JP6693802B2

JP6693802B2 - Uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal and die casting machine equipped with the same

Info

Publication number: JP6693802B2
Application number: JP2016088487A
Authority: JP
Inventors: 林元　和智; 和智林元; 秀明武田
Original assignee: Furukawa Co Ltd
Current assignee: Furukawa Co Ltd
Priority date: 2016-04-26
Filing date: 2016-04-26
Publication date: 2020-05-13
Anticipated expiration: 2036-04-26
Also published as: JP2017196637A

Description

本発明は、ダイカスト鋳造装置に関する。 The present invention relates to a die casting machine.

ダイカスト鋳造装置は、一対の金型を型締めして形成されたキャビティに溶融金属を圧送充填して鋳造品を得るものである。
ここで、コールドチャンバー方式のダイカスト鋳造装置は、図４に模式図を示すように、固定型７１ａと可動型７１ｂとを圧接してキャビティ７１ｃを形成する金型７１と、金型７１に形成された湯道７１ｍを介してキャビティ７１ｃと連通するスリーブ１７２と、スリーブ１７２内の加圧室１７２ｐに、スリーブ後部の充填口１７２ｋから溶融金属（溶湯）Ｍを供給するラドル１７４と、加圧室１７２ｐに供給された溶湯Ｍをキャビティ７１ｃに向けて射出するプランジャ１７３とを備える。 The die-casting casting apparatus obtains a cast product by pressure-feeding and filling molten metal into a cavity formed by clamping a pair of molds.
Here, as shown in the schematic diagram of FIG. 4, the cold chamber type die casting apparatus is a mold 71 in which a fixed mold 71a and a movable mold 71b are brought into pressure contact with each other to form a cavity 71c, and the mold 71 is formed. A sleeve 172 communicating with the cavity 71c via the runner 71m, a ladle 174 for supplying molten metal (molten metal) M from a filling port 172k at the rear of the sleeve to a pressure chamber 172p inside the sleeve 172, and a pressure chamber 172p. And a plunger 173 for injecting the molten metal M supplied to the cavity 71c toward the cavity 71c.

この種のダイカスト鋳造装置では、注湯装置としてのラドル１７４により、ポットから所定量の溶湯Ｍを汲み上げ、その溶湯Ｍをラドル１７４により充填口１７２ｋから加圧室１７２ｐに供給し、加圧室１７２ｐに供給された溶湯Ｍをプランジャ１７３で金型７１に圧送充填する。 In this type of die casting apparatus, a ladle 174 as a pouring device pumps up a predetermined amount of molten metal M from a pot, and the molten metal M is supplied from the filling port 172k to the pressure chamber 172p by the ladle 174. The molten metal M supplied to the mold 71 is pumped and filled into the mold 71 by the plunger 173.

その他、ラドル以外を用いる注湯装置として、例えば特許文献１には、磁性体性のヨークにコイルを巻いた誘導子により筒状のダクト内部に移動磁界を発生させて、溶融金属に推力を与える溶融金属用電磁ポンプが開示されている。 In addition, as a pouring device using a device other than a ladle, for example, in Patent Document 1, a moving magnetic field is generated inside a tubular duct by an inductor in which a coil is wound around a magnetic yoke, and thrust is applied to the molten metal. An electromagnetic pump for molten metal is disclosed.

特開２００６−３４１２８１号公報JP, 2006-341281, A

しかし、スリーブに溶融金属を供給するに際し、ラドルを用いる注湯装置では、ラドルによる溶湯の汲み入れからスリーブ内への流し込みを行う間に、溶融金属が空気と接触することで酸化物が生成されるという問題がある。溶融金属中への酸化物の混入により鋳造品に硬質部分が内在すると、切削加工時の工具破損の原因となる。また、ラドルを用いる注湯装置では、炉（ポット）に蓋ができず、熱が逃げて作業環境が高温になるという問題や、溶融金属中への異物や気泡の混入が発生するという問題がある。 However, when supplying molten metal to the sleeve, in a pouring device using a ladle, oxide is generated due to the molten metal coming into contact with air while the molten metal is being pumped from the pump to the inside of the sleeve. There is a problem that The inclusion of a hard part in the cast product due to the inclusion of oxides in the molten metal causes damage to the tool during cutting. In addition, in a pouring device using a ladle, there is a problem that the furnace (pot) cannot be covered and heat escapes and the working environment becomes high temperature, and that foreign matter and bubbles are mixed in the molten metal. is there.

一方、溶融金属用電磁ポンプを用いた注湯装置においては、磁性体性のヨークにコイルを巻いた誘導子により、筒状のダクト内部に移動磁界を発生させて溶融金属に推力を与える。そのため、溶融金属の供給を停止しても、溶融金属の粘性により惰性で余分に溶湯が供給されるという問題がある。つまり、溶融金属用電磁ポンプは、溶融金属の供給を瞬時に停止することが難しく、高精度な定量供給が困難である。 On the other hand, in a pouring device using an electromagnetic pump for molten metal, an inductor having a coil wound around a magnetic yoke generates a moving magnetic field inside a tubular duct to apply thrust to the molten metal. Therefore, even if the supply of the molten metal is stopped, there is a problem that the molten metal is excessively supplied due to the viscosity of the molten metal. That is, in the molten metal electromagnetic pump, it is difficult to instantaneously stop the supply of the molten metal, and it is difficult to supply a highly accurate fixed amount.

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、溶湯供給の定量性を確保しつつ、溶融金属を閉回路で圧送し得る一軸偏心ねじポンプおよびこれを備えるダイカスト鋳造装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and a uniaxial eccentric screw pump capable of pressure-feeding a molten metal in a closed circuit while ensuring the quantitativeness of molten metal supply and a die casting including the same. An object is to provide a casting device.

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプは、軸線が縦置されるハウジングと、該ハウジング内に上下に離隔配置された複数の軸受を介して回転可能に支持されるとともに雌ねじ状の内面を有するアウタロータと、該アウタロータに雄ねじ状の螺旋部が内挿され且つ前記ハウジングに自身途中部分が軸受を介して回転可能に支承されるとともに自身基端側が駆動軸に連結されるインナロータとを備え、前記アウタロータの軸心に対して前記インナロータが回転しつつ偏心運動を行うことによって、吸込口から吸い込まれた溶融金属を吐出口へ移送する溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプであって、前記吸込口は、前記ハウジングの下部であって、溶融金属用のポット内の溶湯に浸漬する位置に形成され、前記溶湯に浸漬する接液部のうち、少なくとも前記インナロータ、前記アウタロータ、前記ハウジング、前記インナロータを支持する軸受および前記アウタロータを支持する軸受は、耐熱性及び耐熱衝撃性を有するセラミックス材料により形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, a uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal according to an aspect of the present invention includes a housing in which an axis is vertically arranged and a plurality of bearings vertically separated from each other in the housing. An outer rotor rotatably supported and having an inner surface of a female screw, a male screw spiral portion is inserted into the outer rotor, and an intermediate portion of the outer rotor is rotatably supported via a bearing and a base end of the outer rotor. A molten metal transferred from a suction port to a discharge port by performing an eccentric motion while the inner rotor rotates with respect to the axis of the outer rotor. Uniaxial eccentric screw pump for use, wherein the suction port is formed at a lower portion of the housing and is immersed in a molten metal in a pot for molten metal. Among the liquid contact parts immersed in the molten metal, at least the inner rotor, the outer rotor, the housing, the bearing supporting the inner rotor and the bearing supporting the outer rotor are formed of a ceramic material having heat resistance and thermal shock resistance. It is characterized by being.

本発明の一態様に係る溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプによれば、溶湯に浸漬する接液部として、少なくともインナロータ、アウタロータ、ハウジング、インナロータを支持する軸受およびアウタロータを支持する軸受が、耐熱性及び耐熱衝撃性を有するセラミックス材料（例えば窒化珪素）により形成されているので、例えば７００℃以上の溶融金属に接液部がさらされても、アウタロータとインナロータの摺動部のシール性能や、インナロータの軸封部のシール性能を維持することができる。 According to the uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal according to one aspect of the present invention, at least the inner rotor, the outer rotor, the housing, the bearing supporting the inner rotor, and the bearing supporting the outer rotor are heat-resistant as the liquid contact portion immersed in the molten metal. Further, since it is formed of a ceramic material (for example, silicon nitride) having a thermal shock resistance, even if the liquid contact part is exposed to a molten metal of 700 ° C. or higher, for example, the sealing performance of the sliding part between the outer rotor and the inner rotor, and the inner rotor. The sealing performance of the shaft sealing portion can be maintained.

そして、この溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプによれば、軸線が縦置されるハウジング構造により、吸込口がポット内の溶湯に浸漬するように縦置可能であり、アウタロータの軸心に対してインナロータが回転しつつ偏心運動を行うことによって、下部の吸込口から吸い込まれた溶融金属を吐出口に移送できる。そのため、吐出口からダイカスト鋳造装置のスリーブに注湯管を接続すれば、溶湯供給の定量性を確保しつつ溶融金属を閉回路で圧送できる。 Further, according to this uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal, the housing structure in which the axis is vertically arranged allows the suction port to be vertically arranged so as to be immersed in the molten metal in the pot, and with respect to the axis of the outer rotor. By performing the eccentric movement while the inner rotor rotates, the molten metal sucked from the lower suction port can be transferred to the discharge port. Therefore, if a pouring pipe is connected to the sleeve of the die casting apparatus from the discharge port, the molten metal can be pumped in a closed circuit while ensuring the quantitativeness of the molten metal supply.

