JP5367018B2 - Mold cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金型冷却装置に関する。 The present invention relates to a mold cooling apparatus.
アルミニウム鋳造物などの作成に用いられるダイカストマシンの金型(ダイカスト金型)には、金型温度の安定化のための複数の冷却路が内部に設けられている。 A die for a die casting machine (die casting die) used for producing an aluminum casting or the like is provided with a plurality of cooling passages for stabilizing the die temperature.
特許文献1には、冷却水タンク内の冷却水を吸い上げて霧状にし、霧状にした冷却水を冷却路内に噴き出して気化熱を奪うことで、金型を冷却することが開示されている。
しかし、特許文献1の方法では、内部に冷却路が複雑に巡らされた金型の場合には、適切な冷却が困難であった。
However, in the method of
冷却水の供給管と各冷却路との間に共通のマニフォールドを設けて、供給管から供給される冷却水を各冷却路に分配して、金型が均一に冷却されるようにすることが一般に行われている。 A common manifold may be provided between the cooling water supply pipe and each cooling path, and the cooling water supplied from the supply pipe may be distributed to each cooling path so that the mold is cooled uniformly. Generally done.
冷却路の各々を通流する冷却水の量は、冷却路の内径、全長、屈曲箇所の多少、冷却路の詰まりの有無などに応じて異なるので、単純にマニフォールドを設けただけでは、冷却路を通流する冷却水の流量を適切に制御することは困難である。 The amount of cooling water flowing through each of the cooling paths varies depending on the inner diameter, overall length, some bends of the cooling path, the presence or absence of clogging of the cooling path, etc. It is difficult to properly control the flow rate of the cooling water flowing through.
ここで、一部の冷却路において、通流する冷却水の量が必要とされる流量よりも少なくなると、金型温度にバラツキが発生し、このバラツキに起因して、金型表面の焼付きや、鋳造物における鋳巣が生じ、鋳造物の品質が低下してしまうことがある。 Here, in some cooling paths, when the amount of cooling water flowing through is less than the required flow rate, the mold temperature varies, and the mold surface seizes due to the variation. In addition, a casting hole in the casting may be generated, and the quality of the casting may be deteriorated.
従来では、マニフォールドの分配口と金型内の冷却路とを接続する接続回路の各々に流量調整バルブを設けて、各流量調整バルブを微調整しながら、冷却路の各々を通流する冷却水の量を制御(安定化)して、金型温度のバラツキを抑えるようにしていた。
そのため、冷却路を通流する冷却水の安定化を、より簡便に実行できるようにすることが求められている。
Conventionally, a flow rate adjusting valve is provided in each of the connection circuits that connect the manifold distribution port and the cooling path in the mold, and the cooling water flowing through each of the cooling paths while finely adjusting each flow rate adjusting valve. By controlling (stabilizing) the amount of mold, variations in mold temperature were suppressed.
Therefore, it is required to more easily execute the stabilization of the cooling water flowing through the cooling path.
本発明は、金型冷却用の流体を分配して、金型の内部に形成された複数の冷却路の各々に供給し、前記冷却路の各々を通流した流体を、各冷却路に接続された排出管を介して、前記金型の外部に排出させる金型冷却装置において、
前記排出管の少なくともひとつに、駆動流体の噴射により発生させた負圧を利用して前記流体を吸引する吸引装置を設け、
吸引装置は、
先細管部と末広管部との間にスロート部が位置する直線状の流路を備えるディフューザ部と、
先細管部に隣接して設けられて、先細管部に連通する連通室と、
連通室に挿入されて、スロート部に向けて駆動流体を噴射するノズルと、
連通室に開口すると共に、排出管が接続される接続口と、を備え、
ノズルは、先細ノズル部と末広ノズル部との間にスロート部が位置する直線状の噴射路を備え、
ノズルの先端を、接続口よりもディフューザ部のスロート部側に位置させると共に、ノズルの外径を先端側に向かうにつれて縮径させた構成の金型冷却装置とした。
The present invention distributes a mold cooling fluid, supplies it to each of a plurality of cooling paths formed inside the mold, and connects the fluid flowing through each of the cooling paths to each cooling path. In the mold cooling device for discharging to the outside of the mold through the discharged discharge pipe,
At least one of the discharge pipes is provided with a suction device that sucks the fluid using a negative pressure generated by jetting the driving fluid ;
The suction device
A diffuser portion having a linear flow path in which a throat portion is located between the tapered tube portion and the divergent tube portion;
A communication chamber provided adjacent to the tapered tube portion and communicating with the tapered tube portion;
A nozzle that is inserted into the communication chamber and injects a driving fluid toward the throat portion;
A connection port that opens to the communication chamber and is connected to a discharge pipe;
The nozzle comprises a linear injection path in which the throat portion is located between the tapered nozzle portion and the divergent nozzle portion,
The nozzle cooling device is configured such that the tip of the nozzle is positioned closer to the throat portion of the diffuser than the connection port, and the outer diameter of the nozzle is reduced toward the tip.
