JP2020142258A - バルブ装置の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブ装置を適切に冷却する。【解決手段】バルブ装置５の冷却構造１は、鋳造品の形状に対応するキャビティが、固定型３と可動型４との間に形成される鋳造金型２と、固定型３に設けられて、キャビティと、当該キャビティ内を減圧する真空引き装置との連通／遮断を切り替えるバルブ装置５と、を有する。固定型３に、バルブ装置５に向けて冷却水を吹き付ける吹付装置のノズル部７が設けられている。ノズル部７は、バルブ装置５を固定型３に固定するバルブホルダ６に固定されて、噴出口７１をバルブ装置５に向けている。【選択図】図１

Description

本発明は、バルブ装置の冷却構造に関する。

固定型と可動型との間に形成されたキャビティ内を減圧し、鋳造用の合金の溶湯をキャビティ内に射出して、製品を鋳造する真空ダイカスト法が知られている。
鋳造に用いられる金型には、バルブ装置（ＮＶＶバルブ：真空引きバルブ）が設けられている。バルブ装置は、キャビティ内に射出された溶湯が、キャビティ内を減圧する真空引き装置側に引き込まれるのを阻止するために設けられている。

この種のバルブ装置は、金型における真空引き装置との接続口に設けられている。バルブ装置では、キャビティ内に射出された溶湯でピストンが押圧されると、ピストンの押圧に連動して作動するバルブ（弁体）が、キャビティと真空引き装置との連通を遮断する。

バルブ装置には、高温の溶湯の熱が作用するので、ピストンなどのバルブ装置の構成部品に熱膨張が生じる。
構成部品の熱膨張は、バルブ装置の動作不良の原因となる。そのため、金型の型開きの際などに、金型とは別に配置したノズルから、離型剤や冷却水をバルブ装置の周囲に吹き付けて、構成部品の熱膨張を抑制することが行われている（例えば、特許文献１）。

特開２００３−１１２３４６号公報

しかしながら、離型剤や冷却水をバルブ装置の周囲に吹き付けて構成部品を冷却する方法の場合、以下のような課題がある。（ａ）離型剤や冷却水の吹きつけ範囲の調整が必要である。（ｂ）離型剤や冷却水の吹きつけが、連続鋳造の途中の型開きの際に行われるので、吹きつけ時間（冷却時間）を十分に確保することができない。
そこで、バルブ装置を適切に冷却できるようにすることが求められている。

本発明は、
鋳造品の形状に対応するキャビティが、固定側の金型と可動側の金型との間に形成される鋳造金型と、
前記固定側の金型と前記可動側の金型のうちの一方の金型に設けられて、前記キャビティと、当該キャビティ内を減圧する真空引き装置との連通／遮断を切り替えるバルブ装置と、を有し、
前記バルブ装置に向けて冷却用の媒体を吹き付ける吹付装置を、前記一方の金型に設けた構成の鋳造バルブ装置の冷却構造とした。

本発明によれば、バルブ装置を適切に冷却できる。

バルブ装置の冷却構造を説明する図である。 バルブホルダとノズル部を説明する図である。 第１ノズル部材を説明する図である。 第２ノズル部材を説明する図である。 第２ノズル部材を説明する図である。 第１ノズル部材と第２ノズル部材とを接合して形成したノズル部を説明する図である。 第１ノズル部材と第２ノズル部材とを接合して形成したノズル部を説明する図である。 ノズル部の作用を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は、バルブ装置５の冷却構造１を説明する図である。図１の（ａ）は、固定型３（固定側の金型）におけるバルブホルダ６が設けられた領域を、可動型４（可動側の金型）側から見た平面を模式的に示した図である。図１の（ｂ）は、図１の（ａ）におけるＡ−Ａ断面図であって、固定型３におけるバルブ装置５が設けられた領域を、可動型４と共に拡大して示す断面図である。

図２は、バルブホルダ６とノズル部７を説明する図である。図２の（ａ）は、バルブホルダ６に対するノズル部７の設置を説明する図である。図２の（ｂ）は、ノズル部７を支持するバルブホルダ６を、斜め下方から見た図である。図２の（ｃ）は、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９との接合によるノズル部７の形成を説明する図である。

図１の（ｂ）に示すように、鋳造金型２は、固定型３と、当該固定型３に接離する可動型４と、を有している。可動型４は、鋳造金型２における型開き方向（図中、左右方向）に移動可能である。
鋳造金型２では、固定型３と可動型４とを接合すると、鋳造される製品（鋳造品）の形状に対応するキャビティ（図示せず）が、固定型３と可動型４との間に形成される。
なお、キャビティ（図示せず）は、図１の（ｂ）に示した領域よりも下側の領域に形成される。

本実施形態では、鋳造金型２を用いた鋳造品の鋳造が、真空ダイカスト法により実施される。
真空ダイカスト法による鋳造は以下の手順にて実施される。
（ａ）固定型３と可動型４の合わせ面に離型剤を塗布したのちに、固定型３と可動型４とを接合する（型閉め）。
（ｂ）固定型３と可動型４との間に形成されたキャビティ内を、真空引き装置（図示せず）を用いて減圧した状態で、鋳造用の合金の溶湯をキャビティ内に射出して固化させる。
（ｃ）可動型４を固定型３から離間させたのち、溶湯の固化により形成された鋳造品を取り出す（型開き）。
そして、上記の工程（ａ）〜工程（ｃ）を繰り返すことで、鋳造品が連続的に鋳造される。

