JP2019111551A - ダイカスト金型の冷却構造 - Google Patents

Abstract

【課題】金型の型面が所定の温度以上まで加熱されることを抑制しつつ、金型の型面が所定の温度以下まで冷却されることを抑制するダイカスト金型の冷却構造を提供する。【解決手段】複数の冷却系統を有するダイカスト金型の冷却構造であって、ダイカスト金型３の突出する型面に向かって延設され、前記複数の冷却系統のうち少なくとも１つの冷却系統４を形成する直線冷却回路４１、４２と、ダイカスト金型３の型面に沿って延設され、前記複数の冷却系統のうち残りの冷却系統５を形成する面沿い冷却回路５１と、ダイカスト金型３の型面の温度を測定するセンサー７と、面沿い冷却回路５１に流す第１の冷却媒体を温度調節するチラー５５と、を備え、前記第１の冷却媒体の熱伝導率が、直線冷却回路４１、４２に流す第２の冷却媒体の熱伝導率よりも小さく、センサー７によって測定された温度に基づいて、チラー５５の設定温度を制御する、ダイカスト金型の冷却構造。【選択図】図２

Description

本発明はダイカスト金型の冷却構造に関する。

ダイカスト鋳造に用いるダイカスト金型の型面の形状は、形成する粗材に対応している。したがって、ダイカスト金型の型面は、複雑な形状である場合がある。複雑な形状の型面を有するダイカスト金型は、溶湯が注入されると、部分ごとに異なる温度上昇を示す。

そこで、ダイカスト金型の内部に複数の冷却系統を備える冷却構造を設けることがある。例えば、特許文献１には、複数の冷却系統をそれぞれ形成する複数の冷却回路が設けられたダイカスト金型が開示されている。複数の冷却系統は、冷却温度やタイミング等の冷却条件がそれぞれ設定される。したがって、ダイカスト金型は、部分ごとに異なる冷却条件により冷却される。

特許第３１８６０２７号公報

発明者は、複数の冷却系統を有するダイカスト金型の冷却構造に関し、以下の課題を見出した。
ダイカスト金型は、溶湯が注入される際に、例えば、冷却回路が略水平になるように配置される。しかしながら、特許文献１に開示されているようなダイカスト金型を冷却回路が略水平になるように配置すると、下記のような問題が発生する。以下、図７及び図８を参照して本発明の課題について説明する。

図７は、従来のダイカスト金型の冷却構造１００の構成について説明する模式図である。図７に示すように、従来のダイカスト金型の冷却構造１００は、金型１０３、冷却系統１０４、１０５、冷却回路１４１、１４２、１５１、及び１５２、注入部１４７、１５７、排出部１４３、１５３、及びホルダー１０６を備える。

図８は、冷却回路１４１の拡大模式図である。図８に示すように、冷却回路１４１は、パイプ１４１ｂを備える。なお、図８では、冷却媒体１０９及びエアー１１０も図示している。また、図８において矢印の方向は、エアー１１０の流れる方向を示す。

図７に示すように、金型１０３の内部には、冷却回路１４１、１４２、１５２、及び１５２が設けられている。冷却回路１４１、１４２、１５１、及び１５２は、それぞれホルダー１０６から延設された直線状の冷却回路である。冷却回路１４１、１４２は、注入部１４７及び排出部１４３と共に冷却系統１０４を形成する。冷却回路１５１、１５２は、注入部１５７及び排出部１５３と共に冷却系統１０５を形成する。

図８に示すように、冷却回路１４１の内部にはパイプ１４１ｂが設置されている。パイプ１４１ｂは、注入部１４７に接続しており、冷却媒体１０９を冷却回路１４１に注入する。冷却回路１４１に注入された冷却媒体１０９により、冷却回路１４１の周縁部が冷却される。所定の温度や時間まで冷却回路１４１の周縁部が冷却されると、図８に示す矢印の方向にエアー１１０を導入することにより冷却回路１４１内から冷却媒体１０９を除去するエアーパージを行う。エアーパージを行うと、冷却媒体１０９が除去されるため、冷却回路１４１による金型１０３の冷却が停止する。