ここで、本発明の一態様に係る溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプにおいて、前記アウタロータを支持する複数の軸受と、前記インナロータの途中部分を支持する軸受とは、雰囲気流体を潤滑用流体とするすべり軸受けであり、前記アウタロータを支持する複数の軸受のうち上部に設けられたすべり軸受と、前記インナロータの途中部分を支持するすべり軸受とは、内周面に軸方向に沿って形成された潤滑溝と、内周面に周方向に沿って複数段に形成されたラビリンス溝とをそれぞれ有することは好ましい。 Here, in the uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal according to an aspect of the present invention, a plurality of bearings that support the outer rotor and a bearing that supports an intermediate portion of the inner rotor use an atmospheric fluid as a lubricating fluid. A slide bearing, which is a slide bearing provided at an upper part of a plurality of bearings that supports the outer rotor and a slide bearing that supports an intermediate portion of the inner rotor, are formed on the inner peripheral surface in the axial direction. It is preferable to have a groove and labyrinth grooves formed on the inner peripheral surface in a plurality of steps along the circumferential direction.

このような構成であれば、アウタロータ上部のすべり軸受とインナロータの途中部分のすべり軸受に、潤滑溝とラビリンス溝の双方を設けることで、アウタロータとインナロータを回転自在に支承するだけでなく、ラビリンス溝によりシール性もより好適に確保できる。よって、注湯装置として、脈動が極めて低く、より高精度な定量供給が可能となるため、溶融金属用一軸偏心ねじポンプとする上でより好適である。 With such a configuration, by providing both the lubrication groove and the labyrinth groove in the slide bearing in the upper part of the outer rotor and in the middle part of the inner rotor, not only the outer rotor and the inner rotor are rotatably supported but also the labyrinth groove is provided. Therefore, the sealing property can be more preferably ensured. Therefore, as the pouring device, the pulsation is extremely low, and more accurate quantitative supply is possible, which is more suitable for the uniaxial eccentric screw pump for molten metal.

また、本発明の一態様に係る溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプにおいて、前記インナロータの基端部と前記駆動軸とを繋ぐ中間シャフトを更に備え、前記インナロータの基端部と前記中間シャフトの先端部は、相互を囲繞する円筒状の連結ピースによって連結されており、前記インナロータの基端部は、前記連結ピースに囲繞される部分の外周面に、上方に向けて拡径するテーパ外面を有し、前記連結ピースは、前記テーパ外面に径方向で対向する内周面に、前記テーパ外面に摺接するように上方に向けて拡径するテーパ内面を有し、前記テーパ外面と前記テーパ内面とは、回転力を伝達可能に配置されたキーによって相互に結合されており、前記インナロータの基端部と前記中間シャフトの先端部とが対向する両端面間には、両端面相互を離隔方向に付勢する前記セラミックス材料製のばね部材が介装されていることは好ましい。 Further, in the uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal according to one aspect of the present invention, an intermediate shaft that connects the base end portion of the inner rotor and the drive shaft is further provided, and the base end portion of the inner rotor and the tip end of the intermediate shaft. The parts are connected by a cylindrical connecting piece that surrounds each other, and the base end part of the inner rotor has a tapered outer surface that expands upwardly on the outer peripheral surface of the part surrounded by the connecting piece. The connecting piece has an inner peripheral surface that faces the taper outer surface in the radial direction, and has a taper inner surface that expands upward so as to be in sliding contact with the taper outer surface, and the taper outer surface and the taper inner surface. Are coupled to each other by a key arranged so as to be able to transmit a rotational force, and between both end faces where the base end portion of the inner rotor and the tip end portion of the intermediate shaft face each other, both end face mutual Said ceramic material made of a spring member for biasing the spacing direction is interposed preferred.

このような構成であれば、例えば７００℃以上の溶融金属に接液部がさらされても、インナロータと中間シャフト双方の熱膨張差による芯ずれを、中間シャフトおよびインナロータ相互のテーパ形状とセラミックス材料製のばね部材の弾性力とによって吸収できる。よって、注湯装置として用いる、溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプの駆動軸の連結構造として好適である。 With such a configuration, even if the liquid contact part is exposed to molten metal at 700 ° C. or higher, for example, misalignment due to the difference in thermal expansion between the inner rotor and the intermediate shaft is prevented, and the taper shape between the intermediate shaft and the inner rotor and the ceramic material. It can be absorbed by the elastic force of the spring member made of steel. Therefore, it is suitable as a connecting structure of a drive shaft of a uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal, which is used as a pouring device.

さらに、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係るダイカスト鋳造装置は、コールドチャンバー方式の鋳造装置本体と、溶融金属が貯留されるポット内の溶湯中に吸込口が浸漬するように縦置された一軸偏心ねじポンプと、前記鋳造装置本体のスリーブと前記一軸偏心ねじポンプの吐出口とを相互に繋ぐ導入管とを備え、前記一軸偏心ねじポンプとして、本発明のいずれか一の態様に係る溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプを有することを特徴とする。 Furthermore, in order to solve the above problems, the die casting casting apparatus according to an aspect of the present invention is a casting apparatus main body of a cold chamber method, so that the suction port is immersed in the molten metal in the pot where the molten metal is stored. A uniaxial eccentric screw pump installed vertically, and an introduction pipe that connects the sleeve of the casting apparatus body and a discharge port of the uniaxial eccentric screw pump to each other, and as the uniaxial eccentric screw pump, any one of the present inventions. It has the uniaxial eccentric screw pump for molten metal transfer which concerns on the aspect.

本発明の一態様に係るダイカスト鋳造装置によれば、吸込口がポット内の溶湯中に浸漬するように縦置された一軸偏心ねじポンプと、鋳造装置本体のスリーブと吐出口とを相互に繋ぐ導入管とを備え、一軸偏心ねじポンプとして、本発明のいずれか一の態様に係る溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプを有するので、溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプにより、ポット内の溶湯を鋳造装置本体のスリーブに導入管を介して定量供給できる。 According to the die casting apparatus according to one aspect of the present invention, the suction port connects the uniaxial eccentric screw pump vertically installed so as to be immersed in the molten metal in the pot, the sleeve of the casting apparatus body, and the discharge port to each other. Since the uniaxial eccentric screw pump for molten metal transfer according to any one of the aspects of the present invention is provided with the introduction pipe, the uniaxial eccentric screw pump for molten metal transfer casts the molten metal in the pot. A fixed amount can be supplied to the sleeve of the main body of the apparatus through an introduction pipe.

これにより、コールドチャンバー方式のダイカスト鋳造装置を用いながらも、溶融金属が空気との接触のない閉回路を構成できる。よって、ラドルによる溶融金属の供給方法で生じるような、炉（ポット）に蓋ができず、熱が逃げて作業環境が高温になってしまうという問題や、異物や気泡の混入が発生してしまうといった問題を回避できる。また、溶融金属が空気と接触することで酸化物が生成されたり、酸化物の混入により鋳造品に硬質部分が内在したり、切削加工時の工具破損を引き起したりするといった問題も回避できる。 This makes it possible to construct a closed circuit in which the molten metal does not come into contact with air even though the cold chamber type die casting apparatus is used. Therefore, as in the case of the molten metal supply method using the ladle, the furnace (pot) cannot be covered, the heat escapes and the working environment becomes high temperature, and foreign matter and bubbles are mixed. You can avoid such problems. It is also possible to avoid problems such as oxides being generated when molten metal comes into contact with air, or a hard part is inherently present in a cast product due to the inclusion of oxides, or tool damage during cutting. ..

ここで、本発明の一態様に係るダイカスト鋳造装置において、前記一軸偏心ねじポンプは、前記インナロータを回転駆動するサーボモータと、該サーボモータを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記鋳造装置本体のプランジャによる溶融金属の供給量に基づいて、前記一軸偏心ねじポンプによる溶融金属の供給量を制御することは好ましい。 Here, in the die casting apparatus according to one aspect of the present invention, the uniaxial eccentric screw pump includes a servomotor that rotationally drives the inner rotor, and a control unit that controls the servomotor, and the control unit is the It is preferable to control the amount of molten metal supplied by the uniaxial eccentric screw pump based on the amount of molten metal supplied by the plunger of the casting apparatus body.

このような構成であれば、一軸偏心ねじポンプの駆動方式にサーボモータを用い、このサーボモータを制御する制御部により、鋳造装置本体のプランジャによる溶融金属の供給量に基づいて、一軸偏心ねじポンプによる溶融金属の供給量を制御することができる。よって、一軸偏心ねじポンプからの溶融金属の供給量を、鋳造装置本体側の充填量に対して高精度に追従させることができる。したがって、鋳造装置本体のスリーブに対して低脈動で溶融金属を注入可能とする閉回路のダイカスト鋳造装置を構築する上でより好適である。 With such a configuration, a servomotor is used as the drive system for the uniaxial eccentric screw pump, and the control unit that controls the servomotor uses the servomotor to control the servomotor based on the amount of molten metal supplied by the plunger of the casting machine body. The amount of molten metal supplied can be controlled. Therefore, the supply amount of the molten metal from the uniaxial eccentric screw pump can be made to follow the filling amount on the casting apparatus main body side with high accuracy. Therefore, it is more suitable for constructing a closed-circuit die-casting casting apparatus capable of injecting molten metal with low pulsation into the sleeve of the casting apparatus main body.

