JPH11156520A - 金型冷却構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却穴に冷却水を直接供給して冷却する場合
と同等の冷却効果を簡易な金型冷却構造を形成する。 【解決手段】 金型１１を冷却するに当たり、通水管部
材取付部１４に取り付けられた通水管部材１５の給水ホ
ース１６から冷却水は、矢印で示したように供給された
後、排水ホース１７から排出される。この際、内筒体１
３は、油圧ユニットに接続された油圧ホース１８から加
えられる油圧によってその内筒体１３の内面を加圧して
膨張塑性変形させることにより、金型１１の冷却穴の内
壁に密着させられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却水によって金
型を冷却する金型冷却構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金型の内部冷却穴からの水漏れ対
策及び予防策並びに金型分割部がある場合の水漏れ対策
が、特開平９−２９４１６号公報に提案されている。こ
こで提案されている金型冷却構造では、図６（ａ）に図
示したように、金型１の冷却穴に、所定の肉厚を有する
銅合金、ステンレス等で形成された内筒体２が圧入され
る。この際、冷却水が、矢印で示すように、給水口３か
ら供給され、通水管部材４及び内筒体２を経た後排水口
５から排出されることによって、金型の冷却を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな金型冷却構造では、塑性の内筒体２を用いているの
で、図６（ａ）のＡ部の拡大図である図６（ｂ）に示す
ように、金型１の冷却穴内面の凹凸（加工目等）と内筒
体２との間に空気層６が存在し、その結果、熱交換性能
が悪化し、所望の冷却効果を得ることができないという
不具合がある。

【０００４】本発明のうちの請求項１記載の金型冷却構
造は、金型の冷却の際に熱交換性能が悪化し、所望の冷
却効果を得ることができないという不具合があるという
課題を解決しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のうちの請求項１
記載の金型冷却構造は、冷却穴と、その内部に嵌装され
た内筒体とを具える金型冷却構造において、前記内筒体
を膨張弾性変形しやすい肉薄の金属で形成し、前記内筒
体が、液圧によってその内筒体内面を加圧して膨張塑性
変形させることにより、前記冷却穴の内壁に密着させら
れていることを特徴とするものである。

【０００６】

【発明の作用及び効果】本発明のうちの請求項１記載の
金型冷却構造によれば、内筒体を膨張弾性変形しやすい
肉薄の金属で形成し、前記内筒体が、液圧によってその
内筒体内面を加圧して膨張塑性変形させることにより、
前記冷却穴の内壁に密着させられる。その結果、従来の
金型冷却構造のように冷却穴の内壁と内筒体内面との間
に空気層が存在しないので、金型の熱が冷却水に良好に
伝導され、冷却穴に冷却水を直接供給して冷却する場合
と同等の冷却効果を簡易な構造で得ることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明による金型冷却構造を、図
面を参照して詳細に説明する。なお、図面中、同一部材
には同一符号を付すものとする。図１は、金型の冷却穴
及びそれに挿入される内筒体の断面図である。図１
（ａ）に図示した金型１１は、一つ以上の冷却穴（ここ
では冷却穴１２のみを示す）を有し、この冷却穴１２に
は、図１（ｂ）に図示したような内筒体１３及びそれに
ロウ付けした通水管部材取付部１４が挿入される。

【０００８】この場合、内筒体１３は、膨張弾性変形し
やすいすなわちある程度靱性があって破断しにくい肉薄
の銅合金のパイプを加工することにより、冷却穴１２に
対して予めクリアランス（例えば、０．５ｍｍ）を持た
せた寸法で形成される。また、内筒体１３の肉厚の下限
を強度の観点から設定し、その上限を熱伝導及び変形の
しやすさの観点から設定する。例えば銅合金の場合、肉
厚を０．１〜０．２ｍｍに設定する。

【０００９】図２は、冷却穴に挿入した内筒体の断面図
である。冷却穴に挿入した内筒体を示す図である。金型
１１を冷却するに当たり、通水管部材取付部１４に取り
付けられた通水管部材１５の給水ホース１６から冷却水
は、矢印で示したように供給された後、排水ホース１７
から排出される。この際、内筒体１３は、油圧ユニット
（図示せず）に接続された油圧ホース１８から加えられ
る油圧によってその内筒体１３の内面を加圧して膨張塑
性変形させることにより、図２（ｂ）に図示するように
金型１１の冷却穴の内壁に密着させられている。

