(57)【要約】【課題】シリンダ室のガスの巻き込みを抑制することができる金属成形用シリンダ装置および金属成形用プランジャチップを提供する。【解決手段】シリンダ装置１は、断面で円形状をなし且つ中心軸線Ｐが横方向に沿って延びるシリンダ室２０を形成する内周壁面２２を有するシリンダ２と、シリンダ室２０に前進後退可能に設けられ加圧面３０を有するプランジャチップ３とをもつ。加圧面３０は、基準線ＰＴよりも上側に位置する上側加圧面３０１と、基準線ＰＴよりも下側に位置する下側加圧面３０２とをもつ。下側加圧面３０２は、上側加圧面３０１よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜している。上側加圧面３０１は下側加圧面３０２よりも軸直角線Ｋに沿っている。【選択図】図１
2009255154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面で円形状をなし且つ中心軸線が横方向に沿って延びるシリンダ室を形成する内周壁面を有するシリンダと、
前記シリンダの前記シリンダ室に前進後退可能に設けられ前記シリンダ室内に存在する溶融相を有する金属系流動材料を前進に伴い加圧する加圧面を先端部に有するプランジャチップとを具備しており、
前記シリンダ室の前記中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、前記シリンダ室の前記中心軸線に対して直角な仮想線を軸直角線とし、前記中心軸線または前記中心軸線と上下方向に平行な仮想線を基準線とするとき、
前記加圧面は、前記基準線よりも上側に位置する上側加圧面と、前記基準線よりも下側に位置する下側加圧面とを備えており、
前記プランジャチップの前記下側加圧面は、前記上側加圧面よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜しており、且つ、
前記プランジャチップの前記上側加圧面は前記下側加圧面よりも前記軸直角線に沿っていることを特徴とする金属成形用シリンダ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記シリンダ室の前記中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、前記プランジャチップの前記加圧面は、前記プランジャチップ側に凹みを形成するように凹み円弧状とされている金属成形用シリンダ装置。
【請求項３】
断面で円形状をなし且つ中心軸線が横方向に沿って延びるシリンダ室を形成する内周壁面を有するシリンダと、
前記シリンダの前記シリンダ室に前進後退可能に設けられ前記シリンダ室内に存在する溶融相を有する金属系流動材料を前進に伴い加圧する加圧面を先端部に有するプランジャチップとを具備しており、
前記プランジャチップの前記中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、
前記プランジャチップの前記加圧面は、これの下部がこれの上部よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜しており、且つ、前記プランジャチップの前記加圧面は、前記プランジャチップ側に凹みを形成するように凹み円弧状とされている金属成形用シリンダ装置。
【請求項４】
断面で円形状をなし且つ中心軸線が横方向に沿って延びるシリンダ室に前進後退可能に設けられ、前記シリンダ室内に存在する溶融相を有する金属系流動材料を前進に伴い加圧する加圧面を先端部に有するプランジャチップであって、
前記シリンダ室の前記中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、前記シリンダ室の前記中心軸線に対して直角な仮想線を軸直角線とし、前記中心軸線または前記中心軸線と上下方向に平行な仮想線を基準線とするとき、
前記加圧面は、前記基準線よりも上側に位置する上側加圧面と、前記基準線よりも下側に位置する下側加圧面とを備えており、
前記プランジャチップの前記下側加圧面は前記上側加圧面よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜しており、且つ、前記プランジャチップの前記上側加圧面は前記下側加圧面よりも前記軸直角線に沿っていることを特徴とする金属成形用プランジャチップ。
【請求項５】
断面で円形状をなし且つ中心軸線が横方向に沿って延びるシリンダ室に前進後退可能に設けられ、前記シリンダ室内に存在する溶融相を有する金属系流動材料を前進に伴い加圧する加圧面を先端部に有するプランジャチップであって、
前記シリンダ室の前記中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、
前記プランジャチップの前記加圧面は、これの下部がこれの上部よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜しており、且つ、前記プランジャチップの前記加圧面は、前記プランジャチップ側に凹みを形成するように凹み円弧状とされている金属成形用プランジャチップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属成形用シリンダ装置および金属成形用シリンダ装置に組み込まれる金属成形用プランジャチップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高温の溶湯を射出させる金属成形用シリンダ装置が知られている。このシリンダ装置１Ｘは、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、断面で円形状をなし且つ中心軸線Ｐが横方向に沿って延びるシリンダ室２０Ｘを形成する内周壁面２２Ｘを有するシリンダ２Ｘと、シリンダ２Ｘのシリンダ室２０Ｘに前進後退可能に設けられたプランジャチップ３Ｘとを備えている。プランジャチップ３Ｘは加圧面３０Ｘを有する。加圧面３０Ｘは、シリンダ室２０Ｘ内に存在する金属溶湯４を前進に伴い加圧する。