ここで、鋳造金型２には、キャビティと真空引き装置との連通／遮断を切り替えるバルブ装置５が設けられている。
バルブ装置５は、バルブホルダ６を介して固定型３の上部に設置されている。バルブ装置５は、キャビティと真空引き装置とを繋ぐガス抜き路２０の途中に設置されている。
バルブ装置５は、キャビティ内に射出されのち、ガス抜き路２０に到達した溶湯が真空引き装置側に流入することを防止するために設けられている。

バルブ装置５は、受圧ピストン５１と、弁体５２と、作動竿５３と、を有する。
バルブ装置５では、受圧ピストン５１が、本体部５０に設けた支持孔５０１内で、可動型４の型開き方向（図中、左右方向）に摺動移動可能に設けられている。
弁体５２が、本体部５０に設けた支持孔５０２内で、可動型４の型開き方向（図中、左右方向）に摺動移動可能に設けられている。

バルブ装置５では、受圧ピストン５１が、弁体５２よりもキャビティ側の下方に位置している。キャビティ内に射出された溶湯は、キャビティを満たしたのち、ガス抜き路２０内をバルブ装置５側に移動する。

バルブ装置５に到達した溶湯は、バルブ装置５の可動型４に対向する表面５０ａ（可動型４との対向面）に露出する受圧ピストン５１に最初に作用して、受圧ピストン５１が、溶湯により押されてバルブ装置５の支持孔５０１内に挿入される。

そうすると、作動竿５３が、受圧ピストン５１により押されて、弁体５２に係合させた一端５３ａ側を、支持孔５０２の奥側（図中、左側）に変位させる。
弁体５２は、作動竿５３の一端５３ａから作用する操作力で、バルブ装置５の支持孔５０２内に引き込まれる。
これにより、支持孔５０２の内周と、弁体５２の軸部５２０外周との間の隙間が、弁部５２１により封止されて、バルブ装置５における真空引き装置との連絡口５０３が閉じられる。

このように、バルブ装置５では、溶湯が受圧ピストン５１に到達した時点で、支持孔５０２の内周と、弁体５２の軸部５２０の外周との間の隙間が、弁部５２１により封止されて、キャビティと真空引き装置との連通が遮断される。これにより、バルブ装置５に到達した溶湯の真空引き装置側への流入が阻止される。

バルブ装置５には、鋳造品を鋳造する際に高温の溶湯が作用する。そのため、上記した型開きの工程（ｃ）と、型閉めの工程（ａ）との間で、バルブ装置５に冷却用の媒体（水、オイルなど）を吹き付けて、バルブ装置５を冷却する。
ここで、バルブ装置５の冷却が不十分であると、例えば受圧ピストン５１や弁体５２が、高温の熱で熱膨張する。
そうすると、受圧ピストン５１や弁体５２が、支持孔５０１、５０２の内周に圧接して、受圧ピストン５１や弁体５２の型開き方向（図中、左右方向）の移動が阻害されて、バルブ装置５の動作に支障が生じる場合がある。
かかる場合、バルブ装置５に到達した溶湯の真空引き装置側への流入を阻止できなくなることがある。

本実施形態の鋳造金型２では、バルブ装置５を適切に冷却できるようにするために、バルブ装置５を固定型３に取り付けるためのバルブホルダ６に、ノズル部７が設けられている。ノズル部７は、冷却水（冷却用の媒体）をバルブ装置５に向けて吹き付ける吹付装置の構成要素である。

図１の（ａ）に示すように、バルブホルダ６は、底壁部６０と、底壁部６０の外周縁を全周に亘って囲む周壁部６１と、を有している。
正面視においてバルブホルダ６は、長方形形状を成しており、周壁部６１は、互いに平行に配置された一対の長辺部６１０、６１０と、長辺部６１０、６１０の端部同士を接続する一対の短辺部６１１、６１１と、から環状に形成されている。

バルブホルダ６は、周壁部６１の長辺部６１０、６１０を、固定型３の上下方向に沿わせた向きで設けられている。
周壁部６１で囲まれた底壁部６０の略中央部には、バルブ装置５を収容する収容孔６００が形成されている。収容孔６００は、周壁部６１の上下の短辺部６１１、６１１から内側に離れた領域であって、左右の長辺部６１０、６１０の内周６１０ａに接する領域に形成されている。

収容孔６００は、バルブ装置５の外形に整合する形状で形成されている。図１の（ｂ）に示すようにバルブ装置５は、前記した受圧ピストン５１と弁体５２とが露出する表面５０ａ側の外周を、収容孔６００に内嵌させた状態で、バルブホルダ６に支持されている。
この状態において、ノズル部７の下端縁７ａは、バルブ装置５の上端縁５ａよりも上側に位置している。

図１の（ｂ）に示すように、固定型３の上側の領域における可動型４との対向部には、可動型４から離れる方向に窪んだ凹部３１が形成されている。
バルブホルダ６は、固定型３における凹部３１の周辺領域に、図示しないボルトで固定される。バルブホルダ６を固定型３に取り付けると、バルブホルダ６で支持されたバルブ装置５が、前記した凹部３１内に収容される。

この状態において、バルブ装置５の表面５０ａと、バルブホルダ６の底壁部６０の表面６０ａは、可動型４の型開き方向（図中、左右方向）で面一となる位置関係で配置される。これら表面５０ａ、６０ａは、鋳造金型２におけるバルブ装置５が設けられた領域での固定型３と可動型４とのパーティングラインＰＬ上に位置している。

バルブホルダ６の周壁部６１は、可動型４側に突出している。
バルブホルダ６では、周壁部６１において上側に位置する短辺部６１１に、冷却水（冷却用の媒体）をバルブ装置５に向けて吹き付けるノズル部７が設けられている。

