JP2016068106A - プランジャチップおよび射出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プランジャチップの先端面近傍の外周面とプランジャスリーブの内周面とが接触して摩耗が生じることを抑制する。【解決手段】プランジャロッドの軸線Ｘ方向に延びる凹所１３ｃが形成された略円筒形状のプランジャチップ本体１３ａと、凹所１３ｃに挿入された状態で配置されるとともに冷却水供給流路３０と冷却水排出流路４０とが内部に形成された略円筒形状の冷却ホルダ１３ｂとを備え、冷却水供給流路３０が、冷却水を軸線Ｘ方向に導いて凹所１３ｃの底面中央部１３ｄに向けて流出させる第１流路３１と、冷却水を軸線Ｘ方向から傾斜した方向に導いて凹所１３ｃの底面端部１３ｅに向けて流出させる第２流路３２とを有し、冷却水排出流路４０が、プランジャチップ本体１３ａの内周面と冷却ホルダ１３ｂの外周面との間の空間に導かれた冷却水を、冷却ホルダ１３ｂの内部に導いて冷却水排出口１１ｂへ排出するプランジャチップ１３を提供する。【選択図】図３

Description

本発明は、プランジャチップ、冷却機構、および射出装置に関するものである。

従来、円筒状のプランジャスリーブと、プランジャスリーブ内に摺動可能に装着される円筒状のプランジャチップと、プランジャチップをプランジャスリーブ内で摺動させるプランジャロッドとを備える射出装置が知られている。射出装置は、プランジャチップをプランジャスリーブ内で摺動させ、プランジャスリーブに供給された金属の溶湯を金型内へと高圧で射出する装置である。射出装置では、プランジャチップの内部に冷却水を流通させることにより、金型内に射出した後の金属の溶湯の冷却を促進するとともに円筒状のプランジャチップの真円度の保持を促進するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１は、プランジャチップの先端の内部に設けられた冷却室の略中央部に冷却水を供給し、同じく略中央部から冷却水を排出することによりプランジャチップの先端を冷却する冷却機構を開示するものである。

特開２０１１−２１２６９２号公報

特許文献１に開示された冷却機構は、プランジャロッドから供給される冷却水をプランジャロッドの軸線方向に沿って冷却室に導くものである。そのため、冷却室に導かれた冷却水は冷却室の底面中央部に向けて流出する。
しかしながら、特許文献１に開示された冷却機構は、底面中央部を効果的に冷却するもののその周囲に位置する底面端部を効果的に冷却することができない。

冷却室の底面端部は略円筒形状のプランジャチップの外周面と近接している。そのため、底面端部を効果的に冷却することができない冷却機構の場合、溶湯の冷却時において、プランジャチップの先端面に接する溶湯の熱によってプランジャチップの先端面近傍の外周面がビスケットにより加熱された状態となる。プランジャチップの先端面近傍の外周面の冷却が不十分であると、プランジャチップの先端面近傍の外周面が熱により膨張してプランジャスリーブの内周面と接触あるいは近接した状態となる。

この場合、溶湯の冷却が完了したことに伴ってプランジャチップをプランジャスリーブ内で摺動させると、プランジャチップの先端面近傍の外周面がプランジャスリーブの内周面と接触して、接触部分に摩耗が生じたり、プランジャチップとプランジャスリーブの双方に傷が生じる可能性がある。このような摩耗が生じると、プランジャチップおよびプランジャスリーブの寿命が短くなる可能性がある。また、このような摩耗によりプランジャチップの外周面とプランジャスリーブの内周面との間の隙間が大きくなると、射出時に溶湯の一部が隙間から噴出する危険がある。また、隙間へ溶湯が差し込まれた状態となり、プランジャチップがプランジャスリーブ内で摺動不能となる可能性がある。さらに、摺動抵抗が大きくなることによって金型内への溶湯の射出速度が安定せず、製品の品質にばらつきがでる可能性がある。

本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、プランジャチップの先端面近傍の外周面を十分に冷却し、プランジャチップの先端面近傍の外周面とプランジャスリーブの内周面とが接触して摩耗が生じることを抑制したプランジャチップ、冷却機構、および射出装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の一態様に係るプランジャチップは、冷却水供給口と冷却水排出口とを有するプランジャロッドの先端部に取り付けられるプランジャチップであって、前記プランジャロッドと同軸に配置されるとともに前記プランジャロッドの軸線方向に延びる凹所が形成された略円筒形状の本体部と、前記プランジャロッドと同軸かつ前記凹所に挿入された状態で配置されるとともに前記冷却水供給口に接続される冷却水供給流路と前記冷却水排出口に接続される冷却水排出流路とが内部に形成された略円筒形状の冷却機構とを備え、前記冷却水供給流路は、前記軸線方向に沿って前記冷却水供給口から流入する冷却水を前記軸線方向に導いて前記凹所の底面中央部に向けて流出させる第１流路と、前記軸線方向に沿って前記冷却水供給口から流入する冷却水を前記軸線方向から傾斜した方向に導いて前記凹所の底面端部に向けて流出させる第２流路とを有し、前記冷却水排出流路は、前記冷却水供給流路によって前記本体部の内周面と前記冷却機構の外周面との間の空間に導かれた冷却水を、前記冷却機構の内部に導いて前記冷却水排出口へ排出する。

