JP2017080755A - 真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於けるシャットオフバルブの作動不良防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はシャットオフバルブの摺動部に細かいダストなどの付着を防止して、ガス抜き装置の作動が長期間に渡ってスムーズに行えると共に生産性を向上させ、コスト削減が可能となる真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於けるシャットオフバルブの作動不良防止方法を提供することを目的とする。【解決手段】真空吸引装置による真空ダイキャスト用ガス抜き装置のガス抜き経路４に、キャビティに接続する接続路41と、その接続路41からシャットオフバルブ５に接続するメイン路42と、シャットオフバルブ５の真空切替バルブ側に設けたバイパス路43とから少なくとも成され、該バイパス路43を通過する温度が低く細かいダストを含んだ先走る溶湯が、メイン路42の縦路を通過する温度が高く良質な溶湯よりも遅く、シャットオフバルブ５に到達させてその作動不良を防止する方法と成す。【選択図】図２

Description

本発明は溶湯がキャビティに入った際に発生するガスが、空気と一緒に真空吸引装置によって吸引され、且つ、そのガス抜き経路を経て外部へ排出する真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於けるシャットオフバルブの作動不良防止方法に関する。

一般にシャットオフバルブをガス抜き経路に備えた真空ダイキャストは、図８に示すように、金型（６）内のキャビティ（３）に射出プランジャー（７）により溶湯を充填し、キャビティ（３）に連通する真空ライン系統に設けられた真空切替バルブ（８）を開き、キャビティ（３）内に生じたガスを吸引しながら溶湯金属の加圧成形が行われている。この時、射出プランジャー（７）の検出部が図中のＣ点に来ると、真空切替バルブ（８）を開いて、キャビティ（３）内に生じたガスのガス抜き作業を開始する。そして、射出プランジャー（７）の検出部が図中のＡ点に来ると、溶湯は充填が完了となり、シャットオフバルブ（５）が閉鎖されるが、ガスは閉鎖する前に排気され、ガス以外のアルミニウムなどは排気されずにシャットオフバルブ（５）の前で止められていた。

しかしながら従来のものは、閉位置信号から実際のバルブ閉鎖までの時間にバラツキや電気信号応答時間或いは、給湯量のバラツキによる金型（６）内の溶湯の流れのタイミングの変化等の原因により、シャットオフバルブ（５）の摺動部の隙間にアルミニウムや細かいダストが入って汚れ易く、その摺動部の隙間に細かいダストが入ると、シャットオフバルブ（５）の動きが悪くなって、その動きが遅くなると、シャットオフバルブ（５）の閉鎖機能が低下する結果になり易かった。この時、シャットオフバルブ（５）の閉鎖を早めにすると、ガスの巻き込みの恐れを生じて品質向上が難しくなり、品質が低下する恐れも生じるものとなっていた。
しかもシャットオフバルブ（５）が閉鎖する前に、溶湯の先走り現象により、溶湯がシャットオフバルブ（５）の中に入ってしまうと、故障を生じて鋳造作業が中断されていた。又、溶湯がキャビティ（３）を通り、連通するガス抜き装置まで来る間に溶湯が低温になり、低温になった溶湯は金属に抱き付き易い性質があるため、シャットオフバルブ（５）の摺動部は抱き付きが生じ易いものであり、抱き付いた部分が摺動部の隙間に入り込むと、故障が生じるため、その度に鋳造作業を中断して、入り込んだアルミニウムなどを除去しなければならなかった。このアルミニウムなどを除去し、鋳造作業を復旧させるのに３０分〜６０分前後要していた。

