CN103561886B - 衬套装置、疏水机构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷却衬套装置等，其可通过简易结构提高冷却装置对于铸模之冷却孔的紧密贴合性。其中，套环介于冷却孔及冷却衬套之间。套环的内面为锥形，其外径与冷却孔的孔径相同。冷却衬套的外面为与套环之锥形对应的锥形。安装冷却衬套及套环时，通过冷却衬套扩张套环这一锥形的楔子效应，套环紧密贴合于冷却孔。即，通过使冷却衬套和套环彼此的锥形相嵌合之组合结构，使冷却衬套装置与冷却孔紧密贴合，故可在不降低热传导效率的情况下，调节铸模的温度。此外，由于紧密贴合性来自于使冷却衬套及套环的锥形彼此嵌合这一简易的机械结构，其与现有技术中在冷却孔及铸模用熔液冷却销的间隙加入金属熔液的结构相比，可减轻更换等时花费的劳力，使用更加方便。

Description

衬套装置、疏水机构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种衬套装置、疏水机构及其制造方法，其通过使疏水介质(冷却介质)在形成于装置主体例如铸模上的疏水孔(冷却孔)流动，来例如冷却铸模。

背景技术

专利文献1公开了一种铸模冷却结构及其制造方法，其在插入冷却孔内的箱体及冷却孔内面的间隙形成导热层，该导热层由填充、固化由低熔点金属构成的溶融金属材料而成(参照《权利要求书》)。具体而言，在箱体的外周面和冷却孔的内周面之间，浇注低熔点合金例如熔化的焊锡材料，使两者间不存在空气层，同时，通过相同的低熔点合金冷却固化，将箱体固定于冷却孔内(参照段落编号第“0012”段落)。

专利文献2公开了一种铸模用熔液冷却销，其形成为由被插入配置于铸模之熔液冷却部位的呈前端阻塞状的外筒体及内筒体组成的双层结构(参照《权利要求书》)。具体而言，外筒体用例如合金工具钢制作，内筒体用例如不锈钢或铜合金制作，此时，其结构为，在彼此由内面及外周面组成的压入面，利用冷压配合或热压配合等压入方式，将内筒体压入外筒体(参照段落编号第“0007”段落)。

此外，专利文献2公开了一种铸模用熔液冷却销，其在外筒体和内筒体之间隙形成有浇注的熔化金属材料固化而成的紧密贴合导热材料(参照《权利要求书》之“权项5.”)。而且，作为专利文献1及2所涉发明的前提，铸模的模腔(产品面)等由于涌入的金属熔液(例如，作为热源的铝熔液等)导致急剧的温度上升而受到热冲击，另一方面，由于受到铸模脱模时涂布的脱模剂产生的汽化热的影响而温度急剧降低。为此，铸模会在其模腔等产生无数的裂痕(以下亦称“铸模开裂”)。

而且，由于形成于铸模上的冷却孔的孔面附着有冷却介质(例如，冷却水等)，会引发生锈并侵蚀铸模。再者，该生锈导致的侵蚀及上述热冲击等，会共同进一步加剧铸模开裂现象。为此，若铸模开裂达到连通冷却孔和模腔的程度时，可能导致利用金属溶液制造的制造品质下降至规定水平之下等问题。因此，为了解决这些问题，设置了专利文献1及2所涉发明公开的所谓内膜(箱体及内筒体)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2006-289382号公报

专利文献2：日本专利特开平9-29416号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1公开了将低熔点金属浇注至箱体和冷却孔之间隙，通过使其固化来提高冷却孔及箱体的紧密贴合性的技术。但是，专利文献1中，例如在更换箱体等时，须将铸模升温至该低熔点合金的熔点以上(600度左右)来将低熔点合金取出(参照段落编号第“0019”段)。即，在专利文献1中，为了避免空气层介入其中，需要花费劳力来使低熔点合金适量地固化或熔化，因此使用不便。

此外，专利文献1中，在进行铸模矫直等维护作业时，由于加热铸模时低熔点合金会熔化，可能会影响箱体及低熔点合金的紧密贴合状态。而且，在箱体固定于铸模(冷却孔的壁)的情况下，在发生铸模开裂的同时，箱体亦可能破损，会损害上述作为内膜的功能。而且，专利文献2所涉形成紧密贴合导热材料的铸模用熔液冷却销，亦存在专利文献1中所存在的问题。

专利文献2中，公开了一种简易的结构：将用例如不锈钢或铜合金成型的圆筒状的内筒体和外筒体压入。但是，专利文献2中，由于受到弹性变形的内筒体被压入外筒体时的回弹的影响，内筒体无法完全与外筒体紧密贴合，这可能导致热传导效率降低。这种情况下，无法很好地对冷却时的铸模进行温度调节。另一方面，由于难以将压入的内筒体从外筒体取出，造成内筒体的拆装比较困难。

本发明的目的在于提供一种衬套装置、疏水机构及其制造方法，其可以通过简易的结构，提高装置主体对疏水孔的紧密贴合性。

用于解决问题的方案

本发明的衬套装置，其特征在于，其具备：衬套，其被配置于形成于装置主体上的疏水孔，疏水介质被供给至此；以及衬套套环，其被配置于所述衬套及所述疏水孔之间，在所述衬套安装于所述疏水孔之后，该衬套套环之外径与所述疏水孔为同一直径。所述衬套之外面为锥形，同时，所述衬套套环之内面为与所述衬套之外面对应的锥形。此处所谓装置主体的概念，包括铸模或发动机等。铸模的概念，包括例如直接接触熔液的熔液冷却销(现有技术中的外筒体)等。这是因为，该熔液冷却销构成铸造铸模时的模具的一部分，且具有冷却孔。意即，本发明中，亦可将该衬套装置插入熔液冷却销的冷却孔内。此外，铸模的概念，包括例如被配置于固定侧之铸模上的直浇口装置或被配置于可动侧之铸模上的分流器等。意即，本发明中，亦可将衬套装置安装在形成于铸模主体或分流器等上的冷却孔。上述衬套装置的特征在于，将所述衬套套环的材质与钢铁比较，其热传导率较高且延展性较大。此处所谓上述材质，优选例如铜或铝等。此外，上述各衬套装置的特征在于，沿着轴向将所述衬套套环分割成多个。在此，分割的位置，亦可沿着轴向切削最大径的部分(与“直径部分”同义)，使分割后的衬套套环易于插入疏水孔。而且，所谓多个，意味着分割成两个以上，亦可分割成3～4个等。另一方面，对于分割后的衬套套环，亦可用焊接等方式使其顶端彼此接合。

