the bottom of the chamber 2.

誘導コイル7は、例えば、10kHz〜100kHz程度の高周波磁界を発生させて、内部に配置された金属固体に誘導電流を流して浮遊させるとともに溶融させ、供給材料12から塊状の溶融体Mを形成するものであり、不図示の高周波電源に接続され、金型設置部5の上方のチャンバー2内に配置されている。
本実施形態の誘導コイル7は、図3(a)に示すように、下端側の開口である下側コイル開口部7d(下側開口部)から上側に向かってコイル径が漸次拡径する筒状に巻かれたコイル下部7bと、コイル下部7bの上端からより上側に向かってコイル径が漸次縮径する筒状にコイル下部7bと反対方向に巻かれ、上端側に上側コイル開口部7c(上側開口部)が形成されたコイル上部7aとを備える。誘導コイル7の巻線の旋回中心である中心軸Oは、回転軸部4の回転中心軸Rと同軸に配置されている。
コイル下部7bおよびコイル上部7aの巻き数や筒状の形状は、溶融体Mの重心を誘導コイル7内の一定の浮遊中心位置Fに位置づける高周波磁界が形成されるように設定する。
本実施形態の浮遊中心位置Fは、コイル下部7bおよびコイル上部7aの境界近傍のコイルの中心軸O上に設定されている。
The induction coil 7 generates a high-frequency magnetic field of about 10 kHz to 100 kHz, for example, causes an induction current to flow through a metal solid disposed therein, floats and melts it, and forms a massive melt M from the supply material 12. It is connected to a high-frequency power source (not shown), and is disposed in the chamber 2 above the mold installation unit 5.
As shown in FIG. 3A, the induction coil 7 of the present embodiment is a cylinder whose coil diameter gradually increases from the lower coil opening 7d (lower opening) which is the opening on the lower end side toward the upper side. A coil lower portion 7b wound in a shape, a cylindrical shape whose coil diameter gradually decreases from the upper end of the coil lower portion 7b toward the upper side, is wound in the opposite direction to the coil lower portion 7b, and an upper coil opening 7c ( A coil upper portion 7a formed with an upper opening). A central axis O which is a turning center of the winding of the induction coil 7 is arranged coaxially with the rotation center axis R of the rotation shaft portion 4.
The number of turns and the cylindrical shape of the coil lower part 7b and the coil upper part 7a are set so that a high-frequency magnetic field that positions the center of gravity of the melt M at a certain floating center position F in the induction coil 7 is formed.
The floating center position F of the present embodiment is set on the central axis O of the coil near the boundary between the coil lower part 7b and the coil upper part 7a.

また、コイル下部7bおよびコイル上部7aの大きさは、内部側に、後述する材料保持部材8および材料保持部材8に保持された供給材料12を収容できる大きさとされる。
なお、溶融体Mが形成されると、溶融体Mは球状に凝縮しようとするが、図4(a)に示すように、浮遊状態では主として重力の作用によって鉛直方向に細長く延びる略回転楕円体状の塊状になる。このような溶融体Mの浮遊状態の形状は、供給材料12の質量、および誘導コイル7から作用する電磁力の条件によって一定に定まる。以下では、溶融体Mの水平方向の最大外径を外径d(ただし、d<2・r)とする。ここで、溶融体Mは鉛直方向に細長く延びる略回転楕円体状の塊状であり、塊状の上端と下端の中間点での円形の水平断面の中心が、誘導コイル7の浮遊中心位置Fとほぼ一致するように浮上している。
Moreover, the magnitude | size of the coil lower part 7b and the coil upper part 7a is made into the magnitude | size which can accommodate the supply material 12 hold | maintained at the material holding member 8 and the material holding member 8 mentioned later inside.
Note that when the melt M is formed, the melt M tends to condense into a spherical shape, but as shown in FIG. 4A, in the floating state, a substantially spheroid elongated in the vertical direction mainly by the action of gravity. It becomes like a lump. The floating shape of the melt M is fixed depending on the condition of the mass of the feed material 12 and the electromagnetic force acting from the induction coil 7. Hereinafter, the horizontal maximum outer diameter of the melt M is defined as an outer diameter d M (where d M <2 · r S ). Here, the melt M is a substantially spheroid-like lump that is elongated in the vertical direction, and the center of the circular horizontal section at the midpoint between the top and bottom ends of the lump is substantially the same as the floating center position F of the induction coil 7. Surfaced to match.

上側コイル開口部7cの内径は、供給材料12が通過可能な内径Dとされている。
内径Dは、供給材料12が通過できれば特に制限はない。例えば、材料供給部10の供給形態によって、供給材料12の姿勢が特定の姿勢に保たれる場合には、この特定の姿勢における水平方向の最大外形が通過できる大きさであればよい。例えば、材料供給部10が供給材料12の中心軸を鉛直軸に合わせて供給することができる場合には、D>dであればよい。
本実施形態では、供給材料12がどのような姿勢で供給されても、上側コイル開口部7cを通過できるように、内径Dを、供給材料12の最大外形寸法であるdmaxより大きな寸法に設定している。供給材料12の場合、dmax=√(d +h )である(図2(a)参照)。
さらに本実施形態では、内径Dは、後述する材料保持部材8を上下方向に出し入れ可能な寸法としている。
また、下側コイル開口部7dの内径Dは、溶融体Mが鉛直方向に通過可能な寸法、すなわち、D>dに設定される。
The inner diameter of upper coil opening 7c is feed 12 is the inner diameter D 1 can pass.
The inner diameter D 1 is not particularly limited as long pass feed material 12. For example, when the posture of the supply material 12 is maintained in a specific posture depending on the supply form of the material supply unit 10, it may be of a size that allows the maximum horizontal outline in this specific posture to pass. For example, when the material supply unit 10 can supply the supply material 12 with the center axis of the supply material 12 aligned with the vertical axis, D 1 > d 1 may be satisfied.
In the present embodiment, the inner diameter D 1 is set to a dimension larger than d max which is the maximum outer dimension of the supply material 12 so that the feed material 12 can be passed through the upper coil opening 7 c in any posture. It is set. In the case of the feed material 12, d max = √ (d 1 2 + h 1 2 ) (see FIG. 2A).
Furthermore, in this embodiment, the inner diameter D 1 is in an out possible dimensions material retention member 8 which will be described later in the vertical direction.
The inner diameter D 2 of the lower coil opening 7d is melt M is dimension passable vertically, i.e., is set to D 2> d M.

材料保持部材8は、誘導コイル7の内部に配置され、上側コイル開口部7cを通して供給される供給材料12を保持するための部材であり、本実施形態では、上下方向に貫通孔が形成された筒状体からなる。
材料保持部材8は、チャンバー2の内側面から水平方向に延出されて誘導コイル7の内部に挿入された棒状の支持部材9の先端側に着脱可能に固定され、支持部材9に装着されたときに、誘導コイル7内の一定位置に支持され、誘導コイル7によって囲繞されている。
材料保持部材8の形状は、上端側の開口である入口開口部8aは下端側の開口である出口開口部8bよりも大径とされ、内側の内周面8cが上端側から下端側に向かって漸次縮径する部分円錐面状に形成されている。
入口開口部8aは誘導コイル7の上側コイル開口部7cの開口領域に上側から覆われる範囲に対向して配置されている。また、出口開口部8bは、誘導コイル7の下側コイル開口部7dの開口領域に下側から覆われる範囲に対向して配置されている。
The material holding member 8 is a member that is disposed inside the induction coil 7 and holds the supply material 12 supplied through the upper coil opening 7c. In this embodiment, a through hole is formed in the vertical direction. It consists of a cylindrical body.
The material holding member 8 is detachably fixed to the distal end side of a rod-like support member 9 that extends horizontally from the inner surface of the chamber 2 and is inserted into the induction coil 7, and is attached to the support member 9. Sometimes it is supported at a fixed position in the induction coil 7 and surrounded by the induction coil 7.
The shape of the material holding member 8 is such that the inlet opening 8a which is the opening on the upper end side has a larger diameter than the outlet opening 8b which is the opening on the lower end side, and the inner peripheral surface 8c is directed from the upper end side to the lower end side. Thus, it is formed in a partial conical surface shape that gradually decreases in diameter.
The inlet opening 8a is disposed so as to face the range covered from the upper side by the opening region of the upper coil opening 7c of the induction coil 7. Further, the outlet opening 8b is disposed in the opening region of the lower coil opening 7d of the induction coil 7 so as to face the range covered from the lower side.

材料保持部材8の材質は、非導電性の材料で構成されており、これにより誘導コイル7によって内部に形成される高周波磁界で加熱されないようになっている。本実施形態の材料保持部材8は、耐熱性に優れるアルミナを用いた成形品を採用している。
ただし、材料保持部材8の材質は、アルミナには限定されるものではなく、他のセラミックスでもよい。例えば、ジルコニア、ジルコン、チタン酸バリウム、ムライト、フッ素金雲母、窒化ケイ素などの例を挙げることができる。
また、溶融体Mが誘導コイル7内に浮遊される間に受ける輻射熱に対する耐熱性を有していれば、非導電性の高分子材料を採用することができる。すなわち、チャンバー2内は減圧されているため、熱伝達は小さく、かつ、溶融体Mが誘導コイル7に浮遊される時間は、溶融後成形に必要な温度に加熱されるまでの短い時間に過ぎないため、材料の熱容量によっては、必ずしも供給材料12の融点以上の高温に対する耐熱性を有していなくてもよい。
The material holding member 8 is made of a non-conductive material so that it is not heated by the high frequency magnetic field formed inside by the induction coil 7. The material holding member 8 of the present embodiment employs a molded product using alumina having excellent heat resistance.
However, the material of the material holding member 8 is not limited to alumina, and may be other ceramics. Examples include zirconia, zircon, barium titanate, mullite, fluorine phlogopite, and silicon nitride.
In addition, a non-conductive polymer material can be employed as long as the melt M has heat resistance against radiant heat received while the melt M is suspended in the induction coil 7. That is, since the inside of the chamber 2 is depressurized, heat transfer is small, and the time for which the melt M is floated on the induction coil 7 is only a short time until it is heated to a temperature required for molding after melting. Therefore, depending on the heat capacity of the material, it does not necessarily have heat resistance to a high temperature above the melting point of the supply material 12.

