JP2001018053A - 鋳造機の給湯装置 - Google Patents

鋳造機の給湯装置

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JP2001018053A
JP2001018053A JP11189417A JP18941799A JP2001018053A JP 2001018053 A JP2001018053 A JP 2001018053A JP 11189417 A JP11189417 A JP 11189417A JP 18941799 A JP18941799 A JP 18941799A JP 2001018053 A JP2001018053 A JP 2001018053A
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water supply
hot water
supply pipe
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Saburo Noda
三郎 野田
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Toshiba Machine Co Ltd
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  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融金属の横射出スリーブへの給湯量を高精
度に確保しつつその可変化にも容易に対応できるように
する。 【解決手段】 溶湯炉31内に保持された溶融金属29
を、電磁ポンプ35の駆動により、給湯管33から切換
弁53の吐出通路59を経てシリンダ45の定量収容室
46に送り込む。1回の射出作業に必要な量の溶融金属
は、フロート47の上昇位置をストロークセンサ51が
検知することで計量する。切換弁53は、図1中で紙面
に直交する方向に移動可能であり、この移動により、定
量収容室46と横射出スリーブ25とを連通させること
で、定量収容室46内の規定量の溶融金属が、自由落下
により横射出スリーブ25へ供給される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、溶湯炉内の溶融
金属を、金型キャビティに連通する横射出スリーブに移
送する鋳造機の給湯装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、鋳造機であるコールドチャンバ形
ダイカストマシンとして、例えば図7に示すようなもの
がある(特開昭62−110855号公報参照)。これ
は、固定金型1および、固定金型1が取り付けられてい
る固定ダイプレート3に、横射出スリーブ5が装着され
ており、横射出スリーブ5と、溶融金属7が収容されて
いる溶湯保持炉9とは、給湯管11により接続されてい
る。
【0003】給湯管11の溶湯保持炉9近傍の周囲に
は、溶融金属7を横射出スリーブ5に移送する電磁ポン
プ13が設けられている。また、固定金型1と可動金型
15との間に形成される金型キャビティ17に近接する
横射出スリーブ5内には、横射出スリーブ5内に溶融金
属が100%充填されたことを検知するセンサ19が設
置されている。
【0004】上記センサ19が溶融金属を検知した状態
で、プランジャチップ21が前進することで、横射出ス
リーブ5内の溶融金属が金型キャビティ17に供給され
て所定の鋳造品が成形される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したダ
イカストマシンにおいては、横射出スリーブ5の給湯口
5aを、射出時に高圧がかからないようにするために、
なるべく図7に示す後退位置にあるプランジャチップ2
1側に配置する必要がある。このため、プランジャチッ
プ21のストロークSを図7に示す状態より短くするこ
とが困難で、給湯量の可変化対応に課題がある。また、
横射出スリーブ5に充填された溶融金属を検知するセン
サ19として、高温・高圧に耐える応答性のよいものが
なく、給湯量を高精度に確保できないという課題があ
る。さらに、給湯口5aが横射出スリーブ5の下部に形
