(57)【要約】【課題】弁体の円滑動作の確保と維持が可能であり、真空引き気体流路として適当な空間が確保された真空バルブ装置およびそれを用いた真空ダイカスト装置を提供する。【解決手段】ロッド部と、一端に形成されたピストン部と、該ピストン部から他端側に向けてロッド部まで延びるガイド部とからなるピストンロッドと、該ピストンロッドが一端から嵌挿されて他端に貫通する挿通孔を有するロッドシートとを備えた真空バルブ装置において、挿通孔の上記一端を含む挿通孔の少なくとも一部が気体流路を構成しており、該気体流路の閉止時にはピストン部が挿通孔の上記一端に嵌挿され、気体流路の開放時には、ガイド部の一部が挿通孔の上記一端に嵌挿された状態でピストン部が挿通孔の外部に露出されることを特徴とする真空バルブ装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド部と、一端に形成されたピストン部と、該ピストン部から他端側に向けて前記ロッド部まで延びるガイド部とからなるピストンロッドと、該ピストンロッドが一端から嵌挿されて他端に貫通する挿通孔を有するロッドシートとを備えた真空バルブ装置において、前記挿通孔の前記一端を含む前記挿通孔の少なくとも一部が気体流路を構成しており、該気体流路の閉止時には前記ピストン部が前記挿通孔の前記一端に嵌挿され、前記気体流路の開放時には、前記ガイド部の一部が前記挿通孔の前記一端に嵌挿された状態で前記ピストン部が前記挿通孔の外部に露出されることを特徴とする真空バルブ装置。
【請求項２】
前記ガイド部の外周面に、前記ロッドシートの内周面との間の摺動摩擦力を低減させる表面処理が施されている、請求項１に記載の真空バルブ装置。
【請求項３】
前記ガイド部が、ロッド軸方向長さにおいて、前記ピストン部よりも大きく形成されている、請求項１または２に記載の真空バルブ装置。
【請求項４】
前記ガイド部が、前記ピストン部から前記他端側に向けて延びる複数条のリブ構造体からなる、請求項１〜３のいずれかに記載の真空バルブ装置。
【請求項５】
前記リブ構造体が、リブ幅方向長さにおいて、リブ構造体間に形成される溝よりも小さく形成されている、請求項４に記載の真空バルブ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の真空バルブ装置を用いた真空ダイカスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空バルブ装置およびそれを用いた鋳造用等の真空ダイカスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブの開閉操作により、密閉容器内の真空状態を保持または開放させる真空バルブ装置として、種々のものが知られている。たとえば、特許文献１には、バルブプレート８が、開放位置ではバルブ開口部４を開放し、閉塞位置ではバルブシート６に密接し、中間位置ではバルブ開口部４を覆う一方でバルブシート６から離れるように形成された真空バルブが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、切換弁室８内に移動自在に配置された円筒形状の切換弁体１３を有する真空ダイカスト装置が記載されている。この真空ダイカスト装置においては、切換弁体１３の第２弁部１３Ｃが切換弁室８内を移動することによって、キャビテー１内の真空形成と、キャビテー１内への溶湯射出が順次行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０２５８３９号公報
【特許文献２】特開平０３−１５１１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に記載される真空ダイカスト装置においては、真空ダイカスト装置内に切換バルブ機構が一体的に組み込まれており、特許文献１のような単体としての真空バルブは存在しない。しかし、真空バルブを真空ダイカスト装置と切り離せるようにすれば、真空ダイカスト装置の構造を簡素化でき、メンテナンスの容易化も図られる。
【０００６】
真空バルブを真空ダイカスト装置から分離可能な構造を採用する場合、真空バルブ内での真空引き気体流路をどのように確保するかが問題となる。また、真空バルブの弁体が真空バルブから真空ダイカスト装置に向けて突出するような動作をする場合には、弁体の動作を円滑に行わせる必要がある。
【０００７】
