特許 7223155 金型用ガス抜き装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-07

(45)【発行日】2023-02-15

(54)【発明の名称】金型用ガス抜き装置

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/22 20060101AFI20230208BHJP

   B22C 9/06 20060101ALI20230208BHJP

【ＦＩ】

B22D17/22

B22C9/06 P

B22D17/22 G

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021550865

(86)(22)【出願日】2019-10-02

(86)【国際出願番号】 JP2019039009

(87)【国際公開番号】W WO2021064923

(87)【国際公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-02-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000005256

【氏名又は名称】株式会社アーレスティ

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 香聖

【審査官】坂本 薫昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１５５２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－０１３４６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｃ ９／０６

Ｂ２２Ｄ １７／２２

Ｂ２９Ｃ ４５／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金型のキャビティに連なる流入路と、
前記金型の外部へガスを排出する排出路と、
前記流入路と前記排出路とを連通する連通路と、
前記連通路を開閉するバルブ装置と、
気流を調整する気流調整部と、を備え、
前記バルブ装置は、軸方向の第１端部および第２端部を有し軸線上に配置される弁棒と、
前記第１端部に固定される弁体と、
前記弁棒の前記第２端部を保持して前記弁体を前記軸方向に移動させる駆動部と、を備え、
前記連通路を形成する壁面は、前記軸方向に移動した前記弁体が当接することで前記連通路を閉じる環状の弁座面と、
前記弁座面の全周から前記第２端部に向かって延びる内周壁面と、
前記内周壁面のうち前記弁座面とは反対側の端部を塞ぐと共に、前記弁棒が挿通される挿通孔が設けられる端壁面と、を備え、
前記内周壁面と前記弁棒の外周面との間には全周に亘って隙間があり、
前記内周壁面には、前記排出路に連なる排出開口が設けられ、
前記流入路は、前記軸線の全周に亘って設けられると共に前記弁座面の内側の前記連通路に連なる流入空間と、
前記流入空間を形成する壁面に設けられた流入開口を介して前記流入空間に連なる流入端部と、を備え、
前記軸方向から見て、前記軸線から離れた位置に前記流入開口が設けられ、前記流入開口から前記軸線のまわりの一方側へ前記流入端部が延び、
前記流入開口の面積は、前記軸線に垂直な前記流入空間の流路断面積よりも小さく、
前記気流調整部は、前記流入空間、前記流入開口および前記流入端部によって形成され、前記排出路からガスを排出するために前記排出路へ向かうガスが前記流入端部から前記流入開口を介して前記流入空間へ流れることによって、前記流入空間の内部に前記軸線を中心とした回転方向の気流を発生させる金型用ガス抜き装置。

【請求項2】

前記流入端部を形成する壁面は、前記流入開口へ向かうにつれて前記軸方向の前記第２端部側へ傾斜する傾斜面を備えている請求項１記載の金型用ガス抜き装置。

【請求項3】

金型のキャビティに連なる流入路と、
前記金型の外部へガスを排出する排出路と、
前記流入路と前記排出路とを連通する連通路と、
前記連通路を開閉するバルブ装置と、
気流を調整する気流調整部と、を備え、
前記バルブ装置は、軸方向の第１端部および第２端部を有し軸線上に配置される弁棒と、
前記第１端部に固定される弁体と、
前記弁棒の前記第２端部を保持して前記弁体を前記軸方向に移動させる駆動部と、を備え、
前記連通路を形成する壁面は、前記軸方向に移動した前記弁体が当接することで前記連通路を閉じる環状の弁座面と、
前記弁座面の全周から前記第２端部に向かって延びる内周壁面と、
前記内周壁面のうち前記弁座面とは反対側の端部を塞ぐと共に、前記弁棒が挿通される挿通孔が設けられる端壁面と、を備え、
前記内周壁面と前記弁棒の外周面との間には全周に亘って隙間があり、
前記内周壁面には、前記排出路に連なる排出開口が設けられ、
前記気流調整部は、前記弁棒および前記内周壁面の一方から他方へ向かって張り出すと共に、前記弁棒を中心とした螺旋状に形成されている螺旋壁を備え、前記挿通孔よりも前記流入路側に配置され、ガスの排出時に前記軸線を中心とした回転方向の気流を発生させる金型用ガス抜き装置。

【請求項4】

前記気流調整部から前記排出開口までの前記軸方向の距離は、前記軸線に垂直に交わる直線が前記内周壁面によって切り取られる線分のうち最も短い線分の長さよりも長い請求項１から３のいずれかに記載の金型用ガス抜き装置。

【請求項5】

前記バルブ装置は、前記弁棒が貫通する筒状のガイドを備え、
前記ガイドの外周面と前記内周壁面との間には全周に亘って隙間があり、
前記ガイドの先端が前記排出開口よりも前記第１端部側に位置し、
前記ガイドの前記外周面および前記先端が前記端壁面の一部であり、前記先端に前記挿通孔が開口し、
前記気流調整部から前記先端までの前記軸方向の距離は、前記軸線に垂直に交わる直線が前記内周壁面によって切り取られる線分のうち最も短い線分の長さよりも短い請求項１から４のいずれかに記載の金型用ガス抜き装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金型のキャビティから金型の外部へガスを排出する金型用ガス抜き装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

金型のキャビティに溶湯を注入するとき、真空タンク等によりキャビティ内のガスをガス抜き路から吸引して金型の外部へ排出し、キャビティに溶湯が充填された後でガス抜き路をバルブ装置によって閉じる金型用ガス抜き装置が知られている（特許文献１）。このバルブ装置は、ガス抜き路の壁面に形成された弁座面に当接してガス抜き路を閉じる弁体と、その弁体が先端に固定される弁棒と、ガス抜き路の外側に位置して弁棒を軸方向に移動させる駆動部と、を備え、ガス抜き路の壁面に形成された挿通孔に弁棒が挿通されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開昭６３－１０４７６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記従来の技術では、ガスの吸引時に、溶湯の一部が硬化した固体やキャビティ内の離型剤などの微細な粉粒体が、弁棒と挿通孔との間に入り込むことがある。そうすると、粉粒体により挿通孔の内周面に対して弁棒が摺動し難くなって、バルブ装置が適切に動かなくなり、弁体が弁座面に当接できずに弁体と弁座面との隙間から溶湯が漏れるおそれがある。

