JP2017006965A - 金型冷却パイプ、金型冷却装置、金型冷却構造、および金型 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することを可能とした金型冷却パイプを提供する。【解決手段】基端側から先端側へ冷却水を導く供給流路２０２を内部に形成するとともに冷却穴２０１の底部へ流出した冷却水を先端側から基端側へ導く戻り流路２０３を外部に形成するパイプ本体１１ａと、パイプ本体１１ａの外周面に沿って形成されるとともに軸線Ｘに沿って延びる複数の突起部１１ｂとを備え、複数の突起部１１ｂは、それぞれの外周面１１ｃが冷却穴２０１の内周面２０１ｂと接触した状態でパイプ本体１１ａの中心軸を軸線Ｘ上に保持し、かつパイプ本体１１ａと冷却穴２０１との間の空間を仕切って複数の戻り流路２０３を形成する金型冷却パイプを提供する。【選択図】図６

Description

本発明は、金型冷却パイプ、金型冷却装置、金型冷却構造、および金型に関するものである。

従来、外パイプの中に内パイプを配置して冷却水の往路と復路を形成し、これら外パイプおよび内パイプの一端側に、往路に通じる入水接続口と復路に通じる出水接続口とを備えたホース接続口金を取り付けて構成された金型用冷却パイプが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示される金型用冷却パイプにおいて、冷却水が流入する内パイプの一端側（基端側）は、ホース接続口金に取り付けられて固定される。一方、冷却水が流出する内パイプの他端側（先端側）は、固定されずに金型に形成された冷却穴の内部に配置される。

特許第５６４７７７３号公報

特許文献１に開示される金型用冷却パイプは、内パイプの先端側が他の部材によって固定されないため、内パイプが延びる軸線と冷却穴が延びる軸線とが一致しない場合がある。例えば、内パイプの基端側のホース接続口金への取付精度が十分でない場合や、内パイプ自体に曲がりが生じている場合に、内パイプが延びる軸線と冷却穴が延びる軸線とが一致しない。

この場合、内パイプの先端側の一部が冷却穴に近接あるいは接触する一方で、内パイプの先端側の他の一部が冷却穴から離間する。そのため、内パイプの先端側から冷却穴へ流出した冷却水は、復路へ導かれる際に円滑に流通せずにその一部が滞留してしまう。冷却水の滞留が生じると、金型が均一に冷却されずに温度差が生じてしまうため、所望の冷却性能が得られない。また、冷却水の滞留が生じる状態が継続すると、滞留する領域に錆やカルキ等の不純物の堆積が発生し、更に冷却性能を悪化させてしまう。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、金型を冷却する冷却穴の底部に流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することを可能とした金型冷却パイプ、金型冷却装置、金型冷却構造、および金型を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の一態様に係る金型冷却パイプは、金型の内部に軸線に沿って延びるように形成された冷却穴に挿入されるとともに基端側から流入する冷却水を先端側へ導いて前記冷却穴の底部へ流出させる金型冷却パイプであって、前記基端側から前記先端側へ冷却水を導く供給流路を内部に形成するとともに前記冷却穴の前記底部へ流出した冷却水を前記先端側から前記基端側へ導く戻り流路を外部に形成するパイプ本体と、前記パイプ本体の外周面に沿って形成されるとともに前記軸線に沿って延びる複数の突起部とを備え、前記複数の突起部は、それぞれの外周面が前記冷却穴の内周面と接触した状態で前記パイプ本体の中心軸を前記軸線上に保持し、かつ前記パイプ本体と前記冷却穴との間の空間を仕切って複数の前記戻り流路を形成する。

本発明の一態様に係る金型冷却パイプによれば、パイプ本体の内部に形成される供給流路へ導かれた冷却水は、基端側から先端側へ導かれて冷却穴の底部へ流出する。冷却穴の底部へ流出した冷却水は、パイプ本体の外部に形成される戻り流路によって基端側から先端側へ導かれる。
パイプ本体の外周面に沿って形成された軸線に沿って延びる複数の突起部が、その外周面を冷却穴の内周面と接触させた状態でパイプ本体の中心軸を冷却穴が延びる軸線上に保持するため、冷却穴の軸線に対してパイプ本体の中心軸が偏ることが防止される。

また、複数の突起部が、パイプ本体と冷却穴との間の空間を仕切って複数の戻り流路を形成するため、冷却穴へ流出した冷却水が各戻り流路へ円滑に導かれて各戻り流路に隣接する金型が均等に冷却される。
このように、本発明の一態様に係る金型冷却パイプによれば、金型を冷却する冷却穴の底部に流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することが可能となる。

本発明の一態様に係る金型冷却パイプにおいて、前記複数の突起部は、前記パイプ本体の前記先端側の縁部位置またはその近傍位置から前記金型により冷却される製品の前記基端側の端部に対応する位置までの範囲に少なくとも形成される構成であってよい。
上記構成とすることで、冷却穴に流出して複数の戻り流路のそれぞれに流入した冷却水が、隣接する他の戻り流路の冷却水と混合されることなく整流された状態で、少なくとも金型により冷却される製品の基端側の端部に対応する位置まで導かれる。そのため、最も冷却性能が求められる金型が製品と接触する部位において、整流された冷却水による均等な冷却を行うことができる。

