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(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】2023-05-26
(45)【発行日】2023-06-05
(54)【発明の名称】バルブ装置の冷却構造
(51)【国際特許分類】
   B22D 17/22 20060101AFI20230529BHJP
   B22C 9/06 20060101ALI20230529BHJP
   B22D 17/14 20060101ALI20230529BHJP
   F16K 51/02 20060101ALI20230529BHJP
   F16K 49/00 20060101ALN20230529BHJP
【FI】
B22D17/22 G
B22C9/06 B
B22C9/06 T
B22D17/14
B22D17/22 D
F16K51/02 Z
F16K49/00 A
【請求項の数】 8
(21)【出願番号】P 2019039426
(22)【出願日】2019-03-05
(65)【公開番号】P2020142258
(43)【公開日】2020-09-10
【審査請求日】2021-12-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000231350
【氏名又は名称】ジヤトコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100148301
【弁理士】
【氏名又は名称】竹原 尚彦
(74)【代理人】
【識別番号】100176991
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 由布子
(72)【発明者】
【氏名】松芳 隆之
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 英輝
(72)【発明者】
【氏名】正田 太一
【審査官】▲辻▼ 弘輔
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-082011(JP,A)
【文献】特開2013-248658(JP,A)
【文献】特開2008-290448(JP,A)
【文献】特開平06-315750(JP,A)
【文献】特開平09-168853(JP,A)
【文献】実開昭57-076963(JP,U)
【文献】特開2006-334646(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B22D 17/00-17/32
B29C 45/00-45/84
B22C 9/06
F16K 51/02
F16K 49/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鋳造品の形状に対応するキャビティが、固定側の金型と可動側の金型との間に形成される鋳造金型と、
前記固定側の金型と前記可動側の金型のうちの一方の金型に設けられて、前記キャビティと、当該キャビティ内を減圧する真空引き装置との連通/遮断を切り替えるバルブ装置と、を有し、
前記バルブ装置に向けて冷却用の媒体を吹き付ける吹付装置を、前記一方の金型に設け、
前記吹付装置は、前記冷却用の媒体の噴出口を有するノズル部を有しており、
前記ノズル部は、前記一方の金型に前記バルブ装置を固定するバルブホルダに固定されて、前記噴出口を前記バルブ装置に向けていることを特徴とするバルブ装置の冷却構造。
【請求項2】
前記バルブホルダには、前記冷却用の媒体の流入口が設けられており、前記流入口と前記噴出口とが連通していることを特徴とする請求項1に記載のバルブ装置の冷却構造。
【請求項3】
前記バルブ装置は、前記固定側の金型における前記可動側の金型との対向部に設けられており、前記噴出口は、前記固定側の金型の前記対向部における前記可動側の金型とのパーティングラインから、前記可動側の金型の型開き方向で、前記可動側の金型側に離れた位置に開口していることを特徴とする請求項2に記載のバルブ装置の冷却構造。
【請求項4】
前記ノズル部は、第1ノズル部材と第2ノズル部材とを重ね合わせて形成されており、
前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材との重ね合わせ面に、前記流入口と前記噴出口とを連通させる連通路が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のバルブ装置の冷却構造。
【請求項5】
前記ノズル部は、前記第1ノズル部材と前記第2ノズル部材とを、前記可動側の金型の型開き方向で重ね合わせて形成されており、前記噴出口は、前記可動側の金型の型開き方向に直交する方向に幅を持って形成されていることを特徴とする請求項4に記載のバルブ装置の冷却構造。
【請求項6】
前記可動側の金型側から見て、前記ノズル部の下端縁は、前記バルブ装置の上端縁よりも上側に位置しており、
前記連通路は、前記噴出口側の領域が、前記ノズル部の下端縁側に向かうにつれて、前記可動側の金型の型開き方向における前記バルブ装置との距離が近づく向きで傾斜していることを特徴とする請求項4または請求項5に記載のバルブ装置の冷却構造。
【請求項7】
前記バルブ装置における前記可動側の金型との対向部には、前記可動側の金型の型開き方向に摺動移動可能な摺動部材が露出しており、
前記噴出口には、前記可動側の金型の型開き方向に沿う溝が設けられていることを特徴とする請求項4から請求項6の何れか一項に記載のバルブ装置の冷却構造。
【請求項8】
前記可動側の金型の型開き方向から見て前記溝は、前記摺動部材と重なる位置に設けられていることを特徴とする請求項7に記載のバルブ装置の冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バルブ装置の冷却構造に関する。
