WO2014050224A1

WO2014050224A1 - ガス抜き装置、及び成型装置

Info

Publication number: WO2014050224A1
Application number: PCT/JP2013/066315
Authority: WO
Inventors: 岩本　典裕; 中村　淳; 俊加藤
Original assignee: 株式会社ダイレクト２１; 株式会社ケーヒン
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-06-13
Publication date: 2014-04-03
Also published as: JP2014069221A

Abstract

【課題】バルブ冷却を不要とし、簡易な構成で金型のガス抜き路に取り付け可能なガス抜き装置、及びこれを用いた成型装置を提供する。【解決手段】キャビティ（１０８）を備えた金型（１０２）のガス抜き路（１１４）を開閉する動作が可能な弁体（２０）と、前記弁体（２０）を動作させるエアシリンダー（４８）及び電磁バルブ（６６）と、を有し、前記エアシリンダー（４８）及び前記電磁バルブ（６６）は、前記弁体（２０）から分離した状態で前記金型（１０２）の外部に配置され、前記弁体（２０）と前記エアシリンダー（４８）とは、前記エアシリンダー（４８）からの力を伝達するフレキシブルな力伝達手段（ワイヤー（４４）、リンク機構（４０））により連結されていることを特徴とする。

Description

ガス抜き装置、及び成型装置

　本発明は、アルミニウム合金、マグネシュウムなどの金属材料を加圧鋳造するダイカスト装置用のガス抜き装置について、特に、バルブ冷却を不要とし、簡易な構成で金型のガス抜き路に取り付け可能なガス抜き装置、及びこれを用いた成型装置に関する。

　成型装置であるダイカスト装置は、金型内部に形成されたキャビティに金属溶湯を急速に充填してダイカスト製品を製造するものである。ダイカスト装置において、金型に金属溶湯を充填する射出工程では、プランジャスリーブに金属溶湯を供給し、金属溶湯の空気の巻き込み等を避けるためにプランジャを低速の射出速度で駆動し、プランジャスリーブとランナーが満杯になるまで前進する。次いで、金属溶湯の先端が金型のゲートに達する位置までプランジャが移動したら、プランジャを高速の射出速度に切り換えて駆動し、金属溶湯を金型のキャビティに急速に充填する。次いで、金型のキャビティに金属溶湯が充填されたらプランジャの圧力を上昇させて、金属溶湯を加圧する。

　一方、金型内のキャビティに接続するガス抜き路にはガス抜きバルブが設けられている。ガス抜きバルブは、溶湯によりキャビティ内からガスを排出する間はガス抜き路を開放し、溶湯がキャビティを充填したときにガス抜き路を遮断するように制御されるものである。これにより、溶湯のフラッシング等を防止することができる。

　図８に特許文献１のガス抜きバルブの模式図を示す。ガス抜きバルブ２００は、金型２２０内部に形成されたガス抜き路２０２のＬ字に折れ曲がった部分に配置され、開口部２０４を弁体２０６が閉止することによりガス抜き路２０２を遮断することができる。ここで、弁体２０６は、その軸２０６ａが筐体２０８に対してスライド可能となるように支持され、さらに軸２０６ａの先端が筐体２０８内に配置されたシリンダー２１０内のピストン２１６に接続されている。シリンダー２１０はピストン２１６により前室２１２と後室２１４に仕切られている。そして、筐体２０８外部に配置された電磁バルブ２１８は、圧縮空気を供給するコンプレッサー（不図示）に接続され、その切り替え制御により、前室２１２及び後室２１４のうちの一方に圧縮空気を供給するとともに他方を大気開放する。ここで、前室２１２に圧縮空気を供給した場合、弁体２０６は筐体２０８側に引き寄せられて開口部２０４を閉止し、後室２１４の圧縮空気を供給した場合は、弁体２０６はその反対側に押し出されて開口部２０４を開放する。

特開２０１０－６９５１１号公報

　このように、ガス抜きバルブ２００は、弁体２０６のほか、シリンダー２１０を包含する筐体２０８や電磁バルブ２１８が一体となっているものであるため、金型内部にガス抜きバルブ用の取り付けスペースを確保することは困難であり、取り付け可能である場合でも張板を用いて金型に対して固定する必要があった。

　また、溶湯の熱（約７００℃）によりガス抜きバルブ全体も３００℃以上の温度に熱せられる。このため、循環水で電磁バルブ等を冷却して保護する必要があった。さらに、金型は温度上昇とともに膨張し変形するが、ガス抜きバルブは溶湯に接触する部分は膨張し、冷却される部分は膨張しないため全体的に変形する。その結果、１００ショット程度のダイカスト成型でバリやフラッシュが吹く現象が発生する。これらの現象は、金型の型締タイバーのロードにおいて、バルブに近い部分だけオーバーロードを掛けることにより防止することができるが、型締タイバーが損傷する虞がある。

　本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、バルブ冷却を不要とし、簡易な構成で金型のガス抜き路に取り付け可能なガス抜き装置、及びこれを用いた成型装置を提供することを目的としている。

