(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の一方である固定金型（３）が取り外し自在に装着された固定プラテン（１）と、
金型の他方である可動金型（４）が取り外し自在に装着された可動プラテン（２）と、
を備えている型締め装置であって、
前記固定プラテン（１）及び前記可動プラテン（２）の各々には、それぞれ温調ユニット（５）が設置されており、
前記温調ユニット（５）をそれぞれ前記固定金型（３）又は前記可動金型（４）に押し当てることで、所定の金型温度に制御することを特徴とする温調機能を有し、
前記温調ユニット（５）が、加熱手段又は冷却手段（９）と温度センサ（１０）とを有する温調ブロック（８）と、前記温調ブロック（８）を前記金型に押し当てるためのアクチュエータ（６）とよりなり、
前記温調ユニット（５）は、前記アクチュエータ（６）の動作によって、鋳造中に前記温調ブロック（８）を前記金型に押し付けたり、切り離したりすることで断続的な温調が可能であることを特徴とする型締め装置。
【請求項２】
金型の一方である固定金型（３）が取り外し自在に装着された固定プラテン（１）と、
金型の他方である可動金型（４）が取り外し自在に装着された可動プラテン（２）と、
を備えている型締め装置であって、
前記固定プラテン（１）及び前記可動プラテン（２）の各々には、それぞれ温調ユニット（５）が設置されており、
前記温調ユニット（５）をそれぞれ前記固定金型（３）又は前記可動金型（４）に押し当てることで、所定の金型温度に制御することを特徴とする温調機能を有し、
前記温調ユニット（５）が、加熱手段又は冷却手段（９）と温度センサ（１０）とを有する温調ブロック（８）と、前記温調ブロック（８）を前記金型に押し当てるためのアクチュエータ（６）とよりなり、
前記加熱手段又は冷却手段（９）は、加熱手段であり、前記温調ブロック（８）の前記金型への押し当て面に逃がし加工（１２）を設けることで、前記金型への伝熱を抑え、部分的に温度を低くすることが可能であることを特徴とする型締め装置。
【請求項３】
金型の一方である固定金型（３）が取り外し自在に装着された固定プラテン（１）と、
金型の他方である可動金型（４）が取り外し自在に装着された可動プラテン（２）と、
を備えている型締め装置であって、
前記固定プラテン（１）及び前記可動プラテン（２）の各々には、それぞれ温調ユニット（５）が設置されており、
前記温調ユニット（５）をそれぞれ前記固定金型（３）又は前記可動金型（４）に押し当てることで、所定の金型温度に制御することを特徴とする温調機能を有し、
前記温調ユニット（５）が、加熱手段又は冷却手段（９）と温度センサ（１０）とを有する温調ブロック（８）と、前記温調ブロック（８）を前記金型に押し当てるためのアクチュエータ（６）とよりなり、
前記金型は、キャビティ（１４）の裏面に空洞（１５）を設けることで、充填中の溶融金属からの受熱による温度上昇量を局所的に大きくしたことを特徴とする型締め装置。
【請求項４】
前記固定プラテン（１）及び前記可動プラテン（２）の各々には、複数個の前記温調ユニット（５）が設置されていて、前記温調ユニット（５）は、少なくとも１つの前記温調ブロック（８）を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の該型締め装置。
【請求項５】
前記固定プラテン（１）と前記可動プラテン（２）とに装着した前記固定金型（３）及び前記可動金型（４）を別の金型に交換しても、前記温調ユニット（５）を流用することができることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の該型締め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属の鋳造や樹脂材の成形加工等に用いられる金型を加熱冷却して温度を調整する温調機能を持った型締め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶融金属の鋳造や樹脂材の成形加工等においては、溶融金属又は溶融樹脂の流動性を確保するため金型の温度を高温に保つため、或いは、製造のヒケやソリを抑制するために、金型温度の制御が行われている。このため、金型にヒータを設置したり、又は熱媒体を金型中に流すといった方法が取られている。この方法をより強化する目的で、本出願人は、特許文献１で知られている方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０８１２７号公報
【０００４】
この特許文献１では、加圧鋳造用金型が、加熱手段及び／又は冷却手段が配設された金型の領域を少なくとも部分的に区画する少なくとも一つの断熱層を備えるようにしている。これにより、金型の領域間の熱の移動が抑制され、金型の各領域に対して、より熱的に独立した温度調節を可能としたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、これらの方法では、金型にヒータや熱媒体経路の穴加工が必要なため複雑な形状になり、金型コストが高くなっていた。また、金型交換時にはヒータの配線類や熱媒体用の配管類の接続が必要で、金型交換に時間がかかり、稼働率の低下の要因となっていた。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、金型にヒータや熱媒体を通すための穴加工が不要で、かつ金型の配線や配管をなくすことができ、金型コストの低減や金型交換時の不稼働時間の短縮による製造コストの削減を図ることができる温調機能を有する型締め装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載された温調機能を有する型締め装置を提供する。