本発明によれば、吸引装置を設けた排出管が接続された冷却路では、当該冷却路内を通流する流体が、吸引装置により排出管側に吸引される。よって、例えば冷却路内を通流する流体が冷却水である場合、冷却水やその気化物が冷却路内に滞留することを防止できるので、冷却水の流れを安定化できる。
また、吸引手段が設けられた排出管が接続された冷却路は、他の冷却路に比べて圧力が低くなるので、分配された冷却水がより多く通流するようになる。よって、金型の冷却を確実にしたい領域を通る冷却路に接続された排出管に吸引装置を設けることで、金型における特定の部位に、冷却水を安定して流すことができる。
According to the present invention, in the cooling path to which the discharge pipe provided with the suction device is connected, the fluid flowing through the cooling path is sucked to the discharge pipe side by the suction device. Therefore, for example, when the fluid flowing through the cooling path is cooling water, it is possible to prevent the cooling water and its vaporized material from staying in the cooling path, so that the flow of the cooling water can be stabilized.
In addition, since the cooling path to which the discharge pipe provided with the suction means is connected has a lower pressure than the other cooling paths, more distributed cooling water flows. Therefore, by providing the suction device in the discharge pipe connected to the cooling path that passes through the region where the mold is desired to be reliably cooled, the cooling water can be stably flowed to a specific portion of the mold.
図1に示すように、ダイカストマシンの金型2の内部では、冷却水(金型冷却用の流体)が通流する複数の冷却路2a〜2eが設けられている。冷却路2a〜2eの供給側には、供給側のマニフォールド3の分配口3a〜3eと冷却路2a〜2eとを一対一で接続する供給管4a〜4eが接続されている。
冷却路2a〜2eの排出側には、冷却路2aと冷却水吸引装置9とを接続する排出管6aと、排出側のマニフォールド5の導入口5b〜5eと冷却路2b〜2eの排出口とを一対一で接続する排出管6b〜6eとが、接続されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of cooling passages 2 a to 2 e through which cooling water (fluid for die cooling) flows are provided inside the die 2 of the die casting machine. Supply pipes 4a to 4e that connect the distribution ports 3a to 3e of the
On the discharge side of the cooling paths 2a to 2e, there are a
この冷却装置1では、集中配管7inから供給される冷却水は、マニフォールド3で各供給管4a〜4eに分配されて、各冷却路2a〜2eに供給される。
そして、冷却路2a〜2e内を通流して金型2を冷却した冷却水のうち、冷却路2a内を通流した冷却水は、排出管6a1を介して冷却水吸引装置9内に吸引される。一方、冷却路2b〜2e内を通流した冷却水は、排出管6b〜6eを介して排出側のマニフォールド5に導かれたのち、集中配管7outを介して排出される。
In the
Of the cooling water that has flowed through the cooling paths 2a to 2e and cooled the
冷却水吸引装置9には、ポンプPから送出された空気が、レギュレータRを介して供給されるようになっており、冷却水吸引装置9は、内部に噴射された空気よるエゼクター効果で発生した負圧を利用して、排出管6a1および冷却路2a内の冷却水等を吸引し、下流側に位置する排出管6a2から排出する。
The cooling
以下、冷却水吸引装置9を説明する。
図2は、冷却水吸引装置9の構成を説明する図であり、(a)は、軸方向から見た平面図であり、(b)は、(a)におけるA−A断面図であり、(c)は、(b)における領域Bの拡大図である。なお、図2の(a)では、図2の(b)において示す接続部材40、60の図示が省略されている。
図3は、冷却水吸引装置9の本体部10を説明する図であり、(a)は、図2の(b)における本体部10を示した断面図であり、(b)は、(a)におけるA−A断面図である。
Hereinafter, the cooling
2A and 2B are diagrams illustrating the configuration of the cooling
3A and 3B are views for explaining the
図2に示すように、冷却水吸引装置9は、排出管6a1が接続された本体部10の一端に、ポンプPから送出された空気(駆動空気)を本体部10内に噴射するためのノズル部30が取り付けられて構成される。
As shown in FIG. 2, the cooling
図3に示すように、本体部10の内部には、本体部10の中心を通る軸線(中心軸X)に沿って、連通室11と、ディフューザ部20とが隣接して設けられている。
