(57)【要約】【課題】非晶質合金の連続鋳造方法および連続鋳造装置において、非晶質合金の成形品の生産効率を向上することができるようにする。【解決手段】連続鋳造装置５０を用いて、内部に成形用キャビティ部１ｂを備えた金型１を非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する金型加熱工程と、この金型加熱工程で加熱された金型１を不活性雰囲気に調整された充填室５に配置した状態で、金型１の成形用キャビティ部１ｂに、原材料合金を加熱溶解した溶湯２６を充填する溶湯充填工程と、この溶湯充填工程で溶湯２６が充填された金型１を、充填室５から充填室５とは別に設けられた冷却室６へ移動させる移動工程と、この移動工程で冷却室６に移動された金型１を、この金型１内の溶湯２６の冷却速度が原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、原材料合金の結晶化温度以下まで冷却する冷却工程とを行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質合金を連続的に製造する連続鋳造方法であって、
内部に成形用キャビティ部を備えた金型を前記非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する金型加熱工程と、
該金型加熱工程で加熱された前記金型を不活性雰囲気に調整された充填室に配置した状態で、前記金型の前記成形用キャビティ部に、前記原材料合金を加熱溶解した溶湯を充填する溶湯充填工程と、
該溶湯充填工程で前記溶湯が充填された前記金型を、前記充填室から該充填室とは別に設けられた冷却室へ移動させる移動工程と、
該移動工程で前記冷却室に移動された前記金型を、該金型内の前記溶湯の冷却速度が前記原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、前記原材料合金の結晶化温度以下まで冷却する冷却工程と
を備えることを特徴とする非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項２】
前記冷却工程では、
前記原材料合金の結晶化温度以下、かつ前記原材料合金のガラス遷移温度以上の温度領域で、前記金型内に充填された前記溶湯を加圧するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項３】
前記冷却工程の後に、
前記冷却室と別に設けられた徐冷室内で、前記冷却工程における冷却速度よりも小さい冷却速度で前記金型を冷却する徐冷工程を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項４】
前記冷却工程は、
前記金型の温度を検出し、該金型の温度の検出値が、前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の温度が前記原材料合金の結晶化温度以下の目標冷却温度となった後に、前記徐冷工程に移行することを特徴とする請求項３に記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項５】
前記冷却工程は、
前記金型の温度を検出し、該金型の温度の検出値が、前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の温度が前記原材料合金のガラス遷移温度以下の目標冷却温度となった後に、前記徐冷工程に移行することを特徴とする請求項３に記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項６】
前記冷却工程では、
前記金型を、前記原材料合金のガラス遷移温度以下まで冷却することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の非晶質合金の連続鋳造方法
【請求項７】
前記金型加熱工程は、
前記充填室と別に設けられた金型加熱室内で、前記金型を加熱することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項８】
前記金型加熱工程は、
前記金型の温度を検出することにより、前記金型の温度が前記原材料合金の融点以上となるように前記金型の温度制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項９】
前記溶湯充填工程は、
前記金型または前記溶湯の温度を検出することにより、前記溶湯の温度が前記原材料合金の融点以上になるように前記金型の温度制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項１０】
前記冷却工程は、
前記金型の温度を検出して前記金型の温度の時間変化から前記金型の冷却速度を算出し、該冷却速度が予め定められた目標冷却速度になるように前記金型の温度制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項１１】
前記溶湯充填工程は、
前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の充填状態を検出し、前記成形用キャビティ部に溶湯が充填されたことを検出した後、前記冷却工程に移行することを特徴とする請求項1から請求項１０のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法。
【請求項１２】
複数の金型を用いて非晶質合金を連続的に成形する非晶質合金の連続鋳造装置であって、
前記金型を前記非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する金型加熱部と、
不活性雰囲気に調整された充填室と、
前記金型を、前記充填室に配置された状態で、前記金型の内部に備えられた成形用キャビティ部に加熱溶解された前記原材料合金の溶湯を充填する溶湯充填部と、
前記溶湯充填部により前記溶湯が充填された金型を、該金型内の前記溶湯の冷却速度が前記原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、前記原材料合金の結晶化温度以下に冷却する冷却部を有し、前記充填室と別に設けられた冷却室と、
前記溶湯充填部により前記溶湯が充填された金型を、前記充填室から前記冷却室へ移動させる第１移動部と
を備えることを特徴とする非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項１３】
前記冷却室は、
前記金型内に充填された前記溶湯を加圧する加圧部を備えることを特徴とする請求項１２に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項１４】
前記冷却室と別に設けられた徐冷室と、
該徐冷室に設けられ、前記冷却部における冷却速度よりも小さい冷却速度で前記金型を冷却する徐冷部と、
前記冷却室から前記徐冷室に前記金型を移動させる第２移動部と
を備えることを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項１５】
前記冷却室における前記金型の温度を検出する金型温度検出部と、
該金型温度検出部によって検出された前記金型の温度が前記原材料合金の結晶化温度以下の目標冷却温度となったときに、前記第２移動部を駆動して、前記金型を前記冷却室から前記徐冷室に移動させる第２移動制御部と
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項１６】
前記冷却室における前記金型の温度を検出する金型温度検出部と、
該金型温度検出部によって検出された前記金型の温度の検出値が、前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の温度が前記原材料合金のガラス遷移温度以下の目標冷却温度となったときに、前記第２移動部を駆動して、前記金型を前記冷却室から前記徐冷室に移動させる第２移動制御部と
を備えることを特徴とする請求項１４に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項１７】
前記冷却部は、
前記金型を、前記原材料合金のガラス遷移温度以下まで冷却できるようにしたことを特徴とする請求項１２に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項１８】
前記金型加熱部は、前記充填室に配置された前記金型を前記非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する充填室金型加熱部を有し、
前記充填室は、該充填室に配置された金型の温度、または前記溶湯充填部によって前記金型に充填される前記溶湯の温度を検出する充填室温度検出部を有し、
さらに、該充填室温度検出部によって検出された前記金型の温度または前記溶湯の温度に基づいて、前記溶湯の温度が前記原材料合金の融点以上になるよう、前記充填室金型加熱部の加熱制御を行う充填室加熱温度制御部が備えられた
ことを特徴とする請求項１２から請求項１７のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項１９】
前記溶湯が充填される前の金型を予め加熱する金型加熱室が前記充填室とは別に設けられ、
前記金型加熱部は、前記金型加熱室内に配置された金型を前記非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する加熱室金型加熱部を有する
ことを特徴とする請求項１２から請求項１８のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項２０】
前記金型加熱室は、該金型加熱室に配置された金型の温度を検出する加熱室温度検出部を有し、
さらに、該加熱室温度検出部によって検出された前記金型の温度に基づいて、前記金型の温度が前記原材料合金の融点以上になるよう、前記加熱室金型加熱部の加熱制御を行う加熱室加熱温度制御部が備えられた
ことを特徴とする請求項１９に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項２１】
前記冷却室における前記金型の温度の時間変化を検出する金型冷却速度検出部と、
該金型冷却速度検出部によって検出された前記金型の温度の時間変化から冷却速度を算出し、該冷却速度が予め定められた目標冷却速度となるように前記冷却部の制御を行う冷却温度制御部と
を備えることを特徴とする請求項１２から請求項２０のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項２２】
複数の原材料合金に対応してそれぞれの結晶化温度を記憶するデータ記憶部と、
成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、
該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記結晶化温度を選択するデータ選択部とを備え、
前記第２移動制御部は、前記データ選択部によって選択された前記結晶化温度を前記成形に用いる原材料合金の結晶化温度として、前記第２移動部の駆動制御を行う
ことを特徴とする請求項１５に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項２３】
複数の原材料合金に対応してそれぞれのガラス遷移温度を記憶するデータ記憶部と、
成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、
該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記ガラス遷移温度を選択するデータ選択部とを備え、
前記第２移動制御部は、前記データ選択部によって選択された前記ガラス遷移温度を前記成形に用いる原材料合金のガラス遷移温度として、前記第２移動部の駆動制御を行う
ことを特徴とする請求項１６に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項２４】
複数の原材料合金に対応してそれぞれの融点を記憶するデータ記憶部と、
成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、
該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記融点を選択するデータ選択部とを備え、
前記充填室加熱温度制御部は、前記データ選択部によって選択された前記融点を前記成形に用いる原材料合金の融点として、前記充填室金型加熱部の加熱制御を行う
ことを特徴とする請求項１８に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項２５】
複数の原材料合金に対応してそれぞれの融点を記憶するデータ記憶部と、
成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、
該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記融点を選択するデータ選択部とを備え、
前記加熱室加熱温度制御部は、前記データ選択部によって選択された前記融点を前記成形に用いる原材料合金の融点として、前記加熱室金型加熱部の加熱制御を行う
ことを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項２６】
複数の原材料合金に対応してそれぞれの目標冷却速度を記憶するデータ記憶部と、
成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、
該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記目標冷却速度を選択するデータ選択部とを備え、
前記冷却温度制御部は、前記データ選択部によって選択された前記目標冷却速度を前記成形に用いる原材料合金の目標冷却速度として、前記金型の温度制御を行う
ことを特徴とする請求項２１に記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【請求項２７】
前記充填室における前記成形用キャビティ部への前記溶湯の充填状態を検出する溶湯充填検出部と、
該溶湯充填検出部が前記成形用キャビティ部への前記溶湯の充填完了を検出したときに、前記第１移動部を駆動して、前記金型を前記充填室から前記冷却室に移動させる第１移動制御部と
を備えることを特徴とする請求項１２から請求項２６のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非晶質合金を連続的に製造する非晶質合金の連続鋳造方法および連続鋳造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、非晶質化された成形品を製造するために、非晶質合金の原材料を溶融させた溶湯を、非晶質合金の結晶化温度よりも低温の金型に射出することで、溶湯を急冷する鋳造方法が知られている。
例えば、特許文献１には、金型キャビティ内への鋳込み金属の充填が完了する手前で鋳込み金属が金型ゲートで凝固して充填不足を起こさないように、予め金型を５０℃〜１００℃に加熱した状態で溶融した非晶質合金材料を金型に注入し、鋳込まれると同時に金型を急速冷却する非晶質合金の冷却方法とその装置とが開示されている。
また、非晶質合金の鋳造に関する技術ではないが関連する技術として、特許文献２には、プラスチックレンズの射出成形を行うため、内部にキャビティが形成されるようそれぞれ一対の金型を有する複数のキャビティユニットを、所定の加熱ステーション、充填・緩和ステーション、徐冷ステーション、成形品取出しステーションの順に搬送し、キャビティに対応する形状の樹脂成形品を成形するようにした成形システムにあって、徐冷ステーションに、キャビティユニットを徐冷する徐冷ステージと、キャビティ内の温度分布を均一にしつつ徐冷ステージとは異なる冷却速度で徐冷する冷却ステージと、を設けたキャビティユニットの徐冷装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３０７５８９７号公報
【特許文献２】特開平６−１９０８８６号公報
【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、上記のような従来の非晶質合金の連続鋳造方法および連続鋳造装置には、以下のような問題があった。
特許文献１に記載の技術では、予め急冷に必要な温度よりも金型の温度を高くしておき、溶湯が鋳込まれると同時に急速冷却することによって、「金型ゲートにおける凝固が少し遅れるため、良好な溶湯の流れが確保され、溶湯の金型キャビティへの充填不良などがなくなる」とともに、「充填不足を生じることなく非晶質合金を得る事が可能」となるとされている。
しかしながら、金型の加熱および急冷は、金型内部に設けられた熱媒通過路および冷媒通過路にそれぞれ熱媒体および冷媒を供給することによって行うため、装置構成が複雑化しており、複数の金型を切り換えて連続的な鋳造を行える構成ではない。このため、成形品１個当たりの製造に要する時間は、１つの金型を加熱する温度調整の時間や、熱媒や冷媒を入れ替えたりする時間を含むため、生産効率をあまり高めることができないという問題がある。
また、金型の加熱温度は５０℃〜１００℃であって、鋳込まれる溶湯温度に比べてきわめて低温であり、溶湯凝固の進行の程度を低減することができるのみである。したがって、特に複雑な形状を有する成形品や、高精度の型転写精度が求められる精密部品や、径の小さな部品などは、溶湯の熱が金型に吸熱されて充填不良が生じ、製造できないという問題がある。
また、特許文献２に記載の徐冷装置では、加熱機構あるいは冷却機構を有しないキャビティユニット（金型）を、加熱ステーション、充填・緩和ステーション、徐冷ステーション、成形品取出しステーションの順に搬送して連続的に成形するため、金型の簡素化、小型化が可能となるとともに、複数の金型を用いて生産効率を向上することが可能となる。
しかしながら、この技術は、合成樹脂の射出成形において、型転写精度を向上するために保圧、徐冷を行う技術である。非晶質合金の鋳造においては、結晶化を起こさないように、溶湯を結晶化温度以下となるまで急冷しなければならないので、このような徐冷装置では、非晶質合金の鋳造を行うことはできないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、非晶質合金の成形品の生産効率を向上することができる非晶質合金の連続鋳造方法および連続鋳造装置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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、非晶質合金を連続的に製造する連続鋳造方法であって、内部に成形用キャビティ部を備えた金型を前記非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する金型加熱工程と、該金型加熱工程で加熱された前記金型を不活性雰囲気に調整された充填室に配置した状態で、前記金型の前記成形用キャビティ部に、前記原材料合金を加熱溶解した溶湯を充填する溶湯充填工程と、該溶湯充填工程で前記溶湯が充填された前記金型を、前記充填室から該充填室とは別に設けられた冷却室へ移動させる移動工程と、該移動工程で前記冷却室に移動された前記金型を、該金型内の前記溶湯の冷却速度が前記原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、前記原材料合金の結晶化温度以下まで冷却する冷却工程とを備える方法とする。
