金型水冷穴への高密着銅配管

【課題】本発明は、金型の細長い穴の部分を冷却する際に、穴に銅のパイプを差し込んで内部に水を流すことにより急速に冷却することのできる金型水冷穴への高密着銅配管を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、金型の突起部に設けた管状の水冷穴の奥にインサート部材を入れるインサート挿入と、インサート部材の孔に入れたロッド棒をガイドにして銅パイプを水冷穴に入れ先端をインサート部材の溝に嵌め込むパイプ挿入と、垂直にした水冷穴にカシメ用パンチを入れ加圧してインサート部材及び銅パイプを接合するカシメ加工と、垂直にした水冷穴にバルジ用パンチを入れ加圧して内側から押し広げるバルジ加工とからなり、水冷穴の内部を仕切板により送水路と排水路に分けて水を流すことにより金型を銅パイプを介して冷却することを特徴とする金型水冷穴への高密着銅配管の構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の細長い穴の部分を冷却する際に、穴に銅のパイプを差し込んで内部に水を流すことにより急速に冷却することのできる金型水冷穴への高密着銅配管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来において、金型の細長い穴の部分を冷却するときは、穴に銅の棒を差し込み、銅の棒の穴から出ている部分を冷やし、熱伝導率を利用して銅の棒の穴に入っている部分を間接的に冷却していた。
【０００３】
特許文献１に記載されているように、金型の局部的な温度上昇を防止し、金型の温度むらを少なくし、熱応力の発生を防止するダイカスト用金型の部分冷却方法及び金型という発明も公開されている。
【特許文献１】特開平０９−０５７４１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の発明は、金型の温度むらを少なくするために、金型の穴に銅棒を挿入して熱伝導によりゆるやかに冷却しているので、短時間で冷却したい場合には不向きである。
【０００５】
そこで、本発明は、金型の細長い穴の部分を冷却する際に、穴に銅のパイプを差し込んで内部に水を流すことにより急速に冷却することのできる金型水冷穴への高密着銅配管を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために、金型１の突起部２に設けた管状の水冷穴２ａの奥にインサート部材３を入れるインサート挿入１０ａと、前記インサート挿入１０ａ後にインサート部材３の孔３ａに入れたロッド棒４ｃをガイドにして銅パイプ４を水冷穴２ａに入れ先端をインサート部材３の溝３ｂに嵌め込むパイプ挿入１０ｂと、前記パイプ挿入１０ｂ後に垂直にした水冷穴２ａにカシメ用パンチ８を入れ加圧してインサート部材３及び銅パイプ４を接合するカシメ加工１０ｃと、前記カシメ加工１０ｃ後に垂直にした水冷穴２ａにバルジ用パンチ９を入れ加圧して内側から押し広げるバルジ加工１０ｄとからなり、水冷穴２ａの内部を仕切板５により送水路６ｂと排水路７ｂに分けて水を流すことにより金型１を銅パイプ４を介して冷却することを特徴とする金型水冷穴への高密着銅配管の構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、以上の構成であるから以下の効果が得られる。第１に、銅のパイプの中を水が循環するので、金型の冷却スピードを上げることができる。即ち、金型の冷却効率をコントロールすることが可能となる。
【０００８】
第２に、銅パイプを介すことで、水冷穴内面の水腐食による割れを防止することができる。即ち、銅パイプの厚さ及びインサート部材の厚さを調整することにより、水冷却の緩和が容易にでき、金型の寿命も延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、金型の細長い穴の部分を冷却する際に、穴に銅のパイプを差し込んで内部に水を流すことにより急速に冷却するという目的を、金型の突起部に設けた管状の水冷穴の奥にインサート部材を入れるインサート挿入と、インサート部材の孔に入れたロッド棒をガイドにして銅パイプを水冷穴に入れ先端をインサート部材の溝に嵌め込むパイプ挿入と、垂直にした水冷穴にカシメ用パンチを入れ加圧してインサート部材及び銅パイプを接合するカシメ加工と、垂直にした水冷穴にバルジ用パンチを入れ加圧して内側から押し広げるバルジ加工とからなる加工を施すことで実現した。
【実施例１】
【００１０】
以下に、添付図面に基づいて、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管について詳細に説明する。
【００１１】