入口開口部8aの内径は、供給材料12が通過可能な内径D(ただし、D<D)とされている。
ここで「通過可能」とは、大きさに関しては誘導コイル7の上側コイル開口部7cと同じ意味で用いている。すなわち、内径Dは、供給材料12がくぐり抜けて通過できる円径になっているという意味である。
本実施形態では、供給材料12がどのような姿勢で供給されても、入口開口部8aに通過できるように、D>dmaxとしているが、供給材料12が特定の姿勢で供給される場合には、例えば、D>dなどであってもよい。
ただし、材料保持部材8に保持される供給材料12は、必ずしも供給材料12の全体が入口開口部8aを通過した状態で材料保持部材8に保持される必要はない。
The inner diameter of the inlet opening 8a is an inner diameter D 4 (where D 4 <D 1 ) through which the feed material 12 can pass.
Here, “passable” is used in the same meaning as the upper coil opening 7c of the induction coil 7 in terms of size. That is, the inner diameter D 4 is the means that feed material 12 is in a circle diameter which can pass slip through.
In the present embodiment, D 4 > d max is set so that the feed material 12 can pass through the inlet opening 8a in any posture, but the feed material 12 is fed in a specific posture. For example, D 4 > d 1 may be used.
However, the supply material 12 held by the material holding member 8 does not necessarily need to be held by the material holding member 8 in a state where the entire supply material 12 passes through the inlet opening 8a.

また、入口開口部8aの外径は、上側コイル開口部7cの内径Dよりも小さい外径Dとされる。このため、材料保持部材8は、上側コイル開口部7c内を鉛直方向に通過して、誘導コイル7の内外に進退できるようになっている。 The outer diameter of the inlet opening 8a is smaller outer diameter D 3 than the inner diameter D 1 of the upper coil opening 7c. For this reason, the material holding member 8 passes through the upper coil opening 7 c in the vertical direction and can advance and retreat in and out of the induction coil 7.

また、出口開口部8bの内径は、供給材料12の通過を阻止できるとともに溶融体Mの水平方向の最大外径dより大きい内径D(ただし、D≦D)とされている。
出口開口部8bの開口の大きさは、本実施形態では、供給材料12がどのような姿勢で供給されても、出口開口部8bでの通過を阻止できるように、内径Dは、供給材料12の外径dよりも小さい寸法に設定している。
Further, the inner diameter of the outlet opening 8b is set to be an inner diameter D 5 (where D 5 ≦ D 2 ) that can prevent the feed material 12 from passing and is larger than the maximum outer diameter d M in the horizontal direction of the melt M.
The size of the opening of the outlet opening 8b, in the present embodiment, be provided in any position feed material 12, so that it can block the passage at the outlet opening 8b, inner diameter D 5 is the feedstock It is set to a dimension smaller than the outer diameter d 1 of 12.

なお、ここで「通過を阻止できる」とは、供給材料12の全体が出口開口部8bから抜け切らなければよく、供給材料12の一部が出口開口部8bを抜け出て、下方側に突出された状態で保持されていてもよい。
例えば、図3(a)に図示された例では、供給材料12が材料保持部材8の中心軸と同軸となるように供給された状態であるため、供給材料12が出口開口部8bより下方に突出することもないし、入口開口部8aの上方に突出することもない。ただし、供給材料12の軸方向が水平方向になるように供給された場合には、材料保持部材8の寸法によっては供給材料12が出口開口部8bの下方や入口開口部8aの上方に突出されて保持されることになる。
Here, “can be prevented from passing” means that the whole of the supply material 12 does not have to be completely removed from the outlet opening 8b, and a part of the supply material 12 passes through the outlet opening 8b and protrudes downward. It may be held in the state.
For example, in the example illustrated in FIG. 3A, since the supply material 12 is supplied so as to be coaxial with the central axis of the material holding member 8, the supply material 12 is below the outlet opening 8 b. It does not protrude and does not protrude above the inlet opening 8a. However, when the supply material 12 is supplied so that the axial direction is horizontal, the supply material 12 protrudes below the outlet opening 8b or above the inlet opening 8a depending on the dimensions of the material holding member 8. Will be held.

このように、本実施形態では、供給材料12は、入口開口部8aから出口開口部8bまでの内面である内周面8cの位置で保持されていればよく、供給材料12の一部が材料保持部材8の外部に突出されていてもよい。   Thus, in this embodiment, the supply material 12 should just be hold | maintained in the position of the internal peripheral surface 8c which is an inner surface from the inlet opening part 8a to the outlet opening part 8b, and a part of supply material 12 is material. It may protrude outside the holding member 8.

また、材料保持部材8の内周面8cの形状および配置位置は、入口開口部8aを通して供給されて内周面8cで保持された供給材料12が、誘導コイル7からの高周波磁界によって溶融される際、溶融体Mが内周面8cから離れて浮揚するように設定される。
このように設定するには、溶融体Mが形成され、その重心が浮遊中心位置Fに位置された場合に、内周面8cが、溶融体Mの外形から離間して配置されるようにすればよい。
本実施形態では、簡易的な設定方法として、図3(a)に示すように、内周面8cの中心軸を誘導コイル7の中心軸Oと同軸として、浮遊中心位置Fから内周面8cまでの距離Hが溶融仮想球Sの半径rよりも大きくなる位置関係に設定している。
溶融体Mは、図4(a)に示すように、鉛直方向に延びる略回転楕円体状であるが、長径が大きくなって溶融仮想球Sの形状からの変形が大きくなるほど溶融体Mは水平方向に細る。一方、溶融体Mの下方側には、溶融体Mの水平方向の最大外径dより広い出口開口部8bが設けられている。
このため、上記のような簡易的な設定方法でも、ほとんどの場合、溶融体Mが内周面8cに当接することはない。ただし、内周面8cと溶融体Mとの間のスペースを十分にとれない場合には、内周面8cが溶融体Mと接触しないように、実際の溶融体Mの形状をシミュレーションするなどして配置位置を設定することが好ましい。
The shape and arrangement position of the inner peripheral surface 8c of the material holding member 8 are such that the supply material 12 supplied through the inlet opening 8a and held by the inner peripheral surface 8c is melted by the high frequency magnetic field from the induction coil 7. At this time, the melt M is set to float away from the inner peripheral surface 8c.
In order to set in this way, when the melt M is formed and the center of gravity is located at the floating center position F, the inner peripheral surface 8c is placed so as to be spaced apart from the outer shape of the melt M. That's fine.
In the present embodiment, as a simple setting method, as shown in FIG. 3A, the central axis of the inner peripheral surface 8c is coaxial with the central axis O of the induction coil 7, and the inner peripheral surface 8c from the floating center position F is set. distance H 1 to has set the positional relationship larger than with a radius r S of the molten virtual sphere S.
As shown in FIG. 4A, the melt M has a substantially spheroid shape extending in the vertical direction. However, as the major axis increases and the deformation from the shape of the melt phantom sphere S increases, the melt M becomes horizontal. Thin in the direction. On the other hand, the lower side of the melt M, are provided a wide outlet opening 8b than the maximum outer diameter d M in the horizontal direction of the melt M.
For this reason, even in the simple setting method as described above, in most cases, the melt M does not contact the inner peripheral surface 8c. However, when there is not enough space between the inner peripheral surface 8c and the melt M, the actual shape of the melt M is simulated so that the inner peripheral surface 8c does not come into contact with the melt M. It is preferable to set the arrangement position.

材料供給部10は、図1に示すように、複数の供給材料12を保持し、誘導コイル7の上方から、誘導コイル7内の材料保持部材8に向かって供給材料12を1つずつ供給できるようにしたものである。
本実施形態では、上側コイル開口部7cの中心を通して、材料保持部材8の入口開口部8aの中心に向かって供給材料12を放物落下させて材料保持部材8に供給する方式を採用している。このため、材料供給部10は、上側コイル開口部7cの側方において、上側コイル開口部7cの斜め上方に配置されている。
材料供給部10の概略構成は、誘導コイル7の中心軸Oに対して斜め上方の一定方向に向かって傾斜された傾斜溝10cを有しこの傾斜溝10c内に複数の供給材料12を傾斜方向に沿って移動可能に保持する傾斜保持部材10aと、傾斜保持部材10aの下端側で、供給材料12を1つずつ放出し、材料保持部材8の入口開口部8aの内側に向かって落下させる送り出し機構10bとを備える。
As shown in FIG. 1, the material supply unit 10 holds a plurality of supply materials 12 and can supply the supply materials 12 one by one from above the induction coil 7 toward the material holding member 8 in the induction coil 7. It is what I did.
In the present embodiment, a system is adopted in which the supply material 12 is parabolically dropped and supplied to the material holding member 8 through the center of the upper coil opening 7c toward the center of the inlet opening 8a of the material holding member 8. . For this reason, the material supply part 10 is arrange | positioned diagonally above the upper coil opening part 7c in the side of the upper coil opening part 7c.
The schematic configuration of the material supply unit 10 includes an inclined groove 10c that is inclined in a fixed direction obliquely upward with respect to the central axis O of the induction coil 7, and a plurality of supply materials 12 are inclined in the inclined groove 10c. The holding member 10a movably held along the lower end of the holding member 10a, and the feed material 12 is discharged one by one at the lower end side of the inclined holding member 10a and dropped toward the inside of the inlet opening 8a of the material holding member 8 And a mechanism 10b.

