(57)【要約】【課題】金型の上面と下面の温度差を減少させ、製造不良の発生を抑制する。【解決手段】内部に空間部１２を有する金型の冷却制御装置であって、空間部１２に貯留され金型２を冷却する冷媒１１と、冷媒１１を金型２内部まで導く冷媒通路１３と、冷媒１１の流通を制御する制御弁１４と、空間部１２の圧力を計測する圧力計測器１５と、冷媒１１の温度変化を計測する温度計１６と、を備え、圧力計測器１５により計測された空間部１２の圧力と、温度計１６により計測された所定時間における冷媒１１の温度変化と、に応じて、制御弁１４の開閉状態を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に空間部を有する金型の冷却制御装置であって、
前記空間部に貯留され前記金型を冷却する冷媒と、
前記冷媒を金型内部まで導く冷媒通路と、
前記冷媒の流通を制御する制御弁と、
前記空間部に発生している圧力を計測する圧力計測器と、
前記冷媒の温度変化を計測する温度計と、を備え、
前記圧力計測器により計測された前記空間部の圧力と、前記温度計により計測された所定時間における冷媒の温度変化と、に応じて、前記制御弁の開閉状態を制御する、
冷却制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の冷却制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００５−１６９４５９号公報がある。この公報に記載された金型冷却構造では、金型の温度を測定し、測定した金型の温度に基づいてバルブの開閉を行う。これにより、所定の温度となるまで、冷媒として用いた冷却水を貯水空間内に溜めておくことができ、金型を冷却することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１６９４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前述した冷却構造では、バルブの開閉が金型の温度のみに依存しているため、貯水空間内に冷却水が満水状態となるまえにバルブが開いてしまうことがある。この場合、金型の上面と下面で温度差が大きくなり、型の凝固バランスの変化から製造不良が発生する場合があるという問題もある。
本発明は、金型からの冷媒の排出条件を制御することにより、金型の上面と下面の温度差を減少させ、製造不良の発生を抑制する冷却制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明にかかる冷却制御装置は、内部に空間部を有する金型の冷却制御装置であって、前記空間部に貯留され前記金型を冷却する冷媒と、前記冷媒を金型内部まで導く冷媒通路と、前記冷媒の流通を制御する制御弁と、前記空間部に発生している圧力を計測する圧力計測器と、前記冷媒の温度変化を計測する温度計と、を備え、前記圧力計測器により計測された前記空間部の圧力と、前記温度計により計測された所定時間における冷媒の温度変化と、に応じて、前記制御弁の開閉状態を制御する。
これにより、空間内における冷媒の満水状態と、冷媒の温度変化と、に基づいて冷媒を排出させることができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、金型の上面と下面の温度差を減少させ、製造不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】冷却制御装置の模式図である。
【図２】冷却制御装置の動作を示したフローである。
【図３】縦型の冷却制御装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、冷却制御装置１は、金型２の内部において冷媒１１が貯留される空間部１２と、空間部１２に冷媒１１を供給する通路である冷媒通路１３と、冷媒通路１３に設けられ冷媒の流通を制御する制御弁１４と、空間部１２の圧力を計測する圧力計測器１５と、空間部１２における冷媒１１の所定時間における温度変化を計測する温度計１６と、を備える。ここでは、空間部１２を有する金型２は、水平方向に長く延在する形状であるものとする。
【０００９】
冷媒１１には、例えば冷却水が用いられる。以下では、冷媒１１は冷却水であるものとして説明する。冷媒１１は、供給源（図示せず）から、冷媒通路１３を介して、金型２に設けられた空間部１２に供給される。
