JPH08267211A - ダイカスト用プランジャスリーブの変形制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目 的】 ダイカスト用プランジャスリーブの変形制
御方法を提供する。 【構 成】 両端が開口した筒状の本体の中心にプラン
ジャ穴(13)を貫通して開口すると共に一端側の側面に前
記プランジャ穴(13)に通じる給湯口(4b)を開口してお
り、前記給湯口(4b)が開口されている側のダイカスト鋳
造装置(1) のプラテン(3) に支持されていない自由端側
のスリーブ(4) 本体の上側半分を加熱保温する装置(14)
を設けると共に、前記スリーブ(4) 本体の上側半分と下
側半分に温度計(16)を設け、前記スリーブ(4) 本体の上
側半分と下側半分との温度差を調整するように構成して
なるダイカスト用プランジャスリーブ(4) の変形制御方
法。 【効 果】 主として、スリーブ本体の上側半分と下側
半分の温度差の発生を一定の範囲に押さえることによっ
て、スリーブ上向きの湾曲の発生を押さえ、プランジャ
穴の変形が防止されるので、プランジャ穴内をチップが
スムーズに移動することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はダイカスト鋳造装置に使
用するプランジャスリーブの変形防止の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイカスト鋳造装置には、鋼鉄製のプラ
ンジャスリーブ（以下、単にスリーブという。）が用い
られ、プラテンでこのスリーブの中間部を支持し、この
スリーブの先端部を固定型内に嵌入し、この固定型に可
動型を衝合させてこれらの金型の合面に鋳造品の原形で
あるキャビテイを形成する。更に前記プラテンより突出
したスリーブの後方の上方部分に給湯口を開口し、この
給湯口から溶湯を供給し、この溶湯をプランジャで押圧
して前記キャビティ内に射出鋳造するようになってい
る。つまり、スリーブの給湯口が開口されている後方部
分はプラテンに支持されない片持梁状であって、自由に
変形できる部分として形成されているのである。

【０００３】ダイカスト鋳造の材料として通常はアルミ
合金が使用され、これの溶湯をスリーブの給湯口に注入
し、この給湯口の近傍に待機しているプランジャをスリ
ーブ内に進入させて溶湯を加圧して金型のゲートを通じ
てキャビテイ内に高速で注湯するようになっている。前
記ダイカスト鋳造工程においては、スリーブの給湯口よ
りアルミ合金の溶湯をこのスリーブの容量の約50％前後
の充填率で供給し、これをプランジャを前進させて射出
している。つまり、スリーブ内に給湯した状態ではこの
スリーブの断面積の約下側半分に溶湯が充填されてお
り、これがプランジャで押圧されてスリーブ一杯にな
り、そして加圧されて金型のキャビティ内に射出される
ようになっている。

【０００４】従って、溶湯を供給した状態ではスリーブ
の溶湯に接触している下側半分の部分が急速に昇温し、
スリーブの断面において上側半分と下側半分とではかな
りの温度差を生ずることになる。このようにスリーブの
上側半分と下側半分との間の温度差によって熱膨張差を
生ずることになり、下側半分のみが上側半分より大きく
熱膨張してスリーブ全体はバナナ状ないしはバイメタル
状に上方に曲がることになる。この曲がりはプラテンに
拘束されていない自由部分、特に給湯口付近が最も大き
く、例えば型締力で1000トン級のダイカスト鋳造装置の
スリーブでは給湯直後の端面で 1.0ｍｍ〜5.0 ｍｍ程度
にも及ぶ大きな曲がりを発生することになる。

【０００５】このようにバナナ状に上向きのＵ形に湾曲
したスリーブ内にプランジャ（ピストンあるいはチッ
プ）を進入すると、当然のことながらそのスムースな摺
動が困難（カジリ付きが発生）となり、場合によっては
プランジャが固定されて鋳造作業ができなくなる。一
方、スリーブは鋳造装置にセットした状態では、大部分
が鋳造装置の固定具であるプラテンに拘束されており、
自由に変形できる部分はプラテンに拘束されていない給
湯口から後端面までの間の片持梁状の部分であり、しか
も給湯口は曲がりに抵抗できない空洞であることから、
より変形し易い状態になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記スリーブの上側へ
の曲がりを防止するための現状の対策としては、スリー
ブ給湯口の下方に当たるスリーブの下側面に水冷用のジ
ャケットを設け、このジャケット内に冷却水を流してス
リーブの温度差が大きくならないようにして断面におい
て熱膨張差が発生しないようにしている。

