JP2022182185A - Valve device and die-casting device - Google Patents

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一穂 古山
Kazuho Furuyama
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Hitachi Astemo Ltd
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Abstract

To obtain a valve device which can improve an intrusion prevention performance of molten aluminum into a vacuum circuit by speedily blocking the intrusion of the molten aluminum into the vacuum circuit.SOLUTION: A valve device comprises a valve body 1 which is opened and closed by separating from, and contacting with a valve seat 2, and an air cylinder 6 for driving the valve body 1 by a pneumatic pressure in an opening/closing direction. The air cylinder 6 has a piston 4 fixed to the valve body 1, and a housing 5 having a cylinder chamber 60 in which the piston 4 is accommodated, and the piston 4 has a first seal part 13 which can slide with respect to a first slide face 8 at an internal peripheral face of the cylinder chamber 60, and a second seal part 14 which is slidably arranged at a second slide face 9 having an inside diameter which is smaller than that of the first slide face 8. The cylinder chamber 60 is partitioned to a first space 16 near the valve body 1 rather than the first seal part 13, and a second space 17 at a side apart from the valve body 1 rather than the first seal part 13, and at a side near the valve body 1 rather than the second seal part 14, and the valve body 1 is driven by the pneumatic pressure in the first space 16 and the pneumatic pressure in the second space 17.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、真空バルブ装置及び真空バルブ装置を有するダイカスト装置に関する。 The present invention relates to a vacuum valve device and a die casting apparatus having the vacuum valve device.

ダイカスト装置に用いられる真空バルブ装置においては、金型内にアルミ溶湯を充填する過程で、真空バルブを介して金型に接続した真空タンクにより、金型内の空気を吸引する。しかし、金型内にアルミ溶湯が充填完了した際に真空バルブが開いていると、アルミ溶湯が真空回路内に侵入して、真空回路を破壊してしまうため、充填完了直前でバルブを遮断して真空回路を保護する必要がある。 In a vacuum valve device used in a die casting apparatus, air in the mold is sucked by a vacuum tank connected to the mold via a vacuum valve during the process of filling the mold with molten aluminum. However, if the vacuum valve is open when the mold is completely filled with molten aluminum, the molten aluminum will enter the vacuum circuit and destroy the vacuum circuit. must be used to protect the vacuum circuit.

具体的に、バルブの遮断は、エアシリンダ内のピストンと直結したバルブシャフトを介して、エアシリンダの後退動作により、真空バルブ内のポペットバルブを遮断する構造である。 Concretely, the shutoff of the valve is a structure that shuts off the poppet valve in the vacuum valve by the backward movement of the air cylinder via the valve shaft directly connected to the piston in the air cylinder.

特許文献1に記載の技術は、一つの方向制御弁で、ガス抜き方向(キャビティ開方向)にピストンを移動させる場合、一つの方向制御弁で第1空間(ロッド側)を開放して圧力を低下させ、第2空間(ヘッド側)にエアを供給させる。 In the technique described in Patent Document 1, when the piston is moved in the gas release direction (cavity opening direction) with one directional control valve, the first space (rod side) is opened with one directional control valve to release the pressure. to supply air to the second space (head side).

キャビティ閉方向にピストンを移動させる場合、一つの方向制御弁で第1空間(ロッド側)にエアを供給し、第2空間(ヘッド側)を開放して圧力を低下させる。 When moving the piston in the cavity closing direction, one directional control valve supplies air to the first space (rod side) and opens the second space (head side) to reduce the pressure.

特公平3―5901号公報Japanese Patent Publication No. 3-5901

ダイカスト鋳造では、金型内にアルミ溶湯の充填にかかる時間は30~100ms程度と非常に短いため、バルブ遮断の指令信号が送られてから10ms以内に遮断を完了するため、高速な応答性が求められる。 In die casting, the time required to fill the mold with molten aluminum is as short as about 30 to 100 ms, so shutting off the valve is completed within 10 ms after the command signal to shut off the valve is sent, resulting in high-speed responsiveness. Desired.

方向制御弁にバルブ遮断信号が入力して方向制御弁が動作し、動作制御状態に入り替わるまでには、タイムラグがある。このタイムラグを短縮し、真空バルブ装置をさらに高速に遮断して、アルミ溶湯の真空回路への侵入防止性能を向上する技術が望まれている。 There is a time lag between when a valve shutoff signal is input to the directional control valve, the directional control valve operates, and the operation control state is changed. There is a demand for a technique that shortens this time lag, shuts off the vacuum valve device at a higher speed, and improves the performance of preventing molten aluminum from entering the vacuum circuit.

本発明の目的は、アルミ溶湯の真空回路への侵入を高速に遮断して、アルミ溶湯の真空回路への侵入防止性能を向上することが可能なバルブ装置及びダイカスト装置を実現することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to realize a valve device and a die-casting device capable of rapidly shutting off molten aluminum from entering the vacuum circuit and improving the performance of preventing molten aluminum from entering the vacuum circuit.

