JP2006082124A - ガス抜き装置の金型構造及びガス抜き方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 弁頭と弁座との間に溶湯の差込みが生ずることを防止し、バリの発生を防止するガス抜き装置の金型構造の提供。
【解決手段】 可動金型２０を構成する可動金型側張り板２１に対向する固定金型１０のガス抜き装置本体１２の位置には、流入規制部３３が設けられている。流入規制部３３は、弁頭３２に対向するガス抜き路１ａの位置の近傍であって溶湯が流入する位置に、弁座３１側から壁部２１Ｂ側へ向けて突出して設けられており、可動金型側張り板２１に対向する固定金型側張り板１１の分割面１１Ａに垂直な面で切った断面は略三角形状をなす。弁頭３２が弁座３１に当接した状態で、ガス抜き路１ａに流入してきた溶湯が弁頭３２の周縁部３２Ａに直接衝突することを阻止する。
【選択図】図２

Description

本発明はガス抜き装置の金型構造及びガス抜き方法に関し、特に、ダイカスト法に用いられるガス抜き装置の金型構造、及び当該ガス抜き装置の金型構造を用いて行うガス抜き方法に関する。

ダイカスト金型は固定金型と可動金型とを有しており、固定金型と可動金型との間には、ランナーが形成されている。ランナーの鉛直上方には、ゲートを介してキャビティが形成されている。固定金型の下部には鋳込みスリーブが挿入配置されており、ランナーに連通している。鋳込みスリーブには注湯口が形成されており、注湯口を介して被射出溶融物たる溶湯が注湯される。

鋳込みスリーブ内には、プランジャが摺動可能に収容されている。プランジャはプランジャロッドを介して射出シリンダに連結されており、射出シリンダを適宜駆動することにより、鋳込みスリーブ内を摺動する。射出シリンダのプランジャ側端部にはストライカが移動可能に取付けられており、ストライカの移動路途中の所定位置には、真空スタートリミットスイッチと、高速リミットスイッチとが配置されている。

キャビティの上端部には、キャビティに導通するガス抜き路が形成されている。ガス抜き路には、配管を介して真空吸引装置が連結されている。真空吸引装置は、電磁切換弁と、タンクと、真空ポンプと、駆動モータとから構成されている。電磁切換弁は切換位置を備えており、切換位置が切換わることにより、ガス抜き路と真空吸引装置とを連通させる。

ガス抜き路には開閉弁が介挿されている。開閉弁は、弁駆動機構によって開閉されるようになっている。即ち、開閉弁は、弁体とシャフトとから構成されていて、シャフトは、シリンダ内に摺動可能に収容されたピストンに連結されている。

シリンダにはコンプレッサが接続されており、コンプレッサからの圧縮空気は、電磁切換弁、配管を介してそれぞれシリンダの前部室又は後部室内に供給される。このことにより、ピストンを摺動させて、弁体をシート部に対して離接させ、弁の開閉を行う。電磁切換弁は切換位置を備えていて、何れかに切換わることにより、圧縮空気を前部室又は後部室に供給する。又、ガス抜き路には検知棒が設置されている。押し上げられてくる被射出溶融物を検知棒によって検出し、電気回路を介して電磁切替弁のオン・オフひいては開閉弁の開閉を制御する。

以上の構成を基にその作用を説明する。まず、開閉弁を開弁させた状態で、注湯口より被射出溶融物を注入する。同時に、射出シリンダを駆動してプランジャを摺動させる。プランジャの摺動により注湯口が閉塞され、さらに、ストライカによって真空スタートリミットスイッチが作動する。スタートリミットスイッチの作動に応答して、電気回路を介して電磁切換弁が切換位置に切換わる。この電磁切換弁の作動によって、ガス抜き路と真空吸引装置とが連通され、鋳込みスリーブ、ランナー、キャビティ内のガスが、ガス抜き路、配管を介して吸引・排出される。