そこで本発明の課題は、上記のような真空ダイカスト装置に用いることのできる真空バルブ装置の問題点に鑑み、弁体の円滑動作の確保と維持が可能であり、真空引き気体流路として適当な空間が確保された真空バルブ装置およびそれを用いた真空ダイカスト装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る真空バルブ装置は、ロッド部と、一端に形成されたピストン部と、該ピストン部から他端側に向けて前記ロッド部まで延びるガイド部とからなるピストンロッドと、該ピストンロッドが一端から嵌挿されて他端に貫通する挿通孔を有するロッドシートとを備えた真空バルブ装置において、前記挿通孔の前記一端を含む前記挿通孔の少なくとも一部が気体流路を構成しており、該気体流路の閉止時には前記ピストン部が前記挿通孔の前記一端に嵌挿され、前記気体流路の開放時には、前記ガイド部の一部が前記挿通孔の前記一端に嵌挿された状態で前記ピストン部が前記挿通孔の外部に露出されることを特徴とするものからなる。
【０００９】
本発明の真空バルブ装置によれば、気体流路の閉止時には、ピストン部が挿通孔の一端に嵌挿され、気体流路の開放時には、ガイド部が挿通孔の上記一端に嵌挿された状態でピストン部が挿通孔の外部に露出されるので、弁体としてのピストン部を円滑に動作させることが可能となる。また、挿通孔の上記一端を含む少なくとも一部が気体流路を構成するので、真空ポンプと金型内キャビティを連通する真空引き気体流路を簡便に確保することが可能となる。
【００１０】
本発明の真空バルブ装置においては、前記ガイド部の外周面に、前記ロッドシートの内周面との間の摺動摩擦力を低減させる表面処理が施されていることが好ましい。表面処理の種類としては、硬質クロムメッキ、窒化処理またはセラミックスコーティングなどが採用可能である。また、ピストン部の側面にも同様の表面処理を施すことが好ましい。このような表面処理によって、弁体としてのピストン部の円滑な動作がより確実に確保できる。
【００１１】
また、本発明に係る真空バルブにおいて、前記ガイド部が、ロッド軸方向長さにおいて、前記ピストン部よりも大きく形成されていることが好ましい。このように、ガイド部がピストン部よりも長く形成されることにより、気体流路の開放時において、ガイド部が挿通孔の一端に嵌挿された状態でピストン部が挿通孔の外部に露出された際に、真空引き流路を十分に確保しつつ、ロッドシート内周面でピストンロッドを軸径方向に安定して支持することが可能となる。
【００１２】
本発明の真空バルブにおいて、前記ガイド部が、前記ピストン部から前記他端側に向けて延びる複数条のリブ構造体からなることが好ましい。例えば、ピストンロッドと平行に延びる複数条のリブ構造体を、ピストンロッドの周りに等間隔で形成することによって、リブ構造体の形状加工を簡素化することができる。この場合には、２条のリブ構造体であれば、ピストンロッド横断面上で時計文字盤の６時および１２時の方向に形成される。同様に、３条のリブ構造体であれば、ピストンロッド横断面上で４時、８時および１２時の方向に形成される。
【００１３】
また、上記リブ構造体は、少なくともピストンロッド中心軸の鉛直下方に形成されていることが好ましい。リブ構造体がピストンロッドにかかる重力を直接支持可能な位置に配置されることにより、ピストンロッドが重量によって挿通孔内で芯ずれを生じることを防止することが可能となる。また、ピストンロッド中心軸の鉛直下方以外に形成されたリブ構造体については、ピストンロッド中心軸の鉛直下方に形成されたリブ構造体よりもわずかに（例えば０．５〜１ｍｍ程度）、ロッド軸径方向長さ（すなわちリブ高さ）が小さく形成されていることが好ましい。このように、ピストンロッドにかかる重力を直接受けない位置に配置されたリブ構造体については、リブ高さ寸法にニゲを設けることで、ガイド部の外周面とロッドシート内周面との間の摺動摩擦力を低減させることが可能となる。
【００１４】
このような本発明の真空バルブにおいて、前記リブ構造体が、リブ幅方向長さにおいて、リブ構造体間に形成される溝よりも小さく形成されていることが好ましい。すなわち、ピストンロッド横断面において、１つのリブ構造体の外周長さが、互いに隣接するリブ構造体間の溝の外周長さよりも短いことが好ましい。このようなリブ構造体と溝の大小関係によって、真空引き気体流路を確保しつつ、ガイド部のリブ構造外周面とロッドシート内周面との間の嵌挿によってピストンロッドを軸径方向に安定して支持することができる。
