(57)【要約】【課題】チップの摩耗分を自動的に補填して、チップとシリンダスリーブ内周との密着性を保持し、良好な密閉性を維持することのできる、溶湯射出装置の構造について提案する。【解決手段】シリンダスリーブ１６内の溶湯１３を、シリンダロッド１８に設けたチップ１９で押し出し、キャビティ１４へ射出する溶湯射出装置１２において、チップ１９の溶湯１３との接触面の略中央部に凹部２３を形成するとともに、チップ１９を、射出時に溶湯との接触面が溶湯から受ける反力により変形する材料で構成した。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダスリーブ内の溶湯を、シリンダロッドに設けたチップで押し出し、キャビティへ射出する溶湯射出装置において、
チップの溶湯との接触面の略中央部に凹部を形成するとともに、
チップを、射出時に溶湯との接触面が溶湯から受ける反力により変形する材料で構成する
ことを特徴とする溶湯射出装置。
【請求項２】
シリンダスリーブ内の溶湯を、シリンダロッドに設けたチップで押し出し、キャビティへ射出する溶湯射出装置において、
チップの溶湯との接触面の略中央部にチップの摺動方向に延びる穴を形成し、
チップの外周面に環状の溝を形成し、
前記穴と溝とを連通させる連通路を形成し、
前記穴と溝と連通路とに、射出時に溶湯との接触面が溶湯から受ける反力により変形する材料で構成された一体的なシール材を充填する
ことを特徴とする溶湯射出装置。
【請求項３】
前記チップの溶湯との接触面の略中央部に凹部を形成する、
請求項２に記載の溶湯射出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶湯の射出装置に関し、特に、溶湯を押し出すためのチップの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストは、精密な金型(ダイス)に溶融金属を高圧で圧入し、寸法精度の高い鋳肌のきれいな鋳物を作る方法である。
ダイカストの原理は、溶湯（溶融金属や溶融樹脂等）を射出シリンダスリーブ内に導き、これを高速でキャビティ（鋳型）内に圧入して凝固させ、型を開いて製品を取り出す、という手順で示すことができる。このプロセスはダイカストマシンにより行われる。ダイカストマシンは、鋳型を固く密閉し、またこれを開く装置と、溶湯を鋳型内に高速で圧入する装置（溶湯射出装置）とで構成される。
ダイカストは、溶湯の金型への充てん時間は極めて短いが、高圧で圧入するために、製品である鋳物に空気が巻き込まれ易い。このための空気抜き対策として、金型内を真空に保って鋳込む真空ダイカスト法がある。
【０００３】
上記溶湯射出装置は、キャビティに連通する射出シリンダスリーブと、該射出シリンダスリーブ内を摺動して溶湯をキャビティへ押し出すロッドとで構成される。溶湯と接触するロッドの先端にはチップが取り付けられ、チップが射出シリンダスリーブ内周と密着することにより、射出シリンダスリーブ内の真空が保持される。
真空ダイカスト法では、キャビティ及びこれに連通する射出スリーブ内を真空とする必要がある。しかし、溶湯射出時にチップが射出シリンダスリーブ内周を高速で摺動するために、チップの外周が摩耗して、密閉性が低下し、真空が保持できないという課題がある。
【０００４】
この課題を解決するために、特許文献１では、チップ外周にリング状の気密シール部材を取り付け、チップと射出シリンダスリーブ内周との間に気密シール部材を介在させ、該気密シール部材にて密閉性を高める事により、射出シリンダスリーブ内への空気の流入を阻止する技術が提案されている。
また、特許文献２では、シリンダスリーブ内周と、チップとの溶湯に対面する部分を固体潤滑性を有するセラミック焼結体で構成することにより、セラミックスの材質の組み合わせと金属部材との嵌合における応力緩衝構造を配慮して、スリーブ及びチップの耐食性及び耐摩耗性を向上させて長寿命化を図るとともに、潤滑油量を低減させて鋳物の品質を向上させる技術が提案されている。