As shown in FIG. 3, the
本体部10の一端10a側に開口する連通室11は、本体部10の一端10aから所定深さhで形成されている。
軸方向から見て、連通室11は円形を成しており、その内径D1は、長手方向(深さ方向)の全長に亘って同じである。そのため、本体部10内において連通室11は、円柱形状の空間を画成している。
The
As viewed from the axial direction, the
連通室11の内周面11aであって、底部11bから本体部10の一端10a側に僅かにオフセットした位置には、本体部10を厚み方向に貫通して接続口12が形成されている。
接続口12は、中心軸Xに直交する軸線Yに沿って延びており、その断面形状は円形を成している。この接続口12は、中心軸Xから離れるにつれて拡径しており、その内周面には、長手方向の全長に亘って雌ネジ12aが形成されている。
そして、本体部10の外周面10cには、接続口12の開口を所定間隔で囲む凹部13が設けられている。
A
The
The outer
図2に示すように、接続口12には、接続部材40が取り付けられている。
接続部材40は、接続口12に螺合する連結部41と、連結部41の一端から径方向外側に延びるフランジ部42と、排出管6a1が取り付けられる取付部43と、を備えており、接続部材40の中央には、連結部41とフランジ部42と取付部43を貫通して、貫通穴44が形成されている。
この貫通穴44は、冷却水吸引装置9の駆動時に、排出管6a1側から吸引される流体(冷却水やその気化物)が通流する流路を構成している。
As shown in FIG. 2, a
The connecting
The through
連結部41は、先端側に向かうにつれて縮径しており、前記した接続口12に整合する外径で形成されている。連結部41の外周面には、接続口12の雌ネジ12aに螺合する雄ネジが形成されており、接続部材40は、雄ネジを接続口12の雌ネジ12aに螺入して本体部10に接続される。この状態で、接続部材40のフランジ部42は、連結部41側の一部が、本体部10の凹部13に嵌合している。
The connecting
図2の(c)に示すように、連結部41の軸方向の長さh2は、連結部41の先端41aが、連通室11の内周面11aと面一になって、連通室11内に突出しない長さに設定されている。
As shown in FIG. 2C, the axial length h <b> 2 of the connecting
本体部10の説明に戻って、図3に示すように、連通室11の内周面11aには、本体部10の一端10aから接続口12の近傍までの範囲に、雌ネジ11cが形成されている。この雌ネジ11cには、後記するノズル部30の雄ネジ32dが螺合するようになっている。
Returning to the description of the
連通室11の底部11bには、ディフューザ部20が隣接して設けられている。
ディフューザ部20は、先細管部21と末広管部22との間にスロート部23が位置して構成される。
A
The
連通室11に隣接する先細管部21は、連通室11から離れるにつれて縮径する向きで設けられており、この先細管部21の基端の開口21aは、連通室11の底部11bに露出している。開口21aは、軸方向から見て円形を成しており、底部11bよりも僅かに小さい内径D2で形成されている。
The tapered
スロート部23を挟んで、先細管部21とは反対側に位置する末広管部22は、スロート部23から離れるにつれて拡径している。末広管部22の先端側には、後記する接続部材50との接続口14が一体に形成されており、末広管部22の先端の開口22aは、接続口14の底部14bに開口している。
この開口22aは、軸方向から見て円形を成しており、底部14bよりも小さい内径D3で形成されている。
The
The
実施の形態では、末広管部22の開口22aの内径D3は、先細管部21の開口21aの内径D2よりも小さく、スロート部23の内径D4よりも大きくなっている。
また、中心軸Xの軸方向における先細管部21の長さL1は、末広管部22の長さL2よりもりも僅かに短くなっており、ディフューザ部20を通過する流体で、エゼクター効果が最大限発揮されるように設定されている。
In the embodiment, the inner diameter D3 of the
In addition, the length L1 of the tapered
接続口14は、中心軸Xに沿って延びており、その断面形状は円形を成している。この接続口14は、末広管部22から離れるにつれて拡径しており、その内周面には、長手方向の全長に亘って雌ネジ14aが形成されている。
The
図2に示すように、接続口14に連結される接続部材50は、前記した接続部材40と同様の構成を有しており、接続口14に螺合する連結部51と、連結部51の一端から径方向外側に延びるフランジ部52と、排出管6a2が取り付けられる取付部53と、を備えており、接続部材50の中央には、連結部51とフランジ部52と取付部53を貫通して、貫通穴54が形成されている。
この貫通穴54は、冷却水吸引装置9の駆動時に、冷却水吸引装置9から排出される流体(駆動空気、冷却水およびその気化物)が通流する流路を構成している。
As shown in FIG. 2, the
The through
連結部51は、先端側に向かうにつれて縮径しており、前記した接続口14に整合する外径で形成されている。連結部51の外周面には、接続口14の雌ネジ14a(図3参照)に螺合する雄ネジが形成されており、接続部材50は、雄ネジを接続口14の雌ネジ14aに螺入して本体部10に連結されている。
連結部51の軸方向の長さh3は、接続口14の深さと同じであり、接続部材50が本体部に接続された状態で、フランジ部52が本体部10の他端10bに軸方向から当接して、接続口14と連結部51との間の隙間を塞いでいる。
The connecting
The axial length h3 of the connecting
連結部51の内側に位置する貫通穴54の内周面54aは、中心軸Xに対して傾斜しており、内周面54aは、末広管部22の内周面22bの延長上に位置するように形成されている。末広管部22の先端側で内径が急に変わると、末広管部22からの流体のスムーズな排出が阻害される虞があるためである。
The inner
本体部10の一端10aには、連通室11の開口を囲むリング状の溝15が形成されており、この溝15にはOリング16が内嵌して取り付けられている。
