JP2009050895A - ガス抜き装置と受圧バルブ及びバルブ安定作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 真空ダイカストに用いるガス抜き装置と、該装置に用いるバルブ作動の信頼性、特に受圧バルブの信頼性を改善し、ダイカストにおける生産性を向上することにある。
【解決手段】 キャビティよりガス抜き溝１０に流入した溶湯Ｍの衝撃荷重で作動する受圧バルブ３と、該バルブの動きを閉鎖バルブ６に伝達するレバー９とを備え、且つバルブに連通するレバー室１９から送気回路への接続口１２を備え、受圧バルブが受圧ブッシュ５と受圧弁棒４とから成り、受圧弁棒は胴部４ａの下側に弁部４ｂを、上側に摺動を制限する鍔４ｃを備え、受圧ブッシュは筒部５ａの下側に湯溜り５ｂを、上側に連通路１４を備え、弁棒胴部との間に連通路に連通する連絡路１３を設け、弁部が湯溜りに突入した開放状態においてエアーの通り抜けが可能となり、型閉め等の振動があっても、エアー圧にて受圧バルブの受圧弁棒を開放方向に押圧して開放状態に維持する。
【選択図】 図１−１

Description

この発明は、ダイカスト金型に用いるガス抜き装置と、そのガス抜き装置に用いる受圧バルブ、及びガス抜き装置におけるバルブ安定作動方法に関する。

２バルブタイプのガス抜き装置として、図８の如く、製品成形金型のキャビティに連通して設けているガス抜き溝１０の入口側に溶湯圧力の上昇によって作動する受圧バルブ３を、出口側に閉鎖バルブ６を備えると共に、受圧バルブ３の作動にて閉鎖バルブ６を閉鎖するレバー９を設け、更に、レバー９の途中に閉鎖ピストン２０と開放ピストン２１とを備えているものが知られている。
この種のガス抜き装置におけるバルブは、溶湯圧を受けて閉鎖し、型開きされている間に開状態となり、レバーからも離れ、自由に移動可能になる。

特開２００１−４７１８７号公報 特開２００２−９６１５１号公報 特開２００２−１４４００８号公報 特開２００２−１４４００９号公報 特開２００２−３６１３６４号公報 特開２００３−１２６９５２号公報

従来ガス抜き装置におけるレバーとバルブの弁棒とは、型開きされている間に自由に移動可能となる為、型閉めの振動が加わると、振動により弁棒が閉まる不都合があった。又、高速、高圧でキャビティより受圧バルブに侵入してきた溶湯の一部が、受圧弁棒と受圧ブッシュとの隙間に侵入し、その一部が固化して堆積し、受圧弁棒の作動性を低下させることもあった。

そこでこの発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、真空ダイカストに使用されるガス抜き装置と、そのガス抜き装置に用いるバルブ作動の信頼性、特に受圧バルブの信頼性を改善し、ダイカストにおける生産性を向上することにある。

上記目的を達成するために、本発明のガス抜き装置は、請求項１として、キャビティよりガス抜き溝を通り流入してきた溶湯の衝撃荷重で作動する受圧バルブと、該バルブの動きを閉鎖バルブに伝達するレバーとを備え、且つ空気送圧回路への接続口と、接続口から少なくとも受圧バルブに連通するレバー室とを備え、受圧バルブは受圧ブッシュと、該ブッシュに沿って往復動する受圧弁棒とから成り、型開きされている間に開放され、開放状態の受圧バルブ内を接続口からレバー室に送気されたエアー圧が通り抜けることを特徴とする。