上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

弁座に離接することで開閉する弁体と、前記弁体を空気圧により開閉方向に駆動するエアシリンダと、を備えるバルブ装置であって、前記エアシリンダは、前記弁体に固定されたピストンと、前記ピストンが収容されるシリンダ室を有するハウジングと、を有し、前記ピストンは、前記シリンダ室の内周面における第1摺動面に対して摺動可能に設けられた第1シール部と、前記第1摺動面よりも内径が小さい第2摺動面に対して摺動可能に設けられた第2シール部と、を有し、前記シリンダ室は、前記第1シール部よりも前記弁体に近い側の第1空間と、前記第1シール部よりも前記弁体から遠い側であって前記第2シール部よりも前記弁体に近い側の第2空間と、に区画され、前記第1空間内の空気圧および前記第2空間内の空気圧によって前記弁体が駆動される。 A valve device comprising a valve body that opens and closes by contacting and separating from a valve seat, and an air cylinder that drives the valve body in an opening and closing direction by air pressure, wherein the air cylinder includes a piston fixed to the valve body. and a housing having a cylinder chamber in which the piston is accommodated, wherein the piston is provided with a first seal portion slidably provided on a first sliding surface on the inner peripheral surface of the cylinder chamber. and a second seal portion slidably provided on a second slide surface having an inner diameter smaller than that of the first slide surface, wherein the cylinder chamber is more likely to be slidable on the second slide surface than the first seal portion. partitioned into a first space on the side closer to the valve body and a second space on the side farther from the valve body than the first seal portion and closer to the valve body than the second seal portion; The valve body is driven by the air pressure in the first space and the air pressure in the second space.

本発明によれば、アルミ溶湯の真空回路への侵入を高速に遮断して、アルミ溶湯の真空回路への侵入防止性能を向上することが可能なバルブ装置及びダイカスト装置を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize a valve device and a die-casting device capable of rapidly shutting off molten aluminum from entering the vacuum circuit and improving the performance of preventing molten aluminum from entering the vacuum circuit.

本発明の実施例1に係るバルブ装置の断面構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a cross-sectional block diagram of the valve apparatus which concerns on Example 1 of this invention. 方向制御弁、高速排気弁及び表示部の動作を制御する制御部を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a control unit that controls operations of a directional control valve, a high-speed exhaust valve, and a display unit; 実施例1のエアシリンダにおいて、方向制御弁と高速排気弁の動作によりピストンがどのように移動されるかの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of how the piston is moved by the operation of the directional control valve and the high-speed exhaust valve in the air cylinder of Example 1; 実施例1のエアシリンダにおいて、方向制御弁と高速排気弁の動作によりピストンがどのように移動されるかの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of how the piston is moved by the operation of the directional control valve and the high-speed exhaust valve in the air cylinder of Example 1; 実施例1のエアシリンダにおいて、方向制御弁と高速排気弁の動作によりピストンがどのように移動されるかの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of how the piston is moved by the operation of the directional control valve and the high-speed exhaust valve in the air cylinder of Example 1; 実施例1のエアシリンダにおいて、方向制御弁と高速排気弁の動作によりピストンがどのように移動されるかの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of how the piston is moved by the operation of the directional control valve and the high-speed exhaust valve in the air cylinder of Example 1; 本発明とは異なるエアシリンダの例であり、本発明の実施例1との比較のための例を示す図である。It is an example of an air cylinder different from the present invention, and is a diagram showing an example for comparison with Example 1 of the present invention. 本発明とは異なる図7に示した例におけるエアシリンダの動作説明図である。FIG. 8 is an operation explanatory diagram of an air cylinder in the example shown in FIG. 7 different from the present invention; 本発明の実施例1における図3~図6に示したエアシリンダの動作説明図である。FIG. 7 is an explanatory view of the operation of the air cylinder shown in FIGS. 3 to 6 in Embodiment 1 of the present invention; 図1に示した近接センサの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the proximity sensor shown in FIG. 1; 図1に示した近接センサの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the proximity sensor shown in FIG. 1; 本発明の実施例2の概略構成図であり、本発明が適用されたダイカスト装置の説明図である。It is a schematic block diagram of Example 2 of this invention, and is explanatory drawing of the die-casting apparatus to which this invention was applied.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係るバルブ装置の断面構成図である。 FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a valve device according to Embodiment 1 of the present invention.

図1において、弁体1(ロッド)は、弁座2に離接し、真空遮断用ポペットバルブ19を形成する。真空遮断用ポペットバルブ19が開閉することにより、空気の流れの形成及び遮断が行われ、アルミ溶湯の真空回路への侵入が防止される。 In FIG. 1, a valve body 1 (rod) is in contact with and separates from a valve seat 2 to form a poppet valve 19 for breaking vacuum. By opening and closing the vacuum cut-off poppet valve 19, air flow is formed and cut off to prevent molten aluminum from entering the vacuum circuit.

