(57)【要約】【課題】射出スリーブおよびプランジャチップの磨耗やかじりの抑制と潤滑剤の溶湯内への巻込み抑制とを両立可能とする。【解決手段】供給された溶湯を待機位置Ａと射出終了位置Ｂとの間で摺動移動して鋳型のキャビティに射出するプランジャチップ３を収容するダイカスト鋳造装置の射出スリーブ２の内壁に潤滑剤を保持可能な無数の微細穴Ｅまたは微細溝からなる潤滑剤保持面Ｃ、Ｄを設けた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された溶湯を待機位置と射出終了位置との間で摺動移動して鋳型のキャビティに射出するプランジャチップを収容するダイカスト鋳造装置の射出スリーブにおいて、
前記射出スリーブの内壁に潤滑剤を保持可能な無数の微細穴または微細溝からなる潤滑剤保持面を設けたことを特徴とするダイカスト鋳造装置の射出スリーブ。
【請求項２】
前記潤滑剤保持面は、待機位置および射出終了位置に停止したプランジャチップの摺動面に接触する範囲の射出スリーブ内壁に設けることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト鋳造装置の射出スリーブ。
【請求項３】
前記射出スリーブは概ね水平に配置され、前記射出終了位置のプランジャチップの摺動面に接触する内壁に設けられる潤滑剤保持面は、射出スリーブ内壁の上半分に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のダイカスト鋳造装置の射出スリーブ。
【請求項４】
前記潤滑剤保持面の無数の微細穴または微細溝は、その穴径または溝幅が１００μｍ以下に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載のダイカスト鋳造装置の射出スリーブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、キャビティに溶湯を射出するダイカスト鋳造装置の射出スリーブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から射出スリーブおよびプランジャチップへの負担を軽減するよう潤滑性能を向上させて、射出スリーブおよびプランジャチップ摺動面の磨耗やかじりを抑制するダイカスト鋳造装置や高品質ダイカスト鋳造装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、潤滑性能を向上させるために、プランジャチップ前端に向けてスリーブ内へ潤滑剤（主に黒鉛系）をスプレーし、射出スリーブやプランジャチップの「磨耗」および「かじり」を抑制するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１０３８６２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例のように射出スリーブ内へ潤滑剤をスプレーする場合に、射出スリーブおよびプランジャチップの磨耗や「かじり」を抑制してその寿命を延ばし、ランニングコストを下げるためには潤滑剤を多く塗布したい反面、潤滑剤の溶湯内への巻込みによる製品の品質低下を防ぐためには潤滑剤の塗布量を極力抑えたいという相反した課題がある。特に高延性、高強度が要求される鋳物製品では、潤滑剤の巻込みは鋳物製品の機械的性質を低下させ、熱処理時のブリスタ（ふくれ）を発生させる虞があり、後者の課題を重視する必要がある。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、射出スリーブおよびプランジャチップの磨耗や「かじり」の抑制と潤滑剤の溶湯内への巻込み抑制との両立を図ることが可能なダイカスト鋳造装置の射出スリーブを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、供給された溶湯を待機位置と射出終了位置との間で摺動移動して鋳型のキャビティに射出するプランジャチップを収容するダイカスト鋳造装置の射出スリーブの内壁に潤滑剤を保持可能な無数の微細穴または微細溝からなる潤滑剤保持面を設けた。