成されているため、給湯口5aに溶融金属の凝固片が残
存・付着する恐れもある。
【0006】一方、給湯口の湯切れをよくし、上記した
凝固片の残存・付着を防止するために、横射出スリーブ
の上部に給湯口を設けたダイカストマシの給湯装置があ
る(例えば特開平3−146250号公報参照)。
【0007】しかしながら、この公報記載のものにおい
ても、溶融金属を横射出スリーブへ定量供給する際に特
に数値設定がなされていないので、給湯精度が劣り、給
湯精度を高めるには、電磁ポンプによる移送作業を複数
回トライする必要が生じて作業性の悪化を招く。
【0008】そこで、この発明は、溶融金属の横射出ス
リーブへの給湯量を高精度に確保しつつ給湯量を可変に
設定することにも容易に対応できるようにすることを目
的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、溶融金属を収容する溶湯炉と、
この溶湯炉に一端が連通する給湯管と、金型キャビティ
に接続される横射出スリーブの上部に形成された給湯口
に下端が接続され、前記溶湯炉から前記給湯管を経て送
られた溶融金属を規定量収容する定量収容室と、この定
量収容室に前記溶湯炉内の溶融金属を移送する移送手段
とをそれぞれ備え、前記給湯管と横射出スリーブの給湯
口と定量収容室との相互間に、給湯管と定量収容室とを
連通する状態と、定量収容室と横射出スリーブの給湯口
とを連通する状態とに切換変位可能な切換手段を設けた
構成としてある。
【0010】このような構成の鋳造機の給湯装置によれ
ば、溶湯炉内の溶融金属は、切換手段が給湯管と定量収
容室とを連通する状態で、移送手段により給湯管を介し
て定量収容室に規定量送られ、この状態から切換手段
が、定量収容室と横射出スリーブとを連通する状態に切
り換わると、定量収容室内の溶融金属は、自由落下によ
り横射出スリーブへ供給された後、金型キャビティに射
出供給されて所定の鋳造品が得られる。
【0011】請求項2の発明は、請求項1の発明の構成
において、定量収容室には、収容される溶融金属に対し
浮遊してその液面の上下動に追随して上下動するフロー
トが収容され、このフロートの上下方向位置により定量
収容室に収容される溶融金属の量を計量する構成として
ある。
【0012】上記構成によれば、溶湯炉内の溶融金属が
移送手段により定量収容室へ送られ、その液面が上昇す
ると、これに伴い上昇するフロートの上下位置により溶
融金属の量が計量される。
【0013】請求項3の発明は、請求項1または2の発
明の構成において、移送手段は、電磁ポンプで構成され
ている。
【0014】上記構成によれば、電磁ポンプの作動によ
り、溶湯炉内の溶融金属が、溶湯管から、切換弁を経て
定量収容室へ送られる。
【0015】請求項4の発明は、請求項3の発明の構成
において、給湯管は、下端が溶融金属中に浸漬される吸
込管と、この吸込管の上端に一端が接続され、他端が切
換弁側に接続されて電磁ポンプを備えた給湯管本体とか
ら構成され、前記切換弁は、前記給湯管本体の他端を密
閉する状態に切換可能であるとともに、前記給湯管内を
減圧して溶湯炉内の溶融金属を給湯管まで吸い込ませる
減圧手段を設けた構成としてある。
【0016】上記構成によれば、切換弁が給湯管本体の
他端を密閉した状態で、減圧手段により給湯管内を減圧
すると、溶湯炉内の溶融金属が吸込管を上昇して給湯管
本体まで吸い上げられ、ここで電磁ポンプにより給湯管
本体内の溶融金属が、順次切換弁側に移送され、このと
き切換弁を給湯管と定量収容室とを連通する状態に切り
換えることで、溶融金属は定量収容室へ規定量送られ
る。その後、切換弁を定量収容室と横射出スリーブとを
連通する状態に切り換えることで、定量収容室内の溶融
金属は、横射出スリーブに自由落下して供給される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。
【0018】図1は、この発明の第1の実施の形態を示
す鋳造機の給湯装置の全体構成図で、鋳造機としてダイ
カストマシンに適用した例を示している。ダイカストマ
シンにおける図示しない金型には、水平方向に延長配置
した横射出スリーブ25が装着されている。横射出スリ
ーブ25には、図示しない射出シリンダによって図中で
