JP2019076940A - 減圧装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ部材の洗浄効果を向上させた減圧装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る減圧装置は、鋳造装置に設置された金型のキャビティ内に留まっているガスを吸引し、吸引したガスを通過させるフィルタ部と、フィルタ部に通過させたガスを排気する排気部と、を備えることにより、キャビティ内を減圧する。また、減圧装置は、ガスをキャビティからフィルタ部に導く経路においてガスの流通を遮断する遮断部と、遮断部がガスの流通を遮断している場合に、フィルタ部に空気を送り込み、フィルタ部内の気圧を上昇させるエア圧送部と、フィルタ部内に留まっている油脂成分を排出する排出部と、をさらに備える。【選択図】図１

Description

本発明は減圧装置に関する。

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。かかる真空ダイカスト装置において、真空ポンプはキャビティ内のガスを吸引することによりキャビティ内を減圧する。真空ポンプが吸引するキャビティ内のガスには、金型に塗布した離型剤などの油脂成分が含まれている。真空ダイカスト装置は、真空ポンプに油脂成分が付着することを防止するために、金型と真空ポンプとの間に、フィルタ部材を備えている。

特許文献１には、かかるフィルタ部材を洗浄する方法が提案されている。特許文献１に記載の真空ダイカスト装置は、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を備えている。また、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は、濾過部が設けられている。かかる真空ダイカスト装置の濾過部は、フィルタ部材に対し、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に気体を圧送して、フィルタ部材を洗浄する洗浄フィルタを有している。かかる真空ダイカスト装置は、このようなフィルタ部材を洗浄する手段により、フィルタ部材に付着した油脂成分を洗浄する。

特開２０１７−１２７８９９号公報

しかしながら、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気体を圧送するのみでは、フィルタ部材に付着した油脂成分が充分に洗浄できるとはいえない。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、フィルタ部材の洗浄効果を向上させた減圧装置を提供するものである。

本発明にかかる減圧装置は、
鋳造装置に設置された金型のキャビティ内に留まっているガスを吸引し、吸引した前記ガスを通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部に通過させた前記ガスを排気する排気部と、を備えることにより、前記キャビティ内を減圧する減圧装置であって、
前記ガスを前記キャビティから前記フィルタ部に導く経路において前記ガスの流通を遮断する遮断部と、
前記遮断部が前記ガスの流通を遮断している場合に、前記フィルタ部に空気を送り込み、前記フィルタ部内の気圧を上昇させるエア圧送部と、
前記フィルタ部内に留まっている油脂成分を排出する排出部と、をさらに備えるものである。

このような構成により、前記キャビティから前記フィルタ部に導く経路を遮断した状態で、前記フィルタ部に空気を送り込み、前記フィルタ部内の気圧ないし気温を上昇させることにより、フィルタ部内に留まっている油脂成分の粘度を低下させ、より効率よく油脂成分を排出することが出来る。

本発明により、フィルタ部材の洗浄効果を向上させた減圧装置を提供することができる。

実施の形態にかかる減圧装置の概略構成を示す構成図である。 減圧装置がガスを排気する場合のフィルタ部周辺の状態を示す図である。 実施の形態にかかる減圧装置のフィルタ部の圧力変化の例を示すグラフである。 減圧装置がフィルタ部にエアを圧送している状態を示す図である。 減圧装置におけるフィルタ部の油脂排出状態を示す図である。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態１について説明する。

図１は、実施の形態にかかる減圧装置の概略構成を示す構成図である。鋳造装置９００は、金型内に設けられたキャビティに溶融したアルミニウムなどの溶湯を流し込み、ダイカスト品を成形するための装置である。鋳造装置９００は、いわゆる真空ダイカストによる成形を行う。真空ダイカストは、型締めしたキャビティ内のガスを排出することによりキャビティ内を減圧し、減圧したキャビティ内に溶湯を流し込む手法である。

