(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密性のチャンバの内部に、金属材料を収納した上面開口を有する坩堝を設置すると共に該坩堝の開口上方に湯口が面するように鋳型を逆さに配し、坩堝内で金属材料を溶融させた後にチャンバを上下反転させることにより鋳型に溶融金属を注ぎ込んで鋳込みを行う歯科技工用の反転式加圧鋳造装置を用いた鋳造方法において、
チャンバが正立位置から回転し始めて以降１８０°反転するまでの間の所定の回転位置に到達した時点を検知し、その時点から作業者の設定に応じた所定の時間だけ遅延した時点までは、チャンバ内部を真空状態に維持し、該時点からチャンバ内部にガスを導入して加圧を行うことにより、チャンバが１８０°反転するまでに加圧を開始可能としたことを特徴とする反転式加圧鋳造方法。
【請求項２】
気密性のチャンバの内部に、金属材料を収納した上面開口を有する坩堝を設置すると共に該坩堝の開口上方に湯口が面するように鋳型を逆さに配し、坩堝内で金属材料を溶融させた後にチャンバを上下反転させることにより鋳型に溶融金属を注ぎ込んで鋳込みを行う歯科技工用の反転式加圧鋳造装置において、
a)チャンバが正立位置から倒立位置まで回転するまでの間で所定の回転位置に到達したことを検知する位置検知手段と、
b)該位置検知手段による検知位置を基準位置として、作業者の設定に応じた所定の時間遅延を設定する遅延設定手段と、
c)該遅延設定手段により設定された時点までチャンバ内部を真空状態に維持し、該時点でチャンバ内部にガスを導入するガス導入弁を開放する制御手段と、
を備え、チャンバが倒立位置に達するまでの時点で加圧を開始可能としたことを特徴とする反転式加圧鋳造装置。
【請求項３】
請求項２に記載の反転式加圧鋳造装置において、
チャンバが倒立位置に達した時点の時間をゼロとし、該倒立位置に達するまでの期間中に加圧を開始する場合をマイナス、該倒立位置に達した以降に加圧を開始する場合をプラスと定めた所定の時間範囲内で所定の時間を作業者が設定する入力手段をさらに備え、
前記遅延設定手段は前記入力手段により設定された時間に対応した時間遅延を求めることを特徴とする反転式加圧鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インレー、クラウン（金属冠）、金属床、インプラント、インプラント上部構造などの歯科補綴物を貴金属又は非貴金属で作成するための反転式加圧鋳造方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カリエス（虫歯）、歯周疾患等によって一部又は前部の歯を喪失すると、咀嚼や発音機能の低下、容姿の変化をもたらすのみならず、健康にも悪影響を及ぼす。したがって、早期に治療を行い、欠損した歯を修復することが大切である。この修復の一方法として、欠損した部分を金属の鋳造物で置き換える方法が広く用いられている。歯の形態は個人で相違し、欠損した部位の大きさや形態も一様ではない。そのため、歯科治療では、欠損した部位を補う補綴物を大量生産することはできず、個人毎の症例に応じて異なる形状の補綴物を作成する必要がある。また、正確な咬合を得るには補綴物を高い精度で作成する必要がある。これらの要求を満たした鋳造物を得るために、歯科鋳造の分野では、一般に高精度の鋳造が可能であるロストワックス法を用いている。
【０００３】
