JPH09122870A - 金型の温度制御方法及び金型の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金型を安定して所望の温度に冷却することがで
きる金型の温度制御装置を提供することを目的とする。 【解決手段】金型１１の加工面１２ａ表面付近に温度セ
ンサ１３を設ける。ＣＰＵ２１は、温度センサ１３から
の検出信号に基づいて金型１１の内部温度を検出し、そ
の内部温度からＲＯＭ２２に記憶された相関式に基づい
て金型１１，１２の加工面１１ａ，１２ａ表面温度を演
算する。ＣＰＵ２１は、演算した表面温度が予め定めた
目標温度Ｔ１よりも高い場合には離型剤を金型１１，１
２の表面に塗布して金型１１，１２を冷却する。そし
て、ＣＰＵ２１は、表面温度が目標温度Ｔ１に達する
と、離型剤の塗布を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金型の温度制御装置
に係り、詳しくは金型の表面温度を型締め時に一定の温
度に設定することができる温度制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、ダイカスト加工等の鋳造品の品質
を決める要因として射出時における金型表面温度を一定
にすることが重要である。そのため、特開昭６３−１３
０２４３号公報には、金型の型温を測定し、その型温に
基づいて次回のタイマ時間を求め、離型剤スプレイおよ
び／またはエアブローを行うことによって金型を冷却す
るダイカスト加工方法が開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のダイ
カスト加工方法では、離型剤塗布装置毎に塗布能力（塗
布量）が変化したり、条件設定時の塗布ノズルの絞り弁
の調整量のばらつき等によって塗布量が変化する。その
ため、塗布時間を正確に制御しても、実際に金型へ塗布
される離型剤の総量は一定しないので、金型温度を一定
にすることは困難であるという問題があった。

【０００４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、金型を安定して所望の
温度に冷却することができる金型の温度制御方法及び金
型の温度制御装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、金型を冷却するための温
度制御方法であって、金型の表面温度を検出し、その検
出した金型の表面温度と予め定めた温度とを比較し、金
型の表面温度が予め定めた温度に達するまで前記金型の
表面に離型剤を塗布するようにしたことを要旨とする。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の金型の温度制御方法において、金型の表面温度が予め
定めた温度以下の場合には、前記金型の表面に対して一
定時間離型剤を塗布するようにしたことを要旨とする。

【０００７】請求項３に記載の発明は、金型の表面温度
を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検
出された金型の表面温度と、予め設定された温度とを比
較する温度比較手段と、前記温度比較手段の比較結果に
基づいて、金型の表面温度が予め定めた温度に達するま
で前記金型の表面に離型剤を塗布する塗布制御手段とを
備えたことを要旨とする。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の金型の温度制御装置において、前記塗布制御手段は、
前記温度比較手段の比較結果に基づいて、前記金型の表
面温度が予め定めた温度以下の場合には、前記金型の表
面に対して一定時間離型剤を塗布するようにしたことを
要旨とする。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項３又は４
に記載の金型の温度制御装置において、前記温度検出手
段は、金型内部の表面付近に設けられ金型の内部温度を
検出する温度センサと、その温度センサにより検出され
た内部温度に基づいて表面温度を演算する演算手段とか
ら構成したことを要旨とする。

【００１０】従って、請求項１に記載の発明によれば、
金型の表面温度が検出され、その検出された金型の表面
温度と予め定めた温度とが比較される。そして、金型の
表面温度が予め定めた温度に達するまで金型の表面に離
型剤が塗布されて金型が放冷される。

【００１１】請求項２に記載の発明によれば、金型の表
面温度が予め定めた温度以下の場合には、金型の表面に
対して一定時間離型剤が塗布され、ワークの離型性が確
保される。

【００１２】請求項３に記載の発明によれば、温度検出
手段は金型の表面温度を検出し、温度検出手段により検
出された金型の表面温度と、予め設定された温度とが温
度比較手段により比較され、その比較結果に基づいて、
金型の表面温度が予め定めた温度に達するまで金型の表
面に離型剤が塗布制御手段により塗布されて金型が放冷
される。