上述したように、本発明によれば、溶湯供給の定量性を確保しつつ溶融金属を閉回路で圧送できる。 As described above, according to the present invention, the molten metal can be pumped in a closed circuit while ensuring the quantitativeness of the molten metal supply.

本発明の一態様に係るダイカスト鋳造装置の一実施形態を模式的断面にて示す説明図である。It is explanatory drawing which shows one Embodiment of the die casting casting apparatus which concerns on 1 aspect of this invention with a schematic cross section. 本発明の一態様に係る溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプの一実施形態を示す図であり、同図では、軸線に沿った断面を示している。It is a figure which shows one Embodiment of the uniaxial eccentric screw pump for molten metal transfer which concerns on the one aspect | mode of this invention, and the figure shows the cross section along an axis line. アウタロータの上部を支持する上部すべり軸受とインナロータの途中部分を支持するすべり軸受の構造を説明する図であり、同図（ａ）は正面図、（ｂ）は軸線に沿った断面図、（ｃ）は背面図である。It is a figure explaining the structure of the upper slide bearing which supports the upper part of an outer rotor, and the slide bearing which supports the intermediate part of an inner rotor, the same figure (a) is a front view, (b) is sectional drawing along an axis, (c) ) Is a rear view. 従来のコールドチャンバー方式のダイカスト鋳造装置におけるラドルを用いた注湯装置の説明図である。It is explanatory drawing of the pouring device which used the ladle in the conventional cold chamber type | mold die casting apparatus.

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。ここで、本実施形態のダイカスト鋳造装置は、閉回路で給湯可能なコールドチャンバー方式のダイカストマシンであり、アルミニウム合金等の溶融金属である溶湯を、所定の鋳型に圧入して凝固させることで成型品を鋳造するものである。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, the die casting apparatus of the present embodiment is a cold chamber type die casting machine capable of supplying hot water in a closed circuit, in which a molten metal such as an aluminum alloy is pressed into a predetermined mold to solidify it. It is for casting products.

なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。 The drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationship between the thickness and the plane size, the ratio, and the like are different from the actual ones, and the drawings include portions in which the dimensional relationship and ratio are different from each other. In addition, the embodiments described below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is that the material, shape, structure, and arrangement of components are Etc. are not specified in the following embodiments.

このダイカスト鋳造装置は、図１に示すように、溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプ（以下、単に「ねじポンプ」ともいう）６０、鋳造装置本体７０、およびこれら相互を繋ぐ注湯管７４を備えている。鋳造装置本体７０は、金型７１およびスリーブ７２を有する。ねじポンプ６０は、溶湯Ｍが貯溜されたポット８０に対して注湯装置として装備されている。注湯管７４は、ねじポンプ６０から定量圧送される溶湯Ｍを、鋳造装置本体７０のスリーブ７２に供給可能に接続されている。 As shown in FIG. 1, this die-casting casting apparatus includes a uniaxial eccentric screw pump (hereinafter, also simply referred to as “screw pump”) 60 for transferring molten metal, a casting apparatus main body 70, and a pouring pipe 74 connecting these to each other. ing. The casting apparatus body 70 has a mold 71 and a sleeve 72. The screw pump 60 is equipped as a pouring device for the pot 80 in which the molten metal M is stored. The pouring pipe 74 is connected to the sleeve 72 of the casting apparatus main body 70 so that the molten metal M fed from the screw pump 60 under constant pressure can be supplied.

金型７１は、成型品を鋳造するための金属製の鋳型であり、対向配置された固定型７１ａおよび可動型７１ｂを有する。金型７１は、一対の固定型７１ａと可動型７１ｂ相互が圧接されることで、湯道７１ｍおよびキャビティ７１ｃが金型７１内に画成される。 The metal mold 71 is a metal mold for casting a molded product, and has a fixed mold 71a and a movable mold 71b that are arranged to face each other. In the mold 71, a runner 71m and a cavity 71c are defined in the mold 71 by pressing a pair of fixed mold 71a and movable mold 71b against each other.

スリーブ７２は、金型７１の下部側面に接続されている。スリーブ７２は、軸方向両端が開放された略円筒状の部材であり、内部空間が加圧室７２ｐになっている。加圧室７２ｐは、湯道７１ｍを介してキャビティ７１ｃと連通している。
スリーブ７２の後部上面には、加圧室７２ｐに溶湯Ｍを供給するための給湯口７２ｋが設けられている。注湯管７４の一端が給湯口７２ｋに接続され、注湯管７４の他端がねじポンプ６０の吐出口５ａに接続されている。スリーブ７２には、ねじポンプ６０から定量圧送された溶湯Ｍが加圧室７２ｐに一時的に貯溜される。 The sleeve 72 is connected to the lower side surface of the mold 71. The sleeve 72 is a substantially cylindrical member whose both ends in the axial direction are open, and the inner space is a pressurizing chamber 72p. The pressurizing chamber 72p communicates with the cavity 71c via the runner 71m.
A hot water supply port 72k for supplying the molten metal M to the pressurizing chamber 72p is provided on the rear upper surface of the sleeve 72. One end of the pouring pipe 74 is connected to the hot water supply port 72k, and the other end of the pouring pipe 74 is connected to the discharge port 5a of the screw pump 60. In the sleeve 72, the molten metal M that has been quantitatively pressure-fed by the screw pump 60 is temporarily stored in the pressurizing chamber 72p.

スリーブ７２の軸方向後方には、プランジャ７３が設けられている。プランジャ７３は、後部側のロッド７３ｂを介して不図示のアクチュエータに接続されている。プランジャ７３は、アクチュエータの駆動により、スリーブ７２内で軸方向に摺動され、ねじポンプ６０から加圧室７２ｐに定量供給された溶湯Ｍをキャビティ７１ｃに射出可能になっている。 A plunger 73 is provided axially rearward of the sleeve 72. The plunger 73 is connected to an actuator (not shown) via a rod 73b on the rear side. The plunger 73 is slid in the axial direction within the sleeve 72 by driving the actuator, and can inject the molten metal M, which is quantitatively supplied from the screw pump 60 into the pressurizing chamber 72p, into the cavity 71c.

次に、上記ねじポンプ６０について詳しく説明する。
ねじポンプ６０は、図１に示すように、ポット８０の上方に軸線を縦に配置される略円筒状のフレーム２１と、フレーム２１の上面に装着されるサーボモータ２２と、フレーム２１の下部に装着されるポンプ本体３０とを備える。
サーボモータ２２には、サーボモータ２２の駆動に必要な電力および信号を授受可能な配線を介して制御部９０が接続されている。制御部９０は、マイクロコンピュータおよびサーボモータ２２のドライバを含んで構成される。制御部９０は、注湯量制御処理を実行し、鋳造装置本体７０のプランジャ７３による溶融金属Ｍの供給量に基づいて、鋳造装置本体７０側の充填量と同量となるように、ねじポンプ６０による溶融金属Ｍの供給量を制御する。 Next, the screw pump 60 will be described in detail.
As shown in FIG. 1, the screw pump 60 includes a substantially cylindrical frame 21 whose axis is vertically arranged above the pot 80, a servo motor 22 mounted on the upper surface of the frame 21, and a lower portion of the frame 21. And a pump body 30 to be mounted.
A control unit 90 is connected to the servo motor 22 via a wiring capable of transmitting and receiving electric power and signals required for driving the servo motor 22. The control unit 90 includes a microcomputer and a driver for the servomotor 22. The control unit 90 executes the pouring amount control process, and based on the supply amount of the molten metal M by the plunger 73 of the casting device main body 70, the screw pump 60 is adjusted to be the same as the filling amount on the casting device main body 70 side. The amount of molten metal M supplied is controlled.

ポンプ本体３０は、ポット８０内の溶湯Ｍに浸漬するように、延長支持用の中間フレーム７を介してフレーム２１の下面に装着されている。中間フレーム７は、耐溶損性鋳物で形成された中空円筒状部材である。中間フレーム７は、自身上部に形成されたフランジが、複数のボルトによりフレーム２１の下面に軸線を縦に固定されている。中間フレーム７内には、サーボモータ２２の駆動軸２２ｍの駆動力を、ポンプ本体３０のインナロータ１に伝達可能に接続された長尺な中間シャフト１０が軸線を縦に設けられている。中間シャフト１０は、合金工具鋼鋼材（ＳＫＤ６１）で形成されている。 The pump body 30 is attached to the lower surface of the frame 21 via the intermediate frame 7 for extension support so as to be immersed in the molten metal M in the pot 80. The intermediate frame 7 is a hollow cylindrical member formed of a melt-resistant casting. The intermediate frame 7 has a flange formed on the upper portion thereof, and the axis of the flange is vertically fixed to the lower surface of the frame 21 by a plurality of bolts. In the intermediate frame 7, a long intermediate shaft 10 is provided with a longitudinal axis extending vertically so that the driving force of the drive shaft 22m of the servo motor 22 can be transmitted to the inner rotor 1 of the pump body 30. The intermediate shaft 10 is made of an alloy tool steel material (SKD61).

