JP3395930B2 - 金属成形体用射出成形装置 - Google Patents

金属成形体用射出成形装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属成形体を製造する
ための射出成形装置に係る。特に本発明は、成形材料の
母材である金属インゴットの加熱部分を含む供給部をな
す上半部と、射出機、保温部等の下半部との間に発生す
る熱膨張や、射出機の射出作動による衝撃等を効果的に
吸収する吸収構造を、簡素に得、且つ熱膨張、衝撃等の
吸収作用を、確実に行わせるようにした技術に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】本出願人は、先に特開平5―28562
5号公報において「金属成形体用射出成形装置」を提案
した。この技術によれば、連続的にインゴットを半凝固
スラリ化し、生産性を高めることができる。この技術の
概要を図6で説明する。図6は、従来の金属成形体用射
出成形装置の全体概略図である。金属成形体用射出成形
装置100は、スクリュー式射出機101と、材料供給
室102とからなる。材料供給室102は、上から下に
インゴット導入室103、加熱室104、保温室10
5、カッター106を備えたチョップ室107とで構成
される。材料供給室102は、真空、又は不活性ガス雰
囲気に維持され、各室103,104,105間は、シ
ャッタ108,109で仕切る構造である。
【0003】以上の従来技術は、金属成形材料であるイ
ンゴット110を加熱室104で加熱し、適宜保温室1
05に移し、カッター106で破砕し、破砕材蓄積室1
07を介してスクリュー111で直接、又は間接的に金
型112のキャビティ113に射出する。インゴット1
10は金属であり、加熱室104で加熱することにより
半溶融状態となり、この状態で射出することに特徴があ
る。この技術においては、加熱室104で加熱し、保温
室105へ移し、カッター106で破砕するため、連続
処理が可能となり、生産性が高い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上の金属成形体用射
出成形装置は、装置全体が、射出機、材料破砕手段、保
温室等の下半部と、材料供給部、材料加熱部、材料導入
等の装置上半部とからなる。装置下半部に載せられた装
置上半部は、支持基台等で支持する必要がある。支持し
た結果、装置上半部は固定された状態で保持される。一
方、装置下半部は、上半部から供給された材料の保温、
破砕、射出機内への導入、射出機内での保温、蓄積、必
要に応じのて加熱、射出作動を行う。
【0005】このため、固定的であり、又低温である装
置上半部に対し、保温された装置下半部は、高さ方向に
熱膨張作用で伸張し、装置上半部と装置下半部との連結
部で競ってしまい、干渉が発生する虞がある。又射出機
の射出作動時に衝撃が発生し、この衝撃は、連結された
保温部等を通じて装置上半部に伝達され、装置上半部が
振動したりする虞がある。この結果、装置上半部に収容
された成形材料であるインゴットを、損傷する虞があ
る。
【0006】本発明者等は、このような課題を解決すべ
く本発明をなしたものである。本発明は、上記した装置
下半部の熱膨張に起因する装置上半部との間の干渉を未
然に防止し、又装置下半部の射出機の作動に起因する、
衝撃の装置上半部への伝達、波及を防止することがで
き、装置上半部に供給されるインゴットの損傷を防止す
ることができる。このような熱膨張の吸収と、衝撃吸収
を、簡素な構造で、しかも確実に行うことができる。本
発明は、このような利点がある金属成形体用射出成形装
置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めの手段は、保温された射出機、この上の破砕手段、こ
の上の金属インゴット材の保温室等からなる装置下半部
と、インゴット材の導入部、この導入部上の加熱室、こ
の上のインゴット供給部等とからなる装置上半部とから
なり、装置上半部と装置下半部とを連通、接続させた金
属成形体用射出成形装置において、装置上半部と装置下