上述各衬套装置，其特征在于，在所述衬套套环从底端边缘到顶端附近设置有切口，同时，所述衬套套环的顶端附近为薄壁形状或刻痕形状。此外，上述各衬套装置中，所述衬套具备筒体及被安装于该筒体之开放口的凸缘部，用焊接、钎焊等熔融方式来固定所述凸缘部和所述筒体亦可。而且，上述各衬套装置中，亦可用铸模等将所述衬套的筒体和凸缘部一体成型。再者，上述各衬套装置中，所述衬套具备筒体及被安装于该筒体之开放口的凸缘部，亦可介由密封材料、O型圈、螺丝等密封装置，将所述凸缘部以可拆装的方式连接于所述筒体。此外，上述衬套装置中，亦可在所述筒体之开放口设置螺丝等挂止装置。而且，上述各衬套装置中，亦可在所述衬套及所述衬套套环之间填充可变形的金属纤维、锌等的金属流体等的填充材料(填充剂)。此处所谓变形的概念，包括例如金属纤维发生塑性变形或金属流体发生流动等。

本发明的疏水机构，具备：衬套，其外面为锥形，被配置在形成于装置主体的疏水孔上，疏水介质被供给至此；衬套套环，其被配置于所述衬套与所述疏水孔之间，其内面为与所述衬套之外面对应的锥形，且在所述衬套安装于所述疏水孔之后，该衬套套环的外径与所述疏水孔为同一直径；以及疏水装置，其被配置于所述衬套，连续向所述衬套内供给疏水介质。所述疏水机构中，亦可将填充于所述疏水孔与所述衬套之间的第1可变形填充材料、或填充于所述衬套及所述衬套套环之间的第2可变形填充材料，适当填充至空隙。本发明的疏水机构的制造方法，为向形成于装置主体的疏水孔供给疏水介质的疏水机构的制造方法，其特征在于，其由以下工序构成：套环插入工序，将外径与所述疏水孔为同一直径且内面为锥形的衬套套环插入所述疏水孔；衬套插入工序，将外面为与所述衬套套环的内面对应的锥形的衬套插入所述衬套套环；以及紧密贴合工序，将所述衬套向所述疏水孔挤压至规定程度，所述衬套套环被朝所述疏水孔的壁面扩张而紧密贴合。

此外，上述疏水机构的制造方法中，亦可在所述紧密贴合工序之后进而设置有疏水工序，其在配置连续向所述衬套内供给疏水介质的疏水装置的同时，介由所述疏水装置配设疏水通道。此处所谓疏水工序，其构成为，介由疏水装置与水源(例如自来水的水龙头等)连接，进一步将进行了热交换的排水输送至排水源，成为疏水通道(与“冷却回路”同义)。进一步，上述各疏水机构的制造方法中，亦可设置有以下两个填充工序中的至少一个填充工序：在所述套环插入工序前填充第1可变形填充材料的第1填充工序，或在所述衬套插入工序前填充第2可变形填充材料的第2填充工序。

发明的效果

本发明的衬套装置、疏水机构及其制造方法中，将外面为与衬套套环的内面对应的锥形的衬套，插入外径为与疏水孔同一直径的衬套套环并挤压至规定程度，则衬套套环顺着锥形被向疏水孔的内壁扩张而紧密贴合。即，本发明中，通过衬套扩张衬套套环这一锥形的楔子效应，在衬套套环紧密贴合于疏水孔的状态下将衬套与疏水孔分隔开来，因此，作为衬垫物之衬套套环可切实地将衬套及疏水孔分隔开来。因此，根据本发明，系通过使衬套与衬套套环彼此的锥形相互嵌合这一组合结构，使衬套装置与疏水孔紧密贴合，故可在不降低热传导效率的情况下，调节装置主体例如铸模的温度。

此外，根据本发明，通过使衬套与衬套套环之彼此的锥形相互嵌合这一简易的机械结构实现衬套装置与疏水孔的紧密贴合性，因此，与例如现有技术所公开的在疏水孔与铸模用熔液冷却销的间隙加入金属熔液的结构比较，可节省更换(包含维护保养)等时花费的劳力，更便于使用。而且，根据本发明，其构成为随着衬套的插入将衬套套环向疏水孔的壁面压合这一简易的机械结构，与例如现有技术所公开的热压配合等压入结构相比，不存在回弹的影响，提高了紧密贴合性。此外，根据本发明，在利用锥形的楔子效应使衬套套环紧密贴合于疏水孔的状态下，衬套套环切实地将衬套与疏水孔分隔开来，故此，衬套不接触疏水孔，即使铸模开裂，仍可防止疏水介质流出至疏水孔。

而且，若可拆装地连接凸缘部与筒体，则即使筒体无法定心，亦可插入疏水孔，相对于筒体的组装变得容易。此外，由于无需筒体的定心作业或旨在防止变形之焊接工装的作业，可以提高衬套的量产性。在此，若将密封装置夹在其间连接，则筒体及凸缘部彼此密封，可切实防止发生漏水。进而，若在筒体的开放口设置挂止装置，则通过将拆卸器具挂止于筒体的挂止装置，即可方便地将筒体从疏水孔拆卸下来。若在衬套与衬套套环之间隙等填充可变形的填充材料(填充剂)，则可在疏水孔或衬套装置的精度方面保留回旋余地，使产品管理变得容易。同样，若在所述各间隙填充锌等的金属流体等，则可在提高热传导性的同时，防止生锈。

