JP2024066094A - Device and system for supplying molten metal and molding system - Google Patents

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Abstract

To provide a device for supplying molten metal from a furnace to an injection sleeve without using a ladle.SOLUTION: A vessel 37 of a device 35 for supplying molten metal has: an inflow port 37b through which the molten metal from a furnace 33 flows; a measuring chamber 37a that accommodates the molten metal flowing into the inflow port 37b; and an outflow port 37c that allows the molten metal in the measuring chamber 37a to flow out to an injection device 9. A valve plug 39 is interposed among the inflow port 37b, the measuring chamber 37a, and the outflow port 37c, and is movable between the inflow position α1 and the outflow position α2. The inflow position α1 is a position that allows the inflow port 37b and the measuring chamber 37a to communicate with each other and shuts off the outflow port 37c from the inflow port 37b and the measuring chamber 37a. The outflow position α2 is the position where the measuring chamber 37a and the outflow port 37c are connected and the inflow port 37b is shut off from the measuring chamber 37a and the outflow port 37c. The valve plug 39 moves between the inflow position α1 and the outflow position α2 by rotation with respect to the vessel 37.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、ダイカストマシン等の成形機に溶融状態(液状)の金属材料(「溶湯」ということがある。)を供給する給湯装置に関し、また、給湯装置を含む給湯システム、及び給湯装置を含む成形システムに関する。 This disclosure relates to a water heater that supplies molten (liquid) metal material (sometimes called "molten metal") to a molding machine such as a die-casting machine, and also to a water heater system that includes the water heater, and a molding system that includes the water heater.

ダイカストマシンは、例えば、金型の内部に通じる射出スリーブと、射出スリーブに供給された溶湯を金型の内部に押し出すプランジャとを有している。このようなダイカストマシンとして、溶湯を保持する炉内に射出スリーブ及びプランジャが位置していないコールドチャンバマシンが知られている。コールドチャンバマシンの射出スリーブへ溶湯を供給する給湯装置は、一般に、炉内の溶湯をラドルによって汲み出し、汲み出した溶湯をラドルから射出スリーブへ注ぐ。また、ラドルによらずに、コールドチャンバマシン(又はこれに類するマシン)の射出スリーブへ溶湯を供給する給湯装置も提案されている(例えば特許文献1~6)。 A die casting machine, for example, has an injection sleeve that opens into the interior of the mold, and a plunger that pushes the molten metal supplied to the injection sleeve into the interior of the mold. A cold chamber machine is known as such a die casting machine, in which the injection sleeve and plunger are not located inside the furnace that holds the molten metal. A water supply device that supplies molten metal to the injection sleeve of a cold chamber machine generally pumps the molten metal from the furnace using a ladle, and pours the pumped molten metal from the ladle into the injection sleeve. Water supply devices that supply molten metal to the injection sleeve of a cold chamber machine (or similar machines) without using a ladle have also been proposed (for example, Patent Documents 1 to 6).

特許文献3に開示されている給湯装置は、1ショット分の溶湯を収容する容器と、容器内に位置している弁体とを有している。上記容器は、炉内に通じている流入口と、流入口から流入した溶湯を収容する計量室と、計量室の溶湯を射出スリーブへ流出させる流出口とを有している。弁体は、流入口、計量室及び流出口の間に介在している。そして、弁体は、流入口と計量室とを通じさせるとともに流出口を流入口及び計量室から遮断する流入位置と、計量室と流出口とを通じさせるとともに流入口を計量室及び流出口から遮断する流出位置との間で移動する。 The water heater disclosed in Patent Document 3 has a container that holds one shot of molten metal and a valve body located in the container. The container has an inlet that communicates with the inside of a furnace, a measuring chamber that holds the molten metal that flows in from the inlet, and an outlet that allows the molten metal in the measuring chamber to flow out to the injection sleeve. The valve body is interposed between the inlet, the measuring chamber, and the outlet. The valve body moves between an inlet position that connects the inlet and the measuring chamber and blocks the outlet from the inlet and the measuring chamber, and an outlet position that connects the measuring chamber and the outlet and blocks the inlet from the measuring chamber and the outlet.

特許文献3において、弁体は、より詳細には、平行移動によって、流入位置と流出位置との間を移動する。平行移動の方向は、計量室から弁体への方向と、流入口から弁体への方向と、流出口から弁体への方向とに直交する方向とされている。また、弁体は、当該弁体を貫通する2つの流路(第1流路及び第2流路)を有している。流入位置では、第1流路の一端が流入口に接続されるとともに、第1流路の他端が計量室に接続され、これにより、流入口と計量室とが通じる。流出位置では、第2流路の一端が計量室に接続されるとともに、第2流路の他端が流出口に接続され、これにより、計量室と流出口とが通じる。 In Patent Document 3, more specifically, the valve body moves between the inflow position and the outflow position by translation. The direction of translation is perpendicular to the direction from the metering chamber to the valve body, the direction from the inlet to the valve body, and the direction from the outlet to the valve body. The valve body also has two flow paths (a first flow path and a second flow path) that pass through the valve body. At the inflow position, one end of the first flow path is connected to the inlet and the other end of the first flow path is connected to the metering chamber, thereby communicating between the inlet and the metering chamber. At the outflow position, one end of the second flow path is connected to the metering chamber and the other end of the second flow path is connected to the outlet, thereby communicating between the metering chamber and the outlet.

特開2020-189297号公報JP 2020-189297 A 特開2001-18052号公報JP 2001-18052 A 特開2001-18053号公報JP 2001-18053 A 特開2018-69293号公報JP 2018-69293 A 特開2014-188588号公報JP 2014-188588 A 特開平7-136753号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-136753

上述した給湯装置は、それぞれ長所及び短所を有している。従って、ラドルによらずに、炉の溶湯を射出スリーブへ供給する新たな構成の給湯装置、給湯システム及び成形システムが待たれる。 Each of the above-mentioned water supply devices has advantages and disadvantages. Therefore, a new water supply device, water supply system, and molding system that supplies molten metal from the furnace to the injection sleeve without using a ladle is awaited.

本開示の一態様に係る給湯装置は、炉からの溶湯が流入する流入口と、前記流入口に流入した溶湯を収容する計量室と、前記計量室の溶湯を射出装置へ流出させる流出口とを有している容器と、前記流入口、前記計量室及び前記流出口の間に介在しており、前記流入口と前記計量室とを通じさせるとともに前記流出口を前記流入口及び前記計量室から遮断する流入位置と、前記計量室と前記流出口とを通じさせるとともに前記流入口を前記計量室及び前記流出口から遮断する流出位置との間で移動可能な弁体と、を有しており、前記弁体は、前記容器に対する回転によって前記流入位置と前記流出位置との間で移動する。 A water heater according to one aspect of the present disclosure includes a container having an inlet through which molten metal from a furnace flows, a measuring chamber that contains the molten metal that has flowed into the inlet, and an outlet through which the molten metal in the measuring chamber flows out to an injection device, and a valve body that is interposed between the inlet, the measuring chamber, and the outlet and is movable between an inlet position that connects the inlet to the measuring chamber and blocks the outlet from the inlet and the measuring chamber, and an outlet position that connects the measuring chamber to the outlet and blocks the inlet from the measuring chamber and the outlet, and the valve body moves between the inlet position and the outlet position by rotating relative to the container.

本開示の一態様に係る給湯システムは、上記給湯装置と、前記炉と、を有している。 A hot water supply system according to one aspect of the present disclosure includes the hot water supply device and the furnace.

本開示の一態様に係るダイカストシステムは、上記給湯装置と、前記射出装置を含む成形機と、を有している。 A die casting system according to one aspect of the present disclosure includes the above-mentioned hot water supply device and a molding machine including the above-mentioned injection device.

上記の構成によれば、例えば、ラドルによらずに、新たな構成によって、炉の溶湯を射出スリーブに供給することができる。 According to the above configuration, for example, the molten metal from the furnace can be supplied to the injection sleeve by using a new configuration without using a ladle.

実施形態に係るダイカストマシンの要部の構成を示す側面図。FIG. 2 is a side view showing the configuration of a main part of the die casting machine according to the embodiment. 実施形態に係る給湯システムの要部の構成を示す模式的な断面図。1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a main part of a hot water supply system according to an embodiment. 図2とは異なる状態で図2の給湯システムを示す模式的な断面図。3 is a schematic cross-sectional view showing the hot water supply system of FIG. 2 in a state different from that of FIG. 2 . 図2のIV-IV線における断面図。4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2 . 給湯に係る処理の手順の一例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of a procedure of a process related to hot water supply. 給湯装置が有する弁体の動作を説明する模式図。5A to 5C are schematic diagrams illustrating the operation of a valve body provided in the water heating device. 図7(a)及び図7(b)は給湯装置が有するガス圧回路の他の例を示す模式図。7( a ) and 7 ( b ) are schematic diagrams showing other examples of the gas pressure circuit of the water heater. 炉と給湯装置とを接続する接続管の他の例を示す模式図。FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of a connecting pipe that connects a furnace and a water heater. 給湯装置が有する弁体及びその周辺部の他の例を示す模式図。FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of a valve body and its surroundings provided in the water heating apparatus.

以下、図面を参照して、本開示に係る複数の態様について説明する。なお、複数の態様のうち相対的に後に説明される態様については、基本的に、先に説明された態様との相違点についてのみ述べる。特に言及が無い事項については、先に説明された態様と同様とされたり、先に説明された態様から類推されたりしてよい。また、複数の態様において互いに対応する構成については、相違点があっても、便宜上、互いに同一の符号を付すことがある。 Below, multiple aspects of the present disclosure will be described with reference to the drawings. Note that for aspects that are described relatively later among the multiple aspects, only the differences from the previously described aspects will basically be described. Matters that are not specifically mentioned may be considered to be the same as the previously described aspects or may be inferred from the previously described aspects. Furthermore, for configurations that correspond to each other in multiple aspects, the same reference numerals may be used for convenience, even if there are differences.

(実施形態の概要)
図1は、実施形態に係るダイカストマシン1の構成を模式的に示す側面図(一部に断面図を含む。)である。この図の紙面に沿う上下方向は鉛直方向である。
(Overview of the embodiment)
1 is a side view (partially including a cross-sectional view) showing a schematic configuration of a die casting machine 1 according to an embodiment of the present invention. The up-down direction along the surface of the drawing is the vertical direction.

ダイカストマシン1は、金型101内(空間107)に不図示の溶湯を充填することによってダイカスト品(上位概念では成形品)を作製する。空間107への溶湯の充填は、空間107に通じるスリーブ21内の溶湯がプランジャ23によって押し出されることによって行われる。スリーブ21内への溶湯の供給は、スリーブ21の上面に開口している給湯口21aへ溶湯が注がれることによって行われる。 The die casting machine 1 produces a die cast product (a molded product in a broader sense) by filling the die 101 (space 107) with molten metal (not shown). Filling the space 107 with molten metal is achieved by pushing out the molten metal in the sleeve 21, which communicates with the space 107, with the plunger 23. The molten metal is supplied to the sleeve 21 by pouring it into the molten metal supply port 21a that opens on the top surface of the sleeve 21.

図2及び図3は、給湯口21aへ溶湯を供給する給湯システム31の構成を模式的に示す断面図である。図2は、給湯前の状態を示しており、図3は、給湯後の状態を示している。これらの図の紙面に沿う上下方向は鉛直方向である。図1の紙面左右方向と、図2及び図3の紙面左右方向との関係は任意である。図3では、図2及び図3の紙面貫通方向が図1の紙面左右方向に概ね一致するような態様を想定して、スリーブ21の断面を2点鎖線で示している。 Figures 2 and 3 are cross-sectional views showing a schematic configuration of a hot water supply system 31 that supplies molten metal to the hot water supply port 21a. Figure 2 shows the state before hot water supply, and Figure 3 shows the state after hot water supply. The up-down direction along the paper surface of these figures is the vertical direction. The relationship between the left-right direction of the paper surface of Figure 1 and the left-right direction of the paper surfaces of Figures 2 and 3 is arbitrary. In Figure 3, the cross section of the sleeve 21 is shown by a two-dot chain line, assuming a state in which the direction penetrating the paper surface of Figures 2 and 3 roughly coincides with the left-right direction of the paper surface of Figure 1.

給湯システム31は、溶湯Mtを保持している炉33と、炉33から溶湯が供給される給湯装置35とを有している。給湯装置35は、図2に示すように、1回の成形サイクル(1ショット)に係る溶湯を容器37に収容する。そして、給湯装置35は、図3において矢印a1により示すように、容器37の下方に位置する給湯口21aへ溶湯を注ぐ。 The molten metal supply system 31 includes a furnace 33 that holds the molten metal Mt, and a molten metal supply device 35 to which the molten metal is supplied from the furnace 33. As shown in FIG. 2, the molten metal supply device 35 stores the molten metal for one molding cycle (one shot) in a container 37. Then, the molten metal supply device 35 pours the molten metal into the molten metal supply port 21a located below the container 37, as shown by the arrow a1 in FIG. 3.

給湯装置35は、上記の容器37と、溶湯の流れを制御する弁体39とを有している。容器37は、炉33から溶湯が流入する流入口37bと、流入口37bに流入した溶湯を収容する計量室37aと、計量室37aの溶湯をスリーブ21へ流出させる流出口37cとを有している。弁体39は、流入口37b、計量室37a及び流出口37cの間に介在している。そして、弁体39は、流入口37b、計量室37a及び流出口37cの間の流れを許容及び禁止する。 The molten metal supply device 35 has the above-mentioned container 37 and a valve body 39 that controls the flow of molten metal. The container 37 has an inlet 37b through which the molten metal flows from the furnace 33, a measuring chamber 37a that contains the molten metal that has flowed into the inlet 37b, and an outlet 37c that allows the molten metal in the measuring chamber 37a to flow out to the sleeve 21. The valve body 39 is interposed between the inlet 37b, the measuring chamber 37a, and the outlet 37c. The valve body 39 allows and prohibits flow between the inlet 37b, the measuring chamber 37a, and the outlet 37c.

具体的には、弁体39は、図2に示す流入位置α1と、図3に示す流出位置α2との間で移動可能である。流入位置α1では、弁体39は、流入口37bと計量室37aとを通じさせるとともに流出口37cを流入口37b及び計量室37aから遮断する。これにより、炉33の溶湯を計量室37aへ供給して1ショットに係る溶湯を計量室37aに保持させることができる。流出位置α2では、弁体39は、計量室37aと流出口37cとを通じさせるとともに流入口37bを計量室37a及び流出口37cから遮断する。これにより、計量室37aに保持されている溶湯を給湯口21aへ注ぐことができる。弁体39の流入位置α1と流出位置α2との間の移動は、図2及び図3の紙面に直交する回転軸AX1(図4)の回りの弁体39の回転によって実現される。 Specifically, the valve body 39 can move between an inflow position α1 shown in FIG. 2 and an outflow position α2 shown in FIG. 3. At the inflow position α1, the valve body 39 connects the inflow port 37b to the measuring chamber 37a and blocks the outflow port 37c from the inflow port 37b and the measuring chamber 37a. This allows the molten metal in the furnace 33 to be supplied to the measuring chamber 37a and the molten metal for one shot to be held in the measuring chamber 37a. At the outflow position α2, the valve body 39 connects the measuring chamber 37a to the outflow port 37c and blocks the inflow port 37b from the measuring chamber 37a and the outflow port 37c. This allows the molten metal held in the measuring chamber 37a to be poured into the supply port 21a. The movement of the valve body 39 between the inflow position α1 and the outflow position α2 is realized by the rotation of the valve body 39 around a rotation axis AX1 (FIG. 4) perpendicular to the paper plane of FIGS. 2 and 3.

弁体39の移動が回転によって実現されることから、種々の効果が奏される。 Since the movement of the valve body 39 is achieved by rotation, various effects are achieved.

例えば、図2のIV-IV線における断面図である図4に示すように、容器37を貫通する軸支孔37hに弁体39を挿入する態様について考える。弁体39は、軸支孔37hへの挿入方向に平行な回転軸AX1の回りに回転可能とされる。弁体39の外周面と当該外周面に対向する軸支孔37hの内周面とをテーパ状とする。 For example, consider a case where a valve body 39 is inserted into a shaft support hole 37h that penetrates a container 37, as shown in Figure 4, which is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Figure 2. The valve body 39 is rotatable about a rotation axis AX1 that is parallel to the direction of insertion into the shaft support hole 37h. The outer peripheral surface of the valve body 39 and the inner peripheral surface of the shaft support hole 37h that faces the outer peripheral surface are tapered.

このような態様では、回転軸AX1に平行な方向における弁体39の位置調整によって、弁体39の外周面と軸支孔37hの内周面との隙間を調整することができる。及び/又は、弁体39に対して大径側から小径側への方向に付与する力の大きさを調整することによって、弁体39の外周面と軸支孔37hの内周面との接触圧を調整することができる。 In this embodiment, the gap between the outer circumferential surface of the valve body 39 and the inner circumferential surface of the shaft support hole 37h can be adjusted by adjusting the position of the valve body 39 in a direction parallel to the rotation axis AX1. And/or, the contact pressure between the outer circumferential surface of the valve body 39 and the inner circumferential surface of the shaft support hole 37h can be adjusted by adjusting the magnitude of the force applied to the valve body 39 in the direction from the larger diameter side to the smaller diameter side.

上記のような調整によって、例えば、隙間を小さくして(及び/又は接触圧を大きくして)溶湯が漏れる蓋然性を低減できる。あるいは、接触圧を小さくして(及び/又は隙間を大きくして)弁体39の摺動抵抗が過度に大きくなる蓋然性を低減できる。別の観点では、トレードオフの関係にある、漏れの蓋然性の低減と摺動抵抗の低減とを、バランスさせることが容易化される。 By making the above adjustments, for example, the gap can be narrowed (and/or the contact pressure can be increased) to reduce the likelihood of the molten metal leaking. Alternatively, the contact pressure can be narrowed (and/or the gap can be increased) to reduce the likelihood of the sliding resistance of the valve body 39 becoming excessively large. From another perspective, it becomes easier to balance the trade-off between reducing the likelihood of leakage and reducing the sliding resistance.

また、上記のような調整ができることから、例えば、弁体39の外周面及び軸支孔37hの内周面が摩耗しても、隙間の大きさ及び接触圧を適宜なものに再調整することができる。別の観点では、弁体39及び軸支孔37hを高精度に加工する必要性が低減される。 In addition, because the above-mentioned adjustments are possible, even if the outer circumferential surface of the valve body 39 and the inner circumferential surface of the shaft support hole 37h wear, the size of the gap and the contact pressure can be readjusted appropriately. From another perspective, the need to machine the valve body 39 and the shaft support hole 37h with high precision is reduced.

また、例えば、弁体39が回転することから、図2及び図3の比較から理解されるように、流入位置α1において流入口37bに位置していた弁体39の第1ポート39aを、流出位置α2において計量室37aに位置させることができる。より上位概念で言えば、流入位置α1において流入口37b及び計量室37aのいずれかに位置していた部分を、流出位置α2において計量室37a及び流出口37cのいずれかに位置させることが容易化される。 In addition, for example, because the valve body 39 rotates, as can be seen from a comparison of Figures 2 and 3, the first port 39a of the valve body 39, which was located at the inlet 37b at the inlet position α1, can be positioned in the metering chamber 37a at the outlet position α2. In more general terms, it becomes easier to position the part that was located at either the inlet 37b or the metering chamber 37a at the inlet position α1 in either the metering chamber 37a or the outlet 37c at the outlet position α2.

その結果、例えば、計量室37aへの溶湯の流入に利用した弁体39の流路39dを、計量室37aからの溶湯の流出に兼用することが容易化される。これにより、例えば、特許文献3のように、計量室へ溶湯を流入させる流路と、計量室から溶湯を流出させる流路とを別個に設けた態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれてよい。)に比較して、弁体39の構成が簡素化される。 As a result, for example, the flow path 39d of the valve body 39 used for the inflow of molten metal into the measuring chamber 37a can be easily used for the outflow of molten metal from the measuring chamber 37a. This simplifies the configuration of the valve body 39 compared to an embodiment in which a flow path for the inflow of molten metal into the measuring chamber and a flow path for the outflow of molten metal from the measuring chamber are provided separately, as in Patent Document 3 (this embodiment may also be included in the technology related to the present disclosure).

また、例えば、上記のように流入用及び流出用の2本の流路を設けた場合には、スリーブ21へ給湯を完了したときに、流出用の流路の内面に溶湯が付着して残存していると、その残存した溶湯は、次の成形サイクルまで流出用の流路に残存する。この残存する溶湯は、通常、意図されたものではなく、また、成形サイクル毎に量が異なる。そして、次の成形サイクルにおいてスリーブ21へ給湯を行うときに、流出用の流路に残存していた溶湯もスリーブ21へ供給される。その結果、残存した溶湯の量が、次の成形サイクルの湯量の誤差として現れる蓋然性が高くなる。 For example, when two flow paths, one for inflow and one for outflow, are provided as described above, if molten metal remains adhering to the inner surface of the outflow flow path when the supply of molten metal to the sleeve 21 is completed, the remaining molten metal will remain in the outflow flow path until the next molding cycle. This remaining molten metal is usually unintended, and the amount differs for each molding cycle. Then, when supplying molten metal to the sleeve 21 in the next molding cycle, the molten metal remaining in the outflow flow path is also supplied to the sleeve 21. As a result, there is a high probability that the amount of remaining molten metal will appear as an error in the amount of molten metal in the next molding cycle.

一方、流入及び流出の双方に同じ流路39dが用いられる態様では、流路39dに残存した溶湯は、次の成形サイクルのために計量室37aに流れ込む溶湯に吸収される。そして、残存した溶湯を含めて溶湯の計量が計量室37aにおいて行われる。その結果、残存した溶湯が誤差として現れる蓋然性が低減される。 On the other hand, in an embodiment in which the same flow path 39d is used for both inflow and outflow, the molten metal remaining in the flow path 39d is absorbed by the molten metal flowing into the measuring chamber 37a for the next molding cycle. The molten metal, including the remaining molten metal, is then measured in the measuring chamber 37a. As a result, the likelihood that the remaining molten metal will appear as an error is reduced.

実施形態に係る給湯システム31は、弁体39が回転する構成に加えて、他の種々の好適な構成を有していてよい。 In addition to the configuration in which the valve body 39 rotates, the hot water supply system 31 according to the embodiment may have various other suitable configurations.

例えば、給湯装置35は、不活性ガス(例えば窒素又はアルゴン)を計量室37aに供給するガス圧回路41を有していてよい。不活性ガスの供給によって、例えば、溶湯の酸化が低減され、成形品の品質が向上する。ガス圧回路41は、計量室37a内の不活性ガスを吸引して計量室37a内の湯面を上昇させたり、計量室37a内の不活性ガスの圧力を上昇させて計量室37a内の溶湯を押し出したりすることに利用されてもよい。 For example, the molten metal supply device 35 may have a gas pressure circuit 41 that supplies an inert gas (e.g., nitrogen or argon) to the measuring chamber 37a. Supplying the inert gas reduces oxidation of the molten metal, for example, and improves the quality of the molded product. The gas pressure circuit 41 may be used to suck in the inert gas in the measuring chamber 37a to raise the molten metal surface in the measuring chamber 37a, or to increase the pressure of the inert gas in the measuring chamber 37a to push out the molten metal in the measuring chamber 37a.

また、例えば、炉33は、比較的少量(例えば1ショット分に相当する量)の金属材料を成形サイクルの繰り返しに応じて順次溶解する小容量の構成とされてよい。これにより、例えば、炉33から放出される熱が低減され、必要なエネルギーが低減される。 Furnace 33 may be configured with a small capacity to sequentially melt a relatively small amount of metal material (e.g., an amount equivalent to one shot) as the molding cycle is repeated. This reduces, for example, the heat emitted from furnace 33 and the required energy.

以上が実施形態の概要である。以下では、概略、下記の順に実施形態について説明する。なお、ダイカストマシン1と給湯システム31又は給湯装置35との組み合わせをダイカストシステムDS(符号は図1)と称することがある。
1.ダイカストマシン(図1)
2.給湯装置の構成
2.1.容器(図2及び図3)
2.2.弁体
2.2.1.基本構成(図2及び図3)
2.2.2.弁体のテーパ形状(図4)
2.3.弁体を回転させる駆動部(図4)
2.4.弁体と軸支孔との関係の調整機構(図4)
2.4.1.図示の例の調整機構
2.4.2.調整機構の他の例
2.5.ガス圧回路(図2及び図3)
2.5.1.ガス圧回路全般
2.5.2.不活性ガスの供給に係る構成
2.5.3.不活性ガスの吸引に係る構成
2.5.4.ガス圧回路のその他の構成
3.炉(図2及び図3)
4.炉と給湯装置との接続管
5.湯量の計量方法
6.給湯システムの動作
6.1.成形サイクルにおける動作
6.2.ディザに係る動作(図6)
7.ガス圧回路の他の例(図7(a)及び図7(b))
8.炉と給湯装置との接続管に係る他の例(図8)
9.弁体及びその周辺部の他の例(図9)
10.実施形態のまとめ
The above is an overview of the embodiment. The embodiment will be described below in the following order: A combination of the die casting machine 1 and the molten metal supply system 31 or the molten metal supply device 35 is sometimes referred to as a die casting system DS (reference numeral in FIG. 1 ).
1. Die casting machine (Fig. 1)
2. Configuration of the hot water supply device 2.1. Container (Figs. 2 and 3)
2.2. Valve body 2.2.1. Basic structure (Figs. 2 and 3)
2.2.2. Tapered shape of the valve disc (Figure 4)
2.3. Drive unit that rotates the valve disc (Figure 4)
2.4. Mechanism for adjusting the relationship between the valve body and the shaft support hole (Figure 4)
2.4.1. Adjustment mechanism of the illustrated example 2.4.2. Other examples of the adjustment mechanism 2.5. Gas pressure circuit (Figs. 2 and 3)
2.5.1. General gas pressure circuit 2.5.2. Components related to inert gas supply 2.5.3. Components related to inert gas suction 2.5.4. Other components of the gas pressure circuit 3. Furnace (Figs. 2 and 3)
4. Connection pipe between furnace and molten metal supply device 5. Method for measuring the amount of molten metal 6. Operation of molten metal supply system 6.1. Operation during molding cycle 6.2. Operation related to dither (Fig. 6)
7. Other examples of gas pressure circuits (FIGS. 7(a) and 7(b))
8. Another example of the connecting pipe between the furnace and the water heater (Fig. 8)
9. Other examples of valve body and its surroundings (Figure 9)
10. Summary of the embodiment

(1.ダイカストマシン)
図1に例示するダイカストマシン1は、上述の実施形態の概要で述べたように、液状の金属材料(溶湯)を金型101内に射出する。金属の種類は、任意であり、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金である。一般に、コールドチャンバマシンは、給湯システム(給湯装置及び炉)とは別個の構成として扱われる。実施形態の説明でも、便宜上、ダイカストマシン1と、給湯システム31とが別個のものであることを前提とした表現を用いる。
(1. Die casting machine)
As described above in the overview of the embodiment, the die casting machine 1 illustrated in FIG. 1 injects a liquid metal material (molten metal) into a die 101. The type of metal is arbitrary, for example, aluminum or an aluminum alloy. In general, a cold chamber machine is treated as a separate configuration from a hot water supply system (a hot water supply device and a furnace). For convenience, the description of the embodiment will be given using expressions that assume that the die casting machine 1 and the hot water supply system 31 are separate entities.