【０００７】しかし、この水冷ジャケットによる冷却方
式を採用すると、スリーブを鋳造に適した温度に維持す
ることが困難であり、スリーブ内に充填した溶湯を急冷
することになる。その結果、スリーブに溶湯を充填して
から金型内に射出するまでの間に溶湯の一部が凝固して
初晶発生して「シャーベット状」となり、実際の鋳造工
程ではこのシャーベット状の溶湯を金型内に鋳込むこと
になる。

【０００８】溶湯がシャーベット状になると、流動性が
著しく悪化して湯流れを阻害し、極端な場合にはキャビ
ティへの通路であるゲートを閉塞することがある。ま
た、ゲートを通過した後も前記初晶が組織内部に存在し
て「破断チル層」として製品の強度の低下や気密性の低
下、あるいは極部的に硬化していることから加工時に製
品の欠け等の多くの問題を起こしている。

【０００９】前記のように鋼スリーブは給湯の熱によっ
てバナナ状の曲がりを発生するという問題があるが、こ
の問題を根本的に改良する目的でセラミック製スリーブ
が提案されている。しかし、このスリーブは脆く、取扱
いを誤ると破損する欠点がある上に、高価であり、更に
設計上からも制約がある。また、スリーブを冷却して曲
がりを防止する方法とは逆に、加熱する「ホットスリー
ブ」を採用する方法が提案されている。しかし、工具鋼
を使用した無水冷のスリーブは、前記水冷方式のものに
比較して制御が困難であり、未だに満足すべき結果が得
られていない。

【００１０】本発明は、前記従来技術のスリーブを冷却
したことによって発生する破断チル層の形成を防止しな
がら、スリーブのバナナ状の曲がりによる鋳造操作不良
を防止できるダイカスト鋳造用スリーブの変形制御方法
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る、ダイカスト用プランジャスリーブの変
形制御方法は、両端が開口した筒状の本体の中心にプラ
ンジャ穴を貫通して開口すると共に一端側の側面に前記
プランジャ穴に通じる給湯口を開口したプランジャスリ
ーブにおいて、前記給湯口が開口されている側のダイカ
スト鋳造装置のプラテンに支持されていない自由端側の
スリーブ本体の上側半分を加熱保温する装置を設けると
共に、前記スリーブ本体の上側半分と下側半分に温度計
を設け、前記スリーブ本体の上側半分と下側半分との温
度差を調整するものである。

【００１２】また、スリーブ本体に対して曲がり検知装
置を設け、前記スリーブ本体の上側半分と下側半分との
温度差を調整する方法がある。また、自由端側のスリー
ブ本体の上側半分を加熱保温する装置を設けるものとし
て、本体の上側半分に前記プランジャ穴に沿って１つ以
上の穴を設け、その穴に前記の加熱保温する装置を設け
る方法がある。

【００１３】また、スリーブ本体の上側半分と下側半分
に温度計を設けるものとして、スリーブ本体の最上側と
最下側の各中央部分に前記プランジャ穴に沿って小穴を
設け、その穴に前記温度計を設ける方法がある。更に、
スリーブ本体の下側半分の側面にフィンを設ける方法が
ある

【００１４】

【作 用】上記のように構成されたダイカスト用プラン
ジャスリーブの変形制御方法によれば、主として、スリ
ーブ本体の上側半分と下側半分の温度差の発生を一定の
範囲に押さえることによって、スリーブ上向きの湾曲の
発生を押さえ、プランジャ穴の変形が防止されるので、
プランジャ穴内をチップがスムーズに移動することが可
能となる。

【００１５】また、フィンの使用は、スリーブ本体の下
側半分の温度の急激な上昇をある程度緩和し、本体の上
側半分と下側半分の温度差の発生を一定の範囲に押さえ
ることをより容易にするものである。また、本発明では
スリーブを冷却水によって局部的に冷却する必要がない
ことから、溶湯がこのスリーブに供給された時に急速に
冷却されることがなく、冷却に伴う初晶の発生を防止で
きることから、この溶湯がシャーベット状に変化するこ
となく、好ましい状態で金型内に充填される。

【００１６】従って、湯流れが阻害されることがなく、
また、ゲートが閉止されることもなく、更にダイキャス
ト製品の強度低下や気密性の低下、更に加工の際の欠け
等の各種の問題を一挙に解決することができるものであ
る。