附图说明

图1为本发明的一个实施例的疏水机构的示意图。

图2为图1所示疏水机构之疏水孔的剖面图。

图3为向图2所示疏水孔插入了衬套套环之状态的剖面图。

图4为在图3所示插入套环状态下插入衬套之状态的剖面图。

图5为用锁紧螺母紧固图4所示衬套装置之状态的剖面图。

图6为继续紧固图5所示锁紧螺母至规定程度的安装完毕状态的剖面图。

图7为图1所示配管接头的侧视图。

图8为图4所示衬套套环之变形例A的局部剖面图。

图9为图4所示衬套套环之变形例B的局部剖面图。

图10为图4所示衬套套环之变形例C的局部剖面图。

图11为图5所示衬套之变形例D的分解剖面图。

图12为图5所示衬套之变形例E的分解剖面图。

图13为图11所示衬套之变形例F的分解剖面图。

图14为图11所示衬套之变形例G的分解剖面图。

图15为图13所示衬套之变形例H的分解剖面图。

图16为图15所示衬套之变形例H的组装剖面图。

图17为图4所示衬套之变形例I的剖面图。

图18为示出了变形例K，向图2所示冷却孔内填充填充材料之状态的剖面图。

图19为示出了变形例K，向图5所示衬套套环与衬套之间填充填充材料之状态的剖面图。

图20为图5所示凸缘部之变形例M的俯视图。

图21为图20所示凸缘部的侧视图。

图22为用锁紧螺母紧固图20所示凸缘部之状态的剖面图。

图23为将图6所示衬套装置安装于发动机上的状态的俯视图。

具体实施方式

以下，关于本发明的实施方式，结合具体的一实施例，对衬套装置及采用该衬套装置的疏水机构及其制造方法，加以说明。

实施例1

以下，结合图1～7，对本发明之一个实施例的冷却衬套装置及采用该冷却衬套装置的铸模冷却机构(疏水机构)及其制造方法，加以说明。此处，本实施例的适用铸模冷却机构的铸模80(包含于装置主体中的冷却对象)，其在使铸件成型的模腔面81A和该模腔面81A的相反面(以下，亦称“模面”)81B侧具备冷却铸模80的冷却孔(疏水孔)82。在该冷却孔82中，如图2所示，其上部形成有螺丝部83，同时，与该螺丝部83相接形成有相同直径的孔部82A。而且，冷却孔82的底部为半球状的半球部82B。

(铸模冷却机构的大致结构)

如图1所示，铸模冷却机构S具备：冷却衬套装置10，其插入上述冷却孔82内；锁紧螺母22，其在冷却孔82的规定位置切实地对该冷却衬套装置10加以定位；以及配管接头24，其被连接于冷却衬套装置10。该配管接头24及冷却衬套装置10，构成连续供给疏水介质即冷却介质并将其排出的疏水通道(与“冷却回路”同义)的一部分。

(冷却衬套装置、主要是冷却衬套套环的构成)

如图4所示，冷却衬套装置10为冷却衬套套环(以下简称“套环”)12及冷却衬套14的组合，两者的外形均与冷却孔82呈大致相同的形状。此处，如图2的双点划线所示，套环12被沿轴向分割成两部分，呈左右对称的形状。此外，套环12如图3所示，其分割位置为最大径的部分(与“直径部分”同义)，是一对套环片12A及12B的组合。

这些套环片12A及12B形成为：上述直径部分被分别切削间隙T1的1/2(参照图3的实线)，以便在被插入冷却孔82内的状态下形成规定间隙T1。此外，套环12，优选采用与钢铁等相比热传导率较高且延展性较大的材质例如铜或铝等材料来冲压成型。而且，由于系采用冲压加工来成型相同形状的套环片12A及12B，故可以较低成本制造套环12。

如图1所示，套环12及冷却衬套14安装于冷却孔82后，套环12为与冷却孔82的轴心P(参照图2的单点划线)相同的有底筒状。意即，在套环12形成有其开放的插入口13(参照图2的双点划线)。另一方面，如上所述，套环12的顶端为与冷却孔82的半球部82B对应的形状。意即，如图4所示，在套环12的顶端形成有半球部12C。而且，套环12的长度L1(参照图3)略短于孔部82A及半球部82B的长度。

套环12被设定为，在冷却衬套14安装于冷却孔82后(参照图6)，其外径与孔部82A的直径D1(参照图2)相同。意即，其被设定为，如图2的双点划线所示，套环12的外面形状为沿轴线P呈直线状，套环12的外周面紧密贴合于冷却孔82的内周面。

另一方面，如图4所示，套环12被设定为，其内周面为相对于轴线P倾斜的锥形面12D，从插入口13越接近半球部12C则其厚度越大。意即，锥形面12D呈从插入口13开始离半球部12C越近则越偏向轴心P的倾斜状，因此，套环12的内面形状呈顶端渐细状(参照图5)。而且，对锥形面12D按照其锥度为例如1/200等进行了内径加工。

(冷却衬套的构成)

如图4所示，冷却衬套14具备：筒体16，其呈有底筒状，起到内膜的作用；以及凸缘部18，其通过焊接(其概念为包括钎焊)等熔融方式被安装(与“固定”同义)于筒体16的开放口17(参照图4的双点划线)。如图5所示，该凸缘部18具备：插入部19，其插入开放口17；以及螺丝部20(参照图4)，其直径大于插入部19。该螺丝部20以与冷却孔82的螺丝部83啮合的方式形成。而且，如图5所示，插入部19形成为：直径略小于开放口17的直径，以便凸缘部18能安装于筒体16。

此外，在凸缘部18，在对应于其螺丝部20的中央，形成有六角扳手孔(以下简称“扳手孔”)18A。在该扳手孔18A插入有未图示的六角扳手。此外，在凸缘部18，形成有与扳手孔18A连通的阴螺纹的螺丝部18B。如图1所示，该螺丝部18B以配管接头24的螺丝部34A与之啮合的方式形成。意即，螺丝部18B形成为：与螺丝部34A对应。而且，凸缘部18及筒体16的焊接位置，系在螺丝部20下方、与插入部19对应的筒体16的外周面周边。