【0005】

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、弁棒と挿通孔との間に粉粒体を入り込み難くできる金型用ガス抜き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】

この目的を達成するために本発明の金型用ガス抜き装置は、金型のキャビティに連なる流入路と、前記金型の外部へガスを排出する排出路と、前記流入路と前記排出路とを連通する連通路と、前記連通路を開閉するバルブ装置と、気流を調整する気流調整部と、を備え、前記バルブ装置は、軸方向の第１端部および第２端部を有し軸線上に配置される弁棒と、前記第１端部に固定される弁体と、前記弁棒の前記第２端部を保持して前記弁体を前記軸方向に移動させる駆動部と、を備え、前記連通路を形成する壁面は、前記軸方向に移動した前記弁体が当接することで前記連通路を閉じる環状の弁座面と、前記弁座面の全周から前記第２端部に向かって延びる内周壁面と、前記内周壁面のうち前記弁座面とは反対側の端部を塞ぐと共に、前記弁棒が挿通される挿通孔が設けられる端壁面と、を備え、前記内周壁面と前記弁棒の外周面との間には全周に亘って隙間があり、前記内周壁面には、前記排出路に連なる排出開口が設けられ、前記気流調整部は、前記挿通孔よりも前記流入路側に配置され、ガスの排出時に前記軸線を中心とした回転方向の気流を発生させる。

【発明の効果】

【0007】

請求項１記載の金型用ガス抜き装置によれば、キャビティに連なる流入路と、金型の外部へガスを排出する排出路とが連通路によって連通している。この連通路を形成する壁面は、バルブ装置の弁体が当接可能な環状の弁座面と、弁体が第１端部に固定された弁棒の第２端部に向かって弁座面から延びる内周壁面と、内周壁面のうち弁座面とは反対側の端部を塞ぐ端壁面と、を備えている。弁棒の外周面と内周壁面との間に全周に亘って隙間が空き、弁棒が挿通される挿通孔が端壁面に設けられる。

【0008】

流入路は、軸線の全周に亘って設けられると共に弁座面の内側の連通路に連なる流入空間と、この流入空間を形成する壁面に設けられた流入開口を介して流入空間に連なる流入端部と、を備えている。これらの流入空間、流入開口および流入端部によって気流調整部が形成されている。排出路からガスを排出するために、真空タンク等によるガスの吸引によって排出路へ向かうガスは、流入端部、流入開口、流入空間、連通路を順に通る。軸線に垂直な流入空間の流路断面積よりも流入開口の面積が小さいので、流入開口から出たガスによって流入空間内に気流を発生させることができる。弁棒の軸方向から見て、この気流の始点となる流入開口が軸線から離れた位置に設けられ、その流入開口から流入端部が軸線のまわりの一方側へ延びている。これにより、流入端部の先端の流入開口から流入空間に出たガスの気流が軸線のまわりの他方側へ向かう。更に、軸線の全周に亘って流入空間が存在するので、他方側へ向かう気流が流入空間内をそのまま他方側へ流れ、流入空間の内部に軸線を中心とした回転方向の気流が発生する。その結果、真空タンク等でガスを吸引するときに、連通路よりも流入路側（上流）に位置する気流調整部よりも排出路側（下流）では弁棒を中心とした旋回流が発生する。この旋回流によって、連通路に侵入した粉粒体を挿通孔よりも上流で内周壁面へ押し当てることができ、内周壁面に設けた排出開口から排出路を通って粉粒体を金型の外部へ排出できる。よって、弁棒と挿通孔との間に粉粒体を入り込み難くできる。

【0009】

さらに、ガスの吸引時に、気流調整部は弁座面よりも上流の流入路で旋回流を発生させるので、連通路にある挿通孔の近傍では粉粒体を内周壁面へ確実に押し当てることができる。その結果、弁棒と挿通孔との間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0010】

請求項２記載の金型用ガス抜き装置によれば、請求項１記載の金型用ガス抜き装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。流入端部を形成する壁面は、流入開口へ向かうにつれて弁棒の軸方向の第２端部側へ傾斜する傾斜面を備えている。これにより、流入開口から出る気流を弁棒の軸方向の第２端部側（排出路側）にも向けることができるので、ガスの吸引時に気流調整部により発生する旋回流の安定性を向上できる。その結果、旋回流によって弁棒と挿通孔との間に粉粒体を更に入り込み難くできる。
請求項３記載の金型用ガス抜き装置によれば、キャビティに連なる流入路と、金型の外部へガスを排出する排出路とが連通路によって連通している。この連通路を形成する壁面は、バルブ装置の弁体が当接可能な環状の弁座面と、弁体が第１端部に固定された弁棒の第２端部に向かって弁座面から延びる内周壁面と、内周壁面のうち弁座面とは反対側の端部を塞ぐ端壁面と、を備えている。弁棒の外周面と内周壁面との間に全周に亘って隙間が空き、弁棒が挿通される挿通孔が端壁面に設けられる。そして、挿通孔よりも流入路側に配置された気流調整部は、弁棒および内周壁面の一方から他方へ向かって張り出すと共に、弁棒を中心とした螺旋状に形成される螺旋壁を備えている。これにより、真空タンク等でガスを吸引してガスを排出するときに、気流調整部によって弁棒の軸線を中心とした回転方向の気流が発生し、気流調整部よりも排出路側（下流）では弁棒を中心とした旋回流が発生する。この旋回流によって、連通路に侵入した粉粒体を挿通孔よりも流入路側（上流）で内周壁面へ押し当てることができ、内周壁面に設けた排出開口から排出路を通って粉粒体を金型の外部へ排出できる。その結果、弁棒と挿通孔との間に粉粒体を入り込み難くできる。

