JPS5956961A - プランジヤ− - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプランジャーに関し、プランジャースリーブと
プランジャーテップとの間のシール性を完全に保ち目、
つ無給油状態でプランジャーチップの摺動を可能とする
プランジャーを提供することを目的とする、 周知の通り「プシンジャー」とは、プランジャースリー
ブとプランジャーチップとから構成され、流体を圧縮送
出するために用いられている。そして一般にけアルミニ
ューム、亜鉛等のダイカストマシンの一部分として組込
まれて使用されている。

従来、プランジャーの潤滑方法としては、液状の油性潤
滑剤をプランジャーチップに塗布した状態でプランジャ
ースリーブ内を摺動させるという手段が採られている。

しかし、か＼る潤滑方法はプランジャーが高温、高圧を
受け、且つプランジャースリーブとプランジャーチップ
との間に高いシール性が要求される場合には種々の欠点
がある。か＼る場合の典型的な例としてはプランジャー
がアルミニューム、亜鉛等のダイカストマシンの一部分
として組込まれる場合が挙げられる。この場合の潤滑方
法として液状の油性潤滑剤をプランジャーチップに塗布
した状態でプランジャースリーブ内を摺動させるという
手段を採るときには、その雰囲気が高温、高圧である為
、液状の油性潤滑剤から多量の水素ガス、炭化水素ガス
等が発生し、また潤滑剤がプシンジャー外部に流出し、
作業環境を悪化させることとなり、また発生するガスの
存在が不良鋳造品を出す一因となっている、更にプラン
ジャースリーブとプランジャーチップとの間のシール性
が充分でない場合にはアルミニューム溶湯、亜鉛溶湯等
がプランジャーテップの後部にはみ出す現象が起り、プ
ランジャーの耐久性に重大な悪影響を与える、 上記の如き現況に鑑み、当業界、特にアルミニューム、
亜鉛等のダイカストマシンの一部分として組込まれるプ
ランジャーを使用している業界に於ては、油性潤滑剤を
クリーム状物として用いる潤滑方法やプランジャースリ
ーブを黒鉛−金属系複合材料によって製作し、これに小
量の液状の油性潤滑剤を併用する潤滑方法が改良策とし
て提案されている。

ところが、上記改良策を採る場合にも油性潤滑剤を用い
ている以上ガス発生の問題は解決できず、また黒鉛−金
属系複合材料製プランジャースリーブを用いる場合には
摩耗の点で問題があり、完全なシール性を期待すること
は困難である。また油性潤滑剤を用いる場合にはプラン
ジャーの動作中は連続的又は定期的に給油を必要とし、
煩雑である一 本発明者は上述の如き従来法の欠点を解決するだめに検
討を重ねた結果、自己潤滑性固体潤滑剤に着目し、これ
をシール材料として用いれば、プランジャースリーブと
プランジャーチップとの間の完全なシール性を保つとと
もに無給油状態でプランジャーテップを摺動させること
が可能と考え、多くの系統的な実験を重ねた結果、本発
明を完成したものである。

即ち、本発明は、プランジャースリーブと、頭部外周面
のみを前記プランジャースリーブの内周面に摺接する如
く形成したプランジャーチップと、ランジャースリーブ
の内周面に摺接しているシール目゛料とからなるプラン
ジャーにおいて；前記シール材料を、固体潤滑剤単体又
は金属、樹脂、タールピッチの１若しくは２以上と固体
潤滑剤との複合体から選ばれる静摩擦係数００４〜０３
、モース硬度１．０〜５．０、圧縮強度１００ｋＱ／ｃ
ａ以上の自己潤滑性シール材料で形成するとともに、当
該自己潤滑性シール材料を、一端の角部に凹部を有し他
端の角部に凸部を有する円弧状のシール材料分　　　　
　□割体の複数個からなる集合物であって、前記シール
材料分割体の複数個をその凹部と凸部の連結によって先
ずリングとなし、次いで前記同様にして形成したリング
の複数３個を前記連結部が重ならないように前後に積み
重ねて構成した円筒形状の集合物となし、シール材料分
割体がその前後面部において相互間の密着性を維持しつ
つ、プランジャーチップの軸線を中心軸として放射状に
広がり、外周面部においてプランジャースリーブの内周
面を圧接する構成としたことを特徴とするプランジャー
にかかるものである。