　上記目的を達成するため、本発明に係るガス抜き装置は、キャビティを備えた金型のガス抜き路を開閉する動作が可能な弁体と、前記弁体を動作させる駆動手段と、を有し、前記駆動手段は、前記弁体から分離した状態で前記金型の外部に配置され、前記弁体と前記駆動手段とは、前記駆動手段からの力を伝達するフレキシブルな力伝達手段により連結されていることを特徴とする。

　上記構成により、駆動手段は金型の外部に配置されるため、駆動手段の保守性が向上する。そして、駆動手段は弁体から分離して金型の外部に配置されているので、今まで必要とされた金型内の駆動手段用の冷却機構は不要となり、金型内の熱勾配が低減される。よって、ダイカスト成型においてバリやフラッシュが吹く現象を回避することができ、型締タイバーにより金型のバルブに対向する部分だけオーバーロードを掛ける必要もなくなる。また、前述の熱勾配が低減されるので、消耗品である弁体の寿命を延ばすことができる。さらに、ガス抜き装置の駆動手段以外の金型内に配置する構成要素をコンパクトに設計することができ、キャビティから弁体までのガス抜き路の長さを短くすることができる。これにより、ガス抜き路における二次充填現象を低減させて成型品の品質を高めることができる。

　本発明において、前記駆動手段から分離して前記ガス抜き路に着脱自在に嵌め込み可能とされ前記ガス抜き路に連通する流路を備えた筐体を有し、前記弁体は、前記筐体内に取り付けられ、前記流路を開閉する動作を行うことにより前記ガス抜き路を開閉する動作が可能となっていることを特徴とする。

　上記構成により、弁体の周囲の構成要素が着脱自在となるため保守性が向上する。また、筐体が駆動手段を除いた分だけコンパクトに設計することができ、キャビティから弁体までのガス抜き路の長さを短くすることができる。これにより、ガス抜き路における二次充填現象を低減させて成型品の品質を高めることができる。

　本発明において、前記弁体を閉弁方向に付勢するための付勢手段が設けられ、前記力伝達手段は、前記弁体にピン結合され前記弁体が閉弁方向に動作することにより屈曲するリンク機構と、前記リンク機構の可動部分と前記駆動手段とを連結するワイヤーと、を有し、前記駆動手段は、前記リンク機構が前記付勢手段の付勢力を相殺して伸長するための張力を前記ワイヤーに印加することを特徴とする。

　上記構成により、駆動手段の非駆動時は弁体が流路を遮断し、駆動時は弁体が流路を開放するので、簡易な構成で弁体による流路の開閉を行なうことができる。そして、ワイヤーが切断したときは、付勢手段の付勢力によりリンク機構が屈曲し、これにより弁体が流路を遮断する。これにより、溶湯の充填中にワイヤーが切断しても弁体が流路を遮断するため、フラッシングを防止することができる。また、ワイヤーに張力が印加されるのは、弁体を開弁方向に動作させるときのみであるので、ワイヤーが切断する虞を低減することができる。

　本発明において、前記弁体が前記ガス抜き路を遮断したときに遮断信号を出力するリミットスイッチが設けられていることを特徴とする。
　上記構成により、弁体が実際にガス抜き路を遮断したか否かを確認することができる。

　一方、本発明に係る成型装置は、前述のガス抜き装置を備えた成型装置であって、前記金型には、前記筐体を収容するとともに前記ガス抜き路を包含する収容空間が形成され、前記収容空間には、前記筐体の端部に当接して、前記筐体の位置決めを行なう位置決め部が配置されていることを特徴とする。
　上記構成により、筐体の位置決めを容易に行うことができる。

　本発明において、前記筐体の側面には、前記流路の排出口が設けられ、前記ガス抜き路は、前記収容空間の前記排出口に対向する位置から分岐し、前記排出口には、前記ガス抜き路の出口から挿通された中空管が着脱自在に取り付けられていることを特徴とする。

　上記構成により、筐体が中空管を介して貫通孔に係止されることになるので、筐体が収容空間から抜け出ることを防止できる。また、中空管は、筐体と金型との境界を遮蔽することになる。よって、仮に溶湯が筐体を通過して中空管内で凝固しても、その境界に溶湯が直接付着して凝固することはなく、また、中空管を取り外すことにより、中空管とともに中空管内で凝固した溶湯も取り除くことができる。よって、筐体の収容空間からの取り出しを容易に行うことができ、筐体の保守性を向上させることができる。

　本発明に係るガス抜き装置及び成型装置によれば、ガス抜き装置の駆動手段以外の金型内に配置する構成要素をコンパクトに設計することができ、キャビティから弁体までのガス抜き路の長さを短くすることができる。これにより、ガス抜き路における二次充填現象を低減させてダイカスト製品の品質を高めることができる。また、金型に冷却保護すべき構成要素がなくなるので、金型における熱勾配が低減されるため、消耗品である弁体の寿命を延ばすことができる。そして、駆動手段は、フレキシブルな力伝達手段を介して弁体を駆動させることができるので、駆動手段と弁体とが一体であった従来のガス抜きバルブと同様に高速な応答が可能となる。

本実施形態に係るダイカスト装置の模式図である。本実施形態のガス抜き装置（遮断時）の模式図である。本実施形態のガス抜き装置（開放時）の模式図である。本実施形態のガス抜き装置の一部の分解模式図である。本実施形態のガス抜き装置の組み立て工程（筐体取り付け前）の模式図である。本実施形態のガス抜き装置の組み立て工程（筐体取り付け後）の模式図である。本実施形態のガス抜き装置の組み立て工程（ワイヤー接続後）の模式図である。特許文献１のガス抜きバルブの模式図である。