【0011】

請求項４記載の金型用ガス抜き装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の金型用ガス抜き装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。気流調整部から排出開口までの弁棒の軸方向の距離は、軸線に垂直に交わる直線が内周壁面によって切り取られる線分のうち最も短い線分の長さよりも長い。これにより、ガスの吸引時に、気流調整部と排出開口との間で旋回流を十分に安定させることができる。その結果、旋回流によって弁棒と挿通孔との間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0012】

請求項５記載の金型用ガス抜き装置によれば、請求項１から４のいずれかに記載の金型用ガス抜き装置の奏する効果に加え、次の効果を奏する。バルブ装置は、弁棒が貫通する筒状のガイドを備えている。ガイドの外周面および先端が端壁面の一部であり、ガイドの先端に挿通孔が開口している。ガイドの先端が排出開口よりも第１端部側に位置し、ガイドの外周面と内周壁面との間に全周に亘って隙間があるので、その隙間によって連通路の一部が形成される。これにより、ガスの吸引時に気流調整部で発生した旋回流を、ガイドの外周面と内周壁面との間の隙間であってガイドの先端の近傍で安定させることができる。さらに、気流調整部からガイドの先端までの軸方向の距離は、軸線に垂直に交わる直線が内周壁面によって切り取られる線分のうち最も短い線分の長さよりも短い。そのため、気流調整部により形成された旋回流の勢いが十分に強いところに、挿通孔が開口したガイドの先端を位置させることができるので、挿通孔と弁棒との間に粉粒体をより一層入り込み難くできる。

【0013】

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態における金型用ガス抜き装置の断面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線における金型用ガス抜き装置の断面図である。

【図3】図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における金型用ガス抜き装置の断面図である。

【図4】第２実施形態における金型用ガス抜き装置の断面図である。

【図5】図４のＶ－Ｖ線における金型用ガス抜き装置の断面図である。

【図6】図４のＶＩ－ＶＩ線における金型用ガス抜き装置の断面図である。

【図7】（ａ）は第３実施形態における金型用ガス抜き装置の断面図であり、（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線における金型用ガス抜き装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず図１から図３を参照して、第１実施形態における金型用ガス抜き装置１０について説明する。図１は第１実施形態における金型用ガス抜き装置１０の断面図である。図２は図１のＩＩ－ＩＩ線における金型用ガス抜き装置１０の断面図である。図３は図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における金型用ガス抜き装置１０の断面図である。

【0016】

図１及び図２に示すように、金型用ガス抜き装置１０は、鋳造用の金型１のキャビティ（図示せず）から空気などのガスを抜くための装置であり、金型１に取り付けられている。金型１は、固定型２と可動型３とを備え、固定型２と可動型３との間にキャビティが形成されている。なお、図１には、固定型２と可動型３との分割面４の近傍における金型用ガス抜き装置１０の断面を示している。また、説明の都合上、その断面の紙面手前側や奥側に位置する流入路１１の一部（流入端部１９ｂ，２０ｂ）を模式的に図１に示している。

【0017】

金型用ガス抜き装置１０は、金型１のキャビティに連なる流入路１１と、金型１の外部へガスを排出する排出路１２と、流入路１１と排出路１２とを連通する連通路１３と、連通路１３を開閉するバルブ装置３０と、を主に備えている。排出路１２は、下流側（連通路１３とは反対側）が真空タンク（図示せず）に繋がっている。金型１を用いた鋳造時には、流入路１１、連通路１３及び排出路１２を介してキャビティ内のガスが真空タンクによって吸引される。

【0018】

流入路１１は、固定型２に取り付けられる第１成形部１４と、可動型３に取り付けられる第２成形部１５との分割面１６にそれぞれ設けた溝を合わせて形成される。その溝の一部である取付孔１７が、第１成形部１４及び第２成形部１５の上端部に開口している。取付孔１７は、軸線Ｃを中心とした断面円形状の孔であり、下端に底面１７ａを有する。この底面１７ａの一部には、バルブ装置３０の弁体３３が当接する。

【0019】

流入路１１は、底面１７ａの中央に開口して直下へ延びると共にキャビティに連なる主流路１８と、分割面１６に平行な左右方向両側（図１紙面左右両側）へ主流路１８からそれぞれ分岐する２本のバイパス１９，２０と、取付孔１７の内周面１７ｂ及び底面１７ａを壁面とする流入空間２４と、を備えている。流入空間２４は、軸線Ｃの全周に亘って設けられている。

【0020】

バイパス１９，２０は、取付孔１７の内周面１７ｂに開口した流入開口１９ａ，２０ａに連なる。バイパス１９，２０のうち、流入開口１９ａ，２０ａから左右方向外側へ延びている部分が流入端部１９ｂ，２０ｂである。この流入端部１９ｂ，２０ｂの流路断面積は、流入開口１９ａ，２０ａの近傍を除いた流入端部１９ｂ，２０ｂの全長に亘って略一定に形成されている。

【0021】

流入開口１９ａは、図２に示す通り、軸線Ｃに垂直な断面を上方から見た状態において、軸線Ｃよりも図２の左側に位置し、分割面１６から軸線Ｃの時計回りにずれた位置の内周面１７ｂに開口している。流入端部１９ｂは、流入開口１９ａから軸線Ｃのまわりのうち反時計回りの方向へ延びている。より具体的には、流入開口１９ａから内周面１７ｂの接線方向へ流入端部１９ｂが延びている。

