JP2010194719A - Sprue bush and method for producing sprue bush - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スプルーブッシュ及びスプルーブッシュの製造方法に関し、特にスプルー孔が穿設された円柱部に冷却路を有するスプルーブッシュ及びスプルーブッシュの製造方法に関する。 The present invention relates to a sprue bush and a sprue bushing manufacturing method, and more particularly, to a sprue bushing having a cooling path in a cylindrical portion having a sprue hole and a sprue bushing manufacturing method.
金型を用いて樹脂成形品を製造する場合、生産性向上の点から成形時間の短縮が求められている。成形時間の短縮方法としては、例えば金型のキャビティ空間に溶融樹脂を充填し、冷却後に型開きを行ない、樹脂成形品を製造する射出成形等においては、樹脂が充填されるキャビティ空間を形成する金型の成形面近傍に冷却水路を設け、冷却速度を高める方法がある。この冷却水路は、キャビティ空間を形成する金型の成形面近傍に設けることが効果的であり、これまで多くの技術が提案されている。また射出成形等においては、射出装置から射出される溶融樹脂を金型に導くスプルーの冷却も、成形時間の短縮には重要である。 When manufacturing a resin molded product using a metal mold | die, the shortening of molding time is calculated | required from the point of productivity improvement. As a method for shortening the molding time, for example, molten resin is filled in a cavity space of a mold, and the mold is opened after cooling. In injection molding for manufacturing a resin molded product, a cavity space filled with resin is formed. There is a method of increasing the cooling rate by providing a cooling water channel in the vicinity of the molding surface of the mold. It is effective to provide this cooling water channel in the vicinity of the molding surface of the mold that forms the cavity space, and many techniques have been proposed so far. In injection molding and the like, cooling of the sprue that guides the molten resin injected from the injection device to the mold is also important for shortening the molding time.
スプルーを冷却する方法として、金型と同様にスプルーブッシュに冷却水路を設ける方法がある。例えば、従来のスプルーブッシュにおいては、スプルーの全周囲に筒状の冷却路を形成していため、冷却水が流れ難く樹脂を有効に冷却できないとし、スプルーブッシュに螺旋状の温度調節路を設ける技術が提案されている(例えば特許文献1,特許文献2参照)。 As a method of cooling the sprue, there is a method of providing a cooling water channel in the sprue bushing in the same manner as the mold. For example, in the conventional sprue bushing, a cylindrical cooling path is formed around the entire sprue, so that it is difficult for the cooling water to flow and the resin cannot be cooled effectively, and a technology for providing a spiral temperature control path in the sprue bushing Has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
特許文献1に記載のスプルーブッシュは、外壁面に溝が形成されたブッシュ本体に、ブッシュ本体を覆うように外筒体が挿通され形成されている。外筒体には孔が穿設され、この孔は、ブッシュ本体の外壁面に形成された溝に連通する。外筒体には一端内側にフランジ部が設けられており、このフランジ部がブッシュ本体の一端外周部にロウ付け又は拡散接合により固着されている。同様に外筒体の他端部は、ブッシュ本体の他端段差部にロウ付け又は拡散接合により固着されている。この方法によれば、冷却水がブッシュ本体と外筒体との接合部から外部に漏洩することはないと考えられるけれども、外筒体の内壁面と溝が形成されたブッシュ本体の外壁面とが接合されていないので、外筒体の内壁面と溝が形成されたブッシュ本体の外壁面との隙間を冷却水が流れ、溝を流れる冷却水が不十分となる恐れがある。 The sprue bush described in Patent Document 1 is formed by inserting an outer cylindrical body through a bush body having a groove formed on an outer wall surface so as to cover the bush body. A hole is formed in the outer cylinder, and the hole communicates with a groove formed in the outer wall surface of the bush body. The outer cylindrical body is provided with a flange portion inside one end, and this flange portion is fixed to one end outer peripheral portion of the bush body by brazing or diffusion bonding. Similarly, the other end portion of the outer cylinder is fixed to the other end step portion of the bush body by brazing or diffusion bonding. According to this method, although it is considered that cooling water does not leak to the outside from the joint portion between the bush body and the outer cylinder, the outer wall surface of the bush body in which the inner wall surface of the outer cylinder body and the groove are formed Is not joined, the cooling water flows through the gap between the inner wall surface of the outer cylinder and the outer wall surface of the bushing body in which the groove is formed, and the cooling water flowing through the groove may be insufficient.
