JPS624378Y2 - - Google Patents

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機に用い
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
い場合があつた。

その理由は高速、高圧で溶融金属をキヤビテイ
内に充填するため、キヤビテイ内のガスが充分に
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、金型のキヤビテイから金型外に通
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、キヤビテイ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つた時点で、キヤビ
テイ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
出路を直接しや断し、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。

このような金型用ガス抜き装置において、本考
案者等は、内部に弁を摺動自在に設けたスプール
をスプール保持用のブロツクに横方向から出入れ
自在に取付けて、弁部の掃除や取換を容易にする
ことを考案した。また、弁の後端部にピストン構
造部を設け、ピストン構造部のロツド側室に流体
圧を作用させ得るようにしておき、成形機の運転
開始時などのように、金型その他が冷却されてい
て溶湯の流れ状態が悪く、溶湯の慣性力が弱く、
弁でガス排出路を確実に遮断し得なくて溶湯がガ
ス排出路から流出するような場合は、流体圧の作
用で弁を閉じておくことも考案した。

この場合、弁の後端部に設けたピストン構造部
に流体圧を作用させるためには、内部に弁を有す
るスプールの後端部に配管しておく必要がある
が、前記したように、スプールをスプール保持用
のブロツクから取りはずしたり、また、取付けた
りする場合は、配管をスプールから直接取付けて
おいたのでは、配管をスプールからいちいちはず
したり、また、取付けたりする必要があり、その
作業が面倒であり、かつ、多くの時間も必要とな
る。また、狭い場所での作業に危険もともなう。

本考案は、このような欠点をなくすためのもの
で、スプールをブロツクから取りはずしたり、取
付けたりするときに、配管をいちいち取りはずし
たりしなくて良いよいにし、スプールの着脱を素
早く容易に行いうるようにしたものである。

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、１ａ，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
固定金型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、キヤビテイ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７
ａ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を設けてあ
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７
ａ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の上端部にはば
ね受け１３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９ｂ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９ａ内には圧縮ばね１６によつて押
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１７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によつてその押圧力を
調整できる。

スチールボール１７は、圧縮ばね１５によつて
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，９ｃが突設されてＴ形になつており、これ
ら突出部９ｃはブロツク１９に形成されたＴ溝１
９ａに摺動可能に嵌合されている。このブロツク
１９は、これと一体のブロツク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のピストンロツド２１ａの下端に
固定されている。１９ｄはブロツク１９，１９ｃ
連結用のボルトである。

一方、第１図に示すように、ブロツク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の長さはブロツク１９の正
面から見た幅に等しくて良いが、ブロツク１９ｃ
の端面よりも突出した長さにしておく。

レバー２２はブロツク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。

ブロツク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から抜け出すことができ
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の両端部とブロツク１９との
間には圧縮ばね２６が弾装されており、レバー２
２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
ツパ２７，２７が設けられている。

また、前記ブロツク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ツド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７
ｃ下端段部にスチールボール１７を押圧させ、弁
頭７ａが弁座１０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、キヤビテイ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
ジヤが作動し溶融金属がキヤビテイ４内に供給さ
れる。この時、キヤビテイ４内に充満させた溶融
金属はガス抜き道５、ガス抜き溝６を通つて進ん
で行くが、キヤビテイ４内のガスは通路や弁室１
１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によつ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７ａ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つても、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押圧力がなくなつても、
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、溶湯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
周囲を通つて弁頭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１
０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、型開きを行つた後、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、キヤビテイ
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、ブロツク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
トツパ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の力に打ち勝つて下方に押す。

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、型開き後、好ましくは、シリン
ダ２１を作動させて、弁７を内部に有しているス
プール９を固定金型１の上面よりも上に上昇させ
た後、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９
ｃはＴ溝１９ａから容易に取外すことができ、内
部に弁７を摺動自在に設けているスプール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つては、弁７のみが
作動できる。

