JP2691217B2 - ホットチャンバーダイカストマシン用セラミックスプランジャーに連結する金属ホルダー - Google Patents

ホットチャンバーダイカストマシン用セラミックスプランジャーに連結する金属ホルダー

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はホットチャンバーダイカ
ストマシン用セラミックスプランジャーに連結する金属
ホルダーに係り、操業時においてセラミックスプランジ
ャーに与える衝撃を皆無化し安定且つ的確なプランジャ
ー作動を実現しようとするものである。
【0002】
【従来の技術】アルミニウムなどの金属溶湯を射出鋳造
するための設備としてホットチャンバーダイカストマシ
ンは従来から知られており、斯かるダイカストマシンに
おいてアルミニウム溶湯などによる侵食を回避するため
にセラミックスプランジャーを採用することについても
種々に検討がなされている。
【0003】然して前記のようなセラミックスプランジ
ャーは射出用ピストンに連結することが不可欠で、この
ようなセラミックスプランジャーと射出用ピストンとの
連結に当ってはセラミックスプランジャーを直接にカッ
プリングに装着する方法と、プランジャーを金属ホルダ
ーに焼嵌めしカップリングに装着する方法の2つが主流
をなしている。
【0004】即ち前者は図6に示す如くであって、セラ
ミックスプランジャー21をカップリング30に係合さ
せると共に該カップリング30に射出用の油圧ピストン
33を連結係合するものであり、また後者は図7に示す
ようにセラミックスプランジャー21を焼嵌め用ホルダ
ー34に取付け、該焼嵌め用ホルダー34をカップリン
グ30に係合し、このカップリング30に対して図6と
同様に油圧ピストン33を連結係合するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】然し上記したような従
来技術によるものは夫々に不利欠点がある。即ち図6に
示したものにおいてはなるべく隙間の生じないように連
結係合させたとしてもカップリング30とプランジャー
21との間にクリヤランス35が発生することは不可避
であり、このようなクリヤランス35の存在下でピスト
ン運動によりセラミックスプランジャー21に夫々引張
りおよび圧縮の衝撃力が作用しプランジャー21に破
損,欠損を生ぜしめる。また、溶解炉の熱変形等の外力
でプランジャーの摺動するスリーブが僅かではあるが傾
斜し、プランジャーの軸線方向とスリーブの軸線方向が
不整合となって、プランジャーに力が懸かりプランジャ
ーの摺動が平滑さに欠けることがある。
【0006】また図7の焼嵌め方式によるものでは焼嵌
めの温度条件決定が困難であって理論的には成立すると
しても、これを実用化するには非常な困難性があり、セ
ラミックスプランジャーとの間にはクリヤランスが発生
しないとしても工業的には実用化し難い。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記したような
従来技術における課題を解決することについて検討を重
ね、セラミックスプランジャーと金属ホルダーとの間に
おいて球面状界面とテーパー面とを併用すると共にホル
ダーと熱膨脹率を異にしたスペーサーを採用することに
よってセラミックスプランジャー操業時に衝撃を与える
ことなく好ましい密着連結関係を形成してプランジャー
作動させることに成功したものであって、以下の如くで
ある。
【0008】(1)セラミックスプランジャーの連結端
部に錐形部を形成すると共に該連結端部とスペーサーを
収容してカップリングと連結する金属ホルダーであっ
て、前記セラミックスプランジャーの連結端部と前記ス
ペーサーの間隙は常温組付け時において避け得ない若干
のクリアランスとし、しかも前記スペーサーの熱膨脹率
を前記ホルダーより大きいものとすると共に該スペーサ
ーを球面状界面で接合した複数部体としたことを特徴と
するホットチャンバーダイカストマシン用セラミックス
プランジャーに連結する金属ホルダー。
【0009】(2)プランジャーの連結端部およびスペ
ーサーを収容するホルダーの一端側が分割方式で形成さ
れたことを特徴とする前記(1)項に記載のホットチャ
ンバーダイカストマシン用セラミックスプランジャーに
連結する金属ホルダー。
【0010】(3)ホルダーにおけるプランジャーの連
結端部およびスペーサー収容部分がセラミックスプラン
ジャーおよびホルダーの軸線を含む分割面によって分割
成形された分割部体が前記ホルダーに対しビスまたはボ
ルト等の締着手段で固定されたことを特徴とする前記
(2)項に記載のホットチャンバーダイカストマシン用
セラミックスプランジャーに連結する金属ホルダー。
【0011】
【作用】セラミックスプランジャー1の連結端部に錐形
部を形成すると共に該連結端部とスペーサー5、6を収
容してカップリングと連結する金属ホルダー2を設け、
前記スペーサー5、6の熱膨脹率を前記ホルダー2の熱
膨脹率より大きいものとすることにより、操業時の熱膨
脹量でスペーサー5、6と金属ホルダー2との間の常温
組付け時に避け得ないクリヤランスが減縮ないし消滅さ
れ、プランジャー作動時における衝撃を減縮ないし解消
