真空压铸装置的制作方法

本发明涉及一种在型腔内减压的状态下进行铸造的真空压铸装置。

背景技术：

近年来，广泛使用一种在利用真空泵对型腔内进行减压的状态下的真空压铸装置，该真空压铸装置通过向模具供给例如铝等熔融金属，以形成产品。型腔形成在模具的周围。关于真空压铸的现有技术例如记载于日本公开专利公报第64-87051号。使用真空压铸装置的压铸能使熔融金属在注入期间良好地流动，并且能防止由空气引起的缺陷。因此，可减少例如气孔等铸造缺陷。

针对使用真空压铸装置的压铸，在注入熔融金属之前，将粉末脱模剂施加到型腔的内表面，以顺利地将铸造产品脱离模具。因此，当型腔中的气体被真空泵抽吸时，存在真空泵将粉末脱模剂的残留物抽吸而使得真空泵因该残留物而受损这样的问题。为了改善上述问题，已使配置在模具与真空泵之间的过滤器的网眼尺寸变小。但是，出现了过滤器迅速阻塞而使生产效率降低这样的新问题。

因此，在使用的一般的真空压铸装置中，不过度减小过滤器的网眼尺寸，而是通过使用具有相对较低的减压能力的真空泵来进行铸造。即使粉末脱模剂进入泵，具有相对较低的减压能力的真空泵也不易受损。因此，在一般的真空压铸装置中，很难减少铸造产品的铸造缺陷，并且型腔中的真空度不太高。另外，在一般的真空压铸装置中，很难提高生产率，并且需要花费较多时间使型腔中的真空度达到目标值。

技术实现要素：

本发明鉴于上述存在的问题而作，其目的在于提供一种能提高铸造产品的品质的真空压铸装置，且本发明是鉴于上述背景而作的。

为了解决上述问题，本发明的一个方面涉及一种真空压铸装置，具有压铸机、减压单元以及过滤单元。上述压铸机具有包括型腔的模具。上述减压单元经由减压路径与上述压铸机连接。上述过滤单元配置在上述压铸机与上述减压单元之间，并配置于上述减压路径。在上述型腔中的压力减小的状态下，向上述型腔供给熔融金属，以进行铸造。上述过滤单元具有过滤器壳体和过滤器构件。各个上述过滤器构件配置在相应的上述过滤器壳体中，从上述型腔抽吸的气体流过上述过滤器构件。除此之外，各个压力罐以与从上述型腔抽吸的气体流过的方向相反的方向，向上述过滤器构件供给气体。此外，上述过滤单元由冲洗上述过滤器构件的冲洗过滤器形成。上述减压单元包括机械增压泵。

根据这一结构，减压单元包括机械增压泵。由此，可增加型腔中的真空度，从而减少气孔，提高铸造产品的品质。除此之外，由于型腔中的真空度可以迅速达到目标值，因此可提高压铸的生产率。除此之外，过滤单元由冲洗过滤器构件的冲洗过滤器形成。由此，即使过滤器构件的网眼尺寸小于粉末脱模剂的平均粒径，也始终能解决过滤器构件的阻塞。因而，通过使用具有较小网眼尺寸的过滤器构件，能减少减压单元对粉末脱模剂的抽吸。除此之外，即使使用机械增压泵，通过使用具有较小网眼尺寸的过滤器构件，也能减少机械增压泵故障的发生。

附图说明

在附图中：

图1示出根据本发明第一实施方式的真空压铸装置的简化整体图；

图2示出图1所示的反冲洗过滤器的示意剖视图；以及

图3示出图1所示的机械增压泵的简化剖视图。

具体实施方式

<实施方式的结构>

下面，使用图1-图3对本发明第一实施方式的真空压铸装置1进行说明。附带一提的是，在此所使用的术语“网眼尺寸较小”是指带细网孔的过滤器构件(fine-meshedfiltermember)42。

(真空压铸装置的整体结构)

如图1所示，真空压铸装置1具有进行压铸的压铸机2。压铸机2包括模具21，上述模具21包括定模21a和动模21b。当定模21a和动模21b合模时，在模具21内部形成型腔22。型腔22与注射套筒23连接，例如铝等熔融金属在高压下从注射器(未图示)经由注射套筒23被注射至型腔22的内部。

