JP2021090988A - 真空ダイキャストのガス抜き装置用バルブ制御ボックス - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は閉鎖バルブの開閉制御が可能になり、且つ、制御操作が容易であると共に、汚れたガスが略全部抜け、ダイキャスト品の不良率が激減し、ガス抜き装置の部品が長持ちし、生産性が向上可能となる真空ダイキャストのガス抜き装置用バルブ制御ボックスを提供することを目的とする。【解決手段】シャットダウン方式の真空ダイキャスト用ガス抜き装置９に接続させ、ボックス本体１の内部には、閉鎖バルブを閉鎖させるための電磁弁２と、射出開始から閉鎖バルブが閉鎖される迄の時間を測定する測定用デジタルタイマー４と、射出開始から閉鎖バルブが閉鎖される迄の時間を設定する設定用デジタルタイマー５と、鋳造機の制御盤からの射出信号を受信すると共に閉鎖バルブが閉鎖される信号を受信し、バルブ閉鎖時間の測定やバルブ閉鎖時間の設定等の指令を出すＣＰＵ７と、を少なくとも設けた構造とする。【選択図】図１

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や細かいダストなどが、空気と一緒に真空吸引装置によって吸引され、且つ、その排気通路を経て外部へ排出するための真空ダイキャストのガス抜き装置用バルブ制御ボックスに関する。

一般の真空ダイキャスト用のガス抜き装置（９）は、図３に示すように、固定ブロック（91）と可動ブロック（92）の間にキャビティに連通する排気通路（93）を備え、固定ブロック（91）に、排気通路（93）の入口側に配置する受圧バルブ（94）と、出口側に配置する閉鎖バルブ（95）と、受圧バルブ（94）の作動を閉鎖バルブ（95）に伝える開閉レバー（96）を備え、閉鎖バルブ（95）の開方向に押圧する開放手段（97）と、金型が冷えている初期運転時に開閉レバー（96）で閉鎖バルブ（95）を強制的に閉鎖する閉鎖手段（98）と、を少なくとも備えたものである。

この時、キャビティと連通するガス抜き装置（９）の入口側から入って来る溶湯の圧を受ける受圧バルブ（94）と、開閉レバー（96）を介して閉鎖する閉鎖バルブ（95）は、それらの摺動部分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、摺動部分の隙間に細かいダストが入ると、両バルブ（94），（95）の動きが悪くなると共に受圧バルブ（94）の動きが遅くなり、閉鎖バルブ（95）の閉鎖機能が低下する結果になり易かった。しかも閉鎖バルブ（95）が閉鎖する前に、溶湯の先走り現象により、溶湯が閉鎖バルブ（95）の中に入ってしまうと、故障が生じて鋳造作業を中断させていた。

又、溶湯がキャビティを通り、連通するガス抜き装置（９）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、受圧バルブ（94）と閉鎖バルブ（95）の摺動部分に抱き付きが生じ易く、更に抱き付いた部分が摺動部分の隙間に入り込むと、故障が生じ、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。また閉鎖バルブ（95）の摺動部分から細かいダストなどが真空吸引装置の中に入ると、その真空吸引装置自体の故障の原因になると共にそのフィルターが詰まる不具合も生じ、鋳造作業を一時中断しなければならなかった。尚、上記のように溶湯圧によって閉鎖バルブ（95）を閉鎖させるバルブ方式を、本発明に於いて、以降、「シャットダウン方式」と言う。

一方、シャットオフバルブを用いるシャットオフ方式のガス抜き装置は、図４に示すように、金型内のキャビティに射出プランジャーにより溶湯を充填し、キャビティ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を開き、キャビティ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、射出プランジャーの検出部の信号等によって、真空切替バルブを開いて、キャビティ内に生じたガスのガス抜き作業を開始すると共に溶湯が充填されると、シャットオフバルブを閉鎖させる。この時、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出されずにシャットオフバルブの前で止められていた。この場合、プランジャーの位置センサー，真空度検出器，真空センサー，充填センサー，動作センサーなどを埋め込み、シャットオフバルブの閉鎖を制御させている。これらのセンサーを埋め込み、電気的に検知する制御装置は高額であり、且つ、図４に示すように大掛かりな装置となっていた。