本発明の一態様に係るプランジャチップは、略円筒形状の本体部と略円筒形状の冷却機構とを備え、本体部に形成された凹所に冷却機構が挿入された状態で配置される。プランジャロッドの冷却水供給口から流入する冷却水は、略円筒形状の冷却機構の内部に形成された冷却水供給流路に供給される。冷却水供給流路によって本体部の内周面と冷却機構の外周面との間の空間に導かれた冷却水は、冷却機構の外周面から冷却水排出流路を経由してプランジャロッドの冷却水排出口へ排出される。

冷却水供給流路に供給された冷却水は、第１流路によってプランジャロッドの軸線方向に導かれて凹所の底面中央部に向けて流出する。凹所の底面中央部に向けて流出した冷却水により凹所の底面中央部が冷却されるため、金属の溶湯と接するプランジャチップの先端面中央部が冷却される。

また、冷却水供給流路に供給された冷却水は、第２流路によって軸線方向から傾斜した方向に導かれて凹所の底面端部に向けて流出する。凹所の底面端部に向けて流出した冷却水により凹所の底面端部が冷却されるため、金属の溶湯と接するプランジャチップの先端面端部が冷却される。

このように本発明の一態様に係るプランジャチップによれば、プランジャロッドから導かれる冷却水が、冷却機構の内部に形成された冷却水供給流路によって、凹所の底面中央部と凹所の底面端部とのそれぞれに向けて個別に導かれる。そのため、金属の溶湯と接するプランジャチップの先端面中央部とその周囲の先端面端部とが、それぞれ効果的に冷却される。プランジャチップの先端面端部が効果的に冷却されるため、それにともなって先端面端部に近接するプランジャチップの外周面も効果的に冷却される。
したがって、プランジャチップの先端面近傍の外周面を十分に冷却し、プランジャチップの先端面近傍の外周面とプランジャスリーブの内周面とが接触して摩耗が生じることを抑制することができる。

本発明の一態様に係るプランジャチップにおいて、前記冷却水供給流路は、前記凹所の底面中央部の複数の位置に向けて冷却水を流出させる複数の前記第１流路と、前記冷却水供給口から流入する冷却水を複数の前記第１流路に分配する分配流路とを有する構成であってもよい。
本構成によれば、複数の第１流路によって凹所の底面中央部の複数の位置に向けて冷却水がそれぞれ流出するため、凹所の底面中央部の複数の位置をそれぞれ効果的に冷却することができる。

上記構成のプランジャチップにおいて、前記冷却水供給流路は、前記凹所の底面端部の複数の位置に向けて冷却水を流出させる複数の前記第２流路を有し、前記第２流路は、前記分配流路から前記第１流路に導かれた冷却水の一部を分岐して前記冷却機構の外周面から前記底面端部に向けて冷却水を流出させるようにしてもよい。
このようにすることで、プランジャロッドの軸線方向に沿って冷却機構に複数の第１流路を形成し、冷却機構の外周面から第１流路に通じる第２流路を形成するという比較的簡易な工程により冷却水供給流路を形成し、凹所の底面中央部と凹所の底面端部とのそれぞれに向けて冷却水を流出させることができる。

上記構成のプランジャチップにおいて、前記冷却水供給流路は、前記凹所の底面端部の複数の位置に向けて冷却水を流出させる複数の前記第２流路を有し、前記第２流路は、前記冷却機構の外周面から流出する冷却水の流出方向が前記プランジャロッドの軸線を中心とした周方向の成分を有するように前記冷却水を流出させるものであってもよい。
このようにすることで、第２流路から流出する冷却水をプランジャロッドの軸線を中心とした周方向に旋回させて、プランジャチップの先端面の冷却効果を高めることができる。

本発明の一態様に係るプランジャチップにおいて、前記凹所は、前記軸線方向に直交する径方向の断面積が前記軸線方向に沿って前記底面から遠ざかるにつれて漸次減少する形状としてもよい。
このようにすることで、凹所の底面の面積を十分に確保してプランジャチップの先端面の冷却効果を高めつつ、底面から遠ざかった位置のプランジャチップの肉厚を十分に確保してプランジャチップの耐座屈性能を高めることができる。

本発明の一態様に係るプランジャチップにおいて、前記凹所の前記底面と対向する位置に配置される前記冷却機構の先端面に、前記凹所の前記底面中央部に向けて流出した冷却水を前記底面端部へ導く第３流路が形成され、前記第３流路の底面と前記凹所の底面との間の前記軸線方向の距離は、前記底面中央部から前記底面端部へ向けて漸次短くなるようにしてもよい。
このようにすることで、第１流路から底面中央部に向けて流出した冷却水が、底面中央部から底面端部に向けて流路断面積が漸次小さくなる第３流路を経由して底面端部へ導かれる。第３流路を通過する冷却水は、流路断面積の減少に伴って漸次流速が増加するため、流速が増加した状態で底面端部に排出される。したがって、プランジャチップの先端面端部の冷却効果を高めることができる。

本発明の一態様に係る冷却機構は、冷却水供給口と冷却水排出口とを有するプランジャロッドの先端部に取り付けられる略円筒形状の冷却機構であって、前記プランジャロッドと同軸に配置されるとともに略円筒形状の本体部に形成された凹所に挿入された状態で配置され、前記冷却水供給口に接続される冷却水供給流路と、前記冷却水供給口に接続される冷却水供給流路と前記冷却水排出口に接続される冷却水排出流路とが内部に形成されており、前記冷却水供給流路は、前記プランジャロッドの軸線方向に沿って前記冷却水供給口から流入する冷却水を前記軸線方向に導いて前記凹所の底面中央部に向けて流出させる第１流路と、前記軸線方向に沿って前記冷却水供給口から流入する冷却水を前記軸線方向から傾斜した方向に導いて前記凹所の底面端部に向けて流出させる第２流路とを有し、前記冷却水排出流路は、前記冷却水供給流路によって前記本体部の内周面と前記冷却機構の外周面との間の空間に導かれた冷却水を、前記外周面から前記冷却機構の内部に導いて前記冷却水排出口へ排出する。

