(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイカスト法に適用される鋳型（１１，１２）の複数箇所に向けて冷却流体を噴射することにより、前記鋳型（１１，１２）の温度を制御するダイカスト用鋳型の自動温度制御装置であって、
複数箇所で前記鋳型（１１，１２）の温度を検出する温度検出手段（１７，１８）と、前記温度検出手段（１７，１８）で検出された複数箇所の温度のうち、目標総量の算出に用いられる一の箇所の温度（Ａ１）に基づいて前記鋳型（１１，１２）全体に対して噴射される冷却流体の目標総量（Ｔｔ）を算出する第１算出手段（Ｓ２００）と、
前記温度検出手段（１７，１８）で検出された複数箇所の温度（Ａ１，Ａ２）に基づいてその温度（Ａ１，Ａ２）を検出する温度検出手段（１７，１８）が配設されている前記鋳型（１１，１２）の所定の箇所に噴射される目標噴射量（Ｔ１，Ｔ２）を算出する第２算出手段（Ｓ３００）とを備え、
前記第２算出手段は、前記温度と予め設定された設定温度とを比較し、等しい場合には前回射出する前に算出した目標噴射量を前記目標噴射量とし、前記温度が前記設定温度より大きい場合には前記目標噴射量を前回射出する前に算出した目標噴射量より所定量大きい値とし、前記温度が設定温度より小さい場合には前記目標噴射量を前回射出する前に算出した目標噴射量より所定量小さい値となるように前記目標噴射量を算出するとともに、
前記算出された前記鋳型（１１，１２）の複数箇所の目標噴射量（Ｔ１，Ｔ２）により、各複数箇所に噴射される目標噴射量の比である目標噴射比（Ｔｒ）を算出する第３算出手段（Ｓ４００）とを備え、
各複数箇所に実際に噴射される冷却流体の総量が前記目標総量（Ｔｔ）となり、かつ、各複数箇所に実際に噴射される冷却流体の比が前記目標噴射比（Ｔｒ）となるように冷却流体を噴射することを特徴とするダイカスト用鋳型の自動温度制御装置。
【請求項２】
前記鋳型（１１，１２）の複数箇所のうち、少なくとも、一の箇所の目標噴射量（Ｔ１）は、予め設定された固定値であることを特徴とする請求項１に記載のダイカスト用鋳型の自動温度制御装置。
【請求項３】
溶湯状態の金属が圧入される鋳型（１１，１２）と、前記鋳型（１１，１２）の表面に向けて冷却流体を噴射するスプレイノズル（１５）と、
前記スプレイノズル（１５）より噴射される冷却流体の量を制御する請求項１または２に記載のダイカスト用鋳型の自動温度制御装置とを有することを特徴とするダイカスト成形装置。
【請求項４】
鋳型（１１，１２）の複数箇所で温度検出手段（１７，１８）により前記鋳型（１１，１２）の温度を検出し、
前記温度検出手段（１７，１８）で検出された複数箇所の温度のうち、目標総量の算出に用いられる一の箇所で検出された温度（Ａ１）に基づいて前記鋳型（１１，１２）全体に対して噴射される冷却流体の目標総量（Ｔｔ）を算出し、
前記温度検出手段（１７，１８）で検出された複数箇所の温度（Ａ１，Ａ２）に基づいてその温度（Ａ１，Ａ２）を検出する温度検出手段（１７、１８）が配設されている前記鋳型（１１，１２）の所定の箇所に噴射される冷却流体の目標噴射量（Ｔ１，Ｔ２）を算出するに際し、
前記温度と予め設定された設定温度とを比較し、等しい場合には前回射出する前に算出した目標噴射量を前記目標噴射量とし、前記温度が前記設定温度より大きい場合には前記目標噴射量を前回射出する前に算出した目標噴射量より所定量大きい値とし、前記温度が設定温度より小さい場合には前記目標噴射量を前回射出する前に算出した目標噴射量より所定量小さい値となるように前記目標噴射量を算出するとともに、
前記算出された前記鋳型（１１，１２）の複数箇所の目標噴射量（Ｔ１，Ｔ２）により、各複数箇所に噴射される目標噴射量の比である目標噴射比（Ｔｒ）を算出し、
各複数箇所に実際に噴射される冷却流体の総量が前記目標総量（Ｔｔ）となり、かつ、各複数箇所に実際に噴射される冷却流体の比が前記目標噴射比（Ｔｒ）となるように冷却流体を各複数箇所に向けて噴射し、