ここでガス抜き溝とは、キャビティに連通し、キャビティにおいて発生するガスの通過を可能にし、且つ溶湯の流入も規制するものを言う。
ここで閉鎖バルブとは、ガス抜き溝の出口側に配置され、ガス抜き溝の末端部を開閉するもので、キャビティ内から真空装置へのガスの通過を可能にし、溶湯の通過を阻止するものを言い、流動物に直接触れ、しかも摺動抵抗が少なく、且つガスの通過を容易にするものであれば形状は自由である。
ここでレバーとは、受圧バルブの閉鎖作動を閉鎖バルブに伝え、溶湯が閉鎖バルブに到達する前に閉鎖バルブを閉鎖し、型開き後、閉鎖バルブを閉鎖状態から開放状態に復帰させることに伴い逆方向に揺動するものを言い、レバー室とは、レバーを揺動自在に納めることができて、しかも空気漏れの少ない空室を言う。
ここで空気送圧回路とは、圧縮空気を送気する回路を言い、接続口とは、空気送圧回路をガス抜き装置に繋ぐものを言う。

本発明の受圧バルブは、請求項２として、受圧ブッシュと、該ブッシュに沿って往復動する受圧弁棒とから成り、受圧弁棒は胴部の一端側に弁部を、他端側に受圧弁棒の開放を制限する鍔を備え、受圧ブッシュは筒部の一端側に湯溜りを、他端側に外部と連通する連通路を備え、且つ弁棒胴部との間に連通路に連通する連絡路を設け、弁部が湯溜りに突入した開放状態において受圧弁棒の往復動方向に通気可能となることを特徴とする。

ここで受圧バルブとは、ガス抜き溝の入口側に配置され、受圧ブッシュ内に受圧弁棒を往復自在に嵌挿するものを言い、高温の流動物（気体を含む）、特に溶湯金属、溶湯樹脂にて作動するものであり、摺動抵抗が少なく、しかも開放時にエアーの通過を容易にするものであれば形状は自由である。
ここで受圧ブッシュの筒部とは、筒状を成す部位を言い、閉鎖時に受圧弁棒との間に連通路を形成するものを言い、湯溜りとは、ガス抜き溝に向けてノズル状の開口し、ガス抜き溝に流入した溶湯を溜め、溶湯圧の上昇を図り、受圧弁棒の閉方向への押圧を助ける部位を言う。
ここで受圧弁棒の弁部は、閉鎖時に受圧ブッシュの筒部内に挿入し、開放時に受圧ブッシュの湯溜りに突出する部位を言い、鍔とは、受圧ブッシュより大径で、開放時に受圧ブッシュの上端に当接し、開放ストロークを制限するものを言い、胴部とは、受圧ブッシュ筒部との間に連絡路を形成するものを言い、その横断面形状は、円形、楕円形、矩形の何れでもよい。

本発明のガス抜き装置におけるバルブ安定作動方法は、請求項３として、キャビティよりガス抜き溝を通り流入してきた溶湯の衝撃荷重で作動する受圧バルブと、該バルブの動きを閉鎖バルブに伝達するレバーとを備えたガス抜き装置において、バルブは接続口を介して空気送圧回路に連通し、エアー圧にて少なくとも受圧バルブの受圧弁棒を開放方向に押圧し、型閉め等の振動があっても受圧弁棒を開放状態に維持し得るようにしたことを特徴とする。
請求項４として、請求項３記載のガス抜き装置におけるバルブ安定作動方法において、受圧バルブに供給されるエアーは、受圧ブッシュと開放状態にある受圧弁棒との隙間を通り抜けて外部に噴出し、受圧弁棒と受圧ブッシュの隙間に侵入したバリ等を外部に排出し得るようにしたことを特徴とする。

ここで受圧弁棒を開放方向とは、受圧弁棒が受圧ブッシュ内に挿入する閉鎖状態からガス抜き溝に向けて摺動することを言い、受圧ブッシュと開放状態にある受圧弁棒との隙間より外部に噴出しとは、開放状態にある固定型本体の接合面側から外界にエアーが噴出することを言い、接続口よりレバー室に供給されたエアーが受圧バルブを加圧し、受圧弁棒を突出方向（開放方向）に押圧し、型閉め完了まで維持する。そのことにより、型閉めの振動があっても、受圧バルブを開放状態に維持する。また、この時、受圧弁棒と受圧ブッシュの隙間に侵入したバリ等を外部に排出する。

