JP6640074B2 - 減圧鋳造方法及び減圧用通路開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、減圧鋳造装置を用いた減圧鋳造方法、及び減圧鋳造装置に付設される減圧用通路開閉装置に関する。

減圧鋳造装置のキャビティを吸気するとともに、前記キャビティ内に溶湯を導入する鋳造は、減圧鋳造として周知である。この場合、減圧鋳造装置にキャビティ内の気体（主に大気）を排出するための減圧用通路が形成されるとともに、真空ポンプ等の吸気機構が付設される。さらに、減圧用通路に、吸気を行った際にキャビティから溶湯が流入することを防止するための開閉弁を含んだ減圧用通路開閉装置が設けられる。

この種の減圧用通路開閉装置としては、特許文献１に記載の遮断弁装置や、特許文献２に記載のバルブ装置が知られている。先ず、特許文献１記載の遮断弁装置は、制御装置からの指令によって遮断弁を変位（開閉）させ、キャビティと減圧装置を連通状態又は連通遮断状態とするものである。すなわち、この場合、遮断弁は電気信号に基づいて変位する。

また、特許文献２に提案されたバルブ装置では、ピストンと閉鎖バルブがレバーを介して連結されている。従って、ピストンが変位すると、これに追従してレバーが回動する。その結果、閉鎖バルブが吸気流路を開閉する。

特許第４２４８２９８号公報 特許第５７１７６９２号公報

特許文献１に記載されるように電気信号にて遮断弁を変位させる場合、溶湯がキャビティに導入されたこと等を検出するための検出手段等が必要となる。このため、構成が複雑となる。また、例えば、キャビティへの溶湯の導入開始から遮断弁の閉止に至るまでに、検出手段による溶湯が導入されたことの検出、制御回路への検出の伝達、制御回路から遮断弁への閉止指令の発信、遮断弁閉止の行程を経るため、十分な応答速度が得られない事態が想定される。

一方、特許文献２に記載されるようにレバーを用いた場合、ピストンが十分に変位しないとレバーの回動量が不足する。このため、例えば、吸気流路の閉止が不十分となり、吸気流路に溶湯が進入する懸念がある。しかも、レバーの耐久性が十分でないためにメンテナンス頻度が高く、このために減圧鋳造装置を長時間にわたって稼動させること、換言すれば、鋳造品の生産効率を向上することが困難である。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、十分な応答速度が得られるとともに、鋳造品の生産効率の向上を図ることが可能な減圧鋳造方法及び減圧用通路開閉装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、減圧鋳造装置のキャビティと減圧用通路とを連通又は連通遮断状態とする開閉弁と、
前記キャビティに連通する溶湯位置検出部に導入される溶湯の圧力を受ける受圧部材と、
前記受圧部材を介して前記溶湯の圧力を受けることで変位する応答弁と、
を備える減圧用通路開閉装置を用いた減圧鋳造方法であって、
前記減圧用通路の一部を含んで形成され、前記開閉弁を収容したシリンダ室内の、前記開閉弁の弁部を弁座に着座する方向に変位させる圧力流体が導入される第１内室と、前記弁部を前記弁座から離間する方向に変位させる圧力流体が導入される第２内室とに圧力流体を供給し、前記開閉弁を構成するピストンの前記第２内室側の受圧面積が前記第１内室側の受圧面積に比して大きいことに基づいて、前記ピストンを、前記弁部が前記弁座から離間する方向に変位させて前記開閉弁を開状態とすることで、前記キャビティと前記減圧用通路とを連通させるとともに、前記キャビティ内を減圧する工程と、
前記第１内室及び前記第２内室への圧力流体の導入を停止した後、前記キャビティ内に溶湯を導入する工程と、
を有し、
前記溶湯位置検出部内に導入される前記溶湯の圧力を、受圧部材を介して応答弁に作用させることで前記第２内室に連通する下流側通路を開放し、前記下流側通路と前記第２内室とを連通させて前記第２内室内の圧力を低減することにより、前記ピストンを、前記弁部が前記弁座に着座する方向に変位させて前記開閉弁を閉状態とし、前記キャビティと前記減圧用通路との連通を遮断することを特徴とする。