　以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

　図１に本実施形態のダイカスト装置の模式図を示す。図１に示すように、ダイカスト装置１００（成型装置）は、固定金型１０４と可動金型１０６とからなる金型１０２を有している。そして、固定金型１０４と可動金型１０６の合せ面にダイカスト成型するための鋳型となるキャビティ１０８が形成されている。このキャビティ１０８には、溶湯射出装置１１６から押出された溶湯１２２をキャビティ１０８に導入するゲート１１２が接続開口されている。溶湯射出装置１１６は、金型１０２のランナー１１０に接続されており、中空のスリーブ１１８と、スリーブ１１８内に配置されたプランジャ１２０により構成されている。スリーブ１１８内には図示しない溶湯供給装置から溶湯１２２が供給され、プランジャ１２０の押し出しにより溶湯１２２がゲート１１２を通じてキャビティ１０８に射出される。またプランジャ１２０は図示しない射出駆動手段により作動される。

　一方、キャビティ１０８の出口には、キャビティ１０８からガスを抜くためのガス抜き路１１４（収容空間１２８）が配置され、ガス抜き路１１４にはガス抜き路１１４を開閉する動作が可能な弁体２０（筐体１２）が配置されている。弁体２０は、キャビティ１０８内に溶湯１２２が充填されている最中は、ガス抜き路１１４を開放して溶湯１２２により押し出されたガスを通過させ、溶湯１２２がキャビティ１０８に充填された時間とほぼ同時にガス抜き路１１４を遮断する動作を行えるようになっている。

　本実施形態のダイカスト装置１００は、ガス抜き路１１４を大気開放にして大気開放型のダイカスト装置１００として用いてもよいし、ガス抜き路１１４に対して真空引きを行なって真空ダイカスト型のダイカスト装置１００として用いてもよい。

　図２に、本実施形態のガス抜き装置（遮断時）の模式図を示し、図３に、本実施形態のガス抜き装置（開放時）の模式図を示し、図４に、本実施形態のガス抜き装置の一部の分解模式図を示す。図において、筐体１２、エアシリンダー４８、可動金型１０６等は断面図として描かれている。また、本実施形態のガス抜き装置１０は、本実施形態のダイカスト装置１００のみならず、樹脂用の射出成型装置にも適用できる。

　ガス抜き装置１０は、弁体２０を有する筐体１２と、弁体２０を駆動させるエアシリンダー４８（駆動手段）及び電磁バルブ６６（駆動手段）と、を有し、弁体２０とエアシリンダー４８とがフレキシブルな力伝達手段（ワイヤー４４、リンク機構４０）により連結されている。一方、ガス抜き装置１０が配置される可動金型１０６（固定金型１０４でもよい）には、キャビティ１０８側を入り口として筐体１２を収容する収容空間１２８（その一部がガス抜き路１１４と一体となっている）が形成され（図５参照）、この収容空間１２８の側面からは、ガス抜き路１１４の一部となる貫通孔１３２（図５参照）と、ワイヤー４４及び後述のケーブル３６を挿通するための貫通孔１３４が延出し、それぞれ可動金型１０６の表面に連通している。

　本実施形態のガス抜き装置１０において、弁体２０は、エアシリンダー４８に閉弁方向に引き寄せられることによりガス抜き路１１４を遮断可能となっている。一方、エアシリンダー４８及び電磁バルブ６６は、弁体２０から分離した状態で可動金型１０６の外部に配置されるとともに、収容空間１２８から貫通孔１３４を通じて可動金型１０６外部に導かれたワイヤー４４（力伝達手段）に接続され、ワイヤー４４をエアシリンダー４８側に引っ張ることにより、リンク機構４０が伸長する方向に動作して弁体２０を開弁方向に押し出すことができる。

　上記構成により、エアシリンダー４８及び電磁バルブ６６は金型１０２（可動金型１０６）の外部に配置されるため、エアシリンダー４８及び電磁バルブ６６の保守性が向上する。そして、エアシリンダー４８及び電磁バルブ６６は弁体２０から分離して金型１０２の外部に配置されているので、今まで必要とされた金型１０２内のエアシリンダー４８及び電磁バルブ６６用の冷却機構は不要となり、金型１０２内の熱勾配が低減される。よって、ダイカスト成型においてバリやフラッシュが吹く現象を回避することができ、型締タイバー（不図示）により金型１０２のバルブに対向する部分にオーバーロードを掛ける必要もなくなる。また、前述の熱勾配が低減されるので、消耗品である弁体２０の寿命を延ばすことができる。さらに、ガス抜き装置１０のエアシリンダー４８及び電磁バルブ６６以外の金型１０２内に配置する構成要素（筐体１２、支持部３８等）をコンパクトに設計することができ、キャビティ１０８から弁体２０までのガス抜き路１１４の長さを短くすることができる。これにより、ガス抜き路１１４における二次充填現象を低減させてダイカスト製品の品質を高めることができる。

