(57)【要約】【課題】本発明は、金型のキャビティ面に焼き付けを発生させ難くした金型冷却構造を提供する。【解決手段】金型冷却構造は金型内で流動する第１の冷媒Ｓにより前記金型１のキャビティ面２ａを冷却させるように構成されている。金型冷却構造は前記金型１内で前記金型１の基部から前記キャビティ面２ａに向かって延在すると共に、前記第１の冷媒Ｓが流動する複数の冷却穴部３，４，５と、前記複数の冷却穴部３，４，５を直列に連結すると共に、前記第１の冷媒Ｓが流動する主冷媒路１０と、前記主冷媒路１０の少なくとも一部に沿って延在すると共に、前記第１の冷媒Ｓと別の第２の冷媒Ｒが流動する副冷媒路２０と、を備え、前記第２の冷媒Ｒは前記第１の冷媒Ｓより低温であり、前記第２の冷媒Ｒにより前記第１の冷媒Ｓの脱熱を行うようにしている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内で流動する第１の冷媒により前記金型のキャビティ面を冷却させるように構成された金型冷却構造であって、
前記金型内で前記金型の基部から前記キャビティ面に向かって延在すると共に、前記第１の冷媒が流動する複数の冷却穴部と、
前記複数の冷却穴部を直列に連結すると共に、前記第１の冷媒が流動する主冷媒路と、
前記主冷媒路の少なくとも一部に沿って延在すると共に、前記第１の冷媒と別の第２の冷媒が流動する副冷媒路とを備え、
前記第２の冷媒は前記第１の冷媒より低温であり、前記第２の冷媒により前記第１の冷媒の脱熱を行うようにした、
金型冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型内で流動する冷媒（例えば水）により金型のキャビティ面を冷却させるように構成された金型冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、このような分野に関連する技術として特開２００３−３０５７２５号公報がある。この公報に記載された金型の可動側型板には、穴部が設けられている。この穴部は金型の加工面（キャビティ面）と略平行に延在する冷却水路に連通している。冷却水路は穴部に水を供給する流入側の冷却水路と穴部から水を排出する流出側の冷却水路とからなる。穴部内には螺旋状の仕切板が配置され、冷却水は穴部内で螺旋状に旋回した後、冷却水路から排出される。このようにして、金型の温度制御を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０５７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した従来の金型に関して穴部を複数本形成して、穴部を直列で連結させるような場合、上流側の穴部内の温度と下流側の穴部の温度とに温度差が生じる。この温度差によって金型内での温度分布が不均一になり、高温になった下流側の穴部近傍の金型の加工面（キャビティ面）に焼き付けを発生させる虞がある。
【０００５】
本発明は、金型のキャビティ面に焼き付けを発生させ難くした金型冷却構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、金型内で流動する第１の冷媒により前記金型のキャビティ面を冷却させるように構成された金型冷却構造であって、
前記金型内で前記金型の基部から前記キャビティ面に向かって延在すると共に、前記第１の冷媒が流動する複数の冷却穴部と、
前記複数の冷却穴部を直列に連結すると共に、前記第１の冷媒が流動する主冷媒路と、
前記主冷媒路の少なくとも一部に沿って延在すると共に、前記第１の冷媒と別の第２の冷媒が流動する副冷媒路とを備え、
前記第２の冷媒は前記第１の冷媒より低温であり、前記第２の冷媒により前記第１の冷媒の脱熱を行うようにする。
【０００７】
