JP6824863B2 - Molding mold - Google Patents

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本発明は、複数の金型ブロックを締結部材で型締めした状態で成型品の加熱処理が行なわれる成型金型に関する。 The present invention relates to a molded mold in which a molded product is heat-treated with a plurality of mold blocks fastened with fastening members.

ゴムや合成樹脂を成型する金型として、金型に原料のゴムや樹脂を注入したのち、金型ごと90〜180℃に加熱し、注入した原料を加硫又は加熱硬化させて成型する金型がある。特許文献1に記載された連続加硫成形用ゴム成形金型装置に使用される金型は、複数に分割されており、最も外側に配置される金型の一方にもしくはその外側に位置して金型を挟持する部材に形成される雌ねじ穴にねじブッシュ(公知な商品名:ヘリサート等)を装着し、ボルトで締結している。この金型は、射出ステーションにおいてゴム材料を注入され、その後加熱加硫処理されることで、ゴム成型品を成型する。 As a mold for molding rubber or synthetic resin, after injecting raw rubber or resin into the mold, the mold is heated to 90 to 180 ° C, and the injected raw material is vulcanized or heat-cured to mold. There is. The mold used in the rubber molding mold apparatus for continuous vulcanization molding described in Patent Document 1 is divided into a plurality of molds, and is located on one of the outermost molds or on the outer side thereof. A screw bush (known trade name: helisert, etc.) is attached to a female screw hole formed in a member that holds the mold, and is fastened with a bolt. This mold is injected with a rubber material at an injection station and then heat-vulcanized to mold a rubber molded product.

実開平5−41733号公報Jikkenhei 5-41733 Gazette

ところで、加硫処理や加熱硬化処理等における加熱処理が行われる成型金型は、熱伝導性に優れた材料で造られる。ゴムや合成樹脂の成型金型において、小型かつ軽量で耐久性に優れた成型金型が求められており、金型ブロックに軽合金、例えばアルミニウム合金が使用されることがある。一般的な射出成型金型の場合、熱可塑性樹脂等の原材料を射出する際に金型ブロックが開かないように油圧プレス機などによって型締めした状態で射出・冷却して成型加工されることが多い。 By the way, a molding die that is subjected to heat treatment such as vulcanization treatment and heat hardening treatment is made of a material having excellent thermal conductivity. Molding dies made of rubber or synthetic resin are required to be compact, lightweight, and have excellent durability, and a light alloy, for example, an aluminum alloy may be used for the mold block. In the case of a general injection molding die, it is possible to inject and cool the die in a state of being molded by a hydraulic press so that the die block does not open when injecting raw materials such as thermoplastic resin. There are many.

しかし、長時間の加硫が必要なゴム材料や熱硬化性樹脂材料等を使用する場合には、ボルト等の締結部材で型締めした状態で原材料を注入して加熱処理されることが多い。このとき、成型金型ごと注入した原材料を加熱処理すると、ゴム材料や熱硬化性樹脂等が熱で膨張するだけでなく、金型自身も熱で膨張するため、成型金型の締結部に十分な強度が要求される。成型品の構造が複雑になると、複数の金型ブロックを締結部材やキー等を使用して組み合わせて成型金型を保持することが必要になってくる。締結部材やキーには、金型ブロックとは異なる材質、とりわけ高強度材、例えばクロムモリブデン鋼等を使用することが一般的である。その結果、複数の異材を組み合わせて一つの成型金型を構成することになる。例えば、熱伝導性に優れて軽量なアルミニウム合金等で造られた金型ブロックは、高い引張強度を有した締結部材に比べて熱膨張率が大きい。つまり、複数の材料を組み合わせて成型金型を構成すると材料ごとに熱膨張率が異なるため、金型ブロックの熱膨張率の方が大きい場合、加熱処理の際に締結部に強い軸荷重が発生して歪が生じる。 However, when a rubber material or a thermosetting resin material that requires long-term vulcanization is used, the raw material is often injected and heat-treated in a state of being molded with a fastening member such as a bolt. At this time, if the raw material injected together with the molding die is heat-treated, not only the rubber material and the thermosetting resin expand due to heat, but also the mold itself expands due to heat, which is sufficient for the fastening portion of the molding die. Strength is required. When the structure of the molded product becomes complicated, it becomes necessary to hold the molded mold by combining a plurality of mold blocks using a fastening member, a key, or the like. It is common to use a material different from the mold block, especially a high-strength material such as chrome molybdenum steel, for the fastening member and the key. As a result, a plurality of different materials are combined to form one molding die. For example, a mold block made of a lightweight aluminum alloy or the like having excellent thermal conductivity has a larger coefficient of thermal expansion than a fastening member having high tensile strength. That is, when a molding mold is formed by combining a plurality of materials, the coefficient of thermal expansion differs for each material. Therefore, if the coefficient of thermal expansion of the mold block is larger, a strong axial load is generated at the fastening portion during the heat treatment. And distortion occurs.

特に、アルミニウム合金などで造られた金型ブロックに形成された雌ネジに対して、高張力鋼等の高強度材のボルトの雄ネジを螺合させる締結部構造を有している場合、加熱処理における熱膨張差が原因で、金型ブロックの雌ネジの奥側、すなわちボルトの雄ネジ先端1山目の先端部に螺合している金型ブロックの雌ネジ部からに局部的に塑性変形が生じ、損傷に至る。 In particular, when it has a fastening structure in which a male screw of a bolt made of a high-strength material such as high-strength steel is screwed into a female screw formed in a mold block made of an aluminum alloy or the like, it is heated. Due to the difference in thermal expansion during processing, it is locally plastic from the inner side of the female screw of the mold block, that is, from the female screw part of the mold block screwed to the tip of the first thread of the male screw tip of the bolt. Deformation occurs, leading to damage.

繰り返し使用される金型は、金型を分解して成型品を取り出した後、再度組立てて規定のトルクで締結部材を毎回締め付けるため、加熱処理の時に雌ネジ部に塑性変形が生じていると、次の型締めの際にその分だけ増し締めされることになり、やがて、ボルトの雄ネジの1山目、1.5山目、2山目に螺合する雌ネジ部分へと塑性変形と損傷部分が進行する。その結果、この様な加熱処理が行われない金型ブロックの耐久回数よりも少ない使用回数で金型ブロックの雌ネジ部が破損してしまう。 For molds that are used repeatedly, after disassembling the mold and taking out the molded product, it is reassembled and the fastening member is tightened each time with the specified torque, so it is said that plastic deformation occurs in the female screw part during heat treatment. , It will be retightened by that amount at the time of the next mold tightening, and eventually it will be plastically deformed to the female screw part to be screwed to the 1st, 1.5th, and 2nd threads of the male screw of the bolt. And the damaged part progresses. As a result, the female screw portion of the mold block is damaged after the number of uses is less than the durability of the mold block that is not subjected to such heat treatment.

ネジ部の破損を防止する場合、ねじ込み深さ(螺合長さ)を大きくすることで、それぞれのネジ山の一つにかかる荷重を軽減することが検討される。しかしながら、上述のようにネジ部の破損が熱膨張差に起因している場合、螺合長さを大きくすればするほど、加熱処理で昇温されたときに、締結部材の雄ネジ部と金型ブロックの雌ネジ部との螺合部分の熱膨張差の絶対値がより大きくなる。 In order to prevent damage to the screw portion, it is considered to reduce the load applied to one of the screw threads by increasing the screwing depth (screw length). However, as described above, when the damage to the screw portion is caused by the difference in thermal expansion, the larger the screw length, the more the male screw portion and the gold of the fastening member when the temperature is raised by the heat treatment. The absolute value of the difference in thermal expansion of the screwed portion with the female screw portion of the mold block becomes larger.

雌ネジ穴が形成される金型ブロックの熱膨張率がボルトの熱膨張率よりも大きい場合、金型ブロックの雌ネジ部の熱膨張によってボルトの雄ネジ部の先端側程ボルトを軸方向に引き伸ばす方向の変位が大きくなる。すなわち、ボルトの雄ネジ先端側1山目の先端部が螺合する金型ブロックの雌ネジ部に最大荷重が作用することになる。金型ブロックの材料強度がボルトの材料強度よりも低い場合、ボルトの軸方向に作用する荷重は、雌ネジ部のネジ山に剪断荷重となって作用し、その剪断荷重が金型ブロックの降伏応力を超えると、雌ネジのネジ山が破損してしまう。 When the coefficient of thermal expansion of the mold block in which the female screw hole is formed is larger than the coefficient of thermal expansion of the bolt, the thermal expansion of the female screw portion of the mold block causes the bolt to move axially toward the tip of the male screw portion of the bolt. The displacement in the stretching direction becomes large. That is, the maximum load acts on the female screw portion of the mold block into which the tip portion of the first thread on the male screw tip side of the bolt is screwed. When the material strength of the mold block is lower than the material strength of the bolt, the load acting in the axial direction of the bolt acts as a shear load on the threads of the female thread, and the shear load acts as a shear load, and the shear load acts on the yield of the mold block. If the stress is exceeded, the threads of the female threads will be damaged.

つまり、金型ブロックの熱膨張率がボルトの熱膨張率よりも大きい場合、ボルトの雄ネジ部の先端の1山目が螺合する金型ブロックの雌ネジ部が破損する事象は、螺合長さを大きくしても解消されない。 That is, when the coefficient of thermal expansion of the mold block is larger than the coefficient of thermal expansion of the bolt, the phenomenon that the female screw portion of the mold block where the first thread of the tip of the male screw portion of the bolt is screwed is damaged is screwed. Even if the length is increased, it cannot be solved.

そこで、本発明は、原材料を注入され加熱処理される成型金型において、金型ブロックよりも熱膨張係数が小さく引張強度の高い締結部材で固定する場合でも締結部の劣化を抑制する構造を有した成型金型を提供する。 Therefore, the present invention has a structure that suppresses deterioration of the fastening portion even when the molding mold in which the raw material is injected and heat-treated is fixed by a fastening member having a smaller coefficient of thermal expansion and higher tensile strength than the mold block. Provide a molded mold.

本発明に係る一実施形態の成型金型は、少なくとも2つのブロックで構成され、隣合うブロックどうしが自由長100mm以上のボルトで連結されている。隣合う一方のブロックは、雌ネジ部が形成された雌ネジ穴を有している。雌ネジ穴は、他方のブロック側へ開口している。隣合う他方のブロックは、一方のブロック側へ開通したボルト孔を有している。ボルトは、ブロックよりも熱膨張係数が小さく、ボルト孔に通された状態で、先端に設けられた雄ネジ部が一方のブロックの雌ネジ部に螺合され、他方のブロックのボルト孔の縁と頭部との間に弾性部材を装着した状態で、雄ネジ部が作用する雌ネジ部と頭部が作用する弾性部材装着部との間に所定の締付荷重が掛けられている。弾性部材は、ブロックが加熱処理によって膨張した場合、ボルトに作用する荷重が締付荷重以上、かつ、ボルトの締付方向に作用する剪断応力によって雌ネジ部が破壊される引張荷重以下に維持されるように縮む。なお、着目した2つのブロック(前述の一方及び他方のブロック)に加えて、第3、第4のブロックをさらに含んでいてもよい。一方及び他方のブロックに対する第3、第4のブロックの並びは、第1の方向(例えば上下方向)に限定されず、第2の方向(例えば左右方向)、第3の方向(例えば右上左下45度方向)等々の複数の方向であってもよい。 The molding die of one embodiment according to the present invention is composed of at least two blocks, and adjacent blocks are connected by bolts having a free length of 100 mm or more . One of the adjacent blocks has a female screw hole in which a female screw portion is formed. The female screw hole is open to the other block side. The other adjacent blocks have bolt holes that are open to one block side. The bolt has a smaller coefficient of thermal expansion than the block, and while it is passed through the bolt hole, the male threaded portion provided at the tip is screwed into the female threaded portion of one block, and the edge of the bolt hole of the other block. With the elastic member mounted between the head and the head, a predetermined tightening load is applied between the female screw portion on which the male screw portion acts and the elastic member mounting portion on which the head acts. When the block expands due to heat treatment, the elastic member is maintained so that the load acting on the bolt is equal to or greater than the tightening load and less than the tensile load at which the female thread is destroyed by the shear stress acting in the tightening direction of the bolt. Shrink like. In addition to the two blocks of interest (one and the other block described above), the third and fourth blocks may be further included. The arrangement of the third and fourth blocks with respect to one and the other block is not limited to the first direction (for example, the vertical direction), but is limited to the second direction (for example, the left-right direction) and the third direction (for example, the upper right, lower left, 45). It may be in a plurality of directions such as (degree direction).

このとき、前述の成型金型において、他方のブロックは、一方のブロックに対して反対側のボルト孔の縁に弾性部材を収納する座刳り部を有している。そして座刳り部の内周面に嵌合されて弾性部材を座刳り部内に保持する止め輪をさらに備える。また、座刳り部は、弾性部材とボルトの頭部とを収納する大きさを有していることが好ましい。 At this time, in the above-mentioned molding die, the other block has a counterbore portion for accommodating the elastic member at the edge of the bolt hole on the opposite side to the one block. A retaining ring that is fitted to the inner peripheral surface of the seating portion to hold the elastic member in the seating portion is further provided. Further, it is preferable that the seating portion has a size for accommodating the elastic member and the head of the bolt.

さらに、前述の成型金型において、ブロックが3つ以上である場合、中間に配置されるブロックにはボルト孔と雌ネジ穴の両方が設けられる。そしてボルト孔と雌ネジ穴は、ボルトの締付方向に互いに重ならない位置に配置される。 Further, in the above-mentioned molding die, when there are three or more blocks, the blocks arranged in the middle are provided with both bolt holes and female screw holes. The bolt hole and the female screw hole are arranged at positions that do not overlap each other in the tightening direction of the bolt.

また、前述の成型金型において、雄ネジ部と雌ネジ部が螺合する長さは、雌ネジ部の呼び径をDとする場合に0.8D以上で1.6D以下であることが好ましい。または、前述の成型金型において、弾性部材は、複数の皿バネを含み、雌ネジ部の呼び径をDとする場合、ボルトの締付方向に0.5D以下の寸法で、0.005D以上の縮み代を有していることも好ましい。弾性部材は、複数の皿バネで構成されるか、または、捲回コイル部の断面形状が四角い角ばねで構成される。 Further, in the above-mentioned molding die, the length at which the male screw portion and the female screw portion are screwed is preferably 0.8 D or more and 1.6 D or less when the nominal diameter of the female screw portion is D. .. Alternatively, in the above-mentioned molding die, when the elastic member includes a plurality of disc springs and the nominal diameter of the female screw portion is D, the dimension is 0.5D or less in the tightening direction of the bolt, and 0.005D or more. It is also preferable to have a shrinkage allowance of. The elastic member is composed of a plurality of disc springs, or is composed of a square spring having a square cross-sectional shape of the winding coil portion.

本発明に係る一実施形態の成型金型によれば、一方のブロックに形成された雌ネジ穴の雌ネジ部に雄ネジ部を螺合させたボルトの頭部と、他方のブロックのボルト孔の縁との間に弾性部材が装着されており、ブロックが加熱処理によって膨張しても、締付荷重以上かつボルトの締付方向に作用する引張荷重によって雌ネジ部のネジ山が破壊される剪断荷重以下に維持されるように縮むので、雌ネジ部に過剰な応力が加わることを防止できる。その結果、成型金型を繰り返し使用する際に雌ネジ部のネジ山が変形することを防止でき、成型金型の耐用年数が延びる。 According to the molding mold of one embodiment according to the present invention, the head of a bolt in which a male screw portion is screwed into a female screw portion of a female screw hole formed in one block, and a bolt hole of the other block. An elastic member is attached to the edge of the bolt, and even if the block expands due to heat treatment, the thread of the female thread is destroyed by the tensile load that exceeds the tightening load and acts in the tightening direction of the bolt. Since it shrinks so as to be maintained below the shear load, it is possible to prevent excessive stress from being applied to the female thread portion. As a result, it is possible to prevent the threads of the female thread portion from being deformed when the molding die is repeatedly used, and the service life of the molding die is extended.

