(57)【要約】  キャビティ部の真空度を正確に求めることができる減圧路コンダクタンス因子算出装置を提供する。減圧路コンダクタンス因子算出装置１１０は、減圧装置７０の排気速度と、キャビティコンダクタンス因子と、オーバーフローコンダクタンス因子と、減圧路コンダクタンス因子と、キャビティ部３０、オーバーフロー部５０、及び減圧路６０の夫々の内部空間の体積と、からキャビティ部３０の圧力変化特性を示すキャビティ圧力変化特性を求め、減圧装置７０の排気速度と、減圧路６０の内部空間の体積と、減圧路コンダクタンス因子と、から減圧路６０の圧力変化特性を示す減圧路圧力変化特性を求め、求められたキャビティ圧力変化特性と、減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように減圧路コンダクタンス因子を求める。
2020059113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にキャビティ部を有する鋳造金型と、
前記キャビティ部に溶湯を供給する溶湯供給手段と、
溶湯が流れる経路において前記キャビティ部の下流に設けられた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を減圧する減圧装置と、
前記鋳造金型の内部に位置する内部減圧路と、前記鋳造金型の外部に位置する外部減圧路とを有し、前記オーバーフロー部と前記減圧装置を接続する減圧路と、
前記外部減圧路の圧力を検出する圧力検出部と、
を備えたダイカスト用真空鋳造金型における、
前記減圧路のコンダクタンスを設定するための減圧路コンダクタンス因子算出装置において、
前記減圧装置により減圧する空間のコンダクタンスを定める、前記空間の圧力とは無関係に前記空間の形状に応じて定まる因子を、コンダクタンス因子と定義して、
予め設定された前記減圧装置の排気速度と、前記キャビティ部の形状に応じて定まるキャビティコンダクタンス因子と、前記オーバーフロー部の形状に応じて定まるオーバーフローコンダクタンス因子と、前記減圧路の形状に応じて定まる減圧路コンダクタンス因子と、前記キャビティ部、前記オーバーフロー部、及び前記減圧路の夫々の内部空間の体積と、前記圧力検出部で検出される圧力と、から前記キャビティ部の圧力変化特性を示すキャビティ圧力変化特性を求め、
更に、
前記減圧装置の排気速度と、前記減圧路の内部空間の体積と、前記減圧路コンダクタンス因子と、前記圧力検出部で検出される圧力と、から前記減圧路の圧力変化特性を示す減圧路圧力変化特性を求め、
求められた前記キャビティ圧力変化特性と、前記減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるために要求される前記減圧路コンダクタンス因子を求めることを特徴とする減圧路コンダクタンス因子算出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の減圧路コンダクタンス因子算出装置と、前記減圧路と、前記圧力検出部と、前記減圧路に何れか１つが選択的に介設される複数種類のコンダクタンス調整部と、を備える減圧路モジュールであって、
前記減圧路コンダクタンス因子算出装置で求められた前記減圧路コンダクタンス因子に基づき、複数種類の前記コンダクタンス調整部から前記近似曲線の差が閾値以下となる前記コンダクタンス調整部を選択することを特徴とする減圧路モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の減圧路コンダクタンス因子算出装置で前記近似曲線の差が閾値以下となるように求められた減圧路コンダクタンス因子となるように前記減圧路にコンダクタンス調整部を設けたダイカスト用真空鋳造金型であって、
前記コンダクタンス調整部が、拡径部、オリフィス部、屈曲部のうち、少なくとも一つを備えることを特徴とするダイカスト用真空鋳造金型。
【請求項４】
請求項３に記載のダイカスト用鋳造金型であって、
前記コンダクタンス調整部は、前記減圧装置で減圧される流路において前記圧力検出部よりも下流に設けられていることを特徴とするダイカスト用真空鋳造金型。
【請求項５】
内部にキャビティ部を備えた鋳造金型と、
