JP2013248658A - 真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】故障の少ないバルブ装置を提供する。
【解決手段】ダイカスト金型６５のキャビティ７５と真空装置４０とを繋ぐ経路上に設けられて、キャビティ７５に充填される金属溶湯Ｍの真空装置４０側への流入を阻止するバルブ装置１０であって、キャビティ７５から吸引された流体が通流する溶湯通路７７と、溶湯通路７７外に位置して真空装置４０側への流体の流入を許可する初期位置と、溶湯通路７７を横断して真空装置４０側への流体の流入を阻止する被駆動位置との間で進退移動可能に設けられた閉鎖バルブ３０と、閉鎖バルブ３０を、被駆動位置に向けて付勢する圧縮流体を供給するポンプ８０と、溶湯通路７７に流入した金属溶湯Ｍにより、閉鎖バルブ３０への圧縮流体の供給を遮断する初期位置から、圧縮流体の供給を許可する被駆動位置に移動させられる作動ピストン２０と、を備える構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置に関する。

ダイカスト鋳造法は、薄肉で精密な鋳物製品を大量に生産する方法として知られており、ダイカスト金型に形成されたキャビティに、高速・高圧で金属溶湯を充填する鋳造技術である。このダイカスト鋳造法では、キャビティ内に金属溶湯を充填する際に、キャビティ７５内にあらかじめ存在したガス（空気など）が金属溶湯に巻き込まれて、鋳物製品に鋳巣などを生じることがある。かかる場合、鋳造製品の強度が低下するため、鋳造製品の品質が低下してしまう。
そこで、従来より、ガスが金属溶湯に巻き込まれることを防止するために、真空ポンプ等でキャビティ内のガスを外部に排出させながら、金属溶湯をキャビティ内に充填するようにした鋳造方法（真空ダイカスト鋳造法）が知られている。そして、この真空ダイカスト鋳造法は、真空ダイカスト鋳造装置を用いて行われる。

図４は、従来の真空ダイカスト鋳造装置におけるバルブ装置１００ａ（「真空バルブ」や「ガス抜き装置」とも称される装置）である。
バルブ装置１００ａは、固定部１１ａと可動部１２ａとの間に形成される溶湯通路７７ａを有しており、図示しない真空装置によりキャビティから吸引されたガスが、この溶湯通路７７ａを通って排気流路４５ａから排出されるようになっている。

ここで、溶湯通路７７ａには、キャビティを満たしたのちの金属溶湯も、ガスの他に流入するので、バルブ装置１００ａは、流入した金属溶湯が真空装置側に排出されないようにするための閉鎖バルブ３０と、この閉鎖バルブ３０を駆動するための駆動機構（作動ピストン２０ａ、レバー５、バネ受け６、コイルバネ７）と、を備えている。

バルブ装置１００ａでは、溶湯通路７７ａと排気流路４５ａとが、閉鎖バルブ３０を収容するシリンダ室３５を介して接続されており、シリンダ室３５内において閉鎖バルブ３０は、弁体部３１ａを弁座１６ａから離間させた初期位置と、弁体部３１ａを弁座１６ａに着座させた被駆動位置と、の間で進退移動可能に設けられている。
この閉鎖バルブ３０の図中右側には、固定部１１ａ内で支点ｃで回動可能に支持されたレバー５が嵌合しており、閉鎖バルブ３０は、このレバー５にバネ受け６を介して作用するコイルバネ７の付勢力により、弁体部３１ａを弁座１６ａから離間させた初期位置に保持されるようになっている。

溶湯通路７７ａにおけるシリンダ室３５よりも上流側には、この溶湯通路７７ａに連通してシリンダ室２５ａが設けられており、このシリンダ室２５ａ内では、作動ピストン２０ａが進退移動可能に収容されている。
この作動ピストン２０ａの図中右側の一端は、前記したレバー５に当接しており、溶湯通路７７ａに流入した金属溶湯が、図中左側のピストン頭頂面２１ａに衝突して、作動ピストン２０ａが図中右側に押し込まれると、閉鎖バルブ３０が、この作動ピストン２０ａの移動に連動して図中右側に押し込まれるようになっている。
そうすると、閉鎖バルブ３０の弁体部３１ａが弁座１６ａに着座して、溶湯通路７７ａと排気流路４５との連通が遮断されるので、溶湯通路７７ａに流入した金属溶湯が、排気流路４５を通って真空装置側に排出されないようになる。

このような機械式のレバーによる閉鎖バルブの閉止機構を備えた真空ダイカスト鋳造装置（減圧鋳造システム）のバルブ装置が、例えば特許文献１に開示されている。

特開２０１０−１１０７７４号公報

ところが、従来の機械式のレバー機構を用いたバルブ装置では、高速・高圧で充填される金属溶湯の衝突力（付勢力）によってレバーを駆動させる構成となっており、この衝突力によりレバーが破損し易いという問題があった。
また、ダイカスト金型を予熱する目的でキャビティに金属溶湯を注入する際（いわゆる「捨て打ち」の際）には、金属溶湯が低速・低圧でキャビティに充填されことになる。しかし、このときの金属溶湯の衝突力（付勢力）が、コイルバネ７の付勢力に抗して作動ピストンを押し込むことができるほど高くない場合には、閉鎖バルブにより、溶湯通路と排気流路との連通を遮断することができないために、金属溶湯が真空装置側に引き込まれて、バルブ装置ひいては真空ダイカスト鋳造装置が故障してしまう虞がある。

本願発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ダイカスト金型内に金属溶湯を充填する際には、キャビティ内のガスを真空装置側に流入させ、キャビティが金属溶湯で満たされたのちは、金属溶湯を真空装置側に流入させないバルブ装置であって、故障し難いバルブ装置を提供することを目的とする。