この金型冷却構造においては、金型内で上流側に位置する冷却穴部から流出した第１の冷媒は下流側に位置する冷却穴部内に流入する。上流側の冷却穴部内を流動する第１の冷媒が金型の熱を吸熱すると、この冷却穴部内の第１の冷媒の温度が高くなる。そして、高温になった第１の冷媒がこのまま次の冷却穴部内に流入すると、冷却穴部内で高温の第１の冷媒が流動することになり、金型のキャビティ面に焼き付けを発生させる虞がある。そこで、主冷媒路の少なくとも一部に沿って延在する副冷媒路を、金型内に主冷媒路とは別に設ける。そして、副冷媒路内で流動する第２の冷媒は第１の冷媒より低温であり、第２の冷媒により第１の冷媒の脱熱を行う。従って、冷却穴部で高温になった第１の冷媒が第２の冷媒により冷却される。そして、冷却後の第１の冷媒が冷却穴部から流出した際に次の冷却穴部内に流入するので、金型のキャビティ面に焼き付けを発生させ難くしている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、型のキャビティ面に焼き付けを発生させ難くできる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る金型冷却構造の一実施形態を示す断面図である。
【図２】入子本体の底面図である。
【図３】冷却板の平面図である。
【図４】第１〜第３の冷却穴部の入口側の温度状態を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る金型冷却構造の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１に示されるように、ダイキャスト成形では一般的に固定金型と可動金型とが利用されるが、場合によっては、可動金型又は固定金型に入子１を組み込んで利用される。そして、成形品の品質向上や金型の破損防止を考慮して、可動金型、固定金型及び／又は入子１には冷却構造が採用されている。そこで、金型の一部として利用される入子１を例にして金型の冷却構造について以下説明する。
【００１２】
入子１は、曲面のキャビティ面２ａを有する入子本体２と、入子本体２内でキャビティ面２ａに対向して延在する底面２ｂ側からキャビティ面２ａに向かって延在する第１〜第３の冷却穴部３，４，５と、入子本体２の底面２ｂに固定された冷却板６と、入子本体２内に並置された第１〜第３の冷却穴部３，４，５を直列に連結するために設けられた主冷媒路１０と、冷却板６内で入子本体２の底面２ｂに対して平行に延在する副冷媒路２０と、を備えている。
【００１３】
第１の冷却穴部３内には仕切部３ａが配置されている。第１の冷媒（例えば水）Ｓは、第１の冷却穴部３の入口３Ａから第１の冷却穴部３内に流入する。その後、第１の冷媒Ｓは、仕切部３ａの内部を下から上に向かって流動する。第１の冷却穴部３で頂部まで達した第１の冷媒Ｓは、第１の冷却穴部３内で仕切部３ａの外側を通って出口３Ｂから第１の冷却穴部３の外に排出される。
【００１４】
第１の冷却穴部３の下流側に位置する第２の冷却穴部４内には仕切部４ａが配置されている。第１の冷媒Ｓは、第２の冷却穴部４の入口４Ａから第１の冷却穴部４内に流入する。その後、第１の冷媒Ｓは、仕切部４ａの内部を下から上に向かって流動する。第２の冷却穴部４で頂部まで達した第１の冷媒Ｓは、第２の冷却穴部４内で仕切部４ａの外側を通って出口４Ｂから第２の冷却穴部４の外に排出される。
【００１５】
第２の冷却穴部４の下流側に位置する第３の冷却穴部５内には仕切部５ａが配置されている。第１の冷媒Ｓは、第３の冷却穴部５の入口５Ａから第３の冷却穴部５内に流入する。その後、第１の冷媒Ｓは、仕切部５ａの内部を下から上に向かって流動する。第３の冷却穴部５で頂部まで達した第１の冷媒Ｓは、第３の冷却穴部５内で仕切部５ａの外側を通って出口５Ｂから第３の冷却穴部５の外に排出される。
【００１６】
入子１に設けられた主冷媒路１０は、ポンプからなる冷媒供給源３０に接続された外部配管１５と第１の冷却穴部３とを連結する第１の主冷媒路１１と、第１の冷却穴部３と第２の冷却穴部４とを連結する第２の主冷媒路１２と、第２の冷却穴部４と第３の冷却穴部５とを連結する第３の主冷媒路１３と、第３の冷却穴部５と貯留タンク４０に接続された外部配管１６とを連結する第４の主冷媒路１４と、からなる。外部配管１５には流量調整弁１７が設けられている。
