JPH03193260A - 鋳造機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、歯科用補綴物、インブラント、装飾品、機械
部品等比較的小さな鋳造物を得る為の鋳造機に係り、特
にその鋳造機の溶解用るつぼの改良に関する。

（従来の技術） 上記の鋳造機としては、鋳造室内に溶解用るつぼ及び鋳
型がこの順序で上下に配置され、るつぼ内でアーク等の
加熱手段により溶解された鋳造材料の溶湯をその直下に
配置された所望形状の鋳型に注湯し、鋳造するようにし
たものが一般的である。そして、斯かる鋳造機に採用さ
れる溶解用るつぼとしては、第１４図（イ）（ロ）（ハ
）が挙げられる。

第１４図（イ）のるつぼａは、断面漏斗状の形状をした
溶解槽ａ８内で鋳造材料を溶解し、溶湯をその底部に開
口された落日ａ２より流落させることにより鋳型に注湯
せんとするものである。

また、第１４図（ロ）のるつぼｂは、左右２つ割りとさ
れ、溶解槽ｂ１内で鋳造材料が溶解されたのを見計らっ
てその下部を観音式に開き、上記同様溶湯を鋳型に注湯
せんとするものである。

更に、第１４図（ハ）のるつぼＣは、上記と同様左右に
２つ割りとされ、これらを左右に引き離すことにより溶
解槽Ｃ□内の溶湯を鋳型に注湯せんとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） 然し乍ら、上記各るつぼを有する鋳造機は次のような欠
点を有している。即ち、第１４図（イ）のるつぼａにお
いては、鋳造材料が不連続に流落し、その流落の過程で
急激に冷却され、鋳型のキャビティー内で層状に硬化鋳
造されることになり、更に不定形の鋳造材料は一旦別の
るつぼで柱状に成形する工程が必要となり、また第１４
図（ロ）のるつぼｂは、落ち口でブリッジを起し易く、
更に該るつぼｂ及び第１４図（ハ）のるつぼＣの場合は
、一部未溶解部分も鋳型内に落下することになり、結局
何れの場合も不均質な鋳造物しか得られない・・・等の
不備が内包されていた。特に、チタンなどの高温活性な
金属の鋳造には上記欠点は致命的とも云えるものであっ
た。

本発明は上記に鑑みなされたもので、るつぼから鋳型へ
の溶湯の注湯が極めて速やか且つ連続的になされ、チタ
ン等の高温活性な金属であっても均質な鋳造物が得られ
ると共に、取扱い・メンテナンス等が至便な新規な鋳造
機を提供せんとするものである。

（問題点を解決する為の手段） 上記目的を達成させる為の本発明の構成を添付の実施例
図に基づき説明するに、第１図は本発明鋳造機の一例を
示す概略的縦断面図、第２図は第１図の■線部拡大斜視
図、第３図は第１図に採用される保護回路の概略図、第
４図は第２図のＩＶ−■線面断面図、第５図は他の実施
例の平面図、第６図は第５図のＶＩ−ＶＩ線縦断面図、
第７図は更に他の実施例の第６図と同様図、第８図は更
に他の実施例の平面図、第９図は第８図のＵ−■線面断
面図、第１０図は更に他の実施例の斜視図、第１１図、
第１２図及び第１３図はるつぼの種々の形態を示す斜視
図及び縦断面図である。即ち、本発明の鋳造機は、鋳造
室１内に配置されたるつぼ２で鋳造材料を溶解し、この
溶解鋳造材料を同じく上記鋳造室１内に配置された鋳型
４に注湯し鋳造するようにした鋳造機に於いて、鋳造室
１に保持されたアーク発生電極６と当該電極６に対向し
て配置された導電性の当該るつぼ２内に挿入された鋳造
材料との間にアーク柱を発生させて、当該鋳造材料を溶
解し、上記るつぼ２が水平軸３の廻りに傾動自在且つ取
外し自在に配設され、該るつぼ２を傾倒させることによ
り溶解鋳造材料をその口縁２１より鋳型４に注湯させる
ようにしたことを特徴とするものである。

