JPH1177272A - ホットチャンバダイカストマシンのスプルーブッシュ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホットチャンバダイカストマシンにおけるノ
ズル先端部の溶湯の温度低下を防止する。 【解決手段】 スプルーブッシュ１２を低熱伝導率のチ
タン系合金で製作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ホットチャンバ
ダイカストマシンの型（ダイス）の、溶湯を受入れる部
分に使用されるスプルーブッシュの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】１ロットが数万個以上にもなるような鋳
物の大量生産において、ダイカストによる鋳造方法は他
の鋳造方法に比してコスト的に有利であり、製品精度が
高く、鋳肌が優れていることから、機械部品や日曜雑貨
の鋳造方法として広く使用されている。

【０００３】製品精度をより高く、しかも生産能率をよ
り大きくするためには、使用されるダイスの精度が充分
に高いこと、ダイス内に圧入される溶湯の流動性が充分
であること及び溶湯の圧入圧力が適正であることが必要
である。

【０００４】上記の必要条件のうち、溶湯の流動性は、
溶湯の成分が決まると、主として溶湯の温度に左右され
る。

【０００５】溶湯は、メルティングポットからピストン
ポンプにより汲み上げられて、グーズネック内の湯道を
通り、射出ノズル先端からスプルーブッシュ内の鋳込口
を通してダイス内に圧入され、成形されたあと凝固され
製品となる。

【０００６】ノズルの外周部にはノズルヒーターが設け
られており、溶湯の射出時以外のときにもノズル内部の
溶湯の温度が低下することのないようにノズルが加熱さ
れ、溶湯の流動性が確保されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、ノズ
ル本体はノズルヒーターにより加熱されているが、ノズ
ル先端面とスプルーブッシュの外端面とは常時接触して
いるため、ノズル先端部はスプルーブッシュにより熱を
奪われ、従って、ノズル先端部に限っては温度低下が生
じ、この部分の溶湯の流動性に悪影響を与える結果にな
る。

【０００８】上記の問題を解決するため、通常は、ノズ
ルヒーターによる加熱温度を上記の温度低下を補償でき
る分だけ上昇させておくことが行われている。

【０００９】しかしながら、この方法はエネルギーの無
駄を生じると共に、溶湯の酸化を増大させる原因となっ
ている。

【００１０】又、別の対策として、近年、スプルーブッ
シュをセラミックで構成する方法も採られている。

【００１１】スプルーブッシュの材料としてのセラミッ
クは、従来から使用されている合金工具鋼に比べて熱伝
導率が低く、耐熱、耐摩耗性でスプルーブッシュの材料
としては好ましいが、一方、その価格は非常に高価であ
り、比較的売り値の安いダイカスト製品を製造するため
の材料として使用するには抵抗がある。

【００１２】又、セラミックはとくに機械的衝撃に弱
く、使用状況によってはその寿命が短くなるという問題
もある。

【００１３】そこでこの発明は、ノズルヒーターの加熱
温度を必要以上に上げることなく、また、セラミックの
ような高価で衝撃性に弱い材料を使用することなく、前
述したノズル先端部の溶湯の温度低下を防止することを
目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、ホットチャンバダイカス
トマシンのスプルーブッシュの材質を、低熱伝導率のチ
タン系合金とすることを特徴としている。

【００１５】また、請求項２に記載の発明は、ホットチ
ャンバダイカストマシンのスプルーブッシュにおいて、
溶湯を射出するノズルの先端面と接触する部分に、低熱
伝導率のチタン系合金からなるインサートを組み込んだ
ことを特徴としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例に基い
て、この発明について説明する。

【００１７】図１において、符号１はメルティングポッ
ト、符号２はピストンポンプを示し、保温炉３内に配置
されたメルティングポット１に貯えられた溶湯４をピス
トンポンプ２により汲上げて、グーズネック５内に形成
された湯道６を通してノズル７に導入する。

