(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを画成した可動ダイスと固定ダイスとを備えたダイカスト金型の内部に冷却媒体流路を形成し、該冷却媒体流路に冷却媒体を導通して該ダイカスト金型を冷却するダイカスト金型冷却機構において、
該冷却媒体は油製であり、
該冷却媒体流路は少なくとも該可動ダイスに複数本形成され、それぞれの冷却媒体流路は、幅広の深溝部と該深溝部内に配設される仕切板とにより画成されると共に、該深溝部と該仕切板は該キャビティ形状に倣った形状をなして該キャビティの近傍に配置され、少なくとも１本の副流路が該仕切板の外周面に形成されて、該キャビティ付近にて該冷却媒体流路が該副流路に分流し、
それぞれの冷却媒体流路は冷却装置を備えた温度調節器に接続されていることを特徴とするダイカスト金型冷却機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイカスト金型の冷却機構に関し、特にダイカスト金型全体を均一に冷却することができるダイカスト金型の冷却機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ダイカスト金型の冷却機構として、特開昭５８−２１１４０５号に記載されているようなものが知られている。金型内部に冷却媒体流路が貫通して形成され、この流路の金型外面に開口する一方の開口端は、冷却媒体供給管を介して冷却媒体を貯蔵するタンクに接続され、他方の開口端は、冷却媒体排出管を介して同様にタンクに接続される。そして、冷却媒体排出管にポンプが設けられ、ポンプの作動により、タンク内の冷却媒体を冷却媒体供給管を介して金型内部の冷却媒体流路に導入し、導入された媒体は冷却媒体排出管を介してタンクに還流される。タンクの冷却媒体の温度はタンク温度調節器によって制御され、適温の冷却媒体がダイカスト金型に供給される。
【０００３】
また特開平６−７１４０８号は、ダイカスト金型内の冷却媒体流路の形成方法について記載している。金型をドリル穿孔して冷却媒体流路を形成する方法では、所望の冷却媒体流路の形状を得るのが困難であることに鑑み、金型のキャビティが形成された面とは反対側の面から、連続した深溝を切削加工等によって形成し、溝に蓋をすることにより、冷却媒体流路を形成している。
【０００４】
この他第７図に示されるように、金型のキャビティ１２５が形成された側の反対側に、キャビティ１２５付近にまで達する冷却孔１３０を穿設し、冷却孔１３０内に略同軸的に延びる冷却媒体供給管１０５を設けて、第７図の矢印で示す方向に冷却媒体を供給し、供給された冷却媒体は、冷却孔１３０の内周面と冷却媒体供給管１０５の外周面の間に画成された通路を通過して冷却媒体排出管１０７から排出される。この構成によれば、金型の深さ方向（厚さ方向）に１次元的な冷却媒体通路を形成して、金型を局部的に冷却している。
【特許文献１】特開昭５８−２１１４０５号公報
【特許文献２】特開平６−７１４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のダイカスト金型の冷却機構では、冷却媒体として水を使用するのが一般的であり、その場合には、キャビティに接近して冷却媒体流路を形成すると、水垢の蓄積による流路のつまりや水の沸騰等により冷却性能が著しく低下するため、冷却媒体流路をキャビティから一定距離以上離れた箇所にしか形成することができなかった。
【０００６】
また、冷却媒体流路の断面積が小さい場合には、金型のキャビティ周辺を広範囲に亘って同時に冷却することはできず、金型全体を均一に冷却することは困難である。
【０００７】
更に、従来のダイカスト金型の冷却機構では、金型内に冷却媒体流路が１本しか設けられていないため、冷却媒体供給路に近い部分では冷却媒体の温度が低く、冷却媒体排出路に近い部分は冷却媒体の温度が高く、金型全体を均一に冷却することができなかった。また、冷却媒体流路が１本しか設けられていないと、キャビティを３次元的に見た場合に、キャビティ付近全体に均一に冷却媒体を通過させることができず、金型のキャビティ付近を均一に冷却することはできなかった。
【０００８】