本発明のガス抜き装置は上記構造のとおりであるから、次に記載する効果を奏する。
型開きされている間に開放した受圧バルブを、接続口よりレバー室に供給されたエアーにて加圧し、受圧弁棒をエアー圧により開放方向に押出し、開放状態を型閉め完了まで維持する結果、例え型閉め工程において振動があっても、受圧バルブを開状態に維持することができる。その結果、受圧バルブの作動の信頼性が著しく改善される。即ち、その分、バルブの使用期間が長くなり、修理や交換頻度が軽減され、低価格化に貢献する。

本発明の受圧バルバは上記構造のとおりであるから、次に記載する効果を奏する。
受圧ブッシュは、上部に連通路を、筒部と受圧弁棒との間に連絡路を備えているため、鍔が受圧ブッシュの上端に当接するまで受圧弁棒を開放方向に摺動しても、連通路と連絡路とが連通状態にあり、しかも、受圧弁棒の弁部は受圧ブッシュの湯溜りに突入し、湯溜りとの間に隙間が生じているので、受圧バルブの往復動方向にエアーが貫通する。その結果、１サイクル毎に受圧バルブ内をエアーで掃除することができる。

本発明のガス抜き装置におけるバルブ安定作動方法は上記のとおりであるから、次に記載する効果を奏する。
型開きされている間に開放した受圧バルブを、接続口よりレバー室に供給されたエアーにて加圧し、受圧弁棒を突出方向（開放方向）に押圧する。エアー圧は型閉め完了まで維持されるので、例え型閉め工程において振動があっても、受圧バルブを確実に開放状態に維持することができる。この結果、受圧バルブの作動の信頼性が著しく改善される。
また、受圧バルブに供給されたエアーは、受圧ブッシュと開放状態になる受圧弁棒との隙間より外部に向けて噴出するので、その噴出エアーにより受圧弁棒と受圧ブッシュの隙間に侵入したバリ等を外部に排出される。その結果、バルブの作動性が著しく改善される。即ち、成形サイクルの高速化が可能となり、しかも歩留まりも向上する。

本発明によるガス抜き装置の最良形態を図１−１、図１−２、及び図２乃至図３に基づき説明すれば、製品成形金型の固定金型３１に取付ける固定型１と、製品成形金型の可動金型３２に取付ける可動型２とから成り、固定型１と可動型２との型合せ側（パーテングライン側）に製品成形金型のキャビティに連続するガス抜き溝１０を備え、固定型１はブロック状を成す固定型本体１ａと、板状を成す固定型蓋体１ｂとから成り、固定型本体１ａは型合せ側（下面）にガス抜き溝１０を、反対側（上側）に外部に向けて開口するレバー室１９を備え、ガス抜き溝１０の入口側にレバー室１９に連通する受圧バルブ３を、出口側に真空吸引装置（図示せず）に連続する閉鎖バルブ６を配置し、受圧バルブ３の作動を閉鎖バルブ６に伝える開閉レバー９がレバー室１９内で上下揺動可能となる。

ガス抜き装置に用いる本発明受圧バルブの最良形態を図５（イ）と図６に基づき説明すれば、受圧バルブ３は受圧ブッシュ５と、該ブッシュ５内で往復動可能に挿入する受圧弁棒４とから成り、受圧ブッシュ５は、筒状を成す筒部５ａの上側に、受圧弁棒４との間にレバー室１９に連通する連通路１４を形成し、筒部５ａの下部にガス抜き溝１０に向けてノズル状に開口する湯溜り５ｂを備えている。
受圧弁棒４は、胴部４ａの下側に弁部４ｂを、上側に受圧ブッシュ筒部５ａの上端に当接可能となる鍔４ｃを有し、弁部４ｂは、受圧バルブ３の閉鎖時に受圧ブッシュ筒部５ａ内まで挿入し、受圧バルブ３の開放時に受圧ブッシュ湯溜り５ｂに突入し、鍔４ｃは、中心部にレバー９に当接する突起部４ｄを備え、受圧バルブ３の開放時に受圧ブッシュ５の上端に当接し、開放ストロークを制限し、胴部４ａは横断面形状を円形、楕円形、矩形に形成し、受圧ブッシュ筒部５ａとの間に連通路１４を介してレバー室１９と連通する連絡路１３を備え、弁部４ｂが湯溜り５ｂに突入した開放状態において、受圧ブッシュ５の上下方向に通気可能となる。

