(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティー面を構成する凸部内に入り込み該凸部内にて折り返し部を持つ局所冷却通路と、前記局所冷却通路の一端側に連通した冷却水供給源とを備えた金型の局所冷却構造であって、
前記局所冷却通路の両端部は前記冷却水供給源に連通した冷却水供給パイプを内部に配置した第１冷却通路に連通し、前記冷却水供給パイプはその開口が前記局所冷却通路の一端に対面するように前記第１冷却通路内に配設されていることを特徴とする金型の局所冷却構造。
【請求項２】
金型のキャビティー面を構成する凸部内に入り込み該凸部内にて折り返し部を持つ局所冷却通路と、前記局所冷却通路の一端側に連通した冷却水供給源とを備えた金型の局所冷却構造であって、
前記局所冷却通路の両端部は前記冷却水供給源に連通した冷却水供給パイプを内部に配置した第１冷却通路に連通し、前記冷却水供給パイプはその開口が前記局所冷却通路の一端に対面するように折れ曲がっていることを特徴とする金型の局所冷却構造。
【請求項３】
請求項１において、
前記局所冷却通路は、前記凸部内に形成された有底穴と、前記有底穴に途中まで挿入され該挿入された部分における前記有底穴の横断面を２分割する仕切り壁とからなることを特徴とする金型の局所冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金型の内部に形成される冷却構造に関するものであり、特に、複雑なキャビティー面を持つ金型の局所的な冷却構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
金型のキャビティーに射出されるアルミニウム、樹脂などの材料は非常に高温であり、金型はこれらの材料の熱を奪って冷却固化させるとともに、金型自身の昇温をも防止するための冷却機能が必要である。このため通常金型内部には冷却構造が施されている。
【０００３】
従来行われている金型の冷却構造について、図９〜図１１に基づいて説明する。図９、図１０は最も一般的に行われている金型の冷却構造を示す図である。図９において、金型１は、図中符号Ａにて示す形状を成形するためにそのキャビティー面Ｂに柱状部２が形成されている。この柱状部２付近を冷却するため、第１冷却通路３が金型１内に形成されており、第１冷却通路３内には、その先端部にまで冷却水が行き渡るように冷却水供給パイプ４が挿入されている。そして、冷却水供給パイプ４の図示せぬ端部に連結された冷却水供給源からの水圧により冷却水供給パイプ４の先端部から冷却水を冷却通路に噴出し、柱状部２付近を冷却するものである。
【０００４】
上記説明した図９の冷却構造においては、柱状部２の径が小さい場合には、冷却通路５を柱状部２の内部にまで形成することができない。そのため柱状部２の温度が他のキャビティー面よりも高くなり、この部分において焼き付きによるカジリを起こすという問題がある。また、図１０に示すように、金型１を開いた状態で柱状部２に直接冷却水を噴射器１４で噴射するという方法もあるが、このような冷却水噴射工程を新たに設ける必要があるとともに、噴射した冷却水がキャビティー面で不純物１３として残り、これが原因で概観不良、または鋳造等の途中でガスが発生して鋳巣不良を生じるという問題がある。
【０００５】
図１１は、柱状部２を効果的に冷却する従来例である。これは、大径の第１ 冷却通路３の先端から小径の局所冷却通路７が柱状部２内にまで延設されており、第１冷却通路３から局所冷却通路７にかけて非常に細い冷却水供給パイプ４が挿入された構成である。そして、冷却水供給パイプ４の図示せぬ端部に連結された冷却水供給源より冷却水が供給され、冷却水供給パイプ４の先端から冷却水が噴出される。冷却水は局所冷却通路７と冷却水供給パイプ４との狭い隙間を通って柱状部２を冷却し、第１冷却通路３に通じるものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図１１に示すような冷却構造であれば、柱状部２内部にまで冷却水が行き渡ることになるので、複雑なキャビティー面を持った金型を効果的に冷却することが可能となるが、反面、小径の局所冷却通路７内に冷却水供給パイプ４を挿入させているので、冷却水供給パイプ４の先端から噴出した冷却水は局所冷却通路７と冷却水供給パイプ４との間の非常に狭い隙間を通って第１冷却通路３内に戻ることとなる。このため冷却水内にわずかな固形物が混入しただけで冷却通路が閉塞してしまい、冷却機能を果たさなくなるという問題が生じる。