ポンプ本体３０と中間フレーム７の周囲には、中実円筒状をなす複数の連結ロッド１１が、軸線を縦に周方向に離隔して配置されている。各連結ロッド１１は、下端側に径大な頭部を有するとともに上端面に雌ねじが形成されている。各連結ロッド１１は、ロッド下部の頭部がポンプ本体３０を下方から支持するように、下部ハウジング９の挿通孔に下方から挿通されている。 Around the pump body 30 and the intermediate frame 7, a plurality of connecting rods 11 having a solid cylindrical shape are arranged with their axes vertically separated in the circumferential direction. Each connecting rod 11 has a large-diameter head portion on the lower end side, and an internal thread is formed on the upper end surface. Each connecting rod 11 is inserted from below into the insertion hole of the lower housing 9 so that the head of the lower part of the rod supports the pump body 30 from below.

フレーム２１の下部には、水平方向に張り出す円環状のフランジ２１ｆが形成されている。そして、各連結ロッド１１は、ロッド上部の雌ねじが、フランジ２１ｆにロッド固定ボルト１７により締結されている。ロッド固定ボルト１７とフランジ２１ｆとの間には、円環状の皿ばね座金１８が介装されている。皿ばね座金１８は、ニッケルベースの超耐熱合金（例えばインコネル（登録商標））製であり、この例では、複数枚が積層された状態で介装されている。 An annular flange 21f that projects in the horizontal direction is formed in the lower portion of the frame 21. Each connecting rod 11 has a female screw on the upper portion of the rod fastened to the flange 21f by a rod fixing bolt 17. An annular disc spring washer 18 is interposed between the rod fixing bolt 17 and the flange 21f. The disc spring washer 18 is made of a nickel-based super heat-resistant alloy (for example, Inconel (registered trademark)), and in this example, a plurality of the disc spring washers 18 are interposed.

フレーム２１は、不図示の支持筐体に、ポット８０内に向けてポンプ本体３０が垂下されるようにポット８０上方に支持されている。これにより、ポンプ本体３０は、ポット８０内の溶湯Ｍに浸漬する高さに、フレーム２１から垂下された状態で保持される。ポンプ本体３０よりも上部に位置するねじポンプ６０の他の部材は、ポット８０内の溶湯Ｍに浸漬しないように、溶湯Ｍの上面よりも高い位置に支持される。 The frame 21 is supported by a support housing (not shown) above the pot 80 so that the pump body 30 hangs toward the inside of the pot 80. As a result, the pump body 30 is held in a state of being suspended from the frame 21 at a height at which it is immersed in the molten metal M in the pot 80. Other members of the screw pump 60 located above the pump body 30 are supported at a position higher than the upper surface of the molten metal M so as not to be immersed in the molten metal M in the pot 80.

図２に拡大図示するように、サーボモータ２２は、フレーム２１の上面に、駆動軸２２ｍ側の面２２ａが軸線を縦に装着される。フレーム２１内には、円筒状のカップリングシャフト２０が設けられている。
カップリングシャフト２０は、上下両端の外周面が、高温環境用軸受１９を介してフレーム２１の内周面に回転自在にそれぞれ支持されている。高温環境用軸受１９としては、例えば、高温用フッ素系グリースと二硫化モリブデン系固体潤滑により、４００℃程度までの大気中で適用可能な転がり軸受（例えば深溝玉軸受）を用いることができる。 As shown in an enlarged view in FIG. 2, the servo motor 22 has a surface 21a on the side of the drive shaft 22m mounted vertically on the upper surface of the frame 21. A cylindrical coupling shaft 20 is provided in the frame 21.
The outer peripheral surfaces of the upper and lower ends of the coupling shaft 20 are rotatably supported by the inner peripheral surface of the frame 21 via bearings 19 for high temperature environment. As the bearing 19 for a high temperature environment, for example, a rolling bearing (for example, a deep groove ball bearing) which can be applied in the atmosphere up to about 400 ° C. by using a fluorine grease for high temperature and a molybdenum disulfide solid lubricant can be used.

カップリングシャフト２０の上部側には、駆動軸２２ｍ装着用の装着穴２０ａが設けられている。駆動軸２２ｍは、装着穴２０ａに挿入された状態で、固定キー２３によってカップリングシャフト２０の上部に連結されている。
また、カップリングシャフト２０の下部側には、中間シャフト１０装着用の装着穴２０ｂが装着穴２０ａと同軸に設けられている。中間シャフト１０の上端部１０ｕは、装着穴２０ｂに挿入され状態で固定キー２４によって、カップリングシャフト２０の下部に連結されている。 A mounting hole 20a for mounting the drive shaft 22m is provided on the upper side of the coupling shaft 20. The drive shaft 22m is connected to the upper part of the coupling shaft 20 by a fixed key 23 in a state of being inserted into the mounting hole 20a.
A mounting hole 20b for mounting the intermediate shaft 10 is provided coaxially with the mounting hole 20a on the lower side of the coupling shaft 20. The upper end portion 10u of the intermediate shaft 10 is connected to the lower portion of the coupling shaft 20 by the fixed key 24 while being inserted into the mounting hole 20b.

ポンプ本体３０は、中間フレーム７の下部に装着されるハウジング３１と、ハウジング３１内に回転可能に支持される雌ねじ状の内面をもつアウタロータ２と、アウタロータ２に雄ねじ状の螺旋部１ａが内挿されたインナロータ１とを備える。
インナロータ１およびアウタロータ２は、ハウジング３１内に、円筒状をなす３つのすべり軸受３，４、６を介して配置される。インナロータ１およびアウタロータ２は、いずれも窒化珪素により形成されている。また、３つのすべり軸受３，４、６についても、いずれも窒化珪素により形成されている。 The pump main body 30 includes a housing 31 attached to a lower portion of the intermediate frame 7, an outer rotor 2 having a female screw-shaped inner surface rotatably supported in the housing 31, and a male screw-shaped spiral portion 1 a inserted in the outer rotor 2. Inner rotor 1.
The inner rotor 1 and the outer rotor 2 are arranged in the housing 31 via three cylindrical plain bearings 3, 4, and 6. The inner rotor 1 and the outer rotor 2 are both made of silicon nitride. Further, all of the three slide bearings 3, 4 and 6 are also made of silicon nitride.

ここで、本実施形態において、「窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）」は、溶湯Ｍに接液した状態であっても、当該接液部品に要求される機能を奏する上で必要な機械的強度を維持可能な耐熱性及び耐熱衝撃性を有するセラミックス材料として選定される。例えば、耐熱性としては、８００℃以上での構造安定性を有するものであり、また、耐熱衝撃性が５００℃以上（水中投下）で強度低下率が所定を満たすエンジニアリングセラミックス（ファインセラミックス）である。 Here, in the present embodiment, “silicon nitride (Si ₃ N ₄ )” has a mechanical strength necessary for exhibiting the function required of the wetted component even when it is in contact with the molten metal M. It is selected as a ceramic material that has heat resistance and thermal shock resistance that can maintain For example, it is an engineering ceramics (fine ceramics) that has structural stability at 800 ° C. or higher and has a thermal shock resistance of 500 ° C. or higher (submerged in water) and a strength reduction rate satisfying a predetermined value. ..

なお、耐熱衝撃性の評価方法としては、例えば、加熱した抗折試験片（ＪＩＳＲ１６０１準拠）の水中投下（ＪＩＳＲ１６４８相対法）により熱衝撃ダメージを加えた後の残存曲げ強度を測定し、熱衝撃ダメージを付与しなかった場合の初期強度に対する３点曲げ強さの強度低下率を算出して判定する。強度低下率が所定を満たすとは、強度低下率２０％以内のもの、好ましくは１０％以内のもの、より好ましくは５％以内のものを例示できる。 The thermal shock resistance can be evaluated by, for example, measuring the residual bending strength after applying thermal shock damage by dropping a heated bending test piece (JIS R1601 compliant) in water (JIS R1648 relative method). The strength reduction rate of the three-point bending strength with respect to the initial strength when impact damage is not given is calculated and determined. The strength reduction rate satisfying a predetermined value can be exemplified by a strength reduction rate of 20% or less, preferably 10% or less, and more preferably 5% or less.