減圧装置１０は、鋳造装置９００に接続し、金型のキャビティ内のガスを真空ポンプによって排出することでキャビティ内を減圧する装置である。また、減圧装置１０は、減圧装置１０が有しているフィルタ部を洗浄する機能を有している。減圧装置１０は、第１遮断部２０、フィルタ部１００、第２遮断部３０、排気部４０、第３遮断部５０、エア圧送部６０、ドレン７０を主な構成として備えている。減圧装置１０は、温度計８０と、圧力計９０とを備えていてもよい。

第１遮断部２０は、鋳造装置９００と減圧装置１０のフィルタ部１００との接続部分において、ガスを流通させ、又はガスの流通を遮断する。第１遮断部２０は、鋳造装置９００のキャビティ内のガスをフィルタ部１００に導く経路に設けられている。すなわち、例えば、第１遮断部２０は、バルブであって、鋳造装置９００と減圧装置１０とを接続するパイプに設けられる。第１遮断部２０は、鋳造装置９００からフィルタ部１００へのガスの流れを妨げず、且つ、フィルタ部１００から鋳造装置９００へのガスの逆流を止める逆止弁であってもよい。

フィルタ部１００は、鋳造装置９００のキャビティ内から吸引したガスを通過させることにより、ガスに含まれる油脂成分を取り除く。フィルタ部１００を通過したガスは、第２遮断部３０を経由して、排気部４０から外部へ排気される。また、フィルタ部１００は、取り除いた油脂成分をドレン７０から排出する。さらに、フィルタ部は、第３遮断部５０を介してエア圧送部６０に接続している。

第２遮断部３０は、フィルタ部１００と、排気部４０との間に設けられ、フィルタ部１００と排気部４０との間のガスを流通させ、又はガスの流通を遮断する。すなわち、例えば、第２遮断部３０は、バルブであって、フィルタ部１００と排気部４０とを接続するパイプに設けられる。

排気部４０は、鋳造装置９００に設置された金型のキャビティ内のガスを吸引すると共に、吸引したガスを外部に排気する。排気部４０は、いわゆる真空ポンプを主な構成として含んでいる。

第３遮断部５０は、フィルタ部１００と、エア圧送部６０との間に設けられ、フィルタ部１００とエア圧送部６０との間のガスを流通させ、又はガスの流通を遮断する。すなわち、例えば、第３遮断部５０は、バルブであって、フィルタ部１００とエア圧送部６０とを接続するパイプに設けられる。

エア圧送部６０は、外気であるエアを取り込み、取り込んだエアを、開いている第３遮断部５０を介してフィルタ部１００に送り込む。すなわち、エア圧送部６０は、エアコンプレッサを主な構成として含んでいる。

ドレン７０は、フィルタ部１００に接続し、フィルタ部１００に溜まった油脂成分を含むガスを外部へ排出する。すなわち、例えば、ドレン７０は、バルブであって、フィルタ部と外気とを接続する部分に設けられる。尚、ドレン７０は、油脂成分を排出しやすいように、フィルタ部１００の底部に接続するのが好ましい。

尚、上述したように、減圧装置１０は、温度計８０と、圧力計９０とを備えていてもよい。図１に例示した温度計８０は、フィルタ部１００内の温度を測定する。フィルタ部１００内の温度を測定することにより、減圧装置１０は、フィルタ部１００内のガスの状態を監視する機能を有していてもよい。あるいは、フィルタ部１００内の温度を測定することにより、減圧装置１０を操作する使用者は、フィルタ部１００内のガスの状態を監視することが出来る。例えば、フィルタ部１００内の温度を測定することにより、減圧装置１０は、ガスに含まれる油脂成分が固体状か液体状かを判定する機能を有していてもよい。その場合、油脂成分が固体状か液体状かを判定することにより、減圧装置１０は、フィルタ部１００の洗浄を行う場合にドレン７０を開くことを決定することができる。

