特開 2023-92414 インゴット鋳造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023092414

(43)【公開日】2023-07-03

(54)【発明の名称】インゴット鋳造装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 7/00 20060101AFI20230626BHJP

   B22D 21/00 20060101ALI20230626BHJP

   B22D 5/02 20060101ALI20230626BHJP

   B22D 27/04 20060101ALI20230626BHJP

   B22D 33/02 20060101ALI20230626BHJP

   B22D 23/00 20060101ALI20230626BHJP

   B22D 23/06 20060101ALI20230626BHJP

【ＦＩ】

B22D7/00 Z

B22D21/00 A

B22D5/02 B

B22D27/04 G

B22D33/02

B22D23/00 C

B22D23/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022016663

(22)【出願日】2022-02-04

(31)【優先権主張番号】P 2021207243

(32)【優先日】2021-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】391004034

【氏名又は名称】吉田キャスト工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】595176674

【氏名又は名称】株式会社ウェイナ総合研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100177264

【弁理士】

【氏名又は名称】柳野 嘉秀

(74)【代理人】

【識別番号】100074561

【弁理士】

【氏名又は名称】柳野 隆生

(74)【代理人】

【識別番号】100124925

【弁理士】

【氏名又は名称】森岡 則夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141874

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 久由

(74)【代理人】

【識別番号】100166958

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 喜代造

(72)【発明者】

【氏名】小島 晟

(72)【発明者】

【氏名】中村 精三

(57)【要約】

【課題】１回の不活性ガスの注入作業で多数の金属インゴットを鋳造することができる、インゴット鋳造装置を提供する。
【解決手段】鋳造装置１は、チャンバー３内の下部に設けられたターンテーブル４と、ターンテーブル４を回転させる回転機構４２と、チャンバー３内に設けられた加熱コイル５１と、平面視で加熱コイル５１と異なる箇所に設けられた冷却昇降機構６と、を備え、ターンテーブル４には、金属の粒状体を収容した型材Ｍをそれぞれに配置可能な複数の配置部４１が形成され、回転機構４２がターンテーブル４を回転させることにより、複数の配置部４１の位置が可変とされ、加熱コイル５１が一の型材Ｍを加熱することにより、一の型材Ｍに収容された粒状体を溶湯に溶融する加熱処理と、冷却昇降機構６が他の型材Ｍを冷却することにより、他の型材Ｍに収容された溶湯を金属インゴットに固形化する冷却処理と、を同時に行うことを可能とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

中空の本体部と、前記本体部を閉塞可能な蓋部と、を備えるチャンバーと、
前記チャンバー内の下部に設けられたターンテーブルと、
前記ターンテーブルを回転させる回転機構と、
前記チャンバー内に設けられた加熱機構と、
平面視で前記加熱機構と異なる箇所に設けられた少なくとも一個の冷却機構と、を備えたインゴット鋳造装置であって、
前記ターンテーブルには、金属の粒状体を収容した型材をそれぞれに配置可能な複数の配置部が形成され、
前記回転機構が前記ターンテーブルを回転させることにより、複数の前記配置部の位置が可変とされ、
前記加熱機構が一の前記型材を加熱することにより、一の前記型材に収容された粒状体を溶湯に溶融する加熱処理と、前記冷却機構が他の前記型材を冷却することにより、他の前記型材に収容された溶湯を金属インゴットに固形化する冷却処理と、を同時に行うことを可能とする、インゴット鋳造装置。

【請求項2】

前記加熱機構は、前記チャンバー内で前記ターンテーブルの上側に設けられ、
平面視で前記加熱機構と同じ箇所には、前記ターンテーブルの下側に加熱昇降機構が設けられ、
前記加熱機構による加熱処理を、前記加熱昇降機構が一の前記型材を上昇させた状態で行う、請求項１に記載のインゴット鋳造装置。