左右方向に進退移動するプランジャチップ27が収容さ
れ、このプランジャチップ27の左方向への前進移動に
より、横射出スリーブ25内の溶融金属が金型キャビテ
ィに充填される。
【0019】一方、アルミニウム合金やマグネシウム合
金などからなる溶融金属29が収容される溶湯炉31に
は、水平配置された給湯管33の一端が接続され、給湯
管33の溶湯炉29側の近傍には、移送手段としての電
磁ポンプ35が設けられている。電磁ポンプ35は、給
湯管33の周囲に配置された電磁コイル37と、給湯管
33の内部に配置されたコア39とを備えて制御回路4
1によって駆動制御され、溶湯炉31内の溶融金属29
を図中で左方向へ給湯管33内を移送する。
【0020】溶湯炉31内には炉内湯面レベルセンサ4
2が設けられている。炉内湯面レベルセンサ42は、例
えば、照射したレーザ光の湯面での反射光を受光して湯
面レベルを検知する光センサからなるもので、その検知
信号は制御回路41に入力される。制御回路41は、炉
内湯面レベルセンサ42の検知信号を受けて、溶融金属
29の湯面レベルを、給湯可能範囲であるL1とL2との
間となるように、例えば図示しない溶湯補充装置を作動
させて、溶融金属を溶湯炉31に補充する。なお、湯面
レベルL3は、本装置の運転停止・メンテナンスなどで
給湯管33内の溶融金属を排湯する際のものである。
【0021】前記した横射出スリーブ25の図中で右側
端部の上部には、給湯口43が形成されている。給湯口
43には、鉛直方向に延長配置されたシリンダ45の下
端のノズル部45aが連通接続されている。シリンダ4
5は、内部が定量収容室46を構成しており、定量収容
室46には、給湯管33を経て送り込まれた溶融金属に
対して浮遊するフロート47が収容されている。
【0022】フロート47の上面には、上下方向に延長
される磁気スケール49の下端が連結され、磁気スケー
ル49の上部はシリンダ45の貫通孔45aを貫通して
上方に向けて突出している。磁気スケール49のシリン
ダ45の外部における図中で左側部に近接した位置に
は、ストロークセンサ51が設置されている。ストロー
クセンサ51の検出信号は制御回路41に入力され、こ
の検出信号の入力を受けた制御回路41は、フロート4
7の上下方向位置を確認し、これに基づきシリンダ47
内に収容される溶融金属の量を計量する。
【0023】給湯管33の先端部(図1中で左側端部)
が接続される部分のシリンダ31内には、図1中で紙面
に直交する方向に延長形成された切換手段としてのヒー
タ内蔵の切換弁53が、上記延長方向に向けて移動可能
に収容されている。切換弁53は、図1の拡大されたA
−A断面図である図2に示すように(ただし、図1と図
2とでは切換弁53の位置が異なる。)、円柱形状を呈
しており、シリンダ45の左右両側部から左右方向(図
1では紙面に直交する方向)に突出して形成された弁収
容部55内に、図2中で左右方向に移動可能に収容され
ている。この移動は、図示していないが電磁コイルによ
ってなされるものとし、電磁コイルは前記制御回路41
によって通電制御される。
【0024】切換弁53の図2中で右側には、給湯管3
3とシリンダ45内の定量収容室46とを連通可能な吐
出通路59が形成されている。切換弁53の図2中で左
側には、横射出スリーブ25の給湯口43と定量収容室
46とを連通可能な供給通路61が、上下方向に貫通し
て形成されている。供給通路61の定量収容室46側の
供給口61aは、開口面積が広くなるようにテーパ形状
となっている。
【0025】図2に示す状態の切換弁53は、中立位置
であり、このときシリンダ45の定量収容室46は、横
射出スリーブ25および給湯管33のいずれとも遮断さ
れた状態にある。この状態から切換弁53が図2中で左
方向へ移動すると、吐出通路59が給湯管33と定量収
容室46とを連通して図1に示す状態となる。この状態
で電磁ポンプ35の駆動により溶湯炉31内の溶融金属
29が、給湯管33を経て定量収容室46に送られる。
この状態での切換弁53の位置を、吐出位置とする。
【0026】また、図2の状態から切換弁53が右方向
へ移動すると、供給通路61が横射出スリーブ25と定
量収容室46とを連通する図3に示す状態となり、定量
収容室46内の溶融金属が自由落下により横射出スリー
