(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分割型ルツボを装着できる溶解室を有し、溶解室で溶融された金属を鋳造する鋳造室が溶解室と近設している鋳造装置において、溶融時は分割型ルツボの底部をルツボ固定治具で定設し、鋳造時に分割型ルツボを鋳造室側に自由落下により移動させ２点以上の上部のルツボ台座で吊設し、分割型ルツボ底部を開口鋳造するための開口機構を有し、開口機構を有するルツボ固定治具にて固定された分割型ルツボを鋳造時にルツボ固定治具を開放して分割型ルツボを鋳造室側に移動させ、ルツボ台座で吊設し、分割型ルツボを開口して鋳造する開口機構を有することを特徴とする鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般工業界等で使用されている精密鋳造装置に関するものであり、分割型ルツボを使用した精密鋳造装置において広く利用できると共に、歯科用鋳造装置、宝飾用貴金属鋳造装置、一般精密鋳造装置など多くの精密鋳造装置に利用できる。
特に歯科医療分野で、歯科用補綴物の製作に広く使用されている歯科鋳造用金属材料の溶解鋳造装置には、非常に有効である。
本発明は、分割型ルツボを利用した精密鋳造装置の分割型ルツボの開口機構及び分割型ルツボに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、精密鋳造装置に関する研究が多分野において行われ、多くの研究成果が示される中、多くの鋳造装置が開発され、実用化されている。また、精密鋳造装置にも多くの種類があるが、これらの全ての鋳造装置の応用が可能であるため、これらの鋳造装置の一般的な機構について下記に示す。
【０００３】
精密鋳造装置の種類は、溶解熱源による分類、及び鋳造方式による分類法がある。精密鋳造装置の型式を鋳造方式により分類すると、遠心鋳造方式と加圧鋳造方式に大別される。遠心鋳造方式の精密鋳造装置は、コージライト系等の陶器製のルツボなどを使用し、ルツボ周囲に配置されている高周波誘導加熱コイルに高周波電流を流し、金属材料を加熱溶融後、高速回転を加えることによりルツボ内の溶湯を遠心力で鋳型に移行するか、又はルツボから溶湯を鋳型に注湯後、遠心力により鋳造する方法である。
【０００４】
遠心鋳造方式は鋳造時の湯流れ方向は遠心力に依存しているために指向性があり、湯流れの方向を考慮した鋳型の設置、溶湯の量と遠心力の関係など、鋳造時に個々の鋳型に対して複雑な設定条件が必要である。また溶湯に遠心力を付与するために、高速回転が必要であり、構造的にも大型の鋳造装置になることは避けられない。
【０００５】
一方、加圧方式の鋳造装置は、同様に密閉容器内でコージライト系などの陶器製ルツボ内で金属材料を前述と同様に溶融後、ルツボを傾注し溶湯を鋳型に移行するか又は分割型ルツボを開口することにより底部から鋳型に溶湯を注湯し、タイムラグを設けて高圧ガスなどを導入して加圧鋳造を行なう方法がある。
【０００６】
加圧方式の鋳造機は鋳型に注湯した溶湯に対して高圧ガス等を作用させ、溶湯を圧入する方式であり、鋳造時の鋳型内における溶湯の流れに指向性がなく、また溶湯の自重を考慮する必要もない。また装置も小型化することが可能である。
【０００７】
しかし金属材料を溶融後、ルツボの傾注や分割型ルツボの開口などにより鋳型に溶湯を移行する際に、常に一定動作で、静かに、速やかに注湯することが重要な条件であり、この動作機構のバラツキは加圧タイミングの時間的ラグと連動しているために鋳造の良否を決定する大きい要因となる。
【０００８】
