JPH0755363B2 - 鋳造用金型の温度コントロール方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、アルミダイカスト等に使用される鋳造用金
型の温度コントロール方法及び装置に関し、詳しくは金
型キャビティ内に充填された製品素材溶湯の高熱によっ
て加熱上昇される金型温度を冷却コントロールする方法
及び装置に関するものである。

〈従来の技術及び問題点〉 一般に、金型温度の冷却コントロールは金型の冷却穴に
挿入装着された循環往路と循環復路とを形成備えた往復
式の冷却パイプを用いて冷却穴内に冷却水を連続、或い
は間欠通水にて循環供給し、金型キャビティ内に充填さ
れた製品素材溶湯、例えばアルミ（Al）溶湯をその凝固
温度まで冷却降下させる如く溶湯の高熱により加熱され
て型温が上昇する金型を冷やしてその温度のコントロー
ルを行なっている。

しかし乍ら、従来方法は、溶湯の凝固終了後、即ち製品
が金型から脱型された後においても冷却水は冷却穴内に
残っているために、金型は冷却穴内に残る冷却水によっ
て熱が常に奪われているものであり、その結果金型は必
要以上に冷えすぎてしまって次の鋳造ショット時に溶湯
の金型キャビティ内における湯回りに支障を来たし、湯
じわ、収縮割れなどの欠陥が生じ易くなって不良製品が
増発する虞れがある。

又、充填された溶湯から受ける熱量が大きく高温度に加
熱され易い中子ピン類などのキャビティ面の型突出部
（突起物）部分にあっては当該冷却穴の内周面（穴表
面）に蒸気膜（ガスのフィルム）が生じ、該蒸気膜が冷
却水の内周面への接触を防げる要因になって冷却が効果
的に行なわれず、過熱による製品の焼付きやかじり等の
不具合を確実に防ぐことができないものであった。

然るに、従来方法における冷却水の冷却穴内への供給圧
力は、１〜3kgf/cm²程度の低い圧力（水圧）で行なって
いるために、冷却穴の内周面と冷却水との間に生じる蒸
気膜を破壊することができず、焼付き等の不具合が生じ
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 本考案はこの様な従来事情に鑑みてなされたものであ
り、その解決しようとする技術的課題は、鋳造ショット
毎に冷却水を定量供給にて冷却穴に下り込みながら且つ
冷却を阻害する蒸気膜が生じる冷却部（高温過熱部）に
あっては該蒸気膜を破壊しながら冷却効果を高めてその
冷却コントロールの確実性を図り、しかも金型キャビテ
ィ内溶湯の凝固終了後において冷却水を冷却穴内から排
出せしめて金型の冷えすぎを防ぐ金型温度の平衡維持を
実現した温度コントロール方法と装置を提供することに
ある。

〈技術的課題を達成するための手段〉 上記課題を達成するために本発明が講じる技術的手段
は、水を鋳造ショット毎に冷却水貯留タンク内に定量貯
留せしめ、該タンク内の定量冷却水を高圧エアーにより
冷却穴に送り込み、定量冷却水の供給終了に伴い冷却穴
に流入する高圧エアーにより該冷却穴内から冷却水を外
部に排出する温度コントロール方法であり、その温度コ
ントロール装置は水を液面センサーにより定量貯留し且
つ貯留された定量冷却水を加圧保持する冷却水貯留タン
クと、貯留タンクの下部に設けた冷却水貯水兼供給口か
ら分岐配管せしめられた逆止弁を配備した冷却水貯水ラ
イン及び冷却水供給電磁弁を配備した冷却水供給ライン
と、貯留タンクの上部に設けたエアー供給兼排出口から
分岐配管せしめられ高圧エアー供給電磁弁を配備した高
圧エアー供給ライン及びエアー排出電磁弁を配備したエ
アー排出ラインとから構成したことである。

〈実施例〉 本発明の実施の一例を以下説明すると、第１図は本実施
例温度コントロール方法を実施する温度コントロール装
置Ａの回路図であり、図中a₁は冷却水貯留タンク、a₂は
該貯留タンクa₁に外部用水又は金型Ｂの冷却穴１からの
戻り水を貯水（供給）する冷却水貯水ライン、a₃は貯留
タンクa₁に貯留された冷却水を冷却穴１に送り込む冷却
水供給ライン、a₄は貯留タンクa₁に高圧エアーを送り込
む高圧エアー供給ライン、a₅は貯留タンクa₁内のエアー
を外部に排出（放出）するエアー排出ラインであり、前
記外部用水又は戻り水を鋳造ショット毎にて冷却水貯留
タンクa₁内に定量貯留せしめ、該タンクa₁内の定量冷却
水を高圧エアーにより冷却穴１に送り込み、該定量冷却
水の供給終了に継続して冷却穴１内に高圧エアーを流入
させて冷却穴１内の残留冷却水を外部に排出することに
より、金型Ｂの温度コントロールを行なう。