また、本発明は、減圧鋳造装置のキャビティと減圧用通路とを連通又は連通遮断状態とする開閉弁と、
前記キャビティに連通する溶湯位置検出部に導入される溶湯の圧力を受ける受圧部材と、
前記受圧部材を介して前記溶湯の圧力を受けることで変位する応答弁と、
を備える減圧用通路開閉装置であって、
前記開閉弁は、前記減圧用通路の一部を含んで形成されたシリンダ室内に収容されるとともに、弁座に対して着座又は離間する弁部を有する弁本体と、圧力流体からの圧力を受けることで前記弁本体を変位させるピストンとを備え、
前記シリンダ室は、前記弁本体を、前記弁座に着座する方向に変位させる圧力流体が導入される第１内室と、前記弁座から離間する方向に変位させる圧力流体が導入される第２内室と、前記第１内室と前記第２内室との間に形成されて前記ピストンが摺動する摺動室とを含み、且つ前記ピストンは、前記第２内室側の受圧面積が前記第１内室側の受圧面積に比して大きく、
前記第２内室の下流側通路に配設された前記応答弁は、前記受圧部材に前記溶湯の圧力が作用するまでは前記第２内室と前記下流側通路との連通を遮断し、前記受圧部材に前記溶湯の圧力が作用したときに変位して前記下流側通路と前記第２内室とを連通させることで、前記第２内室内の圧力を低減することを特徴とする。

すなわち、本発明においては、第１内室及び第２内室の内圧を大きくするとともに開閉弁を開放状態としてキャビティ内を減圧する一方、溶湯位置検出部内に所定量の溶湯が導入されたとき、該溶湯の圧力を、受圧部材を介して応答弁に伝達して該応答弁を変位させ、第２内室と下流側通路とを連通させて第２内室の内圧を低減するようにしている。このため、第１内室の内圧が第２内室に比して大きくなるので、開閉弁が閉止状態となるとともにキャビティと減圧用通路との連通が遮断されてキャビティ内の減圧が終了する。

このように、本発明では、溶湯位置検出部内に所定量の溶湯が導入されたときに第１内室及び第２内室の内圧の大小が自発的に調整されることで開閉弁が閉止し、且つこれによりキャビティ内の減圧が終了する。すなわち、開閉弁の開閉状態を切り換えるための制御回路等を必要としない。このため、構成が簡素となる。しかも、制御回路からの制御信号の発信や、開閉弁の制御信号の受信等の行程を経ることがない。この分、十分な応答速度を得ることが可能となる。

応答弁を、受圧部材と一体的に変位させた後、第２内室から下流側通路に流入した圧力流体によってさらに受圧部材から離間する方向に変位させることが好ましい。すなわち、受圧部材の変位が終了した後も、応答弁の変位を継続させる。このようにすることにより、受圧部材の変位量、換言すれば、受圧部材を収容した収容室の内壁に対する摺動距離が小さくなる。従って、受圧部材が摩耗することを抑制することができる。すなわち、摩耗粉の発生量が低減する。このため、いわゆるカジリ等が発生することや、摩耗粉が噛み込んで受圧部材の変位が困難となることを回避される。

このような変位を可能とするには、応答弁に、圧力流体の圧力を受ける受圧部材を設ければよい。具体的には、応答弁を、軸部と、前記軸部の各端部に設けられて前記受圧部材に近接する第１鍔部、前記受圧部材から離間する第２鍔部とを有するボビン形状をなすものとして構成することが好ましい。この場合、第１鍔部が受圧部材となる。従って、溶湯の圧力が受圧部材を介して第１鍔部に伝達されるまでは、第１鍔部及び第２鍔部が下流側通路を閉止する。

この場合、受圧部材の変位量を第１鍔部の厚み以上に設定すればよい。これにより、第１鍔部が下流側通路を開放することが容易となる。なお、応答弁を受圧部材に指向して、換言すれば、下流側通路を閉止する方向に弾発付勢する弾発部材を設けるとよい。これにより、第２内室内の内圧が低減されたときに応答弁が自発的に元の位置に復帰する。

また、弁部が弁座に着座する方向に指向してピストンを弾発付勢する弾発部材を設けることが好ましい。この場合、ピストンが開放状態から閉止状態となるときの変位が、弾発部材によって支援される。従って、開閉弁の応答速度が一層大きくなり、溶湯位置検出部に所定量の溶湯が導入されたときにキャビティと減圧用通路との連通を迅速に遮断することが可能となる。同様の理由から、応答弁に対し、下流側通路を閉止する方向に弾発付勢する弾発部材を設けることが好ましい。