【０００３】
ここで、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、シリンダ室２０Ｘの中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に示すように、プランジャチップ３Ｘの加圧面３０Ｘは、中心軸線Ｐに対して軸直角方向に設定されているため、シリンダ室３０Ｘ内の溶湯４を衝撃的に加圧させる特性をもつ。
【０００４】
上記したシリンダ装置１Ｘによれば、図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に示すように、プランジャチップ３Ｘの加圧面３０Ｘは、中心軸線Ｐに対して軸直角方向に設定されている。このため、プランジャチップ３Ｘが加圧方向に前進すると、シリンダ室２０Ｘの溶湯４がプランジャチップ３Ｘの前進方向に向けて揺動する波打現象Ａ（図１１（Ｂ）参照）が発生するおそれがある。この場合、シリンダ室２０Ｘ内のガスＧが溶湯４に巻き込まれやすく、ブローホールやピンホールなどの不具合が発生するおそれがある。
【０００５】
更に、射出速度、湯道形状を改良することにより、ブローホールやピンホールなどの不具合を抑制する開発が進められている。しかしながら上記した改良だけでは、ブローホールやピンホールなどの不具合を抑制させるためには、必ずしも充分ではない。
【０００６】
そこで、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すシリンダ装置１Ｗが開発されている（特許文献１）。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、シリンダ室２０Ｗの中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すように、プランジャチップ３Ｗの加圧面３０Ｗにおいては、中心軸線Ｐよりも下側に位置する下部が、中心軸線Ｐよりも上側に位置する上部よりも加圧方向（矢印Ｙ１方向）に向けて前進するように直線状に傾斜している。なお、プランジャチップ３Ｗの加圧面３０Ｗは、中心軸線Ｐに沿った断面において、中心軸線Ｐに対して傾斜して一直線状に延びている。
【特許文献１】特開平９−２９５１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すシリンダ装置１Ｗによれば、プランジャチップ３Ｗの加圧面３０Ｗにおいては、中心軸線Ｐよりも下側に位置する下部が、中心軸線Ｐよりも上側に位置する上部よりも加圧方向（矢印Ｙ１方向）に向けて前進するように直線状に傾斜している。このため、プランジャチップ３Ｗが加圧方向（矢印Ｙ１方向）に前進すると、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すようにシリンダ室２０Ｗの溶湯４がプランジャチップ３Ｗの前進方向に揺動する波打現象Ａ（図１１（Ｂ）参照）は抑制される。
【０００８】
しかしながら、図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すように、傾斜状をなす加圧面３０Ｗにより溶湯４がシリンダ室２０Ｗの中心軸線Ｐよりも早期に上昇し易くなり、溶湯４が周方向へ揺動する波打現象Ｂ（図１３（Ｂ）参照）が発生するおそれがある。この場合においても、シリンダ室２０Ｗ内のガスＧが溶湯４に巻き込まれやすく、同様に、ブローホールやピンホールなどの不具合が発生するおそれがある。
【０００９】
上記した波打現象Ｂが発生する理由としては、次のように推察される。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すように、プランジャチップ３Ｗの加圧面３０Ｗにおいては、中心軸線Ｐよりも下側に位置する下部が、中心軸線Ｐよりも上側に位置する上部よりも加圧方向（矢印Ｙ１方向）に向けて前進するように直線状に傾斜している。このため加圧面３０Ｗが中心軸線Ｐの軸直角方向に沿っている場合よりも、プランジャチップ３Ｗが溶湯４を加圧方向に衝撃的に流動させる衝撃性は緩和されるものの、溶湯４が傾斜状の加圧面３０Ｗで持ち上げられ易くなるため、溶湯４の湯面４０はシリンダ室２０Ｗの中心軸線Ｐよりも上方に急激に移動し易くなる。
【００１０】
ここで、図１３（Ｂ）に示すように、シリンダ室２０Ｗの内周壁面２２Ｗで形成されるシリンダ室２０Ｗにおいては、シリンダ室２０Ｗの中心軸線Ｐよりも下側の領域２０ｄでは、上方に向かうにつれて流路断面積が次第に増加するものの、シリンダ室２０Ｗの中心軸線Ｐよりも上側の領域２０ｕでは、上方に向かうにつれて流路断面積が次第に減少する。このため前述したように、溶湯４の湯面４０がシリンダ室２０Ｗ内において急激に上昇すると、図１３（Ｃ）に示すように、溶湯部分４Ｗは、シリンダ室２０Ｗの周方向に逃げ、結果として、溶湯４が周方向へ揺動する波打現象Ｂ（図１３（Ｂ）参照）が発生し、ガスＧの巻き込みが発生するおそれがあるためと推察される。
