特許 6738602 金型冷却装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6738602

(24)【登録日】2020年7月22日

(45)【発行日】2020年8月12日

(54)【発明の名称】金型冷却装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/04 20060101AFI20200730BHJP

   B22D 17/22 20060101ALI20200730BHJP

   B22C 9/06 20060101ALI20200730BHJP

【ＦＩ】

   B29C33/04

   B22D17/22 D

   B22C9/06 B

【請求項の数】2

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-231826(P2015-231826)

(22)【出願日】2015年11月27日

(65)【公開番号】特開2017-94669(P2017-94669A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2018年8月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006943

【氏名又は名称】リョービ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128749

【弁理士】

【氏名又は名称】海田 浩明

(72)【発明者】

【氏名】石田 人志

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１７４６４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１０−０８０７５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０５２１６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３６１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１１０２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ３３／０２−３３／０４，

Ｂ２２Ｃ ９／０６，

Ｂ２２Ｄ １７／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水に所定の圧力を加えて生成した冷却水を圧送する冷却水圧送部と、
空気に所定の圧力を加えて生成した水抜き用のエアーを圧送するエアー圧送部と、
前記冷却水圧送部と冷却対象となる金型とを接続して前記冷却水圧送部から圧送される冷却水を前記金型に対して供給する冷却水供給系統部と、
前記エアー圧送部と前記金型とを接続して前記エアー圧送部から圧送される水抜き用のエアーを前記金型に対して供給するエアー供給系統部と、
を備え、
前記冷却水供給系統部と前記エアー供給系統部とが前記金型との接続個所の上流で合流して同一系統として前記金型と接続する冷却水・エアー供給系統部として構成されるとともに、当該冷却水・エアー供給系統部が複数組み配置されている金型冷却装置において、
複数組み配置される前記冷却水・エアー供給系統部を構成する前記エアー供給系統部のそれぞれには、
水抜き用のエアーの流量又は圧力を検出するためのセンサーと、
水抜き用のエアーの流通を許容又は停止する電磁弁と、
前記センサーからの検出信号を受けて前記電磁弁の開閉動作を制御する制御部と、
が設置されており、
前記制御部は、前記センサーから受信した検出信号が所定の条件値を満足したことをもってエアーパージ終了と判断して前記電磁弁の閉動作を指示し、当該電磁弁を閉じて水抜きが終了した前記冷却水・エアー供給系統部のみについてのエアーの供給を終了するようにしたことを特徴とする金型冷却装置。

