JP7159745B2 - 油分分離装置及び真空ダイカスト装置 - Google Patents

Description

本発明は、油分分離装置及び真空ダイカスト装置に関する。

金型鋳造法の一つとして、金型に溶融した金属を圧入することにより、高い寸法精度の鋳物を短時間で製造可能なダイカスト法が知られている。ダイカスト法では、高速で溶湯を金型に圧入することに起因する空気の巻き込みや金型隅部への不充填による不良が発生することがある。そこで、金型のキャビティに存在する空気を真空ポンプで吸引することでキャビティを予め真空状態に減圧した状態で、溶融した金属を射出充填する真空ダイカスト法が提案されている。真空ダイカスト法では、抵抗が少ないので溶湯の流動性が向上し、湯回りが改善される。また、キャビティからガスを吸い出してしまうため、ガスの巻き込みに起因する、巣やブリスタと呼ばれる鋳造欠陥の発生も抑制される。

この種のダイカスト装置の多くでは、射出スリーブ内でのプランジャーチップの動きを良くするために、溶湯の注湯に先立って給湯口から射出スリーブ内に潤滑剤を供給するようにしている。潤滑剤の成分は、例えば、酸化ポリエチレン、植物油系ワックス、黒鉛系ワックス、アルカミド、シリコンワックス、固形潤滑剤の何れか又は組み合わせである。

特許文献１は、真空ダイカスト装置と真空ポンプを連通する吸気路に濾過器を設けた構成を開示している。濾過器は、スチールウールから成る濾材を備えている。真空ダイカスト装置で発生した金属粉などの異物は、濾過器の濾材によって捕集されるようになっている。

特開平１１－５７９６８号公報

ところで、潤滑剤を射出スリーブに供給すると、射出スリーブの熱で潤滑剤が燃焼し、燃焼ガスが発生する。発生した燃焼ガスは、キャビティを介して真空ポンプに吸引される。ここで、燃焼ガスに含まれる油分は、減圧及び温度低下により高粘性となるので、固着して堆積し易い性質を有する。この油分が、例えば減圧系統に固着して堆積した場合、キャビティの減圧度が悪化する虞がある。

特許文献１には、燃焼ガスに含まれる油分を捕集することについて言及していない。

本開示の目的は、真空ダイカスト装置のキャビティと真空ポンプの吸気口を連通する吸気路に設けられ、吸気路を流動するガスから油分を分離する技術を提供することにある。

本開示の一実施形態によれば、金型のキャビティと真空ポンプの吸気口を連通する吸気路に設けられ、前記吸気路を流動するガスから油分を分離する油分分離装置であって、第１の筒体と、前記第１の筒体に収容された螺旋板と、を備え、前記第１の筒体と前記螺旋板によって螺旋状の流路が形成されている、油分分離装置が提供される。以上の構成によれば、前記ガスに含まれる前記油分は慣性力により前記第１の筒体及び前記螺旋板に捕集されるので、前記ガスから前記油分を分離することができる。
好ましくは、前記螺旋板は前記第１の筒体に対して挿抜可能に構成されている。以上の構成によれば、前記第１の筒体及び前記螺旋板に付着した油分を容易に回収できる。
好ましくは、第２の筒体と、前記第２の筒体に収容され、前記第２の筒体の長手方向において並べられた複数のバッフルプレートと、を更に備え、前記第２の筒体と前記複数のバッフルプレートによってジグザグ状の流路が形成されている。以上の構成によれば、前記ガスに含まれる前記油分は慣性力により前記複数のバッフルプレートに捕集されるので、前記ガスから前記油分を分離することができる。
好ましくは、前記第２の筒体は、角筒体であり、互いに対向する第１の側板及び第２の側板を有し、前記第２の筒体の長手方向において隣り合う２つのバッフルプレートの一方は前記第１の側板に固定されており、他方は前記第２の側板に固定されており、前記第１の側板と前記第２の側板は、互いに着脱可能に構成されている。以上の構成によれば、前記第１の側板を前記第２の側板から取り外すと、前記隣り合う２つのバッフルプレートが互いに離れるので、前記隣り合う２つのバッフルプレートに付着した油分を容易に回収できる。
好ましくは、前記複数のバッフルプレートには、通気部が形成されており、前記第２の筒体の長手方向において隣り合う２つのバッフルプレートの前記通気部は、前記第２の筒体の長手方向で見て異なる位置に形成されている。以上の構成によれば、簡素な構成で、ジグザグ状の流路が形成される。
好ましくは、前記第２の筒体の長手方向において隣り合う２つのバッフルプレートは、前記２つのバッフルプレートによって区画された流路の下流に向かうにつれて互いに近づくように構成されている。以上の構成によれば、前記２つのバッフルプレートによって区画された流路の下流に向かうにつれて前記ガスの流速を高めることができる。
好ましくは、前記第２の筒体の長手方向において隣り合う２つのバッフルプレートの間には、前記２つのバッフルプレートによって区画された空間を分割する第２のバッフルプレートが設けられている。以上の構成によれば、前記２つのバッフルプレートによって区画された流路が更に複雑になる。
また、前記金型と、前記真空ポンプと、上記の油分分離装置と、を備えた真空ダイカスト装置が提供される。