そこで本発明は、ダイカスト金型全体を均一に冷却することのできるダイカスト金型の冷却機構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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、キャビティ２５を画成した可動ダイス２２と固定ダイス２４とを備えたダイカスト金型２の内部に冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇを形成し、該冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇに冷却媒体を導通して該ダイカスト金型２を冷却するダイカスト金型冷却機構１において、該冷却媒体は油製であり、該冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは少なくとも該可動ダイス２２に複数本形成され、それぞれの冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、幅広の深溝部３０、３２、３４、３６、３８と該深溝部３０、３２、３４、３６、３８内に配設される仕切板３１、３３、３５、３７、３９とにより画成されると共に、該深溝部３０、３２、３４、３６、３８と該仕切板３１、３３、３５、３７、３９は該キャビティ２５形状に倣った形状をなして該キャビティ２５の近傍に配置され、少なくとも１本の副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ、３３ｅ、３３ｆが該仕切板３１、３３、３５、３７、３９の外周面に形成されて、該キャビティ２５付近にて該冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇが該副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇ、３３ｅ、３３ｆに分流し、それぞれの冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは冷却装置１１、１２を備えた温度調節器９、１０に接続されているダイカスト金型冷却機構１を提供している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１記載のダイカスト金型冷却機構によれば、冷却媒体として油を使用するので、水垢等により冷却媒体流路が詰まったり、冷却媒体が沸騰して冷却性能が著しく低下するようなことが生じない。また、冷却媒体流路をキャビティ付近に形成することができると共に、広範囲に冷却媒体を供給して金型キャビティ面付近を均一に冷却することができるので、製品全体を均一に冷却可能である。その結果として、ショットサイクルを極めて早くすることができる。更に、複数の冷却媒体流路を備えるので、冷却媒体供給回路付近での温度と冷却媒体排出回路付近での温度の差を考慮しても、より均一に製品を冷却することができる。
【００１１】
また、副流路を形成したことにより広範囲に冷却油を供給することができ、更により均一な冷却が可能となる。また、この副流路は仕切板の外面を溝加工することで簡単に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１図は、本実施の形態によるダイカスト金型の冷却機構の模式図である。
【００１３】
ダイカスト金型２は、可動ホルダー２１に固定された可動ダイス２２と、固定ホルダー２３に固定された固定ダイス２４とを備え、可動ダイス２２と固定ダイス２４との対向面にキャビティ２５が画成されている。また、可動ダイス２２には、第２図に示されるように、製品を金型から押し出すための押出しピン２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２６ｇ、２６ｈ、２６ｉが設けられている。そして後述するように、可動ダイス２２にはひとまとめの組をなす複数の冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが形成され、固定ダイス２４には他の組をなす複数の冷却媒体流路Ｅ、Ｆ、Ｇが形成されている。そしてこれら冷却媒体流路Ａ〜Ｇに冷却媒体である油を導通してダイカスト金型２を冷却している。尚、冷却媒体として用いる油には、放電加工油、焼入油又は温調用油を用いるのが好ましい。
【００１４】
可動ダイス２２側の複数の冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ入口側流路ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１と、出口側流路ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２とを有し、それぞれの入口側流路ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１は複数の供給口を備えた入口側マニホールド５Ｂに接続され、入口側マニホールド５Ｂは供給管５Ａを介して温度調節器９に接続されている。なお、供給管５Ａと入口側マニホールド５Ｂとで、冷却媒体供給回路５を構成する。またそれぞれの出口側流路ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２は複数の排出口を備えた出口側マニホールド７Ｂに接続され、出口側マニホールド７Ｂは排出管７Ａを介して温度調節器９に接続されている。なお、排出管７Ａと出口側マニホールド７Ｂとで、冷却媒体排出回路７を構成し、冷却媒体供給回路５と冷却媒体排出回路７とで、冷却媒体循環回路３を構成する。
