JPS58949B2 - 高周波加熱を利用した圧迫真空吸引鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高周波加熱を利用した圧迫真空吸引鋳造装置に
関する。

一般に歯科技工向きのごとき小型の精密鋳造装置におい
ては、従来、鋳造方式として遠心力を利用した遠心鋳造
方式、真空吸引を利用した真空圧迫鋳造方式、あるいは
重力を利用した反転鋳造方式等があり、これに色々な熱
源を組み合せて鋳造機を製作している。

これら鋳造機に使用される溶解の熱源としては高周波誘
導加熱、ガスフレーム加熱、直流アルゴンアーク加熱等
がある。

このうち、機械的動作が少なく小型化を図れる特長から
高周波誘導加熱が遠心鋳造方式において広く用いられる
が、機構上の相違から不向きとされ真空圧迫鋳造方式に
は全く利用されていなかった。

ところで、高周波遠心鋳造機及び真空加圧反転鋳造機の
概略を第１図ａ、ｂおよび第２図ａ、ｂ。

ｃに基いて簡単に説明すると、高周波遠心鋳造機におい
ては、一般にバランス錘り１を取付けたキャスティング
アーム２の他端部に坩堝３および鋳型４を装着し、上記
坩堝３内に入れた金属素材（図示せず）を加熱コイル５
により誘導加熱する。

コレによって金属素材を溶解した後、上記キャスティン
グアーム２を高速で回転させ、これに伴なう遠心力によ
って上記坩堝３内の溶融金属を上記鋳型４内に鋳込むも
のである。

しかしながら、この方法によると加熱コイル５の昇降機
構やキャスティングアーム２の回転機構が必要となるこ
とがら、機構的に複雑になったり、あるいはキャスティ
ングアーム２の回転スペースを必要とすることから装置
が大型化になる。

さらにキャスティングアーム２のバランスをとる必要が
あるので、バランス錘り１によるバランス取りの作業が
面倒で、かつ機械回りの故障も起る等の欠点がある。

一方、真空加圧反転鋳造機においては鋳造タンク６内の
坩堝７に金属素材８を入れ、何らかの熱源によって金属
素材８を溶融した後、鋳型９を坩堝７の上からかぶせて
セットし、上記鋳造タンク６にフタ１０をして密閉し、
鋳造タンク６全体を真空に引く。

次に鋳造タンク６を傾斜させて溶融金属ぎを鋳型９に流
し込み、さらに完全に反転させると同時に鋳造タンク６
内をエアーで加圧して溶融金属ぎを鋳型９内に圧入する
ようにしている。

しかしながら、この方法によると金属溶融後に鋳型９を
セットするので鋳込み迄の時間が不正確で、これによる
鋳込み不足やオーバーヒートによる鋳肌荒れの原因とな
る。

そこで、これを防ぐため最初から坩堝７をセットしてお
くと金属の融は具合の検知が困難になる虞れがある。

また、鋳造タンク６の傾斜動作も作業者の熟練度を必要
とするなど種々の欠点があった。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高周波加
熱を利用すると共に装置の小型化を図り、かつ機械的動
作の省略により耐久性の向上を図り得る高周波加熱を利
用した圧迫真空吸引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ながら本発明の詳細な説明
する。

第３図において、１１は鋳造装置本体で、この装置本体
１１は溶解室１２と、この溶解室１２の下部に設けられ
た鋳造室１３と、この鋳造室１３に並設された真空室１
４とで構成されている。

１５は上記溶解室１２と鋳造室１３との両者間に配設さ
れた坩堝置台で、この坩堝置台１５は上記両室１２，１
３間を互いに仕切ると共に中実軸線上に穿設された湯道
１５ａを介して上記画室１２゜１３を互いに連通してい
る。

上記溶解室１２は覗き窓１６を備えた蓋１７で密閉され
ており、かつその内部に高周波加熱手段１８、温度セン
サー１９およびアルゴンガス噴射口２０が配設され℃い
る。

上記高周波加熱手段１８は筒状に巻装した加熱コイル２
１をモールドして成形したもので、上記坩堝置台１５と
同軸的に配設されており、かつ、上記加熱コイル２１０
両端子を外部に別置された高周波発生装置２２に接続し
ている。

