JPS605971Y2 - 金属融解装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、たとえば歯科用または小型工業用の鋳造装
置に備える金属融解装置に関する。

上記のような融解装置としては、気密状態に構成した融
解炉内に融解しようとする金属を収容した坩堝を設け、
この融解炉内を上記金属に対して不活性なガスで満たし
て、坩堝の周囲に設けた高周波巻線を使用した誘導加熱
によって、金属を融解するものがあった。

このような融解装置では、耐用年数の観点から融解炉を
磁性体である金属で構成していることにより、この融解
炉が誘導加熱されて、高周波損失が生じるのを防止する
ため、坩堝と融解炉との間に間隙を大きくしていた。

そのため、融解炉内を不活性なガスで満たすのには、時
間がかかりまた多くの不活性なガスが必要であった。

この考案は、高周波損失が小さいうえに、不活性なガス
の節減及び供給時間の短縮を計れる金属融解装置を提供
することを目的とする。

以下、この考案を図示の１実施例に基づいて説明する。

第１図および第２図において、１は装置全体の本体を構
成するフレームで、４本のフレームスタンドｌａｗ
ｌｂｔ ｌｃｔ ｌａと、これの下端部にボルト（
図示せず）によって取付けられた底板４と、これらフレ
ームスタンド１ａ、１ｂ、１ｃ。

１ｄの上端部に同じくボルト（図示せず）によって取付
けられた上蓋板６とからなっている。

フレームスタンドｌａ、ｌｄとｌｂ、ｌｃの下部には第
１の平面運動用ベアリングすなわち支持体７゜７が取付
けられている。

この平面運動用支持体７．７には受金具８，８が第１図
で前後方向に摺動可能に係合している。

受金具８，８の上面には案内棒９，９が垂直に固定され
ており、この案内棒９，９には底面の閉塞した容器状の
シリンダケース１０の上縁に形成されたフランジ部１１
の孔１２．１２が嵌合し、この容器状シリンダケースは
案内棒９，９に挿通されたばね１３．１３によって底板
４から浮いた状態で支持されている。

シリンダケース１０の底部には空気の圧入・排出口１４
が穿設されている。

シリンダケース１０の内部には同じく容器状の鋳造室炉
体１５が０リング１６．１７により気密を保った状態で
上下方向の移動可能に嵌め込まれている。

従って、鋳造室炉体１５はシリンダケース１０と一体に
なって第１図で前後方向に摺動することができる。

この鋳造室炉体１５内には断熱材１８を介して湯口を上
面に有する鋳型１９が装着されている。

フレームスタンドｌａ、ｌｄとｌｂ、ｌｃの上部には第
２の平面運動用ベアリングすなわち支持体２０．２０も
取付けられており、この支持体２０．２０には受金具２
１．２１が第１図で前後方向に摺動可能に係合している
。

受金具２１．２１の上面には案内棒２２，２２が垂直に
固定されており、これには金属製の円筒形の融解室炉体
２３の上部に第３図に示すように設けたフランジ部２４
の孔２５，２５が嵌合している。

融解室炉体２３の底縁部には鋳造用炉体１５が上昇して
きたとき、この鋳造用炉体１５の上面が圧接して気密を
保たせるためのＯリング２６が装着されている。

融解室炉体２３の内側の中央には縦方向に２分割した坩
堝２７が融解室炉体２３の内周面との間に適当な間隔を
形成するように同心的に配置されており、坩堝受２８を
介してシリンダ２９に支持されている。

この坩堝２７の周囲には高周波誘導巻線３０が設けられ
ている。

融解室炉体２３の内周面と高周波誘導巻線３０との間の
間隔には、間隔減少体３１が装着されている。

この間隔減少体３１は、融解室炉体２３の高さ寸法にほ
ぼ等しい高さ寸法及び融解室炉体２３の内周面と高周波
誘導巻線３０との距離にほぼ等しい厚さ寸法を有し、か
つ第３図に示すように坩堝受２８とシリンダ２９の収容
部として一部を除去した短円筒状に形成され、第１図及
び第２図に示すように融解室炉体２３の下部内周縁より
内側に突出させたフランジ状部３２によって支持されて
いる。

この間隔減少体３１は、非磁性材料、例えば坩堝２７と
同一の材料によって構成されている。

上蓋板６の底面の融解室炉体２３と接触する部分にはＯ
リング３３が装着されており、融解室炉体２３が上昇し
てきたときにその上縁部が圧接して両者の間の気密が保
たれるようにしている。

