(57)【要約】【課題】機械部品又は電子部品のある諸元を変更して不具合が発生する場合に、変更した諸元を維持しつつ不具合の発生を抑えることのできる当該機械部品又は電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】機械部品又は電子部品の諸元の一つを変更した場合に前記機械部品又は電子部品の製造時に生じる不具合を特定し、特定された前記不具合を故障木解析によって前記不具合の原因となる下位事象に展開し、前記下位事象から前記変更に係る諸元に対応する物理量を除く一群の物理量を取得し、前記一群の物理量の少なくとも一つを前記不具合が低減される方向に変更し、前記変更された物理量を用いて前記諸元の一つが変更された前記機械部品又は電子部品を製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械部品又は電子部品の製造方法であって、
前記機械部品又は電子部品の諸元の一つを変更した場合に前記機械部品又は電子部品の製造時に生じる不具合を特定し、
特定された前記不具合を故障木解析によって前記不具合の原因となる下位事象に展開し、
前記下位事象から前記変更に係る諸元に対応する物理量を除く一群の物理量を取得し、
前記一群の物理量の少なくとも一つを前記不具合が低減される方向に変更し、
前記変更された物理量を用いて前記諸元の一つが変更された前記機械部品又は電子部品を製造する、
ことを特徴とする機械部品又は電子部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の機械部品又は電子部品の製造方法であって、
前記一群の物理量の前記不具合に対する感度をそれぞれ求め、
前記不具合が発生しなくなるまで、前記一群の物理量のうち前記不具合に対する感度が高い物理量から順に前記不具合が低減される方向に変更する、
ことを特徴とする機械部品又は電子部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の機械部品又は電子部品の製造方法であって、
前記機械部品又は電子部品は鋳造部品であり、
前記不具合は前記鋳造部品を薄肉化した場合に発生する湯境である、
ことを特徴とする機械部品又は電子部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の機械部品又は電子部品の製造方法であって、
前記機械部品又は電子部品は鋳造部品であり、
前記不具合は前記鋳造部品の抜き勾配を減らした場合に発生する前記鋳造部品の割れである、
ことを特徴とする機械部品又は電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、機械部品又は電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新製品の開発や既存製品の改良によって機械部品又は電子部品のある諸元を変更すると、これまで生じていなかった不具合が機械部品又は電子部品の製造時に発生することがある。例えば、鋳造部品において、肉厚を薄くすると、金型内で溶湯が熱量不足となり、溶湯の合流部が十分に融合しないまま境目として残る湯境が発生する。
【０００３】
したがって、機械部品又は電子部品のある諸元を変更する場合には、不具合が発生しない変更の範囲を実験又はシミュレーションによって求め、当該範囲内で変更することが重要である。
【０００４】
特許文献１は、シミュレーションによって上記湯境の発生を予測する技術を開示しており、この技術を用いれば、湯境を発生させない肉厚を求めることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２９５１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、機械部品又は電子部品のある諸元を変更したことによる不具合は、諸元の変更量を制限することだけでなく、その他の物理量（温度、時間、圧力等の各種製造条件、機械部品又は電子部品の各種諸元、製造装置の各種諸元）を変更することによっても防止することができる。
【０００７】
例えば、鋳造部品において肉厚を薄くして湯境が発生した場合であれば、薄くした肉厚はそのままで射出速度、昇圧時間等の物理量を変更するようにしても、湯境を防止できる可能性がある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、機械部品又は電子部品のある諸元を変更して不具合が発生する場合に、変更した諸元を維持しつつ不具合の発生を低減できる当該機械部品又は電子部品の製造方法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】