本発明は、ダイカスト金型のキャビティと真空装置とを繋ぐ経路上に設けられて、前記キャビティに充填される金属溶湯の前記真空装置側への流入を阻止する真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置であって、
前記キャビティから吸引された流体が通流する流路と、
前記流路外に位置して前記真空装置側への前記流体の流入を許可する初期位置と、前記流路を横断して前記真空装置側への前記流体の流入を阻止する被駆動位置との間で進退移動可能に設けられた閉鎖バルブと、
前記閉鎖バルブを、前記被駆動位置に向けて付勢する圧縮流体を供給するポンプと、
前記流路における前記閉鎖バルブよりも前記キャビティ側に流入した前記金属溶湯により、前記閉鎖バルブへの前記圧縮流体の供給を遮断する初期位置から、前記閉鎖バルブへの前記圧縮流体の供給を許可する被駆動位置に移動させられる作動部材と、を備える構成とした。

本発明によれば、作動部材が、バルブ装置の流路内に流入した金属溶湯により、被駆動位置に移動させられると、閉鎖バルブが、ポンプからの圧縮流体により被駆動位置に移動させられる。
作動部材は、金属溶湯が通流する流路において閉鎖バルブよりもキャビティ側の上流に位置しているので、金属溶湯が作動部材を被駆動位置に移動させるまでの間は、ダイカスト金型のキャビティから吸引された流体が、流路を通って真空装置側に流入し、作動部材が被駆動位置に移動させられると、この作動部材の移動に連動して閉鎖バルブが被駆動位置に移動させられて、真空装置側への流体の流入が阻止される。
そして、従来のバルブ装置のように、閉鎖バルブを移動させるために、作動ピストンが受けた金属溶湯Ｍの衝突力（付勢力）を閉鎖バルブに伝達するための部品（レバーやバネなど）を設ける必要がなく、金属溶湯の衝突力を受ける部品が、作動ピストン２０のみとなるので、金属溶湯Ｍの衝突力に起因する故障の発生を従来のバルブ装置よりも抑制できる。
よって、ダイカスト金型内に金属溶湯を充填する際には、キャビティ内のガスを真空装置側に流入させ、キャビティが金属溶湯で満たされたのちは、金属溶湯を真空装置側に流入させないバルブ装置であって、故障し難いバルブ装置となる。

本実施形態のバルブ装置が装着された真空ダイカスト鋳造装置を示す構成図である。 本実施形態のバルブ装置の閉鎖バルブが、初期位置に配置された状態を示す断面図である。 本実施形態のバルブ装置の閉鎖バルブが、被駆動位置に移動させられた状態を示す断面図である。 従来のバルブ装置を示す断面図である。

図１は、本実施形態に係るバルブ装置１００が装着された真空ダイカスト鋳造装置２００を示す構成図である。
真空ダイカスト鋳造装置２００は、内部にキャビティ７５が形成されたダイカスト金型６５と、このダイカスト金型６５を保持するホルダ６０と、ダイカスト金型６５のキャビティ７５内に金属溶湯Ｍを充填する加圧充填装置７０と、キャビティ７５内に金属溶湯Ｍを充填する際にキャビティ７５内のガスを吸引する真空装置４０と、キャビティ７５と真空装置４０とを繋ぐ経路上に設けられたバルブ装置１００と、を備えて構成される。

真空ダイカスト鋳造装置２００では、鋳造製品に鋳巣などが生じることを防止するために、真空装置４０を用いてダイカスト金型６５のキャビティ７５内のガス（空気など）を外部に排出させながら、キャビティ７５内への金属溶湯Ｍの充填が行われるようになっている。この真空ダイカスト鋳造装置２００においてバルブ装置１００は、キャビティ７５内を満たしたのちの金属溶湯Ｍが真空装置４０側に流入することを防止するために設けられている。

以下、真空ダイカスト鋳造装置２００の各部の構成を説明する。
ダイカスト金型６５は、固定金型６６と、この固定金型６６に対して接離可能に設けられた可動金型６７とを備えて構成される。
固定金型６６と可動金型６７の互いの合わせ面（パーティング面）Ｐｔには、それぞれ溝６８、溝６９が設けられており、固定金型６６と可動金型６７とが接合された際に、これら溝６８、溝６９により、鋳造製品の形状に対応したキャビティ７５が形成されるようになっている。

ホルダ６０は、固定ホルダ６１と、この固定ホルダ６１に対して接離可能に設けられた可動ホルダ６２と、を備えて構成される。
固定ホルダ６１と可動ホルダ６２の互いの合わせ面（パーティング面）Ｐｔには、ダイカスト金型６５を保持するための凹部６３、６４が設けられており、この凹部６３、６４には、固定金型６６と可動金型６７とが、それぞれ保持されている。
固定金型６６と可動金型６７は、それぞれ固定ホルダ６１と可動金型６７に一体に組み付けられており、可動ホルダ６２が固定ホルダ６１から離れる方向（図１において左方向）に移動すると、可動ホルダ６２で保持された可動金型６７が、固定ホルダ６１で保持された固定金型６６から、合わせ面Ｐｔを境にして分離するようになっている。

固定ホルダ６１と可動ホルダ６２の合わせ面Ｐｔには、キャビティ７５内に金属溶湯Ｍを供給するための溶湯通路７４と、主としてキャビティ７５内のガスを排出させるための溶湯通路７６と、が形成されている。
溶湯通路７４は、ダイカスト金型６５の下部から、合わせ面Ｐｔに沿って直線状に下方に延びており、キャビティ７５と加圧充填装置７０とを連通させている。
溶湯通路７６は、ダイカスト金型６５の上部から、合わせ面Ｐｔに沿って直線状に上方に延びており、キャビティ７５とバルブ装置１００の溶湯通路７７とを連通させている。

