(57)【要約】【課題】  冷却水路の目詰まりや狭窄がないうえに冷却水の使用量を大幅に削減できる金型冷却水循環装置を目的とするものである。【解決手段】  金型１０内を冷却する水冷装置２０と金型冷却後の高温水を冷却する冷却装置３０とを成形動作に応じて制御されるリリーフ弁２３を介して接続するとともに前記冷却装置３０に冷却した冷却水温度を調整する温調装置４０を接続し、該温調装置４０に冷却水に含まれるミネラル成分やスケール等を除去する水処理装置５０を接続することにより、金型成形における冷却水の消費量を抑えて環境負荷を低減でき、金型１０の冷却水路を目詰まりさせたり、閉塞させたりする成分を冷却水から除去することができ、成形不良品の発生を低減できる。【選択図】                図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内を冷却する水冷装置と金型冷却後の高温水を冷却する冷却装置とを成形動作に応じて制御されるリリーフ弁を介して接続するとともに前記冷却装置に冷却した冷却水温度を調整する温調装置を接続し、該温調装置に冷却水に含まれるミネラル成分やスケール等を除去する水処理装置を接続したことを特徴とする金型冷却水循環装置。
【請求項２】
水冷装置に成形動作に応じて切り換えられる高圧水供給機構と低圧水供給機構が接続されることを特徴とする請求項１に記載の金型冷却水循環装置。
【請求項３】
水冷装置にバキューム装置が接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の金型冷却水循環装置。
【請求項４】
冷却装置に給水機構が設けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の金型冷却水循環装置。
【請求項５】
水処理装置が一つまたは多段のフィルタ室、活性化室、ミネラル成分除去室、鉄分除去室とからなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の金型冷却水循環装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はダイカスト成形あるいはプラスチックス成形時に金型内部を冷却する金型冷却水循環装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダイカスト成形あるいはプラスチック成形の際に行なわれる金型内部の冷却は、金型内に形成された冷却水路に冷却水を導入することにより行なわれている。この金型内部の冷却に用いられた冷却水は汚染されていないためそのまま排水するのが一般的であった。このため金型の冷却には大量の冷却水を消費するという問題があった。そこで金型表面に噴霧する冷却媒体としての冷却水を水性離型剤としても利用することにより、冷却水の利用効率を高めることにより環境負荷等を低減しようとしたものがある（例えば、特許文献１参照）。また冷却に用いる水道水にはミネラル成分が含まれているため、これらの成分が水垢として金型の冷却水路に付着して冷却水路の目詰まりや閉塞を生じさせるという問題もあった。
【特許文献１】特開昭６０−１３７５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は冷却水路の目詰まりや狭窄がないうえに冷却水の使用量を大幅に削減できる金型冷却水循環装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前述の目的を達成するため本発明は、金型内を冷却する水冷装置と金型冷却後の高温水を冷却する冷却装置とを成形動作に応じて制御されるリリーフ弁を介して接続するとともに前記冷却装置に冷却した冷却水温度を調整する温調装置を接続し、該温調装置に冷却水に含まれるミネラル成分やスケール等を除去する水処理装置を接続した金型冷却水循環装置を請求項１の発明とし、請求項１の発明において、水冷装置に成形動作に応じて切り換えられる高圧水供給機構と低圧水供給機構が接続される金型冷却水循環装置を請求項２の発明とし、請求項１または２の発明において、水冷装置にバキューム装置が接続される金型冷却水循環装置を請求項３の発明とし、請求項１から３の発明において、冷却装置に給水機構が設けられる金型冷却水循環装置を請求項４の発明とし、請求項１から４の発明において、水処理装置が一つまたは多段のフィルタ室、活性化室、ミネラル成分除去室、鉄分除去室とからなる金