【請求項2】

水に所定の圧力を加えて生成した冷却水を圧送する冷却水圧送部と、
空気に所定の圧力を加えて生成した水抜き用のエアーを圧送するエアー圧送部と、
前記冷却水圧送部と冷却対象となる金型とを接続して前記冷却水圧送部から圧送される冷却水を前記金型に対して供給する冷却水供給系統部と、
前記エアー圧送部と前記金型とを接続して前記エアー圧送部から圧送される水抜き用のエアーを前記金型に対して供給するエアー供給系統部と、
を備え、
前記冷却水供給系統部と前記エアー供給系統部とが前記金型との接続個所の上流で合流して同一系統として前記金型と接続する冷却水・エアー供給系統部として構成されるとともに、当該冷却水・エアー供給系統部が複数組み配置されている金型冷却装置において、
複数組み配置される前記冷却水・エアー供給系統部を構成する前記エアー供給系統部のそれぞれには、
水抜き用のエアーの圧力を検出するためのセンサーと、
水抜き用のエアーの流通を許容又は停止する電磁弁と、
前記センサーからの検出信号を受けて前記電磁弁の開閉動作を制御する制御部と、
が設置されており、
前記制御部は、圧力センサーである前記センサーからの信号を受信し、回路中に冷却水が残留しているときのエアー圧力値と回路中から冷却水が抜けきることで減少したエアーの圧力値との差分を検知し、この差分が所定の条件値を満足したことをもってエアーパージ終了と判断して前記電磁弁の閉動作を指示し、当該電磁弁を閉じて水抜きが終了した前記冷却水・エアー供給系統部のみについてのエアーの供給を終了するようにしたことを特徴とする金型冷却装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金型冷却装置に係り、特に、ダイカストや樹脂成形等において金型内部に形成した冷却回路に冷却水を供給して金型を冷却するための金型冷却装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ダイカストや樹脂成形等において金型内部に形成した冷却回路に冷却水を供給して金型を冷却するための金型冷却装置では、金型の内部冷却回路内の水抜きのために、エアーパージが行われている（例えば、下記特許文献１等参照）。この種の金型冷却装置では、金型を冷却するための冷却水と、この冷却水による金型冷却が終了したときに冷却水を排除するための水抜き用のエアーとを供給するための冷却回路が複数設けられており、これら複数の冷却回路は、１つの冷却水供給源と１つのエアー供給源とから冷却水とエアーとを供給される構成を有することが一般的であった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３１８６０２７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上掲した特許文献１に係る金型冷却装置において、複数存在する冷却回路のうちのいずれかの回路の水抜きが完了した後も継続してエアーパージを続けていると、エアー供給源からのエアーの圧力が急激に低下することとなる。これは、複数存在する冷却回路ごとで冷却水の供給条件が異なるために、又は冷却水の供給条件が同じでも冷却回路の配管抵抗の大小により水抜きの早さに違いが生じるからであり、水抜きが終了した回路について引き続きエアーパージを続けると、この冷却回路では回路中に残留した冷却水が全て排出されて水抜き用のエアーに抵抗が無くなるので、エアー供給源から供給されるエアー全体の圧力が急激に低下してしまう。すると、水抜きが遅い回路では、供給されるエアーの圧力低下によって、十分な水抜きができなくなってしまうという不具合が生じることとなる。そして、かかる不具合を解消できる金型冷却装置は、従来存在していなかった。

【0005】

本発明は、上述した従来技術が抱える課題の存在に鑑みて成されたものであり、その目的は、金型に対する冷却水の供給と、水抜き用のエアーの供給とが安定して行われる従来にはない新たな金型冷却装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

【0007】

本発明に係る金型冷却装置（１０）は、水に所定の圧力を加えて生成した冷却水を圧送する冷却水圧送部（２０）と、空気に所定の圧力を加えて生成した水抜き用のエアーを圧送するエアー圧送部（４０）と、前記冷却水圧送部（２０）と冷却対象となる金型（８０）とを接続して前記冷却水圧送部（２０）から圧送される冷却水を前記金型（８０）に対して供給する冷却水供給系統部（６１）と、前記エアー圧送部（４０）と前記金型（８０）とを接続して前記エアー圧送部（４０）から圧送される水抜き用のエアーを前記金型（８０）に対して供給するエアー供給系統部（７１）と、を備え、前記冷却水供給系統部（６１）と前記エアー供給系統部（７１）とが前記金型（８０）との接続個所の上流で合流して同一系統として前記金型（８０）と接続する冷却水・エアー供給系統部（６０）として構成されるとともに、当該冷却水・エアー供給系統部（６０）が複数組み配置されている金型冷却装置（１０）であって、複数組み配置される前記冷却水・エアー供給系統部（６０）を構成する前記エアー供給系統部（７１）のそれぞれには、水抜き用のエアーの流量又は圧力を検出するためのセンサー（７４）と、水抜き用のエアーの流通を許容又は停止する電磁弁（７２）と、前記センサー（７４）からの検出信号を受けて前記電磁弁（７２）の開閉動作を制御する制御部（７５）と、が設置されており、前記制御部（７５）は、前記センサー（７４）から受信した検出信号が所定の条件値を満足したことをもってエアーパージ終了と判断して前記電磁弁（７２）の閉動作を指示し、当該電磁弁（７２）を閉じて水抜きが終了した前記冷却水・エアー供給系統部（６０）のみについてのエアーの供給を終了するようにしたことを特徴とするものである。

