JPS6234657A - 金型内ガス抜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術はダイカスト鋳造等に使用される金型内のガス
抜装置のガス扱制御機構の技術分野に属する。

く要旨の概要〉 而して、この発明はスプールに対して昇降自在にされた
弁体がダイカスト鋳造用等の金型内のキャビティに接続
されたガス抜溝に臨まされ、弁体に連結された弁棒と上
記スプールとの間に形成されたガス抜通路と上記ガス後
者が弁座を介してバイパス通路で接続されている金型内
ガス抜装置に関する発明であり、弁体の正常な閉動作を
確認するための近接センサー等の弁閉検出器が付設され
、更に、キャビティ内への溶湯の高速射出開始前の弁閉
を検出するために弁閉検出器と高速射出制御器とが電気
的に制御回路を介して接続されている金型内ガス抜装置
に係る発明である。

〈従来技術〉 一般に、ダイカスト鋳造や射出成形は同一形状の製品を
大量生産する場合に広く採用されている技術であり、こ
れらの成形を行うには金型内のキャビティに溶融金属、
或は、溶融樹脂（以下溶湯と略称）を高速で充填させる
ようにしているため、キャビティ内のガスを自然排気に
任せると溶湯とガスとの置換が不完全となってガス巻き
込み現象が起り、所謂気泡巣形成による欠陥を生じて不
健全製品となることがある。

これに対処するに、特開昭５６−４７２５７号公報発明
に示されている如く、金型内のキャビティに接続された
ガス抜溝を所定の真空吸引装置に連結してキャビティ内
を減圧し、給湯に際しキャビティ内のガスを強制排気さ
せる手段が案出されている。

そして、上述の如くガスを強制排気さける場合・には、
ガス抜溝の端部に金型内ガス抜装置を配設して吸引装置
に接続させるようにしている。

而して、金型内ガス抜装置はスプールに対し昇降自在に
された弁体が金型のガス抜溝の端部に形成された弁体受
部に対向して弾圧付勢され、弁体に連結された弁棒と上
記スプールとの間に形成されたガス抜通路が弁座を介し
てバイパス通路によりガス抜溝に接続されて排気される
ようにされている。

この場合、キャビティ内のガスは質量が小さいために、
排気に際し弁体に衝突してもその慣性力が弱く、したが
って、弁体を上昇させることなく弁体受部と弁体との当
接状態が維持され、バイパス通路、及び、ガス抜通路を
介して吸引装置に強制排気されるようにされている。

更に、上述の如くしてカスが強制排気された後に、溶湯
が弁体に衝突すると、溶湯の質量は大きいため、その慣
性力により弁体は押し上げられてスプールに形成さた弁
座に当接し、バイパス通路とガス抜通路は遮断され、？
Ｈｅｒがガス抜通路に流入することがないようにされて
いる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上述従来の金型内ガス抜装置にあっては
、スプール内のガス抜通路やバイパス通　　路と型内の
ガス抜溝やキャビティ内との圧力差により型内減圧開始
前に、或は、減圧開始直後に弁閉動作されてガス排出通
路を遮断してしまう不測の事態が生ずる場合かある。

又、一度この事態が発生すると、しかるぺぎ処置を施さ
ない限り同様の事態が繰り返し発生する。

このような場合には、ガス排出が出来なくなったり、不
充分である状態になって前述の如き不健全製品が出来る
虞れが市る欠点が市り、又、このような現象が生じても
装置はプロセス通りの弁閉工程をたどっているとして正
常動作を終了するため品質的に完全でない製品が出来易
い難点があり、装置の保守点検整備が煩瑣となる不具合
があり、ランニングコストが上るという不利点にもつな
がっていた。。

更に、結果的に、溶湯の注湯工程が不安定となり、その
ため生産性が低下し、製品歩留りが低下するという難点
もあった。

この発明の目的は上述従来技術に基づくダイカスト鋳造
等における金型内ガス抜装置の問題点を解決すべき技術
的課題とし、金型内ガス抜装置が確実に作動し、注湯に
際して溶湯の高速射出開始前に弁閉されることなく、完
全にガス抜きが行われ、設計通りに成形が行われている
ことを確認して、健全な製品が得られ、メンテナンスを
容易に成し得るようにし、各種製造産業における成形技
術利用分野に益する優れた金型内ガス抜装置を提供せｌ
υとするものである。

