(57)【要約】【課題】簡素な構成でありながら、金型冷却回路の流通状態を精度良く検知することができる状態検知装置を提供する。【解決手段】金型２の内部に設けられる冷却回路の流通状態を検知するための状態検知装置１０である。この状態検知装置１０は、温度計測手段としての温度計６と、温度差算出手段および判定手段を具備する演算装置８とを備える。温度計６によって排水温度を１ショット毎に計測し、この温度計測ステップ１１で計測した第（Ｎ）ショットと第（Ｎ−１）ショットとの間における排水の温度差ΔＫを算出する。判定ステップ１３において、温度差算出ステップ１２で算出した温度差ΔＫを、予め設定した許容温度差Ｋａと比較することによって冷却回路の流通状態の良否を判定する。【選択図】図２
2010207862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形用の金型内部に設けた冷却回路の流通状態を検知するための状態検知装置であって、
前記冷却回路から排出された冷却媒体の温度を１ショット毎に計測する温度計測手段と、
該温度計測手段で計測した第（Ｎ）ショットと第（Ｎ−１）ショットとの間における冷却媒体の温度差ΔＫを算出する温度差算出手段と、
該温度差算出手段で算出した温度差ΔＫが予め設定した許容温度差の範囲内であるか否
かを判定する判定手段とを備える金型冷却回路の状態検知装置。
【請求項２】
前記温度計測手段で計測した冷却媒体の温度が基準値以下であるか否かを判定する第２の判定手段を備える請求項１に記載の金型冷却回路の状態検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形用の金型内部に設けた冷却回路の流通状態を検知するための状態検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト製品（鋳造品）等、型成形して得られる成形品の品質を左右する要因の一つとして、成形時における金型温度を挙げることができる。すなわち、高品質の成形品を安定的に量産するには、金型の過昇温を防止して、金型温度を所定範囲内に管理する必要がある。そのため、この種の金型内部には冷却回路が設けられる場合が多い。この場合、冷却回路内を流通する冷却媒体の流通状態によって金型温度、ひいては製品品質が左右されるため、例えば以下示すような手段を設けることにより、金型温度を所定範囲内に維持管理するようにしている。
【０００３】
第１の手段としては、特開平９−３２３１４７号公報（特許文献１）に記載のような異常検出装置を設けることが考えられる。この異常検出装置は、冷却回路への冷却媒体流入量および冷却回路からの冷却媒体流出量を基準値と比較することによって回路内における冷却媒体の流通状態の良否を判定するものであり、例えば流入量および流出量が共に基準値を下回るような場合には、回路詰まり（異常）と判定するものである。そして、異常と判定された場合には、例えば金型の作動を即座に停止し、所定の処置を施すことができる。
【０００４】
第２の手段としては、特開２００８−１４９３３５号公報（特許文献２）に記載のような冷却媒体の流量管理装置を設けることが考えられる。この流量管理装置は、金型温度分布に対応して複数設定された温度帯域に応じて回路内を流通させる冷却媒体の量を変動させるものであり、冷却媒体の量は、例えば冷却回路から排出される冷却媒体の排出温度に応じて制御される。かかる手段を採用すれば、金型温度の均一化、ひいては製品品質の安定化が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−３２３１４７号公報
【特許文献２】特開２００８−１４９３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
冷却回路は、通常、配管（細管）を毛細血管状に張り巡らすようにして構成されるため、冷却媒体の流入量および流出量にはバラツキが生じ易い。そのため、冷却媒体の流量によって冷却回路における流通状態の良否を判定する上記特許文献１の異常検出装置を設けるだけでは、流通回路の異常、ひいては金型の異常を高精度に検知することが難しく、不要なダウンタイムが生じる、不良品が流出する等の問題が生じるおそれがある。また、上記特許文献２の管理装置を用いて金型の温度制御を正確に行うには、雰囲気温度や１ショット毎の金型温度の変化率等、数多くの変動要因を考慮して数多くの温度帯域を設定しなければならないために、制御系が複雑になるという問題がある。
【０００７】
