JP2002172456A - ダイカスト鋳造用金型のガス抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス抜き時に溶湯滴等がにガス抜き弁側に進
入するのを容認しつつも、ガス抜き弁本来の機能を長期
にわたって維持できるようにする。 【解決手段】 溶湯充填に先行するかもしくは並行し
て、金型内のガスをガス抜き弁８を通して真空ポンプ１
９により吸引して金型内を所定の減圧状態とする。溶湯
充填が完了する直前にガス抜き弁８の弁体１１を閉じ
る。型開きに続く製品取り出し後に、空気圧力源２５か
らの圧縮空気を開状態のガス抜き弁８内に導入し、シー
ル面１０ａ，１１ａにエアブローを施すことでそれらに
付着した溶湯滴や鋳ばりを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイカスト鋳造用
金型のガス抜き装置に関し、特に真空ダイカスト鋳造の
ために、金型への溶湯充填に先行するかもしくは溶湯充
填と並行して、金型に付設されたガス抜き弁を介して金
型内のガスを強制排気するようにしたダイカスト鋳造用
金型のガス抜き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のダイカスト鋳造用金型のガス抜
き装置としては、例えば特開平６−１７９０６３号公報
および特公平８−１５６５１号公報に記載されているよ
うに、金型にガス抜き弁を付設して、このガス抜き弁を
通して金型内のガスを真空ポンプ等の負圧吸引手段にて
強制排気するようにしたものがある。この場合、ガス抜
き弁は大量のガスを短時間のうちに排出し、且つ高速で
充填される溶湯が弁の内部まで進入しないように瞬時に
閉弁させることが重要な要素となり、一般的には溶湯慣
性もしくはシリンダ等のアクチュエータにて閉弁させる
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構造におい
て、特に金型への溶湯充填と並行して金型内のガスの強
制排気を行った場合に、溶湯の高速充填過程においては
溶湯自体は滴形の塊となりながらガスと混在するかたち
で流れているので、溶湯からガスだけを分離して排出す
ることはきわめて難しく、したがって実際には溶湯充填
が不十分な時期すなわち溶湯がガス抜き弁まで到達する
前に早めにガス抜き弁を閉弁させるようにしているもの
の、これをもってしても溶湯の微小な滴がガス抜き弁の
内部にまで進入するのを完全には防止することができな
い。

【０００４】そのため、溶湯の微小な滴がガス抜き弁の
内部に堆積してガス抜き通路を狭窄化してしまい、それ
によって金型内部の真空度がばらつくことになるほか、
溶湯の滴が弁体シール面に付着した場合にはその弁体の
閉塞機能が不十分となって、ガス抜き弁自体およびその
ガス抜き弁よりも負圧吸引源寄りの配管内への多量の溶
湯の進入を許容してしまうおそれがあった。

【０００５】また、このような大事に至らずとも、溶湯
の滴が弁体シール面に付着したままで弁体を閉塞させた
場合には、上記弁体シール面に溶湯の滴が噛み込まれて
弁体シール面に傷を付けてしまうおそれがあるほか、鋳
込み後に発生する鋳ばりが上記弁体シール面に引っ掛か
ったままであると、次サイクルの鋳込み工程で上記と同
様の不具合が発生することになる。

【０００６】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、ガス抜き弁側への溶湯の滴の進入が不可避
である点に着目し、金型内のガスを強制排気するための
負圧吸引系とは別に、エアブローによる清掃機能を付加
することで溶湯の滴の付着による二次的不具合を解消し
た構造を提供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、金型への溶湯充填に先行するかもしくは溶湯充填と
並行して、金型に付設されたガス抜き弁を介して金型内
のガスを強制排気するようにしたダイカスト鋳造用金型
のガス抜き装置において、上記ガスの強制排気のための
負圧吸引源を含む負圧吸引経路とは別に、上記ガス抜き
弁の開弁状態において負圧吸引経路のうちガス抜き弁を
含みつつ該ガス抜き弁よりも金型寄りの部分にエアブロ
ーを施す圧縮空気供給経路を設けたことを特徴としてい
る。

【０００８】ここで、負圧吸引経路のうちガス抜き弁を
含みつつ該ガス抜き弁よりも金型寄りの部分とは、金型
自体に形成されてその金型とガス抜き弁とを接続してい
るガス抜き通路のほか、ガス抜き弁のボディに形成され
た弁流路や入口側および出口側の各ポート、弁体そのも
の、ならびに上記弁流路や弁体に形成されたシール面等
のいわゆる弁主要部を含むものである。

【０００９】上記強制排気のための負圧吸引経路として
は従来と同様に真空ポンプ等を用い、また、ガス抜き弁
としてはシリンダ等のアクチュエータによりその開閉が
行われるタイプのものを使用するのが望ましい。