【0022】

このような形状および配置の流入開口１９ａ及び流入端部１９ｂを形成するために、第１成形部１４の分割面１６に設ける溝を流入開口１９ａへ向かうにつれて深くし、第１成形部１４の溝に挿入されると共に流入開口１９ａへ向かうにつれて突出量が大きくなる凸部１５ａを第２成形部１５の分割面１６から突出させている。

【0023】

流入開口２０ａは、図２に示す通り、軸線Ｃに垂直な断面を上方から見た状態において、軸線Ｃよりも図２の右側に位置し、分割面１６から軸線Ｃの時計回りにずれた位置の内周面１７ｂに開口している。流入端部２０ｂは、流入開口２０ａから軸線Ｃのまわりのうち反時計回りの方向へ延びている。より具体的には、流入開口２０ａから内周面１７ｂの接線方向へ流入端部２０ｂが延びている。

【0024】

このような形状および配置の流入開口２０ａ及び流入端部２０ｂを形成するために、第２成形部１５の分割面１６に設ける溝を流入開口２０ａへ向かうにつれて深くし、第２成形部１５の溝に挿入されると共に流入開口２０ａへ向かうにつれて突出量が大きくなる凸部１４ａを第１成形部１４の分割面１６から突出させている。

【0025】

また、流入端部１９ｂ，２０ｂを形成する壁面はそれぞれ、流入開口１９ａ，２０ａへ向かうにつれて軸線Ｃ方向の上側へ傾斜する傾斜面１９ｃ，２０ｃを備えている。この傾斜面１９ｃ，２０ｃは、流入端部１９ｂ，２０ｂを形成する壁面のうち軸線Ｃ方向の下側の部位である。

【0026】

図１及び図３に示すように、連通路１３は、上下方向に延びるように軸線Ｃに沿って形成される流路であり、軸線Ｃの全周に亘って設けられている。連通路１３は、取付孔１７に下端部が挿入された円筒状の筒体２１によって形成されている。連通路１３を形成する壁面は、筒体２１の内周面の一部である内周壁面２２と、内周壁面２２と筒体２１の端面との角の面取部分に形成された環状の弁座面２３と、を備えている。

【0027】

内周壁面２２は、軸線Ｃに垂直な断面が軸線Ｃを中心とした円形状に形成され、弁座面２３の全周から上方（後述する弁棒３１の第２端部３１ｂ側）へ延びている。内周壁面２２の上部の周方向の一部には、排出路１２に連なる排出開口２６が形成されている。

【0028】

弁座面２３は、内周壁面２２から離れるにつれてテーパ状に拡径する円錐面状の部位であって、バルブ装置３０の弁体３３が当接する部位である。この弁体３３が当接する部位よりも内周壁面２２から離れた側に円錐面状の部位が延びている場合、その内周壁面２２から離れた側に延びた円錐面状の部位は、流入路１１の流入空間２４の壁面の一部である。このように、弁座面２３よりも上流が流入路１１であり、弁座面２３の内側の連通路１３が流入路１１の流入空間２４に連なっている。

【0029】

図１から図３に示すように、バルブ装置３０は、キャビティに溶湯が充填された後に連通路１３を閉じることで、溶湯が排出路１２を通って金型１の外部へ出ないようにするためのものである。バルブ装置３０は、軸線Ｃ方向（軸方向）の第１端部３１ａ及び第２端部３１ｂを有し軸線Ｃ上に配置される弁棒３１と、筒体２１に固定されて弁棒３１が貫通する筒状のガイド３２と、弁棒３１の第１端部３１ａに固定される弁体３３と、弁体３３の第２端部３１ｂを保持して弁体３３を軸線Ｃ方向に移動させる駆動部３４と、を備えている。なお、本実施形態における各部の下方が軸線Ｃ方向の第１端部３１ａ側であり、各部の上方が軸線Ｃ方向の第２端部３１ｂ側である。

【0030】

ガイド３２は、一部が筒体２１に挿入されて弁棒３１の軸線Ｃ方向の移動を案内する部材である。ガイド３２の上端部から径方向外側へフランジ３２ａが張り出している。このフランジ３２ａが筒体２１の上端に固定されることで、内周壁面２２のうち弁座面２３とは反対側の端部がガイド３２によって塞がれる。

【0031】

このガイド３２の外周面３２ｂと第１端部３１ａ側の先端３２ｃとは、連通路１３を形成する壁面の一部としての端壁面である。先端３２ｃは、排出開口２６のうち最も第１端部３１ａに近い縁よりも第１端部３１ａ側に位置し、先端３２ｃの中央に弁棒３１が挿通される挿通孔３２ｄが開口している。ガイド３２の外周面３２ｂや、先端３２ｃから突出した弁棒３１の外周面と、内周壁面２２との間には全周に亘って隙間があり、その隙間によって連通路１３の一部が形成されている。

【0032】

弁体３３は、弁座面２３に当接することで連通路１３を閉じる部位であり、弁棒３１の第１端部３１ａから径方向外側へ張り出している。弁体３３は主に流入空間２４に位置し、弁体３３と取付孔１７の内周面１７ｂとの間に全周に亘って流入空間２４による隙間が形成されている。

【0033】

以上のような金型用ガス抜き装置１０を用いた鋳造方法について説明する。まず、弁体３３を底面１７ａに押し付けてバルブ装置３０により連通路１３を開けた状態で、排出路１２に連なる真空タンクにより吸引を開始する。そうすると、キャビティ内のガスが、主流路１８、バイパス１９，２０、流入空間２４、弁座面２３と弁体３３との間、弁棒３１及びガイド３２と内周壁面２２との間、排出路１２を順に通って金型１の外部へ排出される。

