JP3998610B2

JP3998610B2 - Mold cooling structure and mold cooling method

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Publication number: JP3998610B2
Application number: JP2003204934A
Authority: JP
Inventors: 龍介井澤
Original assignee: Ryobi Ltd
Current assignee: Ryobi Ltd
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: JP2005046864A; WO2005011895A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金型冷却構造及び金型冷却方法に関し、特に、金型内の所定の位置に冷却媒体流路が形成され、冷却媒体流路に冷却媒体を流すことによって金型内の当該所定の位置及び金型全体を冷却する金型冷却構造及び当該冷却構造を用いて行う金型冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金型内に冷却媒体流路が形成され、油や水等の冷却媒体が冷却媒体流路内に流されることによって金型が冷却される金型冷却構造が知られている。
【０００３】
国際公開第ＷＯ０２／００３７５号パンフレットには、金型内に冷却媒体流路が形成されたダイカスト金型冷却構造が記載されている。ダイカスト金型冷却構造は、固定ダイスを有する固定金型と、可動ダイスを有する可動金型とを備えており、可動ダイスと固定ダイスとによってキャビティが画成される。固定ダイス、可動ダイスのキャビティを画成する分割面は、鋳造品の表面形状に倣った凹凸部を有しており、固定ダイス、可動ダイスのキャビティを画成する面とは反対側の裏面には、それぞれ深溝部が形成されている。深溝部の凹凸部相当位置には、凹凸部の形状に倣って凹凸が形成されており、このことにより凹凸部相当位置の固定ダイス、可動ダイスの肉厚は、それぞれ略一定になっている。
【０００４】
また、固定ダイス、可動ダイスの裏面の深溝部内には、それぞれ仕切り板が設けられており、凹凸部相当位置に対向する仕切り板の部分は、凹凸部の形状に倣って凹凸が成形されている。このため、固定ダイス、可動ダイスと仕切り板との間には、固定ダイス、可動ダイスと仕切り板とによって画成される冷却媒体流路が画成され、固定ダイス、可動ダイスの凹凸部の位置においては、冷却媒体流路の形状は凹凸部の形状に倣っている。このため、冷却媒体流路内に冷却媒体を流すことによって、凹凸部の位置を効率よく冷却することができる。
【０００５】
特開平５−３２９６１０号公報には、冷却ブロックを金型内に備える溶湯鍛造用金型の冷却構造が記載されている。冷却ブロックは、可動金型及び固定金型にそれぞれ設けられており、可動金型、固定金型内において移動可能である。冷却ブロック内には、冷却媒体流路が形成されている。溶湯をキャビティに注入するときには、固定ダイス、可動ダイスを構成しキャビティを画成する隔壁部から、所定距離だけ離れた位置に冷却ブロックが配置され、溶湯の注入後には、冷却ブロックが隔壁部に当接させられ、冷却ブロック内の冷却媒体流路に冷却媒体を流すことによって、隔壁部を介してキャビティ内の溶湯を冷却することができるように構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ０２／００３７５号パンフレット（８頁〜１２頁、図３、図５、図６）
【特許文献２】
特開平５−３２９６１０号公報（２頁〜４頁、図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平５−３２９６１０号公報記載のダイカスト金型冷却構造では、隔壁部の金型内方の位置に冷却ブロックが設けられているため、隔壁部に冷却ブロックが当接した状態であっても、冷却ブロック内の冷却媒体流路からキャビティまでの距離が必然的に長くなってしまい、金型の所望の位置を効率よく冷却することができなかった。
【０００８】
また、国際公開第ＷＯ０２／００３７５号パンフレット記載のダイカスト金型冷却構造のように、効率よく冷却を行うために、キャビティを構成する固定ダイス、可動ダイスの凹凸部の部分の肉厚を薄くし、凹凸部に倣った形状として、キャビティから冷却媒体流路までの距離を極力短くすると、鋳造圧が高い場合に凹凸部が鋳造圧に負けて変形したり、割れたりするという問題が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明は、キャビティ内に充填された溶湯を効率よく冷却でき、溶湯の充填時に、キャビティを画成するダイスの部分であって、冷却媒体流路が形成されている部分に変形が生ずることを防止する金型冷却構造及び当該冷却構造を用いて行う金型冷却方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、ホルダ１１及び該ホルダ１１に固定されたダイス１２、１２′とを備える金型１、１′を有し、該ダイス１２、１２′はキャビティを画成し、該金型１、１′には冷却ブロック収容空間１２ｂが形成され、内部に冷却媒体流路１３ａ、３１ａ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃが形成された冷却ブロック１３、１３′が該冷却ブロック収容空間１２ｂに収容・固定される金型冷却構造において、該冷却ブロック収容空間１２ｂは、該キャビティの凹凸形状に倣い該ダイス１２、１２′のキャビティ相当部１２ａを薄肉部とするキャビティ倣い空間部１２ｃを有し、該冷却ブロック１３、１３′の一部は、該キャビティ倣い空間部１２ｃ内に収容されて、該冷却ブロック１３、１３′の該一部と該キャビティ倣い空間部１２ｃとの間で冷却媒体通路１３ｆ、１３ｆ′が提供され、該冷却媒体通路１３ｆ、１３ｆ′は該冷却媒体流路１３ａ、３１ａ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃに連通し、該冷却ブロック１３、１３′の該一部からは、該キャビティ倣い空間部１２ｃを画成するダイス内面に当接する突出部１３Ｅ〜１３Ｉ、１３Ｅ′〜１３Ｇ′が少なくとも１個突設されて、該冷却媒体通路１３ｆ、１３ｆ′を部分的に仕切る金型冷却構造を提供している。
【００１１】
ここで、該少なくとも一方の金型１の内部には、該冷却ブロック収容空間１２ｂに連通すると共に該少なくとも一方の金型１の外部に開口するマニホールドブロック収容空間１２ｉが形成され、該マニホールドブロック収容空間１２ｉには、内部にマニホールド流路１４ａ、１４ａ′が形成されたマニホールドブロック１４が、該冷却ブロック１３、１３′に隣接して且つ該冷却ブロック１３、１３′の冷却媒体流路１３ａ、３１ａ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃに該マニホールド流路１４ａ、１４ａ′が直接連通するように収容され、該金型１、１′外部から冷却媒体供給パイプと冷却媒体排出パイプが該マニホールド流路１４ａ、１４ａ′に接続されることが好ましい。
【００１２】
また、該マニホールドブロック収容空間１２ｂは、該少なくとも一方の金型１の該ホルダ１１の側面１１Ａに開口し、該マニホールドブロック収容空間１２ｂに収容された該マニホールドブロック１４の外端１４Ｃは、該ホルダ１１の外面１１Ａと略同一面上にあるか該ホルダの外面よりも内方に位置していることが好ましい。
【００１３】
また、本発明は、可動ホルダ及び該可動ホルダに固定された可動ダイスを備える可動金型と、固定ホルダ１１及び該固定ホルダ１１に固定された固定ダイス１２、１２′を備える固定金型１とを備え、該可動金型と該固定金型１、１′の少なくとも一方の内部には冷却ブロック収容空間１２ｂが形成され内部に冷却媒体流路１３ａ、３１ａ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３３ａ、３３ｂ、３３ｃが形成された冷却ブロック１３、１３′が、該冷却ブロック収容空間１２ｂに収容される金型冷却構造において、該少なくとも一方の金型１、１′の内部には、該冷却ブロック収容空間１２ｂに連通すると共に該少なくとも一方の金型１、１′の外部に開口するマニホールドブロック収容空間１２ｉが形成され、該マニホールドブロック収容空間１２ｉには、内部にマニホールド流路１４ａ、１４ａ′が形成されたマニホールドブロック１４が、該冷却ブロック１３、１３′に隣接して且つ該冷却ブロック１３、１３′の冷却媒体流路１３ａ、１３ａ′に該マニホールド流路１４ａ、１４ａ′が直接連通するようにして収容され、該金型１、１′外部から冷却媒体供給パイプと冷却媒体排出パイプが該マニホールド流路１４ａ、１４ａ′に接続される金型冷却構造を提供している。
【００１４】
また、本発明は、上記金型冷却構造を用いて行う金型冷却方法を提供している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造及び金型冷却方法について、図１乃至図１０に基づき説明する。金型冷却構造は、より具体的にはダイカスト金型冷却構造であり、図１に示されるような固定金型１と、固定金型１に対向配置され固定金型１に対して離接可能な図示せぬ可動金型とを備える。固定金型１は、図１に示されるように、固定ホルダ１１と固定ダイス１２とを備えており、固定ダイス１２は固定ホルダ１１に固定される。
【００１６】
図示せぬ可動金型は、固定金型１と同様に、図示せぬ可動ホルダと図示せぬ可動ダイスとを備えており、可動ダイスは可動ホルダに固定される。図示せぬ可動ダイスが固定ダイス１２に接近してゆき、可動ダイスと固定ダイス１２とが互いに当接することによってキャビティが形成され、鋳造が行われるように構成されている。なお、図１〜図３では、説明の便宜のために、固定ホルダ１１、固定ダイス１２の一部を切取ったカットモデルを示しており、実際には、固定ホルダ１１内に固定ダイス１２が収容され固定され、固定ダイス１２は、図１、図２において破線で示されるように、その周囲が固定ホルダ１１によってとり囲まれている。
【００１７】
固定ダイス１２は、図４〜図６に示されるように外形が略直方体形状をなしており、固定ダイス１２の一の面は分割面１２Ａをなし、キャビティを画成する。従って、分割面１２Ａには、略円形状の凹部とその中央位置に設けられた凸部とからなる鋳造品の形状に倣った凹凸部１２ａが２つ設けられている。同様に図示せぬ可動ダイスも略直方体形状をなしており、図示せぬ可動ダイスの一の面は凹凸部が２つ設けられた分割面をなし、キャビティを画成する。なお、凹凸部１２ａが２つ設けられているのは、この金型が２つの鋳造品を同時に鋳造可能ないわゆる２個取りのタイプだからである。
【００１８】
図５に示されるように、略直方体形状をした固定ダイス１２の分割面１２Ａと対向する裏面１２Ｂには、冷却ブロック収容空間１２ｂが形成されている。冷却ブロック収容空間１２ｂは穿設加工により形成され、裏面１２Ｂから分割面１２Ａの方向へ窪んだ略直方体形状をなしており、後述する略直方体形状の冷却ブロック１３の外形に一致する。冷却ブロック収容空間１２ｂには、冷却ブロック１３が収容され固定される。冷却ブロック収容空間１２ｂは、図５に示される固定ダイス１２の左右の位置に２つ形成されており、それぞれ、固定ダイス１２の左右側面方向に開口するとともに固定ダイス１２の裏面１２Ｂ方向に開口する。
【００１９】
また、図５に示されるように、冷却ブロック収容空間１２ｂにおける凹凸部１２ａ（図４）の相当位置には、分割面１２Ａ（図４）と裏面１２Ｂ（図５）とを結ぶ方向における固定ダイス１２の厚さが薄肉となるように、凹凸部１２ａの形状に倣った円弧状凹部１２ｃが形成されている。円弧状凹部１２ｃは、穿設加工により裏面１２Ｂから分割面１２Ａに向かって窪んで形成されており、環状をした凹部を直径位置で二つに分けたような２つの対称形状の円弧状をなしている。円弧状凹部１２ｃにおいて最も分割面１２Ａに近い位置である底の位置における固定ダイス１２の厚さは４ｍｍ〜１０ｍｍであり、従来１５ｍｍ〜２０ｍｍであったものと比較すると、大幅に薄くなっている。円弧状凹部１２ｃはキャビティ倣い空間部に相当する。
【００２０】