上記構成の金型冷却パイプにおいて、前記複数の突起部の前記先端側の端部は、前記軸線に沿って前記基端側から前記先端側に向けて漸次外径が小さくなるテーパ形状となっていてもよい。
このようにすることで、パイプ本体の先端側の端部の外径が冷却穴の内径に比べて小さくなるため、冷却穴へパイプ本体を挿入する作業を容易にすることできる。

本発明の一態様に係る金型冷却パイプにおいて、前記複数の突起部は、前記軸線回りの周方向に等間隔な複数箇所に配置され、前記パイプ本体と前記冷却穴との間の空間を前記周方向に等間隔で仕切って複数の前記戻り流路を形成するものであってもよい。
このようにすることで、冷却穴の底部に流出した冷却水が複数の戻り流路のそれぞれに等量ずつ導かれ、各戻り流路に隣接する金型が均等に冷却される。

本発明の一態様に係る金型冷却装置は、金型の内部に軸線に沿って延びるように形成された冷却穴に挿入される金型冷却装置であって、上記のいずれかに記載の金型冷却パイプと、前記金型の前記基端側の端部に挿入されるとともに前記金型冷却パイプの外側に配置される外パイプと、前記金型冷却パイプの前記基端側の端部と前記外パイプの前記基端側の端部とがそれぞれ取り付けられるとともに、前記金型冷却パイプの内部へ冷却水を導く第１接続口と前記金型冷却パイプと前記外パイプの間から戻される冷却水を外部へ導く第２接続口とを有する接続部とを備える。
本発明の一態様に係る金型冷却装置によれば、金型の内部に軸線に沿って延びるように形成された冷却穴の底部に流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することが可能となる。

本発明の一態様に係る金型冷却装置において、前記複数の突起部は、前記パイプ本体の前記先端側の縁部位置またはその近傍から前記外パイプの前記先端側の端部に対応する位置までの範囲に少なくとも形成されるものであってもよい。
このようにすることで、冷却穴に流出して複数の戻り流路のそれぞれに流入した冷却水が、隣接する他の戻り流路の冷却水と混合されることなく整流された状態で、少なくとも外パイプの先端側の端部に対応する位置まで導かれる。そのため、金型が製品と接触する部位を通過し、更に外パイプの先端側の端部に導かれるまでの範囲において、整流された冷却水による均等な冷却を行うことができる。

本発明の一態様に係る金型冷却構造は、上記に記載の金型冷却装置と、軸線に沿って延びるように形成された冷却穴が内部に形成された金型とを備え、前記冷却穴に前記金型冷却装置が挿入されたものである。
このようにすることで、金型の内部に軸線に沿って延びるように形成された冷却穴の底部に流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することが可能となる。

本発明に係る金型は、基端側から流入する冷却水を先端側へ導く供給流路を内部に形成するとともに前記先端側から前記基端側へ冷却水を導く戻り流路を外部に形成する金型冷却パイプが挿入される金型であって、軸線に沿って延びるように形成されるとともに前記金型冷却パイプが挿入される冷却穴と、前記冷却穴の内周面に沿って形成されるとともに前記軸線に沿って延びる複数の突起部とを備え、前記複数の突起部は、それぞれの内周面が前記金型冷却パイプの外周面と接触した状態で前記金型冷却パイプの中心軸を前記軸線上に保持し、かつ前記金型冷却パイプと前記冷却穴との間の空間を仕切って複数の前記戻り流路を形成する。

本発明の一態様に係る金型によれば、金型冷却パイプの内部に形成された供給流路から冷却穴の底部に冷却水が流出し、金型冷却パイプの外部に形成される戻り流路へ導かれる。
冷却穴の内周面に沿って形成された軸線に沿って延びる複数の突起部が、その内周面を金型冷却パイプの外周面と接触させた状態で金型冷却パイプの中心軸を冷却穴が延びる軸線上に保持するため、冷却穴に対して金型冷却パイプが偏ることが防止される。
また、複数の突起部が、金型冷却パイプと冷却穴との間の空間を仕切って複数の戻り流路を形成するため、冷却穴へ流出した冷却水が各戻り流路へ円滑に導かれて各戻り流路に隣接する金型が均等に冷却される。

このように、本発明の一態様に係る金型によれば、金型の内部に軸線に沿って延びるように形成された冷却穴の底部に流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することが可能となる。

本発明によれば、金型を冷却する冷却穴の底部に流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することを可能とした金型冷却パイプ、金型冷却装置、金型冷却構造、および金型を提供することができる。

第１実施形態のダイカスト鋳造用金型を示す縦断面図である。 図１に示す金型鋳抜ピン冷却装置の分解組立図である。 図１に示す金型鋳抜ピン冷却装置のホース接続口金近傍を示す部分拡大図である。 図１に示す金型鋳抜ピン冷却装置の外パイプの先端側を示す部分拡大図である。 図１に示す金型鋳抜ピン冷却装置の先端側内パイプの先端側を示す部分拡大図である。 図５に示す金型冷却構造のＣ−Ｃ矢視断面図である。 図４に示す金型冷却構造のＡ−Ａ矢視断面図である。 図４に示す金型冷却構造のＢ−Ｂ矢視断面図である。 内パイプの先端側の端部を冷却穴へ挿入する状態を示す縦断面図である。 変形例の先端側内パイプを示す縦断面図である。 図１０に示す先端側内パイプおよび金型鋳抜ピンのＦ−Ｆ矢視断面図である。 第２実施形態の金型冷却構造を示す断面図である。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態の金型冷却構造３００について、図面を参照して説明する。
図１に示す本実施形態の金型冷却構造３００を備えるダイカスト鋳造用金型１は、アルミニウム、亜鉛、マグネシウム等の金属の溶湯を金型に射出して製品の鋳造を行うダイカスト鋳造装置に用いられる金型である。