図2に示すように、本体部10の一端10aには、ノズル部30のフランジ部31が軸方向から当接しており、フランジ部31と本体部10の間に介在するOリング16により、連通室11内の気密が保持されるようになっている。
A ring-shaped
As shown in FIG. 2, the
図4は、冷却水吸引装置9のノズル部30を説明する図であり、図2の(b)におけるノズル部30を拡大して示した断面図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating the
ノズル部30は、本体部10の一端10aに当接するリング状のフランジ部31と、フランジ部31の中央から突出して形成された軸部32とを備える。
軸部32は、フランジ部31の本体部10との当接面31cから突出しており、図2に示すように、ノズル部30が本体部10に取り付けられた際に、本体部10の連通室11に軸方向から挿入される。
The
The
図2の(a)に示すように、軸方向から見て、フランジ部31の外周には、中心軸Xを挟んで互いに平行な二面幅部31a、31bが設けられており、これら二面幅部31a、31bは、ノズル部30が本体部10に螺入して取り付けられる際の把持部となっている。
As shown in FIG. 2A, when viewed from the axial direction, the outer periphery of the
図4に示すように、ノズル部30の内部には、ポンプP(図1参照)から送出された空気が導入される導入部33と、導入部33に導入された空気の噴射部34とが、中心軸Xに沿って隣接して形成されている。
As shown in FIG. 4, inside the
導入部33は、フランジ部31から所定深さh4で形成されており、軸部32の内側に位置する部分(図中下側)における導入部33の内径D5は、長手方向の全長に亘って同じであり、フランジ部31の内側に位置する部分の内径は、軸部32から離れるにつれて拡径している。この拡径している部分の内周面には、接続部材60(図2参照)の雄ネジが螺入する雌ネジ33aが形成されている。
The
噴射部34は、先細ノズル部35と末広ノズル部36との間にスロート部37が位置して構成される。
導入部33に隣接する先細ノズル部35は、導入部33から離れるにつれて縮径する向きで設けられている。この先細ノズル部35の基端の開口35aは、軸方向から見て円形を成しており、内径D5で形成されている。
The
The tapered
スロート部37を挟んで、先細ノズル部35とは反対側に位置する末広ノズル部36は、スロート部37から離れるにつれて拡径する向きで設けられている。この末広ノズル部36の先端の開口36aは、軸方向から見て円形を成しており、開口36aの内径D6は、スロート部37の内径D7よりも広く、先細ノズル部35の開口35aの内径D5よりも狭くなっている。
また、軸方向における先細ノズル部35の長さL3は、末広ノズル部36の長さL4よりもりも短くなっており、噴射部34を通過する駆動空気により、エゼクター効果が最大限発揮されるように設定されている。
The
Further, the length L3 of the tapered
軸部32の外径は、長手方向における途中位置から先が、先端32aに向かうにつれて縮径している。そして、この縮径している部分の外周面である傾斜面32bは、先端32aに向かうにつれて中心軸Xに近づく方向に傾斜している。
The outer diameter of the
そのため、図2の(c)に示すように、冷却水吸引装置9の駆動時に、排出管6a1側から、接続部材40の貫通穴44を通って連通室11内に吸引された流体(冷却水やその気化物)が、傾斜面32bに沿って底部11b側に導かれて、流体の流れが大きく妨げられることがないようになっている。
これは、傾斜面32bが、中心軸Xに対して平行に位置していると、貫通穴44を通って連通室11に吸引された流体の流れが、傾斜面32bにより大きく阻害されて、連通室11内に吸引された流体のディフューザ部20(先細管部21)側への移動がスムーズに行えなくなる虞があるからである。
Therefore, as shown in FIG. 2C, when the cooling
This is because if the
そのため、実施の形態では、軸部32における傾斜面32bが形成されている範囲は、ノズル部30が本体部10に取り付けられた状態で、軸部32の先端32aから、接続口12よりもフランジ部31側に所定距離離間した位置までとなっている。
Therefore, in the embodiment, the range where the
図4に示すように、軸部32において、傾斜面32bに隣接する位置には、外周に雄ネジ32dが形成された段部32cが、径方向外側に膨出して設けられている。
ノズル部30は、雄ネジ32dを、本体部10の連通室11の内周面に形成された雌ネジ11cに螺入して、本体部10に取り付けられるようになっている。
As shown in FIG. 4, in the
The
図4および図2の(c)に示すように、軸部32の長さL5は、その先端32aが、本体部10の先細管部21内で、先細管部21の内周面21bの近傍に配置されて、内周面21bとの間に僅かな隙間CLが確保される長さに設定されている。
この状態で、連通室11と先細管部21のスロート部23側とは、軸部32の傾斜面32bと先細管部21の内周面21bとの間の僅かな隙間CLを介して連通している。
そして、軸部32の傾斜面32bと先細管部21の内周面21bとの間の隙間が、軸部32の先端32a側に向かうにつれて狭まるように配置されているので、隙間CLが擬似的にスロート部としての機能を発揮するようになっている。
As shown in FIG. 4 and FIG. 2C, the length L5 of the
In this state, the
And since the clearance gap between the
そのため、噴射部34の末広ノズル部36から噴射されてスロート部23を通過した空気により、先細管部21内が負圧になり、この負圧により、連通室11内に吸引された流体が、隙間CLを通って先細管部21内に吸引されると、このときに隙間CLを通過する流体によるエゼクター効果により、連通室11内の空間Sの負圧状態がより高くなって、排出管6a1側から連通室11内に流体を吸引する吸引力がより高まるようになっている。