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の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の閉鎖を早めにすれば対応できるが、早めにすれば、汚れたガスが全部抜け切れなくなるため、ガスの巻き込みの恐れを生じて品質向上が難しくなり、品質が低下して不良率を高める恐れがあった。
しかもシャットオフバルブが閉鎖する前に、溶湯の先走り現象により、溶湯がシャットオフバルブの中に入ってしまうと、故障が生じて鋳造作業が中断されていた。又、溶湯がキャビティを通り、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の摺動部は抱き付きが生じ易くなり、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。この結果、入り込んだアルミニウムなどを除去し、鋳造作業を復旧させるのに多くの時間を要していた。

又、シャットオフバルブの制御方法として、特開平０８−３３２５５８号，特開昭６２−２１４８５９号，特開昭６２−１３７１６４号，特表２００５−５０１７３３号，特許２７１３７３６号などが提案されている。しかしながら、これらのものは、各センサーの埋め込み位置によってバルブを閉めるタイミングが変化するので、埋め込み位置の決定が難しく、型内のガスを完全に排気した後、バルブを閉める理想状態を作ることが難しいものであった。
一方、シャットダウン方式の制御方法としての提案が殆どないのが現状である。

特許番号第６４０８８４５号公報 特開２０１７−０８７５５号公報

上記のようにシャットダウン方式やシャットオフ方式の従来品は、バルブなどの詰りが生じ易かったので、鋳造を開始するに当り、毎回必ずガス抜き装置を分解し、その後、バルブの外周面と可動ブロック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。また摺動部品の寿命が短く、それらを交換する必要も生じ、ダイキャスト品の生産性の向上が難しく、且つ、維持管理費が掛かるのが現状であった。

本発明は閉鎖バルブの開閉制御が可能になり、且つ、制御操作が容易であると共に、汚れたガスが略全部抜け、ダイキャスト品の不良率が激減し、ガス抜き装置の部品が長持ちし、生産性が向上可能となる真空ダイキャストのガス抜き装置用バルブ制御ボックスを提供することを目的とする。

本発明は上記現状に鑑み成されたものであり、つまり、シャットダウン方式の真空ダイキャスト用ガス抜き装置に接続させ、閉鎖バルブの開閉制御を可能にさせるために、ボックス本体の内部には、閉鎖バルブを閉鎖させるための電磁弁と、射出開始から閉鎖バルブが閉鎖される迄の時間を測定する測定用デジタルタイマーと、射出開始から閉鎖バルブが閉鎖される迄の時間を設定する設定用デジタルタイマーと、鋳造機の制御盤からの射出信号を受信すると共に閉鎖バルブが閉鎖される信号を受信し、バルブ閉鎖時間の測定やバルブ閉鎖時間の設定等の指令を出すＣＰＵと、を少なくとも設けた構造とする。
またボックス本体に、閉鎖バルブ接続口と、エアー入口と、を少なくとも設けると良く、エアーで閉鎖バルブを閉鎖した後、エアーを開放させる迄の時間を設定する開放用デジタルタイマーを設けると良い。

請求項１のようにシャットダウン方式のガス抜き装置（９）に接続するものであって、ボックス本体（１）の内部には、閉鎖バルブ（95）を閉鎖させるための電磁弁（２）と、射出開始から閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間を測定する測定用デジタルタイマー（４）と、射出開始から閉鎖バルブ（95）を閉鎖する迄の時間を設定する設定用デジタルタイマー（５）と、鋳造機の制御盤からの射出信号を受信すると共に閉鎖バルブ（95）が閉鎖される信号を受信し、バルブ閉鎖時間の測定やバルブ閉鎖時間設定等の指令を出すＣＰＵ（７）と、を少なくとも設けることにより、本発明にシャットオフバルブの機能が追加された方式となるため、閉鎖バルブ（95）を確実に閉鎖させることが可能となると共に、従来生じていた閉鎖指令信号の受信からバルブを閉鎖させる迄の遅れが、測定用デジタルタイマー（４）と設定用デジタルタイマー（５）によって解消できるため、型内の汚れたガスを略完全に排気した後、閉鎖バルブ（95）を閉鎖させることが可能となり、先走りの溶湯が真空吸引装置への流入することが防止でき、不良率が激減し、且つ、ガス抜き装置（９）の部品が長持ちし、生産性が向上する。しかも、従来のシャットオフ方式のような大掛かりな設備投資も不要となる。

請求項２のようにボックス本体（１）には、閉鎖バルブ接続口（11）と、エアー入口（12）と、を少なくとも設けることにより、閉鎖バルブ（95）の閉鎖をエアーで容易に行うことが可能となる。

