JP2012096243A - Mold cooling structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金型冷却構造に関する。 The present invention relates to a mold cooling structure.
ダイカストや低圧鋳造などにおいて、鋳造品の品質や生産性の向上を図るために、金型内に設けられた冷媒通路に冷媒(例えば冷却水)を流通させることにより、キャビティに射出された溶湯を冷却することがある。例えば特許文献1には、図4に示すように、キャビティ面101a付近まで延びる複数個の冷却穴102と、供給口103から金型内に冷媒を供給するための主供給通路104と、主供給通路104から複数の冷却穴102に冷媒を供給する複数の分岐供給通路105と、分岐供給通路105から冷却穴102に供給された冷媒を、排出口108から金型外に排出する排出通路109とを備えた金型の冷却構造が示されている。
In die casting, low pressure casting, etc., in order to improve the quality and productivity of the cast product, the coolant (for example, cooling water) is circulated through the coolant passage provided in the mold so that the molten metal injected into the cavity is May cool. For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 4, a plurality of
分岐供給通路105は、一端を冷却穴102の内部に挿入したインナパイプ(供給管)106の内部に設けられる。インナパイプ106の他端は埋め栓107に溶接等で固定され、埋め栓107は金型内の水平隔壁部110に設けられた第1貫通穴111に脱着可能に固定される。金型の底壁部120には第2貫通穴121が設けられ、第2貫通穴121には埋め栓130が脱着可能に取り付けられる。
The
上記のような金型冷却構造では、冷媒として工業用水が使用されることが多い。工業用水には、カルキ等の塩化物やゴミ等の異物などの不純物が混入しているため、この不純物がインナパイプ106の内壁に付着・堆積すると、分岐供給通路105が狭くなり冷媒の流通が阻害され、金型が十分に冷却されずに鋳造欠陥が生じる恐れがある。このため、定期的にインナパイプ106を金型から取り外して、インナパイプ106の内部を洗浄する必要がある。
In the mold cooling structure as described above, industrial water is often used as a refrigerant. Since industrial water contains impurities such as chlorides such as chalk and foreign matters such as dust, if these impurities adhere to and accumulate on the inner wall of the
例えば図4に示す金型では、以下のようにしてインナパイプ106のメンテナンスが行われる。まず、底壁部120の第2貫通穴121から埋め栓130を取り外した後、この第2貫通穴121を介して、水平隔壁部110の第1貫通穴111から埋め栓107及びインナパイプ106の一体品を取り外す。そして、インナパイプ106の内部を洗浄した後、埋め栓107及びインナパイプ106の一体品を第1貫通穴111に取り付け、さらに埋め栓130を第2貫通穴121に取り付ける。
For example, in the mold shown in FIG. 4, the
しかし、インナパイプ106は、多いときは一つの金型に100本以上設けられる場合もあるため、上記のようにインナパイプ106ごとに埋め栓107及び埋め栓130を着脱する作業は、メンテナンスを行う作業者にとって大きな負担となる。
However, since there may be 100 or more
また、埋め栓107は貫通穴111に例えば螺合により固定されるが、埋め栓107の貫通穴111に対する締付力が弱すぎると、主供給通路104と排出通路109との間で冷媒がリークする恐れがある。一方、埋め栓107の締付力が強すぎると、インナパイプ106が変形し、分岐供給通路105内の冷媒の流通に支障を来たす恐れがある。従って、インナパイプ106を金型に取り付ける際には、締付力を適性に管理しながら埋め栓107を貫通穴111に取り付ける必要があるため、作業者の負担がさらに大きくなる。
Further, the
さらに、埋め栓107は貫通穴111に対して螺合や圧入により着脱可能に取付けられるが、両者の固定部の両端が何れも冷媒と接触するため、固定部に冷媒中の不純物が侵入しやすい。不純物が固定部(螺合部あるいは圧入部)に噛み込むと埋め栓107の着脱がしにくくなり、最悪の場合、埋め栓107を第1貫通穴111から取り外すことができなくなる恐れがある。
Furthermore, the
本発明の解決すべき課題は、インナパイプの着脱作業が容易でメンテナンスのしやすい金型冷却構造を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a mold cooling structure in which an inner pipe is easily attached and detached and easy to maintain.
