JP2013022630A - 湯口装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却媒体の流量を例えば熱源範囲などに対応するよう適宜変更し得る湯口装置を提供する。
【解決手段】周方向に沿って装置本体１２に配置される分水路（導排水経路を構成する冷却経路）１５と，この分水路１５に連通するよう軸心方向に沿って配置される冷却ブッシュ装置Ｓとの冷却回路である。冷却ブッシュ装置Ｓは、湯口装置１０におけるランナー熱源の範囲内に、装置本体１２の周方向へ適宜角範囲をもって複数配置し得る。即ち、ランナー熱源の範囲に対する冷却溶媒の流量を適宜変更し得るので、湯口装置１０を局部的及び効率的に冷却できる。従って、冷却溶媒の流量を熱源範囲に対応するよう適宜変更できるので、冷却効率が向上し得る。また、冷却ブッシュ装置Ｓを任意の箇所へ集中的或いは分散して配置できるので、従来のように分割しなくても、複雑な冷却回路を構成し得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型の湯口に配置され溶湯の湯道となる湯口装置において、冷却媒体を流動させて冷却する湯口装置に関するものである。

特許文献１に係る湯口ブッシュには、水冷用ジャッケットが外筒の外周を覆うように取り付けられている。水冷用ジャッケットの内周面には、冷却水が流れる溝が円周方向に複数形成されている（要約書「解決手段」参照）。具体的には、この溝の中に冷却水を流すことにより、外筒をその外周面から冷却することができる（段落番号「００１６」参照）。

特許文献２には、冷却効率に優れ、鋳造のサイクルタイムを短縮することができると共に、耐久寿命が長く、部品の交換頻度を少なくすることができる鋳造用湯口部品、例えばスプールブッシュが、開示されている（要約書「課題」参照）。具体的には、中空円筒状をなすスプールブッシュを外周部にリングを嵌合することなく一体構造のものとして、冷却水などの温度調整用流体を流すための温調回路を溶湯と接触する内周面に沿って、望ましくは分岐及び合流点が実質的にない連続した状態に形成している（要約書「解決手段」参照）。

特許文献２に係る温調回路は、例えば拡散接合やろう接などの接合方法を適用することができる。すなわち、湯口部品を温調回路の形成面で分割し、この分割面の一方又は両方に温調回路を溝状に形成すると共に、隣接する分割面に形成される温調回路との連結孔をドリル加工などによって形成した後、両分割面の回路以外の部分を上記接合方法によって面接合することによって分割された部品を一体化する。これによって湯口部品が実質的に一体構造のものとなり、分割面における温度調整用流体の滞留に起因する背圧発生が解消されると共に、分割面における熱の滞留や反射がなくなって熱の移動が円滑なものとなり、冷却などの温調効果が飛躍的に向上することになる（段落番号「００１５」参照）。

具体的には、スプールブッシュの本体を複数の分割線に沿って輪切りにし、各分割ピースの分割面のそれぞれに半円形断面の環状溝を同心円状に形成する。また、両端側のピースを除く分割ピースに直線状流路をドリル加工し、分割面に環状溝の始端及び終端に繋がる冷却水の供給口及び排水口に相当する溝を形成する。上記のような温調回路を完成させるに際して、通電接合を用いた。すなわち、まず各接合面を平面度０．０１以下、面粗度１．６Ｒｚ以下に加工し、真空容器内にて、各ピースを各分割面において重ね合わせ、加圧、通電加熱して各ピースを一体化させた。これによって、各分割面同士が流路以外の部分において接合された完全な一体構造のものとなって、隙間のような非連続部分がなくなる（段落番号「００２５」乃至「００２８」参照）。

特開２００２−５９２５１号公報 特開２００６−２３９７３７号公報

ところで、特許文献２の背景技術には特許文献１などの三例が挙げらており（段落番号「０００７」乃至「０００８」参照）、特許文献２に係る湯口部品は上記背景技術の課題をそれぞれ解決しようとしている。即ち、特許文献１のリング嵌合式の湯口ブッシュでは、高い加工精度が要求されるので製造コストが嵩むと共に、本体とリングの間に隙間が生じたような場合には、冷却水が漏れたり、隙間に滞留した冷却水が気化して背圧が生じることによって冷却水の円滑な流れが妨げられたり、嵌合界面における熱伝導が阻害されたりすることがあり、十分な冷却効果が得られない場合があった（段落番号「０００９」参照）。

一方、特許文献２は複雑な冷却回路を形成しえるが、スプールブッシュ（湯口部品）を数箇所で輪切りにし、各々単品状態で環状溝を加工した後、電着結合し直す作業が必要となるので、加工工程が複雑になる。また、特許文献２では、複数の分割ピースを電着結合し直すので、環状溝内の錆を除去するなどのメンテナンスが実質的に不可能である。更に、上記各特許文献では、水の流量は、環状孔などが同一形状となっているので、一定量ずつしか供給されない。しかし、金型（湯口装置を含む概念）には、例えばランナー熱源を一定範囲で生成するタイプ（特許文献２の図７に示すタイプ）がある。この場合には、湯口装置を局部的に冷却した方が冷却効率が良い。

なお、金型（湯口装置も含む）は、流入される溶湯金属（例えば、熱源となる溶融アルミ等）で急激な温度上昇による熱衝撃を受け、その一方で金型離型時に塗布する離型剤による気化熱の影響により急激な温度低下となる。そのため、湯口装置は、その湯道となる内周面などに無数の割れが生じることがある。また、上記湯口部品に形成された環状孔などは、その孔面に水などが付着することで、錆が発生し浸食する原因になる。そして、この錆による浸食および上述した熱衝撃などと相俟って、湯口装置には割れがさらに進行する。そのため、湯口装置は、その内周面及び環状孔などが連通するような割れを生じることがある。