請求項３に示すようにボックス本体（１）の内部に、エアーで閉鎖バルブ（95）を閉鎖した後、エアーを開放（排気）させ終える迄の時間を設定する開放用デジタルタイマー（６）を設けることにより、従来生じ易かった問題、つまり、ガス抜き装置（９）内部のエアーが完全に抜けずに残ってしまうと、開閉レバー（96）を持ち上げる開放手段（97）であるバネに負荷が掛り、閉鎖バルブ（95）が完全に開かなくなる恐れが生じて品質の悪化になる恐れがあるという問題が解消可能になる。つまり、エアーが完全に抜ける迄の時間を待つことが確実に出来るため、開放手段（97）のバネに負担が殆ど掛らなくなる。

本発明の実施形態の要部を示すブロック図である。 本実施形態の表面を示す説明図である。 本実施形態に接続するガス抜き装置（シャットダウン方式）を示す説明図である。 従来の真空ダイキャスト装置（シャットオフ方式）の要部を示す説明図である。

本発明の実施形態を図１、図２に基づいて説明する。（１）は金属板または硬質樹脂板等で箱体に形成したボックス本体であり、該ボックス本体（１）には、閉鎖バルブ接続口（11）と、エアー入口（12）とが少なくとも設けられている。（２）はボックス本体（１）に内蔵された電磁弁であり、該電磁弁（２）は、後述する中バルブ（981）に送り込むエアーの給気、停止を行い、後述する閉鎖バルブ（95）を強制的に閉鎖させる役目を果たす。（３）はエアーレギュレーターであり、前記中バルブ（981）に送り込むエアーのエアー圧を調整する。例えば、エアー圧を０．３〜０．５Ｍｐａの範囲に設定すると良い。

（４）は射出開始から閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間を測定する測定用デジタルタイマーである。（５）は射出開始から閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間を設定する設定用デジタルタイマーであり、該設定用デジタルタイマー（５）としては、例えば、Ｈ５ＣＸ−Ａ−Ｎ（ＯＭＲＯＮ製）或いは同等品を用いるのが好ましい。（６）はエアーで閉鎖バルブ（95）を閉鎖した後、エアーを開放させ終える迄の時間を設定する開放用デジタルタイマーであり、該開放用デジタルタイマー（６）としては、例えば、Ｈ５ＣＸ−Ａ−Ｎ（ＯＭＲＯＮ製）或いは同等品を用いるのが好ましい。

（７）は鋳造機の制御盤からの射出開始信号を受信すると共に閉鎖バルブ（95）が閉鎖される信号を受信し、バルブ閉鎖時間の測定，バルブ閉鎖時間の設定，表示部への表示等の指令を出すＣＰＵであり、（８）は電源部である。

（９）は固定ブロック（91）と可動ブロック（92）の間にキャビティに連通する排気通路（93）を備え、入口側に配置する受圧バルブ（94）と、出口側に配置する閉鎖バルブ（95）と、受圧バルブ（94）の作動を閉鎖バルブ（95）に伝える開閉レバー（96）と、閉鎖バルブ（95）を開方向に押圧する開放手段（97）と、開閉レバー（96）で閉鎖バルブ（95）を閉方向に押圧する閉鎖手段（98）と、を少なくとも備えた真空ダイキャスト用のガス抜き装置であり、該ガス抜き装置（９）としては、本発明者が提案した特開２０１１-１８５４６９号で開示した真空ダイキャスト用ガス抜き装置を用いるのが好ましい。

図３は本実施形態で接続するガス抜き装置（９）を示す図であり、図３（ａ）は固定ブロック（91）に設けた閉鎖バルブ側給気路及び閉鎖バルブ側排気路を示すと共に、ガス抜き装置の可動ブロック（92）を外し、固定ブロック（91）の上方から見た図であり、また図３（ｂ）はガス抜き装置の断面を示す。

次に図３に基づいて更に詳細に説明すると、（91）は固定ブロックであり、（92）は可動ブロックである。（93）は固定ブロック（91）と可動ブロック（92）の間に形成され、且つ、キャビティに連通する排気通路である。（94）は排気通路（93）の入口側に配置した受圧バルブであり、該受圧バルブ（94）は固定ブロック（91）に配置され、上下動可能である。