上記冷却水貯留タンクa₁は、所望の内容積を有する耐圧
タンクであり、その下部に冷却水貯水兼供給口２を設け
ると共に、上部にはエアー供給兼排出口３を設け、更に
タンクa₁側壁には略全長（全高）に亘る液面計４を装着
し且つ液面センサー５を上下変位自在に装着してなり、
前記冷却水貯水兼供給口２から冷却水貯水ラインa₂と冷
却水供給ラインa₃を分岐配管せしめると共に、エアー供
給兼排出口３から高圧エアー供給ラインa₄とエアー排出
ラインa₅を分岐配管せしめる。

上記液面センサー５、冷却水貯水ラインa₂によって冷却
水貯留タンクa₁に鋳造ショット毎にて貯水される外部用
水又は戻り水、所謂冷却水の貯留量を定量制御せしめる
ためのものであり、本実施例にあっては液面計４に内在
したタンクa₁内冷却水の貯留量変位に応じて上下するフ
ロート６の上昇接近を電気的又は機械的に検知する機能
を備えた例えば光センサー、磁気センサー等を用い、液
面計４又は貯留タンクa₁に取付けて該液面計４の側方に
上下変位自在に装着する。

冷却水貯水ラインa₂は、鋳造ショット毎に冷却水を冷却
水貯留タンクa₁に所望の水圧にて送り込み貯水するため
のラインであり、その一端を貯留タンクa₁の冷却水貯水
兼供給口２に接続せしめ、他端には水道水、工業用水等
の外部用水源又は冷却穴１からの戻り水を循環貯留する
戻り水貯留タンク等の戻り水源に亘り接続ホース等を介
して接続する冷却水取入れ口カプラー７を備え、更に配
管途中には貯留タンクa₁内冷却水の高圧による逆流を防
ぐ逆止弁８を接続配備してなる。

冷却水供給ラインa₃は、冷却水貯留タンクa₁内に定量貯
留され高圧エアーの供給により加圧保持された冷却水を
高圧エアーのタンクa₁内供給のもとで冷却穴１へ送り込
むラインであり、その一端を上記冷却水貯水ラインa₂に
接続せしめて貯留タンクa₁の冷却水貯水兼供給口２から
分岐配管せしめられ、他端には金型Ｂの冷却穴１に挿入
設置された冷却パイプＣの冷却水循環入口９に亘り接続
ホース等を介して接続する冷却水供給カプラー10を備
え、更に配管途中に該供給口カプラー10側から順に逆止
弁11、冷却水供給電磁弁12、流量調整弁13を夫々接続配
備し、冷却水供給電磁弁12の開動作と高圧エアー供給ラ
インa₄によって貯留タンクa₁内に加えられたエアー圧に
より該タンクa₁内の定量冷却水を金型Ｂの冷却穴１に送
り込み供給する。

高圧エアー供給ラインa₄は、コンプレッサー等のエアー
発生源によって作られた高圧エアー、金型キャビティ内
に充填された製品素材溶湯からの熱によって局部的に過
熱されて冷却穴１の内周面と冷却水との間に生じる蒸気
膜（ガスのフィルム）を打ち破る高圧のもとで貯留タン
クa₁内の定量冷却水を冷却穴１に送り込む６〜7kgf/cm²
以上の高圧エアーを貯留タンクa₁内に送り込むラインで
あり、その一端を貯留タンクa₁のエアー供給兼排出口３
に接続せしめ、他端には前記エアー発生源に亘り接続ホ
ース（耐圧ホース）を介して接続するエアー取入れ口カ
プラー14を備え、更に配管途中には高圧エアー供給電磁
弁15を接続配備してなる。

エアー排出ラインa₅は、高圧エアー供給ラインa₄を通っ
て貯留タンクa₁内に加えられた６〜7kgf/cm²以上の高圧
域が冷却水貯水ラインa₂を通って貯留タンクa₁に貯水さ
れる冷却水の流入水圧域よりも低くなる様にタンクa₁内
エアーを外部に放出するラインであり、その一端を高圧
エアー供給ラインa₄に接続せしめて貯留タンクa₁のエア
ー供給兼排出口３から分岐配管せしめられ、他端は外部
開放とし、更に配管途中にはエアー排出電磁弁16を接続
配備してなる。

