(57)【要約】【課題】金型に離型剤を効率よく塗布する離型剤塗布装置を提供する。【解決手段】離型剤塗布装置１０は、圧縮空気の圧力を調整する減圧弁２８と、減圧弁２８を制御する制御部４４と、制御部４４に信号を出力する温度センサ２０を有している。制御部４４は、温度センサ２０から入力された信号に基づいて圧縮空気の設定圧力を決定し、減圧弁２８を制御する。金型１２の温度が高いときは、圧縮空気の圧力が低くなるよう減圧弁２８を制御する。これにより、噴霧される離型剤の粒子径が大きくなり、金型１２から離型剤が弾かれないようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
離型剤を噴霧して金型に塗布する離型剤塗布装置において、
金型の温度を検出する温度検出手段と、
離型剤の粒子径を変更する粒子径変更手段と、
前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、離型剤の粒子径を変更するよう前記粒子径変更手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項２】
請求項１記載の離型剤塗布装置において、
前記制御手段は、前記検出温度が第一所定値超のときに離型剤の粒子径を第一所定値以下のときより大きくするよう前記粒子径変更手段を制御する、
ことを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項３】
請求項２記載の離型剤塗布装置において、
前記制御手段は、
前記検出温度が、前記第一所定値以下であって、第一所定値より低い温度の第二所定値を超えるときに離型剤の粒子径を、前記第二所定値以下のときの離型剤の粒子径より大きくする、
ことを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１に記載の離型剤塗布装置において、
前記温度検出手段は、塗布動作開始時点から所定時間が経過したとき、金型の温度を検出する、
ことを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項５】
離型剤を噴霧して金型に塗布する離型剤塗布装置において、
塗布動作開始時点からの経過時間を検出する時間検出手段と、
離型剤の粒子径を変更する粒子径変更手段と、
前記時間検出手段により検出された経過時間に基づいて、離型剤の粒子径を変更するよう粒子径変更手段を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項６】
請求項５記載の離型剤塗布装置において、
前記制御手段は、前記経過時間が所定値超のときに離型剤の粒子径を小さくするよう前記粒子径変更手段を制御する、
ことを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１に記載の離型剤塗布装置において、
離型剤を噴霧する噴霧ノズルを有し、
前記粒子径変更手段は、前記噴霧ノズルから噴霧される離型剤の吐出圧力を調整する圧力調整部を有し、
前記圧力調整部が吐出圧力を下げることにより、離型剤の粒子径を大きくする、
ことを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項８】
請求項７記載の離型剤塗布装置において、
前記噴霧ノズルから離型剤は圧縮空気とともに噴射され、
前記圧力調整部は、前記圧縮空気の圧力を調整するバルブである、
ことを特徴とする離型剤塗布装置。
【請求項９】
離型剤を噴霧して金型に塗布する離型剤の塗布方法において、
金型の温度を検出し、
前記検出された温度に基づいて、離型剤の粒子径を変更するよう制御する、
ことを特徴とする離型剤の塗布方法。
【請求項１０】
離型剤を噴霧して金型に塗布する離型剤の塗布方法において、
塗布動作開始時点からの経過時間を検出し、
前記検出された経過時間に基づいて、離型剤の粒子径を変更するよう制御する、
ことを特徴とする離型剤の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、離型剤の塗布装置に関し、特に離型剤を金型に塗布する際の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト等の鋳造工程において、金型内に形成された鋳造製品を金型から容易に取り外すために、離型剤が用いられる。
【０００３】
離型剤は、鋳造サイクル毎に離型剤塗布装置により噴霧され、金型に塗布される。塗布された離型剤は、金型の熱を受け、離型剤に含まれる水分が蒸発することで濃縮し、金型に離型剤皮膜を形成する。これにより、鋳造製品と金型との間で発生する焼き付きを防止し、鋳造製品を金型から容易に取り外すことができる。
【０００４】