図１に示すように、ダイカスト鋳造金型１は、金型冷却構造３００と、可動型４００と、固定型（図示略）とを備える。可動型４００は、可動型本体４０２に連結される油圧シリンダ等の駆動機構（図示略）によって軸線Ｘ方向に固定型に対して近接または離間する方向に移動する部材である。
可動型４００は、駆動機構によって固定型に対して近接した状態で、可動型キャビティ４０１と固定型が有する固定型キャビティ（図示略）との間に、キャビティ部５００を形成する。

ダイカスト鋳造装置は、ダイカスト鋳造金型１のキャビティ部５００へ溶湯を射出して冷却することにより、キャビティ部５００の形状と一致した製品を鋳造する。ダイカスト鋳造装置は、溶湯が冷却されて製品となった後に、駆動機構によって可動型４００を固定型から離間させ、鋳造された製品を取り出す。以上のようにして、ダイカスト鋳造装置は、製品を製造する。

図１に示す領域Ｐ１は、可動型キャビティ４０１が存在する領域のうち、軸線Ｘ上で金型鋳抜ピン２００の外周面が溶湯と接触する領域を示している。領域Ｐ１の基端側の端部位置Ｘ３は、金型鋳抜ピン２００により冷却される製品の基端部側の端部に対応する位置となっている。この領域Ｐ１は製品が存在する領域であるため、特に金型鋳抜ピン２００の十分な冷却性能が求められる領域である。

図１に示す領域Ｐ２は、可動型キャビティ４０１が存在する領域のうち、軸線Ｘ上で金型鋳抜ピン２００の外周面が溶湯と接触しない領域を示している。この領域における金型鋳抜ピン２００は、直接的に溶湯と接触することはないため、領域Ｐ１よりは求められる冷却性能が相対的に低い。さらに、図１に示す領域Ｐ３は、可動型本体４０２が配置される領域である。

図１に示すダイカスト鋳造用金型１は、キャビティ部５００に突出する金型鋳抜ピン２００を備える。金型鋳抜ピン２００は、製品に凹所あるいは穴を形成するために用いられる。金型鋳抜ピン２００は、可動型キャビティ４０１および固定型（図示略）とともに、製品の形状を規定する金型の一部を構成する部材である。

鋳抜ピン２００の可動型キャビティ４０１からキャビティ部５００に突出した部分は、キャビティ部５００へ射出される高温の溶湯と接触する部分である。
製品の製造サイクル（製品１個を製造するのに要する時間）を短縮するためには、キャビティ部５００へ射出された溶湯の冷却時間を短縮する必要がある。図１に示すダイカスト鋳造用金型１においては、金型鋳抜ピン２００の冷却性能を高める必要があるため、金型鋳抜ピン２００の内部を冷却水により冷却する金型冷却構造３００を採用している。

図１に示す金型冷却構造３００は、金型鋳抜ピン冷却装置１００と、金型鋳抜ピン（金型）２００とを備え、金型鋳抜ピン２００の内部に軸線Ｘに沿って延びるように形成された冷却穴２０１に金型鋳抜ピン冷却装置（金型冷却装置）１００が挿入された構造である。
金型冷却構造３００は、金型鋳抜ピン冷却装置１００により冷却水を内パイプ１０の基端側（図１中の左側）から先端側（図１中の右側）へ導いて冷却穴２０１の底部２０１ａへ流出させ、再び冷却穴２０１の先端側から基端側へ導いて外部へ排出することにより、金型鋳抜ピン２００を冷却する構造である。

図１に示す金型鋳抜ピン冷却装置１００は、内パイプ（金型冷却パイプ）１０と、内パイプ１０の外側に配置される外パイプ２０と、内パイプ１０の基端側（図１中の左側）の端部と外パイプ２０の基端側の端部とがそれぞれ取り付けられるホース接続口金（接続部）３０とを備える。
図２および図３に示すように、金型鋳抜ピン冷却装置１００は、軸線Ｘに沿って外パイプ２０の基端側の端部２０ａをホース接続口金３０の段部３０ａに突き当て、内パイプ１０の基端側の端部１２ａをホース接続口金３０の底部３０ｂに突き当てた状態で、外パイプ２０と内パイプ１０をそれぞれホース接続口金３０に溶接により固定した装置である。

図３に示すように、外パイプ２０は、基端側の端部２０ａをホース接続口金３０の段部３０ａに突き当てた状態で、溶接によりホース接続口金３０に固定されている。また、内パイプ１０は、基端側の端部１２ａをホース接続口金３０の底部３０ｂに突き当てた状態で、溶接によりホース接続口金３０に固定されている。
図３に示すように、ホース接続口金３０は、冷却水を外部から供給する冷却水供給ホース６０１が接続されて内パイプ１０の内部へ冷却水を導く入水接続口（第１接続口）３１と、冷却水を外部へ排出する冷却水排出ホース６０２が接続されて内パイプ１０と外パイプ２０の間から戻される冷却水を外部へ導く出水接続口（第２接続口）３２とを有する。