本発明の目的は、冷却媒体の流量を例えば熱源範囲などに対応するよう適宜変更し得る湯口装置を提供することにある。

本発明に係る湯口装置は、金型の湯口に配置される湯口装置であって、上記湯口から注入される溶湯の湯道を形成する装置本体と、湯口回り方向に沿って上記装置本体へ配置され、導水される冷却媒体の導水経路及び排水される冷却媒体の排水経路を有する冷却経路と、この冷却経路に連通するよう湯道方向に沿って上記装置本体内へ配置され、上記導水経路から冷却媒体を導水すると共に、上記排水経路へと排水する冷却手段と、を備えることを特徴とする。ここで、湯口回り方向とは例えば周回り方向などであり、また湯道方向とは例えば湯口装置の軸心方向などである。更に、冷却手段は、装置本体に形成される冷却孔または有底筒状の筒体などを含む。なお、冷却媒体を装置本体内外へ導水及び排水する導排水口は、冷却経路と連通するよう装置本体の適宜箇所に設けるようにする。

本発明に係る湯口装置は、上述した湯口装置において、上記湯道方向に沿って上記装置本体内へ配置され、冷却媒体を上記装置本体内外へ導水及び排水する導排水手段を、上記導水経路及び上記排水経路に各々連通させることを特徴とする。ここで、導排水手段までの冷却経路は、その一部または全部を共通経路（即ち、導排水経路を共通）としても良い。また、本発明に係る湯口装置は、上述した各湯口装置において、上記冷却経路は上記導水経路及び上記排水経路を別経路とする仕切手段を、更に備えることを特徴とする。更に、本発明に係る湯口装置は、上述した湯口装置において、上記仕切手段で仕切られる上記導水経路及び上記排水経路の少なくとも一方を所定間隔とする位置決め手段を、更に備えることを特徴とする。

本発明に係る湯口装置は、上述した各湯口装置において、上記冷却手段は、上記装置本体に形成される冷却孔に配置され、外面がテーパで且つ冷却媒体が供給される冷却ブッシュと、上記冷却ブッシュ及び上記冷却孔の間に配置され、内面が上記冷却ブッシュの外面に対応するテーパで且つ上記冷却ブッシュが上記冷却孔へ装着完了した後に、外径が上記冷却孔と同一直径になる冷却ブッシュカラーと、を備えることを特徴とする。また、本発明に係る湯口装置は、上記冷却手段は、上記仕切手段に装着され、冷却媒体を上記冷却ブッシュ内へ供給する通水手段を、更に備えることを特徴とする。なお、通水手段は、冷却ブッシュに装着するようにしても良い。

本発明に係る湯口装置は、金型の湯口に配置される湯口装置であって、上記湯口から注入される溶湯の湯道を形成する装置本体と、湯道方向に沿って上記装置本体内へ配置され、冷却媒体を別経路で導水及び排水させる分水バルブと、上記分水バルブに連通するよう湯口回り方向に沿って上記装置本体へ配置され、仕切板で仕切ることで形成される冷却媒体の導水経路及び冷却媒体の排水経路を有する分水路と、上記分水路に連通するよう上記湯道方向に沿って上記装置本体内へ配置され、上記導水経路からの冷却媒体が導水され、引続き上記排水経路へと排水される冷却ブッシュ装置と、を備えることを特徴とする。

なお、本発明は、湯口装置（金型を含む概念）に形成された冷却孔に配置され、冷却媒体が供給される冷却ブッシュと、上記冷却ブッシュ及び上記冷却孔の間に配置され、上記冷却ブッシュが上記冷却孔へ装着完了した後に、外径が上記冷却孔と同一直径になる冷却ブッシュカラーと、を備え、上記冷却ブッシュの外面をテーパにすると共に、上記冷却ブッシュカラーの内面を上記冷却ブッシュの外面に対応するようテーパにする冷却ブッシュ装置をも含む。

本発明に係る湯口装置では、湯口回り方向に沿って配置される冷却経路と，この冷却経路に連通するよう湯道方向に沿って配置される冷却手段との冷却回路であるので、例えばランナー熱源の範囲（局部的に高温となる範囲）内に冷却手段を湯口装置の湯口回り方向へ適宜間隔をもって複数配置し得る。即ち、本発明においては、ランナー熱源の範囲に対する冷却媒体の流量を、適宜加減し得るので、湯口装置（金型を含む概念）を局部的及び効率的に冷却できる。従って、本発明によれば、冷却媒体の流量を熱源範囲に対応するよう適宜変更できるので、冷却効率が向上し得る。

また、本発明においては、冷却手段を任意の箇所へ集中的或いは分散して配置できるので、従来のように分割しなくても、複雑な冷却回路を構成し得る。更に、本発明において、冷却溶媒は、導排水手段（分水バルブ）及び仕切手段（仕切板）などの分水機構を介して導水経路側及び排水経路側へと分水されるので、熱変換された冷却媒体が導水経路中の冷却媒体と交わることがなく流通する。従って、本発明によれば、初期温度（例えば水道管に流れている水温）の冷却溶媒を、冷却手段（冷却ブッシュ）へ流動させることができるので、湯口装置を効率良く冷却し得る。

