(57)【要約】【課題】  アルミニウムおよびその合金をはじめとする非鉄合金の鋳造に好適なホットチャンバーダイカストマシンにおいて、セラミック製ノズルの耐久性を飛躍的に向上させ、製品の低価格化を実現する。【解決手段】  ホットチャンバーダイカストマシンにおいて、溶湯漕に収容された金属溶湯を金型部２０内に供給するための溶湯供給路３１を形成するノズル３０であって、溶湯供給路３１となる中空部を有したセラミック製のノズル本体３２と、金属製の耐衝撃部材とを含む構成とした。耐衝撃部材は、セラミック製のノズル本体３２の先端から一定長さの範囲を被覆する金属製の外筒３３で構成してある。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホットチャンバーダイカストマシンにおいて、溶湯槽に収容された金属溶湯を金型内に供給するための溶湯供給路を形成するノズルであって、
前記溶湯供給路となる中空部を有したセラミック製のノズル本体と、
少なくとも前記金型と当接する部位に設けた金属製の耐衝撃部材とを含むホットチャンバーダイカストマシン用ノズル。
【請求項２】
前記耐衝撃部材は、前記セラミック製のノズル本体の先端から一定長さの範囲を被覆する金属製の外筒であることを特徴とする請求項１のホットチャンバーダイカストマシン用ノズル。
【請求項３】
前記外筒は、少なくとも前記溶湯槽内の金属溶湯に触れることのない領域で、前記ノズル本体の外周に外嵌してあることを特徴とする請求項２のホットチャンバーダイカストマシン用ノズル。
【請求項４】
前記外筒は、焼き嵌めによって前記ノズル本体の外周面に外嵌固定してあることを特徴とする請求項３のホットチャンバーダイカストマシン用ノズル。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載したノズルを備えたホットチャンバーダイカストマシン。
【請求項６】
金型における前記ノズルの先端が当接する部位を、当接方向に対し一定の角度を有する傾斜面とし、且つ前記ノズルの当接部位を、当該傾斜面と面接触する形状としたことを特徴とする請求項５のホットチャンバーダイカストマシン。
【請求項７】
前記ノズルとは別の支持構造をした固定プレートを有し、前記外筒の基端部を当該固定プレートに装着し、前記金型との当接時に前記外筒に伝わる衝撃力を、当該固定プレートで受ける構成としたことを特徴とする請求項５または６のホットチャンバーダイカストマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アルミニウムおよびその合金をはじめとする非鉄合金の鋳造に好適なホットチャンバーダイカストマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットチャンバーによるアルミニウムおよびその合金の鋳造においては、アルミニウム系の溶湯がほとんどの金属と反応してこれを浸食してしまうため、実用化は困難とされていたが、近年、アルミニウム系の溶湯を金型内に導くノズル（注入筒）をセラミックによって形成することで、耐用性を向上させる新技術が提案されてきている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２８５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、周知のとおりセラミックは硬く脆い性質を有するため、ノズルが金型への衝突動作を繰り返すと、比較的短期間で欠けや割れが生じてしまうという欠点があった。ちなみに、ホットチャンバーダイカストマシンにおいては、鋳造動作のたびにノズルを金型から引き離し、金型を冷却して製品を取り外した後、再び金型を加熱してノズルを当接（連接）する工程が行われている。金型を冷却する際、ノズルが接触していると、ノズル内の溶湯が固まってしまい、目詰まりを引き起こすおそれがあるためである。
【０００４】
このため、特許文献１では、シリンダを構成する主筒とノズルを構成する注入筒とを別体とし、その間にリング状シール材を設けて衝撃を吸収する対策技術を開示しているものの、かかる構成によってもセラミック製のノズル（注入筒）に欠けや割れが生じる問題を解消できるまでには至っていない。
【０００５】