周壁部６１の短辺部６１１では、周壁部６１の内周６１ａと、可動型４側の端面６１ｂとに跨がって開口する収容部６１２が設けられている。収容部６１２には、冷却水の噴出口７１を有するノズル部７が設けられている。

図２の（ａ）に示すように、ノズル部７は、第１ノズル部材８と、第２ノズル部材９とを、型開き方向で重ね合わせて形成される。
ノズル部７は、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９を貫通したボルトＢで、バルブホルダ６の収容部６１２に固定されている。この状態において第１ノズル部材８と第２ノズル部材９は、分離不能に接合されている。

図３は、第１ノズル部材８を説明する図である。図３の（ａ）は、第１ノズル部材８を上方から見た上面図である。図３の（ｂ）は、図３の（ａ）におけるＡ−Ａ矢視方向から第１ノズル部材８を見た正面図である。図３の（ｃ）は、図３の（ｂ）におけるＢ−Ｂ矢視方向から見た下面図である。図３の（ｄ）は、図３の（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図３の（ｅ）は、図３の（ｂ）におけるＤ−Ｄ断面図である。図３の（ｆ）は、図３の（ｄ）におけるＥ−Ｅ矢視方向から見た裏面図である。

図３の（ａ）に示すように、第１ノズル部材８は、厚みＷａを持つ板状の基部８０を有している。
図３の（ｂ）に示すように、正面視において基部８０は、互いに平行な上辺８０１および下辺８０２と、上辺８０１と下辺８０２の端部同士を接続する側辺８０３、８０４と、を有している。
側辺８０３、８０４と、上辺８０１との接続部には、曲面加工が施されている。側辺８０３と側辺８０４は、基部８０の幅方向の中心線Ｌｃを挟んで対称に設けられている。正面視において基部８０は、上辺８０１および下辺８０２と、側辺８０３および側辺８０４と、から略矩形形状に形成されている。

上辺８０１では、幅方向の中央部に、下辺８０２側に窪んだ凹部７４ｂが設けられている。凹部７４ｂは、基部８０の中心線Ｌｃ上を、下辺８０２側に向けて直線状に延びている。凹部７４ｂの下辺８０２側の端縁７４ｂ１は、略半円形状に形成されている。
図３の（ａ）に示すように、凹部７４ｂは、基部８０を厚み方向（図中、上下方向）に貫通している。

図３の（ｂ）、（ｄ）に示すように、基部８０の幅方向における凹部７４ｂの両側には、基部８０を厚み方向（軸線Ｘ方向）に貫通する貫通孔８２、８２が設けられている。貫通孔８２、８２は、基部８０の幅方向の中心線Ｌｃを挟んで対称に設けられている。

基部８０の厚み方向における一方の面（裏面８０５）は、軸線Ｘに直交する平坦面である（図３の（ａ）、（ｆ）参照）。
図３の（ｂ）、（ｄ）に示すように、基部８０の厚み方向における他方の面（重ね合わせ面８０６）は、上辺８０１から貫通孔８２よりも下辺８０２側の所定高さｈａの範囲が、軸線Ｘに直交する平坦面である。下辺８０２側の所定高さｈｂの範囲が、下辺８０２側に向かうにつれて、基部８０の厚みが薄くなる向きで形成された傾斜面８０６ａとなっている。

裏面８０５と重ね合わせ面８０６の下端同士を接続する下辺８０２は、重ね合わせ面８０６側に向かうにつれて、基部８０の高さｈが低くなる向きで傾斜している。
断面視において下辺８０２は、前記した軸線Ｘに平行な軸線Ｘａに対して所定角度θａ傾斜している。そして、重ね合わせ面８０６に設けた傾斜面８０６ａは、軸線Ｘａに直交する軸線Ｙに対して所定角度θｂ傾斜している。

図３の（ｂ）に示すように、基部８０の重ね合わせ面８０６には、裏面８０５側に窪んだ溝７２ｂが設けられている。
溝７２ｂは、前記した凹部７４ｂから、中心線Ｌｃに沿って下辺８０２まで及ぶ範囲に形成されている。

図３の（ａ）、（ｃ）に示すように、溝７２ｂは、前記した凹部７４ｂに開口していると共に、基部８０の下辺８０２に開口している。
図３の（ｅ）に示すように、溝７２ｂは、重ね合わせ面８０６の領域と傾斜面８０６ａの領域において、それぞれ同じ深さｄ１で形成されている。

図４および図５は、第２ノズル部材９を説明する図である。図４の（ａ）は、第２ノズル部材９を上方から見た上面図である。図４の（ｂ）は、図４の（ａ）におけるＡ−Ａ矢視方向から第２ノズル部材９を見た正面図である。図４の（ｃ）は、図４の（ｂ）におけるＢ−Ｂ矢視方向から見た下面図である。図４の（ｄ）は、図４の（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図である。図４の（ｅ）は、図４の（ｄ）におけるＤ−Ｄ矢視方向から見た裏面図である。
図５の（ａ）は、図４の（ｂ）におけるＥ−Ｅ断面図である。図５の（ｂ）は、図４の（ｂ）におけるＦ−Ｆ断面図である。

図４の（ａ）に示すように、第１ノズル部材８に接合される第２ノズル部材９は、厚みＷｂを持つ板状の基部９０を有している。基部９０の厚みＷｂは、第１ノズル部材８側の基部８０の厚みＷａ（図３の（ａ）参照）よりも大きい厚みを有している。

