JPS607888Y2

JPS607888Y2 - 金型用ガス抜き装置

Info

Publication number: JPS607888Y2
Application number: JP16466282U
Authority: JP
Inventors: 護曽瀬; 正植木; 元三河島
Original assignee: 宇部興産株式会社
Priority date: 1982-11-01
Filing date: 1982-11-01
Publication date: 1985-03-18
Also published as: JPS5968655U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、ダイカストマシン等の成形板に用いる金型用
ガス抜き装置に係り、さらに詳しくは、高速で応答可能
な弁体を備えた金型用ガス抜き装置に関するものである
。

従来より、ダイカストは精密な製品を多量に製造する方
法として広く普及しているが、製品内部に巣のない健全
性を重要視される製品には適さない場合があった。

その理由は高速、高圧で溶融金属をキャビティ内に充填
するため、キャビティ内のガスが充分に抜けきらずに、
溶融金属と混合して製品中に巣として残存することがあ
るためである。

このような不都合を解消するものとして、本考案者等は
鋳込製品や金型に制約されずに大量のガスを確実容易に
抜き、ガスの巻き込みをなくして健全なダイカスト製品
を得ることができるようにした金型用ガス抜き装置を開
発した。

この装置は、金型のキャビティから金型外に通じる排出
路を弁の作用で開いておいた状態で射出を行ない、キャ
ビティ内の質量の小さいガスをガス排出路を通して排出
し終わった時点で、キャビティ内から進んできた質量の
大きな被射出溶融物の慣性力を、前記弁に直接作用させ
ることにより弁を確実に、かつ素早く移動させて締め、
ガス排出路を直接しゃ断し、このガス排出路からの被射
出溶融物の流出を防ぎうるようにして、射出時に金型内
のガス抜きを確実に、かつ容易に行ないうるようにした
ものである。

この金型用ガス抜き装置は内部に弁を摺動自在に設けた
スプールをシリンダによって弁の摺動力向に移動自在に
設け、射出し、型開きした後のスプールの後退途中で、
弁の後退を止めて弁を開くためのストッパ機構を設けた
構造を採用している。

この装置は、弁と、ストッパ機構の一部をなすストッパ
に当接するレバーとが一体となっており、弁全体の質量
が大きく、動作時における必要とする慣性力が大きく、
弁の開閉動作が遅れる傾向にあった。

弁の開閉時の応答速度が遅いと、溶湯が弁より噴出する
危険があると言う欠点があった。

本考案は以上のような従来の欠点を除去するためになさ
れたもので、応答性に優れた弁を備えた金型用ガス抜き
装置を提供することを目的としている。

本考案においては上記の目的を達成するために、弁とは
別体で、かつ、弁当接部を有するレバーをスプール内に
弁の摺動力向に移動自在に設け、このレバーとスプール
間にはレバーに常時後退方向の力を作用させておく部材
を設け、スプールの後退途中で前記レバーの後退を止め
るストッパをスプールの外部に設けた構造を採用した。

以下、図面に示す実施例に基いて本考案の詳細を説明す
る。

第１図および第２図は本考案の１実施例を説明するもの
で、図において符号１で示すものは固定金型、２は可動
金型、ｌａ、２ａは固定金型と可動金型の分割面にそれ
ぞれはめ込んだ半割状の座である。

ここでは、座１ａ、２ａはそれぞれ固定金型１、可動金
型２の一部とする。

固定金型１と可動金型１と可動金型２の分割面およびそ
の延長位置にガス抜き装置３が設けられている。

一方、キャビティ４の周辺から金型の分割面に形成され
ているガス抜き道５よりガス抜き溝６を介してガス抜き
装置３の下部に至る排気通路が形成されている。

そして、ガス抜き装置３としては、ガス抜き溝６に対し
て弁頭７ａの下面とをほぼ垂直とするように弁７を設け
、ガス抜き溝６の途中から弁頭７ａの横方向へ迂回して
弁頭７ａの側方上方に至るバイパスからなるガス排出用
の通路８を設けである。

８ａは湯だまり部である。弁７は、弁支持部材であるス
プール９内において、このスプール９に対しその軸線方
向に摺動し、第１図において上方に弁７が移動した場合
には、スプール９の下端に設けた弁座１０に弁頭７ａが
接触し、通路８はスプール９内の弁室１１との連通状態
が閉塞される。

