CN109648813A - 冷却管及模具的冷却结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷却管及模具的冷却结构，能够简化安装到冷却孔的作业的同时不容易发生冷却流体泄漏。插入到在模具中形成的冷却孔中的冷却管包括：管，沿轴线从前端侧向后端侧延伸，并且在外周形成有朝向与轴线正交的轴直角方向的内侧凹陷的槽；以及唇形密封件，配置于在管形成的槽的底面的轴直角方向的外侧，槽具备：第一面，面对唇形密封件的前端面；以及第二面，面对唇形密封件的后端面，管具备：第一部，在后端形成有第一面；以及第二部，在前端形成有第二面，第一部的外周面的外径随着从前端侧朝向后端侧而扩大。

Description

冷却管及模具的冷却结构

技术领域

本发明涉及冷却管及模具的冷却结构，尤其涉及能够简化安装到冷却孔的作业的冷却管及模具的冷却结构。

背景技术

作为通过压力铸造、注塑成形等制造成形体的模具的冷却结构，已知从安装在形成于模具的冷却孔中的冷却管向冷却孔供应冷却流体的结构(专利文献1、2)。为防止冷却流体从冷却孔泄漏，在专利文献1中，冷却管通过螺纹紧固于冷却孔，在专利文献2中，安装在冷却管上的O形环介于冷却管和冷却孔之间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-154796号公报

专利文献2：日本特开2017-42792号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1公开的技术中，由于将冷却管插入到冷却孔之后，必须通过旋转冷却管来紧固螺纹，因此，将冷却管安装到冷却孔的作业变得繁琐。在专利文献2公开的技术中，虽不会将冷却管安装到冷却孔时紧固螺纹那样繁琐，但插入冷却管时，O形环容易脱离或扭曲，而且由于线径小的O形环不能增大挤压余量，因此存在容易发生冷却流体从O形环和冷却孔之间的间隙泄漏的问题。

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够简化安装到冷却孔的作业的同时不容易发生冷却流体泄漏的冷却管及模具的冷却结构。

解决课题的手段

为了达到其目的，本发明的第一方面提供一种插入到在模具中形成的冷却孔中的冷却管，其包括：管，沿轴线从前端侧向后端侧延伸，并且在外周形成有朝向与所述轴线正交的轴直角方向的内侧凹陷的槽；以及唇形密封件，配置于在所述管形成的所述槽的底面的轴直角方向的外侧，所述槽具备：第一面，面对所述唇形密封件的前端面；以及第二面，面对所述唇形密封件的后端面，所述管具备：第一部，在后端形成有所述第一面；以及第二部，在前端形成有所述第二面，所述第一部的外周面的外径随着从前端侧朝向后端侧而扩大。

本发明的第二方面是，所述第二面的外径大于所述唇形密封件的所述后端面的外径。

本发明的第三方面是，所述唇形密封件具备扩径部，所述扩径部的内周的直径随着朝向后端侧而扩大至所述后端面。

本发明的第四方面提供一种模具的冷却结构，在该模具中形成的冷却孔中插入有上述冷却管，所述冷却孔具备：第一孔部，在内侧配置所述第一部，并且向径向挤压所述唇形密封件；以及第二孔部，在内侧配置所述第二部，所述第二孔部和所述第二部之间的间隙小于从所述槽的所述底面至所述第一孔部的距离。

本发明的第五方面是，所述冷却管具备凸出部，所述凸出部与所述唇形密封件在轴线方向上隔开间隔从所述管的外周向轴直角方向的外侧凸出，所述凸出部配置在所述第二孔部的内侧。

发明效果

根据第一方面的冷却管，唇形密封件配置于在管上形成的槽的底面的轴直角方向外侧。由于槽的第一面面对唇形密封件的前端面，槽的第二面面对唇形密封件的后端面，因此唇形密封件被槽限制成在轴线方向不移动。由于唇形密封件在插入冷却管时不容易扭曲或脱离，而且能够增大挤压余量，因此能够简化安装到冷却孔的作业的同时不容易发生冷却流体泄漏。

