JPH0647159B2 - 溶解真空遠心鋳造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金属材料・ガラス材料等の溶解と遠心鋳造を実
施する装置、更に詳しくは、特に人工歯冠その他の歯科
用部材をガラス材料を用いて遠心鋳造するのに好適な装
置に関する。

（従来の技術） 歯科用補綴，修復用の各部材は金属材料を用いて遠心鋳
造するのが、これ迄の技術であるが、通常の遠心鋳造で
は鋳型内の空気はスプルーを逆戻りするか又は埋没材を
通過して鋳型内に排出されるかのいづれかである。この
空気の排出は製品の形状や鋳造材料によつて大きく影響
される。例えば形状について云えば、キヤビテイ内に侵
入してくる溶融物に対して空気が入れ替わり状に抜け出
し易いものと困難なものとがある。薄いプレート状のキ
ヤビテイの場合は空気が抜け出し難く残存して鋳巣を形
成し易い。鋳造材料について云えば、ガラス材料は金属
材料に較べて比重が低く粘性が高いため空気を巻込んだ
場合、空気は抜け難い。このような鋳巣の原因を可及的
に低減するため、湯の温度・鋳型の温度・遠心力・スプ
ルー等の鋳型部材の形状・大きさに工夫をこらすことが
考えられるが、これを達成するには相当の熟練技倆を必
要とするものの、完全なる鋳巣の排除が困難であるばか
りでなく生産性の見地からも不利となる。別の考えとし
ては負圧下で遠心鋳造することも考えられるが、鋳造装
置全体、即ち溶解部と鋳造部とを含んだ装置全体を真空
にすることは真空ポンプ容量，真空用の管路構成，気密
構造に於て大型化，複雑化を免れ得ず、コストの面から
みて、これまた不利となる。そのほか、鋳型の鋳込口と
反対側の端部から吸引して抜気を助長することも試みら
れてはいるが、それとても到底鋳巣の発生防止は期待で
きなかつた。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、従つて、遠心鋳造に当つて、製品の形
状，鋳造材料による鋳巣の発生を防止し得る装置をこゝ
に提供する。本発明はまた、生産性，コストいづれの面
からも有利な装置を提供する。

