(57)【要約】    【課題】  金型を安定して所望の温度に冷却できる金型の温度制御方法及び金型の温度制御装置を提供すること。    【解決手段】  放射温度計４を用いて可動型３の成形面における所定部位の表面温度を測定しながら液体離型剤を固定型２及び可動型３の該所定部位に噴霧し、測定された表面温度が予め定めた所定温度に達した場合に該所定部位に対する液体離型剤の噴霧を停止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】
鋳造に用いられる金型の成形面に液体離型剤を塗布する際に、放射温度計を用いて該成形面における所定部位の温度を測定しながら液体離型剤を該所定部位に噴霧し、測定された前記所定部位の表面温度が予め定めた所定温度に達した場合に該所定部位における前記液体離型剤の噴霧を停止することを特徴とする金型の温度制御方法。
【請求項２】
前記成形面は、前記所定部位として互いに連続する第１の所定部位と第２の所定部位とを有し、
前記第１の所定部位の温度を測定しながら液体離型剤を該第１の所定部位に噴霧し、測定された該第１の所定部位の表面温度が予め定めた所定温度に達した後、該第２の所定部位への液体離型剤の噴霧を開始することを特徴とする請求項１に記載の金型の温度制御方法。
【請求項３】
前記放射温度計の測定波長は３〜５マイクロメートルであることを特徴とする請求項１又は２に記載の金型の温度制御方法。
【請求項４】
金型の成形面の所定部位における温度を測定する放射温度計と、
少なくとも前記所定部位に向けて液体離型剤を噴霧するノズルと、
前記所定部位における表面温度を測定しながら前記ノズルから前記液体離型剤を噴霧させるとともに、測定された前記表面温度が予め定めた所定温度に達した場合に前記液体離型剤の噴霧を停止する制御手段と、
を備えることを特徴とする金型の温度制御装置。
【請求項５】
前記成形面において前記所定部位として互いに連続する第１の所定部位と第２の所定部位とで前記ノズルを走査するアームをさらに有し、
前記制御手段は、前記第１の所定部位の表面温度を測定しながら該第１の所定部位に対して前記液体離型剤を噴霧し、測定された該第１の所定部位の表面温度が予め定めた所定温度に達した後、該第２の所定部位への液体離型剤の噴霧を開始することを特徴とする請求項４に記載の金型の温度制御装置。
【請求項６】
前記放射温度計は前記ノズルとともに前記アームに備えられていることを特徴とする請求項５に記載の金型の温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の温度制御方法及び金型の温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
後述の特許文献１に記載の装置では、あらかじめ決められた温度測定ルートに従って離型剤を噴霧する直前の金型の表面温度を温度センサー（放射温度計）で実測し、実測された表面温度が目標温度と異なる箇所では、実測温度と目標温度との温度差に応じて離型剤の噴霧量を調整しながら目標温度となるように温度矯正を行う。
【０００３】
後述の特許文献２に記載の装置では、金型の表面付近に温度センサー（熱電対）を埋め込み、あらかじめ記憶された相関式に基づいて、温度センサーの温度から金型の表面温度を算出する。金型の表面温度があらかじめ定めた目標温度よりも高い場合は、金型表面に離型剤を噴霧して冷却し、金型表面温度が目標温度に達すると離型剤の噴霧を停止する。
【特許文献１】特開平６−３１５７４９号公報
【特許文献２】特開平９−１２２８７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置においては、離型剤の噴霧装置毎に噴霧能力（噴霧量）が変化したり、条件設定時の噴霧ノズルにおける絞り弁の調整量のバラツキ等によって噴霧量が変化したりする。したがって、噴霧直前の金型の表面温度を実測し目標温度との温度差に応じて離型剤の噴霧時間を正確に制御しても、実際に金型に噴霧される総量は一定しないので、金型の表面温度を一定にすることは困難である。また、温度を測定するタイミングと離型剤を噴霧するタイミングとの間にズレがあるため、離型剤を噴霧する際の温度が、測定した温度からずれる可能性がある。その結果、目標温度まで高精度に冷却することは困難である。さらに、文献１の技術においては、離型剤を噴霧した結果、実際に目標温度になったかどうか確認することができない。