【0034】

ガスを吸引しながらキャビティに溶湯（図示せず）を注入し、キャビティが溶湯で満たされると、流入路１１を溶湯が上昇していく。弁体３３のうち主流路１８に面する端部に凹部３３ａが形成されており、上昇してきた溶湯がその凹部３３ａに衝突し、弁体３３が溶湯から上方への圧力を受ける。その上方への圧力によって、駆動部３４による押付力に逆らって弁体３３が上方へ移動し、弁体３３が弁座面２３に当接して連通路１３が閉じる。溶湯の硬化後に、バルブ装置３０が固定された筒体２１を取付孔１７から外し、固定型２と可動型３とを開くことで、鋳造品が得られる。

【0035】

ここで、ガスを吸引しながら溶湯をキャビティに注入しているため、弁体３３が弁座面２３に当接する前に、溶湯の一部が飛び散って硬化した固体やキャビティ内の離型剤などの微細な粉粒体がガスと一緒に連通路１３等を通っていく。このとき、粉粒体が弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に入り込むと、バルブ装置３０が適切に動かなくなることがある。

【0036】

しかし、本実施形態では、流入空間２４と流入端部１９ｂ，２０ｂとによって気流調整部が形成され、この気流調整部によって弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体を入り込み難くできる。具体的に気流調整部は、軸線Ｃに垂直な流入空間２４の流路断面積よりも、流入端部１９ｂ，２０ｂと流入空間２４との境界における流入開口１９ａ，２０ａの面積が小さいので、流入開口１９ａ，２０ａから出たガスによって流入空間２４内に気流を発生させることができる。

【0037】

この気流の始点となる流入開口１９ａ，２０ａが軸線Ｃから離れた位置にあり、その流入開口１９ａ，２０ａから流入端部１９ｂ，２０ｂが軸線Ｃのまわりに延びている。即ち、軸線Ｃ方向視において軸線Ｃの直角方向に流入端部１９ｂ，２０ｂが延びていないので、気流調整部は、図２に矢印で示すように、軸線Ｃを中心とした回転方向の気流を流入空間２４に発生させることができる。そして、軸線Ｃの全周に亘って設けられる流入空間２４や連通路１３が軸線Ｃ方向に連続しているので、真空タンクでガスを吸引することにより、気流調整部による回転方向の気流が、図２，３に矢印で示すような弁棒３１や弁体３３（軸線Ｃ）を中心とした旋回流となる。

【0038】

排出路１２側（下流）に旋回流を発生させる気流調整部が、挿通孔３２ｄよりも流入路１１側（上流）に配置されているので、挿通孔３２ｄよりも上流で旋回流により粉粒体を内周壁面２２に押し当てることができる。そして、旋回流により粉粒体を内周壁面２２に押し当てた状態で、内周壁面２２に設けた排出開口２６から粉粒体を金型１の外部へ排出できる。これらの結果、弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体を入り込み難くできる。

【0039】

さらに、流入空間２４及び流入端部１９ｂ，２０ｂによる気流調整部は、弁座面２３よりも上流の流入路１１にあるので、ガスの吸引時に流入路１１で旋回流を発生させることができる。そのため、連通路１３にある挿通孔３２ｄの近傍では旋回流が安定し、その旋回流により粉粒体を内周壁面２２に確実に押し当てることができる。その結果、弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0040】

流入空間２４には２本の流入端部１９ｂ，２０ｂがそれぞれ流入開口１９ａ，２０ａを介して連通し、その流入開口１９ａ，２０ａから流入端部１９ｂ，２０ｂがそれぞれ同じ方向に延びている。これにより、流入開口１９ａ，２０ａからそれぞれ出る回転方向の気流を互いに打ち消しあうことなく増幅できる。加えて、流入開口１９ａの面積と流入開口２０ａの面積とを合わせた大きな面積の流入開口から出る気流の勢いよりも、狭い流入開口１９ａ，２０ａからそれぞれ出る気流の勢いを強くできる。これらの結果、弁棒３１や弁体３３を中心とした旋回流の安定性を向上できるので、弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0041】

流入端部１９ｂ，２０ｂの流路断面積は、流入端部１９ｂ，２０ｂの略全長に亘って略一定に形成されているので、流入端部１９ｂ，２０ｂを通る気流を安定させることができる。そのため、流入端部１９ｂ，２０ｂを通って流入開口１９ａ，２０ａから流入空間２４へ出たガスによる、軸線Ｃを中心とした回転方向の気流を安定させ易くでき、ガスの吸引時に流入路１１で発生する旋回流を安定させ易くできる。その結果、弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0042】

気流調整部よりも下流の連通路１３の壁面の一部である弁座面２３は、下流へ向かうにつれて縮径しているので、その弁座面２３に沿った旋回流の勢いを下流で強くできる。また、内周壁面２２は軸線Ｃを含む断面において軸線Ｃと略平行に形成されているので、内周壁面２２に沿った旋回流の勢いを弱まり難くできる。

【0043】

流入端部１９ｂ，２０ｂを形成する壁面の傾斜面１９ｃ，２０ｃは、流入開口１９ａ，２０ａへ向かうにつれて弁棒３１の軸線Ｃ方向の第２端部３１ｂ側へ傾斜している。これにより、流入開口１９ａ，２０ａから出る気流を軸線Ｃ方向の第２端部３１ｂ側（排出路１２側）にも向けることができるので、ガスの吸引時に気流調整部により発生する旋回流の安定性を向上できる。その結果、旋回流によって弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体を更に入り込み難くできる。

【0044】

気流調整部である流入空間２４から排出開口２６までの軸線Ｃ方向の距離Ｌ１は、軸線Ｃに垂直に交わる直線が内周壁面２２によって切り取られる線分のうち最も短い線分の長さ（内周壁面２２の内径）Ｌ２よりも長い。これにより、ガスの吸引時に、気流調整部と排出開口２６との間で旋回流を十分に安定させることができる。その結果、旋回流によって弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0045】