この発明によれば、金型加熱工程によって、金型を非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱し、溶湯充填工程によって、不活性雰囲気に調整された充填室に配置された金型の成形用キャビティ部に原材料合金の溶湯を充填する。このとき、溶湯凝固を起こすことなく液体状態の低粘度を保って、成形用キャビティ部内に隅々まで充填される。
次に、移動工程によって、溶湯が充填された金型を充填室から充填室とは別に設けられた冷却室に移動する。そして、冷却工程によって、冷却室に移動された金型を、金型内の溶湯の冷却速度が原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、原材料合金の結晶化温度以下まで冷却する。よって、結晶化を避けて非晶質合金の鋳造を行うことが可能となる。
なお、溶湯を結晶化を避けて非晶質化させるには、結晶化温度以下となるまでの冷却速度を、原材料合金の組成に応じて決まる所定の冷却速度（臨界冷却速度）以上とすればよい。
また、移動工程によって充填室を空けることができるので、冷却工程を行う間に、他の金型に対して、金型加熱工程および溶湯充填工程を並行して行うことができる。
以上の各工程を繰り返すことで、複数の金型を用いて連続的な非晶質合金の鋳造を行うことができ、生産効率が向上する。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記冷却工程では、前記原材料合金の結晶化温度以下、かつ前記原材料合金のガラス遷移温度以上の温度領域で、前記金型内に充填された前記溶湯を加圧するようにした方法とする。
この発明によれば、冷却工程において、原材料合金の結晶化温度以下、かつ原材料合金のガラス遷移温度以上の温度領域、すなわち、ガラス遷移領域（過冷却液体領域）で、金型内に充填された溶湯を加圧するため、溶湯の粘性が液体状態よりも高粘度となった状態でも、溶湯を成形用キャビティ部の内面に密着する状態を保つことができるので形状転写性が向上される。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記冷却工程の後に、前記冷却室と別に設けられた徐冷室内で、前記冷却工程における冷却速度よりも小さい冷却速度で前記金型を冷却する徐冷工程を行う方法とする。
この発明によれば、徐冷工程によって、冷却室と別に設けられた徐冷室で、冷却工程における冷却速度よりも小さい冷却速度で金型を冷却する。一般に金属やガラスに対し、加熱した後ゆっくり冷却することで残留応力を減少させる方法は、焼き鈍しとしてよく知られており、徐冷工程によって非晶質合金の残留応力を小さく抑えることができる。
また、冷却室を空けることができるので、徐冷工程を行う間に、他の金型に対して、冷却工程を並行して行うことができる。このため、連続して高い生産効率で鋳造することが可能となる。
また、金型の冷却を、非晶質化するための冷却工程と、金型から取り出せるまで固化させる徐冷工程とに分けて行うので、冷却制御により大きなエネルギーが必要な冷却工程に金型が滞留する時間が短縮化され、省エネルギーである。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記冷却工程は、前記金型の温度を検出し、該金型の温度の検出値が、前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の温度が前記原材料合金の結晶化温度以下の目標冷却温度となった後に、前記徐冷工程に移行する方法とする。
この発明によれば、冷却工程において、金型の温度を検出し、この金型の温度の検出値が、成形用キャビティ部内の溶湯の温度が原材料合金の結晶化温度以下の目標冷却温度となった後に、徐冷工程に移行するので、成形用キャビティ部内の溶湯が確実に非晶質化された状態で、徐冷工程へ金型を移動することができる。このため、冷却工程に要する時間や冷却制御に投入するエネルギーが、それぞれ最小限の状態で、結晶化されていない成形品を得ることができる。
ここで、目標冷却値は、金型の形状や温度検出を行う位置に応じて、原材料合金の結晶化温度以下の適宜値に設定することができる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項３に記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記冷却工程は、前記金型の温度を検出し、該金型の温度の検出値が、前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の温度が前記原材料合金のガラス遷移温度以下の目標冷却温度となった後に、前記徐冷工程に移行する方法とする。
この発明によれば、冷却工程において、金型の温度を検出し、この金型の温度の検出値が、成形用キャビティ部内の溶湯の温度が原材料合金のガラス遷移温度以下の目標冷却温度となった後に、徐冷工程に移行するので、成形用キャビティ部内の溶湯が確実にガラス遷移温度以下となって完全に固化された状態で、徐冷工程へ金型を送ることができる。このため、冷却工程後の金型の搬送時にも、金型内の成形品が形状変化するおそれがなくなり、搬送時の外力や衝撃の影響による成形品の形状不良や形状ばらつきをなくすことができる。
ここで、目標冷却値は、金型の形状や温度検出を行う位置に応じて、原材料合金のガラス遷移温度以下の適宜値に設定することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、請求項１または請求項２に記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記冷却工程では、前記金型を、前記原材料合金のガラス遷移温度以下まで冷却する方法とする。
この発明によれば、金型を原材料合金のガラス遷移温度以下まで冷却することによって、冷却工程で溶湯が完全に固化される。このため、冷却工程後の金型の搬送時にも、金型内の成形品が形状変化するおそれがなくなり、搬送時の外力や衝撃の影響による成形品の形状不良や形状ばらつきをなくすことができる。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記金型加熱工程は、前記充填室と別に設けられた金型加熱室内で、前記金型を加熱する方法とする。
この発明によれば、充填室とは別に設けられた金型加熱室内で、金型を加熱するので、溶湯充填工程と並行して、他の金型の金型加熱工程を行うことができる。このため、連続鋳造において待機時間を減らすことができ、より生産効率の向上につながる。
【００１３】
請求項８に記載の発明では、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記金型加熱工程は、前記金型の温度を検出することにより、前記金型の温度が前記原材料合金の融点以上となるように前記金型の温度制御を行う方法とする。
この発明によれば、金型加熱工程において、金型の温度を検出し、金型の温度が原材料合金の融点以上となるように金型の温度制御を行うので、金型の温度を検出しない場合に比べて、融点に近い温度を目標温度に設定しても、確実に金型を融点以上に加熱することができる。そのため、加熱時間および加熱エネルギーを低減することができる。
【００１４】
請求項９に記載の発明では、請求項１から請求項８のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記溶湯充填工程は、前記金型または前記溶湯の温度を検出することにより、前記溶湯の温度が前記原材料合金の融点以上になるように前記金型の温度制御を行う方法とする。
この発明によれば、溶湯充填工程において、金型の温度または溶湯の温度を検出し、溶湯の温度が原材料合金の融点以上となるように金型の温度制御を行うので、充填室に配置された金型の温度が原材料合金の融点より低い場合でも、溶湯の充填時に確実に金型の温度を融点以上にすることができる。
したがって、金型加熱工程における金型の温度設定は、金型を充填室内に配置するまでの温度低下を考慮しなくてもよいので、このような温度低下を見込んで金型加熱工程における加熱目標温度を過大に設定する場合に比べて、加熱時間および加熱エネルギーを低減することができる。
【００１５】
請求項１０に記載の発明では、請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記冷却工程は、前記金型の温度を検出して前記金型の温度の時間変化から前記金型の冷却速度を算出し、該冷却速度が予め定められた目標冷却速度になるように前記金型の温度制御を行う方法とする。
この発明によれば、冷却工程において、金型の温度を検出して金型の温度の時間変化から金型の冷却速度を算出して、冷却速度が予め定められた目標冷却速度になるように金型の温度制御を行うので、溶湯を確実に非晶質化することができる。
ここで、目標冷却速度は、原材料合金の組成によって決まる臨界冷却速度以上の冷却速度が得られるように設定する。
【００１６】
請求項１１に記載の発明では、請求項1から請求項１０のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造方法において、前記溶湯充填工程は、前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の充填状態を検出し、前記成形用キャビティ部に溶湯が充填されたことを検出した後、前記冷却工程に移行する方法とする。
この発明によれば、溶湯充填工程において、成形用キャビティ部内の溶湯の充填状態を検出し、成形用キャビティ部に溶湯が充填されたことを検出した後、冷却工程に移行するので、溶湯が確実に充填された後、迅速に冷却工程に移行することができる。
【００１７】
請求項１２に記載の発明では、複数の金型を用いて非晶質合金を連続的に成形する非晶質合金の連続鋳造装置であって、前記金型を前記非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する金型加熱部と、不活性雰囲気に調整された充填室と、前記金型を、前記充填室に配置された状態で、前記金型の内部に備えられた成形用キャビティ部に加熱溶解された前記原材料合金の溶湯を充填する溶湯充填部と、前記溶湯充填部により前記溶湯が充填された金型を、該金型内の前記溶湯該金型内の前記溶湯の冷却速度が前記原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、前記原材料合金の結晶化温度以下に冷却する冷却部を有し、前記充填室と別に設けられた冷却室と、前記溶湯充填部により前記溶湯が充填された金型を、前記充填室から前記冷却室へ移動させる第１移動部とを備える構成とする。
この発明によれば、金型加熱部によって、金型を非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱し、金型を不活性雰囲気に調整された充填室に配置する。そして、溶湯充填部によって、充填室に配置された金型の成形用キャビティ部に原材料合金の溶湯を充填する。このため、溶湯は凝固を起こすことなく液体状態の低粘度を保っているため、溶湯は、成形用キャビティ部の内面に沿って容易に移動し、成形用キャビティ部の内面に密着しつつ成形用キャビティ部内に隅々まで充填されていく。
次に、第１移動部によって、溶湯が充填された金型を充填室から充填室とは別に設けられた冷却室に移動する。そして、冷却部によって、冷却室に移動された金型を、金型内の溶湯の冷却速度が原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、原材料合金の結晶化温度以下まで冷却する。
以上を繰り返すことで、複数の金型を用いて連続的な非晶質合金の鋳造を行うことができる。
また、第１移動部によって充填室を空けることができるので、冷却室で冷却を行う間に、他の金型に対して、充填室で行う溶湯の充填を並行して行うことができ、生産効率が向上する。
なお、溶湯を非晶質化させるには、結晶化温度以下となるまでの冷却速度を、原材料合金の組成に応じて決まる所定の冷却速度（臨界冷却速度）以上とすればよい。
また、この発明は、請求項１に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項１に記載の発明と同様の作用を備える。
【００１８】
請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記冷却室は、前記金型内に充填された前記溶湯を加圧する加圧部を備える構成とする。
この発明によれば、請求項２に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項２に記載の発明と同様の作用を備える。
【００１９】
請求項１４に記載の発明では、請求項１２または請求項１３に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記冷却室と別に設けられた徐冷室と、該徐冷室に設けられ、前記冷却部における冷却速度よりも小さい冷却速度で前記金型を冷却する徐冷部と、前記冷却室から前記徐冷室に前記金型を移動させる第２移動部とを備える構成とする。
この発明によれば、第２移動部によって金型を冷却室から冷却室と別に設けられた徐冷室に移動して、徐冷室内で徐冷部によって冷却部における冷却速度よりも小さい冷却速度で金型を冷却することができる。このため、非晶質合金の残留応力を小さく抑えることができる。
また、第２移動部によって金型を徐冷室に移動した後は、冷却室を空けることができるので、徐冷室で徐冷を行う間に、他の金型に対して、冷却室での冷却を並行して行うことができる。このため、連続して高い生産効率で鋳造することが可能となる。
また、金型の冷却を、非晶質化するための冷却部による冷却と、金型から取り出せるまで固化させる徐冷部による冷却とに分けて行うことができるので、冷却制御により大きなエネルギーが必要な冷却室に金型が滞留する時間が短縮化されるため省エネルギーとなる。
また、この発明は、請求項３に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項３に記載の発明と同様の作用を備える。
【００２０】
請求項１５に記載の発明では、請求項１４に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記冷却室における前記金型の温度を検出する金型温度検出部と、該金型温度検出部によって検出された前記金型の温度の検出値が、前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の温度が前記原材料合金の結晶化温度以下の目標冷却温度となったときに、前記第２移動部を駆動して、前記金型を前記冷却室から前記徐冷室に移動させる第２移動制御部とを備える構成とする。
この発明によれば、請求項４に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項４に記載の発明と同様の作用を備える。
【００２１】
請求項１６に記載の発明では、請求項１４に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記冷却室における前記金型の温度を検出する金型温度検出部と、該金型温度検出部によって検出された前記金型の温度の検出値が、前記成形用キャビティ部内の前記溶湯の温度が前記原材料合金のガラス遷移温度以下の目標冷却温度となったときに、前記第２移動部を駆動して、前記金型を前記冷却室から前記徐冷室に移動させる第２移動制御部とを備える構成とする。
この発明によれば、請求項５に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項５に記載の発明と同様の作用を備える。
【００２２】
請求項１７に記載の発明では、請求項１２に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記冷却部は、前記金型を、前記原材料合金のガラス遷移温度以下まで冷却できるようにした構成とする。
この発明によれば、請求項６に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項６に記載の発明と同様の作用を備える。
【００２３】
請求項１８に記載の発明では、請求項１２から請求項１７のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記金型加熱部は、前記充填室に配置された前記金型を前記非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する充填室金型加熱部を有し、前記充填室は、該充填室に配置された金型の温度、または前記溶湯充填部によって前記金型に充填される前記溶湯の温度を検出する充填室温度検出部を有し、さらに、該充填室温度検出部によって検出された前記金型の温度または前記溶湯の温度に基づいて、前記溶湯の温度が前記原材料合金の融点以上になるよう、前記充填室金型加熱部の加熱制御を行う充填室加熱温度制御部が備えられた構成とする。
この発明によれば、充填室に配置された金型に溶湯充填部によって溶湯を充填する際、充填室温度検出部によって、金型の温度または溶湯の温度を検出する。そして、この充填室温度検出部によって検出された金型の温度または溶湯の温度に基づいて、充填室加熱温度制御部によって充填室金型加熱部の加熱制御を行い、溶湯の温度が原材料合金の融点以上となるように金型の温度制御を行うことができる。このため、充填室に配置された金型の温度が原材料合金の融点より低い場合でも、溶湯の充填時に確実に金型の温度を融点以上にすることができる。
したがって、金型加熱部によって、充填室に金型を配置する前に金型を加熱する場合にも、金型を充填室内に配置するまでの温度低下を考慮しなくてもよいので、このような温度低下を見込んで充填室に配置する前の加熱目標温度を過大に設定する場合に比べて、加熱時間および加熱エネルギーを低減することができる。
また、この発明は、請求項９に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項９に記載の発明と同様の作用を備える。
【００２４】
請求項１９に記載の発明では、請求項１２から請求項１８のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記溶湯が充填される前の金型を予め加熱する金型加熱室が前記充填室とは別に設けられ、前記金型加熱部は、前記金型加熱室内に配置された金型を前記非晶質合金の原材料合金の融点以上に加熱する加熱室金型加熱部を有する構成とする。
この発明によれば、充填室とは別に設けられた金型加熱室内で、加熱室金型加熱部によって、金型を加熱することができるので、充填室で溶湯充填部によって溶湯の充填を行うのと並行して、他の金型を加熱しておくことができる。このため、連続鋳造において待機時間を減らすことができ、より生産効率の向上につながる。