【００１０】
空間部１２は、金型２の内部に設けられた冷媒１１を貯留する空間である。空間部１２に冷媒１１が供給され、空間部１２において冷媒１１を金型２の上部に吹き付けることや、空間部１２内に冷媒１１が満水になった状態で冷媒１１を循環させることにより、型全体を略均一に冷却することができる。
【００１１】
冷媒通路１３は、金型２の外部に設けられた供給源から空間部１２に冷媒１１を供給するとともに、空間部１２から冷媒１１を排出するための通路である。例えば冷媒通路１３は二重筒であって、内側の筒内である挿入部１３ａでは、供給源から金型２の空間部１２に冷媒１１の供給を行い、内側の筒と外側の筒の間である排出部１３ｂでは、空間部１２から外部に冷媒１１の排出を行う。また冷媒通路１３には、挿入部１３ａからの冷媒１１の挿入、及び、排出部１３ｂからの冷媒１１の排出を制御する制御弁１４が設けられている。
【００１２】
なお冷媒通路１３は、金型２に対して、略平行方向に延びるように接続されているものとして説明する。また例えば、挿入部１３ａの先端側は、空間部１２の内部に深く挿入されているとともに、先端部近傍には冷媒１１を噴出する複数の噴出口が設けられている。一方、冷媒１１が空間部１２から排出部１３ｂから排出される際の排出部１３ｂの入り口１３ｃは、金型２の壁面近傍に配置されている。
【００１３】
制御弁１４は、冷媒通路１３に設けられている。制御弁１４は、弁の開閉により、冷媒通路１３を通過する冷媒１１の流れを制御する。なお制御弁１４は、冷媒通路１３は、冷媒１１を供給源から空間部１２に供給する流れと、冷媒１１を空間部１２から排出する流れを、それぞれ制御する。制御弁１４の弁の開閉の制御は、圧力計測器１５と、温度計１６の計測結果に基づいて行う。具体的には、制御弁１４は、圧力計測器１５により計測された圧力があらかじめ定めた所定の値以上であり、かつ、温度計１６により計測された所定の時間当たりの温度変化があらかじめ定めた所定の温度以下である場合に、空間部１２から冷媒１１を排出するように動作する。
【００１４】
圧力計測器１５は、空間部１２に充填された冷媒による圧力を計測する。典型的には、圧力計測器１５は、空間部１２から排出部１３ｂに冷媒１１が入る入り口１３ｃの近傍に配置されている。圧力計測器１５による計測結果は、制御弁１４に出力される。圧力計測器１５には、圧力センサを用いることができる。
【００１５】
温度計１６には、冷媒１１の温度を計測する冷媒温計測器と、金型２の上部及び下部には設けられた熱電対と、が用いられる。なお、冷媒１１の温度を計測する冷媒温計測器を第１の温度計１６ａとし、金型２の温度を測定する熱電対を第２の温度計１６ｂとする。温度計１６による計測結果は、制御弁１４に出力される。
【００１６】
次に、図２を参照して、冷却制御装置１の動作について説明する。
【００１７】
供給源から排出された冷媒１１は、冷媒通路１３の挿入部１３ａを通り、金型２の空間部１２に対して供給される（ステップＳ１）。なおこのとき、制御弁１４では、供給側の弁も排出側の弁も開いた状態である。
【００１８】
制御弁１４は、冷媒通路１３の排出部１３ｂが閉じた状態となるように、閉弁する制御を行う（ステップＳ２）。これにより、冷媒通路１３を介して供給された冷媒１１は、空間部１２に蓄積される。
【００１９】
排出部１３ｂが閉塞しているため、空間部１２内に冷媒１１が貯留される（ステップＳ３）。このとき空間部１２において、冷媒１１は、挿入部１３ａの先端の噴出口から金型２の上部に吹き付けられる。その後、金型２の上部に吹き付けられた冷媒１１は、空間部１２の下部に溜められる。これにより、金型２の上部と下部の温度勾配を低減することができる。
【００２０】
その後、空間部１２内は、冷媒１１がほぼ満充填の状態となる（ステップＳ４）。なお典型的には、冷媒１１は、空間部１２が満充填された状態で循環するように、流れを発生させる。
【００２１】
圧力計測器１５は、空間部１２に貯留された冷媒１１によって発生する、金型２に対する圧力を計測する（ステップＳ５）。圧力計測器１５により計測された圧力が、あらかじめ定めた所定値を超えた場合には（ステップＳ５でＹｅｓ）、ステップＳ６に進む。計測された圧力が所定値を超えない場合には（ステップＳ５でＮｏ）、所定値を超える状態となるまで、空間部１２に冷媒１１が流入され、この圧力の判定を繰り返す。なお、このあらかじめ定めた所定値とは、冷媒１１が空間部１２に満充填の状態となったときに、圧力計測器１５にかかる圧力値である。言い換えると、所定値を超える圧力値が圧力計測器１５によって計測された際に、満充填状態であると判定する。