【００１１】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、プランジャチップがシリンダ室内を加圧方向に前進して金属系流動材料を成形型のキャビティに注入させるとき、シリンダ室の溶湯等の金属系流動材料がプランジャチップの前進方向に揺動する波打現象を抑制すると共に、溶湯等の金属系流動材料がシリンダ室の周方向に揺動する波打現象を抑制することができ、ひいてはシリンダ室のガスが金属系流動材料に巻き込まれることを抑制することができる金属成形用シリンダ装置および金属成形用プランジャチップを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）様相１に係る金属成形用シリンダ装置は、断面で円形状をなし且つ中心軸線が横方向に沿って延びるシリンダ室を形成する内周壁面を有するシリンダと、前記シリンダの前記シリンダ室に前進後退可能に設けられ前記シリンダ室内に存在する溶融相を有する金属系流動材料を前進に伴い加圧する加圧面を先端部に有するプランジャチップとを具備しており、前記シリンダ室の前記中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、前記シリンダ室の前記中心軸線に対して直角な仮想線を軸直角線とし、前記中心軸線または前記中心軸線と上下方向に平行な仮想線を基準線とするとき、前記加圧面は、前記基準線よりも上側に位置する上側加圧面と、前記基準線よりも下側に位置する下側加圧面とを備えており、前記プランジャチップの前記下側加圧面は、前記上側加圧面よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜しており、且つ、前記プランジャチップの前記上側加圧面は前記下側加圧面よりも軸直角線に沿っていることを特徴とする。
【００１３】
（２）様相２に係る金属成形用シリンダ装置は、様相１において、前記シリンダ室の前記中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、前記プランジャチップの加圧面は、前記プランジャチップ側に凹みを形成するように凹み円弧状とされている。
【００１４】
（３）様相３に係る金属成形用シリンダ装置は、断面で円形状をなし且つ中心軸線が横方向に沿って延びるシリンダ室を形成する内周壁面を有するシリンダと、
前記シリンダの前記シリンダ室に前進後退可能に設けられ前記シリンダ室内に存在する溶融相を有する金属系流動材料を前進に伴い加圧する加圧面を先端部に有するプランジャチップとを具備しており、前記プランジャチップの前記中心軸線を通過するように中心軸線に沿った断面において、前記プランジャチップの前記加圧面は、これの下部がこれの上部よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜しており、且つ、前記プランジャチップの前記加圧面は、前記プランジャチップ側に凹みを形成するように凹み円弧状とされていることを特徴とする。
【００１５】
（４）様相４に係る金属成形用プランジャチップは、断面で円形状をなし且つ中心軸線が横方向に沿って延びるシリンダ室に前進後退可能に設けられ、前記シリンダ室内に存在する溶融相を有する金属系流動材料を前進に伴い加圧する加圧面を先端部に有するプランジャチップであって、前記シリンダ室の中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、前記シリンダ室の前記中心軸線に対して直角な仮想線を軸直角線とし、前記中心軸線または前記中心軸線と上下方向に平行な仮想線を基準線とするとき、前記加圧面は、前記基準線よりも上側に位置する上側加圧面と、前記基準線よりも下側に位置する下側加圧面とを備えており、前記プランジャチップの前記下側加圧面は、前記上側加圧面よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜しており、且つ、前記プランジャチップの前記上側加圧面は前記下側加圧面よりも前記軸直角線に沿っていることを特徴とする。
【００１６】
（５）様相５に係る金属成形用プランジャチップは、断面で円形状をなし且つ中心軸線が横方向に沿って延びるシリンダ室に前進後退可能に設けられ、前記シリンダ室内に存在する溶融相を有する金属系流動材料を前進に伴い加圧する加圧面を先端部に有するプランジャチップであって、前記シリンダ室の前記中心軸線を通過するように前記中心軸線に沿った断面において、前記プランジャチップの前記加圧面は、これの下部がこれの上部よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜しており、且つ、前記プランジャチップの前記加圧面は、前記プランジャチップ側に凹みを形成するように凹み円弧状とされていることを特徴とする。プランジャチップの上部は、プランジャチップにおいて重力方向の上部を意味する。プランジャチップの下部は、プランジャチップにおいて重力方向の下部を意味する。
【００１７】
（６）上記した様相１，２，４に係る本発明によれば、シリンダ室の中心軸線を通過するように中心軸線に沿った断面において、シリンダ室の中心軸線に対して直角な仮想線を軸直角線とし、前記中心軸線または前記中心軸線と上下方向に平行な仮想線を基準線とするとき、加圧面は、基準線よりも上側に位置する上側加圧面と、基準線よりも下側に位置する下側加圧面とを備えている。上記した様相１，２，４に係る本発明によれば、プランジャチップの下側加圧面は、上側加圧面よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜している。且つ、プランジャチップの上側加圧面は下側加圧面よりも軸直角線に沿っている。
