(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
坩堝を上下方向に沿って複数に分割形成され、鋳型の上方に、互いに接して前記坩堝を構成した状態で配置された複数の坩堝形成部材と、
これら坩堝形成部材の下方を外方側に非対称に駆動する駆動部とを、
具備し、前記駆動部は、少なくとも１つの坩堝形成部材を固定して、他の坩堝形成部材を駆動する鋳造装置。
【請求項２】
請求項１記載の鋳造装置において、固定されている坩堝形成部材自体を、それの下端が外方側斜め下方を向いて傾斜した状態に配置されている鋳造装置。
【請求項３】
坩堝を上下方向に沿って複数に分割形成され、鋳型の上方に、互いに接して前記坩堝を構成した状態で配置された複数の坩堝形成部材と、
これら坩堝形成部材の下方を外方側に非対称に駆動する駆動部とを、
具備し、前記駆動部は、各坩堝形成部材の下方を外方に等しい量だけ最終的に駆動し、少なくとも１つの坩堝形成部材の駆動を、他の坩堝形成部材よりも遅れて開始させる
鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】
本発明は、例えば義歯や装飾品のような小型の鋳造品を鋳造する鋳造装置に関し、特に鋳造装置から鋳型への鋳込みに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記のような鋳造装置の一例を図５（ａ）に示す。この鋳造装置では、金属を融解するために使用する坩堝２が、それの中央を上下に通る中心面によって坩堝形成部材２ａ、２ｂに２分割されている。坩堝形成部材２ａ、２ｂは、坩堝台４の中央に設けられた孔に挿通され、この坩堝台４の上面に、坩堝形成部材２ａ、２ｂの上部周面に形成されたフランジ６ａ、６ｂが接触して支持されている。これら坩堝形成部材２ａ、２ｂの底面は、融解金属が円滑に鋳込まれるように、中央側に向けて下方に傾斜している。これら坩堝形成部材２ａ、２ｂは、坩堝台４によってのみ支持されている状態では、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、坩堝形成部材２ａ、２ｂの分割面の上端を支点として外方に回転するように、構成されている。この回転を阻止するように、坩堝開閉爪８ａ、８ｂによって、坩堝形成部材２ａ、２ｂの下方が内側に押圧され、坩堝２内に金属が収容可能な状態とされている。坩堝２の周囲に設けた高周波誘導加熱コイル１０によって、坩堝２内の金属が融解され、融解金属１２となる。坩堝２の下方に鋳型１４が配置されている。鋳型１４は、その上面に湯口１４ａを有している。融解金属を鋳型１４に湯口１４ａから鋳込むとき、坩堝開閉爪８ａ、８ｂに接続されたソレノイド１６ａ、１６ｂが制御部１８によって駆動される。制御部としては、マイクロコンピュータ等を使用することができる。これによって、坩堝開閉爪８ａ、８ｂが外方に等しい距離だけ移動し、坩堝形成部材２ａ、２ｂの下方が図２（ｂ）、（ｃ）に示すように等角度に外方に開き、融解金属１０が鋳型１４に鋳込まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように坩堝形成部材２ａ、２ｂを等角度に開く場合、坩堝形成部材２ａ、２ｂを開いた直後、図５（ｂ）に示すように、融解金属１２のうち、坩堝２の底部中央に位置する融解金属１２ａが鋳型１４の湯口１４ａに向けて、最初に落下する。それに続いて、同図（ｃ）に示すように、坩堝形成部材２ａ、２ｂに位置していた融解金属１２ｂ、１２ｃが鋳型１４の湯口１４ａに向けて流れ込む。このとき、融解金属１２ｂ、１２ｃが、坩堝２の開口部で激しく衝突し、多量の金属粒２０ａを発生させる。
【０００４】
この金属粒２０ａの中には、坩堝２の上方に配置された融解金属の状態を観察するための覗き窓ガラス２２に衝突するものがあり、最悪の場合、ガラス２２を破損させる可能性がある。また、坩堝２の周辺機器に高温である融解金属粒２０ａが付着して、機器を焼損させたり、故障したりする可能性がある。
【０００５】
さらに湯口１４ａに大量の融解金属が到着したとき、衝撃によって融解金属が跳ね上げられ、飛散する金属粒２０ｂも増加する。飛散された金属粒２０ｂの中には、湯口１４ａの外へ飛散するものもあり、鋳型１４内に流れ込む融解金属１２の量が減少する。
【０００６】
