JPH02247072A - 金型の温度制御方法およびその装置 - 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】 し産業上の利用分野］ 本発明は、鋳造に用いられる金型を冷却水によって冷却
する方法および装置に関し、とくに金型の温度を広範囲
に可変させることが可能な温度制御方法およびその装置
に関する。

［従来の技術］ 金型・による鋳造においては、製品の質を向上させるた
めや、生産性を向上させるために、金型を冷却水によっ
て強制冷却することが行なわれている。その方法として
は、たとえばつぎのような手法がとられている。

（イ）金型内、にパイプを取付けたり、またはパイプを
鋳包み、その中に冷却水を流す構造。

０　金型裏面の一部を削り込み、これによって形成され
た流路に通水、する構造。

ぐ９　金型の表面、または裏面に水をスプレーする手法
。

ロ　内部に通水空間を設けた冷却板を金型内に取付け、
金型を間接冷却する手法。

このように、金型の冷却方法は種々存在するか、金型の
温度を制御する場合は、水量の増減または時間を区切っ
て通水する間欠通水が採用されている。

なお、本発明に関連する先行技術として、たとえば金型
の背面に水滴または霧を噴出させる冷却方法（特開昭６
２−１３０７６１号公報）や、金型の背面をヒータ等で
加熱したりスプレーノズルからの水滴または霧で冷却す
ることにより金型の温度を制御する方法（特開昭６２−
１３０７６２号公報）が知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の冷却水による金型の冷却方法では
、温度制御の面で大きな問題がある。すなわち、単なる
水量の増減では、金型温度と水温との差が大きいため、
極立った温度変化かつ（）られず、急変する金型の温度
変化に対応することができない。つまり、連続通水によ
る温度制御の場合は、冷却効果か大きいので、金型の温
度を上昇させたい場合でも温度を所望通りに上昇させる
ことが難しく、金型の温度の制御幅を大きくとることが
できない。

また、間欠通水では、水を止める際、冷却系内の水を全
て排出する間のタイムロスが生じるので、これに起因す
る温度変化の影響が大きい。したがって、これを解消す
るためには通水のタイミングの正確さが求められ、その
制御が頻雑化してしまう。さらに間欠通水の場合は、再
通水する際には、通水された水の蒸発によって通路内の
圧力が急激に上昇し、通路の閉塞によって給水が阻止さ
れるという問題が生じる。

なお、上述した特開昭６２−１３０７６２号公報のよう
な金型の温度制御方法では、ヒータやバナ等の加熱源が
必要となり、制御が繁雑になるとともに装置が大型化す
るという欠点がある。

本発明は、上記の点に着目し、冷却水のみで金型の温度
を所望の温度に制御することが可能な金型の温度制御方
法およびその装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この目的に沿う本発明に係る金型の温度制御方法は、鋳
造に用いられる金型内に冷却水を一時的に貯溜する冷却
水溜りを設け、前記金型の温度に基づいて前記冷却水溜
りの水位を可変させる方法から成る。

また、この方法を達成するだめの金型の温度制御装置は
、 鋳造に鋳造に用いられる金型内に形成され水源から供給
される冷却水を一時的に貯溜する冷却水溜りと、 前記冷却水溜り内に設けられる開口高さの異なる複数の
排水管と、 前記排水管に接続される流路開閉手段と、前記冷却水溜
りの内壁の一部に設けられる断熱手段と、 前記冷却水溜り内に供給される冷却水の流量を可変する
流量調整手段と、 前記金型の温度を検出する澗゛麿検知手段と、前記温度
検知手段からの信号に基づいて前記流量調整手段と流路
開閉手段とを制御する制御手段と、 を具備したものから成る。

［作　　用］ このような金型の温度制御方法およびその装置においで
は、金型の温度に基づいて冷却水溜りの水位を可変させ
るため、冷却水溜りに貯溜される水量が多くなれば、冷
却水溜り内の冷却水と金型との熱交換量が大となり、金
型の温度の低下が促進される。逆に冷却水溜りに貯溜さ
れる水量が少なくなれば、冷却水溜り内の冷却水と金型
との熱交換量が少なくなり、金型の温度の低下は僅かな
ものとなる。