〈問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は、前
述問題点を解決するために、金型内ガス抜装置のスプー
ルに対して昇降自在にされた弁体を金型内のキャビティ
に接続されたガス抜溝の弁体受部に当接させ、弁体に接
続された弁棒と上記スプールとの間に形成されたガス抜
通路を弁座を介してバイパス通路で上記ガス抜溝に接続
させ、更に、油圧式アクチュエータ等により上記弁体を
任意に開閉動作自在にして、金型内ガス抜装置を金型に
セットした後、溶湯をキャビティに注入するに際し溶湯
の注湯工程の際に金型内ガス抜装置が確実に作動してい
ることを確認し、異常動作時は警報を発し、しかるべき
処置をとるようにして、注湯工程の安定化を図り、生産
性が向上され、製品歩留りが向上されるようにした技術
的手段を講じたものである。

〈実施例−構成〉 次に、この発明の１実施例を図面に基づいて説明すれば
以下の通りである。

第１．２図に示す態様において、１は金型内ガス抜装置
であってこの発明の要旨を成すものであリ、当該実施例
においてはダイカスト鋳造に使用される金型２にセット
されて使用される態様として示されである。

而して、金型２に於ては固定主型３と可動主型４の間に
固定入子５と可動入子６が挟持され、所定形状のキャビ
ティ７が形成されており、更に、上記固定入子５と可動
入子６の上側には金型内ガス’ｆ１装置１のスプール８
に対する挿入穴９が形成された受台１０．１０’が配設
されている。

そして、可動主型４の所定部位にはスタンド１１か立設
固定され、その上部フレーム１２には油圧シリンダ１３
がピストン１４を有し、そのシリンダロッド１５を上記
挿入穴９に指向して取り付けられており、シリンダロッ
ドの先端にフレーム１２と充分な間隔を介してにスプー
ル８が下方延設されている。

而して、スプール８の央部所定部位には弁体１５を下部
に一体連結された弁棒１６を昇降摺動自在に支持する弁
案内１７が取り付けられており、スプール８の内部は弁
案内１７を境にして上側はシリンダ至が形成され、下側
は弁棒１６、及び、弁案内１７とスプール８に囲繞され
てガス抜通路１８が形成され、スプール８の側方に形成
された開口１９を介し、更に、吸引三方弁２０を介し真
空タンク２１に接続されている。

上記シリンダ至は弁棒１６の基部に螺着されたピストン
２２により下側の第１シリンダ至２３、上側の第２シリ
ンダ室２４に分割郭成され、ピストン２２は所定ばね定
数の圧縮ばね２５を介して弁案内１７に連係されて弁体
１５を上方に付勢するようにされている。

又、弁案内１７の上部フランジ２６には側方に螺刻され
た貫通孔２７にはボルト２８が螺合され、更に、ボルト
２８は貫通孔２７に内蔵したスプリングを介し内端の鋼
球により弁棒１６を弁案内１７に抑圧係止している。

更に、スプール８の上方側部の所定部位には第１シリン
ダ至２３に連通する第１空気流通孔２９、及び、第２シ
リンダ至２４に連通する第２空気流通孔３０が穿設され
ており、弁閉検出器としての近接センサー３１が第２空
気流通孔３０に遊挿されると共に、当板３２を介してス
プール８の側面に固定されており、当板３２に形成され
た第１空気流通孔２９に連通ずる第１接続口３３、及び
、第２空気流通孔３２に連通ずる第２接続口３４は各々
対応する電磁式の第１三方弁３５、同じく電磁式の第２
三方弁３６を介して圧縮空気源３７に通路３８を介して
接続されている。

そして、スプール８の下端先部は金型２の受台１０．１
０′の挿入穴９に嵌入離脱自在にされており、図示する
様に、スプール８の先部が挿入穴９に嵌入され、弁体１
５が貫通孔２７内のボルト２８によるスプリングを介し
ての鋼球の押圧により弾圧ばね２５の力に打ち勝ち、弁
開位置で押圧係止されている状態では、弁体１５が挿入
穴９の下部に形成された弁体受部３９との間に所定の弁
嵌看離脱用のクリアランスを介して嵌入されるようにさ
れている。

又、弁開状態では弁体１５の外側に形成されたガス通路
４０とスプール８の下端先部に形成された弁座４１の下
側で固定入子５、可動入子６、及び、受台１０．１０′
の間に形成され、キャビティγに連通するガス抜溝４２
に接続するガス抜溝４２′　とが第２図に示す様にバイ
パス通路４３で連通するようにされている。

