JPH0729789B2 - 金型保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ガラス成形装置における金型保持装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、金型保持装置に関して以下の様な発明が開示され
ている。

例えば、実開昭63-7137号公報記載の考案においては、
金型または金型保持部材のうち嵌合内側に位置する部材
の熱膨張係数が嵌合外側に位置する部材の熱膨張係数よ
り大きい部材を使用し、金型を保持する考案が提案され
ている。

また、特開昭63-310736号公報記載の発明においては、
２分割の円筒上の冷却装置により金型が保持され、所定
温度まで冷却される発明が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、前記実開昭63-7137号公報記載の考案につい
ては、金型は所定温度に加熱されると、熱膨張係数の差
によって金型と金型保持部材とのクリアランスがなくな
り、金型が保持される構成であり、金型を金型保持部材
から取り外すためには、金型の温度が下がらなければ取
り外すことはできない。実際には、500℃程度の温度に
加熱された金型が100℃以下まで冷却されないと、金型
と金型保持部材とのクリアランス上、金型の取り外しは
非常に困難である。従って、１回の金型交換に要する時
間、すなわち冷却して金型を交換した後、金型を所定温
度まで加熱する時間は、冷却装置が設けられていないこ
ともあり、３時間程度と非常に長いもので生産性の悪い
ものであった。

また、特開昭63-310736号公報記載の発明については、
冷却装置を設けたことで冷却時間は短縮されるものの、
冷却装置およびそれを制御する装置等を必要とし、装置
が非常に大がかりになってしまう。そのため、作業性が
悪く、装置のコストも高くなる。

因って、本発明は上記欠点に鑑み開発されたもので、装
置を大がかりにすることなく金型の交換に要する時間が
短縮できる金型保持装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］ 本発明は、金型と金型保持部材とを嵌合により固定する
際、金型または金型保持部材のうち嵌合内側に位置する
部材の熱膨張係数が嵌合外側に位置する部材の熱膨張係
数より大きな金型保持装置において、前記金型保持部材
の内部に冷却ガスの流路を内設したものである。

第１図は本発明に係る金型保持装置の概念図である。

１は金型保持装置で、この金型保持装置１は断熱材ホル
ダー２の上部に断熱材３を介して金型保持部材４が載置
されている。金型保持部材４の外周にはヒータ５が設け
られるとともに、その軸心を貫通する貫通孔4aが穿設さ
れ、貫通孔4aは断熱材ホルーダ２に設けられた冷却ガス
流入孔６と連通している。金型保持部材４の上端面中央
部には段部4bが形成され、この段部4bには金型７が載置
されている。金型７は、その熱膨張係数が金型保持部材
４の熱膨張係数よりも大きな部材で形成されている。そ
して、金型７がヒータ５によって所定温度（例えば、50
0℃程度）まで加熱されると、金型７は金型保持部材４
と締りばめとなるようにそれぞれの内径および外径が設
定・構成されている。

以上の構成から成る金型保持装置１は、金型７の交換に
際し、ヒータ５の温度を所定温度よりも低い温度（例え
ば、200〜300℃）に設定する。次に、冷却ガス流入口６
の流入孔6aより冷却ガス（例えば、窒素ガス等）を流入
する。冷却ガスは冷却ガス流入孔６および金型保持部材
４の貫通孔4aを流通して金型７を冷却する。ヒータ５の
温度を所定温度よりも低く設定したことにより、金型７
と金型保持部材４との間にクリアランスが生じるが、冷
却することで金型７（嵌合内側の部材）の温度は金型保
持部材４（嵌合外側の部材）より低くなり、よりクリア
ランスが生じ、金型７の交換が容易に行える。

［実施例］ 以下、本発明に係る金型保持装置の実施例について図面
を参照しながら詳細に説明する。

（第１実施例） 第２図ａおよびｂは本発明の第１実施例を示し、第２図
ａは縦断面図、第２図ｂは部分斜視図である。

11は金型保持装置で、この金型保持装置11は流通孔12を
有する断熱材ホルダー13の上部に嵌合された断熱材14を
介して金型保持部材15が載置されている。金型保持部材
15は熱膨張係数の比較的大きなNi基合金で形成され、上
端面に切欠部15aが設けられるとともに、軸心を貫通す
る貫通孔15bが穿設されている。さらに、金型補遺部材1
5の外周には超硬合金より熱膨張係数の小さいシリコン
とアルミの酸窒化物焼結体で形成された金型保持部材16
が嵌合設置されている。金型保持部材16の外周にはヒー
タ17が設置されている。