前記課題を解決するためになされた本発明は、金型に形成された冷却穴と、外部から供給された冷媒が流通する供給通路と、一端が冷却穴の内部に開口し他端が供給通路に開口した連通通路を有し、他端に外径に突出したフランジ部を有するインナパイプと、連通通路を介して冷却穴に供給された冷媒を外部に排出する排出通路と、供給通路と外部とを連通する貫通穴と、この貫通穴に着脱可能に取り付けられた埋め栓とを備えた金型冷却構造であって、インナパイプのフランジ部と埋め栓との間に弾性部材を圧縮状態で配置することにより、フランジ部を金型に押し付けてインナパイプを金型に固定したことを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above problems, a cooling hole formed in a mold, a supply passage through which a refrigerant supplied from the outside flows, one end opened inside the cooling hole, and the other end is a supply passage. An inner pipe having a communication passage opened at the other end and a flange portion projecting to the outer diameter at the other end, a discharge passage for discharging the refrigerant supplied to the cooling hole through the communication passage, and the supply passage and the outside The mold cooling structure includes a through hole that communicates with the plug and a plug that is detachably attached to the through hole, and the elastic member is compressed between the flange portion of the inner pipe and the plug. By arranging, the inner pipe is fixed to the mold by pressing the flange portion against the mold.
このように、本発明に係る金型冷却構造では、埋め栓とフランジ部との間に弾性部材を圧縮状態で配置することにより、フランジ部を金型に押し付け、これによりインナパイプを金型に固定している。この構造によれば、埋め栓を金型から取り外すことにより、フランジ部を金型に押し付ける弾性部材の圧縮力が解放され、インナパイプを金型から取り外すことができる。このように、1個の埋め栓を取り外すだけでインナパイプを取り外すことができるため、インナパイプごとに2個の埋め栓を取り外す必要があった図4に示す構成と比べ、作業性が格段に向上する。尚、ここで言う「金型」とは、成形面を有する成形金型だけでなく、成形金型に固定された部材(例えば冷却プレート)を含む。 As described above, in the mold cooling structure according to the present invention, the elastic member is disposed in a compressed state between the plug and the flange portion, thereby pressing the flange portion against the mold, thereby causing the inner pipe to be the mold. It is fixed. According to this structure, by removing the plug from the mold, the compressive force of the elastic member that presses the flange portion against the mold is released, and the inner pipe can be removed from the mold. In this way, the inner pipe can be removed simply by removing one plug, so the workability is markedly improved compared to the configuration shown in FIG. 4 in which two plugs need to be removed for each inner pipe. improves. The “mold” here includes not only a mold having a molding surface but also a member (for example, a cooling plate) fixed to the mold.
また、上記の構造によれば、インナパイプの金型への固定力を、弾性部材の弾性力(弾性係数及び圧縮量)により管理することができる。従って、弾性部材の弾性力が適正になるように、弾性部材の弾性係数や圧縮量(フランジ部と埋め栓との距離)を設定すれば、常に適正な力でインナパイプのフランジ部を金型に押し付けることができる。これにより、インナパイプの着脱時に埋め栓の締付力を管理する必要がなくなるため、作業性がさらに向上する。 Moreover, according to said structure, the fixing force to the metal mold | die of an inner pipe can be managed with the elastic force (elastic coefficient and compression amount) of an elastic member. Therefore, if the elastic coefficient and compression amount of the elastic member (distance between the flange portion and the plug) are set so that the elastic force of the elastic member is appropriate, the flange portion of the inner pipe is always molded with the proper force. Can be pressed against. As a result, it is not necessary to manage the tightening force of the embedding plug when attaching / detaching the inner pipe, so that workability is further improved.
さらに、上記の構造によれば、弾性部材によりフランジ部を金型の当接面に押し付けることにより、インナパイプを金型に対して着脱可能に取り付けることができるため、インナパイプを固定するために螺合部や圧入部を設ける必要がない。従って、螺合部や圧入部に冷媒中の不純物が侵入することはなく、インナパイプの金型からの取り外しが阻害されることはない。 Further, according to the above structure, the inner pipe can be detachably attached to the mold by pressing the flange portion against the abutting surface of the mold by the elastic member. There is no need to provide a screwing part or a press-fitting part. Therefore, impurities in the refrigerant do not enter the screwing part or the press-fitting part, and the removal of the inner pipe from the mold is not hindered.