従つて、従来のように、レバー２２と一体とな
つた弁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ツク１９に
は、回動レバー２５と反対側の側面に、当て板２
９がその上端をボルト３０によつて固定されてい
る。当て板２９の下端は、スプール９側に延びて
おり、ブロツク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、従つて
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に連続する流体供給口である通孔１４ａ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な
どの気密封止部材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３４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
とブロツク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
ａに対するスプール９との接触部に、Ｏリング３
２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、型開き後に、好ましくは、シリン
ダ２１を作動させて、スプール９の下端部とスプ
ール９内にある弁７の下端部を固定金型１の上面
よりも上まで上昇させた後、蝶ねじ２４をゆる
め、回動レバー２５を約90゜回動させて垂直状態
から水平状態に位置させて、スプール９の上端部
を反対側の当て板２９に押付けていた力を解除し
た後、スプール９の突出部９ｃをＴ溝１９ａから
引き出し、弁７が内部に取付けられているスプー
ル９を容易に取り外すことができる。なお、弁７
を内蔵しているスプール９を外部に取出せば、ス
プール９を分解して弁７を取出し、弁７とスプー
ル９を別々に掃除したり、取替えたりすることが
できる。前記したように、ブロツク１９のＴ溝１
９ａからスプール９を取り外したときは、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側の配管はブロツク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をブロツク１９に取付ける
場合は、スプール９をＴ溝１９ａ内に押入れ、当
て板２９に押付けて、回動レバー２５でロツクす
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、溶湯が金型キヤビテイの隅々
にまで行き渡らないうちに冷却してしまい、製品
の一部が形成されないおそれがある。

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
当つても弁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等で手で押し
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をセツトした状
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１３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、ストツパ２７の位置を選定すれば、スト
ツパ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。

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
ス抜き装置をセツトするとき、シリンダ２１等を
用いると、その始動時にはシヨツクが伴うことが
あり、このシヨツ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とを結む管路に圧縮空気源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。

従つて、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
によつて弁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１４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
ブロツクされ、室１４は大気に開放される。従つ
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ヨツ
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。

なお、流体供給口である通孔１４ａには、空気
圧の代りに油圧を作用させることもできる。

また、スチールボール１７に対する押圧力を圧
縮ばね１６で与える代りに流体圧を利用して与え
ることもできる。

以上の説明から明らかなように本考案によれ
ば、スプールはＴ溝等を介して横方向から着脱で
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
造を採用しているので、清掃や保守等のためのス
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、かつ、素早くスプールの
着脱ができる。すなわち、配管は、スプールを止
めておく当て板に取付けられていて、スプールに
は、配管が直接なされていないので、スプールを
ブロツクのＴ溝部から取出したり、Ｔ溝部へ装入
したりするとき、配管をいちいち取りはずす必要
は、まつたくない。したがつて、弁を内部に取付
けたスプールをブロツクから取りはずしたり取付
けたりする作業を、極めて容易に、かつ、作業時
間も少なく、危険をともなうこともなく、安全に
行うことができる。

また、当て板とスプールの当接部に気密封止部
材を設け、回動レバーでスプールを止め、当て板
に押付けた状態でスプールを取付けるようにした
ので、スプールの取付け時に、回動レバーでスプ
ールを当て板に押付けるだけで、スプールと当て
板間の気密が自ずと保たれる。したがつて、スプ
ールと当て板間の気密封止に気をつかうこともな
い。

そして、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ヨツクが
あつても弁は閉じず、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。

また、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。

なお、ガス抜き装置の弁とレバーを別体に構成
して弁の質量を小さくし、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。

【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図は
本考案の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……キヤビテイ、７……弁、９……
スプール、１０……弁座、１１……弁室、１３…
…ばね受け、１４……Ｏリング、１５，１６，２
６……圧縮ばね、１７……スチールボール、１９
……ブロツク、１９ａ……Ｔ溝、２１……シリン
ダ、２２……レバー、２５……回動レバー、２７
……ストツパ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部に弁を摺動自在に設け、かつ、後端部に形
   成した室への流体供給口を側面に設けたスプール
   を、スプール保持用のブロツクに横方向から出入
   れ自在に取付け、前記流体供給口を有するスプー
   ルの側面がブロツク内へのスプール装入時に当接
   する当て板をブロツクに取付け、当て板の前記流
   体供給口に当接する個所に流体供給用の配管を固
   定して取付け、流体供給口部のスプールと当て板
   の当接部に気密封止部材を設けた金型用ガス抜き
   装置。