図２および図３に示すように、入水接続口３１および出水接続口３２は、内周面に雌ねじが形成されて軸線Ｘに直交する方向に延びる穴である。入水接続口３１および出水接続口３２は、ホース接続口金３０の内部に軸線Ｘに沿って形成される挿入穴３０ｃに連通している。
冷却水供給ホース６０１は、ホース接続金具６０１ａの先端側の外周面に形成される雄ねじを入水接続口３１の雌ねじに締結することにより、入水接続口３１に固定される。同様に、冷却水排出ホース６０２は、ホース接続金具６０２ａの先端側の外周面に形成される雄ねじを出水接続口３２の雌ねじに締結することにより、出水接続口３２に固定される。

図２および図３に示すように、基端側内パイプ１２の基端側の端部１２ａは、入水接続口３１に面する部分の外周面が切り欠かれた形状となっている。そのため、図３の矢印に示すように、入水接続口３１から内パイプ１０の基端側の端部１２ａへ流入した冷却水は、基端側内パイプ１２の内部に形成される供給流路２０２へ導かれて内パイプ１０の先端側へ向けて流通する。

図３に示すように、外パイプ２０の内周面と基端側内パイプ１２の外周面との間には戻り流路２０３が形成されており、ホース接続口金３０の挿入穴３０ｃの基端側内パイプ１２の外周側に形成される軸線Ｘ回りに延びる筒状の領域に導かれる。この領域は出水接続口３２に連通しているため、この領域に導かれた冷却水は出水接続口３２から冷却水排出ホース６０２に導かれる。

図４に示すように、基端側内パイプ１２の内部に導かれた冷却水は、先端側内パイプ１１の内部へ導かれ、冷却穴２０１の底部２０１ａへ向けて導かれる。また、冷却水は、金型鋳抜ピン２００の内周面２０１ｂと先端側内パイプ１１の外周面との間の戻り流路２０３から、外パイプ２０の内周面と先端側内パイプ１１の外周面との間の戻り流路２０３を経て、外パイプ２０の内周面と基端側内パイプ１２の外周面との間の戻り流路２０３へ導かれる。
基端側内パイプ１２と先端側内パイプ１１とが接続される接続位置は、供給流路２０２と戻り流路２０３とが連通しないように溶接により封止されている。

図４に示すように、外パイプ２０の先端側（図４中の右側）の端部２０ｂは、金型鋳抜ピン２００の基端側の端部に形成される挿入穴２０４に挿入されている。外パイプ２０の先端側の端部２０ｂの外周面には、軸線Ｘに沿って間隔を空けた２箇所のＯリング取付溝２０ｃに２本のＯリング２１が取り付けられている。２本のＯリング２１は、外パイプ２０の端部２０ｂが挿入穴２０４に挿入された状態で、挿入穴２０４の内周面との間に軸線Ｘ回りに延びる無端状のシール領域を形成する。このシール領域により、戻り流路２０３を流通する冷却水が外パイプ２０と挿入穴２０４との取付け位置から漏出することが防止される。

図５に示すように、先端側内パイプ１１は、内部に形成される供給流路２０２へ導かれた冷却水を、先端側内パイプ１１の先端側の端部１１ｄから冷却穴２０１の底部２０１ａへ流出させる。
図５の断面図に示すように、冷却穴２０１の底部２０１ａは閉塞されており、かつ軸線Ｘに沿って先端側へ向けて窪んだ球面形状となっている。そのため、軸線Ｘに沿って底部２０１ａへ衝突した冷却水は、冷却穴２０１の外周面に沿って先端側から基端側へ流通方向を反転させる。

図５および図６（図５のＣ−Ｃ矢視断面図）に示すように、先端側内パイプ１１は、軸線Ｘに沿って円筒状に形成されるパイプ本体１１ａと、パイプ本体１１ａの外周面に沿って形成されて軸線Ｘに沿って延びる４本の突起部１１ｂとが一体となった部材である。図６に示すように、パイプ本体１１ａの外径Ｄ１は、冷却穴２０１の内径Ｄ２よりも小さくなっている。
図５は、図６に示すＤ−Ｄ矢視断面図となっている。そのため、図５の断面図においては、突起部１１ｂがパイプ本体１１ａ上方に配置される一方で、パイプ本体１１ａの下方には突起部１１ｂが配置されない。突起部１１ｂが配置されない位置が、冷却穴２０１の内周面とパイプ本体１１ａの外周面との間に形成される戻り流路２０３が形成される位置となる。

図６に示すように、パイプ本体１１ａは、基端側から先端側へ冷却水を導く供給流路２０２を内部に形成するとともに、冷却穴２０１の底部２０１ａへ流出した冷却水を先端側から基端側へ導く戻り流路２０３を外部に形成する。
また、４本の突起部１１ｂは、それぞれの外周面１１ｃが冷却穴２０１の内周面２０１ｂと接触した状態でパイプ本体１１ａの中心軸を軸線Ｘ上に保持するように、パイプ本体１１ａを位置決めする。

図６に示すように、４本の突起部１１ｂは、軸線Ｘ回りの周方向に等間隔（９０度間隔）で４箇所に配置されている。４本の突起部１１ｂは、パイプ本体１１ａと冷却穴２０１の内周面２０１ｂとの間の空間を等間隔に仕切り、４つの戻り流路２０３を形成する。
各戻り流路２０３の開口面積は同一であるため、冷却穴２０１の底部２０１ａから各戻り流路２０３に等量の冷却水が導かれる。