挿通孔３２ｄが開口しているガイド３２の先端３２ｃは、排出開口２６よりも上流に位置する。そして、ガイド３２の外周面３２ｂと内周壁面２２との間に全周に亘って隙間があり、その隙間が連通路１３の一部となっている。これらにより、ガスの吸引時に気流調整部で発生した旋回流が先端３２ｃの上流だけでなく下流にも生じるので、その旋回流をガイド３２の先端３２ｃの近傍で安定させることができる。

【0046】

さらに、気流調整部である流入空間２４からガイド３２の先端３２ｃまでの軸線Ｃ方向の距離Ｌ３は、軸線Ｃに垂直に交わる直線が内周壁面２２によって切り取られる線分のうち最も短い線分の長さＬ２よりも短い。気流調整部により形成された旋回流は、気流調整部に近いほど強いので、距離Ｌ３を長さＬ２よりも短くすることで、その旋回流の勢いが十分に強いところに、挿通孔３２ｄが開口した先端３２ｃを位置させることができる。その結果、挿通孔３２ｄが開口した先端３２ｃの周囲の内周壁面２２へ粉粒体を押し当て易くできるので、挿通孔３２ｄと弁棒３１との間に粉粒体をより一層入り込み難くできる。

【0047】

また、先端３２ｃよりも上流側と比べて、先端３２ｃよりも下流側であってガイド３２の外周面３２ｂと内周壁面２２との間の方が、連通路１３の流路断面積が小さい。これにより、ガスの吸引時に気流調整部で発生した旋回流の勢いを、先端３２ｃよりも上流側と比べてガイド３２の外周面３２ｂと内周壁面２２との間で強くし易い。そのため、先端３２ｃから排出開口２６までの軸線Ｃ方向の距離（距離Ｌ１－距離Ｌ３）が長い程、外周面３２ｂと内周壁面２２との間の旋回流を安定させ易くでき、この部分の旋回流の安定に伴って先端３２ｃより上流側でも旋回流を安定させ易くできる。そして、距離Ｌ１－距離Ｌ３が、軸線Ｃに垂直に交わる直線が内周壁面２２によって切り取られる線分のうち最も短い線分の長さＬ２よりも長いので、気流調整部で発生した旋回流を全体的に安定させ易くでき、挿通孔３２ｄと弁棒３１との間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0048】

次に図４から図６を参照して第２実施形態について説明する。第１実施形態では、駆動部３４により弁体３３を上下方向に移動させて連通路１３を開閉する場合について説明した。これに対して第２実施形態では、駆動部３４により弁体３３を左右方向に移動させて連通路１３を開閉する場合について説明する。なお、第１実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。

【0049】

図４は第２実施形態における金型用ガス抜き装置４０の断面図である。図５は図４のＶ－Ｖ線における金型用ガス抜き装置４０の断面図である。図６は図４のＶＩ－ＶＩ線における金型用ガス抜き装置４０の断面図である。

【0050】

図４及び図５に示すように、金型用ガス抜き装置４０は、鋳造用の金型１のキャビティ（図示せず）から空気などのガスを抜くための装置であり、金型１に取り付けられている。なお、図４には、固定型２と可動型３との分割面４に垂直であって弁棒３１の軸線Ｃを含む断面が示されている。また、説明の都合上、その断面の紙面手前側に位置する流入路４１の一部（流入端部４１ｂ）を模式的に図４に示している。

【0051】

金型用ガス抜き装置４０は、金型１のキャビティに連なる流入路４１と、金型１の外部へガスを排出する排出路１２と、流入路４１と排出路１２とを連通する連通路１３と、連通路１３を開閉するバルブ装置３０と、を主に備えている。流入路４１は、固定型２に取り付けられる成形部４２に設けた上下方向に延びる溝を、可動型３の分割面４で塞ぐことによって主に形成される。

【0052】

成形部４２には、取付孔４３が分割面４に垂直な方向に貫通形成されている。取付孔４３は、軸線Ｃを中心とした断面円形状の孔である。この取付孔４３の一端が可動型３に塞がれ、取付孔４３の他端が筒体２１に塞がれることで、取付孔４３の内周面と可動型３の分割面４と筒体２１とによる壁面で囲まれた流入空間２４が形成される。

【0053】

流入路４１は、その流入空間２４と、その流入空間２４の壁面に開口した流入開口４１ａに連なる流入端部４１ｂと、を備えている。この流入開口４１ａは、取付孔４３の内周面に開口し、軸線Ｃから離れた位置にある。流入端部４１ｂは、流入開口４１ａから軸線Ｃのまわりに延びている。より具体的には、流入開口４１ａから取付孔４３の内周面の接線方向へ流入端部４１ｂが延びている。

【0054】

以上のような金型用ガス抜き装置４０を用いた鋳造方法について説明する。まず、流入空間２４内に位置する弁体３３を可動型３に押し付けてバルブ装置３０により連通路１３を開けた状態で、排出路１２に連なる真空タンクにより吸引を開始する。そうすると、キャビティ内のガスが流入路４１、流入空間２４、弁座面２３と弁体３３との間、弁棒３１及びガイド３２と内周壁面２２との間、排出路１２を順に通って金型１の外部へ排出される。

【0055】

ガスを吸引しながらキャビティに溶湯を注入し、キャビティが溶湯で満たされると、流入路４１を溶湯が上昇する。流入路４１内に設けたセンサ（図示せず）が溶湯を検出したときに、駆動部３４によって弁体３３を軸線Ｃ方向に移動させ、弁体３３を弁座面２３に当接させて連通路１３を閉じる。そして、溶湯の硬化後に固定型２と可動型３とを開くことで、鋳造品が得られる。第１実施形態と同様に、弁体３３が弁座面２３に当接する前のガスの吸引時に、溶湯の一部が硬化した固体やキャビティ内の離型剤などの微細な粉粒体がガスと一緒に連通路１３等を通っていく。