円弧状凹部１２ｃの半径方向外方の位置には、円弧状凹部１２ｃと同軸的な位置関係で円弧状凹部１２ｃを取囲むようにして、円弧状凹部１２ｃよりもはるかに浅い環状のオイルシール用Ｏリング溝１２ｄが形成されている。オイルシール用Ｏリング溝１２ｄには、冷却ブロック収容空間１２ｂに冷却ブロック１３が収容されるときに、予め図示せぬＯリングがはめ込まれ、冷却ブロック１３と固定ダイス１２とによってＯリングが挟まれることによって、後述の冷却媒体通路１３ｆをなす円弧状凹部１２ｃ内を流れる冷却媒体がＯリングの位置よりも円弧状凹部１２ｃの半径方向外方へと流出しないようにシールできるように構成されている。
【００２１】
また、固定ダイス１２の内部には、図６に示されるように、複数の固定ダイス流路１２ｅが形成されている。固定ダイス流路１２ｅは、固定ダイス１２内部で分岐しており、固定ダイス１２の所定の位置を冷却することにより、キャビティ内に充填された溶湯の所定の位置を、効果的に冷却することができるように構成されている。分岐した固定ダイス流路１２ｅには、冷却ブロック収容空間１２ｂに向けて開口する開口部１２ｆ、１２ｇを有するものがある。なお、図４〜６に示されるように、固定ダイス１２の側面には開口が形成されているが、これは固定ダイス流路１２ｅを形成するための穴であり、固定ダイス流路１２ｅから外部に冷却油が流出しないように、シールテープを巻いたプラグが挿入される。
【００２２】
また、固定ホルダ１１（図１）内部には、冷却ブロック収容空間１２ｂに連通すると共に固定ホルダ１１外部に開口するマニホールドブロック収容空間１２ｉが形成されており、マニホールドブロック収容空間１２ｉ内には、後述のマニホールドブロック１４が収容される。
【００２３】
冷却ブロック１３は、図７〜図９に示されるように、冷却ブロック収容空間１２ｂ（図５）の形状に一致する略直方体形状をしている。図１〜図３に示されるように、２つの冷却ブロック１３が冷却ブロック収容空間１２ｂにそれぞれ収容され固定されているときには、冷却ブロック１３の裏面１３Ａ（図８）は固定ダイス１２の裏面１２Ｂ（図５）と面一になり、固定ダイス１２の裏面１２Ｂから冷却ブロック１３の裏面１３Ａが突出せず、全体として平坦面となるように構成されている。冷却ブロック１３の冷却ブロック収容空間１２ｂ内への固定は、冷却ブロック１３を固定ダイス１２と固定ホルダ１１とで挟み込むことにより行われる。
【００２４】
なお、図７〜図９には、冷却ブロック１３と後述のマニホールドブロック１４とがあたかも一体であるかのように図示されているが、これは固定ダイス１２に冷却ブロック１３とマニホールドブロック１４とが収容され固定されたときに、これらの位置関係を説明するため図示したものであり、冷却ブロック１３とマニホールドブロック１４とはそれぞれ別体で構成されている。
【００２５】
冷却ブロック１３内部には、図９に示されるように、冷却媒体の流路をなす冷却媒体流路１３ａが形成されている。冷却媒体流路１３ａには、図７に示されるように、冷却ブロック１３が固定ダイス１２に収容されているときに固定ダイス１２に対向する固定ダイス対向面１３Ｃにおいて開口する開口部１３ｂ、１３ｃを有するものがある。冷却ブロック１３が冷却ブロック収容空間１２ｂに収容されているときには、冷却ブロック収容空間１２ｂへ向けて開口する固定ダイス１２内の固定ダイス流路１２ｅ（図６）は、開口部１２ｆ、開口部１２ｇがそれぞれ冷却媒体流路１３ａの開口部１３ｂ、開口部１３ｃ（図７）に接続されることによって、固定ダイス対向面１３Ｃにおいて開口する冷却媒体流路１３ａと直接連通する。なお、図７〜図９に示されるように、冷却ブロック１３の側面には開口が形成されているが、これは冷却媒体流路１３ａを形成するための穴であり、冷却媒体流路１３ａから外部に冷却油が流出しないように、シールテープを巻いたプラグが挿入される。
【００２６】
固定ダイス対向面１３Ｃにおける冷却媒体流路１３ａの開口部には、図７に示されるように、後述のように冷却媒体が流れるときに、冷却ブロック１３の冷却媒体流路１３ａから固定ダイス流路１２ｅへと流れる出口となる開口部１３ｂと、固定ダイス流路１２ｅから冷却ブロック１３の冷却媒体流路１３ａへと流れる入口となる開口部１３ｃとがある。これらに接続される固定ダイス流路１２ｅの開口部１２ｆ、開口部１２ｇ（図６）の開口位置の周囲には、環状の凹部が形成されており、環状の凹部には図示せぬＯリングが挿嵌される。図示せぬＯリングは、冷却ブロック１３が冷却ブロック収容空間１２ｂに収容されているときに、固定ダイス１２と冷却ブロック１３とに挟まれることによって、冷却媒体流路１３ａ、固定ダイス流路１２ｅを流れる冷却媒体が、互いに対向し当接する固定ダイス対向面１３Ｃ（図７）と固定ダイス１２との間に漏れ出ることを防止するように構成されている。
【００２７】
冷却ブロック１３が固定ダイス１２に収容されているときに固定ダイス１２に対向する固定ダイス対向面１３Ｃには、図７、図９に示されるように、固定ダイス１２の円弧状凹部１２ｃの外形と略一致する２つの円弧状凸部１３Ｄが設けられている。円弧状凸部１３Ｄは、冷却ブロック１３が固定ダイス１２に収容されているときに円弧状凹部１２ｃに係合する。冷却ブロック１３内に形成された冷却媒体流路１３ａは、図１０に示されるように、２つの円弧状凸部１３Ｄの両端においてもそれぞれ開口する。
【００２８】
２つの円弧状凸部１３Ｄの先端には、図１０に示されるように、円弧状凸部１３Ｄの軸方向、即ち、図１０の紙面の手前に突出し、且つ円弧状凸部１３Ｄの半径方向に放射状に延びる放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉが、それぞれ５本ずつ円弧状凸部１３Ｄの周方向に向かって略５ｍｍの間隔を隔てて設けられている。なお、図１、図２、図７、図９では、図面の見やすさの便宜のため、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉや後述の外周周方向凹部１３ｄ、内周周方向凹部１３ｅを省略して表している。また、２つの円弧状凸部１３Ｄの先端の外周縁部及び内周縁部には、円弧状凸部１３Ｄの軸方向、即ち、図１０の紙面の奥の方に窪んだ外周周方向凹部１３ｄ、内周周方向凹部１３ｅがそれぞれ形成されている。なお、図１０では、説明の便宜のために円弧状凸部１３Ｄをその半径方向に拡大して図示している。
【００２９】
外周周方向凹部１３ｄは、図１０の右側から数えて１番目の放射状凸部１３Ｅから３番目の放射状凸部１３Ｇに至るまで、２つの円弧状凸部１３Ｄの外周縁部に沿ってそれぞれ形成されている。また、右側から３番目の放射状凸部１３Ｇから５番目の放射状凸部１３Ｉに至るまで円弧状凸部１３Ｄの外周縁部に沿ってそれぞれ形成されている。放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉは突出部に相当する。
【００３０】
内周周方向凹部１３ｅは、円弧状凸部１３Ｄの内周縁部の最右端から、右から数えて２番目の放射状凸部１３Ｆに至るまでの位置と、右側から２番目の放射状凸部１３Ｆから４番目の放射状凸部１３Ｈに至るまでの位置と、右から４番目の放射状凸部１３Ｈから円弧状凸部１３Ｄの内周縁部の最左端に至るまでの位置とにおいて、円弧状凸部１３Ｄの内周縁部に沿って形成されている。
【００３１】
内周周方向凹部１３ｅが形成されているため、図１０の右側から数えて１、３、５本目の放射状凸部１３Ｅ、１３Ｇ、１３Ｉは、円弧状凸部１３Ｄの内周面１３Ｋよりも円弧状凸部１３Ｄの半径方向外方の所定の位置から、外周面１３Ｊに至るまで延びる形状となっており、内周面１３Ｋ近傍の位置には設けられてはいない。また、図１０の右側から数えて２、４本目の放射状凸部１３Ｆ、１３Ｈは、円弧状凸部１３Ｄの内周面１３Ｋから、外周面１３Ｊよりも円弧状凸部１３Ｄの半径方向内方の所定の位置に至るまで延びる形状となっており、外周面１３Ｊ近傍の位置には設けられてはいない。
【００３２】
従って、前述のように、冷却ブロック１３が冷却ブロック収容空間１２ｂに収容され固定されているときには、２つの円弧状凸部１３Ｄは２つの円弧状凹部１２ｃにそれぞれ係合するが、このとき、円弧状凸部１３Ｄは、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉ、円弧状凸部１３Ｄの内周面１３Ｋ、及び円弧状凸部１３Ｄの外周面１３Ｊのみが、円弧状凹部１２ｃを画成する固定ダイス１２の裏面１２Ｂ（内面）に当接する。
【００３３】
一方、円弧状凸部１３Ｄの内周周方向凹部１３ｅ、外周周方向凹部１３ｄが形成されている位置は、円弧状凸部１３Ｄの軸方向に向かって窪んでいるため、固定ダイス１２の裏面１２Ｂに当接しない。また、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉが設けられていない円弧状凸部１３Ｄの部分も、固定ダイス１２の内面に当接しない。このため、固定ダイス１２の内面と円弧状凸部１３Ｄとによって、図１０の矢印Ａで示されるような、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉの間をジグザグに縫うように連通する空間が画成される。この空間は冷却媒体通路１３ｆをなし、冷却媒体通路１３ｆは、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉによって部分的に仕切られている。
【００３４】
マニホールドブロック１４は、図７〜９に示されるように、断面が８角形状をなし、基端部１４Ａが厚く先端部１４Ｂが基端部１４Ａよりも若干薄いブロック体により構成されている。マニホールドブロック１４の外形は、マニホールドブロック１４を収容するマニホールドブロック収容空間１２ｉ（図１）の外形に一致し、図１、図３に示されるように、固定ホルダ１１の側面１１Ａに開口する。マニホールドブロック収容空間１２ｉ内にマニホールドブロック１４が収容されているときには、マニホールドブロック１４全体が固定ホルダ１１内に収容され、マニホールドブロック１４の基端部１４Ａの端面１４Ｃが固定ホルダ１１の側面１１Ａと面一になる。
【００３５】
マニホールドブロック１４の内部には、図９に示されるように、冷却媒体を流すためのマニホールド流路１４ａが形成されている。マニホールド流路１４ａは、基端部１４Ａの端面１４Ｃと先端部１４Ｂの端面１４Ｄとにおいてそれぞれ開口している。マニホールドブロック１４と冷却ブロック１３とが固定金型１内に収容され固定されているときには、マニホールドブロック１４は冷却ブロック１３に隣接して配置され、先端部１４Ｂにおいて全てのマニホールド流路１４ａは、冷却媒体流路１３ａに直接連通する。また、基端部１４Ａにおいて全てのマニホールド流路１４ａは開口し、固定ホルダ１１の側面１１Ａにおいて開口する。
【００３６】
以上、固定金型１の構成について詳細に説明したが、可動金型も固定金型１と同様に、冷却ブロック１３やマニホールドブロック１４を備え、固定金型１と同様の構成になっている。
【００３７】
鋳造時に行われる金型冷却方法方法では、先ず、冷却ブロック収容空間１２ｂに冷却ブロック１３が収容され、マニホールドブロック収容空間１２ｉにマニホールドブロック１４が収容された状態の固定ダイス１２を収容した固定ホルダ１１に対して、図示せぬ冷却媒体供給パイプと冷却媒体排出パイプとをそれぞれ接続する。具体的には、固定ホルダ１１の側面１１Ａ、即ち、固定金型１の側面に、マニホールドブロック１４の基端部１４Ａの端面１４Ｃが露出しているため、当該端面１４Ｃに開口する所定のマニホールド流路１４ａに冷却媒体供給パイプを接続し、他のマニホールド流路１４ａに冷却媒体排出パイプを接続すればよい。
【００３８】
次に、図示せぬ冷却媒体供給パイプから冷却媒体である冷却油を供給する。冷却媒体供給パイプから供給された冷却油は、マニホールド流路１４ａを流れて冷却ブロック１３内の冷却媒体流路１３ａへと流入する。そして、円弧状凸部１３Ｄの一端の開口から冷却媒体通路１３ｆ内へ流入することにより層流状態から乱流状態へと変わり、図１０の矢印Ａで示されるように、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉの間をジグザグに縫うようにして流れて、固定ダイス１２の円弧状凹部１２ｃの部分を冷却する。そして、円弧状凸部１３Ｄの他端の開口から冷却ブロック１３内の冷却媒体流路１３ａ内へ流入し、冷却媒体流路１３ａ内を流れ、マニホールド流路１４ａを流れて、図示せぬ冷却媒体排出パイプへと流出する。
【００３９】