【0008】

また、本発明に係る別の金型冷却装置（１０）は、水に所定の圧力を加えて生成した冷却水を圧送する冷却水圧送部（２０）と、空気に所定の圧力を加えて生成した水抜き用のエアーを圧送するエアー圧送部（４０）と、前記冷却水圧送部（２０）と冷却対象となる金型（８０）とを接続して前記冷却水圧送部（２０）から圧送される冷却水を前記金型（８０）に対して供給する冷却水供給系統部（６１）と、前記エアー圧送部（４０）と前記金型（８０）とを接続して前記エアー圧送部（４０）から圧送される水抜き用のエアーを前記金型（８０）に対して供給するエアー供給系統部（７１）と、を備え、前記冷却水供給系統部（６１）と前記エアー供給系統部（７１）とが前記金型（８０）との接続個所の上流で合流して同一系統として前記金型（８０）と接続する冷却水・エアー供給系統部（６０）として構成されるとともに、当該冷却水・エアー供給系統部（６０）が複数組み配置されている金型冷却装置（１０）であって、複数組み配置される前記冷却水・エアー供給系統部（６０）を構成する前記エアー供給系統部（７１）のそれぞれには、水抜き用のエアーの圧力を検出するためのセンサー（７４）と、水抜き用のエアーの流通を許容又は停止する電磁弁（７２）と、前記センサー（７４）からの検出信号を受けて前記電磁弁（７２）の開閉動作を制御する制御部（７５）と、が設置されており、前記制御部（７５）は、圧力センサーである前記センサー（７４）からの信号を受信し、回路中に冷却水が残留しているときのエアー圧力値と回路中から冷却水が抜けきることで減少したエアーの圧力値との差分を検知し、この差分が所定の条件値を満足したことをもってエアーパージ終了と判断して前記電磁弁（７２）の閉動作を指示し、当該電磁弁（７２）を閉じて水抜きが終了した前記冷却水・エアー供給系統部（６０）のみについてのエアーの供給を終了するようにしたことを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、金型に対する冷却水の供給と、水抜き用のエアーの供給とが安定して行われる従来にはない新たな金型冷却装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係る金型冷却装置の全体構成を示す図である。

【図2】本実施形態に係る１組の冷却水・エアー供給系統部と金型との接続経路を模式的に示した概略図である。

【図3】本実施形態に係るセンサーが流量センサーとして構成された場合に制御部が実行する制御方法を模式的に示したグラフ図である。

【図4】本実施形態に係るセンサーが圧力センサーとして構成された場合に制御部が実行する制御方法を模式的に示したグラフ図である。

【図5】本実施形態に係る１組の冷却水・エアー供給系統部と金型との接続経路を模式的に示した概略図であって、センサーの種類と設置位置について、３種類の組み合わせ条件を設けた場合の実施例を示す図である。

【図6】図５で示した３種類の組み合わせ条件を設けたセンサーごとに得られた波形を示すグラフ図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための好適な実施形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0012】

図１は、本実施形態に係る金型冷却装置の全体構成を示す図である。本実施形態に係る金型冷却装置１０は、水に所定の圧力を加えて生成した冷却水を圧送する冷却水圧送部２０と、空気に所定の圧力を加えて生成した水抜き用のエアーを圧送するエアー圧送部４０と、これら冷却水圧送部２０およびエアー圧送部４０から圧送されてくる冷却水およびエアーを金型８０に対して供給する複数組みの冷却水・エアー供給系統部６０と、から構成されている。