歯科医療における鋳造では主にロストワックス鋳造法が使用される。その鋳造装置は図５に示すように、溶解室１に分割型ルツボ３を上部からルツボ台座６に挿入して下部のルツボ固定治具７にセットして、分割型ルツボ内に金属材料を挿入し溶解室の準備は完了する。次にワックス焼却を終了した高温鋳型を鋳造室２に配置し、各容器を閉めて鋳型室下部のチャンバー押し上げ加圧シリンダー１０に高圧ガスを導入し、一体化させ一つの真空、加圧容器として機能させる。
【０００９】
電気的信号により溶解司令を与えると前工程として容器内を、真空排気口１１を通じて真空排気し、設定真空値に到達した時点で、容器内にガス導入口１２からアルゴンガスを導入し、高周波誘導コイル８に通電して高周波誘導加熱により金属材料を溶解する。これらの工程はすべてシーケンス制御で行われる構造になっている。
【００１０】
分割型ルツボ内の金属材料が溶融して鋳込み温度に到達した時、鋳造司令を与えると容器内はアルゴンフローを停止して真空排気口１１が開き容器内が減圧される。しかる後、ルツボ固定治具７が下方に移動し、分割型ルツボを下部のルツボ固定治具７から引き抜く。引き抜かれた分割型ルツボ３はルツボ台座６上のフランジ部を支点に自重で開口され分割型ルツボ底部から溶湯が鋳型９に注湯される。注湯された溶湯に対して時間差を設けてアルゴンガスを導入しガス加圧を行ない溶湯を鋳型の細部へ圧入する。
【００１１】
図５の下部固定方式は分割型ルツボ開放時にルツボ固定治具が下方向に移動するスペースが必要であり、分割型ルツボと鋳型との距離が離れる結果となり、注湯時に溶湯が冷却され易く精密鋳造の妨げになることが多い。また溶湯の落下距離が遠くなると湯の乱流や飛び跳ねによる溶湯の飛散が起こり易い欠点がある。また溶湯の飛散により、下部のルツボ固定治具に損傷を与え易く、取替などの頻度が比較的多発する。
【００１２】
また別の歯科医療における鋳造装置では、図６に示す分割型ルツボを上部の穴から挿入し、上部のルツボフランジ部４を上方向の左右から個別に台座上のルツボ固定治具７で固定する方法があり、鋳造時は機械的にルツボ固定治具７を外し、分割型ルツボ３を開放して分割型ルツボ底部を開口して注湯し、同様に加圧鋳造を行なう方法がある。
【００１３】
図６のルツボ台座上にルツボ固定治具を有し、フランジ部で分割型ルツボを開口しないように固定する方法は、分割型ルツボ開口の支点に近い位置を強力に固定しているために鋳型との距離は支障ない限り分割型ルツボと接近させることが可能であるが、鋳造時にルツボ固定治具を解除した時、分割型ルツボに不規則な振動が加わり溶湯を乱流させる。また上述のように分割型ルツボのフランジ部を強力に固定をしているが、分割型ルツボ下部は固定がないために、溶解時に分割型ルツボ内の金属材料が加熱され膨張した時、分割型ルツボ下部を押し開き易く、分割型ルツボの合わせ目から融け始めた溶湯がこぼれ落ちるという問題がある。
【００１４】
従来の分割型ルツボは、溶融金属を鋳型の湯口上に集め、一体化し、球状にして鋳造することで、鋳造欠損などが発生にくいといわれてきたため、溶融金属を球状に集めることが最大の目的として鋳造機構と合わせて、分割型ルツボの開発も行われてきた。そのため、分割型ルツボ底部の形状は、球面形、楕円面形、円錐形をしており、落下時には溶融した球状の金属は乱流を起こさないが、鋳型に接した瞬間から鋳型の窩洞の中に流れ込む時までに乱流が発生し、鋳造欠損などが発生することがある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な問題点に鑑みてなされたものであり、精密鋳造装置の溶解、鋳造時のルツボ固定治具及び分割型ルツボ形状も含み開口機構の改善を図ることを目的としている。具体的には、金属材料を溶解時に鋳造司令が出るまでは分割型ルツボ内部から溶融金属の内圧が掛かっても容易に開くことがなく、分割型ルツボ開放指令により、分割型ルツボが静かに速やかに開放され、鋳型に接した後でも乱れのない球状になった溶湯を静かに鋳型に移動できる様な開口機構及び分割型ルツボを提供するものである。
