JP2018043283A - 分流子 - Google Patents

Abstract

【課題】拡散接合による利点を活かして冷却効率を一層向上する。【解決手段】分流子１は外側本体２１を備え、外側本体２１は、溶湯を受ける前端面９と、前端面にて受けられた溶湯を軸方向後方に案内する外周面１０とを有する。また分流子１は、外側本体に嵌め入れられて拡散接合により外側本体に一体的に固定される内側本体２２と、外側本体および内側本体の接合部に形成され、冷媒が流される冷媒流路２３とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は分流子に係り、特に、ダイカスト鋳造に用いられる分流子に関する。

ダイカスト鋳造において、プランジャチップにより押し出された溶湯を受けてランナー通路に案内する分流子が一般的に用いられる。分流子の内部には冷却水や冷却オイル等の冷媒が流通され、分流子の周囲の溶湯の熱を分流子を介して冷媒により奪うことで、溶湯と冷媒との間で熱交換し、溶湯を冷却することで溶湯を固化させる。

特開２０１６−５９９５２号公報

分流子の前端面に隣接した前方箇所では、比較的厚肉のビスケットと称される円盤状の鋳造部材が形成される。このビスケットの冷却および固化をできるだけ早く行うことがサイクルタイムの短縮に重要である。そのため一般的には、分流子の前端面付近の位置、すなわち前端面の裏側に、比較的冷たい新規の冷媒を吐出し、ビスケットからできるだけ早く熱を奪う試みがなされている。

一方、ビスケットを含めた分流子周囲の溶湯の冷却を促進するためには、分流子の冷却効率を向上するのが効果的である。このため従来は、鋼と、銅又は銅合金とを拡散接合して分流子を製造することが提案されている（例えば特許文献１参照）。

しかし従来は、拡散接合による利点を十分に活かしきっておらず、さらなる改善が求められている。

そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、拡散接合による利点を活かして冷却効率を一層向上することができる分流子を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
溶湯を受ける前端面と、前記前端面にて受けられた溶湯を軸方向後方に案内する外周面とを有する外側本体と、
前記外側本体に嵌め入れられて拡散接合により前記外側本体に一体的に固定される内側本体と、
前記外側本体および前記内側本体の接合部に形成され、冷媒が流される冷媒流路と、
を備えたことを特徴とする分流子が提供される。

好ましくは、前記冷媒流路が、前記内側本体の外周面の位置に形成された螺旋状流路を含む。

好ましくは、前記螺旋状流路が、前記内側本体の外周面に形成された螺旋溝により画成される。

好ましくは、前記冷媒流路が、前記内側本体の外周面の位置に形成され軸方向に延びる直線状流路を含む。

好ましくは、前記直線状流路が、前記内側本体の外周面に形成された直線溝により画成される。

好ましくは、前記冷媒流路が、前記内側本体の前端面の位置に形成された前端面流路を含む。

好ましくは、前記分流子が、
前記内側本体の内部に形成され、冷媒が供給される供給穴と、
前記内側本体の内部に形成され、前記供給穴および前記前端面流路を連通する連通穴と、をさらに備える。

好ましくは、前記外側本体が、閉止された前端と開放された後端とを有する嵌合穴を内部に有し、
前記内側本体が、前記嵌合穴に後方から嵌め入れられる。

好ましくは、前記内側本体が、前記外側本体より熱伝導率の高い材料から形成される。

本発明によれば、拡散接合による利点を活かして冷却効率を一層向上することができる。

ダイカストマシンを示す概略縦断側面図である。 分流子を示す正面図である。 分流子を示す縦断側面図である。 内側本体を示す側面図である。 第１実施形態の作用を説明するための縦断側面図である。 第２実施形態の分流子を示す縦断側面図である。 第３実施形態の分流子を示す縦断側面図である。 第４実施形態の分流子を示す縦断側面図である。 第４実施形態の内側本体を示す斜視図である。 第５実施形態の分流子を示す縦断側面図である。 第５実施形態の外側本体を示す後面図である。 第６実施形態の分流子を示す縦断側面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る分流子が適用されたダイカストマシンを示す概略縦断側面図である。本実施形態のダイカストマシンＭは横射出式であり、その前後左右上下の各方向を図示する通りとする。分流子１の水平な中心軸Ｃの一端側（図中左側）が前、他端側（図中右側）が後である。なおこれら各方向があくまで説明の便宜上定められたものに過ぎない点に留意されたい。中心軸Ｃの方向を単に軸方向といい、中心軸Ｃを基準とした半径方向および周方向を単に半径方向および周方向という。

