JP2729456B2 - 金型冷却方法および装置 - Google Patents
金型冷却方法および装置Info
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- JP2729456B2 JP2729456B2 JP5206311A JP20631193A JP2729456B2 JP 2729456 B2 JP2729456 B2 JP 2729456B2 JP 5206311 A JP5206311 A JP 5206311A JP 20631193 A JP20631193 A JP 20631193A JP 2729456 B2 JP2729456 B2 JP 2729456B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、プラスチックの成形
で用いる金型の冷却方法および冷却装置に関する。
で用いる金型の冷却方法および冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラスチックの成形で使用する金
型は、内部に冷却用の流体通路が設けられ、成形作業時
には冷却用流体（通常水を使用する）を流して金型を冷
却するようにしている。
型は、内部に冷却用の流体通路が設けられ、成形作業時
には冷却用流体（通常水を使用する）を流して金型を冷
却するようにしている。
【０００３】前記流体通路は金型の構造を考慮して、１
又は複数通路設けられ、また、流通させる冷却用流体は
冷却の為に吸熱すべき熱量を考慮して流量が設定されて
いる。
又は複数通路設けられ、また、流通させる冷却用流体は
冷却の為に吸熱すべき熱量を考慮して流量が設定されて
いる。
【０００４】金型の温度は金型内に埋設した温度センサ
ーや、流体通路を通過した冷却用流体の温度で検出し、
冷却用流体の流量をコントロールするようにしたフィー
ドバック制御等も行なわれている。
ーや、流体通路を通過した冷却用流体の温度で検出し、
冷却用流体の流量をコントロールするようにしたフィー
ドバック制御等も行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記の如くの従来の金
型の冷却方法においては、冷却用流体の流速を速くしな
いと、流体通路の入口側と出口側で冷却用流体に大きな
温度差が生じ、金型の冷却制御が正確にできない問題点
があった。また、冷却を中断すべく、冷却用流体の流通
を止めても、流体通路に残留した冷却用流体の冷却作用
が残るので、この点においても正確な冷却制御を難しく
していた。
型の冷却方法においては、冷却用流体の流速を速くしな
いと、流体通路の入口側と出口側で冷却用流体に大きな
温度差が生じ、金型の冷却制御が正確にできない問題点
があった。また、冷却を中断すべく、冷却用流体の流通
を止めても、流体通路に残留した冷却用流体の冷却作用
が残るので、この点においても正確な冷却制御を難しく
していた。
【０００６】
【課題を解決する為の手段】この発明は前記の如くの問
題点に鑑みてなされたもので、液体と気体を交互、かつ
連続的に流すと共に、流体通路の出入口の温度差を小さ
くし、金型の正確な冷却制御を可能とする冷却方法およ
び冷却装置を提供することを目的としている。
題点に鑑みてなされたもので、液体と気体を交互、かつ
連続的に流すと共に、流体通路の出入口の温度差を小さ
くし、金型の正確な冷却制御を可能とする冷却方法およ
び冷却装置を提供することを目的としている。
【０００７】この発明の金型の冷却方法は、冷却用の流
体通路を備えた成形用金型を冷却する方法において、前
記流体通路に、液体と気体とが同時に存在し、かつ交互
に流動させると共に、前記流体通路の出入口の温度差を
小さくすべく流体の速度を制御し、かつ気体の流通時間
に対する液体の流通時間の長短を、成形用の金型冷却に
必要な一定時間の全吸熱量を考慮して定めることを特徴
とした金型冷却方法である。
体通路を備えた成形用金型を冷却する方法において、前
記流体通路に、液体と気体とが同時に存在し、かつ交互
に流動させると共に、前記流体通路の出入口の温度差を