プランジャがさらに摺動すると、被射出溶融物たる溶湯がキャビティ内に充満し、さらにガス抜き路内に押し出されて被射出溶融物が検知棒に接触する。すると、検知棒からの検知信号に応答して、電気回路を介して電磁切換弁が切換位置に切換えられる。そして、電磁切換弁の作動によってコンプレッサからの圧縮空気がシリンダの前部室内に供給され、ピストンは後退する。ピストンが所位置まで後退すると、弁体がシート部に着座して閉弁状態となる。この開閉弁の閉弁によってガス抜き路は遮断され、真空吸引装置による真空引きが停止される。

特公平８−４９０９号公報には、上述の開閉弁の弁体の形状に特徴を有するガス抜き装置の弁構造が記載されている。弁体を構成し金型側に形成された弁座に当接する弁頭は、弁座に対向して形成されたシート面と、シート面の反弁座側に角部を介して連続形成された被射出溶融物接触面部とを有している。弁座とシート面とにより形成される接触角は１゜以下であり、また、角部の傾斜角度は弁体に連結されている弁棒の長手方向に対して５゜以下である。この構成により、弁体によるシール性能を長期にわたって安定保持しようとする。
特公平８−４９０９号公報（１頁〜４頁、図１〜図３、図５〜図６、図８）

特公平８−４９０９号公報記載のガス抜き装置の弁構造では、弁体を上述の形状とすることにより弁体によるシール性能を長期にわたって安定保持しようとしていたが、実際には、互いに当接した状態の弁頭と弁座との間に溶湯の差込みが生じることがあり、バリが発生することがあった。従って、溶湯の差込みを防止し、バリが発生しないようにする必要がある。

そこで、本発明は、弁頭と弁座との間に溶湯の差込みが生ずることを防止し、バリの発生を防止するガス抜き装置の金型構造、及び当該ガス抜き装置の金型構造を用いて行うガス抜き方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は内部にキャビティが形成された金型１０、２０と、該金型１０、２０に形成され該キャビティと該金型１０、２０外部とを連通するガス抜き路１ａと、該ガス抜き路１ａを遮断可能に設けられた弁部３０とを有し、該弁部３０は、弁座３１と、周縁部３２Ａが該弁座３１に当接可能であり該周縁部３２Ａが該弁座３１に当接することにより該ガス抜き路１ａを遮断する弁頭３２とを備え、該金型２０内の該弁頭３２に対向する位置には、該ガス抜き路１ａを画成する壁部２１Ｂが設けられ、該ガス抜き路１ａは、該弁頭３２に対向する位置の該弁頭３２の上流側においては該弁頭３２の往復動方向に略垂直の方向に延出し、該弁頭３２に連結された弁棒３４を往復動させることにより該弁頭３２の該周縁部３２Ａが該弁座３１に離接するガス抜き装置の金型構造において、該弁頭３２が該弁座３１に当接した状態で該溶湯が該弁頭３２の該周縁部３２Ａに直接衝突することを阻止するための流入規制部３３が該弁座３１側から該壁部２１Ｂ側へ向けて突出して設けられているガス抜き装置の金型構造を提供している。

ここで、該弁頭３２に対向する該壁部２１Ｂの部分は該弁頭３２に向かって拡径する略ドーム状部２１ａを有し、該弁頭３２に対向する該ガス抜き路１ａの位置に流入する該溶湯を該略ドーム状部２１ａで反射して、該溶湯の流れの方向を該弁頭３２の往復動方向に略一致する方向に変えることが好ましい。

また、本発明は、上記ガス抜き装置の金型構造を用いて行うガス抜き方法を提供している。

本発明の請求項１記載のガス抜き装置の金型構造によれば、流入規制部が弁座側から壁部側へ向けて突出して設けられているため、弁頭が弁座に当接した状態で溶湯が弁頭の周縁部に直接衝突することを阻止することができ、互いに当接する弁頭と弁座との間の位置に隙間が発生することを防止することができる。このため、弁頭と弁座との間に溶湯の差込みが生ずることを防止し、バリの発生を防止することができる。