加圧充填装置７０は、固定ホルダ６１の下部に設けられており、合わせ面Ｐｔの直交方向に延びるスリーブ７１と、スリーブ７１内で水平方向に摺動移動可能に設けられたプランジャ７２と、を備えて構成される。
スリーブ７１の一端側は、固定ホルダ６１の外部に突出しており、この突出した部分の上側の側面には、アルミニウム合金の金属溶湯Ｍを注入するための給湯穴７３が形成されている。
スリーブ７１内に注入された金属溶湯Ｍは、プランジャ７２が可動ホルダ６２側（図中左側）に押し込まれると、溶湯通路７４内に押し出されるようになっており、この際に、プランジャ７２により加圧された金属溶湯Ｍが、高速・高圧で溶湯通路７４内に流入するようになっている。

真空装置４０は、ダイカスト金型６５のキャビティ７５内のガスを吸引するために、真空タンク４２と真空ポンプ４１とを備えており、流路４４を介してバルブ装置１００に接続されている。流路４４には、流路４４内のガスの流れを遮断するための弁４３が設けられており、真空ポンプ４１の駆動時に弁４３が開かれると、キャビティ７５内のガスが、前記した溶湯通路７６と、バルブ装置１００と、流路４４とを介して、真空装置４０側に吸引されるようになっている。

バルブ装置１００は、ダイカスト金型６５のキャビティ７５と真空装置４０とを繋ぐ経路上に設けられており、固定部１１と、この固定部１１に対して接離可能に設けられた可動部１２とを備えて構成される。
バルブ装置１００は、ホルダ６０の上部において、固定ホルダ６１と可動ホルダ６２とに跨って設けられている。固定部１１と可動部１２は、それぞれ固定ホルダ６１と可動ホルダ６２に固定されており、可動ホルダ６２を固定ホルダ６１から分離させると、可動部１２と固定部１１は、合わせ面Ｐｔを境にして分離するようになっている。

以下、バルブ装置１００について詳しく説明する。
図２は、バルブ装置１００の断面図であり、作動ピストン２０と閉鎖バルブ３０とが、それぞれ初期位置に配置された状態であって、閉鎖バルブ３０が、真空装置４０側へのガス（流体）の流入を許可する位置に配置されている状態を示す図である。
図３は、バルブ装置１００の断面図であり、作動ピストン２０と閉鎖バルブ３０とが、それぞれ被駆動位置に配置された状態であって、閉鎖バルブ３０が、真空装置４０側へのガス（流体）の流入を阻止する位置に配置されている状態を示す図である。

バルブ装置１００では、固定部１１と可動部１２の対向面に、それぞれ溝７７１、７７２が形成されており、固定部１１と可動部１２とが接合された際に、これら溝７７１、７７２により、溶湯通路７７が形成されるようになっている。
溶湯通路７７は、固定部１１と可動部１２の合わせ面Ｐｔに沿って、バルブ装置１００内を上下方向に延びており、この溶湯通路７７の上流側（キャビティ７５側）には、作動ピストン２０を収容するシリンダ室２５が、溶湯通路７７に連通して設けられている。
また、溶湯通路７７の下流側（真空装置４０側）には、閉鎖バルブ３０を収容するシリンダ室３５が、溶湯通路７７に連通して設けられている。

シリンダ室２５、３５は、それぞれ、固定部１１を合わせ面Ｐｔ（図１参照）の略直交方向に貫通して形成されており、これらシリンダ室２５、３５内では、作動ピストン２０と閉鎖バルブ３０とが、それぞれ軸線Ｘ１、Ｘ２方向に進退移動可能に設けられている。

シリンダ室２５、３５の内径は、長手方向における途中位置を境にして異なっており、可動部１２側（図中左側）に小径部２５Ａ、３５Ａが、可動部１２とは反対側（図中右側）に大径部２５Ｂ、３５Ｂが、それぞれ位置している。そして、大径部２５Ｂ、３５Ｂの図中右側の開口は、裏蓋１４、１５により封止されている。

シリンダ室２５の大径部２５Ｂは、固定部１１内に設けた流路９１、９２と、前記したシリンダ室３５の大径部３５Ｂとを介して、ポンプ９０に接続されており、この大径部２５Ｂ内は、ポンプ９０からの圧縮空気が供給されるエア室９５となっている。
また、シリンダ室３５の大径部３５Ｂは、固定部１１内に設けた流路８１、８２と、前記したシリンダ室２５の小径部２５Ａとを介して、ポンプ８０に接続されている。この大径部３５Ｂ内は、後記する閉鎖バルブ３０のフランジ部３２により二つに区画されており、小径部３５Ａ側が、ポンプ９０からの圧縮空気が通過するエア室９３、裏蓋１５側が、ポンプ８０からの圧縮空気が供給されるエア室８３となっている。

作動ピストン２０は、小径部２５Ａの内径と整合する外径の軸部２３と、大径部２５Ｂの内径と整合する外径のフランジ部２２と、フランジ部２２を挟んで軸部２３とは反対側に位置する当接部２６と、を有しており、当接部２６の外径は、軸部２３の外径よりも大きく、かつフランジ部２２の外径よりも小さい径に設定されている。
作動ピストン２０は、フランジ部２２を、小径部２５Ａと大径部２５Ｂとの間の段部１８に当接させた初期位置（図２参照）と、当接部２６の当接面２６Ａを裏蓋１４に当接させた被駆動位置（図３参照）との間で、進退移動可能に設けられている。