小さくすべく流体の速度を制御し、かつ気体の流通時間
に対する液体の流通時間の長短を、成形用の金型冷却に
必要な一定時間の全吸熱量を考慮して定めることを特徴
とした金型冷却方法である。
【０００８】液体と気体の交換は、成形用金型による成
形工程の１サイクルに１回又は複数回とすることを特徴
としたものであり、液体を水とし、気体を空気とするこ
とを特徴としたものである。
形工程の１サイクルに１回又は複数回とすることを特徴
としたものであり、液体を水とし、気体を空気とするこ
とを特徴としたものである。
【０００９】前記液体は、従来と同様水を使用するが、
アルコールその他の液体とすることもできる。また、気
体としては空気（加圧空気）を使用するが、Ｎ2 ガス等
の他の気体とすることもできる。
アルコールその他の液体とすることもできる。また、気
体としては空気（加圧空気）を使用するが、Ｎ2 ガス等
の他の気体とすることもできる。
【００１０】前記のような冷却方法を実施するこの発明
の冷却装置は、冷却用の流体通路を備えた成形用金型の
流体通路に冷却水供給装置と加圧空気供給装置を切換器
を介して接続してあり、前記流体通路の出入口に温度セ
ンサーを付設してあり、前記流体通路内に液体と気体が
同時に存在し、かつ交互に流通させるために切換器のバ
ルブの開閉動作を制御する回路と、前記流体通路の出入
口の各温度センサーによる温度差と設定値を比較して気
体の流通時間に対する液体の流通時間の長短を決める演
算回路とを内蔵した制御装置を設け、該制御装置の出力
を前記切換器の入力としたことを特徴とする金型冷却装
置であり、冷却水供給装置は、水槽と給水ポンプで構成
し、加圧空気供給装置は加圧空気源としたことを特徴と
するものである。
の冷却装置は、冷却用の流体通路を備えた成形用金型の
流体通路に冷却水供給装置と加圧空気供給装置を切換器
を介して接続してあり、前記流体通路の出入口に温度セ
ンサーを付設してあり、前記流体通路内に液体と気体が
同時に存在し、かつ交互に流通させるために切換器のバ
ルブの開閉動作を制御する回路と、前記流体通路の出入
口の各温度センサーによる温度差と設定値を比較して気
体の流通時間に対する液体の流通時間の長短を決める演
算回路とを内蔵した制御装置を設け、該制御装置の出力
を前記切換器の入力としたことを特徴とする金型冷却装
置であり、冷却水供給装置は、水槽と給水ポンプで構成
し、加圧空気供給装置は加圧空気源としたことを特徴と
するものである。
【００１１】冷却用液体を水とする場合、冷却用液体供
給装置は水槽と給水ポンプで構成することができる。ま
た、パージ用気体を空気とする場合、パージ用気体供給
装置は、加圧空気源とすることができる。前記における
一定時間とは、任意に定める時間であって、成形の１サ
イクルとすることもできる。
給装置は水槽と給水ポンプで構成することができる。ま
た、パージ用気体を空気とする場合、パージ用気体供給
装置は、加圧空気源とすることができる。前記における
一定時間とは、任意に定める時間であって、成形の１サ
イクルとすることもできる。
【００１２】
【作用】この発明の金型冷却方法および装置において
は、流通する液体と気体の比率で冷却率が変化する。例
えば流体を水とし、気体を空気として、１対１の比率で
流通させれば、その流体通路の冷却率は水のみの場合の
５０％となる。水と空気を３対１とすれば、水のみの場
合の７５％となる。このようにして冷却率を変化できる
ので、液体と気体は常に流体通路を、速い流速で流通さ
せることが可能である。
は、流通する液体と気体の比率で冷却率が変化する。例
えば流体を水とし、気体を空気として、１対１の比率で
流通させれば、その流体通路の冷却率は水のみの場合の
５０％となる。水と空気を３対１とすれば、水のみの場
合の７５％となる。このようにして冷却率を変化できる
ので、液体と気体は常に流体通路を、速い流速で流通さ
せることが可能である。
【００１３】また、液体による冷却を中断したい時に
は、気体を流通して流体を排除することで、金型側から
の吸熱量を略零とすることができる。
は、気体を流通して流体を排除することで、金型側から