先づ、本発明に於ける自己潤滑性シール材料として用い
られる固体潤滑剤並びに金属、樹脂、タールピッチの１
若しくは２以上と固体潤滑剤との複合体について述べる
。

両名は周知の固体潤滑剤であり具体的には黒鉛、ポリ四
弗化エチレン等が挙げられる。

後者ｄ５、銅、錫等の金属、フェノール、スチロー・ル
等の樹脂及びタールピッチから選ばれる１種若しくば２
押以上と上記の固体潤滑剤とからなる公知の複合体であ
る。

上記複合体は、例えば特開昭４７−１１４９４５号公報
記載の金属粉と固体刊滑剤粉とを混合し、圧縮成形し７
て圧粉体と１７だ後、焼結して複合体とする方法や固体
潤滑削粉を周知の粉末冶金技術、耐火物製造技術によっ
て有孔焼結体とし、焼結体の孔隙に金属、樹脂又はター
ルピッチを含浸させて複合体と−する方法によって製造
される、本発明に於ては上記の通りの固体潤滑剤又は金
属、樹脂、タールピッチと固体潤滑剤との複合体から特
定の物性を備えだものを選定して自己潤滑性シール材と
して用いるものである。

即ち、前記固体潤滑剤又は前記金属、樹脂、タールピッ
チと固体潤滑剤との複合体は、それ自身が自己潤滑性を
備えたものであり、これ等をプランジャー内を摺動する
プランジャーチップに装着すれば、無給油状態でプラン
ジャーチップを摺動させることば可能となるが、プラン
ジャースリーブとプランジャーテップとの間のシール材
としての役割を全うさせる為には、硬度、強度等も適切
なものでなければならない。

本発明者は、数多くの実験を重ねだ結果、静摩擦係数０
．０４−０３の範囲であれば充分な潤滑性が保障され、
モース硬度１，０〜５．０の範囲であれば充分なシール
性が保障されるとともにプランジャースリーブにひっか
き傷をつけることもなく、更に圧縮強度１ｏ　ｏ　ｋｔ
ｉ　／ｄ以上の場合には充分なシール性が保障されると
ともに使用時に形〈づれがなくまた引掻き摩耗にも耐え
られることを確認している− 尚、上記の諸物１性を備えだものを前記固体潤滑剤又は
前記金属、樹脂、タールピッチと固体潤滑剤との複合体
から選択するに自って、後者から選択する場合には、金
属、樹脂、タールピッチに対する固体潤滑剤の量が１．
５へ、・４０重量係のＷｌ、四ｉＣあるものの中から選
ぶべきである。これｄ金属、樹脂、タールピッチに対し
て固体潤滑剤が１．５重量係以−ト存在する場ａ−には
０６以下の静摩擦係数が得ら１１、まノこ同体潤滑剤が
４０重是φＪユ土存在する場合には圧縮強度等の点でイ
ｈ足できるもの−う；偽られ蛯いからである、 尚、まだ静摩擦係数の測定法については、い１だ規格１
ヒされていないので邑業界で常用されている第２図に示
しだ通りの構成の周知の往復摺動式試験機によって測定
した。

次に、前記固体潤滑剤又は前記金属、樹脂、タールピッ
チと固体潤滑剤との複合体から選ばれる上記の賭７ｉを
性を備えた自己潤滑性シール材料のプジンジ゛Ｃ−ブー
ノブへの装着について述べる、本発明は、特定の諸物性
を備えだ自己潤滑性シール材によってプランジャースリ
ーブとプランジャーチップとの間をシールするとともに
、その自己潤滑性によってプランジャーチップを無給油
状態で摺動させるものであり、プランジャーチップに自
己潤滑性シール材料を装着するに当っては、シール性、
摺動性が満足されるようにする必要がある。との為には
自己潤滑性シール材料が常にプランジャースリーブ内周
面に圧接するようにプランジャーチップに装着すればよ
く、自己潤滑性シール材料を、複数個のシール材料分割
体の集合体とｌ〜て用い、個々のシール材料分割体が相
互間の密着性を維持しつつプランジャーチップの軸線を
中心軸として放射状に広がるように周知のバネ、ネジ等
を用いる押上げ、押込み機構を利用して装着する、 今、その具体的装着態様の代表例を挙げて説明すると次
の通りである。