その結果、亀裂や、鋳肌荒れ、鋳巣、鋳込み不足などが無くなり、鋳造欠陥が非常に少なくなる。さらには湯こぼれなどが無くなり、鋳造装置の破損を防ぎ、分割型ルツボの設置も容易である。
【００１６】
【問題を解決するための手段】
問題を解決するために、以下に本発明の構造を述べる。
分割型ルツボを装着できる溶解室を有し、溶解室で溶融された金属を鋳造する鋳造室が溶解室と近設している鋳造装置において、溶融時は分割型ルツボの底部をルツボ固定治具で定設し、鋳造時には分割型ルツボを移動させ２点以上の上部のルツボ台座で吊設し、分割型ルツボ底部を開口させ注湯させることを特徴とする鋳造装置である。
前述の通り金属材料の溶融時に分割型ルツボ内部から掛かる応力で分割型ルツボが開き湯こぼれが発生することを防止するために、溶融時のルツボ固定治具は常に下部に設けることが特徴であり、更に、鋳造時において分割型ルツボを移動させ鋳造することが特徴である。
【００１７】
金属溶湯を制御する分割型ルツボ形状は、金属溶湯が鋳造体に接した瞬間から発生する乱流を制御する分割型ルツボ内底部の形状のことであり、溶湯が溶解室の分割型ルツボから鋳造室の鋳型へ移動する時に落下軸方向に回転し、湯の途切れをなくすることが重要である。その回転は溶湯が乱れない程度に回転することで非常に効果があり、鋳型の湯口上に流れ込む金属溶湯が球状に集まることを助ける。そのためには分割型ルツボの底部が、注湯時に溶湯が回転する形状であればよいため、分割型ルツボの底部は、中心部付近に向かって緩やかな螺旋形状をしている必要がある。
しかし、分割型ルツボであるため、複雑な形状を付与して、金属溶湯を引っ掛け乱流を発生させる形状であってはならない。
【００１８】
【発明実施の形態】
本発明の鋳造装置の分割型ルツボ開口機構の大きい特徴は分割型ルツボを使用して金属材料の溶解及び鋳造を行なうことである。
分割型ルツボの開口機構とは、溶解室のコイル上部に配置された分割型ルツボのフランジ部を吊設するルツボ台座と、コイルの下部に配置されたルツボ固定治具、及び上部ルツボ台座又は下部のルツボ固定治具を開口又は移動し分割型ルツボを開口するための開口機構の三点から構成されている。
分割型ルツボの移動方向は、ルツボ台座を上方向に移動させ、下部のルツボ固定治具から解離させる方法と、下部ルツボ固定治具を外すことにより、分割型ルツボを鋳造室側に移動させる方法とがある。好ましくは分割型ルツボを鋳造室側に移動させる方法であり、更に好ましくは自由落下による移動方法がよい。ただし鋳造方式によっては、遠心力等が加わることがあるが、それらに力が加わってもよい。
【００１９】
本発明の鋳造装置に関する分割型ルツボの開口機構を作動するシリンダーは分割型ルツボを静かに速やかに開口するためには、ソレノイド式シリンダー又はエアー式シリンダーなどがあり好ましくはスピード制御が容易であるエアー式シリンダーがよい。更に好ましくはエアー式シリンダーにスピードコントロールを付加することでより開口速度を微調整できることが好ましい。前述の開口機構は非常に動作機構が簡便であり、長期的に部品の摩耗その他に起因する動作不良の発生もなく非常に信頼度の高い動作が確保、維持できる。
【００２０】