の吸熱量を略零とすることができる。
【００１４】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１が実施例の金型冷却装置の構成を示したもの
で、金型１内に２つの流体通路２ａ、２ｂが設けてあ
り、この流体通路２ａ、２ｂに対して、冷却水供給装置
３と加圧空気供給装置４が設置してある。
る。図１が実施例の金型冷却装置の構成を示したもの
で、金型１内に２つの流体通路２ａ、２ｂが設けてあ
り、この流体通路２ａ、２ｂに対して、冷却水供給装置
３と加圧空気供給装置４が設置してある。
【００１５】冷却水供給装置３は水槽５と給水ポンプ６
で構成したもので、給水ポンプ６の吐出側は、切換器７
を介して前記流体通路２ａ、２ｂの入口側に配管で接続
してある。図中８は逆止弁、９はカプラ、１０はフレキ
シブルホースである。流体通路２ａ、２ｂの出口側は、
水槽５と配管により接続してあり、水槽５内の水は循環
するようになっている。
で構成したもので、給水ポンプ６の吐出側は、切換器７
を介して前記流体通路２ａ、２ｂの入口側に配管で接続
してある。図中８は逆止弁、９はカプラ、１０はフレキ
シブルホースである。流体通路２ａ、２ｂの出口側は、
水槽５と配管により接続してあり、水槽５内の水は循環
するようになっている。
【００１６】加圧空気供給装置４はエアーコンプレッサ
１１の如くの加圧空気源であって、吐出口は切換器７を
介して、前記給水ポンプ６の吐出側と流体通路２ａ、２
ｂの間に接続した配管に合流させてある。
１１の如くの加圧空気源であって、吐出口は切換器７を
介して、前記給水ポンプ６の吐出側と流体通路２ａ、２
ｂの間に接続した配管に合流させてある。
【００１７】前記切換器７は、４つのソレノイドバルブ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄで構成したもので、２
つの冷却水配管および２つの加圧空気配管に、夫々１つ
ずつ介装されるようにしてある。各ソレノイドバルブ１
２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは制御装置１３で動作
し、１つの冷却水配管と１つの加圧空気配管毎に、開の
状態と閉の状態が互いに反転するようにしてある。
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄで構成したもので、２
つの冷却水配管および２つの加圧空気配管に、夫々１つ
ずつ介装されるようにしてある。各ソレノイドバルブ１
２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは制御装置１３で動作
し、１つの冷却水配管と１つの加圧空気配管毎に、開の
状態と閉の状態が互いに反転するようにしてある。
【００１８】制御装置１３はソレノイドバルブ１２ａ〜
１２ｄの動作に必要な電源を備えていると共に、ソレノ
イドバルブ１２ａ〜１２ｄの開閉動作を制御する回路を
備えているもので、制御回路の制御入力端子１４が設け
てあり、実施例では給水ポンプ６の吐出側の配管に設け
た温度センサー１５、流体通路２ａ、２ｂの出口側と水
槽５の間の配管に夫々設けた温度センサー１６、１７並
びに流量センサー１８、１９の出力が夫々制御信号とし
て与えられるように接続してある。尚、流量センサー１
８、１９は流体通路２ａ、２ｂの入口側に設けてもよ
い。
１２ｄの動作に必要な電源を備えていると共に、ソレノ
イドバルブ１２ａ〜１２ｄの開閉動作を制御する回路を
備えているもので、制御回路の制御入力端子１４が設け
てあり、実施例では給水ポンプ６の吐出側の配管に設け
た温度センサー１５、流体通路２ａ、２ｂの出口側と水
槽５の間の配管に夫々設けた温度センサー１６、１７並
びに流量センサー１８、１９の出力が夫々制御信号とし
て与えられるように接続してある。尚、流量センサー１
８、１９は流体通路２ａ、２ｂの入口側に設けてもよ
い。
【００１９】前記のように構成した金型冷却装置を用い
て、金型１を、図２に示したように冷却する。即ち、制