弁体1はバルブシャフト3を有し、弁体1のバルブシャフト3にピストン4が固定され、シリンダハウジング5内にピストン4が配置され、エアシリンダ6が形成されている。エアシリンダ6は、弁体1を空気圧により開閉方向に駆動する。ピストン4と弁体1とは一体形成されており、ピストン4の移動に伴い、弁体1が移動する。 The valve body 1 has a valve shaft 3, a piston 4 is fixed to the valve shaft 3 of the valve body 1, the piston 4 is arranged in a cylinder housing 5, and an air cylinder 6 is formed. The air cylinder 6 drives the valve body 1 in the opening/closing direction by air pressure. The piston 4 and the valve body 1 are integrally formed, and the valve body 1 moves as the piston 4 moves.

ピストン4は、方向制御弁10と高速排気弁11の動作により移動される。空圧制御回路20は、方向制御弁10と、高速排気弁11と、排気サイレンサ12とを備える。エアシリンダ6は、弁体1に固定されたピストン4と、ピストン4が収容されるシリンダ室60を有するハウジング(シリンダハウジング)5と、を有する。 The piston 4 is moved by the operation of the directional control valve 10 and the high speed exhaust valve 11 . The pneumatic control circuit 20 includes a directional control valve 10 , a high speed exhaust valve 11 and an exhaust silencer 12 . The air cylinder 6 has a piston 4 fixed to the valve body 1 and a housing (cylinder housing) 5 having a cylinder chamber 60 in which the piston 4 is accommodated.

近接センサ7は、ピストン4の後端部(図1の右側端部)への接近を検知するセンサである。近接センサ7は、大気開放されている第3空間18を貫通して延びる弁体1の端部側面と近接して対向する位置に配置され、弁体1の開閉位置を検出する。 The proximity sensor 7 is a sensor that detects approach to the rear end of the piston 4 (right end in FIG. 1). The proximity sensor 7 is arranged at a position close to and facing the end side surface of the valve body 1 extending through the third space 18 open to the atmosphere, and detects the open/closed position of the valve body 1 .

シリンダハウジング5内には、第1シール部13、第2シール部14、第3シール部15が形成され、第1空間16、第2空間17、第3空間18が形成されている。シリンダハウジング5は、弁体1を摺動可能に保持する第3シール部15を有している。 A first seal portion 13, a second seal portion 14 and a third seal portion 15 are formed in the cylinder housing 5, and a first space 16, a second space 17 and a third space 18 are formed. The cylinder housing 5 has a third seal portion 15 that slidably holds the valve body 1 .

ピストン4は、第1摺動面8及び第2摺動面9により、シリンダハウジング5の内面と摺動しながら移動する。第2シール部の径は、第3シール部15の径よりも大きい。 The piston 4 moves while sliding on the inner surface of the cylinder housing 5 by the first sliding surface 8 and the second sliding surface 9 . The diameter of the second seal portion is larger than the diameter of the third seal portion 15 .

ピストン4は、シリンダ室60の内周面における第1摺動面8に対して摺動可能に設けられた第1シール部13と、第1摺動面8よりも内径が小さい第2摺動面9に対して摺動可能に設けられた第2シール部14と、を有する。 The piston 4 has a first seal portion 13 slidably provided on a first sliding surface 8 on the inner peripheral surface of the cylinder chamber 60 and a second sliding portion 13 having an inner diameter smaller than that of the first sliding surface 8 . and a second seal portion 14 provided slidably with respect to the surface 9 .

第1シール部13は、シリンダ室60の内周面における第1摺動面8に対して摺動可能に設けられ、第2シール部14は、第1摺動面8よりも内径が小さい第2摺動面9に対して摺動可能に設けられている。 The first seal portion 13 is slidably provided on the first sliding surface 8 on the inner peripheral surface of the cylinder chamber 60 , and the second seal portion 14 has a smaller inner diameter than the first sliding surface 8 . 2 is slidably provided on the sliding surface 9 .

シリンダ室60は、第1シール部13よりも弁体1に近い側の第1空間16と、第1シール部13よりも弁体1から遠い側であって第2シール部14よりも弁体1に近い側の第2空間17と、第2シール部14よりも弁体1から遠い側の第3空間18を有している。 The cylinder chamber 60 consists of a first space 16 closer to the valve body 1 than the first seal portion 13 and a space further from the valve body 1 than the first seal portion 13 and farther than the second seal portion 14 . 1 and a third space 18 farther from the valve body 1 than the second seal portion 14 .

第1空間16内の空気圧および第2空間17内の空気圧によって弁体1が駆動される。 The air pressure in the first space 16 and the air pressure in the second space 17 drive the valve body 1 .