【００１８】
使用の際には、シリンダ室内に溶湯等の金属系流動材料が存在する状態で、プランジャチップがシリンダ室内を加圧方向に前進する。このとき、シリンダ室の溶湯等の金属系流動材料はプランジャチップと共に前進方向に移動し、成形型の成形キャビティ内に注入される。キャビティ内において金属系流動材料の固化が進行すると、金属系の成形品が得られる。ここで、プランジャチップの加圧面が上記した構成に設定されていると、次の作用が得られる。すなわち、シリンダ室の中心軸線を通過するように中心軸線に沿った断面において、シリンダ室の中心軸線に対して直角な仮想線を軸直角線とし、前記中心軸線または前記中心軸線と上下方向に平行な仮想線を基準線とするとき、加圧面は、基準線よりも上側に位置する上側加圧面と、基準線よりも下側に位置する下側加圧面とを備えている。プランジャチップの下側加圧面は、上側加圧面よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜している。この結果、プランジャチップが加圧方向に前進するときであっても、プランジャチップの加圧面のうち中心軸線等の基準線よりも下側の下側加圧面が、溶湯等の金属系流動材料を加圧方向（矢印Ｙ１方向）に流動させる衝撃性は、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す従来技術に比較して、緩和される。従って、シリンダ室の溶湯がプランジャチップ３の前進方向に揺動する波打現象Ａは、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す従来技術に比較して抑制される。
【００１９】
更に様相１，２，４に係る本発明によれば、プランジャチップの上側加圧面は、前述したように、下側加圧面よりも軸直角線に沿っている。このためプランジャチップの加圧面のうち上側加圧面が溶湯等の金属系流動材料を上方に持ち上げる持上力が軽減される。このため、プランジャチップが溶湯を成形型のキャビティに向けて前進させるとき、溶湯等の金属系流動材料の液面の急激な上昇が緩和される。従って、溶湯等の金属系流動材料がシリンダ室の周方向に揺動する波打現象Ｂ（図１３（Ｂ）参照）を抑制することができる。
【００２０】
ここで様相１，２，４に係る本発明によれば、プランジャチップの加圧面を構成する上側加圧面および下側加圧面については、基準線に対して互いに傾斜角度が異なり、上側加圧面および下側加圧面が明確に区別できる形態ばかりではなく、上側加圧面および下側加圧面が明確に区別できないように、上側加圧面および下側加圧面が滑らかに連続的に連設されている形態を含む。要するに、中心軸線等の基準線よりも上側に位置する部分を上側加圧面とする。中心軸線等の基準線よりも下側に位置する部分を下側加圧面とする。ここで、前記した断面で、加圧面としては、直線状でも良いし、円弧面状でも良い。
【００２１】
（７）更に上記した様相３，５に係る本発明によれば、プランジャチップの下部の加圧面は、上部の加圧面よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜している。使用の際には、シリンダ室内に溶湯等の金属系流動材料が存在する状態で、プランジャチップがシリンダ室内を加圧方向に前進する。このとき、シリンダ室の溶湯等の金属系流動材料はプランジャチップと共に前進方向に移動し、成形型の成形キャビティ内に注入される。キャビティ内において金属系流動材料の固化が進行すると、金属系の成形品が得られる。ここで、プランジャチップの加圧面が上記した構成に設定されており、プランジャチップの下部の加圧面は、上部の加圧面よりも加圧方向に向けて前進するように傾斜している。
【００２２】
この結果、上記した様相３，５に係る本発明によれば、プランジャチップが加圧方向に前進するときであっても、プランジャチップの加圧面のうち下部の加圧面が、溶湯等の金属系流動材料を加圧方向（矢印Ｙ１方向）に流動させる衝撃性は、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す従来技術に比較して、緩和される。従って、シリンダ室の溶湯がプランジャチップ３の前進方向に揺動する波打現象Ａは、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す従来技術に比較して抑制される。
【００２３】
更に上記した様相２，３，５に係る本発明によれば、シリンダ室の中心軸線を通過するように中心軸線に沿った断面において、プランジャチップの加圧面は、プランジャチップ側に凹みを形成するように凹み円弧状とされている。この結果、プランジャチップの上側または上部の加圧面は下側または下部の加圧面よりも、中心軸線の軸直角線に沿い易くなる。このためプランジャチップの加圧面のうち上側または上部の加圧面が溶湯等の金属系流動材料を上方に持ち上げる持上力が軽減される。このため、プランジャチップが溶湯等の金属系流動材料を成形型のキャビティに向けて前進させるとき、シリンダ室内において金属系流動材料の液面の急激な上昇が緩和される。従って、溶湯等の金属系流動材料がシリンダ室の周方向に揺動する波打現象Ｂを抑制することができる。
【００２４】