ガス抜き装置Ａが図４の如く型開きされている間に、受圧弁棒４の弁部４ｂは受圧ブッシュ５の筒部５ａ内から湯溜り５ｂ内に突入し、開放状態となり、レバー室１９と連通路１４と連絡路１３と湯溜り５ｂとが連通する。その結果、圧縮空気は接続口１２からレバー室１９を経由して受圧バルブ３内に送気され、突出状態にある弁部４ｂの廻りから外部に排出する。このことにより、受圧弁棒４と受圧ブッシュ５との隙間に付着するカスを吹き飛ばし、滑らかな活動を長期間に亘り可能にする。
受圧弁棒４の鍔４ｃが受圧バルブ３の開放時に受圧ブッシュ５の上端に当接した時、弁部４ｂは湯溜り５ｂ内に突入している。
製品成型金型の型締め後、受圧バルブ３の受圧弁棒４は溶湯圧を受けてレバー室１９方向に押圧され、弁部４ｂが受圧ブッシュ５の筒部５ａ内に押込まれて閉鎖状態となり、溶湯Ｍの侵入を遮断する。

閉鎖バルブ６は図５（ロ）の如く、筒状を成す閉鎖ブッシュ８と、該ブッシュ８内で往復動可能となる閉鎖弁棒７とから成り、空気送圧回路への接続口１２に連通し、閉鎖ブッシュ８は、溶湯ガスの排出口１６と、レバー９が貫通する切欠部１８とを備え、排出口１６に真空吸引装置に接続するパイプ２６を取付け、製品成型金型の型締め後、キャビティ内に圧入した溶湯ガスを真空吸引装置にて吸引する際、溶湯Ｍの通過を阻止するものである。
閉鎖弁棒７は、胴部７ａの下側に弁部７ｂを、上側に頭部７ｃを備え、頭部７ｃにレバー９と係合する横向溝１７を、胴部７ａと閉鎖ブッシュ８との間に排出口１６と連通する排出路１５を形成し、ガス抜き装置Ａの型開き時に、ガス抜き溝１０側に摺動し、弁部７ｂが閉鎖ブッシュ８内からガス抜き溝１０側に突出し、閉鎖バルブ６の上下通気が可能となり、ガス抜き装置Ａの型締め時に、ガス抜き溝１０と排出口１６と排出路１５とが連通し、ガス抜き溝１０から真空吸引装置への溶湯ガスの吸引を可能にする。
閉鎖バルブ６まで溶湯Ｍが達し、溶湯圧にて閉鎖弁棒７の弁部７ｂを閉鎖ブッシュ８内まで押込むことにより、閉鎖バルブ６は完全に閉鎖して溶湯Ｍの通過を遮断する。

レバー９は、受圧バルブ３と閉鎖バルブ６との配置間隔より長く、受圧弁棒４の上側に位置し、基部をレバー室１９の下面と固定型蓋体１ｂとによって恰も軸支したかのように保持し、先部を閉鎖弁棒７の横向溝１７に係合し、基部を中心にして上下方向に揺動可能となる。
受圧バルブ３の受圧弁棒４が溶湯圧によって押し上げられた時、その押し上げ作動によりレバー９の先部が上方向（閉鎖バルブ６の閉鎖弁棒７を閉鎖方向）に摺動する。
反対に、閉鎖バルブ６の閉鎖弁棒７が開放方向（下向き）に作動した時、閉鎖弁棒７の作動に伴いレバー９が下方向に摺動され、それに伴い受圧バルブ３の受圧弁棒４が開放方向（下向き）に作動される。