Therefore, the air that has been injected from the
図1の排出管6a〜6eのうちの一本の排出管6aに冷却水吸引装置9が取り付けられている場合を例に挙げて、冷却水吸引装置9の動作を説明する。
The operation of the cooling
始めに、ポンプPを始動して、冷却水吸引装置9側への空気の送出を開始すると、冷却水吸引装置9には、レギュレータRで調整された所定流量の空気(駆動空気)が、空気導入管8を介して供給される。
First, when the pump P is started and the delivery of air to the cooling
そうすると、図2に示すように、ノズル部30の噴射部34から、ディフューザ部20のスロート部23に向けて空気が噴射される。
噴射部34では、先細ノズル部35と末広ノズル部36との間にスロート部37が位置しているので、スロート部37を通過することで高速化された空気がスロート部23に向けて噴射される。
Then, as shown in FIG. 2, air is injected from the
In the
ディフューザ部20のスロート部23に向けて噴射された空気は、先細管部21とスロート部23と末広管部22を通過して、本体部10から排出管6a2に排出される。
このとき、駆動空気の流れは、スロート部23のエゼクター効果によって高速化されるため、スロート部23の圧力は、ベルヌーイの定理に従って低下し、先細管部21内は、スロート部23の圧力(負圧)に応じた負圧となる。
The air injected toward the
At this time, since the flow of the driving air is accelerated by the ejector effect of the
そうすると、この先細管部21には、連通室11と接続部材40とを介して、排出管6a1が連絡しているので、排出管6a側の流体が連通室11内に吸引される。
前記したように、連通室11と先細管部21との隙間CLもまた、擬似的にスロート部としての機能を発揮するようになっているので、連通室11内に吸引された流体が、隙間CLを通って先細管部21内に移動すると、隙間CLを通過する流体によるエゼクター効果により、連通室11内の負圧がより高くなって、連通室11内に流体を吸引する吸引力がより高まことになる。
Then, since the discharge pipe 6a1 communicates with the tapered
As described above, the gap CL between the
ここで、排出管6a1は、金型2内の冷却路2aに接続されているので、冷却路2a内の冷却媒体(冷却路2a内の冷却水や、冷却路2a内で金型の熱により蒸気化した気化物)が、下流側(冷却水吸引装置9)側に吸引されることになる。
よって、冷却路2a内に供給された冷却水やその気化物が、冷却路2a内で滞留することを好適に防止できるので、冷却水の流れを安定化して、金型2の冷却を適切に行うことができる。
Here, since the discharge pipe 6a1 is connected to the cooling path 2a in the
Therefore, it is possible to suitably prevent the cooling water supplied in the cooling path 2a and its vaporized material from staying in the cooling path 2a, so that the flow of the cooling water is stabilized and the cooling of the
また、図1に示すように、冷却水吸引装置9が下流側に設けられている供給管4aは、他の供給管4b〜4eよりも圧力が低くなる。そのため、マニフォールド3で分配される冷却水は、圧力の低い供給管4a側により多く流れるようになる。
よって、金型2の特に冷却が必要な領域を通る冷却路が冷却路2aである場合、この冷却路2aの下流側に位置する排出管6aに冷却水吸引装置9を取り付けることで、冷却路2aを通流させる冷却水の量を増やすと共に、確実に通流させることができるので、金型2の適切な冷却が可能になる。
Moreover, as shown in FIG. 1, the supply pipe 4a provided with the cooling
Therefore, in the case where the cooling path passing through the region requiring the cooling of the
冷却水吸引装置9を備えていない従来の冷却装置の場合、特定の冷却路(例えば冷却路2a)に冷却水を通流させようとすると、他の冷却路2b〜2eに接続された供給管4b〜4eにバルブを設ける必要があった。これは、バルブにより他の冷却路2b〜2eを流れる冷却水を減少させて、冷却水が冷却路2aに流れるようにするためである。
よって、従来の冷却装置の場合、供給管毎にバルブを設けるために、冷却装置のコストが上昇すると共に、冷却水を調整するための各バルブの調整が困難であった。
冷却水吸引装置9を利用する場合には、冷却水の量の確保が必要な冷却路に接続された排出管にのみ冷却水吸引装置9を取り付ければよいので、バルブの場合に比べて冷却装置のコストが低減される。さらに、冷却水の量の調整は、冷却水吸引装置9に供給される駆動空気の量をレギュレータRで調整するだけで良いので、バルブの場合に比べて冷却水の調整が容易となる。
In the case of a conventional cooling device that does not include the cooling
Therefore, in the case of the conventional cooling device, since a valve is provided for each supply pipe, the cost of the cooling device increases, and adjustment of each valve for adjusting the cooling water is difficult.