（８）上記した各様相に係る本発明によれば、上記したように波打現象Ａおよび波打現象Ｂを抑制することができる。このため、シリンダ室のガスが溶湯等の金属系流動材料に巻き込まれることが抑制される。よって溶湯等の金属系流動材料が固化した成形品の不良率が低減される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、プランジャチップがシリンダ室内を加圧方向に前進するとき、シリンダ室の溶湯等の金属系流動材料がプランジャチップの前進方向に揺動する波打現象Ａを抑制すると共に、溶湯等の金属系流動材料がシリンダ室の周方向に揺動する波打現象Ｂを抑制することができる。ひいてはシリンダ室のガスが金属系流動材料に巻き込まれることを抑制することができる。よって溶湯等の金属系流動材料が固化した成形品におけるブローホールやピンホール等のガス欠陥が抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（実施形態１）
本発明の実施形態１について図１〜図３を参照しつつ説明する。本実施形態に係る金属成形用シリンダ装置１は、図１に示すように、略円筒状のシリンダ２と、プランジャチップ３とを有する。シリンダ２は、断面で円形状をなし且つ中心軸線Ｐが横方向に沿って延びるシリンダ室２０を形成する内周壁面２２を有する。シリンダ２の先端は金型等の成形型のキャビティに連通している。シリンダ室２０の中心軸線Ｐは水平線に沿っている形態が挙げられる。この場合、シリンダ室２０の中心軸線Ｐは水平線に対して所定角度（例えばプラスマイナス３０°以内）傾斜している形態でも良い。
【００２７】
プランジャチップ３は加圧面３０を先端部に有する。プランジャチップ３は、シリンダ２のシリンダ室２０に前進後退可能に設けられている。プランジャチップ３の加圧面３０は、シリンダ室２０内に存在する溶湯４（溶融相を有する金属系流動材料）を前進に伴い加圧する。ここで、図１は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。シリンダ室２０の中心軸線Ｐはプランジャチップ３の中心軸線に相当する。
【００２８】
図１において、シリンダ室２０の中心軸線Ｐに対して直角な仮想線を軸直角線Ｋとする。シリンダ室２０の中心軸線Ｐと平行な仮想線を基準線ＰＴとする。本実施形態によれば、便宜上、基準線ＰＴはシリンダ室２０の中心軸線Ｐと仮定する。
【００２９】
図１に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも上側に位置する上側加圧面３０１と、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも下側に位置する下側加圧面３０２とを備えている。
【００３０】
プランジャチップ３の加圧面３０のうち下側加圧面３０２は、上側加圧面３０１よりも加圧方向（矢印Ｙ１方向）に向けて前進するように傾斜している。従って下側加圧面３０２は、上側加圧面３０１よりも中心軸線Ｐに沿っている向きとされている。これに対して、プランジャチップ３の上側加圧面３０１は、下側加圧面３０２よりも軸直角線Ｋに沿った向きとされている。
【００３１】
このような本実施形態によれば、図１に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、プランジャチップ３側に凹み３ｃを形成するように凹み円弧状とされている。
【００３２】
成形の際には、図２（Ａ）に示すように、プランジャチップ３が待機位置に待機しているとき、シリンダ室２０内に溶湯４が注入される。溶湯４の湯面４０はシリンダ室２０内の中間に位置する。溶湯４としては、金属の溶湯４であれば良く、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金が挙げられる。
【００３３】
このようにシリンダ室２０内に溶湯４が存在する状態で、図２（Ｂ）に示すように、プランジャチップ３がシリンダ室２０内を加圧方向（矢印Ｙ１方向）に前進する。このとき、シリンダ室２０に存在する溶湯４は、プランジャチップ３と共に前進方向（矢印Ｙ１方向）に移動し、成形型の成形キャビティ内に注入される。キャビティ内において溶湯４の固化が進行すると、金属系の成形品が成形型内で得られる。
【００３４】
ここで本実施形態によれば、プランジャチップ３の加圧面３０が上記した構成に設定されているため、次の作用が得られる。
【００３５】
（ａ）図１に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも上側に位置する上側加圧面３０１と、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも下側に位置する下側加圧面３０２とを備えている。そして、プランジャチップ３の下側加圧面３０２は、上側加圧面３０１よりも加圧方向（矢印Ｙ１方向）に向けて前進するように傾斜している。これに対して、プランジャチップ３の上側加圧面３０１は、下側加圧面３０２よりも軸直角線Ｋに沿っている。
【００３６】
更に、シリンダ室２０の中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す図１において、プランジャチップ３の加圧面３０は、プランジャチップ３側に凹み３ｃを形成するように凹み円弧状とされている。この結果、図２（Ｂ）に示すようにプランジャチップ３が加圧方向（矢印Ｙ１方向）に前進するときであっても、プランジャチップ３の加圧面３０のうちシリンダ室２０の中心軸線Ｐよりも下側の下側加圧面３０２が、溶湯４を加圧方向（矢印Ｙ１方向）に流動させる衝撃性は、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す従来技術に比較して、緩和される。その理由としては、上側加圧面３０１は軸直角線Ｋに沿っているものの、下側加圧面３０２はあまり軸直角線Ｋに沿っていないためである。