図４の（ｂ）に示すように、正面視において基部９０は、互いに平行な上辺９０１および下辺９０２と、上辺９０１と下辺９０２の端部同士を接続する側辺９０３、９０４と、を有している。
側辺９０３、９０４と、上辺９０１との接続部には、曲面加工が施されている。側辺９０３と側辺９０４は、基部９０の幅方向の中心線Ｌｃを挟んで対称に設けられている。平面視において基部９０は、上辺９０１および下辺９０２と、側辺９０３および側辺９０４と、から略矩形形状に形成されている。

上辺９０１では、幅方向の中央部に、下辺９０２側に窪んだ凹部７４ａが設けられている。凹部７４ａは、基部９０の中心線Ｌｃ上を、下辺９０２側に向けて直線状に延びている。凹部７４ａの下辺８０２側の端縁７４ａ１は、略半円形状に形成されている。
図４の（ａ）に示すように、凹部７４ａの裏面９０５側は閉じられており、凹部７４ａは、合わせ面９０６側にのみ開口している。

正面視において凹部７４ａは、第１ノズル部材８側の凹部７４ｂと整合する形状で形成されている。

図４の（ｂ）、（ｄ）に示すように、基部９０の幅方向における凹部７４ａの両側には、基部９０を厚み方向（軸線Ｘ方向）に貫通する貫通孔９２、９２が設けられている。貫通孔９２、９２は、基部９０の幅方向の中心線Ｌｃを挟んで対称に設けられている。
図４の（ｄ）に示すように、貫通孔９２の裏面９０５側には、貫通孔９２よりも内径が大きい拡径部９２１が、貫通孔９２に対して同心に設けられている。

前記したように、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９とから構成されるノズル部７は、バルブホルダ６にボルトＢで固定される（図２の（ａ）参照）。
拡径部９２１は、ボルトＢの頭部を収容可能な内径で形成されている。

これら貫通孔９２、９２は、第１ノズル部材８側の貫通孔８２、８２（図２の（ｃ）参照）と整合する形状で形成されている。第１ノズル部材８と第２ノズル部材９とを接合すると、第１ノズル部材８側の貫通孔８２、８２と第２ノズル部材９側の貫通孔９２、９２とが、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９との接合方向で重なる位置関係で配置される。

基部９０の厚み方向における一方の面（裏面９０５）は、軸線Ｘに直交する平坦面である（図４の（ａ）、（ｃ）参照）。図４の（ｂ）、（ｄ）に示すように、基部９０の厚み方向における他方の面（重ね合わせ面９０６）は、上辺９０１から貫通孔９２よりも下辺９０２側の所定高さｈｃの範囲が、軸線Ｘに直交する平坦面である。下辺９０２側の所定高さｈｄの範囲が、下辺９０２側に向かうにつれて、基部９０の厚みが厚くなる向きで形成された傾斜面９０６ａとなっている。

裏面９０５と重ね合わせ面９０６の下端同士を接続する下辺９０２は、裏面９０５に向かうにつれて、基部９０の高さｈが低くなる向きで傾斜している。
断面視において下辺９０２は、前記した軸線Ｘに平行な軸線Ｘａに対して所定角度θａ傾斜している。

そして、重ね合わせ面９０６に設けた傾斜面９０６ａは、軸線Ｘに直交する軸線Ｙに対して所定角度θｂ傾斜している。
ここで、下辺９０２の軸線Ｘａに対する傾斜角度（所定角度θａ）は、前記した第１ノズル部材８側の下辺８０２の軸線Ｘａに対する角度θａと同じである。
重ね合わせ面９０６の傾斜面９０６ａの軸線Ｙに対する角度θｂは、前記した第１ノズル部材８側の傾斜面８０６ａの軸線Ｙに対する角度θｂと同じである。

図４の（ｂ）に示すように、基部９０の重ね合わせ面９０６では、貫通孔９２と貫通孔９２との間の領域に、裏面９０５側に窪んだ溝部７３ａが設けられている。
正面視において溝部７３ａは、貫通孔９２、９２との干渉を避けた領域に、矩形形状で形成されている。溝部７３ａは、基部９０の幅方向に所定の幅Ｗ１で形成されており、溝部７３ａの幅方向の中心線は、前記した基部９０の中心線Ｌｃと一致している。

図４の（ｂ）、図５の（ａ）に示すように、溝部７３ａは、上辺９０１から貫通孔９２の側方までの所定高さｈｅの範囲が、軸線Ｘに直交する平坦面である。下辺９０２側の所定高さｈｆの範囲が、下辺９０２側に向かうにつれて、基部９０の厚みが厚くなる向きで形成された傾斜面７３ａ１となっている。

ここで、図５の（ａ）に示すように、溝部７３ａの傾斜面７３ａ１の軸線Ｙに対する角度θｃは、前記した重ね合わせ面９０６の傾斜面９０６ａの軸線Ｙに対する角度θｂよりも大きくなっている（θｃ＞θｂ）。
そのため、溝部７３ａにおける傾斜面７３ａ１が設けられた領域では、合わせ面９０６側の傾斜面９０６ａと溝部７３ａ側の傾斜面７３ａ１との離間距離ｄ４が、下辺９０２側に向かうにつれて狭くなっている。
なお、溝部７３ａと合わせ面９０６との離間距離ｄ３は、一定または略一定である。離間距離ｄ３、ｄ４は、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９との接合方向の離間距離である。

図４の（ｂ）、（ｃ）に示すように、基部９０における溝部７３ａが形成された領域には、裏面９０５側に窪んだ溝７２ａが設けられている。
溝７２ａは、前記した凹部７４ａから、中心線Ｌｃに沿って下辺９０２まで及ぶ範囲に形成されている。