而且，由于管包括在后端形成第一面的第一部和在前端形成第二面的第二部，第一部的外周面的外径随着从前端侧朝向后端侧而逐渐扩大，因此能够容易地将第一部从管的前端侧插入到唇形密封件中。因此，能够在管上容易地安装唇形密封件。

根据第二方面的冷却管，由于第二面的外径大于唇形密封件的后端面的外径，因此除了第一方面的效果之外，当将冷却管插入到模具的冷却孔中时，能够防止唇形密封件向后端侧偏离。

根据第三方面的冷却管，由于唇形密封件的扩径部的内周直径随着朝向后端侧而逐渐扩大至后端面，因此能够更容易地将第一部的前端面插入到唇形密封件中。因此，除了第一方面或第二方面的效果，还能够在管上更容易地安装唇形密封件。

在第四方面的模具的冷却结构中，第一方面或第二方面的冷却管插入到形成于模具的冷却孔中。在冷却孔中，在内侧配置有第一部的第一孔部在径向上挤压唇形密封件，在第二孔部的内侧配置有第二部。由于第二孔部和第二部之间的间隙比从槽的底面至第一孔部的距离小，因此，即使万一模具中冷却孔附近裂开，进入冷却孔中的成形体材料从裂开部分进入唇形密封件和冷却孔之间，也可以在第二部容易地对材料进行冷却并使其固化。因此，能够在万一情况下，抑制从唇形密封件和冷却孔之间漏出的材料量。

根据第五方面的模具的冷却结构，在冷却管中，凸出部与唇形密封件在轴线方向上隔开间隔从管的外周向轴直角方向外侧凸出。由于凸出部配置在第二孔部的内侧，因此能够防止冷却管相对于冷却孔在轴直角方向上偏离或冷却管以唇形密封件为中心扭曲。其结果，在唇形密封件中不容易产生挤压率降低的部分，因此除了第四方面的效果，还能够使得不容易发生冷却流体泄漏。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的冷却管的半剖视图。

图2是放大前端侧之后冷却管的半剖视图。

图3是安装在模具的冷却孔中的冷却管的半剖视图。

图4是第二实施方式的冷却管的半剖视图。

图5是第三实施方式的冷却管的半剖视图。

附图标记说明

10、50、60...冷却管；20、51...第二管(管)；21...槽；22...底面；23...第一面；24...第二面；25...第一部；26...外周面；27、52...第二部；30...唇形密封件；31...前端面；32...后端面；33...唇部；35...扩径部；36...凸出部；40...模具；45...冷却孔；46...第一孔部；48...第二孔部；61...管；O...轴线。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图1是以本发明的第一实施方式中的冷却管10的轴线O为交界的半剖面图，图2是放大冷却管10的前端侧的半剖视图。在图1和图2中，冷却管10的全剖视图的一半和外形图的一半夹着轴线O示出(图3至图5中也相同)。在图1和图2中，图右侧称为冷却管10的前端侧，图左侧称为冷却管10的后端侧(图3至图5中也相同)。

如图1所示，冷却管10包括：沿轴线O从前端侧向后端侧延伸的第一管11；在轴线O方向的整个长度上以与第一管11隔开间隙的方式包围第一管11的第二管20；保持第一管11和第二管20的后端侧的头部12。第一管11和第二管20是两端开口的直线状的金属制管。第一管11比第二管20长，头部12以第一管11的两端从第二管20凸出的状态保持第一管11和第二管20。头部12形成有第一流路13和第二流路14。第一管11连通至第一流路13，第二管20连通至第二流路14。

在第二管20中，在外周的前端侧形成有朝向与轴线O正交的轴直角方向的内侧凹陷的槽21。槽21形成在第二管20的整个圆周上。在第二管20中，在槽21的轴线O方向的前端侧形成有圆环状的第一部25，在槽21的轴线O方向的后端侧形成有圆环状的第二部27。在第二部27的后端连接有外径比第二部27的外径小的筒状的第三部28。头部12固定在第三部28的后端。