【0013】

本実施形態の冷却水圧送部２０は、高圧水と低圧水の２種類の水圧を有する冷却水を生成できる構成となっている。この冷却水圧送部２０では、上水道や工業用水等の水供給源２１から供給されてくる水を、例えば５０メッシュのフィルター２２を通して矢印符号（１）の方向に送水し、水用タンク２３に貯水する。水用タンク２３に貯水された水は、矢印符号（２）の方向に送水され、ポンプ２４によって水圧の上昇が行われる。なお、このポンプ２４で付与される水への昇圧は、最終的に冷却水・エアー供給系統部６０へと送られる際の水圧よりも高い水圧となるように行われる。

【0014】

ポンプ２４によって昇圧された水は、矢印符号（３）の方向と、矢印符号（６）の方向に分岐して圧送されることとなる。まず、矢印符号（３）の方向に圧送された昇圧水は、圧力計２５での水圧測定を実施しつつ、フィルター２２ａを介して矢印符号（４）の方向へと圧送される。このとき、フィルター２２ａの上流側には、分岐経路が形成されており、この分岐経路には、リリーフ弁２６ａが設置されている。このリリーフ弁２６ａは、所定の水圧を逃がす役割を果たす部材であり、最終的に得たい圧力よりも高い水圧を有して矢印符号（３）の方向から圧送されてくる昇圧水の水圧を所定量減圧することで、最終的に矢印符号（４）の方向へと圧送される冷却水の水圧の調整が行われている。なお、矢印符号（４）で示された経路を圧送される冷却水についても、圧力計２５によって水圧の確認がなされているが、本実施形態では、ポンプ２４での昇圧とリリーフ弁２６ａでの減圧は、予め所定の圧力が得られるように設備設定が固定された状態で構成されている。ただし、圧力計２５によって計測される水圧の値を用いてコンピュータ制御等を行うことで、ポンプ２４での昇圧とリリーフ弁２６ａでの減圧を能動的に制御し、所望の水圧を有する冷却水を得るようにしても良い。

【0015】

一方、矢印符号（６）の方向に圧送された昇圧水は、フィルター２２ｂを介して圧力調整弁２７へと送られる。圧力調整弁２７は、ポンプ２４によって昇圧された昇圧水の水圧を所定の値まで減圧することができる部材である。この圧力調整弁２７の作用によって、所定の値まで減圧された水は、矢印符号（７）で示す方向へと送られる。またこのとき、圧力調整弁２７の下流側には、矢印符号（８）で示す方向に分岐経路が形成されており、この分岐経路には、リリーフ弁２６ｂが設置されている。このリリーフ弁２６ｂは、上述した高圧水側のリリーフ弁２６ａと同様に、所定の水圧を逃がす役割を果たす部材である。この圧力調整弁２７によって所定の値まで減圧された水の水圧を、リリーフ弁２６ｂによって所定量減圧することで、最終的に矢印符号（７）の方向へと圧送される冷却水の水圧の調整が行われる。なお、矢印符号（７）で示された経路を圧送される冷却水についても、圧力計２５によって水圧の確認がなされているが、本実施形態では、ポンプ２４での昇圧と圧力調整弁２７およびリリーフ弁２６ｂでの減圧は、予め所定の圧力が得られるように設備設定が固定された状態で設定されている。ただし、圧力計２５によって計測される水圧の値を用いてコンピュータ制御等を行うことで、ポンプ２４での昇圧と圧力調整弁２７およびリリーフ弁２６ｂでの減圧を能動的に制御することで、所望の水圧を有する冷却水を得るようにしても良い。

【0016】

以上説明した構成によって、本実施形態に係る冷却水圧送部２０は、高圧水と低圧水の２種類の水圧を有する冷却水を生成することが可能となっている。なお、図１では、高圧水の供給系路のみに後述する複数組みの冷却水・エアー供給系統部６０が接続された状態が描かれているが、図１では、説明の便宜のために低圧水側に接続された複数組みの冷却水・エアー供給系統部６０を省略してある。また、本実施形態に係る冷却水圧送部２０の使用方法については、冷却対象となる金型８０側の条件に応じて任意に選択することが可能であり、例えば、高圧水側と低圧水側の両方を利用する形式だけではなく、高圧水側のみを利用したり、低圧水側のみを利用したり、さらには、高圧水側と低圧水側を交互に利用するなど、あらゆる使用方法を選択することができる。

