JP2001047187A - 金型鋳造用ガス抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常運転時と鋳造始めにおいて、排気通路の
開閉を確実に行え、溶湯が排出口から漏出することのな
い金型鋳造用ガス抜き装置を提供すること。 【解決手段】 金型に形成されたキャビティ５に連通し
て設けている排気通路８の出口側に閉鎖バルブ１７を配
すると共に、閉鎖バルブを開閉するレバー１９を揺動可
能に設け、排気通路８の溶湯圧力の上昇によってレバー
１９を押し込む受圧ピン１７を、排気通路８の入口側に
摺動自在に設け、さらに、レバー１９を正方向に押し込
む閉鎖シリンダー２０と逆方向に押し込む開放シリンダ
ー２１を備えていることを特徴とする金型鋳造用ガス抜
き装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型鋳造において
キャビティ内からガスを抜くためのガス抜き装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来の装置は特開平９−２６７
１６２号公報によって知られている。当該公報の装置
は、図８に示しているように、排気通路１００に向かっ
て出没する受湯ピストン１０１とピストンヘッド１０２
を列設し、受湯ピストン１０１をスプリング１０３で排
気通路１００内に向かって付勢し、受湯ピストン１０１
とピストンヘッド１０２をズームリンク１０４で連結し
たもので、排気通路１００に流入した溶湯の圧力で受湯
ピストン１０１がスプリング１０３に抗して排気通路１
００内より押し出されると、ズームリンク１０４を介し
てピストンヘッド１０２を同時に押し出すもので、特に
ズームリンク１０４の支点から受湯ピストン１０１まで
の距離よりも、ピストンヘッド１０２までの距離を長く
して、受湯ピストン１０１の押し出す力が低くなって
も、ピストンヘッド１０２を所定量移動して確実に排気
通路を閉鎖しようとするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の装置
は、通常運転時においては、キャビティに溶湯を注入す
ると、キャビティ内のガスが排気通路を通じて排出さ
れ、遂には排気通路内に溶湯が流動し始めた時点では、
キャビティの形状や溶湯の投入手段によっても異なる
が、排気通路内の溶湯が不規則な脈動を起こすこともあ
り、その場合、受湯ピストンを押し上げる溶湯の押圧力
が変動して、押圧力とスプリングの力とのバランスが微
妙に変動し、受湯ピストンが揺れ動き同時にピストンヘ
ッドも大きく揺れ、排気通路の開閉動作を繰り返し行
い、結局、排気通路に通じる排出口から溶湯が漏出する
こともあった。

【０００４】また、鋳造始めにおいては、金型が設定温
度になるまで溶湯を低速でキャビティに充填するので、
受湯ピストンを押す溶湯の押圧力が通常運転時に比べて
低く、受湯ピストンをスプリングに抗して摺動すること
が不完全になり、その結果、ピストンヘッドの作動が不
完全になって、溶湯が排出口から漏出することがあっ
た。

【０００５】本発明は上記実情を考慮して開発されたも
ので、その目的は、通常運転時ならびに鋳造始めにおい
て、排気通路の開閉を確実に行え、溶湯が排出口から漏
出することのない金型鋳造用ガス抜き装置を提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の金型鋳造用ガス
抜き装置は、金型に形成されたキャビティに連通して設
けている排気通路の出口側に閉鎖バルブを配すると共
に、閉鎖バルブを開閉するレバーを揺動可能に設け、排
気通路の溶湯圧力の上昇によってレバーを押し込む受圧
ピンを、排気通路の入口側に摺動自在に設け、さらに、
レバーを正方向に押し込む閉鎖シリンダーと逆方向に押
し込む開放シリンダーを備えていることを特徴とする。

【０００７】排気通路はキャビティに通じる主路と、該
主路から分岐し再び合流する迂回路を備え、分岐する箇
所に受圧ピンを設け、また閉鎖バルブを迂回路の合流箇
所に備えるものである。