このように、冷却水溜りの水位を可変さゼることにより
、金型の温度を所望の温度に変化させることが可能とな
る。

［実施例］ 以下に、本発明に係る金型の温度制御方法およびその装
置の望ましい実°施例を、図面を参照して説明する。

まず、本発明の温度制御方法に用いられる装置について
説明する。図において、１は鋳造に用いられる金型を示
している。金型１の一側の壁面１ａは溶湯が注湯される
キャビティ３の内壁面を構成している。金型１内には、
水源５から供給される冷却水を一時的に貯溜する冷却水
溜り７が形成されている。冷却水溜り７の一側は壁面１
ａと反対側の壁面１ｂに開口しており、その開口部は蓋
９によって閉塞されている。冷却水溜り７の内壁の一部
には断熱手段１１が設けられており、断熱手段１１は、
略コ字状の薄板部材１２と壁面７ａとの間に形成された
空気層１３から構成されている。この断熱手段１１は、
冷却水溜り７の蓋９の近傍（低水位となる部分）に配置
されている。

蓋９には、給水管１３と排水管１５．１１が取付（プら
れている。給水管１３は、後述する流量調整手段１９を
介して前記水源５に接続されており、この給水管１３か
ら冷却水溜り７内に冷却水が供給されるようになってい
る。排水管１５．１７は、Ｍ９から冷却水溜り７の上壁
面７ｂに向って延びており、冷却水溜り７内に供給され
た冷却水は、この排水管１５．１７を介して排水溝１８
に排出されるようになっている。排水管１５の蓋９から
頂部までの高ざＨｌは、排水管１７の蓋９から頂部まで
の高さＨ２よりも高くなっている。排水管１５の頂部は
、冷却水溜り７の上壁面７ｂ近傍まで延びており、排水
管１７の頂部は、冷却水溜り７の断熱手段１１の上端部
近傍とほぼ同一の高さとなっている。

給水管１３と水源５との間の流路には、冷却水溜り７内
に供給される冷却水の流量を可変させる流量調整手段１
９が介装されている。流量調整手段１９は、電磁バルブ
２１．２３と流量制御弁２５．２７とから構成されてい
る。電磁バルブ２１と流社制御井２５は直列に接続され
ており、同様に電磁バルブ２３と流量制御弁２７は直列
に接続されている。両電磁バルブ２１．２３は、いずれ
も各流量制御弁よりも上流側に配置されている。他方の
電磁バルブ２３と流量制御弁２７は、一方の電磁バルブ
２１と流量制御弁２５に対して並列に接続されている。

すなわち、電磁バルブ２３側の通路２９は、電磁バルブ
２１側の通路３１に対してバイパス通路となっており、
水源５からの冷却水は、一つの通路２９または２つの通
路２９．３１を介して冷却水溜り７に供給されるように
なっている。冷却水溜り７内における開口高さの高い排
水管１５は、通路３３を介して直接排水溝１８に接続さ
れており、開口高さの低い排水管１７は、通路３５に介
装された流路開閉手段としての電磁バルブ３７を介して
排水溝１８に接続されている。

金型１内には、金型１の温度を検知する温度検知手段３
９が設けられており、この温度検知手段３９は金型１の
温度を電気信号に変換するようになっでいる。温度検知
手段３９は、冷却水溜り７の水位を制御する制御手段４
１に接続されており、電気信号に変換された温度情報は
、この制御手段４１に入力される。流量調整手段の電磁
バルブを２１．２３と流路開閉手段の電磁バルブ３７は
、それぞれ制御手段４１に接続されており、制御手段４
１は、温度検知手段３９からの信号に基づいて各電磁バ
ルブを制御し、冷却水溜り７の水位を調整するようにな
っている。また、制御手段４１には伯の情報も入力され
るようになっており、どのｌ造作業の時には金型１の温
度を何度に保てばよいかを判断するようになっている。

