JPH0615432A - ダイカスト用真空弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作の信頼性が高く、容易に詰まりや汚染を
引き起こさないダイカスト作業用の改良真空弁装置を提
供すること。 【構成】 真空圧源と、鋳造物を作製するための内部ダ
イキャビティを画成する内面を有したダイ本体とを用い
るダイカスト設備用の真空弁装置で、内部ポートから鋳
造材料を容易に除去可能とするように配置された分割線
に沿って分離可能な構成部分からなる弁体を有する。ま
た本真空弁装置は弁手段と、弁体に動作接続され且つ入
口を備える閉じた室を有するトラップ手段とを有し、該
室がその入口から進入してくる鋳造材料を受け取って保
持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にダイカスト用真
空弁装置に関し、特にダイカスト作業で有用な真空弁装
置に関する。

【０００２】また本発明のダイカスト用真空弁装置は、
本件出願人が本願と同日に提出した各特許出願「ダイカ
スト装置用真空弁手段の設計方法およびダイカスト装
置」、「真空ダイカスト用密封ショットスリーブ装置」
および「二重ソレノイド弁アクチュエータ」と関連して
特に好適に用いられる。

【０００３】

【従来の技術】金属のダイカスト作業において、鋳造材
料をダイキャビティ内へ注入する前に鋳造物が形成され
るダイキャビティから空気を排気すると、品質の改善さ
れた鋳造物を製造できることが一般に知られている。真
空源をダイキャビティに連通させる真空弁装置を製造す
るために各種異なる設計が行われてきたが、これら設計
の多くは望ましい動作特性に到達せず、使用時信頼性に
欠けることが多い。この種の真空弁装置の１つは、開く
ときダイキャビティ内へ延出する一方、キャビティ内へ
注入される溶融金属と接触することによって閉じられる
往復移動式のポペット弁を一般に備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが溶融金属は、
上記ポペット弁の背後へ流入しようとする傾向が強いた
め、その溶融金属の進入によって該ポペット弁が正しく
密封し得ないことがよくある。ポペット弁が汚染される
と、ダイカスト作業を中断し、弁機構を取り出して清浄
にしなければならず、これは費用のかさむ停止時間とな
るばかりか、所望の生産スケジュールにも支障をきた
す。

【０００５】従って本発明の目的は、動作の信頼性が高
く、容易に詰まりや汚染を引き起こさない改良ダイカス
ト用真空弁装置を提供することにある。

【０００６】本発明の別の目的は、詰まりが起きた場合
に、容易に分解して取り外し清浄とし得るような改良真
空弁装置を提供することにある。

【０００７】本発明のさらに別の目的は、設計が単純
で、鋳造品の品質向上を促すダイキャビティの排気に有
効な能力を持ち、しかも動作不良が生じて弁手段が適切
な時点で閉じない場合、鋳造材料を比較的容易に除去で
きるような改良真空弁装置を提供することにある。本真
空弁装置は、鋳造材料がラインに沿って真空源へと移動
するのを実質上防ぐトラップおよびフィルタ機構を備え
ている。

【０００８】本発明のまた別の目的は、弁手段自体の近
くに空気を注入して該弁手段を冷却でき、それによって
信頼性の高い連続作業に貢献可能とすることにある。

【０００９】本発明のさらに別の目的は、保守のため容
易に組立および分解可能で、構造も経済的な比較的通常
の部品を用いることにある。その他の目的および利点
は、添付の図面を参照した以下の詳細な説明から明かと
なろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用】広義の概念に
おいて、本発明は表面剥がれなどのない高品質の鋳造品
を製造するのに用いられる、ダイカスト用真空弁装置に
係わる。そうした表面異常は、一般に鋳造材料がダイキ
ャビティへ注入される際、ダイキャビティ内に空気が存
在することによる。ダイキャビティを真空源に連通し、
鋳造材料をダイキャビティ内へ注入する直前にダイキャ
ビティから空気を排気するため真空弁装置が使われてい
る。前記した同日提出の特許出願「二重ソレノイド弁ア
クチュエータ」に、鋳造材料がポペット弁の密閉を妨げ
ないように、きわめて迅速に閉弁可能とする方法で弁手
段を作動するソレノイド機構が開示されている。尚ダイ
カスト作業では、鋳造材料がダイキャビティ内へ非常に
速い速度で、且つ非常に高い圧力下で注入される。鋳造
材料の注入は、ほぼ３０ミリ秒で行われるため、本発明
の真空弁装置はほぼ１５ミリ秒で閉じられるのが好まし
い。前記した同日提出の特許出願「二重ソレノイド弁ア
クチュエータ」に記載のソレノイド弁によって、ポペッ
ト弁のかかる迅速な移動が可能である。