ブ25へ供給される。この状態での切換弁53の位置
を、供給位置とする。
【0027】なお、給湯管33およびシリンダ45のそ
れぞれの周囲には、ヒータ63および65が設けられて
いる。また、シリンダ45には、定量収容室46に収容
されている溶融金属の温度を検出する温度センサ67が
設けられ、温度センサ67の検知信号は制御回路41に
入力される。この検知信号を受けた制御回路41は、ヒ
ータ63,65を駆動制御して溶融金属の温度を適正に
保持する。
【0028】次に、上記した構成の鋳造機の給湯装置に
おける動作を、図4に示すフローチャートに基づき説明
する。まず、1回の射出(鋳造)作業に必要な溶融金属
の量、すなわち給湯量と、溶融金属の温度を入力すると
(ステップ401)、この入力した給湯量に対応する定
量収容室46における溶融金属の液面レベルLが、設定
レベルSとして演算される(ステップ403)。
【0029】その後、電磁ポンプ35が運転されるが
(ステップ405)、このとき切換弁52は、図1のよ
うに、吐出位置として給湯管33と定量収容室46とを
吐出通路59介して連通させている。
【0030】電磁ポンプ53の運転により、溶湯炉31
内の溶融金属29が給湯管33を通り切換弁53の吐出
通路59を経て定量収容室46に送られる。溶融金属2
9の定量収容室46への流入により、定量収容室46に
おける溶融金属の液面レベルLが徐々に上昇し、これに
伴いフロート47も磁気スケール49とともに上昇し、
この上昇位置をストロークセンサ51が計測する(ステ
ップ407)。
【0031】上記液面レベルLが、前記した設定レベル
Sに到達し(ステップ409)、かつ温度センサ67に
よる溶融金属の温度が設定範囲内にあれば(ステップ4
11)、1回の射出作業に必要な量の適温の溶融金属
が、定量収容室46に収容されたとして、切換弁53
を、図3に示す供給位置に切り換えるとともに(ステッ
プ413)、電磁ポンプ35を停止させる(ステップ4
15)。
【0032】前記ステップ413における切換弁53の
切換動作後、所定時間経過して定量収容室46内の溶融
金属が自由落下により完全に横射出スリーブ25へ供給
されたら(ステップ417)、切換弁53を前記図2に
示す中立位置とし(ステップ419)、鋳造作業に移行
する。
【0033】すなわち、射出シリンダが作動してプラン
ジャチップ27が前進し(ステップ421)、横射出ス
リーブ25内の溶融金属が金型キャビティに充填され
る。金型キャビティに充填された溶融金属は、保圧され
(ステップ423)、続いてプランジャチップ27が後
退することで(ステップ425)鋳造作業が終了する。
【0034】ここで、切換弁53は、給湯管33と定量
収容室46とが吐出通路59を介して連通する吐出位置
に戻り(ステップ427)、炉内湯面レベルセンサ42
が、溶湯炉31内の溶融金属29の湯面レベルが給湯可
能なレベル範囲L1〜L2にあることを確認すると(ステ
ップ429)、前記ステップ405に戻って上記した動
作を繰り返す。上記湯面レベルが給湯可能な下限レベル
2を下回っている場合には、溶融金属を溶湯炉31に
補充する(ステップ430)。
【0035】上記した鋳造機の給湯装置によれば、1回
の射出動作に必要な量の溶融金属を、定量収容室46に
一旦収容した後、これを横射出スリーブ25に供給する
ようにしたので、給湯精度が向上するとともに、定量収
容室46の液面設定レベルSは、1回の射出動作に必要
な量に応じて適宜設定できるので、給湯量の設定および
可変化に容易に対応できる。
【0036】なお、上記第1の実施の形態では、電磁ポ
ンプ35に代えて、メカニカルポンプ、加圧気体圧送な
ど他の移送手段を用いても構わない。
【0037】図5は、この発明の第2の実施の形態を示
す鋳造機の給湯装置の全体構成図である。この実施の形
態は、給湯管33を、電磁ポンプ35を備えた給湯管本
体としての水平部分33aと、水平部分33aの図中で
右端部に上端が接続され、下端が溶融金属29中に挿入
される吸込管としての鉛直部分33bとで構成してい
る。鉛直部分33bの上端には、配管71の一端が接続
され、配管71の他端には、減圧手段としての真空ポン
プ73が接続されている。配管71には、給湯管33側