金型101は、例えば、固定型103及び移動型105を含んでいる。金型101の溶湯が充填される空間107の主たる部分は、固定型103と移動型105との間に構成される。固定型103は、移動しない型である。移動型105は、固定型103との対向方向(型開閉方向)に移動する型である。型開閉方向は、例えば、水平方向である。本実施形態の説明では、便宜上、固定型103又は移動型105の断面を1種類のハッチングで示すが、これらの金型は、直彫り式のものであってもよいし、入れ子式のものであってもよい。また、固定型103及び移動型105には、中子などが組み合わされてもよい。 The mold 101 includes, for example, a fixed mold 103 and a movable mold 105. The main part of the space 107 in which the molten metal of the mold 101 is filled is formed between the fixed mold 103 and the movable mold 105. The fixed mold 103 is a mold that does not move. The movable mold 105 is a mold that moves in a direction opposite to the fixed mold 103 (the mold opening and closing direction). The mold opening and closing direction is, for example, a horizontal direction. In the explanation of this embodiment, for convenience, the cross section of the fixed mold 103 or the movable mold 105 is shown with one type of hatching, but these molds may be of a direct engraving type or a nesting type. In addition, a core or the like may be combined with the fixed mold 103 and the movable mold 105.

ダイカストマシン1は、種々の構成とされてよく、例えば、公知の構成と同様とされて構わない。なお、公知の構成及び動作とされて構わない構成及び動作については、適宜に説明を省略する。 The die casting machine 1 may have various configurations, for example, may be similar to a known configuration. Note that descriptions of configurations and operations that may be known configurations and operations will be omitted as appropriate.

ダイカストマシン1は、例えば、成形のための機械的動作を行うマシン本体3と、マシン本体3の動作を制御するコントローラ5と、コントローラ5とオペレータとを仲介するインターフェース13と、を有している。マシン本体3は、例えば、金型101の開閉及び型締めを行う型締装置7と、型締めされた金型101に溶湯を射出する射出装置9と、ダイカスト品を固定型103又は移動型105(図1では移動型105)から押し出す押出装置11とを有している。 The die-casting machine 1 has, for example, a machine body 3 that performs mechanical operations for molding, a controller 5 that controls the operation of the machine body 3, and an interface 13 that mediates between the controller 5 and an operator. The machine body 3 has, for example, a clamping device 7 that opens and closes and clamps the mold 101, an injection device 9 that injects molten metal into the clamped mold 101, and an extrusion device 11 that extrudes the die-cast product from a fixed mold 103 or a movable mold 105 (movable mold 105 in FIG. 1).

成形サイクルにおいて、型締装置7は、移動型105を固定型103へ向かって移動させ、型閉じを行う。さらに、型締装置7は、タイバー(符号省略)の伸長量に応じた型締力を金型101に付与して型締めを行う。型締めされた金型101内には空間107が構成される。射出装置9は、その空間107へ溶湯を射出・充填する。空間107の溶湯は、金型101に熱を奪われて冷却され、凝固する。すなわち、溶湯は成形品になる。その後、型締装置7は、移動型105を固定型103から離れる方向へ移動させて型開きを行う。この際、又はその後、押出装置11は、移動型105から成形品を押し出す。 In the molding cycle, the clamping device 7 moves the movable mold 105 towards the fixed mold 103 to close the mold. Furthermore, the clamping device 7 applies a clamping force to the mold 101 according to the extension amount of the tie bar (reference number omitted) to clamp the mold. A space 107 is formed inside the clamped mold 101. The injection device 9 injects and fills the space 107 with molten metal. The molten metal in the space 107 is cooled and solidified by the heat absorbed by the mold 101. In other words, the molten metal becomes a molded product. The clamping device 7 then moves the movable mold 105 away from the fixed mold 103 to open the mold. At this time, or afterwards, the extrusion device 11 extrudes the molded product from the movable mold 105.

射出装置9は、既述のスリーブ21及びプランジャ23と、プランジャ23を駆動する駆動部27と、を有している。スリーブ21は、例えば、概略、筒状(例えば円筒状)の部材であり、固定型103に対して固定的に設けられている。プランジャ23は、スリーブ21内を摺動するプランジャチップ23aと、前端がプランジャチップ23aに固定されているプランジャロッド23bとを有している、駆動部27は、例えば、プランジャロッド23bの後端に連結されており、プランジャロッド23bを前進(図1の左側への移動)及び後退させる。駆動部27は、液圧式のものであってもよいし、電動式のものであってもよい。 The injection device 9 has the sleeve 21 and plunger 23 already described, and a drive unit 27 that drives the plunger 23. The sleeve 21 is, for example, a roughly tubular (e.g., cylindrical) member, and is fixedly provided to the fixed mold 103. The plunger 23 has a plunger tip 23a that slides inside the sleeve 21, and a plunger rod 23b whose front end is fixed to the plunger tip 23a. The drive unit 27 is, for example, connected to the rear end of the plunger rod 23b, and moves the plunger rod 23b forward (to the left in FIG. 1) and backward. The drive unit 27 may be hydraulic or electric.

コントローラ5は、例えば、特に図示しないが、コンピュータを含んで構成されてよい。コンピュータは、例えば、特に図示しないが、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)及び補助記憶装置を含んで構成されてよい。CPUがROM及び/又は補助記憶装置に記憶されているプログラムを実行することによって、種々の演算(制御を含む)を行う種々の機能部が構築される。また、コントローラ5は、一定の動作を実行する論理回路を含んでいてもよいし、電源回路を含んでいてもよいし、ドライバを含んで概念されてもよい。コントローラ5は、例えば、不図示の制御盤に設けられていてよい。また、コントローラ5の一部は、インターフェース13の一部によって構成されていてもよい。コントローラ5は、ハードウェア的に1カ所に纏められていてもよいし、複数個所に分散されていてもよい。 The controller 5 may be configured to include, for example, a computer (not shown). The computer may be configured to include, for example, a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an auxiliary storage device (not shown). The CPU executes a program stored in the ROM and/or the auxiliary storage device to construct various functional units that perform various calculations (including control). The controller 5 may also include a logic circuit that executes a certain operation, a power supply circuit, or a driver. The controller 5 may be provided, for example, in a control panel (not shown). A part of the controller 5 may also be configured by a part of the interface 13. The controller 5 may be integrated in one location in terms of hardware, or may be distributed to multiple locations.

実施形態の説明において、コントローラ5は、ダイカストシステムDSの制御を行う種々のコントローラの全体を含む概念的なものとして捉えられてよい。また、コントローラ5は、ダイカストシステムDSが含む各装置に着目したときは、その装置のコントローラとして捉えられてよい。例えば、コントローラ5は、給湯装置35又は給湯システム31のコントローラとして捉えられてよい。インターフェース13についても同様であり、例えば、インターフェース13は、ダイカストシステムDS、給湯装置35又は給湯システム31の構成要素として捉えられてよい。 In the description of the embodiment, the controller 5 may be considered as a concept including all of the various controllers that control the die-casting system DS. Furthermore, when focusing on each device included in the die-casting system DS, the controller 5 may be considered as a controller for that device. For example, the controller 5 may be considered as a controller for the water heating device 35 or the water heating system 31. The same applies to the interface 13, and for example, the interface 13 may be considered as a component of the die-casting system DS, the water heating device 35, or the water heating system 31.

インターフェース13は、適宜な位置に設けられてよく、図示の例では、型締装置7の固定ダイプレート(符号省略)に設けられている。インターフェース13は、オペレータの入力操作を受け付ける入力装置15と、画像を表示する表示装置17と、を有している。表示装置17は、例えば、液晶表示ディスプレイ乃至は有機ELディスプレイによって構成されており、また、タッチパネルの表示部を構成している。入力装置15は、例えば、機械式のスイッチ及び上記のタッチパネルによって構成されている。 The interface 13 may be provided at an appropriate position, and in the illustrated example, it is provided on the fixed die plate (reference number omitted) of the mold clamping device 7. The interface 13 has an input device 15 that accepts input operations from an operator, and a display device 17 that displays images. The display device 17 is configured, for example, by a liquid crystal display or an organic EL display, and also configures the display section of a touch panel. The input device 15 is configured, for example, by a mechanical switch and the above-mentioned touch panel.

(2.給湯装置の構成)
図2及び図3に例示する給湯装置35は、既述のとおり、容器37、弁体39及びガス圧回路41を有している。また、給湯装置35は、弁体39を回転させる駆動部、及び弁体39と軸支孔37hとの間の関係(隙間及び/又は接触圧等)を調整する機構等を有していてよい。以下、上記の構成要素について順に説明する。
(2. Configuration of the hot water supply device)
2 and 3 includes, as described above, container 37, valve body 39, and gas pressure circuit 41. Water heater 35 may also include a drive unit that rotates valve body 39, and a mechanism that adjusts the relationship (such as the gap and/or contact pressure) between valve body 39 and shaft support hole 37h. The above components will be described below in order.

(2.1.容器)
容器37は、既述のとおり、1ショット分の溶湯を保持する。1ショットに係る溶湯の量は、金型101に応じて決定される。従って、容器37の容積は、給湯装置35が適用される予定のダイカストマシン1のサイズ等に応じて、予想される1ショットの最大量の溶湯を保持可能に決定されてよい。
2.1 Container
As described above, the container 37 holds one shot of molten metal. The amount of molten metal for one shot is determined according to the die 101. Therefore, the volume of the container 37 may be determined so as to be able to hold the expected maximum amount of molten metal for one shot, depending on the size of the die casting machine 1 to which the molten metal supply device 35 is to be applied, etc.

容器37の具体的な形状、構造(後述する容器本体37e及びヒータ37fの説明を参照)、材料及び寸法等は任意である。図示の例では、以下のとおりである。 The specific shape, structure (see the description of the container body 37e and heater 37f described below), material, dimensions, etc. of the container 37 are optional. The illustrated example is as follows.

容器37は、基本的に(溶湯及び不活性ガスの流入出に係る開口を除いて)、内部(計量室37a等)が密閉されている。容器37は、概略、上下方向を軸方向とする筒状とされている。別の観点では、計量室37aは、上下方向を軸方向とする直柱状とされている。容器37及び/又は計量室37aの軸に直交する断面(図示の例では水平な断面)の形状は任意であり、例えば、円形状又は多角形状である。もっとも、容器37及び/又は計量室37aは、上下方向に対して軸(中心線)が傾斜していても構わないし、軸に直交する断面の形状及び面積が軸方向の位置に応じて変化していても構わない。 Basically, the inside (measuring chamber 37a, etc.) of container 37 is sealed (except for the openings for the inflow and outflow of molten metal and inert gas). Container 37 is generally cylindrical with its axial direction in the vertical direction. From another perspective, measuring chamber 37a is straight columnar with its axial direction in the vertical direction. The shape of a cross section perpendicular to the axis of container 37 and/or measuring chamber 37a (a horizontal cross section in the illustrated example) is arbitrary, and is, for example, circular or polygonal. However, the axis (center line) of container 37 and/or measuring chamber 37a may be inclined relative to the vertical direction, and the shape and area of the cross section perpendicular to the axis may change depending on the position in the axial direction.

流入口37bは、容器37の下方側に位置しているとともに、容器37の側面にて開口している。別の観点では、流入口37bの開口方向は、概略、水平方向である。流入口37bの下端(弁体39側の縁部の下端及び/又は炉33側の縁部の下端)は、容器37の底面部分の下面から上面までの範囲に位置している。流入口37bの開口形状(開口方向に見た形状)は、任意であり、例えば、円形状又は多角形状である。流入口37bは、弁体39の回転軸に平行に見たときに、少なくとも弁体39側の部分が、弁体39の回転軸を中心とする弧状となっている。もっとも、そのような弧状は形成されていなくてもよい。流入口37bの径(最大径、上下方向の径又は水平方向の径等)は、計量室37aの径(最大径又は特定の水平方向の径等)に対して、大きくてもよいし(同一方向の径でない場合)、同等でもよいし、小さくてもよい(図示の例)。 The inlet 37b is located on the lower side of the container 37 and opens on the side of the container 37. From another perspective, the opening direction of the inlet 37b is approximately horizontal. The lower end of the inlet 37b (the lower end of the edge on the valve body 39 side and/or the lower end of the edge on the furnace 33 side) is located in the range from the lower surface to the upper surface of the bottom part of the container 37. The opening shape of the inlet 37b (the shape seen in the opening direction) is arbitrary, for example, a circular shape or a polygonal shape. When viewed parallel to the rotation axis of the valve body 39, at least the part on the valve body 39 side of the inlet 37b is in an arc shape centered on the rotation axis of the valve body 39. However, such an arc shape does not have to be formed. The diameter of the inlet 37b (maximum diameter, vertical diameter, horizontal diameter, etc.) may be larger than (if not in the same direction), equal to, or smaller than the diameter of the measuring chamber 37a (maximum diameter or specific horizontal diameter, etc.) (example shown).

流出口37cは、容器37の底面にて開口している。別の観点では、流出口37cの開口方向は、概略、鉛直方向である。鉛直方向に見て、流出口37cの中心は、概略、容器37の底面の中心(別の観点では計量室37aの中心)に一致している。流出口37cの開口形状(開口方向に見た形状)は、任意であり、例えば、円形状又は多角形状である。流出口37cは、弁体39の回転軸に平行に見たときに、少なくとも弁体39側の部分が、弁体39の回転軸を中心とする弧状となっている。もっとも、そのような弧状は形成されていなくてもよい。流出口37cの径(最大径又は特定の水平方向の径等)は、計量室37aの径(最大径又は特定の水平方向の径等)に対して、大きくてもよいし(同一方向の径でない場合)、同等でもよいし、小さくてもよい(図示の例)。 The outlet 37c opens at the bottom surface of the container 37. From another perspective, the opening direction of the outlet 37c is approximately vertical. When viewed in the vertical direction, the center of the outlet 37c approximately coincides with the center of the bottom surface of the container 37 (from another perspective, the center of the measuring chamber 37a). The opening shape of the outlet 37c (shape viewed in the opening direction) is arbitrary, for example, circular or polygonal. When viewed parallel to the rotation axis of the valve body 39, at least the part of the outlet 37c on the valve body 39 side is in an arc shape centered on the rotation axis of the valve body 39. However, such an arc shape does not have to be formed. The diameter of the outlet 37c (maximum diameter or specific horizontal diameter, etc.) may be larger (when not the same diameter), equal to, or smaller than the diameter of the measuring chamber 37a (maximum diameter or specific horizontal diameter, etc.) (example shown in the figure).

計量室37a、流入口37b及び流出口37cは、所定方向(図2及び図3の紙面貫通方向。図示の例では水平方向、回転軸AX1に平行な方向)に見たときに、これらの間に位置する空間(弁体39)に対して、互いに異なる方向に位置していると捉えることができる。具体的には、図示の例では、弁体39に対して、計量室37aは上方に位置しており、流入口37bは、水平方向に位置しており、流出口37cは下方に位置している。また、計量室37a、流入口37b及び流出口37cは、概略、回転軸AX1に向かって開口している。換言すれば、これらの要素(37a、37b及び37c)の開口方向は、概略、回転軸AX1を中心とする放射方向である。 When viewed in a specific direction (the direction penetrating the paper in Figs. 2 and 3; in the illustrated example, the horizontal direction, the direction parallel to the rotation axis AX1), the measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c can be considered to be located in different directions relative to the space (valve body 39) located between them. Specifically, in the illustrated example, the measuring chamber 37a is located above the valve body 39, the inlet 37b is located horizontally, and the outlet 37c is located below. The measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c are generally open toward the rotation axis AX1. In other words, the opening directions of these elements (37a, 37b, and 37c) are generally radial directions centered on the rotation axis AX1.

計量室37a、流入口37b及び流出口37cの位置(例えば開口中心)の回転軸AX1回りの角度の差は任意である。例えば、計量室37a及び流入口37bの位置の角度差は90°である。計量室37a及び流出口37cの位置の角度差は180°である。もっとも、計量室37a、流入口37b及び流出口37cは、所定方向に見たときに、弁体39に対して互いに異なる方向に位置していなくてもよいし(弁体39の構成が図示の例とは異なる場合)、角度差は、90°の倍数でなくてもよい。 The angular difference between the positions (e.g., the center of the opening) of the metering chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c around the rotation axis AX1 is arbitrary. For example, the angular difference between the positions of the metering chamber 37a and the inlet 37b is 90°. The angular difference between the positions of the metering chamber 37a and the outlet 37c is 180°. However, the metering chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c do not have to be located in different directions from each other relative to the valve body 39 when viewed in a specified direction (when the configuration of the valve body 39 is different from the example shown in the figure), and the angular difference does not have to be a multiple of 90°.

回転軸AX1に平行な方向において、計量室37a、流入口37b及び流出口37cの位置(例えば開口中心)は一致している。ただし、ずれが存在していても構わない。例えば、流入口37b及び流出口37cの径が、計量室37aの径に比較して小さい場合において、流入口37b及び流出口37cは回転軸AX1に平行な方向における位置が互いにずれていてもよい。 In the direction parallel to the rotation axis AX1, the positions (e.g., the opening centers) of the measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c are aligned. However, there may be a misalignment. For example, if the diameters of the inlet 37b and the outlet 37c are smaller than the diameter of the measuring chamber 37a, the positions of the inlet 37b and the outlet 37c in the direction parallel to the rotation axis AX1 may be misaligned from each other.

流出口37cは、スリーブ21の給湯口21aと隙間を介して上下方向において対向している。容器37とスリーブ21とは互いに離れている。ただし、図示の例とは異なり、容器37は、スリーブ21に対して当接又は固定されていてもよい。この場合、両者の接続部は、略又は完全に密閉されていてもよいし、密閉されていなくてもよい。 The outlet 37c faces the hot water supply port 21a of the sleeve 21 in the vertical direction with a gap therebetween. The container 37 and the sleeve 21 are separated from each other. However, unlike the illustrated example, the container 37 may be in contact with or fixed to the sleeve 21. In this case, the connection between the two may be substantially or completely sealed, or may not be sealed.

容器37は、容器37の主体となる容器本体37eと、容器本体37e内の溶湯を加熱するためのヒータ37fとを有している。 The container 37 has a container body 37e which is the main body of the container 37, and a heater 37f for heating the molten metal in the container body 37e.

容器本体37eは、その全体が1種類の材料によって一体的に構成されていてもよいし、2種以上の材料及び/又は2つ以上のパーツの組み合わせによって構成されていてもよい。容器本体37eの材料としては、金属、セラミック又はこれらの組み合わせが挙げられる。容器本体37eの外表面は、その内側の材料(例えば容器本体37eの大部分を占める材料)よりも伝熱性が低い材料からなる断熱層によって構成されていてもよい。また、容器本体37eのうち、少なくとも弁体39が摺動する表面は、耐摩耗性が高い、強度が高い、線膨張係数が低い、及び/又は濡れ性が高い材料によって構成されてよい。そのような材料としては、例えば、サイアロン及び窒化ケイ素を挙げることができる。 The container body 37e may be integrally constructed of one type of material, or may be constructed of two or more types of materials and/or a combination of two or more parts. Examples of materials for the container body 37e include metal, ceramic, or a combination of these. The outer surface of the container body 37e may be constructed of an insulating layer made of a material that has a lower thermal conductivity than the inner material (e.g., the material that occupies the majority of the container body 37e). In addition, at least the surface of the container body 37e on which the valve body 39 slides may be constructed of a material that has high wear resistance, high strength, a low linear expansion coefficient, and/or high wettability. Examples of such materials include sialon and silicon nitride.

ヒータ37fは、金属製の線材が容器37の内部(例えば計量室37a)を囲むように巻き回されたコイルによって構成されており、誘導加熱によって容器37の内部の溶湯を加熱する。上記コイルは、容器本体37eに埋設されていてもよいし(図示の例)、容器本体37eの外部に位置していてもよい。なお、ヒータ37fは、他の構成であってもよく、例えば、電熱線によって構成され、発生した熱を溶湯に伝達するものであってもよい。 The heater 37f is composed of a coil of metal wire wound around the inside of the container 37 (e.g., the measuring chamber 37a), and heats the molten metal inside the container 37 by induction heating. The coil may be embedded in the container body 37e (as shown in the example), or may be located outside the container body 37e. The heater 37f may have a different configuration, and may be composed of an electric heating wire, for example, and may transmit the generated heat to the molten metal.

(2.2.弁体)
(2.2.1.基本構成)
図2~図4に示す弁体39は、既述のとおり、回転することによって、計量室37a、流入口37b及び流出口37cの接続状態を切り換える。その具体的な態様(例えば回転軸AX1の向き及び弁体39の形状等)は任意である。図示の例では、以下のとおりである。
(2.2. Valve body)
(2.2.1. Basic Configuration)
2 to 4, as described above, rotates to switch the connection state of the measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c. The specific form (e.g., the direction of the rotation axis AX1 and the shape of the valve body 39, etc.) is arbitrary. The illustrated example is as follows.

容器37の説明で述べたように、計量室37a、流入口37b及び流出口37cは、回転軸AX1の回りの互いに異なる位置に開口している。従って、弁体39が回転すると、弁体39の外周面(回転軸AX1の回りの表面)のうち計量室37a、流入口37b及び流出口37cに対向する領域が切り換えられる。 As described in the description of the container 37, the measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c open at different positions around the rotation axis AX1. Therefore, when the valve body 39 rotates, the area of the outer circumferential surface of the valve body 39 (the surface around the rotation axis AX1) that faces the measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c is switched.

弁体39は、弁体39を貫通する既述の流路39dを有している。流路39dは、弁体39の外周面に開口する第1ポート39a、第2ポート39b及び第3ポート39cを有している。第1ポート39a、第2ポート39b及び第3ポート39cは、計量室37a、流入口37b及び流出口37cの位置に対応して設けられている。 The valve body 39 has the flow passage 39d that passes through the valve body 39. The flow passage 39d has a first port 39a, a second port 39b, and a third port 39c that open to the outer peripheral surface of the valve body 39. The first port 39a, the second port 39b, and the third port 39c are provided in correspondence with the positions of the measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c.

具体的には、流入位置α1(図2)においては、第1ポート39aは、流入口37bと重なり、第2ポート39bは、計量室37aと重なる。また、第3ポート39cは、計量室37a、流入口37b及び流出口37cのいずれとも重ならない(容器37の内面に重なって塞がれる。)。流出口37cは弁体39によって塞がれる。これにより、流入口37bと計量室37aとが流路39dを介して互いに接続される。ひいては、炉33の溶湯は、流入口37bを介して計量室37aへ流入可能となる。また、流出口37cからスリーブ21への溶湯の流出は禁止される。 Specifically, at the inflow position α1 (FIG. 2), the first port 39a overlaps with the inlet 37b, and the second port 39b overlaps with the measuring chamber 37a. The third port 39c does not overlap with any of the measuring chamber 37a, the inlet 37b, or the outlet 37c (it overlaps with the inner surface of the container 37 and is blocked). The outlet 37c is blocked by the valve body 39. This connects the inlet 37b and the measuring chamber 37a to each other via the flow path 39d. As a result, the molten metal in the furnace 33 can flow into the measuring chamber 37a via the inlet 37b. The molten metal is prohibited from flowing out of the outlet 37c into the sleeve 21.

また、流出位置α2(図3)においては、第1ポート39aは、計量室37aと重なり、第3ポート39cは、流出口37cと重なる。また、第2ポート39bは、計量室37a、流入口37b及び流出口37cのいずれとも重ならない(容器37の内面に重なって塞がれる。)。流入口37bは弁体39によって塞がれる。これにより、計量室37aと流出口37cとが流路39dを介して互いに接続される。ひいては、計量室37aの溶湯は、流出口37cを介してスリーブ21へ流出可能となる。また、流入口37bから計量室37aへの溶湯の流入は禁止される。 At the outflow position α2 (FIG. 3), the first port 39a overlaps with the measuring chamber 37a, and the third port 39c overlaps with the outlet 37c. The second port 39b does not overlap with the measuring chamber 37a, the inlet 37b, or the outlet 37c (it overlaps with the inner surface of the container 37 and is blocked). The inlet 37b is blocked by the valve body 39. This connects the measuring chamber 37a and the outlet 37c to each other via the flow path 39d. As a result, the molten metal in the measuring chamber 37a can flow out to the sleeve 21 via the outlet 37c. The flow of molten metal from the inlet 37b to the measuring chamber 37a is prohibited.

上記のような動作を実現するため、回転軸AX1の回りの角度に関して、流入口37bから計量室37aへの角度と、第1ポート39aから第2ポート39bへの角度と、流入位置α1における第3ポート39cから流出口37cへの角度とは互いに同じとされている。その大きさは、ポート等の径の影響を完全に無視した理論上においては180°未満の任意の角度でよく、図示の例では、90°である。図示の例では、第1ポート39aから第2ポート39bへの角度と、第2ポート39bから第3ポート39cへの角度は互いに同じ(具体的には90°)となっている。ひいては、容器37のうち、流入位置α1で第3ポート39cを塞ぐ領域と、流出位置α2で第2ポート39bを塞ぐ領域とは同じ領域とされている。もっとも、両者は互いに異なっていても構わない。 In order to realize the above-mentioned operation, the angle from the inlet 37b to the measuring chamber 37a, the angle from the first port 39a to the second port 39b, and the angle from the third port 39c to the outlet 37c at the inlet position α1 are all the same with respect to the angle around the rotation axis AX1. Theoretically, the size of the angle can be any angle less than 180°, completely ignoring the influence of the diameter of the ports, etc., and is 90° in the illustrated example. In the illustrated example, the angle from the first port 39a to the second port 39b and the angle from the second port 39b to the third port 39c are all the same (specifically, 90°). In addition, the area of the container 37 that blocks the third port 39c at the inlet position α1 and the area that blocks the second port 39b at the outlet position α2 are the same area. However, the two may be different from each other.

流路39dの具体的な形状及び寸法は任意である。図示の例では、流路39dは、概略、T字状とされている。すなわち、特に符号を付さないが、流路39dは、第1ポート39aと第3ポート39cとを直線状に結ぶ第1の流路と、上記第1の流路の中途(例えば中央)と第2ポート39bとを直線状に結ぶ第2の流路とを有している。第1の流路が直線状であることから、計量室37aから流出口37cへは溶湯が直線状に(さらに図示の例では鉛直下方に)流れる。ただし、例えば、流路39dの一部又は全部は、曲線状に曲がっていても構わない。 The specific shape and dimensions of the flow path 39d are arbitrary. In the illustrated example, the flow path 39d is roughly T-shaped. That is, although not specifically indicated by a reference number, the flow path 39d has a first flow path that linearly connects the first port 39a and the third port 39c, and a second flow path that linearly connects the middle (e.g., the center) of the first flow path and the second port 39b. Since the first flow path is linear, the molten metal flows linearly (and vertically downward in the illustrated example) from the measuring chamber 37a to the outlet 37c. However, for example, a part or all of the flow path 39d may be curved.

流路39dの流れ方向に直交する横断面の形状は、任意であり、例えば、円形状(図4参照)又は多角形状とされてよい。流路39dの横断面の形状及び/又は寸法は、流れ方向の位置によらずに一定であってもよいし(図示の例)、流れ方向の位置に応じて変化してもよい。前者の態様は、別の観点では、流路39dの横断面の形状及び寸法と、流路39dのポートの形状及び寸法とが同一の態様である。 The shape of the cross section perpendicular to the flow direction of the flow channel 39d is arbitrary and may be, for example, circular (see FIG. 4) or polygonal. The shape and/or dimensions of the cross section of the flow channel 39d may be constant regardless of the position in the flow direction (example shown), or may vary depending on the position in the flow direction. From another perspective, the former aspect is an aspect in which the shape and dimensions of the cross section of the flow channel 39d are the same as the shape and dimensions of the port of the flow channel 39d.