しかしながら、冷却回路が略水平になるように配置されている場合、エアー１１０は、パイプ１４１ｂを通った後、冷却回路１４１の上部を通り、抜けていく。したがって、冷却回路１４１の下部には、エアー１１０が通らず、冷却媒体１０９が残留する。つまり、エアーパージを行っても第２の冷却媒体を十分に除去することは困難であり、冷却回路内に第２の冷却媒体が残留し、金型の型面が所定の温度以下まで冷却される虞がある。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたものであり、金型の型面が所定の温度以上まで加熱されることを抑制しつつ、金型の型面が所定の温度以下まで冷却されることを抑制するダイカスト金型の冷却構造を提供することを目的とする。

本発明に係るダイカスト金型の冷却構造は、複数の冷却系統を有するダイカスト金型の冷却構造であって、ダイカスト金型の突出する型面に向かって延設され、前記複数の冷却系統のうち少なくとも１つの冷却系統を形成する直線冷却回路と、前記ダイカスト金型の型面に沿って延設され、前記複数の冷却系統のうち残りの冷却系統を形成する面沿い冷却回路と、前記ダイカスト金型の型面の温度を測定するセンサーと、前記面沿い冷却回路に流す第１の冷却媒体を温度調節するチラーと、を備える。そして、前記第１の冷却媒体の熱伝導率が、前記直線冷却回路に流す第２の冷却媒体の熱伝導率よりも小さく、前記センサーによって測定された温度に基づいて、前記チラーの設定温度を制御する。

本発明に係るダイカスト金型の冷却構造には、ダイカスト金型の突出する型面に向かって直線冷却回路が延設されている。直線冷却回路は、ダイカスト金型の突出する型面を冷却する。そのため、金型の型面が所定の温度以上まで加熱されることを抑制する。

さらに、本発明に係るダイカスト金型の冷却構造には、ダイカスト金型の型面に沿って面沿い冷却回路が延設されている。また、第１の冷却媒体の熱伝導率が、直線冷却回路に流す第２の冷却媒体の熱伝導率よりも小さく、センサーによって測定された温度に基づいて、チラーの設定温度が制御される。つまり、チラーの設定温度を所定の温度以上に設定することにより、金型の型面を所定の温度以上に保温することができる。したがって、金型の型面が所定の温度以下まで冷却されることを抑制する。

本発明に係るダイカスト金型の冷却構造は、直線冷却回路及び面沿い冷却回路を備えているため、金型の型面が所定の温度以上まで加熱されることを抑制しつつ、金型の型面が所定の温度以下まで冷却されることを抑制することができる。

本発明によれば、金型の型面が所定の温度以上まで加熱されることを抑制しつつ、金型の型面が所定の温度以下まで冷却されることを抑制するダイカスト金型の冷却構造を提供することができる。

本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造の模式図である。 本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造の詳細模式図である。 金型の透視平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う金型の断面図である。 本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却方法を示すフローチャートである。 本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造の温度変化を示すグラフである。 従来のダイカスト金型の冷却構造の模式図である。 従来のダイカスト金型の冷却構造の冷却回路の拡大模式図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

まず、図１を参照して、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造１の構成について説明する。
図１は、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造１の模式図である。図１に示すように、ダイカスト金型の冷却構造１は、（ダイカスト）金型３、（複数の）冷却系統４、５、ホルダー６、センサー７、及びシリンダー８を備える。

図１に示すように、金型３は、例えば金属材料を用いて構成される構造体である。金型３は、例えば凹型の外金型（不図示）と組み合わせられ、凸型の内金型として用いられる。そして、外金型の内側面と金型３の外側面（型面）との間隙に溶湯（不図示）が注入される。注入された溶湯は、冷却されると凝固し、粗材を形成する。

図１に示すように、ダイカスト金型の冷却構造１は、複数の冷却系統４、５を備える。ダイカスト金型の冷却構造１は、複数の冷却系統４、５を使用して、金型３及び溶湯を冷却することができる。したがって、ダイカスト金型の冷却構造１を用いると、ダイカスト金型の冷却構造１を用いない場合よりも、注入された溶湯の温度を短い時間で下げることができる。

金型３の型面には、離型剤が塗布されている。詳細は後述するが、離型剤の塗布は、金型３の型面が所定の温度以上である状態で行われることが好ましい。離型剤を塗布することにより、粗材の型離れを向上することができる。

図１に示すように、金型３は、ホルダー６に接続されている。また、ホルダー６は、シリンダー８に接続されている。シリンダー８は、例えば内部にピストン（不図示）を備えている。ホルダー６内においてピストンを摺動すると、ホルダー６及び金型３は、ピストンの摺動方向にスライドする。