後述するように、突起部１１ｂの先端側の端部１１ｄは、軸線Ｘに沿って基端側から先端側に向けて漸次外径が小さくなるテーパ形状となっている。そのため、突起部１１ｂの外周面１１ｃは、突起部１１ｂの先端側の縁部に対応する軸線Ｘ上の位置Ｘ５では冷却穴２０１の内周面に接触しておらず、テーパ形状の基端側の縁部に対応する軸線Ｘ上の位置Ｘ４（位置Ｘ５の近傍位置）よりも基端部側において冷却穴２０１の内周面に接触している。

図５および図１に示すように、突起部１１ｂの外周面１１ｃが冷却穴２０１の内周面に接触する状態は、位置Ｘ４から位置Ｘ３を経て、冷却穴２０１の外径が拡大しはじめる軸線Ｘ上の位置Ｘ２に至るまで維持される。したがって、軸線Ｘ上の位置Ｘ４から位置Ｘ２に至るまでの領域において、等量の冷却水が４つの戻り流路２０３のそれぞれで流通する状態が維持される。
軸線Ｘ上の位置Ｘ４から位置Ｘ２に至るまでの領域は、可動型キャビティ４０１が存在する領域のうち軸線Ｘ上で金型鋳抜ピン２００の外周面が溶湯と接触する領域Ｐ１を含んでいる。この領域Ｐ１は製品が存在する領域であるため、特に金型鋳抜ピン２００の十分な冷却性能が求められる領域である。そのため、領域Ｐ１に存在する金型鋳抜ピン２００は、４つの戻り流路２０３を流通する等量の冷却水によって均一に冷却される。

なお、以上の説明においては、突起部１１ｂの先端側の端部１１ｄにテーパ形状が形成されているものとしたが、テーパ形状が形成されないものであってもよい。この場合、突起部１１ｂの先端側の縁部に対応する軸線Ｘ上の位置Ｘ５よりも基端側において、突起部１１ｂの外周面１１ｃが冷却穴２０１の外周面に接触することとなる。

次に、冷却穴２０１の底部２０１ａから４つの戻り流路２０３へ導かれ、図１に示す位置Ｘ２よりもさらに基端側へ導かれる冷却水の流通について説明する。
図１に示す位置Ｘ２を基端側に向けて通過した冷却水は、内径が先端側よりも拡大した冷却穴２０１の内周面２０１ｂと先端側内パイプ１１の外周面との間の戻り流路２０３を流通して位置Ｘ１（先端側内パイプ１１と基端側内パイプ１２の連結位置）へ到達する。

図７の断面図に示すように、位置Ｘ２から位置Ｘ１へ至る領域においては、先端側内パイプ１１の突起部１１ｂの外周面１１ｃは冷却穴２０１の内周面２０１ｂに接触していない。これは、位置Ｘ４から位置Ｘ２へ至る領域と位置Ｘ２から位置Ｘ１へ至る領域とで突起部１１ｂの形状は一定である一方で、冷却穴２０１の内径が位置Ｘ２の近傍でＤ２からＤ３へ拡大しているからである。

なお、位置Ｘ２から位置Ｘ１へ至る領域においては、戻り流路２０３が４つの突起部１１ｂによって仕切られていないため、位置Ｘ４から位置Ｘ２へ至る領域に比べて冷却水の整流効果は低い。しかしながら、軸線Ｘに沿って延びる突起部１１ｂが先端側内パイプ１１の外周面に形成されているため、一定の整流効果を得ることができる。よって、先端側内パイプ１１の外周面に突起部１１ｂを形成しない場合に比べて十分な整流効果を得ることができる。

図８の断面図に示すように、位置Ｘ２を通過して更に基端側へ向けて戻り流路２０３を流通する冷却水は、基端側内パイプ１２の外周面と外パイプ２０の内周面との間に形成される戻り流路２０３に導かれる。その後、冷却水は、図３に示すように外パイプ２０の基端側の端部２０ａから出水接続口３２へ流入し、冷却水排出ホース６０２へ導かれる。

次に、先端側内パイプ１１の先端側の端部１１ｄの形状について図９を用いて説明する。図９は、図６におけるＥ−Ｅ矢視断面図となっている。
図９に示すように、先端側内パイプ１１の先端側の端部１１ｄは、軸線Ｘに沿って基端側から先端側に向けて一定の勾配で漸次外径がＤ１からＤ４まで小さくなるテーパ形状となっている。そのため、先端側内パイプ１１の端部１１ｄの先端側の縁部の外径Ｄ４は、先端側内パイプ１１のテーパ形状が形成されない部分の外径Ｄ１に対して小さくなっている。

なお、先端側内パイプ１１を冷却穴２０１に挿入する必要があるため、外径Ｄ１は、位置Ｘ２よりも先端側の冷却穴２０１の外径Ｄ２よりも微小に外径が小さくなっている。そして、外径Ｄ４は外径Ｄ２よりも更に小さくなっている。
このようにすることで、先端側内パイプ１１の端部１１ｄの先端側の縁部を、位置Ｘ２よりも先端側の冷却穴２０１へ挿入する作業を容易にすることができる。