流路39dの各ポートの形状及び寸法も任意である。例えば、各ポートの形状は、円形状(図4の例)又は多角形状とされてよい。3つのポートの形状及び/又は径は、互いに同一であってもよいし(図示の例)、互いに異なっていてもよい。各ポートの径は、計量室37a、流入口37b及び流出口37cのうちの自己が重なる対象の径に対して、大きくてもよいし(2つ以上の対象に同時に重ならない範囲内)、同等でもよいし、小さくてもよい(図示の例)。 The shape and dimensions of each port of the flow path 39d are also arbitrary. For example, the shape of each port may be circular (example of FIG. 4) or polygonal. The shapes and/or diameters of the three ports may be the same as each other (example shown) or different from each other. The diameter of each port may be larger than the diameter of the object it overlaps with among the measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c (within a range that does not overlap with two or more objects at the same time), or may be the same or smaller (example shown).

図示の例では、流路39dは、ポートからポートへ弁体39を貫通する貫通孔によって構成されている。図示の例とは異なり、流路39dの一部又は全部は、弁体39の表面(例えば外周面)に設けられた凹部(例えば溝)によって構成されても構わない。例えば、図2に示す流入位置α1を前提とした表現で説明すると、第1ポート39aから第2ポート39bへ至るL字状の貫通孔に代えて、流入口37bから計量室37aへ至る溝が弁体39の外周面に形成されてもよい。この溝は、一定の深さで弁体39の外周面に沿って延びる形状であってもよいし、図2に示す断面において回転軸AX1を中心とする扇形であってもよい。そして、上記溝の回転軸AX1に近い位置又は回転軸AX1の位置から第3ポート39cへ貫通する貫通孔が設けられてよい。上記とは逆に、第2ポート39bから第3ポート39cへの貫通孔に代わる溝が設けられてもよい。あるいは、流入位置α1を前提とした表現において、流入口37bから計量室37aを経由して流入口37bの反対側(第3ポート39cの位置に相当する位置)に至る溝が、弁体39の外周面に設けられてもよい(T字状の貫通孔に代えて180°に亘る溝が形成されてもよい。)。 In the illustrated example, the flow path 39d is constituted by a through hole penetrating the valve body 39 from port to port. Unlike the illustrated example, a part or all of the flow path 39d may be constituted by a recess (e.g., a groove) provided on the surface (e.g., outer peripheral surface) of the valve body 39. For example, in an explanation based on the inflow position α1 shown in FIG. 2, instead of the L-shaped through hole from the first port 39a to the second port 39b, a groove from the inlet 37b to the measuring chamber 37a may be formed on the outer peripheral surface of the valve body 39. This groove may have a shape that extends along the outer peripheral surface of the valve body 39 with a certain depth, or may be a sector shape centered on the rotation axis AX1 in the cross section shown in FIG. 2. Then, a through hole may be provided that penetrates to the third port 39c at a position close to the rotation axis AX1 of the groove or from the position of the rotation axis AX1. Conversely to the above, a groove may be provided in place of the through hole from the second port 39b to the third port 39c. Alternatively, in an expression assuming the inflow position α1, a groove may be provided on the outer circumferential surface of the valve body 39, extending from the inflow port 37b through the measuring chamber 37a to the opposite side of the inflow port 37b (a position corresponding to the position of the third port 39c) (a groove spanning 180° may be formed instead of a T-shaped through hole).

弁体39は、その全体が1種類の材料によって一体的に構成されていてもよいし、2種以上の材料及び/又は2つ以上のパーツの組み合わせによって構成されていてもよい。弁体39の材料としては、金属、セラミック又はこれらの組み合わせが挙げられる。弁体39のうち、少なくとも容器37に対して摺動する表面は、耐摩耗性が高い、強度が高い、線膨張係数が低い、及び/又は濡れ性が高い材料によって構成されてよい。そのような材料としては、例えば、サイアロン及び窒化ケイ素を挙げることができる。 The valve body 39 may be integrally formed of one type of material, or may be formed of a combination of two or more types of materials and/or two or more parts. Materials for the valve body 39 include metal, ceramic, or a combination of these. At least the surface of the valve body 39 that slides against the container 37 may be formed of a material that has high wear resistance, high strength, a low linear expansion coefficient, and/or high wettability. Examples of such materials include sialon and silicon nitride.

(2.2.2.弁体のテーパ形状)
図4に示すように、また、既に触れたように、弁体39は、容器37の軸支孔37hに回転可能に挿入され、互いに対向する弁体39の外周面及び軸支孔37hの内周面は、テーパ状とされている。これにより、例えば、両者の間の隙間及び/又は接触圧は、弁体39の回転軸AX1に平行な方向の位置、及び/又は弁体39に大径側から小径側への方向に付与される力の調整によって調整可能とされている。具体的には、以下のとおりである。
(2.2.2. Tapered shape of valve body)
4, and as already mentioned, the valve body 39 is rotatably inserted into the shaft support hole 37h of the container 37, and the outer peripheral surface of the valve body 39 and the inner peripheral surface of the shaft support hole 37h, which face each other, are tapered. This makes it possible to adjust, for example, the gap and/or contact pressure between them by adjusting the position of the valve body 39 in the direction parallel to the rotation axis AX1 and/or the force applied to the valve body 39 in the direction from the large diameter side to the small diameter side. Specifically, this is as follows.

弁体39は、回転軸AX1を軸とする円錐台状部分(便宜上、流路39dのポートの形状は無視することがある。以下、同様。)を有している。すなわち、弁体39は、回転軸AX1の一方側ほど径が小さくなっている部分を有している。換言すれば、弁体39の外周面は、回転軸AX1の一方側ほど径が小さくなるテーパ面39tを有している。円錐台状部分は、回転軸AX1に平行な方向において、弁体39の一部のみを構成していてもよいし(図示の例)、全部を構成していてもよい。図示の例では、弁体39の回転軸AX1に平行な方向の両側の端部は、円錐台状部分を構成していない。 The valve body 39 has a truncated cone-shaped portion (for convenience, the shape of the port of the flow passage 39d may be ignored; the same applies below) whose axis is the rotation axis AX1. That is, the valve body 39 has a portion whose diameter becomes smaller toward one side of the rotation axis AX1. In other words, the outer peripheral surface of the valve body 39 has a tapered surface 39t whose diameter becomes smaller toward one side of the rotation axis AX1. The truncated cone-shaped portion may constitute only a part of the valve body 39 in the direction parallel to the rotation axis AX1 (as shown in the example), or may constitute the entirety of the valve body 39. In the example shown in the figure, the ends on both sides of the valve body 39 in the direction parallel to the rotation axis AX1 do not constitute a truncated cone-shaped portion.

軸支孔37hは、容器37を回転軸AX1に平行な方向に貫通している。なお、計量室37aに対して回転軸AX1の両側に軸支孔が設けられていると捉えることもできるが、実施形態の説明では、計量室37aに跨って1つの軸支孔37hが設けられていると捉えた表現をする。軸支孔37hは、回転軸AX1の両側にて容器37の外部に開口している。もっとも、軸支孔37hの小径側は(容器本体37eが複数のパーツからなる場合は大径側も)、容器37の外部に開口しないようにすることも可能である。 The shaft support hole 37h penetrates the container 37 in a direction parallel to the rotation axis AX1. It is also possible to consider that shaft support holes are provided on both sides of the rotation axis AX1 for the measuring chamber 37a, but in the description of the embodiment, it is expressed as if one shaft support hole 37h is provided across the measuring chamber 37a. The shaft support hole 37h opens to the outside of the container 37 on both sides of the rotation axis AX1. However, it is also possible for the small diameter side of the shaft support hole 37h (and the large diameter side if the container body 37e is made up of multiple parts) to not open to the outside of the container 37.

軸支孔37hの形状は、概略、弁体39の円錐台状部分と相似な円錐台状である。換言すれば、軸支孔37hの内周面は、回転軸AX1の一方側ほど径が小さくなるテーパ面37tを有している。図4では、テーパ面37tのうち、回転軸AX1に平行な方向において計量室37aの両側に位置する部分のみが示されているが、計量室37aの内面であって、図4の紙面奥手側の領域及び紙面手前側の領域も、テーパ面37tを構成している。図示の例では、テーパ面37tは、軸支孔37hの内面の全体を構成しており、別の観点では、計量室37a及びその両側に至っている。ただし、例えば、軸支孔37hの内面のうち容器37の外面付近は、テーパ面37tを構成していなくてもよいし、弁体39の支持に寄与していなくてもよい。 The shape of the shaft support hole 37h is roughly a truncated cone similar to the truncated cone part of the valve body 39. In other words, the inner peripheral surface of the shaft support hole 37h has a tapered surface 37t whose diameter becomes smaller toward one side of the rotation axis AX1. In FIG. 4, only the portions of the tapered surface 37t located on both sides of the measuring chamber 37a in a direction parallel to the rotation axis AX1 are shown, but the inner surface of the measuring chamber 37a, which is the region on the back side of the paper in FIG. 4 and the region on the front side of the paper, also constitutes the tapered surface 37t. In the illustrated example, the tapered surface 37t constitutes the entire inner surface of the shaft support hole 37h, and from another perspective, it extends to the measuring chamber 37a and both sides thereof. However, for example, the inner surface of the shaft support hole 37h near the outer surface of the container 37 may not constitute the tapered surface 37t, and may not contribute to supporting the valve body 39.

テーパ面39t及びテーパ面37tは、互いに対向している。両者のテーパ角(別の観点では軸心に対する傾斜角θ)は、例えば、互いに同一である。傾斜角θの具体的な大きさは任意であり、例えば、5°未満、5°以上15°未満、又は15°以上とされてよい。テーパ面39tとテーパ面37tとの隙間の大きさ(両者に直交する方向の距離)は、2つのテーパ面の軸心が一致すると仮定して、2つのテーパ面の回転軸AX1に平行な方向に対する相対変位に対してsinθを乗じた大きさで変化する。なお、実際には、弁体39の軸心は、弁体39の自重及び溶湯等からの圧力等によって軸支孔37hの軸心に対して偏心し得る。隙間の大きさは任意である。例えば、成形サイクル中(換言すれば隙間からの溶湯の漏れが規制されるべき状況)において、隙間(弁体39の軸心と軸支孔37hの軸心とが一致すると仮定)の最大値は、0.1mm以下であってもよいし、0.1mmよりも大きくてもよい。 The tapered surface 39t and the tapered surface 37t face each other. The taper angles of both (from another perspective, the inclination angle θ relative to the axis) are, for example, the same as each other. The specific size of the inclination angle θ is arbitrary, and may be, for example, less than 5°, 5° to 15°, or 15° or more. The size of the gap between the tapered surface 39t and the tapered surface 37t (the distance in the direction perpendicular to both) changes by a magnitude multiplied by sinθ with respect to the relative displacement of the two tapered surfaces in the direction parallel to the rotation axis AX1, assuming that the axes of the two tapered surfaces are coincident. In reality, the axis of the valve body 39 may be eccentric with respect to the axis of the shaft support hole 37h due to the weight of the valve body 39 and pressure from the molten metal, etc. The size of the gap is arbitrary. For example, during a molding cycle (in other words, when leakage of molten metal from the gap should be restricted), the maximum value of the gap (assuming that the axis of the valve body 39 and the axis of the shaft support hole 37h coincide) may be 0.1 mm or less, or may be greater than 0.1 mm.

テーパ面39tの小径側の端部及びテーパ面37tの小径側の端部は、いずれが他方に対して小径側に位置していても構わない。大径側についても同様である。弁体39及び軸支孔37hは、テーパ面37t及びテーパ面39t以外に、互いに摺動する部分を含んでいても構わない。ただし、この場合は、基本的には、テーパ面37t及びテーパ面39tを設けたことによる効果は低下する。上記のような部位は、回転軸AX1に平行な方向において、弁体39の端部側に位置していてもよいし、中央側に位置していてもよい。 The small diameter end of tapered surface 39t and the small diameter end of tapered surface 37t may be located on the small diameter side relative to the other. The same applies to the large diameter side. Valve body 39 and shaft support hole 37h may include parts that slide against each other in addition to tapered surface 37t and tapered surface 39t. In this case, however, the effect of providing tapered surface 37t and tapered surface 39t is basically reduced. The above-mentioned parts may be located on the end side of valve body 39 in the direction parallel to rotation axis AX1, or may be located on the center side.

(2.3.弁体を回転させる駆動部)
弁体39の回転軸AX1の回りの回転は、アクチュエータによって実現されてもよいし、人力によって実現されてもよい。また、アクチュエータの方式は、電動式、液圧式(例えば油圧式)又はガス圧式(空気を用いるものを含む。)等の適宜なものとされてよい。また、アクチュエータは、回転式の電動機及び液圧モータのように回転する駆動源を含むものであってもよいし、リニアモータ及び液圧シリンダのように直線運動(並進運動)行う駆動源を含み、上記直線運動を回転運動に変換するものであってもよい。駆動源と弁体39との間には適宜な伝達機構が介在してもよいし、介在しなくてもよい。アクチュエータの動作は、コントローラ5によって制御される。
(2.3. Drive unit for rotating the valve body)
The rotation of the valve body 39 around the rotation axis AX1 may be realized by an actuator or by human power. The actuator may be of any suitable type, such as an electric type, a hydraulic type (e.g., a hydraulic type), or a gas pressure type (including those using air). The actuator may include a rotating drive source such as a rotary electric motor and a hydraulic motor, or may include a drive source that performs linear motion (translational motion) such as a linear motor and a hydraulic cylinder and convert the linear motion into rotational motion. An appropriate transmission mechanism may or may not be interposed between the drive source and the valve body 39. The operation of the actuator is controlled by the controller 5.

図4に示す例では、給湯装置35は、弁体39を回転させるアクチュエータとして、回転式の電動機43を有している。電動機43は、例えば、本体43aと、本体43aから延び出ている出力軸43bとを有している。電動機43は、弁体39と概ね同軸になるように、また、出力軸43bの先端を弁体39に向けて配置されている。本体43aは、適宜な部材(符号省略)を介して容器37に固定されている。出力軸43bは、弁体39に対して同軸に連結されている。そして、本体43aに対して出力軸43bが回転することによって、容器37に対して弁体39が回転する。 In the example shown in FIG. 4, the water heater 35 has a rotary electric motor 43 as an actuator that rotates the valve body 39. The electric motor 43 has, for example, a main body 43a and an output shaft 43b extending from the main body 43a. The electric motor 43 is arranged so as to be roughly coaxial with the valve body 39, and the tip of the output shaft 43b faces the valve body 39. The main body 43a is fixed to the container 37 via an appropriate member (reference numerals omitted). The output shaft 43b is connected coaxially to the valve body 39. Then, the valve body 39 rotates relative to the container 37 as the output shaft 43b rotates relative to the main body 43a.

図4に示す例では、電動機43は、弁体39に対して、弁体39の小径側に配置されている。これは、後述するように、弁体39を大径側から小径側へ押す調整機構(エアシリンダ47)を弁体39の大径側に設けていることからである。ただし、調整機構が図示の態様とは異なる態様とすることなどによって、電動機43は、大径側に配置されても構わない。 In the example shown in FIG. 4, the electric motor 43 is disposed on the small diameter side of the valve body 39. This is because, as described below, an adjustment mechanism (air cylinder 47) that pushes the valve body 39 from the large diameter side to the small diameter side is provided on the large diameter side of the valve body 39. However, the electric motor 43 may be disposed on the large diameter side by, for example, configuring the adjustment mechanism in a different manner from that shown in the figure.

電動機43の具体的な構成は、種々のものとされてよい。例えば、電動機43は、直流電動機であってもよいし、交流電動機であってもよい。交流電動機は、同期電動機であってもよいし、誘導電動機であってもよい。本体43aは、特に図示しないが、界磁及び電機子の一方を構成しているステータと、界磁及び電機子の他方を構成しているロータとを有している。ステータは容器37に固定され、ロータは出力軸43bに固定されている。ステータと容器37とを固定する部材の形状及び材料等は任意である。 The specific configuration of the motor 43 may be various. For example, the motor 43 may be a DC motor or an AC motor. The AC motor may be a synchronous motor or an induction motor. Although not specifically shown, the main body 43a has a stator that constitutes one of the field magnet and the armature, and a rotor that constitutes the other of the field magnet and the armature. The stator is fixed to the container 37, and the rotor is fixed to the output shaft 43b. The shape and material of the member that fixes the stator to the container 37 are arbitrary.

出力軸43bと弁体39とは、互いに相対回転不可能に連結されている。その具体的な構成は任意である。図示の例では、出力軸43bの先端に被係合部45が固定されている。一方、弁体39は、回転軸AX1の方向に被係合部45が挿入される係合凹部39kが設けられている。被係合部45の出力軸43bに直交する断面の形状、及び係合凹部39kの回転軸AX1に直交する断面の形状は、いずれも非円形状であり、被係合部45と係合凹部39kとは軸回りの方向において互いに係合する。これにより、出力軸43bの回転が弁体39に伝達される。一方で、被係合部45と係合凹部39kとの軸方向の相対移動は許容されているから、回転軸AX1に平行な方向において容器37に対する弁体39の位置を調整して、テーパ面37tとテーパ面39tとの間の隙間を調整することが可能とされている。 The output shaft 43b and the valve body 39 are connected so that they cannot rotate relative to each other. The specific configuration is arbitrary. In the illustrated example, the engaged portion 45 is fixed to the tip of the output shaft 43b. On the other hand, the valve body 39 is provided with an engagement recess 39k into which the engaged portion 45 is inserted in the direction of the rotation axis AX1. The shape of the cross section of the engaged portion 45 perpendicular to the output shaft 43b and the shape of the cross section of the engagement recess 39k perpendicular to the rotation axis AX1 are both non-circular, and the engaged portion 45 and the engagement recess 39k engage with each other in the direction around the axis. This allows the rotation of the output shaft 43b to be transmitted to the valve body 39. On the other hand, since the axial relative movement of the engaged portion 45 and the engagement recess 39k is permitted, it is possible to adjust the position of the valve body 39 relative to the container 37 in the direction parallel to the rotation axis AX1 to adjust the gap between the tapered surface 37t and the tapered surface 39t.

被係合部45及び係合凹部39kの軸方向に直交する断面の具体的な形状及び寸法は任意である。図示の例では、これらの断面形状は、軸方向に直交する所定の方向(図4の回転位置では上下方向)に長い長方形状である。被係合部45は、例えば、短辺に平行な方向において、概ね、係合凹部39kに対して嵌合している。断面の形状は、上記の他、例えば、多角形状であったり、歯車状であったり、円形の一部を切り落とした形状であったりしてよい。被係合部45は、軸回りの全周に亘って係合凹部39kに対して嵌合してもよいし、一部においてのみ嵌合してもよい。また、被係合部45及び係合凹部39kが軸回りの係合状態を維持できる軸方向の相対変位は、弁体39の軸方向の位置調整量の想定値(例えば1mm以下若しくは5mm以下)を超えるように適宜に設定されてよい。 The specific shape and dimensions of the cross section perpendicular to the axial direction of the engaged portion 45 and the engaging recess 39k are arbitrary. In the illustrated example, these cross-sectional shapes are rectangular shapes that are long in a predetermined direction perpendicular to the axial direction (up and down in the rotation position of FIG. 4). The engaged portion 45 is generally fitted into the engaging recess 39k in a direction parallel to the short side, for example. In addition to the above, the cross-sectional shape may be, for example, a polygonal shape, a gear shape, or a shape with a part of a circle cut off. The engaged portion 45 may be fitted into the engaging recess 39k over the entire circumference around the axis, or may be fitted only partially. In addition, the relative axial displacement that allows the engaged portion 45 and the engaging recess 39k to maintain an engaged state around the axis may be appropriately set to exceed the expected value of the axial position adjustment amount of the valve body 39 (for example, 1 mm or less or 5 mm or less).

出力軸43bの回転を弁体39に伝達しつつ、回転軸AX1に平行な方向における容器37に対する弁体39の位置調整を許容する構成は、図示の例以外にも種々可能である。例えば、出力軸43bの先端の断面が非円形とされて(例えば円形の断面の一部が切り落とされて)、被係合部45に相当する被係合部が構成されてもよい。出力軸43bと弁体39との間に歯車機構が介在し、歯車同士の軸方向の遊びによって弁体39の軸方向の移動が許容されてもよい。出力軸43bと弁体39とが固定され、本体43aのステータとロータとの間の軸方向の遊びによって弁体39の軸方向の移動が許容されてもよい。 Various configurations are possible other than the illustrated example for transmitting the rotation of the output shaft 43b to the valve body 39 while allowing the position of the valve body 39 to be adjusted relative to the container 37 in a direction parallel to the rotation axis AX1. For example, the cross section of the tip of the output shaft 43b may be made non-circular (e.g., a part of the circular cross section may be cut off) to form an engaged part corresponding to the engaged part 45. A gear mechanism may be interposed between the output shaft 43b and the valve body 39, and the axial movement of the valve body 39 may be allowed by the axial play between the gears. The output shaft 43b and the valve body 39 may be fixed, and the axial movement of the valve body 39 may be allowed by the axial play between the stator and rotor of the main body 43a.

(2.4.弁体と軸支孔との関係の調整機構)
既述のとおり、弁体39の回転軸AX1に平行な方向の位置を調整することによって、弁体39(テーパ面39t)と容器37(軸支孔37hのテーパ面37t)との間の隙間の大きさを調整することができる。及び/又は、弁体39に対して大径側から小径側への方向に付与する力の大きさを調整することによって、弁体39と容器37との間の接触圧を調整することができる。
(2.4. Mechanism for adjusting the relationship between the valve body and the bearing hole)
As described above, the size of the gap between the valve body 39 (tapered surface 39t) and the container 37 (tapered surface 37t of the shaft support hole 37h) can be adjusted by adjusting the position of the valve body 39 in a direction parallel to the rotation axis AX1. And/or, the contact pressure between the valve body 39 and the container 37 can be adjusted by adjusting the magnitude of the force applied to the valve body 39 in the direction from the larger diameter side to the smaller diameter side.

上記のような調整は、種々の態様で行われてよい。例えば、調整は、成形サイクルの繰り返しを開始する前の事前準備として行われてもよいし、及び/又は成形サイクルを繰り返しているときに行われてもよい。後者の態様において、調整は、各成形サイクル内で給湯に係る工程の進行に伴って位置及び/又は力が変動するものであってもよいし、及び/又は成形サイクルの繰り返しに伴う状況の変化(例えば環境温度の変化)に伴って位置及び/又は力が変動するものであってもよい。また、調整は、人力によって実現されてもよいし、アクチュエータの駆動力によって実現されてもよいし、及び/又は弾性部材の復元力によって実現されてもよい。なお、アクチュエータの動作は、コントローラ5によって制御される。 The above-mentioned adjustment may be performed in various ways. For example, the adjustment may be performed as a preparation before starting the repetition of the molding cycle, and/or may be performed while the molding cycle is being repeated. In the latter aspect, the adjustment may be such that the position and/or the force varies with the progress of the hot water supply process in each molding cycle, and/or the position and/or the force varies with the change in the situation (e.g., change in the environmental temperature) that accompanies the repetition of the molding cycle. The adjustment may be performed by human power, by the driving force of an actuator, and/or by the restoring force of an elastic member. The operation of the actuator is controlled by the controller 5.

(2.4.1.図示の例の調整機構)
図4では、給湯に係る工程の進行に伴って位置及び/又は力を、アクチュエータによって調整可能な態様が例示されている。具体的には、以下のとおりである。
(2.4.1. Adjustment mechanism of illustrated example)
4 illustrates an embodiment in which the position and/or force can be adjusted by an actuator as the hot water supply process progresses.

給湯装置35は、アクチュエータとしてのエアシリンダ47を有している。なお、慣例に倣い「エア」の語を用いているが、エアシリンダ47に利用される気体は、空気でなくても構わない。エアシリンダ47は、シリンダ部材47aと、シリンダ部材47a内に収容されているピストン47bと、ピストン47bに固定されており、シリンダ部材47aからシリンダ部材47aの軸方向に延び出ているロッド47cとを有している。シリンダ部材47aの内部は、ピストン47bによって、ロッド47cの側のロッド側室47rと、その反対側のヘッド側室47hとに区画されている。 The water heater 35 has an air cylinder 47 as an actuator. Although the term "air" is used following convention, the gas used in the air cylinder 47 does not have to be air. The air cylinder 47 has a cylinder member 47a, a piston 47b housed in the cylinder member 47a, and a rod 47c fixed to the piston 47b and extending from the cylinder member 47a in the axial direction of the cylinder member 47a. The inside of the cylinder member 47a is divided by the piston 47b into a rod side chamber 47r on the side of the rod 47c and a head side chamber 47h on the opposite side.

エアシリンダ47は、例えば、弁体39と概ね同軸になるように、また、ロッド47cの先端を弁体39に向けて配置されている。シリンダ部材47aは、適宜な部材(符号省略)を介して容器37に固定されている。ロッド47cの先端は、弁体39の大径側の端面に対して当接可能となっている。従って、ヘッド側室47hに所定の圧力を付与することによって、ピストン47b及びロッド47cを介して弁体39に対して所望の押圧力を付与することができる。これにより、弁体39の容器37に対する接触圧等を調整することができる。なお、図示の例とは異なり、ロッド47c(及びピストン47b)が容器37に固定され、シリンダ部材47aが駆動されても構わない。 The air cylinder 47 is arranged, for example, so as to be generally coaxial with the valve body 39, and with the tip of the rod 47c facing the valve body 39. The cylinder member 47a is fixed to the container 37 via an appropriate member (reference numerals omitted). The tip of the rod 47c can abut against the large-diameter end face of the valve body 39. Therefore, by applying a predetermined pressure to the head side chamber 47h, a desired pressing force can be applied to the valve body 39 via the piston 47b and the rod 47c. This makes it possible to adjust the contact pressure of the valve body 39 against the container 37, etc. Note that, unlike the illustrated example, the rod 47c (and the piston 47b) may be fixed to the container 37, and the cylinder member 47a may be driven.

ロッド47cの先端(より上位概念ではアクチュエータの駆動される部分。以下、同様。)は、図4の例では、弁体39に対して、大径側から小径側への方向へ単に当接しているだけである。別の観点では、ロッド47cの先端は、弁体39から離反可能である。弁体39が回転するとき、弁体39とロッド47cの先端とは、例えば、互いに摺動する。両者の間には、摺動抵抗を低減するための潤滑剤が介在していてもよい。弁体39が回転するとき、ロッド47cに固定されているピストン47bがシリンダ部材47aに対して軸回りに摺動しても構わない。図示の例とは異なり、弁体39とロッド47cとの間に軸受けが設けられたり、ロッド47cとピストン47bとの間に軸受けが設けられたりすることなどによって、摺動抵抗が低減されてもよい。また、ロッド47cの先端は、弁体39に対して離反不可能に連結されていてもよい。 In the example of FIG. 4, the tip of the rod 47c (or, in a higher-level concept, the part that is driven by the actuator; the same applies below) is simply in contact with the valve body 39 in the direction from the large diameter side to the small diameter side. From another perspective, the tip of the rod 47c can be separated from the valve body 39. When the valve body 39 rotates, the valve body 39 and the tip of the rod 47c, for example, slide against each other. A lubricant to reduce sliding resistance may be interposed between the two. When the valve body 39 rotates, the piston 47b fixed to the rod 47c may slide around the axis against the cylinder member 47a. Unlike the illustrated example, the sliding resistance may be reduced by providing a bearing between the valve body 39 and the rod 47c, or by providing a bearing between the rod 47c and the piston 47b. The tip of the rod 47c may also be connected to the valve body 39 so that it cannot be separated from it.

