(57)【要約】【課題】簡単な構成で、容易に且つ確実に金型を部分的に任意の温度に制御することができる金型の温度制御システムを提供する。【解決手段】本発明の金型の温度制御システムは、反磁性を有する温度制御流体１と、金型２に設けられて温度制御流体１が流通される流路３と、流路３内で流通される温度制御流体１を偏向させようとする側と反対側に設けられる磁場形成手段４とを備えている。磁場形成手段４が形成する磁場により、流入口３２ａから流出口３３ａに向かって孔３０内を流通する温度制御流体１は、磁場形成手段４に対して反発するように偏向する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反磁性を有する温度制御流体と、
金型に設けられて前記温度制御流体が流通される流路と、
前記流路内で流通される温度制御流体を偏向させようとする側と反対側に設けられる磁場形成手段と
を備えていることを特徴とする金型の温度制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の温度制御システムに関し、さらに詳しくは、金型に設けられた流路に温度制御流体を流通させることにより金型の温度を制御する金型の温度制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金型の温度を制御するための従来の技術としては、例えば特許文献１が知られている。特許文献１には、冷却水を用いた鋳造用金型の金型温度制御システムであって、前記鋳造用金型は、内部に形成され冷却水が通水される導水路と、前記導水路に配管される給水管および排水管とを具備し、前記給水管には前記鋳造用金型に供給前の冷却水の温度を測定する第一温度検出手段を設け、前記排水管には前記鋳造用金型に供給される冷却水の流量を制御する流量制御手段と、前記鋳造用金型に供給される冷却水の流量を測定する流量測定手段と、前記鋳造用金型より排出後の冷却水の温度を測定する第二温度検出手段と、を設け、前記第一、及び第二温度検出手段により検出された冷却水の温度の測定値差に基づいて、前記鋳造用金型より奪われた熱量を算出し、前記算出される熱量が、予め定められた製品より奪い取るべき奪熱量と同等になるように冷却水の流量を算出し、前記鋳造用金型に供給される冷却水の流量が、前記算出された冷却水の流量となるように前記流量制御手段を設定することを特徴とする金型温度制御システムが開示されている。
【０００３】
そして、温度制御流体を流通させるための流路は、たとえば図４に示すように、金型２’に孔３０’を形成し、この孔３０’の開口を閉塞する閉塞部材３１’を設けるとともに、この閉塞部材３１’を貫通して孔３０’内に開口するように流入管３２’と流出管３３Ａ’，３３Ｂ’とを配設した構成が一般に知られている。なお、図４に示した例では、流入管３２’が単一で、流出管３３Ａ’，３３Ｂ’が一対で設けられており、流入管３２’の先端開口（流入口）３２ａ’が孔３０’の先端近傍に配置され、流出管３３Ａ’，３３Ｂ’の先端開口（流出口）３３ａ’がそれぞれ孔３０’の基端近傍に配置されており、たとえば冷却水などの温度制御流体１が流入口３２ａ’から両流出口３３ａ’，３３ａ’に向かって流通されるよう構成されている。流入管３２’の先端の流入口３２ａ’は、図４の場合、傾斜するように成形されている。図においては、各流出口３３ａ’，３３ａ’に向かって流れる温度制御流体１’の流量を符号ＦＡ’，ＦＢ’で示した矢印の大きさに比例させて概念的に表すこととする。図４に示した金型２’の温度制御システムにおける流路３’にあっては、孔３０’内で流入口３２ａ’から流入された温度制御流体１’を両流出口３３ａ’，３３ａ’に向かって均等に（矢印ＦＡ’，ＦＢ’が略同じ大きさで示されている）流通させるよう設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９４５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図４に示したように構成された従来の温度制御システムでは、孔３０’内で流入口３２ａ’から流入した温度制御流体１’が一方の流出管３３Ａ’の流出口３３ａ’に向かって流通する実際の流量と、他方の流出管３３Ｂ’の流出口３３ａ’に向かって流通する実際の流量とは、設定されたように均等にならず、たとえば図５に示したように、左方の流出管３３Ａ’の流出口３３ａ’への流量（ＦＡ）が多く、右方の流出管３３Ｂ’の流出口３３ａ’への流量（ＦＢ）が少なくなっている。
【０００６】
さらに、従来の技術にあっては、図６に矢印Ｆ’で示すように、孔３０’内で温度制御流体１’が孔３０’の内壁面から離れて流れるため、かかる流れＦ’と孔３０’の内壁面との間に所定の温度ではなくなった温度制御流体１’が滞留するなどして、充分な温度制御効果を得ることができないという問題もあった。
【０００７】
このように、従来の技術では、流路３’内の各部で流通される温度制御流体１’を任煮の流量に制御することはできなかった。そのため、従来の技術では、流路３’が形成された金型２’の部分ごとの温度制御効果を任意に調整することができず、その結果、金型２’を所望の温度に確実に制御することが困難であるという問題があった。そして、従来の技術では、一般的に、温度制御流体１’を流路３’内で均等に流通させて、温度制御流体１’の流量に生じる差をできる限り低減させ、また、温度制御流体１’が流路３’の内壁面近くに滞留するのを低減させるために、温度制御流体１’を比較的高圧で流入管に送り込む必要があった。