【００１１】本発明は、弁手段の動作不良発生時、内部
ポートを露出でき、弁手段の密閉不良によって弁体内へ
入り込んだ鋳造材料を従来周知の設計と比べ比較的容易
に除去できるように分離可能な２つの構成部分からなる
弁体を有することから、多くの望ましい特徴を備えた真
空弁装置に係わる。また本真空弁装置では、自動車用エ
ンジンで使われるのとよく似ており、従って比較的安価
で、しかもダイキャビティ内の空気を迅速に排気して高
品質の鋳造物を製造するのに適した真空レベルを与える
のに充分大きい容量の比較的標準的なポペット弁を用い
る。さらに本発明を実施した真空弁装置は、鋳造材料が
ラインに介して真空源へと移動するのを防ぐトラップフ
ィルタ機構を具備すると共に、正圧下の空気を弁手段自
体の領域に注入して弁手段を冷却する手段も有してい
る。

【００１２】

【実施例】以下図面特にまず図１を参照して説明すれ
ば、本発明を実施した真空弁装置が全体を１０で示して
あり、２つの構成部分１４，１６からなり全体を１２で
示した弁体を具備し、これら２つの構成部分１４，１６
は図２に最も明瞭に示すように分割線１８に沿って相互
に取り外し可能に結合されている。また図２に最も明瞭
に示すごとく、分割線１８はポート２４を二等分するよ
うに位置し、鋳造材料がポート２４に入ってしまった場
合、両構成部分１４，１６の分離によって鋳造材料をポ
ート２４に沿った両構成部分１４，１６の部分から容易
に除去可能となるようにするのが好ましい。

【００１３】弁体１２は、その基部に位置したほぼ円筒
状の第１ポート（凹部）２０を有し、この第１ポート２
０内に全体を２２で示したポペット弁が配置されてい
る。第１ポート２０は、弁体１２の反対端、すなわち図
１中の右端へ向かって延びた横方向のポート（凹部）２
４に連通すると共に、弁体１２の底部へと延びた下向き
ポート（凹部）２６も有し、この下向きポート２６が全
体を２８で示したトラップフィルタ機構と連通してい
る。トラップフィルタ機構２８は、真空ポンプ等の真空
源へ至るラインに接続された真空ポート３０を有する。

【００１４】ポート２４のうち下向きポート２６を越え
て図１中の右側へ延びた部分がコネクタ３２、短いニッ
プル３４およびバブラーコネクタ３６を介して正の空気
圧源に連通しており、バブラーコネクタ３６が正の空気
圧源に接続されている。ポート２４は、内管３８を具備
し、これを介して空気が第１ポート２０に連通され、空
気を第１ポート２０に差し向けてポペット弁２２を冷却
する。トラップフィルタ機構２８は、弁体１２の円形凹
部４０に嵌合され、一般に取り外し可能なエンドキャッ
プ４４を有する中空の円筒状部４２を備えて成り、弁体
１２の対応したネジ切り孔５０に係合するネジ切り上端
４８を持った長ボルト４６によって弁体１２に保持され
る。

【００１５】図３に最も明瞭に示すように、ネジ切り孔
５０の位置は、下向きポート２６と干渉しないように、
該下向きポート２６から横方向にずれている。トラップ
フィルタ機構２８の円筒状部４２は、そこに溶接された
ネジ切りニップル５２を有し、これが真空源（図示せ
ず）へと延びるラインの連結部を受け入れる。図１およ
び図３に示すように、ニップル５２は、トラップフィル
タ機構２８の上端近くに位置しているので、鋳造材料が
ポート２４および下向きポート２６を通って進入した場
合、その鋳造材料はトラップフィルタ機構２８の内部に
捕らえられ、ほとんどが真空ポート３０から出て真空源
へ向かうよりもトラップフィルタ機構２８の底部へと向
かう。鋳造材料のレベルが真空ポート３０の底まで達せ
ずそこから流出しないように、トラップフィルタ機構２
８は充分な大きさの容量にサイズ決めされている。さら
に、下向きポート２６に嵌合して筒状挿入体５４を設
け、鋳造材料がすべて挿入体５４内を下降してトラップ
フィルタ機構２８の底部へ向かうようにするのが好まし
い。真空源をより確実に保護する目的上、全体的には必
要ないが、トラップフィルタ機構２８の内部を鋼綿（ス
チールウール）５６で満たすのが望ましい。ボルト４６
にはハンドル５８が取り付けられており、操作員は必要
なら容易にボルト４６を緩め、トラップフィルタ機構２
８を弁体１２から引き抜くことができる。漏れを防ぐた
め、円筒状部４２の頂部と底部およびボルト４６の周囲
にＯ−リングシール６０が配備されている。