したがって、弁開状態ではキャビティ７とガス後通路１
８とは連通するようにされている。

そして、第３図に示す様に、金型２のキャビティ７に対
しては固定主型３側からスリーブ４４が接続され溶湯の
高速充填型のプランジャ４５がロッド４６を介して図示
しない油圧シリンダ等によりスライド自在に設けられ、
ロッド４６にはドグ４７が設けられて、第４図に示すシ
ーケンス回路を有する図示しない制御装置に電気的に接
続され、浴場に対する射出戻限りミツトスイッチ４８、
ガス吸引装置に対する吸引開始、溶湯の高速射出用の各
リミットスイッチ４８．４９．５０に係合自在にされて
いる。

而して、第４図に示す様に、プランジャ４５の変位を横
軸に、時間を縦軸にとり、リミットスイッチ４８．４９
．５０の対応する変位位置を８１、Ｓ２、Ｓ３とすると
、弁体１５の開閉特性曲線Ｃは図の様になり、ｔｏでガ
ス吸引が開始され、ｔｌまでに確実に吸引が行われ、ｔ
２からｔ３までのある時期に溶湯押し上げによる弁閉が
行われ、以降は完全開弁状態になり、したがって、ｔｌ
までにガス吸引が完全に行われ、ｔｌまで弁開状態であ
れば正常動作となっていることになる。

そこで、第５図に示す高速射出制御器のシーケンスでは
プランジャ４５が高速射出位置に到達する以前までは高
速射出指令接点ＣＲ−１が閉じており、この状態では弁
体１５が開いているのが正常であるが、先述した如く不
測にして弁体１５が閉じていると異常状態となるので、
弁閉検出器としての近接センサー３１の検出により弁閉
確認リレーＣＲ−Ａが閉じ、弁体１５の早期弁閉異常リ
レーが動作してブザーやランプＲＬを動作して警報する
よう。

にされている。

又、高速射出状態では正常のため高速射出指令接点ＣＲ
−１は開いているため、この状態での弁閉はリレーＣＲ
−Ａは閉じず、したがって、異常警報は表示されない。

〈実施１９リー作用〉 上述構成において、スリーブ４４のプランジｐ４５によ
りキャビティ７に第４図タイミングで溶湯を注湯するに
際し、注湯前はスプール８が油圧シリンダ１３により初
期姿勢位置まで上昇されており、受台１０．１０′の挿
入穴９から離脱されて弁開状態にされている。

これは第４図ｔ１時では正常状態となっている。

そして、注湯工程に移行するタイミングで、制御装置に
よりスプール８が油圧シリンダ１３により下降してその
下端が挿入穴９に嵌入されると共に弁体１５が受台１０
．１（）′の弁体受部３９に当接され、金型内ガス抜装
置１は金型２にセットされる。

次に、第１三方弁３５が作動され、圧縮苧気源３７から
設定圧力の作動空気が第１接続口３３、及び、第１空気
流通孔２９を介して第１シリンダ至２３に供給され、ピ
ストン２２が上昇され、ボルト２８の先端のスプリング
を介しての鋼球の押圧係合に抗し弁棒１６を介し弁体１
５は上昇し、その上縁部がスプール８の下端の弁座４１
に当接されてガス抜通路１８は全開状態となる。

そして、上述弁閉動作に伴い、弁棒１６の基部に固定さ
れたピストン２２も上述の如く上昇するため、近接セン
サー３１がＯＮとなり、弁閉状態が確認されると、再び
三方弁３５．３６が逆動作し弁開状態となりガス抜溝４
２．４２′、バイパス通路４３、ガス通路４０がガス抜
通路１８に連通し準備が完了する。

更に、上述の如く、弁体１５の正常な開閉動作が近・接
センサー３１により確認され準備が完了した後に、プラ
ンジャ４５が前進され、ドグ４７′が吸引開始リミット
スイッチ４９をたたくと吸引三方弁２０がリレーにより
切換えられて、その結果、ガス抜通路１８は真空タンク
２１に開放され吸引が開始される。

而して、当該プロセスでプランジャ４５が高速射出位置
に到達する以前、即ち、ドグ４７が高速射出リミットス
イッチ５０をたたく以前は第５図の高速射出異例接点Ｃ
Ｒ−１は閉じているが、ここで、先述した如く、弁体１
５が不測にして閉状態になると不具合が生ずるので、こ
の発明においてはセンサー３１による弁体閉じ確認接点
０Ｒ−Ａが閉じ、弁体１５の早期閉じ異常が検出されて
警報回路ＲＬが作動してプランジャ４５の前進を停止す
る等し、所定の対応策が講ぜられる。

