JP2018012135A - 金型冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却管への冷却水の充填タイミングの遅れ及び冷却管へのエアーの充填タイミングの遅れを解消し、製品の冷却不足及び過冷却を回避することができる金型冷却装置を提供する。【解決手段】金型冷却装置１は、給水ポンプ１５に接続された冷却水入側配管２１と、エアー源１６に接続されたエアー入側配管２２と、金型内に設置された往復式の冷却管２３と、冷却管２３の復路２３ｂ側に接続された冷却体戻配管２４とを備える。冷却水入側配管２１及びエアー入側配管２２に接続されるとともに、冷却水用開閉弁３１及びエアー用開閉弁３２を一体とした電磁弁３０を、冷却管２３の往路２３ａ側に直結してある。【選択図】図１

Description

本発明は、ダイカスト鋳造や樹脂成型等において金型内部に配置された冷却管に冷却水を供給して金型を冷却するための金型冷却装置に関する。

従来のこの種の金型冷却装置として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１に示す金型冷却装置は、冷却水及びエアーを圧送する圧送部と、圧送部に接続された冷却水供給パイプとエアー供給パイプとを合流させる流体合流部と、冷却水マニホールドと、金型の冷却水通路に接続される金型冷却部とが順番に接続されて構成されている。そして、圧送部は、鋳造機（成型機）の近辺に配置され、流体合流部は、鋳造機（成型機）の金型の近傍に配置された冷却水マニホールドに近接させて配置されている。

ここで、金型冷却装置における圧送部においては、冷却水を吐出する給水用ポンプの吐出側配管から複数本の冷却水供給パイプを並列に分岐させ、各冷却水供給パイプ毎に冷却水用電磁弁を組み込んでいる。また、圧送部においては、エアー用配管から複数本のエアー供給パイプを分岐させ、各エアー供給パイプ毎にエアー用電磁弁を組み込んでいる。そして、１本の冷却水供給パイプと１本のエアー供給パイプとで１組の冷却系統を構成し、各冷却系統ごとに流体合流部、冷却水マニホールド、及び金型冷却部を具備せしめている。そして、各冷却系統は、圧送部に配設された動作制御回路によって制御されるようになっている。

この金型冷却装置において、動作制御回路が鋳造機（成型機）からの冷却スタート信号を受信すると、動作制御回路が動作を開始し、動作制御回路からの指令により給水用ポンプが動作して冷却水の吐出が開始される。これと同時に、冷却水用電磁弁も開いて冷却水の圧送が開始される。そして、給水用ポンプから吐出された冷却水は、冷却水供給パイプから流体合流部を通って冷却水マニホールドに至り、冷却水マニホールドの各往路側口からホース、金型内の往復式の冷却管の往路を通って金型の冷却水通路に入り、そこで熱交換が行われる。その後、冷却水は往復式の冷却管の復路からホース、冷却水マニホールドの復路側口を通り、冷却水マニホールドの排水ホースから排水される。

そして、予め設定した時間が経過すると、動作制御回路は冷却水用電磁弁を閉じ、その後に動作制御回路はエアー用電磁弁を開いて、エアーの圧送を開始する。圧送部から圧送されたエアーは、エアー供給パイプから流体合流部を通り、冷却水マニホールドの各往路側口に至る。そして、エアーは、当該各往路側口からホース、金型内の往復式の冷却管の往路を通って金型の冷却水通路に入る。そして、エアーは、冷却水通路内に残留した冷却水をパージ（追い出す）し、パージされた冷却水が、往復式の冷却管の復路からホース、冷却水マニホールドの復路側口から排水される。

特許第３１８６０２７号公報

しかしながら、この従来の特許文献１に記載された金型冷却装置にあっては、以下の問題点があった。
即ち、鋳造機（成型機）の近辺に配置された冷却水用電磁弁から金型内に配置された往復式冷却管までの距離が長い。このため、冷却水用電磁弁が開いてから冷却水が冷却管を満たすまで時間がかかり、冷却管への冷却水の充填タイミングに大きな遅れが生じ、製品の冷却不足の原因となっていた。また、鋳造機（成型機）の近辺に配置されたエアー用電磁弁から金型内に配置された往復式冷却管までの距離も長い。このため、エアー用電磁弁が開いてからエアーが冷却管内に残っている冷却水を全て追い出すまで時間がかかり、冷却管へのエアーの充填タイミングに大きな遅れが生じ、製品の過冷却の原因となっていた。

一方、冷却水用電磁弁が開いてから冷却水が冷却管を満たすまでの時間及びエアー用電磁弁が開いてからエアーが冷却管を満たすまでの時間を考慮し、冷却水用電磁弁及びエアー用電磁弁を早めに開くよう制御することも可能である。しかし、冷却水供給パイプ、エアー供給パイプ及び冷却管の数は多数あり、個別に冷却管への冷却水の充填タイミング及び冷却管へのエアーの充填タイミングを制御するのは困難であった。

従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、冷却管への冷却水の充填タイミングの遅れ及び冷却管へのエアーの充填タイミングの遅れを解消し、製品の冷却不足及び過冷却を回避することができる金型冷却装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る金型冷却装置は、水源に接続された冷却水入側配管と、エアー源に接続されたエアー入側配管と、金型内に設置された往復式の冷却管と、該冷却管の復路側に接続された冷却体戻配管とを備え、上記冷却水入側配管及び上記エアー入側配管に接続されるとともに、冷却水用開閉弁及びエアー用開閉弁を一体とした電磁弁を、上記冷却管の往路側に直結したことを要旨とする。

