JP2009255154A

JP2009255154A - Cylinder device for metal forming and plunger chip for metal forming

Info

Publication number: JP2009255154A
Application number: JP2008109963A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishito; 誠志西戸; Takahiro Fukui; 貴宏福井; Kenichi Yano; 賢一矢野; Takayuki Yoshimura; 高行吉村
Original assignee: Aisin Takaoka Co Ltd; Gifu University NUC
Current assignee: Aisin Takaoka Co Ltd; Gifu University NUC
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2008-04-21
Publication date: 2009-11-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal forming cylinder device and a metal forming plunger chip which are capable of suppressing entrainment of gas in a cylinder chamber. <P>SOLUTION: The cylinder device 1 is composed of a cylinder 2 with an inner circumferential wall face 22 forming a cylinder chamber 20 that is circular in the cross section and that has a center axis line P extending laterally, and of a plunger chip 3 installed in the cylinder chamber 20 in a manner movable forward and backward and provided with a pressurizing face 30. The pressurizing face 30 includes an upper side pressurizing face 301 situated on the upper side from a reference line PT and an lower side pressurizing face 302 situated on the lower side from the reference line PT. The lower side pressurizing face 302 is inclined so as to advance in the pressurizing direction compared with the upper side pressurizing face 301 while the upper side pressurizing face 301 is closer to a line K orthogonal to the axial line compared with the lower side pressurizing face 302. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

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。 The present invention relates to a metal forming cylinder device and a metal forming plunger tip incorporated into the metal forming cylinder device.

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。 Conventionally, a metal forming cylinder device for injecting a high-temperature molten metal is known. As shown in FIGS. 11A and 11B, the cylinder device 1X includes an inner peripheral wall surface 22X that forms a cylinder chamber 20X that is circular in cross section and that has a central axis P extending in the lateral direction. And a plunger tip 3X provided in a cylinder chamber 20X of the cylinder 2X so as to be able to advance and retreat. The plunger tip 3X has a pressure surface 30X. The pressurizing surface 30X pressurizes the molten metal 4 existing in the cylinder chamber 20X as it advances.

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。 Here, FIG. 11A and FIG. 11B show a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20X. As shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B), the pressure surface 30X of the plunger tip 3X is set in a direction perpendicular to the central axis P, so that the molten metal 4 in the cylinder chamber 30X is impacted. It has the characteristic of being pressurized.

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。 According to the cylinder device 1X described above, the pressurizing surface 30X of the plunger tip 3X is set in a direction perpendicular to the central axis P as shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B). For this reason, when the plunger tip 3X advances in the pressurizing direction, there is a possibility that a undulation phenomenon A (see FIG. 11B) in which the molten metal 4 in the cylinder chamber 20X swings in the forward direction of the plunger tip 3X occurs. is there. In this case, the gas G in the cylinder chamber 20X is likely to be caught in the molten metal 4, and there is a possibility that problems such as blow holes and pin holes may occur.

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。 Furthermore, the development which suppresses malfunctions, such as a blowhole and a pinhole, is advanced by improving an injection speed and a runner shape. However, the above-described improvements alone are not always sufficient to suppress problems such as blow holes and pin holes.

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。
特開平９−２９５１１８号公報 Therefore, a cylinder device 1W shown in FIGS. 12A and 12B has been developed (Patent Document 1). 12A and 12B show a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20W. As shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B), in the pressure surface 30W of the plunger tip 3W, the lower part located below the central axis P is higher than the upper part located above the central axis P. Is also inclined linearly so as to advance in the pressurizing direction (arrow Y1 direction). In addition, the pressurizing surface 30W of the plunger tip 3W extends in a straight line inclined with respect to the central axis P in a cross section along the central axis P.
JP-A-9-295118

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。 According to the cylinder device 1W shown in FIG. 12A and FIG. 12B described above, the lower portion located below the central axis P is lower than the central axis P on the pressing surface 30W of the plunger tip 3W. It is inclined linearly so as to advance in the pressurizing direction (arrow Y1 direction) from the upper part located on the upper side. For this reason, when the plunger tip 3W advances in the pressurizing direction (arrow Y1 direction), as shown in FIGS. 12A and 12B, the molten metal 4 in the cylinder chamber 20W swings in the forward direction of the plunger tip 3W. The undulating phenomenon A (see FIG. 11B) is suppressed.

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。 However, as shown in FIGS. 13A and 13B, the inclined pressure surface 30W makes it easier for the molten metal 4 to rise earlier than the central axis P of the cylinder chamber 20W, so that the molten metal 4 is in the circumferential direction. There is a possibility that the undulation phenomenon B (see FIG. 13B) that swings toward the bottom may occur. Even in this case, the gas G in the cylinder chamber 20 </ b> W is likely to be caught in the molten metal 4, and similarly, there is a possibility that problems such as blow holes and pin holes occur.

