(57)【要約】【課題】簡易な構成で、金型の過冷却を防止し、金型温度の適正化を実現する金型および金型の冷却方法を提供する。【解決手段】ゲート側金型１１に形成されるゲート側流路８ｂと、反ゲート側金型１２に形成される反ゲート側流路８ｃとの、複数の系統の各流路８ｂ・８ｃを有する冷却水用流路８が形成される金型２において、冷却水用流路８には、反ゲート側流路８ｃを開閉するサーモスタット１３が設けられ、サーモスタット１３は、冷却水用流路８にサーモスタット１３の設定温度以上の冷却水が流通するときだけ、反ゲート側流路８ｃを開いて冷却水を流通させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のゲート側に形成されるゲート側冷却水用流路と、
前記金型の反ゲート側に形成される反ゲート側冷却水用流路との、
複数の系統の流路を有する冷却水用流路が形成される金型において、
前記冷却水用流路には、
前記反ゲート側冷却水用流路を開閉するサーモスタットが設けられ、
該サーモスタットは、前記冷却水用流路に設定温度以上の冷却水が流通するときだけ、前記反ゲート側冷却水用流路を開いて冷却水を流通させる、
ことを特徴とする金型の冷却方法。
【請求項２】
前記サーモスタットは、
前記反ゲート側冷却水用流路の、
冷却水入口側に設けられる、
ことを特徴とする請求項１記載の金型の冷却方法。
【請求項３】
前記サーモスタットは、
前記冷却水用流路の、
前記反ゲート側冷却水用流路と前記ゲート側冷却水用流路との分岐部に設けられる、
ことを特徴とする請求項２記載の金型の冷却方法。
【請求項４】
前記サーモスタットは、
前記金型に内蔵される、
ことを特徴とする請求項３記載の金型の冷却方法。
【請求項５】
金型のゲート側に形成されるゲート側冷却水用流路と、
前記金型の反ゲート側に形成される反ゲート側冷却水用流路との、
複数の系統の流路を有する冷却水用流路が形成される金型であって、
前記冷却水用流路には、
前記反ゲート側冷却水用流路を開閉するサーモスタットが設けられ、
該サーモスタットは、前記冷却水用流路に設定温度以上の冷却水が流通するときだけ、前記反ゲート側冷却水用流路を開いて冷却水を流通させる、
ことを特徴とする金型。
【請求項６】
前記サーモスタットは、
前記反ゲート側冷却水用流路の、
冷却水入口側に設けられる、
ことを特徴とする請求項５記載の金型。
【請求項７】
前記サーモスタットは、
前記反ゲート側冷却水用流路と、
前記反ゲート側冷却水用流路と前記ゲート側冷却水用流路との分岐部に設けられる、
ことを特徴とする請求項６記載の金型。
【請求項８】
前記サーモスタットは、
前記金型に内蔵される、
ことを特徴とする請求項７記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイキャストや射出成形に用いる金型の技術に関し、より詳しくは、金型温度を最適化するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、優れた品質の鋳造品（ダイキャスト製品）や射出成形品等を得るためには、冷却媒体によって金型の冷却を適切に行うことが極めて重要であることが知られている。金型の冷却が不十分であると、製品にかじりが発生する等の不具合が生じてしまう。そこで、金型の冷却を適切に行うための技術が種々開発されている。
例えば、以下に示す特許文献１では、金型の複数のポイントについて金型温度を温度検出器により実測するとともに、各測定ポイントに対して測定時点における基準温度を予め設定するようにし、測定ポイントごとに基準温度と実測温度とを比較演算し、この演算結果に基づいて冷却水の流量調整弁を制御するようにしている。
【０００３】