この金型冷却装置によれば、電磁弁における冷却水用開閉弁から金型内に設置された冷却管までの距離が短い。これにより、冷却水用開閉弁が開いてから冷却水が冷却管内を流れて冷却管を満たすまでの時間が短くなるので、冷却管への冷却水の充填タイミングの遅れを解消し、製品の冷却不足を回避することができる。
また、上記電磁弁を、冷却管の往路側に直結してあるので、電磁弁におけるエアー用開閉弁から金型内に設置された冷却管までの距離が短い。これにより、エアー用開閉弁が開いてからエアーが冷却管内に残っている冷却水を全て追い出すまで時間が短くなるので、冷却管へのエアーの充填タイミングの遅れを解消し、製品の過冷却を回避することができる。

また、この金型冷却装置において、上記電磁弁は、３ポート３位置弁で構成され、上記冷却水入側配管に上記３ポート３位置弁の第１供給ポートで接続されるとともに、上記エアー入側配管に上記３ポート３位置弁の第２供給ポートで接続され、上記冷却管の往路側に上記３ポート３位置弁の排出ポートで接続されることが好ましい。
この金型冷却装置によれば、冷却水入側配管及びエアー入側配管に接続されるとともに、冷却水用開閉弁及びエアー用開閉弁を一体とした電磁弁を、簡単かつ簡素な構造として冷却管の往路側に直結することができる。そして、冷却管への冷却水の充填タイミングの遅れ及び冷却管へのエアーの充填タイミングの遅れを簡単な装置構成で解消することができる。

また、この金型冷却装置において、上記電磁弁は、３ポート２位置弁で構成され、上記冷却水入側配管に上記３ポート２位置弁の第１供給ポートで接続されるとともに、上記エアー入側配管に上記３ポート２位置弁の第２供給ポートで接続され、上記冷却管の往路側に上記３ポート２位置弁の排出ポートで接続されており、上記冷却水入側配管に冷却水用電磁弁を組み込むか、あるいは上記エアー入側配管にエアー用電磁弁を組み込むようにしてもよい。

この金型冷却装置によれば、電磁弁を、３ポート２位置弁で構成し、冷却水入側配管に冷却水用電磁弁を組み込むか、あるいはエアー入側配管にエアー用電磁弁を組み込むようにしても、冷却管への冷却水の充填タイミングの遅れ及び冷却管へのエアーの充填タイミングの遅れを簡単な装置構成で解消することができる。

本発明によれば、冷却管への冷却水の充填タイミングの遅れ及び冷却管へのエアーの充填タイミングの遅れを解消し、製品の冷却不足及び過冷却による品質不良の可能性を回避することができる金型冷却装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る金型冷却装置の概略構成図である。 図１に示す金型冷却装置に用いられる電磁弁（３ポート３位置弁）の概略構成図である。 電磁弁（３ポート３位置弁）の動作に伴う冷却水及びエアーの流れを説明するための図であり、（Ａ）は電磁弁の第１コイル及び第２コイルがＯＦＦで冷却水用開閉弁及びエアー用開閉弁の双方が閉じた状態にあり、冷却水及びエアーが共に冷却管内を流れていない状態を示す図、（Ｂ）は電磁弁の第１コイルがＯＮ、第２コイルがＯＦＦで、冷却水用開閉弁が開き、エアー用開閉弁が閉じた状態にあり、冷却水が冷却管内を流れている状態を示す図、（Ｃ）は電磁弁の第１コイルがＯＦＦ、第２コイルがＯＮで、冷却水用開閉弁が閉じ、エアー用開閉弁が開いた状態にあり、エアーが冷却管内を流れている状態を示す図である。 電磁弁（３ポート３位置弁）の動作に伴う冷却水及びエアーの流れのタイミングチャートである。 比較例に係る金型冷却装置の概略構成図である。 本発明例と比較例による冷却開始遅れを対比して示す図である。 本発明例と比較例による冷却終了遅れを対比して示す図である。 本発明の第２実施形態に係る金型冷却装置の概略構成図である。 図９に示す金型冷却装置に用いられる電磁弁（３ポート２位置弁）の概略構成図である。 電磁弁（３ポート２位置弁）及びエアー用電磁弁の動作に伴う冷却水及びエアーの流れを説明するための図であり、（Ａ）は電磁弁（３ポート２位置弁）のコイルがＯＦＦ、エアー用電磁弁のコイルがＯＦＦで冷却水及びエアーが共に冷却管内を流れていない状態を示す図、（Ｂ）は電磁弁（３ポート２位置弁）のコイルがＯＮ、エアー用電磁弁のコイルがＯＦＦで冷却水が冷却管内を流れている状態を示す図、（Ｃ）は電磁弁（３ポート２位置弁）のコイルがＯＦＦ、エアー用電磁弁のコイルがＯＮでエアーが冷却管内を流れている状態を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る金型冷却装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る金型冷却装置は、図１に示されており、この金型冷却装置１は、冷却水及びエアーを圧送するための圧送部２と、金型（図示せず）を冷却するための金型冷却部３とを備えている。

