JP3049257B2 - ホットチャンバ形ダイカストマシンの射出ポンプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、アルミニウム溶湯を溶湯保温炉からダイ
カストマシンの金型装置に射出するホットチャンバ形の
ダイカストマシン溶湯射出装置に関し、特に、溶湯射出
ポンプの耐久性を向上させるための構造に関する。

［従来技術］ アルミニウム溶湯に供される射出ポンプ技術として
は、既に本件出願人による特願昭63−217689号として出
願している。以下、このホットチャンバ形ダイカストマ
シンの射出ポンプを第６図を参照して説明する。

アルミニウム溶湯は650℃程度の高温であり、また、
各種金属に対して化学結合し易い性質すなわち相手を腐
食させる性質があるので、射出ポンプの主要部であるポ
ンプ本体11は耐アルミニウム溶湯のポンプ構造となって
いる。このため、ポンプ本体11のグースネックの溶湯通
路は、セラミックスまたは黒鉛材を鋳ぐるみする方法に
よって耐アルミニウム溶湯の通路を確保し、射出ポンプ
部では射出プランジャ27および射出スリーブ13′を耐溶
湯性のセラミックス製とし、また、射出スリーブ13′と
ポンプ本体11のグースネックが当接する部分にはセラミ
ックス材シートを使用して押圧し、シール機能を持たせ
るなどシールの必要な部分にはシートセラミックス材を
用いる構成にしている。その射出工程の高圧溶湯のシー
ルを行なわせるため、ここでは上記射出スリーブ13′を
押圧する押圧スリーブ16の上端面を球面部材21として上
部押圧板22に当接させている。タイロッド25の上部押圧
板22とナット26aとの間にばね26を設け、このナット26a
を緩めてばね26の押圧力で押圧する構造となっている。

上記射出ポンプは取付台34に固定され、射出シリンダ
29は門形のフレーム30に固定されていて、固定位置が互
いに離れた位置にある。

［発明が解決しようとする課題］ このように、第６図に示す従来のホットチャンバ形ダ
イカストマシンの射出ポンプでは、下部押圧板23が取付
台34に取付けられているので、ポンプ本体11はこの取付
台34に支えられている。射出プランジャ27を作動する射
出シリンダ29は上から門形のフレーム30に支えられる構
造となっている。溶湯洩れ防止のシール押圧力は、タイ
ロッド25の上部押圧板22とナット26aの間にばね26を設
けて所定の押圧力を得ている。この状況下でタイロッド
25の上部押圧板22の嵌合部にはガイド部がない構造であ
るため、金型の前進、後進あるいは射出工程などのとき
に衝撃が起ると、上部押圧板22はタイロッド25に対して
動き得ることになる。

このため、射出プランジャ27とポンプ本体11内の射出
スリーブ13′との芯が保証されないことになる。

また、射出スリーブ13′の入口形状は、第３図
（Ａ），（Ｂ）にその正面図および側面図を示すように
溶湯通路41を射出スリーブ13′の内径口元部にある長さ
を設けているので、ホーニング仕上などのスリーブ内径
仕上の際、この部分を仕上がり寸法よりわずか大きめに
して仕上げるのが一般的であるが、わずかであるが段1
3′ａができる。（第３図（Ｂ）参照） 射出プランジャ27の上限位置でのプランジャ位置は、
この段13′ａの位置よりも上にあり、射出プランジャ27
のプランジャストローク時にこの段13′ａ部分を通過す
ることになる。この状況は射出スリーブ13′の入口形状
が複雑で、また、プランジャガイド部が少ない状態にな
っている。

芯が保証されていないことに対する対策としては、射
出シリンダロッド29aと射出プランジャ27とを接続する
カップリング28をユニバーサルにしているが、プランジ
ャの芯が保証されない状態でストローク作動するときに
は、上記射出スリーブ13′の入口形状の複雑さを含めて
射出プランジャ27に無理な力がかかり、セラミックス製
の射出プランジャ27が偏摩耗するか、あるいは破損する
などの短い寿命になっているのが現状である。

