JP7441382B2

JP7441382B2 - 筒状体の内面潤滑装置

Info

Publication number: JP7441382B2
Application number: JP2019240135A
Authority: JP
Inventors: 泰秀和田; 成広橋本
Original assignee: 株式会社Prex; 株式会社クローラル
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2024-03-01
Anticipated expiration: 2039-12-16
Also published as: JP2020104175A

Description

発明の詳細な説明

本発明は、筒状体の内面潤滑装置であって、特にアルミニウム合金等の非鉄金属用ダイカストマシンの金属溶湯をキャビティへ送るダイカストプランジャの、円筒状のスリーブの内面の潤滑に好適な装置に関する。

ダイカストプランジャにおいては、スリーブの内周面を、ピストン状のプランジャチップの外周面が摺動するので、摺動面に摩耗が生じる。場合によってはかじりが生じたりする。これら摩耗やかじりを抑制するため、摺動面に潤滑剤を塗布して摺動を円滑にするのが一般的である。

しかし、潤滑剤の塗布量が過剰であったり、あるいは塗布むらにより部分的に過剰であったりすると、余剰分がスリーブ内へ注入された金属溶湯中にガス又は介在物として巻き込まれ、結果的にダイカスト製品に混入して製品欠陥をもたらす。このため、潤滑剤を適切に塗布する技術が種々開示されている。

先ず特許文献１に記載の潤滑装置（従来技術）について、図７、図８に従い説明する。
図７は従来技術によるダイカストプランジャの軸方向の要部断面図、図８はプランジャチップ、ジョイント、プランジャロッド部分の拡大断面図である。
ダイカストプランジャ１０１を稼働する際は、チップ１０２の先端１２１をスリーブ１０９の後端１１１近くまで後退させ、スリーブ１０９の注湯口１１０へ金属溶湯をＭ方向に注入した後、チップ１０２を前進してスリーブ１０９内に溜まった金属溶湯をキャビティへ送る。
図７及び図８において、チップ１０２とロッド１０３は、それぞれジョイント１０４との螺合部１４１、１４２により結合してある。

二流路１０５は図８に示すように二重管構造をしており、二流路１０５の外側流路５２で空気が供給され、内側流路５３で潤滑剤が供給されるようになっている。そして、内側流路１５３の出口側端１５４を外側流路１５２よりも窪入位置にして、この部分にて二流体式噴霧ノズルを構成するようにしてある。
ここで発生した潤滑剤を含む霧状体は円環溝状の分配路１０６を経由して一流路７へ流れる。
このようにして、潤滑剤を含む霧状体はノズル１０８からスリーブの内面１９１に向けて噴射され、潤滑される。

特開２００９－２７９６４５号公報

前述のような従来装置では、図７、８から明らかなようにまず前記ロッド１０３にその延在方向に延在する細長い二流路１０５を穿設しなければならない
また、二流路１０５はロッド１０３の中心軸から離間し、冷却水路１１２とはその断面が同心円ではないので、ロッド１０３の加工が極めて困難であった。
特に、二流路１０５を設けるために偏芯位置に長い貫通孔を穿設することは高度な加工技術を必要としかつ長時間を要する。
また、偏心位置に二流路１０５のための貫通孔が穿設されていると、当該ロッド１０３に軸方向と平行な方向から力が加えられた場合、その応力はロッド１０３の径方向に不均一になって曲がりやすくなりスムーズに進退し難くなるという課題もあった。

更に、前述および図７から明らかなように、内側流路１５３の出口側端１５４を外側流路１５２よりも窪入位置にしているので、空気と潤滑剤の混合部である内側流路１５３の出口側端１５４からノズル１０８まで距離があって、潤滑剤の霧の粒子が大きくなって、スリーブの内面１９１を均一に潤滑することができなかった。
本発明は係る従来技術の課題を解決せんとするものであり、プランジャロッドに二流路１０５を穿設することなく、スリーブの内面１９１を容易にかつ確実に潤滑することが可能な筒状体の内面潤滑装置である。

（１）本発明は、潤滑剤噴霧ヘッドが筒状体内に位置した状態で、前記潤滑剤噴霧ヘッドから前記筒状体内に潤滑剤を噴霧する装置であって、前記潤滑剤噴霧ヘッドには、前記筒状体の延在方向に沿って一方の側に向かって潤滑剤を噴霧する一方向噴霧孔と、他方の側に向かって潤滑剤を噴霧する他方向噴霧孔とが備えられていることを特徴とする。
本発明によると、前記潤滑剤噴霧ヘッドには、前記筒状体の延在方向に沿って一方の側に向かって潤滑剤を噴霧する一方向噴霧孔と、他方の側に向かって潤滑剤を噴霧する他方向噴霧孔とが備えられているので、前記筒状体内の一方と他方に潤滑剤を確実に噴霧することができる。

