(57)【要約】【課題】減圧バルブの閉鎖時にバウンドを発生させることがなく、さらに、溶湯が侵入する等のトラブル発生時においてもメンテナンス時間および修理費用を極力低減することのできる電磁駆動式ダイカスト減圧バルブおよびダイカスト装置を提供する。【解決手段】電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５は、駆動ブロック１６内に設けられ、ソレノイド１８ａ，１８ｂからの電磁力によって駆動される駆動軸１９と、駆動軸１９とは別体にバルブブロック１７内に設けられ、一方の軸端部に弁体２３を備えるバルブ軸２２とを有している。また、バルブ軸２２には、弁体２３を閉方向に付勢する閉スプリング２５が協働して設けられるとともに、駆動軸１９には、弁体２３を開方向に付勢する開スプリング２６が協働して設けられている。さらに、バルブブロック１７は交換可能に設置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型内のキャビティに連通して形成される排気路に設置され、所望の鋳造製品を得るために溶融金属が射出・充填されるキャビティ内を減圧する際に用いられる電磁駆動式ダイカスト減圧バルブであって、
駆動ブロック内に設けられ、ソレノイドからの電磁力によって駆動される駆動軸と、
前記駆動軸とは別体にバルブブロック内に設けられ、一方の軸端部に弁体を備えるバルブ軸と、
を有し、
バルブ軸には、弁体を閉方向に付勢する閉スプリングが協働して設けられるとともに、駆動軸には、弁体を開方向に付勢する開スプリングが協働して設けられ、
前記閉スプリングと開スプリングとが互いに及ぼす軸方向逆向きの付勢力によって駆動軸の軸端面とバルブ軸の弁体設置側とは逆側の軸端面とが当接し、
ソレノイドによって駆動される駆動軸と連動してバルブ軸が駆動されることによって減圧バルブの開閉を行い、さらに、
前記バルブブロックを交換可能としたこと、
を特徴とする電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ。
【請求項２】
請求項１に記載の電磁駆動式ダイカスト減圧バルブにおいて、
前記駆動軸とバルブ軸は、ソレノイドからの電磁力を受けないとき、弁体が駆動可能な開端から閉端までの駆動ストローク内で釣り合いを保って設置されること、
を特徴とする電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電磁駆動式ダイカスト減圧バルブにおいて、
前記駆動ストローク内での駆動軸の現在位置を検出するための位置検出器を有し、
前記位置検出器の電気信号によって設備診断を行うこと、
を特徴とする電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電磁駆動式ダイカスト減圧バルブにおいて、
前記駆動軸の開端と閉端にはそれぞれ永久磁石が設置され、
前記永久磁石は、ソレノイドが発生する駆動力によって駆動される駆動軸の駆動ストローク端での停止を助けてソレノイドの消費電力の低減に寄与すること、
を特徴とする電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ。
【請求項５】
駆動ブロック内に設けられ、ソレノイドからの電磁力によって駆動される駆動軸と、
前記駆動軸とは別体にバルブブロック内に設けられ、一方の軸端部に弁体を備えるバルブ軸と、
を有し、
バルブ軸には、弁体を閉方向に付勢する閉スプリングが協働して設けられるとともに、駆動軸には、弁体を開方向に付勢する開スプリングが協働して設けられ、
前記閉スプリングと開スプリングとが互いに及ぼす軸方向逆向きの付勢力によって駆動軸の軸端面とバルブ軸の弁体設置側とは逆側の軸端面とが当接し、
ソレノイドによって駆動される駆動軸と連動してバルブ軸が駆動されることによって減圧バルブの開閉を行うようにした電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法であって、
前記弁体の正常駆動パターンをあらかじめ設定しておき、弁開度を検出するために設置された検出器の測定結果に基づいて算出される弁体の実駆動パターンが前記正常駆動パターンと一致するように前記弁体を駆動制御するようにしたことを特徴とする電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法において、
前記正常駆動パターンと前記実駆動パターンは、経過時間ごとの弁開度を示す弁体の動作波形として表されることを特徴とする電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法において、