図６は、ロストワックス法による歯科鋳造の一連の工程を示すフローチャートである。この図を参照して、歯科治療における補綴物の作製手順を説明する。まず、歯科医師等によって患者の口腔内や歯の形状に合わせた型取り（印象の採取）が行われ（ステップＳ１）、その陰型の印象の中へ石膏などの模型材を流し込んで硬化させることにより陽型の模型を作製する（ステップＳ２）。次に、該模型上で、インレー、クラウンなどの各目的に応じて鋳造原型（ワックスパターン）をワックスや樹脂材で形成する（ステップＳ３）。そして、鋳造原型の適宜の箇所に、湯道を形成するためのスプルー線をワックスなどを用いて取り付ける（ステップＳ４）。その後、鋳造原型を模型から取り外し、スプルー線の一端をゴム製のクルーシブルフォーマに植立する（ステップＳ５）。
【０００４】
図７は一般的なクルーシブルフォーマに鋳造原型を植立した状態を示す外観正面図である。クルーシブルフォーマ６０の中央部には略円錐形状の植立台６１が形成されており、その頂部にはスプルー線６４を挿入するための挿入穴６２が設けられている。この挿入穴６２に加熱により軟化させたワックスを詰め、一端に鋳造原型６３を固着したスプルー線６４の他端を挿入することにより植立を行うことができる。
【０００５】
この鋳造原型６３が内側に収まるように図７に示したクルーシブルフォーマ６０に円筒形状の金属製リングを嵌め込み、石膏又はリン酸塩系などの埋没材を金属製リングに流し込んで鋳造原型６３を埋没材中に埋没させる（ステップＳ６）。埋没材を硬化させた後、クルーシブルフォーマ６０を取り外し、埋没材を加熱する。すると、内部に埋没していたワックスが焼却され、スプルー線６４と鋳造原型６３に相当する部分が空洞として残り、鋳型が完成する（ステップＳ７）。
【０００６】
この鋳型を所定温度まで加熱しておき、クルーシブルフォーマの植立台の形状に応じて形成されたクルーシブル（逆円錐状の窪み）に溶融金属を注ぎ込み、スプルー線に対応する管状の空洞である湯道を通して内部の空洞部に溶融金属を流し入れて、いわゆる鋳込みを行う（ステップＳ８）。鋳込んだ金属が冷えて固化したならば、埋没材を崩して内部の鋳造物を取り出し（ステップＳ９）、湯道に沿って固化した金属など不要部分を取り除き、更に鋳造物の表面を研磨する等の所定の後処理を行って（ステップＳ１０）、補綴物が完成する。
【０００７】
鋳込みに際して空洞部への溶融金属の流れを円滑にするため、次の３種類の方法が一般に用いられている。その第１は、鋳型を回転させて遠心力の作用により溶融金属を鋳型の内部へ押し込む遠心鋳造法、第２には、一旦周囲を真空雰囲気にした後クルーシブルに溶融金属を溜め、その直後に加圧して空洞部と外部との差圧を利用して溶融金属を流し込む加圧鋳造法、そして第３には、溶融金属をクルーシブルに流し込んでその反対面から吸引して鋳込む吸引鋳造法である。
【０００８】
加圧鋳造法を利用した鋳造装置としては、従来、特開平６−１２６４２２号公報、特開平７−１３２３６４号公報などに記載の装置が知られている。このような装置では、その内部に坩堝とその坩堝上面開口にクルーシブルが対向するように鋳型を配する構造を有する鋳造室を１８０°回転自在に備えている。まず、坩堝の上面開口が上方を向く状態で坩堝内に合金のインゴットを収納し、坩堝を加熱して合金を溶融させる。その坩堝上方に８００〜９００℃程度の高温に加熱した鋳型を設置し、鋳造室内を真空ポンプで減圧する。これにより、鋳型の空洞部内の圧力も下がる。そして、所定のタイミングで坩堝の開口が垂直下方を向くように鋳造室を１８０°反転させる。すると、坩堝内の溶融金属は鋳型のクルーシブルに注ぎ込まれて溜まる。このとき、湯道の入口つまり湯口は塞がれるので空洞部内は低い圧力に保たれる。その後に真空状態を解除して圧搾空気などを鋳造室内に送給して加圧を行うと、差圧により湯道を通して空洞部内に溶融金属が流れ込む。このようにして鋳込みが達成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記加圧鋳造方法では、溶融金属が充分にクルーシブルに溜まらないうちに加圧を行ってしまうと、加圧に使用した空気やその他の不活性ガス等が空洞部に入り込んでしまい、鋳造欠陥を生じる。これを防止するには、充分な量の溶融金属がクルーシブルに溜まった後に加圧することが望ましい。