アウタロータ２には、内周面に、雌ねじ状の長円形断面を有する螺旋部２ｅが形成されている。インナロータ１の螺旋部１ａは、アウタロータ２の雌ねじ状の螺旋部２ｅに内装されている。アウタロータ２内部に形成される雌ねじ状の螺旋部２ｅは、その雌ねじ状のピッチがインナロータ１の螺旋部１ａの２倍である。インナロータ１の回転軸線は、アウタロータ２の回転軸線に対して所定距離だけ偏心して配置される。これにより、インナロータ１が回転しつつアウタロータ２の軸心に対して偏心運動を行うことによって溶融金属を、ハウジング３１の吸込口９ａから吐出口５ａへ定量圧送可能になっている。 The outer rotor 2 has an inner peripheral surface formed with a spiral portion 2e having an oval cross section in the form of a female screw. The spiral portion 1 a of the inner rotor 1 is internally mounted in the female screw-shaped spiral portion 2 e of the outer rotor 2. The female screw-shaped spiral portion 2e formed inside the outer rotor 2 has a female screw-shaped pitch twice that of the spiral portion 1a of the inner rotor 1. The rotation axis of the inner rotor 1 is arranged eccentric to the rotation axis of the outer rotor 2 by a predetermined distance. As a result, the molten metal can be quantitatively pumped from the suction port 9a of the housing 31 to the discharge port 5a by performing eccentric movement with respect to the axis of the outer rotor 2 while the inner rotor 1 rotates.

より詳しくは、本実施形態のインナロータ１は、先端側の雄ねじ状の螺旋部１ａと、直線状の中間部１ｂと、テーパ状の基端部１ｃとを有する。インナロータ１の螺旋部１ａは、自身の回転軸線に対して偏心した円形断面を有する。インナロータ１の基端部１ｃは、サーボモータ２２の駆動軸２２ｍに対して、中間フレーム７内に配置された上記中間シャフト１０を介して直結されている。 More specifically, the inner rotor 1 of the present embodiment has a male screw-shaped spiral portion 1a on the tip side, a linear intermediate portion 1b, and a tapered base end portion 1c. The spiral portion 1a of the inner rotor 1 has a circular cross section that is eccentric with respect to its own rotation axis. The base end portion 1c of the inner rotor 1 is directly connected to the drive shaft 22m of the servomotor 22 via the intermediate shaft 10 arranged in the intermediate frame 7.

本実施形態では、インナロータ１の基端部１ｃと中間シャフト１０の先端部１０ｓは、相互を囲繞する円筒状の連結ピース８によって連結されている（以下、「テーパ連結構造」ともいう）。本実施形態のテーパ連結構造は、インナロータ１の基端部１ｃには、連結ピース８に囲繞される部分の外周面に、上方に向けて拡径するテーパ外面１ｍを設けている。一方、連結ピース８には、インナロータ１のテーパ外面１ｍに径方向で対向する内周面に、上方に向けて拡径するテーパ内面８ｍを設けている。 In the present embodiment, the base end portion 1c of the inner rotor 1 and the tip end portion 10s of the intermediate shaft 10 are connected by a cylindrical connecting piece 8 surrounding each other (hereinafter, also referred to as "taper connecting structure"). In the taper connecting structure of the present embodiment, the base end portion 1c of the inner rotor 1 is provided with a taper outer surface 1m that expands upward in the outer peripheral surface of the portion surrounded by the connecting piece 8. On the other hand, the connecting piece 8 is provided with a taper inner surface 8m that expands upwardly on the inner peripheral surface that faces the taper outer surface 1m of the inner rotor 1 in the radial direction.

テーパ外面１ｍとテーパ内面８ｍとは、回転力を伝達可能に配置された固定キー２５によって相互に結合されている。インナロータ１の基端部１ｃと中間シャフト１０の先端部１０ｓとが対向する両端面間には、両端面相互を離隔方向に付勢するばね部材１６が介装されている。ばね部材１６は、窒化珪素によって形成された円筒コイルばねである。 The taper outer surface 1m and the taper inner surface 8m are connected to each other by a fixed key 25 arranged so as to be able to transmit a rotational force. A spring member 16 is interposed between both end surfaces of the inner rotor 1 facing the base end portion 1c of the intermediate shaft 10 and the tip end portion 10s of the intermediate shaft 10 so as to urge the both end surfaces in a separating direction. The spring member 16 is a cylindrical coil spring made of silicon nitride.

中間シャフト１０は、先端部１０ｓの途中部分に、連結ピース８の外形と略同径の、円環状に張り出す鍔部１０ｔが形成されている。中間シャフト１０と連結ピース８とは、連結ピース８の上端面が鍔部１０ｔに軸方向で当接した状態とされ、不図示のボルトによって相互が締結されるようになっている。 The intermediate shaft 10 is formed with a flange portion 10t, which has a diameter substantially the same as the outer shape of the connecting piece 8 and extends in an annular shape, in the middle of the tip portion 10s. The intermediate shaft 10 and the connecting piece 8 are arranged such that the upper end surface of the connecting piece 8 is in axial contact with the flange portion 10t and are fastened to each other by a bolt (not shown).

インナロータ１の中間部１ｂは、上部ハウジング５の上端側の内周面に対して、円筒状のすべり軸受６を介して回転自在に支持されている。中間部１ｂを支持するすべり軸受６は、窒化珪素により形成されている。すべり軸受６は、窒化珪素製の固定キー１５によって上部ハウジング５に固定されている。中間部１ｂの上端側１ｄとすべり軸受６との間（相互の軸直方向対向面間）には、円環状をなす複数のラビリンス溝４３が軸方向に離隔形成されることでシール構造が形成されている。 The intermediate portion 1b of the inner rotor 1 is rotatably supported by the inner peripheral surface on the upper end side of the upper housing 5 via a cylindrical slide bearing 6. The slide bearing 6 supporting the intermediate portion 1b is made of silicon nitride. The slide bearing 6 is fixed to the upper housing 5 by a fixed key 15 made of silicon nitride. A plurality of annular labyrinth grooves 43 are formed in the axial direction between the upper end 1d of the intermediate portion 1b and the slide bearing 6 (between the surfaces facing each other in the axial direction) to form a seal structure. Has been done.

ハウジング３１は、同図下側の吸込口９ａ側から上側の吐出口５ａ側に向かって順に、下部ハウジング９、中間ハウジング１３および上部ハウジング５を有する。下部ハウジング９、中間ハウジング１３および上部ハウジング５は、いずれも窒化珪素により形成されている。 The housing 31 has a lower housing 9, an intermediate housing 13, and an upper housing 5 in this order from the lower suction port 9a side to the upper discharge port 5a side. The lower housing 9, the intermediate housing 13 and the upper housing 5 are all made of silicon nitride.

下部ハウジング９は、フレーム２１のフランジ２１ｆよりも大径の扁平円筒状をなしている。下部ハウジング９には、溶融金属の吸込口９ａが、中心に軸方向に沿って貫通形成されている。吸込口９ａの周囲には、上記複数の連結ロッド１１を装着するための装着孔９ｈが、各連結ロッド１１の装着位置に貫通形成されている。 The lower housing 9 has a flat cylindrical shape having a larger diameter than the flange 21f of the frame 21. In the lower housing 9, a molten metal suction port 9a is formed so as to penetrate through the lower housing 9 along the axial direction. Around the suction port 9a, a mounting hole 9h for mounting the plurality of connecting rods 11 is formed at the mounting position of each connecting rod 11 so as to penetrate therethrough.

上部ハウジング５は、周囲を囲繞する複数の連結ロッド１１の内側領域に収まる外径寸法の中空円筒状をなす。上部ハウジング５の側壁面には、溶融金属の吐出口５ａが開口している。吐出口５ａの軸線は水平方向を向いており、吐出口５ａの形状は、内側から外側に向かって拡径するテーパ状に開口している。 The upper housing 5 has a hollow cylindrical shape having an outer diameter dimension that can be accommodated in an inner region of a plurality of connecting rods 11 surrounding the periphery. On the side wall surface of the upper housing 5, a molten metal discharge port 5a is opened. The axis of the discharge port 5a is oriented in the horizontal direction, and the shape of the discharge port 5a is a tapered opening whose diameter increases from the inside toward the outside.

また、中間ハウジング１３は、上部ハウジング５と略同径の外径寸法の中空円筒状をなす。中間ハウジング１３の側壁面には、軸方向の略中央に、溶融金属Ｍを導くための導入口１３ｈが形成されている。導入口１３ｈの軸線は水平方向を向いており、ポンプ本体３０がポット８０内の溶湯Ｍに浸漬されると、溶湯Ｍが導入口１３ｈから、アウタロータ２の外周面と中間ハウジング１３の内周面との間の空間に導入される。これにより、アウタロータ２を支持する上下のすべり軸受３，４に形成された潤滑溝４１に溶湯Ｍが行き渡り、雰囲気流体である溶融金属Ｍを潤滑用流体とする潤滑構造が構築されている。 Further, the intermediate housing 13 has a hollow cylindrical shape having an outer diameter dimension substantially the same as that of the upper housing 5. On the side wall surface of the intermediate housing 13, an introduction port 13h for guiding the molten metal M is formed at substantially the center in the axial direction. The axis of the inlet port 13h is oriented in the horizontal direction, and when the pump body 30 is immersed in the molten metal M in the pot 80, the molten metal M flows from the inlet port 13h to the outer peripheral surface of the outer rotor 2 and the inner peripheral surface of the intermediate housing 13. Introduced into the space between and. As a result, the molten metal M spreads over the lubricating grooves 41 formed in the upper and lower sliding bearings 3 and 4 supporting the outer rotor 2, and a lubricating structure is constructed in which the molten metal M, which is the atmospheric fluid, is used as the lubricating fluid.

