JPH07284910A

JPH07284910A - 鋳造装置

Info

Publication number: JPH07284910A
Application number: JP7519394A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Takehara; 浩文竺原
Original assignee: J Morita Manufaturing Corp
Current assignee: J Morita Manufaturing Corp
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】鋳型の上面と下面とが平行でなくても、溶解
室から鋳型までの空間を気密性良く保ちながら鋳型を確
実に支持できる鋳造装置を提供する。【構成】上下昇降する移動軸８４に対して固定板４６
が固定され、緩衝性断熱材４５を介して皿状の凹面状部
材４４が載置される。凹面状部材４４の上には、下方に
凸面を有する円盤状の凸面状部材４３が摺動自在に載置
される。凸面状部材４３の上には円盤状の平面部材４１
が載置される。平面部材４１の上には、鋳型８１が載置
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯科用補綴物、装飾用
小物、眼鏡枠等をアーク放電等の熱エネルギーによって
精密鋳造するための鋳造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】典型的な先行技術として実公昭５７−１
０１７号がある。そこでは、溶解室内に配置されたるつ
ぼに鋳造材料を載置して、アーク放電によって溶解さ
せ、溶解した鋳造材料を隔壁に介在する導入筒を介し
て、鋳造室内に配置された鋳型の湯口へ注入している。
鋳型は、カム式伝達機構を用いた昇降ジャッキに固定さ
れた支台の上に載置されており、鋳型の湯口面が導入筒
の下面に密着するように昇降ジャッキによって上方に押
圧される。こうして導入筒と鋳型との気密性を向上させ
て、溶解室と鋳造室との圧力勾配を維持している。

【０００３】このような鋳型支持機構では導入筒の下面
と支台とが互いに平行になるように設定されている。し
かし、鋳型の上面と下面とが平行でない場合、そのまま
鋳型を上方へ押圧すると、導入筒と鋳型上面との間に隙
間が生ずる恐れがある。そこで、導入筒の下面が鋳型上
面に追随して密着するように、該導入筒を揺動自在に支
持する機構が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の鋳造
装置では、鋳型は固定式の支台に載置されているため、
鋳型の上面と下面とが平行でなかったり、鋳型が偏心し
て載置される場合は、支台が鋳型を押圧する力が不均一
になるため、たとえ導入筒が揺動可能であっても、導入
筒と鋳型上面との密着性が悪くなる。そのため、導入筒
と鋳型上面との隙間から溶湯が漏れたり、溶解室のガス
圧を保持できなくなって、鋳造失敗の原因となる。

【０００５】本発明の目的は、鋳型の上面と下面とが平
行でなくても、溶解室から鋳型までの空間を気密性良く
保ちながら鋳型を確実に支持できる鋳造装置を提供する
ことである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶解室内のる
つぼで溶解した鋳造材料を鋳造室へ導入するための導入
孔が形設された溶湯導入手段と、前記溶湯導入手段に密
着して、溶解した鋳造材料が注入される鋳型と、前記鋳
型を支持するための鋳型支持手段とを備える鋳造装置に
おいて、前記鋳型支持手段は、前記鋳型を揺動自在に支
持することを特徴する鋳造装置である。

【０００７】また本発明は、前記鋳型支持手段は、上下
方向に変位自在な昇降手段と、前記昇降手段の上に載置
され、上方に凹面を有する凹面状部材と、前記凹面状部
材の上に摺動自在に載置され、下方に凸面を有する凸面
状部材とを具備することを特徴とする。

【０００８】また本発明は、前記溶湯導入手段は、溶解
室と鋳造室とを区画する区画壁と、該区画壁に穿設され
た貫通孔に挿着される貫通筒とから成り、該貫通筒は、
該区画壁に対して揺動自在に支持されることを特徴とす
る。

【０００９】また本発明は、前記貫通筒と前記区画壁と
の間に封止部材が装着されていることを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、鋳型支持手段が鋳型を揺動自
在に支持することによって、鋳型の上面と下面とが平行
でなくても、鋳型支持手段が鋳型を押圧する力が全体に
均一になるため、溶湯導入手段と鋳型上面との密着性を
確実に維持できる。したがって、溶湯の漏出やガス圧の
リークが解消されるため、より確実な鋳造が可能にな
る。