【００１５】
温度調節器９には、電源をＯＮ／ＯＦＦするためのＯＮ／ＯＦＦスイッチ９ａと、冷却油の温度設定を行うための温度調整ダイヤル９ｂと、冷却油の温度を表示する温度表示部９ｃが設けられている。また温度調整器９には冷却装置１１が接続されている。冷却装置１１は、供給管路１１ａと、排出管路１１ｂとを有する。冷却装置１１は、冷却油を冷却するための冷却水を供給管路１１ａから温度調節器９に供給し、温度調整器９内部の図示せぬ油タンクに貯蔵された冷却油を冷却し、その後排出管路１１ｂを通じて冷却水を外部へ排出している。供給管路１１ａにはストップバルブ１１ｃが設けられ、そのバルブ開度の調節によって温度調節器９へ供給される冷却水の流量を調節することができるようになっている。冷却油は温度調節器９の温度調節ダイヤル９ｂの目盛りに合わせた温度に冷却される。本実施の形態では、冷却油は、約２０°に冷却される。
【００１６】
固定ダイス２４側の複数の冷却媒体流路Ｅ、Ｆ、Ｇについても、それぞれ入口側流路ｅ１、ｆ１、ｇ１と、出口側流路ｅ２、ｆ２、ｇ２とを有し、それぞれの入口側流路ｅ１、ｆ１、ｇ１は複数の供給口を備えた入口側マニホールド６Ｂに接続され、入口側マニホールド６Ｂは供給管６Ａを介して冷却媒体流路Ｅ、Ｆ、Ｇ専用の温度調節器１０に接続されている。なお、供給管６Ａと入口側マニホールド６Ｂとで、冷却媒体供給回路６を構成する。またそれぞれの出口側流路ｅ２、ｆ２、ｇ２は複数の排出口を備えた出口側マニホールド８Ｂに接続され、出口側マニホールド８Ｂは排出管８Ａを介して温度調節器１０に接続されている。なお、排出管８Ａと出口側マニホールド８Ｂとで、冷却媒体排出回路８を構成し、冷却媒体供給回路６と冷却媒体排出回路８とで、冷却媒体循環回路４を構成する。温度調節器１０の構成は、温度調節器９と同様であって、１０ａはＯＮ／ＯＦＦスイッチ、１０ｂは温度調整ダイヤル、１０ｃは温度表示部である。また温度調節器９と同様に、温度調節器１０にも冷却装置１１と同様な冷却装置１２が接続されている。１２ａは供給管路、１２ｂは排出管路、１２ｃはバルブである。なお冷却媒体の循環動作のために、冷却媒体循環回路３、４には、図示せぬポンプが配置されている。
【００１７】
このように、本実施の形態においては、冷却媒体流路Ａ〜Ｇは２組に分けられ、温度調節器や冷却媒体循環回路も組数分設けられて、組毎に独立して冷却媒体の供給制御や温度制御が行われる。
【００１８】
冷却油は、図示せぬポンプにより、温度調節器９、１０から冷却媒体供給回路５、６を通過し、マニホールド５Ｂ、６Ｂで分流してそれぞれ冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇへ供給される。よって金型２内の所定部位が冷却される。その後各冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇから排出された冷却油は、冷却媒体排出回路７、８を経由して温度調節器９、１０へ戻り、冷却装置１１、１２により冷却される。そして冷却された冷却油は、再び冷却媒体供給回路５、６に供給される。
【００１９】
次に、可動ダイス２２に形成された冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄについて説明する。第２図は、本実施の形態のダイカスト金型２の可動金型２２の正面図である。図面上破線で示されているのは、可動ダイス２２内部に形成された冷却媒体流路Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄである。なお、第２図に示す冷却媒体流路Ｂ１、Ｂ２は、互いに連通しており、全体として冷却媒体流路Ｂをなす。それぞれの冷却媒体流路Ａ〜Ｄは、幅広の深溝部と深溝部内に配設される仕切板とにより画成されると共に、深溝部と仕切板はキャビティ形状に倣った形状をなして、キャビティの近傍に配置される。
【００２０】
冷却媒体流路Ａについて説明する。第３図は、第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。可動ダイス２２のキャビティ２５側の面とは反対側の面から、深溝部３０が形成されている。第３図において、深溝部３０は、互いに略平行な縦壁部３０ａ、３０ｂと底面部３０ｃにて形状が規定される。ここで縦壁部３０ａ、３０ｂ間の距離Ｗは比較的大きく（３０〜８０ｍｍ）、深溝部３０は広幅となっている。また、深溝部の底面部３０ｃは、冷却部における可動ダイス２２の厚みｔが３ｍｍのほぼ均等肉厚となるようにキャビティ２５の形状に倣って形成されている。換言すれば、キャビティ面２５と底面部３０ｃとの間の距離が略３ｍｍとなるように形成されている。
【００２１】