【００１３】請求項４に記載の発明によれば、塗布制御
手段は、温度比較手段の比較結果に基づいて、金型の表
面温度が予め定めた温度以下の場合には、金型の表面に
対して一定時間離型剤が塗布されてワークの離型性が確
保される。

【００１４】請求項５に記載の発明によれば、温度検出
手段は、金型内部の表面付近に設けられ金型の内部温度
を検出する温度センサと、その温度センサにより検出さ
れた内部温度に基づいて表面温度を演算する演算手段と
から構成される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１及び図２に従って説明する。図１は、ダイ
カスト等の鋳造のための金型の温度制御装置の概略構成
図である。金型１１，１２は、図示しない型締め装置に
よって開閉可能に設けられている。一方の金型１１には
温度センサ１３が設けられている。温度センサ１３は、
熱電対よりなり、金型１１の内部温度を検出するために
設けられ、その金型１１のワークを鋳造するための加工
面１１ａ表面付近に設けられている。

【００１６】温度センサ１３は、増幅器１４を介してプ
ログラムコントローラ（以下、単にコントローラとい
う）１５に接続されている。温度センサ１３は金型１１
の内部温度を検出し、その検出した温度に応じた電圧を
検出信号として出力する。増幅器１４は、温度センサ１
３からの検出信号を増幅し、コントローラ１５へ出力す
る。

【００１７】また、金型１１，１２間には、離型剤ノズ
ル１６が配設されている。離型剤ノズル１６は、型開き
された両金型１１，１２間に、図示しないノズル移動装
置によって配設される。また、離型剤ノズル１６はコン
トローラ１５に接続され、そのコントローラ１５によっ
て開位置と閉位置とに切換え配置される。

【００１８】離型剤ノズル１６は、離型剤バルブ１７を
介してポンプ１８に接続され、そのポンプ１８は、離型
剤が蓄えられたタンク１９に接続されている。ポンプ１
８は常に駆動され、タンク１９に蓄えられた離型剤を汲
み上げられ、その離型剤は離型剤バルブ１７が開位置に
あるときに離型剤ノズル１６に供給され、金型１１，１
２の加工面１１ａ，１２ａに塗布される。

【００１９】コントローラ１５には、ＣＰＵ２１、温度
制御等の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ２２、一時
的なデータが記憶されるＲＡＭ２３、タイマ２４、Ａ／
Ｄ変換回路２５、及び、バルブ駆動回路２６が設けられ
ている。Ａ／Ｄ変換回路２５は、金型１１，１２の加工
面１１ａ，１２ａ表面温度（以下、単に金型１１，１２
の表面温度という）を検出するために用いられる。バル
ブ駆動回路２６は、離型剤バルブ１７を開位置又は閉位
置に切換え配置するために用いられる。ＣＰＵ２１には
目標値設定スイッチ２７が接続されている。設定スイッ
チ２７は、金型１１，１２を冷却する目標温度を設定す
るために設けられている。この設定スイッチ２７を操作
することにより、容易に金型１１，１２を放冷する目標
温度の設定を変更することができる。

【００２０】Ａ／Ｄ変換回路２５には、増幅器１４を介
して温度センサ１３が接続されている。Ａ／Ｄ変換回路
２５は、増幅器１４により増幅された温度センサ１３か
らの検出信号をディジタル変換し、その変換したデータ
をＣＰＵ２１に出力する。ＣＰＵ２１は、Ａ／Ｄ変換回
路２５から入力したデータに基づいて金型１１，１２の
内部温度を演算し、その内部温度をＲＡＭ２３に記憶す
る。

【００２１】ＲＯＭ２２に記憶された制御プログラム
は、鋳造制御と温度制御とから構成されている。鋳造制
御とは、ダイカストのワークを生成するための制御を言
う。ＣＰＵ２１は、型締め装置を駆動制御して、射出，
型開き，ワーク取り出し，型締めの工程よりなるサイク
ルを自動的に行う。尚、各工程は一般的であるので、そ
の説明は省略する。