圧力計９０は、フィルタ部１００と、第２遮断部３０との間に設置され、内部に流通するガスの圧力を測定する。フィルタ部１００と、第２遮断部３０との間に流通するガスの圧力を測定することにより、減圧装置１０は、フィルタ部１００の圧力損失の変化を監視することが出来る。例えば、ガスの圧力を測定することにより、減圧装置１０は、フィルタ部１００の洗浄を行うことを決定する機能を有していてもよい。あるいは、減圧装置１０を操作する使用者は、フィルタ部１００の圧力損失の変化を監視することにより、フィルタ部１００の洗浄を行うか否かを決定することが出来る。

次に、図２〜図５を参照しながら、減圧装置１０の動作について説明する。

まず、図２を参照しながら、フィルタ部１００の詳細及び減圧装置１０がキャビティ内のガスを排気する場合の動作について説明する。図２は、減圧装置がガスを排気する場合のフィルタ部周辺の状態を示す図である。

以下に、フィルタ部の詳細について説明する。フィルタ部１００は、第１通気口１１０、フィルタ室１２０、フィルタ部材１３０、第２通気口１４０、及び排出口１５０を有している。

第１通気口１１０は、第１遮断部２０を経由して鋳造装置９００から流れてくるガスをフィルタ室１２０に導くための通気口である。

フィルタ室１２０は、フィルタ部材１３０を設置するための室である。フィルタ室１２０は、フィルタ部材１３０により２つの空間に隔てられている。一方の空間は、第１通気口１１０と、排出口１５０とを有している。他方の空間は、第２通気口１４０を有している。

フィルタ部材１３０は、ガスを通過させ油脂成分を取り除くための部材である。フィルタ部材１３０は、例えば、網目状、繊維状、又は多孔質の金属等である。すなわち、フィルタ部材１３０は、ガスに含まれる油脂成分をフィルタ部材１３０自身に付着させると共に、油脂成分が除去されたガスを通過させる。

第２通気口１４０は、フィルタ部材１３０を通過したガスを排気する排気部４０にガスを送り出す。また、第２通気口１４０は、エア圧送部６０から送られてくるエアをフィルタ室１２０に導く。

排出口１５０は、フィルタ室１２０のガス及び油脂成分をフィルタ室１２０から排出するための穴である。排出口１５０は、ドレン７０に接続している。尚、排出口１５０は、油脂成分を排出しやすいように、フィルタ部１００の底部に設けるのが好ましい。すなわち、排出口１５０及びドレン７０は、フィルタ部の油脂成分を外部へ排出する排出部である。

次に、減圧装置１０がキャビティ内のガスを排気する場合の動作について説明する。

真空ダイカストを行う場合、鋳造装置９００は、金型を閉じて閉じた空間であるキャビティを形成する。減圧装置１０は、キャビティ内のガスを排出してキャビティ内を減圧する。キャビティ内の空間は、空気と、金型に塗布された離型剤や潤滑剤が含まれている。真空ダイカストを行うに際して、金型は予め設定された温度に暖められる。そのため、キャビティ内の空気は、離型剤や潤滑剤から揮発した油脂成分を含んだガスとなる。

キャビティ内のガスを排出するため、第１遮断部２０及び第２遮断部３０は、ガスの流通を妨げないように、いずれも開いた状態に設定される。また、第３遮断部５０は、エア圧送部６０とフィルタ部１００とのガスの流通を遮断するために、閉じた状態に設定される。その上で、排気部４０は、ポンプを起動させてキャビティ内のガスを吸引する。

排気部４０が起動することにより、鋳造装置９００のキャビティ内のガスが、フィルタ部１００の第１通気口１１０からフィルタ室１２０に流入する。フィルタ室１２０に流入したガスは、油脂成分Ｆ０を含んでいる。フィルタ室１２０に流入したガスは、フィルタ部材１３０を通過する。フィルタ部材１３０を通過する際、ガスに含まれる油脂成分Ｆ０はフィルタ部材１３０に付着する。そして、油脂成分Ｆ０が除去されたガスは、フィルタ室１２０の第２通気口１４０から第２遮断部３０を経由して排気部４０に導かれる。排気部４０に導かれたガスは、外部に排気される。