次に、図１及び図２を参照して、実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造１の構成についてより詳細に説明する。図２は、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造１の詳細模式図である。図２に示すように、ダイカスト金型の冷却構造１は、図１の構成に加えて、制御部９を備える。

図１に示した冷却系統４は、図２に示すように、直線冷却回路４１、４２、排出部４３、バルブ４４、チラー４５、ポンプ４６、及び注入部４７を備える。また、図１に示した冷却系統５は、図２に示すように、面沿い冷却回路５１、排出部５３、バルブ５４、チラー５５、ポンプ５６、及び注入部５７を備える。図１及び図２において、実線矢印は、第２の冷却媒体を流す方向を表す。点線矢印は、第１の冷却媒体を流す方向を表す。また、図２において、一点鎖線矢印は、データ及び信号の送信を表す。

直線冷却回路４１、４２は、例えば断面円形であり、底を有する直線状の回路である。直線冷却回路４１、４２は、図２に示すように、金型３の内部に延設される。直線冷却回路４１、４２が延設される方向は、特に限定されないが、例えば、図２に示すように、ホルダー６から金型３の型面に向かって延設される。直線冷却回路４１、４２は、例えば、ドリルを用いて金型３を切削することにより形成される。

直線冷却回路４１、４２は、排出部４３、バルブ４４、チラー４５、ポンプ４６、及び注入部４７と共に、冷却系統４を形成する。冷却系統４の内部には、第２の冷却媒体が流されている。図２に示す実線矢印は、第２の冷却媒体を流す方向を示す。図２に示すように、直線冷却回路４１、４２の内部には、パイプ４１ｂ、４２ｂが、それぞれ配置されている。パイプ４１ｂ、４２ｂは、例えば断面円形状の筒であり、直線冷却回路４１、４２に沿って延設されている。

パイプ４１ｂは、図２に示すように、第２の冷却媒体を注入する注入部４７に接続されている。注入部４７から注入された第２の冷却媒体は、パイプ４１ｂ内を通り、直線冷却回路４１の先端部まで注入される。そして、直線冷却回路４１の先端部まで注入された第２の冷却媒体は、パイプ４１ｂの外側面と直線冷却回路４１の内側面との間隙を通りつつ、直線冷却回路４１の周縁部を冷却する。

直線冷却回路４１は、連結部材（不図示）を介してパイプ４２ｂに連通している。したがって、直線冷却回路４１内に注入された第２の冷却媒体は、連結部材を通り、パイプ４２ｂに注入される。パイプ４２ｂに注入された第２の冷却媒体は、パイプ４２ｂを通り、直線冷却回路４２の先端部まで注入される。そして、直線冷却回路４２の先端部まで注入された第２の冷却媒体は、パイプ４２ｂの外側面と直線冷却回路４２の内側面との間隙を通りつつ、直線冷却回路４２の周縁部を冷却する。

直線冷却回路４２は、図２に示すように、第２の冷却媒体を排出する排出部４３に接続している。排出部４３は、バルブ４４を介してチラー４５に接続している。直線冷却回路４２から排出された第２の冷却媒体は、排出部４３及びバルブ４４を介してチラー４５に注入される。チラー４５に注入された第２の冷却媒体は、所定の温度まで冷却される。

制御部９は、バルブ４４の開度を調節し、第２の冷却媒体の流量を調節する。制御部９は、センサー７に接続している。また、センサー７は、金型３の型面の温度を測定し、測定データを制御部９に送信する。センサー７は、例えば図２に示すように、金型３の内部に設置されている。制御部９は、センサー７が取得した金型３の型面の温度に基づいて、バルブ４４の開度を調節し、冷却系統４内における第２の冷却媒体の流量を調節する。

チラー４５は、ポンプ４６に接続している。ポンプ４６は、注入部４７を介して直線冷却回路４１に接続している。したがって、ポンプ４６を作動すると、チラー４５から直線冷却回路４１に第２の冷却媒体を注入することができる。所定の温度まで冷却された第２の冷却媒体は、ポンプ４６を用いて、注入部４７を介して直線冷却回路４１に注入される。ポンプ４６の作動は、例えば、制御部９を用いて制御されていてもよい。

以上のように、直線冷却回路４１、４２内に所定の温度まで冷却された第２の冷却媒体が流されると、直線冷却回路４１、４２の周縁部は冷却される。また、第２の冷却媒体は、例えば水を用いて構成される。