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。 The reason for the occurrence of the undulation phenomenon B is assumed as follows. As shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B), in the pressure surface 30W of the plunger tip 3W, the lower part located below the central axis P is higher than the upper part located above the central axis P. Is also inclined linearly so as to advance in the pressurizing direction (arrow Y1 direction). For this reason, although the pressurization surface 30W is along the direction perpendicular to the central axis P, the impact of causing the plunger tip 3W to shockly flow the melt 4 in the pressurization direction is reduced, but the melt 4 is inclined. Therefore, the molten metal surface 40 of the molten metal 4 is likely to move rapidly above the central axis P of the cylinder chamber 20W.

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。 Here, as shown in FIG. 13B, in the cylinder chamber 20W formed by the inner peripheral wall surface 22W of the cylinder chamber 20W, the region 20d below the central axis P of the cylinder chamber 20W goes upward. As the flow path cross-sectional area gradually increases, the flow path cross-sectional area gradually decreases in the region 20u above the central axis P of the cylinder chamber 20W. Therefore, as described above, when the molten metal surface 40 of the molten metal 4 rapidly rises in the cylinder chamber 20W, the molten metal portion 4W escapes in the circumferential direction of the cylinder chamber 20W as shown in FIG. It is presumed that the undulation phenomenon B (see FIG. 13B) in which the molten metal 4 oscillates in the circumferential direction occurs and the gas G may be entrained.

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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when the plunger tip advances in the pressurizing direction in the cylinder chamber to inject the metal-based fluid material into the cavity of the mold, the metal system such as a molten metal in the cylinder chamber The undulation phenomenon in which the fluid material oscillates in the forward direction of the plunger tip can be suppressed, and the undulation phenomenon in which the metallic fluid material such as molten metal oscillates in the circumferential direction of the cylinder chamber can be suppressed. It is an object of the present invention to provide a metal forming cylinder device and a metal forming plunger tip that can suppress the gas from being caught in a metal-based fluid material.

（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。 (1) A metal forming cylinder device according to aspect 1 includes a cylinder having an inner peripheral wall surface forming a cylinder chamber having a circular shape in cross section and a central axis extending in a lateral direction, and the cylinder chamber of the cylinder. A plunger tip having a pressurizing surface at the tip thereof that pressurizes the metal-based fluid material having a molten phase that exists in the cylinder chamber and that is present in the cylinder chamber. The central axis of the cylinder chamber is In a cross section along the central axis so as to pass, an imaginary line perpendicular to the central axis of the cylinder chamber is defined as an axis perpendicular, and the central axis or the imaginary line parallel to the central axis in the vertical direction is used as a reference. The pressure surface comprises an upper pressure surface located above the reference line and a lower pressure surface located below the reference line, and the plan The lower pressure surface of the upper tip is inclined so as to advance in the pressurizing direction with respect to the upper pressure surface, and the upper pressure surface of the plunger tip is perpendicular to the lower pressure surface. It is characterized by being along a line.

（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。 (2) In the metal forming cylinder device according to aspect 2, in the aspect 1, in the cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber, the pressing surface of the plunger tip is the plunger tip A concave arc shape is formed so as to form a recess on the side.

（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。 (3) The cylinder device for metal forming according to aspect 3 has a circular cylinder in cross section and a cylinder having an inner peripheral wall surface forming a cylinder chamber in which the central axis extends along the lateral direction;
A plunger tip having a pressurizing surface at a tip portion for pressurizing a metal-based fluid material having a molten phase that is provided in the cylinder chamber of the cylinder so as to advance and retreat, and that exists in the cylinder chamber. In a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the plunger tip, the pressure surface of the plunger tip is inclined so that the lower part thereof advances in the pressurizing direction rather than the upper part thereof. In addition, the pressurizing surface of the plunger tip has a concave arc shape so as to form a recess on the plunger tip side.

（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。 (4) The metal forming plunger tip according to the aspect 4 has a circular shape in cross section, and is provided in a cylinder chamber whose center axis extends in the lateral direction so as to be capable of moving forward and backward, and has a molten phase existing in the cylinder chamber. A plunger tip having a pressurizing surface that pressurizes the metal-based fluid material as it moves forward at the tip, and the central axis of the cylinder chamber in a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber When the imaginary line perpendicular to the axis is the axis perpendicular line and the central axis or the imaginary line parallel to the central axis in the vertical direction is the reference line, the pressurizing surface is located above the reference line. A pressure surface and a lower pressure surface positioned below the reference line, and the lower pressure surface of the plunger tip advances in the pressure direction relative to the upper pressure surface. It is inclined to, and the upper pressing surface of the plunger tip is characterized in that along said axis perpendicular lines than the lower pressure surface.

