JP2006102763A - ダイカストマシン射出機構のシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】新規なシール構造により、金型のキャビティ内の真空度の改善と、シールリングの耐磨耗性の改善を図る。
【解決手段】射出スリーブ３と射出チップ１の間の隙間をシールするためのダイカストマシン射出機構のシール構造であって、前記射出チップ１の外周に取り付けられるシールリング２と、同じく前記射出チップ１の外周に取り付けられ、前記シールリング２の後方に配置されるバックアップリング４とを具備し、前記シールリング２は、前後方向における中央位置を結ぶ中心線Ｃ−Ｃを基準として線対称に構成されることとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダイカストマシンの射出機構のシール構造に関するものである。

従来、ダイカストマシンの射出機構のシール構造については、様々な構造が公知となっており、具体的な構造について開示する文献も存在する（例えば、特許文献１〜４参照）。
これらの文献に開示されるシール構造の基本的な構成は、図６に示すごとく、射出チップ１０１の先端部にシールリング１０２を取り付けることにより、射出スリーブ１０３と射出チップ１０１の間の隙間をシールする構成とするものである。

そして、前記シールリング１０２については、例えば、図７の（ａ）に示すごとく、分割型のシールリング１０２ａ・１０２ａの接合部１０２ｂをクランク形状（段付き接合）として、シールリング１０２ａ・１０２ａの接合部１０２ｂからの湯洩れを防止する構成とするものがある。
また、図７の（ｂ）に示すごとく、シールリング１０２に内溝１０２ｃを加工し、該内溝１０２ｃを射出チップの環状凸部１０１ａ（図６参照）に係合させることで、シールリング１０２を射出チップ１０１にてホールドさせる構成とするものがある。また、この内溝１０２ｃは、摺動方向における中央位置を通過する中心線Ｃ−Ｃからずれた位置に設けられるものとしている（図において右側へずれている）。
特許第３３０００４５号公報 特開平８−１９７２１８号公報 特開平８−３０３５９０号公報 実公昭４７−１６５７４号公報

また、近年では、前記シールリング１０２については、操業中における交換性がよいことや、シール性能の向上により鋳造バリのなどの噛みこみを確実に防止できるようにするなど、より高度な性能が要求されるようになっている。

しかし、図７の（ａ）の構成では、接合部１０２ｂの加工精度確保が難しく、シール性能の低下や、加工コストが嵩むといった問題がある。
また、図７の（ｂ）の構成では、前記内溝１０２ｃの加工精度確保が難しく、加工コストが嵩んでしまうといった問題がある。
また、図７の（ｂ）の構成において、シールリング１０２は、前記中心線Ｃ−Ｃを基準とすると、図において左右対称の形状となっていないため、加工による残留応力が影響し（シールリングの製品の歪が大きい）、使用期間が経過するにつれ、シールリング１０２の前端部が、溶湯の圧力を受けて矢印Ｆの方向に開いて変形してしまう傾向があった。この場合、摺動時の面圧が不安定となって変摩耗が進行し、金型のキャビティ内の真空度を要求値に到達させることができなくなり、安定した操業が困難となるという問題があった。
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑み、また、近年の高度の性能の要求に応えるべく、新規なシール構造について提案するものである。

本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１に記載のごとく、射出スリーブと射出チップの間の隙間をシールするためのダイカストマシン射出機構のシール構造であって、前記射出チップの外周に取り付けられ、外周面をシール面とするシールリングと、同じく前記射出チップの外周に取り付けられ、前記シールリングの後方に配置されるバックアップリングとを具備し、前記シールリングは、前後方向における中央位置を結ぶ中心線を基準として線対称に構成されることとする。

また、請求項２に記載のごとく、前記シールリングの内周面には、係合凸部が半径方向内側へ突設され、該係合凸部が、射出チップの立面と、前記バックアップリングの立面の間に挟装される構成とするものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、請求項１に記載の発明では、シールリングの加工において、残留応力を少なくすることができるようになり（シールリングの歪が小さい）、使用期間の経過によるシールリングの変形を防ぐことができる。また、摺動時の面圧の安定性が確保されるようになるため、金型のキャビティ内の真空度は、長期間にわたり要求値を実現できるようになり、安定した操業が可能となる。