【００１０】
ところが、鋳造材料としてニッケル・クロム合金、コバルト・クロム合金などの高融点（通常１０００℃以上）の合金を使用する場合には、次のような問題があった。すなわち、鋳型の埋没材はリン酸塩系埋没材などの高温鋳造用のものであっても、９００℃程度までしか温度を上昇させることができない。このため、鋳型の温度は溶融金属の融点よりも低いので、鋳型に注ぎ込まれた溶融金属は急速に温度が下がり、加圧されるまでの間に固化してしまう恐れがある。また、固化しないまでも流動性が低下して円滑に鋳込むことができず、鋳造欠陥や鋳込み不足が生じる恐れがある。
【００１１】
この場合、溶融金属の温度をより高い温度としておけば、鋳型に注ぎ込まれた後に固化するまでの時間が長くなり鋳造性は高くなる。しかしながら、温度を高くし過ぎると、溶融金属が鋳型の埋没材と反応して鋳造物の表面がざらつく、いわゆる面荒れ、肌荒れの状態となり、研磨などの後工程に時間を要し作業効率が劣化する。また、溶融金属を高温にし過ぎると、鋳造物の金属の硬さ、粘りなどの特性に影響を及ぼすこともある。
【００１２】
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、特に高融点金属を利用する場合でも高い鋳造性を確保することができる反転式加圧鋳造方法及びその装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために成された第一発明は、気密性のチャンバの内部に、金属材料を収納した上面開口を有する坩堝を設置すると共に該坩堝の開口上方に湯口が面するように鋳型を逆さに配し、坩堝内で金属材料を溶融させた後にチャンバを上下反転させることにより鋳型に溶融金属を注ぎ込んで鋳込みを行う歯科技工用の反転式加圧鋳造装置を用いた鋳造方法において、チャンバが正立位置から回転し始めて以降１８０°反転するまでの間の所定の回転位置に到達した時点を検知し、その時点から作業者の設定に応じた所定の時間だけ遅延した時点までは、チャンバ内部を真空状態に維持し、該時点からチャンバ内部にガスを導入して加圧を行うことにより、チャンバが１８０°反転するまでに加圧を開始可能としたことを特徴としている。
【００１４】
また上記課題を解決するために成された第二発明は、上記第一発明に係る加圧鋳造方法を具現化するための反転式加圧鋳造装置であって、
気密性のチャンバの内部に、金属材料を収納した上面開口を有する坩堝を設置すると共に該坩堝の開口上方に湯口が面するように鋳型を逆さに配し、坩堝内で金属材料を溶融させた後にチャンバを上下反転させることにより鋳型に溶融金属を注ぎ込んで鋳込みを行う歯科技工用の反転式加圧鋳造装置において、
a)チャンバが正立位置から倒立位置まで回転するまでの間で所定の回転位置に到達したことを検知する位置検知手段と、
b)該位置検知手段による検知位置を基準位置として、作業者の設定に応じた所定の時間遅延を設定する遅延設定手段と、
c)該遅延設定手段により設定された時点までチャンバ内部を真空状態に維持し、該時点でチャンバ内部にガスを導入するガス導入弁を開放する制御手段と、
を備え、チャンバが倒立位置に達するまでの時点で加圧を開始可能としたことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