（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。 (5) The metal forming plunger tip according to the aspect 5 has a circular shape in cross section and is provided in a cylinder chamber whose center axis extends in the lateral direction so as to be capable of moving forward and backward, and has a molten phase existing in the cylinder chamber. A plunger tip having a pressurizing surface that pressurizes the metal-based fluid material as it moves forward at the tip, wherein the plunger tip has a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber. The pressure surface is inclined so that the lower portion thereof advances in the pressurizing direction from the upper portion thereof, and the pressure surface of the plunger tip is recessed so as to form a recess on the plunger tip side. It is characterized by being arcuate. The upper part of the plunger tip means the upper part of the plunger tip in the direction of gravity. The lower portion of the plunger tip means the lower portion of the plunger tip in the direction of gravity.

（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。 (6) According to the present invention relating to the above-described aspects 1, 2, and 4, the imaginary line perpendicular to the central axis of the cylinder chamber is formed in a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber. When the axis is a right angle axis and the center axis or the virtual line parallel to the center axis in the vertical direction is a reference line, the pressure surface is an upper pressure surface located above the reference line and below the reference line And a lower pressure surface located at the bottom. According to the present invention relating to the above-described aspects 1, 2, and 4, the lower pressure surface of the plunger tip is inclined so as to advance in the pressure direction relative to the upper pressure surface. Moreover, the upper pressure surface of the plunger tip is along the axis perpendicular to the lower pressure surface.

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。 In use, the plunger tip advances in the cylinder chamber in the pressurizing direction in a state where a metal-based fluid material such as molten metal exists in the cylinder chamber. At this time, the metal-based fluid material such as the molten metal in the cylinder chamber moves in the forward direction together with the plunger tip and is injected into the molding cavity of the molding die. When solidification of the metallic fluid material progresses in the cavity, a metallic molding is obtained. Here, when the pressure surface of the plunger tip is set to the above-described configuration, the following action is obtained. That is, in a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber, an imaginary line perpendicular to the central axis of the cylinder chamber is defined as a perpendicular axis, and the central axis or the central axis is parallel to the vertical direction. When a virtual line is a reference line, the pressurization surface includes an upper pressurization surface located above the reference line and a lower pressurization surface located below the reference line. The lower pressure surface of the plunger tip is inclined so as to advance in the pressure direction relative to the upper pressure surface. As a result, even when the plunger tip advances in the pressurizing direction, the lower pressurizing surface below the reference line such as the central axis among the pressurizing surfaces of the plunger tip is made of a metal-based fluid material such as molten metal. The impact property to flow in the pressurizing direction (arrow Y1 direction) is relaxed as compared with the prior art shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B). Therefore, the undulation phenomenon A in which the molten metal in the cylinder chamber swings in the forward direction of the plunger tip 3 is suppressed as compared with the prior art shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B).

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。 Furthermore, according to the present invention relating to aspects 1, 2, and 4, the upper pressure surface of the plunger tip is along the axis perpendicular to the lower pressure surface as described above. For this reason, the lifting force that the upper pressure surface of the pressure surface of the plunger tip lifts the metal-based fluid material such as molten metal upward is reduced. For this reason, when the plunger tip advances the molten metal toward the cavity of the mold, the rapid rise in the liquid level of the metal-based fluid material such as molten metal is alleviated. Therefore, it is possible to suppress the undulation phenomenon B (see FIG. 13B) in which the metal-based fluid material such as molten metal swings in the circumferential direction of the cylinder chamber.

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。 Here, according to the present invention relating to aspects 1, 2, and 4, the upper pressurizing surface and the lower pressurizing surface constituting the pressurizing surface of the plunger tip have different inclination angles with respect to the reference line, and the upper pressurizing surface and Not only a form in which the lower pressure face can be clearly distinguished, but also a form in which the upper pressure face and the lower pressure face are connected smoothly and continuously so that the upper pressure face and the lower pressure face cannot be clearly distinguished. including. In short, a portion located above the reference line such as the central axis is defined as the upper pressure surface. A portion located below the reference line such as the central axis is defined as a lower pressure surface. Here, in the cross section described above, the pressure surface may be linear or arcuate.

