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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022154267
(43)【公開日】2022-10-13
(54)【発明の名称】鋳造金型のガス吸引装置
(51)【国際特許分類】
B22C 9/06 20060101AFI20221005BHJP
B22D 18/06 20060101ALI20221005BHJP
B22D 18/04 20060101ALI20221005BHJP
B22D 18/02 20060101ALI20221005BHJP
B22D 17/22 20060101ALI20221005BHJP
F16K 1/38 20060101ALI20221005BHJP
【ＦＩ】
B22C9/06 P
B22D18/06 509N
B22D18/04 F
B22D18/02 Q
B22D17/22 G
F16K1/38 C
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021057199
(22)【出願日】2021-03-30
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-09-09
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100077665
【弁理士】
【氏名又は名称】千葉 剛宏
(74)【代理人】
【識別番号】100116676
【弁理士】
【氏名又は名称】宮寺 利幸
(74)【代理人】
【識別番号】100191134
【弁理士】
【氏名又は名称】千馬 隆之
(74)【代理人】
【識別番号】100136548
【弁理士】
【氏名又は名称】仲宗根 康晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136641
【弁理士】
【氏名又は名称】坂井 志郎
(74)【代理人】
【識別番号】100180448
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 亨祐
(72)【発明者】
【氏名】有山 雄己
(72)【発明者】
【氏名】山田 昌弘
(72)【発明者】
【氏名】木村 哲
(72)【発明者】
【氏名】結城 研二
【テーマコード（参考）】
3H052
4E093
【Ｆターム（参考）】
3H052AA01
3H052BA31
3H052CA02
3H052CB02
3H052CC03
3H052CD02
3H052EA01
4E093NB07
4E093NB10
(57)【要約】
【課題】吸引路上の遮断弁への異物の付着を抑制する。
【解決手段】鋳造金型１２のガス吸引装置１０は、オーバーフロー部１８、吸引路２２、および遮断弁２０を備える。遮断弁は、弁体４０と、弁体を収容する収容部４２と、を有する。収容部は、弁座部４２ａと、上流側収容部４２ｂと、下流側収容部４２ｃと、を有し、弁体は、弁座部と当接可能な当接部４０ａと、上流側弁部４０ｂと、下流側弁部４０ｃと、を有する。上流側収容部は、円弧状の外周縁Ｐを有し、オーバーフロー部は、上流側収容部に連なり上流側収容部へとガスを導く導入路１８ｂを有する。導入路は、外周縁上の所定の箇所において、外周縁の接線方向に沿って上流側収容部と接続される。
【選択図】図２
【解決手段】鋳造金型１２のガス吸引装置１０は、オーバーフロー部１８、吸引路２２、および遮断弁２０を備える。遮断弁は、弁体４０と、弁体を収容する収容部４２と、を有する。収容部は、弁座部４２ａと、上流側収容部４２ｂと、下流側収容部４２ｃと、を有し、弁体は、弁座部と当接可能な当接部４０ａと、上流側弁部４０ｂと、下流側弁部４０ｃと、を有する。上流側収容部は、円弧状の外周縁Ｐを有し、オーバーフロー部は、上流側収容部に連なり上流側収容部へとガスを導く導入路１８ｂを有する。導入路は、外周縁上の所定の箇所において、外周縁の接線方向に沿って上流側収容部と接続される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋳造金型のキャビティ部に接続され、所定の面に沿って形成されるオーバーフロー部と、
前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部内のガスを吸引するための吸引路と、
前記オーバーフロー部と前記吸引路の間に設けられ、前記吸引路を遮断可能な遮断弁と、
を備え、
前記遮断弁は、弁体と、前記弁体を収容する収容部とを有し、
前記収容部は、弁座部と、前記弁座部より上流側の上流側収容部と、前記弁座部より下流側の下流側収容部とを有し、
前記弁体は、前記弁座部と当接して前記吸引路を遮断する当接部と、前記当接部より上流側の上流側弁部と、前記当接部より下流側の下流側弁部と、を有し、
前記所定の面は、前記弁体の軸線と前記所定の面とが交差する位置よりも前記オーバーフロー部側に角度基準面を有し、
前記下流側収容部の軸線と前記角度基準面とのなす角は鈍角であり、
前記上流側収容部は、前記所定の面上において、円弧状の外周縁を有し、