すなわち、従来の反転式加圧鋳造装置では、チャンバが１８０°反転した時点つまり倒立位置に到達したことを検知し、その後にガス導入弁を開放するようにしていた。それに対し、この第一及び第二発明に係る反転式加圧鋳造方法及びその装置では、チャンバが正立位置から回転し始めた後に１８０°反転するまでの所定の時点で加圧を開始することができるようにしている。
【００１６】
一般に高融点金属が溶融した場合、その流動性は高い（粘性が低い）ため、チャンバが正立位置から１２０°（倒立位置から６０°）程度回転すると、傾いた坩堝から溶融金属が鋳型のクルーシブルに注ぎ込まれ始める。この溶融金属が鋳型の湯口を完全に閉塞した時点において加圧を開始すれば、溶融金属は鋳型の空洞部と溶融金属上面との差圧によって湯道に押し入れられ空洞部へと流れ込む。チャンバの反転が進むに伴い更に多くの量の溶融金属が鋳型のクルーシブルに注がれるので、先に湯道に入った溶融金属に引き続いて連続的に溶融金属が湯道に流れ込む。したがって、溶融金属は鋳型のクルーシブルに注がれた後に速やかに空洞部へと押し込まれるので、湯口近傍や湯道の途中で固化してしまうことを回避できる。また、溶融金属が完全に湯口を閉塞した後に加圧を開始するようにすれば、加圧のためのガスが湯道に入り込むこともない。
【００１７】
勿論、溶融金属の流動性はその金属の種類や加熱温度などに依存しているため、最適な加圧開始のタイミングはこれらの諸条件に応じて変更することが好ましい。第二発明に係る反転式加圧鋳造装置では、遅延設定手段においてそのような諸条件に応じた適宜の遅延時間を設定することにより、確実に高い鋳造性を確保することができる。
【００１８】
【発明の効果】
このように、この第一及び第二発明に係る反転式加圧鋳造方法及びその装置によれば、鋳型のクルーシブルに注ぎ込まれた溶融金属が固化し始める以前の最適なタイミングでもって加圧を行うことができるので、溶融金属が湯道を介して空洞部へと円滑に流れ込む。したがって、鋳込み不足などの鋳造欠陥の発生を防止することができ、歯科補綴物の作製作業の効率化が図れる。
【００１９】
【実施例】
以下、この発明に係る反転式加圧鋳造装置の一実施例を図面を参照して説明する。図１は本実施例の加圧鋳造装置の要部の構成図であり、チャンバ１０内部については縦断面図でもって示している。なお、この図はチャンバ１０が正立位置にあるときの状態である。
【００２０】
チャンバ１０は金属製であって容器部１１と蓋部１２とから成り、両者は図示しないヒンジでもって連結されている。容器部１１と蓋部１２との密着面にはシール材としてＯリング１３が周設されており、両者を密着させて図示しないロック機構によりロックした状態ではチャンバ１０内部は気密に保たれるようになっている。このチャンバ１０は１ＭＰａ（大気圧を０ＭＰａとしたときの相対圧値、以下も同様）以上の内部圧力に耐え得る構造となっている。容器部１１の内部には、断熱材から成る支持基体１４が配設されており、その中央の略円柱形状に窪んだ凹部１５の内周面にはヒータ１６が周設されている。ヒータ１６としては、白金合金等から成る加熱線ヒータや炭化珪素等から成るセラミックヒータなどを利用することができる。
【００２１】
支持基体１４の凹部１５には一端面が閉塞された円筒形状のセラミック製の坩堝レトルト１７が嵌挿されており、その内側には坩堝１８が着脱自在に遊嵌されるようになっている。坩堝レトルト１７の上端は外側に突出したフランジを形成しており、そのフランジを押さえ付るように耐火材から成る上部支持体１９が設けられている。これにより、チャンバ１０の倒立時にも坩堝レトルト１７は凹部１５から抜け落ちることがない。また、上部支持体１９にはストッパ片２０が内周側に突出及び退避自在に設けられている。チャンバ１０の倒立時にはこのストッパ片２０が内側に突出し、坩堝１８の開放端縁部はこのストッパ片２０に当接して位置が規制されるようになっている。支持基体１４の凹部１５の底部と坩堝レトルト１７の底部との間の空隙には支持基体１４を貫通して温度検知用の熱電対２１が設けられており、これにより坩堝１８の温度を検知できるようになっている。