（問題点を解決するための手段及び実施例） 本発明の上記目的は、概して云つて、溶解鋳造部のみを
真空になし得る構成により達成される。またこの真空管
路系の構成は装置を遠心鋳造のために回転駆動する駆動
軸（従来品に付備されたもの）を活用することにより簡
単な構成により達成される。本発明の詳細な内容及び具
体的な利益は実施例に相当する第１図〜第９図の図を採
つて説明する所から、更に明らかとなろう。第１図は本
発明装置の一実施例を示す縦断側面図、第２図は第１図
における溶解鋳造部の排気管路系を示す拡大部分縦断側
面図、第３図は第１図の安全カバーを除去した正面図、
第４図は溶解鋳造部のみの部分切欠縦断面図、第５図は
同溶解鋳造部の外観図、第６図は溶解鋳造部の回動を固
定するロツク通電手段を示す要部平面図、第７図は同側
面図、第８図は装置の操作部のみの正面図、第９図は装
置全体の正面図である。図によつて本発明の構成を述べ
れば、安全カバー(1)と、この安全カバー(1)内に回転自
在に保持され片側に溶解鋳造部(2)，他端側にバランス
ウエイト(4)が夫々設置された回転アーム(3)とを含み、
該アーム(3)には駆動軸(5)が連結され軸受部材(6)にて
回転自在に軸承され且つ回転駆動源(7)に連結されて成
る溶解遠心鋳造装置に於て、上記駆動軸(5)を中空軸よ
りなる第２の排気管(50)とすると共に前記溶解鋳造部
(2)内と上記駆動軸(5)とを第１の排気管(8)をもつて連
通接続し、真空ポンプ(9)に接続された第３の排気管(1
0)を上記の駆動軸(5)の終端に連通接続したことを特徴
とする溶解真空遠心鋳造装置である。安全カバー(1)は
鋳型(22)の出し入れのため開閉自在に蝶着されている。
溶解鋳造部(2)は第４図の如く溶解部(21)と、鋳型(22)
とよりなるもので、溶解部(21)は指サツク状のルツボ(2
11)、及びこれを取巻く電熱ヒータ(212)、断熱材(219)
更に温度検出用の熱電対(213)を含み、溶解部(21)は円
筒状のフレーム(20)内に納置され、この溶解部(21)の上
部に鋳型(22)が載置され固定される。そしてフレーム(2
0)の天部にはハツチ蓋(200)が開閉自在に覆蓋されて鋳
型(22)の収納・取出しが自在とされている。鋳型(22)を
設置しない状態でルツボ(211)内の材料(m)を溶解する時
は第３図の如く溶解部(21)のルツボ(211)の上端に熱の
放散を防ぐための蓋(214)がかぶせられている。溶解部
(21)の下端には支台(215)がフレーム(20)と一体的に結
合され、ヒータ(212)と熱電対(213)の夫々の接点(216),
(217)が、第５図の如くフレーム(20)の外周に突設した
フランジ(218)に夫々付備されている。なお、(m)は鋳造
材料、(c)は鋳型(22)のキヤビテイで、鋳型(22)はロス
トワツクス型を示す。第１〜第２図に於て、バランスウ
エイト(4)は駆動軸(5)に対して溶解鋳造部(2)と回転ア
ーム(3)のバランスをとり、回転をスムーズにするため
のもので調整ノブ(41)を操作することによりバランスウ
エイト(4)をアーム(3)の軸線方向に移動することにより
達成される。第１の排気管(8)は上端がフレーム(20)の
下部周壁を貫いており、下端は第２の排気管(50)即ち、
駆動軸(5)内に臨んでいる。回転すべき排気管(50)の他
端に対し固定されている第３の排気管(10)を接続するた
めに、排気管(50)の先端部(500)と排気管(10)との間に
気密機能をもつた回転カプラ(51)が設けられている（第
２図）。回転駆動源(7)としての電動モータ(7)の出力軸
(71)と上記排気管(50)とは減速ギア(52)及び(53)を介し
て接続されている。排気管(50)の前端は回転アーム(3)
の中心を貫通し固定されている。軸承部材(6)はボール
ベアリング軸受を示し、第１図の(18)は溶解鋳造部(2)
の外側に設けられた放熱フインを夫々示す。前記のリー
ド端子(216),(217)の夫々は溶解鋳造部(2)の外より電力
を供給したり、内部に設置した熱電対(213)の信号を導
出するため並びに遠心鋳造時以外には溶解鋳造部(2)を
固定しておくためのロツク通電手段(11)が溶解鋳造部
(2)の対応部位の外側に設けられている。この手段(11)
の通電機能は第６図，第７図のように電気絶縁材料より
なるＬ型の揺動子(13)が支点(131)のまわりに揺動自在
とされ、この揺動子(13)の前面には接点(132),(133)を
持つた作動片(134)が固定されると共に後面には押しソ
レノイド(135)及び引きソレノイド(136)を連設したアク
チユエータ(137)が結合され、押しソレノイド(135)を作
動した場合は揺動子(13)を図中左側に反転させ、第６図
の如く接点(132),(133)が溶解鋳造部(2)側の接点(216),
(217)に接触するように、逆に引きソレノイド(136)を動
作させた時は揺動子(13)を右側に反転させて接点(132),
(133)と(216),(217)とを離反するものである。ロツク機
能は第６図の如く回転アーム(3)の回動を固定するため
のアームロツク爪体(14)が、前記揺動子(13)に付設され
この爪体(14)が該アーム(3)の周体に接してモータ(7)に
よるアーム(3)の回転テンシヨンに打勝つて爪体(14)が
アーム(3)を係止ロツクしている。揺動子(13)が引きソ
レノイド(136)の動作によつて揺動すると上記係止位置
より爪体(14)がはづれると同時に電動モータ(7)に通電
し、回転アーム(3)を回転作動させる。なお、第７図で
は爪体(14)を省略してある。

