特許 7193943 ダイカスト用スリーブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-13

(45)【発行日】2022-12-21

(54)【発明の名称】ダイカスト用スリーブ

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/20 20060101AFI20221214BHJP

   B22D 18/02 20060101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

B22D17/20 F

B22D18/02 S

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018146555

(22)【出願日】2018-08-03

(65)【公開番号】P2020019055

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-08-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000220767

【氏名又は名称】東京窯業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140671

【弁理士】

【氏名又は名称】大矢 正代

(72)【発明者】

【氏名】梶田 慎道

(72)【発明者】

【氏名】加来 由紀恵

【審査官】藤長 千香子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０８４６５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７４２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１３３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１５０３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６１－００４８５７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１３－１６３１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０５１８３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－３２００６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２６１５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１４１４８０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／００１１９００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１８７０６１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｄ １７／２０

Ｂ２２Ｄ １８／０２

Ｂ２９Ｃ ４５／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒状の筒部、及び該筒部の側周壁の一部を貫通する注湯孔を備え、軸方向を略水平とした状態で前端をキャビティに連通させると共に、後端からプランジャチップを進入させるダイカスト用スリーブであって、
前記筒部は、円筒状の外筒と、該外筒に嵌入された円筒状の内筒とを有しており、
該内筒は、少なくとも前記注湯孔の周縁部から前記後端にかけて、第一材料で形成された上壁部を有していると共に、少なくとも前記注湯孔の直下部から前記後端にかけて第二材料で形成された下壁部を有しており、
前記第二材料は、前記第一材料より熱膨張率が小さく、
前記上壁部と前記下壁部との境界の高さｈは、前記後端において前記内筒の外径Ｒの１／４倍～１／２倍であると共に、前記前端において前記外径Ｒの１／２倍～３／４倍であり、前記高さｈは前記後端から前記前端に向かって直線的に増加している
ことを特徴とするダイカスト用スリーブ。

【請求項2】

円筒状の筒部、及び該筒部の側周壁の一部を貫通する注湯孔を備え、軸方向を略水平とした状態で前端をキャビティに連通させると共に、後端からプランジャチップを進入させるダイカスト用スリーブであって、
前記筒部は、円筒状の外筒と、該外筒に嵌入された円筒状の内筒とを有しており、
該内筒は、少なくとも前記注湯孔の周縁部から前記後端にかけて、第一材料で形成された上壁部を有していると共に、少なくとも前記注湯孔の直下部から前記後端にかけて第二材料で形成された下壁部を有しており、
前記第二材料は、前記第一材料より熱膨張率が小さく、
前記上壁部と前記下壁部との境界の高さｈは、前記後端において前記内筒の外径Ｒの１／４倍～１／２倍であり、前記高さｈは前記後端から前記前端側に向かって直線的に増加していると共に、前記前端から前記軸方向の長さがＮの位置で前記高さｈは前記外径Ｒと一致しており、前記軸方向における前記内筒の全長をＬとしたとき、前記上壁部の最大長さ（Ｌ－Ｎ）は前記軸方向における前記注湯孔の長さの３／２倍～３倍である
ことを特徴とするダイカスト用スリーブ。

【請求項3】

前記第二材料は、前記第一材料より熱伝導率が小さい
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のダイカスト用スリーブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ダイカスト装置においてキャビティ内に溶融金属を充填するために用いられるスリーブに関するものである。

【背景技術】

【0002】

アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、スズ、鉛、それらの合金等の非鉄金属のダイカストでは、溶融金属をキャビティ内に充填するために円筒状のスリーブが使用される。スリーブの一端はキャビティ内に連通させてあり、他端からプランジャチップを進入させてスリーブ内を軸方向に摺動させる。軸方向を略水平として使用される横型（水平射出型）のスリーブでは、プランジャチップを進入させる側の端部の近傍において、スリーブの側周壁の一部を貫通する注湯孔が、上方に開口するように設けられている。この注湯孔からスリーブ内に供給された溶融金属は、スリーブ内を前進するプランジャチップに押されて移動し、キャビティ内に充填される。

