CN114192751A - 柱塞头及滑动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种柱塞头，沿柱塞套筒的内表面滑动，将熔融金属注射到模具中，具有：头主体；环状硬质树脂部件，其被安装在头主体的外周面，至少在柱塞头沿着柱塞套筒的内表面进行滑动的热态时，与柱塞套筒的内表面进行接触；环状弹性部件，其位于头主体和环状硬质树脂部件之间，热态时的环状弹性部件的径向厚度与未向柱塞套筒内供给熔融金属的冷态时的环状弹性部件的径向厚度相比而较薄。

Description

柱塞头及滑动方法
技术领域
本发明涉及一种柱塞头及滑动方法。
背景技术
用于压铸机的柱塞头在柱塞套筒内滑动。因此，要求在柱塞头与柱塞套筒的内表面之间具有润滑性及密封性。在日本特开2006-035308中，通过硬质树脂覆盖头主体的外周侧面的一部分，通过该硬质树脂与柱塞套筒的内表面进行接触，向柱塞头与柱塞套筒的内表面之间提供润滑性及密封性。
发明内容
用于柱塞头的硬质树脂要求耐热性，通常耐热性高的硬质树脂的热膨胀率大。因此，在日本特开2006-035308中，在未向柱塞套筒内供给熔融金属的状态(在本说明书中，以下称为“冷态时”或“冷态”)下，当设计为硬质树脂与柱塞套筒内表面接触时，在柱塞头在柱塞套筒内进行滑动而将供给至柱塞套筒200内的熔融金属注射到模具中时(在本说明书中，以下称为“热态时”或“热态”)，硬质树脂由于热膨胀而直径变大，滑动时的摩擦阻力变得过大。另一方面，当为了不使滑动时的摩擦阻力变得过大而考虑热态时的硬质树脂的热膨胀地设计硬质树脂的直径的尺寸时，在热态时的硬质树脂的热膨胀未按照设计等的情况下，有可能不能够充分地获得热态时的硬质树脂与柱塞套筒的内表面之间的密封性。
本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够在确保热态时的密封性的同时进一步降低滑动时的摩擦阻力的柱塞头以及滑动方法。
本发明的柱塞头沿柱塞套筒的内表面滑动，将熔融金属注射到模具中，具有：头主体；环状硬质树脂部件，其被安装在所述头主体的外周面，至少在所述柱塞头沿着所述柱塞套筒的所述内表面进行滑动的热态时，与所述柱塞套筒的所述内表面进行接触；环状弹性部件，其位于所述头主体与所述环状硬质树脂部件之间，所述热态时的所述环状弹性部件的径向厚度与未向所述柱塞套筒内供给所述熔融金属的冷态时的所述环状弹性部件的径向厚度相比而较薄。
本发明的滑动方法使柱塞头沿柱塞套筒的内表面滑动而将熔融金属注射到模具中，所述柱塞头具有：头主体；环状硬质树脂部件，其被安装在所述头主体的外周面，至少在所述柱塞头沿着所述柱塞套筒的所述内表面进行滑动的热态时，与所述柱塞套筒的所述内表面进行接触；环状弹性部件，其位于所述头主体与所述环状硬质树脂部件之间，所述热态时的所述环状弹性部件的径向厚度与未向所述柱塞套筒内供给所述熔融金属的冷态时的所述环状弹性部件的径向厚度相比而较薄。
根据本发明的柱塞头，在热态时环状弹性部件比冷态时薄，因此即使环状硬质树脂部件由于热膨胀而直径变大，在柱塞头滑动时柱塞套筒的内表面与环状硬质树脂部件之间的摩擦阻力也不会变得过大。此外，环状硬质树脂部件至少在热态时与柱塞套筒的内表面接触，因此能够确保热态时的密封性。由此，能够提供能够在确保热态时的密封性的同时进一步降低滑动时的摩擦阻力的柱塞头。
根据本发明的滑动方法，在热态时环状弹性部件比冷态时薄，因此即使环状硬质树脂部件由于热膨胀而直径变大，在柱塞头滑动时柱塞套筒的内表面与环状硬质树脂部件之间的摩擦阻力也不会变得过大。此外，环状硬质树脂部件至少在热态时与柱塞套筒的内表面接触，因此能够确保热态时的密封性。由此，能够提供能够在确保热态时的密封性的同时进一步降低滑动时的摩擦阻力的滑动方法。
附图说明
以下，参考附图，说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件。