本発明によれば、開閉弁を収容したシリンダ室を形成する第１内室及び第２内室の内圧を大きくしてキャビティ内を減圧するとともに、溶湯位置検出部内に所定量の溶湯が導入されたときに第１内室及び第２内室の内圧の大小を自発的に調整させて開閉弁を閉止させ、キャビティ内の減圧を終了するようにしている。このために開閉弁の開閉状態を切り換える制御回路等が不要となるので、構成が簡素となる。

しかも、開閉弁を開閉するに際し、制御回路からの制御信号の発信や、開閉弁の制御信号の受信等の行程を経ることもない。この分、十分な応答速度を得ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る減圧用通路開閉装置を模式的に示した要部概略縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る減圧鋳造方法の概略フローである。 図１中の開閉弁が開放状態にあり、且つ応答弁の第１鍔部が連通路の開口に差し掛かった状態を示す要部概略縦断面図である。 図３に続き、応答弁がさらに変位した状態を示す要部概略縦断面図である。 図４に続き、開閉弁が閉止状態に切り換わった状態を示す要部概略縦断面図である。

以下、本発明に係る減圧鋳造方法につき、それを実施するための減圧用通路開閉装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る減圧用通路開閉装置１０を模式的に示した要部概略縦断面図である。この減圧用通路開閉装置１０は、金型としての固定型１２と可動型１４を含んで構成される減圧鋳造装置に付設される。固定型１２と可動型１４の型閉じがなされることにより、図示しないキャビティが形成される。なお、キャビティが形成された金型を含んで構成されるこの種の減圧鋳造装置は、例えば、前記特許文献１、２等にも記載された公知のものであり、従って、詳細な図示及び説明は省略する。また、固定型１２及び可動型１４は一部のみを示している。さらに、参照符号１６は、キャビティよりも下流側に形成されて該キャビティに連通する溶湯位置検出部を示す。

減圧用通路開閉装置１０は、例えば、固定型１２に形成された減圧用通路２０に設けられる。減圧用通路２０は、主には第１シリンダ室２２、第２シリンダ室２４、及び、第１シリンダ室２２と第２シリンダ室２４の間に介在する連通路２６を有する。第１シリンダ室２２には開閉弁２８が収容され、一方、第２シリンダ室２４には受圧ピン３０（受圧部材）及び応答弁３２が収容される。第１シリンダ室２２は、後述する圧縮エアの流通上流側であり、連通路２６及び第２シリンダ室２４は圧縮エアの流通下流側である。すなわち、連通路２６及び第２シリンダ室２４は、第１シリンダ室２２の下流側通路となる。なお、参照符号３３ａ〜３３ｄはいずれも、加工時に形成された孔を閉塞するプラグ部材を示す。

第１シリンダ室２２は、弁室３４、中間室３６、挿入孔４０、第１内室４２、摺動室４４及び第２内室４６を有する。弁室３４は、中間室３６に近接するにつれてテーパー状に縮径するとともに、その底部の直径がさらに絞られることによって弁座４８が形成される。弁室３４が溶湯位置検出部１６を介してキャビティに連通するとともに、中間室３６から吸気通路５０が分岐する。吸気通路５０には、吸気手段としての真空ポンプ５２が接続される。すなわち、吸気通路５０は第１シリンダ室２２を介してキャビティに連通しており、キャビティ及び溶湯位置検出部１６内の気体（主には大気）は、真空ポンプ５２の作用下に吸気されることで排出される。

また、第１内室４２及び第２内室４６には、供給ライン５４を介して圧縮エア供給源５６が接続される。一層具体的には、供給ライン５４は第１分岐ライン５８、第２分岐ライン６０に分岐し、第１分岐ライン５８が第１内室４２に接続されるとともに、第２分岐ライン６０が第２内室４６に接続される。従って、第１内室４２、第２内室４６には、圧力流体としての圧縮エアを個別に供給することが可能である。なお、供給ライン５４にはフィルタ６２及びレギュレータ６４が介装され、第１分岐ライン５８、第２分岐ライン６０には、第１供給弁６６、第２供給弁６８がそれぞれ介装される。また、前記連通路２６は第２内室４６に連通する。

