JPS5811301B2 - 真空加圧鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、高周波誘導加熱あるいはアーク放電による
加熱等を利用して金属を融解させ、歯科用、工業用小型
鋳造物をはじめ各種の複雑な形の鋳造物を精密に鋳造す
ることのできる鋳造装置に関するもので、特に空気の圧
入、排気だけで融解室と鋳造室の外界からの遮蔽、外界
への開放を行うことのできる真空加圧鋳造装置に関する
ものである。

従来のこの種の装置としては、例えば特公昭５２−１２
３５号に示されたものがある。

これは、取付基体に回転自在に取付けた炉の開口部を、
バッチによって手動で開閉を行ない、坩堝や鋳型等を外
界から遮蔽を行ない、坩堝内の溶湯を鋳型に鋳込む際に
は、炉全体を横転する方式のものである。

しかしながら、このような装置では、重い炉全体を横転
させるための機構が必要であり、また、高熱の鋳型を装
着した炉の開閉を手で行なわねばならないため危険であ
るばかりでなく、炉の開閉の自動化も難かしく、しかも
、炉の内部に不活性ガスを注入した場合、何らかの原因
で炉内が危険な高圧になった場合の安全のための措置と
して安全弁等を設ける必要があった。

この発明は上記欠点に鑑みてなされたもので、特に空気
の圧入、排気だけで融解室と鋳造室の外界からの遮蔽、
外界への開放を行うことのできる真空加圧鋳造装置を提
供することを目的とする。

以下、図示の実施例を参照しつゝこの発明の詳細な説明
する。

１は本体で、フレームスタンド３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ
を取付金具４ａ、４ｂを介して底板５に取付けて構成さ
れている。

取付金具４ａ、４ｂには可動支持体として働く平面運動
用ベアリング７ａ、７ｂが固定されており、これにより
底が閉じている円筒状シリンダケース８が移動可能に支
持されている。

しかしてシリンダケース８は平面運動用ベアリング７ａ
、７ｂに沿って第１図では手前方向、第２図では右方向
へ移動することができる。

シリンダケース８内にはピストン９がＯリング１０，１
１によって気密を保って嵌め込まれており、ピストン９
内にはさらに子ピストン１２が同じくＯリング１３，１
４によつて気密を保って嵌め込まれている。

１５は子ピストン１２が必要以上に上昇し過ぎるのを防
止するためのストッパを兼ねる調整用つまみで、該調整
用つまみ１５を廻してその上昇限界を設定することがで
きる。

ピストン９には鋳造室炉体１６が載置されており、その
内部には断熱材１７によって囲まれた鋳型１８が収容さ
れている。

１９は鋳造室炉体１６の角形をしたフランジ部２０の側
縁と接触する案内板で、その上部は融解室炉体２１の底
部フランジ２２に固定されている。

底部フランジ２２の底面にはＯリング２３が取付けられ
ており、後程説明するように鋳造室炉体１６が上昇して
きたときにそのフランジ部２０の上面と気密接触するよ
うに作用する。

２４はフランジ部２２に支持された融解室炉体２１の底
板で、その中央部には溶融金属の供給用開口２５が形成
され、その下には加圧口２６が取付けられている。

融解室炉体２１は支持体２７ａ、２７ｂを介してフレー
ムスタンド３ａと３ｂ、３ｃと３ｄに上下方向の摺動可
能に支持されている。

２８ａ、２８ｂは融解室炉体２１の下限を定めるストッ
パとして作用するステー４８ａ、４８ｂは組立保強用ス
テーである。

融解室炉体２１内には坩堝２９が適当な支持機構３０に
よって支持されており、その周囲には熱源となる高周波
誘導線輪３１が設置されている。

坩堝２９は外部からの制御装置によって例えはその底の
弁４１を開閉することができるものである。

このような形式の坩堝は従来から知られており、その詳
細は省略する。

３２は上蓋板で、その中央部に覗窓３３が形成されてお
り、この覗窓３３は耐熱ガラス３４、取付金具３５、Ｏ
リング３６等によって気密に封止されている。

上蓋板３２の下面で融解室炉体２１の上部のフランジ部
３７と対面する個所にはＯリング３８が装着されており
、後程説明するように鋳造室炉体１６の上昇に伴って融
解室炉体２１が上昇したときに該融解室炉体２１と上蓋
板３２との間を気密封止し、上記融解室炉体２１ならび
に鋳造室炉体１６を外界から完全に気密遮蔽する。