如图5所示，筒体16具备：安装凸缘部18的直线部16A；锥形部16B，其将套环12(即：套环片12A及12B)向冷却孔82的内周面扩张；以及半球部16C，其与套环12的半球部12C对应。该筒体16，利用例如以锻铁成型的高张力钢板等，通过一体成型例如冲压成型而成。意即，除了冲压成型外，筒体16还可通过例如锻压加工或钻孔加工等成型。直线部16A形成为：在从筒体16的开放口17至规定长度(具体而言，即到图5所示单点划线的长度)L2的范围内，直径相同。

锥形部16B，如图4所示，其外形(与“外面”同义)为与套环12的锥形面12D对应的顶端渐细的锥形(参照直线部16A的延长线Y)，直径略大于所对应的锥形面12D的内面。意即，锥形部16B的作用在于，随着冷却衬套14插入套环12，其将套环12的外周面向冷却孔82的壁面(与“内周面”同义)推压。

(锁紧螺母的构成)

如图6所示，锁紧螺母22为防止螺丝部20松弛用的螺母，其以啮合于冷却孔82的螺丝部83的方式形成。如图5所示，在锁紧螺母22的中央形成有六角扳手孔(以下称“扳手孔”)22A。该扳手孔22A与凸缘部18的扳手孔18A为同一形状。因此，若对冷却衬套14及锁紧螺母22加以紧固等时，可将未图示的六角扳手插入扳手孔18A及22A，同时加以紧固等。

(配管接头的构成)

如图7所示，作为疏水装置的配管接头24，具备：供水接头28，其连续向冷却衬套14(参照图1)内供给冷却介质例如水；供水管道30，其与该供水接头28连通；排水接头32，其将进行了热交换的排水输送至排水源；以及排水管道34，其与该排水接头32连通。在供水接头28，连接有从未图示的水源(例如自来水的水龙头等)导出的疏水配管(图示省略)。而且，供水管道30，在图1所示安装后的配管接头24中被延设至筒体16的半球部16D附近。

如图1所示，在配管接头24，配置有插入扳手孔18A及22A(参照图5)加以支撑的圆柱状的支撑管道26。在支撑管道26的下部，上述排水管道34的直径小于支撑管道26。而且，在排水管道34的外周面，形成有螺丝部34A。意即，配管接头24为可使其支撑管道26插入扳手孔18A及22A(参照图5)的圆柱。

(本实施例的作用)

对图1所示铸模冷却机构S的制造方法(具体而言即组装顺序)加以说明。该制造经过将套环12插入冷却孔82的套环插入工序，进而将冷却衬套14插入的衬套插入工序，将冷却衬套14紧固紧密贴合于冷却孔82的紧密贴合工序(至此为冷却衬套装置10的组装)，直至将配管接头24等安装于该组装后的冷却衬套装置10的疏水工序而结束。

套环插入工序中，如图3所示，例如在将套环片12A与12B合在一起的状态(参照图3的双点划线)下，插入冷却孔82，分别使套环片12A及12B抵接冷却孔82的壁面。本实施例中，在将套环12插入或脱离冷却孔82时，将套环12一分为二且略微切削套环片12A及12B的直径部分(意即，小于冷却孔82的孔径)，故可轻易地将套环12插入或脱离冷却孔82。意即，本实施例在插入或脱离套环12时，可防止对冷却孔82(的周壁)造成损伤。

衬套插入工序中，如图4所示，将冷却衬套14插入套环12的插入口13，用未图示的六角扳手等将螺丝部20紧固于螺丝部83。如图5所示，继续紧固锁紧螺母22及冷却衬套14，直至锁紧螺母22的紧固表面与铸模80的模面81B在同一水平面上。紧固至其处于同一水平面后，从冷却衬套14的半球部16C的顶点到套环12的半球部12C的内面顶点的距离L3，即为空隙。

紧密贴合工序中，若继续将冷却衬套14向冷却孔82紧固与空隙相当的规定程度(具体而言即距离L3)，则如图6所示，锁紧螺母22较之铸模的模面81B进入距离L3，套环12被朝冷却孔82的内壁扩张而紧密贴合。意即，如图4所示，冷却衬套14，在其锥形部16B被套环12的锥形面12D引导的同时，将套环12向冷却孔82的周壁按压。而且，为了在图6所示的规定位置对冷却衬套14加以定位，只进一步紧固锁紧螺母22。

此处，虽然套环12被向冷却孔82的周壁扩张，由于图3所示的对开形状的套环12系用较之钢铁等热传导率较高且延展性较大的材质例如铜材等成型的，通过延展性等的变形吸收作用，套环片12A及12B彼此间的空隙消失而紧密贴合。此外，浇注熔液时铸模80的温度很高，套环12的热膨胀程度超过铸模80及冷却衬套14，套环片12A及12B彼此紧密贴合。

在本实施例中，系通过冷却衬套14扩张套环12这一锥形的楔子效应，使套环12紧密贴合于冷却孔82，因此，能以简易的结构提高铸模80的冷却孔82与冷却衬套装置10的紧密贴合性。此外，在本实施例中，系在该套环紧密贴合的状态下将冷却衬套14与冷却孔82隔开，因此，作为隔离物的套环12可切实地将冷却衬套14与冷却孔82分开。意即，在本实施例中，其构成为不与冷却孔82接触，因此，通过作为膜的冷却衬套，可切实防止漏水。

因此，根据本实施例，由于通过使冷却衬套14与套环12彼此的锥形相互嵌合这一组合结构，使冷却衬套装置10(冷却衬套14和套环12的组合)与冷却孔82紧密贴合，故可在不降低热传导效率的前提下，调节铸模80的温度。此外，根据本实施例，通过使冷却衬套14与套环12彼此的锥形相互嵌合这一简易的机械结构，实现了冷却衬套装置10与冷却孔82的紧密贴合性，因此，与例如现有技术所公开的在冷却孔与铸模用熔液冷却销的间隙加入金属熔液的结构相比，可以减轻更换等时花费的劳力，更加便于使用。