【０００８】鋳造始めにおいては、閉鎖バルブの開放状
態で溶湯をキャビティに注入すると、キャビティ内のガ
スが排気通路から閉鎖バルブを経て排出口より流出す
る。さらに溶湯を注入すると、キャビティ内から溢れた
溶湯が排気通路に流入し、その圧力で受圧ピンを押し出
してレバーを正方向に押し込もうとする。ところが、溶
湯をキャビティに注入する速度が通常運転時に比べて遅
いので、溶湯の圧力だけでは受圧ピンの押し出しが不十
分になる場合があり、この際に閉鎖シリンダーを作動さ
せてレバーを強制的に正方向に押し込み、溶湯が閉鎖バ
ルブに到達する前に閉鎖バルブを完全に閉鎖し、溶湯の
排出を停止する。

【０００９】また、通常運転時においては、溶湯を充填
する速度が速いので、溶湯の圧力のみで受圧ピンを押し
出してレバーを正方向に押し込むことができ、溶湯が閉
鎖バルブに到達する前に閉鎖バルブを完全に閉鎖し、溶
湯の排出を停止する。なお、この際には、閉鎖シリンダ
ーを作動する必要はない。

【００１０】鋳造後に閉鎖バルブを閉鎖状態から開放状
態に復帰させる場合には、開放シリンダーを作動させて
レバーを逆方向に押し込み、ガスの排出を可能とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を実施形態によって説
明する。図１は金型の概要を示しており、１は固定主
型、２は可動主型、３はキャビティ固定型、４はキャビ
ティ可動型、５はキャビティであって、固定主型１に設
けている射出スリーブ６内に注入した溶湯を射出ピスト
ン７によってキャビティ５内に圧入し、キャビティ５に
連続して設けた排気通路８をガス抜き装置９に延設し、
ガス抜き装置９に吸引装置（図示、省略）を連続してあ
る。

【００１２】上記ガス抜き装置９は図１及び図３に示す
ように、固定主型１に設けた固定型１０と、可動主型２
に設けた可動型１１と、固定主型１の一部とからなり、
排気通路８を固定型１０と可動型１１の合わせ面に設け
てある。排気通路８は図２に示すように、主路８ａから
左右に分岐し再び合流する迂回路８ｂを備えたものであ
る。また、図１の符号１２は押圧板、１３は押出ピン
で、押出ピン１３を主路８ａと左右の迂回路８ｂに対向
して設けている。

【００１３】ガス抜き装置９は図３に示すように、固定
型１０には、迂回路８ｂの合流部に閉鎖バルブ１４を備
えると共に、閉鎖バルブ１４の流路に連通する排出口１
５を備え、排出口１５からガスが吸引装置に吸収され
る。閉鎖バルブ１４を開閉させる機構として、主路８ａ
の分岐部にガス抜きゲートＧと、ゲートＧに連続するピ
ン収納室１６とを設け、ピン収納室１６に受圧ピン１７
を摺動可能に設け、さらに、固定主型１よりの部分にレ
バー室１８を、ピン収納室１６と閉鎖バルブ１４の内部
とに連通して設け、レバー室１８にレバー１９を揺動自
在に設け、レバー１９の自由端部を閉鎖バルブ１４の一
部に開閉可能に係合し、レバー１９を排気通路８の反対
側に押し込む閉鎖シリンダー２０を、受圧ピン１７と閉
鎖バルブ１４の間に設けてある。また、固定主型１に
は、レバー１９を排気通路８側に押し込む開放シリンダ
ー２１を設けてある。

【００１４】閉鎖バルブ１４は、迂回路８ｂの合流部と
排出口１５とに連通するバルブ収納室２２を固定型１に
備え、バルブ収納室２２にバルブシリンダー２３を有
し、バルブシリンダー２３内に弁棒２４を摺動可能に設
けてある。バルブシリンダー２３は、先端を排気通路８
に向かって開放すると共に、先端部に弁座２５を有し、
排出口１５に連通する通口２６を中間部に開け、後部に
レバー１９の自由端部を通す通孔２７を開けてある。弁
棒２４は、先端部に弁座２５に当接する弁部２８を有
し、更に離型抵抗を目的とする凸部２９を備え、後部に
レバー１９の自由端部を嵌める横穴３０を開けてある。

【００１５】受圧ピン１７は後端に鍔３１と、レバー１
９に当接する突起部３２とを有し、鍔３１によって受圧
ピン１７の先端面が、排気通路８内に突入することな
く、ゲートＧの後面側とほぼ面一となるように設定して
ある。また、先端面に凹部３３が設けてある。この凹部
３３は凸部であっても良く、離型抵抗を得ることを目的
とする。

