(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記雄ねじ(11)に代えて前記第2チューブ(2b)の外周に金型に形成された接続孔との間を封止するシールリング(13)を装着した請求項1に記載の金型用冷却配管。
請求項1又は2に記載の金型用冷却配管が、先端を前記第2チューブ(2b)から突出させて第2チューブの内側に配置される第3チューブ(2c)と、その第3チューブ(2c)の内部通路(Ip2)を外部に連通させる給排水口(8−2)をさらに備え、前記第3チューブ(2c)の内部通路(Ip2)が外部から供給される冷却水の往路、第1チューブ(2a)及び第2チューブ(2b)の内部通路(Ip1)が冷却水の復路としてそれぞれ利用される金型用冷却配管。
前記第1チューブ(2a)が内部に配置されるシール材受け金具(5)と先端内周に螺合させる締付リング(6)を具備し、その締付リング(6)と前記シール材受け金具(5)との間に前記シール材(4)が挟み込まれて、当該シール材(4)が軸方向に圧縮されている請求項1〜3のいずれかに記載の金型用冷却配管。
前記第1チューブ(2a)の後端側と前記第2チューブ(2b)の後端部の非円形嵌合が、第1チューブ(2a)の後部側に設けられた断面非円形の孔(12a)に、その断面非円形の孔(12a)に対応させて前記第2チューブ(2b)の後部外周に設けられた外径面が断面非円形の非円形部(12b)を軸方向スライド自在に挿入して行われている請求項1〜4のいずれかに記載の金型用冷却配管。
前記第2チューブ(2b)の後部外周の非円形部(12b)が、第2チューブ(2b)の外周に接合された断面非円形の外径面を有するリングによって作り出されている請求項1〜5のいずれかに記載の金型用冷却配管。
前記第2チューブ(2b)の後部外周の非円形部(12b)が、鍛造成形面であり、第2チューブ(2b)の端部に一体に形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の金型用冷却配管。
【背景技術】
【0002】
ダイカスト鋳造機や樹脂射出成形機の金型の冷却に用いる配管には、下記非特許文献1に示されるような冷却配管と、下記特許文献1に示されるような差し込み式冷却配管の2種類がある。この発明は、これ等の冷却配管について、標準化(共通化)による応用範囲の拡大、コスト低減、利便性の向上などを図ったものである。
【0003】
冷却配管の従来例を
図13及び
図14に示す。
図13は単経路型冷却配管、
図14は往復経路型冷却配管である。
【0004】
図13の単経路型冷却配管は、後端の開口が塞がれたチューブ2Aの先端に取り付け用のテーパ雄ねじ11を形成し、さらに、チューブ2Aの後部外周にリング状ヘッド3を装着し、そのリング状ヘッドに設けた冷却水の給排水口(図示省略)をチューブ2Aの内部通路に連通させている。
【0005】
また、
図14の往復経路型冷却配管は、後端の開口が塞がれたアウターチューブ2Aoの先端に取り付け用のテーパ雄ねじ11を形成し、さらに、そのアウターチューブ2Aoの内部にインナーチューブ2Aiを挿入し、さらに、アウターチューブ2Aoの後部外周にリング状ヘッド3、3を装着し、片方のリング状ヘッド3に設けた給排水口(図示省略)をインナーチューブ2Aiの内部通路に、また、もうひとつのリング状ヘッド3に設けた給排水口(これも図示省略)をアウターチューブ2Aoの内部通路にそれぞれ連通させている。
【0006】
これ等の冷却配管は、金型に形成されたテーパのねじ孔にテーパ雄ねじ11を螺合させる方法で金型に接続して利用される。
【0007】
なお冷却配管は、例えば下記非特許文献などに記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