前記キャビティ部に溶湯を供給する溶湯供給手段と、
溶湯が流れる経路において前記キャビティ部の下流に設けられた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を減圧する減圧装置と、
前記鋳造金型の内部に位置する内部減圧路と、前記鋳造金型の外部に位置する外部減圧路とを有し、前記オーバーフロー部と前記減圧装置を接続する減圧路と、
前記外部減圧路の圧力を検知する圧力検出部と、
を備えたダイカスト用鋳造金型の減圧路コンダクタンス設定方法であって、
前記減圧装置により減圧する空間のコンダクタンスを定める、前記空間の圧力とは無関係に前記空間の形状に応じて定まる因子、コンダクタンス因子と定義して、
予め設定された前記減圧装置の排気速度と、前記キャビティ部の形状に応じて定まるキャビティコンダクタンス因子と、前記オーバーフロー部の形状に応じて定まるオーバーフローコンダクタンス因子と、前記減圧路の形状に応じて定まる減圧路コンダクタンス因子と、前記キャビティ部、前記オーバーフロー部、及び前記減圧路の夫々の内部空間の体積と、から前記キャビティ部の圧力変化特性を示すキャビティ圧力変化特性を求め、
更に、
前記減圧装置の排気速度と、前記減圧路の内部空間の体積と、前記減圧路コンダクタンス因子と、から前記減圧路の圧力変化特性を示す減圧路圧力変化特性を求め、
求められた前記キャビティ圧力変化特性と、前記減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように前記減圧路コンダクタンス因子を調整することを特徴とするダイカスト用鋳造金型の減圧路コンダクタンス設定方法。
【請求項６】
請求項５に記載のダイカスト用鋳造金型の減圧路コンダクタンス設定方法であって、
前記減圧路コンダクタンス因子を調整するための複数種類のコンダクタンス調整部が予め記憶された記憶部を備え、
求められた前記キャビティ圧力変化特性と、前記減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように前記コンダクタンス調整部を選択し、
選択された前記コンダクタンス調整部を出力することを特徴とするダイカスト用鋳造金型の減圧路コンダクタンス設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト用鋳造金型およびその減圧路コンダクタンス設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押し出しピンを有する金型であって、金型の押し出しピンを挿通する押し出しピン挿通部と連通する圧力測定用通路が設けられ、この圧力測定用通路に直接圧力検出ユニットを接続したダイカスト用鋳造金型が知られている（例えば、日本国特開２００６−２６６９８号公報参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
日本国特開２００６−２６６９８号公報のものでは、金型の外部に圧力検出部を配置しているため、圧力検出部が溶湯の熱影響を受け難く、圧力検出部の劣化を抑制することができる。しかしながら、キャビティ部および金型に対し摺動する押し出しピンが挿通される挿通部を利用してキャビティ部の圧力を測定するため、金型周辺の構造部のシール性が悪化すると金型の外部から空気が入り込み易く、正確にキャビティ内部の圧力を検出することは難しい。【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、溶湯の熱影響の少ない金型外部の減圧路に設けた圧力検出部を用いて、キャビティ部の真空度を正確に求めることができる減圧路コンダクタンス因子算出装置、ダイカスト用真空鋳造金型、及び減圧路コンダクタンス設定方法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】
［１］上記目的を達成するため、本発明は、
内部にキャビティ部を有する鋳造金型と、
前記キャビティ部に溶湯を供給する溶湯供給手段と、
溶湯が流れる経路において前記キャビティ部の下流に設けられた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を減圧する減圧装置と、
