JP2000005845A - 金型の局所冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型のキャビティー面の凸部が小さい場合で
あっても、容易かつ低コストで粗材のヒケ割れをなくす
とことが可能な局部冷却構造を提供すること。 【解決手段】 金型のキャビティー面を構成する凸部内
に入り込む局所冷却通路と、該局所冷却通路内に配設さ
れ先端部にて局所冷却通路と連通する筒状の冷却水供給
パイプと、前記局所冷却通路と冷却水供給パイプの間に
配設されるスリーブと、を備える金型の局所冷却構造と
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、とくに、複雑な形
状のキャビティー面を持つ金型の局所的な冷却構造に関
するものである。

【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】従来より知られている冷却構造として、図
７に示す技術がある。図7は、柱状部３２を効果的に冷
却する従来技術である。これは、大径の第１冷却通路３
３の先端から小径の局所冷却通路３７が柱状部３２内に
まで延設されており、第１冷却通路３３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３４が挿入さ
れた構成である。そして、冷却水供給パイプ３４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３４の先端から冷却水が噴出され
る。冷却水は局所冷却通路３７と冷却水供給パイプ３４
との狭い隙間を通って柱状部３２を冷却し、第１冷却通
路３３に通じるものである。

【０００４】しかしながら上記構造では、冷却水が冷却
水供給パイプ３４の内部を通って先端部から噴出され
て、鋳抜きピン３１の先端を冷却した後に、冷却水供給
パイプ３４の外周面と各冷却通路３３、３７の内壁の間
を通って金型の外部に排出される。このとき、冷却水に
より鋳抜きピン３１の全体が冷却されてしまい、鋳造さ
れる粗材の形状によっては冷却による粗材の収縮率の不
均一により粗材割れ（ヒケ割れ）が発生する可能性があ
る。

【０００５】この問題を解決するために、特開平６−２
６２２９５号公報に開示される技術がある。この公報の
局部冷却構造を図８に示す。この局部冷却構造は、鋳抜
きピン本体４２に穿設した通水孔４２ａに、冷却水を通
す通水孔４３ａを有し、先端外周面に螺旋状の通水溝４
３ｂを備えるとともに、通水孔４３ａからの冷却水を螺
旋状通水溝４３ｂを経て外部に排出する排出溝４３ｃを
設けた通水管４３を挿嵌して、鋳抜きピン４１の先端部
を螺旋上通水溝４３ｂを通過する冷却水によって重点的
に冷却するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら図８に示
す従来の技術では、鋳抜ピン本体４２の径が小さくなる
ほど通水管４３に設けた螺旋状通水溝４３ｂと排水溝４
３ｃの断面積が制限されて小さくなり、詰まりの原因と
なることが考えられる。図８の従来技術でこの問題を解
決しようとすると、工業用水ではなく水道水を用いた
り、高精度な濾過機構を介した工業用水を用いたり、防
錆処理を施して熱伝達の妨げとなる要因をなくす、或い
はメンテナンスの頻度を多くする、等が考えられるが、
非常に高価になるとともに、多くの工数を有する、とい
う問題がある。

【０００７】そこで本発明は、上記問題点を解決すべ
く、金型のキャビティー面の凸部が小さい場合であって
も、容易かつ低コストで粗材のヒケ割れをなくすとこと
が可能な局部冷却構造を提供することを技術的課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1の発明は、金型のキャビティー面を構成する
凸部内に入り込む局所冷却通路と、該局所冷却通路内に
配設され先端部にて局所冷却通路と連通する筒状の冷却
水供給パイプと、前記局所冷却通路と冷却水供給パイプ
の間に配設されるスリーブと、を備える金型の局所冷却
構造としたことである。

【０００９】請求項1の発明によれば、冷却水供給パイ
プから噴出された冷却水は、先ず冷却水供給パイプの先
端付近で局所冷却通路を冷却する。局所冷却通路の先端
部以外はスリーブによって冷却水が接しない構成である
ので、冷却水は局所冷却通路の先端部分のみを急速に冷
却することができ、粗材の収縮率を略均一にすることが
可能になる。この構成により、金型のキャビティー面の
凸部が小さく複雑な形状であっても、粗材のヒケ割れを
なくすとことが可能となる。また、局所冷却通路内にス
リーブを配設するだけの簡単な構成であるため、コスト
が高くなることもない。