金型水冷穴への高密着銅配管は、金型１の突起部２に設けた管状の水冷穴２ａの奥にインサート部材３を入れるインサート挿入１０ａと、前記インサート挿入１０ａ後にインサート部材３の孔３ａに入れたロッド棒４ｃをガイドにして銅パイプ４を水冷穴２ａに入れ先端をインサート部材３の溝３ｂに嵌め込むパイプ挿入１０ｂと、前記パイプ挿入１０ｂ後に垂直にした水冷穴２ａにカシメ用パンチ８を入れ加圧してインサート部材３及び銅パイプ４を接合するカシメ加工１０ｃと、前記カシメ加工１０ｃ後に垂直にした水冷穴２ａにバルジ用パンチ９を入れ加圧して内側から押し広げるバルジ加工１０ｄとからなり、水冷穴２ａの内部を仕切板５により送水路６ｂと排水路７ｂに分けて水を流すことにより金型１を銅パイプ４を介して冷却することを特徴とする。
【００１２】
図１は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施す金型の外観図であり、図２は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施す金型の正面断面図であり、図３は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施す金型の正面断面の拡大図である。
【００１３】
金型１は、自動車の車輪等に使用する型であり、高圧鋳造により成型する。成型の際、約７００℃から８００℃の湯が注入され凝固するが、冷却を適切に行わないと熱膨張等によりひび割れが発生する。即ち、冷え過ぎても、また冷えなくても割れてしまう。
【００１４】
金型１では、中心付近に複数設けた突起部２の内部に水冷穴２ａを空け、水冷穴２ａに水を循環させることにより冷却する。尚、熱処理前の金型はまだ柔らかい状態なので、水冷穴２ａを容易に空けることができる。
【００１５】
本発明は、従来の水冷穴２ａに銅の棒を入れ、銅の棒を冷却して熱伝導により間接的に金型１を冷却するよりも効率が良い。また、銅パイプ４により直接水冷穴２ａに水を流さないため金型の腐食を防止でき、金型１の寿命も延ばすことができる。
【００１６】
水冷穴２ａに取り付けた銅パイプ４の中に水を流すため、熱伝導率の面で速く冷却することが可能であるが、更に、銅パイプ４の厚さ等を調整することで、冷却効率をコントロールすることもできる。
【００１７】
金型１は、やき入れにより堅くなるが、材料としては、じん性があるもの、即ち粘り強さのあるもので、かつ、堅さのあるものを使用する。じん性があると割れにくく、仮に割れても伝播しにくい。
【００１８】
金型１は、下型１ａ及び上型１ｂ等からなるが、冷却は同様の方法で行うことができるため、下型１ａを例に説明する。金型１には、中心まで均等に冷却できるように、突起部２の内側に水冷穴２ａを空ける。
【００１９】
金型１自体に水が接触しないように、水冷穴２ａの穴先端には銅製のインサート部材３を入れ、水冷穴２ａの管部には中空の銅パイプ４を入れ、インサート成型をする。また、送水管６から送られる水を水冷穴２ａ内を循環させるために仕切板５も設ける。
【００２０】
図４は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管で使用するインサート部材の正面図である。インサート部材３は、孔３ａ、溝３ｂ及び湾曲部３ｃ等からなり、成型の容易な銅を材質とする。
【００２１】
インサート部材３の平面は、水冷穴２ａと同様に円形であり、インサート部材３の正面は、上部が長方形状で、下部が半円状である。また、正面の断面は、中心に孔３ａが空けられるため略Ｕ字状である。
【００２２】
孔３ａは、成型後の空洞の基になるものである。溝３ｂは、銅パイプ４を嵌め込むためにインサート部材３の周囲を凹ます。湾曲部３ｃは、水冷穴２ａの先端の形状に合わせて湾曲させる。
【００２３】
図５は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管で使用する銅パイプの正面断面図である。銅パイプ４は、管４ａ及び貫通孔４ｂ等からなり、インサート部材３と同様に、銅を材質とする。
【００２４】
管４ａは、水冷穴２ａの管部の形状に合わせて管状であり、内部が貫通孔４ｂにより中空である。サイズとしては、例えば、直径約８ミリメートルの管４ａや、直径約２０ミリメートルの管４ａを使用する。
【００２５】
図６は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管で使用するインサート部材及び銅パイプを水冷穴に挿入した状態の図であり、図７は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管で使用するインサート部材及び銅パイプを水冷穴に挿入してかしめた状態の図である。
【００２６】