【0003】

しかしながら、図５（ａ）に示すように、軸方向を略水平として使用される横型のスリーブ１００では、注湯孔１３０側の端部が反り上がる変形が生じる。図では、反り上がりによる変形量ｄを誇張して示している。

【0004】

このような変形が生じると、図５（ｂ）に模式的に示すように、スリーブ１００内を直進するプランジャチップ１５０とスリーブ１００の内周面との摩擦抵抗が増加する。プランジャチップ１５０を進入させる側の端部が上方へ反っていることから、摩擦抵抗はスリーブ１００の内周面における上部で大きく増加し、プランジャチップ１５０がスリーブ１００の内周面に食い込むような抵抗、いわゆる「カジリ抵抗」が生じる。その結果、スリーブ１００及びプランジャチップ１５０の双方において摩耗が進行しやすく、耐用期間が短くなる。加えて、スリーブ１００とプランジャチップ１５０との間の摩擦抵抗の増加によって、溶融金属がキャビティ内に射出される速度が不安定となり、成形品の品質にも悪影響を及ぼす。そのため、端部が反り上がる変形が抑制されているダイカスト用スリーブが、要請されていた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、軸方向を略水平として使用されるダイカスト用スリーブであって、端部が反り上がる変形が抑制されているスリーブの提供を、課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の課題を解決するため、本発明にかかるダイカスト用スリーブ（以下、単に「スリーブ」と称することがある）は、
「円筒状の筒部、及び該筒部の側周壁の一部を貫通する注湯孔を備え、軸方向を略水平とした状態で前端をキャビティに連通させると共に、後端からプランジャチップを進入させるダイカスト用スリーブであって、
前記筒部は、外筒と、該外筒に嵌入された内筒とを有しており、
該内筒は、少なくとも前記注湯孔の周縁部から前記後端にかけて、第一材料で形成された上壁部を有していると共に、少なくとも前記注湯孔の直下部から前記後端にかけて第二材料で形成された下壁部を有しており、
前記第二材料は、前記第一材料より熱膨張率が小さい」ものである。

【0007】

軸方向を略水平として使用されるスリーブの端部が反り上がる変形は、次のように生じると考えられる。すなわち、注湯孔から高温の溶融金属が供給されると、溶融金属を受ける部分である直下部が非常に高温となる。注湯孔から供給された時点では、溶融金属の液面は内筒の内周面における上部に至るほどではないため、直下部に対向する部分である注湯孔の周縁部はさほど高温とならない。そのため、非常に高温となった直下部及びその近傍が大きく熱膨張するのに対し、対向する注湯孔の周縁部は熱膨張の程度も小さい。その結果、直下部及びその近傍が熱膨張によって軸方向にも大きく延びるのに対し、対向する注湯孔の周縁部は軸方向にさほど延びないため、スリーブにおいて注湯孔側の端部は上方に向かって反るように変形する。

【0008】

そこで、本発明では、溶融金属による加熱によって最も高温となる部分である直下部からプランジャを進入させる後端にかけて、熱膨張率の小さい第二材料で形成された下壁部とすると共に、スリーブにおいて直下部と対向する部分であって、直下部ほど高温とならない注湯孔の周縁部を、第二材料より熱膨張率の大きい第一材料で形成された上壁部とする構成を採用した。これにより、直下部及びその近傍における熱膨張と、注湯孔の周縁部における熱膨張とをバランスさせることができ、注湯孔側の端部が反り上がる変形を抑制することができる。

【0009】

本発明にかかるダイカスト用スリーブは、上記構成に加え、
「前記第二材料は、前記第一材料より熱伝導率が小さい」ものとすることができる。

【0010】

注湯孔からスリーブ内に供給された溶融金属がキャビティに至る前に、スリーブ内でその温度が低下することによって凝固片が生じると、成形後の製品においてその部分で剥離などの欠陥が生じやすく機械的強度が低下する。本構成では、溶融金属と接触する主な部分である下壁部を形成する第二材料として、上壁部を形成する第一材料より熱伝導率が小さい材料を使用する。そのため、溶融金属と接触する主な部分である下壁部の保温性が高く、溶融金属の温度低下が抑制される。

