JP2012076145A - Heat exchange structure and method for producing injection molded article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換構造及び射出成形品の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat exchange structure and a method for manufacturing an injection molded product.
所用冷却部分に形成された冷却水通路の中に粒状物を通水間隙が残るように充填してなることを特徴とした金型の冷却装置が知られている（特許文献１）。 There is known a mold cooling device characterized by filling a granular material through a cooling water passage formed in a required cooling portion so that a water gap remains (Patent Document 1).
従来の金型の冷却装置では、キャビティー面やコア面と冷却水通路との距離が長く（肉厚）であるため、冷却効率が不十分であるという問題がある。一方、冷却効率を向上させるためにキャビティー面やコア面と冷却水通路との距離が短く（薄肉）にすることは強度的にできないという問題がある。
本発明の目的は、強度及び冷却効率の両方に優れた熱交換構造を提供することである。
The conventional mold cooling apparatus has a problem that the cooling efficiency is insufficient because the distance between the cavity surface or the core surface and the cooling water passage is long (thickness). On the other hand, in order to improve the cooling efficiency, there is a problem that the distance between the cavity surface or the core surface and the cooling water passage cannot be shortened (thin wall) in terms of strength.
An object of the present invention is to provide a heat exchange structure excellent in both strength and cooling efficiency.
本発明の熱交換構造の特徴は、土台（１）に、壁体（２）を被嵌すると共に、
土台（１）と壁体（２）との隙間にスペーサー（３）を嵌めてなる熱交換空間（４）を設け、
熱交換空間（４）に、熱交換流体を供給するための供給口（５）と、熱交換空間（４）から熱交換流体を排出するための排出口（６）とを設け、
土台（１）と壁体（２）とが、スペーサー（３）を介して接合してなる点を要旨とする。
A feature of the heat exchange structure of the present invention is that the wall (2) is fitted on the base (1), and
A heat exchange space (4) is provided in which a spacer (3) is fitted in the gap between the base (1) and the wall (2),
The heat exchange space (4) is provided with a supply port (5) for supplying a heat exchange fluid and a discharge port (6) for discharging the heat exchange fluid from the heat exchange space (4),
The gist is that the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3).
「被嵌する」とは、あるものに被せるように嵌めることを意味する。
「密嵌する」とは、密着させて嵌めることを意味する。
「嵌める（はめる）」とは、ある形に合うように中に入れておさめること、又はある形に合うように外側に被せることを意味する。
「フィレット（隅肉）」とは、直交する二つの面の隅において三角形（又は三角形に近い形状）の断面をもつ部分を意味する。
「千鳥配列」とは、ピン配列の１種であり、ピン間ピッチの半分の位置に交互にピンを並べた配置を意味する。
“Fitting” means fitting so as to cover a certain object.
“Fitting closely” means close fitting.
“Fitting” means to put inside to fit a certain shape, or to cover the outside to fit a certain shape.
The “fillet” means a portion having a triangular (or close to triangular) cross section at the corners of two orthogonal surfaces.
The “staggered arrangement” is one type of pin arrangement, and means an arrangement in which pins are alternately arranged at a position half the pitch between pins.
本発明の熱交換構造は、土台（１）に、壁体（２）を被嵌すると共に、土台（１）と壁体（２）との隙間にスペーサー（３）を嵌めてなる熱交換空間（３）を設けてなるものである。すなわち、本発明の熱交換構造は、土台（１）と、スペーサー（３）を嵌めてなる熱交換空間（４）と、壁体（２）とがサンドイッチ構造となっているものであり、熱交換空間（４）に熱交換流体を流入させることによって壁体（２）を介して熱交換できるものである。 In the heat exchange structure of the present invention, the wall (2) is fitted on the base (1), and the spacer (3) is fitted in the gap between the base (1) and the wall (2). (3) is provided. That is, in the heat exchange structure of the present invention, the base (1), the heat exchange space (4) in which the spacer (3) is fitted, and the wall (2) have a sandwich structure. Heat can be exchanged through the wall (2) by flowing a heat exchange fluid into the exchange space (4).
熱交換空間（４）は、壁体（２）を介して、熱交換流体と対象物（溶湯、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ガラス、セラミックス（分散液）、その他熱源等）と熱交換するため、熱交換流体を流通することができる空間である。熱交換流体の温度と対象物の温度との関係（高い、低い、同じくらい）により、熱交換空間（１）は、冷却空間、加熱空間又は保温空間ともなり得るものである。すなわち、本発明の熱交換構造は、冷却構造、加熱構造又は保温構造を含むものである。 The heat exchange space (4) exchanges heat with the heat exchange fluid and the object (molten metal, thermoplastic resin, thermosetting resin, glass, ceramics (dispersed liquid), other heat sources, etc.) via the wall (2). Therefore, it is a space in which the heat exchange fluid can be circulated. Depending on the relationship between the temperature of the heat exchange fluid and the temperature of the object (high, low, and so on), the heat exchange space (1) can be a cooling space, a heating space, or a heat retaining space. That is, the heat exchange structure of the present invention includes a cooling structure, a heating structure, or a heat retaining structure.
スペーサー（３）としては、土台（１）と壁体（２）との隙間に嵌められて、外部から壁体（２）に加えられる力をスペーサー（３）を介して土台（１）が受け止めること｛土台（１）と壁体（２）との補強部材として働くこと｝ができ、熱交換構造に、圧縮応力が加えられても熱交換構造が変形しにくくなる他に、熱交換流体からの熱（温熱、冷熱）を被熱交換体（熱交換される対象）へ伝熱するためのヒートシンク（放熱器）としても作用する。また、スペーサー(３)は、熱交換流体が熱交換空間（４）内を流動する際、流動抵抗による乱流を発生させ、熱交換流体の拡散性（熱交換空間の隅々まで拡散できる性質）を良好にさせる。 As the spacer (3), the base (1) receives the force applied to the wall (2) from the outside through the spacer (3) by being fitted in the gap between the base (1) and the wall (2). {Can act as a reinforcing member for the base (1) and the wall (2)}, and the heat exchange structure is not easily deformed even when compressive stress is applied to the heat exchange structure. It also acts as a heat sink (heat radiator) for transferring the heat (warm heat, cold heat) to the heat exchanger (target to be heat exchanged). Also, the spacer (3) generates turbulent flow due to flow resistance when the heat exchange fluid flows in the heat exchange space (4), and the diffusibility of the heat exchange fluid (property that can be diffused to every corner of the heat exchange space). ).
スペーサー（３）としては、上記の作用を奏すれば、形、大きさ、材質等に制限はなく、たとえば、粒状物の集合体（蒸留用のラシヒリング等を含む）、金網、エキスパンドメタル、パンチングメタル、多孔質金属体、エンボスプレート及びこれらの組み合わせ等が含まれる。さらにスペーサー（３）は、土台（１）及び／又は壁体（２）にシボ加工、転造、フォトエッチング、放電加工又はＮＣ加工により突起体を設けることにより形成してもよい。さらに、土台（１）及び／又は壁体（２）を引き抜き加工、押出加工、旋盤加工、鍛造、鋳造、ロストワックス、電鋳メッキ又はこれらの組合せにより製造し、その表面に突起体を設けることによりスペーサー（３）を形成してもよい。 The spacer (3) is not limited in shape, size, material, etc., as long as it has the above-mentioned effects. For example, aggregates of granular materials (including Raschig rings for distillation), wire mesh, expanded metal, punching Metals, porous metal bodies, embossed plates and combinations thereof are included. Further, the spacer (3) may be formed by providing protrusions on the base (1) and / or the wall (2) by embossing, rolling, photoetching, electric discharge machining or NC machining. Furthermore, the base (1) and / or the wall (2) is manufactured by drawing, extruding, turning, forging, casting, lost wax, electroforming plating, or a combination thereof, and a protrusion is provided on the surface. The spacer (3) may be formed by
スペーサー（３）の材質については、熱伝導率の高い物質でできているものや、表面が熱伝導率の高い物質で覆われているものが好ましく、さらに好ましくは金属製（合金を含む。以下同じ。）、セラミックス製及び樹脂製（樹脂製の場合、後述のように、無電解メッキを施す。以下同じ。）、製造コスト、耐熱性及び強度等の観点から、次に好ましくは金属製、特に好ましくは壁体（２）と同じ金属製、鋼製、ステンレス製、純ニッケル製、純鉄製及び樹脂製、最も好ましくは鋼製、ステンレス製、純ニッケル製及び純鉄製である。 The material of the spacer (3) is preferably a material made of a material having a high thermal conductivity, or a material whose surface is covered with a material having a high thermal conductivity, and more preferably a metal (including an alloy. The same)), made of ceramics and resin (in the case of resin, electroless plating is applied as described later. The same applies hereinafter), and from the viewpoint of manufacturing cost, heat resistance, strength, etc., preferably metal, Particularly preferably, they are made of the same metal as the wall body (2), steel, stainless steel, pure nickel, pure iron and resin, and most preferably steel, stainless steel, pure nickel and pure iron.
スペーサー（３）が粒状物の場合、粒状物の形状としては、球状、紡錘状、半球状、半紡錘状、立方体状、直方体状、円柱状、円錐状、三角柱状、三角錘状、六角柱状、六角錐状、薄片状及びこれらの形状を組合わせた形状が含まれる。これらのうち、球状及び紡錘状が好ましく、さらに好ましくは球状である。球状や紡錘状であると、応力分散性（壁体等に加えられた応力が一カ所に集中せず分散する特性）がさらに良好となると共に、熱交換流体の拡散性（熱交換空間の隅々まで拡散できる性質）がさらに良好となるため、さらに素早く均一な温度に熱交換できる。 When the spacer (3) is a granular material, the granular material has a spherical shape, a spindle shape, a hemispherical shape, a semi-spindle shape, a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, a conical shape, a triangular prism shape, a triangular pyramid shape, and a hexagonal prism shape. , Hexagonal pyramids, flakes, and combinations of these shapes. Of these, spherical and spindle-shaped are preferable, and spherical is more preferable. When the shape is spherical or spindle-shaped, the stress dispersibility (characteristic that the stress applied to the wall or the like does not concentrate in one place) is further improved, and the diffusibility of the heat exchange fluid (the corner of the heat exchange space) Therefore, heat can be exchanged to a uniform temperature more quickly.
スペーサー（３）が粒状物の場合、粒状物が互いに接触するように充填することが好ましい。このように密に充填すると、応力分散性がさらに良好となると共に、熱交換流体の拡散性（熱交換空間の隅々まで拡散できる性質）がさらに良好となるため、さらに素早く均一な温度に熱交換できる。 When the spacer (3) is a granular material, it is preferable to fill the granular material so as to contact each other. When densely packed in this manner, the stress dispersibility is further improved, and the diffusibility of the heat exchange fluid (the ability to diffuse to every corner of the heat exchange space) is further improved, so that heat can be heated to a uniform temperature more quickly. Can be exchanged.