本開示によれば、真空ダイカスト装置のキャビティと真空ポンプの吸気口を連通する吸気路に設けられ、吸気路を流動するガスから油分を分離することができる。

真空ダイカスト装置の全体概略図である。 油分分離装置の一部切り欠き斜視図である。 油分分離装置の正面パネルを省略した斜視図である。 ヘリカルトラップの分解斜視図である。 図３のA部拡大図である。 油分分離装置の正面パネルを省略した斜視図である。 油分分離装置の正面パネルを省略した斜視図であって、燃焼ガスの流路を示す図である。 油分分離装置における流速分布を示すコンター図である。 油分分離装置における流線を示す図である。 油分分離装置の性能試験の説明図である。 ヘリカルトラップで捕集された油分を拭き取ったウェスの写真である。 油分分離装置の下流側の配管の写真である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。

図１は、真空ダイカスト装置１を示している。真空ダイカスト装置１は、キャビティ２を有する金型３と、キャビティ２に溶湯４を射出する射出装置５と、キャビティ２内のガスを真空吸引する真空吸引装置６と、を備えている。

金型３は、固定型７と可動型８から構成されている。金型３を型締めすることにより、固定型７と可動型８の間には上記のキャビティ２が形成される。金型３の型締め状態において、金型３には更にゲート９とランナー１０が形成される。

射出装置５は、射出スリーブ１１と、プランジャーチップ１２と、ロッド１３と、図示しないプランジャ駆動手段と、で構成されている。

射出スリーブ１１は、金型３のランナー１０に連通し、固定型７に結合されている。射出スリーブ１１の後端には、溶湯４を射出スリーブ１１内に注湯するための給湯口１４が形成されている。

プランジャーチップ１２は、射出スリーブ１１の長手方向に沿って射出スリーブ１１内を進退自在となるように射出スリーブ１１内に配置されている。プランジャーチップ１２の外周面には、射出スリーブ１１とプランジャーチップ１２の間の摺動を改善する潤滑剤が塗布されている。潤滑剤の成分は、例えば、酸化ポリエチレン、植物油系ワックス、黒鉛系ワックス、アルカミド、シリコンワックス、固形潤滑剤の何れか又は組み合わせである。

プランジャ駆動手段は、プランジャーチップ１２に連結されたロッド１３を介してプランジャーチップ１２を進退駆動する。

真空吸引装置６は、真空ポンプ２０と、真空タンク２１と、減圧弁２２と、油分分離装置２３と、で構成されている。

真空ポンプ２０と真空タンク２１は、配管２４で連通している。

真空タンク２１と減圧弁２２は、配管２５で連通している。

減圧弁２２と油分分離装置２３は、配管２６で連通している。

油分分離装置２３と金型３のキャビティ２は、配管２７で連通している。

配管２４、配管２５、配管２６、及び、配管２７は、金型３のキャビティ２と真空ポンプ２０の吸気口２０ａを連通する吸気路３０を構成している。従って、油分分離装置２３は吸気路３０に設けられると言及することができる。

油分分離装置２３は、吸気路３０を流動するガスから油分を分離する装置である。油分分離装置２３の詳細な構成は後述する。

以上の構成で、減圧弁２２を開放すると真空タンク２１からキャビティ２へ負圧が供給される。

次に、真空ダイカスト装置１の概略的な作動を説明する。

先ず、プランジャーチップ１２の外周面に潤滑剤を塗布する。次に、給湯口１４から射出スリーブ１１内に所定量の溶湯４を注湯する。そして、プランジャーチップ１２を前進駆動させる。プランジャーチップ１２が給湯口１４の位置よりも前進したら、減圧弁２２を開放してキャビティ２内のガスを真空吸引する。そして、プランジャーチップ１２を更に前進させることにより、ランナー１０及びゲート９を経てキャビティ２に溶湯４が射出される。