この深溝部３０に、可動ダイス２２のキャビティ２５面とは反対側の面から、蓋を被せるようにして、仕切り板３１が可動ダイス２２に溶接されて配設される。この仕切り板３１の断面形状は、深溝部３０の縦壁部３０ａ、３０ｂや底面部３０ｃの形状に倣っており、具体的には、仕切り板３１の縦壁部３１ａ、３１ｂが、深溝部３０の縦壁部３０ａ、３０ｂに略平行に延び、仕切り板の先端部３１ｃが、深溝部３０の底面部３０ｃに略平行に延びて形成されている。その結果、仕切板３１と深溝部３０との間の空間に、冷却媒体流路が画成される。具体的には、縦壁部３０ａと３１ａとの間の空間が、供給側流路Ａ１となり、底面部３０ｃと先端部３１ｃとの間の空間が、主冷却路Ａ３となって、キャビティ面２５付近の金型を冷却し、縦壁部３０ｂと３１ｂとの間の空間が、排出側流路Ａ２となる。
【００２２】
仕切り板３１の外周を規定する面であって、仕切り板３１の縦壁部３１ａ、３１ｂの延びる方向と同一の方向に延び縦壁部３１ａ、３１ｂに略直交する端面３１ｄは、第４図に示されるように、深溝部３０の縦壁部と密着していて密着面をなし、供給側流路Ａ１と排出側流路Ａ２とを画成しているが、この仕切り板３１の密着面３１ｄの一部には、供給側流路Ａ１から排出側流路Ａ２へ通じる副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇが形成されている。これら副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇは、第３図、第４図に示されるように、仕切り板３１の密着面３１ｄ、３１ｄの両面において、それぞれ３本の溝を形成することにより提供できる。よって、供給側流路Ａ１、排出側流路Ａ２、副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇにより仕切板３１を取り巻くループ状の流路が形成される。これら副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇは、第３図に示されるように、キャビティ２５面付近にのみ形成されている。よって副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇによって、キャビティ２５付近にて冷却媒体流路Ａが副流路に分流し、副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇにも冷却油が流通することにより、キャビティ２５面付近全体がより均一に冷却されることになる。
【００２３】
可動ダイス２２のキャビティ２５面とは反対側の面には、耐熱性のパッキン４１とパッキン押え板４０が配設され、冷却媒体流路Ａが気密にシールされる。パッキン４１には、供給側流路Ａ１や排出側流路Ａ２の開口位置に対応する孔４１ａ、４１ｂが形成され、パッキン押え板４０には、孔４１ａ、４１ｂに対応する雌ねじを形成した接続口４０ａ、４０ｂが形成される。供給側流路Ａ１、孔４１ａ、接続口４０ａの組合せが第１図の入口側流路ａ１に対応する。また、排出側流路Ａ２、孔４１ｂ、接続口４０ｂの組合せが第１図の出口側流路ａ２に対応する。なお接続口４０ａは、入口側マニホールド５Ｂに接続され、接続口４０ｂは、出口側マニホールド７Ｂに接続される。なお第３図では、接続口４０ａ、４０ｂが断面図に表れているので、仕切り板３１の可動ダイス２２に対する溶接部は示されていない。
【００２４】
次に冷却媒体流路Ｂについて説明する。冷却媒体流路Ｂは、第１図に示されるように、冷却媒体流路Ｂ１及びＢ２からなる。冷却媒体流路Ｂ１は、第５図に示されるように、キャビティ２５の面形状に倣って形成された底面部３２ｃを有する深溝部３２に、略同様な形状の先端面部３３ｃを有する仕切り板３３を配設することにより画成され、供給側流路Ｂ１ａ、排出側流路Ｂ１ｂ、主冷却流路Ｂ１ｃよりなる。冷却媒体流路Ａと同様に、３２ａ、３２ｂは深溝部３２の縦壁部、３３ａ、３３ｂは仕切り板３３の縦壁部である。そして仕切り板３３の端面３３ｄは深溝部３２の縦壁部に密着して密着面をなし、仕切り板３３の密着面３３ｄには、冷却媒体流路Ａの副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇと同様の副流路３３ｅ、３３ｆが形成されている。この他、冷却媒体流路Ｂ１は、冷却媒体流路Ｂ２へ通じるための連通路Ｂ１ｄが、排出側流路Ｂ１ｂに連通して形成されている。連通路Ｂ１ｄは、キャビティ２５の形状に倣うことなく、可動金型２２のキャビティ２５面とは反対側の面に浅く形成された溝３２ｄにより形成される。また、第１の冷却流路Ａと同様に、供給側流路Ｂ１ａに連通する孔４１ｃがパッキン４１に形成され、孔４１ｃに連通する雌ネジ付き接続口４０ｃがパッキン押え板４０に形成されている。供給側流路Ｂ１ａ、孔４１ｃ、接続口４０ｃの組合せが第１図の入口側流路ｂ１に対応する。この接続口４０ｃが、入口側マニホールド５Ｂに接続される。