【００１１】また、鋳型支持手段が、上下方向に変位自
在な昇降手段と、昇降手段の上に載置され、上方に凹面
を有する凹面状部材と、凹面状部材の上に摺動自在に載
置され、下方に凸面を有する凸面状部材とを具備するこ
とによって、鋳型の揺動支持機構を簡単な構成で実現で
きる。

【００１２】また、溶湯導入手段は、溶解室と鋳造室と
を区画する区画壁と、該区画壁に穿設された貫通孔に挿
着される貫通筒とから成り、貫通筒は区画壁に対して揺
動自在に支持されることによって、貫通筒と鋳型上面と
の密着力が全体で均一になり、鋳型の揺動支持機構と相
俟って、各部材間の密着性がより高まる。

【００１３】また、貫通筒と区画壁との間に封止部材が
装着されていることによって、貫通筒と区画壁との気密
性を保ちつつ、貫通筒の揺動自在機構を簡単に実現する
ことができる。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す断面構成図
である。この鋳造装置の本体１０は、区画壁１１によっ
て上下に区画され、その上部に溶解室１、下部に鋳込室
８が形成される。溶解室１の上壁の中央付近には貫通孔
が形成され、そこに電気絶縁性のブッシュ１６が挿着さ
れ、さらに溶解室１との隙間にはＯリング１７が挿着さ
れて気密性が保たれている。ブッシュ１６の中心には貫
通孔が形成され、そこに電極ホルダ４が摺動自在に挿着
されている。アーク電極３は電極ホルダ４に保持され、
電極位置調整機構５によって上下位置が調整される。作
業者は、電極位置調整機構５のダイヤル３１の目印を参
照しながら、操作つまみ３０を回転させることによっ
て、アーク電極３の位置を精度良く設定することができ
る。なお、電極ホルダ４の溶解室１に臨む表面は、電気
絶縁性の円筒体８によって囲まれており、沿面放電を防
止している。

【００１５】一方、区画壁１１上にはるつぼ傾動支持ブ
ロック２１が対設され、ブロック２１に支持された傾動
軸２０によってるつぼ２が傾倒自在に支持されている。

【００１６】アーク溶解時には、るつぼ２は水平状態に
保たれており、るつぼ２内に収納された鋳造材料ｍの直
上にアーク電極３の下端が臨むように配置される。そし
て、アーク電極３をマイナス極、るつぼ２をプラス極と
して電圧を印加することによって、鋳造材料ｍとアーク
電極３のと間にアーク放電が生じ。その放電エネルギー
によって鋳造材料が溶解される。鋳造材料ｍが完全に溶
解したことが確認されれば、るつぼ２を外部操作により
傾倒させ、その注ぎ口より溶解した鋳造材料ｍが鋳型８
１に注入される。

【００１７】なお、鋳造材料ｍとして、チタン、チタン
合金、チタンを含む非鉄合金など高温活性な金属を使用
する場合は、全体が銅から成るるつぼが用いられる。ま
た、コバルト−クロム合金、ニッケル−クロム合金や
金、銀、白金などの貴金属合金を使用する場合は、熱効
率の点でセラミック製のるつぼが用いられ、ろつぼ内底
部には電極が形設されている。

【００１８】区画壁１１の中央付近に貫通孔が形成さ
れ、その貫通孔に中空の貫通筒７０が挿着され、鋳型８
１が上方に押圧されることによって貫通筒７０および鋳
型８１が固定される。貫通筒７０は金属等の熱伝導性材
料から成り、溶湯の熱を適度に奪うことによって、溶湯
の乱流を抑えて、鋳巣発生を防止する機能を有する。貫
通筒７０と区画壁１１との隙間には、Ｏリング７１およ
び緩衝材７２が挿着され、溶解室１と鋳込室８との間の
ガス漏れを防止しつつ、貫通筒７０を揺動自在に保持し
ている。また、貫通筒７０の底面と鋳型８１の上面との
間には、耐熱性のパッキン７３が介在して、気密性を保
持している。

【００１９】鋳型８１は円筒状の鋳型リング８２の中に
形成され、揺動自在な支台８３に載置される。支台８３
の上面には放射状の連通溝が形成され、鋳込空間が通気
性の鋳型８１を介して鋳込室８側に吸引可能な構造にな
っている。支台８３は、支台移動機構８５の移動軸８４
に支持されており、外部操作によって任意の上下位置に
設定可能である。