金型保持部材16に嵌合し、金型保持部材15上面に載置さ
れる金型18は超硬合金で形成され、金型18の基台部には
面取り部18aが設けられている。

金型保持部材15下部の最外周部には円筒形状のヒータカ
バー19が設置され、その上部外周は螺刻されている。ヒ
ータカバー19の上部にはピン20が圧入された型押さえ21
が螺合し、この型押さえ21により金型18を上下方向に固
定できるように構成されている。

冷却ガス流入装置（図示省略）に接続されたパイプ22は
断熱材ホルダー13の流通孔12を経由して金型保持部材15
の貫通孔15bの上部まで配管され、冷却ガスを貫通孔15b
上部に流入できるように構成されている。

また、金型18を所定の温度（500℃）まで加熱すると、
金型18は金型保持部材16と、また金型保持部材16は金型
保持部材15とそれぞれ締りばめとなるように、金型18の
外径，金型保持部材16の内径および金型保持部材15の外
径が設定・構成されている。

以上の構成から成る金型保持装置11は、まず金型18をヒ
ータ17により加熱して500℃に昇温する。この昇温によ
り、金型18,金型保持部材16および15はそれぞれ締りば
めとなり、金型18は自動的に芯出しされて固定される。

金型18の交換に際しては、ヒータ17の温度を200℃〜300
℃に設定する。次に、パイプ22を介し、冷却ガスとして
不活性ガス（窒素等）を金型保持部材15の貫通孔15bの
上部に流入して金型18を冷却する。この時、金型18の面
取り部18aの向きと金型保持部材15の切欠部15aの向きと
を合わせて金型18を載置してあるので、冷却ガスの流路
が確保され、金型18の冷却が効率よく行われるととも
に、型押さえ21も冷却される。

金型18が冷却されると、金型18と金型保持部材16との間
にクリアランスが生じる。そして、ピン20を介して型押
さえ21を回転させて型押さえ21を外し、金型18の交換を
行う。

また、熱による膨張は一般的に次式で計算される。

Ｄ′＝Ｄ×｛１＋α（Ｔ−T₀）｝ D:常温での寸法 α：熱膨張係数 T:加熱温度 T₀：常温（20℃） 各部材の寸法は である。

加熱時では、金型18と金型保持部材16および金型保持部
材16と金型保持部材15とはそれぞれ0.01mm程度の締りば
めとなり、冷却ガスによる冷却中では、金型18と金型保
持部材16とのクリアランスは常温時と同様に0.05mm生じ
る。これにより金型18の交換は容易に行える。

本実施例によれば、ヒータ17の温度を200℃〜300℃に設
定し、金型保持部材16を加熱しながら、金型18の交換が
できるので、金型交換にかかる時間（金型の温度を冷却
して交換した後、所定の温度まで金型を加熱する時間）
が従来の約半分の1.5時間程度で可能になり、生産性が
向上した。

また、金型保持部材15内部に貫通孔15bを設け、その中
にパイプ22を配管し、該パイプ22を介して冷却ガスを流
入する構成なので、装置も大がかりなものにはならず、
装置のコストを低くすることができた。

さらに、金型18に面取り部18aおよび金型保持部材15に
切欠部15aを設けたことにより、不活性ガスの流路が確
保され、より効率よく冷却できるとともに、型押さえ21
も同時に冷却されるので、型押さえ21の取り外し作業の
作業性も著しく向上した。

尚、冷却ガスは不活性ガスを使用するので、金型18が酸
化して劣化することもない。

（第２実施例） 第３図ａおよびｂは本発明の第２実施例を示し、第３図
ａは縦断面図、第３図ｂは部分斜視図である。

本実施例の金型保持装置31は、前記第１実施例における
金型18と金型保持部材15に代わり、基台部の同一円周上
に複数の貫通する孔32aが穿設された金型32と、該孔32a
の位置とほぼ同等の直径を有する穴33aが上面に設けら
れた金型保持部材33とで構成した点が異なり、他の構成
は同一の構成から成るもので、同一構成部分には同一番
号を付して構成の説明を省略する。

以上の構成から成る金型保持装置31は、まず金型保持部
材33の軸心に穿設された貫通孔33bの上部に冷却ガスを
流入する。冷却ガスは金型保持部材33の穴33aを通り、
金型32の基台部に穿設された孔32aを通過しつつ金型32
を冷却する。