前記正常駆動パターンと前記実駆動パターンとが一致するように行われる前記弁体の駆動制御は、前記ソレノイドに印可される駆動電流を調整することによって行われることを特徴とする電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法。
【請求項８】
金型内に形成されるキャビティ内を減圧し、キャビティ内に溶融金属を射出・充填して所望の鋳造製品を得るために用いられるダイカスト装置であって、
鋳型内のキャビティに連通して形成される排気路と、
排気路を開閉する減圧バルブと、
減圧バルブを駆動制御する減圧バルブ制御手段と、
を有し、
前記減圧バルブは、
駆動ブロック内に設けられ、ソレノイドからの電磁力によって駆動される駆動軸と、
前記駆動軸とは別体にバルブブロック内に設けられ、一方の軸端部に弁体を備えるバルブ軸と、
を有し、
バルブ軸には、弁体を閉方向に付勢する閉スプリングが協働して設けられるとともに、駆動軸には、弁体を開方向に付勢する開スプリングが協働して設けられ、
前記閉スプリングと開スプリングとが互いに及ぼす軸方向逆向きの付勢力によって駆動軸の軸端面とバルブ軸の弁体設置側とは逆側の軸端面とが当接し、
ソレノイドによって駆動される駆動軸と連動してバルブ軸が駆動されることによって減圧バルブの開閉を行い、さらに、
前記バルブブロックを交換可能としたこと、
を特徴とするダイカスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブおよびその駆動方法、ダイカスト装置に関し、特に、減圧ダイカスト法に用いられる減圧バルブの構造を改良することによって、減圧バルブの動作特性を向上するとともにトラブル発生時のメンテナンス性を向上した電磁駆動式ダイカスト減圧バルブおよびその駆動方法、ダイカスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト等の射出成形機においては、一般的に、金属材料の射出時に鋳型内に形成されているキャビティ内のガスを抜き取って射出成形を行う低圧ダイカスト法あるいは真空ダイカスト法による鋳造が行われている。このような低圧ダイカスト法等が採用されているのは、鋳造製品へのガスの含有による品質のばらつきや欠陥発生を防止するためである。すなわち、低圧あるいは真空状態でないキャビティ内に対して溶融状態あるいは半溶融状態の金属材料を高速・高圧で射出・充填すると、金属材料はキャビティ内で乱流となり、ガスを金属材料に巻き込んでしまうので鋳造製品にブローホール等の内部欠陥が発生してしまうのである。
【０００３】
このような問題を克服するために、低圧ダイカスト法等によるダイカスト装置を用いて金属材料を鋳造することにより、鋳造製品へのガスの含有を抑制し、品質のばらつきや欠陥の発生を防止する技術が知られている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、図８で示されるようなダイカストに用いられる弁駆動装置５に関する技術が開示されている。すなわち、特許文献１には、金型１０内のキャビティ１１から導設されたガス抜き孔１２にガス抜き弁１３を配置し、装弁を開放した状態でキャビティ１１内に溶湯を充填するようにしてガスを金型１０外へ導出し、キャビティ１１とガス抜き弁１３の中間に設けられた溶湯感知センサ１４が溶湯を感知するとガス抜き弁１３を閉鎖するようにしたダイカストに用いられる弁駆動装置５が開示されている。この特許文献１に記載の弁駆動装置５は、ガス抜き弁１３にエア駆動弁を用いるとともにその駆動機構の改良を実施することによって、短時間にガス抜き弁１３の開閉動作を実施可能としたものである。
【０００５】
また、特許文献１が採用しているエア駆動方式の減圧バルブ（ガス抜き弁１３）の他、電磁駆動方式の減圧バルブを採用したものも存在する（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第１６４０２１７号明細書
【特許文献２】特開２００２−２３９７０４号公報
【特許文献３】特許第１６９９８１５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述したダイカスト装置における減圧バルブの閉鎖は、キャビティ内の真空度の低下を防ぐ等の観点から、可能な限り金属溶湯がキャビティ内に充填されて溶湯感知センサが溶湯を感知した後、直ちに行うことが望ましい。背景技術で示した上記特許文献１および特許文献２の発明についても、減圧バルブの開閉動作の応答性を向上させ、鋳造製品の品質を向上するために成されたものである。
【０００８】