【0056】

軸線Ｃに垂直な流入空間２４の流路断面積よりも、流入端部４１ｂと流入空間２４との境界における流入開口４１ａの面積が小さいので、流入開口４１ａから出たガスによって流入空間２４内に気流を発生させることができる。この気流の始点となる流入開口４１ａが軸線Ｃから離れた位置にあり、その流入開口４１ａから流入端部４１ｂが軸線Ｃのまわりに延びている。即ち、軸方向視において軸線Ｃの直角方向に流入端部４１ｂが延びていないので、この流入空間２４及び流入端部４１ｂによって形成された気流調整部は、図５に矢印で示すように、軸線Ｃを中心とした回転方向の気流を発生させることができる。そして、ガスの吸引時に気流調整部による気流が、図５及び図６に矢印で示すように弁棒３１や弁体３３を中心とした旋回流となるので、弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体を入り込み難くできる。

【0057】

図６に示すように、内周壁面２２に設けた排出開口２６から排出路１２が軸線Ｃのまわり（弁棒３１の周方向）に延びている。これにより、連通路１３から排出開口２６へガスが吸引されるとき、弁棒３１を中心とする旋回流が排出開口２６の近傍の連通路１３に発生する。この排出開口２６及び排出路１２により発生する旋回流の向きと、流入空間２４及び流入端部４１ｂにより発生する旋回流の向きとを同一にすることで、流入空間２４及び流入端部４１ｂにより発生した旋回流を排出開口２６まで安定させることができる。その結果、旋回流によって弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0058】

次に図７（ａ）及び図７（ｂ）を参照して第３実施形態について説明する。第１，２実施形態では、流入空間２４と流入端部１９ｂ，２０ｂ，４１ｂとによって気流調整部が形成される場合について説明した。これに対して第３実施形態では、螺旋壁５５により気流調整部が形成される場合について説明する。なお、第１，２実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図７（ａ）は第３実施形態における金型用ガス抜き装置５０の断面図である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＶＩＩｂ－ＶＩＩｂ線における金型用ガス抜き装置５０の断面図である。

【0059】

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、金型用ガス抜き装置５０は、鋳造用の金型１のキャビティ（図示せず）から空気などのガスを抜くための装置であり、金型１に取り付けられている。なお、図７（ａ）には、固定型２と可動型３との分割面４に垂直であって弁棒３１の軸線Ｃを含む断面が示されている。

【0060】

金型用ガス抜き装置５０は、金型１のキャビティに連なる流入路５１と、金型１の外部へガスを排出する排出路１２と、流入路５１と排出路１２とを連通する連通路１３と、連通路１３を開閉するバルブ装置３０と、を主に備えている。流入路５１は、固定型２に取り付けられる成形部５２に設けた上下方向に延びる溝を、可動型３の分割面４で塞ぐことによって主に形成される。成形部５２には、取付孔４３が分割面４に垂直な方向に貫通形成されている。

【0061】

流入路５１は、取付孔４３の内周面により壁面の一部が形成される流入空間２４と、その流入空間２４の壁面に開口した流入開口５１ａに連なる流入端部５１ｂと、を備えている。この流入開口５１ａは、取付孔４３の内周面に開口し、軸線Ｃから離れた位置にある。流入端部５１ｂは、流入開口５１ａから軸線Ｃの直角方向に延びている。そのため、流入空間２４と流入端部１９ｂ，２０ｂ，４１ｂとにより気流調整部が形成される第１，２実施形態と異なり、第３実施形態では、流入空間２４と流入端部５１ｂとによって、ガスの吸引時に弁棒３１や弁体３３を中心とした旋回流が形成されない。

【0062】

但し、第３実施形態における金型用ガス抜き装置５０は、弁棒３１に設けた螺旋壁５５による気流調整部を備えている。螺旋壁５５は、弁棒３１から内周壁面２２へ向かって軸線Ｃの直角方向に張り出す板状の部位であり、弁棒３１を中心とした螺旋状に形成されている。本実施形態では４枚の螺旋壁５５が軸線Ｃに関して回転対称に設けられている。

【0063】

このような螺旋壁５５によれば、ガスの排出時に、弁棒３１（軸線Ｃ）を中心とした回転方向の気流を螺旋壁５５の排出路１２側（下流）に発生させることができる。そのため、真空タンクでガスを吸引するとき、螺旋壁５５の下流で弁棒３１を中心とした旋回流が発生する。螺旋壁５５が挿通孔３２ｄよりも上流に位置するので、螺旋壁５５により生じた旋回流によって、挿通孔３２ｄよりも上流で粉粒体を内周壁面２２に押し当てることができる。その結果、弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体を入り込み難くできる。

【0064】

気流調整部である螺旋壁５５から排出開口２６までの軸線Ｃ方向の距離Ｌ４は、軸線Ｃの直角方向における内周壁面２２の間の最小間隔（内周壁面２２の内径）Ｌ２よりも長い。これにより、ガスの吸引時に、螺旋壁５５と排出開口２６との間で旋回流を十分に安定させることができる。その結果、旋回流によって弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体をより入り込み難くできる。

【0065】

また、気流調整部である螺旋壁５５からガイド３２の先端３２ｃまでの軸線Ｃ方向の距離Ｌ５は、軸線Ｃに垂直に交わる直線が内周壁面２２によって切り取られる線分のうち最も短い線分の長さＬ２よりも短い。これにより、気流調整部により形成された旋回流の勢いが十分に強いところに、挿通孔３２ｄが開口した先端３２ｃを位置させることができるので、挿通孔３２ｄと弁棒３１との間に粉粒体をより一層入り込み難くできる。

【0066】

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、流入路１１や排出路１２、連通路１３、バルブ装置３０の各部の寸法や形状など、流入端部１９ｂ，２０ｂ，４１ｂ，５１ｂや螺旋壁５５の数や配置、形状などを適宜変更しても良い。