以上においては、位置Ｘ２から位置Ｘ１へ至る領域においては、戻り流路２０３が４つの突起部１１ｂによって仕切られていないものとしたが他の態様であってもよい。例えば、位置Ｘ２から位置Ｘ１へ至る領域においても、戻り流路２０３が４つの突起部１１ｂによって仕切られるようにしてもよい。
図１０は変形例の先端側内パイプ１１’を示す縦断面図である。図１１は、図１０に示す先端側内パイプ１１’および金型鋳抜ピン２００のＦ−Ｆ矢視断面図である。また、図１０は、図１１に示す先端側内パイプ１１’および金型鋳抜ピン２００のＧ−Ｇ矢視断面図である。

図１０および図１１に示すように、突起部１１ｂ’は、位置Ｘ１に至るまでの領域においてその外周面１１ｃ’が冷却穴の内周面２０１ｂに接触するように形成されている。そのため、突起部１１ｂ’は、パイプ本体１１ａの先端側の端部１１ｄの縁部位置（位置Ｘ４）またはその近傍（位置Ｘ３）から、外パイプ２０の先端側の端部に対応する位置までの範囲に少なくとも形成されている。
そのため、冷却穴２０１に流出して４つの戻り流路２０３のそれぞれに流入した冷却水が、隣接する他の戻り流路の冷却水と混合されることなく整流された状態で、少なくとも外パイプ２０の先端側の端部に対応する位置まで導かれる。

以上説明した本実施形態の内パイプ１０、金型鋳抜ピン冷却装置１００および金型冷却構造３００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態の内パイプ１０によれば、パイプ本体１１ａの内部に形成される供給流路２０２へ導かれた冷却水は、基端側から先端側へ導かれて冷却穴２０１の底部２０１ａへ流出する。冷却穴２０１の底部２０１ａへ流出した冷却水は、パイプ本体１１ａの外部に形成される戻り流路２０３によって基端側から先端側へ導かれる。
パイプ本体１１ａの外周面に沿って形成されて軸線Ｘに沿って延びる複数の突起部１１ｂが、その外周面を冷却穴２０１の内周面２０１ｂと接触させた状態でパイプ本体１１ａの中心軸を冷却穴２０１が延びる軸線Ｘ上に保持するため、冷却穴２０１の軸線Ｘに対してパイプ本体１１ａの中心軸が偏ることが防止される。

また、複数の突起部１１ｂが、パイプ本体１１ａと冷却穴２０１との間の空間を仕切って複数の戻り流路２０３を形成するため、冷却穴２０１へ流出した冷却水が各戻り流路２０３へ円滑に導かれて各戻り流路２０３に隣接する金型鋳抜ピン２００が均等に冷却される。
このように、本実施形態の内パイプ１０によれば、金型鋳抜ピン２００を冷却する冷却穴２０１の底部２０１ａに流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することが可能となる。

本実施形態の内パイプ１０において、複数の突起部１１ｂは、パイプ本体１ａの先端側の縁部位置Ｘ４またはその近傍位置Ｘ３から金型鋳抜ピン２００により冷却される製品の基端側の端部に対応する位置までの範囲に少なくとも形成される。
そのため、冷却穴２０１に流出して複数の戻り流路２０３のそれぞれに流入した冷却水が、隣接する他の戻り流路２０３の冷却水と混合されることなく整流された状態で、少なくとも金型により冷却される製品の基端側の端部に対応する位置まで導かれる。そのため、最も冷却性能が求められる金型鋳抜ピン２００が製品と接触する部位において、整流された冷却水による均等な冷却を行うことができる。

また、本実施形態の内パイプ１０において、複数の突起部１１ｂの先端側の端部１１ｄは、軸線Ｘに沿って基端側から先端側に向けて漸次外径が小さくなるテーパ形状となっている。
このようにすることで、パイプ本体１１ａの先端側の縁部の外径Ｄ４が冷却穴２０１の内径Ｄ２に比べて小さくなるため、冷却穴２０１へパイプ本体１１ａを挿入する作業を容易にすることできる。

また、本実施形態の金型冷却パイプにおいて、複数の突起部１１ｂは、軸線Ｘ回りの周方向に等間隔な複数箇所に配置され、パイプ本体１１ａと冷却穴２０１との間の空間を周方向に等間隔で仕切って複数の戻り流路２０３を形成する。
このようにすることで、冷却穴２０１の底部２０１ａに流出した冷却水が複数の戻り流路２０３のそれぞれに等量ずつ導かれ、各戻り流路２０３に隣接する金型が均等に冷却される。

本実施形態においては、４本の突起部１１ｂを軸線Ｘ回りの周方向に９０度ずつの間隔で配置するものとしたが、他の態様であってもよい。例えば、３本の突起部１１ｂを１２０度ずつの間隔で配置し、あるいは６本の突起部１１ｂを６０度ずつの間隔で配置するなど、任意の本数を任意の等間隔で配置してもよい。

また、本実施形態の金型鋳抜ピン冷却装置１００は、金型鋳抜ピン２００の内部に軸線Ｘに沿って延びるように形成された冷却穴２０１に挿入される金型鋳抜ピン冷却装置１００であって、内パイプ１０と、外パイプ２０と、内パイプ１０の基端側の端部と外パイプ２０の基端側の端部とがそれぞれ取り付けられるとともに内パイプ１０の内部へ冷却水を導く入水接続口３１と内パイプ１０と外パイプ２０の間から戻される冷却水を外部へ導く出水接続口３２とを有するホース接続口金３０とを備える。