軸部２３の溶湯通路７７側（図中左側）の先端面２１は、合わせ面Ｐｔに対して略平行な平坦面となっており、溶湯通路７７内に流入した金属溶湯Ｍが衝突する衝突面となっている。
実施の形態では、溶湯通路７７のシリンダ室２５よりも上流側に、湾曲部７７Ａが設けられており、溶湯通路７７内に流入した金属溶湯Ｍが、可動部１２側を迂回したのち、軸線Ｘ１の軸方向から作動ピストン２０の先端面２１に衝突するようになっている。
そのため、キャビティ７５側から流入した金属溶湯Ｍが先端面２１に衝突すると、作動ピストン２０は、衝突力（付勢力）で図中右側に押し込まれて、当接部２６の当接面２６Ａを裏蓋１４に当接させた被駆動位置まで移動させられるようになっている。

作動ピストン２０の軸部２３では、長手方向における途中位置に、当該軸部２３よりも小径の小径溝部２４が設けられており、この小径溝部２４は、軸線Ｘ１周りの周方向の全周に亘って設けられている。
軸線Ｘ１の軸方向における小径溝部２４の両側には、Ｏリング２７が外嵌して取り付けられる凹溝２３ａが設けられている。
Ｏリング２７は、ポンプ８０からの圧縮空気がシリンダ室２５に漏出しないようにするために設けられている。

実施の形態では、流路８１と流路８２とが、軸線Ｘ１の直交方向から小径部２５Ａに接続されており、流路８１と流路８２との連通と遮断が、軸部２３に設けた小径溝部２４により行われるようになっている。
そのため、この小径溝部２４は、作動ピストン２０が初期位置（図２参照）に配置されているときに流路８１、８２に重ならない位置であって、被駆動位置（図３参照）まで移動させられた際に、流路８１、８２に重なる位置（整合する位置）に設けられている。

フランジ部２２の裏蓋１４側の面２２Ｂは、ポンプ９０からエア室９５内に供給される圧縮空気の受圧面となっており、バルブ装置１００内に流入した金属溶湯Ｍにより作動ピストン２０が図中右側に移動させられるまでの間は、作動ピストン２０は、エア室９５内に供給される圧縮空気により、フランジ部２２を段部１８に当接させた初期位置に保持されるようになっている。

閉鎖バルブ３０は、小径部３５Ａの内径と整合する外径の軸部３４と、大径部３５Ｂの内径と整合する外径のフランジ部３２と、フランジ部３２を挟んで軸部３４とは反対側に位置する当接部３６と、を有しており、当接部３６の外径は、軸部３４の外径と略同じで、かつフランジ部３２の外径よりも小さい径に設定されている。

シリンダ室３５内において閉鎖バルブ３０は、軸部３４に設けた弁体部３１を溶湯通路７７の外部に位置させた初期位置（図２参照）と、弁体部３１を溶湯通路７７内に突出させた被駆動位置（図３参照）との間で、進退移動可能に設けられている。

軸部３４の長手方向における途中位置には、小径部３３が設けられており、軸部３４における小径部３３よりも先端側が、溶湯通路７７を閉止するための弁体部３１となっている。
小径部３３は、軸部３４の肉抜きのために設けられており、この小径部３３が設けられることで、閉鎖バルブ３０の質量を低減させて、閉鎖バルブ３０のシリンダ室３５内の進退移動を容易にしている。

弁体部３１の溶湯通路７７との対向面には、溶湯通路７７側に突出する凸部３１Ａが設けられている。そして、可動部１２のシリンダ室３５と対向する部位には、弁体部３１の凸部３１Ａが接離する弁座１６が設けられており、この弁座１６は、凸部３１Ａの形状に対応した形状に形成されている。
実施の形態では、軸線Ｘ２の軸方向において弁座１６は、溶湯通路７７（溝７７２）の表面から、固定部１１から離れる側（図中左側）に相当程度へこんだ位置に形成されており、弁体部３１が弁座１６に当接したときに、弁体部３１の側面３１Ｂで溶湯通路７７が塞がれるようになっている。

実施の形態では、流路９１と流路９２とが、軸線Ｘ２の直交方向から大径部３５Ｂに接続されており、流路９１と流路９２との連通と遮断が、フランジ部３２により行われるようになっている。
そのため、これら流路９１、９２は、閉鎖バルブ３０が初期位置（図２参照）に配置されているときにフランジ部３２と重ならない位置であって、被駆動位置（図３参照）まで移動させられた際に、流路８１、８２に重なる位置（整合する位置）に設けられている。

フランジ部３２の裏蓋１５側の面３２Ｂは、エア室８３内に供給される圧縮空気の受圧面となっており、反対側の面３２Ａは、エア室９３内を通過する圧縮空気の受圧面となっている。

エア室９３内への圧縮空気の供給は、閉鎖バルブ３０が初期位置（図２参照）に配置されているときに行われるようになっており、この状態において閉鎖バルブ３０は、エア室９５内に供給される圧縮空気により、当接部３６の当接面３６Ａを裏蓋１５に当接させて、反対側の弁体部３１を溶湯通路７７の外部に位置させた初期位置（図３参照）に保持されるようになっている。

また、エア室８３内への圧縮空気の供給は、バルブ装置１００内に流入した金属溶湯Ｍにより作動ピストン２０が図中右側に移動させられて、流路８１と流路８２とが作動ピストン２０の小径溝部２４を介して連通すると行われるようになっており、閉鎖バルブ３０は、エア室８３内に圧縮空気が供給されると、図中左側に押されて、弁体部３１を弁座１６に当接させた被駆動位置まで移動させられるようになっている。

この状態において弁体部３１は、溶湯通路７７を横切って、その側面３１Ｂで溶湯通路７７を塞いでおり、溶湯通路７７のシリンダ室２５よりも下流側に流入した金属溶湯Ｍは、この弁体部３１により、排気流路４５側の下流への流入が阻止されるようになっている。

固定部１１における上部側（シリンダ室３５よりも下流側）では、可動部１２との対向面に凹部１９が設けられており、この凹部１９には、排気アタッチメント１３が着脱自在に設けられている。
排気アタッチメント１３は、溶湯通路７７と流路４４とを連通させる排気流路４５をその内部に有しており、排気流路４５は、溶湯通路７７におけるシリンダ室３５よりも真空装置４０側で溶湯通路７７に接続されている。