【0067】

ガイド３２を省略して、内周壁面２２のうち弁座面２３とは反対側の端部を平坦な端壁面で塞ぎ、その端壁面に設けた挿通孔３２ｄから弁棒３１を連通路１３内に突出させても良い。また、流入開口１９ａ，２０ａ，４１ａを、上記第１実施形態の取付孔１７の底面１７ａのうち弁体３３が当たる部分の外側に設けたり、上記第２実施形態の流入空間２４に面する可動型３の分割面４のうち弁体３３が当たる部分の外側に設けたりしても良い。

【0068】

上記第３実施形態では、弁棒３１を中心とした螺旋状に形成される螺旋壁５５が弁棒３１から内周壁面２２へ向かって張り出す場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。弁棒３１を中心とした螺旋状に形成される螺旋壁５５を、内周壁面２２から弁棒３１へ向かって張り出させても良い。また、弁棒３１及び内周壁面２２の一方から他方へ向かって張り出すと共に弁棒３１を中心とした螺旋状の螺旋壁５５を、第１実施形態のような駆動部３４により弁体３３を上下方向に移動させて連通路１３を開閉するものに適用しても良い。

【0069】

また、弁棒３１を中心軸として回転する軸流ファンを気流調整部として連通路１３に設けても良い。具体的に軸流ファンは、弁棒３１及び内周壁面２２の一方から他方へ向かって張り出すと共に弁棒３１を中心とした螺旋状の螺旋壁５５を、弁棒３１まわりにモータ等によって駆動回転させたり、ガスの吸引に伴って弁棒３１まわりに従動回転させたりするものである。

【0070】

螺旋壁５５による気流調整部と、上記第１，２実施形態における流入空間２４及び流入端部１９ｂ，２０ｂ，４１ｂによる気流調整部とを両方設けても良い。この場合、各気流調整部を適切に設計することで、流入空間２４及び流入端部１９ｂ，２０ｂ，４１ｂによる気流調整部で形成された旋回流の勢いを、螺旋壁５５による気流調整部によって強くでき、弁棒３１と挿通孔３２ｄとの間に粉粒体をより一層入り込み難くできる。なお、各気流調整部の設計によっては、流入空間２４及び流入端部１９ｂ，２０ｂ，４１ｂによる気流調整部で形成された旋回流が、螺旋壁５５による気流調整部で打ち消される可能性がある。そこで、流入空間２４及び流入端部１９ｂ，２０ｂ，４１ｂによる気流調整部と、螺旋壁５５による気流調整部とを両方設けないことで、旋回流を形成する気流調整部の設計を容易にできる。

【0071】

上記第１実施形態では、流入開口１９ａ，２０ａへ向かうにつれて軸線Ｃ方向の上側（第２端部３１ｂ側）へ傾斜する傾斜面１９ｃ，２０ｃが、流入端部１９ｂ，２０ｂを形成する壁面のうち軸線Ｃ方向の下側に設けられる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。流入端部１９ｂ，２０ｂを形成する壁面のうち軸線Ｃ方向の上側に傾斜面１９ｃ，２０ｃを設けたり、軸線Ｃ方向の上下両側に傾斜面１９ｃ，２０ｃを設けたりしても良い。

【0072】

上記形態では、弁座面２３の上流に弁体３３が位置し、内周壁面２２から離れるにつれてテーパ状に拡径する弁座面２３に弁体３３が当接することで連通路１３が閉じる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。弁座面２３の下流に弁体３３を位置させ、内周壁面２２から離れるにつれてテーパ状に縮径するように弁座面２３を形成し、弁棒３１を挿通孔３２ｄから更に突出させて弁体３３を弁座面２３に当接させることで、連通路１３を閉じても良い。但し、溶湯から弁体３３が受ける圧力によって弁体３３を弁座面２３に強く押しつけることができるように、弁座面２３の上流に弁体３３を位置させることが好ましい。

【0073】

上記第１実施形態では、固定型２に取り付けられる第１成形部１４と、可動型３に取り付けられる第２成形部１５との分割面１６にそれぞれ設けた溝によって流入路１１が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第１成形部１４を固定型２と一体成形し、第２成形部１５を可動型３と一体成形して、固定型２と可動型３との分割面４に流入路１１を設けても良い。同様に、成形部４２，５２を固定型２と一体成形しても良い。また、可動型３に成形部４２，５２を設けても良い。第１成形部１４や第２成形部１５、成形部４２，５２を固定型２や可動型３と別部材にすることで、流入路１１，４１，５１のメンテナンスや取り替え等を容易にできる。

【0074】

上記第１実施形態では、溶湯が弁体３３を押し上げることで弁体３３が弁座面２３に当接する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。上記第２実施形態と同様に、流入路１１内に設けたセンサが溶湯を検出したときに、駆動部３４によって弁体３３を軸線Ｃ方向に移動させ、弁体３３を弁座面２３に当接させて連通路１３を閉じても良い。

【符号の説明】

【0075】

１ 金型
１０，４０，５０ 金型用ガス抜き装置
１１，４１，５１ 流入路
１２ 排出路
１３ 連通路
１９ａ，２０ａ，４１ａ 流入開口
１９ｂ，２０ｂ，４１ｂ 流入端部（気流調整部の一部）
１９ｃ，２０ｃ 傾斜面
２２ 内周壁面
２３ 弁座面
２４ 流入空間（気流調整部の一部）
２６ 排出開口
３０ バルブ装置
３１ 弁棒
３１ａ 第１端部
３１ｂ 第２端部
３２ ガイド
３２ｂ 外周面（端壁面の一部）
３２ｃ 先端（端壁面の一部）
３２ｄ 挿通孔
３３ 弁体
３４ 駆動部
５５ 螺旋壁（気流調整部）
Ｃ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】