(57)【要約】【課題】  均熱化するために長時間を要することなく、連続的にセミソリッド化したろう材を供給して、連続してろう模型の製造を行うことができる鋳造模型用ろう材の均熱化装置を提供する。【解決手段】  溶融したろう材を貯留タンク２からろう材供給装置３の圧送室31へ供給し、該圧送室31からピストンヘッド32で押し出してろう材均熱化装置４のバレル41の後部に給送する。バレル41内で回転するスクリュ42によりろう材が前部へ押し送られスクリュ42が後退して計量される。バレル42の外面とスクリュ42の内部に媒体ジャケット部49、50を設けて温度調節媒体を通す。ろう材はスクリュ42の回転により、攪拌され温度調節媒体からの熱伝達により均熱化され、計量後にスクリュ42を前進させてノズル部48から、ろう模型成形金型に射出する。【選択図】        図１
2006082104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融させたろう材を貯留し、該ろう材を攪拌する攪拌手段と、ろう材の均熱化を促進させる温度調節手段と、ろう材の貯留量を管理する貯留量検出手段とを備えた貯留タンクと、
前記貯留タンクからろう材を供給し、所定量のろう材を次工程へ供給するろう材給送装置と、
前記ろう材給送装置からろう材の供給を受け、該ろう材を順次搬送しながら攪拌し、温度調節を行って均熱化を図り、該ろう材をノズル部から押し出して成形機に該ろう材を供給するろう材均熱化装置とからなることを特徴とする鋳造模型用ろう材の均熱化装置。
【請求項２】
前記ろう材均熱化装置は、バレル内に回動自在なスクリュを有し、該スクリュの回動によってろう材を押し送り、先端部に設けられた開閉自在なノズル装置から成形機へ供給し、
前記バレル外周と前記スクリュ軸の内部に温度調節媒体を循環流通させるジャケット部を設けてあることを特徴とする請求項１に記載の鋳造模型用ろう材の均熱化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、精密鋳造のパターン成形に使用されるろう材（ワックス）をセミソリッド化させ、当該状態を維持させて成形機に連続供給する鋳造模型用ろう材の均熱化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
きわめて寸法精度の高い鋳物を作ることができる鋳造法に、ろうをパターンとして鋳造用の成形型を造作するロストワックス法がある。この方法は、切削加工では工数のかかる複雑形状のもの、あるいは堅くて脆い特殊合金の成形に好適なものであり、新しい用途が開拓されている。このロストワックス法における成形材料であるろう材の状態として、65℃以上の液状と、50〜53℃に保った半固体状のセミソリッドがある。特に、大型肉厚パターンでは、成形サイクルや成形品表面の面引け防止等の成形品質の向上のために、セミソリッド化されたろう材、いわゆるセミソリッドワックスが多用されている。すなわち、成形材料における温度と固化された状態の温度との差が小さい場合の方が収縮量が小さくなり、成形不良が生じにくくなるためである。
【０００３】
このセミソリッドワックスを製造するためには、従来は、ろう材を65℃以上で溶融して液状にしてカートリッジに充填し、このカートリッジを50〜53℃に温度管理されたバスに所定時間浸漬して均熱化している。浸漬時間は、例えば、直径100mmで高さが250mmの円筒状のカートリッジでは、24時間程度である。このため、多数本のカートリッジや溶融装置、均熱用バス装置等の設備を必要とするとともに、これらに関連した準備作業や管理作業等の煩雑な作業を必要とする。
【０００４】
また、ろう材の予熱工程や付帯設備をなくして、連続的にろう模型を成形できるようにしたロストワックス法用ろう模型成形装置が特許文献１に記載されている。この成形装置は、金型に臨んで、充填されたろう材を射出するノズル部を有するチャンバと、前記チャンバ内に摺動自在に配され、その摺動によってチャンバ内のろう材をノズル部から射出する第１プランジャと、前記第１プランジャに対して所定の範囲で摺動自在に配し、前記チャンバ内に連通する導入孔を形成した第２プランジャと、前記第２プランジャに導入孔に連通した挿通孔が形成され、先端縁が前記第１プランジャと係脱すると共に、バレルの先端部に取り付けられた第３プランジャと、前記バレル内で回転自在に支持されると共に、バレルに対して摺動自在なスクリュとからなり、前記スクリュの摺動により前記第３プランジャの挿通孔を開閉し、開放時に該スクリュの回転によってバレルに供給されたろう材を前記チャンバ内に給送し、閉鎖時にバレルを前進させ、前記第３プランジャを前記第１プランジャに係合させて該第１プランジャを摺動させながらチャンバ内のろう材をノズル部から射出するようにしたものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２０２８８０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたろう模型成形装置では、前記チャンバ内に供給されたろう材を第１プランジャでノズル部から射出する構造とされている。