【請求項3】

前記加熱機構は加熱コイルを備え、
前記型材が導電体で形成され、
前記加熱昇降機構が前記加熱コイルの内側に一の前記型材を上昇させた状態で、前記加熱コイルに電圧を印加して一の前記型材を誘導加熱することにより加熱処理を行う、請求項２に記載のインゴット鋳造装置。

【請求項4】

前記冷却機構が前記ターンテーブルの下側に設けられた冷却昇降機構であって、
前記冷却昇降機構が他の前記型材を上昇させた状態で冷却処理を行う、請求項１から請求項３の何れか一項に記載のインゴット鋳造装置。

【請求項5】

前記冷却昇降機構は、金属製の冷却板と、前記冷却板の内部に形成された冷却経路と、を備え、前記冷却昇降機構が前記冷却板を介して他の前記型材を上昇させた状態で、前記冷却経路に冷却水を流通させることにより冷却処理を行う、請求項４に記載のインゴット鋳造装置。

【請求項6】

前記冷却昇降機構は、前記冷却板の上方に固定された上側冷却部を備え、
前記冷却昇降機構が前記冷却板を介して他の前記型材を上昇させた際に、前記冷却板と前記上側冷却部とで他の前記型材を挟み込む、請求項５に記載のインゴット鋳造装置。

【請求項7】

前記上側冷却部の内部に冷却通路が形成され、前記冷却板と前記上側冷却部とで他の前記型材を挟み込んだ状態で、前記冷却通路に冷却水を流通させることにより冷却処理を行う、請求項６に記載のインゴット鋳造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金や銀等の貴金属のインゴットを鋳造するインゴット鋳造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金や銀等の貴金属を溶融させて鋳造を行う技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、窒素やアルゴン等の不活性ガスの環境下で粒状体の貴金属を溶融させた後に冷却して金属インゴットに固体化する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１４－５０９９４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の技術においては、型材の交換の際に加熱炉が開放されるため、型材を加熱して貴金属を溶融した後に型材を入れ替える毎に、毎回加熱炉を真空状態にして不活性ガスを注入する作業が必要となる。即ち、多くの金属インゴットを鋳造するために必要な時間が長くなるため、鋳造効率の向上が求められていた。そこで、本開示は、上記に関する課題を解決することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

以下では、上記課題を解決するための手段を説明する。

【0006】

本発明に係るインゴット鋳造装置は、中空の本体部と、前記本体部を閉塞可能な蓋部と、を備えるチャンバーと、前記チャンバー内の下部に設けられたターンテーブルと、前記ターンテーブルを回転させる回転機構と、前記チャンバー内に設けられた加熱機構と、平面視で前記加熱機構と異なる箇所に設けられた少なくとも一個の冷却機構と、を備えたインゴット鋳造装置であって、前記ターンテーブルには、金属の粒状体を収容した型材をそれぞれに配置可能な複数の配置部が形成され、前記回転機構が前記ターンテーブルを回転させることにより、複数の前記配置部の位置が可変とされ、前記加熱機構が一の前記型材を加熱することにより、一の前記型材に収容された粒状体を溶湯に溶融する加熱処理と、前記冷却機構が他の前記型材を冷却することにより、他の前記型材に収容された溶湯を金属インゴットに固形化する冷却処理と、を同時に行うことを可能とする。

【0007】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置において、前記加熱機構は、前記チャンバー内で前記ターンテーブルの上側に設けられ、平面視で前記加熱機構と同じ箇所には、前記ターンテーブルの下側に加熱昇降機構が設けられ、前記加熱機構による加熱処理を、前記加熱昇降機構が一の前記型材を上昇させた状態で行うことが好ましい。

【0008】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置において、前記加熱機構は加熱コイルを備え、前記型材が導電体で形成され、前記加熱昇降機構が前記加熱コイルの内側に一の前記型材を上昇させた状態で、前記加熱コイルに電圧を印加して一の前記型材を誘導加熱することにより加熱処理を行うことが好ましい。

