特許 5712063 真空鋳造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5712063

(24)【登録日】2015年3月13日

(45)【発行日】2015年5月7日

(54)【発明の名称】真空鋳造装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 11/06 20060101AFI20150416BHJP

【ＦＩ】

   B22D11/06 360B

   B22D11/06 360Z

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2011-138691(P2011-138691)

(22)【出願日】2011年6月22日

(65)【公開番号】特開2013-6183(P2013-6183A)

(43)【公開日】2013年1月10日

【審査請求日】2014年5月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】特許業務法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】田代 成司

(72)【発明者】

【氏名】大日向 陽一

(72)【発明者】

【氏名】向江 一郎

(72)【発明者】

【氏名】小松 研二

(72)【発明者】

【氏名】山元 賢郎

(72)【発明者】

【氏名】富田 守彦

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１２６８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２４８５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３４１２９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｄ １１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空雰囲気の形成が可能な溶解鋳造室とこの溶解鋳造室の下側に連設される予備室とを備える真空鋳造装置であって、
前記溶解鋳造室内に溶解炉と冷却ロールとを有し、溶解炉から出湯される溶湯を冷却ロールにストリップキャストして一次冷却することで薄帯状の鋳造物が形成され、この鋳造物の予備室への落下を許容する透孔が溶解鋳造室の底部に開設され、
前記予備室の上面及び下面に、前記透孔の孔軸上に位置させて上透孔及び下透孔が夫々開設され、透孔及び上透孔の少なくとも一方を開閉して溶解鋳造室と予備室とを相互に隔絶する仕切板が設けられ、下透孔の下面外周縁部に、予備室を通って落下する鋳造物を受け取る、上面を開口した回収容器が着脱自在に装着され、
前記回収容器は、その上面に装着されて回収容器内を密閉する蓋体を有し、予備室に回収容器を取り付けた状態で当該予備室を臨む蓋体の回収容器への脱着を行う脱着手段が予備室に設けられ、脱着手段により回収容器から蓋体を外した状態で、予備室の上透孔と下透孔とを連通して回収容器への鋳造物の落下をガイドすると共に蓋体の回収容器への密着面をガードする筒状部材が予備室内で移動自在に設けられたものにおいて、
前記筒状部材を、鋳造物の落下をガイドするガイド位置から蓋体の回収容器への装着を阻害しない退避位置に移動させ、蓋体の回収容器への装着に先立って、蓋体の外周縁部が密着する回収容器の密着面を払拭する払拭手段を予備室内に設けたことを特徴とする真空鋳造装置。

【請求項2】

請求項１記載の真空鋳造装置であって、前記筒状部材が、回転軸に回動自在に連結されたアームによりガイド位置と退避位置との間で筒状部材が移動自在なものにおいて、
前記払拭手段は筒状部材に付設され、当該筒状部材を、鋳造物の落下をガイドするガイド位置と退避位置との間で移動させると、これに伴って密着面の外方から下透孔を跨いで移動するように構成されていることを特徴とする真空鋳造装置。

【請求項3】

前記払拭手段は、支持アームと、支持アームの下端に連結されるブレードと、ブレードで保持されて密着面を摺動する繊維製品とから構成され、支持アームは、当該支持アームをシール面に向かって付勢する付勢手段と平行リンク機構とを介して筒状部材に取り付けられていることを特徴とする請求項２記載の真空鋳造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、真空雰囲気の形成が可能な溶解鋳造室とこの溶解鋳造室に下側に連設される予備室とを備え、予備室に鋳造物を回収する回収容器が着脱自在に装着される真空鋳造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

上記種の真空鋳造装置は例えば特許文献１で知られている。このものでは、溶解鋳造室内に溶解炉と冷却ロールとを有し、溶解炉から出湯される溶湯を冷却ロールにストリップキャストして一次冷却することで薄帯状の鋳造物が形成される。溶解鋳造室の底部には透孔が開設され、鋳造物が予備室へと落下するようになっている。一方、予備室の上面及び下面には、透孔の孔軸上に位置させて上透孔及び下透孔が夫々開設されている。予備室にはまた、上透孔を開閉して溶解鋳造室と予備室とを相互に隔絶する仕切板が設けられている。そして、下透孔の下面外周縁部に、予備室を通って落下する鋳造物を受け取る、上面を開口した回収容器が着脱自在に装着されるようになっている。