図５の（ｂ）に示すように、溝７２ａの下辺９０２側の領域は、重ね合わせ面９０６の傾斜面９０６ａに対して平行に設けられている。
図４の（ｃ）に示すように、溝７２ａの幅ｄ２は、前記した第１ノズル部材８側の溝７２ｂ（図３の（ｃ）参照）と同じである。

図６および図７は、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９とを接合して形成したノズル部７を説明する図である。図６の（ａ）は、ノズル部７を上方から見た上面図であり、図６の（ｂ）は、ノズル部７を、バルブ装置５側の下方から見た下面図である。
図７の（ａ）は、ノズル部７周りの領域が、図４の（ｂ）におけるＦ−Ｆ線に沿って切断された断面図である。図７の（ｂ）は、ノズル部７周りの領域が、図４の（ｂ）におけるＥ−Ｅ線に沿って切断された断面図である。
図８は、ノズル部７の作用を説明する図である。図８の（ａ）は、ノズル部７周りの断面図である。図８の（ｂ）は、図８の（ａ）におけるＡ−Ｂ−Ｃ矢視方向から見た展開図である。

図６の（ａ）に示すように、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９は、重ね合わせ面８０６、９０６同士を重ね合わせて、互いに接合される。
第１ノズル部材８と第２ノズル部材９とが接合されると、第１ノズル部材８の上辺８０１と、下辺８０２と、側辺８０３、８０４とが、第２ノズル部材の上辺９０１と、下辺９０２と、側辺９０４、９０３とに、それぞれ面一となる位置関係で配置される（図２の（ａ）参照）。

図６の（ａ）に示すように、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９とを接合すると、第１ノズル部材８側の凹部７４ｂと第２ノズル部材９側の凹部７４ａとが、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９との接合方向（図中、上下方向）で重なる位置関係で配置される。
これにより、ノズル部７の上部に、冷却水の流入口となる開口７４が形成される（図６の（ａ）参照）。

図６の（ｂ）に示すように、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９とを接合すると、第１ノズル部材８側の溝７２ｂと、第２ノズル部材９側の溝７２ａとが、第２ノズル部材９と第１ノズル部材８との接合方向（図中、上下方向）で重なる位置関係で配置される。
これにより、ノズル部７の下部に、冷却水の噴出口となるスリット７２が形成される。

さらに、ノズル部７の下部には、第２ノズル部材９側の溝部７３ａ（傾斜面７３ａ１）と、第１ノズル部材８の合わせ面８０６との間に、冷却水の噴出口となるスリット７３が形成される。
スリット７３は、第２ノズル部材９と第１ノズル部材８との合わせ面に沿って直線状に形成される。スリット７２は、スリット７３の長手方向の中央部で、スリット７３に対して直交する向きで形成される。
ノズル部７の下面には、これら２つのスリット７２、７３から、冷却水の噴出口７１が略十字形状で形成される。

図７の（ａ）に示すように、ノズル部７が固定されるバルブホルダ６では、ノズル部７を収容する収容部６１２が、上側に位置する短辺部６１１に設けられている。短辺部６１１における収容部６１２の外周側の領域には、冷却用の媒体（水）の流入口６１３が開口している。

流入口６１３は、短辺部６１１における端面６１ｂ側（図中、右側）の領域が、ノズル部７の開口７４と重なっている。さらに、図６の（ａ）において仮想線で示すように、流入口６１３は、上方から見て、第１ノズル部材８側の凹部７４ｂと重なる位置関係で設けられている。
バルブホルダ６の流入口６１３は、ノズル部７の上部において、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９との間に形成される開口７４に連通している。

流入口６１３には、固定型３に冷却水を供給する配管から分岐した分岐管（図示せず）が接続されるようになっており、バルブホルダ６の流入口６１３は、固定型３の冷却水の一部が供給される。

そのため、図７の（ａ）（ｂ）に示すように、流入口６１３に冷却水が供給されると、供給された冷却水が、ノズル部７の上部の開口７４内に供給される。
図６の（ａ）に示すように開口７４には、前記した２つのスリット７２、７３が連通しており、開口７４内に供給された冷却水が、スリット７２、７３を通って、ノズル部７の下面に開口する噴出口７１から排出されるようになっている。

図７の（ａ）に示すように、噴出口７１は、可動型４の型開き方向（図中左右方向）で、バルブホルダ６の底壁部６０の表面６０ａから可動型４側に離れた位置で開口している。
底壁部６０の表面６０ａは、固定型３と可動型４とのパーティングラインＰＬ上に位置しており、噴出口７１は、パーティングラインＰＬから可動型４側に離れた位置で開口している。

図８の（ａ）に示すように、ノズル部７は、噴出口７１を、下方に位置するバルブ装置５に向けて設けられており、噴出口７１から噴出される冷却水が、斜め上方からバルブ装置５の表面５０ａに作用するようになっている。
図８の（ｂ）に示すように、バルブ装置５の表面５０ａでは、弁体５２と、受圧ピストン５１とが、バルブ装置５の幅方向の中心線Ｌｃ上で上下に並んでいる。

本実施形態では、スリット７３の幅Ｗ１が、弁体５２の直径Ｒよりも大きくなるように設定されている。スリット７３から吹き出される冷却水が、弁体５２と受圧ピストン５１が露出する領域に確実に吹き付けられるようにしている。