開閉弁２８は、弁本体７０とピストン７２とを有する。弁本体７０の先端には略半球体形状の弁部７４が設けられるとともに、弁部７４の平坦な端面から弁棒部７６が突出する。弁棒部７６は中間室３６内を延在し、その先端部が挿入孔４０に挿入される。一方、ピストン７２は、弁棒部７６に臨む側から小径部７８、中径部８０及び大径部８２を有し、小径部７８の一部が挿入孔４０に挿入されるとともに、大径部８２の側周壁が摺動室４４の内壁に摺接する。この大径部８２を境に、第１内室４２と第２内室４６が区分されている。

小径部７８及び中径部８０は、第１リターンスプリング８４（弾発部材）の内部に挿入される。第１リターンスプリング８４の一端は第１内室４２の内壁に着座し、他端は大径部８２の第１内室４２側端面に着座する。このため、ピストン７２、すなわち開閉弁２８は第２内室４６側に弾発付勢される。換言すれば、第１リターンスプリング８４は、開閉弁２８を、弁部７４の平坦な端面が弁座４８に着座する方向に弾発付勢している。

ピストン７２の大径部８２の、第１内室４２側には中径部８０が存在する。このため、第１内室４２側のピストン７２の受圧面積は、大径部８２の面積から中径部８０の面積を差し引いた分である。一方、第２内室４６側では、大径部８２の全体で圧縮エアの圧力を受けることが可能である。すなわち、第２内室４６側のピストン７２の受圧面積は大径部８２の面積であり、結局、第１内室４２側の受圧面積に比して大である。

溶湯位置検出部１６に近接する位置に形成される第２シリンダ室２４は、ストローク室９０、第１排気室９２及び第２排気室９４を有する。ストローク室９０には、溶湯位置検出部１６に向かって延在する第１挿通孔９６と、第１排気室９２に向かって延在する第２挿通孔９８とが連なる。さらに、第１排気室９２及び第２排気室９４は、それぞれ、第１排気通路１００、第２排気通路１０２に連なる。図１には、第１排気通路１００、第２排気通路１０２の各開口が示されている。

第１排気通路１００の開口面積及び断面積は、第２排気通路１０２に比して小さく設定されている。このため、同一時間における排気量は、第１排気通路１００の方が第２排気通路１０２よりも小さい。

受圧ピン３０の小径な長尺部１０４の先端は、第１挿通孔９６に挿通されて溶湯位置検出部１６内に突出している。また、大径なフランジ部１０６の側周壁がストローク室９０の内壁に摺接するとともに、長尺部１０４に比して大径で且つフランジ部１０６に比して小径な押圧部１０８が第２挿通孔９８に挿通されて第１排気室９２内に突出する。

応答弁３２は、受圧ピン３０の押圧部１０８に臨む第１鍔部１１０と、軸部１１２と、受圧ピン３０から離間する側の端部近傍に設けられた第２鍔部１１４とを有する。軸部１１２の長さは、連通路２６の開口と略同等に設定される。従って、第１鍔部１１０及び第２鍔部１１４は連通路２６の開口近傍に位置する。一方、第１鍔部１１０及び第２鍔部１１４は軸部１１２に比して大径であり、その直径は互いに等しい。また、第１鍔部１１０及び第２鍔部１１４の厚みＤも同等である。

軸部１１２には、その長手方向に沿って貫通孔が形成されている。該貫通孔には、プラグ部材３３ｂの側壁に形成された嵌合孔１１６に嵌合されて位置決め固定された案内バー１１８が挿入される。すなわち、応答弁３２は、案内バー１１８に案内されながら変位する。

嵌合孔１１６の、第２排気室９４に臨む側には、該嵌合孔１１６に比して大径なスプリング孔１２０が連なる。嵌合孔１１６とスプリング孔１２０によって形成される段部には、その内部に案内バー１１８が挿入された第２リターンスプリング１２２の一端が着座する。第２リターンスプリング１２２の他端は、第２排気室９４内に露呈した軸部１１２の端面に着座する。