【0003】

回収容器には冷却機構が組み付けられ、回収した鋳造物を二次冷却できる。この場合、回収容器の上面には、当該回収容器内を密閉する蓋体が着脱自在に取り付けられ、鋳造物を回収した後、回収容器を減圧下に保持できるようになっている。この場合、予備室内には、蓋体を回収容器から脱着するために脱着手段が設けられている。予備室には更に、脱着手段により回収容器から蓋体を外した状態で、予備室の上透孔と下透孔とを連通して回収容器への鋳造物の落下をガイドすると共に蓋体の回収容器への密着面をガードする筒状部材が予備室内で移動自在に設けられている。

【0004】

上記特許文献１記載のものを用いて鋳造物を製造して回収するのに当たっては、先ず、真空鋳造室内にて上向き姿勢の溶解炉内に金属材料を投入すると共に、予備室に蓋付きの回収容器を取り付けた後、予備室内にて蓋体を取り外す。そして、仕切板を開位置に移動し、真空鋳造室、予備室及び回収容器を真空引きし、所定圧力に達すると、仕切板を閉位置に移動して溶解炉内で金属材料を誘導加熱して溶解する。金属材料の溶解が完了すると、溶解炉を傾斜姿勢に傾動させて、溶解炉内の溶湯をタンデッシュに出湯し、冷却ロールにて定量的にストリップキャストする。これに併せて、予備室では、仕切板を開位置に移動し、筒状部材をガイド位置に移動して回収準備状態とする。そして、冷却ロールから剥離した鋳造物が、透孔、上透孔及び下透孔を通って回収容器内に落下して回収され、回収容器内で二次冷却される。

【0005】

ところで、溶解炉内で金属材料を溶解するとき、金属材料の一部が蒸散する。この蒸散した金属材料が凝固して粉塵となって仕切板表面にも溜まる。このような状態で、仕切板を開位置に移動すると、仕切板に溜まった粉塵が予備室へと落下し、蓋体を脱離した回収容器の蓋体との密着面に溜まる。なお、出湯時に飛散した薄帯状のものが、例えば冷却ロールのメンテナンス時に落下したり、排気時に舞い上がって仕切板に堆積する場合もある。このため、鋳造物の回収後に蓋体を回収容器に取り付けても相互に密着しない。結果として、予備室をベントして回収容器を予備室から離脱した場合に、回収容器内への空気の流入を防止できず、当該回収容器を減圧状態（つまり、密閉状態）に保持できないという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−１２６８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、以上の点に鑑み、鋳造物の回収後に回収容器内を確実に密閉できるようにした真空鋳造装置を提供することをその課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は、真空雰囲気の形成が可能な溶解鋳造室とこの溶解鋳造室の下側に連設される予備室とを備える真空鋳造装置であって、前記溶解鋳造室内に溶解炉と冷却ロールとを有し、溶解炉から出湯される溶湯を冷却ロールにストリップキャストして一次冷却することで薄帯状の鋳造物が形成され、この鋳造物の予備室への落下を許容する透孔が溶解鋳造室の底部に開設され、前記予備室の上面及び下面に、前記透孔の孔軸上に位置させて上透孔及び下透孔が夫々開設され、透孔及び上透孔の少なくとも一方を開閉して溶解鋳造室と予備室とを相互に隔絶する仕切板が設けられ、下透孔の下面外周縁部に、予備室を通って落下する鋳造物を受け取る、上面を開口した回収容器が着脱自在に装着され、前記回収容器は、その上面に装着されて回収容器内を密閉する蓋体を有し、予備室に回収容器を取り付けた状態で当該予備室を臨む蓋体の回収容器への脱着を行う脱着手段が予備室に設けられ、脱着手段により回収容器から蓋体を外した状態で、予備室の上透孔と下透孔とを連通して回収容器への鋳造物の落下をガイドすると共に蓋体の回収容器への密着面をガードする筒状部材が予備室内で移動自在に設けられたものにおいて、前記筒状部材を、鋳造物の落下をガイドするガイド位置から蓋体の回収容器への装着を阻害しない退避位置に移動させ、蓋体の回収容器への装着に先立って、蓋体の外周縁部が密着する回収容器の密着面を払拭する払拭手段を予備室内に設けたことを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、払拭手段により、蓋体を回収容器に取り付けるのに先立って回収容器の蓋体との密着面が払拭されるため、回収容器の密着面に溜まった粉塵を除去した上で蓋体を装着できる。このため、予備室から離脱した回収容器内を確実に密閉状態に保持できる。