傾斜溝10cは、例えば、図1に示すように、供給材料12の底面および上面を挟む溝形状として、各供給材料12の中心軸が傾斜方向と直交するように、複数の供給材料12を並べて配置し、各供給材料12がその中心軸回りに回転して傾斜方向にころがり移動できるようにした構成を採用することができる。また、傾斜溝10cは、供給材料12の側面を挟む溝形状として、溝底面が供給材料12の底面と滑らかに摺動できるようにした構成としてもよい。
また、送り出し機構10bの構成は、供給材料12を供給する姿勢を制御する必要はないため、特に限定されないが、例えば、傾斜溝10c上に進退し、進出時に、先端から1番目および2番目の供給材料12をそれぞれ下方側から係止する第1の進退部材10dおよび第2の進退部材10eを備え、これらの進退動作を制御するといった構成を採用することができる。
このような送り出し機構10bは、例えば、供給材料12をチャックするなどして供給材料12を保持し、一定の姿勢となるように材料保持部材8内に移動させる移動ロボットなどを用いた機構に比べて、簡素な構成であり低コストで設置することができる。
For example, as shown in FIG. 1, the inclined groove 10 c has a groove shape sandwiching the bottom surface and the upper surface of the supply material 12, and a plurality of supply materials 12 are arranged so that the central axis of each supply material 12 is orthogonal to the inclination direction. It is possible to adopt a configuration in which each supply material 12 is rotated around its central axis so as to roll and move in an inclined direction. Further, the inclined groove 10 c may have a groove shape sandwiching the side surface of the supply material 12 so that the groove bottom surface can slide smoothly with the bottom surface of the supply material 12.
The configuration of the delivery mechanism 10b is not particularly limited because it is not necessary to control the posture for supplying the supply material 12. For example, the feed mechanism 10b moves forward and backward on the inclined groove 10c, and when advanced, the first and second from the tip end. It is possible to employ a configuration in which a first advance / retreat member 10d and a second advance / retreat member 10e that respectively lock the supply material 12 from the lower side are provided and the advance / retreat operation thereof is controlled.
Such a delivery mechanism 10b is, for example, compared with a mechanism using a mobile robot or the like that holds the supply material 12 by chucking the supply material 12 and moves it into the material holding member 8 so as to be in a fixed posture. Therefore, it can be installed at a low cost with a simple configuration.

放射温度計11は、誘導コイル7内に供給された供給材料12が溶融されて、溶融体Mが形成される際に、溶融体Mの放射光を受光して溶融体Mの温度を測定するもので、誘導コイル7の上方のチャンバー2の外部側に設けられている。
放射温度計11の配置位置は、溶融体Mの放射光を検出できる位置であれば特に限定されないが、本実施形態では、材料供給部10が上側コイル開口部7cの側方に設けられているため、溶融体Mが浮遊される誘導コイル7の中心軸Oの延長線上に配置されている。 放射温度計11の測定結果は、不図示の表示部に表示され、作業者が溶融体Mの温度から、成形開始のタイミングを計ることができるようになっている。
The radiation thermometer 11 receives the radiation of the melt M and measures the temperature of the melt M when the feed material 12 supplied into the induction coil 7 is melted to form the melt M. It is provided outside the chamber 2 above the induction coil 7.
The arrangement position of the radiation thermometer 11 is not particularly limited as long as the radiation light of the melt M can be detected. In the present embodiment, the material supply unit 10 is provided on the side of the upper coil opening 7c. For this reason, the melt M is disposed on an extension line of the central axis O of the induction coil 7 in which the melt M is suspended. The measurement result of the radiation thermometer 11 is displayed on a display unit (not shown) so that the operator can measure the molding start timing from the temperature of the melt M.

次に、成形加工装置1の動作について、本実施形態の成形加工方法とともに説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態の成形加工装置を用いた成形加工方法の工程フロー図である。
Next, operation | movement of the shaping | molding processing apparatus 1 is demonstrated with the shaping | molding processing method of this embodiment.
FIG. 5 is a process flow diagram of a forming method using the forming apparatus according to the first embodiment of the present invention.

本実施形態の成形加工方法は、成形加工装置1を用いることにより、供給材料12を溶融させ、溶融された供給材料12を金型6に導入して成形を行うものであって、図5に示すように、金属固体供給工程S1、金属固体保持工程S2、金属材料浮遊溶融工程S3、溶融体落下工程S4、および成形工程S5を、この順に行う方法である。   The molding method according to the present embodiment uses the molding apparatus 1 to melt the feed material 12 and introduce the melted feed material 12 into the mold 6 for molding. FIG. As shown, the metal solid supply step S1, the metal solid holding step S2, the metal material floating melting step S3, the melt dropping step S4, and the forming step S5 are performed in this order.

金属固体供給工程S1は、成形に用いる金属材料を成形に必要な分量の塊状に形成した供給材料12を供給する工程である。
本工程では、成形品および金型6の形状から決まる成形に必要な分量に基づいて本実施形態において成形に用いるZr基合金を秤量し、直径d、軸方向長さhの円柱状に成形された複数の供給材料12を予め用意しておく。
そして、これら供給材料12はチャンバー2内の材料供給部10に収容しておく。
一方、金型設置部5には、金型6を溶湯導入穴6aが回転軸部4の回転中心軸Rと同軸になるように位置合わせして固定しておく。
The metal solid supply step S1 is a step of supplying a supply material 12 in which a metal material used for forming is formed into a lump of an amount necessary for forming.
In this step, the Zr-based alloy used for molding in this embodiment is weighed based on the amount required for molding determined from the shape of the molded product and the mold 6 and is formed into a cylindrical shape having a diameter d 1 and an axial length h 1. A plurality of molded supply materials 12 are prepared in advance.
These supply materials 12 are stored in the material supply unit 10 in the chamber 2.
On the other hand, the mold 6 is positioned and fixed to the mold installation part 5 so that the molten metal introduction hole 6 a is coaxial with the rotation center axis R of the rotation shaft part 4.

次に、不図示の真空ポンプによって、チャンバー2内の大気を排出してから、不活性ガスを導入して、チャンバー2内に非酸化雰囲気を形成する。
非酸化雰囲気が形成された後、材料供給部10の送り出し機構10bによって、傾斜保持部材10aの先端の供給材料12を放出して、入口開口部8aの内側に向かって落下させる。
例えば、第2の進退部材10eによって2番目の供給材料12を下方側から係止した状態で第1の進退部材10dを退避させることで、1番目の供給材料12の係止が解除されて1番目の供給材料12のみが放物落下される。その後、第1の進退部材10dを進出させた状態で、第2の進退部材10eを退避させ、2番目以降の供給材料12を順次下端側に移動させて、第2の進退部材を10eを進出させる。これらの工程を繰り返すことで、供給材料12を1つずつ落下させることができる。
Next, after the atmosphere in the chamber 2 is exhausted by a vacuum pump (not shown), an inert gas is introduced to form a non-oxidizing atmosphere in the chamber 2.
After the non-oxidizing atmosphere is formed, the supply material 12 at the tip of the inclined holding member 10a is discharged by the delivery mechanism 10b of the material supply unit 10 and dropped toward the inside of the inlet opening 8a.
For example, when the first supply / retraction member 10d is retracted in a state where the second supply material 12 is locked from the lower side by the second advance / retreat member 10e, the lock of the first supply material 12 is released and 1 Only the second feed 12 is parabolically dropped. Then, with the first advance / retreat member 10d advanced, the second advance / retreat member 10e is retracted, the second and subsequent supply materials 12 are sequentially moved to the lower end side, and the second advance / retreat member is advanced 10e. Let By repeating these steps, the feed materials 12 can be dropped one by one.

上側コイル開口部7cの内径Dおよび入口開口部8aの内径Dは、供給材料12の最大外形寸法より大きいため、供給材料12は、上側コイル開口部7cを通過して、材料保持部材8の内側に落下され、供給材料12が誘導コイル7の内部側に供給される。
このとき、本実施形態では、供給材料12がどのような姿勢で供給されても、材料保持部材8で保持できるようになっているため、供給材料12を特定の姿勢に保って供給する必要がない。この結果、材料供給部10は簡素かつ安価な構成を採用することができる。
以上で、金属固体供給工程S1が終了する。
Since the inner diameter D 1 of the upper coil opening 7 c and the inner diameter D 4 of the inlet opening 8 a are larger than the maximum outer dimensions of the supply material 12, the supply material 12 passes through the upper coil opening 7 c and passes through the material holding member 8. The supply material 12 is supplied to the inner side of the induction coil 7.
At this time, in the present embodiment, since the supply material 12 can be held by the material holding member 8 regardless of the posture, the supply material 12 needs to be supplied in a specific posture. Absent. As a result, the material supply unit 10 can adopt a simple and inexpensive configuration.
Above, metal solid supply process S1 is complete | finished.

次に、金属固体保持工程S2を行う。本工程は、材料保持部材8を用いて、金属固体供給工程S1によって供給された供給材料12を材料保持部材8の入口開口部8aから出口開口部8bまでの間の内周面8cで保持する工程である。
材料保持部材8の下端側の出口開口部8bの内径Dは、供給材料12の通過を阻止できる寸法になっており、かつ、本実施形態では、内周面8cが出口開口部8bに向かって縮径する部分円錐面状とされているため、図3(a)に示すように、上側コイル開口部7cおよび入口開口部8aを通過した供給材料12は、入口開口部8aから出口開口部8bまでの間の内周面8c上に保持される。
ただし、材料供給部10は、供給材料12を放物落下させるため、内周面8c上における供給材料12の姿勢は必ずしも一定しないが、供給材料12は出口開口部8bを通過して下方側に抜けることはないため、内周面8c上に確実に保持される。
以上で、金属固体保持工程S2が終了する。
Next, the metal solid holding step S2 is performed. In this step, the material holding member 8 is used to hold the supply material 12 supplied in the metal solid supply step S1 on the inner peripheral surface 8c between the inlet opening 8a and the outlet opening 8b of the material holding member 8. It is a process.
The inner diameter D 5 of the lower end of the outlet opening 8b of the material retention member 8 is sized to be blocking passage of the feed material 12, and, in this embodiment, the inner circumferential surface 8c towards the outlet opening 8b 3 (a), the feed material 12 that has passed through the upper coil opening 7c and the inlet opening 8a is discharged from the inlet opening 8a to the outlet opening. It is held on the inner peripheral surface 8c up to 8b.
However, since the material supply unit 10 causes the supply material 12 to parabolically drop, the posture of the supply material 12 on the inner peripheral surface 8c is not necessarily constant, but the supply material 12 passes through the outlet opening 8b and moves downward. Since it does not come off, it is securely held on the inner peripheral surface 8c.
Thus, the metal solid holding step S2 is completed.