上記温度センサー１９は上記加熱手段１８の上方で、か
つ同軸線上に位置すべく上記蓋１７に支持されており、
外部に設けられた温度制御装置２３に接続されている。

上記アルゴンガス噴射口２０はソレノイドバルブ２４を
介して外部に配設されたアルゴンガスボンベ２５に連結
されている。

２６は上記坩堝置台１５上に配置された坩堝で、この坩
堝２６には底部中央に小孔２７が穿設されている。

小孔２７の直径は坩堝２６や鋳型の容量によって定まり
、たとえば１〜８ｍｍである。

一方、上記鋳造室１３は側部開口部を蓋２８で密閉され
ており、かつその内部に昇降可能な鋳型置台２９および
排気口３０が配設されている。

上記鋳型置台２９は上記坩堝置台１５の下方に昇降可能
に配設されており、後述する鋳型を上記坩堝置台１５下
面に密接させるものである。

上記排気口３０は上記鋳造室１３の内部空気を真空室１
４に排気するもので、ソレノイドバルブ３１を介して開
閉されるものである。

上記温度制御装置２３は上記温度センサー１９からの検
出信号に基づいて上記高周波発生装置のオン・オフを市
御すると共に上記ソレノイドバルブ２４，３１の開閉を
制御するものである。

３２は上記鋳型置台２９に載置された鋳型で、この鋳型
３２は石膏系あるいは燐酸系の多孔質の材料で成形され
ており、上記坩堝置台１５下面に密接され、鋳込口３３
を坩堝置台１５の湯道１５ａに合致させるものである。

３４は上記坩堝置台１５下面に配設された耐熱性のシー
ルド用パツキンである。

上記真空室１４は上記溶解室１２および鋳造室１３より
もその容積を大きく形成してあり、かつその壁部に内部
を真空に引くだめの排気口３５が設けられている。

該排気口３５はソレノイドバルブ３６を介して真空ポン
プ３１に連結されている。

次に、上記本発明の鋳造装置の作用を説明する。

まず、金属素材３８を坩堝２６内に入れ、これを坩堝置
台１５に配置する。

これによって、坩堝２６の小孔２７は坩堝置台１５の湯
道１５ａに合致する。

このとき、温度センサー１９は坩堝２６内の金属素材３
８に自動的に焦点が合うようになっている。

そして、鋳造室１３に鋳型３２を入れ、鋳型置台２９上
に配置すると共に鋳型置台２９を上昇させて坩堝置台１
５下面にパツキン３４を介して密接させる。

この時、坩堝２６の小孔２７、坩堝置台１５の湯道１５
ａおよび鋳型３２の鋳込口３３は同軸線上に並んでいる
。

溶解室１２および鋳造室１３はそれぞれ蓋１７および蓋
２８によりそれぞれ密閉する。

一方、真空ポンプ３７を作動させて真空室１４内を真空
にしておく。

しかして、高周波発生装置２２を作動させて、加熱コイ
ル２１に高周波電流を流し、これによる誘導加熱によっ
て坩堝２６内の金属素材３８を溶解する。

このとき、溶融金属は表面張力の働きで坩堝２６内に保
持され、小孔２７から流出する虞れはない。

そして、温度センサー１９によって溶融金属の温度を検
知し、温度制御装置２３から高周波発生装置２２に対し
てオン−オフの指令を与えることによって、溶融金属の
温度を一定時間一定に保つ。

そして、溶融金属の温度が所定温度に達して一定時間経
過すると温度制御装置２３がら鋳込み指令が出力され、
同時にソレノイドパルプ２４．３１を開放し、溶解室１
２にアルゴンガスボンベ２５からアルゴンガスを噴射し
、溶解室１２内部を加圧すると共に鋳造室１３の空気を
排気口３０を通して真空室１４内に瞬時に排気する。