【００２２】
チャンバ１０の蓋部１２内側の天面にはコイルばね２２が取り付けられており、円錐形状のクルーシブル２５を下向きにした状態で装着された鋳型２３の上面をコイルばね２２でもって押圧することにより上部支持体１９上面と鋳型２３の下面とが密着するようにしている。なお、上部支持体１９は鋳型２３の上面に全周で接しているわけではなく、複数箇所で途切れてクルーシブル２５とチャンバ１０内の空間とを連通する流路が形成されている。鋳型２３は側周を円筒形状の金属製リング２４で覆われており、その内部にはクルーシブル２５の頂点に開口した湯口に連通する湯道２６と空洞部２７とが形成されている。この湯道２６及び空洞部２７は、例えば図６に示したステップＳ１〜Ｓ７の作業によるロストワックス法により作製したものである。
【００２３】
チャンバ１０の容器部１１には水平に延伸する回転軸２９が固着されており、回転軸２９は軸受３０により軸支されている。回転軸２９にはプーリ３１が取り付けられており、モータ３２の回転駆動力はモータプーリ３３、タイミングベルト３４を介してプーリ３１に伝達されるようになっている。また、この回転軸２９（又はモータ３２のモータ軸）には後述の如くチャンバ１０の回転位置を検知するための回転位置センサの一部である回転板３６が取り付けられており、この回転板３６の近傍には位置センサ３７（後記正立位置センサ３７ａ及び倒立位置センサ３７ｂ）が設けられている。更には、回転軸２９の内部は中空に形成されており、チャンバ１０の内部と後記真空ポンプやガス導入弁とを連通する給排気路２９ａとなっている。
【００２４】
図２は本実施例の加圧鋳造装置の電気系構成図である。制御部４０はＣＰＵ４１、ＲＡＭ４２、ＲＯＭ４３、タイマ４４などを含む周知のマイクロコンピュータなどを中心に構成されている。この制御部４０には、チャンバ１０の蓋部１２の開閉を検知する蓋開閉スイッチ４６と、チャンバ１０の内部の圧力を検知する圧力センサ４７と、上記熱電対２１を含み、坩堝１８の温度を検知する温度センサ４８と、上記回転板３６を含み、後述のようにチャンバ１０の正立位置、倒立位置及び基準位置をそれぞれ検知する回転位置センサ３５と、からそれぞれ検知信号が入力される。操作部４５は複数の操作釦と表示器とを含んでおり、作業者（例えば歯科技工士など）の操作による操作信号が制御部４０に入力される。真空ポンプ５１は上記給排気路２９ａを介してチャンバ１０内部の空気を外部へ排出するため、一方、ガス導入弁５２は逆に給排気路２９ａを介してチャンバ１０内部へ空気又はアルゴンなどの不活性ガスを導入するために設けられている。チャンバ１０内部のガス圧を急峻に上昇させるために、ガス導入弁５２は０．３５ＭＰａ程度のガス圧でもってガスを供給する圧搾空気ボンベ又は不活性ガスボンベに接続されている。制御部４０は負荷駆動部５０を介して真空ポンプ５１及びガス導入弁５２の動作を制御すると共に、チャンバ１０の回動を行うモータ３２と、坩堝１８を加熱するヒータ１６の動作とを制御している。
【００２５】
図３は回転位置センサ３５の概略構成を示す模式図である。回転軸２９に取り付けられた回転板３６の周縁には正立・倒立位置検知用スリット３６ａが形成され、正転方向（チャンバ１０が正立位置にある状態から倒立位置の状態にまで回転させる際の回転方向）に６０°進んだ位置に基準位置検知用スリット３６ｂが形成されている。一方、チャンバ１０が正立位置にあるときに正立・倒立位置検知用スリット３６ａが存在する回転位置に正立位置センサ３７ａが配設され、正立位置センサ３７ａと１８０°離れた位置に倒立位置センサ３７ｂが取り付けられている。正立位置センサ３７ａと倒立位置センサ３７ｂとは、例えば図１に示すように回転板３６の周縁端を挟んで両側に発光部と受光部とを備えており、回転板３６が回転してスリット３６ａ、３６ｂが位置センサ３７ａ、３７ｂの取付箇所にくると、発光部から照射された光がスリット３６ａ、３６ｂを通過して受光部に達する。
