JP3942769B2 - 金型鋳造用ガス抜き装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型鋳造においてキャビティ内からガスを抜くためのガス抜き装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金型鋳造のガス抜き装置として、特開平９−２６７１６２号公報が知られているが、当該公報のガス抜き装置は図１０の如く、通気導管１００に向かって出没する受湯ピストン１０１とピストンヘッド１０２を列設し、受湯ピストン１０１をスプリング１０３で通気導管１００内に向かけて付勢し、受湯ピストン１０１とピストンヘッド１０２をズームリンク１０４で連結しておき、通気導管１００に流入した溶湯の圧力で受湯ピストン１０１がスプリング１０３に抗して通気導管１００内より押出されると、ズームリンク１０４を介してピストンヘッド１０２を同時に押出すもので、特にズームリンク１０４の支点から受湯ピストン１０１までの距離よりも、ピストンヘッド１０２までの距離を長くして、受湯ピストン１０１の押出す力が低下しても、ピストンヘッド１０２を所定量摺動して確実に通気導管を閉鎖しようとするものである。
尚、本発明では、以後、前記通気導管を排気通路、受湯ピストンを受圧ピン、ピストンヘッドを閉塞バルブと称して説明する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のガス抜き装置にあっては、キャビティに溶湯を注入した当初、キャビティ内からガスを円滑に排気通路を通じて排出し得るが、排気通路内に溶湯が流入し始めた時点では、キャビティの形状や溶湯の投入手段によっても異なるが、排気通路内の溶湯が不規則な脈動を起こすこともあり、その場合、受圧ピンが揺れ動き、同時に閉塞バルブも大きく揺れ、排気通路の開閉動作を繰り返し行い、その結果、排気通路に通じる排出口から溶湯が噴出する問題点もあった。
【０００４】
そこでこの本発明は、従来技術の備えるこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、受圧ピンに対する溶湯圧力に脈動が生じ、押圧力が変化し、受圧ピンが揺れ動いても、閉塞バルブは開放状態を保ち続けており、排気通路内の溶湯圧力が所定力以上に上昇した時、確実に排気通路を閉鎖する金型鋳造用ガス抜き装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の金型鋳造用ガス抜き装置は、請求項１として、金型のキャビティに連通する排気通路中に、複数の受圧ピンと１体の閉塞バルブとを排気通路のキャビティ側から排出口側に向かって順次配置し、各受圧ピンと閉塞バルブの夫々を排気通路側、及び排気通路から離反方向の押出し側に摺動自在に設け、且つ受圧ピンの押出し側に閉塞バルブとの連動手段を備え、連動手段は金型の型締め時に各受圧ピンと閉塞バルブとを排気通路側に位置し、排気通路中に流入した溶湯の流動圧で順次押出された各受圧ピンの作動を閉塞バルブに遅延して伝え、閉塞バルブを押出し側に押出し、連動手段は板バネからなる回動レバーを備え、回動レバーはその中間部を受圧ピンの押出し側の端面に対向し、自由先端部を閉塞バルブに係合しており、順次押出された各受圧ピンの作動により回動し、閉塞バルブを遅延して押出し側に押出すことを特徴とする。
【０００６】
請求項２として、請求項１において、複数の受圧ピンは、キャビティ側に配置する第一受圧ピンと、第一受圧ピンと閉塞バルブの間に配置する第二受圧ピンとを備え、第一受圧ピンに対向する排気通路に、溶湯の流動方向を変える山型の堰部を第一受圧ピンに向かって突出して設け、堰部は溶湯を第一受圧ピンに誘導すると共に、第一受圧ピンから排気通路の下流側に誘導することを特徴とする。
【０００７】
請求項３として、請求項２において、堰部は溶湯を第一受圧ピンに設けた凹部内に誘導すると共に、凹部内から排気通路の下流に誘導するものであることを特徴とする。
【０００８】
排気通路は、キャビティに通じる主路と、該主路から分岐する迂回路を備えることは従来と同様であるが、分岐する前に複数の受圧ピンを設け、迂回路の最終部に閉塞バルブを備える点に特徴を有するものである。
【０００９】
各受圧ピンの排気通路から離反方向への押出しを、閉塞バルブに遅延して伝えるとは、各受圧ピンが順次動作しても閉塞バルブが即座に応答して排気通路を閉鎖することがなく、各受圧ピンの動作に遅れて作動することを指す。
【００１０】
連動手段の回動レバーは、その一端部を回動自在に支持しており、各受圧ピンと対向しているとは、各受圧ピンと結合することなく、単に当接している状態であり、更に自由先端部を閉塞バルブに係合しているとは、閉塞バルブに設けた孔に挿入している状態である。
【００１１】
【作用】