すなわち、応答弁３２は、第２リターンスプリング１２２によって受圧ピン３０側に弾発付勢されている。受圧ピン３０に溶湯Ｌ（図３参照）の圧力が作用していないとき、第１鍔部１１０及び第２鍔部１１４が連通路２６の開口を挟んで対向するとともに、応答弁３２の軸部１１２が連通路２６の開口に位置する。従って、連通路２６と第１排気室９２、第２排気室９４とは、それぞれ、第１鍔部１１０、第２鍔部１１４によって遮断された状態にある。換言すれば、このとき、応答弁３２は連通路２６と第２シリンダ室２４との連通を遮断しており、結局、下流側通路を閉止している。

以上の構成において、受圧ピン３０の変位量（ストローク量）は、第１鍔部１１０の厚みＤ以上に設定される。すなわち、受圧ピン３０が変位するとき、第１鍔部１１０は連通路２６の開口に差し掛かる位置となる。

本実施の形態に係る減圧用通路開閉装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作及び作用効果につき、本実施の形態に係る減圧鋳造方法との関係で説明する。

図２は、本実施の形態に係る減圧鋳造方法を、キャビティからの吸気、及び溶湯位置検出部１６への溶湯Ｌの導入との関係で示した概略フロー図である。この減圧鋳造方法は、キャビティ及び溶湯位置検出部１６内を減圧する工程と、キャビティ及び溶湯位置検出部１６内に溶湯Ｌを導入する工程とを含む。

はじめに、固定型１２に対して可動型１４を当接させて型閉じを行うとともにキャビティを形成し、さらに、可動型１４に対する推進力を上昇させて型締めを行う。その後、真空ポンプ５２を付勢するとともに第２供給弁６８を開き、圧縮エア供給源５６から供給ライン５４及び第２分岐ライン６０を介して第２内室４６に圧縮エアを供給する。圧縮エアに異物が混入している場合、該異物はフィルタ６２によって除去される。また、圧縮エアの圧力は、レギュレータ６４によって適切に低減される。

第２内室４６に圧縮エアが供給されることに伴い、大径部８２の第２内室４６側の端面が圧縮エアから押圧される。このため、ピストン７２が第１リターンスプリング８４を圧縮しながら第１内室４２側に指向して摺動室４４内を変位する。これと一体的に弁棒部７６が弁室３４側に変位するとともに、弁部７４が弁座４８から離間する。

すなわち、図２中に「開き工程」として示すように開閉弁２８が開放され、その結果、キャビティが弁室３４及び中間室３６を介して吸気通路５０に連通する。上記したように、吸気通路５０に接続された真空ポンプ５２が既に付勢されている。従って、キャビティ及び溶湯位置検出部１６内が真空ポンプ５２の作用下に吸気され、弁室３４、中間室３６及び吸気通路５０を介して排出される。すなわち、キャビティ及び溶湯位置検出部１６内の真空引きがなされる。

次に、第２供給弁６８を閉止する。このときには連通路２６と第１排気室９２、第２排気室９４とが応答弁３２によって遮断されているので、第２内室４６及び連通路２６に圧縮エアが充填された状態が保たれる。換言すれば、第２内室４６に圧縮エアが閉じ込められる。圧縮エアの押圧力が第１リターンスプリング８４の弾発付勢力を上回っているので、ピストン７２が元の位置（原位置）に戻ることはない。このため、開閉弁２８は開放状態を維持する。この最中に、溶湯Ｌをキャビティに射出するための射出スリーブ内に溶湯Ｌを供給する。すなわち、給湯を行う。

その一方で、第１供給弁６６を開放する。これにより、第１内室４２に、圧縮エア供給源５６から供給ライン５４及び第２分岐ライン６０を経、且つレギュレータ６４によって適切に減圧された圧縮エアが導入される。第２供給弁６８の閉止と第１供給弁６６の開放は、同時に行うようにしてもよい。

上記したように、ピストン７２の受圧面積は、第１内室４２側に比して第２内室４６側が大きい。この受圧面積の差に基づき、ピストン７２の、第２内室４６内の圧縮エアから受ける押圧力が、第１内室４２内の圧縮エアから受ける押圧力を上回る。このため、第１内室４２内に圧縮エアが導入されているにも関わらずピストン７２が原位置に戻ることはなく、開閉弁２８が開放状態を維持する。