【００２６】
検出部３８は、このようにして正立位置センサ３７ａ及び倒立位置センサ３７ｂから得られる信号に基づき、次のように正立位置、倒立位置及び基準位置を検知している。図３に示すように正立位置センサ３７ａにより検知信号が得られているときが、チャンバ１０が正立位置に存在するときである。この正立位置から回転軸２９が正転方向に約１２０°回転すると、基準位置検知用スリット３６ｂが倒立位置センサ３７ｂの取付位置に達し、倒立位置センサ３７ｂより検知信号が得られる。したがって、チャンバ１０が正転方向に回転してから始めての検知信号が倒立位置センサ３７ｂより得られた時点を基準位置とすれば、図４に示すように正立位置からちょうど１２０°回転した位置が基準位置となる。更に回転軸２９が正転方向に回転すると、正立・倒立位置検知用スリット３６ａが倒立位置センサ３７ｂの取付位置に達し、倒立位置センサ３７ｂより再び検知信号が得られる。したがって、チャンバ１０が正転方向に回転し始めてから二回目の検知信号が倒立位置センサ３７ｂより得られた時点を倒立位置とすれば、図４に示すように正立位置からちょうど１８０°回転した位置が倒立位置となる。
【００２７】
さて、本実施例の加圧鋳造装置では、操作部４５に設けた操作釦を操作することにより、例えば金属の加熱温度、溶融時間など、鋳造条件に関する各種パラメータを作業者が設定できるようになっている。このような鋳造条件のうち、チャンバ１０内部の真空雰囲気の解除及び加圧開始のタイミング（以下「加圧タイミング」という）に関しては、条件設定の容易さや理解の容易さなどを考慮して、チャンバ１０が倒立位置に達した瞬間（つまり正立位置から１８０°回転した瞬間）の時間を「０秒」とし、その時点から遡るつまり倒立位置に達するまでの期間中に加圧を開始する場合を「−（マイナス）」、倒立位置に達して以降に加圧を開始する場合を「＋（プラス）」と定め、−０．５秒〜＋０．５秒の範囲で０．１秒ステップで設定できるようにしている。
【００２８】
本装置では、モータ３２に同期モータを使用して回転速度が一定になるようにすると共に、チャンバ１０が正立位置にある状態から回転し始めて倒立位置に到達するまでの所要時間が１．数秒程度になるように決めている。したがって、チャンバ１０が基準位置を通過してから倒立位置に達するまでの時間は計算により簡単に求めることができ、上述のように倒立位置の時間を「０秒」としたときの−０．５秒〜＋０．５秒の時間刻みに相当する位置は図４に示すようになる。但し、プラス方向は実際にチャンバ１０がこの位置に到達するわけではなく、チャンバ１０が倒立位置で停止せずに通過したと仮定した場合の仮想的な位置である。このように加圧タイミングの設定位置は基準位置からの離間角度で表すことができるから、換言すれば、チャンバ１０が反転する際に基準位置を通過した瞬間から、回転速度によって定まる所定の遅延時間ｄだけ経過した後に加圧を開始することにより、−０．５秒〜＋０．５秒の範囲で設定された所定のタイミングでの加圧開始を実現することができる。このような制御を実行するための制御プログラムは予め制御部４０のＲＯＭ４３に格納されており、ＣＰＵ４１はこの制御プログラムに従って処理を実行することにより、設定された加圧タイミングでの加圧を行っている。
【００２９】