実施の形態では、排気流路４５を、シリンダ室３５ではなく、溶湯通路７７におけるシリンダ室３５よりも下流側に接続したので、仮に閉鎖バルブ３０（弁体部３１）による溶湯通路７７の閉鎖に失敗しても、金属溶湯Ｍがシリンダ室３５の奥側（図中右側）に大きく流入しないようになっている。

排気流路４５は、溶湯通路７７との接続部４５１と、流路４４との接続部４５２と、これら接続部４５１、４５２を連通させる連通部４５３とを備えて構成される。
排気アタッチメント１３において接続部４５１は、溶湯通路７７の延長上に位置しており、排気アタッチメント１３の可動部１２側の表面１３ａに開口して設けられている。
接続部４５２は、排気アタッチメント１３の内部を、溶湯通路７７と略並行に延びており、排気アタッチメント１３内を合わせ面Ｐｔの略直交方向に延びる連通部４５３を介して、接続部４５１に接続されている。

断面視において排気流路４５（４５１、４５２、４５３）は、途中で折れ曲がった形状に形成されており、仮に弁体部３１による溶湯通路７７の閉鎖が僅かに遅れて、シリンダ室３５の下流側に金属溶湯Ｍが流入しても、流入した金属溶湯Ｍが、速やかに流路４４内に流入しないようなっている。
また、金属溶湯Ｍが排気流路４５内に流入してその内部で固まったとしても、排気アタッチメント１３が固定部１１の凹部１９に対して着脱自在となっているので、排気アタッチメント１３を交換するだけで、次回以降の鋳造に対応できるようになっている。

次に、本実施形態にかかるバルブ装置１００の動作を説明する。
真空ダイカスト鋳造装置２００による鋳造製品の作製を行うにあたり、ダイカスト金型６５のキャビティ７５内のガスを真空装置４０により吸引できるようにするために、バルブ装置１００の閉鎖バルブ３０が、弁体部３１を溶湯通路７７の外部に位置させた初期位置に配置される（図２参照）。

この状態では、閉鎖バルブ３０の弁体部３１が、シリンダ室３５内に位置しており、溶湯通路７７と排気流路４５とが連通しているので、キャビティ７５（図１参照）内のガスが、溶湯通路７６、７７と流路４４を介して、真空装置４０側に吸引されるようになっている。

さらに、閉鎖バルブ３０がこの初期位置に配置されている際には、流路９１と流路９２とがエア室９３を介して連通しており、ポンプ９０からの圧縮空気が、エア室９５内に供給されるようになっている。
そのため、作動ピストン２０は、フランジ部２２の受圧面２２Ｂに作用する圧縮空気により、図中左方向に付勢されており、フランジ部２２を段部１８に当接させた初期位置に保持されている。

なお、作動ピストン２０が初期位置に配置されているときには、流路８１と流路８２との連通が、作動ピストン２０の軸部２３により遮断されている。そのため、ポンプ８０からの圧縮空気が、閉鎖バルブ３０のエア室８３に供給されないようになっている。

このように、閉鎖バルブ３０と作動ピストン２０とが、図２に示す初期位置配置された状態で、真空装置４０によるキャビティ７５内のガスの吸引が開始されると、このガスの吸引に続いて、加圧充填装置７０（図１参照）による金属溶湯Ｍの射出が開始される。
そうすると、金属溶湯Ｍは、溶湯通路７４を介してキャビティ７５に供給されて、キャビティ７５内に充填される。そして、キャビティ７５内が金属溶湯Ｍで満たされると、金属溶湯Ｍが、溶湯通路７６を通ってバルブ装置１００の溶湯通路７７内に流入することになる。

バルブ装置１００の溶湯通路７７に流入した金属溶湯Ｍは、溶湯通路７７に設けられた湾曲部７７Ａによりその進行方向が変えられて、軸線Ｘ１の軸方向から作動ピストン２０の先端面２１に衝突する。
そうすると、作動ピストン２０は、金属溶湯Ｍの衝突力により図中右方向に押し込まれて、当接面２６Ａを裏蓋１４に当接させた被駆動位置（図３参照）まで移動させられることになる。
なお、エア室９５に供給される圧縮空気の圧力は、先端面２１に対するガスの衝突による加圧では押し込まれず、金属溶湯Ｍの衝突による大きな圧力が加わると、作動ピストン２０が図中右方向へ押し込まれるような値に調整されている。

作動ピストン２０が、図３に示す被駆動位置まで移動させられると、小径溝部２４が流路８１、８２に重なる位置（整合する位置）に配置される。そうすると、流路８１と流路８２とが、作動ピストン２０の小径溝部２４を介して互いに連通し、ポンプ８０からの圧縮空気が、エア室８３内に供給される。

エア室８３内に供給された圧縮空気は、閉鎖バルブ３０の受圧面３２Ｂに作用して、閉鎖バルブ３０を図中左方向に移動させる。これにより、閉鎖バルブ３０は、その先端の弁体部３１を可動部１２の弁座１６に当接させた被駆動位置まで移動させられる（図３参照）。

そうすると、閉鎖バルブ３０の弁体部３１が、溶湯通路７７を横断して、その側面３１Ｂで溶湯通路７７を塞ぐので、溶湯通路７７と排気流路４５との連通が遮断される。
そのため、作動ピストン２０を図中右方向に移動させたのち、溶湯通路７７内を図中上側に移動する金属溶湯Ｍは、閉鎖バルブ３０の弁体部３１の側面３１Ｂによって、排気流路４５側への移動が阻止されることになる。
よって、金属溶湯Ｍが、排気流路４５と流路４４を通って真空装置４０側に引き込まれることが防止される。