ここで、冷却手段（冷却ブッシュ装置）は、冷却ブッシュが冷却ブッシュカラーを押広げるというテーパの楔効果により、冷却ブッシュカラーが冷却孔に密着する状態で冷却ブッシュ及び冷却孔を仕切るので、介在物である冷却ブッシュカラーが冷却ブッシュ及び冷却孔を確実に分断する。即ち、冷却ブッシュ及び冷却ブッシュカラーのテーパ同士を嵌合させるという組合せ構造で、冷却ブッシュ装置及び冷却孔を密着させるので、熱伝達効率を低下させることなく、湯口装置（金型を含む概念）の温度調整をし得る。また、冷却ブッシュ装置及び冷却孔の密着性を、冷却ブッシュ及び冷却ブッシュカラーのテーパ同士を嵌合させるという簡易な機械構造となっているので、例えば冷却孔などの隙間に溶解金属を介在させる構成に比べ、交換（メンテナンスを含む）時などの労力が軽減でき使い勝手が良くなる。

更に、冷却ブッシュの挿入に伴い冷却ブッシュカラーを冷却孔の壁面へ圧接させるという簡易な機械構造となっているので、例えば焼きばめ等の圧入構成に比べてスプリングバックの影響がなく、密着性が向上する。なお、テーパの楔効果によって冷却ブッシュカラーが冷却孔に密着する状態で冷却ブッシュカラーが冷却ブッシュ及び冷却孔を確実に分断するので、冷却ブッシュが冷却孔に接触することがなく、たとえ湯口装置が割れても冷却媒体が冷却孔へと流出することを防止し得る。

本発明に係る一実施例の湯口装置の概略分解斜視図である。 図１に示す湯口装置の全体斜視図である。 図２に示す湯口装置の平面図である。 図３に示す４−４線の断面図である。 図３に示す５−５線の拡大した断面図である。 図１に示す装置本体の平面図である。 図１に示す湯口装置の冷却孔の断面図である。 図７に示す冷却孔へ冷却ブッシュカラーを挿入した状態の断面図である。 図９（Ａ）は仕切り板の平面図、図９（Ｂ）はその横断面図である。 図８に示すカラー及び冷却ブッシュの挿入状態の断面図である。 図１０に示す冷却ブッシュ装置の挿入状態の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、具体化した一実施例を説明する。

以下、図１乃至図１１に基づいて、本発明の一実施例である湯口装置１０及びその分水機構について説明する。この湯口装置１０は、図示しない金型の湯口へ着脱可能に配置される。金型（湯口装置１０を含む概念）には、上述したように、例えばランナー熱源を一定範囲で生成するタイプ（特許文献２の図７に示すタイプ）がある。そして、本実施例に係る湯口装置１０は、固定側の金型に配置される。なお、図１には複数の冷却孔１８を省略しており、実際には冷却孔１８は図６に示すように配置されている。また、図１に示す後述する溝１４などの形状も略されており、実際には図４及び図５に示す形状となっている。

（湯口装置１０の概略構成）
図１に示すように、湯口装置１０は、円筒状の装置本体１２と、導排水手段である分水バルブ２０と、冷却手段である冷却ブッシュ２２と、冷却ブッシュカラー３０と、通水手段であるインナーパイプ３２と、仕切手段である仕切板３４と、位置決め手段であるピン３６と、蓋体３８を備える。装置本体１２は、その内周面１２Ａが金型の湯口（図示省略）から注入される溶湯の湯道となる。ここで、装置本体１２は、その外周が三段となっており、小径部１３Ａと中径部１３Ｂと大径部１３Ｃを形成している（図１及び図２参照）。

（溝に関する構成）
この大径部１３Ｃに形成される平坦面１２Ｂには、図１及び図６に示すように、その湯口回り方向（周回り方向と同義）に沿う所定幅の溝１４が形成されている。この溝１４は、略３４０度の角範囲に亘っており、分水路１５となる。即ち、分水路１５は、略Ｃ字状の溝１４を区画する（「仕切る」と同義）ことで、図４及び図５に示すような導水経路１５Ａおよび排水経路１５Ｂの空間を形成する。また、溝１４は、図４及び図５に示すように、表面側（以下、「上側」とする）から下側へ向かって順次に幅狭になるよう３段の段差が設けられており、第１溝１４Ａ，第２溝1４Ｂ及び第３溝１４Ｃがそれぞれ形成されている。

溝１４の中で最も幅広の第１溝１４Ａは、平板状の蓋体３８を装着させるための溝であり、その上部は蓋体３８を装置本体１２に溶接するための開先が形成されている。そして、図３に示すように、蓋体３８は、溝１４の外形に沿う形状で、略Ｃ字状となっている。また、図２及び図４に示すように、蓋体３８の厚みは、蓋体３８を溝１４（具体的には第１溝１４Ａ）に装着する装着状態において、蓋体３８及び装置本体１２の平坦面１２Ｂが面一となるように設定されている。

次に、第２溝１４Ｂは、仕切板３４を載置させるための溝であり、仕切板３４の厚みよりも略１．５倍の高さとなっている。即ち、導水経路１５Ａは、仕切板３４の上面および蓋体３８の下面の空間となる。更に、溝１４の中で最も幅狭の第１溝１４Ａは仕切板３４の下面で仕切られ、その空間が排水経路１５Ｂとなる。ここで、図９に示すように、仕切板３４は、溝１４の外形に沿う形状で略Ｃ字状となっており（図１に示すように蓋体３８の外形と同様）、貫通孔３５Ａ，貫通しているネジ孔３５Ｂ及び未貫通であるピン孔３５Ｃが適宜箇所に形成されている。なお、上述した溝１４における所定幅とは、冷却ブッシュ２２が挿入し得る幅以上であれば良い。