特許文献2に記載のスプルーブッシュは、ブッシュ本体の外周面には内筒体と外筒体とで形成される密閉空間部が設けられており、この密閉空間内には、内筒体に接するように軸方向に螺旋状に形成されたパイプが設けられている。このパイプは一端が、スプルーブッシュの頭部近傍に位置し、ここから冷却水を受入れ、軸方向に螺旋状に設けられたパイプ内を流下する。パイプ内を流下した冷却水は、密閉空間の端部に開放され、開放された冷却水は、密閉空間内をスプルーブッシュの頭部方向に上昇し排出される。このような構造からなるスプルーブッシュは、スプルー孔から半径方向に見ると、ブッシュ本体の壁面、密閉空間部を形成する内筒体、パイプ、パイプ内の流通する冷却水、密閉空間部を流通する冷却水及び密閉空間部を形成する外筒体が位置する。冷却源であるパイプ内を流通する冷却水とスプルーとの間には、多くの部材が介在するため、これらの部材の熱伝導度さらには部材間の境膜伝熱係数を考えれば、必ずしも伝熱係数は高いとは言えない。
The sprue bush described in
上記のように螺旋状の冷却水路を備えるスプルーブッシュはいくつか提案されているけれども、信頼性、冷却性能が十分に高いとは言えない。 Although some sprue bushes having a spiral cooling water channel as described above have been proposed, it cannot be said that reliability and cooling performance are sufficiently high.
本発明の目的は、信頼性が高く冷却性能に優れるスプルーブッシュ及びその製造方法を提供することである。また信頼性が高く冷却性能に優れるスプルーブッシュを安価に製造可能なスプルーブッシュの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a sprue bushing having high reliability and excellent cooling performance and a method for manufacturing the sprue bushing. Another object of the present invention is to provide a sprue bushing manufacturing method capable of manufacturing a sprue bushing with high reliability and excellent cooling performance at low cost.
請求項1に記載の本発明は、中心部にスプルー孔が穿設された円柱部の内部に、前記スプルー孔を囲むように内部を冷却媒体が流通するスパイラル状の冷却路が設けられていることを特徴とするスプルーブッシュである。 According to the first aspect of the present invention, a spiral cooling passage through which a cooling medium flows is provided inside a cylindrical portion having a sprue hole formed in the center so as to surround the sprue hole. A sprue bush characterized by the above.
請求項2に記載の本発明は、冷却路のスライスデータに基づき、複数の金属板にそれぞれ冷却路を形成する溝を加工する溝加工工程と、前記溝加工工程で得られる金属板を所定の順番に積層する積層工程と、前記積層工程で得られる金属板を拡散接合し、金属ブロックを得る接合工程と、前記接合工程で得られる金属ブロックを加工し、スプルーブッシュを得る形状加工工程と、を含み、前記金属板の厚さTは、式(1)を満足する厚さであることを特徴とするスプルーブッシュの製造方法である。
T<L/cosθ・・・(1)
ここで、L:冷却路の直径(mm) θ:冷却路の傾斜角度(°)
According to a second aspect of the present invention, based on the slice data of the cooling path, a groove processing step for processing a groove for forming a cooling path in each of a plurality of metal plates, and a metal plate obtained in the groove processing step are defined as predetermined. Laminating step of laminating in order, diffusion bonding of the metal plate obtained in the laminating step, obtaining a metal block, processing the metal block obtained in the joining step, and shape processing step of obtaining a sprue bush, And the thickness T of the metal plate is a thickness that satisfies the formula (1).