また、この発明は、請求項７に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項７に記載の発明と同様の作用を備える。
【００２５】
請求項２０に記載の発明では、請求項１９に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記金型加熱室は、該金型加熱室に配置された金型の温度を検出する加熱室温度検出部を有し、さらに、該加熱室温度検出部によって検出された前記金型の温度に基づいて、前記金型の温度が前記原材料合金の融点以上になるよう、前記加熱室金型加熱部の加熱制御を行う加熱室加熱温度制御部が備えられた構成とする。
この発明によれば、金型加熱室に配置された金型を加熱する際、加熱室温度検出部によって、金型の温度を検出する。そして、この加熱室温度検出部によって検出された金型の温度に基づいて、加熱室加熱温度制御部によって加熱室金型加熱部の加熱制御を行い、金型の温度が原材料合金の融点以上となるように金型の温度制御を行うことができる。このため、金型の温度を融点以上に確実に加熱するために目標加熱温度を過大に設定する場合に比べて、加熱時間および加熱エネルギーを低減することができる。
また、この発明は、請求項８に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項８に記載の発明と同様の作用を備える。
【００２６】
請求項２１に記載の発明では、請求項１２から請求項２０のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記冷却室における前記金型の温度の時間変化を検出する金型冷却速度検出部と、該金型冷却速度検出部によって検出された前記金型の温度の時間変化から冷却速度を算出し、該冷却速度が予め定められた目標冷却速度となるように前記冷却部の制御を行う冷却温度制御部とを備える構成とする。
この発明によれば、請求項１０に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項１０に記載の発明と同様の作用を備える。
【００２７】
請求項２２に記載の発明では、請求項１５に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、複数の原材料合金に対応してそれぞれの結晶化温度を記憶するデータ記憶部と、成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記結晶化温度を選択するデータ選択部とを備え、前記第２移動制御部は、前記データ選択部によって選択された前記結晶化温度を前記成形に用いる原材料合金の結晶化温度として、前記第２移動部の駆動制御を行う構成とする。
この発明によれば、データ選択部によって、入力部で入力された原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、データ記憶部に記憶された結晶化温度から成形に用いる原材料合金の結晶化温度を選択することができる。そして、この結晶化温度に基づいて第２移動制御部による制御を行うことができる。
このため、多品種の非晶質合金の鋳造を行う場合でも、鋳造の条件設定を確実かつ容易に行うことができる。
【００２８】
請求項２３に記載の発明では、請求項１６に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、複数の原材料合金に対応してそれぞれのガラス遷移温度を記憶するデータ記憶部と、成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記ガラス遷移温度を選択するデータ選択部とを備え、前記第２移動制御部は、前記データ選択部によって選択された前記ガラス遷移温度を前記成形に用いる原材料合金のガラス遷移温度として、前記第２移動部の駆動制御を行う構成とする。
この発明によれば、データ選択部によって、入力部で入力された原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、データ記憶部に記憶されたガラス遷移温度から成形に用いる原材料合金のガラス遷移温度を選択することができる。そして、このガラス遷移温度に基づいて第２移動制御部による制御を行うことができる。
このため、多品種の非晶質合金の鋳造を行う場合でも、鋳造の条件設定を確実かつ容易に行うことができる。
【００２９】
請求項２４に記載の発明では、請求項１８に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、複数の原材料合金に対応してそれぞれの融点を記憶するデータ記憶部と、成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記融点を選択するデータ選択部とを備え、前記充填室加熱温度制御部は、前記データ選択部によって選択された前記融点を前記成形に用いる原材料合金の融点として、前記充填室金型加熱部の加熱制御を行う構成とする。
この発明によれば、データ選択部によって、入力部で入力された原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、データ記憶部に記憶された融点から成形に用いる原材料合金の融点を選択することができる。そして、この融点に基づいて充填室加熱温度制御部による制御を行うことができる。
このため、多品種の非晶質合金の鋳造を行う場合でも、鋳造の条件設定を確実かつ容易に行うことができる。
【００３０】
請求項２５に記載の発明では、請求項１９または請求項２０に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、複数の原材料合金に対応してそれぞれの融点を記憶するデータ記憶部と、成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記融点を選択するデータ選択部とを備え、前記加熱室加熱温度制御部は、前記データ選択部によって選択された前記融点を前記成形に用いる原材料合金の融点として、前記加熱室金型加熱部の加熱制御を行う構成とする。
この発明によれば、データ選択部によって、入力部で入力された原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、データ記憶部に記憶された融点から成形に用いる原材料合金の融点を選択することができる。そして、この融点に基づいて加熱室加熱温度制御部による制御を行うことができる。
このため、多品種の非晶質合金の鋳造を行う場合でも、鋳造の条件設定を確実かつ容易に行うことができる。
【００３１】
請求項２６に記載の発明では、請求項２１に記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、複数の原材料合金に対応してそれぞれの目標冷却速度を記憶するデータ記憶部と、成形に用いる原材料合金の名称または種類の情報を入力する入力部と、該入力部を通して入力された前記原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、前記データ記憶部から前記目標冷却速度を選択するデータ選択部とを備え、前記冷却温度制御部は、前記データ選択部によって選択された前記目標冷却速度を前記成形に用いる原材料合金の目標冷却速度として、前記金型の温度制御を行う構成とする。
この発明によれば、データ選択部によって、入力部で入力された原材料合金の名称または種類の情報に基づいて、データ記憶部に記憶された目標冷却温度から成形に用いる原材料合金の目標冷却温度を選択することができる。そして、この目標冷却温度に基づいて冷却温度制御部による制御を行うことができる。
このため、多品種の非晶質合金の鋳造を行う場合でも、鋳造の条件設定を確実かつ容易に行うことができる。
【００３２】
請求項２７に記載の発明では、請求項１２から請求項２６のいずれか一つに記載の非晶質合金の連続鋳造装置において、前記充填室における前記成形用キャビティ部への前記溶湯の充填状態を検出する溶湯充填検出部と、該溶湯充填検出部が前記成形用キャビティ部への前記溶湯の充填完了を検出したときに、前記第１移動部を駆動して、前記金型を前記充填室から前記冷却室に移動させる第１移動制御部とを備える構成とする。
この発明によれば、第１移動制御部によって、溶湯充填検出部が成形用キャビティ部への溶湯の充填完了を検出したときに、第１移動部を駆動するので、溶湯が確実に充填された後、迅速に冷却部による冷却を行うことができる。
また、この発明は、請求項１１に記載の非晶質合金の連続鋳造方法を行うための装置の発明となっているので、請求項１１に記載の発明と同様の作用を備える。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の非晶質合金の連続鋳造方法および連続鋳造装置によれば、充填室で金型に溶湯を充填してから、金型を充填室とは別に設けられた冷却室に移動して、金型内の溶湯の冷却速度が原材料合金の臨界冷却速度以上を保持することができるので、複数の金型を用い連続して非晶質合金の鋳造を行うことができ、非晶質合金の成形品の生産効率を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造装置の概略構成を示す模式的な平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の充填室の溶湯充填の前後の様子を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造装置の制御ユニットの機能ブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の各温度制御部の機能ブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の連続鋳造方法における金型の温度変化の一例を示す模式的なグラフである。
【図７】本発明の第１の実施形態の第１変形例の連続鋳造装置の加圧部の構成を示す断面図、および加圧時の動作説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の第２変形例の金型搬送機構および移動制御部の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る連続鋳造装置の主要部の構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る連続鋳造装置の主要部の構成を示す断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る連続鋳造装置の主要部の構成を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態の組合せによる連続鋳造装置の変形例の主要部の構成を示す断面図である。
【図１３】実施例１における金型温度の変化を示す模式的なグラフである。
【図１４】実施例２における金型温度の変化を示す模式的なグラフである。
【図１５】比較例における金型温度の変化を示す模式的なグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００３６】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造装置の概略構成を示す模式的な平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の充填室の溶湯充填の前後の様子を示す模式的な断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る連続鋳造装置の制御ユニットの機能ブロック図である。図５は、本発明の第１の実施形態の各温度制御部の機能ブロック図である。
なお、各図は、模式図のため、見易いように寸法比を適宜誇張して描いている（以下の図面も同じ）。
【００３７】
本実施形態の連続鋳造装置５０は、図１に示すように、複数の金型１を用いて非晶質合金を連続的に成形するものである。
非晶質合金とは、複数の金属元素が結晶構造を形成せずに凝固（アモルファス化）した合金のことである。非晶質合金は、複数の金属元素からなる非晶質合金原料を融点Ｔｍ以上に加熱溶解した溶湯を、結晶化温度ＴＸ以下になるまで急速冷却することにより形成される。非晶質合金は、通常の結晶金属に見受けられるような結晶粒界を有さず、結晶粒界を起因とした粒界腐食（結晶粒界に沿って腐食が進行する現象）を生じないことから、耐食性に優れている。
非晶質合金原材料から非晶質合金を成形するには、溶湯が急速冷却される必要がある。必要な冷却速度より遅い速度で部分的に冷却されると、この部分が結晶化状態で固化されるため、全体として非晶質合金の性能が劣化してしまう。
【００３８】
非晶質合金の例としては、例えば、チタン（Ｔｉ）基合金、鉄（Ｆｅ）基合金、ジルコニウム（Ｚｒ）基合金、マグネシウム（Ｍｇ）基合金などを挙げることができる。
金属ガラスと称されるアモルファス合金は、ガラス遷移温度Ｔgが結晶化温度Ｔxよりも低温側に存在し、安定な過冷却液体温度域ΔＴx（＝Ｔx−Ｔg）が存在する。
このような金属ガラスは、結晶金属のような凝固収縮を生じないことから、成形金型に対する高精度な転写性を有し、さらにガラス遷移領域では、例えば１０ＭＰａよりも低い圧力でも容易に変形されるため、ガラスのような熱間プレス加工も可能である。そのため、成形品の形状自由度、寸法精度、生産性に優れている。また、金属ガラスは、その物性として低ヤング率・高強度であり、さらに熱に対して低膨張である。
このような金属ガラスの例として、例えば、Ｚｒ５５Ｃｕ３０Ａｌ１０Ｎｉ５の組成を有する金属ガラス（Ｔｍ＝７５０（℃）、ＴＸ＝４９０（℃）、Ｔｇ＝４００（℃））や、Ｚｒ５０Ｃｕ４０Ａｌ１０の組成を有する金属ガラス（Ｔｍ＝７５０（℃）、ＴＸ＝５２０（℃）、Ｔｇ＝４３０（℃））を挙げることができる（実施例の表１参照）。これらの金属ガラスは、１０℃／ｓ以上の冷却速度で結晶化温度ＴＸ以下に急冷すると非晶質化されることが知られている。
【００３９】
金型１は、本実施形態では一例として、円形状の金型底面１ｃに平行な金型上面１ｄとの間に、円筒面状の金型側面１ｅを有する全体として円柱状の外形を有する金型本体の内部に成形用キャビティ部１ｂが形成されている。金型上面１ｄの中心部には、金型上面１ｄから成形用キャビティ部１ｂに上下方向に貫通する充填口１ａが設けられている。
充填口１ａの上端部には、溶湯の落下充填を容易にするため、上方に拡径されたテーパ部１ｇが設けられている。
成形用キャビティ部１ｂは、成形品の外形に応じて適宜の形状に形成されるもので、図２の形状は一例である。また、本実施形態では、成形用キャビティ部１ｂの内部に中子１ｆが設けられ、薄肉の複雑な立体形状を有する成形品が成形できるようになっている。
【００４０】
金型１の材質は、非結晶合金原材料の融点Ｔｍ以上の連続加熱に耐えることができ、かつ急速に冷却できるように高い熱伝導率を有する材質であれば、適宜の材質を採用することができる。本実施形態では、炭化珪素（ＳｉＣ）（融点：３５００℃、熱伝導率：２５０Ｗ／（ｍ・Ｋ））を採用している。他の材質としては、例えば、カーボン、カーボンより表面が細かいグラッシーカーボン、および耐熱セラミックス等が挙げられる。
【００４１】
連続鋳造装置５０の概略構成は、図１に示すように、投入コンベアー２、入口ロードロック室３、金型加熱室４、充填室５、冷却室６、徐冷室７、出口ロードロック室８、出口コンベアー９、および離型ステージ１０からなる。また、図１、２には図示しないが、連続鋳造装置５０の制御を行うための制御ユニット６０が設けられている（図４参照）。
これらのうち、入口ロードロック室３、金型加熱室４、充填室５、冷却室６、徐冷室７、および出口ロードロック室８は、この順に直列に配置され、隣接部分で連結されている。この各連結部の内部には開口が設けられ、図２に示すように、金型１を搬送可能な均一高さの床面上で金型１が入口ロードロック室３から出口ロードロック室８に向かう一定の搬送方向Ｂに沿って搬送できるようになっている。
【００４２】
投入コンベアー２は、金型１を搬送方向Ｂに対する側方から入口ロードロック室３に投入するための機構である。本実施形態では、図１に示すように、搬送方向Ｂに向かって右側から、矢印Ｃに沿って金型１を搬送できるようになっている。
投入コンベアー２の搬送開始側の端部には、金型１を投入コンベアー２上に載置する金型追加機構１２が設置されている。
投入コンベアー２は、制御ユニット６０に電気的に接続され、制御ユニット６０によって、投入動作が制御される。
【００４３】
入口ロードロック室３は、投入コンベアー２から投入された金型１をロードロック室床面３ｃ上に移動可能に載置して室内に収容し、室内を外部の大気雰囲気から減圧不活性雰囲気に調整するものである。
隣接する投入コンベアー２および金型加熱室４との間における各開口には、これら開口を開閉する入口シャッター３ａおよび加熱室入口シャッター４ａが設けられている。これにより、入口シャッター３ａおよび加熱室入口シャッター４ａが閉じられた状態では、入口ロードロック室３は気密に保たれ、雰囲気制御機構７０（図４参照）によって内部を減圧不活性雰囲気に置換できるようになっている。
本実施形態の雰囲気制御機構７０は、真空ポンプおよびアルゴン（Ａｒ）ガス供給機構を備え、入口ロードロック室３内を、例えば、１．０×１０−４Ｐａまで減圧した後、Ａｒガスを注入して５０ｋＰａ程度の減圧不活性雰囲気に設定できるようになっている。本実施形態では、この減圧不活性雰囲気の条件は、金型加熱室４、充填室５、冷却室６、徐冷室７、および出口ロードロック室８内に形成する減圧不活性雰囲気の条件と共通である。
入口シャッター３ａ、加熱室入口シャッター４ａは、制御ユニット６０と電気的に接続され、制御ユニット６０からの制御信号に応じてそれぞれの開閉動作が制御される。
【００４４】
また、入口ロードロック室３には、加熱室入口シャッター４ａが開放されたときに、入口ロードロック室３内の金型１を搬送方向Ｂに沿う水平方向に押し出して、金型加熱室４内に投入する金型投入機構３ｂが設けられている。金型投入機構３ｂは、制御ユニット６０と電気的に接続され、制御ユニット６０からの制御信号に応じて駆動される。
【００４５】
金型加熱室４は、金型投入機構３ｂによって入口ロードロック室３から投入された金型１を、非晶質合金原材料の融点Ｔｍ以上の温度に加熱する密閉可能な空間であり、加熱室入口シャッター４ａに対向する側面の開口には、この開口を開閉する充填室入口シャッター５ａが設けられている。これにより、加熱室入口シャッター４ａおよび充填室入口シャッター５ａが閉じられた状態では、金型加熱室４は気密に保たれ、入口ロードロック室３と同様に、雰囲気制御機構７０（図４参照）によって内部を減圧不活性雰囲気に置換できるようになっている。ただし、本実施形態では、入口ロードロック室３が減圧不活性雰囲気とされてから、加熱室入口シャッター４ａを開放するように制御されるので、連続成形を行う間は、金型加熱室４の雰囲気制御機構７０は減圧不活性雰囲気を維持するだけでよい。
充填室入口シャッター５ａは、制御ユニット６０と電気的に接続され、制御ユニット６０からの制御信号に応じて開閉動作が制御される。
【００４６】