【０００８】
【発明の効果】
したがって、本発明では、供給された溶湯を待機位置と射出終了位置との間で摺動移動して鋳型のキャビティに射出するプランジャチップを収容するダイカスト鋳造装置の射出スリーブの内壁に潤滑剤を保持可能な無数の微細穴または微細溝からなる潤滑剤保持面を設けたため、潤滑剤保持面の無数の微細穴または微細溝に潤滑剤を保持させることができ、潤滑性能を保ちながら潤滑剤の使用量を必要最少量にでき、製品への巻込みを抑えることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のダイカスト鋳造装置の射出スリーブを一実施形態に基づいて説明する。
【００１０】
図１は本発明を適用したダイカスト鋳造装置の射出スリーブの一例を示し、図１（Ａ）は射出スリーブ内で往復動して溶湯をキャビティ内に射出するプランジャチップの動作範囲を示す概要図、図１（Ｂ）は射出スリーブ自体の構成を示す断面図、図１（Ｃ）はプランジャチップ待機側の射出スリーブの断面図、図１（Ｄ）はプランジャチップによる射出側の射出スリーブの断面図である。
【００１１】
図１（Ａ）に示すようにダイカスト鋳造装置の射出装置１は、射出スリーブ２内に往復動可能に挿入されたプランジャチップ３を、待機時には最後退した待機位置Ａに位置させ、射出時には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４により図中右側に押出して溶湯を図示していない図中右側の図示しない金型キャビティ内に射出しつつ図中破線図示の射出終了位置Ｂに停止させ、キャビティ内の溶湯の凝固開始を待って再び待機位置Ａに復帰するよう作動する。
【００１２】
キャビティに連なる射出スリーブ２内はプランジャチップ３の外周が所定の長さに亘って射出スリーブ２内壁に摺動自在に嵌合することで、外気から密封され、かつ溶湯の外部への洩れ出しを防止し、溶湯自身の表面張力によっても溶湯の洩れ出しは防止されている。
【００１３】
射出スリーブ２とプランジャチップ３との摺動部を潤滑するために、射出スリーブ２の待機位置Ａの外周には、潤滑剤供給ポート５が開口して待機位置Ａに位置するプランジャチップ３と射出スリーブ２との隙間に潤滑剤を供給するようにしており、また、図示されていないが、待機位置Ａのプランジャ３前方の射出スリーブ２には溶湯供給ポートが開口する。
【００１４】
前記射出スリーブ２は、図１（Ｂ）に示すように、待機位置Ａと射出終了位置Ｂにおいて、プランジャチップ３と接触する内壁に、例えば、２０〜１００μｍの微細穴または微細溝が無数に設けられた潤滑剤保持面Ｃ、Ｄ（ハッチング部分）を備え、これら無数の微細な穴または溝からなる潤滑剤保持面Ｃ、Ｄに潤滑剤が保持されるよう構成している。潤滑剤保持面Ｃ、Ｄは、待機位置Ａと射出終了位置Ｂのプランジャチップ３の摺動面３Ａに直接接触する軸方向長さのみならずその前後範囲を含み、その軸方向範囲は、例えば、プランジャチップ３摺動面３Ａの１．３倍程度の範囲に亘って設けている。また、待機位置Ａでの潤滑剤保持面Ｃは、射出スリーブ２の内壁全周に亘り設けるのに対し、射出終了位置Ｂの潤滑剤保持面Ｄは、射出スリーブ２の内壁の上半分をカバーする範囲に設けている。射出終了位置Ｂの潤滑剤保持面Ｄを上半分とするのは、射出する溶湯と接触する下半分を除いて、例え潤滑剤保持面Ｄを下半分に形成しても、保持した潤滑剤が溶湯と接触することで燃えてしまうことによる消費を抑制するためである。
【００１５】