【００３７】
従って、シリンダ室２０の溶湯４がプランジャチップ３の前進方向（矢印Ｙ１方向）に揺動する波打現象Ａは、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示す従来技術に比較して抑制される。
【００３８】
（ｂ）更に本実施形態によれば、プランジャチップ３の下側加圧面３０２は上側加圧面３０１よりも加圧方向（矢印Ｙ１方向）に向けて前進するように傾斜しているものの、プランジャチップ３の上側加圧面３０１は下側加圧面３０２よりも軸直角線Ｋに沿っている。このため、プランジャチップ３が溶湯４を前進させるとき、プランジャチップ３の加圧面３０のうち中心軸線Ｐよりも上側の上側加圧面３０１が溶湯４を上方に持ち上げる持上力が軽減される。このため、溶湯４をプランジャチップ３の加圧面３０で加圧するとき、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、シリンダ室２０における溶湯４の湯面４０の急激な上昇が抑制される。従って、シリンダ室２０の中心軸線Ｐよりも上側の領域２０ｕにおいて、上方に向かうにつれて流路断面積が次第に減少する場合であっても、溶湯４の湯面４０の急激な上昇が緩和される。この結果、図３（Ｂ）に示すように、溶湯４がシリンダ室２０の周方向に揺動する波打現象Ｂ（図１３（Ｂ）参照）を抑制することができる。
【００３９】
（ｃ）本実施形態によれば、前述したように、プランジャチップ３が溶湯４を前進させるとき、上記したように波打現象Ａおよび波打現象Ｂを抑制することができる。このためシリンダ室２０のガスが溶湯４に巻き込まれることを抑制できる。すなわち、シリンダ室２０のガスの巻き込みを抑制することができる。よって溶湯４が固化した成形品の不良率が低減される。
【００４０】
（実施形態２）
図４は実施形態２を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には共通する構成および作用効果を有する。図４は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。図４に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも上下方向（鉛直方向）の上側に位置する上側加圧面３０１と、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも上下方向（鉛直方向）の下側に位置する下側加圧面３０２とを備えている。上側加圧面３０１は軸直角線Ｋに直状に沿っている。下側加圧面３０２は中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）に対して直線状に傾斜している。
【００４１】
（実施形態３）
図５は実施形態３を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には共通する構成および作用効果を有する。図５は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。図５に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも上側に位置する上側加圧面３０１と、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも下側に位置する下側加圧面３０２とを備えている。上側加圧面３０１は軸直角線Ｋに直状に沿っている。下側加圧面３０２は、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）に対して直線状に傾斜している第１下側加圧面３０２ｆと、軸直角線Ｋに直状に沿っている第２下側加圧面３０２ｓとを有する。第１下側加圧面３０２ｆは上側加圧面３０１よりも中心軸線Ｐに沿うように寝ている。
【００４２】
（実施形態４）
図６は実施形態４を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には共通する構成および作用効果を有する。図６は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。図６に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも上側に位置する上側加圧面３０１と、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも上下方向（鉛直方向）における下側に位置する下側加圧面３０２とを備えている。図６において、上側加圧面３０１は下側加圧面３０２よりも軸直角線Ｋに沿っている。下側加圧面３０２は上側加圧面３０１よりも中心軸線Ｐに沿うように寝ている。この加圧面３０は、曲率中心ＲＢを通る半径ＲＡで規定された真円状の円弧凹状面で形成されている。
【００４３】
（実施形態５）
図７は実施形態５を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には共通する構成および作用効果を有する。図７は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。図７に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐよりも下方の基準線ＰＴよりも上側に位置する上側加圧面３０１と、中心軸線Ｐよりも下方の基準線ＰＴよりも下側に位置する下側加圧面３０２とを備えている。図７において、上側加圧面３０１は下側加圧面３０２よりも軸直角線Ｋに沿っている。下側加圧面３０２は上側加圧面３０１よりも中心軸線Ｐに沿うように寝ており、楕円状または真円状の円弧凹状面で形成されている。