【0009】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置において、前記冷却機構が前記ターンテーブルの下側に設けられた冷却昇降機構であって、前記冷却昇降機構が他の前記型材を上昇させた状態で冷却処理を行うことが好ましい。

【0010】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置において、前記冷却昇降機構は、金属製の冷却板と、前記冷却板の内部に形成された冷却経路と、を備え、前記冷却昇降機構が前記冷却板を介して他の前記型材を上昇させた状態で、前記冷却経路に冷却水を流通させることにより冷却処理を行うことが好ましい。

【0011】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置において、前記冷却昇降機構は、前記冷却板の上方に固定された上側冷却部を備え、前記冷却昇降機構が前記冷却板を介して他の前記型材を上昇させた際に、前記冷却板と前記上側冷却部とで他の前記型材を挟み込むことが好ましい。

【0012】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置において、前記上側冷却部の内部に冷却通路が形成され、前記冷却板と前記上側冷却部とで他の前記型材を挟み込んだ状態で、前記冷却通路に冷却水を流通させることにより冷却処理を行うことが好ましい。

【発明の効果】

【0013】

本発明に係るインゴット鋳造装置によれば、１回の不活性ガスの注入作業で多数の金属インゴットを鋳造することができるため、鋳造効率を向上させることができる。

【0014】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置によれば、加熱機構により加熱された型材がターンテーブルに与える熱の影響を抑制することができる。

【0015】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置によれば、加熱機構による熱の影響を抑制することができる。

【0016】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置によれば、冷却機構による型材の冷却効率を良くすることができる。

【0017】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置によれば、冷却機構が冷却水を用いることにより、型材の冷却効率をさらに良くすることができる。

【0018】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置によれば、冷却板と上側冷却部とで他の型材を挟み込むことにより、冷却機構による型材の冷却効率をより良くすることができる。

【0019】

また、本発明に係るインゴット鋳造装置によれば、上側冷却部に冷却水を流通させることにより、型材の冷却効率をさらに良くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】インゴット鋳造装置を示す斜視図。

【図2】チャンバーの内部構造を示す斜視図。

【図3】チャンバーの内部構造を示す平面図。

【図4】ターンテーブルに型材を配置した状態を示す平面図。

【図5】図４中のＸ－Ｘ線断面図。

【図6】第一加熱工程を示す断面図。

【図7】第二加熱工程及び第一冷却工程を示す断面図。

【図8】第六冷却工程を示す断面図。

【図9】第一変形例に係るインゴット鋳造装置における第二加熱工程及び第一冷却工程を示す断面図。

【図10】第二変形例に係るインゴット鋳造装置における第二加熱工程及び第一冷却工程を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下では図１から図５を用いて、本発明の一実施形態に係るインゴット鋳造装置（以下、単に「鋳造装置」と記載する）１について説明する。鋳造装置１は、「ショット」と呼ばれる貴金属（例えば、金や銀など）の粒状体を溶融させた後に冷却して固形化し、金属インゴットを製造する目的で用いられる。

【0022】

鋳造装置１を使用する際は、チャンバー３の内部に複数（本実施形態においては最大で六個）の型材Ｍを、それぞれの型材Ｍに形成された凹部Ｍｒに粒状体を収容した状態で配置する。そして、型材Ｍを加熱して粒状体を溶融させた後に型材Ｍを冷却して金属インゴットを製造する。

【0023】

図１から図５に示す如く、鋳造装置１は、筐体２、チャンバー３、ターンテーブル４、回転機構４２、加熱機構５、加熱昇降機構５２、及び、冷却昇降機構６等を構成要素として備える。また、鋳造装置１は図示しない真空ポンプ及び不活性ガス注入ボンベが接続される。以下、各構成要素について順に説明する。なお、本実施形態においては、図１における右下側を鋳造装置１の前方とし、図１における右上側を鋳造装置１の右側方として説明する。