本発明装置を含んだ装置全体図を第９図に示す。このう
ち下部の機枠(15)内には制御系機器（不図示）が前面外
部には第８図のような操作盤(16)が取付けられている。
第８図に於て(a)は電源スイツチ、(b)は温度設定表示
部、(c)は係留時間設定表示部、(d)は回転時間設定表示
部、(e)は昇温ボタン、(f)は鋳造ボタン、(g)はプロセ
スの進行状態を表示するもので、添書の如き内容を表示
する。(h)は異常個所表示部で同じく添書の内容を夫々
表示する。溶解部(21)の温度は温度表示部(i)にて常時
表示されるようになつている。

（作用） 先づ操作を説明するに； (i)溶解鋳造部(2)のハツチ蓋(200)を開いてルツボ(211)
内に鋳造材料(m)を所定量充填して蓋(214)をかぶせた
後、前記ロツク通電手段(11)によりヒータ(212)に通電
する。溶解鋳造部(2)はルツボ(211)の溶融物が漏れ出な
い角度位置、即ち、第３図のような直立位置乃至それよ
り稍々左右に斜立した位置にあり、上記手段(11)により
回転アーム(3)はロツクされている。

(ii)上記と併行して鋳型(22)を別途の炉内で加熱してワ
ツクスを溶失する。

(iii)溶解鋳造部(2)内の温度が温度設定表示部(b)と一
致し、その温度を係留設定表示部(c)にて設定された時
間係留後、ブザー等により材料(m)が溶解したことを知
らせるのでハツチ蓋(200)をあけて蓋(214)を除去した
后、鋳型(22)を溶解部(21)にセツトして再びハツチ蓋(2
00)を閉める。

(iv)この状態で溶解鋳造部(2)内を真空ポンプ(9)を動作
させることにより負圧する。

(v)所定の負圧になつたら直ちに手段(11)のロツク並び
に通電を解くと同時にモータ(7)を作動させて回転アー
ム(3)を回転させ、溶融した材料(m)をキヤビテイ(c)内
に遠心力で注入させる。

(vi)回転時間設定表示部(e)にて設定した時間回転させ
鋳造が完了した后、回転アーム(3)は再び第１〜第３図
の位置に復元するので手段(11)によりその位置に固定さ
せる。

(vii)真空ポンプ(9)を停止した後、ハツチ蓋(200)を開
けて鋳型(22)のみを取出して型ばらしをして製品を得
る。

なお、上記(i)の操作を行う前に予めバランスウエイト
(4)を調整して溶解鋳造部(2)とのウエイトバランスを図
つておく。また上記においては、材料(m)が溶解し、設
定時間係留後(iii)の人手による工程を経たが、予め(i)
にて鋳型(22)をセツトしておき、(vi)までの工程を自動
的に行わせるようにしてもよい。

次に本発明の作用は； (い)溶解鋳造部(2)の回転をロツクした状態で真空ポン
プ(9)を動作させることにより第１，第２及び第３の排
気管(8),(50),(10)を経て、上記部(2)内の空気を抜いて
鋳造に適切な負圧値とする。

(ろ)次に該部(2)を回転することによつてルツボ(212)内
の溶融物は負圧下で遠心力を受けて鋳型(22)内のキヤビ
テイ(c)内に効率的に注型される。この際キヤビテイ(c)
内は真空に近い状態とされるために、例えガラスのよう
な比重が小さく粘度の大きい材料を注型しても鋳巣の発
生はない。

(は)第１の排気管(8)は回転アーム(3)ともども回転し第
２の排気管(50)は従来の駆動軸(5)そのものであり、第
３の排気管(10)は固定状態で保持されている。従つて、
これら排気管構成は溶解鋳造部(2)が回転しても何等の
支障を生ずることなく真空状態を維持することが出来
る。