従って、鋳込み時に融解金属の飛散を減少させることが望まれている。本発明は、鋳込み時に融解金属の飛散を減少させた鋳造装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の鋳造装置は、複数の坩堝形成部材を有している。この坩堝形成部材は、坩堝を上下方向に沿って複数に分割して形成されている。分割数は２以上であれば任意である。分割面は、坩堝の上下方向の中心を通ることが望ましい。これら複数の坩堝形成部材は、互いに接して坩堝を形成した状態で、鋳型の上方に配置されている。これら坩堝形成部材の下方を外方側に非対称に駆動部が駆動する。坩堝形成部材を、それの下方が自然に開くように構成し、坩堝形成部材が開くのを押圧手段によって阻止し、この押圧手段を移動させる構成に駆動部を構成することもできるし、坩堝形成部材に駆動部を係合し、坩堝形成部材を直接に駆動部が駆動してもよい。いずれの場合でも、坩堝形成部材を非対称に外方側に開くことが必要である。
【０００８】
このように構成すると、坩堝形成部材のうち最初に下方が開かれるものと、これより遅れて開かれるものとが存在する。従って、各坩堝形成部材から同時に融解金属が鋳型に鋳込まれることが殆ど無く、各坩堝形成部材内に存在した融解金属同士が衝突して、金属を飛散させることが殆どない。よって、融解金属粒が鋳造装置の付属機器に殆ど付着せず、また鋳型の場合に大量に融解金属が落下しないので、融解金属が飛散せずに鋳込まれる融解金属が減少することもない。
【０００９】
さらに、駆動部は、少なくとも１つの坩堝形成部材を固定して、他の坩堝形成部材を駆動する構成である。このように構成すると、駆動部の数を減少させることができ、鋳造装置のコストを低減させることができる。
【００１０】
さらに、固定されている坩堝形成部材自体を、それの下端が外方側斜め下方を向いて傾斜した状態に配置することが望ましい。このように構成すると、駆動される坩堝形成部材が下方に開かれたときに形成される開口幅が大きくなり、鋳込みに要する時間を短縮することができる。
【００１２】
駆動部は、上記の態様のものに代えて、各坩堝形成部材の下方を外方に等しい量だけ駆動するものとできる。この場合、この駆動部は、少なくとも１つの坩堝形成部材の駆動を、他の坩堝形成部材よりも遅れて開始させる。
【００１４】
このように構成すると、各坩堝形成部材から同時に融解金属が鋳型に鋳込まれることがないので、融解金属同士が接触する量が減少し、金属粒が飛散したり、跳ね上げられることが殆どない。しかも、各坩堝形成部材の下方が開かれた状態において形成される開口幅は、少なくとも１つの坩堝形成部材を固定した場合と比較して大きくなり、鋳込みに要する時間を短縮することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の鋳造装置では、図１に示すように、押圧手段として、坩堝開閉爪８ａ、８ｂの２つ設けられているが、駆動部、例えばソレノイドによって駆動されるのは、坩堝開閉爪８ｂのみである。坩堝開閉爪８ｂ用のソレノイドは、無論ソレノイド１６ｂである。他方の坩堝開閉爪８ａは、坩堝形成部材２ａの外面に接触したままであり、その位置は固定されている。他の構成は、図５（ａ）乃至（ｃ）に示した従来のものと同一であるので、同一符号を付して、その説明を省略する。
【００１６】
このように構成された鋳造装置では、金属が融解されるときは、坩堝開閉爪８ｂは、図５（ａ）に示した従来のものと同様に内側に移動しており、坩堝開閉爪８ａと共同して、坩堝形成部材２ａ、２ｂの下方を閉じている。
【００１７】
金属が融解されると、図１に示すように、制御部１８からの指令に基づいて、ソレノイド１６ｂが坩堝開閉爪８ｂを外方に駆動して、坩堝形成部材２ｂの下方を外方に開く。即ち、坩堝形成部材２ａ、２ｂは、非対称に開かれている。このとき坩堝形成部材２ｂの底面は、坩堝形成部材２ａの底面よりも傾斜が急になっているので、坩堝形成部材２ｂの底面側にある融解金属２４が落下を開始する。そして、融解金属２４の分だけ、坩堝形成部材２ｂ側の融解金属が減少したことにより、坩堝形成部材２ａの底面側の融解金属が次第に坩堝形成部材２ｂ側に流れ込み、坩堝形成部材２ｂ側での融解金属の不足を補う。融解金属が減少するに伴って、図２に示すように、坩堝形成部材２ａ、２ｂ内の融解金属が並行して落下していく。このように融解金属の流れが円滑になり、従来のもののように各坩堝形成部材２ａ、２ｂ内にあった融解金属同士が激しく衝突することが緩和される。
【００１８】
従来のものでは、坩堝形成部材２ａ、２ｂが共に同じ量だけ開かれているので、坩堝形成部材２ａ、２ｂが共に急傾斜となり、両坩堝形成部材２ａ、２ｂ内の融解金属が激しく衝突することになる。しかし、この実施の形態では、坩堝形成部材２ａの下方が移動していないので、坩堝形成部材２ａ側は急傾斜ではなく、必ず坩堝形成部材２ｂ側の融解金属が先行して落下する。このように融解金属の流れがコントロールされているので、両坩堝形成部材２ａ、２ｂ内の融解金属の衝突による跳ね上げや飛散を減少させることができるし、鋳型１４に向かって落下する融解金属の量もコントロールされているので、湯口１４ａにおける融解金属の飛散も殆ど生じず、鋳型１４内に予定量の融解金属を鋳込むことができる。また、使用する駆動部は、ソレノイド１６ｂのみであるので、コストの低減も図ることができる。