次に、第１供給弁６６を閉止する。連通路２６と第１排気室９２、第２排気室９４とが応答弁３２によって遮断された状態が維持されているので、第１内室４２に圧縮エアが充填された状態が保たれる。すなわち、第１内室４２に圧縮エアが閉じ込められ、第１シリンダ室２２内が畜圧された状態となる。

第２内室４６内に圧縮エアが未だ閉じ込められているので、開閉弁２８は開放状態を維持している。従って、キャビティ及び溶湯位置検出部１６内が継続して吸気される。このため、キャビティ及び溶湯位置検出部１６内が減圧される。

このようにしてキャビティ及び溶湯位置検出部１６内が吸気されている最中に、前記射出スリーブ内の溶湯Ｌをプランジャで押圧し、ランナを介してキャビティに射出する。すなわち、キャビティ内に溶湯Ｌを導入する。キャビティ内が減圧されているので、溶湯Ｌが迅速に導入される。

溶湯Ｌがキャビティに導入されることに伴い、図３に示すように、該キャビティに連通する溶湯位置検出部１６に所定量が導入される。その結果、該溶湯Ｌが受圧ピン３０の小径な先端に接触する。この接触に伴い、受圧ピン３０が溶湯Ｌからの圧力を受け、第１排気室９２及び第２排気室９４側に指向して変位する。この際、受圧ピン３０のフランジ部１０６がストローク室９０内の一端から離間し、他端に当接する。この当接により、受圧ピン３０のそれ以上の変位が阻止される。すなわち、受圧ピン３０が停止する。

その一方で、受圧ピン３０が上記のようにして変位することにより、応答弁３２の第１排気室９２内の軸部１１２が受圧ピン３０の押圧部１０８に押圧される。このため、応答弁３２が、案内バー１１８に案内されながら第２排気室９４側に指向して変位し、第２リターンスプリング１２２を圧縮する。ここで、本実施の形態では、受圧部材の変位量が第１鍔部１１０の厚みＤ以上に設定されている。従って、第２排気室９４側に変位した第１鍔部１１０が連通路２６の開口に差し掛かる。その結果、連通路２６と、第１排気室９２及び第２排気室９４とがそれぞれ連通する。

このため、第２内室４６内及び連通路２６内に閉じ込められていた圧縮エアが、第１排気室９２、第２排気室９４に流入する。ここで、第１排気室９２内で開口する第１排気通路１００の開口面積及び断面積は、第２排気室９４内で開口する第２排気通路１０２の開口面積及び断面積に比して小さい。このため、同一時間であれば、第１排気室９２内からの圧縮エアの排気量は、第２排気室９４内からの圧縮エアの排気量よりも少ない。従って、第１排気室９２の内圧が、第２排気室９４の内圧よりも大きくなる。

その結果として、第１鍔部１１０が第１排気室９２内の圧縮エアから受ける押圧力が、第２鍔部１１４が第２排気室９４内の圧縮エアから受ける押圧力よりも大きくなる。従って、応答弁３２は、受圧ピン３０が変位を終了した後は第１排気室９２内の圧縮エアによって押圧され、図４に示すように、第２排気室９４側に指向してさらに変位する。

このように、本実施の形態では、応答弁３２の第１鍔部１１０が連通路２６の開口に差し掛かる程度、すなわち、連通路２６と第１排気室９２、第２排気室９４とが連通を開始するまで受圧ピン３０で応答弁３２を変位させた後、応答弁３２を、第２内室４６及び連通路２６から第１排気室９２に流入する圧縮エアにてさらに変位させるようにしている。このため、受圧ピン３０の変位量を、応答弁３２を受圧ピン３０のみで変位させる場合に比して小さくすることができる。これにより、ストローク室９０の内壁に対する受圧ピン３０のフランジ部１０６の側壁の摺動距離が小さくなる。

従って、受圧ピン３０のフランジ部１０６が摩耗することが抑制される。このため、フランジ部１０６とストローク室９０の内壁との間に摩耗粉が進入することや、このことに起因して受圧ピン３０の動作不良が生じること等を回避することができる。

第２内室４６内及び連通路２６内に閉じ込められていた圧縮エアが、第１排気通路１００、第２排気通路１０２から排気されることに伴い、第１シリンダ室２２の第１内室４２の内圧が第２内室４６よりも大きくなる。第２内室４６の圧力が開放されるのに対し、第１内室４２に未だに圧縮エアが閉じ込められているからである。従って、図５に示すように、ピストン７２が第１内室４２内の圧縮エアから押圧されて摺動室４４内を第２内室４６側に変位する。これと一体的に弁本体７０が第２内室４６側に変位し、弁部７４が弁座４８に着座する。これにより開閉弁２８が閉止状態となり、弁室３４と中間室３６との連通が遮断される。