また、以下に示す特許文献２では、金型の冷却媒体（例えば、冷却水や冷却空気等）の通路において、一つの冷却媒体入口通路に対して二つ以上の冷却媒体出口通路を設けて、この一つの冷却媒体入口通路および二つ以上の冷却媒体出口通路に対してそれぞれに流量調整弁を設ける構成とし、二つ以上の冷却媒体出口通路において冷却媒体温度を計測し、測定される二つ以上の冷却媒体温度のばらつきが小さくなるように各流量調整弁を制御するようにしている。
【特許文献１】特開平２−２５８１３９号公報
【特許文献２】特開平９−８５３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの従来技術においては、金型温度の適正化を実現するために多数の制御弁を設ける必要があり、制御系統が非常に複雑になってしまうとともに制御装置のコストが上昇してしまうという問題があった。
また、冷却系統の細分化には限界があり、一つの制御弁が担う金型の冷却範囲内において、積極的に冷却すべき部位を基準に金型の冷却を行うと、ある部位では過冷却となってしまい製品に湯じわ等の不具合が生じてしまうという問題もあった。
そこで本発明では、係る現状を鑑み、簡易な構成で、金型の過冷却を防止し、金型温度の適正化を実現する金型および金型の冷却方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００６】
即ち、請求項１においては、金型のゲート側に形成されるゲート側冷却水用流路と、前記金型の反ゲート側に形成される反ゲート側冷却水用流路との、複数の系統の流路を有する冷却水用流路が形成される金型において、前記冷却水用流路には、前記反ゲート側冷却水用流路を開閉するサーモスタットが設けられ、該サーモスタットは、前記冷却水用流路に設定温度以上の冷却水が流通するときだけ、前記反ゲート側冷却水用流路を開いて冷却水を流通させるものである。
【０００７】
請求項２においては、前記サーモスタットは、前記反ゲート側冷却水用流路の、冷却水入口側に設けられるものである。
【０００８】
請求項３においては、前記サーモスタットは、前記冷却水用流路の、前記反ゲート側冷却水用流路と前記ゲート側冷却水用流路との分岐部に設けられるものである。
【０００９】
請求項４においては、前記サーモスタットは、前記金型に内蔵されるものである。
【００１０】
請求項５においては、金型のゲート側に形成されるゲート側冷却水用流路と、前記金型の反ゲート側に形成される反ゲート側冷却水用流路との、複数の系統の流路を有する冷却水用流路が形成される金型であって、前記冷却水用流路には、前記反ゲート側冷却水用流路を開閉するサーモスタットが設けられ、該サーモスタットは、前記冷却水用流路に設定温度以上の冷却水が流通するときだけ、前記反ゲート側冷却水用流路を開いて冷却水を流通させるものである。
【００１１】
請求項６においては、前記サーモスタットは、前記反ゲート側冷却水用流路の、冷却水入口側に設けられるものである。
【００１２】
請求項７においては、前記サーモスタットは、前記反ゲート側冷却水用流路と、前記反ゲート側冷却水用流路と前記ゲート側冷却水用流路との分岐部に設けられるものである。
【００１３】
請求項８においては、前記サーモスタットは、前記金型に内蔵されるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
請求項１においては、金型の部位別に金型の冷却度合を容易に変えることができ、金型温度の適正化を図ることができる。これにより、ゲート側金型の冷却要求を満足しつつ、反ゲート側金型の過冷却を防止することができる。
【００１６】
請求項２においては、冷却水の温度を的確に感知し、冷却水の温度によって、反ゲート側冷却水用流路に流通させる冷却水量を調整することができる。
【００１７】
請求項３においては、ゲート側冷却水用流路に流通させる冷却水量を確保しつつ、反ゲート側冷却水用流路に流通させる冷却水量を調整することができる。
【００１８】
