(57)【要約】【課題】作動及び管理が容易且つ安全に行え、環境に優しく、検査時間が比較的に短いブリスター試験機，ブリスター試験方法を提供する。【解決手段】ブリスター試験機１は、内部にサンプルＳＡが配置されるＩＨコイル２と、ＩＨコイル２の出力を調節する制御手段と、を備えている。制御手段は、ＩＨコイル２の出力について、所定出力とした後で、当該所定出力より低い特定出力とすることを繰り返す。好ましくは、特定出力は０であり、ＩＨコイル２の出力は、断続的にオンオフされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にサンプルが配置されるコイルと、
前記コイルの出力を調節する制御手段と、
を備えており、
前記制御手段は、前記コイルの出力について、所定出力とした後で、当該所定出力より小さい特定出力とすることを繰り返す
ことを特徴とするブリスター試験機。
【請求項２】
前記特定出力は、０である
ことを特徴とする請求項１に記載のブリスター試験機。
【請求項３】
前記制御手段は、前記所定出力について、前記サンプルの温度あるいは前記サンプルの周囲の温度の前記サンプルの軟化点への到達の前に比べ、その到達の後で低くする
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブリスター試験機。
【請求項４】
前記サンプルと前記コイルとの間の距離が、３２ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項１ないしは請求項３の何れかに記載のブリスター試験機。
【請求項５】
サンプルに対し、コイルによる誘導加熱が、前記コイルの出力について、所定出力とした後で、当該所定出力より低い特定出力とすることを繰り返す状態で行われることで、前記サンプルが軟化点以上融点未満に加熱される
ことを特徴とするブリスター試験方法。
【請求項６】
前記特定出力は、０である
ことを特徴とする請求項５に記載のブリスター試験方法。
【請求項７】
前記所定出力は、前記サンプルの温度あるいは前記サンプルの周囲の温度の前記サンプルの軟化点への到達の前に比べ、その到達の後で低くされる
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のブリスター試験方法。
【請求項８】
前記サンプルと前記コイルとの間の距離が、３２ｍｍ以上である
ことを特徴とする請求項５ないしは請求項７の何れかに記載のブリスター試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリスター試験機、及び当該ブリスター試験機において実行可能なブリスター試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト等の鋳物の鋳造過程における空気あるいは離型材の分解ガス等の巻き込みにより、鋳物内部にガスが含まれることがある。
かようなガスの状況を検査するため、加熱あるいは溶融塩により鋳物のサンプルのガスを泡ぶく（ブリスター）として現出させるブリスター試験機が用いられている。ブリスター試験機にかけられたサンプルにおけるブリスターの様子（個数等）により、鋳物内のガスが検査される。
加熱によるブリスター試験機としては、一般的な熱風炉が用いられている。この場合、ブリスターを十分に現出させるため、サンプルの材質及び大きさ等によるものの、約３０分以上の加熱が必要である。
他方、溶融塩によるブリスター試験機として、実用新案登録第３００９４６３号公報（特許文献１）に記載されるものが知られている。この場合、サンプルは、溶融塩（硝酸塩を加熱溶融させてなる塩浴）に浸漬することで短時間で均一に加熱され、ブリスターが短時間で現出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３００９４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の溶融塩によるブリスター試験機では、溶融塩を使用するため、溶融塩の取扱に細心の注意が必要であり、作動及び管理に手間がかかる。
又、気化した溶融塩の排出等が必要であり、環境に影響を与える可能性がある。