から順に、真空センサ75、二方弁77および圧力計7
9がそれぞれ接続されている。真空センサ75の検知信
号は、制御回路41に入力され、真空ポンプ73および
二方弁77は、制御回路41によってそれぞれ駆動制御
される。
【0038】その他の構成は、前記図1のものとほぼ同
様であり、図1と同様な構成に相当する部位には、図1
のものと同じ符号を付してある。ただし、ここでの横射
出スリーブ25は、図1のものに対して水平方向に90
度変化し、図5中で紙面に直交する方向に延長配置する
ものとして図示されている。
【0039】次に、上記図5に示した鋳造機の給湯装置
における動作を、図6に示すフローチャートに基づき説
明する。まず、1回の射出(鋳造)作業に必要な溶融金属
の量、すなわち給湯量と、溶融金属の温度を入力すると
(ステップ601)、この入力した給湯量に対応する定
量収容室46における溶融金属の液面レベルLが、設定
レベルSとして演算される(ステップ603)。
【0040】その後、真空ポンプ73および電磁ポンプ
35をそれぞれ運転する(ステップ605)。このと
き、切換弁53は、前記図2および図5に示すような中
立位置として給湯管33の端部を密閉し、二方弁77は
給湯管33と真空ポンプ73とを連通する開状態にある
とする。真空ポンプ73の運転後は、真空センサ75に
より真空度が常時チェックされている(ステップ60
7)。
【0041】真空ポンプ73の運転により給湯管33の
内部が減圧され、溶湯炉31内の溶融金属29が、給湯
管33の鉛直部分33bを吸い上げられて水平部分33
aに達すると、運転中の電磁ポンプ35により、溶融金
属29は切換弁53側へ移送される。その後、二方弁7
7を閉にするとともに(ステップ609)、真空ポンプ
73を停止させ(ステップ611)、さらに切換弁53
は、給湯管33と定量収容室46とを連通する吐出位置
にする(ステップ613)。
【0042】これにより、溶湯炉31内の溶融金属29
が給湯管33を通り切換弁53の吐出通路59を経て定
量収容室46に送られる。溶融金属29の定量収容室4
6への流入により、定量収容室46における溶融金属の
液面レベルLが徐々に上昇し、これに伴いフロート47
も磁気スケール49とともに上昇し、この上昇位置をス
トロークセンサ51が計測する(ステップ615)。
【0043】上記液面レベルLが、前記した設定レベル
Sに達し(ステップ617)、かつ温度センサ67によ
る溶融金属の温度が設定範囲内にあれば(ステップ61
9)、1回の射出作業に必要な量の適温の溶融金属が、
定量収容室46に収容されたとして、切換弁53を、図
3に示す供給位置に切り換える(ステップ621)とと
もに、電磁ポンプ35を停止させる(ステップ62
3)。
【0044】前記ステップ621における切換弁53の
切換動作後、所定時間経過して定量収容室46内の溶融
金属が自由落下により完全に横射出スリーブ25へ供給
されたら(ステップ625)、切換弁53を前記図2お
よび図5に示す中立位置とし(ステップ627)、鋳造
作業に移行する。
【0045】すなわち、射出シリンダが作動してプラン
ジャチップ27が前進し(ステップ629)、横射出ス
リーブ25内の溶融金属が金型キャビティに充填され
る。金型キャビティに充填された溶融金属は、保圧され
(ステップ631)、続いてプランジャチップ27が後
退して(ステップ633)鋳造作業が終了し、二方弁7
7を開とした後(ステップ635)、前記ステップ60
5に戻って上記した動作を繰り返す。
【0046】上記図5の実施の形態においても、前記図
1のものと同様な作用効果を奏する。また、この場合、
給湯管33内の溶融金属を、本装置の運転停止・メンテ
ナンスなどで排湯する際には、真空ポンプ73による減
圧を解除するだけでよく、溶湯炉31内の溶湯金属を排
湯する必要がないので、作業性が向上する。
【0047】なお、図5に示すように、溶湯炉31内の
溶融金属29は、湯面レベルをL1とL2との間に保持す
るように、前記図1に示した炉内湯面レベルセンサなど
を用いて制御する必要がある。
【0048】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項1の発
明によれば、溶湯炉内の溶融金属は、移送手段によって