スペーサー（３）が粒状物の場合、粒状物の大きさとしては、熱交換空間（４）の大きさや熱交換流体の圧損失等を考慮して適宜決定され、１×１０−５〜５３０ｃｍ３が好ましく、さらに好ましくは１×１０−４〜３３ｃｍ３、さらに次に好ましくは１×１０−３〜３３ｃｍ３、特に好ましくは０．０３〜３３ｃｍ３、特に次に好ましくは０．１〜１４ｃｍ３、最も好ましくは０．２〜４ｃｍ３である。粒状物が球状の場合、球状粒状物の直径は、０．５〜５０ｍｍ程度が好ましく、直径が１、１．５、４、６、１５、２０又は５０ｍｍの球状粒状物等が使用できる。この範囲であると、熱交換流体の供給がさらに容易になり（熱交換流体の圧損失が大きくなりすぎず）、熱交換の効率（冷却効率等）がさらに向上する。 When the spacer (3) is a granular material, the size of the granular material is appropriately determined in consideration of the size of the heat exchange space (4), the pressure loss of the heat exchange fluid, and the like, and 1 × 10 −5 to 530 cm 3. More preferably 1 × 10 −4 to 33 cm 3 , still more preferably 1 × 10 −3 to 33 cm 3 , particularly preferably 0.03 to 33 cm 3 , and particularly preferably 0.1 to 14 cm 3. Most preferably, it is 0.2 to 4 cm 3 . When the granular material is spherical, the diameter of the spherical granular material is preferably about 0.5 to 50 mm, and a spherical granular material having a diameter of 1, 1.5, 4, 6, 15, 20 or 50 mm can be used. Within this range, the supply of the heat exchange fluid becomes easier (the pressure loss of the heat exchange fluid does not become too large), and the heat exchange efficiency (cooling efficiency, etc.) is further improved.
スペーサー（３）が粒状物の場合、粒状物は、形状、材質及び／又は大きさが異なるものを組合わせて充填してもよいが、熱交換の効率（冷却効率等）等の観点から、同じ形状、同じ材質、同じ大きさのものを用いることが好ましい。 When the spacer (3) is a granular material, the granular material may be filled with a combination of different shapes, materials and / or sizes, but from the viewpoint of heat exchange efficiency (cooling efficiency, etc.), It is preferable to use the same shape, the same material, and the same size.
スペーサー（３）として、粒状物の集合体を適用する場合、粒状物の集合体は、熱交換空間（４）に充填されていればよいが、粒状物が流動しないように充填されることが好ましい。したがって、粒状物の集合体（球状粒状物が好ましい）をできるだけ密になるように（最密充填又はこれに近い状態に）充填することが好ましい（できるだけ数多くの粒状物を充填することが好ましい）。粒状物の集合体を充填した後、焼結（真空加圧焼結等）、接着剤（耐熱性及び熱伝導率の高いものが好ましい）による接着、ろう付け（液層拡散接合等）又は無電解金属メッキ（無電解ニッケルメッキ、無電解金メッキ等）により、粒状物同士を互いに接合することが好ましい。ただし、樹脂製の粒状物を用いる場合、粒状物同士は、接着剤による接着又は無電解メッキにより接合される。粒状物が密になるように充填すると、土台（１）と壁体（２）との補強部材として働きがさらに向上し、熱交換構造に、圧縮応力等が加えられても熱交換構造がさらに変形しにくくなることの他に、粒状物同士の接触により粒状物の集合体全体の温度分布がさらに均一になると共に、より早く熱が移動しりやすいため、より早く、より均一に熱交換できる。粒状物同士が焼結、ろう付け、接着又は無電解金属メッキにより互いに接合すると、これらの効果がさらに向上する。 When the aggregate of granular materials is applied as the spacer (3), the aggregate of granular materials may be filled in the heat exchange space (4), but may be filled so that the granular materials do not flow. preferable. Therefore, it is preferable to pack the aggregate of particles (preferably spherical particles) as close as possible (closest packed or close to this) (preferably as many particles as possible). . After filling the aggregate of granular materials, sintering (vacuum pressure sintering, etc.), bonding with an adhesive (preferably one having high heat resistance and thermal conductivity), brazing (liquid layer diffusion bonding, etc.) or nothing It is preferable to join the particulates to each other by electrolytic metal plating (electroless nickel plating, electroless gold plating, etc.). However, when resin-made granular materials are used, the granular materials are bonded together by adhesion using an adhesive or electroless plating. When the granular material is packed so as to be dense, the function as a reinforcing member for the base (1) and the wall (2) is further improved, and the heat exchange structure is further improved even if compressive stress is applied to the heat exchange structure. In addition to being less likely to deform, the temperature distribution of the aggregate of the granular materials becomes even more uniform due to the contact between the granular materials, and heat can be transferred more quickly, so that heat can be exchanged more quickly and more uniformly. When the granular materials are bonded to each other by sintering, brazing, adhesion, or electroless metal plating, these effects are further improved.
粒状物同士を互いに接合する場合、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解金属メッキにより接合した箇所に、フィレット(隅肉)部が形成されるので好ましい。フィレット(隅肉)部が形成されると、機械的強度が向上するだけでなく、さらに熱移動が良好となり、さらに早く、さらに均一に熱交換できる（熱交換の効率がさらに向上する。）。また、ろう付けする場合や無電解金属メッキする場合、粒状物及び熱交換空間（４）内の表面をろう材や金属でコーティングできるので、腐食等に対する耐性も向上する。ろう付けする場合、ろう材を用いる代わりに、粒状物を金属メッキ（たとえば、ニッケルメッキ；この場合、電解金属メッキ、無電解金属メッキのいずれでもよい。）してから熱処理することによっても、互いに接合でき、かつ、粒状物の表面をコーティングできる。なお、無電解メッキを施す場合、熱交換空間（４）やその他の容器の中に粒状物を充填してから、無電解メッキ液を循環することにより、達成できる（メッキ条件、前処理及び後処理等は公知の方法と同様である。）。 When the granular materials are bonded to each other, a fillet portion is preferably formed at a location where the particles are bonded by sintering, bonding with an adhesive, brazing, or electroless metal plating. When the fillet portion is formed, not only the mechanical strength is improved, but also the heat transfer is improved, and heat can be exchanged more quickly and uniformly (heat exchange efficiency is further improved). In addition, when brazing or electroless metal plating, since the surface of the particulate matter and the heat exchange space (4) can be coated with a brazing material or metal, resistance to corrosion and the like is improved. In the case of brazing, instead of using a brazing material, the granular materials can be plated with metal (for example, nickel plating; in this case, either electrolytic metal plating or electroless metal plating) and then heat-treated. It can be joined and the surface of the granular material can be coated. In addition, when performing electroless plating, it can be achieved by filling the heat exchange space (4) and other containers with particulate matter and then circulating the electroless plating solution (plating conditions, pretreatment and post-treatment). The treatment and the like are the same as in the known method.)
スペーサー（３）が金網、エキスパンドメタル、パンチングメタル、多孔質金属体、エンボスプレートの場合、スペーサー（３）として、上記の作用を奏すれば、形、大きさ、材質等に制限はなく、目開き、凹部、凸部等の大きさや形状は熱交換流体の流量等によって適宜決定できる。この場合、通常、材質は金属製であるが、樹脂製のものを無電解金属メッキして用いてもよい。 When the spacer (3) is a wire mesh, expanded metal, punching metal, porous metal body or embossed plate, the shape, size, material, etc. are not limited as long as the spacer (3) has the above-described function. The size and shape of the opening, concave portion, convex portion, etc. can be determined as appropriate depending on the flow rate of the heat exchange fluid. In this case, the material is usually made of metal, but a resin material may be used after electroless metal plating.
金網、エキスパンドメタル、パンチングメタル、多孔質金属体、エンボスプレートとしては、市場から入手できるものをそのまま使用でき、多孔質金属体としては、その内部に、熱交換流体が通過できる空隙を有するもの｛連続気泡発泡体（多孔質アルミニウムや多孔質鋼等）等｝が含まれる。 As metal mesh, expanded metal, punching metal, porous metal body, and emboss plate, those available from the market can be used as they are, and the porous metal body has voids through which heat exchange fluid can pass { Open cell foams (porous aluminum, porous steel, etc.), etc.}.
スペーサー（３）が、土台（１）及び／又は壁体（２）にシボ加工、転造、放電加工又はＮＣ加工して形成する突起体である場合、スペーサー（３）として、上記の作用を奏すれば、形｛円柱、楕円柱、多角柱（三角柱、四角柱、六角柱等）、円錐、楕円錐、多角錐等｝、大きさ等に制限はなく、熱交換流体の流量等によって適宜決定できる。この場合、形成される突起体はできるだけ数多く、互いに接近するように点在させることが好ましい。また、突起体は、千鳥配列になるように設けることが好ましく、さらに好ましくは正三角形千鳥配列になるように設けることである。このような配列にすると、熱交換流体の拡散性（熱交換空間の隅々まで拡散できる性質）がさらに良好となる。 When the spacer (3) is a protrusion formed by embossing, rolling, electric discharge machining or NC machining on the base (1) and / or the wall (2), the spacer (3) has the above action. If it plays, there is no restriction on the shape {cylinder, elliptical cylinder, polygonal column (triangular, quadrangular, hexagonal, etc.), cone, elliptical cone, polygonal pyramid}, size, etc. Can be determined. In this case, it is preferable that as many projections as possible be interspersed so as to approach each other. In addition, the protrusions are preferably provided in a staggered arrangement, and more preferably in a regular triangular staggered arrangement. With such an arrangement, the diffusibility of the heat exchange fluid (the property of diffusing to every corner of the heat exchange space) is further improved.
土台（１）及び／又は壁体（２）を引き抜き加工、押出加工、旋盤加工、鍛造、鋳造、ロストワックス、電鋳メッキ又はこれらの組合せにより製造し、その表面に突起体を設けることによりスペーサー（３）を形成する場合、スペーサー（３）として、上記の作用を奏すれば、形、大きさ等に制限はなく、熱交換流体の流量等によって適宜決定できる。この場合、形成される突起体はできるだけ数多く、互いに接近するように点在させることが好ましい。また、突起体は、千鳥配列になるように設けることが好ましく、さらに好ましくは正三角形千鳥配列になるように設けることである。このような配列にすると、熱交換流体の拡散性（熱交換空間の隅々まで拡散できる性質）がさらに良好となる。 The base (1) and / or wall (2) is manufactured by drawing, extruding, turning, forging, casting, lost wax, electroforming plating, or a combination thereof, and spacers are provided by providing protrusions on the surface. In the case of forming (3), the shape, size, etc. are not limited as long as the spacer (3) exhibits the above-described action, and can be appropriately determined depending on the flow rate of the heat exchange fluid. In this case, it is preferable that as many projections as possible be interspersed so as to approach each other. In addition, the protrusions are preferably provided in a staggered arrangement, and more preferably in a regular triangular staggered arrangement. With such an arrangement, the diffusibility of the heat exchange fluid (the property of diffusing to every corner of the heat exchange space) is further improved.
