(57)【要約】    【課題】  鋳造品の冷却に係る品質をより安定させ、かつ鋳造品の冷却に係る生産性をより向上させることのできる鋳造品の冷却装置を提供すること。    【解決手段】  ワークＷが投入される第１領域Ａ１と、第１領域Ａ１より深い位置に第１領域Ａ１と連続して設けられ投入後のワークＷが到達しない第２領域Ａ２と、を内部に有する冷却槽２と、冷却槽２の第１領域Ａ１および第２領域Ａ２に貯留され、第１領域Ａ１に液面３１を有する冷却水３と、冷却槽２の第２領域Ａ２に開口し、冷却水６を第２領域Ａ２に冷却槽２の底面２１および側面２２の少なくとも何れかの方向に送り出し、第１領域Ａ１にある冷却水３を冷却槽２の外部にオーバーフローさせる送出管５と、を冷却装置１が備え、ワークＷの取り出しにともなって波立つ冷却水３の液面３１を、冷却水３のオーバーフローによって冷却槽２の内部から除去する構成としたこと。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造品が投入される第１領域と、前記第１領域より深い位置に前記第１領域と連続して設けられ前記投入後の鋳造品が到達しない第２領域と、を内部に有する冷却槽と、
前記冷却槽の前記第１領域および前記第２領域に貯留され、前記第１領域に液面を有する冷却液と、
前記冷却槽の前記第２領域に開口し、追加冷却液を前記第２領域に前記冷却槽の底面および側面の少なくとも何れかの方向に送り出し、前記第１領域にある前記冷却液を前記冷却槽の外部にオーバーフローさせる送出管と、
を備え、
前記鋳造品の取り出しにともなって波立つ前記液面を、前記冷却液のオーバーフローによって前記冷却槽の内部から除去することを特徴とする鋳造品の冷却装置。
【請求項２】
前記追加冷却液を貯留する貯留槽と、
前記追加冷却液を前記送出管内に圧送し、前記追加冷却液を前記冷却槽内に供給するポンプと、
前記貯留槽内にある前記追加冷却液の温度を制御可能な温度制御装置と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の鋳造品の冷却装置。
【請求項３】
前記送出管は、前記底面および前記側面の少なくとも何れかの方向に開口する複数の孔を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋳造品の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト品などの鋳造品を冷却するための鋳造品の冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の冷却装置が、後述の特許文献１に記載されている。これは、ローラに巻かれた溶融樹脂フィルムまたはシート（被冷却品）を水に浸漬させて冷却するためのもので、冷却水槽と、冷却水槽内に貯留される冷却水と、ローラの側端面と冷却水槽の内側面の間に設けられる邪魔板と、を備えている。被冷却品は、冷却水槽内の冷却水に浸漬される。邪魔板は、被冷却品の浸漬等にともなう冷却水の液面の波立ち（変動）を抑えるためのものである。邪魔板には多孔部が設けられ、メッシュ状を成している。
【０００３】
また、後述の特許文献２には、ディスク（被洗浄品）などを洗浄するための洗浄装置が記載されている。これは、タンクと、タンク内に貯留される温水と、タンクの底に設けられる波動除去器と、を備えている。タンクの下部には、タンク内に温水を供給する水孔が設けられる。波動除去器は、スリットが設けられた板状のものである。水孔から供給される温水は、波動除去器のスリットを通ってタンクの上部に流入する。被洗浄品は、タンク内の温水に浸漬され、その後、温水から引き上げられる。