　筐体１２は、円筒形の形状を有し、可動金型１０６のガス抜き路１１４の入口、すなわち収容空間１２８の開口部１２８ａ（図５参照）から着脱自在に嵌め込むことができる。これにより、筐体１２の取り付け及び取り外しを容易に行うことができる。また、筐体１２は、エアシリンダー４８及び電磁バルブ６６とは一体とはなっていないので、エアシリンダー４８を除いた分だけコンパクトに設計することができ、キャビティ１０８から弁体２０までのガス抜き路１１４の長さを短くすることができ、二次充填現象を低減することができる。

　筐体１２内部には、ガスを流通させるための流路１４が設けられている。筐体１２のキャビティ１０８側の端部には、キャビティ１０８側からのガスを取り込む流路１４の開口部１６（図４）が形成され、筐体１２の側壁には、開口部１６から流入したガスを排出する流路１４の排出口１８（図４）が形成されている。排出口１８は貫通孔１３２と連通する。よって筐体１２が収容空間１２８に嵌め込まれると、筐体１２内の流路１４は貫通孔１３２に連通してガス抜き路１１４と一体となる。また、可動金型１０６において、ガス抜き路１１４は収容空間１２８に包含されるが、収容空間１２８の排出口１８に対向する位置から分岐し、貫通孔１３２に従って可動金型１０６外部に連通する。一方、収容空間１２８には、収容空間１２８の入り口の反対側となる筐体１２の端部に当接する位置決め部１３０（図５参照）が設けられている。これにより、筐体１２の収容空間１２８での位置決めを容易に行うことができる。

　ガス抜き路１１４の出口、即ち貫通孔１３２の開口部からは中空管１３６が挿入され、排出口１８に着脱自在に螺合することができる。中空管１３６は、一定の剛性を有するとともに、その外径が貫通孔１３２の内径よりやや小さくなるように形成され、貫通孔１３２に挿通すると貫通孔１３２の内壁と中空管１３６の外壁の間には隙間が形成される。可動金型１０６の貫通孔１３２の開口部の固定金型１０４側となる位置には凹部１３２ａ（図５参照）が形成され、凹部１３２ａは貫通孔１３２に連通している。そして、中空管１３６と貫通孔１３２との開口部１２８ａ側の隙間及び凹部１３２ａを埋めるように嵌め込み部材１３８を嵌め込むことにより、中空管１３６が貫通孔１３２に対して固定される。

　中空管１３６を排出口１８に螺合することにより、筐体１２が中空管１３６を介して貫通孔１３２に係止されることになるので、筐体１２が収容空間から抜け出ることを防止できる。また、中空管１３６は、筐体１２（排出口１８の内壁）と可動金型１０６（貫通孔１３２の内壁）との境界を遮蔽することになる。よって、仮に溶湯１２２が筐体１２を通過して中空管１３６内で凝固しても、その境界に溶湯１２２が直接付着して凝固することはなく、また、中空管１３６を取り外すことにより、中空管１３６とともに中空管１３６内で凝固した溶湯１２２も取り除くことができる。よって、筐体１２を溶湯１２２の流出部分に干渉されるとなく収容空間１２８から容易に取り出すことができ、筐体１２の保守性を高めることができる。また中空管１３６と貫通孔１３２との開口部１２８ａ側の隙間に嵌め込み部材１３８を嵌め込んでいるので、筐体１２を、中空管１３６を介してより強固に固定することができる。

　筐体１２内部（流路１４）にはポペット型の弁体２０が収容され、開口部１６を開閉（開放および閉止）する動作が可能となっている。弁体２０は、ガス抜き路１１４においてキャビティ１０８側に向かう方向が開弁方向であり、その反対方向が閉弁方向であり、弁体２０に付属するロッド２２（図４）が開口部１６を貫通している。一方、筐体１２内には挿通孔２８（図４）が形成され、この挿通孔２８にロッド２２が摺動可能な状態で挿通される。

　ロッド２２の挿通孔２８から露出した先端部分は、他の部分よりも直径が小さな雄ネジ部２４（図４）となっている。この雄ネジ部２４には、雄ネジ部２４に螺合する雌ネジを有する固定部３０がねじ込まれる。固定部３０は、例えば円筒形の外形を有し、弁体２０に向かう方向に従って先端部３０ａ、段差部３０ｂ、フランジ部３０ｄを有し、この順に径が大きくなる。また先端部３０ａと段差部３０ｂとの間には段差部３０ｂに向かうにつれて径が大きくなる傾斜部３０ｃを有する。フランジ部３０ｄは、弁体２０の開弁方向の移動により筐体１２に当接する。一方、弁体２０が閉弁方向に移動した場合、弁体２０は開口部１６に当接して開口部１６を閉止する。よって、弁体２０の移動範囲は、開弁方向であれば、フランジ部３０ｄが筐体１２に当接するまでの範囲であり、閉弁方向であれば、弁体２０が開口部１６に当接（開口部１６を閉止）するまでの範囲となる。