【0011】

本発明にかかるダイカスト用スリーブは、上記構成に加え、
「前記下壁部は、前記内筒の軸方向の全長にわたる長さである」ものとすることができる。

【0012】

注湯孔からスリーブ内に供給された溶融金属は、プランジャチップに押されて内筒の前端まで移動する。すなわち、内筒の内周壁における下部は、内筒の軸方向の全長にわたり溶融金属と接触する。従って、注湯孔の直下部に連続する下壁部が、内筒の軸方向の全長にわたる長さである本構成では、溶融金属に接触する部分のほぼ全体が、熱膨張率の小さい第二材料で形成されていることにより、熱膨張による延びが良好に抑制されるため、上方に反る変形が有効に抑制される。また、第二材料の熱伝導率が第一材料より小さい場合は、溶融金属に接触する部分のほぼ全体の保温性が高いため、溶融金属の温度の低下を抑制する効果がより高い利点がある。

【0013】

本発明にかかるダイカスト用スリーブは、上記構成に加え、
「前記上壁部と前記下壁部との境界の高さは、前記後端から前記前端に向かって漸次増加している」ものとすることができる。

【0014】

注湯孔からスリーブ内に供給された溶融金属の液面の高さは、プランジャチップに押された溶融金属が前端に向かって移動するのに伴って上昇する。換言すると、内筒の内周壁において溶融金属に接触する部分の高さは、後端から前端に向かうほど上昇する。本構成は、このような溶融金属に接触する部分の高さの上昇に合わせて、下壁部の上端の高さを後端から前端に向かって漸次増加させたものである。従って、溶融金属に接触する部分の全体が、熱膨張率の小さい第二材料で形成されていることにより、熱膨張による延びがより良好に抑制されるため、上方に反る変形がより有効に抑制される。また、第二材料の熱伝導率が第一材料より小さい場合は、溶融金属に接触する部分の全体の保温性が高いことにより、溶融金属の温度の低下を抑制する効果が更に高い利点がある。

【発明の効果】

【0015】

以上のように、本発明によれば、軸方向を略水平として使用されるダイカスト用スリーブであって、端部が反り上がる変形が抑制されているスリーブを、提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１（ａ－１）は第一実施形態のスリーブを中心で軸方向に切断した断面図であり、図１（ａ－２）はＡ１－Ａ１線断面図であり、図１（ａ－３）はＡ２－Ａ２線断面図である。図１（ｂ－１）は第二実施形態のスリーブを中心で軸方向に切断した断面図であり、図１（ｂ－２）はＢ１－Ｂ１線断面図であり、図１（ｂ－３）はＢ２－Ｂ２線断面図である。図１（ｃ－１）は第三実施形態のスリーブを中心で軸方向に切断した断面図であり、図１（ｃ－２）はＣ１－Ｃ１線断面図であり、図１（ｃ－３）はＣ２－Ｃ２線断面図である。

【図2】図２（ａ）～（ｃ）は第二実施形態のスリーブの製造の説明図である。

【図3】図３（ａ）は実施例及び比較例のスリーブの変位量を時間に対してプロットしたグラフであり、図３（ｂ）は比較例の変位量に対する実施例の変位量（百分率）を時間に対してプロットしたグラフである。

【図4】図４（ａ）は注湯孔から溶融金属が供給された時点でのスリーブを中心で軸方向に切断した断面図であり、図４（ｂ）はプランジャチップに押されて溶融金属が移動している状態のスリーブを中心で軸方向に切断した断面図である。

【図5】図５（ａ）は従来のスリーブにおける変形を示す模式図であり、図５（ｂ）は従来のスリーブにおけるカジリ抵抗を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、具体的な実施形態のスリーブ１，２，３について、図面を用いて説明する。第二実施形態及び第三実施形態のスリーブ２，３が本発明の実施形態であり、第一実施形態のスリーブ１は参考例であるが、スリーブ１の説明においてスリーブ２，３と共通している点は、本発明の実施形態に関する説明である。まず、第一実施形態のスリーブ１について、図１（ａ－１）～図１（ａ－３）を用いて説明する。スリーブ１は、ダイカスト装置用のスリーブであり、円筒状の筒部、及び筒部の側周壁の一部を貫通する注湯孔３０を備えており、軸方向を略水平とした状態で前端Ｅ１をキャビティに連通させると共に、後端Ｅ２からプランジャチップを進入させるものである。