上述した従来の冷却配管は、長さが固定されている。そのため、個々の金型設計に合わせた長さの異なる配管を多数必要とし、また、金型設計が完了した後でないと製作できないことから量産も望めないなどの問題があった。
【0010】
このように、金型設計に合わせて作る冷却配管は当然に価格が高くなる。その高価格の冷却配管を何本も使用するのは、金型成形のコスト負担を増加させ、ユーザにとって好ましくない。
【0011】
また、金型に形成した冷却配管接続用のねじ孔は経時腐食が避けられず、そのねじ孔の腐食に対する対応としてねじ孔を切り直すことが行われている。その場合、取り付け基準点間の長さが当然に変化する。
【0012】
そのときには、ねじ孔を切り直した箇所の冷却配管を全て変化した基準面間長さに合わせたものと交換する必要があり、これもコスト負担を増加させる大きな要因となっていた。
【0013】
なお、前掲の特許文献1に記載されている差し込み式冷却配管は、金型の接続孔に対する挿入量を変更することで基準面間長さの若干の変動に対応することができる。しかし、この配管も、金型の接続孔に対する冷却配管の挿入量には限界があるので、その限界を超えるような基準面間長さの変動には対応することができない。
【0014】
そこで、この発明は、同一冷却配管で取り付け基準点間の距離の変動に対応できるようにして金型用冷却配管の共通化(種類の統合)を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記の課題を解決するため、この発明においては、冷却水を通すチューブの先端外周にテーパの雄ねじを具備し、その雄ねじを金型のねじ孔に螺合させて金型に接続する金型用冷却配管を以下の通りに構成した。
即ち、前記チューブが、後部外周に給排水口と回転操作部とを備え、さらに、後端の開口部に端栓が取り付けられた第1チューブと、後部側が前記第1チューブの先端開口から第1チューブの内側にスライド可能に挿入される、先端外周に前記テーパの雄ねじを備えた第2チューブとからなるスライド伸縮式チューブとして構成され、
前記第1チューブの内周と第2チューブの外周との間には軸方向に圧縮されたチューブ間隙間のシール材が配置され、
前記給排水口は前記第1チューブと第2チューブの内部通路に連通し、
前記第1チューブの後端側と前記第2チューブの後端部が相対回転不可、かつ、軸方向スライド可能に非円形嵌合している構造にした。
【0016】
また、差し込み式冷却配管については、前記雄ねじに代えて第2チューブの先端外周に金型の接続孔との間を封止するシールリングを装着した。
【0017】
この発明は前述の金型用冷却配管のほかに、当該冷却配管に対して、先端を第2チューブから突出させて第2チューブの内側に配置される第3チューブと、その第3チューブの内部通路を外部に連通させる給排水口がさらに追設され、前記第3チューブの内部通路が外部から供給される冷却水の往路、第3チューブと第1チューブ及び第2チューブとの間の内部通路が冷却水の復路としてそれぞれ利用される或いは差し込み式の金型用冷却配管も併せて提供する。
【0018】
なお、前記第3チューブの無い冷却配管は、単経路型冷却配管として利用し、前記第3チューブのある冷却配管は、第3チューブの内部通路に連通した側の給排水口を冷却水の吸水口、第1、第2チューブの内部通路に連通した側の給排水口を冷却水の排水口にして往復経路型冷却配管として利用する。
【0019】
前記給排水口は、前記第1チューブの後部外周にリング状ヘッドを装着し、そのリング状ヘッドの両端近くの内周に外部から画された環状空間を第1チューブの外周に生じさせるシールリングを組み付け、さらに、このリング状ヘッドの外部に前記環状空間に通じるホース継手を設けてそのホース継手で構成すると好ましい。
【0020】
前記リング状ヘッドは、第1チューブに固着したものよりも回転可能なものが給排水口と第2通水口の位置を自由に変更できて好ましい。片方の給排水口は、前記端栓に形成された孔を介して第1チューブの内部通路に連通させる。