　一方、筐体１２内にはリミットスイッチ３４が配置されている。リミットスイッチ３４は、伸縮自在且つ伸長方向に付勢されたプローブ３４ａを有し、先端部３０ａ、傾斜部３０ｃ、段差部３０ｂの側壁に対向する位置に配置されている。そして、プローブ３４ａは、先端部３０ａ、傾斜部３０ｃ、段差部３０ｂの側壁に接触することができる。フランジ部３０ｄが筐体１２に当接した位置にいるとき、即ち弁体２０が開口部１６を開放しているときは、プローブ３４ａは先端部３０ａの側壁に接触している。一方、弁体２０が閉弁方向に移動してプローブ３４ａが傾斜部３０ｃの側壁に到達すると、プローブ３４ａが傾斜部３０ｃから受ける抗力によりプローブ３４ａのリミットスイッチ３４からの露出部分の長さを短くしつつ傾斜部３０ｃの側壁を乗り越えていく。そしてプローブ３４ａが段差部３０ｂの側壁に完全に乗り上げたときに弁体２０が開口部１６に当接（開口部１６を閉止）するように設計されている。

　また、リミットスイッチ３４からはケーブル３６が延出し、収容空間１２８及び貫通孔１３４を経由して外部にある後述のフィードバック制御部１４４に接続されている。そして、プローブ３４ａのリミットスイッチ３４から露出した部分の長さが、段差部３０ｂに完全に乗り上げたときの長さになると、リミットスイッチ３４から弁体２０が開口部１６を閉止（ガス抜き路１１４が遮断）したことを示す遮断信号を出力する。なお、リミットスイッチ３４は、少なくとも耐熱温度が４００℃以上のものを用いることが好適である。

　筐体１２のフランジ部３０ｄに対向する部分には、リング状の溝１２ａ（図４）が形成されており、溝１２ａには溝１２ａの外形に倣った形状を有する付勢バネ３２（付勢手段）が設けられている。付勢バネ３２は、溝１２ａの底面とフランジ部３０ｄに当接若しくは接続されており、フランジ部３０ｄから常時圧縮力を受けている。よって付勢バネ３２は、その反作用としてフランジ部３０ｄ（弁体２０）を閉弁方向に付勢し、これにより弁体２０が開口部１６を閉止し、流路１４、すなわちガス抜き路１１４を遮断する。この付勢バネ３２により、エアシリンダー４８と弁体２０とが一体であった従来のガス抜きバルブと同様に高速な応答（遮断動作）が可能となる。

　筐体１２の収容空間１２８の奥側には支持部３８が取り付けられている。支持部３８は枠形状を有し、固定部３０及びリンク機構４０を囲むように筐体１２に接続されている。リンク機構４０は、固定部３０と支持部３８とを連結するものである。リンク機構４０は、固定部３０にピン結合（ピン結合部４２Ａ）された第１アーム４０Ａ（可動部分）と、支持部３８にピン結合（ピン結合部４２Ｂ）された第２アーム４０Ｂ（可動部分）とを有している。また第１アーム４０Ａと第２アーム４０Ｂとは。互いにピン結合（ピン結合部４２Ｃ）されている。図２に示すように、リンク機構４０は、弁体２０（固定部３０）をスライダとしたクランク機構であり、支持部３８にあるピン結合部４２Ｂをリンク機構４０全体の固定端としている。

　リンク機構４０において、弁体２０の開弁方向及び閉弁方向の移動により、ピン結合部４２Ｃを中心として第１アーム４０Ａと第２アーム４０Ｂとの交差角が変化するが、常にエアシリンダー４８側の反対側に屈曲した状態を維持しつつ交差角を変化させている。本実施形態では、弁体２０が開弁方向に移動するとリンク機構４０が伸長して交差角は大きくなり（図３）、逆に閉弁方向に移動するとリンク機構４０が屈曲して交差角は小さくなる（図２）。

　ワイヤー４４は、リンク機構４０（第２アーム４０Ｂ、または第１アーム４０Ａ）に接続され、固定部３０及びリンク機構４０を介して弁体２０に力を伝達するものである。ワイヤー４４は、収容空間１２８、支持部３８に設けられた貫通孔３８ａ（図４）、貫通孔１３４を通過して可動金型１０６外部にあるエアシリンダー４８に接続されている。またワイヤー４４は可撓性を有するチューブ４６内を挿通しており、チューブ４６の一方の端部が支持部３８に接続されている。

　エアシリンダー４８（駆動手段）は、可動金型１０６の外部に配置され、その外部に電磁バルブ６６（駆動手段）が取り付けられたものである。エアシリンダー４８は、シリンダー５０とピストン５６により構成されている。シリンダー６４内部は、ピストン５６により前室５２と後室５４に仕切られている。一方、ピストン５６にはシリンダー５０から露出したロッド５８が取り付けられている。ロッド５８の先端にはワイヤー４４を取り付けるための取り付け部材６０が螺合している。取り付け部材６０には、ボルト締めによりワイヤー４４を挟み込むための挟み込み部材６２が固定されている。挟み込み部材６２には、ワイヤー４４を取り付け部材６０に押し付けるための押し付けネジ６４が設けられている。

　電磁バルブ６６は、コンプレッサー（不図示）に接続され、前室５２、後室５４のうちのいずれか一方を大気開放状態にするとともに、他方に圧縮空気を供給可能となるように切り替え制御することができる。しかし、本実施形態では、後室５４は常時大気開放し、前室５２のみに圧縮空気を供給する状態（動作時）と、大気開放状態（非動作時）とを交互に切り替え制御するものとする。エアシリンダー４８は、可動金型１０６に取り付けられたホルダー６８に固定される（他の場所に固定されてもよい）。

