(57)【要約】【課題】ガススプリングに加えて金型部品も冷却できるようにした省スペースで低コストのガススプリング用冷却装置を提供する。【解決手段】ガススプリング９のシリンダ９１とこれに外挿される外筒９４との間に通気路９５を画成し、ボルテックスチューブ１４で生成される低温空気を通気路９５に冷却空気として供給し、ガススプリング９を冷却する。通気路９５の下流端の噴出口９６からガススプリング９のピストンロッド９２の突出方向に向けて冷却空気を噴出させ、ピストンロッド９２に連結される第１金型部品８を冷却する。また、第１金型部品８が摺動自在に嵌合する第２金型部品７の冷却用通気路１７を設け、噴出口９６から噴出された冷却空気を通気路１７に導いて、第２金型部品７も冷却する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを封入したシリンダとシリンダの軸方向一端から突出するピストンロッドとを有し、ピストンロッドに連結される金型部品を弾力的に支持するために金型装置に組み込まれるガススプリングを冷却するガススプリング用冷却装置であって、
ガススプリングのシリンダに外挿される外筒を備え、
シリンダと外筒との間に、冷却空気を流す通気路が画成されると共に、通気路を通過した冷却空気をガススプリングのピストンロッドの突出方向に向けて噴出する噴出口が設けられていることを特徴とするガススプリング用冷却装置。
【請求項２】
前記通気路に、前記冷却空気としてボルテックスチューブで生成される低温空気が供給されることを特徴とする請求項１記載のガススプリング用冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のガススプリング用冷却装置で冷却されるガススプリングを組み込んだ金型装置であって、ガススプリングのピストンロッドに連結される第１金型部品と、第１金型部品が摺動自在に嵌合する第２金型部品とを備えるものにおいて、
第２金型部品を冷却する通気路が設けられ、この通気路に前記噴出口から噴出する冷却空気が導かれることを特徴とする金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを封入したシリンダとシリンダの軸方向一端から突出するピストンロッドとを有し、ピストンロッドに連結される金型部品を弾力的に支持するために金型装置に組み込まれるガススプリングを冷却するガススプリング用冷却装置並びにこの冷却装置で冷却されるガススプリングを組み込んだ金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガススプリングを組み込んだ金型装置を高速で作動させると、ガススプリングが封入ガスの圧縮・膨張の繰り返しで相当に発熱する。このままでは、シリンダのピストンロッド挿通部に装着するシール部材の熱損を生ずるため、ガススプリングの冷却が必要になる。
【０００３】
そして、従来、ガススプリングを冷却するため、外周に多数のフィンを突設した冷却スリーブをガススプリングのシリンダに外挿したものが知られている(例えば、特許文献１参照)。これによれば、フィンからの放熱に伴う冷却スリーブへの熱引き作用でガススプリングが冷却される。
【０００４】
然し、冷却スリーブは外周にフィンを突設する関係で大径になり、また、冷却スリーブの周囲に放熱空間を確保する必要があるため、金型装置内に冷却スリーブ付きのガススプリングを組み込む場合、ガススプリングの占有スペースが広くなり、金型の設計の自由度が損なわれる。
【０００５】
また、ガススプリングのシリンダに水冷ジャケットを外挿し、水冷ジャケット内に冷却水を流してガススプリングを冷却するものも従来知られている。水冷ジャケットは上記冷却スリーブに比し小径に形成でき、且つ、水冷ジャケットの周囲に放熱空間を確保する必要がないため、ガススプリングの占有スペースは少なくて済む。
【０００６】
然し、水冷ジャケットを用いる場合には、金型装置に冷却水を水冷ジャケットに供給する往き側の配管に加えて水冷ジャケットを通過した冷却水をタンク等に戻す戻り側の配管を配設する必要があって、配管作業が面倒になり、また、水漏れすると金型にダメージを与えるため、厳重な水漏れ対策も講ずる必要があって、コストアップを招く不具合がある。