弁頭７ａ部の上方には弁棒７ｂの周辺に形成される弁室
１１が連続しているが、弁室１１には排出口１２が形成
されている。

スプール９の途中で、弁棒７ｂの上端部にばばね受け１
３が固定されており、このばね受け１３はピストンと同
様にスプール９の上端に形成された室１４内に摺動自在
に嵌合されており、ばね受け１３と、室１４の下面すな
わちスプール９の途中に設けた弁棒７ｂ用ガイド部材９
ｂの上面との間には圧縮ばね１５が弾装されており、弁
７は常時閉じる方向への力を与えられている。

スプール９の途中であるガイド部材９ｂには弁棒７ｂと
直交した状態で透孔９ａが形成されており、この透孔９
ａ内には圧縮ばね１６によって押圧された状態でスチー
ルボール１７が嵌合されており、このスチールボール１
７は弁棒７ｂの途中に形成された小径部７ｃに接してい
る。

また、圧縮ばね１６は押しねじ１８によってその押圧力
を調整できる。

スチールボール１７は、圧縮ばね１５によって上動され
ようとしている弁７を止めるもので、圧縮ばね１６の押
圧力は圧縮ばね１５の弾発力に打勝つ程度の大きさを有
する。

スプール９の上端部の両側にはそれぞれ突出部９ｃ、９
ｃが突設されてＴ形になっており、これら突出部９ｃは
ブロック１９に形成されたＴ溝１９ａに摺動可能に嵌合
されている。

このブロック１９は、これと一体のブロック１９ｃを介
して、固定金型１側に固定された支持枠２０に固定され
たシリンダ２１のピストンロッド２１ａの下端ニ固定さ
れている。

１９ｄはブロック１９，１９ｃ連結用のボルトである。

一方、第１図に示すように、ブロック１９の上端部には
溝１９ｂが横断して形成されており、この溝１９ｂ中に
はレバー２２が昇降自在に嵌合されている。

レバー２２の長さはブロック１９の正面から見た幅に等
しくて良いが、ブロック１９ｃの端面よりも突出した長
さにしておく。

レバー２２はブロック１９の中心部に昇降自在に嵌合さ
れたピン２３の上端に固定されており、ピン２３の下端
は前記室１４の上室内に臨まされ、弁棒７ｂの上端に固
定されたばね受け１３と対向している。

ブロック１９の前面には蝶ねじ２４を介して回動レバー
２５が回動自在に軸承されており、この回動レバー２５
が垂直状態にある時には、その下端がスプール９側の上
端の前面に接している。

この結果、回動レバー２５が垂直状態にある時にはスプ
ール９はＴ溝１９ａから抜は出すことができなくなり、
回動レバー２５を水平状態にしたら、スプール９や弁７
を金型１，２の上方に移動させた状態でスプール９は水
平方向に抜けるようになる。

また、レバー２２の両端部とブロック１９との間には圧
縮ばね２６が弾装されており、レバー２２を常時上方に
押し上げ、レバー２２が上昇している状態でピン２３と
ばね受け１３とが接触しないようにしている。

一方、支持枠２０の途中には前記レバー２２と接触しう
る位置に突出した状態で左右一対のストッパ２７．２７
が設けられている。

また、前記ブロック１９ｃはその一部に突出部１９ｆを
有し、この突出部１９ｆは支持枠２０側に設けられたガ
イドロッド２８に摺動自在に嵌合されており、後述する
ようにスプール９が昇降される時の案内を行う。

次に以上のように構成された本実施例の動作について説
明する。

まず型開きの状態で、かつ弁棒７ｂの小径部７Ｃ下端段
部にスチールボール１７を押圧させ、弁頭７ａが弁座１
０から離れた状態で、すなわち、弁が開いた状態でスプ
ール９全体をシリンダ２１を作動させることにより下降
させる。