また、他方のブロックが一方のブロックに対して反対側のボルト孔の縁に弾性部材を収納する座刳り部を有し、この座刳り部の内周面に嵌合されて弾性部材を座刳り部内に保持する止め輪をさらに備えることとした発明の成型金型によれば、成型金型を組立及び分解することを繰り返す場合に、弾性部材を装着し忘れたり装着する向きを間違えたりするなどのミスを防止できるとともに、作業性も向上する。 Further, the other block has a seating portion for accommodating the elastic member at the edge of the bolt hole on the opposite side to the one block, and the elastic member is seated by being fitted to the inner peripheral surface of the seating portion. According to the molding die of the invention in which the retaining ring for holding the inside of the portion is further provided, when the molding die is repeatedly assembled and disassembled, the elastic member may be forgotten to be attached or the direction of attachment may be incorrect. It is possible to prevent mistakes and improve workability.

また、座刳り部が弾性部材とボルトの頭部とを収納する大きさを有したこととした発明の成型金型によれば、ボルトの締付方向に対して3つ以上のブロックが重なって成型金型が構成されている場合、中間のブロックに設けられたボルト孔を通して隣り合う一方のブロックの雌ネジ穴の雌ネジ部に雄ネジが螺合されるボルトの頭部は、中間のブロックに埋没するので、ボルトの頭部が次に取り付けるブロックの邪魔にならず、成型金型の組立作業を円滑に行える。 Further, according to the molding die of the invention in which the seating portion has a size for accommodating the elastic member and the head of the bolt, three or more blocks overlap with each other in the tightening direction of the bolt. When a molding die is configured, the head of the bolt where the male screw is screwed into the female screw part of the female screw hole of one of the adjacent blocks through the bolt hole provided in the intermediate block is the intermediate block. Since it is buried in, the head of the bolt does not interfere with the block to be attached next, and the assembly work of the molding mold can be performed smoothly.

また、ボルトの締付方向に対して3つ以上のブロックで成型金型が構成される場合に中間に配置されるブロックにボルト孔と雌ネジ穴の両方が設けられ、ボルト孔と雌ネジ穴がに互いに重ならない位置に配置されることとした発明の成型金型によれば、各ブロックを順番に組み立てる際に先に組み合わせたブロックどうしを連結するボルトが次に組み合わせるブロックを連結するボルトに干渉しない。 Further, when the molding mold is composed of three or more blocks with respect to the tightening direction of the bolt, both the bolt hole and the female screw hole are provided in the block arranged in the middle, and the bolt hole and the female screw hole are provided. According to the molding mold of the invention that is arranged at a position where the blocks do not overlap each other, the bolt that connects the blocks that were combined first when assembling each block in order becomes the bolt that connects the blocks that are combined next. Does not interfere.

また、雌ネジ部の呼び径をDとする場合、ボルトの雄ネジ部と雌ネジ穴の雌ネジ部が螺合する長さを0.8D以上で1.6D以下とした発明の成型金型によれば、雄ネジ部と雌ネジ部が同材質の場合でも最低限必要な螺合長さを確保した上で、その2倍までの螺合長さに収まる様に弾性部材の軸力やストロークを設定することにより、軽量でコンパクトな金型を提供するために金型ブロックの材料に軽合金を選択した目的を達成することができる。なお、雄ネジ部と雌ネジ部が同材質の場合の螺合長さはJIS B 1181「六角ナット」のスタイル1並目ねじのM20を参考にすると呼び径20でナット長さが16.9〜18.9となっており、これは0.845D〜0.945Dを意味している。 Further, when the nominal diameter of the female screw portion is D, the molding die of the invention in which the length at which the male screw portion of the bolt and the female screw portion of the female screw hole are screwed is 0.8 D or more and 1.6 D or less. According to the report, even if the male and female threads are made of the same material, the minimum required screw length is secured, and the axial force of the elastic member is adjusted so that the screw length is up to twice that. By setting the stroke, it is possible to achieve the purpose of selecting a light alloy as the material of the mold block in order to provide a lightweight and compact mold. When the male and female threads are made of the same material, the screw length is JIS B 1181 "hexagon nut" style 1 coarse screw M20, with a nominal diameter of 20 and a nut length of 16.9. It is ~ 18.9, which means 0.845D to 0.945D.

または、雌ネジ部の呼び径をDとする場合、弾性部材が複数の皿バネを使用する場合を含みボルトの締付方向に0.5D以下の寸法で0.005D以上の縮み代を有していることとした発明の成型金型によれば、弾性部材としての容積が小さく座刳り部内にも容易に収納可能で軽量でコンパクトな金型を提供できるとともに、加工精度等を考慮した場合での必要最低限の縮み代を確保することで雌ネジ山の塑性変形や損傷への悪影響を排除できる。 Alternatively, when the nominal diameter of the female screw portion is D, the elastic member has a shrinkage allowance of 0.005D or more with a dimension of 0.5D or less in the tightening direction of the bolt, including the case where a plurality of disc springs are used. According to the molded mold of the invention, it is possible to provide a lightweight and compact mold that has a small volume as an elastic member and can be easily stored in a sitting portion, and when processing accuracy is taken into consideration. By ensuring the minimum necessary shrinkage allowance, it is possible to eliminate adverse effects on plastic deformation and damage of the female thread.

弾性部材を複数の皿バネで構成することとした発明の成型金型によれば、弾性部材の軸力やストロークを設定しやすくコンパクトに納まる。 According to the molding die of the invention in which the elastic member is composed of a plurality of disc springs, the axial force and stroke of the elastic member can be easily set and the elastic member can be stored compactly.

本発明の第1の実施形態の成型金型の分解斜視図。The exploded perspective view of the molding die of the 1st Embodiment of this invention. 図1の成型金型を組み立て締結部材の中心軸に沿って切った断面図。A cross-sectional view of the molding die of FIG. 1 cut along the central axis of the assembled fastening member. 図2中のF3部を拡大した締結部材の周辺の断面図。The cross-sectional view around the fastening member which enlarged the F3 part in FIG. 図3の雄ネジ部と雌ネジ部が螺合しているネジ山を拡大した断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a screw thread in which a male screw portion and a female screw portion of FIG. 3 are screwed together. 図3の状態から他方のブロックと弾性部材を取り除いて、ボルトの雄ネジ部を一方のブロックの雌ネジ部に常温で螺合した状態を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the male screw portion of a bolt is screwed into the female screw portion of one block at room temperature by removing the other block and the elastic member from the state of FIG. 図5の状態で雄ネジ部と雌ネジ部を昇温した状態を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the temperature of the male screw portion and the female screw portion is raised in the state of FIG. 図5よりも長い雄ネジ部と雌ネジ部を常温で螺合した状態を模式的に示す断面図。ボルト13’の呼び長さは図5のボルト13と同一長さ。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a male screw portion and a female screw portion longer than FIG. 5 are screwed together at room temperature. The nominal length of the bolt 13'is the same as that of the bolt 13 in FIG. 図7の状態で雄ネジ部と雌ネジ部を昇温した状態を模式的に示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the temperature of the male screw portion and the female screw portion is raised in the state of FIG. 7. 図7よりもネジ山が少ない雌ネジ部に雄ネジ部を常温で螺合した状態を模式的に示す断面図。削除した雌ネジ山f0〜f−9の長さは図5のLと同一長さ。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a state in which a male screw portion is screwed into a female screw portion having fewer threads than in FIG. 7 at room temperature. The lengths of the deleted female threads f0 to f-9 are the same as L in FIG. 図9の状態で雄ネジ部と雌ネジ部を昇温した状態を模式的に示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the temperature of the male screw portion and the female screw portion is raised in the state of FIG. 図3の状態から弾性部材を取り除いて、雄ネジ部と雌ネジ部を常温で隙間なく螺合した状態を模式的に示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state in which an elastic member is removed from the state of FIG. 3 and a male screw portion and a female screw portion are screwed together at room temperature without a gap. 図11の状態から昇温した状態を模式的に示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the temperature has been raised from the state of FIG. 本発明の第2の実施形態の成型金型の平面図。The plan view of the molding die of the 2nd Embodiment of this invention. 図13中のF14−F14線に沿う成型金型の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a molding die along the line F14-F14 in FIG. 図13中のF15−F15線に沿う成型金型の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a molding die along the line F15-F15 in FIG. 本発明の第3の実施形態の成型金型の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a molding die according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態の成型金型の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a molding die according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施形態の成型金型の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a molding die according to a fifth embodiment of the present invention.

<第1の実施形態>
本発明に係る第1の実施形態の成型金型1について、図1から図12を参照して説明する。成型金型1は、成型品の原料がキャビティ2内に注入されたのち加熱処理が施される金型であって、少なくとも2つのブロック(本実施形態では、第1のブロック11及び第2のブロック12)を第1の方向に並べて構成され、隣り合うブロックどうしをボルト13で連結した成型金型である。対象となる成型品によってキャビティ2の形状は様々であるので、本実施形態では、図1に示す本発明に係る成型金型1の典型的な一例を用いて説明する。
<First Embodiment>
The molding die 1 of the first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 12. The molding die 1 is a mold in which the raw material of the molded product is injected into the cavity 2 and then heat-treated, and is at least two blocks (in the present embodiment, the first block 11 and the second block 11 and the second block. This is a molding die in which blocks 12) are arranged side by side in the first direction and adjacent blocks are connected by bolts 13. Since the shape of the cavity 2 varies depending on the target molded product, the present embodiment will be described with reference to a typical example of the molding die 1 according to the present invention shown in FIG.

図1は、成型金型1の分解斜視図であって、成型金型1を第1の方向に二分割に開いた状態を示す。図示した例では、第1の方向が上下方向に一致している。なお、第1の方向は、左右方向であってもよいし、その他の方向であってもよい。成型金型1は、第1のブロック11と第2のブロック12とボルト13と弾性部材14とを備える。本実施形態の場合、隣り合う一方のブロックが下金型となる第1のブロック11であり、隣り合う他方のブロックが上金型となる第2のブロック12である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of the molding die 1 and shows a state in which the molding die 1 is opened in two in the first direction. In the illustrated example, the first direction coincides with the vertical direction. The first direction may be a left-right direction or another direction. The molding die 1 includes a first block 11, a second block 12, a bolt 13, and an elastic member 14. In the case of the present embodiment, one adjacent block is the first block 11 which is the lower mold, and the other adjacent block is the second block 12 which is the upper mold.

図2は、第1のブロック11と第2のブロック12を組み合わせてボルト13で固定した組立状態を示す。第1のブロック11及び第2のブロック12は、それぞれキャビティ2を構成する凹部21,22を有しており、このキャビティ2に成型品の原料を注入する入口ノズル31と内部のガスを排出する出口ノズル32がそれぞれに装着される。入口ノズル31と出口ノズル32の大きさや場所は図2の例に限定されない。 FIG. 2 shows an assembled state in which the first block 11 and the second block 12 are combined and fixed with bolts 13. The first block 11 and the second block 12 each have recesses 21 and 22 constituting the cavity 2, and the inlet nozzle 31 for injecting the raw material of the molded product into the cavity 2 and the gas inside are discharged. The outlet nozzles 32 are attached to each. The size and location of the inlet nozzle 31 and the outlet nozzle 32 are not limited to the example of FIG.

一般的には図1に示すように入口ノズル31を下部に、出口ノズル32を上部に配置することが多い。なお、入口ノズル31及び出口ノズル32は、雌ネジ穴111及びボルト孔121と干渉しない第1のブロック11または第2のブロック12の側壁に設けられていてもよい。 Generally, as shown in FIG. 1, the inlet nozzle 31 is often arranged at the lower part and the outlet nozzle 32 is arranged at the upper part. The inlet nozzle 31 and the outlet nozzle 32 may be provided on the side wall of the first block 11 or the second block 12 which does not interfere with the female screw hole 111 and the bolt hole 121.

第1のブロック11は、図1に示すように、キャビティ2の凹部21の周囲に配置された雌ネジ穴111を有している。雌ネジ穴111は、他方のブロックとなる第2のブロック12側へ開口している。雌ネジ穴111は、ネジの呼び径Dに対して1.0〜2.0Dの長さの雌ネジ部112が設けられていることが多い。 As shown in FIG. 1, the first block 11 has a female screw hole 111 arranged around the recess 21 of the cavity 2. The female screw hole 111 is open to the side of the second block 12 which is the other block. The female screw hole 111 is often provided with a female screw portion 112 having a length of 1.0 to 2.0 D with respect to the nominal diameter D of the screw.

第2のブロック12は、図2に示すように第1のブロック11と組み合わされてキャビティ2を形成する。第2のブロック12は、キャビティ2の凹部22の周囲に配置されたボルト孔121を有している。ボルト孔121は、雌ネジ穴111に連通するように第1のブロック11側へ開通している。 The second block 12 is combined with the first block 11 to form the cavity 2 as shown in FIG. The second block 12 has bolt holes 121 arranged around the recess 22 of the cavity 2. The bolt hole 121 is opened to the first block 11 side so as to communicate with the female screw hole 111.

本実施形態において、第1のブロック11及び第2のブロック12は、加熱処理されることを考慮して軽量かつ熱伝導性に優れた同じ材料で形成されており、例えば、高力アルミニウム合金である7000系のAl−Zn−Mg系合金、具体的には日本工業規格「JIS H 4000:2014 アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条」のA7075P−T6材、いわゆる「超超ジュラルミン」製であることが好ましい。 In the present embodiment, the first block 11 and the second block 12 are made of the same material that is lightweight and has excellent thermal conductivity in consideration of being heat-treated. For example, a high-strength aluminum alloy is used. A certain 7000 series Al-Zn-Mg alloy, specifically A7075P-T6 material of Japanese Industrial Standard "JIS H 4000: 2014 Aluminum and Aluminum Alloy Plates and Stripes", so-called "super duralumin". Is preferable.

ボルト13は、図1に示すようにいわゆる「六角穴付きボルト」であって、図3に示すようにボルト孔121に通された状態で、先端に設けられた雄ネジ部131が雌ネジ穴111の雌ネジ部112に螺合されている。また、ボルト孔121の縁とボルト13の頭部133との間に弾性部材14を装着した状態で、雄ネジ部131が作用する雌ネジ部112と頭部133が作用する弾性部材装着部との間に所定の締付荷重が掛けられている。つまり、ボルト13は、第1のブロック11と第2のブロック12とを所定の締付荷重で締付固定する。ボルト13は、第1のブロック11及び第2のブロック12よりも熱膨張係数が小さく、高強度の材料、例えば一般的なボルトに使用されるクロムモリブデン鋼、具体的には、日本工業規格「JIS G 4105 クロムモリブデン鋼鋼材」のSCM435を本実施形態では採用している。この他の材料として、例えば一般的な機械構造用炭素鋼鋼材(JIS G 4051:2009)のS45Cなどから製作してもよい。いずれも日本工業規格「JIS B 1051:2000 炭素鋼及び合金構成締結用部品の機械的性質−第1部:ボルト、ねじ及び植込みボルト」に準拠して造られることが望ましい。 The bolt 13 is a so-called "hexagon socket head cap screw" as shown in FIG. 1, and a male screw portion 131 provided at the tip is a female screw hole in a state where the bolt 13 is passed through the bolt hole 121 as shown in FIG. It is screwed into the female screw portion 112 of 111. Further, with the elastic member 14 mounted between the edge of the bolt hole 121 and the head 133 of the bolt 13, the female screw portion 112 on which the male screw portion 131 acts and the elastic member mounting portion on which the head 133 acts. A predetermined tightening load is applied between the two. That is, the bolt 13 tightens and fixes the first block 11 and the second block 12 with a predetermined tightening load. The bolt 13 has a smaller coefficient of thermal expansion than the first block 11 and the second block 12, and is a high-strength material, for example, chrome molybdenum steel used for general bolts. Specifically, the Japanese Industrial Standard " The SCM435 of "JIS G 4105 chrome molybdenum steel" is adopted in this embodiment. As another material, for example, S45C of a general carbon steel material for machine structure (JIS G 4051: 2009) may be manufactured. It is desirable that all of them be manufactured in accordance with Japanese Industrial Standards "JIS B 1051: 2000 Mechanical Properties of Carbon Steel and Alloy Structure Fastening Parts-Part 1: Bolts, Screws and Implantable Bolts".