【０００７】
また、ガススプリングで支持される金型部品はピストンロッドを介しての伝熱やワークの成形に伴い発生する熱で加熱されるが、冷却スリーブや水冷ジャケットを用いる従来の冷却装置では金型部品を冷却することはできない。
【０００８】
ところで、従来、低温空気を生成する器具としてボルテックスチューブが知られている(例えば、特許文献２参照)。ボルテックスチューブは、円筒状のチューブ本体の一端部に、加圧空気を接線方向からチューブ本体内に噴出させるノズルと軸線方向に開口する冷気出口とを備え、他端部に円錐形の流量弁と暖気出口とを備えるものであり、チューブ本体内で加圧空気の熱エネルギーが高温と低温とに分離されて、高温空気が暖気出口から噴出され、低温空気が冷気出口から噴出される。ボルテックスチューブは小型安価であり、且つ、加圧空気を供給するだけで低温空気を生成できるため、ランニングコストも安くなる利点がある。
【特許文献１】実用新案登録第２５４３０２９号公報
【特許文献２】特開平６−２０７７５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑み、ガススプリングに加えて金型部品も冷却できるようにした省スペースで低コストのガススプリング用冷却装置並びにこの冷却装置で冷却されるガススプリングを組み込んだ金型装置を提供することをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本願の第１発明は、ガスを封入したシリンダとシリンダの軸方向一端から突出するピストンロッドとを有し、ピストンロッドに連結される金型部品を弾性的に支持するために金型装置に組み込まれるガススプリングを冷却するガススプリング用冷却装置であって、ガススプリングのシリンダに外挿される外筒を備え、シリンダと外筒との間に、冷却空気を流す通気路が画成されると共に、通気路を通過した冷却空気をガススプリングのピストンロッドの突出方向に向けて噴出する噴出口が設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本願の第２発明は、上記第１発明のガススプリング用冷却装置で冷却されるガススプリングを組み込んだ金型装置であって、ガススプリングのピストンロッドに連結される第１金型部品と、第１金型部品が摺動自在に嵌合する第２金型部品とを備えるものにおいて、第２金型部品を冷却する通気路が設けられ、この通気路に上記噴出口から噴出する冷却空気が導かれることを特徴とする。
【００１２】
第１発明によれば、ガススプリングのシリンダと外筒との間に画成される通気路に流れる冷却空気によりガススプリングが空冷される。また、噴出口からピストンロッドの突出方向に向けて冷却空気が噴出するため、ピストンロッドに連結される金型部品に冷却空気が吹き付けられ、金型部品も冷却される。特に、通気路に、冷却空気としてボルテックスチューブで生成される低温空気が供給されるようにすれば、ガススプリングと金型部品とを十分に冷却できて、金型装置の長時間の高速連続運転が可能になり、且つ、冷却のためのランニングコストも低減でき、生産性が大幅に向上する。
【００１３】
また、外筒は従来のフィンを有する冷却スリーブに比し小径であり、且つ、周囲に放熱スペースを確保する必要がないため、外筒付きのガススプリングの設置スペースの省スペース化を図ることができ、金型装置の設計の自由度を損なうことはない。また、金型装置には冷却空気を通気路に供給する往き側の空気配管を配設するだけで良く、配管作業が容易になり、更に、空気漏れで金型がダメージを受けることはないため、特別な空気漏れ対策は不要であり、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