また、請求項２に記載の発明では、射出チップに対するシールリングの係合部の構成に関し、従来の内溝加工のものと比較して、シールリング（係合凸部）の加工精度が確保しやすくなることから、シール性能の向上や、加工コストの低下を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
尚、以下では、図１における紙面左右方向、即ち、射出チップ１の摺動方向を前後方向とし、溶湯が押し運ばれる方向となる紙面左側を前、紙面右側を後、として位置関係を定義するものとする。
図１に示すごとく、射出チップ１は射出スリーブ３内に摺動自在に設けられており、ピストンロッド６により、図において左右方向に移動される。
射出チップ１は、前側から順に、受圧部１０、環状溝部１１、大径部１２の３つの部位より構成されている。また、前記受圧部１０の前面１０ａにて溶湯が押圧される。
また、前記受圧部１０、及び大径部１２の径は、前記環状溝部１１よりも大きく設定されており、これにより、環状溝部１１が環状の溝形状に構成されている。

また、受圧部１０の外周面１０ｂは、シールリング２にて囲まれている。
また、環状溝部１１の外周面１１ｂは、シールリング２及びバックアップリング４にて囲まれている。
また、シールリング２及びバックアップリング４は、図２に示すごとく、それぞれ複数の分割リング２Ａ・２Ａ、及び分割リング４Ａ・４Ａより構成されるており、これらの分割リング２Ａ・２Ａ、及び分割リング４Ａ・４Ａを周方向に配置することにより、射出チップ１の外周を覆うようにしている。

また、図１及び図３に示すごとく、前記シールリング２は、筒状のシール部２ａと、該シール部２ａより半径方向内側へ突設する環状の係合凸部２ｂとから構成されており、軸方向断面視において、略Ｔ字状の断面が形成されるようになっている。
また、シール部２ａにおいて、係合凸部２ｂよりも前側の内周面２ｕは、前記受圧部１０の外周面１０ｂに当接される。また、前記係合凸部２ｂの内周面２ｖは、環状溝部１１の外周に当接される。また、前記係合凸部２ｂの前端面２ｍは、前記受圧部１０の後端面１０ｃに当接される。
また、前記シール部２ａの外周面は、シール面２ｘに構成され、射出スリーブ３の内周面３ａに摺接される。
また、前記係合凸部２ｂの前後方向の中央位置は、シールリング２の前後方向の幅（前後幅）の中央に位置するとともに、前記係合凸部２ｂの両側に配される内周面２ｕ・２ｗの前後方向の幅は、同一に構成されている。これにより、シールリング２は、前後方向における中央位置を結ぶ中心線Ｃ−Ｃを基準として線対称に構成される。

また、図１及び図３に示すごとく、前記バックアップリング４は、前側の小径部４ａと、該小径部４ａよりも後ろ側の範囲であって、該小径部４ａよりも径の大きいシール部４ｂとから構成されており、軸方向断面視において、略Ｌ字状の断面が形成されるようになっている。
また、バックアップリング４の外周面は、シール面４ｘに構成され、該シール面４ｘは、前記シールリング２のシール部２ａと連続したシール面を形成する。
また、前記小径部４ａにおいて、その前端面４ｍは、シールリング２の係合凸部２ｂの後端面２ｎに当接される。また、小径部４ａの後端面４ｎは、射出チップ１の大径部１２の前端面１２ａに当接される。
また、前記小径部４ａの外周面４ｗは、シールリング２の係合凸部２ｂよりも後側の内周面２ｗに当接される。
また、バックアップリング４の内周面４ｖは、環状溝部１１の外周面１１ｂに当接される。

以上のように、射出スリーブ３と射出チップ１の間の隙間をシールするためのダイカストマシン射出機構のシール構造であって、前記射出チップ１の外周に取り付けられ、外周面をシール面２ｘとするシールリング２と、同じく前記射出チップ１の外周に取り付けられ、前記シールリング２の後方に配置されるバックアップリング４とを具備し、前記シールリング２は、前後方向における中央位置を結ぶ中心線Ｃ−Ｃを基準として線対称に構成されることとしている。
この構成によれば、シールリング２の加工において、残留応力を少なくすることができるようになり（シールリング２の歪が小さい）、使用期間の経過によるシールリング２の変形を防ぐことができる。また、摺動時の面圧の安定性が確保されるようになるため、金型のキャビティ内の真空度は長期間にわたり要求値を実現できるようになり、安定した操業が可能となる。