次に、この加圧鋳造装置を用いた鋳造動作について、図５を参照しつつ説明する。図５は、鋳造動作時の坩堝１８と鋳型２３との位置関係を示す模式図である。まず、作業者は操作部４５より上記加圧タイミングの設定を含む各種鋳造条件を入力設定する。このような入力操作は予め内部のＲＡＭ４２に登録しておいた条件を読み出してきて選択するようにしてもよい。ここでは、加圧タイミングとして「−０．３秒」を設定したものとする。
【００３０】
また作業者は、坩堝レトルト１７内に挿入されている坩堝１８内に金属のインゴット２８を収納し、操作部４５を介して溶融開始を指示する。すると、制御部４０からの指示によりヒータ１６に加熱電流が供給され、坩堝１８は金属が充分に溶解する温度（貴金属では１０００℃程度、非貴金属では１４００℃程度）まで上昇され、坩堝１８内でインゴット２８は溶解して液化する。
【００３１】
金属が充分に溶解すると、他の電気炉などにおいて８００〜９００℃程度の温度に加熱されている鋳型２３が作業者により図１に示すように坩堝１８の上方に装着され、蓋部１２が閉鎖されてチャンバ１０は密閉状態となる。蓋部１２の閉鎖は蓋開閉スイッチ４６により制御部４０へ知らされる。鋳型２３はコイルばね２２により下方に強く付勢されており、図５（ａ）に示すように、鋳型２３の湯口２６ａと坩堝１８の開口面とは対向した状態となる。
【００３２】
作業者が操作部４５を介して鋳造開始を指示すると、制御部４０の指示によりガス導入弁５２が閉鎖されると共に真空ポンプ５１が作動される。これにより、チャンバ１０内部の空気は給排気路２９ａを介して外部へ排出され、チャンバ１０内の真空度は高まる。この真空吸引期間中も坩堝１８の温度は先の溶融温度に維持される。圧力センサ４７によりチャンバ１０内の圧力はモニタされ、この圧力が所定値（例えば−０．１ＭＰａ）に達すると、制御部４０の指示によりモータ３２は駆動され、チャンバ１０は正立位置から正転方向に回転される。坩堝１８内の溶融金属２８ａの流動性が高い場合には、チャンバ１０が基準位置近傍に達するときには、傾斜した坩堝１８から流れ出した溶融金属２８ａが鋳型２３のクルーシブル２５の中に注がれ始める。
【００３３】
チャンバ１０が正立位置から１２０°回転すると、基準位置に達したことを示す検知信号が回転位置センサ３５より得られるから、制御部４０では上述したような遅延時間ｄの計時を開始し、予め設定された「−０．３秒」という加圧タイミングに応じて計算された遅延時間ｄが経過した時点（図４参照）で、真空ポンプ５１の動作を停止すると共にガス導入弁５２を開放させる。すると、給排気路２９ａを介してチャンバ１０内部へと圧搾空気（又は不活性ガス）が急速に流入し、坩堝１８の開口端と鋳型２３との間隙を介してクルーシブル２５内側に空気が流れ込む。すなわち、図５（ｂ）に示すように、坩堝１８から流れ出た溶融金属２８ａがクルーシブル２５の中に流れ込んで湯口２６ａを完全に閉塞した直後に、その上面に空気による圧力が加わる。ガス導入の直前までチャンバ１０内部は真空雰囲気に維持されるため、溶融金属２８ａで閉塞された空洞部２７内部は真空状態となっており、上面側の空気圧との差圧により湯口２６ａ付近の溶融金属２８ａは湯道２６を通って空洞部２７へと押し込まれる。この間にもチャンバ１０の反転は進むので、傾斜が一段と急になる坩堝１８から溶融金属２８ａが途切れることなく供給される。したがって、湯道２６に空気が入り込むことはなく、クルーシブル２５内に落下した溶融金属２８ａが冷却されて流動性が低下する前に空洞部２７へと送り込まれるので、高い鋳造性が確保できる。
【００３４】