金型１を加熱する金型加熱部としては、上面がロードロック室床面３ｃと同高さに設置されて金型加熱室４の床面を構成する下側ヒートプレート４ｂ（加熱室金型加熱部）と、下側ヒートプレート４ｂの上方に対向して設けられた上側ヒートプレート４ｄ（加熱室金型加熱部）とを備えている。
上側ヒートプレート４ｄは、金型加熱室４の上面の外側に設けられた昇降シリンダー２０によって、上下移動可能に保持されており、これにより、下側ヒートプレート４ｂ上に配置された金型１を、下側ヒートプレート４ｂおよび上側ヒートプレート４ｄによって上下方向から挟持できるようになっている。
下側ヒートプレート４ｂおよび上側ヒートプレート４ｄの材質は、熱伝導性に優れる適宜の材質、例えば、アルミナやＳｉＣなどのセラミックスを好適に採用することができる。そして、それぞれの内部には、ヒータ２３と、下側ヒートプレート４ｂおよび上側ヒートプレート４ｄの温度を検出するためのプレート温度センサー２２とが、それぞれ埋め込まれている。
本実施形態では、ヒータ２３は、応答性に優れ、かつ１０００℃にまで加熱できるＳｉＣヒータを採用している。また、プレート温度センサー２２は、熱電対を用いたセンサーを採用している。
なお、下側ヒートプレート４ｂ、上側ヒートプレート４ｄの大きさは、それぞれの材質の熱伝導率や、ヒータ２３の応答性を考慮して、金型１の温度を必要な加熱速度で加熱するために必要な大きさ、熱容量に設定される。
ヒータ２３およびプレート温度センサー２２は、それぞれ制御ユニット６０に電気的に接続されている。
【００４７】
また、下側ヒートプレート４ｂの内部には、加熱室温度検出部（金型温度検出部）として、入口ロードロック室３から移動された金型１が配置される範囲内で、上面側に進退可能とされ、かつ下側ヒートプレート４ｂ上の金型１の金型底面１ｃに下方側から当接可能とされた金型温度センサー２１が設けられている。
また、上側ヒートプレート４ｄの内部には、加熱室温度検出部（金型温度検出部）として、入口ロードロック室３から移動された金型１が配置される範囲内で、下面側に進退可能とされ、かつ下側ヒートプレート４ｂ上に配置された金型１を挟持する際に、金型上面１ｄに上方側から当接可能とされた金型温度センサー２１が設けられている。
本実施形態では、各金型温度センサー２１、熱電対を用いたセンサーを採用している。また、各金型温度センサー２１は、制御ユニット６０に電気的に接続されている。
各金型温度センサー２１の進退機構は、金型１の温度測定時に金型底面１ｃまたは金型上面１ｄに一定圧力で当て付け、金型１の移動時に下側ヒートプレート４ｂまたは上側ヒートプレート４ｄの内部において金型１と接触しない位置に退避できれば、適宜の進退機構を採用することができる。例えば、スプリングやガス圧を用いた進退機構を採用することができる。
【００４８】
また、金型加熱室４の内部には、充填室入口シャッター５ａが開放されたときに、金型加熱室４内の金型１の金型側面１ｅを押圧して、搬送方向Ｂに沿う水平方向に押し出すことにより、金型１を充填室５内に移動させる加熱室移動部３０Ａが設けられている。
本実施形態の加熱室移動部３０Ａは、図１に示すように、金型加熱室４等の側方の外部に設けられたロッド状の搬送ガイド部３０ｂによって支持され、搬送方向Ｂに沿って進退する１軸アクチュエータからなる搬送駆動部３０ｃによって、一定タクト時間Δｔで周期的に駆動される。
また、加熱室移動部３０Ａは、金型１の移動経路に対して進退可能に設けられ、例えば、金型１が入口ロードロック室３から投入される際や金型１を加熱する際など、金型１を押圧して移動させる際を除いては、移動経路および金型１の近傍から退避できるようになっている。
金型１を充填室５内に移動させた加熱室移動部３０Ａは、金型１の移動経路から退避した状態で、搬送駆動部３０ｃによって駆動開始前の位置に復帰される。
加熱室移動部３０Ａは、制御ユニット６０と電気的に接続され、制御ユニット６０からの制御信号に応じて駆動される。
【００４９】
充填室５は、加熱室移動部３０Ａによって金型加熱室４から移動された金型１を、非晶質合金原材料の融点Ｔｍ以上の温度に加熱するとともに、非晶質合金原材料を溶解させた溶湯２６を上方側から充填口１ａに充填するための密閉可能な空間を構成するものであり、充填室入口シャッター５ａに対向する側面の開口には、この開口を開閉する冷却室入口シャッター６ａが設けられている。これにより、充填室入口シャッター５ａおよび冷却室入口シャッター６ａが閉じられた状態では、充填室５は気密に保たれ、入口ロードロック室３と同様に、雰囲気制御機構７０（図４参照）によって内部を減圧不活性雰囲気に置換できるようになっている。ただし、本実施形態では、入口ロードロック室３が減圧不活性雰囲気とされてから、充填室入口シャッター５ａを開放するように制御されるので、連続成形を行う間は、充填室５の雰囲気制御機構７０は減圧不活性雰囲気を維持するだけでよい。
冷却室入口シャッター６ａは、制御ユニット６０と電気的に接続され、制御ユニット６０からの制御信号に応じて開閉動作が制御される。
【００５０】
充填室５において金型１を加熱する金型加熱部としては、上面が下側ヒートプレート４ｂの上面と同高さに設置されて、充填室５の床面を構成するヒートプレート５ｂ（充填室金型加熱部）を備えている。
本実施形態のヒートプレート５ｂは、下側ヒートプレート４ｂと同様の構成を有し、内部に、ヒータ２３、プレート温度センサー２２、および充填室温度検出部（金型温度検出部）として金型温度センサー２１を備えている。
ヒータ２３、プレート温度センサー２２、および金型温度センサー２１は、制御ユニット６０に電気的に接続されている。
【００５１】
また、充填室５の内部の下側には、冷却室入口シャッター６ａが開放されたときに、金型加熱室４内の金型１の金型側面１ｅを押圧して、搬送方向Ｂに沿う水平方向に押し出すことにより、金型１を冷却室６内に移動させる充填室移動部３０Ｂ（第１移動部）が設けられている。
本実施形態の充填室移動部３０Ｂは、図１に示すように、加熱室移動部３０Ａと同様に、搬送ガイド部３０ｂによって支持されている。そして搬送駆動部３０ｃによって一定タクト時間Δｔで駆動されるとともに、金型１の移動経路に対して進退可能に設けられ、金型１を冷却室６に移動させた後、駆動開始前の位置に復帰できるようになっている。
【００５２】
また、充填室５の内部の上側には、金型加熱室４から移動された金型１の配置位置において、充填口１ａの上方となる位置に、金型１に充填する非晶質合金原材料を溶解させるための高周波誘導加熱コイル２４が設けられている。高周波誘導加熱コイル２４は、制御ユニット６０に電気的に接続され、高周波誘導加熱コイル２４への電力供給が制御されるようになっている。
また、高周波誘導加熱コイル２４の上方には、金型１に充填すべき非晶質合金原材料を秤量してブロック状とした原材料合金を、順番に高周波誘導加熱コイル２４内に供給するストッカー２５が設けられている。
ストッカー２５は、制御ユニット６０に電気的に接続され、制御ユニット６０からの制御信号に応じて原材料合金を高周波誘導加熱コイル２４の内側に落下させて供給できるようになっている。
このような構成により、ストッカー２５から原材料合金が落下されると、高周波誘導加熱コイル２４に供給される電流による電磁力によって、非結晶合金原材料が誘導浮揚させながら、原材料合金の融点Ｔｍ以上に誘導加熱して、原材料合金の溶湯２６を形成することができる。
また、高周波誘導加熱コイル２４への電流供給を停止すると、溶湯２６は自由落下し、充填口１ａを通して融点Ｔｍ以上に加熱された金型１の成形用キャビティ部１ｂ内に充填される。
このため、高周波誘導加熱コイル２４は、成形用キャビティ部１ｂに加熱溶解された原材料合金の溶湯２６を充填する溶湯充填部を構成している。
【００５３】
ストッカー２５と高周波誘導加熱コイル２４との間の空間には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、充填室５の側面から保持アーム２７によって水平方向に進退可能に支持された放射温度計２８、および超音波センサー２９（溶湯充填検出部）が設けられている。
放射温度計２８は、保持アーム２７によって高周波誘導加熱コイル２４の中心上方に移動されたとき、下方側で高周波誘導加熱コイル２４によって誘導浮遊された原材料合金または溶湯２６の温度を非接触で測定するものである。放射温度計２８は、制御ユニット６０に電気的に接続され、測定された温度が制御ユニット６０に伝達されるようになっている。
超音波センサー２９は、保持アーム２７によって金型１の充填口１ａの上方に移動されたときに、充填口１ａ内に向かって超音波を放射し、その反射波によって、充填口１ａ内の溶湯２６の液面位置を検出するセンサーである。
超音波センサー２９は、制御ユニット６０に電気的に接続され、検出された溶湯２６の液面位置を表す検出信号を、制御ユニット６０に送出するようになっている。
【００５４】
冷却室６は、図１、２に示すように、充填室５において成形用キャビティ部１ｂ内に溶湯２６が充填され、充填室移動部３０Ｂによって充填室５から移動された金型１を、金型１内の溶湯２６の冷却速度が原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、原材料合金の結晶化温度ＴＸ以下に冷却する空間であり、本実施形態では、徐冷室７と連通する密閉可能な空間からなる。
ここで、「溶湯２６の冷却速度が原材料合金の臨界冷却速度以上を保持するように、原材料合金の結晶化温度ＴＸ以下に冷却する」とは、結晶化温度ＴＸ以下となるまでの冷却速度が、非晶質合金原材料の組成に応じて決まる所定の冷却速度（以下では、臨界冷却速度Ｖｃと称する）以上となるように冷却することを意味する。例えば、金属ガラスの場合、冷却速度が１０℃／ｓ以上となるように冷却すればよいものがある。
以下では、溶湯２６が結晶化温度ＴＸ以下に冷却され非晶質化された状態を非晶質合金２６Ａと称して区別する。
【００５５】
冷却室６は、隣接する徐冷室７とシャッターのない開口を通して連結されており、冷却室入口シャッター６ａに対向する徐冷室７の側面の開口には、この開口を開閉する徐冷室出口シャッター７ａが設けられている。これにより、充填室入口シャッター５ａおよび徐冷室出口シャッター７ａが閉じられた状態では、冷却室６および徐冷室７は気密に保たれ、入口ロードロック室３と同様に、雰囲気制御機構７０（図４参照）によって内部を減圧不活性雰囲気に置換できるようになっている。ただし、本実施形態では、入口ロードロック室３および出口ロードロック室８が減圧不活性雰囲気とされてから、冷却室入口シャッター６ａおよび徐冷室出口シャッター７ａを開放するように制御されるので、連続成形を行う間は、冷却室６および徐冷室７の雰囲気制御機構７０は減圧不活性雰囲気を維持するだけでよい。
徐冷室出口シャッター７ａは、制御ユニット６０と電気的に接続され、制御ユニット６０からの制御信号に応じて開閉動作が制御される。
【００５６】
本実施形態では、金型１を冷却する冷却部として、上面がヒートプレート５ｂと同高さに設置されて冷却室６の床面を構成する下側冷却プレート６ｂと、下側冷却プレート６ｂの上方に対向して設けられた上側冷却プレート６ｄとを備えている。
上側冷却プレート６ｄは、冷却室６の上面の外側に設けられた昇降シリンダー２０によって、上下移動可能に保持されており、これにより、下側冷却プレート６ｂ上に配置された金型１を、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄによって上下方向から挟持できるようになっている。
下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄの材質は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）からなり、それぞれの内部には、冷媒を循環させる冷媒流路６ｃが設けられ、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄの温度を検出するために、プレート温度センサー２２が埋め込まれている。冷媒としては、例えば、熱媒体油、冷却水などを採用することができる。
また、下側冷却プレート６ｂの内部には、充填室５から移動された金型１が配置される範囲内で、上面側に進退可能とされ、かつ下側冷却プレート６ｂ上の金型１の金型底面１ｃに下方側から当接可能とされた金型温度センサー２１が金型温度検出部（金型冷却速度検出部）として設けられている。
また、上側ヒートプレート４ｄの内部には、充填室５から移動された金型１が配置される範囲内で、下面側に進退可能とされ、かつ下側ヒートプレート４ｂ上に配置された金型１を挟持する際に、金型上面１ｄに上方側から当接可能とされた金型温度センサー２１が金型温度検出部（金型冷却速度検出部）として設けられている。
本実施形態では、プレート温度センサー２２、および各金型温度センサー２１は、制御ユニット６０に電気的に接続され、制御ユニット６０によって、下側冷却プレート６ｂ、上側冷却プレート６ｄ内を流れる冷媒の流量を制御することで、金型１の冷却速度が、臨界冷却速度Ｖｃより大きな目標冷却速度Ｖｏに制御されるようになっている。
【００５７】
また、冷却室６の内部には、徐冷室出口シャッター７ａが開放されたときに、冷却室６内の金型１の金型側面１ｅを押圧して、搬送方向Ｂに沿う水平方向に押し出すことにより、金型１を隣接する徐冷室７内に移動させる冷却室移動部３０Ｃ（第２移動部）が設けられている。
本実施形態の冷却室移動部３０Ｃは、図１に示すように、加熱室移動部３０Ａと同様に、搬送ガイド部３０ｂによって支持されている。そして搬送駆動部３０ｃによって一定タクト時間Δｔで駆動されるとともに、金型１の移動経路に対して進退可能に設けられ、金型１を徐冷室７に移動させた後、駆動開始前の位置に復帰できるようになっている。
【００５８】
徐冷室７は、図１、２に示すように、冷却室６において結晶化温度ＴＸ以下に冷却されてから移動された金型１を、ガラス遷移温度Ｔｇ以下となるまで、冷却室６における目標冷却速度Ｖｏよりも小さい目標冷却速度Ｖｓで冷却する空間である。以下では、冷却室６における目標冷却速度Ｖｏよりも小さい目標冷却速度Ｖｓで冷却することを「徐冷する」と称することにする。
【００５９】
本実施形態では、金型１を徐冷する徐冷部として、上面が下側冷却プレート６ｂと同高さに設置されて徐冷室７の床面を構成する下側冷却プレート７ｂと、下側冷却プレート７ｂの上方に対向して設けられた上側冷却プレート７ｄとを備えている。
上側冷却プレート７ｄは、徐冷室７の上面の外側に設けられた昇降シリンダー２０によって、上下移動可能に保持されており、これにより、下側冷却プレート７ｂ上に配置された金型１を、下側冷却プレート７ｂおよび上側冷却プレート７ｄによって上下方向から挟持できるようになっている。
下側冷却プレート７ｂ、上側冷却プレート７ｄは、冷却速度の制御目標値が異なるのみで、下側冷却プレート６ｂ、上側冷却プレート７ｄと同様の構成を有し、内部に、冷媒流路６ｃ、プレート温度センサー２２、および金型温度センサー２１を備えている。
【００６０】
また、徐冷室７の内部には、徐冷室出口シャッター７ａが開放されたときに、徐冷室７内の金型１の金型側面１ｅを押圧して、搬送方向Ｂに沿う水平方向に押し出すことにより、金型１を隣接する出口ロードロック室８内に移動させる徐冷室移動部３０Ｄが設けられている。
本実施形態の徐冷室移動部３０Ｄは、図１に示すように、加熱室移動部３０Ａと同様に、搬送ガイド部３０ｂによって支持されている。そして搬送駆動部３０ｃによって一定タクト時間Δｔで駆動されるとともに、金型１の移動経路に対して進退可能に設けられ、金型１を出口ロードロック室８に移動させた後、駆動開始前の位置に復帰できるようになっている。
【００６１】
出口ロードロック室８は、徐冷室７の下側冷却プレート７ｂの上面と同高さのロードロック室床面８ｃを備え、徐冷室出口シャッター７ａを通して、徐冷室７からロードロック室床面８ｃ上に移動された金型１を室内に収容し、室内を減圧不活性雰囲気から外部の大気雰囲気に調整するものである。
隣接する出口コンベアー９との間における開口には、この開口を開閉する出口シャッター８ａが設けられている。これにより、徐冷室出口シャッター７ａおよび出口シャッター８ａが閉じられた状態では、出口ロードロック室８は気密に保たれ、雰囲気制御機構７０（図４参照）によって内部を減圧不活性雰囲気に置換できるようになっている。
また、徐冷室出口シャッター７ａが閉じられた状態で、出口シャッター８ａを開放することで、出口ロードロック室８の室内の雰囲気を外部の大気雰囲気と一致させることができる。
【００６２】
また、出口ロードロック室８には、出口シャッター８ａが開放されたときに、出口ロードロック室８内の金型１を出口コンベアー９側に向かう水平方向に押し出して、出口ロードロック室８から、金型１を排出する金型排出機構８ｂを備えている。
出口シャッター８ａおよびは、制御ユニット６０と電気的に接続され、制御ユニット６０からの制御信号に応じて開閉動作および排出動作が制御される。
【００６３】
出口コンベアー９は、金型排出機構８ｂによって出口ロードロック室８から排出された金型１を離型ステージ１０に向けて移動させる機構である。本実施形態では、図１に示すように、搬送方向Ｂに向かって右側に離れる矢印Ｄに沿って金型１を搬送できるようになっている。
出口コンベアー９は、制御ユニット６０に電気的に接続され、制御ユニット６０によって、搬送動作が制御される。
離型ステージ１０は、出口コンベアー９によって、搬送された金型１を移載し、金型１から成形品を離型する作業を行うためのステージである。
離型ステージ１０の側方には、成形品が離型されて再利用可能になった金型１を離型ステージ１０から排出する排出機構１１が設けられている。
【００６４】
制御ユニット６０は、連続鋳造装置５０の各装置部分にそれぞれ制御信号を送出して、各装置部分の制御を行うものである。
制御ユニット６０の機能構成は、図４に示すように、加熱室加熱温度制御部６１、充填室加熱温度制御部６２、冷却温度制御部６４、徐冷温度制御部６５、シャッター制御部７１、移動制御部６３、主制御部６７、および制御情報記憶部６６からなる。
【００６５】
加熱室加熱温度制御部６１は、金型加熱室４の金型温度センサー２１によって測定された金型温度に基づいて上側ヒートプレート４ｄおよび下側ヒートプレート４ｂの温度制御を行うものである。
充填室加熱温度制御部６２は、充填室５の金型温度センサー２１によって測定された金型温度に基づいてヒートプレート５ｂの温度制御を行うものである。
冷却温度制御部６４は、冷却室６の金型温度センサー２１によって測定された金型温度に基づいて上側冷却プレート６ｄおよび下側冷却プレート６ｂの温度制御を行うものである。
徐冷温度制御部６５は、徐冷室７の金型温度センサー２１によって測定された金型温度に基づいて上側冷却プレート７ｄおよび下側冷却プレート７ｂの温度制御を行うものである。
【００６６】
加熱室加熱温度制御部６１、充填室加熱温度制御部６２、冷却温度制御部６４、および徐冷温度制御部６５の各機能構成はそれぞれ共通であり、図５に示すように、出力目標値演算部７２および出力制御部７３からなる。ここで、図５の温度制御手段６８は、各温度制御部に応じて、下側ヒートプレート４ｂおよび上側ヒートプレート４ｄ、ヒートプレート５ｂ、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄ、並びに下側冷却プレート７ｂおよび上側冷却プレート７ｄをそれぞれ表すものとする。
