(57)【要約】【課題】プランジャチップがプランジャスリーブの内周面に接触するのを抑制する技術を提供する。【解決手段】プランジャ２は、溶湯Mが注入されるプランジャスリーブ２１と、プランジャスリーブ２１内の溶湯Mに対して直接接触するプランジャチップ２２と、プランジャチップ２２をプランジャスリーブ２１内で進退させるための駆動源２４と、プランジャチップ２２と駆動源２４を連結するプランジャロッド２５と、プランジャチップ２２がプランジャスリーブ２１の内周面２１ａに接触しないようにプランジャチップ２２を案内するプランジャ案内部３０と、を備えている。【選択図】図５
2014014859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯が注入されるプランジャスリーブと、
前記プランジャスリーブ内の前記溶湯に対して直接接触するプランジャチップと、
前記プランジャチップを前記プランジャスリーブ内で進退させるための駆動源と、
前記プランジャチップと前記駆動源を連結するプランジャロッドと、
前記プランジャチップが前記プランジャスリーブの内周面に接触しないように前記プランジャチップを案内するプランジャ案内部と、
を備えたプランジャ。
【請求項２】
請求項１に記載のプランジャであって、
前記プランジャ案内部は、前記プランジャロッドに設けられている、
プランジャ。
【請求項３】
請求項２に記載のプランジャであって、
前記プランジャ案内部は、前記プランジャチップの近傍に配置されている、
プランジャ。
【請求項４】
請求項１に記載のプランジャであって、
前記プランジャ案内部は、前記プランジャチップに隣接して配置されている、
プランジャ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載のプランジャであって、
前記プランジャ案内部は、前記プランジャチップの外周面より外方へ突出する突出体を含んで構成されている、
プランジャ。
【請求項６】
請求項５に記載のプランジャであって、
前記プランジャ案内部は、前記突出体を複数含んで構成されている、
プランジャ。
【請求項７】
請求項６に記載のプランジャであって、
前記複数の突出体は、周方向に間隔を空けて並べて配置されている、
プランジャ。
【請求項８】
請求項５〜７の何れかに記載のプランジャであって、
前記突出体は、回転可能に保持されたボールである、
プランジャ。
【請求項９】
請求項５〜７の何れかに記載のプランジャであって、
前記突出体は、摺動材である、
プランジャ。
【請求項１０】
請求項５〜９の何れかに記載のプランジャであって、
前記突出体と前記プランジャチップとの間には、弾性体が介在している、
プランジャ。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載のプランジャであって、
前記プランジャ案内部によって形成された前記プランジャチップと前記プランジャスリーブの間のクリアランスのうち、前記プランジャチップの下方のクリアランスは、前記プランジャチップの上方のクリアランスよりも小さく設定されている、
プランジャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プランジャに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、特許文献１は、ダイカストマシンにおいて、プランジャスリーブとプランジャロッドとの軸心ズレを矯正するためのフローティング機構を開示している。即ち、プランジャスリーブへの溶湯の注入によってプランジャスリーブが上方へ熱変形移動することに伴ってプランジャロッドの先端側も同方向に移動し、上記の軸心ズレが発生する。特許文献１のフローティング機構によれば、プランジャロッドの先端側の上方への移動に伴って、プランジャロッドの後端側も上方に浮揚して移動し、もって、上記の軸心ズレが解消されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2000-102852号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、依然として、プランジャチップがプランジャスリーブの内周面に対して擦りながら動いていた。その理由は、以下(1)〜(3)である。
【０００５】