このため、シャットオフバルブをガス抜き経路に備えた真空ダイキャスト用ガス抜き装置の改良したものとして、特開２０１１−２０６８３７が提案されている。この構造は、ガス抜き経路を開閉するバルブ装置と、このバルブ装置よりもキャビティ側にガス抜き経路途中に前記ガス抜き経路に流れ込んできた溶湯を電気的に検知する検知装置とを有し、バルブ装置に設けた弁体はピストン部を有し、このピストン部の前進方向及び後退方向の両側にシリンダー部を有し、一方のシリンダー部を正圧に制御し、他方のシリンダー部を負圧に制御することで、前記検知装置にて検知された溶湯情報に基づいて、前記弁体が開閉制御されるものである。また前記ガス抜き経路としては、図７に示すように、キャビティに連通する接続路（41）と、該接続路（41）から円周部の流路と左右の分岐路及びシャットオフバルブ（５）の頭部受け部に至るまでのメイン路（42）と、から成されている。

しかしながら特開２０１１−２０６８３７は、閉位置信号から実際のバルブ閉鎖までの時間のバラツキや給湯量のバラツキによる金型（６）内の溶湯の流れのタイミングの変化等の原因が改良され、シャットオフバルブ（５）が閉鎖する前に、溶湯がシャットオフバルブ（５）の中に入ってしまうことも殆どないものにはなっているが、溶湯の先走り現象を防止することは出来なかった。このため、シャットオフバルブ（５）の摺動部の隙間にアルミニウムや細かいダストが入ってしまい、シャットオフバルブ（５）の動きを悪くし、その閉鎖機能を満足させることは難しかった。特に、シャットオフバルブ（５）の摺動部に細かいダストなどが入って付着すると、完全に閉鎖状態にならなくなり、真空吸引装置（９）のフィルターの詰まりや真空吸引装置（９）自体の故障が起き易くなる等の問題点があった。尚、図７のメイン路（42）は、図３や図４に示す折曲部（44）を設けたものに近い長さの経路になっているが、本発明のようにバイパス路（43）がないため、先頭の温度が低く細かいダストを含んだ先走り溶湯は、シャットオフバルブ（５）に直接到達してしまうので、シャットオフバルブ（５）の摺動部に細かいダストが付着されることを防止することが困難であった。

従って、鋳造を開始するに当り、定期的にガス抜き装置を分解し、その後、シャットオフバルブ（５）の外周面と可動ブロック（２）側の穴部分を洗浄しなければならないので、手間が掛っていた。更にシャットオフバルブ（５）の寿命が短くなり、シャットオフバルブ（５）と可動ブロック（２）側などの交換する必要も生じ、ダイキャスト品の生産性を向上させることが難しく、且つ、維持管理費が掛かり、コストアップになっているのが現状である。

特開２０１１−２０６８３７

本発明はシャットオフバルブの摺動部に細かいダストなどの付着を防止して、ガス抜き装置の作動が長期間に渡ってスムーズに行えると共に生産性を向上させ、コスト削減が可能となる真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於けるシャットオフバルブの作動不良防止方法を提供することを目的とする。

本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、つまり、真空ダイキャスト用ガス抜き装置のガス抜き経路に、キャビティに接続する接続路と、その接続路からシャットオフバルブに接続するメイン路と、シャットオフバルブの真空切替バルブ側に設けたバイパス路とから少なくとも成され、該バイパス路を通過する温度が低く細かいダストを含んだ先走る溶湯が、メイン路を通過する温度が高く良質な溶湯よりも、遅くシャットオフバルブに到達させてシャットオフバルブの作動不良を防止する方法と成す。又、メイン路に折曲部を設けると良く、且つ、バイパス路を、可動ブロックと固定ブロックに渡って設けるものとするのが好ましい。またバイパス路を閉鎖路としても良い。尚、本発明で言う「閉鎖路」とは、溶湯が固化して湯溜りとなる経路を指すものとする。