（95）は排気通路（93）の出口側に配置した閉鎖バルブであり、該閉鎖バルブ（95）は固定ブロック（91）に配置され、上下動可能である。また閉鎖バルブ（95）の空間部（951）は、図３（ａ）に示すように閉鎖バルブ側給気路と閉鎖バルブ側排気路とが連通されている。（96）は受圧バルブ（94）の作動を閉鎖バルブ（95）に伝えるために備えた揺動可能な開閉レバーである。（97）は開閉レバー（96）が持上げられるためのバネを用いた開放手段であり、該開放手段（97）は開閉レバー（96）が閉鎖バルブ（95）の開方向に押圧され、閉鎖バルブ（95）を開く役目を果すためのものである。（98）は初期運転時に開閉レバー（96）を強制的に閉鎖バルブ（95）の閉方向に押圧する閉鎖手段であり、該閉鎖手段（98）には、シャットオフ機能を有しており、この機能は、電磁弁（２）のエアー圧によって、中バルブ（981）を押し下げる構造のものを用いる。

（99）は閉鎖バルブ側排気路に連通させて、裏板に取付けたバルブ開閉表示器であり、該バルブ開閉表示器（99）には図３（ｂ）に示すように、閉鎖バルブ（95）の空間部（951）のエアー圧によって突出する表示棒（991）と、該表示棒（991）を摺動自在に内蔵する外筒（992）と、その外筒（992）の先端に取付けると共に表示棒（991）が抜け出ないようにする蓋体（993）と、が少なくともある。またバルブ開閉表示器（99）は、閉鎖バルブ（95）の開閉状態を表示して、外部から確認するためのものであり、バルブ開閉表示器（99）の設置は、外筒（992）が垂直方向に立設するように取付けられている。又、前記外筒（992）と裏板の接触面及び外筒（992）の端面と蓋体（993）の接触面に、図示しないパッキンを設けておくと良い。更に裏板に、バルブ開閉表示器（99）へ供給されるエアー圧が測定できる圧力センサーを取付けておくと良い。

次に本発明の使用方法について説明する。予め閉鎖バルブ接続口（11）を介してガス抜き装置（９）と接続し、エアー入口（12）を介して真空吸引装置と接続させて、且つ、鋳造機の制御盤から射出開始信号を得るために、ＣＰＵ（７）と制御盤を線材等で接続しておく。またエアーレギュレーター（３）の設定を０．３〜０．５Ｍｐａの範囲で行っておく。

先ず始めに鋳造を開始すると、溶湯はキャビティに入り、ガスが発生し、キャビティ内部の空気と一緒に排気側へ排出されると共にキャビティに溶湯が充填される。この時、先ず始めに鋳造機の制御盤から射出開始信号がリレーを介してＣＰＵ（７）に入力される。すると、ＣＰＵ（７）から測定用デジタルタイマー（４）のカウント表示が開始される。
その後、キャビティに充填された溶湯が真空ダイキャスト用のガス抜き装置（９）に入り、受圧バルブ（94）を押圧すると閉鎖バルブ（95）は、開閉レバー（96）を介して閉鎖される。この閉鎖バルブ（95）が閉鎖すると、図３（ｂ）に示す圧力センサー、或いはバルブ開閉表示器（99）に設けた表示棒（991）の出入を検知する図示しない検知器等によって、閉鎖バルブ（95）が閉鎖したことを検知する。この検知データーがＣＰＵ（７）を介在させて測定用デジタルタイマー（４）のカウント表示を停止させることにより、測定用デジタルタイマー（４）には、射出開始から閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間が表示部に表示される。尚、この測定は、シャットダウン方式で閉鎖時間を測定し、この測定を数回繰り返し、その平均値を参考にして設定値を決め、その設定値を設定用デジタルタイマー（５）に入力することにより、射出開始から閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間を設定するのである。この時の設定時間としては、例えば、２〜１０秒とするのが好ましいが、鋳造機の大きさによって決定される。前記設定時間を設定することにより、シャットオフバルブとして利用できるものとなる。

閉鎖バルブ（95）を閉鎖した後、パイプ内部のエアーが排気して開放される迄の時間を開放用デジタルタイマー（６）で設定する。この時の設定時間としては、例えば、１０秒前後とする。以上の設定が終了した後は、通常の鋳造作業を行う。
次に別の鋳造作業を行う際は、上記の作業を繰り返して、射出開始から閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間を数回測定すると共にその平均値を基にして設定値を決定し、その設定値を設定する。また閉鎖バルブ（95）を閉鎖した後、パイプ内部のエアーが開放される迄の時間も設定する。そして、通常の鋳造作業を行う。