（分水バルブに関する構成）
図１に示すように、装置本体１２には、その溝１４の一端に分水バルブ２０を挿入させるバルブ孔１６が形成されており、このバルブ孔１６は湯道方向（軸心方向と同義）に沿うよう溝１４に連通している。このバルブ孔１６は、図４に示すように、同一径の孔部１６Ａを形成していると共に、その底部が半球状の半球部１６Ｂとなっている。

また、図１に示すように、中径部１３Ｂ及び大径部１３には、冷却媒体（例えば「水」など）を別経路で導水及び排水させる導水孔１７Ａ及び排水孔１７Ｂが、それぞれバルブ孔１６に連通するよう形成されている（図４参照）。なお、図４に示すように、導水孔１７Ａ及び排水孔１７Ｂにはネジ部１７Ｃがそれぞれ形成されており、図示しない外部導管がネジ部１７Ｃにそれぞれ締結されて冷却回路を構成する。

図１及び図４に示すように、分水バルブ２０は、その外形がバルブ孔１６と略同一形状となっていると共に、有底筒状の筒体となっている。即ち、分水バルブ２０は、バルブ孔１６の半球部１６Ｂに対応する半球部２０Ｃを備える。ここで、分水バルブ２０の内径は、図４に示すように、その半球部２０Ｃを除き、同一径となっている。一方、分水バルブ２０は、その一端側（図では上側）に開放口２１Ａが形成されていると共に、その外形が大径部２０Ａ及び小径部２０Ｂの２段形状となっている。

即ち、図４に示すように、分水バルブ２０は、バルブ孔１６の孔部１６Ａと略同一径の大径部２０Ａを形成している。この大径部２０Ａには、分水バルブ２０がバルブ孔１６に挿入された状態（以下、単に「バルブ挿入状態」ともいう）において、装置本体１２の導水孔１７Ａに対応する部位に、導水孔１７Ａと同一径の孔２１Ｂが形成されている。一方、図４に示すように、分水バルブ２０は、その基端が仕切板３４の貫通孔３５Ａに挿入された状態において、分水バルブ２０の基端面及び仕切板３４の上面３４Ａ（図９Ｂ参照）が面一となる。

即ち、図４に示すように、上記バルブ挿入状態における大径部２０Ａは、装置本体１２の導水孔１７Ａ及び仕切板３４の表面３４Ａで区画される導水経路１５Ａを連通させ、導水回路を構成させる。他方、分水バルブ２０は、上記バルブ挿入状態において、その上端から装置本体１２の排水孔１７Ｂに対応する部位よりも若干下までが、バルブ孔１６の孔部１６Ａよりも小径の小径部２０Ｂとなっている。即ち、図４に示すように、上記バルブ挿入状態における小径部２０Ｂは、装置本体１２の排水孔１７Ｂ及び仕切板３４の裏面３４Ｂ（図９Ｂ参照）で区画される排水経路１５Ｂを連通させ、排水回路を構成させる。

（冷却孔に関する構成）
図６に示すように、装置本体１２には、バルブ孔１６から溝１４の他端へ向かって、図１に示す湯口装置１０（これが装着される「金型」を含む）を冷却する冷却孔１８（図５参照）が、装置本体１２の軸心方向に沿って複数形成されている。この隣合う冷却孔１８同士は、所定角範囲（例えば、２０度または３０度など）をもって配置されている。即ち、バルブ孔１６側の冷却孔列Ｃ１には、例えば１２０度などの角範囲α１において、５箇所に冷却孔１８が角範囲約３０度の間隔でそれぞれ配置されている。

他方の冷却孔列Ｃ２には、ランナー熱源の範囲（例えば、９０度程度の角範囲）が含まれ、装置本体１２を局部的に冷却するように設定されている。即ち、冷却孔列Ｃ２には、例えば１２０度などの角範囲α２において、７箇所に冷却孔１８が角範囲約２０度の間隔でそれぞれ配置されている。本実施例では、冷却孔列Ｃ２に配置された７箇所の冷却孔１８（即ち、冷却ブッシュ装置Ｓ）によって、冷却媒体の流量を冷却孔列Ｃ１に比べて局部的に増加している。

図５に示すように、冷却孔１８は、第３溝１４Ｃの下方に配置されており、第３溝１４Ｃの幅よりも小径となっている。そして、冷却孔１８は、その上部にネジ部１８Ａが形成されており、このネジ部１８Ａ上部と第３溝１４Ｃ（図４参照）とが連通し排水経路１５Ｂを構成する。即ち、冷却ブッシュ２２は、排水経路１５Ｂ（第３溝１４Ｃと同義）に対応する深さまで冷却孔１８内へ挿入させる。図７に示すように、冷却孔１８はネジ部１８Ａに連続して同一径の孔部１８Ｂが形成され、この孔部１８Ｂはネジ部１８Ａよりも若干小径となっている。また、冷却孔１８の底部は、半球状の半球部１８Ｃとなっている。

（冷却ブッシュ装置に関する構成）
図８の１点鎖線及び２点鎖線に示すように、冷却手段の一部である冷却ブッシュ装置Ｓは、一組の冷却ブッシュカラー（以下、単に「カラー」ともいう）３０Ａ，３０Ｂ及び冷却ブッシュ２２の組合せで、両者共にその外形が冷却孔１８と略同一形状である。ここで、カラー３０は、図７の２点鎖線に示すように、軸方向に沿って二分割されており、左右対称の形状となっている。また、カラー３０は、図８に示すように、その分割箇所が最大径の部分（直径部分と同義）で、一対のカラー片３０Ａ及び３０Ｂの組合せとなる。