御装置１３を介してソレノイドバルブ１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ、１２ｄを切換えることにより、流体通路２ａ、
２ｂに、夫々、冷却水２０と加圧空気２１を交互に連続
して流通させて金型１を冷却するものである。冷却通路
２ａ、２ｂの部分において黒く塗りつぶした部分が冷却
水２０であり、塗りつぶしていない部分が加圧空気２１
である。
て、金型１を、図２に示したように冷却する。即ち、制
御装置１３を介してソレノイドバルブ１２ａ、１２ｂ、
１２ｃ、１２ｄを切換えることにより、流体通路２ａ、
２ｂに、夫々、冷却水２０と加圧空気２１を交互に連続
して流通させて金型１を冷却するものである。冷却通路
２ａ、２ｂの部分において黒く塗りつぶした部分が冷却
水２０であり、塗りつぶしていない部分が加圧空気２１
である。
【００２０】実施例では、流体通路２ａは冷却水２０が
流通する時間（ソレノイドバルブ１２ｂが開、ソレノイ
ドバルブ１２ａが閉となる時間）と加圧空気２１が流通
する時間（ソレノイドバルブ１２ａが開、ソレノイドバ
ルブ１２ｂが閉となる時間）の比を３対１として冷却水
２０および加圧空気２１を流通させている。また、流体
通路２ｂは冷却水２０が流通する時間と加圧空気が流通
する時間の比を１対１として冷却水２０および加圧空気
２１を流通させている。
流通する時間（ソレノイドバルブ１２ｂが開、ソレノイ
ドバルブ１２ａが閉となる時間）と加圧空気２１が流通
する時間（ソレノイドバルブ１２ａが開、ソレノイドバ
ルブ１２ｂが閉となる時間）の比を３対１として冷却水
２０および加圧空気２１を流通させている。また、流体
通路２ｂは冷却水２０が流通する時間と加圧空気が流通
する時間の比を１対１として冷却水２０および加圧空気
２１を流通させている。
【００２１】前記のように金型１を、冷却水２０と加圧
空気２１を交互に連続させて冷却するようにすれば、金
型１の冷却率（吸熱量）は、冷却水２０が流通する時間
と加圧空気２１が流通する時間の比率で変化させること
ができる。従って、冷却水２０は流体通路２ａ、２ｂを
常時速い流速で流通させることができ、冷却水２０の流
体通路２ａ、２ｂの入口側における温度と出口側におけ
る温度の差を小さくし、金型１内における冷却能力を略
一定にすることができると共に、以下で説明する自動制
御による金型の温度制御を正確にすることができる。
空気２１を交互に連続させて冷却するようにすれば、金
型１の冷却率（吸熱量）は、冷却水２０が流通する時間
と加圧空気２１が流通する時間の比率で変化させること
ができる。従って、冷却水２０は流体通路２ａ、２ｂを
常時速い流速で流通させることができ、冷却水２０の流
体通路２ａ、２ｂの入口側における温度と出口側におけ
る温度の差を小さくし、金型１内における冷却能力を略
一定にすることができると共に、以下で説明する自動制
御による金型の温度制御を正確にすることができる。
【００２２】流体通路２ａでは、冷却水２０の流通時間
と加圧空気２１の流通時間の比を３対１としたので、冷
却水２０のみを流通させた場合の７５％の冷却率とな
る。同様に流体通路２ｂでは５０％の冷却率となる。
と加圧空気２１の流通時間の比を３対１としたので、冷
却水２０のみを流通させた場合の７５％の冷却率とな
る。同様に流体通路２ｂでは５０％の冷却率となる。
【００２３】一定時間Ｔ秒における流体通路２ａの温度
センサー１５による検出温度をｔ1度、温度センサー１
７による検出温度をｔ2 度、流量センサー１９による検
出流量をＭ cc とすると、流体通路２ａの熱交換熱量
（吸熱量）は、
センサー１５による検出温度をｔ1度、温度センサー１
７による検出温度をｔ2 度、流量センサー１９による検
出流量をＭ cc とすると、流体通路２ａの熱交換熱量
（吸熱量）は、
【数１】 で求められる。Ｔは任意の一定時間であり、成形の１サ
イクルの時間とすれば、１サイクルにおける吸熱量とな
る。
イクルの時間とすれば、１サイクルにおける吸熱量とな
る。
【００２４】制御装置１３内の制御回路によって、吸熱
量が一定となるように制御する場合には、前記の式に基
づいた演算結果に従って、冷却水２０の流通時間と加圧