【0024】

筐体２は、鋳造装置１の外形形状を構成するとともに鋳造装置１の各構成要素を収容する。筐体２の上面における右側には、使用者が鋳造装置１における各種動作（チャンバー３内の減圧及び不活性ガスの注入、回転機構４２によるターンテーブル４の回転、加熱機構５による型材Ｍの加熱、加熱昇降機構５２の駆動、冷却昇降機構６による型材Ｍの冷却等）を制御するための操作部２ａが設けられる。使用者が操作部２ａを操作することにより、図示しない制御装置を介して鋳造装置１の各種の動作が制御される。

【0025】

筐体２の上面にはチャンバー３が設けられる。チャンバー３は、中空の本体部３１と、本体部３１を閉塞可能な蓋部３２と、を備える。蓋部３２はヒンジ３３を介して筐体２に上下に回動可能に組付けられる。本体部３１を閉塞した際にチャンバー３の内部を視認可能とするために、蓋部３２には透明板で形成された窓部３２ａが設けられている。

【0026】

チャンバー３内の下部には、鉛直方向に回動軸を向けた円板形状のターンテーブル４が設けられる。ターンテーブル４は、例えばガラス繊維シートの積層体を結合剤で固めた耐熱材で形成される。また、筐体２の内部における本体部３１の下方には、ターンテーブル４を回転させる回転機構４２が収容される。図５に示す如く、回転機構４２は本体部３１の底部の下面に固定される。

【0027】

図２及び図３に示す如く、ターンテーブル４には６０度ずつ角度を設けて、ターンテーブル４を貫通する開口部４ａが六箇所に開口されている。それぞれの開口部４ａの内縁には、型材Ｍを配置可能な配置部４１が設けられている。配置部４１は耐熱性のセラミックで形成されている。なお、ターンテーブル４に形成する開口部４ａの個数（配置部４１の個数）は六個に限定されるものではなく、他の任意の個数とすることもできる。

【0028】

回転機構４２は、モータ支持部４３、モータ４４、及び、シャフト部材４５で構成される。モータ支持部４３は本体部３１の中央部における下面に固定され、モータ４４を支持する。モータ４４は制御装置の制御によりシャフト部材４５を回転させる。シャフト部材４５にはターンテーブル４が固定されており、シャフト部材４５の回転によりターンテーブル４が平面視で時計回りに回転する（図２中の矢印を参照）。このように、回転機構４２がターンテーブル４を回転させることにより、六個の配置部４１の位置が可変とされる。

【0029】

チャンバー３の内面における右側には、加熱機構５として加熱コイル５１が設けられる。加熱コイル５１はターンテーブル４の上側に設けられ、巻回方向が略水平となるように配置される。加熱コイル５１には制御装置の制御により電圧が印加される。加熱コイル５１は内部が中空に形成された銅製の管状部材であり、内側に冷却水を流通させることが可能とされる。

【0030】

図３及び図５に示す如く、平面視で加熱コイル５１と同じ箇所には、ターンテーブル４の下側に加熱昇降機構５２が設けられる。加熱昇降機構５２は、シリンダ支持部５３、加熱用昇降シリンダ５４、加熱用ロッド５５、ブロック支持部材５６、及び、昇降ブロック５７で構成される。

【0031】

シリンダ支持部５３は加熱コイル５１の下側における本体部３１の下面に固定され、エアシリンダである加熱用昇降シリンダ５４を支持する。加熱用昇降シリンダ５４は制御装置の制御により加熱用ロッド５５を上下方向に進退させる。加熱用ロッド５５の上端部にはブロック支持部材５６を介して耐熱セラミック製の昇降ブロック５７が固定される。加熱用昇降シリンダ５４の駆動により、図６に示す如く昇降ブロック５７が上昇する。この際、昇降ブロック５７の上面はターンテーブル４の開口部４ａを通過してターンテーブル４の上側に変位する。