(1)プランジャチップ自体の自重により、プランジャチップはプランジャスリーブの内周面の特に底面に対して接触する傾向にあるから。(2)プランジャロッドのロッド中心軸とプランジャスリーブのスリーブ中心軸との間に角度ズレがあるから。(3)プランジャスリーブ内に注入した溶湯がプランジャスリーブの内壁面の底面を局所的に加熱し、プランジャスリーブが鉛直方向下向きに凸となるように湾曲する所謂バナナ現象が生じるから。
【０００６】
そして、プランジャチップがプランジャスリーブの内周面に対して繰り返し擦れることで、以下の(4)〜(6)の問題を引き起こす。
【０００７】
(4)プランジャチップの外周面とプランジャスリーブの内周面が損耗し、寿命を短縮させる。(5)プランジャチップとプランジャスリーブとの間のクリアランスが局所的に大きくなり、クライアランス内に金属凝固片が入り込み、射出異常を誘発する。(6)特にバナナ現象のせいでプランジャチップの移動速度を精確に制御することが困難となり、ダイカスト製品の品質を劣化させる。
【０００８】
そこで、本願発明の目的は、プランジャチップがプランジャスリーブの内周面に接触するのを抑制する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明の観点によれば、溶湯が注入されるプランジャスリーブと、前記プランジャスリーブ内の前記溶湯に対して直接接触するプランジャチップと、前記プランジャチップを前記プランジャスリーブ内で進退させるための駆動源と、前記プランジャチップと前記駆動源を連結するプランジャロッドと、前記プランジャチップが前記プランジャスリーブの内周面に接触しないように前記プランジャチップを案内するプランジャ案内部と、を備えたプランジャが提供される。以上の構成によれば、前記プランジャチップが前記プランジャスリーブの前記内周面に接触することがない。
好ましくは、前記プランジャ案内部は、前記プランジャロッドに設けられている。
好ましくは、前記プランジャ案内部は、前記プランジャチップの近傍に配置されている。
好ましくは、前記プランジャ案内部は、前記プランジャチップに隣接して配置されている。
好ましくは、前記プランジャ案内部は、前記プランジャチップの外周面より外方へ突出する突出体を含んで構成されている。
好ましくは、前記プランジャ案内部は、前記突出体を複数含んで構成されている。
好ましくは、前記複数の突出体は、周方向に間隔を空けて並べて配置されている。
好ましくは、前記突出体は、回転可能に保持されたボールである。以上の構成によれば、前記プランジャスリーブの前記内周面と前記プランジャ案内部との間の摩擦力を低減することができる。
好ましくは、前記突出体と前記プランジャチップとの間には、弾性体が介在している。以上の構成によれば、前記プランジャチップが前記突出体に対して相対的に変位可能となるので、前記プランジャチップに外力が作用した際に、前記プランジャチップが破損し難く成る。
好ましくは、前記プランジャ案内部によって形成された前記プランジャチップと前記プランジャスリーブの間のクリアランスのうち、前記プランジャチップの下方のクリアランスは、前記プランジャチップの上方のクリアランスよりも小さく設定されている。以上の構成によれば、前記プランジャスリーブ内の前記溶湯を前記プランジャチップにより問題なく保持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、前記プランジャチップが前記プランジャスリーブの前記内周面に接触することがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、プランジャスリーブに溶湯を給湯する状態を示した要部断面図である。
【図２】図２は、キャビティ内を減圧するとともにプランジャチップを前進させて低速射出する状態を示した要部断面図である。
【図３】図３は、キャビティ内に溶湯を高速射出する状態を示した要部断面図である。
【図４】図４は、鋳造圧を付加し保持する状態を示した要部断面図である。
【図５】図5は、プランジャの断面図である。（第１実施形態）
【図６】図6は、プランジャ案内部の断面図である。（第１実施形態）
【図７】図7は、プランジャの側面図である。（第１実施形態）
【図８】図8は、プランジャの断面図である。（第２実施形態）
【図９】図9は、プランジャ案内部の断面図である。（第２実施形態）
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第1実施形態）
以下、図１〜図７を参照して、本願発明の第１実施形態を説明する。
【００１３】