（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。 (7) Further, according to the present invention according to the above-described aspects 3 and 5, the lower pressing surface of the plunger tip is inclined so as to advance in the pressing direction with respect to the upper pressing surface. In use, the plunger tip advances in the cylinder chamber in the pressurizing direction in a state where a metal-based fluid material such as molten metal exists in the cylinder chamber. At this time, the metal-based fluid material such as the molten metal in the cylinder chamber moves in the forward direction together with the plunger tip and is injected into the molding cavity of the molding die. When solidification of the metallic fluid material progresses in the cavity, a metallic molding is obtained. Here, the pressing surface of the plunger tip is set to the above-described configuration, and the lower pressing surface of the plunger tip is inclined so as to advance in the pressing direction with respect to the upper pressing surface.

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。 As a result, according to the present invention according to the above aspects 3 and 5, even when the plunger tip moves forward in the pressurizing direction, the lower pressurizing surface of the plunger tip pressurizing surface is a metal system such as molten metal. The impact property that causes the fluid material to flow in the pressurizing direction (the direction of the arrow Y1) is alleviated as compared with the prior art shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B). Therefore, the undulation phenomenon A in which the molten metal in the cylinder chamber swings in the forward direction of the plunger tip 3 is suppressed as compared with the prior art shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B).

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。 Further, according to the present invention according to the above-described aspects 2, 3, and 5, the pressing surface of the plunger tip forms a recess on the plunger tip side in a cross section along the center axis so as to pass the center axis of the cylinder chamber. In this way, it has a concave arc shape. As a result, the upper or upper pressure surface of the plunger tip is easier to follow along the axis perpendicular to the central axis than the lower or lower pressure surface. For this reason, the lifting force that the upper or upper pressure surface among the pressure surfaces of the plunger tip lifts the metallic fluid material such as molten metal upward is reduced. For this reason, when the plunger tip advances the metallic fluid material such as molten metal toward the cavity of the mold, the rapid rise in the liquid level of the metallic fluid material is alleviated in the cylinder chamber. Therefore, it is possible to suppress the undulation phenomenon B in which the metal-based fluid material such as molten metal swings in the circumferential direction of the cylinder chamber.

（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。 (8) According to the present invention relating to each aspect described above, the waving phenomenon A and the waving phenomenon B can be suppressed as described above. For this reason, it is suppressed that the gas of a cylinder chamber is caught in metal type fluid materials, such as a molten metal. Therefore, the defective rate of the molded product in which the metal fluid material such as molten metal is solidified is reduced.

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。 According to the present invention, when the plunger tip advances in the pressurizing direction in the cylinder chamber, the undulation phenomenon A in which the metallic fluid material such as the molten metal in the cylinder chamber swings in the forward direction of the plunger tip is suppressed, and the molten metal It is possible to suppress the undulation phenomenon B in which the metallic fluid material such as oscillates in the circumferential direction of the cylinder chamber. As a result, it can suppress that the gas of a cylinder chamber is caught in a metal type fluid material. Therefore, gas defects such as blow holes and pin holes in a molded product in which a metal-based fluid material such as molten metal is solidified are suppressed.

（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。 (Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the metal forming cylinder device 1 according to the present embodiment includes a substantially cylindrical cylinder 2 and a plunger tip 3. The cylinder 2 has an inner peripheral wall surface 22 that forms a cylinder chamber 20 having a circular shape in cross section and having a central axis P extending in the lateral direction. The tip of the cylinder 2 communicates with a mold cavity such as a mold. A form in which the central axis P of the cylinder chamber 20 is along a horizontal line can be mentioned. In this case, the central axis P of the cylinder chamber 20 may be inclined at a predetermined angle (for example, within ± 30 °) with respect to the horizontal line.

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。 The plunger tip 3 has a pressure surface 30 at the tip. The plunger tip 3 is provided in the cylinder chamber 20 of the cylinder 2 so as to be able to advance and retreat. The pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 pressurizes the molten metal 4 (metallic fluid material having a molten phase) existing in the cylinder chamber 20 as it advances. Here, FIG. 1 shows a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20. The central axis P of the cylinder chamber 20 corresponds to the central axis of the plunger tip 3.

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。 In FIG. 1, an imaginary line perpendicular to the central axis P of the cylinder chamber 20 is defined as an axis perpendicular line K. A virtual line parallel to the central axis P of the cylinder chamber 20 is defined as a reference line PT. According to this embodiment, for convenience, the reference line PT is assumed to be the central axis P of the cylinder chamber 20.

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。 As shown in FIG. 1, the pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 is positioned above the central axis P (reference line PT) and below the central axial line P (reference line PT). And a lower pressure surface 302.

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。 The lower pressure surface 302 of the pressure surface 30 of the plunger tip 3 is inclined so as to advance in the pressure direction (arrow Y1 direction) relative to the upper pressure surface 301. Therefore, the lower pressure surface 302 is oriented along the central axis P more than the upper pressure surface 301. On the other hand, the upper pressure surface 301 of the plunger tip 3 is oriented along the axis perpendicular line K to the lower pressure surface 302.