【0018】

筒部は、外筒２０と、外筒２０に嵌入された内筒１０とを有しており、内筒１０は、上壁部１１と下壁部１２とからなる。上壁部１１は第一材料で形成されており、少なくとも注湯孔３０の周縁部から後端Ｅ２にかけて設けられている。下壁部１２は第二材料で形成されており、少なくとも注湯孔３０の直下部ＵＮから後端Ｅ２にかけて設けられている。注湯孔３０は、筒部において後端Ｅ２の近傍に設けられている。注湯孔３０は、スリーブ１の軸方向を水平にした状態で上方に開口させている。

【0019】

より具体的に説明すると、外筒２０は円筒状であり、鋼材製である。内筒１０も円筒状であり、上壁部１１と下壁部１２とを突き合わせた状態で、外筒２０内に焼き嵌めされている。スリーブ１では、上壁部１１及び下壁部１２はそれぞれ、円筒状の内筒１０を軸方向に中央で切断した半円筒に相当する形状及び大きさである。つまり、スリーブ１では、上壁部１１は注湯孔３０の周縁部から内筒１０の後端Ｅ２までの部分のみならず、内筒１０の軸方向の全長Ｌにわたる長さである。また、下壁部１２も、注湯孔３０の直下部ＵＮから内筒１０の後端Ｅ２までの部分のみならず、内筒１０の軸方向の全長Ｌにわたる長さである。そして、当然ながら、内筒１０の下端から、上壁部１１と下壁部１２との境界までの高さｈは、内筒１０の軸方向の全長Ｌにわたり一定で、内筒１０の外径Ｒの二分の一である。

【0020】

上壁部１１は、第一材料であるＳＫＤ６１によって形成されている。一方、下壁部１２は、第二材料であるチタン又はチタン合金とセラミックスとの複合材料（以下、「ＴＣ複合材料」と称する）によって形成されている。本実施形態のＴＣ複合材料は粉末冶金によって製造されたものであり、チタン粉末、炭化珪素粉末、及びニッケル粉末を混合した原料から成形した成形体を、非酸化性雰囲気下で焼成することにより得たものである。

【0021】

第一材料であるＳＫＤ６１の熱膨張率は、１０．７×１０^－６／℃であるのに対し、第二材料であるＴＣ複合材料の熱膨張率は、７．４×１０^－６／℃であり、第一材料より小さい。本実施形態では、内筒１０において溶融金属に接触する部分、すなわち、注湯孔３０から供給された溶融金属を受ける直下部ＵＮ、及び、プランジャチップの前進に伴って前端Ｅ１に向かって移動する溶融金属と接触する部分のほぼ全体が、熱膨張率の小さい第二材料で形成された下壁部１２である。そして、スリーブにおいて下壁部１２と対向する部分であって、下壁部１２ほど高温とならない上壁部１１を、第二材料より熱膨張率の大きい第一材料で形成している。

【0022】

これにより、下壁部１２と上壁部１１とが同じ材料で形成されている場合に比べて、溶融金属に接触している際の下壁部１２の熱膨張の大きさと上壁部１１の熱膨張の大きさとの差が小さく、下壁部１２における熱膨張と上壁部１１における熱膨張とがつり合っている状態に近付けることができるため、筒部が後端Ｅ２側で反り上がる変形を抑制することができる。

【0023】

加えて、第一材料であるＳＫＤ６１の熱伝導率は３５．６Ｗ／ｍＫと大きいのに対し、第二材料であるＴＣ複合材料の熱伝導率は７．４Ｗ／ｍＫと非常に小さい。仮に、注湯孔３０からスリーブ内に供給された溶融金属の温度が、キャビティに至る前にスリーブ内で低下することによって凝固片が生じると、成形後の製品においてその部分で剥離などの欠陥が生じやすく機械的強度が低下する。これに対し、本実施形態では、溶融金属と接触する主な部分である下壁部１２を形成する第二材料として、上壁部１１を形成する第一材料より熱伝導率が小さい材料を使用している。そのため、溶融金属と接触する主な部分である下壁部１２の保温性が高く、溶融金属の温度がスリーブ内で低下するおそれが低減されている。