前記オーバーフロー部は、前記上流側収容部に連なり前記上流側収容部へと前記ガスを導く導入路を有し、
前記導入路は、前記外周縁上の所定の箇所において、前記外周縁の接線方向に沿って前記上流側収容部と接続される、鋳造金型のガス吸引装置。
前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部内のガスを吸引するための吸引路と、
前記オーバーフロー部と前記吸引路の間に設けられ、前記吸引路を遮断可能な遮断弁と、
を備え、
前記遮断弁は、弁体と、前記弁体を収容する収容部とを有し、
前記収容部は、弁座部と、前記弁座部より上流側の上流側収容部と、前記弁座部より下流側の下流側収容部とを有し、
前記弁体は、前記弁座部と当接して前記吸引路を遮断する当接部と、前記当接部より上流側の上流側弁部と、前記当接部より下流側の下流側弁部と、を有し、
前記所定の面は、前記弁体の軸線と前記所定の面とが交差する位置よりも前記オーバーフロー部側に角度基準面を有し、
前記下流側収容部の軸線と前記角度基準面とのなす角は鈍角であり、
前記上流側収容部は、前記所定の面上において、円弧状の外周縁を有し、
前記オーバーフロー部は、前記上流側収容部に連なり前記上流側収容部へと前記ガスを導く導入路を有し、
前記導入路は、前記外周縁上の所定の箇所において、前記外周縁の接線方向に沿って前記上流側収容部と接続される、鋳造金型のガス吸引装置。
【請求項2】
請求項１記載の鋳造金型のガス吸引装置であって、
前記導入路の流路幅は、前記外周縁の直径よりも小さく、
前記導入路の中心軸線が前記外周縁の中心からずれるように、前記導入路は前記外周縁に接続される、鋳造金型のガス吸引装置。
前記導入路の流路幅は、前記外周縁の直径よりも小さく、
前記導入路の中心軸線が前記外周縁の中心からずれるように、前記導入路は前記外周縁に接続される、鋳造金型のガス吸引装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載の鋳造金型のガス吸引装置であって、
前記所定の面は、鉛直線に沿い、
前記導入路の中心軸線は、前記所定の面に沿い、且つ、鉛直線に対して、所定の角度をなす、鋳造金型のガス吸引装置。
前記所定の面は、鉛直線に沿い、
前記導入路の中心軸線は、前記所定の面に沿い、且つ、鉛直線に対して、所定の角度をなす、鋳造金型のガス吸引装置。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の鋳造金型のガス吸引装置であって、
前記導入路は、前記導入路の中心軸線に沿って延在する平面状の底面を有し、
前記底面の幅は、前記所定の箇所に近づくにつれて小さくなる、鋳造金型のガス吸引装置。
前記導入路は、前記導入路の中心軸線に沿って延在する平面状の底面を有し、
前記底面の幅は、前記所定の箇所に近づくにつれて小さくなる、鋳造金型のガス吸引装置。
【請求項5】
請求項１～４のいずれか１項に記載の鋳造金型のガス吸引装置であって、
少なくとも前記遮断弁が開状態のときに、前記下流側収容部の軸線に垂直な平面上における、前記下流側収容部と前記下流側弁部との隙間の断面積は、前記当接部から一定の区間内において、前記当接部から遠ざかるにつれて大きくなる、鋳造金型のガス吸引装置。
少なくとも前記遮断弁が開状態のときに、前記下流側収容部の軸線に垂直な平面上における、前記下流側収容部と前記下流側弁部との隙間の断面積は、前記当接部から一定の区間内において、前記当接部から遠ざかるにつれて大きくなる、鋳造金型のガス吸引装置。
【請求項6】
請求項５に記載の鋳造金型のガス吸引装置であって、
前記下流側弁部は、前記当接部から遠ざかるにつれて径が小さくなる円錐台形状である、鋳造金型のガス吸引装置。
前記下流側弁部は、前記当接部から遠ざかるにつれて径が小さくなる円錐台形状である、鋳造金型のガス吸引装置。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか1項に記載の鋳造金型のガス吸引装置であって、
前記導入路から前記下流側収容部に流入する前記ガスは、前記外周縁に沿うように回転する旋回流を形成し、
前記下流側弁部は、前記旋回流の回転方向に沿うように延在するリブを有する、鋳造金型のガス吸引装置。
前記導入路から前記下流側収容部に流入する前記ガスは、前記外周縁に沿うように回転する旋回流を形成し、
前記下流側弁部は、前記旋回流の回転方向に沿うように延在するリブを有する、鋳造金型のガス吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋳造金型のキャビティ部内からガスを吸引する鋳造金型のガス吸引装置に関する。
【背景技術】
【0002】
鋳造金型のキャビティ内のガスを吸引した後に、キャビティ内に溶湯を注入して鋳造を行う減圧鋳造システムが知られている（例えば、特許文献１）。鋳造金型のキャビティ内のガス（エア）を吸引して、除去することにより、溶湯へのガスの混入に起因するガス欠陥の発生を低減できる。
【0003】