スペーサー（３）のうち、製造コスト、熱交換の効率等の観点から、粒状物の集合体及びシボ加工等で形成される突起体が好ましく、さらに好ましくは粒状物の集合体、つぎに好ましくは球状又は紡錘状の粒状物の集合体、特に好ましくは球状の粒状物の集合体、最も好ましくは鋼製、純ニッケル製又は純鉄製の球状粒状物の集合体である。このような好ましいスペーサーであると、応力分散性がさらに良好となると共に、熱交換流体の拡散性（熱交換空間の隅々まで拡散できる性質）がさらに良好となるため、さらに素早く均一な温度に熱交換できる。スペーサー（３）は、粒状物や突起体等を複合して用いてもよい。 Of the spacer (3), from the viewpoint of production cost, heat exchange efficiency, and the like, granular aggregates and protrusions formed by embossing are preferable, more preferably granular aggregates, and then preferably An aggregate of spherical or spindle-shaped particles, particularly preferably an aggregate of spherical particles, and most preferably an aggregate of spherical particles made of steel, pure nickel, or pure iron. With such a preferable spacer, the stress dispersibility is further improved, and the diffusibility of the heat exchange fluid (the property of being able to diffuse to every corner of the heat exchange space) is further improved, so that the temperature can be more quickly and uniformly set. Heat exchange is possible. The spacer (3) may be used in combination with a granular material, a protrusion, or the like.
スペーサー（３）は、熱交換空間（４）に充填されていれば、熱交換空間（４）の全体に充填されていてもよく、その一部だけに充填されていてもよい（局在化されていてもよい）。これらのうち、熱交換構造の強度等の観点から、熱交換空間（４）の全体に充填されていることが好ましい。 As long as the heat exchange space (4) is filled, the spacer (3) may be filled in the whole heat exchange space (4) or may be filled only in a part thereof (localization). May be). Among these, it is preferable that the entire heat exchange space (4) is filled from the viewpoint of the strength of the heat exchange structure and the like.
スペーサー（３）を熱交換空間（４）の一部だけに充填する（局在化して充填する）場合、被熱交換体（熱交換されるもの）に近接するように充填すること｛一般的に、供給口（５）から離れた範囲に充填すること｝が好ましい。 When the spacer (3) is filled only in a part of the heat exchange space (4) (filled in a localized manner), the spacer (3) is filled so as to be close to the heat exchange body (thing to be heat exchanged) {general In addition, it is preferable to fill a range away from the supply port (5)}.
土台（１）と壁体（２）との隙間は、スペーサー（３）を嵌めることができ、熱交換流体を流すことができれば大きさに制限はないが、同じ幅（同じ厚さ）の隙間であることが好ましい。この隙間を同じ幅(同じ厚さ)にすると、熱交換流体がさらに均一に流れやすくなり、壁体（２）を介してさらに均一に熱交換することができる｛熱交換が不均一に行われると、被熱交換体（熱交換される対象）全体が均一に熱が伝達されず、残留応力が部分的に集中したり、模様が生じたりすることがある。）。 The gap between the base (1) and the wall (2) is not limited in size as long as the spacer (3) can be fitted and the heat exchange fluid can flow, but the gap of the same width (same thickness) It is preferable that If the gaps have the same width (same thickness), the heat exchange fluid can flow more uniformly and can be more evenly exchanged through the wall (2). {Heat exchange is performed unevenly. As a result, heat is not uniformly transmitted to the entire heat exchanger (target to be heat exchanged), and residual stress may be partially concentrated or a pattern may be generated. ).
土台（１）と壁体（２）との隙間は、狭い程（薄い程）、熱交換流体を早く流すことができるため、さらに素早く均一な温度に熱交換できる。 The narrower (thinner) the gap between the base (1) and the wall (2), the faster the heat exchange fluid can flow, so that heat can be exchanged to a uniform temperature more quickly.
土台（１）と壁体（２）との隙間にスペーサー（３）を嵌めることにより、土台（１）及び壁体（２）のそれぞれの表面には、スペーサー（３）が接触している部分（島）と、スペーサー（３）が接触していない部分(海)とが存在することとなる（連通する海の中に島が点在している海島構造）。そして、この海の中を熱交換流体が流れるが、流れは島にぶつかり、乱流となって、熱交換空間（４）全体に拡散することができる。これは土台（１）及び壁体（２）のそれぞれの表面付近の流れの状態であり、熱交換空間（４）全体では、スペーサー（３）の形状によってその程度は異なるが、２次元的に拡散するだけではなく、３次元的に拡散することとなる。すなわち、スペーサー（３）は、熱交換空間（４）に嵌められることにより、熱交換空間（４）自体が、高度に発達した迷路（短い流路）が形成されることとなる。 The spacer (3) is in contact with the respective surfaces of the base (1) and the wall (2) by fitting the spacer (3) into the gap between the base (1) and the wall (2). (Island) and a portion (sea) where the spacer (3) is not in contact exists (sea-island structure in which islands are scattered in the communicating sea). The heat exchange fluid flows through the sea, but the flow collides with the island and becomes a turbulent flow, which can be diffused throughout the heat exchange space (4). This is the state of the flow near the respective surfaces of the base (1) and the wall (2), and the degree of the heat exchange space (4) as a whole varies depending on the shape of the spacer (3), but two-dimensionally. In addition to diffusing, it will diffuse three-dimensionally. That is, the spacer (3) is fitted into the heat exchange space (4), thereby forming a maze (short flow path) in which the heat exchange space (4) itself is highly developed.
土台（１）と壁体（２）とは、スペーサー（３）を介して接合されていれば接合方法に制限はないが、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解金属メッキにより接合されていることが好ましい。土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して接合すると、土台（１）、壁体（２）及びスペーサー（３）が一体化するため、熱交換構造の強度がさらに向上すると共に、熱伝導性がさらに良好となるため、さらに素早く均一な温度に熱交換できる。 As long as the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), the joining method is not limited, but joining by sintering, bonding with an adhesive, brazing, or electroless metal plating It is preferable that When the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), the base (1), the wall (2) and the spacer (3) are integrated, so that the strength of the heat exchange structure is further increased. In addition to improving the thermal conductivity, heat exchange can be performed more quickly and uniformly.
土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して接合する場合、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解メッキにより接合した箇所に、フィレット(隅肉)部が形成されるので好ましい。フィレット(隅肉)部が形成されると、機械的強度が向上するだけでなく、熱交換の効率がさらに向上する。 When the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), the fillet part is located at the place joined by sintering, adhesive bonding, brazing or electroless plating. It is preferable because it is formed. When the fillet portion is formed, not only the mechanical strength is improved, but also the efficiency of heat exchange is further improved.
なお、スペーサー（３）が、土台（１）及び／又は壁体（２）にシボ加工、転造、放電加工又はＮＣ加工して形成する突起体である場合、突起体が形成されていない土台（１）又は壁体（２）と、突起体とは簡単に分離できる程度に接合してもよい。このように、突起体が形成された部材と、他の部材とを分離できるように構成すると、熱交換空間（４）の清掃や点検等が容易に行うことができる。 In addition, when the spacer (3) is a protrusion formed by embossing, rolling, electric discharge machining or NC processing on the base (1) and / or the wall (2), the base on which the protrusion is not formed (1) Or the wall (2) and the protrusion may be joined to such an extent that they can be easily separated. Thus, if it comprises so that the member in which the protrusion was formed, and another member can be isolate | separated, cleaning, inspection, etc. of the heat exchange space (4) can be performed easily.
壁体（２）は、熱交換効率の観点から薄い程好ましいが、強度の観点から、材料や使用条件等の制限を受ける。たとえば、本発明の熱交換構造を射出成形用金型に適用する場合、壁体（２）の厚さとしては０．５〜５０ｍｍ程度が好ましく、さらに好ましくは０．３〜１０ｍｍ程度、特に好ましくは１〜７ｍｍ、最も好ましくは１．５〜５ｍｍである。 The wall (2) is preferably as thin as possible from the viewpoint of heat exchange efficiency, but is restricted by materials and use conditions from the viewpoint of strength. For example, when the heat exchange structure of the present invention is applied to an injection mold, the thickness of the wall (2) is preferably about 0.5 to 50 mm, more preferably about 0.3 to 10 mm, particularly preferably. Is 1-7 mm, most preferably 1.5-5 mm.
壁体（２）は、たとえば、射出成形装置、ブロー成形装置又はヒートプレス成形装置等の構成体｛金型、ジャケット、ハウジング等｝そのもの又はこの一部分等を形成でき、また、ヒーターロール、ＣＰＵ、電気モーター、スピンドル、ジェットエンジン、ガスタービン、太陽光温水パネル又は床暖房用パネル等そのもの又はこれらの一部分を形成できるものである。 The wall body (2) can form, for example, a structure {mold, jacket, housing, etc.} itself such as an injection molding device, a blow molding device or a heat press molding device, or a part thereof, and also a heater roll, CPU, An electric motor, a spindle, a jet engine, a gas turbine, a solar water heating panel, a floor heating panel, or the like, or a part thereof can be formed.
壁体は、プラスチック、セラミックス、金属又はこれらの組合わせ等の材料から構成されてもよいが、熱伝導性及び強度等の観点から、金属製が好ましく、さらに好ましくは鉄、鉄合金、アルミニウム及びアルミニウム合金である。 The wall body may be made of a material such as plastic, ceramics, metal, or a combination thereof, but is preferably made of metal from the viewpoint of thermal conductivity and strength, and more preferably iron, iron alloy, aluminum and Aluminum alloy.
熱交換空間（４）には、熱交換空間（４）に熱交換流体を供給するための供給口（５）と、熱交換空間（４）から熱交換流体を排出するための排出口（６）とが設けられている。 The heat exchange space (4) has a supply port (5) for supplying the heat exchange fluid to the heat exchange space (4), and a discharge port (6) for discharging the heat exchange fluid from the heat exchange space (4). ) And are provided.
熱交換流体は、供給口（５）から熱交換空間（４）に供給され、スペーサー（３）の空隙を通り、拡散しながら熱交換空間（４）内に行き渡り、壁体を介して、対象物と熱交換しながら、排出口（６）から排出される。 The heat exchange fluid is supplied from the supply port (5) to the heat exchange space (4), passes through the gap of the spacer (3), diffuses into the heat exchange space (4), and passes through the wall body. It is discharged from the outlet (6) while exchanging heat with the object.
