(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイカストマシンの固定ダイプレート内にて水平方向に配置された射出スリーブであって、その上部には溶湯注湯口が形成されると共に前記溶湯注湯口から給湯される溶湯の落下部近傍において前記射出スリーブの本体内の軸方向に冷却媒体流路用の孔を形成し、当該孔内に配設した温度調節用のパイプであって同パイプ外周面には螺旋状の溝が形成され同パイプ外周面と接する前記孔の内周面とで螺旋状の冷却媒体通路を形成すると共に、前記パイプ両端部にて前記パイプ内側と前記螺旋状の溝とをそれぞれ連通する溝を設け、前記パイプ内側を流れる冷却媒体の一部を前記螺旋状の冷却媒体通路に分流することを特徴とするダイカストマシン用射出スリーブの構造。
【請求項２】
請求項１において、前記パイプは射出スリーブ本体より熱伝導率の小さい材質で形成したことを特徴とするダイカストマシン用射出スリーブの構造。
【請求項３】
請求項１または２において、前記温度調節用のパイプは前記射出スリーブ本体内に前記射出スリーブの中心軸を通る鉛直線に関しほぼ対称に一対が配設され、前記射出スリーブのプランジャロッド側端部には前記各パイプの一方の端部と連通する冷却媒体の供給及び排出用の開口部を形成し、さらに前記各パイプの他方の端部間に前記射出スリーブのビスケット部冷却用として形成されている環状路を接続して、射出スリーブ内での前記溶湯落下部及びビスケット部に対する冷却媒体循環流路を形成したことを特徴とするダイカストマシン用射出スリーブの構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は水平に配置されたダイカストマシン用射出スリーブに係わり、特に溶湯注湯口から落下された溶湯による同落下部分近傍における射出スリーブの熱変形を防止可能な射出スリーブの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイカストマシンにおける真空鋳造においては、射出スリーブ内周面とプランジャチップ外周面の間の間隙が所定値を超えると溶湯の差し込みが発生することの他に、吸引力の効果を減殺する問題が生じる。図２（ａ）には、一対の金型１へ溶湯を射出充填するための射出スリーブ２と同射出スリーブ２内へ注湯口７を介して給湯された溶湯を左方へ押出すプランジャチップ３とこのプランジャチップ３と螺合・固着されたプランジャロッド４ならびにカップリング６を介して射出シリンダユニット８のロッド５がそれぞれ示されている。又、同図２（ｂ）にはプランジャロッド４と射出スリーブ２の中心軸が一致しない、すなわち、芯ずれがあるときプランジャチップ３の外周の一部が射出スリーブ２の内周面を磨耗する状態を示す。本発明者は先に、特許第３１８０２８０号において上述の射出スリーブ２とプランジャチップ３およびプランジャロッド４の芯ずれのため結果として射出スリーブ内周面が初期磨耗により磨耗し、真空鋳造における吸引力を減殺するという問題点に対しプランジャチップとプランジャロッドを球面で支承し且つプランジャチップとプランジャロッドの螺合部にガタを持たせる方式を提案している。しかしながら、前記特許第３１８０２８０号においては射出スリーブ自体が熱変形することへの対応を特に提案しているものではなかった。一方、従来より射出スリーブを冷却することは図３に示すように行われているが、しかしこれは射出スリーブ９の左方先端部に残るビスケットＢＳＱを冷却固化するために射出スリーブ先端部のみを冷却するものであって、金型を冷却するのと同じ考え方に基づくものである。図３の例では溶湯の落下部分の近傍Ｘにはショット毎溶湯が到来し、溶融状態のまま金型キャビティへ射出充填される必要があるため溶湯落下部分の近傍をさらに冷却しようとする技術思想はなかった。従って、溶湯の熱による射出スリーブの熱変形が落下部分の近傍Ｘと上方の注湯口近傍とでは異なるため結果として上方へ反るような熱変形ｄとなる。このような射出スリーブの熱変形は上述したように好ましいことではなくプランジャチップとの間に間隙を発生させることとなる。