しかし、ガスと共に吸引された異物(例えば、離型剤や溶湯紛)によって、システムの動作が阻害されることがある。例えば、特許文献１の技術では、吸引路の途中に設けられる遮断弁等に異物が付着して、弁のシール性が低下する可能性がある。メンテナンスによって付着した異物を取り除くことも可能であるが、メンテナンスの頻度が多くなると、鋳造金型の実質的な稼働率が低下することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特許第３９６９１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、吸引路上の遮断弁への異物の付着を抑制し、且つ効率的なガス吸引をすることが可能な鋳造金型のガス吸引装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係る鋳造金型のガス吸引装置は、鋳造金型のキャビティ部に接続され、所定の面に沿って形成されるオーバーフロー部と、前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部内のガスを吸引するための吸引路と、前記オーバーフロー部と前記吸引路の間に設けられ、前記吸引路を遮断可能な遮断弁と、を備え、前記遮断弁は、弁体と、前記弁体を収容する収容部とを有し、前記収容部は、弁座部と、前記弁座部より上流側の上流側収容部と、前記弁座部より下流側の下流側収容部とを有し、前記弁体は、前記弁座部と当接して前記吸引路を遮断する当接部と、前記当接部より上流側の上流側弁部と、前記当接部より下流側の下流側弁部と、を有し、前記所定の面は、前記弁体の軸線と前記所定の面とが交差する位置よりも前記オーバーフロー側に角度基準面を有し、前記下流側収容部の軸線と前記角度基準面とのなす角は鈍角であり、前記上流側収容部は、前記所定の面上において、円弧状の外周縁を有し、前記オーバーフロー部は、前記上流側収容部に連なり前記上流側収容部へと前記ガスを導く導入路を有し、前記導入路は、前記外周縁上の所定の箇所において、前記外周縁の接線方向に沿って前記上流側収容部と接続される。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、吸引路上の遮断弁への異物の付着を抑制し、且つ効率的にガス吸引することが可能な鋳造金型のガス吸引装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施形態に係る鋳造金型のガス吸引装置を表す図である。
【図2】遮断弁の近傍を拡大して表す図である。
【図3】可動金型側から遮断弁を見た状態を表す図である。
【図4】変形例に係る遮断弁の弁体を拡大して表す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態に係る鋳造金型のガス吸引装置を説明する。図１は、本発明の実施形態に係る鋳造金型１２のガス吸引装置１０を表す図である。
【0010】
鋳造金型１２は、ガス吸引装置１０を備える。鋳造金型１２は、可動金型１２ａと固定金型１２ｂとから構成される。固定金型１２ｂは可動金型１２ａの図中右側に配設され、可動金型１２ａに対して図中横方向（水平方向）に進退自在である。可動金型１２ａと固定金型１２ｂの互いに対向する合わせ面１２ａ１、１２ｂ１には、キャビティ部１４を構成する凹部１４ａおよび凹部１４ｂがそれぞれ形成される。可動金型１２ａ側に向けて固定金型１２ｂを前進させ、両者の合わせ面１２ａ１、１２ｂ１を当接させることで、鋳造金型１２は、閉じられ、その内部にキャビティ部１４が形成される。
【0011】
鋳造金型１２は、溶湯供給部１６を有する。溶湯供給部１６は、固定金型１２ｂ側に設けられ、キャビティ部１４内に溶湯を供給する。固定金型１２ｂには、キャビティ部１４の下流にオーバーフロー部１８が形成される。オーバーフロー部１８は、キャビティ部１４に接続され、固定金型１２ｂの合わせ面１２ｂ１（所定の面）に沿って形成される。キャビティ部１４に供給された溶湯はオーバーフロー部１８に達して、キャビティ部１４およびオーバーフロー部１８の内部で固化する。固化した溶湯は、鋳造品として、鋳造金型１２から取り出される。
【0012】
鋳造金型１２は、遮断弁２０、吸引路２２、および吸引路２４を有する。遮断弁２０は、オーバーフロー部１８と吸引路２２の間に設けられ、吸引路２２を遮断できる。遮断弁２０は、駆動軸２６を有する弁駆動部２８によって開閉されて、オーバーフロー部１８から吸引路２２への溶湯の侵入を防止する。
【0013】
通例、キャビティ部１４と吸引路２４との間には、複数組のオーバーフロー部１８、遮断弁２０、および吸引路２２が接続される。すなわち、キャビティ部１４に複数のオーバーフロー部１８が接続され、吸引路２４に複数の吸引路２２が接続されることになる。
【0014】
吸引路２４は、鋳造金型１２外の吸引路３０およびバルブＶを介して、ガス吸引部３４に接続される。ガス吸引部３４は、バルブＶ、吸引路３０、吸引路２４、吸引路２２、およびオーバーフロー部１８を介して、キャビティ部１４内のガスを吸引する。吸引路３０には、フィルタ３６が設けられ、吸引したガス中に含まれる異物を捕捉する。ガス吸引部３４は、タンク３４ａおよびポンプ３４ｂを有する。ガス吸引部３４は、ポンプ３４ｂによって減圧されたタンク３４ａによって、キャビティ部１４内のガスを吸引する。キャビティ部１４への溶湯の供給の前に、キャビティ部１４内のガスを吸引して、除去することにより、溶湯へのガスの混入によるガス欠陥（例えば、巣）の発生を低減できることに加え、ガス中の異物をフィルタ３６で捕捉することで、遮断弁２０の弁体４０と弁座部４２ａの間（シール部）に異物が付着して、遮断弁２０のシール性が低下することを抑制できる。