【００１６】本発明の重要な特徴によれば、ポペット弁
２２は、細長い弁棒６４と全体を６６で示した拡径弁ヘ
ッドとを備え、該弁ヘッド６６は密封面を与えるように
前記ポート２０の露出面に設けられた対応する傾斜面７
０と同じサイズおよび同じ斜角方向の傾斜面６８を有し
ている。弁棒６４の反対端、すなわち図２中の右端にバ
ネ保持部材７２が設けられ、自動車の技術分野において
周知な通常の方法で弁棒６４に取り付けられている。バ
ネ７４が円筒状凹部７６内に配置されてバネ保持部材７
２に当接し、ポペット弁２２を閉方向に付勢している。
弁体１２の構成部分１４は、円筒状凹部７６からポート
２０へと延びた中間ポート７８を有し、内部で弁棒６４
が往復可能なように中間ポート７８は弁棒６４の外径よ
りわずかに大きい。

【００１７】また両構成部分１４，１６は、内部に孔８
０を有し、これら両構成部分１４，１６を相互に正確に
位置決めするための円筒状位置決め心棒８２を受け入れ
る。心棒８２を挿入した後、ボルト８４を対応した孔内
に挿入し、両構成部分１４，１６を一体状にボルト止め
可能である。

【００１８】以上本発明の各種実施例を図示し説明した
が、それ以外のさまざまな代替物、代用物および等価物
も使用可能であり、本発明は特許請求の範囲の記載およ
びそれと等価の内容によってのみ制限されることが理解
されるべきである。

【００１９】本発明の各種特徴は、特許請求の範囲の各
項に記載されている。

【００２０】

【発明の効果】以上の詳細な説明から、従来周知の設計
と比べ多くの望ましい特徴と利点を有する改良真空弁装
置が図示され説明されたことが理解されるべきである。
本装置は、ダイキャビティからすばやく空気を排気でき
るように真空との適切な連通を与える。通常の弁構成部
品を用いているため、妥当なコストで信頼の高い性能が
得られる。また所望の位置で分離可能な構成部分を弁体
として用いているため、作業中作動不良により詰まって
しまった内部ポートを比較的容易に分解し清浄化でき
る。さらにトラップフィルタの使用で真空源への損傷が
有効に防止され、また弁を冷却する手段が設けられ弁の
使用寿命の長期化に貢献する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した真空弁装置の部分断面側面
図。

【図２】図１における２−２線断面図。

【図３】図１に示したダイカスト用真空弁装置の端面図
であり、弁機構自体は示してない。

【符号の説明】

１０ 真空弁装置 １２ 弁体 １４，１６ 弁体構成部分 １８ 分割線 ２０ 第１内部ポート手段 ２２ 弁手段（ポペット弁） ２４ 第２内部ポート手段（第３内部ポート手段） ２６ 入口（下向きポート） ２８ トラップ手段（トラップフィルタ機構） ３０ 真空ポート手段 ３８ 導管（内管） ４２ 閉じた室（円筒状部、トラップフィルタ） ４６ トラップ手段を取り付る手段（ボルト） ６４ 弁棒 ６６ 弁ヘッド ７０ 第１内部ポート手段の第１拡径部（傾斜面） ７４ 付勢手段（バネ） ７６ 第２拡径部 ７８ 中間部分 ８０ 位置決め孔 ８２ 位置決め手段（心棒） ８４ ネジ切りボルト手段

フロントページの続き (72)発明者 ソーントン、イー、シュルツ アメリカ合衆国、ウィスコンシン州 53142、ケノーシャ、フォーティエイスア ベニュー 7836