ここで、圧送部２は、鋳造機（成型機）の近辺に配置されるものであり、本発明の水源である給水ポンプ１５と、工場等におけるエアー源１６にエアー用配管１７を介して接続されたレギュレータ１８と、鋳造機（成型機）からの冷却スタート信号により動作を開始して給水ポンプ１５や後述する電磁弁３０の第１コイル３６及び第２コイル３７のＯＮ、ＯＦＦを制御することにより冷却水及びエアーの圧送（吐出量や吐出タイミング等）を制御する動作制御部４０とを備えている。給水ポンプ１５は、タンク１１内の冷却水を吸い上げる第１配管１２にリリーフ弁１３を介して接続された第２配管１４に接続されている。なお、給水ポンプ１５を用いず、水道管を水源としてもよい。

圧送部２には、冷却水及びエアーを圧送する冷却系統が複数系統備えられ、各冷却系統ごとに金型冷却部３が備えられている。具体的に述べると、給水ポンプ１５の第２配管１４からは複数本の冷却水入側配管２１が分岐され、また、エアー源１６にエアー用配管１７を介して接続されたレギュレータ１８からは複数本のエアー入側配管２２が分岐される。そして、１本の冷却水入側配管２１と１本のエアー入側配管２２とで１組の冷却系統を構成し、各冷却系統ごとに金型冷却部３が備えられている。

金型冷却部３は、図示しない金型を冷却するものであり、金型内の冷却水通路に配置される往復式の冷却管２３を備えている。冷却管２３は金型内に設けられるイヌキピンなどの内部に配置される。また、冷却管２３の往路２３ａ側には、冷却水入側配管２１及びエアー入側配管２２に接続された電磁弁３０が直結され、冷却管２３の復路２３ｂ側には、冷却体戻配管２４が接続されている。そして、冷却体戻配管２４は、冷却水を貯留しているタンク１１に接続されている。

ここで、電磁弁３０は、冷却水入側配管２１の開閉を行う冷却水用開閉弁３１と、エアー入側配管２２の開閉を行うエアー用開閉弁３２を一体としたものであり、本実施形態にあっては、図２に示すように、３ポート３位置弁で構成されている。
そして、電磁弁３０を構成する３ポート３位置弁の第１供給ポート３３に冷却水入側配管２１が接続され、３ポート３位置弁の第２供給ポート３４にエアー入側配管２２が接続されている。また、３ポート３位置弁の排出ポート３５には、冷却管２３の往路２３ａ側が接続されている。

電磁弁３０は、冷却水用開閉弁３１及びエアー用開閉弁３２の双方が閉じた状態にある図３（Ａ）に示す位置と、冷却水用開閉弁３１が開き、エアー用開閉弁３２が閉じた状態にある図３（Ｂ）に示す位置と、冷却水用開閉弁３１が閉じ、エアー用開閉弁３２が開いた状態にある図３（Ｃ）に示す３位置間を移動するよう構成されている。電磁弁３０は、励磁することによりＯＮ状態となって冷却水用開閉弁３１を開く位置に移動させる第１コイル３６と、励磁することによりＯＮ状態となってエアー用開閉弁３２を開く位置に移動させる第２コイル３７とが設けられている。また、電磁弁３０には、第１コイル３６がＯＦＦのときに電磁弁３０を元の位置に復帰させる第１ばね部材３８と、第２コイル３７がＯＦＦのときに電磁弁３０を元の位置に復帰させる第２ばね部材３９とが設けられている。

電磁弁３０の第１コイル３６及び第２コイル３７は、それぞれ動作制御部４０に接続され、動作制御部４０によりそれぞれのＯＮ、ＯＦＦが制御される。
次に、金型冷却装置１の動作について、図１、図３及び図４を参照して説明する。
先ず、給水ポンプ１５から冷却水が圧送される前の状態では、電磁弁３０は図３（Ａ）に示す位置にある。この状態では、第１コイル３６及び第２コイル３７が共にＯＦＦで電磁弁３０における冷却水用開閉弁３１及びエアー用開閉弁３２は共に閉じた状態にある。そして、エアー源１６からエアー用配管１７、レギュレータ１８を介して所定の圧力のエアーがエアー入側配管２２を通過してエアー用開閉弁３２のところまで常に圧送されている。但し、エアー用開閉弁３２は閉じているので、エアーは冷却管２３側には流れない。

そして、この状態で動作制御部４０が鋳造機（成型機）からの冷却スタート信号を受信すると、動作制御部４０が動作を開始する。すると、圧送部２における動作制御部４０からの指令により給水ポンプ１５が動作する。これにより、タンク１１から第１配管１２、リリーフ弁１３、第２配管１４を介して冷却水が冷却水入側配管２１を流れ、冷却水用開閉弁３１のところまで圧送される。但し、冷却水用開閉弁３１は閉じているので、冷却水は冷却管２３側には流れていない。この状態は、図４において、ＳＴＯＰ（水、エアー共ＯＦＦ）として示されている。

この状態で、金型を冷却するために、動作制御部４０が電磁弁３０の第１コイル３６を励磁し第１コイル３６がＯＮになると、電磁弁３０は図３（Ｂ）に示す位置になる。これにより、冷却水用開閉弁３１が開き、冷却水入側配管２１と冷却管２３の往路２３ａとが連通し、冷却水が冷却管２３内を流れる。一方、第２コイル３７はＯＦＦであり、エアー用開閉弁３２は閉じているので、エアーは冷却管２３側には流れない。この状態は、図４において、水ＯＮ（通水）として示されている。そして、冷却水が冷却管２３内を流れることで、そこで熱交換が行われ、金型が冷却される。その後、冷却水は冷却管２３の復路２３ｂから冷却体戻配管２４を通り、タンク１１に排水される。