【００１７】

【実 施 例】次に図面を参照して本発明の実施例を説
明する。まず、本発明の詳細を説明する前にダイカスト
鋳造装置の概要を説明する。横鋳込み式のダイカスト鋳
造装置１は、図５に示すように、ベッド２上に設けたプ
ラテン３によって円筒状のプランジャスリーブ４を支持
し、次に固定型５ａをこのプラテン３の前部に、この固
定型５ａの前方に可動型５ｂを移動プラテン６にそれぞ
れ支持させ、更に前記スリーブ４の後部にシリンダ装置
７で駆動されるプランジャ８を設けており、このプラン
ジャ８の先端にチップ８ａを設けてこれをスリーブ４内
（プランジャ穴）を摺動させて溶湯を射出するように構
成されている。

【００１８】図６はスリーブ４の近傍の詳細を示すもの
で、プラテン３に設けたアウタースリーブ４ａを介して
スリーブ４を支持し、このスリーブ４の前部に固定型５
ａに嵌合したブッシュ９を接続し、このブッシュ９を経
由して既に衝合している固定型５ａと可動型５ｂとの間
に形成したキャビティ１０に溶湯を注入するように構成
されている。なお、スリーブ４はプラテン３に支持され
た固定部分（ａ）と、このプラテン３より突出した自由
端部分（ｂ）より構成されている。

【００１９】そして図示しない溶融炉で溶融されたアル
ミ合金等の溶湯の所定量をスリーブ４の後部に設けた給
湯口４ｂから供給し、前記シリンダ装置７を駆動してプ
ランジャ８の先端のチップ８ａでスリーブ４内（プラン
ジャ穴）に供給された溶湯を加圧して注入するものであ
る。次にスリーブ４の変形制御方法の詳細を説明する。

【００２０】図１はスリーブ４の縦断面図、図２はスリ
ーブ４の右側面図である。スリーブ４は円筒状の本体か
らなり、その中央にプランジャ穴１１が貫通して開口さ
れ、先端部に固定用のフランジ１２が形成され、他端側
に給湯口４ｂが開口されている。スリーブ４本体の自由
端側の上側半分にはプランジャ穴１１に沿って、複数の
穴１３が所定の間隔で開けられ、この穴１３内には加熱
保温装置１４がセットされ、図示しない温度コントロー
ル装置に接続している。更に、スリーブ４本体の自由端
側の最上側と最下側の各中央部分にはプランジャ穴１１
に沿って、小穴１５が開けられ、この小穴１５内には温
度計１６がセットされ、図示しない温度コントロール装
置に接続している。

【００２１】前記のように溶湯を供給した状態ではスリ
ーブ４本体の下側半分が溶湯に接触しているので、溶湯
に接触しているスリーブ４本体の下側半分が急速に昇温
する。一方、溶湯に接触していないスリーブ４本体の上
側半分は余り昇温することはないから、上側半分と下側
半分の温度差が生じる。このスリーブ４の上側半分と下
側半分の温度差はそれぞれに本体内に設けられた温度計
１５を通して温度コントロール装置で感知され、温度コ
ントロール装置の指示で加熱保温装置１４が働きスリー
ブ４本体の上側半分を加熱し、その温度を上昇させる。
このように加熱保温装置１４の働きでスリーブ４本体の
上側半分と下側半分の温度差を一定の範囲に押さえるよ
うにコントロールされ、スリーブ４の湾曲の発生を防止
する。

【００２２】本発明のその他の実施例では、図３で示す
通り、スリーブ４本体内に上記の小穴１５と温度計１６
を設ける代わりに、スリーブ４本体に対する曲がり検知
装置１８を設ける。この検知装置１８は図示しない温度
コントロール装置に接続していて、温度コントロール装
置は予め設定された条件でスリーブ４の上方への湾曲度
に応じて加熱保温装置１４が働かせスリーブ４本体の上
側半分を加熱して温度を上昇させ、本体の上側半分と下
側半分の温度差を減少させて湾曲を減少するようにして
いる。

【００２３】更に、本発明のもう１つのの他の実施例で
は、図４で示す通り、スリーブ４本体の下側半分の側面
に複数のフィン１７が設けられている。そして、このフ
ィン１７によって、スリーブ本体４の下側半分から熱の
放射発散が適度に促進されるので、上記のスリーブ４の
温度制御、変形制御と併せ行うときは、温度制御、変形
制御をより容易にすると共に、温度制御、変形制御に要
するエネルギーを節減するという効果もある。

【００２４】以上のように、スリーブ４本体の熱分布バ
ランスが改善され、スリーブ４の上向きの湾曲の発生が
防止若しくは押さえられる。従って、スリーブ４中央の
プランジャ穴１１の変形が防止され、直線状態が維持さ
れるので、プランジャ穴１１内をチップ８ａがスムーズ
に移動可能となる。