金型３の型面の冷却を停止する際には、直線冷却回路４１、４２への第２の冷却媒体の流れを停止する。具体的には、センサー７によって取得した金型３の型面の温度に基づいて、制御部９がバルブ４４を閉じるように制御する。バルブ４４を閉じると、第２の冷却媒体の流れが停止し、金型３の型面の冷却が停止する。また、金型３の型面の冷却を停止する際には、直線冷却回路４１、４２から冷却水を除去してもよい。例えば、注入部４７からエアーを導入してエアーパージを行うと、直線冷却回路４１、４２から第２の冷却媒体を除去される。

金型３の型面は、形成する粗材に対応した形状であるため、例えば図２に示すように凹凸を有する。型面に凹凸を有するため、高温の溶湯を注入されると、金型３は、部分により異なる温度上昇を示す。例えば、凸部３ａのように溶湯に向かって突出している部分は、温度が上昇しやすい。一方、凹部３ｂのように溶湯に対して凹んでいる部分は、温度が上昇しにくい。

溶湯を注入する際に、金型３の型面が一定の温度以上まで加熱されると、焼付きが発生する虞がある。特に、凸部３ａのように溶湯に向かって突出している部分は、焼付きが発生しやすい。そこで、図２に示すように、凸部３ａのような突出する型面に向かって直線冷却回路４１、４２を延設する。冷却系統４を用いて温度が上昇しやすい部分を冷却するため、金型３の型面が焼付きが発生する温度以上まで加熱されることを抑制することができる。以後、焼付きが発生する型面の温度を「焼付き発生温度」と称することがある。

次に、図１〜図４を参照して、冷却系統５の構成について詳細に説明する。
図１に示した冷却系統５は、図２に示すように、面沿い冷却回路５１、排出部５３、バルブ５４、チラー５５、ポンプ５６、及び注入部５７を備える。図３は、金型３における面沿い冷却回路５１の透視上面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う金型３の断面図である。なお、図３及び図４では、簡略のため、直線冷却回路４１、４２の図示を省略している。

図２に示すように、面沿い冷却回路５１は、排出部５３、バルブ５４、チラー５５、ポンプ５６、及び注入部５７と共に、図１に示した冷却系統５を形成する。冷却系統５の内部には、第１の冷却媒体が流れる。図２に示す点線矢印は、第１の冷却媒体を流す方向を示す。

図３に示すように、面沿い冷却回路５１は、途中部において複数の枝に分かれる回路であり、金型３の型面全体に延設されている。図４に示すように、面沿い冷却回路５１は、金型３の型面に沿って延設されている。したがって、面沿い冷却回路５１は、金型３の型面における温度の偏りを均すように温度調節することができる。なお、面沿い冷却回路５１は、金型３の型面に沿って延設されていればどのような形状であっても良い。面沿い冷却回路５１は、例えば、枝分かれのない断面円形状の回路であっても良い。

図２に示すように、面沿い冷却回路５１の一方の端は、第１の冷却媒体を注入する注入部５７に接続している。注入部５７から注入された第１の冷却媒体は、面沿い冷却回路５１内を通りつつ、面沿い冷却回路５１の周縁部を温度調節する。

面沿い冷却回路５１の他方の端は、図２に示すように、第１の冷却媒体を排出する排出部５３に接続している。排出部５３は、バルブ５４を介してチラー５５に接続している。面沿い冷却回路５１から排出された第１の冷却媒体は、排出部５３及びバルブ４４を介してチラー５５に注入される。チラー５５に注入された第１の冷却媒体は、所定の温度に温度調節される。

制御部９は、バルブ５４の開度を調節し、第１の冷却媒体の流量を調節する。制御部９は、センサー７が取得した金型３の型面の温度に基づいて、バルブ５４の開度を調節し、冷却系統５内における第１の冷却媒体の流量を調節する。また、制御部９は、図２に示すように、チラー５５に接続している。制御部９は、センサー７が取得した金型３の型面の温度に基づいてチラー５５の設定温度を調節する。

チラー５５は、ポンプ５６に接続している。ポンプ５６は、注入部５７を介して面沿い冷却回路５１に接続している。したがって、ポンプ５６を作動すると、チラー５５から面沿い冷却回路５１に第１の冷却媒体を注入することができる。所定の温度に温度調節された第１の冷却媒体は、ポンプ５６を用いて、注入部５７を介して面沿い冷却回路５１に注入される。ポンプ５６の作動は、例えば、制御部９を用いて制御されていてもよい。