請求項１のようにガス抜き経路（４）が、キャビティ（３）に接続する接続路（41）と、その接続路（41）からシャットオフバルブ（５）に接続するメイン路（42）と、シャットオフバルブ（５）の真空切替バルブ（８）側に設けたバイパス路（43）とから少なくとも成され、該バイパス路（43）を通過する温度が低く細かいダストを含んだ先走る溶湯は、メイン路（42）を通過する温度が高く良質な溶湯よりも、シャットオフバルブ（５）に到達する時間が長くなることにより、鋳造時に、アルミニウムなどの細かいダストが、シャットオフバルブ（５）の摺動部に入ることを防止し、特にその摺動部に細かいダストが入ることを防止出来るものとなる。このため、シャットオフバルブ（５）の完全な閉鎖が可能となり、作動不良が殆んど生じないものとなると共に、従来に発生していた鋳造作業の一時停止，鋳造作業の開始前に行われていたガス抜き装置の分解及び洗浄，各部品の定期的な点検及び部品交換，摺動部の隙間に入ったアルミニウムや細かいダストの除去等が不要となると共に高価な真空吸引装置の故障やフィルターの詰まりが殆んどなくなる。

請求項２のようにメイン路（42）に折曲部（44）を設けて、メイン路（42）を通過する溶湯の圧力（運動エネルギー）が減少されることにより、溶湯がシャットオフバルブ（５）まで到達する時間が長くなるため、シャットオフバルブ（５）に先走りする溶湯を遅らせて到着させることが出来るので、真空ダイキャスト用ガス抜き装置の作動が長期間に渡ってスムーズに行えると共に高品質なダイキャスト品の生産性を向上させ、コスト削減が可能となる。更にシャットオフバルブ（５）の寿命がより長いものとなる。

請求項３に示すようにバイパス路（43）が、固定ブロック（１）と可動ブロック（２）に渡って設けられることにより、バイパス路（43）の長さが長くなるため、バイパス路（43）を通過する温度が低く細かいダストを含んだ先走る溶湯は、メイン路（42）を通過する温度が高く良質な溶湯よりも、シャットオフバルブ（５）に到達する時間が確実に長くなり、鋳造時に、アルミニウムなどの細かいダストが、シャットオフバルブ（５）に入ることがなくなる。従って、シャットオフバルブ（５）の作動不良の防止が可能となるのである。

請求項４に示すようにバイパス路（43）を閉鎖路と成すことにより、バイパス路（43）を通過する温度が低く細かいダストを含んだ先走る溶湯は、シャットオフバルブ（５）に到達することなく湯溜りとなって固化するので、鋳造時に、アルミニウムなどの細かいダストが、シャットオフバルブ（５）の隙間に入ることがなくなり、シャットオフバルブ（５）の作動不良の防止が略完全となるのである。

本発明方法で用いるガス抜き装置の実施形態の要部を示す説明図である。 本実施形態のガス抜き経路を示す説明図である。 他の実施形態のガス抜き経路を示す説明図である。 別の実施形態のガス抜き経路を示す説明図である。 図３に示すガス抜き経路に溶湯が流れ込んで凝固した状態を示す説明図である。 本実施形態のガス抜き経路の作用を示す説明図である。 従来のガス抜き経路を示す説明図である。 従来の真空ダイキャスト装置の要部を示す説明図である。

図１は本発明方法で用いるガス抜き装置の一例を示す図であり、この図の番号について説明する。（１）は固定ブロックであり、（２）は可動ブロックである。

（３）はキャビティである（図８参照）。（４）は固定ブロック（１）と可動ブロック（２）の間に形成され、且つ、キャビティ（３）に連通するガス抜き経路であり、該ガス抜き経路（４）は図２に示すように、キャビティ（３）に接続する接続路（41）と、その接続路（41）から後述するシャットオフバルブ（５）の上面側に接続するメイン路（42）と、シャットオフバルブ（５）の真空切替バルブ（８）側に設けたバイパス路（43）とがある。前記バイパス路（43）は、溶湯がメイン路（42）を通過してシャットオフバルブ（５）に到達するよりも遅くなるようにしたものであり、バイパス路（43）の長さや幅が適宜に調節されている。このバイパス路（43）の長さは、図２に於けるメイン路（42）の縦路よりも長くし、且つ、その形状としては、図５に示すように上下方向で折曲させて距離（長さ）を伸ばしている。この時のバイパス路（43）は、図５に示す白抜き部分は可動ブロック（２）側に形成され、黒点部分は固定ブロック（１）側に形成されている。