【０００７】
ゆえに、本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、柱状部のような複雑なキャビティー形状を備えた金型を効果的に冷却するとともに、冷却通路の閉塞を防止し、冷却機能としての信頼性を向上させることを技術的課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した技術的課題を解決するために成された請求項１の発明は、
金型のキャビティー面を構成する凸部内に入り込み該凸部内にて折り返し部を持つ局所冷却通路と、前記局所冷却通路の一端側に連通した冷却水供給源とを備えた金型の局所冷却構造であって、
前記局所冷却通路の両端部は前記冷却水供給源に連通した冷却水供給パイプを内部に配置した第１冷却通路に連通し、前記冷却水供給パイプはその開口が前記局所冷却通路の一端に対面するように前記第１冷却通路内に配設されていることを特徴とする金型の局所冷却構造としたことである。
また、上記した技術的課題を解決するために成された請求項２の発明は、
金型のキャビティー面を構成する凸部内に入り込み該凸部内にて折り返し部を持つ局所冷却通路と、前記局所冷却通路の一端側に連通した冷却水供給源とを備えた金型の局所冷却構造であって、
前記局所冷却通路の両端部は前記冷却水供給源に連通した冷却水供給パイプを内部に配置した第１冷却通路に連通し、前記冷却水供給パイプはその開口が前記局所冷却通路の一端に対面するように折れ曲がっていることを特徴とする金型の局所冷却構造としたことである。
【０００９】
上記発明によれば、局所冷却通路は金型のキャビティー面を構成する凸部内に入り込み、この凸部内で折り返し部を持つ。冷却水供給源から供給された冷却水は、凸部内に形成された局所冷却通路に入り、折り返し部にて凸部内を折り返し、折り返し後、局所冷却通路から出ていくものである。このように、冷却水は折り返し部を経て局所冷却通路を流れるものであるから、局所冷却通路に冷却水供給パイプを設けなくても局所冷却通路内に十分冷却水を供給することができ、複雑なキャビティー形状を備える金型の局所冷却を効果的に行うことができるとともに、局所冷却通路内の冷却水流路断面積を十分大きく取ることができ、冷却水通路が閉塞することはないものである。
【００１０】
【００１１】
また、請求項１の発明によれば、第１冷却通路内に配置された冷却水供給パイプはその開口が局所冷却通路の一端に対面して近接するように配設されているので、冷却水供給パイプから噴出される冷却水は局所冷却通路の一端から入り、他端から排出される。従って、局所冷却通路内に多くの安定した水量を供給し、冷却能力を向上させるという効果がある。
【００１２】
また、請求項２の発明によれば、冷却水供給パイプの先端が折れ曲がっており、その開口が局所冷却通路の一端に対面し近接されているので、冷却水供給パイプの取付位置は第１冷却通路の中心に取り付ければよく、冷却水供給パイプの製作及び取付が容易に行えるとともに、局所冷却通路内に多くの安定した水量を供給して冷却能力を向上させるという効果がある。
【００１３】
【００１４】
また、請求項３の発明のように、局所冷却通路は、前記凸部内に形成された有底穴と、前記有底穴の途中まで挿入され該挿入された部分における前記有底穴の断面を２分割する仕切り壁とから構成してもよい。これによれば、局所冷却通路を有底穴と該有底穴を仕切る仕切り壁とで構成するので、局所冷却通路を加工するときには金型に任意な形状の有底穴を１つだけ加工することになり、この場合、金型の肉厚が一定となるように有底穴を形成することにより、金型の温度分布を均一化して熱応力を減少させることができ、型割れ等の故障を低減できるものである。
【００１５】
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明するが、従来技術と同一部分については同一符号で示し、その具体的説明を省略するものとする。
【００１７】
（第１実施形態例）