前記潤滑剤保持面Ｃ、Ｄを構成する微細穴Ｅまたは微細溝は、例えば、図２（Ａ）もしくは図２（Ｂ）に示すように形成する。図２（Ａ）においては、微細穴Ｅが千鳥状に配置され、図２（Ｂ）においては微細穴Ｅが縦横整列させて配置されている。このように無数の微細穴Ｅは、例えば、Ｑスイッチ付きのＹＡＧレーザ加工機を用い、レーザ光を回折格子を経由させて集光レンズを通過させることで得ることができる。微細穴Ｅの形状は、この楕円形状に限定されるものではなく、例えば、長穴であってもよい。回折格子の形状の選定により微細穴Ｅの配置パターンは変更可能であり、図示していないが、微細溝は、回折格子でなく回折縞を用いることで容易に形成することができる。
【００１６】
以上のように、射出スリーブ２の内壁のプランジャチップ３待機位置Ａおよび射出終了位置Ｂに、無数の微細穴Ｅまたは微細溝で構成した潤滑剤保持面Ｃ、Ｄを形成すると、待機位置Ａで潤滑剤供給ポート５から供給された潤滑剤は、射出スリーブ２内壁の潤滑剤保持面Ｃの無数の微細穴Ｅに保持されつつプランジャチップ３回りに付着する。
【００１７】
次いで、溶湯供給ポートを経由して射出スリーブ２内に溶湯が供給され、プランジャ３が油圧シリンダにより前進されると、プランジャチップ３は溶湯をキャビティ内に射出しつつ前進する。このプランジャチップ３の待機位置Ａからの前進時に、プランジャチップ３の摺動面３Ａに付着した潤滑剤の一部は潤滑剤保持面Ｃの無数の微細穴Ｅに掻き取られ、残りの摺動面３Ａに依然として付着する潤滑剤により射出スリーブ２内壁とプランジャチップ３摺動面３Ａとの潤滑がなされる。この場合の潤滑剤保持面Ｃに残留する潤滑剤とプランジャチップ３摺動面３Ａに付着し続ける潤滑剤との割合は、潤滑剤保持面Ｃを構成する微細穴Ｅの大きさにより調整でき、両者の割合が最適となるように予め実験等により微細穴Ｅの大きさが設定される。
【００１８】
射出スリーブ２内壁に付着している潤滑剤の内の溶湯と接触する範囲の潤滑剤は、燃えたり溶湯内に差込まれる。従って、射出スリーブ２の内壁、特に下半分に付着する潤滑剤は少なくすることが望ましい。
【００１９】
プランジャチップ３が射出終了位置Ｂに到ると、射出スリーブ２内壁の上半分に配置した潤滑剤保持面Ｄに接触し、プランジャチップ３摺動面３Ａに付着している余分な潤滑剤は潤滑剤保持面Ｄの微細穴Ｅに保持される。また、プランジャチップ３摺動面３Ａに付着した潤滑剤が不足する場合には、潤滑剤保持面Ｄに保持された潤滑剤がプランジャチップ３摺動面３Ａに供給される。即ち、プランジャチップ３の摺動面３Ａの上側半分では潤滑剤量が潤滑剤保持面Ｄとの間で充分に潤滑される一方、下側半分では、溶湯と接触して乾いた射出スリーブ２内壁と摺動し、かつ停止位置Ｂで潤滑剤保持面Ｄを備えないため射出スリーブ２の内壁からの潤滑剤の供給はなく不足気味となる。しかしながら、プランジャチップ３の停止中に、潤滑剤で湿潤している上側から摺動面３Ａおよび射出スリーブ２内壁の隙間を経由して下半分にも潤滑剤が供給され、下半分でも必要な量の潤滑がなされる。ただし、下半分に供給される潤滑剤量が多い場合には、プランジャチップ３後退時に射出スリーブ２と接触して射出スリーブ２内壁に残留する潤滑剤量が多くなり、次の射出工程での溶湯への潤滑剤の巻込みが増加する。
【００２０】
この場合においても、潤滑剤保持面Ｄに保持される潤滑剤量は、潤滑剤保持面Ｄを構成する微細穴Ｅの大きさにより調整でき、プランジャチップ３摺動面３Ａの下半分を潤滑する最低必要量の潤滑剤が確保できるよう、その保持量が最適となる微細穴Ｅの大きさが予め実験等により設定される。
【００２１】
微細穴Ｅの大きさは、射出スリーブ２の周方向の径を４０μｍ、深さを４０μｍとした図３に示す無数の微細穴Ｅを射出スリーブ２内壁の上記範囲に配置して潤滑剤保持面Ｃ、Ｄとし、微細穴Ｅの射出スリーブ２の軸方向の径を種々変更して実験した実験結果を図４に示す。図４において、横軸は微細穴Ｅの軸方向径の大小を示し、縦軸は潤滑性の高低を示しており、右上がりのグラフは軸方向径の変化に対する潤滑性の変化特性を示している。