（２）前記潤滑剤噴霧ヘッドは、前記筒状体内に入出可能に構成されていることが望ましい。
潤滑剤噴霧ヘッドが前記筒状体内に入出可能に構成されていると、必要に応じて筒状体内に潤滑剤を噴霧できる。
特に筒状体がダイカストマシンのスリーブである場合、スリーブに金属溶湯が供給されない工程においてスリーブ内に潤滑剤を噴霧することができる。

（３）潤滑剤は、前記一方向噴霧孔と他方向噴霧孔とから選択的に噴霧されることが望ましい。
潤滑剤が前記一方向噴霧孔と他方向噴霧孔とから選択的に噴霧されると、必要に応じて筒状体内の一方側と他方側に潤滑剤を噴霧できる。
特に筒状体がダイカストマシンのスリーブである場合、金属溶湯が送出された後のスリーブ内およびチップの端面側を１台の潤滑剤噴霧ヘッドで選択的に潤滑することが可能となる。

（４）潤滑剤は、前記一方向噴霧孔と他方向噴霧孔とから同時に噴霧されてもよい。
潤滑剤が前記一方向噴霧孔と他方向噴霧孔とから同時に噴霧されると、筒状体内の一方側と他方側に同時に潤滑剤を噴霧できる。
特に筒状体がダイカストマシンのスリーブである場合、金属溶湯が送出された後のスリーブ内およびチップの端面側を１台の潤滑剤噴霧ヘッドで同時に潤滑することが可能となる。

（５）前記一方向噴霧孔は、前記筒状体の内面の全周に向かって潤滑剤を噴霧する方向に開口されていることが望ましい。
前記一方向噴霧孔は、前記筒状体の内面の全周に向かって潤滑剤を噴霧する方向に開口されていると、一度に前記筒状体の内面の全周を同時に潤滑することができる。
特に筒状体がダイカストマシンのスリーブである場合、例えば金属溶湯が送出された後のスリーブ内全体を一時に潤滑することが可能となる。

（６）前記他方向噴霧孔は、前記筒状体の内面の一部に向かって潤滑剤を噴霧する方向に開口されていることが望ましい。
前記他方向噴霧孔は、前記筒状体の内面の一部に向かって潤滑剤を噴霧する方向に開口されていると、必要に応じて適宜の部分を潤滑することが可能となる。
特に筒状体がダイカストマシンのスリーブである場合、金属溶湯が送出された後のチップの端面側の必要に応じた部分を潤滑することが可能となる。

（７）前記潤滑剤噴霧ヘッドには複数本の空気供給管が接続され、１本の空気供給管は一方の空気供給路を介して前記一方向噴霧孔に接続され、他の１本の空気供給管は他方の空気供給路を介して前記他方向噴霧孔に接続されていることが望ましい。
１本の空気供給管は一方の空気供給路を介して前記一方向噴霧孔に接続され、他の１本の空気供給管は他方の空気供給路を介して前記他方向噴霧孔に接続されていると、供給された空気は、空気が供給された空気供給管に接続された方の空気供給路を通過して噴霧孔から噴射されることになる。

（８）前記潤滑剤噴霧ヘッドには潤滑剤供給管が接続され、当該潤滑剤供給管は潤滑剤供給路を介して一方向噴霧孔と他方向噴霧孔に接続されていることが望ましい。
前記潤滑剤噴霧ヘッドには潤滑剤供給管が接続され、当該潤滑剤供給管は潤滑剤供給路を介して一方向噴霧孔と他方向噴霧孔に接続されていると、１本の潤滑剤供給管から供給された潤滑剤は両方の噴霧孔から噴霧されることになる。

（９）前記一方向噴霧孔に接続される一方の潤滑剤供給路および前記他方向噴霧孔に接続される他方の潤滑剤供給路には、夫々潤滑剤を選択的に遮断する開閉装置が備えられていることが望ましい。
潤滑剤供給路に、潤滑剤を選択的に遮断する開閉装置が備えられていると、必要な噴霧孔にのみ潤滑剤を供給することが可能となる。