本実施形態のダイカストマシンＭは、例えばクラッチハウジングやミッションケース等といった車両部品である製品をダイカスト鋳造するために使用される。しかしながら製品の種類は任意である。本発明は縦射出式のダイカストマシンに適用することも可能である。

図中、符号２は固定型を示し、符号３は、固定型２に対し前後移動可能もしくは近接離反移動可能な可動型を示す。固定型２はダイカストマシンＭの固定プラテン４に固定され、可動型３はダイカストマシンＭの図示しない可動プラテンに固定される。

分流子１は可動型３に固定される。固定型２には、これに可動型３が合わされた際に分流子１が嵌合挿入される円筒状の分流子ブッシュ５と、分流子ブッシュ５の前方に隣接配置された円筒状の湯口スリーブ６とが固定される。固定プラテン４には、湯口スリーブ６の前方に隣接配置された円筒状のマシンスリーブ７が固定される。マシンスリーブ７内にはプランジャチップ８が前後にスライド可能に配置される。これらは分流子中心軸Ｃと同軸に配置される。

鋳造時、プランジャチップ８は後方に移動され、マシンスリーブ７内の溶湯を分流子１に向かって押し出す。この押し出された溶湯は、先ず分流子１の前端面９によって受けられ、次いで分流子１の外周面１０によって、固定型２と可動型３の間に形成された細長いランナー通路１１に案内される。そして溶湯は、ランナー通路１１を経て、やはり固定型２と可動型３の間に形成された製品鋳造室としてのキャビティ１２内に加圧状態で充満される。キャビティ１２内の溶湯が冷却および固化されることで製品が鋳造成形される。

詳しくは後述するが、分流子１の前端面９は凹部１３を有し、分流子１の外周面１０、特にその上部は、凹部１３と連続する溝部１４を有する。凹部１３に受け入れられた溶湯は、溝部１４と分流子ブッシュ５の隙間を通じて後方に案内され、分流子ブッシュ５に形成された連絡溝５Ａを通じた後、ランナー通路１１に至る。よって溝部１４は、溶湯を案内するための案内溝をなす。

溶湯押し出し時に最後方まで移動されたプランジャチップ８と、分流子１の前端面９との間には、図中仮想線で示すような、比較的厚い円盤状のビスケットＢが形成される。このビスケットＢをできるだけ早く冷却および固化させることがサイクルタイムの短縮に重要である。

これに加え、ビスケットＢと、ランナー通路１１で形成されるランナーとの間には、ビスケットＢとランナーを連結する連結体が形成される。連結体は、凹部１３内で形成される凹部内部分と、溝部１４内で形成される溝部内部分と、連絡溝５Ａ内で形成される連絡溝内部分とを含む。特に、凹部内部分と溝部内部分をできるだけ早く冷却および固化させることも、サイクルタイムの短縮に重要である。

次に、分流子１について図２〜４を参照して説明する。

分流子１は、前述の前端面９および外周面１０を有する外側本体２１と、外側本体２１に嵌め入れられて拡散接合により外側本体２１に一体的に固定される内側本体２２と、外側本体２１および内側本体２２の接合部に形成され、冷却水または冷却オイル等の冷媒が流される冷媒流路２３とを備える。

図２は分流子１を前面視したときの正面図、図３は分流子１の縦断左側面図、図４は内側本体２２のみを示す左側面図である。

図２および図３に示すように、外側本体２１は、可動型３に嵌合固定される四角形のベース部２４を有する。ベース部２４から前方に向かって突出される略テーパ状の突出部２５が、ベース部２４の前面部に、かつ中心軸Ｃと同軸に形成されている。突出部２５の前端面が前記前端面９をなし、突出部２５の外周面が前記外周面１０をなす。突出部２５は、前方に向かうにつれ縮径する略テーパ状とされる。

凹部１３は、前端面９において中心軸Ｃ以上の高さ位置に形成されている。すなわち、中心軸Ｃに直交する水平軸Ｃ１を基準として、これと等しいかこれより高い位置に凹部１３は形成されている。従って水平軸Ｃ１より下方に凹部１３は形成されておらず、これにより、凹部１３の形成領域を制限して凹部内部分の容積を減らすことができる。これは凹部内部分ひいてはビスケットＢの冷却を促進するのに有利である。また凹部１３内に浸入する溶湯の量も減らすことができ、材料コストを低減できる。

溝部１４は、凹部１３の上端に滑らかに連続し、凹部１３の幅から軸方向後方に向かうにつれ広幅となるように後方に延びる。外周面１０の後端部は、ベース部２４の前面部に滑らかに繋がるよう略直角上向きに湾曲されている。これに合わせて、溝部１４の後端部も、連絡溝５Ａに滑らかに繋がるよう略直角上向きに湾曲されている。