その後、金型を冷却するのに適切な所定時間が経過したら、動作制御部４０は、第１コイル３６の励磁を停止して第１コイル３６をＯＦＦにするとともに、第２コイル３７を励磁し第２コイル３７をＯＮにする。すると、電磁弁３０は図３（Ｃ）に示す位置になる。これにより、冷却水用開閉弁３１が閉じて冷却水入側配管２１と冷却管２３の往路２３ａとが遮断されて冷却管２３内への冷却水の流入は停止する。一方、エアー用開閉弁３２が開き、エアー入側配管２２と冷却管２３の往路２３ａとが連通し、エアーが冷却管２３内を流れる。この状態は、図４において、エアーＯＮ（エアーパージ）として示されている。そして、エアーが冷却管２３内を流れることで、冷却管２３内に残っている冷却水がエアーにより追い出され、追い出された冷却水は冷却管２３の復路２３ｂから冷却体戻配管２４を通り、タンク１１に排水される。

その後、冷却管２３内に残留している冷却水を排水するのに適切な所定時間が経過したら、動作制御部４０は、第２コイル３７の励磁を停止し第２コイル３７をＯＦＦにする。すると、電磁弁３０は図３（Ａ）に示す位置になる。これにより、エアー用開閉弁３２が閉じて、エアー入側配管２２と冷却管２３の往路２３ａとが遮断され、エアーが冷却管２３内を流れるのが停止される。一方、第１コイル３６のＯＦＦ状態は維持され、冷却水用開閉弁３１が閉じた状態を維持している。この状態は、図４において、図４において、ＳＴＯＰ（水、エアー共ＯＦＦ）として示されている。

その後、動作制御部４０は、給水ポンプ１５の動作を停止させる。これにより、金型冷却装置１の一連の動作は終了する。
ここで、本実施形態に係る金型冷却装置１においては、冷却水入側配管２１及びエアー入側配管２２に接続されるとともに、冷却水用開閉弁３１及びエアー用開閉弁３２を一体とした電磁弁３０を、冷却管２３の往路２３ａ側に直結してある。このため、電磁弁３０における冷却水用開閉弁３１から金型内に設置された冷却管２３までの距離が短い。これにより、冷却水用開閉弁３１が開いてから冷却水が冷却管２３内を流れて冷却管２３を満たすまでの時間が短くなるので、冷却管２３への冷却水の充填タイミングの遅れを解消し、製品の冷却不足を回避することができる。

また、電磁弁３０を、冷却管２３の往路２３ａ側に直結してあるので、電磁弁３０におけるエアー用開閉弁３２から金型内に設置された冷却管２３までの距離が短い。これにより、エアー用開閉弁３２が開いてからエアーが冷却管２３内に残っている冷却水を全て追い出すまで時間が短くなるので、冷却管２３へのエアーの充填タイミングの遅れを解消し、製品の過冷却を回避することができる。

また、電磁弁３０は、３ポート３位置弁で構成され、冷却水入側配管２１に３ポート３位置弁の第１供給ポート３３で接続されるとともに、エアー入側配管２２に３ポート３位置弁の第２供給ポート３４で接続され、冷却管２３の往路２３ａ側に３ポート３位置弁の排出ポート３５で接続される。これにより、冷却水入側配管２１及びエアー入側配管２２に接続されるとともに、冷却水用開閉弁３１及びエアー用開閉弁３２を一体とした電磁弁３０を、簡単かつ簡素な構造として冷却管２３の往路２３ａ側に直結することができる。そして、冷却管２３への冷却水の充填タイミングの遅れ及び冷却管２３へのエアーの充填タイミングの遅れを簡単な装置構成で解消することができる。

ここで、本実施形態に係る金型冷却装置１を図５に示す比較例に係る金型冷却装置と比較して説明する。
図５に示す金型冷却装置２０１は、図１に示す本実施形態に係る金型冷却装置１と異なり、圧送部２０２における給水ポンプ２１５の第２配管２１４から分岐した複数本の冷却水入側配管２２１の各々に冷却水用電磁弁２４１を組み込んでいる。また、金型冷却装置１は、エアー源２１６にエアー用配管２１７を介して接続されたレギュレータ２１８から分岐した複数本のエアー入側配管２２２の各々にエアー用電磁弁２４２を組み込んでいる。また、各冷却水入側配管２２１と各エアー入側配管２２２とを継手２４３に接続し、継手２４３の出口に冷却管入側配管２４４を接続し、この冷却管入側配管２４４を金型冷却部２０３における冷却管２２３の往路２２３ａ側に接続している。そして、冷却管２２３の復路２２３ｂには冷却体戻配管２２４が接続され、この冷却体戻配管２２４は、冷却水を貯留しているタンク２１１に接続されている。そして、各冷却水用電磁弁２４１のコイル及び各エアー用電磁弁２４２の２コイルは、それぞれ動作制御部２４０に接続され、動作制御部２４０によりそれぞれのＯＮ、ＯＦＦが制御されるようになっている。図５に示す金型冷却装置２０１は、図１に示す金型冷却装置１とその他の構成については同様であり、図５において、符号２１２は第１配管、２１３はリリーフ弁である。