土台（１）に、開放端を少なくとも２個有する流路（７）を設けて、開放端の一個を供給口（５）又は排出口（６）とすることが好ましく、さらに好ましくはこの開放端を供給口（５）とすることである。流路（７）を設けると、最も熱交換したい部分に、いち早く熱交換流体を流入することができ、また、熱交換流体を最も早く排出したい部分から、熱交換流体を排出することができる。この流路（７）は複数個設けてもよい。なお、本発明において、「開放端」とは、金型の分野でいう開放端（流出口）を意味せず、流路に解放された末端を有するという意味で用いる（流出口としても、流入口としても使用できる。）。 Preferably, the base (1) is provided with a flow path (7) having at least two open ends, and one of the open ends is used as a supply port (5) or a discharge port (6), more preferably this open end. Is the supply port (5). When the flow path (7) is provided, the heat exchange fluid can flow into the portion where heat exchange is desired most quickly, and the heat exchange fluid can be discharged from the portion where heat exchange fluid is desired to be discharged earliest. A plurality of the flow paths (7) may be provided. In the present invention, the term “open end” does not mean an open end (outflow port) in the field of molds, but is used in the sense that it has a free end in the flow path (also as an outflow port. Can also be used as an entrance.)
熱交換流体としては、冷却・加熱液体（水、水溶液、シリコーン油、鉱物油及び熱媒等）、冷却・加熱ガス（空気、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、水蒸気及び炭酸ガス等）及びこれらの組合せ（均一溶解して用いる組合わせ、分散混合して用いる組合せ（たとえば、液体と気体とを混合したミスト）又はそれぞれ別々に供給して用いる組合せ）等が挙げられる。すなわち、熱交換流体は、冷却だけではなく、保温や加熱、急冷、徐冷等ができる。 Heat exchange fluids include cooling / heating liquids (water, aqueous solution, silicone oil, mineral oil, heat medium, etc.), cooling / heating gases (air, nitrogen gas, argon gas, helium gas, water vapor, carbon dioxide, etc.) and these (Combinations used by uniformly dissolving, combinations used by dispersing and mixing (for example, mist in which liquid and gas are mixed), or combinations used by separately supplying each). That is, the heat exchange fluid can be not only cooled but also kept warm, heated, rapidly cooled, gradually cooled, and the like.
従来、冷却・加熱ガス（気体）は冷却・加熱液体に比べて、粘性係数が低いため、流動抵抗が小さく、熱交換空間の内壁（壁体）付近で層流になりやすく、この層流部分等が熱交換の効率を低くする原因となっていたと考えられるが、本発明の熱交換構造では、スペーサー（３）の作用により、熱交換流体（冷却・加熱ガスであっても）を熱交換空間（４）の全域（内壁付近を含む）において乱流にでき、また、充填体と壁体とが直接熱伝導することができるため、熱交換の効率が著しく向上する。また、冷却・加熱ガスは冷却・加熱液体に比べて、粘性係数が低いため、流動抵抗が小さくなる他、冷却・加熱ガス（気体）は、冷却・加熱液体に比べて、腐食や汚れ等による詰まりの問題も著しく低減できる。 Conventionally, the cooling / heating gas (gas) has a lower viscosity coefficient than the cooling / heating liquid, so the flow resistance is small, and it tends to be laminar near the inner wall (wall) of the heat exchange space. In the heat exchange structure of the present invention, the heat exchange fluid (even if it is cooling / heating gas) is heat exchanged by the action of the spacer (3). Turbulent flow can be generated in the entire space (4) (including the vicinity of the inner wall), and the filler and the wall can conduct heat directly, so that the efficiency of heat exchange is significantly improved. In addition, the cooling / heating gas has a lower viscosity coefficient than the cooling / heating liquid, so the flow resistance is reduced, and the cooling / heating gas (gas) is caused by corrosion, dirt, etc., compared to the cooling / heating liquid. The problem of clogging can also be significantly reduced.
熱交換流体の温度と被熱交換体（熱交換される対象）との温度差が大きい場合（たとえば、５００〜８００℃）、熱交換構造（特に壁体等）がサーマルショック（熱間衝撃割）により破損しやすくなる。このサーマルショックによる破損を防止するため、冷却・加熱ガスを用いるか、温度差の小さな冷却・加熱液体又は冷却・加熱ガスを用いることが好ましい。 When the temperature difference between the temperature of the heat exchange fluid and the heat exchange body (target to be heat exchanged) is large (for example, 500 to 800 ° C.), the heat exchange structure (particularly the wall body) is a thermal shock (hot shock ratio). ). In order to prevent breakage due to the thermal shock, it is preferable to use a cooling / heating gas or a cooling / heating liquid or a cooling / heating gas having a small temperature difference.
本発明の熱交換構造には、熱交換空間（４）内に又はこの空間に近接して、電気ヒーター（シーズヒーター、電磁誘導ヒーター、カーボンヒーター及びセラミックヒーター等）を埋設してもよい。 In the heat exchange structure of the present invention, an electric heater (seeds heater, electromagnetic induction heater, carbon heater, ceramic heater, or the like) may be embedded in or near the heat exchange space (4).
供給口（５）と排出口（６）とは、熱交換の効率（冷却効率等）等の観点から、できるだけ離れた位置に設けることが好ましい。
供給口（５）及び排出口（６）は、熱交換空間（４）１つに対して、それぞれ１つずつであってもよいし、いずれか一方又は両方が複数個あってもよい。熱交換の際に熱交換空間（４）が加圧されるような場合、供給口（５）の数よりも、排出口（６）の数を多くすることが好ましい。この場合、排出口（６）の位置は、熱交換流体が均一に排出できるように、供給口（５）に対してすべての排出口が同じ距離となるように設計することが好ましい。
供給口（５）及び排出口（６）の数、大きさ（口径）、開口形状は、用途や形状等に応じて適宜決定できる。
The supply port (5) and the discharge port (6) are preferably provided at positions as far as possible from the viewpoint of heat exchange efficiency (such as cooling efficiency).
One supply port (5) and one discharge port (6) may be provided for each heat exchange space (4), or a plurality of either one or both of them may be provided. When the heat exchange space (4) is pressurized during heat exchange, it is preferable to increase the number of discharge ports (6) rather than the number of supply ports (5). In this case, the position of the discharge port (6) is preferably designed so that all the discharge ports are at the same distance from the supply port (5) so that the heat exchange fluid can be discharged uniformly.
The number, size (bore diameter), and opening shape of the supply port (5) and the discharge port (6) can be determined as appropriate according to the application and shape.
複数種類の熱交換流体をそれぞれ別々に供給する場合、熱交換流体はそれぞれ複数個の供給口（５）から供給されるが、１種類の熱交換流体がさらに複数の供給口（５）から供給されてもよい。また、この場合、熱交換流体はそれぞれ複数個の排出口（６）から排出してもよく、１種類の熱交換流体がさらに複数の排出口（６）から排出されてもよい。 When supplying a plurality of types of heat exchange fluids separately, each heat exchange fluid is supplied from a plurality of supply ports (5), but one type of heat exchange fluid is further supplied from a plurality of supply ports (5). May be. In this case, the heat exchange fluid may be discharged from the plurality of discharge ports (6), or one kind of heat exchange fluid may be discharged from the plurality of discharge ports (6).
以上の通り、本発明の熱交換構造を適用すると、従来は強度維持のため変肉（肉厚の厚い箇所と薄い箇所とが混在している）にする必要があった熱交換構造（金型等）であっても、壁体（２）を均一の厚さにでき、また、この壁体（２）を従来の熱交換構造に比べて薄くすることができるため、容易に均一かつ早い熱交換ができる。また、従来困難であった急速冷却や急速加熱等も容易にできる他、強度等の観点から、熱交換構造を設けることができなかった小さな部材（たとえば、金型の薄リブ部分等）にも本発明の熱交換構造が適用できる。 As described above, when the heat exchanging structure of the present invention is applied, the heat exchanging structure (molds) that conventionally had to be changed in thickness (a mixture of thick and thin parts) to maintain strength. Etc.), the wall (2) can be made to have a uniform thickness, and the wall (2) can be made thinner than the conventional heat exchange structure. Can be exchanged. Moreover, quick cooling and rapid heating, which have been difficult in the past, can be easily performed, and also from a viewpoint of strength and the like to a small member (for example, a thin rib portion of a mold) in which a heat exchange structure cannot be provided. The heat exchange structure of the present invention can be applied.
本発明の熱交換構造は、たとえば、射出成形装置の構成体｛金型、融解物の流路、融解物を加熱融解するための加熱炉、融解物を押し出すための押出機（プランジャー等）及びその他の射出成形装置の構成体等｝に充填される融解物（溶湯、加熱融解した熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂等）を間接的に熱交換（加熱、冷却又は保温等の温度調節）できればよく、これらの構成体の内部空間や外部空間（ジャケット、ハウジング）等に適用でき、公知の構造等（たとえば、特許文献１、特開２００９−７２８０３号公報、特開２００９−７２７９８号公報、実用新案登録第３１３４２１２号公報、特開平５−１６９１８９号公報及び特開２００１−１０５０９６号公報）に適用できる。これらの他に、ブロー成形装置、ヒートプレス装置、ヒーターロール、ＣＰＵ、電気モーター、スピンドル、ジェットエンジン、ガスタービン、太陽光温水パネル又は床暖房用パネル等の内部空間又は外部空間（ジャケット、パネル等）等にも適用できる。 The heat exchange structure of the present invention includes, for example, a structure of an injection molding apparatus {a mold, a flow path of a melt, a heating furnace for heating and melting the melt, and an extruder (a plunger or the like) for extruding the melt. And other injection molding apparatus components, etc.} indirectly (for temperature adjustment such as heating, cooling or heat retention) of the melt (melt, molten thermoplastic resin and thermosetting resin). As long as it can be applied, it can be applied to the internal space and external space (jacket, housing), etc. of these components, and known structures and the like (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-72803, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-72798, This can be applied to Utility Model Registration No. 3134212, JP-A-5-169189, and JP-A-2001-105096. In addition to these, internal or external spaces (jackets, panels, etc.) such as blow molding devices, heat press devices, heater rolls, CPUs, electric motors, spindles, jet engines, gas turbines, solar hot water panels or floor heating panels ) Etc.