一般に、金型が高温になるほど、離型剤皮膜が形成され難くなる。この原因は、ライデンフロスト現象の発生によるものである。ライデンフロスト現象とは、金型の表面に形成される、離型剤に含まれる水分の水蒸気膜により、離型剤が弾かれる現象である。この現象により、金型に形成されるべき離型剤皮膜が不足してしまうと、上記のように焼き付きが発生して、鋳造製品を金型から容易に取り外せなくなってしまう。
【０００５】
過熱した金型の温度を下げるため、従来の離型剤塗布装置は、離型剤を冷却媒体として使用している。例えば、金型が過熱すると離型剤をより長い時間噴霧することにより、金型の温度を下げている。また、下記特許文献１及び２には、上記従来の離型剤塗布装置と同様に、離型剤を噴霧して、金型の温度を下げる技術が開示されている。この技術では、金型が高温になるほど、冷却時間が長くならないよう離型剤の流量を増加して、金型の温度を下げている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３１５７４９号公報
【特許文献２】特開平９−１６４４６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
過熱した金型の温度を下げるため、離型剤が金型の冷却媒体として使用される。しかし、特に、過熱した金型に向けて噴霧された離型剤は、前述のライデンフロスト現象により、金型から弾かれてしまい、金型から十分に熱を奪うことができない。このため、余計に離型剤を噴射することとなり、無駄が多いという問題があった。
【０００８】
本発明の目的は、金型に離型剤を効率よく塗布する離型剤の塗布装置及び塗布方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、離型剤を噴霧して金型に塗布し、金型の温度を検出する温度検出手段と、離型剤の粒子径を変更する粒子径変更手段と、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、離型剤の粒子径を変更するよう前記粒子径変更手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記制御手段は、前記検出温度が第一所定値超のときに離型剤の粒子径を第一所定値以下のときより大きくするよう前記粒子径変更手段を制御することが好適である。
【００１１】
また、前記制御手段は、前記検出温度が、前記第一所定値以下であって、第一所定値より低い温度の第二所定値を超えるときに離型剤の粒子径を、前記第二所定値以下のときの離型剤の粒子径より大きくすることが好適である。
【００１２】
さらに、前記温度検出手段は、塗布動作開始時点から所定時間が経過したとき、金型の温度を検出することが好適である。
【００１３】
また、本発明は、離型剤を噴霧して金型に塗布し、塗布動作開始時点からの経過時間を検出する時間検出手段と、離型剤の粒子径を変更する粒子径変更手段と、前記時間検出手段により検出された経過時間に基づいて、離型剤の粒子径を変更するよう粒子径変更手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記制御手段は、前記経過時間が所定値超のときに離型剤の粒子径を小さくするよう前記粒子径変更手段を制御することが好適である。
【００１５】
また、離型剤を噴霧する噴霧ノズルを有し、前記粒子径変更手段は、前記噴霧ノズルから噴霧される離型剤の吐出圧力を調整する圧力調整部を有し、前記圧力調整部が吐出圧力を下げることにより、離型剤の粒子径を大きくすることが好適である。
【００１６】
さらに、前記噴霧ノズルから離型剤は圧縮空気とともに噴射され、前記圧力調整部は、前記圧縮空気の圧力を調整するバルブであることが好適である。
【００１７】
また、本発明は、離型剤を噴霧して金型に塗布し、金型の温度を検出し、前記検出された温度に基づいて、離型剤の粒子径を変更するよう制御することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、離型剤を噴霧して金型に塗布し、塗布動作開始時点からの経過時間を検出し、前記検出された経過時間に基づいて、離型剤の粒子径を変更するよう制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の離型剤の塗布装置及び塗布方法によれば、金型に離型剤を効率よく塗布することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を、図面に従って説明する。図１は、離型剤塗布装置１０の概略構成を示す図である。離型剤塗布装置１０は、離型剤を圧縮空気とともに噴射する噴霧ノズル１４と、離型剤を貯蔵する離型剤タンク１６と、圧縮空気を発生させる空気源１８を有する。噴霧ノズル１４には、離型剤タンク１６から噴霧ノズル１４に離型剤を供給する離型剤供給管路４０と、空気源１８から噴霧ノズル１４に圧縮空気を供給する圧縮空気供給管路４２が接続されている。離型剤供給管路４０と圧縮空気供給管路４２が噴霧ノズル１４に接続されることにより、離型剤塗布装置１０は、離型剤を圧縮空気とともに噴霧ノズル１４から噴射し、金型１２に塗布することができる。
