(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型のキャビティに連通する射出スリーブ内を待機位置と射出位置との間で摺動移動可能なプランジャチップを備えるダイカスト用プランジャにおいて、
前記プランジャチップ後方のプランジャロッド外周の取付け部に設けた環状溝に挿入され、射出スリーブ内の待機位置において供給される潤滑剤を内部に浸潤して含有可能な環状のシール材を備え、
前記環状溝のキャビティと離れた側の壁面には軸方向に伸びる溝または穴により形成された外気への排出通路を開口させてなることを特徴とするダイカスト用プランジャ。
【請求項２】
鋳型のキャビティに連通する射出スリーブ内を待機位置と射出位置との間で摺動移動可能なプランジャチップを備えるダイカスト用プランジャにおいて、
前記プランジャチップ外周の取付け部に設けた環状溝に挿入され、射出スリーブ内の待機位置において供給される潤滑剤を内部に浸潤して含有可能な環状のシール材を備え、
前記環状溝のキャビティと離れた側の壁面には軸方向に伸びる溝または穴により形成された外気への排出通路を開口させてなることを特徴とするダイカスト用プランジャ。
【請求項３】
前記プランジャロッド外周の取付け部は、ロッドに固定されたネジ部品とネジ部品にねじ込まれるネジ部材とで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト用プランジャ。
【請求項４】
前記プランジャチップは、半径方向内方からシール材を支持する軸状のチップホルダと、軸方向側方からシール材を支持する筒状のチップリングおよびホルダ押さえとの組合わせで形成されることを特徴とする請求項２に記載のダイカスト用プランジャ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト鋳造装置におけるキャビティに溶湯を射出する際に使用されるダイカスト用プランジャに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鋳物の品質向上の為に、キャビティ内を減圧させた状態で鋳造を行う減圧ダイカスト法や真空ダイカスト法が採用されており、このような鋳造法においては、射出スリーブ内を含めてキャビティ内の減圧(真空)が行なわれる。
【０００３】
この真空度を確保するため、プランジャと射出スリーブとの隙間を密封する必要がある。従来における一方法としては、溶湯に接触して損傷することを避けて溶湯(溶融金属)と接触しない射出スリーブ後端（スリーブの開放端近傍）の内面にプランジャチップ外周と接触するシール材を配置するものがあった。
【０００４】
このシール材には、プランジャチップの摺動抵抗を低減させるため、および、プランジャチップの磨耗防止のために、ポンプ式の供給装置から供給滴下される潤滑剤が浸潤され、プランジャチップ外周に潤滑剤が塗布される。
【０００５】
また、他の真空度確保の方法としては、積極的にはシール材を用いず、代わりにプランジャチップと射出スリーブとのクリアランスを所定以下に管理することでシールするものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記前者のシール材を用いる真空度の確保方式においては、プランジャチップが溶湯射出動作を開始(前進)し、シール材から抜け出た瞬間にプランジャチップと射出スリーブとの間の隙間によりシール作用を失い、射出スリーブ内およびキャビティ内の真空度が低下する虞があった。
【０００７】
また、後者のシール方法においても、プランジャチップが摺動により摩耗が進行することにより射出スリーブとのクリアランスが拡大し、やはり真空度の低下を免れない。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、真空度を確保できるダイカスト用プランジャを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、鋳型のキャビティに連通する射出スリーブ内を待機位置と射出位置との間で摺動移動可能なプランジャチップを備えるダイカスト用プランジャにおいて、前記プランジャチップ後方のプランジャロッド外周の取付け部に設けた環状溝に挿入され、射出スリーブ内の待機位置において供給される潤滑剤を内部に浸潤して含有可能な環状のシール材を備え、前記環状溝のキャビティと離れた側の壁面には軸方向に伸びる溝または穴により形成された外気への排出通路を開口させてなることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、鋳型のキャビティに連通する射出スリーブ内を待機位置と射出位置との間で摺動移動可能なプランジャチップを備えるダイカスト用プランジャにおいて、前記プランジャチップ外周の取付け部に設けた環状溝に挿入され、射出スリーブ内の待機位置において供給される潤滑剤を内部に浸潤して含有可能な環状のシール材を備え、前記環状溝のキャビティと離れた側の壁面には軸方向に伸びる溝または穴により形成された外気への排出通路を開口させてなることを特徴とする。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明において、前記プランジャロッド外周の取付け部は、ロッドに固定されたネジ部品とネジ部品にねじ込まれるネジ部材とで形成されていることを特徴とする。