【0021】
また、往復経路型冷却配管に設けられるもうひとつの給排水口は、前記端栓に形成された孔を介して第3チューブの内部通路に連通させる。
【0022】
前記第1〜第3チューブはいずれも、耐食性に優れるステンレス鋼などで形成するのが好ましい。
【0023】
前記シール材は、金型温度が300℃程度まで上昇するダイカスト鋳造機や樹脂成形機用の冷却配管についてはゴムなどの有機材料で形成されたものを用いることができる。
【0024】
一方、金型温度が400℃近くまで上昇する重力鋳造機や低圧鋳造機用の冷却配管については、有機材料のシール材では耐久性の維持が難しくなるので、金属シール材を採用するのがよい。
【0025】
このほか、前記第1チューブの後部側内周と前記第2チューブの後部側外周はどちらも断面円形にし、その断面円形の第2チューブ外周と第1チューブ内周との間に前記シール材を配置するのがよい。
【0026】
そのシール材の軸方向圧縮は、一般的な管継手のシール部に採用されている方法、即ち、前記第1チューブの内部にシール材受け金具を配置し、さらに、第1チューブの先端内周にねじ孔を形成し、そのねじ孔に締付けリングを螺合させてその締付けリングと前記シール材受け金具との間にシール材を挟み込む方法で行える。
【発明の効果】
【0027】
この発明の金型用冷却配管は、第2チューブが第1チューブに対して軸方向にスライド可能であり、第1チューブに対する第2チューブの挿入量を変動させて全体の長さを自由に変えることができる。
【0028】
これにより、同一冷却配管で取り付け基準点間の距離の変動に対応することが可能になり、金型用冷却配管の共通化や種類の統合が図れる。
【0029】
また、この金型用冷却配管に関しては、チューブを金型ホルダに設けられた穴に挿入してチューブの先端外周のテーパの雄ねじを金型のねじ孔に螺合させることがあり、このような用途では、前記第1チューブに対してスパナなどの回転操作具を係合させる回転操作部を設けることができない。
【0030】
そこで、この発明においては、この金型用冷却配管については、第1チューブの後端側と第2チューブの後端部を相対回転不可に非円形嵌合させた。その非円形嵌合構造により、第1チューブの回転が第2チューブに伝達され、第1チューブに形成された回転操作部を操作することで金型に対する第2チューブ先端のねじ込み接続が可能になった。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、添付図面の
図1〜
図12に基づいて、この発明の金型用冷却配管の実施の形態を説明する。
図1〜
図10の配管はねじ式である。
【0033】
図1〜
図6は、単経路型金型用冷却配管1の具体例を示している。この単経路型の金型用冷却配管1は、第1チューブ2aと外径が第1チューブの内径よりも小さい第2チューブ2bの2者で構成されるスライド伸縮式チューブ2と、第1チューブ2aの後部外周に装着されたリング状ヘッド3を有する。
【0034】
また、第1チューブ2aの内周と第2チューブ2bの外周との間に配置されるチューブ間隙間のシール材4(
図2、
図3、
図6参照)と、そのシール材4を軸方向に圧縮するシール材受け金具5及び締付リング6(これも
図2、
図3、
図6参照)と、この締付リング6とシール材4との間に介在する座金7を有する。
【0035】
第1チューブ2aは、後部外周に冷却水を通す給排水口8
−1と回転操作部9(
図1、
図3参照)を備えている。給排水口8
−1は冷却水の入口となすものであって、図示のそれは、前記リング状ヘッド3にホース継手を設けてそのホース継手で構成している。
【0036】
また、この第1チューブ2aは、後端開口に端栓10(
図2、
図3、
図6参照)が取り付けられたものになっている。