【００１０】したがって、この請求項１に記載の発明で
は、鋳込みに際して、従来と同様に金型への溶湯充填に
先行するかもしくは溶湯充填と並行して、金型に付設さ
れたガス抜き弁を介して金型内のガスを強制排気する。
これにより、いわゆる真空ダイカスト鋳造が可能とな
り、また、ガスの強制排気に伴ってガス抜き弁の内部に
溶湯の滴が進入したり、あるいは鋳込みに発生した鋳ば
りが残存することがある。

【００１１】そこで、鋳込み完了後に型開き動作させて
製品を取り出した上で、上記ガス抜き弁に繋がる経路を
負圧吸引経路から圧縮空気供給経路へと切り換えて、負
圧吸引経路のうちガス抜き弁を含みつつ該ガス抜き弁よ
りも金型寄りの部分にエアブローを施す。すなわち、開
弁状態にあるガス抜き弁の弁体シール面等の弁主要部を
主体としてこれらにエアブロー方式にて圧縮空気を吹き
付けて清掃を施す。これにより、ガス抜き弁等の負圧吸
引経路の一部に付着している溶湯滴や鋳ばり等が吹き飛
ばされて、ガス抜き弁本来の機能を維持できるようにな
る。

【００１２】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明を前提とした上で、上記圧縮空気供給経路にはエ
アブロー時の圧力を監視する圧力センサが設けられてい
て、この圧力センサの出力に基づいてガス抜き弁の異常
を検知するようになっていることを特徴としている。

【００１３】したがって、この請求項２に記載の発明で
は、エアブロー時の圧力センサによる実測圧力と予め設
定してある設定圧力（許容圧力レベル）とを比較し、上
記実測圧力が許容圧力レベルを逸脱した場合には、例え
ば弁内部での異物堆積や詰まりによりガス抜き通路圧力
が高くなったものとみなし、ガス抜き弁が異常である旨
を出力する。そして、例えば所定の警報をもってガス抜
き弁もしくは圧縮空気供給経路の点検をオペレータに促
す。

【００１４】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、ガス抜
き弁の開弁状態において負圧吸引経路のうちガス抜き弁
を含みつつ該ガス抜き弁よりも金型寄りの部分にエアブ
ローによる清掃を施す圧縮空気供給経路を設けたことか
ら、溶湯滴の弁内部での堆積や弁体シール部への付着と
それに伴うガス抜き弁の作動不良を未然に防止して、ガ
ス抜き弁および圧縮空気供給経路の本来の機能を長期に
わたって維持できる効果がある。

【００１５】また、請求項２に記載の発明によれば、上
記圧縮空気供給経路にエアブロー時の圧力を監視する圧
力センサを設けて、この圧力センサの出力に基づいてガ
ス抜き弁の異常を検知するようにしたものであるから、
ガス抜き弁および圧縮空気供給経路の異常を速やかに検
知することができ、請求項１に記載の発明と同様の効果
に加えて、ガス抜き装置全体の信頼性が高くなる利点が
ある。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１，２は本発明に係るガス抜き
装置の好ましい実施の形態を示す構成説明図である。

【００１７】図１に示すように、真空ダイカスト鋳造用
の金型１は固定型２と可動型３とをもって構成されてい
て、それら固定型２と可動型３との型合わせ面４の一部
には給湯用のプランジャ５が内挿されたスリーブ６が接
続されているとともに、同じく型合わせ面４のうち上記
スリーブ６から可及的に離れた位置にはガス抜き通路７
に臨ませるようにしてガス抜き弁８を接続してある。

【００１８】このガス抜き弁８は、図２に示すように、
ボディ内９に形成された略段付穴形状の弁流路１０内に
ポペット弁タイプの弁体１１を挿通させたもので、弁棒
１２は同じくボディ９内に設けられた油圧シリンダ１３
のピストン１４に接続されている。これにより、油圧シ
リンダ１３の作動に基づいてその弁体１１を進退移動さ
せることで、弁流路１０側および弁体１１側それぞれの
テーパ状のシール面１０ａ，１１ａ同士の密着もしくは
離間をもってその開閉が行われるようになっている。な
お、弁流路１０は補助通路１５を介して金型１側のガス
抜き通路７に接続されることになる（図１参照）。

【００１９】上記弁流路１０の一方のポート１６にはフ
ィルタ１７と電磁弁１８とを介して負圧吸引源である真
空ポンプ１９が接続されていて、これら真空ポンプ１９
や電磁弁１８等はその配管２０、ガス抜き通路７および
ガス抜き弁８等とともに、真空ダイカスト鋳造のために
金型１内のガスを強制排気するための負圧吸引経路２１
を形成している。そして、上記配管２０にはセンサ保護
用電磁弁２２を介して真空圧センサ２３が接続されてい
て、この真空圧センサ２３をもって金型１内の真空度合
いが検出されるようになっている。