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。 According to this embodiment, as shown in FIG. 1, the pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 is formed in a concave arc shape so as to form the recess 3 c on the plunger tip 3 side.

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。 During molding, as shown in FIG. 2A, when the plunger tip 3 is waiting at the standby position, the molten metal 4 is injected into the cylinder chamber 20. The molten metal surface 40 of the molten metal 4 is located in the middle of the cylinder chamber 20. The molten metal 4 may be a molten metal 4 such as aluminum, aluminum alloy, magnesium, magnesium alloy, zinc, zinc alloy, copper, and copper alloy.

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。 As shown in FIG. 2B, the plunger tip 3 advances in the cylinder chamber 20 in the pressurizing direction (arrow Y1 direction) in a state where the molten metal 4 exists in the cylinder chamber 20 as described above. At this time, the molten metal 4 existing in the cylinder chamber 20 moves in the forward direction (arrow Y1 direction) together with the plunger tip 3, and is injected into the molding cavity of the molding die. When solidification of the molten metal 4 proceeds in the cavity, a metal-based molded product is obtained in the mold.

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。 Here, according to this embodiment, since the pressurization surface 30 of the plunger tip 3 is set to the above-described configuration, the following operation is obtained.

（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。 (A) As shown in FIG. 1, the pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 includes an upper pressurizing surface 301 located above the center axis P (reference line PT) of the cylinder chamber 20 and a center axis P (reference line PT). ) And a lower pressure surface 302 located on the lower side. The lower pressure surface 302 of the plunger tip 3 is inclined so as to move forward in the pressure direction (arrow Y1 direction) with respect to the upper pressure surface 301. On the other hand, the upper pressure surface 301 of the plunger tip 3 is along the axis perpendicular line K to the lower pressure surface 302.

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。 Further, in FIG. 1 showing a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20, the pressure surface 30 of the plunger tip 3 is a concave circle so as to form a concave 3c on the plunger tip 3 side. It is arcuate. As a result, as shown in FIG. 2B, even when the plunger tip 3 moves forward in the pressurizing direction (arrow Y1 direction), the central axis P of the cylinder chamber 20 of the pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 The lower pressure surface 302 on the lower side is less shocking as compared to the prior art shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B), in which the molten metal 4 flows in the pressure direction (arrow Y1 direction). Is done. This is because the upper pressure surface 301 is along the axis perpendicular line K, but the lower pressure surface 302 is not so along the axis perpendicular line K.

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。 Therefore, the undulation phenomenon A in which the molten metal 4 in the cylinder chamber 20 swings in the forward direction (arrow Y1 direction) of the plunger tip 3 is suppressed as compared with the prior art shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B). Is done.

（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。 (B) Furthermore, according to the present embodiment, the lower pressure surface 302 of the plunger tip 3 is inclined so as to advance in the pressure direction (arrow Y1 direction) relative to the upper pressure surface 301, but the plunger tip 3 The third upper pressure surface 301 is along the axis perpendicular line K to the lower pressure surface 302. For this reason, when the plunger tip 3 advances the molten metal 4, the lifting force that the upper pressure surface 301 above the central axis P of the pressure surface 30 of the plunger tip 3 lifts the molten metal 4 is reduced. For this reason, when the molten metal 4 is pressurized by the pressure surface 30 of the plunger tip 3, as shown in FIGS. 3 (A) and 3 (B), the rapid rise of the molten metal surface 40 of the molten metal 4 in the cylinder chamber 20 is suppressed. Is done. Therefore, in the region 20u on the upper side of the central axis P of the cylinder chamber 20, the rapid rise of the molten metal surface 40 of the molten metal 4 is alleviated even when the flow path cross-sectional area gradually decreases in the upward direction. As a result, as shown in FIG. 3B, the undulation phenomenon B (see FIG. 13B) in which the molten metal 4 swings in the circumferential direction of the cylinder chamber 20 can be suppressed.

（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。 (C) According to this embodiment, as described above, when the plunger tip 3 moves the molten metal 4 forward, the waving phenomenon A and the waving phenomenon B can be suppressed as described above. For this reason, it can suppress that the gas of the cylinder chamber 20 is caught in the molten metal 4. FIG. That is, the entrainment of gas in the cylinder chamber 20 can be suppressed. Therefore, the defective rate of the molded product in which the molten metal 4 is solidified is reduced.