本実施形態では、図２に示すように、前面視において凹部１３の前端下縁１３Ａの幅中心部が幅両端部より高い位置に位置されるよう、前端下縁１３Ａが上向き凸形状に湾曲されている。そして凹部１３と溝部１４の幅中心が、中心軸Ｃおよび水平軸Ｃ１に直交する垂直軸Ｃ２に対し、左側に向かって所定角度回転した位置に位置される。これは、ランナー通路１１の位置を考慮して、ランナー通路１１にできるだけ最短距離で溶湯を送るためである。しかしながら凹部１３と溝部１４の配置はこのような例に限られず、ランナー通路１１等の位置に応じて適宜変更可能である。

外側本体２１は、嵌合穴２６を内部に有する。嵌合穴２６は、閉止された前端すなわち前端面２６Ａと、開放された後端２６Ｂとを有する。そしてこの嵌合穴２６に内側本体２２が後方から嵌め入れられる。嵌合穴２６は、前方に向かうにつれ縮径される断面円形のテーパ状の穴とされ、中心軸Ｃと同軸である。嵌合穴２６は、前端面２６Ａから後端２６Ｂまで軸方向に延び、且つ周方向に延びるテーパ状の内周面２６Ｃをも有する。内周面２６Ｃに接続する前端面２６Ａの外周縁部には、前端面２６Ａと内周面２６Ｃを滑らかに接続するアール面２６Ｄが形成されている。

内側本体２２は、前記冷媒流路２３の形成箇所を除き、嵌合穴２６にぴったりと嵌め入れられるような、嵌合穴２６に適合した外形を有する。従って、内側本体２２の外形も、前方に向かうにつれ縮径される断面円形のテーパ状とされる。内側本体２２は、これが嵌合穴２６に嵌め入れられたとき、嵌合穴２６の前端面２６Ａ、内周面２６Ｃおよびアール面２６Ｄにそれぞれ接合される前端面２２Ａ、外周面２２Ｃおよびアール面２２Ｄを有する。

内側本体２２は後端面２２Ｅをも有する。本実施形態では、後端面２２Ｅが、外側本体２１の後端面２１Ｅと面一になるよう配置されているが、これは適宜変更可能で、例えば若干突出または没入されていても構わない。

内側本体２２は、拡散接合により外側本体２１に一体的に固定される。拡散接合は周知のように、高温高圧下で両者を押し付け合うことでなされる接合方法で、これによると両者の接合面同士が分子間結合するので、両者を強固に固定もしくは固着できる。本実施形態においては、外側本体２１の前端面２６Ａと内側本体２２の前端面２２Ａ、外側本体２１の内周面２６Ｃと内側本体２２の外周面２２Ｃ、および外側本体２１のアール面２６Ｄと内側本体２２のアール面２２Ｄが、それぞれ互いに接合される接合部ないし接合面をなす。

内側本体２２は、外側本体２１より熱伝導率の高い材料から形成される。本実施形態において、外側本体２１は鉄または鋼（単に鉄という）から形成され、内側本体２２は銅または銅合金（単に銅という）から形成される。このように一般的な材料を用いることで製造コストを低減できるが、必要であれば、これら（特に内側本体２２）を他の材料から形成してもよい。

外側本体２１を鉄から形成したので、高温の溶湯（本実施形態ではアルミまたはアルミ合金、単にアルミという）が頻繁に接触する外側本体２１に対し、十分な耐久性を付与することができる。また内側本体２２を銅から形成したので、溶湯から外側本体２１に伝わった熱を内側本体２２に効率よく迅速に伝達し、分流子１の冷却効率を向上し、結果として溶湯の冷却速度を上げることができる。

さて、本実施形態は、外側本体２１および内側本体２２の接合部に冷媒流路２３を形成した点が主な特徴である。以下この特徴について詳細に説明する。

図３および図４に示すように、冷媒流路２３は、内側本体２２の外周面２２Ｃの位置に形成された螺旋状流路３０を含む。ここで「内側本体２２の外周面２２Ｃの位置に形成された螺旋状流路３０」とは、内側本体２２の外周面２２Ｃの位置において、流路３０が内側本体２２に形成されている場合のみならず、外側本体２１に形成されている場合をも含む意味である。

本実施形態の螺旋状流路３０は、内側本体２２の外周面２２Ｃに形成された螺旋溝３１により画成される。より厳密には、螺旋状流路３０は、螺旋溝３１と、螺旋溝３１を半径方向外側から閉止し滑らかなテーパ面からなる外側本体２１の内周面２６Ｃとにより画成される。