（１０）前記開閉装置は、常時は閉成され前記空気供給路から空気が供給されることによって開放して潤滑剤の通過を許容するように構成されていることが望ましい。
前記開閉装置が、常時は閉成され前記空気供給路から空気が供給されることによって開放して潤滑剤の通過を許容するように構成されていると、空気が供給された側の開閉装置のみが開放することになる。

（１１）前記開閉装置は、前記空気供給路から供給される空気圧によってシリンダ内を移動するピストンによって開閉するように構成されることが望ましい。
前記開閉装置が、前記空気供給路から供給される空気圧によってシリンダ内を移動するピストンによって開閉するように構成されると、空気が供給された側の開閉装置のみが空気圧によって開放することになる。

（１２）前記潤滑剤噴霧ヘッドにおいて、各空気供給管に接続される第１の空気供給路と第２の空気供給路が連通され、前記第１の空気供給路は前記シリンダに接続され、前記第２の空気供給路は前記噴霧孔に接続されていることが望ましい。
各空気供給管に接続される第１の空気供給路と第２の空気供給路が連通され、前記第１の空気供給路は前記シリンダに接続され、前記第２の空気供給路は前記噴霧孔に接続されていると、連通されている第１の空気供給路および第２の空気供給路から供給される空気が前記シリンダおよび噴霧孔に供給されることになる。

（１３）前記第２の空気供給路の断面積は、前記第１の空気供給路の断面積よりも小であることが望ましい。
前記第２の空気供給路の断面積が、前記第１の空気供給路の断面積よりも小であると、前記第１の空気供給路から空気が供給された場合、前記第１の空気供給路内の空気圧が前記第２の空気供給路内の空気圧よりも高圧になり、前記シリンダ内のピストンを動作させることになる。

（１４）本発明は、金属溶湯を円筒状のプランジャスリーブを通過させてキャビティへ送出するための、前記プランジャスリーブ内を往復動するピストン状のプランジャチップが備えられた鋳造ダイカストマシンの、前記プランジャスリーブの内面を潤滑する装置であって、前記プランジャスリーブには前記金属溶湯を供給するための開口が設けられ、前記開口から潤滑剤噴霧ヘッドを前記プランジャスリーブ内に挿入し、前記潤滑剤噴霧ヘッドから前記プランジャスリーブ内に潤滑剤を噴霧するための、前記潤滑剤噴霧ヘッドに、前記プランジャスリーブの延在方向に沿って、前記プランジャチップの往動方向に噴霧する一方向噴霧孔と、前記プランジャチップの復動方向に噴霧する他方向噴霧孔とが備えられていることを特徴とする。
本発明では、前記潤滑剤噴霧ヘッドに、前記プランジャスリーブの延在方向に沿って、前記プランジャチップの往動方向に噴霧する一方向噴霧孔と、前記プランジャチップの復動方向に噴霧する他方向噴霧孔とが備えられているので、前記プランジャチップの往動方向と復動方向に潤滑剤を噴霧することができる。

本発明では、前記潤滑剤噴霧ヘッドには、前記筒状体の延在方向に沿って一方の側に向かって潤滑剤を噴霧する一方向噴霧孔と、他方の側に向かって潤滑剤を噴霧する他方向噴霧孔とが備えられているので、前記筒状体内の一方と他方に潤滑剤を確実に噴霧することができる。

本発明の一実施の形態の軸方向の縦断面図である。本発明の一実施の形態の潤滑剤噴霧ヘッドの縦断面図である。本発明の一実施の形態の潤滑剤噴霧ヘッドの、前記図２とは断面方向が９０度回転した位置にある一部縦断面図である。本発明の一実施の形態の潤滑剤噴霧ヘッドの前記図３とは反対側から見た部分背面図である。本発明の一実施の形態の、図１とは断面方向が９０度回転した位置にある一部縦断面図である。本発明の一実施の形態の、図５とは反対側から見た一部縦断面図である。従来のダイカストプランジャの軸方向の要部断面図である。前記図７の拡大断面図である。本発明の他の実施の形態の、３個のアタッチメントが装着されている潤滑剤噴霧ヘッドの側面図である。本発明の更に他の実施の形態の、３個のアタッチメントが装着されている潤滑剤噴霧ヘッドの側面図である。本発明の更に他の実施の形態の、２個のアタッチメントが装着されている潤滑剤噴霧ヘッドの側面図である。本発明の更に他の実施の形態の、２個のアタッチメントが装着されている潤滑剤噴霧ヘッドの側面図である。本発明の一実施の形態の、空気供給路から吐出される空気と、潤滑剤供給路から吐出される潤滑剤が噴霧孔の上流側にて混合されるアタッチメントが装着されている潤滑剤噴霧ヘッドの断面図である。本発明の他の形態の、空気供給路から吐出される空気と、潤滑剤供給路から吐出される潤滑剤が噴霧孔の近傍にて混合されるアタッチメントが装着されている潤滑剤噴霧ヘッドの断面図である。

