JPH06304982A - 複合シリンダ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械加工が容易で、しかも製作時に曲がりが
生じにくい複合シリンダ及びその製造方法を提供する。 【構成】 シリンダ本体1 の軸方向端面から軸心と同心
状に開設されたリング部材嵌合孔2,3 に、開孔部開設用
リング部材6,10及び強靱性鋼材で形成された埋設用リン
グ部材7,11を互いに隣接した状態で嵌着し、各リング部
材6,7,10,11 及びシリンダ本体1 のライニング用貫通孔
4,12が連通することによって形成されたライニング用粉
末充填孔13の内面にライニング用粉末16を充填し、熱間
等方圧加圧により前記ライニング用粉末の焼結層からな
るライニング層19を接合形成すると共にシリンダ本体1
と各リング部材とを拡散接合させた後、機械加工により
外周部から前記開孔部開設用リング部材6,10に至る開孔
部20,21 を開設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂やゴム等の射
出成形機、押出機に用いられる複合シリンダ及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、合成樹脂、ゴム等の高分子材の多
様化、成形条件の過酷化等により、射出成形機等のシリ
ンダとして、強度のみならず、優れた耐摩耗性、耐食性
が要求されるようになってきている。そこで、強靱性の
ある機械構造用鋼材で形成されたシリンダ本体の軸心方
向に形成されたライニング用粉末充填孔に同心状に軸芯
金を配置し、該充填孔内面と軸芯金との隙間に耐食性及
び耐摩耗性に優れたライニング材の粉末を充填し、これ
を熱間等方圧加圧（ＨＩＰという。）により焼結すると
共にその焼結層であるライニング層をシリンダ本体内面
に拡散接合した複合シリンダが提供されている。

【０００３】ところが、シリンダ本体の軸方向に対して
垂直方向に開設された原料供給孔（ホッパ取付孔）や圧
力計等の検出器取付孔等の開孔部内面をライニングする
場合、シリンダ本体に開設された開孔部に横芯金を同心
状に設置し、開孔部内面と横芯金との隙間にライニング
用粉末を充填するだけでは、ＨＩＰ時の粉末の収縮によ
り、シリンダ本体が開孔部を中心として顕著な曲がりが
発生するという問題がある。

【０００４】これを防止するため、特開平１−１１１８
０３号に開示されているように、前記横芯金にライニン
グ材の溶射層または溶接肉盛層を形成しておく技術が考
案されている。溶射層や溶接肉盛層はライニング用粉末
を使用する場合に比べて、ＨＩＰ時にほとんど収縮しな
いため、シリンダ本体に顕著な曲がりが生じるのを防止
することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、開孔部に溶接
や溶射で肉盛した芯金を挿入し、ＨＩＰする方法では、
肉盛前・後に芯金を２回機械加工しなければならない
上、軸芯金上に横芯金を合わせる必要があるため、機械
加工に特殊な技術が必要とされる。更に、横芯金の固定
や開孔部に充填されたライニング用粉末の封入のため、
前記開孔部を塞ぐための蓋を溶接しなけらばならない
が、この際シリンダ本体に曲がりが生じ易く、また組立
後のシリンダ本体は軸心に対して形状的、材質的に非対
称であるためＨＩＰ時においても曲がりが生じ易いた
め、大きな仕上げ加工代が必要となり、加工コストの上
昇を招来する。

【０００６】本発明はかかる問題に鑑みなされたもの
で、機械加工が容易で、しかも製作時に曲がりが生じに
くい複合シリンダ及びその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の複合シリンダの
製造方法は、強靱性鋼材からなるシリンダ本体の軸心に
沿って開設されたライニング用粉末充填孔の内面にライ
ニング用粉末を充填し、ＨＩＰにより前記ライニング用
粉末を焼結すると共にその焼結層からなるライニング層
をシリンダ本体内面に接合形成する複合シリンダの製造
方法において、軸方向端面から軸心と同心状にリング部
材嵌合孔が開設されると共に該嵌合孔の末端から軸心に
沿ってライニング用貫通孔が開設されたシリンダ本体
と、前記リング部材嵌合孔に嵌着されると共に軸心に沿
ってライニング用貫通孔が開設された開孔部開設用リン
グ部材と強靱性鋼材で形成された埋設用リング部材とを
準備し、前記リング部材嵌合孔に開孔部開設用リング部
材及び埋設用リング部材を互いに隣接した状態で嵌着
し、各リング部材及びシリンダ本体のライニング用貫通
孔が連通することによって形成されたライニング用粉末
充填孔の内面にライニング用粉末を充填し、ＨＩＰによ
りライニング層を接合形成すると共にシリンダ本体と各
部材リングとを拡散接合させた後、機械加工によりシリ
ンダ本体の外周部から前記開孔部開設用リング部材に至
る開孔部を開設する。本発明の複合シリンダは叙上の方
法により製造されたものである。