温調機能を有する型締め装置は、一方の金型である固定金型（３）が装着された固定プラテン（１）と、他方の金型である可動金型（４）が装着された可動プラテン（２）とを備えていて、固定及び可動プラテン（１，２）の各々には、それぞれ温調ユニット（５）が設置されていて、この温調ユニットをそれぞれ固定金型（３）又は可動金型（４）に押し当てることで、所定の金型温度に制御するようにしたものである。
これにより、金型にヒータや熱媒体を通すための穴加工が不要となり、また金型の配線や配管をなくすことができ、金型コストの低減を図ることができる。
【０００８】
温調ユニット（５）が、加熱手段又は冷却手段（９）と温度センサ（１０）とを有する温調ブロック（８）と、この温調ブロックを金型に押し当てるためのアクチュエータ（６）とよりなることを規定したものであり、これにより、金型を適宜温度制御できる。温調ブロック（８）を熱伝導性の良い材質で形成したものであり、これにより、温調ブロックの熱を迅速にかつ効率良く金型に伝熱することができる。
【０００９】
固定及び可動プラテン（１，２）の各々には、複数個の温調ユニット（５）が設置されていて、この温調ユニットは、少なくとも１つの温調ブロック（８）を有しているものであり、これにより、各温調ユニットを個別に温調することで理想の金型温度分布に制御できる。温調ユニット（５）に、アクチュエータ（６）を温調ブロック（８）の熱から保護するための断熱材（７）を設けたものであり、これにより、アクチュエータ（８）は熱から保護され、作動不良等を防止できる。
【００１０】
金型への温調ブロック（８）の押し当てが、アクチュエータ（６）で行われ、一定に面圧を確保するために、バネ（１１）を介して押し当てられるものであり、これにより、金型への過大な面圧がかかるのを防止できる。温調ユニット（５）は、アクチュエータ（６）の動作によって鋳造中に温調ブロック（８）を金型に押し付けたり、切り離したりすることで断続的な温調を可能としたものであり、これにより、鋳造サイクル中の詳細な温調が可能となる。
【００１１】
固定プラテン（１）と可動プラテン（２）とに装着した固定金型（３）及び可動金型（４）を別の金型に交換しても、該温調ユニット（５）を流用できることを規定したものであり、このように、温調ユニットが汎用性があり、種々の金型に対応できるので、経済的である。温調ブロック（８）の金型への押し当て面に逃がし加工（１２）を設けることで、金型への伝熱を抑え、部分的に温度を低くすることを可能としたものである。
【００１２】
金型のキャビティ（１４）の裏面に空洞（１５）を設けることで、充填中の溶融金属からの受熱による温度上昇量を局所的に大きくし、温調ユニット（５）による温調範囲以上の温度分布を設定可能にしたものであり、これにより、温調ブロック（８）の能力では得られない温度分布を設定することが可能となる。温調ユニット（５）が、固定及び可動プラテン（１，２）から取り外し可能であり、製品形状が大きく異なる製品の金型を設置する場合は、別の温調ユニットと交換できることを規定したものであり、これにより、温調ユニットを製品サイズや形状が近い複数の製品の金型に流用できる。
【００１３】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的手段を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の実施例である型締め装置のプラテンと、該プラテンに設置した温調ユニット、金型を概略的に示す図である。
【図２】図２は、金型交換時の工程を説明する図であり、温調ユニットの温調ブロックが金型から離された状態を示している。
【図３】図３も、金型交換時の工程を説明する図であり、固定金型と可動金型とがそれぞれのプラテンから取り外された状態を示している。
【図４】図４は、温調ユニットの構成を説明する図である。
【図５】図５は、温調ユニットの温調ブロックに設けた逃がし加工を説明する図である。
【図６】図６は、金型のキャビティの裏面に設けた空洞を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔実施例〕
以下、図面に従って低圧鋳造機に適用した場合の本発明の実施例である型締め装置について説明する。図１は、本発明の型締め装置のプラテンと、このプラテンに設置した温調ユニット、金型を示している。即ち、型締め装置のプラテンは、固定プラテン１と可動プラテン２とから構成され、同様に金型もまた、固定金型３と可動金型４とから構成されている。固定金型３は、固型プラテン１に取り外し自在に装着されており、また可動金型４は、可動プラテン２に取り外し自在に装着されている。
【００１６】
また、固定プラテン１及び可動プラテン２には、それぞれ温調ユニット５が取り外し自在に設置されている。図２においては、固定金型３及び可動金型４のそれぞれ左右に一つずつ温調ユニット５が設けられているが、これら金型３，４の前後方向（紙面の表裏方向）にもそれぞれ温調ユニット５を設けることができる。また、金型３，４の１側面に１つの温調ユニット５に限ることなく、複数の温調ユニット５を設けることもできる。
【００１７】