【０００５】
一般に、金型の型温は、その成形面の形状つまり製品形状によって各部の温度が異なるため、離型剤の噴霧による設定温度への復帰時間は各部で異なる。一方、鋳造サイクルタイムの効率アップを図る観点からすれば、次回の鋳造開始時には各部における型温を速やかにかつ一定時間内に設定温度に復帰させることが望ましい。しかし、特許文献２に記載の装置においては、金型の型温を検出する温度センサーは１つしか設けられていない。従って、金型特定領域の型温に基づいて金型全体の離型剤の噴霧時間を設定するだけであるから、各部における型温を速やかに一定時間内に設定温度に復帰させることができない。また、温度センサーを噴霧ノズルの数に対応して設けて各部の型温を個別に検出し、各部の離型剤の噴霧時間を個々に設定して型温を速やかにかつ一定時間内に復帰させることも考えられるが、この場合、多くの数の温度センサーを必要とし、かつ金型に対する上記温度センサーの取り付け構造が複雑化する。
【０００６】
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、金型を安定して所望の温度に冷却できる金型の温度制御方法及び金型の温度制御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】
【０００７】
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の第１は、請求項１に記載のように、鋳造に用いられる金型の成形面に液体離型剤を塗布する際に、放射温度計を用いて該成形面における所定部位の温度を測定しながら液体離型剤を該所定部位に噴霧し、測定された前記所定部位の表面温度が予め定めた所定温度に達した場合に該所定部位における前記液体離型剤の噴霧を停止することを特徴とする金型の温度制御方法である。
【０００８】
さらに、請求項２に記載のように、前記成形面は、前記所定部位として互いに連続する第１の所定部位と第２の所定部位とを有し、前記第１の所定部位の温度を測定しながら液体離型剤を該第１の所定部位に噴霧し、測定された該第１の所定部位の表面温度が予め定めた所定温度に達した後、前記第２の所定部位における温度の測定を開始するとともに該第２の所定部位への液体離型剤の噴霧を開始してもよい。
【０００９】
また、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の第２は、請求項４に記載のように、金型の成形面の所定部位における温度を測定する放射温度計と、少なくとも前記所定部位に向けて液体離型剤を噴霧するノズルと、前記所定部位における表面温度を測定しながら前記ノズルから前記液体離型剤を噴霧させるとともに、測定された前記表面温度が予め定めた所定温度に達した場合に前記液体離型剤の噴霧を停止する制御手段と、備えることを特徴とする金型の温度制御装置である。
【００１０】
さらに、請求項５に記載のように、前記成形面において前記所定部位として互いに連続する第１の所定部位と第２の所定部位とで前記ノズルを走査するアームをさらに有し、前記制御手段は、前記第１の所定部位の表面温度を測定しながら該第１の所定部位に対して前記液体離型剤を噴霧し、測定された該第１の所定部位の表面温度が予め定めた所定温度に達した後、前記第２の所定部位における温度の測定を開始するとともに該第２の所定部位への液体離型剤の噴霧を開始するものでもよい。この場合、請求項６に記載のように、  前記放射温度計は前記ノズルとともに前記アームに備えられているのがよい。
【００１１】
