(57)【要約】【課題】簡易な制御で金型に離型剤を効率よく塗布することができる離型剤塗布装置を提供すること。【解決手段】本発明に係る離型剤塗布装置１は、一対の金型２の間を移動しながら離型剤３を噴射することによって一対の金型２の表面２１に離型剤３を塗布する離型剤塗布装置１であって、一対の金型２の間を移動可能な可動ユニット１１と、離型剤３を斜め下方に噴射可能な向きで可動ユニット１１に固定された第１のノズル１２と、離型剤３を斜め上方に噴射可能な向きで可動ユニット１１に固定された第２のノズル１３と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型の間を移動しながら離型剤を噴射することによって前記一対の金型の表面に前記離型剤を塗布する離型剤塗布装置であって、
前記一対の金型の間を移動可能な可動ユニットと、
前記離型剤を斜め下方に噴射可能な向きで前記可動ユニットに固定された第１のノズルと、
前記離型剤を斜め上方に噴射可能な向きで前記可動ユニットに固定された第２のノズルと、を備える、
離型剤塗布装置。
【請求項２】
前記離型剤が水溶性離型剤であって、
前記金型の表面における単位面積単位時間あたりの前記離型剤の塗布量が０．０２ｃｃ／ｓ／ｃｍ２以上である、
請求項１に記載の離型剤塗布装置。
【請求項３】
前記離型剤が油性離型剤であって、
前記金型の表面における単位面積単位時間あたりの前記離型剤の塗布量が０．０００２ｃｃ／ｓ／ｃｍ２以上である、
請求項１に記載の離型剤塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、離型剤塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト鋳造において、金型の内面に予め離型剤を塗布することで、金型と鋳造製品との溶着を防ぐ方法が知られている。具体的には、例えばノズルを用いてダイカスト金型の内面に離型剤を噴射することで、金型の表面に離型剤の皮膜を形成させる方法が知られている。
【０００３】
ここで、鋳造製品をより確実に金型から離間させるためには、金型の表面に十分な量の離型剤をまんべんなく塗布する必要がある。このような目的を達成するために、例えば図５に示すように、金型の凹凸の形状に合わせてノズルを動かすことで、当該金型の表面に十分な量の離型剤を塗布する方法が知られている。また、特許文献１には、複数のノズル装置の噴射状態を独立に制御することによって、金型の種類によらず均一に離型剤を塗布できる離型剤塗布装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２３７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５のようにノズルを動かす方法においては、当該ノズルの経路が複雑であるため、ノズルの制御が複雑になってしまうという問題があった。また、特許文献１の装置においても、各ノズルの噴射方向、噴射位置、及び離型剤の流量等の噴射条件を独立に制御するため、処理が複雑になってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、簡易な制御で金型に離型剤を効率よく塗布することができる離型剤塗布装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る離型剤塗布装置は、一対の金型の間を移動しながら離型剤を噴射することによって前記一対の金型の表面に前記離型剤を塗布する離型剤塗布装置であって、前記一対の金型の間を移動可能な可動ユニットと、前記離型剤を斜め下方に噴射可能な向きで前記可動ユニットに固定された第１のノズルと、前記離型剤を斜め上方に噴射可能な向きで前記可動ユニットに固定された第２のノズルと、を備えることを特徴としたものである。
【０００８】
上記の構成によれば、本発明に係る離型剤塗布装置は、可動ユニットと、可動ユニットに固定された第１のノズルと、第２のノズルと、を備える。また、第１のノズルは斜め下方に離型剤を噴射可能であり、第２のノズルは斜め上方に離型剤を噴射可能である。
ここで、斜め下方に噴射可能な第１のノズルは、金型において凹部の下面及び凸部の上面に対して効率よく離型剤を塗布することができる。また、斜め上方に噴射可能な第２のノズルは、金型において凹部の上面及び凸部の下面に対して効率よく離型剤を塗布することができる。