次に、金属材料浮遊溶融工程S3を行う。本工程は、材料保持部材8に保持された供給材料12に誘導電流を流して供給材料12を材料保持部材8から浮遊させるとともに溶融させて、出口開口部8bの上方で浮遊する塊状の溶融体Mを形成する工程である。
まず、供給材料12が材料保持部材8に保持された状態で、誘導コイル7に高周波電流を流して、誘導コイル7内に高周波磁界を形成する。これにより、供給材料12に誘導電流が発生し、ジュール熱によって供給材料12が加熱され融点を超えると溶融される。また、誘導コイル7から印加される磁界から上方向に力を受けて浮揚される。
溶融された溶融体Mは、球状に凝集しようとするため中心軸O側に移動し、重力の影響を受けて、鉛直方向にやや長い略回転楕円体状の塊となって、重心が浮遊中心位置Fに位置づけられる。
内周面8cは、浮遊中心位置Fからrよりも離れているため、溶融体Mは内周面8cから離間した状態で浮遊される。
溶融体Mの温度は、放射温度計11によって測定されており、本工程は、溶融体Mが成形を適切に行うことができる温度になるまで続けられる。例えば、本実施形態のZr基合金の場合、1200℃になった時点で本工程を終了する。
Next, a metal material floating melting step S3 is performed. In this process, an inductive current is supplied to the supply material 12 held by the material holding member 8 to float the supply material 12 from the material holding member 8 and melt it so that the molten material floats above the outlet opening 8b. This is a step of forming M.
First, in a state where the supply material 12 is held by the material holding member 8, a high frequency current is passed through the induction coil 7 to form a high frequency magnetic field in the induction coil 7. As a result, an induced current is generated in the supply material 12, and the supply material 12 is heated by Joule heat and melted when the melting point is exceeded. Further, it is lifted by receiving a force upward from the magnetic field applied from the induction coil 7.
The melted melt M moves to the central axis O side in order to agglomerate into a spherical shape, is affected by gravity, becomes a substantially spheroid-like lump that is slightly longer in the vertical direction, and the center of gravity is the floating center. Positioned at position F.
The inner circumferential surface 8c, because apart than r s from the floating center position F, the melt M is suspended in a state of being spaced apart from the inner circumferential surface 8c.
The temperature of the melt M is measured by the radiation thermometer 11, and this process is continued until the melt M reaches a temperature at which it can be appropriately molded. For example, in the case of the Zr-based alloy of this embodiment, this process is terminated when the temperature reaches 1200 ° C.

次に、溶融体落下工程S4を行う。本工程は、金属材料浮遊溶融工程S3で形成された溶融体Mを落下させ、材料保持部材8の出口開口部8bの内側を通して非接触状態で通過させる工程である。
すなわち、誘導コイル7への電流供給を停止して浮揚力を消失せる。これにより、溶融体Mは自由落下する。このとき、溶融体Mは、水平方向の最大外径dになっており、出口開口部8bは、dより大径であり、浮遊中心位置Fと出口開口部8bの中心とは、同軸上にあるため、溶融体Mは出口開口部8bを非接触で通過する。
このため、溶融体Mは、金属材料浮遊溶融工程S3および溶融体落下工程S4を通して、材料保持部材8とは接触しないため、材料保持部材8と接触することにより不純物が混入するおそれはない。
なお、溶融体Mは自由落下するため、無重量状態となり溶融体Mの表面張力の影響を受けて次第に球形に凝縮しようとするが、落下直後は慣性により細長い形状が保たれたまま落下される。
Next, the melt dropping step S4 is performed. This step is a step in which the melt M formed in the metal material floating melting step S3 is dropped and passed through the inside of the outlet opening 8b of the material holding member 8 in a non-contact state.
That is, the current supply to the induction coil 7 is stopped and the levitation force is lost. Thereby, the melt M falls free. In this case, the melt M is adapted to the maximum outer diameter d M in the horizontal direction, the outlet opening 8b is a larger diameter than the d M, the center of the floating center position F and the outlet opening 8b, coaxial Because it is above, the melt M passes through the outlet opening 8b in a non-contact manner.
For this reason, since the melt M does not contact the material holding member 8 through the metal material floating melting step S3 and the melt dropping step S4, there is no possibility that impurities are mixed by contacting the material holding member 8.
In addition, since the melt M falls freely, it becomes a weightless state and gradually condenses into a spherical shape under the influence of the surface tension of the melt M, but immediately after the fall, it is dropped while maintaining its elongated shape due to inertia. .

次に、成形工程S5を行う。本工程は、出口開口部8bに向けて開口された金型6の溶湯導入穴6aに溶融体Mを導入して成形を行う工程である。
このため、本工程を開始するまでの間に、モータ3によって回転軸部4を回転させ、遠心鋳造を行う一定回転数に到達するようにしておく。例えば、金属固体供給工程S1、金属固体保持工程S2、および金属材料浮遊溶融工程S3のいずれかを行う間にモータ3の回転を開始し、溶融体落下工程S4の開始時に一定回転数になるようにしておく。
材料保持部材8から落下された溶融体Mは、出口開口部8b、下側コイル開口部7dを通過して、溶湯導入穴6a内に落下し、金型6に溶湯として供給される。この溶湯は遠心力によって成形空間6bに充填され、金型6によって冷却、固化されて、成形空間6bの金型面の形状が転写される。
溶湯の形状が変化しない程度に固化されたら、モータ3の回転を停止する。
以上で、成形工程S5が終了する。
Next, the molding step S5 is performed. This step is a step of performing molding by introducing the melt M into the molten metal introduction hole 6a of the mold 6 opened toward the outlet opening 8b.
For this reason, before starting this process, the rotating shaft portion 4 is rotated by the motor 3 so as to reach a constant rotational speed at which centrifugal casting is performed. For example, the rotation of the motor 3 is started while any one of the metal solid supply step S1, the metal solid holding step S2, and the metal material floating melting step S3 is performed, so that the rotation speed becomes constant at the start of the melt dropping step S4. Keep it.
The melt M dropped from the material holding member 8 passes through the outlet opening 8b and the lower coil opening 7d, falls into the molten metal introduction hole 6a, and is supplied to the mold 6 as molten metal. This molten metal is filled into the molding space 6b by centrifugal force, cooled and solidified by the mold 6, and the shape of the mold surface of the molding space 6b is transferred.
When the molten metal is solidified to such an extent that it does not change, the rotation of the motor 3 is stopped.
Thus, the molding step S5 is completed.

成形工程S5が終了したら、チャンバー2内の雰囲気を大気雰囲気に戻して、金型設置部5から金型6を取り外し、チャンバー2の外部に移動して、金型6から成形品を脱型する。
さらに、遠心鋳造を続ける場合には、金型設置部5に金型6を装着して上記の各工程を繰り返す。その際、材料供給部10に収容された供給材料12がなくなるまでは、供給材料12の補充は省略することができる。また、材料保持部材8には溶融体Mは接触しないため、材料保持部材8が汚染したり、劣化したりすることはないため、清掃作業や保守作業を行わなくても成形を続行することができる。
したがって、繰り返しの成形を効率よく行うことができる。
また、材料保持部材8は、溶融体Mを接触させる場合に比べて、耐熱性や耐久性が低い材料で構成することができるため、低コストで製作することができる。
When the molding step S5 is completed, the atmosphere in the chamber 2 is returned to the air atmosphere, the mold 6 is removed from the mold installation unit 5, moved to the outside of the chamber 2, and the molded product is removed from the mold 6. .
Further, when the centrifugal casting is continued, the mold 6 is mounted on the mold setting unit 5 and the above steps are repeated. At that time, replenishment of the supply material 12 can be omitted until the supply material 12 accommodated in the material supply unit 10 runs out. Further, since the melt M does not come into contact with the material holding member 8, the material holding member 8 is not contaminated or deteriorated. Therefore, the molding can be continued without performing the cleaning work or the maintenance work. it can.
Therefore, repeated molding can be performed efficiently.
Moreover, since the material holding member 8 can be comprised with a material with low heat resistance and durability compared with the case where the melt M is made to contact, it can be manufactured at low cost.

このように、本実施形態の成形加工方法および成形加工装置1によれば、材料保持部材8に供給材料12を保持させて、供給材料12を浮遊させるとともに溶融させて溶融体Mを形成し、この溶融体Mを材料保持部材8の出口開口部8bを通して非接触状態で下方に落下させることにより、金型6に溶融体Mを導入して成形を行うことができるため、金属を溶解して成形を行う場合に簡素かつ安価な装置構成によって成形加工を行うことができる。   Thus, according to the molding method and the molding apparatus 1 of the present embodiment, the material holding member 8 holds the supply material 12, the supply material 12 is floated and melted to form the melt M, By dropping the melt M downward in a non-contact state through the outlet opening 8b of the material holding member 8, the melt M can be introduced into the mold 6 and can be molded. When molding is performed, molding can be performed with a simple and inexpensive apparatus configuration.

[第1変形例]
次に、本実施形態の変形例(第1変形例)について説明する。
図6(a)は、本発明の第1の実施形態の変形例(第1変形例)に係る成形加工装置の主要部を示す模式的な断面図である。図6(b)は、図6(a)におけるC視の平面図である。
[First Modification]
Next, a modified example (first modified example) of the present embodiment will be described.
Fig.6 (a) is typical sectional drawing which shows the principal part of the shaping | molding processing apparatus which concerns on the modification (1st modification) of the 1st Embodiment of this invention. FIG. 6B is a plan view as viewed from C in FIG.

本変形例は、上記第1の実施形態の供給材料12に代えて、供給材料12と形状の異なる供給材料13(金属固体)を用いるものであり、このため、成形加工装置1は、図1に示すように、材料保持部材8に代えて、材料保持部材8A(金属固体保持部材)を装着できるようになっている。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
In this modification, instead of the supply material 12 of the first embodiment, a supply material 13 (metal solid) having a shape different from that of the supply material 12 is used. As shown in FIG. 8, instead of the material holding member 8, a material holding member 8A (metal solid holding member) can be mounted.
Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

供給材料13は、供給材料12と同様なZr基合金からなり、図2(b)に示すように、直径d=2・r’の球体である点が供給材料12と異なる。
材料保持部材8Aは、図6(a)、(b)に示すように、上記第1の実施形態の材料保持部材8と同様の入口開口部8a、出口開口部8b、および内周面8cを備えるが、それぞれの寸法を供給材料13に合わせて変更したものである。
すなわち、入口開口部8aの内径Dは、供給材料13を通過できるように供給材料13の最大外径であるdよりも大径に設定し、出口開口部8bの内径Dは、供給材料13の通過を阻止できるように、供給材料13の最大外形寸法である2・r’より小径であり、かつdよりも大径であるように設定している。また、浮遊中心位置Fから内周面8cまでの距離Hは、上記第1の実施形態と同様に、溶融仮想球Sの半径rよりも大きくなる位置関係に設置されている。
なお、これらの条件が、上記第1の実施形態の材料保持部材8の形状によって満たされている場合には、材料保持部材8をそのまま用いて成形加工を行うことができる。
The feed material 13 is made of a Zr-based alloy similar to the feed material 12, and is different from the feed material 12 in that the feed material 13 is a sphere having a diameter d 2 = 2 · r S ′, as shown in FIG.
As shown in FIGS. 6A and 6B, the material holding member 8A has the same inlet opening 8a, outlet opening 8b, and inner peripheral surface 8c as the material holding member 8 of the first embodiment. However, each dimension is changed in accordance with the supply material 13.
That is, the inner diameter D 4 of the inlet opening 8a is than d 2 is the maximum outer diameter of the feed material 13 so that it can pass through the feed 13 is set to be larger in diameter, the inner diameter D 5 of the outlet opening 8b is supplied In order to prevent passage of the material 13, the diameter is set to be smaller than 2 · r S ′ which is the maximum outer dimension of the supply material 13 and larger than d M. Further, the distance H 1 from the floating center position F to the inner peripheral surface 8 c is set in a positional relationship that is larger than the radius r S of the molten phantom sphere S, as in the first embodiment.
In addition, when these conditions are satisfied by the shape of the material holding member 8 of the first embodiment, the material holding member 8 can be used as it is for molding.

