JPH01210162A - 鋳造用金型の温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は鋳造用金型の温度制御方法に関し、−層詳細に
は、冷却媒体の供給側温度を測定し、鋳造に際しては、
この温度に基づいて冷却時間を設定すると共に鋳造用金
型への冷却媒体の供給を開始した後、熱交換され排出さ
れる冷却媒体の温度を検出し、その温度に応じて前記冷
却時間を補正し鋳造用金型に対する冷却を実施すること
により、当該鋳造用金型の温度制御を効果的に行い、鋳
造品の品質を安定させ且つ鋳造効率を一挙に高めること
を可能とした鋳造用金型の温度制御方法に関する。

［発明の背景コ 従来から、鋳造工程中において鋳造装置を構成する金型
に冷却媒体を供給し、当該金型の温度を必要に応じてコ
ントロールすることが行われている。

一般的には、金型に設けた温度センサを介して測定した
型温度が予め設定した温度より高い場合に冷却水を給水
し、その後、型温度が前記設定温度よりも低くなった場
合に給水を停止し、鋳造工程中における金型の型温度を
所定の温度範囲内になるように制御している。実際、こ
うした基準となる型温度に基づいて冷却媒体の供給を行
い、金型の温度を制御する方法が実用的である。

ところで、鋳造工程中には、型開き後の鋳造品の取り出
し、これに続く金型の清掃あるいは金型に中子をセット
する作業、さらには、金型装置に係る故障、操作ミスに
よるトラブル等、種々の待ち時間が発生する。このため
、一連の連続する鋳造工程においては、夫々の鋳造サイ
クルが変動するのが普通である。

実際、このような鋳造サイクルの変動に起因して金型の
温度がその都度変動し、その結果、設定温度に至る時期
、換言すれば、冷却水の供給を開始する時期が一定せず
、冷却開始時の金型温度が夫々異なるため、設定温度に
基づいて一律に行う冷却媒体の給断による温度制御では
金型が冷却過剰あるいは冷却不足となり、鋳造品の品質
が安定しない不都合がある。特に、湯回り不良等に起因
する鋳造欠陥が発生する等して不良品の発生率が高くな
る。また、例えば、夏季と冬季とでは冷却媒体の温度も
かなり異なり、このため、効率的な温度制御は実際上、
達成されてはいない。

一方、冷却媒体の給断制御に際しては排出された当該冷
却媒体の温度を検知測定することによって行う場合もあ
る。然しながら、この方法によれば、排水側の温度変化
が鈍く、従って、応答性が悪いため精度のよい温度制御
を実施出来ない難点がある。

［発明の目的コ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、鋳造用金型へ供給する冷却媒体の温度を測定し
、冷却時間を前記温度に対応するように増減させて冷却
を開始した後、冷却媒体の排出側温度を測定し、当該冷
却媒体の温度如何によって前記冷却時間をさらに補正し
て当該金型に対する冷却を実施することにより、鋳造用
金型の温度制御を効率よく行い、この結果、応答性が良
好となり、鋳造品の品質の安定と鋳造効率の向上を図る
ことを可能とする鋳造用金型の温度制御方法を提供する
ことを目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は鋳造用金型に冷
却媒体を供給し当該金型に冷却作用を施す温度制御方法
であって、金型の型温度を検出し前記型温度が所定の管
理温度内にあることを確認した後、供給側の冷却媒体の
測定温度に基づき設定した冷却時間で冷却媒体の供給を
開始し、次いで、所定時間経過後、当該冷却媒体の排出
側温度を測定し、この温度に応じて補正した前記冷却時
間の範囲内で金型に対する冷却を実施して当該金型の型
温度を制御することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る鋳造用金型の温度制御方法について
それを実施するための装置との関連において好適な実施
態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明
する。

先ず、第１図において、参照符号１０は本発明に係る温
度制御方法が適用されるダイカスト鋳造用金型を示す。

すなわち、このダイカスト鋳造用金型１０は上型１２と
、下型１４とから基本的に構成され、前記上型１２、下
型１４の対向面により製品形状に対応したキャビティ１
６が画成される。