このとき、プランジャーチップ１２の外周面に塗布した潤滑材が溶湯４の熱により燃焼する。これにより、プランジャーチップ１２内では、油分を含む燃焼ガスが発生する。プランジャーチップ１２内の燃焼ガスは、真空吸引装置６によって吸引されることで、キャビティ２及び配管２７を経て油分分離装置２３に導かれる。そして、燃焼ガスに含まれる油分は、油分分離装置２３によって燃焼ガスから分離され、油分分離装置２３によって捕集される。これにより、油分分離装置２３より下流側に配置された配管２６、減圧弁２２、配管２５、真空タンク２１、配管２４、真空ポンプ２０を清浄に維持することができる。

次に、油分分離装置２３を詳細に説明する。

図１に示すように、油分分離装置２３は、金型３のキャビティ２に連通する吸気口３１と、減圧弁２２に連通する排気口３２と、を有している。

図２には、油分分離装置２３の斜視図を示している。以下、油分分離装置２３を説明するに際し、「上方」「下方」「前方」「後方」「右方」「左方」を用いる。上方は、下方の反対の方向である。前方は、後方の反対の方向である。右方は、左方の反対の方向である。上方と前方、右方は互いに直交する方向である。

上方は、第１の方向の一具体例である。下方は、第２の方向の一具体例である。前方は、第３の方向の一具体例である。後方は、第４の方向の一具体例である。右方は、第５の方向の一具体例である。左方は、第６の方向の一具体例である。

図２及び図３に示すように、油分分離装置２３は、直方体状であって、前方に開口する箱体３５と、箱体３５の開口を閉塞する正面パネル３６と、ヘリカルトラップ３７と、ラビリンストラップ３８と、V字底板３９と、吸気口側ジョイント４０と、排気口側ジョイント４１と、で構成されている。

図３に示すように、箱体３５は、天板４２ａと、底板４２ｂと、背板４２ｃと、右側板４２ｄと、左側板４２ｅと、で構成されている。天板４２ａの左方部分には前述の吸気口３１が形成されており、吸気口３１と連通するように吸気口側ジョイント４０が設けられている。右側板４２ｄの上方部分には前述の排気口３２が形成されており、排気口３２と連通するように排気口側ジョイント４１が設けられている。

図２に示す正面パネル３６は、箱体３５の開口に対して例えばネジなどの締結部材を介して着脱可能に構成されている。

図３に示すように、箱体３５の内部空間には、ヘリカルトラップ３７（ヘリカル型油分分離ユニット）とラビリンストラップ３８（ラビリンス型油分分離ユニット）、V字底板３９が収容されている。

ヘリカルトラップ３７は、箱体３５の内部空間の左方部分に配置されている。ラビリンストラップ３８は、箱体３５の内部空間の右方部分に配置されている。V字底板３９は、箱体３５の内部空間の下方部分に配置されている。

（V字底板３９）
V字底板３９は、右側板４２ｄから左方に向かうにつれて下方に傾斜する右傾斜板３９ａと、左側板４２ｅから右方に向かうにつれて下方に傾斜する左傾斜板３９ｂと、で構成されている。即ち、V字底板３９は、右側板４２ｄから左側板４２ｅに向かって延びており、下方に向かって凸の折り目を有している。

（ヘリカルトラップ３７）
図３及び図４に示すように、ヘリカルトラップ３７は、上下方向に延びるように配置されている。図４に示すように、ヘリカルトラップ３７は、中空円筒状の筒体５０と、筒体５０に収容された螺旋板５１と、を備えている。筒体５０に螺旋板５１が収容されることにより、筒体５０の内周面５０ａと螺旋板５１によって螺旋状の流路としての螺旋流路５２が形成されている。また、筒体５０の上端は、図３に示す吸気口３１に連通している。従って、吸気口３１から油分分離装置２３に吸引された燃焼ガスは、ヘリカルトラップ３７における螺旋流路５２において下方に向かって螺旋状に高速で流動することになる。このときの燃焼ガスに含まれる油分は、粒径が１～１０マイクロメートルで分布しており、１つ１つは非常に軽い。しかしながら、燃焼ガスに含まれる油分は、高速で螺旋状に流動することで、筒体５０の内周面５０ａに強く押し付けられることになり、もって、筒体５０の内周面５０ａに固着して捕集されることになる。

なお、螺旋板５１は、筒体５０に対して挿抜可能に構成されているのでメンテナンス性がよい。また、螺旋板５１の上端に設けられた位置決め板５３が吸気口側ジョイント４０と係合することで、筒体５０の長手方向において筒体５０に対して螺旋板５１が位置決めされる。