この状態で固定金型１と可動金型２の型締を行うと、キ
ャビティ４からガス抜き道５、ガス抜き溝６、通路８、
弁室１１を経てスプール９外に至る通路が形成される。

そして、この状態で図示していない射出プランジャが作
動し溶融金属がキャビティ４内に供給される。

この時、キャビティ４内を充満させた溶融金属はガス抜
き道５、ガス抜き溝６を通って進んで行くが、キャビテ
ィ４内のガスは通路８や弁室１１を通り、排出口１２方
向に向う。

なお、ガスは質量が小さいため、ガスの作用で弁７が閉
じることはない。

一方、ガスに続いて溶融金属が弁頭７ａの下面に激突す
る。

この時、弁７に加わる衝撃は溶融金属の質量がガスに比
較して極めて大きく、慣性が大であるため、ガスが弁７
に与える衝撃より極めて大きく、弁７を上方にはね上げ
る。

この結果、圧縮ばね１６によって押圧されているスチー
ルボール１７の拘束力を脱し、弁７は上方に向い、圧縮
ばね１５による上方への引き上げ力をも加わり、弁頭７
ａの上面が弁座１０に着座し、通路８と弁室１１の間を
閉塞し、溶融金属の流出を弁７の位置で止める。

この時、溶融金属がガス抜き道５、ガス抜き溝６内でガ
スと混合し、飛沫状となり、不連続に弁体に当たる場合
であっても、最初の溶融金属の衝突により、弁体がはね
上げられ、その後ガスが来て溶融金属による上方への押
圧力がなくなっても、弁７は圧縮ばね１５の力により上
方への移動習性が与えられているため、弁７による排気
通路の閉塞は確実に行われる。

また、第１図からもも明らかなように弁頭７ａはその下
面に極めて深い凹部７ｄが形成されているため、溶融金
属や金属粉等はほとんどがこの凹部７ｄ内に激突するた
め、溶融金属等が弁頭７ａの周囲を通って弁頭７の上方
にまわり込む不都合はなくなり、弁頭７ａは確実に弁座
１０に対して着座することができる。

なお、弁７が上方へ移動し、弁頭７ａが弁座１０に着座
した状態においても、弁７の上端のばね受け１３と、ピ
ン２３の下面との間には所定間隔の空間が設けられてい
るため、ピン２３がばね受け１３に接触し、弁７を下方
に押す不都合は生じない。

このようにして射出が行われ、ガス抜き装置の弁７が閉
じた状態で、所定時間の加圧冷却により鋳込み作業が終
了すれば、型開きを行った後、シリンダ２１を作動させ
、スプール９を上昇させる。

そして、この上昇動作に伴い、キャビティ４、ガス抜き
道５、ガス抜き溝６および通路８内に充満されて凝固し
た金属が弁７から離れ、図示していない製品押出装置に
より、成形品を可動金型から取出す。

シリンダ２１が作動し、スプール９全体が引き上げられ
る時、ブロック１９に取付けられたレバー２２の両端が
支持枠２０側から突出しているストッパ２７と接触する
。

そして圧縮ばね２６による弾発力に坑してレバー２２は
溝１９ｂ中を下降し、この結果、ピン２３が下降し、上
動限界にある弁７の上端のばね受け１３に接触し、これ
を圧縮ばね１５の力に打ち勝って下方に押す。

この結果、弁頭７ａは弁座１０から離れ、弁は完全に開
かれる。

弁７の下降に伴い、スチールボール１７は再び弁棒７ｂ
の途中に形成された小径部７ｃ中に嵌入し、弁７が開い
た状態を保持する。

この状態で前述したと同様に次の鋳込動作を行えば良い
。

また、ガス抜き装置３全体を掃除したり、保守したい場
合には蝶ねじ２４をゆるめ、回動レバー２５を約９０度
回動させ、垂直状態から水平状態に位置させれば、スプ
ール９の上端部に形成された突出部９ｃはＴ溝１９ａか
ら容易に取外すことができ、スプール９全体を極めて容
易に取外すことができる。

上述したような動作を行う本考案になるガス抜き装置は
弁７と、レバー２２とは別体に設けられており、弁が閉
じる状態にあっては、弁７のみが作動できる。

従って、従来のように、レバー２２と一体となった弁７
と比較すると質量が小さく、動作時における慣性が小さ
く、溶湯の弁体に対する衝突時における弁の閉じる速さ
は極めて速く、優れた応答性を持つ。