これらのカラー片３０Ａ及び３０Ｂは、冷却孔１８内に挿入された状態で所定の隙間Ｔ１になるように、上述した直径部分が隙間Ｔ１の１／２づつ切削されるよう形成されている（図８の実線参照）。また、カラー３０は、鋼鉄などに比べ熱伝導率が高く且つ展性が大きい材質、例えば銅またはアルミニウムなどの材料を用いてプレス成型するのが好適である。なお、同一形状のカラー片３０Ａ及び３０Ｂをプレス加工して成型するので、カラー３０は安価に製造し得る。

図１０に示すように、カラー３０及び冷却ブッシュ２２が冷却孔１８へ装着完了した後において、カラー３０は冷却孔１８の軸心Ｐ（図７の一点鎖線参照）と同一の有底筒状となる。即ち、カラー３０には、その開放されている挿入口３１（図８参照）が形成されている。一方、カラー３０の先端は、上述したように、冷却孔１８の半球部１８Ｃに対応する形状となっている。即ち、図８に示すように、カラー３０には、その先端に半球部３０Ｃが形成されている。なお、カラー３０の長さＬ１（図８参照）は、孔部１８Ｂ及び半球部１８Ｃの長さよりも若干短くなっている。

カラー３０は、冷却ブッシュ２２が冷却孔１８へ装着完了した後（図１０参照）において、その外径が孔部１８Ｂの直径Ｄ１（図７参照）と同一になるよう設定されている。即ち、図７の二点鎖線に示すように、カラー３０の外面形状は軸線Ｐに沿って直線状となっており、カラー３０の外周面が冷却孔１８の内周面へ密着するように設定されている。

一方、図８に示すように、カラー３０は、その内周面が軸線Ｐに対して斜状のテーパ面３０Ｄとなっており、挿入口３１から半球部３０Ｃへ向かう程に肉厚が厚くなるよう設定されている。即ち、テーパ面３０Ｄは挿入口３１から半球部３０Ｃへ向かって軸心Ｐ寄りに斜状となっており、そのためカラー３０の内面形状は先細り状である。ここで、テーパ面３０Ｄは、そのテーパ率が例えば１／２００などで内径加工されている。

即ち、冷却ブッシュ装置Ｓは、湯口装置１０（図示しない金型を含む概念）に形成された冷却孔１８に配置され、冷却媒体が供給される冷却ブッシュ２２と、この冷却ブッシュ２２及び冷却孔１８の間に配置され、冷却ブッシュ２２が冷却孔１８へ装着完了した後に、外径が冷却孔と同一直径になる冷却ブッシュカラー３０と、を備え、冷却ブッシュ２２の外面をテーパにすると共に、冷却ブッシュカラー３０の内面を冷却ブッシュ２２の外面に対応するようテーパにするものである。

（冷却ブッシュの構成）
図８の１点鎖線に示すように、冷却ブッシュ２２は、内膜として機能する有底筒状の筒体２４と，筒体２４の開放口２５（図８の一点鎖線参照）に溶接などで装着されるツバ部２６を備える。このツバ部２６は、図１０に示すように、開放口２５へ挿入する挿入部２７と，挿入部２７よりも径大なネジ部２８を備える。このネジ部２８は、冷却孔１８のネジ部１８Ａに噛合するよう形成されている。なお、挿入部２７は、ツバ部２６が筒体２４に装着できるように、開放口２５を形成する直径よりも若干径小となるよう形成されている。

また、ツバ部２６には、そのネジ部２８に対応する中央に、六角レンチ孔２６Ａが形成されている。そして、冷却ブッシュ２２を冷却孔１８のネジ部１８Ａへ締結などする場合、図示しない六角レンチを用いて六角レンチ孔２６Ａに挿入し、締め込む。なお、ツバ部２６及び筒体２４の溶接箇所は、挿入部２７に対応する筒体２４の外周面周辺である。

図１０に示すように、筒体２４は、ツバ部２６を装着するストレート部２４Ａと，カラー３０（即ち、カラー片３０Ａ及び３０Ｂ）を冷却孔１８の内周面へ押し広げるテーパ部２４Ｂと，カラー３０の半球部３０Ｃに対応する半球部２４Ｃを備える。この筒体２４は、例えば軟鉄で成形された高張力鋼板などで、一体成型たとえばプレス成型している。即ち、筒体２４は、プレス成型の他に、例えばスエージング加工または中ぐり加工など成形させても良い。ストレート部２４Ａは、筒体２４の開放口２５から所定長さ（具体的には、図１０の一点鎖線までの長さ）Ｌ２までの範囲で、同一径になるよう形成されている。

テーパ部２４Ｂは、図８に示すように、その外形（外面と同義）がカラー３０のテーパ面３０Ｄに対応するよう先細りのテーパ形状（ストレート部２４Ａの延長線Ｙ参照）で、対応するテーパ面３０Ｄの内面よりも若干径大となっている。即ち、テーパ部２４Ｂは、冷却ブッシュ２２がカラー３０に挿入されるに伴い、カラー３０の外周面を冷却孔１８の壁面（内周面と同義）へ押しつけるためである。

（インナーパイプに関する構成）
図１及び図１１に示すように、インナーパイプ３２は、その基端にネジ部３２Ａ及びこのネジ部３２Ａから延設されるパイプ部３２Ｂを備える。このパイプ部３２Ｂは、ツバ部２６の六角レンチ孔２６Ａの孔径よりも小径である。図１０の２点鎖線に示すように、インナーパイプ３２は、パイプ部３２Ｂを仕切板３４のネジ孔３５Ｂに挿通させた状態において、ネジ部３２Ａをネジ孔３５Ｂに締結させる（図１１参照）。