（ラビリンストラップ３８）
図５に示すように、ラビリンストラップ３８は、上下方向に延びるように配置されている。ラビリンストラップ３８は、中空角筒状の筒体６０と、筒体６０に収容された複数の水平バッフルプレート６１と、筒体６０に収容された複数の垂直バッフルプレート６２と、で構成されている。

筒体６０は、右側板４２ｄと、背板４２ｃ（図３を併せて参照）の右方部分と、正面パネル３６（図２を併せて参照）の右方部分と、中央隔壁６３と、によって形成されている。中央隔壁６３は、右側板４２ｄと左側板４２ｅの間に配置され、右側板４２ｄと左側板４２ｅに対して平行な平板である。中央隔壁６３の下端であって前端には切り欠き６３ａが形成されている。ヘリカルトラップ３７から排出された燃焼ガスは、切り欠き６３ａを通ってラビリンストラップ３８に導入され、ラビリンストラップ３８内でジグザグ状に流動し、排気口３２から排出される。

複数の水平バッフルプレート６１は、上下方向に概ね等間隔で並べて配置されている。複数の水平バッフルプレート６１は、中央隔壁６３から右側板４２ｄに至るまで延びている。複数の水平バッフルプレート６１と複数の垂直バッフルプレート６２は、上下方向において交互に配置されている。以下、説明の便宜上、図６に示すように、複数の水平バッフルプレート６１を、下から上に向かって順に、水平バッフルプレート６１ａ、６１ｂ、６１ｃ、６１ｄ、６１ｅ、６１ｆと称する。同様に、複数の垂直バッフルプレート６２を、下から上に向かって順に、垂直バッフルプレート６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅと称する。

水平バッフルプレート６１ａと水平バッフルプレート６１ｂの間に垂直バッフルプレート６２ａが配置されている。

水平バッフルプレート６１ｂと水平バッフルプレート６１ｃの間に垂直バッフルプレート６２ｂが配置されている。

水平バッフルプレート６１ｃと水平バッフルプレート６１ｄの間に垂直バッフルプレート６２ｃが配置されている。

水平バッフルプレート６１ｄと水平バッフルプレート６１ｅの間に垂直バッフルプレート６２ｄが配置されている。

水平バッフルプレート６１ｅと水平バッフルプレート６１ｆの間に垂直バッフルプレート６２ｅが配置されている。

水平バッフルプレート６１ａ、６１ｃ、６１ｅは、右方に向かうにつれて下方に傾く平板である。一方、水平バッフルプレート６１ｂ、６１ｄ、６１ｆは、右方に向かうにつれて上方に傾く平板である。

水平バッフルプレート６１ａ、６１ｃ、６１ｅの右後端には切り欠き６４が形成されている。同様に、水平バッフルプレート６１ｂ、６１ｄ、６１ｆの左後端には切り欠き６５が形成されている。

垂直バッフルプレート６２ａは、右側板４２ｄに対して平行な平板であって、水平バッフルプレート６１ａから水平バッフルプレート６１ｂに至るまで延びている。垂直バッフルプレート６２ａは、水平バッフルプレート６１ａと水平バッフルプレート６１ｂの間の空間を左右方向で分割するように配置されている。垂直バッフルプレート６２ａの前上端には、切り欠き６６が形成されている。

垂直バッフルプレート６２ｂは、右側板４２ｄに対して平行な平板であって、水平バッフルプレート６１ｂから水平バッフルプレート６１ｃに至るまで延びている。垂直バッフルプレート６２ｂは、水平バッフルプレート６１ｂと水平バッフルプレート６１ｃの間の空間を左右方向で分割するように配置されている。垂直バッフルプレート６２ｂの前上端には、切り欠き６６が形成されている。

垂直バッフルプレート６２ｃは、右側板４２ｄに対して平行な平板であって、水平バッフルプレート６１ｃから水平バッフルプレート６１ｄに至るまで延びている。垂直バッフルプレート６２ｃは、水平バッフルプレート６１ｃと水平バッフルプレート６１ｄの間の空間を左右方向で分割するように配置されている。垂直バッフルプレート６２ｃの前上端には、切り欠き６６が形成されている。

垂直バッフルプレート６２ｄは、右側板４２ｄに対して平行な平板であって、水平バッフルプレート６１ｄから水平バッフルプレート６１ｅに至るまで延びている。垂直バッフルプレート６２ｄは、水平バッフルプレート６１ｄと水平バッフルプレート６１ｅの間の空間を左右方向で分割するように配置されている。垂直バッフルプレート６２ｄの前上端には、切り欠き６６が形成されている。