この場合、前記下型１４には前記キャビティ１６と連通
するランナ１８および湯溜まり部２０が画成される。

次いで、前記下型１４には湯溜まり部２０の位置に対応
するようにシリンダ部２２が配設され、このシリンダ部
２２にはスリーブ２４を介して摺動自在にプランジャ２
６が嵌合する。このプランジャ２６は図示しないアクチ
ュエータの駆動作用下に前記スリーブ２４内を摺動変位
し、湯溜まり部２０内の溶湯をキャビティ１６に押し出
す作用を営む。

また、前記下型１４の下方には冷却ブロック２８が配設
され、この冷却ブロック２８に画成される通路３０ａ乃
至３０ｃは下型１４に形成される通路３２ａ乃至３２ｃ
と互いに連通ずる。冷却ブロック２８の外部からは通路
３２ａ乃至３２Ｃに冷却水を導入するためのパイプ３４
ａ乃至３４Ｃが挿入され、このパイプ３４ａ乃至３４ｃ
は後述する冷却水制御手段４０と接続される。この場合
、前記パイプ３４ａ乃至３４Ｃを介して夫々通路３２ａ
乃至３２Ｃに導入される冷却水をパイプ３４ａ乃至３４
Ｃの外周に沿って通流させ、さらに、通路３０ａ乃至３
０ｃを介して図示しない冷却水排出系に導出させること
により当該下型１４内を循環させている。

一方、上型１２には前記下型１４と同様に通路３６ａ乃
至３６Ｃが形成されると共に、図示しない冷却ブロック
を介して冷却水を循環可能に構成するものであるが、そ
の構成は前記下型１４の場合と実質的に同様である。従
って、以下、下型１４に対して配設される冷却水制御手
段４０について説明する。

すなわち、前記冷却水制御手段４０は電磁弁４２ａ乃至
４２Ｇと、この電磁弁４２ａ乃至４２Ｃの開閉操作を実
行するコントローラ４４と、冷却水の供給側に配設され
る温度センサ４５と、冷却水の排出側に配設される温度
センサ４６が検出する水温データを処理し、その結果に
基づいて前記コントローラ４４を制御するマイクロコン
ピュータ４８とから構成される。この場合、冷却水供給
系から延在する管路は分岐して管路５０ａ乃至５０Ｃと
して夫々前記電磁弁４２ａ乃至４２Ｃの入口側に接続さ
れ、その出口側は管路５２ａ乃至５２Ｇを介して前記パ
イプ３４ａ乃至３４Ｇに接続される。前記温度センサ４
５．４６の検出した冷却水の水温データは前記マイクロ
コンピュータ４８により所定の処理がなされ、これに基
づいてマイクロコンピュータ４８はコントローラ４４に
対し前記電磁弁４２ａ乃至４２Ｇの開閉信号を送給する
ものである。

なお、下型１４の所定部位にはその型温度を検出する温
度センサ５４が配設され、この温度センサ５４の検出す
る水温データはマイクロコンピュータ４８に導入される
。

当該ダイカスト鋳造用金型１０は基本的には以上のよう
に構成されるものであり、次に本発明に係る鋳造用金型
の温度制御方法について以下説明する。

先ず、ダイカスト鋳造用金型１０において、図示しない
給湯口から溶湯を下型１４の湯溜まり部２０に注湯した
後、図示しないアクチユエータの駆動作用下にプランジ
ャ２６を上昇変位させ、前記湯溜まり部２０内の溶湯を
ランナ１８を介してキャビティ１６内に押し出し、これ
によりキャビティ１６内に溶湯を充填する。

そして、これと並行させて冷却水制御手段４０を作動さ
せる。この場合、当該冷却水制御手段４０のマイクロコ
ンピュータ４８は第２図のフローチャートに示す手順に
沿って記述されるプログラムに基づき作動する。以下、
説明の便宜上、下型１４に対する温度制御を例に記述す
る。