次に本発明の作用について説明する。上記のように、射出開始から閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間を数回測定すると共にその平均値を基にして設定値を決定し、その設定値を設定用デジタルタイマー（５）で設定することにより、金型内の汚れたガスを略完全に排気させた後、閉鎖バルブ（95）を理想的な状態で閉鎖することが出来る。
また閉鎖バルブ（95）を閉鎖した後、パイプ内部のエアーが開放される迄の時間も設定することにより、ガス抜き装置（９）内部のエアーが残存しないため、開閉レバー（96）を持ち上げる開放手段（97）のバネに負荷が掛らなくなり、閉鎖バルブ（95）が確実に閉鎖できる。

更に従来のシャットオフ方式では、先走り湯が発生した時に対処できない場合があったが、本発明はシャットダウン方式のガス抜き装置（９）に接続して使用するため、溶湯が受圧バルブ（94）の上面付近に来た時には、受圧バルブ（94）に溶湯の圧力が加わって下方へ押され、開閉レバー（96）を介して閉鎖バルブ（95）が閉鎖されるので、先走り湯による汚れたガスのバルブ詰まりが防止され、ガス抜き装置（９）や真空吸引装置の定期的なメンテナンス期間を、従来よりも２倍以上延長させることが可能となった。

このように本発明は、シャットダウン方式にシャットオフ機能を追加することにより、電磁弁（２）を通常運転時の射出毎に作動させるため、低速充填ダイキャスト法（スクイズダイキャスト法など）に有効であり、従来行っていた捨て打ち等の低速、高速（無増圧）時の動作が不要となり、またシャットオフバルブに於いて必要であった試射ちが、シャットダウン方式を併用することにより、金型が温まる前の試運転時の閉鎖バルブ（95）を強制的に閉鎖する作業も不要となる。更にシャットダウン方式に於ける受圧バルブ（94）の影響を受ける開閉レバー（96）の衝撃が相当大きなものであり、開閉レバー（96）の金属疲労が生じ易かったが、シャットオフ機能を追加することにより、開閉レバー（96）の耐久寿命が飛躍的に向上する。

１ ボックス本体
11 閉鎖バルブ接続口
12 エアー入口
２ 電磁弁
４ 測定用デジタルタイマー
５ 設定用デジタルタイマー
６ 開放用デジタルタイマー
７ ＣＰＵ
９ ガス抜き装置
91 固定ブロック
92 可動ブロック
93 排気通路
94 受圧バルブ
95 閉鎖バルブ
96 開閉レバー
97 開放手段
98 閉鎖手段

Claims (3)

1. 固定ブロック（91）と可動ブロック（92）の間にキャビティに連通する排気通路（93）を備え、入口側に配置する受圧バルブ（94）と、出口側に配置する閉鎖バルブ（95）と、前記受圧バルブ（94）の作動を前記閉鎖バルブ（95）に伝える開閉レバー（96）と、前記閉鎖バルブ（95）を開方向に押圧する開放手段（97）と、前記開閉レバー（96）で閉鎖バルブ（95）を閉方向に押圧する閉鎖手段（98）と、を少なくとも備えた真空ダイキャスト用のガス抜き装置（９）に接続して、前記閉鎖バルブ（95）の閉鎖タイミングを制御するためのものであって、
   ボックス本体（１）の内部には、前記閉鎖バルブ（95）を閉鎖させるための電磁弁（２）と、前記閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間を測定する測定用デジタルタイマー（４）と、射出開始から前記閉鎖バルブ（95）が閉鎖される迄の時間を設定する設定用デジタルタイマー（５）と、鋳造機の制御盤からの射出信号を受信すると共に前記閉鎖バルブ（95）が閉鎖される信号を受信し、バルブ閉鎖時間の測定やバルブ閉鎖時間の設定等の指令を出すＣＰＵ（７）と、を少なくとも設けたことを特徴とする真空ダイキャストのガス抜き装置用バルブ制御ボックス。
2. 前記ボックス本体（１）には、閉鎖バルブ接続口（11）と、エアー入口（12）と、を少なくとも設けた請求項１記載の真空ダイキャストのガス抜き装置用バルブ制御ボックス。
3. 前記ボックス本体（１）の内部に、エアーで前記閉鎖バルブ（95）を閉鎖した後、エアーを開放させ終える迄の時間を設定する開放用デジタルタイマー（６）を設けた請求項１記載の真空ダイキャストのガス抜き装置用バルブ制御ボックス。

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