更に、サンプルに水の付着があった場合に、条件が揃うと溶融塩と水の反応による水蒸気爆発が発生する可能性があるし、溶融塩自体の分解による爆発の可能性が存在する。
【０００５】
そこで、本発明の主な目的は、作動及び管理が容易且つ安全に行え、環境に優しく、検査時間が比較的に短いブリスター試験機，ブリスター試験方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、ブリスター試験機において、内部にサンプルが配置されるコイルと、前記コイルの出力を調節する制御手段と、を備えており、前記制御手段は、前記コイルの出力について、所定出力とした後で、当該所定出力より小さい特定出力とすることを繰り返すことを特徴とするものである。
請求項２に記載の発明は、上記発明において、前記特定出力は、０であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、上記発明において、前記制御手段は、前記所定出力について、前記サンプルの温度あるいは前記サンプルの周囲の温度の前記サンプルの軟化点への到達の前に比べ、その到達の後で低くすることを特徴とするものである。
請求項４に記載の発明は、上記発明において、前記サンプルと前記コイルとの間の距離が、３２ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、ブリスター試験方法において、サンプルに対し、コイルによる誘導加熱が、前記コイルの出力について、所定出力とした後で、当該所定出力より低い特定出力とすることを繰り返す状態で行われることで、前記サンプルが軟化点以上融点未満に加熱されることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、上記発明において、前記特定出力は、０であることを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、上記発明において、前記所定出力は、前記サンプルの温度あるいは前記サンプルの周囲の温度の前記サンプルの軟化点への到達の前に比べ、その到達の後で低くされることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、上記発明において、前記サンプルと前記コイルとの間の距離が、３２ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の主な効果は、作動及び管理がより容易且つ安全に行え、より環境に優しく、検査時間が比較的に短いブリスター試験機，ブリスター試験方法が提供されることである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係るブリスター試験機の模式図である。
【図２】本発明に係るブリスター試験機の動作例及びブリスター試験方法の例に関するフローチャートである。
【図３】試験開始からの経過時間（横軸）に対する電力（左縦軸）及び通算の電力量（右縦軸）が示されるグラフである。
【図４】試験開始からの経過時間（横軸）に対する各種の温度（縦軸）が示されるグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施の形態の例が、その変更例と共に、適宜図面に基づいて説明される。
尚、当該形態は、下記の例及び変更例に限定されない。
【００１０】
図１は、本発明に係るブリスター試験機１の模式図である。
ブリスター試験機１は、ダイカスト用アルミニウムとして多用されているＡＤＣ１２により鋳造されたダイカスト製品のサンプルＳＡについて検査するものである。ブリスター試験機１は、サンプルＳＡを、ＡＤＣ１２の軟化点である５３０℃程度に加熱可能である。
尚、検査対象である製品のサンプルＳＡは、他のアルミニウム合金製であっても良いし、アルミニウムマグネシウム合金製であっても良いし、亜鉛製であっても良いし、銅製であっても良いし、これらの内の少なくとも２つを組み合わせた合金製であっても良い。これらの場合であっても、その融点未満で融点に近い軟化点へ同様に加熱することができる。
【００１１】
ブリスター試験機１は、誘導加熱（ＩＨ）用のＩＨコイル２（コイル）と、ＩＨコイル２の電源となるインバータ電源４と、これらの間に介装される整合回路６と、これらを制御する制御手段（図示略）と、を有する。