【００４４】
（実施形態６）
図８は実施形態６を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には共通する構成および作用効果を有する。図８は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。図８に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐよりも上方の基準線ＰＴよりも上側に位置する上側加圧面３０１と、中心軸線Ｐよりも上方の基準線ＰＴよりも下側に位置する下側加圧面３０２とを備えている。図８において、上側加圧面３０１は下側加圧面３０２よりも軸直角線Ｋに沿っている。下側加圧面３０２は上側加圧面３０１よりも中心軸線Ｐに沿うように寝ており、楕円状または真円状の円弧凹状面で形成されている。
【００４５】
（シミュレータ）
シミュレータは、熱流体解析ソフトウェア（Flow-Science社製のFlow-3D）を用いて行った。このシミュレータは、非圧縮性流れから自由曲面を伴う流れ、圧縮性を考慮した流れ、更には凝固を伴う流れまで広範囲の流れを扱うことが可能な差分法を用いた３次元流体計算プログラムである。
【００４６】
シミュレータにおいてガスの巻き込みを最小化させるシミュレーションを行った。図９は、シミュレーションにおいて用いられたプランジャチップ３（直径：７５ミリメートル）の加圧面３０を示す。図９において、溶湯４の加圧方向をｙ方向とする。加圧方向に対して垂直な方向をｚ方向とする。この場合、プランジャチップ３の加圧面３０は、直線的ではなく、湾曲性を有する関数として、すなわち、式（１）で示される二次関数として表される。
【００４７】
【数１】
2009255154.tif 000003
ここで、二次関数の始点となる頂点ｑと終点ｒが未知数となる。溶湯へのガスの巻き込みを無くすようにシミュレーションしたところ、ｑについては、０＜ｑ≦０．０７５メートル＝７５ミリメートルとなり、ｒについては、０＜ｒ≦０．０２５メートル＝２５ミリメートルとなった。従って、試験例としては、加圧面に関するｑについてはｑ＝０．０６９メートル≒６９ミリメートルに設定し、加圧面に関するｒについては、ｒ＝０．０２４３メートル≒２４ミリメートルに設定した。この場合、数値計算上では、溶湯４へのガス巻き込み量は０となった。
【００４８】
（実機による試験）
上記したように加圧面に関するｑについてはｑ＝０．０６９メートル＝６９ミリメートルに設定し、加圧面に関するｒについては、ｒ＝０．０２４３メートル≒２４ミリメートルに設定したプランジャチップ３（直径：７５ミリメートル）を実際に作製した。そして、そのプランジャチップ３を実機のシリンダ装置１（宇部テクノエンジ製コールドチャンバダイカストマシン，ＮＸ５００Ｃ）に組み付けた。上記したシリンダ装置１を用い、湯温８７３〜８９３Ｋのアルミニウム合金（ＡＤＣ１２）の溶湯４を金型のキャビティ内に実際に射出成形した。この場合、金型が３４７〜４２３Ｋに暖められた状態で射出成形し、１０個の試験片を作成した。ここで、溶湯の射出重量を１．２ｋｇとし、射出圧を７０ＭＰａとした。更に射出速度を高速（２．０ｍ・ｓ−１）、中速（０．５ｍ・ｓ−１）、低速（０．２７ｍ・ｓ−１）の３条件とした。そして、各試験片をこれらの融点付近まで加熱させるブリスタ試験を実施し、試験片の内部のガス欠陥を調べた。ブリスタ試験では、ガス欠陥が含まれていると、膨張するため試験者の肉眼で視認できる。比較例として、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すプランジャチップと、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すプランジャチップとを用い、同様に試験した。試験結果としては、本発明に相当するプランジャチップ３では、比較例に係るプランジャチップに比較して、ガスの巻き込みが極めて少なかった。
【００４９】
なお上記したデータに限定されず、プランジャチップ３の径が０．０７５メートル＝７５ミリメートルの場合には、例えば、ｑについてはｑ＝４０〜７４ミリメートル、４５〜７２ミリメートルに設定できる。ｒについては、ｒ＝１２〜４０ミリメートル、１５〜３０ミリメートルに設定できる。
【００５０】
換言すると、プランジャチップ３の径がＤミリメートルの場合には、例えば、ｑについてはｑ＝（０．５３〜０．９９）×Ｄミリメートル、（０．６０〜０．９６）×Ｄミリメートルに設定できる。ｒについては、ｒ＝（０．１６〜０．５３）×Ｄミリメートル、（０．２０〜０．４０）×Ｄミリメートルに設定できる。但し、これらに限定されるものではない。
【００５１】
上記したように実機による評価としては、アルミニウム合金の溶湯を用いているが、これに限らず、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム合金、亜鉛、亜鉛合金、銅、銅合金の溶湯を用いても良い。
【００５２】
（実施形態７）