本発明の一実施の形態であるダイカストマシンのスリーブ（筒状体）２の内部を潤滑する潤滑剤噴霧ヘッド１について図１ないし図６に従い説明する。
図１、図５、図６において、スリーブ２の上部には金属溶湯を前記スリーブ２内に供給する注湯口３が開設されており、必要に応じて金属溶湯供給装置から注湯口３に金属溶湯が供給される。これらの図に示す状態では金属溶湯供給装置からは金属溶湯が供給されず、金属溶湯供給装置は図示せぬ位置に退避している。

チップ４は復動位置にて停止しており、潤滑剤噴霧ヘッド１は、スリーブ２の上部に開設されている注湯口３の上方から挿入され、スリーブ２の中央部分で暫時固定されている。潤滑剤噴霧ヘッド１は図示せぬ手段によってスリーブ２の注湯口３から入出可能となっている。

前記潤滑剤噴霧ヘッド１には上部に１本の潤滑剤供給管５が接続され、図１中の左側には２本の空気供給管６が接続されており、下端部近傍の左側には前方に潤滑剤を噴霧する前方噴霧孔（一方向噴霧孔）７が開設され、右側には後方噴霧孔（多方向噴霧孔）８が開設されている。

前記前方噴霧孔７は、図６に示すように六角形のアタッチメント９に六角形状に６個穿孔されており、潤滑剤を前記スリーブ２の全内周壁に向けて噴霧するように形成されている。
一方、前記後方噴霧孔８は図７に示すように横長のアタッチメント１０に水平に３個穿孔されており、図１に示すように、潤滑剤を主に前記チップ４の前端面の下側に向けて噴霧するように形成されている。

次に、図２および図３に従い前記潤滑剤噴霧ヘッド１の内部構造について説明する。
２本の空気供給管６には、夫々鉛直方向に延在する一対の第１の空気供給路１１が接続されており、この第１の空気供給路１１は下端部で水平方向に屈曲しており、中心軸線が鉛直方向に延在する左右一対のシリンダ１２に接続されている。
なお、図中で細い矢印は空気の流れを表し、太い矢印は潤滑剤の流れを表している。

また、前記第１の空気供給路１１の下端部近傍には、鉛直下方向に延在する前記第１の空気供給路１１よりも断面積が小なる一対の第２の空気供給路１３が連通接続されている。
この一対の第２の空気供給路１３の下端部近傍は水平方向に折曲され、その端部は夫々空気と潤滑剤を混合する一対の混合室１８に至っている。

前記シリンダ１２内には鉛直方向に上下動し得るピストン１４が挿入されており、当該ピストン１４はコイルバネ１５で下方向に付勢されている。なお、前記第１の空気供給路１１は、前記ピストン１４の拡径部１６の下側で前記シリンダ１２に接続されている。
前記ピストン１４の拡径部１６の下側には、鉛直方向に延在するロッド部１７が垂下している。

前記潤滑剤供給管５には鉛直方向に延在する潤滑剤供給路１９が接続されており、その下端部は水平方向に逆Ｔ字型に二股に分岐し、夫々が、前記ロッド部１７が摺動する一対の円筒部２０の下端部近傍に接続されている。

前記円筒部２０の下端部にも潤滑剤供給路２１が連接されており、その下端部近傍は水平方向に折曲され、その端部は夫々前記一対の混合室１８に至っている。
前記各シリンダ１２の上方には、前記コイルバネ１５の付勢力を調節するための調整ボルト２２が螺入されている。

なお、前記ピストン１４はコイルバネ１５によって下方に付勢されており、前記のロッド部１７の下端部は通常は前記潤滑剤供給路２１を遮断しており（図の左側の潤滑剤供給路２１を参照）、これが遮断装置として機能する。

潤滑剤噴霧ヘッド１の構造は上記のように構成されており、一方の空気供給管６（図２では手前側、図３では左側）に空気が供給されると、当該空気は第１の空気供給路１１を通過して右側のシリンダ１２の下方に供給されるとともに、第２の空気供給路１３を通過して右側の混合室１８に供給される。