空気２１の流通時間を変化させて冷却率を調整するフィ
ードバック制御が可能である。また、冷却率を一定に設
定するプログラム制御も可能で、変化する吸熱量を、前
記の式で演算し、表示することも可能である。
量が一定となるように制御する場合には、前記の式に基
づいた演算結果に従って、冷却水２０の流通時間と加圧
空気２１の流通時間を変化させて冷却率を調整するフィ
ードバック制御が可能である。また、冷却率を一定に設
定するプログラム制御も可能で、変化する吸熱量を、前
記の式で演算し、表示することも可能である。
【００２５】フィードバック制御では、流体通路２ａ、
２ｂの水アカ等が付着して熱伝達率が変化しても、吸熱
量の演算結果に現われるので、熱伝達率の変化に対応す
ることができる。また、加圧空気２１が流通する期間は
冷却水２０が追い出され（パージ）、残留流体による吸
熱作用が無く、吸熱量は略零となるので、正確な冷却制
御が可能である。
２ｂの水アカ等が付着して熱伝達率が変化しても、吸熱
量の演算結果に現われるので、熱伝達率の変化に対応す
ることができる。また、加圧空気２１が流通する期間は
冷却水２０が追い出され（パージ）、残留流体による吸
熱作用が無く、吸熱量は略零となるので、正確な冷却制
御が可能である。
【００２６】図３は制御装置１３に設ける表示パネル２
２の一例である。フィードバック制御では熱交換の熱量
（Ｋ´、Ｋ″ cal／ｓ）が設定値で表示されると共に、
冷却率の変化が表示される。プログラム制御では冷却率
が設定値で表示されると共に、熱交換の熱量の変化が表
示される。
２の一例である。フィードバック制御では熱交換の熱量
（Ｋ´、Ｋ″ cal／ｓ）が設定値で表示されると共に、
冷却率の変化が表示される。プログラム制御では冷却率
が設定値で表示されると共に、熱交換の熱量の変化が表
示される。
【００２７】
【発明の効果】即ちこの発明によれば、成形用金型の流
体通路に、液体と気体を同時、かつ連続して流動させる
と共に、前記流体通路の出入口の温度センサで測定した
温度差に基づき、設定値との関係で全吸熱量を考慮し
て、前記液体と気体の流通時間を定めるので、前記流体
通路の出入口の温度差を可及的に小さくして、しかも必
要な量の吸熱をさせることができる効果がある。即ち前
記流体通路の出入口の温度差が大きいと、金型を均一温
度に冷却できないが、この発明においては、流速を大き
くし、かつ吸熱量を考慮することによって、前記のよう
な均一冷却が達成できたのである。
体通路に、液体と気体を同時、かつ連続して流動させる
と共に、前記流体通路の出入口の温度センサで測定した
温度差に基づき、設定値との関係で全吸熱量を考慮し
て、前記液体と気体の流通時間を定めるので、前記流体
通路の出入口の温度差を可及的に小さくして、しかも必
要な量の吸熱をさせることができる効果がある。即ち前
記流体通路の出入口の温度差が大きいと、金型を均一温
度に冷却できないが、この発明においては、流速を大き
くし、かつ吸熱量を考慮することによって、前記のよう
な均一冷却が達成できたのである。
【図１】この発明の実施例の装置の系統図である。
【図２】同じく実施例の金型内を流通する冷却水と加圧
空気の説明図である。
空気の説明図である。
【図３】同じく実施例の制御装置に設けた表示パネルの
図である。
図である。
【符号の説明】 １ 金型 ２ａ、２ｂ 流体通路 ３ 冷却水供給装置 ４ 加圧空気供給装置 ５ 水槽 ６ 給水ポンプ ７ 切換器 １１ エアーコンプレッサー １２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ ソレノイドバルブ １３ 制御装置 １４ 制御入力端子 １５、１６、１７ 温度センサー １８、１９ 流量センサー ２０ 冷却水 ２１ 加圧空気
Claims (5)
- 【請求項１】 冷却用の流体通路を備えた成形用金型を
冷却する方法において、前記流体通路に、液体と気体と
が同時に存在し、かつ交互に流動させると共に、前記流
体通路の出入口の温度差を小さくすべく流体の速度を制
御し、かつ気体の流通時間に対する液体の流通時間の長