これによって溶解室１２と鋳造室１３とに圧力差が生じ
、坩堝２６内の溶融金属はこの圧力差によって多孔質の
鋳型３２全面を通して鋳造室１３側に吸引され、小孔２
７→湯道１５ａ→鋳込口３３を通して鋳型３２内に注湯
され鋳造される。

そして、鋳造後はソレノイドパルプ２４．３１を閉じて
、蓋２８を開けて鋳型置台２９を下降させて鋳型３２を
取出す。

以上、詳述したように本発明の高周波加熱を利用した圧
迫真空吸引鋳造装置によれば、高周波加熱を真空圧迫吸
引方式に適用することにより、小型化を図ることができ
、かつ機械的動作の省略によって故障の虞れが全くなく
、耐久性の向上を図ることかできる。

また、鋳造室の容積に比べて充分大きな容積を有する真
空室を該鋳造室に並設し、かつ該鋳造室と真空室とを開
閉弁を介して連結したので、開閉弁を開放することによ
って鋳造室を瞬時に真空引きして、鋳型内に注湯するこ
とができる。

よって、溶解室と鋳造室とに瞬時に大きな圧力差を生じ
させて鋳込むことができるので、鋳込み不足あるいは鋳
肌荒れといった失敗が全くなく常に均一の製品を鋳造す
ることができる。

さらに上記坩堝内の溶融金属の温度を検知する手段を上
記鋳造室に設けるとともに、該溶融金属の温度を一定時
間一定に保持すべく上記高周波加熱手段をオン・オフ制
御する温度制御装置を備えたので、一定の温度条件の溶
融金属を注湯することができる。

温度制御も自動制御されるのでオーバーヒートによって
溶融金属が自然落下する虞れは全くなく、操作に熟練を
要さず極めて画期的な装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ、ｂは従来の高周波遠心鋳造機を概念的に示し
たものでａは平面図、ｂはａの正面図である。 第２図ａ、ｂ、ｃは従来の真空加圧反転鋳造機を動作順
に示す概念断面図、第３図は本発明の高周波加熱を利用
した圧迫真空吸引鋳造装置の一実施例を示す概念断面図
である。 １１・・−鋳造装置本体、１２・・・溶解室、１３・・
・鋳造室、１４・・・真空室、１５・・・坩堝置台、１
８・・・高周波加熱手段、１９・・・温度センサー、２
０・・・アルゴンガス噴射口、２１・・・加熱コイル、
２２・・・高周波加熱装置、２３・・・温度制御装置、
２６・・・坩堝、２７・・・小孔、２９・・・鋳型置台
、３０．３５・・・排気口、３２・・・鋳型、３３・・
・鋳込口、３７・・・真空ポンプ、１５ａ・・・湯道。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高周波加熱手段を内装した溶解室の下部に鋳造室を
   設け、底部に小孔を穿設した坩堝を上記溶解室内に配置
   し、上記鋳造室内に多孔質材製の鋳型を、該鋳型の鋳込
   口を上記坩堝の底部の小孔に連通させて配置し、上記加
   熱手段によって溶解された溶融金属を表面張力を利用し
   て坩堝内に保持し、かつ該溶融金属が所定温度に達した
   段階で、上記溶解室を加圧及び／又は上記鋳造室を真空
   引きして上記坩堝の小孔を介して上記坩堝内の溶融金属
   を鋳型内に注湯して鋳造する鋳造装置において、上記鋳
   造室の容積に比べて充分大きな容積を有する真空室を該
   鋳造室に並設し、かつ該鋳造室と真空室とを開閉弁を介
   して連結し、上記坩堝内の溶融金属の温度が所定温度に
   達すると、これを検知するセンサーを上記溶解室に設け
   、かつ、該センサーの検知信号から一定時間上記高周波
   加熱手段をオン・オフ制御するとともに、一定時間経過
   後、上記開閉弁を開放する出力信号を出力する温度制御
   装置を備え、上記鋳造室を瞬時に真空引きして坩堝内の
   溶融金属を鋳型内に注湯するようにしたことを特徴とす
   る圧迫真空吸引鋳造装置。