本変形例によれば、供給材料13は、供給材料12と同様にして、材料保持部材8Aに保持されるため、上記第1の実施形態と同様の成形加工方法によって、供給材料13により遠心鋳造を行うことができる。
本変形例では、供給材料13が球体であるため、材料保持部材8A内にどのように供給された場合でも、供給材料13は、内周面8cに内接する一定位置に保持される。このため、誘導コイル7の高周波磁界は供給材料13が保持される一定位置において最適化されていればよいため、誘導コイル7は、供給材料13の保持位置のばらつきを考慮して設計しなくてもよいため、より容易に設計することができる。
また、供給材料13の重心Gは、内周面8cの中心軸上、したがって、誘導コイル7の中心軸O上で浮遊中心位置Fよりも下側に、確実に保持されるため、供給材料13の保持位置のばらつきに基づく供給材料13の浮揚力のばらつきがなくなる。この結果、溶融体Mが浮遊、溶融して安定した形状が形成される間での時間が略一定となり、効率的な成形を行うことができる。
According to this modification, since the supply material 13 is held by the material holding member 8A in the same manner as the supply material 12, the casting material is centrifugally cast by the supply material 13 by the same molding method as in the first embodiment. It can be performed.
In this modification, since the supply material 13 is a sphere, the supply material 13 is held at a fixed position inscribed in the inner peripheral surface 8c regardless of how the supply material 13 is supplied into the material holding member 8A. For this reason, since the high frequency magnetic field of the induction coil 7 has only to be optimized at a certain position where the supply material 13 is held, the induction coil 7 has to be designed in consideration of variations in the holding position of the supply material 13. Therefore, it can be designed more easily.
Further, since the center of gravity G of the supply material 13 is securely held on the central axis of the inner peripheral surface 8c, and thus on the lower side of the floating center position F on the central axis O of the induction coil 7, the supply material 13 The variation in the levitation force of the supply material 13 based on the variation in the holding position is eliminated. As a result, the time during which the melt M floats and melts and a stable shape is formed becomes substantially constant, and efficient molding can be performed.

[第2変形例]
次に、本実施形態の他の変形例(第2変形例)について説明する。
図7(a)は、本発明の第1の実施形態の変形例(第2変形例)に係る成形加工装置の主要部を示す模式的な断面図である。図7(b)は、図7(a)におけるE視の平面図である。
[Second Modification]
Next, another modified example (second modified example) of the present embodiment will be described.
Fig.7 (a) is typical sectional drawing which shows the principal part of the shaping | molding apparatus which concerns on the modification (2nd modification) of the 1st Embodiment of this invention. FIG.7 (b) is a top view of E view in Fig.7 (a).

本変形例は、上記第1の実施形態の供給材料12に代えて、上記第1変形例の供給材料13を用いるものであり、このため、成形加工装置1は、材料保持部材8に代えて、材料保持部材18(金属固体保持部材)を装着できるようになっている。
以下、上記第1の実施形態および上記第1変形例と異なる点を中心に説明する。
In this modification, the supply material 13 of the first modification is used instead of the supply material 12 of the first embodiment. Therefore, the molding apparatus 1 is replaced with the material holding member 8. The material holding member 18 (metal solid holding member) can be mounted.
Hereinafter, differences from the first embodiment and the first modification will be mainly described.

材料保持部材18は、図7(a)、(b)に示すように、内径Dを有する円形の底面18eの外周から上方に向かって拡径する部分円錐面状の内側面18cおよび外側面18dが延ばされ、上端に内径D、外径Dの入口開口部18aが、形成され、底面18eの中心に内径Dの円形の出口開口部18bが貫通して設けられたものである。出口開口部18bの中心は、誘導コイル7の中心軸Oと同軸に配置されている。
ここで、入口開口部18aの内径D、外径Dは、それぞれ、上記第1変形例の内径D、外径Dと同様の大きさである。また、底面18eの内径Dは、供給材料13の外径dより大きい寸法とされている。
また、出口開口部18bの内径Dは、上記第1変形例の内径Dと同様、供給材料13の通過を阻止できるように、2・r’より小径であり、かつdよりも大径であるように設定している。
また、材料保持部材18の入口開口部18aから出口開口部18bまでの間の内面である内側面18cおよび底面18eは、それぞれ浮遊中心位置Fから距離HおよびHとされている。そして、材料保持部材18は、距離HおよびHがいずれも溶融仮想球Sの半径rよりも大きくなる位置関係に設置されている。
Material holding member 18, FIG. 7 (a), the (b), the inner surface from the outer periphery portion conical shape that increases in diameter toward the upper circular base 18e having an inner diameter D 6 18c and an outer surface 18d is extended, in which the inner diameter D 4 at the upper end, the inlet opening 18a of the outer diameter D 3 is formed a circular outlet opening 18b of the inner diameter D 7 in the center of the bottom surface 18e is provided through is there. The center of the outlet opening 18 b is arranged coaxially with the central axis O of the induction coil 7.
Here, the inlet opening 18a inside diameter D 4 of the outer diameter D 3, respectively, the first modification inner diameter D 4 of the same size as the outer diameter D 3. The inside diameter D 6 of the bottom surface 18e is the outer diameter d 2 larger than the size of the feed material 13.
Further, the inner diameter D 7 of the outlet opening 18b is smaller than 2 · r S ′ and smaller than d M so that the feed material 13 can be prevented from passing, similarly to the inner diameter D 5 of the first modified example. It is set to have a large diameter.
The inner surface 18c and the bottom surface 18e which is the inner surface between the inlet opening 18a of the material retention member 18 to the outlet opening 18b is from the respective floating center position F and the distance H 2 and H 3. The material holding member 18 is installed in a positional relationship in which the distances H 2 and H 3 are both larger than the radius r S of the molten phantom sphere S.

本変形例によれば、供給材料13は、材料供給部10によって、材料保持部材18内に供給されると、底面18eと交差する出口開口部18bの上端側の稜線において、通過が阻止されて、この稜線上に保持されるため、上記第1の実施形態と同様の成形加工方法によって、供給材料13により遠心鋳造を行うことができる。
本変形例でも、上記第1変形例と同様に、供給材料13が材料保持部材18内にどのように供給された場合でも、供給材料13は、出口開口部18bの上端側の稜線に内接する一定位置に保持され、誘導コイル7の設計が容易となる。
また、供給材料13の重心は、誘導コイル7の中心軸上に確実に保持されるため、供給材料13の保持位置のばらつきに基づく供給材料13の浮揚力のばらつきがなくなり、溶融体Mが浮遊、溶融して安定した形状が形成される間での時間が略一定となり、効率的な成形を行うことができる。
また、本変形例は、金属固体保持部材が筒状体でない形状を有する場合の例になっている。
According to this modification, when the supply material 13 is supplied into the material holding member 18 by the material supply unit 10, the supply material 13 is blocked from passing on the ridge line on the upper end side of the outlet opening 18b intersecting the bottom surface 18e. Since it is held on this ridgeline, centrifugal casting can be performed with the supply material 13 by the same molding method as in the first embodiment.
Also in this modified example, similarly to the first modified example, regardless of how the supply material 13 is supplied into the material holding member 18, the supply material 13 is inscribed in the ridge line on the upper end side of the outlet opening 18b. It is held at a fixed position, and the induction coil 7 can be easily designed.
Further, since the center of gravity of the supply material 13 is securely held on the central axis of the induction coil 7, there is no variation in the buoyancy of the supply material 13 based on the variation in the holding position of the supply material 13, and the melt M floats. The time during which the molten and stable shape is formed becomes substantially constant, and efficient molding can be performed.
Moreover, this modification is an example in the case where the metal solid holding member has a shape that is not a cylindrical body.

[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る成形加工装置の概略構成を示す正面視の模式的な部分断面図である。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8: is a typical fragmentary sectional view of the front view which shows schematic structure of the shaping | molding processing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

本実施形態の成形加工装置1Aは、図8に示すように、上記第1の実施形態の材料保持部材8、材料供給部10に代えて、それぞれ材料保持部材8B(金属固体保持部材)、材料供給部10Aを備え、放射温度計11を材料保持部材8Bの側方におけるチャンバー2の外部に設けたものである。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 8, the molding apparatus 1A of the present embodiment replaces the material holding member 8 and the material supply unit 10 of the first embodiment with a material holding member 8B (metal solid holding member) and a material, respectively. A supply portion 10A is provided, and a radiation thermometer 11 is provided outside the chamber 2 on the side of the material holding member 8B.
Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.

材料保持部材8Bは、上記第1の実施形態の材料保持部材8と同形状で、光透過性を有する材料で形成されたものである。本実施形態では、ガラスを採用しているが、光透過性を有するとともに、溶融体Mが誘導コイル7内に浮遊される間に受ける輻射熱に対する耐熱性を有する非導電性のする材料であれば、適宜のセラミックスあるいは高分子材料を採用することができる。透明性を有するセラミックスとしては、例えば、アルミナ、イットリウム・アルミニウム・ガーネット、イットリア、マグネシアなどの例を挙げることができる。   The material holding member 8B has the same shape as the material holding member 8 of the first embodiment and is formed of a material having optical transparency. In this embodiment, glass is used, but it is a non-conductive material that has optical transparency and has heat resistance against radiant heat received while the melt M is suspended in the induction coil 7. Appropriate ceramics or polymer materials can be used. Examples of the ceramic having transparency include alumina, yttrium / aluminum / garnet, yttria, magnesia, and the like.