（作用） 上記構成の鋳造機を用いて鋳造するには、るつぼ２に鋳
造材料を入れ、アーク発生電極６と導電性のるつぼ２中
の鋳造材料との間で発生させた高温のアーク柱によりこ
れを溶解して高温の溶湯を得て、溶解の為の所定時間経
過後該るつぼ２を水平軸３の軸心の回りに傾倒させれば
、その口縁２１より溶湯が鋳型４のキャビティー４１内
に注入され鋳造がなされる。このとき溶湯は口縁２１よ
り注がれ゛るから、るつぼ２の内壁面に接した未溶解分
が多少あってもこの未溶解分はるつぼ２の底部に残留し
、完全に溶解された溶湯のみが鋳型４に瞬時に注入され
る。従って、注入時に溶湯が急激に冷却されることなく
鋳型４のキャビティー４１内で流動性を持ってその隅々
に浸透し、その結果均質で且つ極めて健全な鋳造物が得
られる。特に歯科の金属床の如く薄肉の鋳造物を得る場
合に斯かる特性は頗る有効である。そして、高温活性が
比較的低い合金の鋳造に適したセラミック材料又はグラ
ファイトなどから構成されたるつぼを用いる場合には、
銅るつぼとこれらのるつぼとを交換することが可能であ
り、更にるつぼ２が過熱されすぎたり、或は汚れた場合
には、これを鋳造室１外に取り出して冷却或は掃除をす
ることが出来る。

（実施例） 次に実施例により本発明を更に詳述する。

（実施例−１） 第１図は、アーク加熱式差圧鋳造機での本発明の適用例
を示すものであり、鋳造室１が溶解室１１と鋳込室１２
とに上下に分割され、この両室１１．１２は隔壁１３に
より隔てられ、その中央には連通孔１４１を有するブツ
シュ１４が装着されている。亦、上記隔壁１３上には水
平軸３の為の支持ブロック３１．３１が固設され、該水
平軸３によりるつぼ２が傾動自在に支持されている。一
方隔壁１３の下面にはパツキン１５を介して鋳型４が密
接的に配置され、該鋳型４のキャビティー４１が上記ブ
ツシュ１４の連通孔１４１に通じている。

符号５は、鋳型４を載置させる為の上下昇降自在な鋳型
台であり、鋳造開始時にこの上に鋳型４を載せて上昇さ
せ、隔壁１３の下面に鋳型４を密接的に維持させ、鋳造
終了後は下降させて鋳型４を鋳造室１外に取り出すのに
便なようになされたものである。

溶解室１１の天板には気密絶縁ブツシュ６１を介し電極
保持器６２．６３により保持されたアーク発生電極６が
垂直状態で導入保持され、該電極６は鋳造室１外の電極
リード６４と電気接続されている。一方鋳造室１の外部
下面には他方の電極リード６５が電気結線され、これら
電極リード６４．６５が図外のアーク発生用直流電源の
一側及び＋側端子に夫々結線されて上記アーク発生電極
６によりるつぼ２に収納された鋳造材料にアーク柱６０
が衝当されるようになされている。この場合、リード電
極６５が連結された鋳造室１、隔壁１３、支持ブロック
３１、水平軸３及びるつぼ２は上記アーク電極６に対す
る受電極となる為、これらは導電性の材料により構成さ
れるべきことは当然である。第４図に示するつぼ２は全
体が銅より構成されこれ自体が受電極となるもので、チ
タン等の高温活性な金属の鋳造に適する。第１１図はセ
ラミック製るつぼ２２を鋼枠２３に取付構成したもので
あり、また第１２図及び第１３図のるつぼ２は、いずれ
も銅るつぼ２４の内側をセラミックス２５でライニング
したもので、第１３図のるつぼ２はセラミックスのコス
トを抑制せんとしたものであり、これらはチタン以外の
例えばコバルト−クロム、ニッケルークロムや金、銀、
白金などの貴金属合金などを熱効率良く鋳造するのに適
している。このようにセラミックスが内面に存するるつ
ぼ２の場合は、鋳造材料とるつぼ２とがセラミックスに
より絶縁されるので１図の如く鋼枠２３若しくは銅るつ
ぼ２４に導通するタングステン電極２６が底部に突出状
態で具備されている。

尚、チタンの鋳造にこのセラミックスるつぼ若しくはセ
ラミックライニングるつぼがあまり適さないのは、チタ
ンとセラミックスとが反応しやすいからである。また、
セラミックスに代えグラファイトを用いることも可能で
ある。