在第二管20中，在槽21中安装有唇形密封件30。唇形密封件30由硅橡胶、氟橡胶等橡胶或热塑性弹性体等橡胶状弹性体制成。在第二管20中，设置有与唇形密封件30在轴线O方向上隔开间隔从第三部28的外周向轴直角方向的外侧凸出的环状的凸出部36。在本实施方式中，凸出部36是由不锈钢等呈环状形成的金属制部件，安装在第三部28上。设置在第三部28的凸出部36的外径尺寸设定为大于或等于第二部27的外径D4(参照图2)。

如图2所示，唇形密封件30具有前端面31和后端面32，在本实施方式中形成为从前端面31至后端面32的长度比唇部33的外径D3大的管状。唇形密封件30在轴线O方向上排列设置有多个唇部33(本实施方式为5个)。各个唇部33的含轴线O的截面形成为三角形，且从后端侧朝向前端侧缩径。

唇形密封件30设置有后端部34，在该后端部34的后端形成有后端面32。后端部34的含轴线O的截面(参照图2)形成为矩形。后端部34的外径即后端面32的外径设定为大于唇部33的外径D3。在后端部34的内周形成有扩径部35，该扩径部35的内径随着从前端侧朝向后端侧而扩大至后端面32。

唇形密封件30安装在形成在第二管20中的槽21中。槽21包括：唇形密封件30的内周所紧贴的底面22、面对唇形密封件30的前端面31的圆环状的第一面23、在轴线O方向上与第一面23相对且面对唇形密封件30的后端面32的圆环状的第二面24。底面22在轴线O方向的长度大致等于唇形密封件30在轴线O方向的长度(从前端面31至后端面32的长度)。

第二管20包括：在后端形成有第一面23的第一部25；和在前端形成有的第二面24的第二部27。第一部25是位于第二管20的前端的部位，第一部25的外周面26的外径随着从前端侧朝向后端侧而扩大。在第一部25中，在外周面26和第一面23相交的角部的整周实施了圆角加工。

在本实施方式中，将第一部25的外周面26相对于轴线O的角度θ设定为30°至50°。第一部25的外周面26的前端的直径D1小于槽21的底面22的外径及唇形密封件30的内径。第一部25的外径D2小于唇形密封件30的前端面31的外径，并且小于唇部33的外径D3。

在第二部27中，包含轴线O的截面形成为矩形。第二部27的外径D4、即第二面24的外径大于唇形密封件30的后端面32的外径。在本实施方式中，第一部25和第二部27一体形成为一个部件，该部件与第三部28的前端接合。然而，本发明不限于此，当然也可以将从第一部25至第三部28形成为一体，或将第二部27和第三部28形成一体的部件接合于第一部25。

在更换唇形密封件30等情况下，在将唇形密封件30安装到槽21时，将第二管20的第一部25从唇形密封件30的后端部34插入。由于插入第二管20之前的唇形密封件30的内周直径小于第一部25的外周面26的前端的直径D1，因此第二管20赋予唇形密封件30过盈量。由于第一部25的外周面26的外径随着从前端侧朝向后端侧而扩大，因此能够容易地将第一部25插入到唇形密封件30中。由于唇形密封件30在后端部34形成扩径部35，因此后端部34的截面积减少与扩径部35所对应的量，从而能够容易地将第一部25插入到唇形密封件30中。另外，由于第一部25的第一面23和外周面26之间的角部加工成圆角，因此能够不容易刮伤唇形密封件30的同时提高将第一部25插入到唇形密封件30中的可作业性。

接下来，参照图3，对使用冷却管10的模具40的冷却结构进行说明。图3是安装在模具40的冷却孔45中的冷却管10的半剖面图。模具40具备用于通过压铸、注射成形等制造成形体的第一模具41及第二模具42。第二模具42中形成腔室43，在第一模具41中形成型芯44。模具40中形成多个冷却孔45。冷却管10分别插入到各个冷却孔45中。另外，在图3中，示出在形成在模具40中的多个冷却孔之中呈销状形成的型芯44的冷却孔45。