請求項４においては、従来と同様に金型に対して冷却水配管を接続するだけで、容易に金型温度の適正化を図ることができる。
【００１９】
請求項５においては、金型の部位別に金型の冷却度合を容易に変えることができ、金型温度の適正化を図ることができる。これにより、ゲート側金型の冷却要求を満足しつつ、反ゲート側金型の過冷却を防止することができる。
【００２０】
請求項６においては、冷却水の温度を的確に感知し、冷却水の温度によって、反ゲート側冷却水用流路に流通させる冷却水量を調整することができる。
【００２１】
請求項７においては、ゲート側冷却水用流路に流通させる冷却水量を確保しつつ、反ゲート側冷却水用流路に流通させる冷却水量を調整することができる。
【００２２】
請求項８においては、従来と同様に金型に対して冷却水配管を接続するだけで、容易に金型温度の適正化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係るダイキャスト装置の全体構成を示す模式図、図２は同じく冷却水用流路を示す模式図、図３は金型温度の変化（（ａ）従来（ｂ）本発明適用時）を示す図、図４は同じくサーモスタットの作動状況を示す模式図、図５は従来の冷却水用流路を示す模式図である。
【００２４】
まず始めに、本発明を適用する装置の一例であるダイキャスト装置１の全体構成について説明をする。
図１に示す如く、ダイキャスト装置１は、金型２、スリーブ３、プランジャ４および油圧シリンダ５等により構成している。
また金型２は、固定型２ａおよび可動型２ｂにより構成され、固定型２ａおよび可動型２ｂによって製品形状を有した空隙部たるキャビティ６を形成している。
【００２５】
固定型２ａは、一定の位置に保持されており、内部には冷却水用流路８・８が形成されている。また可動型２ｂは、油圧機構等によって移動可能な構成としており、内部には冷却水用流路９・９が形成されている。そして、完成したダイキャスト製品を取り出す際には可動型２ｂを固定型２ａから分離するようにしている。
【００２６】
ダイキャスト装置１によるダイキャスト工程の概略を説明すると、まず図１に示すように固定型２ａ、可動型２ｂおよびスリーブ３が組み合わされる。
この状態でスリーブ３に形成された湯口３ａから溶湯が投入され、スリーブ３内に溶湯が滞留した状態となる。
そして、油圧シリンダ５を伸長させることによってプランジャ４を変位させて、スリーブ３内に滞留する溶湯をゲート１０からキャビティ６に圧入するようにしている。
【００２７】
図１に示す如く、本発明においてはキャビティ６の中心線Ｘおよびゲート１０の位置を基準として、ゲート１０により近い範囲を「ゲート側」と呼び、反対にゲート１０から遠い範囲を「反ゲート側」と呼ぶようにしている。例えば、「ゲート側」の固定型２ａや、「反ゲート側」の可動型２ｂというように用いて、金型２の部位をより詳細に特定するようにしている。
本実施例では、「ゲート側」の固定型２ａと「ゲート側」の可動型２ｂを含む部位をゲート側金型１１と定義し、「反ゲート側」の固定型２ａと「反ゲート側」の可動型２ｂを含む部位を反ゲート側金型１２と定義するものとする。
【００２８】
ゲート側金型１１においては、投入直後の高温に維持されている溶湯がプランジャ４等によって加圧されて高速でゲート１０を通過するため、反ゲート側金型１２に比して高温になる。このためゲート側金型１１は反ゲート側金型１２に比して冷却要求が高くなっている。
【００２９】
これに対して反ゲート側金型１２においては、ゲート側金型１１を通過した後の溶湯が流入するため、ゲート側金型１１に比して流入する溶湯の圧力が弱く、また溶湯の温度も低下しているため、ゲート側金型１１に比して反ゲート側金型１２は低温になる。このため反ゲート側金型１２は、ゲート側金型１１に比して冷却要求が低くなっている。
【００３０】