（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。 (Embodiment 2)
FIG. 4 shows a second embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. FIG. 4 shows a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20. As shown in FIG. 4, the pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 includes an upper pressurizing surface 301 positioned above the central axis P (reference line PT) of the cylinder chamber 20 in the vertical direction (vertical direction), and the central axis P And a lower pressure surface 302 positioned below the (reference line PT) in the vertical direction (vertical direction). The upper pressure surface 301 is in a straight line along the axis perpendicular line K. The lower pressure surface 302 is linearly inclined with respect to the central axis P (reference line PT).

（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。 (Embodiment 3)
FIG. 5 shows a third embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. FIG. 5 shows a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20. As shown in FIG. 5, the pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 has an upper pressurizing surface 301 located above the center axis P (reference line PT) of the cylinder chamber 20 and a center axis P (reference line PT). And a lower pressure surface 302 located on the lower side. The upper pressure surface 301 is in a straight line along the axis perpendicular line K. The lower pressure surface 302 includes a first lower pressure surface 302f that is linearly inclined with respect to the center axis P (reference line PT), and a second lower pressure surface that is straight along the axis perpendicular line K. 302s. The first lower pressure surface 302f lies so as to be along the central axis P more than the upper pressure surface 301.

（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。 (Embodiment 4)
FIG. 6 shows a fourth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. FIG. 6 shows a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20. As shown in FIG. 6, the pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 has an upper pressurizing surface 301 positioned above the center axis P (reference line PT) of the cylinder chamber 20 and a center axis P (reference line PT). And a lower pressure surface 302 positioned on the lower side in the vertical direction (vertical direction). In FIG. 6, the upper pressure surface 301 is along the axis perpendicular line K to the lower pressure surface 302. The lower pressure surface 302 lies along the central axis P more than the upper pressure surface 301. The pressing surface 30 is formed of a perfect circular arc concave surface defined by a radius RA passing through the center of curvature RB.

（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。 (Embodiment 5)
FIG. 7 shows a fifth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. FIG. 7 shows a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20. As shown in FIG. 7, the pressure surface 30 of the plunger tip 3 includes an upper pressure surface 301 positioned above the reference line PT below the center axis P of the cylinder chamber 20 and a reference below the center axis P. And a lower pressure surface 302 positioned below the line PT. In FIG. 7, the upper pressure surface 301 is along the axis perpendicular line K to the lower pressure surface 302. The lower pressure surface 302 lies along the central axis P more than the upper pressure surface 301 and is formed of an elliptical or perfect circular arc concave surface.

（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。 (Embodiment 6)
FIG. 8 shows a sixth embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. FIG. 8 shows a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20. As shown in FIG. 8, the pressure surface 30 of the plunger tip 3 includes an upper pressure surface 301 positioned above the reference line PT above the center axis P of the cylinder chamber 20 and a reference above the center axis P. And a lower pressure surface 302 positioned below the line PT. In FIG. 8, the upper pressure surface 301 is along the axis perpendicular line K to the lower pressure surface 302. The lower pressure surface 302 lies along the central axis P more than the upper pressure surface 301 and is formed of an elliptical or perfect circular arc concave surface.

（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。 (Simulator)
The simulator was performed using thermal fluid analysis software (Flow-3D manufactured by Flow-Science). This simulator is a three-dimensional fluid calculation program using the finite difference method that can handle a wide range of flows from incompressible flows to flows with free-form surfaces, flows considering compressibility, and flows with solidification. .

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。 A simulation was performed to minimize gas entrainment in the simulator. FIG. 9 shows the pressing surface 30 of the plunger tip 3 (diameter: 75 millimeters) used in the simulation. In FIG. 9, the pressurizing direction of the molten metal 4 is defined as the y direction. The direction perpendicular to the pressurizing direction is taken as the z direction. In this case, the pressing surface 30 of the plunger tip 3 is not linear, but is expressed as a function having curvature, that is, as a quadratic function represented by the equation (1).

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。

Here, the vertex q and the end point r, which are the starting points of the quadratic function, are unknown. When simulation was performed so as to eliminate gas entrainment in the molten metal, q was 0 <q ≦ 0.075 meters = 75 millimeters, and r was 0 <r ≦ 0.025 meters = 25 millimeters. Therefore, as a test example, q regarding the pressure surface is set to q = 0.069 meters≈69 millimeters, and r regarding the pressure surface is set to r = 0.0243 meters≈24 millimeters. In this case, in the numerical calculation, the amount of gas entrained in the molten metal 4 was zero.