製品成型金型を型開きすれば、同金型に取付けられているガス抜き装置Ａの固定型１と可動型２も型開きされる。ガス抜き装置Ａが型開きされると、ガス抜き溝１０内で溶湯Ｍが凝固した余剰部材は、ガス抜き溝１０から放出され、或いは押出ピンによって突き出され、鋳造製品と共にガス抜き装置Ａから排出される。それに伴い受圧バルブ３と閉鎖バルブ６は閉状態から開放状態に復帰される。

キャビティから真空吸引装置に吸引されるガスは、ガス抜き装置Ａを通過する際、受圧バルブ３を押し出すことなくガス抜き溝１０を通過し、開放状態にある閉鎖バルブ６に達し、閉鎖ブッシュ８と閉鎖弁棒７との隙間である排出路１５を通り排出口１６に達し、排出口１６に取付けたパイプ２６を介して真空吸引装置に吸収される。

接続口１２よりレバー室１９に供給されたエアーは、受圧バルブ３の受圧弁棒４を開放方向に押圧し、受圧弁棒４を湯溜り５ｂに突入させ、型閉めが完了するまで開状態に保持する。即ち、エアーはレバー室１９を通過し、受圧バルブ３の連通路１４と連絡路１３とを通り、開放状態にある弁部４ｂの周りから外部に噴出する。その結果、型閉めの振動があっても受圧バルブ３を確実に開状態に保持し、作動の信頼性を改善することができる。また、この時、受圧弁棒４と受圧ブッシュ５の隙間に侵入したバリを外部に排出することにより、生産性も改善される。

開放状態にある受圧弁棒４は、型閉め工程において可動型２に当接し、閉鎖方向（上方向）に押され、型閉めの完了時に初期閉鎖状態となる。
キャビティに溶湯Ｍを充填すると同時に、キャビティよりガスを吸引すると、先ずガスがガス抜き装置Ａのガス抜き溝１０を通過し、次いで溶湯Ｍがガス抜き溝１０に流入する。ガス抜き溝１０に流入した溶湯Ｍが受圧ブッシュ５の湯溜まり６ｂに達し、溶湯圧が高くなることで受圧弁棒４が閉方向に押出され、その作動によりレバー９が基部を支点として押上げられ、時計方向に回転し、閉鎖弁棒７に伝え、閉鎖バルブ６を初期閉鎖状態にする。即ち、開閉レバー９にて閉鎖バルブ６を初期閉鎖状態にする。
キャビティとガス抜き溝１０内で溶湯Ｍが固化した後、製品成型金型を型開きすれば、固定型１と可動型２も同時に型開きされ、ガス抜き溝１０で固化した余剰部材は固定型１、及び可動型２から切り離され、製品と共に放出される。

なお、本発明の形態は実施例に限定されるものではない。例えば、レバー９の基部をピンで軸支することも可能であるし、レバー９と固定型蓋体１ｂとの間に軸支蓋２９を介在し、レバー９の揺動範囲を調整することも可能である。
ブッシュ内面から弁棒外面までの隙間ｈは、実施可能な範囲として１／１０００〜６／１０００μ、最適な範囲として１／１０００〜３／０００μである。
また、実施形態においてガス抜き溝１０を可動型２に形成しているが、固定型１と可動型２とに跨って形成する場合もあるし、図７の如くガス抜き溝１０の途中に遅延路１１を形成することもある。
固定金型３１に可動型２を、可動金型３２に固定型１を取付けても、略同様の目的を達成するし、余剰部材の排出手段として、可動型２に余剰部材の排出機能部（図示せず）を備えておくことも可能である。

受圧バルバ３と閉鎖バルブ６は、単体で流通することもあるが、一般に、ガス抜き装置Ａに組み込まれて流通する。
閉鎖ピストン２０と開放ピストン２１は、空気送圧回路に各々接続され、レバー９に当接した状態で往復動可能となる。又、閉鎖ピストン２０と開放ピストン２１との何れか一方をスプリングにすることも可能であるし、省略することも可能である。