前述のように第２の空気供給路１３の断面積は第１の空気供給路１１の断面積よりも小であるので、前記第１の空気供給路１１内の気圧が上昇し、それによってピストン１４はコイルバネ１５の付勢力に抗して上昇する。そうすると、前記ロッド部１７が上方に摺動し円筒部２０の下端部に空隙が生じ（図２の右側の円筒部２０参照）、潤滑剤は右側の混合室に供給されることになる。

なお、この際、他方の空気供給管６（図２では奥側、図３では右側）には空気が供給されていないので、ピストン１４はコイルバネ１５の付勢力によって下方に位置し、潤滑剤供給路２１は閉塞されることになり、左側の混合室１８に潤滑剤は供給されないことになる。

右側の混合室１８に供給された潤滑剤と空気は、霧状となって前記六角形のアタッチメント９の前方噴霧孔７から前記スリーブ２の全内周壁に向けて噴霧されることとなる。

また、他方の空気供給管６（図２では奥側、図３では右側）に空気が供給されると、当該空気は第１の空気供給路１１を通過して左側のシリンダ１２の下方に供給されるとともに、第２の空気供給路１３を通過して左側の混合室１８に供給され、前述と同様に左側の混合室１８に供給された潤滑剤と空気は、霧状となって前記矩形のアタッチメント１０の後方噴霧孔８から前記チップ４の端面の下方に向けて噴霧されることとなる。

従って、両方の空気供給管６から空気が供給されると、右側の混合室１８に供給された潤滑剤と空気は、霧状となって前記六角形のアタッチメント９の前方噴霧孔７から前記スリーブ２の全内周壁に向けて噴霧されるとともに、同時に左側の混合室１８に供給された潤滑剤と空気は、霧状となって前記矩形のアタッチメント１０の後方噴霧孔８から前記チップ４の端面の下方に向けて噴霧されることとなる。

なお、空気圧や空気量は前記空気供給管６において制御され、潤滑剤の供給量は、調整ボルト２２を上下することによって、前記潤滑剤供給路１９とそれに連通する潤滑剤供給路２１との間の空隙が変化し、それによって制御されることになる。

１潤滑剤噴霧ヘッド、２スリーブ、３注湯口、４チップ、５潤滑剤供給管、６空気供給管、７前方噴霧孔（一方向噴霧孔）、８後方噴霧孔（多方向噴霧孔）、９アタッチメント、１０アタッチメント、１１第１の空気供給路、１２シリンダ、１３第２の空気供給路、１４ピストン、１５コイルバネ、１６拡径部、１７前記ロッド部、１８混合室、１９潤滑剤供給路、２０円筒部、２１潤滑剤供給路、２２調整ボルト。

Claims

潤滑剤噴霧ヘッドが筒状体内に位置した状態で、前記潤滑剤噴霧ヘッドから前記筒状体内に潤滑剤を噴霧する装置であって、
前記潤滑剤噴霧ヘッドには、前記筒状体の延在方向に沿って一方の側に向かって潤滑剤を噴霧する一方向噴霧孔と他方の側に向かって潤滑剤を噴霧する他方向噴霧孔とが備えられ、
前記潤滑剤噴霧ヘッドには潤滑剤供給管が接続され、当該潤滑剤供給管は潤滑剤供給路を介して一方向噴霧孔と他方向噴霧孔に接続され、
前記一方向噴霧孔に接続される一方の潤滑剤供給路および前記他方向噴霧孔に接続される他方の潤滑剤供給路には、夫々潤滑剤を選択的に遮断する開閉装置が備えられ、
前記開閉装置は、常時は閉成され前記空気供給路から空気が供給されることによって開放して潤滑剤の通過を許容するように構成されていることを特徴とする筒状体の内面潤滑装置。
前記開閉装置は、前記空気供給管から供給される空気圧によってシリンダ内を移動するピストンによって開閉する請求項１記載の筒状体の内面潤滑装置。
前記潤滑剤噴霧ヘッドにおいて、各空気供給管に接続される第１の空気供給路と第２の空気供給路が連通され、前記第１の空気供給路は前記シリンダに接続され、前記第２の空気供給路は前記噴霧孔に接続されている請求項２記載の筒状体の内面潤滑装置。
前記第２の空気供給路の断面積は、前記第１の空気供給路の断面積よりも小である請求項３記載の筒状体の内面潤滑装置。