図１に示すように、金型１は、固定盤１３に取付けられた固定型１１と、型締装置によって図の左右方向に移動される可動盤１４に取付けられた可動型１２と、を備えて構成されている。可動盤１４を固定盤１３に近接させるよう移動することによって固定型１１に対して可動型１２が衝合して型閉じし、所定の力で型締されて、製品の形状に応じたキャビティＣが金型１の内部に形成されて製品を成形することが可能となる。また、可動盤１４を固定盤１３から離間させるよう移動することによって固定型１１から可動型１２が型開きし、成形された製品を取り出すことが可能となる。
【００１４】
固定型１１にはスプールブッシュ４が設けられており、固定盤１３にはプランジャ２のプランジャスリーブ２１がスプールブッシュ４と連通するように取付けられている。また、金型１には、成形された製品を押出すためのエジェクタ機構６が設けられている。さらに、固定型１１と可動型１２には、それぞれ必要に応じて所定の箇所に、温度調節流体を流通させるための温調回路７が設けられている。
【００１５】
固定型１１と可動型１２の型閉じしたときの衝合面には、製品の形状に応じたキャビティＣと、このキャビティＣとスプールブッシュ４とを連通するランナＲと、必要に応じてキャビティＣ内を減圧するための真空ポンプなどが接続される減圧通路Ｖと、が形成される。ランナＲのキャビティＣに隣接する位置には、ゲートＧが形成される。
【００１６】
プランジャ２は、プランジャスリーブ２１と、プランジャチップ２２と、駆動源２４と、プランジャロッド２５と、を備えて構成されている。
【００１７】
プランジャスリーブ２１は、溶湯Mが注入される円筒状のスリーブである。プランジャスリーブ２１は、水平に設置されている。プランジャスリーブ２１の後方には、プランジャスリーブ２１内に溶湯Mをラドル８などを用いて給湯するための給湯口２３が形成されている。
【００１８】
プランジャチップ２２は、プランジャスリーブ２１内の溶湯Mに対して直接接触する円柱状のチップである。プランジャチップ２２がプランジャスリーブ２１内で進退することで、プランジャスリーブ２１内に注入された溶湯MがキャビティＣに射出される。
【００１９】
駆動源２４は、プランジャチップ２２をプランジャスリーブ２１内で進退させるためのものである。駆動源２４は、シリンダ２６とピストン２７によって構成されている。
【００２０】
プランジャロッド２５は、プランジャチップ２２と駆動源２４のピストン２７を連結するためのロッドである。プランジャロッド２５と駆動源２４のピストン２７との間には、プランジャロッド２５のロッド軸と、ピストン２７のピストン軸と、の間の軸ズレを吸収するためのフローティング機構２８が介在している。
【００２１】
（作動）
次に、金型１等を用いた鋳造方法を説明する。
【００２２】
先ず、図１に示すように、プランジャスリーブ２１内でプランジャチップ２２を後退させ、可動型１２を固定型１１に対して型締めし、エジェクタ機構６の押出ピン６１は退避状態としておく。そして、ラドル８などによってプランジャスリーブ２１の給湯口２３から所定量の溶湯Mを給湯する。
【００２３】
次いで、図２に示すように、減圧通路Ｖを介してキャビティＣ内を減圧しつつ、プランジャチップ２２を比較的低速で前進させる。このとき、溶湯Mは、プランジャスリーブ２１とスプールブッシュ４の下方に所定の高さ（深さ）で溜まった状態となっている。
【００２４】
さらにプランジャチップ２２を前進させて、溶湯MがゲートＧに達すると、図３に示すように、プランジャチップ２２を比較的高速で前進させ、溶湯MをキャビティＣ内に射出し、図４に示すようにプランジャチップ２２によって溶湯Mに鋳造圧を付加する。
【００２５】
溶湯Mが凝固した後には、型締装置の駆動により可動盤１４を後退移動させることにより固定型１１から可動型１２を引き離して型開きし、エジェクタ機構６の押出ピン６１を突き出し製品を押し出して製品を取り出す。その後、エジェクタ機構６の押出ピン６１を後退させて型締装置の駆動により可動盤１４を前進移動させることにより固定型１１に対して可動型１２を衝合させて型閉じする。
【００２６】
（プランジャ２）
次に、本実施形態のプランジャ２について詳細に説明する。
【００２７】
図５に示すように、本実施形態においてプランジャ２は、更に、プランジャ案内部３０を備えている。プランジャ案内部３０は、プランジャチップ２２がプランジャスリーブ２１の内周面２１ａに接触しないようにプランジャチップ２２を案内する部分である。本実施形態においてプランジャ案内部３０は、プランジャロッド２５に設けられており、プランジャチップ２２の近傍に配置されている。ここで、「プランジャチップ２２の近傍」とは、プランジャロッド２５の長手方向中央よりもプランジャチップ２２側であることを意味する。実際には、プランジャ案内部３０は、プランジャチップ２２から約１０ｃｍ程度、離れた位置に配置されている。