【０００３】
即ち、従来技術においては、射出スリーブ内に注湯された溶湯は重力下で射出スリーブ内周下面に位置するのでその部分での射出スリーブ本体の下側と上側とに大きな温度差が発生し、それに基づく熱膨張の差による熱変形のため弓形状となり、この現象によりプランジャチップの射出スリーブ内周面との摺動特性が悪化することとなる。この対策としては、射出スリーブとプランジャチップ間のクリアランスを予め大きくすることによりプランジャロッド接続部分の嵌合シロを大きくしてこれを吸収することも考えられるが、やはりプランジャチップの初期磨耗は不可避でありこのことがさらに間隙を大きくしこの間隙に溶湯が差し込んで射出スリーブ及びプランジャチップの寿命を著しく低下させることとなる。本発明者は上述した従来射出スリーブにおいては熱変形が不可避であり、そのことが射出スリーブ内周面の磨耗を引き起こす原因ともなっていることに鑑み、この点を改善するためには射出スリーブ自体の熱変形を低く抑えることがどうしても必要であるという考えに達した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は射出スリーブ内に注湯される溶湯による熱変形を低く抑えることが可能なダイカストマシン用射出スリーブの構造を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を達成するため、本発明によるダイカストマシン用の射出スリーブの構造は、ダイカストマシンの固定ダイプレート内にて水平方向に配置された射出スリーブであって、その上部には溶湯注湯口が形成されると共に前記溶湯注湯口から給湯される溶湯の落下部近傍において前記射出スリーブの本体内の軸方向に冷却媒体流路用の孔を形成し、当該孔内に配設した温度調節用のパイプであって同パイプ外周面には螺旋状の溝が形成され同パイプ外周面と接する前記孔の内周面とで螺旋状の冷却媒体通路を形成すると共に、前記パイプ両端部にて前記パイプ内側と前記螺旋状の溝とをそれぞれ連通する溝を設け、前記パイプ内側を流れる冷却媒体の一部を前記螺旋状の冷却媒体通路に分流するように構成される。
【０００７】
さらに、前記パイプは好適には射出スリーブ本体より熱伝導率の小さい材質で形成される。
【０００８】
その場合、前記温度調節用のパイプは、前記射出スリーブ本体内に前記射出スリーブの中心軸を通る鉛直線に関しほぼ対称に一対が配設され、前記射出スリーブのプランジャロッド側端部には前記各パイプの一方の端部と連通する冷却媒体の供給及び排出用の開口部を形成し、さらに前記各パイプの他方の端部間に前記射出スリーブのビスケット部冷却用として形成されている環状路を接続して、射出スリーブ内での前記溶湯落下部及びビスケット部に対する冷却媒体循環流路を形成するように構成することができる。
【０００９】
【作用】
本発明においては、射出スリーブ本体内の溶湯落下部分の近傍において、射出スリーブの軸方向に形成した流路を冷却媒体が流れるようにして射出スリーブの注湯口近傍と溶湯落下部分の近傍との温度差を少なくし、熱変形を低く抑えることが可能である。特に、前記流路を温度調節用のパイプで構成し、同パイプ外周面に螺旋状溝を形成して、冷却媒体の一部を主流路から分岐して螺旋状溝へ与えるようにし、そのパイプを射出スリーブ本体より熱伝導率の小さい材質とすることにより、主流路即ち、パイプ内部を流れる冷却媒体により射出スリーブの本体を直接冷却しない構造とするものである。
【００１０】