上蓋板３２はフレームスタンド３ａと３ｂ、３ｃと３ｄ
でそれぞれ形成された保持用枠３９によって第１図では
鎖線で示すように左方向（従って第２図では手前方向）
に摺動可能に保持されている。

なお、上蓋板には真空ポンプに結合された排気口４０お
よび不活性ガス源に結合された不活性ガス供給口４２が
それぞれ形成されている。

上記の装置において、先づ上蓋板３２を第１図で左方へ
滑らして坩堝２９に融解すべき金属たとえば適当な合金
を入れ、上蓋板３２を第１図に示す位置に戻す。

またシリンダケース８を鋳造室炉体１６と共に平面運動
用ベアリング７ａ、７ｂに沿って第１図の手前方向へ引
出して第２図示の位置へ移し、鋳造室炉体１６中の断熱
材１７内に鋳型１８を装填し、シリンダケース８を鋳造
室炉体１６と共に本体１内に戻す。

こゝでシリンダケース８の底部近くに設けられた空気の
圧入・排出口４４より該シリンダケース８内に空気を送
り込むと、ピストン９が上昇して鋳造室炉体１６も筒状
案内板１９に沿って上昇し、そのフランジ部２０は融解
室炉体２１の底部フランジ２２の底面とＯリング２３を
挟んで密着する。

シリンダケース８内への空気の圧入によって鋳造室炉体
１６がさらに上昇すると融解室炉体２１も押し上げられ
、その上部フランジ部３７が上蓋板の下面とＯリング３
．８を挟んで密着する。

かくして鋳造室炉体１６および融解室炉体２１は共に外
界から完全に気密を保った状態で遮蔽される。

またこれと同時にシリンダケース８内の子ピストン１２
も上昇し、断熱材１７を介して鋳型１８を押し上げ、そ
の湯口を加圧口２６に圧接する。

この場合、フランジ部２０と底部フランジ部２２とがＯ
リング２３を挟んで密着する前に鋳型１８の湯口が加圧
口２６に押し付けられても、鋳型１８の高さと断熱材１
７の高さを予め適当に調節しておくことにより、子シリ
ンダ１２が若干押し下げられ、フランジ部２０と底部フ
ランジ部２２との間の気密性が破れたり、これら両フラ
ンジ部を無理に圧接して鋳型１８を破損するようなこと
はない。

こゝで真空ポンプを動作させて排気口４０より融解室炉
体２１および鋳造室炉体１６内を４０Ｔｏｒｒ程度にま
で排気する。

次いで不活性ガス供給口４２よりアルゴン等の不活性ガ
スを供給して各炉体内を不活性ガスで満たす。

こゝで高周波誘導線輪３１に高周波電流を流して坩堝２
６内の合金を融解する。

このとき不活性ガスの供給を続ける一方で再び真空ポン
プを動作させて各炉体内を排気し、坩堝や合金、断熱材
、鋳型等から出るガスを排出する。

合金が融解したところで不活性ガスの供給を停止し、再
度真空ポンプを動作させて各炉体内を真空状態とする。

次いで外部からの操作により弁４１を開き、融解した合
金を鋳型１８の湯口に流し込む。

こゝで炉体内の圧力が４気圧程度になるまで再び不活性
ガスを供給し、溶融金属を鋳型１８内圧入する。

この場合、シリンダケース８内の空気圧は各炉体内の不
活性ガスの圧力よりも若干高めになるように設定されて
いるので、上記不活性ガスの圧入により各炉体が下がり
、炉体内と外界との気密封止が破れるという心配はない
。

しかし、何らかの原因で炉体内の圧力が異常に高くなる
と、炉体はシリンダケース８内の空気圧に打勝って降下
するから、特別な安全弁を設けなくても炉体内が危険な
高圧になるという心配は全くない。