【００１４】
第４の発明は、第２の発明において、前記プランジャチップは、半径方向内方からシール材を支持する軸状のチップホルダと、軸方向側方からシール材を支持する筒状のチップリングおよびホルダ押さえとの組合わせで形成されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の効果】
したがって、第１の発明では、待機位置で潤滑剤に浸潤され、射出スリーブとプランジャロッドとの間を密封するシール材をプランジャロッド外周の取付け部に設けたため、溶湯の射出動作の全過程においてシール性能を持続でき、キャビティ内の真空度の低下が防止でき、鋳物製品の品質を長期間にわたって維持できる。更に、シール材は潤滑剤を浸潤して含有するため、潤滑剤の射出スリーブ内への吸い込み、および、鋳物への巻き込みが防止でき、また、摺動移動により潤滑剤が射出スリーブ内壁に適量塗布でき内壁を清浄に保持できる。
【００１６】
プランジャロッド外周の取付け部にシール材が配置されているため、シール材の摩耗屑が発生してもプランジャチップとの間の空間部に溜まり、プランジャチップと射出スリーブとの隙間を経由しての成形品への摩耗屑の金型キャビティへの巻込みの可能性を非常に低く抑えることができる。
【００１７】
プランジャロッドにシール材を組み込む構成のため、プランジャチップの構成が簡単化でき、シール材から潤滑剤が洩れ出てもプランジャチップと射出スリーブとの隙間により金型キャビティ側に巻き込まれる可能性も小さくできる。
しかも、取付け部に環状溝を形成してシール材を収容し、環状溝のキャビティから離れた壁面に排出通路が形成されているため、シール材に過度に潤滑剤が浸潤されたとしても排出通路を介して外部に排出され、キャビティ側へ吸い出されるのが防止でき、また、清掃時には射出スリーブ内への潤滑剤塗布量が安定し、鋳物製品の品質を安定して向上できる。また、潤滑通路からの供給量が安定していなくても、シール材への浸透量、含有量が安定しているため、安価な潤滑剤供給装置でもよく、この点では設備コストを低減できる。
【００１８】
第２の発明では、待機位置で潤滑剤に浸潤され、射出スリーブとプランジャチップとの間を密封するシール材をプランジャチップの外周の取付け部に設けたため、溶湯の射出動作の全過程においてシール性能を持続でき、キャビティ内の真空度の低下が防止でき、鋳物製品の品質を長期間にわたって維持できる。更に、シール材は潤滑剤を浸潤して含有するため、潤滑剤の射出スリーブ内への吸い込み、および、鋳物への巻き込みが防止でき、また、摺動移動により潤滑剤が射出スリーブ内壁に適量塗布でき内壁を清浄に保持できる。
しかも、取付け部に環状溝を形成してシール材を収容し、環状溝のキャビティから離れた壁面に排出通路が形成されているため、シール材に過度に潤滑剤が浸潤されたとしても排出通路を介して外部に排出され、キャビティ側へ吸い出されるのが防止でき、また、清掃時には射出スリーブ内への潤滑剤塗布量が安定し、鋳物製品の品質を安定して向上できる。また、潤滑通路からの供給量が安定していなくても、シール材への浸透量、含有量が安定しているため、安価な潤滑剤供給装置でもよく、この点では設備コストを低減できる。
【００２２】
第３の発明では、第１の発明の効果に加えて、プランジャロッド外周の取付け部をロッドに固定されたネジ部品とネジ部品にねじ込まれる部材とで形成するため、劣化したシール材の交換が容易である。
【００２３】
第４の発明では、第２の発明の効果に加えて、プランジャチップは、分割されて構成されているため、劣化したシール材の交換が容易であり、また、シール材に軸方向から接触しているチップリング、および、ホルダ押さえの軸方向寸法が異なるものに変更することでシール材の軸方向位置を変更可能であリ、潤滑剤供給管の位置が異なる射出スリーブを持つ鋳造装置にも適用可能とできる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明を適用するダイカスト用プランジャの参考例を示し、図１において、端部が図示された射出スリーブ２内で最後退した射出待機位置Ａにあり、図示されていない左側に配置した油圧シリンダから伸びたプランジャロッド３先端にはプランジャチップ１が連結されている。