ヘッド側室47hへの気体の供給及びヘッド側室47hからの気体の排出を行うガス圧回路の構成は任意であり、エアシリンダを駆動する一般的なガス圧回路と同様とされて構わない。例えば、特に図示しないが、当該ガス圧回路は、大気圧よりも高い圧力で気体を送出可能な圧力源と、圧力源からヘッド側室47hへ気体の流れを許容及び禁止するバルブと、ヘッド側室47hから大気圧雰囲気への気体の流れを許容及び禁止するバルブと、ヘッド側室47hの圧力を検出する圧力センサを有していてよい。圧力源は、例えば、タンク、アキュムレータ又はポンプとされてよい。コントローラ5は、ガス圧回路のバルブ等の動作を制御することによって、エアシリンダ47の動作を制御する。 The configuration of the gas pressure circuit that supplies gas to the head side chamber 47h and exhausts gas from the head side chamber 47h is arbitrary, and may be the same as a general gas pressure circuit that drives an air cylinder. For example, although not specifically shown, the gas pressure circuit may have a pressure source capable of delivering gas at a pressure higher than atmospheric pressure, a valve that allows and prohibits the flow of gas from the pressure source to the head side chamber 47h, a valve that allows and prohibits the flow of gas from the head side chamber 47h to the atmospheric pressure atmosphere, and a pressure sensor that detects the pressure of the head side chamber 47h. The pressure source may be, for example, a tank, an accumulator, or a pump. The controller 5 controls the operation of the air cylinder 47 by controlling the operation of the valves and the like of the gas pressure circuit.

ロッド側室47rは、大気開放されていてもよいし、上記ガス圧回路から気体が供給されることが可能であってもよい。別の観点では、例えば、ロッド側室47rへ気体を供給することによるロッド47cの後退動作は、利用されてもよいし、利用されなくてもよい。より上位概念では、アクチュエータは、弁体39の小径側から大径側への方向の駆動力を生じてもよいし、生じなくてもよい。ロッド47cの後退動作が利用される場合において、ロッド47cの先端は、弁体39に対して当接するだけであってもよいし(弁体39から離反可能であってもよいし)、離反不可能に連結されていてもよい。 The rod side chamber 47r may be open to the atmosphere, or gas may be supplied from the gas pressure circuit. From another perspective, for example, the retraction movement of the rod 47c by supplying gas to the rod side chamber 47r may or may not be used. In a higher-level concept, the actuator may or may not generate a driving force in the direction from the small diameter side to the large diameter side of the valve body 39. When the retraction movement of the rod 47c is used, the tip of the rod 47c may simply abut against the valve body 39 (may be separable from the valve body 39), or may be connected so as not to be separable.

エアシリンダ47の具体的な構成(各部材の形状及び寸法等)は任意である。例えば、エアシリンダ47のストローク(ピストン47bのシリンダ部材47aに対する移動量の最大値)は、弁体39の軸方向の位置調整量の想定値を超えるように適宜に設定されてよい。上記想定値は、例えば、1mm以下(もちろん1mm以上であってもよい。)である。従って、エアシリンダ47のストロークは比較的短くて構わない。また、シリンダ部材47aとピストン47bとの間には不図示のパッキンが介在してよい。なお、この場合にも、便宜上、ピストン47bがシリンダ部材47aに対して摺動すると表現する(他のシリンダについても同様。)。 The specific configuration of the air cylinder 47 (shape and dimensions of each component, etc.) is arbitrary. For example, the stroke of the air cylinder 47 (maximum amount of movement of the piston 47b relative to the cylinder member 47a) may be appropriately set so as to exceed the assumed value of the axial position adjustment amount of the valve body 39. The assumed value is, for example, 1 mm or less (of course, it may be 1 mm or more). Therefore, the stroke of the air cylinder 47 may be relatively short. In addition, a packing (not shown) may be interposed between the cylinder member 47a and the piston 47b. Note that, even in this case, for convenience, it is expressed that the piston 47b slides relative to the cylinder member 47a (the same applies to the other cylinders).

エアシリンダ47等のアクチュエータによって弁体39の位置及び/又は弁体39に付与される力を調整する場合、例えば、成形サイクル内において位置及び/又は力の調整を行うことが容易化される。従って、例えば、後述する給湯システムの動作の説明(第6節)で例示するように、弁体39を回転させるときは接触圧を減少させる一方で、弁体39を停止させているときは接触圧を増加させることができる。その結果、弁体39を回転させるときの摺動抵抗を低減して電動機43の負担を軽減する一方で、弁体39が停止しているときに溶湯の漏れが生じる蓋然性を低減できる。 When the position of the valve body 39 and/or the force applied to the valve body 39 are adjusted by an actuator such as the air cylinder 47, it is easy to adjust the position and/or force, for example, within a molding cycle. Therefore, for example, as exemplified in the explanation of the operation of the hot water supply system described later (Section 6), it is possible to reduce the contact pressure when the valve body 39 is rotated, while increasing the contact pressure when the valve body 39 is stopped. As a result, it is possible to reduce the sliding resistance when the valve body 39 is rotated, thereby reducing the burden on the electric motor 43, while reducing the likelihood of molten metal leakage when the valve body 39 is stopped.

(2.4.2.調整機構の他の例)
既述のとおり、調整機構の構成は、図示の例以外の種々の構成とすることができる。特に図示しないが、以下に例を挙げる。
(2.4.2. Other Examples of Adjustment Mechanism)
As described above, the adjustment mechanism may have various configurations other than those shown in the drawings. Although not specifically shown, the following examples are given.

アクチュエータとして、エアシリンダ以外のものが利用されてよい。例えば、リニアモータ又は液圧式(例えば油圧式)シリンダが用いられてもよい。また、アクチュエータとして圧電体を用い、回転軸AX1に平行な方向における圧電体の伸縮を弁体39に伝えてもよい。アクチュエータは、直線運動を生じるものでなく、回転運動を生じるものであってもよい。例えば、回転式の電動機の駆動力をカムによって直線運動に変換して弁体39に伝えてもよい。 The actuator may be something other than an air cylinder. For example, a linear motor or a hydraulic (e.g., hydraulic) cylinder may be used. A piezoelectric element may be used as the actuator, and the expansion and contraction of the piezoelectric element in a direction parallel to the rotation axis AX1 may be transmitted to the valve body 39. The actuator may not only generate linear motion, but also generate rotational motion. For example, the driving force of a rotary electric motor may be converted into linear motion by a cam and transmitted to the valve body 39.

アクチュエータに代えて(又は加えて)、弾性部材が用いられてもよい。例えば、弁体39の大径側の端面と、容器37に対して固定的な部材(例えば図4でエアシリンダ47を容器37に固定している部材を参照)との間に、圧縮状態の弾性部材が配置されてよい。そして、弾性部材の復元力によって、弁体39が大径側から小径側へ軸支孔37hの内面に押し付けられてよい。 In place of (or in addition to) an actuator, an elastic member may be used. For example, a compressed elastic member may be disposed between the large-diameter end face of the valve body 39 and a member fixed to the container 37 (see, for example, the member fixing the air cylinder 47 to the container 37 in FIG. 4). Then, the valve body 39 may be pressed against the inner surface of the shaft support hole 37h from the large-diameter side to the small-diameter side by the restoring force of the elastic member.

弾性部材の構成は任意であり、例えば、コイルばね、皿ばね若しくは板ばね等のばねであってもよいし、弾性材料からなる板状若しくはシート状の部材(ばねの形状を有さないもの)であってもよい。弾性部材の復元力(別の観点では初期変形)は、調整可能であってもよいし、調整不可能であってもよい。前者の態様としては、例えば、弾性部材を弁体39とは反対側から支持する部材の回転軸AX1に平行な方向における位置をボルト等によって調整可能な態様が挙げられる。 The elastic member may be configured as desired, for example, a spring such as a coil spring, a disc spring, or a leaf spring, or a plate- or sheet-shaped member (not having a spring shape) made of an elastic material. The restoring force of the elastic member (initial deformation from another perspective) may be adjustable or unadjustable. An example of the former embodiment is one in which the position of a member supporting the elastic member from the side opposite the valve body 39 in a direction parallel to the rotation axis AX1 can be adjusted by a bolt or the like.

アクチュエータ及び/又は弾性部材に代えて(又は加えて)、ボルト等の締結具が用いられてもよい。例えば、図4において、エアシリンダ47に代えて、ロッド47cが挿通されている位置にボルトを螺合させる。ボルトの先端は、ロッド47cの先端と同様に、弁体39の大径側の端面に当接可能である。そして、ボルトの軸回りの回転によってボルトの軸方向の位置を調整することによって、弁体39の大径側の移動限を規定する。 In place of (or in addition to) the actuator and/or elastic member, a fastener such as a bolt may be used. For example, in FIG. 4, instead of the air cylinder 47, a bolt is screwed into the position where the rod 47c is inserted. The tip of the bolt can abut against the large-diameter end face of the valve body 39, similar to the tip of the rod 47c. The axial position of the bolt is adjusted by rotating the bolt around its axis, thereby defining the movement limit of the large-diameter side of the valve body 39.

なお、アクチュエータ及び弾性部材(又はこれらを含む機構)は、弁体39を容器37に向かって押し付ける力を生じる機構であるということができる。上記の大径側の移動限を規定するボルトも、設定される隙間が小さく、テーパ面39tの一部がテーパ面37tの一部に当接しているような状態においては、厳密に言えば、ボルトの弾性変形を伴って弁体39を容器37に押し付ける力を生じる。ただし、実施形態の説明では、上記ボルトは、押し付ける力を生じるものとはみなさない。 The actuator and elastic member (or a mechanism including them) can be said to be a mechanism that generates a force pressing the valve body 39 towards the container 37. Strictly speaking, the bolt that determines the travel limit on the large diameter side also generates a force pressing the valve body 39 against the container 37 with elastic deformation of the bolt when the set gap is small and part of the tapered surface 39t is in contact with part of the tapered surface 37t. However, in the description of the embodiment, the bolt is not considered to generate a pressing force.

調整機構は、弁体39の軸心に代えて、又は加えて、軸心から離れた1又は2以上の位置に対して当接したり(力を付与したり)、比較的広い面積で弁体39に対して当接したりしてもよい。調整機構は、弁体39に対して弁体39の小径側に位置して、弁体39を引っ張ることによって接触圧を調整してもよい。 Instead of or in addition to the axis of the valve body 39, the adjustment mechanism may abut (apply force to) one or more positions away from the axis, or may abut against the valve body 39 over a relatively wide area. The adjustment mechanism may be located on the small diameter side of the valve body 39 relative to the valve body 39, and adjust the contact pressure by pulling the valve body 39.

(2.5.ガス圧回路)
(2.5.1.ガス圧回路全般)
ガス圧回路41(図2及び図3)は、計量室37aに不活性ガスを供給する。ガス圧回路41は、図示の例では、計量室37aと容器37の外部とを通じさせるガス用ポート37dを介して計量室37aに直接的に不活性ガスを供給する。ガス用ポート37dの位置は、想定されている計量室37a内の湯面の高さよりも上方の任意の位置とされてよい。別の観点では、ガス用ポート37dは、弁体39から上方に離れた位置に開口している。図示の例では、ガス用ポート37dの位置は、計量室37aの側面の最上部(計量室37aの上面に隣接する位置)とされている。なお、ガス用ポート37dは、計量室37aの上面に開口していてもよいし、上面から下方に離れて開口していてもよい。
(2.5. Gas pressure circuit)
(2.5.1. Gas pressure circuits in general)
The gas pressure circuit 41 (FIGS. 2 and 3) supplies the inert gas to the measuring chamber 37a. In the illustrated example, the gas pressure circuit 41 directly supplies the inert gas to the measuring chamber 37a through a gas port 37d that communicates the measuring chamber 37a with the outside of the container 37. The position of the gas port 37d may be any position above the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a. From another perspective, the gas port 37d opens at a position above and away from the valve body 39. In the illustrated example, the gas port 37d is located at the top of the side surface of the measuring chamber 37a (a position adjacent to the upper surface of the measuring chamber 37a). The gas port 37d may open to the upper surface of the measuring chamber 37a or may open downward away from the upper surface.

図示の例とは異なり、ガス圧回路41は、間接的に計量室37aに不活性ガスを供給してもよい。例えば、特許文献2の図7では、容器の上部と炉とを通じさせる連通管が開示されている。このような態様において、連通管に不活性ガスが供給されることによって、計量室に不活性ガスが供給されてもよい。 Unlike the illustrated example, the gas pressure circuit 41 may indirectly supply the inert gas to the measuring chamber 37a. For example, FIG. 7 of Patent Document 2 discloses a communication pipe that connects the upper part of the container to the furnace. In this embodiment, the inert gas may be supplied to the measuring chamber by supplying the inert gas to the communication pipe.

ガス圧回路41の構成は、計量室37aに不活性ガスを供給可能である限り、種々の構成とされてよい。例えば、ガス圧回路41は、計量室37a内の圧力を制御可能であってもよいし、制御不可能であってもよい。また、ガス圧回路41は、不活性ガスを炉33に対して供給可能であってもよいし、供給不可能であってもよい。上記のような動作を実現するための具体的な構成も任意である。ガス圧回路41の動作は、例えば、コントローラ5によって制御される。 The gas pressure circuit 41 may be configured in various ways as long as it is capable of supplying inert gas to the measuring chamber 37a. For example, the gas pressure circuit 41 may or may not be able to control the pressure in the measuring chamber 37a. The gas pressure circuit 41 may or may not be able to supply inert gas to the furnace 33. The specific configuration for achieving the above-mentioned operation is also arbitrary. The operation of the gas pressure circuit 41 is controlled by, for example, the controller 5.

図2及び図3の例では、ガス圧回路41は、計量室37aに不活性ガスを供給するために図の下方に示された構成(タンク49を含む構成)を有しているとともに、計量室37aから不活性ガスを吸引するために図の上方に示された構成(ガスシリンダ51を含む構成)を有している。また、ガス圧回路41は、計量室37aの圧力を検出する圧力センサ53を有している。さらにガス圧回路41は、計量室37aから吸引された不活性ガスを炉33に供給する排気流路55を有している。これらの具体的な構成は、例えば、以下のとおりである。 In the example of Figures 2 and 3, the gas pressure circuit 41 has a configuration shown at the bottom of the figure (configuration including a tank 49) for supplying inert gas to the measuring chamber 37a, and also has a configuration shown at the top of the figure (configuration including a gas cylinder 51) for sucking inert gas from the measuring chamber 37a. The gas pressure circuit 41 also has a pressure sensor 53 that detects the pressure in the measuring chamber 37a. Furthermore, the gas pressure circuit 41 has an exhaust flow path 55 that supplies the inert gas sucked from the measuring chamber 37a to the furnace 33. Specific configurations of these are, for example, as follows:

(2.5.2.不活性ガスの供給に係る構成)
ガス圧回路41は、計量室37aへの不活性ガスの供給のために、不活性ガスを貯留しているタンク49を有している。タンク49は、計量室37a(ガス用ポート37d)に通じている。タンク49は、その圧力によって計量室37aの圧力を上昇させることにも利用される。計量室37aの圧力を上昇させることによって、例えば、既に触れたように、溶湯を計量室37aからスリーブ21へ供給するときに、速やかに計量室37aから溶湯を流出させることができる。
(2.5.2. Configuration related to inert gas supply)
The gas pressure circuit 41 has a tank 49 that stores an inert gas in order to supply the inert gas to the metering chamber 37a. The tank 49 is connected to the metering chamber 37a (gas port 37d). The tank 49 is also used to increase the pressure in the metering chamber 37a by its pressure. By increasing the pressure in the metering chamber 37a, for example, as already mentioned, when the molten metal is supplied from the metering chamber 37a to the sleeve 21, the molten metal can be made to flow out of the metering chamber 37a quickly.

タンク49は、金属等によって構成された密閉容器である。タンク49には、大気圧よりも高い圧力で不活性ガスが封入されている。タンク49の圧力は、計量室37aへの不活性ガスの供給に伴って低下する。そして、適宜な時期にタンク49は新たなタンク49に交換される。タンク49の圧力は任意であり、例えば、使用開始前において、1MPa未満であってもよいし、1MPa以上であってもよく、また、10MPa以上15MPa以下であってもよい。なお、タンク49は、交換されずに、適宜な装置によって不活性ガスが充填されるものであってもよい。この場合の充填は、成形サイクル毎に行われるようなものであってもよいし、複数の成形サイクル毎に行われるものであってもよい。また、タンク49の容積を小さくしてタンク49の圧力を維持するような機構が設けられても構わない。 The tank 49 is a sealed container made of metal or the like. The tank 49 is filled with an inert gas at a pressure higher than atmospheric pressure. The pressure of the tank 49 decreases as the inert gas is supplied to the measuring chamber 37a. The tank 49 is replaced with a new tank 49 at an appropriate time. The pressure of the tank 49 is arbitrary, and may be less than 1 MPa, 1 MPa or more, or 10 MPa or more and 15 MPa or less, before the start of use. The tank 49 may not be replaced, but may be filled with an inert gas by an appropriate device. In this case, the filling may be performed for each molding cycle, or may be performed for each multiple molding cycles. A mechanism may be provided to reduce the volume of the tank 49 and maintain the pressure of the tank 49.

タンク49と計量室37aとを接続する流路(符号省略)には、気体の流れを制御するバルブが適宜に設けられてよい。図示の例では、タンク49から計量室37aへの流れを許容及び禁止する供給弁57と、タンク49から計量室37aへ供給される気体の圧力を調整する調整弁59とが例示されている。これらの具体的な構成も任意である。 A valve for controlling the flow of gas may be appropriately provided in the flow path (reference numeral omitted) connecting the tank 49 and the measuring chamber 37a. In the illustrated example, a supply valve 57 for permitting and prohibiting the flow from the tank 49 to the measuring chamber 37a and a regulation valve 59 for adjusting the pressure of the gas supplied from the tank 49 to the measuring chamber 37a are illustrated. The specific configuration of these is also arbitrary.

図示の例では、供給弁57は、2ポート2位置の切換弁によって構成されており、図の上方の矩形で示される状態(位置)ではタンク49側と計量室37a側とを遮断し、図の下方の矩形で示される状態(位置)ではタンク49側と計量室37a側とを通じさせる。また、供給弁57は、ばねによって図の上方の位置とされ、ソレノイドによって図の下方の位置とされる。供給弁57は、切換弁の他、例えば、パイロット式の逆止弁によって構成されてもよい。 In the illustrated example, supply valve 57 is configured as a two-port, two-position switching valve, which in the state (position) indicated by the upper rectangle in the figure blocks communication between tank 49 and measuring chamber 37a, and in the state (position) indicated by the lower rectangle in the figure connects tank 49 and measuring chamber 37a. Supply valve 57 is also set to the upper position in the figure by a spring, and to the lower position in the figure by a solenoid. Supply valve 57 may be configured as a switching valve or, for example, a pilot-operated check valve.

また、図示の例では、調整弁59は、減圧弁によって構成されており、タンク49側(一次側)の圧力を設定圧力に減少させて計量室37a側(二次側)に付与する。設定圧力は、例えば、弁体に復元力を付与するばねの変形量をボルトの位置調整によって調整することによって設定される。もっとも、減圧弁は、ソレノイドによって設定圧力を変更可能なものであってもよい。また、調整弁59は、サーボバルブによって構成され、計量室37aの圧力等に基づいて開口度が制御されることによって圧力を調整するものであってもよい。 In the illustrated example, the adjustment valve 59 is configured as a pressure reducing valve, which reduces the pressure on the tank 49 side (primary side) to a set pressure and applies it to the measuring chamber 37a side (secondary side). The set pressure is set, for example, by adjusting the deformation amount of a spring that applies a restoring force to the valve body by adjusting the position of a bolt. However, the pressure reducing valve may also be one in which the set pressure can be changed by a solenoid. The adjustment valve 59 may also be configured as a servo valve, which adjusts the pressure by controlling the opening degree based on the pressure in the measuring chamber 37a, etc.

(2.5.3.不活性ガスの吸引に係る構成)
ガス圧回路41は、計量室37aからの不活性ガスの吸引のためにガスシリンダ51を有している。ガスシリンダ51は、シリンダ部材51aと、シリンダ部材51a内に収容されているピストン51bと、ピストン51bに固定されており、シリンダ部材51aからシリンダ部材51aの軸方向に延び出ているロッド51cとを有している。シリンダ部材51aの内部は、ピストン51bによって、ロッド51cの側のロッド側室51rと、その反対側のヘッド側室51hとに区画されている。
(2.5.3. Configuration related to inert gas suction)
The gas pressure circuit 41 has a gas cylinder 51 for drawing inert gas from the metering chamber 37a. The gas cylinder 51 has a cylinder member 51a, a piston 51b housed in the cylinder member 51a, and a rod 51c fixed to the piston 51b and extending from the cylinder member 51a in the axial direction of the cylinder member 51a. The inside of the cylinder member 51a is divided by the piston 51b into a rod side chamber 51r on the side of the rod 51c and a head side chamber 51h on the opposite side.

ガスシリンダ51の2つのシリンダ室(51r及び51h)の少なくとも一方(図示の例では双方)は、計量室37a(ガス用ポート37d)に通じている。従って、ピストン51bに外部から力を付与してピストン51bをシリンダ部材51aに対して軸方向に駆動し、シリンダ室の容積を拡大することによって、計量室37aから不活性ガスを吸引することができる。なお、後述するように(第7節)、シリンダ室の容積を縮小する動作によって、計量室37aへの不活性ガスの供給にガスシリンダ51を利用することも可能である。 At least one (both in the illustrated example) of the two cylinder chambers (51r and 51h) of the gas cylinder 51 is connected to the metering chamber 37a (gas port 37d). Therefore, by applying a force from the outside to the piston 51b to drive the piston 51b in the axial direction relative to the cylinder member 51a and expanding the volume of the cylinder chamber, inert gas can be sucked from the metering chamber 37a. As will be described later (Section 7), it is also possible to use the gas cylinder 51 to supply inert gas to the metering chamber 37a by reducing the volume of the cylinder chamber.

ガスシリンダ51の具体的な構成(各部材の形状及び寸法等)は任意である。例えば、ガスシリンダ51において、ピストン51bを軸方向の一方側へフルストロークで移動させたときのロッド側室51r又はヘッド側室51hの容積の変化量は、計量室37aの容積に対して、小さくてもよいし、同等でもよいし、大きくてもよい。ピストン51bとロッド51cとの径の比も特に限定されない。シリンダ部材51aとピストン51bとの間にはパッキン(符号省略)が介在してよい。ガスシリンダ51の容器37に対する位置及び向きは任意である。ガスシリンダ51の鉛直方向に対する向きも任意である。 The specific configuration of the gas cylinder 51 (shape and dimensions of each component, etc.) is arbitrary. For example, in the gas cylinder 51, the amount of change in the volume of the rod side chamber 51r or the head side chamber 51h when the piston 51b is moved to one side in the axial direction by a full stroke may be smaller, equal, or larger than the volume of the metering chamber 37a. The ratio of the diameters of the piston 51b and the rod 51c is also not particularly limited. A packing (symbol omitted) may be interposed between the cylinder member 51a and the piston 51b. The position and orientation of the gas cylinder 51 relative to the container 37 are arbitrary. The orientation of the gas cylinder 51 relative to the vertical direction is also arbitrary.

ガスシリンダ51を駆動する駆動機構の構成は任意である。図示の例では、駆動機構は、電動機61を含んでいる。特に図示しないが、例えば、電動機61は、回転式のモータによって構成され、回転運動を直線運動に変換する変換機構(例えばねじ機構)を介して駆動力をロッド51cに伝達してよい。変換機構以外の適宜な伝達機構(例えばプーリ・ベルト機構又は歯車機構)がロッド51cと電動機61との間に介在していてもよい。上記とは異なり、電動機61は、例えば、リニアモータによって構成され、ロッド51cに直接に連結されていてもよい。 The drive mechanism for driving the gas cylinder 51 may be configured as desired. In the illustrated example, the drive mechanism includes an electric motor 61. Although not specifically illustrated, for example, the electric motor 61 may be configured as a rotary motor, and transmit the drive force to the rod 51c via a conversion mechanism (e.g., a screw mechanism) that converts rotary motion into linear motion. An appropriate transmission mechanism other than the conversion mechanism (e.g., a pulley-belt mechanism or a gear mechanism) may be interposed between the rod 51c and the electric motor 61. Alternatively, the electric motor 61 may be configured as a linear motor, for example, and directly connected to the rod 51c.

図示の例とは異なり、電動機61に代えて、液圧シリンダ又は液圧モータが利用されてもよいし、人力が利用されてもよい。また、シリンダ部材51aに対してピストン51bを駆動する(相対移動させる)駆動機構は、ピストン51b(ロッド51c)を駆動するのではなく、シリンダ部材51aを駆動してもよい。 Unlike the illustrated example, a hydraulic cylinder or hydraulic motor may be used instead of the electric motor 61, or human power may be used. Also, the drive mechanism that drives (moves relative to) the piston 51b with respect to the cylinder member 51a may drive the cylinder member 51a rather than driving the piston 51b (rod 51c).

ガスシリンダ51に接続される流路及びバルブの具体的な構成は任意である。図示の例では、以下のとおりである。 The specific configuration of the flow paths and valves connected to the gas cylinder 51 is arbitrary. In the illustrated example, they are as follows.

ヘッド側室51h及びロッド側室51rそれぞれは、容器37のガス用ポート37d(別の観点では計量室37a)に通じるポート(符号省略)を有している。ヘッド側室51h及びロッド側室51rの上記ポートから延びる2つの流路は、合流してガス用ポート37dに至っている。合流前の2つの流路それぞれには、ガス用ポート37d側からガスシリンダ51側への流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する逆止弁63A及び63Bが設けられている。 The head side chamber 51h and the rod side chamber 51r each have a port (reference numeral omitted) that leads to the gas port 37d (or, from another point of view, the measuring chamber 37a) of the container 37. The two flow paths extending from the above-mentioned ports of the head side chamber 51h and the rod side chamber 51r join together and reach the gas port 37d. The two flow paths before joining each other are provided with check valves 63A and 63B that allow flow from the gas port 37d side to the gas cylinder 51 side and prohibit flow in the opposite direction.

また、ヘッド側室51h及びロッド側室51rそれぞれは、ガス用ポート37dに通じるポートとは別に、排気流路55に通じるポート(符号省略)を有している。ヘッド側室51h及びロッド側室51rの上記ポートから延びる2つの流路は、合流して排気流路55に至っている。合流前の2つの流路それぞれには、ガスシリンダ51側から排気流路55側への流れを許容し、その反対方向の流れを禁止する逆止弁63C及び63Dが設けられている。 In addition to the port leading to the gas port 37d, the head side chamber 51h and the rod side chamber 51r each have a port (reference number omitted) leading to the exhaust flow passage 55. The two flow passages extending from the above-mentioned ports of the head side chamber 51h and the rod side chamber 51r join together and reach the exhaust flow passage 55. Each of the two flow passages before joining is provided with check valves 63C and 63D that allow flow from the gas cylinder 51 side to the exhaust flow passage 55 side and prohibit flow in the opposite direction.

上記のように流路及びバルブが構成されているガス圧回路41において、ガスシリンダ51が駆動されるときの気体の流れは、以下のとおりである。 In the gas pressure circuit 41 in which the flow paths and valves are configured as described above, the gas flow when the gas cylinder 51 is driven is as follows.