ところで、金型装置がガススプリングのピストンロッドに連結される第１金型部品と第１金型部品が摺動自在に嵌合する第２金型部品とを備える場合、金型装置を高速運転すると、第２金型部品が第１金型部品の摺動による摩擦熱やワークの成形に伴い発生する熱で加熱される。ここで、第２発明によれば、ガススプリングのシリンダと外筒との間に画成される通気路を流れて噴出口から噴出する冷却空気が第２金型部品の冷却用通気路に導入される。そのため、冷却空気で第２金型部品も冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１はワークＷを絞り成形する金型装置を示している。この金型装置は、下型１と下型１に対し上下動する上型２とで構成されている。下型１には、絞りパンチ３が立設されると共に、絞りパンチ３が摺動自在に嵌合するブランクホルダ４が設置されている。ブランクホルダ４は、コイルスプリング等の弾機５で上方に付勢されるクッションピン６を介して下型１に上下動自在に支持される。また、ブランクホルダ４の上面には、ワークＷをセットする中央の窪み部４ａが形成されている。
【００１６】
上型２には、下端の絞りダイ７と、絞りダイ７に上方から摺動自在に嵌合するカウンタパンチ８と、カウンタパンチ８を弾力的に支持する上端のガススプリング９とが設置されている。ガススプリング９は筒状の囲いブロック１０内に収納され、囲いブロック１０の下側に環状のスペーサ１１を介して取付けられる筒状のダイホルダ１２内に絞りダイ７が収納されている。
【００１７】
上型２を図１(ａ)に示す上昇端位置から下降させると、ブランクホルダ４の上面に絞りダイ７及びダイホルダ１２の下端面が当接してブランクホルダ４が押下げられ、これに伴い絞りパンチ３が絞りダイ７内に下方から進入して、ワークＷが絞りパンチ３とカウンタパンチ８との間に挟持される。そして、上型２の引き続く下降により、図１(ｂ)に示す如くカウンタパンチ８が絞りパンチ３との間にワークＷを挟持したままガススプリング９による下方への付勢力に抗して上型２に対し上動し、ワークＷが絞りダイ７内に押し込まれて絞り成形される。その後、上型２を上昇端位置に上昇させて１回の絞り成形を完了する。
【００１８】
ガススプリング９は、図２に明示するように、窒素ガス等のガスを封入したシリンダ９１と、シリンダ９１の軸方向一端(下端)から突出するピストンロッド９２とを有し、ピストンロッド９２にカウンタパンチ８が連結されている。シリンダ９１の下端のピストンロッド９２の挿通部には、ピストンロッド９２の外周面に接するシール部材９３が装着され、封入ガスが漏れないようにしている。
【００１９】
また、シリンダ９１には外筒９４が外挿されている。外筒９４の内周面には、上端側の環状溝９４ａと、下端側の環状溝９４ｂと、両環状溝９４ａ，９４ｂを結ぶ螺旋溝９４ｃとが形成されており、シリンダ９１と外筒９４との間にこれら溝９４ａ，９４ｂ，９４ｃから成る通気路９５が画成される。そして、図１に示すように、金型装置内又は金型装置の近傍に工場エア源１３からの加圧空気を供給するボルテックスチューブ１４を配置し、ボルテックスチューブ１４の冷気出口に連なる空気配管１５を継手１６を介して外筒９４の上端側の環状溝９４ａに接続している。
【００２０】
かくして、ボルテックスチューブ１４で生成される低温空気が通気路９５に冷却空気として供給され、ガススプリング９が空冷される。ここで、ボルテックスチューブ１４は氷点下以下の非常に低温の空気を生成できるため、ガススプリング９を十分に冷却でき、金型装置を長時間連続して高速運転してもガススプリング９のシール部材９３の熱損は生じない。
【００２１】
図３を参照して、外筒９４の下端部内周には下端側の環状溝９４ｂに連通する軸方向の溝が周方向の間隔を存して複数形成されており、これら溝により、通気路９５を通過した冷却空気をピストンロッド９２の突出方向たる下方に向けて噴出する噴出口９６が構成されている。噴出口９６から噴出した冷却空気はピストンロッド９２に連結される第１金型部品たるカウンタパンチ８に吹き付けられ、カウンタパンチ８が冷却される。
【００２２】
また、本実施形態では、カウンタパンチ８が摺動自在に嵌合する第２金型部品たる絞りダイ７を冷却する通気路１７を設けて、噴出口９６から噴出した冷却空気をこの通気路１７に導くようにしている。これを図４を参照して詳述する。ダイホルダ１２の内周面にその上端から下端に達する螺旋溝１２ａを形成して、この螺旋溝１２ａにより、絞りダイ７とダイホルダ１２との間に冷却用の通気路１７が画成されるようにしている。また、スペーサ１１の下面に、スペーサ１１の内周空間と通気路１７の上端とを結ぶ通気溝１１ａを形成している。更に、ブランクホルダ４に、中央の窪み部４ａと通気路１７の下端とを結ぶ上面の通気溝４ｂを形成すると共に、窪み部４ａの底面から下方にのびる排気孔４ｃを形成している。
