JPH0994648A

JPH0994648A - プランジャーチップ

Info

Publication number: JPH0994648A
Application number: JP25162095A
Authority: JP
Inventors: Yukifumi Okita; 幸史大北; Mamoru Nakada; 守中田; Susumu Koike; 進小池; Toshio Suzuki; 敏夫鈴木
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】潤滑剤を使用することなく、プランジャーチ
ップとプランジャースリーブとの摺動を容易にして、鋳
造欠陥のない良好な鋳造品を製造することができるプラ
ンジャーチップを提供する。【解決手段】プランジャーチップには、中心部にその外
周部が２段に形成された円柱状のプランジャーチップ芯
金３が配置されている。このプランジャーチップ芯金３
の短径円柱部に、炭素繊維と炭素マトリックスとの複合
材（ｃ／ｃコンポジット）からなる円筒状の摺動部２が
嵌合されている。そして、この摺動部２の端部をプラン
ジャーチップ芯金３の長径円柱端部と共に、茸状のヘッ
ド４がその傘の部分で挟持しており、ヘッド４の柄の部
分がプランジャーチップ芯金３の先端部に螺着されてい
る。また、このように構成されるプランジャーチップを
プランジャースリーブ内にて進退させるために、チップ
芯金３の後端部にプランジャーロッド５が螺合されてい
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マシンの溶融
金属射出部におけるプランジャーチップに関し、特に高
圧鋳造に好適のプランジャーチップに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、ダイカストマシンの溶融金属射
出部における円筒状のプランジャースリーブに挿入され
た従来のプランジャーチップを示す断面図である。この
図５に示すように、プランジャースリーブ４１に挿入さ
れた円筒状のプランジャーチップ４２は、その後端部が
開口しており、内部に冷却用の空間４２ａが設けられて
いる。また、プランジャーチップ４２の開口した後端部
には、プランジャーチップ４２をプランジャースリーブ
４１内にて進退させるプランジャーロッド４５の先端部
が螺合されている。このプランジャーロッド４５の内部
には、その長手方向に冷却水の流路となる貫通孔４５ａ
が設けられており、この貫通孔内にその直径より外径が
小さい冷却用パイプ４９が配置されている。更に、プラ
ンジャーチップ４２とプランジャーロッド４５との嵌合
部には、冷却水が漏水することを防止するためのＯリン
グ４８が設けられている。

【０００３】このように構成された溶融金属射出部で
は、プランジャースリーブ４１に挿入されたプランジャ
ーチップ４２が、プランジャーロッド４５の後端部に設
けられている駆動装置（図示せず）によって、プランジ
ャーロッド４５を介しプランジャースリーブ４１内を摺
動し、深く押し込まれる。これにより、プランジャース
リーブ４１内に注入されている溶融金属に圧力が印加さ
れる。そして、この圧力が印加された溶融金属が金型内
に流入して、緻密な高精度の鋳造品が製造される。

【０００４】通常、プランジャースリーブ並びに従来の
プランジャーチップ４２及びプランジャーロッド４５等
は、ＳＫＤ６１等から製造されているが、鋳造時におい
て溶融金属と接触するプランジャーチップ４２は熱膨張
し、プランジャースリーブ４１の内周面と、プランジャ
ーチップ４２の外周面との間に焼付きが発生する場合が
ある。そこで、プランジャーチップ４２は以下のように
して冷却されて、焼付きの防止が図られている。

【０００５】先ず、プランジャーロッド４５の貫通孔４
５ａ内に配置された冷却用パイプ４９内において、矢印
方向に冷却水を通流させる。そうすると、この冷却水は
プランジャーチップ４２の内部に設けられた冷却用の空
間４２ａ内に供給される。そして、空間４２ａ内に供給
された冷却水はプランジャーロッド４５の貫通孔４５ａ
の内面と、水冷用パイプ４９の外周面との間隙を通って
プランジャーロッド４５の後端部に設けられた排水口
（図示せず）から外部へ排出される。このようにしてプ
ランジャーチップ４２の内部に冷却水を循環させ、プラ
ンジャーチップ４２を冷却することにより、プランジャ
ーチップ４２の熱膨張を抑制して、プランジャースリー
ブ４１とプランジャーチップ４２との焼付きを防止して
いる。