上記溶解室１１及び鋳込室１２には、排気手段（真空ポ
ンプ）７に通じる排気ロア１．７２が設けられ、亦、溶
解室１１には更に不活性ガス注入手段（例えば、アルゴ
ンガスボンベ）８に通じる注入口８１が設けられている
。チタンやチタン合金等の酸化性や窒化性に富んだ高活
性金属を鋳造する場合、雰囲気中に僅かな酸素、窒素或
は水分があると溶解中に酸素や窒素が金属に固溶し、硬
くなったり脆くなったりするなどの著しい悪影響が惹起
されるので、鋳造室１内は無酸素・無窒素状態に維持す
る必要がある。その為るつぼ２に鋳造材料を安置して溶
解工程に入る前に、上記真空ポンプ７を作動させ、排気
ロア１．７２より排気して両室１１．１２内を高真空状
態とする。この状態では上記金属材料の酸化及び窒化は
ほぼ完全に阻止されるが、真空度が高すぎるとアークが
安定せずまたアーク電極６が消耗し易くなる為、排気ロ
ア１を閉じ、鋳込室１２の排気を続けながら不活性ガス
ボンベ８から溶解室１１に不活性ガスを供給する。斯く
して、るつぼ２上の鋳造材料が溶解され（事前に鋳造材
料に応じた時間を設定しておく）、該るつぼ２を傾倒さ
せると、溶解室１１と鋳込室１２との差圧による押し湯
作用により溶湯は鋳型４のキャビティー４１内に均一に
注入される。

次に、るつぼ２の傾動自在な支持機構を第２図にて詳述
する。図に於いて左右の支持ブロック３１．３１には互
いに対向関係且つ同軸的に２本の水平軸３．３が固設さ
れ、該水平軸３．３に対しるつぼ２の側壁に凹設された
係止溝２７．２７を介して該るつぼ２が上方に取外し自
在且つ該水平軸３．３の軸心の回りに回動自在に支持さ
れている。符号３２はストッパーであり、一方の支持ブ
ロック３１に左右進退自在に保持され、その先端がるつ
ぼ２の底面下に及んでこれを支持しろつぼ２を水平状態
に維持せんとするものである。該ストッパー３２の基部
には係合板３２１が固設され。

また鋳造室１の側壁には外部から抜き差し操作可能なア
クチュエーター３３が具備され、該アクチュエーター３
３の先端には係合板３３１が固設されている。該アクチ
ュエーター３３の抜き差し操作により上記ストッパー３
２の係合板３２１にアクチュエーター３３の係合板３３
１　を引掛け、更にアクチュエーター３３を引き抜き方
向に作用させれば、ストッパー３２が後退してるつぼ２
の支持が解除され、るつぼ２は自重で傾倒することにな
る。上記アクチュエーター３３とストッパー３２とはリ
レー３４及び電源３５を介して電気結線されており、上
記係合板３２１．３３１同志が接触すると、閉回路が形
成されるようになされている。更にリレー３４は第３図
に示す如くアーク電源制御回路６６に組み込まれ、上記
閉回路の形成と同時にリレー３４がオープンとなってア
ーク電源の供給がＯＦＦとなるよう構成されているから
、るつぼ２の傾倒前にアーク電流が停止し、これにより
るつぼ２が隔壁１３等に衝当しても軸受部（上記係止溝
２５の上端）や水平軸３の電気的損耗が未然に防止され
る。

（実施例−２） 第５図及び第６図はるつぼ支持機構の別の実施例を示す
ものであり、水平軸３．３とるつぼ２との支持関係は上
記第１の実施例と同様であるが、るつぼ２を水平に維持
する為のストッパー３２の機構が異なる。即ち、ストッ
パー３２は圧縮スプリング３２２により常時はるつぼ２
の下面に弾力付勢状態で存してこれを支持し、アクチュ
エーター３３をこの圧縮スプリング３２２の弾力に抗し
てストッパー３２に押当作用させることにより上記支持
を解除させ、るつぼ２をその自重により傾倒させんとす
るものである。この場合も、アクチュエーター３３とス
トッパー３２とが接触した時に、上記同様リレー３４を
用いた保護回路が作用しアーク電流が停止されるよう構
成することが望ましいことは当然である。

（実施例−３） 第７図は、ラチェット式のストッパー３７をるつぼ２の
側壁に係止させてこれを水平状態に維持し、ロータリー
アクチュエーター３６によりこの解除等を行わんとする
ものである。この場合はストッパー３７がるつぼ２から
離れた時に上記閉回路が形成され、アーク電流が停止さ
れるような保護回路を具備させることが望まれる。