出力目標値演算部７２は、主制御部６７から送出される目標温度または目標冷却速度からなる制御目標値１００と、金型温度センサー２１によって測定された金型温度から換算される金型温度または金型冷却速度との差から、温度制御手段６８の温度（プレート温度）の制御指令値である出力目標値１０１を演算するものである。この出力目標値１０１を求める演算は、金型温度センサー２１とプレート温度センサー２２との取付部位の違いなどによる温度分布の違いを考慮して、金型温度から一定値だけずらしたり、予め求めておいた金型温度とプレート温度との相関関係式などから求めたりする演算を採用することができる。
出力制御部７３は、各温度制御手段６８に設けられたプレート温度センサー２２が検出するプレート温度が出力目標値１０１に一致するように、温度制御手段６８のヒータ２３の発熱量や冷媒流量などを制御するものである。
【００６７】
シャッター制御部７１は、入口シャッター３ａ、加熱室入口シャッター４ａ、充填室入口シャッター５ａ、冷却室入口シャッター６ａ、徐冷室出口シャッター７ａ、および出口シャッター８ａの開閉動作を制御するものである。
移動制御部６３は、金型投入機構３ｂ、金型搬送機構３０、および金型搬送機構３０の動作制御を行って、連続鋳造装置５０内で金型１を移動させる制御を行うものである。
本実施形態では、金型搬送機構３０は、搬送駆動部３０ｃを駆動することにより、加熱室移動部３０Ａ、充填室移動部３０Ｂ、冷却室移動部３０Ｃ、および徐冷室移動部３０Ｄが同期して搬送方向Ｂに沿う移動および移動開始位置への復帰動作を制御するとともに、これらの金型１の移動経路に対する進退動作を制御できるようになっている。
このため、移動制御部６３は、第１移動部を駆動して、金型１を充填室５から冷却室６に移動させる第１移動制御部と、第２移動部を駆動して、金型１を冷却室６から徐冷室７に移動させる第２移動制御部とを兼ねている。
【００６８】
主制御部６７は、連続鋳造装置５０の全体的な動作を制御するもので、少なくとも以下に述べるような制御を行う。
主制御部６７は、例えばキーボード、マウスなどの入力手段からなる入力部６９と電気的に接続され、操作者が入力部６９を通して入力する成形の開始および終了の操作入力に基づいて、連続鋳造装置５０の作動および停止の制御を行う。
また、操作者が入力部６９を通して入力する連続鋳造装置５０を制御するための情報（以下、制御情報と称する）をデータ記憶部である制御情報記憶部６６に記憶させ、制御情報記憶部６６に記憶された制御情報から制御条件に必要な制御情報を選択することにより、連続鋳造装置５０の制御条件を設定する。
ここで、入力部６９から入力する制御情報としては、少なくとも、成形に用いる非晶質合金原材料となる原材料合金の種類、組成を表す原材料合金の「名称」、原材料合金に固有の融点Ｔｍ、結晶化温度ＴＸ、ガラス遷移温度Ｔｇ、冷却工程の目標冷却速度Ｖｏ、徐冷工程の目標冷却速度Ｖｓなどの温度制御情報、連続成形のタクト時間Δｔ、および減圧不活性雰囲気の設定条件などが含まれる。これらの制御情報のうち、原材料合金の種類、組成に関連する制御情報は、制御情報記憶部６６において、原材料合金の名称に関連付けて記憶される。
すなわち、主制御部６７は、入力部６９から原材料合金の名称が入力されると、この名称に応じて制御情報記憶部６６に記憶された各制御情報を選択することで、成形の制御条件を自動的に設定する。このため、主制御部６７は、データ記憶部から上記のような制御情報を選択するデータ選択部を構成している。
例えば、主制御部６７は、選択された原材料合金の融点Ｔｍから金型加熱室４、充填室５における金型１の加熱の目標温度を融点Ｔｍより高い温度Ｔｋ１、Ｔｋ２（ただし、Ｔｋ１≧Ｔｋ２）として設定する。ただし、省エネルギーのためには、金型加熱室４から充填室５への移動時の温度降下を考慮して、Ｔｋ１＞Ｔｋ２とすることが好ましい。
また、選択された原材料合金のガラス遷移温度Ｔｇから冷却室６における金型１の冷却の目標温度をガラス遷移温度Ｔｇより小さい温度Ｔｋ３として設定し、目標冷却温度をＶｏに設定する。また、徐冷室７における金型１の冷却の目標温度を温度Ｔｋ３より小さい温度Ｔｋ４として設定し、目標冷却温度をＶｓに設定する。なお、目標温度Ｔｋ４は、離型作業が可能となる室温近傍の温度に設定される。
【００６９】
また、主制御部６７は、入力部６９から成形を行う原材料合金の名称の入力と、成形開始の操作入力とが行われると、制御条件に基づく制御信号を、加熱室加熱温度制御部６１、充填室加熱温度制御部６２、移動制御部６３、冷却温度制御部６４、徐冷温度制御部６５、シャッター制御部７１、移動制御部６３、雰囲気制御機構７０、ストッカー２５、高周波誘導加熱コイル２４、および冷却室６、徐冷室７内の各昇降シリンダー２０に送出し、これらとの間で通信を行って、これらの動作シーケンスを制御する。
【００７０】
このような制御ユニット６０の装置構成は、本実施形態では、適宜のハードウェアと、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータとで構成され、このコンピュータにより制御プログラムを実行することで上記の各制御機能を実現している。
【００７１】
次に、連続鋳造装置５０の動作について、連続鋳造装置５０を用いた非晶質合金の連続鋳造方法とともに説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態の連続鋳造方法における金型の温度変化の一例を示す模式的なグラフである。横軸は時間、縦軸は温度を示す。
【００７２】
連続鋳造装置５０を用いた本実施形態の連続鋳造方法は、金型加熱工程、溶湯充填工程、移動工程、冷却工程、徐冷工程、および成形品離型工程を備え、１つの金型１に対してこれらの工程を順次行い、他の金型１について、これらの工程をタクト時間Δｔだけ遅延したタイミングで繰り返し並列的に実行していくことにより、複数の金型１を用いて連続的に鋳造を行う方法である。
【００７３】
成形の開始にあたっては、まず操作者が、入力部６９を通して成形に用いる原材料合金の名称、成形個数を入力し、成形開始の操作入力を行う。
これにより、主制御部６７は成形の制御条件を設定し、連続鋳造装置５０の初期化を行う。なお、以下の動作は、特に断らない限り、制御ユニット６０の主制御部６７で実行される制御プログラムにより自動的に行われる。
主制御部６７は、入力部６９から入力された名称を、制御情報記憶部６６内で検索し、該当する名称に関連付けて制御情報記憶部６６に記憶された制御情報をメモリに呼び出す。このため、多品種の非晶質合金の鋳造を行う場合でも、成形に用いる原材料合金の名称を入力するだけで、鋳造の条件設定に必要な情報を確実かつ容易に呼び出すことができる。そして、以下に説明するように、鋳造の条件設定を主制御部６７によって自動的に行うことができるので、迅速な条件設定が行える。また、操作者の入力ミスなどによる不良の発生を低減することができる。
【００７４】
そして、シャッター制御部７１を通して、入口シャッター３ａを開放し、加熱室入口シャッター４ａ、充填室入口シャッター５ａ、冷却室入口シャッター６ａ、徐冷室出口シャッター７ａ、および出口シャッター８ａを閉止して、シャッターの初期化動作を行う。
また、主制御部６７は、メモリに呼び出された制御情報に含まれる減圧不活性雰囲気の設定条件に基づいて、雰囲気制御機構７０に制御信号を送出し、金型加熱室４、充填室５、冷却室６および徐冷室７、出口ロードロック室８内の雰囲気を減圧不活性雰囲気に設定する。本実施形態では、各室内を１．０×１０−４Ｐａまで減圧した後、Ａｒガスを注入して５０ｋＰａ程度の減圧不活性雰囲気に設定している。
これにより、各室内における溶湯２６の酸化や不純物の混入などを防止することができる。
【００７５】
また、主制御部６７は、メモリに呼び出された制御情報における原材料合金の融点Ｔｍ、結晶化温度ＴX、ガラス遷移温度Ｔｇ、および目標冷却速度Ｖｏ、Ｖｓに基づいて、加熱室加熱温度制御部６１、充填室加熱温度制御部６２、冷却温度制御部６４、および徐冷温度制御部６５にそれぞれに対応した制御目標値１００を送信して温度制御を開始させる。
この工程では、各室内に金型１は搬送されていないので、金型温度センサー２１ではなく、プレート温度センサー２２の測定値に基づいて温度制御が行われる。
【００７６】
例えば、加熱室加熱温度制御部６１の出力目標値演算部７２では、制御目標値１００として主制御部６７によって送出された目標温度Ｔｋ１から出力目標値１０１をＴｐ１＝Ｔｋ１＋ΔＴ１（ただし、ΔＴ１≧０）として求める演算を行い、出力目標値１０１を加熱室加熱温度制御部６１の出力制御部７３に送出する。ここで、ΔＴ１は、下側ヒートプレート４ｂ、上側ヒートプレート４ｄの加熱性能やプレート温度センサー２２の位置、および金型１の熱伝導率などを考慮して、タクト時間Δｔ内に金型１を目標温度Ｔｋ１にすることができるように設定された値であり、予め加熱室加熱温度制御部６１内に記憶されている。
出力制御部７３は、プレート温度センサー２２によって測定される温度と出力目標値１０１との差が一定の範囲内になるように、温度制御手段６８である上側ヒートプレート４ｄおよび下側ヒートプレート４ｂの発熱量を制御する。
【００７７】
また、充填室加熱温度制御部６２の出力目標値演算部７２では、制御目標値１００として主制御部６７によって送出された目標温度Ｔｋ２から出力目標値１０１をＴｐ２＝Ｔｋ２＋ΔＴ２（ただし、ΔＴ２≧０）として求める演算を行い、出力目標値１０１を加熱室加熱温度制御部６１の出力制御部７３に送出する。ここで、ΔＴ２は、ヒートプレート５ｂの加熱性能やプレート温度センサー２２の位置、および金型１の熱伝導率などを考慮して、金型加熱室４から移動された金型１の温度を目標温度Ｔｋ２にすることができるように設定された値であり、予め充填室加熱温度制御部６２内に記憶されている。
充填室加熱温度制御部６２の出力制御部７３は、プレート温度センサー２２によって測定される温度と出力目標値１０１との差が一定の範囲内になるように、温度制御手段６８であるヒートプレート５ｂの発熱量を制御する。
【００７８】
また、冷却温度制御部６４の出力目標値演算部７２では、制御目標値１００として主制御部６７によって送出された目標温度Ｔｋ３から、出力目標値１０１をＴｐ３＝Ｔｋ３−ΔＴ３（ただし、ΔＴ３＞０）として求める演算を行い、出力目標値１０１を冷却温度制御部６４の出力制御部７３に送出する。ここで、ΔＴ３は、下側冷却プレート６ｂ、上側冷却プレート６ｄの冷却性能やプレート温度センサー２２の位置、および金型１の熱伝導率などを考慮して、タクト時間Δｔ内に確実に金型１を目標温度Ｔｋ３に冷却できるように設定された値であり、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄごとにそれぞれ設定され、予め冷却温度制御部６４内に記憶されている。
冷却温度制御部６４の出力制御部７３は、プレート温度センサー２２によって測定される温度と出力目標値１０１との差が一定の範囲内になるように、温度制御手段６８である下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄの冷媒流量を制御する。
【００７９】
なお、本実施形態では、下側冷却プレート６ｂに対する目標温度Ｔｋ３は、上側冷却プレート６ｄに対する目標温度Ｔｋ３より、わずかに低い設定としている。このように設定することで、金型１が充填室５から冷却室６に移動する際に、金型１が下側冷却プレート６ｂのみによって冷却されることによる冷却能力の低下を補うことができ、移動中であっても、適切な冷却速度を実現することができる。
【００８０】
また、徐冷温度制御部６５の出力目標値演算部７２では、制御目標値１００として主制御部６７によって送出された目標温度Ｔｋ４から、出力目標値１０１をＴｐ４＝Ｔｋ４−ΔＴ４（ただし、ΔＴ４＞０）として求める演算を行い、出力目標値１０１を徐冷温度制御部６５の出力制御部７３に送出する。ここで、ΔＴ４は、下側冷却プレート７ｂ、上側冷却プレート７ｄの冷却性能やプレート温度センサー２２の位置、および金型１の熱伝導率などを考慮して、タクト時間Δｔ内に確実に金型１を目標温度Ｔｋ４に冷却できるように設定された値であり、予め徐冷温度制御部６５内に記憶されている。
徐冷温度制御部６５の出力制御部７３は、プレート温度センサー２２によって測定される温度と出力目標値１０１との差が一定の範囲内になるように、温度制御手段６８である下側冷却プレート７ｂおよび上側冷却プレート７ｄの冷媒流量を制御する。
【００８１】
次に、操作者は、金型追加機構１２によって金型１を投入コンベアー２上に追加していく。投入コンベアー２は、金型１を図１の矢印Ｃ方向に金型１を搬送する。投入コンベアー２によって、入口ロードロック室の入口シャッター３ａ近傍に、金型１が配置されたことが検知されると、主制御部６７は、移動制御部６３、シャッター制御部７１および雰囲気制御機構７０に制御信号を送出して、金型１の搬送および入口ロードロック室３の雰囲気制御を開始する。
すなわち、投入コンベアー２によって、金型１が入口ロードロック室３内のロードロック室床面３ｃ上に搬送されると、投入コンベアー２を停止し、入口シャッター３ａを閉止する。そして、入口ロードロック室３の雰囲気制御機構７０を制御して、入口ロードロック室３内を減圧不活性雰囲気に調整する。
入口ロードロック室３内の雰囲気調整が完了したら、加熱室入口シャッター４ａを開放するとともに、金型投入機構３ｂを駆動して、金型１を搬送方向Ｂに向かって押し出し、金型１を金型加熱室４に移動させる。
【００８２】
金型１は、入口ロードロック室３のロードロック室床面３ｃから、金型加熱室４の下側ヒートプレート４ｂの上面を滑って移動される。したがって、金型１は下側ヒートプレート４ｂと接触して下側ヒートプレート４ｂから加熱されつつ、金型加熱室４の中央部に移動される。金型投入機構３ｂによる移動が完了すると、金型１は、金型加熱室４内の中央部に配置される。
この配置位置では、図２に示すように、下側ヒートプレート４ｂの金型温度センサー２１が金型１の金型底面１ｃに接触している。このため、金型底面１ｃの温度が計測され、この計測値が加熱室加熱温度制御部６１を介して、主制御部６７に送出される。
移動が完了すると、金型投入機構３ｂは搬送方向Ｂと反対側に退避し、次の投入に備える。また、加熱室入口シャッター４ａを閉止して、金型加熱室４を密閉する。
また、入口ロードロック室３の雰囲気制御機構７０によって、入口ロードロック室３内の雰囲気を大気雰囲気に置換して入口シャッター３ａを開放する。これにより、入口ロードロック室３は、次の金型１を受け入れ可能な状態となる。
以下では、この金型１の移動に伴う各工程を順次説明する。
【００８３】
金型１の金型加熱室４内への移動が完了した時刻ｔ０から時刻ｔ３＝ｔ０＋Δｔまでは、金型加熱工程を行う。本工程は、金型１を原材料合金の融点Ｔｍ以上に加熱する工程である。
なお、以下の説明では、簡単のため、時刻ｔｉ（ｉは整数）の相対的な大小関係を添字の大小関係に一致させて表す。すなわち、ｉ＜ｊならば、ｔｉ＜ｔｊを意味する。
【００８４】
時刻ｔ０において、主制御部６７は、昇降シリンダー２０を下方に伸長させ昇降シリンダー２０の下端に設けられた上側ヒートプレート４ｄを下降させる。そして、上側ヒートプレート４ｄの下面を金型１の金型上面１ｄに密着して当接させ、金型１を、下側ヒートプレート４ｂと上側ヒートプレート４ｄとの間に挟持する。これにより、金型１は、下側ヒートプレート４ｂおよび上側ヒートプレート４ｄによって、金型底面１ｃおよび金型上面１ｄから加熱される。
この状態では、下側ヒートプレート４ｂ、上側ヒートプレート４ｄの各金型温度センサー２１がそれぞれ金型底面１ｃ、金型上面１ｄに当接されるので、主制御部６７は、金型１の金型温度をモニタすることができる。そして、金型加熱工程以前のプレート温度センサー２２による温度制御を各金型温度センサー２１の出力による温度制御に切り換え、加熱室加熱温度制御部６１によって金型１の金型温度が目標温度Ｔｋ１となるように温度制御する。
このようにして、金型１は、図６に曲線２００で示すように加熱されていく。
そして、金型１の温度は、融点Ｔｍを超え、時刻ｔ１（ただし、ｔ１＜ｔ０＋Δｔ）で、金型１の温度が目標温度Ｔｋ１に到達し（図６の点ａ参照）、以後、加熱室加熱温度制御部６１の温度制御によって目標温度Ｔｋ１に保持される。
【００８５】
時刻がｔ２になると（図６の点ｂ参照）、主制御部６７は金型加熱工程を終了し、加熱室加熱温度制御部６１の温度制御をプレート温度センサー２２による温度制御に切り換え、時刻ｔ３までに金型１を充填室５に移動させる。
【００８６】
このとき、続けて他の金型１を用いて成形を行う場合には、時刻ｔ０〜ｔ２の間に上記と同様にして、他の金型１を入口ロードロック室３に移動して、入口ロードロック室３内を減圧不活性雰囲気に保持しておき、主制御部６７によって、昇降シリンダー２０を収縮させて、上側ヒートプレート４ｄを金型上面１ｄから離間させるとともに、シャッター制御部７１に制御信号を送出して、入口シャッター３ａおよび加熱室入口シャッター４ａを開放する。
また、他の金型１を用いて成形を行わない場合には、昇降シリンダー２０を収縮させて、上側ヒートプレート４ｄを金型上面１ｄから離間させるとともに、入口シャッター３ａを閉止して、加熱室入口シャッター４ａを開放する。
【００８７】
このため、金型加熱室４と充填室５との間には、減圧不活性雰囲気を保った状態で、金型１を搬送方向Ｂに移動させるための搬送空間が形成されるので、主制御部６７から移動制御部６３に制御信号を送出し、時刻ｔ２〜ｔ３の間に、金型搬送機構３０によって、金型１を充填室５に移動させる。
すなわち、金型１は、加熱室移動部３０Ａによって搬送方向Ｂに沿って押し出され、下側ヒートプレート４ｂおよびヒートプレート５ｂの上面を滑って移動され、時刻ｔ３において、充填室５内の所定の充填位置に停止される。
そして、主制御部６７は、移動制御部６３およびシャッター制御部７１に制御信号を送出し、加熱室移動部３０Ａを搬送経路から退避させて加熱室入口シャッター４ａ側の位置に復帰させるとともに、充填室入口シャッター５ａを閉止させる。
【００８８】
なお、この移動工程において、本実施形態では、上側ヒートプレート４ｄが離間されるとともに、ヒートプレート５ｂは下側ヒートプレート４ｂの温度Ｔｐ１に比べて低い温度Ｔｐ２に温度制御されているため、金型１がヒートプレート５ｂに移載されていくにつれて、厳密には、金型１の温度は徐々に低下していくが、図６では、模式的なグラフのため、略一定値に描いている。
【００８９】
また、主制御部６７は、時刻ｔ２〜ｔ３の間に、高周波誘導加熱コイル２４に通電し、磁界を発生させてから、ストッカー２５からブロック状の非結晶合金原材料を落下させる。このとき、保持アーム２７は、高周波誘導加熱コイル２４の上方の落下経路からは退避させておき、非晶質合金原材料の落下後に放射温度計２８が非晶質合金原材料の上方に位置するように、保持アーム２７を伸長させる（図３（ａ）参照）。
落下された非結晶合金原材料は、高周波誘導加熱コイル２４の内部で誘導浮揚されるとともに非晶質合金原材料が融点Ｔｍ以上に誘導加熱され、非晶質合金原材料の溶湯２６が形成される。
溶湯２６の温度は、放射温度計２８によって測定され、主制御部６７でモニタされる。図６において曲線２０１に示すのは、この溶湯２６の温度変化の一例を模式的に表したものである。
【００９０】