冷却媒体流路１３ａは冷却ブロック１３内で分岐しており、冷却油の一部は、上述のように冷却媒体通路１３ｆ内を流れるが、それ以外は固定ダイス１２内に形成された固定ダイス流路１２ｅに流入する。固定ダイス流路１２ｅ内に流入した冷却油は、固定ダイス流路１２ｅ内を流れて固定ダイス１２の所定の位置を冷却した後に、冷却ブロック１３内の冷却媒体流路１３ａ内に流入し、マニホールド流路１４ａを流れ、図示せぬ冷却媒体排出パイプへと流出する。
【００４０】
冷却媒体を固定ダイス１２内の固定ダイス流路１２ｅや冷却媒体通路１３ｆに流すための流路を、冷却ブロック１３に形成された冷却媒体流路１３ａにより構成し、更に、冷却ブロック１３に隣接してマニホールドブロック１４を設け、マニホールド流路１４ａを冷却媒体流路１３ａに連通させて冷却媒体を流すようにしたため、従来用いられていた配管部品ホースなどを用いずに済み部品点数を減らすことができ、また、流路の断面つぶれやセット長さの違いにより生ずる再現性の低下を防止することができ、極めて再現性を高くすることができる。
【００４１】
即ち、マニホールドブロック１４を用いずに、冷却媒体供給パイプ、冷却媒体排出パイプを冷却ブロック１３の冷却媒体流路１３ａに直接接続する場合には、冷却ブロック１３に管を接続する必要があるが、作業者の作業具合に応じてバラツキが生じるおそれがある。これに対して、マニホールドブロック１４を採用することにより、作業のバラツキが生じず、常に安定した流路の接続が可能となる。
【００４２】
また、ダイカストを行っているときには、非常に強い型閉め力が固定金型１及び可動金型に作用する。従来は、固定ホルダ１１、可動ホルダのキャビティ側の面とは反対側の面から、キャビティに向けて冷却管を挿入する穴が形成されていたため、金型強度を維持することが困難であり、当たりにズレが生じていた。しかし、冷却ブロック１３、マニホールドブロック１４を用いて冷却媒体を供給するようにしたため、金型強度を維持でき、当たりを確保することができる。更に、冷却ブロック１３は、ブロック体として冷却ブロック収容空間１２ｂに収容・固定されているので、金型全体の機械的強度を高いレベルに維持することができる。
【００４３】
また、金型の裏側、例えば、可動ホルダの後面に配管を付設する必要がないので、特に可動金型の移動時に後方周囲との干渉を避けるためのスペースを削減することができる。また、マニホールドブロック１４の基端部１４Ａの端面１４Ｃが固定ホルダ１１の側面１１Ａと面一となっているため、金型全体としてよりコンパクトにすることができる。
【００４４】
また、固定ダイス１２の内面をキャビティ側の面の形状に倣った円弧状凹部１２ｃとし、円弧状凹部１２ｃと円弧状凸部１３Ｄとによって、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉの間を縫うように連通する冷却媒体通路１３ｆが画成されているため、固定ダイス１２の円弧状凹部１２ｃの部分を十分に冷却することができる。また、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉが固定ダイス１２の内面に当接しているため、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉが梁のような役割を果たして固定ダイス１２の内面を支えることができ、円弧状凹部１２ｃの底の位置における固定ダイス１２の厚さを、４ｍｍ〜１０ｍｍと従来１５ｍｍ〜２０ｍｍであったものよりも大幅に薄くしても鋳造圧に耐えることができ、変形や割れを防止することができる。このため、高温となる円弧状凹部１２ｃの位置において、冷却効果を格段に高めることができ、固定金型１、可動金型の熱容量を限りなく低くすることができる。
【００４５】
このため、冷却媒体として比較的熱伝達率の低い冷却油を用いることができる。冷却油と比較して冷却水を用いた場合には、水垢などにより冷却媒体の通路が詰まったり、冷却媒体が沸騰して冷却性能が著しく低下するといった欠点があるが、冷却油の場合にはこのような欠点がない。また、冷却油は、再現性の観点から冷却水よりも好ましい。但し、冷却油の場合には熱伝達率が低い。しかし、上述のように、円弧状凹部１２ｃの底の位置における固定ダイス１２の厚さを薄くできるので、冷却効果を十分に発揮することができる。しかも、円弧状凸部１３Ｄの半径方向に放射状に延びる放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉが、それぞれ５本ずつ円弧状凸部１３Ｄの周方向に向かって略５ｍｍの間隔を隔てて設けられているため、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉの間を冷却媒体が縫うようにして流れて、冷却媒体の流速を高くすることができるため、冷却効果をより高めることができる。
【００４６】
また、放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉが冷却媒体通路１３ｆを部分的に仕切るので、冷却媒体通路１３ｆ内を流れる冷却媒体を層流状態から乱流状態に変化させることができ、冷却効果を高めることができる。特に、冷媒が放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉの間を蛇行するように冷却媒体通路１３ｆ内に放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉを複数互い違いに設けることにより、その効果を一層高めることができる。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施の形態による金型冷却構造及び金型冷却方法について、図１１に基づき説明する。第２の実施の形態による金型冷却構造は、より具体的にはダイカスト金型冷却構造であり、冷却ブロック１３′が３枚の板状の部材３１、３２、３３を重ね合わせてなる点において第１の実施の形態による金型冷却構造とは異なる。
【００４８】
図１１に示されるように、ダイカスト金型冷却構造を構成する固定金型１′は、図示せぬ固定ホルダと、図示せぬ固定ホルダに収容され固定される固定ダイス１２′と、冷却ブロック１３′と、図示せぬマニホールドブロックとを備える。冷却ブロック１３′は、第１板部材３１と第２板部材３２と第３板部材３３とからなる３枚の板状の部材により構成されており、これらは、図１１に示されるように重ね合わされることにより１つの冷却ブロック１３′をなす。また、図示せぬマニホールドブロックは、冷却ブロック１３′の図１１における紙面の手前方向の所定の位置に、冷却ブロック１３′の端面に隣接して当接配置されている。なお、固定ダイス１２′、冷却ブロック１３′は、第１の実施の形態による金型冷却構造の固定ダイス１２、冷却ブロック１３と全く同一形状ではなく、若干形状が異なる。
【００４９】
第１板部材３１には、図１１の紙面の手前方向に延出する通路３１ａが形成されている。通路３１ａは、図１１における紙面の手前方向に存在し図示せぬマニホールドブロックと当接する図示せぬ冷却ブロックの端面において開口している。当該開口位置には、図示せぬマニホールドブロック内に形成されるマニホールド流路１４ａ′を画成する管部材１４Ｅが挿嵌されている。通路３１ａは、途中で垂直に折れ曲がり、図１１の下方向に向かって延出する。
【００５０】
第１板部材３１と当接する第２板部材３２の裏面には第１溝３２ｃが形成されており、第１溝３２ｃは、第１板部材３１と第２板部材３２とが重ね合わされたときに通路３１ａに連通する。第１溝３２ｃは、冷却媒体を第２板部材３２の当該裏面上の所定の位置に流すために第２板部材３２の裏面上において途中で分岐しており、分岐したそれぞれの溝の所定の位置には、第３板部材３３と当接する第２板部材３２の表面側に貫通する貫通孔３２ａが形成されている。また、第２板部材３２には、第２板部材３２の表面側に向けて貫通する、貫通孔３２ａとは別の貫通孔３２ｂが形成されている。
【００５１】
第３板部材３３には貫通孔３３ａが形成されており、貫通孔３３ａは、第２板部材３２と当接する裏面に対する表面に設けられた凸部１３Ｄ′の基端近傍の位置に開口する。また、貫通孔３３ａは、第２板部材３２と第３板部材３３とが重ね合わされているときに、第２板部材３２に形成された貫通孔３２ａに連通する。
【００５２】
また、第２板部材３２と当接する第３板部材３３の裏面には、第２溝３３ｃが形成されている。第２溝３３ｃは、第１溝３２ｃと同様に当該裏面上において途中で分岐しており、分岐したそれぞれの溝の所定の位置には貫通孔３３ｂが形成されている。貫通孔３３ｂは、第２板部材３２と当接する裏面に対する表面に設けられた凸部１３Ｄ′の基端近傍の位置に開口する。
【００５３】
また、分岐している第２溝３３ｃの各溝が収束している位置には、前述の第２板部材３２を貫通する貫通孔３２ｂが形成されており、貫通孔３２ｂは途中で分岐し、図１１における紙面の手前方向に延びており、前述のように図１１における紙面の手前方向に存在し図示せぬマニホールドブロックと当接する図示せぬ冷却ブロックの端面において開口している。当該開口位置には、図示せぬマニホールドブロック内に形成されるマニホールド流路１４ａ′を画成する管部材１４Ｅが挿嵌されている。なお、通路３１ａ、貫通孔３２ａ、３２ｂ、第１溝３２ｃ、貫通孔３３ａ、３３ｂ、第２溝３３ｃは冷却媒体流路に相当する。
【００５４】
凸部１３Ｄ′の外周面と固定ダイス１２′とは互いに離間しており、凸部１３Ｄ′の外周面と固定ダイス１２′とによって、第１の実施の形態の冷却媒体通路１３ｆと同様の冷却媒体通路１３ｆ′が画成されている。凸部１３Ｄ′の先端位置には、図１１に示されるように仕切凸部１３Ｅ′、１３Ｆ′、１３Ｇ′が設けられており、このため、第１の実施の形態と同様に冷却媒体通路１３ｆ′が部分的に仕切られ、仕切凸部１３Ｅ′〜１３Ｇ′の間をジグザグに縫うように冷却媒体通路１３ｆ′は連通している。
【００５５】
また、冷却媒体流路１３ｆ′内や通路３１ａ、貫通孔３２ａ、３２ｂ、第１溝３２ｃ、貫通孔３３ａ、３３ｂ、第２溝３３ｃ内を流れる冷却媒体が各板部材３１〜３３の当接面から固定金型１′外部に漏れ出ないようにするため、また、第１溝３２ｃ内を流れる冷却媒体が、各板部材３１〜３３の当接面から第２溝３３ｃへと漏れ出ないようにするために、図１１に示されるように、各板部材３１〜３３の当接面の所定の位置にはシール部材３４が設けられている。
【００５６】
また、図示せぬマニホールドブロックが冷却ブロック１３′に隣接して配置されている点や、図示せぬマニホールドブロック内にマニホールドブロック流路１４ａ′が形成され、マニホールドブロック流路１４ａ′が図示せぬ固定ホルダの表面ではなく側面に開口する点等については、第１の実施の形態による金型冷却構造と同様である。
【００５７】
なお、図１１における紙面の手前方向の所定の位置に、図示せぬ固定ホルダの側面が存在する。また、図１１の断面図では１つの凸部１３Ｄ′のみが現れているが、凸部１３Ｄ′は複数設けられており、これに伴い、冷却媒体通路１３ｆ′も複数形成されている。また、金型冷却構造を構成する固定金型１′について説明したが、金型冷却構造を構成する図示せぬ可動金型についても、同様に冷却ブロックは３つの板状の部材により構成されている。
【００５８】
鋳造時に金型冷却方法が行われている時には、マニホールド流路１４ａ′から第１板部材３１の通路３１ａに流入した冷却媒体たる冷却油は、第１溝３２ｃを通って分岐し、第２板部材３２の貫通孔３２ａ、第３板部材３３の貫通孔３３ａを通り、冷却媒体通路１３ｆ′内に流入する。そして矢印Ｂで示されるように、仕切凸部１３Ｅ′、１３Ｆ′、１３Ｇ′の間をジグザグに縫うようにして冷却媒体通路１３ｆ′内を流れて、第３板部材３３の貫通孔３３ｂを通り、第２溝３３ｃ内に流入し、第２板部材３２の貫通孔３２ｂを通って、マニホールド流路１４ａ′へと流出する。
【００５９】
冷却ブロック１３′を３枚の板部材３１、３２、３３によって構成したため、第１板部材３１〜第３板部材３３に形成された通路３１ａ、貫通孔３２ａ、３２ｂ、第１溝３２ｃ、貫通孔３３ａ、３３ｂ、第２溝３３ｃによって冷却ブロック１３′内の冷却媒体流路を構成することができる。このため、冷却ブロック１３′内に冷却媒体流路を容易に形成することができ、冷却ブロック１３′の製造を容易とすることができる。
【００６０】
本発明による金型冷却構造及び金型冷却構造は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、固定金型１と可動金型との両方が冷却ブロック、マニホールドブロックを備えていたが、固定金型１、可動金型のいずれか一方のみが、冷却ブロック、マニホールドブロックを備えるようにしてもよい。
