JP2014108609A - 媒体の流路制御用プラグ類とその使用方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各種の成形用金型において、金型の温度を均一にすることは重要である。従来の方法では、加熱・冷却媒体の流れの偏りにより不均一になる場合があり、また金型外部側面に通水パイプなどを取り付けるため、金型の隣接・連結及び運搬時に通水パイプなどの突起物が障害となる場合があり、加熱した突起物などにより作業者の火傷など、また通水パイプ等の損傷による破水の危険もある。
【解決手段】これらを解決するために、金型内部に本発明の流路制御用プラグ類を埋没する方法により、高効率の流路制御と、金型外部に突起物を形成させないなど、各種の成形用金型の温度制御の方法を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金型等の中実な物体内の加熱又は冷却用の媒体の流路において、金型等をより効率的に温度管理するためのパーツである流路制御用プラグ類と、その使用方法に関する。

一般に成形用金型等は温度制御を行うのが一般的であり、金型内部の媒体の流路を考慮しないと、金型内各部位における温度が不均一となり、ひいては製品不良となるため、金型内を均一に加熱または冷却できるような対策は重要である。

また、金型内を均一に加熱または冷却できるような流路を構築しようとすると、従来では、金型の外側に多くの銅パイプ等の配管を設けて、連続的な流路を実現しているが、この手法では金型の側面、つまり外部に多くの突起物を形成することになり、他の金型との組み合わせ時や、金型運搬時等の障害となるため、金型の内部において効率的な流路を形成できるような対策が重要である。

金型の温度が不均一な場合の弊害については、プレス加工では製品板厚の不均一や局部的な破断があり、プラスチック成形加工やダイカストでは局部的な引けがあり、充填不良等の様々な不良発生があるため、設計者の意図するとおりの温度管理は重要な技術課題である。

更に、小さい金型を隣接や連結して複数個利用する場合においても、温度管理が可能であり、かつ隣接・連結できる省スペース型の金型の実現も重要な技術課題である

金型を均一に加熱または冷却するためには金型内の流路で媒体が停滞するような部位があってはならないことから、金型内では連続した流路が望ましいため、金型内で流路を制御できるような構造を考案する必要がある。

また、金型を均一に加熱または冷却するためには、不均一な部分に有効な流路を設計する必要もあるうえ、一部に高温な部分があれば、優先的に冷水を流す必要もある。

前記のように金型内で媒体の流路を制御することができるパーツである流路制御用プラグが使用できれば、効率的な温度制御のための連続した流路を実現できると同時に、金型外部の配管突起物も少ない省スペースな金型を製作できる。

また従来の金型の突起物は、その中を流れる媒体が高温である場合、突起物自体が加熱するため、作業者が火傷を負う場合や、一般的には突起物と金型の連結をロウ付けやカシメで行うことから、経年による連結部の漏れや破損の恐れもあることから、これらに対する対策も重要である。

以上のように、加熱または冷却の媒体の流路を制御でき、その結果均一な温度に保つことができる金型で、温度の影響による不良の対策ができる金型で、更には媒体の流路の制御を金型内部で実現できる金型で、省スペースで、他の金型との隣接や連結ができる金型が必要である。

実開昭63−108711号公報 特開平9−308955号公報 特開2000−61950号公報

前記特許文献１は、位置決めピン部と閉止ピン部とを備えた仕切弁を網目状の温度調節用流体通路内に設置した例であるが、閉止ピンの流路の部分は流体が停滞し温度制御できないし、交点の流路の制御をすることを目的としたものではない。

前記特許文献２は、冷却水通路の仕切弁部材を長手方向に沿って縁辺を３方向以上の放射線に形成して、第2の冷却水通路内に配置し、冷却水往路と冷却水復路を形成させる技術である。冷却水往路と冷却水復路の隔壁が薄いため、冷却水を効率よく往復させうるか否かの確認ができない。これも交点の流路の制御をすることを目的としたものではない。

そして、前記特許文献３は、複数の栓を串刺しにした棒よりなる閉塞体を、金型の媒体通路内に配置し、加熱または冷却用のジグザグ通路を形成する方法であるが、媒体が停滞する部分もあり、媒体の効率良い流れは疑問であり、これも交点の流路の制御をすることを目的としたものではない。

これらの先行技術は、金型内の媒体の流路の効率的な制御に適していないうえ、金型外でも突起物である配管を多く必要とするため、今回の出願に至った。

従って、金型内の流路の交差点において、加熱または冷却用の媒体を流路制御用プラグにて制御して、金型温度を均一にできるうえ、金型内部に流路制御用プラグを埋設するので、金型の外部には流入流出以外の配管等の突起物のない省スペースの金型を提供することが目的である。