半部との間を、密封可撓部材により連通、接続した金属
成形体用射出成形装置である。又前記密封可撓部材は、
筒状であり、且つ伸縮自在であり、更に前記密封可撓部
材は、耐熱性を有する金属製の蛇腹部材であり、この蛇
腹部材の内側には、前記インゴットガイドを配設し、更
に又、前記インゴットガイドは、上半部の下部から、下
半部の上部間に設けた蛇腹部材内側に、且つ蛇腹部材の
高さ方向の略々全長に亘り、筒状に垂下するようにした
ことである。
【0008】
【作用】上記手段によれば、保温され、必要に応じて加
熱される装置下半部は、熱膨張で上方に伸張し、一方、
外部的は低温の装置上半部は通常は固定状態にあり、装
置下半部と装置上半部との連結部には、熱膨張の影響で
上方への伸びが発生する虞がある。この連結部に、蛇腹
等の伸縮自在な密封可撓部材を介設したので、これら熱
膨張に起因する伸びは吸収することができる。又蛇腹等
の伸縮自在な可撓部材を装置下半部と装置上半部との間
に介設したので、射出機の射出作動等に起因する装置下
半部の衝撃は、蛇腹等の可撓部材で吸収することがで
き、装置上半部への衝撃、振動等の伝達、波及は防止さ
れる。
【0009】
【実施例】以下に本発明の一実施例を、添付した図面に
従って詳述する。図1は本発明に係る金属成形体用射出
成形装置の要部破断側面図、図2は図1の2―2線断面
図、図3は本発明の要部を構成する可撓部材及びインゴ
ットガイドの分解縦断側面図、図4は図1の要部の拡大
断面図で本発明の要部を構成する可撓部材による装置上
半部、装置下半部の連結部分の拡大縦断側面図、図5は
装置下半部の上方への伸びで、連結部分を構成する可撓
部材が、図4の状態から縮んだ状態を示す図である。
【0010】金型、その他については、全体構成として
前記図6で説明したので省略し、要部のみを説明する。
図1は、本発明に係る金属成形体用射出成形装置1の要
部を破断した縦断側面図で、スクリューシャフト2、及
びこれを嵌合、内装したシリンダ3とからなる射出機4
を備える。スクリューシャフト2は、外周にスパイラル
溝2aを備え、回転して半溶融金属材料を攪拌、混練し
てスラリ状にし、軸方向に進退動する。スクリューシャ
フト2は、回転で材料をシリンダ3の先部に送り込み、
この部分に材料を蓄積しつつ後退動し、蓄積後前方に移
動して成形材料の射出作動を行い、金型112へ射出す
る。
【0011】シリンダ3は、前記スクリューシャフト2
を嵌合する内筒3aと、外側の外筒3bとからなる。外
筒3bの外側は、シリンダ3を保温し、必要に応じて加
熱するためのヒータ5で囲橈する。このヒータ5の外側
を断熱材6で囲橈し、射出機4を構成する。尚図中7…
(…は複数個を示す。以下同様。)は、シリンダ温度を
検出する温度センサである。以上のシリンダ3のシリン
ダ後部3cは、支持基台8に支持されており、また前記
スクリューシャフト2の後端部2bは、回転、及び進退
動する軸9にジョイント部9aを介して連結されてい
る。
【0012】図1、図2で示すように、射出機4の中間
部後部には、シリンダ3内に連通する成形材料の導入口
10を開口する。この導入口10は、上方に起設された
金属内筒部材11、この外周の保温ヒータ12、外側の
断熱材等からなる破砕材蓄積室13に連通する。破砕材
蓄積室13には、上下にセンサ14,15が設けられ、
破砕材料の蓄積量を検出する。破砕材蓄積室13の上に
は、半溶融状態の金属インゴットWを破砕する破砕手段
としてのカッター16,16を連通するように配設す
る。カッター16,16のハウジング17は金属で、外
側を保温ヒータ18で囲み、その外側を断熱材19で囲
み、破砕室20を構成する。カッター16,16は、互
いに逆向きに回転し、インゴットを破砕する。
【0013】破砕室20の上には、保温室21を設け、
保温室21は筒状で、上下に高さを有し、インゴットW
をカッター16,16の上流で保温、保持する。保温室
21内のインゴットWは、下の破砕室20内のカッター
16,16へ供給され、前記したようにカッター16,
16でインゴットWを破砕する。破砕材は、下の破砕材
