JP5841197B1 - 湯口スリーブおよびそれを備えた鋳造用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】製品の製造効率を向上させるとともに、製品の品質を均一化する。【解決手段】複数の冷却穴１４ｆと、複数の冷却穴１４ｆのそれぞれに収容される複数の冷却水供給パイプ１４ｉと、冷却水供給配管２２から供給される冷却水を複数の冷却水供給パイプ１４ｉのそれぞれに分配する分配流路１４ｐと、複数の冷却穴１４ｆのそれぞれから排出される冷却水を冷却水戻り配管２３に導く排出流路１４ｑとを備え、冷却穴１４ｆが先端側領域と基端側領域とを有し、分配流路１４ｐが複数の冷却穴１４ｆの基端側領域のそれぞれに接続されるように周方向に沿って形成された流路であり、排出流路１４ｑが複数の冷却穴１４ｆの先端側領域のそれぞれに接続されるように周方向に沿って形成された流路である湯口スリーブ１４を提供する。【選択図】図２

Description

本発明は、湯口スリーブおよびそれを備えた鋳造用金型に関するものである。

金型への湯口となるとともに、スタンプおよび湯口ランナーを形成する略円筒状の湯口スリーブを備えるダイカスト金型として、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
特許文献１には、湯口スリーブの内部に冷却媒体用の長穴を軸方向に沿って複数設けることが開示されています。

特開２０１０−７５９３９号公報

特許文献１に開示された湯口スリーブには、周方向に沿って等間隔に配置された３つの長穴を１つずつ順番に冷却水が通過するように流路が形成されている。そのため、流路の上流側に配置される長穴を通過する冷却水の温度よりも、流路の下流側に配置される長穴を通過する冷却水の温度の方が高温となる。したがって、３つの冷却媒体の長穴を通過する冷却水の温度がそれぞれ異なったものとなり、各長穴による冷却効果も異なったものとなる。この場合、湯口ランナーを通過する溶湯を冷却するための湯口スリーブの温度が一様とはならず、各部に温度差が生じてしまう。

コールドチャンバー方式でダイカスト鋳造を行う場合、プランジャスリーブに設けた湯口からアルミ合金等の溶湯が注湯されると、湯口スリーブの底部の温度が上昇する。この際、湯口スリーブの上部には空間が存在するため、湯口スリーブの底部に比べ、相対的に湯口スリーブの上部の温度上昇が少なくなる。そのため、底部が上部よりも膨張し、湯口スリーブの長手方向の両端部が上方に反る変形をする可能性がある。この場合、略円筒状の湯口スリーブの真円度が損なわれることとなる。

湯口スリーブの内部では、プランジャチップが高速に進退することによって溶湯の射出が行われる。この際、湯口スリーブの周方向の変形が大きいと、プランジャチップを進退させる際に湯口スリーブの内周面と強く接触し、プランジャチップの進退速度が遅くなる。これにより、キャビティへの溶湯の充填速度が遅くなってしまう。キャビティへの溶湯の充填速度が変化すると、充填速度が通常である場合の製品と、充填速度が遅い場合の製品との間に品質のばらつきが生じてしまう。
また、湯口スリーブの周方向の変形が大きいと、プランジャチップを進退させる際に湯口スリーブの内周面と強く接触して異常摩耗が生じる可能性がある。このような異常摩耗は、プランジャチップと湯口スリーブの寿命を大きく低下させる要因となる。

本発明は、以上の点を鑑みてなされたものであり、湯口ランナーを通過する溶湯の局所的な凝固冷却を促進して製品の製造効率を向上させるとともに、湯口スリーブの周方向の変形を防止して鋳造される製品の品質を均一化することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の一態様に係る湯口スリーブは、鋳造用金型内において対向して配置された金型分流子との間に湯口ランナーを形成するとともに内周面に沿ってプランジャチップが進退する略円筒状の湯口スリーブであって、該湯口スリーブの軸方向に沿って形成されるとともに前記湯口ランナー近傍において前記湯口スリーブの周方向の複数箇所に配置される複数の冷却穴と、該複数の冷却穴のそれぞれに収容されるとともに該冷却穴の底部に冷却媒体を導く複数の冷却媒体供給パイプと、冷却媒体供給配管から供給される前記冷却媒体を前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配する分配流路と、該分配流路によって前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配されて該複数の冷却穴のそれぞれから排出される前記冷却媒体を冷却媒体戻り配管に導く排出流路とを備え、前記冷却穴が、前記冷却媒体供給パイプを収容するとともに前記冷却媒体供給パイプの先端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する先端側領域と、前記冷却媒体供給パイプの基端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する基端側領域とを有し、前記冷却媒体供給パイプが、前記冷却穴の前記底部に導かれた前記冷却媒体が前記冷却穴の内周面との間の間隙を通過して前記排出流路へ導かれるように配置されており、前記分配流路が、前記複数の冷却穴の前記基端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、前記排出流路が、前記複数の冷却穴の前記先端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路である。

本発明の一態様に係る湯口スリーブによれば、冷却媒体供給配管から供給される冷却媒体は分配流路に流入し、湯口スリーブの周方向に沿って流通し、複数の冷却穴の基端側領域のそれぞれに導かれる。基端側領域に導かれた冷却媒体は、冷却媒体供給パイプの基端部で冷却媒体供給パイプの内部へ導かれ、冷却媒体供給パイプの先端部から冷却穴の先端側領域に導かれる。先端側領域に導かれた冷却媒体は、冷却穴の内周面と冷却媒体供給パイプの外周面との間の間隙を通過して、排出流路へ導かれる。排出流路へ導かれた冷却媒体は、湯口スリーブの周方向に沿って流通し、冷却媒体戻り配管へ導かれる。