前記鋳造金型の内部に位置する内部減圧路と、前記鋳造金型の外部に位置する外部減圧路とを有し、前記オーバーフロー部と前記減圧装置を接続する減圧路と、
前記外部減圧路の圧力を検知する圧力検出部と、
を備えたダイカスト用真空鋳造金型における、
前記減圧路のコンダクタンスを設定するための減圧路コンダクタンス因子算出装置において、
前記減圧装置により減圧する空間のコンダクタンスを定める、前記空間の圧力とは無関係に前記空間の形状に応じて定まる因子を、コンダクタンス因子と定義して、
予め設定された前記減圧装置の排気速度と、前記キャビティ部の形状に応じて定まるキャビティコンダクタンス因子と、前記オーバーフロー部の形状に応じて定まるオーバーフローコンダクタンス因子と、前記減圧路の形状に応じて定まる減圧路コンダクタンス因子と、前記キャビティ部、前記オーバーフロー部、及び前記減圧路の夫々の内部空間の体積と、から前記キャビティ部の圧力変化特性を示すキャビティ圧力変化特性を求め、
更に、
前記減圧装置の排気速度と、前記減圧路の内部空間の体積と、前記減圧路コンダクタンス因子と、から前記減圧路の圧力変化特性を示す減圧路圧力変化特性を求め、
求められた前記キャビティ圧力変化特性と、前記減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように前記減圧路コンダクタンス因子を求めることを特徴とする。【０００７】
本発明によれば、キャビティ圧力変化特性と減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように減圧路コンダクタンス因子を求めるため、求められた減圧路コンダクタンス因子となるように減圧路を構成することにより、例えば、減圧路の現在の圧力からキャビティ部の現在の圧力を算出するときに演算誤差の影響を従来よりも受け難く、キャビティ部の真空度を従来よりも正確に求めることができる。【０００８】
［２］また、本発明の減圧路モジュールは、減圧路コンダクタンス因子算出装置と、減圧路と、圧力検出部と、減圧路に何れか１つが選択的に介設される複数種類のコンダクタンス調整部と、を備える減圧路モジュールであって、前記減圧路コンダクタンス因子算出装置で求められた前記減圧路コンダクタンス因子に基づき、複数種類の前記コンダクタンス調整部から前記近似曲線の差が閾値以下となる前記コンダクタンス調整部を選択するように構成してもよい。【０００９】
かかる構成によれば、キャビティ圧力変化特性と減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるようにコンダクタンス調整部を選択するため、求められた減圧路コンダクタンス因子となるように減圧路を構成することにより、例えば、減圧路の現在の圧力からキャビティ部の現在の圧力を算出するときに演算誤差の影響を従来よりも受け難く、キャビティ部の真空度を従来よりも正確に求めることができる。【００１０】
［３］また、本発明は、減圧路コンダクタンス因子算出装置で前記近似曲線の差が閾値以下となるように求められた減圧路コンダクタンス因子となるように前記減圧路にコンダクタンス調整部を設けたダイカスト用真空鋳造金型であって、前記コンダクタンス調整部が、膨張部、オリフィス部、屈曲部のうち、少なくとも一つを備えるように構成することができる。【００１１】
本発明によれば、求められた減圧路コンダクタンス因子となるように、コンダクタンス調整部としての、膨張部、オリフィス部、屈曲部のうち、少なくとも一つを備えるように適宜選択すればよいため、容易にキャビティ圧力変化特性と減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるようにすることができる。【００１２】
［４］また、本発明のダイカスト用鋳造金型においては、前記コンダクタンス調整部は、前記圧力検出部の下流に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、コンダクタンス調整部は、外部減圧路に位置することとなるため、金型内部に位置する内部減圧路にコンダクタンス調整部を設けた場合と比較して、コンダクタンス調整部の調整が容易となる。【００１３】