上述の各種手段の他、金型の表面温度を計測するサーモグラフィ等の計測装置を設けることによって金型の温度管理を行うことが考えられる。この種の計測装置は金型温度を直接的に計測することができる分、金型温度を間接的に検知する上記特許文献１の手段に比べて金型の異常（冷却回路の異常）を早期にかつ正確に把握することができるため、製品の品質安定化を図る上で好適である。しかしながら、この種の計測装置は一般に高価であり、製品の製造コストを低廉化する上での障害となる可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、簡素な構成でありながら、金型冷却回路の流通状態を精度良く検知することができる状態検知装置を提供し、もって設備投資費用の増大を抑制しつつも高品質の成形品を安定的に量産可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成すべく、本発明では、成形用の金型内部に設けた冷却回路の流通状態を検知するための状態検知装置であって、冷却回路から排出された冷却媒体の温度を１ショット毎に計測する温度計測手段と、この温度計測手段で計測した第（Ｎ）ショットと第（Ｎ−１）ショットとの間における冷却媒体の温度差ΔＫを算出する温度差算出手段と、
この温度差算出手段で算出した温度差ΔＫが予め設定した許容温度差の範囲内であるか否
かを判定する判定手段とを備える金型冷却回路の状態検知装置を提供する。
【００１０】
なお、本発明でいう成形用の金型とは、ダイカスト製品（鋳造品）の成形用金型のみならず、樹脂製品の成形用金型も含む概念である。また、上記本発明の構成において、Ｎ：２以上の整数である。また、上記本発明の構成で使用可能な冷却媒体としては、水、オイル、有機媒体等を挙げることができる。
【００１１】
ところで、従来においては、上述した冷却媒体の流量管理に加え、あるいはこれに替えて冷却媒体の排出温度を測定することによって冷却回路の良否判定を行う場合もあり、その手法としては、冷却媒体の排出温度が基準値以下であるか否か、すなわち冷却媒体の排出温度の絶対値によって良否を判定するものが一般的である。かかる手段は、流量管理に比べて信頼性の高い良否判定を行うことができるというメリットがある。しかし、この場合の判定基準値は、雰囲気温度や冷却媒体の設定温度等の変動要因を考慮して高めに設定されるのが通例であり、かかる手段を用いるだけではよほどの大きな問題が生じない限り冷却回路の不具合を検知することができないという問題があった。
【００１２】
そこで本発明では、上記のように、第（Ｎ）ショットと第（Ｎ−１）ショットとの間における冷却媒体の排出温度の温度差ΔＫを算出し、この温度差ΔＫが予め設定した許容温
度差の範囲内であるか否かを判定するようにした。このように直前のショットにおける冷却媒体の排出温度を基準として冷却回路の流通状態を検知する（冷却回路の良否判定を行う）ようにすれば、雰囲気温度、冷却媒体の設定温度、ショット数等の影響を排除することができる分、設定すべき許容温度差の範囲を狭くすることができる。そのため、誤判定の可能性を効果的に減じつつ、以上で述べた従来構成では検知することが難しい些細な冷却回路異常も高精度に検知することが可能となる。また、上述のように、雰囲気温度等の変動要因を良否判定に際して排除することができることから、制御系を簡素化することができる。そして、温度差ΔＫが許容温度差の範囲を超えるような場合には、何らかの回路
異常が生じたとみなして適切な対応を採ることができる。
【００１３】
なお、上記本発明の構成に加え、冷却媒体の排出温度が基準値以下であるか否かを判定する第２の判定手段を設けることもできる。このようにすれば、温度差ΔＫの観点から見
れば「ＯＫ」であるが、排出温度の絶対値の観点から見れば「ＮＧ」となるような場合も、冷却回路が異常状態であると判定することができる。必要に応じて、さらに、冷却媒体の排出量を基準値と比較することによって冷却回路の良否を判定する第３の判定手段を設けることも可能である。このようにすれば、冷却回路の流通状態を様々な観点から監視して、回路異常を漏れなく検知することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上に示すように、本発明にかかる状態検知装置であれば、簡素な構成でありながら、金型冷却回路の流通状態を精度良く検知することができる。これにより、設備投資費用の増大を抑制しつつも高品質の成形品を安定的に量産することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る状態検知装置を具備するダイカストマシンの要部を模式的に示す図である。