图1是表示本发明的实施方式1的柱塞头及柱塞套筒的局部剖视图。
图2是表示本发明的实施方式2的柱塞头及柱塞套筒的局部剖视图。
具体实施方式
实施方式1
以下，参照附图，对本发明的实施方式1进行说明。但是，本发明并不限定于以下的实施方式1。此外，为了明确说明，以下的记载和附图被适当地简化。
图1是表示本实施方式1的柱塞头100及柱塞套筒200的一例的局部剖视图。图1的左侧表示未向柱塞套筒200内供给熔融金属的状态(在本说明书中，以下称为“冷态时”或“冷态”)的柱塞头100及柱塞套筒200，图1的右侧表示向柱塞套筒200内供给了熔融金属的状态(在本说明书中，以下称为“热态时”或“热态”)的柱塞头100及柱塞套筒200。柱塞头100沿着具有圆筒形状的柱塞套筒200的内表面滑动，并将供给至柱塞套筒200内的熔融金属注射到模具中。如图1所示，柱塞头100具有头主体101、环状硬质树脂部件102(以下，简称为“硬质树脂部件102”)、作为环状弹性部件的环状硅树脂部件103(以下，简称为“硅树脂部件103”)。
头主体101具有圆筒形状，能够在该圆筒形状的内部设置冷却装置。在此，冷却装置指的是，例如是作为制冷剂的流路的冷却管等。此外，在不需要冷却装置的情况下，头主体101也可以取代圆筒形状而具有圆柱形状。头主体101由耐热性的工具钢等形成。此外，头主体101也可以由铍铜等铜合金形成。
此外，头主体101在外周面的至少一部分具有能够配置硬质树脂部件102及硅树脂部件103的、沿周向延伸的槽部101A。槽部101A的深度由配置在该槽部101A中的硬质树脂部件102的厚度及硅树脂部件103的厚度确定。具体而言，在槽部101A中朝向头主体101的径向外侧依次配置硅树脂部件103、硬质树脂部件102。而且，槽部101A具有至少在热态时该硬质树脂部件102能够与柱塞套筒200的内表面接触的深度。由此，能够确保热态时的柱塞套筒200的内表面与硬质树脂部件102之间的密封性。进一步地，槽部101A的深度也可以是在冷态时该硬质树脂部件102与柱塞套筒200的内表面接触的深度。由此，能够更可靠地确保柱塞套筒200的内表面与硬质树脂部件102之间的密封性。具体而言，在到硬质树脂部件102的热膨胀完成为止的期间(热态初期)的密封性也能够被确保。在此，“硬质树脂部件102的热膨胀完成”指的是，硬质树脂部件102的温度、周围的温度实质性地成为恒定，硬质树脂部件102的热膨胀量实质性地成为恒定。
此外，头主体101中除去该槽部101A的部分的直径比柱塞套筒200的内径稍小。在使用了压铸机的铸造中，由于熔融金属的热等，柱塞头100及柱塞套筒200热膨胀。因此，以能够容许热态时的头主体101的热膨胀的方式，头主体101的直径被形成为比柱塞套筒200的内径稍小。换言之，头主体101的直径被形成为，在柱塞套筒200及头主体101热膨胀的状态下，在头主体101的外表面与柱塞套筒200的内表面之间形成微小的间隙。由此，在柱塞套筒200的内部使柱塞头100滑动时，能够防止在柱塞套筒200的内表面与柱塞头100的外表面之间产生摩擦阻力。
硬质树脂部件102是由耐热性高的硬质树脂形成的环状的部件。此外，硬质树脂部件102被安装在头主体101的槽部101A内的、在该槽部101A安装的硅树脂部件103的头主体101的径向外侧。此外，硬质树脂部件102具有至少在柱塞头100沿柱塞套筒200的内表面进行滑动的热态时能够与柱塞套筒200的内表面接触的径向的厚度。具体而言，硬质树脂部件102也可以具有在冷态时即后述的硅树脂部件103未被压缩的状态下，在柱塞套筒200的内表面与该硬质树脂部件102之间设置微小的间隙这样的径向厚度。该微小的间隙是考虑了热态时的硬质树脂部件102的热膨胀量与后述的硅树脂部件103的压缩量而得出的大小。