【0010】

ところで、払拭手段が独立の構成部品として予備室に設けられている場合、払拭手段を駆動する部品等が必要となってコスト高を招くだけでなく、ガイド部材をガイド位置から退避位置に移動した後、払拭手段を動作させて回収容器の密着面の粉塵を除去することとなり、蓋体を装着するまでの動作も増加する。本発明においては、請求項１記載の真空鋳造装置であって、前記筒状部材が、回転軸に回動自在に連結されたアームによりガイド位置と退避位置との間で筒状部材が移動自在なものにおいて、前記払拭手段は筒状部材に付設され、当該筒状部材を、鋳造物の落下をガイドするガイド位置と退避位置との間で移動させると、これに伴って密着面の外方から下透孔を跨いで移動するように構成されていることが好ましい。これによれば、退避位置にある筒状部材を、ガイド位置に移動し、再度退避位置に戻すまでの筒状部材の往復動において蓋体の密着面をその全面に亘って確実に払拭でき、しかも、粉塵を回収容器に落として回収し得る。しかも、払拭手段用の駆動手段等は不要となり、有利である。

【0011】

本発明において、前記払拭手段は、支持アームと、支持アームの下端に連結されるブレードと、ブレードで保持されてシール面を摺動する繊維製品とから構成され、支持アームは、当該支持アームをシール面に向かって付勢する付勢手段と平行リンク機構とを介して筒状部材に取り付けられていることが好ましい。これにより、払拭手段が移動する間、繊維部品が常時密着面を摺動させる構成が実現でき、回収容器の密着面に溜まった粉塵を確実に除去できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態の真空鋳造装置の内部構造を示す断面図。

【図2】予備室を上側から視た図。

【図3】図２のＩＩＩ方向から視た払拭手段の筒状部材への取付状態を説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の真空鋳造装置を説明する。図１中、Ｍは、真空鋳造装置である。真空鋳造装置Ｍは、真空排気管１１ａと気体導入管１２ａとが接続された、筒状の第１の密閉容器１により画成される溶解鋳造室１ａと、この溶解鋳造室１ａに下側に連設され、真空排気管１１ｂと気体導入管１２ｂとが接続された角筒状の第２の密閉容器２により画成される予備室２ａとから構成される。

【0014】

第１の密閉容器１の上面は着脱自在に構成され、この上面には更に、開閉自在な蓋体１３が設けられている。また、第１の密閉容器１内には、溶解炉（炉体）３と、タンデッシュ４と、冷却ロール５とが収納されている。溶解炉３は、溶解鋳造室１ａ内に立設した支柱３１に軸支され、図外のシリンダによって、図１中、実線で示す上向き姿勢から、図１中、仮想線で示す前下がりの傾斜姿勢に傾動されるようになっている。そして、蓋体１３を開いた状態で上向き姿勢の溶解炉３内に金属材料を投入した後、蓋体１３を閉じ、溶解鋳造室１ａを所定圧力まで減圧し、溶解炉３内で金属材料を誘導加熱して溶解する。金属材料の溶解が完了すると、溶解炉３を傾斜姿勢に傾動させて、溶解炉３内の溶湯をタンデッシュ４に出湯する。