キャビティ内のガスが吸引されることにより、キャビティ内の圧力が予め設定された値を下回った場合、排気部４０は動作を停止する。そして、鋳造装置９００は、溶湯をキャビティに注入する。鋳造装置９００は、キャビティに注入した溶湯を冷却し、金型を開き、溶湯が冷え固まることにより製造されたダイカスト品を取り出す。

このように、減圧装置１０は、ダイカスト品を製造する際に、キャビティ内のガスを吸引して排気する。つまり、フィルタ部材１３０は、ダイカスト品を製造する度にガスから除去された油脂成分が付着する。したがって、真空ダイカストを繰り返すと、フィルタ部材１３０は、目詰まりを起こす。そして、フィルタ部１００の圧力損失が大きくなる。その結果、減圧装置１０の効率が低下し、キャビティ内のガスを十分に吸引することが困難となるおそれがある。そのため、減圧装置１０は、フィルタ部材１３０を洗浄することができる構成となっている。

次に、図３を参照しながら、減圧装置１０におけるフィルタ部材１３０を洗浄する際の条件について説明する。図３は、実施の形態にかかる減圧装置のフィルタ部の圧力変化の例を示すグラフである。

図３に示したグラフは、真空ダイカストを行う際のフィルタ室１２０内の気圧の変化を例示したものである。グラフの横軸は時間を示している。グラフの縦軸は、圧力を示している。２点鎖線で示した曲線ｐ１は、減圧装置１０が正常に動作している場合を示している。実線で示した曲線ｐ２は、減圧装置１０が正常に動作していない場合を示している。

まず、初期状態として、減圧装置１０が起動する前は、フィルタ室１２０内の圧力は、圧力ｖ０である。圧力ｖ０は、鋳造装置９００及び減圧装置１０が設置されている場所における大気圧に等しい。

真空ダイカストを行うに際し、時刻ｔ０において、減圧装置１０は、排気部４０を起動させる。排気部４０を起動させることにより、フィルタ室１２０内の圧力は徐々に低下する。ここで示す例においては、正常な動作をしている減圧装置１０は、時刻ｔ１において、圧力ｖ１以下になっている。つまり、正常な動作をしている減圧装置１０は、予め設定された時間内に、予め設定された真空度を維持している。一方、正常な動作をしていない減圧装置１０は、時刻ｔ１において、圧力ｖ１より高い値を示している。つまり、正常な動作をしていない減圧装置１０は、予め設定された時間内に、予め設定された真空度を維持していない。すなわち、減圧装置１０は、キャビティ内のガスを十分に吸引していないため、キャビティ内が充分に減圧されていない。

フィルタ部材１３０に油脂成分Ｆ０が付着し続けると、フィルタ部材１３０が目詰まりを起こし、フィルタ部１００の圧力損失が大きくなる。すると、図３において説明したように、減圧装置１０の効率が低下するおそれがある。つまり、減圧装置１０は、フィルタ室１２０内の圧力を監視することにより、フィルタ部材１３０の洗浄を行うか否かを決定することができる。

次に、図４を参照しながら、フィルタ部材１３０から油脂成分を除去する状態について説明する。図４は、減圧装置がフィルタ部にエアを圧送している状態を示す図である。

減圧装置１０は、フィルタ部材１３０を洗浄する場合、第１遮断部２０及び第２遮断部３０を閉じた状態にする。そして、減圧装置１０は、第３遮断部５０を開いた状態にする。その上で、減圧装置１０は、エア圧送部６０を起動させて、外気であるエアを取り込み、取り込んだエアを、開いている第３遮断部５０を介してフィルタ部１００に送り込む。