スプール９の上端が連結されるブロック１９には、回動
レバー２５と反対側の側面に、当て板２９がその上端を
ボルト３０によって固定されている。

当て板２９の下端は、スプール９側に延びており、ブロ
ック１９とスプール９の連結部において、当て板２９に
は近接センサ３１が取付けられている。

近接センサ３１はばね受け１３、従って、弁７の位置を
検出する。

そして、弁７が閉じた状態か開いた状態かを検出でき、
その検出信号は、配線３１ａを介して制御装置側へ導か
れる。

また、当て板２９の下端部には空気源と接続するための
連結孔２９ａが形成されており、この連結孔２９ａはス
プール９の上端部に形成された室１４に連続する通孔１
４ａと連通している。

そして、通孔１４ａの端縁で、連結孔２９ａの端縁と接
する位置にはＯリング３２が取付けられており、両者の
連結部の気密を保つことができる構造とされている。

連結孔２９ａには電磁切替弁３３を介して圧縮空気源３
４が接続されている。

なお、ばね受け１３の上側の室は、スプール９トフロツ
ク１９間の通路１９ｅおよび回動レバー２５に設けた通
路２５ａを通じて外気に連結されている。

上述したような当て板２９を設け、連結孔２９に対する
スプール９との接触部に、０リング３２を設けた構造を
採用すると、ガス抜き装置の清掃時において、スプール
９をＴ溝１９ａから引キ出し、スプール９や弁７のみを
容易に取り外すことができる。

従って、当て板２９はそのまま残り、近接センサ３１と
その配線３１ａや空気源３４側の配管はブロック１９側
にそのまま残り、配線や配管の着脱をしないですみ、清
掃や保守に際して操作が極めて容易となる。

勿論、スプール９をブロック１９に取付ける場合は、ス
プール９をＴ溝り９ａ内に押入れ、当て板２９に押付け
て、回動レバー２５でロックするだけで極めて簡単に取
付けることができる。

成形装置の運転開始時においては、金型その他が冷却さ
れており、この冷却状態において通常の射出動作を行う
と、溶湯が金型キャビティの隅々にまで行き渡らないう
ちに冷却してしまい、金型に製品の一部が残るおそれが
ある。

射出成形時には射出初期において低速射出を行ない、続
いて高速射出に移るが、成形開始初期においては、通常
は、低速射出のみで２〜５シヨツトの試し打ちを行ない
、金型の温度を上昇させる操作を行う。

このような運転開始直後の低速試し打ちの場合には、溶
湯の慣性力が弱いため溶湯が弁頭７ａに当っても弁７は
締まらず、スプール９側に溶湯が入り込むおそれがある
。

そこで、従来においてはこのような不都合を避けるため
に、作業者がガス抜き溝６や通路８などのベントライン
に前回鋳込んだ成形品の一部を入れて、溶湯がスプール
側に入り込まないようにしたり、或いは、前述したレバ
ー２２等を手で押して弁７を閉じていた。

このような作業者による手動操作は極めてめんどうで不
便であり、さらには、成形機側に作業者が入り込むため
極めて危険な状態にある。

このような場合に、本考案による構造は威力を発揮する
。

すなわち、運転開始時においては手動または自動的に電
磁弁３３を切換え、空気源３４と室１４とを連通させ、
圧縮空気を供給し、ピストン構造を有するばね受け１３
に対し空気圧を作用させ、スチールボール１７の押圧力
に坑して弁７を上動させ強制的に閉じさせることができ
る。

このように空気圧により弁７を閉じさせる動作をリモー
トコントロールにより行うことができる構造を採用すれ
ば、不便さや作業者におよぼす危険を著しく低下させる
ことができる。

なお、第１図に示すように弁７をセットした状態では、
レバー２２が取付けられたピン２３の下端とばね受け１
３との間の距離は弁７のストローク、すなわち、金型１
，２に接している弁頭７ａの外周上面と弁座１０との間
の距離よりも幾分大きく設定されている。

一方、ストッパ２７の位置を選定すれば、ストッパ２７
とレバー２２が接触し、スプール９が最大限引上げられ
た状態において、弁７が前記ストローク以上の下降を行
うことができるように設定できる。