本発明の一態様に係る冷却機構は、本体部に形成された凹所に挿入された状態で配置される。プランジャロッドの冷却水供給口から流入する冷却水は、略円筒形状の冷却機構の内部に形成された冷却水供給流路に供給される。冷却水供給流路によって本体部の内周面と冷却機構の外周面との間の空間に導かれた冷却水は、冷却機構の外周面から冷却水排出流路を経由してプランジャロッドの冷却水排出口へ排出される。

冷却水供給流路に供給された冷却水は、第１流路によってプランジャロッドの軸線方向に導かれて凹所の底面中央部に向けて流出する。凹所の底面中央部に向けて流出した冷却水により凹所の底面中央部が冷却されるため、金属の溶湯と接するプランジャチップの先端面中央部が冷却される。

また、冷却水供給流路に供給された冷却水は、第２流路によって軸線方向から傾斜した方向に導かれて凹所の底面端部に向けて流出する。凹所の底面端部に向けて流出した冷却水により凹所の底面端部が冷却されるため、金属の溶湯と接するプランジャチップの先端面端部が冷却される。

このように本発明の一態様に係る冷却機構によれば、プランジャロッドから導かれる冷却水が、内部に形成された冷却水供給流路によって、凹所の底面中央部と凹所の底面端部とのそれぞれに向けて個別に導かれる。そのため、金属の溶湯と接するプランジャチップの先端面中央部とその周囲の先端面端部とが、それぞれ効果的に冷却される。プランジャチップの先端面端部が効果的に冷却されるため、それにともなって先端面端部に近接するプランジャチップの外周面も効果的に冷却される。
したがって、プランジャチップの先端面近傍の外周面を十分に冷却し、プランジャチップの先端面近傍の外周面とプランジャスリーブの内周面とが接触して摩耗が生じることを抑制することができる。

本発明の一態様に係る射出装置は、金属の溶湯を貯留する略円筒形状のプランジャスリーブと、前記プランジャスリーブ内に摺動可能に装着される上記に記載のプランジャチップと、前記プランジャチップを前記プランジャスリーブ内で摺動させるプランジャロッドと、を備える。
本態様の射出装置によれば、プランジャチップの先端面近傍の外周面を十分に冷却し、プランジャチップの先端面近傍の外周面とプランジャスリーブの内周面とが接触して摩耗が生じることを抑制することができる。

本発明によれば、プランジャチップの先端面近傍の外周面を十分に冷却し、プランジャチップの先端面近傍の外周面とプランジャスリーブの内周面とが接触して摩耗が生じることを抑制したプランジャチップ、冷却機構、および射出装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る射出装置を備えるダイカスト鋳造装置を示す縦断面図である。 図１に示すプランジャチップおよびその近傍を示す要部拡大図である。 図２に示す冷却ホルダおよびその近傍を示す要部拡大図である。 図３に示す冷却ホルダの先端面を軸線方向にみた正面である。 図３に示す冷却ホルダのＡ−Ａ矢視断面図である。 射出装置が金属の溶湯を射出する前の状態を示す図である。 射出装置が金属の溶湯を射出する途中の状態を示す図である。 射出装置が金属の溶湯を射出した後の状態を示す図である。 他の実施形態の冷却ホルダの先端面を軸線方向にみた正面である。

以下、本発明の一実施形態に係る射出装置を備えるダイカスト鋳造装置について、図面を参照して説明する。
図１に示す本実施形態のダイカスト鋳造装置１００は、アルミニウム、亜鉛、またはマグネシウムの鋳造を行うための装置である。

図１に示すように、ダイカスト鋳造装置１００は、射出装置１と、固定金型２と、可動金型３と、固定プラテン４と、可動プラテン５と、固定金型キャビティ６と、可動金型キャビティ７と、押出し板１６と、押出しピン１６ａと、チルベント２０とを備える。可動金型キャビティ７の一部として、金型分流子１７が備わっている。

射出装置１は、プランジャロッド１１と、プランジャスリーブ１２と、プランジャチップ１３と、湯口スリーブ１４と、射出シリンダ１５とを備える。
プランジャロッド１１は、軸状部材であり一端部がプランジャチップ１３に連結され、他端部が射出シリンダに連結されている。

プランジャスリーブ１２は、固定プラテン４に固定された略円筒形状の部材である。プランジャスリーブ１２の中心軸である軸線Ｘ方向の中央部分には、溶湯の流路となる中空部１２ｆが設けられている。
プランジャスリーブ１２には、内部に形成される冷却溝１２ｂ（図６参照）に冷却水を供給するための冷却水供給配管２２と、冷却溝１２ｄに供給された冷却水を排出するための冷却水戻り配管２３とが接続されている。

冷却溝１２ｂと冷却溝１２ｄとは、それぞれプランジャスリーブ１２の外周面に軸線Ｘ回りに形成された環状溝と、環状溝を取り囲むように配置される円筒状部材１２ｅの内周面とによって形成される空間である。
冷却溝１２ｂと冷却溝１２ｄとは、それぞれ独立した空間であるが、連通流路１２ｃによって軸線Ｘ方向に連通している。そのため、冷却水供給配管２２から冷却溝１２ｂに供給された冷却水は、連通流路１２ｃを介して冷却溝１２ｄへ流入し、冷却水戻り配管２３に排出される。冷却溝１２ｂおよび冷却溝１２ｄを流通する冷却水により、湯口スリーブ１４に隣接するプランジャスリーブ１２の内周面１２ａが冷却される。

