(57)【要約】【課題】射出成形装置に備えられるスプールブッシュにおいて、スプールブッシュに形成された冷却回路を起点として、熱疲労による亀裂が発生することを防止する。【解決手段】円筒形状体に形成されたスプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの壁厚内に、冷却媒体を導通する冷却回路２０を形成し、該冷却回路２０を筒壁１４Ａの外周と連通させるスリット２６を形成し、スリット２６の外周側を、該スリット２６の巾方向に伸縮可能なシール部材２７で閉塞した。スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの外周面には溝２５を形成して、ここにシール部材２７を嵌合させるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形装置に備えられるスプールブッシュにおいて、
円筒形状体に形成されたスプールブッシュの筒壁の壁厚内に、冷却媒体を導通する冷却回路を形成し、
冷却回路を筒壁の外周と連通させるスリットを形成し、
スリットの外周側を、該スリットの巾方向に伸縮可能なシール部材で閉塞する
ことを特徴とする、スプールブッシュ。
【請求項２】
前記スプールブッシュの筒壁の外周面に、スリットの外周側に位置する溝を形成し、
前記溝にシール部材を嵌入する、
請求項１に記載のスプールブッシュ。
【請求項３】
射出成形装置に備えられるスプールブッシュにおいて、
円筒形状体に形成されたスプールブッシュの筒壁の壁厚内に、冷却媒体を導通する冷却回路を形成し、
スプールブッシュの筒壁における、冷却回路より内周側の温度と外周側の温度とをそれぞれ測定する温度測定手段と、
筒壁の冷却回路より外周側を加熱する加熱手段とを設け、
筒壁の冷却回路より外周側の温度が、内周側の温度と略同一若しくはそれよりも高くなるように加熱手段を制御する
ことを特徴とする、スプールブッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型のキャビティ内に金属等の溶湯を注入して鋳造品を成形する射出成形装置に備えられるスプールブッシュに関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形装置は、例えば、図１に示すように構成される。
射出成形装置１０には、固定金型１２と可動金型１１とが備えられ、これらの接合面に溶湯２１が注入されて鋳造品が成形されるキャビティ１３が形成される。
固定金型１２には、スプールブッシュ１４が嵌入されており、このスプールブッシュ１４の先端がキャビティ１３に連通される。また、スプールブッシュ１４の後端には、摺動可能にプランジャチップ１８が嵌入された射出スリーブ１６が接続され、プランジャチップ１８にて射出スリーブ１６に充填された溶湯がキャビティ１３に射出される。
【０００３】
ところで、前記スプールブッシュ１４は、射出スリーブ１６から射出されてきた金属溶湯２１をキャビティ１３内に導く部分であり、金属等の溶湯２１が通過する際に高温に加熱されるために冷却する必要がある。また、スプールブッシュ１４は、溶湯２１をキャビティ１３内に注入した後、プランジャチップ１８でキャビティ１３内の溶湯２１に対して増圧を行ないながら溶湯２１を凝固させる際に、溶湯２１が最後に凝固する部分であり、溶湯２１を速やかに凝固させるためにも冷却する必要がある。
【０００４】
そこで、図４（ａ）に示す如く、スプールブッシュ１４には冷却機構が備えられる。スプールブッシュ１４は、プランジャ孔１４Ｂが中心を貫通する略円筒形状体であって、スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの内部には、複数の冷却回路２０・２０・・・が設けられ、ここに冷却媒体が導通される。
【０００５】
しかし、スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの壁厚内では、冷却回路２０の内周側と外周側とで温度差が生じるために、冷却回路２０の周囲に熱応力が発生する。すなわち、図４（ａ）に示す如く、スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの壁厚内において、冷却回路２０の内周側（プランジャ孔１４Ｂ側）の点Ｄの方が、外周側の点Ｆよりも温度が高くなり、点Ｄの方がより大きく膨張するために、点Ｆに引張応力が発生する。これが繰り返されることによって、図４（ｂ）に示す如く、冷却回路２０に熱疲労に起因する亀裂２０ｚが発生する。亀裂２０ｚが生じると、冷却回路２０を通る冷却媒体が漏出するという不具合が生じる。
【０００６】
そこで、スプールブッシュの熱疲労を抑制して寿命を高めるための技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の技術である。この技術では、スプールブッシュに形成されたプランジャ孔に凹陥部が形成され、該凹陥部にインサートライナーが嵌設され、インサートライナーの外周面に冷却回路が設けられる。これにより、溶湯がプランジャ孔を通過する際の温度上昇に伴う熱応力が、スプールブッシュの本体に形成した凹陥部とインサートライナーに設けた冷却回路の各角部分に分散されることによって、スプールブッシュ本体の亀裂の発生の抑制が図られている。
また、例えば、特許文献２に記載の技術である。この技術では、スプールブッシュの外周に冷却ジャケットと加熱用ヒーターとが交互に配置される。これにより、冷却ジャケットに冷却媒体の導通させるとともに、加熱ヒーターで通電して、スプールブッシュが降温しすぎることのないようにして、スプールブッシュの昇降温度差を低減することにより熱疲労の抑制が図られている。