T <L / cos θ (1)
Where L: diameter of cooling path (mm) θ: angle of inclination of cooling path (°)
請求項3に記載の本発明は、請求項2に記載のスプルーブッシュの製造方法において、前記溝加工工程において、金属板の表面及び裏面の両面から溝加工を行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the sprue bushing manufacturing method according to the second aspect, in the grooving step, the grooving is performed from both the front surface and the back surface of the metal plate.
請求項4に記載の本発明は、請求項2又は3に記載のスプルーブッシュの製造方法において、複数個のスプルーブッシュを製造するスプルーブッシュの製造方法であって、前記溝加工工程において、一枚の金属板に複数個のスプルーブッシュの溝を加工し、前記接合工程後、形状加工前に、接合工程で得られる金属ブロックを複数個のブロックに切断し、得られたブロックを各々形状加工し、複数個のスプルーブッシュを製造することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a sprue bushing manufacturing method according to the second or third aspect, wherein the plurality of sprue bushings are manufactured. A plurality of sprue bushing grooves are machined in a metal plate, and after the joining process, before the shaping process, the metal block obtained in the joining process is cut into a plurality of blocks, and the obtained blocks are each shaped. A plurality of sprue bushings are manufactured.
本発明に係るスプルーブッシュは、中心部にスプルー孔が穿設された円柱部の内部に、スプルー孔を囲むように内部を冷却媒体が流通するスパイラル状の冷却路が設けられているので、冷却路を流れる冷却媒体と円柱部を形成する部材とが直接接触するため、伝熱係数が高く、冷却性能に優れる。またスパイラル状の冷却路が、円柱部の内部に直接、形成されているので、冷却媒体の漏洩、ショートパスもなく信頼性が高い。また冷却路がスパイラル状に形成されているので、伝熱面積も大きく冷却性能に優れ、さらに圧力損失が小さい。 The sprue bush according to the present invention is provided with a spiral cooling path through which a cooling medium flows so as to surround the sprue hole inside the cylindrical part having a sprue hole formed in the center. Since the cooling medium flowing through the path and the member forming the cylindrical portion are in direct contact, the heat transfer coefficient is high and the cooling performance is excellent. Further, since the spiral cooling path is formed directly inside the cylindrical portion, there is no leakage of the cooling medium and there is no short path, and the reliability is high. Further, since the cooling path is formed in a spiral shape, the heat transfer area is large, the cooling performance is excellent, and the pressure loss is small.
本発明に係るスプルーブッシュの製造方法は、複数枚の金属板に冷却路を形成する溝を加工した後、これらを積層、拡散接合し、最後に形状加工するので、スプルー孔が穿設された円柱部の内部に、スプルー孔を囲むスパイラル状の冷却路を有するスプルーブッシュを得ることができる。特に拡散接合時の各金属板は、部分的に溝は加工されているものの、大略的には、平らな金属板であるので、拡散接合で得られる接合体の接合強度を十分に高めることができる。これにより水漏れ、ショートパスのないスパイラル状の冷却路を確実に形成することができる。また、金属板を所定の厚さとすることで、溝加工が容易であり、段差のないスムーズなスパイラル状の冷却路を得ることができる。 In the sprue bushing manufacturing method according to the present invention, after forming grooves for forming a cooling path in a plurality of metal plates, these are laminated, diffusion bonded, and finally processed in shape, so that a sprue hole is formed. A sprue bush having a spiral cooling path surrounding the sprue hole can be obtained inside the cylindrical portion. In particular, each metal plate at the time of diffusion bonding is partially a flat metal plate although the grooves are partially processed, so that the bonding strength of the joined body obtained by diffusion bonding can be sufficiently increased. it can. As a result, a spiral cooling path free from water leakage and short paths can be reliably formed. Further, by setting the metal plate to a predetermined thickness, groove processing is easy and a smooth spiral cooling path without a step can be obtained.