【００２６】
前記プランジャチップ１は矢印Ｂ方向に押圧され、溶湯を図示していない図中右側の金型キャビティ内に射出させるよう機能する。プランジャチップ１は、その外周が射出スリーブ２の内面に摺動自在に嵌合している。プランジャチップ１は、外周に設けた溝４に嵌合させて保持するシール材５の外周を射出スリーブ２内面に接触させることで、キャビティと連なる射出スリーブ２内を外部から密封する。
【００２７】
前記射出スリーブ２には、射出待機位置Ａに位置するプランジャチップ１のシール材５の外周が接触する内面に開口した潤滑通路６を備える。潤滑通路６には潤滑剤供給装置７が接続され、潤滑剤が適宜供給される。
【００２８】
前記シール材５は、耐熱性、および、耐磨耗性を備え、しかも、適度な弾性を有する繊維質構造（例えば、カーボン繊維の織物）、若しくは、多孔質構造（例えば、フッ素系ゴムの発砲体）からなるリング状のシールである。シール材５は、プランジャチップ１外周の取付け部４０の溝４に装着されて射出スリーブ２に嵌合される際に弾性変形されて射出スリーブ２内面に弾接され、常時接触状態が維持される。前記シール材５には、潤滑通路６から供給された潤滑材が内部の隙間に浸潤されると気体の通過を阻止して密封性が向上し、キャビティと連なる射出スリーブ２内を確実に密封する。前記浸潤された潤滑剤は、プランジャチップ１が射出スリーブ２内で摺動移動される際に射出スリーブ２内面に塗布され、射出スリーブ２内面を潤滑剤で湿潤する。
【００２９】
次に作動を説明する。図１はプランジャチップ１が射出待機位置Ａに位置した状態を示し、プランジャチップ１のシール材５には潤滑通路６から潤滑剤が供給され、シール材５は潤滑剤で浸潤されている。
【００３０】
この状態で、射出スリーブ２のプランジャチップ１の右側空間に図示しない貯湯部から溶湯が所定量供給され射出準備される。
【００３１】
射出準備が整うと、プランジャロッド３によりプランジャチップ１は射出スリーブ２内を鎖線図示のごとく前進され、供給された溶湯をキャビティ内に向けて射出する。
【００３２】
このとき、シール材５はプランジャチップ１と共に射出スリーブ２内を摺動し、射出スリーブ２とシール材５とは常に接触しており、キャビティ内および射出スリーブ２内の真空度はほとんど低下しない。
【００３３】
図２は、射出スリーブ２内の真空度の変化を時間の経過にしたがって測定したグラフである。図２に示すように、プランジャチップ１と射出スリーブ２との隙間を管理する従来においては、破線図示の線Ｃごとく時間の経過と共に真空度が低下している。これに対し、上記シール材５を採用した本実施の例では、実線Ｄで示すように真空度が殆ど低下しないものであった。なお、図中鎖線Ｅで示すものは初期に付与した真空度を示す。
【００３４】
上記射出動作が完了して溶湯がキャビティ内で固化し始めると、金型が開かれ、鋳物製品が取り出される。その後、プランジャチップ１は、一旦、射出待機位置Ａに後退され、待機位置Ａでシール材５は潤滑通路６から供給された潤滑剤で浸潤される。
【００３５】
次に、プランジャチップ１は射出スリーブ２内の清掃のために往復動作を行い、シール材５からの潤滑剤が射出スリーブ２内面に薄く、ムラなく塗布され、次の射出に備える。
【００３６】
この参考例においては、待機位置Ａで潤滑剤に浸潤され、射出スリーブ２内面とプランジャチップ１との間を密封するシール材５をプランジャチップ１の環状溝４に挿入して設けている。このため、溶湯の射出動作の全過程においてシール性能を持続でき、キャビティ内の真空度の低下が防止でき、鋳物製品の品質を長期間にわたって維持できる。
【００３７】
シール材５は弾性をもって射出スリーブ２内面に摺接するため、シール性能を長期にわたって維持できる。シール材５は潤滑剤を浸潤して含有するため、潤滑剤の射出スリーブ２内への吸い込み、および、鋳物への巻き込みが防止でき、また、摺動移動により潤滑剤が射出スリーブ２内壁に適量塗布でき内壁を清浄に保持できる。
【００３８】
シール材５を繊維質材もしくは多孔質材で形成したため、潤滑剤を確実に浸透させ、しかも、含有させることができ、密封性能を向上できる。
【００３９】
図３は本発明を適用したダイカスト用プランジャの第１の実施の態様を示し、図１の参考例に対し、プランジャチップ１のシール材５の後方（図中左側、プランジャロッド３側）の外周に過剰な潤滑油の排出溝８を設ける構成を追加したものである。即ち、排出溝８は、シール材５を収容した取付け部４０の溝４に一端を連結し、他端をプランジャチップ１の端部まで軸方向に伸ばして構成し、円周方向に等間隔に複数配置される。