方向制御弁10は、第1空間16を加圧するか減圧するかを切り替えることができる。また、方向制御弁10は、第2空間17に対しても、加圧するか減圧するかを切り替えることができる。方向制御弁10は、第2空間17を加圧から減圧へ切り替える動作中に、前記高速排気弁は前記第2空間を減圧する。 The directional control valve 10 can switch between pressurizing and depressurizing the first space 16 . The direction control valve 10 can also switch between pressurizing and depressurizing the second space 17 . While the directional control valve 10 switches the pressure of the second space 17 from pressurization to pressure reduction, the high-speed exhaust valve depressurizes the second space.

高速排気弁11は、第2空間17を遮断すること及び開放することを切り替えることができる。 The high-speed exhaust valve 11 can switch between blocking and opening the second space 17 .

図2は、方向制御弁10、高速排気弁11及び表示部23の動作を制御する制御部22を示す図である。図1には、制御部22及び表示部23は省略してある。 FIG. 2 is a diagram showing the control section 22 that controls the operations of the directional control valve 10, the high-speed exhaust valve 11, and the display section 23. As shown in FIG. The control unit 22 and the display unit 23 are omitted in FIG.

図2を用いて説明した方向制御弁10及び高速排気弁11の動作は、制御部22によって制御される。 The operations of the directional control valve 10 and the high-speed exhaust valve 11 described with reference to FIG. 2 are controlled by the controller 22 .

図3~図6は、実施例1のエアシリンダ6において、方向制御弁10と高速排気弁11の動作によりピストン4がどのように移動されるかの説明図である。 3 to 6 are explanatory diagrams showing how the piston 4 is moved by the operation of the directional control valve 10 and the high-speed exhaust valve 11 in the air cylinder 6 of the first embodiment.

図3に示した状態においては、方向制御弁10は右方向に移動しており、エア源21からのエアが、方向切換弁10を介して、第2空間17に供給され、第1空間16は、方向制御弁10を介して排気サイレンサ12に接続される。高速排気弁11は、右方向に移動され、閉の状態となっている。 In the state shown in FIG. 3, the directional control valve 10 is moved rightward, the air from the air source 21 is supplied to the second space 17 through the directional switching valve 10, and the first space 16 is connected to an exhaust silencer 12 via a directional control valve 10 . The high-speed exhaust valve 11 has been moved to the right and is in a closed state.

これによって、ピストン4には、左方向への力が働き、弁体1が開の方向に移動する。 As a result, a leftward force acts on the piston 4, and the valve body 1 moves in the opening direction.

第3空間18は大気開放状態となっている。これによって、ピストン4は右方向に移動する。 The third space 18 is open to the atmosphere. This causes the piston 4 to move rightward.

図3に示した状態においては、方向制御弁10は左方向に移動しており、エア源21からのエアが、方向制御弁10を介して、第1空間16に供給され、第2空間17は、方向制御弁10を介して排気サイレンサ12に接続されると共に、高速排気弁11を介して排気サイレンサ12に接続される。 In the state shown in FIG. 3, the directional control valve 10 is moved leftward, the air from the air source 21 is supplied to the first space 16 through the directional control valve 10, and the second space 17 is connected to the exhaust silencer 12 via the directional control valve 10 and is connected to the exhaust silencer 12 via the high speed exhaust valve 11 .

第3空間18は大気開放状態となっている。これによって、ピストン4は右方向に移動する。 The third space 18 is open to the atmosphere. This causes the piston 4 to move rightward.

次に、図4において、方向制御弁10及び高速排気弁11は、左方向に移動する。高速排気弁11は方向制御弁10より動作時間が早いため、第2空間17は高速排気弁11を介して排気され、圧力P1は降下し始める。 Next, in FIG. 4, the directional control valve 10 and the high-speed exhaust valve 11 move leftward. Since the high-speed exhaust valve 11 operates earlier than the directional control valve 10, the second space 17 is exhausted via the high-speed exhaust valve 11, and the pressure P1 begins to drop.

次に、図5において、方向制御弁10及び高速排気弁11は、図4の状態からさらに左方向に移動する。エア源21からのエアが、方向制御弁10を介して、第1空間16に供給され、第2空間17は、高速排気弁11と排気サイレンサ12に接続され、第2空間17の圧力P1が低下していき、ピストン4が右方向(弁体1が開の方向)に移動していく。 Next, in FIG. 5, the directional control valve 10 and the high-speed exhaust valve 11 move leftward from the state in FIG. Air from an air source 21 is supplied to the first space 16 through the directional control valve 10, the second space 17 is connected to the high speed exhaust valve 11 and the exhaust silencer 12, and the pressure P1 in the second space 17 is As it lowers, the piston 4 moves to the right (the direction in which the valve body 1 opens).

次に、図6において、ピストン4は、図5に示した状態から、さらに右方向に移動し、ピストン4の左側端面がシリンダ室60の内壁に接して移動が停止される。 Next, in FIG. 6, the piston 4 moves further to the right from the state shown in FIG. 5 until the left end face of the piston 4 touches the inner wall of the cylinder chamber 60 and stops moving.