本発明の熱交換構造を射出成形装置等に適用する場合、融解物としては、射出成形した後、冷却固化又は加熱硬化（反応固化）により成形されるものであり、溶湯（アルミニウム、マグネシウム、亜鉛又はこれらの金属を含む合金を融解してなる溶湯（液体）等）、ガラス、セラミックス（分散液）、熱可塑性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイト又はポリサルホンを融解した液体等）、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂又はウレタン樹脂を構成できるモノマー液体等）が含まれる。 When the heat exchange structure of the present invention is applied to an injection molding device or the like, the melt is formed by injection molding and then cooling solidification or heat curing (reaction solidification), and molten metal (aluminum, magnesium, zinc). Or molten metal (liquid) made by melting an alloy containing these metals, glass, ceramics (dispersion), thermoplastic resin (polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, acrylonitrile butadiene -Styrene resin (ABS), polyamide, polyethersulfone, polyphenylene sulfite, or a liquid in which polysulfone is melted), and thermosetting resin (such as a monomer liquid that can constitute an epoxy resin, a phenol resin, or a urethane resin).
本発明の射出成形品の製造方法の特徴は、上記の熱交換構造を持つ射出成形装置の金型に融解物（溶湯、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等）を射出する射出工程；
金型の熱交換空間(４)に熱交換流体を流入させて溶融物を温度調節する温度調節工程；
金型を開く型開き工程；
射出成形品を金型から取り出す離型工程；及び
金型を締めて金型を再構成する金型締め工程を含む点を要旨とする。
The injection molding product according to the present invention is characterized by an injection step of injecting a melt (a molten metal, a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or the like) into a mold of an injection molding apparatus having the above heat exchange structure;
A temperature adjustment step of adjusting the temperature of the melt by flowing a heat exchange fluid into the heat exchange space (4) of the mold;
Mold opening process to open the mold;
The gist includes a mold release step of taking out an injection molded product from the mold; and a mold clamping step of reconstituting the mold by closing the mold.
金型に融解物（溶湯、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等）を射出する射出工程は、上記の熱交換構造を持つ射出成形装置の金型を使用すること以外、公知の射出工程と同様に行うことができる。 The injection process of injecting a melt (melt, thermoplastic resin, thermosetting resin, etc.) into the mold is the same as the known injection process except that the mold of the injection molding apparatus having the above heat exchange structure is used. Can be done.
温度調節工程において、一番最初の射出を行う場合、射出成形装置の金型を暖めるために、熱交換流体として、加熱液体（加熱高温水又は高温度の熱媒等）や加熱ガス（水蒸気又は加熱空気等）を熱交換空間（４）に流してもよいし、電気ヒーターで熱交換空間（４）を加熱してもよい（加熱工程）。 In the temperature adjustment step, when performing the first injection, in order to warm the mold of the injection molding apparatus, as a heat exchange fluid, a heating liquid (heating high temperature water or a high temperature heating medium) or a heating gas (steam or water vapor) Heated air or the like) may flow through the heat exchange space (4), or the heat exchange space (4) may be heated with an electric heater (heating step).
また、金型を開く型開き工程の前に行う温度調節工程（溶湯等を冷却する冷却工程）では、熱交換流体として、冷却液体（冷却水又は冷却した熱媒等）や冷却ガス（水蒸気又は冷却空気等）を用いてもよい（冷却工程）。 Moreover, in the temperature control process (cooling process which cools molten metal etc.) performed before the mold opening process which opens a metal mold | die, as a heat exchange fluid, a cooling liquid (cooling water or a cooled heat medium etc.) and cooling gas (water vapor | steam or Cooling air or the like) may be used (cooling step).
また、金型に一定温度の熱交換流体（冷却・加熱液体や冷却・加熱ガス）を熱交換空間（４）に流し続けて、融解体（溶湯等）を射出する前は金型を加熱・保温し（金型等の加熱・保温工程）、融解体（溶湯等）を射出した後は金型を冷却・保温する（融解体を冷却・保温する冷却・保温工程）というように、熱交換流体は、加熱、冷却又は保温の各工程で同じ温度であってもよく（温度調節する対象体との相対的温度差によって加熱、冷却、保温として作用する）、異なる温度であってもよい。
また、温度調節工程は、他の工程と同時に行われてもよいし、製造工程で複数回行われてもよい。
In addition, heat exchange fluid (cooling / heating liquid or cooling / heating gas) at a constant temperature continues to flow into the heat exchange space (4) through the mold, and the mold is heated before injecting the melt (molten metal, etc.) Heat exchange such as heat insulation (heating process for molds, etc.), and after injecting a melt (molten metal, etc.), the mold is cooled and kept warm (cooling process for cooling and warming the melt). The fluid may have the same temperature in each step of heating, cooling, or heat retention (acts as heating, cooling, heat retention depending on a relative temperature difference with the object to be temperature-adjusted), or may be at different temperatures.
In addition, the temperature adjustment process may be performed simultaneously with other processes, or may be performed a plurality of times in the manufacturing process.
同様に、上記の熱交換構造は、射出成形装置の構成体｛金型、融解物の流路、融解物を加熱融解するための加熱炉、融解物を押し出すための押出機（プランジャー等）及びその他の射出成形装置の構成体等｝を温度調節することもできる。 Similarly, the heat exchange structure described above includes the components of the injection molding apparatus {mold, melt flow path, heating furnace for heating and melting the melt, and extruder (plunger, etc.) for extruding the melt. Further, the temperature of the other components of the injection molding apparatus can be adjusted.
金型を開く型開き工程、射出成形品を金型から取り出す離型工程及び金型を締めて金型を再構成する金型締め工程は、公知の工程と同様に行うことができる。 The mold opening process for opening the mold, the mold releasing process for taking out the injection molded product from the mold, and the mold clamping process for reconfiguring the mold by closing the mold can be performed in the same manner as known processes.
本発明の射出成形品の製造方法において、融解体（溶湯等）は特に制限がないが、射出成形した後、冷却固化又は加熱硬化（反応固化）により成形されるものであり、溶湯（アルミニウム、マグネシウム、亜鉛又はこれらの金属を含む合金を融解してなる溶湯（液体）等）、ガラス、セラミックス（分散液）、熱可塑性樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイト又はポリサルホンを融解した液体等）、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂、フェノール樹脂又はウレタン樹脂を構成できるモノマー液体等）が含まれる。 In the method for producing an injection-molded article of the present invention, the melt (molten metal, etc.) is not particularly limited, but after injection molding, it is molded by cooling solidification or heat curing (reaction solidification). Molten metal (liquid) formed by melting magnesium, zinc or an alloy containing these metals, glass, ceramics (dispersion), thermoplastic resin (polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, Includes acrylonitrile, butadiene, styrene resin (ABS), polyamide, polyethersulfone, polyphenylene sulfite, or polysulfone melted liquid), thermosetting resin (monomer liquid that can constitute epoxy resin, phenol resin, or urethane resin, etc.) It is.
本発明の熱交換構造は、強度及び冷却効率の両方に優れている。すなわち、本発明の熱交換構造は、強度が高く、キャビティー面やコア面と冷却水通路との距離が短く（薄肉）にできるため、優れた冷却効率を発揮する（素早く熱交換することができる。）。 The heat exchange structure of the present invention is excellent in both strength and cooling efficiency. That is, the heat exchange structure of the present invention has high strength, and the distance between the cavity surface or core surface and the cooling water passage can be shortened (thin wall), so that it exhibits excellent cooling efficiency (heat exchange can be performed quickly). it can.).
したがって、従来は強度維持のため変肉（肉厚の厚い箇所と薄い箇所とが混在している）にする必要があった熱交換構造（金型等）であっても、壁体（２）を均一の厚さにでき、また、この壁体（２）を従来の熱交換構造に比べて薄くすることができるため、容易に均一かつ早い熱交換ができる。また、従来困難であった急速冷却や急速加熱等も容易にできる他、強度等の観点から、熱交換構造を設けることができなかった小さな部材（たとえば、金型の薄リブ部分等）にも本発明の熱交換構造が適用できる。 Therefore, even in the case of a heat exchange structure (such as a mold) that has conventionally been required to have a thickness change (a mixture of thick and thin portions) to maintain strength, the wall (2) Since the wall body (2) can be made thinner than the conventional heat exchange structure, uniform and fast heat exchange can be easily performed. Moreover, quick cooling and rapid heating, which have been difficult in the past, can be easily performed, and also from a viewpoint of strength and the like to a small member (for example, a thin rib portion of a mold) in which a heat exchange structure cannot be provided. The heat exchange structure of the present invention can be applied.
本発明の熱交換構造は、以上の効果を奏するため、射出成形装置、ブロー成形装置、ヒートプレス装置等の構成体(金型等)の熱交換構造以外に、ヒーターロール、ＣＰＵ、電気モーター、スピンドル、ジェットエンジン、ガスタービン、太陽光温水パネル又は床暖房用パネル等の熱交換構造（熱交換構造体）としても適している。後者の場合、熱交換空間（４）としては、射出成形装置、ブロー成形装置、ヒートプレス装置等の構成体（金型等）と同様に、内部空間や外部空間（ジャケット、ハウジング）等が含まれる。 Since the heat exchange structure of the present invention has the above effects, in addition to the heat exchange structure of a structural body (such as a mold) such as an injection molding device, a blow molding device, a heat press device, a heater roll, a CPU, an electric motor, It is also suitable as a heat exchange structure (heat exchange structure) such as a spindle, jet engine, gas turbine, solar hot water panel or floor heating panel. In the latter case, the heat exchange space (4) includes an internal space, an external space (jacket, housing), etc., as well as components (molds, etc.) such as an injection molding device, blow molding device, and heat press device. It is.
本発明の射出成形品の製造方法によると、熱交換構造の強度が高いため、キャビティー面やコア面と冷却水通路との距離が短く（薄肉）にできるため、優れた冷却効率を発揮する（素早く熱交換することができる。）。 According to the method of manufacturing an injection molded product of the present invention, the strength of the heat exchange structure is high, and the distance between the cavity surface or core surface and the cooling water passage can be shortened (thin wall), so that excellent cooling efficiency is exhibited. (It can exchange heat quickly.)
したがって、従来は強度維持のため変肉（肉厚の厚い箇所と薄い箇所とが混在している）にする必要があった熱交換構造（金型等）であっても、壁体（２）を均一の厚さにでき、また、この壁体（２）を従来の熱交換構造に比べて薄くすることができるため、容易に均一かつ早い熱交換ができる。また、従来困難であった急速冷却や急速加熱等も容易にできる他、強度等の観点から、熱交換構造を設けることができなかった小さな部材（たとえば、金型の薄リブ部分等）にも本発明の熱交換構造が適用できる。
したがって、本発明の射出成形品の製造方法によると、射出成形品を効率よく製造できる（サイクルタイムの短縮、金型の交換・修理の回数減少等）。
Therefore, even in the case of a heat exchange structure (such as a mold) that has conventionally been required to have a thickness change (a mixture of thick and thin portions) to maintain strength, the wall (2) Since the wall body (2) can be made thinner than the conventional heat exchange structure, uniform and fast heat exchange can be easily performed. Moreover, quick cooling and rapid heating, which have been difficult in the past, can be easily performed, and also from a viewpoint of strength and the like to a small member (for example, a thin rib portion of a mold) in which a heat exchange structure cannot be provided. The heat exchange structure of the present invention can be applied.