する。なんとなれば、ホルダー内の空間は金属ホルダー
の膨脹量からセラミックスプランジャーの膨脹量を差し
引いた値となるが、該ホルダー内に金属ホルダーの熱膨
脹率より大きい熱膨脹率を有するスペーサーが常温組付
け時に避け得ない程度の僅かなクリヤランスを残して介
在していると、操業時の温度において、スペーサーの膨
脹量は金属ホルダーの膨脹量と略同一とすることができ
るからである。また、前記スペーサー5、6を球面状界
面で係合した複数部体としたことにより、ホットチャン
バーダイカストマシン操業時の油圧ピストン16による
プランジャー操作に当って、溶解炉の熱変形等の外力で
主スリーブ9が僅かに傾斜し、プランジャー1の軸線な
いしその方向と主スリーブ9の軸線ないしその方向とが
平行状態から外れてしまった場合に、球面状凸面と凹面
をなした球面状界面3は、プランジャー1が受けた主ス
リーブ9の傾斜する作用力を打ち消すように摺動し、こ
の摺動により油圧ピストン16によるセラミックスプラ
ンジャー1の作動を主スリーブ9に無理のかからない円
滑な動作となる。
【0012】前記のようなプランジャーの連結端部およ
びスペーサーを収容するホルダーの一端側が分割方式で
形成されたことにより、上記のように複合された形状構
成を有し、しかも間隙の少い各部体の連結接合関係であ
っても簡易的確に連結組立て、あるいは分解することが
できる。
【0013】ホルダーにおけるプランジャーの連結端部
およびスペーサー収容部分がセラミックスプランジャー
およびホルダーの軸線を含む分割面によって分割成形さ
れ、該分割部体が前記ホルダー本体部体に対しビスまた
はボルト等の締着手段で固定されたことにより最少限状
態の部材によって、また比較的容易且つ高強度条件のプ
ランジャーとカップリング間における連結を得しめる。
【0014】
【実施例】上記したような本発明によるものの具体的な
実施態様を添附図面に示すものにっいて説明すると、前
述したホットチャンバーについての全般的な構成の1例
は図5に示す如くである。即ちアルミニウム合金などを
溶解すると共に一定温度に保持するための溶解兼保持炉
11は架台12に設置され、また架台12には電熱ヒー
タ13を備えている。
【0015】前記のような保持炉11に対しては金型1
4がダイプレート15に取付けられていて、ノズル20
と接しており、金型14とノズル20との圧着は架台1
2とダイプレート15とを油圧機構やクランプ機構によ
って締付け圧着しており、この締付圧着力はノズル20
を介して射出筒19を経て主スリーブ9に伝達され、更
に保持炉11を介して最終的には架台12により受けら
れている。
【0016】主スリーブ9はパッキング22を介し射出
筒19と接続しアルミ溶湯25の中に没しており、架台
12に連結している固定台部23に嵌合により、しっか
りと溶解炉11の底に固定されている。主スリーブ9内
にはプランジャー1が挿入され、該プランジャー1は本
発明においてはセラミックスプランジャーであってカッ
プリング10により油圧ピストン16と連結している。
【0017】即ち、油圧ピストン16が降下すると連動
してプランジャー1が降下して主スリーブ9内の溶湯2
5を加圧し、溶湯は射出筒19を通ってノズル20より
金型14に射出されて鋳造が行なわれる。ノズル20と
射出筒19はパッキング22を介して連結されているこ
とは上記の如くであるが、又主スリーブ9には孔27が
設けられていて溶湯25を流入または排出するように成
っている。
【0018】上記したような構成において、本発明のセ
ラミックスプランジャー1と金属ホルダー2を連結する
構成は図1と図2に示す如くであって、プランジャー1
の連結部には倒円錐形の錐形部4が形成され、また球面
状界面3を形成したスペーサー5、6が用いられ、該ス
ペーサー5、6は金属ホルダー2より大きな熱膨脹率を
有する金属で形成され、且つ前記球面状界面3において
上下に2分割されて凸凹状に嵌合され、常温装入時には
長手方向のセラミックスプランジャー1頭部と不可避的
な若干のクリヤランスを有し、しかも半径方向において
は金属ホルダー2の内径に対し若干のクリヤランスを持
つ寸法に製作される。
【0019】金属ホルダー2の頭部はカップリング10
と係合装着される連結頭部2aを形成しているか、また
前記のようなプランジャー1およびスペーサー5、6の
受入れ部は軸線を含む分割面で縦割り状に分割された蓋
状の分割部体7を形成しており、該分割部体7は本体で
ある金属ホルダー2に対しビスまたはボルト等の締着手
段8によって固定するように成っている。
【0020】即ちダイカストマシン操業時において金属
ホルダー2等の温度は200〜400℃と相当に高くな
り、スペーサー5、6の熱膨脹量は金属ホルダー2の熱
膨脹量より大きいため、スペーサー5、6の介装部分に
おいては常温組付け時において避け得ない若干のクリヤ
ランスが有っても操業時には実質的に隙間がない密接状
態でポンピング射出作用することとなる。
【0021】またスペーサー5、6は2分割され、且つ
球面状界面3において相互に滑り可能な関係が保たれて
いるので前記のようなポンピング射出作動時において、
プランジャー1の軸芯が射出機構の主スリーブ9の軸芯
とずれるようなことがあっても、主スリーブ9から受け