【００１６】レバー１９を揺動自在に設ける機構は、固
定型１０に軸支蓋Ｆを、レバー室１８に達する状態で取
り付け、閉鎖バルブ１４から離れたレバー室１８の端部
を、レバー１９の板厚より僅かに大きく形成し、該端部
から横穴３０までの長さをレバー１９の長さより僅かに
大きく形成し、該端部に、レバー１９の一端部を恰も軸
支したかのように保持したものである。また、弁座２５
や弁部２８が摩耗しても閉鎖バルブ１４を確実に閉鎖す
るには、レバー１９を摩耗時には初期時より大きく揺動
させることが必要である。そのために、閉鎖バルブ１４
は図４に示すように、初期時には弁棒２４の後端に空間
を有する状態で閉鎖される。また、初期時にはレバー１
９が水平状態で閉鎖バルブ１４が閉じる設計なので、摩
耗時にはレバー１９の自由端部が前記水平状態より固定
主型側に近付く傾斜状態となるように、軸支蓋Ｆは図５
に示すように、レバー１９の一端部を保持する箇所から
先部、すなわち一点Ｐを境にして受圧ピン１７の上側位
置の部分を、受圧ピン１７から離れる方向に僅かに傾斜
してある。このようにすることによって、閉鎖バルブ１
４が閉状態時のレバー１９の支点は、初期時の先端箇所
から摩耗時には一点Ｐとなる。

【００１７】閉鎖シリンダー２０と開放シリンダー２１
は図３に示すように、レバー１９の中間部を挟持する形
態で対向して設けてある。閉鎖シリンダー２０は、固定
型１０の受圧ピン１７と閉鎖バルブ１４の間に閉シリン
ダー室３４を、レバー室１８に連通して設け、閉シリン
ダー室３４に閉ピストン３５を、レバー１９に当接した
状態で往復動可能に設け、閉シリンダー室３４には外部
に通じる第一連絡路３６が設けてある。

【００１８】また、開放シリンダー２１は、固定主型１
に開シリンダー室３７を、レバー室１８に連通して設
け、開シリンダー室３７に開ピストン３８をレバー１９
に当接する状態で往復動可能に設け、開シリンダー室３
７には外部に通じる第二連絡路３９が設けてある。第
一、第二連絡路３６、３９にエアコンプレッサー（図
示、省略）をそれぞれ接続して、各ピストンを往復動さ
せる。

【００１９】ガス抜きゲートＧは、受圧ピン１７より一
回り大きな同心円に設けるもので、主路８ａに流入した
溶湯の迂回路８ｂへの流動を遅らせ、それによって溶湯
が受圧ピン１７を押圧する力を大きくする。また、ガス
抜きゲートＧと迂回路８ｂの間には、ガス抜きゲートＧ
より一回り大きな円径の遅延溝４０を設けてある（図２
参照）。遅延溝４０は、溶湯の流動方向に設ける深溝部
４０ａと、溶湯の逆流方向に設ける浅溝部４０ｂとから
なり、深溝部４０ａを流れる溶湯に、浅溝部４０ｂを流
れる溶湯を合流させて、ガス抜きゲートＧから迂回路８
ｂへの溶湯の流動を遅くし、受圧ピン１７への溶湯の圧
力を高める。

【００２０】上記した装置を所有する金型によって通常
運転を行えば、下記のような作用でガス抜きが行われ
る。

【００２１】図１に示す金型で、吸引装置を作動しなが
ら射出ピストン７を駆動して溶湯を圧入すれば、キャビ
ティ５内への溶湯の流入に伴って、キャビティ５内のガ
スは排気通路８の主路８ａを通過して、受圧ピン１７を
押し出すことなく迂回路８ｂに至り、この時には閉鎖バ
ルブ１４が開放されているから、閉鎖バルブ１４の内
部、排出口１５を通過して吸引装置に吸収される。