型腔22和注射套筒23经由减压路径ld与真空单元3连接。真空单元3相当于减压单元。构成减压路径ld的第一抽吸路径ls1将型腔22与真空单元3所包括的真空罐31连通。后述的第一反冲洗过滤器4a形成在第一抽吸路径ls1的型腔22与真空罐31之间。

另一方面，第二抽吸路径ls2包含在减压路径ld中，并且将注射套筒23与真空罐连通。第二反冲洗过滤器4b形成在第二抽吸路径ls2的注射套筒23与真空罐31之间。为了方便说明，第一反冲洗过滤器4a与第二反冲洗过滤器4b具有不同的名称，但是这两者的结构相同。第一反冲洗过滤器4a和第二反冲洗过滤器4b相当于过滤单元和冲洗单元。

此外，在减压路径ld上，第一电磁阀5与第一反冲洗过滤器4a、真空罐31以及第二反冲洗过滤器4b连接。在减压路径ld上的第一电磁阀5对压铸机2与真空罐31之间进行开闭。

压铸机2的型腔经由脱模剂抽吸路径lr与第一抽干泵连接。在脱模剂抽吸路径lr形成第三反冲洗过滤器4c。压铸机2所包括的冲洗回路24与压铸机2的脱模剂供给路径(未图示)连接。冲洗回路24与空气注射路径lp连接。在空气注射路径lp形成第四反冲洗过滤器4d。冲洗回路24能通过向脱模剂供给路径供给高压空气而使残留在脱模剂供给路径中的粉末脱模剂经由空气注射路径lp被释放到大气中。

上述第三反冲洗过滤器4c和第四反冲洗过滤器4d具有与第一反冲洗过滤器4a和第二反冲洗过滤器4b相同的结构。以下，将第一反冲洗过滤器4a、第二反冲洗过滤器4b、第三反冲洗过滤器4c以及第四反冲洗过滤器4d简称为“反冲洗过滤器4”。

在真空单元3中，真空罐31与真空路径lv连接。第二电磁阀32、机械增压泵33以及第二抽干泵34从靠近真空罐31一侧依次配置在真空路径lv。真空路径lv上的第二电磁阀32对真空罐31与机械增压泵33之间进行开闭。机械增压泵33也被称为罗茨泵，其细节将在后面说明。第二抽干泵34相当于真空泵。

在真空单元3中，当第二电磁阀32打开时，真空罐31中的气体被机械增压泵33和第二抽干泵34抽吸。由此，真空罐31中的压力减小，真空罐31中保持规定的真空度。

在机械增压泵33中形成具有溢流阀(未图示)的直通回路。因此，若机械增压泵33受损，则仅使用第二抽干泵34便能将真空罐31保持为规定的真空度。当机械增压泵33和第二抽干泵34停止时，第二电磁阀32关闭。由此，可防止真空罐31中的真空度的降低和因气体回流而导致的机械增压泵33的故障。

(使用真空压铸装置的压铸工序)

当使用真空压铸装置进行压铸时，首先，关闭定模21a和动模21b。然后，在定模21a和动模21b的周围形成型腔22。接下来，驱动第一抽干泵6，经由脱模剂抽吸路径lr对型腔22内的气体进行抽吸。在模具22中的压力降低之后，将粉末脱模剂注射到模具21的内周面。此时，由于模具21中的压力降低，粉末脱模剂附着到型腔22的内周面。接着，利用大气压将粉末脱模剂按压到模具21的内周面，以加强粉末脱模剂对模具21的附着。

之后，打开第一电磁阀5，通过真空罐31分别经由第一反冲洗过滤器4a和第二反冲洗过滤器4b对型腔22和注射套筒23中的气体进行抽吸。由此，在型腔22和注射套筒23中的压力降低之后，熔融金属从注射器注射到型腔22中。此时，型腔22和真空单元3通过切断销(未图示)断开连接。然后，当型腔22中的熔融金属半凝固时，打开模具21，使模具21中的铸造产品与模具21脱离。

(反冲洗过滤器的结构)