【0037】
第2チューブ2bは、後部側が第1チューブ2aの先端開口から第1チューブ2aの内側にスライド可能に挿入される。この第2チューブ2bは、先端外周に取り付け用のテーパの雄ねじ11を備えており、その雄ねじ11が金型に形成されたねじ孔に液密にねじ込まれる。
【0038】
リング状ヘッド3は、
図2に示すように、両端近くの内周にシール溝3aを有しており、それぞれのシール溝3aに組み込まれたリングシール3bが第1チューブ2aとリング状ヘッド3との間の環状空間Sを外部から画し、その環状空間Sと端栓10に形成された孔を介して第1通水路8
−1が第1チューブ2aの内部通路に連通している。
【0039】
図示のリング状ヘッド3は、回転可能なものが設けられている。このリング状ヘッド3の外周にはホース継手が固定されており、そのホース継手が第1チューブ2aに設けられる給排水口8
−1を構成している。
【0040】
シール材4は、第2チューブ2bの外周に装着され、第1チューブ2aの内部に挿入されるシール材受け金具5と締付リング6との間に介在される。
【0041】
シール材受け金具5は、
図6に示すように、第1チューブ2aの内部に形成された段差部に係合して定位置に保持される。
【0042】
また、締付リング6は、第2チューブ2bの後部に形成されたねじ孔にねじ込まれ、そのねじ込みによってシール材4が軸方向に圧縮され、そのシール材4が第1チューブ2aの内周面と第2チューブ2bの外周面に押し付けられて第1チューブ2aと第2チューブ2bとの間が液密にシールされる。シール材4はOリングであってもよい。
【0043】
座金7は、締付リング6の締め付け時にその締付リング6との間に滑りを生じさせてシール材4に強い捻り力が加わらないようにする目的で設けている。この座金7は、シール材4が金属である場合には省くことがある。
【0044】
回転操作部9は、第1チューブ2aの後部外周を六角形に加工して作り出されており、そこに操作工具(スパナ)を掛けて第1チューブ2aに回転力が加えられる。
【0045】
雄ねじ11は、第2チューブ2bの材料となす肉厚のパイプを切削加工して第2チューブ2bと一体に形成することもできるが、別加工された中空のねじリングを第2チューブ2bの後端外周に鑞材で接合して(鑞付けして)作り出したものが、前記パイプの切削工程を省けて好ましい。
【0046】
第1チューブ2aの後部側内周と第2チューブ2bの後端部外周は、軸方向スライド可能、かつ、相対回転不可に非円形嵌合している。
【0047】
その非円形嵌合は、第1チューブ2aに、
図2、
図4、
図6に示した断面非円形の孔(図のそれは六角孔)12aを設け、さらに、第2チューブ2bの後部外周に前記断面非円形の孔12aに対応させた外径面が断面非円形の非円形部12bを設け、その断面非円形の孔12aと外径面断面非円形の非円形部12bを軸方向スライド自在に嵌合させて実現している。
【0048】
第2チューブ2bに設ける非円形部12bは、
図2、
図6のように、第2チューブ2bの外周に鑞材で接合された断面非円形の外径面を有するリングによって作り出されたもの、
図5のように、第2チューブ2bの端部に一体に形成された鍛造成形面であるもの、のどちらであってもよい。製造コストの観点からは後者の方法が有利である。
【0049】
第1チューブ2aと第2チューブ2bは、上記断面非円形の孔12aと非円形部12bの非円形嵌合によって相対回転が阻止され、前記回転操作部9を操作して第1チューブ2aに加えた回転力が非円形嵌合部経由で第2チューブ2bに伝達されるようになっている。
【0050】
このように構成した例示の金型用冷却配管1は、第2チューブ2bのスライドが許容される範囲において冷却配管の長さを変動させることができ、これにより、同一冷却配管で取り付け基準点間の距離の変動に対応することが可能になる。