そして、仕切板３４を第２溝１４Ｂの段部に載置させた装着状態（図１１に示す状態）では、パイプ部３２の先端が冷却孔１８の半球部１８Ｃ付近まで挿入されている。なお、本実施例では、インナーパイプ３２を冷却ブッシュ２２のツバ部２６に装着するようにしても良い。この場合、ツバ部２６の内面にネジ部（図示省略）を設けるようにし、インナーパイプ３２のネジ部３２Ａを締結させる。ここで、湯口装置１０における冷却回路は、上述したように、装置本体１２の導水孔１７Ａ，分水バルブ２０，導水経路１５Ａ，インナーパイプ３２，冷却ブッシュ２２，排水経路１５Ｂ及び装置本体１２の排水孔１７Ｂなどで構成される。

（蓋体及びピンに関する構成）
図１及び図４に示すように、蓋体３８及び円柱状のピン３６は、仕切板３４を第２溝１４Ｂの段部（図４参照）に位置決めための位置決め手段である。ピン３６は、仕切板３４のピン孔３５Ｃよりも若干径小となっており、その下部がピン孔３５Ｃへ挿入される。また、図４に示すように、ピン孔３５Ｃは、その深さが仕切板３４の板厚の略半分程度となっている。そして、ピン３６をピン孔３５Ｃへ挿入させた状態において、蓋体３８を第１溝１４Ａへ装着すると、ピン３６が仕切板３４を第３溝１４Ｃ側へ押圧し位置決めするので、導水経路１５Ａ及び排水経路１５Ｂにおける各々の隙間（空間と同義）は一定に保持している（図４参照）。

ここで、蓋体３８の装着は、溝１４の段差部分にＯリングなどの漏れ止め手段を設け、図示しない締結部材（例えば、ネジなど）で締結させるようにしても良い。また、蓋体３８の装着は、溝１４の開先部分など及び蓋体３８を溶接などで溶着させるようにしても良い。更に、第３溝１４Ｃの代わりに、位置決めピンを用いて排水経路１５Ｂの空間を仕切るようにしても良い。なお、本実施例では、導水経路１５Ａ及び排水経路１５Ｂ（または導水孔１７Ａ及び排水孔１７Ｂ）の位置関係を任意に（例えば逆に）変更させても良い。

（本実施例の作用）
図１に示す湯口装置１０の組立手順について説明する。この組立は、冷却ブッシュ装置Ｓ及び分水バルブ２０などを装置本体１２へ装着した後に、仕切板３４及び蓋体３８などを組付ける。冷却ブッシュ装置Ｓは、カラー３０を冷却孔１８に挿入するカラー挿入工程，冷却ブッシュ２２を更に挿入するブッシュ挿入工程，冷却ブッシュ２２を冷却孔１８に締込み密着させる密着工程（ここまでが冷却ブッシュ装置Ｓの組付け）を経て、この組付け後の冷却ブッシュ装置Ｓにインナーパイプ３２等を装着させる通水工程で終了する。

先ず、カラー挿入工程は、例えばカラー片３０Ａ及び３０Ｂ（図７の２点鎖線参照）を合わせた状態で、図８に示すように、冷却孔１８へ挿入しカラー片３０Ａ及び３０Ｂをそれぞれ冷却孔１８の壁面に当接させる。本実施例では、冷却孔１８に対するカラー３０の挿脱時に、カラー３０を二分割し且つカラー片３０Ａ及び３０Ｂの直径部分を若干切削している（即ち、冷却孔１８の孔径よりも小さくなる）ので、冷却孔１８に対するカラー３０の挿脱が容易になる。即ち、本実施例は、カラー３０の挿脱時に、冷却孔１８（の周壁と同義）の損傷を防止する。

ブッシュ挿入工程は、図８に示すように、冷却ブッシュ２２をカラー３０の挿入口３１へ差込む。密着工程は、図示しない六角レンチなどでネジ部２８をネジ部１８Ａへ所定量まで締込む。この所定量まで締込むと、カラー３０は、冷却孔１８の内壁へ押広げられ密着する。即ち、図１０に示すように、冷却ブッシュ２２は、そのテーパ部２４Ｂがカラー３０のテーパ面３０Ｄにガイドされながらカラー３０を、冷却孔１８の周壁へ押付ける。

ここで、カラー３０は冷却孔１８の周壁へ押広げられるが、図８に示すような半割り形状のカラー３０は鋼鉄などに比べ熱伝導率が高く且つ展性が大きい材質たとえば銅材で成型されているので、展性などの変形吸収作用によってカラー片３０Ａ及び３０Ｂ同士の隙間はなくなり密着する。また、溶湯入湯時に湯口装置１０が高温となるので、カラー３０が湯口装置１０及び冷却ブッシュ２２よりも熱膨張し、カラー片３０Ａ及び３０Ｂ同士は密着する。

本実施例においては、冷却ブッシュ２２がカラー３０を押広げるというテーパの楔効果により、カラー３０が冷却孔１８に密着する構成となっているので、湯口装置１０の冷却孔１８及び冷却ブッシュ装置Ｓの密着性を簡易な構成で向上する。また、本実施例においては、このカラー密着状態で冷却ブッシュ２２及び冷却孔１８を仕切るので、介在物であるカラー３０が冷却ブッシュ２２及び冷却孔１８を確実に分断する。即ち、本実施例おいては、冷却孔１８へ接触しないように構成しているので、膜としての冷却ブッシュにより水漏れが確実に防止される。