【００２１】
離型剤供給管路４０には、離型剤用電磁弁２４、逆止弁２６および流量計２２が設けられている。離型剤用電磁弁２４は、離型剤供給管路４０の開閉を行い、逆止弁２６は、離型剤の逆流を防止する。流量計２２は、離型剤の流量を測定する。
【００２２】
一方、圧縮空気供給管路４２には、ルブリケータ３４、減圧弁２８、圧力センサ３０および圧縮空気用電磁弁３２が設けられている。ルブリケータ３４は、圧縮空気供給管路４２に設けられている各種機器の動作を潤滑にするため、当該管路４２内の圧縮空気に油滴を混入する。減圧弁２８は、後で説明する制御部４４からの制御信号により圧縮空気の圧力を設定された圧力に調整する。圧力センサ３０は、圧縮空気の圧力を検出し、圧縮空気用電磁弁３２は、圧縮空気供給管路４２の開閉を行う。
【００２３】
離型剤塗布装置１０に用いられる離型剤は、例えば黒鉛等の固体潤滑剤を含有する水溶性離型剤である。離型剤を離型剤タンク１６から噴霧ノズル１４に供給する手段として、離型剤を噴霧ノズル１４から噴射させる圧縮空気とは別の圧縮空気が使用される。すなわち、離型剤タンク１６には、ルブリケータ３８を介して離型剤搬送用空気源３６が接続されており、この離型剤搬送用空気源３６の圧縮空気が使用される。この圧縮空気により離型剤タンクが加圧され、離型剤は、押し出されるように離型剤タンク１６から噴霧ノズル１４に供給される。
【００２４】
噴霧ノズル１４に供給された離型剤は、空気源１８から供給される圧縮空気により加圧され、噴霧ノズル１４から噴射される。このとき、噴霧ノズル１４の孔から離型剤が急激に噴射されることにより、離型剤が微粒子化する。この離型剤の粒子の大きさは、空気源１８から供給される圧縮空気の圧力に依存する。すなわち、圧縮空気の圧力を高くすると離型剤の粒子径が小さくなり、圧縮空気の圧力を低くすると離型剤の粒子径が大きくなる。
【００２５】
離型剤塗布装置１０は、減圧弁２８を制御する制御部４４と、制御部４４に信号を出力する温度センサ２０を有している。温度センサ２０は、噴霧ノズル１４に、金型１２の温度を測定できるように設けられている。温度センサ２０は、非接触式の温度センサであり、例えば赤外線放射温度計である。制御部４４は、この温度センサ２０から入力された信号に基づき圧縮空気の設定圧力を決定する。そして、この設定圧力になるよう減圧弁２８を制御する。減圧弁２８により設定圧力に調整された圧縮空気は、噴霧ノズル１４に供給され、離型剤とともに噴射される。このとき、離型剤の粒子の大きさは、圧縮空気の設定圧力により決定される。
【００２６】
一般に、金型に塗布された離型剤は、金型の熱を受け、離型剤に含まれる水分が蒸発することで濃縮し、金型に皮膜を形成する。しかし、金型が高温になるほど、離型剤皮膜が形成され難くなる。なぜなら、ライデンフロスト現象の発生により、離型剤が弾かれてしまうからである。その一方、金型が低温になりすぎても、離型剤皮膜が形成され難くなる。なぜなら、離型剤に含まれる水分が蒸発し難くなり、離型剤が濃縮せずに金型を滴り落ちるからである。また、金型が低温のときは、離型剤に含まれる水分が金型に残ることにより、鋳造製品に対する不具合、例えば鋳巣や湯廻り不良等が発生する可能性もある。よって、離型剤皮膜が金型に良好に形成されるためには、離型剤皮膜の形成に適した金型の温度域にて離型剤を塗布しなければならない。しかし、本実施形態の離型剤塗布装置１０は、次に説明する制御動作を行うことにより、これら問題を解決している。
【００２７】
離型剤塗布装置１０の制御動作を図に従って説明する。図２は、図１に示す離型剤塗布装置１０の制御動作例を示すフローチャートである。この制御動作は、鋳造サイクル毎に繰り返し実行される。
【００２８】
ステップＳ０１において、温度センサ２０により金型１２の温度Ｔが検出される。その後、ステップＳ０２では、温度Ｔが、制御部４４に予め記憶されている３つの温度域のいずれに属するかが判定され、判定された温度域に基づいてステップＳ０３，ステップＳ０４またはステップＳ０５が実行される。すなわち、温度Ｔが、例えば２００℃超、３００℃以下に属するときは、ステップＳ０３が実行される。また、温度Ｔが、例えば２００℃以下に属するときは、ステップＳ０４が実行される。また、温度Ｔが、例えば３００℃超に属するときは、ステップＳ０５が実行される。
【００２９】
ステップＳ０３では、圧縮空気の設定圧力が例えば０．５ＭＰａに設定される。この設定圧力するため、制御部４４から出力された制御信号に基づいて減圧弁２８が動作する。減圧弁２８において、この設定圧力に調整された圧縮空気は、噴霧ノズル１４から離型剤とともに噴霧される。このとき、ステップＳ０６において、噴霧される離型剤の粒子径は、例えば平均１．５ｍｍになる。
【００３０】