【0032】

本実施形態に係る鋳造装置１において、型材Ｍは導電体であるカーボン素材が採用されている。そして、図６及び図７に示す如く、加熱昇降機構５２が加熱コイル５１の内側に型材Ｍを上昇させた状態で、図６及び図７中の矢印Ｃに示す如く加熱コイル５１に電圧を印加する。このように、鋳造装置１においては加熱コイル５１で型材Ｍを誘導加熱することにより加熱処理が行われる。

【0033】

本実施形態に係る鋳造装置１においては上記の如く、加熱コイル５１による誘導加熱で型材Ｍを加熱している。これにより、加熱機構５の温度上昇を抑制できるため、加熱機構５による熱の影響を抑制することができる。なお、鋳造装置１においては、電熱ヒータによる加熱等、他の方法で型材Ｍを加熱する構成とすることも可能である。

【0034】

また、本実施形態に係る鋳造装置１においては上記の如く、加熱昇降機構５２により型材Ｍを上昇させた状態で加熱処理を行っている。これにより、ターンテーブル４から離れた箇所で型材Ｍを加熱できるため、加熱機構５により加熱された型材Ｍがターンテーブル４に与える熱の影響を抑制することができる。

【0035】

チャンバー３の下面には、加熱昇降機構５２から時計回りに６０度変位した箇所に冷却昇降機構６（第一冷却昇降機構６Ａ）が設けられる。また、チャンバー３の下面における第一冷却昇降機構６Ａから時計回りに６０度変位した箇所には冷却昇降機構６（第二冷却昇降機構６Ｂ）が設けられる。本実施形態において、第一冷却昇降機構６Ａと第二冷却昇降機構６Ｂの構成は同一であるため、以下では第一冷却昇降機構６Ａについて説明する。

【0036】

冷却昇降機構６は、シリンダ支持部６１、冷却用昇降シリンダ６２、冷却用ロッド６３、冷却ブロック６４、及び、冷却板６５で構成される。シリンダ支持部６１は本体部３１の下面に固定され、エアシリンダである冷却用昇降シリンダ６２を支持する。冷却用昇降シリンダ６２は制御装置の制御により冷却用ロッド６３を上下方向に進退させる。冷却用ロッド６３の上端部には冷却ブロック６４を介して銅製の板材である冷却板６５が固定される。

【0037】

冷却ブロック６４の内部には冷却経路６４ａが形成される。また、冷却板６５の内部には冷却経路６５ａが形成される。冷却経路６４ａ・６５ａは互いに連通されるとともに、配管Ｐに接続される。図７及び図８に示す如く、配管Ｐから冷却水Ｗが供給されることにより、冷却ブロック６４及び冷却板６５の内部に冷却水Ｗが流通する。

【0038】

冷却用昇降シリンダ６２の駆動により、図７及び図８に示す如く冷却板６５が上昇する。この際、冷却板６５の上面はターンテーブル４の開口部４ａを通過してターンテーブル４のやや上側に変位する。本実施形態においては、冷却昇降機構６が冷却板６５の内部に冷却水Ｗを流通させた状態で、図７及び図８に示す如く冷却板６５を型材Ｍに当接させて上昇させる。このように、鋳造装置１においては冷却板６５に冷却水Ｗを流通させることにより冷却処理が行われる。

【0039】

本実施形態に係る鋳造装置１においては上記の如く、冷却板６５に冷却水Ｗを流通させて型材Ｍを冷却することにより、冷却昇降機構６による型材Ｍの冷却効率を良くしている。なお、なお、鋳造装置１においては、冷却風による冷却等、他の方法で型材Ｍを冷却する構成とすることも可能である。

【0040】

また、本実施形態に係る鋳造装置１においては上記の如く、冷却昇降機構６により型材Ｍを上昇させた状態で冷却処理を行っている。これにより、型材Ｍに冷却板６５を密着させることができるため、冷却昇降機構６による型材Ｍの冷却効率を良くすることができる。