この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、
アルミニウム溶湯を溶湯保温炉からダイカストマシンの
金型装置に射出するホットチャンバ形のダイカストマシ
ンの溶湯射出装置において、現状ではフレームに取り付
けた射出シリンダと取付台に取り付けた射出ポンプ内の
射出スリーブとの芯が確保されていない状態で、しかも
射出スリーブの入口形状が複雑でもあるために、射出シ
リンダのストローク作動時に、セラミックス製の射出プ
ランジャが無理な力を受けて破損し射出ポンプが短寿命
となっていたのを改善するために、射出シリンダおよび
射出ポンプを同一フレームに取り付け、しかも、射出ス
リーブの入口形状を単純化することで、射出シリンダ作
動時にセラミックス製射出プランジャが無理な力を受け
ない長寿命の射出ポンプを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］ この発明では、溶湯保温炉に収納されたアルミニウム
溶湯をダイカストマシンの金型装置に射出するホットチ
ャンバ形ダイカストマシンの溶湯射出装置において、耐
アルミニウム溶湯の鋳ぐるみを施したグースネック部を
有する鋳鉄製若しくは耐熱鋼製で形成されたポンプ本体
内に設けた溶湯溜と、前記ポンプ本体に装着したセラミ
ックス製の射出スリーブと、同射出スリーブに摺動自在
に挿着されたセラミックス製の射出プランジャと、前記
射出スリーブを押圧するセラミックス製の押圧スリーブ
を有する射出部とからなり、前記ポンプ本体の上部を球
面部材を介して押圧する上部押圧板及び前記ポンプ本体
の底部を押圧力発生部材を介して押圧する下部押圧板を
設け、この両者の間を肩付のガイド部を有する複数のタ
イロッドにより挟持して一体形としたことを特徴とする
ホットチャンバ形ダイカストマシンの射出ポンプを提供
する。

この発明の問題点である射出プランジャに無理な力が
作用しない溶湯射出装置にするのには、ダイカストマシ
ンのプロセス中に該溶湯射出装置の射出シリンダと射出
ポンプとの芯とが狂わないことが必要である。このた
め、両者を同一フレーム内位置に取付固定した射出装置
とする。射出シリンダのロッドの芯と射出ポンプの射出
スリーブの芯とを一致させた状態で射出ポンプの上部を
フレームに対し、当て板、ノックピン，ボルトなどを用
いダイカストマシンのプロセス中、射出ポンプが不動の
位置を確保するため固定している。

射出ポンプは上部押圧板と下部押圧板との間に下部よ
り押圧力発生部材，ポンプ本体，シール用シート，射出
スリーブ，押圧スリーブ，球面部材の順で挟んで、各押
圧板とインロー嵌合部と底を持つタイロッドで肩まで締
める構造とし、このときは押圧力発生部材の所定の押圧
力が各部品の接触面に作用した状態になっている一体型
を形成する構造となっている。この押圧力は非常に大き
な力であるので、射出スリーブはこの押圧力で固定され
ていると考えてよいので、その位置の移動は起らない。
また、押圧力発生部材の軸芯と射出スリーブの軸芯とは
同芯上に設けて芯狂いが起きない構造にしている。

［実施例］ 以下、図面に基づいてこの発明を実施例により詳細に
説明する。第１図はホットチャンバ形ダイカストマシン
の射出装置である射出ポンプの主要断面図であり、第２
図は第１図のII−II線に沿った断面図で、図中、第６図
と同一作用ものは同一符号で示す。第２図において、図
示しない右側の溶湯保温炉からの溶湯は、通湯口１によ
り射出ポンプの溶湯溜18に給湯されるようになってお
り、この溶湯はグースネックの溶湯通路12を経て図示し
ない左側のダイカスト金型部への通路口２へと通じてい
る。

溶湯射出装置には射出シリンダ29と射出ポンプの一構
成部品である射出プランジャ27とこの両者を繋ぐカップ
リング28と、これらを取り付けるフレーム30より形成さ
れている。

先ず、射出ポンプの構成について説明する。射出ポン
プには、上部押圧板22と下部押圧板23が上下にあり、こ
れらにはタイロッド用のガイド穴22a,23aがそれぞれ設
けてある。これらの穴22a,23aに挿入されるタイロッド2
5は肩付ガイド部が設けられ、ナット36を締上げると肩
の位置で固く締るようになっている。前記上部押圧板22
には、中央部の下側に球面部材21を受け持つ穴部が形成
されている。一方、前記下部押圧板23の上部中央部には
凹状のガイド部材５を支持するための段部23bと穴23cが
形成されている。このガイド部材５の中には皿ばね7,ば
ねガイド９およびばね受４が順次重ねて挿入され、下側
中央部より押圧力設定ボルト６を螺合して皿ばね７の押
圧力のばね設定を行なうように押圧力発生部材を形成し
ている。