金型の型締め時に、各受圧ピンと閉塞バルブとが排気通路側側に位置していて、排気通路を開放状態に保っており、キャビティ内への溶湯の注入に伴い、溶湯内のガスを排気通路、各受圧ピン、閉塞バルブを通じて排出口より排出し、ガスの排出に伴い溶湯が排気通路に流入した時、溶湯圧力でキャビティに最も近い第一受圧ピンから順次離反方向に押出す。
【００１２】
第一受圧ピンが排気通路から離反方向に押出されると、第一受圧ピンで連動手段の回動レバーの中間部を押圧する。その結果、回動レバーの自由先端部は閉塞バルブを排気通路より離反方向に僅かに押出すが、排気通路を閉鎖することがないので、ガスの排出は続行される。
第一受圧ピン以後の受圧ピンは、第一受圧ピンが押出された当初には未だ排気通路側側に位置しているが、溶湯の更なる流動に伴い順次排気通路より離反方向に押出され、その押出しに伴って回動レバーを押圧し、排気通路より離反方向に作動していた閉塞バルブを、更に離反方向に作動する。
【００１３】
排気通路を通過する溶湯の流動圧に脈動があっても、回動レバーは各受圧ピンと当接し、閉塞バルブに係合しているのみであるから、閉塞バルブを排気通路から完全に離反して閉鎖することはない。
即ち、回動レバーによって作動した閉塞バルブは、排気通路を未だ完全に閉鎖していないので、排気通路の迂回路中のガスは依然として排出を続けるが、溶湯が閉塞バルブまで達すると、その溶湯圧力により閉塞バルブが押出されるので、排気通路は完全に閉鎖する。
排気通路に流入した溶湯は、主路から迂回路に分岐し流入方向を変える時、また迂回路内で流入方向を変えるごとに圧力を上昇し、各受圧ピンの押上げ力として作用し、その押上げ力が回動レバーを介して閉塞バルブに伝達され、溶湯が閉塞バルブに到達する前に、閉塞バルブを排気通路の閉鎖方向側に作動するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明による金型鋳造用ガス抜き装置の実施形態を図１に基づき説明すれば、１は固定主型、２は可動主型、３はキャビティ固定型、４はキャビティ可動型、５はキャビティであって、固定主型１に、キャビティ５に連通する射出スリーブ６を備え、射出スリーブ６内から射出ピストン７によってキャビティ５内に溶湯２８を圧入し、キャビティ５に連続して設けた排気通路８をガス抜き装置９に延設するもので、ガス抜き装置９は、固定主型１に設けた固定部１０と、可動主型２に設けた可動部１１とからなる。
図中１２は押圧板、１３は押出ピンである。
【００１５】
上記ガス抜き装置９は図２の如く、固定部１０と可動部１１の合わせ面に前記排気通路８を設けており、該排気通路８に図３の如く、主路８ａから左右に分岐し再び合流する迂回路８ｂを備え、押出ピン１３を主路８ａと左右の迂回路８ｂに対向して設けている。
固定部１０はキャビティ５に連通する排気通路８中に、第一受圧ピン１４Ａと第二受圧ピン１４Ｂと閉塞バルブ１５とを、排気通路８のキャビティ５側から排出口２１側に向かって順次配置し、第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂと閉塞バルブ１５の夫々を排気通路８側、及び排気通路８から離反方向の押出し側に向かって摺動自在に設け、且つ第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの押出し側に閉塞バルブ１５との連動手段２５を備え、連動手段２５は金型の型締め時に第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂと閉塞バルブ１５とを排気通路８側に位置し、排気通路８中に流入した溶湯２８の流動圧で順次押出された第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの作動を閉塞バルブ１５に遅延して伝え、閉塞バルブ１５を押出し側に押出す。
【００１６】
第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂは、離反方向の押出し側に鍔１６と突起部１７を有し、排気通路８における主路８ａのキャビティ５寄りから分岐部に至る間に対向して設け、鍔１６によって第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの先端面が排気通路８内に突入することなく、固定部１０の合わせ面とほぼ面一となるように設定してあり、排気通路８側、及び排気通路８から離反方向の押出し側に摺動自在となる。
更に第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂは先端面に、離型抵抗を得る目的で凹部１８、又は凸部を設けており、特に凹部１８に形成する場合、その入り口の広さよりも奥部の広さが大きく形成することが好ましい。