【特許文献１】特開平７−１１２４７８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３７７９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載のものでは、邪魔板を挟んだ冷却水の移動については邪魔板である程度抑えることはできるものの、冷却水が邪魔板に反射することによって発生する波立ちについては、邪魔板で抑えることが難しい。このため、場合によっては、冷却品が冷却水から取り出された後、冷却水の液面が波立った状態で、次の被冷却品が冷却液に浸漬されることもありうる。
【０００５】
また、上述の特許文献２に記載のものでは、被洗浄品がタンク内の温水から引き上げられる時に、温水の液面に波立ちが生じる可能性がある。このため、上述の場合と同様に、温水の液面が波立った状態で、次の被洗浄品が浸漬されることもありうる。
【０００６】
たとえば、被冷却品としてダイカスト品などの鋳造品を冷却水によって冷却する場合、鋳造品と冷却水との温度差が大きく、鋳造品が冷却水に投入される間、鋳造品が冷却水に接触する前後で、鋳造品の温度が大きく変化する。このため、冷却水の液面が波立った状態で鋳造品が冷却水に投入されると、鋳造品のうち波の先端と接触した部分の温度は、波の先端と接触しない部分の温度よりも先に大きく低下して、温度のばらつきが鋳造品に生じてしまう。この温度のばらつきは、鋳造品における部分的なひずみを引き起こす可能性がある。特に、鋳造品の形状が薄くて長い場合には、温度のばらつき（冷却ばらつき）によるひずみが生じやすく、鋳造品の品質への影響が懸念される。
【０００７】
また、冷却水の液面の波立ちが十分に小さくなった後に鋳造品を冷却水に浸漬すれば、上述の温度のばらつきによる問題は生じない。しかし、冷却水の液面の波立ちが小さくなるまで待つのは効率的とは言い難く、待ち時間が長くなる可能性があり、生産性の観点から考えると、改善の余地があると言わざるをえない。
【０００８】
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、鋳造品の冷却に係る品質をより安定させ、かつ鋳造品の冷却に係る生産性をより向上させることのできる鋳造品の冷却装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、請求項１に記載の様に、鋳造品が投入される第１領域と、前記第１領域より深い位置に前記第１領域と連続して設けられ前記投入後の鋳造品が到達しない第２領域と、を内部に有する冷却槽と、前記冷却槽の前記第１領域および前記第２領域に貯留され、前記第１領域に液面を有する冷却液と、前記冷却槽の前記第２領域に開口し、追加冷却液を前記第２領域に前記冷却槽の底面および側面の少なくとも何れかの方向に送り出し、前記第１領域にある前記冷却液を前記冷却槽の外部にオーバーフローさせる送出管と、を鋳造品の冷却装置が備え、前記鋳造品の取り出しにともなって波立つ前記液面を、前記冷却液のオーバーフローによって前記冷却槽の内部から除去する構成としたことである。
【００１０】
好ましくは、請求項２に記載の様に、前記追加冷却液を貯留する貯留槽と、前記追加冷却液を前記送出管内に圧送し、前記追加冷却液を前記冷却槽内に供給するポンプと、前記貯留槽内にある前記追加冷却液の温度を制御可能な温度制御装置と、を鋳造品の冷却装置が備えると良い。
【００１１】
好ましくは、請求項３に記載の様に、前記送出管は、前記底面および前記側面の少なくとも何れかの方向に開口する複数の孔を鋳造品の冷却装置が備えると良い。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、鋳造品の取り出しにともなって第１領域にある冷却液の液面が波立っても、送出管が追加冷却液を第２領域に送り出すことで当該冷却液を冷却槽の外部にオーバーフローさせる。これにより、波立っている液面が冷却槽の内部から除去され、鋳造品の取り出しにともなう液面の波立ちが抑制される。
【００１３】
送出管は、追加冷却液を冷却槽の底面および側面の少なくとも何れかの方向に送り出すので、送り出された追加冷却液は、第１領域にある冷却液の液面の波立ちを助長したり、液面の波立ちを新たに引き起こしたりすることもない。
【００１４】