【００２５】
冷却媒体流路Ｂ２は、第６図に示されるように、キャビティ２５面形状に倣う底面部３４ｃを有する深溝部３４に、略同様な形状の先端面部３５ｃを有する仕切り板３５を配設することにより画成され、供給側流路Ｂ２ａ、排出側流路Ｂ２ｂ、主冷却流路Ｂ２ｃよりなる。供給側流路Ｂ２ａは、連通路Ｂ１ｄと連通しており、冷却媒体流路Ｂ１の冷却媒体が、冷却媒体流路Ｂ２に導入される。冷却媒体流路Ｂ１と同様に、３４ａ、３４ｂは深溝部３４の縦壁部、３５ａ、３５ｂは仕切り板３５の縦壁部である。また冷却媒体流路Ｂ２には、均一な冷却を促進するため、キャビティ２５の形状に沿って補助冷却孔３４ｄが形成されている。更に、第１の冷却流路Ａと同様に、排出側流路Ｂ２ｂに連通する孔４１ｄがパッキン４１に形成され、孔４１ｄに連通する雌ネジ付き接続口４０ｄがパッキン押え板４０に形成されている。排出側流路Ｂ２ｂ、孔４１ｄ、接続口４０ｄの組合せが第１図の出口側流路ｂ２に対応する。この接続口４０ｄが、出口側マニホールド７Ｂに接続される。
【００２６】
第４図に示されるように、冷却媒体流路Ｃ、Ｄも冷却媒体流路Ａと同様に、可動ダイス２２の厚みがほぼ３ｍｍの均等肉厚となるように深溝部３６、３８を形成し、深溝部３６、３８に仕切り板３７、３９をそれぞれ配設することにより供給側流路Ｃ１、Ｄ１、排出側流路Ｃ２、Ｄ２、及び図示せぬ主冷却流路を画成して形成される。更に、固定ダイス２４に形成された冷却媒体流路Ｅ、Ｆ、Ｇも、可動ダイス２２の冷却媒体流路Ａと同様にして形成されている。
【００２７】
本発明によるダイカスト金型の冷却機構は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述した実施の形態では、可動ダイス２２側に４本（Ａ〜Ｄ）、固定ダイス２４側に３本（Ｅ〜Ｇ）の冷却媒体流路を形成したが、本数は限定されず、キャビティ面の形状に基づき、最適の本数や深溝形状を決定すればよい。
【００２８】
また上述した実施の態様では、可動ダイス２２側に組をなす複数の冷却媒体流路Ａ〜Ｄが形成され、固定ダイス２４側に別の組をなす複数の冷却媒体通路Ｅ〜Ｇが形成されているが、冷却媒体流路は少なくとも可動ダイス側に設ければよい。即ち可動ダイスが複雑な複数の凸形状を有する金型構造に形成され、固定ダイスが平面的な単純形状に形成されるのが一般的であり、固定ダイスの金型構造が平面的で単純形状の場合には、可動ダイス側のみに冷却媒体通路を形成することで金型キャビティ面付近を均一に冷却することが可能である。その場合、可動ダイス側の複数の冷却媒体通路を複数の組に分け、温度調節器９を組数分設け、冷却媒体流路のそれぞれの組毎に、対応する温度調節器との間での冷却媒体の循環回路を構成する冷却媒体供給回路５と冷却媒体排出回路７を設けて、組毎に冷却媒体の温度制御や供給制御を行えばよい。
【００２９】
また、本実施の形態では仕切り板３１、３３、３５、３７、３９は溶接により深溝部３０、３２、３４、３６、３８に配設されたが、溶接に代えてボルトによる固定、圧入等の任意の固定方法を採用することができる。
【００３０】
また、上述した実施の形態では、仕切り板３１に３本の副流路３１ｅ、３１ｆ、３１ｇが形成し、仕切り板３３に２本の副流路３３ｄ、３３ｅを形成したが、副流路の本数はこれらに限定されず、また冷却力向上のために少なくとも１本形成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明にかかるダイカスト金型冷却機構は、ダイカスト金型を冷却する際に全体を均一に冷却することが要求される場合や、部分的に温度を変えて冷却することが要求される場合に幅広く用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態によるダイカスト金型の冷却機構を示す模式図。
【図２】本発明の実施の形態によるダイカスト金型の冷却機構の可動金型を示す正面図。
【図３】本発明の実施の形態によるダイカスト金型の冷却機構の可動金型を示す第２図のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図。
【図４】本発明の実施の形態によるダイカスト金型の冷却機構を示す第１図、第３図のＩＶ―ＩＶ線に沿った断面図。
【図５】本発明の実施の形態によるダイカスト金型の冷却機構の可動金型を示す第２図のＶ−Ｖ線に沿った断面図。
【図６】本発明の実施の形態によるダイカスト金型の冷却機構の可動金型を示す第２図のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図。
【図７】従来のダイカスト金型の冷却機構を示す断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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