［５］また、本発明のダイカスト用鋳造金型の減圧路コンダクタンス設定方法は、
内部にキャビティ部を備えた鋳造金型と、
前記キャビティ部に溶湯を供給する溶湯供給手段と、
溶湯が流れる経路において前記キャビティ部の下流に設けられた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を減圧する減圧装置と、
前記鋳造金型の内部に位置する内部減圧路と、前記鋳造金型の外部に位置する外部減圧路とを有し、前記オーバーフロー部と前記減圧装置を接続する減圧路と、
前記外部減圧路の圧力を検知する圧力検出部と、
を備えたダイカスト用鋳造金型の減圧路コンダクタンス設定方法であって、
前記減圧装置により減圧する空間のコンダクタンスを定める、前記空間の圧力とは無関係に前記空間の形状に応じて定まる因子、コンダクタンス因子と定義して、
予め設定された前記減圧装置の排気速度と、前記キャビティ部の形状に応じて定まるキャビティコンダクタンス因子と、前記オーバーフロー部の形状に応じて定まるオーバーフローコンダクタンス因子と、前記減圧路の形状に応じて定まる減圧路コンダクタンス因子と、前記キャビティ部、前記オーバーフロー部、及び前記減圧路の夫々の内部空間の体積と、から前記キャビティ部の圧力変化特性を示すキャビティ圧力変化特性を求め、
更に、
前記減圧装置の排気速度と、前記減圧路の内部空間の体積と、前記減圧路コンダクタンス因子と、から前記減圧路の圧力変化特性を示す減圧路圧力変化特性を求め、
求められた前記キャビティ圧力変化特性と、前記減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように前記減圧路コンダクタンス因子を調整することを特徴とする。【００１４】
本発明によれば、キャビティ圧力変化特性と減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように減圧路コンダクタンス因子を求めるため、求められた減圧路コンダクタンス因子となるように減圧路を構成することにより、例えば、減圧路の現在の圧力からキャビティ部の現在の圧力を算出するときに演算誤差の影響を従来よりも受け難く、キャビティ部の真空度を従来よりも正確に求めることができる。【００１５】
［６］また、本発明においては、前記減圧路のコンダクタンス係数を調整するための複数種類のコンダクタンス調整部が予め記憶された記憶部を備え、求められた前記キャビティ圧力変化特性と、前記減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように前記コンダクタンス調整部を選択し、選択された前記コンダクタンス調整部を出力することが好ましい。【００１６】
本発明によれば、複数種類のコンダクタンス調整部から、ディスプレイなどに出力されたコンダクタンス調整部を選択して減圧路に取り付けるだけで、減圧路のコンダクタンス因子を容易に適切な値に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態のダイカスト用真空鋳造金型を示す模式図。
【図２】減圧路コンダクタンス因子を調整する前の状態を示すグラフ。
【図３】減圧路コンダクタンス因子が閾値以下となっていない状態を示すグラフ。
【図４】減圧路コンダクタンス因子が閾値以下となった状態を示すグラフ。
【図５】キャビティコンダクタンス因子が１．０×１０−３ｍ３であるときの、目標圧力まで低下させることができる減圧路コンダクタンス因子を示すグラフ。
【図６】キャビティコンダクタンス因子が１．０×１０−２ｍ３であるときの、目標圧力まで低下させることができる減圧路コンダクタンス因子を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［構成］
図１は、本発明の実施形態の真空ダイカスト用の鋳造金型１を示している。鋳造金型１は、固定型１０と、可動型２０と、を有している。可動型２０は固定型１０の図中左側に配設され、固定型１０に対して図中横方向に進退自在とされている。固定型１０と可動型２０の互いの対向面には、キャビティ部３０を構成する凹部１１，２１がそれぞれ形成されている。
【００１９】