【０００６】また、このようにプランジャーチップ４２
を冷却することにより、プランジャースリーブ４１の内
周面とプランジャーチップ４２の外周面との間に、適度
なクリアランスを保持することができる。更に、プラン
ジャースリーブ４１の内周面と接触するプランジャーチ
ップ４２の摺動面に、黒鉛系の潤滑剤等がスプレー等に
よって塗布されているので、鋳造時にプランジャースリ
ーブ４１内でプランジャーチップ４２を容易に摺動させ
ることができる。

【０００７】図５に示す従来のプランジャーチップ以外
に、次のようなプランジャーチップもある。図６及び７
は、従来の他のプランジャーチップを示す断面図であ
る。この図６に示すように、円筒状の摺動部５２の一端
部にヘッド５４の後端部が挿入され、他端にはプランジ
ャーロッド５５の先端部が挿入されている。そして、摺
動部５２の内側において、ヘッド５４の後端部にプラン
ジャーロッド５５の先端部が螺合されていると共に、摺
動部５２の両端部が夫々ヘッド５４及びプランジャーロ
ッド５５によって挟持されている。この摺動部５２は熱
膨張係数が低いセラミックスから作製されており、溶融
金属と接触してもあまり膨張することがない。また、図
５に示すプランジャーチップ４２の冷却方法と同様に、
プランジャーロッド５５の内部に配置された冷却用パイ
プ５９内に冷却水を通流させ、ヘッド５４の冷却用の空
間５４ａに冷却水を供給する。これにより、ヘッド５４
を冷却しこのヘッド５４が溶融金属との接触によって熱
膨張することを抑制している。

【０００８】また、図７に示すプランジャーチップの摺
動部６２も図６に示す摺動部５２と同様に円筒状であ
り、この摺動部６２の内側後端部において、プランジャ
ーロッド６５の先端部にヘッド６３の後端部が螺合され
ている。加えて、図６に示すヘッド５４と同様に、ヘッ
ド６３はプランジャーロッド６５の内部に配置された冷
却用パイプ６９を介して、ヘッド６３の水冷用の空間６
３ａに冷却水が供給され、ヘッド６３の熱膨張が抑制さ
れている。

【０００９】そして、プランジャースリーブ内に挿入さ
れるこれらのプランジャーチップの摺動部５２、６２の
外周面には、鋳造時において容易に摺動することができ
るように、潤滑剤が塗布されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
プランジャーチップのように、その外周面に潤滑剤を塗
布して鋳造を行うと、前記潤滑剤が直接溶融金属に接触
するため、溶融金属内に潤滑剤が混入し、鋳造品の内部
に欠陥が生じてしまう場合がある。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、潤滑剤を使用することなく、プランジャー
チップとプランジャースリーブとの摺動を容易にして、
鋳造欠陥のない良好な鋳造品を製造することができるプ
ランジャーチップを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るプランジャ
ーチップは、ダイカストマシンのプランジャースリーブ
内に挿入され溶融金属に圧力を印加するプランジャーチ
ップにおいて、前記プランジャースリーブの内面と接触
する摺動部に炭素繊維と炭素マトリックスとの複合材が
配置されていることを特徴とする。また、溶融金属と接
触する先端部に保温性を有するヘッドが設けられている
ことが好ましい。

【００１３】

【作用】本発明においては、プランジャースリーブの内
周面と接触するプランジャーチップの摺動部が、炭素繊
維及び炭素マトリックスからなる複合材（以下、「ｃ／
ｃコンポジット」という）で作製されているので、プラ
ンジャーチップの外周面とプランジャースリーブの内周
面との摩擦抵抗を低減することができる。このため、プ
ランジャーチップの外周面に潤滑剤を塗布する必要がな
いので、潤滑剤が溶融金属内に混入して鋳造品に欠陥を
生じさせることもない。

【００１４】また、プランジャーチップが溶融金属と接
触する先端部のヘッドを保温性を有する材質、例えばＴ
ｉ−６Ａｌ−４Ｖ等の合金から作製することにより、溶
融金属の温度の低下を抑制して、良好な鋳造品を製造す
ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して具体的に説明する。図１は、円筒状のプラン
ジャースリーブ１内に挿入されたプランジャーチップを
示す断面図である。この図１に示すように、プランジャ
ーチップには、中心部にその外周部が２段に形成された
円柱状のプランジャーチップ芯金３が配置されている。
このプランジャーチップ芯金３の短径円柱部に、ｃ／ｃ
コンポジットからなる円筒状の摺動部２が嵌合されてい
る。そして、この摺動部２の端部をプランジャーチップ
芯金３の長径円柱端部と共に、茸状のヘッド４がその傘
の部分で挟持しており、ヘッド４の柄の部分がプランジ
ャーチップ芯金３の先端部に螺着されている。