時刻ｔ３から時刻ｔ５＝ｔ２＋Δｔの間の適宜のタイミングで、充填室５に移動された金型１に対して、充填室５で溶湯充填工程を行う。本工程は、金型加熱工程で加熱されて融点Ｔｍ以上とされた金型１を不活性雰囲気に調整された充填室５に配置した状態で、金型１の成形用キャビティ部１ｂに、原材料合金を加熱溶解した溶湯２６を充填する工程である。
金型１は、充填室５に配置されるとヒートプレート５ｂの金型温度センサー２１が金型底面１ｃに当接されるので、主制御部６７は、金型１の金型温度をモニタすることができる。そして、溶湯充填工程以前のプレート温度センサー２２による温度制御を、金型温度センサー２１の出力による温度制御に切り換え、充填室加熱温度制御部６２によって金型１の金型温度がＴｋ２となるように温度制御する。
このようにして、金型１は、図６の曲線ｃｄｅに示すように、時刻ｔ３〜ｔ５の間、ヒートプレート５ｂによって、融点Ｔｍよりわずかに高い金型温度Ｔｋ２になるように温度制御される。
【００９１】
主制御部６７は、放射温度計２８から出力される溶湯２６の温度が、融点Ｔｍ以上になっていることを確認して、時刻ｔ４に高周波誘導加熱コイル２４の通電を停止する。これにより、溶湯２６の誘導加熱および誘導浮揚が停止され、溶湯２６が自由落下し、金型１の充填口１ａから成形用キャビティ部１ｂ内への充填が開始される。このとき、金型１は、融点Ｔｍ以上に加熱されているため、溶湯２６と金型１とが接触しても、溶湯２６は低粘度の液相が保たれる。そのため、溶湯２６は、成形用キャビティ部１ｂ内に速やか、かつ円滑に充填されていき、巣の発生も低減することができる。
溶湯２６は、充填室５に移動された金型１との温度差が小さいため、充填時に金型１が熱衝撃による破損する可能性が著しく低減される。
また、充填後の溶湯２６はほとんどが成形用キャビティ部１ｂの内面と接触しているので、金型１の金型温度Ｔｋ１からＴｋ２への温度変化に略追従して温度降下し、金型１の温度と略同じ温度（本工程では、融点Ｔｍ以上であって、融点Ｔｍに近い温度）に保持される。
また、以下の工程も、金型１の温度と、成形用キャビティ部１ｂ内の溶湯２６あるいは非晶質合金２６Ａの温度とは、略同一となる（図６の曲線２００、２０１参照）。このため、金型１の温度に基づいて温度制御することで、溶湯２６または非晶質合金２６Ａの温度を高精度に制御することができる。
【００９２】
また、主制御部６７は、保持アーム２７を駆動して、超音波センサー２９を充填口１ａの上方に位置づけ、超音波センサー２９によって、充填口１ａ内の溶湯２６の液面高さの監視を開始する。
主制御部６７は、充填口１ａ内の溶湯２６の液面高さが、予め設定された許容値以下になったことで、溶湯２６の充填の完了を検知する。そして、検知後、時刻ｔ５になるまで、ヒートプレート５ｂの温度制御を継続する。
【００９３】
時刻がｔ５になると（図６の点ｅ参照）、主制御部６７は充填完了が検知されていることを確認して溶湯充填工程を終了し、充填室加熱温度制御部６２の温度制御をプレート温度による温度制御に切り換え、時刻ｔ６までに金型１を冷却室６に移動させる移動工程を行う。
もし、時刻ｔ５に充填完了が検知されていない場合には、操作者等に異常を知らせる警告を行う。
本工程をこのような充填確認を行わずに実施したところ、充填不足による不良品の発生が５％程度あったが、充填確認後に移動工程を行って、冷却工程に移行することによって、充填不足による不良品の発生をほぼ無くすことができた。
【００９４】
次に、移動工程では、主制御部６７は、シャッター制御部７１に制御信号を送出して、充填室入口シャッター５ａおよび冷却室入口シャッター６ａを開放する。そして、移動制御部６３に制御信号を送出して、充填室移動部３０Ｂによって搬送方向Ｂに沿って金型１を押し出す。これにより、金型１は、ヒートプレート５ｂおよび下側冷却プレート６ｂの上面を滑って移動され、時刻ｔ６において、冷却室６内の所定の冷却位置に停止される（図６の点ｆ参照）。
そして、主制御部６７は、移動制御部６３およびシャッター制御部７１に制御信号を送出し、充填室移動部３０Ｂを搬送経路から退避させて充填室入口シャッター５ａ側の位置に復帰させるとともに、冷却室入口シャッター６ａを閉止させる。
このように、移動工程を行って、溶湯２６が充填された金型１を冷却室６に移動することで、充填室５が空けられるので、次に冷却工程を行う間、他の金型１を充填室５に配置して、この他の金型１に対して並行的に溶湯充填工程を行うことができる。このため、複数の金型１の連続成形の生産効率を向上することができる。
【００９５】
時刻ｔ６から時刻ｔ８＝ｔ５＋Δｔの間は、冷却室６に移動された金型１に対して、冷却室６で冷却工程を行う。本工程は、冷却室６に移動された金型１を、金型１内の溶湯２６の冷却速度が原材料合金の臨界冷却速度Ｖｃ以上を保持するように、原材料合金の結晶化温度ＴＸ以下まで冷却する工程である。
時刻ｔ６において、主制御部６７は、冷却室６の昇降シリンダー２０を下方に伸長させ昇降シリンダー２０の下端に設けられた上側冷却プレート６ｄを下降させる。そして、上側冷却プレート６ｄの下面を金型１の金型上面１ｄに密着して当接させ、金型１を、下側冷却プレート６ｂと上側冷却プレート６ｄとの間に挟持する。これにより、金型１は、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄによって、金型底面１ｃおよび金型上面１ｄから冷却される。
【００９６】
この状態では、下側冷却プレート６ｂ、上側冷却プレート６ｄの各金型温度センサー２１がそれぞれ金型底面１ｃ、金型上面１ｄに当接されるので、主制御部６７は、金型１の金型温度をモニタすることができる。そして、冷却工程以前のプレート温度センサー２２による温度制御を各金型温度センサー２１の出力による温度制御に切り換える。
これにより、冷却温度制御部６４の出力目標値演算部７２は、各金型温度センサー２１による金型温度の測定値を微分して、冷却速度を算出し、予め主制御部６７から送出してある目標冷却速度Ｖｏとの差を求め、この差が０になるように、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄの冷媒の流量を制御するための出力目標値１０１を冷却温度制御部６４の出力制御部７３に送出する。この結果、金型１の冷却速度が目標冷却速度Ｖｏとなるように金型１の金型温度が温度制御される。
本実施形態では、時刻ｔ７において、溶湯２６は結晶化温度ＴＸに達して（図６の点ｇ参照）から時刻ｔ８でわずかに結晶化温度ＴＸを下回った状態で冷却工程を終了ことができるように、タクト時間Δｔ、目標冷却速度Ｖｏ、目標温度Ｔｋ３が設定されている。
このように、本工程では、金型１は臨界冷却速度Ｖｃ以上の冷却速度で、結晶化温度ＴＸ以下、かつガラス遷移温度Ｔｇより高温の状態まで冷却される（図６の点ｈ参照）。
この結果、成形用キャビティ部１ｂ内に充填された溶湯２６が非晶質化され、成形用キャビティ部１ｂ内に非晶質合金２６Ａが形成される。ただし、冷却工程の非晶質合金２６Ａはガラス遷移領域にあるため、例えば１０ＭＰａよりも低い圧力でも容易に変形される状態になっている。
【００９７】
時刻ｔ８では、主制御部６７は冷却工程を終了し、冷却温度制御部６４の温度制御をプレート温度センサー２２による温度制御に切り換え、時刻ｔ９＝ｔ５＋Δｔまでに金型１を徐冷室７に移動させる。
すなわち、主制御部６７は、昇降シリンダー２０を収縮させて、上側冷却プレート６ｄを上昇させ金型上面１ｄから離間させる。そして、シャッター制御部７１に制御信号を送出して、冷却室入口シャッター６ａを開放する。そして、移動制御部６３に制御信号を送出して、冷却室移動部３０Ｃによって搬送方向Ｂに沿って金型１を押し出す。これにより、金型１は、下側冷却プレート６ｂおよび下側冷却プレート７ｂの上面を滑って移動され、時刻ｔ９において、徐冷室７内の所定の徐冷位置に停止される（図６の点ｉ参照）。
そして、主制御部６７は、移動制御部６３およびシャッター制御部７１に制御信号を送出し、冷却室移動部３０Ｃを搬送経路から退避させて冷却室入口シャッター６ａ側の位置に復帰させるとともに、冷却室入口シャッター６ａを閉止させる。
【００９８】
時刻ｔ９から時刻ｔ１０＝ｔ８＋Δｔの間は、徐冷室７に移動された金型１に対して、徐冷室７で徐冷工程を行う。本工程は、徐冷室７に移動された金型１を、冷却工程における冷却速度よりも小さい冷却速度で冷却する工程である。
時刻ｔ９において、主制御部６７は、徐冷室７の昇降シリンダー２０を下方に伸長させ昇降シリンダー２０の下端に設けられた上側冷却プレート７ｄを下降させる。そして、上側冷却プレート７ｄの下面を金型１の金型上面１ｄに密着して当接させ、金型１を、下側冷却プレート７ｂと上側冷却プレート７ｄとの間に挟持する。これにより、金型１は、下側冷却プレート７ｂおよび上側冷却プレート７ｄによって、金型底面１ｃおよび金型上面１ｄから徐冷される。
【００９９】
この状態では、下側冷却プレート７ｂ、上側冷却プレート７ｄの各金型温度センサー２１がそれぞれ金型底面１ｃ、金型上面１ｄに当接されるので、主制御部６７は、金型１の金型温度をモニタすることができる。そして、徐冷工程以前のプレート温度センサー２２による温度制御を各金型温度センサー２１の出力による温度制御に切り換える。
これにより、徐冷温度制御部６５の出力目標値演算部７２は、各金型温度センサー２１による金型温度の測定値を微分して、冷却速度を算出し、予め主制御部６７から送出してある目標冷却速度Ｖｓとの差を求め、この差が０になるように、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｄの冷媒の流量を制御するための出力目標値１０１を冷却温度制御部６４の出力制御部７３に送出する。この結果、金型１の冷却速度が目標冷却速度Ｖｓとなるように金型１の金型温度が温度制御される。
このため、時刻ｔ９までの間に、金型１は冷却工程の目標冷却速度Ｖｏよりも小さい冷却速度で、ガラス遷移温度Ｔｇ以下まで徐冷される（図６の点ｉ参照）。
このため、成形用キャビティ部１ｂ内の非晶質合金２６Ａは凝固され、非晶質合金の成形品が形成される。
【０１００】
このように、徐冷工程によって、金型１を温度制御しつつ徐冷していくことで、冷却速度のバラツキを防止できるので、非晶質合金の残留応力を小さく抑えることができる。
また、冷却室６を空けることができるので、徐冷工程を行う間に、他の金型１に対して、冷却工程を並行して行うことができる。
また、金型１の冷却を、非晶質化するための冷却工程と、金型１から取り出せるまで固化させる徐冷工程とに分けて行うことができる。
このため、冷却室６を空けることができるので、徐冷工程を行う間に、他の金型１に対して、冷却工程を並行して行うことができる。従って、連続して高い生産効率で鋳造することが可能となる。
また、冷却室での冷却手段と徐冷室での徐冷手段とをそれぞれに好適な別々の手段を採用することができる。
【０１０１】
時刻がｔ９になると、主制御部６７は徐冷工程を終了し、冷却温度制御部６４の温度制御をプレート温度センサー２２による温度制御に切り換え、時刻ｔ１０＝ｔ８＋Δｔまでに金型１を出口ロードロック室８に移動させる。
すなわち、主制御部６７は、昇降シリンダー２０を収縮させて、上側冷却プレート７ｄを上昇させ金型上面１ｄから離間させる。そして、シャッター制御部７１に制御信号を送出して、徐冷室出口シャッター７ａを開放する。そして、移動制御部６３に制御信号を送出して、徐冷室移動部３０Ｄによって搬送方向Ｂに沿って金型１を押し出す。これにより、金型１は、下側冷却プレート７ｂの上面およびロードロック室床面８ｃを滑って移動され、時刻ｔ１０において、出口ロードロック室８内の所定の停止位置に移動される（図６の点ｉ参照）。
そして、主制御部６７は、移動制御部６３およびシャッター制御部７１に制御信号を送出し、徐冷室移動部３０Ｄを搬送経路から退避させて冷却室６と徐冷室７との間の位置に復帰させるとともに、徐冷室出口シャッター７ａを閉止させる。
【０１０２】
時刻ｔ９から時刻ｔ１０＝ｔ８＋Δｔの間は、出口ロードロック室８に移動された金型１を、出口コンベアー９上に排出する工程を行う。
時刻ｔ９において、主制御部６７は、出口ロードロック室８の雰囲気制御機構７０によって、出口ロードロック室８内の減圧不活性雰囲気を大気雰囲気に置換した後、移動制御部６３に制御信号を送出して、出口シャッター８ａを開放するとともに、金型排出機構８ｂを図１の矢印Ｄ方向に駆動する。これにより、ロードロック室床面８ｃ上の金型１が、出口コンベアー９上に移載され、出口コンベアー９によって、離型ステージ１０の近傍まで移動される。
金型１が出口コンベアー９上に排出されると、主制御部６７は、移動制御部６３に制御信号を送出して、出口シャッター８ａを閉止し、時刻ｔ１２＝ｔ１０＋Δｔまでの間に、出口ロードロック室８の雰囲気制御機構７０によって、出口ロードロック室８内を減圧不活性雰囲気に置換する。
離型ステージ１０の近傍に移動された金型１は、適宜のロボットや人力によって、離型ステージ１０に移載して、金型１を分解し、固化された成形品を取り出す。そして、金型１を再使用できるように清掃、組立を行って、排出機構１１により排出する。
【０１０３】
以上で、金型１により、非晶質合金からなる１つの成形品を鋳造することができる。
他の金型１を用いて、他の成形品を連続的に鋳造するには、連続鋳造装置５０の各室の動作をタクト時間Δｔを周期として周期的に繰り返し、各室での工程動作が並行的に行われるようにする。
このように、連続鋳造装置５０を用いた非晶質合金の連続鋳造方法では、金型加熱工程、溶湯充填工程、冷却工程、および徐冷工程が、それぞれ別々に設けられ、異なる金型配置位置を有する金型加熱室４、充填室５、冷却室６、および徐冷室７で行われ、これらの間で金型１をタクト時間Δｔごとに移動していくことで、連続成形を行うことができる。したがって、１箇所で各成形工程を行う場合に比べて、生産効率を向上することができる。
【０１０４】
次に、本実施形態の第１変形例について説明する。
図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本発明の第１の実施形態の第１変形例の連続鋳造装置の加圧部の構成を示す断面図、および加圧時の動作説明図である。
【０１０５】
本変形例の連続鋳造装置５０Ａは、図１、図７（ａ）に示すように、上記第１の実施形態の冷却室６に代えて、冷却室６Ａを備える。冷却室６Ａは、冷却室６の上側冷却プレート６ｄに代えて、下面側に加圧部１３が設けられた上側冷却プレート６ｅ（冷却部）を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
上側冷却プレート６ｅは、上側冷却プレート６ｄと同様に上面において昇降シリンダー２０によって昇降可能に支持されており、下面６ｆの中央に、加圧部１３を収容する穴部６ｇが設けられている。上側冷却プレート６ｅの内部は、特に図示しないが、上側冷却プレート６ｄの冷媒流路６ｃ、金型温度センサー２１、およびプレート温度センサー２２が同様に設けられている。ただし、金型温度センサー２１は、下面６ｆに対して進退可能に設けられている。
【０１０６】
加圧部１３は、穴部６ｇの底部（図示上側）に金属製の皿ばね１３ｄを介して弾性的に固定された加圧板１３ｂを備える。この加圧板１３ｂの下面１３ｅには、金型１の充填口１ａに内嵌して、充填口１ａを塞ぎ、金型１内に充填された溶湯２６の液面または非晶質合金２６Ａの上面を下方に加圧する加圧ヘッド１３ｃが下方側に立設されている。
図７（ａ）では、加圧板１３ｂの側面は、穴部６ｇの内側面との間に隙間を設けて描いているが、加圧板１３ｂは、穴部６ｇの内側面と摺接され、上側冷却プレート６ｅとの間に熱伝導が起こるようになっている。また、加圧板１３ｂの上面は、皿ばね１３ｄを介して、上側冷却プレート６ｅとの間に熱伝導が起こるようになっている。
加圧板１３ｂの下面１３ｅは、上側冷却プレート６ｅの下面６ｆよりも上方に位置し、上側冷却プレート６ｅを下降させて、上側冷却プレート６ｅの下面６ｆが金型１の金型上面１ｄに当接しても、加圧板１３ｂは、金型上面１ｄに当接しないようになっている。
また、加圧ヘッド１３ｃの下端面は、上側冷却プレート６ｅの下面６ｆが金型１の金型上面１ｄに当接したとき、金型１内に充填された溶湯２６の液面をわずかに下方に押し下げる位置関係に設定され、この状態で、溶湯２６の液面から受ける反力を皿ばね１３ｄが変形して吸収し、加圧ヘッド１３ｃが、溶湯２６の液面を皿ばね１３ｄの弾性復元力で加圧できるようになっている。
また、本実施形態では、加圧ヘッド１３ｃを充填口１ａに対して位置決めするために、金型１の充填口１ａの近傍に、複数の位置決め穴１ｈが設けられており、加圧板１３ｂの下面１３ｅには、これらの位置決め穴１ｈにそれぞれ嵌合するとともに、加圧ヘッド１３ｃよりもやや下方に延ばされ、下端部が先細のテーパ状とされた位置決めピン１３ａが設けられている。
【０１０７】
このような構成により、連続鋳造装置５０Ａでは、冷却工程において、昇降シリンダー２０を伸長させると、上側冷却プレート６ｅおよび加圧部１３が一体で下降する。そして、位置決めピン１３ａが金型１の位置決め穴１ｈに案内されて、水平方向の配置位置が昇降シリンダー２０に対して矯正され、充填口１ａの中心と加圧ヘッド１３ｃの中心とが整列される。
さらに下降を続けると、加圧ヘッド１３ｃが、充填口１ａに嵌合され、加圧ヘッド１３ｃの下端面が金型１内に充填された溶湯２６の液面を押圧する。次に、上側冷却プレート６ｅの下面６ｆが金型上面１ｄに当接する。この状態では、加圧ヘッド１３ｃは、溶湯２６から反力を受け、皿ばね１３ｄが圧縮されて、加圧ヘッド１３ｃおよび加圧板１３ｂが上方にわずかに後退する。これにより、加圧ヘッド１３ｃから成形用キャビティ部１ｂ内の溶湯２６には、皿ばね１３ｄの弾性復元力が加圧力として作用する。
【０１０８】
このように、本変形例の冷却工程では、溶湯２６は、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｅによって急冷されるとともに、加圧ヘッド１３ｃによる加圧を受けるので、冷却工程初期の結晶化温度ＴＸより高温の液体状態の溶湯２６を成形用キャビティ部１ｂ内の隅々に確実に充填させ、巣の発生を防止することができる。また、溶湯２６が結晶化温度ＴＸ以下となって非晶質合金２６Ａになり相変化に伴う体積変化などが発生しても、弾性的に加圧されるので、体積変化に追従して、成形用キャビティ部１ｂの内周面との密着性を保つことができる。このため、型転写性を向上することができる。
また、本変形例では、加圧ヘッド１３ｃと上側冷却プレート６ｅとの間に熱伝導が起こる構成とされているので、加圧ヘッド１３ｃも冷却部の機能を有している。このため、成形用キャビティ部１ｂ内の溶湯２６は、冷却部によって密閉されるため、充填口１ａの溶湯２６の液面が開放されている場合に比べて、冷却の均一性を向上することができ、非結晶化の度合いを均一化することができる。
【０１０９】
次に、本実施形態の第２変形例について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態の第２変形例の金型搬送機構および移動制御部の構成を示すブロック図である。
【０１１０】
本変形例の連続鋳造装置５０Ｂは、図１、４、８に示すように、上記第１の実施形態の連続鋳造装置５０の金型搬送機構３０、制御ユニット６０に代えて、金型搬送機構３２、制御ユニット６０Ａを備える。制御ユニット６０Ａは、制御ユニット６０の移動制御部６３に代えて、移動制御部６３Ａを備えるものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１１１】