さらに、閉鎖バルブ３０が被駆動位置に配置されると、フランジ部３２により流路９１と流路９２との連通が遮断されて、ポンプ９０から供給される圧縮空気の作動ピストン２０側のエア室９５内への供給が遮断される。
これにより、閉鎖バルブ３０が被駆動位置に配置されたのちに、作動ピストン２０が初期位置（図２参照）に戻されることがないようにされている。

このように、このバルブ装置１００では、作動ピストン２０が金属溶湯Ｍにより被駆動位置まで移動させられると、閉鎖バルブ３０が、ポンプ８０からの圧縮空気により被駆動位置まで移動させられるようになっている。
そのため、従来のバルブ装置のように、閉鎖バルブを移動させるために、作動ピストンが受けた金属溶湯Ｍの衝突力（付勢力）を閉鎖バルブに伝達するための部品（レバーやバネなど）を設ける必要がないようになっている。

以上の通り、実施形態では、ダイカスト金型６５のキャビティ７５と真空装置４０とを繋ぐ経路上に設けられて、キャビティ７５に充填される金属溶湯Ｍの真空装置４０側への流入を阻止する真空ダイカスト鋳造装置２００のバルブ装置１０であって、
キャビティ７５から吸引されたガス（流体）が通流する溶湯通路７７と、
溶湯通路７７外に位置して真空装置４０側への流体の流入を許可する初期位置（図２参照）と、溶湯通路７７を横断して真空装置４０側への流体の流入を阻止する被駆動位置（図３参照）との間で進退移動可能に設けられた閉鎖バルブ３０と、
閉鎖バルブ３０を、被駆動位置に向けて付勢する圧縮流体を供給するポンプ８０と、
溶湯通路７７における閉鎖バルブ３０よりもキャビティ７５側（上流側）に流入した金属溶湯Ｍにより、閉鎖バルブ３０への圧縮流体の供給を遮断する初期位置（図２参照）から、閉鎖バルブ３０への圧縮流体の供給を許可する被駆動位置（図３参照）に移動させられる作動ピストン２０（作動部材）と、を備える構成とした。

このように構成すると、作動ピストン２０が、バルブ装置１００の溶湯通路７７内に流入した金属溶湯Ｍにより被駆動位置（図３参照）まで移動させられると、閉鎖バルブ３０が、ポンプ８０からの圧縮流体により被駆動位置（図３参照）まで移動させられて、溶湯通路７７と、その下流側（真空装置４０側）の排気流路４５との連通が遮断される。
これにより、ダイカスト金型６５内に金属溶湯Ｍを充填する際には、キャビティ７５内のガスを真空装置４０側に流入させ、キャビティ７５を満たした金属溶湯Ｍが作動ピストン２０を被駆動位置に移動させたのちは、金属溶湯Ｍを真空装置４０側に流入させないバルブ装置１０となる。
さらに、作動ピストン２０の被駆動位置への移動に連動して供給される圧縮空気により、閉鎖バルブ３０が被駆動位置に移動させられるようになっており、従来のバルブ装置のように、閉鎖バルブを移動させるために、作動ピストンが受けた金属溶湯Ｍの衝突力（付勢力）を閉鎖バルブに伝達するための部品（レバーやバネなど）を設ける必要がない。
よって、バルブ装置における部品点数が、従来よりも少なくなるので、バルブ装置１００の作製コストの低減が可能になる。

特に、キャビティ７５内に高速・高圧で充填される金属溶湯Ｍは、バルブ装置１００の作動ピストン２０に衝突した際に作動ピストン２０側に大きな衝撃力を与えるため、従来のバルブ装置の場合には、上記した衝突力（付勢力）を伝達するための部品（レバーやバネなど）が破損し易いという問題があった。
実施の形態にかかるバルブ装置１００では、金属溶湯Ｍの衝突力（付勢力）を作動ピストン２０側に伝達するための部品（レバーやバネ）を採用していないので、従来のバルブ装置において発生していた金属溶湯Ｍの衝突力（付勢力）に起因する故障の発生を抑制できる。
これにより、バルブ装置１００の故障頻度を低減させることができるので、真空ダイカスト鋳造装置２００の稼働率を向上させることができる。

さらに、実施形態では、閉鎖バルブ３０の駆動のために、電気を用いる機構（電気的な機構）を利用していないので、ダイカスト金型６５から鋳造製品を取り出したのち、水を用いてバルブ装置１００を冷却しても、例えば電気配線の短絡のような水に起因する故障が発生することがない。
これにより、安価な水を利用して、バルブ装置１００を冷却することができるので、ランニングコストの低減が可能になる。
また、バルブ装置１００において、防水対策を施す必要がないので、その分だけコストを低減する効果も期待することができる。

さらに、ダイカスト金型６５は、固定金型６６と固定金型６６に対して接離可能に設けられた可動金型６７を備えており、
バルブ装置１００は、固定金型６６側に取り付けられる固定部１１と、可動金型６７側に取り付けられる可動部１２とを備えるとともに、可動金型６７の固定金型６６に対する接離に連動して、可動部１２が固定部１１に対して接離するように構成されており、
溶湯通路７７は、可動部１２と固定部１１の合わせ面Ｐｔに沿って形成されており、
閉鎖バルブ３０は、合わせ面Ｐｔの略直交方向に延びるシリンダ室３５内で進退移動可能に設けられた柱状の部材であり、被駆動位置に配置された閉鎖バルブ３０は、その弁体部３１を、シリンダ室３５から突出させると共に溶湯通路７７を横断させた位置に配置させて、弁体部３１の外周３０Ｂで溶湯通路７７と排気流路４５との連通を遮断する構成とした。