図４に示されるように、温調ユニット５は、加熱手段及び／又は冷却手段９と温度センサ１０とを設置した温調ブロック８と、この温調ブロック８を固定金型３及び／又は可動金型４に押し当てるための、エアシリンダ又は油圧シリンダ等よりなるアクチュエータ６からなっている。したがって、アクチュエータ６を動作することで、温調ブロック８を金型３，４に押し当てたり、又はこれから切り離すことができる。温調ブロック８は、金型３，４に迅速に伝熱できるように、銅や銅合金又はアルミニウムやアルミ合金等のような熱伝導性のよい（大きい）材質で形成されている。
【００１８】
また、温調ユニット５には、アクチュエータ６を温調ブロック８の熱から保護するために、アクチュエータ６と温調ブロック８との間に断熱材７が設けられている。さらに、温調ユニット５には、アクチュエータ６による金型３，４への押し当てにおいて一定の面圧を確保するために、バネ１１を介して温調ブロック８を押し当てるようになっている。
【００１９】
温調ブロック８の加熱手段及び／又は冷却手段９は、ヒータ線や熱媒体を流す加熱配管又は冷却媒体を流す冷却配管等の温調管であり、これらは、温調ブロック８内に埋設されている。
個々の温調ユニット８において、アクチュエータ６と温調ブロック８とが必ずしも１対１に対応する必要がなく、図４に示すように１つのアクチュエータ６に対し２つの温調ブロック８を設けてもよく、更には、もっと多くの温調ブロック８を設けることも可能である。この場合、温調ブロック８を上下方向に複数設けるだけでなく、横方向（紙面の表裏方向）に複数設けてもよい。
【００２０】
このように各温調ブロック８に設置された温度センサ１０と加熱手段及び又は冷却手段９とにより、各温調ブロック８を個別に温調（温度調節）することで、全体を高温にしたり、温度分布を設定するなどして、製品に応じた所定の（理想の）鋳造前の金型温度に制御する。鋳造中は、溶融金属からの受熱を放熱するために、加熱手段９であるヒータ９をオフにする。また必要に応じて、ヒータの代わりに冷却手段９である冷却媒体を流す温調管が設けられた温調ブロック８にて金型３，４を冷却するなどして、次の鋳造の前には元と同じ金型温度になるように制御する。鋳造中は必要に応じて、局所的に加熱または冷却するといった制御も可能である。
また、温調ブロック８は、アクチュエータ６により前後に移動する動作が可能であるので、鋳造中に金型３，４に押し付けたり、切り離したりすることで、断続的な温調が可能である。
【００２１】
金型交換は、図２，３に示すような工程で行われる。図２に示すように、温調ユニット５のアクチュエータ６を動作して温調ブロック８を金型３，４から離す。次いで、図示していない金型クランプを解放するのみで、図３に示すように、金型３，４をプラテン１，２から取り外すことができる。即ち、固定プラテン１から固定金型３が、可動プラテン２から可動金型４がそれぞれ取り外される。
【００２２】
この金型交換作業においては、本発明では、金型３，４に加熱手段及び／又は冷却手段９であるヒータや冷却媒体又は熱媒体用の温調管が設けられていないので、ヒータ線や温調管等の接続作業をすることもなしに金型の交換作業を行うことができる。
【００２３】
また本発明においては、図５に示すように温調ブロック８に逃がし加工１２を施すことで、温調ブロック８から金型３，４への伝熱を抑制し、局所的に温度が異なる領域をつくることができる。即ち、温調ブロック８の金型の一部１３に当接する面８ａには、凹状に窪んだ逃がし加工１２が施されている。本発明では、温調ブロック８を外から金型に押し付ける構造にすることで、金型内部に温調手段を設置する場合よりも温調機能（最高温度、温度分布など）は劣るが、温調ブロック８に逃がし加工１２を施すことで、温調ブロック８から金型３，４への伝熱を抑制し、局所的に温度が異なる領域をつくることができる。
【００２４】
さらに、本発明においては、図６に示すように、金型３，４のキャビティ１４の裏側に空洞１５を設けることで、充填中の溶融金属からの受熱による温度上昇量を局所的に大きくし、温調ブロック８の能力では得られない温度分布を設定することが可能となる。
【００２５】
以上説明したように、本発明の型締め装置によれば、プラテン１，２に設置した温調ユニット５により金型温度を抑制することにより、金型３，４にヒータや冷却媒体又は熱媒体を通すための穴加工が不要となり、また金型の配線や配管をなくすことができる。このため、金型費の低減、金型交換時の不稼働時間の短縮による製造コストの削減を図ることができる。
また、本発明では、温調ブロック８をアクチュエータ６により動作させることで、鋳造サイクル中の詳細な温調が可能となり、温調ブロック８に逃がし加工１２を施したり、金型のキャビティ１４の裏に空洞１５を設置したりすることで、温調ブロック８では得られない温度分布を設定することができる。
【００２６】
なお、本発明の上記説明においては、低圧鋳造機を例として説明しているが、本発明の型締め装置は、樹脂材の成形装置にも適用可能であることは、言うまでもないことである。
【符号の説明】
【００２７】
１    固定プラテン
２    可動プラテン
３    固定金型
４    可動金型
５    温調ユニット
６    アクチュエータ
７    断熱材
８    温調ブロック
９    加熱手段及び／又は冷却手段
１０    温度センサ
１１    バネ
１２    逃がし加工
１４    キャビティ
１５    空洞
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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