【背景技術】
【0002】
固定型と可動型との間に形成されたキャビティ内を減圧し、鋳造用の合金の溶湯をキャビティ内に射出して、製品を鋳造する真空ダイカスト法が知られている。
鋳造に用いられる金型には、バルブ装置(NVVバルブ:真空引きバルブ)が設けられている。バルブ装置は、キャビティ内に射出された溶湯が、キャビティ内を減圧する真空引き装置側に引き込まれるのを阻止するために設けられている。
【0003】
この種のバルブ装置は、金型における真空引き装置との接続口に設けられている。バルブ装置では、キャビティ内に射出された溶湯でピストンが押圧されると、ピストンの押圧に連動して作動するバルブ(弁体)が、キャビティと真空引き装置との連通を遮断する。
【0004】
バルブ装置には、高温の溶湯の熱が作用するので、ピストンなどのバルブ装置の構成部品に熱膨張が生じる。
構成部品の熱膨張は、バルブ装置の動作不良の原因となる。そのため、金型の型開きの際などに、金型とは別に配置したノズルから、離型剤や冷却水をバルブ装置の周囲に吹き付けて、構成部品の熱膨張を抑制することが行われている(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2003-112346号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、離型剤や冷却水をバルブ装置の周囲に吹き付けて構成部品を冷却する方法の場合、以下のような課題がある。(a)離型剤や冷却水の吹きつけ範囲の調整が必要である。(b)離型剤や冷却水の吹きつけが、連続鋳造の途中の型開きの際に行われるので、吹きつけ時間(冷却時間)を十分に確保することができない。
そこで、バルブ装置を適切に冷却できるようにすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、
鋳造品の形状に対応するキャビティが、固定側の金型と可動側の金型との間に形成される鋳造金型と、
前記固定側の金型と前記可動側の金型のうちの一方の金型に設けられて、前記キャビティと、当該キャビティ内を減圧する真空引き装置との連通/遮断を切り替えるバルブ装置と、を有し、
前記バルブ装置に向けて冷却用の媒体を吹き付ける吹付装置を、前記一方の金型に設け
前記吹付装置は、前記冷却用の媒体の噴出口を有するノズル部を有しており、
前記ノズル部は、前記一方の金型に前記バルブ装置を固定するバルブホルダに固定されて、前記噴出口を前記バルブ装置に向けている構成のバルブ装置の冷却構造とした。

【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、バルブ装置を適切に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】バルブ装置の冷却構造を説明する図である。
図2】バルブホルダとノズル部を説明する図である。
図3】第1ノズル部材を説明する図である。
図4】第2ノズル部材を説明する図である。
図5】第2ノズル部材を説明する図である。
図6】第1ノズル部材と第2ノズル部材とを接合して形成したノズル部を説明する図である。
図7】第1ノズル部材と第2ノズル部材とを接合して形成したノズル部を説明する図である。
図8】ノズル部の作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、バルブ装置5の冷却構造1を説明する図である。図1の(a)は、固定型3(固定側の金型)におけるバルブホルダ6が設けられた領域を、可動型4(可動側の金型)側から見た平面を模式的に示した図である。図1の(b)は、図1の(a)におけるA-A断面図であって、固定型3におけるバルブ装置5が設けられた領域を、可動型4と共に拡大して示す断面図である。
【0011】
図2は、バルブホルダ6とノズル部7を説明する図である。図2の(a)は、バルブホルダ6に対するノズル部7の設置を説明する図である。図2の(b)は、ノズル部7を支持するバルブホルダ6を、斜め下方から見た図である。図2の(c)は、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9との接合によるノズル部7の形成を説明する図である。
【0012】
図1の(b)に示すように、鋳造金型2は、固定型3と、当該固定型3に接離する可動型4と、を有している。可動型4は、鋳造金型2における型開き方向(図中、左右方向)に移動可能である。
鋳造金型2では、固定型3と可動型4とを接合すると、鋳造される製品(鋳造品)の形状に対応するキャビティ(図示せず)が、固定型3と可動型4との間に形成される。
なお、キャビティ(図示せず)は、図1の(b)に示した領域よりも下側の領域に形成される。
【0013】
本実施形態では、鋳造金型2を用いた鋳造品の鋳造が、真空ダイカスト法により実施される。
真空ダイカスト法による鋳造は以下の手順にて実施される。
(a)固定型3と可動型4の合わせ面に離型剤を塗布したのちに、固定型3と可動型4とを接合する(型閉め)。
(b)固定型3と可動型4との間に形成されたキャビティ内を、真空引き装置(図示せず)を用いて減圧した状態で、鋳造用の合金の溶湯をキャビティ内に射出して固化させる。
(c)可動型4を固定型3から離間させたのち、溶湯の固化により形成された鋳造品を取り出す(型開き)。
そして、上記の工程(a)~工程(c)を繰り返すことで、鋳造品が連続的に鋳造される。
【0014】
ここで、鋳造金型2には、キャビティと真空引き装置との連通/遮断を切り替えるバルブ装置5が設けられている。
バルブ装置5は、バルブホルダ6を介して固定型3の上部に設置されている。バルブ装置5は、キャビティと真空引き装置とを繋ぐガス抜き路20の途中に設置されている。
バルブ装置5は、キャビティ内に射出されのち、ガス抜き路20に到達した溶湯が真空引き装置側に流入することを防止するために設けられている。