放射温度計11は、材料保持部材8Bの内部から材料保持部材8Bの側面と、誘導コイル7の巻線間の隙間を通して、側方に放射される光を受光できるように、チャンバー2の側部において、浮遊中心位置Fと略同じ高さに設置されている。   The radiation thermometer 11 is configured to receive the light emitted from the inside of the material holding member 8B through the side surface of the material holding member 8B and the gap between the windings of the induction coil 7 to the side. In FIG. 3, the floating center position F is set at substantially the same height.

材料供給部10Aは、上側コイル開口部7cの上方に配置され、内部に複数の供給材料12を保持し、上側コイル開口部7cの上方から、誘導コイル7の中心軸Oに沿って、供給材料12を1つずつ供給できるようにしたものである。
本実施形態では、特に図示しないが、中心軸Oと同軸位置に開閉可能に設けられた投下口と、内部の供給材料12を1つずつ投下口上に搬送する搬送機構を備え、投下口を開くことで、供給材料12を中心軸Oに沿って落下させて材料保持部材8に供給する方式を採用している。
このように、上側コイル開口部7cの上方を遮るように、材料供給部10Aが配置できるのは、放射温度計11が材料保持部材8Bの側方に配置されているためである。
また、このように材料供給部10Aを、上側コイル開口部7cの上方で、上側コイル開口部7cに重なる範囲に水平に配置することができるので、上記第1の実施形態に比べてチャンバー2の高さを低減することができ、装置の小型化が可能となる。
10 A of material supply parts are arrange | positioned above the upper coil opening part 7c, hold | maintain the some supply material 12 inside, and supply material along the central axis O of the induction coil 7 from the upper part of the upper coil opening part 7c 12 can be supplied one by one.
In the present embodiment, although not shown in particular, a drop opening provided in a position that can be opened and closed coaxially with the central axis O, and a transport mechanism that transfers the internal supply material 12 one by one onto the drop opening are provided, and the drop opening is opened. Thus, a method is adopted in which the supply material 12 is dropped along the central axis O and supplied to the material holding member 8.
Thus, the material supply part 10A can be disposed so as to block the upper side of the upper coil opening 7c because the radiation thermometer 11 is disposed on the side of the material holding member 8B.
In addition, since the material supply unit 10A can be horizontally disposed in a range overlapping the upper coil opening 7c above the upper coil opening 7c as described above, the chamber 2 has a higher capacity than that of the first embodiment. The height can be reduced, and the apparatus can be miniaturized.

本実施形態の成形加工装置1Aによれば、材料供給部10Aによって、供給材料12を真下に落下させることで、上側コイル開口部7c、入口開口部8aを通して、供給材料12を材料保持部材8B内に供給して(金属固体供給工程S1)、材料保持部材8Bの内周面8cに供給材料12を保持させることができる(金属固体保持工程S2)。その後、上記第1の実施形態と同様にして、金属材料浮遊溶融工程S3、溶融体落下工程S4、および成形工程S5を行うことにより遠心鋳造による成形加工を行うことができる。   According to the molding apparatus 1A of the present embodiment, the supply material 12 is dropped directly below by the material supply unit 10A, so that the supply material 12 is passed through the upper coil opening 7c and the inlet opening 8a into the material holding member 8B. (Metal solid supply step S1), and the supply material 12 can be held on the inner peripheral surface 8c of the material holding member 8B (metal solid hold step S2). Thereafter, in the same manner as in the first embodiment, the metal material floating melting step S3, the melt dropping step S4, and the molding step S5 can be performed to perform a molding process by centrifugal casting.

本実施形態の金属固体供給工程S1では、供給材料12を直線的に落下させるとともに、上側コイル開口部7cに近い位置から落下させることができるため、供給材料12をチャックして移動させなくても、特定の姿勢を維持して落下させることが容易となる。
例えば、供給材料12の直径dが、出口開口部8bの内径Dよりも細い場合であっても、供給材料12の中心軸を水平方向に向けて落下させることによって、供給材料12が、内径Dよりも大きな軸方向長さhによって確実に内周面8c上に保持されるようにすることができる。
また、本実施形態の金属材料浮遊溶融工程S3では、浮遊中心位置Fと略同じ高さに配置された放射温度計11によって溶融体Mの温度を測定することができるので、溶融体Mに対する距離が一定となるため、溶融体Mの位置変動に応じて測定位置のフォーカスを変えることなく測定することできる。このため、正確な温度測定を容易に行うことができる。
また、材料保持部材8Bが光透過性を有するため、作業者が、材料保持部材8B内に保持された供給材料12や浮遊された溶融体Mを容易に視認することができる。したがって、供給材料12や溶融体Mが視認できない場合に比べて、作業性が向上する。また正常に工程が行われなかった場合でも迅速に対処することができる。
In the metal solid supply step S1 of the present embodiment, the feed material 12 can be dropped linearly and dropped from a position close to the upper coil opening 7c, so that the feed material 12 does not need to be chucked and moved. It becomes easy to drop while maintaining a specific posture.
For example, the diameter d 1 of the feed material 12, even if the diameter is smaller than the inner diameter D 5 of the outlet opening 8b, by dropping toward the central axis of the feed 12 in the horizontal direction, the feed 12, it can be made to be held on reliably inner circumferential surface 8c by a large axial length h 1 than the inner diameter D 5.
In the metal material floating melting step S3 of the present embodiment, the temperature of the melt M can be measured by the radiation thermometer 11 arranged at substantially the same height as the floating center position F. Therefore, the measurement can be performed without changing the focus of the measurement position in accordance with the position variation of the melt M. For this reason, accurate temperature measurement can be easily performed.
Moreover, since the material holding member 8B has light transmittance, the operator can easily visually recognize the supply material 12 held in the material holding member 8B and the suspended melt M. Therefore, workability is improved as compared with the case where the feed material 12 and the melt M cannot be visually recognized. Moreover, even when a process is not normally performed, it can respond quickly.

[第3変形例]
次に、本実施形態の変形例(第3変形例)について説明する。
図9は、本発明の第2の実施形態の変形例(第3変形例)に係る成形加工装置に用いる金属固体保持部材の模式的な正面図である。
[Third Modification]
Next, a modified example (third modified example) of the present embodiment will be described.
FIG. 9 is a schematic front view of a metal solid holding member used in a forming apparatus according to a modification (third modification) of the second embodiment of the present invention.

本変形例は、図9に示すように、上記第2の実施形態の材料保持部材8Bに代えて、材料保持部材8C(金属固体保持部材)を備える。
以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 9, the present modification includes a material holding member 8C (metal solid holding member) instead of the material holding member 8B of the second embodiment.
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the second embodiment.

材料保持部材8Cは、上記第2の実施形態の材料保持部材8Bの材質を板状の成形ガラスから、非導電性材料による網状体に代えたものである。このため、材料保持部材8Cは、網状体の網目8eによって、内周面8cから側面8dに貫通する複数の窓部が形成されている。網目8eは、内周面8cに保持される供給材料12と、溶融体Mとを側方から視認可能な窓部を構成している。
網状体の材質としては、溶融体Mが誘導コイル7内に浮遊される間に受ける輻射熱に対する耐熱性を有し、網状体に成形可能な適宜のセラミックスや高分子材料を採用することができる。その際、網状体の材質自体は、光透過性を有していなくてもよい。
The material holding member 8C is obtained by replacing the material of the material holding member 8B according to the second embodiment from a plate-shaped molded glass with a net-like body made of a non-conductive material. For this reason, in the material holding member 8C, a plurality of window portions penetrating from the inner peripheral surface 8c to the side surface 8d are formed by a mesh 8e. The mesh 8e constitutes a window portion through which the supply material 12 held on the inner peripheral surface 8c and the melt M can be viewed from the side.
As the material of the mesh body, an appropriate ceramic or polymer material that has heat resistance against the radiant heat received while the melt M floats in the induction coil 7 and can be formed into the mesh body can be employed. In that case, the material of the mesh body itself may not have light transmittance.

本変形例によれば、材料保持部材8C内の供給材料12や溶融体Mに対して、放射温度計11により網目8eを通して側方からの温度測定を行ったり、作業者が供給材料12や溶融体Mを視認したりすることができる。   According to this modification, the temperature of the supply material 12 or the melt M in the material holding member 8C is measured from the side through the mesh 8e by the radiation thermometer 11, or the operator can supply the material 12 or the melt. The body M can be visually recognized.

[第4変形例]
次に、本実施形態の他の変形例(第4変形例)について説明する。
図10は、本発明の第2の実施形態の変形例(第4変形例)に係る成形加工装置に用いる金属固体保持部材の模式的な正面図である。
[Fourth Modification]
Next, another modified example (fourth modified example) of the present embodiment will be described.
FIG. 10 is a schematic front view of a metal solid holding member used in a forming apparatus according to a modification (fourth modification) of the second embodiment of the present invention.

本変形例は、図10に示すように、上記第2の実施形態の材料保持部材8Bに代えて、材料保持部材8D(金属固体保持部材)を備える。
以下、上記第2の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 10, this modification includes a material holding member 8D (metal solid holding member) instead of the material holding member 8B of the second embodiment.
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the second embodiment.

材料保持部材8Dは、上記第2の実施形態の材料保持部材8Bと同様の外形を有し、内周面8cから側面8dに貫通する複数のスリット8fが形成されたものである。このスリット8fは、内周面8cに保持される供給材料12と、溶融体Mとを側方から視認可能な窓部を構成している。
材料保持部材8Dの材質としては、上記第1の実施形態の材料保持部材8と同様の材質を採用することができ、材質自体としては光透過性を有していなくてもよい。
The material holding member 8D has the same outer shape as the material holding member 8B of the second embodiment, and is formed with a plurality of slits 8f penetrating from the inner peripheral surface 8c to the side surface 8d. The slit 8f constitutes a window portion through which the supply material 12 held on the inner peripheral surface 8c and the melt M can be viewed from the side.
As the material of the material holding member 8D, the same material as that of the material holding member 8 of the first embodiment can be adopted, and the material itself does not have to be light transmissive.