（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。 (Test with actual machine)
As described above, the plunger tip 3 (diameter: 75 millimeters) is set to q = 0.069 meters = 69 millimeters for q relating to the pressure surface and r = 0.0243 meters≈24 millimeters for r relating to the pressure surface. ) Was actually made. The plunger tip 3 was assembled to an actual cylinder device 1 (Ube Techno Engineering Cold Chamber Die Casting Machine, NX500C). Using the cylinder device 1 described above, an aluminum alloy (ADC12) molten metal 4 having a hot water temperature of 873 to 893 K was actually injection-molded in the cavity of the mold. In this case, injection molding was performed in a state where the mold was heated to 347 to 423K, and ten test pieces were prepared. Here, the injection weight of the molten metal was 1.2 kg, and the injection pressure was 70 MPa. Further injection speed Fast (2.0m · ^{s -1),} medium speed (0.5m · ^{s -1),} and the three conditions of the low-speed (0.27m · ^{s -1).} And the blister test which heats each test piece to these melting | fusing point vicinity was implemented, and the gas defect inside a test piece was investigated. In the blister test, if a gas defect is included, the blister test is expanded and can be visually recognized by the examiner. As a comparative example, the plunger tip shown in FIGS. 11 (A) and 11 (B) and the plunger tip shown in FIGS. 12 (A) and 12 (B) were tested in the same manner. As a test result, in the plunger tip 3 corresponding to the present invention, the entrainment of gas was extremely small as compared with the plunger tip according to the comparative example.

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。 Note that the present invention is not limited to the above data, and when the diameter of the plunger tip 3 is 0.075 meters = 75 millimeters, for example, q can be set to q = 40 to 74 millimeters and 45 to 72 millimeters. About r, it can set to r = 12-40 millimeters, 15-30 millimeters.

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。 In other words, when the diameter of the plunger tip 3 is D millimeters, for example, q is set to q = (0.53 to 0.99) × D millimeters and (0.60 to 0.96) × D millimeters. it can. About r, it can set to r = (0.16-0.53) * D millimeter and (0.20-0.40) * D millimeter. However, it is not limited to these.

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。 As described above, a molten aluminum alloy is used for evaluation by an actual machine. However, the present invention is not limited to this, and a molten aluminum, magnesium, magnesium alloy, zinc, zinc alloy, copper, or copper alloy may be used.

（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。 (Embodiment 7)
FIG. 10 shows a seventh embodiment. This embodiment basically has the same configuration and operational effects as the first embodiment. FIG. 10 shows a cross section along the central axis P so as to pass through the central axis P of the cylinder chamber 20. As shown in FIG. 10, the plunger tip 3 has a pressure surface 30 at the tip. The plunger tip 3 is provided in the cylinder chamber 20 of the cylinder 2 so as to be able to advance and retreat. In FIG. 10, an imaginary line perpendicular to the central axis P of the cylinder chamber 20 is defined as an axis perpendicular line K. A virtual line parallel to the central axis P of the cylinder chamber 20 in the vertical direction is taken as a reference line PT. According to this embodiment, for convenience, the reference line PT is assumed to be the central axis P of the cylinder chamber 20.

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。 As shown in FIG. 10, the pressurizing surface 30 of the plunger tip 3 is positioned on the upper pressurizing surface 301 located above the central axis P (reference line PT) and below the central axial line P (reference line PT). And a lower pressure surface 302. The lower pressure surface 302 of the pressure surface 30 of the plunger tip 3 is inclined so as to advance in the pressure direction (arrow Y1 direction) relative to the upper pressure surface 301. Therefore, the lower pressure surface 302 is oriented along the central axis P more than the upper pressure surface 301. However, the lower pressurizing surface 302 has a rounded portion 304 formed with an arc-shaped convex surface at the tip. Thereby, the durability of the tip of the lower pressure surface 302 is ensured. On the other hand, the upper pressure surface 301 of the plunger tip 3 is oriented along the axis perpendicular line K to the lower pressure surface 302. According to this embodiment, as shown in FIG. 10, the pressing surface 30 of the plunger tip 3 has a concave arc shape so as to form the recess 3c on the plunger tip 3 side, as in FIG. It is said that.

（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。 (Others) According to the above-described embodiment, the molten metal 4 is employed as the metal-based fluid material. However, the present invention is not limited to this, and a metal-based fluid material in which a metal solid phase and a metal liquid phase coexist may be used. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist.

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。 The present invention can be applied to a case where a metal fluid material such as a molten metal is subjected to pressure molding such as spray molding. For example, it can be used in fields such as die casting, low pressure casting, molten metal forging, and rheocasting.