更具体而言，该微小的间隙的大小的设定方式为，在热态时由于熔融金属的热而使硬质树脂部件102热膨胀，另一方面，由于该硬质树脂部件102的热膨胀而使硅树脂部件103压缩，由此，柱塞套筒200的内表面与硬质树脂部件102进行接触，并且防止在柱塞头100沿柱塞套筒200的内表面滑动时产生过剩的摩擦阻力。由此，能够确保热态时的密封性，并且能够防止在柱塞头100滑动时柱塞套筒200的内表面与硬质树脂部件102之间的摩擦阻力变得过大。或者，硬质树脂部件102也可以具有在冷态时后述的硅树脂部件103未被压缩的状态下，柱塞套筒200的内表面与该硬质树脂部件102进行接触这样的径向厚度。在这种情况下，在热态时，硬质树脂部件102热膨胀，另一方面，通过该硬质树脂部件102的热膨胀，硅树脂部件103被充分地压缩，由此能够防止在柱塞套筒200的内表面与硬质树脂部件102之间产生过剩的摩擦阻力。此外，在冷态时，由于柱塞套筒200的内表面与该硬质树脂部件102进行接触，因此也能够确保到硬质树脂部件102的热膨胀完成为止的期间(热态初期)的密封性。
硅树脂部件103是由具有耐热性的硅树脂形成的环状部件。此外，硅树脂部件103被安装在头主体101的槽部101A内的、在该槽部101A安装的硬质树脂部件102的头主体101的径向内侧。即，硅树脂部件103位于头主体101与硬质树脂部件102之间。此外，硅树脂部件103例如具有0.2MPa以上、1.0MPa以下的静态剪切弹性模量。而且，关于硅树脂部件103，其在热态时稍微热膨胀，但实际上是通过被热膨胀了的硬质树脂部件102按压而被压缩。换言之，热态时的硅树脂部件103的径向厚度比冷态时的硅树脂部件103的径向厚度薄。此外，在冷态时，硅树脂部件103实质上未被压缩。
接着，对本实施方式1中使柱塞头100沿着柱塞套筒200的内表面滑动而将熔融金属注射到模具中的滑动方法进行说明。首先，如图1的左侧所示，在冷态时，硅树脂部件103未被压缩，硬质树脂部件102与柱塞套筒200的内表面接触。接着，如图1的右侧所示，向柱塞套筒200内供给熔融金属，通过该熔融金属，柱塞头100及柱塞套筒200稍微热膨胀，并且硬质树脂部件102较大地热膨胀，通过该热膨胀了的硬质树脂部件102，硅树脂部件103被压缩。即，热态时的硅树脂部件103的径向的厚度比冷态时的硅树脂部件103的径向的厚度薄。然后，使柱塞头100沿着柱塞套筒200的内表面滑动，将供给到柱塞套筒200内的熔融金属注射到模具中。此时，硬质树脂部件102热膨胀，另一方面，由于硅树脂部件103以硬质树脂部件102热膨胀的量被压缩，所以滑动时的摩擦阻力不会变得过大。此外，在冷态时，由于柱塞套筒200的内表面与该硬质树脂部件102已经接触，所以也能够确保到硬质树脂部件102的热膨胀完成为止的期间(热态初期)的密封性。
根据以上说明的本实施方式1的柱塞头100及滑动方法，在热态时硅树脂部件103与冷态时相比而较薄，因此即使硬质树脂部件102由于热膨胀而直径变大，柱塞头100滑动时的柱塞套筒200的内表面与硬质树脂部件102之间的摩擦阻力也不会变得过大。此外，由于硬质树脂部件102至少在热态时与柱塞套筒200的内表面进行接触，因此能够确保热态时的密封性。由此，能够提供能够在确保热态时的密封性的同时进一步降低滑动时的摩擦阻力的柱塞头100及滑动方法。
实施方式2
接着，参照图2，说明本发明的实施方式2的柱塞头100A。此外，为了明确说明，以下的记载和附图被适当地简化。
如图2所示，实施方式2的柱塞头100A与实施方式1的柱塞头100的不同点在于，作为环状弹性部件，代替硅树脂部件103而具有弹性弹簧104。因此，在实施方式2的柱塞头100A中，对与实施方式1的柱塞头100相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