このため、チャンバ内ではろう材が攪拌されることがなく、該チャンバ内に滞留する時間が長くなると、ろう材の均熱化が解消されて、熱的不均一が生じ、成形パターンの精度が低下するおそれが生じる。特に、大型の厚肉パターンではろう材の量が多くなるからチャンバ内での滞留時間が長くなり、均熱化が保てないおそれがより強くなる。特に、精密な成形が要求される場合には、ろう材の許容温度差が＋１〜−１℃内であることが要求され、高精度な温度管理が必要となり、斯かる場合ではこのろう模型成形装置では不都合が生じるおそれがある。
【０００７】
そこで、この発明は、ろう材の温度管理のためのバス装置などの付帯設備や関連する準備作業をなくし、連続的にろう材の供給を行っても該ろう材の均熱処理を確実に行えるようにした鋳造模型用ろう材の均熱化装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置は、溶融させたろう材を貯留し、該ろう材を攪拌する攪拌手段と、ろう材の均熱化を促進させる温度調節手段と、ろう材の貯留量を管理する貯留量検出手段とを備えた貯留タンクと、前記貯留タンクからろう材を供給し、所定量のろう材を次工程へ供給するろう材給送装置と、前記ろう材給送装置からろう材の供給を受け、該ろう材を順次搬送しながら攪拌し、温度調節を行って均熱化を図り、該ろう材をノズル部から押し出して成形機に該ろう材を供給するろう材均熱化装置とからなることを特徴としている。
【０００９】
ろう材は、前記貯留タンクで攪拌されて、次工程で確実に給送される状態となるよう温度調節されてろう材給送装置へ供給される。次いで、ろう材は、このろう材給送装置から前記ろう材均熱化装置へ給送される。ろう材均熱化装置では、供給されたろう材を先端部に向けて搬送するが、この過程でろう材が攪拌することにより確実に均熱化される。ろう材均熱化装置の先端部にノズル部が設けられているから、ノズル部から押し出される際には成形するのに適宜にセミソリッド化されたろう材を成形機に供給することになる。
【００１０】
また、請求項２の発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置は、前記ろう材均熱化装置は、バレル内に回動自在なスクリュを有し、該スクリュの回動によってろう材を押し送り、先端部に設けられた開閉自在なノズル装置から成形機へ供給し、前記バレル外周と前記スクリュ軸の内部に温度調節媒体を循環流通させるジャケット部を設けてあることを特徴としている。
【００１１】
ろう材均熱化装置で搬送される際には、前記スクリュの回動によってろう材が徐々に前記バレルの先端部へ向けて移動する。このとき、スクリュの回動によって、ろう材は攪拌されながら移動する。しかも、スクリュとバレルの両側から温度調整のための熱が伝達されるから、ろう材は所望の温度に保たれ、ノズル部から射出されることになる。なお、前記ジャケット部には、温水その他適宜な温度調節媒体を流通させる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置によれば、貯留タンクから連続してろう材をろう材給送装置に供給できる。そして、前記ろう材均熱化装置で搬送しながら均熱化を図るから、前記ノズル部から押し出して成形機へ射出する際には、確実に均熱化されたろう材を供給できる。しかも、ろう材を搬送しながら均熱化させ、ノズル部から射出するから、均熱化されたろう材を連続して供給することができ、従来のように温度調整用のバスに24時間浸漬させる必要がない。したがって、付帯設備や煩わしい準備作業等を必要とすることがなく、作業性が向上し、成形品の量産性を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項２の発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置によれば、ろう材はスクリュの回動によって確実に攪拌され、また、スクリュの外面とバレルの内面とから熱が伝達されるから、確実に均熱化を図ることができる。
【００１４】
さらに、スクリュの回転によって搬送しながら攪拌することにより均熱化を図るので、例えばスタティックミキサのように静的な部材を通して攪拌する場合のように、溶融したろう材が部材の壁面に付着して通路の断面積を小さくしてしまう、いわゆるチャネルフローの現象を生じることがなく、円滑な搬送を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置を具体的に説明する。