ＩＨコイル２内には、サンプルＳＡが配置される。
ＩＨコイル２に隣接して、ＩＨコイル２を冷却するためのコイル冷却水が通過可能である冷却器（図示略）が設けられている。
又、サンプルＳＡの温度を検知する温度センサ８が設けられている。温度センサ８は、ここでは放射温度計であり、制御手段に電気的に接続されている。
【００１２】
制御手段は、情報処理手段（ＣＰＵ）、記憶手段（例えばメモリカード）及び入力手段（例えばキーボード及びポインティングデバイスの少なくとも一方）付きのコンピュータを含んでいる。
記憶手段は、各種の情報を記憶可能であり、ＩＨコイル２の駆動電力に係る周期情報が記憶されている。即ち、周期情報は、所定の周期（ここでは２０秒）におけるＩＨコイル２の駆動電力の推移を示すものであり、ここでは所定電力（２４キロワット（ｋＷ））を所定時間（１２秒間）維持する大電力情報と、その後に特定時間（８秒間）電力を所定電力より低い特定電力（０ｋＷ）にする小電力情報との組合せである。小電力情報は、特定電力が０であるから、オフ情報ともいえる。尚、周期情報は、電力を３段階以上に切り替えるものであったり、大電力情報及び小電力情報の少なくとも一方を複数含むものであってたりしても良い。又、所定電力は２４ｋＷ以外であっても良いし、特定電力は０でなくても良い。更に、所定時間は１２秒間以外であっても良いし、特定時間は８秒間以外であっても良い。
又、記憶手段には、サンプルＳＡの温度が所定温度（サンプルＳＡの軟化点）に達した場合に、上記大電力情報に係る所定電力を低下させてＩＨコイル２の出力を絞るための電力低下情報が記憶されている。電力低下情報は、ここでは上記所定電力の４０％に相当する９．６ｋＷである。尚、電力低下情報は、上記所定電力の３０％以上５０％以下であっても良いし、２０％以上６０％以下であっても良い。又、３段階以上に上記所定電力を低下させるため、第２の電力低下情報あるいは更に第３の電力低下情報・・・、等が設けられても良い。
入力手段は、ユーザの入力を受け付ける。
尚、制御手段は、コンピュータに代えて、あるいはコンピュータと共に設置される制御盤等であっても良い。又、制御手段は、複数の部材ないし部分に分散して設けられていても良い。更に、入力手段が省略されても良いし、各種の情報を表示可能な表示手段が追加されても良い。
【００１３】
以下、このようなブリスター試験機１の動作例、及びブリスター試験機１によって実行されるブリスター試験方法の例が、主に図２により説明される。
ＩＨコイル２内にサンプルＳＡがセットされ、ユーザにより入力手段を介して制御手段に対し試験開始の入力がなされると、ブリスター試験機１の動作が開始される。
ここでは、サンプルＳＡは、ＡＤＣ１２による無塗装で円盤状のダイカスト製品であって、その重量は、およそ４５０ｇ（グラム）である。
【００１４】
一般に、４５０ｇ程度即ち鋳物特にダイカスト製品として多くを占める１ｋｇ（キログラム）程度以下の金属製品を誘導加熱するには、ＩＨコイル２から金属製品までの距離（ギャップ）は、ギャップが大きすぎると加熱効率が悪化することから、２０ミリメートル（ｍｍ）ないし３０ｍｍ程度とされる。
これに対し、ブリスター試験機１によるブリスター試験では、ギャップが５０ｍｍと大きくされている。尚、ギャップは、３２ｍｍ以上あるいは３５ｍｍ，４０ｍｍ，又は４５ｍｍ以上であっても良いし、１５０ｍｍ以下あるいは１２０ｍｍ，１００ｍｍ，又は８０ｍｍ以下であっても良い。
【００１５】
制御手段は、インバータ電源４及び整合回路６を周期情報に基づき制御して、サンプルＳＡをＩＨコイル２により誘導加熱する（ステップＳ１）。ＩＨコイル２における出力周波数は、ここでは１０．１ｋＨｚ（キロヘルツ）であるが、他の値であっても良い。
制御手段は、初期では、ＩＨコイル２に対し、上記所定電力である２４ｋＷを１２秒間供給し、次いで上記特定電力（０ｋＷ）に基づき給電を８秒間停止することを繰り返す（ＩＨコイル２のオンオフ断続運転）。ＩＨコイル２の出力は、断続運転のオン時に上記所定電力により所定出力となり、断続運転のオフ時に上記特定電力により特定出力（出力０）となる。