このように構成された比較例に係る金型冷却装置２０１において、動作制御部２４０が鋳造機（成型機）からの冷却スタート信号を受信すると、動作制御部２４０が動作を開始する。そして、動作制御部２４０からの指令により給水ポンプ２１５が動作して冷却水が冷却水入側配管２２１内を流れる。これと同時に、冷却水用電磁弁２４１も開いて冷却水が冷却水入側配管２２１内を圧送される。そして、冷却水入側配管２２１内を圧送された冷却水は、冷却水入側配管２２１から継手２４３を通って冷却管入側配管２４４に至り、冷却管入側配管２４４を通って金型内の冷却管２２３内を往路２２３ａ側から流れる。そして、冷却水が冷却管２２３内を流れることで、そこで熱交換が行われ、金型が冷却される。その後、冷却水は冷却管２２３の復路２２３ｂから冷却体戻配管２２４を通り、タンク２１１に排水される。

そして、予め設定した時間が経過すると、動作制御部２４０は、冷却水用電磁弁２４１を閉じ、その後に動作制御部２４０はエアー用電磁弁２４２を開いて、エアーの圧送を開始する。圧送部２０２から圧送されたエアーは、エアー入側配管２２２から継手２４３を通り、冷却管入側配管２４４を通って金型内の冷却管２２３内を流れる。そして、エアーが冷却管２２３内を流れることで、冷却管２２３内に残っている冷却水がエアーにより追い出され、追い出された冷却水は冷却管２２３の復路２２３ｂから冷却体戻配管２２４を通り、タンク２１１に排水される。

この比較例に係る金型冷却装置２０１においては、鋳造機（成型機）の近辺に配置された冷却水用電磁弁２４１から金型内に配置された冷却管２２３までの距離が長い。このため、冷却水用電磁弁２４１が開いてから冷却水が冷却管２２３を満たすまで時間がかかり、冷却管２２３への冷却水の充填タイミングに大きな遅れが生じ、製品の冷却不足の原因となる。
また、鋳造機（成型機）の近辺に配置されたエアー用電磁弁２４２から金型内に配置された冷却管２２３までの距離も長いため、エアー用電磁弁２４２が開いてからエアーが冷却管２２３内に残っている冷却水を全て追い出すまで時間がかかり、冷却管２２３へのエアーの充填タイミングに大きな遅れが生じ、製品の過冷却の原因となる。

これに対し、前述したように、本実施形態に係る金型冷却装置１においては、冷却水入側配管２１及びエアー入側配管２２に接続されるとともに、冷却水用開閉弁３１及びエアー用開閉弁３２を一体とした電磁弁３０を、冷却管２３の往路２３ａ側に直結してある。このため、電磁弁３０における冷却水用開閉弁３１から金型内に設置された冷却管２３までの距離が短い。これにより、冷却水用開閉弁３１が開いてから冷却水が冷却管２３内を流れて冷却管２３を満たすまでの時間が短くなるので、冷却管２３への冷却水の充填タイミングの遅れを解消し、製品の冷却不足を回避することができる。

また、電磁弁３０を、冷却管２３の往路２３ａ側に直結してあるので、電磁弁３０におけるエアー用開閉弁３２から金型内に設置された冷却管２３までの距離が短い。これにより、エアー用開閉弁３２が開いてからエアーが冷却管２３内に残っている冷却水を全て追い出すまで時間が短くなるので、冷却管２３へのエアーの充填タイミングの遅れを解消し、製品の過冷却を回避することができる。

なお、図１に示す本実施形態（本発明例）に係る金型冷却装置１と、図５に示す比較例に係る金型冷却装置２０１とについて、電磁弁３０における冷却水用開閉弁３１（比較例においては冷却水用電磁弁４１）を開いてから冷却管２３（比較例においては冷却管２２３）内を冷却水が満たすまでの時間（冷却開始遅れ）を実測した。この結果を図６に示す。
図６から理解されるように、本実施形態（本発明例）に係る金型冷却装置１による冷却開始遅れは、比較例に係る金型冷却装置による冷却開始遅れに対して大幅に改善された。

また、図１に示す本実施形態（本発明例）に係る金型冷却装置１と、図５に示す比較例に係る金型冷却装置２０１とについて、電磁弁３０におけるエアー用開閉弁３２（比較例においてはエアー用電磁弁４２）を開いてから冷却管２３（比較例においては冷却管２２３）内から冷却水が全て追い出されるまでの時間（冷却終了遅れ）を実測した。この結果を図７に示す。
図７から理解されるように、本実施形態（本発明例）に係る金型冷却装置１による冷却終了遅れは、比較例に係る金型冷却装置による冷却終了遅れに対して大幅に改善された。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る金型冷却装置について、図８乃至図１０を参照して説明する。図８乃至図１０において、図１乃至３に示す部材と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略することがある。
図８に示す金型冷却装置１は、図１に示す金型冷却装置１と基本構成は同様であるが、電磁弁１３０の構成が図１に示す金型冷却装置１の電磁弁３０の構成と相違するとともに、エアー入側配管２２にエアー用電磁弁１３８を組み込んだ点で、図１に示す金型冷却装置１と相違している。