此外，根据本实施例，由于采用的是随着冷却衬套14的插入而将套环12向冷却孔82的周壁压合这种简易的机械结构，因此，与例如现有技术所公开的热压配合等压入结构相比，不存在回弹的影响，紧密贴合性得以提高。而且，根据本实施例，由于系通过锥形的楔子效应，在套环12紧密贴合于冷却孔82的状态下，由套环12切实将冷却衬套14与冷却孔82隔开，因此，冷却衬套14不会接触到冷却孔82，即使铸模80发生铸模开裂，仍可防止冷却介质流向冷却孔82。

疏水工序中，在上述紧密贴合工序之后(参照图6)，将图7所示配管接头24安装至冷却衬套14。即，安装配管接头24时，如图1所示，在将供水管道30插入冷却衬套14内的同时，将支撑管道26插入锁紧螺母22及凸缘部18的扳手孔18A及22A(参照图5)。其后，使配管接头24的螺丝部34A与冷却衬套14的螺丝部18B啮合。而且，由于螺丝部34A被螺丝部18B紧固，可防止从支撑管道26漏水。

此外，供水接头28介由未图示的疏水配管与例如自来水的水龙头等连接，同时，排水接头32介由未图示的疏水配管导出至例如排水场。意即，通过在将配管接头24安装于冷却衬套装置10的同时，将供水接头28及排水接头32连接于各自的疏水配管，疏水通道得以完成。

此处，如图1所示，自来水管的水介由供水接头28及供水管道30被连续输送至冷却衬套14的筒体16，介由排水管道34及排水接头32排出(参照图1的箭头)。意即，被输送至冷却衬套14内的水，对注入熔液等时的铸模80加以冷却。此外，经过热交换的(意即，被加热的)水，从冷却衬套14内经排水管道34排出。

(其他的变形例)

如图8～10所示，亦可无需分割套环12，而是采用一体构成(变形例A～C)。意即，在变形例A的套环12中，如图8所示，从其底端边缘(参照图4所示插入口13)到顶端附近(半球部12C的顶点部分)形成有沿轴向的切口38。此外，套环12的顶端附近亦可作为连接部形成为薄壁形状。该薄壁40的厚度与例如半球部12C的顶点部分的厚度相比大约薄三分之一。

该变形例A中，由于连接部为薄壁40，在将套环12插入冷却孔82(参照图2)等时，例如套环12的底端部分会挠曲。为此，在变形例A中，在将套环12插入或脱离冷却孔82时，其插入脱离的操作也比较容易。此外，变形例A中，由于形成为单体的套环12(参照图8)，而非图3所示的组合片，可以防止其中某个套环片丢失等情况的发生。

如图9所示，变形例B中的套环12中，亦可将其连接部形成为剖面呈V字状的刻痕形状。该刻痕42形成为：其深度达到约为例如半球部12C的顶点部分的壁厚的1/3。因其他结构及作用效果与变形例A相同，故省略详细说明。

如图10所示，变形例C为通过焊接等使一分为二的套环片12A及12B(参照图3)的顶端接合起来的例子。即，变形例C的套环12中，使其连接部接合在一起。该接合部44的厚度约为例如半球部12C的顶点部分的壁厚的1/3。因其他结构及作用效果与变形例A相同，故省略详细说明。

图11及图12为图5所示冷却衬套14的变形例D及变形例E，变形例D的冷却衬套14为将延长管道46连接于筒体16的例子。即，如图11所示，变形例D为与冷却孔的孔部长于图1所示之例的情况相应的例子。而且，延长管道46的连接方法为，用焊接等方式分别使筒体16及凸缘部18接合。由于其他结构与图4所示之例相同，故省略详细说明。

如图12所示，变形例E的冷却衬套14为在其凸缘部18的上表面形成了切削成十字状的十字槽48的例子。该十字槽48旨在将冷却衬套14紧固于冷却孔82(参照图4)，系替代图5所示扳手孔18A的例子。因此，与螺丝部18B连通的(即，与图12所示十字槽48对应的)孔，亦可为圆孔。由于其他结构与图4所示之例相同，故省略详细说明。

图13及图14示出了图5所示冷却衬套14的变形例F及变形例G，系将其凸缘部18可拆装地连接于筒体16的例子。在这些变形例F及变形例G中，在通过焊接方式(包含钎焊等概念的焊接)将凸缘部18熔接于筒体16的情况下(实施例1)，即使筒体16(冷却衬套14)无法定心，仍可插入冷却孔18的例子。

如图13所示，变形例F的冷却衬套14的筒体16，系在用例如拉拔加工成型时，朝向外面约成直角方向的法兰16D被一体成型的例子。而且，该法兰16D形成为：不妨碍图5所示冷却孔82的螺丝部83。此外，变形例F的凸缘部18的插入部19被设定为：其外径略大于筒体16的直线部16A的内径。

而且，变形例F中，将合成树脂制的环状密封材料(密封装置)50嵌入插入部19。该密封材料50被设定为略长于插入部19的轴向的长度(高度)(参照图13)。此外，密封材料50的内径略小于插入部19的外径。由此，密封材料50在与筒体16和凸缘部18紧密贴合的状态下，被图5所示的凸缘部18固定。

即，变形例F中，在密封材料50压合于筒体16的法兰16D的同时，插入部19的顶端亦抵接于法兰16D。因此，变形例F中，由于将密封材料50安装于凸缘部18的插入部19，使其压合于筒体16的法兰16D，从而密封了筒体16的法兰16D及凸缘部18，能够切实防止漏水。根据变形例F，由于可拆装地连接了筒体16与凸缘部18，即使筒体16(冷却衬套14)无法定心，仍可插入冷却孔82，对于筒体16的组装变得容易。