【００２２】更に溶湯が圧入されると、溶湯がキャビテ
ィ５から溢流して主路８ａを経て、迂回路８ｂに流れ込
もうとする。ところが、主路８ａと迂回路８ｂとの分岐
部で流れる方向が変化して溶湯が淀み、しかも、分岐部
にガス抜きゲートＧ、凹部３３、遅延溝４０が設けてあ
るので、淀みが助長され、溶湯の圧力が一気に高まる。
その後、溶湯が迂回路８ｂ内に流動し始めると圧力が低
下し、迂回路８ｂの屈折部でまた淀み昇圧し、更に流動
する時点で降圧し、左右の迂回路８ｂの合流点では再
度、淀み昇圧することとなる。溶湯が閉鎖バルブ１４に
到達する前に、これら一連の淀み昇圧によって、受圧ピ
ン１７が図４に示すように大きく押し上げられてレバー
１９を正方向に押し込み、弁棒２４が上昇して閉鎖バル
ブ１４を閉状態にする。その結果、溶湯が排出口１５に
流れ込まなくなる。なお、この際には、溶湯の圧力のみ
でレバー１９を完全に押し込むことができるので、閉鎖
シリンダー２０を作動しなくてすむ。

【００２３】また、鋳造初めには溶湯を通常運転時より
低速でキャビティに充填するため、受圧ピン１７が上昇
しにくい。この場合には、吸引装置を作動させないが、
溶湯が閉鎖バルブ１４に到達する前に、閉鎖シリンダ２
０を強制的に作動させてレバー１９を正方向に押し込
み、閉鎖バルブ１４を閉じる。

【００２４】以後図６と図７のように金型を開放すれ
ば、受圧ピン１７の凹部３３と弁棒２４の凸部２９との
離型抵抗によって、排気通路８内の溶湯が凝固した余剰
部材４１と共に、受圧ピン１７と弁棒２４が元位置へ引
き戻される力が働き、しかもその際に開放シリンダー２
１を作動させることによって、レバー１９を逆方向に押
し込み、閉鎖バルブ１４を閉状態から開放状態に復帰さ
せ、吸引装置側にガスを抜けるようにし、最後に押出ピ
ン１３によって鋳造製品が余剰部材４１と共に金型から
外されるものである。

【００２５】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。例えば、レバー１９を揺動する機構とし
ては、単にレバーをピンで軸支する一般的な手法であっ
てもよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明の金型鋳造用ガス抜き装置は、通
常運転時の場合には、排気通路内の溶湯の圧力ではレバ
ーが閉鎖バルブを閉じる正方向にしか動かないので、排
気通路に流動する溶湯の圧力に脈動があっても、閉鎖バ
ルブが開閉動作を繰り返すことがなく、排気通路内の圧
力上昇に伴い閉鎖バルブが閉鎖することとなり、金型外
部への溶湯の噴出を確実に防止する。また、鋳造始めの
溶湯が低速で充填される場合には、受圧ピンの押し上げ
力が弱いので、閉鎖シリンダーを作動させてレバーを正
方向に押し込むことによって、閉鎖バルブを確実に閉鎖
できる。さらに、鋳造後には、開放シリンダーを作動さ
せて、レバーを逆方向に押し込むことによって、閉鎖バ
ルブを確実に開放状態にでき、ガス抜き可能にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス抜き装置を備える金型の概要
を示す断面図である。

【図２】排気通路を示す平面図である。

【図３】本発明による金型鋳造用ガス抜き装置を示す断
面図である。

【図４】閉鎖バルブの溶湯の塞き止め状態を示す断面図
である。

【図５】摩耗した閉鎖バルブの溶湯の塞き止め状態を示
す断面図である。

【図６】金型を開いたその当初の状態を示す断面図であ
る。

【図７】金型を開き鋳造製品を押し出した時の状態を示
す断面図である。

【図８】従来の装置例を示す断面図である。

【符号の説明】

５ キャビティ ８ 排気通路 １４ 閉鎖バルブ １７ 受圧ピン １９ レバー ２０ 閉鎖シリンダー ２１ 開放シリンダー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型に形成されたキャビティ（５）に連
   通して設けている排気通路（８）の出口側に閉鎖バルブ
   （１４）を配すると共に、閉鎖バルブを開閉するレバー
   （１９）を揺動可能に設け、排気通路（８）の溶湯圧力
   の上昇によってレバー（１９）を押し込む受圧ピン（１
   ７）を、排気通路（８）の入口側に摺動自在に設け、さ
   らに、レバー（１９）を正方向に押し込む閉鎖シリンダ
   ー（２０）と逆方向に押し込む開放シリンダー（２１）
   を備えていることを特徴とする金型鋳造用ガス抜き装
   置。