図４に示すように第一受圧ピン１４Ａと対向する主路８ａに、溶湯２８の流動方向を変える堰部３０を設け、堰部３０は溶湯２８を第一受圧ピン１４Ａに設けた凹部１８内に誘導すると共に、凹部１８内から排気通路８の下流に誘導することが望ましい。
【００１７】
閉塞バルブ１５は、バルブシリンダー１９と、バルブシリンダー１９内に摺動自在に挿入する弁棒２０とを備え、前記迂回路８ｂにおける合流部に対向して配置され、バルブシリンダー１９は排気通路８側に弁座２４を設け、中間部に排出口２１を有するものであり、弁棒２０は排気通路８側に、弁部２２に当接して排気通路８を閉鎖する弁部２２を有し、弁部２２に更に離型抵抗を目的とする凸部２３を備えている。
【００１８】
連動手段２５の回動レバー２６は、一端部を回動自在に軸支し、その中間部を第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの押出し側の端面、即ち突起部１７に対向すると共に、自由先端部２６ａを閉塞バルブ１５に設けた横孔２７に係合しており、第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの排気通路８からの押出しにより回動し、閉塞バルブ１５を遅延して排気通路８から押出し方向に押出す。
閉塞バルブ１５の遅延作動として、回動レバー２６にスプリング性のある板バネを用いることも可能であるし、回動レバー２６と第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの鍔１６との間にコイルスプリングを備え、コイルスプリングの強弱により閉塞バルブ１５の遅延を調整することも可能である。
【００１９】
以上のような金型鋳造用ガス抜き装置を金型に取付けて鋳造を行えば、下記のような作用でガス抜きが行われるものである。
図１に示す金型で、射出ピストン７を駆動して溶湯２８を圧入すれば、溶湯２８はキャビティ５内に流入し、キャビティ５内のガスは排気通路８の主路８ａを通じて順次第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂに達するも、第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂを押出すことなく迂回路８ｂに至り、閉塞バルブ１５に達し、閉塞バルブ１５から排出口２１より型外へ放出される。
【００２０】
キャビティ５に圧入された溶湯２８は、キャビティ５から排気通路８の主路８ａに流れ込み、図４のように主路８ａと迂回路８ｂとの分岐部で、流れ方向が変化し淀むことから圧力が上昇し、迂回路８ｂ内に流動し始めると圧力が低下し、迂回路８ｂの屈折部でまた淀み昇圧し、更に流動する時点で降圧し、左右の迂回路８ｂの合流点では最高に昇圧するので、従って第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂは昇圧部で押出される。
【００２１】
回動レバー２６は第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの押出しに伴い回動されるが、第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂに当接し、閉塞バルブ１５の弁棒２０と係合状態しておるのみであるから、閉塞バルブ１５を排気通路８側から離反方向に僅かに押出す程度で、排気通路８を閉鎖することがないので、迂回路８ｂ中のガスは排出し続ける。
【００２２】
溶湯２８が迂回路８ｂから閉塞バルブ１５に至っても、当初は溶湯２８の流動圧のみであるから弁部２２によって堰き止められ、弁部２２と弁座２４間の隙間より流出することはない。
しかし迂回路８ｂに流入した溶湯２８の圧力が順次高まり、迂回路８ｂ内の溶湯圧力の高まりにつれて、第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂに作用する溶湯圧力も高くなる結果、その溶湯圧力によって第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂが大きく押出され、これに伴い回動レバー２６が強く回動され、自由端部が瞬時に弁棒２０を押出し方向に押出し、閉塞バルブ１５を図５のように完全に閉鎖する。
【００２３】
溶湯２８の固化後、図６と図７のように金型を型開きすれば、第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの先端に設けた凹部１８が奥部を広く形成してあり、また閉塞ブルブ１５の先端に凸部２３が設けてあることから、排気通路８内で固化した溶湯２８の余剰部材２９に、第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂの凹部１８と閉塞バルブ１５の凸部２３とが係止しているので、金型の型開きに伴い、鋳造製品と余剰部材２９が、押出ピン１３によって金型から外され、金型から外される余剰部材２９によって第一及び第二受圧ピン１４Ａ，１４Ｂと閉塞バルブ１５は元に引き戻され、排気通路８側に位置する。