このように本発明の一態様に係る湯口スリーブによれば、湯口ランナーを通過する溶湯は、湯口ランナー近傍において湯口スリーブの軸方向に沿って複数箇所に配置される複数の冷却穴を流通する冷却媒体により、局所的に冷却される。これにより、湯口ランナーを通過する溶湯の凝固冷却が促進され、キャビティに充填される溶湯の温度が低下する。溶湯の温度の低下によって、製品の冷却時間が短縮され、それに伴って製品の製造効率が向上する。
また、周方向の複数箇所に配置される複数の冷却穴のそれぞれには、分配流路から冷却媒体が直接的に導かれる。各冷却穴に導かれる冷却媒体の温度差が抑制されるため、各冷却穴による冷却効果の変動が抑制され、湯口ランナーを通過する溶湯を冷却するための湯口スリーブの各部に温度差が生じる不具合が抑制される。

また、本発明の一態様に係る湯口スリーブによれば、分配流路と排出流路を流通する冷却媒体によって、軸方向の複数箇所において周方向に沿って冷却される。そのため、湯口スリーブの内周面の底部と上部とに温度差とそれに伴う周方向の変形が生じることが抑制される。そのため、略円筒状の湯口スリーブの真円度が保持される。したがって、湯口スリーブの内周面に沿ってプランジャチップが進退する際に、プランジャチップの外周面と湯口スリーブの内周面とが強く接触して進退速度が遅くなる不具合や、異常摩耗が生じる不具合が抑制される。プランジャチップの進退速度が遅くなる不具合を抑制することにより、プランジャチップの円滑な作動性能を得ることができる。これにより、キャビティへの溶湯の充填速度の変化に起因する製品の品質のばらつきを防止することができる。

このように、本発明の一態様に係る湯口スリーブによれば、湯口ランナーを通過する溶湯の局所的な凝固冷却を促進して製品の製造効率を向上させるとともに、湯口スリーブの周方向の変形を防止して鋳造される製品の品質を均一化することができる。

本発明の一態様に係る湯口スリーブは、鋳造用金型内において対向して配置された金型分流子との間に湯口ランナーを形成するとともに内周面に沿ってプランジャチップが進退する略円筒状の湯口スリーブであって、該湯口スリーブの軸方向に沿って形成されるとともに前記湯口ランナー近傍において前記湯口スリーブの周方向の複数箇所に配置される複数の冷却穴と、該複数の冷却穴のそれぞれに収容されるとともに該冷却穴の底部に冷却媒体を導く複数の冷却媒体供給パイプと、冷却媒体供給配管から供給される前記冷却媒体を前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配する分配流路と、該分配流路によって前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配されて該複数の冷却穴のそれぞれから排出される前記冷却媒体を冷却媒体戻り配管に導く排出流路とを備え、前記冷却穴が、前記冷却媒体供給パイプを収容するとともに前記冷却媒体供給パイプの先端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する先端側領域と、前記冷却媒体供給パイプの基端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する基端側領域とを有し、前記分配流路が、前記複数の冷却穴の前記基端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、前記排出流路が、前記複数の冷却穴の前記先端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、前記複数の冷却穴が内部に形成されるとともに前記軸方向に進退するプランジャチップの外周面と略同径の内周面を有する略円筒状の第１部材と、該第１部材の外周面と略同径の内周面を有する略円筒状の第２部材とを有し、前記第１部材の外周面には、前記基端側領域に接続される第１溝部と、前記先端側領域に接続される第２溝部とが、前記周方向に沿って形成されており、前記分配流路が、前記第１溝部と前記第２部材の内周面とによって画定される流路であり、前記排出流路が、前記第２溝部と前記第２部材の内周面とによって画定される流路である構成となっている。

本構成によれば、外周面に第１溝部と第２溝部とが形成される第１部材の外周面に沿って、その外周面と略同径の内周面を有する第２部材を配置することにより、分配流路と排出流路とがそれぞれ画定される。
このようにすることで、比較的容易に形成可能な部材を用いて湯口スリーブの内部に分配流路と排出流路とを設け、湯口スリーブの周方向の変形を抑制することができる。これにより、湯口スリーブの真円度が保持される。

上記構成においては、前記第１部材の外周面に、前記第１溝部および前記第２溝部それぞれの前記軸方向の端部を挟み込むように複数の環状溝部が前記周方向に沿って形成されており、前記複数の環状溝部の各々に、環状のシール部材が配置されていてもよい。
このようにすることで、第１部材の外周面と第２部材の内周面との間に形成される隙間から冷却媒体が漏れ出てしまう不具合を確実に防止することができる。

上記構成においては、前記第１部材が、前記湯口ランナーから遠い基端部側にフランジ部を有し、前記フランジ部には、前記軸方向に沿って延びる貫通穴が設けられ、前記第２部材には、前記軸方向で延びる締結穴が設けられ、前記第１部材と前記第２部材とは、前記貫通穴を貫通して前記締結穴に締結される締結ボルトによって連結されるようにしてもよい。
このようにすることで、第１部材と第２部材とを強固に連結し、第１部材と第２部材との間に形成される隙間から、冷却媒体が漏れ出てしまう不具合を防止することができる。

本発明の一態様に係る湯口スリーブは、鋳造用金型内において対向して配置された金型分流子との間に湯口ランナーを形成するとともに内周面に沿ってプランジャチップが進退する略円筒状の湯口スリーブであって、該湯口スリーブの軸方向に沿って形成されるとともに前記湯口ランナー近傍において前記湯口スリーブの周方向の複数箇所に配置される複数の冷却穴と、該複数の冷却穴のそれぞれに収容されるとともに該冷却穴の底部に冷却媒体を導く複数の冷却媒体供給パイプと、冷却媒体供給配管から供給される前記冷却媒体を前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配する分配流路と、該分配流路によって前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配されて該複数の冷却穴のそれぞれから排出される前記冷却媒体を冷却媒体戻り配管に導く排出流路とを備え、前記冷却穴が、前記冷却媒体供給パイプを収容するとともに前記冷却媒体供給パイプの先端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する先端側領域と、前記冷却媒体供給パイプの基端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する基端側領域とを有し、前記分配流路が、前記複数の冷却穴の前記基端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、前記排出流路が、前記複数の冷却穴の前記先端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、前記複数の冷却穴が、前記冷却媒体供給配管から前記分配流路に冷却媒体が流入する冷却媒体流入口および前記排出流路から前記冷却媒体戻り配管に冷却媒体を排出する冷却媒体流出口に対して、前記周方向に沿った反対側の位置に配置される構成となっている。