螺旋溝３１は、後方から前方に向かうにつれ、前面視で時計回り方向に回転するような螺旋状に形成されている。但し回転方向は逆でもよい。図３において、左側（紙面厚さ方向手前側）に位置する螺旋溝３１を一点鎖線で示し、右側（紙面厚さ方向奥側）に位置する螺旋溝３１を破線で示す。螺旋溝３１は、内側本体２２の後端面２２Ｅ付近の位置から、前端面２２Ａ付近の位置まで延びている。螺旋溝３１の断面形状は、本実施形態では半円形とされているが、他の形状、例えば四角形等とされてもよい。こうした螺旋溝３１は、内側本体２２の外側本体２１への嵌合前に、内側本体２２に容易に機械加工することができる。

図３および図４に示すように、冷媒流路２３は、内側本体２２の前端面２２Ａの位置に形成された前端面流路３２をも含む。この「内側本体２２の前端面２２Ａの位置に形成された前端面流路３２」も、前記同様、内側本体２２の前端面２２Ａの位置において、流路３２が内側本体２２に形成されている場合のみならず、外側本体２１に形成されている場合をも含む意味である。

本実施形態の前端面流路３２は、内側本体２２の前端面２２Ａに形成された前端面溝３３により画成される。より厳密には、前端面流路３２は、前端面溝３３と、前端面溝３３を外側から閉止し滑らかな面からなる外側本体２１の前端面２６Ａ、アール面２６Ｄおよび内周面２６Ｃとにより画成される。

前端面溝３３は、前端面２２Ａの中心部に位置された上流端から半径方向外側、特に上側に向かって延び、そのまま直線的にアール面２２Ｄおよび外周面２２Ｃに沿って延び、螺旋溝３１の上流端３１Ａないし前端に連通して終端する。すなわち前端面溝３３の下流端は螺旋溝３１の上流端３１Ａに接続する。前端面溝３３の断面形状も、本実施形態では半円形とされているが、他の形状、例えば四角形等とされてもよい。前端面溝３３も、内側本体２２の外側本体２１への嵌合前に、内側本体２２に容易に機械加工することができる。

他方、内側本体２２の内部には、冷媒が供給される供給穴３４と、供給穴３４および前端面流路３２を連通する連通穴３５とが形成されている。

供給穴３４は、中心軸Ｃと同軸に軸方向に延びて形成され、比較的大きな内径を有する。供給穴３４は、後端面２２Ｅの位置で開放され、その後端部には、後述する冷媒供給装置が嵌合挿入される拡径部３６が設けられている。供給穴３４の前端面は前向き凸の半球状に形成されている。この供給穴３４の最前端と、前端面溝３３の上流端とを連通すべく、供給穴３４より小径の連通穴３５が、中心軸Ｃと同軸に軸方向に延びて貫通形成されている。これら供給穴３４と連通穴３５も、内側本体２２の外側本体２１への嵌合前に、内側本体２２に容易に機械加工でき、特に後方から容易にドリル加工等することができる。

また内側本体２２の内部には、螺旋溝３１の後端ないし下流端３１Ｂから冷媒を排出するための排出穴３７が形成されている。

排出穴３７は、螺旋溝３１の下流端３１Ｂから後端面２２Ｅまで延び、途中で屈曲する略Ｌ字状の穴からなる。排出穴３７の後端部には、後述する冷媒排出装置が嵌合挿入される拡径部３８が形成されている。この排出穴３７も、内側本体２２の嵌合前に、内側本体２２に容易にドリル加工することができる。

図５は、供給穴３４に冷媒供給装置４０が、排出穴３７に冷媒排出装置５０が取り付けられた状態を示す。冷媒供給装置４０は、供給穴３４の拡径部３６に液密に嵌合挿入される入口管４１と、入口管４１の後端部に固定された基部４２と、基部４２に形成された冷媒導入口４３と、冷媒導入口４３に連通され、基部４２から接続管４１内ひいては供給穴３４内に同軸かつ前方に延びる冷媒吐出管４４とを備える。冷媒吐出管４４は、供給穴３４より小径とされると共に、供給穴３４の前端部付近の位置まで延びている。そして冷媒を連通穴３５内に向かって吐出するよう配置されている。冷媒導入口４３には、外部供給装置（図示せず）から送られてきた新規かつ相対的に低温の冷媒が連続的に導入される。

冷媒排出装置５０は、排出穴３７の拡径部３８に液密に嵌合挿入される出口管５１を備える。接続管５１から外部排出装置（図示せず）に向かって、冷却使用後の相対的に高温の冷媒が連続的に排出される。