先ず、第２図のフローチャートにおいて、ステップ１で
は温度センサ５４により下型１４の型温度を測定する。

この型温度はマイクロコンピュータ４８に導入されて当
該型温度が所定の管理範囲内にあるかどうかが判断され
る（ＳｒＦ２）。

この判断処理の結果、型温度が、例えば、鋳造サイクル
の変動あるいはトラブル等により前記管理範囲以下であ
って鋳造サイクルを実施するのに適当でない場合が検知
される。この時は以後の温度制御を行わずに型温度を正
常な値に復旧する手交を講することにし、然る後、改め
て鋳造サイクルを実施することになる。

一方、型温度が所定の管理範囲内にある時はステップ２
に続くステップ３において、温度センサ４５を介して冷
却水の供給側水温Ｔいを測定する。この水温Ｔｉｎは当
該温度センサ４５からマイクロコンピュータ４８に導入
され、この水温Ｔｉｎの値に基づいてマイクロコンピュ
ータ４８は冷却時間の設定を行う（ＳｒＦ２）。

すなわち、マイクロコンピュータ４８には鋳造条件に基
づいた実験的なデータからなり、基準水温との比較から
冷却時間を増減させるためのデータが予め記憶されてい
るものである。第３図ａに示す補正直線は前記データの
一例であり、基準温度を１３℃として、この′基準温度
と供給側水温Ｔｉｎのずれから増減させるべき補正時間
を求めるものである。この場合、縦軸に示す供給側水温
Ｔ、。に対応して横軸に増減させるべき補正時間が示さ
れる。前記基準温度よりも冷却水の供給側水温Ｔｉｎが
低いと、当該基準温度の下での冷却時間を短く補正しな
ければ下型１４が過冷却される虞がある。これに対し、
供給側水温Ｔｉｎが高い場合、冷却時間を長く補正しな
ければ効果的な冷却作用が及ばないことになる。

そこで、例えば、温度センサ４５を介して測定した冷却
水の供給側水温が２０℃であった場合、基準温度に基づ
いて設定されていた冷却時間を１２秒増加させ、新たな
冷却時間を設定する。

続いて、ステップ５において、マイクロコンピュータ４
８はコントローラ４４を介して電磁弁４２ａ乃至４２Ｃ
を開成させる。この結果、冷却水供給系からの冷却水が
電磁弁４２ａ乃至４２Ｃを介して通路３２ａ乃至３２Ｃ
内に導入され、下型１４は冷却されることになる。

次に、冷却水の循環を所定時間継続させた後（ＳｒＦ６
）、温度センサ４６を介して冷却水の排出側水温Ｔ。ｕ
ｔを測定する。この場合、冷却水はパイプ３４ａ乃至３
４ｃの外周に沿って通路３２乃至至３２Ｃを通流する際
に熱交換されて昇温し、その温度が前記温度センサ４６
を介して測定される（ＳｒＦ２）。この時、ステップ８
において、マイクロコンピュータ４８はこの排出側水温
Ｔ。ｕｔと予め定めた基準となる管理温度と比較して両
者にずれがなければステップ４で定めた冷却水供給時間
に基づいてそのまま下型１４に対する冷却水の供給を継
続させた後、コントローラ４４に電磁弁４２ａ乃至４２
ｃの閉成信号を送給し、これらを閉成させ冷却水の供給
を停止すれば所期の温度制御が終了する（ＳｒＦ９）。

一方、排出側水温Ｔ。ｕＬが管理温度と異なる場合はス
テップ１０において改めて冷却時間の補正を行う。この
場合もステップ４における場合と同様に、予め実験的な
データに基づいてその補正時間を求めるためのデータが
マイクロコンピュータ４８に記憶されており、その−例
として第３図すに示す補正直線に基づいてその補正時間
が算出されるものである。

すなわち、温度センサ４６を介して測定した実際の排出
側水温Ｔ。Ｕ、を縦軸に、一方、これと対応する補正時
間を横軸に設定し、前記基準温度に基づく補正直線によ
ってその両者の関係を対応させている。前記基準温度よ
りも排出側水温Ｔｏｕｔが低い場合は下型１４に対する
冷却効果が若干進み加減に作用している証左であり、従
って、ステップ４で設定した冷却時間から補正時間分を
減じて調整する。これに対し、排出側水温Ｔ。□が高い
場合は逆に冷却作用が不足しているためであり、補正時
間分を増して調整する。例えば、基準温度が７０℃で実
際の排出側水温が８６℃であった場合、この時に改めて
冷却水の供給時間を１５秒延長する。