直接冷却ガスが金型保持部材16に当たることがないので
金型保持部材16は冷却されにくい。従って、金型32と金
型保持部材16との温度差がより大きくなり、その結果金
型32と金型保持部材16との所望クリアランスがより短時
間で生じ、金型の交換行われる。その他の作用は前記第
一実施例と同様であり、作用の説明を省略する。

本実施例によれば前記第１実施例と同様な効果が得られ
るとともに、冷却ガスは直接金型保持部材16に当たるこ
とがないので、より短時間で金型32と金型保持部材16と
の間のクリアランスが生じる。

因って、金型交換時間はより短い時間でできるようにな
った。

（第３実施例） 第４図は本発明の第３実施例を示す縦断面図である。

本実施例の金型保持装置41は、前記第１実施例における
金型保持部材16を廃止し、穴42aを設けた金型保持部材4
2の上部に金型43の下部を嵌合して構成した点が異な
り、他の構成は同一の構成から成るもので、同一構成部
分には同一番号を付してその説明を省略する。

金型保持部材42の軸心には下端面から上部近傍に達する
穴42aが設けられている。さらに、金型保持部材42の上
部には金型43と嵌合する凸部42bが形成されている。

金型43の基台部下面には該凸部42bと嵌合する内径嵌合
部43aが形成されている。

上記金型保持部材42の外周にはヒータ17が配置されてい
る。

金型保持部材42の凸部42bと金型43の内径嵌合部43aとは
金型43がヒータ17により所定の温度（例えば、500℃）
まで加熱されると締りばめになるように、凸部42bの外
径と内径嵌合部43aの内径は設定・構成されている。

以上の構成から成る金型保持装置41は、まずパイプ22を
介して冷却ガスを流入し、金型保持部材42の凸部42bを
冷却する。凸部42bが冷却されると、凸部42bと内径嵌合
部43aの間にクリアランスが生じ、金型43の交換が行わ
れる。

冷却ガスは、金型保持部材42の内側を流れ、冷却ガスが
直接金型43と接触しないので、必ずしも不活性ガスを使
用することもない。パイプ22より放出された冷却ガスの
流路は、パイプ22と金型保持部材42の穴42aとの間のス
キマを通り、さらに断熱材ホルダ13の流通孔12内を通っ
て、断熱材ホルダ13の外側に放出される。

また、熱による膨張は前記第１実施例で用いた式で計算
する。

各部の寸法は である。

金型43と金型保持部材42とのクリアランスは加熱時では
0.01mm程度の締りばめとなる。

冷却ガスによる冷却中のクリアランスは常温時と同様に
0.02mmを生じ、金型の交換が行われる。

本実施例によれば、制作コストの高いシリコンとアルミ
の酸窒化焼結体（前記第１実施例における金型保持部材
16）を使用しないことにより、装置のコストをより低く
することができる。また、冷却ガスとして不活性ガスを
用いずに空気等が使用できることで不活性ガス用の装置
を必要としない。これにより、装置のコストを下げるこ
とができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る金型保持装置によれ
ば、ヒータ温度を200〜300℃に設定し、金型保持部材を
加熱しながら、金型の交換ができるので、金型交換にか
かる時間（金型の温度を冷却し、交換後所定の温度まで
加熱する時間）が短縮され生産性が向上した。

また、金型保持部材内部に孔を設け、その中に冷却ガス
を流す構成なので、型冷却に使用する装置は特別に必要
ではなく、装置も大がかりなものにはならず、装置のコ
ストを低くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る金型保持装置の概念図、第２図ａ
およびｂは同第１実施例を示し、第２図ａは縦断面図、
第２図ｂは部分斜視図、第３図ａおよびｂは同第２実施
例を示し、第３図ａは縦断面図、第３図ｂは部分斜視
図、第４図は同第３実施例を示す縦断面図である。 1,11,31,41……金型保持装置 2,13……断熱材ホルダー 3,14……断熱材 4,15,16,33,42……金型保持部材 5,17……ヒータ ６……冷却ガス流入孔 7,18,32,43……金型 12……流通孔 19……ヒータカバー 20……ピン 21……型押さえ 22……パイプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型と金型保持部材とを嵌合により固定す
   る際、金型または金型保持部材のうち嵌合内側に位置す
   る部材の熱膨張係数が嵌合外側に位置する部材の熱膨張
   係数より大きな金型保持装置において、前記金型保持部
   材の内部に冷却ガスの流路を内設したことを特徴とする
   金型保持装置。