本発明によるガス抜き装置の概略構造を示す断面図である。 ピストンの配置関係を示す断面図である。 本発明受圧バルブの溶湯圧による作動例を示す断面図である。 同バルブの型開き時における状態を示す断面図である。 同バルブのエアー圧による作動状態を示す断面図である。 受圧バルブの断面面（イ）と閉鎖バルイブ（ロ）の断面図である。 受圧バルブの横断面図である。 固定型の接合側面図（イ）と可動型の接合側面図（ロ）である。 従来ガス抜き装置における固定型の断面図である。

符号の説明

１ 固定型、１ａ 固定型本体、１ｂ 固定型蓋体
２ 可動型
３ 受圧バルブ、１３ 連絡路
４ 受圧弁棒、４ａ 胴部、４ｂ 弁部、４ｃ 鍔、４ｄ 突起部
５ 受圧ブッシュ、５ａ 筒部、５ｂ 湯溜り、１４ 連通路
６ 閉鎖バルブ、１５ 排出路、１６ 排出口
７ 閉鎖弁棒、７ａ 胴部、７ｂ 弁部、７ｃ 頭部、１７ 横向溝
８ 閉鎖ブッシュ、１８ 切欠部
９ レバー、１９ レバー室、２９ 軸支蓋
１０ ガス抜き溝、１１ 遅延路
１２ 接続口
２０ 閉鎖ピストン
２１ 開放ピストン
２５ ボルト
２６ パイプ
３１ 固定金型
３２ 可動金型
Ａ ガス抜き装置
Ｍ 溶湯
ｈ ブッシュ内面から弁棒外面までの隙間

Claims (4)

1. キャビティよりガス抜き溝（１０）を通り流入してきた溶湯（Ｍ）の衝撃荷重で作動する受圧バルブ（３）と、該バルブ（３）の動きを閉鎖バルブ（６）に伝達するレバー（９）とを備え、且つ空気送圧回路への接続口（１２）と、接続口（１２）から少なくとも受圧バルブ（３）に連通するレバー室（１９）とを備え、受圧バルブ（３）は受圧ブッシュ（５）と、該ブッシュ（５）に沿って往復動する受圧弁棒（４）とから成り、型開きされている間に開放され、開放状態の受圧バルブ（３）内を接続口（１２）からレバー室（１９）に送気されたエアー圧が通り抜けることを特徴とするガス抜き装置。
2. 受圧ブッシュ（５）と、該ブッシュ（５）に沿って往復動する受圧弁棒（４）とから成り、受圧弁棒（４）は胴部（４ａ）の一端側に弁部（４ｂ）を、他端側に受圧弁棒（４）の開放を制限する鍔（４ｃ）を備え、受圧ブッシュ（５）は筒部（５ａ）の一端側に湯溜り（５ｂ）を、他端側に外部と連通する連通路（１４）を備え、且つ弁棒胴部（４ａ）との間に連通路（１４）に連通する連絡路（１３）を設け、弁部（４ｂ）が湯溜り（５ｂ）に突入した開放状態において受圧弁棒（４）の往復動方向に通気可能となることを特徴とする受圧バルブ。
3. キャビティよりガス抜き溝（１０）を通り流入してきた溶湯（Ｍ）の衝撃荷重で作動する受圧バルブ（３）と、該バルブ（３）の動きを閉鎖バルブ（６）に伝達するレバー（９）とを備えたガス抜き装置（Ａ）において、バルブは接続口（１２）を介して空気送圧回路に連通し、エアー圧にて少なくとも受圧バルブ（３）の受圧弁棒（４）を開放方向に押圧し、型閉め等の振動があっても受圧弁棒（４）を開放状態に維持し得るようにしたことを特徴とするガス抜き装置におけるバルブ安定作動方法。
4. 受圧バルブ（３）に供給されるエアーは、受圧ブッシュ（５）と開放状態にある受圧弁棒（４）との隙間を通り抜けて外部に噴出し、受圧弁棒（４）と受圧ブッシュ（５）の隙間に侵入したバリ等を外部に排出し得るようにしたことを特徴とする請求項３記載のガス抜き装置におけるバルブ安定作動方法。

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