第１図に示１〜だ装着態様は、同一形状の自己潤滑性シ
ール材料の集合体、詳言すれば円弧状で、らなり、その
３ケをそれぞれの角部の凹凸部によって連結するとリン
グが形成され、同様に残りの９ケも、６ケづつを連結す
ると３つのリングが形成され、合計４つのリングを積み
重ねると中空円筒体が形成される集合体を使用し、これ
等１２ケをプランジャーチップ■の周囲に円筒形状を形
成するように装着している。尚、４つのリングの積み重
ねに肖っては各連結部が重ならないように重とプランジ
ャーチップ■との間には板バネを用いを用いた押上げ機
構■けプランジャーチップ■に設けられた溝に嵌合され
ている。

以上の第１図図示例の構成においては、１つのリングを
形成するシール材料−の摩耗厚がすべて同一となるだめ
、シール材料の摩耗につれてシール材料連結部の間隙が
徐々に大きくなり、その結果、前記シール材料連結部に
おいては、プランジャースリーブとプランジャーチップ
との間のシール性が損われることとｉるーしかしながら
、第１図の図示例の構成にあたっては、前述した如く複
数のリングを積み重ね、しかもその積み重ねにあたって
は各継ぎ目が重ならないようにしだ上で、押込み機構■
と押えカラー■とによって前方のプランジャーテップの
頭部に圧接することとしているため、プランジャースリ
ーブとプランジャーチップとの間のシール性は、全体と
しては達成されることとなる。

尚、■は作動軸、のけ固定ナツトである、以上、第１図
に示した装着態様の実施に当って、押工カラー■は、プ
ランジャー■の摺動部と同様に１．プランジャースリー
ブ■の内周面に密接して摺動する寸法に設計する必要が
あるいまた押えカラー（Φは作動軸■に摺動可能に嵌合
し、固定ナツト■は作動軸■に螺合し、固定ナツト（７
）を移動さい。

尚、第１図に示し７だシール材料分割体■、■１の使用
個数等は、これに限定されるもので（ｄなく、当秦渚が
容易に行える範囲に於て自由に変更できることは当然で
ある。

前述［−だ通りの特定の諸物性を備えだ自己潤滑性シー
ル材料を用い、これによって上述した通りの装着態様に
よりプランジャーとプランジャーチップとの間をシール
すれば、充分なシール性が保障されるとともに無給油状
態でのスムーズな摺動が保障される。

次に、本発明は一般に用いられているプランジャーに適
用することができるもので、特にアルミニューム、亜鉛
等のダイカストマシンに常用されている窒化９Ａ（例え
ばテトラローイ合金：　Ｊ工Ｓ記号ＡＣＭ工合金）製プ
ランジャースリーブト熱間加工用合金工具鋼（例えばＪ
、ＴＳ記号ＳＫＤ　６・６１）製フランシャーチップと
からなるプランジャーには好適なものである。尚、この
場合には押上げ機構、押込み機構に使用するバネ、ネジ
の材質として、前者にはエルジロイ合金、ビタリウム合
金等のステライト系耐熱合金を、後者としてＪ■Ｓ記号
ＳＣＭ５、ＳＮ０Ｍ５等の強力ボルト用材料を用いるこ
とが好ましい。

以上説明した通りの構成の本発明に依れば、プランジャ
ースリーブとプランジャーチップとの間のシール性を完
全に保ち且つ無給油状態でプランジャーチップを摺動さ
せることが可能となるので、従来の潤滑方法による場合
の諸欠点、特にプランジャーが高温、高圧を受ける場合
における諸欠点を改善、することができ、特にガス発生
が皆無となるので、アルミニューム、亜鉛等のダイカス
トマシンに組込まれるプランジャーに適用した場合には
巣が極めて少ない鋳造品を得ることを可能とし、無孔性
アキュラツドにも適用することができる、尚、本発明は
、前述のアルミニューム、亜鉛等のダイカスＩ・マシン
に組込まれるプシンジャーに限らず、例えばアイアンダ
イカストマシンに組込丑れるグランジャーにも勿論適用
できるものであるー また、本発明は、無給油状態での摺動を可能とするとと
もに、プランジャーチップの寿命を長くｌ〜、プランジ
ャーが組込まれる機器の自動化を可能とするものである
、 次に、本発明の試験例を挙げる、 尚、試験例に於ける「係」は全て「重量部」を意味する
ものである。まだ「部」は全て「重量部」を意味するも
のである、 試験例 自己潤滑性ｉシ］′ニル材料の製造； 黒鉛粉末１００部にフェノール樹脂３０部を添加１−捏
和機により混練を行った後、油圧プレスを用いる圧縮成
形によってブロック状物と１〜で、これを電気炉を用い
て還元雰囲気中１０００°Ｃにて炭化熱処理を行い冷却
後さらにロータリーポンプを用いる減厚装置によりター
ルピッチ溶融液をブロックに含浸し、再び電気炉を用い
て還元雰囲気中１２００°Ｃにて炭化熱処理をして複合
体を得る。得られた複合体はモースの硬度計による硬さ
２、ＪＩＳ　　Ｒ２２０６−５５による圧縮強さ５００
　ｋｇ　／ｃ！Ｊ、　ＪＩＳ　Ｚ２５０６　６６による
多孔度１０係、であり、まだ第２図に示しだ往復摺動式
試験機を用い乾燥条件下で荷重２．０ｋｑ、速度０．８
　ｍ　／ｓｉｎの条件で測定した静摩擦係数０１２の諸
物件を有するものであった。