本変形例の金型搬送機構３２は、金型搬送機構３０の搬送ガイド部３０ｂおよび搬送駆動部３０ｃに代えて、ガイド部３２ｂおよび搬送駆動部３２ｃを備える。
ガイド部３２ｂは、加熱室移動部３０Ａ、充填室移動部３０Ｂ、冷却室移動部３０Ｃ、および徐冷室移動部３０Ｄを、搬送方向Ｂに沿ってそれぞれ独立にガイドするガイド部材である。
搬送駆動部３２ｃは、ガイド部３２ｂに沿って、加熱室移動部３０Ａ、充填室移動部３０Ｂ、冷却室移動部３０Ｃ、および徐冷室移動部３０Ｄを独立に駆動する搬送駆動部３２ｃを備える。搬送駆動部３２ｃとしては、搬送駆動部３０ｃと同様な１軸アクチュエータを４本使った構成などを採用することができる。
【０１１２】
移動制御部６３Ａは、図８に示すように、移動制御部６３と同様に、金型投入機構３ｂ、金型排出機構８ｂ、投入コンベアー２、および出口コンベアー９の制御を行うともに、搬送駆動部３２ｃに対しては、加熱室移動部３０Ａ、充填室移動部３０Ｂ、冷却室移動部３０Ｃ、および徐冷室移動部３０Ｄの動作タイミングをそれぞれ独立に制御する制御信号を送出するものである。
このため、移動制御部６３Ａは、第１移動制御部、および第２移動制御部を兼ねている。
【０１１３】
本変形例の構成によれば、主制御部６７は、移動制御部６３Ａに対して、加熱室移動部３０Ａ、充填室移動部３０Ｂ、冷却室移動部３０Ｃ、および徐冷室移動部３０Ｄをそれぞれ独立のタイミングで駆動する制御信号を送出することで、搬送駆動部３２ｃを介して、金型加熱室４、充填室５、冷却室６、および徐冷室７の各室から隣接された室内に、金型１を非同期で搬送させることができる。
【０１１４】
本変形例の連続鋳造装置５０Ｂによる連続鋳造方法について説明する。
金型加熱工程、溶湯充填工程、冷却工程、徐冷工程のそれぞれに要する時間は、一般には長短があるので、一定のタクト時間Δｔで金型１を移動させようとすると、タクト時間Δｔを最長の工程に合わせる必要がある。
本変形例では、金型１を非同期で移動させることができるので、鋳造の工程を、移動工程を挟んで時間的に隣接して行われる複数の工程からなる工程群に分け、これら工程群ごとに、タクト時間を設定することで、生産効率を向上させることができる。
例えば、徐冷工程に要する時間Δｔｓが最長である場合に、金型加熱工程、金型加熱室４から充填室５への移動工程、溶湯充填工程、および充填室５から冷却室６への移動工程を第１工程群、冷却工程、冷却室６から徐冷室７への移動工程、徐冷工程、および徐冷室７から出口ロードロック室８への移動工程を第２工程群として、第１および第２工程群に対して、タクト時間Δｔ２を設定する。すなわち、金型１の金型加熱室４の投入（図６の時刻ｔ０）と、金型１の冷却室６への配置（図６の時刻ｔ６）と、金型１の出口ロードロック室８への配置（図６の時刻ｔ１１）との時間差をそれぞれタクト時間Δｔ２とする。
この場合、タクト時間Δｔ２は、第１工程群および第２工程群に要するそれぞれの時間のうち、長い方の時間に設定することができ、タクト時間Δｔ２は、徐冷工程の時間に律速される上記第１の実施形態のタクト時間Δｔの２倍よりも短くなり、生産性を向上することができる。
【０１１５】
例えば、第２工程群に要する時間が長い場合、冷却工程に要する時間をΔｔｃ、徐冷工程に要する時間をΔｔｓ、移動工程に要する時間をΔｔｍ（ただし、Δｔｓ＞Δｔｃ＞Δｔｍ）とすると、タクト時間をΔｔ２＝Δｔｃ＋Δｔｓ＋２Δｔｍとすればよい。Δｔ＝Δｔｓ＋Δｔｍだから、Δｔ２＜２Δｔとなる。ただし、各室は隣接しているので、各室間の移動工程の時間は等しいとした。
この場合、例えば、第２工程群は、図６において、ｔ７＝ｔ６＋Δｔｃ、ｔ９＝ｔ８＋Δｔｍ、ｔ１０＝ｔ８＋Δｔｓ、ｔ１１＝ｔ１０＋Δｔｍのように制御タイミングを変更すればよい。
【０１１６】
また、本変形例の連続鋳造装置５０Ｂによれば、各室間の移動を非同期で行うことができるので、一定のタクト時間を設けることなく、連続的に鋳造を行ってもよい。
この場合、１つの成形工程のから次の成形工程への金型１の移動のタイミングは、１つの成形工程の終了、および次の成形工程の終了を検知してから金型１を移動させる移動工程を行うといった制御を行う。
ここで、主制御部６７による各成形工程の終了の検知は、以下のようにして行うことができる。
【０１１７】
金型加熱工程の終了は、金型加熱室４の金型温度センサー２１で検出される温度の検出値が融点Ｔｍ以上の目標加熱温度以上になったことによって検知することができる。
溶湯充填工程の終了は、充填室５の超音波センサー２９によって溶湯２６の液面の高さが所定位置になったことで検知することができる。
【０１１８】
冷却工程の終了は、冷却室６の金型温度センサー２１で検出される温度の検出値が目標冷却温度以下になったことによって検知することができる。
目標冷却温度としては、結晶化温度ＴＸ以下の温度、またはガラス遷移温度Ｔｇ以下の温度を採用することができる。
目標冷却温度が結晶化温度ＴＸ以下の温度の場合、成形用キャビティ部１ｂ内の溶湯２６が確実に非晶質化された状態で、冷却室移動部３０Ｃによって徐冷室７に金型１を移動させて、徐冷工程に移行させることができる。このため、冷却工程に要する時間や冷却制御に投入するエネルギーが、それぞれ最小限の状態で、結晶化されていない成形品を得ることができる。
また、目標冷却温度がガラス遷移温度Ｔｇ以下の温度の場合、成形用キャビティ部１ｂ内の溶湯２６が確実にガラス遷移温度Ｔｇ以下となって完全に固化された状態で、冷却室移動部３０Ｃによって徐冷室７に金型１を移動させて、徐冷工程に移行させることができる。このため、冷却工程後の金型１の搬送時にも、金型１内の成形品が形状変化するおそれがなくなり、搬送時の外力や衝撃の影響による成形品の形状不良や形状ばらつきをなくすことができる。
【０１１９】
徐冷工程の終了は、徐冷室７の金型温度センサー２１で測定される温度が目標温度以下になったことによって検知することができる。
【０１２０】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る連続鋳造装置について説明する。
図９は、本発明の第２の実施形態に係る連続鋳造装置の主要部の構成を示す断面図である。
【０１２１】
本実施形態の連続鋳造装置５１は、図９に主要部を示すように、上記第１の実施形態の連続鋳造装置５０の金型加熱室４および徐冷室７を削除し、連続鋳造装置５０の冷却室６に代えて、冷却室６Ｂを備える。なお、連続鋳造装置５１の制御ユニットは、特に図示しないが、上記第１の実施形態からの変更点に対応して、制御ユニット６０に制御機能を適宜加除した構成を採用することができる。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１２２】
冷却室６Ｂは、冷却室６の昇降シリンダー２０、上側冷却プレート６ｄに代えて、昇降シリンダー２０Ａ、上側冷却プレート６ｈ（冷却部）を備え、冷却室６Ａと不図示の出口ロードロック室８との間において、冷却室入口シャッター６ａに対向する位置に、冷却室出口シャッター６ｉが設けられている。
【０１２３】
昇降シリンダー２０Ａは、冷却室６Ｂの上面の外側に設けられ、冷却室６Ｂ内の上側冷却プレート６ｈを昇降させる冷却プレート昇降部２０ａと、金型１の充填口１ａに内嵌して、充填口１ａを塞ぎ、金型１内に充填された溶湯２６の液面または非晶質合金２６Ａの上面を下方に加圧する棒状の加圧ヘッド２０ｃと、加圧ヘッド２０ｃを下端側に備えて加圧ヘッド２０ｃを昇降させる加圧機構昇降部２０ｂとを備えている。そして、主制御部６７からの制御信号によって、冷却プレート昇降部２０ａおよび加圧機構昇降部２０ｂをそれぞれ独立に冷却室６Ｂ内で上下方向に伸縮させることができる。
【０１２４】
上側冷却プレート６ｈは、下側冷却プレート６ｂの上面に配置された金型１を冷却するためのものであり、内部には、特に図示しないが、上側冷却プレート６ｄと同様に、冷媒流路６ｃ、金型温度センサー２１、プレート温度センサー２２が設けられている。
上側冷却プレート６ｈの外形は、金型１の金型上面１ｄおよび金型側面１ｅを上方から密着して覆うことができるように、下方に開口した函型とされている。また、上側冷却プレート６ｈの上面には、金型１の充填口１ａに対向する位置に、加圧ヘッド２０ｃを挿通させる挿通孔６ｊが設けられている。
このように、上側冷却プレート６ｈを函型形状にすることで、金型１の金型側面１ｅからも冷却することができるので、金型１をより均一かつ迅速に冷却することができる。
また、本実施形態では、上側冷却プレート６ｈの内周面は、金型１の金型側面１ｅの外周に外嵌して、金型１の位置決め部を兼ねる構成としている。これにより、上側冷却プレート６ｈが、金型１に外嵌された際には、充填口１ａの中心軸線と、挿通孔６ｊの中心、すなわち加圧ヘッド２０ｃの中心軸線とが、同軸に整列するようになっている。このため、上記第１の実施形態の第１変形例とは異なり、金型１の金型底面１ｃに位置決め穴を有しない場合でも、金型１の位置決めを行うことができる。
【０１２５】
次に、連続鋳造装置５１を用いた連続鋳造方法について説明する。
本実施形態の連続鋳造方法は、上記第１の実施形態の連続鋳造方法において、徐冷工程を削除し、金型加熱工程および溶湯充填工程は充填室５内で行うようにしている。このため、タクト時間Δｔは、金型加熱工程および溶湯充填工程に要する時間と、充填室５から冷却室６Ｂへ金型１を移動させる移動工程に要する時間とを加えた時間以上に設定しておく。
また、徐冷工程は、金型１を出口ロードロック室８を通して、連続鋳造装置５１から搬出した後、装置外部で行うようにする。以下では、上記第１の実施形態の連続鋳造方法と異なる点を中心に説明する。また、例えば、シャッターの開閉動作や金型１の移動動作など、上記第１の実施形態から容易に理解される制御動作については、説明を省略または簡略化する。
【０１２６】
まず、上記第１の実施形態と同様にして、充填室５、冷却室６Ｂ、および出口ロードロック室８の雰囲気を減圧不活性雰囲気に調整する。また、ヒートプレート５ｂ、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｈを、それぞれに設けられたプレート温度センサー２２の出力を用いて、目標温度に温度制御しておく。
次に、入口ロードロック室３に金型１を移動して、入口シャッター３ａを閉止し、入口ロードロック室３の内部を減圧不活性雰囲気に調整する。
次に、充填室入口シャッター５ａを開いて、金型１を充填室５内に移動させて、充填室入口シャッター５ａを閉止する。
【０１２７】
金型１が充填室５内に移動して充填位置に配置されると、充填室５に設けられた金型温度センサー２１の出力に基づいて、ヒートプレート５ｂの温度制御を行い、金型１が融点
Ｔｍ以上になるように金型１を加熱する。これにより金型加熱工程が行われる。
これと並行して、高周波誘導加熱コイル２４に通電して、ストッカー２５から原材料合金を落下させ、誘導加熱によって、溶湯２６を誘導浮遊させておく。
ヒートプレート５ｂの金型温度センサー２１で検出される温度の検出値が融点Ｔｍ以上の目標加熱温度以上になったら、目標加熱温度を保持する温度制御に移行する。
本実施形態は、金型加熱工程において、金型１を加熱部で挟持することなく金型底面１ｃのみから加熱する場合の例となっている。
【０１２８】
その後、高周波誘導加熱コイル２４の通電を停止し、上記第１の実施形態と同様に、溶湯充填工程を行う。
次に上記第１の実施形態と同様にして、溶湯２６が充填された金型１を冷却室６Ｂ内に移動させる。そして冷却工程を開始する。
【０１２９】
本実施形態の冷却工程では、主制御部６７は、冷却室６Ｂの昇降シリンダー２０Ａを駆動して、冷却プレート昇降部２０ａを下方に伸長させ冷却プレート昇降部２０ａの下端に設けられた上側冷却プレート６ｈを下降させる。そして、上側冷却プレート６ｈの内周面を金型１の金型上面１ｄおよび金型側面１ｅに密着して当接させ、金型１を、下側冷却プレート６ｂと上側冷却プレート６ｈとの間に挟持する。これにより、金型１は、下側冷却プレート６ｂおよび上側冷却プレート６ｈによって、金型底面１ｃ、金型上面１ｄ、および金型側面１ｅから冷却される。
【０１３０】
この状態で、主制御部６７は、金型１の金型温度をモニタし、上記第１の実施形態と同様に温度制御を行い、金型１を目標冷却速度Ｖｏで冷却する。
ただし、本実施形態では、金型１の温度が結晶化温度ＴＸ以下となったら、主制御部６７は、昇降シリンダー２０Ａに制御信号を送出して、加圧機構昇降部２０ｂを伸長させて、加圧ヘッド２０ｃを下降させ、充填口１ａに貫入させる。そして、ガラス遷移領域まで冷却された非晶質合金２６Ａを加圧する。
ガラス遷移領域にある非晶質合金２６Ａは、低圧で容易に変形するので、加圧ヘッド２０ｃによる加圧を受けることで、冷却中の溶湯２６の体積変化が不均一となっても、成形用キャビティ部１ｂの内周面と溶湯２６とが密着する状態を保つことができる。そのため、成形転写性を向上することができる。
【０１３１】
金型１の温度が目標冷却温度に到達したら、冷却速度の制御を停止し、目標冷却温度に保持し、上記第１の実施形態と同様に、所定時刻となったら冷却工程を終了する。
すなわち、主制御部６７は、昇降シリンダー２０Ａに制御信号を送出して、冷却プレート昇降部２０ａおよび加圧機構昇降部２０ｂを収縮させて、上側冷却プレート６ｈおよび加圧ヘッド２０ｃを、それぞれ金型１から離間させる。
そして、シャッター制御部７１に制御信号を送出して、冷却室入口シャッター６ａおよび冷却室出口シャッター６ｉを開放する。そして、移動制御部６３に制御信号を送出して、冷却室移動部３０Ｃによって搬送方向Ｂに沿って金型１を押し出す。これにより、金型１が減圧不活性雰囲気下の出口ロードロック室８に移動される。
そして、移動制御部６３およびシャッター制御部７１に制御信号を送出し、冷却室移動部３０Ｃを搬送経路から退避させて冷却室入口シャッター６ａ側の位置に復帰させるとともに、冷却室入口シャッター６ａおよび冷却室出口シャッター６ｉを閉止させる。
【０１３２】
出口ロードロック室８に移動された金型１は、上記第１の実施形態と同様に次のタクト時間の間に、出口コンベアー９に排出され、離型ステージ１０に移行する間に放冷して徐冷される。金型１が分解可能な温度まで冷却されたら、成形品を取り出す。
【０１３３】
なお、本実施形態では、溶湯２６が充填された金型１を、充填室５とは別に設けられた冷却室６Ｂに移動させて冷却工程を行うので、上記第１の実施形態と同様、他の金型１を充填室５に移動させることで、冷却工程の間、他の金型１の金型加熱工程および溶湯充填工程を行うことができる。したがって、複数の金型を用いて効率的に連続鋳造を行うことができる。
【０１３４】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る連続鋳造装置について説明する。
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る連続鋳造装置の主要部の構成を示す断面図である。
【０１３５】
本実施形態の連続鋳造装置５２は、図１０に主要部を示すように、上記第１の実施形態の連続鋳造装置５０の金型加熱室４を削除し、連続鋳造装置５０の冷却室６および徐冷室７に代えて、冷却室６Ｃおよび徐冷室７Ａを備える。なお、連続鋳造装置５２の制御ユニットは、特に図示しないが、上記第１の実施形態からの変更点に対応して、制御ユニット６０に制御機能を適宜加除した構成を採用することができる。以下、上記第１および第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１３６】
冷却室６Ｃは、冷却室６の昇降シリンダー２０および上側冷却プレート６ｄに代えて、上記第２の実施形態の昇降シリンダー２０Ａと、上側冷却プレート６ｋ（冷却部）とを備える。
【０１３７】
上側冷却プレート６ｋは、上記第１の実施形態の上側冷却プレート６ｄに、上記第２の実施形態の上側冷却プレート６ｈと同様の挿通孔６ｊを設けたものである。
上側冷却プレート６ｋは、上記第２の実施形態の上側冷却プレート６ｈと同様昇降シリンダー２０Ａの冷却プレート昇降部２０ａによって、冷却室６Ｃ内に上下移動可能に保持されている。また、加圧機構昇降部２０ｂの先端部に設けられた加圧ヘッド２０ｃは、上記第２の実施形態と同様に、上側冷却プレート６ｋの挿通孔６ｊに摺接可能に挿通され、加圧機構昇降部２０ｂによって、上下方向に移動可能に支持されている。
【０１３８】
徐冷室７Ａは、上記第１の実施形態の徐冷室７において昇降シリンダー２０を昇降シリンダー２０Ｂに代えたものである。
昇降シリンダー２０Ｂは、昇降シリンダー２０Ａから加圧機構昇降部２０ｂを削除したものである。
すなわち、徐冷室７Ａは、昇降シリンダーの構成が異なるのみで、その他は上記第１の実施形態の徐冷室７と同様の構成からなる。
【０１３９】
次に、連続鋳造装置５２を用いた連続鋳造方法について説明する。
本実施形態の連続鋳造方法は、上記第１の実施形態の連続鋳造方法において、金型加熱工程および溶湯充填工程は充填室５内で行うとともに、加圧ヘッド２０ｃによって、ガラス遷移領域の非晶質合金２６Ａを加圧する方法である。すなわち、上記第２の実施形態の連続鋳造方法において徐冷工程を追加したものとなっている。
したがって、本実施形態の連続鋳造方法は、上記第１および第２の実施形態の組合せであり、容易に理解できるので、詳しい説明は省略する。
【０１４０】
まず、上記第１の実施形態と同様にして、充填室５、冷却室６Ｃ、徐冷室７Ａ、および出口ロードロック室８の雰囲気を減圧不活性雰囲気に調整する。また、ヒートプレート５ｂ、下側冷却プレート６ｂ、上側冷却プレート６ｋ、下側冷却プレート７ｂ、および上側冷却プレート７ｄを、それぞれに設けられたプレート温度センサー２２の出力を用いて、目標温度に温度制御しておく。
金型加熱工程、溶融充填工程、および冷却工程は、上記第２の実施形態と同様に行うことができる。これらの工程の作用は、冷却工程で金型１の金型側面１ｅが冷却されないため、冷却効率が第１の実施形態の冷却効率と同程度になる点を除けば、第２の実施形態と同様である。
また、冷却工程終了後の動作は、第１の実施形態と同様に行うことができる。したがって、徐冷工程以降の作用は、上記第１の実施形態と同様である。
【０１４１】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係る連続鋳造装置について説明する。
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る連続鋳造装置の主要部の構成を示す断面図である。
【０１４２】
本実施形態の連続鋳造装置５３は、図１１に主要部を示すように、上記第２の実施形態の連続鋳造装置５２の冷却室６Ｂに代えて、冷却室３１を備える。なお、連続鋳造装置５３の制御ユニットは、特に図示しないが、上記第１の実施形態からの変更点に対応して、制御ユニット６０に制御機能を適宜加除した構成を採用することができる。以下、上記第２の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１４３】
冷却室３１は、冷却室６Ｂよりも搬送方向Ｂに沿って長く延ばされた冷却ブロック３１ａ（冷却部）を床面側に備え、冷却室６Ｂと同様な位置関係に設けられた冷却室入口シャッター６ａおよび冷却室出口シャッター６ｉによって、密閉可能な空間を構成できるものである。