【００４０】
シール材５は、外周側の潤滑通路６から供給される潤滑剤がシール材５に浸潤される。シール材５自体で保有できる許容量を超えると、図４に示すように、排出溝８から潤滑剤が流れ出る。この場合、溝４のプランジャロッド３側の堰を排出溝８で低くすることで、排出溝８側に自動的に流れ出る。このため、過剰な潤滑剤が真空度の高いキャビティ側へ吸い出されることを防止できる。
【００４１】
前記潤滑剤の排出は、排出溝８によりプランジャチップ１外周から行うことのみに限定されない。例えば、プランジャチップ１のプランジャロッド３側端面からシール材５の溝４に開口するよう貫通配置した排出穴９によって排出してもよい。
【００４２】
なお、図３の左側面図では、右半分を排出溝８で構成したものを表示し、左半分は排出穴９で構成したものを表示しているが、この両方の構成を採用することも考えられるが、いずれか一方のみをプランジャチップ１に配置するのが妥当である。
【００４３】
この構成では、プランジャチップ１が射出スリーブ２内の清掃のために往復動作されるとき、シール材５からの潤滑剤が射出スリーブ２内面に薄く、ムラなく塗布される。シール材５が過剰に潤滑剤を含んでいる場合には、排出溝８、若しくは、排出穴９により、潤滑剤の過剰分はキャビティとは反対の側へ排出される。したがって、射出時に起こる潤滑剤の溶湯への巻き込みを安定して少なくできる。
【００４４】
この実施の態様においては、図１の参考例によって得られる効果に加えて、シール材５を収容する環状溝４のキャビティから離れた壁面に排出溝８、若しくは、排出穴９からなる排出通路が形成されている。このため、シール材５に過度に潤滑剤が浸潤されたとしても排出通路を介して外部に排出され、キャビティ側へ吸い出されるのが防止できる。また、清掃時には射出スリーブ２内への潤滑剤塗布量が安定し、鋳物製品の品質を安定して向上できる。
【００４５】
潤滑通路６からの供給量が安定していなくても、浸透量、含有量が安定しているため、安価な潤滑剤供給装置７でもよく、この点では設備コストを低減できる。
【００４６】
図５は本発明を適用したダイカスト用プランジャの第２の実施の態様を示し、図３の実施の態様では一体形成のプランジャチップ１の外周にシール材５取付け用の溝３を形成するが、本実施の態様においては、プランジャチップ１を分解可能に構成したものである。
【００４７】
図５において、プランジャチップ１は、チップホルダ１１と、射出スリーブ２内面と接するチップリング１２と、チップリング１２に隣接してリング状のシール材５と、ホルダ押さえ１３とから構成される。過剰な潤滑剤の排出穴９は、ホルダ押さえ１３に形成される。
【００４８】
図６に示すように、チップホルダ１１にチップリング１２、シール材５、ホルダ押さえ１３を嵌合させた状態で、プランジャロッド３先端にねじ込む。これにより、チップリング１２、シール材５、および、ホルダ押さえ１３がプランジャロッド３とチップホルダ１１との間に挟み込まれて一体化される。なお、図６では、排出穴９の表示が省略されている。
【００４９】
このように分割構造にすると、シール材５が劣化等により新品と交換する際に交換作業が容易となる一方、チップリング１２、および、ホルダ押さえ１３を伴に交換することでシール材５の位置を変更可能とできる。
【００５０】
チップホルダ１１とホルダ押さえ１３とはキー溝１４等により軸回りに位置ズレしないように構成することで、プランジャロッド３からプランジャチップ１がねじ結合の弛みが防止できる。
【００５１】
この実施の態様においては、プランジャチップ１が分割されて構成されているため、劣化したシール材５の交換が容易である。また、シール材５に軸方向から接触しているチップリング１２、および、ホルダ押さえ１３の軸方向寸法が異なるものに変更できるため、シール材５の軸方向位置を変更可能であリ、潤滑通路６の軸方向位置が異なる射出スリーブ２を持つ鋳造装置にも適用可能とできる。
【００５２】
図７は本発明を適用したダイカスト用プランジャの第３の実施の態様を示し、図３〜６の実施の態様では摩耗屑を生じ難いシール材を利用することを対象としたものであるが、本実施の態様においては、摩耗屑を生じるシール材も適用できるようにしたものである。
【００５３】