本変形例によれば、材料保持部材8D内の供給材料12や溶融体Mに対して、放射温度計11によりスリット8fを通して側方からの温度測定を行ったり、作業者が供給材料12や溶融体Mを視認したりすることができる。   According to this modification, the temperature of the supply material 12 and the melt M in the material holding member 8D is measured from the side through the slit 8f by the radiation thermometer 11, or the operator can supply the supply material 12 and the melt. The body M can be visually recognized.

なお、上記の各実施形態の説明では、金属固体保持部材の内面が部分円錐面状である場合の例で説明したが、金属固体が保持できる形状であれば、部分円錐面状には限定されない。例えば、円錐面以外の湾曲面であってもよいし、水平方向の断面が多角形状であってもよい。   In the above description of each embodiment, an example in which the inner surface of the metal solid holding member has a partial conical surface shape has been described. However, the shape is not limited to a partial conical surface shape as long as the metal solid can be held. . For example, a curved surface other than a conical surface may be used, and a horizontal cross section may be a polygonal shape.

また、上記の各実施形態の説明では、金属固体が円柱状(供給材料12)、球状(供給材料13)の場合の例で説明したが、金属固体は、これらの形状には限定されない。例えば、多角柱状、角錐状、円錐台状、角錐台状、多面体状、回転楕円体状、リング状などの適宜の形状を採用することができる。また、これらの形状において適宜角部が除去または丸められた形状なども採用することができる。
また、金属固体と、金属固体保持部材の内面との間には、相互に一定の位置関係に嵌合する形状が設けられていてもよい。例えば、金属固体が立方体状とされ、金属固体保持部材の出口開口部が正三角形状とされ、金属固体の角部が出口開口部に嵌合する形状などを採用することができる。
Moreover, in the description of each of the above embodiments, the case where the metal solid is cylindrical (feed material 12) or spherical (supply material 13) has been described, but the metal solid is not limited to these shapes. For example, an appropriate shape such as a polygonal column shape, a pyramid shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, a polyhedron shape, a spheroid shape, and a ring shape can be employed. In addition, in these shapes, a shape in which corner portions are appropriately removed or rounded can be employed.
Moreover, between the metal solid and the inner surface of the metal solid holding member, a shape that fits in a certain positional relationship may be provided. For example, it is possible to adopt a shape in which the metal solid has a cubic shape, the outlet opening of the metal solid holding member has an equilateral triangle shape, and the corner of the metal solid fits into the outlet opening.

また、上記の第2の実施形態の第4変形例では、窓部が、側面に設けられたスリット8fからなる場合で説明したが、スリット8fは、入口開口部8aまで貫通するスリットであってもよい。   Further, in the fourth modification of the second embodiment described above, the case where the window portion includes the slit 8f provided on the side surface has been described. However, the slit 8f is a slit that penetrates to the inlet opening portion 8a. Also good.

また、上記の第2の実施形態の各変形例では、窓部の形状が、網目、およびスリットからなる場合の例で説明したが、窓部の形状は、これらには限定されない。例えば丸穴や角穴でもよい。
また、窓部は、金属固体保持部材の側面の全周に設けられている必要はなく、放射温度計11の配置方向や、作業者が見易い一定方向などに配置位置が限定されていてもよい。
Moreover, in each modification of said 2nd Embodiment, although the shape of a window part demonstrated in the example in case it consists of a mesh and a slit, the shape of a window part is not limited to these. For example, a round hole or a square hole may be used.
Moreover, the window part does not need to be provided on the entire circumference of the side surface of the metal solid holding member, and the arrangement position may be limited to the arrangement direction of the radiation thermometer 11 or a fixed direction that is easy for the operator to see. .

また、上記の各実施形態の説明では、金属材料浮遊溶融部の上側開口部が、金属固体保持部材を上下方向に挿通できる大きさに開口されている場合の例で説明したが、本発明では、金属固体保持部材が溶融体などとの接触によって汚染することがないため、頻繁に金属固体保持部材を取り外す必要がない。このため、上側開口部の大きさを金属固体保持部材が上下方向に挿通できない小径に設定しておき、金属固体保持部を取り外す場合には、金属材料浮遊溶融部を分解して取り外すようにしてもよい。   In the description of each of the above embodiments, the upper opening portion of the metal material floating and melting portion has been described as an example in which the metal solid holding member is opened in a size that can be inserted in the vertical direction. Since the metal solid holding member is not contaminated by contact with a melt or the like, it is not necessary to frequently remove the metal solid holding member. Therefore, the size of the upper opening is set to a small diameter that the metal solid holding member cannot be inserted in the vertical direction, and when removing the metal solid holding part, the metal material floating melting part should be disassembled and removed. Also good.

また、上記の各実施形態、各変形例で説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記第2の実施形態に上記第1の実施形態の第2変形例を組み合わせて、材料保持部材18の形状をガラスで形成してもよい。
また、単に作業者が供給材料12や溶融体Mを視認するための目的であれば、上記第1の実施形態の金属固体保持部材として、上記第2の実施形態の材料保持部材8B、8C、8Dを採用してもよい。
Moreover, all the components described in the above embodiments and modifications can be implemented by appropriately combining or deleting them within the scope of the technical idea of the present invention.
For example, the shape of the material holding member 18 may be formed of glass by combining the second embodiment with the second modification of the first embodiment.
Moreover, if it is the objective for an operator to visually recognize the supply material 12 and the melt M, as the metal solid holding member of the said 1st Embodiment, material holding member 8B of the said 2nd Embodiment, 8C, 8D may be adopted.

1、1A 成形加工装置
2 チャンバー
4 回転軸部
5 金型設置部
6 金型
6a 溶湯導入穴
7 誘導コイル
7c 上側コイル開口部(上側開口部)
7d 下側コイル開口部(下側開口部)
8、8A、8B、8C、8D、18 材料保持部材(金属固体保持部材)
8a、18a 入口開口部
8b、18b 出口開口部
8c 内周面(金属固体保持部材における入口開口部から出口開口部までの間の内面)
8e 網目(窓部)
8f スリット(窓部)
10、10A 材料供給部
10b 送り出し機構
11 放射温度計
12、13 供給材料(金属固体)
18c 内側面(金属固体保持部材における入口開口部から出口開口部までの間の内面)
18d 外側面
18e 底面(金属固体保持部材における入口開口部から出口開口部までの間の内面)
外径(金属固体の塊状の浮遊溶融状態における水平方向の最大外径)
max (金属固体の最大外形寸法)
F 浮遊中心位置
M 溶融体
O 中心軸
R 回転中心軸
半径(金属固体の溶融時の体積を有する球の半径)
S 溶融仮想球(金属固体の溶融時の体積を有する球)
S1 金属固体供給工程
S2 金属固体保持工程
S3 金属材料浮遊溶融工程
S4 溶融体落下工程
S5 成形工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A Molding apparatus 2 Chamber 4 Rotating shaft part 5 Mold installation part 6 Mold 6a Molten metal introduction hole 7 Induction coil 7c Upper coil opening (upper opening)
7d Lower coil opening (lower opening)
8, 8A, 8B, 8C, 8D, 18 Material holding member (metal solid holding member)
8a, 18a Inlet opening 8b, 18b Outlet opening 8c Inner peripheral surface (inner surface between the inlet opening and the outlet opening in the metal solid holding member)
8e mesh (window)
8f Slit (window)
10, 10A Material supply unit 10b Delivery mechanism 11 Radiation thermometer 12, 13 Supply material (metal solid)
18c Inner side surface (inner surface between the inlet opening and the outlet opening in the metal solid holding member)
18d outer surface 18e bottom surface (inner surface between the inlet opening and the outlet opening in the metal solid holding member)
d M outer diameter (horizontal maximum outer diameter in a solid solid lump state)
d max (maximum external dimensions of metal solid)
F Floating center position M Melt O Center axis R Rotation center axis r S radius (radius of sphere having volume when metal solid melts)
S Fused phantom sphere (sphere with volume when metal solid melts)
S1 Metal solid supply process S2 Metal solid holding process S3 Metal material floating melting process S4 Melt dropping process S5 Molding process

Claims (20)