【０００８】

【作用】シリンダ本体、開孔部開設用リング部材及び埋
設用リング部材は、旋盤により軸対称形状に容易に加工
することができ、しかも各部材は同心状に組み立てれば
よいため、組立も容易である。更に、シリンダ本体素材
に他の部材を嵌着し、組み立てた後の形状も軸対称であ
るため、組立加工時のみならずＨＩＰ処理時においても
シリンダ本体に曲がりがほとんど生じない。ＨＩＰ処理
後は、シリンダ本体の外周部から前記開孔部開設用リン
グ部材に至る開孔部を開設するだけで、開孔部の内周面
が耐食性や耐摩耗性を有する材質で形成される。

【０００９】

【実施例】以下、実施例にかかる複合シリンダをその製
造方法と共に説明する。図１は、実施例にかかるＨＩＰ
処理用のカプセルを示しており、カプセルの外周部材を
構成するシリンダ本体１は、円筒形状をしており、両端
面から軸心と同心状にリング部材嵌合孔２, ３が開設さ
れ、該嵌合孔２, ３の末端から軸心に沿ってライニング
用貫通孔４が開設されている。該シリンダ本体１は、従
来と同様、ＳＣＭ材，ＳＮＣＭ材等の機械構造用低合金
鋼やＳＣ材等の機械構造用炭素鋼などの強靱性鋼材によ
って形成されている。

【００１０】前記シリンダ先端側のリング部材嵌合孔２
には該嵌合孔2 の末端面より検出器取付孔開設用リング
部材６、埋設用リング部材７、端面用リング部材８が互
いに隣接して嵌着され、一方、シリンダ後端側のリング
部材嵌合孔３には該嵌合孔3の末端面より原料供給孔開
設用リング部材10、埋設用リング部材11が隣接して嵌着
されている。各リング部材6,7,8,10,11 には、シリンダ
本体1 のライニング用貫通孔4 と同径のライニング用貫
通孔12が各々開設されており、各ライニング用貫通孔4,
12が連通してライニング用粉末充填孔13が形成されてい
る。

【００１１】該ライニング用粉末充填孔13には、軸心方
向に同心状に軸芯金14が挿着されており、該軸芯金14の
外周面と前記ライニング用粉末充填孔13の内周面との間
が粉末充填空間15とされ、ここにライニング用粉末16が
供給充填されている。そして、シリンダ本体1 の両開口
端には、蓋板17、18が前記端面用リング部材8 、埋設用
リング部材11に隣接して嵌着され、その外周縁が溶接に
より固着されている。尚、蓋板17, 18の少なくともいず
れか一方の溶接は、真空雰囲気下で行い、粉末充填空間
15の脱気、密封を同時に行う。勿論、蓋板の一方に粉末
充填空間15に連通する排気管を設けておけば、蓋板の溶
接は大気下でもよく、その後排気管から脱気し、これを
密封すればよい。

【００１２】前記ライニング用粉末16としては、炭化
物、ホウ化物、窒化物等の硬質化合物が析出した耐食性
耐摩耗性合金の粉末や、耐食性合金粉末に硬質セラミッ
クス粒子を適宜の配合量で混合した混合粉末をを使用す
ることができる。前記耐食性合金粉末としては、インコ
ネル系合金、ハステロイ系合金、コルモノイ系合金で代
表されるＮｉ基合金粉末やステライト系合金で代表され
るＣｏ基合金を挙げることができる。また、硬質セラミ
ックス粒子としては、例えばＣｒＢ、ＶＣ、ＷＣ、Ｔｉ
Ｃ、ＴｉＮが使用される。

【００１３】前記検出器取付孔開設用リング部材６、端
面用リング部材８、原料供給孔開設用リング部材10はラ
イニング材、すなわち前記耐食性合金や耐食性耐摩耗性
合金の圧延、鍛造バルク材から機械加工により削り出し
たものが使用される。一方、前記埋設用リング部材7 ,1
1 はシリンダ本体1 と同一もしくは同質のバルク材から
削り出したものが使用される。同質とは、機械的性質や
主成分が略同様の材料を意味する。