型冷却水循環装置を請求項５の発明とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は前記説明によって明らかなように、金型内を冷却する水冷装置と金型冷却後の高温水を冷却する冷却装置とを成形動作に応じて制御されるリリーフ弁を介して接続するとともに前記冷却装置に冷却した冷却水温度を調整する温調装置を接続し、該温調装置に冷却水に含まれるミネラル成分やスケール等を除去する水処理装置を接続することにより、膨大な冷却水を排水することなく再利用できるので環境負荷を低減できることとなるうえに、ミネラル成分やスケールによる冷却水路の目詰まりや狭窄を防止することができるので、金型温度のばらつきによる成形不良品を発生させることを抑えることができ、生産性を大幅に向上させ製品コストを低減できることとなる。
【０００６】
また請求項２のように、水冷装置に成形動作に応じて切り換えられる高圧水供給機構と低圧水供給機構が接続されるものとしたことにより、成形動作に応じた最適な冷却が行なわれ成形不良品の発生を的確に防ぐことができる。
【０００７】
請求項３のように、水冷装置にバキューム装置が接続されることにより、金型に亀裂が発生したとき、高圧の冷却水を吸引して冷却水が溶湯内に浸入することを防止するので水蒸気爆発を起こすことを的確に防止できるうえに、冷却水路中に溜まる空気を除去することができるので、冷却水は冷却水路内に隙間なく充満するので金型を確実に冷却でき、混入した空気による金型の冷却不足部分ができないので成形不良品の発生を的確に防止できることとなる。
【０００８】
請求項４のように、冷却装置に給水機構が設けられることにより、冷却装置内の冷却水の水温を安定させることができるので、温調装置に対する負荷が低減でき冷却水温の調整が容易となる。
【０００９】
請求項５のように、水処理装置が一つまたは多段のフィルタ室、活性化室、ミネラル成分除去室、鉄分除去室とからなるものとすることにより、冷却水中からミネラル成分や錆等のスケールや鉄分を除去できるので、冷却水路は洗浄されるうえに、冷却水中のミネラル成分が少ないので冷却水路を目詰まりさせたり狭窄させることがないので、冷却水の供給不足による成形不良を的確に防止できる等種々の利点を有するものである。
【００１０】
従って、本発明は従来の問題点を解消した金型冷却水循環装置として業界の発展に寄与するところ極めて大なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、図１、２に示されるダイカスト成形装置に基づいて本発明を詳細に説明する。
【００１２】
本発明のダイカスト成形装置は金型１０内を冷却する水冷装置２０、と金型１０を冷却した高温冷却水を冷却する冷却装置３０と、冷却した後の冷却水温度を調整する温調装置４０と、冷却水に含まれるミネラル成分やスケ−ル等を除去する水処理装置５０とからなるものである。前記水冷装置２０、冷却装置３０、温調装置４０、水処理装置５０は冷却水が循環されるように連続的に接続されている。また水冷装置２０には配管内に溜まった空気の排出、金型１０に亀裂が発生した際、溶湯中に冷却水が浸入して水蒸気爆発を起こさないようにするバキューム装置６０が接続されている。
【００１３】
前記水冷装置２０は高圧水供給機構２１と低圧水供給機構２２とからなり、成形動作に応じて高圧水または低圧水を金型１０に供給するようになっている。高圧水供給機構２１はダイカスト成形時、高圧ポンプ２１ａにより水処理装置５０の貯水槽５１内の冷却水を吸い上げて金型１０内に供給するようになっている。また低圧水供給機構２２は型開き時、低圧ポンプ２２ａにより貯水槽５１内の冷却水を吸い上げて金型１０内に供給するようになっている。また金型１０から複数に分岐されて排水される冷却後の高温冷却水は各分岐排水管に設けられた各リリーフ弁２３を介して冷却装置３０に送出されるようになっており、ダイカスト成形時にはリリーフ弁２３は閉じられるものとしている。２４は貯水槽５１から冷却水を吸い上げるフィルタ付き吸引管であり、該フィルタ付き吸引管２４は高圧水供給機構２１と低圧水供給機構２２の配管に接続されている。
【００１４】