つまり、ゲート側金型１１と反ゲート側金型１２の冷却制御を同一系統として行う場合、ゲート側金型１１の冷却要求を基準として反ゲート側金型１２を冷却すると、反ゲート側金型１２は過冷却となってしまう場合があり、この場合、ダイキャスト製品に湯じわ等の不具合が生じてしまう。また反対に、反ゲート側金型１２の冷却要求を基準としてゲート側金型１１を冷却すると、ゲート側金型１１では冷却不足となってしまい、やはりこの場合にも、ダイキャスト製品に不具合が生じてしまう。
【００３１】
そこで、ゲート側金型１１と反ゲート側金型１２の冷却制御を個別に行えば、これらの不具合を解消できるが、制御弁が多数必要となりコスト増となったり、制御が複雑となってしまったりする等の理由から実用的には有効な解決手段とは言えない状況であった。
本発明に係る構成では、ゲート側金型１１の冷却制御は該ゲート側金型１１の冷却要求を基準として行いつつ、反ゲート側金型１２の過冷却を防止する手段を設ける構成とすることにより、従来の不具合を解消するようにしている。
【００３２】
次に、従来の冷却水用流路２８の構成について説明をする。
図５に示す如く、固定型２ａに形成される従来の冷却水用流路２８は、メイン冷却水配管３０から分岐したサブメイン冷却水配管３１にメイン流路２８ａが接続され、メイン流路２８ａからゲート側流路２８ｂと反ゲート側流路２８ｃを直接分岐した構成としている。
【００３３】
また、サブメイン冷却水配管３１上には流量調整弁３２が設けられており、ゲート側金型１１（詳しくは、「ゲート側」の固定型２ａ）に設けられた温度計３３の計測値に応じて冷却水用流路２８に供給する冷却水の流量を調整する構成としている。このため、従来の構成においては、各流路２８ｂ・２８ｃには温度条件の等しい冷却水が常時流通している。
【００３４】
図３（ａ）に従来の冷却水用流路２８におけるゲート側金型１１の金型温度ｔ１と反ゲート側金型１２の金型温度ｔ２および冷却水温度ｔ３の変化を示している。
従来の構成では、ゲート側金型１１の金型温度ｔ１（例えば「ゲート側」の固定型２ａの温度）を基準とし、該金型温度ｔ１を許容温度の範囲内に維持するようにメイン流路２８ａに流通する冷却水量を流量調整弁３２で制御するようにしている。
【００３５】
この場合、冷却要求が高いゲート側金型１１の金型温度ｔ１は許容温度範囲内に制御可能であるが、冷却要求が低い反ゲート側金型１２の金型温度ｔ２については過冷却となり、ダイキャスト作業の回数を重ねて（即ち、ショット数が増加して）冷却水温度ｔ３が上昇するまでは、金型温度ｔ２が許容温度範囲内に維持できないという状況が生じていた。また、立上り時の金型温度ｔ２の上昇も非常に鈍くなっていた。
【００３６】
次に、本発明に係る冷却水用流路８の構成について説明をする。
尚、ここでは説明の便宜上、固定型２ａ側の冷却水用流路８のみを取り上げて説明をするが、可動型２ｂ側の冷却水用流路９についても同様の構成とすることが可能である。
また、冷却水用流路８には入口側および出口側流路が存在しているが、説明の便宜上、出口側流路の説明および図示を省略するものとする。
【００３７】
図２に示す如く、本発明に係る固定型２ａに形成される冷却水用流路８は、メイン冷却水配管２０から分岐したサブメイン冷却水配管２１にメイン流路８ａが接続され、メイン流路８ａからサーモスタット１３を介してゲート側流路８ｂと反ゲート側流路８ｃを分岐する構成としている。
【００３８】
また、従来構成と同様にサブメイン冷却水配管２１上には流量調整弁２２が設けられており、ゲート側金型１１（詳しくは、「ゲート側」の固定型２ａ）に設けられた温度計２３の計測値に応じて冷却水用流路８に供給する冷却水の流量を調整する構成としている。このため、ゲート側流路８ｂにはゲート側金型１１の温度たる温度計２３の計測温度に基づいて、流量調整弁２２により制御された冷却要求を満足する量の冷却水が流通するが、反ゲート側流路８ｃにはサーモスタット１３の設定温度以上の冷却水のみが流通するようにしている。
