(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にキャビティ（２２）を含んだ金型（２１）を有するダイカストマシン（２）と、
前記ダイカストマシンに対し減圧経路（ＬＤ）を介して接続され、前記キャビティ内のガスを吸引する減圧部（３）と、
前記減圧経路上における前記ダイカストマシンと前記減圧部との間に設けられた濾過部（４）と、
を備え、
前記減圧部により前記キャビティ内を減圧した状態で、前記キャビティに対し溶融金属を供給して鋳造を行う真空ダイカスト装置（１）であって、
前記濾過部は、
前記ダイカストマシンに接続されたインレット（４１ａ１）と、前記減圧部に接続されたアウトレット（４１ａ２）とが形成されたフィルターハウジング（４１）と、
筒状に形成されており、前記フィルターハウジング内に収容され、前記フィルターハウジングとの間で外周側に外周側空間が形成されるとともに、前記外周側空間が前記インレットに連通し、内周側空間が前記アウトレットに連通するように配置され、前記キャビティから吸引されたガスが前記外周側空間から前記内周側空間に向かって通過するフィルター部材（４２）と、
を具備するとともに、
前記フィルター部材に対し、前記キャビティから吸引されたガスが通過する方向と反対方向である前記内周側空間から前記外周側空間に向かって気体を圧送して、前記フィルター部材の外周側に付着したガスに含まれる粉体を、前記フィルターハウジング内の前記外周側空間内に落下させる洗浄フィルター（４ａ、４ｂ）により形成され、
前記洗浄フィルターは、
第１圧送路（４４）を介して、前記フィルター部材の前記内周側空間に気体を圧送する圧送部（４３）と、
前記圧送部と前記インレットの内部とを結ぶ第２圧送路（４５）と、
を具備しており、かつ、
前記減圧部は、メカニカルブースターポンプ（３３）を含んでいる真空ダイカスト装置。
【請求項２】
前記減圧部は、
前記メカニカルブースターポンプを介して、前記ダイカストマシンに対し接続された真空ポンプ（３４）を有する請求項１記載の真空ダイカスト装置。
【請求項３】
前記第２圧送路には、前記圧送部から前記インレットへの気体の流れは許容し、かつ、前記インレットから前記圧送部への気体の流れは遮断する逆止弁（４６）が形成された請求項１または２に記載の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、キャビティ内を減圧した状態で鋳造を行う真空ダイカスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、金型のキャビティ内を真空ポンプによって減圧した状態で、アルミニウム等の溶融した金属を金型に供給して製品を形成する、真空ダイカスト装置が広く使用されている。真空ダイカスト装置に関する従来技術として、例えば、下記の特許文献１に記載されたものがある。真空ダイカスト装置を用いたダイカストによれば、溶融金属を射出する際の湯回り性がよく、空気の巻き込みを防ぐことができるため、巣等の鋳造不良を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−８７０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、真空ダイカスト装置を用いたダイカストにおいては、金型から鋳造品を円滑に取り出すために、粉体離型剤を、金属を射出する前のキャビティの内面に塗布している。このため、真空ポンプによってキャビティ内のガスを吸引する際に、粉体離型剤の残りカスを真空ポンプが吸引して、その故障の原因となるという問題があった。これを改善するために、金型と真空ポンプとの間に設けられたフィルターのメッシュサイズを小さくした場合、フィルターが短時間で目詰まりし、生産効率が低下するという新たな課題が発生した。
【０００５】