図１０は実施形態７を示す。本実施形態は実施形態１と基本的には共通する構成および作用効果を有する。図１０は、シリンダ室２０の中心軸線Ｐを通過するように中心軸線Ｐに沿った断面を示す。図１０に示すように、プランジャチップ３は加圧面３０を先端部に有する。プランジャチップ３は、シリンダ２のシリンダ室２０に前進後退可能に設けられている。図１０において、シリンダ室２０の中心軸線Ｐに対して直角な仮想線を軸直角線Ｋとする。シリンダ室２０の中心軸線Ｐと上下方向に平行な仮想線を基準線ＰＴとする。本実施形態によれば、便宜上、基準線ＰＴはシリンダ室２０の中心軸線Ｐと仮定する。
【００５３】
図１０に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも上側に位置する上側加圧面３０１と、中心軸線Ｐ（基準線ＰＴ）よりも下側に位置する下側加圧面３０２とを備えている。プランジャチップ３の加圧面３０のうち下側加圧面３０２は、上側加圧面３０１よりも加圧方向（矢印Ｙ１方向）に向けて前進するように傾斜している。従って下側加圧面３０２は、上側加圧面３０１よりも中心軸線Ｐに沿っている向きとされている。但し、下側加圧面３０２の先端部には、円弧凸状面で形成された丸み部３０４を有する。これにより下側加圧面３０２の先端部の耐久性が確保されている。これに対して、プランジャチップ３の上側加圧面３０１は、下側加圧面３０２よりも軸直角線Ｋに沿った向きとされている。このような本実施形態によれば、図１に示す場合と同様に、図１０に示すように、プランジャチップ３の加圧面３０は、プランジャチップ３側に凹み３ｃを形成するように凹み円弧状とされている。
【００５４】
（その他）上記した実施形態によれば、金属系流動材料として溶湯４が採用されているが、これに限らず、金属固相および金属液相が共存する金属系流動材料を用いても良い。本発明は上記した各実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は例えば金属溶湯などの金属系流動材料を射圧成形等の加圧成形をさせる場合に適用できる。例えばダイカスト、低圧鋳造、溶湯鍛造、レオキャスト法等の分野に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】実施形態１に係り、シリンダ装置のプランジャチップ付近の縦断面図である。
【図２（Ａ）】シリンダ装置のプランジャチップを前進させる直前の状態を示す縦断面図である。
【図２（Ｂ）】シリンダ装置のプランジャチップを前進させた直後の状態を示す縦断面図である。
【図３（Ａ）】シリンダ装置のプランジャチップを前進させる直前の状態を示す横断面図である。
【図３（Ｂ）】シリンダ装置のプランジャチップを前進させた直後の状態を示す横断面図である。
【図４】実施形態２に係り、シリンダ装置のプランジャチップ付近の縦断面図である。
【図５】実施形態３に係り、シリンダ装置のプランジャチップ付近の縦断面図である。
【図６】実施形態４に係り、シリンダ装置のプランジャチップ付近の縦断面図である。
【図７】実施形態５に係り、シリンダ装置のプランジャチップ付近の縦断面図である。
【図８】実施形態６に係り、シリンダ装置のプランジャチップ付近の縦断面図である。
【図９】シミュレーションに係り、プランジャチップの加圧面付近の縦断面図である。
【図１０】シリンダ装置のプランジャチップ付近の縦断面図である。
【図１１（Ａ）】従来技術に係り、シリンダ装置のプランジャチップを前進させる直前の状態を示す縦断面図である。
【図１１（Ｂ）】同シリンダ装置のプランジャチップを前進させた直後の状態を示す縦断面図である。
【図１２（Ａ）】他の従来技術に係り、シリンダ装置のプランジャチップを前進させる直前の状態を示す縦断面図である。
【図１２（Ｂ）】同シリンダ装置のプランジャチップを前進させた直後の状態を示す縦断面図である。
【図１３（Ａ）】他の従来技術に係り、シリンダ装置のプランジャチップを前進させる直前の状態を示す横断面図である。
【図１３（Ｂ）】同シリンダ装置のプランジャチップを前進させた直後の状態を示す横断面図である。
【図１３（Ｃ）】波打ち現象を説明するための原理図である。
【符号の説明】
【００５７】
１はシリンダ装置、Ｐは中心軸線、Ｋは軸直角線、２はシリンダ、２０はシリンダ室、２２は内周壁面、３はプランジャチップ、３０は加圧面、３０１は上側加圧面、３０２は下側加圧面、４は溶湯（金属系流動材料）を示す。
【図１】
2009255154.tif 000004
【図２（Ａ）】
2009255154.tif 000005
【図２（Ｂ）】
2009255154.tif 000006
【図３（Ａ）】
2009255154.tif 000007
【図３（Ｂ）】
2009255154.tif 000008
【図４】
2009255154.tif 000009
【図５】
2009255154.tif 000010
【図６】
2009255154.tif 000011
【図７】
2009255154.tif 000012
【図８】
2009255154.tif 000013
【図９】
2009255154.tif 000014
【図１０】
2009255154.tif 000015
【図１１（Ａ）】
2009255154.tif 000016
【図１１（Ｂ）】
2009255154.tif 000017
【図１２（Ａ）】
2009255154.tif 000018
【図１２（Ｂ）】
2009255154.tif 000019
【図１３（Ａ）】
2009255154.tif 000020
【図１３（Ｂ）】
2009255154.tif 000021
【図１３（Ｃ）】
2009255154.tif 000022