又、前記射出スリーブ本体内に前記射出スリーブの中心軸を通る鉛直線に関しほぼ対称な一対の温度調節用のパイプを配設すると共に前記射出スリーブのプランジャロッド側端部には前記各パイプの一方の端部と連通する冷却媒体供給及び排出用の開口部を形成し、前記各パイプの他端部間に前記射出スリーブのビスケット部冷却用流路を接続しているので射出スリーブのビスケット部の冷却と溶湯落下部分近傍の冷却とを１つの循環流路として形成し、冷却媒体の流路を簡素化するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１を参照して説明する。図１（ａ）は射出スリーブの軸方向に沿った断面を示す。同図１（ａ）において、参照番号１０は射出スリーブである。参照番号１２はダイカストマシンの固定ダイプレートであって、間隔部材１４を介して射出スリーブ１０を固着している。射出スリーブ１０の上部には溶湯注湯用の開口１６が形成されている。また一点鎖線で示す参照番号１８、２０はそれぞれプランジャチップ、プランジャロッドである。射出スリーブ１０の下方即ち、前記開口１６の下方には射出スリーブ本体内にあって、その軸方向に右端面即ち、プランジャロッド側の端面位置ｓ１から左方に向かって位置ｓ２まで伸びる冷却媒体供給側の流路２１用の孔が前記右端面側から形成され、この孔内には温度調節用のパイプ２２が配設されている。さらに、位置ｓ２からｓ３まではパイプ２２の内径を有する通路２４用の孔が形成され、同通路２４は射出スリーブ１０外周面とスペーサ部材２８内周面との間に形成される環状路２６に通じている。この環状路２６とビスケット部ＢＳＱの冷却用環状路３０とは図示のように射出スリーブ１０の上部で通じている。図示しないが、流路２１の後方には同流路２１と並行にもう１つの排出側流路が設けられそこにもパイプ２２と同様なパイプが配設されている。参照番号３２は、前記通路２４に対応する後方側流路に通じている通路であって、破線で示すように、下方に位置している前記冷却用環状路３０と通じている。即ち、図１（ａ）のＺ方向から見た図１（ｂ）に示すように射出スリーブ１０の右側端面には射出スリーブ１０の中心軸線を通る鉛直線１に関し左右対称位置に冷却媒体の供給、排出用の開口部３４、３６が形成されている。従って、前記図１（ａ）の流路３２は開口部３６の左端部と連通している。図１（ｃ）は、前記パイプ２２の構造を拡大して示す。同図１（ｃ）において、パイプ２２の内経部は冷却媒体の主流路である。パイプ２２の外周面には螺旋状に溝２２Ａが刻設されており射出スリーブ１０の内周面とにより螺旋状の流路が形成される。又、溝２２Ａの最右端溝２３と最左端溝２５はそれぞれパイプ２２内側に通じており、従って、主流路を流れる冷却媒体の一部は図示のごとく最右端溝２３へ分岐し螺旋状の流路を通って最左端溝２５から再びパイプ内側の主流路へ戻るようになっている。なお、パイプ２２の材質は射出スリーブの材質より熱伝導率が小さいステンレス系の材料を使用するのが好ましい。その理由としては、射出スリーブ１０の内周面は螺旋状の溝２２Ａによる螺旋状の流路を流れる冷却媒体のみにより冷却され、主流路を流れる冷却媒体によって直接冷却されないからである。即ち、射出スリーブ１０の溶湯落下部分の近傍を冷やし過ぎとならないようにするものである。又、パイプ２２の溝形状、螺旋状の溝の数およびピッチを種々変更することにより、射出スリーブ１０の内周面との接触面積、換言すれば熱交換率を可変とすることができるので種々のパイプ２２を用意して図１（ｂ）の開口部３４、３６を介して差し替えることが可能である。
【００１２】