【０００８】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、容易に且つ確実に金型を部分的に任意の温度に制御することができる金型の温度制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の金型の温度制御システムに係る発明は、上記目的を達成するため、反磁性を有する温度制御流体と、金型に設けられて前記温度制御流体が流通される流路と、前記流路内で流通される温度制御流体を偏向させようとする側と反対側に設けられる磁場形成手段とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、反磁性を有する所定の温度の温度制御流体が、流路内を流通するときに、磁場形成手段に対して反発して磁場形成手段と反対側に偏向される。そのため、容易に且つ確実に金型を部分的に任意の温度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の金型の温度制御システムの第１の実施の形態を説明するために示した断面図である。
【図２】本発明の金型の温度制御システムの第２の実施の形態を説明するために示した断面図である。
【図３】本発明による金型の温度制御システムと従来の技術による金型の温度制御システムとの、時間に対する温度変化を比較して示したグラフである。
【図４】従来の技術による金型の温度制御システムにおいて、理論上の温度制御流体の流量を説明するために示した説明図である。
【図５】従来の技術による金型の温度制御システムにおいて、実際の温度制御流体の流量を説明するために示した説明図である。
【図６】従来の技術による金型の温度制御システムにおいて、孔内で温度制御流体が孔の内壁面から離れて流れる状態を説明するために示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の金型の温度制御システムの実施の一形態を、鋳造などに用いられる金型を冷却するためのものである場合により、図１に基づいて説明する。同じ構成要素または相当する構成要素には、同一符号を付するものとする。
本発明の金型の温度制御システムは、概略、反磁性を有する温度制御流体１と、金型２に設けられて温度制御流体１が流通される流路３と、流路３内で流通される温度制御流体１を偏向させようとする側と反対側に設けられる磁場形成手段４とを備えている。
【００１３】
温度制御流体１は、この実施の形態の場合、水を採用している（以下の説明では、温度制御流体を冷却水という場合もある）。水は、磁場に対して反発する反磁性を有する。なお、温度制御流体１は、所定の温度に調整されるが、水に限定されることはなく、反磁性物質を含有する液体または気体とすることがでる。
【００１４】
金型２は、複数により構成されており、開閉可能に設けられる。そして、各金型２を互いに型閉じすることにより内部に所定形状のキャビティが形成され、このキャビティ内に所定温度の流動性を有する成形材料が充填される。図１に示した実施の形態の場合、金型２には孔３０が形成されている。孔３０は、その先端がキャビティ面から所定の距離に達するよう形成されている。そして、孔３０の基端側の開口部は、蓋板あるいは栓材などの閉塞部材３１により閉塞されている。閉塞部材３１には、単一の流入管３２と一対の流出管３３Ａ，３３Ｂとが水密状態で貫通するように設けられている。
【００１５】
流入管３２は、孔３０の断面における略中央に配置されており、その流入口３２ａが孔３０の先端近傍に位置するよう延びている。流入管３２の先端の流入口３２ａは、この実施の形態の場合、図４および図５に示した従来の技術と比較するために、この従来の技術と同様に傾斜するように成形されている。また、流出管３３Ａ，３３Ｂは、孔３０の断面において流入管３２を中心として対称に配置されており、その流出口３３ａが孔３０の閉塞部材３１によって閉塞された基端側の近傍に位置する程度に挿入され配設されている。この実施の形態では、金型２に形成された孔３０と、孔３０の開口部を閉塞する閉塞部材３１と、流入管３２および流出管３３Ａ，３３Ｂとにより、流路３が構成されている。流入管３２には、所定の温度の冷却水１をポンプなどによって所定の流量、所定の圧力で供給するための供給管路が接続され、また流出管３３Ａ，３３Ｂには、孔３０内から冷却水１をタンクや排出路などに排出するための排出管路が接続される。
【００１６】
金型２内の孔３０の周囲近傍であって、一方の流出管（図１では左方の流出管３３Ａ）の側には、凹部２０が形成されており、この凹部２０内に磁場形成手段として永久磁石４が配設されている。永久磁石４の磁力の大きさや、冷却水１の流量、圧力、金型２の温度とその温度分布などの条件によって、冷却水１の流量を孔３０全体で均等に、あるいは、孔３０内で流量を意図的に差が生じるように、永久磁石４は、孔３０の周囲の一方の側を取り囲むように設けてもよく、また、孔３０の周囲の一方の側に部分的に設けてもよい。