しかしながら、背景技術で示した上記特許文献１および特許文献２に記載の発明では、減圧バルブの開閉動作の応答性を向上させるために高速でバルブを動作させるので、減圧バルブの閉鎖時にバルブがバウンドしてしまうという問題が存在していた。前述した通り、減圧バルブの閉鎖は金属溶湯が減圧バルブの直前まで接近した状態で実施されるので、バルブがバウンドした場合には減圧バルブ内に金属溶湯が侵入するというトラブルが発生する。この場合には、減圧バルブ全体を分解する必要があり、トラブル対応に長時間を要するとともに多大な修理費用を要していた。
【０００９】
また、減圧バルブのバウンド発生を防止するために、例えば、上記特許文献３に開示されるような技術も存在する。すなわち、上記特許文献３に記載の発明は、バルブの閉弁動作時に、アブソーブプレートがバルブの上昇に従って移動するように取り付けられているので、バルブの運動エネルギをアブソーブプレートが吸収し、バルブのバウンド発生を防止するものである。このような構造を採用することによって、特許文献３に記載の発明では、バルブの動作時間の短縮と排気口の閉鎖を確実なものとしている。しかしながら、このような構造に減圧バルブを変更することは、アブソーブプレートの設置に伴う減圧バルブの容積アップおよび製造コストアップにつながるものである。また、溶湯が侵入するトラブルが発生した場合には、背景技術で示した上記特許文献１および特許文献２に記載の発明と同様に、減圧バルブ全体を分解する必要があり、構造が複雑なために従来以上のトラブル対応時間と修理費用を要してしまうものでもある。
【００１０】
本発明は、上述した問題を解決するために成されたものであり、減圧バルブの閉鎖時にバウンドを発生させることがなく、さらに、溶湯が侵入する等のトラブル発生時においてもメンテナンス時間および修理費用を極力低減することのできる電磁駆動式ダイカスト減圧バルブおよびその駆動方法、ダイカスト装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブは、鋳型内のキャビティに連通して形成される排気路に設置され、所望の鋳造製品を得るために溶融金属が射出・充填されるキャビティ内を減圧する際に用いられる電磁駆動式ダイカスト減圧バルブであって、駆動ブロック内に設けられ、ソレノイドからの電磁力によって駆動される駆動軸と、前記駆動軸とは別体にバルブブロック内に設けられ、一方の軸端部に弁体を備えるバルブ軸とを有し、バルブ軸には、弁体を閉方向に付勢する閉スプリングが協働して設けられるとともに、駆動軸には、弁体を開方向に付勢する開スプリングが協働して設けられ、前記閉スプリングと開スプリングとが互いに及ぼす軸方向逆向きの付勢力によって駆動軸の軸端面とバルブ軸の弁体設置側とは逆側の軸端面とが当接し、ソレノイドによって駆動される駆動軸と連動してバルブ軸が駆動されることによって減圧バルブの開閉を行い、さらに、前記バルブブロックを交換可能としたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブにおいて、前記駆動軸とバルブ軸は、ソレノイドからの電磁力を受けないときには、弁体が駆動可能な開端から閉端までの駆動ストローク内で釣り合いを保って設置されることとすることが好適である。
【００１３】
さらに、本発明に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブは、前記駆動ストローク内での駆動軸の現在位置を検出するための位置検出器を有し、前記位置検出器の電気信号によって設備診断を行うこととすることができる。
【００１４】
またさらに、本発明に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブにおいて、前記駆動軸の開端と閉端にはそれぞれ永久磁石が設置され、前記永久磁石は、ソレノイドが発生する駆動力によって駆動される駆動軸の駆動ストローク端での停止を助けてソレノイドの消費電力の低減に寄与することとすることが可能である。
【００１５】
本発明に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法は、駆動ブロック内に設けられ、ソレノイドからの電磁力によって駆動される駆動軸と、前記駆動軸とは別体にバルブブロック内に設けられ、一方の軸端部に弁体を備えるバルブ軸と、を有し、バルブ軸には、弁体を閉方向に付勢する閉スプリングが協働して設けられるとともに、駆動軸には、弁体を開方向に付勢する開スプリングが協働して設けられ、前記閉スプリングと開スプリングとが互いに及ぼす軸方向逆向きの付勢力によって駆動軸の軸端面とバルブ軸の弁体設置側とは逆側の軸端面とが当接し、ソレノイドによって駆動される駆動軸と連動してバルブ軸が駆動されることによって減圧バルブの開閉を行うようにした電磁駆動式ダイカスト減圧バルブを駆動するための方法である。かかる駆動方法は、前記弁体の正常駆動パターンをあらかじめ設定しておき、弁開度を検出するために設置された検出器の測定結果に基づいて算出される弁体の実駆動パターンが前記正常駆動パターンと一致するように前記弁体を駆動制御するようにしたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法において、前記正常駆動パターンと前記実駆動パターンは、経過時間ごとの弁開度を示す弁体の動作波形として表されることとすることが好適である。