例として、図７図８に蝶番を使ったルツボ固定治具７の模式図を示す。ルツボ固定治具とシリンダを各部品で軸着する事で各部品が連動し、ルツボ固定治具が開き、開口機構をなす。図８においては開口するためには軸着固定１５を設ける必要がある。図７図８のシリンダーを前後させることによって、ルツボ固定治具７を開かせ分割型ルツボを開口させることができる機構である。図７は分割型ルツボの分割線方向にシリンダを有した設計となっており、シリンダで押すことによって、分割型ルツボが開口する。図８は分割型ルツボの開口方向にシリンダを有した設計となっており、シリンダで引くことによって、分割型ルツボが開口する。
これらの設計では、シリンダの速度を変化するものを利用することで、徐々に分割型ルツボを開口することができる。
【００２１】
ルツボ固定治具７は溶解時に分割型ルツボの下部を固定し、分割型ルツボ内部の金属材料が熱膨張などにより分割型ルツボ内壁に掛かる応力を押さえ、分割型ルツボが開口することを封じている。更に、分割型ルツボの分割部に面するルツボ固定治具７の円弧の一部を大きく切り欠くか除くことにより、分割部から多少飛び散る金属溶融物からルツボ固定治具７を保護することができる。ただし、分割型ルツボが鋳造室に移動し、鋳型により近づく機構の場合はさほどの影響を受けることなく鋳造することができる。ルツボは分割していることから２点以上の接点が必要となる。好ましくは分割型ルツボの分割部で隔てた左右を分割型ルツボ形状に切り欠いた耐火性材料で分割型ルツボを挟み込む形状がよい。更にバネやピン、ピストン等により開口を自由にできる機構を有することにより容易に分割型ルツボを開口移動させることができる。
分割型ルツボの設置状態は、分割型ルツボ底部を保持させることが好ましく、特に分割型ルツボを鋳造室側に移動させる方法では効果的である。
【００２２】
上部ルツボ台座は、鋳造時に分割型ルツボを移動させ吊設させる際のルツボ台座である。分割型ルツボ上部に有する突起部又はフランジ部をルツボ台座にて吊設することでフランジ部とルツボ台座の接点を支点にして分割型ルツボを開口させ速やかに溶湯を鋳造させることができる。
ルツボ台座とルツボ固定治具は同一近接位置に設置することができるが、上部ルツボ台座は移動時の衝撃を少なくするために上方部に設けるのが好ましく、更に好ましくは衝撃を加えない程度の移動距離である１〜２０ｍｍがよく、更に好ましくは３〜１０ｍｍ、また更に好ましくは５〜８ｍｍがよい。鋳型との距離は、分割型ルツボの内定部の端がクルシブルフォーマー（鋳型上の押湯溜）内に入ってもよいが、押湯と接触すると分割型ルツボと押湯が融着されるため、押湯に触れない程度の距離にする必要がある。冷却後に押湯に接触させない方法として、分割型ルツボの移動を鋳造室側に行い分割型ルツボを鋳型又はクルシブルフォーマ上に極接近させた後、分割型ルツボを溶解室側に移動させることもできる。ただし、溶融金属の湯冷めを起き易いため注意が必要である。
【００２３】
分割型ルツボとは、金属材料を溶融させるための耐火性を有し、分割型ルツボからの溶融物やガスの発生しないものがよい。分割型ルツボの形状は溶融金属が挿入され、挿入された金属のほぼ中央底部に分割線を有していればよい。望ましくは従来から使用されている円筒形の分割型ルツボや、くの字型の変形分割型ルツボを使用することができる。更に好ましい分割型ルツボ形状は、中空円錐台形で溶湯が底部に集まり易い形状である。
具体的には、中空円柱形状の一端に球面状又は円錐状の内底部を設け、高さ方向のほぼ中央付近で内底部を分割するように分割され、他端の外側に上部ルツボ台座に掛設できるフランジ部又は突起部を設け、ルツボ台座にフランジ部又は突起部が掛設されることにより分割型ルツボ全体を吊設され、吊設時には分割型ルツボが分割されることが特徴である。