冷却流体を噴射した後、溶融状態の金属を前記鋳型（１１，１２）内に射出して鋳物を成形することを特徴とするダイカスト成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイカスト成形において、ダイカスト用鋳型（以下、金型と呼ぶ。）の温度を安定させることにより、鋳物（ダイカスト製品）の品質を安定させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金型の温度を安定させるものとして、発明者は、特公平３−７１９３３号公報に記載の発明を既に提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載の発明は、ある基準の点（ポイント）の金型温度に着目し、そのポイントでの金型温度が所定の範囲内となるように離型剤を金型に向けて噴射することにより、金型温度を制御するものであった。
しかし、溶融状態の金属が射出される射出口近傍とその他の部位、または金型内を循環する冷却水の入口と出口等のように、金型温度は、その部位によって異なる。このため、基準のポイントにおける金型温度のみでは、金型全体を所定の温度範囲に保つことが困難である。
【０００４】
またさらに、金型温度は、雰囲気温度、冷却水温度、冷却水量、および金型の変更に伴う金型形状の変化等の外乱によっても刻々と変化するので、基準のポイントにおける金型温度のみでは、より一層、金型全体を所定の温度範囲に保つことが困難である。
本発明は、上記点に鑑み、金型全体を所定の温度範囲に保つことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。
請求項１または２に記載の発明では、各複数箇所に実際に噴射される冷却流体の総量が目標総量（Ｔt ）となり、かつ、各複数箇所に実際に噴射される冷却流体の比が目標噴射比（Ｔr ）となるように冷却流体を噴射することを特徴とする。
【０００６】
これにより、鋳型全体の温度（平均温度）を安定鋳造領域内に保ちつつ、各箇所における局所的な温度をも安定鋳造領域内に保つことができる。したがって、鋳物の成形不良を防止することができるので、鋳物の歩留りが向上し、延いては、鋳物の製造原価低減を図ることができる。
なお、請求項２に記載のごとく、少なくとも、一の箇所について目標噴射量は、予め設定された固定値としてもよい。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、スプレイノズル（１５）より噴射される冷却流体の量を制御する請求項１または２に記載のダイカスト用鋳型の自動温度制御装置（２０）を有することを特徴とする。
請求項４に記載の発明では、請求項１に記載のダイカスト用鋳型の自動温度制御装置と同等な鋳型の温度を制御する機能を備えたダイカイスト成形方法であることを特徴とする。
【０００８】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態について説明する。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係るダイカスト成形装置１０の模式図であり、このダイカスト成形装置１０は、金型（鋳型）の温度を制御するダイカスト用鋳型の自動温度制御装置（以下、温度制御装置と略す。）を有してダイカスト製品（鋳物）を成形する装置である。
【００１０】
１１、１２は溶融状態の金属（本実施形態ではアルミニウム）が射出（ショット）される型空間（キャビティ）を構成する金型であり、１３は金型（固定型）１１を保持するボルスタ部であり、１４は金型（移動型）１２を保持するとともに金型１２を移動させるスライド部である。
１５は、水溶性潤滑剤を水で約５０倍に希釈した離型剤（冷却流体）を両金型１１、１２の型割り面（キャビティ）に向けて噴射（スプレイ）するスプレイノズル（以下、ノズルと略す。）であり、このノズル１５はロボットハンド等の自動機（図示せず）に保持されている。そして、離型剤は、耐圧ゴムホース等の可撓性チューブ（図示せず）を介してポンプ（図示せす）によりノズル１５に向けて圧送されており、この可撓性チューブに配設された電磁弁１６により、ノズル１５の噴射時間（スプレイ時間）、すなわち離型剤の噴射量が制御されている。
【００１１】
また、１７、１８は熱電対製の温度センサ（温度検出手段）であり、両温度センサ１７、１８は、金型１１のうち互いに異なる表面部位に配設されている。そして、両温度センサ１７、１８が検出する検出値は制御装置１９に入力されており、この制御装置１９は、両温度センサ１７、１８の検出値に基づいて電磁弁１６およびロボットハンドを制御する。
【００１２】
