水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置

【課題】
金型冷却液、液体離型剤、圧縮空気と３流体を使用し油性離型剤使用の状況が不確である内部混合霧化式のスプレーノズルは構造的に複雑性を有している
【解決手段】
水溶性離型剤では圧縮空気は使わずに離型剤一流体のみでスプールを通過させ離型剤に増渦流とノズルにより増加速させスプール通過の１０倍以上のスピードで大気中に細粒化霧化し噴出される
ノズルの構造はコネクター、スプール、ノズル、エアージャケットとシンプル化された。粘性の高い油性離型剤では補助に圧縮空気を使いエアージャケットとノズルに嵌合部と圧縮空気を有し内部混合する事なく細粒化霧化噴霧塗布を可能とした水溶性と油性兼用スプレーノズル装置とした

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置に関し、特に金型のキャビティ表面に冷却媒体や離型剤を噴霧する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に示されるように、ダイカストマシンその他の成形機においては型開状態になる都度、金型への離型剤付着性を良くするために金型キャビティ表面に冷却液媒体を噴霧して金型キャビティの温度を所定値に降下させる。しかる後、金型から鋳込み製品の型離れを良くするために、金型キャビティ表面に水溶性の離型剤が噴霧されるようになっている。この冷却液媒体や液状離型剤は離型剤噴霧装置内で圧縮空気の作用によって霧化される。（例えば、特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７５４８９（段落００６から００２４,第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金型温度を下げる為の冷却水を塗布し、後に水溶性離型剤を離型剤噴霧装置内で圧縮空気を混合させる二流体方式にて霧化している。水溶性離型剤では離型剤噴霧装置もなく、又圧縮空気とも混合せず、一流体での噴霧を実現する事を技術的課題とする。
【０００５】
冷却水と水溶性離型剤の切り替えの為に、内部構造としてピストンの摺動にて実現しているが構造的な複雑性を有し、不具合や故障の要因となるために簡単な構造で構成する事を技術的課題とする。
【０００６】
水溶性離型剤を離型剤噴霧装置内で圧縮空気と混合させる二流体方式は、多量の圧縮空気を使用する事となり、省エネルギー性の観点から圧縮空気は極力使用しないようにする事を技術的課題とする。
【０００７】
圧縮空気の混合吐出時の膨張音は、工場内での騒音を発生させる要因となり、よって圧縮空気を使用しない一流体方式での水溶性離型剤の塗布が出来る事を技術的課題とする。
【０００８】
冷却水及び水溶性離型剤としてノズル内に圧縮空気の作用によって霧化させる事を示しているが、粘性の高い油性離型剤使用時の噴霧状況は明確でない。ノズルの交換をせずに油性離型剤塗布時においても、霧化噴出が出来る事を技術的課題とする。
【０００９】
鋳込製品の機能や用途によっては離型剤噴霧液を換える事が必要となる。粘性の高い油性離型剤を噴霧する時には、それに適合したノズル装置に交換する必要があった。その交換をする事なく同一の水溶性離型剤と油性離型剤用のスプレーノズル装置にて作業の継続が可能とする事を技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項１において講じた手段（以下、第１の技術的手段と称する）は嵌合部でノズルとエアージャケットが嵌合、ネジ部で組付けされ圧縮空気取入れ口を有する前記エアージャケットと前記ノズルの間に圧縮空気室を作る。渦流の流速を上げ噴出させるノズル噴出口を有する前記ノズル。水溶性離型剤と油性離型剤に渦流と増渦流を発生させる為のスプール。水溶性離型剤と油性離型剤を導入するＰＳネジ部を持ちスプールをセットした前記ノズルに、ノズル内ネジとコネクター外ネジにて組付けたコネクターの４部品を中心軸線上にて組付けられ、圧縮空気を使用しなくてもスプール部通過スピードの１０倍以上のスピードでノズル噴出口より大気中に噴出される。この時水溶性離型剤は圧縮空気を使う事なく細粒化、霧化し噴出する。粘性の高い油性離型剤は補助の圧縮空気を用い細粒化、霧化をさせる。少ない部品の組合せにより故障のない水溶性離型剤と油性離型剤兼用の機能を有するスプレーノズル装置を構成した。
【００１１】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項２において講じた技術的手段（以下、第２の技術的手段と称する）は第１の技術手段で水溶性離型剤と油性離型剤のスプレーノズル装置においてノズルと嵌合部位で精度よく組付け、前記ノズル外側テーパーと前記エアージャケット内側の間に均一に構成される隙間を持つエアージャケットである。