図１は、本発明の第１実施形態例である金型の局所冷却構造を示す図である。図において、金型１は、キャビティー面Ｂに柱状部２を備える。また、金型１内には、第１冷却通路３がドリル加工等により形成されている。第１冷却通路３内には冷却水供給パイプ４が配置されている。この冷却水供給パイプ４は冷却水供給源５に連通している。冷却水供給源５は例えば工場等に配管される工業用水を使用したユーティリティ配管の吐出口が利用される。一方第１冷却通路３は冷却水排出源６に連通している。冷却水排出源６は例えば工場等に配管される工業用水を使用したユーティリティ配管の排出口が利用される。一般的に、ユーティリティ配管の排出口から排出された冷却水は、クーリングタワー等により冷却・浄化され、ユーティリティ配管の吐出口に戻る循環系を構成している。
【００１８】
第１冷却通路３の先端部には、局所冷却通路７が連通している。局所冷却通路７は、その一端部７ａ及び他端部７ｂが第１冷却通路３の先端の異なった位置に開口し、両端部間に形成される通路は金型１のキャビティー面を構成する柱状部２内にまで入り込んで形成されている。そして、一端部７ａから往路部７ｃを経て柱状部２内に入り込み、柱状部２内の折り返し部７ｄで一旦折り返し、折り返し部７ｄから復路部７ｅを経て他端部７ｂへと向かうもので、図より明らかなように縦断面が略Ｖ字状の穴とされているものである。このような形状の局所冷却通路７は、放電加工等により２本の穴が柱状部２内に形成され、両穴の端部を柱状部２内で連通することにより形成されるものである。
【００１９】
尚、冷却水供給パイプ４は、第１冷却通路３内で偏芯して配置され、その開口が局所冷却通路７の一端部７ａと対面するようにされている。
【００２０】
上記構成において、冷却水供給源５からの冷却水は、冷却水供給パイプ４の開口より噴出されるが、このとき冷却水供給パイプ４は偏芯して配置されその開口は局所冷却通路７の一端部７ａに対面し近接しているので、冷却水の多くは一端部７ａより局所冷却通路７に入る。一端部７ａより局所冷却通路７に入った冷却水は、往路部７ｃから折り返し部７ｄへ、さらに折り返し部７ｄから復路部７ｅ へと流れ、この過程中に柱状部２を冷却するものである。
【００２１】
冷却水は復路部７ｅから他端部７ｂを経て第１冷却通路３に流れ込む。このとき他端部７ｂは冷却水供給パイプ４と対面していないので、冷却水は噴出を妨げることなく第１冷却通路３を流れ、局所冷却通路７に流れ込まなかった冷却水と合流し、ここで金型１の内部を冷却し、さらに冷却水排出源６に至り、排出されるものである。
【００２２】
以上のように、本例では、金型１のキャビティー面Ｂを構成する柱状部２内に入り込んで局所冷却通路７を形成し、局所冷却通路７を一端部７ａ、往路部７ｃ、折り返し部７ｄ、復路部７ｅ、他端部７ｂで構成したため、冷却水流路は往路部７ｃ、折り返し部７ｄ、復路部７ｅを辿り、この間に冷却水供給パイプを設けなくてもよい。従って、柱状部２を効果的に冷却することができるとともに、冷却水流路の閉塞を防止することができるものである。
【００２３】
また、局所冷却通路７は縦断面が略Ｖ字状の穴であるので、これを加工する際には放電加工、ドリル等で金型内に２方向から穴を開け、各穴の先端部を連通させることにより、簡単に局所冷却通路が形成できるものである。
【００２４】
また、冷却水供給パイプ４は、第１冷却通路３内において偏芯して配置され、その開口が局所冷却通路７の一端部７ａに対面し近接するようにされているので、局所冷却通路内に多くの冷却水を供給でき、安定且つ高い冷却能力を発揮するという効果があるものである。
【００２５】
（第２実施形態例）
次に、本発明の第２実施形態例を図２に基づいて説明するが、本例は、上記第１実施形態例とは冷却水供給パイプの配置状態及び形状のみが異なるものであり、その他の部分については第１実施形態例と同一であるので、以下相違点を中心に説明する。
【００２６】
図２において、冷却水供給パイプ４は、第１冷却水通路３のはぼ中央部に配置されており、先端部４ａが折れ曲がり、その開口が局所冷却通路７の一端部７ａと対面し近接するようにされている。その他の構成は第１実施形態例と同一であるので、その具体的説明は省略する。
【００２７】