以上説明した図１に示す実施例においては、冷却媒体を供給する開口部３４から供給された冷却媒体の一部がパイプ２２の内側から最右端溝２３へ到り螺旋状溝２２Ａを通って最左端溝２５に到る間に射出スリーブ１０の本体内周面を直接冷却するようになっており、溝２５から再び主流路に戻った冷却媒体は通路２４を経て環状路２６を経由してビスケット部ＢＳＱ近傍の射出スリーブ本体を冷却し、さらに、通路３２からもう一方の戻り用のパイプ（図示せず）を経て排出用の開口部３６に到るようになっている。その場合、パイプ２２の材質を射出スリーブ１０本体より熱伝導率の小さい例えばステンレス系材質とすることにより、主流路を流れる冷却媒体が直接射出スリーブ１０の本体を冷却しないようにしている。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の請求項１におけるダイカストマシン用の射出スリーブの構造は、ダイカストマシンの固定ダイプレート内にて水平方向に配置された射出スリーブであって、その上部には溶湯注湯口が形成されると共に前記溶湯注湯口から給湯される溶湯の落下部分近傍において前記射出スリーブの本体内に冷却媒体通路を形成したので射出スリーブの溶湯落下部分の近傍を適宜冷却してその熱変形を抑制し、プランジャチップと射出スリーブ内周面との磨耗を少なくして溶湯の差し込みを防止し、真空鋳造における真空吸引力の効果の減殺を防止可能とすると共に、さらに、前記冷却媒体通路として、前記射出スリーブ本体内の軸方向に形成された孔内に配設した温度調節用のパイプであって、同パイプ外周面には螺旋状の溝が形成され同パイプ外周面と接する前記孔の内周面とで螺旋状の冷却媒体通路を形成すると共に、前記パイプ両端部にて前記パイプ内側と前記螺旋状の溝とをそれぞれ連通する溝を設け、前記パイプ内側を流れる冷却媒体の一部を前記螺旋状の冷却媒体通路に分流するように構成したので冷却媒体による射出スリーブの溶湯落下部分の近傍が過度に冷却されないよう温度調節可能である。
【００１５】
又、さらに、請求項２に記載した発明においては、前記パイプは射出スリーブ本体より熱伝導率の小さい材質で形成したので前記温度調節に際しては、主流路を流れる冷却媒体の流量に直接影響されず螺旋状の溝の数、ピッチ、溝の形状によって冷却の程度を調節可能とするものである。
【００１６】
さらに、請求項３に記載の発明においては、前記射出スリーブ本体内に前記射出スリーブの中心軸を通る鉛直線に関しほぼ対称な一対の温度調節用のパイプを配設すると共に前記射出スリーブのプランジャロッド側端部には前記各パイプの一方の端部と連通する冷却媒体の供給及び排出用の開口部を形成し、前記各パイプの他方の端部間に前記射出スリーブのビスケット部冷却用の環状路を接続して冷却媒体の循環流路を形成したので従来行われていたビスケット部近傍の冷却と溶湯落下部分の近傍の冷却とを１つの循環流路で対応可能となり、特に冷却媒体の供給口、排出口を射出スリーブのプランジャロッド側端部に設けたので従来のようにビスケット部近傍に冷却媒体の供給口、排出口や管路を設ける必要がなくその周辺部の構造を簡素化できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る実施例の射出スリーブの構造であって、（ａ）は射出スリーブのＡ−Ａ線（図１（ｂ））に沿った軸方向縦断面図を示し、（ｂ）は（ａ）におけるＺ矢視図を示し、さらに、（ｃ）は温度調節用のパイプの詳細縦断面図である。
【図２】従来の射出スリーブを示し、（ａ）は射出スリーブとその周辺の構造を示す図、（ｂ）は射出スリーブとプランジャチップ及びプランジャロッドの間に芯ずれがある場合を示す図である。
【図３】従来の射出スリーブにおける溶湯落下部分の近傍が落下した溶湯により熱変形を生ずることを説明する図である。
【符号の説明】
１０  射出スリーブ
１２  固定ダイプレート
１６  溶湯の注湯口
１８  プランジャチップ
２０  プランジャロッド
２２  温度調節用のパイプ
２２Ａ  螺旋状の溝
２４、３２  通路
２６、３０  環状路
３４、３６  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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