本構成によれば、冷却媒体流入口に流入した冷却媒体は分配流路に流入し、周方向の一方と他方のそれぞれに沿って流通し、周方向に沿った反対側の位置にそれぞれ導かれる。周方向の一方と他方のそれぞれに沿って流通する冷却媒体は、周方向に沿った反対側の位置で衝突し、冷却穴の基端側領域から冷却媒体供給パイプの内部に導かれる。
また、本構成によれば、冷却媒体供給パイプから冷却穴の先端側領域に流入した冷却媒体は排出流路に流入し、周方向の一方と他方のそれぞれに沿って流通し、冷却媒体流入口と同位置に配置される冷却媒体流出口から冷却媒体戻り配管に導かれる。

このようにすることで、冷却穴が冷却媒体流入口および冷却媒体流出口の近傍に配置される場合に比べ、周方向に沿って形成された分配流路および排出流路を流通する冷却媒体の流量を確保し、分配流路および排出流路の各位置における冷却媒体の流量を均一化することができる。したがって、湯口スリーブの内周面の底部と上部とに温度差とそれに伴う変形が生じることがより確実に抑制される。

本発明の一態様の鋳造用金型は、上記のいずれかに記載の湯口スリーブを備えることを特徴とする。このようにすることで、湯口ランナーを通過する溶湯の局所的な凝固冷却を促進して製品の製造効率を向上させるとともに、湯口スリーブの周方向の変形を防止して鋳造される製品の品質を均一化すること可能な鋳造用金型を提供することができる。

本発明によれば、湯口ランナーを通過する溶湯の局所的な凝固冷却を促進して製品の製造効率を向上させるとともに、湯口スリーブの周方向の変形を防止して鋳造される製品の品質を均一化することができる。

本発明の一実施形態に係る湯口スリーブを備えるダイカスト金型を示す縦断面図である。 図１に示す湯口スリーブ近傍の縦断面図である。 図２に示す湯口スリーブをプランジャスリーブ側からみた図である。 図２に示す湯口スリーブのＡ−Ａ矢視断面図である。 図２に示す湯口スリーブのＢ−Ｂ矢視断面図である。

以下、本発明の一実施形態のダイカスト鋳造用金型について、図面を参照して説明する。
図１に示す本実施形態のダイカスト鋳造用金型１００は、アルミニウム、亜鉛、またはマグネシウムの鋳造を行うための装置である。

図２に示すように、本実施形態のダイカスト鋳造用金型１００が備える湯口スリーブ１４は、略円筒状の湯口スリーブ１４の軸線Ｘ回りの周方向に沿って形成された分配流路１４ｐおよび排出流路１４ｑを備える。また、湯口スリーブ１４は、湯口スリーブ１４の軸線Ｘ方向に沿って形成されてそれぞれの内部に冷却水供給パイプ１４ｉが収容される複数の冷却穴１４ｆを備える。

本実施形態の湯口スリーブ１４によれば、分配流路１４ｐおよび排出流路１４ｑを流通する冷却媒体により、軸線Ｘ方向の複数箇所において周方向に沿って湯口スリーブ１４が冷却される。特に、多量の溶湯が滞留する場所であるスタンプ１０が、排出流路１４ｑにより冷却される。また、本実施形態の湯口スリーブ１４によれば、冷却水供給パイプ１４ｉおよび冷却穴１４ｆを流通する冷却水により、湯口ランナー９近傍の周方向の複数箇所において軸線Ｘ方向に沿って湯口スリーブ１４が冷却される。

以下、本実施形態のダイカスト鋳造用金型１００の各部について説明する。
図１に示すように、本実施形態のダイカスト鋳造用金型１００は、溶湯供給部１と、固定金型２と、可動金型３と、固定プラテン４と、可動プラテン５と、固定金型キャビティ６と、可動金型キャビティ７と、押出し板１５と、押出しピン１６と、チルベント２０とを備える。可動金型キャビティ７の一部として、金型分流子１７が備わっている。

溶湯供給部１は、プランジャスリーブ１２と、プランジャチップ１３と、湯口スリーブ１４とを備える。プランジャスリーブ１２は、固定プラテン４に固定された略円筒状の部材である。プランジャスリーブ１２の軸方向の中央部分には、溶湯の流路となる中空部が設けられている。プランジャスリーブ１２の上方に設けられた溶湯供給口２１から高温の溶湯が注入されるようになっている。

プランジャチップ１３は、プランジャロッド１３ｂを介して射出油圧シリンダ（図示略）に固定されるとともに、プランジャスリーブ１２の内径と略同径の外径の外周面を備える略円柱状部材である。プランジャチップ１３は、図１の１３ａに２点鎖線で示す位置からプランジャスリーブ１２の内周面１２ａに沿って湯口スリーブ１４の内部まで進退可能となっている。

湯口スリーブ１４は、固定金型２に取り付けられ略円筒状の部材である。湯口スリーブ１４と対向する位置に金型分流子１７が配置されている。可動金型３が固定金型２に近接した図１に示す状態において、湯口スリーブ１４と金型分流子１７との間には、湯口ランナー９が形成される。
プランジャチップ１３は、湯口スリーブ１４の内周面１４ａに沿って進退可能となっている。

金型分流子１７には、内部に形成される冷却穴（図示略）に冷却水を供給するための冷却水供給配管１８と、冷却穴に供給された冷却水を排出するための冷却水戻り配管１９とが接続されている。金型分流子１７の内部を冷却することにより、湯口ランナー９を通過する溶湯が冷却される。
また、湯口スリーブ１４には、内部に形成される冷却穴１４ｆ（図２参照）に冷却水を供給するための冷却水供給配管２２と、冷却穴１４ｆに供給された冷却水を排出するための冷却水戻り配管２３とが接続されている。