鋳造金型１は、可動型２０を固定型１０側に向けて前進させると、型締めされて内部にキャビティ３０が形成される。また、鋳造金型１には、固定型１０と可動型２０との間に位置させてキャビティ部３０の一部を構成する摺動型（図示省略）が設けられている。また、鋳造金型１には、型締めされた状態における固定型１０と摺動型（図示省略）との間、および可動型２０と摺動型（図示省略）との間の各境界を覆って密閉するシールプレート（図示省略）が取り付けられている。
【００２０】
また、鋳造金型１のキャビティ部３０に連通する押し出しピン（図示省略）の周りの隙間から空気が漏れないように、押し出しピン（図示省略）周りをシールしたり減圧路６０に接続したりしている。
【００２１】
固定型１０には、キャビティ部３０に溶湯を供給可能な溶湯供給手段４０が設けられている。可動型２０には、溶湯が流れる経路において、キャビティ部３０の下流に位置させてオーバーフロー部５０が設けられている。オーバーフロー部５０には、溶湯を堰き止める遮断弁５１が設けられている。また、オーバーフロー部５０には、減圧路６０を介して減圧装置７０が接続されている。
【００２２】
減圧路６０は、鋳造金型１の内部に位置する内部減圧路６１と、鋳造金型１の外部に位置する外部減圧路６２と、を備えている。外部減圧路６２の内部減圧路６１と接続される側の端部には、減圧路６０の圧力を検出する圧力センサからなる圧力検出部８０が設けられている。圧力検出部８０を鋳造金型１の外部に配置することにより、圧力検出部８０への鋳造金型１の熱の伝達を抑制している。
【００２３】
また、外部減圧路６２には、減圧装置７０による排気経路において、圧力検出部８０よりも下流に位置させて、コンダクタンス調整部９０が設けられている。コンダクタンス調整部９０は、拡径部、オリフィス部、屈曲部のうち、少なくとも１つを備えるものであり、夫々コンダクタンス因子Ｃｆの値が異なる複数種類からなる。外部減圧路６２に開設されるコンダクタンス調整部９０は、減圧路６０に要求される減圧路コンダクタンス因子Ｃｆに応じて適宜選択することができる。
【００２４】
圧力検出部８０で検出された圧力信号は減圧路コンダクタンス算出装置１１０に送られる。減圧路コンダクタンス算出装置１１０は、ＣＰＵ、メモリ等により構成された電子ユニットであり、メモリに保持された算出用プログラムをＣＰＵで実行することにより、減圧路６０の圧力に基づいてキャビティ部３０の圧力を算出する機能を果す。
【００２５】
ここで、減圧装置７０により減圧する空間のコンダクタンスＣを定める、空間の圧力とは無関係に空間の形状に応じて定まる因子を、コンダクタンス因子Ｃｆと定義する。
【００２６】
コンダクタンスＣとは気体の流れ易さであり、コンダクタンスＣは真空度の変化によって刻々と変化する。例えば、直径ｄ、長さｌの円筒管内を流れる粘性流のコンダクタンスＣは、一般的に、次式（１）で求められる。
【００２７】
Ｃ＝１３４９ｄ４Ｐ／ｌ（ｍ３／ｓ）・・・式（１）
但し、ｄ：円筒管の直径（ｍ）、ｌ：円筒管の長さ（ｍ）、Ｐ：平均圧力（Ｐａ）。
【００２８】
そして、金型１内や減圧路６０内のコンダクタンスＣを求める因子のうち、圧力とは無関係に金型１内や減圧路６０内の形状のみ応じて定められる因子であるコンダクタンス因子Ｃｆ（又はコンダクタンス係数）は、式（１）から平均圧力Ｐ（Ｐａ）を除いた、次式（２）となる。
【００２９】
Ｃｆ＝１３４９ｄ４／ｌ（ｍ３）・・・式（２）。
【００３０】
減圧路コンダクタンス算出装置１１０は、予め設定された減圧装置７０の排気速度と、キャビティ部３０の形状に応じて定まるキャビティコンダクタンス因子と、オーバーフロー部５０の形状に応じて定まるオーバーフローコンダクタンス因子と、減圧路６０の形状に応じて定まる減圧路コンダクタンス因子と、キャビティ部３０、オーバーフロー部５０、及び減圧路６０の夫々の内部空間の体積と、圧力検出部８０で検出される圧力と、からキャビティ部３０の時間経過に伴う圧力変化特性を示すキャビティ圧力変化特性を求めることができる。
【００３１】
また、減圧路コンダクタンス算出装置１１０は、減圧装置７０の排気速度と、減圧路６０の内部空間の体積と、減圧路コンダクタンス因子と、から減圧路６０の時間経過に伴う圧力変化特性を示す減圧路圧力変化特性を求めることができる。