【0017】

次に、本実施形態のエアー圧送部４０は、空気に所定の圧力を加えて生成した水抜き用のエアーを圧送する部材であり、例えば、エアーコンプレッサーなどの空気昇圧手段４１を利用することで、所望の圧力を有するエアーを生成することができる。空気昇圧手段４１によって昇圧されたエアーは、圧力計４５によって空気圧をチェックされ、下流側の冷却水・エアー供給系統部６０へと圧送されることとなる。なお、本実施形態のエアー圧送部４０によって生成されるエアーの空気圧は、エアーコンプレッサーなどの空気昇圧手段４１の稼働設定を予め調整しておくことで、所望の空気圧を有するエアーが生成可能である。

【0018】

そして、上述した冷却水圧送部２０によって高圧水として生成された冷却水は、複数組みの冷却水・エアー供給系統部６０が接続する高圧水タンク５１へと送られる。また、エアー圧送部４０によって水抜き用として生成されたエアーは、複数組みの冷却水・エアー供給系統部６０が接続するエアータンク５２へと送られる。

【0019】

本実施形態の冷却水・エアー供給系統部６０は、冷却水圧送部２０によって生成された高圧水が圧送され、この高圧水が水圧を維持したまま貯水された高圧水タンク５１と、冷却対象となる金型８０とを接続して、冷却水圧送部２０から圧送される冷却水を金型８０に対して供給する冷却水供給系統部６１を有しており、また、エアー圧送部４０によって生成されたエアーが圧送され、このエアーが空気圧を維持したまま貯められたエアータンク５２と、金型８０とを接続して、エアー圧送部４０から圧送される水抜き用のエアーを金型８０に対して供給するエアー供給系統部７１と、を有して構成されている。

【0020】

冷却水供給系統部６１は、上流側、すなわち高圧水タンク５１の接続部の近傍に電磁弁６２を有しており、この電磁弁６２の開閉動作を実施することで、冷却水圧送部２０で生成され、高圧水タンク５１に貯水された高圧水を金型８０に対して供給したり、供給を停止したりすることができるようになっている。また、冷却水供給系統部６１の下流側には、逆止弁６３が設置されており、高圧水又はエアーが金型８０側から高圧水タンク５１の方向に逆流することを防止している。

【0021】

一方、エアー供給系統部７１についても、上流側、すなわちエアータンク５２の接続部の近傍に電磁弁７２を有しており、この電磁弁６２の開閉動作を実施することで、エアー圧送部４０で生成され、エアータンク５２に貯められた水抜き用のエアーを金型８０に対して流通させたり、流通を停止させたりすることができるようになっている。また、エアー供給系統部７１の下流側には、逆止弁７３が設置されており、エアー又は高圧水が金型８０側からエアータンク５２の方向に逆流することを防止している。

【0022】

さらに、上述した冷却水供給系統部６１とエアー供給系統部７１とは、金型８０との接続個所の上流であって、それぞれの逆止弁６３，７３が設けられた下流側で合流して、同一系統の経路として形成されている。すなわち、本実施形態の冷却水供給系統部６１とエアー供給系統部７１とは、同一系統として金型８０と接続する冷却水・エアー供給系統部６０として構成されている。またさらに、この同一系統として金型８０と接続する冷却水・エアー供給系統部６０は、複数組み配置されており、金型８０における複数の冷却対象に対して様々な条件での冷却水の供給が可能となっている。

【0023】

また、本実施形態では、複数組み配置される冷却水・エアー供給系統部６０を構成する部材のうちの、エアー供給系統部７１のそれぞれに対して、水抜き用のエアーの流量又は圧力を検出するためのセンサー７４と、このセンサー７４からの検出信号を受けて電磁弁７２の開閉動作を制御する制御部７５と、が設置されている。