【0015】
ここで、鋳造金型１２内の吸引路２２と吸引路２４とは、鈍角の角度θ１で接続されている。角度θ１は、ガスを渦状に吸引することで、弁体４０の近傍でのガスの流れの乱れを抑制するために設定される。この結果、異物を滞留させることなく、吸引することが容易になる。
【0016】
バルブＶには、ガス吸引部３４と共に、エア供給部３５が接続される。バルブＶは、吸引路３０に対するガス吸引部３４およびエア供給部３５の接続を切り替える。鋳造金型１２を開いた状態で、エア供給部３５から吸引路３０にエアを送り込むことで、吸引路２４、吸引路２２、遮断弁２０、およびオーバーフロー部１８をエアブローして、吸引路２４、吸引路２２、および遮断弁２０をクリーニングできる。このエアブローは、例えば、鋳造品の離型後の鋳造金型１２の型開き時に、行うことができる。なお、エア供給部３５を用いず、ガス吸引部３４のポンプ３４ｂの動作を逆転させ、タンク３４ａを介して、吸引路３０にエアを供給してもよい（逆流させる）。
【0017】
図２は、遮断弁２０の近傍を拡大して表す図である。遮断弁２０は、弁体４０と、弁体４０を収容する収容部４２とを有する。なお、ここでは、弁体４０は、後述のリブ４０ｄ（図４および図５）を有しないものとする。収容部４２は、弁座部４２ａと、弁座部４２ａより上流側の上流側収容部４２ｂと、弁座部４２ａより下流側の下流側収容部４２ｃとを有する。弁体４０は、弁座部４２ａと当接して吸引路２２を遮断する当接部４０ａと、当接部４０ａより上流側の上流側弁部４０ｂと、当接部４０ａより下流側の下流側弁部４０ｃと、を有する。
【0018】
吸引路２２、弁体４０（当接部４０ａ、上流側弁部４０ｂ、および下流側弁部４０ｃ）、および収容部４２（弁座部４２ａ、上流側収容部４２ｂ、および下流側収容部４２ｃ）は、共通する軸線Ｃ０を有し、この軸線Ｃ０は、オーバーフロー部１８が形成される合わせ面１２ｂ１上に設定される角度基準面Ｓに対して、鈍角の角度θ２をなす。角度基準面Ｓは、合わせ面１２ｂ１（所定の面）と略面一である。但し、ここでは角度θ２の基準とするため、角度基準面Ｓは、弁体４０の軸線Ｃ０と合わせ面１２ｂ１とが交差する位置Ｑよりもオーバーフロー部１８側に設定している。オーバーフロー部１８は、鉛直線Ｌｐに沿う合わせ面１２ｂ１（鉛直面）上に形成され、基本的には、鉛直線Ｌｐに沿うことから、この角度θ２は、実質的には、吸引路２２とオーバーフロー部１８とのなす角度である。この角度θ２を鈍角として、ガスの流れる方向の急激な変更によって生じる乱流の発生を抑制して、弁体４０、収容部４２、および吸引路２２への異物の付着、固着を抑制している。
【0019】
逆に、例えば、この角度θ２が鋭角だと、遮断弁２０の近傍でガスの乱流が発生し易くなる。この乱流は、異物を遮断弁２０（弁体４０、収容部４２）、または吸引路２２の面に衝突させて、付着、さらには固着させ得る。この結果、付着、固着した異物によって、遮断弁２０のシール性が低下したり（閉じた状態の遮断弁２０が漏れる）、遮断弁２０または吸引路２２が詰まったりする可能性がある。
【0020】
図３は、可動金型１２ａ側から遮断弁２０を見た状態を表す図である。判り易さのために、弁体４０は、仮想線によって表される。図３に示すように、ここでは、２つのオーバーフロー部１８が、並んで略左右対称に形成されている。２つのオーバーフロー部１８の各々は、合わせ面１２ｂ１（所定の面）上に形成され、オーバーフロー部本体１８ａと、導入路１８ｂを有する。オーバーフロー部本体１８ａは、キャビティ部１４にそれぞれ接続され、上部で連結された複数の流路１８ｃを有する。導入路１８ｂは、オーバーフロー部本体１８ａの上部に接続されて、上流側収容部４２ｂに連なり、上流側収容部４２ｂへとガスを導く。
【0021】
本実施形態のオーバーフロー部１８、特に、導入路１８ｂは、比較的短い直線形状である。本実施形態と異なり、導入路１８ｂを複雑に蛇行させて、長くした場合、導入路１８ｂにおいて溶湯は冷却される。その結果、溶湯の速度を低下させ、導入路１８ｂからの溶湯の吹き出しを防止したり、導入路１８ｂ内で異物を捕集したりすることが可能となる。しかし、導入路１８ｂを蛇行させて長くすることは、オーバーフロー部１８の容量を大きくして、製品自体の作成には用いられない溶湯の量が増加することになる。本実施形態では、導入路１８ｂを比較的短い直線形状とすることで、溶湯の無駄を低減している。この反面、導入路１８ｂでの異物の捕集量は低減し、遮断弁２０等に付着する異物が増加する可能性がある。本実施形態では、後述のように遮断弁２０近傍の形状を工夫することによって、遮断弁付近でのエアの滞流を抑制し、遮断弁２０での異物の挟み込み（結局は、付着、固着）を抑制している。ガスを旋回させることで、遮断弁２０の付近での異物の挟み込み等を抑制している。
【0022】