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。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the vicinity of the plunger tip of the cylinder device according to the first embodiment. 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。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state just before advancing the plunger tip of a cylinder apparatus. 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。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state immediately after advancing the plunger tip of a cylinder apparatus. 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。It is a cross-sectional view showing a state immediately before the plunger tip of the cylinder device is advanced. 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。It is a cross-sectional view which shows the state immediately after advancing the plunger tip of a cylinder apparatus. 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。FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a plunger tip of a cylinder device according to a second embodiment. 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。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a plunger tip of a cylinder device according to a third embodiment. 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。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a plunger tip of a cylinder device according to a fourth embodiment. 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。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a plunger tip of a cylinder device according to a fifth embodiment. 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。FIG. 10 is a longitudinal sectional view of the vicinity of a plunger tip of a cylinder device according to a sixth embodiment. 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。It is a longitudinal cross-sectional view of the pressure surface vicinity of a plunger tip in connection with simulation. 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。It is a longitudinal cross-sectional view of the vicinity of the plunger tip of the cylinder device. 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。It is a longitudinal cross-sectional view which shows a state just before a plunger tip of a cylinder apparatus is advanced according to a prior art. 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。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state immediately after advancing the plunger tip of the cylinder apparatus. 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。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state just before advancing the plunger tip of a cylinder apparatus concerning other prior art. 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。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state immediately after advancing the plunger tip of the cylinder apparatus. 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。It is a cross-sectional view showing a state immediately before a plunger tip of a cylinder device is advanced according to another conventional technique. 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。It is a cross-sectional view showing a state immediately after the plunger tip of the cylinder device is advanced. 波打ち現象を説明するための原理図である。It is a principle diagram for explaining a wave phenomenon.

Explanation of symbols

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。 1 is a cylinder device, P is a central axis, K is an axis perpendicular to the axis, 2 is a cylinder, 20 is a cylinder chamber, 22 is an inner peripheral wall surface, 3 is a plunger tip, 30 is a pressure surface, 301 is an upper pressure surface, and 302 is a lower surface A side pressurizing surface, 4 indicates a molten metal (metal fluid material).

Claims

A cylinder having an inner peripheral wall surface forming a cylinder chamber having a circular shape in cross section and having a central axis extending in the lateral direction;
A plunger tip having a pressurizing surface at a tip portion for pressurizing a metal-based fluid material having a molten phase that is provided in the cylinder chamber of the cylinder so as to advance and retreat, and exists in the cylinder chamber;
In a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber, an imaginary line perpendicular to the central axis of the cylinder chamber is defined as an axis perpendicular to the central axis, and the central axis or the central axis is vertically When a virtual line parallel to the direction is used as a reference line,
The pressure surface includes an upper pressure surface positioned above the reference line, and a lower pressure surface positioned below the reference line,
The lower pressure surface of the plunger tip is inclined so as to advance in the pressure direction from the upper pressure surface, and
The metal forming cylinder device, wherein the upper pressure surface of the plunger tip is along the axis perpendicular to the lower pressure surface.

2. The pressure surface of the plunger tip has a concave arc shape so as to form a recess on the plunger tip side in a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber. The metal forming cylinder device.

A cylinder having an inner peripheral wall surface forming a cylinder chamber having a circular shape in cross section and having a central axis extending in the lateral direction;
A plunger tip having a pressurizing surface at a tip portion for pressurizing a metal-based fluid material having a molten phase that is provided in the cylinder chamber of the cylinder so as to advance and retreat, and exists in the cylinder chamber.
In a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the plunger tip,
The pressure surface of the plunger tip is inclined so that a lower portion thereof is advanced in a pressurizing direction from an upper portion thereof, and the pressure surface of the plunger tip is recessed toward the plunger tip side. The cylinder apparatus for metal forming which is made into the shape of a hollow arc so that it may form.

A pressure surface that is circular in cross section and has a central axis extending in the lateral direction so as to be able to advance and retreat, and pressurizes a metal-based fluid material having a molten phase existing in the cylinder chamber as it moves forward A plunger tip in the part,
In a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber, an imaginary line perpendicular to the central axis of the cylinder chamber is defined as an axis perpendicular to the central axis, and the central axis or the central axis is vertically When a virtual line parallel to the direction is used as a reference line,
The pressure surface includes an upper pressure surface positioned above the reference line, and a lower pressure surface positioned below the reference line,
The lower pressure surface of the plunger tip is inclined so as to advance in the pressurizing direction with respect to the upper pressure surface, and the upper pressure surface of the plunger tip is more than the lower pressure surface. A metal forming plunger tip, characterized by being along a line perpendicular to the axis.

A pressure surface that is circular in cross section and has a central axis extending in the lateral direction so as to be able to advance and retreat, and pressurizes a metal-based fluid material having a molten phase existing in the cylinder chamber as it moves forward A plunger tip in the part,
In a cross section along the central axis so as to pass through the central axis of the cylinder chamber,
The pressure surface of the plunger tip is inclined so that a lower portion thereof advances in a pressurizing direction from an upper portion thereof, and the pressure surface of the plunger tip is recessed toward the plunger tip side. A metal forming plunger tip that has a concave arc shape so as to form