【００６１】
また、冷却ブロックが設けられるのは可動金型、固定金型に限定されず、例えば、中子ホルダと中子ダイスとからなるスライド中子に冷却ブロック収容空間が形成されて冷却ブロックが収容固定されてもよい。この場合には、第１の実施の形態と同様に、冷却ブロック収容空間は、キャビティの凹凸形状に倣い中子ダイスのキャビティ相当部を薄肉部とするキャビティ倣い空間部を有するように構成し、冷却ブロックの一部はキャビティ倣い空間部内に収容され、冷却ブロックの一部とキャビティ倣い空間部との間で冷却媒体通路が提供されるようにして、冷却媒体通路が冷却媒体流路に連通するように構成する。冷却ブロックの一部からは、キャビティ倣い空間部を画成するダイス内面に当接する突出部が少なくとも１個突設され、冷却媒体通路を部分的に仕切るようにすればよい。
【００６２】
更に、第１の実施の形態と同様に、冷却ブロックに隣接してマニホールドブロックを設けるようにしてもよい。
【００６３】
また、マニホールドブロック１４全体が固定ホルダ１１内に収容され、マニホールドブロック１４の基端部１４Ａの端面１４Ｃが固定ホルダ１１の側面１１Ａと面一になるように構成されていたが、マニホールドブロックの基端部の端面は、ホルダの外面よりも内方に位置していてもよい。
【００６４】
円弧状凸部１３Ｄに設けられた放射状凸部１３Ｅ〜１３Ｉの数や形状、外周周方向凹部１３ｄ、内周周方向凹部１３ｅの数や形状、凸部１３Ｄ′の数や形状、仕切凸部１３Ｅ′〜１３Ｇ′の数や形状は、本実施の形態の本数に限られない。放射状凸部や仕切凸部は少なくとも１つ設けられていればよい。
【００６５】
冷却媒体供給パイプから冷却媒体として冷却油を供給したが、これに限定されない。冷却水を用いてもよい。
【００６６】
また、円弧状凸部の内周側面又は外周側面に、円弧状凸部の周方向に沿って延びる溝を形成し、当該溝に冷却媒体流路を連通させて冷却媒体を流すようにしてもよい。この構成により、円弧状凸部の先端のみならず、側面の位置においても冷却媒体を流すことができるため、固定ダイスの円弧状凹部全体を効率よく冷却することができる。
【００６７】
また、冷却ブロック１３内の冷却媒体流路１３ａや、マニホールドブロック１４内のマニホールド流路１４ａや、固定ダイス１２内の固定ダイス流路１２ｅを複数種類の互いに連通しない流路で形成し、これらを流れる冷却油や冷却水の温度をそれぞれ異なる値として、所望の位置の冷却温度を所望の温度とするようにしてもよい。
【００６８】
また、冷却ブロック１３と固定ダイス１２とによってＯリングが挟まれることによって、冷却媒体通路１３ｆをなす円弧状凹部１２ｃを流れる冷却媒体がＯリングの位置よりも円弧状凹部１２ｃの半径方向外方へと流出しないようにシールし、また、冷却媒体流路１３ｆを流れる冷却媒体が、冷却ブロック１３の固定ダイス対向面１３Ｃと固定ダイス１２との間へ漏れ出ないようにシールしたが、Ｏリングに限定されない。但し、シール部材としては液体シール（液体ガスケット）が好ましい。
【００６９】
また、第２の実施の形態による金型冷却構造では、固定金型と可動金型との両方の冷却ブロックを３つの板状の部材により構成するようにしたが、固定金型、可動金型のうちの一方を、３つの板状の部材により構成するようにしてもよい。
【００７０】
また、本実施の形態による金型冷却構造は、ダイカスト以外の鋳造用金型であってもよく、また射出成形用金型であってもよい。
【００７１】
また、マニホールド流路は基端部の端面において２つの開口部を有するように構成してもよい。この場合には、マニホールドブロック内にそれぞれ分岐する２つのマニホールド流路を形成し、一の開口部において一のマニホールド流路を開口させて当該開口部を冷却媒体の入口とし、他の開口部において他のマニホールド流路を開口させて当該開口部を冷却媒体の出口とする。このようにすることにより、マニホールドブロックに接続する冷却媒体供給パイプ、冷却媒体排出パイプを、それぞれ１本ずつにすることができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、冷却ブロック収容空間１２ｂは固定ダイス１２に設けられたが、冷却ブロック収容空間の一部がダイスに形成され残りの部分がホルダに形成されるようにしてもよい。
【００７３】
また、冷却ブロック１３の冷却ブロック収容空間１２ｂ内への固定は、冷却ブロック１３を固定ダイス１２と固定ホルダ１１とで挟み込むことにより行われたが、冷却ブロックに貫通孔を形成し、当該貫通孔にボルトを挿入して固定ダイスに締付けるようにしてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１記載の金型冷却構造又は請求項５記載の金型冷却方法によれば、ダイスには、冷却ブロック収納空間の一部としてキャビティ凹凸形状に倣いダイスのキャビティ相当部が薄肉部をなすキャビティ倣い空間部が形成され、冷却ブロックの一部は、キャビティ倣い空間部内に収容されて、冷却ブロックの一部とキャビティ倣い空間部との間で冷却媒体通路が提供されるので、冷却媒体通路はキャビティ付近に且つキャビティの凹凸形状に倣って形成でき、金型高温部分を効果的に冷却することができる。
【００７５】
また、冷却ブロックの一部からは、キャビティ倣い空間部を画成するダイス内面に当接する突出部が少なくとも１個突設されているので、冷却ブロックの一部とキャビティ倣い空間部との間に画成された冷却媒体通路内に突出部が配置され、この突出部が薄肉部の支えとなる。よって、薄肉部に鋳造圧が作用しても、冷却媒体通路内の突出部を介して薄肉部は冷却ブロックに支持されることとなり、薄肉部の変形や割れを防止することができる。ここで冷却ブロックは、ブロック体として、冷却ブロック収容空間に収容・固定されているので、金型全体の機械的強度を高いレベルに維持することができ、突出部を介して薄肉部を確実に支持することができる。
【００７６】
請求項２記載の金型冷却構造によれば、少なくとも一方の金型の内部には、冷却ブロック収容空間に連通すると共に少なくとも一方の金型の外部に開口するマニホールドブロック収容空間が形成され、マニホールドブロック収容空間には、内部にマニホールド流路が形成されたマニホールドブロックが、冷却ブロックに隣接して且つ冷却ブロックの冷却媒体流路にマニホールド流路が直接連通して収容されているので、配管を介さずに冷却ブロックとマニホールドブロックとを接続することができ、部品点数の削減が可能であると共に、装置全体をコンパクトにすることができる。
【００７７】
請求項３記載の金型冷却構造によれば、マニホールドブロック収容空間は、少なくとも一方の金型のホルダの側面に開口しているので、金型の裏側にまで延びる冷却用媒体流路を形成する必要がなく、金型強度を高めることができる。また、金型の裏側、例えば、可動ホルダの後面に配管を付設する必要がないので、特に可動金型の移動時に後方周囲との干渉を避けるためのスペースを削減することができる。
【００７８】
また、マニホールドブロック収容空間に収容されたマニホールドブロックの外端は、ホルダの外面と略同一面状にあるかホルダの外面よりも内方に位置しているので、金型全体としてよりコンパクトになる。
【００７９】
請求項４記載の金型冷却構造によれば、冷却ブロックとマニホールドブロックとがいずれもブロック体として金型内に収容されているので、装置の動作再現性をより高めることが可能となる。即ち、マニホールドブロックでない場合には、冷却ブロックに配管を接続する必要があるが、作業者の作業具合に応じてバラツキが生じるおそれがある。これに対して、マニホールドブロックを採用することにより、作業のバラツキが生じず、常に安定した流路の接続が可能となる。
【００８０】
また、マニホールドブロックでない場合には、冷却ブロックに配管を接続する必要があり、配管のための空間を金型内に形成する必要がある。空間が不必要に大きいと、その分鋳造圧に対して金型強度が不足することになる。しかしマニホールドブロックを用いたため、金型内に不必要な空間が生じないので、金型強度を高めることができる。
【００８１】
更にマニホールドブロックは、冷却ブロックに隣接して且つ冷却ブロックの冷却媒体流路にマニホールド流路が直接連通してマニホールドブロック収容空間に収容されているので、配管を介さずに冷却ブロックとマニホールドブロックとを接続することができ、部品点数の削減が可能であると共に、装置全体をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する固定金型を示す部分断面斜視図。
【図２】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する固定金型を示す部分断面平面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する固定金型を示す部分断面側面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する固定ダイスを示す斜視図。
【図５】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する固定ダイスを示す背面斜視図。
【図６】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する固定ダイス内の固定ダイス流路を示す背面斜視図。
【図７】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する冷却ブロックとマニホールドブロックとを示す斜視図。
【図８】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する冷却ブロックとマニホールドブロックとを示す背面斜視図。
【図９】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する冷却ブロック内、マニホールドブロック内の冷却媒体流路、マニホールド流路を示す斜視図。
【図１０】本発明の第１の実施の形態による金型冷却構造を構成する冷却ブロックの円弧状凸部を示す平面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による金型冷却構造を構成する固定金型の要部断面図。
【符号の説明】
１、１′ 固定金型
１１固定ホルダ
１１Ａ側面
１２、１２′ 固定ダイス
１２Ａ分割面
１２ａ凹凸部
１２ｂ冷却ブロック収容空間
１２ｃ円弧状凹部
１２ｉマニホールドブロック収容空間
１３、１３′ 冷却ブロック
１３Ｅ〜１３Ｉ、放射状凸部
１３Ｅ′〜１３Ｇ′仕切凸部
１３ａ冷却媒体流路
１３ｆ、１３ｆ′ 冷却媒体通路
１４、マニホールド
１４Ｃ端面
１４ａマニホールド流路
３１第１板部材
３２第２板部材
３３第３板部材
３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ貫通孔
３２ｃ第１溝
３３ｃ第２溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold cooling structure and a mold cooling method, and in particular, a cooling medium flow path is formed at a predetermined position in the mold, and the predetermined medium in the mold is flowed through the cooling medium flow path. The present invention relates to a mold cooling structure for cooling the position and the entire mold, and a mold cooling method performed using the cooling structure.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a mold cooling structure in which a cooling medium flow path is formed in a mold, and the mold is cooled by flowing a cooling medium such as oil or water into the cooling medium flow path.