プランジャチップ１３は、プランジャスリーブ１２の内径と略同径の外径の外周面を備える略円筒形状の部材である。プランジャチップ１３は、図１に２点鎖線で示す位置からプランジャスリーブ１２の内周面１２ａに沿って進退可能となっている。

湯口スリーブ１４と対向する位置に金型分流子１７が配置されている。可動金型３が固定金型２に近接した図１に示す状態において、湯口スリーブ１４と金型分流子１７との間には、湯口ランナー９が形成される。
図１に示すプランジャチップ１３の位置は、プランジャチップ１３を金型分流子１７に最も近接させた位置である。プランジャチップ１３が図１に示す位置に配置される場合、プランジャチップ１３の先端面と金型分流子１７の先端面との間のビスケット１０が形成される空間に金属の溶湯が充填された状態となる。

射出装置１には、プランジャスリーブ１２の上方に設けられた溶湯供給口２１からプランジャスリーブ１２の中空部１２ｆへ、高温の溶湯が供給されるようになっている。射出装置１は、射出シリンダ１５の油圧によってプランジャチップ１３を図１の２点鎖線で示す位置から金型分流子１７に向けて押し出すことにより、金属の溶湯をキャビティ８に向けて射出する。

図６に示すように射出装置１が金属の溶湯を射出する前の状態において、プランジャスリーブ１２の中空部１２ｆには、中空部１２ｆの直径（軸線Ｘに直交する方向の幅）の半分未満となる位置まで溶湯供給口から溶湯が供給される。射出装置１は、図６に示す状態から金型分流子１７に向けてプランジャチップ１３を一定の第１速度（例えば、０．３ｍ／ｓ）にて押し出す。

図７に示すように第１速度でプランジャチップ１３を押し出すにつれて溶湯の湯面の高さが上昇する。射出装置１は、図７に示す状態からプランジャチップ１３を更に押し出した時点で押出速度を第１速度から第２速度（例えば、２〜３ｍ／ｓ）に増速し、一定の第２速度で図８に示す状態までプランジャチップ１３を押し出す。射出装置１がプランジャチップ１３の押出速度を増速しているのは、溶湯を高圧で射出してキャビティ８内に確実に溶湯を充填するためである。

固定金型２は、固定プラテン４に固定された部材である。固定金型２に形成された凹所２ａには、内部に溶湯が導かれる固定金型キャビティ６が収容されている。
可動金型３は、可動プラテン５に固定された部材である。可動金型３に形成された凹所３ａには、可動金型キャビティ７が収容されている。可動金型３は、可動プラテン５に連結される油圧シリンダ等の駆動機構（図示略）によって、図１に示す固定金型２に近接した位置と、固定金型２から離間した位置（図示略）とを切り替える。

可動金型３と固定金型２とが近接した状態（図１参照）で、可動金型３と固定金型２との間にキャビティ８が形成される。この状態でキャビティ８に溶湯を導いて一定時間（例えば、２〜３０秒）冷却することにより、キャビティ８の形状に対応する製品が鋳造される。

可動金型キャビティ７の一部に設けられる金型分流子１７には、内部に形成される冷却穴（図示略）に冷却水を供給するための冷却水供給配管１８と、冷却穴に供給された冷却水を排出するための冷却水戻り配管１９とが接続されている。金型分流子１７の内部を冷却することにより、ビスケット１０が形成される空間と湯口ランナー９を通過あるいはそれらに滞留する溶湯が冷却される。

押出し板１６は、可動金型３の内部に配置されるとともに複数の押出しピン１６ａが連結される板状部材である。押出し板１６は、可動金型３が固定金型２から離間した状態で押出機構（図示略）によって鋳造された製品が固定金型２に近付く方向に押し出される。これにより、押出しピン１６の先端がキャビティ８によって形成された製品が押し出し、製品が可動金型キャビティ７から取り外される。

チルベント２０は、キャビティ８へ溶湯が導かれることによって押し出されるガスをダイカスト鋳造装置１００の外部へ放出するガス抜きをするために使用される金属部材である。チルベント２０は、固定金型２に固定される固定チルベント２０ａと、可動金型３に固定される可動チルベント２０ｂとを備える。固定チルベント２０ａには吸引ポート２０ｃが設けられている。

吸引ポート２０ｃにはポンプ（図示略）が接続されている。ポンプによって吸引を行うことにより、固定チルベント２０ａと可動チルベント２０ｂとの間に形成される間隙を介して、キャビティ８内のガスを吸引してポンプへ導く。

次に、本実施形態のプランジャチップ１３の構造について、図２〜図５を参照して説明する。
図２，図３に示すように、プランジャチップ１３は、冷却水供給口１１ａと冷却水排出口１１ｂとを有するプランジャロッド１１の先端部１１ｅに取り付けられる部材である。プランジャチップ１３は、プランジャチップ本体１３ａ（本体部）と、冷却ホルダ１３ｂ（冷却機構）とを備える。

冷却水供給口１１ａは、プランジャロッド１１の中心軸である軸線Ｘの位置に配置される冷却水パイプ１１ｃの内周面により形成される流路である。冷却水排出口１１ｂは、冷却水パイプ１１ｃの外周面とプランジャロッド１１の内周面との間に形成される流路である。
図２に示すように、冷却水パイプ１１ｃの先端部は、プランジャロッド１１の先端部１１ｅから突出し、冷却ホルダ１３ｂの内部に挿入された状態で配置される。