【００３９】
図３（ｂ）に本発明に係る冷却水用流路８におけるゲート側金型１１の金型温度ｔ１と反ゲート側金型１２の金型温度ｔ２および冷却水温度ｔ３の変化を示している。
本発明においても従来と同様に、ゲート側金型１１の金型温度ｔ１を基準とし、該金型温度ｔ１を許容範囲内に維持するようにメイン流路８ａの冷却水量を流量調整弁２２で制御するようにしている。このため、ゲート側金型１１の金型温度ｔ１は従来通り許容温度範囲内に制御されている。
【００４０】
しかしながら、本発明に係る構成では、反ゲート側流路８ｃにはサーモスタット１３の設定温度以上の冷却水しか流通しないため、冷却水温度ｔ３が低い状態では反ゲート側流路８ｃには冷却水が流通せず、反ゲート側金型１２の金型温度ｔ２が過冷却となることがない。
【００４１】
また、ダイキャスト作業の回数を重ねる（即ち、ショット数が増加する）につれて冷却水温度ｔ３が上昇し、サーモスタット１３の設定温度ｔ４に達した状態では、反ゲート側流路８ｃにも冷却水が流通するため、金型温度ｔ２が許容温度範囲を越えて上昇することがない。また、立上り時の金型温度ｔ２の上昇が従来に比して早くなる。
【００４２】
即ち、本実施例に示す構成では、サーモスタット１３は、冷却水用流路８の、反ゲート側流路８ｃとゲート側流路８ｂとの分岐部に設けられる構成としており、これにより、ゲート側流路８ｂに流通させる冷却水量を確保しつつ、反ゲート側流路８ｃに流通させる冷却水量を調整することができるのである。
【００４３】
次に、本発明に係るサーモスタット１３の構成および配置について詳細に説明をする。
尚、説明の便宜上、サーモスタット１３を固定型２ａ側に配置する例を取り上げて説明をするが、可動型２ｂ側にもサーモスタット１３を配置する構成とすることが可能である。
【００４４】
図２および図４に示す如く、本発明に用いるサーモスタット１３は、固定型２ａに内蔵されており、サーモエレメント１４、弁体１５およびばね部材１６等から構成している。
サーモエレメント１４の感温部１４ａにはワックス１４ｂが封入されており、感温部１４ａの周囲温度に応じてワックス１４ｂが体積変化（膨張および収縮）する。この体積変化するワックス１４ｂによってピストン１４ｃが押圧されて感温部１４ａ内で摺動し、ピストン１４ｃの先端部に設けられた弁体１５を変位させる構成としている。
【００４５】
また、サーモエレメント１４と弁体１５との間にはばね部材１６が介挿されており、ピストン１４ｃおよび弁体１５が反ゲート側流路８ｃを閉じる方向に常時ばね力が付勢されている。これにより、ワックス１４ｂの体積が収縮した場合には、ワックス１４ｂの収縮に沿ってピストン１４ｃが摺動するとともに、弁体１５が反ゲート側流路８ｃを閉じる方向に変位して各流路８ａ・８ｂの内壁に押圧され、ばね部材１６の付勢力によって反ゲート側流路８ｃを閉じるようにしている。
【００４６】
尚、本実施例では、サーモスタット１３として感温部１４ａにワックス１４ｂが充填されている、所謂ワックスタイプのサーモスタットを使用する例を示しているが、サーモスタットの作動方式によって本発明を限定するものではなく、他の作動方式によるサーモスタットを採用することも可能である。
【００４７】
即ち、本実施例では、サーモスタット１３は、金型２（即ち、固定型２ａあるいは可動型２ｂ）に内蔵される構成としており、このような構成とすることにより、従来と同様に金型２に対して冷却水配管を接続するだけで、容易に金型温度の適正化を図ることができるのである。
【００４８】
サーモスタット１３による冷却水量の制御状況について説明をする。