【0024】

制御部７５は、センサー７４から受信した検出信号が所定の条件を満足したときに、電磁弁７２を閉動作させることで、エアー供給系統部７１に流通する水抜き用のエアーの流通を停止可能となっている。なお、本実施形態において、電磁弁７２を開動作させることで、エアー供給系統部７１に流通する水抜き用のエアーの流通を許容するタイミングについては、冷却水供給系統部６１からの冷却水の供給を停止させるために冷却水供給系統部６１側の電磁弁６２が閉動作を行ったと同時に、あるいは閉動作を行った後の所定時間経過後となるように設定されている。

【0025】

また、図１を用いて例示した本実施形態に係るエアー供給系統部７１では、図面の左側のエアー供給系統部７１についてのみ、センサー７４と制御部７５が設置された状態を描いて説明した。しかしながら、これは説明の便宜のために図示を省略したものであり、本実施形態に係る金型冷却装置１０に複数存在するエアー供給系統部７１の全てに対して、センサー７４と制御部７５が設置されていることを付記しておく。

【0026】

以上、図１を用いて、本実施形態に係る金型冷却装置１０の全体構成についての説明を行った。次に、図２〜図４を用いて、本実施形態に係る金型冷却装置１０の具体的な制御方法について説明を行う。ここで、図２は、本実施形態に係る１組の冷却水・エアー供給系統部６０と金型８０との接続経路を模式的に示した概略図である。また、図３は、本実施形態に係るセンサー７４が流量センサーとして構成された場合に制御部７５が実行する制御方法を模式的に示したグラフ図であり、図４は、本実施形態に係るセンサー７４が圧力センサーとして構成された場合に制御部７５が実行する制御方法を模式的に示したグラフ図である。

【0027】

本実施形態に係る冷却水・エアー供給系統部６０の構成については上述したため詳細な説明は省略するが、本実施形態に係る冷却水・エアー供給系統部６０では、エアー供給系統部７１が有する逆止弁７３の上流側近傍に対してセンサー７４が設置されている。

【0028】

まず、本実施形態に係るセンサー７４が、流量センサーである場合の制御方法について、図３を用いて説明を行う。図３で示すグラフ図は、縦軸が流量を示しており、横軸が時間を示している。図３において、符号（ａ）〜（ｂ）は冷却水の流量推移を示しており、符号（ｃ）〜（ｆ）はエアーの流量推移を示している。初めに、金型８０への冷却水の供給のために、冷却水供給系統部６１の電磁弁６２が開動作を行うことで、金型８０への冷却水の供給が開始される。この冷却水の通水開始状態が、符号（ａ）で示されている。そして、予め決められた所定流量あるいは所定時間の通水が完了したら電磁弁６２が閉動作を行い、符号（ｂ）で示すように冷却水の通水終了が実行される。冷却水の通水が終了すると、その後直ちに、もしくは所定時間経過後に、エアー供給系統部７１の電磁弁７２が開動作し、冷却水・エアー供給系統部６０と金型内部の冷却水供給回路中に残留している冷却水を排除するために、水抜きのためのエアーが供給される。その供給開始点が、符号（ｃ）で示されている。