【0024】

また、下壁部１２が内筒１０の軸方向の全長Ｌにわたる長さで設けられていることにより、溶融金属に接触する部分のほぼ全体が、熱膨張率の小さい第二材料で形成されているため、溶融金属との接触によって加熱されることによる下壁部１２の熱膨張が十分に抑制されている。

【0025】

加えて、下壁部１２が内筒１０の軸方向の全長Ｌにわたる長さで設けられていることにより、溶融金属に接触する部分のほぼ全体が、熱伝導率の小さい第二材料で形成されているため、プランジャチップの前進により溶融金属がスリーブ１内を移動する過程における溶融金属の温度の低下が抑制されている。

【0026】

更に、第二材料であるＴＣ複合材料は、第一材料であるＳＫＤ６１より、溶融金属に対する耐食性が高い。本実施形態のスリーブ１では、熱膨張率はＴＣ複合材料より高いものの耐食性ではＴＣ複合材料より劣るＳＫＤ６１を、内筒１０の一部の形成材料として使用していながら、溶融金属と接触する主な部分である下壁部１２は耐食性の高いＴＣ複合材料で形成することにより、溶融金属に対する耐食性を担保している。

【0027】

次に、第二実施形態のスリーブ２について、図１（ｂ－１）～図１（ｂ－３）を用いて説明する。スリーブ２がスリーブ１と相違する点は、上壁部１１と下壁部１２との境界の高さｈ、すなわち、下壁部１２の上端の高さｈが、内筒１０の後端Ｅ２から前端Ｅ１に向かって漸次増加している点である。具体的には、内筒１０の後端Ｅ２における高さｈは内筒１０の外径Ｒの１／４倍～１／２倍であると共に、内筒１０の前端Ｅ１における高さｈは内筒１０の外径Ｒの１／２倍～３／４倍であり、後端Ｅ２から前端Ｅ１に向かって高さｈは直線的に増加している。

【0028】

このような構成のスリーブ２によっても、スリーブ１について上記した作用効果と同一の作用効果が発揮される。加えて、スリーブ２では、内筒１０において下壁部１２の上端の高さｈが、後端Ｅ２から前端Ｅ１に向かうほど上昇している。注湯孔３０からスリーブ内に供給された溶融金属の液面の高さは、プランジャチップに押された溶融金属が前端Ｅ１に向かって移動するのに伴って上昇する。本実施形態では、このような溶融金属の液面高さの上昇に合わせて、下壁部１２の上端の高さｈを後端Ｅ２から前端Ｅ１に向かって上昇させている。そのため、溶融金属に接触する部分が全体的に熱膨張率の小さい第二材料で形成されていることにより、熱膨張による延びがより良好に抑制され、上方に反る変形がより有効に抑制される。

【0029】

また、溶融金属の温度は、注湯孔３０から供給された時点で最も高温であり、プランジャチップに押されて前端Ｅ１に向かって移動するほど温度が低下しやすい。これに対し、本実施形態では、内筒１０の側周壁において下壁部１２の占める割合が後端Ｅ２から前端Ｅ１に向かって増加している。前端Ｅ１に向かうほど熱伝導率の小さい第二材料で形成されている下壁部１２の占める割合が大きいことにより、内筒１０において前端Ｅ１側ほど保温性が高められているため、スリーブ２内を移動する溶融金属の温度の低下を、より有効に抑制することができる。

【0030】

更に、スリーブ２は、第一材料及び第二材料を無駄なく使用して内筒１０を製造することができる利点を有している。これを、図２を用いて説明すると、スリーブ２の内筒１０は、第一材料で形成された円筒５０と、第二材料で形成された円筒６０とから製造することができる。円筒５０は、内筒１０と同一の外径Ｒを有している。一方、円筒６０は、内筒１０と同一の外径Ｒを有すると共に、円筒５０と等しい内径を有している。これらの円筒５０，６０を、図２（ａ）に示すように、それぞれ同一の切断線ＣＬに沿って切断する。このときの切断線ＣＬは、製造しようとしている内筒１０において、高さｈが後端Ｅ２から前端Ｅ１に向かって直線的に増加しているラインと同一とする。なお、図２（ａ）における左図は円筒５０または円筒６０の側面図であり、右図はそのＤ－Ｄ線断面図である。