この変位の際、第１リターンスプリング８４が伸張する。この伸張により、ピストン７２、ひいては開閉弁２８の変位が支援される。従って、開放状態から閉止状態への切換速度、換言すれば、応答速度が大きくなる。

このようにして第１シリンダ室２２が閉止されることに伴い、溶湯位置検出部１６と減圧用通路２０との連通が遮断される。従って、真空ポンプ５２による吸気通路５０を介してのキャビティ及び溶湯位置検出部１６内の吸気（真空引き）が停止される。すなわち、キャビティ及び溶湯位置検出部１６内の減圧サイクルが終了する。

このように、第１内室４２内及び第２内室４６内を予め畜圧状態としておくことで、溶湯位置検出部１６内に所定量の溶湯Ｌが導入されたときに溶湯位置検出部１６と減圧用通路２０との連通を迅速に遮断することができる。このため、溶湯Ｌが検出されたときに遮断弁を閉止するための制御手段を必要としない。従って、減圧用通路開閉装置１０の構成が簡素となる。しかも、制御信号の発信及び受信等の行程を経ない分、十分な応答速度を得ることができる。

また、第２内室４６内及び連通路２６内に閉じ込められていた圧縮エアが、第１排気通路１００、第２排気通路１０２から排気された結果、第２内室４６、連通路２６、第１排気室９２及び第２排気室９４の内圧が同等となる。このため、伸張する第２リターンスプリング１２２が応答弁３２の軸部１１２を弾発付勢し、これにより、応答弁３２が案内バー１１８に案内されながら変位して元の位置（原位置）に復帰する。

この復帰と略同時に、溶湯Ｌの射出が終了する。すなわち、キャビティが溶湯Ｌで充填される。その後、少なくとも溶湯Ｌの表層が凝固するまで所定の時間（キュアタイム）待機し、さらに、型開きを行う。これにより、キャビティの形状に対応する形状の鋳造品が露呈するに至る。

なお、第１内室４２内の圧縮エアを排出するためには、例えば、第１分岐ライン５８の、第１供給弁６６よりも下流側に排気弁を設ければよい。上記のようにして開閉弁２８が閉止状態となった後、前記排気弁を開放状態とすることにより、第１内室４２内の圧縮エアが排出される。

本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、第１内室４２と第２内室４６に同時に圧縮エアを供給するようにしてもよい。また、圧力流体は圧縮エア等の気体に限定されるものではなく、作動油等の液体であってもよい。

１０…減圧用通路開閉装置 １６…溶湯位置検出部
２０…減圧用通路 ２２…第１シリンダ室
２４…第２シリンダ室 ２６…連通路
２８…開閉弁 ３０…受圧ピン
３２…応答弁 ４２…第１内室
４４…摺動室 ４６…第２内室
４８…弁座 ５０…吸気通路
５２…真空ポンプ ５４…供給ライン
５６…圧縮エア供給源 ５８…第１分岐ライン
６０…第２分岐ライン ６６…第１供給弁
６８…第２供給弁 ７０…弁本体
７２…ピストン ７４…弁部
８４…第１リターンスプリング ９０…ストローク室
９２…第１排気室 ９４…第２排気室
１００…第１排気通路 １０２…第２排気通路
１０６…フランジ部 １０８…押圧部
１１０…第１鍔部 １１２…軸部
１１４…第２鍔部 １１８…案内バー
１２２…第２リターンスプリング Ｌ…溶湯

Claims (8)