プランジャチップ本体１３ａは、プランジャロッド１１の軸線Ｘと同軸に配置されるとともに軸線Ｘ方向に延びる凹所１３ｃが内部に形成された略円筒形状の部材である。
図２に示すように、プランジャチップ本体１３ａのプランジャロッド１１側の端部の内周面には雌ねじ部が形成されており、プランジャロッド１１の先端部１１ｅの外周面に形成された雄ねじ部１１ｆに締結されている。

凹所１３ｃのビスケット１０と最も近接する底面は、軸線Ｘ近傍の底面中央部１３ｄと、その周囲に位置する底面端部１３ｅとによって構成されている。
図３に示すように、凹所１３ｃは、軸線Ｘに直交する軸線Ｙ方向（径方向）の断面積が軸線Ｘ方向に沿って凹所１３ｃの底面（１３ｄ，１３ｅ）から遠ざかるにつれて漸次減少する断面視略三角形状となっている。

冷却ホルダ１３ｂは、プランジャロッド１１の軸線Ｘと同軸かつ凹所１３ｃに挿入された状態で配置される略円筒形状の部材である。
図２に示すように、冷却ホルダ１３ｂのプランジャロッド１１側の端部の外周面には雌ねじ部が形成されており、プランジャロッド１１の先端部１１ｅの内周面に形成された雌ねじ部１１ｇに締結されている。

冷却ホルダ１３ｂの内部には、冷却水供給口１１ａに接続される冷却水供給流路３０と冷却水排出口１１ｂに接続される冷却水排出流路４０とが形成されている。
冷却水供給流路３０は、複数の第１流路３１と、複数の第２流路３２と、分配流路３４とを有する。

分配流路３４は、冷却水供給口１１ａから流入する冷却水を複数の第１流路３１のそれぞれに分配する流路である。分配流路３４は、図５に破線で示すように、軸線Ｘに直交する径方向に延びる流路であり、軸線Ｘを中心に８方向に延びる放射状の流路である。分配流路３４は、全ての第１流路３１の一端部と連通している。

第１流路３１は、軸線Ｘ方向に沿って冷却水供給口１１ａから分配流路３４に流入する冷却水を軸線Ｘ方向に導いて凹所１３ｃの底面中央部１３ｄの複数の位置に向けて冷却水を流出させる流路である。
第２流路３２は、第１流路３１により軸線Ｘ方向に導かれる冷却水を軸線Ｘ方向から傾斜した方向に導いて凹所１３ｃの底面端部１３ｅの複数の位置に向けて流出させる流路である。図３に示すように、第２流路３２が延びる方向は、軸線Ｘに直交する軸線Ｙに対して傾斜角θだけプランジャチップ１３の外周面１３ｆに向けて傾斜している。

第２流路３２は、図５に示す１２箇所の第１流路３１のうち、軸線Ｘを中心とした径方向の外周側に位置する第１流路３１に連通している。第２流路３２は、分配流路３４から外周側に位置する第１流路３１に導かれた冷却水の一部を分岐して冷却ホルダ１３ｂの外周面から凹所１３ｃの底面端部１３ｅに向けて冷却水を流出させる。
図５に示すように、複数の第２流路３２は、軸線Ｘを中心とした放射状の８方向のそれぞれに向けて冷却水を流出させる。

図３に示すように、冷却水供給口１１ａの中心軸である軸線Ｘと、第１流路３１の中心軸とは一致していない。そのため、冷却水供給口１１ａから軸線Ｘに沿って分配流路３４に流入する冷却水の一部（軸線Ｘの近傍を流通する冷却水）は、分配流路３４を形成する壁部に衝突する。分配流路３４の壁部に衝突した冷却水は、軸線Ｘに直交する径方向に拡散する。そのため、複数の第１流路３１のうち、軸線Ｘに近接した第１流路３１を流通する冷却水が増加し、その他の第１流路３１を流通する冷却水が減少する不具合が抑制される。軸線Ｘから遠い位置に配置される第１流路３１を流通する冷却水の流量が一定程度確保されるため、第２流路３２を流通する冷却水の流量も一定程度確保されることとなる。

冷却水排出流路４０は、冷却水供給流路３０によってプランジャチップ本体１３ａの内周面と冷却ホルダ１３ｂの外周面との間の空間（凹所１３ｃ）に導かれた冷却水を、冷却ホルダ１３ｂの内部に導いて冷却水排出口１１ｂへ排出する流路である。
図３に示すように、冷却水排出流路４０は入口部４０ａを有しており、軸線Ｘ回りの４箇所に設けられた入口部４０ａから、冷却水を冷却ホルダ１３ｂの内部へ導く。

凹所１３ｃの底面中央部１３ｄと対向する位置に配置される冷却ホルダ１３ｂの先端面には、底面中央部１３ｄに向けて流出した冷却水を底面端部１３ｅへ導く第３流路３３が形成されている。図４に示すように、第３流路３３は、軸線Ｘを中心に第１流路３１を通過するように径方向に延びる放射状の溝により形成される流路である。

図２に示すように、第３流路３３の底面（溝の底部）と凹所１３ｃの底面中央部１３ｄとの間の軸線Ｘ方向の距離は、軸線Ｘに一致する底面中央部１３ｄにおいてＷ１である。一方、第３流路３３の端部における第３流路３３の底面と凹所１３ｃの底面中央部１３ｄとの間の軸線Ｘ方向の距離はＷ２である。
図３に示すように、第３流路３３の底面と底面中央部１３ｄとの間の軸線Ｘ方向の距離は、底面中央部１３ｄの軸線Ｘに一致する位置から底面端部１３ｅに向けて漸次短くなっている。