【0041】

なお、本実施形態において冷却昇降機構６は二個設けられることにより、一個の型材Ｍに対して冷却処理を二回施すように構成しているが、鋳造装置１においては少なくとも一個の冷却機構を備えていれば良く、その数は限定されるものではない。即ち、鋳造装置１が備える冷却機構の数を一個又は三個以上（本実施形態においては最大で五個）とすることも可能である。

【0042】

次に、図１から図８を用いて、本実施形態に係る鋳造装置１を使用する際の手順について説明する。以下では、鋳造装置１で使用可能な最大数である六個の型材Ｍで金属インゴットを製造する場合について説明する。

【0043】

まず、それぞれの型材Ｍに形成された凹部Ｍｒに金属の粒状体を収容して蓋をし、図４に示す如くそれぞれの型材Ｍを六箇所の配置部４１に配置する。その後、チャンバー３の蓋部３２を閉塞して本体部３１を密閉し、チャンバー３内の真空引きと不活性ガスの注入を行う。

【0044】

本実施形態に記載の型材Ｍは、図４に示す如く一個あたり六箇所に凹部Ｍｒが形成されている。このため、図４に示す如く、鋳造装置１においては一回の鋳造工程で最大三十六個の金属インゴットを製造することができる。

【0045】

本実施形態に係る鋳造装置１においては、製造する金属インゴットの大きさ（重量）に応じて、型材Ｍに形成する凹部Ｍｒの大きさ及び数を変更することも可能である。例えば、一個の型材Ｍに凹部Ｍｒを二個形成した場合は、鋳造装置１においては一回の鋳造工程で最大十二個の金属インゴットを製造することができる。

【0046】

本実施形態に係る鋳造装置１において、ターンテーブル４は平面視で時計回りに回転するため、型材Ｍは反時計回りに加熱処理が施される。図４では、最初に加熱処理が施される型材Ｍを第一型材Ｍ１とし、以降、加熱処理が施される順番で、反時計回り方向に第二型材Ｍ２～第六型材Ｍ６としている。

【0047】

次に、図６に示す如く加熱用昇降シリンダ５４を駆動して、昇降ブロック５７の上面で第一型材Ｍ１を加熱コイル５１の内側に上昇させた状態で、加熱コイル５１に電圧を印加する。これにより、加熱コイル５１で第一型材Ｍ１を誘導加熱することにより加熱処理が行われ、第一型材Ｍ１中の粒状体を溶融させる（第一加熱工程）。

【0048】

その後、加熱用昇降シリンダ５４を駆動して、第一型材Ｍ１をターンテーブル４の上面に降下させる。さらに、回転機構４２を駆動させて、ターンテーブル４を平面視で時計回り方向に６０度回転させる。これにより、第一型材Ｍ１が第一冷却昇降機構６Ａと同じ位置に配置され、第二型材Ｍ２が加熱コイル５１及び加熱昇降機構５２と同じ位置に配置される。

【0049】

次に、図７に示す如く加熱用昇降シリンダ５４を駆動して、昇降ブロック５７の上面で第二型材Ｍ２を加熱コイル５１の内側に上昇させた状態で、加熱コイル５１に電圧を印加する。これにより、加熱コイル５１で第二型材Ｍ２を誘導加熱することにより加熱処理が行われ、第二型材Ｍ２中の粒状体を溶融させる（第二加熱工程）。

【0050】

第二加熱工程と同時に、図７に示す如く第一冷却昇降機構６Ａにおいて、冷却板６５の内部に冷却水Ｗを流通させた状態で、冷却板６５を第一型材Ｍ１に当接させて上昇させる。これにより、冷却板６５に冷却水Ｗを流通させることにより一回目の冷却処理が行われ、第一型材Ｍ１中の溶湯が固形化する（第一冷却工程）。