従って、本実施例によれば、冷却ブッシュ２２及びカラー３０のテーパ同士を嵌合させるという組合せ構造で、冷却ブッシュ装置Ｓ（冷却ブッシュ２２とカラー３０との組合せ）及び冷却孔１８を密着させるので、熱伝達効率を低下させることなく、湯口装置１０（図示しない金型を含む）の温度調整をし得る。また、本実施例によれば、冷却ブッシュ装置Ｓ及び冷却孔１８の密着性を、冷却ブッシュ２２及びカラー３０のテーパ同士を嵌合させるという簡易な機械構造となっているので、交換時などの労力が軽減でき使い勝手が良くなる。

また、本実施例によれば、冷却ブッシュ２２の挿入に伴いカラー３０を冷却孔１８の周壁へ圧接させるという簡易な機械構造となっているので、例えば焼きばめ等の圧入構成に比べてスプリングバックの影響がなく、密着性が向上する。なお、本実施例によれば、テーパの楔効果によってカラー３０が冷却孔１８に密着する状態でカラー３０が冷却ブッシュ２２及び冷却孔１８を確実に分断するので、冷却ブッシュ２２が冷却孔１８に接触することがなく、たとえ湯口装置１０が割れても冷却媒体が冷却孔１８へと流出することを防止し得る。

通水工程は、図１及び図４に示すように、先ず分水バルブ２０の孔２１Ｂを導水孔１７Ａに対向するように、分水バルブ２０をバルブ孔１６へ挿入させる。この挿入状態において、図４に示すように、分水バルブ２０は、その小径部２０Ｂが排水孔１７Ｂに対向する。次に、上述した密着工程の後（図１０の実線参照）は、図１０の２点鎖線に示すインナーパイプ３２を仕切板３４に締結させて装着すると共に、仕切板３４を第２溝１４Ｂの段部へ装着させる。この装着状態において、インナーパイプ３２は、そのパイプ部３２先端が冷却孔１８の半球部１８Ｃ付近まで挿入される（図１１参照）。

最後に、図４に示すように、ピン３６を仕切板３４のピン孔３５Ｃへ挿入させた状態において、蓋体３８を第１溝１４Ａへ装着する。これにより、湯口装置１０には、導水経路１５Ａ及び排水経路１５Ｂにおける各々の隙間が一定に保持される。なお、図５に示すように、冷却孔１８のネジ部１８Ａは、その上部が第３溝１４Ｃ（図４参照）と連通しているので、排水経路１５Ｂを構成する。

装置本体１２の導水孔１７Ａ及び排水孔１７Ｂは、図示しない導水配管を介して例えば水道の蛇口などに接続すると共に、図示しない排水配管を経て例えば排水場に排水させる。本実施例では、湯口装置１０を図示しない固定側の金型へ装着した後、上記各配管を装置本体１２のネジ部１７Ｃへそれぞれ接続するようにしても良い。ここで、通水経路は、冷却媒体（水道水など）を湯口装置１０の内外へ導水及び排水させる冷却回路と同義である。

（湯口装置１０における冷却回路の流れ）
図示しない導水配管からの水は、図４に示すように、装置本体１２の導水孔１７Ａ及び分水バルブ２０の孔２１Ｂを経て分水バルブ２０内へ導水される。分水バルブ２０内の水は、分水バルブ２０の開放口２１Ａを経て導水経路１５Ａへ導水される（図４の矢印参照）。そして、図５に示すように、水（液体と同義）は、その特性より流動が容易な導水経路１５Ａを満水とした後、略同時にインナーパイプ３２のパイプ部３２Ｂを経て冷却ブッシュ２２内へ導水される（図５の矢印参照）。

ここで、パイプ部３２Ｂは、その先端が冷却孔１８の半球部１８Ｃ付近まで挿入されている。そのため、水は、冷却ブッシュ２２の全長（筒体２４及びツバ部２６を含む長さ）を経て排水経路１５Ｂへ攪拌されながら排水される（図５の矢印参照）。そして、冷却ブッシュ２２内で熱変換された（即ち、熱せられた）水は、図４に示すように、排水経路１５Ｂ及び分水バルブ２０の小径部２０Ｂを経て装置本体１２の排水孔１７Ｂへ排水される（図４の矢印参照）。そして、水は、図示しない排水配管を経て例えば排水場へ排水される。

本実施例において、冷却溶媒は、分水バルブ２０（導排水手段）及び仕切板３４（仕切手段）などの分水機構を介して導水経路１５Ａ側及び排水経路１５Ｂ側へと分水されるので、熱変換された冷却媒体が導水経路１５Ａ中の冷却媒体と交わることがなく流通する。従って、本実施例によれば、初期温度（例えば水道管に流れている水温）の冷却溶媒を、冷却ブッシュ２２（冷却手段）へ流動させることができるので、湯口装置１０を効率良く冷却し得る。また、本実施例では、冷却ブッシュ装置Ｓを任意の箇所へ集中的或いは分散して配置できるので、従来のように分割しなくても、複雑な冷却回路を構成し得る。

更に、本実施例は、湯口回り方向（周回り方向と同義）に沿って配置される導水経路１５Ａ及び排水経路１５Ｂ（冷却経路）と，この冷却経路に連通するよう湯道方向（湯口装置１０の軸心方向と同義）に沿って配置される冷却ブッシュ装置Ｓ（冷却手段）との冷却回路である。そのため、本実施例に係る冷却ブッシュ装置Ｓは、湯口装置１０におけるランナー熱源の範囲（局部的に高温となる範囲）内に、湯口装置１０の周回り方向へ適宜間隔（例えば角範囲２０度など）をもって複数配置し得る。

即ち、本実施例においては、ランナー熱源の範囲に対する冷却媒体の流量を、適宜変更（加減と同義）し得るので、湯口装置１０（金型を含む概念）を局部的及び効率的に冷却できる。従って、本実施例によれば、冷却媒体の流量を熱源範囲に対応するよう適宜変更できるので、冷却効率が向上し得る。