なお、可動型３には、分流子１の後方に突出する冷媒供給装置４０と冷媒排出装置５０を収容する開口部（図示せず）が設けられている。

図３に示すように、溝部１４の底面と外側本体２１の内周面２６Ｃ（または内側本体２２の外周面２２Ｃ）との間隔ｔ１は一定とされ、凹部１３の底面と外側本体２１の前端面（内側前端面）２６Ａ（または内側本体２２の前端面２２Ａ）との間隔ｔ２は一定とされ、外側本体２１の前端面（外側前端面）９と前端面（内側前端面）２６Ａ（または内側本体２２の前端面２２Ａ）との間隔ｔ３は一定とされている。これにより溶湯から均一に且つ効率よく熱を奪うことができる。

次に、本実施形態の作用を説明する。

図５に矢印で示すように、冷媒供給装置４０の冷媒導入口４３に導入された新規かつ低温の冷媒は、冷媒吐出管４４内を通じた後、冷媒吐出管４４の前端開口から前向きに吐出される。吐出された冷媒は、直線的に連通穴３５を通過した後、前端面溝３３の上流端に至り、そこで外側本体２１の前端面２６Ａと衝突する。このように供給直後の新規かつ低温の冷媒を最初に前端面２６Ａに衝突させることができるので、その裏側に形成されるビスケットＢおよび凹部内部分の冷却を迅速に行うことができる。

なお、冷媒吐出管４４から吐出され連通穴３５に進入しなかった冷媒は、冷媒吐出管４４と供給穴３４の隙間内で循環され、内側本体２２から熱を奪う。

その後冷媒は、前端面溝３３に沿って上方に流れ、この過程でもビスケットＢおよび凹部内部分を冷却する。次いで冷媒は、螺旋溝３１の上流端３１Ａに至り、螺旋溝３１に沿って後方に流れる。この螺旋状の流れにより、外側本体２１の外周面１０の周りに位置する溶湯と、溝部１４内に位置する溶湯とを効果的に冷却することができる。

螺旋溝３１から排出穴３７に至った冷却使用後の高温の冷媒は、冷媒排出装置５０を通じて外部に排出される。

上記構造によれば、分流子１の周囲に位置する溶湯の熱は、最初に外側本体２１に伝達される。そしてその熱は、外側本体２１と内側本体２２の接合部においては内側本体２２に伝達され、外側本体２１と内側本体２２の非接合部、すなわち螺旋状流路３０および前端面流路３２の形成箇所においては、冷媒に伝達される。銅製の内側本体２２より液体の冷媒の方が、単位時間当たりの吸熱量が大きいことが実験的または経験的に判明している。従って、外側本体２１と内側本体２２の接合部に螺旋状流路３０および前端面流路３２を形成することにより、分流子１の冷却効率を一層向上することができる。

しかも、上記螺旋状流路３０のような複雑形状の流路を分流子内部に形成することは、単一部品の分流子では実際上不可能か極めて困難である。本実施形態では、予め螺旋溝３１等が機械加工された内側本体２２を外側本体２１に嵌め入れて拡散接合により固定するので、拡散接合による利点を十分に活かしつつ、分流子内部に複雑形状の流路を形成して、分流子の冷却効率を一層向上することができる。

また、本実施形態では冷媒により、内側本体２２を内側だけでなく、外側からも冷却できる。よって、内側本体２２を迅速に冷却でき、分流子１の冷却効率を一層向上することができる。

また、前端面流路３２を流れる冷媒により、ビスケットＢおよび凹部内部分から素早く熱を奪ってそれらを迅速に冷却できる。螺旋状流路３０を流れる冷媒により、外側本体２１の外周面１０周囲の溶湯と溝部１４内の溶湯とから素早く熱を奪ってそれらを迅速に冷却できる。よって溶湯の冷却速度を上げ、サイクルタイムを短縮できる。

さらに、螺旋状流路３０を形成したことにより、内側本体２２の周りで冷媒をスムーズに流すことができ、冷媒流れの圧力損失を低減し、冷媒を大流量で流すことが可能となる。このことも、分流子の冷却効率向上に非常に有利である。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。なお前記第１実施形態と同様の部分については図中同一符号を付して説明を割愛し、以下、第１実施形態との相違点を主に説明する。この点、後述の他の実施形態も同様である。

図６に示すように、本実施形態の分流子１においては、前述の前端面流路３２がなく、螺旋溝３１により画成される螺旋状流路３０のみが形成されるようになっている。供給穴３４は第１実施形態のものより小径とされ、供給穴３４の後端部の拡径部３６には、前記出口管５１と同様の入口管（図示せず）が液密に嵌合挿入される。この入口管が冷媒供給装置をなす。

供給穴３４の下流端と螺旋溝３１の上流端３１Ａとは直線状の連通穴５５により連通されている。連通穴５５は、内側本体２２の嵌合前に、内側本体２２に容易にドリル加工することができる。