したがって、例えば各ノズルの位置や流量を固定したまま可動ユニットを一方向に動かすだけであっても、金型の表面に離型剤を効率よく塗布することができる。すなわち、上記の構成によれば、簡易な制御で金型に離型剤を効率よく塗布することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、簡易な制御で金型に離型剤を効率よく塗布することができる離型剤塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る離型剤塗布装置の構成を表す模式図である。
【図２】本実施形態に係る離型剤塗布装置を用いて金型に離型剤を塗布する様子を表す模式断面図である。
【図３】本実施形態に係る離型剤塗布装置を用いて離型剤を塗布するときの、好適な塗布条件の例を示す表である。
【図４】金型の表面上の各点における、単位面積単位時間あたりの離型剤３の塗布量を表すグラフである。
【図５】従来の離型剤塗布装置における塗布方法の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施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、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。また、以下に説明される複数の構成例は、独立に実施されることもできるし、適宜組み合わせて実施されることもできる。これら複数の構成例は、互いに異なる新規な特徴を有している。したがって、これら複数の構成例は、互いに異なる目的又は課題を解決することに寄与し、互いに異なる効果を奏することに寄与する。
なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１２】
［離型剤塗布装置１の構成］
まず、本実施形態に係る離型剤塗布装置１の全体的な構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る離型剤塗布装置１を前方（ｘ軸正方向）から見た概略平面図である。なお、本実施形態においては、離型剤塗布装置１を後方（ｘ軸負方向）から見たときの構成は、離型剤塗布装置１を前方（ｘ軸正方向）から見たときの構成と同一であるとして、説明を省略する。
【００１３】
離型剤塗布装置１は、一対の金型の間を移動しながら離型剤を噴射することによって、当該一対の金型の表面に離型剤を塗布する装置である。
図１に示すように、本実施形態に係る離型剤塗布装置１は、制御部１０と、可動ユニット１１と、第１のノズル１２と、第２のノズル１３と、エアブロー装置１４と、を備える。
【００１４】
制御部１０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、予め記憶したプログラムに基づいて離型剤塗布装置１の各部の動作を制御する。制御部１０は、自身が制御を行う各部と、電気的に接続されている。
【００１５】
可動ユニット１１は、後述する第１のノズル１２、第２のノズル１３、及びエアブロー装置１４を固定して支持する枠体である。図１に示すように、可動ユニット１１は、上フレーム１１ａと、対向する一対の縦フレーム１１ｂと、対向する一対の横フレーム１１ｃと、を備えている。可動ユニット１１は、一対の金型の間を移動可能に形成されており、ノズル等を支持する部材であることから、金属のような堅固な部材によって形成されることが好ましい。
【００１６】
上フレーム１１ａは、ｘ軸方向及びｙ軸方向に延びた板状部材である。一対の縦フレーム１１ｂは、それぞれ棒状部材であって、上フレーム１１ａの下面（ｚ軸負方向側の面）から鉛直下方向（ｚ軸負方向）に延びるように設けられている。一対の横フレーム１１ｃは、それぞれ棒状部材であって、左右方向（ｙ軸方向）に延びるように設けられている。
【００１７】
縦フレーム１１ｂ及び横フレーム１１ｃには、複数の取付穴１１１がそれぞれの長手方向に並ぶように配列されている。縦フレーム１１ｂと横フレーム１１ｃは、お互いの取付穴１１１の両外側からボルトとナット等（不図示）により締め付けて固定される。横フレーム１１ｃの上下方向（ｚ軸方向）の位置は、取付穴１１１の位置に合わせて任意に調節することができる。
【００１８】
第１のノズル１２及び第２のノズル１３は、図示しない配管等を介して供給された離型剤を噴射可能なノズルである。第１のノズル１２及び第２のノズル１３は、例えば離型剤を空気流に乗せて噴霧可能な二流体ノズルとすることができる。
【００１９】