【００１７】
さらに、本発明に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブの駆動方法において、前記正常駆動パターンと前記実駆動パターンとが一致するように行われる前記弁体の駆動制御は、前記ソレノイドに印可される駆動電流を調整することによって行われることが好適である。
【００１８】
本発明に係るダイカスト装置は、金型内に形成されるキャビティ内を減圧し、キャビティ内に溶融金属を射出・充填して所望の鋳造製品を得るために用いられるダイカスト装置であって、鋳型内のキャビティに連通して形成される排気路と、排気路を開閉する減圧バルブと、減圧バルブを駆動制御する減圧バルブ制御手段とを有している。このような本発明に係るダイカスト装置において、前記減圧バルブは、駆動ブロック内に設けられ、ソレノイドからの電磁力によって駆動される駆動軸と、前記駆動軸とは別体にバルブブロック内に設けられ、一方の軸端部に弁体を備えるバルブ軸とを有しており、バルブ軸には、弁体を閉方向に付勢する閉スプリングが協働して設けられるとともに、駆動軸には、弁体を開方向に付勢する開スプリングが協働して設けられ、前記閉スプリングと開スプリングとが互いに及ぼす軸方向逆向きの付勢力によって駆動軸の軸端面とバルブ軸の弁体設置側とは逆側の軸端面とが当接し、ソレノイドによって駆動される駆動軸と連動してバルブ軸が駆動されることによって減圧バルブの開閉を行い、さらに、前記バルブブロックを交換可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、減圧バルブの閉鎖時にバウンドを発生させることがなく、さらに、溶湯が弁体内に侵入する等のトラブル発生時においてもメンテナンス時間および修理費用を極力低減することのできる電磁駆動式ダイカスト減圧バルブおよびその駆動方法、ダイカスト装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、本実施形態のダイカスト装置における減圧バルブ以外の装置構成については、背景技術で示したダイカスト装置と同様であるので説明を省略する。
【００２１】
図１は、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の断面概略図であり、駆動軸１９がソレノイド１８ａ，１８ｂからの電磁力を受けていない状態を示している。また、図２は、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の断面概略図であり、駆動軸１９が閉用ソレノイド１８ａからの電磁力を受けて駆動ストローク２１ａの閉端に位置する状態を示している。さらに、図３は、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の断面概略図であり、駆動軸１９が開用ソレノイド１８ｂからの電磁力を受けて駆動ストローク２１ａの開端に位置する状態を示している。なお、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５は、背景技術で示した弁駆動装置５と同様の場所に配置されている（図８参照）。
【００２２】
本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５で特徴的なことは、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５が駆動ブロック１６とバルブブロック１７という２つのブロックによって構成されているということである。
【００２３】
駆動ブロック１６内には、２つのソレノイド１８ａ，１８ｂとこのソレノイド１８ａ，１８ｂからの電磁力を受けて駆動される駆動軸１９が設置されている。駆動軸１９のほぼ軸中央部には軸に対して径方向に拡がる鍔部２０が形成されており、２つのソレノイド１８ａ，１８ｂが形成する空間２１に配置されている。ソレノイド１８ａ，１８ｂからの電磁力を受けた駆動軸１９は、鍔部２０によってその移動距離が規制されているので、２つのソレノイド１８ａ，１８ｂが形成する空間２１が有する距離だけ移動することができる。つまり、この空間２１の距離が駆動軸１９の移動可能な駆動ストローク２１ａとなる。