【特許文献１】特開平１−３１３１７０号公報
【特許文献２】特開平４−１０５７６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の技術では、チップの摩耗を防止するが、気密シール部材が摩耗してしまい、これにより密閉性が低下するため、気密シール部材を定期的に交換する必要があった。気密シール部材は高温に耐えうる素材で構成されるため、高価となり、交換にコストがかかってしまっていた。
そこで、本発明では、チップの摩耗分を自動的に補填して、チップとシリンダスリーブ内周との密着性を保持し、良好な密閉性を維持することのできる、溶湯射出装置の構造について提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、シリンダスリーブ内の溶湯を、シリンダロッドに設けたチップで押し出し、キャビティへ射出する溶湯射出装置において、チップの溶湯との接触面の略中央部に凹部を形成するとともに、チップを、射出時に溶湯との接触面が溶湯から受ける反力により変形する材料で構成するものである。
【０００８】
請求項２においては、シリンダスリーブ内の溶湯を、シリンダロッドに設けたチップで押し出し、キャビティへ射出する溶湯射出装置において、チップの溶湯との接触面の略中央部にチップの摺動方向に延びる穴を形成し、チップの外周面に環状の溝を形成し、前記穴と溝とを連通させる連通路を形成し、前記穴と溝と連通路とに、射出時に溶湯との接触面が溶湯から受ける反力により変形する材料で構成された一体的なシール材を充填するものである。
【０００９】
請求項３においては、前記チップの溶湯との接触面の略中央部に凹部を形成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、溶湯押し出し時に、チップの溶湯との接触面が溶湯からの反力を受けることにより、チップが外周側に拡がるように変形して、チップ外周とシリンダスリーブ内周との密着性を高めることができる。また、チップ外周が摩耗しても、溶湯押し出し時に、チップが変形して摩耗分を補填することができ、シリンダスリーブの良好な密閉性を維持することができる。
【００１２】
請求項２においては、溶湯押し出し時に、チップの溶湯との接触面が溶湯からの反力を受けることにより、環状の溝にあるシール材が外周側に拡がるように変形して、シール材にてチップ外周とシリンダスリーブ内周との密着性を高めることができる。シール材が摩耗しても、溶湯押し出し時に、シール材が変形して摩耗分を補填することができ、シリンダスリーブの良好な密閉性を維持することができる。
【００１３】
請求項３においては、チップの溶湯との接触面に凹部が形成され、該凹部の略中央にシール体が位置しているので、溶湯押し出し時の反力を、シール体に集中して作用させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る溶湯射出装置を具備するダイカストマシンの全体的な構成を示した図である。
図２は実施例１に係るチップの構造を示す断面図、図３は溶湯押出時のチップの状態を説明する図である。
図４は実施例２に係るチップの構造を示す断面図、図５は図５におけるＹ−Ｙ矢視断面図、図６は溶湯押出時のチップの状態を説明する図である。
【００１５】
まず、溶湯射出装置１２の構成について説明する。
図１に示す如く、溶湯射出装置１２はダイカストマシン１０に備えられる。ダイカストマシン１０は、キャビティ１４（鋳型）と、キャビティ１４を開閉する手段（図示せず）とから成る金型装置１１と、溶湯１３をキャビティ１４内に高速で圧入する溶湯射出装置１２とで構成される。
【００１６】
溶湯射出装置１２は、溶湯１３を貯溜するシリンダスリーブ１６と、該シリンダスリーブ１６内を摺動して溶湯１３を押し出すシリンダロッド１８とで構成される。シリンダスリーブ１６には、溶湯１３をシリンダスリーブ１６内に注入する注入口１６ｂと、シリンダスリーブ１６内の溶湯１３をキャビティ１４内に射出する射出口１６ａとが開口されており、キャビティ１４と射出口１６ａとはランナー１５にて接続される。