【0051】
また、第1チューブ2aに設けた回転操作部を操作して第2チューブ2bの先端の雄ねじ11を金型のねじ孔に螺合させることができ、第2チューブ2bに対する回転操作部の設置が許容されないときにも使用制限を受けず、金型用冷却配管の共通化や種類の統合化が図れるものになっている。
【0052】
図7及び
図8は、往復経路型の金型用冷却配管1Aの具体例である。この往復経路型の金型用冷却配管1Aは、
図1、
図2の冷却配管1に対して、先端を第2チューブ2bから突出させて第2チューブ2bの内側に配置される第3チューブ2cと、その第3チューブ2cの内部通路を外部に連通させる給排水口8
−2がさらに追設されたものになっている。
【0053】
第3チューブ2cは、長さが固定されたチューブである。この第3チューブ2cは、金型に形成される冷却水導入孔の最大想定深さを考慮した長さを持つものが好ましい。
【0054】
そのような第3チューブは、金型に形成される冷却水導入孔の深さによっては先端側に余長部が生じる。その余長部を切除することで適正長さに調整して使用することができる。
【0055】
第3チューブ2cの後部は、第2チューブ2bと同様に端栓10によって塞がれている。また、給排水口8
−2は、第1チューブ2aの後部外周に装着するリング状ヘッド3をさらに1個追設し、給排水口8
−1と同様、リング状ヘッドの外周に設けたチューブ継手で構成している。
【0056】
なお、往復経路型の金型用冷却配管1Aに採用した端栓10は、片方のリング状ヘッド3の内側の環状空間sを第3チューブ2cの内部通路に連通させる孔と、他方のリング状ヘッド3の内側の環状空間sを第1チューブ2aの内部通路に連通させる孔を有する。
【0057】
このように構成された往復経路型の金型用冷却配管1Aは、給排水口8
−2とその給排水口8
−2に連通した第3チューブ2cの内部通路が外部から供給される冷却水の往路、もうひとつの給排水口8
−1とその給排水口8
−1に連通した第1チューブ2aの内部通路と第2チューブ2bの内部通路が冷却水の復路としてそれぞれ利用される。
【0058】
その他の構成は、既述の単経路型の金型用冷却配管1と同じであるので説明を省く。この往復経路型の金型用冷却配管1Aも、第1チューブ2aと第2チューブ2bとで構成されるスライド伸縮式チューブを伸縮させて同一冷却配管で取り付け基準点間の距離の変動に対応することができる。
【0059】
また、単経路型の金型用冷却配管1と同様に、第1チューブ2aの後部外周に設けた回転操作部9を操作して第2チューブ2bの先端の雄ねじ11を金型のねじ孔に螺合させることができる。
【0060】
この発明の金型用冷却配管の使用の一例を
図9及び
図10に示す。図示の設計の金型21は、貫通水冷孔と非貫通水冷孔をそれぞれ4つ有する。H1〜H4が貫通水冷孔、H5〜H8が非貫通水冷孔である。
【0061】
貫通水冷孔H1,H2と非貫通水冷孔H5,H6(これは
図10参照)は固定金型21aに、貫通水冷孔H3、H4は可動金型21bにそれぞれ加工されている。また、非貫通水冷孔H7,H8は一部が固定金型21aに加工され、残りの一部が可動金型21bに加工されている。
【0062】
貫通水冷孔H1〜H4両端には、対をなす単経路型の金型用冷却配管1がそれぞれ接続されており、対の単経路型の金型用冷却配管1の一方から冷却水が貫通水冷孔に流され、その冷却水が他方の単経路型の金型用冷却配管から排出される。
【0063】
また、非貫通水冷孔H5〜H8には、往復経路型の金型用冷却配管1Aがそれぞれ接続されており、各往復経路型の金型用冷却配管1Aの給排水口
8−2と第3チューブ2cを経由して非貫通水冷孔H5〜H8にそれぞれ導入された冷却水は、第チューブ2a1、第2チューブ2bの内部通路を通って給排水口8
−1から排出される。
【0064】