【００１６】また、このように構成されるプランジャー
チップをプランジャースリーブ内にて進退させるため
に、チップ芯金３の後端部にプランジャーロッド５の先
端部が螺合されている。なお、プランジャースリーブ１
は、鉄鋼、チタン合金又はセラミックス等で作製されて
いる。

【００１７】以上のように構成される鋳造機の溶融金属
射出部では、先ず、溶融金属がプランジャースリーブ１
内に注入される。そして、プランジャーチップは、プラ
ンジャーロッド５の後端部に設けられている駆動装置
（図示せず）によって、プランジャーロッド５を介しプ
ランジャースリーブ１内を摺動し、深く押し込まれる。
これにより、前記溶融金属に圧力が印加され、この溶融
金属が金型内に流入して、緻密な高精度の鋳造品が製造
される。

【００１８】本実施例では、プランジャーチップがプラ
ンジャースリーブ１の内周面と接触する摺動部２をｃ／
ｃコンポジットで作製しているので、この摺動部２が固
体潤滑作用を発揮し、従来使用されている潤滑剤をプラ
ンジャーチップに塗布することなく鋳造を行うことがで
きる。このため、潤滑剤が溶融金属に混入することがな
いので、良好な鋳造品を製造することができる。

【００１９】また、ヘッド４をＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ又は
セラミックス等の保温性が高い材料で作製することによ
り、比熱の高い溶融金属であっても、その温度の低下を
抑制して、良好な鋳造品を製造することができる。

【００２０】次に、第２の実施例として、チップ芯金が
ヘッド機能を有するプランジャーチップについて説明す
る。図２は、本実施例に係るプランジャーチップを示す
断面図である。この図２に示すように、円柱状のプラン
ジャーチップ芯金１３の先端部には、チップ芯金１３の
胴体部の直径より大きいヘッド部１３ａが形成されてい
る。このヘッド部１３ａには、チップ芯金１３にその後
端部から外嵌された摺動部２の端部が接触している。そ
して、チップ芯金１３の後端部にナット１６、１７を嵌
合し、ヘッド部１３ａ及びナット１６、１７によって、
摺動部２が芯金１３の外周部に固定されている。また、
図１に示すプランジャーチップと同様に、チップ芯金１
３の後端部にはプランジャーロッド５が螺合されてい
る。

【００２１】このように構成されるプランジャーチップ
も前述の第１の実施例と同様に、プランジャースリーブ
内に挿入され操作されることによって、良好な鋳造品を
製造することができる。

【００２２】次に、第３の実施例として、前述の第１の
実施例に係るプランジャーチップのチップ芯金に冷却用
の空間が形成されたプランジャーチップについて説明す
る。図３は、本実施例に係るプランジャーチップを示す
断面図である。前述の第１実施例に係るプランジャーチ
ップを構成している摺動部２及びヘッド４以外に、本実
施例に係るプランジャーチップでは、図３に示すよう
に、チップ芯金２３の内部に冷却用の空間２３ａが形成
されている。また、プランジャーロッド２５の内部には
長手方向に貫通孔２５ａが設けられており、この貫通孔
２５ａ内にその直径より外径が小さい冷却用パイプ２９
が配置されている。更に、チップ芯金２３の後端部に
は、プランジャーロッド２５の先端部が螺合されている
と共に、チップ芯金２３とプランジャーロッド２５との
嵌合部には、冷却水が漏水することを防止するためのＯ
リング２８が設けられている。

【００２３】図１に示すプランジャーチップの摺動部２
は、低摩擦係数のｃ／ｃコンポジットから作製されてい
るため、溶融金属と接触し若干の熱膨張が生じても、摺
動機能が極端に低下することはないものの、チップ芯金
３が熱膨張すると、チップ芯金３と摺動部２との間の熱
膨張係数の差により摺動部２に割れが発生する虞れがあ
る。そこで、摺動部２と芯金３との間にはクリアランス
を設けることが好ましい。一方、図３に示すチップ芯金
２３のように、その内部に冷却用の空間２３ａを設け、
この空間２３ａに冷却水を循環させて芯金２３を冷却す
れば、このようなクリアランスを設ける必要がない。