蓄積室13に供給され、シリンダ3内に導入口10から
破砕材は導入、供給され、既述したように、スクリュー
シャフト2の回転でスパイラル溝2aの作用により、シ
リンダ3の先部に送られ、蓄積され、金型112内に射
出される。保温室21は、金属筒状の内筒部材22、外
側の保温ヒータ23、外側の断熱材24等からなる。こ
の保温室21の下部には、材料の有無を検出する検出
器、例えば、受発光機器等からなる検出器25,25を
備える。
【0014】保温室21の上には、上部室26が連通、
接続され、上部室26は、前記と同様に内筒部材27、
外側の保温ヒータ28、外側の断熱材29等からなる。
上部室26は、真空・不活性ガス配管30に連通、接続
され、この配管30で各室内の真空排気、不活性ガスの
供給を行う。上部室26の内筒部材27の上端部には、
径方向外方に突出する受けフランジ部27aが形成さ
れ、後述する密封可撓部材62の下部フランジ65に接
合する。
【0015】以上の射出機4、これの外周の一部と上下
方向に連通する破砕材蓄積室13、、この破砕材蓄積室
13上に設けられ、これと連通するカッター16を含む
破砕室20、破砕室20上で、これと連通する保温室2
1、この保温室21上の上部室26で、装置下半部31
を構成する。尚、前記したカッター16,16は、駆動
軸16a、自在軸32、二軸ギアケース33、減速機3
4を介してモーター35に連結されている。これ等でカ
ッター16の駆動手段37を構成し、駆動手段37は、
支持基台8上に配設されている。
【0016】支持基台8の前後に起設した脚8a,8b
の間にはブリッジ38を架設する。上部フレーム41
は、先端部を金型112のプラテン部112aにピンジ
ョイント39にて支持し、又後端部を、キャスタ40を
介して前記ブリッジ38上に支持した上部フレーム41
上に支持する。上部フレーム41上には、レール42,
42を設け、この上にローラ43…で装置上半部44を
配設する。
【0017】装置上半部44は、図2のように上にMg
合金等のインゴット供給部45を備え、インゴットWが
上から通過するように通路46を内部に備える。インゴ
ット供給部45の下方には、加熱室48を連通、接続す
るように設ける。加熱室48は、内部に筒状のセラミッ
クホルダー49を縦設し、外周には誘導加熱コイル50
が巻回されており、これ等で誘導加熱装置を構成し、ホ
ルダー49内のインゴットWを加熱する。
【0018】前記ホルダー49の軸方向上下端部は、上
下のガイド筒51,52により縦向きに支持する。前記
ホルダー49内のインゴットWは、下端面をストッパー
53で支持されてホルダー49内に保持され、ストッパ
ー53は、図1のアクチュエータ54で図2中反時計方
向に揺動し、ストッパー53による拘束を解除し、加熱
後のインゴットWを下方へ導出する。加熱室48は、前
記誘導加熱装置を内装した密閉真空加熱容器により構成
する。加熱室48は、内側の磁気シールド材55、及び
外筒56からなる。
【0019】外筒56の上板56aは、前記した上のガ
イド筒51の頂部を支持し、ガイド筒51、通路46と
連通する開口部56cを備える。この開口部56cの上
方にはシャッター47が摺動式に設けられ、このシャッ
ター47の開閉で、インゴット供給部45の通路46
と、下方のガイド筒51、従って誘導加熱装置のホルダ
ー49とが連通し、導入室45から投入されるインゴッ
トWの、ホルダー49内への供給を行う。又外筒56の
下板56bは、前記した下のガイド筒52の下端面を支
持し、且つガイド筒52と連通する開口部56dを備え
る。
【0020】インゴットWの加熱は、加熱室48内を真
空にし、不活性ガスを内部に供給し、不活性ガス雰囲気
で加熱処理が行われる。加熱室48の真空引き、不活性
ガスの供給、導入は、加熱室48の下位に設けた配管5
7で行う。この配管57の上方に、インゴットWの所定
温度への加熱を外からモニターする放射温度計58が設
けられている。従って、内部に誘導加熱装置を備える加
熱室48の表面は低温に維持され、外部温度は装置下半
部31に比較して低温である。
【0021】加熱室48の外筒56の下板56bには、