以上のように、本発明に係る装置によれば、鋳造品の取り出しにともなって冷却液の液面が波立っても、この液面の波立ちを従来に比べてより短い時間で抑制できる。このため、鋳造品を冷却液から取り出した後、従来と同じインターバルで次の鋳造品を冷却液に投入した場合に、液面の波立ちが従来と比べて小さくなっているので、液面の波立ちによる冷却のばらつき（冷却のむら）が小さくなり、鋳造品の冷却に係る品質をより安定させることができる。
【００１５】
また、鋳造品を取り出してから液面の波立ちがある一定のレベルになるまでの時間を従来のものに比べてより短くできるので、鋳造品を冷却液から取り出してから次の鋳造品を投入するまでのインターバルをより短くでき、鋳造品を効率的に冷却でき、鋳造品の冷却に係る生産性をより向上させることができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、送出管から送り出される追加冷却液の温度を所定の温度に保つことができるので、冷却槽内にある冷却液の温度のばらつきを小さくでき、鋳造品の冷却に係る品質をより安定させることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、送出管から送り出される追加冷却液の量や方向などを冷却槽の第２領域の中で部分的に適宜変えることができ、第１領域内にある冷却液を冷却槽の外部へとより効率的にオーバーフローさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を基に説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る冷却装置１の構成図である。
【００２０】
冷却装置１は、ダイカスト品などの鋳造品Ｗ（以下、ワーク）を冷却するためのものである。冷却装置１は、冷却槽２と、冷却水３（冷却液）と、貯留槽４と、送出管５と、を備えている。冷却槽２は、底面２１と側面２２によって箱型に形成される。冷却槽２は、上方に開口する開口部２３を有する。冷却水３は、冷却槽２の内部に貯留される。ワークＷは、冷却槽２の開口部２３を介して冷却槽２に投入され、冷却水３に浸漬される。貯留槽４は、冷却槽２の内部に供給するための冷却水６（追加冷却液）を貯留する。送出管５は、貯留槽４内の冷却水６を冷却槽の内部に送出（供給）するためのものである。送出管５は、一端５１が冷却槽２の内部に開口し、他端５２が貯留槽４の内部に開口する。図２は、送出管５およびその周辺の部分的な平面図である。送出管５の一端５１には、冷却槽２の側面２２の方向に（側面２２に向かって）開口する開口部５３が設けられている。
【００２１】
冷却槽２の上部には、ドレンパン７が設けられている。ドレンパン７は、冷却槽２の側面２２に溶接等で固定され、冷却槽２の開口部２３を介して外部にオーバーフローする冷却水３を受ける。ドレンパン７によって受けられた冷却水３は、ドレン管８を通って、貯留槽４の内部に流入する。ドレンパン７には、オーバーフローした冷却水３を濾過するためのフィルタ９が設けられている。
【００２２】
送出管５の途中には、ポンプ１０が設けられている。ポンプ１０の作動は、制御装置１１によって制御される。ポンプ１０が作動すると、貯留槽４内の冷却水６が送出管５内に圧送され、冷却水６が送出管５の開口部５３（図２参照）から冷却槽２の内部に冷却槽２の側面２２の方向に送り出される。
【００２３】
貯留槽４には、補給装置１１と、温度制御装置１２とが設けられている。補給装置１１は、水源（図示略）に接続される補給管１１ａと、補給管１１ａに設けられる開閉弁１１ｂと、開閉弁１１ｂを作動させるフロート１１ｃを備えた公知のものである。補給装置１１により、貯留槽４内の冷却水６の液面が所定のレベルに低下した場合に、冷却水が外部から貯留槽４内に補給可能となっている。温度制御装置１２は、貯留槽４内の冷却水６の温度を検出する温度センサ１２ａと、同冷却水６の温度を調節するヒータ１２ｂを備えた公知ものである。温度制御装置１２により、送出管５を介して冷却槽２内に供給される冷却水６が、所定の温度に調節可能となっている。これにより、冷却槽２内にある冷却水３の温度のばらつきを小さくでき、ワークＷの冷却に係る品質をより安定させることができる。