金型等の温度制御をするため、加熱又は冷却用媒体の流路を制御する目的である流路制御用プラグを金型等に埋設することを特徴とする流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型である。

金型内の媒体の流路の交点においてその流路を制御する目的である流路制御用プラグ類であって、流路制御に必要な方向に必要な穴等の加工を施すことを特徴とする請求項１、２に記載の流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型である。

前記流路制御用プラグ類に、流路制御方向の穴加工に関係づけた流路の向き確認用の合いマークを、流路制御用プラグ類の端部に加工して具備することを特徴とする請求項１、２、３に記載の流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型である。

前記流路制御用プラグ類を使用の金型ユニット単体を、上下や水平に複数ユニットを配置し結合して、ひとつのまとめた大きな金型ユニットを形成することを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型である。

前記金型ユニット単体において、複数階に流路が展開しても、加熱又は冷却用媒体の流路を制御する目的の流路制御用プラグ類を埋設することを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の媒体の流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型である。

金型内の流路の交差点の制御をする流路制御用プラグを金型内に埋設することにより、効率の良い流路を実現でき、金型内の媒体が停滞せずに流れ、必要な部分に適切な流路を設計でき、金型温度を均一に制御することができる。また、流路制御用プラグを金型内に埋没してしまうため、金型外に媒体の流入口・流出口以外の配管等の突起物のない金型を実現することが可能となる。

本発明に係る流路制御用プラグ類を埋没した金型の断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（a）の斜視図と断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの実施例（b）の斜視図と断面図である。 従来の金型の外部配管の平面図である。 本発明に係る金型ユニットの複数の組合せ図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（c）の斜視図と断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（d）の斜視図と断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（e）の斜視図と断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（f）の斜視図と断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（g）の斜視図と断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（h）の斜視図と断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（b）の二階建ての断面図である。 本発明に係る流路制御用プラグの形状例（b）の二階建ての他の断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。

以下本発明のうち、流路制御用プラグを埋設した金型、及び流路制御用プラグの種々の実施例の形態を図１〜図１３に基づいて説明する。実施製作では、流路制御用プラグはネジ加工をしているが、これにこだわらず、ネジ無しで圧入でも良い。図示ではネジを省略している。

図１は本発明に係る流路制御用プラグを埋設した金型の平面図である。図1を参照して、本金型にはX方向流路2a、Y方向流路2bをそれぞれ複数具備しており、本実施例ではX方向流路2aが12本、Y方向流路2bが2本とし、X方向流路2aは例えば直径10〜30ｍｍガンドリル等で金型を貫通した孔であり、Y方向流路2bは同じく金型を貫通しても、金型だけ途中で止めた穴にしても良いが、Y方向流路2bの役割はX方向流路2a同士をそれぞれつなぐことである。
なお、ここで記述したX,Yについては流路の方向の説明用に便宜的に設けた変数であり、X,Yが入れ替わっても、文字が変わっても良く、単に方向が異なることを意味するものである。また、本金型にはプレス加工、プラスチック成形加工、ダイカストなどの金型、もしくはこれらの金型に利用する入れ子も含まれる。

更に、X方向流路2aは加熱・冷却媒体入口1a、加熱・冷却媒体出口1b用はその片端を、他のX方向流路2aは両端を、流路制御用プラグ3で止めるとともに、図1の流路2aと2bが交差する部分において、流れの方向に合わせた方向で流路制御用プラグ3を埋設することで、図１の矢印のように媒体が流れていくことを実現する。更に、従来の方法では例えばX方向流路2aのみを加工し、これに突起物である通水パイプを設置して外配管を形成していたため、加熱・冷却媒体入口1a、加熱・冷却媒体出口1bはX方向にしか設置できなかったが、本発明によればY方向流路2bを設けているため、加熱・冷却媒体入口1a、加熱・冷却媒体出口1bをY方向に設置することも可能となり、作業性の問題や作業・配置スペースの制限がある場合には都合が良い。なお、ここでいう加熱・冷却媒体は液体である水、油など、また気体である水蒸気などをいう。