【００２３】
かくして、噴出口９６から噴出した冷却空気はカウンタパンチ８を冷却しつつスペーサ１１の内周空間に流れた後、スペーサ１１の下面の通気溝１１ａを介して絞りダイ７の冷却用通気路１７に導かれ、この通気路１７に流れる冷却空気により絞りダイ７が冷却される。そして、この通気路１７を通過した冷却空気は、ブランクホルダ４への絞りダイ７の当接で閉塞される、絞りパンチ３を囲う窪み部４ａ上の空間にブランクホルダ４の上面の通気溝４ｂを介して流入し、絞りパンチ３が冷却される。その後、冷却空気は窪み部４ａ上の空間から排気孔４ｃを介して排出される。
【００２４】
ここで、カウンタパンチ８、絞りダイ７及び絞りパンチ３はワークＷの成形に伴い発生する熱や絞りダイ７に対するカウンタパンチ８の摺動による摩擦熱で加熱される。そのため、通常は、金型装置を長時間連続して高速運転することはできない。これに対し、本実施形態では、ボルテックスチューブ１４で生成される低温空気によりガススプリング９に加えてカウンタパンチ８、絞りダイ７及び絞りパンチ３も冷却されるため、金型装置を長時間連続して高速運転することが可能になる。また、ボルテックスチューブ１４に加圧空気を供給するだけで低温空気を生成できるため、ランニングコストも安くなり、長時間の高速連続運転が可能になることと相俟って、生産性が大幅に向上する。
【００２５】
また、ガススプリング９にはその冷却のために外筒９４が外挿されるが、外筒９４は上記従来例のようなフィンを突設した冷却スリーブに比し小径であり、且つ、外筒９４の周囲に放熱スペースを確保する必要がない。そのため、外筒９４付きのガススプリング９を金型装置内の限られたスペースに無理なく設置でき、ガススプリングの設置スペースを広く確保する必要がある従来例のもののように金型装置の設計の自由度が損なわれることはない。また、金型装置には冷却空気をシリンダ９１と外筒９４との間の通気路９５に供給する往き側の空気配管１５を配設するだけで良く、水冷ジャケットを用いる場合に必要になる戻り側の配管が不要になるため、配管作業が容易になる。更に、空気漏れで金型がダメージを受けることはないため、特別な空気漏れ対策は不要であり、コストダウンを図ることができる。
【００２６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、外筒９４の内周面に形成した溝９４ａ，９４ｂ，９４ｃでシリンダ９１と外筒９４との間の通気路９５を構成したが、シリンダ９１の外周面に形成する溝で通気路９５を構成することも可能である。また、上記実施形態では、噴出口９６を周方向の間隔を存して複数設けたが、外筒９４の一端部の内径をシリンダ９１の一端部の外径より若干大きくし、周方向に連続する噴出口を形成しても良い。
【００２７】
また、上記実施形態では、ダイホルダ１２の内周面に形成した溝１２ａで絞りダイ７の冷却用通気路１７を構成しているが、絞りダイ７の外周面に形成する溝や絞りダイ７の肉部に形成する孔で通気路１７を構成することも可能である。
【００２８】
また、上記実施形態は、絞り成形を行うガススプリング付きの金型装置に本発明を適用したものであるが、打抜き等の絞り成形以外のプレス成形を行うガススプリング付きの金型装置にも同様に本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の金型装置を示す縦断面図。
【図２】図１の金型装置のガススプリング設置部分の拡大図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線切断面図。
【図４】図１の金型装置の絞りダイ設置部分の半部拡大図。
【符号の説明】
【００３０】
７…絞りダイ(第２金型部品)、８…カウンタパンチ(第１金型部品)、９…ガススプリング、９１…シリンダ、９２…ピストンロッド、９４…外筒、９５…ガススプリングの冷却用通気路、９６…噴出口、１４…ボルテックスチューブ、１７…絞りダイの冷却用通気路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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