同样，根据变形例F，由于无需筒体16的定心作业或旨在防止变形之焊接工装的作业，可以提高冷却衬套14的量产性(包含制造时的作业效率)。由于其他结构及作用效果与图5所示之例相同，故省略详细说明。而且，变形例F中，亦可将密封材料50设定为短于插入部19的轴向长度，且将插入部19插入筒体16内。

如图14所示，变形例G的冷却衬套14中，将O型圈52嵌入凸缘部18的插入部19。此处，在插入部19的外周，沿周向形成有用来嵌入O型圈52的槽。此外，变形例G中，将插入部19及O型圈52插入筒体16内而嵌合(与“连接”同义)。而且，变形例G中，无论在其筒体16上是(参照图13)否(参照图14)形成有法兰16D，均可同样适用。由于其他结构及作用效果与变形例F相同，故省略详细说明。

图15示出了图5所示冷却衬套14的变形例H，系介由作为密封装置的螺丝将其凸缘部18可拆装地安装于筒体16上的例子。该变形例H，与图13及图14所示变形例相同，系在通过熔融方式将凸缘部18熔接于筒体16的情况下，即使筒体16无法定心，仍可插入冷却孔82的例子。

变形例H中，如图15所示，将环状的螺丝套环54熔接于筒体16的直线部16A(开放口17)。在加强用的螺丝套环54的内周面，形成有作为挂止装置的螺丝54A。另一方面，在凸缘部18的插入部19的外周面，形成有螺丝18C。此外，如图16所示，通过紧固这些作为密封装置的螺丝54A及18C，介由螺丝套环54将凸缘部18安装于筒体16。

此处，螺丝套环54的外径稍大于直线部16A的内径。此外，变形例H中，如图15的假想线所示，将螺丝套环54绕整周压入至筒体16的直线部16A的端缘，同时，通过焊接等方式绕整周熔接开放口17的螺丝套环54及筒体16的接合部分。

此处，变形例H中，由于其构成为将螺丝套环54压入筒体16内熔接，故即使使用了焊接等固定方式(熔融方式)，仍可将筒体16的变形等控制在最低程度。其后，将筒体16插入冷却孔82(参照图4)，如图16所示，将凸缘部18紧固于螺丝套环54固定。在进行该紧固作业时，亦可将用于保持气密性的耐热密封剂涂布于螺丝18C或54A。

变形例H中，由于其构成为介由螺丝套环54将凸缘部18紧固于筒体16，因此无需筒体16的定心作业等。意即，根据变形例H，无需定心作业等，故可提高作业效率(量产性)。而且，紧固螺丝54A及18C所使用的是未图示的六角扳手及图16所示的扳手孔18A。由于其他结构及作用效果与变形例F或G相同，故省略详细说明。

而且，变形例H中，亦可对凸缘部18及筒体16实施点焊。如图16所示，在位于螺丝部20的下方、与插入部19对应的筒体16的外周面周边的例如90度角度范围的4处实施该点焊。即使对凸缘部18及筒体16实施了点焊，仍足以将凸缘部18固定于筒体16，而焊接导致的变形较少。此外，即使图13所示的法兰16D为一体成型，图15所示的筒体16仍可适用。

图17示出了图5所示的冷却衬套14的变形例I，系介由螺丝将与变形例H相同的凸缘部18(参照图15)可拆装地安装于筒体16的例子。该变形例I中，如图17所示，将构成密封装置的局部的螺丝16E直接形成于筒体16的直线部16A的端缘的内周面。另一方面，图15所示的凸缘部18的插入部19，其外径与筒体16的直线部16A(螺丝16E)对应，且形成有构成挂止装置或密封装置的一部分的螺丝18C(参照图15)。

此外，变形例I中，将图15所示的凸缘部18的螺丝18C紧固于图17所示的筒体16的螺丝16E而固定。在进行该紧固作业时，亦可将用于保持气密性的耐热密封剂涂布于螺丝18C(参照图15)或16E。或者，变形例I中，亦可将图13所示的密封材料50安装于凸缘部18的插入部19的底端。

如图17所示，要将插入冷却孔82的筒体16取出，首先需要用未图示的六角扳手(图15所示的扳手孔18A)将凸缘部18从筒体16拆卸下来。然后，要将筒体16取出，需要使用拆卸用具(所谓“拔销用具”)90。该拔销用具90在其顶端具备螺丝90A(与螺丝16E对应的外螺丝)。而且，拔销用具90还具备未图示的可滑动的砝码，利用使该砝码滑动时产生的冲击，将被拆卸部件(例如筒体16等)拆卸下来。

根据变形例I，将拔销用具90的螺丝90A紧固于筒体16的螺丝16E，通过使所述砝码滑动，可以将筒体16从冷却孔82轻松地拆卸下来。而若图5所示的凸缘部18被用焊接等熔融方式固定于筒体16时，可将图17所示的拔销用具90的螺丝90A(与螺丝部18B对应的外螺丝)紧固于凸缘部18的螺丝部18B，来对其进行拆卸。此外，挂止装置中，除了可采用螺丝外，只要可用拆卸器具挂止筒体16的均可。由于其他结构及作用效果与变形例H相同，故省略详细说明。

变形例K，如图18及图19所示，系在冷却孔82和套环12之间隙或套环12和冷却衬套14之间隙填满填充材料(与所谓“排气”同义)来提高热传导性的例子。意即，变形例K，系将填充材料例如市场销售的金属纤维60或作为填充剂的金属流体62等，填充于冷却孔82和套环12之间或套环12和冷却衬套14之间的例子。

该金属纤维60为钛、铜、黄铜等组合而成的金属材料，纤维直径为50μm左右。金属流体62为包含具有防锈效果的锌粉及耐火环氧等的流体(锌粉含量为96％左右的流体)。此处，一般来说锌比铁会更快地电离而氧化，故可用其氧化膜防止生锈。此外，锌的热传导要优于铁(具有等同于铜的热传导性)，且可熔性低于铝，最适于填充所述间隙。此处所谓填充材料(与“填充剂”同义)，亦包含例如铜等金属粉。