【００２８】
図６に示すように、プランジャ案内部３０は、ロッド固定部３１と、ボール保持部３２、弾性連結部３３、複数のベアリングボール３４（ボール、突出体）、複数の押え板３５、複数のスプリング板３６によって構成されている。
【００２９】
ロッド固定部３１は、プランジャロッド２５の細径部２５ａに固定されるリング状の部分である。ロッド固定部３１は、プランジャロッド２５の細径部２５ａに外挿され、位置決めリング３７が取り付けられることでプランジャロッド２５に固定される。ロッド固定部３１の外周側には、弾性連結部３３を取り付けるための取り付け溝３１ａが環状に形成されている。
【００３０】
ボール保持部３２は、複数のベアリングボール３４を回転可能に保持するためのリング状の部分であって、ロッド固定部３１の外周側に配置される。ボール保持部３２の内周側には、弾性連結部３３を取り付けるための取り付け溝３２ａが環状に形成されている。ボール保持部３２の外周側には、ベアリングボール３４を収容するボール収容溝３２ｂが複数形成されている。複数のボール収容溝３２ｂは、周方向に所定の間隔を空けて形成されている。本実施形態では、４つのボール収容溝３２ｂが形成されている。
【００３１】
弾性連結部３３は、ゴムやエラストマーによってリング状に形成された部分である。弾性連結部３３は、ロッド固定部３１の外周側に配置され、ロッド固定部３１の取り付け溝３１ａに取り付けられる。また、弾性連結部３３は、ボール保持部３２の内周側に配置され、ボール保持部３２の取り付け溝３２ａに取り付けられる。即ち、弾性連結部３３は、ロッド固定部３１とボール保持部３２の間に配置される。
【００３２】
各ボール収容溝３２ｂ内には、１つのベアリングボール３４、１枚の押え板３５、１枚のスプリング板３６が収容されている。ベアリングボール３４、押え板３５、スプリング板３６は、外周側から内周側に向かってこの順に配置されている。スプリング板３６は、ベアリングボール３４を外周側へ押し付けるための板バネである。押え板３５は、スプリング板３６とベアリングボール３４との間に配置されるものである。各ベアリングボール３４は、ボール保持部３２から外周側に若干突出して露出している。そして、各ベアリングボール３４は、図５に示すプランジャチップ２２の外周面２２ａより外方へ突出している。各ベアリングボール３４は、プランジャチップ２２の中心軸に沿って見て、図５に示すプランジャチップ２２の外周面２２ａより外方へ突出している。各ベアリングボール３４は、プランジャロッド２５のロッド軸に対して平行な方向で見て、図５に示すプランジャチップ２２の外周面２２ａより外方へ突出している。
【００３３】
そして、図７に示すように、プランジャロッド２５の細径部２５ａは、ロッド固定部３１に対して若干下方に偏心している。プランジャロッド２５の細径部２５ａは、プランジャチップ２２と同軸状に連結されている。従って、図５に示すように、プランジャ案内部３０によって形成されたプランジャチップ２２とプランジャスリーブ２１の間のクリアランスのうち、プランジャチップ２２の下方のクリアランスｂは、プランジャチップ２２の上方のクリアランスａよりも小さく設定されている。この構成によれば、図２に示すように、プランジャチップ２２の下半分に溜まっている溶湯Mがプランジャチップ２２とプランジャスリーブ２１の間に滲み入ってしまうことが抑制される。
【００３４】
以上に、本願発明の第１実施形態を説明したが、本実施形態は、以下の特長を有している。
【００３５】
（１）プランジャ２は、溶湯Mが注入されるプランジャスリーブ２１と、プランジャスリーブ２１内の溶湯Mに対して直接接触するプランジャチップ２２と、プランジャチップ２２をプランジャスリーブ２１内で進退させるための駆動源２４と、プランジャチップ２２と駆動源２４を連結するプランジャロッド２５と、プランジャチップ２２がプランジャスリーブ２１の内周面２１ａに接触しないようにプランジャチップ２２を案内するプランジャ案内部３０と、を備えている。以上の構成によれば、プランジャチップ２２がプランジャスリーブ２１の内周面２１ａに接触することがない。
【００３６】
（２）また、プランジャ案内部３０は、プランジャロッド２５に設けられている。
【００３７】