また本発明によれば、金属板は所定の厚さを有するので、溝加工工程において、溝加工の一部として金属板に対し直交する貫通孔を穿設可能であり、金属板の表面及び裏面の両面から溝加工を行うことができるので、比較的厚い金属板も使用可能であり、この場合であっても段差のないスムーズなスパイラル状の冷却路を得ることができる。 Further, according to the present invention, since the metal plate has a predetermined thickness, in the grooving process, as a part of the grooving, it is possible to drill through-holes orthogonal to the metal plate, and the front and back surfaces of the metal plate Since groove processing can be performed from both sides, a relatively thick metal plate can be used. Even in this case, a smooth spiral cooling path without a step can be obtained.
また本発明によれば、同時に複数個のスプルーブッシュを得ることができるので、効率的であると同時に製造コストを下げることができる。 Further, according to the present invention, since a plurality of sprue bushings can be obtained at the same time, the manufacturing cost can be reduced while being efficient.
図1は、本発明の第1実施形態としてのスプルーブッシュ1を示す図であり、(a)は外観を示す斜視図、(b)はブッシュ部5に設けられた冷却路11を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a view showing a sprue bush 1 as a first embodiment of the present invention, where (a) is a perspective view showing an appearance, and (b) is a schematic view of a
スプルーブッシュ1は、射出成形用金型などで使用される部材であり、ゲート部3とゲート部3の下部に位置するブッシュ部5とからなる。ゲート部3は、厚さの厚いブロック形状からなる部材であり、中心部にノズル(図示省略)が接続するノズルタッチ部7が設けられ、両サイドには、スプルーブッシュ1を金型に固定するためのボルト穴9a、9b
が設けられている。またブッシュ部5に設けられた冷却路11と接続し、冷却路11に冷却水などの冷却媒体を供給する冷却媒体供給口13、冷却路11からの冷却媒体を排出する冷却媒体排出口15が設けられている。
The sprue bush 1 is a member used in an injection mold or the like, and includes a
Is provided. Further, a cooling
ブッシュ部5は、円柱状の形状を有しゲート部3と一体的に形成されている。ブッシュ部5の中心部には、溶融樹脂が流れるスプルー孔15が穿設されている。また、ブッシュ部5の内部には、スプルー孔15を囲むように図2に示す冷却路11が設けられている。冷却路11は、内部に冷却媒体を流し、スプルーブッシュ1を冷却するためのものであって、スパイラル形状を有している。この冷却路11は、ブッシュ部5に直接設けられている。冷却路11の形成要領につては、後述する。
The
冷却路11は、冷却媒体を導入する冷却媒体供給口13と接続する冷却媒体導入路17、二つのスパイラル状冷却路19、21、二つのスパイラル状冷却路19、21を連絡する連絡路23及び冷却媒体を排出する冷却媒体排出路25を有する。二つのスパイラル状冷却路19、21は各々1ピッチである。冷却媒体導入路17と冷却媒体排出路25とはスプルー孔15を挟み、スプルー孔15を通る直線状に配置されている。一端を冷却媒体導入路17に接続するスパイラル状冷却路21、一端を冷却媒体排出路25に接続するスパイラル状冷却路19は、各々の他端部が平面視(横断面)において180°異なる位置にあり、これらは連絡管23で接続されている。連絡管23がスプルー孔15に接触しない位置に設けられていることは言うまでもない。
The cooling
図2は、図1のスプルーブッシュ1の製造手順を示すフローチャートである。図3から図6は、図1のスプルーブッシュ1のブッシュ部5に設けられた冷却路11の製造要領を示す説明するための図であり、図3は、冷却路11を形成する溝加工が施された複数の金属板31を積層した状態を模式的に示す図である。また、図4及び図5は、溝加工が施された一枚の金属板31eの平面図、斜視図である。図6は、図4中の一点鎖線で切断した(a)平面図及び(b)斜視図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a manufacturing procedure of the sprue bushing 1 of FIG. 3 to 6 are views for explaining the manufacturing procedure of the cooling
スプルーブッシュ1は、大略的にはスプルーブッシュ1のスライスデータを作成し(ステップS1)、これに基づき複数の金属板にそれぞれ冷却路を形成する溝を加工し(ステップS2)、溝を加工した金属板の表裏面を研磨し(ステップS3)、所定の順番に積層し(ステップS4)、積層した金属板を拡散接合し(ステップS5)、拡散接合後の金属ブロックを形状加工し(ステップS6)製造する。以下各手順を詳細に説明する。 The sprue bush 1 generally creates slice data of the sprue bush 1 (step S1), and processes grooves that form cooling paths in a plurality of metal plates based on the slice data (step S2). The front and back surfaces of the metal plate are polished (step S3), laminated in a predetermined order (step S4), the laminated metal plates are diffusion-bonded (step S5), and the metal block after diffusion bonding is shaped (step S6). ) Manufacture. Each procedure will be described in detail below.