このため、これまで一般的な真空ダイカスト装置においては、フィルターのメッシュサイズを然程小さくせず、離型剤を吸い込んでも故障しにくい減圧能力の比較的低い真空ポンプを用いて鋳造を行っていた。したがって、キャビティ内の真空度がそれほど高くならず、鋳造品の鋳造不良を低減することが困難であるとともに、キャビティ内の真空度を目標値までにするのに時間がかかり、生産性を向上させることが困難な真空ダイカスト装置であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、鋳造品の品質を向上させることのできる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】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１に係る真空ダイカスト装置の発明は、内部にキャビティを含んだ金型を有するダイカストマシンと、ダイカストマシンに対し減圧経路を介して接続され、キャビティ内のガスを吸引する減圧部と、減圧経路上におけるダイカストマシンと減圧部との間に設けられた濾過部と、を備え、減圧部によりキャビティ内を減圧した状態で、キャビティに対し溶融金属を供給して鋳造を行う真空ダイカスト装置であって、濾過部は、ダイカストマシンに接続されたインレットと、減圧部に接続されたアウトレットとが形成されたフィルターハウジングと、筒状に形成されており、フィルターハウジング内に収容され、フィルターハウジングとの間で外周側に外周側空間が形成されるとともに、外周側空間がインレットに連通し、内周側空間がアウトレットに連通するように配置され、キャビティから吸引されたガスが外周側空間から内周側空間に向かって通過するフィルター部材と、を具備するとともに、フィルター部材に対し、キャビティから吸引されたガスが通過する方向と反対方向である内周側空間から外周側空間に向かって気体を圧送して、フィルター部材の外周側に付着したガスに含まれる粉体を、フィルターハウジング内の外側空間内に落下させる洗浄フィルターにより形成され、洗浄フィルターは、第１圧送路を介して、フィルター部材の内周側空間に気体を圧送する圧送部と、圧送部とインレットの内部とを結ぶ第２圧送路と、を具備しており、かつ、減圧部は、メカニカルブースターポンプを含んでいる。
【０００７】
この構成によれば、減圧部は、メカニカルブースターポンプを含んでいる。これにより、キャビティ内の真空度を上昇させることができ、鋳造巣を低減して、鋳造品の品質を向上させることができる。また、短時間でキャビティ内の真空度を目標値にすることができ、ダイカストにおいて、その生産性を向上させることができる。一方、濾過部は、フィルター部材を洗浄する洗浄フィルターにより形成されていることにより、そのメッシュサイズを粉体の平均粒径より小さくしても、常時、その目詰まりを解消することができる。したがって、メッシュサイズの小さいフィルター部材の使用により、減圧部による離型剤の吸い込みを減少させることができ、メカニカルブースターポンプを使用しても、その故障の発生を低減することができる。さらに、洗浄フィルターは、圧送部とインレットの内部とを結ぶ第２圧送路を具備している。これにより、圧送部から第２圧送路に送られた気体によって、インレットの内部に付着した粉体を落下させることができ、洗浄フィルター内のガス通路が、粉体の付着により閉塞されることを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態による真空ダイカスト装置の簡略的な全体図
【図２】図１に示した逆洗浄フィルターの模式的な断面図
【図３】図１に示したメカニカルブースターポンプの簡略した断面図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施形態の構成＞
以下、図１乃至図３に基づき、本発明の一実施形態による真空ダイカスト装置１について説明する。尚、説明中において、フィルター部材４２の目が細かいという意味で、メッシュサイズが小さいと言う。
（真空ダイカスト装置の全体構成）