往復経路型の金型用冷却配管1Aは、4本とも固定金型21aに接続されており、非貫通水冷孔H7,H8は、固定金型21aに対して可動金型21bが突き合わされた際に、固定金型21aに加工された部分と可動金型21bに加工された部分が互いにつながる。
【0065】
また、固定金型と可動金型の突合せ状態では、往復経路型の金型用冷却配管1Aの第3チューブの先端側が可動金型21bに加工された非貫通水冷孔H7,H8入り込むようにしている。
【0066】
例示の金型21に採用された単経路型の金型用冷却配管1は、貫通水冷孔H1,H2の両端に接続されるものと、貫通水冷孔H3,H4の両端に接続されるものの取り付け基準長さが異なる。
【0067】
例えば、
図9に示したダイカスト鋳造機は、冷却配管の取り付け基準となる金型ホルダ20の4側面から金型21までの長さL1,L2,L3がそれぞれ異なり、図面に現れた箇所だけでも、それぞれの長さに合致した冷却配管を必要とする。
なお、金型ホルダ20の近くには、冷却配管の後部の設置位置を規制する部材が配置される場合があるが、
図9はその部材を省いた図にしている。
【0068】
高温になる金型に対しては、
図10のように、図示の単経路型の金型用冷却配管1に対して垂直向きの冷却配管も設置されることが多い。そのため、長さが固定された従来の冷却配管を用いる場合には、
図9、
図10の金型については5種類の冷却配管が必要である。
【0069】
これに対し、この発明の単経路型の金型用冷却配管1及び往復経路型の金型用冷却配管1Aは、スライド伸縮式チューブ2の長さを変化させて取り付け基準長さの差を吸収することができる。そのため、貫通水冷孔H1,H2の両端に接続される冷却配管と、貫通水冷孔H3,H4の両端に接続される冷却配管は同一品でよい。
【0070】
また、非貫通水冷孔H5,H6に接続される冷却配管と、非貫通水冷孔H7,H8に接続される冷却配管も同一品でよい。
【0071】
従って、例示の金型の冷却を2種類の冷却配管を用いて行うことができる。また、その冷却配管は、金型設計が完了する前に製造したものを利用することができ、冷却配管の種類の統合、量産化が可能になる。
【0072】
これにより、ダイカスト鋳造機や樹脂射出成形機の製造時間の短縮や製造費の削減などが図れる。
【0073】
図11及び
図12は、差し込み式金型用冷却配管の実施の形態である。
図11は単経路型の金型用冷却配管、
図12は往復経路型の金型用冷却配管である。
【0074】
これ等の金型用冷却配管1B,1Cは、
図2、
図8の金型用冷却配管において第2チューブ2bに設けられた雄ねじに代えて第2チューブ2bの先端外周にシールリング13を装着している。また、第2チューブ2bの外周に鍔14を設けている。
【0075】
そのシールリング13は、金型の接続孔(図示せず)に対して鍔14が接続孔の入口に突き当たる位置まで第2チューブ2bが差し込まれたときに、金型の接続孔との間に介在されて第2チューブ2bとの間を液密に封止する。
【0076】
その他の構成は、
図2、
図8の金型用冷却配管と変わるところがないので、説明を省略する。
【0077】
この差し込み式金型用冷却配管も、第2チューブ2bのスライドが許容される範囲内において長さを調節することができ、冷却配管の種類の統合や量産化が可能になる。
【0078】
図1〜
図3、
図7、
図8、
図11、
図12の15は線ばね製の抜け止めリングである。この抜け止めリング15は、最後尾のリング状ヘッド3に回動可能に支持されている。抜け止めリング15は、端栓10を組み付けた後に、その端栓10の後部外周に設けられた環状溝に嵌め込まれ、それにより、端栓10の抜け止めがなされる。
【0079】
図示の抜け止めリング15は、所謂ワンタッチで端栓の環状溝に係合、離脱させることができるが、端栓の抜け止めは、既知のスナップリングなどを用いて行うことも可能である。