本実施形態の金型鋳抜ピン冷却装置１００によれば、金型鋳抜ピン２００の内部に軸線Ｘに沿って延びるように形成された冷却穴２０１の底部２０１ａに流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することが可能となる。

本実施形態の金型鋳抜ピン冷却装置１００において、複数の突起部１１ｂは、パイプ本体１１ａの先端側の縁部位置Ｘ４またはその近傍の位置Ｘ３から外パイプ２０の先端側の端部に対応する位置までの範囲に少なくとも形成される。
このようにすることで、冷却穴２０１に流出して複数の戻り流路２０３のそれぞれに流入した冷却水が、隣接する他の戻り流路２０３の冷却水と混合されることなく整流された状態で、少なくとも外パイプ２０の先端側の端部に対応する位置まで導かれる。そのため、金型鋳抜ピン２００が製品と接触する部位を通過し、更に外パイプ２０の先端側の端部に導かれるまでの範囲において、整流された冷却水による均等な冷却を行うことができる。

本実施形態の金型冷却構造３００は、金型鋳抜ピン冷却装置１００と、軸線Ｘに沿って延びるように形成された冷却穴２０１が内部に形成された金型鋳抜ピン２００とを備え、冷却穴２０１に金型鋳抜ピン冷却装置１００が挿入されたものである。
このようにすることで、金型鋳抜ピン２００の内部に軸線Ｘに沿って延びるように形成された冷却穴２０１の底部２０１ａに流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することが可能となる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の金型冷却構造３００’は、第１実施形態の金型冷却構造３００の変形例であり、以下で特に説明する場合を除いて第１実施形態の金型冷却構造３００と同様であるものとする。
第１実施形態の金型冷却構造３００は、先端側内パイプ１１の外周面に突起部１１ｂを形成し、突起部１１ｂによりパイプ本体１１ａの中心軸を冷却穴２０１の軸線Ｘに一致させるように保持するものであった。
それに対して本実施形態の金型冷却構造３００’は、冷却穴２０１’の内周面２０１ｂに突起部２０１ｃを形成し、突起部２０１ｃにより先端側内パイプ１１”の中心軸を冷却穴２０１’の軸線Ｘに一致させるように保持するものである。

図１２は、本実施形態の金型冷却構造３００’を示す断面図である。図１２は、第１実施形態の図６と同様に、図５に示す金型冷却構造のＣ−Ｃ矢視断面図に対応する図面である。
図１２に示すように、本実施形態の金型冷却構造３００’が備える金型鋳抜ピン２００’は、先端側内パイプ１１が内部に挿入される冷却穴２０１’が形成されたものである。冷却穴２０１’は、第１実施形態の冷却穴２０１と同様に金型鋳抜ピン２００’の軸線Ｘに沿って延びるように形成される。

本実施形態の金型鋳抜ピン２００’の冷却穴２０１’に挿入される先端側内パイプ１１”は、基端側から流入する冷却水を先端側へ導く供給流路２０２を内部に形成するとともに先端側から基端側へ冷却水を導く戻り流路２０３を外部に形成する部材である。

図１２に示す突起部２０１ｃは、冷却穴２０１’の内周面２０１ｂに沿って形成されるとともに軸線Ｘに沿って延びる部材である。突起部２０１ｃは、金型鋳抜ピン２００’の一部として一体化されている。
図１２に示すように、突起部２０１ｃは、軸線Ｘ回りに９０度ずつの間隔で４箇所に形成されている。４つの突起部２０１ｃは、それぞれの内周面２０１ｄが先端側内パイプ１１”の外周面と接触した状態で先端側内パイプ１１”の中心軸を軸線Ｘ上に保持する。また、突起部２０１ｃは、先端側内パイプ１１”と冷却穴２０１’との間の空間を等間隔に仕切って開口面積が等しい４つの戻り流路２０３を形成する。
各戻り流路２０３の開口面積は同一であるため、冷却穴２０１’の底部から各戻り流路２０３に等量の冷却水が導かれる。

本実施形態の金型鋳抜ピン２００’によれば、先端側内パイプ１１”の内部に形成された供給流路２０２から冷却穴２０１’の底部に冷却水が流出し、先端側内パイプ１１”の外部に形成される戻り流路２０３へ導かれる。
冷却穴２０１’の内周面２０１ｂに沿って形成された軸線Ｘに沿って延びる複数の突起部２０１ｃが、その内周面２０１ｄを先端側内パイプ１１”の外周面と接触させた状態で先端側内パイプ１１”の中心軸を冷却穴２０１’が延びる軸線Ｘ上に保持するため、冷却穴２０１’に対して先端側内パイプ１１”が偏ることが防止される。

また、複数の突起部２０１ｃが、先端側内パイプ１１”と冷却穴２０１’との間の空間を仕切って複数の戻り流路２０３を形成するため、冷却穴２０１’へ流出した冷却水が各戻り流路２０３へ円滑に導かれて各戻り流路２０３に隣接する金型鋳抜ピン２００’が均等に冷却される。
このように、本実施形態の金型鋳抜ピン２００’によれば、金型鋳抜ピン２００’の内部に軸線Ｘに沿って延びるように形成された冷却穴２０１’の底部に流出させた冷却水を円滑に流通させ、冷却性能の低下や不純物の堆積による冷却性能の悪化を防止することが可能となる。