　この状態で電磁バルブ６６により前室５２に圧縮空気が供給されると、図３に示すように、ロッド５８及びワイヤー４４はシリンダー５０側に引き寄せられる。これにより、リンク機構４０は、ワイヤー４４からの力により付勢バネ３２の付勢力を相殺（付勢バネ３２を圧縮する）して伸長し、弁体２０が開弁方向に動作する。また、使用中にワイヤー４４が切断されると、付勢バネ３２の付勢力により、リンク機構４０が屈曲し、弁体２０が閉弁方向に動作して開口部１６を閉止する。

　本実施形態では、エアシリンダー４８の非駆動時（図２）は、弁体２０が流路１４を遮断し、駆動時（図３）は、弁体２０が流路１４を開放するので、簡易な構成で弁体２０による流路１４の開閉を行なうことができる。そして、ワイヤー４４が切断したときは、付勢バネ３２の付勢力によりリンク機構４０が屈曲し、これにより弁体２０が流路１４を遮断する。これにより、溶湯１２２の充填中にワイヤー４４が切断しても弁体２０が流路１４を遮断するため、フラッシングを防止することができる。また、ワイヤー４４にエアシリンダー４８からの張力が印加されるのは、弁体２０を開弁方向に動作させるときのみであるので、ワイヤー４４が切断する虞を低減することができる。

　なお、電磁バルブ６６により前室５２が大気開放状態であっても、ワイヤー４４に一定の張力を印加するようにエアシリンダー４８をホルダー６８に固定することが望ましい。また、ピストン５６（ロッド５８）の圧縮空気による可動範囲は、弁体２０の可動範囲よりも大きくなるように設計されている。これにより、ワイヤー４４及びリンク機構４０に撓みが発生しても、エアシリンダー４８が確実に弁体２０を閉弁方向に引き寄せることができる。

　次に、本実施形態のダイカスト装置１００の組み立て手順について説明する。まず、筐体１２に弁体２０等を取り付ける（図４参照）。筐体１２の開口部１６から弁体２０のロッド２２を挿入し、ロッド２２を筐体１２の挿通孔２８に挿入する。一方、筐体１２の溝１２ａの底面に付勢バネ３２に配置した状態（接続してもよい）で、ロッド２２の雄ネジ部２４に固定部３０を螺合し、フランジ部３０ｄを付勢バネ３２に押し当てる（接続してもよい）。また、リミットスイッチ３４を筐体１２に固定する。そして、リンク機構４０及びワイヤー４４が取り付けられた支持部３８を筐体１２に取り付けるとともに第１アーム４０Ａを固定部３０にピン結合する。

　図５乃至図７（図２）に本実施形態のガス抜き装置の組み立て工程の模式図を示す。図５に示すように、可動金型１０６の固定金型１０４に面する側が筐体１２の入口となるように収納空間１２８（位置決め部１３０）を形成するとともに、貫通孔１３２、凹部１３２ａ、貫通孔１３４を形成する。

　図５に示すように、貫通孔１３４から２つの導入紐７０を導入して、ワイヤー４４、ケーブル３６にそれぞれ結びつけたのち、図５に示すように、筐体１２の支持部３８が取り付けられた側を収容空間１２８の開口部１２８ａに向けて収納空間１２８に筐体１２を嵌め込む。そして、図６に示すように、筐体１２の端部を位置決め部１３０に当接させるとともに、導入紐７０を引っ張って貫通孔１３４からワイヤー４４及びケーブル３６を取り出す。ケーブル３６は、後述のフィードバック制御部１４４に接続する。また貫通孔１３２に中空管１３６を挿通して排出口１８に螺合し、凹部１３２ａに嵌め込み部材１３８を嵌め込む。

　図７に示すように、ワイヤー４４の先端をエアシリンダー４８に接続する。まず、ロッド５８の先端に取り付け部材６０を螺合し、ワイヤー４４の先端を取り付け部材６０の取り付け面に配置する。そして、ボルト締めにより挟み込み部材６２を取り付け部材６０に固定するとともにワイヤー４４を取り付け部材６０と挟み込み部材６２との間に挟み、押し付けネジ６４によりワイヤー４４を取り付け部材６０に押し付ける。

　図２に示すように、エアシリンダー４８をホルダー６８に固定する。このとき、前室５２が大気開放状態であってもワイヤー４４が撓まないように固定する。ワイヤー４４を保護するチューブ４６の長手方向の他方もホルダー６８に固定する。このとき、ワイヤー４４は、ホルダー６８のチューブ４６の取り付け箇所に設けられた切欠き６８ａ内を通過させる。このような工程により本実施形態のダイカスト装置１００が組み立てられる。