垂直バッフルプレート６２ｅは、右側板４２ｄに対して平行な平板であって、水平バッフルプレート６１eから水平バッフルプレート６１ｆに至るまで延びている。垂直バッフルプレート６２ｅは、水平バッフルプレート６１ｅと水平バッフルプレート６１ｆの間の空間を左右方向で分割するように配置されている。垂直バッフルプレート６２ｅの前上端には、切り欠き６６が形成されている。

以上の構成により、図７に示すように、ラビリンストラップ３８にはジグザグな流路としてのジグザグ流路６７が形成されている。ジグザグ流路６７を流動する燃焼ガスは、詳しくは、図６及び図７に示すように、以下の（１）から（７）の順番で通過する。

（１）ヘリカルトラップ３７から排気された燃焼ガスは、中央隔壁６３の切り欠き６３ａを通ってラビリンストラップ３８に流入する。

（２）燃焼ガスは、水平バッフルプレート６１ａの切り欠き６４と、垂直バッフルプレート６２ａの切り欠き６６を順に通過して、左方に流動する。

（３）燃焼ガスは、水平バッフルプレート６１ｂの切り欠き６５と、垂直バッフルプレート６２ｂの切り欠き６６を順に通過して、右方に流動する。

（４）燃焼ガスは、水平バッフルプレート６１ｃの切り欠き６４と、垂直バッフルプレート６２ｃの切り欠き６６を順に通過して、左方に流動する。

（５）燃焼ガスは、水平バッフルプレート６１ｄの切り欠き６５と、垂直バッフルプレート６２ｄの切り欠き６６を順に通過して、右方に流動する。

（６）燃焼ガスは、水平バッフルプレート６１ｅの切り欠き６４と、垂直バッフルプレート６２ｅの切り欠き６６を順に通過して、左方に流動する。

（７）燃焼ガスは、水平バッフルプレート６１ｆの切り欠き６５を通過して、右方に流動し、排気口３２から排気される。

そして、水平バッフルプレート６１ａの切り欠き６４を通過した燃焼ガスは慣性力によって水平バッフルプレート６１ｂの下面に衝突する。この衝突により、燃焼ガスに含まれる油分は、水平バッフルプレート６１ｂの下面に固着して捕集される。

同様に、水平バッフルプレート６１ｂの切り欠き６５を通過した燃焼ガスは慣性力によって水平バッフルプレート６１ｃの下面に衝突する。この衝突により、燃焼ガスに含まれる油分は、水平バッフルプレート６１ｃの下面に固着して捕集される。

同様に、水平バッフルプレート６１ｃの切り欠き６４を通過した燃焼ガスは慣性力によって水平バッフルプレート６１ｄの下面に衝突する。この衝突により、燃焼ガスに含まれる油分は、水平バッフルプレート６１ｄの下面に固着して捕集される。

同様に、水平バッフルプレート６１ｄの切り欠き６５を通過した燃焼ガスは慣性力によって水平バッフルプレート６１ｅの下面に衝突する。この衝突により、燃焼ガスに含まれる油分は、水平バッフルプレート６１ｅの下面に固着して捕集される。

同様に、水平バッフルプレート６１ｅの切り欠き６４を通過した燃焼ガスは慣性力によって水平バッフルプレート６１ｆの下面に衝突する。この衝突により、燃焼ガスに含まれる油分は、水平バッフルプレート６１ｆの下面に固着して捕集される。

このように、ラビリンストラップ３８のジグザグ流路６７において燃焼ガスは複数の水平バッフルプレート６１に対して衝突を繰り返す。これにより、燃焼ガスに含まれる油分がラビリンストラップ３８によって効果的に捕集されることになる。

また、複数の水平バッフルプレート６１に加えて複数の垂直バッフルプレート６２が設けられることで、複数の垂直バッフルプレート６２に対しても衝突を繰り返す。従って、燃焼ガスに含まれる油分がラビリンストラップ３８によって更に効果的に捕集されることになる。

また、各水平バッフルプレート６１に形成される切り欠き６４や切り欠き６５は各水平バッフルプレート６１の後端に形成されている。一方で、各垂直バッフルプレート６２に形成される切り欠き６６は各垂直バッフルプレート６２の前端に形成されている。従って、ジグザグ流路６７は、左右方向においてジグザグ状であることに加え、前後方向にもジグザグ状を呈する複雑な流路となっている。これにより、燃焼ガスとラビリンストラップ３８との衝突回数が飛躍的に増加し、もって、ラビリンストラップ３８の油分捕集性能が飛躍的に高められている。