【００１２】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項３において講じた技術的手段（以下、第３の技術的手段と称する）は、中心軸線上にテーパー隙間から圧縮空気を噴出させる為のエアージャケットとノズルの組付けによって構成される空間の圧縮空気室である。
【００１３】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項４において講じた技術的手段（以下、第４の技術的手段と称する）は、圧縮空気室内の空気圧を均一にする為に前記圧縮空気室内に設置した圧縮空気室内バンクである。
【００１４】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項５において講じた技術的手段（以下、第５の技術的手段と称する）は、圧縮空気室に導入された圧縮空気を圧縮空気噴出口に導き、ノズル噴出口との間に圧力差を作り出し、圧縮空気をノズル中心線上に一点で交わる様に噴出方向を持たせる為に設けたエアージャケットテーパー部である。
【００１５】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項６において講じた技術的手段（以下、第６の技術的手段と称する）は、スプールを通過してきた増渦流の流速を加速させノズル噴出口に導く為のノズル内壁テーパー部である。
【００１６】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項７において講じた技術的手段（以下、第７の技術的手段と称する）は、コネクター離型剤導入口より導入された離型剤に、最初に渦流を起こさせる４ケ所の切欠きＣ面部を有したスプールの裏片面と、渦流を増す為に設けられた２ケ所の溝状の切欠きを有したスプールの表片面である。
【００１７】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項８において講じた技術的手段（以下、第８の技術的手段と称する）は、ノズルに組込まれたスプールに接し、前記ノズルにネジで組込まれ水溶性離型剤と油性離型剤を導入してスプールに送るコネクターである。
【００１８】
上記技術的課題を解決する為に、本発明は請求項９において講じた技術的手段（以下、第９の技術的手段と称する）は、油性離型剤噴霧用にノズル中心軸線上端面とエアージャケット端面を合せ組付ける位置決めの端面である。
【００１９】
上記技術的手段による作用は以下のようである。
【００２０】
水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置を構成する部品はコネクター、スプール、ノズル、エアージャケットの４部品であり、全ての部品がネジで相手物に締付け、固定されており摺動部を持たない。渦流の発生と増渦流を簡単な構造にて発生させることが可能となり、ノズル部に圧送することを実現した。
【００２１】
スプール表側にて増渦流された水溶性離型剤に流速を増す為に、ノズルの角度５０°±５°のノズル内壁テーパー部をつけ、ノズル中心軸線に沿ったストレート部の断面積をスプール部通過面積の十分の一以下に設定することにより、流速を加速させることを実現した。
【００２２】
ノズル内壁テーパーを通過する過程で加速された一流体の水溶性離型材はノズルの先端のφ０．４からφ１．３の離型剤噴出口に圧送される。この時スプール通過面積に対して離型剤噴出口の面積は十分の一以下に設定する。ノズルに圧送さてくる圧力が一定とすれば流速は１０倍以上となり、離型剤噴出口より大気噴出開放された時に微粒化霧化され水溶性離型剤が圧縮空気を使用する事なく金型キャビティ面への噴霧塗布を実現した。
【００２３】
ノズル中心軸線と平行なノズル穴の長さで離型剤の噴霧噴出方向は決まってくる。ノズル穴ストレート部の長さが１．３mmから１．８mm程度で離型剤の噴霧噴出方向は中心軸線前方に維持することが出来き、このノズル穴ストレート部が噴霧方向の方向性を高める事を実現した。
【００２４】
鋳造工場内及び製造工場内ではエアーブロー音が騒音の元となっている。本発明の水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置においては、水溶性離型剤塗布時は圧縮空気を使用をしないことにより圧縮空気による膨張音や剥離騒音の発生が無く、圧縮空気の使用量を削減し省エネルギー化を実現した。
【００２５】
現状は離型剤を水溶性から油性又は油性から水溶性へと切替る必要が生じた時は噴霧スプレーノズルの交換が必要であり、鋳造作業を継続しながらの交換は無理であった。しかし、本発明はノズルの交換すること無しに、水溶性離型剤と油性離型剤の使用が出来るようにしたことである。コネクターに圧送されてくる圧力も水溶性離型剤及び油性離型剤とも低圧の同じ圧力で使用する事が出来るようにし、生産性の向上を実現した。
【００２６】