こうして、ステップ１０において冷却時間を１５秒延長
させることにより補正した冷却時間が終了するまで電磁
弁４２ａ乃至４２ｃの開成状態を保ち、冷却水を下型１
４に供給し続ける（ＳＴＰｌｌ）。その後、冷却時間が
経過したら、マイクロコンピュータ４８はコントローラ
４４に電磁弁４２ａ乃至４２Ｃの閉成信号を送り、これ
らを閉成させて冷却水の供給を停止させる。なお、上型
１２に対しても同様の温度制御を行えばよ（、最終的に
、キャビティ１６内の溶湯が凝固し、温度センサ５４を
介して測定される型温度が所定の温度まで低下するのを
待って型開きを行い、鋳造サイクルを終了する。

本実施態様によれば、先ず、型温度を検出してその型温
度が所定の管理範囲内にあることを確認してから冷却水
の供給を開始するようにしているので（ＳｒＦ２）、常
に鋳造サイクル開始にあたって一定の管理幅に型温度が
管理されることになり、金型の過冷却あるいは型温度が
上昇し過ぎることが未然に回避されることになる。

さらに、実際に冷却水を供給するにあたっては、その際
、冷却時間を冷却水供給側水温の測定値に基づいて補正
した後（ＳｒＦ２）、さらに排出側の水温に基づいてこ
れを補正しく５ＴＰ１０）、実質的に二重の補正を行っ
ているため、冷却効果が水温の変動に左右されずきめ細
かな温度制御が可能となると共に、従来、応答性が悪く
正確な金型温度の制御方法には不適当であった排出側水
温を効果的に利用出来ることになる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、型温か基準管理範囲内
にあることを確認した後、先ず、冷却水の供給側水温に
基づいて冷却水の供給時間を設定し、冷却水の供給を開
始した後、排出側水温の測定値に基づいて前記冷却水の
供給時間を補正し、実質的に冷却水の供給時間を鋳造中
の条件に対応させてきめ細かな金型に対する温度制御を
実行している。このため、冷却水の水温の変動に関わり
なく効果的に冷却効果が及び、金型温度の過冷却あるい
は冷却不足を未然に防止出来、一定の管理範囲内での精
度のよい金型温度の制御が可能となる利点が挙げられる
。従って、鋳造される製品の品質が安定し、不良品の発
生率を減少させる上で極めて効果的である。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る鋳造用金型の温度制御方法に用い
られるダイカスト鋳造用金型の構成を示す説明図、 第２図は本発明に係る温度制御方法の手順を示すフロー
チャート、 第３図は当該温度制御方法における冷却時間の補正方法
を説明するグラフである。 １０・・・ダイカスト鋳造用金型 １２・・・上型　　　　　　　１４・・・下型１６・・
・キャビティ　　　　１８・・・ランチ２０・・・湯溜
まり部　　　　２６・・・プランジャ２８・・・冷却ブ
ロック　　　４０・・・冷却水制御手段４２ａ〜４２Ｃ
・・・電磁弁　　４４・・・コントローラ４５．４６・
・・温度センサ ４８・・・マイクロコンピュータ ５４・・・温度センサ ＦＩＧ、３ （ａ） 供給側水１ＪＬ（℃１ （ｂ） 排出（射水、息（℃ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋳造用金型に冷却媒体を供給し当該金型に冷却作
   用を施す温度制御方法であって、金型の型温度を検出し
   前記型温度が所定の管理温度内にあることを確認した後
   、供給側の冷却媒体の測定温度に基づき設定した冷却時
   間で冷却媒体の供給を開始し、次いで、所定時間経過後
   、当該冷却媒体の排出側温度を測定し、この温度に応じ
   て補正した前記冷却時間の範囲内で金型に対する冷却を
   実施して当該金型の型温度を制御することを特徴とする
   鋳造用金型の温度制御方法。