さらに、スリット７２は、中心線Ｌｃと交差する位置に設けられている。そのため、積極的に冷却したい領域、すなわち弁体５２と、受圧ピストン５１とが上下に並んでいる領域に、寄り多くの冷却水を供給できるにようしている。

以下、本実施形態にかかるノズル部７の作用を説明する。
前記したように、ノズル部７は、第１ノズル部材８の重ね合わせ面８０６と、第２ノズル部材９の重ね合わせ面９０６とを重ね合わせて形成される。
この状態において、ノズル部７の内部には、冷却水の流路として機能するスリット７２、７３が形成される。これらスリット７２、７３のうち、ノズル部７の下面に開口する部位が、冷却水の噴出口となる。

ここで、鋳造金型２の型閉め時には、ノズル部７の噴出口７１の下側（バルブ装置５側）に、可動型４の当接部４１が挿入されて、ノズル部７の噴出口７１が封止されている（図１の（ｂ）参照）。
そして、噴出口７１は、バルブ装置５が設けられた領域における固定型３と可動型４とのパーティングラインＰＬから、可動型４の型開き方向で、可動型４側に離れた位置に開口している。

そのため、バルブ装置５に到達した溶湯が、ノズル部７の噴出口７１まで到達して、噴出口７１が溶湯で塞がれないようになっている。
バルブ装置５により、キャビティと真空引き装置との連通が遮断されると、可動型４が固定型３から離れる方向に移動する。

そうすると、可動型４の当接部４１による噴出口７１の封止が解消された時点で、噴出口７１から、冷却水がバルブ装置５に向けて吹き付けられる。

ここで、図７の（ｂ）に示すように、スリット７３は、バルブ装置５側の下方に向かうにつれて断面積が小さくなる向きで形成されている。そのため、スリット７３から噴出される冷却水は、指向性を持ってスリット７３から噴出されて、バルブ装置５の表面５０ａに到達する。

さらに、スリット７３の幅Ｗ１（図８の（ｂ）参照）が、弁体５２の直径Ｒよりも大きくなるように設定されている。そのため、スリット７３から吹き出される冷却水が、弁体５２と受圧ピストン５１が露出する領域に確実に吹き付けられて、弁体５２と受圧ピストン５１を確実に冷却する。さらに、バルブ装置５の表面５０ａの広い範囲に、冷却水が吹き付けられるので、バルブ装置５を全体的に冷却できる。

また、スリット７２を設けたことで、バルブ装置５の表面５０ａにおけるスリット７２の下方に位置する領域に、より多くの冷却水を吹き付けることができる。
これにより、バルブ装置５の表面５０ａにおける冷却が必要な箇所に、冷却水を積極的に供給して冷却できる。

なお、図８の（ｂ）に示すように、弁体５２と受圧ピストン５１との間に、ピン５４、５４が位置している。
ピン５４、５４は、バルブ装置５内のスプリングＳｐ（図１の（ｂ）参照）を、バルブ装置５の奥側に押して、弁体５２と受圧ピストン５１とに、スプリングＳｐの付勢力が作用しないようにするために設けられている。

弁体５２と受圧ピストン５１にスプリングＳｐの付勢力が作用している状態では、弁体５２と受圧ピストン５１のバルブ装置５内への摺動移動が規制される。
鋳造金型２の型閉め時には、ピン５４、５４が、可動型４の当接部４１により固定型３内に押し込まれて、弁体５２と受圧ピストン５１の摺動移動が許容される。
そのため、ピン５４、５４もまた、弁体５２および受圧ピストン５１と同様に、バルブ装置５内で摺動移動可能に設けられている。

本実施形態では、ピン５４、５４が露出する領域にも冷却水が吹付けられて、ピン５４、５４を冷却することで、ピン５４、５４の摺動移動も阻害されないようにしている。

以上の通り、本実施形態にかかるバルブ装置５の冷却構造１は、以下の構成を有している。
（１）バルブ装置５の冷却構造１は、
鋳造品の形状に対応するキャビティが、固定型３（固定側の金型）と可動型４（可動側の金型）との間に形成される鋳造金型２と、
固定型３に設けられて、キャビティと、当該キャビティ内を減圧する真空引き装置との連通／遮断を切り替えるバルブ装置５と、を有する。
バルブ装置５に向けて冷却水（冷却用の媒体）を吹き付ける吹付装置が、固定型３に設けられている。

このように構成すると、バルブ装置５が設けられた固定型３に、吹付装置が設けられているので、鋳造金型２を用いた鋳造品の鋳造を繰り返す過程で、吹付装置のノズル部７とバルブ装置５との位置関係が変化しない。
これにより、バルブ装置５に吹き付けられる冷却水の量、および冷却水吹き付け範囲が、鋳造金型２を用いた鋳造品の鋳造を繰り返す過程で変化しないので、バルブ装置５を適切に冷却できる。
なお、吹付装置は、バルブ装置５が可動型４側に設けられている場合には、可動型４側に設けることが好ましい。

本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造１は、以下の構成を有している。
（２）吹付装置は、冷却水の噴出口７１を有するノズル部７を有している。
している。
ノズル部７は、バルブ装置５を固定型３に固定するためのバルブホルダ６に固定されて、噴出口７１をバルブ装置５に向けている。
バルブホルダ６には、冷却水の流入口６１３が設けられており、流入口６１３と噴出口７１とが連通している。

このように構成すると、固定型３に固定されたバルブホルダ６を経由して供給される冷却水が、噴出口７１からバルブ装置５に向けて吹き付けられる。
これにより、噴出口７１から吹き付けられる冷却水を、固定型３内の冷却水が通流する既存の流路を利用して確保できるので、バルブ装置５を適切に冷却できる。