図６に矢印で示すように、供給穴３４を通じて前方に流れてきた新規の冷媒は、連通穴５５を通過した後、螺旋溝３１の上流端３１Ａに至る。そして螺旋溝３１に沿って外周面２２Ｃ上を流れ、この過程で、内側本体２２の外周面２２Ｃの周囲の熱を奪う。その後冷媒は、出口管５１（図示せず）を通じて外部に排出される。螺旋溝３１に沿う螺旋状の流れにより、特に外側本体２１の外周面１０の周りに位置する溶湯と、溝部１４内に位置する溶湯とを効果的に冷却することができる。

このように本実施形態によっても、第１実施形態と略同様の作用効果を発揮できる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。図７に示すように、本実施形態の分流子１においては、前述の前端面流路３２がなく、螺旋溝３１により画成される螺旋状流路３０のみが形成されるようになっている。螺旋状流路３０は、後方から前方に向かって螺旋状に冷媒を流す往側流路５６と、前方から後方に向かって螺旋状に冷媒を流す復側流路５７とに区分される。両者は互いに連続される。往側流路５６と復側流路５７とは軸方向に交互に配置され、結果的に螺旋状流路３０の螺旋ピッチは略半分となる。

分流子１の後端部付近に位置する往側流路５６の上流端、具体的には螺旋溝３１の上流端３１Ａには、排出穴３７と同様に構成された略Ｌ字状の供給穴３４が接続される。供給穴３４の後端部の拡径部３６には、前記出口管５１と同様の入口管（図示せず）が液密に嵌合挿入される。

図７に矢印で示すように、入口管から導入された新規の冷媒は、供給穴３４を通じた後、螺旋溝３１の上流端３１Ａに至る。そして、往側流路５６をなす螺旋溝３１に沿って前方に向かって流れ、内側本体２２の前端部付近に位置する下流端に達した後、今度は復側流路５７をなす螺旋溝３１に沿って後方に向かって流れ、内側本体２２の後端部付近に位置する下流端３１Ｂに至る。その後冷媒は、出口管５１（図示せず）を通じて外部に排出される。

本実施形態では新規の冷媒を最初から内側本体２２の外周面２２Ｃの周りに流すようにしたので、外側本体２１の半径方向外側に位置する溶湯の冷却をより迅速に行うことができる。また、隣り合う往側流路５６と復側流路５７で対向流を形成することができ、このことも当該溶湯の冷却に有利と考えられる。

また、往側流路５６と復側流路５７が互いに隣接したほぼ同様の螺旋状流路からなるため、仮に誤って冷媒供給装置４０と冷媒排出装置５０を逆に取り付け、復側流路５７に冷媒を供給し、往側流路５６から冷媒を排出する流れとした場合でも、これによる悪影響を最小限とすることができる。

このように本実施形態によっても、第１実施形態と略同様の作用効果を発揮できる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を説明する。図８および図９に示すように、本実施形態の分流子１においては、前述の螺旋状流路３０の代わりに直線状流路５０が形成されている。すなわち冷媒流路２３は、内側本体２２の外周面２２Ｃの位置に形成された直線状流路５０を含む。ここで「内側本体２２の外周面２２Ｃの位置に形成された直線状流路５０」とは、内側本体２２の外周面２２Ｃの位置において、流路５０が内側本体２２に形成されている場合のみならず、外側本体２１に形成されている場合をも含む意味である。

本実施形態の直線状流路５０は、内側本体２２の外周面２２Ｃに形成された直線溝５１により画成される。より厳密には、直線状流路５０は、直線溝５１と、直線溝５１を半径方向外側から閉止し滑らかなテーパ面からなる外側本体２１の内周面２６Ｃとにより画成される。

直線溝５１は、内側本体２２の外周面２２Ｃに沿って前方から後方に延びる直線状の溝である。直線溝５１の断面形状は、本実施形態では半円形とされているが、他の形状、例えば四角形等とされてもよい。直線溝５１も、内側本体２２の嵌合前に、内側本体２２に容易に機械加工することができる。本実施形態では、周方向に等間隔で、上下左右の位置に、複数（具体的には四つ）の直線溝５１が形成されている。

本実施形態の分流子１は、前述の前端面流路３２、供給穴３４および連通穴３５を備える。但し前端面流路３２については変更がなされており、中心の連通穴３５すなわち上流端の位置から各直線溝５１に延びる複数（具体的には四つ）の前端面溝３３が形成される。前端面溝３３は全体として十字状に形成されている。供給穴３４には前述の冷媒供給装置４０（図示せず）が接続される。