【0031】

このような切断により、円筒５０を二つの部分５０ａ，５０ｂに分割すると共に、円筒６０を二つの部分６０ａ，６０ｂに分割するとき、図２（ｂ）に示すように、切断線ＣＬに沿って切り代分の材料が失われる。図２（ｂ）では、切断によって失われた材料に相当する空隙Ｓを、誇張して図示している。

【0032】

その後、第一材料の円筒５０を分割して得た部分５０ａと、第二材料の円筒６０を分割して得た部分６０ｂとを組み合わせることにより、一つの内筒１０を製造すると共に、第一材料の部分５０ｂと第二材料の部分６０ａとを組み合わせることにより、もう一つの内筒１０を製造することができる。そのような組み合わせの際、図２（ｃ）に示すように、二つの部分を軸方向にずらした状態で突き合わせることにより、切り代分の材料が失われているにも関わらず、元の円筒５０，６０と同一の外径Ｒを有し、軸方向に直交する方向の断面円が真円である内筒１０を製造することができる。なお、図２（ｃ）における左図は部分５０ａと部分６０ｂとを組み合わせた状態の側面図であり、右図はそのＥ－Ｅ線断面図である。

【0033】

次に、第三実施形態のスリーブ３について、図１（ｃ－１）～図１（ｃ－３）を用いて説明する。スリーブ１及びスリーブ２では上壁部１１が内筒１０の軸方向の全長Ｌにわたる長さであったのに対し、スリーブ３では上壁部１１の軸方向の長さが内筒１０の軸方向の全長Ｌより短い点で相違している。具体的には、内筒１０の後端Ｅ２において高さｈは内筒１０の外径Ｒの１／４倍～１／２倍であり、高さｈは前端Ｅ１側に向かって漸次増加すると共に、内筒１０の前端Ｅ１から軸方向の長さがＮの位置で、高さｈは内筒１０の外径Ｒと一致している。つまり、内筒１０の側周壁のうち、前端Ｅ１側で軸方向の長さＮの部分は、第二材料により形成された下壁部１２のみからなる。

【0034】

ここで、長さＮは、上壁部１１の軸方向の最大長さ（Ｌ－Ｎ）が、内筒１０の軸方向における注湯孔３０の長さｎの３／２倍～３倍となるように設定することができる。

【0035】

このような構成のスリーブ３によっても、スリーブ１について上記した作用効果と同一の作用効果を得ることができる。加えて、スリーブ３では、注湯孔３０から供給される溶融金属によって最も高温となる直下部ＵＮと熱膨張をバランスさせるべき部分である、注湯孔３０の周縁部を含む必要最小限に近い範囲を、熱膨張率の大きい第一材料で形成された上壁部１１としている。これにより、後端Ｅ２側が上部に反り上がる変形を抑制する効果を得つつ、残部は下壁部１２として、溶融金属が前端Ｅ１に向かって移動する空間を熱伝導率の小さい第二材料で囲むことにより、溶融金属の温度の低下を効果的に抑制することができる。

【0036】

また、図４（ａ）に示すように、注湯孔３０から供給された時点では溶融金属Ｍの液面高さは、内筒１０の内周壁における上部までは達しない高さであるが、図４（ｂ）に示すように、プランジャチップ１５０で押されて前端Ｅ１に向かって移動するのに伴って、溶融金属Ｍの液面高さが内筒１０の内周壁における上部まで達する場合がある。本実施形態のスリーブ３は、このように使用される場合に適している。すなわち、スリーブ３では、内筒１０の側周壁において前端Ｅ１側は下壁部１２のみからなり、下壁部１２は熱膨張率及び熱伝導率が小さく耐食性の高い第二材料で形成されているため、溶融金属と接触する部分の内筒１０の熱膨張を抑制すると共にその部分の耐食性を高め、溶融金属の温度低下を抑制する作用を、効果的に発揮することができる。

【0037】

以上のように、本実施形態のスリーブ１，２，３によれば、プランジャチップを進入させる後端Ｅ２側が反り上がる変形を抑制することができ、スリーブ１，２，３とプランジャチップとの摩擦抵抗の増加に伴い、双方において摩耗が進行する程度を、低減することができる。