ピストン51bがヘッド側室51hの側(図の上方)へ移動するときは、ヘッド側室51hは、容積が縮小されて圧力が上昇する。従って、ヘッド側室51hの気体は、逆止弁63Cを介して排気流路55へ排出される。このとき、ヘッド側室51hから計量室37aへの流れは、逆止弁63Aによって禁止される。一方、ロッド側室51rは、容積が拡大されて圧力が低下する。従って、ロッド側室51rは、逆止弁63Bを介して計量室37aの気体を吸引する。このとき、排気流路55からロッド側室51rへの流れは、逆止弁63Dによって禁止される。 When the piston 51b moves toward the head side chamber 51h (upward in the figure), the volume of the head side chamber 51h is reduced and the pressure increases. Therefore, the gas in the head side chamber 51h is discharged to the exhaust passage 55 via the check valve 63C. At this time, the flow from the head side chamber 51h to the metering chamber 37a is prohibited by the check valve 63A. On the other hand, the volume of the rod side chamber 51r is expanded and the pressure decreases. Therefore, the rod side chamber 51r draws in the gas in the metering chamber 37a via the check valve 63B. At this time, the flow from the exhaust passage 55 to the rod side chamber 51r is prohibited by the check valve 63D.

上記とは逆に、ピストン51bがロッド側室51rの側(図の下方)へ移動するときは、ロッド側室51rは、容積が縮小されて圧力が上昇する。従って、ロッド側室51rの気体は、逆止弁63Dを介して排気流路55へ排出される。このとき、ロッド側室51rから計量室37aへの流れは、逆止弁63Bによって禁止される。一方、ヘッド側室51hは、容積が拡大されて圧力が低下する。従って、ヘッド側室51hは、逆止弁63Aを介して計量室37aの気体を吸引する。このとき、排気流路55からヘッド側室51hへの流れは、逆止弁63Cによって禁止される。 Conversely, when the piston 51b moves toward the rod side chamber 51r (downward in the figure), the volume of the rod side chamber 51r is reduced and the pressure increases. Therefore, the gas in the rod side chamber 51r is discharged to the exhaust passage 55 via the check valve 63D. At this time, flow from the rod side chamber 51r to the metering chamber 37a is prohibited by the check valve 63B. On the other hand, the volume of the head side chamber 51h is expanded and the pressure decreases. Therefore, the head side chamber 51h draws in the gas in the metering chamber 37a via the check valve 63A. At this time, flow from the exhaust passage 55 to the head side chamber 51h is prohibited by the check valve 63C.

上記のとおり、図示の例のガス圧回路41では、ガスシリンダ51は、ヘッド側室51h及びロッド側室51rのいずれによっても計量室37aの気体を吸引できる。すなわち、ガスシリンダ51は、片道の運動だけが吸引に利用されるのではなく、往復動が吸引に利用される。もっとも、ガスシリンダ51は、図示の例とは異なり、片道の運動だけが吸引に利用されても構わない。例えば、ロッド側室51rは、計量室37a及び排気流路55に接続されずに、大気開放されていてもよい。 As described above, in the gas pressure circuit 41 of the illustrated example, the gas cylinder 51 can suck gas from the metering chamber 37a through either the head side chamber 51h or the rod side chamber 51r. That is, the gas cylinder 51 does not use only one-way motion for suction, but uses reciprocating motion for suction. However, unlike the illustrated example, the gas cylinder 51 may use only one-way motion for suction. For example, the rod side chamber 51r may be open to the atmosphere without being connected to the metering chamber 37a and the exhaust flow path 55.

タンク49及びガスシリンダ51は、いずれも計量室37aに通じるものであり、ひいては、互いに通じている。タンク49から計量室37aへ不活性ガスを供給するとき、タンク49からガスシリンダ51への流れは、例えば、適宜なバルブによって禁止されてよい。例えば、逆止弁63A及び63Bが、パイロット圧が導入されることによって閉じられるパイロット式の逆止弁とされたり、逆止弁63A及び63Bが配置されている流路に切換弁が配置されたりしてよい。ガスシリンダ51が計量室37aの不活性ガスを吸引するとき、タンク49からガスシリンダ51への流れは、例えば、供給弁57によって禁止されてよい。 The tank 49 and the gas cylinder 51 both communicate with the metering chamber 37a, and furthermore, communicate with each other. When inert gas is supplied from the tank 49 to the metering chamber 37a, the flow from the tank 49 to the gas cylinder 51 may be prohibited, for example, by an appropriate valve. For example, the check valves 63A and 63B may be pilot-operated check valves that are closed by the introduction of pilot pressure, or a switching valve may be arranged in the flow path in which the check valves 63A and 63B are arranged. When the gas cylinder 51 draws in the inert gas in the metering chamber 37a, the flow from the tank 49 to the gas cylinder 51 may be prohibited, for example, by the supply valve 57.

ガス圧回路41の流路の具体的な構成は任意である。図示の例では、ヘッド側室51h、ロッド側室51r及びタンク49から延びる流路は、互いに合流して同一のガス用ポート37dにつながっている。ただし、これらは、互いに別個に計量室37aにつながっていても構わない。また、例えば、図示の例とは異なる態様で流路が合流してもよい。具体的には、ヘッド側室51hから延びる流路と、ロッド側室51rから延びる流路とは、第1合流点で互いに合流して1本の第1流路となった後に、第2合流点でタンク49から延びる流路と合流して1本の第2流路となり、その後、計量室37aへ延びてよい。この場合、第1流路にガスシリンダ51とタンク49との間の流れを制御するバルブが設けられてもよい。あるいは、ヘッド側室51hから延びる流路と、ロッド側室51rから延びる流路と、タンク49から延びる流路とが1つの第1合流点で互いに合流して1本の流路となり、その後、計量室へ延びてよい。この場合、第1合流点にバルブが設けられてもよい。 The specific configuration of the flow path of the gas pressure circuit 41 is arbitrary. In the illustrated example, the flow paths extending from the head side chamber 51h, the rod side chamber 51r, and the tank 49 join each other and are connected to the same gas port 37d. However, these may be connected to the metering chamber 37a separately from each other. In addition, for example, the flow paths may join in a manner different from the illustrated example. Specifically, the flow path extending from the head side chamber 51h and the flow path extending from the rod side chamber 51r join each other at a first junction to become one first flow path, and then join the flow path extending from the tank 49 at a second junction to become one second flow path, and then extend to the metering chamber 37a. In this case, a valve that controls the flow between the gas cylinder 51 and the tank 49 may be provided in the first flow path. Alternatively, the flow path extending from the head side chamber 51h, the flow path extending from the rod side chamber 51r, and the flow path extending from the tank 49 may join together at a first junction to form a single flow path, which then extends to the metering chamber. In this case, a valve may be provided at the first junction.

(2.5.4.ガス圧回路のその他の構成)
圧力センサ53は、計量室37aに供給される不活性ガスの圧力を検出する。圧力センサ53によって圧力が直接的に検出される位置は任意であり、例えば、タンク49から計量室37aへ至る流路内の位置であってもよいし(図示の例)、計量室37a内の位置であってもよいし、他の流路(例えば計量室37aとガスシリンダ51とを接続する流路)であってもよい。圧力センサ53の構成は任意であり、例えば、公知の構成と同様とされてよい。圧力センサ53の検出値は、例えば、コントローラ5に入力され、ガス圧回路41の制御に利用される。なお、圧力センサ53は設けられなくても構わない。
(2.5.4. Other configurations of the gas pressure circuit)
The pressure sensor 53 detects the pressure of the inert gas supplied to the measuring chamber 37a. The position where the pressure is directly detected by the pressure sensor 53 is arbitrary, and may be, for example, a position in the flow path from the tank 49 to the measuring chamber 37a (as shown in the example), a position in the measuring chamber 37a, or another flow path (for example, a flow path connecting the measuring chamber 37a and the gas cylinder 51). The configuration of the pressure sensor 53 is arbitrary, and may be, for example, the same as a known configuration. The detection value of the pressure sensor 53 is, for example, input to the controller 5 and used for controlling the gas pressure circuit 41. It is not necessary to provide the pressure sensor 53.

排気流路55は、既述のとおり、ヘッド側室51h及びロッド側室51rと接続されている。そして、計量室37aからヘッド側室51h及びロッド側室51rへ吸引され、ヘッド側室51h及びロッド側室51rから排気された不活性ガスは、排気流路55へ流れ込む。排気流路55のガスシリンダ51とは反対側の端部は、炉33内に通じており、排気流路55に流れ込んだ不活性ガスは、炉33に供給される。これにより、例えば、炉33内の溶湯の酸化が低減される。なお、排気流路55は設けられなくても構わない。例えば、ヘッド側室51h及びロッド側室51rから排出される不活性ガスは、大気に放出されても構わない。 As described above, the exhaust flow passage 55 is connected to the head side chamber 51h and the rod side chamber 51r. The inert gas is sucked from the measuring chamber 37a to the head side chamber 51h and the rod side chamber 51r, and exhausted from the head side chamber 51h and the rod side chamber 51r flows into the exhaust flow passage 55. The end of the exhaust flow passage 55 opposite the gas cylinder 51 is connected to the inside of the furnace 33, and the inert gas flowing into the exhaust flow passage 55 is supplied to the furnace 33. This reduces, for example, the oxidation of the molten metal in the furnace 33. Note that the exhaust flow passage 55 does not have to be provided. For example, the inert gas exhausted from the head side chamber 51h and the rod side chamber 51r may be released into the atmosphere.

排気流路55の炉33の側の端部の位置(不活性ガスの直接的な供給先)は任意である。図示の例では、排気流路55の端部は、後述する温調領域33bに位置している。また、図示の例では、排気流路55は、炉33の蓋体69に上方から下方に挿通され、排気流路55の端部は、湯面の上方にて開口している。もっとも、排気流路55の端部は、温調領域33bに代えて溶解領域33a(後述)に位置していてもよい。排気流路55が分岐することによって、温調領域33b及び溶解領域33aの双方に排気流路55の端部が位置していてもよい。排気流路55は、炉33の側面に挿通されていてもよい。また、排気流路55は、炉33に挿通されるのではなく、炉33に設けられたポートに接続されていてもよい。 The position of the end of the exhaust flow passage 55 on the furnace 33 side (direct supply destination of the inert gas) is arbitrary. In the illustrated example, the end of the exhaust flow passage 55 is located in the temperature control area 33b described later. Also, in the illustrated example, the exhaust flow passage 55 is inserted from above to below into the cover 69 of the furnace 33, and the end of the exhaust flow passage 55 opens above the molten metal surface. However, the end of the exhaust flow passage 55 may be located in the melting area 33a (described later) instead of the temperature control area 33b. By branching the exhaust flow passage 55, the end of the exhaust flow passage 55 may be located in both the temperature control area 33b and the melting area 33a. The exhaust flow passage 55 may be inserted into the side of the furnace 33. Also, the exhaust flow passage 55 may not be inserted into the furnace 33, but may be connected to a port provided in the furnace 33.

ガス圧回路41が含む種々の流路(排気流路55等)の具体的な構成は適宜なものとされてよい。例えば、流路は、剛体とみなせるパイプによって構成されていてもよいし、可撓性のホースによって構成されていてもよい。また、例えば、流路を構成する材料は、金属、セラミック、樹脂又はゴムとされてよい。 The specific configuration of the various flow paths (such as the exhaust flow path 55) included in the gas pressure circuit 41 may be any suitable configuration. For example, the flow paths may be configured with a pipe that can be considered to be a rigid body, or may be configured with a flexible hose. Also, for example, the material that configures the flow paths may be metal, ceramic, resin, or rubber.

(3.炉)
炉33は、金属材料を溶解する溶解炉を兼ねる溶解保持炉であってもよいし(図示の例)、溶解機能を有さず、保温の機能のみを有する(狭義の)保持炉であってもよい。溶解保持炉は、インゴット111のみを溶解するものであってもよいし、リターン材113又は不図示の他の材料(例えば切粉)を溶解可能に構成されていてもよい(図示の例)。インゴット111は、新塊及び/又は再生塊であってよい。リターン材113は、成形を行ったときに製品に付随して生じる不要部分によって構成されている。不要部分は、例えば、スリーブ21内に残った部分(ビスケット)、及び金型101のオーバーフロー内で凝固した部分である。
(3. Furnace)
The furnace 33 may be a melting and holding furnace that also functions as a melting furnace for melting metal materials (as shown in the example), or may be a holding furnace (in the narrow sense) that does not have a melting function and only has a heat retention function. The melting and holding furnace may melt only the ingot 111, or may be configured to melt the return material 113 or other materials (e.g., chips) not shown (as shown in the example). The ingot 111 may be a new ingot and/or a recycled ingot. The return material 113 is composed of unnecessary parts that are generated in association with the product when molding is performed. The unnecessary parts are, for example, the part (biscuit) remaining in the sleeve 21 and the part solidified in the overflow of the mold 101.

いずれの構成にせよ、炉33は、少なくとも溶湯を貯留する容器状の炉本体65を有している。なお、本開示の説明では、炉本体65を炉として捉えた表現をすることもある。炉本体65の具体的な構成は、種々の構成とされてよく、公知の構成と同様とされて構わない。例えば、炉本体65は、容器状の基部65aと、基部65a内を加熱する加熱部65bとを有している。これらの具体的な構成も任意である。ただし、後述するように、成形サイクルの進行に伴って、必要量の材料が溶解される態様においては、炉本体65を一般的な大きさよりも小さくすることができる。これにより、例えば、炉33からの放熱量を低減し、ひいては、必要なエネルギーを削減することができる。 In either configuration, the furnace 33 has at least a vessel-shaped furnace body 65 that stores molten metal. In the description of this disclosure, the furnace body 65 may be expressed as a furnace. The specific configuration of the furnace body 65 may be various configurations, and may be the same as a known configuration. For example, the furnace body 65 has a vessel-shaped base 65a and a heating section 65b that heats the inside of the base 65a. These specific configurations are also arbitrary. However, as described below, in a mode in which a required amount of material is melted as the molding cycle progresses, the furnace body 65 can be made smaller than a general size. This can reduce, for example, the amount of heat released from the furnace 33, and thus the required energy.

炉本体65の内部は、仕切り67によって、溶解領域33aと、温調領域33bとに分けられていてよい。溶解領域33aは、溶解前の材料(111及び113等)が供給されて、上記材料の溶解に利用される。温調領域33bは、給湯装置35の容器37につながっており、溶湯の温度を成形に適した温度に調整することに利用される。図2及び図3は、模式図であることから、溶解領域33aに係る加熱部65bと、温調領域33bに係る加熱部65bとが同様に図示されているが、両者は、異なる構成であったり、互いに別個に制御可能であったりしてもよい。温調領域33bは、例えば、容器37の容積(及び/又は水平断面)よりも大きい容積(及び/又は水平断面)を有している。溶解領域33aは、例えば、温調領域33bの容積(及び/又は水平断面)よりも大きい容積(及び/又は水平断面)を有している。 The inside of the furnace body 65 may be divided into a melting area 33a and a temperature control area 33b by a partition 67. The melting area 33a is supplied with materials (111 and 113, etc.) before melting and is used to melt the materials. The temperature control area 33b is connected to a container 37 of the water supply device 35 and is used to adjust the temperature of the molten metal to a temperature suitable for molding. Since Figs. 2 and 3 are schematic diagrams, the heating section 65b related to the melting area 33a and the heating section 65b related to the temperature control area 33b are illustrated in the same manner, but the two may have different configurations or be controllable separately from each other. The temperature control area 33b has, for example, a volume (and/or horizontal cross section) larger than the volume (and/or horizontal cross section) of the container 37. The melting area 33a has, for example, a volume (and/or horizontal cross section) larger than the volume (and/or horizontal cross section) of the temperature control area 33b.

炉本体65の上方の開口は、蓋体69によって塞がれている。温調領域33bの湯面よりも上方の空間は、蓋体69によって密閉されていてもよいし、完全には密閉されずに大気圧と同じ圧力とされていてもよい。実施形態の説明では、特に断り無く、後者を例に取ることがある。蓋体69は、溶解領域33aの上方において、溶解前の材料を炉本体65内に供給するための開口を有している。炉33は、上記開口を塞ぐことが可能に構成されていてもよいし、そのように構成されていなくてもよい。溶解領域33aの湯面よりも上方は、温調領域33bの湯面よりも上方と通じていてもよいし、通じていなくてもよい。蓋体69の具体的な構成は、種々の構成と同様とされてよく、例えば、公知の構成と同様とされても構わない。蓋体69の一部又は全部は、炉本体65と一体的に構成されていても構わない。 The opening above the furnace body 65 is closed by a lid 69. The space above the molten metal surface in the temperature control area 33b may be sealed by the lid 69, or may not be completely sealed and have the same pressure as atmospheric pressure. In the description of the embodiment, the latter may be taken as an example without special mention. The lid 69 has an opening above the melting area 33a for supplying the material before melting into the furnace body 65. The furnace 33 may be configured so that the opening can be closed, or it may not be configured so. The area above the molten metal surface in the melting area 33a may be connected to the area above the molten metal surface in the temperature control area 33b, or it may not be connected to the area above the molten metal surface in the temperature control area 33b. The specific configuration of the lid 69 may be the same as various configurations, for example, it may be the same as a known configuration. A part or all of the lid 69 may be configured integrally with the furnace body 65.

溶解前の材料を炉本体65に供給する材料供給部71の構成は任意である。図示の例では、材料供給部71は、上下に長いインゴット111を保持する不図示の装置を有しており、当該装置によってインゴット111を降下させ、インゴット111の下部を炉本体65内の溶湯に浸す。また、材料供給部71は、ベルトコンベア(符号省略)によってリターン材113を搬送して炉本体65内に落下させる。材料供給部71の動作は、コントローラ5によって制御される。なお、材料供給部71は、炉33とは別個の装置として捉えられてもよいし、炉33の一部として捉えられてもよい。 The material supply unit 71, which supplies the material before melting to the furnace body 65, may have any configuration. In the illustrated example, the material supply unit 71 has a device (not shown) that holds a vertically long ingot 111, and the device lowers the ingot 111 so that the lower part of the ingot 111 is immersed in the molten metal in the furnace body 65. The material supply unit 71 also transports the return material 113 using a belt conveyor (reference number omitted) and drops it into the furnace body 65. The operation of the material supply unit 71 is controlled by the controller 5. The material supply unit 71 may be regarded as a device separate from the furnace 33, or as part of the furnace 33.

炉33は、移動可能であってもよいし(図示の例)、移動不可能であってもよい。図示の例では、炉33は、搬送台73の上に設置されている。搬送台73は、コロ又は車輪(符号省略)を有しており、水平方向に移動可能とされている。また、搬送台73は、蝶番のように、回転軸73aの回りに互いに回転可能な2つの部位(符号省略)を有しており、炉本体65を水平方向に対して傾斜させることが可能に構成されている。このような水平移動及び/又は傾斜は、例えば、給湯システム31のメンテナンスを容易にすることに寄与する。 The furnace 33 may be movable (as in the illustrated example) or may not be movable. In the illustrated example, the furnace 33 is installed on a conveyor platform 73. The conveyor platform 73 has rollers or wheels (reference numbers omitted) and is movable in the horizontal direction. The conveyor platform 73 also has two parts (reference numbers omitted) that can rotate around a rotation axis 73a like a hinge, and is configured to be able to tilt the furnace body 65 relative to the horizontal direction. Such horizontal movement and/or tilting contributes to, for example, facilitating maintenance of the hot water supply system 31.

(4.炉と給湯装置との接続管)
炉33の炉本体65と給湯装置35の容器37とを接続する接続管75(その内部の流路。以下、特に矛盾等が生じない限り、同様。)は、一端が炉本体65の側面に設けられた開口65hに接続されており、他端が容器37の流入口37bに接続されている。開口65h及び流入口37bは、炉本体65における湯面よりも下方に位置している。従って、溶湯は、自重によって炉本体65から容器37へ流れ込むことが可能である。
(4. Connection pipe between furnace and hot water supply device)
A connecting pipe 75 (its internal flow path; the same applies hereinafter unless otherwise specified, unless there is any contradiction) connecting the furnace body 65 of the furnace 33 and the container 37 of the water heater 35 has one end connected to an opening 65h provided on the side of the furnace body 65, and the other end connected to an inlet 37b of the container 37. The opening 65h and the inlet 37b are located below the molten metal surface in the furnace body 65. Therefore, the molten metal can flow from the furnace body 65 into the container 37 by its own weight.

開口65h及び流入口37bは、互いに同じ高さに位置していてもよいし(図示の例)、一方が他方よりも高くに位置していてもよい。開口65hの炉本体65における位置も任意である。例えば、炉本体65の底面のスリーブ21に対する高さ等にもよるが、開口65hは、炉本体65の底面よりも上方に位置していてもよいし(図示の例)、底面に隣接していてもよいし、底面に位置していてもよい。 The opening 65h and the inlet 37b may be located at the same height as each other (illustrated example), or one may be located higher than the other. The position of the opening 65h in the furnace body 65 is also arbitrary. For example, depending on the height of the bottom surface of the furnace body 65 relative to the sleeve 21, the opening 65h may be located above the bottom surface of the furnace body 65 (illustrated example), adjacent to the bottom surface, or located at the bottom surface.

接続管75は、例えば、水平方向に直線状に延びている。ただし、上記の開口65h及び流入口37bの位置関係から理解されるように、接続管75は、水平方向に対して傾斜していても構わない。また、接続管75は、水平方向に見て、及び/又は鉛直方向に見て、曲がる部分を有していてもよい。接続管75が曲がる部分を有していることによって、例えば、ダイカストマシン1に対する炉33の配置位置の自由度が向上する。また、接続管75の流路の横断面の形状及び径は、例えば、当該流路が延びる方向において一定である。ただし、接続管75の流路は、縮径又は拡径する部分を有していても構わない。横断面の形状は任意であり、例えば、円形状又は多角形状である。 The connecting pipe 75 extends, for example, in a straight line in the horizontal direction. However, as can be understood from the positional relationship between the opening 65h and the inlet 37b, the connecting pipe 75 may be inclined with respect to the horizontal direction. The connecting pipe 75 may have a curved portion when viewed horizontally and/or vertically. For example, the flexibility of the arrangement position of the furnace 33 relative to the die casting machine 1 is improved by the connecting pipe 75 having a curved portion. In addition, the shape and diameter of the cross section of the flow path of the connecting pipe 75 are constant, for example, in the direction in which the flow path extends. However, the flow path of the connecting pipe 75 may have a portion where the diameter is reduced or increased. The shape of the cross section is arbitrary, for example, a circular or polygonal shape.

接続管75の具体的な構造及び材料等は任意である。例えば、容器37の構造の説明(容器本体37e及びヒータ37fの説明)は、矛盾等が生じない範囲で、接続管75の構造に援用されてよい。また、例えば、接続管75の少なくとも容器37側の一部は、容器37の少なくとも流入口37b側の一部に対して、ねじ等によって連結されていてもよいし、一体的(分解不可能)に固定されていてもよい。同様に、接続管75の少なくとも炉本体65側の一部は、炉本体65の少なくとも開口65h側の一部に対して、ねじ等によって連結されていてもよいし、一体的(分解不可能)に固定されていてもよい。接続管75は、炉本体65内の溶湯を容器37へ流れさせる電磁ポンプを有していてもよいし、有していなくてもよい(図示の例)。また、接続管75は、ブロック状の部分(「管」の概念に馴染まない部分)を有していたり、蛇腹又は可撓性のホースのように変形が許容されている部分を有していたりしてもよい。 The specific structure and materials of the connecting pipe 75 are arbitrary. For example, the description of the structure of the container 37 (the description of the container body 37e and the heater 37f) may be used in the structure of the connecting pipe 75 to the extent that no contradictions arise. Also, for example, at least a part of the connecting pipe 75 on the container 37 side may be connected to at least a part of the inlet 37b side of the container 37 by a screw or the like, or may be fixed integrally (non-disassembleable). Similarly, at least a part of the connecting pipe 75 on the furnace body 65 side may be connected to at least a part of the opening 65h side of the furnace body 65 by a screw or the like, or may be fixed integrally (non-disassembleable). The connecting pipe 75 may or may not have an electromagnetic pump that causes the molten metal in the furnace body 65 to flow to the container 37 (example shown in the figure). Also, the connecting pipe 75 may have a block-shaped part (a part that does not fit the concept of a "pipe"), or may have a part that is allowed to deform, such as a bellows or a flexible hose.

実施形態の説明では、接続管75は、便宜上、炉33及び給湯装置35とは別個の部位として説明されている。ただし、接続管75は、炉33の一部と捉えられてもよいし、給湯装置35の一部として捉えられてもよい。 In the description of the embodiment, the connection pipe 75 is described as a separate part from the furnace 33 and the hot water supply device 35 for convenience. However, the connection pipe 75 may be regarded as part of the furnace 33 or as part of the hot water supply device 35.

(5.溶湯の計量方法)
容器37が1ショットの成形のために貯留する溶湯の計量は、種々の方法によって実現されてよい。例えば、計量室37aにおける湯面の高さが所定の高さに調整されることによって溶湯が計量されてよい。この場合において、計量室37aの湯面の高さは、炉本体65における湯面の高さと同じであってもよいし(図示の例)、異なっていてもよい。前者の態様においては、炉本体65における湯面の高さの調整によって、計量室37aの湯面の高さが調整されてもよい。
(5. How to measure molten metal)
The amount of molten metal stored in the container 37 for molding one shot may be measured by various methods. For example, the molten metal may be measured by adjusting the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a to a predetermined height. In this case, the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a may be the same as the height of the molten metal surface in the furnace body 65 (as shown in the example), or may be different. In the former embodiment, the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a may be adjusted by adjusting the height of the molten metal surface in the furnace body 65.

計量室37aの湯面の高さの調整方法は、種々の方法とされてよい。公知の方法が採用されても構わない。 The height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a may be adjusted in a variety of ways. Any known method may be used.

例えば、上記のとおり、計量室37aの湯面の高さと、炉本体65における湯面の高さとを同じにして、炉本体65における湯面の高さの調整によって、計量室37aの湯面の高さが調整されてよい。この場合、炉本体65における湯面の高さは、例えば、炉本体65に供給される溶解前の金属材料の量によって調整されてよい。より詳細には、例えば、インゴット111の降下量によって湯面が調整されてよい。あるいは、炉本体65の湯面よりも上方の空間(温調領域33bの湯面よりも上方の空間であってもよい)を密閉し、当該空間の圧力制御によって湯面の高さが調整されてもよい。溶解しない部材を炉本体65の溶湯に浸し、当該部材の上昇及び降下によって当該部材の溶湯に浸される体積を変化させることによって湯面が調整されてもよい。 For example, as described above, the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a may be adjusted by adjusting the height of the molten metal surface in the furnace body 65 by making the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a the same as that in the furnace body 65. In this case, the height of the molten metal surface in the furnace body 65 may be adjusted, for example, by the amount of pre-melted metal material supplied to the furnace body 65. More specifically, the molten metal surface may be adjusted, for example, by the amount of descent of the ingot 111. Alternatively, the space above the molten metal surface in the furnace body 65 (which may be the space above the molten metal surface in the temperature control area 33b) may be sealed, and the height of the molten metal surface may be adjusted by controlling the pressure of the space. The molten metal surface may be adjusted by immersing an unmelted member in the molten metal in the furnace body 65 and changing the volume of the member immersed in the molten metal by the rise and fall of the member.