１ ダイカスト鋳造用金型
１０ 内パイプ（金型冷却パイプ）
１１，１１’，１１” 先端側内パイプ
１１ａ パイプ本体
１１ｂ，１１ｂ’ 突起部
１１ｃ，１１ｃ’ 外周面
１１ｄ 端部
１２ 基端側内パイプ
１２ａ 端部
２０ 外パイプ
２０ａ，２０ｂ 端部
２０ｃ Ｏリング取付溝
２１ Ｏリング
３０ ホース接続口金（接続部）
３１ 入水接続口（第１接続口）
３２ 出水接続口（第２接続口）
１００ 金型鋳抜ピン冷却装置（金型冷却装置）
２００，２００’ 金型鋳抜ピン（金型）
２０１，２０１’ 冷却穴
２０１ａ 底部
２０１ｂ 内周面
２０１ｃ 突起部
２０１ｄ 内周面
２０２ 供給流路
２０３ 戻り流路
２０４ 挿入穴
３００，３００’ 金型冷却構造
４００ 可動型
５００ キャビティ部
Ｘ 軸線

本発明の一態様に係る金型冷却パイプにおいて、前記複数の突起部は、前記パイプ本体の前記先端側の縁部位置またはその近傍位置から前記金型により冷却される製品の前記基端側の端部に対応する位置までの範囲に少なくとも形成される。
このようにすることで、冷却穴に流出して複数の戻り流路のそれぞれに流入した冷却水が、隣接する他の戻り流路の冷却水と混合されることなく整流された状態で、少なくとも金型により冷却される製品の基端側の端部に対応する位置まで導かれる。そのため、最も冷却性能が求められる金型が製品と接触する部位において、整流された冷却水による均等な冷却を行うことができる。

本発明の一態様に係る金型冷却パイプにおいて、前記複数の突起部の前記先端側の端部は、前記軸線に沿って前記基端側から前記先端側に向けて漸次外径が小さくなるテーパ形状となっている。
このようにすることで、パイプ本体の先端側の端部の外径が冷却穴の内径に比べて小さくなるため、冷却穴へパイプ本体を挿入する作業を容易にすることできる。

Claims (8)

1. 金型の内部に軸線に沿って延びるように形成された冷却穴に挿入されるとともに基端側から流入する冷却水を先端側へ導いて前記冷却穴の底部へ流出させる金型冷却パイプであって、
   前記基端側から前記先端側へ冷却水を導く供給流路を内部に形成するとともに前記冷却穴の前記底部へ流出した冷却水を前記先端側から前記基端側へ導く戻り流路を外部に形成するパイプ本体と、
   前記パイプ本体の外周面に沿って形成されるとともに前記軸線に沿って延びる複数の突起部とを備え、
   前記複数の突起部は、それぞれの外周面が前記冷却穴の内周面と接触した状態で前記パイプ本体の中心軸を前記軸線上に保持し、かつ前記パイプ本体と前記冷却穴との間の空間を仕切って複数の前記戻り流路を形成する金型冷却パイプ。
2. 前記複数の突起部は、前記パイプ本体の前記先端側の縁部位置またはその近傍位置から前記金型により冷却される製品の前記基端側の端部に対応する位置までの範囲に少なくとも形成される請求項１に記載の金型冷却パイプ。
3. 前記複数の突起部の前記先端側の端部は、前記軸線に沿って前記基端側から前記先端側に向けて漸次外径が小さくなるテーパ形状となっている請求項２に記載の金型冷却パイプ。
4. 前記複数の突起部は、前記軸線回りの周方向に等間隔な複数箇所に配置され、前記パイプ本体と前記冷却穴との間の空間を前記周方向に等間隔で仕切って複数の前記戻り流路を形成する請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の金型冷却パイプ。
5. 金型の内部に軸線に沿って延びるように形成された冷却穴に挿入される金型冷却装置であって、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の金型冷却パイプと、
   前記金型の前記基端側の端部に挿入されるとともに前記金型冷却パイプの外側に配置される外パイプと、
   前記金型冷却パイプの前記基端側の端部と前記外パイプの前記基端側の端部とがそれぞれ取り付けられるとともに、前記金型冷却パイプの内部へ冷却水を導く第１接続口と前記金型冷却パイプと前記外パイプの間から戻される冷却水を外部へ導く第２接続口とを有する接続部とを備える金型冷却装置。
6. 前記複数の突起部は、前記パイプ本体の前記先端側の縁部位置またはその近傍から前記外パイプの前記先端側の端部に対応する位置までの範囲に少なくとも形成される請求項５に記載の金型冷却装置。
7. 請求項５または請求項６に記載の金型冷却装置と、
   軸線に沿って延びるように形成された冷却穴が内部に形成された金型とを備え、
   前記冷却穴に前記金型冷却装置が挿入された金型冷却構造。
8. 基端側から流入する冷却水を先端側へ導く供給流路を内部に形成するとともに前記先端側から前記基端側へ冷却水を導く戻り流路を外部に形成する金型冷却パイプが挿入される金型であって、
   軸線に沿って延びるように形成されるとともに前記金型冷却パイプが挿入される冷却穴と、
   前記冷却穴の内周面に沿って形成されるとともに前記軸線に沿って延びる複数の突起部とを備え、
   前記複数の突起部は、それぞれの内周面が前記金型冷却パイプの外周面と接触した状態で前記金型冷却パイプの中心軸を前記軸線上に保持し、かつ前記金型冷却パイプと前記冷却穴との間の空間を仕切って複数の前記戻り流路を形成する金型。

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