セラミック製のノズルは加工が困難なため高価格であり、このノズルが短期間で破損してしまうこから、製品の低価格化を実現することができなかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされれたもので、アルミニウムおよびその合金をはじめとする非鉄合金の鋳造に好適なホットチャンバーダイカストマシンにおいて、セラミック製ノズルの耐久性を飛躍的に向上させ、製品の低価格化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、ホットチャンバーダイカストマシンにおいて、溶湯槽に収容された金属溶湯を金型内に供給するための溶湯供給路を形成するノズルであって、溶湯供給路となる中空部を有したセラミック製のノズル本体と、少なくとも金型と当接する部位に設けた金属製の耐衝撃部材とを含むことを特徴とする。
【０００８】
金型と当接する部位に金属製の耐衝撃部材を設けることで、同部材が当接時の衝撃を吸収するので、セラミック製のノズル本体の耐久性が向上する。
【０００９】
耐衝撃部材は、セラミック製のノズル本体の先端から一定長さの範囲を被覆する金属製の外筒で構成することが好ましい。このように、ノズル本体を金属製の外筒で被覆することにより、金型への当接に伴う衝撃力が外筒に分散して吸収されるので、ノズル本体へ伝わる衝撃力をいっそう低減することができ、さらにノズル本体の耐久性を向上させることが可能となる。
【００１０】
ここで、外筒は、少なくとも溶湯槽内の金属溶湯に触れることのない領域で、ノズル本体の外周に外嵌することが好ましい。金属製の外筒が、アルミニウムおよびその合金をはじめとする非鉄金属の溶湯に触れた場合、浸食されて耐久性が低下してしまうおそれがあるからである。なお、例えば、外筒は、焼き嵌めによってノズル本体の外周面に外嵌固定することができる。
【００１１】
また、本発明のホットチャンバーダイカストマシンは、上述した構成のノズルを備えるとともに、金型におけるノズルの先端が当接する部位を、当接方向に対し一定の角度を有する傾斜面とし、且つノズルの当接部位を、当該傾斜面と面接触する形状としたことを特徴とする。
この構成により、当接時の衝撃力が傾斜面の法線方向に向かう分力に変えられ、しかも面接触することで衝撃力が分散して伝えられるため、セラミック製のノズル本体への衝撃を緩和することができる。
【００１２】
さらに、本発明は、ノズルとは別の支持構造をしたプレート板を有し、外筒の基端部を当該プレート板に装着し、金型との当接時に外筒に伝わる衝撃力を、当該プレート板で受ける構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、アルミニウムおよびその合金をはじめとする非鉄合金の鋳造に好適なホットチャンバーダイカストマシンにおいて、セラミック製ノズルの耐久性を飛躍的に向上させ、製品の低価格化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１乃至図６は、本発明の実施形態を示す図で、図１は、ホットチャンバーダイカストマシンの全体構成を示す側面断面図である。
同図に示すように、ホットチャンバーダイカストマシンは、金属溶湯を収容する溶湯槽１と、この金属溶湯を流し込んで製品を鋳造する金型部２０と、溶湯槽１と金型部２０とを連通するノズル３０とを備えている。
【００１５】
溶湯槽１の内側には、セラミックで形成された射出ユニット１０が配設してある。溶湯槽１内には、加熱によって液化したアルミニウム合金の金属溶湯が満たしてあり、この金属溶湯内に射出ユニット１０の一部が浸っている。
射出ユニット１０は、ノズル３０に連通するグースネック道通路１１と、このグースネック道通路１１に通じる有底筒状のスリーブ１２と、このスリーブ１２の内部空間を上下に摺動自在なプランジャー１３とを備えている。プランジャー１３は、油圧シリンダー１４によって駆動される。
スリーブ１２の外周には、外スリーブ１５が配設してある。この外スリーブ１５は、プランジャー１３やノズル３０からの押圧力に対して、スリーブ１２を保護している。スリーブ１２および外スリーブ１５には、溶湯槽１内の金属溶湯をスリーブ１２の中空部内に導き入れるための溶湯孔１６が設けてあり、プランジャー１３が上方に摺動したとき、その吸引圧力をもって金属溶湯をスリーブ１２内に導入する構成となっている。