上流側収容部４２ｂは、合わせ面１２ｂ１（所定の面）上において、円弧状の外周縁Ｐを有する。導入路１８ｂは、外周縁Ｐ上の所定の箇所において、外周縁Ｐの接線方向Ａに沿って上流側収容部４２ｂと接続される。これにより、導入路１８ｂから上流側収容部４２ｂに流入するガスは、この外周縁Ｐに沿うように旋回する旋回流Ｆを形成する。旋回流Ｆは、収容部４２内で弁体４０の軸線Ｃ０の周りを旋回しながら収容部４２の下流側に向かうガスの流れである。ガスを外周縁Ｐに沿って旋回させることによって、ガスが上流側収容部４２ｂおよび上流側弁部４０ｂの面に沿って流れる。このガスの旋回は、ガス中の異物が遮断弁２０（例えば、上流側収容部４２ｂおよび上流側弁部４０ｂ）付近に付着、固着すること（結果として、遮断弁２０のシール部に挟み込まれること）を抑制する。
【0023】
導入路１８ｂの中心軸線Ｃ１は、合わせ面１２ｂ１（鉛直面）に沿い、且つ、鉛直線Ｌｐに対して、所定の角度θ３をなす。鉛直線Ｌｐに対して、図３の左側の導入路１８ｂは負の角度－θ３をなし、右側の導入路１８ｂは正の角度＋θ３をなす。ここでは、２つの導入路１８ｂが略左右対称であることから、鉛直線Ｌｐに対して、絶対値が等しく、正負が異なる角度θ３をなしている。この角度θ３の絶対値は、導入路１８ｂによって異なっていても差し支えない。
【0024】
この角度θ３の大きさ、正負が旋回流Ｆの回転力および回転の向きに関わる。すなわち、鉛直線Ｌｐに対して角度をつけることで、ガスが旋回し易くなり、角度の正負は回転の向きに関わる。図３の左側の導入路１８ｂからのガスは、外周縁Ｐに沿って右回転を行い、図３の右側の導入路１８ｂからのガスは、外周縁Ｐに沿って左回転を行う。この角度θ３を、例えば、３０°～６０°とすることで、弁体４０近傍での渦の発生を抑制することが可能である。弁体４０近傍で渦が発生すると、ガス中の異物がこの渦に巻き込まれて、付着等する畏れがある。
【0025】
ここで、導入路１８ｂの流路幅Ｗ０は、外周縁Ｐの直径Ｒよりも小さく、導入路１８ｂの中心軸線Ｃ１が外周縁Ｐの中心からずれるように、導入路１８ｂは外周縁Ｐに接続される。これにより、導入路１８ｂから流入するガスの速度、ひいては旋回力を大きくして、ガス中の異物が遮断弁２０に付着、固着することをより強力に抑制できる。
【0026】
導入路１８ｂは、導入路１８ｂの中心軸線Ｃ１に沿って延在する平面状の底面１８ｂ１を有し、底面１８ｂ１の幅Ｗ１は、導入路１８ｂと外周縁Ｐが接続する箇所（およびこの箇所をの幾分内側の箇所）に近づくにつれて小さくなる。但し、導入路１８ｂの幅Ｗ１が小さくなるにつれて、底面１８ｂ１の深さを深くしている。すなわち、導入路１８ｂの断面積を一定にして、コンダクタンスの一定化を図っている。これにより、ガスの速やかな流れを維持することができる。
【0027】
ここで、ガスが旋回することによって、ガス中の比較的重い異物（粉バリや固体離型剤）がガスの流れから遠心力によって分離して、上流側収容部４２ｂ内に落下する可能性がある。しかし、このように落下した異物は、多くの場合、上流側収容部４２ｂの面に付着あるいは固着してはいないため、比較的容易に除去できる。例えば、鋳造金型１２を開き、ガス吸引部３４からエアブローを行うことによって、上流側収容部４２ｂ上の異物を鋳造金型１２外に排出できる。上流側収容部４２ｂは、下方（鉛直線Ｌｐ下向き）に開いていることもあり、上流側収容部４２ｂの面上の異物をエアブローによって、比較的容易に除去、排出できる。
【0028】
図２に戻って、導入路１８ｂから上流側収容部４２ｂに流入した後のガスの動きを説明する。ここでは、少なくとも遮断弁２０が開状態のときに、上流側収容部４２ｂの軸線Ｃ０に垂直な平面上における、上流側収容部４２ｂと上流側弁部４０ｂとの隙間Ｇａの断面積は、当接部４０ａに近づくにつれて小さくなっている。これにより、導入路１８ｂから上流側収容部４２ｂに流入したガスの速度は、当接部４０ａに近づくにつれて増加し、ガス中の異物が弁体４０および収容部４２（ここでは、上流側弁部４０ｂ、上流側収容部４２ｂ）に、より付着し難くなる。ここでは、上流側弁部４０ｂを当接部４０ａに近づくにつれて径が大きくなる円錐台形状とすることで、隙間Ｇａの断面積を、当接部４０ａに近づくにつれて小さくしている。
【0029】
また、少なくとも遮断弁２０が開状態のときに、下流側収容部４２ｃの軸線Ｃ０に垂直な平面上における、下流側収容部４２ｃと下流側弁部４０ｃとの隙間Ｇｂの断面積は、当接部４０ａから一定の区間内において、当接部４０ａから遠ざかるにつれて大きくなっている。これにより、下流側収容部４２ｃにおいて、乱流が発生することを抑制できる。この結果、ガスの旋回流Ｆを維持して、弁体４０および収容部４２（ここでは、下流側弁部４０ｃ、下流側収容部４２ｃ）でのガスの対流を抑制できるので、ガスの流速低下による異物の分離・付着を抑制でき、結果的に遮断弁２０での異物の挟み込みを防止できる。こでは、下流側弁部４０ｃは、当接部４０ａから遠ざかるにつれて径が小さくなる円錐台形状とすることで、隙間Ｇｂの断面積を、当接部４０ａから遠ざかるにつれて大きくしている。
【0030】
このように、導入路１８ｂから流入するガスは、上流側収容部４２ｂの外周縁Ｐに沿うように回転する旋回流Ｆを形成し、下流側収容部４２ｃにも流入する。ここで、本実施形態に係る下流側収容部４２ｃにおいて、弁体４０には、例えば、図４に示すようなリブ４０ｄを設けなくてもよい。但し、旋回流Ｆを維持、強化するためには、リブ４０ｄを設けることがより好ましい。