図7は、本発明とは異なるエアシリンダ6Aの例であり、本発明の実施例1との比較のための例を示す図である。 FIG. 7 is an example of an air cylinder 6A different from the present invention, and is a diagram showing an example for comparison with Example 1 of the present invention.

図7に示した状態においては、方向制御弁10は左方向に移動しており、エア源21からのエアが、方向切換弁10を介して、第1空間16に供給され、第2空間17は、方向制御弁10を介して排気サイレンサ12に接続される。これによって、ピストン4は右方向に移動する。 In the state shown in FIG. 7, the directional control valve 10 is moved leftward, air from the air source 21 is supplied to the first space 16 through the directional switching valve 10, and the second space 17 is connected to an exhaust silencer 12 via a directional control valve 10 . This causes the piston 4 to move rightward.

次に、図7に示した状態からピストン4が右方向に移動され、その状態から左方向に移動される動作を説明する。 Next, the operation of moving the piston 4 to the right from the state shown in FIG. 7 and then to the left from that state will be described.

方向制御弁10は、図7の右方向に移動され、エア源21から供給されるエアが、方向制御弁10を介して第2空間17に供給される。 The directional control valve 10 is moved rightward in FIG. 7, and the air supplied from the air source 21 is supplied to the second space 17 via the directional control valve 10 .

第1空間16は、方向制御弁10が右方向に移動されている状態であるので、排気サレンサ12に向かって開放状態となっている。これによって、ピストン4は左方向に移動する。そして、図7に示した状態に戻る。 The first space 16 is open toward the exhaust silencer 12 because the directional control valve 10 is moved rightward. This causes the piston 4 to move leftward. Then, it returns to the state shown in FIG.

図8は、本発明とは異なる図7に示した例におけるエアシリンダ6Aの動作説明図であり、縦軸はエア圧力[MPa]を示し、横軸は時間[ms]を示す。 FIG. 8 is an explanatory view of the operation of the air cylinder 6A in the example shown in FIG. 7 which is different from the present invention, where the vertical axis indicates air pressure [MPa] and the horizontal axis indicates time [ms].

また、図9は、本発明の実施例1における図3~図6に示したエアシリンダ6の動作説明図であり、縦軸はエア圧力[MPa]を示し、横軸は時間[ms]を示す。 FIG. 9 is an explanatory view of the operation of the air cylinder 6 shown in FIGS. 3 to 6 in Embodiment 1 of the present invention, where the vertical axis indicates air pressure [MPa] and the horizontal axis indicates time [ms]. show.

図8において、バルブ遮断信号が入力した瞬間を遮断信号入力時点T0、方向制御弁が後退動作制御に切り替わった瞬間を時点T1とする。図7に示したエアシリンダ6Aの場合、時点T1より方向制御弁10の空圧回路(図示せず)が切り替わり、第2空間17の排気が開始され、第2空間17内の圧力P2が低下していく。 In FIG. 8, the moment when the valve shutoff signal is input is the shutoff signal input time point T0, and the moment when the directional control valve is switched to the reverse operation control is time point T1. In the case of the air cylinder 6A shown in FIG. 7, the pneumatic circuit (not shown) of the direction control valve 10 is switched from time T1, the exhaust of the second space 17 is started, and the pressure P2 in the second space 17 is decreased. continue.

同時に、第1空間16は加圧され、第1空間16の圧力P1が上昇していき、ピストン4を後退方向(図4の左から右方向)へ押す力が発生する。 At the same time, the first space 16 is pressurized, the pressure P1 in the first space 16 increases, and a force pushing the piston 4 in the backward direction (from left to right in FIG. 4) is generated.

この圧力P1が、圧力P2によってピストン4を前進方向(図4の右から左方向)へ押す力より上回ると、ピストン4が後退し始める(時点T2から上昇するの太い実線で示す)。 When this pressure P1 exceeds the force pushing the piston 4 forward (from right to left in FIG. 4) by the pressure P2, the piston 4 begins to retreat (indicated by a thick solid line rising from time T2).

ピストン4の後退動作中は、圧力P1と圧力P2は平衡状態となる。ピストン4の後退限となる後退動作完了時点T3では、圧力P1は、エア源21の供給圧力まで上昇して、保持される。また、圧力P2は大気圧となる。(時点T4~T5)。 During the retraction movement of the piston 4, the pressures P1 and P2 are in equilibrium. At the retraction operation completion time T3, which is the retraction limit of the piston 4, the pressure P1 increases to the supply pressure of the air source 21 and is maintained. Also, the pressure P2 becomes the atmospheric pressure. (Time points T4 to T5).

図7に示した例に対して、本発明の実施例1は、図9に示すように、時点T1より早い段階で、高速排気弁11が開き、第2空間17の排気を開始することで、方向制御弁10を介しての第2空間17の排気を補助する役割を持つ(時点T1’)。例えば、時点T1までが3msとすると、時点T1’は、1ms程度である。 In contrast to the example shown in FIG. 7, in the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. , serves to assist the evacuation of the second space 17 via the directional control valve 10 (time T1'). For example, if it takes 3 ms to time T1, time T1' is about 1 ms.