特に図示しないが、冷却ブロック３１ａの内部には、下側冷却プレート６ｂと同様に、冷媒流路６ｃおよびプレート温度センサー２２を備える。また、金型１の金型底面１ｃの長さよりも狭いピッチで、複数の金型温度センサー２１が配置され、冷却ブロック３１ａ上を移動中の金型１の温度を検出できるようになっている。
これにより、冷却ブロック３１ａは、下側冷却プレート６ｂと同様な温度制御が可能となっている。本実施形態の冷却ブロック３１ａは、目標冷却速度Ｖｏで金型１を冷却するために必要な一定の温度に冷却されている。
【０１４４】
冷却ブロック３１ａの上面３１ｂは、ヒートプレート５ｂの上面と同高さに整列して設けられており、冷却室入口シャッター６ａを開放したときに充填室移動部３０Ｂによって冷却室３１の冷却室入口シャッター６ａ側の端部に移動された金型１を、冷却室移動部３０Ｃにより、冷却ブロック３１ａの上面３１ｂを滑らして搬送方向Ｂに沿って移動させることができる。
このような動作を行うため、冷却室３１は、上記第１の実施形態の第２変形例の金型搬送機構３２、制御ユニット６０Ａを備えており、冷却室移動部３０Ｃを充填室５の充填室移動部３０Ｂと非同期で駆動できるようになっている。
【０１４５】
次に、連続鋳造装置５３を用いた連続鋳造方法について説明する。
本実施形態の連続鋳造方法は、上記第２の実施形態の連続鋳造方法と、冷却工程のみが異なるので、本実施形態の冷却工程について説明する。
【０１４６】
本実施形態の冷却工程では、充填室５で溶湯２６が充填された金型１が、冷却室入口シャッター６ａを通して冷却室３１に移動されると、冷却室入口シャッター６ａを閉止し、冷却室移動部３０Ｃによって、金型１を搬送方向Ｂに沿って移動させる。これにより、金型１は、一定温度に冷却されている冷却ブロック３１ａの上面３１ｂを滑って移動し、金型底面１ｃから熱が奪われていくことにより、金型１が冷却される。
【０１４７】
本実施形態によれば、冷却ブロック３１ａは金型１から熱を受けるため、一時的に温度上昇するが、金型１が搬送方向Ｂに連続的に移動されるので、金型１の金型底面１ｃは、常に初期の冷却温度を保った上面３１ｂに接触していくことになる。このため、１箇所にとどまって冷却する場合に比べて、熱交換による温度上昇分を迅速に冷却するような冷却能力が不要となるので、低出力でも安定した目標冷却速度Ｖｏを達成することができる。
本実施形態は、冷却工程において、金型１を冷却部で挟持することなく、金型１の金型底面１ｃのみから冷却する場合の例となっている。
【０１４８】
冷却ブロック３１ａの冷却温度は、必ずしも搬送方向Ｂに沿って一定とする必要はない。目標冷却速度以上で冷却するために必要であれば、搬送方向Ｂに沿って上面３１ｂに温度分布を持たせてもよい。このような温度分布は、例えば、冷媒流路６ｃとして独立に温度制御可能な複数の系統を設けておくことで容易に実現できる。
また、冷却ブロック３１ａを一定温度に冷却しておき、冷却室移動部３０Ｃの移動速度を変化させることによって、金型１の冷却速度を変化させるようにしてもよい。
【０１４９】
なお、上記の説明では、入口ロードロック室３および出口ロードロック室８を設けて、これらの間にある充填室、冷却室等の各室を、成形中も減圧不活性雰囲気に保つことができるようにしているが、連続鋳造装置が、減圧不活性雰囲気に調整された室内に配置されている場合には、入口ロードロック室３、出口ロードロック室８は備えない構成としてもよい。
【０１５０】
また、上記の第１および第３の実施形態の説明では、冷却室６と徐冷室７との間にシャッターを設けない場合の例で説明したが、これらの間にシャッターを設けて、それぞれを独立に密閉可能な空間として構成としてもよい。
【０１５１】
また、上記の説明では、連続鋳造が自動的の行える場合の構成を例として説明したが、各工程の動作を、操作者がマニュアル操作で行えるようにしてもよい。
また、入口ロードロック室３への金型１の移動、出口ロードロック室８からの金型１の排出のみを操作者がロボットなどを操作して行い、これらの間の動作のみ自動で行うようにしてもよい。
【０１５２】
また、上記の説明では、徐冷工程を設ける場合、徐冷工程を１つの徐冷室内で行う場合の例で説明したが、徐冷工程は他の工程に比べて長時間を要することが多い。このような場合、徐冷工程を２箇所以上で２回以上に分けて行ってもよい。これにより、徐冷工程を１箇所で行う場合に比べてタクト時間を短縮することができるので、より生産性を向上することができる。
また、金型加熱工程も同様に２箇所以上で２回以上に分けて行ってもよい。
【０１５３】
また、上記の第１の実施形態の説明では、充填室温度検出部として、ヒートプレート５ｂに設けられた金型温度センサー２１を用いて、金型１の温度を検出することによって溶湯２６の温度が融点以上となるように、ヒートプレート５ｂを加熱制御する場合の例で説明したが、溶湯２６の温度を検出して、ヒートプレート５ｂの加熱制御を行ってもよい。例えば、放射温度計２８を充填室温度検出部として用い、充填後も充填口１ａを通して、溶湯２６の温度を検出する構成としてもよい。
【０１５４】
また、上記の説明では、金型を加熱、冷却する手段として、温度制御されたプレート部材を金型に接触させて熱伝導によって、加熱、冷却する場合の例で説明したが、例えば、金型加熱室自体を加熱したり、冷却室自体や徐冷室自体を冷却したりして、加熱、冷却を行ってもよい。
また、高温の流体や、低温の流体を金型の外周側に接触させることで、熱伝達による加熱、冷却を行ってもよい。
【０１５５】
また、上記の第２、第３の実施形態の説明では、金型１内の非晶質合金２６Ａがガラス遷移領域の場合に加圧ヘッド２０ｃで加圧を行うとして説明したが、上記第１の実施形態に係る第１変形例と同様に、溶湯２６の状態から加圧を開始してもよい。
【０１５６】
また、上記第１の実施形態の説明では、徐冷工程において、上側冷却プレート７ｄ、下側冷却プレート７ｂによって、冷却速度を制御しながら徐冷する場合の例で説明したが、例えば、冷却速度を制御しない低精度の冷却手段や自然放冷などによって徐冷するようにしてもよい。
このような場合、徐冷工程で冷却に要するエネルギーが低減されるかあるいは不要となるため、省エネルギーとなる。
また、徐冷工程を複数段階に分ける場合、同様にそれぞれの冷却手段を適宜変更することで、全体として省エネルギーとなるようにしてもよい。
【０１５７】
また、上記の各実施形態、各変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせて実施することができる。
例えば、連続鋳造装置の変形例として、図１２に示すように、上記第３の実施形態の連続鋳造装置５２の構成と、上記第１の実施形態の連続鋳造装置５０の金型加熱室４の昇降シリンダー２０を昇降シリンダー２０Ｂに置換した金型加熱室４Ａとを組み合わせた連続鋳造装置５４を挙げることができる。
【実施例】
【０１５８】
以下では、上記の連続鋳造装置５２、５０により、射出成形を行った実施例について、比較例とともに説明する。
図１３、１４、１５は、それぞれ、実施例１、２、比較例における金型温度の変化を示す模式的なグラフである。いずれも横軸は時間、縦軸は温度である。
各実施例、比較例の条件および評価結果は、次の表１に示す。
【０１５９】
【表１】
2010184249.tif 000003
【０１６０】
表１の評価欄の「結晶化」は、Ｘ線回折装置ＭｉｎｉＦｌｅｘＩＩ（商品名；（株）リガク製）を用いて行ったＸＲＤ（Ｘ線回折装置）測定結果による評価を示した。○（合格）は、ピークが認められず、結晶化が進んでいない状態であったことを表し、×（不合格）は、ピークが認められて結晶化が進んでいる状態であったことを表す。
【０１６１】
［実施例１］
実施例１では、非晶質合金原材料として、Ｚｒ５５Ｃｕ３０Ａｌ１０Ｎｉ５の組成を有する原材料合金を用いて、充填室５で金型加熱工程と溶湯充填工程とを行う連続鋳造装置５２を用いて、タクト時間Δｔ＝６００ｓで連続鋳造を行った。
金型１の材質は、ＳｉＣを採用している。
温度制御条件は、溶湯充填工程での金型温度（充填終了時の金型温度）が融点Ｔｍ以上の８５０℃となるようにした。冷却工程での冷却終了温度はガラス遷移温度Ｔｇ以上の４８０℃となるようにした。冷却工程での冷却速度は１２℃／ｓとした。
これにより、金型１は、図１３に示すような温度変化を示した。
【０１６２】
時刻ｔ２０は、金型１が充填室５に投入された時刻である。金型１は、ヒートプレート５ｂによって加熱され、時刻ｔ２１において、加熱目標温度Ｔ１＝８５０℃に到達した。この後、金型１の金型温度を加熱目標温度Ｔ１に維持するようにヒートプレート５ｂの温度制御を行った。この温度制御により金型１は約３０秒で安定するため、時刻ｔ２２＝ｔ２１＋３０ｓから、高周波誘導加熱コイル２４の通電を開始しストッカー２５から原材料合金を落下させて、誘導加熱を行い溶湯２６を形成した。そして、放射温度計２８によって高周波誘導加熱コイル２４の通電開始後５０秒以内に溶湯２６が融点Ｔｍ以上に加熱されたことが検出されたので、この放射温度計２８の温度検出値に基づいて、時刻ｔ２２〜ｔ２３（＝ｔ２２＋５０ｓ）の間に高周波誘導加熱コイル２４の通電を停止し、溶湯２６を落下させた。これにより、金型１の成形用キャビティ部１ｂ内に充填口１ａを通して溶湯２６が充填された。
そして、溶湯充填工程を終了して、時刻ｔ２３に、金型１を冷却室６Ｃに移動させ、冷却工程を開始した。ここで、ｔ２３−ｔ２０＝Δｔ＝６００ｓである。
【０１６３】
冷却室６Ｃでは、下側冷却プレート６ｂは、冷却目標温度Ｔ２＝４６０℃よりやや低い温度に温度制御されており、下側冷却プレート６ｂと上側冷却プレート６ｄとで金型１を挟持した後は、上側冷却プレート６ｄと合わせて冷却目標温度Ｔ２となるように温度制御した。
これにより、金型１は、冷却室６に移動してから、時刻ｔ２３〜ｔ２４の３２．５秒間に、冷却速度１２℃／ｓで冷却され、結晶化温度４９０℃以下の冷却目標温度Ｔ２＝４６０℃まで冷却された。その後、冷却速度が制御されない下側冷却プレート６ｂ、上側冷却プレート６ｄによってゆっくりと冷却され、冷却工程終了時まで、目標冷却温度Ｔ２を保持するように冷却された。
なお、本実施例では、加圧部を有しない実施例２および比較例と同じ条件で比較するために加圧ヘッド２０ｃによる加圧は行っていない。
次に、時刻ｔ２５において、金型１を徐冷室７Ａに移動して、徐冷工程を開始した。ここで、ｔ２５−ｔ２３＝Δｔ＝６００ｓである。
徐冷工程では、下側冷却プレート７ｂおよび上側冷却プレート７ｄで金型１を挟持して、冷却速度１．５℃／ｓで金型１の徐冷を行った。これにより、時刻ｔ２５から約２８７秒後に３０℃まで冷却され、その後、時刻ｔ２６（＝ｔ２５＋Δｔ）まで冷却を止めた。
時刻ｔ２６において、金型１を出口ロードロック室８に移動し、金型１を連続鋳造装置５２の外部に排出して、金型１から成形品を離型させた。
【０１６４】
得られた成形品のＸＲＤ測定では、ピークが観測されなかったことから、成形品は結晶化されていない非晶質合金からなることが確認された。
【０１６５】
［実施例２］
実施例２では、非晶質合金原材料として、Ｚｒ５０Ｃｕ４０Ａｌ１０の組成を有する原材料合金を用いて、連続鋳造装置５０を用いて、タクト時間Δｔ＝３００ｓで連続鋳造を行った。連続鋳造装置５０は、金型加熱工程、溶融充填工程、冷却工程、徐冷工程をそれぞれに対応する金型加熱室４、充填室５、冷却室６、徐冷室７で別々に行い、充填室５における溶融充填工程では、金型の加熱も行うものである。
金型１の材質は、ＳｉＣを採用している。
温度制御条件は、溶湯充填工程での金型温度（充填終了時の金型温度）が融点Ｔｍ以上の１０００℃となるようにした。冷却工程での冷却終了温度はガラス遷移温度Ｔｇ以上の５１０℃となるようにした。冷却工程での冷却速度は１２℃／ｓとした。
これにより、金型１は、図１４に示すような温度変化を示した。
【０１６６】
時刻ｔ３０は、金型１が、金型加熱室４に投入された時刻である。金型１は、下側ヒートプレート４ｂおよび上側ヒートプレート４ｄによって加熱され、時刻ｔ３１において、融点Ｔｍより低い温度Ｔ４に到達した。そして、時刻ｔ３２＝Δｔに金型１を充填室５に移動させた。
充填室５では、移動により温度がわずかに温度Ｔ４より低下した金型１を、ヒートプレート５ｂによって加熱し、時刻ｔ３３に加熱目標温度Ｔ３＝１０００℃に到達した。この後、金型１の金型温度を加熱目標温度Ｔ３に維持するようにヒートプレート５ｂの温度制御を行った。この温度制御により金型１は約３０秒で安定するため、時刻ｔ３３＝ｔ３２＋３０ｓから、高周波誘導加熱コイル２４の通電を開始しストッカー２５から原材料合金を落下させて、誘導加熱を行い、溶湯２６を形成した。そして、放射温度計２８によって高周波誘導加熱コイル２４の通電開始後５０秒以内に溶湯２６が融点Ｔｍ以上に加熱されたことが検出されたので、この放射温度計２８の温度検出値に基づいて、時刻ｔ３４〜ｔ３５（＝ｔ３４＋５０ｓ）の間に高周波誘導加熱コイル２４の通電を停止し、溶湯２６を落下させた。これにより、金型１の成形用キャビティ部１ｂ内に充填口１ａを通して溶湯２６が充填された。
そして、溶湯充填工程を終了して、時刻ｔ３５に、金型１を冷却室６に移動させ、冷却工程を開始した。ここで、ｔ３５−ｔ３２＝Δｔ＝３００ｓである。
【０１６７】
冷却室６では、下側冷却プレート６ｂは、冷却目標温度Ｔ５＝４９０℃よりやや低い温度に温度制御されており、下側冷却プレート６ｂと上側冷却プレート６ｄとで金型１を挟持した後は、上側冷却プレート６ｄと合わせて冷却目標温度Ｔ５となるように温度制御した。
これにより、金型１は、冷却室６に移動してから、時刻ｔ３５〜ｔ３６の４２．５秒間に、冷却速度１２℃／ｓで冷却され、温度４９０℃まで冷却された。その後、冷却速度が制御されない下側冷却プレート６ｂ、上側冷却プレート６ｄによってゆっくりと冷却され、冷却工程終了時まで、目標冷却温度Ｔ５を保持するように冷却された。
次に、時刻ｔ３７において、金型１を徐冷室７に移動して、徐冷工程を開始した。ここで、ｔ３７−ｔ３５＝Δｔである。
徐冷工程では、下側冷却プレート７ｂおよび上側冷却プレート７ｄで金型１を挟持して、冷却速度１．５℃／ｓで金型１の徐冷を行った。これにより、時刻ｔ３７から約３０７秒後に３０℃まで冷却された。その後、時刻ｔ３８（＝ｔ３７＋Δｔ）まで冷却を止めた。
時刻ｔ３８において、金型１を出口ロードロック室８に移動し、金型１を連続鋳造装置５２の外部に排出して、金型１から成形品を離型させた。
【０１６８】
得られた成形品のＸＲＤ測定では、ピークが観測されなかったことから、成形品は結晶化されていない非晶質合金からなることが確認された。
【０１６９】
［比較例］
比較例は、金型１を加熱してから充填するものの、１箇所で、金型加熱工程、溶融充填工程、冷却工程、徐冷工程を行った例である。このため、図１５の温度変化は、溶湯２６または非晶質合金２６Ａの温度変化を示す。
時刻ｔ４０〜ｔ４１までの５２０秒間で、実施例１と同じ原材料合金によって温度Ｔ１＝８５０℃に加熱溶解された溶湯２６を形成した。そして、時刻ｔ４２＝ｔ４１＋３０ｓにおいて、原材料合金の誘導加熱を開始し、時刻ｔ４３＝ｔ４２＋５０ｓにおいて、溶湯２６を温度Ｔ１の金型１に落下させて、金型１に充填した。
金型の周囲に冷媒を流すことによって、溶湯２６は急冷され、時刻ｔ４４＝ｔ４３＋３２．５ｓにおいて、成形用キャビティ部１ｂ内の非晶質合金２６Ａは、温度Ｔ２に冷却された。さらに、時刻ｔ４４〜ｔ４５までの約２８７秒間で、３０℃まで冷却し、金型１から成形品を離型した。
比較例では、１つの成形品を製造するのにかかる時間（実施例１，２のタクト時間に相当）は、ｔ４５−ｔ４０＝９１９ｓであった。
【０１７０】
得られた成形品のＸＲＤ測定では、ピークが観測されなかったことから、成形品は結晶化されていない非晶質合金からなることが確認された。
【０１７１】
このように、比較例では、金型加熱工程、溶融充填工程、冷却工程、徐冷工程を１箇所で行っているため、９１９秒かかるこれらの全工程を終了しないと、他の金型１による鋳造を行うことができない。
一方、同様な成形品を形成する場合、実施例１は、金型加熱工程および溶融充填工程を、１つの充填室５内で行い、これらの工程が終了すると、冷却室６に移動させて、他の金型１の金型加熱工程および溶融充填工程を並行して行うことができる。すなわち、金型の充填待ちを無くすことができるので、金型の待機時間を低減することができる。
したがって、実施例１では、充填室５で行う加熱、充填に要する６００秒をタクト時間として、連続的に鋳造を行うことができ、１つの金型当たり約３１９秒だけ生産効率を向上することができた。
【０１７２】
また、実施例２では、金型加熱室４を充填室５と別に設けることで、金型１の加熱を、金型加熱室４と充填室５との間で分割することができる。そのため、金型加熱室４、充填室５、冷却室６、徐冷室７の間で、金型１を移動させ、それぞれの室内で、１つずつの金型に対して、それぞれ金型加熱工程、溶融充填工程、冷却工程、徐冷工程を並行して行うことができる。このため、溶融充填工程で加熱待ちに要する時間が短縮され、タクト時間を３００秒とすることができた。このため、略同様の成形温度条件の実施例１、比較例と比べても、それぞれ、２倍、約３倍もの、生産効率を向上することができた。
【符号の説明】
【０１７３】
１  金型
１ｂ  成形用キャビティ部
３  入口ロードロック室
４、４Ａ  金型加熱室
４ｂ  下側ヒートプレート（金型加熱部、加熱室金型加熱部）
４ｄ  上側ヒートプレート（金型加熱部、加熱室金型加熱部）
５  充填室
５ｂ  ヒートプレート（金型加熱部、充填室金型加熱部）
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ  冷却室
６ｂ  下側冷却プレート（冷却部）
６ｄ、６ｅ、６ｈ、６ｋ  上側冷却プレート（冷却部）
７、７Ａ。３１  徐冷室
７ｂ  下側冷却プレート（徐冷部）
７ｄ  上側冷却プレート（徐冷部）
８  出口ロードロック室
１３  加圧部
２０、２０Ａ、２０Ｂ  昇降シリンダー
２０ａ  冷却プレート昇降部
２０ｂ  加圧機構昇降部
２０ｃ  加圧ヘッド（加圧部）
２１  金型温度センサー（金型温度検出部、加熱室温度検出部、充填室温度検出部、金型冷却速度検出部）
２２  プレート温度センサー
２４  高周波誘導加熱コイル（溶湯充填部）
２６  溶湯
２６Ａ  非晶質合金
２８  放射温度計
２９  超音波センサー（溶湯充填検出部）
３０、３２  金型搬送機構
３０Ａ  加熱室移動部
３０Ｂ  充填室移動部（第１移動部）
３０Ｃ  冷却室移動部（第２移動部）
３０Ｄ  徐冷室移動部
３１ａ  冷却ブロック（冷却部）
５０、５０Ａ、５０Ｂ、５１、５２、５３、５４  連続鋳造装置
６０、６０Ａ  制御ユニット
６１  加熱室加熱温度制御部
６２  充填室加熱温度制御部
６３、６３Ａ  移動制御部（第１移動制御部、第２移動制御部）
６４  冷却温度制御部
６５  徐冷温度制御部
６６  制御情報記憶部（データ記憶部）
６７  主制御部（データ選択部）
６８  温度制御手段
６９  入力部
Ｔｇ  ガラス遷移温度
Ｔｍ  融点
Ｖｏ  目標冷却速度
ＴＸ  結晶化温度
Ｖｃ  臨界冷却速度
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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