首先，变形例K中，如图18所示，将金属纤维60或金属流体62装填于冷却孔82内(具体而言即冷却孔82和套环12的间隙)。接着，变形例K中，如图19所示，将金属纤维60或金属流体62装填于套环12和冷却衬套14的间隙。然后，这些所填充的填充材料60或62变形为与间隙形状分别对应的形状(亦包含“金属纤维塑性变形”或“金属流体流动”等概念)，填满所述间隙(例如金属流体烧结成型)。而且，金属纤维60或金属流体62的填充量根据各自的间隙而变化。此外，变形例K中，亦可仅使用金属纤维60，或是仅使用金属流体62，或是酌量混合使用金属纤维60和金属流体62。

而且，变形例K中，亦可将上述填充材料仅填充于冷却孔82与套环12的间隙，或是仅填充于套环12与冷却衬套14的间隙，亦或是分别填充于所述两者的间隙。根据变形例K，由于是以可变形的填充材料60或62填充所述各间隙(意即，填充材料60或62各自对应间隙的形状变形而填满间隙)，因此，可在冷却孔82或冷却衬套装置10的精度误差方面产生可回旋的余地(幅度)，产品管理变得容易。此外，根据变形例K，以金属纤维60或锌的金属流体62等填充材料填充所述各间隙，因此，在可以提高热传导性的同时，还能防止生锈。由于其他结构及作用效果与实施例1相同，故省略详细说明。

变形例M，系使图5所示凸缘部18及其锁紧螺母22变形，进一步防止凸缘部18松动的例子。如图20～22所示，在凸缘部18的螺丝部20的上表面，凸出设置有挂止头部21。该挂止头部21，直径略小于螺丝部20，具备直线部21A及锥形部21B。这些直线部21A及锥形部21B，如图21所示，其外缘分别连续形成。

如图20～22所示，直线部21A，分别相对呈直线状形成一对切口，以挂止紧固工具例如扳手等(省略图示)。另一方面，锥形部21B，从挂止头部21的表面朝螺丝部20侧方向呈锥形(参照图22)，且其平面形状为圆弧状(参照图21)。此外，如上所述，锥形部21B形成为一对，与直线部70A的外缘相连。

而且，如图21的虚线所示，在凸缘部18，圆形的孔21C以与螺丝部18B相连的方式形成。该孔21C的直径大于螺丝部18B。此外，在孔21C，插入有图1所示的配管接头24的支撑管道26的顶端。如图22所示，锁紧螺母70的直径与凸缘部18的螺丝部20相同。此外，锁紧螺母70形成为：有供六角扳手使用且供插入支撑管道26使用的扳手孔70A贯通。

如图22所示，在锁紧螺母70的锁紧面(与凸缘部18相对的面)70C侧，有锥形面70B绕整周形成为凹状。该锥形面70B形成为锥形，以与凸缘部18的锥形面21B对应。而且，在锁紧螺母70的外周形成有螺丝70D。此外，该螺丝70D与凸缘部18的螺丝部20同样，与冷却孔82的螺丝部83紧固在一起。

此外，锁紧螺母70的锁紧面70C及凸缘部18的螺丝部20以及锥形面70B及21B等，在该紧固状态(图22所示状态)下彼此压合。变形例M中，如图22所示，首先，将冷却衬套14插入冷却孔82内。然后，变形例M中，在挂止头部21的直线部21A(参照图20及图21)之间挂止未图示的扳手等，使凸缘部18(冷却衬套14)转动。意即，冷却衬套14相对于冷却孔82而定位。

最后，变形例M中，用六角扳手将锁紧螺母70以压合于凸缘部18的形式紧固于冷却孔82的螺丝部83。根据变形例M，如图22所示，通过锁紧螺母70的双螺母效应以及凸缘部18的锥形部21B及锁紧螺母70的锥形部70B彼此的楔子效应，可进一步防止凸缘部18(冷却衬套14)的松动。由于其他结构及作用效果与实施例1相同，故省略详细说明。

此处，装置主体的概念，包含实施例1所示的铸模或发动机等。例如，如图23所示，3缸发动机86中，结构上难以对处于汽缸87A～87C之中央的87B进行冷却。因此，本发明中，亦可将多个冷却衬套装置集中配置于汽缸87B周边。此时，除了配置于汽缸87A～87C两侧的水套88外，还可通过多个冷却衬套装置对汽缸87B进行集中冷却。而且，冷却水的压送，既可以是2个系统，也可以是仅1个系统。

此外，装置主体还包含未图示的超级计算机(例如体积大到需容纳于建筑物的一层内的装置)的CPU等。意即，本发明亦可适用于用来冷却该CPU等的装置主体。另一方面，本发明除了适用于进行冷却的场合外，还可适用于对装置主体进行预热加温。在更换铸模后或开始使用铸模等时，亦可使例如100度左右的热水在本发明的衬套装置中流动。

铸模的概念，包含例如直接接触熔液的熔液冷却销(现有技术中即外筒体)等。这是因为，该熔液冷却销构成了制造铸模时的模的一部分，且具有冷却孔。意即，本发明中，亦可将该冷却衬套装置插入熔液冷却销的冷却孔内。此外，铸模的概念，包含例如被配置于固定侧之铸模上的直浇口装置或被配置于可动侧之铸模上的分流器等。意即，本发明中，亦可将衬套装置安装在形成于铸模主体或分流器等的冷却孔。而且，若在温度上升(变动)剧烈的例如所述直浇口装置等，用未图示的盖等将冷却衬套14封闭于冷却孔82等时，优选使用通过熔融方式等将筒体16和凸缘部18一体成型的冷却衬套14。

本发明中，可以将套环12的锥形面(与“内面”同义)12D的锥度任意设定(变更)为例如1/150等。本发明中，亦可沿轴向将套环12分割为2份以上的多份例如3～4份等。此外，本实施例中，亦可将冷却衬套14设定于任意的紧固完毕位置(与“安装完毕位置”同义)，且通过简易的点焊等来防止其松动。而且，本实施例的冷却回路亦可为将在冷却衬套装置10进行了热交换的水再次冷却重复使用的循环型。