このように、本実施形態の成型金型1は、成型品のキャビティ2を形成する第1のブロック11及び第2のブロック12の材料と、これらを組み合わせて互いに連結するボルト13の材料とが、互いに異なる異種金属で構成されている。 As described above, in the molding die 1 of the present embodiment, the materials of the first block 11 and the second block 12 forming the cavity 2 of the molded product and the material of the bolt 13 which is combined and connected to each other are used. , Consists of different dissimilar metals.

このボルト13の先端に設けられた雄ネジ部131は、図3に示すように第1のブロック11及び第2のブロック12を組み合わされた状態で、第2のブロック12のボルト孔121に通された状態で第1のブロック11の雌ネジ穴111の雌ネジ部112に対して螺合される。雌ネジ部112の呼び径をDとする場合、雄ネジ部131は締付方向に雌ネジ部112に対して0.8D以上で1.6D以下の長さ螺合されることが望ましい。図示した例では、ボルト13の締付方向は第1の方向に一致している。 As shown in FIG. 3, the male screw portion 131 provided at the tip of the bolt 13 passes through the bolt hole 121 of the second block 12 in a state where the first block 11 and the second block 12 are combined. In this state, it is screwed into the female screw portion 112 of the female screw hole 111 of the first block 11. When the nominal diameter of the female screw portion 112 is D, it is desirable that the male screw portion 131 is screwed with respect to the female screw portion 112 in the tightening direction with a length of 0.8 D or more and 1.6 D or less. In the illustrated example, the tightening direction of the bolt 13 coincides with the first direction.

また、ボルト13は、図2及び図3に示すようにボルト13の頭部133とボルト孔121の縁との間に弾性部材14を装着した状態で、雄ネジ部131と頭部133との間で所定の締付荷重を受けている。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the bolt 13 has the male screw portion 131 and the head 133 in a state where the elastic member 14 is mounted between the head 133 of the bolt 13 and the edge of the bolt hole 121. It receives a predetermined tightening load between them.

成型金型1は、図2のように第1のブロック11と第2のブロック12とをボルト13で締付固定している状態で加熱処理される。このとき第1のブロック11及び第2のブロック12よりもボルト13の方が熱膨張係数が小さいので、熱膨張に伴う物理的な変位による引張荷重がボルト13に加わる。弾性部材14は、この変位に伴う引張荷重がボルト13に加わることを回避し、雌ネジ部112を破壊する剪断荷重が雌ネジ部112に加わることを防止する。つまり、弾性部材14は、第1のブロック11及び第2のブロック12が加熱処理によって膨張した場合、ボルト13に作用する荷重が、第1のブロック11と第2のブロック12とを型締めするための締付荷重以上、かつ、締付方向に作用するネジ山への剪断応力によって雌ネジ部112が破壊される剪断荷重以下の適正な荷重に維持される様に縮む。 The molding die 1 is heat-treated in a state where the first block 11 and the second block 12 are tightened and fixed with bolts 13 as shown in FIG. At this time, since the coefficient of thermal expansion of the bolt 13 is smaller than that of the first block 11 and the second block 12, a tensile load due to physical displacement due to thermal expansion is applied to the bolt 13. The elastic member 14 prevents a tensile load due to this displacement from being applied to the bolt 13, and prevents a shear load that breaks the female threaded portion 112 from being applied to the female threaded portion 112. That is, in the elastic member 14, when the first block 11 and the second block 12 are expanded by the heat treatment, the load acting on the bolt 13 molds the first block 11 and the second block 12. The female thread portion 112 is shrunk so as to be maintained at an appropriate load equal to or greater than the tightening load for the purpose and less than or equal to the shear load in which the female thread portion 112 is destroyed by the shear stress on the threads acting in the tightening direction.

本実施形態では、図3に示すように弾性部材14として、皿バネを採用している。皿バネを採用することで、ボルト13による締付荷重は、ボルト13の軸を中心とする周方向に均一に掛る。また、弾性部材14として皿バネを複数採用することで、締付荷重と破断強度との間の適正な荷重に維持させる為に、皿バネを同じ向きに挿入する並列配置にすることでバネ定数を設定しやすいとともに、皿バネを内周どうし及び外周どうしが交互に接するように挿入する直列配置にすることで縮み代(ストローク)も設定しやすい。本実施形態では、図2及び図3に示すように、弾性部材14として2つの皿バネを並列配置で装着しており、雌ネジ部112の呼び径をDとする場合、締付方向に、0.5D以下の寸法で0.005D以上の縮み代を有するように構成することが望ましい。 In this embodiment, as shown in FIG. 3, a disc spring is adopted as the elastic member 14. By adopting a disc spring, the tightening load by the bolt 13 is uniformly applied in the circumferential direction around the axis of the bolt 13. Further, by adopting a plurality of disc springs as the elastic members 14, in order to maintain an appropriate load between the tightening load and the breaking strength, the disc springs are inserted in the same direction and arranged in parallel to maintain the spring constant. It is easy to set the contraction allowance (stroke) by inserting the disc springs in series so that the inner circumferences and the outer circumferences are in contact with each other alternately. In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, two disc springs are mounted in parallel as the elastic member 14, and when the nominal diameter of the female screw portion 112 is D, the tightening direction is changed. It is desirable that the size is 0.5D or less and the shrinkage allowance is 0.005D or more.

また、弾性部材14を位置決めしやすいように、第2のブロック12は、第1のブロック11に対して反対側のボルト孔121の縁に、弾性部材14の外形よりも大きい座刳り部122が設けられている。座刳り部122は、弾性部材14が完全に埋没する深さを有しており、弾性部材14を装着した後、成型金型1を組立や分解する際に弾性部材14が脱落しないように止め輪15が装着される。止め輪15は、座刳り部122の内周面に刻まれた溝に嵌合される。 Further, in order to facilitate positioning of the elastic member 14, the second block 12 has a counterbore portion 122 larger than the outer shape of the elastic member 14 at the edge of the bolt hole 121 on the opposite side of the first block 11. It is provided. The seating portion 122 has a depth at which the elastic member 14 is completely buried, and after the elastic member 14 is attached, the elastic member 14 is stopped so as not to fall off when the molding die 1 is assembled or disassembled. The ring 15 is mounted. The retaining ring 15 is fitted into a groove carved on the inner peripheral surface of the seating portion 122.

以上のように構成された成型金型1は、加硫ゴムや熱硬化性合成樹脂のように加熱処理が必要な成型品を得るために利用される。まず、第1のブロック11と第2のブロック12をボルト13で型締めされた状態でキャビティ2に原料が注入されたのち、入口ノズル31と出口ノズル32が封止される。次に、成型金型1は、キャビティ2に注入された原料に適した温度及び時間で加熱処理されることで、成型品を得る。 The molding die 1 configured as described above is used to obtain a molded product that requires heat treatment, such as vulcanized rubber and a thermosetting synthetic resin. First, the raw material is injected into the cavity 2 in a state where the first block 11 and the second block 12 are molded with bolts 13, and then the inlet nozzle 31 and the outlet nozzle 32 are sealed. Next, the molding die 1 is heat-treated at a temperature and time suitable for the raw material injected into the cavity 2 to obtain a molded product.

本発明の成型金型1において、軸方向に螺合するボルト13の雄ネジ部131と雌ネジ穴111の雌ネジ部112の長さについて検討したことをさらに詳述する。説明上、分かりやすくするために、第1のブロック11及び第2のブロック12の材料を超超ジュラルミン(A7075)とし、ボルト13の材料を六角穴付きボルトに一般的に使用されるクロムモリブデン鋼(SCM435)とした一例を示す。 In the molding die 1 of the present invention, the lengths of the male screw portion 131 of the bolt 13 and the female screw portion 112 of the female screw hole 111 to be screwed in the axial direction have been examined in more detail. For the sake of clarity, the material of the first block 11 and the second block 12 is extra super duralumin (A7075), and the material of the bolt 13 is chrome molybdenum steel generally used for hexagon socket head bolts. An example of (SCM435) is shown.

まず、弾性部材14が装着されていない場合について説明する。雌ネジ部112に雄ネジ部131が螺合された状態でボルト13が軸方向に引張荷重を受けると、締結部分が破壊される事象において、2つの破壊モードが想定される。1つは、ボルト13の雄ネジ部131の谷径部の引張強度[N]の方が雄ネジ部131の外径部に位置する雌ネジ部112のネジ山の軸方向に沿う剪断強度[N]よりも高い場合には、雌ネジ山の剪断破壊が生じる破壊モードであり、もう1つは、ボルト13の雄ネジ部131の谷径部の引張強度[N]の方が雄ネジ部131の外径部に位置する雌ネジ部112のネジ山の軸方向に沿う剪断強度[N]よりも低い場合には、雄ネジの谷部でボルト13が破断する破壊モードである。本実施形態の場合、それぞれの材料の組み合わせは上述のとおりであり、雌ネジ部112のネジ山の軸方向に沿う剪断強度[N]の方が大幅に小さいので、破壊モードは、前者の「雌ネジ山の剪断破壊」に相当する。 First, a case where the elastic member 14 is not attached will be described. Two failure modes are assumed in the event that the fastening portion is broken when the bolt 13 receives a tensile load in the axial direction while the male screw portion 131 is screwed into the female screw portion 112. One is that the tensile strength [N] of the valley diameter portion of the male screw portion 131 of the bolt 13 is the shear strength [N] along the axial direction of the thread of the female screw portion 112 located at the outer diameter portion of the male screw portion 131. When it is higher than N], it is a fracture mode in which shear fracture of the female thread occurs. The other is that the tensile strength [N] of the valley diameter portion of the male threaded portion 131 of the bolt 13 is the male threaded portion. When the shear strength [N] along the axial direction of the thread of the female thread 112 located in the outer diameter of 131 is lower than the shear strength [N], the bolt 13 breaks at the valley of the male thread. In the case of the present embodiment, the combination of the respective materials is as described above, and the shear strength [N] along the axial direction of the thread of the female thread portion 112 is significantly smaller. Therefore, the fracture mode is the former ". Corresponds to "shear fracture of female threads".

第1のブロック11及び第2のブロック12の材料となるA7075の引張強さはJIS H 4000「A7075P−T6」の厚板100mmを使用するとき540[N/mm]以上で剪断強さはこの約60%の324[N/mm]以上であり、ボルト13は材料SCM435のJIS B 1051「強度区分12.9」ボルトを使用するとき引張強さ1220[N/mm]以上である。つまり、雌ネジ部112の剪断強さ324[N/mm]は雄ネジ部131の谷径部の引張強さ1220[N/mm]に比べて1/3以下である。 The tensile strength of A7075, which is the material of the first block 11 and the second block 12, is 540 [N / mm 2 ] or more when using a 100 mm thick plate of JIS H 4000 "A7075P-T6", and the shear strength is This is about 60% of 324 [N / mm 2 ] or more, and the bolt 13 has a tensile strength of 1220 [N / mm 2 ] or more when using JIS B 1051 “strength category 12.9” bolts of the material SCM435. .. That is, the shear strength 324 [N / mm 2 ] of the female screw portion 112 is 1/3 or less of the tensile strength 1220 [N / mm 2 ] of the valley diameter portion of the male screw portion 131.

成型金型1を使用した加熱処理における温度領域は、120〜180[℃]であり、この温度領域においてSCM435の引張強さはほぼ変わらないのに対し、A7075は約130℃に加熱されると引張強さや剪断強さが約60%に低下することが知られている。また、A7075の熱膨張係数は23.6×10−6/℃であり、SCM435の熱膨張係数は11.2×10−6/℃である。 The temperature range in the heat treatment using the molding die 1 is 120 to 180 [° C.], and the tensile strength of SCM435 is almost the same in this temperature range, whereas the A7075 is heated to about 130 ° C. It is known that the tensile strength and the shear strength are reduced to about 60%. The coefficient of thermal expansion of A7075 is 23.6 × 10 -6 / ° C, and the coefficient of thermal expansion of SCM435 is 11.2 × 10 -6 / ° C.

成型金型1を組み立てるときの温度(常温)を20℃とし、成型金型1で成型される加硫ゴムを加熱処理するときの温度を130℃とする。さらに、六角穴付きボルトであるボルト13の全長からボルト頭部133の長さを引いてボルトの呼び長さを求め、それから、雄ネジ部131のボルト先端のネジ山1つの長さ(1ピッチの長さ)を引いた寸法をボルト13の自由長Lとすると、ボルト13の自由長Lは、加熱処理温度の時の熱膨張差によってボルト13よりも膨張した第1のブロック11の雌ネジ部112のネジ山が雄ネジ部131のボルト先端のネジ山に当接して拘束される部分から、加熱処理温度の時の熱膨張差によってボルト13よりも膨張した第2のブロック12がボルト13の頭部133に当接して拘束される部分までの拘束されていない長さと同じである。 The temperature (normal temperature) when assembling the molding die 1 is set to 20 ° C., and the temperature when the vulcanized rubber molded by the molding die 1 is heat-treated is set to 130 ° C. Further, the length of the bolt head 133 is subtracted from the total length of the bolt 13 which is a hexagon socket head cap screw to obtain the nominal length of the bolt, and then the length of one screw thread at the tip of the bolt of the male screw portion 131 (1 pitch). Assuming that the free length L of the bolt 13 is the dimension obtained by subtracting the length), the free length L of the bolt 13 is the female screw of the first block 11 which is expanded more than the bolt 13 due to the difference in thermal expansion at the heat treatment temperature. From the portion where the thread of the portion 112 abuts and is restrained by the thread at the tip of the bolt of the male thread portion 131, the second block 12 which is expanded more than the bolt 13 due to the difference in thermal expansion at the heat treatment temperature is the bolt 13. It is the same as the unrestrained length up to the portion that is in contact with the head 133 and is restrained.

以上の条件を基に、加熱処理中のそれぞれの温度変化110℃による熱伸び量を計算すると、第2のブロック12の熱伸び量は、2.596L×10−3mmであり、ボルト13の熱伸び量は、1.232L×10−3mmである。したがって、自由長L=100mmである場合の各熱伸び量は0.2596mmと0.1232mmで、熱膨張差は0.1364mm生じることとなる。 Based on the above conditions, the amount of heat elongation due to each temperature change of 110 ° C. during the heat treatment was calculated. The amount of heat elongation of the second block 12 was 2.596 L × 10 -3 mm, and that of the bolt 13. The amount of heat elongation is 1.232 L × 10 -3 mm. Therefore, when the free length L = 100 mm, the respective thermal expansion amounts are 0.2596 mm and 0.1232 mm, and the thermal expansion difference is 0.1364 mm.

このとき、自由長Lは、ボルト13の雄ネジ部131からボルト先端のネジ山を除く部分及びボルト13の雄ネジ未加工部分である胴部132となる。したがって、引張荷重に対する自由長Lの部分の変位量(歪み)δは、先端1山を除く雄ネジ部131の変位量δと胴部132の変位量δである。 At this time, the free length L is a portion obtained by removing the thread at the tip of the bolt from the male screw portion 131 of the bolt 13 and a body portion 132 which is a male screw unprocessed portion of the bolt 13. Therefore, the displacement amount (strain) δ of the free length L portion with respect to the tensile load is the displacement amount δ 1 of the male screw portion 131 excluding the tip 1 thread and the displacement amount δ 2 of the body portion 132.