（３）また、プランジャ案内部３０は、プランジャチップ２２の近傍に配置されている。以上の構成によれば、プランジャチップ２２がプランジャスリーブ２１の内周面２１ａにより確実に接触することがない。
【００３８】
（５）また、プランジャ案内部３０は、プランジャチップ２２の外周面２２ａより外方へ突出する突出体としてベアリングボール３４を含んで構成されている。
【００３９】
（６）また、プランジャ案内部３０は、ベアリングボール３４を４つ含んで構成されている。
【００４０】
（７）また、４つのベアリングボール３４は、周方向に間隔を空けて並べて配置されている。
【００４１】
（８）また、ベアリングボール３４は、プランジャ案内部３０のボール保持部３２によって回転可能に保持されたボールである。以上の構成によれば、プランジャスリーブ２１の内周面２１ａとプランジャ案内部３０との間の摩擦力を低減することができる。
【００４２】
（９）しかし、ベアリングボール３４に代えて、突出体として、摺動材を採用することもできる。摺動材としては、銅合金や硬質樹脂、アルミ合金、カーボン複合材などが挙げられる。
【００４３】
（１０）また、ベアリングボール３４とプランジャチップ２２との間には、弾性連結部３３（弾性体）が介在している。以上の構成によれば、プランジャチップ２２がベアリングボール３４に対して相対的に変位可能となるので、プランジャチップ２２に外力が作用した際に、プランジャチップ２２が破損し難く成る。即ち、例えば、図１に示すスプールブッシュ４とプランジャスリーブ２１との継ぎ目には、段差が形成され易い。プランジャチップ２２がプランジャスリーブ２１内で前進した際に上記継ぎ目と接触すると、プランジャチップ２２及びプランジャチップ２２を案内するプランジャ案内部３０に大きな外力が作用する。本実施形態では、プランジャチップ２２とベアリングボール３４が相対的に変位可能となっているので、その外力を効果的に吸収しつつ、プランジャチップ２２が上記段差を乗り上げることができるようになる。
【００４４】
（１１）また、プランジャ案内部３０によって形成されたプランジャチップ２２とプランジャスリーブ２１の間のクリアランスのうち、プランジャチップ２２の下方のクリアランスｂは、プランジャチップ２２の上方のクリアランスａよりも小さく設定されている。以上の構成によれば、図２の状態で、プランジャスリーブ２１内の溶湯Mをプランジャチップ２２により問題なく保持することが可能となる。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、図８〜９を参照しつつ、本願発明の第２実施形態を説明する。ここでは、本実施形態が上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する説明は適宜省略する。また、上記第１実施形態の各構成要素に対応する構成要素には原則として同一の符号を付すこととする。
【００４６】
第１実施形態においてプランジャ案内部３０は、プランジャロッド２５に設けられており、プランジャチップ２２の近傍に配置されているとした。これに対し、本実施形態では、図８に示すように、プランジャ案内部３０は、プランジャチップ２２に対して隣接して配置されている。詳しくは、図９に示すように、プランジャ案内部３０のロッド固定部３１は、プランジャチップ２２と一体的に形成されている。
【００４７】
以上に本願発明の第２実施形態を説明したが、第２実施形態は、以下の特長を有している。
【００４８】
（４）プランジャ案内部３０は、プランジャチップ２２に隣接して配置されている。以上の構成によれば、プランジャチップ２２がプランジャスリーブ２１の内周面２１ａにより確実に接触することがない。
【符号の説明】
【００４９】
１  金型
２１  プランジャスリーブ
２２  プランジャチップ
２４  駆動源
２５  プランジャロッド
３０  プランジャ案内部
３１  ロッド固定部
３２  ボール保持部
３３  弾性連結部
３４  ベアリングボール
【図１】
2014014859.tif 000003
【図２】
2014014859.tif 000004
【図３】
2014014859.tif 000005
【図４】
2014014859.tif 000006
【図５】
2014014859.tif 000007
【図６】
2014014859.tif 000008
【図７】
2014014859.tif 000009
【図８】
2014014859.tif 000010
【図９】
2014014859.tif 000011