また、例えば、計量室37aの湯面の高さと、炉本体65における湯面の高さとが同じであることを前提としなくてもよい。この場合、例えば、炉33から計量室37aへ溶湯を供給しているときに、計量室37a内の湯面が所定の高さに到達したときに弁体39が閉位置(例えば図2の位置と図3の位置との中間の位置)とされることによって計量室37a内の湯面が調整されてよい。また、例えば、弁体39が流入位置α1(図2)に位置しているときに、計量室37aの、湯面よりも上方の空間の圧力がガス圧回路41によって調整されることによって、計量室37a内の湯面の高さが調整されてもよい。計量室37aの気圧の調整と、炉本体65(温調領域33bであってもよい。)の気圧の調整とが併用されてもよい。 In addition, for example, it is not necessary to assume that the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a and the height of the molten metal surface in the furnace body 65 are the same. In this case, for example, when molten metal is supplied from the furnace 33 to the measuring chamber 37a, the valve body 39 may be set to a closed position (for example, a position intermediate between the positions in Figures 2 and 3) when the molten metal surface in the measuring chamber 37a reaches a predetermined height, thereby adjusting the molten metal surface in the measuring chamber 37a. In addition, for example, when the valve body 39 is located at the inflow position α1 (Figure 2), the pressure in the space above the molten metal surface in the measuring chamber 37a may be adjusted by the gas pressure circuit 41, thereby adjusting the molten metal surface height in the measuring chamber 37a. The adjustment of the air pressure in the measuring chamber 37a and the adjustment of the air pressure in the furnace body 65 (which may be the temperature control area 33b) may be used in combination.

また、例えば、上記の2つ以上が併用されてもよい。例えば、基本的に、炉本体65における湯面の高さと、計量室37aにおける湯面の高さとは同じとされ、炉本体65の湯面の高さの調整によって計量室37aの湯面の高さが調整されてよい。次に、計量室37aの気圧の制御によって、計量室37aの湯面の高さが微調整されてよい。 For example, two or more of the above may be used in combination. For example, the height of the molten metal surface in the furnace body 65 and the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a may basically be the same, and the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a may be adjusted by adjusting the height of the molten metal surface in the furnace body 65. Next, the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a may be fine-tuned by controlling the air pressure in the measuring chamber 37a.

より詳細には、例えば、以下のようにされてよい。温調領域33bの湯面よりも上方の空間は完全には密閉されずに大気圧とされる。そして、温調領域33bにおける湯面の高さは、溶解前の金属材料の溶解領域33aへの供給量によって調整される。また、ガス圧回路41は、タンク49と計量室37aとを遮断するとともに、計量室37aから排気流路55(又は大気)への排気を許容する。これにより、計量室37aは、概ね大気圧とされる。この状態で、弁体39が図2に示す流入位置α1とされる。これにより、計量室37aには、計量室37aにおける湯面の高さが温調領域33bにおける湯面の高さと同等になるまで、溶湯が供給される。その後、計量室37aにおける湯面の高さが所望の高さになるように、ガス圧回路41によって、計量室37aの気圧が調整される。例えば、ガスシリンダ51によって吸引が行われたり、不図示のバルブによってガスシリンダ51への気体の流れを禁止した状態でタンク49から計量室37aへ不活性ガスが供給されたりしてよい。 More specifically, for example, the following may be done. The space above the molten metal surface in the temperature control area 33b is not completely sealed and is at atmospheric pressure. The height of the molten metal surface in the temperature control area 33b is adjusted by the amount of metal material supplied to the melting area 33a before melting. The gas pressure circuit 41 also blocks the tank 49 from the measuring chamber 37a and allows exhaust from the measuring chamber 37a to the exhaust flow path 55 (or the atmosphere). As a result, the measuring chamber 37a is at approximately atmospheric pressure. In this state, the valve body 39 is set to the inflow position α1 shown in FIG. 2. As a result, molten metal is supplied to the measuring chamber 37a until the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a becomes equal to the height of the molten metal surface in the temperature control area 33b. After that, the gas pressure circuit 41 adjusts the air pressure in the measuring chamber 37a so that the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a becomes the desired height. For example, suction may be performed using the gas cylinder 51, or inert gas may be supplied from the tank 49 to the measuring chamber 37a while a valve (not shown) is preventing gas from flowing into the gas cylinder 51.

給湯システム31は、計量室37aにおける湯面の高さを検出する湯面センサ77、及び/又は炉本体65における湯面の高さを検出する湯面センサ79を有してよい。湯面センサ77及び/又は79の検出値は、例えば、コントローラ5によって、上記のような湯面の調整に利用されてよい。なお、湯面の高さは、湯面センサによらずに、計量室37aの気圧等から推定されてもよい。 The hot water supply system 31 may have a hot water level sensor 77 that detects the height of the hot water level in the measuring chamber 37a, and/or a hot water level sensor 79 that detects the height of the hot water level in the furnace body 65. The detection values of the hot water level sensors 77 and/or 79 may be used, for example, by the controller 5 to adjust the hot water level as described above. Note that the hot water level may be estimated from the air pressure in the measuring chamber 37a, etc., without using the hot water level sensor.

湯面センサ77及び79の構成は任意である。図2及び図3では、下端に到達した溶湯によって通電される1対の電極(不図示)を有する棒状のものが例示されている。特に図示しないが、湯面センサ77及び79の他の構成の例を挙げる。湯面センサは、溶湯に浮くフロートと、フロートに連結されてフロートの上下の位置を検出するリニアエンコーダとを有するものであってもよい。湯面センサは、レーザ光を湯面に向けて照射し、反射光を受光して湯面との距離を測定するレーザ測長器であってもよい。湯面センサは、溶湯との位置関係に応じたキャパシタンス又はインダクタンスの変化に基づいて湯面を検出するものであってもよい。上記の例示から理解されるように、湯面センサは、湯面が所定の高さに到達したことを検出するもの(スイッチ)であってもよいし、湯面の種々の高さを連続的に検出できるものであってもよい。 The molten metal level sensors 77 and 79 may have any configuration. In Figs. 2 and 3, a rod-shaped sensor having a pair of electrodes (not shown) that is energized by the molten metal reaching the lower end is shown as an example. Other configurations of the molten metal level sensors 77 and 79 are not shown in the figures. The molten metal level sensor may have a float that floats on the molten metal and a linear encoder that is connected to the float and detects the upper and lower positions of the float. The molten metal level sensor may be a laser length measuring device that irradiates a laser beam toward the molten metal surface and receives the reflected light to measure the distance to the molten metal surface. The molten metal level sensor may detect the molten metal surface based on a change in capacitance or inductance according to the positional relationship with the molten metal. As can be understood from the above examples, the molten metal level sensor may be a switch that detects when the molten metal surface has reached a predetermined height, or may be a sensor that can continuously detect various heights of the molten metal surface.

(6.給湯システムの動作)
(6.1.成形サイクルにおける動作)
図5は、コントローラ5が実行する給湯に係る処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートは、例えば、成形サイクルを繰り返す自動運転が開始されたときに開始される。ステップST1~ST11は、1回の成形サイクル中における処理を示している。ステップST1の直前は、例えば、成形サイクルの開始に相当する。
(6. Operation of the hot water supply system)
(6.1. Operations in the molding cycle)
5 is a flowchart showing an example of a procedure for processing related to hot water supply executed by the controller 5. This flowchart is started, for example, when automatic operation for repeating a molding cycle is started. Steps ST1 to ST11 show the processing during one molding cycle. The step immediately before step ST1 corresponds, for example, to the start of the molding cycle.

ステップST1~ST3は、炉33から計量室37aへ溶湯を供給して、1ショット分の溶湯を計量する処理を示しており、図2に相当している。ステップST6~ST8は、計量室37aからスリーブ21へ溶湯を供給する処理を示しており、図3に相当している。そして、計量する処理と、溶湯を供給する処理とは、ステップST9で所定の終了条件が満たされない限り、繰り返される。具体的には、以下のとおりである。 Steps ST1 to ST3 show the process of supplying molten metal from the furnace 33 to the measuring chamber 37a and measuring one shot of molten metal, and correspond to FIG. 2. Steps ST6 to ST8 show the process of supplying molten metal from the measuring chamber 37a to the sleeve 21, and correspond to FIG. 3. The measuring process and the process of supplying molten metal are repeated unless a predetermined end condition is met in step ST9. Specifically, they are as follows.

ステップST1では、コントローラ5は、弁体39を流入位置α1(図2)へ移動させるように電動機43を制御する。これにより、炉33の溶湯が弁体39を介して計量室37aに流入可能となる。 In step ST1, the controller 5 controls the electric motor 43 to move the valve body 39 to the inflow position α1 (FIG. 2). This allows the molten metal in the furnace 33 to flow into the measuring chamber 37a through the valve body 39.

ステップST2では、コントローラ5は、弁体39の容器37に対する接触圧を高くするようにエアシリンダ47を制御する。これにより、弁体39と容器37との隙間へ溶湯が流れ込む蓋然性が低減される。 In step ST2, the controller 5 controls the air cylinder 47 to increase the contact pressure of the valve body 39 against the container 37. This reduces the likelihood that molten metal will flow into the gap between the valve body 39 and the container 37.

ステップST3では、コントローラ5は、計量室37aから不活性ガスを吸引するようにガス圧回路41(ガスシリンダ51を駆動する電動機61等)を制御する。これにより、計量室37aへの溶湯の供給が速やかに行われる。なお、このとき、計量室37aの圧力は、大気圧よりも低い圧力に至ってもよいし、至らなくてもよい。ガスシリンダ51は、片道の運動がなされるだけであってもよいし、往復動がなされてもよい。 In step ST3, the controller 5 controls the gas pressure circuit 41 (such as the motor 61 that drives the gas cylinder 51) to draw inert gas from the measuring chamber 37a. This allows the molten metal to be supplied quickly to the measuring chamber 37a. At this time, the pressure in the measuring chamber 37a may or may not reach a pressure lower than atmospheric pressure. The gas cylinder 51 may only move one way, or may move back and forth.

その後、特に図示しないが、コントローラ5は、湯面センサ77からの信号に基づいて計量室37aの湯面が所定の高さに到達したことを検知すると、電動機61を停止させることなどによって、ガスシリンダ51による計量室37aからの吸引を終了する。これにより、計量室37aにおける湯量は、1ショット分に相当するものとされる。すなわち、計量が完了する。計量が完了した後、コントローラ5は、不活性ガスの吸引及び/又は供給によって計量室37aの湯面が所望の高さに維持されるようにガス圧回路41を制御してもよい。 After that, although not shown, when the controller 5 detects that the molten metal level in the measuring chamber 37a has reached a predetermined height based on a signal from the molten metal level sensor 77, it stops the suction from the measuring chamber 37a by the gas cylinder 51, for example by stopping the electric motor 61. This makes the amount of molten metal in the measuring chamber 37a equivalent to one shot. In other words, metering is complete. After metering is complete, the controller 5 may control the gas pressure circuit 41 so that the molten metal level in the measuring chamber 37a is maintained at the desired height by suction and/or supply of inert gas.

ステップST4では、コントローラ5は、所定の給湯条件が満たされたか否か判定する。給湯条件は、例えば、ダイカストマシン1において射出を行う準備が整ったことを含む。そして、コントローラ5は、肯定判定のときはステップST5に進み、否定判定のときはステップST4を繰り返す(待機する)。 In step ST4, the controller 5 determines whether or not a predetermined hot water supply condition is satisfied. The hot water supply condition includes, for example, that the die casting machine 1 is ready to perform injection. If the determination is positive, the controller 5 proceeds to step ST5, and if the determination is negative, the controller 5 repeats (stands by) step ST4.

ステップST5では、コントローラ5は、弁体39の容器37に対する接触圧を低くするようにエアシリンダ47を制御する。これにより、弁体39と容器37との摺動抵抗が低減される。 In step ST5, the controller 5 controls the air cylinder 47 to lower the contact pressure of the valve body 39 against the container 37. This reduces the sliding resistance between the valve body 39 and the container 37.

ステップST6では、コントローラ5は、弁体39を流出位置α2(図3)へ移動させるように電動機43を制御する。これにより、計量室37aの溶湯が弁体39を介してスリーブ21へ流入可能となる。 In step ST6, the controller 5 controls the electric motor 43 to move the valve body 39 to the outflow position α2 (FIG. 3). This allows the molten metal in the measuring chamber 37a to flow into the sleeve 21 through the valve body 39.

ステップST7では、コントローラ5は、弁体39の容器37に対する接触圧を高くするようにエアシリンダ47を制御する。これにより、弁体39と容器37との隙間へ溶湯が流れ込む蓋然性が低減される。 In step ST7, the controller 5 controls the air cylinder 47 to increase the contact pressure of the valve body 39 against the container 37. This reduces the likelihood that molten metal will flow into the gap between the valve body 39 and the container 37.

ステップST8では、コントローラ5は、計量室37aへ不活性ガスを供給するようにガス圧回路41(供給弁57等)を制御する。これにより、計量室37aからスリーブ21への溶湯の供給が速やかに行われる。なお、このとき、計量室37aの圧力は、大気圧よりも高い圧力に至ってもよいし、至らなくてもよい。 In step ST8, the controller 5 controls the gas pressure circuit 41 (supply valve 57, etc.) to supply inert gas to the measuring chamber 37a. This allows the molten metal to be quickly supplied from the measuring chamber 37a to the sleeve 21. At this time, the pressure in the measuring chamber 37a may or may not reach a pressure higher than atmospheric pressure.

ステップST9では、コントローラ5は、所定の終了条件が満たされたか否か判定する。終了条件は、例えば、オペレータによって設定された回数の成形サイクルが行われたことを含む。コントローラ5は、肯定判定のときは、図5に示す処理を終了し、否定判定のときは、ステップST10に進む。 In step ST9, the controller 5 determines whether a predetermined termination condition is satisfied. The termination condition includes, for example, that the number of molding cycles set by the operator has been performed. If the determination is positive, the controller 5 terminates the process shown in FIG. 5, and if the determination is negative, the controller 5 proceeds to step ST10.

ステップST10では、コントローラ5は、1ショット分に対応する溶解前の材料が炉本体65に供給されるように材料供給部71を制御する。これにより、炉本体65における湯面の高さは、ステップST1の前の湯面の高さと同じになる。なお、ステップST10は、成形サイクル中の他のタイミングに行われてもよい。 In step ST10, the controller 5 controls the material supply unit 71 so that one shot of unmelted material is supplied to the furnace body 65. As a result, the height of the molten metal surface in the furnace body 65 becomes the same as the height of the molten metal surface before step ST1. Note that step ST10 may be performed at other times during the molding cycle.

ステップST11では、コントローラ5は、弁体39の容器37に対する接触圧を低くするようにエアシリンダ47を制御する。これにより、弁体39と容器37との摺動抵抗が低減される。その後、コントローラ5は、ステップST1へ戻る。 In step ST11, the controller 5 controls the air cylinder 47 to lower the contact pressure of the valve body 39 against the container 37. This reduces the sliding resistance between the valve body 39 and the container 37. The controller 5 then returns to step ST1.

図示の例の手順は、適宜に変更されてよい。例えば、接触圧を調整するステップST2、ST5、ステップST7及び/又はST11は省略されても構わない。また、ステップST3及び/又はST8も省略されて構わない。この場合、例えば、成形サイクルの全体に亘って、大気圧よりも若干高い圧力で計量室37aに不活性ガスが供給され、余剰分が排気流路55に排気されてもよい。また、例えば、意図した作用が得られる範囲内で、ステップ同士の順番が変更されたり、2以上のステップの少なくとも一部が同時に行われたりしてよい。例えば、ステップST3は、ステップST2の前又はステップST1の直前に開始されてもよい。 The procedure of the illustrated example may be modified as appropriate. For example, steps ST2, ST5, ST7 and/or ST11 for adjusting the contact pressure may be omitted. Also, steps ST3 and/or ST8 may be omitted. In this case, for example, the inert gas may be supplied to the measuring chamber 37a at a pressure slightly higher than atmospheric pressure throughout the entire molding cycle, and the excess may be exhausted to the exhaust passage 55. Also, for example, the order of the steps may be changed, or at least some of two or more steps may be performed simultaneously, within a range in which the intended effect is obtained. For example, step ST3 may be started before step ST2 or immediately before step ST1.

コントローラ5は、ステップST6の後、給湯装置35からスリーブ21への溶湯の供給が完了すると、プランジャ23を前進させて射出を行う。コントローラ5は、溶湯の供給の完了を適宜な情報に基づいて検知してよい。 After step ST6, when the supply of molten metal from the water heater 35 to the sleeve 21 is completed, the controller 5 advances the plunger 23 to perform injection. The controller 5 may detect the completion of the supply of molten metal based on appropriate information.

例えば、容器37の溶湯が全て流出口37cから流出すると、流出口37cを介して計量室37aと容器37の外部とが通じる。その結果、計量室37aの圧力は、瞬間的に変動を生じる。具体的には、ガス圧回路41から計量室37aへの不活性ガスの供給態様によるが、計量室37aの圧力は、瞬間的に低下若しくは上昇し、又は振動する。従って、コントローラ5は、圧力センサ53の検出値に基づいて、上記のような変動が生じたか否か判定し、変動が生じたときは、溶湯の供給が完了したと判定してよい。なお、このような判定方法は、不活性ガスが計量室37aに供給されない態様(例えば計量室37aの湯面よりも上方の空間が比較的小径の開口を介して大気開放されている態様)にも適用可能である。 For example, when all the molten metal in the container 37 flows out from the outlet 37c, the measuring chamber 37a communicates with the outside of the container 37 via the outlet 37c. As a result, the pressure in the measuring chamber 37a fluctuates instantaneously. Specifically, depending on the supply mode of the inert gas from the gas pressure circuit 41 to the measuring chamber 37a, the pressure in the measuring chamber 37a instantaneously drops or rises, or oscillates. Therefore, the controller 5 may determine whether or not such a fluctuation has occurred based on the detection value of the pressure sensor 53, and when a fluctuation has occurred, determine that the supply of the molten metal has been completed. This determination method can also be applied to a mode in which the inert gas is not supplied to the measuring chamber 37a (for example, a mode in which the space above the molten metal surface in the measuring chamber 37a is open to the atmosphere through a relatively small diameter opening).

上記以外の例を挙げる。コントローラ5は、弁体39を流出位置α2にしてから所定の時間が経過したか否かに基づいて溶湯の供給が完了したか否かを判定してよい。また、流出口37cと給湯口21aとの間に溶湯の有無を検出する接触式又は非接触式のセンサを設けてよい。そして、コントローラ5は、溶湯の供給開始後、上記センサによって溶湯が検出されなくなったか否かに基づいて溶湯の供給が完了したか否かを判定してよい。また、スリーブ21内の湯面の高さを検出する湯面センサが設けられてよい。そして、コントローラ5は、湯面の高さが所定の高さになったときに、溶湯の供給が完了したと判定してよい。 Examples other than the above are given below. The controller 5 may determine whether the supply of molten metal is complete based on whether a predetermined time has elapsed since the valve body 39 was set to the outflow position α2. A contact or non-contact sensor that detects the presence or absence of molten metal may be provided between the outflow port 37c and the molten metal supply port 21a. The controller 5 may then determine whether the supply of molten metal is complete based on whether the molten metal is no longer detected by the sensor after the supply of molten metal has started. A molten metal level sensor that detects the height of the molten metal surface in the sleeve 21 may also be provided. The controller 5 may then determine that the supply of molten metal is complete when the height of the molten metal surface reaches a predetermined height.

(6.2.ディザに係る動作)
弁体39は、比較的周波数が高い微小振動(以下、ディザという。)が付与されてもよい(付与されなくてもよい。)。これにより、弁体39と容器37との隙間に溶湯が固着する蓋然性を低減される。ディザの具体的な周波数及び振幅は任意である。例えば、周波数は、10Hz以上、100Hz以上又は1kHz以上とされてよい。また、例えば、振幅は、0.1mm未満、0.1mm以上又は1mm以上とされてよい。
(6.2. Dithering Operations)
The valve element 39 may (or may not) be subjected to a relatively high frequency micro-vibration (hereinafter referred to as dither). This reduces the likelihood that the molten metal will adhere to the gap between the valve element 39 and the container 37. The specific frequency and amplitude of the dither are arbitrary. For example, the frequency may be 10 Hz or more, 100 Hz or more, or 1 kHz or more. Also, for example, the amplitude may be less than 0.1 mm, 0.1 mm or more, or 1 mm or more.

ディザを生じるアクチュエータも任意である。例えば、弁体39を回転させるアクチュエータ(図4の例では電動機43)及び/又は弁体39を容器37に押し付けるアクチュエータ(図4の例ではエアシリンダ47)は、ディザを生じるアクチュエータに兼用されてよい。もちろん、これらのアクチュエータとは別個に、ディザを生じるアクチュエータが設けられても構わない。例えば、容器37の外面のうち弁体39に近い領域に圧電体が固定されてもよい。 The actuator that generates the dither is also optional. For example, the actuator that rotates the valve body 39 (electric motor 43 in the example of FIG. 4) and/or the actuator that presses the valve body 39 against the container 37 (air cylinder 47 in the example of FIG. 4) may also be used as the actuator that generates the dither. Of course, an actuator that generates the dither may be provided separately from these actuators. For example, a piezoelectric element may be fixed to an area of the outer surface of the container 37 close to the valve body 39.

図6は、弁体39を回転させる電動機43によってディザを生じる態様における弁体39の位置(回転位置)の経時変化を示す図である。横軸は、時間tを示している。縦軸は、弁体39の位置を示している。なお、縦軸は、電動機43に入力される電流(駆動信号)と捉えられても構わない。 Figure 6 is a diagram showing the change over time in the position (rotational position) of the valve body 39 in a mode in which dithering is generated by the electric motor 43 that rotates the valve body 39. The horizontal axis indicates time t. The vertical axis indicates the position of the valve body 39. The vertical axis may also be considered as the current (drive signal) input to the electric motor 43.

周期Tは、成形サイクルの周期を示している。これまでの説明からも理解されるように、周期Tの初期においては、弁体39の位置は、流入位置α1(図2)とされる。その後、給湯装置35からスリーブ21へ溶湯を供給する時期に至ると、弁体39の位置は、流出位置α2(図3)へ切り換えられる。その後、次の成形サイクルのために、弁体39の位置は、再度、流入位置α1とされる。なお、図6の周期Tの始期及び終期の定義は説明の便宜上のものである。 Cycle T indicates the period of the molding cycle. As can be understood from the above explanation, at the beginning of cycle T, the position of valve body 39 is inflow position α1 (FIG. 2). Thereafter, when it is time to supply molten metal from water supply device 35 to sleeve 21, the position of valve body 39 is switched to outflow position α2 (FIG. 3). Then, for the next molding cycle, the position of valve body 39 is again inflow position α1. Note that the definition of the start and end of cycle T in FIG. 6 is for convenience of explanation.

電動機43は、ディザを生じさせるために、流入位置α1と流出位置α2との間の回転角度よりも小さい回転角度dαで弁体39を往復動させる。回転角度dαの大きさは任意であり、例えば、1°未満であってもよいし、1°以上であってもよい。ディザは、周期Tの中の適宜な時期に生じてよい。図示の例では、ディザは、弁体39の位置の切換えの時期を除いて、周期Tの全体に亘って生じている。図示の例とは異なり、例えば、切換えの時期を含む周期Tの全体に亘ってディザが生じたり、流入位置α1又は流出位置α2のときだけディザが生じたりしてもよい。 To generate dithering, the electric motor 43 reciprocates the valve body 39 at a rotation angle dα that is smaller than the rotation angle between the inflow position α1 and the outflow position α2. The magnitude of the rotation angle dα is arbitrary, and may be, for example, less than 1° or greater than 1°. Dithering may occur at an appropriate time during the cycle T. In the illustrated example, dithering occurs throughout the entire cycle T, except for the time when the position of the valve body 39 is switched. Unlike the illustrated example, for example, dithering may occur throughout the entire cycle T, including the time when the position is switched, or dithering may occur only at the inflow position α1 or the outflow position α2.

(7.ガス圧回路の他の例)
図7(a)及び図7(b)は、ガス圧回路の他の例(ガス圧回路41Aと称するものとする。)を示す模式図である。図7(a)は図2の一部に相当する。図7(b)は図3の一部に相当する。
(7. Other Examples of Gas Pressure Circuits)
7(a) and 7(b) are schematic diagrams showing another example of a gas pressure circuit (hereinafter referred to as gas pressure circuit 41A). Fig. 7(a) corresponds to a part of Fig. 2. Fig. 7(b) corresponds to a part of Fig. 3.

図2のガス圧回路41に対するガス圧回路41Aの主たる相違点は、ガスシリンダ51が計量室37aへの不活性ガスの供給にも利用される点、及びガスシリンダ51の2つのシリンダ室のうち一方のみ(図示の例ではヘッド側室51h)が利用される点である。具体的には、以下のとおりである。 The main differences between gas pressure circuit 41A and gas pressure circuit 41 in FIG. 2 are that gas cylinder 51 is also used to supply inert gas to metering chamber 37a, and that only one of the two cylinder chambers of gas cylinder 51 (head side chamber 51h in the illustrated example) is used. Specifically, it is as follows.

ヘッド側室51hは、計量室37a(ガス用ポート37d)に通じるポート(符号省略)と、タンク49に通じるポートとを有している。タンク49から延びる流路には、ガス圧回路41と同様に、供給弁57及び調整弁59が設けられている。さらに、調整弁59とヘッド側室51hとの間には、逆止弁63Eが設けられている。逆止弁63Eは、ガス圧回路41の逆止弁63Cとは逆に、ヘッド側室51hからの排気(タンク49への流れ)を禁止し、その反対方向への流れを許容している。なお、ロッド側室51rは、例えば、大気開放されていてよい。 The head side chamber 51h has a port (reference number omitted) that communicates with the metering chamber 37a (gas port 37d) and a port that communicates with the tank 49. In the flow path extending from the tank 49, a supply valve 57 and an adjustment valve 59 are provided, similar to the gas pressure circuit 41. Furthermore, a check valve 63E is provided between the adjustment valve 59 and the head side chamber 51h. Contrary to the check valve 63C of the gas pressure circuit 41, the check valve 63E prohibits exhaust from the head side chamber 51h (flow to the tank 49) and allows flow in the opposite direction. The rod side chamber 51r may be open to the atmosphere, for example.

ピストン51bがヘッド側室51hの側(図の上方)へ移動するときは、ヘッド側室51hは、容積が縮小されて圧力が上昇する。従って、ヘッド側室51hの気体は、計量室37aへ供給される。ヘッド側室51hからタンク49への流れは、逆止弁63Eによって禁止される。上記とは逆に、ピストン51bがロッド側室51rの側(図の下方)へ移動するときは、ヘッド側室51hは、容積が拡大されて圧力が低下する。従って、ヘッド側室51hは、計量室37aの気体を吸引する。このとき、タンク49からヘッド側室51hへの流れは、供給弁57によって禁止される。 When the piston 51b moves toward the head side chamber 51h (upward in the figure), the volume of the head side chamber 51h decreases and the pressure increases. Therefore, the gas in the head side chamber 51h is supplied to the metering chamber 37a. Flow from the head side chamber 51h to the tank 49 is prohibited by the check valve 63E. Conversely, when the piston 51b moves toward the rod side chamber 51r (downward in the figure), the volume of the head side chamber 51h increases and the pressure decreases. Therefore, the head side chamber 51h draws in the gas in the metering chamber 37a. At this time, flow from the tank 49 to the head side chamber 51h is prohibited by the supply valve 57.

ガスシリンダ51による計量室37aからの不活性ガスの吸引は、例えば、ガス圧回路41と同様に、例えば、炉33から計量室37aへ溶湯を供給するときに利用されてよい(ステップST3)。また、ガスシリンダ51から計量室37aへの不活性ガスの供給は、ガス圧回路41におけるタンク49から計量室37aへの不活性ガスの供給と同様に、計量室37aからスリーブ21へ溶湯を供給するときに利用されてよい(ステップST8)。 The suction of the inert gas from the measuring chamber 37a by the gas cylinder 51 may be used, for example, when supplying molten metal from the furnace 33 to the measuring chamber 37a, similar to the gas pressure circuit 41 (step ST3). The supply of the inert gas from the gas cylinder 51 to the measuring chamber 37a may be used, for example, when supplying molten metal from the measuring chamber 37a to the sleeve 21, similar to the supply of inert gas from the tank 49 to the measuring chamber 37a in the gas pressure circuit 41 (step ST8).