【特許文献１】特開２００３−１０９５３号公報
【特許文献２】実開平６−７７９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明では、上記従来技術に鑑み、スプールブッシュに形成された冷却回路に、熱疲労による亀裂の発生することを抑制することのできるスプールブッシュの冷却機構であって、確実に冷却媒体の漏出を抑制できるものを提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、射出成形装置に備えられるスプールブッシュにおいて、円筒形状体に形成されたスプールブッシュの筒壁の壁厚内に、冷却媒体を導通する冷却回路を形成し、冷却回路を筒壁の外周と連通させるスリットを形成し、スリットの外周側を、該スリットの巾方向に伸縮可能なシール部材で閉塞するものである。
【００１０】
請求項２においては、前記スプールブッシュの筒壁の外周面に、スリットの外周側に位置する溝を形成し、前記溝にシール部材を嵌入するものである。
【００１１】
請求項３においては、射出成形装置に備えられるスプールブッシュにおいて、円筒形状体に形成されたスプールブッシュの筒壁の壁厚内に、冷却媒体を導通する冷却回路を形成し、スプールブッシュの筒壁における、冷却回路より内周側の温度と外周側の温度とをそれぞれ測定する温度測定手段と、筒壁の冷却回路より外周側を加熱する加熱手段とを設け、筒壁の冷却回路より外周側の温度が、内周側の温度と略同一若しくはそれよりも高くなるように加熱手段を制御するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
請求項１においては、冷却回路の外周側には、予めスプールブッシュの筒壁の外周と連通するスリットが形成されているので、冷却回路に熱疲労による新たな亀裂が発生することなく、また、熱によってスリットが拡がってもシール部材によって冷却回路の密閉が保持されるので、冷却媒体漏れの発生を防止することができる。
【００１４】
請求項２においては、シール部材が溝に嵌合することによって良好に位置固定されるとともに、シール部材をスプールブッシュの筒壁の外周面よりも内側に納めることができる。
【００１５】
請求項３においては、スプールブッシュの筒壁内において、冷却回路の内周側と外周側とで温度差が殆どなくなるために、冷却回路に熱応力が発生することを抑制することができる。これにより、スプールブッシュの熱疲労を抑制して、亀裂の発生を防止し、寿命を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施例に係る射出成形装置の全体的な構成を示した図、図２は実施例１に係るスプールブッシュの冷却機構を示す図、図３は実施例２に係るスプールブッシュの冷却機構を示す図、図４は従来のスプールブッシュの冷却機構を示す図である。
【００１７】
本発明に係るスプールブッシュ１４は、射出成形装置１０に備えられる。
射出成形装置１０は、図１に示す如く、固定金型１２と、固定金型１２に対して型締め及び型開き可能に設けられた可動金型１１とが備えられる。この固定金型１２と可動金型１１との型締め状態において、その間の接合面にキャビティ１３が形成され、このキャビティ１３に金属等の溶湯２１が注入されて鋳造品が成形される。
【００１８】
前記固定金型１２には、スプールブッシュ１４が嵌入され、このスプールブッシュ１４の先端が、ランナー１５を介してキャビティ１３に連通される。また、スプールブッシュ１４の後端には、射出スリーブ１６が接続される。
射出スリーブ１６には、その周壁部に注湯口１７が設けられており、この注湯口１７から溶湯２１が注湯される。射出スリーブ１６内には、プランジャチップ１８が摺動可能に嵌入される。
プランジャチップ１８は、プランジャロッド１９を介して油圧シリンダ等の射出シリンダ（図示せず）に連結されており、この射出シリンダを適宜駆動することにより、プランジャチップ１８が射出スリーブ１６内を往復摺動する。
【００１９】
上述の構成の射出成形装置において、射出スリーブ１６に設けられた注湯口１７から溶湯２１が注湯され、プランジャチップ１８にて溶湯２１が一気に押し出され、キャビティ１３に射出される。キャビティ１３内の溶湯２１が凝固して鋳造品となったら、固定金型１２と可動金型１１とが型開きされ、キャビティ１３内の鋳造品が取り出される。
【００２０】
前記スプールブッシュ１４には、冷却機構が備えられる。
スプールブッシュ１４は、その内部にプランジャ孔１４Ｂが形成された円筒形状体である。ここで、スプールブッシュ１４において、プランジャ孔１４Ｂのある方を内周側、他方を外周側とする。
スプールブッシュ１４には、その筒壁１４Ａの壁厚内に環状の孔が形成されており、これが冷却回路２０・２０・・・とされる。なお、冷却回路２０は、スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの壁厚内に形成された螺旋状の孔とすることもできる。冷却回路２０には、図示せぬ冷却媒体供給手段によって、冷却媒体が導通される。
【００２１】
本発明では、スプールブッシュ１４を特徴的な構造のものとすることにより、スプールブッシュ１４の熱疲労による亀裂発生を抑制し、スプールブッシュ１４の寿命の延長を図っている。
以下に示す、実施例１及び実施例２において、本発明に係るスプールブッシュ１４の構造について詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
次に、本発明に係るスプールブッシュ１４の実施例１について説明する。