冷却孔45是朝向型芯44形成的截面为圆形的死角孔。在冷却孔45中，形成在型芯44一侧的第一孔部46和内径大于第一孔部46的内径的第二孔部48在冷却孔45的深度方向(图3为左右方向)上连接。在第一孔部46中，在轴线O方向的中部形成有台阶部47。台阶部47的内径小于冷却管10的第一部25的外径D2(参照图2)，大于第一部25的外周面26(参照图2)的前端的直径D1。第二孔部48的内径设定为在深度方向的整个长度上尺寸相同。

比台阶部47靠前端侧的第一孔部46的内径大于冷却管10的第一管11的外径。比台阶部47靠后端侧的第一孔部46的内径小于唇形密封件30的唇部33的外径D3(参照图2)。第二孔部48的内径略微大于冷却管10的第二部27的外径D4(参照图2)。

当冷却管10插入到冷却孔45时，在比台阶部47靠前端侧的第一孔部46的内侧配置冷却管10的第一管11，唇形密封件30中形成有唇部33的部分配置在比台阶部47靠后端侧的第一孔部46的内侧。由于比台阶部47靠后端侧的第一孔部46的内径小于唇部33的外径D3(参照图2)，因此唇部33被第一孔部46挤压。此外，如果冷却孔45的长度设定为使得冷却管10的第一部25的外周面26抵接台阶部47，则能够使冷却管10的轴线O穿过台阶部47的中心。

另外，在第二孔部48的内侧配置唇形密封件30的后端部34、第二部27、第三部28及凸出部36。第二孔部48和第二部27之间的间隙小于从槽21(参照图2)的底面22至第一孔部46的轴直角方向上的距离。插入到冷却孔45中的冷却管10被压板(背板)等(未图示)支承头部12，在轴线O方向上固定。

当将水等冷却流体供应至安装在模具40上的冷却管10的第一流路13时，冷却流体从第一管11的前端向第一孔部46流出，冷却型芯44。由于唇形密封件30中唇部33被挤压，因而可防止冷却流体泄漏。冷却型芯44后的冷却流体进入第一管11和第二管20之间的间隙，从第二流路14排出。

在本实施方式中，由于使用唇形密封件30，因此与使用O形环的情况相比，能够增大挤压余量。由于唇形密封件30难以扭曲或破裂，因此不容易发生冷却流体的泄漏。而且，由于在唇形密封件30上形成有多个唇部33，因此能够提高密封性能。

由于各个唇部33中，包含轴线O的截面(参照图2)形成为三角形，且从后端侧朝向前端侧缩径，因此能够容易地将唇形密封件30插入到第一孔部46。当在挤压唇部33的同时将唇形密封件30插入到第一孔部46中时，唇形密封件30会越过槽21而向后端侧移动。但是，由于第二部27的第二面24的外径大于唇形密封件30的后端面32的外径，因此能够提高阻止唇形密封件30移动的效果。

另外，由于在唇形密封件30中，在包含轴线O的截面(参照图2)为矩形的后端部34上形成有后端面32，因此能够提高后端部34的刚度，与唇部33相比，能够使后端部34不容易弹性变形。其结果，在将冷却管10插入到冷却孔45时，能够进一步抑制唇形密封件30向后端侧移动。

另一方面，当为了维护等从冷却孔45中拔出冷却管10时，唇形密封件30会越过槽21而向前端侧移动。但是，由于与第二管20一体化的第一部25限制唇形密封件30移动，因此能够防止唇形密封件30从第二管20脱离而残留在冷却孔45中。

万一，在冷却管10插入到冷却孔45的状态下，虽然型芯44已折断或破裂但仍向模具40的腔室43中注入成形体的材料，那么，材料就会进入冷却孔45中。由于从槽21(参照图2)的底面22至第一孔部46的距离比较大，因此除了材料进入第一管11、第二管20中，材料还进入唇形密封件30和第一孔部46之间。但是，由于第二孔部48和第二部27之间的间隙小于从槽21的底面至第一孔部46的距离，因此能够使材料不容易通过第二部27，并且能够在第二部27容易地冷却并固化材料。因此，能够抑制在万一情况下从冷却孔45泄漏至唇形密封件30和第一孔部46之间的材料的量。其结果，能够抑制除去在冷却孔45的内部固化的材料、修复第一模具41等所需的作业工时。