【００２０】溶解室１および鋳込室８には真空ポンプ９
が配管接続され、溶解室１の配管のの途中には電磁開閉
弁９１が配設され、鋳込室８の配管の途中にはリークバ
ルブ９２が設けられる。また、溶解室１にはアルゴンガ
スボンベ９３から電磁開閉弁９４を介してアルゴンガス
が注入できるように配管接続される。

【００２１】上述したアーク放電、真空ポンプ９の作
動、各電磁開閉弁９１、９４、リークバルブ９２の開
閉、およびるつぼ２の傾倒動作等は、本体１０外に設置
された制御装置に予め格納されたプログラムによって系
統的に制御される。

【００２２】図２は図１に示す支台８３および貫通筒７
０の詳細な構造を示す部分拡大図であり、図３は鋳型８
１と貫通筒７０との離隔状態を示す部分拡大図である。
支台８３では、上下昇降する移動軸８４に対してボルト
４７によって円盤状の固定板４６が固定され、固定板４
６の上に緩衝性断熱材４５を介して皿状の凹面状部材４
４が載置されている。凹面状部材４４の上面は、平坦な
円底部から浅い角度で斜め方向に延出する円錐面から成
る凹面を有し、その中央にはボルト４７の逃げ穴が穿設
されている。凹面状部材４４の上には、下方に凸面を有
する円盤状の凸面状部材４３が摺動自在に載置される。
凸面状部材４３の下面は、断面円弧状の傾斜曲面で突出
し、中央付近で平坦になる凸面を有し、凸面状部材４３
の傾斜曲面が凹面状部材４４の傾斜面に点接触すること
によって摺動可能になる。凸面状部材４３の平坦面と凹
面状部材４４の円底部との間に隙間が形成されており、
凹面上での揺動運動に対する逃げを形成している。な
お、凸面状部材４３の平坦面にはボルト４７の逃げ穴が
形設されている。

【００２３】凸面状部材４３の上面には上方に延出する
縁端部が形成され、その中に断熱材４２が介在する。凸
面状部材４３の上には円盤状の平面部材４１が載置さ
れ、平面部材４１の下面に形成された円筒状の段差部が
凸面状部材４３の縁端部に緩く嵌合することによって、
中心位置ずれを防いでいる。平面部材４１の上には、鋳
型８１が載置される。なお、平面部材４１の上面には放
射状に複数の連通溝が形成され、さらに中央に連通孔が
形成され、鋳型８１と鋳造室８との連通を確保してい
る。

【００２４】一方、区画壁１１の中央付近に貫通孔が形
成され、その貫通孔に遊び隙間をもって中空の貫通筒７
０が挿着されている。貫通筒７０の外周面には円周溝が
形成され、Ｏリング７１が装着され、区画壁１１との気
密性を確保するとともに、貫通筒７０を揺動可能にして
いる。貫通筒７０の外周面には、区画壁１１の天井面に
当接する当接面が形成されており、区画壁１１との隙間
に緩衝材７２が装着される。この緩衝材７２は、貫通筒
７０が傾動する際に、当接面と区画壁１１との接触圧を
緩和する働きを有する。また、貫通筒７０の下面と鋳型
８１の上面との間には、耐熱性のパッキン７３が介在し
て、気密性が確保される。

【００２５】次に鋳型８１を固定する手順を説明する。
まず図３において、湯口８１ａの中心と支台８３の中心
とをほぼ一致させるように、鋳型８１を平面部材４１の
上に載置する。次に鋳型８１の上面にパッキン７３を載
せた後、支台移動機構８５を動作させて、移動軸８４を
徐々に上昇させる。このとき凸面状部材４３と凹面状部
材４４との揺動機構によって、鋳型８１は首振り自在の
状態にある。

【００２６】鋳型８１が上昇して、貫通筒７０に接触し
さらに押圧すると、鋳型８１の上面と貫通筒７０の下面
とが均一に密着するように、鋳型８１および貫通筒７０
が揺動する。したがって、鋳型８１の上面と下面とが平
行に形成されていなくても、上面の傾斜に対応して貫通
筒７０が傾斜するため、鋳型８１との気密性が確保され
る。また、貫通筒７０が傾斜してもＯリング７１が気密
を維持しているため、鋳型内空間のガス漏れを防止でき
る。