本発明の実施例1における第3空間18(大気開放状態)によって第2空間17の容積が減少しているため、第2空間17の排気時間が図4に示した例に比較して短縮する(図9に示した時点T2は、図8に示した時点T2より短時間である)。 Since the volume of the second space 17 is reduced by the third space 18 (atmospheric open state) in the first embodiment of the present invention, the exhaust time of the second space 17 is shortened compared to the example shown in FIG. (Time T2 shown in FIG. 9 is shorter than time T2 shown in FIG. 8).

さらに、第3シール部15は、第2空間17が圧力P2によって作用する力を受ける断面積が減少させるため、第3シール部15が存在しない場合より少ない力でピストン4を後退動作へ移行することができる。 Furthermore, since the third seal portion 15 reduces the cross-sectional area of the second space 17 that receives the force acting by the pressure P2, the piston 4 moves to the retraction movement with less force than when the third seal portion 15 does not exist. be able to.

そして、図9に示した本発明の実施例1の動作における後退動作完了時点T3は、図8に示した後退動作完了時点T3より短時間である。つまり、遮断信号入力時点T0から後退動作完了時点T3までの時間は、実施例1(図9)の方が比較例(図8)より短時間となっている。 The reverse motion completion time T3 in the operation of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 9 is shorter than the reverse motion completion time T3 shown in FIG. In other words, the time from the cut-off signal input time T0 to the reverse operation completion time T3 is shorter in the first embodiment (FIG. 9) than in the comparative example (FIG. 8).

実施例1によれば、上述した動作及び作用によって、遮断信号入力時点T0から後退動作完了時点T3までの時間を短縮して真空遮断用ポペットバルブ19の高速遮断を実現することができる。 According to the first embodiment, the above-described operations and actions can shorten the time from input of the disconnection signal T0 to completion of the retraction operation T3, thereby realizing high-speed disconnection of the poppet valve 19 for vacuum disconnection.

図10及び図11は、図1に示した近接センサ7の説明図である。 10 and 11 are explanatory diagrams of the proximity sensor 7 shown in FIG.

図10は、本発明のバルブ装置における近接センサ7が配置された近辺の拡大図であり、弁体1の前進限界位置(弁開)を示す図である。 FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity where the proximity sensor 7 is arranged in the valve device of the present invention, showing the forward limit position (valve open) of the valve body 1. As shown in FIG.

また、図11は、本発明のバルブ装置における近接センサ7が配置された近辺の拡大図であり、弁体1の後退限界位置(弁閉)を示す図である。 FIG. 11 is an enlarged view of the vicinity of the proximity sensor 7 in the valve device of the present invention, showing the retraction limit position (valve closed) of the valve body 1. As shown in FIG.

近接センサ7は、弁体1の前進限界位置(弁開)から後退限界位置(弁閉)までの弁体1との距離を検知し、検知信号を制御部22に供給する。制御部22は、近接センサ7から供給される検知信号に基づいて、弁体1の前進限界位置(弁開)から後退限界位置(弁閉)までの動作時間を計時する。 The proximity sensor 7 detects the distance from the valve body 1 from the forward limit position (valve open) of the valve body 1 to the backward limit position (valve closed), and supplies a detection signal to the controller 22 . Based on the detection signal supplied from the proximity sensor 7 , the control unit 22 measures the operation time from the forward limit position (valve open) to the backward limit position (valve closed) of the valve body 1 .

そして、制御部22は、計時した弁体1の前進限界位置(弁開)から後退限界位置(弁閉)までの動作時間である後退時間が規定時間内であるか否かを判断する(監視する)。 Then, the control unit 22 determines whether or not the reverse time, which is the timed operation time from the forward limit position (valve open) to the reverse limit position (valve closed) of the valve body 1, is within a specified time (monitoring). do).

弁体1の後退時間が規定時間内では無い場合は、バルブ装置に異常が発生したと判断し、アラームを表示部23に出力する。 If the retraction time of the valve body 1 is not within the specified time, it is determined that an abnormality has occurred in the valve device, and an alarm is output to the display section 23 .

これによって、バルブ装置に異常が発生したことを自動的に検知し、アラームを出力することで、異常の早期検出を行うことができる。 As a result, the occurrence of an abnormality in the valve device is automatically detected, and an alarm is output, thereby enabling early detection of the abnormality.

以上のように、本発明の実施例1によれば、アルミ溶湯の真空回路への侵入を高速に遮断して、アルミ溶湯の真空回路への侵入防止性能を向上することが可能なバルブ装置を実現することができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, there is provided a valve device capable of rapidly shutting off molten aluminum from entering the vacuum circuit and improving the performance of preventing molten aluminum from entering the vacuum circuit. can be realized.