ハウジング３１は、下部、中間および上部ハウジング９、１３、５、並びに中間フレーム７相互の軸方向の対向面に、凹の段部と凸の段部とが嵌合するインロー嵌合部が形成されている。下部、中間および上部ハウジング９、１３、５相互は、上記複数の連結ロッド１１により、自身を構成する下部ハウジング９とフランジ２１ｆとが軸方向に挟圧されることによって中間フレーム７の下端に一体に固定される。 The housing 31 is provided with a spigot fitting portion into which a concave step portion and a convex step portion are fitted on the axially opposing surfaces of the lower, middle and upper housings 9, 13, 5 and the intermediate frame 7. ing. The lower, middle and upper housings 9, 13 and 5 are integrated with each other at the lower end of the intermediate frame 7 by axially pressing the lower housing 9 and the flange 21f, which constitute the lower housing 9, the upper housing 9 and the upper housing 5, respectively. Fixed to.

アウタロータ２は、その上下両端が、すべり軸受３，４を介してハウジング３１に回転自在に支承されている。下部ハウジング９の内周面の上側には、凹の段部９ｎが形成され、この凹の段部９ｎに、下部のすべり軸受３が嵌め込まれている。また、中間ハウジング１３の内周面の上側には、凹の段部１３ｍが形成され、この凹の段部１３ｍに、上部のすべり軸受４が嵌め込まれている。そして、上下のすべり軸受３，４は、それらの内周面がアウタロータ２の外周両端に形成された摺動面２ｃに外嵌されている。これにより、アウタロータ２の円筒部の両端の摺動面２ｃは、すべり軸受３，４を介してハウジング３１内に回転自在に支承される。 The upper and lower ends of the outer rotor 2 are rotatably supported by the housing 31 via slide bearings 3 and 4. A concave step portion 9n is formed on the upper side of the inner peripheral surface of the lower housing 9, and the lower slide bearing 3 is fitted into the concave step portion 9n. Further, a concave step portion 13m is formed on the upper side of the inner peripheral surface of the intermediate housing 13, and the upper slide bearing 4 is fitted into the concave step portion 13m. The inner peripheral surfaces of the upper and lower plain bearings 3 and 4 are fitted onto the sliding surfaces 2c formed at both outer peripheral ends of the outer rotor 2. As a result, the sliding surfaces 2c at both ends of the cylindrical portion of the outer rotor 2 are rotatably supported in the housing 31 via the slide bearings 3 and 4.

また、アウタロータ２の軸方向への移動も、上下のすべり軸受３，４によって拘束されている。つまり、アウタロータ２には、その中央部に、上下のすべり軸受３，４との軸方向での当接面をつくる凸部２ｍが円環状に形成されている。そして、凸部２ｍをその軸方向両側から挟持するように、上下のすべり軸受３，４が配置されている。 The axial movement of the outer rotor 2 is also restricted by the upper and lower slide bearings 3 and 4. That is, the outer rotor 2 is formed with a ring-shaped convex portion 2m at the center thereof which forms a contact surface in the axial direction with the upper and lower slide bearings 3 and 4. The upper and lower plain bearings 3 and 4 are arranged so as to sandwich the convex portion 2m from both sides in the axial direction.

本実施形態では、アウタロータ２の上部を支持するすべり軸受４は、窒化珪素製の固定キー１４によって、中間ハウジング１３の上部側の内周面に固定されている。また、アウタロータ２下部を支持するすべり軸受３は、窒化珪素製の固定キー１２によって、下部ハウジング９の上部側の内周面に固定されている。アウタロータ２の上端側２ｄとその上部を支持するすべり軸受４との間（相互の軸直方向対向面間）には、円環状をなす複数のラビリンス溝４３が軸方向に離隔形成されることでシール構造が形成されている。 In this embodiment, the slide bearing 4 that supports the upper portion of the outer rotor 2 is fixed to the inner peripheral surface on the upper side of the intermediate housing 13 by a fixed key 14 made of silicon nitride. The slide bearing 3 supporting the lower portion of the outer rotor 2 is fixed to the inner peripheral surface of the lower housing 9 on the upper side by a fixed key 12 made of silicon nitride. A plurality of annular labyrinth grooves 43 are formed in the axial direction between the upper end side 2d of the outer rotor 2 and the slide bearing 4 supporting the upper part thereof (between the surfaces facing each other in the direction perpendicular to the axis). A seal structure is formed.

ここで、上記３つのすべり軸受３，４、６は、いずれも雰囲気流体である溶融金属Ｍを潤滑用流体とする軸受（例えば水中軸受）である。各軸受３，４、６の内周面には、周方向に離隔して軸方向に沿って形成された複数条（この例では３条）の潤滑溝４１がそれぞれに形成されている。
特に、図３に拡大図示するように、アウタロータ２を支持する二つの軸受３，４のうち上部に設けられたすべり軸受４と、インナロータ１の途中部分である中間部１ｂを支持するすべり軸受６とは、同様の構成を備えている。 Here, each of the three slide bearings 3, 4, and 6 is a bearing (for example, an underwater bearing) in which the molten metal M which is an atmospheric fluid is used as a lubricating fluid. Plural (three in this example) lubrication grooves 41 are formed on the inner peripheral surface of each of the bearings 3, 4, and 6 so as to be separated in the circumferential direction and formed along the axial direction.
In particular, as shown in an enlarged view in FIG. 3, of the two bearings 3 and 4 for supporting the outer rotor 2, a slide bearing 4 provided at the upper portion and a slide bearing 6 for supporting an intermediate portion 1b which is an intermediate portion of the inner rotor 1. And have the same configuration.

すなわち、これらすべり軸受４、６は、３条の潤滑溝４１が周方向に等配されている。各すべり軸受４、６には、装着時に下面となる側の側端面の内周側に、円環状のボス部４４が形成されている。各潤滑溝４１は、軸方向に沿って形成された縦溝４１ａと、この縦溝４１ａに連通して、ボス部４４に径方向に沿って形成された横溝４１ｂとを有して構成されている。
さらに、これらすべり軸受４、６は、上述したように、装着時に下側となる内周面に、軸方向に沿って形成された３条の潤滑溝４１の他、装着時に上側となる内周面に、周方向に沿って複数段（この例では３段）に、軸方向に離隔形成された円環状のラビリンス溝４３を有する。３条の潤滑溝４１は、ラビリンス溝４３の手前までしか形成されていない。なお、同図の符号４２は、各すべり軸受４、６の固定キーが装着されるキー溝である。 That is, in these slide bearings 4 and 6, three lubrication grooves 41 are equally arranged in the circumferential direction. An annular boss portion 44 is formed on each of the slide bearings 4 and 6 on the inner peripheral side of the side end surface that is the lower surface when mounted. Each lubricating groove 41 is configured to have a vertical groove 41a formed along the axial direction and a horizontal groove 41b formed in the boss portion 44 along the radial direction so as to communicate with the vertical groove 41a. There is.
Further, as described above, the slide bearings 4 and 6 have three lubrication grooves 41 formed along the axial direction on the inner peripheral surface which is the lower side when mounted, and the inner peripheral surface which is the upper side when mounted. The surface has annular labyrinth grooves 43 axially separated from each other in a plurality of steps (three steps in this example) along the circumferential direction. The three lubrication grooves 41 are formed up to just before the labyrinth groove 43. Reference numeral 42 in the figure is a key groove in which the fixed keys of the slide bearings 4 and 6 are mounted.

次に、上記ねじポンプ６０を有するダイカスト鋳造装置の動作およびその作用・効果について説明する。
このダイカスト鋳造装置は、固定型７１ａと可動型７１ｂとが圧接されてキャビティ７１ｃおよび湯道７１ｍが形成され、給湯口７２ｋよりもプランジャ７３が後退側に位置したときに、ねじポンプ６０が注湯装置として駆動される。 Next, the operation of the die casting apparatus having the screw pump 60 and its operation / effect will be described.
In this die-casting casting apparatus, the fixed die 71a and the movable die 71b are pressed into contact with each other to form the cavity 71c and the runner 71m, and when the plunger 73 is located on the retracted side with respect to the hot water inlet 72k, the screw pump 60 pours. Driven as a device.

ここで、本実施形態のねじポンプ６０は、ポンプ本体３０に一軸偏心ねじポンプを採用しており、ポンプ本体３０は、アウタロータ２を回転可能に支承すると共に、駆動軸２２ｍに連結されたインナロータ１をその回転軸線がアウタロータ２の回転軸線から所定距離だけ偏心配置し、インナロータ１の回転にアウタロータ２が従属回転する構成なので、駆動軸の連結構造に、自在継手（ユニバーサルジョイント）が不要である。 Here, the screw pump 60 of the present embodiment employs a uniaxial eccentric screw pump for the pump body 30, and the pump body 30 rotatably supports the outer rotor 2 and is connected to the drive shaft 22m. Since the rotation axis is eccentrically arranged by a predetermined distance from the rotation axis of the outer rotor 2 and the outer rotor 2 is subordinately rotated by the rotation of the inner rotor 1, a universal joint is not required in the drive shaft connecting structure.