また、本発明の第１及び第２においては、好ましくは、前記放射温度計の測定波長は３〜５マイクロメートルであると良い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る金型の温度制御方法及び装置は、放射温度計を用いて成形面の所定部位における表面温度を測定しながら液体離型剤を該所定部位に噴霧し、測定された表面温度が予め定めた所定温度に達した場合に、該所定部位における液体離型剤の噴霧を停止する。この構造においては、所定部位の表面温度が所定温度に達するまで液体離型剤が噴霧されるので、ノズルから噴霧される液体離型剤の噴霧量にばらつきがあっても、成形面の所定部位が安定して所望の温度に冷却される。また、所定部位における温度を測定するタイミングと所定部位に離型剤を噴霧するタイミングとの間にズレがほとんどない。そのため、離型剤を噴霧する際の温度と、測定した温度とのズレがほとんどなく、目標温度まで高精度に冷却することができる。さらに、離型剤を噴霧した結果、実際に目標温度になったかどうかを容易に推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、本発明に係る金型の温度制御装置１の構成を示す図である。ダイカストマシンの金型は、固定型２と可動型３とで構成され、可動型２が固定型３に対して型締め手段（図示なし）にて開閉される。金型の温度制御装置１は、固定型２及び可動型３の表面（成形面）の温度をモニター（測定、監視）しながら、固定型２及び可動型３の表面に液体離型剤（以下、離型剤）を噴霧するものである。
【００１５】
金型の温度制御装置１は、固定型２や可動型３の型温（表面温度）を測定する放射温度計４と、スプレー本体５と、ロボットアーム６（アーム）と、制御手段７とを備えている。スプレー本体５は、ロボットアーム６の先端に取り付けられている。スプレー本体５には、固定型２及び可動型３の表面に離型剤を局所的に噴射するノズル５１が設けられている。これにより、成形面の所定部位に向けて離型剤を噴霧することができる。スプレー本体５は、離型剤供給手段（図示なし）と接続している。離型剤のスプレー本体５への供給は、制御手段７によって制御される。スプレー本体５に供給された離型剤は、固定型２及び可動型３の表面に向けてノズル５１から噴霧される。放射温度計４は、物体が放射している赤外線（放射エネルギー）を測定することによって温度を測定する公知のものである。本実施形態においては、容易に入手可能な汎用品を、放射温度計４として適用できる。放射温度計４は、図１に示す様にノズル５１とともにロボットアーム６に備えられている。具体的には、放射温度計４は、スプレー本体５に取り付けられている。あるいは、放射温度計４は、図２に示す様に固定型２の上部に設置してもよい。また、両図における放射温度計４は可動型３の型温を測定するよう設置してあるが、固定型２の型温も測定するよう複数設置しても良い。
【００１６】
図３乃至図５は、測定波長の異なる放射温度計を用いてテストプレート表面の温度を測定した結果を示すグラフで、実際の金型に離型剤を噴霧した状態を模擬したものである。なお、これらのグラフには、熱電対による温度の測定結果も併せて示されている。測定波長２μｍ（感度波長１．５〜２．５μｍ程度）の放射温度計を用いた場合、離型剤の蒸気の影響により、冷却周辺に高温度部があると高温部からの赤外線が蒸気で散乱して放射温度計に入り込み、実際よりも高温の値を示す（図３参照）。測定波長８〜１４μｍの放射温度計を用いた場合、離型剤の蒸気の影響は受けないが、テストプレート表面上の離型剤被膜の温度を測定している（図４参照）。ところが、測定波長４μｍ（感度波長３〜５μｍ程度）の放射温度計を用いた場合、離型剤の蒸気の影響も少なく、離型剤被膜の温度ではなく、離型剤被膜下のテストプレートの温度を測定している（図５参照）。したがって、測定波長４μｍ（感度波長３〜５μｍ程度）の放射温度計４や赤外線カメラ（サーモグラフィー）を使用すれば、離型剤噴霧中の金型の温度を精度よく測定できることがわかる。
【００１７】
次に、金型の温度制御装置１における温度制御方法について説明する。温度制御とは、ワーク取り出し工程と型締め工程の間に行われる制御であって、固定型２あるいは可動型３の表面温度をあらかじめ定めた所定温度まで冷却するための制御をいう。