水溶性離型剤の使用は前述の通りであるが、粘性の高い油性離型剤に於いての微粒化噴霧の方向及び噴出圧力を一定にする目的にて圧縮空気を併用する事とした。この前記圧縮空気を圧縮空気噴出口よりノズル中心軸線上に向かって均一に噴出させるためにエアージャケット内にバンクを設置し、前記圧縮空気と油性離型剤を同時に離型剤噴出口より噴出させる事にて微粒化、霧化噴霧することを可能とした、水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置を実現した。
【発明の効果】
【００２７】
金型温度を下げる為の冷却水を塗布し、その後に水溶性離型剤を離型剤噴霧装置内で圧縮空気を混合させる二流体方式にて霧化している。水溶性離型剤では離型剤噴霧装置もなく、又圧縮空気とも混合せず、一流体での噴霧が可能となった。
【００２８】
冷却水と水溶性離型剤の切り替えの為の、内部構造としてピストンの摺動による構造的な複雑性を無くし、不具合や故障の要因となるために簡単な構造で構成する事が可能となった。
【００２９】
水溶性離型剤を離型剤噴霧装置内で圧縮空気と混合させる二流体方式を排し、多量の圧縮空気を使用する事と無く、省エネルギー性の観点から圧縮空気は極力使用しないようにする事が可能となった。
【００３０】
圧縮空気の混合吐出時の膨張音による、工場内での騒音発生を排し、圧縮空気を使用しない一流体方式での液状離型剤の塗布が出来る事が可能となった。
【００３１】
冷却水及び水溶性離型剤としてノズル内に圧縮空気の作用によって霧化させる事を示していたが、粘性の高い油性離型剤使用時においてもノズルの交換をせず霧化噴出が出来が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】スプレーノズル装置構成部品図
【図２】スプレーノズル装置組立断面図
【図３】エアージャケットとノズル組立断面拡大図
【図４】スプールの４ケ所Ｃ面拡大図と立体図
【図５】スプールの２ケ所溝拡大図と立体図
【図６】スプール断面
【図７】スプールＣ面の断面位置と離型剤の流入方向図
【図８】離型剤に渦流を起こすＣ面図
【図９】水溶性離型剤噴霧状態図
【図１０】油性離型剤噴出状態
【図１１】油性離型剤ニ流体噴霧状態
【図１２】油性離型剤使用時ノズル先端部拡大図
【図１３】油性離型剤噴霧状態拡大図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明にかかる水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置の実施形態例を具体的に説明する。
【００３４】
図１は水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置を構成する部品、コネクター１、スプール２、ノズル３、エアージャケット４を表わしたものである。
【００３５】
図２は水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置の組立断面を示したものである。図２の１は、水溶性離型剤と油性離型剤を導入するＰＳネジ部３７を持ち、スプール２をノズル３にセットする為の外ネジ３８を有するコネクター１を示す。図２の２は前記コネクター１から導入された水溶性離型剤と油性離型剤に渦流を起こさせるスプール２を示す。図２の３は、スプール２を通過してきた渦流の流速を増す為の内壁テーパー１０と離型材噴出口７につながるノズル穴ストレート部１３と離型剤を噴出させる離型剤噴出口７とエアージャケット４と嵌合する部位６をゆうし、ネジにて組立てられるノズル外ネジ３５を有するノズル３を示し、図２の４は圧縮空気取入口１４と圧縮空気を均一に噴出させる為の圧縮空気室内バンク２４とノズル３の嵌合部６でノズル３と嵌合しエアージャケット内ネジ３６でノズル３と組付けられる。このときノズル３との間に圧縮空気室１８と圧縮空気噴出口１５が作り出される。
【００３６】
図３はエアージャケット４とノズル３の組付けられた状態を拡大したものである。組付けの位置決めに用いるノズル端面１７とエアージャケット端面１６、ノズルテーパー部９とエアージャケットテーパー部８が作る隙間先端圧縮空気噴出口１５とノズル穴ストレート部１３と離型剤噴出口７を示し、圧縮空気室内バンク２４を示す
【００３７】
図４は渦流を起こさせるスプール２のコネクター１に接する側４ケ所Ｃ面の拡大図を示し、立体図１１を示したものである。渦流を起こさせるＣ面２１の４ケ所を示したものであり立体図１１のＣ面２１のＣ面２１に示した様にＣ面２１の外側コーナーＲ４５もしくは最小の面取り、内側コーナーＲ４６もしくは最小の面取りを行ってもよい。
【００３８】
図５はスプール２の４ケ所Ｃ面２１でおこされた渦流が通る４ケ所の通路２０と増渦流をおこさせる２ケ所溝２２の拡大図と立体図１２を示したものである。
【００３９】
図７は巣要請離型剤、油性離型剤３９がＣ面２１に向って流れる方向を拡大し示したものであり、２点鎖線Ａ−−ＡはＣ面２１の断面位置を示すためのものである。