【００２４】
一方、バルブブロック１７内には、駆動軸１９とは別体にバルブ軸２２が設置されている。バルブ軸２２の一方の軸端部には弁体２３が設けられており、この弁体２３が排気路２４の入口の開放・閉鎖を行うことになる。
【００２５】
さらに、バルブ軸２２には、弁体２３を閉方向に付勢するための閉スプリング２５が設けられている。この閉スプリング２５は、バルブ軸２２と協働して排気路２４入口の閉鎖を行う付勢力を及ぼしている。また、駆動軸１９についても駆動軸１９を開方向に付勢するための開スプリング２６が設けられている。この開スプリング２６は、駆動軸１９と協働して弁体２３を開方向に付勢し、排気路２４入口の開放を行う付勢力を及ぼしている。
【００２６】
ここで、上述の閉スプリング２５と開スプリング２６は、お互いが軸方向に対して逆向きの付勢力を及ぼしているので、閉スプリング２５によって閉方向に付勢力を有するバルブ軸２２と開スプリング２６によって開方向に付勢力を有する駆動軸１９とは、それぞれの軸端面で当接して釣り合いを保っている。すなわち、駆動軸１９がソレノイド１８ａ，１８ｂからの電磁力を受けない状態においては、バルブ軸２２の弁体２３設置側とは逆側の軸端面と駆動軸１９の軸端面とが当接して釣り合いを保ち、駆動軸１９が有する鍔部２０は、その駆動ストローク２１ａ内におけるほぼ中央に位置することになる。このとき、弁体２３は排気路２４の入口を開放した状態となっている（図１の状態）。
【００２７】
ソレノイド１８ａが駆動軸１９に対して閉方向の電磁力を及ぼすと、駆動軸１９は開スプリング２６の付勢力に抗して閉方向に移動する。このとき、バルブ軸２２は閉スプリング２５の付勢力によって閉方向に移動するので、弁体２３は排気路２４の入口を閉鎖することになる（図２の状態）。ここで、弁体２３が排気路２４の入口を閉鎖する際に受ける力は、閉スプリング２５の付勢力のみとなるのであるが、このことが従来技術では不可能であった弁体２３のバウンド防止に役立っている。バウンド防止のメカニズムについて、図４を用いて詳細に説明する。
【００２８】
図４は、従来の減圧バルブと本実施形態に係る減圧バルブの時間当たりの弁体移動速度を比較した図である。従来の減圧バルブの場合は、エア駆動あるいは電磁駆動の場合のいずれも弁体の移動速度が直線的に高くなるために、排気路閉鎖時の弁体の衝突速度が高くなってしまうので、バウンドが発生し易い特性を有していた。しかしながら、本実施形態に係る減圧バルブ１５の場合には、閉スプリング２５の効果によって弁体２３の初期の移動速度は高いのであるが、開スプリング２６の効果によって排気路閉鎖時の弁体移動速度が抑えられるのでバウンドの発生が抑えられることになる。さらに、本実施形態に係る減圧バルブは、初期の移動速度が高いために従来の減圧バルブと比較して、排気路閉鎖のために要する弁体移動のトータル時間はほぼ同じか、もしくは短くなる。したがって、キャビティ内の減圧に対する影響もなく、鋳造製品の品質を低下させることもないのである。
【００２９】
一方、排気路２４の入口を開放する際には、ソレノイド１８ｂが駆動軸１９に対して開方向の電磁力を及ぼして駆動軸１９を開方向に移動させる。駆動軸１９の開方向への移動によって、バルブ軸２２は閉スプリング２５の付勢力に抗して開方向に移動する。したがって、弁体２３は排気路２４の入口を開放することになる（図３の状態）。
【００３０】
本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５は、さらに、駆動ストローク２１ａ内での駆動軸１９の現在位置を検出するための位置検出器２７と減圧バルブを駆動制御する減圧バルブ制御手段としての設備診断制御装置２８を備えている。この位置検出器２７と設備診断制御装置２８を利用することによって、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の設備診断を行うことが可能となる。例えば、設備起動と同時に電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５を開方向に保持させ、その状態を位置検出器２７によって確認する。位置検出器２７は、駆動軸１９の位置情報を電気信号として設備診断制御装置２８に送信し、駆動軸１９が適正な位置で停止していることを確認すると、設備診断制御装置２８はダイカスト装置を起動する。また、溶湯を射出ピストンにて射出・充填している際に位置検出器２７が駆動軸１９の異常を検出すると、設備診断制御装置２８は射出ピストンに射出停止を指令して鋳造を停止させる。このような装置構成とすることによって、トラブル発生を未然に防止し、安定した生産活動を行うことができることになる。