【0029】

水抜きのためのエアーは、供給初期においては金型内部の冷却水供給回路中に残留している冷却水を押し出すために残留した冷却水からの圧力を受けるので、符号（ｄ）で示すように、センサー７４で検出されるエアーの流量は、低位安定した波形を描く状態となる。そして、冷却水が回路中から抜けきる直前、具体的には、冷却水の最終部とエアーの先端部とが図２中の符号Ａで示す回路出口に到達すると、冷却水とエアーが混在して霧吹き状態となり、符号（ｅ）で示すように流量波形は上下に乱れることとなる。さらに、図２中の符号Ａで示す回路出口から冷却水が完全に抜け切ると、エアーに対する冷却水の抵抗が急激に低減するので、符号（ｆ）で示すようにエアーの流量が増大することとなる。なお、符号（ｆ）で示すようにエアーの流量が増大したままとなると、従来技術では、水抜きが遅い他の回路において、供給されるエアーの圧力が低下し、十分な水抜きができなくなってしまうという不具合が生じていた。しかし、本実施形態では、流量センサーであるセンサー７４からの信号を制御部７５で受信し、図３中の符号（ｇ）で示す信号値、すなわち、回路中に冷却水が残留しているときのエアー流量値と回路中から冷却水が抜けきることで増大したエアーの流量値との差分を検知し、この差分が所定の条件値を満足したことをもってエアーパージ終了と判断して電磁弁７２の閉動作を指示し、電磁弁７２を閉じて水抜きが終了した冷却水・エアー供給系統部６０のみについてのエアーの供給を終了するようにした。つまり、本実施形態では、複数組み存在する冷却水・エアー供給系統部６０ごとで水抜き作業を監視し、各組ごとでエアーパージの終了動作を実行することができるので、金型８０に対する冷却水の供給と、水抜き用のエアーの供給とが安定して行われる従来にはない新たな金型冷却装置１０を実現することが可能となっている。

【0030】

以上、本実施形態に係るセンサー７４が、流量センサーである場合の制御方法について、図３を用いて説明を行った。しかし、本実施形態に係るセンサー７４については、圧力センサーとして構成することも可能である。そこで、次に、図２および図４を用いて、本実施形態に係るセンサー７４が、圧力センサーである場合の制御方法について、説明を行う。

【0031】

図４で示すグラフ図は、縦軸が圧力を示しており、横軸が時間を示している。図４において、符号（ｈ）〜（ｉ）は冷却水の圧力推移を示しており、符号（ｊ）〜（ｍ）はエアーの圧力推移を示している。初めに、金型８０への冷却水の供給のために、冷却水供給系統部６１の電磁弁６２が開動作を行うことで、金型８０への冷却水の供給が開始される。この冷却水の通水開始状態が、符号（ｈ）で示されている。そして、予め決められた所定圧力あるいは所定時間の通水が完了したら電磁弁６２が閉動作を行い、符号（ｉ）で示すように冷却水の通水終了が実行される。冷却水の通水が終了すると、その後直ちに、もしくは所定時間経過後に、エアー供給系統部７１の電磁弁７２が開動作し、冷却水・エアー供給系統部６０と金型内部の冷却水供給回路中に残留している冷却水を排除するために、水抜きのためのエアーが供給される。その供給開始点が、符号（ｊ）で示されている。

【0032】

水抜きのためのエアーは、供給初期においては金型内部の冷却水供給回路中に残留している冷却水を押し出すために残留した冷却水からの圧力を受けるので、符号（ｋ）で示すように、センサー７４で検出されるエアーの圧力は、高位安定した波形を描く状態となる。そして、冷却水が回路中から抜けきる直前、具体的には、冷却水の最終部とエアーの先端部とが図２中の符号Ａで示す回路出口に到達すると、冷却水とエアーが混在して霧吹き状態となり、符号（ｌ）で示すように圧力波形は上下に乱れることとなる。さらに、図２中の符号Ａで示す回路出口から冷却水が完全に抜け切ると、エアーに対する冷却水の抵抗が急激に低減するので、符号（ｍ）で示すようにエアーの圧力が減少することとなる。なお、符号（ｍ）で示すようにエアーの圧力が減少したままとなると、従来技術では、水抜きが遅い他の回路において、供給されるエアーの圧力が低下し、十分な水抜きができなくなってしまうという不具合が生じていた。しかし、本実施形態では、圧力センサーであるセンサー７４からの信号を制御部７５で受信し、図４中の符号（ｎ）で示す信号値、すなわち、回路中に冷却水が残留しているときのエアー圧力値と回路中から冷却水が抜けきることで減少したエアーの圧力値との差分を検知し、この差分が所定の条件値を満足したことをもってエアーパージ終了と判断して電磁弁７２の閉動作を指示し、電磁弁７２を閉じて水抜きが終了した冷却水・エアー供給系統部６０のみについてのエアーの供給を終了するようにした。つまり、本実施形態では、複数組み存在する冷却水・エアー供給系統部６０ごとで水抜き作業を監視し、各組ごとでエアーパージの終了動作を実行することができるので、金型８０に対する冷却水の供給と、水抜き用のエアーの供給とが安定して行われる従来にはない新たな金型冷却装置１０を実現することが可能となっている。