[0003]
International Publication No. WO 02/00375 pamphlet describes a die-cast mold cooling structure in which a cooling medium flow path is formed in a mold. The die-cast mold cooling structure includes a fixed mold having a fixed die and a movable mold having a movable die, and a cavity is defined by the movable die and the fixed die. The dividing surface that defines the cavity of the fixed die and the movable die has an uneven portion that follows the surface shape of the cast product, and is on the back surface opposite to the surface that defines the cavity of the fixed die and the movable die. Each has a deep groove portion. Concavities and convexities are formed at the positions corresponding to the concave and convex portions of the deep groove portion, following the shape of the concave and convex portions, and thereby the thicknesses of the fixed die and the movable die at the positions corresponding to the concave and convex portions are substantially constant.
[0004]
In addition, partition plates are respectively provided in the deep groove portions on the back surfaces of the fixed die and the movable die, and the portions of the partition plate facing the positions corresponding to the uneven portions are formed with uneven portions following the shape of the uneven portions. . Therefore, a cooling medium flow path defined by the fixed die and the movable die and the partition plate is defined between the fixed die and the movable die and the partition plate, and the positions of the uneven portions of the fixed die and the movable die are defined. In FIG. 5, the shape of the cooling medium flow path follows the shape of the uneven portion. For this reason, the position of an uneven | corrugated | grooved part can be efficiently cooled by flowing a cooling medium in a cooling medium flow path.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-329610 discloses a cooling structure for a mold for molten metal forging having a cooling block in the mold. The cooling block is provided in each of the movable mold and the fixed mold, and is movable in the movable mold and the fixed mold. A cooling medium flow path is formed in the cooling block. When pouring the molten metal into the cavity, the cooling block is arranged at a predetermined distance from the partition wall that forms the fixed die and the movable die and defines the cavity. The molten metal in the cavity can be cooled via the partition wall by causing the cooling medium to flow through the cooling medium flow path in the cooling block.
[0006]
[Patent Document 1]
International Publication No. WO 02/00375 pamphlet (pages 8 to 12, FIG. 3, FIG. 5, FIG. 6)
[Patent Document 2]
JP-A-5-329610 (pages 2 to 4, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the die-cast mold cooling structure described in JP-A-5-329610, a cooling block is provided at a position inside the mold of the partition wall, so that the cooling block is in contact with the partition wall. However, the distance from the cooling medium flow path in the cooling block to the cavity inevitably increases, and the desired position of the mold cannot be efficiently cooled.
[0008]
In addition, as in the die-cast mold cooling structure described in WO 02/00375 pamphlet, in order to efficiently perform cooling, the thickness of the uneven portion of the fixed die and the movable die constituting the cavity is reduced. When the distance from the cavity to the cooling medium flow path is made as short as possible in the shape following the uneven portion, there is a problem that the uneven portion is deformed or cracked by the casting pressure when the casting pressure is high. .
[0009]
Therefore, the present invention can efficiently cool the molten metal filled in the cavity, and at the time of filling the molten metal, the portion of the die that defines the cavity and the portion where the cooling medium flow path is formed is deformed. An object of the present invention is to provide a mold cooling structure that prevents this and a mold cooling method that is performed using the cooling structure.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention comprises a mold 1, 1 ′ comprising a holder 11 and dies 12, 12 ′ fixed to the holder 11, the dies 12, 12 ′ defining a cavity. A cooling block housing space 12b is formed in the mold 1, 1 ', and a cooling block 13, in which cooling medium flow paths 13a, 31a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b, 33c are formed, In the mold cooling structure in which 13 'is housed and fixed in the cooling block housing space 12b, the cooling block housing space 12b follows the concave and convex shape of the cavity, and the cavity equivalent part 12a of the dies 12, 12' And a part of the cooling blocks 13, 13 'are accommodated in the cavity copying space 12c, and the cooling blocks 13, 13' Cooling medium passages 13f and 13f ′ are provided between a part and the cavity copying space portion 12c, and the cooling medium passages 13f and 13f ′ are provided in the cooling medium passages 13a, 31a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b, 33c, and at least one protrusion 13E-13I, 13E'-13G 'is in contact with the inner surface of the die defining the cavity scanning space 12c from the part of the cooling block 13, 13'. A die cooling structure is provided in which the cooling medium passages 13f and 13f 'are partially partitioned by being individually provided.
[0011]
Here, a manifold block housing space 12 i that communicates with the cooling block housing space 12 b and opens to the outside of the at least one die 1 is formed inside the at least one die 1. In the space 12i, a manifold block 14 having manifold channels 14a, 14a 'formed therein is adjacent to the cooling blocks 13, 13' and the cooling medium channels 13a, 31a of the cooling blocks 13, 13 '. 32a, 32b, 32c, 33a, 33b, 33c so that the manifold channels 14a, 14a 'are in direct communication with each other, and a cooling medium supply pipe and a cooling medium discharge pipe are provided from the outside of the molds 1, 1'. It is preferable to be connected to the manifold channels 14a and 14a ′.
[0012]
The manifold block accommodation space 12b opens to the side surface 11A of the holder 11 of the at least one mold 1, and the outer end 14C of the manifold block 14 accommodated in the manifold block accommodation space 12b It is preferable that it is substantially flush with the outer surface 11A of 11 or located inward of the outer surface of the holder.
[0013]
The present invention also includes a movable mold including a movable holder and a movable die fixed to the movable holder, and a fixed mold 1 including a fixed holder 11 and fixed dies 12 and 12 ′ fixed to the fixed holder 11. A cooling block housing space 12b is formed in at least one of the movable mold and the fixed mold 1, 1 ′, and the cooling medium flow paths 13a, 31a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b are formed therein. In the mold cooling structure in which the cooling blocks 13 and 13 'formed with 33c are accommodated in the cooling block accommodating space 12b, the cooling block accommodating space is disposed inside the at least one mold 1, 1'. A manifold block accommodating space 12i is formed which communicates with 12b and opens to the outside of the at least one mold 1, 1 '. The manifold block 14 having manifold channels 14a and 14a 'formed therein is adjacent to the cooling blocks 13 and 13' and is connected to the cooling medium channels 13a and 13a 'of the cooling blocks 13 and 13'. The manifold channels 14a and 14a 'are accommodated so as to communicate directly, and a cooling medium supply pipe and a cooling medium discharge pipe are connected to the manifold channels 14a and 14a' from outside the molds 1 and 1 '. A mold cooling structure is provided.
[0014]
The present invention also provides a mold cooling method performed using the mold cooling structure.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A mold cooling structure and a mold cooling method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. More specifically, the mold cooling structure is a die-cast mold cooling structure, and is fixed to the fixed mold 1 as shown in FIG. A movable mold (not shown). As shown in FIG. 1, the fixed mold 1 includes a fixed holder 11 and a fixed die 12, and the fixed die 12 is fixed to the fixed holder 11.
[0016]
Similar to the fixed mold 1, the movable mold (not shown) includes a movable holder (not shown) and a movable die (not shown), and the movable die is fixed to the movable holder. A movable die (not shown) approaches the fixed die 12, and the movable die and the fixed die 12 come into contact with each other to form a cavity and perform casting. 1 to 3 show a cut model in which a part of the fixed holder 11 and the fixed die 12 are cut out for convenience of explanation. In practice, the fixed die 12 is provided in the fixed holder 11. The fixed die 12 is housed and fixed, and the periphery of the fixed die 12 is surrounded by a fixed holder 11 as indicated by a broken line in FIGS.
[0017]
As shown in FIGS. 4 to 6, the fixed die 12 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and one surface of the fixed die 12 forms a dividing surface 12 A to define a cavity. Accordingly, the dividing surface 12A is provided with two concavo-convex portions 12a that follow the shape of a cast product including a substantially circular concave portion and a convex portion provided at the central position thereof. Similarly, the movable die (not shown) has a substantially rectangular parallelepiped shape, and one surface of the movable die (not shown) forms a split surface provided with two concave and convex portions to define a cavity. The two uneven portions 12a are provided because this mold is a so-called two-piece type capable of casting two cast products simultaneously.
[0018]
As shown in FIG. 5, a cooling block housing space 12b is formed on the back surface 12B facing the dividing surface 12A of the fixed die 12 having a substantially rectangular parallelepiped shape. The cooling block housing space 12b is formed by drilling and has a substantially rectangular parallelepiped shape that is recessed from the back surface 12B in the direction of the dividing surface 12A, and matches the outer shape of a cooling block 13 that has a substantially rectangular parallelepiped shape to be described later. The cooling block 13 is accommodated and fixed in the cooling block accommodation space 12b. Two cooling block accommodation spaces 12 b are formed at the left and right positions of the fixed die 12 shown in FIG. 5, and open to the left and right side surfaces of the fixed die 12 and open toward the back surface 12 B of the fixed die 12. .
[0019]
Further, as shown in FIG. 5, a fixed die in a direction connecting the divided surface 12A (FIG. 4) and the back surface 12B (FIG. 5) is located at a position corresponding to the uneven portion 12a (FIG. 4) in the cooling block housing space 12b. An arcuate recess 12c that follows the shape of the concavo-convex portion 12a is formed so that the thickness of 12 is thin. The arc-shaped recess 12c is formed by drilling so as to be recessed from the back surface 12B toward the dividing surface 12A, and forms two symmetrical arc shapes in which the annular recess is divided into two at the diameter position. ing. The thickness of the fixed die 12 at the bottom position, which is the position closest to the dividing surface 12A in the arc-shaped concave portion 12c, is 4 mm to 10 mm, which is significantly thinner than the conventional thickness of 15 mm to 20 mm. The arcuate recess 12c corresponds to a cavity copying space.