ボルト13がメートル並目ネジのボルトである場合、雄ネジ部131の有効径をd、胴部132の外径(=ボルトの雄ネジ部の呼び径)をdとすると、ボルト13の軸方向に掛る引張荷重に対する雄ネジ部131の有効径断面積Aはπ(d/2)[mm]で代表され、胴部132の断面積Aはπ(d/2)[mm]で表わされる。雄ネジ部131の呼び径がd=12である場合、雄ネジ部131の有効径d=10.863mm、胴部132の外径寸法(=雄ネジ外径(=呼び径))=12.00mmであるので、雄ネジ部131の有効径断面積A=92.68mm、胴部132の断面積A=113.1mmである。なお、雄ネジ部131の有効径断面積Aは、断面積が最大であるネジ山部のネジ外径断面積と最小であるネジ谷部の谷径断面積のほぼ平均なので、雄ネジ部131の平均断面積と考える。 If the bolt 13 is a bolt metric coarse thread, the effective diameter of the male screw portion 131 d 2, (nominal diameter of the male screw portion of = V) outer diameter of the body portion 132 when the d, the axis of the bolt 13 effective径断area a chromatic male threaded portion 131 for pulling exerted on the axial load is represented by π (d 2/2) 2 [mm 2], the cross-sectional area a out of the body portion 132 π (d / 2) 2 It is represented by [mm 2 ]. When the nominal diameter of the male screw portion 131 is d = 12, the effective diameter of the male screw portion 131 is d 2 = 10.863 mm, and the outer diameter dimension of the body portion 132 (= male screw outer diameter (= nominal diameter)) = 12 since in .00Mm, effective径断area a Yes = 92.68mm 2 of the male screw portion 131, the cross-sectional area of the trunk portion 132 a out = 113.1 mm 2. Incidentally, the effective径断area A chromatic male threaded portion 131 is substantially the average of the valley径断area of the screw valley is threaded outside径断area and the minimum of the thread cross-sectional area is the largest, the male threaded portion It is considered to be the average cross-sectional area of 131.

ここで、加熱処理中の温度変化によって生じる第1のブロック11及び第2のブロック12とボルト13の熱膨張差(熱伸び量の差)は、加熱処理中にボルト13が第1のブロック11及び第2のブロック12によって伸ばされる変位量δとみなすことができる。この変位量δによってボルト13に作用する軸力Fは、ヤング率E、有効断面積A、軸力が掛る部分の長さ(自由長L)及び変位量δによって次式で計算される。 Here, the difference in thermal expansion (difference in the amount of thermal expansion) between the first block 11 and the second block 12 and the bolt 13 caused by the temperature change during the heat treatment is such that the bolt 13 is the first block 11 during the heat treatment. And it can be regarded as the amount of displacement δ extended by the second block 12. The axial force F acting on the bolt 13 by the displacement amount δ is calculated by the following equation from Young's modulus E, effective cross-sectional area A, length of the portion where the axial force is applied (free length L), and displacement amount δ.

F=(E・(A/L))・δ [N]
このとき、ボルト13の自由長Lの部分である雄ネジ部131と胴部132とのそれぞれに掛る軸力Fは同じである。そこで、ボルト13がSCM435であるときのヤング率E=2.1×10、雌ネジ部112のネジ山に当接して拘束されていない雄ネジ部131の長さL=10.00mm、胴部132の長さL2=90.00mmとすると、上記した軸力Fを求める式を基に、雄ネジ部131に掛る軸力は、F=(2.1×10×92.68/10.00)×δ[N]=(1.9463×10)δ[N]、胴部132に掛る軸力は、F=(2.1×10×113.1/90.00)×δ[N]=(0.2639×10)δ2[N]としてそれぞれ計算できる。 F=Fなので変位量δは、(1.9463×10)δ=(0.2639×10)δ2より、δ=0.13559δ2となる。
F = (E ・ (A / L)) ・ δ [N]
At this time, the axial force F applied to each of the male screw portion 131 and the body portion 132, which are the free length L portions of the bolt 13, is the same. Therefore, the bolt 13 is in a Young's modulus E = 2.1 × 10 5 when SCM435, a length L 1 = 10.00 mm male threaded portion 131 which is not restrained in contact with the threads of the female screw portion 112, If the length L 2 = 90.00mm of the body portion 132, on the basis of the equation for axial force F described above, the axial force exerted on the male screw portion 131, F 1 = (2.1 × 10 5 × 92. 68 / 10.00) × δ 1 [N] = (1.9463 × 10 6 ) δ 1 [N], the axial force applied to the body 132 is F 2 = (2.1 × 10 5 × 113.1) It can be calculated as / 90.00) × δ 2 [N] = (0.2639 × 10 6 ) δ 2 [N]. F 1 = F 2 so the amount of displacement [delta] is from (1.9463 × 10 6) δ 1 = (0.2639 × 10 6) δ 2, the δ 1 = 0.13559δ 2.

ボルト13の自由長Lの部分の全体の長さはL+L=100mmなので変位量δは、これに対応する第1のブロック11と第2のブロック12との熱膨張差であり、前に述べた通り0.1364mmである。よって、δ=δ+δ=0.1364mmとすることで、δ+δ=0.13559δ2+δ=1.13559δ2=0.1364mmより雄ネジ部131の変位量δ=0.01629mm、胴部132の変位量δ=0.12011mmであることが分かる。また、これらから求められる軸力は、F=31,705[N]、F=31,697[N]となるが、本来、これらは等しいので、以下の説明ではF=31.70[kN]に近似する。 Since the total length of the free length L portion of the bolt 13 is L 1 + L 2 = 100 mm, the displacement amount δ is the thermal expansion difference between the first block 11 and the second block 12 corresponding to this, and is the front. As described in the above, it is 0.1364 mm. Thus, δ = δ 1 + δ 2 = With 0.1364mm, δ 1 + δ 2 = 0.13559δ 2 + δ 2 = 1.13559δ 2 = displacement of the externally threaded portion 131 than 0.1364mm δ 1 = 0. It can be seen that the displacement amount of the body portion 132 is 01629 mm and the displacement amount δ 2 = 0.12011 mm. Further, the axial forces obtained from these are F 1 = 31,705 [N] and F 2 = 31,697 [N], but since these are originally equal, F = 31.70 [N] in the following explanation. kN] is approximated.

なお、ボルト13の破断強度は、雄ネジ部131の谷径d=10.106mmで計算する。ボルト13の材料であるSCM435の引張強さは1,220[N/mm]以上なので、呼び径がM12のボルト13は、最大軸力Fmax=97.86[kN]に耐える強度を有している。したがって、熱膨張に伴う変位量δによって生じる軸力F(=31.70[kN])に対するボルト13の安全率は3.1倍となるが、加熱処理の度に繰り返しこの軸力Fが加わると耐久性に影響する。 The breaking strength of the bolt 13 is calculated based on the root diameter d 1 of the male threaded portion 131 = 10.106 mm. Since the tensile strength of SCM435, which is the material of the bolt 13, is 1,220 [N / mm 2 ] or more, the bolt 13 having a nominal diameter of M12 has a strength to withstand the maximum axial force Fmax = 97.86 [kN]. ing. Therefore, the safety factor of the bolt 13 with respect to the axial force F (= 31.70 [kN]) generated by the displacement amount δ due to thermal expansion is 3.1 times, but this axial force F is repeatedly applied every time the heat treatment is performed. And affects durability.

本実施形態では、ボルト13の頭部133と第2のブロック12のボルト孔121の縁との間に弾性部材14が装着されているので、熱膨張差は、弾性部材14が変形することによって吸収され、ボルト13の自由長Lの部分に掛る軸力Fは、十分に低い値に抑えられる。 In the present embodiment, since the elastic member 14 is mounted between the head 133 of the bolt 13 and the edge of the bolt hole 121 of the second block 12, the difference in thermal expansion is caused by the deformation of the elastic member 14. The axial force F that is absorbed and applied to the free length L portion of the bolt 13 is suppressed to a sufficiently low value.

次に、第1のブロック11の雌ネジ穴111に螺合されている雄ネジ部131に対して加熱処理中に加わる軸力Fsについて考察する。第2のブロック12が熱膨張することによって、ボルト13に掛る軸力Fは上述のとおりである。このときボルト13の雄ネジ部131は、第1のブロック11の雌ネジ穴111の雌ネジ部112に螺合されている。成型金型1を組み立てた室温(常温)において、雄ネジ部131のピッチは雌ネジ部112のピッチと同じであり、互いに螺合している範囲に係る軸力Fsは雄ネジ部131のネジ山の一つ一つに均等に分配されると仮定した場合について説明する。 Next, the axial force Fs applied during the heat treatment to the male screw portion 131 screwed into the female screw hole 111 of the first block 11 will be considered. The axial force F applied to the bolt 13 due to the thermal expansion of the second block 12 is as described above. At this time, the male screw portion 131 of the bolt 13 is screwed into the female screw portion 112 of the female screw hole 111 of the first block 11. At room temperature (normal temperature) when the molding die 1 is assembled, the pitch of the male screw portion 131 is the same as the pitch of the female screw portion 112, and the axial force Fs related to the range in which they are screwed together is the screw of the male screw portion 131. The case where it is assumed that the mountains are evenly distributed will be described.

加熱処理中にボルト13の雄ネジ部131の全体に掛る軸力Fsは、第1のブロック11と第2のブロック12を型締めするための締付荷重の他に、第2のブロック12とボルト13の自由長Lの部分との熱膨張差によって生じる軸力Fも加わり、雄ネジ部131のネジ山と雌ネジ穴111の雌ネジ部112のネジ山との間に軸方向(第1の方向)の剪断荷重として作用する。そして、ネジ部(雄ネジ部131、雌ネジ部112)の破壊を評価する場合、雄ネジ部131のネジ山に係る剪断荷重と雌ネジ部112のネジ山に係る剪断荷重がそれぞれの材料の剪断強度を超えるか否かで判断される。 The axial force Fs applied to the entire male screw portion 131 of the bolt 13 during the heat treatment is the same as the second block 12 in addition to the tightening load for molding the first block 11 and the second block 12. Axial force F generated by the difference in thermal expansion from the free length L portion of the bolt 13 is also applied, and the axial direction (first) is applied between the thread of the male threaded portion 131 and the thread of the female threaded portion 112 of the female threaded hole 111. Acts as a shear load (in the direction of). When evaluating the destruction of the threaded portion (male threaded portion 131, female threaded portion 112), the shear load related to the thread of the male threaded portion 131 and the shearing load related to the thread of the female threaded portion 112 are the respective materials. It is judged by whether or not it exceeds the shear strength.

ボルト13の雄ネジ部131のネジ山が受ける軸方向の剪断荷重に対する有効断面積Aは、雄ネジ部131のネジ山に対して雌ネジ部112のネジ山の先端が掛る位置(すなわち雌ネジ部112の内径D)における円筒面で切り取られる面積として計算される。また、雌ネジ部112のネジ山が受ける軸方向の剪断荷重に対する有効断面積Aは、雌ネジ部112のネジ山に対して雄ネジ部131のネジ山の先端が掛る位置(すなわち雄ネジ部131の外径d)における円筒面で切り取られる面積として計算される。 Effective area A M with respect to the axial direction of the shear load threaded receiving the male threaded portion 131 of the bolt 13, the tip is consuming position of the thread of the female screw portion 112 relative to the screw thread of the male threaded portion 131 (i.e. female It is calculated as the area to be cut by the cylindrical surface of the inner diameter D 1) of the threaded portion 112. Further, the effective cross-sectional area AF with respect to the axial shear load received by the thread of the female thread 112 is the position where the tip of the thread of the male thread 131 hangs on the thread of the female thread 112 (that is, the male thread). It is calculated as the area cut out on the cylindrical surface in the outer diameter d) of the portion 131.

図4は、雄ネジ部131と雌ネジ部112が螺合している部分を拡大して模式的に示す断面図である。図4に示す雄ネジ部131及び雌ネジ部112は、「JIS B 0205:2001 一般用メートルねじ第4部:基準寸法」の呼び径が12でピッチ1.75の場合を例に示す。ネジのピッチP=1.75mm、雌ネジ部112の内径D=10.106mm、雄ネジ部131の外径d=12.00mm、雌ネジ有効径D及び雄ネジ有効径d=10.863mmである。 FIG. 4 is an enlarged sectional view schematically showing a portion where the male screw portion 131 and the female screw portion 112 are screwed together. The male threaded portion 131 and the female threaded portion 112 shown in FIG. 4 show an example in which the nominal diameter of "JIS B 0205: 2001 general metric screw part 4: reference dimension" is 12 and the pitch is 1.75. Thread pitch P = 1.75 mm, female screw portion 112 inner diameter D 1 = 10.106 mm, male screw portion 131 outer diameter d = 12.00 mm, female screw effective diameter D 2 and male screw effective diameter d 2 = 10 It is .863 mm.

図4において、雌ネジ部112の内径の位置で雄ネジ部131ネジ山を軸方向に横切る線分tuとすると、ネジ山の角度αは、60度なので、呼び径がM12である場合、線分tu=(P/2)+((d−D)/tanα)=1.312mmとなる。このとき、雄ネジ部131における1ピッチのネジ山の軸方向の剪断荷重に対する有効断面積Aは、A=線分tu×D×π=41.66mmである。また、雄ネジ部131の外径dの位置で雌ネジ部112のネジ山を軸方向に横切る線分vwとすると、線分vw=(P/2)+((d−D)/tanα)=1.531mmとなる。このとき雌ネジ部112における1ピッチのネジ山の軸方向の剪断荷重に対する有効断面積Aは、A=線分vw×d×π=57.73mmである。 In FIG. 4, assuming that the line segment tu that crosses the male thread portion 131 thread in the axial direction at the position of the inner diameter of the female thread portion 112, the angle α of the thread is 60 degrees, so when the nominal diameter is M12, the line The minute tu = (P / 2) + ((d 2- D 1 ) / tanα) = 1.312 mm. In this case, the effective cross-sectional area A M with respect to the axial direction of the shear load of 1 pitch of the screw thread in the male screw portion 131 is A M = segment tu × D 1 × π = 41.66mm 2. Further, assuming that the line segment vw that crosses the thread of the female screw portion 112 in the axial direction at the position of the outer diameter d of the male screw portion 131, the line segment vw = (P / 2) + ((d−D 2 ) / tanα ) = 1.531 mm. At this time, the effective cross-sectional area AF of the female thread portion 112 with respect to the shear load in the axial direction of the thread of one pitch is AF = line segment vw × d × π = 57.73 mm 2 .

上述のように軸方向の剪断荷重に対する有効断面積を比較すると、雄ネジ部131のネジ山の有効断面積Aよりも雌ネジ部112のネジ山の有効断面積Aの方が約40%大きい。したがって、一般的なケースである雄ネジ部131と雌ネジ部112が同一材質(共材)の場合には、雄ネジ部131の方が先に剪断破壊される。雄ネジ部131と雌ネジ部112は、1ピッチのみではなく複数ピッチを螺合させて締結される。したがって、雄ネジ部131のネジ山が破壊されないように「雄ネジ部131の谷径における引張強度=[断面積A]×[引張強さ]」よりも剪断強度=「雄ネジ部131のネジ山の剪断荷重に対する[有効断面積A]×[剪断強さ]」の方が大きくなるように捩じ込みピッチ数(捩じ込み長さ=螺合長さ)が設定される。 Comparing the effective cross-sectional area with respect to the axial direction of the shear load as described above, towards the effective area A F of the thread of the female screw portion 112 than the effective cross-sectional area A M of the thread of the male screw portion 131 is about 40 %large. Therefore, when the male screw portion 131 and the female screw portion 112, which are general cases, are made of the same material (co-material), the male screw portion 131 is sheared and fractured first. The male screw portion 131 and the female screw portion 112 are fastened by screwing not only one pitch but also a plurality of pitches. Therefore, in order to prevent the thread of the male threaded portion 131 from being destroyed, the shear strength = "the male threaded portion 131" rather than "tensile strength at the valley diameter of the male threaded portion 131 = [cross-sectional area A valley ] x [tensile strength]". The number of screwing pitches (screw length = screw length) is set so that [effective cross-sectional area AM ] × [shear strength] with respect to the shear load of the screw thread becomes larger.