ガイド筒52内と連通し、装置下半部31へインゴット
Wを導入するためのインゴット導入部60を設ける。イ
ンゴット導入部60は、上半部を大径とし、下半部をテ
ーパー状として上から導入されるインゴットWの導入姿
勢を正常に保持するように配慮されている。このインゴ
ット導入部60は、加熱室48の外筒56の下板56b
に、筒状部材61を垂下して縦通、連設することにより
構成する。前記したガイド筒52と、下方のインゴット
導入部60を連通、接続させる開口部56dの下面に
は、シャッター59を設け、このシャッター59の開閉
で、インゴットWをインゴット導入部60に導入させ
る。このインゴット導入部60を構成する筒状部材61
は、加熱室48の下板56bに垂下、固定されている。
【0022】装置上半部44は通常は、上部フレーム4
1上に固定状態で配設され、装置上半部44の下端部
は、インゴット導入部60をなす筒状部材61で構成さ
れる。以上の装置上半部44の下端部をなす筒状部材6
1と、装置下半部の上端部をなす上部室26との間に、
密封可撓部材62を介設する。
【0023】この部分の詳細は、図3に示す如くで、密
封可撓部材62は、具体的は、例えば、耐熱性に優れた
ステンレス鋼板材で形成された蛇腹部材63により構成
する。蛇腹部材63は、上下方向に多数の蛇腹部を備
え、上端部63aは上部フランジ64に接合され、下端
部63bは同様の下部フランジ65に接合され、ユニッ
ト化されている。
【0024】上部フランジ65は、図4に示す如く、筒
状部材61の下端面61aに当接し、例えば、筒状部材
61の下端部周にL断面の取付フランジ66を設け、上
部フランジ64と取付フランジ66とをボルト・ナット
67…で結合、固着する。ところで、図3の分解図で明
らかように、蛇腹部材63の内側には、筒状のインゴッ
トガイド68を嵌合、配設する。
【0025】インゴットガイド68は、筒状部68a
を、伸張状態の蛇腹部材63の長さと略同じ長さとす
る。筒状部68aの上端部には、径方向外方へのフラン
ジ部68bを一体に備える。このフランジ部68bは、
蛇腹部材63の上部フランジ64と上下にラップさせ、
前記したボルト・ナット67で、フランジ部68bが
上、上部フランジ64が下の状態で、取付フランジ66
を介してインゴット導入部60をなす筒状部材61の下
面に取り付け、固着する。従って、蛇腹部材63の上部
の取り付けは、上から取付フランジ66、インゴットガ
イド68のフランジ部68b、上部フランジ64の、所
謂3枚フランジで取り付けられる。
【0026】蛇腹部材63の下部フランジ65は、前記
した装置下半部31の最上部を構成する上部室26の、
内筒部材27の上端部に設けたフランジ部27aに、上
から重ね合せ、ボルト・ナット69…で取り付け、固着
する。以上により、蛇腹部材63は、装置上半部44の
下部を構成するインゴット導入部60の筒状部材61下
端部と、装置下半部31の上部を構成する保温室21上
部の上部室26の上端部との間に、この間を密封した状
態で取り付け、介装されることとなる。
【0027】この状態で、インゴットガイド68は、筒
状部68aが蛇腹部材63の内側に位置し、上部室26
の通路の一部を構成する。このため、上からインゴット
Wが上部室26を通って下方の保温室21内の通路に導
入される際、インゴットWの姿勢が斜めとなった場合に
おいて、インゴットWが蛇腹部材63に干渉しようとし
ても、インゴットガイド68の筒状部68a内壁に接触
し、下方へガイドされ、導かれる。このため、インゴッ
トWの装置下半部31への投入に際し、インゴットWは
蛇腹部材63に直接接触することが無く、蛇腹部材63
を傷つけるような事態は、一切発生しない。
【0028】以上において、図4は蛇腹部材63の伸張
状態を示す。従って、射出成形装置1は稼働されていな
い状態下にある。ところで、射出成形装置1が稼働した
状態では、装置上半部44のインゴット供給部45か
ら、インゴットWが、シャッター47の開動作で連通す
る下位の加熱室48のセラミックホルダー49内に投入
され、不活性ガス雰囲気で加熱される。