次に、冷却水供給口１１ａから冷却ホルダ１３ｂに供給される冷却水が、冷却水排出口１１ｂから排出されるまでの冷却水の流れについて図２を参照して説明する。
図２に示す矢印は、プランジャロッド１１およびプランジャチップ１３の内部を流通する冷却水の流通方向を示している。

冷却水は、冷却水パイプ１１ｃ内部の冷却水供給口１１ａをプランジャロッド１１側からプランジャチップ１３側に向けて流通し、冷却ホルダ１３ｂの冷却水供給流路３０の分配流路３４に流入する。図５に示すように、分配流路３４は軸線Ｘを中心に径方向に放射状に延びる流路であり、１２箇所の第１流路３１と連通している。そのため、分配流路３４に流入した冷却水は、１２箇所の第１流路３１へ導かれる。

図３に示すように、第１流路３１は軸線Ｘ方向に延びている。そのため、第１流路３１に導かれた冷却水は、第１流路３１内を軸線Ｘ方向に流通し、冷却ホルダ１３ｂの先端面から凹所１３ｃの底面中央部１３ｄに向けて排出される。底面中央部１３ｄに向けて排出された冷却水は、第３流路３３に沿って底面中央部１３ｄから底面端部１３ｅに向けて放射状に流通し、底面端部１３ｅに到達する。

ここで、第３流路３３の底面と底面中央部１３ｄとの間の軸線Ｘ方向の距離は、底面中央部１３ｄの軸線Ｘに一致する位置から底面端部１３ｅに向けて漸次短くなっている。そのため、冷却水は、底面中央部１３ｄから底面端部１３ｅに近付くにつれて漸次その流速が増加する。

図５に示すように、１２箇所の第１流路３１へ導かれた冷却水のうち、軸線Ｘに対して外周側に配置される８箇所の第１流路３１は、それらに連通した８箇所の第２流路３２へと分岐する。
図３に示すように、第２流路３２が延びる方向は、軸線Ｘに直交する軸線Ｙに対して傾斜角θだけプランジャチップ１３の外周面１３ｆに向けて傾斜している。そのため、第２流路３２へ分岐した冷却水は、底面端部１３ｅに向けて流出する。

図２に示すように、第１流路３１から底面中央部１３ｄへ向けて流出した冷却水と、第２流路３２から底面端部１３ｅへ向けて流出した冷却水は、底面端部１３ｅで合流し、プランジャチップ本体１３ａの内周面に沿って冷却ホルダ１３ｂの入口部４０ａへ向けて流通する。
底面端部１３ｅでは、第１流路３１から凹所１３ｃに流入した冷却水が流速を増加して流通するとともに、第２流路３２から流出した冷却水が流通する。そのため、底面端部１３ｅが冷却水によって効果的に冷却される。

底面端部１３ｅはプランジャチップ１３の先端面１３ｇに近接したプランジャチップ１３の外周面１３ｆと近接している。そのため、底面端部１３ｅが冷却水によって効果的に冷却されると、それに伴って外周面１３ｆが効果的に冷却される。外周面１３ｆは、ビスケット１０を形成する溶湯に近接しているため、溶湯を冷却する際に溶湯の熱によって軸線Ｘに直交する径方向に熱膨張し易い。
本実施形態では、外周面１３ｆが効果的に冷却されるため、外周面１３ｆが径方向に拡大することを抑制することができる。これにより、外周面１３ｆがプランジャスリーブ１２の内周面１２ａに接触して摩耗が生じることが抑制される。

入口部４０ａに到達した冷却水は、冷却ホルダ１３ｂの内部に形成された冷却水排出流路４０に流入する。冷却水排出流路４０に流入した冷却水は、プランジャチップ１３側からプランジャロッド１１側に向けて流通し、冷却水排出口１１ｂから排出される。

以上説明した本実施形態に係る射出装置１が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の射出装置１が備えるプランジャチップ１３は、略円筒形状のプランジャチップ本体１３ａ（本体部）と略円筒形状の冷却ホルダ１３ｂ（冷却機構）とを備える。プランジャチップ１３は、プランジャチップ本体１３ａに形成された凹所１３ｃに冷却ホルダ１３ｂが挿入された状態で配置される。プランジャロッド１１の冷却水供給口１１ａから流入する冷却水は、略円筒形状の冷却ホルダ１３ｂの内部に形成された冷却水供給流路３０に供給される。冷却水供給流路３０によってプランジャチップ本体１３ａの内周面と冷却ホルダ１３ｂの外周面との間の空間に導かれた冷却水は、冷却ホルダ１３ｂの外周面から冷却水排出流路４０を経由してプランジャロッド１１の冷却水排出口１１ｂへ排出される。

冷却水供給流路３０に供給された冷却水は、第１流路３１によってプランジャロッド１１の軸線Ｘ方向に導かれて凹所１３ｃの底面中央部１３ｄに向けて流出する。凹所１３ｃの底面中央部１３ｄに向けて流出した冷却水により凹所１３ｃの底面中央部１３ｄが冷却されるため、金属の溶湯と接するプランジャチップ１３の先端面１３ｇ中央部が冷却される。

また、冷却水供給流路３０に供給された冷却水は、第２流路３２によって軸線Ｘ方向から傾斜した方向に導かれて凹所１３ｃの底面端部１３ｅに向けて流出する。凹所１３ｃの底面端部１３ｅに向けて流出した冷却水により凹所１３ｃの底面端部１３ｅが冷却されるため、金属の溶湯と接するプランジャチップ１３の先端面１３ｇ端部が冷却される。