【００１７】
この永久磁石４が形成する磁場により、流入口３２ａから流出口３３ａに向かって孔３０内を流通する冷却水１は、永久磁石４に対して反発するように偏向する。ここで、図４に示した従来の技術では、矢印ＦＡ’，ＦＢ’の大きさで冷却水１’の流量を示したように、流出口３３ａ’から実際に吐出される冷却水１’の流量は、図４に示したように両流出管３３Ａ’，３３Ｂ’の流出口３３ａ’に向かって冷却水１が略同じ流量で流通するよう設定されていても、実際には図５に示したように、一方（図では左方）の流出管３３Ａ’の流出口３３ａ’のほうが他方（図では右方）の流出管３３Ｂ’の流出口３３ａ’よりも多くなっており、両流出管３３Ａ’，３３Ｂ’の流出口３３ａ’の吐出量に差が生じていた。これに対して本発明では、流入口３２ａと流出口３３ａ、３３ａが図４および図５に示した従来の技術と略同じ条件で設定されていても、図１に示した実施の形態の場合、左方に設けられた永久磁石４に反発して冷却水１が孔３０内を流通しようとする結果、従来の技術のように高圧で流入管３２に冷却水１を送り込まなくても、両流出管３３Ａ，３３Ｂの流出口３３ａから略均等の流量で冷却水１を流出させることができる。そのため、金型２の孔３０の図１における左方と右方の側を設定されたとおりに冷却することができる。
【００１８】
なお、本発明は、単一の流入口３２ａから一対の流出口３３ａ，３３ａに向かって温度制御流体１を同じ流量で流通させることに限定されることはなく、一方の流出管３３Ａまたは３３Ｂの流出口３３ａに向かって流通する温度制御流体１の流量を意図的に他方の流出管３３Ｂまたは３３Ａの流出口３３ａに向かって流通する温度制御流体１の流量よりも多くするように、両流出管３３Ａ，３３Ｂの流出口３３ａ，３３ａの流出量に差を生じさせることもできる。
【００１９】
次に本発明の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。なお、上述した実施の形態と同様または相当する部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみ説明することとする。
【００２０】
図１に示した実施の形態においては、金型２の孔３０の周囲に永久磁石４を配設したのに対し、この図２に示した実施の形態では、流入管３２に永久磁石４が設けられている。
【００２１】
図２に示すように、この実施の形態においては、永久磁石４が流入管３２の内部に設けられている。そのため、流入口３２ａから孔３０内に流入された冷却水１は、流入管３２内の永久磁石４に対して反発し、図２に矢印Ｆで示すように（図６に示した矢印Ｆ’の位置と比較されたい）、孔３０の内壁面に密着するように流出口３３ａ，３３ａに向かって流通する。そのため、金型２の冷却効果を向上させることができる。この実施の形態では、冷却水１が孔３０の内壁面に密着するように流通するため、流出管３３Ａ，３３Ｂは、その流出口３３ａ，３３ａが孔３０の内周壁面近くに開口するように配置されている。
【００２２】
なお、本発明は、この実施の形態に限定されることはなく、永久磁石４を流入管３２の外部に設けることもできる。また、磁場形成手段４は、永久磁石に限定されることはなく、電流を供給することによって磁場を形成するコイルを採用することもでき、また、電流を供給することによって金型２自体が磁場を形成するよう構成することもできる。また、流路３は、金型２に形成された孔３０と、孔３０を閉塞する閉塞部材３１と、孔３０内に温度制御流体１を供給する流入管３２と、孔３０内から温度制御流体１を流出させる流出管３３Ａ，３３Ｂとを備えた構成に限定されることはなく、金型２内に形成された管路に直接温度制御流体１を供給／排出させるよう構成することもできる。さらに温度制御流体１は、冷却水に限定されることはなく、所定の温度に加熱されて金型２を保温するものとすることもできる。
【００２３】
図３は、上述したように構成された本発明による温度制御システム（実線で示した）と従来の技術による温度制御システム（鎖線で示した）とを比較するために示した実験結果の時間に対する温度の変化を示すグラフである。このグラフから明らかであるように、本発明による温度制御システムは、従来の技術による温度制御システムと比較して、金型２の温度（たとえば４００°Ｃ）から所定の温度（たとえば２００°Ｃ）に短時間で冷却することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、たとえば、ダイカスト成形用などの鋳造用金型のほかに、樹脂成形などの射出成形用金型などの冷却または保温するように温度制御を必要とする金型に適用することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１：冷却水（温度制御流体）、  ２：金型、  ３：流路、  ４：永久磁石（磁場形成手段）、  ２０：凹部、  ３０：孔、  ３２：流入管、  ３２ａ：流入口、  ３３Ａ，３３Ｂ：流出管、  ３３ａ流出口
【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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