【0051】

このように、鋳造装置１においては、加熱機構５における加熱処理と、冷却昇降機構６（第一冷却昇降機構６Ａ及び第二冷却昇降機構６Ｂ）における冷却処理とを同時に行うことができる。さらに、ターンテーブル４を６０度回転させて、加熱機構５における第三型材Ｍ３の加熱、第一冷却昇降機構６Ａにおける第二型材Ｍ２の一回目の冷却、第二冷却昇降機構６Ｂにおける第一型材Ｍ１の二回目の冷却を同時に行う（第三加熱工程及び第二冷却工程）。

【0052】

以下同様に、ターンテーブル４を６０度ずつ回転させて、第四加熱工程及び第三冷却工程、第五加熱工程及び第四冷却工程、第六加熱工程及び第五冷却工程を行う。その後、図８に示す如く第六型材Ｍ６が第一冷却昇降機構６Ａと同じ位置に配置された状態においては、第一型材Ｍ１が加熱コイル５１及び加熱昇降機構５２と同じ位置に配置されるため、第六冷却工程の際は第一冷却昇降機構６Ａにおける第六型材Ｍ６の冷却のみを行う。第一冷却昇降機構６Ａにおいて第六型材Ｍ６を充分に冷却した後に、チャンバー３の蓋部３２を開放し、型材Ｍ及び三十六個の金属インゴットを取り出す。

【0053】

上記の如く、本実施形態に係る鋳造装置１においては、加熱機構５が一の型材Ｍを加熱することにより、一の型材Ｍに収容された粒状体を溶湯に溶融する加熱処理と、冷却昇降機構６が他の型材Ｍを冷却することにより、他の型材Ｍに収容された溶湯を金属インゴットに固形化する冷却処理と、を同時に行うことを可能とする。

【0054】

これにより、チャンバー３への１回の真空引き及び不活性ガスの注入作業で多数の金属インゴットを鋳造することができる。即ち、製造する金属インゴットの数に対するチャンバー３の真空引き及び不活性ガスの注入作業を行う回数を低減させることができるため、金属インゴットの鋳造効率を向上させることができる。

【0055】

また、鋳造装置１においては、一の型材Ｍに対する加熱処理と他の型材Ｍに対する冷却処理とを同時に行うことにより、金属インゴットの鋳造に必要な工程を並行して進めることができるため、金属インゴットの鋳造効率を向上させることができる。即ち、多数の金属インゴットの鋳造に必要な時間を短縮することが可能となる。

【0056】

次に、図９を用いて、本発明の第一変形例に係る鋳造装置について説明する。本変形例以降に記載する鋳造装置は、前記実施形態に係る鋳造装置１の構成に対して、上側冷却部７０を付加した構成である。即ち、以降の鋳造装置については、上側冷却部７０以外の構成は鋳造装置１と同様であるため、鋳造装置１と同じ構成には同符号を付して詳細な説明を省略するとともに、上側冷却部７０の構成を中心に説明する。

【0057】

図９は本変形例に係るインゴット鋳造装置における第二加熱工程及び第一冷却工程（前記実施形態における図７に相当）を示す断面図である。図９に示す如く、上側冷却部７０は、固定部材７１、支持部材７２、及び、上側冷却板７３を備えて構成される。

【0058】

固定部材７１はチャンバー３の本体部３１の内側壁に固定される棒状部材である。固定部材７１の上部には、本体部３１の中心方向に向かって延出される支持部材７２が固定される。支持部材７２の下部には銅板の下側にセラミック製の断熱板が設けられた上側冷却板７３が自在ボルトを介して連結される。

【0059】

図９に示す如く、上側冷却板７３は第一冷却昇降機構６Ａの上側に配置されている。これにより、第一冷却昇降機構６Ａが冷却板６５を介して第一型材Ｍ１を上昇させた際に、第一型材Ｍ１は、冷却板６５と、上側冷却部７０の上側冷却板７３と、により挟み込まれる。