【0015】
バルブ装置5は、受圧ピストン51と、弁体52と、作動竿53と、を有する。
バルブ装置5では、受圧ピストン51が、本体部50に設けた支持孔501内で、可動型4の型開き方向(図中、左右方向)に摺動移動可能に設けられている。
弁体52が、本体部50に設けた支持孔502内で、可動型4の型開き方向(図中、左右方向)に摺動移動可能に設けられている。
【0016】
バルブ装置5では、受圧ピストン51が、弁体52よりもキャビティ側の下方に位置している。キャビティ内に射出された溶湯は、キャビティを満たしたのち、ガス抜き路20内をバルブ装置5側に移動する。
【0017】
バルブ装置5に到達した溶湯は、バルブ装置5の可動型4に対向する表面50a(可動型4との対向面)に露出する受圧ピストン51に最初に作用して、受圧ピストン51が、溶湯により押されてバルブ装置5の支持孔501内に挿入される。
【0018】
そうすると、作動竿53が、受圧ピストン51により押されて、弁体52に係合させた一端53a側を、支持孔502の奥側(図中、左側)に変位させる。
弁体52は、作動竿53の一端53aから作用する操作力で、バルブ装置5の支持孔502内に引き込まれる。
これにより、支持孔502の内周と、弁体52の軸部520外周との間の隙間が、弁部521により封止されて、バルブ装置5における真空引き装置との連絡口503が閉じられる。
【0019】
このように、バルブ装置5では、溶湯が受圧ピストン51に到達した時点で、支持孔502の内周と、弁体52の軸部520の外周との間の隙間が、弁部521により封止されて、キャビティと真空引き装置との連通が遮断される。これにより、バルブ装置5に到達した溶湯の真空引き装置側への流入が阻止される。
【0020】
バルブ装置5には、鋳造品を鋳造する際に高温の溶湯が作用する。そのため、上記した型開きの工程(c)と、型閉めの工程(a)との間で、バルブ装置5に冷却用の媒体(水、オイルなど)を吹き付けて、バルブ装置5を冷却する。
ここで、バルブ装置5の冷却が不十分であると、例えば受圧ピストン51や弁体52が、高温の熱で熱膨張する。
そうすると、受圧ピストン51や弁体52が、支持孔501、502の内周に圧接して、受圧ピストン51や弁体52の型開き方向(図中、左右方向)の移動が阻害されて、バルブ装置5の動作に支障が生じる場合がある。
かかる場合、バルブ装置5に到達した溶湯の真空引き装置側への流入を阻止できなくなることがある。
【0021】
本実施形態の鋳造金型2では、バルブ装置5を適切に冷却できるようにするために、バルブ装置5を固定型3に取り付けるためのバルブホルダ6に、ノズル部7が設けられている。ノズル部7は、冷却水(冷却用の媒体)をバルブ装置5に向けて吹き付ける吹付装置の構成要素である。
【0022】
図1の(a)に示すように、バルブホルダ6は、底壁部60と、底壁部60の外周縁を全周に亘って囲む周壁部61と、を有している。
正面視においてバルブホルダ6は、長方形形状を成しており、周壁部61は、互いに平行に配置された一対の長辺部610、610と、長辺部610、610の端部同士を接続する一対の短辺部611、611と、から環状に形成されている。
【0023】
バルブホルダ6は、周壁部61の長辺部610、610を、固定型3の上下方向に沿わせた向きで設けられている。
周壁部61で囲まれた底壁部60の略中央部には、バルブ装置5を収容する収容孔600が形成されている。収容孔600は、周壁部61の上下の短辺部611、611から内側に離れた領域であって、左右の長辺部610、610の内周610aに接する領域に形成されている。
【0024】
収容孔600は、バルブ装置5の外形に整合する形状で形成されている。図1の(b)に示すようにバルブ装置5は、前記した受圧ピストン51と弁体52とが露出する表面50a側の外周を、収容孔600に内嵌させた状態で、バルブホルダ6に支持されている。
この状態において、ノズル部7の下端縁7aは、バルブ装置5の上端縁5aよりも上側に位置している。
【0025】
図1の(b)に示すように、固定型3の上側の領域における可動型4との対向部には、可動型4から離れる方向に窪んだ凹部31が形成されている。
バルブホルダ6は、固定型3における凹部31の周辺領域に、図示しないボルトで固定される。バルブホルダ6を固定型3に取り付けると、バルブホルダ6で支持されたバルブ装置5が、前記した凹部31内に収容される。
【0026】
この状態において、バルブ装置5の表面50aと、バルブホルダ6の底壁部60の表面60aは、可動型4の型開き方向(図中、左右方向)で面一となる位置関係で配置される。これら表面50a、60aは、鋳造金型2におけるバルブ装置5が設けられた領域での固定型3と可動型4とのパーティングラインPL上に位置している。
【0027】
バルブホルダ6の周壁部61は、可動型4側に突出している。
バルブホルダ6では、周壁部61において上側に位置する短辺部611に、冷却水(冷却用の媒体)をバルブ装置5に向けて吹き付けるノズル部7が設けられている。
【0028】
周壁部61の短辺部611では、周壁部61の内周61aと、可動型4側の端面61bとに跨がって開口する収容部612が設けられている。収容部612には、冷却水の噴出口71を有するノズル部7が設けられている。
【0029】
図2の(a)に示すように、ノズル部7は、第1ノズル部材8と、第2ノズル部材9とを、型開き方向で重ね合わせて形成される。
ノズル部7は、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9を貫通したボルトBで、バルブホルダ6の収容部612に固定されている。この状態において第1ノズル部材8と第2ノズル部材9は、分離不能に接合されている。
【0030】