図１に示したように、真空ダイカスト装置１は、ダイカストを行うダイカストマシン２を備えている。ダイカストマシン２には、固定型２１ａと可動型２１ｂとからなる金型２１が含まれている。固定型２１ａと可動型２１ｂとが型閉めされると、金型２１の内部にはキャビティ２２が形成される。キャビティ２２には射出スリーブ２３が接続されており、射出スリーブ２３を介し、図示しないインジェクターからキャビティ２２内にアルミニウム等の溶融した金属が高圧で注入される。
【００１０】
キャビティ２２および射出スリーブ２３には、減圧経路ＬＤを介して真空ユニット３が接続されている。真空ユニット３は、減圧部に該当する。減圧経路ＬＤを構成する第１吸引路ＬＳ１は、キャビティ２２と、真空ユニット３に含まれた真空タンク３１とを接続している。第１吸引路ＬＳ１上のキャビティ２２と真空タンク３１との間には、後述する第１逆洗浄フィルター４ａが形成されている。
一方、第２吸引路ＬＳ２は減圧経路ＬＤに含まれ、射出スリーブ２３と真空タンク３１とを接続している。第２吸引路ＬＳ２上の射出スリーブ２３と真空タンク３１との間には、第２逆洗浄フィルター４ｂが形成されている。第１逆洗浄フィルター４ａおよび第２逆洗浄フィルター４ｂは、説明の便宜上、異なる名称を付しているが、互いに同一の構成を有している。第１逆洗浄フィルター４ａおよび第２逆洗浄フィルター４ｂは、濾過部および洗浄フィルターに該当する。
さらに、減圧経路ＬＤ上において、第１逆洗浄フィルター４ａおよび第２逆洗浄フィルター４ｂと真空タンク３１との間には、第１ソレノイドバルブ５が形成されている。第１ソレノイドバルブ５は、減圧経路ＬＤ上において、ダイカストマシン２と真空タンク３１との間を開閉する。
【００１１】
ダイカストマシン２のキャビティ２２には、離型剤吸引路ＬＲを介して第１ドライポンプ６が接続されており、離型剤吸引路ＬＲ上には第３逆洗浄フィルター４ｃが形成されている。
ダイカストマシン２に含まれた掃除回路２４は、ダイカストマシン２の図示しない離型剤供給路に接続されている。掃除回路２４には空気圧入路ＬＰが接続されており、空気圧入路ＬＰ上には第４逆洗浄フィルター４ｄが形成されている。掃除回路２４は、離型剤供給路に高圧の空気を送ることにより、離型剤供給路内に残留した離型剤による粉体を、空気圧入路ＬＰを介して大気中に放出している。
上述した第３逆洗浄フィルター４ｃおよび第４逆洗浄フィルター４ｄは、第１逆洗浄フィルター４ａまたは第２逆洗浄フィルター４ｂと同一の構成を有している。以下、第１逆洗浄フィルター４ａ、第２逆洗浄フィルター４ｂ、第３逆洗浄フィルター４ｃおよび第４逆洗浄フィルター４ｄを包括して、逆洗浄フィルター４と言う。
【００１２】
真空ユニット３内において、真空タンク３１には真空経路ＬＶが接続されている。真空経路ＬＶ上には、真空タンク３１に近い側から、第２ソレノイドバルブ３２、メカニカルブースターポンプ３３および第２ドライポンプ３４が形成されている。第２ソレノイドバルブ３２は、真空経路ＬＶ上における真空タンク３１とメカニカルブースターポンプ３３との間を開閉する。メカニカルブースターポンプ３３はルーツポンプとも呼ばれるものであるが、その詳細については後述する。第２ドライポンプ３４は、真空ポンプに該当する。
【００１３】
真空ユニット３においては、第２ソレノイドバルブ３２が開状態とされ、メカニカルブースターポンプ３３および第２ドライポンプ３４によって真空タンク３１内のガスが吸引される。これにより、真空タンク３１内が減圧され、常時、真空タンク３１内は所定の真空度に維持されている。
メカニカルブースターポンプ３３内には、図示しないオーバーフローバルブを有するスルー回路が形成されている。このため、万が一、メカニカルブースターポンプ３３が故障した場合、第２ドライポンプ３４のみを使用して、真空タンク３１内を所定の真空度に維持することが可能である。尚、第２ソレノイドバルブ３２は、メカニカルブースターポンプ３３または第２ドライポンプ３４の設備停止時に閉状態とされ、真空タンク３１内の真空度が低下することを防止するとともに、逆流によってメカニカルブースターポンプ３３が故障することを防いでいる。
【００１４】