まずステップS1では、スプルーブッシュ1の外形形状、冷却路11の形状の3次元CADデータを基にスライスデータの作成を行う。スライスデータの作成は予めスライスデータを作成するためのプログラムをインストールしたコンピュータを用いて行う。コンピュータはインストールされたプログラムに従い、入力された3次元CADデータから金属体31の厚さを決定し、各金属体31毎のスライスデータを作成する。スライスデータは、スプルーブッシュ1の外形形状、冷却路11及び金属板31を積層するときの位置決め用の基準穴(図示を省略)などである。なお、後述のステップS5の拡散接合において、金属板31の厚さが減少することが予想されるときは、この点を予め考慮し、各金属板31毎のスライスデータを作成することが好ましい。
First, in step S1, slice data is created based on the three-dimensional CAD data of the outer shape of the sprue bush 1 and the shape of the cooling
金属板31(31a〜31h)の厚さは、冷却路11の形状に基づき決定する。基本的に冷却路11の形状が単純で、複数の金属板に分割して加工する必要のない部分に該当する金属板は厚さを厚くし、冷却路11の形状が単純ではない部分に該当する金属板は、形状を正確に形成するため比較的厚さの薄い金属板を使用する。冷却媒体導入路17及び冷却媒体排出路25は直線状の形状であるので、この部分は一枚の金属板31aとする。これにより加工時間が短縮される。但し、金属板の規格、入手の容易性、価格を考慮し、複数枚の金属板としてもよい。
The thickness of the metal plate 31 (31 a to 31 h) is determined based on the shape of the cooling
一方、スパイラル状冷却路19、21及び連絡路23は形状が曲線的であり、単純形状ではないので、比較的薄い金属板31b〜31hを使用する。これにより段差のない滑らかなスパイラル水路を形成することができる。このとき、次の点に注意して板厚を決定する必要がある。金属板31は次工程で、冷却路11を形成する溝33、34が加工される。スパイラル状冷却路19、21を形成する溝33、34を段差なく滑らかに形成するためには、一枚の金属板31毎に表と裏から加工する必要がある。このとき金属板31に直交する貫通孔を穿設できないと、機械加工で溝を加工することができない。このため金属板31は、溝加工のために必要な、金属板31に直交する貫通孔を穿設できる厚さである必要がある。
On the other hand, since the
図7は、スパイラル状冷却路19を平面展開した図であり、金属板31の厚さと貫通孔との関係を説明するための図である。図7の横軸は、スパイラル状冷却路19の円周方向の長さ、縦軸はスパイラル状水路19の高さを表す。図7では、3種類の金属板を選択する例である。ここでスパイラル状水路19の直径(内径)をL、スパイラル状水路19を平面展開したときの傾斜角度をθとする。
FIG. 7 is a diagram in which the
厚さt1の金属板を選択すると、a1b1c1d1で囲まれた領域を機械加工で切削する必要ある。この金属板を平面視すると、b1b2d1d2に囲まれた孔が見える。同様に厚さt2の金属板を選択するとe1f1g1h1で囲まれた領域を機械加工で切削する必要ある。この金属板を平面視すると、f1f2h1h2に囲まれた孔が見える。一方、厚さt3の金属板を選択するとi1j1k1l1で囲まれた領域を機械加工で切削する必要ある。この金属板を平面視しても貫通する孔は見えない。このような関係は、金属板の厚さをTとしたとき、式(1)で表される。
T<L/cosθ・・・(1)
ここで、L:冷却路の直径(mm) θ:冷却路の傾斜角度(°)
式(1)を満足する金属板ならば、溝加工のための貫通孔を穿設可能であり、このような厚さの金属板を選定し、金属板の規格、入手の容易性、価格、加工精度、加工時間を考慮し板厚さを決定すればよい。板厚さが薄いほど加工精度が高くなるけれども、加工枚数が増えるので加工時間が長くなる。
When a metal plate having a thickness t1 is selected, the region surrounded by a1b1c1d1 needs to be cut by machining. When this metal plate is viewed in plan, a hole surrounded by b1b2d1d2 can be seen. Similarly, when a metal plate having a thickness t2 is selected, the region surrounded by e1f1g1h1 needs to be cut by machining. When this metal plate is viewed in plan, a hole surrounded by f1f2h1h2 can be seen. On the other hand, when a metal plate having a thickness t3 is selected, the region surrounded by i1j1k1l1 needs to be cut by machining. Even if this metal plate is viewed in plan, the through hole cannot be seen. Such a relationship is expressed by Equation (1), where T is the thickness of the metal plate.