また前記高圧水供給機構２１の高圧ポンプ２１ａは２．０ＭＰａ、１５０Ｌ／ｍｉｎの冷却水を金型１０に供給するものであり、低圧水供給機構２２の低圧ポンプ２２ａは０．４ＭＰａ、９０Ｌ／ｍｉｎの冷却水を金型１０に供給するものである。高圧水供給機構２１は金型１０内に溶湯が注入されているダイカスト成形時の金型冷却を行なうもので、高圧冷却水による冷却を行なっている時、前記各リリーフ弁２３は閉じられるので、水冷装置２０内は高圧となり冷却水の沸騰温度は上昇するので、金型１０の冷却水路の細孔内等で冷却水が沸騰することを的確に防止できることとなる。また低圧水供給機構２２はダイカスト成形前の型締めや、ダイカスト成形後の型開き時の金型冷却を行なうもので、低圧冷却水による冷却を行なっている時、前記各リリーフ弁２３は開かれているので、冷却水は冷却装置３０に送出されるものである。
【００１５】
さらに前記バキューム装置６０は真空引きシリンダ６１と、該真空引きシリンダ６１をバキュームモードに切り換えるバキューム用切換弁６２と、温水排出切換弁６３とからなる。該温水排出切換弁６３は複数の分岐排水管と接続される各チェック弁６４を介して接続されるもので、空気を抜く際混入される冷却水をドレン槽６３ａに排出するようになっている。またバキューム用切換弁６２は水冷装置２０内の空気抜きを行なう真空引きシリンダ６１の真空引き動作または真空引きシリンダ６１内に吸引された空気を排気する排気動作とに切り換えるものである。
【００１６】
また前記冷却装置３０は冷却水が満たされた冷却槽３１内に螺旋状の熱交換管３２を浸漬したものであり、該冷却槽３１には給水機構３３が設けられている。給水機構３３は循環ポンプ３４ａと貯水槽３４ｂとからなり、冷却槽３１内の冷却水を貯水槽３４ｂの冷却水と循環させることにより冷却槽３１内の冷却水温度の急激な上昇を防止し、安定したものとなるようにしている。
【００１７】
さらに冷却装置３０と接続される温調装置４０は冷却装置３０から送出される冷却水の温度を金型冷却に最適な温度に設定して水処理装置５０の貯水槽５１内に供給するものである。
【００１８】
また水処理装置５０は貯水槽５１内を複数に分割してフィルタ室５２と、冷却水を界面活性を有するものとする活性化室５４と、冷却水に含まれるミネラル成分を除去するミネラル成分除去室５５と、冷却水中に含まれる錆等の鉄分を除去する鉄分除去室５６とからなる。フィルタ室５２は糸状フィルタ体を複数収納した糸状フィルタ室５２ａと多孔質セラミックフィルタ体を収納した多孔質セラミックフィルタ室５２ｂとからなる多段のものとし、糸状フィルタ室５２ａは粗めの浮遊物を冷却水から濾過除去し、多孔質セラミックフィルタ室５２ｂにより糸状フィルタ体５２ａでは濾過除去でなかった小さいな浮遊物を濾過除去するものとして、濾過効率を高めている。そして無数の微細な電気石粒状物を充填した活性化室５４内の冷却水は電極として働く電気石粒状物との間で生じる電気分解反応により界面活性作用を有することとなる。冷却水の界面活性作用により金型内の冷却水路は洗浄されるので、冷却水路に水垢等が付着して冷却水路が目詰まりしたり狭窄されたりすることが防止される。続いてミネラル成分除去室５５で電気分解を行ない冷却水中に含まれるカルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム等のミネラル成分を電極に付着させて除去する。そして鉄分除去室５６の永久磁石により冷却水中に含まれる錆等のスケールや鉄分は除去されることとなる。
【００１９】
また図２に示されるように金型１０の細長い冷却水路には３〜５ｍｍ径のパイプよりなるクーラーピン７０を挿入して冷却水路の最奥部にも冷却水が確実に供給され、冷却水の供給不足による冷却水の沸騰が生じないようにしている。
【００２０】
このように構成されたものは、ダイカスト成形を開始する前に、温調装置４０により冷却水温が金型冷却に最適なものとなるよう調整する。このとき水冷装置２０は低圧水供給機構２２の低圧ポンプ２２ａを駆動させてフィルタ付き吸引管２４により水処理装置５０内の冷却水を吸い上げて金型１０に供給する。冷却水は冷却装置３０、温調装置４０、水処理装置５０を経て再び低圧ポンプ２２ａにより吸い上げられて循環される。このような冷却水の循環により金型１０はダイカスト成形に適した温度に調整されてゆくこととなる。そして金型１０が所定温度に達したらダイカスト成形を開始する。
【００２１】