[0020]
An annular oil seal O-ring that is much shallower than the arcuate recess 12c is disposed at a position radially outward of the arcuate recess 12c so as to surround the arcuate recess 12c coaxially with the arcuate recess 12c. A groove 12d is formed. When the cooling block 13 is accommodated in the cooling block accommodation space 12b, an O-ring (not shown) is fitted in the oil seal O-ring groove 12d in advance, and the O-ring is sandwiched between the cooling block 13 and the fixed die 12. Thus, the cooling medium flowing in an arcuate recess 12c that forms a cooling medium passage 13f, which will be described later, can be sealed so that it does not flow out radially outward of the arcuate recess 12c from the position of the O-ring. .
[0021]
Further, as shown in FIG. 6, a plurality of fixed die flow paths 12 e are formed inside the fixed die 12. The fixed die flow path 12e is branched inside the fixed die 12, and by cooling a predetermined position of the fixed die 12, it is possible to effectively cool a predetermined position of the molten metal filled in the cavity. It is configured to be able to. Some branched fixed die flow paths 12e have openings 12f and 12g that open toward the cooling block housing space 12b. As shown in FIGS. 4 to 6, an opening is formed on the side surface of the fixed die 12, but this is a hole for forming the fixed die flow path 12 e, and is formed from the fixed die flow path 12 e to the outside. A plug wrapped with a sealing tape is inserted so that the cooling oil does not flow out.
[0022]
In addition, a manifold block accommodation space 12i that communicates with the cooling block accommodation space 12b and opens to the outside of the fixed holder 11 is formed inside the fixed holder 11 (FIG. 1). The manifold block 14 is accommodated.
[0023]
As shown in FIGS. 7 to 9, the cooling block 13 has a substantially rectangular parallelepiped shape that matches the shape of the cooling block accommodation space 12 b (FIG. 5). As shown in FIGS. 1 to 3, when the two cooling blocks 13 are housed and fixed in the cooling block housing space 12 b, the back surface 13 A (FIG. 8) of the cooling block 13 is the back surface 12 B ( 5), the rear surface 13A of the cooling block 13 does not protrude from the rear surface 12B of the fixed die 12, and is configured to be a flat surface as a whole. The cooling block 13 is fixed in the cooling block housing space 12 b by sandwiching the cooling block 13 between the fixed die 12 and the fixed holder 11.
[0024]
7 to 9, the cooling block 13 and the manifold block 14 described later are illustrated as if they were integrated, but this is because the cooling block 13 and the manifold block 14 are connected to the fixed die 12. These are shown for explaining the positional relationship when they are housed and fixed, and the cooling block 13 and the manifold block 14 are configured separately.
[0025]
As shown in FIG. 9, a cooling medium flow path 13 a forming a cooling medium flow path is formed inside the cooling block 13. As shown in FIG. 7, the cooling medium flow path 13 a has openings 13 b and 13 c that open on a fixed die facing surface 13 C that faces the fixed die 12 when the cooling block 13 is accommodated in the fixed die 12. There is something to have. When the cooling block 13 is housed in the cooling block housing space 12b, the fixed die flow path 12e (FIG. 6) in the fixed die 12 that opens toward the cooling block housing space 12b has an opening 12f and an opening 12g. By being connected to the opening 13b and the opening 13c (FIG. 7) of the cooling medium flow path 13a, respectively, the cooling medium flow path 13a opened in the fixed die facing surface 13C is directly communicated. As shown in FIGS. 7 to 9, an opening is formed on the side surface of the cooling block 13, but this is a hole for forming the cooling medium flow path 13a, from the cooling medium flow path 13a. A plug wrapped with sealing tape is inserted so that the cooling oil does not flow outside.
[0026]
As shown in FIG. 7, when the cooling medium flows in the opening of the cooling medium flow path 13a on the fixed die facing surface 13C as will be described later, the cooling medium flow path 13a of the cooling block 13 is fixed to the fixed die flow path. There are an opening 13b serving as an outlet that flows to 12e and an opening 13c serving as an inlet that flows from the fixed die channel 12e to the cooling medium channel 13a of the cooling block 13. An annular recess is formed around the opening position of the opening 12f and the opening 12g (FIG. 6) of the fixed die flow path 12e connected to these, and an O-ring (not shown) is formed in the annular recess. It is inserted. The O-ring (not shown) is sandwiched between the fixed die 12 and the cooling block 13 when the cooling block 13 is accommodated in the cooling block accommodating space 12b, so that the cooling medium flow channel 13a and the fixed die flow channel 12e are formed. The flowing cooling medium is configured to prevent leakage between the fixed die facing surface 13 C (FIG. 7) and the fixed die 12 that face and contact each other.
[0027]
As shown in FIGS. 7 and 9, the fixed die facing surface 13 C facing the fixed die 12 when the cooling block 13 is accommodated in the fixed die 12 has the outer shape of the arc-shaped recess 12 c of the fixed die 12. Two substantially arcuate convex portions 13D that are substantially the same are provided. The arc-shaped convex portion 13D engages with the arc-shaped concave portion 12c when the cooling block 13 is accommodated in the fixed die 12. As shown in FIG. 10, the cooling medium flow path 13a formed in the cooling block 13 also opens at both ends of the two arc-shaped convex portions 13D.
[0028]
As shown in FIG. 10, the ends of the two arc-shaped protrusions 13D protrude in the axial direction of the arc-shaped protrusion 13D, that is, in the radial direction of the arc-shaped protrusion 13D. Radial protrusions 13E to 13I extending radially are provided at intervals of approximately 5 mm in the circumferential direction of the arcuate protrusion 13D. In FIG. 1, FIG. 2, FIG. 7, and FIG. 9, the radial convex portions 13E to 13I, the outer circumferential circumferential concave portion 13d and the inner circumferential circumferential concave portion 13e, which will be described later, are omitted for ease of viewing the drawings. ing. Further, on the outer peripheral edge and the inner peripheral edge of the tip of the two arc-shaped convex portions 13D, the outer circumferential circumferential concave portion 13d that is recessed in the axial direction of the arc-shaped convex portion 13D, that is, in the back of the paper surface of FIG. Inner circumferential recesses 13e are formed respectively. In FIG. 10, for convenience of explanation, the arc-shaped convex portion 13 D is enlarged and illustrated in the radial direction.
[0029]
The outer circumferential recess 13d is formed along the outer peripheral edge of the two arc-shaped protrusions 13D from the first radial protrusion 13E to the third radial protrusion 13G, counting from the right side of FIG. ing. Moreover, it forms along the outer periphery part of the circular-arc-shaped convex part 13D from the 3rd radial convex part 13G from the right side to the 5th radial convex part 13I. The radial protrusions 13E to 13I correspond to protrusions.
[0030]
The inner circumferential direction concave portion 13e is located from the rightmost end of the inner peripheral edge of the arc-shaped convex portion 13D to the second radial convex portion 13F counted from the right, and from the second radial convex portion 13F from the right side. The position of the arc-shaped convex portion 13D at the position up to the fourth radial convex portion 13H and the position from the fourth radial convex portion 13H from the right to the leftmost end of the inner peripheral edge of the arc-shaped convex portion 13D. It is formed along the inner periphery.
[0031]
Since the inner circumferential recess 13e is formed, the first, third, and fifth radial projections 13E, 13G, and 13I counting from the right side of FIG. 10 are more circular than the inner circumferential surface 13K of the arc-shaped projection 13D. The arc-shaped convex portion 13D has a shape extending from a predetermined position on the outer side in the radial direction to the outer peripheral surface 13J, and is not provided in the vicinity of the inner peripheral surface 13K. Further, the second and fourth radial convex portions 13F and 13H counted from the right side of FIG. 10 are located radially inward of the arc-shaped convex portion 13D from the inner peripheral surface 13K of the arc-shaped convex portion 13D than the outer peripheral surface 13J. The shape extends to a predetermined position, and is not provided at a position near the outer peripheral surface 13J.
[0032]
Therefore, as described above, when the cooling block 13 is housed and fixed in the cooling block housing space 12b, the two arc-shaped convex portions 13D engage with the two arc-shaped concave portions 12c, respectively. The arc-shaped convex portion 13D is a back surface of the fixed die 12 in which only the radial convex portions 13E to 13I, the inner peripheral surface 13K of the arc-shaped convex portion 13D, and the outer peripheral surface 13J of the arc-shaped convex portion 13D define the arc-shaped concave portion 12c. It contacts 12B (inner surface).
[0033]
On the other hand, the positions where the inner circumferential circumferential concave portion 13e and the outer circumferential circumferential concave portion 13d of the arc-shaped convex portion 13D are recessed in the axial direction of the arc-shaped convex portion 13D. Does not touch In addition, the arc-shaped convex portion 13 D where the radial convex portions 13 E to 13 I are not provided does not contact the inner surface of the fixed die 12. Therefore, the inner surface of the fixed die 12 and the arc-shaped convex portion 13D define a space that communicates in a zigzag manner between the radial convex portions 13E to 13I, as indicated by an arrow A in FIG. . This space forms a cooling medium passage 13f, and the cooling medium passage 13f is partially partitioned by the radial protrusions 13E to 13I.
[0034]
As shown in FIGS. 7 to 9, the manifold block 14 is configured by a block body having an octagonal cross section, a base end portion 14 A thick, and a tip end portion 14 B slightly thinner than the base end portion 14 A. The outer shape of the manifold block 14 matches the outer shape of the manifold block accommodation space 12i (FIG. 1) that accommodates the manifold block 14, and opens to the side surface 11A of the fixed holder 11 as shown in FIGS. When the manifold block 14 is housed in the manifold block housing space 12i, the entire manifold block 14 is housed in the fixed holder 11, and the end surface 14C of the base end portion 14A of the manifold block 14 is flush with the side surface 11A of the fixed holder 11. Become one.
[0035]
As shown in FIG. 9, a manifold channel 14 a for flowing a cooling medium is formed inside the manifold block 14. The manifold channel 14a opens at the end surface 14C of the base end portion 14A and the end surface 14D of the distal end portion 14B. When the manifold block 14 and the cooling block 13 are accommodated and fixed in the stationary mold 1, the manifold block 14 is disposed adjacent to the cooling block 13, and all the manifold channels 14a are cooled at the tip portion 14B. It communicates directly with the medium flow path 13a. Further, all the manifold channels 14 a open at the base end portion 14 A and open at the side surface 11 A of the fixed holder 11.
[0036]
Although the configuration of the fixed mold 1 has been described in detail above, the movable mold is provided with the cooling block 13 and the manifold block 14 in the same manner as the fixed mold 1, and has the same configuration as the fixed mold 1.
[0037]
In the mold cooling method performed at the time of casting, first, the fixing holder 11 which accommodates the fixed die 12 in which the cooling block 13 is accommodated in the cooling block accommodating space 12b and the manifold block 14 is accommodated in the manifold block accommodating space 12i. In contrast, a cooling medium supply pipe and a cooling medium discharge pipe (not shown) are respectively connected. Specifically, since the end surface 14C of the base end portion 14A of the manifold block 14 is exposed on the side surface 11A of the fixed holder 11, that is, the side surface of the fixed mold 1, a predetermined manifold flow that opens to the end surface 14C is exposed. A cooling medium supply pipe may be connected to the path 14a, and a cooling medium discharge pipe may be connected to the other manifold flow path 14a.