以下，基于图2对作为反冲洗过滤器4代表的第一反冲洗过滤器4a的结构进行说明。图2的上方定义为第一反冲洗过滤器4a的上方。图2的下方定义为第一反冲洗过滤器4a的下方。但是，上述方向与第一反冲洗过滤器4a的实际安装方向无关。第一反冲洗过滤器4a也被称为反冲洗过滤器或自动冲洗过滤器。在真空压铸装置1中，第一反冲洗过滤器4a在没有气体流通的情况下对过滤器构件进行过滤和冲洗。

如图2所示，第一反冲洗过滤器4a具有彼此固定的上壳体41a和下壳体41b。过滤器外壳41通过使上壳体41a和下壳体41b彼此配合而形成。入口41a1和出口41a2配置在上壳体41a中。入口41a1使过滤器外壳41的内部与型腔22连通。出口41a2使过滤器外壳41的内部与真空罐31连通。

圆柱形过滤器构件42配置在过滤器外壳41中，以使轴线的延伸方向为垂直方向。被下壳体41b包围且没有过滤器构件42的空间定义为过滤器构件42的外周空间。过滤器构件42的外周空间与入口41a1连接。过滤器构件42的内周空间与出口41a2连接。

第一反冲洗过滤器4a具有产生高压气体的压力罐(即储罐)43。压力罐43具有电磁阀(未图示)，并且上述压力罐43相当于压力供给部。压力罐43经由第一压力供给路径44与过滤器构件42的内周空间连接。压力罐43形成为使内部的气体可供给到过滤器构件42的内周空间。此外，压力罐43经由第二压力供给路径45与入口41a1的内周空间连接。在第二压力供给路径45形成止回阀46。止回阀46能使气体从压力罐43流向入口41a1，并且能阻止气体从入口41a1流向压力罐43。

在使用真空压铸装置1进行压铸时，从型腔22流至入口41a1的气体从内周空间流经过滤器构件42而流至过滤器构件42的外周空间。然后，由包含在气体中的粉末脱模剂引起的粉末dt不会穿过过滤器构件42而是落入过滤器外壳41。除此之外，粉末dt的一部分附着在过滤器构件42的外周面，从而堵塞过滤器构件42。流过过滤器构件42的气体经由出口41a2到达真空泵31。

当规定量以上的粉末dt堵塞过滤器构件42时，高压气体从压力罐43经由第一压力供给路径44供给到过滤器构件42的内周空间。由此，高压气体从内周空间流经过滤器构件42而流至过滤器构件42的外周空间。由此，过滤器构件42被高压气体冲洗，堵塞过滤器构件42的粉末dt会落入过滤器构件42的外周空间(如图2所示)。高压气体流过过滤构件42的流通方向与被从型腔抽吸的气体流过过滤构件42的流通方向相反。

除此之外，当压力罐43中的电磁阀打开时，高压气体也从压力罐43经由第二压力供给路径45供给到入口41a1。由此，残留在入口41a1的内壁上的粉末dt落入过滤器外壳41中。反冲洗过滤器4及其它结构与日本公开专利公报的第2007-268430号所记载的结构相同。因此，省略进一步的说明。

(机械增压泵的结构)

基于图3，对真空单元3所包含的机械增压泵33的结构进行简单说明。以下，图3的上方定义为机械增压泵33的上方。图3的下方定义为机械增压泵33的下方。但是，上述方向与机械增压泵33的实际安装方向无关。

在机械增压泵33中的泵壳体33a的内部形成泵室33a1。气体从真空罐31流入形成在泵壳体33a上端部的进气口33a2(气流在图3中用粗线箭头“进”表示)。入口33a2与泵室33a1连接。除此之外，排气口33a3形成在泵壳体33a的下端部。排气口33a3能使气体从泵室33a1排出到第二抽干泵34(气流在图3中用粗线箭头“出”表示)。

例如，如图1所示，分别具有蚕茧形状的驱动侧转子33b和从动侧转子33c配置在泵室33a1中。驱动侧转子33b固定在驱动轴33d。驱动轴33d配置在泵壳体33a中，以使驱动轴33d能绕自身的驱动轴线φ1旋转。电动机(未图示)能驱动驱动轴33d。从动侧转子33c固定在从动轴33e。从动轴33e配置在泵壳体33a中，以使从动轴33e能绕自身的从动轴线φ2旋转。