【0031】
図４は、変形例に係る遮断弁２０の弁体４０の一例を拡大して表す図である。図５は、弁体４０の軸線Ｃ０に沿う下流方向から図４の弁体４０を見た状態を表す図である。弁体４０は、下流側弁部４０ｃに旋回流Ｆの流れ方向に沿うように延在するリブ４０ｄを有する。既述のように、弁体４０は、リブ４０ｄを有しなくてもよい。既述のように、本実施形態はリブ４０ｄがない場合に該当する。ここで、図４および図５に示すように、リブ４０ｄは、軸線Ｃ０から下流側弁部４０ｃの面に沿うように設定した基準線Ｌ０に対して、角度θ４をなす線Ｌ１（延在線）に沿って延在している。すなわち、リブ４０ｄは、弁体４０の径方向外方に向かって旋回流Ｆの旋回方向に傾斜している（径方向に対する傾斜）。このため、リブ４０ｄの径方向外端４０ｄｏは、リブ４０ｄの径方向内端４０ｄｉよりも弁体４０の周方向における旋回流Ｆの下流側に位置する。加えて、リブ４０ｄは、弁体４０の軸方向のうち駆動軸２６側の方向（図４における矢印Ｘ方向、すなわち、下流方向）に向かって旋回流Ｆの旋回方向に傾斜している（軸方向に対する傾斜）。このため、リブ４０ｄの根元４０ｄｒは、リブ４０ｄの頂部４０ｄｔ（下流側弁部４０ｃからの突端）よりも弁体４０の周方向における旋回流Ｆの下流側に位置する。
【0032】
ここでは、下流方向から見て、角度θ４を負方向（右回転）とすることで、下流方向から見て右回転の旋回流Ｆを維持するようにしている。すなわち、上流側収容部４２ｂに対する導入路１８ｂの角度θ３の正負と、基準線Ｌ０に対するリブ４０ｄの延在方向の角度θ４の正負を対応させることで、上流側収容部４２ｂで発生した旋回流Ｆを維持することができる。加えて、リブ４０ｄを軸方向（Ｘ方向）に向かって旋回流Ｆの旋回方向に傾斜させることで、旋回流Ｆをより維持し易くしている。
【0033】
ここでは、下流側弁部４０ｃの外周面に沿って３つのリブ４０ｄが形成されている。但し、リブ４０ｄの個数は、２以上の適宜な数とすることができる。このように、弁体４０にリブを形成して、下流側収容部４２ｃにおいてガスの旋回流Ｆを維持しやすくすることができる。
【0034】
以上のように、本実施形態では、遮断弁２０の近傍でガスを旋回させている。このため、キャビティ部１４から吸引したガス中の異物は、基本的に、遮断弁２０等に付着、固着することなく、吸引路２２を通過し、結局、フィルタ３６に捕捉されることになる。この結果、ガス吸引装置１０は良好な状態を長期間に亘って維持できる。既述のように、旋回によって生じる遠心力によって、ガス中の比較的重い異物が上流側収容部４２ｂに落ち込むことがあり得る。しかし、この異物は、上流側収容部４２ｂに付着、固着している訳ではなく、ガス吸引部３４側からのエアブロー等によって、容易に除去することが可能である。
【0035】
〔実施形態から得られる発明〕
上記各実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
上記各実施形態から把握しうる発明について、以下に記載する。
【0036】
［１］鋳造金型のガス吸引装置（１０）は、鋳造金型（１２）のキャビティ部（１４）に接続され、所定の面（合わせ面１２ｂ１）に沿って形成されるオーバーフロー部（１８）と、前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部内のガスを吸引するための吸引路（２２）と、前記オーバーフロー部と前記吸引路の間に設けられ、前記吸引路を遮断可能な遮断弁（２０）と、を備え、前記遮断弁は、弁体（４０）と、前記弁体を収容する収容部（４２）とを有し、前記収容部は、弁座部（４２ａ）と、前記弁座部より上流側の上流側収容部（４２ｂ）と、前記弁座部より下流側の下流側収容部（４２ｃ）と、を有し、前記弁体は、前記弁座部と当接して前記吸引路を遮断する当接部（４０ａ）と、前記当接部より上流側の上流側弁部（４０ｂ）と、前記当接部より下流側の下流側弁部（４０ｃ）と、を有し、前記所定の面は、前記弁体の軸線（Ｃ１）と前記所定の面とが交差する位置よりも前記オーバーフロー側に角度基準面（Ｓ）を有し、前記下流側収容部の軸線（Ｃ１）と前記角度基準面とのなす角（θ２）は鈍角であり、前記上流側収容部は、前記所定の面上において、円弧状の外周縁（Ｐ）を有し、前記オーバーフロー部は、前記上流側収容部に連なり前記上流側収容部へと前記ガスを導く導入路（１８ｂ）を有し、前記導入路は、前記外周縁上の所定の箇所において、前記外周縁の接線方向（Ａ）に沿って前記上流側収容部と接続される。これにより、オーバーフロー部の導入路は、弁体を収容する収容部の上流側収容部と、上流側収容部の円弧状の外周縁と、外周縁の接線方向に沿って、接続されることから、導入路から上流側収容部に流入するガスは、この外周縁に沿うように旋回する旋回流を形成する。この結果、ガス中の異物が遮断弁２０等に衝突して、付着、固着することを抑制できる。また、下流側収容部の軸線とオーバーフロー部が形成される所定の面（角度基準面）とのなす角を鈍角として、ガスの流れる方向の急激な変更によって生じる乱流の発生を抑制して、遮断弁等への異物の付着、固着をさらに抑制できる。
【0037】