図3は、第1ノズル部材8を説明する図である。図3の(a)は、第1ノズル部材8を上方から見た上面図である。図3の(b)は、図3の(a)におけるA-A矢視方向から第1ノズル部材8を見た正面図である。図3の(c)は、図3の(b)におけるB-B矢視方向から見た下面図である。図3の(d)は、図3の(b)におけるC-C断面図である。図3の(e)は、図3の(b)におけるD-D断面図である。図3の(f)は、図3の(d)におけるE-E矢視方向から見た裏面図である。
【0031】
図3の(a)に示すように、第1ノズル部材8は、厚みWaを持つ板状の基部80を有している。
図3の(b)に示すように、正面視において基部80は、互いに平行な上辺801および下辺802と、上辺801と下辺802の端部同士を接続する側辺803、804と、を有している。
側辺803、804と、上辺801との接続部には、曲面加工が施されている。側辺803と側辺804は、基部80の幅方向の中心線Lcを挟んで対称に設けられている。正面視において基部80は、上辺801および下辺802と、側辺803および側辺804と、から略矩形形状に形成されている。
【0032】
上辺801では、幅方向の中央部に、下辺802側に窪んだ凹部74bが設けられている。凹部74bは、基部80の中心線Lc上を、下辺802側に向けて直線状に延びている。凹部74bの下辺802側の端縁74b1は、略半円形状に形成されている。
図3の(a)に示すように、凹部74bは、基部80を厚み方向(図中、上下方向)に貫通している。
【0033】
図3の(b)、(d)に示すように、基部80の幅方向における凹部74bの両側には、基部80を厚み方向(軸線X方向)に貫通する貫通孔82、82が設けられている。貫通孔82、82は、基部80の幅方向の中心線Lcを挟んで対称に設けられている。
【0034】
基部80の厚み方向における一方の面(裏面805)は、軸線Xに直交する平坦面である(図3の(a)、(f)参照)。
図3の(b)、(d)に示すように、基部80の厚み方向における他方の面(重ね合わせ面806)は、上辺801から貫通孔82よりも下辺802側の所定高さhaの範囲が、軸線Xに直交する平坦面である。下辺802側の所定高さhbの範囲が、下辺802側に向かうにつれて、基部80の厚みが薄くなる向きで形成された傾斜面806aとなっている。
【0035】
裏面805と重ね合わせ面806の下端同士を接続する下辺802は、重ね合わせ面806側に向かうにつれて、基部80の高さhが低くなる向きで傾斜している。
断面視において下辺802は、前記した軸線Xに平行な軸線Xaに対して所定角度θa傾斜している。そして、重ね合わせ面806に設けた傾斜面806aは、軸線Xaに直交する軸線Yに対して所定角度θb傾斜している。
【0036】
図3の(b)に示すように、基部80の重ね合わせ面806には、裏面805側に窪んだ溝72bが設けられている。
溝72bは、前記した凹部74bから、中心線Lcに沿って下辺802まで及ぶ範囲に形成されている。
【0037】
図3の(a)、(c)に示すように、溝72bは、前記した凹部74bに開口していると共に、基部80の下辺802に開口している。
図3の(e)に示すように、溝72bは、重ね合わせ面806の領域と傾斜面806aの領域において、それぞれ同じ深さd1で形成されている。
【0038】
図4および図5は、第2ノズル部材9を説明する図である。図4の(a)は、第2ノズル部材9を上方から見た上面図である。図4の(b)は、図4の(a)におけるA-A矢視方向から第2ノズル部材9を見た正面図である。図4の(c)は、図4の(b)におけるB-B矢視方向から見た下面図である。図4の(d)は、図4の(b)におけるC-C断面図である。図4の(e)は、図4の(d)におけるD-D矢視方向から見た裏面図である。
図5の(a)は、図4の(b)におけるE-E断面図である。図5の(b)は、図4の(b)におけるF-F断面図である。
【0039】
図4の(a)に示すように、第1ノズル部材8に接合される第2ノズル部材9は、厚みWbを持つ板状の基部90を有している。基部90の厚みWbは、第1ノズル部材8側の基部80の厚みWa(図3の(a)参照)よりも大きい厚みを有している。
【0040】
図4の(b)に示すように、正面視において基部90は、互いに平行な上辺901および下辺902と、上辺901と下辺902の端部同士を接続する側辺903、904と、を有している。
側辺903、904と、上辺901との接続部には、曲面加工が施されている。側辺903と側辺904は、基部90の幅方向の中心線Lcを挟んで対称に設けられている。平面視において基部90は、上辺901および下辺902と、側辺903および側辺904と、から略矩形形状に形成されている。
【0041】
上辺901では、幅方向の中央部に、下辺902側に窪んだ凹部74aが設けられている。凹部74aは、基部90の中心線Lc上を、下辺902側に向けて直線状に延びている。凹部74aの下辺802側の端縁74a1は、略半円形状に形成されている。
図4の(a)に示すように、凹部74aの裏面905側は閉じられており、凹部74aは、合わせ面906側にのみ開口している。
【0042】
正面視において凹部74aは、第1ノズル部材8側の凹部74bと整合する形状で形成されている。
【0043】
図4の(b)、(d)に示すように、基部90の幅方向における凹部74aの両側には、基部90を厚み方向(軸線X方向)に貫通する貫通孔92、92が設けられている。貫通孔92、92は、基部90の幅方向の中心線Lcを挟んで対称に設けられている。
図4の(d)に示すように、貫通孔92の裏面905側には、貫通孔92よりも内径が大きい拡径部921が、貫通孔92に対して同心に設けられている。
【0044】
前記したように、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9とから構成されるノズル部7は、バルブホルダ6にボルトBで固定される(図2の(a)参照)。