【００１０】請求項2の発明は、請求項1の構成におい
て、スリーブと冷却水供給パイプの間に冷却水を排出す
るための排出通路を形成したことである。

【００１１】請求項２によると、冷却水により局所冷却
通路の先端近傍を急速に冷却してから、噴出された冷却
水はスリーブと冷却水供給パイプの間の排出通路を通っ
て排出される。

【００１２】請求項3の発明は、スリーブと局所冷却通
路の間には断熱機構を構成したことである。

【００１３】請求項3によると、断熱機構によって、局
所冷却通路の先端以外は冷却水の冷却による影響が可及
的に少なくなり、金型の凸部以外は冷却されず、粗材の
収縮の不均一をなくすのに有効である。断熱機構は、具
体的には請求項４に示す断熱材や、請求項６に示すよう
な、冷却水が流通不能な空気の層とすることが考えられ
る。断熱材を用いる場合には、請求項5のように断熱材
料をスリーブ外周面に被覆して構成することができる。

【００１４】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。

【００１５】構成について説明する。図1は本発明の第1
の実施の形態における金型の局所冷却構造の断面図であ
り、図2は図1のＡ−Ａ断面図である。金型１は、キャビ
ティー面Ｂに凸部１ａを備える。また、金型１内には、
局所冷却通路７がドリル加工等により形成されている。
局所冷却通路７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、局所冷却通路７の一端は金型１のキャビ
ティー面Ｂを構成すべく、凸部１ａ内にまで入り込んで
形成されている。局所冷却通路７の他端は冷却水排出源
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。

【００１６】局所冷却通路７と冷却水供給パイプ４の間
には、筒状のスリーブ２が局所冷却通路７に内接して配
設されており、スリーブ２と冷却水供給パイプ４の間に
は噴出した冷却水の排出通路３が形成されている。ま
た、スリーブ２と局所冷却通路７の間には、断熱機構と
して冷却水が流通不能な空気の層８が形成されている。
スリーブ２の最端部にてスリーブ２外周面が局所冷却通
路７の内周面に接しているため、空気の層には冷却水が
流通しないようになっている。ここで、スリーブ２の材
質としては、腐食し難いＳＵＳ材により構成されると好
ましい。

【００１７】上記の構成において、冷却水供給源からの
冷却水は、冷却水供給パイプ４の先端の開口４ａから噴
出されて、局所冷却通路７の先端部７ａにて凸部１ａを
冷却する。噴出された冷却水は、排出通路３を通って冷
却水排出源６に至り、排出される。

【００１８】以上のように、本実施の形態では、冷却水
が噴出されてから排出されるときには、スリーブ２及び
断熱機構により局所冷却通路の先端以外の箇所は冷却さ
れることがなくなる。したがって、急速に冷却したい箇
所は確実に冷却し、冷却が不要な箇所については熱伝導
による穏やかな冷却に制御が可能であり、局所冷却によ
って粗材の収縮が不均一になることがなくなる。また、
本実施の形態は局所冷却通路7内にスリーブ８を挿入す
るだけの簡単な構成であるので、コスト及び製造工数の
面からも好適である。更に、スリーブ８を薄厚にするこ
とで排出通路３断面積を大きくでき、従来技術のように
局所冷却通路の先端部のみを薄肉にする必要がなく、工
業用水等の不純物が混入したような冷却水を用いた場合
であっても、冷却通路が詰まることは少なくなる。

【００１９】図３は本発明の第2の実施の形態の局所冷
却構造を示す断面図であり、図4は図3のＢ−Ｂ断面図で
ある。第2の実施の形態は、第1の実施の形態に対してＳ
ＵＳ材ではなく断熱性の高いセラミックによりスリーブ
１２を構成することで断熱作用を奏し、第1の実施の形
態における断熱機構である空気の層８をなくしたもので
ある。それ以外の構成は第1の実施の形態と同じである
ので具体的説明を省略するとともに、同一の符号を付
す。また、効果についても第1の実施の形態と同じのた
め、省略する。