（真空ダイカスト装置による鋳造方法）
真空ダイカスト装置１によってダイカストを行う場合、最初に、固定型２１ａと可動型２１ｂとが閉じられてキャビティ２２が形成される。次に、第１ドライポンプ６を駆動し、離型剤吸引路ＬＲを介してキャビティ２２内のガスを吸引して、金型２１内を減圧した後に、金型２１の内周面に離型剤が射出される。この時、金型２１内が減圧されているため、キャビティ２２の内周面に離型剤が付着する。さらに、金型２１への離型剤の付着を強固にするために、大気圧で金型２１の内周面を押し付ける。
その後、第１ソレノイドバルブ５を開状態とし、真空タンク３１によって、キャビティ２２および射出スリーブ２３内のガスを、それぞれ第１逆洗浄フィルター４ａおよび第２逆洗浄フィルター４ｂを介して吸引する。このようにして、キャビティ２２および射出スリーブ２３内を減圧した後に、図示しないカットオフピンによりキャビティ２２と真空ユニット３とを遮断した状態で、インジェクターからキャビティ２２内に溶融金属を射出する。その後、キャビティ２２内の溶融金属が半凝固すると、金型２１が開かれ、鋳造品が取り出される。
【００１５】
（逆洗浄フィルターの構成）
以下、図２に基づいて、逆洗浄フィルター４を代表して第１逆洗浄フィルター４ａの構成について詳述する。以下、図２における上方を第１逆洗浄フィルター４ａの上方とし、図２における下方を第１逆洗浄フィルター４ａの下方として説明するが、これらは第１逆洗浄フィルター４ａの実際の取付方向とは無関係である。第１逆洗浄フィルター４ａは、逆洗フィルターまたは自動洗浄フィルターとも呼ばれるもので、真空ダイカスト装置１内のガスの流れを遮断せずに、濾過およびフィルター部材の洗浄を行えるものである。
【００１６】
図２に示したように、第１逆洗浄フィルター４ａは、互いに係合したアッパーケース４１ａとロアケース４１ｂとを有している。アッパーケース４１ａとロアケース４１ｂとが係合することにより、フィルターハウジング４１が形成されている。アッパーケース４１ａには、インレット４１ａ１とアウトレット４１ａ２とが形成されている。インレット４１ａ１は、フィルターハウジング４１の内部をキャビティ２２に接続している。一方、アウトレット４１ａ２は、フィルターハウジング４１の内部を真空タンク３１に接続している。
【００１７】
フィルターハウジング４１内には、円筒状のフィルター部材４２が、その軸が上下方向に向くように収容されている。フィルター部材４２の外周側空間は、インレット４１ａ１に連通するとともに、フィルター部材４２の内周側空間は、アウトレット４１ａ２に連通している。
【００１８】
第１逆洗浄フィルター４ａには、高圧気体を発生する圧力（蓄圧）タンク４３が備えられている。圧力タンク４３は図示しないソレノイドバルブを有しており、圧送部に該当する。圧力タンク４３は、第１圧送路４４によって、フィルター部材４２の内周側空間に接続され、内周側空間に気体を圧送することが可能に形成されている。さらに、圧力タンク４３は、第２圧送路４５によって、インレット４１ａ１の内部と結ばれている。第２圧送路４５には、チェック弁４６が形成されている。チェック弁４６は、圧力タンク４３からインレット４１ａ１への気体の流れは許容し、かつ、インレット４１ａ１から圧力タンク４３への気体の流れは遮断している。チェック弁４６は、逆止弁に該当する。
【００１９】
真空ダイカスト装置１によるダイカスト時において、キャビティ２２からインレット４１ａ１に流入したガスは、外周側空間から内周側空間に向けてフィルター部材４２を通過する。この時、ガスに含まれる離型剤に起因した粉体ＤＴは、フィルター部材４２を通過できずに、フィルターハウジング４１内に落下する。また、粉体ＤＴの一部は、フィルター部材４２の外周側に付着して、フィルター部材４２を目詰まりさせる。フィルター部材４２を通過したガスは、アウトレット４１ａ２から真空ポンプ３１へと到達する。
【００２０】