【００２４】
分割型ルツボの内底部の形状は、円錐形がよく、更に好ましくは円錐形壁面が緩やかな螺旋形を形成している方がよい。更に好ましい形状は、円錐形状又は放物形状、双曲形状をしており、頂点は内底部の中心から外れ且つ分割部分上に有する方がよい。好ましい形状は、分割型ルツボ内での湯暴れが無く、更に鋳造後の鋳型又はクルシブルフォーマ上での湯暴れがない場合は非常に良好な結果を得ることができる。
イメージを図９に示す。分割型ルツボの上部に突起部又はフランジ部を有し、分割型ルツボのフランジ部の中央付近に突起部を設ける。突起部は若干下部に設置することで鋳造時の分割型ルツボの開口が容易に行なえるようになる。
【００２５】
溶解室とは、発熱体を配備して、金属材料を溶融する部位を指し、鋳造に必要な温度まで金属材料を加熱させる能力があれば足りる。具体的には、アルゴンアーク溶解、高周波誘導加熱溶解、電気抵抗炉溶解などが考えられる。好ましくは高周波誘導加熱溶解である。
【００２６】
鋳造室とは、鋳型を配置して溶融された金属を鋳造する部位であり、通常は予め所望する形状の鋳型を作製し、鋳造室内に納めて配置しておき、溶融金属の溶融状態を確認して注湯し、加圧鋳造する部分を示す。
【００２７】
鋳造する金属は、溶解鋳造ができる金属材料であれば何でもよいが、好ましくは融点が６００℃から１５００℃の範囲のものがよく。更に好ましくは７００℃から１４００℃である。金属の種類においては、歯科医療用材料の場合は、好ましくは、銀合金、金合金、パラジウム合金、コバルトクロム、ニッケルクロム、などがよく、更に好ましくは、金合金、パラジウム合金、コバルトクロム、ニッケルクロム、である。
【００２８】
鋳造方法は、加圧式ガス圧鋳造、遠心鋳造（バネ式、モーター式、）、吸引鋳造などどの様式においても応用ができ、好ましくは加圧式ガス圧鋳造又は遠心鋳造（バネ式、モーター式）、である。
【００２９】
鋳造室と溶解室とは、溶融金属が溶解室から鋳造室に配置された鋳型へと流れ込むことから、溶解室に近接して鋳造室を設けることが必要であり、それに対応できる分割型ルツボの開口機構が必要である。また、溶融金属は、溶融状態で分割型ルツボ内に停滞している間は温度の低下がないことから、分割型ルツボが鋳造室の方向に移動し鋳造することにより注湯時の湯冷めによる鋳造欠損が発生しにくい、更に、鋳造動作の初期に鋳込み方向に分割型ルツボと共に溶湯が移動することにより、球状溶の溶融金属が乱流が発生し難いことから鋳造欠損の発生が少なくなる。
【００３０】
前述の構造により鋳型は、分割型ルツボと溶融金属が解離する近接地点に容易に設置することができ、均一な温度分布をした球状の溶湯を鋳型内に鋳造できるため鋳造欠損が少なくなる。
【００３１】
【実施例】
以下に、本発明の鋳造装置の実施例を概略図に示して本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図１、図２及び図３、図４は本発明の分割型ルツボの開口機構を使用した精密鋳造装置の一例を使用して鋳造を行なう際の状態を示す図であり、溶解室１には内部の構造と分割型ルツボの開口機構であるエアーシリンダー５、ルツボ台座６、ルツボ固定治具７及び鋳造室２には鋳型９が配置され、上蓋１４にて蓋された状態を示している。
【００３２】