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空圧源と、鋳造物を作製するための内
   部ダイキャビティを画成する内面を有したダイ本体とを
   備えたダイカスト手段で適用されるダイカスト用真空弁
   装置において、 前記ダイ本体内に少なくとも部分的に配置され、該ダイ
   本体の内面とほぼ同一の広がりを持った少なくとも１つ
   の面を有するとともに、弁手段を受け入れる第１内部ポ
   ート手段と、この第１内部ポート手段をトラップ手段お
   よび前記真空圧源に連通する第２内部ポート手段とを有
   した弁体を備え、 前記第１内部ポート手段は、前記１つの面に終端して前
   記内部ダイキャビティに連通し、 前記弁手段は、前記第１内部ポート手段内に開閉可能に
   収容されており、開位置にある場合に前記第１内部ポー
   ト手段を前記内部ダイキャビティに連通させる一方、閉
   位置にある場合に前記第１内部ポート手段を前記内部ダ
   イキャビティから遮断し、 前記トラップ手段は、前記弁体に動作接続されており、
   且つその入口を介して前記第２内部ポート手段に連通さ
   れるとともに、その入口から進入する鋳造材料を受け取
   って保持する閉じた室と、この室を前記真空圧源に連通
   する真空ポート手段とを有し、 前記弁体は、前記第２内部ポート手段に沿って位置する
   分割線に沿って相互に分離可能で、且つ各々に前記第２
   内部ポート手段が形成された少なくとも２つの弁体構成
   部分を有しており、これら弁体構成要素を分離した場合
   に少なくとも前記第２内部ポート手段のかなりの部分が
   露出され、鋳造材料をこの第２内部ポート手段から除去
   可能であるダイカスト用真空弁装置。
2. 【請求項２】 前記弁体が前記第１内部ポート手段を該
   弁体の外部に連通する第３内部ポート手段を具備してい
   る請求項１記載のダイカスト用真空弁装置。
3. 【請求項３】 前記第３内部ポート手段が圧力感知手段
   に接続されている請求項２記載のダイカスト用真空弁装
   置。
4. 【請求項４】 前記第３内部ポート手段内に配置され、
   正の空圧源を前記第１内部ポート手段に連通する導管を
   さらに具備した請求項３記載のダイカスト用真空弁装
   置。
5. 【請求項５】 前記第１内部ポート手段が前記第２内部
   ポート手段と両者の交差点でほぼ横断する位置関係にあ
   り、前記第１内部ポート手段の部分が前記弁体構成部分
   のそれぞれ内に位置するように前記分割線が配置されて
   いる請求項１記載のダイカスト用真空弁装置。
6. 【請求項６】 前記弁体構成部分の各々に少なくとも２
   組設けられ、各組の一方が各弁体構成部分内に位置し、
   且つ各組の他方と心合わせされており、該他方が隣接す
   る弁体構成部分内に位置している位置決め孔と、 ネジ切りボルト手段を挿入する前に、各組の心合わせさ
   れた位置決め孔に挿入され、各弁体構成部分を相互に正
   確に位置決めする手段とを備えた請求項１記載のダイカ
   スト用真空弁装置。
7. 【請求項７】 前記トラップ手段を前記弁体に取り付け
   る手段を具備し、前記トラップ手段が前記弁体へ取り外
   し可能に取り付けられた請求項１記載のダイカスト用真
   空弁装置。
8. 【請求項８】 前記トラップ手段の前記室が、ダイカス
   ト作業時、前記ダイキャビティ内へ通常注入される鋳造
   材料の実質上すべてを収容するのに充分な容量である請
   求項７記載のダイカスト用真空弁装置。
9. 【請求項９】 前記弁手段が細長い弁棒と、該弁棒の一
   端に配置された拡径弁ヘッドとを有するポペット弁から
   なり、さらに前記弁手段が前記弁棒の他端部に動作接続
   された付勢手段を有し、該付勢手段が前記ポペット弁を
   閉位置の方向に付勢している請求項１記載のダイカスト
   用真空弁装置。
10. 【請求項１０】 前記第１内部ポート手段が前記弁体の
    前記１つの面内に位置した第１拡径部を備え、該第１拡
    径部が前記ポペット弁のヘッドを保持して着座させる弁
    密封面を有し、前記第１内部ポート手段が前記１つの面
    と反対側の前記弁体の第２の面内に第２拡径部を有し、
    該第２拡径部が前記付勢手段を受け入れ、これら第１お
    よび第２拡径部間の中間部分が、流体連通を実質上防ぎ
    ながら前記弁棒のスライド移動を可能とする密の嵌合関
    係で弁棒を受け入れる寸法および断面形状を有している
    請求項９記載のダイカスト用真空弁装置。