【００２０】また、上記ポート１６には負圧吸引経路２
１の配管２０から分岐するようにして電磁弁２４を介し
て圧縮機等の空気圧力源２５が接続されていて、これら
空気圧力源２５や電磁弁２４はその配管２６とともに、
後述するようにガス抜き弁８の弁主要部等をはじめとし
て負圧吸引経路２１のうちガス抜き弁８を含みつつ該ガ
ス抜き弁８よりも金型１寄りの部分にエアブローによる
清掃を施すための圧縮空気供給経路２７を形成してい
る。そして、上記配管２６には圧力センサ２８が接続さ
れていて、この圧力センサ２８をもってエアブロー時の
空気圧力が検出されるようになっている。

【００２１】ここで、上記エアブローの対象となる負圧
吸引経路２１のうちガス抜き弁８を含みつつ該ガス抜き
弁８よりも金型１寄りの部分とは、金型１に形成された
ガス抜き通路７のほか、ガス抜き弁８のボディ９に形成
された弁流路１０、弁体１１、シール面１０ａ，１１
ａ、弁棒１２、補助通路１５およびポート１６等のいわ
ゆる弁主要部を含むものである。

【００２２】なお、上記真空圧センサ２３および圧力セ
ンサ２８の検出出力は図示しない制御装置に取り込まれ
る一方、ガス抜き弁８および各電磁弁１８，２２，２４
の開閉制御等は上記制御装置によって一括して行われる
ようになっている。

【００２３】このように構成されたガス抜き装置によれ
ば、真空ポンプ１９および空気圧力源２５が予め作動し
ているものとすると、金型１の型締め後であって鋳込み
開始前に圧縮空気供給経路２７の電磁弁２４が閉状態と
されるとともに、ガス抜き弁８のほか負圧吸引経路２１
の各電磁弁１８，２２が開状態とされ、その負圧吸引経
路２１のみが作動状態となる。これにより、金型１内の
ガスがガス抜き通路７やガス抜き弁８を通路として金型
１の外部に強制排気されてその金型１内が徐々に負圧状
態となるとともに、その負圧減圧度合いが真空圧センサ
２３によって確認，検出される。

【００２４】上記金型１内の負圧吸引と同時もしくはこ
れより遅れてスリーブ６から金型１内に溶湯が供給され
ていわゆる鋳込みが開始され、金型１のキャビティＲ内
に溶湯がフルに充填された状態をもって鋳込みが完了
し、同時に鋳込み完了よりもわずかに早いタイミングを
もってガス抜き弁８および各電磁弁１８，２２が閉状態
となることで金型１内のガス強制排気のための負圧吸引
動作が停止することになる。なお、上記ガス抜き弁８の
閉弁タイミングによっては溶湯の滴等がガス抜き弁８側
に入り込むことがあるが、後述するようにその都度ガス
抜き弁８の弁主要部等をエアブローすることを前提とし
ている本実施の形態では上記溶湯滴の付着は許容され
る。

【００２５】この鋳込み完了以降の操作を図４のフロー
チャートを参照しながら説明すると、鋳込み完了に続い
て、周知のように型開き、製品離型、製品取り出しの各
操作が行われ（ステップＳ１〜Ｓ４参照）、続いてガス
抜き弁８および電磁弁２４が開状態に切り換えられて
（ステップＳ５）、その圧縮空気供給経路２７のみが作
動状態となる。この時、負圧吸引経路２１の各電磁弁１
８，２２はなおも閉状態のままである。

【００２６】そして、上記電磁弁２４の開状態をもって
同じく開状態にあるガス抜き弁８の内部にポート１６側
から圧縮空気が吹き込まれて、負圧吸引経路２１のうち
ガス抜き弁８を含みつつ該ガス抜き弁８よりも金型１寄
りの部分にエアブローが施されて、特に弁主要部である
シール面１０ａ，１１ａ等がエアブローされることによ
り、先に付着した溶湯滴等が吹き飛ばされて清掃される
ことになる（ステップＳ８）。より詳しくは、図３に示
すように、例えば鋳込み段階のガス抜き時にガス抜き弁
８側に進入した微小な溶湯滴Ａ等がシール面１０ａに付
着していたり、あるいは鋳ばりＢが付着していたとして
も、これら溶湯滴Ａや鋳ばりＢの多くはエアブローによ
り吹き飛ばされて、ガス抜き弁８の外部に排出される。

【００２７】ここで、上記のステップＳ５のようにガス
抜き弁８や各電磁弁１８，２２，２４の開閉弁制御を行
うことにより、直ちに空気圧力源２５からの圧縮空気が
ガス抜き弁８に吹き込まれることになるが、万が一いず
れかの電磁弁に作動不良が発生すると、所期の目的を達
成できなくなるほか、機器の故障を誘発することとなっ
て好ましくない。例えば、センサ保護用電磁弁２２が閉
状態に切り換わらないままで空気圧力源２５からの圧縮
空気がガス抜き弁８に導入されると、同時に上記圧縮空
気圧が真空圧センサ２３にも直接作用してしまい、その
真空圧センサ２３を破損してしまうおそれがある。