第１のノズル１２は、離型剤を斜め下方に噴射可能な向きで可動ユニット１１に固定されたノズルである。例えば、第１のノズル１２は、離型剤を水平面から３０°上の方向に噴射可能な向きに固定されたノズルである。本実施形態においては、第１のノズル１２は、一対の横フレーム１１ｃのうち上側（ｚ軸正側）の横フレーム１１ｃの取付穴１１１に取り付けられる。
【００２０】
第２のノズル１３は、離型剤を斜め上方に噴射可能な向きで可動ユニット１１に固定されたノズルである。例えば、第２のノズル１３は、離型剤を水平面から３０°下の方向に噴射可能な向きに固定されたノズルである。本実施形態においては、第２のノズル１３は、一対の横フレーム１１ｃのうち下側（ｚ軸負側）の横フレーム１１ｃの取付穴１１１に取り付けられる。
【００２１】
なお、第１のノズル１２及び第２のノズル１３の取り付け位置や角度は、金型の形状に合わせて適宜調整することができる。また、第１のノズル１２同士、第２のノズル１３同士の取り付け角度は、それぞれ異なっていてもよい。
【００２２】
エアブロー装置１４は、図示しない配管等を介して供給された空気を噴射可能な装置である。エアブロー装置１４は、本体部１４１と、本体部１４１の前面に設けられたエア吹出口１４２とを備えており、空気はエア吹出口１４２から噴射される。エアブロー装置１４は、エア吹出口１４２が金型と対向するような向きであれば、可動ユニット１１の任意の位置に取り付けられることができる。図１の例では、エアブロー装置１４は、縦フレーム１１ｂの取付穴１１１に取り付けられている。
【００２３】
［離型剤塗布装置１の動作］
次に、図２を用いて、離型剤塗布装置１の動作について説明する。本実施形態においては、離型剤塗布装置１が一対の金型２の表面２１に向けて離型剤３を噴射した後に、空気４を噴射する例について説明する。図２（ａ）は、一対の金型２の表面２１に向けて離型剤３を噴射する動作を説明するための概略断面図である。図２（ｂ）は、一対の金型２の表面２１に向けて空気４を噴射する動作を説明するための概略断面図である。
【００２４】
一対の金型２は、ダイカスト鋳造等で用いられる金型であって、ｘ軸方向に互いに対向するように設けられている。一対の金型２の表面２１には凹凸形状が設けられており、金型２は鋳造時に閉じられる。閉じられた状態で金型２の内部に溶湯が注湯されることによって、金型２の表面２１の凹凸形状に沿った鋳造製品が製造される。
離型剤３は、金型２と鋳造製品との溶着を防ぐために塗布される薬剤である。離型剤３には、例えば、油脂やシリコン、黒鉛等の粒子を水に分散させた水溶性離型剤や、当該粒子を有機溶媒に分散させた油性離型剤が用いられる。
【００２５】
図２（ａ）に示すように、離型剤３の噴射時においては、可動ユニット１１が一対の金型２の間を上方から下方に移動しつつ、第１のノズル１２及び第２のノズル１３が離型剤３を噴射する。
このとき、第１のノズル１２は離型剤３を斜め下方に噴射し、第２のノズル１３は離型剤を斜め上方に噴射する。斜め下方に噴射可能な第１のノズル１２は、金型２の表面２１において凹部の下面や凸部の上面に対して効率よく離型剤３を塗布することができる。また、斜め上方に噴射可能な第２のノズル１３は、金型２の表面２１において凹部の上面や凸部の下面に対して効率よく離型剤３を塗布することができる。
したがって、第１のノズル１２及び第２のノズル１３の位置や流量を固定したまま可動ユニット１１を上方から下方に移動させるだけであっても、金型の表面に離型剤を効率よく塗布することができる。すなわち、簡易な制御で金型に離型剤を効率よく塗布することができる。
【００２６】
金型２の表面２１の下部まで離型剤３を噴射した後、離型剤塗布装置１は、図２（ｂ）に示すように、一対の金型２の間を下方から上方に移動しつつ、エアブロー装置１４によって空気４を噴射する。エアブロー装置１４が空気４を噴射することで、金型２の表面２１上における離型剤３の溶媒の揮発を促進し、離型剤３の液だれを抑制することができる。さらに、空気４の噴射によって、金型２の表面２１上に残留していた鋳ばり等の異物を除去することができる。したがって、金型２の表面２１上における離型剤３の塗膜の質を高めることができる。
【００２７】
［好適な離型剤の塗布条件］
本発明者らは、鋭意研究の結果、金型の表面における単位面積単位時間あたりの離型剤の塗布量が所定値以上であれば、金型の表面上に十分な膜厚で離型剤が塗布されることを見出した。具体的には、水溶性離型剤を金型に塗布する場合、金型の表面における単位面積単位時間あたりの離型剤の塗布量が０．０２ｃｃ／ｓ／ｃｍ２以上であれば、離型剤の塗膜が０．５μｍ以上の厚さで形成されることを見出した。また、油性離型剤を金型に塗布する場合、金型の表面における単位面積単位時間あたりの離型剤の塗布量が０．０００２ｃｃ／ｓ／ｃｍ２以上であれば、離型剤の塗膜が十分な厚さで形成されることを見出した。