本発明の請求項２記載のガス抜き装置の金型構造によれば、弁頭に対向する壁部の部分は弁頭に向かって拡径する略ドーム状部を有しているため、弁頭に対向するガス抜き路の位置に流入する溶湯を略ドーム状部で反射して、溶湯の流れの方向を弁頭の往復動方向に略一致する方向に変えることができる。このため、弁頭の往復動方向に流れる溶湯により、弁頭が弁座に当接する方向に弁頭の略中央の部分を押圧することができ、弁頭が傾くことを効果的に防止することができる。

本発明の請求項３記載のガス抜き方法によれば、バリの発生を防止し、安定したガス抜きを行うことができる。

本発明の実施の形態によるガス抜き装置の金型構造及びガス抜き方法について図１乃至図２に基づき説明する。ガス抜き装置の金型構造を備えるダイカスト金型１は、ダイカストマシンに設けられており、図２に示されるように固定金型１０と可動金型２０とを有している。

金型内には固定金型１０と可動金型２０とにより画成される図示せぬキャビティが形成されており、図示せぬキャビティの鉛直上端部には、キャビティに連通するガス抜き路１ａ（図１）が形成されている。図１においては、図の下方の位置において、ガス抜き路１ａは図示せぬキャビティに連通している。ガス抜き路１ａには、図示せぬ配管を介して図示せぬキャビティの外部に設けられた図示せぬ真空吸引装置が連結されている。図示せぬ真空吸引装置は、図示せぬ電磁切換弁と、タンクと、真空ポンプと、駆動モータとから構成されている。図示せぬ電磁切換弁は切換位置を備えており、切換位置が切換わることにより、図示せぬガス抜き路１ａと図示せぬ真空吸引装置とを連通させる。そして、連通した状態で図示せぬ真空ポンプが駆動することにより、ガス抜き路１ａの図示せぬキャビティ寄りの側を上流側とし後述の弁部３０寄りの側を下流側としてガス抜き路１ａ内をガス及び溶湯が流れるように構成されている。ガス抜き路１ａ内であって図示せぬキャビティに接続されている位置と後述の弁部３０が設けられている位置との間の所定の位置には、図示せぬ検知棒が設置されており、ガス抜き路１ａ内を押し上げられてくる溶湯を検知棒によって検出し、後述のシリンダを駆動させるように構成されている。

図示せぬキャビティに接続されているガス抜き路１ａの図示せぬ一端から所定の位置１ｂに至るまでのガス抜き路１ａの部分は、図２に示されるように、固定金型１０を構成する図示せぬ固定ホルダに保持された固定金型側張り板１１と、可動金型２０を構成する可動ホルダ２２に保持された可動金型側張り板２１との分割面１１Ａ、２１Ａの位置において、これら固定金型側張り板１１と可動金型側張り板２１とによって画成されている。より具体的には、固定金型側張り板１１の分割面１１Ａは平面であり、可動金型側張り板２１の分割面２１Ａには溝１１ａが形成されており、可動金型側張り板２１の溝１１ａが形成された当該部分と固定金型側張り板１１の当該平面の部分とにより、図示せぬキャビティに接続されているガス抜き路１ａの一端から所定の位置１ｂに至るまでのガス抜き路１ａの部分が画成されている。

この図示せぬキャビティに接続されているガス抜き路１ａの図示せぬ一端から所定の位置１ｂに至るまでのガス抜き路１ａの部分は、図１に示される下方から順に見てゆくと、１本の通路により構成されていたものが途中の分岐部１ｃで二股に分岐している。このように二股に分岐して、後述のようにガス抜き路１ａに流入した溶湯が、後述の弁部３０に対して図１の左右対称の方向から流れてくるようにすることにより、溶湯の流れを遅くすることができ、後述のように弁頭３２と弁座３１との間に溶湯が差込むことをより効果的に防止することができる。