溶湯がプランジャスリーブ１２の底部に注入された状態で、プランジャチップ１３を溶湯供給口２１の右方（符号１３ａで示す２点鎖線の位置）から湯口スリーブ１４の内部（符号１３で示す実線の位置）まで移動させる。これにより、プランジャスリーブ１２内の溶湯が湯口ランナー９を経由し、キャビティ８およびチルベント２０に導かれる。スタンプ１０は、プランジャチップ１３が金型分流子１７に最も近接した状態で溶湯が冷却されることによりプランジャスリーブ１２内に形成される金属片の部分を示している。

固定金型２は、固定プラテン４に固定された部材である。固定金型２に形成された凹所２ａには、内部に溶湯が導かれる固定金型キャビティ６が収容されている。
可動金型３は、可動プラテン５に固定された部材である。可動金型３に形成された凹所３ａには、可動金型キャビティ７が収容されている。可動金型３は、可動プラテン５に連結される油圧シリンダ等の駆動機構（図示略）によって、図１に示す固定金型２に近接した位置と、固定金型２から離間した位置（図示略）とを切り替える。

可動金型３と固定金型２とが近接した状態（図１参照）で、可動金型３と固定金型２との間にキャビティ８が形成される。この状態でキャビティ８に溶湯を導いて冷却することにより、キャビティ８の形状に対応する製品が鋳造される。

押出し板１５は、可動金型３の内部に配置されるとともに複数の押出しピン１６が連結される板状部材である。押出し板１５は、可動金型３が固定金型２から離間した状態で押出機構（図示略）によって鋳造された製品が固定金型２に近付く方向に押し出される。これにより、押出しピン１６の先端がキャビティ８によって形成された製品が押し出し、製品が固定金型キャビティ７から取り外される。

チルベント２０は、キャビティ８へ溶湯が導かれることによって押し出されるガスをダイカスト鋳造用鋳型１００の外部へ放出するガス抜きをするために使用される金属部材である。
チルベント２０は、固定金型２に固定される固定チルベント２０ａと、可動金型３に固定される可動チルベント２０ｂとを備える。固定チルベント２０ａには吸引ポート２０ｃが設けられている。

吸引ポート２０ｃにはポンプ（図示略）が接続されている。ポンプによって吸引を行うことにより、固定チルベント２０ａと可動チルベント２０ｂとの間に形成される間隙を介して、キャビティ８内のガスを吸引してポンプへ導く。

次に、本実施形態の湯口スリーブ１４の構造について、図２から図５を参照して説明する。
図２に示すように、本実施形態の湯口スリーブ１４は、内周面１４ａを有する略円筒状の内周側部材（第１部材）１４ｂと、内周側部材１４ｂの外周面１４ｅと略同径の内周面１４ｄを有する外周側部材（第２部材）１４ｃとを有する。

前述したように、軸線Ｘ方向に進退するプランジャチップ１３の外周面１３ｂと内周側部材１４ｂの内周面１４ａとは、略同径となっている。図２に示すように、外周面１３ｂの径は、内周面１４ａの径よりもやや小さくなっている。外周面１３ｂと内周面１４ａとの間に微小の間隙を設けることにより、プランジャチップ１３が湯口スリーブ１４の軸線Ｘ方向に進退可能となっている。

図２に示すように、内周側部材１４ｂの端部には、フランジ部１４ｗが形成されている。フランジ部１４ｗには、締結ボルト１４ｘが挿入される貫通穴が形成されている。外周側部材１４ｃのフランジ部１４ｗ側の端面には、軸線Ｘ方向に沿った締結穴が形成されている。内周側部材１４ｂと外周側部材１４ｃとは、貫通穴を貫通して外周側部材１４ｃの締結穴に締結される締結ボルト１４ｘによって連結される。
図３に示すように、内周側部材１４ｂと外周側部材１４ｃとは、湯口スリーブ１４の周方向に等間隔の三箇所において、締結ボルト１４ｘによって連結されている。
なお、図２は、図３に示すＣ−Ｃ矢視断面図となっている。

図２に示すように、フランジ部１４ｗには、内周面に雌ねじ部が形成された取り外し穴１４ｙが形成されている。取り外し穴１４ｙは、湯口スリーブ１４を内周側部材１４ｂと外周側部材１４ｃとに分解する場合に用いられる。
図３に示すように、取り外し穴１４ｙは、湯口スリーブ１４の周方向に等間隔の三箇所に形成されている。

作業者は、締結ボルト１４ｘを取り外した後に、取り外し穴１４ｙの雌ねじ部に対して外周面に雄ねじ部が形成された締結ボルト（図示略）を締結して締結ボルトの先端を外周側部材１４ｃに突き当てる。これにより、内周側部材１４ｂと外周側部材１４ｃとが軸線Ｘ方向に相対的に移動し、内周側部材１４ｂと外周側部材１４ｃとに分解される。

次に、湯口スリーブ１４が備える冷却穴１４ｆについて説明する。
図２に示すように、内周側部材１４ｂは、湯口スリーブ１４の軸線Ｘ方向に沿って形成される冷却穴１４ｆを備えている。
図４および図５に示すように、内側部材１４ｂには、湯口スリーブ１４の周方向の５箇所に冷却穴１４ｆが配置されている。図４および図５に示す符号Ｗは、図２に示す湯口ランナー９の平面幅を示している。

図２，図４，図５に示すように、５つの冷却穴１４ｆは、湯口ランナー９を通過する溶湯を効率よく局所的に冷却するために、湯口ランナー９の近傍に配置されている。５つの冷却穴１４ｆを流通する冷却水により湯口ランナー９の近傍を局所的に冷却することにより、湯口ランナーを通過する溶湯の冷却および凝固が促進され、キャビティ８に充填される溶湯の温度が低下する。溶湯の温度の低下によって、製品の冷却時間が短縮され、それに伴って製品の製造効率が向上する。