【００２２】
温度計１６は、冷媒１１の温度を測定する（ステップＳ６）。具体的には、第１の温度計１６ａにより測定された冷媒１１の温度が、あらかじめ定めた所定時間において、所定の温度以上の変化がない場合には（ステップＳ６でＮｏ）、冷媒１１の温度が高くなっているため金型２を冷却する機能が低下していると判定し、ステップＳ７に進む。所定の時間内において所定の温度以上の変化がある場合には（ステップＳ６でＹｅｓ）、この温度による判定を繰り返す。
【００２３】
なお、ステップＳ６では、第２の温度計１６ｂで取得された金型２の上部及び下部の型温度を用いてもよい。言い換えると、冷媒１１の温度計測に代えて、第２の温度計１６ｂにより測定された金型２の上部及び下部の型温度が、所定時間において所定の温度以上の変化があるか否かにより、冷媒１１の冷却機能が低下しているか否かを判定してもよい。この場合、型温度の変化と冷媒１１温度の変化は互いに関連するため、型温度を計測することを、間接的に冷媒１１の温度を計測することとみなすことができる。また、第１の温度計１６ａにより冷媒１１の温度を直接計測することと、第２の温度計１６ｂにより金型２の上部及び下部の型温度の測定と、の両方を実行しておき、いずれにおいても所定時間で所定の温度以上の変化があるか否かを確認して、冷却機能の低下を判定するなど、組み合わせて用いてもよい。
【００２４】
圧力計測器１５及び温度計１６の計測結果を受けて、制御弁１４が動作し、排出部１３ｂの弁が開いた状態となる（ステップＳ７）。これにより、排出部１３ｂを介して、空間部１２から冷媒１１が排出される。
【００２５】
これにより、圧力計測器１５により満充填状態を判定するとともに、温度計１６により冷媒１１による冷却機能を判定することができる。また、これらの満充填状態と冷却機能の判定結果に基づいて、制御弁１４を動作させ、空間部１２から冷媒１１を排出することができる。
【００２６】
ここで、上記のように圧力と温度の判定に基づいて排出のタイミングを決定する場合には、圧力のみの判定に基づいて排出のタイミングを決定する場合に比べて、冷媒１１を排出するタイミングが遅くなる。これにより、圧力のみの判定では金型２が満充填状態とならないうちに排出されるような場合であっても、上記のように圧力と温度による判定の両方を行うことで、満充填状態になった後に冷媒１１を排出されやすくなり、金型２の面全体で温度が均一になりやすくなる。したがって、金型２の温度が不均一となることに起因する、製造不良の発生を抑制することができる。
【００２７】
なお、本発明は上記実施の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。例えばステップＳ６では、条件を満たさない場合に、ステップＳ６の温度計１６による温度の判定を繰り返し行うこととして説明したが、ステップＳ５に戻り、圧力計測器１５による圧力の判定を行うように構成してもよい。
【００２８】
また、排出部１３ｂにより空間部１２から冷媒１１が排出される際に、制御弁１４により挿入部１３ａを閉塞し、冷媒１１の挿入を停止させてもよい。
【００２９】
また、冷媒通路１３が略平行方向に延在するように配置され、金型２に挿入されているものとして説明したが、図３に示すように、冷媒通路が金型の下方から挿入されるように配置され、重力を利用して冷媒が排出される構成であっても、同様に冷却制御を実行できる。
【符号の説明】
【００３０】
１            冷却制御装置
２            金型
１１            冷媒
１２            空間部
１３            冷媒通路
１３ａ            挿入部
１３ｂ            排出部
１３ｃ            入り口
１４            制御弁
１５            圧力計測器
１６            温度計
１６ａ            第１の温度計
１６ｂ            第２の温度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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