【００２４】
図８と図９の金型鋳造用ガス抜き装置は、閉塞バルブ１５の変形例であって、弁棒２０に設けた弁部２２が、恰もシリンダーのピストンの如くに形成したもので、弁部２２がバルブシリンダー１９内に挿入していて、排出口２１への溶湯２８の流出を阻止するものである。
その他の構造及び作用は前記例と同様である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の金型鋳造用ガス抜き装置は上記の通りであるから、次に記載する効果を奏する。
請求項１に記載の金型鋳造用ガス抜き装置は、溶湯圧力によって作動する受圧ピンを複数設け、各受圧ピンの作動を連動手段を介在して閉塞バルブに遅延して伝えるので、例え排気通路に流動した溶湯の圧力に脈動があっても、溶湯圧力が即時に閉塞バルブに伝達されず、排気通路内の溶湯圧力が所定圧以上に上昇した時に閉塞バルブを閉鎖する。その結果、金型外部への溶湯の噴出を確実に防止することができる。
また、連動手段は回動レバーを備え、回動レバーの中間部を各受圧ピンに対向し、自由先端部を閉塞バルブに係合しているので、各受圧ピンの押出しを閉塞バルブに遅延して確実に伝えることができる。
請求項２に記載の金型鋳造用ガス抜き装置は、請求項１の効果に加えて、第一受圧ピンに対向する排気通路に、溶湯の流動方向を変える堰部を設け、堰部によって溶湯を第一受圧ピンに誘導すると共に、第一受圧ピンから排気通路の下流側に誘導するので、第一受圧ピンは一段と確実に作動する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガス抜き装置を備えた金型の概要を示す断面図である。
【図２】本発明による金型鋳造用ガス抜き装置を示す断面図である。
【図３】 固定部の合わせ面に閉塞バルブと受圧ピンを配置した関係を示す説明図である。
【図４】排気通路の主路にまで溶湯が流入した時点の状態を示す断面図である。
【図５】閉塞バルブ位置まで溶湯が到達した状態を示す断面図である。
【図６】型開き当初の状態を示す断面図である。
【図７】鋳造製品の取出し時の状態を示す断面図である。
【図８】本発明による類例金型鋳造用ガス抜き装置の型締め状態を示す断面図である。
【図９】その使用状態で示す断面図である。
【図１０】従来ガス抜き装置の断面図である。
【符号の説明】
５ キャビティ
８ 排気通路
１４，１４Ａ，１４Ｂ 受圧ピン
１５ 閉塞バルブ
２１ 排出口
２５ 連動手段
２６ 回動レバー、２６ａ 回動レバーの自由先端部
２８ 溶湯
３０ 堰部

Claims (3)

1. 金型のキャビティ（５）に連通する排気通路（８）中に、複数の受圧ピン（１４）と１体の閉塞バルブ（１５）とを排気通路（８）のキャビティ（５）側から排出口（２１）側に向かって順次配置し、各受圧ピン（１４）と閉塞バルブ（１５）の夫々を排気通路（８）側、及び排気通路（８）から離反方向の押出し側に摺動自在に設け、且つ受圧ピン（１４）の押出し側に閉塞バルブ（１５）との連動手段（２５）を備え、連動手段（２５）は金型の型締め時に各受圧ピン（１４）と閉塞バルブ（１５）とを排気通路（８）側に位置し、排気通路（８）中に流入した溶湯（２８）の流動圧で順次押出された各受圧ピン（１４）の作動を閉塞バルブ（１５）に遅延して伝え、閉塞バルブ（１５）を押出し側に押出し、
   連動手段（２５）は板バネからなる回動レバー（２６）を備え、回動レバー（２６）はその中間部を受圧ピン（１４）の押出し側の端面に対向し、自由先端部（２６ａ）を閉塞バルブ（１５）に係合しており、順次押出された各受圧ピン（１４）の作動により回動し、閉塞バルブ（１５）を遅延して押出し側に押出すことを特徴とする金型鋳造用ガス抜き装置。
2. 複数の受圧ピン（１４）は、キャビティ（５）側に配置する第一受圧ピン（１４Ａ）と、第一受圧ピン（１４Ａ）と閉塞バルブ（１５）の間に配置する第二受圧ピン（１４Ｂ）とを備え、第一受圧ピン（１４Ａ）に対向する排気通路（８）に、溶湯（２８）の流動方向を変える山型の堰部（３０）を第一受圧ピン（１４Ａ）に向かって突出して設け、堰部（３０）は溶湯（２８）を第一受圧ピン（１４Ａ）に誘導すると共に、第一受圧ピン（１４Ａ）から排気通路（８）の下流側に誘導することを特徴とする請求項１に記載の金型鋳造用ガス抜き装置。
3. 堰部（３０）は溶湯（２８）を第一受圧ピン（１４Ａ）に設けた凹部（１８）内に誘導すると共に、凹部（１８）内から排気通路（８）の下流に誘導するものであることを特徴とする請求項２に記載の金型鋳造用ガス抜き装置。

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