金型１の突起部２に設けられた水冷穴２ａに対し、まずインサート部材３を奥まで挿入し、次に銅パイプ４を挿入する。銅パイプ４の先端は、インサート部材３の溝３ｂに嵌合させる。
【００２７】
銅パイプ４の貫通孔４ｂからカシメ用パンチ８を入れ、インサート部材３を孔３ａから銅パイプ４の方向に潰していくことにより、銅パイプ４に接合させると共に水冷穴２ａの空洞を拡げる。
【００２８】
図８は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管の加工手順を示すフローチャートである。加工手順１０は、インサート挿入１０ａ、パイプ挿入１０ｂ、カシメ加工１０ｃ及びバルジ加工１０ｄの工程からなる。
【００２９】
尚、加工手順１０は、金型１に存在する水冷穴２ａの数だけ繰り返す。更に、仕切板５、送水管６及び排水管７等により水冷穴２ａ内に水路を設けることにより、金型１の水冷が可能となる。
【００３０】
図９は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管のインサート挿入の手順を示す図である。インサート挿入１０ａの工程は、下型１ａの突起部２に空けた水冷穴２ａにインサート部材３を挿入する。
【００３１】
下型１ａは、突起部２の反対側の下面からドリル等で水冷穴２ａを加工し、やき入れにより熱処理したものである。水冷穴２ａの空いた側を上に向けた状態にし、インサート部材３を、湾曲部３ｃを下に向けて水冷穴２ａの奥まで入れる。
【００３２】
図１０は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管のパイプ挿入の手順を示す図である。パイプ挿入１０ｂの工程は、インサート挿入１０ａの後に、下型１ａの突起部２に空けた水冷穴２ａに銅パイプ４を挿入する。
【００３３】
水冷穴２ａに入れたインサート部材３に空けられた孔３ａにロッド棒４ｃを差し込み、ロッド棒４ｃをガイドにして銅パイプ４を入れる。銅パイプ４の先端は、インサート部材３の溝３ｂに嵌め込む。
【００３４】
図１１は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管のカシメ加工の手順を示す図である。カシメ加工１０ｃの工程は、パイプ挿入１０ｂの後に、下型１ａの突起部２に挿入されたインサート部材３と銅パイプ４をかしめる。
【００３５】
水冷穴２ａが垂直になるように固定し、カシメ用パンチ８のパンチ８ａを銅パイプ４の内側に通す。パンチ８ａの先端をインサート部材３の孔３ａに押し込み加圧する。インサート部材３と銅パイプ４をかしめたら、ラム８ｂを上昇させ、パンチ８ａを外す。
【００３６】
図１２は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管のバルジ加工の手順を示す図である。バルジ加工１０ｄの工程は、カシメ加工１０ｃの後に、下型１ａの突起部２に挿入されたインサート部材３と銅パイプ４を内側から押し拡げる。
【００３７】
水冷穴２ａを垂直に固定し、バルジ用パンチ９のパンチ９ａを銅パイプ４の内側に通す。パンチ９ａは、ウレタンゴム等の弾性体であり、インサート部材３及び銅パイプ４を加圧する。適度な厚さになったら、ラム９ｂを上昇させ、パンチ９ａを外す。
【００３８】
図１３は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施し仕切板を用いて水を流した状態を示す図である。加工手順１０によりインサート部材３及び銅パイプ４が取り付けられた突起部２の水冷穴２ａに水を循環させる。
【００３９】
水冷穴２ａの中に仕切板５を、奥側に通路が確保されるように設置し、水冷穴２ａの内部を二分する。水冷穴２ａの空いた側を下に向け、水を通すための送水管６及び排水管７を設置する。
【００４０】
送水管６から送られた水は、送水口６ａから二分された一方である送水路６ｂを通り、水冷穴２ａの奥で折り返し、二分されたもう一方である排水路７ｂを通って、排水口７ａから排水管７に送り出される。
【００４１】
仕切板５により水の流れが制御されるので、インサート部材３及び銅パイプ４を介して効率良く冷却することができる。また、水冷穴２ａ自体は、インサート部材３及び銅パイプ４により覆われているので、腐食することがない。
【００４２】
図１４は、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施し送水口を延ばして水を流した状態を示す図である。仕切板５を使用せずに、インサート部材３及び銅パイプ４が取り付けられた突起部２の水冷穴２ａに水を循環させる。
【００４３】
水を通すための送水管６及び排水管７を設置した際、送水管６を水冷穴２ａの奥まで水が送れるくらいまで延ばす。送水管６は、水冷穴２ａの中心に通し、銅パイプ４と送水管６の間に通路を確保する。