また、ステップＳ０４では、圧縮空気の設定圧力が例えば０．７ＭＰａに設定される。このとき、ステップＳ０６において、噴霧される離型剤の粒子径は、例えば平均０．１５ｍｍになる。
【００３１】
さらに、ステップＳ０５では、圧縮空気の設定圧力が例えば０．２ＭＰａに設定される。このとき、ステップＳ０６において、噴霧される離型剤の粒子径は、例えば平均２．０ｍｍになる。
【００３２】
ステップＳ０６においては、離型剤が、一定時間、例えば１０秒間、噴霧ノズル１４から噴霧され、金型１２に塗布される。これにより、離型剤塗布装置１０の制御動作が終了する。なお、金型１２の温度は、鋳造サイクルの経過時間または測定する部位により異なる。これら状況にあわせ金型１２に離型剤を塗布するために、一回の鋳造サイクル中にこの制御動作が繰り返し実行されてもよい。
【００３３】
以上説明した離型剤塗布装置１０によれば、金型１２の温度に基づいて離型剤の粒子径を変更することにより、金型１２の温度が離型剤皮膜の形成に適した温度域以外であっても、効率よく離型剤を金型１２に塗布することができる。離型剤皮膜の形成に適した温度域より金型１２の温度が高いときは、離型剤の粒子径を大きくし、金型１２から離型剤が弾かれないようにする。これにより、当該装置１０は、無駄に離型剤を消費せずに金型１２を冷却することができ、同時に金型１２に離型剤を塗布することもできる。一方、離型剤皮膜の形成に適した温度域より金型１２の温度が低いときは、離型剤の粒子径を小さくし、離型剤に含まれる水分が蒸発し易いようにする。これにより、離型剤に含まれる水分が金型１２に残ることによる鋳造製品に対する不具合、例えば鋳巣や湯廻り不良等が発生し難くなる。
【００３４】
本実施形態においては、離型剤塗布装置１０が金型１２の温度に基づいて離型剤の粒子径を変更する制御をしていたが、この構成に限定されるものではない。離型剤塗布装置１０は、鋳造サイクルの１サイクル中の経過時間に基づいて離型剤の粒子径を変更してもよい。すなわち、鋳造サイクルの塗布動作開始時点から設定経過時間までの離型剤の粒子径を大きくし、その時間が経過したら離型剤の粒子径を小さくなるよう変更してもよい。具体的には、離型剤塗布装置１０には、塗布動作開始時点からの経過時間を検出する時間検出器が備えられており、この時間検出器により検出された経過時間に基づいて離型剤の粒子径を変更する。例えば塗布動作開始時点から５秒までは、圧縮空気の設定圧力を例えば０．２ＭＰａにし、離型剤の平均粒子径を例えば２．０ｍｍにする。そして、塗布動作開始時点から５秒を超えたときは、圧縮空気の設定圧力を例えば０．７ＭＰａにし、離型剤の平均粒子径を例えば０．１５ｍｍにする。これにより、鋳造製品を金型１２から取り出した直後の金型１２が、ライデンフロスト現象が発生し易い高温の状態であっても、離型剤の粒子径を大きくすることで、金型１２から離型剤が弾かれないようにすることができる。そして、塗布動作開始時点からの経過時間により金型１２の温度が低下するのに伴い、離型剤の粒子径を小さくすることで、離型剤に含まれる水が金型１２に残らないようにすることができる。なお、予め塗布動作開始時点からの経過時間に基づく金型１２の温度の推移を調べることにより、離型剤の粒子径を変更するのに適した経過時間が設定される。
【００３５】
本実施形態においては、金型１２の温度を検出するのに、噴霧ノズル１４に設けられた温度センサ２０を使用していたが、これに限定されるものではない。金型１２の温度を検出する温度センサであれば、例えば金型内蔵型の温度センサでもよい。
【００３６】
本実施形態においては、金型１２の温度が３つの温度域のいずれに属するかが判定されていたが、これに限定されるものではない。離型剤が弾かれないようにするためには、金型１２の温度が高いほど、粒子径をより大きくする必要がある。よって、より効率よく離型剤を金型に塗布するためには、多く温度域を設け、多段階に離型剤の粒子径を変更してもよい。一方、単純な動作制御を実行するためには、２つの温度域、すなわち閾値を一つだけ設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る離型剤塗布装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す離型剤塗布装置の制御動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１０  離型剤塗布装置、１２  金型、１４  噴霧ノズル、１６  離型剤タンク、１８  空気源、２０  温度センサ、２２  流量計、２４  離型剤用電磁弁、２６  逆止弁、２８  減圧弁、３０  圧力センサ、３２  圧縮空気用電磁弁、３４  ルブリケータ、３６  離型剤搬送用空気源、３８  ルブリケータ、４０  離型剤供給管路、４２  圧縮空気供給管路、４４  制御部。
【図１】
2008012555.tif 000003
【図２】
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