[0038]
Next, cooling oil which is a cooling medium is supplied from a cooling medium supply pipe (not shown). The cooling oil supplied from the cooling medium supply pipe flows through the manifold channel 14 a and flows into the cooling medium channel 13 a in the cooling block 13. And it changes into a turbulent state from a laminar flow state by flowing in into cooling-medium channel | path 13f from the opening of the one end of circular-arc-shaped convex part 13D, and as shown by arrow A of FIG. 10, radial convex part 13E-13I. The portion of the arcuate recess 12c of the fixed die 12 is cooled by flowing in a zigzag manner. Then, it flows into the cooling medium flow path 13a in the cooling block 13 from the opening at the other end of the arc-shaped convex portion 13D, flows in the cooling medium flow path 13a, flows in the manifold flow path 14a, and the cooling medium (not shown) It flows into the discharge pipe.
[0039]
The cooling medium flow path 13a is branched in the cooling block 13, and a part of the cooling oil flows in the cooling medium passage 13f as described above, but the other part is a fixed die flow formed in the fixed die 12. It flows into the path 12e. The cooling oil that has flowed into the fixed die flow path 12e flows through the fixed die flow path 12e to cool a predetermined position of the fixed die 12, and then flows into the cooling medium flow path 13a in the cooling block 13. It flows through the flow path 14a and flows out to a cooling medium discharge pipe (not shown).
[0040]
The flow path for flowing the cooling medium to the fixed die flow path 12e in the fixed die 12 and the cooling medium path 13f is constituted by the cooling medium flow path 13a formed in the cooling block 13, and further adjacent to the cooling block 13. Since the manifold block 14 is provided and the manifold channel 14a is communicated with the cooling medium channel 13a so that the cooling medium flows, it is possible to reduce the number of components without using a piping component hose that has been conventionally used. In addition, it is possible to prevent the deterioration of reproducibility caused by the cross-sectional collapse of the flow path and the difference in the set length, and the reproducibility can be extremely enhanced.
[0041]
That is, when the cooling medium supply pipe and the cooling medium discharge pipe are directly connected to the cooling medium flow path 13a of the cooling block 13 without using the manifold block 14, it is necessary to connect a pipe to the cooling block 13. There may be variations depending on the work conditions of the worker. On the other hand, by adopting the manifold block 14, there is no variation in work, and a stable flow path connection can always be made.
[0042]
Further, when performing die casting, a very strong mold closing force acts on the fixed mold 1 and the movable mold. Conventionally, since the hole for inserting the cooling pipe toward the cavity is formed from the surface opposite to the cavity side surface of the fixed holder 11 and the movable holder, it is difficult to maintain the mold strength. There was a gap in the hit. However, since the cooling medium is supplied using the cooling block 13 and the manifold block 14, the mold strength can be maintained and the hit can be secured. Furthermore, since the cooling block 13 is housed and fixed as a block body in the cooling block housing space 12b, the mechanical strength of the entire mold can be maintained at a high level.
[0043]
In addition, since it is not necessary to provide piping on the back side of the mold, for example, on the rear surface of the movable holder, it is possible to reduce a space for avoiding interference with the rear periphery particularly when the movable mold is moved. Further, since the end surface 14C of the base end portion 14A of the manifold block 14 is flush with the side surface 11A of the fixed holder 11, the entire mold can be made more compact.
[0044]
Further, the inner surface of the fixed die 12 is formed into an arcuate recess 12c that follows the shape of the cavity side surface, and the arcuate recess 12c and the arcuate protrusion 13D communicate with each other so as to sew the radial protrusions 13E to 13I. Since the cooling medium passage 13f is defined, the portion of the arc-shaped recess 12c of the fixed die 12 can be sufficiently cooled. Further, since the radial convex portions 13E to 13I are in contact with the inner surface of the fixed die 12, the radial convex portions 13E to 13I can play a role like a beam to support the inner surface of the fixed die 12, and the arc-shaped concave portion 12c. Even if the thickness of the fixed die 12 at the bottom of the plate is 4 mm to 10 mm and much thinner than the conventional 15 mm to 20 mm, it can withstand casting pressure and prevent deformation and cracking. . For this reason, in the position of the circular arc-shaped recessed part 12c used as high temperature, a cooling effect can be improved significantly and the heat capacity of the fixed mold 1 and the movable mold can be lowered as much as possible.
[0045]
For this reason, a cooling oil having a relatively low heat transfer coefficient can be used as the cooling medium. When cooling water is used compared to cooling oil, there are drawbacks such as clogging of the cooling medium due to scale or the boiling of the cooling medium, resulting in a significant decrease in cooling performance. There are no such drawbacks. Cooling oil is preferable to cooling water from the viewpoint of reproducibility. However, in the case of cooling oil, the heat transfer coefficient is low. However, as described above, since the thickness of the fixed die 12 at the bottom of the arcuate recess 12c can be reduced, the cooling effect can be sufficiently exerted. In addition, since the radial convex portions 13E to 13I extending radially in the radial direction of the arc-shaped convex portion 13D are provided at a distance of about 5 mm toward the circumferential direction of the arc-shaped convex portion 13D, respectively. Since the cooling medium flows between the radial protrusions 13E to 13I so as to sew and the flow rate of the cooling medium can be increased, the cooling effect can be further enhanced.
[0046]
Further, since the radial convex portions 13E to 13I partially partition the cooling medium passage 13f, the cooling medium flowing in the cooling medium passage 13f can be changed from a laminar flow state to a turbulent flow state, and the cooling effect can be enhanced. it can. In particular, by providing a plurality of radial protrusions 13E to 13I in the cooling medium passage 13f so that the refrigerant meanders between the radial protrusions 13E to 13I, the effect can be further enhanced.
[0047]
Next, a mold cooling structure and a mold cooling method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. More specifically, the mold cooling structure according to the second embodiment is a die-cast mold cooling structure in that the cooling block 13 'is formed by superposing three plate-like members 31, 32, and 33. This is different from the mold cooling structure according to the first embodiment.
[0048]
As shown in FIG. 11, a fixed mold 1 ′ constituting a die-cast mold cooling structure includes a fixed holder (not shown), a fixed die 12 ′ received and fixed in a fixed holder (not shown), and a cooling block 13. ′ And a manifold block (not shown). The cooling block 13 'is composed of three plate-like members composed of a first plate member 31, a second plate member 32, and a third plate member 33, which are overlapped as shown in FIG. As a result, one cooling block 13 'is formed. Further, a manifold block (not shown) is disposed in contact with the cooling block 13 'at a predetermined position in front of the paper surface in FIG. 11 and adjacent to the end face of the cooling block 13'. The fixed die 12 'and the cooling block 13' are not exactly the same shape as the fixed die 12 and the cooling block 13 of the mold cooling structure according to the first embodiment, and are slightly different in shape.
[0049]
The first plate member 31 is formed with a passage 31a extending in the front direction of the paper surface of FIG. The passage 31a is open on the end face of a cooling block (not shown) that is in front of the paper surface in FIG. A pipe member 14E that defines a manifold channel 14a 'formed in a manifold block (not shown) is inserted into the opening position. The passage 31a bends vertically in the middle and extends downward in FIG.
[0050]
The 1st groove | channel 32c is formed in the back surface of the 2nd board member 32 contact | abutted with the 1st board member 31, and when the 1st board member 31 and the 2nd board member 32 are piled up, the 1st groove | channel 32c is overlapped. To the passage 31a. The first groove 32c is branched in the middle on the back surface of the second plate member 32 in order to flow the cooling medium to a predetermined position on the back surface of the second plate member 32, and the predetermined groove of each of the branched grooves A through hole 32 a is formed at the position so as to penetrate the surface side of the second plate member 32 that contacts the third plate member 33. Further, the second plate member 32 is formed with a through hole 32b that penetrates toward the surface side of the second plate member 32 and is different from the through hole 32a.
[0051]
A through hole 33 a is formed in the third plate member 33, and the through hole 33 a opens at a position in the vicinity of the base end of the convex portion 13 D ′ provided on the surface with respect to the back surface in contact with the second plate member 32. The through hole 33 a communicates with the through hole 32 a formed in the second plate member 32 when the second plate member 32 and the third plate member 33 are overlapped.
[0052]
Further, a second groove 33 c is formed on the back surface of the third plate member 33 that contacts the second plate member 32. Similarly to the first groove 32c, the second groove 33c is branched on the back surface, and a through hole 33b is formed at a predetermined position of each branched groove. The through hole 33b opens at a position in the vicinity of the base end of the convex portion 13D ′ provided on the front surface with respect to the back surface in contact with the second plate member 32.
[0053]
Further, a through hole 32b that penetrates the second plate member 32 is formed at a position where each groove of the branched second groove 33c converges, and the through hole 32b branches in the middle, 11 extends in the front direction of the paper surface in FIG. 11, and is open in the end surface of the cooling block (not shown) that exists in the front direction of the paper surface in FIG. 11 and contacts the manifold block (not shown). A pipe member 14E that defines a manifold channel 14a 'formed in a manifold block (not shown) is inserted into the opening position. The passage 31a, the through holes 32a and 32b, the first groove 32c, the through holes 33a and 33b, and the second groove 33c correspond to a cooling medium flow path.
[0054]
The outer peripheral surface of the convex portion 13D 'and the fixed die 12' are separated from each other, and the outer peripheral surface of the convex portion 13D 'and the fixed die 12' are cooled in the same manner as the cooling medium passage 13f of the first embodiment. A medium passage 13f 'is defined. As shown in FIG. 11, partition convex portions 13E ′, 13F ′, and 13G ′ are provided at the tip position of the convex portion 13D ′. For this reason, as in the first embodiment, the cooling medium passage 13f is provided. 'Is partially partitioned, and the cooling medium passage 13f' communicates so that the partition convex portions 13E 'to 13G' are sewn zigzag.
[0055]
Further, the cooling medium flowing in the cooling medium flow path 13f ′, the passage 31a, the through holes 32a and 32b, the first groove 32c, the through holes 33a and 33b, and the second groove 33c is in contact with the plate members 31 to 33. So that the cooling medium flowing in the first groove 32c does not leak from the contact surfaces of the plate members 31 to 33 to the second groove 33c. Therefore, as shown in FIG. 11, a seal member 34 is provided at a predetermined position on the contact surface of each plate member 31 to 33.
[0056]
Further, a manifold block (not shown) is disposed adjacent to the cooling block 13 ', or a manifold block channel 14a' is formed in the manifold block (not shown), and the manifold block channel 14a 'is not shown. About the point etc. which open on the side instead of the surface of a fixed holder, it is the same as that of the metal mold | die cooling structure by 1st Embodiment.
[0057]
In addition, the side surface of the fixing holder (not shown) exists at a predetermined position in the front direction of the paper surface in FIG. Further, in the cross-sectional view of FIG. 11, only one convex portion 13D ′ appears, but a plurality of convex portions 13D ′ are provided, and accordingly, a plurality of cooling medium passages 13f ′ are also formed. In addition, the fixed mold 1 ′ constituting the mold cooling structure has been described, but the cooling block is similarly constituted by three plate-like members for a movable mold (not shown) constituting the mold cooling structure. Yes.
[0058]
When the mold cooling method is performed at the time of casting, the cooling oil, which is the cooling medium flowing into the passage 31a of the first plate member 31 from the manifold channel 14a ', branches through the first groove 32c, and the second plate. It passes through the through hole 32a of the member 32 and the through hole 33a of the third plate member 33 and flows into the cooling medium passage 13f '. Then, as shown by an arrow B, it flows in the cooling medium passage 13f ′ so as to sew between the partition projections 13E ′, 13F ′, 13G ′ and passes through the through hole 33b of the third plate member 33. , Flows into the second groove 33c, passes through the through hole 32b of the second plate member 32, and flows out to the manifold channel 14a '.