なお、上記ダイカスト成形装置１０のうち、温度制御装置、すなわち温度制御に係る部分は、ノズル１５、両温度センサ１７、１８および制御装置１９である。
ところで、金型１１、１２の温度（以下、金型温度と呼ぶ。）が低い場合には、溶融状態のアルミニウムの湯流れが悪いので、成形不良品が多発する。そこで、ダイカスト成形装置１０の稼働開始時には、溶融状態のアルミニウムをキャビティ内に射出し、常温まで冷えた金型１１、１２の金型温度を上昇させる。
【００１３】
なお、以下、この作業を捨て打ちと呼び、かつ、捨て打ち作業が必要な（不良品が多発する）金型温度領域を捨て打ち鋳造領域Ｉと呼ぶ。さらに、良品が得られる金型温度領域を安定鋳造領域ＩＩＩと呼び、捨て打ち鋳造領域Ｉと安定鋳造領域ＩＩＩとの中間領域（良品と不良品とが混在する金型温度領域）を不安定鋳造領域ＩＩと呼ぶ（図２参照）。
【００１４】
因みに、捨て打ち作業時においては、離型剤は、作業員のマニュアル操作にて噴射もしくは塗布されており、本実施形態では、３回の捨て打ち作業を目安として、温度制御装置による離型剤の自動噴射を行うこととしている。
次に、温度制御装置による自動運転の作動を中心にダイカスト成形装置１０の作動を述べる。
【００１５】
図３は、温度制御装置の主作動（メインルーチン）を示すフロチャートであり、図４、５はメインルーチンの副作動（サブルーチン）を示すフロチャートである。なお、以下、図４に示すフロチャートをサブルーチン１と呼び、図５に示すフロチャートをサブルーチン２と呼ぶ。
以下、図３に示すフロチャートから順に説明する。
【００１６】
温度制御装置による自動運転が開始されると、先ず、温度センサ１７、１８からの検出値が読み込まれる（Ｓ１００）。なお、以下、温度センサ１７の検出値を温度Ａ1 とし、温度センサ１８の検出値を温度Ａ2 とする。
次に、温度Ａ1 に基づいてサブルーチン１より両金型１１、１２全体に対して噴射される離型剤の目標総量（総噴射時間）Ｔt を算出する（Ｓ２００）とともに、温度Ａ2 に基づいてサブルーチン２により温度センサ１８が配設さている部位（以下、この部位をポイント２と呼ぶ。）に噴射される離型剤の目標噴射量（目標時間）Ｔ2 を算出する（Ｓ３００）。
【００１７】
そして、温度センサ１７が配設されている部位（以下、この部位をポイント１と呼ぶ。）に噴射される離型剤の目標噴射量（目標時間）Ｔ1と、目標噴射量Ｔ2との比（以下、この比を目標噴射比と呼ぶ。）Ｔrを算出する（Ｓ４００）。なお、本実施形態では、ポイント１に噴射される離型剤の目標噴射量Ｔ1は、予め設定された固定値である。
【００１８】
次に、各ポイントに実際に噴射される離型剤の総量が目標総量Ｔt となり、かつ、各ポイントに実際に噴射される離型剤の比が目標噴射比Ｔr となるように電磁弁１６の開閉タイミングおよびロボットハンドを制御し、離型剤を各ポイントに向けて噴射する（Ｓ５００）。
なお、溶融状態のアルミニウムのキャビティへの射出（ショット）と、離型剤の噴射とは交互に行われており、最初に、離型剤の噴射を行う。
【００１９】
因みに、Ｓ５００で各ポイントで実際に噴射される噴射量Ｔr1、Ｔr2は、以下に示す式となる。
【００２０】
【数１】
Ｔr1＝Ｔt ×｛Ｔ1 ／（Ｔ1 ＋Ｔ2 ）｝
【００２１】
【数２】
Ｔr2＝Ｔt ×｛Ｔ2 ／（Ｔ1＋Ｔ2）｝
次に、サブルーチン１（図４）について説明する。先ず、温度Ａ1と鋳造下限温度ＳＬ（不安定鋳造領域ＩＩの下限温度）とを比較し（Ｓ２１０）、温度Ａ1が鋳造下限温度ＳＬより低い場合には、金型温度が捨て打ち領域Ｉであるものとみなして目標総量Ｔtを予め設定された目標総量Ｔt1とする（Ｓ２１１）。
【００２２】
また一方、温度Ａ1が鋳造下限温度ＳＬ以上である場合には、温度Ａ1と安定鋳造領域ＩＩＩの下限温度ＳＴLとを比較し（Ｓ２１２）、温度Ａ1が安定鋳造領域下限温度ＳＴLより低い場合には、金型温度が不安定鋳造領域ＩＩであるものとみなして目標総量Ｔtを予め設定された目標総量Ｔt2とする（Ｓ２１４）。また、温度Ａ1が安定鋳造領域下限温度ＳＴL以上である場合には、金型温度が安定鋳造領域ＩＩＩであるものとみなして、温度Ａ1と安定鋳造領域ＩＩＩの中心（平均）温度（安定鋳造領域温度）ＳＴとを比較し（Ｓ２１５）、温度Ａ1が安定鋳造領域温度ＳＴと等しい場合には、前回射出する前に温度センサ１７が検出した温度（Ａ1）と温度Ａ1とを比較する（Ｓ２１６）。そして、温度（Ａ1）と温度Ａ1とが等しい場合には、目標総量Ｔtを前回射出する前に算出した目標総量（Ｔt）とする（Ｓ２１７）。