上記構成において、冷却水供給源５からの冷却水は、冷却水供給パイプ４の開口より噴出されるが、このとき冷却水供給パイプ４は折れ曲がっており、これによりその開口が局所冷却通路７の一端部７ａと対面するようにされているので、冷却水は一端部７ａより局所冷却通路７に入る。冷却水は、往路部７ｃから折り返し部７ｄへ、さらに折り返し部７ｄから復路部７ｅへと流れ、この過程中に柱状部２を冷却するものである。
【００２８】
本例においては、冷却水供給パイプ４の先端部４ａが折れ曲がり、その開口が局所冷却通路７の一端部７ａと対面し近接するようにされているので、上記第１実施形態例と同様の効果を奏するとともに、冷却水供給パイプ部品が容易に製作できるものである。
【００２９】
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
（第３実施形態例）
次に、本発明の第３実施形態例について、図３〜図５に基づいて説明する。本例は、局所冷却通路の構成が上記第１実施形態例と異なるものであり、以下、相違点を中心に説明する。
【００３４】
図３において、金型１内には、第１冷却通路３が放電加工等により形成されている。第１冷却通路３内には冷却水供給パイプ４が配置されている。第１冷却通路３の先端部には、金型１のキャビティーを構成する柱状部２の内部に延びる局所冷却通路７が連通している。局所冷却通路７は、１つの有底穴１０と、有底穴１０の途中まで挿入された仕切り壁１１からなる。仕切り壁１１は、それが挿入された部分における有底穴１０の横断面を２分割するように配置され、図における有底穴の図示左側空間が冷却水の往路部７ｃ、図示右側空間が復路部７ｅとなる。そして、有底穴１０の仕切り壁１１が挿入されていない部分で折り返し部７ｃを構成する。尚、有底穴１０の第１冷却通路３に開口している部分の内、仕切り壁１１で仕切られた図示左側の開口が局所冷却通路の一端部７ａ、図示右側の開口が局所冷却通路の他端部７ｂとなる。
【００３５】
冷却水供給パイプ４は第１冷却通路３内で偏芯して配置され、その開口が局所冷却通路７の一端部７ａに向くように、仕切り壁１１の図示左側に位置している。
【００３６】
その他の構成は上記第１実施形態例と同一であるので、具体的説明を省略する。
【００３７】
上記構成において、冷却水供給源５からの冷却水は、冷却水供給パイプ４の開口より噴出されるが、このとき冷却水供給パイプ４の開口は局所冷却通路７の一端部７ａに向くように仕切り壁１１によりラフな隙間を有して仕切られているので、冷却水の多くは一端部７ａより局所冷却通路７に入る。一端部７ａより局所冷却通路７に入った冷却水は、往路部７ｃから折り返し部７ｄへ、さらに折り返し部７ｄから復路部７ｅへと流れ、この過程中に柱状部２を冷却するものである。
【００３８】
次に、多くの冷却水は復路部７ｅから他端部７ｂを経て第１冷却通路３に流れ出し、局所冷却通路７に入らなかった冷却水と合流し、ここで金型１の内部を冷却し、さらに冷却水排出源６に至り、排出されるものである。
【００３９】
本例においては、局所冷却通路７は、柱状部２内に形成された有底穴１０と、有底穴１０の途中まで挿入され該挿入された部分における有底穴１０の断面を２分割する仕切り壁１１とから構成したので、局所冷却通路７を加工するときには金型１に有底穴１０を１つだけ加工すればよい。また、図４、図５の応用例に示
すように、金型の肉圧が一定となるように有底穴を形成することにより、金型の温度分布を均一化して熱応力を減少させることができ、このように熱応力を減少させた構成とすることにより、型割れ等の故障を低減することができるものである。
【００４０】
（第４実施形態例）
次に、本発明の第４実施形態例について、図６、図７に基づいて説明するが、第４実施形態例は、冷却水供給パイプを固定した点に特徴があり、その他の部分は上記第１実施形態例と同一である。以下、相違点を中心に説明する。
【００４１】
図６において、第１冷却通路３内に配設された冷却水供給パイプ４は、固定部材１２により冷却通路内に固定配置されている。固定部材は、例えば黄銅で形成され、図７の断面図に示すように略三角形状を呈し、その中心部分にロウ付け等にて固定されているものである。その他の部分は上記第１実施形態例と同一であるので、その説明を省略する。
【００４２】