1. 減圧鋳造装置のキャビティと減圧用通路とを連通又は連通遮断状態とする開閉弁と、
   前記キャビティに連通する溶湯位置検出部に導入される溶湯の圧力を受ける受圧部材と、
   前記受圧部材を介して前記溶湯の圧力を受けることで変位する応答弁と、
   を備える減圧用通路開閉装置を用いた減圧鋳造方法であって、
   前記減圧用通路の一部を含んで形成され、前記開閉弁を収容したシリンダ室内の、前記開閉弁の弁部を弁座に着座する方向に変位させる圧力流体が導入される第１内室と、前記弁部を前記弁座から離間する方向に変位させる圧力流体が導入される第２内室とに圧力流体を供給し、前記開閉弁を構成するピストンの前記第２内室側の受圧面積が前記第１内室側の受圧面積に比して大きいことに基づいて、前記ピストンを、前記弁部が前記弁座から離間する方向に変位させて前記開閉弁を開状態とすることで、前記キャビティと前記減圧用通路とを連通させるとともに、前記キャビティ内を減圧する工程と、
   前記第１内室及び前記第２内室への圧力流体の導入を停止した後、前記キャビティ内に溶湯を導入する工程と、
   を有し、
   前記溶湯位置検出部内に導入される前記溶湯の圧力を、受圧部材を介して応答弁に作用させることで前記第２内室に連通する下流側通路を開放し、前記下流側通路と前記第２内室とを連通させて前記第２内室内の圧力を低減することにより、前記ピストンを、前記弁部が前記弁座に着座する方向に変位させて前記開閉弁を閉状態とし、前記キャビティと前記減圧用通路との連通を遮断することを特徴とする減圧鋳造方法。
2. 請求項１記載の減圧鋳造方法において、前記応答弁を、前記受圧部材と一体的に変位させた後、前記第２内室から前記下流側通路に流入した圧力流体によってさらに前記受圧部材から離間する方向に変位させることを特徴とする減圧鋳造方法。
3. 請求項１又は２記載の減圧鋳造方法において、前記ピストンの、前記弁部が前記弁座に着座する方向への変位を、弾発部材によって支援することを特徴とする減圧鋳造方法。
4. 減圧鋳造装置のキャビティと減圧用通路とを連通又は連通遮断状態とする開閉弁と、
   前記キャビティに連通する溶湯位置検出部に導入される溶湯の圧力を受ける受圧部材と、
   前記受圧部材を介して前記溶湯の圧力を受けることで変位する応答弁と、
   を備える減圧用通路開閉装置であって、
   前記開閉弁は、前記減圧用通路の一部を含んで形成されたシリンダ室内に収容されるとともに、弁座に対して着座又は離間する弁部を有する弁本体と、圧力流体からの圧力を受けることで前記弁本体を変位させるピストンとを備え、
   前記シリンダ室は、前記弁本体を、前記弁座に着座する方向に変位させる圧力流体が導入される第１内室と、前記弁座から離間する方向に変位させる圧力流体が導入される第２内室と、前記第１内室と前記第２内室との間に形成されて前記ピストンが摺動する摺動室とを含み、且つ前記ピストンは、前記第２内室側の受圧面積が前記第１内室側の受圧面積に比して大きく、
   前記第２内室の下流側通路に配設された前記応答弁は、前記受圧部材に前記溶湯の圧力が作用するまでは前記第２内室と前記下流側通路との連通を遮断し、前記受圧部材に前記溶湯の圧力が作用したときに変位して前記下流側通路と前記第２内室とを連通させることで、前記第２内室内の圧力を低減することを特徴とする減圧用通路開閉装置。
5. 請求項４記載の開閉装置において、前記応答弁を、前記下流側通路を閉止する方向に弾発付勢する弾発部材をさらに備えることを特徴とする減圧用通路開閉装置。
6. 請求項４又は５記載の開閉装置において、前記応答弁は、軸部と、前記軸部の各端部に設けられて前記受圧部材に近接する第１鍔部、前記受圧部材から離間する第２鍔部とを有するボビン形状をなし、前記溶湯の圧力が前記受圧部材を介して前記第１鍔部に伝達されるまでは、前記第１鍔部及び前記第２鍔部が前記下流側通路を閉止することを特徴とする減圧用通路開閉装置。
7. 請求項６記載の開閉装置において、前記受圧部材の変位量は前記第１鍔部の厚み以上に設定され、且つ前記応答弁を前記受圧部材に指向して弾発付勢する弾発部材を有することを特徴とする減圧用通路開閉装置。
8. 請求項４〜７のいずれか１項に記載の開閉装置において、前記ピストンを、前記弁部が前記弁座に着座する方向に指向して弾発付勢する弾発部材をさらに有することを特徴とする減圧用通路開閉装置。

Images