吹付装置のノズル部が、鋳造金型２とは別に設けられている場合には、冷却水が吹き付けられる位置を調節するために、ノズルの向きを定期的に調節する必要がある。また、金型の交換の際にも、ノズルの向きを調節する必要がある。
鋳造金型２にノズル部７を設けると、ノズル部７の向きが一律に固定されるので、ノズルの向きを定期的に調整する必要が無い。さらに、金型の交換の際にもノズルの向きの微調整に要する時間を短縮できる。
そのため、ノズルの向きの調節のために鋳造を休止する時間を大幅に減らすことができるので、鋳造金型２を用いた鋳造の歩留まりが向上する。

また、バルブ装置５を適切に冷却できることで、鋳造金型２を用いた鋳造品の連続鋳造の過程で、冷却ポイントの冷却完了の確認に要する時間を短縮できるので、鋳造金型２を用いた鋳造品の連続鋳造のサイクルタイムの短縮が期待できる。

本実施形態にかかるバルブ装置５の冷却構造１は、以下の構成を有している。
（３）バルブ装置５は、固定型３における可動型４との対向部に設けられている。
噴出口７１は、バルブ装置５が設けられた領域における固定型３と可動型４とのパーティングラインＰＬから、可動型４の型開き方向で、可動型４側に離れた位置に開口している。
可動型４は、鋳造金型２の型閉め時に、バルブホルダ６の底壁部６０に型開き方向から当接する当接部４１を有している。
可動型４の当接部４１は、鋳造金型２の型閉め時に、ノズル部７の噴出口７１の下側（バルブ装置５側）に挿入されて、ノズル部７の噴出口７１が封止される。

このように構成すると、キャビティ内に射出された溶湯が噴出口７１まで到達して、噴出口７１が固化した溶湯で塞がれることを好適に防止できる。

また、当接部４１による噴出口７１の封止が解消された時点から、冷却水をバルブ装置５に向けて吹き付けることができるので、可動型４の型開きが完全に完了する前から、バルブ装置５の冷却を始めることができる。
これにより、バルブ装置５の冷却に要する時間を延ばすことができるので、バルブ装置５をより確実に冷却できる。
また、バルブ装置５の冷却時間を延ばさない場合には、バルブ装置５の冷却時間を短縮することができるので、鋳造金型２を用いた鋳造品の連続鋳造のサイクルタイムの短縮が期待できる。これにより、鋳造金型２を用いた鋳造の歩留まりの向上が期待できる。

本実施形態にかかるバルブ装置５の冷却構造１は、以下の構成を有している。
（４）吹付装置のノズル部７は、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９とを重ね合わせて形成されている。
第１ノズル部材８と第２ノズル部材９との重ね合わせ面に、噴出口７１と流入口６１３とを連通させる連通路（スリット７３）が形成されている。

このように構成すると、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９のうちの少なくとも一方に溝部７３ａ（凹部）を設けることで、噴出口７１を構成するスリット７３（連通路）を所望の大きさで形成できる。
噴出口７１を構成するスリット７３（連通路）の大きさの変更が容易であるので、バルブ装置５に吹き付けられる冷却水の量を適切に調節できる。

ここで、キャビティに射出された溶湯の一部が、ノズル部７まで到達して、噴出口７１内に進入して、噴出口７１が固化した溶湯で塞がれる場合が考えられる。
このような場合であっても、ノズル部７が、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９に分割可能であるので、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９に分割して、内部に進入した溶湯を除去できる。これにより、溶湯がノズル部７に到達して噴出口７１が溶湯で塞がれた場合であっても、ノズル部７を容易に復元できる。

本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造１は、以下の構成を有している。
（５）ノズル部７は、第１ノズル部材８と第２ノズル部材９とを、可動型４の型開き方向で重ね合わせて形成されている。
噴出口７１は、可動型４の型開き方向に直交する方向に幅Ｗ１を持って形成されている。

上記のように構成すると、幅Ｗ１を調整することで、バルブ装置５の可動型４側に露出する表面５０ａに、略全面に亘って冷却用の媒体を吹き付けることができるので、バルブ装置５を適切に冷却できる。

本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造１は、以下の構成を有している。
（６）可動型４側から見て、ノズル部７の下端縁７ａは、バルブ装置５の上端縁５ａよりも上側に位置している（図１の（ｂ）参照）。
スリット７３（連通路）は、噴出口７１側の領域が、ノズル部７の下端縁７ａ側に向かうにつれて、可動型４の型開き方向におけるバルブ装置５との距離が近づく向きで傾斜している。

このように構成すると、バルブ装置５の可動型４側の表面５０ａに対して、斜め上方から冷却水を吹き付けることができる。固定型３における可動型４との対向部に設けられたバルブ装置５を、略全面に亘って冷却できる。

本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造１は、以下の構成を有している。
（７）バルブ装置５における可動型４に対向する表面５０ａには、可動型４の型開き方向に摺動移動可能な摺動部材（受圧ピストン５１、弁体５２）が露出している。
噴出口７１には、可動型４の型開き方向に沿う溝（スリット７２）が設けられている。
バルブ装置５側の下方から見て、噴出口７１とスリット７２で、略十字形状の冷却水の噴出口を構成している。

このように構成すると、ノズル部７の噴出口７１において、スリット７２が設けられた領域からバルブ装置５に向けて吹き付けられる冷却水の量を増やすことができる。
スリット７２を設ける位置を調節することで、バルブ装置５の表面５０ａの所望の位置を適切に冷却できる。