Ｌ字状の排出穴３７は、各直線溝５１に対し個別に設けられている。本実施形態において、直線溝５１の後端は内側本体２２の後端面２２Ｅの位置で開放されているが、これは、分流子１が可動型３に固定されたとき可動型３によって閉止される。図示しないが代替的に、直線溝５１の後端を、後端面２２Ｅの位置で開放させず、後端面２２Ｅの直前の位置で閉止する閉止端としてもよい。

図８に矢印で示すように、連通穴３５を直線的に通過した新規の冷媒は、前端面溝３３の上流端で外側本体２１の前端面２６Ａと衝突した後、四つの前端面溝３３に沿って放射状に流れ、各直線溝５１に至る。そして各直線溝５１に沿って後方に向かってスムーズに流れる。この直線状の流れによっても、外側本体２１の半径方向外側に位置する溶湯を効果的に冷却できる。各直線溝５１から各排出穴３７に至った冷却使用後の高温の冷媒は、冷媒排出装置５０（図示せず）を通じて外部に排出される。

このように本実施形態によっても、第１実施形態と略同様の作用効果を発揮できる。特に、螺旋状流路３０に代わって直線状流路５０を形成することにより、流路もしくは溝の加工が容易となり、製造コストを低減できる。なお、直線溝５１および前端面溝３３の数や配置等は変更可能である。

［第５実施形態］
次に、図１０および図１１を参照して、本発明の第５実施形態を説明する。なお図１１は、内側本体２２を取り外して外側本体２１のみを後方から見たときの後面図である。本実施形態においては、直線状流路５０と前端面流路３２が設けられているが、これらは内側本体２２に形成された溝ではなく、外側本体２１に形成された溝によって画成されている。つまり、内側本体２２の外周面２２Ｃおよび前端面２２Ａに溝はなく、それらは滑らかな面とされている。

直線状流路５０は、外側本体２１の内周面２６Ｃに形成された直線溝６１により画成される。また前端面流路３２は、外側本体２１の前端面２６Ａに形成された前端面溝６２により画成される。これら溝６１，６２の断面形状は半円状であるが、他の形状であってもよい。このように、外側本体２１に冷媒流路２３を形成することも可能である。

第４実施形態では上下左右の位置に直線状流路５０を形成した。しかしながら、内側本体２２の頂縁より半径方向外側に位置する外側本体２１の肉厚（間隔ｔ１）が比較的少ないことから、本実施形態では、当該肉厚を減らさぬよう、直線状流路５０の位置を軸回りに変更している。具体的には、第４実施形態の四つの直線状流路５０を軸回りに所定角度（本実施形態では４５°）回転させた位置に、本実施形態の四つの直線状流路５０を設けている。但し、所定角度は必ずしも４５°でなくてもよく、また、複数の直線状流路５０は必ずしも周方向に等間隔で配置されていなくてもよい。

この変更に伴い、図１１に示すように、前端面流路３２の流路形状も、第４実施形態の十字状からＸ字状に変更されている。

内側本体２２の内部には第１実施形態と同様の供給穴３４および連通穴３５が形成されている。供給穴３４には第１実施形態と同様の冷媒供給装置４０（図示せず）が接続される。

冷媒排出部に関して、外側本体２１の後端部付近の内周面２６Ｃには、四つの直線溝６１に連通するリング状の連通溝６０が形成されている。そしてこの連通溝６０に連通して、左側の一箇所に、左右方向に延びる直線状の排出穴３７が設けられている。排出穴３７の出口端は、外側本体２１のベース部２４の左側面において開口している。排出穴３７の出口端部には拡径部３８が形成され、ここに冷媒排出装置５０をなす出口管５１（図示せず）が液密に装着される。

このように本実施形態では側方から冷媒を排出するようになっている。かかる横出しの構成は前述の第１〜第４実施形態に適用することも可能である。

直線溝６１、前端面溝６２および連通溝６０は、内側本体２２の嵌合前に、外側本体２１に容易に機械加工することができる。また排出穴３７も内側本体２２の嵌合前に、外側本体２１に容易にドリル加工することができる。

図１０に矢印で示すように、連通溝６０に至るまでの冷媒の流れは第４実施形態と同様である。各直線状流路５０から連通溝６０に至った冷媒は、連通溝６０から排出穴３７に流入し、冷媒排出装置５０（図示せず）を通じて外部に排出される。

このように本実施形態によっても、第１実施形態と略同様の作用効果を発揮できる。なお、本実施形態では機械加工の容易性を考慮して外側本体２１の内周面２６Ｃに直線溝６１を形成したが、これに代えて螺旋溝を形成し、螺旋状流路を設けてもよい。本実施形態において、直線溝６１の後端は外側本体２１の後端面２１Ｅの位置で開放されている。しかしながら図示省略するが、代替的に、直線溝６１の後端を、後端面２１Ｅの位置で開放させず、後端面２１Ｅの直前位置で閉止する閉止端としてもよい。