る作用力によってプランジャー1の端部にあるスペーサ
ー5、6の界面3が直ちに滑り、プランジャー1の軸芯
が主スリーブ9の軸芯と合一になり、主スリーブ9に対
してプランジャー作動を無理のない状態で円滑に動作す
ることができる。このような関係を付与するスペーサー
5、6に必要な寸法は操業時の温度条件およびスペーサ
ー5、6の熱膨脹率から簡易に求められる。
【0022】図3と図4には本発明によるもう1つの具
体的実施例が示され、ホルダー2が図3のように長目に
形成され、蓋部体受入れ段部2aに対し蓋7をセット
し、頭部を球形とした締着手段8が螺入孔8aに螺入さ
れて蓋7が取付けられるように成っている。
【0023】本発明者等が具体的に採用したホルダー2
および分割部体7の材質としてはSKD61を用い、ま
たスペーサー5、6には亜鉛合金を採用し前記のように
設計して実施した結果はポンピング作動時に衝撃の全く
感知できない円滑な作用が得られ、特に亜鉛合金におい
てはクッション作用も得られるものの如くでセラミック
スプランジャーのピストン運動時における衝撃力を充分
に防止し、円滑な作動と耐用性に優れたプランジャーを
得ることができた。
【0024】
【発明の効果】以上説明したような本発明によるときは
セラミックスプランジャーを用いてホットチャンバーダ
イカストマシンを運転操業するに当って従来技術におい
て不可避的とせざるを得ないピストン作動時の衝撃また
は軸芯ずれを有効に解消し、円滑で耐用性の高いセラミ
ックスプランジャーを提供し得るものであるから工業的
にその効果の大きい発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるセラミックスプランジャーのカッ
プリングに対する連結構造を示した側面図である。
【図2】図2に示したものの部分切欠正面図である。
【図3】本発明によるホルダーの別の実施態様を示した
正面図である。
【図4】図3に示したものの蓋取付部分についての部分
的な側面図である。
【図5】ホットチャンバーダイカストマシンの全般的な
構造を示した断面図である。
【図6】従来技術によるセラミックスプランジャーとカ
ップリング連結構造の1例を示した側面図である。
【図7】同じく従来技術の焼き嵌め方式を示した側面図
である。
【符号の説明】
1 セラミックスプランジャー 2 金属ホルダー 2a その連結頭部 3 球面状界面 4 錐形部 5 スペーサー 6 スペーサー 7 分割部体 8 締着手段 9 主スリーブ 10 カップリング 11 保持炉 12 架台 13 電熱ヒータ 14 金型 15 ダイプレート 16 油圧ピストン 19 射出筒 20 ノズル 21 従来のセラミックスプランジャー 22 パッキング 23 固定台 24 ボルト 25 アルミ溶湯 27 孔 30 従来のカップリング 33 従来の油圧ピストン 34 焼嵌めホルダー 35 クリヤランス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河合 俊之 静岡県庵原郡蒲原町蒲原1丁目34番1号 株式会社日軽技研内 (72)発明者 紺野 雅彦 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パイオニア株式会社総合研究所内 (72)発明者 岡田 圭一 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パイオニア株式会社総合研究所内 (56)参考文献 実開 昭56−55550(JP,U) 実開 平4−90160(JP,U) 実公 平3−12442(JP,Y2)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックスプランジャーの連結端部に
    錐形部を形成すると共に該連結端部とスペーサーを収容
    してカップリングと連結する金属ホルダーであって、前
    記セラミックスプランジャーの連結端部と前記スペーサ
    ーの間隙は常温組付け時において避け得ない若干のクリ
    アランスとし、しかも前記スペーサーの熱膨脹率を前記
    ホルダーより大きいものとすると共に該スペーサーを球
    面状界面で接合した複数部体としたことを特徴とするホ
    ットチャンバーダイカストマシン用セラミックスプラン
    ジャーに連結する金属ホルダー。
  2. 【請求項2】 プランジャーの連結端部およびスペーサ
    ーを収容するホルダーの一端側が分割方式で形成された
    ことを特徴とする請求項1に記載のホットチャンバーダ
    イカストマシン用セラミックスプランジャーに連結する
    金属ホルダー。
  3. 【請求項3】 ホルダーにおけるプランジャーの連結端
    部およびスペーサー収容部分がセラミックスプランジャ
    ーおよびホルダーの軸線を含む分割面によって分割成形
    された分割部体が前記ホルダーに対しビスまたはボルト
    等の締着手段で固定されたことを特徴とする請求項2に
    記載のホットチャンバーダイカストマシン用セラミック
    スプランジャーに連結する金属ホルダー。
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