【００２８】そこで、上記ステップＳ５に示すようにガ
ス抜き弁８のほか各電磁弁１８，２２，２４の開閉弁指
令を出力した後、ステップＳ６においてそのガス抜き弁
８および各電磁弁１８，２２，２４が実際に指令値通り
に切換動作したかどうかチェックする。そして、ガス抜
き弁８および各電磁弁１８，２２，２４が指令値通りに
正しく切換動作したことを条件に、上記のようなガス抜
き弁８のエアブロー動作に移行する一方、万が一ガス抜
き弁８もしくは電磁弁１８，２２，２４のうちのいずれ
かが作動不良と判定された場合には直ちに以降の動作を
中止する（ステップＳ７）。これにより、先に述べたよ
うに例えば真空圧センサ２３を異常圧力から保護してそ
の故障を未然に防止することができる。

【００２９】また、上記のようにガス抜き弁８への圧縮
空気の導入によってエアブローを行っている間は、ステ
ップＳ９のように圧縮空気供給経路２７に設けられた圧
力センサ２８によってその空気圧を常時監視し、その実
測圧力が予め設定されている設定圧力の許容レベルから
逸脱した場合にはガス抜き弁８に詰まり等により異常が
発生した旨の信号を出力して（ステップＳ１０）、例え
ば所定の警報を発する。

【００３０】これは、ガス抜き弁８への圧縮空気導入の
際にその通路面積が正規状態よりも狭められていると、
いわゆる背圧上昇によりガス抜き弁８よりも上流側の圧
力が上昇するという性質を利用したもので、例えばエア
ブローによっても、付着した溶湯滴等が除去されずにそ
の溶湯滴の堆積や流路の詰まりによって弁流路１０の面
積が狭められていると、圧力センサ２８による実測圧力
の上昇のために上記のように異常信号が出力される。

【００３１】一方、上記エアブロー圧が正常であれば溶
湯滴の付着等がないものとみなして次サイクルに移行し
（ステップＳ１１）、以降は上記のような一連の動作を
繰り返すことになる。

【００３２】このように本実施の形態によれば、型開き
の際にその都度ガス抜き弁８に圧縮空気を導入してその
弁主要部であるシール面１０ａ，１１ａ等にエアブロー
による清掃を施すようにしたため、溶湯滴や鋳ばりの付
着あるいはそれらの噛み込みによるガス抜き弁８のトラ
ブルを未然に防止してそのガス抜き弁８本来の機能を長
期にわたって維持できるようになり、ガス抜き時におけ
る金型１内の負圧吸引性能が安定化するほか、ガス抜き
弁８そのものの長寿命化も併せて達成できるようにな
る。

【００３３】また、エアブロー時の圧力を圧力センサ２
８にて検出してこれを監視することによりガス抜き弁８
の異常検知を行うようにしていることから、装置全体の
信頼性も高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す真空ダイカ
スト用金型の断面説明図。

【図２】図１に示したガス抜き弁を含む負圧吸引経路お
よび圧縮空気供給経路の詳細を示す説明図。

【図３】図２に示すガス抜き弁の左側面説明図。

【図４】図１に示す金型での負圧吸引時および圧縮空気
導入時の手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１…金型 ６…スリーブ ８…ガス抜き弁 １０…弁流路 １１…弁体 １３…油圧シリンダ １９…真空ポンプ（負圧吸引源） ２１…負圧吸引経路 ２３…真空圧センサ ２５…空気圧力源 ２７…圧縮空気供給経路 ２８…圧力センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 郡司 泰弘 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 4E093 KB04

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型への溶湯充填に先行するかもしくは
   溶湯充填と並行して、金型に付設されたガス抜き弁を介
   して金型内のガスを強制排気するようにしたダイカスト
   鋳造用金型のガス抜き装置において、 上記ガスの強制排気のための負圧吸引源を含む負圧吸引
   経路とは別に、上記ガス抜き弁の開弁状態において負圧
   吸引経路のうちガス抜き弁を含みつつ該ガス抜き弁より
   も金型寄りの部分にエアブローを施す圧縮空気供給経路
   を設けたことを特徴とするダイカスト鋳造用金型のガス
   抜き装置。
2. 【請求項２】 上記圧縮空気供給経路にはエアブロー時
   の圧力を監視する圧力センサが設けられていて、この圧
   力センサの出力に基づいてガス抜き弁の異常を検知する
   ようになっていることを特徴とする請求項１に記載のダ
   イカスト鋳造用金型のガス抜き装置。