When the cooling
以上の通り、本実施形態では、金型冷却用の冷却水(流体)を分配して、金型2の内部に形成された複数の冷却路2a〜2eの各々に供給し、冷却路2a〜2eの各々を通流した冷却水を、各冷却路2a〜2eに接続された排出管6a〜6eを介して、金型2の外部に排出させる冷却装置1において、排出管6a〜6eのうちのひとつの排出管6aに、駆動空気(駆動流体)の噴射により発生させた負圧を利用して、冷却路2aを通流する流体(冷却水およびその気化物)を吸引する冷却水吸引装置9を設けた構成とした。
As described above, in the present embodiment, cooling water (fluid) for mold cooling is distributed and supplied to each of the plurality of cooling paths 2a to 2e formed inside the
このように構成すると、冷却水吸引装置9が設けられた排出管6aが接続する冷却路2aでは、当該冷却路2a内を通流する流体が、冷却水吸引装置9で発生させた負圧により、排出管6a(冷却水吸引装置9)側に吸引される。よって、冷却水やその気化物が冷却路2a内に滞留することを防止できるので、冷却水の流れを安定化できる。
また、冷却水吸引装置9が設けられた排出管が接続された冷却路は、他の冷却路に比べて圧力が低くなるので、分配された冷却水がより多く通流するようになる。よって、金型の冷却を確実にしたい領域を通る冷却路に接続された排出管に冷却水吸引装置9を設けることで、金型2における特定の部位に、冷却水を安定して流すことができる。
また、駆動空気の噴射により発生させた負圧を利用する冷却水吸引装置9としたので、ポンプP側に冷却水が直接吸引されないようにできる。ポンプP側に冷却水が直接吸引される場合には、吸引した冷却水を分離する手段等を別途設ける必要が生じるので、装置が複雑となるが、負圧を利用する冷却水吸引装置9の場合には、そのような手段を設ける必要がない。さらに、冷却水がポンプP側に直接吸引されないので、ポンプPの寿命が低下することや、ポンプPのメンテナンスが煩雑になることがない。
If comprised in this way, in the cooling path 2a to which the
In addition, the cooling path to which the discharge pipe provided with the cooling
Further, since the cooling
冷却水吸引装置9は、先細管部21と末広管部22との間にスロート部23が位置する直線状の流路を備えるディフューザ部20と、ディフューザ部20の流路の延長上で先細管部21に隣接して設けられて、先細管部21に連通する連通室11と、連通室11に挿入されて、スロート部23に向けて駆動空気を噴射するノズル部30と、
流路の直交方向からに連通室11に開口すると共に、排出管6a1が接続される接続口12と、を備え、ノズル部30の先端32aを、接続口12よりもスロート部23側に位置させると共に、ノズル部30における軸部32の外径を先端32a側に向かうにつれて縮径させた構成とした。
The cooling
And a
このように構成すると、駆動気体がスロート部23を通過する際のエゼクター効果により先細管部21内に負圧が発生し、この負圧により排出管6a1側の流体が連通室11内に吸引される。そして、連通室11内の空間S内に吸引された流体は、先細管部21側に吸引されて最終的にディフューザ部20から排出される
ノズル部30の先端32aが接続口12よりもスロート部23側に位置しているので、連通室11内に吸引された流体が、ノズル部30から噴射される駆動気体の流れを直接阻害しない。これにより、負圧の発生が阻害されないので、排出管6a1側からの流体の吸引を確実に行うことができる。
If comprised in this way, a negative pressure will generate | occur | produce in the tapered
さらに、ノズル部30の軸部32の外径が先端32a側に向かうにつれて縮径しており、ノズル部30の軸部32の傾斜面32bが、接続口12の方向(軸線Y)に対して傾いているので、接続口12から連通室11内に吸引された流体が、ノズル部30の軸部32の傾斜面32bに吹き付けられても、吸引された流体の流れが傾斜面32bにより大きく妨げられることがない。よって、吸引された流体のディフューザ部20側への移動をスムーズにすることができる。
Further, the outer diameter of the
ノズル部30の先端32aは、先細管部21内に位置しており、先細管部21の内周面21bとノズル部30の傾斜面32bとの間が、ノズル部30の先端32a側に向かうにつれて狭くなる構成とした。
The
このように構成すると、ノズル部30の先端32aと先細管部21の内周面21bとの間の隙間CLが擬似的にスロート部としての機能を発揮するので、連通室11内から先細管部21に向かう流体の流れにより、連通室11側が先細管部21側よりも負圧状態になる。よって、排出管6a1側を通流する流体が、より確実に連通室11内に吸引されるようになる。
If comprised in this way, since the clearance CL between the front-end |
ノズル部30は、先細ノズル部35と末広ノズル部36との間にスロート部37が位置する直線状の噴射路を備え、当該噴射路と、前記ディフューザ部20の流路とが、本体部10内で、直線状に配置されている構成とした。
The
このように構成すると、エゼクター効果を発揮するスロート部が、直列に2段存在することになる。ノズル部30にスロート部37を設けると、末広ノズル部36からディフューザ部20のスロート部23に向けて噴射される駆動空気の速度を上げることができる。よって、ディフューザ部20のスロート部23を通過した駆動空気により、先細管部21側により確実に負圧を発生させることができるので、排出管6a1側からの流体の吸引をより確実に実行できる。
If comprised in this way, the throat part which exhibits an ejector effect will exist in two steps | paragraphs in series. If the