【0038】

実際に、実施例のスリーブと比較例のスリーブについて、プランジャチップを進入させる後端Ｅ２の変形量を対比した。実施例のスリーブは、外筒２０を機械構造用炭素鋼Ｓ４５Ｃで形成し、内筒１０は第一材料であるＳＫＤ６１で上壁部１１を形成すると共に、第二材料であるＴＣ複合材料で下壁部１２を形成した。実施例のスリーブの内筒１０における上壁部１１と下壁部１２の形態は、第三実施形態と同様とした。一方、比較例のスリーブは、実施例のスリーブと同一のサイズとすると共に、外筒２０を同じくＳ４５Ｃで形成し、内筒１０は全体をＴＣ複合材料で形成した。実施例のスリーブに用いたＴＣ複合材料と、比較例のスリーブに用いたＴＣ複合材料とは、同一の原料から同一の条件で得たものを使用した。

【0039】

実施例のスリーブ及び比較例のスリーブを、それぞれ軸方向を水平とした状態として、前端を同一のコールドチャンバーダイカスト装置のキャビティに連通させ、注湯孔からアルミニウム合金（ＡＤＣ １２）の溶湯を供給し、後端から進入させたプランジャチップを前進させることにより、アルミニウム合金の溶湯をキャビティに充填する操作を行った。スリーブの後端において、筒部の上端にダイヤルゲージの測定子を接触させ、溶融金属のスリーブへの供給時点からの時間経過に伴う変位量の変化を測定した。変位量は、上方への変位がプラスの値となるように測定した。その結果を図３（ａ）に示す。

【0040】

図３（ａ）から、実施例のスリーブでは比較例のスリーブに比べて、後端が上方に反る変位量が明らかに抑制されていることが分かる。比較例のスリーブの変位量に対する実施例のスリーブの変位量の割合（百分率）を、図３（ｂ）に示す。注湯孔から溶融金属を供給した時点からキャビティへの充填が終了する時点までの時間（１ショットの所要時間）は、約１０秒である。実施例のスリーブでは、この１ショットの所要時間における変位が、比較例のスリーブの約三分の一に抑えられている。

【0041】

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

【0042】

例えば、内筒１０を構成する上壁部１１及び下壁部１２それぞれの内周面に、窒化処理、炭化処理、ホウ化処理などの表面処理による表面処理層を、設けることができる。

【0043】

また、上記では、ＴＣ複合材料の原料とするセラミックスとして、炭化珪素（ＳｉＣ）を例示したが、これに限定されず、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＴｉＮ、ＢＮ，ＡＬＮ等の窒化物系セラミックス、ＴｉＣ、Ｂ_４Ｃ、ＣｒＣ_２等の炭化物系セラミックス、ＺｒＢ_２、ＴｉＢ_２等のホウ化物系セラミックス、Ｃｒ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＭｇＯ，Ｙ_２Ｏ_３等の酸化物系セラミックス、及びサイアロンを、単独または複数を混合して使用することができる。

【0044】

また、スリーブが長尺の場合など、内筒を、注湯孔を含む後端側と前端側とに分割することにより後端側内筒部と前端側内筒部としても良い。例えば、第三実施形態における前端側の長さＮ部分の内筒１０を前端側内筒部とすると共に、後端側の長さ（Ｌ－Ｎ）部分の内筒１０を後端側内筒部とすることができる。或いは、前端側内筒部の全体を第二材料で形成すると共に、後端側内筒部の構成を第一実施形態または第二実施形態いずれかの内筒１０と同様の構成とすることにより、上壁部１１と下壁部１２との境界が前端側内筒部と後端側内筒部との境界で不連続となる構成とすることもできる。これらの構成であっても、上記と同様の作用効果が発揮される。

【符号の説明】

【0045】

１ スリーブ（ダイカスト用スリーブ）
２ スリーブ（ダイカスト用スリーブ）
３ スリーブ（ダイカスト用スリーブ）
１０ 内筒
１１ 上壁部
１２ 下壁部
２０ 外筒
３０ 注湯孔
Ｅ１ 前端
Ｅ２ 後端
ＵＮ 直下部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】