以上のように、本発明の金型冷却構造によれば、従来品と比べてインナパイプの着脱作業が格段に容易化され、メンテナンス作業の負担を大幅に減らすことができる。 As described above, according to the mold cooling structure of the present invention, the operation of attaching and detaching the inner pipe is greatly facilitated as compared with the conventional product, and the burden of the maintenance work can be greatly reduced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明の一実施形態に係る金型冷却構造を有する金型1を示す。この金型1は、成形面1aを有し、一体に形成された成形金型で構成され、インナパイプ10周辺を除いて図4に示す金型と同様の構成を成している。尚、以下では、各部位の相対的な位置関係を明確にするために図1の上下方向を用いて説明するが、これは金型の使用態様を限定するものではない。
FIG. 1 shows a mold 1 having a mold cooling structure according to an embodiment of the present invention. The mold 1 has a molding surface 1a and is formed of an integrally formed molding mold, and has the same configuration as the mold shown in FIG. 4 except for the periphery of the
金型1は、成形面1a付近まで延びた冷却穴2と、外部から供給された冷媒(例えば冷却水、特に工業用水)が流通する供給通路3と、内部に連通通路13を有するインナパイプ10と、インナパイプ10を介して冷却穴2に供給された冷媒を外部に排出する排出通路4とを備える。インナパイプ10の連通通路13の上端は冷却穴2の内部に開口し、下端は供給通路3に開口している。尚、本実施形態では、図示は省略するが、1本の供給通路3から複数のインナパイプ10の冷媒流路13が分岐して設けられると共に、これら複数の冷媒流路13から複数の冷却穴2にそれぞれ供給された冷媒が、1本の排出通路4にまとめられて金型の外部に排出される。
The mold 1 includes an
インナパイプ10は、例えば金属で形成され、円筒部11と、円筒部11の下端部に配され、外径に突出したフランジ部12とからなる。本実施形態では、フランジ部12は円盤状をなし、フランジ部12の上側端面に円筒部11の下端部が例えばろう付け等の手段により固定される。インナパイプ10には、円筒部11及びフランジ部12を貫通した連通通路13が形成される。フランジ部12の下側端面には、図2に示すように、直径方向の溝12aが形成される。図示例では、直交する2本の溝12aが形成され、2本の溝12aの交差部(すなわちフランジ部12の中心)に連通通路13が開口している。
The
金型1には、供給通路3と排出通路4とを連通する第1貫通穴5と、供給通路3と外部とを連通する第2貫通穴6とが設けられる。第1貫通穴5は、各冷却穴2の下方に設けられる。第2貫通孔6は、各第1貫通孔5の下方に設けられ、すなわち、各インナパイプ10のフランジ部12の下方に設けられる。
The mold 1 is provided with a first through
第1貫通穴5は、供給通路3に開口した大径内周面5aと、排出通路4に開口した小径内周面5bと、これらの間に形成された肩面5cとを有する。大径内周面5aの内周にはインナパイプ10のフランジ部12が配され、小径内周面5bの内周にはインナパイプ10の円筒部11が配され、肩面5cにはフランジ部12の上側端面が当接している。大径内周面5aとフランジ部12の外周面との間、及び、小径内周面5bと円筒部11の外周面との間には、それぞれ半径方向隙間が形成される。
The first through
第1貫通穴5、第2貫通穴6、及び冷却穴2は、おおよそ同軸上に配され、金型1の下方からドリル等の機械加工で形成される。これらを金型1の下方から形成可能とするために、第2貫通穴6の内径D1、第1貫通穴5の大径内周面5aの内径D2、小径内周面5bの内径D3、及び冷却穴2の内径D4は、D1≧D2≧D3≧D4の関係にあり、図示例では、D1=D2>D3=D4となっている。
The first through
第2貫通孔6は埋め栓7で閉塞される。埋め栓7は、金属や樹脂、あるいはゴム等で形成され、第2貫通穴6に対して着脱可能な手段で取り付けられる。例えば、第2貫通穴6の内周面を円筒面とすると共に、埋め栓7の外周面を上方に向けて若干縮径したテーパ面とし、第2貫通穴6の円筒面状内周面に埋め栓7のテーパ面状外周面を圧入することにより、埋め栓7が第2貫通穴6に固定される。尚、埋め栓7の固定方法はこれに限らず、後述するスプリング8の弾性反力に耐え得る強度で固定できるものであればよい。例えば、埋め栓7の外周面及び第2貫通穴6の内周面にネジ溝を設け、これらを螺合させてもよい。あるいは、圧入と螺合を併用してもよい。
The second through