【００３１】
さらに、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５が有する特徴として、駆動軸１９の鍔部２０が移動可能である駆動ストローク２１ａ端には、永久磁石２９が設置されていることがある。この永久磁石２９は、ソレノイド１８ａ，１８ｂの電磁力によって駆動される駆動軸１９が、駆動ストローク２１ａの開端・閉端で安定して停止することを助けるために設置されているものである。駆動軸１９は、駆動ストローク２１ａ端において閉スプリング２５あるいは開スプリング２６が及ぼす付勢力に抗してその停止位置を保持している。この保持力は、ソレノイド１８ａ，１８ｂが発生する電磁力によって生み出されているのであるが、永久磁石２９の磁力によってこの保持力を補完することにより、安定した駆動軸１９の停止動作の実現やソレノイド１８ａ，１８ｂへの電力供給量の低減によるコストダウン等を行うことが可能となる。
【００３２】
本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５は、従来の減圧バルブと比較して様々な利点を有しているのであるが、トラブルの発生に対してもその有利な点が発揮される。本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５は、前述した通り駆動ブロック１６とバルブブロック１７という２つのブロックによって構成されている。したがって、仮に、弁体２３部分に溶湯が侵入してバルブを交換しなければならなくなった場合には、バルブブロック１７のみを交換すれば良い。従来の減圧バルブ（例えば、図８における弁駆動装置５）の場合には、減圧バルブ全体を交換しなければならなかったので、取り替え作業等のメンテナンス時間の増大や減圧バルブの交換により多大な被害を被っていた。しかしながら、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５によれば、製造コストの高いソレノイド１８ａ，１８ｂ等の駆動機構が収納されている駆動ブロック１６をそのまま継続して使用することができ、比較的安価なバルブブロック１７のみを交換することができるので、トラブル発生時のコスト発生を最小限に抑えることが可能となる。
【００３３】
［第１の駆動方法］
次に、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の駆動方法について説明する。図５は、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５を駆動する際のソレノイド１８ａ，１８ｂへの駆動信号を例示する図である。
【００３４】
ここで、ソレノイド１８ａ，１８ｂへの駆動信号は、単純に開閉２種類の駆動信号を用いて行っても上述した本実施形態の利点を発揮することは可能であるが、図５で示すような駆動信号によって電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５を駆動することにより、比較的小さなソレノイド１８ａ，１８ｂを用いることが可能となる。したがって、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の小型化による製造コストの削減を実現することが可能となるのである。なお、以下に示す駆動条件は一実施例を示すものであり、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【００３５】
まず、（Ａ）初期動作として、閉用ソレノイド１８ａと開用ソレノイド１８ｂに対して交互に駆動信号を与える。図５（Ａ）では、それぞれのソレノイドに１回ずつ駆動信号を与えた状態を示しているが、この信号を約１０回程度繰り返す。この初期動作によって、駆動軸は左右に振り子のように揺動することになる。なお、この状態では、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の弁体２３は開状態のままである。
【００３６】