【0015】

タンデッシュ４は、例えば、セラミック製の箱形状のものであり、その底面部のノズル４１に設けた横長のスリットから溶湯を冷却ロール５に定量的にストリップキャストする。冷却ロール５は、所定の回転速度（０．５〜１．５ｍ／ｓｅｃ）で回転するものであり、その外周面が内部から水冷されるようになっている。冷却ロール５にストリップキャストされた溶湯は、冷却ロール５の外周面で一次冷却されて凝固する。そして、薄帯状の鋳造物となって冷却ロール５から剥離して下方に落下する。この落下する鋳造物の下方への通過を許容するように第１の密閉容器１の底面には透孔１４が開設されている。

【0016】

一方、第２の密閉容器２には、透孔１４の孔軸Ａ上に位置させて上透孔２１及び下透孔２２が夫々開設され、第１及び第２の密閉容器１、２が、漏斗状のシュート部１５を介して相互に連結されている。また、第２の密閉容器２の上面内側には仕切板６が軸支され、当該仕切板６を揺動させて上透孔２１を閉じ、第１及び第２の密閉容器１、２を相互に隔絶するようになっている。下透孔２２の下面外周縁部には、予備室２ａを通って落下する鋳造物を受け取る、上面を開口した筒状の回収容器７が着脱自在に装着される。回収容器７には、図示省略の冷却機構が組み付けられ、回収した鋳造物を二次冷却できるようになっている。なお、冷却機構は公知であるため、ここでは詳細な説明は省略する（特開２００２−１２６８５８号公報参照）。

【0017】

回収容器７の上面には、径方向外方に向かって延出させたフランジ部７１が形成されている。フランジ７１は、下方に一段下がった段付き形状であり、外方に位置する第１フランジ部７１ａが、下透孔２１の下面外周縁部に設けたＯリング等の第１のシール手段７２に密着するようになっている。そして、回収容器７を下透孔２１に取り付けると、一段高い内方に位置する第２フランジ部７１ｂの側面が下透孔２１に嵌合する。第２フランジ部７１ｂの上面には、回収容器７内を密閉する蓋体７４の下面外周縁部に設けたＯリング等の第２のシール手段７３が密着して回収容器７内を密閉するようになっている。この場合、第２の密閉容器２に回収容器７を取り付けた状態では、蓋体７４が予備室２ａ内に突出するようになっている。

【0018】

第２の密閉容器２内には脱着手段８が設けられている（図１に示す予備室２中、右側のもの）。脱着手段８は、上下動可能な回転軸８１と、この回転軸８１に回動自在に連結したアーム８２と、このアーム８２の先端に設けた保持部８３とから構成されている。そして、例えば、回転軸８１の回転によりアーム８２を回動させ、蓋体７４の所定位置に保持部を係合させ、回転軸８１を上動させることで、第２の密閉容器２内にて蓋体７４を回収容器７から脱離し、所定位置に退避できるようになっている。なお、退避した位置から蓋体７４を装着する場合には、上記と逆動作をさせればよい。また、蓋体７４を保持する機構は上記に限定されるものではない。

【0019】

第２の密閉容器２内には、上透孔２１と下透孔２２とを連通して回収容器７への鋳造物の落下をガイドする筒状部材９が設けられている（図１に示す予備室２中、左側のもの）。筒状部材９には、回転軸９１に回動自在に連結されたアーム９２が連結され、図１中、二点鎖線で示す、鋳造物の落下をガイドするガイド位置と、図１中、実線で示す、蓋体７４の回収容器７への装着を阻害しない退避位置との間で移動自在となっている。この場合、筒状部材９の下部は下方に向かって拡径する形状に形成され、ガイド位置では、筒状部材９の下端が第２のシール手段７３の内方に位置して、内部を落下する鋳造物から第２のシール手段７３をガードする役割を果たすようになっている。