最上部の真空排気口１１、ガス導入口１２及び覗き窓１３を有する上蓋１４及び高周波誘導加熱コイル８と分割型ルツボ開口機構であるエアーシリンダー５，ルツボ台座６，ルツボ固定治具７、を配置した溶解室１及び下部の鋳造室２は、Ａ及びＢで分離開口が可能であり上蓋１４と溶解室１及び鋳造室２を一体として配置した時、溶解鋳造時の真空、加圧容器として機密機能を有する構造になっている。
【００３３】
次に、図１に示した本発明による分割型ルツボ開口機構を備えた鋳造装置を用いて鋳造性能について調べた。また比較例として従来の図５及び図６の構造を備えた装置を使用し同様の条件下で鋳造試験を行ない、鋳造能力の比較試験を行なった。その結果について実施例により説明する。
【００３４】
（実施例１）、（実施例２）及び（実施例３）は本発明の鋳造装置を使用した鋳造性能試験は、歯科技工において精密鋳造に使用するロストワックス法により行なった。ワックスパターンは、１９５クロスポイントでメッシュ部の線形Φ０．５ｍｍのメッシュパターンを使用し、スプルー径はΦ２．０ｍｍの線ワックス使用してクルッシブルフォーマーに植立後、リン酸塩系の高温鋳型材を使用して鋳型を作製した。電気炉中でワックス焼却を行なつた後、鋳型を８００℃で係留した。
ワックス焼却が終了後、各鋳造装置を使用してＪＩＳ  Ｔ６１１５歯科鋳造用コバルトクロム合金を使用して鋳造を行ない、鋳造体で再現されたメッシュの交点の再現性について計測し、百分率で表示した。各装置とも各１０回試験を行ない本発明の鋳造装置について比較評価した。試験結果の１０個の平均値を表１に示す。
【００３５】
（実施例１）は図１に示される分割型ルツボの移動方向が上方向である分割型ルツボの開口機構を利用して試験を行った。（実施例２）は図３に示される分割型ルツボの移動方向が下方向である分割型ルツボの開口機構を利用して試験を行った。
（実施例３）は図３に示す開口機構を備えた鋳造装置に図９に示す分割型ルツボで分割型ルツボ底の形状を円錐型の先端に向かって壁面に緩やかな螺旋状を付与した分割型ルツボを使用し、メッシュパタンを使用して鋳造試験を行なった。
【００３６】
（実施例４）（実施例５）は歯科鋳造において溶湯の流れが比較的広範囲であることが要求される全部床模型を使用し、前述の実施例と同様に本発明の鋳造装置による鋳造性能について試験を行なった。
ワックスパターンの厚さ０．４ｍｍ、スプルー径は４．９ｍｍを使用しワックス成型後、リン酸塩系高温鋳型材を使用して鋳型を作製し、ワックス焼却を行ない鋳型温度は８００℃とした。これらの同一条件の鋳型を各１０個作製し本発明の分割型ルツボ開口機構による鋳造試験を行ない、湯回り不良、鋳巣、湯境、の目視評価、及びＸ線透視による内部欠陥の発生状況について調査し、比較した。試験結果は表１に示す。
【００３７】
実施例１、実施例２及び実施例３の本発明の鋳造装置を有する精密鋳造装置はメッシュパターンのクロスポイントの鋳造による再現性にて評価を行った。実施例１．２．３の総合評価の結果は再現性で１９３／１９５であり、鋳込み率で９６〜１００％、平均９９％以上の高い鋳込み率を示した。
【００３８】
（実施例４）及び（実施例５）の本発明の鋳造装置を使用した鋳造試験結果においては、湯回り不良、鋳巣、湯境などの欠陥は認められず、鋳巣の軽微なものが一部認められたが鋳込み率は１００％の鋳造成績が得られた。（実施例４）は図１に示される分割型ルツボの移動方向が上方向である分割型ルツボの開口機構を使用して試験を行った。（実施例５）は図３に示される分割型ルツボの移動方向が下方向である分割型ルツボの開口機構を使用して試験を行った。Ｘ線透過による内部欠陥の調査結果は、全部床１０個の鋳造体の内、１個のフイニッシングライン前部の肉厚部に数個観察された。この欠陥は肉厚部に比較的発生し易く、臨床的には特に問題ないと考えられる。その他の欠陥についてはすべて問題なく良好な結果が得られた。