【００１０】したがって、金型１１の冷却穴の内壁と内
筒体１３の内面との間に空気層が存在しないので、金型
１１の熱が冷却水に良好に伝導され、金型１１の冷却穴
に冷却水を直接供給して冷却する場合と同等の冷却効果
を簡易な構造で得ることができる。

【００１１】また、図１（ａ）又は図２（ａ）に図示し
たような金型１１の割れ１９が発生しても、内筒体１３
及び通水管部材取付部１４が破損しない限り冷却水が外
部に漏れるおそれがなくなる。また、割れ１９が発生し
ても、金型形状に誤差が生じるものでない場合にはその
まま使用しつづけることができる。

【００１２】次に、割れ１９による水漏れ防止対策につ
いて説明する。先ず、冷却穴１２（図１（ａ））の内径
ａ（例えば、２０．５ｃｍ）が、既に加工済の通水管部
材取付部装着部２０（図１（ａ））の内径ｂ（例えば、
２１．０ｃｍ）よりやや小さくなるように、冷却穴１２
（図１（ａ））を形成する。

【００１３】次いで、専用叩き治具に銅合金のパイプを
インサートし、折り曲げ代として先端部から所定の範囲
（例えば、１５ｍｍ範囲）を加熱し、銅合金のパイプを
なます。

【００１４】次いで、このようになました部分を、テス
トハンマーで軽く叩きながら三角形状になるよう折り曲
げる。その後、専用パンチ治具に銅合金パイプの三角形
状の先端部を入れ、少しずつ回転させ、専用叩き治具を
叩き、三角形状の先端面がＲ球形状になるよう粗仕上げ
する。

【００１５】次いで、専用パンチ治具を反転し、Ｒ球面
形状の仕上げ、曲げ加工叩きをする。その後、専用叩き
治具を抜き、銅合金パイプのＲ球面形状部分を水の中に
入れ、専用叩き治具をフィルタフィルタ度パイプに入
れ、水鉄砲の要領で水漏れテストを行い、Ｒ球面形状部
分に水漏れがないことを確認する。この際、折り曲げ部
分よりの少量の水漏れは使用可とする。

【００１６】次いで、専用叩き治具に入れた銅合金のパ
イプを万力に加え、Ｒ球面形状部に銀ロー付けをして折
り曲げ部分を埋める。この際、銀ロー付けを迅速に行わ
ないと銅合金のパイプに孔が開くおそれがあるので注意
する必要がある。その後、再び上記水漏れテストを行
い、水漏れが全くないことを確認する。この際、水漏れ
が少しでもある場合には使用不可とする。

【００１７】次いで、銅合金のパイプの全長を決定し、
切断する。その後、通水管部材取付部１４（図１
（ｂ））に銅合金のパイプを入れ、銀ロー付けを行う
（これにより、図１（ｂ）のようになる。）。この際、
銀ロー付けを迅速に行わないと銅合金のパイプに孔が開
くので注意する必要がある。

【００１８】これまで説明したようにして、金型１１
（図１及び２）に設けられた冷却孔１２（図１（ａ））
の数と同数の銅合金のパイプを形成する。

【００１９】次いで、金型１１（図１及び２）の冷却穴
１２（図１（ａ））の内壁に密着するように加圧すると
き、銅合金のパイプが広がりやすくなるとともに銀ロー
部分が剥がれないように、銅合金のパイプの胴部を加熱
し、なましを行う。

【００２０】次いで、金型１１（図１及び２）の冷却穴
１２（図１（ａ））に銅合金のパイプをそれぞれ挿入
し、専用押さえ板でそれぞれ蓋をして銅合金のパイプを
固定する。

【００２１】次いで、銅合金のパイプの各々に油を所定
の時間（例えば、９分間）入れておく。その後、油圧ユ
ニットに接続された油圧ホース１８（図２（ａ））を銅
合金のパイプの各々に接続し、油圧ユニットによって銅
合金のパイプの各々の油圧を、徐々に上げた後所定の油
圧（例えば、５０ｋｇ／ｃｍ² ）に保持する。この際、
油圧が下がらないことを確認する（油圧が下がるのは、
銅合金のパイプが破損している証拠である。）。

【００２２】その後、専用押さえ蓋をそれぞれ外し、銅
合金のパイプ内の油をそれぞれ除去し、これら銅合金の
パイプがノック抜きによって冷却孔１２（図１（ａ））
から簡単に抜けないことを確認する。その後、通水管部
材取付部１４（図１（ｂ）及び図２（ａ））を溶接止め
する（図２（ａ）参照）。