本実施形態の場合は、ボルト13の材質はSCM435であり、第1のブロック11及び第2のブロック12の材質はA7075である。前記の通り、SCM435の引張強さは1,220[N/mm]以上で剪断強さはこの約60%の732[N/mm]以上であり、A7075の剪断強さは常温(20℃)で324[N/mm]以上である。 In the case of this embodiment, the material of the bolt 13 is SCM435, and the material of the first block 11 and the second block 12 is A7075. As described above, the tensile strength of SCM435 is 1,220 [N / mm 2 ] or more, the shear strength is about 60% of this, 732 [N / mm 2 ] or more, and the shear strength of A7075 is room temperature (20). ℃) is 324 [N / mm 2 ] or more.

成型金型1は、加熱処理の際に120〜180℃の温度に加熱される。SCM435の引張強さはこの温度の加熱処理によってほぼ変わらないのに対し、A7075の引張強さは130℃に温度が上がると常温の時の約60%に低下するので、剪断強さも同様に考えると194[N/mm]以上となる。その結果、成型金型1を加熱処理する際に、雄ネジ部131の1ピッチのネジ山で保持できる軸力FMPは、30.50[kN]であるのに対し、雌ネジ部112の1ピッチのネジ山で保持できる軸力FFPは、11.20[kN]となる。 The molding die 1 is heated to a temperature of 120 to 180 ° C. during the heat treatment. The tensile strength of SCM435 is almost the same as that of heat treatment at this temperature, whereas the tensile strength of A7075 decreases to about 60% of that at room temperature when the temperature rises to 130 ° C. Therefore, the shear strength is also considered. And 194 [N / mm 2 ] or more. As a result, when the heat treatment mold 1, the axial force F MP, which can be held in one pitch of the thread of the male threaded portion 131, whereas it is 30.50 [kN], the female screw portion 112 The axial force F FP that can be held by a screw thread of one pitch is 11.20 [kN].

そこで、成型金型1において、第1のブロック11に設けられた雌ネジ穴111の雌ネジ部112が破壊されないように、雄ネジ部131に螺合している雌ネジ部112のネジ山で保持できる軸力Fがボルト13の破断強度(97.86[kN])よりも大きくなるように、雄ネジ部131と雌ネジ部112とが螺合されるネジ山のピッチ数を検討する。 Therefore, in the molding mold 1, the screw thread of the female screw portion 112 screwed into the male screw portion 131 is used so that the female screw portion 112 of the female screw hole 111 provided in the first block 11 is not destroyed. breaking strength of the axial force F F is the bolt 13 to hold (97.86 [kN]) to be greater than, consider number of pitches of the screw thread of the male screw portion 131 and the female screw portion 112 is screwed ..

成型金型1は、成型品を製造する度に、組立、加熱処理及び分解を繰り返される。ボルト13は、この製造工程を繰り返すことで、いわゆる片振りの繰返し荷重を受けるのと同じことを繰り返すことになる。 The molding die 1 is repeatedly assembled, heat-treated, and disassembled each time a molded product is manufactured. By repeating this manufacturing process, the bolt 13 repeats the same thing as receiving a so-called one-sided repetitive load.

一般に、鋼材の片振りの繰返し荷重による疲労破壊において、繰返しのサイクルが短い場合の安全率は「5倍」に設定され、繰返しのサイクルが長く静的荷重に近い場合の安全率は「3倍」に設定される。本実施形態の成型金型1の場合、組立と加熱と分解を繰り返すものではあるが、その繰り返しによって雄ネジ部131及び雌ネジ部112に荷重が加わるサイクルは長く、静的荷重に近いものであるので、雌ネジ部112の安全率を3倍に設定し、加熱処理の熱膨張でボルト13に発生する軸力F(31.70[kN])を雌ネジ穴111で保持するためにボルト13の雄ネジ部131と螺合する雌ネジ部112として必要なピッチ数を計算すると、8.49ピッチとなる。安全率が3倍以上となるように必要なピッチ数を9ピッチとすると、呼び径がM12であるボルト13の1ピッチは1.75mmなので、雄ネジ部131と雌ネジ部112の螺合する長さは15.75mm(約1.3D)が必要となる。なお、熱膨張でボルト13に発生する軸力F(31.70[kN])の安全率3倍(95.1kN)は、ボルト13の破断強度(97.86[kN])とほぼ同じになった。 In general, in fatigue fracture due to the repeated load of one-sided swing of steel, the safety factor when the repeating cycle is short is set to "5 times", and the safety factor when the repeating cycle is long and close to the static load is "3 times". Is set to. In the case of the molding mold 1 of the present embodiment, assembling, heating, and disassembling are repeated, but the cycle in which the load is applied to the male screw portion 131 and the female screw portion 112 by the repetition is long, which is close to a static load. Therefore, the safety rate of the female screw portion 112 is set to 3 times, and the bolt is used to hold the axial force F (31.70 [kN]) generated in the bolt 13 by the thermal expansion of the heat treatment in the female screw hole 111. The number of pitches required for the female screw portion 112 to be screwed with the male screw portion 131 of 13 is calculated to be 8.49 pitches. Assuming that the number of pitches required to triple or more the safety factor is 9, one pitch of the bolt 13 having a nominal diameter of M12 is 1.75 mm, so the male screw portion 131 and the female screw portion 112 are screwed together. The length needs to be 15.75 mm (about 1.3D). The safety factor (95.1 kN) of the axial force F (31.70 [kN]) generated in the bolt 13 due to thermal expansion is almost the same as the breaking strength (97.86 [kN]) of the bolt 13. became.

つまり、螺合している範囲に係る軸力Fsが雄ネジ部131と雌ネジ部112のネジ山の一つ一つに均等に分配されると仮定した場合、雌ネジ部112の呼び径Dに対して軸方向に約1.3Dの長さの雌ネジ部112が有効なネジ部としてボルト13の雄ネジ部131に螺合していれば、加熱処理における熱膨張差によって軸力Fが発生しても、ボルト13と第1のブロック11の雌ネジ部112の螺合部が破壊されることなく、保持される。 That is, assuming that the axial force Fs related to the screwed range is evenly distributed to each of the threads of the male threaded portion 131 and the female threaded portion 112, the nominal diameter D of the female threaded portion 112 D. If the female threaded portion 112 having a length of about 1.3 D in the axial direction is screwed into the male threaded portion 131 of the bolt 13 as an effective threaded portion, the axial force F is increased due to the difference in thermal expansion in the heat treatment. Even if it occurs, the threaded portion of the female screw portion 112 of the bolt 13 and the first block 11 is held without being broken.

ところで、雌ネジ部112が形成される第1のブロック11やボルト13の雄ネジ部131も熱膨張するし、ボルト13の雄ネジ部131もネジ山の1ピッチごとに軸力Fの引張荷重を受けて変位する。つまり、雌ネジ部112に螺合している雄ネジ部131のネジ山がボルト13の頭部133側から何番目のネジ山であるかによって、各ネジ山が負担する荷重とそれによる変位量が異なり、その結果、各ネジ山に作用する剪断荷重も異なる。 By the way, the first block 11 on which the female screw portion 112 is formed and the male screw portion 131 of the bolt 13 also thermally expand, and the male screw portion 131 of the bolt 13 also has a tensile load of axial force F for each pitch of the screw thread. Receive and displace. That is, the load borne by each thread and the amount of displacement due to the thread of the male thread 131 screwed to the female thread 112 are the number of the thread from the head 133 side of the bolt 13. As a result, the shear load acting on each thread is also different.

そこで、図5と図6、図7と図8、図9と図10、図11と図12を参照して、雄ネジ部131と雌ネジ部112の個々のネジ山の間に作用する荷重について考察する。なお、図5〜図12は本願のメカニズムを分り易くするために、本実施形態の図1〜図3のボルト13の胴部132の長さを短くするなどの簡素化を行っている。 Therefore, with reference to FIGS. 5 and 6, FIGS. 7 and 8, 9 and 10, and 11 and 12, the load acting between the individual threads of the male threaded portion 131 and the female threaded portion 112. Consider. In addition, in order to make it easy to understand the mechanism of the present application, FIGS. 5 to 12 have been simplified by shortening the length of the body 132 of the bolt 13 of FIGS. 1 to 3 of the present embodiment.

図5と図6、図11と図12において、ボルト13の雄ネジ部131は、先端から9山分が雌ネジ部112に螺合している状態である。そこで、雌ネジ部112に掛っているボルト13の雄ネジ部131の頭部133側の最初のネジ山を第1山m1とし、先端に向かって、第2山m2、第3山m3、…、第9山m9とする。また、雌ネジ部112のネジ山についても同様に、第2のブロック12側に面した雌ネジ穴111の一番外側(孔口側)から順に、ボルト13を頭部133側へ引き抜くときに雄ネジ部131の第1山m1に螺合するものを第1山f1、続いて雄ネジ部131の第2山m2に螺合するものを第2山f2、以降、第3山f3、…、第9山f9とする。さらに、雄ネジ部131の第1山m1よりも一つ頭部133側のネジ山を第ゼロ山m0とする。 In FIGS. 5 and 6, and 11 and 12, the male threaded portion 131 of the bolt 13 is in a state in which nine threads from the tip are screwed into the female threaded portion 112. Therefore, the first thread on the head 133 side of the male threaded portion 131 of the bolt 13 hanging on the female threaded portion 112 is set as the first thread m1, and the second thread m2, the third thread m3, ... , 9th mountain m9. Similarly, for the thread of the female screw portion 112, when the bolt 13 is pulled out to the head 133 side in order from the outermost side (hole opening side) of the female screw hole 111 facing the second block 12 side. The one screwed into the first thread m1 of the male screw portion 131 is the first thread f1, the one screwed into the second thread m2 of the male screw portion 131 is the second thread f2, and thereafter, the third thread f3, ... , 9th mountain f9. Further, the screw thread on the head 133 side of the male screw portion 131 with respect to the first thread m1 is set to the zero thread m0.

同様に図7と図8は第1のブロック11が大きくて雌ネジ部112が長く、ボルト13には胴部132が無くて全てが雄ネジ部131であるものを使用して、先端から19山分全てが雌ネジ部112に螺合している状態の図である。そこで、雌ネジ部112に掛っているボルト13の雄ネジ部131の頭部133側の最初のネジ山を第−9山m−9とし、先端に向かって、第−8山m−8、第−7山m−7、…、第ゼロ山m0、…、第9山m9とする。また、雌ネジ部112のネジ山についても同様に、ボルト頭部133側に面した雌ネジ穴111の一番外側(孔口側)から順に、ボルト13を頭部133側へ引き抜く時に雄ネジ部131の第−9山m−9に当接するものを第−9山f−9、続いて雄ネジ部131の第−8山m−8に当接するものを第−8山f−8、以降、第−7山f−7、…、第ゼロ山f0、…第9山f9とする。 Similarly, in FIGS. 7 and 8, the first block 11 is large and the female screw portion 112 is long, and the bolt 13 has no body portion 132 and is all male screw portion 131. It is the figure of the state that all the ridges are screwed to the female thread part 112. Therefore, the first thread on the head 133 side of the male threaded portion 131 of the bolt 13 hanging on the female threaded portion 112 is set to the -9th thread m-9, and the -8th thread m-8 toward the tip, The 7th mountain m-7, ..., the zeroth mountain m0, ..., The 9th mountain m9. Similarly, for the thread of the female screw portion 112, a male screw is used when the bolt 13 is pulled out to the head 133 side in order from the outermost side (hole opening side) of the female screw hole 111 facing the bolt head 133 side. The one that contacts the -9th thread m-9 of the portion 131 is the -9th thread f-9, and the one that contacts the -8th thread m-8 of the male threaded portion 131 is the -8th thread f-8. Hereinafter, it will be referred to as a -7th mountain f-7, ..., a zeroth mountain f0, ... a 9th mountain f9.

次の図9と図10の図は、図7と図8の第1のブロック11の雌ネジ部112のネジ山が第−9山m−9〜第ゼロ山m0までの10山が無いものと、図7と図8と同一のボルト13を使用して、最大限まで雌ネジ部112に螺合している状態の図である。そこで図5と図6と同様に、雌ネジ部112に螺合しているボルト13の雄ネジ部131の頭部133側の最初のネジ山を第1山m1、先端に向かって最後のネジ山を第9山m9とする。また、雌ネジ部112のネジ山についても同様に、ボルト頭部133側に面した雌ネジ穴111の一番外側(孔口側)から順に、ボルト13を頭部133側へ引き抜く時に雄ネジ部131の第1山m1に当接するものを第1山f1、最後の雄ネジ部131の第9山m9に当接するものを第9山f9とする。さらに、雄ネジ部131の第1山m1よりも一つ頭部133側のネジ山を第ゼロ山m0とする。 The following figures in FIGS. 9 and 10 show that the female screw portion 112 of the first block 11 in FIGS. 7 and 8 does not have 10 threads from the -9th thread m-9 to the zero thread m0. It is a figure of a state in which the same bolt 13 as in FIGS. 7 and 8 is used and screwed to the female screw portion 112 to the maximum extent. Therefore, as in FIGS. 5 and 6, the first screw thread on the head 133 side of the male screw portion 131 of the bolt 13 screwed into the female screw portion 112 is set to the first thread m1 and the last screw toward the tip. Let the mountain be the 9th mountain m9. Similarly, for the thread of the female screw portion 112, a male screw is used when the bolt 13 is pulled out to the head 133 side in order from the outermost side (hole opening side) of the female screw hole 111 facing the bolt head 133 side. The one that contacts the first thread m1 of the portion 131 is referred to as the first thread f1, and the one that contacts the ninth thread m9 of the last male screw portion 131 is referred to as the ninth thread f9. Further, the screw thread on the head 133 side of the male screw portion 131 with respect to the first thread m1 is set to the zero thread m0.

なお、図5、図7、図9、図11の模式的な断面図において、雄ネジ部131と雌ネジ部112の間、及び、第1のブロック11と第2のブロック12の間、第1のブロック11又は第2のブロック12とボルト13の雄ネジ部131の頭部133との間に隙間を有しているが、説明上、荷重が作用して押し合っている(当接している)ネジ山がどこであるか、及び、荷重が作用して押し合っている面がどこであるか感覚的に分かりやすいように大きな隙間で模式的に表記しているのであって、実際にはバックラッシュの隙間しかなく雌ネジ部112に対して雄ネジ部131が略隙間なく螺合されているものであり、ブロック11の面とブロック12の面などの面間の隙間もバックラッシュの隙間と同程度であるとする。また、これらネジ山間の僅かな隙間も面間の僅かな隙間も、全ての隙間が同程度である。また、図6、図8、図10、図12も同様の模式的な断面図である。 In the schematic cross-sectional view of FIGS. 5, 7, 9, and 11, the third block is between the male screw portion 131 and the female screw portion 112, and between the first block 11 and the second block 12. There is a gap between the block 11 or the second block 12 of 1 and the head 133 of the male screw portion 131 of the bolt 13, but for explanation, a load acts to push them against each other (contacting each other). It is schematically shown with a large gap so that it is easy to understand where the screw thread is and where the surface where the load acts and presses against each other. There is only a rush gap, and the male screw portion 131 is screwed into the female screw portion 112 with almost no gap, and the gap between the surface of the block 11 and the surface of the block 12 is also the gap of the back crush. It is assumed that they are about the same. Further, all the gaps are the same as the slight gaps between these threads and the slight gaps between the surfaces. Further, FIGS. 6, 8, 10, and 12 are similar schematic cross-sectional views.