可動金型側張り板２１に対向する固定金型側張り板１１の部分であってガス抜き路１ａの当該所定の位置１ｂに相当する位置には、図２に示されるように凹部１ｄが形成されており、凹部１ｄにはガス抜き装置本体１２が着脱可能であり、図２の紙面の表から裏へと向う方向から嵌挿されて設けられている。ガス抜き路１ａの当該所定の位置１ｂよりも下流側の部分、即ち、図２におけるガス抜き路１ａの、固定金型側張り板１１の分割面１１Ａよりも下の部分は、図２に示されるように、固定金型側張り板１１と可動金型側張り板２１との分割面１１Ａ、２１Ａ、及びガス抜き路１ａの当該所定の位置１ｂよりも上流側の部分に対して略垂直に折れ曲がり、図２の下方へ指向し、ガス抜き装置本体１２内に形成された内部通路１２ａに連通している。内部通路１２ａの図示せぬ下流端は前述の図示せぬ真空吸引装置に接続された図示せぬ配管に接続されている。

ガス抜き路１ａを画成するガス抜き装置本体１２の、可動金型側張り板２１に対向する位置は弁部３０が設けられている。弁部３０は弁座３１と弁頭３２とを備えており、弁座３１はガス抜き路１ａの一部を画成し、ガス抜き路１ａの断面形状と略一致する円形状をなしている。弁座３１は、図２に示されるように、可動金型側張り板２１に対向する固定金型側張り板１１の分割面１１Ａよりも若干ガス抜き路１ａの下流側、即ち、図２における下側に後退した位置に配置されている。弁頭３２は、弁座３１に対向する位置であってガス抜き路１ａの上流側に配置されている。弁頭３２は、弁座３１の形状に略一致する円形状をなしており、周縁部３２Ａ全体が弁座３１に当接可能である。周縁部３２Ａが弁座３１に当接することによりガス抜き路１ａを遮断するように構成されている。

円形状をした弁頭３２の中央の位置３２Ｂには、弁棒３４が設けられている。弁棒３４は、ガス抜き路１ａの下流側方向に向けて弁頭３２に対して垂直に延出しており、図示せぬシリンダに接続されている。図示せぬシリンダには図示せぬコンプレッサが接続されており、図示せぬコンプレッサからの圧縮空気は、図示せぬ電磁切換弁、図示せぬ配管を介してそれぞれ図示せぬシリンダの図示せぬ前部室又は図示せぬ後部室内に供給される。このことにより、図示せぬシリンダ内のピストンを摺動させて、弁頭３２を弁座３１に対して水平方向、即ち、図２の上下方向に往復動させて離接させ、弁部３０の開閉を行う。前述の図示せぬ検知棒によるガス抜き路１ａ内の溶湯の検知によって図示せぬシリンダが駆動し始め、弁頭３２が弁座３１に当接して、ガス抜き路１ａが遮断される。図示せぬ電磁切換弁は切換位置を備えていて、何れかに切換わることにより、圧縮空気を図示せぬシリンダ内の前部室又は後部室に供給する。

前述のようにガス抜き路１ａは、所定の位置１ｂ、即ち、ガス抜き路１ａの弁頭３２に略対向する位置において略垂直に折れ曲がっているため、ガス抜き路１ａの弁頭３２に対向する位置の、弁頭３２の上流側においては、図２に示されるように、弁頭３２の往復動方向に略垂直の方向にガス抜き路１ａが延出している。可動金型側張り板２１に対向する固定金型側張り板１１の分割面１１Ａに垂直な方向から見たときには、図１に示されるように、ガス抜き路１ａは弁部３０を中心として対称の方向、即ち、図１における左右対称の方向に延出している。弁頭３２に対向する可動金型側張り板２１の部分はガス抜き路１ａを画成する壁部２１Ｂをなし、ガス抜き路１ａに流入したガス及び溶湯は、弁部３０に対して図１の左右対称の方向から流れてくるように構成されている。