T <L / cos θ (1)
Where L: diameter of cooling path (mm) θ: angle of inclination of cooling path (°)
If the metal plate satisfies the formula (1), a through hole for groove processing can be drilled. A metal plate having such a thickness is selected, and the standard of the metal plate, availability, price, The plate thickness may be determined in consideration of processing accuracy and processing time. Although the processing accuracy increases as the plate thickness decreases, the processing time increases because the number of processing increases.
使用する金属板31には、SK材、SKS材、SKD材、工具鋼、ステンレス鋼など金型の製造に使用される金属材料を使用することができる。これらは要求される強度等に応じて適宜選択すればよい。 As the metal plate 31 to be used, a metal material used for manufacturing a mold such as an SK material, an SKS material, an SKD material, tool steel, and stainless steel can be used. These may be appropriately selected according to the required strength and the like.
ステップS2では、各金属板31に冷却路11を形成する溝加工及び積層のための位置決め用の基準穴(図示省略)の加工を行う。加工は、ステップS1で得られたスライスデータに基づき、公知のCAD/CAMとマシニングセンタ、NC工作機械又はCNC工作機械を使用することで容易に行うことができる。なお、ステップS2では、スプルーブッシュ1の外形及びスプルー孔15の加工は行わない。
In step S2, a groove for forming the cooling
ステップS3では、ステップS2で得られる溝加工等の終了した各金属板31の接合面、具体的には各金属板31の表面と裏面の両方を研磨する。この研磨は、後工程である各金属板31を拡散接合するときの接合強度の向上等を目的に行なうものであり、公知の研磨装置、研磨方法により行うことができる。研磨の程度としては、中心線平均粗さRaが1.0μm以下となることが金属板31同士の密着度、接合強度の向上の点から好ましい。 In step S3, the joint surface of each metal plate 31 that has been subjected to the groove processing or the like obtained in step S2, specifically, both the front and back surfaces of each metal plate 31 are polished. This polishing is performed for the purpose of improving the bonding strength when the metal plates 31 that are subsequent processes are diffusion bonded, and can be performed by a known polishing apparatus and polishing method. The degree of polishing is preferably such that the center line average roughness Ra is 1.0 μm or less from the viewpoint of improving the adhesion between the metal plates 31 and the bonding strength.
次にステップS4で金属板31を所定の順番に積層する。金属板31には、位置決め用の基準穴(図示省略)が穿設されているので、基準ピン(図示省略)を使用することで正確な位置決めを行うことができる。 Next, in step S4, the metal plates 31 are laminated in a predetermined order. Since the metal plate 31 has a reference hole (not shown) for positioning, accurate positioning can be performed by using a reference pin (not shown).