（５）はガス抜き経路（４）の出口側に配置したシャットオフバルブであり、該シャットオフバルブ（５）は可動ブロック（２）に配置され、上下動可能である。また前記シャットオフバルブ（５）には、図８に示す如く、シリンダー（5a）とシリンダー駆動バルブ（5b）とが備えられている。前記シャットオフバルブ（５）の上部中央から可動ブロック（２）の出口側と連通可能な排出経路を設けておくと良い。尚、前記シャットオフバルブ（５）によるガス抜き経路（４）を閉鎖及び開放させる構造は上記のものに限定されるものではなく、他の構造でも良い。又、前記シャットオフバルブ（５）の外周面の一部を切削して空気溜りが、図１に示すように形成されたものとしても良い。

図３は他の実施形態のガス抜き経路を示す図であり、これは前記実施形態と比べ、ガス抜き経路（４）のメイン路（42）が異なる。つまり、メイン路（42）の中間部に折曲部（44）が設けられている。この折曲部（44）としては、図中に示すようにクランク状に設けられているが、他の形状としても良い。前記折曲部（44）は従来のものよりも経路を長く確保し、溶湯の圧力、つまり、運動エネルギーを減少させることで、シャットオフバルブ（５）に到着するまでの時間を遅らす役目を果たす。

図４は別実施形態のガス抜き経路を示す図であり、これは図３のものと比べ、ガス抜き経路（４）のバイパス路（43）が異なる。つまり、バイパス路（43）の中央部がシャットオフバルブ（５）に接続されず、バイパス路（43）は閉鎖路と成されている。このバイパス路（43）の溶湯は湯溜りとなる。

図８は従来の真空ダイキャスト装置の要部を示す説明図であり、この図の番号について補足説明する。（６）は金型であり、（７）は射出プランジャーである。該射出プランジャー（７）には、射出シリンダー（71）と、ロッド（72）と、該ロッド（72）の先端に取付けたチップ（73）と、スリーブ（74）と、から少なくとも成されている。また射出プランジャー（７）は後述する操作部（10）によって作動される。（８）は真空切替バルブであり、（９）は真空吸引装置であり、該真空吸引装置（９）には少なくとも、真空タンク（91）と、真空ポンプ（92）とがある。（10）は操作部であり、該操作部（10）によって、シャットオフバルブ（５）や真空切替バルブ（８）の開閉操作及び真空吸引装置（９）の作動などの指令を出している。尚、前記射出プランジャー（７），真空切替バルブ（８），真空吸引装置（９），操作部（10）は従来品であるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

次に本発明のシャットオフバルブの作動不良防止方法について説明する。先ず始めに鋳造を開始すると、溶湯はキャビティ（３）に入り、ガスが発生しキャビティ（３）中の空気と一緒に排気側へ排出されると共にキャビティ（３）に溶湯が充填される。この場合、射出プランジャー（７）の検出部が図中のＣ点に来ると、真空切替バルブ（８）が開らかれて、キャビティ（３）内に生じたガスのガス抜き作業が開始され、射出プランジャー（７）の検出部が図中のＡ点に来ると、シャットオフバルブ（５）が閉鎖され、溶湯の充填完了直前で閉鎖されるのである。この時、溶湯は可動ブロック（２）の入口側から図１の図中に示す矢印のように入って来た溶湯は、シャットオフバルブ（５）によって、溶湯が出口側へ到達する前にガス抜き経路（４）は閉鎖され、可動ブロック（２）の出口側から溶湯が流出することがなくなるものとなる。ここまでは従来と略同じである。