上述の構成において、注入口１６ｂよりシリンダスリーブ１６内に注入された溶湯１３は、シリンダスリーブ１６内を摺動するシリンダロッド１８にて押し出され、射出口１６ａよりランナー１５を通じてキャビティ１４内に射出される。
【００１７】
前記シリンダロッド１８の溶湯１３との接触部にはチップ１９が固定される。チップ１９の外周はシリンダスリーブ内周１６ｃに接しており、シリンダロッド１８を伸縮させることによって、チップ１９がシリンダスリーブ内周１６ｃを摺動する。
なお、シリンダスリーブ内周１６ｃは、セラミック焼結体２０にて被覆され（図２参照）、耐摩耗性の向上が図られている。
【００１８】
本発明の溶湯射出装置１２では、上記チップ１９の特徴的な構造により、チップ１９外周とシリンダスリーブ内周１６ｃとの密着性を保持し、シリンダスリーブ１６の密閉性を維持することを実現している。また、チップ１９の外周は、シリンダスリーブ内周１６ｃを摺動することにより摩耗するが、その摩耗分を自動的に補填することにより、良好な密閉性を長く維持することを実現している。
次の実施例１及び実施例２において、チップ１９の構造について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１に係る溶湯射出装置１２について説明する。
図２に示す如く、シリンダロッド１８の端部には、溶湯１３に接し、シリンダスリーブ１６を摺動して溶湯１３を押し出すためのチップ１９が設けられる。
チップ１９は、射出時に該チップ１９の溶湯との接触面が溶湯から受ける反力により変形し、且つ、溶湯１３の温度に耐える軟材にて構成される。例えば、チップ１９の材料としてＣｕ−Ｂｅ（銅−ベリリウム合金）が採用される。
なお、本実施例においては、チップ１９全体を軟材で構成しているが、チップ１９の溶湯１３との接触面Ｎを含む一部を軟材で構成することもできる。
【００２０】
チップ１９の溶湯１３との接触面Ｎには、球面状に窪んだ凹部２３が形成され、該接触面Ｎの周縁部が溶湯１３側へ突出した形状となっている。
本実施例において、凹部２３は球面状の窪みであり曲面で形成されている。但し、凹部２３をすり鉢状の窪みとしたり、円柱状やコーン状に刳り抜かれた形状の窪みとしたり、凹部２３は周縁部が中心部よりも突出した形状のものとすることができる。
【００２１】
上述の構成において、シリンダロッド１８を摺動させてシリンダスリーブ１６内の溶湯１３を押し出すときには、チップ１９の溶湯１３との接触面Ｎが反力を受ける。図３に示す如く、接触面Ｎに形成された凹部２３には、その面に対して垂直な方向に反力が作用する。凹部２３は球面状であり、凹部２３部で受けた反力は、窪みを広げる方向に作用することになる。さらに、チップ１９の接触面Ｎの周縁部は厚みが薄くなっているので、他の部分と比較して容易に変形することができる。
よって、チップ１９は接触面Ｎの周縁部が外周側へ拡がるように変形し、チップ１９の外周面は外周側に脹らもうとするので、シリンダスリーブ内周１６ｃがチップ１９によって外周に向けて押圧される。このようにして、チップ１９とシリンダスリーブ内周１６ｃとの密着性が高められる。
また、チップ１９の外周が摩耗しても、チップ１９が溶湯を押し出す方向にシリンダスリーブ１６を摺動すれば、チップ１９は該チップ１９の外周とシリンダスリーブ内周１６ｃとが密着するように変形するので、常にチップ１９外周とシリンダスリーブ内周１６ｃとの密着性が保持され、シリンダスリーブ１６の密閉性が維持される。
【実施例２】
【００２２】
本発明の実施例２に係る溶湯射出装置１２について説明する。
図４に示す如く、シリンダロッド１８の端部には、溶湯１３に接し、シリンダスリーブ１６を摺動して溶湯１３を押し出すためのチップ１９が設けられる。チップ１９は剛性が高く変形し難いチップ本体２１と、変形可能なシール体２２とで構成される。