埋め栓7の上側端面とインナパイプ10のフランジ部12の下側端面との間には、弾性部材としてのスプリング8が圧縮状態で配置される。このスプリング8の弾性力で、フランジ部12の上側端面が第1貫通穴5の肩面5cに押し付けられ、これによりインナパイプ10が金型1の内部に固定される。このとき、フランジ部12の上側端面と第1貫通穴5の肩面5cとが密着することにより供給通路3と排出通路4とが遮断され、これらの間の冷媒のリークが防止される。特に、図示例では、フランジ部12の下側端面の面積が、第1貫通穴5の小径内周面5aの断面積よりも大きい。これにより、供給通路3の冷媒の圧力によりフランジ部12を肩面5cに押し付ける力が、排出通路4の冷媒の圧力によりフランジ部12を肩面5cから離隔させる力よりも大きくなるため、冷媒の圧力でさらにフランジ部12を肩面5cに押し付けることができる。
Between the upper end face of the
スプリング8の弾性力は、スプリング8の弾性係数及び圧縮量により調整することができる。すなわち、弾性力が適正となるように、スプリング8の種類と、フランジ部12と埋め栓7との距離とを設定することにより、常に一定の力でフランジ部12を肩面5cに押し付けることができる。特に、スプリング8の両端部を環状領域(望ましくは全周)でフランジ部12及び埋め栓7に当接させることで、フランジ部12を肩面5cに均等な力で押し付けることができる。これにより、インナパイプ10の姿勢を安定させることができると共に、フランジ部12と肩面5cとを全周で確実に密着させて、供給通路3と排出通路4との間の冷媒のリークを確実に防止することができる。
The elastic force of the
次に、上記の金型冷却構造における冷媒の流れ(図1の鎖線矢印参照)を説明する。外部から金型1の内部に供給された冷媒は、供給通路3を通ってインナパイプ10の内部の連通通路13に流入する。このとき、供給通路3の冷媒の一部は、スプリング8の隙間、あるいは、インナパイプ10のフランジ部12の溝12aを介してインナパイプ10内の連通通路13に流入し、その他はそのまま供給通路3を流通する。このように、フランジ部12に溝12aを形成することで、スプリング8の隙間が小さくて冷媒が通過しにくい場合でも、フランジ部12の溝12aを介して連通通路13への冷媒の流入を促進することができる。
Next, the flow of the refrigerant in the mold cooling structure (see the chain line arrow in FIG. 1) will be described. The refrigerant supplied to the inside of the mold 1 from the outside flows into the
その後、冷媒が連通通路13を上方に流動し、インナパイプ10の円筒部11の上端開口部から冷却穴2の内部に供給される。この冷却穴2で、冷媒が金型1との間で熱交換を行ない、成形面1aに接する溶湯を冷却する。その後、冷媒は、冷却穴2の内周面と円筒部11の外周面との間の通路を通って排出通路4に流入し、他の冷却穴2から排出された冷媒と合流して金型1の外部に排出される。尚、冷却穴2の内周面と円筒部11の外周面との間に形成される通路の断面積は、円筒部11の内部の連通通路13の断面積よりも大きい。
Thereafter, the refrigerant flows upward in the
次に、上記の金型冷却構造におけるインナパイプ10のメンテナンス方法を説明する。まず、埋め栓7を第2貫通穴6から取り外す。これにより、スプリング8の圧縮が解放され、インナパイプ10のフランジ部12を第1貫通穴5の肩面5cに押さえつけていた力が無くなり、インナパイプ10を金型1から取り外し可能となる。特に、図示のように、インナパイプ10をフランジ部12が下側になるように配置した場合は、埋め栓7を第2貫通穴6から取り外すことにより、スプリング8及びインナパイプ10が重力で下方に落ちるため、簡単にインナパイプ10を取り外すことができる。尚、何らかの事情によりフランジ部12の上側端面が肩面5cに固着したときには、フランジ部12の下側端面の溝12aにドライバー等の治具を挿入してフランジ部12を回転させることにより、フランジ部12を肩面5cから剥離し、インナパイプ10を取り外すことができる。
Next, a maintenance method for the
金型1から取り外したインナパイプ10の内部を洗浄したら、インナパイプ10を金型1に取り付ける。具体的には、インナパイプ10のフランジ部12の上側端面を第1貫通穴5の肩面5cに当接させると共に、フランジ部12と埋め栓7との間にスプリング8を配した状態で、埋め栓7を第2貫通穴6に固定する。
After the inside of the
このように、インナパイプ10の金型1からの取り外し及び取り付け作業を、埋め栓7の着脱のみで行うことができるため、図4に示すように1本のインナパイプ10に対して2個の埋め栓を取り外す必要があった場合と比べて、作業性が格段に向上する。尚、スプリング8を、インナパイプ10及び埋め栓7の一方又は双方と接合して一体化すれば、着脱作業をさらに容易化することができる。
In this way, the removal and attachment work of the