【００１７】
第２の主冷媒路１２の途中には、冷却板６内に位置する第１の冷却部位１２ａを有する。第３の主冷媒路１３の途中には、冷却板６内に位置する第２の冷却部位１３ａを有する。第１及び第２の冷却部位１２ａ，１３ａは、入子本体２の底面２ｂに対して平行に延在する。第１及び第２の冷却部位１２ａ，１３ａは、冷却板６内で延在する副冷媒路２０に対して、熱交換可能なように近接して配置されている。
【００１８】
副冷媒路２０の入口２０Ａは、ポンプからなる冷媒供給源３０に外部配管５１を介して連通する。副冷媒路２０の出口２０Ｂは貯留タンク４０に連通する。外部配管５１には、流量調整弁５２が設けられている。そして、主冷媒路１０内の第１の冷媒Ｓは、第１及び第２の冷却部位１２ａ，１３ａを介して副冷媒路２０内の第２の冷媒Ｒによって冷却される。
【００１９】
図２は、入子本体２を底面２ｂから見た底面図である。図２に示されるように、符合Ａ１は、入子本体２における第１の主冷媒路１１の冷媒流入口である。符合Ａ２は、入子本体２における第２の主冷媒路１２の冷媒流出口である。符合Ａ３は、入子本体２における第２の主冷媒路１２の冷媒流入口である。符合Ａ４は、入子本体２における第３の主冷媒路１３の冷媒流出口である。符合Ａ５は、入子本体２における第３の主冷媒路１３の冷媒流入口である。符合Ａ６は、入子本体２における第４の主冷媒路１４の冷媒流出口である。なお、図２中の矢印は流体の流れ方向を示している。
【００２０】
図３は、入子本体２の底面２ｂに当接する冷却板６を上面６ａから見た平面図である。符合Ｂ１は、入子本体２の冷媒流入口Ａ１に合致すると共に、冷却板６における第１の主冷媒路１１の冷媒流出口である。符合Ｂ２は、入子本体２の冷媒流出口Ａ２に合致すると共に、冷却板６における第２の主冷媒路１２の冷媒流入口である。符合Ｂ３は、入子本体２の冷媒流入口Ａ３に合致すると共に、冷却板６における第２の主冷媒路１２の冷媒流出口である。符合Ｂ４は、入子本体２の冷媒流出口Ａ４に合致すると共に、冷却板６における第３の主冷媒路１３の冷媒流入口である。
【００２１】
符合Ｂ５は、入子本体２の冷媒流入口Ａ５に合致すると共に、冷却板６における第３の主冷媒路１３の冷媒流出口である。符合Ｂ６は、入子本体２の冷媒流出口Ａ６に合致すると共に、冷却板６における第４の主冷媒路１４の冷媒流入口である。なお、図３中で符合Ｂ２から符合Ｂ３まで延在する実線の矢印は、冷却板６における第１の冷却部位１２ａ内の流体の流れを示している。図３中で符合Ｂ４から符合Ｂ５まで延在する実線の矢印は、冷却板６における第２の冷却部位１３ａ内の流体の流れを示している。
【００２２】
図３に示されるように、符合２０Ａは、副冷媒路２０の入口であり、符合２０Ｂは、副冷媒路２０の出口である。入口２０Ａから出口２０Ｂまで延在する破線の矢印は、副冷媒路２０内の流体の流れを示している。副冷媒路２０は、冷媒流出口Ｂ１と冷媒流入口Ｂ６との間で蛇行しながら延在し、これによって冷却板６の全体を冷却する。そして、図３の平面視において、副冷媒路２０の流路は、第１及び第２の冷媒部位１２ａ，１３ａの流路に複数箇所で交差するように延在する。
【００２３】
図１に示されるように、入子１には、入子１の温度を検知する温度センサＰ１が埋設されている。温度センサＰ１は、入子１内で第２の冷却穴部４と第３の冷却穴部５との間に配置されている。この温度センサＰ１の温度に応じて流量調整弁１７の開度が制御される。入子１において、温度センサＰ２は、第３の冷却穴部５に第１の冷媒Ｓが入る前において第３の主冷媒路１３の下流側に配置されている。温度センサＰ２は、冷却板６内に配置される。温度センサＰ２は、第２の冷却部位１３ａにおいて副冷媒路２０に接近させられており、第２の冷却部位１３ａの最下流側に位置する。
【００２４】