このように本実施形態のプランジャチップ１３によれば、プランジャロッド１１から導かれる冷却水が、冷却ホルダ１３ｂの内部に形成された冷却水供給流路３０によって、凹所１３ｃの底面中央部１３ｄと凹所１３ｃの底面端部１３ｅとのそれぞれに向けて個別に導かれる。そのため、金属の溶湯と接するプランジャチップ１３の先端面１３ｇ中央部とその周囲の先端面１３端部とが、それぞれ効果的に冷却される。プランジャチップの先端面１３ｇ端部が効果的に冷却されるため、それにともなって先端面１３ｇ端部に近接するプランジャチップ１３の外周面１３ｆも効果的に冷却される。
したがって、プランジャチップ１３の先端面１３ｇ近傍の外周面１３ｆを十分に冷却し、プランジャチップ１３の先端面１３ｇ近傍の外周面１３ｆとプランジャスリーブ１２の内周面１２ａとが接触して摩耗が生じることを抑制することができる。

本実施形態のプランジャチップ１３において、冷却水供給流路３０は、凹所１３ｃの底面中央部１３ｄの複数の位置に向けて冷却水を流出させる複数の第１流路３１と、冷却水供給口１１ａから流入する冷却水を複数の第１流路３１に分配する分配流路３４とを有する。複数の第１流路３１によって凹所１３ｃの底面中央部１３ｄの複数の位置に向けて冷却水がそれぞれ流出するため、凹所１３ｃの底面中央部１３ｄの複数の位置をそれぞれ効果的に冷却することができる。

本実施形態のプランジャチップ１３において、冷却水供給流路３０は、凹所１３ｃの底面端部１３ｅの複数の位置に向けて冷却水を流出させる複数の第２流路３２を有する。第２流路３２は、分配流路３４から第１流路３１に導かれた冷却水の一部を分岐して冷却ホルダ１３ｂの外周面から底面端部１３ｅに向けて冷却水を流出させる。
このようにすることで、プランジャロッド１１の軸線Ｘ方向に沿って冷却ホルダ１３ｂに複数の第１流路１を形成し、冷却ホルダ１３ｂの外周面から第１流路３１に通じる第２流路３２を形成するという比較的簡易な工程により冷却水供給流路３０を形成し、凹所１３ｃの底面中央部１３ｄと凹所１３ｃの底面端部１３ｅとのそれぞれに向けて冷却水を流出させることができる。

本実施形態のプランジャチップ１３において、凹所１３ｃは、軸線Ｘ方向に直交する径方向の断面積が軸線Ｘ方向に沿って底面（１３ｄ，１３ｅ）から遠ざかるにつれて漸次減少する形状である。
このようにすることで、凹所１３ｃの底面（１３ｄ，１３ｅ）の面積を十分に確保してプランジャチップ１３の先端面１３ｇの冷却効果を高めつつ、底面（１３ｄ，１３ｅ）から遠ざかった位置のプランジャチップ１３の肉厚を十分に確保してプランジャチップ１３の耐座屈性能を高めることができる。

本実施形態のプランジャチップ１３において、凹所１３ｃの底面中央部１３ｄと対向する位置に配置される冷却ホルダ１３ｂの先端面に、凹所１３ｃの底面中央部１３ｄに向けて流出した冷却水を底面端部１３ｅへ導く第３流路３３が形成されている。第３流路３３の底面と凹所１３ｃの底面中央部１３ｄとの間の軸線Ｘ方向の距離は、底面中央部１３ｄから底面端部１３ｅへ向けて漸次短くなっている。
このようにすることで、第１流路３１から底面中央部１３ｄに向けて流出した冷却水が、底面中央部１３ｄから底面端部１３ｅに向けて流路断面積が漸次小さくなる第３流路３３を経由して底面端部１３ｅへ導かれる。第３流路３３を通過する冷却水は、流路断面積の減少に伴って漸次流速が増加するため、流速が増加した状態で底面端部１３ｅに排出される。したがって、プランジャチップ１３の先端面１３ｇ端部の冷却効果を高めることができる。

〔他の実施形態〕
以上の説明において、第２流路３２は、軸線Ｘを中心とした放射状の８方向のそれぞれに向けて冷却水を流出させるものであったが、他の態様であってもよい。例えば、図９の第２流路３２’のように、冷却ホルダ１３ｂの外周面から流出する冷却水の流出方向がプランジャロッド１１の軸線Ｘを中心とした周方向の成分を有するように冷却水を流出させるようにしてもよい。
このようにすることで、第２流路３２’から流出する冷却水をプランジャロッド１１の軸線Ｘを中心とした周方向に旋回させて、プランジャチップ１３の先端面の冷却効果を高めることができる。