なお、第１の冷却媒体は、第２の冷却媒体よりも熱伝導率が小さい流体を用いて構成する。第１の冷却媒体は、例えば、鉱物油、水グリコール系作動油、及び脂肪酸エステル等の作動油を用いて構成される。第１の冷却媒体は、第２の冷却媒体よりも熱伝導率が小さいため、面沿い冷却回路５１の周縁部の熱を徐々に奪う。つまり、冷却系統５は、冷却系統４よりも、金型３の型面を弱く冷却する。

また、第１の冷却媒体を構成する鉱物油、水グリコール系作動油、及び脂肪酸エステル等の作動油は、第２の冷却媒体を構成する水等よりも、比熱が小さい。したがって、第１の冷却媒体は、チラー５５内において、第２の冷却媒体よりも少ないエネルギーを用いて所定の温度に温度調節される。

図１に示した凹部３ｂのように溶湯に対して凹んでいる部分は、溶湯が注入されても温度が上昇しにくい。そのため、凹部３ｂの近傍は、冷却系統５のみを用いて十分冷却することができる。したがって、図２に示すように、凹部３ｂの近傍には、直線冷却回路４１、４２が延設されず、面沿い冷却回路５１のみが延設されている。

詳細は後述するが、金型３の型面が一定の温度以下まで冷却されると、水残りが発生する虞がある。以後、水残りが発生する型面の温度を「水残り発生温度」と称することがある。

チラー５５の設定温度を水残り発生温度以上にすると、第１の冷却媒体の温度が水残り発生温度以上となる。面沿い冷却回路５１に、水残り発生温度以上に温度調節された第１の冷却媒体を流すと、金型３の型面の温度を水残り発生温度以上に保つことができる。つまり、面沿い冷却回路５１は、金型３の型面が所定の温度以下まで冷却されることを抑制することができる。

以上のように、所定の温度に温度調節された第１の冷却媒体が面沿い冷却回路５１内に流されると、金型３の型面は温度調節される。また、バルブ５４を開閉し、第１の冷却媒体の流量を調節することによっても、金型３の型面を温度調節することができる。第１の冷却媒体の温度及び流量を調節すると、金型３の型面の温度は、より精密に制御される。

ダイカスト金型の冷却構造１は、図１に示すように冷却系統４、５を備えているため、金型３が焼付き温度以上まで加熱されることを抑制しつつ、金型３が水残り温度以下まで冷却されることを抑制することができる。つまり、ダイカスト金型の冷却構造１は、金型３の焼付き発生を抑制しつつ、金型３の水残り発生を抑制することができる。

次に、表１、図５、及び図６を参照して、本発明に係るダイカスト金型の冷却構造を用いた冷却方法（ダイカスト金型の冷却方法）について説明する。
表１は、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却方法における第２の冷却媒体及び第１の冷却媒体の流れの有無を示した表である。図５は、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却方法を示すフローチャートである。図６は、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造の温度変化を示すグラフである。

図５は、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却方法を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却方法は、型締めする工程（ステップＳ１）、射出する工程（ステップＳ２）、型開きする工程（ステップＳ３）、粗材押出しする工程（ステップＳ４）、離型剤を塗布する工程（ステップＳ５）、及びエアブローする工程（ステップＳ６）を備える。

表１において、○は、直線冷却回路４１、４２に第２の冷却媒体が流れていること、又は、面沿い冷却回路５１に第１の冷却媒体が流れていることを示す。また、×は、直線冷却回路４１、４２に第２の冷却媒体が流れていないことを示す。

表１に示すように、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却方法では、射出する工程（ステップＳ２）、型開きする工程（ステップＳ３）、及び粗材押出しする工程（ステップＳ４）を行う際に、直線冷却回路４１、４２に第２の冷却媒体を流す。また、全ての工程（ステップＳ１〜ステップＳ６）を行う際に、面沿い冷却回路５１に第１の冷却媒体を流す。

詳細は後述するが、射出する工程（ステップＳ２）、型開きする工程（ステップＳ３）、及び粗材押出しする工程（ステップＳ４）を行う際には、金型３の型面が冷却される。一方、型締めする工程（ステップＳ１）、離型剤を塗布する工程（ステップＳ５）、及びエアブローする工程（ステップＳ６）を行う際には、金型３の型面が保温される。したがって、ステップＳ２〜ステップＳ４を行う際には、ステップＳ１、ステップＳ５、及びステップＳ６を行う際よりも、チラー５５の設定温度が低い。