【００２０】図５は本発明の第3の第2の実施の形態の局
所冷却構造を示す断面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ断
面図である。第３の実施の形態は、第1の実施の形態に
対して断熱機構である空気の層内に断熱材２８を巻き付
けてなるものである。この構成により、冷却水による局
所冷却通路２７への影響は殆ど無くなり、有効である。
それ以外の構成は第1の実施の形態と同じであるので具
体的説明を省略するとともに、同一の符号を付す。ま
た、効果についても第1の実施の形態と同じのため、省
略する。第3の実施の形態において、断熱材２８をスリ
ーブ２２に巻き付けるのではなく、スリーブ２２に断熱
材２８を被覆加工してもよい。

【００２１】以上、本発明の実施の形態を図面を参酌し
て説明したが、本発明は上記実施の形態に限定される意
図はなく、本発明の趣旨に沿う形態のものであれば、ど
のような形態であってもよい。

【００２２】

【発明の効果】請求項1の発明によると、局所冷却通路
の先端部以外はスリーブによって冷却水が接しない構成
であるので、冷却水は局所冷却通路の先端部分のみを急
速に冷却することができ、粗材の収縮率を略均一にする
ことが可能になる。この構成により、金型のキャビティ
ー面の凸部が小さく複雑な形状であっても、粗材のヒケ
割れをなくすとことが可能となる。また、局所冷却通路
内にスリーブを配設するだけの簡単な構成であるため、
コストが高くなることもない。

【００２３】請求項２によると、冷却水により局所冷却
通路の先端近傍を急速に冷却してから、噴出された冷却
水はスリーブと冷却水供給パイプの間の排出通路を通っ
て排出される。

【００２４】請求項3によると、断熱機構によって、局
所冷却通路の先端以外は冷却水の冷却による影響が可及
的に少なくなり、金型のキャビティー面の凸部以外は冷
却されず、粗材の収縮の不均一をなくすのに有効であ
る。また、スリーブとして熱伝導率の高い材料を採用し
ても、断熱機構により冷却水の冷却熱が局所冷却通路に
は伝達されないので、スリーブとして腐食しにくいＳＵ
Ｓ材や黄銅等を採用することができる。

【００２５】請求項4によると、スリーブと局所冷却通
路の間に断熱材を配設するだけの簡単な構成で断熱機構
を構成することができる。

【００２６】請求項5によると、スリーブ外周面に断熱
材料を被覆することで更に断熱機構を容易に構成でき
る。

【００２７】請求項6によると、空気の層を冷却機構と
することで断熱材料が不要になり、低コスト化が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1の実施の形態の金型の局所冷却構
造を示す断面図である。

【図２】図1のＡ−Ａ断面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の金型の局所冷却構
造を示す断面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の金型の局所冷却構
造を示す断面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ断面図である。

【図７】従来の金型の局所冷却構造を示す図である。

【図８】別の従来の金型の局所冷却構造を示す図であ
る。

【符号の説明】

１・・・金型 １ａ・・・凸部 ２、１２、２２・・・スリーブ ３・・・排出通路 ４・・・冷却水供給パイプ ７・・・局所冷却通路 ８・・・空気の層 ２８・・・断熱材 Ｂ・・・キャビティー面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型のキャビティー面を構成する凸部内
   に入り込む局所冷却通路と、該局所冷却通路内に配設さ
   れ先端部にて局所冷却通路と連通する筒状の冷却水供給
   パイプと、前記局所冷却通路と冷却水供給パイプの間に
   配設されるスリーブと、を備える金型の局所冷却構造。
2. 【請求項２】 前記スリーブと冷却水供給パイプの間に
   は冷却水を排出するための排出通路が形成されることを
   特徴とする、請求項1の金型の局所冷却構造。
3. 【請求項３】 前記スリーブと局所冷却通路の間には断
   熱機構が構成されることを特徴とする、請求項１乃至請
   求項2の金型の局所冷却構造。
4. 【請求項４】 前記断熱機構は、前記スリーブと局所冷
   却通路の間に配設される断熱材であることを特徴とす
   る、請求項３の金型の局所冷却構造。
5. 【請求項５】 前記断熱材は、断熱材料をスリーブ外周
   面に被覆して構成されることを特徴とする、請求項４の
   金型の局所冷却構造。
6. 【請求項６】 前記断熱機構は、冷却水が流通不能な空
   気の層であることを特徴とする、請求項３の金型の局所
   冷却構造。