Therefore, according to the method for manufacturing an injection molded product of the present invention, an injection molded product can be manufactured efficiently (reduction of cycle time, number of times of mold replacement / repair, etc.).
以下、図面を用いて、本発明の熱交換構造について、さらに詳細に説明する。なお、特記しない限り、最初に説明した事項は、後の図面の説明においても共通して適用できる。 Hereinafter, the heat exchange structure of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Unless otherwise specified, the items described first can be applied in common to the description of subsequent drawings.
＜図１＞
図１は、本発明の熱交換構造の一態様｛シボ加工によりスペーサーを設けた例｝を概念的に表した端面図である。図１で表した熱交換構造は、本発明の熱交換構造を金属金型に応用した冷却ピンである。このようなキャビティ面やコア面を持つ従来の冷却ピン（特許文献１）では、冷却流路を狭くして、キャビティー面やコア面と冷却水通路との距離が長く（肉厚に）設定せざるを得なかった。したがって、従来の冷却ピンでは、素早く冷却することができなかった。しかし、本発明の熱交換構造を適用すれば、このようなキャビティ面やコア面も均一に素早く冷却することができる。
<Figure 1>
FIG. 1 is an end view conceptually showing an embodiment of the heat exchange structure of the present invention {example in which spacers are provided by embossing}. The heat exchange structure shown in FIG. 1 is a cooling pin in which the heat exchange structure of the present invention is applied to a metal mold. In the conventional cooling pin having such a cavity surface or core surface (Patent Document 1), the cooling flow path is narrowed and the distance between the cavity surface or core surface and the cooling water passage is set long (thickness). I had to do it. Therefore, the conventional cooling pin cannot be cooled quickly. However, if the heat exchange structure of the present invention is applied, the cavity surface and the core surface can be uniformly and quickly cooled.
図１に示した熱交換構造は、たとえば、次のようにして調製できる。
金属製円柱を旋盤加工、放電加工又はＭＣ加工等により切削して、土台（１）を密嵌できるように空洞を設け、さらに熱交換空間（４）を設けるためにさらに切削して、図２に示した壁体（２）を形成するための部材（２’）を調製する。
The heat exchange structure shown in FIG. 1 can be prepared, for example, as follows.
A metal cylinder is cut by lathe machining, electric discharge machining, MC machining or the like to provide a cavity so that the base (1) can be tightly fitted, and further cut to provide a heat exchange space (4). The member (2 ′) for forming the wall body (2) shown in FIG.
別途、金属製円柱をマシニングセンター又は放電加工等により切削して、壁体（２）に密嵌できるように土台形状に調製すると共に、開放端を２個有する流路（７）を設け、さらに、壁体（２）と密嵌する面をシボ加工してスペーサー（３）を形成して、スペーサー（３）を設けた土台（１）を調製する（図４）。 Separately, a metal cylinder is cut by a machining center or electric discharge machining to prepare a base shape so that it can be closely fitted to the wall body (2), and a flow path (7) having two open ends is provided, The surface that is closely fitted with the wall body (2) is subjected to texturing to form the spacer (3), and the base (1) provided with the spacer (3) is prepared (FIG. 4).
土台（１）には、開放端を２個有する流路（７）を設けているが（図１、４）、図５に示したように、開放端を４個有する流路（７）でもよい。さらに、４個を超える開放端を有する流路でもよい。流路（７）を設けると、最も熱交換したい部分に、いち早く熱交換流体を流入することができ、また、熱交換流体を最も早く排出したい部分から、熱交換流体を排出することができる。 The base (1) is provided with a flow path (7) having two open ends (FIGS. 1 and 4), but as shown in FIG. 5, the flow path (7) having four open ends is also provided. Good. Furthermore, the flow path may have more than four open ends. When the flow path (7) is provided, the heat exchange fluid can flow into the portion where heat exchange is desired most quickly, and the heat exchange fluid can be discharged from the portion where heat exchange fluid is desired to be discharged earliest.
図４において、「３★」部分は、シボ加工した面を表しており、この箇所だけ端面図とはなっていない。図１の熱交換構造においては、シボ加工により、多数の小さな円柱体を設けたものである(この形状や大きさは、用途等によって適宜変更できる。)。スペーサー（３）（突起体）は、シボ加工以外に、転造、フォトエッチング、放電加工、ＮＣ加工、引き抜き加工、押出加工、旋盤加工、鍛造、鋳造、ロストワックス、電鋳メッキ又はこれらの組合せにより形成してもよい。 In FIG. 4, the “3 ★” portion represents a textured surface, and only this portion is not an end view. In the heat exchange structure of FIG. 1, a number of small cylindrical bodies are provided by embossing (the shape and size can be changed as appropriate depending on the application). Spacer (3) (projection) is rolled, photo-etched, electrical discharge machining, NC machining, drawing, extrusion, lathe machining, forging, casting, lost wax, electroplating, or a combination thereof May be formed.
壁体（２）(図２)を形成するための部材（２’）と、スペーサー（３）を設けた土台（１）とを密嵌し、土台（１）と部材（２’）とを、スペーサー（３）を介して、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解金属メッキにより接合した後、マシニングセンター又は放電加工等により切削して、キャビティ面やコア面を設けて、本発明の熱交換構造を調製する。 The member (2 ′) for forming the wall (2) (FIG. 2) and the base (1) provided with the spacer (3) are closely fitted, and the base (1) and the member (2 ′) are After the spacer (3) is sintered, bonded by an adhesive, brazed or electroless metal plated, and then cut by a machining center or electric discharge machining to provide a cavity surface and a core surface. Prepare a heat exchange structure.
なお、土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して、接着剤による接着、又は無電解金属メッキにより接合する場合、壁体（２）(図２)を形成するための部材（２’）をマシニングセンター又は放電加工等により切削して、キャビティ面やコア面を設けて、壁体（２）を調製してから、壁体（２）とスペーサー（３）を設けた土台（１）とを密嵌し、接着剤による接着又は無電解金属メッキにより壁体（２）と土台（１）とをスペーサー（３）を介して接合して、本発明の熱交換構造を調製してもよい。 In addition, when the base (1) and the wall (2) are bonded by an adhesive or electroless metal plating through the spacer (3), the wall (2) (FIG. 2) is formed. The member (2 ′) was cut by a machining center or electric discharge machining to provide a cavity surface and a core surface to prepare a wall body (2), and then a wall body (2) and a spacer (3) were provided. The base (1) is tightly fitted, and the wall (2) and the base (1) are joined via the spacer (3) by bonding with an adhesive or electroless metal plating, so that the heat exchange structure of the present invention is obtained. It may be prepared.
土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して接合する場合、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解金属メッキにより接合した箇所に、フィレット(隅肉)部が形成されるので好ましい。フィレット(隅肉)部が形成されると、機械的強度が向上するだけでなく、熱交換の効率がさらに向上する。 When the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), the fillet part fills the place joined by sintering, adhesive bonding, brazing or electroless metal plating. Is preferable. When the fillet portion is formed, not only the mechanical strength is improved, but also the efficiency of heat exchange is further improved.
＜図６＞
図６は、本発明の熱交換構造の一態様｛粒状物の充填によりスペーサーを設けた例｝を概念的に表した端面図である。図６で表した熱交換構造は、図１で表した熱交換構造と同様のキャビティ面やコア面を持つ冷却ピンである。
<Fig. 6>
FIG. 6 is an end view conceptually showing one aspect of the heat exchange structure of the present invention {example in which spacers are provided by filling a granular material}. The heat exchange structure shown in FIG. 6 is a cooling pin having the same cavity surface and core surface as the heat exchange structure shown in FIG.
図６に示した熱交換構造は、たとえば、次のようにして調製できる。
金属製円柱を旋盤加工、放電加工又はＭＣ加工等により切削して、土台（１）を密嵌できるように空洞を設け、さらに熱交換空間（４）を設けるためにさらに切削して、図２に示した壁体（２）を形成するための部材（２’）を調製する。
The heat exchange structure shown in FIG. 6 can be prepared as follows, for example.
A metal cylinder is cut by lathe machining, electric discharge machining, MC machining or the like to provide a cavity so that the base (1) can be tightly fitted, and further cut to provide a heat exchange space (4). The member (2 ′) for forming the wall body (2) shown in FIG.
別途、金属製円柱をマシニングセンター又は放電加工等により切削して、壁体（２）に密嵌できるように土台（１）を調製する。 Separately, a metal cylinder is cut by a machining center or electric discharge machining or the like, and the base (1) is prepared so that it can be tightly fitted to the wall (2).
土台（１）と壁体（２）(図２)を形成するための部材（２’）とをスペーサー（３）｛図６では球状粒状体｝を介して密嵌させ、スペーサー（３）｛図６では球状粒状体｝同士を、焼結（真空加圧焼結等）、接着剤（耐熱性及び熱伝導率の高いものが好ましい）による接着、ろう付け（液層拡散接合等）又は無電解金属メッキにより、粒状物同士を互いに接合すると共に、土台（１）と部材（２’）とをスペーサー（３）を介して接合した後、土台（１）に開放端を少なくとも２個有する流路（７）を細穴放電加工機等で形成し、マシニングセンター又は放電加工等により切削して、キャビティ面やコア面を設けて、本発明の熱交換構造を調製する。 The base (1) and the member (2 ′) for forming the wall (2) (FIG. 2) are closely fitted via the spacer (3) {spherical granular body in FIG. 6}, and the spacer (3) { In FIG. 6, the spherical particles} are sintered (vacuum pressure sintering, etc.), bonded with an adhesive (preferably having high heat resistance and thermal conductivity), brazed (liquid layer diffusion bonding, etc.) or nothing. A flow in which the granular materials are joined to each other by electrolytic metal plating, and after the base (1) and the member (2 ′) are joined via the spacer (3), the base (1) has at least two open ends. The path (7) is formed with a fine hole electric discharge machine or the like and cut by a machining center or electric discharge machining to provide a cavity surface and a core surface to prepare the heat exchange structure of the present invention.