供給弁57は、適宜な時期に開かれて、計量室37aへの不活性ガスの供給に寄与してよい。例えば、供給弁57は、ガスシリンダ51によって計量室37aの不活性ガスを吸引する期間(溶湯を計量する期間)を除いて、常に開かれていてもよい。調整弁59の設定圧力に比較してガスシリンダ51の吸引力が大きい場合においては、供給弁57は、上記の計量をしている期間を含め、常に開かれていてもよい。上記とは逆に、供給弁57は、基本的に閉じられ、不活性ガスの補給が必要な時期のみ開かれてもよい。 The supply valve 57 may be opened at an appropriate time to contribute to the supply of inert gas to the measuring chamber 37a. For example, the supply valve 57 may be always open except for the period during which the inert gas in the measuring chamber 37a is sucked by the gas cylinder 51 (the period during which the molten metal is measured). When the suction force of the gas cylinder 51 is greater than the set pressure of the adjustment valve 59, the supply valve 57 may be always open, including the period during which the above-mentioned measurement is being performed. Conversely, the supply valve 57 may be basically closed and opened only when replenishment of inert gas is required.

ヘッド側室51hの計量室37aに通じるポート(符号省略)は、排気流路55に通じている。ヘッド側室51hと排気流路55との間には、ヘッド側室51h側から排気流路55側への流れを許容及び禁止する排気弁81が設けられている。排気弁81の構成は任意であり、図示の例では、供給弁57と同様の2ポート2位置の切換弁が例示されている。 The port (reference number omitted) that communicates with the metering chamber 37a of the head side chamber 51h communicates with the exhaust flow passage 55. Between the head side chamber 51h and the exhaust flow passage 55, an exhaust valve 81 that allows and prohibits flow from the head side chamber 51h side to the exhaust flow passage 55 side is provided. The exhaust valve 81 may be configured as desired, and in the illustrated example, a two-port, two-position switching valve similar to the supply valve 57 is illustrated.

排気弁81は、適宜な時期に開かれてよい。例えば、ガスシリンダ51及び容器37の構成等によっては、炉33から計量室37aへ溶湯を供給するとき、ピストン51bがロッド側室51rの駆動限に至っているにも関わらず、計量室37aにおける湯面の高さが所望の高さに至っていない状況が生じ得る。このような場合において、排気弁81が開かれてよい。その後、排気弁81は、開いたままとされ、計量室37aの湯面の高さは、炉33の大気圧下の湯面の高さと同じにされたり、炉33の気圧の調整によって任意の高さとされたりしてよい。あるいは、排気弁81は、計量室37aの湯面の高さが所望の高さになったときに閉じられてもよい。溶湯の計量完了後、溶湯の湯面を所望の高さに維持するために計量室37aの圧力を調整する態様において、供給弁57及び排気弁81が利用されてもよい(ただし、これらの弁に加えて、又は代えて、ガスシリンダ51が利用されてもよい。)。 The exhaust valve 81 may be opened at an appropriate time. For example, depending on the configuration of the gas cylinder 51 and the container 37, when supplying molten metal from the furnace 33 to the measuring chamber 37a, a situation may occur in which the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a does not reach the desired height even though the piston 51b has reached the driving limit of the rod side chamber 51r. In such a case, the exhaust valve 81 may be opened. Thereafter, the exhaust valve 81 may be left open, and the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a may be made the same as the height of the molten metal surface under atmospheric pressure in the furnace 33, or may be made to an arbitrary height by adjusting the air pressure in the furnace 33. Alternatively, the exhaust valve 81 may be closed when the height of the molten metal surface in the measuring chamber 37a reaches the desired height. In a mode in which the pressure in the measuring chamber 37a is adjusted to maintain the molten metal surface at the desired height after the measurement of the molten metal is completed, the supply valve 57 and the exhaust valve 81 may be used (however, the gas cylinder 51 may be used in addition to or instead of these valves).

(8.炉と給湯装置との接続管に係る他の例)
図8は、炉33と容器37とを接続する接続管の他の例(接続管75Aと称する)を示す模式図であり、図2の一部に相当している。
(8. Other Examples of Connecting Pipes Between a Furnace and a Water Heater)
FIG. 8 is a schematic diagram showing another example of a connecting pipe (referred to as a connecting pipe 75A) for connecting the furnace 33 and the container 37, and corresponds to a part of FIG.

接続管75Aの一端は、接続管75と同様に、容器37の流入口37bに接続されている。接続管75Aの他端(端部75eと称する。)の側の部分は、接続管75とは異なり、炉本体65における溶湯に湯面から挿入されている。流入口37bは、例えば、炉33の溶湯の湯面よりも上方に位置している。 One end of the connecting pipe 75A is connected to the inlet 37b of the container 37, similar to the connecting pipe 75. The other end (referred to as end 75e) of the connecting pipe 75A is inserted into the molten metal in the furnace body 65 from the surface of the molten metal, unlike the connecting pipe 75. The inlet 37b is located, for example, above the surface of the molten metal in the furnace 33.

接続管75Aを湯面から溶湯に挿入するための具体的な構成は任意である。図示の例では、接続管75Aは、鉛直方向に延びて端部75eに至る部分を有しており、当該鉛直方向に延びる部分が蓋体69に挿通されている。もっとも、接続管75Aは、炉本体65の内部(湯面上及び/又は溶湯内)に、鉛直方向に対して傾斜する部分を有していたり、水平方向に延びる部分を有していたり、曲がっている部分を有していてもよい。また、接続管75Aは、湯面よりも上方において炉本体65の側面を貫通していてもよい。なお、接続管75の説明は、矛盾等が生じない限り、接続管75Aに援用されてよく、また、接続管75Aの炉本体65の外部に位置する部分に援用されてよい。 The specific configuration for inserting the connecting pipe 75A from the molten metal surface into the molten metal is arbitrary. In the illustrated example, the connecting pipe 75A has a portion that extends vertically to the end portion 75e, and the portion that extends vertically is inserted into the lid body 69. However, the connecting pipe 75A may have a portion that is inclined with respect to the vertical direction, a portion that extends horizontally, or a portion that is curved inside the furnace body 65 (above the molten metal surface and/or in the molten metal). The connecting pipe 75A may also penetrate the side of the furnace body 65 above the molten metal surface. The description of the connecting pipe 75 may be applied to the connecting pipe 75A, and may also be applied to the portion of the connecting pipe 75A located outside the furnace body 65, as long as no contradiction occurs.

炉33における湯面は、流入口37bよりも低いことから、図8の例においては、炉33内の溶湯の自重によって計量室37aへ溶湯を供給することはできない。計量室37aへの溶湯の供給は、例えば、接続管75Aに設けられた不図示の電磁ポンプによって実現されたり、及び/又は炉33(例えば温調領域33b)の湯面に圧力を付与するガス圧回路によって実現されたりしてよい。これらの具体的な構成は種々のものとされてよく、例えば、公知のものと同様とされても構わない。また、接続管75が用いられる場合と同様に、計量室37aからの不活性ガスの吸引が計量室37aへの溶湯の供給に利用されてよい。コントローラ5は、接続管75が用いられる場合と同様に、例えば、湯面センサ77及び/又は79の検出値に基づいて、電磁ポンプ、炉用のガス圧回路及び/又はガス圧回路41(41A)を制御してよい。 Since the molten metal level in the furnace 33 is lower than the inlet 37b, in the example of FIG. 8, the molten metal cannot be supplied to the measuring chamber 37a by its own weight in the furnace 33. The supply of the molten metal to the measuring chamber 37a may be realized, for example, by an electromagnetic pump (not shown) provided on the connecting pipe 75A, and/or by a gas pressure circuit that applies pressure to the molten metal level in the furnace 33 (for example, the temperature control area 33b). The specific configurations of these may be various, and may be the same as known ones, for example. Also, as in the case where the connecting pipe 75 is used, the suction of inert gas from the measuring chamber 37a may be used to supply the molten metal to the measuring chamber 37a. As in the case where the connecting pipe 75 is used, the controller 5 may control the electromagnetic pump, the gas pressure circuit for the furnace, and/or the gas pressure circuit 41 (41A) based on the detection value of the molten metal level sensor 77 and/or 79, for example.

特に図示しないが、接続管は、さらに他の構成とされてもよい。例えば、接続管は、炉本体65の側面(別の観点では湯面よりも下方)と、炉本体65における湯面よりも高くに配置された流入口37bとを接続するものであってもよい。 Although not specifically shown, the connecting pipe may have other configurations. For example, the connecting pipe may connect the side of the furnace body 65 (below the molten metal surface, from another perspective) to the inlet 37b located above the molten metal surface in the furnace body 65.

(9.弁体及びその周辺部の他の例)
図9は、弁体及びその周辺部の他の例を示す模式図であり、図2の一部に相当する。
(9. Other Examples of Valve Body and Its Surrounding Part)
FIG. 9 is a schematic diagram showing another example of the valve body and its surrounding area, and corresponds to a part of FIG.

図9に示す例では、容器37Aの流出口37cの位置、及び弁体39Aの流路39d-Aの形状が、図2に示す例の容器37の流出口37cの位置、及び弁体39の流路39dの形状と異なっている。また、図9に示す例では、流出口37cから給湯口21aへ延びる給湯管83が設けられている点も図2に示す例と相違する。具体的には、以下のとおりである。 In the example shown in FIG. 9, the position of the outlet 37c of the container 37A and the shape of the flow path 39d-A of the valve body 39A are different from the position of the outlet 37c of the container 37 and the shape of the flow path 39d of the valve body 39 in the example shown in FIG. 2. The example shown in FIG. 9 also differs from the example shown in FIG. 2 in that a hot water supply pipe 83 is provided that extends from the outlet 37c to the hot water supply port 21a. More specifically, it is as follows.

流出口37cは、容器37Aの底面ではなく、側面に開口している。より詳細には、流出口37cは、弁体39Aに対して流入口37bとは反対側に位置している。流出口37cの形状及び寸法は、流入口37bの形状及び寸法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。いずれにせよ、これまでの流入口37b及び/又は流出口37cの説明は、矛盾等が生じない限り、図9の流出口37cに援用されてよい。 The outlet 37c opens to the side of the container 37A, not to the bottom. More specifically, the outlet 37c is located on the opposite side of the valve body 39A from the inlet 37b. The shape and dimensions of the outlet 37c may be the same as or different from the shape and dimensions of the inlet 37b. In any case, the explanation of the inlet 37b and/or the outlet 37c thus far may be applied to the outlet 37c in FIG. 9, unless a contradiction arises.

また、流路39d-Aは、流路39dの一部を無くした形状である。より詳細には、流路39d-Aは、回転軸AX1(図4参照)に見て概略L字状に形成されており、第1ポート39a及び第2ポート39bを有し、第3ポート39cを有していない。なお、流路39d-Aも、流路39dと同様に、貫通孔に代えて、弁体39Aの外周面に位置する凹部(溝)によって構成されても構わない。 Furthermore, flow path 39d-A has a shape in which a portion of flow path 39d has been removed. More specifically, flow path 39d-A is formed in a roughly L-shape when viewed from rotation axis AX1 (see FIG. 4), and has a first port 39a and a second port 39b, but does not have a third port 39c. Note that, like flow path 39d, flow path 39d-A may also be configured with a recess (groove) located on the outer circumferential surface of valve body 39A instead of a through hole.

図9は、図2と同様に、弁体39Aが流入位置α1に位置している状態を示している。このとき、図2と同様に、第1ポート39aは流入口37bに重なり、第2ポート39bは計量室37aに重なる。従って、炉33から弁体39を介して計量室37aへ溶湯が流れる。 As in FIG. 2, FIG. 9 shows the state in which the valve body 39A is located at the inflow position α1. As in FIG. 2, the first port 39a overlaps with the inlet 37b, and the second port 39b overlaps with the measuring chamber 37a. Therefore, molten metal flows from the furnace 33 through the valve body 39 to the measuring chamber 37a.

弁体39Aの流出位置は、図3の弁体39の流出位置α2と同様に、流入位置α1から図の左回りに90°回転させた位置である。従って、第1ポート39aは、図3と同様に計量室37aに重なる。第2ポート39bは、図3とは異なり、流出口37cに重なる。これにより、計量室37aから弁体39Aを介して流出口37cへ溶湯が流れる。流出口37cへ流れた溶湯は、給湯管83を介して給湯口21aへ流れ込む。 The outflow position of the valve body 39A is a position rotated 90° counterclockwise from the inflow position α1, similar to the outflow position α2 of the valve body 39 in FIG. 3. Therefore, the first port 39a overlaps with the measuring chamber 37a, similar to FIG. 3. The second port 39b overlaps with the outlet 37c, unlike FIG. 3. This allows the molten metal to flow from the measuring chamber 37a through the valve body 39A to the outlet 37c. The molten metal that has flowed to the outlet 37c flows into the molten metal inlet 21a through the molten metal pipe 83.

図2の例では、回転軸AX1の回りの角度に関して、流入位置α1における第3ポート39cから流出口37cへの角度が、流入口37bから計量室37aへの角度と、第1ポート39aから第2ポート39bへの角度と同じにされた。図9の例では、流入位置α1における第2ポート39bから流出口37cへの角度が、流入口37bから計量室37aへの角度と、第1ポート39aから第2ポート39bへの角度と同じにされている。別の観点では、流入口37bから計量室37aへの角度と、計量室37aから流出口37cへの角度とは同じである。その大きさは、ポート等の径の影響を完全に無視した理論上においては180°未満の任意の角度でよく、図示の例では、90°である。 In the example of FIG. 2, the angle from the third port 39c to the outlet 37c at the inflow position α1 is the same as the angle from the inlet 37b to the measuring chamber 37a and the angle from the first port 39a to the second port 39b, in terms of the angle around the rotation axis AX1. In the example of FIG. 9, the angle from the second port 39b to the outlet 37c at the inflow position α1 is the same as the angle from the inlet 37b to the measuring chamber 37a and the angle from the first port 39a to the second port 39b. From another perspective, the angle from the inlet 37b to the measuring chamber 37a and the angle from the measuring chamber 37a to the outlet 37c are the same. Theoretically, the size can be any angle less than 180°, completely ignoring the effect of the diameter of the port, etc., and in the illustrated example, it is 90°.

給湯管83の形状及び寸法は任意である。図示の例では、給湯管83は、流出口37cからから水平方向に対して下方に傾斜する方向に延び、その後、給湯口21aに向かって鉛直下方に延びている。平面視において、給湯管83は、例えば、流出口37cから給湯口21aへ直線状に延びている。回転軸AX1に平行な方向(紙面貫通方向)の位置に関して、給湯口21aの位置は、流出口37cの位置と同じであってもよいし、紙面手前側又は紙面奥手側にずれていてもよい。換言すれば、平面視において、給湯管83は、回転軸AX1に対して直交していてもよいし、傾斜していてもよい。 The shape and dimensions of the hot water supply pipe 83 are arbitrary. In the illustrated example, the hot water supply pipe 83 extends from the outlet 37c in a direction inclined downward with respect to the horizontal direction, and then extends vertically downward toward the hot water supply port 21a. In a plan view, the hot water supply pipe 83 extends, for example, in a straight line from the outlet 37c to the hot water supply port 21a. With respect to the position in the direction parallel to the rotation axis AX1 (the direction penetrating the paper), the position of the hot water supply port 21a may be the same as the position of the outlet 37c, or may be shifted toward the front or back of the paper. In other words, in a plan view, the hot water supply pipe 83 may be perpendicular to the rotation axis AX1, or may be inclined.

給湯管83の給湯口21a側の端部は、スリーブ21に対して離れていてもよいし、スリーブ21に対して当接又は固定されていてもよい。後者の場合、給湯管83とスリーブ21との接続部は、略又は完全に密閉されていてもよいし、密閉されていなくてもよい。 The end of the hot water supply pipe 83 on the hot water supply port 21a side may be separated from the sleeve 21, or may be in contact with or fixed to the sleeve 21. In the latter case, the connection between the hot water supply pipe 83 and the sleeve 21 may be substantially or completely sealed, or may not be sealed.

給湯管83は、図2の例のように、流出口37cが下方に面する態様に設けられても構わない。この場合、流出口37cが給湯口21aの直上に位置して、鉛直方向に直線状に延びる給湯管83が設けられてもよいし、流出口37cが給湯口21aの直上に位置しておらず、鉛直方向に対して傾斜する部分を有する給湯管83が設けられてもよい。 The hot water supply pipe 83 may be provided with the outlet 37c facing downward, as in the example of FIG. 2. In this case, the hot water supply pipe 83 may be provided so that the outlet 37c is located directly above the hot water supply inlet 21a and extends in a straight line in the vertical direction, or the hot water supply pipe 83 may be provided so that the outlet 37c is not located directly above the hot water supply inlet 21a and has a portion that is inclined with respect to the vertical direction.

(10.実施形態のまとめ)
以下の説明では、便宜上、種々の態様のうち、主として、最初に説明した態様(図2~図4)の構成の符号を用いる。ただし、以下に述べる事項は、矛盾等が生じない限り、他の態様(図7(a)~図9)についても同様である。
(10. Summary of the embodiment)
In the following description, for convenience, the reference numerals of the components in the first described embodiment (FIGS. 2 to 4) are mainly used among the various embodiments. However, the matters described below also apply to the other embodiments (FIGS. 7(a) to 9) unless a contradiction occurs.

実施形態に係る給湯装置35は、容器37と、弁体39とを有している。容器37は、炉33からの溶湯が流入する流入口37bと、流入口37bに流入した溶湯を収容する計量室37aと、計量室37aの溶湯を射出装置9へ流出させる流出口37cとを有している。弁体39は、流入口37b、計量室37a及び流出口37cの間に介在しており、流入位置α1と流出位置α2との間で移動可能である。流入位置α1は、流入口37bと計量室37aとを通じさせるとともに流出口37cを流入口37b及び計量室37aから遮断する位置である。流出位置α2は、計量室37aと流出口37cとを通じさせるとともに流入口37bを計量室37a及び流出口37cから遮断する位置である。弁体39は、容器37に対する回転によって流入位置α1と流出位置α2との間で移動する。 The hot water supply device 35 according to the embodiment has a container 37 and a valve body 39. The container 37 has an inlet 37b through which the molten metal from the furnace 33 flows, a measuring chamber 37a that accommodates the molten metal that has flowed into the inlet 37b, and an outlet 37c through which the molten metal in the measuring chamber 37a flows out to the injection device 9. The valve body 39 is interposed between the inlet 37b, the measuring chamber 37a, and the outlet 37c, and can move between an inlet position α1 and an outlet position α2. The inlet position α1 is a position that connects the inlet 37b and the measuring chamber 37a, and blocks the outlet 37c from the inlet 37b and the measuring chamber 37a. The outlet position α2 is a position that connects the measuring chamber 37a and the outlet 37c, and blocks the inlet 37b from the measuring chamber 37a and the outlet 37c. The valve body 39 moves between the inflow position α1 and the outflow position α2 by rotating relative to the container 37.

別の観点では、実施形態に係る給湯システム31は、上記のような給湯装置35と、炉33と、を有している。さらに別の観点では、実施形態に係るダイカストシステムDS(成形システム)は、上記のような給湯装置35と、射出装置9を含む成形機(ダイカストマシン1)と、を有している。 From another perspective, the hot water supply system 31 according to the embodiment has the hot water supply device 35 and the furnace 33 as described above. From yet another perspective, the die casting system DS (molding system) according to the embodiment has the hot water supply device 35 as described above and a molding machine (die casting machine 1) including an injection device 9.

従って、例えば、実施形態の概要の説明等で述べたように、弁体を平行移動させる態様と異なり、テーパ形状の利用による接触圧の調整が可能となったり、同一の流路39dを溶湯の計量とスリーブ21への溶湯の供給とに利用することが容易化されたりする。 Therefore, for example, as described in the description of the outline of the embodiment, unlike the aspect in which the valve body is moved in parallel, it is possible to adjust the contact pressure by using a tapered shape, and it is easy to use the same flow path 39d for both measuring the molten metal and supplying the molten metal to the sleeve 21.

容器37は、軸支孔37hを有していてよい。軸支孔37hは、弁体39が挿入されていてよく、挿入方向に沿う回転軸AX1の回りにおける前記弁体の回転を許容していてよい。弁体39は、回転軸AX1に平行な方向の一方側である第1側(図4の左側)ほど径が小さくなる第1テーパ面(テーパ面39t)を有していてよい。軸支孔37hは、第1側ほど径が小さくなっていてよく、テーパ面39tと対向する第2テーパ面(テーパ面37t)を有していてよい。 The container 37 may have a shaft support hole 37h. The valve body 39 may be inserted into the shaft support hole 37h, and may allow the valve body to rotate around the rotation axis AX1 along the insertion direction. The valve body 39 may have a first tapered surface (tapered surface 39t) whose diameter decreases toward the first side (left side in FIG. 4), which is one side in the direction parallel to the rotation axis AX1. The shaft support hole 37h may have a diameter that decreases toward the first side, and may have a second tapered surface (tapered surface 37t) that faces the tapered surface 39t.

この場合、例えば、既述のように、弁体39の回転軸AX1に平行な方向の位置調整によって弁体39と容器37との間の隙間の大きさを調整したり、及び/又は弁体39に対して大径側から小径側へ付与する力の大きさの調整によって弁体39の容器37に対する接触圧を調整したりすることができる。その結果、例えば、溶湯の漏れの蓋然性を低減したり、及び/又は摺動抵抗が過度に大きくなる蓋然性を低減したりすることができる。 In this case, for example, as described above, the size of the gap between the valve body 39 and the container 37 can be adjusted by adjusting the position of the valve body 39 in a direction parallel to the rotation axis AX1, and/or the contact pressure of the valve body 39 with the container 37 can be adjusted by adjusting the magnitude of the force applied to the valve body 39 from the large diameter side to the small diameter side. As a result, for example, the probability of leakage of the molten metal can be reduced, and/or the probability of excessively large sliding resistance can be reduced.

給湯装置35は、弁体39を第1側(小径側)へ向かって押し付ける力を生じる押付け機構(例えばエアシリンダ47又は不図示のばね)を有していてよい。 The water heater 35 may have a pressing mechanism (e.g., an air cylinder 47 or a spring (not shown)) that generates a force pressing the valve body 39 toward the first side (smaller diameter side).

この場合、例えば、ボルト等によって弁体39の大径側への移動限を規定するだけの態様に比較して、適宜な大きさの接触圧を確保することが容易化される。その結果、例えば、摺動抵抗が過度の大きさになる蓋然性を低減しつつも、溶湯の漏れが生じる蓋然性を低減できる。 In this case, it is easier to ensure an appropriate level of contact pressure compared to a configuration in which the movement limit of the valve body 39 toward the larger diameter side is simply determined by a bolt or the like. As a result, for example, it is possible to reduce the likelihood of molten metal leakage while reducing the likelihood of excessive sliding resistance.

上記押付け機構は、押し付ける力の大きさを調整可能なアクチュエータ(例えばエアシリンダ47)を含んでいてよい。 The pressing mechanism may include an actuator (e.g., an air cylinder 47) that can adjust the magnitude of the pressing force.

この場合、例えば、ばねによって弁体39を小径側へ押し付ける態様に比較して、成形サイクルが繰り返される自動運転中に、及び/又は各成形サイクル中に、押し付ける力の調整を行うことが容易化される。 In this case, for example, compared to a configuration in which the valve body 39 is pressed toward the smaller diameter side by a spring, it is easier to adjust the pressing force during automatic operation in which the molding cycle is repeated and/or during each molding cycle.

アクチュエータ(エアシリンダ47)は、弁体39が回転するときの上記押し付ける力を、計量室37aから弁体39を介して流出口37cへ溶湯を流れさせるときの上記押し付ける力よりも小さくしてよい。 The actuator (air cylinder 47) may apply a smaller pressing force when the valve body 39 rotates than the pressing force when the molten metal flows from the measuring chamber 37a through the valve body 39 to the outlet 37c.

この場合、例えば、弁体39が回転するときの弁体39の容器37に対する摺動抵抗を低減して弁体39を回転させるアクチュエータ(電動機43)の負担を軽減できる。別の観点では、弁体39を速やかに回転させ、給湯のタイミングの精度等を向上させることができる。一方で、スリーブ21へ給湯を行うときに溶湯の漏れが生じる蓋然性を低減できる。特に、図5に例示した動作では、溶湯の自重によって計量室37aの溶湯を落下させるだけでなく、ガス圧回路41によって計量室37aの溶湯の湯面に圧力を付与することから、上記効果が有効である。 In this case, for example, the sliding resistance of the valve body 39 against the container 37 when the valve body 39 rotates can be reduced, thereby reducing the burden on the actuator (electric motor 43) that rotates the valve body 39. From another perspective, the valve body 39 can be rotated quickly, improving the accuracy of the timing of supplying molten metal. On the other hand, the likelihood of leakage of molten metal when supplying molten metal to the sleeve 21 can be reduced. In particular, the operation illustrated in FIG. 5 is effective because not only is the molten metal in the measuring chamber 37a dropped by its own weight, but pressure is applied to the surface of the molten metal in the measuring chamber 37a by the gas pressure circuit 41.

計量室37a、流入口37b及び流出口37cは、弁体39の回転軸AX1の回りの互いに異なる位置にて回転軸AX1に向かって開口していてよい。 The measuring chamber 37a, the inlet 37b, and the outlet 37c may open toward the rotation axis AX1 at different positions around the rotation axis AX1 of the valve body 39.

この場合、例えば、計量室、流入口及び流出口の少なくとも1つが、回転軸に平行な方向に開口している態様(そのような態様も本開示に係る技術に含まれる。)に比較して、小型化、構成の簡素化及び/又は溶湯の漏れの低減が容易である。 In this case, it is easier to reduce the size, simplify the configuration, and/or reduce leakage of molten metal, compared to, for example, an embodiment in which at least one of the measuring chamber, the inlet, and the outlet is open in a direction parallel to the rotation axis (such an embodiment is also included in the technology related to the present disclosure).

なお、計量室、流入口及び流出口の少なくとも1つが、回転軸に平行な方向に開口している態様としては、種々のものが挙げられる。例えば、図9のような計量室37a、流入口37b及び流出口37cの位置関係の容器(37A)において、容器の底面から弁体(39)を上方へ挿入し、鉛直方向に平行な回転軸回りに弁体を回転させる態様が挙げられる。この態様の弁体は、例えば、回転軸を軸とする円錐台状であってよい。また、弁体の流路は、上面に開口するポートと側面に開口するポートとを有する概略L字状の貫通孔、又は当該貫通孔に代わる溝であってよい。 There are various modes in which at least one of the measuring chamber, inlet, and outlet is open in a direction parallel to the rotation axis. For example, in a container (37A) with a positional relationship of measuring chamber 37a, inlet 37b, and outlet 37c as shown in FIG. 9, a valve body (39) is inserted upward from the bottom of the container and rotated around a rotation axis parallel to the vertical direction. The valve body in this mode may be, for example, a truncated cone shape with the rotation axis as its axis. The flow path of the valve body may be a roughly L-shaped through hole with a port opening on the top surface and a port opening on the side surface, or a groove instead of the through hole.

弁体39は、流路39dを有していてよい。流路39dは、流入位置α1において流入口37bと計量室37aとに通じてよく、流出位置α2において計量室37aと流出口37cに通じてよい。 The valve body 39 may have a flow path 39d. The flow path 39d may be connected to the inlet 37b and the metering chamber 37a at the inlet position α1, and may be connected to the metering chamber 37a and the outlet 37c at the outlet position α2.