つぎに、金型の温度制御方法およびその作用について説
明する。

鋳造が行なわれない時間帯は、金型１を著しく冷却させ
る必要がないので、流量調整手段１９は一方の電磁バル
ブ２１のみが開され、冷却水溜り７に供給される流量は
少量となっている。この場合、流路開閉手段としての電
磁バルブ３７が開となり、冷却水溜り７に供給された冷
却水は開口高さの低い排水管１７を介して排水溝１８に
排出される。これにより、冷却水溜り７の水位は低レベ
ルＬＯに保たれる。また、この場合は、冷却水溜り７に
一時的に貯溜される冷却水は断熱手段１１によって２囲
されるので、冷却水と金型１どの伝熱量が小に抑えられ
、金型１が冷却水によって著しく冷却されることは防止
される。

金型１内のキャビテ１”３に溶湯が注湯されると金型１
の温度は上昇する。この場合、金型１の目標温度と温度
検知手段３９によって実際に検知された金型１の温度と
に差が生じるので、温度検知手段３９からの信号に基づ
いて開口高さの低い排水管１７と接続される電磁バルブ
３７が閉とされる。そのため、冷却水溜り７の冷却水の
水位が上昇し、冷却水は開口高さの高い排水管１５を介
して排出され、冷却水溜り７の水位は高レベル１−に保
たれる。この場合、水位が上昇した分の冷却水は、金型
１と直接接触するので、冷却水と金型１との熱交換量が
増加され、金型１の冷却能力は著しく高められる。

また、金型１の温度が急上昇した場合は、流量調整手段
１９の使方の電磁バルブ２３も開とされるので、冷却水
溜り７への冷却水の供給量は倍増し、温度低下の応答性
が高められる。

このように、金型１をあまり冷却させる必要のない時は
、断熱手段１１を介して熱交換を行なうことにより、金
型１の温度が必要以上に低下するのが防止される。そし
て、冷却能力を高めたい場合は、冷却水の水位を上昇さ
せることにより、所望の冷却能力を発揮することが可能
となる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る金型の温度制御方法
およびその装置によるとぎは、下記の効果が得られる。

（イ）金型の温度に基づいて冷却水溜りの水位を可変さ
せるようにしているので、冷却媒体として冷却効果の大
きな水を使用した場合でも、金型の温度を広範囲に可変
させることができ、鋳造作業に応じてタイムリーに金型
を所望の温度に制御することができる。

Ｉ　また、冷却水溜りの内壁の一部に断熱手段を設ける
ようにしているので、冷却水を連続通水する場合でも、
金型の温度が著しく低下するのを防止することかできる
。したかつて、従来のように加熱源を用いて金型の所望
の湿度を上昇させる必要もなくなり、装置を簡素化する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る金型の温度制御方法に用いられる装置
の概略系統図である。 １・・・・・・金型 ７・・・・・・冷却水溜り １９・・・・・・流量調整手段 ３７・・・・・・流路開閉手段 ３９・・・・・・温度検知手段 ４１・・・・・・制御手段 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社代　　　
理　　　人　　弁理士　出側　経雄（他１名〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳造に用いられる金型内に冷却水を一時的に貯溜す
   る冷却水溜りを設け、前記金型の温度に基づいて前記冷
   却水溜りの水位を可変させることを特徴とする金型の温
   度制御方法。 ２、鋳造に用いられる金型内に形成され水源から供給さ
   れる冷却水を一時的に貯溜する冷却水溜りと、 前記冷却水溜り内に設けられる開口高さの異なる複数の
   排水管と、 前記排水管に接続される流路開閉手段と、 前記冷却水溜りの内壁の一部に設けられる断熱手段と、 前記冷却水溜り内に供給される冷却水の流量を可変する
   流量調整手段と、 前記金型の温度を検出する温度検知手段と、前記温度検
   知手段からの信号に基づいて前記流量調整手段と流路開
   閉手段とを制御する制御手段と、 を具備したことを特徴とする金型の温度制御装置。