［２］前記導入路の流路幅（Ｗ１）は、前記外周縁の直径（Ｒ）よりも小さく、前記導入路の中心軸線（Ｃ１）が前記外周縁の中心からずれるように、前記導入路は前記外周縁に接続される。これにより、導入路から流入するガスの旋回力を大きくして、ガス中の異物が遮断弁等に付着、固着することをより強力に抑制できる。
【0038】
［３］前記所定の面は、鉛直線（Ｌｐ）に沿い、前記導入路の中心軸線は、前記所定の面に沿い、且つ、鉛直線に対して、所定の角度（θ３）をなす。これにより、旋回流の回転力および回転の向きを設定できる。
【0039】
［４］前記導入路は、前記導入路の中心軸線に沿って延在する平面状の底面（１８ｂ１）を有し、前記底面の幅は、前記所定の箇所に近づくにつれて小さくなる。これにより、導入路から上流側収容部に流入するガスの速度、ひいては旋回力を大きくして、弁体部近傍でのガスの滞流を防止し、ガス中の異物が遮断弁等に付着して挟み込まれることをより強力に抑制できる。
【0040】
［５］少なくとも前記遮断弁が開状態のときに、前記下流側収容部の軸線（Ｃ０）に垂直な平面上における、前記下流側収容部と前記下流側弁部との隙間（Ｇｂ）の断面積は、前記当接部から一定の区間内において、前記当接部から遠ざかるにつれて大きくなる。これにより、下流側収容部において、乱流が発生して、遮断弁等にガス中の異物が付着、固着することを抑制できる。
【0041】
［６］前記下流側弁部は、前記当接部から遠ざかるにつれて径が小さくなる円錐台形状である。これにより、下流側収容部と下流側弁部との隙間の断面積を、当接部から一定の区間内において、当接部から遠ざかるにつれて大きくすることができる。
【0042】
［７］前記導入路から前記下流側収容部に流入するガスは、前記外周縁に沿うように回転する旋回流を形成し、前記下流側弁部は、前記旋回流の回転方向に沿うように延在するリブ（４０ｄ）を有する。リブを付加することによって、ガスの旋回流をさらに維持、強化することができる。
【符号の説明】
【0043】
１０…ガス吸引装置 １２…鋳造金型
１２ａ…可動金型 １２ａ１、１２ｂ１…合わせ面
１２ｂ…固定金型 １４…キャビティ部
１６…溶湯供給部 １８…オーバーフロー部
１８ａ…オーバーフロー部本体 １８ｂ…導入路
１８ｂ１…底面 １８ｃ…流路
２０…遮断弁 ２２、２４…吸引路
２６…駆動軸 ２８…弁駆動部
３０…吸引路 ３４…ガス吸引部
３４ａ…タンク ３４ｂ…ポンプ
３６…フィルタ ４０…弁体
４０ａ…当接部 ４０ｂ…上流側弁部
４０ｃ…下流側弁部 ４０ｄ…リブ
４２…収容部 ４２ａ…弁座部
４２ｂ…上流側収容部 ４２ｃ…下流側収容部
１２ａ…可動金型 １２ａ１、１２ｂ１…合わせ面
１２ｂ…固定金型 １４…キャビティ部
１６…溶湯供給部 １８…オーバーフロー部
１８ａ…オーバーフロー部本体 １８ｂ…導入路
１８ｂ１…底面 １８ｃ…流路
２０…遮断弁 ２２、２４…吸引路
２６…駆動軸 ２８…弁駆動部
３０…吸引路 ３４…ガス吸引部
３４ａ…タンク ３４ｂ…ポンプ
３６…フィルタ ４０…弁体
４０ａ…当接部 ４０ｂ…上流側弁部
４０ｃ…下流側弁部 ４０ｄ…リブ
４２…収容部 ４２ａ…弁座部
４２ｂ…上流側収容部 ４２ｃ…下流側収容部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2021-09-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
本発明の一態様に係る鋳造金型のガス吸引装置は、鋳造金型のキャビティ部に接続され、所定の面に沿って形成されるオーバーフロー部と、前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部内のガスを吸引するための吸引路と、前記オーバーフロー部と前記吸引路の間に設けられ、前記吸引路を遮断可能な遮断弁と、を備え、前記遮断弁は、弁体と、前記弁体を収容する収容部とを有し、前記収容部は、弁座部と、前記弁座部より上流側の上流側収容部と、前記弁座部より下流側の下流側収容部とを有し、前記弁体は、前記弁座部と当接して前記吸引路を遮断する当接部と、前記当接部より上流側の上流側弁部と、前記当接部より下流側の下流側弁部と、を有し、前記所定の面は、前記弁体の軸線と前記所定の面とが交差する位置よりも前記オーバーフロー部側に角度基準面を有し、前記下流側収容部の軸線と前記角度基準面とのなす角は鈍角であり、前記上流側収容部は、前記所定の面上において、円弧状の外周縁を有し、前記オーバーフロー部は、前記上流側収容部に連なり前記上流側収容部へと前記ガスを導く導入路を有し、前記導入路は、前記外周縁上の所定の箇所において、前記外周縁の接線方向に沿って前記上流側収容部と接続される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
鋳造金型１２は、ガス吸引装置１０を備える。鋳造金型１２は、可動金型１２ａと固定金型１２ｂとから構成される。可動金型１２ａは固定金型１２ｂの図中左側に配設され、固定金型１２ｂに対して図中横方向（水平方向）に進退自在である。可動金型１２ａと固定金型１２ｂの互いに対向する合わせ面１２ａ１、１２ｂ１には、キャビティ部１４を構成する凹部１４ａおよび凹部１４ｂがそれぞれ形成される。固定金型１２ｂ側に向けて可動金型１２ａを前進させ、両者の合わせ面１２ａ１、１２ｂ１を当接させることで、鋳造金型１２は、閉じられ、その内部にキャビティ部１４が形成される。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0026】