[0059]
Since the cooling block 13 'is constituted by the three plate members 31, 32, 33, the passage 31a, the through holes 32a, 32b, the first groove 32c, the through hole formed in the first plate member 31 to the third plate member 33. The cooling medium flow path in the cooling block 13 ′ can be configured by 33 a and 33 b and the second groove 33 c. For this reason, the cooling medium flow path can be easily formed in the cooling block 13 ', and the manufacturing of the cooling block 13' can be facilitated.
[0060]
The mold cooling structure and the mold cooling structure according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims. For example, in the present embodiment, both the fixed mold 1 and the movable mold have the cooling block and the manifold block, but only one of the fixed mold 1 and the movable mold has the cooling block and the manifold. You may make it provide a block.
[0061]
The cooling block is not limited to a movable mold or a fixed mold. For example, a cooling block housing space is formed in a slide core composed of a core holder and a core die so that the cooling block is housed and fixed. May be. In this case, similarly to the first embodiment, the cooling block housing space is configured to have a cavity scanning space portion in which the cavity-corresponding portion of the core die follows the concave-convex shape of the cavity and has a thin portion, A portion of the cooling block is accommodated in the cavity scanning space, and the cooling medium passage communicates with the cooling medium flow path so that a cooling medium passage is provided between the part of the cooling block and the cavity scanning space. Configure as follows. A part of the cooling block may be provided with at least one protruding part that abuts against the inner surface of the die that defines the cavity copying space part so as to partially partition the cooling medium passage.
[0062]
Furthermore, as in the first embodiment, a manifold block may be provided adjacent to the cooling block.
[0063]
Further, the entire manifold block 14 is accommodated in the fixed holder 11, and the end surface 14C of the base end portion 14A of the manifold block 14 is configured to be flush with the side surface 11A of the fixed holder 11. The end surface of the end portion may be located inward of the outer surface of the holder.
[0064]
The number and shape of the radial convex portions 13E to 13I provided on the arc-shaped convex portion 13D, the number and shape of the outer circumferential circumferential concave portion 13d and the inner circumferential circumferential concave portion 13e, the number and shape of the convex portion 13D ′, and the partition convex portion 13E The number and shape of 'to 13G' are not limited to the number of the present embodiment. It suffices that at least one radial projection or partition projection is provided.
[0065]
Although cooling oil was supplied as a cooling medium from a cooling medium supply pipe, it is not limited to this. Cooling water may be used.
[0066]
In addition, a groove extending along the circumferential direction of the arc-shaped convex portion is formed on the inner peripheral side surface or the outer peripheral side surface of the arc-shaped convex portion, and the cooling medium flow path is communicated with the groove so that the cooling medium flows. Good. With this configuration, since the cooling medium can flow not only at the tip of the arc-shaped convex portion but also at the position of the side surface, the entire arc-shaped concave portion of the fixed die can be efficiently cooled.
[0067]
In addition, the cooling medium flow path 13a in the cooling block 13, the manifold flow path 14a in the manifold block 14, and the fixed die flow path 12e in the fixed die 12 are formed by a plurality of types of flow paths that do not communicate with each other. The temperature of the flowing cooling oil and cooling water may be set to different values, and the cooling temperature at a desired position may be set to a desired temperature.
[0068]
Further, since the O-ring is sandwiched between the cooling block 13 and the fixed die 12, the cooling medium flowing in the arc-shaped recess 12c forming the cooling medium passage 13f is moved outward in the radial direction of the arc-shaped recess 12c from the position of the O-ring. The cooling medium flowing in the cooling medium flow path 13f is sealed so that it does not leak between the fixed die facing surface 13C of the cooling block 13 and the fixed die 12. It is not limited. However, a liquid seal (liquid gasket) is preferable as the seal member.
[0069]
In the mold cooling structure according to the second embodiment, the cooling blocks of both the fixed mold and the movable mold are configured by three plate-shaped members. One of them may be constituted by three plate-like members.
[0070]
The mold cooling structure according to the present embodiment may be a casting mold other than die casting, or may be an injection mold.
[0071]
The manifold channel may be configured to have two openings on the end face of the base end. In this case, two manifold channels that respectively branch into the manifold block are formed, one manifold channel is opened at one opening, and the opening serves as an inlet for the cooling medium, and at the other opening, Another manifold channel is opened, and the opening serves as an outlet for the cooling medium. By doing so, one cooling medium supply pipe and one cooling medium discharge pipe connected to the manifold block can be provided.
[0072]
In the present embodiment, the cooling block housing space 12b is provided in the fixed die 12. However, a part of the cooling block housing space may be formed in the die and the remaining portion may be formed in the holder.
[0073]
In addition, the cooling block 13 is fixed in the cooling block housing space 12b by sandwiching the cooling block 13 between the fixed die 12 and the fixed holder 11. A through hole is formed in the cooling block, and the through hole is formed. Bolts may be inserted into the fixed die.
[0074]
【The invention's effect】
According to the mold cooling structure according to claim 1 or the mold cooling method according to claim 5, in the die, the cavity corresponding portion of the die forms a thin wall portion following the cavity uneven shape as a part of the cooling block storage space. A cavity copying space is formed, and a part of the cooling block is accommodated in the cavity copying space, and a cooling medium passage is provided between a part of the cooling block and the cavity copying space. Can be formed in the vicinity of the cavity and following the concave and convex shape of the cavity, and the high temperature portion of the mold can be effectively cooled.
[0075]
Further, since at least one projecting portion that abuts the inner surface of the die that defines the cavity copying space portion is provided from a part of the cooling block, the space between the portion of the cooling block and the cavity copying space portion is provided. A protrusion is disposed in the defined cooling medium passage, and this protrusion serves as a support for the thin wall portion. Therefore, even if casting pressure acts on the thin wall portion, the thin wall portion is supported by the cooling block via the protrusion in the cooling medium passage, and deformation and cracking of the thin wall portion can be prevented. Here, since the cooling block is housed and fixed in the cooling block housing space as a block body, the mechanical strength of the entire mold can be maintained at a high level, and the thin wall portion can be reliably secured via the protruding portion. Can be supported.
[0076]
According to the mold cooling structure of claim 2, a manifold block housing space that communicates with the cooling block housing space and opens to the outside of at least one mold is formed inside at least one of the molds. In the block accommodating space, a manifold block having a manifold channel formed therein is accommodated adjacent to the cooling block and in direct communication with the cooling medium channel of the cooling block. The cooling block and the manifold block can be connected without intervention, and the number of parts can be reduced, and the entire apparatus can be made compact.
[0077]
According to the mold cooling structure of the third aspect, since the manifold block accommodation space is opened on the side surface of the holder of at least one mold, the cooling medium flow path extending to the back side of the mold is formed. There is no need, and the mold strength can be increased. In addition, since it is not necessary to provide piping on the back side of the mold, for example, on the rear surface of the movable holder, it is possible to reduce a space for avoiding interference with the rear periphery particularly when the movable mold is moved.
[0078]
Further, the outer end of the manifold block accommodated in the manifold block accommodating space is substantially flush with the outer surface of the holder or is located inward of the outer surface of the holder, so that the entire mold becomes more compact. .
[0079]
According to the mold cooling structure of the fourth aspect, since both the cooling block and the manifold block are accommodated in the mold as a block body, the operation reproducibility of the apparatus can be further improved. That is, when it is not a manifold block, it is necessary to connect piping to the cooling block, but there is a possibility that variations will occur depending on the work conditions of the operator. On the other hand, by adopting the manifold block, work variation does not occur, and stable flow path connection is always possible.
[0080]
When the manifold block is not used, it is necessary to connect a pipe to the cooling block, and it is necessary to form a space for the pipe in the mold. If the space is unnecessarily large, the mold strength is insufficient with respect to the casting pressure. However, since the manifold block is used, unnecessary space does not occur in the mold, so that the mold strength can be increased.
[0081]
Further, since the manifold block is accommodated in the manifold block accommodation space adjacent to the cooling block and directly connected to the cooling medium passage of the cooling block, the cooling block and the manifold block are not connected to the piping. The number of parts can be reduced, and the entire apparatus can be made compact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view showing a fixed mold constituting a mold cooling structure according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial sectional plan view showing a fixed mold constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial sectional side view showing a fixed mold constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a fixed die constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a rear perspective view showing a fixed die constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a rear perspective view showing a fixed die flow path in the fixed die constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing a cooling block and a manifold block constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a rear perspective view showing a cooling block and a manifold block constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing a cooling block, a cooling medium flow path, and a manifold flow path in the manifold block constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view showing arcuate convex portions of a cooling block constituting the mold cooling structure according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of a fixed mold constituting a mold cooling structure according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1 'fixed mold
11 Fixed holder
11A side
12, 12 'fixed die
12A Dividing surface
12a Concavity and convexity
12b Cooling block accommodation space
12c Arc-shaped recess
12i Manifold block accommodation space
13, 13 'Cooling block
13E-13I, Radial convex part
13E 'to 13G' partition projection
13a Coolant flow path
13f, 13f 'Cooling medium passage
14. Manifold
14C end face
14a Manifold flow path
31 First plate member
32 Second plate member
33 Third plate member
31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b Through hole
32c 1st groove
33c Second groove

Claims

A die having a holder and a die fixed to the holder; the die defines a cavity; a cooling block housing space is formed in the die; and a cooling medium flow path is formed therein. In the mold cooling structure in which the cooling block is accommodated and fixed in the cooling block accommodation space,
The cooling block accommodation space has a cavity scanning space portion that follows the concave and convex shape of the cavity and has a thin portion corresponding to the cavity of the die.
A part of the cooling block is accommodated in the cavity scanning space, and a cooling medium passage is provided between the part of the cooling block and the cavity copying space, and the cooling medium passage is provided in the cooling medium. Communicate with the flow path,
From the part of the cooling block, at least one projecting portion that abuts against the inner surface of the die that defines the cavity copying space is projected to partially partition the cooling medium passage. Mold cooling structure.

A manifold block housing space that communicates with the cooling block housing space and opens to the outside of the at least one die is formed inside the at least one mold, and the manifold block housing space includes a manifold inside. A manifold block in which a flow path is formed is accommodated adjacent to the cooling block and in direct communication with the cooling medium flow path of the cooling block, and a cooling medium supply pipe from the outside of the mold The mold cooling structure according to claim 1, wherein a cooling medium discharge pipe is connected to the manifold channel.

The manifold block accommodation space opens on a side surface of the holder of the at least one mold,
The outer end of the manifold block housed in the manifold block housing space is substantially flush with the outer surface of the holder or is located inward of the outer surface of the holder. The mold cooling structure as described.

A movable mold having a movable holder and a movable die fixed to the movable holder; a fixed mold having a fixed holder and a fixed die fixed to the fixed holder; and the movable mold and the fixed mold In the mold cooling structure in which the cooling block housing space is formed in at least one of the inside and the cooling block in which the cooling medium flow path is formed is housed in the cooling block housing space.
A manifold block housing space that communicates with the cooling block housing space and opens to the outside of the at least one die is formed inside the at least one mold, and the manifold block housing space includes a manifold inside. A manifold block in which a flow path is formed is accommodated adjacent to the cooling block and in direct communication with the cooling medium flow path of the cooling block, and a cooling medium supply pipe from the outside of the mold And a cooling medium discharge pipe connected to the manifold flow path.

A mold cooling method, which is performed using the mold cooling structure according to claim 1.