【００１９】
第１の実施の形態では、片側の坩堝形成部材２ａを固定しているので、坩堝２の開口幅が、図５に示した従来のものの約１／２となる。このため、鋳型１４内への融解金属の鋳込みが完了するまでに要する時間が長くなり、融解金属の温度を低下させる可能性がある。この対策として、鋳込み時にも、高周波誘導加熱を継続することも考えられる。しかし、この方法では、鋳型１４の湯口１４ａまでも加熱することは困難である。
【００２０】
第２の実施の形態は、この点を改善したもので、坩堝２の開口幅を広げるために、図３、図４に示すように、固定されている坩堝形成部材２ａの固定位置を、本来の坩堝の中心位置（図３、図４で一点鎖線で示す）から外方側に変位させてある。即ち、第１の実施の形態における坩堝形成部材２ａよりも、第２の実施の形態の坩堝形成部材２ａは、外方側により傾けて固定されている。
【００２１】
従って、図４に示すように、坩堝形成部材２ｂの下方を開いた状態では、開口幅は、第１の実施の形態の場合よりも広くなり、第１の実施の形態と同様に、金属粒の跳ね上げや飛散を抑制することができる上に、鋳込みに要する時間を短縮することができる。
【００２２】
第１及び第２の実施の形態では、一方の坩堝形成部材２ｂのみを移動させたが、第１の変形例として、両方の坩堝形成部材２ａ、２ｂを共に同時に移動させることもできる。但し、この場合には、一方の坩堝形成部材の最大開放量、即ちソレノイドによる最大限の移動量を、他方の坩堝形成部材の最大開放量と異ならせる。この場合も、第２の実施の形態の場合と同様な効果を生じる。
【００２３】
また、上記の第１の変形例では、開放幅は広くなっているが、従来のものと比較すると、まだ開口幅は狭い。そこで、第２の変形例として、両坩堝形成部材２ａ、２ｂを従来のものと同様に同じ量だけ開放するが、その開放開始タイミングを、例えば遅延回路を用いてずらせるものがある。これによって、坩堝形成部材２ａ、２ｂ内にある融解金属の量が減少した時期に、両坩堝形成部材２ａ、２ｂが最大限に開かれることになり、短時間に全融解金属を鋳型に鋳込むことができる。
【００２４】
或いは、第３の変形例として、坩堝形成部材２ａ、２ｂの開放を同時に開始させるが、一方の坩堝形成部材、例えば坩堝形成部材２ａの単位時間当たりの移動量を、他方の坩堝形成部材、例えば坩堝形成部材２ｂの単位時間当たりの移動量よりも少なくするものもある。この場合、坩堝形成部材２ａ、２ｂ内の融解金属が或る程度減少した時点で、両坩堝形成部材２ａ、２ｂが最大限に開かれた状態になるように、移動量を設定することによって、融解金属の落下量の減少問題を解決できる。
【００２５】
上記の各実施の形態では、坩堝形成部材は、坩堝を２分割して形成したが、さらに多くの数に分割することができる。この場合、第１及び第２の実施の形態では、少なくとも１つの坩堝形成部材を固定すればよいし、第１の変形例では、少なくとも１つの坩堝形成部材の最大移動量を他の坩堝形成部材の最大移動量と異ならせればよいし、第２の変形例では、少なくとも１つの坩堝形成部材のみを他の坩堝形成部材よりも遅れて駆動させればよいし、第３の変形例では、少なくとも１つの坩堝形成部材の単位時間当たりの移動量を他の坩堝形成部材の単位時間当たりの移動量と異ならせればよい。上記の各実施の形態では、ソレノイドを駆動部として使用したが、エアーシリンダーや油圧シリンダーのような流体シリンダーを使用することもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、融解金属を円滑に鋳型に鋳込むことができ、融解金属の跳ね上げや飛散を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の鋳造装置の鋳込み開始の状態を示す図である。
【図２】図１の鋳造装置による鋳込みの中途の状態を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の鋳造装置の鋳込み開始の状態を示す図である。
【図４】図３の鋳造装置の鋳込みの中途の状態を示す図である。
【図５】従来の鋳造装置の説明図である。
【符号の説明】
２  坩堝
２ａ  ２ｂ  坩堝形成部材
１６ｂ  ソレノイド（駆動部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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