【0029】所定温度に加熱されたインゴットWは、ス
トッパー53の解除、シャッター59の開で、インゴッ
ト導入部60を通って装置下半部31の上部室26に到
り、この下の保温室21に臨む。保温室21の下方に
は、カッター16,16が配置されており、この部分で
インゴットWは破砕され、破砕材は、下方の破砕材蓄積
室13内に順次蓄積され、成形材料の導入口10からシ
リンダ3内に導入される。爾後、スクリューシャフト2
の回転で材料は攪拌、混練されつつ、スラリ状態でシリ
ンダ前方に送られる。シリンダ3の前部への材料の所定
量蓄積後、後退したスクリューシャフト2の前進、射出
作動で、金型112の図示しないキャビティ内に材料を
射出、充填し、成形を行う。
【0030】ところで、装置上半部44は、インゴット
Wを加熱する加熱室48を備えるが、この部分は、外部
的には低温に維持され、又これの下方に設けた筒状部材
61も外部的には低温に維持される。これ等は、装置下
半部31の上に、上部フレーム41等で固定的に保持さ
れており、従って、固定側を構成する。
【0031】一方、装置下半部31は、最下部の射出機
4が保温状態にあり、又この上のカッター16を内装し
た破砕室20も、インゴットWの半溶融状態を維持する
ため、保温状態にある。更に、この上の保温室21も、
インゴットWの半溶融状態での破砕を円滑に行わせるべ
く、保温状態にあり、この上の上部室26も保温状態に
維持されている。このため、装置下半部31は、装置上
半部44に比較して高温となる。従って、装置下半部を
なす破砕材蓄積室13、破砕室20、上部室26等の系
は、熱膨張で上方に伸張する。
【0032】この熱膨張に起因する装置下半部31の上
方への伸びは、保温状態にある上部室26の上端部と、
外部的に低温であり、固定側としての装置上半部44の
下端部である前記筒状部材61、との間に介装された前
記密封可撓部材62を構成する蛇腹部材63の、軸方向
収縮動により、吸収されることとなる。この状態を図5
で示した。従って、装置下半部31が、保温、必要に応
じた加熱により、熱膨張で上方に伸びても、この伸び
は、蛇腹部材63の上方固定による反作用としての軸方
向収縮作用で吸収される。熱膨張による吸収作用は、蛇
腹部材63の前記した収縮作用でで行われるので、円滑
に、確実になされる。
【0033】一方、射出機4は、射出成形作動時のスク
リューシャフト2の射出動で衝撃が発生する。衝撃は、
装置下半部31の構成部分を通して装置上半部44に伝
達される。この衝撃は、インゴット供給部位等にも伝達
されることとなり、インゴットを損傷させる原因ともな
りかねない。このような、装置下半部31の成形時に発
生する衝撃は、前記した蛇腹部材63で構成される密封
可撓部材62で吸収され、装置上半部44への伝達は、
遮断され、又大幅に減衰されることとなる。従って、熱
膨張による装置下半部31の伸びの吸収を行い、併せて
衝撃、振動の装置上半部44への伝達を防止し、装置の
円滑な稼働を保障することができることとなる。
【0034】
【発明の効果】以上で明らかなように本発明によれば、
金属成形体用射出成形装置において、低温部の装置上半
部に対し、これより高温となる装置下半部との間で、夫
々の下端部、上端部との接合部を、蛇腹部材の如き密封
可撓部材で連通、接続したので、装置下半部の保温部
が、上方に熱膨張で伸びても、この伸びを可撓部材で吸
収することができる。従って、装置上半部への装置下半
部の熱的影響を防止し、円滑な射出成形作動を保障する
ことができる。
【0035】又本発明は、装置下半部の射出機に作動に
起因する衝撃の装置上半部への伝達を、可撓性蛇腹部材
の部分で効果的に防止することができ、従って、装置上
半部に設けられるインゴット供給部でのインゴットへの
衝撃の付与、インゴットの振動の発生、これによるイン
ゴットの損傷等、の不都合な事態の発生を未然に防止す
ることができ、インゴットの安定した、且つ円滑な供
給、正常なインゴットの供給を保障することができる。
【0036】特に本発明は、蛇腹部材で装置上半部と、
装置下半部とを密封連結したので、熱膨張の吸収がこれ