図７において、プランジャロッド３のプランジャチップ１に近接した外周部分に環状溝２０により形成した取付け部２５を設け、この取付け部２５の環状溝２０にシール材５を保持させる。環状溝２０は、図８に示すように、プランジャロッド３にナット２１を固定し、このナット２１にネジ部品２２をねじ込むことで形成される。そして、ネジ部品２２の軸部２２Ａの外周を環状溝２０の底部を構成し、ネジ部品２２に設けたフランジ２２Ｂとナット２１の側面とが環状溝２０の縁を構成している。プランジャロッド３へのシール材５の環状溝２０の形成方法は、上記した構造に限られることなく、図示しないが、ネジ部品２２をプランジャロッド３に固定し、ネジ部品２２にナット２１をねじ込むようにしてもよい。また、ネジ部品２２をプランジャチップ１とは反対の側に配置し、プランジャチップ１側にナット２１を配置しているが、この配置に限定されることなく、プランジャチップ１側にネジ部品２２を配置するものであってもよい。そして、シール材５は、先に説明した各実施の態様と同様に、射出スリーブ２の内面に接触して金型キャビティ内を外部から密封し、潤滑剤供給装置７から潤滑通路６を介して潤滑材が供給されている。
【００５４】
シール材５はプランジャチップ１の後方に空間Ｃを空けて配置されている。プランジャチップ１とは反対側に発生するシール材５の摩耗屑はキャビティとは逆側の外部であるためキャビティ側に紛れ込むことはない。シール材５からキャビティ側に発生する摩耗屑はキャビティに紛れ込むことが予想される。しかし、シール材５とプランジャチップ１との間に空間Ｃが配置されているため、摩耗屑は一時的にこの空間Ｃに貯留される。このため、シール材５の摩耗屑が直ちにキャビティへの溶湯に紛れることは防止される。
【００５５】
射出工程を重ねてゆくと空間Ｃに貯留された摩耗屑がプランジャチップ１と射出スリーブ２との隙間を経由してプランジャチップ１の前方に紛れる虞がある。このために、以下の清掃作動により摩耗屑の排出がなされる。
【００５６】
先ず、溶湯の金型キャビティへの射出が完了して成形品を取り出した後に、プランジャロッド３をフルストローク分だけ後退させてシール材５を潤滑剤で充分に湿潤する。
【００５７】
次いで、射出スリーブ２内の清掃のためにプランジャロッド３を往復動作させ、シール材５からの潤滑剤を射出スリーブ２内に薄くムラなく塗布する。往復動作の前端は金型の固定型・可動型の分割面の位置にシール材５が到達するまでであり、シール材５のプランジャチップ１側にある摩耗屑は固定型・可動型の間から外部へ排出される。
【００５８】
なお、シール材５が過剰に潤滑剤を含む場合には、図９に示すように、シール材５の環状溝２０のプランジャチップ１とは反対の側面に過剰な潤滑剤の排出用の穴９Ａを設けることで、図３の実施の態様と同様に、プランジャチップ１と反対側に排出できる。この構造とすることで、射出時に起こり得る潤滑剤の溶湯への巻き込みは抑えることができる。なお、穴９Ａに代えて溝でもよい。
【００５９】
本実施の態様にあっては、図３〜６に示す態様で奏する効果に加えて以下に記載する効果を奏する。即ち、プランジャロッド３に環状溝２０に内蔵してシール材５が配置されているため、シール材５の摩耗屑が発生してもプランジャチップ１との間の空間Ｃに溜まり、プランジャチップ１と射出スリーブ２との隙間を経由しての成形品への摩耗屑の金型キャビティへの巻込みの可能性を非常に低く抑えることができる。
【００６０】
プランジャロッド３にシール材５を組み込む構成のため、プランジャチップ１の構成が簡単化でき、シール材５から潤滑剤が洩れ出てもプランジャチップ１と射出スリーブ２との隙間により金型キャビティ側に巻き込まれる可能性も小さくできる。
【００６１】
また、図８に示す例では、プランジャロッド３の外周の環状溝２０をプランジャロッド３に固定されたネジ部品２１とネジ部品２１にねじ込まれるネジ部材２２とで形成するため、劣化したシール材５の交換が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例を示すダイカスト用プランジャチップの側面図。
【図２】射出スリーブ内の真空度の変化を時間の経過にしたがって測定したグラフ。
【図３】本発明の第１の実施形態のダイカスト用プランジャチップの左側面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、右側面図（Ｃ）。
【図４】同じくシール材を拡大して示す断面図。
【図５】本発明の他の実施形態のダイカスト用プランジャチップを分解して示す左側面図（Ａ）、正面図（Ｂ）、右側面図（Ｃ）。
【図６】図５に示したダイキャスト用プランジャチップの組立状態の断面図。
【図７】本発明のさらに他の実施形態のダイカスト用プランジャの側面図。
【図８】図７に示したシール保持部の分解図（Ａ）、組立図（Ｂ）、側面図（Ｃ）。
【図９】シール保持部の他の例を示す側面図（Ａ）、正面図（Ｂ）。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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