給湯管を経て定量収容室に一旦移送され、ここから横射
出スリーブへ規定量供給されるので、溶融金属の横射出
スリーブへの供給量を、定量収容室にて適宜設定するこ
とで、給湯精度の向上および給湯量の可変化に容易に対
応できる。
【0049】請求項2の発明によれば、定量収容室に
は、収容される溶融金属に対して浮遊するフロートが収
容され、このフロートの上下方向位置により定量収容室
に収容される溶融金属の量を計量するようにしたので、
横射出スリーブへの規定の給湯量を、フロートの上下位
置により確実に計量することができる。
【0050】請求項3の発明によれば、移送手段は、電
磁ポンプで構成されているため、電磁ポンプの作動によ
り、溶湯炉内の溶融金属が、給湯管を経て定量収容室へ
確実に送ることができる。
【0051】請求項4の発明によれば、減圧手段により
給湯管内を減圧することで、溶湯炉内の溶融金属は吸込
管を吸い上げられ、給湯管本体に設けてある電磁ポンプ
の作動により、吸い上げられた溶融金属を、定量収容室
に規定量移送することができる。また、給湯管本体内の
溶融金属を、本装置の運転停止・メンテナンスなどで排
湯する際には、減圧手段による減圧を解除するだけでよ
く、溶湯炉内の溶湯金属を排湯する必要がないので、作
業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す鋳造機の給
湯装置の全体構成図である。
【図2】図1の拡大されたA−A断面図である。
【図3】図1の給湯装置における切換弁が供給位置にあ
る状態での断面図である。
【図4】図1の給湯装置の動作を示すフローチャートで
ある。
【図5】この発明の第2の実施の形態を示す鋳造機の給
湯装置の全体構成図である。
【図6】図5の給湯装置の動作を示すフローチャートで
ある。
【図7】従来例を示すコールドチャンバ形ダイカストマ
シンの断面図である。
【符号の説明】 25 横射出スリーブ 29 溶融金属 31 溶湯炉 33 給湯管 33a 水平部分(給湯管本体) 33b 鉛直部分(吸込管) 35 電磁ポンプ(移送手段) 43 給湯口 46 定量収容室 47 フロート 53 切換弁(切換手段) 73 真空ポンプ(減圧手段)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年7月13日(1999.7.1
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融金属を収容する溶湯炉と、この溶湯
    炉に一端が連通する給湯管と、金型キャビティに接続さ
    れる横射出スリーブの上部に形成された給湯口に下端が
    接続され、前記溶湯炉から前記給湯管を経て送られた溶
    融金属を規定量収容する定量収容室と、この定量収容室
    に前記溶湯炉内の溶融金属を移送する移送手段とをそれ
    ぞれ備え、前記給湯管と横射出スリーブの給湯口と定量
    収容室との相互間に、給湯管と定量収容室とを連通する
    状態と、定量収容室と横射出スリーブの給湯口とを連通
    する状態とに切換変位可能な切換手段を設けたことを特
    徴とする鋳造機の給湯装置。
  2. 【請求項2】 定量収容室には、収容される溶融金属に
    対し浮遊してその液面の上下動に追随して上下動するフ
    ロートが収容され、このフロートの上下方向位置により
    定量収容室に収容される溶融金属の量を計量することを
    特徴とする請求項1記載の鋳造機の給湯装置。
  3. 【請求項3】 移送手段は、電磁ポンプで構成されてい
    ることを特徴とする請求項1または2記載の鋳造機の給
    湯装置。
  4. 【請求項4】 給湯管は、下端が溶融金属中に浸漬され
    る吸込管と、この吸込管の上端に一端が接続され、他端
    が切換弁側に接続されて電磁ポンプを備えた給湯管本体
    とから構成され、前記切換弁は、前記給湯管本体の他端
    を密閉する状態に切換可能であるとともに、前記給湯管
    内を減圧して溶湯炉内の溶融金属を給湯管まで吸い込ま
    せる減圧手段を設けたことを特徴とする請求項3記載の
    鋳造機の給湯装置。
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