【００２７】図４は、鋳型８１の押圧力に対する溶解室
１および鋳造室８のガス圧を示すグラフである。カーブ
Ａは本発明に係る鋳造装置であって、鋳型揺動機構およ
び貫通筒揺動機構を搭載し、鋳型上面が３度で傾斜して
おり、さらに鋳型中心が支台中心に対して１５ｍｍ偏心
している場合の実験例である。カーブＢは、鋳型および
貫通筒に揺動機構が無い固定式であり、鋳型上面の傾斜
角度が０度で、鋳型偏心が０ｍｍである場合の実験例で
ある。カーブＣは、鋳型および貫通筒に揺動機構が無い
固定式であり、鋳型上面の傾斜角度が０度で、鋳型偏心
が１５ｍｍである場合の実験例である。カーブＤは、鋳
型および貫通筒に揺動機構が無い固定式であり、鋳型上
面の傾斜角度が２度で、鋳型偏心が１５ｍｍである場合
の実験例である。

【００２８】鋳型８１が貫通筒７０に押圧する力が高い
場合、たとえば押圧力５０の場合を見ると、カーブＡ、
Ｂ、Ｃともに溶解室１の圧力低下および鋳造室８の圧力
上昇が殆ど観測されず、両者間の差圧減少は見られな
い。しかし、傾斜量および偏心量の多いカーブＤでは、
鋳型押圧力が高いにも拘らず、差圧減少が見られる。し
たがって、カーブＤの状態では精密鋳造は不可能であ
る。

【００２９】一方、鋳型押圧力が低い場合、たとえば押
圧力２５の場合を見ると、カーブＤでは溶解室１の圧力
が０になり、ガス漏れが生じていることが判る。また、
鋳造室８の圧力もかなり上昇している。カーブＢ、Ｃを
見ると、鋳型押圧力が高いときと比較して差圧が減少す
る傾向が現れており、ガス漏れが開始していることが判
る。しかし、カーブＡでは鋳型押圧力が高いときと同様
であり、鋳型８１と貫通筒７０との気密性および貫通筒
７０と区画壁との気密性が高く維持されていることが理
解できる。

【００３０】

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、鋳
型の上面と下面とが平行でなかったり、鋳型が偏心して
載置された場合でも、鋳型支持手段が鋳型を押圧する力
が全体に均一になるため、溶湯導入手段と鋳型上面との
密着性を確実に維持できる。

【００３１】また、貫通筒も区画壁に対して揺動自在に
支持されることによって、貫通筒と鋳型上面との密着力
が全体で均一になり、鋳型の揺動支持機構と相俟って、
各部材間の密着性がより高まる。したがって、溶湯の漏
出やガス圧のリークが解消されるため、より確実な鋳造
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面構成図である。

【図２】図１の支台８３および貫通筒７０の詳細な構造
を示す部分拡大図である。

【図３】図１の鋳型８１と貫通筒７０との離隔状態を示
す部分拡大図である。

【図４】鋳型８１の押圧力に対する溶解室１および鋳造
室８のガス圧を示すグラフである。

【符号の説明】

１溶解室２るつぼ３アーク電極４電極ホルダ５電極位置調整機構８鋳造室９真空ポンプ１０本体１１区画壁１６ブッシュ２１傾動支持ブロック４１平面部材４２断熱材４３凸面状部材４４凹面状部材４５緩衝性断熱材４６固定板４７ボルト７０貫通筒８１鋳型８１ａ湯口８２鋳型リング８３支台８４移動軸８５支台移動機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶解室内のるつぼで溶解した鋳造材料を
鋳造室へ導入するための導入孔が形設された溶湯導入手
段と、前記溶湯導入手段に密着して、溶解した鋳造材料が注入
される鋳型と、前記鋳型を支持するための鋳型支持手段とを備える鋳造
装置において、前記鋳型支持手段は、前記鋳型を揺動自在に支持するこ
とを特徴する鋳造装置。
【請求項２】前記鋳型支持手段は、上下方向に変位自在な昇降手段と、前記昇降手段の上に載置され、上方に凹面を有する凹面
状部材と、前記凹面状部材の上に摺動自在に載置され、下方に凸面
を有する凸面状部材とを具備することを特徴とする請求
項１記載の鋳造装置。
【請求項３】前記溶湯導入手段は、溶解室と鋳造室と
を区画する区画壁と、該区画壁に穿設された貫通孔に挿
着される貫通筒とから成り、該貫通筒は、該区画壁に対して揺動自在に支持されるこ
とを特徴とする請求項１または２記載の鋳造装置。
【請求項４】前記貫通筒と前記区画壁との間に封止部
材が装着されていることを特徴とする請求項３記載の鋳
造装置。