ここでは、サンプルＳＡの温度分布を調査するため、温度センサ８はサンプルＳＡについて４個設けられており、円盤状のサンプルＳＡの表面における、円盤円周から４ｍｍ内側で正三角形の頂点にそれぞれ位置するような各周縁部（第１〜第３部分）、及び中心部（第４部分）に係る温度を検知する。制御手段は、サンプルＳＡの第２部分に係る温度を参照してＩＨコイル２の出力を制御し、４箇所の温度を記憶する。加えて、コイル冷却水入口（冷却前）の温度及びコイル冷却水出口（冷却後）の温度を検知する各温度センサ８、並びにブリスター試験機１の周囲温度を測定する温度センサ８が設けられる。制御手段は、コイル冷却水入口温度及びコイル冷却水入口温度並びに周辺温度も記憶する。
尚、温度センサ８の個数及び配置の少なくとも一方は、上述のもの以外のものとすることができる。又、制御手段による制御において参照する温度は、第１，第３，第４部分の内の何れかであっても良いし、これらの組合せの平均であっても良いし、サンプルＳＡから離れた部分（サンプルＳＡの周囲）の温度であっても良い。更に、各種の温度の内の少なくとも何れかは、記憶されなくても良い。
【００１６】
制御手段は、サンプルＳＡが軟化点に到達したことを把握すると（ステップＳ２でＹｅｓ）、電力低下情報に基づき、大電力情報に係る所定電力（オン時の電力）を９．６ｋＷに設定し直す（ステップＳ３）。すると、ＩＨコイル２のオン時の出力が軟化点到達前より低下し、サンプルＳＡの軟化点付近での温度維持に適した誘導加熱がなされる。
尚、所定電力に係る低電力への切替は、サンプルＳＡが軟化点に到達した直後に代えて、サンプルＳＡが軟化点に到達した供給電力の周期の次に到来する周期の最初に行われても良い。又、小電力情報に係る特定電力が０でない場合、上記所定電力の低下に合わせて当該特定電力が低下されても良いし、当該特定電力の低下は行わず当該特定電力が維持されても良い。
【００１７】
制御手段は、加熱開始から所定時間（例えば２２０秒）が経過すると、ＩＨコイル２の断続運転を停止して、サンプルＳＡの誘導加熱によるブリスター試験を完了する（ステップＳ４）。
【００１８】
図３は試験開始からの経過時間（横軸，秒）に対する電力（左縦軸，Ｗ）及び通算の電力量（右縦軸，Ｗｈ（ワット時））が示されるグラフであり、図４は経過時間（横軸，秒）に対する各種の温度（左縦軸，℃）が示されるグラフである。当該各種の温度は、サンプルＳＡの第１〜第４部分の温度，コイル冷却水入口温度，コイル冷却水出口温度，周囲温度である。
又、次の［表１］は、電力切替時とサンプルＳＡにおける温度の飽和時とにおける、運転開始からの経過時間、サンプルＳＡの第１〜第４部分の温度、及びそれらの内最大の温度と最小の温度との差（サンプル温度差）を示すものである。
【００１９】
【表１】
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【００２０】
加熱開始時のサンプルＳＡの温度（第１〜第４部分の平均即ちサンプル平均温度）は２０℃程度であり、断続運転されたＩＨコイル２による誘導加熱により、２分２０秒後にはサンプルＳＡの第２部分が軟化点（５３０℃）に到達している。
誘導加熱は、サンプルＳＡとＩＨコイル２とのギャップが小さいほど効率が良く、サンプルＳＡ中央部の第４部分が他の部分に比べて昇温し難い。ブリスター試験機１によるブリスター試験では、ギャップが５０ｍｍと大きくされているため、通常のギャップの場合に比べて加熱が穏やかであり、ＩＨコイル２に近いサンプルＳＡの端縁部とＩＨコイル２から遠いサンプルＳＡの中央部との温度差が緩和される。
又、断続運転により、ＩＨコイル２に近いサンプルＳＡ表面が急激に加熱されて、ブリスターの発生と関わりのない変質がサンプルＳＡに生じる事態が防止されるし、特にオフ時にサンプルＳＡ表面から内部への伝熱を待つことができ、サンプルＳＡの均一な加熱が促進される。ＩＨコイル２がオンオフの断続運転ではなく、大電力（例えば２４ｋＷ）と小電力（例えば１ｋＷ）との繰り返しによる大小切替運転であっても、断続運転と同様な効果が発揮され、又大小切替運転により断続運転時より速く加熱が行われる。
尚、図３において、時間が経過するほど大電力（所定電力）の大きさが僅かずつ大きくなっているが、これは時間の経過によりＩＨコイル２等がなじむことによる。
【００２１】