拡径部921は、ボルトBの頭部を収容可能な内径で形成されている。
【0045】
これら貫通孔92、92は、第1ノズル部材8側の貫通孔82、82(図2の(c)参照)と整合する形状で形成されている。第1ノズル部材8と第2ノズル部材9とを接合すると、第1ノズル部材8側の貫通孔82、82と第2ノズル部材9側の貫通孔92、92とが、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9との接合方向で重なる位置関係で配置される。
【0046】
基部90の厚み方向における一方の面(裏面905)は、軸線Xに直交する平坦面である(図4の(a)、(c)参照)。図4の(b)、(d)に示すように、基部90の厚み方向における他方の面(重ね合わせ面906)は、上辺901から貫通孔92よりも下辺902側の所定高さhcの範囲が、軸線Xに直交する平坦面である。下辺902側の所定高さhdの範囲が、下辺902側に向かうにつれて、基部90の厚みが厚くなる向きで形成された傾斜面906aとなっている。
【0047】
裏面905と重ね合わせ面906の下端同士を接続する下辺902は、裏面905に向かうにつれて、基部90の高さhが低くなる向きで傾斜している。
断面視において下辺902は、前記した軸線Xに平行な軸線Xaに対して所定角度θa傾斜している。
【0048】
そして、重ね合わせ面906に設けた傾斜面906aは、軸線Xに直交する軸線Yに対して所定角度θb傾斜している。
ここで、下辺902の軸線Xaに対する傾斜角度(所定角度θa)は、前記した第1ノズル部材8側の下辺802の軸線Xaに対する角度θaと同じである。
重ね合わせ面906の傾斜面906aの軸線Yに対する角度θbは、前記した第1ノズル部材8側の傾斜面806aの軸線Yに対する角度θbと同じである。
【0049】
図4の(b)に示すように、基部90の重ね合わせ面906では、貫通孔92と貫通孔92との間の領域に、裏面905側に窪んだ溝部73aが設けられている。
正面視において溝部73aは、貫通孔92、92との干渉を避けた領域に、矩形形状で形成されている。溝部73aは、基部90の幅方向に所定の幅W1で形成されており、溝部73aの幅方向の中心線は、前記した基部90の中心線Lcと一致している。
【0050】
図4の(b)、図5の(a)に示すように、溝部73aは、上辺901から貫通孔92の側方までの所定高さheの範囲が、軸線Xに直交する平坦面である。下辺902側の所定高さhfの範囲が、下辺902側に向かうにつれて、基部90の厚みが厚くなる向きで形成された傾斜面73a1となっている。
【0051】
ここで、図5の(a)に示すように、溝部73aの傾斜面73a1の軸線Yに対する角度θcは、前記した重ね合わせ面906の傾斜面906aの軸線Yに対する角度θbよりも大きくなっている(θc>θb)。
そのため、溝部73aにおける傾斜面73a1が設けられた領域では、合わせ面906側の傾斜面906aと溝部73a側の傾斜面73a1との離間距離d4が、下辺902側に向かうにつれて狭くなっている。
なお、溝部73aと合わせ面906との離間距離d3は、一定または略一定である。離間距離d3、d4は、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9との接合方向の離間距離である。
【0052】
図4の(b)、(c)に示すように、基部90における溝部73aが形成された領域には、裏面905側に窪んだ溝72aが設けられている。
溝72aは、前記した凹部74aから、中心線Lcに沿って下辺902まで及ぶ範囲に形成されている。
【0053】
図5の(b)に示すように、溝72aの下辺902側の領域は、重ね合わせ面906の傾斜面906aに対して平行に設けられている。
図4の(c)に示すように、溝72aの幅d2は、前記した第1ノズル部材8側の溝72b(図3の(c)参照)と同じである。
【0054】
図6および図7は、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9とを接合して形成したノズル部7を説明する図である。図6の(a)は、ノズル部7を上方から見た上面図であり、図6の(b)は、ノズル部7を、バルブ装置5側の下方から見た下面図である。
図7の(a)は、ノズル部7周りの領域が、図4の(b)におけるF-F線に沿って切断された断面図である。図7の(b)は、ノズル部7周りの領域が、図4の(b)におけるE-E線に沿って切断された断面図である。
図8は、ノズル部7の作用を説明する図である。図8の(a)は、ノズル部7周りの断面図である。図8の(b)は、図8の(a)におけるA-B-C矢視方向から見た展開図である。
【0055】
図6の(a)に示すように、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9は、重ね合わせ面806、906同士を重ね合わせて、互いに接合される。
第1ノズル部材8と第2ノズル部材9とが接合されると、第1ノズル部材8の上辺801と、下辺802と、側辺803、804とが、第2ノズル部材の上辺901と、下辺902と、側辺904、903とに、それぞれ面一となる位置関係で配置される(図2の(a)参照)。
【0056】
図6の(a)に示すように、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9とを接合すると、第1ノズル部材8側の凹部74bと第2ノズル部材9側の凹部74aとが、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9との接合方向(図中、上下方向)で重なる位置関係で配置される。
これにより、ノズル部7の上部に、冷却水の流入口となる開口74が形成される(図6の(a)参照)。
【0057】