連通室11は、先細管部21とは反対側が、本体部10の外部に開口しており、ノズル部30は、本体部10の一端10aに当接して連通室11の開口を塞ぐフランジ部31を備えると共に、本体部10に着脱自在に設けられている構成とした。
The
このように構成すると、ノズル部30を本体部10から取り外すと、本体部10内のスロート部23(ディフューザ部20)に、連通室11側からアクセスできることになる。
よって、スロート部23への異物の詰まり等により、ディフューザ部20の機能が低下した場合には、速やかに異物を取り除いて、ディフューザ部20の機能を回復させることができる。すなわち、メンテナンス性に優れた冷却装置1とすることができる。
If comprised in this way, if the
Therefore, when the function of the
冷却水吸引装置の第2の実施形態を説明する。
図5は、第2実施形態にかかる冷却水吸引装置9Aの構成を説明する図であり、(a)は断面図、(b)は(a)における領域Aの拡大図である。
A second embodiment of the cooling water suction device will be described.
FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating the configuration of the cooling
第2の実施形態にかかる冷却水吸引装置9Aでは、ノズル部30における軸部32Aの先端側の形状が、前記した第1の実施形態にかかる冷却水吸引装置9Aの軸部32の形状と異なっている。そのため、以下においては、冷却水吸引装置9と異なる部分について説明し、共通の部分の説明は省略する。
In the cooling
軸部32Aの先端32aは、先細管部21内に位置しており、軸部32Aの段部32cよりも先端32a側は、その長手方向で2段階に縮径している。
先端32a側の縮径部322の外周面(傾斜面)322aと中心軸Xとの交差角Xaは、段部32c側(基端側)の縮径部321の外周面(傾斜面)321aと中心軸Xとの交差角Xbよりも大きくなっており、縮径部322のほうが、縮径部321よりも大きく縮径している。
The
The intersection angle Xa between the outer peripheral surface (inclined surface) 322a of the reduced
ノズル部30では、縮径部321と縮径部322との境界323が、連通室11の底部11bよりもスロート部23側(先細管部21の内側)に位置するように、中心軸Xの軸方向における縮径部322の長さL6が設定されている。
In the
冷却水吸引装置9Aでは、縮径部322の基端である境界323が、先細管部21の内周面21bの最も近傍に位置して、境界323と内周面21bとの間に僅かな隙間CLを形成しており、この隙間CLが擬似的にスロート部としての機能を発揮するようになっている。
In the cooling
さらに、この擬似的なスロート部によるエゼクター効果がより確実に発生するようにするために、外周面321aと内周面21bとの交差角θ2のほうが、外周面322aと内周面21bとの交差角θ1よりも大きくなるように、外周面322a、321aの中心軸に対する交差角Xa、Xbが設定されている。
Furthermore, in order to more reliably generate the ejector effect by the pseudo throat portion, the intersection angle θ2 between the outer
そのため、軸部32Aの外周面と先細管部21の内周面21bとの間の隙間は、境界323よりも段部32c側である上流側C1では、境界323に向かうにつれて狭くなり、境界323よりも先端32a側である下流側C2では、先端32aに向かうにつれて広くなっている。
Therefore, the gap between the outer peripheral surface of the
第2実施形態にかかる冷却水吸引装置9Aでは、噴射部34の末広ノズル部36から噴射されてスロート部23を通過した空気により先細管部21内が負圧になり、この負圧により、連通室11内に吸引された流体が、軸部32Aと内周面21bの隙間CLを通って先細管部21内に吸引されると、このときに隙間CLを通過する流体によるエゼクター効果により、連通室11内の負圧状態がより高くなって、排出管6a1側から連通室11内に流体を吸引する吸引力がより高まることになる。
ここで、軸部32Aの先端32a側が2段階に縮径していると、境界323と内周面21bとの隙間CLよりも下流側C2では、軸部32A(縮径部322)の外周面322aと先細管部21の内周面21bとの間の隙間が徐々に広がるように、流体の流路が形成されているので、先細管部21内に吸引される流体の流速を上げつつ、先細管部21内に吸引された流体が、末広ノズル部36から噴射される空気の流れ方向に沿って移動するように指向性を持たせることができる。
In the cooling
Here, if the
前記した実施の形態のノズル部30の場合、図2の(c)に示すように、軸部32の先端側は2段階に縮径していないので、ノズル部30と内周面21bとの隙間CLの下流側に、連通室11側の空間Sから先細管部21側に吸引された流体に指向性を持たせる流路が形成されていない。そのため、連通室11側から吸引された流体の多くが、隙間CLを通過すると、連通室11内で拡散してしまう。
In the case of the
第2の実施形態の場合のように、隙間CLを介して先細管部21内に吸引される流体に指向性を持たせて、末広ノズル部36からスロート部23に向けて噴射される空気の流れに沿って移動するようにすると、末広ノズル部36から噴射される空気の流れが大きく阻害されないので、スロート部23を通過する空気によるエゼクター効果を最大限発揮させることができる。
As in the case of the second embodiment, the fluid sucked into the tapered