シール体２２は、射出時に該シール体２２の溶湯との接触面が溶湯から受ける反力により変形し、且つ、溶湯１３の温度に耐える材料にて構成される。例えば、シール体２２の材料としてＣｕ−Ｂｅ（銅−ベリリウム合金）が採用される。
【００２３】
シール体２２はチップ本体２１の内部に埋め込まれた状態に設けられる。図５にも示す如く、チップ本体２１の溶湯１３との接触面Ｎには、球面状に窪んだ凹部２１ａが形成されており、該凹部２１ａの略中央にはチップ１９の摺動方向に延びる円筒状の穴２１ｂが形成される。また、シリンダスリーブ内周１６ｃ面と対峙しているチップ本体２１の外周面には、環状の溝２１ｃが形成される。この環状の溝２１ｃと、円筒状の穴２１ｂとが複数の連通路２１ｄによって連通される。
そして、円筒状の穴２１ｂと、環状の溝２１ｃと、連通路２１ｄとは、一体的なシール体２２で充填される。
このように構成されるチップ１９では、溶湯１３との接触面Ｎにおいて、略中央部にシール体２２が露出し、また、チップ本体２１の外周面において、環状にシール体２２が露出しており、シール体２２とシリンダスリーブ内周１６ｃとが接した状態となる。
【００２４】
上述の構成において、シリンダロッド１８を摺動させて、シリンダスリーブ１６内の溶湯１３を押し出してキャビティ１４へ射出するときには、シリンダロッド１８の端部に設けたチップ１９が溶湯１３と接触しながら、チップ１９がシリンダスリーブ１６内を摺動する。
【００２５】
チップ１９の溶湯１３との接触面Ｎは、溶湯１３を押し出すときに反力を受ける。これにより、チップ１９の溶湯１３との接触面Ｎの略中央部に露出しているシール体２２は、該シール体２２をチップ１９内部へ押し込むように加圧される。なお、チップ１９の溶湯１３との接触面Ｎに凹部２１ａが形成され、該凹部２１ａの略中央にシール体２２が位置しているので、溶湯押し出し時の反力をシール体２２に集中して作用させることができる。
溶湯１３との接触面Ｎにおいてシール体２２に加わった圧は、図６に示す如く、一体的に構成されたシール体２２全体に伝達され、チップ本体２１の外周面の環状の溝２１ｃにあるシール体２２は、外周側に押し出されるように変形しようとする。このようにして、シリンダスリーブ内周１６ｃに接触しているシール体２２は、シリンダスリーブ内周１６ｃ面を押圧し、これにより、チップ１９とシリンダスリーブ１６の密着性が高められる。
【００２６】
シリンダロッド１８が摺動を重ねることにより、チップ１９の外周面に露出しているシール体２２が摩耗しても、シリンダスリーブ１６内の溶湯１３を押し出すときには、常にチップ１９の溶湯１３との接触面Ｎが圧を受けるために、シリンダスリーブ内周１６ｃ面を押圧するようにシール体２２が変形する。つまり、シール体２２が摩耗しても、シール体２２の摩耗が自動的に補修され、シリンダスリーブ内周１６ｃとチップ１９外周との間に間隙が生じることがない。よって、常に、シリンダスリーブ内周１６ｃとチップ１９との良好な密着が保持され、シリンダスリーブ１６の密閉性が維持されるのである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係る溶湯射出装置を具備するダイカストマシンの全体的な構成を示した図。
【図２】実施例１に係るチップの構造を示す断面図。
【図３】溶湯押出時のチップの状態を説明する図。
【図４】実施例２に係るチップの構造を示す断面図。
【図５】図５におけるＹ−Ｙ矢視断面図。
【図６】溶湯押出時のチップの状態を説明する図。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ダイカストマシン
１１  金型装置
１２  溶湯射出装置
１３  溶湯
１４  キャビティ
１５  ランナー
１６  シリンダスリーブ
１８  シリンダロッド
１９  チップ
２０  セラミック焼結体
２１  チップ本体
２２  シール体
２３  凹部
【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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