［第６実施形態］
次に、図１２を参照して、本発明の第６実施形態を説明する。本実施形態においても、直線状流路５０と前端面流路３２が設けられている。そしてこれらは、互いに相補する内側本体２２に形成された溝と、外側本体２１に形成された溝との組み合わせによって画成されている。

本実施形態においては、直線状流路５０が第４実施形態の直線溝５１と、外側本体２１の内周面２６Ｃに形成された直線溝６１とにより画成される。詳細には、断面半円状の直線溝５１および６１を組み合わせて全体として断面円形の直線状流路５０を画成している。

同様に本実施形態においては、前端面流路３２が第４実施形態の前端面溝３３と、外側本体２１の前端面２６Ａに形成された前端面溝６２とにより画成される。詳細には、断面半円状の前端面溝３３および６２を組み合わせて全体として断面円形の前端面流路３２を画成している。

このように、外側本体２１と内側本体２２の両方に冷媒流路２３を形成することも可能である。なお本実施形態では外側本体２１の肉厚の制約がないことから、第４実施形態と同様、上下左右の位置に計四つの直線状流路５０を形成している。

他の点は第４実施形態と略同様である。本実施形態によっても、第１実施形態と略同様の作用効果を発揮できる。特に、外側本体２１と内側本体２２の両方に冷媒流路２３を形成すると、冷媒流路２３の流路断面積を増加し、冷媒流量を増加できる利点がある。

本実施形態において、直線溝５１，６１の後端は内側本体２２および外側本体２１の後端面２２Ｅ，２１Ｅの位置で開放されている。しかしながら図示省略するが、代替的に、直線溝５１，６１の後端を、後端面２２Ｅ，２１Ｅの位置で開放させず、後端面２２Ｅ，２１Ｅの直前位置で閉止する閉止端としてもよい。

以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明は以下のような他の実施形態も可能である。

（１）例えば、冷媒流路２３の変形例は様々考えられる。例えば内側本体２２の外周面２２Ｃの位置に、螺旋状流路３０と直線状流路５０を組み合わせて形成してもよい。内側本体２２の外周面２２Ｃの位置に形成された冷媒流路２３を、螺旋および直線以外の形状にすることも可能である。

（２）第２および第３実施形態に前端面流路３２を設けてもよい。また内側本体２２の外周面２２Ｃの位置に形成された冷媒流路２３から前端面流路３２に冷媒を供給するようにしてもよい。

（３）凹部１３と溝部１４は、省略してもよいし、形状または配置を変更してもよい。

前述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 分流子
９ 前端面
１０ 外周面
２１ 外側本体
２２ 内側本体
２２Ｃ 外周面
２３ 冷媒流路
２６ 嵌合穴
２６Ａ 前端面
２６Ｂ 後端
３０ 螺旋状流路
３１ 螺旋溝
３２ 前端面流路
３４ 供給穴
３５ 連通穴
５０ 直線状流路
５１ 直線溝

Claims (9)

1. 溶湯を受ける前端面と、前記前端面にて受けられた溶湯を軸方向後方に案内する外周面とを有する外側本体と、
   前記外側本体に嵌め入れられて拡散接合により前記外側本体に一体的に固定される内側本体と、
   前記外側本体および前記内側本体の接合部に形成され、冷媒が流される冷媒流路と、
   を備えたことを特徴とする分流子。
2. 前記冷媒流路が、前記内側本体の外周面の位置に形成された螺旋状流路を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の分流子。
3. 前記螺旋状流路が、前記内側本体の外周面に形成された螺旋溝により画成される
   ことを特徴とする請求項２に記載の分流子。
4. 前記冷媒流路が、前記内側本体の外周面の位置に形成され軸方向に延びる直線状流路を含む
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の分流子。
5. 前記直線状流路が、前記内側本体の外周面に形成された直線溝により画成される
   ことを特徴とする請求項４に記載の分流子。
6. 前記冷媒流路が、前記内側本体の前端面の位置に形成された前端面流路を含む
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の分流子。
7. 前記内側本体の内部に形成され、冷媒が供給される供給穴と、
   前記内側本体の内部に形成され、前記供給穴および前記前端面流路を連通する連通穴と、をさらに備える
   ことを特徴とする請求項６に記載の分流子。
8. 前記外側本体が、閉止された前端と開放された後端とを有する嵌合穴を内部に有し、
   前記内側本体が、前記嵌合穴に後方から嵌め入れられる
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の分流子。
9. 前記内側本体が、前記外側本体より熱伝導率の高い材料から形成される
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の分流子。

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