【００２２】
この実験結果によれば、微細穴Ｅの軸方向径が２０μｍ以下では、充分な潤滑剤保持が確保できずにプランジャチップ３と射出スリーブ２との間で「かじり」を発生した（図中の左側部分のハッチング範囲）。また、微細穴Ｅの軸方向径が長くなれば潤滑剤の保持性は向上するが、８０μｍ以上となると、微細穴Ｅが大きくなることで、溶湯の表面張力の限界を超え、微細穴Ｅ内に溶湯の差込みが発生し始め（図中の右側部分のハッチング範囲）、軸方向径が１００μｍを超えた時点で微細穴Ｅに溶湯が差込み詰まる状態が出現した。従って、微細穴Ｅの軸方向径は、２０〜１００μｍの範囲で設定する必要があり、望ましくは、溶湯の表面張力の範囲内にあって微細穴Ｅ内への溶湯の差込みが生じない２０〜８０μｍの範囲に軸方向径を設定することがよい。この範囲であれば、潤滑性能を保ちながら潤滑剤量を低減することができる。
【００２３】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２４】
（ア）供給された溶湯を待機位置Ａと射出終了位置Ｂとの間で摺動移動して鋳型のキャビティに射出するプランジャチップ３を収容するダイカスト鋳造装置の射出スリーブ２の内壁に潤滑剤を保持可能な無数の微細穴Ｅまたは微細溝からなる潤滑剤保持面Ｃ、Ｄを設けたため、潤滑剤保持面Ｃ、Ｄの無数の微細穴Ｅまたは微細溝に潤滑剤を保持させることができ、潤滑性能を保ちながら潤滑剤の使用量を必要最少量にでき、製品への巻込みを抑えることができる。
【００２５】
（イ）潤滑剤保持面Ｃ、Ｄは、待機位置Ａおよび射出終了位置Ｂで停止したプランジャチップ３の摺動面３Ａに接触する範囲の射出スリーブ２内壁に設けるため、プランジャチップ３の摺動の際に最も潤滑が必要となる部分のみに潤滑剤保持面Ｃ、Ｄを設置することとなり、潤滑剤使用量の少量化が図れる。
【００２６】
（ウ）射出スリーブ２が概ね水平に配置される場合には、前記射出終了位置Ｂのプランジャチップ３の摺動面３Ａに接触する範囲に配置される潤滑剤保持面Ｄを、射出スリーブ２内壁の上半分としたため、溶湯給湯時に溶湯と接触して燃える潤滑剤量を減少させることができる。
【００２７】
（エ）潤滑剤保持面Ｃ、Ｄの無数の微細穴Ｅまたは微細溝は、その穴径または溝幅が１００μｍ以下に形成するため、溶湯が通過しても、溶湯がその表面張力で微細溝または微細穴Ｅに差込むことを防止できる。
【００２８】
なお、上記実施形態において、概ね水平に配置される射出スリーブ２について説明したが、図示はしないが、縦型に配置される射出スリーブであってもよく、また、斜めに配置された射出スリーブであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すダイカスト鋳造装置の射出スリーブの概略図（Ａ）、射出スリーブ自体の構成を示す断面図（Ｂ）、プランジャチップ待機側の射出スリーブの断面図（Ｃ）、および、プランジャチップによる射出側の射出スリーブの断面図（Ｄ）。
【図２】同じく潤滑剤保持面を構成する微細な穴の配置例（Ａ）、（Ｂ）を示すレイアウト図。
【図３】大きさを変更して行う実験に用いる無数に設けられる微細穴の概略図。
【図４】無数に設けられる微細穴の大きさを変更して行った実験結果を示すグラフ。
【符号の説明】
Ｃ、Ｄ  潤滑剤保持面
Ｅ  微細穴
１  ダイカスト鋳造装置の射出装置
２  射出スリーブ
３  プランジャチップ
４  プランジャ
５  潤滑剤供給ポート
【図１】
2005000954.tif 000003
【図２】
2005000954.tif 000004
【図３】
2005000954.tif 000005
【図４】
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