チャンバ１０が図５（ｃ）に示すように倒立位置に達すると、回転位置センサ３５からその旨の検知信号が得られる。すると、制御部４０の指示によりモータ３２は停止され、それから所定時間経過後にヒータ１６への通電も停止される。ヒータ１６の通電停止までの所定時間は、加圧タイミングが最も遅い場合に倒立位置到達後０．５秒であることを考慮して決められている。ヒータ１６への通電が停止されると、チャンバ１０内部は自然冷却され、鋳型２３の空洞部２７内に充填された溶融金属２８ａは固化し始める。所定の鋳造時間（例えば数十秒〜数分）が経過すると、制御部４０の指示によりモータ３２は再び駆動され、先の正転方向とは逆方向にチャンバ１０を倒立位置から正立位置まで回転させる。チャンバ１０が正立位置に達したことが回転位置センサ３５により検知されるとモータ３２は停止され、鋳造作業が終了する。なお、チャンバ１０を倒立位置に保持する時間は金属の溶融温度によって変えることができ、高融点金属では固化が速く進むので保持時間は短くて済み、低融点金属では保持時間を長くする必要がある。
【００３５】
その後、作業者はチャンバ１０の蓋部１２を開けて鋳型２３を取り出し、鋳型２３が冷えるのを待って金属製リング２４から鋳型２３を引き抜き、埋没材を粉砕して鋳込まれた金属を取り出す。
【００３６】
上記加圧鋳造装置において鋳造材料として高融点金属を用いる場合には、溶融金属２８ａが湯口２６ａを完全に閉塞した直後に加圧を開始することが好ましい。本願発明者による実験によれば、−０．４〜−０．２秒程度の加圧タイミングを設定することにより鋳造欠陥の生じない鋳込みを行うことができる。一方、鋳造材料として低融点金属で且つ溶融した状態での流動性が低い金属を用いる場合には、加圧のタイミングが早すぎると溶融金属２８ａが湯口２６ａを閉塞しておらず、鋳造欠陥を生じる恐れが高い。そこで、このような場合には加圧タイミングを＋０．１〜＋０．５秒の範囲で適宜に設定すればよい。このように本装置では、鋳造材料によって最適な加圧タイミングを設定することが可能である。
【００３７】
なお、上記実施例は本発明の一例であって、本発明の趣旨の範囲で適宜修正や変更を行うことができることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例である反転式加圧鋳造装置の要部の構成図。
【図２】  本実施例の反転式加圧鋳造装置の電気系の構成図。
【図３】  本実施例における回転位置センサの概略構成図。
【図４】  チャンバの回転位置と加圧タイミング設定との関係を示す模式図。
【図５】  鋳造動作時の坩堝と鋳型の状態を示す模式図。
【図６】  ロストワックス法による歯科鋳造の一連の工程を示すフローチャート。
【図７】  一般的なクルーシブルフォーマに鋳造原型を植立した状態を示す外観正面図。
【符号の説明】
１０…チャンバ
１１…容器部
１２…蓋部
１４…支持基体
１６…ヒータ
１７…坩堝レトルト
１８…坩堝
２２…コイルばね
２３…鋳型
２５…クルーシブル
２６…湯道
２６ａ…湯口
２７…空洞部
２９…回転軸
２９ａ…給排気路
３０…軸受
３２…モータ
３５…回転位置センサ
３６…回転板
３６ａ…正立・倒立位置検知用スリット
３６ｂ…基準位置検知用スリット
３７…位置センサ
３７ａ…正立位置センサ
３７ｂ…倒立位置センサ
３８…検出部
４０…制御部
４５…操作部
５１…真空ポンプ
５２…ガス導入弁
【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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【図６】
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【図７】
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