導入路１８ｂは、導入路１８ｂの中心軸線Ｃ１に沿って延在する平面状の底面１８ｂ１を有し、底面１８ｂ１の幅Ｗ１は、導入路１８ｂと外周縁Ｐが接続する箇所（およびこの箇所の幾分内側の箇所）に近づくにつれて小さくなる。但し、導入路１８ｂの幅Ｗ１が小さくなるにつれて、底面１８ｂ１の深さを深くしている。すなわち、導入路１８ｂの断面積を一定にして、コンダクタンスの一定化を図っている。これにより、ガスの速やかな流れを維持することができる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0029】
また、少なくとも遮断弁２０が開状態のときに、下流側収容部４２ｃの軸線Ｃ０に垂直な平面上における、下流側収容部４２ｃと下流側弁部４０ｃとの隙間Ｇｂの断面積は、当接部４０ａから一定の区間内において、当接部４０ａから遠ざかるにつれて大きくなっている。これにより、下流側収容部４２ｃにおいて、乱流が発生することを抑制できる。この結果、ガスの旋回流Ｆを維持して、弁体４０および収容部４２（ここでは、下流側弁部４０ｃ、下流側収容部４２ｃ）でのガスの滞留を抑制できるので、ガスの流速低下による異物の分離・付着を抑制でき、結果的に遮断弁２０での異物の挟み込みを防止できる。ここでは、下流側弁部４０ｃは、当接部４０ａから遠ざかるにつれて径が小さくなる円錐台形状とすることで、隙間Ｇｂの断面積を、当接部４０ａから遠ざかるにつれて大きくしている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0031】
図４は、変形例に係る遮断弁２０の弁体４０の一例を拡大して表す図である。図５は、弁体４０の軸線Ｃ０に沿う下流方向から図４の弁体４０を見た状態を表す図である。弁体４０は、下流側弁部４０ｃに旋回流Ｆの流れ方向に沿うように延在するリブ４０ｄを有する。既述のように、弁体４０は、リブ４０ｄを有しなくてもよい。既述のように、本実施形態はリブ４０ｄがない場合に該当する。ここで、図４および図５に示すように、リブ４０ｄは、軸線Ｃ０から下流側弁部４０ｃの面に沿うように設定した基準線Ｌ０に対して、角度θ４をなす線Ｌ１（延在線）に沿って延在している。すなわち、リブ４０ｄは、弁体４０の径方向外方に向かって旋回流Ｆの旋回方向に傾斜している（径方向に対する傾斜）。このため、リブ４０ｄの径方向外端４０ｄｏは、リブ４０ｄの径方向内端４０ｄｉよりも弁体４０の周方向における旋回流Ｆの下流側に位置する。加えて、リブ４０ｄは、弁体４０の軸方向のうち駆動軸２６側の方向（図４における矢印Ｘ方向、すなわち、下流方向）に向かって旋回流Ｆの旋回方向に傾斜している（軸方向に対する傾斜）。このため、リブ４０ｄの根元４０ｄｒは、リブ４０ｄの頂部４０ｄｔ（下流側弁部４０ｃからの突端）よりも弁体４０の周方向における旋回流Ｆの上流側に位置する。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0036】
［１］鋳造金型のガス吸引装置（１０）は、鋳造金型（１２）のキャビティ部（１４）に接続され、所定の面（合わせ面１２ｂ１）に沿って形成されるオーバーフロー部（１８）と、前記オーバーフロー部を介して、前記キャビティ部内のガスを吸引するための吸引路（２２）と、前記オーバーフロー部と前記吸引路の間に設けられ、前記吸引路を遮断可能な遮断弁（２０）と、を備え、前記遮断弁は、弁体（４０）と、前記弁体を収容する収容部（４２）とを有し、前記収容部は、弁座部（４２ａ）と、前記弁座部より上流側の上流側収容部（４２ｂ）と、前記弁座部より下流側の下流側収容部（４２ｃ）と、を有し、前記弁体は、前記弁座部と当接して前記吸引路を遮断する当接部（４０ａ）と、前記当接部より上流側の上流側弁部（４０ｂ）と、前記当接部より下流側の下流側弁部（４０ｃ）と、を有し、前記所定の面は、前記弁体の軸線（Ｃ０）と前記所定の面とが交差する位置よりも前記オーバーフロー部側に角度基準面（Ｓ）を有し、前記下流側収容部の軸線（Ｃ０）と前記角度基準面とのなす角（θ２）は鈍角であり、前記上流側収容部は、前記所定の面上において、円弧状の外周縁（Ｐ）を有し、前記オーバーフロー部は、前記上流側収容部に連なり前記上流側収容部へと前記ガスを導く導入路（１８ｂ）を有し、前記導入路は、前記外周縁上の所定の箇所において、前記外周縁の接線方向（Ａ）に沿って前記上流側収容部と接続される。これにより、オーバーフロー部の導入路は、弁体を収容する収容部の上流側収容部と、上流側収容部の円弧状の外周縁と、外周縁の接線方向に沿って、接続されることから、導入路から上流側収容部に流入するガスは、この外周縁に沿うように旋回する旋回流を形成する。この結果、ガス中の異物が遮断弁２０等に衝突して、付着、固着することを抑制できる。また、下流側収容部の軸線とオーバーフロー部が形成される所定の面（角度基準面）とのなす角を鈍角として、ガスの流れる方向の急激な変更によって生じる乱流の発生を抑制して、遮断弁等への異物の付着、固着をさらに抑制できる。