ダイカスト成形は先ず雌雄の金型１０を図示しない型締装置により型締めを行い型締め後、金型１０の成形型内にはアルミニウム等の溶湯を注入する。金型１０内に溶湯が注入されると、水冷装置２０は低圧水供給機構２２から高圧水供給機構２１に切り換えられ、高圧ポンプ２１ａが駆動されるとともにリリーフ弁２３が閉じられる。高圧ポンプ２１ａは高圧で冷却水を吐出するので金型１０内は２．０ＭＰａの高圧となり冷却水の沸騰温度は高くなり、沸騰しにくくなるうえに金型１０の冷却水路内に残存する僅かな空気は圧縮されて潰され冷却水路内壁に冷却水は密着して金型１０を確実に冷却することとなる。しかもクーラーピン７０により金型１０の細い冷却水路内に送り込まれた冷却水が沸騰することを防止されるの金型１０は確実に冷却され、金型１０に温度むらが発生することを的確に防止される成形不良品の発生を低減できることとなる。
【００２２】
また水冷装置２０内の水圧は図示しない圧力センサで測定されているので、金型１０の冷却水路に亀裂が発生して圧力が低下すると、高圧水供給機構２１の高圧ポンプ２１ａが作動を停止し、低圧水供給機構２２の低圧ポンプ２２ａが作動を開始するように切り換えられる。高圧水供給機構２１から低圧水供給機構２２への切り換えと同時にバキューム用切換弁６２が切り換えられてバキューム装置６０が作動する。これと同時に温水排出切換弁６３も切り換えられるので、バキューム装置６０により水冷装置２０内の冷却水は吸引され、温水排出切換弁６３によりドレン槽６３ａに排出されることとなる。これにより冷却水が金型１０の亀裂から金型１０内の溶湯内に浸入することが阻止され、冷却水が高温の溶湯に接触して水蒸気爆発を起こすことを的確に防止される。
【００２３】
このように金型１０冷却されて溶湯が硬化してダイカスト成形が完了すると、高圧水供給機構２１の高圧ポンプ２１ａの作動は停止され、低圧水供給機構２２の低圧ポンプ２２ａが作動するとともにリリーフ弁２３は開放されることとなる。これにより低圧水供給機構２２により金型１０は冷却される。このときリリーフ弁２３は開放されているので金型１０を冷却した高温冷却水は冷却装置３０の熱交換管３２に流入してゆくこととなる。
【００２４】
冷却装置３０の螺旋状の熱交換管３２内を流れる高温冷却水は冷却槽３１の水により冷却されてゆくこととなる。冷却装置３０の冷却槽３１には給水機構３３の循環ポンプ３４ａにより貯水槽３４ｂの水が循環されるので冷却槽３１内の水温の上昇は抑制され安定したものとなる。
【００２５】
このようにして高温冷却水は冷却されて熱交換管３２から温調装置４０に送り込まれる。そして温調装置４０により金型冷却に最適な水温に調整される。温調装置４０により最適な水温に調整された冷却水は、先ず水処理装置５０のフィルタ室５２の糸状フィルタ体が収納された糸状フィルタ室５２ａに送り込まれて冷却水中に含まれる粗い浮遊物が除去される。
【００２６】
続いて、フィルタ室５２の多孔質セラミックスフィルタが収納された多孔質セラミックスフィルタ室５２ｂに流入して冷却水中に含まれる微細な浮遊物が除去される。
【００２７】
さらに電気石粒状物を充填した活性化室５４に導入された冷却水は界面活性効果が付与されるので金型１０の冷却水路内は洗浄されるので、冷却水路内に水垢等が付着して冷却水路内が狭窄したり閉塞したりすることが防止される。
【００２８】
続けてミネラル成分除去室５５に流入した冷却水は電気分解により水中に含まれるカルシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム等のミネラル成分はイオン化されて電極に付着することにより冷却水中から除去されるので、金型１０の冷却水路がミネラル成分によって目詰まりしたり、狭窄したりすることが防止される。
【００２９】
続いて、鉄分除去室５６の永久磁石によりで冷却水中に含まれる錆等のスケールや鉄分を除去する。このようにして浄化された冷却水はフィルタ付き吸引管２４を介して高圧水供給機構２１の高圧ポンプ２１ａまたは低圧水供給機構２１の低圧ポンプ２２ａにより吸い上げられ金型１０に供給されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す概略説明図である。
【図２】本発明の好ましい実施の形態における金型の細長い冷却水路を冷却するクーラーピンを取付けた状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
10  金型
20  水冷装置
23  リリーフ弁
30  冷却装置
33  給水機構
40  温調装置
50  水処理装置
60  バキューム装置
52  フィルタ室
54  活性化室
55  ミネラル成分除去室
56  鉄分除去室
【図１】
2005021979.tif 000003
【図２】
2005021979.tif 000004