続いて、（Ｂ）閉状態から開状態へと電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５を駆動する。まず、駆動信号として３０Ａの電流を８０×１０−１ｍｓの間だけ閉用ソレノイド１８ａに印加する。この駆動信号によって駆動軸１９は駆動ストローク２１ａの閉端側に移動する。その後、１２０×１０−１ｍｓかけて電流値を下げていく。このとき、駆動軸１９は永久磁石２９の保持力によって閉端側に固定され、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の弁体２３は閉状態を維持している。その後、−２０Ａの電流を８×１０−１ｍｓの間だけ閉用ソレノイド１８ａに印加して、２０×１０−１ｍｓの間隔を置いて開用ソレノイド１８ｂに対して１２Ａの電流を４２×１０−１ｍｓの間だけ印加する。この駆動信号によって駆動軸１９は開端側に移動する。続いて、５０×１０−１ｍｓかけて電流値を下げていく。このときも閉端側と同様に、駆動軸１９は永久磁石２９の保持力によって開端側に固定されるので、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の弁体２３は開状態を維持している。このようにして電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５が開状態となった後、キャビティ１１内を減圧して溶湯の射出・充填が開始されることになる。
【００３７】
溶湯がキャビティ１１内に充填され、溶湯感知センサ１４が溶湯を感知すると電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の（Ｃ）閉動作を実施する。まず、−２０Ａの電流を８×１０−１ｍｓの間だけ開用ソレノイド１８ｂに印加して、２０×１０−１ｍｓの間隔を置いた後、閉用ソレノイド１８ａに対して１２Ａの電流を４２×１０−１ｍｓの間だけ印加する。この駆動信号によって駆動軸１９は閉端側に移動する。その後、５０×１０−１ｍｓかけて電流値を下げていく。このとき、駆動軸１９は永久磁石２９の保持力によって閉端側に固定されているので、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の弁体２３は閉状態を維持している。このようにして鋳造作業が終了することになる。
【００３８】
以上のような駆動信号を与えることによって、駆動電力量を最小限に抑えた電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の操作が可能となる。このような操作が可能であるのも、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５が有する閉スプリング２５、開スプリング２６、永久磁石２９等の効果によるものである。
【００３９】
［第２の駆動方法］
続いて、本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の別の駆動方法について説明する。本駆動方法によれば、バルブ軸２２に不良動作を発生させる外乱（例えば、アルミ粉の付着によるフリクションの変化や熱の影響によるフリクションの変化など）が生じたとしても、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５は正しい弁動作を行うことが可能となる。
【００４０】
まず、想定されるバルブ軸２２の不良動作について図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する。なお、図６Ａおよび図６Ｂは、経過時間ごとの弁開度の推移を示しており、弁体の動作波形を表している。
【００４１】
バルブ軸２２の不良動作としては、図６Ａに示されるようにバルブ軸２２の動きが遅くなることによって弁体２３が完全な閉動作を行えない場合がある。これは、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５を繰り返し使用することによってバルブ軸２２や弁体２３等の近辺にアルミ粉が付着することによって発生する異常である。また、図６Ｂに示されるようにバルブ軸２２の動きが速くなるという不良動作も発生する。これは、電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５周辺の温度が上昇することによって弁体２３のクリアランスが変化して発生する異常である。これらの異常はいずれも減圧バルブ１５の破損や災害につながるものであるため、異常を発生させない駆動方法が必要となる。そこで、本駆動方法では、弁体２３が常に適切な駆動パターンで動作するような方法を採用することとした。
【００４２】
まず、本駆動方法では、図７において実線で示されるような弁体２３の正常駆動パターンをあらかじめ設定しておく。この正常駆動パターンは、実験や経験等から減圧バルブ１５ごとに決定することが可能である。
【００４３】
そして、実際に弁体が駆動する際に弁体の実駆動パターンを検出し、この実駆動パターンが正常駆動パターンと一致するように弁体２３を駆動制御する。つまり、バルブ軸２２の動きが遅いために弁体２３が完全な閉動作を行えない可能性がある場合にはバルブ軸２２の動きを速くするように弁体２３の駆動制御を行い、バルブ軸２２の動きが速い場合にはバルブ軸２２の動きを遅くするように弁体２３の駆動制御を行うのである。このように弁体２３を駆動制御することによって、弁体２３は、常に正常駆動パターンと一致した駆動パターンによって動作することになるのである。