弹性弹簧104是环状的板簧，该环的径向的截面形状为大致U字形状。此外，弹性弹簧104被安装在头主体101的槽部101A内的、在该槽部101A安装的硬质树脂部件102的头主体101的径向内侧。即，弹性弹簧104位于头主体101与硬质树脂部件102之间。此外，在热态时弹性弹簧104通过被热膨胀的硬质树脂部件102按压而压缩。换言之，热态时的弹性弹簧104的径向厚度与冷态时的弹性弹簧104的径向厚度相比而较薄。此外，在冷态时，弹性弹簧104实质上未被压缩。
接着，对本实施方式2中使柱塞头100沿着柱塞套筒200的内表面滑动而将熔融金属注射到模具中的滑动方法进行说明。首先，如图2的左侧所示，在冷态时弹性弹簧104未被压缩，硬质树脂部件102与柱塞套筒200的内表面接触。接着，如图2的右侧所示，向柱塞套筒200内供给熔融金属，通过该熔融金属，柱塞头100及柱塞套筒200稍微热膨胀，并且硬质树脂部件102较大地热膨胀，被该热膨胀的硬质树脂部件102按压的弹性弹簧104进行收缩。即，热态时的弹性弹簧104的径向厚度与冷态时的弹性弹簧104的径向厚度相比而较薄。然后，使柱塞头100沿着柱塞套筒200的内表面滑动，将供给到柱塞套筒200内的熔融金属注射到模具中。此时，硬质树脂部件102热膨胀，另一方面，弹性弹簧以硬质树脂部件102的热膨胀的量进行收缩，因此，滑动时的摩擦阻力不会变得过大。此外，由于在冷态时柱塞套筒200的内表面与该硬质树脂部件102已经接触，因此也能够确保到硬质树脂部件102的热膨胀完成为止的期间(热态初期)的密封性。
根据以上说明的本实施方式2的柱塞头100及滑动方法，在热态时弹性弹簧104与冷态时相比而较薄，因此即使硬质树脂部件102因热膨胀而直径变大，柱塞头100滑动时的柱塞套筒200的内表面与硬质树脂部件102之间的摩擦阻力也不会变得过大。此外，由于硬质树脂部件102至少在热态时与柱塞套筒200的内表面进行接触，因此能够确保热态时的密封性。由此，能够提供能够在确保热态时的密封性的同时进一步降低滑动时的摩擦阻力的柱塞头100A以及滑动方法。
此外，本发明不限于上述实施方式，可以在不脱离主旨的范围内进行适当改变。

Claims (8)

1.一种柱塞头，沿柱塞套筒的内表面滑动，将熔融金属注射到模具中，具有：
头主体；
环状硬质树脂部件，其被安装在所述头主体的外周面，至少在所述柱塞头沿着所述柱塞套筒的所述内表面进行滑动的热态时，与所述柱塞套筒的所述内表面进行接触；
环状弹性部件，其位于所述头主体与所述环状硬质树脂部件之间，
所述热态时的所述环状弹性部件的径向厚度与未向所述柱塞套筒内供给所述熔融金属的冷态时的所述环状弹性部件的径向厚度相比而较薄。
2.根据权利要求1所述的柱塞头，其中，
所述环状弹性部件由硅树脂形成。
3.根据权利要求1所述的柱塞头，其中，
所述环状弹性部件是弹性弹簧。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的柱塞头，其中，
所述环状硬质树脂部件在所述热态时与所述冷态时的该两种情况下都与所述柱塞套筒的所述内表面接触。
5.一种滑动方法，使柱塞头沿柱塞套筒的内表面滑动而将熔融金属注射到模具中，
所述柱塞头具有：
头主体；
环状硬质树脂部件，其被安装在所述头主体的外周面，至少在所述柱塞头沿着所述柱塞套筒的所述内表面进行滑动的热态时，与所述柱塞套筒的所述内表面进行接触；
环状弹性部件，其位于所述头主体与所述环状硬质树脂部件之间，
所述热态时的所述环状弹性部件的径向厚度与未向所述柱塞套筒内供给所述熔融金属的冷态时的所述环状弹性部件的径向厚度相比而较薄。
6.根据权利要求5所述的滑动方法，其中，
所述环状弹性部件由硅树脂形成。
7.根据权利要求5所述的滑动方法，其中，
所述环状弹性部件是弹性弹簧。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的滑动方法，其中，
所述环状硬质树脂部件在所述热态时与所述冷态时的该两种情况下都与所述柱塞套筒的所述内表面接触。
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