前述のように構成された入子１において、第２の冷媒Ｒは第１の冷媒Ｓより低温であり、第２の冷媒Ｒにより第１の冷媒Ｓの脱熱を行うようにしている。第２の冷媒Ｒによって第１の冷却部位１２ａ内の第１の冷媒Ｓが冷却され、その冷媒Ｓが第２の冷却穴部４内に流入する。第２の冷媒Ｒによって第２の冷却部位１３ａ内の第１の冷媒Ｓが冷却され、その冷媒Ｓが第３の冷却穴部５内に流入する。
【００２５】
このような冷却構造をもって、温度センサＰ２の検出温度が初期設定温度になるように流量調整弁５２は制御され、冷却板６の脱熱量を制御する。そして、図４に示されるように、第１の冷却穴部３の入口側の温度Ｔ３と第２の冷却穴部４の入口側の温度Ｔ４と第３の冷却穴部５の入口側の温度Ｔ５とが同じ温度になるように、冷却穴部３，４，５毎の脱熱の差を考慮して、第１の冷却部位１２ａ及び第２の冷却部位１３ａの流路長は決定されている。第１の冷却部位１２ａの流路長よりも第２の冷却部位１３ａの流路長は長い。これによって、入子１のキャビティ面２ａに焼き付けを発生させ難くしている。
【００２６】
温度センサＰ１と流量統制弁１７との関係において、例えば、温度センサＰ１の検知温度が１００度未満の場合には流量調整弁１７の開度が２０％、温度センサＰ１の検知温度が１００度以上１５０度未満の場合には流量調整弁１７の開度が３０％、温度センサＰ１の検知温度が１５０度以上２００度未満の場合には流量調整弁１７の開度が５０％、温度センサＰ１の検知温度が２００度以上２５０度未満の場合には流量調整弁１７の開度が７０％、温度センサＰ１の検知温度が２５０度以上３００度未満の場合には流量調整弁１７の開度が９０％、温度センサＰ１の検知温度が３００度以上の場合には流量調整弁１７の開度が１００％になるように流量調整弁１７が制御される。
【００２７】
この冷却にあたって、第２の冷媒Ｒにより、第１の冷却部位１２ａ及び第２の冷却部位１３ａ内を流れる第１の冷媒Ｓを冷却する。温度センサＰ２と流量統制弁５２との関係において、例えば、温度センサＰ２の検知温度が２０度未満の場合には流量調整弁５２の開度が２０％、温度センサＰ２の検知温度が２０度以上３０度未満の場合には流量調整弁５２の開度が３０％、温度センサＰ２の検知温度が３０度以上４０度未満の場合には流量調整弁５２の開度が４０％、温度センサＰ２の検知温度が４０度以上５０度未満の場合には流量調整弁５２の開度が５０％、温度センサＰ２の検知温度が５０度以上６０度未満の場合には流量調整弁５２の開度が６０％、温度センサＰ２の検知温度が６０度以上７０度未満の場合には流量調整弁５２の開度が７０％、温度センサＰ２の検知温度が７０度以上８０度未満の場合には流量調整弁５２の開度が８０％、温度センサＰ２の検知温度が８０度以上の場合には流量調整弁５２の開度が１００％になるように流量調整弁５２が制御される。
【００２８】
なお、温度センサＰ１の検知温度と流量調整弁１７の開度との関係及び温度センサＰ２の検知温度と流量調整弁５２の開度との関係は、前述した例に限定されず、種々の設定が可能である。
【００２９】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、下記のような種々の変形が可能である。
【００３０】
本発明は、金型の一部として利用される入子１の冷却構造は、可動型や固定型に適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３１】
Ｐ１，Ｐ２…温度センサ  Ｓ…第１の冷媒  Ｒ…第２の冷媒  １…入子（金型）  ２…入子本体  ２ａ…キャビティ面  ３…第１の冷却穴部  ４…第２の冷却穴部  ５…第３の冷却穴部  ６…冷却板  １０…主冷媒路  １２ａ…第１の冷却部位  １３ａ…第２の冷却部位  ２０…副冷媒路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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