【００２４】
図３は、本実施形態で用いられるワークＷの概略図である。
【００２５】
本実施形態でのワークＷは、自動車のドアに設けられるモールの亜鉛ダイカスト品で、外形寸法は、幅１１７０ｍｍ、高さ４５０ｍｍ、厚さ１．３ｍｍ、である。
【００２６】
図４および図５は、ワークＷが冷却水３に投入される態様を示す模式図である。図４は正面図、図５は平面図である。
【００２７】
本実施形態での冷却槽２は、幅１７４５ｍｍ、高さ７６５ｍｍ、深さ５００ｍｍ、の寸法（内寸）を有する。
【００２８】
ワークＷが冷却水３に投入される前の段階で、冷却水３は冷却槽２内にいっぱいに貯留されており、液面３１が冷却槽２の側面２２の上端と一致している。
【００２９】
冷却槽２の上方に位置するワークＷ（図中２点鎖線で示す）は、キャリアなど（図示略）によって下方に動かされ、冷却水３に投入（浸漬）される。ワークＷの移動は、その下端が冷却水３の液面３１から１００ｍｍの位置に達した段階で止められる。そして、所定時間の経過後、冷却水３内のワークＷは上方に動かされ、冷却水３から取り出される。ワークＷが冷却水３に投入される速度および冷却水３から取り出される速度は、２００ｍｍ／秒、である。
【００３０】
なお、ワークＷが冷却水３に投入される場合、および冷却水３から取り出される場合には、若干量の冷却水３が冷却槽２の開口部２３を介して冷却槽２の外部にオーバーフローする。
【００３１】
ワークＷが冷却水３から取り出される場合、冷却水３のうちワークＷの周辺にある部分は、ワークＷの上方への移動にともなって、相対的に大きく運動（振動）する。つまり、冷却水３のうちワークＷの周辺にある部分には、ワークＷの上方への移動にともなって、相対的に大きな波動が生じる。この波動は、ワークＷが冷却水３から取り出される場合に、冷却水３の液面３１に大きな波立ちを生じさせる。
【００３２】
本実施形態でのワークＷは、亜鉛ダイカスト品（鋳造品）で、薄くて長い形状を有する（図３参照）。このようなワークＷを冷却水３によって冷却する場合、ワークＷと冷却水３との温度差が大きく、ワークＷが冷却水３に投入される間、ワークＷが冷却水３に接触する前後で、ワークＷの温度が大きく変化する。このため、ワークＷが冷却水３から取り出された後、冷却水３の液面３１が波立った状態で次のワークＷが冷却水３に投入されると、このワークＷのうち波の先端と接触した部分の温度は、波の先端と接触しない部分の温度よりも先に大きく低下して、温度のばらつきがワークＷに生じてしまう。この温度のばらつきは、ワークＷにおける部分的なひずみを引き起こす可能性がある。特に、ワークＷの形状が薄くて長い場合には、温度のばらつき（冷却ばらつき）によるひずみが生じやすく、ワークＷの品質への影響が懸念される。
【００３３】
本発明の冷却装置１は、ワークＷの取り出しにともなって冷却水３の液面３１が波立つのを抑制するために、ワークＷの取り出し直後に送出管５が貯留槽４内の冷却水６（追加冷却液）を冷却槽２内に送り出し、冷却水３のうち液面３１の近傍にある部分を冷却槽２の外部（ドレンパン７、図１参照）にオーバーフローさせる。そして、このオーバーフローによって、波立っている液面３１およびその近傍にある部分（領域）を冷却槽２の内部から除去する。
【００３４】
上述の方法で冷却水３の液面３１の波立ちを抑制するためには、送出管５から送り出される冷却水６が液面３１の波立ちを助長したり、液面３１の波立ちを新たに引き起こさない必要がある。本実施形態では、図４に示す様に、冷却槽２のうち冷却水３の液面３１から深さ１５０ｍｍの位置までの部分を第１領域Ａ１、深さ１５０ｍｍの位置から深さ５００ｍｍの位置（底面）までの部分を第２領域Ａ２と定義し、送出管５を、その一端５１が冷却水３の液面３１から深さ２５０ｍｍの位置（第２領域）に開口するように設置した。