ｌこのような構造を採用するとき
、弁頭７ａと弁座１０との間隔を大きくとることができ
、弁の清掃時等において大きな空間を確保でき、金属粉
等を確実に除去することができる。

上述した実施例においては弁７に閉じる方向への力を作
用させる手段として室１４内に収容された圧縮ばね１５
を用いている。

ところが、このガス抜き装置をセットするとき、シリン
ダ２１等を用いると、その始動時にはショックが伴うこ
とがあり、このショックがスチールボール１７による弁
７に対する拘束力より大きいと、スプール９を下降させ
る時に弁７が閉じるおそれがある。

このような危険を防止するためには、第３図に示すよう
な構造を採用すれば良い。

すなわち、室１４内に収容されている圧縮ばね１５を除
き、連結孔２９ａに接続される圧縮空気源３４とを結ぶ
管路に圧縮空気源３４側から順に減圧弁３５、電磁切替
弁３６，３７を介装した構造を採用した。

圧縮空気源３４と電磁切替弁３６との間には減圧弁３５
をバイパスするバイパス管路３９が設けられており、電
磁切替弁３６のＴポートに接続されている。

このような構造を採用すると、通常の射出動作時におい
ては電磁切替弁３６．３７は第３図に示す状態にあり、
減圧弁３５を介して所望の圧力に減圧された圧縮空気源
３４からの空気圧が室１４内に導かれる。

この空気圧は第１図および第２図に示す実施例における
圧縮ばね１５の弾発力に相当するもので、通常はスチー
ルボール１７による弁７に対する拘束力より小さい。

従って、通常の射出成形時においては、この空気圧が圧
縮ばね１５の代用となり、溶湯の慣性力によって弁７は
閉じることができる。

そして、運転開始時のように弁７を強制的に閉じたい場
合には、電磁切替弁３６を切替えてＴポートとＡポート
を通じさせれば、圧縮空気源３４の圧力はそのまま室１
４内に導かれ、ピストン構造を有するばね受け１３は空
気圧により上方に押され、弁７は閉じる。

また、スプール９を下降させる時には、電磁切替弁３６
は第３図に示した状態のままにし、電磁切替弁３７のみ
を切替えてＡポートをＥＸポートに通じさせる。

そうすると、空気源３４の圧力はブロックされ、室１４
は大気に開放される。

従って、弁７はスチールボール１７の拘束力のみしか加
わらず、シリンダ２１の始動時におけるショックが生じ
ても弁７が閉じることがなく、ガス抜き装置としての役
割を確実に保つことができる。

他方、第４図は本考案のもう一つの実施例を説明するも
ので、本実施例にあってはスチールボール１７に対する
押圧力を空気圧を利用して与えようとする構造を採用し
ている。

すなわち、透孔９ａから圧縮ばね１６およびナツト１８
を取除き、管路４０を介して圧縮空気源４１に接続し、
管路４０に対して圧縮空気源４１側から順に、減圧弁４
２、電磁切替弁４３．４４を介装しである。

４６は圧縮空気源４１と電磁切替弁４３のＴポートを結
ぶ管路である。

そして、透孔９ａ内にはピストン４５を摺動可能に収容
し、そのピストンロッド４５ａの先端をスチールボール
１７に対して接触させている。

すなわち、透孔９ａとピストン４５とはシリンダを構成
している。

次に、以上のように構成された本実施例の動作につき説
明する。

通常の射出成形時においては電磁切替弁４３゜４４は第
４図に示す状態のまま圧縮空気源４１の圧縮空気を減圧
弁４２を介して透孔９ａ内に供給し、第１図および第２
図に示す実施例における圧縮ばね１６の役目を果させ、
スチールボール１７の弁７に対する拘束力としている。