鋳型１８の冷却後、排気口４０より炉体内の不活性ガス
を内部が大気圧になるまで排出する。

次に空気圧入・排出口４４よりシリンダケース８内の空
気を排出する。

これによりピストン９、鋳造用炉体１６、子ピストン１
２、鋳型１８、融解室炉体２１はいずれも自重で降下し
、第１図に示す状態に戻る。

こゝでシリンダケース８を鋳造室炉体１６と共に平面運
動用ベアリング７ａ、７ｂに沿って引出して鋳型１８を
取出して新しい鋳型をセットし、シリンダケース８およ
び鋳造室炉体１６を本体内に押し込む。

また上蓋板３２を摺動して開いて融解すべき金属の充填
あるいは坩堝の交換を行って上蓋板３２を閉じ、上記の
融解、鋳造工程を繰り返す。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、シ
リンダケース８への空気の圧入だけで鋳造室炉体１６と
融解室炉体２１との間、融解室炉体２１と上蓋板３２の
下面との間の各気密封止が行われ、外界から完全に遮蔽
された炉体内での金属の融解、さらに不活性ガスによる
加圧鋳造を極めて簡単かつ安全に行うことができる。

また、この発明によれば融解室炉体２１および鋳造室炉
体１６内へのアルゴン等の不活性ガスの供給時にその圧
力が過大になると上記各炉体間あるいは融解室炉体２１
と上蓋板３２との間の気密封止が自動的に破れて内圧を
安全値以下に押えることができ、何らの特別な安全弁を
設ける必要もない。

さらに、この発明によれば、金属の融解開始から鋳造完
了まで金属が空気に触れることは全くないから、鋳造物
に酸化物が混入する心配がなく、良質の鋳造物を作るこ
とができるばかりでなく不活性ガスの圧入により溶融金
属を鋳型中に充分に押し込むことができ、精度の高い鋳
造品を作ることができる。

なお、図示の実施例において、子ピストン９を必要とし
ない場合には、ピストン９の代わりにシリンダケース８
と気密に嵌合し得る鋳造室炉体を準備し、これにピスト
ン９の作用を兼ねさせるようにすることもできる。

従って、特許請求の範囲中における「鋳造室炉体」なる
語は図示の実施例のようにピストン９と鋳造室炉体１６
とが分離している場合および鋳造室炉体がピストンとし
ての作用も兼ねる場合の両方を含めて解釈されるべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による真空加圧鋳造装置の一実施例の
縦断面を正面から見た図、第２図は同実施例におけるシ
リンダケース及び鋳造室炉体を引出した状態を示す側面
図、第３図は第１図におけるＡ−Ａ線に沿う断面図であ
る。 １・・・・・・本体、７ａ、７ｂ・・・・・・平面運動
用ベアリング（支持体）、８・・・・・シリンダケース
、９・・・・・・ピストン、１６・・・・・・鋳造室炉
体、１８・・・・・・鋳型、２１・・・・・・融解室炉
体、２４・・・・・・底板、２７ａ。 ２７ｂ・・・・・・支持体、２９・・・・・・坩堝、３
１・・・・・・高周波誘導線輪（加熱手段）、３２・・
・・・・−上蓋板、４４・・・・・・空気圧入・排気口
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 上蓋板を有する本体と、該本体内に設置され底面近
   くに空気の圧入・排出口の設けられた底面の閉塞された
   容器状のシリンダケースと、該シリンダケース内にその
   内壁面と気密性を保って収容され上記圧入・排出口から
   上記シリンダケース内に供給される空気の圧力に応じて
   上下することのできる内部に鋳型を収容した鋳造室炉体
   と、該鋳造室炉体の上方部において上記本体内に上下方
   向の移動可能に設置され、上記鋳造室炉体の上昇時にそ
   の上面と気密性を保って密着することのでさる底縁部お
   よび上記上蓋版下面に同じく気密性を保って密着するこ
   とのできる上縁部を有し、内部に坩堝ならびに加熱手段
   の設けられた融解室炉体とからなる真空加圧鋳造装置。