【００１４】尚、従来のように、ライニング層として溶
射層や溶接肉盛層を使用すると、これらの層にはノロか
みやスラグの巻き込み等の欠陥が生じ易く、ライニング
層の品質に問題が生じ易いが、本発明の開孔部開設用リ
ング部材等は、市場に供給されている圧延材や鍛造材等
のバルク材から削り出すことができるため、低コストで
品質欠陥のおそれがない。

【００１５】上記カプセルを製作後、ＨＩＰ処理に供す
る。ＨＩＰにより、ライニング用粉末16は焼結され、焼
結層すなわちライニング層がライニング用粉末充填孔13
の内周面に拡散接合される。また、各リング部材6,7,8,
10,11 同士、及びこれらのリング外周面とシリンダ本体
1 の嵌合孔2,3 の内周面とが拡散接合する。ＨＩＰ処理
後、カプセルから蓋板17,18 や軸芯金14を削り取り、外
周面及び先端面等を仕上げ加工すると共に、図2 に示す
ように、検出器取付孔開設用リング部材６及び原料供給
孔開設用リング部材10にシリンダ本体1 の外周部から所
定の検出器取付孔20、原料供給孔21を機械加工により開
設することによって、内周面にライニング層19が接合さ
れた複合シリンダが製作される。

【００１６】本発明では、上記実施例のように、シリン
ダの先端面も所定のライニング材でライニングすること
ができ、また、小径の開孔部でも、その個数に関係な
く、ライニング材によって形成された開孔部開設用リン
グ部材中に容易に開設することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、シ
リンダ本体および開孔部開設用リング部材等の各部材を
軸対称形状に製作することができ、各部材を組み立てる
ことによって得られたＨＩＰ用カプセルも軸対称形状に
なるので、各部材の加工が容易で、ＨＩＰ時にも曲がり
が生じにい。このため、部材加工や仕上げ加工における
機械加工コストの低減を図ることができる。また、開孔
部もＨＩＰ処理後に所定のライニング材で形成された開
孔部開設用リング部材に開設すればよいため、加工が容
易で、生産性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係るＨＩＰ処理用カプセルの断面図で
ある。

【図２】仕上げ加工後の複合シリンダの断面図である。

【符号の説明】

１ シリンダ本体 ２、３ リング部材嵌合孔 ４、12 ライニング用貫通孔 ６ 検出器取付孔開設用リング部材（開孔部開設用
リング部材） ７、11 埋設用リング部材 10 原料供給孔開設用リング部材（開孔部開設用リ
ング部材） 13 ライニング用粉末充填孔 15 粉末充填空間 16 ライニング用粉末 20 検出器取付孔( 開孔部) 21 原料供給孔( 開孔部)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村木 聖治 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強靱性鋼材からなるシリンダ本体の軸心
   に沿って開設されたライニング用粉末充填孔の内面にラ
   イニング用粉末を充填し、熱間等方圧加圧により前記ラ
   イニング用粉末を焼結すると共にその焼結層からなるラ
   イニング層をシリンダ本体内面に接合形成する複合シリ
   ンダの製造方法において、 軸方向端面から軸心と同心状にリング部材嵌合孔が開設
   されると共に該嵌合孔の末端から軸心に沿ってライニン
   グ用貫通孔が開設されたシリンダ本体と、前記リング部
   材嵌合孔に嵌着されると共に軸心に沿ってライニング用
   貫通孔が開設された開孔部開設用リング部材と強靱性鋼
   材で形成された埋設用リング部材とを準備し、 前記リング部材嵌合孔に開孔部開設用リング部材及び埋
   設用リング部材を互いに隣接した状態で嵌着し、各リン
   グ部材及びシリンダ本体のライニング用貫通孔が連通す
   ることによって形成されたライニング用粉末充填孔の内
   面にライニング用粉末を充填し、熱間等方圧加圧により
   ライニング層を接合形成すると共にシリンダ本体と各部
   材リングとを拡散接合させた後、機械加工によりシリン
   ダ本体の外周部から前記開孔部開設用リング部材に至る
   開孔部を開設することを特徴とする複合シリンダの製造
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した方法により製造した
   複合シリンダ。