このように構成すると、溶湯通路７７のシリンダ室２５よりも下流側に流入した金属溶湯Ｍの流れが、閉鎖バルブ３０の側面３１Ｂで確実に止められることになる。
また、弁体部３１がシリンダ室３５から突出してその外周３０Ｂで溶湯通路７７を遮断するようにしたので、閉鎖バルブ３０による金属溶湯Ｍの真空装置４０側への流入阻止に失敗した場合であっても、シリンダ室３５内に金属溶湯Ｍが大きく流入することを好適に防止できる。
よって、シリンダ室３５内に金属溶湯Ｍが付着して、閉鎖バルブ３０の動作を悪化させる故障の発生を防止することができる。

また、実施形態では、作動ピストン２０は、合わせ面Ｐｔの略直交方向に延びるシリンダ室２５内で進退移動可能に設けられており、シリンダ室２５の小径部２５Ａの内径に整合する外径の軸部２３を有する柱状の部材であって、作動ピストン２０の軸方向における途中位置には、シリンダ室２５の内径よりも小径の小径溝部２４が設けられており、シリンダ室２５の小径部２５Ａは、ポンプ８０から閉鎖バルブ３０に圧縮空気を供給する流路８１と８２との間に設けられており、流路８１と流路８２は、被駆動位置に配置された作動ピストン２０の小径溝部２４と整合する位置で、シリンダ室２５の小径部２５Ａに接続している構成とした。

このように構成すると、作動ピストン２０が被駆動位置に移動させられると、流路８１と流路８２とが小径部２５Ａを介して連通して、閉鎖バルブ３０が、ポンプ８０からの圧縮空気により被駆動位置に向けて移動させることになる。
よって、従来のバルブ装置のように、閉鎖バルブを移動させるために、作動ピストンが受けた金属溶湯Ｍの衝突力（付勢力）を閉鎖バルブに伝達するための部品（レバーやバネなど）を設ける必要がなく、金属溶湯の衝突力を受ける部品が、作動ピストン２０のみとなるので、金属溶湯Ｍの衝突力（付勢力）に起因する故障の発生を従来のバルブ装置よりも抑制できる。

また、実施形態では、作動ピストン２０を被駆動位置に向けて付勢する圧縮空気を供給するポンプ９０をさらに備え、閉鎖バルブ３０は、初期位置において、ポンプ９０から作動ピストン２０への圧縮空気の供給を許可し、被駆動位置において、ポンプ９０から作動ピストン２０への圧縮空気の供給を遮断する構成とした。

このように構成すると、閉鎖バルブ３０が初期位置に位置している間は、作動ピストン２０が圧縮空気により初期位置に保持され、閉鎖バルブ３０が被駆動位置に移動させられると、作動ピストン２０を初期位置に戻そうとする圧縮空気の圧力が作動ピストン２０に作用しなくなる。
よって、圧縮空気を用いて、作動ピストン２０と閉鎖バルブ３０とを連動させることができ、バルブ装置１００を簡便に動作させることができる。

また、ポンプ９０から作動ピストン２０に供給する圧縮空気の圧力を調整できるので、キャビティ７５内への金属溶湯の注入圧力に応じて、作動ピストン２０が被駆動位置に向けて移動させられるときの圧力を調整できる。
例えば、キャビティ７５内に低速・低圧で金属溶湯を充填する捨て打ちの際には、このときの金属溶湯の圧力に応じて、ポンプ９０から作動ピストン２０に供給する圧縮空気の圧力を調整することで、捨て打ち時の金属溶湯が真空装置４０側に流入することを好適に防止できる。

さらに、実施形態では、閉鎖バルブ３０は、合わせ面Ｐｔの略直交方向に延びるシリンダ室３５内で進退移動可能に設けられており、閉鎖バルブ３０のフランジ部３２は、シリンダ室３５の大径部３５Ｂの内径に整合する外径を有するとともに、閉鎖バルブ３０の軸方向における途中位置に大径部３５Ｂの内径よりも小径の軸部３４を有し、大径部３５Ｂは、ポンプ９０から作動ピストン２０に圧縮空気を供給する流路上に備えられており、大径部３５Ｂから見てポンプ９０側の流路９１と、大径部３５Ｂから見て作動ピストン２０側の流路９２は、初期位置に配置された閉鎖バルブ３０の小径部（軸部３４）と整合する位置で、大径部３５Ｂに接続している構成とした。

このように構成すると、閉鎖バルブ３０が初期位置にある間は、作動ピストン２０をポンプ９０からの圧縮空気で初期位置に保持させると共に、閉鎖バルブ３０が被駆動位置に配置されたのちに、作動ピストン２０が初期位置（図２参照）に戻されることがないようにすることができる。

さらに、溶湯通路７７のシリンダ室３５よりも下流側は、排気流路４５を介して、真空装置４０側の流路４４に接続されており、この排気流路４５は、固定部１１から分離可能とされた排気アタッチメント１３に設けられている構成とした。

このように構成すると、閉鎖バルブ３０による金属溶湯Ｍの真空装置４０側への流入阻止に失敗して、金属溶湯Ｍが排気流路４５内に流入してその内部で固まったとしても、排気アタッチメント１３を交換するだけで、次回以降の鋳造に対応できる。

なお、実施の形態で用いた用語「真空」は、通常１０ｋＰａ以下に減圧することをいい、鋳造技術の慣用語としての「真空」をいう。
また、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれる。
例えば、実施の形態では、金属溶湯Ｍがアルミニウム合金からなる金属溶湯である場合を例示したが、例えばマグネシウム合金や亜鉛合金などのように、真空ダイカスト鋳造法に用いられる他の金属溶湯であっても良い。

さらに、本実施形態では、圧縮空気を供給するためのポンプを各弁ごとに個別に用意したが、ポンプを１台として共用することもできる。
さらにまた、本実施形態では、圧縮空気を利用したが、スプールタイプのバルブを作動させるために一般的に用いられる流体なら、オイル、水等でも良く、金型を冷却するための冷却水の一部を流用することも可能である。