【００４０】
図８はスプール２のＣ面２１の断面と離型材がＣ面２１に当り進入してきた方
向を変えられる様子を拡大したものであり、４ケ所のＣ面２１で同様の状況が起
こり渦流となる。
【００４１】
図９は水溶性離型剤一流体で細粒噴霧が実現している水溶性離型剤噴霧状態３
１を示したものである。
【００４２】
図１０は油性離型剤一流体だけで水溶性離型剤と同じ低圧での油性離型剤噴出状態３２を示したものである。
【００４３】
図１１は油性離型剤噴出３２の状態に圧縮空気４４を油性離型剤４７と同時に
噴出させると現れる細粒噴霧の状態を示したものである。
【００４４】
図１２は油性離型剤４７の噴出する方向と圧縮空気がノズル中心軸線上に向け
て噴出される方向を圧縮空気想定線４２にして示したものである。
【００４５】
図１３は油性離型剤４７と同時に圧縮空気噴出４３を行った状態とこの時油性
離型剤が細粒化噴霧化される油性離型剤ニ流体噴霧状態３３を示す。
【符号の説明】
【００４６】
１…コネクター
２…スプール
３…ノズル
４…エアージャケット
５…エアージャケット嵌合部
６…ノズル嵌合部
７…離型剤噴出口
８…エアージャケットテーパー部
９…ノズルテーパー部
１０…加流速テーパー部
１１…４ケ所Ｃ面立体図
１２…２ケ所溝立体図
１３…ノズル穴ストレート部
１４…圧縮空気取入口
１５…圧縮空気噴出口
１６…エアージャケット端面
１７…ノズル端面
１８…圧縮空気室
１９…４ケ所Ｃ面
２０…４ケ所の渦流通路
２１…Ｃ面
２２…２ケ所溝
２３…離型材導入口
２４…圧縮空気室内バンク
３１…水溶性離型剤噴霧状態
３２…油性離型剤噴出状態
３３…油性離型剤ニ流体噴霧状態
３４…テーパー部の隙間
３５…ノズル外ネジ
３６…エアージャケット内ネジ
３７…ＰＳネジ部
３８…コネクター外ネジ
３９…水溶性、油性離型剤
４０…Ｃ面断面を示すＡ−Ａ
４１…Ｃ面通過後の流れる方向
４２…圧縮空気噴出想定線
４３…圧縮空気噴出
４４…圧縮空気
４５…外側コーナーＲ
４６…内側コーナーＲ
４７…油性離型剤

【特許請求の範囲】
【請求項１】
離型剤の導入口を持ちスプールを押えながらノズルと組付けられる機構を持つコネクター、前記ノズルを前記コネクターの間に組込まれ渦流を発生させるスプール、離型剤の吐出口であるノズル噴出口につながるノズル内壁テーパー部及びエアージャケットとの嵌合部を持ち前記エアージャケットと組みつけられる前記ノズルと前記ノズルの間に均一な隙間を持たせる為の嵌合部を有した前記エアージャケット、前記ノズルと前記エアージャケットの組付け後に圧縮空気室の機構を保有する５つの構成からなる水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置。
【請求項２】
圧縮空気吐出口の隙間を均一にする嵌合部位を持つ、エアージャケットとからなる請求項１に記載の水溶性離型剤と油性離型剤スプレーノズル装置。
【請求項３】
エアージャケットとノズルを組付ける事により、圧縮空気室を構成する請求項１に記載の水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置。
【請求項４】
圧縮空気室に導入された圧縮空気噴出口より、全周にわたり均一に噴出される為に設けた、圧縮空気室内バンクとからなる請求項２に記載の水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置。
【請求項５】
圧縮空気噴出口より噴出された圧縮空気が、ノズル噴出口の中心軸線上で交わるように前記圧縮空気を噴出する隙間を設けた、エアージャケットテーパー部からなる請求項２に記載の水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置。
【請求項６】
離型剤の流速を加速させるノズル内壁テーパー部と、加速された前記離型剤を大気中に噴出させる噴出口と、エアージャケットとの嵌合部を持つノズルからなる請求項１に記載の水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置。
【請求項７】
ノズルとコネクターの間に組込まれ前記コネクターとの組付け面に渦流を発生させる４ケ所のＣ面と、中心軸線上の前記ノズルとの組付け面に増渦流を発生させる２ケ所の溝を持つスプールからなる請求項１に記載の水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置。
【請求項８】
ノズルに組込まれスプールと接し、離型剤を前記スプールに送るコネクターからなる請求項１に記載の水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置。
【請求項９】
エアージャケットとノズルを組合せる位置決めとして前記エアージャケット端面とノズル端面からなる請求項２叉は６に記載の水溶性離型剤と油性離型剤兼用スプレーノズル装置。

【図１】