（流体解析）
以上に説明したヘリカルトラップ３７及びラビリンストラップ３８においては、燃焼ガスの流速を利用して燃焼ガスの衝突を積極的に引き起こすように構成されている。従って、油分分離装置２３における燃焼ガスの流速が油分分離装置２３の捕集性能にとって重要な因子となる。そこで、本願発明者らは、油分分離装置２３における燃焼ガスの流体解析（CFD；Computational Fluid Dynamics）を実施した。図８には油分分離装置２３における燃焼ガスの流速分布を色の濃淡で示し、図９には油分分離装置２３における燃焼ガスの流線を示している。図８及び図９では、真空吸引開始後に最も油分分離装置２３における燃焼ガスの平均流速が高くなる時点における解析結果を示している。図８によれば螺旋流路５２及びジグザグ流路６７において概ね８０ｍ／ｓの流速が確保できていることを確認できた。また、図９によれば、螺旋流路５２において所望の螺旋状の流れが形成されていること、ジグザグ流路６７において所望のジグザグ状の流れが形成されていることを確認することができた。

（性能試験）
次に、油分分離装置２３の性能試験について報告する。図１０には、油分分離装置２３の性能試験機８０を示している。性能試験機８０は、真空ポンプ８１と、真空タンク８２と、圧力計８３と、ボールバルブ８４と、水槽８５と、油分分離装置２３と、ロケット型筒体８６と、金型８７と、を備えている。

真空ポンプ８１は、配管８８ａを介して真空タンク８２に接続している。真空タンク８２は、配管８８ｂを介してボールバルブ８４に接続している。ボールバルブ８４は、配管８８ｃを介して油分分離装置２３の排気口３２に接続している。油分分離装置２３の吸気口３１は、配管８８ｄを介してロケット型筒体８６に接続している。

そして、配管８８ｂには、圧力計８３が設けられている。配管８８ｃは、透光性及び可撓性を有する直径が２５ミリメートルの配管である。配管８８ｃの一部は水槽８５の冷却水Ｗに浸漬されている。冷却水Ｗは、１０℃以下に保たれている。金型８７の上面には、半径が４０ミリメートルの半球状の凹部８７ａが形成されている。なお、真空タンク８２の容量は、３０リットルである。

以上の構成で、先ず、真空ポンプを起動して、真空タンク８２のゲージ圧を－９６キロパスカル以下とする。次に、金型８７の凹部８７ａに固形潤滑剤を０．５グラム乗せる。次に、金型８７の凹部８７ａにアルミ合金（ADC12）の溶湯（６８０℃）を５０グラム注湯する。これにより固形潤滑剤は発火して燃焼するので、すぐにロケット型筒体８６で凹部８７ａを覆うことで消火する。この状態で、ボールバルブ８４を約３秒間開放し、その後閉じる。そして、半球形となったアルミ合金を凹部８７ａから取り出し、凹部８７ａに残っている炭化物を拭き取るなどして、凹部８７ａを清掃する。このように凹部８７ａに固形潤滑剤を乗せてから凹部８７ａを清掃するまでの工程を２０回繰り返した。

図１１には、上記の工程が完了してから、油分分離装置２３のヘリカルトラップ３７の螺旋板５１に付着した油分を拭き取った際に用いたウェスＸを示している。図１１によれば、燃焼ガスの油分がヘリカルトラップ３７で捕集されたことが判る。

図１２には、上記の工程が完了してから、水槽８５の冷却水から取り出した配管８８ｃを示している。図１２によれば、配管８８ｃには一切油分が付着していなかった。従って、油分分離装置２３による油分の捕集性能が十分であることを確認することができた。

以上に、本開示の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特徴を有する。

図１から図４に示すように、油分分離装置２３は、金型３のキャビティ２と真空ポンプ２０の吸気口２０ａを連通する吸気路３０に設けられ、吸気路３０を流動する燃焼ガスから油分を分離する。図４に示すように、油分分離装置２３は、筒体５０（第１の筒体）と、筒体５０に収容された螺旋板５１と、を備える。筒体５０と螺旋板５１によって螺旋流路５２が形成されている。以上の構成によれば、燃焼ガスに含まれる油分は慣性力により筒体５０及び螺旋板５１に捕集されるので、燃焼ガスから油分を分離することができる。

また、螺旋板５１は筒体５０に対して挿抜可能に構成されている。以上の構成によれば、筒体５０から螺旋板５１を引き抜くことで、筒体５０及び螺旋板５１に付着した油分を容易に回収できる。