具体的に述べると、電磁弁１３０は、図１に示す電磁弁３０と同様に、冷却水入側配管２１及びエアー入側配管２２に接続されるとともに、冷却水用開閉弁１３１及びエアー用開閉弁１３２を一体とし、冷却管２３の往路２３ａ側に直結されている。
但し、電磁弁１３０は、図１に示す電磁弁３０と異なり、図９に示すように、３ポート２位置弁で構成されている。
そして、電磁弁１３０を構成する３ポート２位置弁の第１供給ポート１３３に冷却水入側配管２１が接続され、３ポート２位置弁の第２供給ポート１３４にエアー入側配管２２が接続されている。また、３ポート２位置弁の排出ポート１３５に冷却管２３の往路２３ａ側が接続されている。

この電磁弁１３０は、冷却水用開閉弁１３１が閉じ、エアー用開閉弁１３２が開いた状態にある図１０（Ａ）、（Ｃ）に示す位置と、冷却水用開閉弁１３１が開き、エアー用開閉弁１３２が閉じた状態にある図１０（Ｂ）に示す位置との２位置間を移動するよう構成されている。電磁弁１３０は、励磁することによりＯＮ状態となって冷却水用開閉弁１３１を開く位置に移動させるコイル１３６と、コイル１３６が非励磁状態（ＯＦＦ状態）のときにエアー用開閉弁１３２を開く位置に移動させるばね部材１３７とを備えている。そして、電磁弁１３０のコイル１３６は、動作制御部４０に接続され、動作制御部４０によりＯＮ、ＯＦＦが制御される。

また、図８に示す金型冷却装置１において、レギュレータ１８から分岐した各エアー入側配管２２には、エアー用電磁弁１３８が組み込まれている。このエアー用電磁弁１３８は、エアー用電磁弁１３８に設けられたコイルがＯＮのときにエアー用電磁弁１３８を開き、当該コイルがＯＦＦのときにエアー用電磁弁１３８を閉じる。
次に、図８に示す金型冷却装置１の動作について、図８及び図１０を参照して説明する。

先ず、給水ポンプ１５から冷却水が圧送される前の状態では、電磁弁１３０は図１０（Ａ）に示す位置にある。この状態では、コイル１３６がＯＦＦで電磁弁１３０における冷却水用開閉弁１３１が閉じた状態にあり、エアー用開閉弁１３２は開いた状態にある。そして、この状態では、エアー源１６からはレギュレータ１８を介して所定の圧力のエアーがエアー入側配管２２のところまで圧送されている。但し、エアー入側配管２２に組み込まれたエアー用電磁弁１３８のコイルがＯＦＦであり、エアー用電磁弁１３８が閉じているので、エアーは冷却管２３側には流れない。

そして、この状態で動作制御部４０が鋳造機（成型機）からの冷却スタート信号を受信すると、動作制御部４０が動作を開始する。すると、圧送部２における動作制御部４０からの指令により給水ポンプ１５が動作する。これにより、タンク１１から第１配管１２、リリーフ弁１３、第２配管１４を介して冷却水が冷却水入側配管２１を流れ、冷却水用開閉弁１３１のところまで圧送される。但し、冷却水用開閉弁１３１は閉じているので、冷却水は冷却管２３側には流れていない。 この状態で、金型を冷却するために、動作制御部４０が電磁弁１３０のコイル１３６を励磁しコイル１３６がＯＮになると、電磁弁１３０は図１０（Ｂ）に示す位置になる。これにより、冷却水用開閉弁１３１が開き、冷却水入側配管２１と冷却管２３の往路２３ａとが連通し、冷却水が冷却管２３内を流れる。一方、エアー用開閉弁１３２は開いた状態から閉じた状態となる。そして、冷却水が冷却管２３内を流れることで、そこで熱交換が行われ、金型が冷却される。その後、冷却水は冷却管２３の復路２３ｂから冷却体戻配管２４を通り、タンク１１に排水される。この状態では、エアー用電磁弁１３８のコイルがＯＦＦでエアー用電磁弁１３８は閉じている。

その後、金型を冷却するのに適切な所定時間が経過したら、動作制御部４０は、コイル１３６の励磁を停止してコイル１３６をＯＦＦにする。すると、電磁弁３０は図１０（Ｃ）に示す位置になる。これにより、冷却水用開閉弁１３１が閉じて冷却水入側配管２１と冷却管２３の往路２３ａとが遮断されて冷却管２３内への冷却水の流入は停止する。また、エアー用開閉弁１３２が開き、エアー入側配管２２と冷却管２３の往路２３ａとが連通する。また、このとき同時に、エアー用電磁弁１３８のコイルを励磁し当該コイルをＯＮにする。すると、エアー用電磁弁１３８が開き、エアーがエアー入側配管２２から、開いたエアー用開閉弁１３２を介して冷却管２３内を流れる。そして、エアーが冷却管２３内を流れることで、冷却管２３内に残っている冷却水がエアーにより追い出され、追い出された冷却水は冷却管２３の復路２３ｂから冷却体戻配管２４を通り、タンク１１に排水される。

その後、冷却管２３内に残留している冷却水を排出するのに適切な所定時間が経過したら、動作制御部４０は、エアー用電磁弁１３８のコイルの励磁を停止してコイルをＯＦＦにし、エアー用電磁弁１３８が閉じる。この状態は、図１０（Ａ）に示す状態である。これにより、エアーが冷却管２３内へ流れるのが停止される。一方、電磁弁１３０のコイル１３６のＯＦＦ状態は維持され、冷却水用開閉弁１３１が閉じた状態を維持している。