　次に、本実施形態のダイカスト装置の制御について説明する。
　図１に示すように、キャビティ１０８の入口付近には入口センサー１２４（溶湯検出センサー）が配置され、キャビティ１０８の出口付近（ガス抜き炉１１４の入り口付近）には出口センサー１２６（溶湯検出センサー）が配置されている。溶湯検出センサーは、例えば、互いに絶縁した２つの電極が、溶湯１２２が通過する部分に対して露出した構成を有している。この構成において、溶湯１２２が２つの電極に接触したときに、２つの電極間が電気伝導性を有する溶湯１２２を介して短絡する。そして、このときの短絡（接地）電位にかかる溶湯検知信号を後述のコントローラー１４０に出力する。

　上記構成において、入口センサー１２４からの溶湯検知信号により、溶湯１２２がキャビティ１０８の入口に到達したことを判断でき、出口センサー１２６からの溶湯検知信号により、溶湯１２２がキャビティ１０８の出口に到達したことを判断できる。したがって、出口センサー１２６から入力された溶湯検知信号と入口センサー１２４から入力された溶湯検知信号の時間差がキャビティ１０８における溶湯充填時間となる。

　コントローラー１４０は、入口センサー１２４、出口センサー１２６、電磁バルブ６６を駆動させるバルブドライバー１４６、リミットスイッチ３４（ケーブル３６）に電気的に接続されている。コントローラー１４０は、キャビティ１０８に溶湯１２２が充填されると同時に弁体２０が開口部１６を閉止するように制御するものである。

　コントローラー１４０は、バルブドライバー１４６に駆動信号を出力して弁体２０に開口部１６を閉止させるものであるが、バルブドライバー１４６に駆動信号を出力しても、弁体２０が実際にガス抜き路１１４を遮断するまでには作動遅れ時間がある。よって、溶湯１２２が出口センサー１２６で検知されたのちにコントローラー１４０が駆動信号を出力したのでは、弁体２０によるガス抜き路１１４の遮断が間に合わず、溶湯１２２がキャビティ１０８からあふれ出ることになる。

　そこで、コントローラー１４０には、タイマー（不図示）が内蔵され、入口センサー１２４から溶湯検出信号が入力されるとタイマーがカウントアップするようになっている。また、コントローラー１４０には、入口センサー１２４からの溶湯検知信号を受信したときから駆動信号をバルブドライバー１４６に出力するまでの待ち時間を取るための駆動カウント値が付属のメモリ（不図示）に記憶されている。そしてコントローラー１４０は、カウント値が駆動カウント値と一致したときにバルブドライバー１４６に駆動信号を出力するようになっている。この駆動カウント値を、前述の溶湯充填時間から作動遅れ時間を差し引いた時間として算出することにより、溶湯１２２がキャビティ１０８に充填されると同時にガス抜き路１１４を弁体２０により遮断することができる。しかし、実際にはいろいろな要因でダイカスト成型を行うたびに時間的なズレが生じる場合がある。そこで、コントローラー１４０は、演算部１４２とフィードバック制御部１４４を備えている。

　演算部１４２は、１回目のダイカスト成型により、入口センサー１２４から入力された溶湯検知信号と出口センサー１２６から入力された溶湯検知信号の時間差からキャビティ１０８への溶湯充填時間を算出してメモリに記憶する。また、演算部１４２は、コントローラー１４０がバルブドライバー１４６に駆動信号を出力したのち、リミットスイッチ３４から遮断信号が入力されるまでの作動遅れ時間の初期値を算出してメモリに記憶する。さらに、演算部１４２は、溶湯検出時間と作動遅れ時間の差分から駆動カウント値の初期値を算出してメモリに記憶する。

　フィードバック制御部１４４は、リミットスイッチ３４から入力された遮断信号と、出口センサー１２６から入力された溶湯検知信号の時間的な差分を算出し、この差分をメモリに記憶された駆動カウント値に足し合わせるものである。

　演算部１４２及びフィードバック制御部１４４は２回目のダイカスト成型においても、前述の時間に関する情報を更新する。このような演算部１４２及びフィードバック制御部１４４を備えることにより、コントローラー１４０は、溶湯１２２がキャビティ１０８に充填されるとほぼ同時にガス抜き路１１４を弁体２０により遮断できる。さらに、ダイカスト成型を繰り返し行う場合でも、その都度駆動カウント値を更新し、リミットスイッチ３４から入力された遮断信号と、出口センサー１２６から入力された溶湯検知信号の時間的な差分を最小にすることができる。なお、これらの情報は、モニター１４８に時系列に表示され、実際に制御が良好に行われているか否か確認することができる。

　本実施形態では、力伝達手段としてワイヤー４４を用いたが、ワイヤー４４及びチューブ４６を例えばカメラのレリーズ構造とすることができる。これにより、ワイヤー４４がエアシリンダー４８側に引き寄せられるだけでなく、リンク機構４０側に押し出される動作が可能となる。これに対応して、電磁バルブ６６は、前室５２及び後室５４のいずれか一方を大気開放状態にし、他方に圧縮空気を供給する状態を交互に切り替え可能な構造とする。

　上記構成とすることにより、付勢バネ３２を省略することができる。そして、電磁バルブ６６が前室５２に圧縮空気を供給すると、ワイヤー４４がエアシリンダー４８側に引っ張られ、リンク機構４０が伸長して弁体２０を開弁方向に動作させ、逆に後室５４に圧縮空気を供給すると、ワイヤー４４がリンク機構４０側に押し出され、リンク機構４０が屈曲して弁体２０を閉弁方向に動作させることができる。