【００１６】
図１はこの発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置１の概略の構成を示す斜視図で、この均熱化装置１は主として、溶融されたろう材を貯留する貯留タンク２と該貯留タンク２から溶融されたろう材が供給されるろう材給送装置３、このろう材供給装置３から溶融したろう材の給送をうけるろう材均熱化装置４とから構成されている。また、必要に応じて、図３に示すように、前記貯留タンク２にはろう材を溶解させるろう材溶解装置５が設けられている。すなわち、液状のろう材をこの均熱化装置１に供給する場合にはこのろう材溶解装置１は不要であり、固形のろう材を供給する場合にはこのろう材溶解装置５へ供給して、ここでヒータによって加熱してろう材を溶解するもので、ろう材はホッパー5aから投入される。
【００１７】
前記貯留タンク２には、図２に示すように、外側に温水等の温度調節媒体を通してろう材の温度を調節する媒体ジャケット部21が設けられている。また、貯留タンク２の内部には、攪拌羽根22が回転可能に設けられており、ろう材が攪拌されるようにしてある。そして、この貯留タンク２の最下部の出口管23が前記ろう材供給装置３の圧送室31に連通させてあり、ろう材がこの圧送室31へ供給される。
【００１８】
ろう材供給装置３は前記圧送室31に受け入れたろう材を加圧して後続する前記ろう材均熱化装置４へ圧送するもので、圧送室31内に摺動可能に設けられたピストンヘッド32の前進により該圧送室31の先端に形成されたノズル部33から吐出される。ピストンヘッド32はピストン・シリンダによるアクチュエータ34により摺動する。また、このピストンヘッド32には、前進時には閉じて圧送室31と貯留タンク２との間を遮断し、後退時には開いて圧送室31と貯留タンク２とを連通させる逆止弁35が装着されている。ろう材供給装置３から吐出されたろう材は、連絡管６を介して前記ろう材均熱化装置４へ供給される。なお、この連絡管６は保温施工されて、通過するろう材の温度が所定温度に保たれるようにしてある。
【００１９】
ろう材均熱化装置４は、図１及び図３、図４に示すように、中空円筒形のバレル41の内部にスクリュ42が回転可能で、かつ、摺動可能に収容されており、前記連結管６はこのバレル41の後部に接続されて、ろう材がバレル41内に供給されるようにしてある。また、スクリュ42は、外周面に螺旋状にスクリュ羽根43が設けられており、羽根のピッチ及び高さは、後述する作用に適宜なものとしてある。このスクリュ42は、軸部42a がバレル41の後端部側から突出しており、この突出した軸部42a に駆動モータ44の出力軸が連結されて、この駆動モータ44の動作によって回転可能とされている。また、この駆動モータ44はピストン・シリンダによるアクチュエータ45により摺動可能なピストンロッド46に支持されており、このピストンロッド46の動作によって、駆動モータ44が軸方向に摺動すると共に、スクリュ42が同方向に移動する。なお、駆動モータ44は一対のガイドロッド47に摺動が案内され、該駆動モータ44自体が回転しないようにしてある。前記バレル41の先端部には、透孔によるノズル部48が設けられており、図示しない開閉装置によってこのノズル部48の開閉が行われるようにしてある。
【００２０】
また、前記バレル41の外周面には媒体ジャケット部49が、スクリュ42の内部には媒体ジャケット部50が、それぞれ設けられており、温度調節のための流体がこれら媒体ジャケット部49、50に循環供給されている。
【００２１】
そして、前記ノズル部48が図示しないろう模型用成形機の金型に臨ませてあり、ろう材を該ノズル部48から射出して金型内に供給するようにしてある。
【００２２】
以上により構成されたこの発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置の実施形態について、その作用を以下に説明する。
【００２３】
固形のろう材を供給する場合には、前記ホッパー51に投下する。該ホッパー51からろう材溶解装置５に供され、加熱されて溶解され液状のろう材となって、貯留タンク２に供給される。液状のろう材を供給する場合には、ろう材溶解装置５を介在させることなく、直接貯留タンク２に供給する。
【００２４】
貯留タンク２では、媒体ジャケット部21に流通させた温度調節媒体によって貯留されたろう材の温度を調節すると共に、前記攪拌羽根22の回転によって攪拌されて、貯留タンク２内のろう材の均熱化が図られる。なお、ろう材の貯留量は図示しない計量手段によって計量され、均熱化に適宜な量が貯留するよう調整される。
【００２５】