特に、バルブ装置５における可動型４との対向部では、上下方向に並んだ受圧ピストン５１、弁体５２の間に、ピン５４、５４が設けられており、可動型４側から見て、ピン５４、５４は、水平方向に間隔をあけて設けられている。
上記のとおり、噴出口７１とスリット７２で略十字形状の冷却水の噴出口を構成することで、受圧ピストン５１、弁体５２のみならず、ピン５４、５４にも、噴出口から吹き付けられる冷却水を当てて、適切に冷却できる。

本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造１は、以下の構成を有している。
（８）可動型４の型開き方向から見て溝（スリット７２）は、摺動部材と重なる位置に設けられている。

このように構成すると、摺動部材（受圧ピストン５１、弁体５２）が露出する領域に供給される冷却水の量を増やすことができる。これにより、摺動部材の熱膨張に起因するバルブ装置５の動作不具合の発生を好適に防止できる。

以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、これら実施形態に示した態様のみに限定されるものではない。発明の技術的な思想の範囲内で、適宜変更可能である。

１ 冷却構造
２ 鋳造型
２０ ガス抜き路
３ 固定型
３１ 凹部
４ 可動型
５ バルブ装置
５ａ 上端縁
５０ 本体部
５０ａ 表面
５０１、５０２ 支持孔
５０３ 連絡口
５１ 受圧ピストン
５２ 弁体
５２０ 軸部
５２１ 弁部
５３ 作動竿
５４ ピン
６ バルブホルダ
６０ 底壁部
６０ａ 表面
６００ 収容孔
６１ 周壁部
６１ａ 内周
６１ｂ 端面
６１０ 長辺部
６１０ａ 内周
６１１ 短辺部
６１２ 収容部
６１３ 流入口
７ ノズル部
７ａ 下端縁
７１ 噴出口
７２ スリット
７２ａ、７２ｂ 溝
７３ スリット
７３ａ 溝部
７３ａ１ 傾斜面
７４ 開口
７４ａ 凹部
７４ｂ 凹部
８ 第１ノズル部材
８０ 基部
８０１ 上辺
８０２ 下辺
８０３、８０４ 側辺
８０５ 裏面
８０６ 重ね合わせ面
８０６ａ 傾斜面
８２ 貫通孔
９ 第２ノズル部材
９０ 基部
９０１ 上辺
９０２ 下辺
９０３、９０４ 側辺
９０５ 裏面
９０６ 重ね合わせ面
９０６ａ 傾斜面
９２ 貫通孔
９２１ 拡径部
Ｂ ボルト
Ｌｃ 中心線
ＰＬ パーティングライン
Ｒ 直径
Ｗ１ 幅
Ｘ、Ｘａ、Ｙ 軸線

Claims (8)

1. 鋳造品の形状に対応するキャビティが、固定側の金型と可動側の金型との間に形成される鋳造金型と、
   前記固定側の金型と前記可動側の金型のうちの一方の金型に設けられて、前記キャビティと、当該キャビティ内を減圧する真空引き装置との連通／遮断を切り替えるバルブ装置と、を有し、
   前記バルブ装置に向けて冷却用の媒体を吹き付ける吹付装置を、前記一方の金型に設けたことを特徴とするバルブ装置の冷却構造。
2. 前記吹付装置は、前記冷却用の媒体の噴出口を有するノズル部を有しており、
   前記ノズル部は、前記一方の金型に前記バルブ装置を固定するバルブホルダに固定されて、前記噴出口を前記バルブ装置に向けており、
   前記バルブホルダには、前記冷却用の媒体の流入口が設けられており、前記流入口と前記噴出口とが連通していることを特徴とする請求項１に記載のバルブ装置の冷却構造。
3. 前記バルブ装置は、前記固定側の金型における前記可動側の金型との対向部に設けられており、前記噴出口は、前記固定側の金型の前記対向部における前記可動側の金型とのパーティングラインから、前記可動側の金型の型開き方向で、前記可動側の金型側に離れた位置に開口していることを特徴とする請求項２に記載のバルブ装置の冷却構造。
4. 前記ノズル部は、第１ノズル部材と第２ノズル部材とを重ね合わせて形成されており、
   前記第１ノズル部材と前記第２ノズル部材との重ね合わせ面に、前記流入口と前記噴出口とを連通させる連通路が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のバルブ装置の冷却構造。
5. 前記ノズル部は、前記第１ノズル部材と前記第２ノズル部材とを、前記可動側の金型の型開き方向で重ね合わせて形成されており、前記噴出口は、前記可動側の金型の型開き方向に直交する方向に幅を持って形成されていることを特徴とする請求項４に記載のバルブ装置の冷却構造。
6. 前記可動側の金型側から見て、前記ノズル部の下端縁は、前記バルブ装置の上端縁よりも上側に位置しており、
   前記連通路は、前記噴出口側の領域が、前記ノズル部の下端縁側に向かうにつれて、前記可動側の金型の型開き方向における前記バルブ装置との距離が近づく向きで傾斜していることを特徴とする請求項４または請求項５に記載のバルブ装置の冷却構造。
7. 前記バルブ装置における前記可動側の金型との対向部には、前記可動側の金型の型開き方向に摺動移動可能な摺動部材が露出しており、
   前記噴出口には、前記可動側の金型の型開き方向に沿う溝が設けられていることを特徴とする請求項４から請求項６の何れか一項に記載のバルブ装置の冷却構造。
8. 前記可動側の金型の型開き方向から見て前記溝は、前記摺動部材と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のバルブ装置の冷却構造。

Images