図２に示すように、５つの冷却穴１４ｆの基端部（プランジャスリーブ１２側の端部）の内周面には、プラグ１４ｇ（止水栓）の外周面に設けられた雄ねじ部と締結する雌ねじ部１４ｈが形成されている。
５つの冷却穴１４の軸線Ｘ方向の中央部の内周面には、冷却水供給パイプ１４ｉ（冷却媒体供給パイプ）の外周面に設けられた雄ねじ部と締結する雌ねじ部１４ｊが形成されている。

冷却水供給パイプ１４ｉは、冷却穴１４ｆに収容されるとともに、冷却穴１４ｆの底部に冷却水（冷却媒体）を導くパイプである。冷却水供給パイプ１４ｉの基端部には、イン六角ねじ１４ｋが取り付けられている。イン六角ねじ１４ｋの外周面には、雌ねじ部１４ｊと締結する雄ねじ部が設けられている。

図４に示すように、イン六角ねじ１４ｋには、六角レンチの先端部が挿入される平面視六角形の六角穴１４ｌと、軸線Ｘ方向に延在して六角穴１４ｌと連通する入水穴１４ｍが形成されている。冷却水供給パイプ１４ｉの基端部は、イン六角ねじ１４ｋの入水穴１４ｍ内に挿入されている。冷却水供給パイプ１４ｉとイン六角ねじ１４ｋとは、ろう付けによって接合されている。

図２に示すように、冷却穴１４ｆは、冷却水供給パイプ１４ｉを収容するとともに冷却水供給パイプ１の先端部で冷却水供給パイプ１４の内部と連通する先端側領域を有する。また、冷却穴１４ｆは、冷却水供給パイプ１４の基端部で冷却水供給パイプ１４の内部と連通する基端側領域とを有する。
冷却穴１４ｆの底部は、湯口スリーブ１４の先端部の端面１４ｎから軸線Ｘに沿って５ｍｍ以上かつ１５ｍｍ以下となるように形成されている。

次に、湯口スリーブ１４が備える分配流路１４ｐおよび排出流路１４ｑについて説明する。
湯口スリーブ１４には、冷却水供給配管２２（冷却媒体供給配管）から供給される冷却水を５つの冷却水供給パイプ１４ｉのそれぞれに分配する分配流路１４ｐが形成されている。分配流路１４ｐは、５つの冷却穴１４ｆの基端側領域のそれぞれに接続されるように、湯口スリーブ１４の周方向に沿って形成されている。

内周側部材１４ｂの外周面１４ｅには、冷却穴１４ｆの基端側領域に接続される無端状の溝部（第１溝部）が湯口スリーブ１４の周方向に沿って形成されている。また、この溝部の外周側には、外周側部材１４ｃが配置されている。分配流路１４ｐは、内周側部材１４ｂの外周面に形成される溝部（第１溝部）と外周側部材１４ｃの内周面とによって画定される流路となっている。

湯口スリーブ１４には、分配流路１４によって５つの冷却水供給パイプ１４ｉのそれぞれに分配されて５つの冷却穴１４ｆのそれぞれから排出される冷却水を冷却水戻り配管２３（冷却媒体戻り配管）に導く排出流路１４ｑが形成されている。排出流路１４ｑは、５つの冷却穴１４ｆの先端側領域のそれぞれに接続されるように、湯口スリーブ１４の周方向に沿って形成されている。

内周側部材１４ｂの外周面１４ｅには、冷却穴１４ｆの先端側領域に接続される無端状の溝部（第２溝部）が湯口スリーブ１４の周方向に沿って形成されている。また、この溝部の外周側には、外周側部材１４ｃが配置されている。排出流路１４ｑは、内周側部材１４ｂの外周面に形成される溝部（第２溝部）と外周側部材１４ｃの内周面とによって画定される流路となっている。

内周側部材１４ｂの外周面１４ｅには、湯口スリーブ１４の周方向に沿って、無端状の環状溝部１４ｒ，１４ｓ，１４ｔが形成されている。各環状溝部１４ｒ，１４ｓ，１４ｔには、環状のシール部材であるＯリング１４ｏが配置されている。

環状溝部１４ｒと環状溝部１４ｓは、分配流路１４ｐを画定する溝部（第１溝部）の軸線Ｘ方向の両端部を挟み込むように、湯口スリーブ１４の周方向に沿って形成されている。
内周側部材１４ｂの外周面１４ｅと外周側部材１４ｃの内周面１４ｄとの隙間は、環状溝部１４ｒおよび環状溝部１４ｓに配置されたＯリング１４ｏによって封止された状態となっている。これにより、分配流路１４ｐを流通する冷却水が外部へ漏れないようになっている。

同様に、環状溝部１４ｓと環状溝部１４ｔは、排出流路１４ｑを画定する溝部（第２溝部）の軸線Ｘ方向の両端部を挟み込むように、湯口スリーブ１４の周方向に沿って形成されている。
内周側部材１４ｂの外周面１４ｅと外周側部材１４ｃの内周面１４ｄとの隙間は、環状溝部１４ｓおよび環状溝部１４ｔに配置されたＯリング１４ｏによって封止された状態となっている。これにより、排出流路１４ｑを流通する冷却水が外部へ漏れないようになっている。

外周側部材１４ｃには、冷却水供給配管２２から分配流路１４ｐに冷却水を流入させる冷却水流入口１４ｕと、排出流路１４ｑから冷却水戻り配管１４ｑに冷却水を排出する冷却水流出口１４ｖとが設けられている。
冷却水供給配管２２の端部に設けられた雄ねじ部は、冷却水流入口１４ｕに設けられた雌ねじ部に締結される。冷却水戻り配管２３の端部に設けられた雄ねじ部は、冷却水流出口１４ｖに設けられた雌ねじ部に締結される。

図４および図５に示すように、冷却穴１４ｆは、冷却水流入口１４ｕおよび冷却水流出口１４ｖに対して、湯口スリーブ１４の周方向に沿った略反対側の位置に配置されている。冷却穴１４ｆを図４および図５に示す位置に配置しているのは、冷却水流入口１４ｕから流入した冷却水によって、湯口スリーブ１４の周方向の全周に形成される分配流路１４ｐの周囲を十分に冷却するためである。冷却穴１４ｆと冷却水流入口１４ｕが近接していると、冷却水流入口１４ｕから分配流路１４ｐに流入した冷却水がすぐに冷却穴１４ｆに導かれ、分配流路１４ｐの周囲を十分に冷却することができない。