さらに、本発明の実施例1によれば、バルブ装置の異常発生を早期に検出することがきる。 Furthermore, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to detect the occurrence of abnormality in the valve device at an early stage.

(実施例2)
次に、本発明の実施例2について説明する。
(Example 2)
Next, Example 2 of the present invention will be described.

図12は、本発明の実施例2の概略構成図であり、本発明が適用されたダイカスト装置24の説明図である。 FIG. 12 is a schematic block diagram of Embodiment 2 of the present invention, and is an explanatory diagram of a die casting apparatus 24 to which the present invention is applied.

図12において、ダイカスト装置24は、所定形状のキャビティ26を有する金型33と、キャビティ26内に金属溶湯を圧送する給湯部27と、キャビティ26内の空気を排気する真空バルブ装置23と、を備える。 In FIG. 12, the die casting apparatus 24 includes a mold 33 having a cavity 26 of a predetermined shape, a hot water supply section 27 for pumping molten metal into the cavity 26, and a vacuum valve device 23 for exhausting the air in the cavity 26. Prepare.

また、給湯部27は、射出スリーブ29からアルミ溶湯(AL溶湯)30をキャビティ26内に射出する射出する射出スリーブ29を備えている。 The hot water supply unit 27 also includes an injection sleeve 29 for injecting molten aluminum (AL molten metal) 30 from the injection sleeve 29 into the cavity 26 .

真空タンク31の内部は、真空ポンプ32により、真空状態とされ、真空バルブ装置25を介して、キャビティ26内の空気を吸引し、アルミ溶湯30をキャビティ26内に充填させる。 The inside of the vacuum tank 31 is evacuated by the vacuum pump 32 , sucks the air in the cavity 26 through the vacuum valve device 25 , and fills the cavity 26 with the molten aluminum 30 .

真空バルブ装置25は、実施例1によるバルブ装置である。 The vacuum valve device 25 is the valve device according to the first embodiment.

真空バルブ装置25は、金型33内にアルミ溶湯30をキャビティ26内に充填する過程で、真空バルブ装置25を介して金型33に接続した真空タンク31により、金型33内の空気を吸引する。 The vacuum valve device 25 sucks the air in the mold 33 by the vacuum tank 31 connected to the mold 33 via the vacuum valve device 25 in the process of filling the cavity 26 with the molten aluminum 30 in the mold 33 . do.

しかし、金型33内にアルミ溶湯30が充填完了した際に、真空バルブ装置25が開いていると、アルミ溶湯30が、真空回路内に侵入して、真空回路を破壊してしまうため、充填完了直前で真空バルブ装置25を遮断して真空回路を保護する必要がある。 However, if the vacuum valve device 25 is open when the mold 33 is completely filled with the molten aluminum 30, the molten aluminum 30 will enter the vacuum circuit and break the vacuum circuit. Immediately before completion, it is necessary to shut off the vacuum valve device 25 to protect the vacuum circuit.

ダイカスト鋳造では、金型33内にアルミ溶湯30の充填にかかる時間は30~100ms程度と非常に短いため、真空バルブ装置26の遮断指令信号が送られてから10ms以内に遮断を完了する高速11な応答性が求められる。 In die casting, the time required to fill the mold 33 with the molten aluminum 30 is very short, about 30 to 100 ms. responsiveness is required.

本発明の実施例1によるバルブ装置が適用された真空バルブ装置25は、アルミ溶湯30の真空回路への侵入を高速に遮断して、アルミ溶湯30の真空回路への侵入防止性能を向上することが可能なダイカスト装置24を実現することができる。 The vacuum valve device 25 to which the valve device according to the first embodiment of the present invention is applied cuts off the entry of the molten aluminum 30 into the vacuum circuit at high speed, thereby improving the performance of preventing the entry of the molten aluminum 30 into the vacuum circuit. can be realized.

1・・・弁体、2・・・弁座、3・・・バルブシャフト、4・・・ピストン、5・・・シリンダハウジング、6・・・エアシリンダ、7・・・近接センサ、8・・第1摺動面、9・・・第2摺動面、10・・・方向制御弁、11・・・高速排気弁、12・・・排気サイレンサ、13・・・第1シール、14・・・第2シール、15・・・第3シール、16・・・第1空間、17・・・第2空間、18・・・第3空間、19・・・真空遮断用ポペットバルブ、20・・・空圧制御回路、21・・・エア源、22・・・制御部、23・・・表示部、24・・・ダイカスト装置、25・・・真空バルブ装置、26・・・キャビティ、27・・・給湯部、28・・・射出プランジャ、29・・・射出スリーブ、30・・・アルミ溶湯、31・・・真空タンク、32・・・真空ポンプ、60・・・シリンダ室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Valve body 2... Valve seat 3... Valve shaft 4... Piston 5... Cylinder housing 6... Air cylinder 7... Proximity sensor 8. First sliding surface 9 Second sliding surface 10 Directional control valve 11 High-speed exhaust valve 12 Exhaust silencer 13 First seal 14. Second seal 15 Third seal 16 First space 17 Second space 18 Third space 19 Poppet valve for breaking vacuum 20. Air pressure control circuit 21 Air source 22 Control unit 23 Display unit 24 Die casting device 25 Vacuum valve device 26 Cavity 27 Hot water supply unit 28 Injection plunger 29 Injection sleeve 30 Molten aluminum 31 Vacuum tank 32 Vacuum pump 60 Cylinder chamber