前記ろう材給送装置３のアクチュエータ34が作動して、ピストンヘッド32を後退させると前記逆止弁35が開いて、溶解されたろう材が貯留タンク２から前記出口管23と該逆止弁35を通り、圧送室31に流入する。この状態で、アクチュエータ34を作動させてピストンヘッド32を前進させると、この前進によって逆止弁35が閉じ圧送室31から貯留タンク２への通路が遮断されるため、圧送室31内のろう材はノズル部33から吐出され、前記連絡管６を通って前記ろう材均熱化装置４に圧送される。なお、連絡管６は保温施工されているので、ろう材の流動性は失われない。
【００２６】
ろう材はろう材均熱化装置４のバレル41の後部に供給される。このとき、前記ノズル部48は閉成されている。ろう材の供給が開始されると、前記駆動モータ44の作動によってスクリュ42が回転する。スクリュ42の回転により、ろう材はスクリュ42の前方へ向けて押し送られることになる。ノズル部48が閉成されているため、バレル41の先端部に徐々に滞留することになり、ろう材の圧力を受けて、スクリュ42が前記アクチュエータ45の作動油の圧力に抗して後退することになる。スクリュ42が所定の位置まで後退すると、その回転を停止させる。このとき、この後退位置を変更することにより、ろう材の供給量を計測することができる。スクリュ42の回転が停止すると、前記ノズル部48を開放し、前記アクチュエータ45を作動させてスクリュ42を前進させる。これにより、バレル41の前部に滞留したろう材がノズル部48から吐出され、該ノズル部48に連繋させた金型にろう材が射出されることになる。ろう材の射出が完了すると、前記ノズル部48を閉成して、次にろう材が供給されるのに待機することになる。
【００２７】
ところで、バレル41の外周面とスクリュ42の内部には、それぞれ媒体ジャケット部49、50が設けられており、温度調節媒体が供給されている。このため、バレル41に供給されたろう材はこの温度調節媒体から加温される。しかも、ろう材はスクリュ42の回転によって押し送られると共に、該スクリュ42の旋回運動によりろう材自体がスクリュ42のピッチ間で回転しながら攪拌される。このため、ろう材に伝達された熱はろう材全体に伝達されて、該ろう材を均熱化して、セミソリッド化される。なお、媒体ジャケット部49、50に供給する温度調節媒体の温度やスクリュ42の回転数、スクリュ42の前進速度等を調節することにより、ろう材の温度を調節することができる。このため、ノズル部48から金型に射出されるろう材は、所望の温度でセミソリッドとされたものを供給することができる。
【００２８】
以上説明した実施形態では、セミソリッド化されたろう材がノズル部48から直接金型内に射出されるものとして説明したが、この鋳造模型用ろう材の均熱化装置１を圧送ポンプとして使用し、ノズル部48から、保温された配管を通じて複数のろう材射出成形機に分配供給するようにすることもできる。この場合、ろう材射出成形機においてもろう材の温度管理を行うことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
この発明は、従来ろう材を充填したカートリッジをバスに浸漬し、長時間かけて均熱化していた工程を省略して、連続して均熱化したセミソリッド化したろう材を金型に供給してロストワックス法によるろう模型を成形できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置を説明するための概略の斜視図であり、一部を切断して示している。
【図２】この発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置の貯留タンクとろう材給送装置を説明するための斜視図で、一部を切断して示している。
【図３】この発明係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置を説明するための図で、一部を切断して示す正面図である。
【図４】この発明に係る鋳造模型用ろう材の均熱化装置のろう材均熱化装置の平面図で、一部を切断して示している。
【符号の説明】
【００３１】
１  鋳造模型用ろう材の均熱化装置
２  貯留タンク
３  ろう材給送装置
４  ろう材均熱化装置
５  ろう材溶解装置
６  連絡管
31  圧送室
32  ピストンヘッド
33  ノズル部
34  アクチュエータ
35  逆止弁
41  バレル
42  スクリュ
43  スクリュ羽根
44  駆動モータ
45  アクチュエータ
46  ピストンロッド
47  ガイドロッド
48  ノズル部
49  媒体ジャケット部
50  媒体ジャケット部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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