なお、土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して、接着剤による接着、又は無電解金属メッキにより接合する場合、壁体（２）(図２)を形成するための部材（２’）をマシニングセンター又は放電加工等により切削して、キャビティ面やコア面を設けて、壁体（２）を調製してから、壁体（２）とスペーサー（３）を設けた土台（１）とを密嵌し、接着剤による接着又は無電解金属メッキにより壁体（２）と土台（１）とをスペーサー（３）を介して接合して、本発明の熱交換構造を調製してもよい。 In addition, when the base (1) and the wall (2) are bonded by an adhesive or electroless metal plating through the spacer (3), the wall (2) (FIG. 2) is formed. The member (2 ′) was cut by a machining center or electric discharge machining to provide a cavity surface and a core surface to prepare a wall body (2), and then a wall body (2) and a spacer (3) were provided. The base (1) is tightly fitted, and the wall (2) and the base (1) are joined via the spacer (3) by bonding with an adhesive or electroless metal plating, so that the heat exchange structure of the present invention is obtained. It may be prepared.
粒状物は密に充填することが好ましい。粒状物を密に充填すると、土台（１）と壁体（２）との補強部材として働きがさらに向上し、熱交換構造に、圧縮応力等が加えられても熱交換構造がさらに変形しにくくなることの他に、粒状物同士の接触により粒状物の集合体全体の温度分布がさらに均一になると共に、より早く熱が移動しりやすいため、より早く、より均一に熱交換できる。粒状物同士が互いに接合すると、これらの効果がさらに向上する。また、土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して接合すると、熱交換構造の強度がさらに向上すると共に、熱伝導性がさらに良好となるため、さらに素早く均一な温度に熱交換できる。 The granular material is preferably packed tightly. When the granular material is closely packed, the function as a reinforcing member for the base (1) and the wall (2) is further improved, and the heat exchange structure is not easily deformed even if compressive stress is applied to the heat exchange structure. In addition to this, the temperature distribution of the aggregate of the granular materials becomes more uniform due to the contact between the granular materials, and heat can be transferred more quickly, so that heat can be exchanged more quickly and more uniformly. When the granular materials are joined to each other, these effects are further improved. Further, when the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), the strength of the heat exchange structure is further improved and the thermal conductivity is further improved, so that the temperature can be more quickly and evenly uniform. Heat exchange.
スペーサー（３）同士を接合する場合や、土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して接合する場合、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解金属メッキにより接合した箇所に、フィレット(隅肉)部が形成されるので好ましい。フィレット(隅肉)部が形成されると、機械的強度が向上するだけでなく、熱交換の効率がさらに向上する。 When joining the spacers (3) or when the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), sintering, bonding with an adhesive, brazing, or electroless metal plating It is preferable because a fillet portion is formed at the joined portion. When the fillet portion is formed, not only the mechanical strength is improved, but also the efficiency of heat exchange is further improved.
流路（７）を設けると、最も熱交換したい部分に、いち早く熱交換流体を流入することができ、また、熱交換流体を最も早く排出したい部分から、熱交換流体を排出することができる。 When the flow path (7) is provided, the heat exchange fluid can flow into the portion where heat exchange is desired most quickly, and the heat exchange fluid can be discharged from the portion where heat exchange fluid is desired to be discharged earliest.
＜図８＞
図８は、本発明の熱交換構造の一態様｛シボ加工によりスペーサーを設けた例｝を概念的に表した端面図である。図８で表した熱交換構造は、本発明の熱交換構造を応用した金属金型である。基本的には図１で示した熱交換構造を複合したものである。
<Figure 8>
FIG. 8 is an end view conceptually showing one aspect of the heat exchange structure of the present invention {example in which spacers are provided by embossing}. The heat exchange structure shown in FIG. 8 is a metal mold to which the heat exchange structure of the present invention is applied. Basically, the heat exchange structure shown in FIG. 1 is combined.
図８に示した熱交換構造は、たとえば、次のようにして調製できる。
金属製直方体を旋盤加工、放電加工又はＭＣ加工等により切削して、土台（１）を密嵌できるように空洞を設け、さらに熱交換空間（４）を設けるためにさらに切削して、図１０に示した壁体（２）を形成するための部材（２’）を調製する。
The heat exchange structure shown in FIG. 8 can be prepared, for example, as follows.
A metal rectangular parallelepiped is cut by lathe machining, electric discharge machining, MC machining, or the like to provide a cavity so that the base (1) can be closely fitted, and further cut to provide a heat exchange space (4). The member (2 ′) for forming the wall body (2) shown in FIG.
別途、金属製直方体をマシニングセンター又は放電加工等により切削して、壁体（２）に密嵌できるように土台形状に調製すると共に、開放端を２個有する流路（７）を設け、さらに、壁体（２）と密嵌する面をシボ加工してスペーサー（３）を形成して、スペーサー（３）を設けた土台（１）を調製する（図１１）。 Separately, a metal rectangular parallelepiped is cut by a machining center or electric discharge machining to prepare a base shape so that it can be closely fitted to the wall body (2), and a flow path (7) having two open ends is provided, The surface that is closely fitted to the wall body (2) is processed to form the spacer (3), and the base (1) provided with the spacer (3) is prepared (FIG. 11).
土台（１）には、開放端を２個有する流路（７）を７本設けているが（図８、１１）、図１２に示したように、開放端を４個有する流路（７）でもよく、開放端を２個有する流路（７）と開放端を４個有する流路（７）との混在でもよい。さらに、４個を超える開放端を有する流路でもよい。流路（７）を設けると、最も熱交換したい部分に、いち早く熱交換流体を流入することができ、また、熱交換流体を最も早く排出したい部分から、熱交換流体を排出することができる。また、開放端を３個以上有する流路（７）を設けると、高温度の被熱交換体に対して適用する場合、熱交換流体としてその高温度でガス化するような物質を用いても（たとえば、水）、熱交換空間（４）内の圧力が上昇しても熱交換流体を流入することができる。 The base (1) is provided with seven channels (7) having two open ends (FIGS. 8 and 11), but as shown in FIG. 12, the channel (7) having four open ends (7). ), Or a mixture of a flow path (7) having two open ends and a flow path (7) having four open ends. Furthermore, the flow path may have more than four open ends. When the flow path (7) is provided, the heat exchange fluid can flow into the portion where heat exchange is desired most quickly, and the heat exchange fluid can be discharged from the portion where heat exchange fluid is desired to be discharged earliest. Further, when a flow path (7) having three or more open ends is provided, when applied to a high-temperature heat exchanger, a substance that gasifies at that high temperature may be used as a heat exchange fluid. Even if the pressure in the heat exchange space (4) rises (for example, water), the heat exchange fluid can flow in.
図１１において、「３★」部分は、シボ加工した面を表しており、この箇所だけ端面図とはなっていない。図８の熱交換構造においては、シボ加工により、多数の小さな円柱体を設けたものである(この形状や大きさは、用途等によって適宜変更できる。)。スペーサー（３）（突起体）は、シボ加工以外に、転造、フォトエッチング、放電加工、ＮＣ加工、引き抜き加工、押出加工、旋盤加工、鍛造、鋳造、ロストワックス、電鋳メッキ又はこれらの組合せにより形成してもよい。 In FIG. 11, the “3 ★” portion represents a textured surface, and only this portion is not an end view. In the heat exchange structure of FIG. 8, a number of small cylindrical bodies are provided by embossing (the shape and size can be changed as appropriate depending on the application). Spacer (3) (projection) is rolled, photo-etched, electrical discharge machining, NC machining, drawing, extrusion, lathe machining, forging, casting, lost wax, electroplating, or a combination thereof May be formed.
壁体（２）(図１０)を形成するための部材（２’）と、スペーサー（３）を設けた土台（１）とを密嵌し、土台（１）と部材（２’）とを、スペーサー（３）を介して、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解金属メッキにより接合した後、マシニングセンター又は放電加工等により切削して、キャビティ面やコア面を設けて、本発明の熱交換構造を調製する。 The member (2 ′) for forming the wall (2) (FIG. 10) and the base (1) provided with the spacer (3) are closely fitted, and the base (1) and the member (2 ′) are After the spacer (3) is sintered, bonded by an adhesive, brazed or electroless metal plated, and then cut by a machining center or electric discharge machining to provide a cavity surface and a core surface. Prepare a heat exchange structure.
なお、土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して、接着剤による接着、又は無電解金属メッキにより接合する場合、壁体（２）(図２)を形成するための部材（２’）をマシニングセンター又は放電加工等により切削して、キャビティ面やコア面を設けて、壁体（２）を調製してから、壁体（２）とスペーサー（３）を設けた土台（１）とを密嵌し、接着剤による接着又は無電解金属メッキにより壁体（２）と土台（１）とをスペーサー（３）を介して接合して、本発明の熱交換構造を調製してもよい。 In addition, when the base (1) and the wall (2) are bonded by an adhesive or electroless metal plating through the spacer (3), the wall (2) (FIG. 2) is formed. The member (2 ′) was cut by a machining center or electric discharge machining to provide a cavity surface and a core surface to prepare a wall body (2), and then a wall body (2) and a spacer (3) were provided. The base (1) is tightly fitted, and the wall (2) and the base (1) are joined via the spacer (3) by bonding with an adhesive or electroless metal plating, so that the heat exchange structure of the present invention is obtained. It may be prepared.
土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して接合する場合、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解金属メッキにより接合した箇所に、フィレット(隅肉)部が形成されるので好ましい。フィレット(隅肉)部が形成されると、機械的強度が向上するだけでなく、熱交換の効率がさらに向上する。 When the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), the fillet part fills the place joined by sintering, adhesive bonding, brazing or electroless metal plating. Is preferable. When the fillet portion is formed, not only the mechanical strength is improved, but also the efficiency of heat exchange is further improved.
＜図１３＞
図１３は、本発明の熱交換構造の一態様｛粒状物の充填によりスペーサーを設けた例｝を概念的に表した端面図である。図１３で表した熱交換構造は、図８で表した熱交換構造と同様のキャビティ面やコア面を持つ金属金型である。基本的には図６で示した熱交換構造を複合したものである。
<Fig. 13>
FIG. 13 is an end view conceptually showing one aspect of the heat exchange structure of the present invention {example in which spacers are provided by filling a granular material}. The heat exchange structure shown in FIG. 13 is a metal mold having a cavity surface and a core surface similar to the heat exchange structure shown in FIG. Basically, the heat exchange structure shown in FIG. 6 is combined.
図１３に示した熱交換構造は、たとえば、次のようにして調製できる。
金属製直方体を旋盤加工、放電加工又はＭＣ加工等により切削して、土台（１）を密嵌できるように空洞を設け、さらに熱交換空間（４）を設けるためにさらに切削して、図１０に示した壁体（２）を形成するための部材（２’）を調製する。
The heat exchange structure shown in FIG. 13 can be prepared, for example, as follows.
A metal rectangular parallelepiped is cut by lathe machining, electric discharge machining, MC machining, or the like to provide a cavity so that the base (1) can be closely fitted, and further cut to provide a heat exchange space (4). The member (2 ′) for forming the wall body (2) shown in FIG.