これを第１図に示す通りの同一形状のシール材料分割体
に加工して、当該シール材料分割体１２ケからガる自己
潤滑性シール材料とする。

自己潤滑性シール材料の装着； 上記の自己潤滑性シール材料を６００トンコ一ルドチヤ
ンバーダイカスト機の５ＫＤ６＋　材質プランジャーチ
ップに第を図に示した通りに装着する。

尚、この場合第１図中に■として示すバネにはエルジロ
イ合金を用いる、 プランジャーの運転を 上記のダイカスト機を用いて、アルミニューム合金ＡＤ
Ｃ−１０１質でパルプハンドルを鋳造シたところ潤滑油
を使用しなくとも、きしみや焼き利きを全く起さず、自
己浩滑性シール材料から発生する油蒸気は全くなく、″
鋳造品１００ｇ中のガス量は４．５ＣＣと少なくなり潤
滑油塗布作条を省略することにより作業能率は３５チ向
上し、さらにチップ寿命は１６，０００ショツｌ−まで
実用できた、尚、以上の試験例からも理解される通シ本
発明は、黄銅、鋼、鉄等を対象とする連鋳機のダイスと
溶湯との潤滑にも殆んど同様の態様で適用可能なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に於ける自己潤滑性シール材料のプラン
ジャーへの装着状態を示すだめの説明図である。 第１図に於て、Ａはそれぞれプランジャーの一部省略断
面説明図であり、ＢはそれぞれＡのＡ−Ａ１線断面説明
図である、 第１図に於て； ■はプシンジャーチップ、■はプランジャースリーブ、
■、■１はシール材料分割体、■は作動軸、■け押上げ
機構、■は押込み機構、■は固定ナツト、■は押えカラ
ー。 第１図に於て、Ｃはシール材料分割体■の連結状態を示
すだめの一部省略斜視説明図、Ｄは押上げ機構■（第１
図で用いているもの。）の詳細を示すだめの一部省略斜
視説明図である、 第２図は、本発明に於て静摩擦係数の測定に用いた往復
摺動式試験機の構成を示す説明図である一部２図に於て
； ■はスプリングバランス、■はすべり面、■け試料、■
は荷重、■は鋼板、■は鋼板作動クランク機構である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■プランジャースリーブと頭部外周面のみを前記プラン
   ジャースリーブの内周面に摺接する如く形成１．だプラ
   ンジャーチップと、前記プランジャーチップの後端に連
   なる作動軸の先端外周面に設けた押えカラーと、前記プ
   ランジャーチップの頭部と前記押えカラーとの間にあっ
   てプランジャースリーブの内周面に摺接しているシール
   材料とからなるプランジャーにおいて；前記シール材料
   を、固体淵滑剤ｒ）を体又は金属、樹脂、タールピッチ
   の１若１〜＜　１７１：　２以−ヒと固体潤滑剤との複
   合体から選ばれる静摩擦係数０．０４〜０５、モース硬
   度１０〜５０、圧縮強度１ｏｎｋｇ／・４以上の自己潤
   滑性シール材料で形成するとともに、当該自己潤滑性シ
   ール材料を、−ｉｌの角部に四部を有し他端の角部に凸
   部を有する円弧状のシール利料分割体の複数個からなる
   集合物であって、前記シール材料分割体の複数個をその
   凹部と凸部の連結によって先ずリングとなし、次いで前
   記同様にして形成１−２だリングの複数個を前記連結部
   が重ならないように前後に積み重ねて構成しだ円筒形状
   の集合物となし、シール材料分割体がその前後面部にお
   いて相互間の密着性を維持しつつ、プランジャーチップ
   の軸線を中心軸として放射状に広がり、外周面部知おい
   てプランジャースリーブの内周面を圧接する構成とした
   ことを特徴とするプランジャー。