(に)ロツク通電手段(11)を採用した時は、溶解鋳造部
(2)の回転ロツクとそのリリース、通電と遮電、これら
が効果的に実行される。

（発明の効果） 本発明の効果は； (イ)溶解鋳造部が真空引きされた状態で遠心鋳造される
ので鋳造材料としてガラス材料を用いた場合でも製品の
鋳巣の発生がなく良好な製品が得られる。

(ロ)上記に於て造型時にガス抜きのための特殊な技倆が
要らないので生産性がよい。

(ハ)排気管路系の構成として在来の駆動軸を一つの排気
管路として兼用しこれに第１，第３の排気管を連接させ
るだけでよいので簡便且つコスト安で済む。

(ニ)真空引きするのは装置全体ではなく溶解鋳造部のみ
でよいので装置全体がコンパクトで軽量となる。また所
定の負圧値に到達するのも速くて連続操業の場合の生産
サイクル上有利であると共に真空ポンプの容量が小で済
み経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す縦断側面図、第２
図は第１図における溶解鋳造部の排気管路系を示す拡大
部分縦断側面図、第３図は第１図の安全カバーを除去し
た正面図、第４図は溶解鋳造部のみの部分切欠縦断面
図、第５図は同溶解鋳造部の外観図、第６図は溶解鋳造
部の回動を固定するロツク通電手段を示す要部平面図、
第７図は同側面図、第８図は装置の操作部のみの正面
図、第９図は装置全体の正面図である。 （符号の説明） (1)……安全カバー、(2)……溶解鋳造部、(3)……回転
アーム、(4)……バランスウエイト、(5)……駆動軸、
(6)(6)′……軸受部材、(7)……電動モータ、(8)……第
１の排気管、(9)……真空ポンプ、(10)……第３の排気
管、(50)……第２の排気管、(212)……電熱ヒータ、(1
1)……通電手段、(213)……温度検出用の熱電対、(200)
……ハツチ蓋、(20)……ルツボ、(214)……蓋、(215)…
…支台、(216)(217)……接点、(218)……フランジ、(21
9)……断熱材、(41)……調整ノブ、(51)……回転カプ
ラ、(52)、(53)……減速ギア、(71)……出力軸、(131)…
…支点、(13)……Ｌ型の揺動子、(132),(133)……接
点、(134)……作動片、(135)……押しソレノイド、(14)
……アームロツク爪体、(136)……引きソレノイド、(13
7)……アクチユエータ、(15)……機枠、(16)……操作
盤、ａ）……電源スイツチ、ｂ）……温度設定表示部、
ｃ）……係留時間設定表示部、ｄ）……回転時間設定表
示部、ｅ）……昇温ボタン、ｆ）……鋳造ボタン、ｇ）
……プロセス表示部、ｈ）……異状個所表示部、ｉ）…
…温度表示部、ｍ）……鋳造材料。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】片側に溶解鋳造部、他端側にバランスウエ
   イトが夫々設置された回転アームを含み、該アームを回
   転駆動するために該アームに連結された駆動軸が軸受部
   材にて回転自在に軸承されると共に回転駆動源に連結さ
   れて成る溶解遠心鋳造装置に於て、上記駆動軸を中空軸
   よりなる第２の排気管とすると共に前記溶解鋳造部内と
   上記駆動軸とを第１の排気管をもつて連通接続し、真空
   ポンプに接続された第３の排気管を上記の駆動軸の終端
   にて連通接続し鋳造時に上記溶解鋳造部内を真空状態と
   し回転せしめるようにしたことを特徴とする溶解真空遠
   心鋳造装置。
2. 【請求項２】前記溶解鋳造部には遠心鋳造時以外に溶解
   鋳造部の回動を固定するロツク機能並びに該部内に通電
   する機能を兼備したロツク給電手段が付設されている特
   許請求の範囲第１項記載の溶解真空遠心鋳造装置。