【0033】

以上、本実施形態に係る金型冷却装置１０の具体的な制御方法についての説明を行った。次に、図５および図６を用いて、本発明者が行った実施例に基づくセンサー７４の波形データについての説明を行う。ここで、図５は、本実施形態に係る１組の冷却水・エアー供給系統部６０と金型８０との接続経路を模式的に示した概略図であって、センサーの種類と設置位置について、３種類の組み合わせ条件を設けた場合の実施例を示す図である。また、図６は、図５で示した３種類の組み合わせ条件を設けたセンサーごとに得られた波形を示すグラフ図である。なお、図５については、上述した実施例と同一又は類似する部材については、同一符号を付して説明を省略してある。

【0034】

本発明者は、図５で示すように、３種類の組み合わせ条件を設けたセンサー７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃを用意して、制御対象となる実際の波形データを採取した。ここで、エアー供給系統部７１の電磁弁７２と逆止弁７３との間に設けたのは、エアーの流量を検出するための流量センサー７４Ａであり、冷却水供給系統部６１とエアー供給系統部７１とのそれぞれの逆止弁６３，７３が設けられた下流側で合流して同一系統の経路として形成される、冷却水供給系統部６１とエアー供給系統部７１との合流部の下流近傍に設けたのは、エアーの圧力を検出するための第一圧力センサー７４Ｂであり、金型８０を抜けた回路出口位置に設けたのは、エアーの圧力を検出するための第二圧力センサー７４Ｃである。

【0035】

これら３種類のセンサー７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃから得られた生データの波形が、図６に示されている。このグラフ図において、縦軸にはエアーの流量と圧力値が示されており、横軸には時間が示されている。このグラフ図から明らかなこととして、いずれのセンサー７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃについても、流量値もしくは圧力値の変動が計測できていることが分かる。図６では、一見、第一圧力センサー７４Ｂから得られた波形変動が大きく、制御し易いように見えるが、この波形データはセンサー７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃから得られた生データであるため、例えば、制御部７５を構成するコンピュータ等を利用することで、得られた波形データをデータ変換し、制御し易い状態に変換して用いることが可能である。このように、本発明は、金型冷却装置１０が用いられる環境等に応じてセンサー７４設置位置を任意に選定し、制御部７５による種々の手法を用いた制御を行えば良いので、あらゆる金型装置に対して様々な条件下での適用が可能となっている。したがって、本発明によれば、金型８０に対する冷却水の供給と、水抜き用のエアーの供給とが安定して行われる従来にはない新たな金型冷却装置１０を提供することが可能となっている。

【符号の説明】

【0036】

１０ 金型冷却装置、２０ 冷却水圧送部、２１ 水供給源、２２，２２ａ，２２ｂ フィルター、２３ 水用タンク、２４ ポンプ、２５，４５ 圧力計、２６ａ，２６ｂ リリーフ弁、２７ 圧力調整弁、４０ エアー圧送部、４１ 空気昇圧手段、５１ 高圧水タンク、５２ エアータンク、６０ 冷却水・エアー供給系統部、６１ 冷却水供給系統部、６２，７２ 電磁弁、６３，７３ 逆止弁、７１ エアー供給系統部、７４ センサー、７４Ａ 流量センサー、７４Ｂ 第一圧力センサー、７４Ｃ 第二圧力センサー、７５ 制御部、８０ 金型。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】