【００１６】
金型部２０は、可動金型２１と固定金型２２で構成されており、これら各金型２１、２２の接合面に製品成形部２３が形成されている。固定金型２２には、可動金型２２の接合面側に貫通するスプール２５が形成してあり、このスプール２５がノズル３０内に形成した溶湯供給路３１と連通する。可動金型２１には、固定金型２２との接合面に製品成形部２３へ向うランナー２４が形成してあり、このランナー２４に上記スプール２５が連通している。すなわち、スプール２５およびランナー２４は、金属溶湯を製品成形部２３に導くための溶湯路２７を形成している。
【００１７】
金型部２０は、図示しないノズルタッチシリンダにより駆動され、スプール２５の開口部がノズル３０の先端に接離する構造となっている。ここで、ノズル３０の先端が当接するスプール２５の開口部には、当接方向に対し一定の角度を有する傾斜面２６が形成してある。
【００１８】
図２は、ホットチャンバーダイカストマシン用ノズルを拡大して示す側面断面図である。
同図に示すように、ノズル３０は、セラミックで構成されたノズル本体３２と、金属材で構成された外筒３３とを備えている。ノズル本体３２には、中心軸を貫通するように溶湯供給路３１が形成してある。ノズル本体３２の基端部は、射出ユニット１０に形成したグースネック道通路１１の開口部に挿入してある。ここで、ノズル本体３２の基端部には、リング状のシール部材３４が外嵌してあり、このシール部材３４によって金属溶湯の漏れを防止している。
【００１９】
外筒３３は、溶湯槽１から延出したノズル本体３２の外周面に設けてある。この外筒３３の設置領域は、溶湯槽１内の金属溶湯に触れることのない領域である。
また、外筒３３の外周には、ノズルヒータ３５が設けてある。このノズルヒータ３５からの熱によって、溶湯供給路３１を通過する金属溶湯の凝固が防止される。
外筒３３は、セラミック製のノズル本体３２を金型部２０との衝突時の衝撃から保護する機能を有している。このため、外筒３３は耐衝撃性に優れた金属材料で構成することが好ましい。
【００２０】
図３は、ホットチャンバーダイカストマシン用ノズルの先端部を拡大して示す側面断面図である。
同図に示すように、ノズル３０の先端部には、中心軸部分にノズル本体３２の先端面が露出している。よって、ノズル本体３２に形成された溶湯供給路３１は、先端開口部から金型部２０のスプール２５に連通することができる。
【００２１】
また、ノズル３０の先端部には、ノズル本体３２の露出部分から外周面に向かって外筒３３で被覆されている。この外筒３３で覆われた先端外周部分は、円錐状の傾斜面３６となっている。この傾斜面３６が、金型部２０におけるスプール２５の開口部に形成した傾斜面２６に当接する。このように、金属製の外筒３３が金型部２０と当接して衝撃を吸収するので、セラミック製のノズル本体３２の耐久性が向上する。
ここで、傾斜面３６は、金型部２０におけるスプール２５の開口部に形成した傾斜面２６と対応しており、各傾斜面２６，３６は相互に面接触するように調整されている。これにより、当接時の衝撃力が傾斜面３６の法線方向に向かう分力に変換され、しかも面接触することで衝撃力が分散して伝えられるため、セラミック製のノズル本体３２への衝撃を緩和することができる。さらに、当接箇所からの金属溶湯の漏れ出しを防止することもできる。
【００２２】
さらに、ノズル３０の先端部分には、外筒３３の内周面とノズル本体３２の外周面との間に、メタルＯリング３７を介在させてあり、これにより外筒３３とノズル本体３２との間の隙間に金属溶湯が入り込むことを防止している。
【００２３】
図４は、ホットチャンバーダイカストマシン用ノズルの外筒後端部を拡大して示す側面断面図である。
同図に示すように、ノズル本体３２を覆う外筒３３は、後端部にフランジ３８が形成してあり、このフランジ３８が金属材からなるプレート板３９に取付ボルト４０で取り付けられている。プレート板３９は、射出ユニット１０のカバーフレーム（図示せず）に固定されており、金型部２０が当接する際の衝撃力に充分耐えられる構造となっている。