【００３２】
そして、減圧路コンダクタンス算出装置１１０は、求められたキャビティ圧力変化特性と、減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるために要求される減圧路コンダクタンス因子を求めることができる。
【００３３】
減圧路コンダクタンス算出装置１１０には、複数種類のコンダクタンス調整部９０が自身のコンダクタンス因子に対応付けられて予め記憶された記憶部１１１が組み込まれている。そして、減圧路コンダクタンス算出装置１１０は、求められた減圧路コンダクタンス因子に基づいて、記憶部１１１から適切なコンダクタンス調整部９０を選択し、ディスプレイなどのガイド部１２０に選択されたコンダクタンス調整部９０の情報を出力する。これにより、利用者は、容易に適切なコンダクタンス調整部９０を選択して外部減圧路６２に取り付けることができる。
【００３４】
また、減圧路コンダクタンス因子算出装置１１０と、減圧路６０と、圧力検出部８０と、減圧路６０に何れか１つが選択的に介設される複数種類のコンダクタンス調整部９０と、によって減圧路モジュール１００が構成される。
【００３５】
［作動・方法］
鋳造する部品や鋳造装置により鋳造条件はさまざまであるが、鋳巣欠陥を抑制可能なキャビティ部内の真空度は予め求めることができる。本実施形態においては、自動車のシリンダブロック等の大物鋳造部品や、駆動系を覆うケース部材等の鋳造において、鋳巣欠陥防止のためにキャビティ部内の真空度を２０ｋＰａ以下にする必要があることが分かった。
【００３６】
ところで、鋳巣欠陥の原因となるガスは、キャビティ部３０内の空気や溶湯から発生するガスや、溶湯と金型１の表面の離型剤が接触して発生するガス等がある。
【００３７】
そのため、ダイカスト用真空鋳造金型においては、金型１を型閉じして溶湯供給手段４０を構成する射出スリーブと呼ばれる部分に注湯後、キャビティ部３０内に溶湯を射出するプランジャチップ（溶湯供給手段４０の構成要素の１つ）が射出スリーブの注湯口を密封したタイミングでキャビティ部３０内の減圧を開始する。そして、キャビティ部３０が所定の目標圧力に到達するとキャビティ部３０内への注湯を開始するが、真空停止タイミングには様々な手法がある。
【００３８】
例としては、キャビティ部３０内に溶湯が充填された後、溶湯が流れる経路においてキャビティ部３０の下流に設けられたオーバーフロー部５０に溶湯が到達するのを検出してオーバーフロー部５０に設けられた遮断弁５１を閉じるまで減圧を行う手法や、キャビティ部３０内へ注湯する直前に遮断弁５１を閉じる手法、溶湯を遮断する弁を備えておらず、溶湯を冷却凝固させるためのチルベントを内部減圧路６１に設ける方法等がある。
【００３９】
オーバーフロー部５０は、鋳造金型１により形状は様々であるが、注湯時に金型１と接触して冷却凝固した不良部分や巻き込まれたガスを含む不良部分をキャビティ部３０外に排出しつつ、金型１外に溶湯が噴出しないよう、溶湯を止める機能を備えている。
【００４０】
オーバーフロー部５０は、適度な体積と溶湯を遮断する遮断弁５１を備えているのが一般的であり、かつ金型１の内部の限られた箇所に設けられ、ＣＡＥ（computer aided engineering）等のシミュレーション結果に基づき、適切な構造および体積、流路長を求めることができる。
【００４１】
ここで、製品を成形するキャビティ部３０は比較的大きな体積を備えているのに対し、オーバーフロー部５０及び内部減圧路６１はキャビティ部３０と比較して体積・断面積等のコンダクタンス因子が小さい。このため、オーバーフロー部５０に接続した減圧路６０から減圧装置７０により真空引きを行ったとき、内部減圧路６１・オーバーフロー部５０が急激に減圧されるのに対し、キャビティ部３０は目標圧力まで減圧するのに時間を要することになる。
【００４２】
そこで、キャビティ部３０の減圧時間の短縮のために、内部減圧路６１・オーバーフロー部５０の内部空間の体積・断面積といったコンダクタンス因子を大きく設定することにより、キャビティ部３０の減圧に要する時間を早めることができないかを実験した。
【００４３】