そして、ねじポンプ６０は、ポンプ本体３０のハウジング３１の軸線が縦置されるハウジング構造により、吸込口９ａがポット８０内の溶湯Ｍに浸漬するように縦置にされ、アウタロータ２の軸心に対してインナロータ１が回転しつつ偏心運動を行うことによって、下部の吸込口９ａから吸い込まれた溶融金属を吐出口５ａへ定量圧送できるので、定量性を確保しつつ溶融金属を閉回路で圧送可能である。 The screw pump 60 is vertically arranged so that the suction port 9a is immersed in the molten metal M in the pot 80 due to the housing structure in which the axis of the housing 31 of the pump body 30 is vertically arranged, and the screw pump 60 is attached to the shaft center of the outer rotor 2. On the other hand, by performing the eccentric motion while the inner rotor 1 rotates, the molten metal sucked from the lower suction port 9a can be quantitatively pressure-fed to the discharge port 5a, so that the molten metal can be pressure-fed in a closed circuit while ensuring quantitativeness. Is.

すなわち、サーボモータ２２の駆動軸２２ｍによってインナロータ１を回転させると、インナロータ１はその回転軸線を中心として回転し、インナロータ１の螺旋部１ａの動きに伴ってアウタロータ２もその回転軸線を中心としてインナロータ１の回転と同期して従動回転することにより、溶融金属を吸込口９ａから吐出口５ａへと定量圧送することができる。 That is, when the inner rotor 1 is rotated by the drive shaft 22m of the servomotor 22, the inner rotor 1 rotates about its rotation axis, and the outer rotor 2 also rotates about its rotation axis with the movement of the spiral portion 1a of the inner rotor 1. By being driven to rotate in synchronization with the rotation of 1, the molten metal can be quantitatively pressure-fed from the suction port 9a to the discharge port 5a.

特に、このねじポンプ６０は、ポンプ本体３０のインナロータ１を回転駆動するサーボモータ２２と、サーボモータ２２を制御する制御部９０とを備え、制御部９０は、鋳造装置本体７０のプランジャ７３による溶融金属Ｍの供給量に基づいて、ねじポンプ６０による溶融金属Ｍの供給量を制御するので、鋳造装置本体７０側でのプランジャ７３の溶融金属の供給量に対して、ねじポンプ６０からの溶融金属Ｍの供給量を高精度で追従させることができる。 In particular, the screw pump 60 includes a servomotor 22 that rotationally drives the inner rotor 1 of the pump body 30, and a control unit 90 that controls the servomotor 22, and the control unit 90 melts the plunger 73 of the casting apparatus body 70. Since the supply amount of the molten metal M by the screw pump 60 is controlled based on the supply amount of the metal M, the molten metal from the screw pump 60 with respect to the supply amount of the molten metal of the plunger 73 on the casting device main body 70 side. The supply amount of M can be made to follow with high accuracy.

そして、このダイカスト鋳造装置は、鋳造装置本体７０のスリーブ７２とポンプ本体３０の吐出口５ａとを相互に繋ぐ注湯管７４を備えているので、これにより、空気との接触のない閉回路を構築しつつ、溶湯Ｍが注湯管７４を介してスリーブ７２の給湯口７２ｋから加圧室７２ｐに定量供給することができる。 Since this die casting casting apparatus is provided with the pouring pipe 74 that connects the sleeve 72 of the casting apparatus main body 70 and the discharge port 5a of the pump main body 30 to each other, a closed circuit that does not come into contact with air can be formed. While constructing, the molten metal M can be quantitatively supplied from the hot water supply port 72k of the sleeve 72 to the pressurizing chamber 72p via the pouring pipe 74.

次いで、プランジャ７３の駆動により、加圧室７２ｐに定量供給された溶湯Ｍが湯道７１ｍを介してキャビティ７１ｃに充填される。キャビティ７１ｃに充填された溶湯Ｍは、キャビティ７１ｃにて凝固されて成型品を成型することができる。 Next, the plunger 73 is driven to fill the cavity 71c with the molten metal M supplied in a fixed amount to the pressurizing chamber 72p through the runner 71m. The molten metal M filled in the cavity 71c can be solidified in the cavity 71c to form a molded product.

このように、本実施形態のダイカスト鋳造装置によれば、鋳造装置本体７０のスリーブ７２に対し、溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプ６０を注湯装置として採用し、このねじポンプ６０によって、低脈動で注湯可能とする閉回路が構築されているので、ラドルによる溶融金属の供給方法で生じるような、炉に蓋ができずに、熱が逃げて作業環境が高温になってしまうという問題や、異物や気泡の混入が発生してしまうといった問題を回避できる。
さらに、ラドルによる溶融金属の供給方法や溶融金属用電磁ポンプによる溶融金属の供給方法で発生していたような、溶融金属が空気と接触することで酸化物が生成されてしまったり、酸化物の混入により鋳造品に硬質部分が内在したり、切削加工時の工具破損を引き起こしたりするといった問題も回避できる。 As described above, according to the die casting casting apparatus of the present embodiment, the molten metal transfer uniaxial eccentric screw pump 60 is adopted as the pouring device for the sleeve 72 of the casting apparatus main body 70, and the screw pump 60 causes low pulsation. Since a closed circuit that allows pouring of molten metal is built in, there is a problem that the furnace cannot be covered and the heat escapes and the working environment becomes high temperature, which occurs with the method of supplying molten metal by the ladle. It is possible to avoid the problem that foreign matter and bubbles are mixed.
Furthermore, when the molten metal comes into contact with air, the oxides are generated or the oxides of the oxides are generated when the molten metal comes into contact with air, which is the case with the molten metal supply method using a ladle or the molten metal supply method using an electromagnetic pump for molten metal. It is possible to avoid problems such as inclusion of a hard part in a cast product due to mixing and damage to the tool during cutting.

特に、この鋳造装置に装備したねじポンプ６０によれば、溶湯に浸漬する接液部を、溶融金属Ｍに対する耐溶損性が極めて高く、耐熱衝撃性、耐摩耗性に優れる窒化珪素で接液部を構成しているので、注湯装置用の一軸偏心ねじポンプとして優れている。
つまり、本実施形態では、接液部のうち、インナロータ１、アウタロータ２およびハウジング３１並びにアウタロータ２を支持する上下のすべり軸受３，４、インナロータ１を支持するすべり軸受６、および各すべり軸受３，４、６を固定する固定キー１２，１４，１５のいずれもが窒化珪素により形成されているので、例えば７００℃以上の溶融金属に、これらの接液部がさらされても、アウタロータ２とインナロータ１の摺動部のシール性能や、インナロータ１の軸封部のシール性能を維持することができる。 In particular, according to the screw pump 60 equipped in this casting apparatus, the wetted part to be immersed in the molten metal is made of silicon nitride which has extremely high resistance to melting of the molten metal M and excellent thermal shock resistance and wear resistance. Therefore, it is excellent as a uniaxial eccentric screw pump for a pouring device.
That is, in the present embodiment, among the liquid contact parts, the inner rotor 1, the outer rotor 2, the housing 31, and the upper and lower slide bearings 3 and 4 that support the outer rotor 2, the slide bearing 6 that supports the inner rotor 1, and the respective slide bearings 3 and 3. Since all of the fixing keys 12, 14 and 15 for fixing 4 and 6 are made of silicon nitride, even if these liquid contact parts are exposed to a molten metal at 700 ° C. or higher, for example, the outer rotor 2 and the inner rotor 2 It is possible to maintain the sealing performance of the sliding portion of No. 1 and the sealing performance of the shaft sealing portion of the inner rotor 1.

また、このねじポンプ６０によれば、アウタロータ２を支持する二つの軸受３，４と、インナロータ１の途中部分を支持する軸受６とは、雰囲気流体である溶融金属Ｍを潤滑用流体とするすべり軸受であり、アウタロータ２を支持する二つのすべり軸受３，４のうち上部に設けられたすべり軸受４と、インナロータ１の途中部分を支持するすべり軸受６とは、内周面に軸方向に沿って形成された潤滑溝４１と、内周面に周方向に沿って複数段に形成されたラビリンス溝４３とをそれぞれ有するので、アウタロータ２とインナロータ１を回転自在に支承するだけでなく、複数段のラビリンス溝４３により、シール性もより好適に確保できる。よって、脈動が極めて低く、高精度な定量供給を可能とする注湯装置とする上でより好適である。 Further, according to this screw pump 60, the two bearings 3 and 4 supporting the outer rotor 2 and the bearing 6 supporting the middle part of the inner rotor 1 are made to slide by using the molten metal M which is an atmospheric fluid as a lubricating fluid. Of the two sliding bearings 3 and 4 that support the outer rotor 2, the sliding bearing 4 provided on the upper portion and the sliding bearing 6 that supports the middle portion of the inner rotor 1 are arranged along the inner peripheral surface in the axial direction. Since it has a lubrication groove 41 formed by a plurality of steps and a labyrinth groove 43 formed on the inner peripheral surface in a plurality of steps along the circumferential direction, the outer rotor 2 and the inner rotor 1 are not only rotatably supported but also a plurality of steps. With the labyrinth groove 43, the sealing property can be more preferably ensured. Therefore, the pulsation is extremely low, and it is more suitable for a pouring device that enables highly accurate quantitative supply.