在冷却管10中，在轴线O方向上与唇形密封件30隔开间隔，在第三部28配置有环状的凸出部36，凸出部36配置在第二孔部48的内侧。由于设置在第三部28的凸出部36的外径设定为大于第二部27的外径D4(参照图2)的尺寸，因此能够防止冷却管10相对于冷却孔45在轴直角方向上偏离，或防止冷却管10以唇形密封件30为中心扭曲。其结果，能够使唇部33不容易出现挤压率降低的部分，能够使挤压率在唇部33的整个圆周方向上大致相等，因此能够使得不容易发生冷却流体泄漏。

在冷却管10中，唇形密封件30的后端部34配置在第二孔部48的内侧，唇形密封件30中比后端部34更靠前端侧的部分配置在第一孔部46的内侧。当将冷却管10插入到冷却孔45或冷却管10、模具40振动时，能够使柔软的唇形密封件30的后端部34接触于第一孔部46与第二孔部48的交界，而不是第二部27接触于第一孔部46与第二孔部48的交界。其结果，能够防止由于第二部27的碰撞而第一孔部46与第二孔部48的交界摩擦或损坏。

接下来，参照图4对第二实施方式进行说明。在第一实施方式中，已说明头部12保持第一管11和第二管20的情况。相对于此，在第二实施方式中，对省略头部12而由第二管51保持第一管11的冷却管50进行说明。此外，对于与第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注相同的附图标记，在下面省略对其说明。图4是第二实施方式中以轴线O为交界的冷却管50的半剖面图。

冷却管50具备：第一管11、与第一管11隔开间隙地包围第一管11的第二管51。第二管51具备在前端形成有第二面24的第二部52和第一部25，在第一部25和第二部52之间的槽21中安装有唇形密封件30。第二部52设定为外径在轴线O方向的整个长度上相同。在第二部52中，后端侧形成有第一流路53和第二流路54，并保持第一管11的后端侧。第二部52的外径大于唇形密封件30的外径(唇部33的外径)。

当冷却管50插入到冷却孔45(参照图3)时，在比台阶部47靠前端侧的第一孔部46的内侧配置冷却管50的第一管11，在第二孔部48的内侧配置唇形密封件30的后端部34和第二部52。第二孔部48和第二部52之间的间隙设定为小于从槽21的底面22(参照图2)至第一孔部46的轴直角方向上的距离。

根据冷却管50，能够实现和第一实施方式同样的作用效果，并且由于能够省略头部12，能够减少零部件数量。在冷却管50中，由于第二部52在轴线O方向上延伸，第二部52配置在第二孔部48的内侧，因此能够防止冷却管50相对于冷却孔45在轴直角方向上偏离，或防止冷却管50以唇形密封件30为中心扭曲。

接下来，参照图5对第三实施方式进行说明。在第一实施方式和第二实施方式中，对具备第一管11以及与第一管11隔开间隙地包围第一管11的第二管20、51的冷却管10、50进行了说明。相对于此，在第三实施方式中，对省略了第一管11的冷却管60进行了说明。此外，对于与第一实施方式中说明的部分相同的部分，标注相同的附图标记，在下面省略对其的说明。图5是第三实施方式中以轴线O为交界的冷却管60的半剖面图。

冷却管60包括：沿轴线O从前端侧向后端侧延伸的管61；和安装在形成于管61的前端侧的第一部25与第二部27之间的槽21中的唇形密封件30。管61是两端开口的金属制管，具备连接至第二部27的后端侧的第三部62。第三部62的后端侧被头部63保持。在头部63中形成有与第三部62连通的流路64。在第三部62设置有多个凸出部36(本实施方式为2个)。