尚、上記した液面センサー５、冷却水供給電磁弁12、高
圧エアー供給電磁弁15、エアー排出電磁弁16これらは制
御部（図示せず）を介して電気的に連繋され、該制御部
に予め入力設定された動作タイミング、動作時間にて動
作せしめて冷却水貯留タンクa₁への冷却水の定量貯留及
びタンクa₁内定量冷却水の６〜7kgf/cm²以上での加圧保
持と、定量冷却水の金型Ｂ冷却穴１への供給及び高圧エ
アーの送り込みとを行なう様になっている。

具体的に説明すると、冷却水貯留タンクa₁に冷却水を定
量貯留する場合、冷却水供給電磁弁12と高圧エアー供給
電磁弁15とは閉弁状態に保たれ、エアー排出電磁弁16は
開弁状態となる様に制御部からの出力信号によって閉動
作又は開動作せしめ、冷却水取入れ口カプラー７から供
給された冷却水貯水ラインa₂を通って液面センサー５が
セット装着された高さ域まで冷却水が冷却水貯留タンク
a₁に貯水されてフロート６の上昇近接により液面センサ
ー５が検出動作することによって、エアー排出電磁弁16
に閉動作信号が制御部から出力され該電磁弁16が閉弁状
態となり、貯留タンクa₁内には冷却水が予め設定された
貯留量をもって定量貯留される様になっている。

上記貯水制御動により冷却水貯留タンクa₁に冷却水が定
量貯留されエアー排出電磁弁16が閉弁状態になると、制
御部から高圧エアー供給電磁弁15に開動作信号が出力さ
れ該電磁弁15が開弁状態になり、貯留タンクa₁内にはエ
アー取入れ口カプラー14から供給され高圧エアー供給ラ
インa₄を通って６〜7kgf/cm²以上の高圧エアーが送り込
まれタンクa₁内定量冷却水は６〜7kgf/cm²以上の圧力に
て加圧保持される。

そして、冷却水貯留タンクa₁内に定量貯留され且つ６〜
7kgf/cm²以上の圧力に加圧保持され冷却水を金型Ｂの冷
却穴１に供給する場合、即ちダイカスト機の制御盤（図
示せず）から出力される高速射出信号を制御部が入力
（受信）した場合、制御部から冷却水供給電磁弁12に開
動作信号が出力され該電磁弁12が開弁状態となり、冷却
穴１には６〜7kgf/cm²以上の圧力にて噴射状に冷却水が
定量供給されると共に、６〜7kgf/cm²以上の圧力にて高
圧エアーが冷却穴１に流入して該冷却穴１内から定量冷
却水の供給終了後、残り冷却水を外部に排出する様にな
っている。この場合、高圧エアー供給電磁弁15は開弁状
態に保たれて高圧エアーを冷却水貯留タンクa₁に継続供
給せしめて定量冷却水の冷却穴１への供給終了後におけ
る残留冷却水全てが外部に排出される設定時間経過後、
冷却水供給電磁弁12と共に制御部から閉動作信号の出力
によって開弁する様になっている。

次に、以上の如き構成した温度コントロール装置Ａによ
る温度コントロール方法によれば、ダイカスト機の鋳造
ショット毎にて液面センサー５とエアー排出電磁弁16の
閉動作によって定量貯留され且つ高圧エアー供給電磁弁
15の開動作によって６〜7kgf/cm²以上の圧力に加圧保持
された冷却水貯留タンクa₁内の定量冷却水を前記圧力の
高圧エアーにより金型Ｂの冷却穴１に定量供給し、該冷
却穴１の内周面に発生する蒸気膜を打ち破りながら内周
面に接触して高温に過熱された金型Ｂから熱を確実に奪
って金型Ｂの冷却効果を高め、そして貯留タンクa₁内定
量冷却水の供給終了後、継続して６〜7kgf/cm²以上の高
圧エアーを冷却穴１内に送り込み、該冷却穴１内に残る
冷却水を冷却穴１外に速やかに押し出し排出せしめて冷
却水の残留による金型Ｂ温度の低下を防ぐ。

尚、冷却水貯留タンクa₁内の定量冷却水の冷却穴１への
供給に伴い冷却パイプＣの冷却水循環出口17から戻され
る戻り水は周知の冷却コントロール装置と同様に戻り水
貯留タンク等に戻して再使用するも、或いは外部に排出
するも自由である。

又、本実施例温度コントロール装置Ａは周知の冷却コン
トロール装置の一部に接続組込んで多数設けられている
冷却穴１内、数箇所の冷却穴１のみを冷却コントロール
する局部冷却用として使用するも、単独で数箇所の冷却
穴１を冷却コントロールする装置として使用するも勿論
自由である。