上蓋板６の中央部には覗穴３４が形成されており、この
覗穴３４は耐熱ガラス３５．０リング３６および取付具
３７によって気密に封止されている。

３８は融解しようとする金属に対して不活性なガス、例
えばアルゴンガスの供給用通路、３９は排気用通路で上
蓋板６における融解室炉体２３との接触部分よりも内側
にそれぞれ開口している。

このように構成した真空加圧鋳造装置は、次のように使
用する。

融解室炉体２３を第２の平面運動用支持体２０．２０に
沿って第１図の手前方向に引出し、坩堝２７に必要量の
金属を入れて元の位置に戻す。

次に鋳造室炉体１５をシリンダケース１０と共に第１の
平面運動用支持体７，７に沿って同じく第１図の手前方
向に引出し、炉体１５の断熱材１８内に鋳型１９を装着
し、この炉体１５をシリンダケース１０と共に元の位置
に戻す。

次に空気圧入・排気口１４より空気を圧入し、シリンダ
ケース１０内の鋳造室炉体１５を押し上げる。

鋳造室炉体１５が上昇するとその上縁部が融解室炉体２
３とＯリング２６を介して密着し、この融解室炉体２３
をも押し上げる。

融解室炉体２３がＯリング３１を介して上蓋板６に密着
すると鋳造室炉体１５および融解室炉体２３の上昇が阻
止される。

その後は空気圧によりシリンダケース１０がばね１３，
１３の圧力に抗して下降し、その底が底板４に接触する
ことによって下降が阻止される。

かくして、シリンダケース１０、鋳造室炉体１５、融解
室炉体２３の位置関係は第２図のようになり、鋳造室炉
体１５、融解室炉体２３は外界と完全に遮へいされた１
つの気密室となる。

この状態において、吸引ポンプ（図示せず）を動作させ
て、一体となった鋳造室炉体１５および融解室炉体２３
を排気用通路３９を介して排気し、第４図に点４０で示
すように内部を６０ＴＯｒｒ程度の真空状態とする。

次に排気を停止し、不活性なガス供給用通路３９より不
活性なガスを給送し、各炉体内を不活性ガスで満たし、
第４図に線分４１で示すように両炉体内をゲージ圧で０
．３ｋｇ／ａｄ程度の圧力とする。

次に高周波誘導巻線３０に高周波電流を供給して坩堝２
９内の金属を融解させる。

これによって融解した金属が蒸着するのを防止できる。

この際、不活性なガス供給用通路３８より不活性なガス
の供給を続ける一方、金属、断熱材１８、坩堝２７等か
ら発生するガスを排気用通路３９を介して排出する。

金属が融解すると不活性なガスの供給を停止し、再度吸
引ポンプを動作させて排気用通路３９より各炉体内のガ
スを抜いて第４図に点４２で示すように内部を１６０Ｔ
Ｏｒｒ程度の真空状態にする。

これによって鋳型１９内部の不活性なガスを排気し、鋳
はだ荒れや巣が鋳物にできるのを防止している。

その後、シリンダ２９を作動させて坩堝２７を持ち上げ
て底を開かせることによって坩堝２７内の融解した金属
を鋳型１９の湯口に落し込む。

鋳型１９に金属を流し込むと同時にまたは湯口が融解し
た金属によって閉塞された後に排気用通路３９からの排
気を停止して再び不活性ガス供給用通路３８から不活性
なガスを第４図に線分４３で示すようにゲージ圧で３ｋ
ｏ／ｃｆｆｌ程度の圧力となるように供給する。

この圧力により溶湯は鋳型１９内に完全に圧入される。

すなわち、鋳型１９の内部に完全に行き渡る。

この場合、シリンダケース１０内の空気圧は各炉体内の
圧力よりも若干高めに設定されているので、上記不活性
なガスの圧入により各炉体が下がり、その外界との気密
性が損なわ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１０内の空気圧に打勝って降
下するから、炉体内が危険な高圧になる心配はない。

鋳型１９の冷却後、排気用通路３９より炉体内の不活性
なガスを内部が大気圧になるまで排出する。

次に空気圧入・排気口１４よりシリンダケース１０内の
空気を排出する。

かくしてシリンダケース１０はばね１３，１３の作用に
より第１図に示す元の位置に上昇し、また鋳造室炉体１
５、融解室炉体２３は自重により同じく第１図に示す位
置に降下する。