【００３５】
冷却槽の第１領域Ａ１内の冷却水３は、冷却水全体のうち、投入後のワークＷの周辺にある部分であり、第２領域Ａ２内の冷却水３は、冷却水全体のうち、投入後のワークＷの周辺にない部分である。したがって、第１領域Ａ１内の冷却水３は、ワークＷの取り出しにともなって、第２領域Ａ２内の冷却水３よりも相対的に大きく運動（振動）し、第１領域Ａ１内の冷却水３には、ワークＷの取り出しにともなって、第２領域Ａ２内の冷却水３よりも相対的に大きな波動が生じる。
【００３６】
仮に、送出管５の一端５１が第１領域Ａ１内に開口するように設置された場合、送出管５から送り出される冷却水６が第１領域Ａ１内の冷却水３にさらに大きな波動を発生させて、液面３１の波立ちを助長する可能性がある。本発明の冷却装置１では、送出管５の一端５１が第２領域Ａ２内に開口するように設置されるので、送出管５から送り出される冷却水６が、第１領域Ａ１内にある冷却水３の液面３１の波立ちを助長することはない。また、送出管５は、冷却水６を冷却水３の液面３１の方向には直接送り出さず、冷却水６を冷却槽２の側面２２の方向に送り出すので、送り出された冷却水６（追加冷却液）が、第１領域Ａ１内のある冷却水３の液面３１の波立ちを助長したりすることはない。
【００３７】
本実施形態では、ワークＷの取り出し直後に送出管５が貯留槽４内の冷却水６（追加冷却液）を冷却槽２内に送り出すが、ワークＷの投入時から送出管５が貯留槽４内の冷却水６（追加冷却液）を冷却槽２内に送り出しても良い。後者の場合、ワークＷの取り出しにともなって生じる液面３１の波立ちが、前者の場合よりも若干早く抑制される可能性がある。
【００３８】
本実施形態では、送出管５の一端５１が冷却槽２における冷却水３の液面３１から深さ２５０ｍｍの位置（第２領域Ａ２）に開口するように送出管５が設置されるが、冷却水３のうち液面３１から離れた部分ほど、ワークＷの取り出しにともなって生じる波動（流体運動）が小さいと考えられるので、送出管５の一端５１が冷却槽２における第２領域Ａ２内で、かつ、より底面２１に近い位置（たとえば、液面３１から深さ４５０ｍｍの位置）に開口するように送出管５を設置することがより好ましい。
【００３９】
なお、冷却槽２における第１領域Ａ１、第２領域Ａ２の大きさ（寸法値）は、冷却槽２の容量（容積）やワークＷの形状などを考慮して、ある程度の範囲の中で実験的に決められるものである。
【００４０】
本実施形態の冷却装置１による効果を確認するため、送出管５から冷却槽２内に冷却水６を送り出す場合と送り出さない場合（従来構造）とで、比較実験を行った。ワークＷを冷却水３から取り出した後、冷却水３の液面３１に生じた波の高さが約３ｍｍ以下に収束するまでの時間を測定した。
【００４１】
実験の条件としては、冷却水６を送出するためのポンプ１０（図１参照）の流量は４０〜５０リットル／分、ワークＷが冷却水３に投入された時の冷却水３のオーバーフロー量は１３リットルであった。また、冷却槽２、ワークＷなどに係る各種寸法／数値は、上述のとおりである。
【００４２】
比較実験の結果、従来構造では液面３１の波立ちが抑制されるのに要した時間は１２０秒以上であったが、本実施形態の冷却装置１によれば、要した時間は３１〜３５秒であった。このように、本実施形態の冷却装置１によれば、従来構造と比較して約１／３の時間で、液面３１の波立ちを抑制できることが確認された。
【００４３】
図６乃至図９は、送出管５の変形例を示す図である。
【００４４】
送出管５は、冷却槽２の第２領域Ａ２に開口する一端５１を３つに分岐させて開口部５３を各々に設ける構造でも良いし（図６参照）、一端５１に開口部５３（図２参照）が設けるかわりに、冷却槽２の底面２１および側面２２の少なくとも何れかの方向に開口する複数の孔５４（符号は一部にのみ付す）が設けられる構造でも良い（図７、図８参照）。また、孔５４の例としては、図９（ａ）〜（ｄ）に示す様なものが挙げられる。このような孔５４の構造によれば、送出管５から送り出される冷却水６（追加冷却液）の量や方向などを冷却槽２の第２領域Ａ２の中で部分的に適宜変えることができ、第１領域Ａ１内にある冷却水３を冷却槽２の外部により効率的にオーバーフローさせることができる。