驱动侧齿轮33f配置在驱动轴33d的一端。从动侧齿轮33g配置在从动轴33e的一端。驱动侧齿轮33f与从动侧齿轮33g对齐，并且它们相互啮合。驱动侧齿轮33f的旋转能使从动侧齿轮33g朝向与驱动侧齿轮33f旋转的方向相反的方向旋转。

当驱动轴33d通过电动机而旋转时，驱动侧转子33b如图3中的实线箭头cd所示地逆时针旋转。驱动力从驱动侧齿轮33f传递到从动轮侧齿轮33g，从而使从动侧转子33c如图3中的实线箭头cl所示地旋转。由此，驱动侧转子33b和从动侧转子33c在泵室33a1中相互啮合地反向旋转。配置在泵室33a1和驱动侧转子33b之间的区域定义为区域a。配置在泵室33a1和从动侧转子33c之间的区域定义为区域b。使驱动侧转子33b和从动侧转子33c旋转，能使被抽吸到进气口33a2的气体被暂时捕获在区域a和区域b中。然后，通过使驱动侧转子33b和从动侧转子33b旋转，被捕获的气体会被输送到排气口33a3。在泵室33a1中流动的气流用图3中的虚线箭头as表示。

可使用低真空泵代替机械增压泵33。但是，通过将机械增压泵33配置在第二抽干泵34的吸入侧，可提高第二抽干泵34在排气速度下降的压力区域内的排气速度。机械增压泵33的其它结构具有与日本公开专利公报的第2015-166583号所记载的相同的结构。因此省略进一步的说明。

<实施方式的效果>

根据本实施方式，真空单元3包括机械增压泵33。由此能增大型腔22中的真空度，从而能减少气孔，提高铸造产品的品质。除此之外，由于型腔中的真空度可迅速达到目标值，因此可提高压铸的生产率。冲洗过滤器构件42的第一反冲洗过滤器4a配置在型腔22和真空罐31之间。由此，即使过滤器构件42的网眼尺寸小于粉末脱模剂的平均粒径，也始终能消除过滤器构件42的阻塞。因此，通过使用具有较小网眼尺寸的过滤器构件42，能减少真空单元3对粉末脱模剂的抽吸。除此之外，即使使用机械增压泵，通过使用具有较小网眼尺寸的过滤器构件，也能减少机械增压泵故障的发生。此外，与现有技术的过滤器相比，用于维护反冲洗过滤器4所需的时间变短。因此，可提高压铸的生产效率。

在真空单元3中，第二抽干泵34经由机械增压泵33与真空罐31连接，以使机械增压泵33与第二抽干泵34串联连接。由此，当机械增压泵33受损时，仅使用第二抽干泵34便可在真空罐31中保持规定真空度。

具体而言，由于机械增压泵33具有直通回路，因此，当受到损伤时，机械增压泵33可被旁通，而不会在第二抽干泵34驱动时发生故障。

除此之外，机械增压泵33与第二抽干泵34是串联导向的。由此，可兼顾提高型腔22中达到规定真空度的速度和提高从型腔22的排气速度。由此，能使平衡真空压铸装置1很好地平衡。

反冲洗过滤器4具有将压力罐43与入口41a1内部连通的第二压力供给路径45。由此，从压力罐43输送到第二压力供给路径45的气体使留在入口41a1内壁上的粉末dt落下。从而通过将粉末脱模剂附着到入口41a1来减少反冲洗过滤器4中的气体通道的堵塞。

第二压力供给路径45使气体从压力罐43流向入口41a1。阻止气体从入口41a1流向压力罐43的止回阀形成在第二压力供给路径45。由此，气体可从入口41a1输送到压力罐43。除此之外，可防止粉末dt不经过过滤器构件42而从入口41a1侧经由第二压力供给路径45进入出口41a2一侧。

<其它实施方式>

本实施方式并不限于上述实施方式，也可以如下方式进行改型或扩展。

配置在机械增压泵33排气侧的泵可以是隔膜式真空泵、摆塞式真空泵、油旋真空泵以及例如液封真空泵等容积式真空泵，它们可代替第二抽干泵34。