【００２２】温度制御とは、上記のワーク取り出し工程
と型締め工程との間に行われる制御であって、金型１
１，１２の表面温度を所定の温度まで冷却するための制
御を言う。金型１１，１２からワークが取り出される
と、ＣＰＵ２１は、タイマ２４のカウント値に基づいて
一定間隔毎に金型１１，１２の表面温度を演算する。こ
の金型１１，１２の表面温度の演算は、温度センサ１３
により検出されＲＡＭ２３に記憶された金型１１の内部
温度に基づいて演算される。即ち、ＣＰＵ２１は、先
ず、温度センサ１３からＡ／Ｄ変換回路２５を介して入
力したデータに基づいて金型１１の内部温度を演算し、
その内部温度をＲＡＭ２３に記憶する。次に、ＣＰＵ２
１は、ＲＡＭ２３から読み出した金型１１の内部温度に
基づいて、予めＲＯＭ２２に記憶された相関式に基づい
て金型１１，１２の表面温度を演算する。

【００２３】また、ＣＰＵ２１は、バルブ駆動回路２６
に開信号を出力する。バルブ駆動回路２６は、開信号を
入力すると離型剤バルブ１７を開位置に切換え配置す
る。すると、ポンプ１８により離型剤バルブ１７に供給
された離型剤は、離型剤ノズル１６から吐出され、金型
１１，１２の表面に塗布される。すると、図２に示すよ
うに、金型１１，１２の表面は高温になっていて、その
温度によって表面に塗布された離型剤は蒸発する。する
と、その離型剤の蒸発によって金型１１，１２が素早く
放冷される。

【００２４】次に、ＣＰＵ２１は、演算した金型１１，
１２の表面温度と、目標値設定スイッチ２７により設定
された目標温度Ｔ１とを比較する。そして、金型１１，
１２の表面温度が目標温度Ｔ１に達する、即ち金型１
１，１２の表面温度が目標温度Ｔ１まで低下すると、Ｃ
ＰＵ２１は、バルブ駆動回路２６に閉信号を出力し、バ
ルブ駆動回路２６は、その閉信号に基づいて離型剤バル
ブ１７を閉位置に切換え配置して離型剤の塗布を停止す
る。

【００２５】そして、ＣＰＵ２１は温度制御を終了し、
型締め工程に移る。このとき、金型１１，１２は、その
表面が塗布された離型剤が蒸発することによって冷却さ
れ、内部は冷却されていない。そのため、金型１１，１
２の表面温度は、伝播する内部の温度によって上昇し、
温度Ｔ２となる。この温度Ｔ２は、品質良く鋳造するの
に適した温度である。従って、次のサイクルで射出され
鋳造されたワークの品質の劣化を防止することができ、
不良品の低減を図ることができる。また、金型１１，１
２が所定の温度Ｔ２まで冷却されるので、焼き付き等に
よるマシントラブルを防止することができ、稼働率向上
を図ることができる。

【００２６】ところで、鋳造の開始時等においては、金
型１１，１２の表面温度が目標温度Ｔ１よりも低い場合
がある。この時、ＣＰＵ２１は最低塗布制御を行う。こ
の最低塗布制御は、金型１１，１２からワークを取り出
せるのに必要最低限な量の離型剤を塗布するための制御
であって、ワークの離型性を確保して金型１１，１２を
保護するために行われる。

【００２７】即ち、演算した金型１１，１２の表面温度
が目標温度Ｔ１よりも低い場合、ＣＰＵ２１はバルブ駆
動回路２６に対して開信号を出力しない。そのため、離
型剤バルブ１７は開位置に切換え配置されず、離型剤ノ
ズル１６は金型１１，１２の表面に塗布されない。する
と、鋳造されたワークが金型１１，１２から離れずにマ
シントラブルとなる場合がある。