図４（ａ）に示す如く、冷却水の温度がサーモスタット１３の設定温度（即ち、図３（ｂ）に示す設定温度ｔ４）よりも低い場合には、ワックス１４ｂの体積が小さいため、弁体１５によって反ゲート側流路８ｃが閉じられた状態が維持される。このとき、ゲート側流路８ｂにはゲート側金型１１の金型温度を基準とした冷却要求に応じて流量調整弁２２によって制御された流量の冷却水が流通している。
【００４９】
図４（ｂ）に示す如く、冷却水の温度がサーモスタット１３の設定温度（ｔ４）よりも高くなった場合には、ワックス１４ｂの体積が膨張し、ばね部材１６による付勢力に抗してピストン１４ｃを押圧しピストン１４ｃおよび弁体１５を変位させる。このとき、弁体１５によって閉塞されていた反ゲート側流路８ｃが開放状態となり、反ゲート側流路８ｃにも冷却水が流通するようになる。
【００５０】
つまり、感温部１４ａの周囲温度がサーモスタット１３の設定温度（ｔ４）以上である場合に限って反ゲート側流路８ｃを開き、冷却水を流通させるようにすることができる。換言すれば、サーモスタット１３の設定温度（ｔ４）以上である冷却水だけを反ゲート側流路８ｃに流通させることができるのである。
これにより、ゲート側金型１１の冷却を維持しながら、反ゲート側金型１２が過冷却となることなく、適切に冷却することができるようになる。
【００５１】
尚、反ゲート側流路８ｃに冷却水が流通するようになるとき、ゲート側流路８ｂに流通する冷却水量が減りゲート側金型１１の金型温度ｔ１が若干上昇するが、流量調整弁２２による冷却水量の制御が追従し、ゲート側金型１１の金型温度ｔ１は許容温度範囲内に維持される。
【００５２】
また、本実施例では、サーモスタット１３を冷却水用流路８の冷却水入口側に配置する構成としているため、冷却水によどみがない位置でサーモスタット１３によって適切に冷却水温度を感知できるようにしている。
このような構成とすることにより、冷却水温度を的確に感知し、冷却水の温度に基づいて、反ゲート側流路８ｃに流通させる冷却水量を容易に調整することができるのである。
【００５３】
即ち、ゲート側金型１１に形成されるゲート側流路８ｂと、反ゲート側金型１２に形成される反ゲート側流路８ｃとの、複数の系統の各流路８ｂ・８ｃを有する冷却水用流路８が形成される金型２において、冷却水用流路８には、反ゲート側流路８ｃを開閉するサーモスタット１３が設けられ、サーモスタット１３は、冷却水用流路８にサーモスタット１３の設定温度以上の冷却水が流通するときだけ、反ゲート側流路８ｃを開いて冷却水を流通させる構成としている。
このような構成とすることにより、金型２の部位別に金型２の冷却度合を容易に変えることができ、金型温度の適正化を図ることができるのである。また、ゲート側金型１１の必要冷却能力を確保しつつ、反ゲート側金型１２の過冷却を防止することができるのである。
【００５４】
尚、本発明の実施例として、ダイキャスト装置１に用いる金型２を取り上げて、金型２および金型２の冷却方法について説明を行っているが、本発明は、例えば射出成形用の金型等であっても適用することができ、本発明の適用に係る金型２の用途をダイキャスト用に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施例に係るダイキャスト装置の全体構成を示す模式図。
【図２】同じく冷却水用流路を示す模式図。
【図３】金型温度の変化（（ａ）従来（ｂ）本発明適用時）を示す図。
【図４】同じくサーモスタットの作動状況を示す模式図。
【図５】従来の冷却水用流路を示す模式図。
【符号の説明】
【００５６】
２    金型
２ａ  固定型
２ｂ  可動型
８    冷却水用流路
８ｂ  ゲート側流路
８ｃ  反ゲート側流路
１１  ゲート側金型
１２  反ゲート側金型
１３  サーモスタット
【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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