【0020】

筒状部材９には払拭手段１０が付設されている。払拭手段１０は、図２及び図３に示すように、支持アーム１０１と、支持アーム１０１の下端に連結されるブレード１０２と、ブレード１０２で保持されて密着面を摺動する繊維製品１０３とから構成されている。繊維製品１０３としては、耐熱性を有するものであれば、特に制限はなく、例えばガラスウールやガラスクロス製のものが用いられ、ブレード１０２の全長に亘って設けられている。ブレード１０２としては、鉄やステンレス等の金属製のものが用いられ、直線状の部材を略三等分し、その両側１０２ｂ、１０２ｃを、中央部１０２ａの延長線に対して所定の角度（例えば、４５度）で屈曲させた形態を有し、筒状部材９下面の略半周を囲うようになっている。なお、ブレード１０２の形状は、筒状部材９をガイド位置と退避位置との間で移動させたとき、その往復動にて密着面全面が繊維製品１０３により払拭されるものであれば、特に制限はない。また、ブレード１０２への繊維製品１０３の取付方法は、当該繊維製品１０３が保持されるものであれば、特に限定はなく、例えばブレード１０２に下面にその全長に亘って凹部を形成し、当該凹部に繊維部品を圧入しておけばよい。

【0021】

支持アーム１０１は、ブレード１０２の両側に位置するものを橋渡すように設けられた梁部１０１ａと、梁部１０１ａに垂設され、先端が二股状に形成された連結部１０１ｂから構成される。そして、梁部１０１ａの中央上面に垂直に立設した連結片１０１ｃを介して筒状部材９の外周面に取り付けられている。この場合、筒状部材９の外周面で連結片１０１ｃより上方に位置する部分には、上下方向に所定間隔を存して第１及び第２の固定部９３、９４が設けられている。そして、下方に位置する第１の固定部９３と連結片１０１ｃとは平行リンク機構１０４を介して連結されている。これにより、払拭手段１０を移動させる場合、連結片１０１ｃに直交する支持アーム１０１が常時水平に保持され、ひいては、ブレード１０２が傾くことが防止される。また、上方に位置する第２の固定部９４と連結片１０１ｃとの間には、付勢手段たるコイルばね１０５が縮設されている。このコイルばね１０５の付勢力により、回収容器７の第２フランジ部７１ｂの上面に一定の押圧力で繊維製品１０３が常時圧接する。なお、特に図示して説明しないが、コイルばね１０５の付勢力は調整できるように構成することが好ましい。以下に、本実施形態の真空鋳造装置Ｍの動作を説明する。

【0022】

先ず、第１の密閉容器１の蓋体１３を外して、上向き姿勢の溶解炉３内に金属材料を投入すると共に、第２の密閉容器２の下透孔２１に、蓋体７４付きの空の回収容器７を取り付ける。この状態では仕切板６が閉位置にある。また、脱着手段８により回収容器７から蓋体７４を脱離して退避されている。次に、脱着手段８により回収容器７から蓋体を取り外した状態で、図外の真空ポンプを作動させて真空排気管１１ａを介して溶解鋳造室１ａを真空引きして減圧し、溶解炉３内の金属材料の予備加熱を開始する。溶解鋳造室１ａ内が所定圧力に達すると、溶解鋳造室１ａの真空引きを停止し、気体導入管１２ａを介してアルゴンガス等の不活性ガスを溶解鋳造室１ａに導入し、溶解炉３内で金属材料を誘導加熱して溶解させる。これに併せて、図外の真空ポンプを作動させて真空排気管１１ｂを介して予備室２ａ及び回収容器７内を夫々所定圧力まで減圧する。そして、予備室２ａ及び回収容器７内が所定圧力に達すると、真空引きを停止し、気体導入管１２ｂを介してアルゴンガス等の不活性ガスを、溶解鋳造室１ａと等圧になるまで導入し、待機状態とする。