本例では第１冷却通路３内の冷却水供給パイプ４を固定部材により位置決め固定したので、冷却水供給パイプの位置精度が向上し、冷却能力のばらつきを少なくすることができるものである。
【００４３】
（第５実施形態例）
次に、本発明の第５実施形態例を、図８に基づいて説明するが、本例は、局所冷却通路の形状が第１実施形態例と異なり、以下、相違点を中心に説明する。
【００４４】
図において、キャビティー面を構成する柱状部２内部に形成される局所冷却通路７は、第１冷却通路３の先端に一端部７ａ、他端部７ｂで開口しており、一端部７ａからは往路部７ｃが、他端部７ｂからは復路部７ｅがそれぞれ柱状部２内部に平行に形成されている。そして、この往路部７ｃと復路部７ｅとは折り返し部７ｄで連通している。その他の構成については第１実施形態例と同一であるので、具体的な説明は省略する。
【００４５】
本例においては、局所冷却通路７の往路部７ｃと復路部７ｅとが平行に形成されているので、この局所冷却通路７を加工する際に、放電加工等により容易に形成できるものである。また、折り返し部７ｄも放電加工の横加工により比較的容易に形成できるものである。
【００４６】
また、本例では、局所冷却通路７を斜めに設置していないので、より細い柱状部にも設置できるという利点を有している。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金型のキャビティー面を構成する凸部内に入り込み該凸部内にて折り返し部を持つ局所冷却通路と、局所冷却通路に冷却水を供給する冷却水供給源とを備えた金型の局所冷却構造としたので、複雑なキャビティー形状を備えた金型を効果的に冷却するとともに、冷却通路の閉塞を防止し、冷却機能としての信頼性を向上させることができるものである。
また、第１冷却通路内に配置された冷却水供給パイプはその開口が局所冷却通路の一端に対面して近接するように配設されているので、冷却水供給パイプから噴出される冷却水は局所冷却通路の一端から入り、他端から排出される。従って、局所冷却通路内に多くの安定した水量を供給し、冷却能力を向上させるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態例における金型の局所冷却構造を示す縦断面概略図である。
【図２】 本発明の第２実施形態例における金型の局所冷却構造を示す縦断面概略図である。
【図３】 本発明の第３実施形態例における金型の局所冷却構造を示す縦断面概略図である。
【図４】 本発明の第３実施形態例における応用例を示す平面図である。
【図５】 本発明の第３実施形態例における応用例を示す縦断面図である。
【図６】 本発明の第４実施形態例における金型の局所冷却構造を示す縦断面概略図である。
【図７】 図６におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図８】 本発明の第５実施形態例における金型の局所冷却構造を示す縦断面概略図である。
【図９】 従来技術における金型の冷却構造を示す縦断面概略図である。
【図１０】 従来技術における金型の柱状部を外部から冷却する工程を示す図である。
【図１１】 従来技術における金型の局所冷却構造を示す縦断面概略図である。
【符号の説明】
１・・・金型
２・・・柱状部（凸部）
３・・・第１冷却通路
４・・・冷却水供給パイプ
５・・・冷却水供給源
６・・・冷却水排出源
７・・・局所冷却通路、７ａ・・・一端部、７ｂ・・・他端部、７ｃ・・・往路部、７ｄ・・・折り返し部、７ｅ・・・復路部
８・・・第２冷却通路
９・・・第３冷却通路
１０・・・有底穴
１１・・・仕切り壁
１２・・・固定部材
【図１】
0003800744.tif 000002
【図２】
0003800744.tif 000003
【図３】
0003800744.tif 000004
【図４】
0003800744.tif 000005
【図５】
0003800744.tif 000006
【図６】
0003800744.tif 000007
【図７】
0003800744.tif 000008
【図８】
0003800744.tif 000009
【図９】
0003800744.tif 000010
【図１０】
0003800744.tif 000011
【図１１】
0003800744.tif 000012