これに対し、弁体１５が上述の如く開状態で正常の場合
はプランジャ４５は前進を続け、ドグ４７が高速射出リ
ミットスイッチ５０をたたき、従来態様同様に、射出プ
ランジャ４５により溶湯がキャビティ７に注湯されると
共に、キャビティ７内のガスが第２図に示す様にガス抜
溝４２、ガス抜溝４２′、バイパス通路４３、及び、ガ
ス通路４０．及び、ガス抜通路１８を介して第２図に示
す様に上記吸引装置に吸引される。

そこで、キャビティ７内のガスは注湯に押圧されるのと
吸引装置に吸引されるとのプッシュプル作用によりキャ
ビティ７内から完全に排気される。

このプロセスでガスは慣性が小さいため曲折する各通路
をスムースに流過していく。

その後、続いて注湯される溶湯がガス抜溝４２、ガス抜
溝４２′を流過し弁体１５の下面に衝突すると、その大
きな慣性力により弁体１５は上昇し、ピストン２２を介
し第２シリンダ至２４の空気を圧縮して押し上げられ、
弁体１５の上縁部が弁座４１に当接されて、ガス通路４
０、バイパス通路４３とガス抜通路１８とは弁体１５に
より遮断され、その結果、溶湯がガス抜通路１８に流れ
込むことはない。

上述の如く、キャビティ７への注湯工程において金型内
ガス抜装置１の作動状態が確認され、正常に動作した場
合には注湯工程が進行し、異常の場合に警報が発せられ
、しかるべき処置をとることにより晶質的に完全でない
製品が続けて鋳造されることが防止され、安定した注湯
工程を維持して叶仝な製品が得られることが出来、生産
性が向上されて、製品歩留りも向上され、又、金型内ガ
ス１８置１のメンテナンスも容易となる。

〈他の実施例〉 尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、弁体を任意に開閉自在にす
る機構は油圧式アクチュエータ以外の液圧式、或は、電
気式であっても良いし、更に、アクチュエータ以外であ
っても良く、又、弁閉検出器は近接センサー以外のリミ
ットスイッチ等の接触式であっても良く、又、溶湯高速
射出制御品と弁閉検出器を電気的に接続するシーケンス
は、機械式接点以外の素子で構成しても良い等種々の態
様が採用可能でおる。

そして、金型内ガス抜装置の使用対象とされる金型は割
出成形法に使用される金型であっても良いことは勿論で
おる。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、スプールに対して昇降自在に
された弁体が金型内のキャビティに接続されたガス扱溝
に臨まされると共に、アクチュエータ等の作動機構を介
して任意に開閉自在にされ、弁棒と上記スプールの間に
形成されたガス抜通路が弁座を介してバイパス通路で上
記ガス抜溝に接続され、更に、弁閉状態確認用の弁閉検
出器が付設されていることにより、キャビティに溶湯を
注湯する際に、弁体が上記作動機構で設計通りに動作さ
れたか否か、即ち、弁体が溶湯の高速射出充填により押
し上げ前に早期弁閉状態が現出されていないか否か等を
弁閉検出器で確認することが出来、その結果、注湯工程
時の金型内ガス抜装置の正常な作動が保証されて、注湯
工程が極めて安定に行われ、生産性が向上され２．製品
単画りも向上されるという優れた効果が秦され・る。゛
そして、該弁閉検出器と溶湯の高速射出制御器とが電気
的に接続されていることにより、溶湯の高速充填開始後
に弁閉すれば正常で、充填開始前に弁閉すれば異常であ
ることが検出可能となり、これにより警報が発され、所
定の処理がなされるため、不健全製品が出ない効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の１実施例を示す説明図であり、第１図
は機構部の部分縦断面図、第２図はガス抜経路の概略断
面図、第３図はプランジャの縦断面図、第４図は弁体開
閉特性のグラフ図、第５図はシーケンス回路図ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スプールに対して昇降自在にされた弁体が金型内のキャ
   ビティに接続されたガス抜溝に臨まされ、弁棒と上記ス
   プールの間に形成されたガス抜通路と上記ガス抜溝が弁
   座を介してバイパス通路で接続されている金型内ガス抜
   装置において、弁閉検出器と溶湯高速射出制御器とが電
   気的に接続されていることを特徴とする金型内ガス抜装
   置。