【００１５】
本発明に係る真空バルブ装置は、真空ダイカスト装置において好適に用いられる。すなわち、上述のような各種の真空バルブ装置を、真空ダイカスト装置の金型等に接続して、金型キャビティ内と真空ポンプとの間の流路を開放／遮断することによって、動作の安定性および迅速性に優れた真空ダイカスト装置の提供が可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る真空バルブ装置およびそれを用いた真空ダイカスト装置によれば、ピストンロッドのピストン動作を円滑化することができる。これによって、ピストンロッドが動作中にロッドシートと衝突して部品の破損を生じることを防止し、真空バルブ装置の修繕費増大を防止することができる。また、真空ダイカスト装置を迅速に、かつ安定して運転することが可能となる
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様に係る真空バルブ装置（真空引き気体流路の開放状態）を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はピストンロッドを（ａ）の左方から見た側面図である。
【図２】図１の真空バルブ装置の各寸法の測定部位を示し、（ａ）は縦断面図、（ｂ）はピストンロッドのガイド部を（ａ）の左方から見た側面図である。
【図３】図１の真空バルブ装置を用いた真空ダイカスト装置の構成を示す概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る真空バルブ装置１を示しており、とくに真空引き気体流路が開放された時の状態を示している。図１（ａ）の縦断面図において、ロッドシート２には、ロッドシート２を図の左端から右端にかけて貫通する挿通孔３が形成され、挿通孔３にはピストンロッド４が嵌挿されている。ピストンロッド４は、ロッドシート２の右端面に接合されたロッドガイド５と、カップリング６とを貫通し、右端がカップリング６内でピストン継手７に接続されている。ピストン継ぎ手７は油圧シリンダーロッド２３を介して油圧シリンダー２１に接続されており、油圧シリンダー２１の駆動力によってピストンロッド４を軸方向に移動させることができるようになっている。
【００１９】
ピストンロッド４の左端には、挿通孔３の内径とほぼ等しい外径を有するピストン部８が形成され、さらにピストン部８から右端側に向けてロッド部９まで延びるリブ構造１０と溝１２からなるガイド部１１が形成されている。図１（ａ）においては、ガイド部１１の一部が挿通孔３の外部に露出することによって開口部２２を形成している。挿通孔３は、開口部２２を介してロッドシート外部と連通しているので、開口部２２、挿通孔３および挿通孔３に接続される真空ポンプ４１とで真空引き気体流路を構成させることができる。また、図１（ａ）に示される真空引き気体流路の開放状態から、ピストンロッド４を右方に移動させてガイド部１１を挿通孔３内へ完全に埋没させ、さらにピストン部８を挿通孔３の左端に嵌挿させることによって、真空引き気体流路の閉止状態を作出することができる。当該閉止状態においては、ピストンロッド４に設けられたストッパー部３９がロッドガイド５に当接することによって、ピストンロッド４が挿通孔３から抜けて脱落することが防止される。
【００２０】
図１（ｂ）は、ピストンロッド４を、図１（ａ）の左方から見た側面図であり、破線は左方からはピストン部８に隠れて見えない部分の構造を示している。図１（ｂ）の概略側面図において、円管形状のロッド部９から上下左右に計４つのリブ構造１０（１０ａ〜１０ｄ）が形成され、各リブ構造の間には溝１２が形成されている。リブ構造１０ｂ、１０ｄの外周面は、軸径方向にピストン部８よりもわずかに縮小して形成されて、挿通孔３の内周面との間の摺動抵抗が低減されている。
【００２１】
図２は真空バルブ装置１の構造を規定するいくつかの寸法の測定部位Ａ〜Ｇを示している。図２（ａ）は、真空バルブ装置１の左端近傍を示す縦断面図である。また、図２（ｂ）は、ガイド部１１を図２（ａ）の左方から見た側面図である。なお、破線は左方からはピストン部８に隠れて見えない部分の構造を示している。以下に、測定部位Ａ〜Ｇの簡単な説明を列記し、各測定部位の寸法における好ましい相関関係について述べる。
【００２２】
〔測定部位の説明〕
Ａ：  ピストン部８のロッド軸方向長さ。弁体のシール作用の大きさに対応する。