その後、動作制御部４０は、給水ポンプ１５の動作を停止させる。これにより、金型冷却装置１の一連の動作は終了する。
ここで、本実施形態に係る金型冷却装置１においては、冷却水入側配管２１及びエアー入側配管２２に接続されるとともに、冷却水用開閉弁１３１及びエアー用開閉弁１３２を一体とした電磁弁１３０を、冷却管２３の往路２３ａ側に直結してある。このため、電磁弁１３０における冷却水用開閉弁１３１から金型内に設置された冷却管２３までの距離が短い。これにより、冷却水用開閉弁１３１が開いてから冷却水が冷却管２３内を流れて冷却管２３を満たすまでの時間が短くなるので、冷却管２３への冷却水の充填タイミングの遅れを解消し、製品の冷却不足を回避することができる。

また、電磁弁１３０を、冷却管２３の往路２３ａ側に直結してあるので、電磁弁１３０におけるエアー用開閉弁１３２から金型内に設置された冷却管２３までの距離が短い。これにより、エアー用開閉弁１３２が開いてからエアーが冷却管２３内に残っている冷却水を全て追い出すまで時間が短くなるので、冷却管２３へのエアーの充填タイミングの遅れを解消し、製品の過冷却を回避することができる。

なお、エアーを冷却管２３内へ流す際には、前述したように、エアー用開閉弁１３２を開くのみならず、エアー用電磁弁１３８を開く必要がある（図１０（Ｃ）参照）。エアー用電磁弁１３８は鋳造機（成型機）側の圧送部２に設置されているので、このエアー用電磁弁１３８から冷却管２３までの距離が長い。このため、エアー用電磁弁１３８が開いてからエアーが冷却管２３内に残っている冷却水を全て追い出すまで時間が長くなることが懸念される。しかし、エアー用電磁弁１３８を開くときには、エアー用電磁弁１３８からエアー用開閉弁１３２に至るまでのエアー入側配管２２内にはエアーが満たされているので、エアー用電磁弁１３８を開くとすぐに冷却管２３内にエアーを流入させることができる。このため、エアー用電磁弁１３８が開いてからエアーが冷却管２３内に残っている冷却水を全て追い出すまで時間が長くなるおそれはない。

この第２実施形態に係る金型冷却装置１のように、電磁弁１３０を、３ポート２位置弁で構成し、エアー入側配管２２にエアー用電磁弁１３８を組み込んだ場合でも、冷却管２３への冷却水の充填タイミングの遅れ及び冷却管２３へのエアーの充填タイミングの遅れを簡単な装置構成で解消することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る金型冷却装置について、図１１を参照して説明する。図１１において、図１に示す部材と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略することがある。

図１１に示す金型冷却装置１は、図１に示す金型冷却装置１と基本構成は同様であるが、冷却水入側配管２１及びエアー入側配管２２のそれぞれに冷却水マニホールド５０を接続し、冷却水マニホールド５０に複数の冷却水配管２５と複数のエアー配管２６とを接続し、複数の冷却水配管２５の各々及び複数のエアー配管２６の各々に接続されるとともに、冷却水用開閉弁３１及びエアー用開閉弁３２を一体とした各電磁弁３０を、各冷却管２３の往路２３ａ側に直結した点で異なっている。

具体的に述べると、冷却水マニホールド５０は、１つの吸水口（図示せず）と、１つの吸気口（図示せず）と、１つの排水口（図示せず）とを備えるとともに、複数個の往路側水出口５１と、複数個の往路側エアー出口５２と、複数個の復路側口５３とを備えている。
そして、冷却水マニホールド５０の吸水口には、冷却水入側配管２１の出側が接続されるとともに、冷却水マニホールド５０の吸気口には、エアー入側配管２２の出側が接続されている。また、冷却水マニホールド５０の複数個の往路側水出口５１の各々には、複数の冷却水配管２５の各々の入側が接続され、冷却水マニホールド５０の複数個の往路側エアー出口５２の各々には、複数のエアー配管２６の各々の入側が接続されている。

そして、複数の冷却水配管２５の各々の出側及び複数のエアー配管２６の各々の出側には、複数の冷却管２３の各々の往路２３ａ側に直結された各電磁弁３０が接続されている。また、複数の冷却管２３の各々の復路２３ｂ側には、複数の冷却体戻配管２４の各々の入側が接続され、各冷却体戻配管２４の出側は冷却水マニホールド５０の複数個の復路側口５３の各々に接続されている。さらに、冷却水マニホールド５０の排水口には、排水管２７の入側が接続されるとともに、排水管２７の出側はタンク１１に戻されている。

そして、各電磁弁３０としては、図２に示す電磁弁３０と同様に、電磁弁３０は、冷却水入側配管２１の開閉を行う冷却水用開閉弁３１と、エアー入側配管２２の開閉を行うエアー用開閉弁３２を一体としたものであり、３ポート３位置弁で構成されている。
そして、各電磁弁３０を構成する３ポート３位置弁の第１供給ポート３３に各冷却水配管２５の出側が接続され、３ポート３位置弁の第２供給ポート３４に各エアー配管２６の出側が接続されている。また、３ポート３位置弁の排出ポート３５に各冷却管２３の往路２３ａ側が接続されている。

このように、冷却水マニホールド５０を備えた金型冷却装置１においても、冷却水用開閉弁３１及びエアー用開閉弁３２を一体とした各電磁弁３０を、各冷却管２３の往路２３ａ側に直結してある。このため、各電磁弁３０における冷却水用開閉弁３１から金型内に設置された冷却管２３までの距離が短い。これにより、冷却水用開閉弁３１が開いてから冷却水が冷却管２３内を流れて冷却管２３を満たすまでの時間が短くなるので、冷却管２３への冷却水の充填タイミングの遅れを解消し、製品の冷却不足を回避することができる。