加えて、熱影響を避けるべく、金型１外に圧力検出部８０を設けた場合、キャビティ部３０内の真空度を正確に予測するためにはオーバーフロー部５０とキャビティ部３０との排気抵抗の違いによる圧力変化特性の差異、及びオーバーフロー部５０と減圧装置７０とを接続する減圧路６０の排気抵抗の違いによる圧力変化特性の違いを考慮して、圧力検出部８０の検出値の補正を行う必要がある。
【００４４】
そして、自動車のシリンダブロック等の大物鋳造部品や、駆動系を覆うケース部材等の自動車製品の鋳造においては、先に述べたように鋳造前のキャビティ部３０の真空度を２０ｋＰａ以下にしておくことが鋳巣欠陥防止のために必要であることが分かった。
【００４５】
また、自動車部品を鋳造するためのキャビティ部３０のコンダクタンス因子は、おおよそ１．０×１０−３から１．０×１０−２程度である。
【００４６】
そこで、１．０×１０−３程度のシリンダブロック等の大物部品を鋳造する際に、オーバーフロー部５０のコンダクタンス因子を求めておけば、キャビティ部３０が目標圧力に到達するまでの圧力変化特性であるキャビティ圧力変化特性と、減圧路６０が目標圧力に到達するまでの圧力変化特性である減圧路圧力変化特性との夫々の近似曲線の差を閾値以下にするために、減圧路６０に必要なコンダクタンス因子を求めることができる。
【００４７】
ここで、減圧路コンダクタンス因子は大きければよいというものではなく、圧力検出部８０よりも下流側に位置する外部減圧路６２のコンダクタンス因子が大き過ぎると、下流方の外部減圧路６２の吸引速度が速くなり過ぎて、圧力検出部８０が配置された部分の圧力がキャビティ部３０と比較して急速に低下してしまい、圧力検出部８０とキャビティ部３０との圧力の差が大きくなり過ぎてしまう。このため、圧力検出部８０とキャビティ部３０との圧力の差が大きくなり過ぎないように減圧路コンダクタンス因子を設定する必要がある。
【００４８】
本実施形態においてはオーバーフロー部５０のコンダクタンス因子が４．０×１０−４に設定されている。そして、図５に示すように、減圧路６０のコンダクタンス因子として５×１０−３（ｍ３）、１×１０−３（ｍ３）、５×１０−４（ｍ３）、５×１０−５（ｍ３）、の４種類選び、キャビティ部３０の真空度と減圧路の真空度とを求めていくと、キャビティコンダクタンス因子が１．０×１０−３のキャビティ部３０の真空度を目標圧力である２０ｋＰａ以下にするためには減圧路６０のコンダクタンス係数が５．０×１０−５程度に調整する必要があることが分かった。なお、図５及び図６の横軸はオーバーフロー部５０のコンダクタンス因子を示し、縦軸は圧力を示している。横軸のオーバーフローコンダクタンス因子は対数目盛で示している。縦軸の圧力は図面上方に向かうに従って圧力が高いことを示しており、横軸のオーバーフローコンダクタンス因子は左側から右側に向かうに従ってコンダクタンス因子が高いことを示している。
【００４９】
同様に、図６に示すように、キャビティ部３０のコンダクタンス因子が１．０×１０−２のケース部材などを鋳造する場合は、同様にオーバーフロー部５０のコンダクタンス因子４．０×１０−４に対して減圧路６０のコンダクタンス因子を５．０×１０−４以下に調整する必要があることが分かった。
【００５０】
そこで、本発明における鋳造金型１においては、減圧路６０にコンダクタンス調整部９０を設けている。具体的にはコンダクタンス因子Ｃｆを大きくする場合には減圧路６０に拡径部を設けるのが望ましい。またコンダクタンス因子Ｃｆを小さくしたい場合はオリフィス部や屈曲部を設ける等が望ましい。
【００５１】
そして、キャビティ圧力変化特性と減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように減圧路コンダクタンス因子を求める。閾値は例えば０．５ｋＰａ〜２０ｋＰａである。そして、求められた減圧路コンダクタンス因子となるようにコンダクタンス調整部９０を選択して外部減圧路６２に取り付ける。
【００５２】
［作用効果］