Claims (7)

弁座に離接することで開閉する弁体と、前記弁体を空気圧により開閉方向に駆動するエアシリンダと、を備えるバルブ装置であって、
前記エアシリンダは、前記弁体に固定されたピストンと、前記ピストンが収容されるシリンダ室を有するハウジングと、を有し、
前記ピストンは、前記シリンダ室の内周面における第1摺動面に対して摺動可能に設けられた第1シール部と、前記第1摺動面よりも内径が小さい第2摺動面に対して摺動可能に設けられた第2シール部と、を有し、
前記シリンダ室は、前記第1シール部よりも前記弁体に近い側の第1空間と、前記第1シール部よりも前記弁体から遠い側であって前記第2シール部よりも前記弁体に近い側の第2空間と、に区画され、
前記第1空間内の空気圧および前記第2空間内の空気圧によって前記弁体が駆動されるバルブ装置。
A valve device comprising: a valve body that opens and closes by contacting and separating from a valve seat; and an air cylinder that drives the valve body in an opening and closing direction by air pressure,
The air cylinder has a piston fixed to the valve body and a housing having a cylinder chamber in which the piston is accommodated,
The piston has a first seal portion slidably provided on a first sliding surface on the inner peripheral surface of the cylinder chamber, and a second sliding surface having an inner diameter smaller than that of the first sliding surface. a second seal portion slidably provided with respect to the
The cylinder chamber includes a first space on a side closer to the valve body than the first seal portion, and a space on a side farther from the valve body than the first seal portion and the valve body than the second seal portion. and a second space on the side closer to the
A valve device in which the valve body is driven by the air pressure in the first space and the air pressure in the second space.
請求項1に記載のバルブ装置であって、
前記ハウジングは、前記弁体を摺動可能に保持する第3シール部を有し、
前記第2シール部の径は、前記第3シール部の径よりも大きいバルブ装置。
A valve device according to claim 1,
The housing has a third seal portion that slidably holds the valve body,
The valve device, wherein the diameter of the second seal portion is larger than the diameter of the third seal portion.
請求項1に記載のバルブ装置であって、
前記シリンダ室は、さらに、前記第2シール部よりも前記弁体から遠い側の第3空間を有し、
前記第3空間は、大気開放されているバルブ装置。
A valve device according to claim 1,
The cylinder chamber further has a third space farther from the valve body than the second seal portion,
The valve device in which the third space is open to the atmosphere.
請求項3に記載のバルブ装置であって、
前記弁体の開閉位置を検出する近接センサを、さらに備え、
前記近接センサは、前記第3空間を貫通して延びる前記弁体の端部側面と近接して対向する位置に配置されるバルブ装置。
A valve device according to claim 3,
further comprising a proximity sensor that detects the open/closed position of the valve body,
The proximity sensor is a valve device arranged at a position closely facing an end side surface of the valve body extending through the third space.
請求項1に記載のバルブ装置であって、
前記第1空間を加圧するか減圧するかを切り替えることができ、前記第2空間を加圧するか減圧するかを切り替えることができる方向制御弁と、
前記第2空間を遮断することが可能な高速排気弁と、
を、さらに備えるバルブ装置。
A valve device according to claim 1,
a directional control valve capable of switching between pressurizing and depressurizing the first space and switching between pressurizing and depressurizing the second space;
a high-speed exhaust valve capable of blocking the second space;
a valve device.
請求項5に記載のバルブ装置であって、
前記方向制御弁が、前記第2空間を加圧から減圧へ切り替える動作中に、前記高速排気弁は前記第2空間を開放するバルブ装置。
A valve device according to claim 5,
A valve device in which the high-speed exhaust valve opens the second space while the directional control valve switches the second space from pressurization to depressurization.
所定の形状のキャビティを有する金型と、
前記キャビティ内に金属溶湯を圧送する給湯部と、
前記キャビティ内の空気を排気する真空バルブ装置と、を備えたダイカスト装置であって、
前記真空バルブ装置は、請求項1乃至6のいずれかに記載のバルブ装置であるダイカスト装置。
a mold having a cavity of predetermined shape;
a hot water supply unit for pumping molten metal into the cavity;
A die casting apparatus comprising a vacuum valve device for exhausting air in the cavity,
A die casting apparatus, wherein the vacuum valve device is the valve device according to any one of claims 1 to 6.
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