【００４４】
送水管６からの水は、送水路６ｂを通って水冷穴２ａの奥まで送られ、送水口６ａから放出された水は、送水路６ｂの外側の排水路７ｂを通って、排水口７ａから排水管７に送り出される。
【００４５】
以上のように、本発明である金型水冷穴への高密着銅配管は、銅のパイプの中を水が循環するので、金型の冷却スピードを上げることができる。即ち、金型の冷却効率をコントロールすることが可能となる。
【００４６】
また、銅パイプを介すことで、水冷穴内面の水腐食による割れを防止することができる。即ち、銅パイプの厚さ及びインサート部材の厚さを調整することにより、水冷却の緩和が容易にでき、金型の寿命も延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施す金型の外観図である。
【図２】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施す金型の正面断面図である。
【図３】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施す金型の正面断面の拡大図である。
【図４】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管で使用するインサート部材の正面図である。
【図５】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管で使用する銅パイプの正面断面図である。
【図６】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管で使用するインサート部材及び銅パイプを水冷穴に挿入した状態の図である。
【図７】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管で使用するインサート部材及び銅パイプを水冷穴に挿入してかしめた状態の図である。
【図８】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管の加工手順を示すフローチャートである。
【図９】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管のインサート挿入の手順を示す図である。
【図１０】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管のパイプ挿入の手順を示す図である。
【図１１】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管のカシメ加工の手順を示す図である。
【図１２】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管のバルジ加工の手順を示す図である。
【図１３】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施し仕切板を用いて水を流した状態を示す図である。
【図１４】本発明である金型水冷穴への高密着銅配管を施し送水口を延ばして水を流した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１金型
１ａ下型
１ｂ上型
２突起部
２ａ水冷穴
３インサート部材
３ａ孔
３ｂ溝
３ｃ湾曲部
４銅パイプ
４ａ管
４ｂ貫通孔
４ｃロッド棒
５仕切板
６送水管
６ａ送水口
６ｂ送水路
７排水管
７ａ排水口
７ｂ排水路
８カシメ用パンチ
８ａパンチ
８ｂラム
９バルジ用パンチ
９ａパンチ
９ｂラム
１０加工手順
１０ａインサート挿入
１０ｂパイプ挿入
１０ｃカシメ加工
１０ｄバルジ加工

【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の突起部に設けた管状の水冷穴の奥にインサート部材を入れるインサート挿入と、前記インサート挿入後にインサート部材の孔に入れたロッド棒をガイドにして銅パイプを水冷穴に入れ先端をインサート部材の溝に嵌め込むパイプ挿入と、前記パイプ挿入後に垂直にした水冷穴にカシメ用パンチを入れ加圧してインサート部材及び銅パイプを接合するカシメ加工と、前記カシメ加工後に垂直にした水冷穴にバルジ用パンチを入れ加圧して内側から押し広げるバルジ加工とからなり、水冷穴の内部を仕切板により送水路と排水路に分けて水を流すことにより金型を銅パイプを介して冷却することを特徴とする金型水冷穴への高密着銅配管。
【請求項２】
仕切板の代わりに送水口を水冷穴の奥まで延ばすことにより送水路と排水路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の金型水冷穴への高密着銅配管。

【図１】