以上の通り、第2の実施形態では、ノズル部30の軸部32Aの先端32a側の縮径部322は、その外径が軸部32Aの基端側(段部32c側)の縮径部321よりも大きく縮径しており、縮径部322の基端である縮径部321との境界323は、先細管部21内に位置しており、先細管部21の内周面21bと軸部32Aの縮径部321、322の外周面321a、322aとの間が、境界323に向かうにつれて狭くなったのち、境界323からノズル部30の先端32aに向かうにつれて広くなる構成とした。
As described above, in the second embodiment, the reduced
このように構成すると、連通室11内に吸引された流体が、隙間CLを通って先細管部21内に吸引されると、このときに隙間CLを通過する流体によるエゼクター効果により、連通室11内の負圧状態がより高くなって、排出管6a1側から連通室11内に流体を吸引する吸引力がより高まることになる。よって、排出管6a1側を通流する流体が、より確実に連通室11内に吸引されるようになる。
また、隙間CLを通って先細管部21内に吸引される流体に指向性を持たせることができるので、この吸引された流体により、末広ノズル部36から噴射される空気の流れが大きく阻害されることを防止できる。よって、スロート部23を通過する空気によるエゼクター効果を最大限発揮させることができる。
If comprised in this way, if the fluid attracted | sucked in the
In addition, since the fluid sucked into the tapered
前記した実施の形態では、金型2に接続された排出管6a〜6eのうちのひとつの排出管6aに、冷却水吸引装置9を設けた場合を例示したが、冷却水吸引装置9を複数の排出管に取り付けるようにしても良い。
In the above-described embodiment, the case where the cooling
1 冷却装置
2 金型
2a〜2e 冷却路
3 マニフォールド
4a〜4e 供給管
5 マニフォールド
6a〜6e 排出管
7in 集中配管
7out 集中配管
8 空気導入管
9、9A 冷却水吸引装置(吸引装置)
10 本体部
11 連通室
12 接続口
14 接続口
20 ディフューザ部
21 先細管部
22 末広管部
23 スロート部
30 ノズル部
31 フランジ部
32、32A 軸部
33 導入部
34 噴射部
35 先細ノズル部
36 末広ノズル部
37 スロート部
40、50、60 接続部材
P ポンプ
R レギュレータ
X 中心軸
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記排出管の少なくともひとつに、駆動流体の噴射により発生させた負圧を利用して前記流体を吸引する吸引装置を設け、
前記吸引装置は、
先細管部と末広管部との間にスロート部が位置する直線状の流路を備えるディフューザ部と、
前記先細管部に隣接して設けられて、前記先細管部に連通する連通室と、
前記連通室に挿入されて、前記スロート部に向けて前記駆動流体を噴射するノズルと、
前記連通室に開口すると共に、前記排出管が接続される接続口と、を備え、
前記ノズルは、先細ノズル部と末広ノズル部との間にスロート部が位置する直線状の噴射路を備え、前記ノズルの先端を、前記接続口よりも前記ディフューザ部のスロート部側に位置させると共に、前記ノズルの外径を先端側に向かうにつれて縮径させたことを特徴とする金型冷却装置。 Distributing the mold cooling fluid, supplying each of the plurality of cooling paths formed inside the mold, and discharging the fluid flowing through each of the cooling paths to each cooling path In the mold cooling device for discharging to the outside of the mold through,
At least one of the discharge pipes is provided with a suction device that sucks the fluid using a negative pressure generated by jetting the driving fluid ,
The suction device is
A diffuser portion having a linear flow path in which a throat portion is located between the tapered tube portion and the divergent tube portion;
A communication chamber provided adjacent to the tapered tube portion and communicating with the tapered tube portion;
A nozzle that is inserted into the communication chamber and injects the driving fluid toward the throat portion;
A connection port that opens in the communication chamber and to which the discharge pipe is connected;
The nozzle includes a linear injection path in which a throat portion is located between the tapered nozzle portion and the divergent nozzle portion, and the tip of the nozzle is positioned closer to the throat portion of the diffuser portion than the connection port. The mold cooling apparatus, wherein the outer diameter of the nozzle is reduced as it goes toward the tip side.
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