　上記説明に用いた図において、ワイヤー４４のチューブ４６からの露出部分がかなり長く描かれているが、ワイヤー４４の押し出し時にワイヤー４４のチューブ４６から露出した部分が湾曲しないように、ワイヤー４４の直径及びワイヤー４４の露出部分の長さ等を適宜設計する必要がある。

　本実施形態では、駆動手段として、エアシリンダー４８と電磁バルブ６６を用いる旨説明した。しかし、例えば、軸方向に作動可能な電磁アクチュエータ（ソレノイドアクチュエータ）を駆動手段として用い、アクチュエータ先端部にワイヤー４４（力伝達手段）を接続して動作可能とするようにしてもよい。

　本実施形態において、弁体２０は筐体１２内に収容された形となっているが、筐体１２中の開口部１６、挿通孔２８等を可動金型１０６のガス抜き路１１４に直接形成して、弁体２０を、開口部１６を開放及び閉止する動作ができるように可動金型１０６に取り付けてもよい。また、力伝達手段としてワイヤー４４を用いて説明したが、チェーン等の他の索条体を用いてもよい。

　バルブ冷却を不要とし、簡易な構成で金型のガス抜き路に取り付け可能なガス抜き装置、及びこれを用いた成型装置として利用できる。

１０………ガス抜き装置、１２………筐体、１４………流路、１６………開口部、１８………排出口、２０………弁体、２２………ロッド、２４………雄ネジ部、２８………挿通孔、３０………固定部、３０ａ………先端部、３０ｂ………段差部、３０ｃ………傾斜部、３０ｄ………フランジ部、３２………付勢バネ、３４………リミットスイッチ、３４ａ………プローブ、３６………ケーブル、３８………支持部、３８ａ………貫通孔、４０………リンク機構、４０Ａ………第１アーム、４０Ｂ………第２アーム、４２Ａ………ピン結合部、４２Ｂ………ピン結合部、４２Ｃ………ピン結合部、４４………ワイヤー、４６………チューブ、４８………エアシリンダー、５０………シリンダー、５２………前室、５４………後室、５６………ピストン、５８………ロッド、６０………取り付け部材、６２………挟み込み部材、６４………押し付けネジ、６６………電磁バルブ、６８………ホルダー、６８ａ………切欠き、７０………導入紐、１００………ダイカスト装置、１０２………金型、１０４………固定金型、１０６………可動金型、１０８………キャビティ、１１０………ランナー、１１２………ゲート、１１４………ガス抜き路、１１６………溶湯射出装置、１１８………スリーブ、１２０………プランジャ１２２………溶湯、１２４………入口センサー、１２６………出口センサー、１２８………収容空間、１３０………位置決め部、１３２………貫通孔、１３２ａ………凹部、１３４………貫通孔、１３６………中空管、１３８………嵌め込み部材、１４０………コントローラー、１４２………演算部、１４４………フィードバック制御部、１４６………バルブドライバー、１４８………モニター、２００………ガス抜きバルブ、２０２………ガス抜き路、２０４………開口部、２０６………弁体、２０８………筐体、２１０………シリンダー、２１２………前室、２１４………後室、２１６………ピストン、２１８………電磁バルブ。

Claims

　キャビティを備えた金型のガス抜き路を開閉する動作が可能な弁体と、
　前記弁体を動作させる駆動手段と、を有し、
　前記駆動手段は、
　前記弁体から分離した状態で前記金型の外部に配置され、
　前記弁体と前記駆動手段とは、前記駆動手段からの力を伝達するフレキシブルな力伝達手段により連結されていることを特徴とするガス抜き装置。
　前記駆動手段から分離して前記ガス抜き路に着脱自在に嵌め込み可能とされ前記ガス抜き路に連通する流路を備えた筐体を有し、
　前記弁体は、
　前記筐体内に取り付けられ、前記流路を開閉する動作を行うことにより前記ガス抜き路を開閉する動作が可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のガス抜き装置。
　前記弁体を閉弁方向に付勢するための付勢手段が設けられ、
　前記力伝達手段は、
　前記弁体にピン結合され前記弁体が閉弁方向に動作することにより屈曲するリンク機構と、
　前記リンク機構の可動部分と前記駆動手段とを連結するワイヤーと、を有し、
　前記駆動手段は、
　前記リンク機構が前記付勢手段の付勢力を相殺して伸長するための張力を前記ワイヤーに印加することを特徴とする請求項１または２に記載のガス抜き装置。
　前記弁体が前記ガス抜き路を遮断したときに遮断信号を出力するリミットスイッチが設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガス抜き装置。
　請求項２乃至４のいずれか１項に記載のガス抜き装置を備えた成型装置であって、
　前記金型には、
　前記筐体を収容するとともに前記ガス抜き路を包含する収容空間が形成され、
　前記収容空間には、
　前記筐体の端部に当接して、前記筐体の位置決めを行なう位置決め部が配置されていることを特徴とする成型装置。
　前記筐体の側面には、
　前記流路の排出口が設けられ、
　前記ガス抜き路は、
　前記収容空間の前記排出口に対向する位置から分岐し、
　前記排出口には、
　前記ガス抜き路の出口から挿通された中空管が着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の成型装置。