この場合、例えば、実施形態の概要の説明で述べたように、溶湯の流入用の流路と、溶湯の流出用の流路とが弁体に設けられる態様に比較して、弁体39を簡素化したり、前回の成形サイクルで弁体39に残存した溶湯が今回の成形サイクルで湯量の誤差となる蓋然性を低減したりできる。 In this case, for example, as described in the description of the outline of the embodiment, compared to an embodiment in which a flow path for the inflow of molten metal and a flow path for the outflow of molten metal are provided in the valve body, it is possible to simplify the valve body 39 and reduce the likelihood that molten metal remaining in the valve body 39 from the previous molding cycle will cause an error in the amount of molten metal in the current molding cycle.

給湯装置35は、弁体39を流入位置α1と流出位置α2との間で回転させる電動機43を有していてよい。電動機43は、流入位置α1と流出位置α2との間の回転角度よりも小さい回転角度dαで弁体39を往復動させて弁体39にディザを生じさせてよい。 The water heater 35 may have an electric motor 43 that rotates the valve body 39 between the inflow position α1 and the outflow position α2. The electric motor 43 may reciprocate the valve body 39 at a rotation angle dα that is smaller than the rotation angle between the inflow position α1 and the outflow position α2, thereby generating a dither in the valve body 39.

この場合、例えば、弁体39と容器37との隙間にて溶湯が弁体39及び/又は容器37に固着する蓋然性が低減される。その結果、例えば、弁体39の動作が安定し、給湯の精度が向上する。 In this case, for example, the likelihood that the molten metal will adhere to the valve body 39 and/or the container 37 in the gap between the valve body 39 and the container 37 is reduced. As a result, for example, the operation of the valve body 39 is stabilized, and the accuracy of the molten metal supply is improved.

給湯装置35は、計量室37aに不活性ガスを供給するガス圧回路41を有していてよい。 The water heater 35 may have a gas pressure circuit 41 that supplies an inert gas to the measuring chamber 37a.

この場合、例えば、溶湯が酸化する蓋然性を低減して、製品の品質を向上させることができる。 In this case, for example, the probability of oxidation of the molten metal can be reduced, improving product quality.

流入口37b及び流出口37cは、計量室37aに対して下方に位置していてよい。容器37は、弁体39から上方に離れた位置にガス圧回路41に通じるガス用ポート37dを有していてよい。 The inlet 37b and the outlet 37c may be located below the measuring chamber 37a. The container 37 may have a gas port 37d that is located above and away from the valve body 39 and that communicates with the gas pressure circuit 41.

この場合、例えば、計量室37aの上方に流入口37b及び流出口37cが位置しており、流入口37b及び/又は流出口37cから計量室37aに不活性ガスを供給する態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれる。)に比較して、不活性ガスの圧力を有効利用することができる。 In this case, for example, the inlet 37b and the outlet 37c are located above the measuring chamber 37a, and the pressure of the inert gas can be utilized more effectively than in a configuration in which the inert gas is supplied to the measuring chamber 37a from the inlet 37b and/or the outlet 37c (this configuration is also included in the technology related to the present disclosure).

例えば、ガス圧回路41は、流入口37bから弁体39を介して計量室37aへ溶湯が流れるとき、ガス用ポート37dから不活性ガスを吸引することによって計量室37aの圧力を大気圧よりも低くしてよい。この場合、例えば、既述のとおり、速やかに計量室37aへ溶湯を流入させることができる。 For example, when the molten metal flows from the inlet 37b through the valve body 39 to the measuring chamber 37a, the gas pressure circuit 41 may make the pressure in the measuring chamber 37a lower than atmospheric pressure by drawing in an inert gas from the gas port 37d. In this case, for example, as described above, the molten metal can be made to flow quickly into the measuring chamber 37a.

また、例えば、ガス圧回路41は、計量室37aから弁体39を介して流出口37cへ溶湯が流れるとき、ガス用ポート37dへ不活性ガスを供給することによって計量室37aの圧力を大気圧よりも高くしてよい。この場合、例えば、既述のとおり、速やかにスリーブ21へ溶湯を供給することができる。 Also, for example, when the molten metal flows from the metering chamber 37a to the outlet 37c through the valve body 39, the gas pressure circuit 41 may supply an inert gas to the gas port 37d to make the pressure in the metering chamber 37a higher than atmospheric pressure. In this case, for example, as described above, the molten metal can be quickly supplied to the sleeve 21.

ガス圧回路41は、シリンダ部材51aと、シリンダ部材51aの内部を軸方向に摺動可能なピストン51bと、を有していてよい。シリンダ部材51aの内部のピストン51bに区画されたシリンダ室(ヘッド側室51h及び/又はロッド側室51r)は、ガス用ポート37dに通じていてよい。 The gas pressure circuit 41 may have a cylinder member 51a and a piston 51b that can slide axially inside the cylinder member 51a. The cylinder chamber (head side chamber 51h and/or rod side chamber 51r) defined by the piston 51b inside the cylinder member 51a may be connected to the gas port 37d.

この場合、例えば、ピストン51bをシリンダ部材51aに対して駆動することによって、ガス用ポート37dからの不活性ガスの吸引、及び/又はガス用ポート37dへの不活性ガスの供給を行うことができる。その結果、例えば、ポンプによって不活性ガスの吸引及び/又は不活性ガスの供給を行う態様(当該態様も本開示に係る技術に含まれる。)に比較して、駆動量と流量との関係を把握しやすい。また、圧力の微調整も容易である。図7(a)及び図7(b)に示した例では、計量室37aから吸引した不活性ガスを計量室37aへ供給することができるから、不活性ガスの必要量を低減しやすい。弁体39及び容器37が摩耗して両者の間から空気が計量室37aに入り込むと、計量室37aにおける所定の圧力を得るためのガスシリンダ51の駆動量が変化する。この駆動量の変化に基づいて、弁体39及び容器37の摩耗量を判定することも可能になる。 In this case, for example, by driving the piston 51b relative to the cylinder member 51a, the inert gas can be sucked from the gas port 37d and/or the inert gas can be supplied to the gas port 37d. As a result, it is easier to grasp the relationship between the drive amount and the flow rate, for example, compared to a mode in which the inert gas is sucked and/or supplied by a pump (this mode is also included in the technology related to the present disclosure). In addition, fine adjustment of the pressure is also easy. In the example shown in Figures 7(a) and 7(b), the inert gas sucked from the measuring chamber 37a can be supplied to the measuring chamber 37a, so it is easy to reduce the required amount of inert gas. When the valve body 39 and the container 37 wear and air enters the measuring chamber 37a from between them, the drive amount of the gas cylinder 51 to obtain a predetermined pressure in the measuring chamber 37a changes. It is also possible to determine the amount of wear of the valve body 39 and the container 37 based on this change in the drive amount.

ガス圧回路41は、ガス用ポート37dと炉33(炉本体65)の内部とを接続する排気流路55を有していてよい。 The gas pressure circuit 41 may have an exhaust passage 55 that connects the gas port 37d to the inside of the furnace 33 (furnace body 65).

この場合、例えば、計量室37a供給された溶湯によって計量室37aから押し出された不活性ガス、及び/又は計量室37aから吸引された不活性ガスを、炉33へ供給して有効利用できる。なお、排気流路55は、図2の例のように、ガスシリンダ51等を介して間接的にガス用ポート37dに接続されていてもよいし、図7(a)の例のように、直接的にガス用ポート37dに接続されていてもよい。 In this case, for example, the inert gas pushed out of the measuring chamber 37a by the molten metal supplied to the measuring chamber 37a and/or the inert gas sucked from the measuring chamber 37a can be supplied to the furnace 33 and effectively utilized. Note that the exhaust passage 55 may be indirectly connected to the gas port 37d via a gas cylinder 51 or the like as in the example of FIG. 2, or may be directly connected to the gas port 37d as in the example of FIG. 7(a).

給湯装置35は、計量室37aの気体の圧力を検出する圧力センサ53と、圧力センサ53の検出値に基づいて容器37から射出装置9への溶湯の供給完了を判定するコントローラ5と、を有していてよい。 The molten metal supply device 35 may have a pressure sensor 53 that detects the pressure of the gas in the measuring chamber 37a, and a controller 5 that determines the completion of the supply of molten metal from the container 37 to the injection device 9 based on the detection value of the pressure sensor 53.

この場合、例えば、溶湯に非接触のセンサ(圧力センサ53)によって給湯完了を判定できるから、センサのメンテナンスが容易である。圧力センサ53は、計量室37aにおける湯面の高さを調整するときにも利用できる。また、スリーブ21内の湯面の高さに基づいて給湯完了を判定する態様では、湯量が目標値よりも多くなる誤差が生じたときに、容器37に溶湯が残っている状態で給湯完了が判定され、プランジャ23が前進を開始する可能性がある。圧力センサ53に基づいて給湯完了を判定する態様では、そのような蓋然性が低減される。 In this case, for example, the completion of molten metal supply can be determined by a sensor (pressure sensor 53) that does not come into contact with the molten metal, so maintenance of the sensor is easy. Pressure sensor 53 can also be used when adjusting the height of the molten metal surface in measuring chamber 37a. Furthermore, in a mode in which the completion of molten metal supply is determined based on the height of the molten metal surface in sleeve 21, if an error occurs that causes the amount of molten metal to exceed the target value, the completion of molten metal supply may be determined while there is still molten metal remaining in container 37, and plunger 23 may begin to move forward. In a mode in which the completion of molten metal supply is determined based on pressure sensor 53, this probability is reduced.

給湯システム31は、流入口37bと炉33(炉本体65)の側面の開口65hとを接続する接続管75を有していてよい。 The hot water supply system 31 may have a connecting pipe 75 that connects the inlet 37b to an opening 65h on the side of the furnace 33 (furnace body 65).

この場合、例えば、炉33の溶湯は、自重によって接続管75に流れ込むことができる。また、流入口37bが炉33における湯面よりも低い態様においては、接続管75の溶湯は、自重によって容器37へ流れ込むことができる。また、この態様では、接続管75内の溶湯の重量が弁体39に付与されて弁体39が容器37に押し付けられるから、流出口37cから空気が入り込む蓋然性が低減される。 In this case, for example, the molten metal in the furnace 33 can flow into the connecting pipe 75 by its own weight. Also, in an embodiment in which the inlet 37b is lower than the molten metal level in the furnace 33, the molten metal in the connecting pipe 75 can flow into the container 37 by its own weight. Also, in this embodiment, the weight of the molten metal in the connecting pipe 75 is applied to the valve body 39, which presses the valve body 39 against the container 37, reducing the likelihood of air entering through the outlet 37c.

給湯システム31は、一端が流入口37bに接続されており、他端(端部75e)の側の部分が炉33の溶湯に上方から挿入される接続管75A(図8)を有していてよい。 The hot water supply system 31 may have a connecting pipe 75A (Figure 8) whose one end is connected to the inlet 37b and whose other end (end 75e) is inserted from above into the molten metal in the furnace 33.

この場合、例えば、炉本体65の構成は、従来と同様でよく、既設の設備に実施形態に係る技術を適用することが容易である。 In this case, for example, the configuration of the furnace body 65 may be the same as that of the conventional one, and it is easy to apply the technology according to the embodiment to existing equipment.

給湯システム31は、1ショット毎に1ショット分の溶解前の材料を炉33(炉本体65)に供給する材料供給部71を更に有していてよい。 The hot water supply system 31 may further include a material supply section 71 that supplies one shot of unmelted material to the furnace 33 (furnace body 65) for each shot.

この場合、例えば、既に述べたように、炉本体65を小型化して放熱量を低減し、ひいては、必要なエネルギーを低減することができる。ラドルによって炉本体65内の溶湯を汲み出す態様においては、ラドルの出し入れのために炉本体65の上方が開放される。従って、炉本体65の溶湯は、上方へ放熱しやすい。また、ラドルで搬送する間の溶湯の冷却も考慮して、炉本体65の溶湯の温度は比較的高くされる。その結果、溶湯と外気温との温度差が拡大され、放熱が促進される。このような放熱の事情によらずに、溶湯の温度を安定させるために、炉本体65は比較的大きくされる。一方、実施形態のように、ラドルを用いない態様においては、そのような事情による炉本体65の大型化は避けられる。従って、ラドルを用いない態様と、1ショット毎に1ショット分の溶解前の材料を炉本体65に投入する態様との組み合わせによって、炉本体65の容量を小さくする限界値を下げることができる。また、1ショット毎に1ショット分の材料を投下する態様では、炉本体65内の湯面の低下分だけ当該湯面を上昇させることになるから、炉本体65の湯面が一定の高さに保たれる。その結果、例えば、炉本体65の湯面の高さに影響を受ける容器37内の湯面の高さを制御することが容易化される。 In this case, for example, as already mentioned, the furnace body 65 can be made smaller to reduce the amount of heat dissipation, and thus the required energy can be reduced. In the mode in which the molten metal in the furnace body 65 is pumped out by the ladle, the upper part of the furnace body 65 is opened to allow the ladle to be inserted and removed. Therefore, the molten metal in the furnace body 65 is likely to dissipate heat upward. In addition, the temperature of the molten metal in the furnace body 65 is made relatively high, taking into consideration the cooling of the molten metal while being transported by the ladle. As a result, the temperature difference between the molten metal and the outside air temperature is enlarged, and heat dissipation is promoted. In order to stabilize the temperature of the molten metal regardless of such heat dissipation circumstances, the furnace body 65 is made relatively large. On the other hand, in the mode in which a ladle is not used, as in the embodiment, the enlargement of the furnace body 65 due to such circumstances can be avoided. Therefore, by combining the mode in which a ladle is not used and the mode in which one shot of unmelted material is charged into the furnace body 65 for each shot, the limit value for reducing the capacity of the furnace body 65 can be lowered. In addition, in the case where one shot of material is dropped per shot, the molten metal level in the furnace body 65 is raised by the amount of the drop in the molten metal level, so that the molten metal level in the furnace body 65 is maintained at a constant height. As a result, for example, it is easy to control the molten metal level in the container 37, which is affected by the molten metal level in the furnace body 65.

以上の実施形態において、ダイカストマシン1は成形機の一例である。ダイカストシステムDSは成形システムの一例である。テーパ面39tは第1テーパ面の一例である。テーパ面37tは第2テーパ面の一例である。エアシリンダ47は、押付け機構の一例であるとともに、押付け機構が含むアクチュエータの一例である。 In the above embodiment, the die-casting machine 1 is an example of a molding machine. The die-casting system DS is an example of a molding system. The tapered surface 39t is an example of a first tapered surface. The tapered surface 37t is an example of a second tapered surface. The air cylinder 47 is an example of a pressing mechanism and an example of an actuator included in the pressing mechanism.

本発明は、以上に例示した態様に限定されず、種々の態様で実施されてよい。 The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but may be implemented in various ways.

成形機は、ダイカストマシンに限定されない。例えば、成形機は、他の金属成形機であってもよい。また、成形機は、横型締横射出に限定されず、例えば、縦型締縦射出、縦型締横射出、横型締縦射出であってもよい。縦射出においては、例えば、容器の流出口とスリーブの側面の開口とを接続する管を設け、給湯後、流出口から計量室への逆流を禁止する位置(例えば流入位置)へ弁体を移動させてから射出が開始されてよい。 The molding machine is not limited to a die-casting machine. For example, the molding machine may be another metal molding machine. Furthermore, the molding machine is not limited to horizontal clamping and horizontal injection, and may be, for example, vertical clamping and vertical injection, vertical clamping and horizontal injection, or horizontal clamping and vertical injection. In vertical injection, for example, a pipe is provided that connects the outlet of the container and the opening on the side of the sleeve, and after supplying hot water, the valve body may be moved to a position (for example, an inflow position) that prohibits backflow from the outlet to the measuring chamber before starting injection.

実施形態の説明で示した種々の例は適宜に組み合わされてよい。例えば、図7(a)に示したガス圧回路41Aは、図2の例においてガス圧回路41に代えて設けられてよいことはもちろん、図8の接続管75Aと組み合わされたり、図9の弁体39Aと組み合わされたりしてよい。同様に、図9の弁体39Aは、図2の例において弁体39に代えて設けられてよいことはもちろん、図8の接続管75Aと組み合わされても構わない。 The various examples shown in the description of the embodiments may be combined as appropriate. For example, the gas pressure circuit 41A shown in FIG. 7(a) may of course be provided in place of the gas pressure circuit 41 in the example of FIG. 2, and may be combined with the connecting pipe 75A in FIG. 8, or with the valve body 39A in FIG. 9. Similarly, the valve body 39A in FIG. 9 may of course be provided in place of the valve body 39 in the example of FIG. 2, and may be combined with the connecting pipe 75A in FIG. 8.

計量室内において湯面よりも上方の空間は、不活性ガスが供給されなくてもよい。例えば、上記空間は、大気開放されていても構わない。また、不活性ガスが供給される態様において、その圧力は任意であり、例えば、成形サイクルの全体に亘って大気圧と概ね同じとされても構わない。 The space above the molten metal surface in the measuring chamber does not need to be supplied with inert gas. For example, the space may be open to the atmosphere. In addition, in the case where inert gas is supplied, the pressure may be any pressure, and may be, for example, approximately the same as atmospheric pressure throughout the entire molding cycle.

本開示からは、弁体が回転することを要件としない発明が抽出されたり、弁体の存在を要件としない発明が抽出されたり、容器(計量室)を要件としない発明が抽出されたりしても構わない。 From this disclosure, inventions may be extracted that do not require the valve body to rotate, that do not require the presence of a valve body, or that do not require a container (measuring chamber).

例えば、計量室への溶湯の流入及び/又は流出のときに、計量室からの不活性ガスの吸引及び/又は計量室への不活性ガスの供給を行う発明が抽出されてよい。この場合、例えば、回転する弁体を要件としなくてもよい。より詳細には、例えば、弁体は、特許文献3に開示されている平行移動するものであってもよいし、容器の流出口に対して挿入及び引抜がなされるものであってもよい。 For example, an invention may be extracted that draws inert gas from the measuring chamber and/or supplies inert gas to the measuring chamber when molten metal flows into and/or out of the measuring chamber. In this case, for example, a rotating valve body may not be required. More specifically, for example, the valve body may be one that moves in parallel as disclosed in Patent Document 3, or one that is inserted into and removed from the outlet of the container.

また、例えば、1ショット毎に1ショット分の溶解前の材料を炉に供給する発明が抽出されてもよい。この場合も、例えば、回転する弁体が要件とされなくてもよい。さらに、例えば、1ショット分の溶湯を貯留する計量室は要件とされなくてもよい。より詳細には、例えば、炉から直接的に炉外のスリーブへ溶湯が供給されたり、ラドルが用いられたり、スリーブが炉内に位置していたりしてもよい。 Also, for example, an invention may be extracted in which one shot of unmelted material is supplied to the furnace for each shot. In this case, for example, a rotating valve body does not have to be required. Furthermore, for example, a measuring chamber for storing one shot of molten metal does not have to be required. More specifically, for example, the molten metal may be supplied directly from the furnace to a sleeve outside the furnace, a ladle may be used, or the sleeve may be located inside the furnace.

1…ダイカストマシン(成形機)、9…射出装置、31…給湯システム、33…炉、35…給湯装置、37…容器、37a…計量室、37b…流入口、37c…流出口、39…弁体、65…炉本体(炉)、DS…成形システム(ダイカストシステム)。 1...Die casting machine (molding machine), 9...Injection device, 31...Water supply system, 33...Furnace, 35...Water supply device, 37...Container, 37a...Measuring chamber, 37b...Inlet, 37c...Outlet, 39...Valve body, 65...Furnace body (furnace), DS...Molding system (die casting system).

Claims (20)

炉からの溶湯が流入する流入口と、前記流入口に流入した溶湯を収容する計量室と、前記計量室の溶湯を射出装置へ流出させる流出口とを有している容器と、
前記流入口、前記計量室及び前記流出口の間に介在しており、前記流入口と前記計量室とを通じさせるとともに前記流出口を前記流入口及び前記計量室から遮断する流入位置と、前記計量室と前記流出口とを通じさせるとともに前記流入口を前記計量室及び前記流出口から遮断する流出位置との間で移動可能な弁体と、
を有しており、
前記弁体は、前記容器に対する回転によって前記流入位置と前記流出位置との間で移動する
給湯装置。
a container having an inlet through which molten metal from a furnace flows, a measuring chamber for storing the molten metal that has flowed into the inlet, and an outlet for discharging the molten metal from the measuring chamber to an injection device;
a valve body interposed between the inlet, the measuring chamber, and the outlet, the valve body being movable between an inlet position where the inlet communicates with the measuring chamber and the outlet is blocked from the inlet and the measuring chamber, and an outlet position where the measuring chamber communicates with the outlet and the inlet is blocked from the measuring chamber and the outlet;
It has
The valve element moves between the inflow position and the outflow position by rotation relative to the container.
前記容器は、前記弁体が挿入されており、挿入方向に沿う回転軸の回りにおける前記弁体の回転を許容している軸支孔を有しており、
前記弁体は、前記回転軸に平行な方向の一方側である第1側ほど径が小さくなる第1テーパ面を有しており、
前記軸支孔は、前記第1側ほど径が小さくなっており、前記第1テーパ面と対向する第2テーパ面を有している
請求項1に記載の給湯装置。
the container has a shaft support hole into which the valve body is inserted and which allows the valve body to rotate around a rotation axis along an insertion direction;
the valve body has a first tapered surface having a diameter that decreases toward a first side that is one side in a direction parallel to the rotation shaft,
The hot water supply device according to claim 1 , wherein the shaft support hole has a diameter that is smaller toward the first side, and has a second tapered surface that faces the first tapered surface.
前記弁体を前記第1側へ向かって押し付ける力を生じる押付け機構を有している
請求項2に記載の給湯装置。
The hot water supply device according to claim 2 , further comprising a pressing mechanism that generates a force pressing the valve body toward the first side.
前記押付け機構が、前記押し付ける力の大きさを調整可能なアクチュエータを含んでいる
請求項3に記載の給湯装置。
The hot water supply device according to claim 3 , wherein the pressing mechanism includes an actuator capable of adjusting the magnitude of the pressing force.
前記アクチュエータは、前記弁体が回転するときの前記押し付ける力を、前記計量室から前記弁体を介して前記流出口へ溶湯を流れさせるときの前記押し付ける力よりも小さくする
請求項4に記載の給湯装置。
The hot water supply device according to claim 4 , wherein the actuator makes the pressing force when the valve body rotates smaller than the pressing force when the molten metal flows from the measuring chamber through the valve body to the outlet.
前記計量室、前記流入口及び前記流出口が、前記弁体の回転軸の回りの互いに異なる位置にて前記回転軸に向かって開口している
請求項1に記載の給湯装置。
The hot water supply device according to claim 1 , wherein the measuring chamber, the inlet, and the outlet are open toward the rotation shaft at different positions around the rotation shaft of the valve body.
前記弁体は、前記流入位置において前記流入口と前記計量室とに通じるとともに、前記流出位置において前記計量室と前記流出口とに通じる流路を有している
請求項1に記載の給湯装置。
The hot water supply device according to claim 1 , wherein the valve body has a flow path that communicates with the inlet and the metering chamber at the inflow position and that communicates with the metering chamber and the outlet at the outflow position.
前記弁体を前記流入位置と前記流出位置との間で回転させる電動機を有しており、
前記電動機は、前記流入位置と前記流出位置との間の回転角度よりも小さい回転角度で前記弁体を往復動させて前記弁体にディザを生じさせる
請求項1に記載の給湯装置。
a motor that rotates the valve body between the inlet position and the outlet position;
The hot water supply device according to claim 1 , wherein the electric motor reciprocates the valve element through a rotation angle smaller than a rotation angle between the inflow position and the outflow position to generate a dither on the valve element.
前記計量室に不活性ガスを供給するガス圧回路を有している
請求項1に記載の給湯装置。
The hot water supply device according to claim 1 , further comprising a gas pressure circuit for supplying an inert gas to the measuring chamber.
前記流入口及び前記流出口は、前記計量室に対して下方に位置しており、
前記容器は、前記弁体から上方に離れた位置に前記ガス圧回路に通じるガス用ポートを有している
請求項9に記載の給湯装置。
The inlet and the outlet are located below the measuring chamber,
The hot water supply device according to claim 9 , wherein the container has a gas port communicating with the gas pressure circuit at a position spaced above the valve body.
前記ガス圧回路は、前記流入口から前記弁体を介して前記計量室へ溶湯が流れるとき、前記ガス用ポートから前記不活性ガスを吸引することによって前記計量室の圧力を大気圧よりも低くする
請求項10に記載の給湯装置。
The water heater according to claim 10, wherein the gas pressure circuit reduces the pressure in the measuring chamber below atmospheric pressure by sucking in the inert gas from the gas port when the molten metal flows from the inlet through the valve body to the measuring chamber.
前記ガス圧回路は、前記計量室から前記弁体を介して前記流出口へ溶湯が流れるとき、前記ガス用ポートへ前記不活性ガスを供給することによって前記計量室の圧力を大気圧よりも高くする
請求項10に記載の給湯装置。
The water heater according to claim 10, wherein the gas pressure circuit makes the pressure in the measuring chamber higher than atmospheric pressure by supplying the inert gas to the gas port when the molten metal flows from the measuring chamber to the outlet through the valve body.
前記ガス圧回路は、
シリンダ部材と、
前記シリンダ部材の内部を軸方向に摺動可能なピストンと、を有しており、
前記シリンダ部材の内部の前記ピストンに区画されたシリンダ室が前記ガス用ポートに通じている
請求項10に記載の給湯装置。
The gas pressure circuit includes:
A cylinder member;
a piston that is axially slidable inside the cylinder member,
The hot water supply device according to claim 10, wherein a cylinder chamber defined by the piston inside the cylinder member communicates with the gas port.
前記ガス圧回路は、前記ガス用ポートと前記炉の内部とを接続する排気流路を有している
請求項10に記載の給湯装置。
The hot water supply apparatus according to claim 10 , wherein the gas pressure circuit has an exhaust passage connecting the gas port and an interior of the furnace.
前記計量室の気体の圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出値に基づいて前記容器から前記射出装置への溶湯の供給完了を判定するコントローラと、
を有している請求項1に記載の給湯装置。
a pressure sensor for detecting a pressure of the gas in the measuring chamber;
a controller that determines completion of supply of molten metal from the container to the injection device based on a detection value of the pressure sensor;
The water heater according to claim 1 , further comprising:
請求項1に記載の給湯装置と、
前記炉と、
を有している給湯システム。
The hot water supply device according to claim 1 ;
The furnace;
The hot water system has:
前記流入口と前記炉の側面の開口とを接続する接続管を有している
請求項16に記載の給湯システム。
The hot water supply system according to claim 16, further comprising a connecting pipe connecting the inlet and an opening in the side of the furnace.
一端が前記流入口に接続されており、他端の側の部分が前記炉の溶湯に上方から挿入される接続管を有している
請求項16に記載の給湯システム。
The hot water supply system according to claim 16 , further comprising a connecting pipe having one end connected to the inlet and the other end being inserted into the molten metal in the furnace from above.
1ショット毎に1ショット分の溶解前の材料を前記炉に供給する材料供給部を更に有している
請求項16に記載の給湯システム。
The hot water supply system according to claim 16, further comprising a material supply unit that supplies one shot of unmelted material to the furnace for each shot.
請求項1に記載の給湯装置と、
前記射出装置を含む成形機と、
を有している成形システム。
The hot water supply device according to claim 1 ;
a molding machine including the injection device;
The molding system comprises:
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