図5と図6は、第2のブロック12を組まずに第1のブロック11にボルト13を螺合させた状態であり、図5は常温の状態、図6は加熱処理と同じ温度に加熱した状態をそれぞれ模式的に断面図にして示す。また、図7と図8は、第1のブロック11の雌ネジ部112が「第2のブロック12組み込み相当分だけ」長いブロック11’に、ボルト13の「胴部132まで全てを雄ネジ部131とした」ボルト13’を略隙間なく組み合わせた状態であり、図7は常温の状態、図8は加熱処理と同じ温度に加熱した状態をそれぞれ模式的に断面図にして示す。図9と図10の図は、ブロック11’の「雌ネジ部112のネジ山が一部無い(第2のブロック12組み込み相当分の長さだけ無い)」ブロック11”に、前記のボルト13’を略隙間なく組み合わせた状態であり、図9は常温の状態、図10は加熱処理と同じ温度に加熱した状態をそれぞれ模式的に断面図にして示す。また、図11と図12は、第1のブロック11と第2のブロック12にボルト13を略隙間なく組み合わせた状態であり、図11は常温の状態、図12は加熱処理の温度に加熱された状態をそれぞれ模式的に断面図にして示す。なお、図11と図12の第1のブロック11と第2のブロック12の組合せ状態は、図9と図10の第1のブロック11”を雄ネジ部131のネジ山の第ゼロ山m0の頂点位置で2つに切断分離した状態と実質的に同一である。 5 and 6 show a state in which a bolt 13 is screwed into the first block 11 without assembling the second block 12, FIG. 5 shows a state at room temperature, and FIG. 6 shows heating to the same temperature as the heat treatment. Each of these states is shown schematically as a cross-sectional view. Further, in FIGS. 7 and 8, the female screw portion 112 of the first block 11 is attached to the long block 11'by "the amount equivalent to the incorporation of the second block 12", and the bolt 13 has a male screw portion up to the body 132. A state in which the "131" bolts 13'are combined with almost no gap, FIG. 7 shows a state at room temperature, and FIG. 8 shows a state heated to the same temperature as the heat treatment in a schematic cross-sectional view. In the drawings of FIGS. 9 and 10, the bolt 13 is attached to the block 11'"there is no thread of the female screw portion 112 (there is no length corresponding to the incorporation of the second block 12)". 'Is shown in a state in which'is combined with almost no gaps, FIG. 9 shows a state at room temperature, and FIG. 10 shows a state heated to the same temperature as the heat treatment in a schematic cross-sectional view. A cross-sectional view schematically shows a state in which bolts 13 are combined with the first block 11 and the second block 12 with almost no gap, FIG. 11 is a state at room temperature, and FIG. 12 is a state heated to the temperature of heat treatment. In the combined state of the first block 11 and the second block 12 of FIGS. 11 and 12, the first block 11 of FIGS. 9 and 10 is referred to as the thread number of the male screw portion 131. It is substantially the same as the state in which the two are cut and separated at the apex position of the zero peak m0.

図7、図9、図11は金型組立て時にボルト13が引き伸ばされるような締付荷重を加えていない場合の図であり、説明上分かりやすいように大きな隙間を記載しているが、図5と同様にネジ螺合部のバックラッシュと同等の僅かな隙間である。 FIGS. 7, 9 and 11 are views when a tightening load is not applied so that the bolt 13 is stretched during mold assembly, and a large gap is shown for easy understanding in the explanation, but FIG. 5 Similar to the above, it is a slight gap equivalent to the backlash of the screwed portion.

まず最初に、図5と図6を用いて、加熱処理に伴う温度差によって雄ネジ部131と雌ネジ部112の間に生じる軸力について説明する。加熱処理によって成型金型1の温度が上がり始める時は、ボルト13の頭部133は第2ブロック12に係合しておらず、雄ネジ部131と雌ネジ部112を互いに拘束するものが無いので、図6に示すように、雄ネジ部131と雌ネジ部112とが螺合する範囲の中心を中立点X1として考察することができる。なお、厳密には図6に示す加熱処理温度の時に熱膨張差による荷重を受けてネジ山同士が当接して拘束されるところの、雌ネジ部112の第1山f1と雄ネジ部131の第ゼロ山m0の当接部の中心から、雌ネジ部112の第9山f9と雄ネジ部131の第9山m9の当接部の中心までの範囲である、ネジ山数で8.5山の中心が中立点X1となる。 First, with reference to FIGS. 5 and 6, the axial force generated between the male screw portion 131 and the female screw portion 112 due to the temperature difference due to the heat treatment will be described. When the temperature of the molding die 1 begins to rise due to the heat treatment, the head 133 of the bolt 13 is not engaged with the second block 12, and there is nothing that restrains the male screw portion 131 and the female screw portion 112 to each other. Therefore, as shown in FIG. 6, the center of the range in which the male screw portion 131 and the female screw portion 112 are screwed can be considered as the neutral point X1. Strictly speaking, at the heat treatment temperature shown in FIG. 6, the first thread f1 of the female screw portion 112 and the male screw portion 131 where the threads are brought into contact with each other and restrained by receiving a load due to a difference in thermal expansion. The number of threads is 8.5, which is the range from the center of the contact portion of the zeroth thread m0 to the center of the contact portion of the ninth thread f9 of the female thread portion 112 and the ninth thread m9 of the male thread portion 131. The center of the mountain is the neutral point X1.

図5に示す常温の状態から図6に示す加熱温度に昇温開始すると、第1のブロック11及びボルト13は互いに拘束するものが無いので、各々の熱膨張係数にしたがって均等に膨張する。ボルト13の熱膨張係数よりも第1のブロック11の熱膨張係数の方が大きいので、雄ネジ部131よりも雌ネジ部112の方が軸方向へ大きく伸びる。その結果、熱膨張係数の差に起因して、雌ネジ部112の第1山f1が雄ネジ部131の第ゼロ山m0と軸方向に押し合い、雌ネジ部112の第9山f9が雄ネジ部131の第9山m9と軸方向に押し合う。この時、ボルト13とブロック11の軸方向の断面積を比較するとボルト13の断面積が圧倒的に小さいので、雄ネジ部131は軸方向に引き伸ばされる軸力F1を受けることとなる。 When the temperature rise is started from the normal temperature state shown in FIG. 5 to the heating temperature shown in FIG. 6, the first block 11 and the bolt 13 are not constrained to each other, and therefore expand evenly according to their respective thermal expansion coefficients. Since the coefficient of thermal expansion of the first block 11 is larger than the coefficient of thermal expansion of the bolt 13, the female screw portion 112 extends more axially than the male screw portion 131. As a result, due to the difference in the coefficient of thermal expansion, the first thread f1 of the female thread portion 112 is axially pressed against the zero thread m0 of the male thread portion 131, and the ninth thread f9 of the female thread portion 112 is the male screw. It presses against the ninth mountain m9 of the portion 131 in the axial direction. At this time, when the cross-sectional areas of the bolt 13 and the block 11 in the axial direction are compared, the cross-sectional area of the bolt 13 is overwhelmingly small, so that the male screw portion 131 receives the axial force F1 stretched in the axial direction.

次に、図7と図8を用いて、加熱処理に伴う温度差によって雄ネジ部131と雌ネジ部112の間などに生じる軸力について説明する。なお、図5、図6との違いは、第1のブロック11の雌ネジ部112が長く、長い胴部なしのボルト13’を略隙間なく組み合わせている点だけであり、他は全て同じである。加熱処理によって成型金型1の温度が上がり始める時は、ボルト13’の頭部133と第1のブロック11’との面間と雄ネジ部131と雌ネジ部112のネジ山間にバックラッシュと同程度の隙間があり、ボルト13’と第1のブロック11’を互いに拘束するものが無いので、図8に示すように、雄ネジ部131と雌ネジ部112とが螺合する範囲の中心を中立点X2として考察することができる。なお、厳密には図8に示す加熱処理温度の時に熱膨張差による荷重を受けて面同士が当接して拘束されるボルト13の頭部133と第1ブロック11との当接部から、同様に熱膨張差による荷重を受けてネジ山同士が当接して拘束される雌ネジ部112の第9山f9と雄ネジ部131の第9山m9の当接部の中心までの範囲である、ネジ山数で18.75山の中心が中立点X2となる。この様に図5と図6の場合に8.5山だった範囲が、18.75山の範囲に広がったので本中立点をX2と呼ぶ。 Next, with reference to FIGS. 7 and 8, the axial force generated between the male screw portion 131 and the female screw portion 112 due to the temperature difference due to the heat treatment will be described. The only difference from FIGS. 5 and 6 is that the female screw portion 112 of the first block 11 is long and the long bolt 13'without a body is combined with almost no gap, and all the others are the same. is there. When the temperature of the molding die 1 begins to rise due to the heat treatment, backlash occurs between the faces of the head 133 of the bolt 13'and the first block 11'and the threads of the male threaded portion 131 and the female threaded portion 112. Since there is a similar gap and there is nothing that restrains the bolt 13'and the first block 11'to each other, as shown in FIG. 8, the center of the range in which the male screw portion 131 and the female screw portion 112 are screwed together. Can be considered as the neutral point X2. Strictly speaking, the same applies from the contact portion between the head 133 of the bolt 13 and the first block 11 where the surfaces are brought into contact with each other and restrained by receiving a load due to the difference in thermal expansion at the heat treatment temperature shown in FIG. The range is from the 9th thread f9 of the female screw portion 112 and the center of the contact portion of the 9th thread m9 of the male screw portion 131 where the threads are brought into contact with each other and restrained by receiving a load due to the difference in thermal expansion. The center of the 18.75 threads in terms of the number of threads is the neutral point X2. In this way, the range of 8.5 peaks in the cases of FIGS. 5 and 6 has expanded to the range of 18.75 peaks, so this neutral point is called X2.

図7に示す常温の状態から図8に示す加熱温度に昇温開始すると、第1のブロック11’及びボルト13’は互いに拘束するものが無いので、各々の熱膨張係数にしたがって均等に膨張する。ボルト13’の熱膨張係数よりも第1のブロック11’の熱膨張係数の方が大きいので、雄ネジ部131よりも雌ネジ部112の方が軸方向へ大きく伸びる。その結果、熱膨張係数の差に起因して、ボルト13’の頭部133と第1ブロック11’との当接部が軸方向に押し合い、雌ネジ部112の第9山f9が雄ネジ部131の第9山m9と軸方向に押し合う。この時、ボルト13’とブロック11’の軸方向の断面積を比較するとボルト13’の断面積が圧倒的に小さいので、雄ネジ部131は軸方向に引き伸ばされる軸力F1を受けることとなる。なお、ボルト13’と第1のブロック11’の熱膨張係数の差をαとしたときの伸びは図5と図6の場合がα×8.5山で、図7と図8の場合がα×18.75山と後者の伸び量が大きいが、伸び率(歪)としては同じαである。よって、両者ともボルト13の断面積と縦弾性係数E(ヤング率)が同じであり、伸び率(歪)も同じなのでボルト13を軸方向に引き伸ばされる軸力は前者と同じ軸力F1を受けることとなる。 When the temperature rise is started from the normal temperature state shown in FIG. 7 to the heating temperature shown in FIG. 8, the first block 11'and the bolt 13' are not constrained to each other, and therefore expand evenly according to their respective thermal expansion coefficients. .. Since the coefficient of thermal expansion of the first block 11'is larger than the coefficient of thermal expansion of the bolt 13', the female screw portion 112 extends more axially than the male screw portion 131. As a result, due to the difference in the coefficient of thermal expansion, the contact portion between the head 133 of the bolt 13'and the first block 11' is pressed in the axial direction, and the ninth thread f9 of the female screw portion 112 is the male screw portion. It pushes against the ninth mountain m9 of 131 in the axial direction. At this time, when comparing the cross-sectional areas of the bolt 13'and the block 11'in the axial direction, the cross-sectional area of the bolt 13'is overwhelmingly small, so that the male screw portion 131 receives the axial force F1 stretched in the axial direction. .. When the difference between the coefficients of thermal expansion of the bolt 13'and the first block 11'is α, the elongation is α × 8.5 peaks in the cases of FIGS. 5 and 6, and in the cases of FIGS. 7 and 8. Although the elongation amount of α × 18.75 peaks and the latter is large, the elongation rate (strain) is the same α. Therefore, since the cross-sectional area of the bolt 13 and the longitudinal elastic modulus E (Young's modulus) are the same and the elongation rate (strain) is also the same, the axial force that stretches the bolt 13 in the axial direction receives the same axial force F1 as the former. It will be.

更に、図9と図10を用いて、加熱処理に伴う温度差によって雄ネジ部131と雌ネジ部112の間などに生じる軸力について説明する。なお、図7、図8との違いは、第1のブロック11’の雌ネジ部112をボルト13の頭部133側に面した雌ネジ穴111の一番外側(孔口側)から10山無くしただけであり、他は全て同じである。なお、この10山の長さは、第2のブロック12の長さに相当する。加熱処理によって成型金型1の温度が上がり始める時は、図7、図8と同様にボルト13’と第1のブロック11”を互いに拘束するものが無い。よって、図10に示すようにボルト13’の頭部133と第1ブロック11”との当接部から、雌ネジ部112の第9山f9と雄ネジ部131の第9山m9の当接部の中心までの範囲である、ネジ山数で18.75山の中心が中立点X2となる。 Further, with reference to FIGS. 9 and 10, the axial force generated between the male screw portion 131 and the female screw portion 112 due to the temperature difference due to the heat treatment will be described. The difference from FIGS. 7 and 8 is that the female screw portion 112 of the first block 11'is 10 threads from the outermost side (hole opening side) of the female screw hole 111 facing the head 133 side of the bolt 13. I just lost it, everything else is the same. The length of these 10 peaks corresponds to the length of the second block 12. When the temperature of the molding die 1 starts to rise due to the heat treatment, there is nothing that restrains the bolt 13'and the first block 11 "to each other as in FIGS. 7 and 8, and therefore, as shown in FIG. 10, the bolt The range is from the contact portion between the head 133 of 13'and the first block 11 "to the center of the contact portion between the 9th thread f9 of the female screw portion 112 and the 9th thread m9 of the male screw portion 131. The center of 18.75 threads in terms of the number of threads is the neutral point X2.

図9に示す常温の状態から図10に示す加熱温度に昇温開始すると、図8と同様に第1のブロック11”とボルト13’を互いに拘束するものが無いので、各々の熱膨張係数にしたがって均等に膨張し、雄ネジ部131よりも雌ネジ部112の方が軸方向へ大きく伸びる。その結果、熱膨張係数の差に起因して、図8と同様に雄ネジ部131は軸方向に引き伸ばされる軸力として、図6、図8と同じ軸力F1を受けることとなる。 When the temperature starts to rise from the room temperature state shown in FIG. 9 to the heating temperature shown in FIG. 10, there is nothing that constrains the first block 11 "and the bolt 13'to each other as in FIG. 8, so that the respective thermal expansion coefficients are set. Therefore, it expands evenly, and the female screw portion 112 expands more in the axial direction than the male screw portion 131. As a result, due to the difference in the coefficient of thermal expansion, the male screw portion 131 expands in the axial direction as in FIG. As the axial force stretched to, the same axial force F1 as in FIGS. 6 and 8 is received.

最後に説明する図11と図12は第1の実施形態と同様の組合せであり、この場合に加熱処理に伴う温度差によって雄ネジ部131と雌ネジ部112の間などに生じる軸力について説明する。なお、図9、図10との違いは、第1のブロック11’が雄ネジ部131の第ゼロ山m0の頂点の位置で2分割されており、雌ネジ山112が有る方を第1のブロック11と呼び、無い方を第2のブロック12と呼ぶが、その他は基本的に同じである。(第1のブロック11’の分割位置は、図7の第1のブロック11’の雌ネジ部112の第1山f1と第ゼロ山f0の間と同じ位置である。)
加熱処理によって成型金型1の温度が上がり始める時は、図9、図10と同様に第1のブロック11と第2のブロック12(元のブロック11’を分割したもの)及びボルト13を互いに拘束するものが無い。よって、図12に示すようにボルト13の頭部133と第2ブロック12との当接部から、雌ネジ部112の第9山f9と雄ネジ部131の第9山m9の当接部の中心までの範囲である、ネジ山数で18.75山の中心が中立点X2となる。
11 and 12 to be described last are the same combination as that of the first embodiment, and in this case, the axial force generated between the male screw portion 131 and the female screw portion 112 due to the temperature difference due to the heat treatment will be described. To do. The difference from FIGS. 9 and 10 is that the first block 11'is divided into two at the position of the apex of the zero thread m0 of the male thread portion 131, and the one having the female thread 112 is the first. The block 11 is called, and the one without it is called the second block 12, but the others are basically the same. (The division position of the first block 11'is the same position as between the first thread f1 and the zero thread f0 of the female thread portion 112 of the first block 11'in FIG. 7.)
When the temperature of the molding die 1 starts to rise due to the heat treatment, the first block 11, the second block 12 (the original block 11'is divided), and the bolt 13 are attached to each other as in FIGS. 9 and 10. There is nothing to restrain. Therefore, as shown in FIG. 12, from the contact portion between the head portion 133 of the bolt 13 and the second block 12, the contact portion between the 9th thread f9 of the female screw portion 112 and the 9th thread m9 of the male screw portion 131. The center of 18.75 threads, which is the range to the center, is the neutral point X2.