さらに、インナロータ１は、中間シャフト１０を介して駆動軸２２ｍに連結され、インナロータ１の基端部１ｃと中間シャフト１０の先端部１０ｓは、連結ピース８を用いたテーパ連結構造によって連結されているので、例えば７００℃以上の溶融金属に、ポンプ本体３０を含む接液部がさらされても、インナロータ１と中間シャフト１０双方の熱膨張差による芯ずれを、中間シャフト１０およびインナロータ１相互のテーパ形状と窒化珪素製のばね部材１６の弾性力とによって吸収できる。よって、注湯装置として用いるねじポンプ６０の駆動軸の連結構造として優れている。 Further, the inner rotor 1 is connected to the drive shaft 22m via the intermediate shaft 10, and the base end portion 1c of the inner rotor 1 and the tip end portion 10s of the intermediate shaft 10 are connected by a tapered connection structure using the connection piece 8. Therefore, for example, even if the liquid contact part including the pump body 30 is exposed to the molten metal of 700 ° C. or higher, the misalignment due to the difference in thermal expansion between the inner rotor 1 and the intermediate shaft 10 may cause a taper between the intermediate shaft 10 and the inner rotor 1. It can be absorbed by the shape and the elastic force of the spring member 16 made of silicon nitride. Therefore, it is excellent as a connecting structure of the drive shaft of the screw pump 60 used as the pouring device.

以上説明したように、本実施形態の溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプ６０、およびこれを備えるダイカスト鋳造装置によれば、溶湯供給の定量性を確保しつつ、溶融金属を閉回路で圧送することができる。なお、本発明に係る一軸偏心ねじポンプおよびこれを備えるダイカスト鋳造装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。 As described above, according to the uniaxial eccentric screw pump 60 for transferring molten metal of the present embodiment and the die casting apparatus including the same, the molten metal is pressure-fed in a closed circuit while ensuring the quantitativeness of the molten metal supply. You can The uniaxial eccentric screw pump according to the present invention and the die casting apparatus including the uniaxial eccentric screw pump are not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.

例えば、上記実施形態では、溶湯に浸漬する接液部のうち、少なくともインナロータ１、アウタロータ２、ハウジング３１、並びに、インナロータ１およびアウタロータ２を支持する軸受３，４，６は、窒化珪素により形成されている例で説明したが、これに限らず、窒化珪素製に替えて、必要な機械的強度を維持可能な耐熱性及び耐熱衝撃性を有する他のセラミックス材料により形成することができる。 For example, in the above-described embodiment, at least the inner rotor 1, the outer rotor 2, the housing 31, and the bearings 3, 4, 6 that support the inner rotor 1 and the outer rotor 2 among the liquid contact portions that are immersed in the molten metal are formed of silicon nitride. However, the present invention is not limited to this, and other ceramic materials having heat resistance and thermal shock resistance capable of maintaining required mechanical strength can be used instead of silicon nitride.

１インナロータ
２アウタロータ
３、４すべり軸受
５上部ハウジング
６すべり軸受
７中間フレーム
８連結ピース
９下部ハウジング
９ａ吸込口
１０中間シャフト
１１連結ロッド
１２、１４、１５固定キー
１３中間ハウジング
１６ばね部材
１７ロッド固定ボルト
１８皿ばね座金
１９高温環境用軸受
２０カップリングシャフト
２１フレーム
２２サーボモータ
２２ｍ駆動軸
２３、２４、２５固定キー
３０ポンプ本体
３１ハウジング
４１潤滑溝
４３ラビリンス溝
６０溶融金属移送用一軸偏心ねじポンプ
７０鋳造装置本体
７１金型
７２スリーブ
７３プランジャ
７４注湯管
８０ポット
９０制御部
Ｍ溶融金属（溶湯） 1 Inner Rotor 2 Outer Rotor 3, 4 Sliding Bearing 5 Upper Housing 6 Sliding Bearing 7 Intermediate Frame 8 Connecting Piece 9 Lower Housing 9a Suction Port 10 Intermediate Shaft 11 Connecting Rods 12, 14, 15 Fixing Key 13 Intermediate Housing 16 Spring Member 17 Rod Fixing Bolt 18 Disc Spring Washer 19 Bearing for High Temperature Environment 20 Coupling Shaft 21 Frame 22 Servo Motor 22m Drive Shafts 23, 24, 25 Fixed Key 30 Pump Body 31 Housing 41 Lubrication Groove 43 Labyrinth Groove 60 Uniaxial Eccentric Screw Pump for Molten Metal Transfer 70 Casting Device body 71 Mold 72 Sleeve 73 Plunger 74 Pouring pipe 80 Pot 90 Control unit M Molten metal (molten metal)

Claims

A housing in which the axis is arranged vertically, an outer rotor rotatably supported through a plurality of bearings vertically spaced in the housing, and having an inner surface of a female screw, and a spiral portion of a male screw in the outer rotor. An inner rotor that is inserted into the housing and rotatably supported at its intermediate portion via a bearing, and has a base end side connected to a drive shaft, and the inner rotor rotates with respect to the axis of the outer rotor. A uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal, which transfers molten metal sucked from the suction port to the discharge port by performing eccentric movement while
The suction port is formed in the lower portion of the housing at a position to be immersed in the molten metal in the pot for molten metal,
At least the inner rotor, the outer rotor, the housing, the bearing supporting the inner rotor, and the bearing supporting the outer rotor among the liquid contact portions immersed in the molten metal are formed of a ceramic material having heat resistance and thermal shock resistance. Cage,
A plurality of bearings that support the outer rotor and a bearing that supports an intermediate portion of the inner rotor are sliding bearings that use an atmospheric fluid as a lubricating fluid,
Among the plurality of bearings that support the outer rotor, a slide bearing provided in the upper portion and a slide bearing that supports an intermediate portion of the inner rotor include a lubrication groove formed along the axial direction on the inner peripheral surface and an inner peripheral surface. A uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal, characterized in that each of the labyrinth grooves has a plurality of labyrinth grooves formed on its surface in the circumferential direction .

Further comprising an intermediate shaft connecting the base end portion of the inner rotor and the drive shaft,
The base end portion of the inner rotor and the tip end portion of the intermediate shaft are connected by a cylindrical connecting piece that surrounds each other,
The base end portion of the inner rotor has a tapered outer surface that expands upward in diameter on an outer peripheral surface of a portion surrounded by the connection piece,
The connecting piece has, on an inner peripheral surface that faces the tapered outer surface in a radial direction, a tapered inner surface that expands upward so as to be in sliding contact with the tapered outer surface,
The taper outer surface and the taper inner surface are coupled to each other by a key arranged so as to transmit a rotational force,
The spring member made of a ceramic material is interposed between both end faces of the base end portion of the inner rotor and the tip end portion of the intermediate shaft facing each other so as to urge the end faces from each other in a separating direction. A uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal as described above.

A housing in which the axis is arranged vertically, an outer rotor rotatably supported through a plurality of bearings vertically spaced in the housing, and having an inner surface of a female screw, and a spiral portion of a male screw in the outer rotor. An inner rotor that is inserted into the housing and rotatably supported at its intermediate portion via a bearing, and has a base end side connected to a drive shaft, and the inner rotor rotates with respect to the axis of the outer rotor. A uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal, which transfers molten metal sucked from the suction port to the discharge port by performing eccentric movement while
The suction port is formed in the lower portion of the housing at a position to be immersed in the molten metal in the pot for molten metal,
Among the liquid contact parts immersed in the molten metal, at least the inner rotor, the outer rotor, the housing, the bearing supporting the inner rotor and the bearing supporting the outer rotor are formed of a ceramic material having heat resistance and thermal shock resistance. Cage,
Further comprising an intermediate shaft connecting the base end portion of the inner rotor and the drive shaft,
The base end portion of the inner rotor and the tip end portion of the intermediate shaft are connected by a cylindrical connecting piece that surrounds each other,
The base end portion of the inner rotor has a tapered outer surface that expands upward in diameter on an outer peripheral surface of a portion surrounded by the connection piece,
The connecting piece has, on an inner peripheral surface that faces the tapered outer surface in a radial direction, a tapered inner surface that expands upward so as to be in sliding contact with the tapered outer surface,
The taper outer surface and the taper inner surface are coupled to each other by a key arranged so as to transmit a rotational force,
A spring member made of the ceramic material is interposed between both end surfaces of the base end portion of the inner rotor and the tip end portion of the intermediate shaft, which oppose each other in a separating direction. A uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal.

The uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal according to claim 1, wherein the ceramic material is silicon nitride.

Cold chamber type casting apparatus main body, uniaxial eccentric screw pump vertically installed so that a suction port is immersed in molten metal in a pot where molten metal is stored, sleeve of the casting apparatus main body and uniaxial eccentric screw pump Equipped with an introduction pipe that connects the discharge port of
A die casting machine comprising the uniaxial eccentric screw pump for transferring molten metal according to any one of claims 1 to 4, as the uniaxial eccentric screw pump.

The uniaxial eccentric screw pump includes a servomotor that rotationally drives the inner rotor, and a control unit that controls the servomotor.
The die cast casting apparatus according to claim 5, wherein the control unit controls the amount of molten metal supplied by the uniaxial eccentric screw pump based on the amount of molten metal supplied by the plunger of the casting apparatus main body.