【0060】

本変形例においては上記の如く構成することにより、冷却処理の際に型材Ｍの上面に上側冷却板７３を当接させた状態で冷却処理を行っている。これにより、型材Ｍの上面から上側冷却板７３への熱伝導による冷却が促進される。即ち、本変形例に係る鋳造装置によれば、冷却板６５と上側冷却部７０とで型材Ｍを挟み込むことにより、第一冷却昇降機構６Ａによる型材Ｍの冷却効率をより良くすることができる。

【0061】

次に、図１０を用いて、本発明の第二変形例に係る鋳造装置について説明する。本変形例以降に記載する鋳造装置についても、上側冷却部１７０以外の構成は鋳造装置１と同様であるため、鋳造装置１と同じ構成には同符号を付して詳細な説明を省略するとともに、上側冷却部１７０の構成を中心に説明する。

【0062】

図１０は本変形例に係るインゴット鋳造装置における第二加熱工程及び第一冷却工程を示す断面図である。図１０に示す如く、上側冷却部１７０は、固定部材１７１、支持部材１７２、上側冷却板１７３、及び配管１７４を備えて構成される。

【0063】

固定部材１７１はチャンバー３の本体部３１の内側壁に固定される棒状部材である。固定部材１７１の上部には、本体部３１の中心方向に向かって延出される支持部材１７２が固定される。支持部材１７２の下部には銅製の板部材である上側冷却板１７３が自在ボルトを介して連結される。上側冷却板１７３の内部には、外部の冷却ポンプと配管１７４で接続された冷却通路１７３ａが形成されている。

【0064】

図１０に示す如く、上側冷却板１７３は第一冷却昇降機構６Ａの上側に配置されている。これにより、第一冷却昇降機構６Ａが冷却板６５を介して第一型材Ｍ１を上昇させた際に、第一型材Ｍ１は、冷却板６５と、上側冷却部１７０の上側冷却板１７３と、により挟み込まれる。

【0065】

本変形例においては上記の如く構成することにより、冷却処理の際に型材Ｍの上面に上側冷却板１７３を当接させ、冷却通路１７３ａに冷却水を流通させた状態で冷却処理を行っている。これにより、型材Ｍの上面から上側冷却板１７３への熱伝導による冷却をより促進できる。即ち、本変形例に係る鋳造装置によれば、冷却板６５と上側冷却部１７０とで型材Ｍを挟み込んだ状態で上側冷却板１７３に冷却水を流通させることにより、第一冷却昇降機構６Ａによる型材Ｍの冷却効率をさらに良くすることができる。

【符号の説明】

【0066】

１ 鋳造装置（インゴット鋳造装置）
２ 筐体 ２ａ 操作部
３ チャンバー ４ ターンテーブル
４ａ 開口部 ５ 加熱機構
６ 冷却昇降機構（冷却機構）
６Ａ 第一冷却昇降機構 ６Ｂ 第二冷却昇降機構
３１ 本体部 ３２ 蓋部
３２ａ 窓部 ３３ ヒンジ
４１ 配置部 ４２ 回転機構
４３ モータ支持部 ４４ モータ
４５ シャフト部材
５１ 加熱コイル ５２ 加熱昇降機構
５３ シリンダ支持部 ５４ 加熱用昇降シリンダ
５５ 加熱用ロッド ５６ ブロック支持部材
５７ 昇降ブロック
６１ シリンダ支持部 ６２ 冷却用昇降シリンダ
６３ 冷却用ロッド ６４ 冷却ブロック
６４ａ 冷却経路 ６５ 冷却板
６５ａ 冷却経路
７０ 上側冷却部 ７１ 固定部材
７２ 支持部材 ７３ 上側冷却板
１７０ 上側冷却部 １７１ 固定部材
１７２ 支持部材 １７３ 上側冷却板
１７３ａ 冷却通路 １７４ 配管
Ｍ 型材 Ｍ１～Ｍ６ 第一型材～第六型材
Ｍｒ 凹部 Ｗ 冷却水
Ｐ 配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】