【００２４】また、空間２３ａ内における冷却水の循環
は、次のようにして行われている。即ち、プランジャー
ロッド２５の貫通孔２５ａ内に配置された冷却用パイプ
２９内において、矢印方向に冷却水を通流させる。そう
すると、この冷却水はチップ芯金２３の内部に設けられ
た冷却用の空間２３ａ内に供給される。そして、空間２
３ａ内に供給された冷却水は、プランジャーロッド２５
の貫通孔２５ａの内面と、冷却用パイプ２９の外周面と
の間隙を通ってプランジャーロッド２５の後端部に設け
られた排水口（図示せず）から外部へ排出される。この
ようにしてチップ芯金２３の内部に冷却水を循環させ、
チップ芯金２３を冷却することにより、このチップ芯金
２３が熱膨張することを抑制することができ、摺動部２
は固体潤滑機能を発揮することができる。

【００２５】次に、第４の実施例として、前述の第２の
実施例に係るプランジャーチップのチップ芯金に冷却用
の空間が形成されたプランジャーチップについて説明す
る。図４は、本実施例に係るプランジャーチップを示す
断面図である。前述の第３の実施例と同様に、チップ芯
金３３に冷却用の空間３３ａを形成し、プランジャーロ
ッド２５の内部に配置された冷却用パイプ２９の内外に
冷却水を通流させている。これにより、チップ芯金３３
が熱膨張することを抑制することができ、摺動部２は固
体潤滑機能を発揮することができる。

【００２６】次に、第３の実施例に係るプランジャーチ
ップを使用して鋳造品を製造した結果について説明す
る。本実施例では、第３実施例に係るプランジャーチッ
プを使用して、ＡＣ４ＣＨ合金を材料とする高圧鋳造品
を、縦型鋳造機にて製造した。また、比較例として、Ｓ
ＫＤ６１製のプランジャーチップの外周面に黒鉛系潤滑
剤を塗布し前記合金材料を使用して、高圧鋳造品を製造
した。その結果、本実施例で製造した鋳造品は、比較例
の鋳造品に比べて、熱処理後のふくれ欠陥を約６０％低
減させることができた。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
プランジャースリーブの内周面と接触するプランジャー
チップの摺動部に、炭素繊維と炭素マトリックスとの複
合材を配置するので、この摺動部が固体潤滑作用の機能
を発揮し、鋳造時においてプランジャーチップに潤滑剤
を塗布しなくても、プランジャーチップを容易に摺動さ
せることができる。

【００２８】また、溶融金属と接触するプランジャーチ
ップの先端部に保温性を有するヘッドを設けることによ
り、溶融金属の温度低下を抑制することができ、良好な
鋳造品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】プランジャースリーブに挿入された本発明の実
施例に係るプランジャーチップを示す断面図である。

【図２】本発明の実施例に係るプランジャーチップを示
す断面図である。

【図３】本発明の実施例に係るプランジャーチップを示
す断面図である。

【図４】本発明の実施例に係るプランジャーチップを示
す断面図である。

【図５】プランジャースリーブに挿入された従来のプラ
ンジャーチップを示す断面図である。

【図６】従来のプランジャーチップを示す断面図であ
る。

【図７】従来のプランジャーチップを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１，４１；プランジャースリーブ２，５２，６２；摺動部３，１３，２３，３３；プランジャーチップ芯金４，５４，６３；ヘッド５，２５，４５，５５，６５；プランジャーロッド１３ａ；ヘッド部１６，１７；ナット２３ａ，３３ａ，４２ａ，５４ａ，６３ａ；空間２５ａ，４５ａ；貫通孔２８，４８；Ｏリング２９，４９，５９，６９；水冷パイプ４２；プランジャーチップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木敏夫大阪府東大阪市菱江54−３

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ダイカストマシンのプランジャースリー
ブ内に挿入され溶融金属に圧力を印加するプランジャー
チップにおいて、前記プランジャースリーブの内面と接
触する摺動部に炭素繊維と炭素マトリックスとの複合材
が配置されていることを特徴とするプランジャーチッ
プ。
【請求項２】溶融金属と接触する先端部に保温性を有
するヘッドが設けられていることを特徴とする請求項１
に記載のプランジャーチップ。