〈発明の効果〉 本発明は叙上の如く構成してなるから、下記の作用効果
を奏する。

鋳造ショット毎に水を冷却水貯留タンク内に定量貯
留せしめ、該タンク内の定量冷却水を、冷却穴の内周面
に生じる蒸気膜（ガスのフィルム）を打ち破る高圧エア
ー、例えば実施例詳述の如き６〜7kgf/cm²以上の高圧エ
アーにより冷却穴に送り込んで金型の冷却を行なう様に
したから、鋳造ショット如に冷却水を、常に同じ冷却条
件で均一な冷却を可能となる定量供給にて冷却穴に送り
込むことができると共に、冷却を阻害する蒸気膜が生じ
る冷却部（高温過熱部）にあっては該蒸気膜を破壊しな
がら冷却穴の内周面との接触を効果的に且つ確実にして
金型との熱交換率を向上させることが出来る。しかも、
定量冷却水が冷却穴に送り込まれ供給された後には冷却
穴に高圧エアーが流入せしめて該冷却穴内に残る冷却水
を外部に排出することから、製品素材溶湯の凝固終了に
おいて熱が奪われて金型が冷えすぎることはない。

従って、本発明の温度コントロール方法によれば、鋳造
ショット毎に冷却水の定量供給にて冷却コントロールの
確実性を図りながら焼付き等による不良製品の発生を防
ぎ且つ温度変化の増減を小さくした平衡状態で金型温度
を維持コントロールすることが出来る。

冷却水貯水ラインを通して冷却水貯留タンクに貯水
する冷却水を液面センサーとエアー排出ラインに配備し
たエアー排出電磁弁との動作制御によって貯留タンク内
に鋳造ショット毎に定量貯留せしめ、タンク内定量冷却
水を高圧エアー供給ラインに配備した高圧エアー供給電
磁弁の動作制御によって貯留タンク内に供給する高圧エ
アー、例えば実施例詳述の如き冷却穴の内周面に生じる
蒸気膜を打ち破る６〜7kgf/cm²以上の高圧エアーにて加
圧保持せしめて冷却水供給ラインに配備した冷却水供給
電磁弁の動作制御によって冷却穴に送り込むことが出来
る。

従って、本発明の温度コントロール装置によれば、鋳造
ショット毎に冷却水を冷却水貯留タンクに定量貯留せし
めながら且つ冷却を阻害する蒸気膜を打ち破る圧力に加
圧保持しながら該圧力にて冷却穴に送り込むことができ
るため、上記作用効果が得られ、しかも冷却水と高圧
エアーとを１つの冷却水貯留タンクを介して冷却穴に送
り込む様にしたから、冷却穴に亘り配管される接続ホー
ス等の配管系に複雑化を招くことはない。

依って、所期の目的を達成し得る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明鋳造用金型の温度コントロール方法及び装
置の実施の一例を示し、第１図は回路図、第２図は金型
の冷却穴に挿入設置された冷却パイプに接続した状態を
示す概略図である。 尚、図中 a₁:冷却水貯留タンク a₂:冷却水貯水ライン a₃:冷却水供給ライン a₄:高圧エアー供給ライン a₅:エアー排出ライン、1:冷却穴 2:冷却水貯水兼供給口 3:高圧エアー供給兼排出口 5:液面センサー、8,11:逆止弁 12:冷却水供給電磁弁 15:高圧エアー供給電磁弁 16:エアー排出電磁弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水を鋳造ショット毎に冷却水貯留タンク内
   に定量貯留せしめ、該タンク内の定量冷却水を高圧エア
   ーにより冷却穴に送り込み、定量冷却水の供給終了に伴
   い冷却穴に流入する高圧エアーにより該冷却穴内から冷
   却水を外部に排出することを特徴とする鋳造用金型の温
   度コントロール方法。
2. 【請求項２】水を液面センサーにより定量貯留し且つ貯
   留された定量冷却水を加圧保持する冷却水貯留タンク
   と、貯留タンクの下部に設けた冷却水貯水兼供給口から
   分岐配管せしめられ逆止弁を配備した冷却水貯水ライン
   及び冷却水供給電磁弁を配備した冷却水供給ラインと、
   貯留タンクの上部に設けたエアー供給兼排出口から分岐
   配管せしめられ高圧エアー供給電磁弁を配備した高圧エ
   アー供給ライン及びエアー排出電磁弁を配備したエアー
   排出ラインとから構成したことを特徴とする鋳造用金型
   の温度コントロール装置。