ポンプ本体11は、セラミックス材または黒鉛材12a
（第２図参照）を鋳ぐるみした溶湯通路12を有する鋳鉄
製または耐熱鋼製で形成され、中央部内側に円筒状のセ
ラミックス製の射出スリーブ13が垂直に嵌入されてい
る。この射出スリーブ13はその外周を二重テーパースリ
ーブを形成する内側テーパースリーブ14および外側テー
パースリーブ15がポンプ本体11と射出スリーブ13との間
に挿入して固定される。この内側テーパースリーブ14
は、上端を肉厚の薄い側にして嵌入されており、外側テ
ーパースリーブ15を上から押圧することで締り勝手にな
っている。上記射出スリーブ13の上部には、中程に連通
穴16aを設け、下部には切欠（射出スリーブ13の錐穴42
給湯用）部16bを設けたセラミックス材等の耐アルミニ
ウム溶湯性材料からなる第１の押圧スリーブ16が設置さ
れ、第１の押圧スリーブ16の下端部で上記射出スリーブ
13と第２の押圧スリーブ17とを押圧するように形成され
ている。この第２の押圧スリーブ17は、上記第１の押圧
スリーブ16よりも上部が大径となっており、第１および
第２の押圧スリーブ16,17間は溶湯溜18となっていて、
第１の押圧スリーブ16の内外は上記連通穴16a,切欠部16
bで通じている。そして、第２の押圧スリーブ17の内壁
には、例えばセラミックスまたは黒鉛材の耐アルミニウ
ム溶湯性材を鋳ぐるみなどにより形成した被覆17aを有
しており、上記内側スリーブ14を押圧している。第３の
押圧スリーブ19がさらに第２の押圧スリーブ17の外周と
ポンプ本体11との間に設けられ、上記外側テーパースリ
ーブ15をポンプ本体11の段部に押圧するようになってお
り、上から上部押圧板22に取り付けた押ボルト20をねじ
込んで押圧できるように形成されている。従って、射出
スリーブ13を補強している。

上記第１の押圧スリーブ16の上部は、上部押圧板22と
の間に介在させた球面部材21により調芯性を持たせるよ
うになっている。また、ポンプ本体11の下には芯合せ部
材10を設け、上記ばね受け４とポンプ本体11との芯合せ
をできるように形成されている。

従って、このような構成の射出ポンプは、タイロッド
25のナット36を締めた後、ガイド部材５の内周の穴を使
ってばね受け4,ばねガイド９までの深さを図りながらガ
イド部材５の底部に設けられた押圧力設定ボルト６を締
め、所定の押圧力を得るまで締め込み、所定の押圧力が
得られた位置でナット８で固定して調整される。この押
圧力は、射出スリーブ13の下面部とポンプ本体11との間
に耐アルミニウム材シートを挟み、この部分の溶湯洩れ
のない状態を作るなどの為に行われる。射出ポンプの溶
湯圧は、140kgf/cm²までの高圧に上がるので、それに耐
えるためには、この押圧力は非常に大きな値である。

従って、組み立てられた射出ポンプは上部押圧板22,
下部押圧板23を大きな力で突張ることになり、非常に剛
性の高い一体形の射出ポンプを構成することができる。

上記ポンプ本体11の外周には電熱加熱手段と保温材か
らなる加熱装置37を備えている。そして、中央部の射出
スリーブ13および第１の押圧スリーブ16内にはセラミッ
クス材の射出プランジャ27が嵌挿されている。そして、
射出プランジャ27の上部をカップリング28を介して門形
のフレーム30に装着した油圧等により駆動する射出シリ
ンダ29のシリンダロッド29aと連結して射出プランジャ2
7を上下に昇降させるようにして構成されている。

従来の射出スリーブ13′は、第３図にその入口形状を
示すように、溶湯通路41をスリーブ内径の口元部にある
長さを設けるようになっているので、スリーブ内径仕上
りの際、この部分の仕上り寸法より僅か大きめに仕上げ
るのが一般的であった。そのため、僅かではあるが段部
13′ａが形成される。

射出開始時の射出プランジャ27の位置は、この段部1
3′ａの位置より上にあり、プランジャストローク時に
この段部13′ａを通過することになる。従って、滑かな
射出プランジャの作動が期待できないことになる。

この発明では、第４図に射出スリーブ13の入口形状を
示すように、錐穴42に変えることにより内径全範囲にお
いて仕上り寸法が確保できるので、滑かなプランジャ作
動が得られることになる。