１０ バルブ装置
１１ 固定部
１２ 可動部
１３ 排気アタッチメント
１４ 裏蓋
１５ 裏蓋
１６ 弁座
１８ 段部
１９ 凹部
２０ 作動ピストン
２１ 先端面
２２ フランジ部
２２Ｂ 受圧面
２３ 軸部
２３ａ 凹溝
２４ 小径溝部
２５ シリンダ室
２５Ａ 小径部
２５Ｂ 大径部
２６ 当接部
２６Ａ 当接面
２７ Ｏリング
３０ 閉鎖バルブ
３０Ｂ 外周
３１ 弁体部
３１Ａ 凸部
３１Ｂ 側面
３２ フランジ部
３２Ｂ 受圧面
３３ 小径部
３４ 軸部
３５ シリンダ室
３５Ａ 小径部
３５Ｂ 大径部
３６ 当接部
３６Ａ 当接面
４０ 真空装置
４１ 真空ポンプ
４２ 真空タンク
４３ 弁
４４ 流路
４５ 排気流路
６０ ホルダ
６１ 固定ホルダ
６２ 可動ホルダ
６３ 凹部
６５ ダイカスト金型
６６ 固定金型
６７ 可動金型
６８ 溝
６９ 溝
７０ 加圧充填装置
７１ スリーブ
７２ プランジャ
７３ 給湯穴
７４ 溶湯通路
７５ キャビティ
７６ 溶湯通路
７７ 溶湯通路
７７Ａ 湾曲部
８０ ポンプ
８１ 流路
８２ 流路
８３ エア室
９０ ポンプ
９１ 流路
９２ 流路
９３ エア室
９５ エア室
１００ バルブ装置
２００ 真空ダイカスト鋳造装置
４５１ 接続部
４５２ 接続部
４５３ 連通部
７７１ 溝
７７２ 溝
Ｍ 金属溶湯
Ｐｔ 合わせ面

Claims (6)

1. ダイカスト金型のキャビティと真空装置とを繋ぐ経路上に設けられて、前記キャビティに充填される金属溶湯の前記真空装置側への流入を阻止する真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置であって、
   前記キャビティから吸引された流体が通流する流路と、
   前記流路外に位置して前記真空装置側への前記流体の流入を許可する初期位置と、前記流路を横断して前記真空装置側への前記流体の流入を阻止する被駆動位置との間で進退移動可能に設けられた閉鎖バルブと、
   前記閉鎖バルブを、前記被駆動位置に向けて付勢する圧縮流体を供給するポンプと、
   前記流路における前記閉鎖バルブよりも前記キャビティ側に流入した前記金属溶湯により、前記閉鎖バルブへの前記圧縮流体の供給を遮断する初期位置から、前記閉鎖バルブへの前記圧縮流体の供給を許可する被駆動位置に移動させられる作動部材と、を備えることを特徴とする真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置。
2. 前記ダイカスト金型は、固定金型と、この固定金型に対して接離可能に設けられた可動金型とを備えており、
   前記バルブ装置は、前記固定金型側に取り付けられる固定部と、前記可動金型側に取り付けられる可動部とを備えるとともに、前記可動金型の前記固定金型に対する接離に連動して、前記可動部が前記固定部に対して接離するように構成されており、
   前記流路は、前記可動部と前記固定部の合わせ面に沿って形成されており、
   前記閉鎖バルブは、前記合わせ面の略直交方向に進退移動可能に設けられた柱状の部材であり、前記被駆動位置に配置された前記閉鎖バルブは、その外周が前記流路を遮断する位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置。
3. 前記作動部材は、前記合わせ面の略直交方向に延びるシリンダ室内で進退移動可能に設けられているとともに、前記シリンダ室の内径に整合する外径を有する柱状の部材であり、
   前記作動部材の軸方向における途中位置には、前記シリンダ室の内径よりも小径の小径部が設けられており、
   前記シリンダ室は、前記ポンプから前記閉鎖バルブに圧縮流体を供給する供給流路上に設けられており、
   前記シリンダ室から見て前記ポンプ側の供給流路と、前記シリンダ室から見て前記閉鎖バルブ側の供給流路は、前記被駆動位置に配置された前記作動部材の前記小径部と整合する位置で、前記シリンダ室に接続している請求項１又は２に記載の真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置。
4. 前記作動部材を、前記初期位置に向けて付勢する圧縮流体を供給する第２のポンプをさらに備え、
   前記閉鎖バルブは、前記初期位置において、前記第２のポンプから前記作動部材への前記圧縮流体の供給を許可し、前記被駆動位置において、前記第２のポンプから前記作動部材への前記圧縮流体の供給を遮断することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置。
5. 前記閉鎖バルブは、前記合わせ面の略直交方向に延びる第２のシリンダ室内で進退移動可能に設けられており、
   前記閉鎖バルブは、前記第２のシリンダ室の内径に整合する外径を有するとともに、前記閉鎖バルブの軸方向における途中位置に前記第２のシリンダ室の内径よりも小径の小径部を有し、
   前記第２のシリンダ室は、前記第２のポンプから前記作動部材に圧縮流体を供給する第２の供給流路上に備えられており、
   前記第２のシリンダ室から見て前記第２のポンプ側の第２の供給流路と、前記第２のシリンダ室から見て前記作動部材側の第２の供給流路は、前記初期位置に配置された前記閉鎖バルブの前記小径部と整合する位置で、前記第２のシリンダ室に接続している請求項４に記載の真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置。
6. 前記閉鎖バルブよりも前記真空装置側の前記流路は、前記合わせ面で前記固定部から分離可能とされた部材に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の真空ダイカスト鋳造装置のバルブ装置。

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