また、図５から図７に示すように、油分分離装置２３は、筒体６０（第２の筒体）と、筒体６０に収容され、筒体６０の長手方向において並べられた複数の水平バッフルプレート６１（バッフルプレート）と、を更に備える。筒体６０と複数の水平バッフルプレート６１によってジグザグ流路６７が形成されている。以上の構成によれば、燃焼ガスに含まれる油分は慣性力により複数の水平バッフルプレート６１に捕集されるので、燃焼ガスから油分を分離することができる。

また、図２から図７に示すように、筒体６０は、角筒体であり、互いに対向する正面パネル３６（第１の側板）及び背板４２ｃ（第２の側板）を有する。そして、筒体６０の長手方向において隣り合う２つの水平バッフルプレート６１の一方は正面パネル３６に固定されており、他方は背板４２ｃに固定されている。正面パネル３６と背板４２ｃは、互いに着脱可能に構成されている。以上の構成によれば、正面パネル３６を背板４２ｃ（箱体３５）から取り外すと、隣り合う２つの水平バッフルプレート６１が互いに離れるので、隣り合う２つの水平バッフルプレート６１に付着した油分を容易に回収できる。

なお、筒体６０の長手方向において隣り合う２つの垂直バッフルプレート６２の一方は正面パネル３６に固定されており、他方は背板４２ｃに固定されていてもよい。以上の構成によれば、正面パネル３６を背板４２ｃ（箱体３５）から取り外すと、隣り合う２つの垂直バッフルプレート６２が互いに離れるので、隣り合う２つの垂直バッフルプレート６２に付着した油分を容易に回収できる。

本実施形態では、水平バッフルプレート６１ａ、垂直バッフルプレート６２ｂ、水平バッフルプレート６１ｃ、垂直バッフルプレート６２ｄ、水平バッフルプレート６１ｅが正面パネル３６に固定されており、他の水平バッフルプレート６１及び垂直バッフルプレート６２が背板４２ｃに固定されている。以上の構成によれば、正面パネル３６を背板４２ｃ（箱体３５）から取り外すと、隣り合う２つの水平バッフルプレート６１が互いに離れ、且つ、隣り合う２つの垂直バッフルプレート６２が互いに離れるので、隣り合う２つの水平バッフルプレート６１及び隣り合う２つの垂直バッフルプレート６２に付着した油分を容易に回収できる。

また、図６に示すように、複数の水平バッフルプレート６１には、通気部としての切り欠き６４又は切り欠き６５が形成されている。筒体６０の長手方向において隣り合う２つの水平バッフルプレート６１の切り欠き６４及び切り欠き６５は、筒体６０の長手方向で見て異なる位置に形成されている。以上の構成によれば、簡素な構成で、図７に示すジグザグ流路６７が形成される。

また、図６に示すように、筒体６０の長手方向において隣り合う２つの水平バッフルプレート６１は、２つの水平バッフルプレート６１によって区画された流路の下流に向かうにつれて互いに近づくように構成されている。以上の構成によれば、２つの水平バッフルプレート６１によって区画された流路の下流に向かうにつれて燃焼ガスの流速を高めることができる。従って、例えば、水平バッフルプレート６１ｂの切り欠き６５を通過した燃焼ガスは高速で水平バッフルプレート６１ｃの下面に衝突することになり、燃焼ガスの油分が効果的に水平バッフルプレート６１ｃの下面に固着し捕集されるようになる。

また、図６に示すように、筒体６０の長手方向において隣り合う２つの水平バッフルプレート６１の間には、２つの水平バッフルプレート６１によって区画された空間を分割する垂直バッフルプレート６２（第２のバッフルプレート）が設けられている。以上の構成によれば、２つの水平バッフルプレート６１によって区画された流路が更に複雑になる。

真空ダイカスト装置１は、金型３と、真空ポンプ２０と、上記の油分分離装置２３と、を備えている。以上の構成によれば、燃焼ガスの油分が油分分離装置２３で捕集されるので、真空ポンプ２０を清浄に維持することができる。

上記実施形態において、箱体３５、正面パネル３６、ヘリカルトラップ３７、ラビリンストラップ３８、V字底板３９は、何れも耐食性に優れた金属板によって構成されている。

また、本願発明者らによれば、ヘリカルトラップ３７は、相対的に燃焼ガスの流量が少ないときに捕集性能を発揮し、ラビリンストラップ３８は、相対的に燃焼ガスの流量が多いときに捕集性能を発揮するものと考えている。