次に、冷却水供給配管２２から湯口スリーブ１４の内部に導かれた冷却水が、冷却水戻り配管２３から湯口スリーブ１４の外部へ排出されるまでの経路について説明する。
図４に矢印で示すように、冷却水供給配管２２から供給される冷却水は、冷却水流入口１４ｕから分配流路１４ｐへ流入する。図４に示すように、分配流路１４ｐは平面視が円環形状の流路である。そのため、冷却水流入口１４ｕから流入した冷却水は、冷却水流入口１４ｕの近傍から時計回り方向および反時計回り方向のそれぞれの周方向に沿って進む。それぞれの周方向に沿って進んだ冷却水は、冷却水流入口１４ｕ対して湯口スリーブ１４の周方向に沿った略反対側の位置で衝突し、５つの入水穴１４ｍを介して５つの冷却水供給パイプ１４ｉのそれぞれに流入する。

冷却水供給パイプ１４ｉの内部に導かれた冷却水は、冷却水供給パイプ１４ｉの先端部から冷却穴１４ｆの底部近傍に流入する（図２参照）。冷却穴１４ｆの底部に衝突して流通方向が反転した冷却水は、冷却水供給パイプ１４ｉの外周面と冷却穴１４ｆの外周面との間の空間を通過し、排出流路１４ｑへ導かれる。

図５に矢印で示すように、５つの冷却穴１４ｆのそれぞれから排出流路１４ｑへ流入した冷却水は、冷却穴１４ｆの近傍から時計回り方向および反時計回り方向のそれぞれの周方向に沿って進む。それぞれの周方向に沿って進んだ冷却水は、冷却水流出口１４ｖの近傍位置で衝突し、冷却水流出口１４ｖを介して冷却水戻り配管２３に排出される。

以上説明した本実施形態の湯口スリーブ１４が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の湯口スリーブ１４によれば、冷却水供給配管２２から供給される冷却水は分配流路１４ｐに流入し、湯口スリーブ１４の周方向に沿って流通し、複数の冷却穴１４ｆの基端側領域のそれぞれに導かれる。基端側領域に導かれた冷却水は、冷却水供給パイプ１４ｉの基端部で冷却水供給パイプ１４ｉの内部へ導かれ、冷却水供給パイプ１４ｉの先端部から冷却穴１４ｆの先端側領域に導かれる。先端側領域に導かれた冷却水は、冷却穴１４ｆの内周面と冷却水供給パイプ１４ｉの外周面との間の間隙を通過して、排出流路１４ｑへ導かれる。排出流路１４ｑへ導かれた冷却水は、湯口スリーブ１４の周方向に沿って流通し、冷却水戻り配管２３へ導かれる。

このように本実施形態の湯口スリーブ１４によれば、湯口ランナー９を通過する溶湯は、湯口ランナー９近傍において湯口スリーブ１４の軸線Ｘ方向に沿って５箇所に配置される５つの冷却穴１４ｆを流通する冷却水により、局所的に冷却される。これにより、湯口ランナー９を通過する溶湯の凝固冷却が促進され、キャビティ８に充填される溶湯の温度が低下する。溶湯の温度の低下によって、製品の冷却時間が短縮され、それに伴って製品の製造効率が向上する。
また、周方向の５箇所に配置される５つの冷却穴１４ｆのそれぞれには、分配流路１４ｐから冷却水が直接的に導かれる。各冷却穴１４ｆに導かれる冷却水の温度差が抑制されるため、各冷却穴１４ｆによる冷却効果の変動が抑制され、湯口ランナー９を通過する溶湯の各部に温度差が生じる不具合が抑制される。

また、本実施形態の湯口スリーブ１４によれば、分配流路１４ｐと排出流路１４ｑを流通する冷却水によって、軸線Ｘ方向の５箇所において周方向に沿って冷却される。そのため、湯口スリーブ１４の内周面１４ａの底部と上部とに温度差とそれに伴う周方向の変形が生じることが抑制される。そのため、略円筒状の湯口スリーブ１４の真円度が保持される。したがって、湯口スリーブ１４の内周面１４ａに沿ってプランジャチップ１３が進退する際に、プランジャチップ１３と湯口スリーブ１４の内周面１４ａとが強く接触して進退速度が遅くなる不具合や、異常摩耗が生じる不具合が抑制される。プランジャチップ１３の進退速度が遅くなる不具合を抑制することにより、プランジャチップ１３の円滑な作動性能を得ることができる。これにより、キャビティ８への溶湯の充填速度の変化に起因する製品の品質のばらつきを防止することができる。

このように、本実施形態の湯口スリーブ１４によれば、湯口ランナー９を通過する溶湯の局所的な凝固冷却を促進して製品の製造効率を向上させるとともに、湯口スリーブの周方向の変形を防止して鋳造される製品の品質を均一化することができる。

本実施形態の湯口スリーブ１４は、複数の冷却穴１４ｆが内部に形成されるとともに軸線Ｘ方向に進退するプランジャチップ１３の外周面１３ｂと略同径の内周面１４ａを有する略円筒状の内周側部材１４ｂと、内周側部材１４ｂの外周面１４ｅと略同径の内周面１４ｄを有する略円筒状の外周側部材１４ｃとを有する。

内周側部材１４ｂの外周面１４ｅには、基端側領域に接続される溝部（第１溝部）と、先端側領域に接続される溝部（第２溝部）とが、周方向に沿って形成されている。分配流路１４ｐは溝部と外周側部材１４ｃの内周面１４ｄとによって画定される流路である。また、排出流路１４ｑは溝部と外周側部材１４ｃの内周面１４ｄとによって画定される流路である。