図11に示す常温の状態から図12に示す加熱温度に昇温開始すると、図10と同様に第1のブロック11と第2のブロック12(元のブロック11’を分割したもの)及びボルト13を互いに拘束するものが無いので、各々の熱膨張係数にしたがって均等に膨張し、ボルト13(雄ネジ部131)よりも第1のブロック11(雌ネジ部112)と第2のブロック12の方が軸方向へ大きく伸びる。その結果、熱膨張係数の差に起因して、図10と同様に雄ネジ部131は軸方向に引き伸ばされる軸力として、図6及び図8、図10と同じ軸力F1を受けることとなる。 When the temperature starts to rise from the room temperature state shown in FIG. 11 to the heating temperature shown in FIG. 12, the first block 11 and the second block 12 (the original block 11'is divided) and the bolt 13 are similarly formed in FIG. Since there is nothing to constrain each other, the first block 11 (female threaded portion 112) and the second block 12 expand evenly according to their respective coefficients of thermal expansion, rather than the bolt 13 (male threaded portion 131). Extends greatly in the axial direction. As a result, due to the difference in the coefficient of thermal expansion, the male screw portion 131 receives the same axial force F1 as in FIGS. 6, 8 and 10 as the axial force stretched in the axial direction as in FIG. ..

なお、実際の実施形態では、図11の金型組立て時に「注入する原料のゴムや樹脂の漏れ出し防止」での締付荷重を加えている。常温の状態では、雄ネジ部131と雌ネジ部112の螺合範囲は、各ネジ山(雄ネジ部131のネジ山の第1山m1から第9山m9までと雌ネジ部112のネジ山の第1山f1から第9山f9まで)が均等に螺合している状態である。つまり、常温の状態でボルト13を設定されたトルクで締め付けることによって生じる軸力Fは、雄ネジ部131のネジ山の第1山m1から第9山m9までのそれぞれに対して均等に作用し、個々のネジ山に対する軸力は、軸力Fの1/9の軸力が作用する。しかし、この常温での組立て時に加える締付荷重による軸力Fは、加熱温度に昇温された状態での熱膨張係数の差に起因する軸力F1に比べると非常に小さい。 In the actual embodiment, the tightening load for "preventing leakage of the rubber or resin as the raw material to be injected" is applied when assembling the mold shown in FIG. At room temperature, the screwing range of the male threaded portion 131 and the female threaded portion 112 is the thread of each thread (the first thread m1 to the ninth thread m9 of the thread of the male threaded portion 131 and the thread of the female threaded portion 112. 1st mountain f1 to 9th mountain f9) are evenly screwed together. That is, the axial force F T caused by tightening at torque set bolt 13 at normal temperature state, acts evenly to each of the first crest m1 of the thread of the male threaded portion 131 to the ninth crest m9 and the axial force to the individual threads, the axial force of the 1/9 of the axial force F T is applied. However, the axial force F T by fastening load applied during assembly in the normal temperature is very small compared to the axial force F1 due to the difference in thermal expansion coefficient in a state of being heated to the heating temperature.

また、ボルト13は原料のゴムや樹脂の熱膨張による圧力上昇での軸力F2も受けるが、このF2は締付トルクによるFよりも小さい。 Further, the bolt 13 also receives the axial force F2 in the pressure rise due to thermal expansion of the material of the rubber or resin, this F2 is less than F T by tightening torque.

この結果、図12に示すように雄ネジ部131と雌ネジ部112の螺合部分においてネジ山どうしが当接しているのは雌ネジ部112のネジ山の第9山f9と雄ネジ部131のネジ山の第9山m9だけなので、第1のブロック11及び第2のブロック12の熱伸び量の和である軸力F1と圧力上昇での軸力F2と締付荷重による軸力Fの全て(F1+F2+F)が略この1山に剪断荷重を発生させる軸力になる。 As a result, as shown in FIG. 12, the threads of the male threaded portion 131 and the female threaded portion 112 are in contact with each other at the ninth thread f9 of the thread of the female threaded portion 112 and the male threaded portion 131. because only 9 mountain m9 of threads, the axial force of the first block 11 and the axial force F1 and axial force F2 and fastening load of a pressure rise, which is the sum of the thermal extension amount of the second block 12 F T All (F1 + F2 + FT ) are the axial forces that generate a shear load on this one peak.

本実施形態の場合、図12の状態に加えて、ボルト13の頭部133と第2ブロック12のボルト孔121の縁との間に弾性部材14として複数の皿バネ(本実施形態では2枚)が装着されている。この弾性部材14は、加熱処理によって第1のブロック11及び第2のブロック12が膨張した場合、ボルト13に作用する荷重が締付荷重以上かつ締付方向に作用する引張荷重によって雌ネジ部112が破壊される剪断荷重以下に維持されるように縮む。すなわち、弾性部材14が縮むことによって、雄ネジ部131のネジ山の第9山m9と係合している雌ネジ部112のネジ山の第9山f9が剪断応力で破壊されることを免れる。 In the case of the present embodiment, in addition to the state shown in FIG. 12, a plurality of disc springs (two in the present embodiment) as elastic members 14 between the head 133 of the bolt 13 and the edge of the bolt hole 121 of the second block 12. ) Is installed. When the first block 11 and the second block 12 are expanded by the heat treatment, the elastic member 14 has a female screw portion 112 due to a load acting on the bolt 13 equal to or more than the tightening load and a tensile load acting in the tightening direction. Shrinks to stay below the shear load at which it breaks. That is, when the elastic member 14 contracts, the ninth thread f9 of the thread of the female thread 112 that is engaged with the ninth thread m9 of the thread of the male thread 131 is prevented from being broken by shear stress. ..

以下に、第2から第5の実施形態の成型金型1についてそれぞれ図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、第1の実施形態の成型金型1の構成と同じ機能を有する構成は、同じ符号を付し、その詳細な説明は、第1の実施形態中の対応する記載を参酌することとする。 Hereinafter, the molding dies 1 of the second to fifth embodiments will be described with reference to the drawings. In each embodiment, the configurations having the same functions as the configuration of the molding die 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the detailed description thereof will be described in the corresponding description in the first embodiment. I will take this into consideration.

要約すれば、熱膨張率の小さいボルト13の頭部133のブロック12との当接部と雄ネジ部131の第9山m9の第9山f9の当接部が、第2のブロック12の当接部と雌ネジ部112の第9山f9の当接部をF1+F2+Fの軸力で締め付ける状態になり、一番弱い雌ネジ部112の第9山f9から塑性変形、破壊が始まる。 In summary, the contact portion of the head 133 of the bolt 13 having a small coefficient of thermal expansion with the block 12 and the contact portion of the ninth thread m9 of the male threaded portion 131 with the ninth thread f9 are the contact portions of the second block 12. It becomes the abutment ninth mountain f9 abutment portion and the female screw portion 112 in a state where tightening in the axial force of F1 + F2 + F T, the plastic deformation from the ninth mountain f9 of weakest female screw portion 112, destruction begins.

<第2の実施形態>
本発明に係る第2の実施形態の成型金型1について、図13から図15を参照して説明する。図13は、成型金型1を上から見た平面図であり、図14は、図13中のF14−F14線に沿う成型金型1の断面図であって、第1のブロック11と第3のブロック16を連結するボルト、第2のブロック12と第3のブロック16を連結するボルト、及びキャビティ2に原料を注入する入口ノズル31と出口ノズル32を通る面で切った断面図である。また、図15は、図13中のF15−F15線に沿う成型金型1の断面図であって、キャビティ2の周囲の一辺に配置されるボルト13を通る面で切った断面図である。
<Second embodiment>
The molding die 1 of the second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 13 to 15. FIG. 13 is a plan view of the molding die 1 as viewed from above, and FIG. 14 is a cross-sectional view of the molding die 1 along the line F14-F14 in FIG. 13, showing the first block 11 and the first block 11. It is sectional drawing which cut in the plane passing through the bolt connecting the block 16 of 3, the bolt connecting the second block 12 and the third block 16, and the inlet nozzle 31 and the outlet nozzle 32 for injecting the raw material into the cavity 2. .. Further, FIG. 15 is a cross-sectional view of the molding die 1 along the line F15-F15 in FIG. 13, which is a cross-sectional view taken along a plane passing through a bolt 13 arranged on one side around the cavity 2.

第2の実施形態の成型金型1は、図14及び図15に示すように3つのブロック(第1のブロックで11、第2のブロック12、第3のブロック16)を第1の方向に重ね合せて構成されている。第1のブロック11と第2のブロック12と第3のブロック16は、図14に示すように一続きのキャビティ2を構成する凹部21,22,23を内部に有している。図13に示すようにキャビティ2の周囲には、隣り合うブロックどうしを連結するボルト13が配置されている。 The molding die 1 of the second embodiment has three blocks (11 in the first block, 12 in the second block, and 16 in the third block) in the first direction as shown in FIGS. 14 and 15. It is configured by overlapping. As shown in FIG. 14, the first block 11, the second block 12, and the third block 16 have recesses 21, 22, and 23 that form a continuous cavity 2. As shown in FIG. 13, bolts 13 for connecting adjacent blocks are arranged around the cavity 2.

本実施形態の場合、図14及び図15に示すように、第1のブロック11は、下部に配置され、第2のブロック12は、上部に配置される。第3のブロック16は、第1のブロック11と第2のブロック12の間に配置されるブロックであり、ボルト孔121と雌ネジ穴111の両方が設けられている。ボルト13は、隣り合うブロックどうしとなる第1のブロック11と第3のブロック16、第2のブロック12と第3のブロック16をそれぞれ個別に連結するように配置される。 In the case of the present embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the first block 11 is arranged at the lower part and the second block 12 is arranged at the upper part. The third block 16 is a block arranged between the first block 11 and the second block 12, and is provided with both a bolt hole 121 and a female screw hole 111. The bolt 13 is arranged so as to individually connect the first block 11 and the third block 16 and the second block 12 and the third block 16 which are adjacent blocks to each other.

また、隣り合うブロックどうしにおいて一方のブロックのボルト孔121と他方のブロックの雌ネジ穴111、本実施形態では第1のブロック11の雌ネジ穴111と第3のブロック16のボルト孔121、及び、第3のブロック16の雌ネジ穴111と第2のブロック12のボルト孔121は、第1の方向に互いに重なる位置に配置されている。また、中間に配置された第3のブロック16に設けられた雌ネジ穴111とボルト孔121は、第1の方向に重ならない位置に配置されている。 Further, in adjacent blocks, the bolt hole 121 of one block and the female screw hole 111 of the other block, in the present embodiment, the female screw hole 111 of the first block 11 and the bolt hole 121 of the third block 16, and , The female screw hole 111 of the third block 16 and the bolt hole 121 of the second block 12 are arranged at positions overlapping each other in the first direction. Further, the female screw hole 111 and the bolt hole 121 provided in the third block 16 arranged in the middle are arranged at positions that do not overlap in the first direction.

本実施形態では、図13及び図15に示すように、第1のブロック11と第3のブロック16を連結するボルト13と、第2のブロック12と第3のブロック16を連結するボルト13とが、交互に並ぶように配置されている。したがって、第1のブロック11と第3のブロック16を連結するボルト13は、第2のブロック12を第3のブロック16に重ね合せる前に装着され、予め決められた締付トルクでブロックどうしを連結する。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 13 and 15, a bolt 13 connecting the first block 11 and the third block 16 and a bolt 13 connecting the second block 12 and the third block 16 However, they are arranged so as to be arranged alternately. Therefore, the bolt 13 connecting the first block 11 and the third block 16 is attached before the second block 12 is superposed on the third block 16, and the blocks are held together with a predetermined tightening torque. connect.

また、図14及び図15に示すように、中間に配置される第3のブロック16に設けられたボルト孔121の第2のブロック12側に面した縁には、少なくとも弾性部材14の皿バネとボルト13の頭部133を収納する大きさの座刳り部122が設けられている。第2の実施形態においては、第3のブロック16のボルト孔121だけでなく第2のブロック12のボルト孔121にも、第3のブロック16の座刳り部122と同じ大きさの座刳り部122が設けられている。 Further, as shown in FIGS. 14 and 15, at least the disc spring of the elastic member 14 is attached to the edge of the bolt hole 121 provided in the third block 16 arranged in the middle facing the second block 12 side. A seating portion 122 having a size for accommodating the head 133 of the bolt 13 is provided. In the second embodiment, not only the bolt hole 121 of the third block 16 but also the bolt hole 121 of the second block 12 has a counterbore portion of the same size as the counterbore portion 122 of the third block 16. 122 is provided.

以上のように構成された成型金型1において、各ブロック(第1のブロック11、第2のブロック12、第3のブロック16)の材料は、熱伝導性に優れかつ軽量であるアルミニウム合金、特に日本工業規格における高力アルミニウム合金である7000系のAl−Zn−Mg系合金、具体的には日本工業規格「JIS H 4000:2014 アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条」のA7075−T6材、いわゆる「超超ジュラルミン」製である。また、ボルト13の材料は、各ブロック(11,12,13)よりも熱膨張係数が小さく、高強度の材料、例えば一般的なボルトに使用されるクロムモリブデン鋼、具体的には、日本工業規格「JIS G 4105 クロムモリブデン鋼鋼材」のSCM435を本実施形態では採用している。この他の材料として、例えば一般的な機械構造用炭素鋼鋼材(JIS G 4051)のS45Cなどから製作してもよい。いずれも日本工業規格「JIS B 1051:2000 炭素鋼及び合金構成締結用部品の機械的性質−第1部:ボルト、ねじ及び植込みボルト」に準拠して造られる。 In the molded mold 1 configured as described above, the material of each block (first block 11, second block 12, third block 16) is an aluminum alloy having excellent thermal conductivity and light weight. In particular, 7000 series Al-Zn-Mg based alloy, which is a high-strength aluminum alloy in Japanese Industrial Standards, specifically, A7075-T6 material of Japanese Industrial Standards "JIS H 4000: 2014 Aluminum and Aluminum Alloy Plates and Stripes". It is made of so-called "super duralumin". Further, the material of the bolt 13 has a smaller coefficient of thermal expansion than each block (11, 12, 13) and is a high-strength material, for example, chrome molybdenum steel used for general bolts, specifically, Japanese Industrial Standards. SCM435 of the standard "JIS G 4105 chrome molybdenum steel material" is adopted in this embodiment. As another material, for example, it may be manufactured from S45C of a general carbon steel material for machine structure (JIS G 4051). All are manufactured in accordance with Japanese Industrial Standards "JIS B 1051: 2000 Mechanical Properties of Carbon Steel and Alloy Structure Fastening Parts-Part 1: Bolts, Screws and Implantable Bolts".