の伸縮で円滑、確実に行える。しかも、密封、効果的な
熱膨張の吸収、効果的な衝撃、振動吸収構造が、双方の
突き当部に蛇腹部材を介設するだけで行える。従って、
簡素な構造、安価な部材により、熱膨張、衝撃吸収構造
を得ることができる。
【0037】又本発明は、前記蛇腹部材の内側に、これ
の高さ方向の略々全長に亘り、筒状のインゴットガイド
を設けたので、インゴットの上方からの供給に際し、イ
ンゴットが蛇腹内側に接触したりする等の干渉を未然に
回避することができ、インゴットの供給上極めて有利で
あり、しかも、蛇腹部材の損傷防止上も効果的であり、
簡素な構造で蛇腹部材の保護を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る金属成形体用射出成形装置の要部
の破断側面図である。
【図2】図1の2―2線断面図である。
【図3】本発明の要部を構成する可撓部材、及びインゴ
ットガイドの分解縦断側面図である。
【図4】図1の要部の拡大断面図で、本発明の要部を構
成する可撓部材による装置上半部、装置下半部の連結部
分の拡大縦断側面図である。
【図5】装置下半部の上方への伸びで、連結部分を構成
する可撓部材が、図4の状態から縮んだ状態を示す図で
ある。
【図6】従来の金属成形体用射出成形装置の概略を示す
縦断面図である。
【符号の説明】
1…金属成形体用射出成形装置、4…射出機、16…破
砕手段(カッター)、21…インゴットの保温室、31
…装置下半部、44…装置上半部、45…インゴット供
給部、48…加熱室、60…インゴット導入部、62…
密封可撓部材、63…蛇腹部材、68…インゴットガイ
ド、W…インゴット(金属インゴット)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜添 宣正 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 水谷 弘 埼玉県狭山市新狭山1丁目10番地1 ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−285625(JP,A) 特開 昭51−76762(JP,A) 実開 平4−4048(JP,U) 特表 平6−509512(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B22D 17/00 B22D 17/20 B22D 17/28 B22D 17/30 C21D 1/02 - 1/84

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 保温された射出機、この上の破砕手
    段、この上の金属インゴット材の保温室等からなる装置
    下半部と、インゴット材の導入部、この導入部上の加熱
    室、この上のインゴット供給部等とからなる装置上半部
    とからなり、装置上半部と装置下半部とを連通、接続さ
    せた金属成形体用射出成形装置において、前記装置上半
    部と装置下半部との間を、密封可撓部材により連通、接
    続した、ことを特徴とする金属成形体用射出成形装置。
  2. 【請求項2】 前記密封可撓部材は、筒状であり、且つ
    伸縮自在である請求項1記載の金属成形体用射出成形装
    置。
  3. 【請求項3】 前記密封可撓部材は、耐熱性を有する金
    属製の蛇腹部材であり、この蛇腹部材の内側には、下方
    へ移動するインゴットをガイドするインゴットガイドを
    配設したことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
    金属成形体用射出成形装置。
  4. 【請求項4】 前記インゴットガイドは、装置上半部の
    下部から、装置下半部の上部間に設けた蛇腹部材内側
    で、且つ蛇腹部材の高さ方向の略々全長に亘り、筒状に
    垂下した請求項3記載の金属成形体用射出成形装置。
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