【００２３】
また、温度Ａ1が安定鋳造領域温度ＳＴより高い場合には、温度（Ａ1）と温度Ａ1とを比較し（Ｓ２１８）、温度Ａ1が温度（Ａ1）以上である場合には、目標総量Ｔtを目標総量（Ｔt）より所定量ｘ大きい値とし（Ｓ２１９）、温度Ａ1が温度（Ａ1）未満である場合には、目標総量Ｔtを目標総量（Ｔt）とする（Ｓ２１７）。
【００２４】
また、温度Ａ1が安定鋳造領域温度ＳＴより低い場合には、温度（Ａ1）と温度Ａ1とを比較し（Ｓ２２０）、温度Ａ1が温度（Ａ1）以下である場合には、目標総量Ｔtを目標総量（Ｔt）より所定量ｘ小さい値とし（Ｓ２２１）、温度Ａ1が温度（Ａ1）より大きい場合には、目標総量Ｔtを目標総量（Ｔt）とする（Ｓ２１７）。
【００２５】
次に、サブルーチン２（図５）について説明する。
ポイント２について、予め設定された設定温度Ｔ20と温度Ａ2 とを比較する（Ｓ３１０）。そして、温度Ａ2 と設定温度Ｔ20とが等しい場合には、目標噴射量Ｔ2 を前回射出する前に算出した目標噴射量（Ｔ2 ）とし（Ｓ３１１）、温度Ａ2 が設定温度Ｔ20より大きい場合には、目標噴射量Ｔ2 を目標噴射量（Ｔ2 ）より所定量ｙ大きい値とし（Ｓ３１２）、温度Ａ2 が設定温度Ｔ20より小さい場合には、目標噴射量Ｔ2 を目標噴射量（Ｔ2 ）より所定量ｙ小さい値とする（Ｓ３１３）。
【００２６】
つまり、サブルーチン２は、温度Ａ2 と設定温度Ｔ20との大小を比較し、ポイント２の金型温度が設定温度Ｔ20になるように、前回射出する前に算出した目標噴射量（Ｔ2 ）を基礎として次に噴射する目標噴射量Ｔ2 を決定するルーチンである。
なお、サブルーチン１、２において、最初の段階では、前回射出する前に算出した値、または検出した値が存在しないので、この場合にのみ、作業員が初期値としてこれらの値を入力する。
【００２７】
次に、本実施形態の特徴を述べる。
本実施形態によれば、各ポイントに実際に噴射される離型剤の総量が目標総量Ｔt となり、かつ、各ポイントに実際に噴射される離型剤の比が目標噴射比Ｔr となるように制御されているので、金型全体の金型温度（平均温度）を安定鋳造領域内に保ちつつ、各ポイントにおける局所的な金型温度をも安定鋳造領域内に保つことができる。
【００２８】
したがって、製品の成形不良を防止することができるので、製品の歩留りが向上し、延いては、製品の製造原価低減を図ることができる。ところで、上述の実施形態では、ノズル１５を１つとして、ロボットハンドにより複数箇所に離型剤を噴射したが、離型剤を噴射する箇所に対応した部位にそれぞれノズル１５を配設し、それらのノズル１５の噴射量（噴射時間）を各々制御してもよい。
【００２９】
また、上述の実施形態では、ポイント１についての目標噴射量Ｔ1 は、予め設定された所定の固定値であったが、ポイント２についての目標噴射量Ｔ2 と同様に、溶融状態のアルミニウムの射出毎にサブルーチン２により算出させてもよい。
また、上述の実施形態では、離型剤の噴射箇所を２ヵ所として、温度センサを２つ設けたが、離型剤の噴射箇所および温度センサを設けた箇所を２ヵ所以上としてもよい。
【００３０】
また、離型剤の噴射箇所を温度センサを設けた箇所の数より多くしてもよく、この場合、温度センサが設けられていない箇所についての目標噴射量は、固定値もしくは他の箇所の配設された温度センサの検出値で代用させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダイカスト成形装置の模式図である。
【図２】鋳造領域を示す特性図である。
【図３】メインルーチンを示すフローチャートである。
【図４】サブルーチン１を示すフローチャートである。
【図５】サブルーチン２を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１５…スプレイノズル、１６…電磁弁、１７、１８…温度センサ、
１９…制御装置。
【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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