【００１８】一方、ダイカストマシンフレーム（図示せ
ず）の上下左右に配設されたタイバー８の先端（図１で
右端）には固定ダイプレート９が結合されており、この
ダイプレートはノズルヒーター１０を巻装したノズル７
を支持している。

【００１９】又、固定ダイプレート９の前面（図１で左
側）には固定ダイス１１が取付けられる。

【００２０】この固定ダイス１１のノズル７と整合する
位置にスプルーブッシュ１２が装着されており、このス
プルーブッシュの外端面１２ａは、ノズルの先端面７ａ
と密着して溶湯の漏洩が生じないように接合する。

【００２１】さらにタイバー８の前方（図１で左方）に
は可動ダイプレート１３が取付けられ、図示しないアク
チェーターに駆動されて前後に（図１で左右に）往復動
するように案内されている。

【００２２】可動ダイプレート１３の後方の面（図１で
右側の面）には可動ダイス１４が取付けられ、可動ダイ
プレートが右方向に前進するとき、可動ダイス１４がこ
れと一体に前進して固定ダイスに圧着され、型締めが行
われる。

【００２３】型締めが完了すると、ピストンポンプ２の
作動により溶湯はノズル７及びスプルーブッシュ１２を
経て固定ダイス１１及び可動ダイス１４内に形成された
キャビティ内に圧入され、溶湯が凝固したあと型開き及
び製品の押出しが行われる。

【００２４】以上、型締めから製品の押出しまでの工程
は、ホットチャンバダイカストマシンにおいては、全て
自動的に制御されて行われるのが一般的である。

【００２５】上記の鋳造作業が終了すると、次の鋳造の
ためにダイスの清掃及び離型剤の塗布が手作業により行
われるが、この間は勿論溶湯の圧入は行われず、次の鋳
造の待機状態となる。

【００２６】ところで、ノズルの先端面７ａはスプルー
ブッシュの外端面１２ａと常時密着しており、一方、ス
プルーブッシュ１２は冷却水により冷却されて、固定ダ
イス１１の過度の温度上昇を防止している。

【００２７】従って、ノズル先端面７ａは、常時、スプ
ルーブッシュから熱伝導により熱を奪われて冷却され、
ノズル先端部分に滞留する溶湯も冷却されてその流動性
が低下する結果となる。

【００２８】溶湯の流動性の低下は、溶湯を射出、圧入
する際の抵抗を増加させるので、安定操業の障害とな
り、また、鋳造されたダイカスト製品の品質を低下させ
る。

【００２９】スプルーブッシュには従来から耐熱、耐摩
耗性の合金工具鋼（ＳＫＤ）が使用されているが、その
熱伝導率は一般鋼材と同等であって、とくに熱伝導率を
低くするという配慮はなされていない。

【００３０】従って、上記のノズル先端部の温度低下を
補償するために、ノズルヒーター１０の加熱を必要以上
に上げておくことが行われている。

【００３１】この方法は、いたずらにエネルギーの消費
を伴い、コスト的にも不利であるという問題があるとい
うことは前記した通りである。

【００３２】一方、近年、スプルーブッシュの材料とし
てセラミックを使用することも行われている。

【００３３】セラミックは耐熱性、耐摩耗性が大きく、
熱伝導率も合金工具鋼に比べれば小さく、ノズル先端部
の温度低下に対しても或る程度の効果をあげている。

【００３４】しかしながら、セラミックは、金属材料に
比べて非常に高価であり、市販価格の安い日曜雑貨のダ
イカスト製品を生産するような場合には不経済である
し、耐衝撃性に欠けるという問題もある、ということも
前記したとおりである。

【００３５】そこで、請求項１に記載された発明では、
スプルーブッシュの材料として低熱伝導率のチタン系合
金を使用している。換言すれば、スプルーブッシュの構
成材料として低熱伝導率のチタン系合金を採用してい
る。

【００３６】チタン系合金には、最密六方晶系のα相の
もの、体心立方晶系のβ相のもの、及びこれら二相を合
わせもつ（α＋β）相のものがあり、高温用のものとし
ては、耐酸化性や組織安定性の観点からＴｉ−Ａｌをベ
ースとするα相や（α＋β）相のものが適している。