図6の(b)に示すように、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9とを接合すると、第1ノズル部材8側の溝72bと、第2ノズル部材9側の溝72aとが、第2ノズル部材9と第1ノズル部材8との接合方向(図中、上下方向)で重なる位置関係で配置される。
これにより、ノズル部7の下部に、冷却水の噴出口となるスリット72が形成される。
【0058】
さらに、ノズル部7の下部には、第2ノズル部材9側の溝部73a(傾斜面73a1)と、第1ノズル部材8の合わせ面806との間に、冷却水の噴出口となるスリット73が形成される。
スリット73は、第2ノズル部材9と第1ノズル部材8との合わせ面に沿って直線状に形成される。スリット72は、スリット73の長手方向の中央部で、スリット73に対して直交する向きで形成される。
ノズル部7の下面には、これら2つのスリット72、73から、冷却水の噴出口71が略十字形状で形成される。
【0059】
図7の(a)に示すように、ノズル部7が固定されるバルブホルダ6では、ノズル部7を収容する収容部612が、上側に位置する短辺部611に設けられている。短辺部611における収容部612の外周側の領域には、冷却用の媒体(水)の流入口613が開口している。
【0060】
流入口613は、短辺部611における端面61b側(図中、右側)の領域が、ノズル部7の開口74と重なっている。さらに、図6の(a)において仮想線で示すように、流入口613は、上方から見て、第1ノズル部材8側の凹部74bと重なる位置関係で設けられている。
バルブホルダ6の流入口613は、ノズル部7の上部において、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9との間に形成される開口74に連通している。
【0061】
流入口613には、固定型3に冷却水を供給する配管から分岐した分岐管(図示せず)が接続されるようになっており、バルブホルダ6の流入口613は、固定型3の冷却水の一部が供給される。
【0062】
そのため、図7の(a)(b)に示すように、流入口613に冷却水が供給されると、供給された冷却水が、ノズル部7の上部の開口74内に供給される。
図6の(a)に示すように開口74には、前記した2つのスリット72、73が連通しており、開口74内に供給された冷却水が、スリット72、73を通って、ノズル部7の下面に開口する噴出口71から排出されるようになっている。
【0063】
図7の(a)に示すように、噴出口71は、可動型4の型開き方向(図中左右方向)で、バルブホルダ6の底壁部60の表面60aから可動型4側に離れた位置で開口している。
底壁部60の表面60aは、固定型3と可動型4とのパーティングラインPL上に位置しており、噴出口71は、パーティングラインPLから可動型4側に離れた位置で開口している。
【0064】
図8の(a)に示すように、ノズル部7は、噴出口71を、下方に位置するバルブ装置5に向けて設けられており、噴出口71から噴出される冷却水が、斜め上方からバルブ装置5の表面50aに作用するようになっている。
図8の(b)に示すように、バルブ装置5の表面50aでは、弁体52と、受圧ピストン51とが、バルブ装置5の幅方向の中心線Lc上で上下に並んでいる。
【0065】
本実施形態では、スリット73の幅W1が、弁体52の直径Rよりも大きくなるように設定されている。スリット73から吹き出される冷却水が、弁体52と受圧ピストン51が露出する領域に確実に吹き付けられるようにしている。
【0066】
さらに、スリット72は、中心線Lcと交差する位置に設けられている。そのため、積極的に冷却したい領域、すなわち弁体52と、受圧ピストン51とが上下に並んでいる領域に、寄り多くの冷却水を供給できるにようしている。
【0067】
以下、本実施形態にかかるノズル部7の作用を説明する。
前記したように、ノズル部7は、第1ノズル部材8の重ね合わせ面806と、第2ノズル部材9の重ね合わせ面906とを重ね合わせて形成される。
この状態において、ノズル部7の内部には、冷却水の流路として機能するスリット72、73が形成される。これらスリット72、73のうち、ノズル部7の下面に開口する部位が、冷却水の噴出口となる。
【0068】
ここで、鋳造金型2の型閉め時には、ノズル部7の噴出口71の下側(バルブ装置5側)に、可動型4の当接部41が挿入されて、ノズル部7の噴出口71が封止されている(図1の(b)参照)。
そして、噴出口71は、バルブ装置5が設けられた領域における固定型3と可動型4とのパーティングラインPLから、可動型4の型開き方向で、可動型4側に離れた位置に開口している。
【0069】
そのため、バルブ装置5に到達した溶湯が、ノズル部7の噴出口71まで到達して、噴出口71が溶湯で塞がれないようになっている。
バルブ装置5により、キャビティと真空引き装置との連通が遮断されると、可動型4が固定型3から離れる方向に移動する。
【0070】
そうすると、可動型4の当接部41による噴出口71の封止が解消された時点で、噴出口71から、冷却水がバルブ装置5に向けて吹き付けられる。
【0071】
ここで、図7の(b)に示すように、スリット73は、バルブ装置5側の下方に向かうにつれて断面積が小さくなる向きで形成されている。そのため、スリット73から噴出される冷却水は、指向性を持ってスリット73から噴出されて、バルブ装置5の表面50aに到達する。
【0072】
さらに、スリット73の幅W1(図8の(b)参照)が、弁体52の直径Rよりも大きくなるように設定されている。そのため、スリット73から吹き出される冷却水が、弁体52と受圧ピストン51が露出する領域に確実に吹き付けられて、弁体52と受圧ピストン51を確実に冷却する。さらに、バルブ装置5の表面50aの広い範囲に、冷却水が吹き付けられるので、バルブ装置5を全体的に冷却できる。
【0073】
また、スリット72を設けたことで、バルブ装置5の表面50aにおけるスリット72の下方に位置する領域に、より多くの冷却水を吹き付けることができる。