【図２】状態検知装置を構成する一手段における各ステップを示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る金型冷却回路の状態検知装置を具備するダイカストマシン１の要部を模式的に示す図である。同図に示すダイカストマシン１は、内部に図示しない冷却回路が設けられた鋳造品の成形用金型２（以下、「金型２」という）と、図示しないタンクから送り出された冷却媒体としての冷却水を金型２内部の冷却回路に供給する給水通路４と、金型２内部の冷却回路から排出された冷却水を下流側に搬送する排水通路５とを備え、排水通路５上には、冷却回路の流通状態を検知する（冷却回路内を流動する冷却水の流通状態の良否判定を行う）状態検知装置１０が設けられる。
【００１８】
本実施形態の状態検知装置１０は、第１〜第３の状態検知手段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を具備する。第１の状態検知手段Ｓ１は、本発明でいう温度計測手段としての温度計（水温計）６と、温度差算出手段および判定手段（何れも図示省略）を具備する演算装置８とを主要部として構成され、第２の状態検知手段Ｓ２は、温度計６と、図示しない第２の判定手段とを主要部として構成される。また、第３の状態検知手段Ｓ３は、温度計６の下流側に配置された流量計７と、図示しない第３の判定手段とを主要部として構成される。なお、本実施形態では演算装置８が第２および第３の判定手段を具備する。もちろん、第２および第３の判定手段は別途設けた演算装置等で構成しても良い。状態検知装置１０（図１では演算装置８）には表示装置９が接続され、該表示装置９には、状態検知装置１０から出力される各種データがモニタリング表示される。
【００１９】
給水通路４は、一又は複数の給水管で、また排水通路５は、一又は複数の排水管でそれぞれ構成されており、各管の数や径は金型２の大きさ等に応じて適宜設定される。排水通路５が複数の排水管で構成される場合には、各排水管にそれぞれ温度計６および流量計７が配設される。図示は省略しているが、両通路４，５上には種々の制御バルブが配設されており、これら制御バルブは金型２（ダイカストマシン１）の動作タイミング等に応じて開閉するようになっている。冷却回路に対する冷却水の供給、並びに冷却回路からの冷却水の排出は、１ショット（成形動作の１サイクル）毎に行われる。ここでは、キャビティに対する金属溶湯の射出・充填（鋳込み）が開始されるのと同時に、給水通路４を介して金型２の冷却回路に冷却水が供給される。これにより、金属溶湯充填の初期段階から冷却水によって受熱が開始されて金型２が効果的に冷却される。そして所定時間経過した後バルブが閉動作し、冷却回路に対する冷却水の供給が停止される。
【００２０】
温度計６は、排水通路５内を流動する冷却水（排水）の温度を１ショット毎に計測する。そして、第２の状態検知手段Ｓ２（第２の判定手段）では、温度計６で計測された排水温度と予め設定した基準値（例えば８０℃）とが比較され、排水温度が基準値以下であれば「ＯＫ」と判定される。温度計６としては、排水通路５、あるいは排水に接触させることによって排水温度を計測する接触タイプであっても良いし、両者とは非接触の状態で排水温度を計測する非接触タイプであっても良い。
【００２１】
流量計７は排水の流量を１ショット毎に計測する。そして第３の状態検知手段Ｓ３（第３の判定手段）では、流量計７で計測された排水量と予め設定した基準値とが比較され、これにより冷却回路内における「詰まり」等の発生有無が判明する。なお、流量計７としては、絞り流量計、フロート型流量計、層流型流量計、熱線式流量計、カルマン渦流量計、羽根車式流量計、超音波流量計等、公知の各種流量計が選択使用される。
【００２２】
第１の状態検知手段Ｓ１は、図２に示す温度計測ステップ１１、温度差算出ステップ１２、および判定ステップ１３を順に経て得られる冷却回路の良否判定結果を表示装置９に表示する。なお、図１に示す表示装置９には「ショットＮｏ」、「排水温度」、および「判定（当該第１の検知手段Ｓ１から出力される判定結果）」の３項目を表示しているが、これはあくまでも一例であり、その他の項目、例えば上記第２の判定手段や上記第３の判定手段から出力される判定結果を表示することも可能である。
【００２３】
以下、上記の各ステップ１１〜１３について具体的に述べる。まず温度計測ステップ１１では、上述したように、温度計６によって１ショット毎の排水温度が計測される。温度計測ステップ１１で計測した排水温度のデータは温度差算出ステップ１２（温度差算出手段）に伝送され、温度差算出ステップ１２では温度計測ステップ１１で計測した第（Ｎ）ショットと第（Ｎ−１）ショットとの間における排水の温度差ΔＫが算出される。詳述す