【００２３】最後に、冷却穴１２の各々に通水管部材１
５（図２（ａ））を配管し、通水させながら金型１１
（図１及び２）に加熱・放熱を繰り返し、水漏れがない
ことを確認する。

【００２４】次に、直接水冷の場合、従来の金型冷却構
造（特開平９−２９４１６号公報に記載されたような金
型冷却構造）を用いた場合、及び本発明による金型冷却
構造を用いた場合の金型水冷効果の実験効果を説明す
る。

【００２５】実験に際し、図３（ａ）に示すような冷却
穴２３〜２９を有する金型２１を使用した。ここで、直
接水冷の場合には冷却穴の内径ｃ（図３（ｂ））を１４
ｍｍとし、従来の金型冷却構造を用いた場合には冷却穴
の内径ｄ（図３（ｃ））を１８ｍｍとし、本発明による
金型冷却構造を用いた場合には冷却穴の内径ｅ（図３
（ｄ））を２０．５ｍｍにするとともに内筒体の肉厚ｆ
（図３（ｄ））を０．２ｍｍとする。

【００２６】直接水冷の場合、従来の金型冷却構造（特
開平９−２９４１６号公報に記載されたような金型冷却
構造）を用いた場合、及び本発明による金型冷却構造を
用いた場合の各々について、冷却穴（図３（ｂ））又は
内筒体（図３（ｃ）及び（ｄ））に通水し、金型２１
（図３（ａ））をバーナ２２（図３（ａ））によって加
熱し、バーナ２２（図３（ａ））の消火直後、消火から
６０秒経過後、１２０秒経過後、１８０秒経過後及び２
４０秒経過後の冷却穴２３〜２９（図３（ａ））を、接
触温度計によって測定した。

【００２７】直接水冷の場合の実験結果を〔表１〕に示
す。

【００２８】

【表１】

【００２９】従来の金型冷却構造（特開平９−２９４１
６号公報に記載されたような金型冷却構造）を用いた場
合の実験結果を〔表２〕に示す。

【００３０】

【表２】

【００３１】本発明による金型冷却構造を用いた場合の
実験結果を〔表３〕に示す。

【００３２】

【表３】

【００３３】これら〔表１〕〜〔表３〕の結果をプロッ
トしたものを図４に示す。図４から明らかなように、直
接水冷の場合に比べて冷却穴の内径を拡大（この場合、
１４ｍｍから２０．５ｍｍ）して、本発明による金型冷
却構造を用いた場合の冷却能力は、直接水冷の場合に比
べて優れていることがわかる。

【００３４】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例え
ば、内筒体の材料として銅合金を用いたが、熱伝導性に
優れ、破断しにくく金型の内面に密着しやすい材料であ
れば他の合金（例えば、アルミニウム合金、ステンレス
合金等）又は他の材料を用いることもできる。

【００３５】また、図５に示したように、分割金型を用
いる場合、すなわち金型部材３１ａ及び３１ｂからなる
金型によって冷却穴３２を形成する場合でも、本発明に
よる金型冷却構造を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金型の冷却穴及びそれに挿入される内筒体の断
面図である。

【図２】冷却穴に挿入した内筒体の断面図である。

【図３】本発明による金型冷却構造及び従来の金型冷却
構造を用いた実験を説明するための図である。

【図４】図４で説明した実験結果のグラフである。

【図５】分割金型に形成された冷却穴の断面図である。

【図６】従来の金型冷却構造の断面図及びその一部の拡
大図である。

【符号の説明】

１，１１，２１ 金型 ２，１３ 内筒体 ３ 給水口 ４ 通水管部材 ５ 排水口 ６ 空気層 １２，２３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３
２ 冷却穴 １４ 通水管部材取付部 １５ 通水管部材 １６ 給水ホース １７ 排水ホース １８ 油圧ホース １９ 割れ ２０ 通水管部材取付部装着部 ２２ バーナ ３１ａ，３１ｂ 金型部材 Ａ 金型１の一部拡大図 Ｂ 金型１１の一部拡大図 ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ 内径 ｆ 内筒体の肉厚

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷却穴と、その内部に嵌装された内筒体
   とを具える金型冷却構造において、前記内筒体を膨張弾
   性変形しやすい肉薄の金属で形成し、前記内筒体が、液
   圧によってその内筒体内面を加圧して膨張塑性変形させ
   ることにより、前記冷却穴の内壁に密着させられている
   ことを特徴とする金型冷却構造。