なお、本実施例において、冷却ブッシュ２２は、筒体２４を任意に長さ或いは太さを変更し得るように構成しても良く、またツバ部２６上面に十字状に切欠した十字溝などを形成するようにしても良い。この十字溝は、冷却ブッシュ２２を冷却孔１８（図１０参照）へ締付けるためのもので、図１０に示す六角レンチ孔２６Ａに代わる例である。

ここで、金型は、例えば固定側の金型に配置される湯口装置１０または可動側の金型に配置される分流子（図示省略）などを含む概念である。即ち、本発明では、冷却ブッシュ装置Ｓを金型本体または分流子などに形成される冷却孔へ装着するようにしても良い。また、本発明では、湯口装置１０をランナー熱源を一定範囲で生成するタイプ以外の金型でも、同様に適用できる。即ち、本発明は、軸心方向へ配置される冷却ブッシュ装置Ｓを、周方向へ等間隔で配置させるようにしても良い。この場合、湯口装置１０は、均等で且つ急速に冷却される。

なお、本実施例において、冷却媒体を装置本体１２内外へ導水及び排水する導排水口は、冷却回路と連通するよう装置本体１２の適宜箇所に設けるようにしても良い。本実施例において、分水バルブ２０までの冷却経路は、その一部または全部を共通経路（即ち、導排水経路を共通）としても良い。本実施例では冷却ブッシュ２２を任意の締付け完了位置（装着完了位置と同義）としても良く、且つその緩み止めは簡易な仮付け溶接などとしても良い。本実施例の冷却手段は、装置本体に形成される冷却孔または有底筒状の筒体などとしても良い。本実施例の冷却回路は、冷却ブッシュ装置Ｓで熱変換された水を再び冷却し再使用する循環型としても良い。

１０…湯口装置、１２…装置本体、１４…溝、１４Ａ…第１溝、１４Ｂ…第２溝、１４Ｃ…第３溝、１５…分水路、１５Ａ…導水経路（冷却経路）、１５Ｂ…排水経路（冷却経路）、１６…バルブ孔、１７Ａ…導水孔、１７Ｂ…排水孔、１８…冷却孔、２０…分水バルブ（導排水手段）、２０Ｂ…分水バルブの小径部、２１Ａ…分水バルブの開放口、２１Ｂ…分水バルブの孔、２２…冷却ブッシュ（冷却手段）、２４…冷却ブッシュの筒体、２４Ｂ…筒体のテーパ部、３０…冷却ブッシュカラー（冷却手段）、３０Ｄ…カラーのテーパ面、３２…インナーパイプ（通水手段）、３４…仕切板（仕切手段）、３６…ピン（位置決め手段）、３８…蓋体、Ｃ１及びＣ２…冷却孔列、Ｓ…冷却ブッシュ装置（冷却手段）

Claims (7)

1. 金型の湯口に配置される湯口装置であって、
   上記湯口から注入される溶湯の湯道を形成する装置本体と、
   湯口回り方向に沿って上記装置本体へ配置され、導水される冷却媒体の導水経路及び排水される冷却媒体の排水経路を有する冷却経路と、
   この冷却経路に連通するよう湯道方向に沿って上記装置本体内へ配置され、上記導水経路から冷却媒体を導水すると共に、上記排水経路へと排水する冷却手段と、
   を備えることを特徴とする湯口装置。
2. 請求項１に記載の湯口装置において、上記湯道方向に沿って上記装置本体内へ配置され、冷却媒体を上記装置本体内外へ導水及び排水する導排水手段を、上記導水経路及び上記排水経路に各々連通させることを特徴とする湯口装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の湯口装置において、上記冷却経路は上記導水経路及び上記排水経路を別経路とする仕切手段を、更に備えることを特徴とする湯口装置。
4. 請求項３に記載の湯口装置において、上記仕切手段で仕切られる上記導水経路及び上記排水経路の少なくとも一方を所定間隔とする位置決め手段を、更に備えることを特徴とする湯口装置。
5. 請求項１乃至請求項４の各請求項に記載の湯口装置において、
   上記冷却手段は、上記装置本体に形成される冷却孔に配置され、外面がテーパで且つ冷却媒体が供給される冷却ブッシュと、上記冷却ブッシュ及び上記冷却孔の間に配置され、内面が上記冷却ブッシュの外面に対応するテーパで且つ上記冷却ブッシュが上記冷却孔へ装着完了した後に、外径が上記冷却孔と同一直径になる冷却ブッシュカラーと、を備えることを特徴とする湯口装置。
6. 請求項３乃至請求項５の各請求項に記載の湯口装置において、
   上記冷却手段は、上記仕切手段に装着され、冷却媒体を上記冷却ブッシュ内へ供給する通水手段を、更に備えることを特徴とする湯口装置。
7. 金型の湯口に配置される湯口装置であって、
   上記湯口から注入される溶湯の湯道を形成する装置本体と、
   湯道方向に沿って上記装置本体内へ配置され、冷却媒体を別経路で導水及び排水させる分水バルブと、
   上記分水バルブに連通するよう湯口回り方向に沿って上記装置本体へ配置され、仕切板で仕切ることで形成される冷却媒体の導水経路及び冷却媒体の排水経路を有する分水路と、
   上記分水路に連通するよう上記湯道方向に沿って上記装置本体内へ配置され、上記導水経路からの冷却媒体が導水され、引続き上記排水経路へと排水される冷却ブッシュ装置と、
   を備えることを特徴とする湯口装置。

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