フィルター部材４２に所定量以上の粉体ＤＴが目詰まりした時、第１圧送路４４を介して、圧力タンク４３からフィルター部材４２の内周側空間に高圧気体を圧送する。これによって、高圧気体が内周側空間から外周側空間に向けてフィルター部材４２を通過するため、フィルター部材４２は洗浄され、目詰まりした粉体ＤＴがフィルター部材４２の外周側空間に落下する（図２示）。高圧気体がフィルター部材４２を通過する方向は、キャビティから吸引されたガスが通過する方向と反対方向に該当する。
また、圧力タンク４３は、ソレノイドバルブが開状態となることにより、第２圧送路４５を介してインレット４１ａ１にも高圧気体を圧送し、インレット４１ａ１の内壁に留まっている粉体ＤＴをフィルターハウジング４１内に落下させる。逆洗浄フィルター４のその他の構成については、公開特許公報である特開２００７−２６８４３０号に記載されているものと同様であるため、これ以上の説明は省略する。
【００２１】
（メカニカルブースターポンプの構成）
図３に基づいて、真空ユニット３に含まれたメカニカルブースターポンプ３３の構成について簡単に説明する。以下、図３における上方をメカニカルブースターポンプ３３の上方とし、図３における下方をメカニカルブースターポンプ３３の下方として説明するが、これらはメカニカルブースターポンプ３３の実際の取付方向とは無関係である。
【００２２】
メカニカルブースターポンプ３３のポンプハウジング３３ａの内部には、ポンプ室３３ａ１が形成されている。ポンプハウジング３３ａの上端部には、真空タンク３１からのガスが流入する（図３において太線の矢印ＩＮにて示す）吸気口３３ａ２が形成され、吸気口３３ａ２はポンプ室３３ａ１に連通している。また、ポンプハウジング３３ａの下端部に形成された排気口３３ａ３は、ポンプ室３３ａ１から第２ドライポンプ３４へ向けてガスを排出している（図３において太線の矢印ＯＵＴにて示す）。
【００２３】
ポンプ室３３ａ１内には、それぞれ繭形をした駆動側ローター３３ｂおよび従動側ローター３３ｃが収容されている。駆動側ローター３３ｂは駆動シャフト３３ｄに固着されており、駆動シャフト３３ｄは、ポンプハウジング３３ａに対して駆動軸φ１を中心に回転可能に取り付けられている。駆動シャフト３３ｄは、図示しない電動モータによって駆動可能に形成されている。一方、従動側ローター３３ｃは従動シャフト３３ｅに固着されており、従動シャフト３３ｅは、ポンプハウジング３３ａに対して、従動軸φ２を中心に回転可能に取り付けられている。
駆動シャフト３３ｄの端部には、駆動側ギヤ３３ｆが形成されており、一方、従動シャフト３３ｅの端部には、従動側ギヤ３３ｇが形成されている。駆動側ギヤ３３ｆと従動側ギヤ３３ｇとは互いに噛合しており、駆動側ギヤ３３ｆの回転によって、従動側ギヤ３３ｇが駆動側ギヤ３３ｆに対し反対方向に回転可能に形成されている。
【００２４】
電動モータによって駆動シャフト３３ｄが回転されると、駆動側ローター３３ｂが、図３において実線の矢印ＣＤにて示したように反時計回りに回転する。それとともに、駆動側ギヤ３３ｆから従動側ギヤ３３ｇへと駆動力が伝達して、従動側ローター３３ｃが、図３において実線の矢印ＣＬにて示したように時計回りに回転する。したがって、駆動側ローター３３ｂと従動側ローター３３ｃとは、ポンプ室３３ａ１内において互いに噛み合いながら反対方向に回転する。駆動側ローター３３ｂおよび従動側ローター３３ｃの回転により、吸気口３３ａ２から吸い込まれたガスは、ポンプ室３３ａ１と駆動側ローター３３ｂおよび従動側ローター３３ｃとの間に閉じ込められて排気口３３ａ３へと移送される。ポンプ室３３ａ１内におけるガスの流れを、図３において、破線の矢印ＡＳにて示している。
【００２５】
メカニカルブースターポンプ３３単体では、大気を粗引きする能力はないものの、第２ドライポンプ３４の吸気側に設けることにより、第２ドライポンプ３４の排気速度が落ち込む圧力領域の排気速度を向上させることができる。メカニカルブースターポンプ３３のその他の構成については、公開特許公報である特開２０１５−１６６５８３号に記載されているものと同様であるため、これ以上の説明は省略する。
【００２６】
＜実施形態の作用効果＞