【００１８】
ダイカストマシンにおいて、射出完了後に型が開いて、固定型２あるいは可動型３からワークが取り出されると、スプレー本体５を備えたロボットアーム６が固定型２と可動型３の間に移動する。そして、スプレー本体５を備えたロボットアーム６は、あらかじめ組み込まれた噴霧経路にしたがって、成形面上を走査される。まず、ロボットアーム６により、スプレー本体５は第１のスプレーポイントに移動し、離型剤の噴霧を開始する。これにより、固定型２及び可動型３の表面（成形面）のうち第１の所定部位に向けて離径剤が噴霧される。離型剤が噴霧されている間、可動型３の表面のうち離型剤が噴霧されている部分（第１の所定部位）の局部的な温度は、放射温度計４によってモニター（測定、監視）されている。そして、図６に示す様にモニターされた温度が予め定めた目標温度Ｔ１に達した場合に、制御手段７が離型剤の噴霧を停止する。そして、スプレー本体５を備えたロボットアーム６が次の（第２の）スプレーポイントに移動し、離型剤の噴霧を再度開始する。これにより、固定型２及び可動型３の表面（成形面）のうち、第２の所定部位に向けて離型剤の噴霧が開始される。これ以降、前述の温度制御が同様に行われる。
【００１９】
当然、金型の部位によっては、図６の破線のように高温部もあり、噴霧時間を部位によって最適に制御できる。また、噴霧部位の金型内部は冷却されていないので、図６に示すように、固定型２と可動型３の表面温度は伝搬する内部の温度によって上昇し温度Ｔ２となる。この温度Ｔ２は品質よく鋳造するのに適した温度である。従って、次のサイクルで射出され鋳造されたワークの品質劣化を防止できる。また、固定型２と可動型３が所定の温度Ｔ２まで冷却されるので、焼き付き等によるマシントラブルを防止することができ、稼働率向上を図ることができる。ところで、鋳造開始時には、固定型２と可動型３の表面温度が目標温度Ｔ１よりも低い場合がある。このとき制御手段７は、最低塗布制御をおこなう。この最低塗布制御は、固定型２と可動型３からワークを取り出せるのに必要最低限な量の離型剤を塗布するための制御であって、ワークの離型性を確保して、固定型２と可動型３を保護するために行われる。
【００２０】
本実施形態に係る金型の温度制御装置１は、放射温度計４を用いて金型の成形面の所定部位における表面温度を測定しながら液体離型剤を該所定部位に噴霧し、測定された表面温度が予め定めた所定温度に達した場合に、所定部位に対する液体離型剤の噴霧を停止する。この構造においては、金型の表面温度が所定温度に達するまで液体離型剤がノズル５１から噴霧されるので、ノズル５１から噴霧される液体離型剤の噴霧量にばらつきがあっても、金型が安定して所望の温度に冷却される。
【００２１】
さらに、第１の所定部位における表面温度を測定しながら該第１の所定部位に対して離型剤を噴霧し、測定された該第１の所定部位における表面温度が所定温度に達した後、第２の所定部位への離型剤の噴霧を開始するので、成形面の所定部位毎に表面温度のばらつきがあっても、各所定部位の温度を所定の温度まで冷却することができる。さらに、各所定部位の温度をリアルタイムで測定しているので、それぞれの所定部位における目標温度と実際の温度とのズレを可及的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】金型の温度制御装置１の構成を示す図。
【図２】金型の温度制御装置１の構成を示す図。
【図３】放射温度計によるテストプレート表面の温度測定結果を示すグラフ。
【図４】放射温度計によるテストプレート表面の温度測定結果を示すグラフ。
【図５】放射温度計によるテストプレート表面の温度測定結果を示すグラフ。
【図６】金型における表面温度の変化を示す図。
【符号の説明】
【００２３】
１  金型の温度制御装置
４  放射温度計
７  制御手段
５１  ノズル
【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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