上記ポンプ本体11は、溶湯アルミニウムを確保するた
めの650℃の高温になっているが、押圧力発生部材の弾
性体である皿ばね７には許容温度がある。このため、ポ
ンプ本体11から伝わってくる熱量を少くすることと、押
圧力発生部材である皿ばね７の放熱を活発にする必要が
ある。ポンプ本体11から伝わってくる熱量を少くするた
めに、このポンプ本体11に接触する芯合せ部材10、該芯
合せ部材10に接触するばね受４の接触面の形状を断熱形
状にする。これは接触面部分に空気層を設けることで押
圧力による面圧の許す限り放射線方向並に円周方向に第
５図に示すように芯合せ部材10およびばね受４に溝43を
多くした形状にするとよい。さらに、放熱のため下部押
圧板23より下に突出した位置に皿ばね７を設けている。
この皿ばね７が下に突き出しているので、放熱は活発に
行なわれる。さらにまた、放熱を活発に行なうために
は、冷風冷却を行なうことも容易である。

従って、押圧発生部材の弾性体である皿ばね７の中心
軸、ポンプ本体11内のセラミックス製の射出スリーブ13
の中心軸及び球面部材21の中心軸は同一線上になり、押
圧力設定ボルト６の中心軸も皿ばね７の中心軸と同一線
上にあるため片寄った締付けにならず、また、シール部
材の押圧力と押圧力設定ボルト６及び皿ばね７の押圧中
心が合っているので安定したシール機能が得られる。こ
のように押圧力中心と射出工程のプランジャ中心とが同
芯であるので、ダイカスト機のプロセス中も力の平衡が
保て安定している。

上記のように一体形に構成した射出ポンプの門形のフ
レーム30への取り付けは、フレーム30の内側部分に台部
30aを設け、当て板35を介して射出ポンプの上部を上部
押圧板22の両端部の取付部を台部30aに取り付ける。こ
の取付に際し、射出シリンダ29のインロー部29bと射出
スリーブ13との芯合せを行なった上、射出ポンプを台部
30aに固定する。前記射出シリンダ29のインロー部29bと
射出スリーブ13との芯合せは、射出スリーブ13の内径部
に長い芯出しバー（図示せず）を挿入し、この芯出しバ
ーを用いて行なう。上記射出ポンプと台部30a及び当て
板35との固定はダイカスト機のプロセス中に芯狂いの起
きないよう、台部30aへの射出ポンプの取付けをボルト
締付固定あるいはノックピン固定で確実に行なわせ、上
記フレーム30の内側部分の台部30aに接する垂直面38に
金型方向の推力、溶湯保温炉方向の推力を受け持たして
いる。

この金型方向の推力は、第２図に示すようにフランジ
32,調整作動駒33,上部押圧板22を介してフレーム30の垂
直面38で受けている。このように射出ポンプは推力に対
して不動のフレーム30で受け持つので固定状態にあるこ
とになる。

射出プランジャ27はセラミックス材のため、曲げ力に
弱点を持っている。この射出プランジャ27の上部が射出
スリーブ13の芯から外れている場合、射出プランジャ27
は倒れた状態で昇降することになり危険であるため、射
出プランジャ27の上部の芯が射出スリーブ13の芯に合わ
せる必要がある。

このため、射出シリンダロッド29aとカップリング28
の嵌合部を固定にするようにして、カップリング28の芯
を射出スリーブ13の芯に合せることにより得られる。

完全な芯合せが得られないことを加味して、射出プラ
ンジャ27とカップリング28との嵌合を球面嵌合にする。
このときには、射出シリンダロッド29aとカップリング2
8とは同芯に装着される。

射出シリンダ29の動作時に、射出プランジャ27に無理
な力がかからない滑かな射出プランジャ27の昇降が可能
となる。

ダイカスト機の作動プロセス中、常に射出シリンダロ
ッド29aと射出ポンプとの同芯が確保でき、無理な力の
かからない射出プランジャ27の動作が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したとおり、この発明のホットチャンバ形ダ
イカストマシンの射出ポンプは、肩付インローのタイロ
ッドで上部押圧板と下部押圧板とを非常に大きな突張力
を与える押圧部材，ポンプ本体、射出スリーブ，押圧ス
リーブなどを介して締め上げているので、高い剛性を持
つ一体形に組み立てているので、射出スリーブの内径部
に芯出レバーを用いることにより容易に射出ポンプの芯
が出せる構造となっている。