本実施形態のダイカスト用真空鋳造金型によれば、キャビティ圧力変化特性と減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように減圧路コンダクタンス因子を求める。図２から図４は減圧路コンダクタンス因子を閾値以下に調整していく過程を示したものである。図２は、減圧路コンダクタンス因子を調整する前の状態を示している。各近似曲線の差が大きく開いていることが分かる。図３は、減圧路コンダクタンス因子を調整して閾値に少し近づいた状態を示している。図４は、減圧路コンダクタンス因子を調整して閾値以下となった状態を示している。図２から図４に掛けて各近似曲線の差が小さくなっていくことが分かる。
【００５３】
そして、図４に示す如く、本実施形態では、キャビティ圧力変化特性と減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるように減圧路コンダクタンス因子を求めるため、求められた減圧路コンダクタンス因子となるように減圧路６０を構成することにより、例えば、減圧路６０の現在の圧力からキャビティ部３０の現在の圧力を算出するときに演算誤差の影響を従来よりも受け難く、キャビティ部３０の真空度を従来よりも正確に求めることができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、求められた減圧路コンダクタンス因子となるように、コンダクタンス調整部としての、膨張部、オリフィス部、屈曲部のうち、少なくとも一つを備えるように適宜選択すればよいため、容易にキャビティ圧力変化特性と減圧路圧力変化特性との夫々を表す各近似曲線の差が閾値以下となるようにすることができる。
【００５５】
また、本実施形態のダイカスト用鋳造金型においては、コンダクタンス調整部９０は、圧力検出部８０の下流に設けられている。これにより、コンダクタンス調整部９０は、外部減圧路６２に位置することとなるため、金型１内部に位置する内部減圧路６１にコンダクタンス調整部を設けた場合と比較して、コンダクタンス調整部９０の調整が容易となる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、複数種類のコンダクタンス調整部９０から、ディスプレイなどのガイド部１２０に出力されたコンダクタンス調整部９０を指示通りに選択して減圧路６０に取り付けるだけで、減圧路コンダクタンス因子を容易に適切な値に調整することができる。
【００５７】
また、本実施形態のダイカスト用鋳造金型においては、コンダクタンス調整部９０によって、減圧路６０のコンダクタンスが適切に調整されるため、迅速にキャビティ部３０を目標圧力まで低下させることができる。
【００５８】
なお、本発明のコンダクタンス調整部は、拡径部やオリフィス部、屈曲部に限定されず、流量調整弁など、コンダクタンス因子を調整できるものであれば、他のものであってもよい。
【００５９】
また、本実施形態においては、コンダクタンス調整部９０が外部減圧路６２に設けられているものを説明したが、本発明のコンダクタンス調整部はこれに限らず、例えば、内部減圧路６１にコンダクタンス調整部を設け、圧力検出部の上流側にコンダクタンス調整部が位置していても、本発明の「キャビティ部の真空度を従来よりも正確に求めることができる」という作用効果を得ることができる。
【００６０】
また、ガイド部１２０はディスプレイに限らず、他のものであってもよい。例えば、音声案内や、ランプ点灯、コード番号の通知などであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  金型
１０  固定型
１１  凹部
２０  可動型
２１  凹部
３０  キャビティ部
４０  溶湯供給手段
５０  オーバーフロー部
５１  遮断弁
６０  減圧路
６１  内部減圧路
６２  外部減圧路
７０  減圧装置
８０  圧力検出部
９０  コンダクタンス調整部
１００  減圧路モジュール
１１０  減圧路コンダクタンス因子算出装置
１１１  記憶部
１２０  ガイド部
【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６】
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【国際調査報告】
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