さらに本発明者らは、本実施形態に係る離型剤塗布装置１を用いて離型剤３を塗布する場合、離型剤３の流量等を所定の範囲内に設定すれば、離型剤３の塗布量が上記の条件を満たし、十分に厚い塗膜を形成できることを見出した。以下では、その好適な離型剤３の塗布条件について説明する。なお、以下の説明では、第１のノズル１２及び第２のノズル１３として二流体ノズルを用いるとともに、離型剤３として水溶性離型剤を用いるものとする。
【００２８】
図３は、離型剤塗布装置１を用いて離型剤３を塗布するときの、好適な塗布条件の例を示す表である。
図３に示すように、第１のノズル１２及び第２のノズル１３から離型剤３を噴射する際の圧力（スプレーエア圧）は、０．１〜０．２ＭＰａの範囲とすることが好ましい。スプレーエア圧を０．１〜０．２ＭＰａの範囲とすることで、離型剤３を適度な流速で塗布することができ、離型剤３を適切な厚さで塗膜することができる。
【００２９】
また、第１のノズル１２及び第２のノズル１３から離型剤３を噴射する際において噴射パターンの形状を調整するために上下方向から噴霧を圧縮する空気圧（パターンエア圧）は、０．１５〜０．２ＭＰａの範囲とすることが好ましい。パターンエア圧を０．１５〜０．２ＭＰａの範囲とすることで、離型剤３の噴射の指向性を高めることができる。
【００３０】
また、第１のノズル１２及び第２のノズル１３から離型剤３を噴射する際の離型剤３の流量（液剤流量）は、３２０ｍｌ／ｍｉｎ以上とすることが好ましい。液剤流量を３２０ｍｌ／ｍｉｎ以上とすることで、離型剤３を金型２の表面２１上に十分な量で塗布することができる。
【００３１】
また、第１のノズル１２及び第２のノズル１３と金型２との間の距離（スプレー距離）は、１００〜４００ｍｍの範囲とすることが好ましい。スプレー距離を１００〜４００ｍｍの範囲とすることで、離型剤３を適切な広さで塗膜することができる。
【００３２】
また、可動ユニット１１の移動速度（スプレー移動速度）は、２００〜５００ｍｍ／ｓの範囲とすることが好ましい。スプレー移動速度を２００ｍｍ／ｓ以上とすることで、離型剤３を速やかに塗布することができる。また、スプレー移動速度を５００ｍｍ／ｓ以下とすることで、離型剤３を十分な厚さで塗膜することができる。
【００３３】
なお、上記の条件に加えて、離型剤３として水溶性離型剤を用いる場合は、金型２の温度を１００〜２５０℃の範囲とすることが好ましい。金型２の温度を１００〜２５０℃の範囲とすることで、離型剤３の溶媒である水を効率よく揮発させ、離型剤３の液だれを抑制することができる。
【００３４】
図４は、上記の塗布条件で離型剤３を塗布した場合に、金型２の表面２１上の各点における、単位面積単位時間あたりの離型剤３の塗布量を表すグラフである。図４の縦軸は、金型２の各点に到達したときの離型剤３の密度、すなわち単位体積当たりの液滴量（ｃｃ／ｃｍ３）を表している。図４の横軸は、金型２の各点に到達したときの離型剤３の平均流速（ｃｍ／ｓ）を表している。離型剤３の単位体積当たりの液滴量と平均流速との積が、単位面積単位時間あたりの離型剤３の塗布量（ｃｃ／ｓ／ｃｍ２）に相当する。図４においては、単位面積単位時間あたりの離型剤３の塗布量が０．０２ｃｃ／ｓ／ｃｍ２以上となる領域を灰色で表している。
【００３５】
図４において、ひし形のプロット（◇）は、上記の条件で本実施形態に係る離型剤塗布装置１を上方から下方に動かしながら離型剤３を噴射したときの、金型２の表面２１の各点における離型剤３の塗布量の結果を表している。図４に示すように、本実施形態に係る離型剤塗布装置１を用いた場合、金型２の表面２１上のいずれの点においても、離型剤３の単位面積単位時間あたりの塗布量は、０．０２ｃｃ／ｓ／ｃｍ２以上の範囲内であった。これは、本実施形態に係る離型剤塗布装置１を用いることで、簡易な制御で金型に離型剤を効率よく塗布することができたことを示している。
【００３６】
一方、図４において、四角形のプロット（□）は、上記の条件で、水平方向のみに離型剤を噴射する離型剤塗布装置を上方から下方に動かしながら離型剤を噴射したときの、金型の表面の各点における離型剤３の塗布量の結果を表している。図４に示すように、従来の離型剤塗布装置を用いた場合、離型剤の単位面積単位時間あたりの塗布量が０．０２ｃｃ／ｓ／ｃｍ２未満となる箇所が生じた（黒塗りの四角形）。これは、水平方向のみに離型剤を噴射する離型剤塗布装置では、金型全体に対して十分に離型剤を塗布できなかったことを示している。すなわち、当該装置では簡易な制御で金型に離型剤を効率よく塗布することができなかったことを示している。