また、前記シールリング２の内周面には、環状の係合凸部２ｂが半径方向内側へ突設され、該係合凸部２ｂが、射出チップ１の立面（受圧部１０の後端面１０ｃ）と、前記バックアップリング４の立面（小径部４ａの前端面４ｍ）の間に挟装される構成となっている。
この構成によれば、射出チップ１に対するシールリング２の係合部の構成に関し、従来の内溝加工のものと比較して、シールリング２（係合凸部２ｂ）の加工精度が確保しやすくなることから、シール性能の向上や、加工コストの低下を図ることができる。

また、圧送行程においては、バックアップリング４の小径部４ａは、シールリング２の係合凸部２ｂを支持し、同様に、バックアップリング４のシール部４ｂは、シールリング２のシール部２ａを支持することとなる。そして、このように、バックアップリング４によりシールリング２を支持することによれば、バックアップリング４がいわゆるクッションとして機能することになり、このことによって、シールリング２の変形を防止することができる。

また、シールリング２の材質としては、ＳＫＤ６１相当材にタフトライドなどの窒化処理を施したものが好適である。
また、バックアップリング４の材質としては、シールリング２と同様の材料及び表面処理を基本とするが、普通鋳鉄であっても優れた性能を得ることができる。
また、これらシールリング２及びバックアップリング４の潤滑材としては、ダイカストで使用される一般的な油性オイルが使用される。ただし、潤滑材の滴下位置は、溶湯への品質と摺動性の関係から、バックアップリング４の周囲に滴下するのが好適である。
また、射出チップ１については、熱伝導性を向上させる場合は、銅合金の使用が好適である。これ以外は、ＳＫＤ材が使用されることとなる。尚、銅合金の場合、従来技術ではシールリング２の内溝の精度を高くしないとクリアランスの問題から、シールリング２から受ける前後応力によって銅合金側が破損する恐れがあったが、本発明では、バックアップリング４が配置されているので、この問題の心配もない。

そして、以上の構成において、金型のキャビティ内の真空度と、耐磨耗性の観点から、本発明による構成と、従来技術によるものを比較したところ、図４及び図５に示されるごとくの結果を得ることができた。
図４は、金型のキャビティ内の真空度について比較した結果を示すものであり、本発明の構成により、金型のキャビティ内の真空度が向上されることが確認された。これは、シールリング２の歪が抑えられ、シールリング２のシール面２ｘの全体が、射出スリーブ３の内周面３ａに均等に摺接しているものと考えられる。
図５は、ショット数に対するシールリング２の外径の磨耗量を測定した結果を示すものであり、本発明の構成では、従来技術のものと比較して摩耗量を極めて低く抑えられる、つまりは、初期値の値を長期間にわたって維持できることが確認された。

本発明にかかるシール構造について示す側面一部断面図。 同じく、側面断面図。 シールリング及びバックアップリングの構成について示す断面図。 金型のキャビティ内の真空度の改善結果について示す図。 シールリングの耐磨耗性の改善結果について示す図。 従来のシール構造について示す側面一部断面図。 （ａ）は、従来のシールリングの構成について示す図。（ｂ）は、同じく他の構成について示す図。

符号の説明

１ 射出チップ
２ シールリング
２ａ シール部
２ｂ 環状凸部
３ 射出スリーブ
４ バックアップリング
６ ピストンロッド

Claims (2)

1. 射出スリーブと射出チップの間の隙間をシールするためのダイカストマシン射出機構のシール構造であって、
   前記射出チップの外周に取り付けられ、外周面をシール面とするシールリングと、
   前記射出チップの外周に取り付けられ、前記シールリングの後方に配置されるバックアップリングとを具備し、
   前記シールリングは、前後方向における中央位置を結ぶ中心線を基準として線対称に構成される、ダイカストマシン射出機構のシール構造。
2. 前記シールリングの内周面には、係合凸部が半径方向内側へ突設され、該係合凸部が、射出チップの立面と、前記バックアップリングの立面の間に挟装される構成とすることを特徴とする、請求項１に記載のダイカストマシン射出機構のシール構造。

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