【００２８】そのため、ＣＰＵ２１は、タイマ２４のカ
ウント値に基づいて予めＲＯＭ２２に記憶された一定時
間だけバルブ駆動回路２６に対して開信号を出力し、離
型剤バルブ１７を開位置に切換え配置する。すると、金
型１１，１２の表面には、一定時間だけ離型剤が塗布さ
れる。その結果、鋳造されるワークの離型性が確保さ
れ、そのワークは金型１１，１２から容易に離れ、マシ
ントラブルが防止される。

【００２９】尚、金型１１，１２の表面温度を測定する
方法として、接触式又は非接触式の温度センサを用いて
表面温度を直接測定する方法がある。しかし、これらの
方法では、金型１１，１２の周囲の温度による外乱等を
受け易い。また、測定するのに時間がかかるので、鋳造
のサイクル時間が長くなってしまう。しかし、本実施の
形態では、金型１１の内部に設けた温度センサ１３によ
ってその金型１１の内部温度を測定し、その内部温度に
基づいて金型１１，１２の表面温度を推定（演算）する
ようにした。そのため、外乱を受け難く、また、短時間
で測定できるので鋳造のサイクル時間は長くならない。

【００３０】上記したように、本実施の形態によれば、
以下の効果を奏する。 （１）金型１１の加工面１１ａ表面付近に温度センサ１
３を設ける。そして、ＣＰＵ２１は、温度センサ１３か
らの検出信号に基づいて金型１１の内部温度を検出し、
その内部温度からＲＯＭ２２に記憶された相関式に基づ
いて金型１１，１２の加工面１１ａ，１２ａ表面温度を
演算する。ＣＰＵ２１は、演算した表面温度が予め定め
た目標温度Ｔ１よりも高い場合には離型剤を金型１１，
１２の表面に塗布して金型１１，１２を冷却する。そし
て、ＣＰＵ２１は、表面温度が目標温度Ｔ１に達する
と、離型剤の塗布を停止するようにした。その結果、金
型１１，１２は、離型剤の蒸発によって素早く放冷され
るとともに、型締めの時に一定の品質良く鋳造するのに
適した温度Ｔ２となる。そのため、次のサイクルで鋳造
されたワークの品質の劣化を防止することができ、不良
品の低減を図ることができるとともに、金型１１，１２
が所定の温度Ｔ２まで冷却されるので、焼き付き等によ
るマシントラブルを防止することができ、稼働率向上を
図ることができる。

【００３１】（２）金型１１，１２の表面温度が目標温
度Ｔ１よりも低い場合に、ＣＰＵ２１はタイマ２４のカ
ウント値に基づいて予めＲＯＭ２２に記憶された一定時
間だけ離型剤バルブ１７を開位置に切換え配置して金型
１１，１２の表面に一定時間だけ離型剤を塗布する最低
時間制御を行うようにした。その結果、鋳造の開始時等
において金型１１，１２の温度が低い場合にも必要最低
限の量の離型剤が塗布されるので、鋳造されたワークは
金型１１，１２から容易に離れ、マシントラブルを防止
することができる。

【００３２】（３）金型１１の内部に設けた温度センサ
１３からの検出信号に基づいて、金型１１，１２の表面
温度を演算するようにした。そのため、接触式又は非接
触式の温度センサを用いて表面温度を直接測定する方法
に比べて外乱を受け難く、また、短時間で測定できる。

【００３３】尚、本発明は以下のように変更してもよ
く、その場合にも同様の作用及び効果が得られる。 （１）上記実施の形態では、熱電対よりなる温度センサ
１３を用いて金型１１の内部を温度を測定するようにし
たが、温度センサ１３は金型１１の内部に配置できるも
のであれば何でもよく、白金温度センサ、サーミスタ、
半導体温度センサ、水晶温度センサ等を用いて実施して
もよい。

【００３４】（２）上記実施の形態では、ＣＰＵ２１を
用いて離型剤を塗布させるようにしたが、ＣＰＵ２１に
代えて組み合わせ回路によって離型剤を塗布させるよう
にしてもよい。