積層が終了した金属板31は、ステップS5で接合を行う。接合は拡散接合で行なう。拡散接合要領は次の通りである。金属板31間の結合力が弱いと、冷却路11から冷却媒体が漏洩するので、金属板31の接合には、接合力の強い拡散接合を用いる。拡散接合は、金属板31同士を密着させ接合面に生じる原子の拡散を利用して接合する方法であり、常法に従い、積層した金属板31の積層体を加熱炉内に設置し、積層体に荷重を加え、さらに積層体を加熱することで行なうことができる。
The laminated metal plates 31 are joined in step S5. Bonding is performed by diffusion bonding. The diffusion bonding procedure is as follows. When the coupling force between the metal plates 31 is weak, the cooling medium leaks from the cooling
一般的に拡散接合を行なうに際し、接合面の材質が異なる場合、接合強度を高めるために接合面間にインサート材を挿入し拡散接合を行う場合がある。インサート材は接合面間の接合強度を高めるためには効果的であるが、本実施形態のように冷却路11を形成する溝33、34がある場合、溝33、34にインサート材が入り込み、流路を塞ぐ恐れがある。このため特に小さい冷却路11を有する金属板31の接合には、同じ材質の金属板31を用い、インサート材を使用しないで拡散接合することが好ましい。
In general, when diffusion bonding is performed, if the materials of the bonding surfaces are different, an insert material may be inserted between the bonding surfaces to increase the bonding strength. The insert material is effective for increasing the bonding strength between the bonding surfaces, but when there are
拡散接合時に、積層した金属板31の外壁面全体を囲むように、金属板31の外壁面と所定の隙間を有した状態で、別の金属板を配置し、これらを加熱炉内に設置し、加熱炉内を真空とし、加熱しながらプレス装置を用いて積層した金属板31にのみ鉛直方向(積層方向)に荷重を加え、積層した金属板31を加圧することが好ましい。このように金属板31の外周全体を拘束した状態で拡散接合を行なうことで、加圧圧力も低く抑えることが可能で、かつ積層した金属板31の水平方向の変形量が拘束されているので拡散接合時の積層した金属板31の変形を抑制することができる。この結果、拡散接合後の金属ブロック中の冷却路11等の位置が接合前の状態と殆ど変わらず、これらを形状加工した後の金型において冷却炉11を所定の位置に高精度に配置することができる。
At the time of diffusion bonding, another metal plate is arranged in a state having a predetermined gap from the outer wall surface of the metal plate 31 so as to surround the entire outer wall surface of the laminated metal plate 31, and these are installed in the heating furnace. It is preferable to apply a load in the vertical direction (stacking direction) only to the metal plates 31 stacked using a press device while heating the inside of the heating furnace, and pressurize the stacked metal plates 31. By performing diffusion bonding in a state in which the entire outer periphery of the metal plate 31 is constrained in this way, it is possible to keep the pressurizing pressure low, and the amount of horizontal deformation of the stacked metal plates 31 is constrained. Deformation of the laminated metal plates 31 at the time of diffusion bonding can be suppressed. As a result, the position of the cooling
次工程ではステップS5で得られた金属ブロックを形状加工しスプルーブッシュとして仕上げる(ステップS6)。形状加工は、一般的な樹脂成形用金型と同様に、公知のCAD/CAMとマシニングセンタ、NC工作機械又はCNC工作機械を使用することで容易にかつ精度よく加工することができる。 In the next process, the metal block obtained in step S5 is processed into a shape and finished as a sprue bush (step S6). Shape processing can be easily and accurately performed by using a known CAD / CAM and machining center, NC machine tool, or CNC machine tool, as in a general resin molding die.