しかし、この時のガス抜き経路（４）の溶湯の流れ方が異なるので、この溶湯の流れ方について詳細に説明する。先ず始めに溶湯は接続路（41）に流入して、２方向に分かれてメイン路（42）を通過した後、シャットオフバルブ（５）の上面へ両側から到達し、溶湯は凝固されるが、溶湯の先走りによって生じた温度が低く細かいダストを含んだ溶湯は、本発明方法に於いて、この細かいダストがシャットオフバルブ（５）の内部に浸入する前に、高温で良質な溶湯がシャットオフバルブ（５）の上面に到達して完全に密着閉鎖させて、細かいダストの浸入を確実に防止するものとなるのである。つまり、図６に示す矢印のように、シャットオフバルブ（５）に向う先頭の温度が低く細かいダストを含んだ先走り溶湯は、点線矢印のようにメイン路（42）の縦路側に曲がらずに、実線矢印のように直進してバイパス路（43）へ流れ込み、図５、図６（ｂ）に示すように可動ブロック（２）側と固定ブロック（１）側との間を交互に通過してからシャットオフバルブ（５）に到達する。このため、点線矢印のようにメイン路（42）を曲がった高温で良質な溶湯よりは、バイパス路（43）を介してシャットオフバルブ（５）に到達した先頭の温度が低く細かいダストを含んだ先走り溶湯の方が、シャットオフバルブ（５）に到達するのが遅れるので、シャットオフバルブ（５）は確実に閉鎖された後に、先走りの溶湯が来るものとなるため、シャットオフバルブ（５）の摺動部に細かいダストが付着することがなくなり、シャットオフバルブ（５）の作動不良は生じないものとなる。尚、バイパス経（43）を温度が低く細かいダストを含んだ先走り溶湯が通過することにより、シャットオフバルブ（５）に到達してその隙間に入り込む先走りの溶湯はなくなった。
更に、１００００ショット以上鋳造し続けてもシャットオフバルブ（５）の異常は見られなかった。尚、図６（ａ）は本発明に於けるバイパス路（43）を溶湯が流れる状態を示す図であり、図６（ｂ）は（ａ）の側面を示す図である。

又、メイン路（42）に図３に示すような折曲部（44）を設けることにより、溶湯は折曲部（44）を曲がる度に、溶湯の圧力（運動エネルギー）が減少されると共に速度も遅くなり、且つ、溶湯が、従来の流れに対して、ジグザグに折曲され、メイン路（42）を通過する時間が従来のものよりも長くなる。このため、溶湯面積が多くなって溶湯の量も増加され、可動ブロック（２）側の温度が上昇して高温の溶湯が維持でき、溶湯がシャットオフバルブ（５）への抱き付きが低下するものとなる。この時の溶湯温度は、一般のものよりも約１００℃前後高く維持できることが本発明者によって確認されている。

１ 固定ブロック
２ 可動ブロック
３ キャビティ
４ ガス抜き経路
41 接続路
42 メイン路
43 バイパス経路
44 折曲部
５ シャットオフバルブ

Claims (4)

1. 固定ブロック（１）と可動ブロック（２）の間に形成したキャビティ（３）に連通するガス抜き経路（４）を備え、該ガス抜き経路（４）を開閉するシャットオフバルブ（５）が少なくとも備えられた真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於ける前記シャットオフバルブ（５）の作動不良防止方法であって、前記ガス抜き経路（４）が、前記キャビティ（３）に接続する接続路（41）と、その接続路（41）から前記シャットオフバルブ（５）に接続するメイン路（42）と、前記シャットオフバルブ（５）の真空切替バルブ（８）側に設けたバイパス路（43）とから少なくとも成され、該バイパス路（43）を通過する溶湯が、前記メイン路（42）を通過する溶湯よりも前記シャットオフバルブ（５）に到達するのが遅くなることを特徴とする真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於けるシャットオフバルブの作動不良防止方法。
2. 前記メイン路（42）に折曲部（44）が設けられ、前記メイン路（42）を通過する溶湯の圧力が減少される請求項１記載の真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於けるシャットオフバルブの作動不良防止方法。
3. 前記バイパス路（43）が、前記固定ブロック（１）と前記可動ブロック（２）に渡って設けられた請求項１記載の真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於けるシャットオフバルブの作動不良防止方法。
4. 前記バイパス路（43）が、前記シャットオフバルブ（５）と接続せずに閉鎖路と成された請求項１又は３記載の真空ダイキャスト用ガス抜き装置に於けるシャットオフバルブの作動不良防止方法。