かような軟化点の到達により、所定電力が初期値（２４ｋＷ）から電力低下情報に係る値（９．６ｋＷ）に切り替えられる（経過時間２分２２秒）。このときのサンプル温度差は６６．３℃である。
所定電力を低く切り替えることにより、サンプルＳＡの温度が軟化点付近に維持され、サンプル温度差が緩和していく状態が維持される。
サンプルＳＡにおける温度の飽和が認められる付近でブリスター試験は終了可能であり、飽和時（経過時間３分４０秒）におけるサンプル温度差は４３．６℃に縮小されている。
【００２２】
このブリスター試験の完了後、サンプルＳＡが目視で観察され、サンプルＳＡの表面及び裏面にブリスターの発生が認められた。
ブリスターは、サンプルＳＡが均一に軟化点まで加熱されれば比較的短時間（サンプルＳＡの大きさ及び形状等にもよるが軟化点到達後１分程度）で発生する。よって、２．５分程度後の軟化点（目標温度）への到達及び１分間程度の維持により、３．５分間程度の加熱でブリスターがサンプルＳＡの全体に発生し得、ブリスター試験が完了する。尚、以上と異なり、サンプルＳＡが不均一に加熱されると、ある部分が軟化点以上となる一方で他の部分で軟化点に達しないこととなり、その軟化点に達しない部分においてブリスター試験が完全に行われないこととなる。又、サンプルＳＡがその融点以上に加熱されると、サンプルＳＡの少なくとも一部が融解して変形し、その変形した部分とブリスターとの区別がつかなかったり、ブリスター発生部分が融解したりして、検査の正確性が比較的に低くなる。
【００２３】
かようなブリスター試験機１は、次のような作用効果を奏する。
即ち、ブリスター試験機１は、内部にサンプルＳＡが配置されるＩＨコイル２と、ＩＨコイル２の出力を調節する制御手段と、を備えており、制御手段は、ＩＨコイル２の出力について、所定出力とした後で、当該所定出力より低い特定出力とすることを繰り返す。
よって、サンプルＳＡを加熱する熱源は、ＩＨコイル２であり、ブリスター試験機１の作動及び管理は容易且つ安全に行える。又、ブリスター試験機１が作動に際し排出するものはコイル冷却水及び至近距離のみ強度の大きい電磁波だけであり、環境への影響が低減される。更に、サンプルＳＡが、ＩＨコイル２に係る所定出力とこれより低い特定出力との繰り返しにより、なるべく均一であるように加熱されるため、検査時間が３．５分程度と短時間で済み、検査が正確に行える。
【００２４】
又、特定出力は０であり、ＩＨコイル２の出力は、断続的にオンオフされる。よって、サンプル温度差がより一層緩和する。
更に、制御手段は、所定出力について、サンプルＳＡの温度の軟化点への到達の前（２４ｋＷでの出力）に比べ、その到達の後で低くする（９．６ｋＷでの出力）。よって、サンプルＳＡの温度が軟化点付近に維持されながら、サンプル温度差が緩和される。
加えて、サンプルＳＡとＩＨコイル２との間の距離（ギャップ）が、３２ｍｍ以上である。よって、サンプル温度差が更に緩和される。
【００２５】
他方、ブリスター試験機１で実行可能なブリスター試験方法では、サンプルＳＡに対し、ＩＨコイル２による誘導加熱が、ＩＨコイル２の出力について、所定出力とした後で、当該所定出力より低い特定出力とすることを繰り返す状態で行われることで、サンプルＳＡが軟化点以上融点未満に加熱される。
よって、作動及び管理がより容易且つ安全に行え、より環境に優しく、サンプルＳＡが均一に加熱され、検査時間が比較的に短いブリスター試験方法が提供される。
【００２６】
又、特定出力は、０である。よって、サンプル温度差がより一層緩和する。
更に、所定出力は、サンプルＳＡの温度の軟化点への到達の前（２４ｋＷでの出力）に比べ、その到達の後で低くされる（９．６ｋＷでの出力）。よって、サンプルＳＡの温度が軟化点付近に維持されながら、サンプル温度差が緩和される。
加えて、サンプルＳＡとＩＨコイル２との間の距離（ギャップ）が、３２ｍｍ以上である。よって、サンプル温度差が更に緩和される。
【符号の説明】
【００２７】
１・・ブリスター試験機、２・・ＩＨコイル（コイル）、ＳＡ・・サンプル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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