そこでシリンダケース１０を手前に引出すことにより鋳
型１９を取出すことができ、また融解室炉体２３を引出
すことにより坩堝２７への金属の再挿入、あるいは坩堝
２７の交換を行うことができる。

第４図に実線で示したのは、この考案による真空加圧鋳
造装置の真空加圧特性で、同点線で示したのは、この真
空加圧鋳造装置から間隔減少体３１を除去した場合の真
空加圧特性である。

この図からも判るように、この真空加圧鋳造装置では間
隔減少体３１を設けて融解室炉体２３の内容積を減少さ
せているので、間隔減少体３１を設けていないものと比
較して６０ＴＯｒｒ程度の真空状態に到達する時間が早
くなり、かつ不活性なガスの圧力がゲージ圧で０．３ｋ
ｏ／己程度に到達する時間も早くなる。

なお、高周波誘導巻線３０と融解室炉体２３の内周面と
の間の間隔は充分に大きくとってあり、その間隔に装着
する間隙減少体３１は非磁性体製であるので、高周波損
失は無輪生じない。

さらに、上述したように不活性なガスを供給した後に、
再び真空状態とするのは、不活性なガスが鋳型１９内部
に残って鋳物の鋳はだ荒れや巣ができるのを防止するた
めであり、それから鋳込みと同時にまたはそれよりも幾
分遅く不活性なガスをゲージ圧で３ｋｇ／ｃｍ程度とな
るように噴出させているのは、鋳込まれた融解金属が鋳
型１９内部で表面張力によって球形となり、鋳型内部に
行き渡らないのを防止するためであるが、この実施例で
は融解室炉体２３内に間隔減少体を設けた上に、融解室
炉体２３と鋳造室炉体１５とを一体にして外界から遮へ
いされた気密室にできるように構成しているので、第４
図からも判るように間隔減少体３１を設けていないもの
と比較して、真空到達度が高く、かつその到達時間が短
かくなり、さらに不活性なガスによる所定加圧状態まで
の到達時間も短かくなり、鋳物に鋳はだ荒れや巣ができ
ず、融解金属も鋳型１９内部に充分に行き渡るので、よ
り良好な鋳物を製造できる。

しかも、坩堝２７を上方に引きあげることによって坩堝
２７を両側に開き、その中の融解金属を１つ残らず鋳型
１９に注入できる。

以上述べたように、この考案によれば、不活性なガスの
節減及び供給時間の短縮を坩堝内の金属を１つ残らず鋳
型に注入することができるうえに実現できる。

上記の実施例では、融解室炉体２３と鋳造室炉体１５と
を一体にして気密に保てるように構成したが、各々別個
に気密に保てるように構成してもよい。

また、不活性なガスとしてアルゴンカ゛スを示したが、
融解しようとする金属と化学反応を起こさないものであ
ればどんなものでも使用できる。

さらに誘導加熱によって金属を融解したが、アーク放電
加熱や抵抗加熱も使用できる。

間隔減少体３１は、融解炉２３の内周面と高周波誘導巻
線３０との距離にほぼ等しい厚さのものを使用したが、
それよりも幾分小さめのものも使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による真空加圧鋳造装置の非使用状態
における縦断面図、第２図は同使用状態における縦断面
図、第３図は第１図のＡ−Ａ断面図、第４図は同装置の
真空加圧特性図である。 ２３・・・融解室炉体、２７・・・坩堝、３０・・・高
周波誘導巻線、３１・・・間隔減少体、３８・・・不活
性なガス供給通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 気密状態に構成された金属製の融解炉と、この融解炉内
   にその内周面との間に適当な間隔を隔てて配置されてお
   り内部に融解しようとする金属を収容する縦方向に二分
   割された坩堝と、この坩堝を昇降させて両側に開閉する
   開閉機構と、上記坩堝の外周囲に設けた。 高周波誘導巻線と、上記融解炉に設けられており上記金
   属に対して不活性なガスを上記融解炉内に供給する通路
   と、上記融解炉の内周面と上記高周波巻線との間におけ
   る上記坩堝および上記開閉機構双方の上方を除く全ての
   間隔内に設けられた非導電性の間隔減少体とからなる金
   属融解装置。