本実施形態によれば、真空ユニット３は、メカニカルブースターポンプ３３を含んでいる。これにより、キャビティ２２内の真空度を上昇させることができ、鋳造巣を低減して、鋳造品の品質を向上させることができる。また、短時間でキャビティ２２内の真空度を目標値にすることができ、ダイカストにおいて、その生産性を向上させることができる。一方、キャビティ２２と真空タンク３１との間には、フィルター部材４２を洗浄する第１逆洗浄フィルター４ａが設けられていることにより、そのメッシュサイズを粉体の平均粒径より小さくしても、常時、その目詰まりを解消することができる。したがって、メッシュサイズの小さいフィルター部材４２の使用により、真空ユニット３による離型剤の吸い込みを減少させることができ、メカニカルブースターポンプ３３を使用しても、その故障の発生を低減することができる。
さらに、逆洗浄フィルター４は従来技術によるフィルターに比較して、そのメンテナンスに要する時間が少ないため、ダイカストにおける生産効率を増大させることができる。
【００２７】
真空ユニット３は、メカニカルブースターポンプ３３と第２ドライポンプ３４とが直列接続となるように、メカニカルブースターポンプ３３を介して、第２ドライポンプ３４を真空タンク３１に対し接続している。これにより、メカニカルブースターポンプ３３が故障した場合においても、第２ドライポンプ３４のみを使用することにより、真空タンク３１内を所定の真空度に維持することができる。
特に、メカニカルブースターポンプ３３がスルー回路を備えているため、その故障時において、メカニカルブースターポンプ３３を容易にバイパスさせることができ、第２ドライポンプ３４の作動に支障が生じることがない。
また、メカニカルブースターポンプ３３と第２ドライポンプ３４とを直列に接続したことにより、キャビティ２２内の真空度の到達速度の増大と、キャビティ２２からの排気速度の向上とを両立させることができ、バランスのよい真空ダイカスト装置１にすることができる。
【００２８】
逆洗浄フィルター４は、圧力タンク４３とインレット４１ａ１の内部とを結ぶ第２圧送路４５を具備している。これにより、圧力タンク４３から第２圧送路４５に送られた気体によって、インレット４１ａ１の内部に付着した粉体ＤＴを落下させることができ、逆洗浄フィルター４内のガス通路が、粉体離型剤の付着により閉塞されることを低減することができる。
第２圧送路４５には、圧力タンク４３からインレット４１ａ１への気体の流れは許容し、かつ、インレット４１ａ１から圧力タンク４３への気体の流れは遮断するチェック弁４６が形成されている。これにより、圧力タンク４３からインレット４１ａ１への気体の送出は可能としつつ、粉体がフィルター部材４２を介さずに、第２圧送路４５を通ってインレット４１ａ１側からアウトレット４１ａ２側へと浸入することを防止することができる。
【００２９】
＜他の実施形態＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張することができる。
メカニカルブースターポンプ３３の排気側には、ダイヤフラム真空ポンプ、揺動ピストン型真空ポンプ、油回転真空ポンプ、液封真空ポンプ等の容積移送式真空ポンプであれば、ドライポンプの代わりに接続可能である。
【符号の説明】
【００３０】
図面中、１は真空ダイカスト装置、２はダイカストマシン、３は真空ユニット（減圧部）、４ａは第１逆洗浄フィルター（濾過部、洗浄フィルター）、４ｂは第２逆洗浄フィルター（濾過部、洗浄フィルター）、２１は金型、２２はキャビティ、３３はメカニカルブースターポンプ、３４は第２ドライポンプ（真空ポンプ）、４１はフィルターハウジング、４１ａ１はインレット、４１ａ２はアウトレット、４２はフィルター部材、４３は圧力タンク（圧送部）、４４は第１圧送路、４５は第２圧送路、４６はチェック弁（逆止弁）、ＬＤは減圧経路を示している。
【図１】
0006624442.tif 000002
【図２】
0006624442.tif 000003
【図３】
0006624442.tif 000004