また、射出シリンダと射出ポンプを同一フレームのよ
り近い位置に取り付けることで、射出シリンダの動きと
射出ポンプの動きを同一にするとともに、射出スリーブ
の入口形状を単純化させた射出ポンプと射出シリンダの
芯が正確に出せる構成となっており、従来の欠点を無く
すことが可能となる。そして、射出シリンダの作動時
に、セラミックスプランジャに無理な力が加わることが
なく、長寿命の射出ポンプとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例のホットチャンバ形ダイカストマシン
の射出ポンプの主要断面図、 第２図は、第１図のII−II線に沿った断面図、 第３図（Ａ），（Ｂ）は、従来の射出スリーブの形状を
示す正面図および側断面図、 第４図（Ａ），（Ｂ）は、この発明の射出スリーブの形
状を示す正面図および側断面図、 第５図（Ａ），（Ｂ）は、断熱構造部の一例を示す側断
面図および正面図、 第６図は、従来のホットチャンバ形ダイカストマシンの
射出ポンプの主要部を破断して示した正面図である。 １……溶湯保温炉からの通湯口 ２……ダイカスト金型部への通湯口 ４……ばね受、５……ガイド部材 ６……押圧力設定ボルト、７……皿ばね ８……ナット、９……ばねガイド 10……芯合せ部材、11……ポンプ本体 12……溶湯通路 12a……鋳ぐるみ耐アルミ材（セラミックまたは黒鉛） 13……射出スリーブ 14……内側テーパスリーブ 15……外側テーパスリーブ 16……第１の押圧スリーブ 17……第２の押圧スリーブ、18……溶湯溜 19……第３の押圧スリーブ、20……押ボルト 21……球面部材、22……上部押圧板 23……下部押圧板、25……タイロッド 26……ばね、27……射出プランジャ 28……カップリング、29……射出シリンダ 29a……射出シリンダロッド 30……フレーム 30a……フレーム30の射出ポンプの台部 31……ボルト、32……フランジ部 33……クサビ状の可動駒、34……取付台 35……当て板、36……ナット 37……加熱装置 38……フレーム30の垂直面、41……溶湯通路 42……錐穴、43……溝

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶湯保温炉に収納されたアルミニウム溶湯
   をダイカストマシンの金型装置に射出するホットチャン
   バ形ダイカストマシンの射出ポンプにおいて、 耐アルミニウムの鋳ぐるみを施したグースネック部を有
   する鋳鉄製若しくは耐熱鋼製で形成されたポンプ本体
   と、 前記ポンプ本体内に設けた溶湯溜と、 前記ポンプ本体に装着され前記溶湯溜の下部に位置する
   セラミックス製の射出スリーブ、同射出スリーブ内に摺
   動自在に装着されたセラミックス製の射出プランジャ及
   び前記溶湯溜内に内外周面が浸されると共に前記射出ス
   リーブより大なる内径を有し前記射出スリーブ上端面を
   押圧するためのセラミックス製の押圧スリーブからなる
   射出部とを有し、 前記射出スリーブは、その上方部分において上端面から
   内周面に通じる溶湯通路が形成され、且つ前記射出プラ
   ンジャの最上端ストローク位置のとき同射出プランジャ
   下端が前記射出スリーブ内に留まるようポンプ本体内に
   配置されると共に、前記押圧スリーブはその外周部溶湯
   を前記射出スリーブ上端面に導くべく下端部の一部が削
   除されており、 さらに前記押圧スリーブの上部を球面部材を介して押圧
   する上部押圧板及び前記ポンプ本体の底部を押圧力発生
   部材を介して押圧する下部押圧板を設け、 この両者の間を肩付きのガイド部を有する複数のタイロ
   ッドにより挟持して一体形としたことを特徴とするホッ
   トチャンバ形ダイカストマシンの射出ポンプ。
2. 【請求項２】前記押圧力発生部材は、前記下部押圧板よ
   り下方に突き出た位置に配置したことを特徴とする請求
   項１記載のホットチャンバ形ダイカストマシンの射出ポ
   ンプ。
3. 【請求項３】前記押圧力発生部材は、皿ばねと同皿ばね
   を下方より押圧する押圧力設定ボルトを備え、この皿ば
   ねの中心軸と前記射出スリーブの中心軸ならびに前記押
   圧力設定ボルトの中心軸が同心軸となるよう配置したこ
   とを特徴とする請求項１記載のホットチャンバ形ダイカ
   ストマシンの射出ポンプ。
4. 【請求項４】前記射出スリーブの溶湯通路を錐穴形状と
   したことを特徴とする請求項１記載のホットチャンバ形
   ダイカストマシンの射出ポンプ。