別途、金属製直方体をマシニングセンター又は放電加工等により切削して、壁体（２）に密嵌できるように土台（１）を調製する。 Separately, a metal cuboid is cut by a machining center or electric discharge machining or the like, and the base (1) is prepared so as to be closely fitted to the wall (2).
土台（１）と壁体（２）を形成するための部材（２’）とをスペーサー（３）｛図１３では球状粒状体｝を介して密嵌させ、スペーサー（３）｛図１３では球状粒状体｝同士を、焼結（真空加圧焼結等）、接着剤（耐熱性及び熱伝導率の高いものが好ましい）による接着、ろう付け（液層拡散接合等）又は無電解金属メッキにより、粒状物同士を互いに接合すると共に、土台（１）と部材（２’）とをスペーサー（３）を介して接合した後、土台（１）に開放端を少なくとも２個有する流路（７）を細穴放電加工機等で形成し、マシニングセンター又は放電加工等により切削して、キャビティ面やコア面を設けて、本発明の熱交換構造を調製する。 The base (1) and the member (2 ′) for forming the wall body (2) are closely fitted via the spacer (3) {spherical granular body in FIG. 13}, and the spacer (3) {spherical in FIG. The particles} are sintered (vacuum pressure sintering etc.), bonded with an adhesive (preferably one having high heat resistance and thermal conductivity), brazing (liquid layer diffusion bonding etc.) or electroless metal plating. In addition to joining the granular materials to each other and joining the base (1) and the member (2 ′) via the spacer (3), the base (1) has at least two open ends (7) Is formed with a fine hole electric discharge machine or the like, and is cut by a machining center or electric discharge machining to provide a cavity surface and a core surface to prepare the heat exchange structure of the present invention.
なお、土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して、接着剤による接着、又は無電解金属メッキにより接合する場合、壁体（２）(図２)を形成するための部材（２’）をマシニングセンター又は放電加工等により切削して、キャビティ面やコア面を設けて、壁体（２）を調製してから、壁体（２）とスペーサー（３）を設けた土台（１）とを密嵌し、接着剤による接着又は無電解金属メッキにより壁体（２）と土台（１）とをスペーサー（３）を介して接合して、本発明の熱交換構造を調製してもよい。 In addition, when the base (1) and the wall (2) are bonded by an adhesive or electroless metal plating through the spacer (3), the wall (2) (FIG. 2) is formed. The member (2 ′) was cut by a machining center or electric discharge machining to provide a cavity surface and a core surface to prepare a wall body (2), and then a wall body (2) and a spacer (3) were provided. The base (1) is tightly fitted, and the wall (2) and the base (1) are joined via the spacer (3) by bonding with an adhesive or electroless metal plating, so that the heat exchange structure of the present invention is obtained. It may be prepared.
粒状物は密に充填することが好ましい。粒状物を密に充填すると、土台（１）と壁体（２）との補強部材として働きがさらに向上し、熱交換構造に、圧縮応力等が加えられても熱交換構造がさらに変形しにくくなることの他に、粒状物同士の接触により粒状物の集合体全体の温度分布がさらに均一になると共に、より早く熱が移動しりやすいため、より早く、より均一に熱交換できる。粒状物同士が互いに接合すると、これらの効果がさらに向上する。また、土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して接合すると、熱交換構造の強度がさらに向上すると共に、熱伝導性がさらに良好となるため、さらに素早く均一な温度に熱交換できる。 The granular material is preferably packed tightly. When the granular material is closely packed, the function as a reinforcing member for the base (1) and the wall (2) is further improved, and the heat exchange structure is not easily deformed even if compressive stress is applied to the heat exchange structure. In addition to this, the temperature distribution of the aggregate of the granular materials becomes more uniform due to the contact between the granular materials, and heat can be transferred more quickly, so that heat can be exchanged more quickly and more uniformly. When the granular materials are joined to each other, these effects are further improved. Further, when the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), the strength of the heat exchange structure is further improved and the thermal conductivity is further improved, so that the temperature can be more quickly and evenly uniform. Heat exchange.
スペーサー（３）同士を接合する場合や、土台（１）と壁体（２）とがスペーサー（３）を介して接合する場合、焼結、接着剤による接着、ろう付又は無電解金属メッキにより接合した箇所に、フィレット(隅肉)部が形成されるので好ましい。フィレット(隅肉)部が形成されると、機械的強度が向上するだけでなく、熱交換の効率がさらに向上する。 When joining the spacers (3) or when the base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3), sintering, bonding with an adhesive, brazing, or electroless metal plating It is preferable because a fillet portion is formed at the joined portion. When the fillet portion is formed, not only the mechanical strength is improved, but also the efficiency of heat exchange is further improved.
流路（７）を設けると、最も熱交換したい部分に、いち早く熱交換流体を流入することができ、また、熱交換流体を最も早く排出したい部分から、熱交換流体を排出することができる。 When the flow path (7) is provided, the heat exchange fluid can flow into the portion where heat exchange is desired most quickly, and the heat exchange fluid can be discharged from the portion where heat exchange fluid is desired to be discharged earliest.
１ 土台
２ 壁体
３ スペーサー
４ 熱交換空間
５ 供給口
６ 排出口
７ 流路
DESCRIPTION OF
本発明の熱交換構造の特徴は、土台（１）に、壁体（２）を被嵌すると共に、
土台（１）と壁体（２）との隙間にスペーサー（３）を嵌めてなる熱交換空間（４）を設けるか、又は
土台（１）及び／又は壁体（２）にシボ加工、転造、放電加工又はＮＣ加工して形成される突起体をスペーサー（３）として、土台（１）と壁体（２）との隙間に熱交換空間（４）を設け、
熱交換空間（４）に、熱交換流体を供給するための供給口（５）と、熱交換空間（４）から熱交換流体を排出するための排出口（６）とを設け、
土台（１）と壁体（２）とが、スペーサー（３）を介して接合してなり、
熱交換空間（４）に熱交換流体を流入させることにより壁体（２）を介して被熱交換体と熱交換できるものであり、
壁体（２）に、マシニングセンター又は放電加工により切削してキャビティー面又はコア面を設けた点を要旨とする。
A feature of the heat exchange structure of the present invention is that the wall (2) is fitted on the base (1), and
Base (1) and wall (2) and a gap spacer (3) formed by fitting a heat exchange space (4) is provided Luke, or
A protrusion formed by embossing, rolling, electric discharge machining or NC machining on the base (1) and / or the wall (2) is used as a spacer (3), and the base (1) and the wall (2) A heat exchange space (4) is provided in the gap ,
The heat exchange space (4) is provided with a supply port (5) for supplying a heat exchange fluid and a discharge port (6) for discharging the heat exchange fluid from the heat exchange space (4),
The base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3) ,
The heat exchange space (4) can be exchanged with the heat exchange body via the wall (2) by flowing a heat exchange fluid into the heat exchange space (4).
The gist is that the wall (2) is cut by a machining center or electrical discharge machining to provide a cavity surface or a core surface .
本発明の熱交換構造の特徴は、土台（１）に、壁体（２）を被嵌すると共に、
土台（１）と壁体（２）との隙間にスペーサー（３）を嵌めてなる熱交換空間（４）を設け、スペーサー（３）が、粒状物の集合体、金網、エキスパンドメタル、パンチングメタル、多孔質金属体、エンボスプレート若しくはこれらの組合わせであるか、又は
土台（１）及び／又は壁体（２）にシボ加工、転造、放電加工又はＮＣ加工して千鳥配列となるように形成される突起体をスペーサー（３）として、土台（１）と壁体（２）との隙間に熱交換空間（４）を設け、
熱交換空間（４）に、熱交換流体を供給するための供給口（５）と、熱交換空間（４）から熱交換流体を排出するための排出口（６）とを設け、
土台（１）と壁体（２）とが、スペーサー（３）を介して接合してなり、
熱交換空間（４）に熱交換流体を流入させることにより壁体（２）を介して被熱交換体と熱交換できるものであり、
壁体（２）に、マシニングセンター又は放電加工により切削してキャビティー面又はコア面を設けた点を要旨とする。
A feature of the heat exchange structure of the present invention is that the wall (2) is fitted on the base (1), and
A heat exchange space (4) is provided in which a spacer (3) is fitted in the gap between the base (1) and the wall (2), and the spacer (3) is an aggregate of granular materials, a wire mesh, an expanded metal, a punching metal. , porous metal bodies, embossing plates or combinations thereof der Luke, or foundation (1) and / or embossing a wall (2), rolling, electro-discharge machining or NC processed so as to be staggered with The projection formed on the spacer (3) is provided with a heat exchange space (4) in the gap between the base (1) and the wall (2),
The heat exchange space (4) is provided with a supply port (5) for supplying a heat exchange fluid and a discharge port (6) for discharging the heat exchange fluid from the heat exchange space (4),
The base (1) and the wall (2) are joined via the spacer (3),
The heat exchange space (4) can be exchanged with the heat exchange body via the wall (2) by flowing a heat exchange fluid into the heat exchange space (4).
The gist is that the wall (2) is cut by a machining center or electrical discharge machining to provide a cavity surface or a core surface.
Claims (14)
土台（１）と壁体（２）との隙間にスペーサー（３）を嵌めてなる熱交換空間（４）を設け、
熱交換空間（４）に、熱交換流体を供給するための供給口（５）と、熱交換空間（４）から熱交換流体を排出するための排出口（６）とを設け、
土台（１）と壁体（２）とが、スペーサー（３）を介して接合してなることを特徴とする熱交換構造。 While covering the base (1) with the wall (2),
A heat exchange space (4) is provided in which a spacer (3) is fitted in the gap between the base (1) and the wall (2),
The heat exchange space (4) is provided with a supply port (5) for supplying a heat exchange fluid and a discharge port (6) for discharging the heat exchange fluid from the heat exchange space (4),
A heat exchange structure, wherein the base (1) and the wall (2) are joined via a spacer (3).
熱交換空間（４）に熱交換流体を流入させて融解物を温度調節する温度調節工程；
金型を開く型開き工程；
射出成形品を金型から取り出す離型工程；及び
金型を締めて金型を再構成する金型締め工程を含むことを特徴とする射出成形品の製造方法。 An injection step of injecting a melt into a mold of an injection molding apparatus having the heat exchange structure according to any one of claims 1 to 10;
A temperature adjustment step of adjusting the temperature of the melt by flowing a heat exchange fluid into the heat exchange space (4);
Mold opening process to open the mold;
A method for producing an injection-molded product, comprising: a mold release step of taking out the injection-molded product from the mold; and a mold clamping step of reconstituting the mold by clamping the mold.
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