与第一实施方式中说明的冷却孔45(参照图3)不同，供冷却管60插入的冷却孔(未图示)与形成在模具40(第一模具41)内部的冷却流路(未图示)连通。从冷却管60供应的冷却流体通过形成在模具中的冷却流路，冷却模具。根据冷却管60，能够实现和第一实施方式同样的作用效果。

以上，基于实施方式说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式，可以容易地推测在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种改进变形。

在上述实施方式中，对唇形密封件30中形成有5个唇部33的情况进行了说明，但不限于此。唇部33的数量可以适当设定。

在上述实施方式中，对唇形密封件30形成为从前端面31到后端面32的长度大于唇部33的外径D3的管状的情况进行了说明，但不限于此。当然可以使得从唇形密封件30的前端面31到后端面32的长度设为比唇部33的外径D3小的环形。在该情况下也能够确保唇部33的挤压余量。

对在第一实施方式中在冷却管10的第三部28配置一个凸出部36的情况、在第三实施方式中在第三部62配置两个凸出部36的情况进行了说明，但不限于此，可以适当设定凸出部36的数量。另外，可以适当设定凸出部36的轴线O方向的长度。

在第一实施方式和第三实施方式中，对第二部27在轴线O方向的长度与第一部25在轴线O方向的长度大致相同的情况进行了说明，但不限于此。当然可以使得第二部27在轴线O方向的长度足够长于第一部25在轴线O方向上的长度。第一部25和第二部27在轴线O方向上的长度可以适当设定。

在第三实施方式中，对头部63连接于第三部62的冷却管60进行了说明，但不限于此。当然也可以如第二实施方式那样，省略头部63，使第二部27在轴线O方向上延伸。

尽管在各实施方式中省略了说明，但头部12、63的外形可以任意设定为圆柱状、长方体状、六角柱状等。另外，当然也能够在头部12、63的第一流路13、第二流路14和流路64上设置接头。同样，当然可以在冷却管50的第一流路53和第二流路54设置接头。

在第一实施方式和第三实施方式中，对凸出部36为金属制的情况进行了说明，但不限于此。当然也可以使用硅橡胶、氟橡胶等橡胶、热塑性弹性体等橡胶状的弹性体、以及合成树脂制造凸出部36。另外，当然可以将凸出部36与第三部28、62一体形成，而不是将第三部28、62嵌入到凸出部36来将凸出部36配置在第三部28、62。

Claims (5)

1.一种插入到在模具中形成的冷却孔中的冷却管，其特征在于，包括：

管，沿轴线从前端侧向后端侧延伸，并且在外周形成有朝向与所述轴线正交的轴直角方向的内侧凹陷的槽；以及

唇形密封件，配置于在所述管形成的所述槽的底面的轴直角方向的外侧，

所述槽具备：

第一面，面对所述唇形密封件的前端面；以及

第二面，面对所述唇形密封件的后端面，

所述管具备：

第一部，在后端形成有所述第一面；以及

第二部，在前端形成有所述第二面，

所述第一部的外周面的外径随着从前端侧朝向后端侧而扩大。

2.根据权利要求1所述的冷却管，其特征在于，

所述第二面的外径大于所述唇形密封件的所述后端面的外径。

3.根据权利要求1或2所述的冷却管，其特征在于，

所述唇形密封件具备扩径部，所述扩径部的内周的直径随着朝向后端侧而扩大至所述后端面。

4.一种模具的冷却结构，在所述模具中形成的冷却孔中插入有权利要求1或2所述的冷却管，所述模具的冷却结构的特征在于，

所述冷却孔具备：

第一孔部，在内侧配置所述第一部，并且向径向挤压所述唇形密封件；以及

第二孔部，在内侧配置所述第二部，

所述第二孔部和所述第二部之间的间隙小于从所述槽的所述底面至所述第一孔部的距离。

5.根据权利要求4所述的模具的冷却结构，其特征在于，

所述冷却管具备凸出部，所述凸出部与所述唇形密封件在轴线方向上隔开间隔从所述管的外周向轴直角方向的外侧凸出，

所述凸出部配置在所述第二孔部的内侧。