ブロック(11,12,13)の熱膨張係数が締結部材のボルト13の材料の熱膨張係数よりも大きくても、弾性部材14をボルト13の頭部133とボルト孔121の間に有しているので、第1の実施形態と同様に、成型金型1を加熱処理する際の熱膨張差によってボルト13の雄ネジ部131と雌ネジ穴111の雌ネジ部112の螺合部における雌ネジ穴111の奥側(ボルト13の先端側)のネジ山に過大な剪断応力がかかることを軽減することができる。その結果、組立、加熱処理及び分解を繰り返す成型金型1の耐用年数を延ばすことができる。 Even if the thermal expansion coefficient of the block (11, 12, 13) is larger than the thermal expansion coefficient of the material of the bolt 13 of the fastening member, the elastic member 14 is held between the head 133 of the bolt 13 and the bolt hole 121. Therefore, as in the first embodiment, the female screw in the screwed portion of the male screw portion 131 of the bolt 13 and the female screw portion 112 of the female screw hole 111 due to the difference in thermal expansion when the molding die 1 is heat-treated. It is possible to reduce the application of excessive shear stress to the threads on the inner side (tip side of the bolt 13) of the hole 111. As a result, the service life of the molding die 1 that repeats assembly, heat treatment, and disassembly can be extended.

<第3の実施形態>
本発明に係る第3の実施形態の成型金型1について、図16を参照して説明する。図16は、第2の実施形態の図15に相当する図であり、キャビティ2の周囲の一辺に沿って配置されたボルト13の中心を通る面で切った断面図である。
<Third embodiment>
The molding die 1 of the third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 15 of the second embodiment, and is a cross-sectional view taken along a plane passing through the center of a bolt 13 arranged along one side around the cavity 2.

第3の実施形態の成型金型1は、複数のブロックとして4つのブロック(第1のブロック11を1つ、第2のブロック12を1つ、第3のブロック16を2つ)を第1の方向に重ね合せて構成され、隣り合うブロックどうしをボルト13でそれぞれ連結している。本実施形態では、下から順に、第1のブロック11と第3のブロック16、第3のブロック16どうし、第3のブロックと第2のブロックをそれぞれボルトで連結している。いずれの連結部においても、隣り合うブロック通しに置ける一方のブロックの雌ネジ穴111と他方のブロックのボルト孔121とは、第1の方向に重なる位置に配置され、中間に配置された第3のブロック16に設けられた雌ネジ穴111とボルト孔121は、第1の方向に互いに重ならない位置に配置されている。 The molding die 1 of the third embodiment has four blocks (one for the first block 11, one for the second block 12, and two for the third block 16) as a plurality of blocks. The blocks are overlapped in the direction of the above, and adjacent blocks are connected by bolts 13. In the present embodiment, the first block 11, the third block 16, the third block 16, and the third block and the second block are connected by bolts in this order from the bottom. In any of the connecting portions, the female screw hole 111 of one block and the bolt hole 121 of the other block that can be placed through the adjacent blocks are arranged at positions overlapping in the first direction, and the third is arranged in the middle. The female screw hole 111 and the bolt hole 121 provided in the block 16 are arranged at positions that do not overlap each other in the first direction.

第3の実施形態の成型金型1は、第2の実施形態の第3のブロック16を複数有した状態であり、それぞれボルト13及び弾性部材14によって連結されていることによって、加熱処理で熱膨張差が生じても、螺合部に過大な剪断応力がかかることを軽減できる。したがって、他の実施形態と同様に、組立、加熱処理及び分解を繰り返す成型金型1の耐用年数を延ばすことができる。また、第3の実施形態の成型金型1は、第3のブロック16をさらに加えることで、キャビティ2を第1の方向へ拡張することもできる。 The molding die 1 of the third embodiment has a plurality of the third blocks 16 of the second embodiment, and is connected by the bolt 13 and the elastic member 14, respectively, so that the molding die 1 is heated by the heat treatment. Even if an expansion difference occurs, it is possible to reduce the application of excessive shear stress to the screwed portion. Therefore, as in the other embodiments, the service life of the molding die 1 that repeats assembly, heat treatment, and disassembly can be extended. Further, in the molding die 1 of the third embodiment, the cavity 2 can be expanded in the first direction by further adding the third block 16.

<第4の実施形態>
本発明に係る第4の実施形態の成型金型1について、図17を参照して説明する。図17は、第2の実施形態の図15、第3の実施形態の図16に相当する図であり、キャビティ2の周囲の一辺に沿って配置されたボルト13の中心を通る面で切った断面図である。
<Fourth Embodiment>
The molding die 1 of the fourth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 15 of the second embodiment and FIG. 16 of the third embodiment, and is cut along a plane passing through the center of the bolt 13 arranged along one side around the cavity 2. It is a sectional view.

第4の実施形態の成型金型1は、複数のブロックとして3つのブロック(第1のブロック11を1つ、第2のブロック12を2つ)を第1の方向に重ね合せて構成され、隣り合うブロックどうしをボルト13でそれぞれ連結している。本実施形態では、隣り合うブロックどうしの一方のブロックとして第1のブロック11を第1の方向に中央に挟み、その両側に他方のブロックとして第2のブロック12を配置している。したがって、第1のブロック11は、第2のブロック12側へ開口し雌ネジ部112が形成された雌ネジ穴111を両面に有している。この第1のブロック11の雌ネジ穴111は、第1の方向に互いに重ならない位置に配置されている。 The molding die 1 of the fourth embodiment is configured by superimposing three blocks (one first block 11 and two second blocks 12) as a plurality of blocks in the first direction. Adjacent blocks are connected by bolts 13. In the present embodiment, the first block 11 is sandwiched in the center in the first direction as one block between adjacent blocks, and the second block 12 is arranged on both sides of the first block 11 as the other block. Therefore, the first block 11 has female screw holes 111 which are open to the second block 12 side and have a female screw portion 112 formed on both sides. The female screw holes 111 of the first block 11 are arranged at positions that do not overlap each other in the first direction.

第4の実施形態の成型金型1は、第1のブロック11が中央に配置されるので、第1の方向に第1のブロック11を大きくしたい場合に適している。なお、第1のブロック11の雌ネジ穴111は、両側から装着されるボルト13の雄ネジ部131に対する十分な螺合長さを雌ネジ部112に確保することができる場合、第1の方向に重なる位置に配置されていてもよく、互いに連通していてもよい。 Since the first block 11 is arranged in the center of the molding die 1 of the fourth embodiment, it is suitable when the first block 11 is desired to be enlarged in the first direction. The female screw hole 111 of the first block 11 has a first direction when the female screw portion 112 can secure a sufficient screwing length for the male screw portion 131 of the bolt 13 mounted from both sides. It may be arranged at a position overlapping the above, or may communicate with each other.

<第5の実施形態>
本発明に係る第5の実施形態の成型金型1について、図18を参照して説明する。図18は、第2の実施形態の図15、第3の実施形態の図16及び第4の実施形態の図17に相当する図であり、キャビティ2の周囲の一辺に沿って配置されたボルト13の中心を通る面で切った断面図である。
<Fifth Embodiment>
The molding die 1 of the fifth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a view corresponding to FIG. 15 of the second embodiment, FIG. 16 of the third embodiment, and FIG. 17 of the fourth embodiment, and bolts arranged along one side around the cavity 2. 13 is a cross-sectional view cut along a plane passing through the center of 13.

第5の実施形態の成型金型1は、複数のブロックとして4つのブロック(第1のブロック11を1つ、第2のブロック12を2つ、第3のブロック16を1つ)を第1の方向に重ね合せて構成され、隣り合うブロックどうしをボルト13でそれぞれ連結している。第1のブロック11は、第4の実施形態の場合と同様に、隣り合うブロックに面した両側に雌ネジ穴111を有している。そして図18において第1のブロック11の下部には第2のブロック12が接合され、上部には第3のブロック16が接合される。そして、第3のブロック16の上部には、第2のブロック12が接合されている。 The molding die 1 of the fifth embodiment has four blocks (one first block 11, two second blocks 12, and one third block 16) as a plurality of blocks. The blocks are overlapped in the direction of the above, and adjacent blocks are connected by bolts 13. The first block 11 has female screw holes 111 on both sides facing the adjacent blocks, as in the case of the fourth embodiment. Then, in FIG. 18, a second block 12 is joined to the lower part of the first block 11, and a third block 16 is joined to the upper part. A second block 12 is joined to the upper part of the third block 16.

以上のように構成された第5の実施形態の成型金型1は、第1の実施形態の成型金型1の機能及び効果に加えて、第3の実施形態の成型金型1及び第4の実施形態の成型金型1の両方の機能及び効果を備える。 The molding dies 1 of the fifth embodiment configured as described above have the functions and effects of the molding dies 1 of the first embodiment, as well as the molding dies 1 and 4 of the third embodiment. It has both functions and effects of the molding die 1 of the embodiment.

以上、本発明に係る成型金型1について第1から第5の実施形態を用いて説明した。これらの実施形態によれば、加熱処理を施す金型として熱伝導性に優れた材料をブロックの材料に使用するとともに、一般に使用される高強度材料のボルトを型締めするボルトとして使用することができる。 The molding die 1 according to the present invention has been described above using the first to fifth embodiments. According to these embodiments, a material having excellent thermal conductivity can be used as a block material as a mold for heat treatment, and a bolt made of a generally used high-strength material can be used as a bolt for molding. it can.

第2のブロック12とボルト13の間に弾性部材14を備えていることで、キャビティ2内へ材料を注入する際の型締めに必要な締付力を維持しつつ、加熱処理における熱膨張差に伴う過剰な負荷を吸収することができる。特に、弾性部材14として皿バネを採用することで、弾性部材14を収納するために必要なスペースが小さくなり、成型金型1の外形も小さくすることができる。さらに、弾性部材14として皿バネを複数使用することで、バネ荷重や有効高さの変更も容易に行える。また、ボルト13の軸線に対して周方向に均等に荷重を加えることができる。 By providing the elastic member 14 between the second block 12 and the bolt 13, the difference in thermal expansion in the heat treatment is maintained while maintaining the tightening force required for mold clamping when the material is injected into the cavity 2. It is possible to absorb the excessive load that accompanies. In particular, by adopting a disc spring as the elastic member 14, the space required for accommodating the elastic member 14 can be reduced, and the outer shape of the molding die 1 can also be reduced. Further, by using a plurality of disc springs as the elastic member 14, the spring load and the effective height can be easily changed. Further, the load can be evenly applied in the circumferential direction with respect to the axis of the bolt 13.

上述の第1から第5の実施形態は、本発明を実施するにあたって理解しやすくするための一例に過ぎない。したがって、本発明を実施するにあたってその趣旨を逸脱しない範囲で、各構成を同等の機能を有するものに置き換えて実施することも可能であり、それらもまた本発明に含まれる。また、各実施形態で説明した構成のいくつかを互いに組み合わせて、あるいは置き換えて実施されることも本発明に含まれる。 The first to fifth embodiments described above are merely examples for facilitating understanding in carrying out the present invention. Therefore, in carrying out the present invention, it is possible to replace each configuration with one having the same function without departing from the spirit thereof, and these are also included in the present invention. It is also included in the present invention that some of the configurations described in each embodiment are combined or replaced with each other.

1…成型金型、2…キャビティ、11…第1のブロック、12…第2のブロック、13…ボルト、14…弾性部材、15…止め輪、111…雌ネジ穴、112…雌ネジ部、121…ボルト孔、122…座刳り部、131…雄ネジ部、132…胴部、133…頭部、16…第3のブロック、F…軸力。 1 ... Molded mold, 2 ... Cavity, 11 ... 1st block, 12 ... 2nd block, 13 ... Bolt, 14 ... Elastic member, 15 ... Retaining ring, 111 ... Female screw hole, 112 ... Female screw part, 121 ... Bolt hole, 122 ... Seating ring, 131 ... Male screw part, 132 ... Body, 133 ... Head, 16 ... Third block, F ... Axial force.

Claims (10)

少なくとも2つのブロックで構成され、隣合う前記ブロックどうしを自由長100mm以上のボルトで連結した成型金型であって、
隣合う一方の前記ブロックは、他方の前記ブロック側へ開口し雌ネジ部が形成された雌ネジ穴を有し、
隣合う他方の前記ブロックは、一方の前記ブロック側へ開通したボルト孔を有し、
前記ボルトは、前記ブロックよりも熱膨張係数が小さく、前記ボルト孔に通された状態
で、先端に設けられた雄ネジ部が前記雌ネジ部に螺合され、前記ボルト孔の縁と頭部との間に弾性部材を装着した状態で前記雄ネジ部と前記頭部との間に所定の締付荷重が掛けられており、
前記弾性部材は、前記ブロックが加熱処理によって膨張した場合、前記ボルトに作用する荷重が前記締付荷重以上かつ前記ボルトの締付方向に作用する引張荷重によって前記雌ネジ部が破壊される剪断荷重以下に維持されるように縮むことを特徴とする成型金型。
A molding die composed of at least two blocks, in which adjacent blocks are connected by bolts having a free length of 100 mm or more .
One of the adjacent blocks has a female screw hole that opens to the other block side and has a female screw portion formed therein.
The other adjacent blocks have bolt holes that are open to the one block side.
The bolt has a smaller coefficient of thermal expansion than the block, and in a state of being passed through the bolt hole, a male screw portion provided at the tip is screwed into the female screw portion, and the edge and head of the bolt hole. A predetermined tightening load is applied between the male screw portion and the head with the elastic member attached between the and.
When the block expands due to heat treatment, the elastic member has a shear load in which the female screw portion is destroyed by a tensile load acting on the bolt when the load acting on the bolt is equal to or greater than the tightening load and acting in the tightening direction of the bolt. A molded mold characterized by shrinking to be maintained below.
他方の前記ブロックは、一方の前記ブロックに対して反対側の前記ボルト孔の縁に前記弾性部材を収納する座刳り部を有し、
前記座刳り部の内周面に嵌合されて前記弾性部材を前記座刳り部内に保持する止め輪をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載された成型金型。
The other block has a counterbore portion for accommodating the elastic member at the edge of the bolt hole on the opposite side of the one block.
The molding die according to claim 1, further comprising a retaining ring that is fitted to the inner peripheral surface of the seated portion and holds the elastic member in the seated portion.
前記座刳り部は、前記弾性部材と前記頭部とを収納する大きさを有することを特徴とする請求項2に記載された成型金型。 The molded mold according to claim 2, wherein the seating portion has a size for accommodating the elastic member and the head. 前記雄ネジ部と前記雌ネジ部が螺合する長さは、前記雌ネジ部の呼び径をDとする場合、0.8D以上で1.6D以下であることを特徴とする請求項1に記載された成型金型。 The length of the male-threaded portion and the female-threaded portion screwed together is 0.8D or more and 1.6D or less when the nominal diameter of the female-threaded portion is D. The described molding mold. 前記弾性部材は、複数の皿バネを含み、前記雌ネジ部の呼び径をDとする場合、前記ボルトの締付方向に、0.5D以下の寸法で、0.005D以上の縮み代を有していることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載された成型金型。 The elastic member includes a plurality of disc springs, and when the nominal diameter of the female screw portion is D, the elastic member has a shrinkage allowance of 0.005D or more in a dimension of 0.5D or less in the tightening direction of the bolt. The molding die according to claim 1 or 2, wherein the molding die is characterized by the above. 前記弾性部材は、少なくとも1つの皿バネで構成されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載された成型金型。 The molded mold according to any one of claims 1 to 5, wherein the elastic member is composed of at least one disc spring. 前記弾性部材は、複数の皿バネで構成されることを特徴とする請求項6に記載された成型金型。 The molding die according to claim 6, wherein the elastic member is composed of a plurality of disc springs. 前記ボルトは、前記自由長がボルト呼び径の5倍以上に設定されている請求項1に記載された成型金型。The molding die according to claim 1, wherein the bolt has a free length set to 5 times or more a nominal diameter of the bolt. 前記ボルトは、前記自由長がボルト呼び径の8倍以上に設定されている請求項1に記載された成型金型。The molding die according to claim 1, wherein the bolt has a free length set to 8 times or more a nominal diameter of the bolt. 前記ボルトは、前記自由長がボルト呼び径の8.4倍以上に設定されている請求項1に記載された成型金型。The molding die according to claim 1, wherein the bolt has a free length set to 8.4 times or more the nominal diameter of the bolt.
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