また、前記各電磁弁３０を、冷却管２３の往路２３ａ側に直結してあるので、各電磁弁３０におけるエアー用開閉弁３２から金型内に設置された冷却管２３までの距離が短い。これにより、エアー用開閉弁３２が開いてからエアーが冷却管２３内に残っている冷却水を全て押し出すまで時間が短くなるので、冷却管２３へのエアーの充填タイミングの遅れを解消し、製品の過冷却を回避することができる。

また、冷却水マニホールド５０を備えることにより、１つの冷却水マニホールド５０に対して複数の冷却管２３によって金型を冷却することができる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、図８に示す第２実施形態に係る金型冷却装置１において、エアー入側配管２２にエアー用電磁弁１３８を組み込むのではなく、冷却水入側配管２１に冷却水用電磁弁を組み込むようにしてもよい。

また、図１１に示す第３実施形態に係る金型冷却装置１において、各冷却管２３の往路２３ａ側に直結される各電磁弁３０は、３ポート３位置弁である必要は必ずしもなく、図９と同様の３ポート２位置弁で構成してもよい。この場合、各冷却水配管２５に３ポート２位置弁の第１供給ポートで接続し、各エアー配管２６に３ポート２位置弁の第２供給ポートで接続し、各冷却管２３の往路２３ａ側に３ポート２位置弁の排出ポートで接続するとともに、各冷却水配管２５に冷却水用電磁弁を組み込むか、あるいは各エアー配管２６にエアー用電磁弁を組み込むようにする。

また、図１１に示す第３実施形態に係る金型冷却装置１において、冷却水マニホールド５０の複数個の往路側水出口５１の各々には、複数の冷却水配管２５の各々の入側が接続され、冷却水マニホールド５０の複数個の往路側エアー出口５２の各々には、複数のエアー配管２６の各々の入側が接続されている。しかし、冷却水マニホールド５０の複数個の往路側水出口５１のうち１つの往路側水出口５１に１本の冷却水配管２５を接続し、冷却水マニホールド５０の複数個の往路側エアー出口５２のうち１つの往路側エアー出口５２に１本のエアー配管２６を接続するようにしてもよい。この場合、１本の冷却水配管２５の出側及び１本のエアー配管２６の出側に、１つの冷却管２３の往路２３ａ側に直結された電磁弁３０が接続される。また、１つの冷却管２３の復路２３ｂ側に、１本の冷却体戻配管２４の入側が接続され、１本の冷却体戻配管２４の出側は冷却水マニホールド５０の複数個の復路側口５３のうち１つの復路側口５３に接続される。

１ 金型冷却装置
２ 圧送部
３ 金型冷却部
１１ タンク
１２ 第１配管
１３ リリーフ弁
１４ 第２配管
１５ 給水ポンプ
１６ エアー源
１７ エアー用配管
１８ レギュレータ
２１ 冷却水入側配管
２２ エアー入側配管
２３ 冷却管
２３ａ 冷却管の往路
２３ｂ 冷却管の復路
２４ 冷却体戻配管
２５ 冷却水配管
２６ エアー配管
２７ 排水管
３０ 電磁弁
３１ 冷却水用開閉弁
３２ エアー用開閉弁
３３ 第１供給ポート
３４ 第２供給ポート
３５ 排出ポート
３６ 第１コイル
３７ 第２コイル
３８ 第１ばね部材
３９ 第２ばね部材
４０ 動作制御部
５０ 冷却水マニホールド
５１ 往路側水出口
５２ 往路側エアー出口
５３ 復路側口
１３０ 電磁弁
１３１ 冷却水用開閉弁
１３２ エアー用開閉弁
１３３ 第１供給ポート
１３４ 第２供給ポート
１３５ 排出ポート
１３６ コイル
１３７ ばね部材
１３８ エアー用電磁弁

Claims (3)

1. 水源に接続された冷却水入側配管と、エアー源に接続されたエアー入側配管と、金型内に設置された往復式の冷却管と、該冷却管の復路側に接続された冷却体戻配管とを備え、
   前記冷却水入側配管及び前記エアー入側配管に接続されるとともに、冷却水用開閉弁及びエアー用開閉弁を一体とした電磁弁を、前記冷却管の往路側に直結したことを特徴とする金型冷却装置。
2. 前記電磁弁は、３ポート３位置弁で構成され、前記冷却水入側配管に前記３ポート３位置弁の第１供給ポートで接続されるとともに、前記エアー入側配管に前記３ポート３位置弁の第２供給ポートで接続され、前記冷却管の往路側に前記３ポート３位置弁の排出ポートで接続されることを特徴とする請求項１に記載の金型冷却装置。
3. 前記電磁弁は、３ポート２位置弁で構成され、前記冷却水入側配管に前記３ポート２位置弁の第１供給ポートで接続されるとともに、前記エアー入側配管に前記３ポート２位置弁の第２供給ポートで接続され、前記冷却管の往路側に前記３ポート２位置弁の排出ポートで接続されており、
   前記冷却水入側配管に冷却水用電磁弁を組み込むか、あるいは前記エアー入側配管にエアー用電磁弁を組み込むことを特徴とする請求項１に記載の金型冷却装置。

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