以上に、本開示の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下のように変更できる。

例えば、油分分離装置２３の吸気口３１の内周面を下方に向かって先細るように構成し、吸気口３１からの燃焼ガスが垂直に衝突するバッフルプレートを設けてもよい。これによれば、燃焼ガスが高速でバッフルプレートに垂直に衝突するので、燃焼ガスの油分がバッフルプレートに効果的に捕集される。

また、真空ダイカスト装置１は、図１に示す配管２７を加熱するヒーターを更に備えてもよい。以上の構成によれば、燃焼ガスの油分が配管２７の内周面に固着することを抑制することができる。

また、真空ダイカスト装置１は、油分分離装置２３を冷却する冷却手段を更に備えてもよい。以上の構成によれば、油分分離装置２３内において燃焼ガスの油分の粘性が高くなるので、油分分離装置２３による油分の捕集性能が一層向上する。

また、図３において、ヘリカルトラップ３７やラビリンストラップ３８を例えば樹脂などの高い親油性を有する材料で構成したり、ヘリカルトラップ３７やラビリンストラップ３８に表面処理を施して親油性を高めてもよい。

１ 真空ダイカスト装置
２ キャビティ
３ 金型
４ 溶湯
５ 射出装置
６ 真空吸引装置
７ 固定型
８ 可動型
９ ゲート
１０ ランナー
１１ 射出スリーブ
１２ プランジャーチップ
１３ ロッド
１４ 給湯口
２０ 真空ポンプ
２０ａ 吸気口
２１ 真空タンク
２２ 減圧弁
２３ 油分分離装置
２４ 配管
２５ 配管
２６ 配管
２７ 配管
３０ 吸気路
３１ 吸気口
３２ 排気口
３５ 箱体
３６ 正面パネル
３７ ヘリカルトラップ
３８ ラビリンストラップ
３９ V字底板
３９ａ 右傾斜板
３９ｂ 左傾斜板
４０ 吸気口側ジョイント
４１ 排気口側ジョイント
４２ａ 天板
４２ｂ 底板
４２ｃ 背板
４２ｄ 右側板
４２ｅ 左側板
５０ 筒体
５０ａ 内周面
５１ 螺旋板
５２ 螺旋流路
５３ 位置決め板
６０ 筒体
６１ 水平バッフルプレート
６２ 垂直バッフルプレート
６３ 中央隔壁
６３ａ 切り欠き
６４ 切り欠き
６５ 切り欠き
６６ 切り欠き
６７ ジグザグ流路

Claims (7)

1. 金型のキャビティと真空ポンプの吸気口を連通する吸気路に設けられ、前記吸気路を流動するガスから油分を分離する油分分離装置であって、
   第１の筒体と、
   前記第１の筒体に収容された螺旋板と、
   第２の筒体と、
   前記第２の筒体に収容され、前記第２の筒体の長手方向において並べられた複数のバッフルプレートと、
   を備え、
   前記第１の筒体と前記螺旋板によって螺旋状の流路が形成されており、
   前記第２の筒体と前記複数のバッフルプレートによってジグザグ状の流路が形成されている、
   油分分離装置。
2. 請求項１に記載の油分分離装置であって、
   前記螺旋板は前記第１の筒体に対して挿抜可能に構成されている、
   油分分離装置。
3. 請求項１又は２に記載の油分分離装置であって、
   前記第２の筒体は、角筒体であり、互いに対向する第１の側板及び第２の側板を有し、
   前記第２の筒体の長手方向において隣り合う２つのバッフルプレートの一方は前記第１の側板に固定されており、他方は前記第２の側板に固定されており、
   前記第１の側板と前記第２の側板は、互いに着脱可能に構成されている、
   油分分離装置。
4. 請求項１又は２に記載の油分分離装置であって、
   前記複数のバッフルプレートには、通気部が形成されており、
   前記第２の筒体の長手方向において隣り合う２つのバッフルプレートの前記通気部は、前記第２の筒体の長手方向で見て異なる位置に形成されている、
   油分分離装置。
5. 請求項４に記載の油分分離装置であって、
   前記第２の筒体の長手方向において隣り合う２つのバッフルプレートは、前記２つのバッフルプレートによって区画された流路の下流に向かうにつれて互いに近づくように構成されている、
   油分分離装置。
6. 請求項１又は２に記載の油分分離装置であって、
   前記第２の筒体の長手方向において隣り合う２つのバッフルプレートの間には、前記２つのバッフルプレートによって区画された空間を分割する第２のバッフルプレートが設けられている、
   油分分離装置。
7. 前記金型と、
   前記真空ポンプと、
   請求項１から６までの何れか１項に記載の油分分離装置と、
   を備えた真空ダイカスト装置。

Images