【００３９】
【比較例】
比較例１は実施例１、実施例２及び実施例３と同様にメッシュパターンを使用し、図５に示される従来の開口機構を備えた鋳造装置を使用して比較試験を行なった結果を表１に示す。メッシュパターンのクロスポイントの鋳造による再現性にて評価を行った。評価結果は再現性で１９２／１９５であり、鋳込み率で８３〜８８％、平均８５．６％を示した。本発明の鋳造装置に比較して細部の鋳造に関しては鋳込み率が劣ると判明した。しかし性能的には比較的安定している。
【００４０】
比較例２は、実施例１、実施例２及び実施例３と同様に前述の方法で図６に示される従来の開口機構を備えた鋳造装置で比較試験を行なった結果を表１に示す。メッシュパターンのクロスポイントの鋳造による再現性にて評価を行った。評価結果は再現性で１７１／１９５であり、鋳込み率は８３〜９７％、平均８８．２％を示した。鋳込み率は平均的には比較的高い値を示しているが、良否のバラツキ範囲が大きい。
【００４１】
この鋳造試験結果から見た時、同一の鋳造方式を使用し、分割型ルツボ開口の機構の違い以外は、すべて同じ条件であるにもかかわらず、本発明の鋳造装置は従来の鋳造装置に比較して鋳造性能が非常に向上していることを示している。
【００４２】
比較例３は、図５に示される従来の開口機構を備えた鋳造装置を用いて実施例４と同一条件で試験を行い、全部床各１０個の鋳造体の評価を行なった結果を表２に示す。
【００４３】
図５の鋳造機においても湯回り不良による鋳込み不足で形状不良に関する欠陥はなく、鋳込み率は１００％であった。しかしスプルー付近及び口蓋部に湯境が発生したものが４例認められた。鋳込み時の溶湯温度がやや低いことが裏付けられる。軽微な鋳巣は１例観察された、即ち構造的に見ると開口機構の動作部の構造に起因し分割型ルツボ底と鋳型間の距離がやや広いために、注湯時に溶湯温度が降下していることが考えられる。またＸ線透過による内部欠陥を観察した結果、５／１０個の割合でフイニッシングラインの肉厚部及び口蓋部に観察された。
【００４４】
比較例４は、図６に示される従来の開口機構を備えた鋳造装置を用いて実施例４及び実施例５と同一条件で試験を行った。全部床各１０個の鋳造体の評価を行なった結果を表２に示す。試験結果では、１０個中２例の維持部のスケルトンに軽微な湯回り不良が認められた。また鋳巣はフイニッシングライン部に２例認められ、口蓋部に湯境の発生が２例認められた。Ｘ線透過による内部欠陥の観察結果は、５／１０フイニッシングラインの肉圧部及び口蓋部に小さく分散した内包巣が多く観察された。特にこれらの欠陥は注湯時に何らかの形で溶湯の乱流が起こりガス巻き込みが発生していると考えられる。
【００４５】
【表  １】
0004531933.tif 000002
【００４６】
【表  ２】
0004531933.tif 000003
【００４７】
上述の通り、本発明の開口機構を装備した鋳造装置は、鋳込み率を高め細部にわたり鋳造することが可能であり、また広い面積の鋳造物に対しても鋳造欠陥の少ない鋳造体を得ることができることが判明した。
【００４８】
【発明の効果】
本発明における鋳造装置の大きい特徴は、分割型ルツボを使用し、分割型ルツボを移動させ静かに開口することにある。また動作機構が非常に簡単であり、長期的に部品の摩耗その他に起因する動作不良、誤動作も少なく、常に電気的シーケンスに準じた信頼度の高い開口動作が確保、維持できる。
【００４９】