上記の通り、本実施形態に示すスプルーブッシュ1は、冷却路11が直接、ブッシュ部5に設けられているので伝熱係数が高く、冷却性能に優れる。また冷却路11がスパイラル状に形成されているので、伝熱面積も大きく冷却性能に優れ、さらに圧力損失が小さい。またスパイラル状の冷却路11は、デッドスペースがなく水垢が溜まりにくい。さらに冷却路11を形成する溝を加工した金属板31を拡散接合し、冷却路11を形成するので、水漏れ、ショートパスのないスパイラル状冷却路19、21を確実に形成することができる。
As described above, the sprue bush 1 shown in the present embodiment has a high heat transfer coefficient and excellent cooling performance because the
また上記スプルーブッシュ1の製法要領において、同時に複数個のスプルーブッシュ1を製造することができる。図8は、同時に4個のスプルーブッシュ1a〜1dを製造する要領を説明するための図であって、一枚の金属板37に4個のスプルーブッシュ1a〜1dの冷却路11の一部を形成する溝35a〜35d、36a〜36dを加工した状態を示す。1個のスプルーブッシュ1を製造する場合と同様に、複数枚の金属板に4個のスプルーブッシュ1a〜1dの冷却路11の一部を形成する溝を加工した後、積層、拡散接合し金属ブロックを得る。その後、その金属ブロックをワイヤーカット放電加工にて4個に分割し、4個のブロックを得る。各金属ブロックを形状加工しスプルーブッシュ1a〜1dを得る。これにより複数個のスプルーブッシュ1a〜1dを簡単かつ効率的に製造することができる。
Further, a plurality of sprue bushings 1 can be manufactured at the same time in the manufacturing procedure of the sprue bushing 1. FIG. 8 is a view for explaining a procedure for manufacturing four sprue bushings 1a to 1d at the same time. A part of the cooling
1 スプルーブッシュ
3 ゲート部
5 ブッシュ部
7 ノズルタッチ部
9a、9b ボルト穴
11 冷却路
13 冷却媒体供給口
15 冷却媒体排出口
17 冷却媒体導入路
19 スパイラル状冷却路
21 スパイラル状冷却路
23 連絡路
25 冷却媒体排出路
31 金属板
33 溝
34 溝
35 溝
36 溝
37 金属板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記溝加工工程で得られる金属板を所定の順番に積層する積層工程と、
前記積層工程で得られる金属板を拡散接合し、金属ブロックを得る接合工程と、
前記接合工程で得られる金属ブロックを加工し、スプルーブッシュを得る形状加工工程と、を含み、
前記金属板の厚さTは、式(1)を満足する厚さであることを特徴とするスプルーブッシュの製造方法。
T<L/cosθ・・・(1)
ここで、L:冷却路の直径(mm) θ:冷却路の傾斜角度(°) Based on the cooling path slice data, a groove processing step for processing a groove for forming a cooling path in each of a plurality of metal plates,
A laminating step of laminating the metal plates obtained in the groove processing step in a predetermined order;
Diffusion bonding of the metal plate obtained in the lamination step, a bonding step to obtain a metal block,
Processing the metal block obtained in the joining step, and obtaining a sprue bush,
The sprue bushing manufacturing method according to claim 1, wherein the thickness T of the metal plate satisfies a formula (1).
T <L / cos θ (1)
Where L: diameter of cooling path (mm) θ: angle of inclination of cooling path (°)
前記溝加工工程において、一枚の金属板に複数個のスプルーブッシュの溝を加工し、
前記接合工程後、形状加工前に、接合工程で得られる金属ブロックを複数個のブロックに切断し、
得られたブロックを各々形状加工し、複数個のスプルーブッシュを製造することを特徴とする請求項2又は3に記載のスプルーブッシュの製造方法。 A sprue bushing manufacturing method for manufacturing a plurality of sprue bushes,
In the groove processing step, a plurality of sprue bushing grooves are processed on a single metal plate,
After the joining step, before the shape processing, the metal block obtained in the joining step is cut into a plurality of blocks,
4. The method of manufacturing a sprue bush according to claim 2, wherein each of the obtained blocks is processed to manufacture a plurality of sprue bushes.
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