これにより、バルブ装置5の表面50aにおける冷却が必要な箇所に、冷却水を積極的に供給して冷却できる。
【0074】
なお、図8の(b)に示すように、弁体52と受圧ピストン51との間に、ピン54、54が位置している。
ピン54、54は、バルブ装置5内のスプリングSp(図1の(b)参照)を、バルブ装置5の奥側に押して、弁体52と受圧ピストン51とに、スプリングSpの付勢力が作用しないようにするために設けられている。
【0075】
弁体52と受圧ピストン51にスプリングSpの付勢力が作用している状態では、弁体52と受圧ピストン51のバルブ装置5内への摺動移動が規制される。
鋳造金型2の型閉め時には、ピン54、54が、可動型4の当接部41により固定型3内に押し込まれて、弁体52と受圧ピストン51の摺動移動が許容される。
そのため、ピン54、54もまた、弁体52および受圧ピストン51と同様に、バルブ装置5内で摺動移動可能に設けられている。
【0076】
本実施形態では、ピン54、54が露出する領域にも冷却水が吹付けられて、ピン54、54を冷却することで、ピン54、54の摺動移動も阻害されないようにしている。
【0077】
以上の通り、本実施形態にかかるバルブ装置5の冷却構造1は、以下の構成を有している。
(1)バルブ装置5の冷却構造1は、
鋳造品の形状に対応するキャビティが、固定型3(固定側の金型)と可動型4(可動側の金型)との間に形成される鋳造金型2と、
固定型3に設けられて、キャビティと、当該キャビティ内を減圧する真空引き装置との連通/遮断を切り替えるバルブ装置5と、を有する。
バルブ装置5に向けて冷却水(冷却用の媒体)を吹き付ける吹付装置が、固定型3に設けられている。
【0078】
このように構成すると、バルブ装置5が設けられた固定型3に、吹付装置が設けられているので、鋳造金型2を用いた鋳造品の鋳造を繰り返す過程で、吹付装置のノズル部7とバルブ装置5との位置関係が変化しない。
これにより、バルブ装置5に吹き付けられる冷却水の量、および冷却水吹き付け範囲が、鋳造金型2を用いた鋳造品の鋳造を繰り返す過程で変化しないので、バルブ装置5を適切に冷却できる。
なお、吹付装置は、バルブ装置5が可動型4側に設けられている場合には、可動型4側に設けることが好ましい。
【0079】
本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造1は、以下の構成を有している。
(2)吹付装置は、冷却水の噴出口71を有するノズル部7を有している。
している。
ノズル部7は、バルブ装置5を固定型3に固定するためのバルブホルダ6に固定されて、噴出口71をバルブ装置5に向けている。
バルブホルダ6には、冷却水の流入口613が設けられており、流入口613と噴出口71とが連通している。
【0080】
このように構成すると、固定型3に固定されたバルブホルダ6を経由して供給される冷却水が、噴出口71からバルブ装置5に向けて吹き付けられる。
これにより、噴出口71から吹き付けられる冷却水を、固定型3内の冷却水が通流する既存の流路を利用して確保できるので、バルブ装置5を適切に冷却できる。
【0081】
吹付装置のノズル部が、鋳造金型2とは別に設けられている場合には、冷却水が吹き付けられる位置を調節するために、ノズルの向きを定期的に調節する必要がある。また、金型の交換の際にも、ノズルの向きを調節する必要がある。
鋳造金型2にノズル部7を設けると、ノズル部7の向きが一律に固定されるので、ノズルの向きを定期的に調整する必要が無い。さらに、金型の交換の際にもノズルの向きの微調整に要する時間を短縮できる。
そのため、ノズルの向きの調節のために鋳造を休止する時間を大幅に減らすことができるので、鋳造金型2を用いた鋳造の歩留まりが向上する。
【0082】
また、バルブ装置5を適切に冷却できることで、鋳造金型2を用いた鋳造品の連続鋳造の過程で、冷却ポイントの冷却完了の確認に要する時間を短縮できるので、鋳造金型2を用いた鋳造品の連続鋳造のサイクルタイムの短縮が期待できる。
【0083】
本実施形態にかかるバルブ装置5の冷却構造1は、以下の構成を有している。
(3)バルブ装置5は、固定型3における可動型4との対向部に設けられている。
噴出口71は、バルブ装置5が設けられた領域における固定型3と可動型4とのパーティングラインPLから、可動型4の型開き方向で、可動型4側に離れた位置に開口している。
可動型4は、鋳造金型2の型閉め時に、バルブホルダ6の底壁部60に型開き方向から当接する当接部41を有している。
可動型4の当接部41は、鋳造金型2の型閉め時に、ノズル部7の噴出口71の下側(バルブ装置5側)に挿入されて、ノズル部7の噴出口71が封止される。
【0084】
このように構成すると、キャビティ内に射出された溶湯が噴出口71まで到達して、噴出口71が固化した溶湯で塞がれることを好適に防止できる。
【0085】
また、当接部41による噴出口71の封止が解消された時点から、冷却水をバルブ装置5に向けて吹き付けることができるので、可動型4の型開きが完全に完了する前から、バルブ装置5の冷却を始めることができる。
これにより、バルブ装置5の冷却に要する時間を延ばすことができるので、バルブ装置5をより確実に冷却できる。
また、バルブ装置5の冷却時間を延ばさない場合には、バルブ装置5の冷却時間を短縮することができるので、鋳造金型2を用いた鋳造品の連続鋳造のサイクルタイムの短縮が期待できる。これにより、鋳造金型2を用いた鋳造の歩留まりの向上が期待できる。
【0086】
本実施形態にかかるバルブ装置5の冷却構造1は、以下の構成を有している。
(4)吹付装置のノズル部7は、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9とを重ね合わせて形成されている。
第1ノズル部材8と第2ノズル部材9との重ね合わせ面に、噴出口71と流入口613とを連通させる連通路(スリット73)が形成されている。