【００２５】

【発明の効果】上記のように構成された本発明に係るダ
イカスト用プランジャスリーブ４の変形制御方法によっ
て、スリーブ４本体の上側半分と下側半分の温度差をコ
ントロールすることによって、スリーブ４の上向きの湾
曲の発生を押さえ、プランジャ穴１１の変形が防止され
るので、プランジャ穴１１内をチップ８ａがスムーズに
移動することを確保できるのである。

【００２６】また、上記のようにフィン１７を使用すれ
ば、スリーブ本体４の下側半分から熱の放射発散が適度
に促進されるので、上記のスリーブ４の温度制御、変形
制御と併せ行うときは、スリーブ本体の下側半分の温度
の急激な上昇を適度に緩和すると共に、スリーブ４の温
度制御、変形制御をより容易にし、その温度制御、変形
制御に要するエネルギーを節減するという効果もある。

【００２７】更に、本発明はスリーブ４本体を空冷によ
って適度に冷却し、冷却水によって急激に冷却すること
がないから、溶湯がこのスリーブ４に供給された時に急
激に冷却されることがなく、冷却に伴う初晶の発生を防
止できることから、この溶湯がシャーベット状に変化す
ることなく、好ましい状態で金型内に充填される。従っ
て、湯流れが阻害されることがなく、また、ゲートが閉
止されることもなく、更にダイキャスト製品の強度低下
や気密性の低下、更に加工の際の欠け等の各種の問題を
一挙に解決することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のプランジャスリーブの縦断面図であ
る。

【図２】実施例のプランジャスリーブの右側面図であ
る。

【図３】その他の実施例のプランジャスリーブの縦断面
図である。

【図４】その他の実施例のプランジャスリーブの自由端
側の正面図である。

【図５】ダイカスト鋳造装置の概略を示す図である。

【図６】プランジャスリーブ回りを示す縦断面図であ
る。

【符合の説明】

１ ダイカスト鋳造装置 ２ ベッド ３ プ
ラテン ４ プランジャスリーブ ４ａ アウタスリーブ
４ｂ 給湯口 ５ａ 固定型 ５ｂ 可動型 ６ 移動プラテ
ン ７ シリンダ装置 ８ プランジャ ８ａ チ
ップ １０ キャビティ １１ プランジャ穴 １２
固定用フランジ １３ 穴 １４ 加熱保温装置 １５ 小
穴 １６ 温度計 １７ フィン １８ 曲が
り検知装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が開口した筒状の本体の中心にプラ
   ンジャ穴を貫通して開口すると共に一端側の側面に前記
   プランジャ穴に通じる給湯口を開口したプランジャスリ
   ーブにおいて、前記給湯口が開口されている側のダイカ
   スト鋳造装置のプラテンに支持されていない自由端側の
   スリーブ本体の上側半分を加熱保温する装置を設けると
   共に、前記スリーブ本体の上側半分と下側半分に温度計
   を設け、前記スリーブ本体の上側半分と下側半分との温
   度差を調整するように構成してなるダイカスト用プラン
   ジャスリーブの変形制御方法。
2. 【請求項２】 両端が開口した筒状の本体の中心にプラ
   ンジャ穴を貫通して開口すると共に一端側の側面に前記
   プランジャ穴に通じる給湯口を開口したプランジャスリ
   ーブにおいて、前記給湯口が開口されている側のダイカ
   スト鋳造装置のプラテンに支持されていない自由端側の
   スリーブ本体の上側半分を加熱保温する装置を設けると
   共に、前記スリーブ本体に対して曲がり検知装置を設
   け、前記スリーブ本体の上側半分と下側半分との温度差
   を調整するように構成してなるダイカスト用プランジャ
   スリーブの変形制御方法。
3. 【請求項３】 前記スリーブ本体の上側半分に前記プラ
   ンジャ穴に沿って１つ以上の穴を設け、その穴に前記の
   加熱保温する装置を設けるように構成した請求項１又は
   請求項２記載のダイカスト用プランジャスリーブの変形
   制御方法。
4. 【請求項４】 前記スリーブ本体の最上側と最下側の各
   中央部分に前記プランジャ穴に沿って小穴を設け、その
   穴に前記温度計を設けるように構成した請求項１記載の
   ダイカスト用プランジャスリーブの変形制御方法。
5. 【請求項５】 前記スリーブ本体の下側半分の側面にフ
   ィンを設けるように構成した請求項１又は請求項２記載
   のダイカスト用プランジャスリーブの変形制御方法。