【００４４】
なお、正常駆動パターンと実駆動パターンは、経過時間ごとの弁開度を示す弁体の動作波形として表されることが好適である（図７参照）。そして、弁体の動作波形として表される実駆動パターンは、駆動軸１９の位置情報を得るために設置されている位置検出器２７および設備診断制御装置２８を流用することによって算出することが可能である。
【００４５】
例えば、駆動軸１９とバルブ軸２２とは、閉スプリング２５と開スプリング２６という２つのスプリングの付勢力によって当接状態にあるので、位置検出器２７によって得られる駆動軸１９の位置情報に基づいてバルブ軸２２の位置情報を得ることが可能である。したがって、バルブ軸２２の位置情報から弁体２３の弁開度を知ることができる。この弁開度を常時取得することによって実駆動パターンを算出するのである。この算出については、設備診断制御装置２８が位置検出器２７から電気信号として取得する駆動軸１９の位置情報に基づいて行うことが可能である。
【００４６】
一方、正常駆動パターンと実駆動パターンとが一致するように行われる弁体２３の駆動制御については、ソレノイド１８ａ，１８ｂに印可される駆動電流を調整することによって実現することが可能である。すなわち、バルブ軸２２の動きが遅いために弁体２３が完全な閉動作を行えない可能性がある場合にはバルブ軸２２の動きを速くするために閉用ソレノイド１８ａへの印加電流を増加させ、バルブ軸２２の動きが速い場合にはバルブ軸２２の動きを遅くするために閉用ソレノイド１８ａへの印加電流を減少させれば良い。なお、この弁体２３の駆動制御については、閉用ソレノイド１８ａだけではなく、閉用ソレノイド１８ａと開用ソレノイド１８ｂを組み合わせた制御を行うことも好適である。
【００４７】
なお、本実施形態では、駆動軸１９が駆動ストローク２１ａ内において釣り合いを保つ位置に設置される場合を例示しているが、弁体２３が閉動作を行う際に閉スプリング２５の付勢力が作用してバウンドの発生しない構造、すなわち、駆動軸１９がソレノイド１８ａ，１８ｂからの電磁力を受けない状態において、駆動ストローク２１ａの閉端以外の場所に位置する設定としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の断面概略図であり、駆動軸１９がソレノイド１８ａ，１８ｂからの電磁力を受けていない状態を示している。
【図２】本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の断面概略図であり、駆動軸１９が閉用ソレノイド１８ａからの電磁力を受けて駆動ストローク２１ａの閉端に位置する状態を示している。
【図３】本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５の断面概略図であり、駆動軸１９が開用ソレノイド１８ｂからの電磁力を受けて駆動ストローク２１ａの開端に位置する状態を示している。
【図４】従来の減圧バルブと本実施形態に係る減圧バルブの時間当たりの弁体移動速度を比較した図である。
【図５】本実施形態に係る電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ１５を駆動する際のソレノイド１８ａ，１８ｂへの駆動信号を例示する図である。
【図６Ａ】第２の駆動方法において想定されるバルブ軸２２の不良動作を説明するための図である。
【図６Ｂ】第２の駆動方法において想定されるバルブ軸２２の不良動作を説明するための図である。
【図７】第２の駆動方法を説明するための図である。
【図８】従来のダイカスト装置を例示する図である。
【符号の説明】
【００４９】
５  弁駆動装置、１０  金型、１１  キャビティ、１２  ガス抜き孔、１３  ガス抜き弁、１４  溶湯感知センサ、１５  電磁駆動式ダイカスト減圧バルブ、１６  駆動ブロック、１７  バルブブロック、１８ａ  閉用ソレノイド、１８ｂ  開用ソレノイド、１９  駆動軸、２０  鍔部、２１  空間、２１ａ  駆動ストローク、２２  バルブ軸、２３  弁体、２４  排気路、２５  閉スプリング、２６  開スプリング、２７  位置検出器、２８  設備診断制御装置、２９  永久磁石。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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