一方、運転開始時のように弁７を閉じておく必要がある
場合には、電磁切替弁４４をＯＮにし、透孔９ａをＥＸ
ポートと連通させ、外気と連通させる。

この状態では弁７に加わるスチールボール７の押圧はな
く、弁７は圧縮ばね１５の力により引上げられ、弁７を
閉じた状態にしておくことができる。

従って、運転開始時の試し打ち時における溶湯のベント
ライン側への回り込みはなくなる。

他方、スプール９をシリンダ２１によって下降させる場
合には、電磁切替弁４３のみをＯＮとし、バイパス管路
４６を介して圧縮空気源４１の圧力を透孔９ａに導く。

そうすると、ピストンロッド４５ａを介してスチールボ
ール１７は弁７に対して極めて大きな圧力で押圧され、
弁７が開いたままの状態をそのまま確実に保つことがで
きる。

この結果、シリンダ２１の作動時におけるショックによ
る影響を完全に遮断し、弁７が開いた状態でスプール９
を下降させることができる。

このようにしてスチールボール１７による弁７に対する
拘束力を自由に空気圧を利用して調整できる。

以上の説明から明らかなように本考案によれば、ガス抜
き装置の弁とレバーを別体に構成しであるため、弁の質
量を小さくシ、弁の慣性力を小さくすることができるた
め、弁の開閉動作の応答性を著しく向上させることがで
きる。

なお、運転開始時においては、空気圧を利用して弁を閉
じた状態にしておけば、操作者による手動操作を必要と
せず、離れた位置から弁を閉じることができ、繁雑さや
面倒さおよび危険が全く無い。

そして、スプールはＴ溝を介して着脱できると共に、分
離面はＯリングその他の気密封止手段を介してガス抜き
装置本体側と接触させる構造を採用しておけば、スプー
ルの着脱時に配管や配線の着脱作業を必要とせず、極め
て容易にスプールの着脱が可能となる。

また、スプールが上昇限にある時はレバーとストッパの
作用で、弁は弁自体のストロークよりも大きいストロー
クで開かれるようにしておけば、金属粉の除去などの清
掃時に作業が極めて容易となる。

弁頭には溶湯の接触面に大きく、深い凹部を設けた構造
を採用しておけば、前進してくる溶湯を十分に受けとめ
ることができ、弁室側に溶湯がまわり込まず、しかも弁
を高速で閉じさせることができる。

また、弁棒の上端をピストン構造とし、この部分に空気
圧を作用させる構成を採用しておけば、運転開始時の試
し打ちの場合に、リモコン操作により、弁を閉じさせる
ことができ、低速射出時において弁が閉じないで溶湯が
弁室側に入り込むという不都合な事故を生じることがな
い。

また、ピストン構造の部分を大気開放すれば、弁棒に対
するスチールボールの押圧による拘束力が大きく作用す
るため、スプール下降時のショックがあっても弁は閉じ
ず、弁を開いたままでスプールを下降させ、正常なガス
抜き機能を保持させることができる。

さらに、弁棒に対して押圧力を与え、弁が開いた状態を
保持するスチールボールの押圧力を空気圧によって与え
る構成とすると、確実に弁開放状態を保持することがで
き、スプールを下降させるシリンダによるショックが生
じても、弁が閉じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の１実施例を示す縦断側面
図および一部断面した正面図、第３図および第４図は本
考案のそれぞれ異なった他の実施例を示す縦断側面図で
ある。１・・・・・・固定金型、２・・・・・・可動金型、３
・・・・・・ガス抜き装置、４・・・・・・キャビティ
、７・・・・・・弁、９・・・・・・スプール、１０・
・・・・・弁座、１１・・・・・・弁室、１３・・・・
・・ばね受け、１５，１６，２６・・・・・・圧縮ばね
、１７・・・・・・スチールボール、１９・・・・・・
ブロック、１９ａ・・・・・・Ｔｉ、２１・・・・・・
シリンダ、２２・・・・・・レバー、２５・・・・・・
回動レバー２７・・・・・・ストッパ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

内部に弁を摺動自在に設けたスプールをシリンダによっ
て弁の摺動方向に移動自在に設け、スプール後退途中で
弁の後退を止めて弁を開くためのストッパ機構を設けた
金型用ガス抜き装置において、弁とは別体で、かつ、弁
当接部を有するレバーを前記スプール内に弁の摺動力向
に移動自在に設け、このレバーとスプール間にはレバー
に常時後退方向の力を作用させておく部材を設け、スプ
ールの後退途中で前記レバーの後退を止めるストッパを
スプールの外部に設けた金型用ガス抜き装置。