金属材料を溶融させて、溶融された前記金属材料を金型に導入して成形を行う成形加工方法であって、
前記金属材料を成形に必要な分量の塊状に形成した金属固体を供給する金属固体供給工程と、
非導電性の材料からなり、前記金属固体が通過可能な入口開口部と、該入口開口部よりも下方側に設けられ前記金属固体の通過を阻止するとともに前記金属固体の塊状の浮遊溶融状態における水平方向の最大外径より大きい開口が形成された出口開口部とを有する金属固体保持部材を用いて、前記金属固体供給工程によって供給された前記金属固体を前記入口開口部から前記出口開口部までの間の前記金属固体保持部材の内面で保持する金属固体保持工程と、
前記金属固体保持部材に保持された前記金属固体に誘導電流を流して前記金属固体を前記金属固体保持部材に接触することなく浮遊させるとともに溶融させて、前記出口開口部の上方で浮遊する塊状の溶融体を形成する金属材料浮遊溶融工程と、
該金属材料浮遊溶融工程で形成された前記溶融体を落下させ、前記金属固体保持部材の前記出口開口部の内側を通して非接触状態で通過させる溶融体落下工程と、
前記出口開口部に向けて開口された金型に前記溶融体を導入して成形を行う成形工程と、
を備えることを特徴とする成形加工方法。
A molding method for melting a metal material and introducing the molten metal material into a mold for molding,
A metal solid supplying step of supplying a metal solid formed into a lump of an amount necessary for forming the metal material;
An entrance opening made of a non-conductive material, through which the metal solid can pass, and provided below the entrance opening to block the passage of the metal solid and in a massive floating molten state of the metal solid A metal solid holding member having an outlet opening formed with an opening larger than the maximum outer diameter in the horizontal direction, and the metal solid supplied by the metal solid supply step is passed from the inlet opening to the outlet opening. A metal solid holding step of holding on the inner surface of the metal solid holding member between,
An inductive current is passed through the metal solid held by the metal solid holding member to float and melt the metal solid without contacting the metal solid holding member, and a lump-like shape floating above the outlet opening. A metal material floating melting process for forming a melt,
A melt dropping step of dropping the melt formed in the metal material floating melting step and passing the melt in a non-contact state through the inside of the outlet opening of the metal solid holding member;
A molding step of performing molding by introducing the melt into a mold opened toward the outlet opening; and
A forming method characterized by comprising:
前記金属固体保持部材における前記入口開口部から前記出口開口部までの間の内面は、
前記溶融体の浮遊中心から、前記金属固体の溶融時の体積を有する球の半径よりも離れた位置に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の成形加工方法。
The inner surface between the inlet opening and the outlet opening in the metal solid holding member is
2. The forming method according to claim 1, wherein the forming method is provided at a position away from a floating center of the melt from a radius of a sphere having a volume when the metal solid is melted.
前記出口開口部の開口は、前記金属固体の溶融時の体積を有する球が通過可能な大きさに形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の成形加工方法。   3. The forming method according to claim 1, wherein the opening of the outlet opening is formed to have a size that allows passage of a sphere having a volume at the time of melting of the metal solid. 前記金属固体保持部材は、
上端側に前記入口開口部が設けられ、下端側に前記出口開口部が設けられた筒状体からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の成形加工方法。
The metal solid holding member is
The molding method according to any one of claims 1 to 3, comprising a cylindrical body provided with the inlet opening on the upper end side and with the outlet opening on the lower end side.
前記筒状体は、
前記入口開口部から前記出口開口部に向かって開口の大きさが漸次低減されるものであることを特徴とする請求項4に記載の成形加工方法。
The cylindrical body is
The molding method according to claim 4, wherein the size of the opening is gradually reduced from the inlet opening toward the outlet opening.
前記金属固体保持部材は、
前記内面に保持される前記金属固体と、浮遊される前記溶融体とを側方から視認可能な窓部を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の成形加工方法。
The metal solid holding member is
The molding method according to any one of claims 1 to 5, further comprising a window portion that allows the metal solid held on the inner surface and the floating melt to be visually recognized from the side.
前記金属材料浮遊溶融工程では、
上端側に前記金属固体が通過可能な上側開口部が形成され、下端側に前記溶融体が通過可能な下側開口部が形成された誘導コイルを用い、
該誘導コイルは、前記上側開口部が前記金属保持部材の前記入口開口部と、前記下側開口部が前記金属保持部材の前記出口開口部と、それぞれ対向する状態で前記金属固体保持部材を囲繞して配置されたことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の成形加工方法。
In the metal material floating melting step,
Using an induction coil in which an upper opening through which the metal solid can pass is formed on the upper end side and a lower opening through which the melt can pass is formed on the lower end side,
The induction coil surrounds the metal solid holding member with the upper opening facing the inlet opening of the metal holding member and the lower opening facing the outlet opening of the metal holding member. The molding method according to claim 1, wherein the molding method is arranged.
金属材料を溶融させて、溶融された前記金属材料を金型に導入して成形を行う成形加工装置であって、
前記金属材料を成形に必要な分量の塊状に形成した金属固体を供給する金属固体供給部と、
非導電性の材料からなり、前記金属固体が通過可能な入口開口部と、該入口開口部よりも下方側に設けられ前記金属固体の通過を阻止するとともに前記金属固体の塊状の浮遊溶融状態における水平方向の最大外径より大きい開口が形成された出口開口部とを有し、前記入口開口部から前記出口開口部までの間の内面で、前記金属固体供給部によって前記入口開口部から供給される前記金属固体を保持する金属固体保持部材と、
該金属固体保持部材の周囲に設けられ、前記金属固体保持部材に保持された前記金属固体に誘導電流を流して該金属固体を前記金属固体保持部材に接触することなく浮遊させるとともに溶融させて、前記出口開口部の上方で浮遊する塊状の溶融体を形成する金属材料浮遊溶融部と、
前記金属固体保持部材の前記出口開口部の下方側に、該出口開口部に向けて開口された金型を設置する金型設置部と、
を備えることを特徴とする成形加工装置。
A molding apparatus that melts a metal material and introduces the melted metal material into a mold to perform molding,
A metal solid supply section for supplying a metal solid formed into a lump of an amount necessary for forming the metal material;
An entrance opening made of a non-conductive material, through which the metal solid can pass, and provided below the entrance opening to block the passage of the metal solid and in a massive floating molten state of the metal solid An outlet opening formed with an opening larger than the maximum outer diameter in the horizontal direction, and is supplied from the inlet opening by the metal solid supply part on the inner surface between the inlet opening and the outlet opening. A metal solid holding member for holding the metal solid;
It is provided around the metal solid holding member, an induced current is passed through the metal solid held by the metal solid holding member to float and melt the metal solid without contacting the metal solid holding member, A metal material floating melting part that forms a massive melt floating above the outlet opening;
On the lower side of the outlet opening of the metal solid holding member, a mold installation part that installs a mold opened toward the outlet opening, and
A molding apparatus characterized by comprising:
前記金属固体保持部材における前記入口開口部から前記出口開口部までの間の内面は、
前記金属材料溶融部における前記溶融体の浮遊中心から、前記金属固体の溶融時の体積を有する球の半径よりも離れた位置に設けられたことを特徴とする請求項8に記載の成形加工装置。
The inner surface between the inlet opening and the outlet opening in the metal solid holding member is
9. The forming apparatus according to claim 8, wherein the forming apparatus is provided at a position away from a floating center of the melt in the metal material melting portion, than a radius of a sphere having a volume when the metal solid is melted. .
前記出口開口部の開口は、前記金属固体の溶融時の体積を有する球が通過可能な大きさに形成されたことを特徴とする請求項8または9に記載の成形加工装置。   10. The molding apparatus according to claim 8, wherein the opening of the outlet opening is formed to have a size through which a sphere having a volume at the time of melting of the metal solid can pass. 前記金属固体保持部材は、
上端側に前記入口開口部が設けられ、下端側に前記出口開口部が設けられた筒状体からなることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の成形加工装置。
The metal solid holding member is
The molding apparatus according to any one of claims 8 to 10, comprising a cylindrical body provided with the inlet opening on the upper end side and with the outlet opening on the lower end side.
前記筒状体は、
前記入口開口部から前記出口開口部に向かって開口の大きさが漸次低減されるものであることを特徴とする請求項11に記載の成形加工装置。
The cylindrical body is
The molding apparatus according to claim 11, wherein the size of the opening is gradually reduced from the inlet opening toward the outlet opening.
前記金属固体保持部材は、
前記内面に保持される前記金属固体と、浮遊される前記溶融体とを側方から視認可能な窓部を備えることを特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載の成形加工装置。
The metal solid holding member is
The molding apparatus according to any one of claims 8 to 12, further comprising a window portion that allows the metal solid held on the inner surface and the floating melt to be visually recognized from the side.
前記金属材料浮遊溶融部は、
上端側に前記金属固体が通過可能な上側開口部が形成され、下端側に前記溶融体が通過可能な下側開口部が形成された誘導コイルを備え、
該誘導コイルは、前記上側開口部が前記金属保持部材の前記入口開口部と、前記下側開口部が前記金属保持部材の前記出口開口部と、それぞれ対向する状態で前記金属固体保持部材を囲繞して配置されたことを特徴とする請求項8〜13のいずれかに記載の成形加工装置。
The metal material floating melting part is
An upper opening portion through which the metal solid can pass is formed on the upper end side, and an induction coil in which a lower opening portion through which the melt can pass is formed on the lower end side,
The induction coil surrounds the metal solid holding member with the upper opening facing the inlet opening of the metal holding member and the lower opening facing the outlet opening of the metal holding member. The molding apparatus according to any one of claims 8 to 13, wherein the molding apparatus is arranged as described above.
前記誘導コイルの前記上側開口部は、前記金属保持部材が通過可能な大きさの開口を有することを特徴とする請求項14に記載の成形加工装置。   The molding apparatus according to claim 14, wherein the upper opening of the induction coil has an opening having a size through which the metal holding member can pass. 前記金属固体供給部は、
前記金属固体を、前記金属固体保持部材の前記入口開口部に上方から投入して供給することを特徴とする請求項8〜15のいずれかに記載の成形加工装置。
The metal solid supply unit includes:
The molding apparatus according to any one of claims 8 to 15, wherein the metal solid is supplied from above into the inlet opening of the metal solid holding member.
前記金属固体は、球状体に形成されたものを用いることを特徴とする請求項8〜16のいずれかに記載の成形加工装置。   The said metal solid uses the thing formed in the spherical body, The shaping | molding processing apparatus in any one of Claims 8-16 characterized by the above-mentioned. 前記金属固体保持部材は、網状体で形成され、
前記窓部が、前記網状体の網目により形成されたことを特徴とする請求項13に記載の成形加工装置。
The metal solid holding member is formed of a mesh body,
The molding apparatus according to claim 13, wherein the window portion is formed by a mesh of the mesh body.
前記窓部は、前記金属固体保持部材の側面にから内部側に貫通して設けられたスリットなることを特徴とする請求項13に記載の成形加工装置。   The molding processing apparatus according to claim 13, wherein the window portion is a slit provided penetrating from a side surface of the metal solid holding member to an inner side. 前記金属固体保持部材は、光透過性を有する材料で形成されたこと請求項8〜12のいずれかに記載の成形加工装置。   The molding apparatus according to claim 8, wherein the metal solid holding member is made of a light transmissive material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016095127A (en) * 2012-10-15 2016-05-26 アップル インコーポレイテッド Inline melt control via rf power
US9873151B2 (en) 2014-09-26 2018-01-23 Crucible Intellectual Property, Llc Horizontal skull melt shot sleeve
KR20200009526A (en) * 2018-07-19 2020-01-30 주식회사 포스코 Cooling element inserting apparatus and method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016095127A (en) * 2012-10-15 2016-05-26 アップル インコーポレイテッド Inline melt control via rf power
US9810482B2 (en) 2012-10-15 2017-11-07 Apple Inc. Inline melt control via RF power
US10197335B2 (en) 2012-10-15 2019-02-05 Apple Inc. Inline melt control via RF power
US9873151B2 (en) 2014-09-26 2018-01-23 Crucible Intellectual Property, Llc Horizontal skull melt shot sleeve
KR20200009526A (en) * 2018-07-19 2020-01-30 주식회사 포스코 Cooling element inserting apparatus and method
KR102092748B1 (en) * 2018-07-19 2020-03-24 주식회사 포스코 Cooling element inserting apparatus and method

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