１ 射出装置
２ 固定金型
２ａ 凹所
３ 可動金型
３ａ 凹所
８ キャビティ
９ 湯口ランナー
１０ ビスケット
１１ プランジャロッド
１１ａ 冷却水供給口
１１ｂ 冷却水排出口
１１ｃ 冷却水パイプ
１１ｄ プランジャロッド本体
１１ｅ 先端部
１１ｆ 雄ねじ部
１１ｇ 雌ねじ部
１２ プランジャスリーブ
１２ａ 内周面
１２ｂ，１２ｄ 冷却溝
１２ｃ 連通流路
１２ｅ 円筒状部材
１２ｆ 中空部
１３ プランジャチップ
１３ａ プランジャチップ本体（本体部）
１３ｂ 冷却ホルダ（冷却機構）
１３ｃ 凹所
１３ｄ 底面中央部
１３ｅ 底面端部
１３ｆ 外周面
１３ｇ 先端面
１４ 湯口スリーブ
１５ 射出シリンダ
１７ 金型分流子
１８ 冷却水供給配管
１９ 冷却水戻り配管
２１ 溶湯供給口
２２ 冷却水供給配管
２３ 冷却水戻り配管
３０ 冷却水供給流路
３１ 第１流路
３２ 第２流路
３３ 第３流路
３４ 分配流路
４０ 冷却水排出流路
４０ａ 入口部
１００ ダイカスト鋳造装置
Ｘ，Ｙ 軸線
θ 傾斜角

本発明は、プランジャチップおよび射出装置に関する。

本発明の一態様に係るプランジャチップにおいて、前記凹所は、前記軸線方向に直交する径方向の断面積が前記軸線方向に沿って前記底面から遠ざかるにつれて漸次減少する形状となっている。
このようにすることで、凹所の底面の面積を十分に確保してプランジャチップの先端面の冷却効果を高めつつ、底面から遠ざかった位置のプランジャチップの肉厚を十分に確保してプランジャチップの耐座屈性能を高めることができる。

Claims (8)

1. 冷却水供給口と冷却水排出口とを有するプランジャロッドの先端部に取り付けられるプランジャチップであって、
   前記プランジャロッドと同軸に配置されるとともに前記プランジャロッドの軸線方向に延びる凹所が形成された略円筒形状の本体部と、
   前記プランジャロッドと同軸かつ前記凹所に挿入された状態で配置されるとともに前記冷却水供給口に接続される冷却水供給流路と前記冷却水排出口に接続される冷却水排出流路とが内部に形成された略円筒形状の冷却機構とを備え、
   前記冷却水供給流路は、
   前記軸線方向に沿って前記冷却水供給口から流入する冷却水を前記軸線方向に導いて前記凹所の底面中央部に向けて流出させる第１流路と、
   前記軸線方向に沿って前記冷却水供給口から流入する冷却水を前記軸線方向から傾斜した方向に導いて前記凹所の底面端部に向けて流出させる第２流路とを有し、
   前記冷却水排出流路は、
   前記冷却水供給流路によって前記本体部の内周面と前記冷却機構の外周面との間の空間に導かれた冷却水を、前記冷却機構の内部に導いて前記冷却水排出口へ排出するプランジャチップ。
2. 前記冷却水供給流路は、
   前記凹所の底面中央部の複数の位置に向けて冷却水を流出させる複数の前記第１流路と、
   前記冷却水供給口から流入する冷却水を複数の前記第１流路に分配する分配流路とを有する請求項１に記載のプランジャチップ。
3. 前記冷却水供給流路は、前記凹所の底面端部の複数の位置に向けて冷却水を流出させる複数の前記第２流路を有し、
   前記第２流路は、前記分配流路から前記第１流路に導かれた冷却水の一部を分岐して前記冷却機構の外周面から前記底面端部に向けて冷却水を流出させる請求項２に記載のプランジャチップ。
4. 前記冷却水供給流路は、前記凹所の底面端部の複数の位置に向けて冷却水を流出させる複数の前記第２流路を有し、
   前記第２流路は、前記冷却機構の外周面から流出する冷却水の流出方向が前記プランジャロッドの軸線を中心とした周方向の成分を有するように前記冷却水を流出させる請求項２に記載のプランジャチップ。
5. 前記凹所は、前記軸線方向に直交する径方向の断面積が前記軸線方向に沿って前記底面から遠ざかるにつれて漸次減少する形状となっている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のプランジャチップ。
6. 前記凹所の前記底面と対向する位置に配置される前記冷却機構の先端面に、前記凹所の前記底面中央部に向けて流出した冷却水を前記底面端部へ導く第３流路が形成され、
   前記第３流路の底面と前記凹所の底面との間の前記軸線方向の距離は、前記底面中央部から前記底面端部へ向けて漸次短くなる請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のプランジャチップ。
7. 冷却水供給口と冷却水排出口とを有するプランジャロッドの先端部に取り付けられる略円筒形状の冷却機構であって、
   前記プランジャロッドと同軸に配置されるとともに略円筒形状の本体部に形成された凹所に挿入された状態で配置され、
   前記冷却水供給口に接続される冷却水供給流路と、
   前記冷却水供給口に接続される冷却水供給流路と前記冷却水排出口に接続される冷却水排出流路とが内部に形成されており、
   前記冷却水供給流路は、
   前記プランジャロッドの軸線方向に沿って前記冷却水供給口から流入する冷却水を前記軸線方向に導いて前記凹所の底面中央部に向けて流出させる第１流路と、
   前記軸線方向に沿って前記冷却水供給口から流入する冷却水を前記軸線方向から傾斜した方向に導いて前記凹所の底面端部に向けて流出させる第２流路とを有し、
   前記冷却水排出流路は、
   前記冷却水供給流路によって前記本体部の内周面と前記冷却機構の外周面との間の空間に導かれた冷却水を、前記冷却機構の内部に導いて前記冷却水排出口へ排出する冷却機構。
8. 金属の溶湯を貯留する略円筒形状のプランジャスリーブと、
   前記プランジャスリーブ内に摺動可能に装着される請求項１から６のいずれか１項に記載のプランジャチップと、
   前記プランジャチップを前記プランジャスリーブ内で摺動させるプランジャロッドと、
   を備える射出装置。

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