図２は本発明に係る流路制御用プラグ3の（a）曲面加工型の斜視図と断面図であり、図３は（b）９０度方向穴加工型の斜視図と断面図である。図1、図2、図3を参照して流路制御用プラグはその外形に雄ネジが形成され、流路制御用プラグの頭部3c、底部3dに六角穴が形成されており、流路２を制御する流路制御用プラグの底部3dは曲面加工3a又は９０度方向の穴加工3eを施し、流路制御用プラグの頭部3cには流路制御用プラグの底部3dの曲面加工3a又は９０度方向穴加工3aの位置と関係づけた流路向き確認用合いマーク3bを設けることで、X方向流路2aとY方向流路2b中にねじ込んだ際の流路方向の位置が確認できる。流路向き確認用合いマークは溝加工や段落としの加工、または斜め加工によりその流路方向を示している。また、流路制御用プラグの底部3dにも六角穴が形成されていることから、両側からの取付けが可能になり、作業性が向上する。流路制御用プラグの頭部3c、底部3dに形成されている六角穴は必要に応じてどちらか片端のみでも良いし、回転によるねじ込みが可能であれば四角穴等でも良い。圧入ですめば、ねじも不要である。図はねじを省略してある。

図４は、従来の金型の外部配管の図である。図1、図2、図3、図4を参照して、流路制御用プラグ3は金型1に埋設した際に、図1に示すように加熱・冷却媒体の流れを流路制御用プラグ3の曲面加工3a部位、又は９０度穴加工3a部位で効率的に制御できるので、図４のような通水パイプ５などの突起物が金型1の外部に出ないため、他の金型との合わせ面としても有効であるだけでなく、運搬時の障害にならないし、突起物の高温による火傷の防止や、突起物の破損防止など作業者の安全性に配慮できるという利点もある。

図５は本発明に係る金型を複数組み合わせ図である。図5では金型１を8ユニット組み合わせた例であるが、前記通水パイプ５などの突起物が無いために、組み合わせが容易で、大型の金型として利用することが可能になる。

本実施例ではX方向流路2aが12本、Y方向流路2bが2本であるが、図６、図７、図８、図９においては、Y方向流路2bが多数の場合の交点の流路の方向を制御する流路制御用プラグ類を示している。前記流路制御用プラグ類は、Z方向より埋没して使用する。各図の下の断面図には使用方法を示す。

図１０、図１１は、例えば大型金型などの二階建ての流路の場合において、交差する流路の方向を制御する流路制御用プラグ類を示している。前記流路制御用プラグ類は、Z方向より埋没して使用する。各図の下の断面図には使用方法を示す。

図１２は、大型金型などの二階建ての流路の場合において、交差する流路の方向を制御するために流路制御用プラグ３を２個金型の裏表より対にして使用した例を示す。前記流路制御用プラグ類は、Z方向より埋没して使用する。図の下の断面図には使用方法を示す。これは流路制御用プラグ（a）でも（b）でも良い。

図１３は、大型金型などの二階建ての流路の場合において、流路をX方向からZ方向へ、Z方向からY方向へ導く流路制御用プラグ３の使用方法を図示している。

すなわち、本発明の流路制御用プラグ類を効率よく使用することにより、例えば高温の部分が中心部にあっても、ここに冷水を先行して流すこともできる。一筆書きの要領で、自由自在な流路の設計が可能となる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変更を加え得ることは勿論である。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々構成を取り得ることは勿論である。

各種の成形用金型において、金型の温度を均一にするために利用大である。

１ 金型
１a 加熱・冷却媒体入口
１b 加熱・冷却媒体出口
２ 流路
２a
X方向流路
２b Y方向流路
３ 流路制御用プラグ
３a 曲面加工
３b 流路向き確認用合いマーク
３c 流路制御用プラグの頭部
３d 流路制御用プラグの底部
３e ９０度方向の穴加工
４ 加熱・冷却用媒体
５ 通水パイプ

Claims (5)

1. 金型等の温度制御をするため、加熱又は冷却用媒体の流路を制御する目的である流路制御用プラグを金型等に埋設することを特徴とする流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型。
2. 金型内の媒体の流路の交点においてその流路を制御する目的である流路制御用プラグ類であって、流路制御に必要な方向に必要な穴等の加工を施すことを特徴とする請求項１、２に記載の流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型。
3. 前記流路制御用プラグ類に、流路制御方向の穴加工に関係づけた流路の向き確認用の合いマークを、流路制御用プラグ類の端部に加工して具備することを特徴とする請求項１、２、３に記載の流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型。
4. 前記流路制御用プラグ類を使用の金型ユニット単体を、上下や水平に複数ユニットを配置し結合して、ひとつのまとめた大きな金型ユニットを形成することを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型。
5. 前記金型ユニット単体において、複数階に流路が展開しても、加熱又は冷却用媒体の流路を制御する目的の流路制御用プラグ類を埋設することを特徴とする請求項１、２、３、４に記載の媒体の流路制御用プラグ類と、その使用方法と、それを使用する各種の成形用金型。