【0087】
このように構成すると、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9のうちの少なくとも一方に溝部73a(凹部)を設けることで、噴出口71を構成するスリット73(連通路)を所望の大きさで形成できる。
噴出口71を構成するスリット73(連通路)の大きさの変更が容易であるので、バルブ装置5に吹き付けられる冷却水の量を適切に調節できる。
【0088】
ここで、キャビティに射出された溶湯の一部が、ノズル部7まで到達して、噴出口71内に進入して、噴出口71が固化した溶湯で塞がれる場合が考えられる。
このような場合であっても、ノズル部7が、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9に分割可能であるので、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9に分割して、内部に進入した溶湯を除去できる。これにより、溶湯がノズル部7に到達して噴出口71が溶湯で塞がれた場合であっても、ノズル部7を容易に復元できる。
【0089】
本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造1は、以下の構成を有している。
(5)ノズル部7は、第1ノズル部材8と第2ノズル部材9とを、可動型4の型開き方向で重ね合わせて形成されている。
噴出口71は、可動型4の型開き方向に直交する方向に幅W1を持って形成されている。
【0090】
上記のように構成すると、幅W1を調整することで、バルブ装置5の可動型4側に露出する表面50aに、略全面に亘って冷却用の媒体を吹き付けることができるので、バルブ装置5を適切に冷却できる。
【0091】
本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造1は、以下の構成を有している。
(6)可動型4側から見て、ノズル部7の下端縁7aは、バルブ装置5の上端縁5aよりも上側に位置している(図1の(b)参照)。
スリット73(連通路)は、噴出口71側の領域が、ノズル部7の下端縁7a側に向かうにつれて、可動型4の型開き方向におけるバルブ装置5との距離が近づく向きで傾斜している。
【0092】
このように構成すると、バルブ装置5の可動型4側の表面50aに対して、斜め上方から冷却水を吹き付けることができる。固定型3における可動型4との対向部に設けられたバルブ装置5を、略全面に亘って冷却できる。
【0093】
本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造1は、以下の構成を有している。
(7)バルブ装置5における可動型4に対向する表面50aには、可動型4の型開き方向に摺動移動可能な摺動部材(受圧ピストン51、弁体52)が露出している。
噴出口71には、可動型4の型開き方向に沿う溝(スリット72)が設けられている。
バルブ装置5側の下方から見て、噴出口71とスリット72で、略十字形状の冷却水の噴出口を構成している。
【0094】
このように構成すると、ノズル部7の噴出口71において、スリット72が設けられた領域からバルブ装置5に向けて吹き付けられる冷却水の量を増やすことができる。
スリット72を設ける位置を調節することで、バルブ装置5の表面50aの所望の位置を適切に冷却できる。
【0095】
特に、バルブ装置5における可動型4との対向部では、上下方向に並んだ受圧ピストン51、弁体52の間に、ピン54、54が設けられており、可動型4側から見て、ピン54、54は、水平方向に間隔をあけて設けられている。
上記のとおり、噴出口71とスリット72で略十字形状の冷却水の噴出口を構成することで、受圧ピストン51、弁体52のみならず、ピン54、54にも、噴出口から吹き付けられる冷却水を当てて、適切に冷却できる。
【0096】
本実施形態にかかるバルブ装置の冷却構造1は、以下の構成を有している。
(8)可動型4の型開き方向から見て溝(スリット72)は、摺動部材と重なる位置に設けられている。
【0097】
このように構成すると、摺動部材(受圧ピストン51、弁体52)が露出する領域に供給される冷却水の量を増やすことができる。これにより、摺動部材の熱膨張に起因するバルブ装置5の動作不具合の発生を好適に防止できる。
【0098】
以上、本願発明の実施形態を説明したが、本願発明は、これら実施形態に示した態様のみに限定されるものではない。発明の技術的な思想の範囲内で、適宜変更可能である。
【符号の説明】
【0099】
1 冷却構造
2 鋳造型
20 ガス抜き路
3 固定型
31 凹部
4 可動型
5 バルブ装置
5a 上端縁
50 本体部
50a 表面
501、502 支持孔
503 連絡口
51 受圧ピストン
52 弁体
520 軸部
521 弁部
53 作動竿
54 ピン
6 バルブホルダ
60 底壁部
60a 表面
600 収容孔
61 周壁部
61a 内周
61b 端面
610 長辺部
610a 内周
611 短辺部
612 収容部
613 流入口
7 ノズル部
7a 下端縁
71 噴出口
72 スリット
72a、72b 溝
73 スリット
73a 溝部
73a1 傾斜面
74 開口
74a 凹部
74b 凹部
8 第1ノズル部材
80 基部
801 上辺
802 下辺
803、804 側辺
805 裏面
806 重ね合わせ面
806a 傾斜面
82 貫通孔
9 第2ノズル部材
90 基部
901 上辺
902 下辺
903、904 側辺
905 裏面
906 重ね合わせ面
906a 傾斜面
92 貫通孔
921 拡径部
B ボルト
Lc 中心線
PL パーティングライン
R 直径
W1 幅
X、Xa、Y 軸線
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8