【００３７】
以上の通り、本実施形態に係る離型剤塗布装置１を用いれば、各ノズルの位置や流量を固定したまま可動ユニット１１を一方向に動かすだけであっても、金型２の表面２１に離型剤３を効率よく塗布することができたことが示された。
【００３８】
なお、本発明は上記の実施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、上記の実施形態の例では、離型剤塗布装置１を後方（ｘ軸負方向）から見たときの構成が、離型剤塗布装置１を前方（ｘ軸正方向）から見たときの構成と同一であるとしたが、それぞれの構成は異なっていてもよい。例えば、第１のノズル１２や第２のノズル１３の配置関係は、離型剤塗布装置１を前方（ｘ軸正方向）から見たときと離型剤塗布装置１を後方（ｘ軸負方向）から見たときとで異なっていてもよい。第１のノズル１２や第２のノズル１３の配置関係は、それぞれが対向する金型２の形状に合わせて適宜変更することができる。
【００３９】
また、上記の実施形態の例では、可動ユニット１１が上フレーム１１ａ、縦フレーム１１ｂ、及び横フレーム１１ｃを備える構成について説明したが、可動ユニット１１の構成はこれに限られない。可動ユニット１１は、第１のノズル１２及び第２のノズル１３を固定可能であって、一対の金型２の間を移動可能に形成されていれば、他の構造であっても構わない。
【００４０】
また、上記の実施形態の例では、第１のノズル１２を上側の横フレーム１１ｃに取り付け、第２のノズル１３を下側の横フレーム１１ｃに取り付ける構成について説明したが、これらノズルの取り付け方は逆であってもよいし、同じ横フレーム１１ｃに取り付けてもよい。
ただし、上記の実施形態のように、第１のノズル１２を第２のノズル１３よりも上に配置することが好ましい。そのような配置関係にすることで、可動ユニット１１を過度に引き上げなくても、金型２の表面２１の上部に対して第１のノズル１２から離型剤３を塗布することができる。また、可動ユニット１１を過度に引き下げなくても、金型２の表面２１の下部に対して第２のノズル１３から離型剤３を塗布することができる。したがって、金型２の表面２１全体に対して離型剤３を塗布するための可動ユニット１１の移動距離を短くすることができる。
【００４１】
また、第１のノズル１２を第２のノズル１３よりも上に配置する場合、第１のノズル１２及び第２のノズル１３の取り付け位置は、左右方向（ｙ軸方向）において、それぞれ異なることが好ましい。例えば、第１のノズル１２及び第２のノズル１３は、図１に示されるように、互い違いに配置されることが好ましい。
第１のノズル１２及び第２のノズル１３の左右方向の取り付け位置を変えることによって、第１のノズル１２から斜め下方に噴出される離型剤と第２のノズル１３から斜め上方に噴出される離型剤とが衝突することを抑制することができる。したがって、離型剤をより効率よく塗布することができる。
【００４２】
また、上記の実施形態の例では、離型剤塗布装置１が一対の金型２の表面２１に向けて離型剤３を噴射した後に、空気４を噴射する動作について説明したが、空気４を噴射した後に離型剤３を噴射する動作であっても構わない。この場合、離型剤塗布装置１は、上方から下方に移動しながら空気４を噴射し、その後、下方から上方に移動しながら離型剤３を噴射する。このような構成においては、金型２の表面２１上に残留していた鋳ばり等の異物をより効率よく除去することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１      離型剤塗布装置
２      金型
３      離型剤
４      空気
１０    制御部
１１    可動ユニット
１１ａ  上フレーム
１１ｂ  縦フレーム
１１ｃ  横フレーム
１２    第１のノズル
１３    第２のノズル
１４    エアブロー装置
２１    表面
１１１  取付穴
１４１  本体部
１４２  エア吹出口
【図１】
2020082133.tif 000003
【図２】
2020082133.tif 000004
【図３】
2020082133.tif 000005
【図４】
2020082133.tif 000006
【図５】
2020082133.tif 000007