図２に示す如く、スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの壁厚内に形成された冷却回路２０の外周側には、該冷却回路２０に沿って筒壁１４Ａの外周面に環状の溝２５が形成される。この溝２５と冷却回路２０とが、スリット２６にて連通される。すなわち、スリット２６によって、冷却回路２０と筒壁１４Ａの外周とが連通され、冷却回路２０は外周側に切り込みが形成されることになる。
そして、溝２５にはスリット２６を塞ぐようにシール部材２７が嵌入される。このようにして、スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの壁厚内に、冷却回路２０とスリット２６とから成る、冷却媒体が導通される閉塞された空間が形成される。
【００２３】
スリット２６の外周側に溝２５を形成することによって、該溝２５に嵌合するシール部材２７が良好に位置固定されるとともに、シール部材２７を筒壁１４Ａの外周面よりも内側に納めることができる。
但し、筒壁１４Ａの外周面に溝２５を形成せずに、スリット２６の外周側が筒壁１４Ａの外周面に位置するように形成することもできる。
【００２４】
前記シール部材２７は、スリット２６の巾が拡がる方向（図２に示すＸ方向）に伸縮可能である。
本実施例においては、シール部材２７は、弾性変形可能な部材で構成されるとともに、巾方向両側が溝２５の底面に接し、巾方向略中央部に撓みが形成された形状とされている。そして、シール部材２７は、撓み部分が弾性変形することにより、スリット２６の巾が拡がる方向に伸縮する。
但し、シール部材２７の形態は本実施例に限定されるものではなく、例えば、巾方向の断面を円弧状のものとしたり、より高弾性の素材を使用した巾方向略直線状のものとしたりすることができる。
【００２５】
上述の如く構成されたスプールブッシュ１４において、冷却回路２０に冷却媒体が導通され、スプールブッシュ１４に溶湯２１が充填されると、温度上昇を受けてスプールブッシュ１４の筒壁１４Ａは膨張する。これに伴って、冷却回路２０の内周側が外周側と比較して大きく延びたとしても、冷却回路２０の外周側に形成されたスリット２６の巾が拡がることによって、冷却回路２０の外周側にかかる引張応力に対応する。そして、スリット２６の巾が拡がってもシール部材２７がスリット２６の拡がりに応じて変形し、スリット２６の閉塞を維持する。
【００２６】
このようにして、冷却回路２０の外周側には、予めスプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの外周と連通するスリット２６が形成されているので、冷却回路２０に熱疲労による新たな亀裂が発生することなく、また、シール部材２７によって冷却回路２０の密閉が保持されるので、冷却媒体漏れの発生を防止することができる。
よって、スプールブッシュ１４の熱疲労による亀裂の発生を防止することができ、また、スプールブッシュ１４が温度上昇と降下を繰り返しても冷却媒体の漏れが発生しないのである。
【実施例２】
【００２７】
次に、本発明に係るスプールブッシュ１４の実施例２について説明する。
図３に示す如く、スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａの壁厚内において、冷却回路２０より外周側と、冷却回路２０より内周側の両側に温度測定手段としての熱伝対３３・３２が備えられる。また、スプールブッシュ１４の筒壁１４Ａにおいて冷却回路２０の外周側には、加熱手段としてのヒーター３１が備えられる。
ヒーター３１は制御装置３４にて制御されており、該制御装置３４では、熱伝対３２・３３にて測定された、筒壁１４Ａの壁厚内の冷却回路２０より外周側と、筒壁１４Ａの壁厚内の冷却回路２０より内周側との温度に基づいて、ヒーター３１が制御される。
【００２８】
熱伝対３２・３３にて計測された冷却回路２０より外周側の温度と内周側の温度が、制御装置３４に取得されると、制御装置３４では、冷却回路２０より外周側の温度が、冷却回路２０より内周側の温度と略同一若しくはそれよりも高くなるように、ヒーター３１の温度が制御される。
【００２９】
上述の構成によれば、冷却回路２０の内周側と外周側とで温度差が殆どなくなるために、冷却回路２０に熱応力が発生することを抑制することができる。これにより、スプールブッシュ１４の熱疲労を抑制して、亀裂の発生を防止し、寿命を高めることができる。
また、冷却回路２０の内周側は溶湯２１により近く、常に溶湯２１により加熱されるが、冷却回路２０の外周側を、内周側と比較して高い温度とすることで、内周側と外周側とのバランスをとることができる。従って、筒壁１４Ａの壁厚内における、冷却回路２０より外周側の温度と、冷却回路２０より内周側の温度との温度差は、０〜数十度程度となるようにヒーター３１が制御されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例に係る射出成形装置の全体的な構成を示した図。
【図２】実施例１に係るスプールブッシュの冷却機構を示す図。
【図３】実施例２に係るスプールブッシュの冷却機構を示す図。
【図４】従来のスプールブッシュの冷却機構を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１０  射出成形装置
１１  可動金型
１２  固定金型
１３  キャビティ
１４  スプールブッシュ
２０  冷却回路
２５  溝
２６  スリット
２７  シール部材
３１  ヒーター
３２  熱伝対
３３  熱伝対
３４  制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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