また、プレート板３９には挿通孔４１が設けてあり、この挿通孔４１にノズル本体３２を挿通してある。ノズル本体３２には、段付き形状の突き当て部材４２が装着してあり、この突き当て部材４２がプレート板３９に当接して、ノズル本体３２の後方への移動が規制されている。なお、突き当て部材４２は内周面に雌ねじ部４３を有しており、ノズル本体３２に設けられた雄ねじ部４４にこの雌ねじ部４３が螺合している。雌ねじ部４３のねじ込み量を調整することで、突き当て部材４２のノズル本体３２に対する装着位置を調整することができる。
【００２４】
製品を鋳造する場合、ホットチャンバーダイカストマシンは、金型部２０がノズルタッチシリンダーの摺動によりノズル３０の方向へ摺動する。そして、金型部２０におけるスプール２５の開口部に形成した傾斜面２６が、ノズル３０における外筒３３の先端部に形成した傾斜面３６に当接する。このときの衝撃力は、外筒３３を介してプレート板３９に伝えられ、これら外筒３３とプレート盤３９がこれを吸収する。よって、金型部２０の当接に伴う衝撃は、ノズル本体３２には伝わらないか、または弱められて伝わるので、セラミックで形成したノズル本体の耐久性が格段に向上する。
【００２５】
〔変形例１〕
図５は、本発明の変形例を図４に対応して示す側面断面図である。
同図に示すように、段部４５を有する突き当て部材４２をプレート板３９の挿通孔４１に装着するとともに、ノズル本体３９に段部４６を形成し、これら段部４５，４６の当接をもって、ノズル本体３２の後方への移動を規制するようにしてもよい。プレート板３９の挿通孔４１はナット孔としてあり、突き当て部材４２の外周面に雄ねじ部４３を形成して、挿通孔４１にねじ込むことで、突き当て部材４２をプレート板３９に装着できる。
【００２６】
〔変形例２〕
図６は、本発明の他の変形例を示す側面断面図である。
先の実施形態では、図２に示したように、外筒３３の外周にノズルヒータ３５を配設したが、ノズルヒータ３５はノズル本体３２の外周に配設することもできる（図６参照）。このような配置とすれば、外筒３３の基端よりもさらに後方へノズルヒータ３５を延長することが可能となり、溶湯供給路３１内の金属溶湯を加熱保温できる領域を広げることができる。ノズルヒータ３５は、セラミック製のノズル本体３２の内部に埋め込むこともできる。
【００２７】
本発明は、上述した実施形態やその変形例に限定されるものではなく、必要に応じて種々の応用実施または変形実施が可能であることは勿論である。
例えば、外筒３３は焼き嵌めによりノズル本体３２の外周面に密着させることもできる。このように構成すれば、外筒３３の外周に配設したノズルヒータ３５からの熱を、ノズル本体３２へ効率的に伝えることが可能となる。また、メタルＯリングを用いることなく、外筒３３とノズル本体３２との間への金属溶湯の進入を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るホットチャンバーダイカストマシンの全体構成示す側面断面図である。
【図２】ホットチャンバーダイカストマシン用ノズルを拡大して示す側面断面図である。
【図３】ホットチャンバーダイカストマシン用ノズルの先端部を拡大して示す側面断面図である。
【図４】外筒の後端部の構成を拡大して示す側面断面図である。
【図５】変形例を示す側面断面図である。
【図６】他の変形例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：溶湯槽
１０：射出ユニット、１１：グースネック道通路、１２：スリーブ、
１３：プランジャー、１４：油圧シリンダー、１５：外スリーブ、１６：溶湯孔、
２０：金型部、２１：可動金型、２２：固定金型、２３：製品成形部、２４：ランナー、
２５：スプール、２６：傾斜面、２７：溶湯路、
３０：ノズル、３１：溶湯供給路、３２：ノズル本体、３３：外筒、
３４：リング状シール、３５：ノズルヒータ、３６：傾斜面、３７：メタルＯリング、
３８：フランジ、３９：プレート板、４０：取付ボルト、４１：挿通孔、
４２：突き当て部材、４３：雌ねじ部、４４：雄ねじ部
【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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