而且，本实施例的套环12，亦可通过将粉末状的铜(铜粉末)装入模具加以烧结成型而成。此外，本实施例中，冷却衬套14即其筒体16和凸缘部18，亦可通过铸模等进行一体成型而成。而且，本实施例中，套环12的锥形面12D及冷却衬套14的锥形部16B，亦可分别成形为直线状。此时，亦可适当填充金属纤维60或金属流体62等。此外，本实施例中，亦可采用在实施例1或变形例A～K等的组合里，将例如所述各例结构中2个例子或2个以上的例子加以组合的形式。

附图标记说明

10···冷却衬套装置

12···冷却衬套套环

12D···套环的锥形面

14···冷却衬套

16···冷却衬套的筒体

16B···筒体的锥形部

16E···筒体的螺丝(密封装置或挂止装置)

18···冷却衬套的凸缘部

18C···凸缘部的螺丝(密封装置)

24···配管接头(疏水装置)

50···密封材料(密封装置)

52···O型圈(密封装置)

54···螺丝套环(密封装置或挂止装置)

60···金属纤维(填充材料)

62···金属流体(填充材料)

80···铸模(装置主体)

82···冷却孔

S···铸模冷却机构

86···发动机(装置主体)

Claims (13)

1.一种衬套装置，其特征在于，

其具备：

衬套，其被配置于形成于装置主体上且底部具有半球部的疏水孔，疏水介质被供给至此，且所述衬套呈在前端具有与所述半球部对应的半球部的有底筒状，以及

衬套套环，其被配置于所述衬套及所述疏水孔之间，在所述衬套安装于所述疏水孔之后，该衬套套环之外径与所述疏水孔为同一直径，且所述衬套套环在前端具有与所述疏水孔的半球部对应的半球部；

所述衬套之外面为锥形，同时，所述衬套套环之内面为与所述衬套之外面对应的呈顶端渐细状的锥形，随着所述衬套向所述疏水孔的安装，所述衬套的锥形在被所述衬套套环的锥形引导的同时与之嵌合，而将所述衬套套环的外周面朝所述疏水孔的内周面挤压，从而使所述衬套套环的外周面与所述疏水孔的内周面紧密贴合。

2.根据权利要求1所述的衬套装置，其特征在于，所述衬套套环的材质与钢铁相比，热传导率较高且延展性较大。

3.根据权利要求1或2所述的衬套装置，其特征在于，沿着轴向将所述衬套套环分割成多个。

4.根据权利要求1或2所述的衬套装置，其特征在于，在所述衬套套环从底端边缘到顶端附近设置有切口，同时，所述衬套套环的顶端附近为薄壁形状或刻痕形状。

5.根据权利要求1或2所述的衬套装置，其特征在于，所述衬套具备筒体及被安装于该筒体之开放口的凸缘部，用熔融方式将所述凸缘部与所述筒体固定住。

6.根据权利要求1或2所述的衬套装置，其特征在于，所述衬套具备筒体及被安装于该筒体之开放口的凸缘部，用可拆装的形式连接所述凸缘部及所述筒体。

7.根据权利要求6所述的衬套装置，其特征在于，在所述筒体之开放口设置有挂止装置。

8.根据权利要求1或2所述的衬套装置，其特征在于，在所述衬套及所述衬套套环之间具备可变形的填充材料。

9.一种疏水机构，其特征在于，

其具备：

衬套，其外面为锥形，被配置在形成于装置主体上且底部具有半球部的疏水孔，疏水介质被供给至此，且所述衬套呈在前端具有与所述半球部对应的半球部的有底筒状，以及

衬套套环，其被配置于所述衬套及所述疏水孔之间，内面为与所述衬套之外面对应的锥形，且在所述衬套安装于所述疏水孔之后，该衬套套环的外径与所述疏水孔为同一直径，且所述衬套套环在前端具有与所述疏水孔的半球部对应的半球部，

并且，

所述衬套之外面为锥形，同时，所述衬套套环之内面为与所述衬套之外面对应的呈顶端渐细状的锥形，随着所述衬套向所述疏水孔的安装，所述衬套的锥形在被所述衬套套环的锥形引导的同时与之嵌合，而将所述衬套套环的外周面朝所述疏水孔的内周面挤压，从而使所述衬套套环的外周面与所述疏水孔的内周面紧密贴合，

并且所述疏水机构具备：

疏水装置，其被配置于所述衬套，连续向所述衬套内供给疏水介质。

10.根据权利要求9所述的疏水机构，其特征在于，其至少具备填充于所述疏水孔及所述衬套之间的第1可变形填充材料、或填充于所述衬套及所述衬套套环之间的第2可变形填充材料中的一种。

11.一种疏水机构的制造方法，该疏水机构向形成于装置主体上且底部具有半球部的疏水孔供给疏水介质，其特征在于，

其由以下工序构成：

套环插入工序，将外径与所述疏水孔为同一直径且内面为锥形并在前端具有与所述疏水孔的半球部对应的半球部的衬套套环插入所述疏水孔，

衬套插入工序，将外面为与所述衬套套环的内面对应的锥形且在前端具有与所述疏水孔的半球部对应的半球部的呈有底筒状的衬套插入所述衬套套环，以及

紧密贴合工序，将所述衬套向所述疏水孔挤压至规定程度，所述衬套的锥形在被所述衬套套环的锥形引导的同时与之嵌合，所述衬套套环被朝所述疏水孔的壁面扩张而紧密贴合。

12.根据权利要求11所述的疏水机构的制造方法，其特征在于，在所述紧密贴合工序之后，进一步设置有疏水工序，其在配置向所述衬套内连续供给疏水介质的疏水装置的同时，介由所述疏水装置配设疏水通道。

13.根据权利要求11或12所述的疏水机构的制造方法，其特征在于，进一步设置有以下两个填充工序中的至少一个填充工序：在所述套环插入工序前填充第1可变形填充材料的第1填充工序，或在所述衬套插入工序前填充第2可变形填充材料的第2填充工序。