本実施形態によれば、溝部が形成される内周側部材１４ｂの外周面１４ｅに沿って、その外周面１４ｅと略同径の内周面１４ｄを有する外周側部材１４ｃを配置することにより、分配流路１４ｐと排出流路１４ｑとがそれぞれ画定される。
このようにすることで、比較的容易に形成可能な部材を用いて湯口スリーブ１４の内部に分配流路１４ｐと排出流路１４ｑとを設け、湯口スリーブ１４の周方向の変形を抑制することができる。これにより、湯口スリーブ１４の真円度が保持される。

本実施形態よれば、内周側部材１４ｂの外周面１４ｅに、分配流路１４ｐと排出流路１４ｑそれぞれの軸線Ｘ方向の端部を挟み込むように複数の環状溝部１４ｒ，１４ｓ，１４ｔが周方向に沿って形成されており、複数の環状溝部１４ｒ，１４ｓ，１４ｔの各々に、環状のシール部材であるＯリング１４ｏが配置されている。
このようにすることで、内周側部材１４ｂの外周面１４ｅと外周側部材１４ｃの内周面１４ｄとの間に形成される隙間から冷却水が漏れ出てしまう不具合を確実に防止することができる。

本実施形態によれば、内周側部材１４ｂが、湯口ランナー９から遠い基端部側にフランジ部１４ｗを有し、フランジ部１４ｗには、軸線Ｘ方向に沿って延びる貫通穴が設けられる。また、外周側部材１４ｃには、軸線Ｘ方向で延びる締結穴が設けられる。内周側部材１４ｂと外周側部材１４ｃとは、貫通穴を貫通して締結穴に締結される締結ボルト１４ｘによって連結される。
このようにすることで、内周側部材１４ｂと外周側部材１４ｃとを強固に連結し、内周側部材１４ｂと外周側部材１４ｃとの間に形成される隙間から、冷却水が漏れ出てしまう不具合を防止することができる。

本実施形態によれば、複数の冷却穴１４ｆが、冷却水供給配管２２から分配流路１４ｐに冷却水が流入する冷却水流入口１４ｕおよび排出流路１４ｑから冷却水戻り配管２３に冷却水を排出する冷却水流出口１４ｖに対して、周方向に沿った反対側の位置に配置される。

本実施形態によれば、冷却水流入口１４ｕに流入した冷却水は分配流路１４ｐに流入し、周方向の一方と他方のそれぞれに沿って流通し、周方向に沿った反対側の位置にそれぞれ導かれる。周方向の一方と他方のそれぞれに沿って流通する冷却水は、周方向に沿った反対側の位置で衝突し、冷却穴１４ｆの基端側領域から冷却水供給パイプ１４ｉの内部に導かれる。
また、本実施形態によれば、冷却水供給パイプ１４ｉから冷却穴１４ｆの先端側領域に流入した冷却水は排出流路１４ｑに流入し、周方向の一方と他方のそれぞれに沿って流通し、冷却水流入口１４ｕと同位置に配置される冷却水流出口１４ｖから冷却水戻り配管２３に導かれる。

このようにすることで、冷却穴１４ｆが冷却水流入口１４ｕおよび冷却水流出口１４ｖの近傍に配置される場合に比べ、周方向に沿って形成された分配流路１４ｐおよび排出流路１４ｑを流通する冷却水の流量を確保し、分配流路１４ｐおよび排出流路１４ｑの各位置における冷却水の流量を均一化することができる。したがって、湯口スリーブ１４の内周面１４ａの底部と上部とに温度差とそれに伴う変形が生じることがより確実に抑制される。

〔他の実施形態〕
以上の説明においては、湯口スリーブ１４を冷却するための冷却媒体として冷却水を用いるものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、水以外の液体または気体等の他の冷却媒体を用いるようにしてもよい。

以上の説明においては、湯口スリーブ１４をダイカスト鋳造に用いられるダイカスト鋳造用金型１００に用いる例を説明したが、他の態様であってもよい。例えば、重力鋳造や低圧鋳造など、ダイカスト鋳造以外の他の鋳造において用いられる鋳造用金型に適用してもよい。

以上の説明において、冷却穴１４ｆの内部には、冷却水供給パイプ１４ｉが収容されるものとし、その他の部材は収容されないものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、冷却穴１４ｆの内周面に、先端部にて底部を有する内筒を密着した状態で取り付けるようにしてもよい。内筒としては、例えば厚さが０．１ｍｍ以上かつ０．７ｍｍ以下であり、材質がステンレス（例えば、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７）のものを用いることができる。また、材質がステンレス以外の他の金属（銅、真鍮、ダイス鋼（ＳＫＤ６１）等）のものを用いてもよい。
このようにすることで、湯口スリーブ１４の冷却穴１４ｆの近傍に亀裂が生じてしまう場合であっても、内筒によって冷却水が外部に漏れ出る不具合を防止することができる。

１ 溶湯供給部
２ 固定金型
２ａ 凹所
３ 可動金型
４ 固定プラテン
５ 可動プラテン
６ 固定金型キャビティ
７ 可動金型キャビティ
８ キャビティ
９ 湯口ランナー
１０ スタンプ
１２ プランジャスリーブ
１２ａ，１４ａ，１４ｄ 内周面
１３ プランジャチップ
１３ｂ プランジャロッド
１４ 湯口スリーブ
１４ｂ 内周側部材（第１部材）
１４ｃ 外周側部材（第２部材）
１４ｅ 外周面
１４ｆ 冷却穴
１４ｇ プラグ
１４ｈ，１４ｊ 雌ねじ部
１４ｉ 冷却水供給パイプ（冷却媒体供給パイプ）
１４ｋ イン六角ねじ
１４ｌ 六角穴
１４ｍ 入水穴
１４ｎ 端面
１４ｏ Ｏリング（シール部材）
１４ｐ 分配流路（第１溝部）
１４ｑ 排出流路（第２溝部）
１４ｒ，１４ｓ，１４ｔ 環状溝部
１４ｕ 冷却水流入口（冷却媒体流入口）
１４ｖ 冷却水流出口（冷却媒体流出口）
１４ｗ フランジ部
１４ｘ 締結ボルト
１４ｙ 取り外し穴
１５ 押出し板
１６ 押出しピン
１７ 金型分流子
１８ 冷却水供給配管
１９ 冷却水戻り配管
２０ チルベント
２０ａ 固定チルベント
２０ｂ 可動チルベント
２０ｃ 吸引ポート
２１ 溶湯供給口
２２ 冷却水供給配管（冷却媒体供給配管）
２３ 冷却水戻り配管（冷却媒体戻り配管）
１００ ダイカスト鋳造用金型（鋳造用金型）
Ｘ 軸線