【００４５】
なお、ポンプ１０（図１参照）の流量が大きく、送出管５から送り出される冷却水６（追加冷却液）の流れのばらつきが懸念される場合には、冷却槽２の第２領域Ａ２にパンチングメタルなどの整流板１３（図１中２点鎖線で示す）を設定することで、本実施形態の冷却装置１による効果がより確実に発揮される。
【００４６】
なお、ワークＷの投入／取り出しにともなう液面３１の波立ちの大きさ（程度）を何らかの検出手段（センサ）を用いて検出し、その検出結果に基づいて、送出管５から送り出される冷却水６（追加冷却液）の流量を適宜制御することも可能である。
【００４７】
以上説明したように、本発明の冷却装置１によれば、ワークＷの取り出しにともなって冷却槽２の第１領域Ａ１にある冷却水３の液面３１が波立っても、送出管５が冷却水６（追加冷却液）を冷却槽２の第２領域Ａ２に送り出すことで冷却水３を冷却槽２の外部にオーバーフローさせる。これにより、波立っている液面３１が冷却槽２の内部から除去され、ワークＷの取り出しにともなう液面３１の波立ちが抑制される。
【００４８】
送出管５は、冷却水６を冷却槽２の底面２１および側面２２の少なくとも何れかの方向に送り出すので、送り出された冷却水６は、冷却槽２の第１領域Ａ１にある冷却水３の液面３１の波立ちを助長したり、液面３１の波立ちを新たに引き起こしたりすることもない。
【００４９】
以上のように、本発明に係る冷却装置１によれば、ワークＷの取り出しにともなって冷却水３の液面が波立っても、この液面３１の波立ちを従来に比べてより短い時間で抑制できる。このため、ワークＷを冷却水３から取り出した後、従来と同じインターバルで次のワークＷを冷却水３に投入した場合に、液面３１の波立ちが従来と比べて小さくなっているので、液面３１の波立ちによる冷却のばらつき（冷却のむら）が小さくなり、ワークＷの冷却に係る品質をより安定させることができる。
【００５０】
また、ワークＷを取り出してから液面３１の波立ちがある一定のレベルになるまでの時間を従来のものに比べてより短くできるので、ワークＷを冷却水３から取り出してから次のワークＷを投入するまでのインターバルをより短くでき、ワークＷを効率的に冷却でき、ワークＷの冷却に係る生産性をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る冷却装置の構成図。
【図２】送出管およびその周辺の部分的な平面図。
【図３】本実施形態で用いられるワークの概略図。
【図４】ワークが冷却水に投入される態様を示す模式図。
【図５】ワークが冷却水に投入される態様を示す模式図。
【図６】送出管の変形例を示す図。
【図７】送出管の変形例を示す図。
【図８】送出管の変形例を示す図。
【図９】送出管の変形例を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１  冷却装置（鋳造品の冷却装置）
２  冷却槽
３  冷却水（冷却液）
４  貯留槽
５  送出管
６  冷却水（追加冷却液）
１０  ポンプ
１２  温度制御装置
３１  液面
５４  孔
Ａ１  第１領域
Ａ２  第２領域
Ｗ  ワーク（鋳造品）
【図１】
2008284600.tif 000003
【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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【図７】
2008284600.tif 000009
【図８】
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【図９】
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