（実施例−４） 第８図及び第９図では、水平軸３．３とるつぼ２とが相
互に離脱可能ではあるが少なくとも一方の水平軸３とは
相互に回動不能な支持関係とされ、この一方の水平軸は
更に支持ブロック３１に対して回動可能に支持されると
共に鋳造室１外で操作されるロータリーアクチュエータ
ー３７に一体的に連結され、該ロータリーアクチュエー
ター３７の回転操作によりるつぼ２が任意角度に傾倒さ
れるようになされている。この場合、るつぼ２は自重で
はなくロータリーアクチュエーター３７の操作により任
意角度の傾倒がなされるから、隔壁１３等に激しく衝当
することが少なく、従って上記のような保護回路を特に
設ける必要はないが、ロータリアクチュエーター３７が
所定角度になった時に上記同様の閉回路が形成されアー
ク電流を停止させて、上記損耗の可能性を皆無とするこ
とはもとより可能である。

（実施例−５） 第１０図は、上記とは異なり水平軸３．３がるつぼ２の
側部に固設され、該水平軸３．３が支持ブロック３１．
３１に凹設された係止溝３１１．３１１に回動自在且つ
取外し自在に支持され、これによりるつぼ２が上記同様
水平軸３．３の廻りに傾動自在且つ取外し自在とされた
ものである。その他の構成は上記第１の実施例と同様で
あるのでここではその説明を割愛する。

尚、上記実施例ではアーク式の差圧鋳造機に本発明を適
用した例を示したが、これに限定されるものではなく、
同様の目的を達成する他の鋳造機にも本発明が適用可能
であることは云うまでもない。

（発明の効果） 取上の如く、本発明の鋳造機に於いては、鋳造室に保持
されたアーク発生電極６と導電性のるつぼ２内の鋳造材
料との間のアーク加熱により鋳造材料は高温に溶解され
、るつぼ２が鋳造室１内において水平軸３の廻りに傾動
自在に配設されており、るつぼ２内の当該溶湯は該るつ
ぼ２を傾倒させその口縁２１より鋳型に注湯されるよう
になされているから、高温に加熱された溶湯は連続的且
つ瞬時に鋳型に注入され、従って注入過程で急激に冷却
されることがなく流動性を持って鋳型４のキャビティー
の隅々に浸透し、しかも未溶解部分はるつぼ２内に残留
し完全に溶解した部分のみが注入され、極めて均−且つ
健全な鋳造物が得られる。亦、るつぼ２は取外し自在と
されているから、種類の異なる他のるつぼと交換可能で
あり、るつぼ２が過熱気味になったり汚れたりした時は
即座にその対応が出来、取扱い及びメンテナンス上極め
て至便である。特にこのような特性はチタン等の高温高
活性な金属を鋳造する上で極めて有益であり、その実用
性頗る大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明鋳造機の一例を示す概略的縦断面図、第
２図は第１図の■線部拡大斜視図、第３図は第１図に採
用される保護回路の概略図、第４図は第２図のｒＶ−Ｉ
Ｖ線線断断面図第５図は他の実施例の平面図、第６図は
第５図のＶＩ−ＶＩ線縦断面図、第７図は更に他の実施
例の第６図と同様図、第８図は更に他の実施例の平面図
、第９図は第８図の■−■線縦線面断面図１０図は更に
他の実施例の斜視図、第１１図、第１２図及び第１３図
はるつぼの種々の形態を示す斜視図及び縦断面図、第１
４図（イ）（ロ）（ハ）は従来のるつぼの例を示す縦断
面図である。 （符号の説明） １・・・鋳造室、　２・・・るつぼ、　２１・・・口縁
、３・・・水平軸、　４・・・鋳型。 −以上−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳造室（１）内に配置されたるつぼ（２）で鋳造材
   料を溶解し、この溶解鋳造材料を同じく上記鋳造室（１
   ）内に配置された鋳型（４）に注湯し鋳造するようにし
   た鋳造機に於いて、鋳造室（１）に保持されたアーク発
   生電極（６）と当該電極（６）に対向して配置された導
   電性の当該るつぼ（２）内の鋳造材料との間にアーク柱
   を発生させて、当該鋳造材料を溶解し、上記るつぼ（２
   ）が水平軸（３）の廻りに傾動自在且つ取外し自在に配
   設され、該るつぼ（２）を傾倒させることにより溶解鋳
   造材料をその口縁（２１）より鋳型（４）に注湯させる
   ようにしたことを特徴とする鋳造機。 ２、上記るつぼ（２）の全部若しくは一部が銅により構
   成されている特許請求の範囲第１項記載の鋳造機。