短を、成形用の金型冷却に必要な一定時間の全吸熱量を
考慮して定めることを特徴とした金型冷却方法。 - 【請求項２】 液体と気体の交換は、成形用金型による
成形工程の１サイクルに１回又は複数回とすることを特
徴とした請求項１記載の金型冷却方法。 - 【請求項３】 液体を水とし、気体を空気とすることを
特徴とした請求項１又は２のいずれか１項記載の金型冷
却方法。 - 【請求項４】 冷却用の流体通路を備えた成形用金型の
流体通路に冷却水供給装置と加圧空気供給装置を切換器
を介して接続してあり、前記流体通路の出入口に温度セ
ンサーを付設してあり、前記流体通路内に液体と気体が
同時に存在し、かつ交互に流通させるために切換器のバ
ルブの開閉動作を制御する回路と、前記流体通路の出入
口の各温度センサーによる温度差と設定値を比較して気
体の流通時間に対する液体の流通時間の長短を決める演
算回路とを内蔵した制御装置を設け、該制御装置の出力
を前記切換器の入力としたことを特徴とする金型冷却装
置。 - 【請求項５】 冷却水供給装置は、水槽と給水ポンプで
構成し、加圧空気供給装置は加圧空気源としたことを特
徴とする請求項４記載の金型冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5206311A JP2729456B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 金型冷却方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5206311A JP2729456B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 金型冷却方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0752161A JPH0752161A (ja) | 1995-02-28 |
| JP2729456B2 true JP2729456B2 (ja) | 1998-03-18 |
Family
ID=16521205
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5206311A Expired - Fee Related JP2729456B2 (ja) | 1993-08-20 | 1993-08-20 | 金型冷却方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2729456B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60134768D1 (de) | 2000-09-25 | 2008-08-21 | J F T Co Ltd | Formwerkzeugkühlvorrichtung |
| JP4509684B2 (ja) * | 2004-07-26 | 2010-07-21 | 株式会社アーレスティ | 金型の冷却方法及び冷却装置 |
| CN110421125A (zh) * | 2019-08-30 | 2019-11-08 | 南通华东油压科技有限公司 | 一种大型装载机械液压多路阀铸件用模具 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0725114B2 (ja) * | 1987-09-08 | 1995-03-22 | 株式会社日本製鋼所 | 金型温度の制御方法及び装置 |
| JPH069729Y2 (ja) * | 1989-03-14 | 1994-03-16 | 株式会社アーレスティ | 金型冷却用パイプ |
-
1993
- 1993-08-20 JP JP5206311A patent/JP2729456B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0752161A (ja) | 1995-02-28 |
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