可動金型側張り板２１に対向するガス抜き装置本体１２の位置には流入規制部３３が設けられている。流入規制部３３は、弁頭３２に対向するガス抜き路１ａの位置の近傍であって溶湯が流入する位置に、溶接又はロウ付けによりガス抜き装置本体１２に固着されて設けられている。より具体的には、図１に示されるように、弁部３０の位置を中心として左右対称の位置にガス抜き路１ａが形成されているため、可動金型側張り板２１に対向するガス抜き装置本体１２の位置であって図１、図２に示される左右対称の位置に、それぞれ１つずつ設けられている。

流入規制部３３は、弁座３１側、即ち固定金型１０の側から、壁部２１Ｂ側、即ち可動金型２０の側へ向けて突出して設けられており、図２に示されるように、可動金型側張り板２１に対向する固定金型側張り板１１の分割面１１Ａに垂直な面で切った断面は略三角形状をなしている。弁頭３２に対向していない略三角形状の第１の辺３３Ａと、固定金型側張り板１１の分割面１１Ａとのなす角は４５°であり、固定金型側張り板１１の分割面１１Ａから流入規制部３３の延出端までの高さは５ｍｍである。なお、後述のドーム状部２１ａが形成されていないガス抜き路１ａの部分の、流入規制部３３の延出方向におけるガス抜き路１ａの高さ、即ち図２の上下方向におけるガス抜き路１ａの幅は１３ｍｍである。流入規制部３３が設けられているため、弁頭３２が弁座３１に当接した状態で、ガス抜き路１ａに流入してきた溶湯が弁頭３２の周縁部３２Ａに直接衝突することを阻止することができる。

弁頭３２に対向する壁部２１Ｂの部分、即ち、弁頭３２に対向する可動金型側張り板２１の部分は略ドーム状部２１ａを有している。略ドーム状部２１ａは、ガス抜き路１ａを画成する可動金型側張り板２１に形成された凹状をなし弁頭３２に向かって拡径している。固定金型１０と可動金型２０とを結ぶ方向、即ち、図２の上下方向における略ドーム状部２１ａの凹状の部分の最深部の深さは、７．５ｍｍである。弁頭３２に対向するガス抜き路１ａの位置に流入してきた溶湯を、略ドーム状部２１ａで反射して、溶湯の流れの方向を弁頭３２の往復動方向に略一致する方向に変えるように構成されている。

ガス抜き方法においては、図示せぬキャビティ内に溶湯が充填された後に溶湯は、先ずガス抜き路１ａ内に流入し、ガス抜き路１ａ内を図１における下方から矢印に示される方向に流れて行く。そして、ガス抜き路１ａ内に配置された図示せぬ検知棒によって溶湯が検知されると、図１に示される弁頭３２が開いた状態から弁頭３２が図２における下方へと移動して弁座３１に当接し、ガス抜き路１ａが遮断される。そして溶湯は、分岐部１ｃにおいて分岐してガス抜き路１ａ内を流れて行き、ガス抜き路１ａ内の弁頭３２に対向する位置へ、弁頭３２の往復動方向に略垂直の方向、即ち、図１の紙面の表面と裏面とを結ぶ方向に略垂直の方向であって図１に示される左右の方向から流入する。

このとき溶湯の流れる方向は、図２の矢印で示されるように、流入規制部３３によって弁座３１側から壁部２１Ｂの略ドーム状部２１ａの側へ、換言すれば固定金型側張り板１１の側から可動金型側張り板２１の側へと変えられ、溶湯は略ドーム状部２１ａに衝突し略ドーム状部２１ａによって反射されて、溶湯の流れは弁頭３２の往復動方向に略一致する方向に変えられる。このことにより溶湯が弁頭３２に衝突するときに、弁頭３２の周縁部３２Ａに直接衝突することを阻止することができる。そして、弁頭３２に衝突する溶湯は、弁頭３２の略中央の位置３２Ｂに直接衝突し、このことにより、弁頭３２を弁座３１へと押圧し、弁頭３２が傾くことを防止し、弁頭３２と弁座３１との間に隙間が生ずることを防止することができる。この結果、弁頭３２と弁座３１との間に溶湯の差込みが生ずることを防止し、バリの発生を防止することができる。