エア圧送部６０がエアを送り込むことにより、フィルタ室１２０の気圧は、高くなる。フィルタ室１２０内の気圧が高くなることにより、フィルタ部材１３０に付着していた油脂成分Ｆ０の粘度は、低下する。粘度が低下することにより、油脂成分Ｆ０の排出は、容易になる。

また、エア圧送部６０がエアを送り込むことにより、フィルタ室１２０の気圧は、高くなる。一定の容積を有するフィルタ室１２０の気圧が高くなると、ボイル・シャルルの法則により、フィルタ室１２０内の気体の温度は上昇する。フィルタ室１２０内の気温が上昇することにより、フィルタ部材１３０に付着している油脂成分Ｆ０の粘度は、低下する。粘度が低下することにより、油脂成分Ｆ０の排出は、容易になる。

このようにして粘度が低下すると、フィルタ部材１３０に付着していた油脂成分Ｆ０は、重力によりフィルタ室１２０の底部に流れ易くなる。尚、エア圧送部６０がフィルタ室１２０にエアを送り込むことにより、油脂成分Ｆ０の粘度を低下させる場合に、油脂成分Ｆ０が固体状から液体状に変化する程度にエアを送り込むとよい。

次に、図５を参照しながら油脂成分Ｆ０を排出する動作について説明する。図５は、減圧装置におけるフィルタ部の油脂排出状態を示す図である。図４に説明したように、フィルタ室１２０にエアを送り込み、フィルタ室１２０の圧力が予め設定された値より高くなると、減圧装置１０は、ドレン７０を開いた状態にする。ドレン７０が開くことにより、フィルタ室１２０のガス及び油脂成分Ｆ０は、排出口１５０を介してドレン７０に導かれ、さらにフィルタ部１００の外へ排出される。

尚、ドレン７０は、例えば、予め設定された圧力になると開くように弾性部材により付勢されていてもよい。また、圧力計と連動し、フィルタ室１２０内の圧力が予め設定された値より高くなると、ソレノイド等により開く状態に操作される機構を有していてもよい。また、ドレン７０は、フィルタ室１２０内の圧力に代えて、フィルタ室１２０内の気温に連動する機構を有していてもよい。

このように、キャビティからフィルタ部１００に導く経路を遮断した状態で、フィルタ部１００に空気を送り込み、フィルタ部１００内の気圧ないし気温を上昇させることにより、フィルタ部１００内に留まっている油脂成分Ｆ０の粘度を低下させ、より効率よく油脂成分を排出することが出来る。そのため、減圧装置１０は、フィルタ部材１３０に付着していた油脂成分Ｆ０を効率よく排出し、フィルタ部材１３０を洗浄することができる。

以上に説明した本実施の形態により、フィルタ部材の洗浄効果を向上させた減圧装置を提供することができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ 減圧装置
２０ 第１遮断部
３０ 第２遮断部
４０ 排気部
５０ 第３遮断部
６０ エア圧送部
７０ ドレン
８０ 温度計
９０ 圧力計
１００ フィルタ部
１１０ 第１通気口
１２０ フィルタ室
１３０ フィルタ部材
１４０ 第２通気口
１５０ 排出口
９００ 鋳造装置
Ｆ０ 油脂成分

Claims (1)

1. 鋳造装置に設置された金型のキャビティ内に留まっているガスを吸引し、吸引した前記ガスを通過させるフィルタ部と、前記フィルタ部に通過させた前記ガスを排気する排気部と、を備えることにより、前記キャビティ内を減圧する減圧装置であって、
   前記ガスを前記キャビティから前記フィルタ部に導く経路において前記ガスの流通を遮断する遮断部と、
   前記遮断部が前記ガスの流通を遮断している場合に、前記フィルタ部に空気を送り込み、前記フィルタ部内の気圧を上昇させるエア圧送部と、
   前記フィルタ部内に留まっている油脂成分を排出する排出部と、をさらに備える、減圧装置。

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