【００３７】低熱伝導率で高温用に向くチタン系合金と
しては、Ｔｉ―６Ａｌ−４Ｖ、 Ｔｉ―６Ａｌ−６Ｖ−
２Ｓｍ、Ｔｉ―６Ａｌ−２Ｓｍ−４Ｚｒ−６ＭｏやＴｉ
−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖ等が市販されており、これら合
金はその熱伝導率が０．０１８ｃａｌ／ｃｍ．ｓ．℃と
低く、セラミックの熱伝導率０．０４１ｃａｌ／ｃｍ．
ｓ．℃よりも低いという特徴がある。

【００３８】ちなみに、合金工具鋼の熱伝導率は０．０
６７ｃａｌ／ｃｍ．ｓ．℃である。

【００３９】しかも、セラミックと異なり展進性に富む
ため、衝撃による破損等の心配がなく、また価格も比較
的安価であって使用し易い。

【００４０】上気した低熱伝導理率のチタン系合金をス
プルーブッシュの材料として使用することによリ、ノズ
ル先端面７ａ及びこの部分の溶湯の温度低下が減少さ
れ、溶湯の流動性が保持される。

【００４１】図２は、請求項２に記載された発明のスプ
ルーブッシュの中心線に沿って切断した断面を示し、ス
プルーブッシュ１２の一端（外端）にインサート１５を
組込んである。

【００４２】インサート１５の外端面１５ａはノズルの
先端面７ａに密着するように凹面に形成され、中心には
スプルーブッシュ１２の鋳込口１２ｂに連通するように
鋳込口１５ｂが形成されている。

【００４３】この実施例におけるスプルーブッシュ１２
は一般に使用されている合金工具鋼で作られているが、
インサート１５は低熱伝導率のチタン系合金より作られ
ており、一般の機械工作において行われている焼ばめ法
によりブッシュの外端の凹部に挿入されて組込まれる。

【００４４】上記の構造によれば、合金工具鋼に比べれ
ばより割高であるチタン系合金の使用量が少なくて済
み、したがってスプルーブッシュ全体の製造原価を安く
することができるという利点がある。

【００４５】この構造の場合でも、ノズルの先端面７ａ
に接するインサートの外端面１５ａの熱伝導率が低いた
め、ノズル先端部の溶湯の温度低下が減少され、溶湯の
流動性が確保される。

【００４６】

【発明の効果】以上に説明したこの発明のスプルーブッ
シュによれば、単にスプルーブッシュの材質を低熱伝導
率のチタン系合金に変えるだけで、ノズル先端部の溶湯
の温度低下を防止でき、溶湯の流動性を保持できるとい
う効果を奏する。

【００４７】また、請求項２に記載の発明によれば、ス
プルーブッシュの一端に低熱伝導率のチタン系合金から
成るインサート組込むことにより、充分効果的に溶湯の
流動性を確保でき、かつ、スプルーブッシュを安価に製
造できるという効果をも奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるホットチャンバダイカストマシ
ンの主要部の一部断面側面図。

【図２】請求項２に記載の発明におけるスプルーブッシ
ュの拡大断面図。

【符号の説明】

１ メルティングポット ２ ピストンポンプ ３ 保温炉 ４ 溶湯 ５ グーズネック ７ ノズル ７ａ 先端面 １１ 固定ダイス １２ スプルーブッシュ １２ａ 外端面 １４ 可動ダイス １５ インサート １５ａ 外端面

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【手続補正書】

【提出日】平成９年１２月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 ホットチャンバダイカストマシンのス
プルーブッシュ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低熱伝導率のチタン系合金よりなること
   を特徴とするホットチャンバダイカストマシンのスプル
   ーブッシュ。
2. 【請求項２】 溶湯を射出するノズルの先端面と接触す
   る部分に、低熱伝導率のチタン系合金よりなるインサー
   トを組み込んだことを特徴とするホットチャンバダイカ
   ストマシンのスプルーブッシュ。