ると、温度計測ステップ１１で第２ショットの排水温度が計測され、この温度データが当該温度差算出ステップ１２に伝送されると、第２ショットと第１ショットとの間における排水の温度差ΔＫ１が算出される。以後、同様にして第３ショットと第２ショットとの間
の温度差ΔＫ２、第４ショットと第３ショットとの間の温度差ΔＫ３が順次算出される。
【００２４】
温度差算出ステップ１２で算出された温度差ΔＫに関するデータは判定ステップ１３（
判定手段）に伝送され、判定ステップ１３において、予め設定しておいた許容温度差Ｋａと比較される。そして、温度差ΔＫが許容温度差Ｋａの範囲内であれば、判定手段は冷却
回路の状態が良好であるとみなして「ＯＫ」の信号を、一方、温度差ΔＫが許容温度差Ｋ
ａの範囲を超える場合、判定手段は冷却回路に異常が生じたものとみなして「ＮＧ」の信号を出力し、これら出力信号に基づく判定結果が表示装置９上にモニタリング表示される。なお、許容温度差Ｋａは、例えばＫａ＝±２０℃とすることができ、より厳密な良否判定を行う場合にはＫａ＝±５℃に設定するのが望ましい。
【００２５】
このように、本発明に係る状態検知装置１０は、第（Ｎ）ショットと第（Ｎ−１）ショットとの間における冷却排水の温度差ΔＫを算出し、この温度差ΔＫを予め設定した許容
温度差Ｋａと比較することによって冷却回路の良否判定を行う第１の状態検知手段Ｓ１（判定手段）を具備する。この第１の状態検知手段Ｓ１では、直前のショットにおける冷却水の排出温度を基準として冷却回路の流通状態が検知されることから、許容温度差Ｋａの範囲設定に際して雰囲気温度、冷却水の設定温度、ショット数等の影響を排除することができ、その分、許容温度差Ｋａの範囲を狭く設定することができる。そのため、誤判定の可能性を効果的に減じつつ、第２の状態検知手段Ｓ２や第３の状態検知手段Ｓ３では検知することが難しい些細な冷却回路異常、ひいては金型異常も高精度に検知することが可能となる。また、上述のように、雰囲気温度等の変動要因を良否判定に際して排除することができることから、制御系を簡素化することができる。そして、温度差ΔＫが許容温度差
Ｋａの範囲を超えるような場合には、何らかの回路異常が生じたとみなして適切な対応を採ることができる。従い、設備投資費用の増大を抑制しつつも、高品質の鋳造品を安定的に量産することができる。
【００２６】
但し、温度差ΔＫを監視するだけでは、排水温度の絶対値が基準値を超えた場合や冷却
回路の一部に詰まりが生じた場合に異常を検知することが難しくなる。この点、本実施形態では、状態検知装置１０に上記のような第２および第３の状態検知手段Ｓ２、Ｓ３（判定手段）を設けたことから、この種の異常も漏れなく検知することができる。
【００２７】
また、上記の実施形態において流量計７（第３の状態検知手段Ｓ３）が故障等した場合には、排水量を正確に検知することができず、回路詰まり等の不具合を見逃すおそれがあるが、このような不具合が生じた場合には、排水温度に多少の影響が及ぶことが判明している。従い、第１の状態検知手段Ｓ１を設けておけば、上述のように、ショット間における微小な排水温度差も「ＮＧ」と判定することができるので、流量計７の故障も検知することができる。よって第１の状態検知手段Ｓ１は、第３の状態検知手段Ｓ３のバックアップとしても機能する。
【００２８】
なお、第２および第３の状態検知手段Ｓ２，Ｓ３（判定手段）は必ずしも設ける必要はなく、必要に応じて両者の何れか一方又は双方を設ければ良い。
【００２９】
以上では、冷却媒体として冷却水を用いる場合について説明を行ったが、本発明は冷却媒体として、オイルや有機溶媒を用いる場合にも好適である。また、以上では、ダイカスト製品の成形用金型に設けた冷却回路の異常検知手段として本発明に係る状態検知装置を採用した場合について説明を行ったが、本発明は、その他の成形用金型、例えば樹脂製品の成形用金型に設けられる冷却回路の状態検知装置としても好適に採用することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１      ダイカストマシン
２      成形用金型
４      給水通路
５      排水通路
６      温度計（温度計測手段）
７      流量計
８      演算装置
９      表示装置
１０    状態検知装置
１１    計測ステップ
１２    温度差算出ステップ
１３    判定ステップ
Ｓ１    第１の状態検知手段
Ｓ２    第２の状態検知手段
Ｓ３    第３の状態検知手段
【図１】
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【図２】
2010207862.tif 000004