Ｂ：  リブ構造１０（ガイド部１１）のロッド軸方向長さ。ピストンロッドの調芯作用と真空引き気体流路の形成作用の大きさに対応する。
Ｃ：  開口部２２のロッド軸方向長さ。最大開度における弁体開口部の大きさに対応する。
Ｄ：  ピストン部８の外径。真空バルブ装置の容量に対応する。
Ｅ：  リブ構造１０ｄの外周面とピストン部８の外周面との間のギャップ高さ。ガイド部加工時のニゲ幅に対応する。
Ｆ：  溝１２の溝幅方向長さ。弁体開口部の大きさに対応する。
Ｇ：  リブ構造１０ｃのリブ幅方向長さ。弁体開口部の大きさに対応する。
【００２３】
測定部位Ｂの寸法は、測定部位Ａの寸法よりも大きいことが好ましく、より好ましくは１．９≦Ｂ／Ａ≦２．６である。また、測定部位Ｇの寸法は、測定部位Ｆの寸法よりも小さいことが好ましく、より好ましくは０．４≦Ｇ／Ｆ≦０．９である。さらに、測定部位Ｂと測定部位Ｃの寸法比は、０．３５≦Ｃ／Ｂ≦０．４５であることが好ましい。測定部位ＡとＢ、ＢとＣ、またはＦとＧがこのような比率に設定されることにより、真空バルブ装置１が、真空引き気体流路の開放状態において、リブ構造１０が挿通孔３と平行に嵌挿されるとともに、溝１２によって真空引き気体流路が十分に確保されるので、ピストンロッド４の調芯作用と真空引き気体流路の形成作用がバランスよく実現される。
【００２４】
また、ピストンロッド４の地側方向（鉛直下方）に設けられたリブ構造１０ａの外周面は、ピストンロッド４の調芯作用の観点から、ピストン部８外周面と等しい高さを有することが好ましい。一方、上記地側方向以外の方向（例えば、鉛直上左右方向）に設けられたリブ構造１０ｂ〜ｄの外周面は、ピストン部８外周面との間でわずかなギャップを有するように形成することが好ましい。具体的には、測定部位ＤとＥの寸法比は、０．０２５≦Ｅ／Ｄ≦０．０３５であることが好ましい。
【００２５】
図３は、真空バルブ装置１を用いた真空ダイカスト装置３１の構成を示す概略縦断面図である。真空バルブ装置１は、真空ダイカスト装置３１の一部をなしており、金型３２の固定型３２ａと可動型３２ｂの合わせ部分に設けられた真空バルブ接続部３３に接続されている。鋳造工程の開始時には、まず固定型３２ａと可動型３２ｂとが対向するように組み合わされ、製品鋳造部３４と、それに連通する隙間３５、３６が形成される。
【００２６】
このような金型３２の合わせ状態を保持しながら、製品鋳造部３４および隙間３５、３６内の空気が、真空タンク４０を介して真空ポンプ４１と接続された真空バルブ１を介して真空引きされる。この時、真空バルブ１は、真空引き気体流路の開放状態にある。次に、真空バルブ１のピストンロッド４を図３の上方に移動させて、真空バルブ１の状態を真空引き気体流路の閉止状態へと移行させる。この状態において、加熱された金属等からなる溶湯３７が射出部３８から注入される。溶湯３７は、真空状態が形成された系内から受ける真空圧又は減圧により隙間３６を経て製品鋳造部３４に導入され、さらには隙間３５にまで満たされる。このようにして製品鋳造部３４内で所望の製品形状をなすように充填された溶湯３７が、冷却されて固化した後に、固定型３２ａと可動型３２ｂを分離させることによって、金型３２から取り外される。その結果、鋳造製品の外形形状が完成する。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る真空バルブ装置は、鋳造用の真空ダイカスト装置等の付帯設備として適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１  真空バルブ装置
２  ロッドシート
３  挿通孔
４  ピストンロッド
５  ロッドガイド
６  カップリング
７  ピストン継ぎ手
８  ピストン部
９  ロッド部
１０、１０ａ〜１０ｄ  リブ構造
１１  ガイド部
１２  溝
２１  油圧シリンダー
２２  開口部
２３  油圧シリンダーロッド
３１  真空ダイカスト装置
３２  金型
３２ａ  固定型
３２ｂ  可動型
３３  真空バルブ接続部
３４  製品鋳造部
３５、３６  隙間
３７  溶湯
３８  射出部
３９  ストッパー部
４０  真空タンク
４１  真空ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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