【００３５】（３）上記実施の形態では、冷却剤として
離型剤を塗布して金型１１，１２を放冷するようにした
が、冷却剤として冷水，冷風等を吹きつけて金型１１，
１２を放冷するようにしてもよい。この場合、離型剤は
必要最低限の量を塗布してワークが金型１１，１２から
離れやすくする。

【００３６】尚、上記実施の形態から把握できる請求項
以外の技術的思想について、以下のそれらの効果ととも
に記載する。 （イ）前記塗布制御手段２１には、予め定めた温度を設
定するための目標値設定スイッチ２７が接続された請求
項３〜５に記載の金型の温度制御装置。この構成によれ
ば、設定スイッチ２７を操作することにより、容易に金
型１１，１２を放冷する目標温度の設定を変更すること
が可能となる。

【００３７】（ロ）前記塗布制御手段は、型開きされた
金型１１，１２間に配置された離型剤ノズル１６と、そ
の離型剤バルブ１６に接続された離型剤バルブ１７と、
その離型剤バルブ１７を開位置又は閉位置に切換え配置
するバルブ駆動回路２６と、そのバルブ駆動回路２６に
対して信号を出力するＣＰＵ２１とから構成された請求
項３〜５に記載の金型の温度制御装置。この構成によれ
ば、金型１１，１２に容易に離型剤を塗布することが可
能となる。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、金
型を安定して所望の温度に冷却することが可能な金型の
温度制御方法を提供することができる。また、そのよう
な方法を用いた金型の温度制御装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 金型の温度制御装置を示す概略構成図。

【図２】 鋳造における金型の温度変化を示す特性図。

【符号の説明】

１１，１２…金型、１３…温度検出手段としての温度セ
ンサ、１６…塗布制御手段としての離型剤ノズル、１７
…塗布制御手段としての離型剤バルブ、２１…温度検出
手段、塗布制御手段、演算手段としてのＣＰＵ、２６…
塗布制御手段としてのバルブ駆動回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型（１１，１２）を冷却するための温
   度制御方法であって、金型（１１，１２）の表面温度を
   検出し、その検出した金型（１１，１２）の表面温度と
   予め定めた温度とを比較し、金型（１１，１２）の表面
   温度が予め定めた温度に達するまで前記金型（１１，１
   ２）の表面（１１ａ，１２ａ）に離型剤を塗布するよう
   にした金型の温度制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の金型の温度制御方法に
   おいて、金型（１１，１２）の表面温度が予め定めた温
   度以下の場合には、前記金型（１１，１２）の表面（１
   １ａ，１２ａ）に対して一定時間離型剤を塗布するよう
   にした金型の温度制御方法。
3. 【請求項３】 金型（１１，１２）の表面温度を検出す
   る温度検出手段（１３，２１）と、 前記温度検出手段（１３，２１）により検出された金型
   （１１，１２）の表面温度と、予め設定された温度とを
   比較する温度比較手段（２１）と、 前記温度比較手段（２１）の比較結果に基づいて、金型
   （１１，１２）の表面温度が予め定めた温度に達するま
   で前記金型（１１，１２）の表面に離型剤を塗布する塗
   布制御手段（１６，１７，２１，２６）とを備えた金型
   の温度制御装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の金型の温度制御装置に
   おいて、 前記塗布制御手段（１６，１７，２１，２６）は、前記
   温度比較手段（２１）の比較結果に基づいて、前記金型
   （１１，１２）の表面温度が予め定めた温度以下の場合
   には、前記金型（１１，１２）の表面（１１ａ，１２
   ａ）に対して一定時間離型剤を塗布するようにした金型
   の温度制御装置。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載の金型の温度制御
   装置において、 前記温度検出手段は、金型（１１，１２）内部の表面付
   近に設けられ金型（１１，１２）の内部温度を検出する
   温度センサ（１３）と、その温度センサにより検出され
   た内部温度に基づいて表面温度を演算する演算手段（２
   １）とから構成した金型の温度制御装置。