Claims (6)

1. 鋳造用金型内において対向して配置された金型分流子との間に湯口ランナーを形成するとともに内周面に沿ってプランジャチップが進退する略円筒状の湯口スリーブであって、
   該湯口スリーブの軸方向に沿って形成されるとともに前記湯口ランナー近傍において前記湯口スリーブの周方向の複数箇所に配置される複数の冷却穴と、
   該複数の冷却穴のそれぞれに収容されるとともに該冷却穴の底部に冷却媒体を導く複数の冷却媒体供給パイプと、
   冷却媒体供給配管から供給される前記冷却媒体を前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配する分配流路と、
   該分配流路によって前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配されて該複数の冷却穴のそれぞれから排出される前記冷却媒体を冷却媒体戻り配管に導く排出流路とを備え、
   前記冷却穴が、前記冷却媒体供給パイプを収容するとともに前記冷却媒体供給パイプの先端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する先端側領域と、前記冷却媒体供給パイプの基端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する基端側領域とを有し、
   前記冷却媒体供給パイプが、前記冷却穴の前記底部に導かれた前記冷却媒体が前記冷却穴の内周面との間の間隙を通過して前記排出流路へ導かれるように配置されており、
   前記分配流路が、前記複数の冷却穴の前記基端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、
   前記排出流路が、前記複数の冷却穴の前記先端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路である湯口スリーブ。
2. 鋳造用金型内において対向して配置された金型分流子との間に湯口ランナーを形成するとともに内周面に沿ってプランジャチップが進退する略円筒状の湯口スリーブであって、
   該湯口スリーブの軸方向に沿って形成されるとともに前記湯口ランナー近傍において前記湯口スリーブの周方向の複数箇所に配置される複数の冷却穴と、
   該複数の冷却穴のそれぞれに収容されるとともに該冷却穴の底部に冷却媒体を導く複数の冷却媒体供給パイプと、
   冷却媒体供給配管から供給される前記冷却媒体を前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配する分配流路と、
   該分配流路によって前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配されて該複数の冷却穴のそれぞれから排出される前記冷却媒体を冷却媒体戻り配管に導く排出流路とを備え、
   前記冷却穴が、前記冷却媒体供給パイプを収容するとともに前記冷却媒体供給パイプの先端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する先端側領域と、前記冷却媒体供給パイプの基端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する基端側領域とを有し、
   前記分配流路が、前記複数の冷却穴の前記基端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、
   前記排出流路が、前記複数の冷却穴の前記先端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、
   前記複数の冷却穴が内部に形成されるとともに前記軸方向に進退するプランジャチップの外周面と略同径の内周面を有する略円筒状の第１部材と、
   該第１部材の外周面と略同径の内周面を有する略円筒状の第２部材とを有し、
   前記第１部材の外周面には、前記基端側領域に接続される第１溝部と、前記先端側領域に接続される第２溝部とが、前記周方向に沿って形成されており、
   前記分配流路が、前記第１溝部と前記第２部材の内周面とによって画定される流路であり、
   前記排出流路が、前記第２溝部と前記第２部材の内周面とによって画定される流路である湯口スリーブ。
3. 前記第１部材の外周面に、前記第１溝部および前記第２溝部それぞれの前記軸方向の端部を挟み込むように複数の環状溝部が前記周方向に沿って形成されており、
   前記複数の環状溝部の各々に、環状のシール部材が配置されている請求項２に記載の湯口スリーブ。
4. 前記第１部材は、前記湯口ランナーから遠い基端部側にフランジ部を有し、
   前記フランジ部には、前記軸方向に沿って延びる貫通穴が設けられ、
   前記第２部材には、前記軸方向で延びる締結穴が設けられ、
   前記第１部材と前記第２部材とは、前記貫通穴を貫通して前記締結穴に締結される締結ボルトによって連結されている請求項２または請求項３に記載の湯口スリーブ。
5. 鋳造用金型内において対向して配置された金型分流子との間に湯口ランナーを形成するとともに内周面に沿ってプランジャチップが進退する略円筒状の湯口スリーブであって、
   該湯口スリーブの軸方向に沿って形成されるとともに前記湯口ランナー近傍において前記湯口スリーブの周方向の複数箇所に配置される複数の冷却穴と、
   該複数の冷却穴のそれぞれに収容されるとともに該冷却穴の底部に冷却媒体を導く複数の冷却媒体供給パイプと、
   冷却媒体供給配管から供給される前記冷却媒体を前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配する分配流路と、
   該分配流路によって前記複数の冷却媒体供給パイプのそれぞれに分配されて該複数の冷却穴のそれぞれから排出される前記冷却媒体を冷却媒体戻り配管に導く排出流路とを備え、
   前記冷却穴が、前記冷却媒体供給パイプを収容するとともに前記冷却媒体供給パイプの先端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する先端側領域と、前記冷却媒体供給パイプの基端部で該冷却媒体供給パイプの内部と連通する基端側領域とを有し、
   前記分配流路が、前記複数の冷却穴の前記基端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、
   前記排出流路が、前記複数の冷却穴の前記先端側領域のそれぞれに接続されるように前記周方向に沿って形成された流路であり、
   前記複数の冷却穴が、前記冷却媒体供給配管から前記分配流路に冷却媒体を流入させる冷却媒体流入口および前記排出流路から前記冷却媒体戻り配管に冷却媒体を排出する冷却媒体流出口に対して、前記周方向に沿った反対側の位置に配置される湯口スリーブ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の湯口スリーブを備える鋳造用金型。

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