また、インナパイプ10の固定力は、スプリング8の弾性力及び圧縮量により決定されるため、常に一定の力でフランジ部12を肩面5cに押し付けることができる。従って、インナパイプ10を金型1に取り付ける際に、締付力の管理が不要となるため、作業性がさらに高められる。
Moreover, since the fixing force of the
さらに、フランジ部12の外周面と第1貫通穴5の大径内周面5aとの間には隙間が形成されているため、例えばこれらを螺合させたり圧入したりする場合のように、冷媒中の不純物が固定部に噛み込んでインナパイプ10の着脱が阻害される事態を回避できる。
Furthermore, since a gap is formed between the outer peripheral surface of the
本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、金型1が、成形面1aを有し、一体に形成された成形金型で構成された場合を示しているが、これに限らず、図3に示すように、金型1を、成形面1aを有する成形金型21と冷却プレート22とで構成し、これらに金型冷却構造を設けても良い。図示例では、成形面1a及び冷却穴2を有する成形金型21の下面に、冷却プレート20が環状シール23を介して取り付けられる。冷却プレート22には、供給通路3、排出通路4、第1貫通穴5、及び第2貫通穴6が設けられる。この場合、第1貫通穴5を上方から加工することが可能となるため、第1貫通穴5の小径内周面5bの内径D3を冷却穴2の内径D4よりも小径に形成することができる(D3<D4)。これにより、肩面5cの面積が広がり、フランジ部12との当接面積を拡大することができるため、供給通路3と排出通路4との間の密閉性をより一層高めることができる。尚、図3の金型1のその他の構成については、上記実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above-described embodiment, the mold 1 has a molding surface 1a and is formed of an integrally formed molding mold. However, the present invention is not limited to this, as shown in FIG. The mold 1 may be composed of a
また、供給通路3と排出通路4との間の冷媒のリークを確実に防止するために、フランジ部12の上側端面と第1貫通穴5の肩面5cとの間、あるいは、フランジ部12の外周面と第1貫通穴5の大径内周面5aとの間に、環状シールを設けてもよい。
Further, in order to reliably prevent the refrigerant from leaking between the
1 金型
1a 成形面
2 冷却穴
3 供給通路
4 排出通路
5 第1貫通穴
5a 大径内周面
5b 小径内周面
5c 肩面
6 第2貫通穴
7 埋め栓
8 スプリング(弾性部材)
10 インナパイプ
11 円筒部
12 フランジ部
13 連通通路
1 Mold
10
Claims (1)
インナパイプのフランジ部と埋め栓との間に弾性部材を圧縮状態で配置することにより、フランジ部を金型に押し付けてインナパイプを金型に固定したことを特徴とする金型冷却構造。 It has a cooling hole formed in the mold, a supply passage through which an externally supplied refrigerant flows, a communication passage having one end opened inside the cooling hole and the other end opened in the supply passage, and is connected to the other end. An inner pipe having a flange portion protruding in the diameter, a discharge passage for discharging the coolant supplied to the cooling hole through the communication passage, a through hole for connecting the supply passage and the outside, and attachment / detachment to the through hole A mold cooling structure with a plug that can be attached,
A mold cooling structure characterized in that an elastic member is disposed in a compressed state between a flange portion of an inner pipe and a plug so that the flange portion is pressed against the mold and the inner pipe is fixed to the mold.
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