図６は、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造の温度変化を示すグラフである。図６において、実線は凸部３ａにおける温度変化を示し、一点鎖線は凹部３ｂにおける温度変化を表す。また、型温変動ＴＡ′は、金型３の最高温度と金型３の最低温度の差分である。

図６に示すように、凸部３ａは温度が上昇しやすく、凹部３ｂは温度が低下しやすい。したがって、金型３の最高温度は、凸部３ａの最高温度である。また。金型３の最低温度は、凹部３ｂの最低温度である。つまり、型温変動ＴＡ′は、凸部３ａの最高温度と凹部３ｂの最低温度との差分である。詳細は後述するが、射出する工程（ステップＳ２）において、凸部３ａは最も加熱され、最高温度となる。また、エアブローする工程（ステップＳ６）において、凹部３ｂは最も冷却され、最低温度となる。

まず、金型３と外金型（不図示）とを型締めする工程（ステップＳ１）を行う。具体的には、外金型の凹部に、シリンダー８を用いて金型３を嵌合し、外金型の内側面と金型３の外側面（型面）との間に間隙を形成する。外金型の内側面と金型３の型面との間隙は、形成する粗材に対応した形状である。

表１に示すように、型締めする工程（ステップＳ１）を行う際には、直線冷却回路４１、４２に第２の冷却媒体を流さない。また、面沿い冷却回路５１に第１の冷却媒体を流す。型締めする工程（ステップＳ１）を行う際には、チラー５５の設定温度が、水残り発生温度以上に設定されている。したがって、金型３の型面は、水残り発生温度以上の温度に保たれている。

次に、外金型の内側面と金型３の型面との間隙に溶湯を射出する工程（ステップＳ２）を行う。射出する工程（ステップＳ２）を行う際には、溶湯が高温であるため、図６に示すように、金型３の型面が加熱される。特に、凸部３ａのように溶湯に向かって突出している部分は、焼付き発生温度以上まで加熱されやすい。

そこで、直線冷却回路４１、４２に第２の冷却媒体を流し、直線冷却回路４１、４２の周縁部を冷却する。また、表１に示すように、面沿い冷却回路５１に第１の冷却媒体を流す。なお、射出する工程（ステップＳ２）を行う際には、型締めする工程（ステップＳ１）を行う際よりも、チラー５５の設定温度を低くする。チラー５５の設定温度を低くすることにより、面沿い冷却回路５１に流れる第１の冷却媒体の温度が低下し、金型３の型面がより短い時間で冷却される。

射出する工程（ステップＳ２）において、金型３の型面及び射出された溶湯が十分に冷却されると、射出された溶湯が凝固し、粗材が形成される。粗材が形成された後、外金型と金型３とを分離する型開きする工程（ステップＳ３）を行う。具体的には、シリンダー８を用いて金型３をスライドし、粗材及び金型３と、外金型と、を分離する。

さらに、形成された粗材を金型３から押出す、粗材押出しする工程（ステップＳ４）を行う。金型３には、押出し機構（不図示）が設けられており、押出し機構を作動すると、金型３から粗材を押出すことができる。粗材を押出すことにより、金型３から粗材を取り外す。粗材押出しする工程（ステップＳ４）を行うと、高温の粗材が金型３から分離されるため、金型３は冷却される。

型開きする工程（ステップＳ３）及び粗材押出しする工程（ステップＳ４）を行う際には、表１に示すように、直線冷却回路４１、４２に第２の冷却媒体を流し、面沿い冷却回路５１に第１の冷却媒体を流す。チラー５５の設定温度が射出する工程（ステップＳ２）と同様に低いため、金型３の型面は冷却される。

次に、金型３の型面に離型剤を塗布する工程（ステップＳ５）を行う。離型剤は、例えばスプレーを用いて金型３の型面に塗布される。離型剤は、例えば、水溶性離型剤を用いて構成される。水溶性離型剤は、例えば、水等の基材と、鉱物油、油脂、及びシリコーン等を用いて構成される主成分と、界面活性剤と、を含有する。

次に、塗布された離型剤をエアブローする工程（ステップＳ６）を行う。エアブローする工程（ステップＳ６）を行うと、金型３の型面に離型剤の皮膜が形成される。金型３の型面に離型剤の皮膜が形成されると、粗材の型離れが向上する。