本発明によるガス抜き装置の金型構造及びガス抜き方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、弁頭３２に対向する壁部２１Ｂの部分は、凹状をなす略ドーム状部２１ａを有していたが、凹状をなさずに略ドーム状部２１ａを有していなくてもよい。

また、ガス抜き路１ａの一部であって図示せぬキャビティに接続されているガス抜き路１ａの一端から所定の位置１ｂに至るまでの部分は、可動金型側張り板２１の溝１１ａが形成された部分と、固定金型側張り板１１の平面の部分とにより画成されていたが、この構成に限定されない。例えば、固定金型側張り板に形成された溝の部分と、可動金型側張り板の平面の部分とにより画成されてもよく、また、固定金型側張り板に形成された溝の部分と、可動金型側張り板に形成された溝の部分とにより画成されてもよい。また、固定金型側張り板、可動金型側張り板が、固定金型、可動金型にそれぞれ設けられていない金型の構成であってもよい。この場合には、固定金型側張り板、可動金型側張り板に代えて固定金型側張り板、可動金型側張り板以外の固定金型、可動金型を構成する部分、例えば、固定ホルダ、可動ホルダ等によってガス抜き路が画成されればよい。

また、ガス抜き路１ａは弁部３０を中心として対称の方向、即ち、図１における左右対称の方向に延出していたが、これに限定されない。ガス抜き路は、所定の位置、即ち、ガス抜き路の弁頭に略対向する位置において略垂直に折れ曲がっていればよく、例えば、図１の左方向にのみ延出していてもよい。

本発明のガス抜き装置の金型構造及びガス抜き方法は、ダイカスト金型におけるガス抜き装置の金型構造、及び当該ガス抜き装置の金型構造を用いて行うガス抜き方法の分野において有用である。

本発明の実施の形態によるガス抜き装置の金型構造の、固定金型側張り板と可動金型側張り板との分割面の位置において可動金型の方向を見た部分断面図。 本発明の実施の形態によるガス抜き装置の金型構造の弁部の部分を示す要部断面図。

符号の説明

１ ガス抜き装置の金型構造
１ａ ガス抜き路
２１Ｂ 壁部
２１ａ 略ドーム状部
３０ 弁部
３１ 弁座
３２ 弁頭
３２Ａ 周縁部
３３ 流入規制部

Claims (3)

1. 内部にキャビティが形成された金型と、
   該金型に形成され該キャビティと該金型外部とを連通するガス抜き路と、
   該ガス抜き路を遮断可能に設けられた弁部とを有し、
   該弁部は、弁座と、周縁部が該弁座に当接可能であり該周縁部が該弁座に当接することにより該ガス抜き路を遮断する弁頭とを備え、
   該金型内の該弁頭に対向する位置には、該ガス抜き路を画成する壁部が設けられ、
   該ガス抜き路は、該弁頭に対向する位置の該弁頭の上流側においては該弁頭の往復動方向に略垂直の方向に延出し、
   該弁頭に連結された弁棒を往復動させることにより該弁頭の該周縁部が該弁座に離接するガス抜き装置の金型構造において、
   該弁頭が該弁座に当接した状態で該溶湯が該弁頭の該周縁部に直接衝突することを阻止するための流入規制部が該弁座側から該壁部側へ向けて突出して設けられていることを特徴とするガス抜き装置の金型構造。
2. 該弁頭に対向する該壁部の部分は該弁頭に向かって拡径する略ドーム状部を有し、該弁頭に対向する該ガス抜き路の位置に流入する該溶湯を該略ドーム状部で反射して、該溶湯の流れの方向を該弁頭の往復動方向に略一致する方向に変えることを特徴とする請求項１記載のガス抜き装置の金型構造。
3. 請求項１又は請求項２記載のガス抜き装置の金型構造を用いて行うことを特徴とするガス抜き方法。

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