更に溶解時に分割型ルツボ内部の金属材料が熱膨張などにより分割型ルツボ内壁に掛かる応力に対しても、分割型ルツボ開口時の支点から遠い分割型ルツボ下部で固定しているために溶解途中に分割型ルツボが開き湯こぼれを起こすこともない。またルツボ固定治具は、分割型ルツボの開口時に下部に移動しないために、鋳型を分割型ルツボ底に最大限接近させることが設計上可能となることにより、溶湯の移動距離が短くなり鋳造時の溶湯の冷却を極力少なくすることが可能となる。
【００５０】
更にエアーシリンダーなどの開口機構にスピードコントロールを付加することにより、分割型ルツボをより静かに開口することが可能となり、溶湯を静かに、速やかに鋳型に移行することができる。
また更に注湯時の溶湯の形状を制御することによって、溶湯の乱流を防ぎ、鋳造時の欠損を防止することができる。特に、気泡の巻き込みがなく、細部への溶湯の流れ込みがよくなる。
【００５１】
よって本発明の鋳造装置を使用することにより、精密鋳造が容易に行なえ更に鋳込み不足、鋳巣、鋳肌荒れ、亀裂等の鋳造不良を起こすことがなく鋳造することが実現できる。特に、歯科医療用の精密鋳造体の湯回り不良、鋳巣、ガス巻き込みによる内部欠陥等のない良好な鋳造補綴物が作製できる。
【００４５】
また動作機構が非常に簡単であり、長期的に部品の摩耗その他に起因する動作不良、誤動作も少なく、常に電気的シーケンスに準じた信頼度の高い開口動作が確保維持できると共に、湯こぼれなどにより発生する故障などのメンテナンスの必要もなく、総合的に見て、精密鋳造に貢献できる非常に高性能の精密鋳造装置を提供する。もっとも、鋳造精度を考慮した場合、歯科医療に関する精密鋳造が非常に適しており、この分野での高性能の精密鋳造装置を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】分割型ルツボが鋳造時に上がる鋳造装置の鋳造前の断面図
【図２】分割型ルツボが鋳造時に上がる鋳造装置の鋳造後の断面図
【図３】分割型ルツボが鋳造時に下がる鋳造装置の鋳造前の断面図
【図４】分割型ルツボが鋳造時に下がる鋳造装置の鋳造後の断面図
【図５】ルツボ固定冶具を下部に装備した従来型の鋳造装置
【図６】ルツボ固定冶具を上部に装備した従来型の鋳造装置
【図７】分割型ルツボ開口機構を示す模式図１
【図８】分割型ルツボ開口機構を示す模式図２
【図９】分割型ルツボ
【符号の説明】
１  溶解室                        ８  高周波誘導コイル
２  鋳造室                        ９  鋳型
３  分割型ルツボ                １０  チャンバー押し上げ加圧シリンダー
４  ルツボフランジ部            １１  真空排気口
５  エアーシリンダー            １２  ガス導入口
６  ルツボ台座                  １３  のぞき窓
７  ルツボ固定治具              １４  上蓋
１５  軸着固定部
Ａ  上蓋−溶解室分割線            Ｂ  溶解室−鋳造室分割線
【図１】
0004531933.tif 000004
【図２】
0004531933.tif 000005
【図３】
0004531933.tif 000006
【図４】
0004531933.tif 000007
【図５】
0004531933.tif 000008
【図６】
0004531933.tif 000009
【図７】
0004531933.tif 000010
【図８】
0004531933.tif 000011
【図９】
0004531933.tif 000012