エアブローする工程（ステップＳ６）を行う際に金型３の型面が水残り温度以下である場合、離型剤の水分が蒸発せず、水残りが発生する虞がある。水残りが発生すると金型３の型面に離型剤の皮膜が十分に形成されないため、粗材が金型３の型面から型離れしにくくなる。したがって、離型剤を塗布する工程（ステップＳ５）及びエアブローする工程（ステップＳ６）では、金型３の型面が水残り発生温度以上の温度に保たれていることが望ましい。

そこで、表１に示すように、離型剤を塗布する工程（ステップＳ５）及びエアブローする工程（ステップＳ６）を行う際には、直線冷却回路４１、４２に第２の冷却媒体を流さない。一方、面沿い冷却回路５１に第１の冷却媒体を流す。離型剤を塗布する工程（ステップＳ５）及びエアブローする工程（ステップＳ６）を行う際には、チラー５５の設定温度が、水残り発生温度以上に設定されている。したがって、金型３の型面は、水残り発生温度以上の温度に保たれている。

なお、直線冷却回路４１、４２内に第２の冷却媒体が残留している場合、直線冷却回路４１、４２に第２の冷却媒体を流していない状態であっても、直線冷却回路４１、４２の周縁部が冷却される。しかしながら、直線冷却回路４１、４２は、温度が上昇しやすい部分の近傍に延設されているため、直線冷却回路４１、４２の周縁部は、残留した第２の冷却媒体により冷却されても水残り温度以下まで冷却する虞が少ない。

上記で述べたように、本実施の形態に係るダイカスト金型の冷却構造１は、射出する工程（ステップＳ２）における凸部３ａの温度の上昇を抑えつつ、エアブローする工程（ステップＳ６）における凹部３ｂの温度の低下を抑制することができる。したがって、金型３の最高温度と金型３の最低温度の差分である型温変動ＴＡ′を小さくすることができる。つまり、冷却系統４、５を組み合わせて用いることにより、１サイクル中における金型３の温度変動を小さくすることができる。

以上で説明した本発明の実施の形態に係る発明により、金型の型面が所定の温度以上まで加熱されることを抑制しつつ、金型の型面が所定の温度以下まで冷却されることを抑制するダイカスト金型の冷却構造を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば、上記では、直線冷却回路４１、４２から形成される冷却系統４と、面沿い冷却回路５１から形成される冷却系統５と、を備えるダイカスト金型の冷却構造に本発明を適用した場合について説明した。しかし本発明は、複数の冷却系統を備える金型の冷却構造であればどのような技術にも適用することができる。例えば本発明は、直線冷却回路から形成される２以上の冷却系統と、面沿い冷却回路から形成される２以上の冷却系統と、を備える金型の冷却構造等に適用することができる。

１、１００ ダイカスト金型の冷却構造
３、１０３ 金型
３ａ 凸部
３ｂ 凹部
４、５、１０４、１０５ 冷却系統
４１、４２ 直線冷却回路
５１ 面沿い冷却回路
１４１、１４２、１５１、１５２ 冷却回路
４１ｂ、４２ｂ、１４１ｂ パイプ
４３、５３、１４３、１５３ 排出部
４４、５４ バルブ
４５、５５ チラー
４６、５６ ポンプ
４７、５７、１４７、１５７ 注入部
６、１０６ ホルダー
７ センサー
８ シリンダー
９ 制御部
１０９ 冷却媒体
１１０ エアー

Claims (1)

1. 複数の冷却系統を有するダイカスト金型の冷却構造であって、
   ダイカスト金型の突出する型面に向かって延設され、前記複数の冷却系統のうち少なくとも１つの冷却系統を形成する直線冷却回路と、
   前記ダイカスト金型の型面に沿って延設され、前記複数の冷却系統のうち残りの冷却系統を形成する面沿い冷却回路と、
   前記ダイカスト金型の型面の温度を測定するセンサーと、
   前記面沿い冷却回路に流す第１の冷却媒体を温度調節するチラーと、を備え、
   前記第１の冷却媒体の熱伝導率が、前記直線冷却回路に流す第２の冷却媒体の熱伝導率よりも小さく、
   前記センサーによって測定された温度に基づいて、前記チラーの設定温度を制御する、
   ダイカスト金型の冷却構造。

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