【0023】

金属材料の溶解が完了すると、溶解炉３を傾斜姿勢に傾動させて、溶解炉３内の溶湯をタンデッシュ４に出湯し、冷却ロール５にて定量的にストリップキャストする。これに併せて、予備室２ａでは、仕切板６を開位置に移動すると共に、筒状部材９をガイド位置に移動し、回収準備状態とする。このとき、仕切板６に溜まった粉塵が予備室２ａへと落下して、第２のシール手段７３を含む第２フランジ部７１ｂの表面にも粉塵が溜まるが、筒状部材９をガイド位置に移動させる際に、これに付設した払拭手段１０の繊維製品１０３により第２フランジ部７１ｂ表面が払拭され、粉塵の一部が回収容器７に回収される。そして、冷却ロール５から剥離した鋳造物が、透孔１４、上透孔２１及び下透孔２２を通って回収容器７内に落下して回収され、回収容器内で二次冷却される。

【0024】

回収容器７への鋳造物の回収が終了すると、筒状部材９をガイド位置から退避位置に移動させて、仕切板６を閉位置に再度移動する。このとき、払拭手段１０の繊維製品１０３により第２ランジ部７１ｂが再度払拭される。そして、脱着手段８により回収容器７に蓋体７４が取り付けられる。最後に、仕切板６を開位置に再度移動した後、溶解鋳造室１ａ及び予備室２ａをベントする。これにより、回収容器７に蓋体７４が密着して内部が密閉された状態で回収容器７を第２の密閉容器２から取り外される。

【0025】

以上説明したように、本実施形態によれば、払拭手段１０を設けて、蓋体７４を回収容器７に装着するのに先立って、密着面たる、第２のシール手段７３を含む第２フランジ部７１ｂの表面を払拭するため、密着面に溜まった粉塵を除去した上で蓋体７４を取り付けることができる。このため、予備室２ａから離脱した回収容器７内を確実に密閉状態に保持できる。しかも、払拭手段１０を筒状部材９に付設すると共に、上記の如く構成することで、ガイド位置と退避位置との間で筒状部材９を移動させると、密着面の外方から下透孔２２を跨いで繊維製品１０３が密着面を摺動するようになり、筒状部材９の往復動において内方のフランジ部７１ｂの上面をその全面に亘って確実に払拭でき、その上、粉塵を回収容器７に落として回収し得る。また、払拭手段用の駆動手段等は不要となり、有利である。更に、支持アーム１０１は、当該支持アーム１０１を密着面に向かって付勢する付勢手段たる平行リンク機構１０４とコイルばね１０５とを介して筒状部材９に取り付けられているため、払拭手段１０が移動する間、繊維製品１０３が常時密着面を摺動し、密着面に溜まった粉塵を確実に除去できる。

【0026】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではない。上記実施形態では、筒状部材９に払拭手段１０を取り付けたものを例に説明したが、払拭手段１０は予備室２ａ内に別途設けることもでき、また、回収容器７の蓋体との密着面をその全面に亘って払拭できるものであれば、その形態は問わない。更に、上記実施形態では、筒状部材９、ひいては払拭手段１０が同一平面内を移動するものを例に説明したが、筒状部材９が予備室内で上下動するように構成し、ガイド位置から退避位置、または、退避位置からガイド位置に移動させる際、一旦筒状部材、ひいては払拭手段を予備室の底面から持ち上げ、移動方向とは逆方向に一旦移動させ、その後、筒状部材９を下げた後、移動させるようにしてもよい。これにより、粉塵を予備室２ａ内に溜めることなく、回収容器７内に落とし込むことができる。

【符号の説明】

【0027】

Ｍ…真空鋳造装置、１ａ…溶解鋳造室、２ａ…予備室、３…溶解炉、４…冷却ロール、５…冷却ロール、１４、２１、２２…透孔、６…仕切板、７…回収容器、７４…蓋体、８…脱離手段、９…筒状部材、９１…回転軸、９２…アーム、７１…フランジ、７１ｂ…第２フランジ部（密着面）、７３…第２シール手段（密着面）、１０…払拭手段、１０１…支持アーム、１０２…ブレード、１０３…繊維製品、１０４…平行リンク機構、１０５…コイルばね（付勢手段）。

【図1】

【図2】

【図3】