【０００９】
本発明のある態様によれば、機械部品又は電子部品の製造方法であって、前記機械部品又は電子部品の諸元の一つを変更した場合に前記機械部品又は電子部品の製造時に生じる不具合を特定し、特定された前記不具合を故障木解析によって前記不具合の原因となる下位事象に展開し、前記下位事象から前記変更に係る諸元に対応する物理量を除く一群の物理量を取得し、前記一群の物理量の少なくとも一つを前記不具合が低減される方向に変更し、前記変更された物理量を用いて前記諸元の一つが変更された前記機械部品又は電子部品を製造する、ことを特徴とする機械部品又は電子部品の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
上記態様によれば、変更することで諸元の変更は維持しつつ不具合を低減することのできる物理量を容易かつ網羅的に求めることができる。そして、当該物理量の少なくとも一つを変更することで、変更した諸元を維持したまま不具合を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る機械部品又は電子部品の製造方法の手順を示したフローチャートである。
【図２】肉厚を薄くして湯境が発生した場合のＦＴ図の一例である。
【図３】変更する物理量が決定される様子を示した図である。
【図４】抜き勾配を小さくして割れが発生した場合のＦＴ図の一例である。
【図５】変更する物理量が決定される様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の説明では、まず、本発明の実施形態に係る機械部品又は電子部品の製造方法の手順について説明する。そしてその後で、その手順を鋳造部品の製造方法に適用した適用例１及び適用例２について説明する。
【００１３】
＜製造方法の手順＞
図１は、本発明の実施形態に係る機械部品又は電子部品の製造方法の手順を示している。各手順の実行主体は機械部品又は電子部品の製造に携わる作業者であるが、コンピュータによって実行可能な手順についてはコンピュータによって実行するようにしてもよい（例えば、ＦＴ図の自動生成）。以下の説明では、便宜上、ある部品Ｐの諸元Ｘ（機械部品又は電子部品の寸法、形状、材質等）を小さくした場合に不具合Ｙが発生するものとして説明する。
【００１４】
まず、部品Ｐの諸元Ｘを変更した場合に発生する不具合Ｙを特定する（Ｓ１）。不具合Ｙの特定は、諸元の一つを変更して実際に部品Ｐを製造して特定しても良いし、コンピュータシミュレーションによって特定しても良い。
【００１５】
次に、故障木解析（ＦＴＡ：Ｆａｕｌｔ  Ｔｒｅｅ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行い、Ｓ１で特定された不具合Ｙを頂上事象とするＦＴ図を作成する（Ｓ２）。ＦＴ図は、頂上事象をその原因となる複数の下位事象の論理和又は論理積に展開したツリー状の図である（図２、図４参照）。
【００１６】
下位事象は、それぞれ物理量（温度、時間、圧力等の製造条件、部品Ｐの諸元、部品Ｐの製造装置の諸元）とそれが過大又は過小であることを示す文言とから構成される。例えば、物理量Ａが過大である場合に不具合Ｙが発生する場合は、下位事象の一つは「Ａが大きい」になる。また、Ｓ２の展開の結果得られた下位事象には、諸元Ｘの変更に対応する下位事象である「Ｘが小さい」が含まれる。
【００１７】
次に、複数の下位事象に含まれる物理量をそれぞれ抽出する（Ｓ３）。例えば、Ｓ２の展開の結果得られた下位事象が「Ａが大きい」、「Ｂが低い」、「Ｃが長い」、「Ｘが小さい」であれば、抽出される物理量はＡ、Ｂ、Ｃ、Ｘである。
【００１８】
次に、抽出された複数の物理量から、諸元Ｘの変更に対応する物理量を除外し、一群の物理量を取得する（Ｓ４）。Ｓ３で抽出された物理量がＡ、Ｂ、Ｃ、Ｘであれば、一群の物理量はＡ、Ｂ、Ｃとなる。一群の物理量Ａ、Ｂ、Ｃは、諸元変更を維持したまま製造時の不具合を低減するために変更するのが有効な物理量（変更することで不具合を解消できる物理量の他、変更することで不具合を少しでも解消する方向に作用する物理量を含む）である。
【００１９】
次に、一群の物理量の不具合Ｙに対する感度（Ｓ−Ｎ比）を実験によって求める（Ｓ５）。このとき、実験計画法を用いて実験計画を立てるようにすれば、少ない実験回数で残った物理量の不具合Ｙに対する感度を求めることができる。なお、実験計画法は公知の手法であるので、ここでは詳しい説明を省略する。
【００２０】
次に、最も高い感度の物理量を不具合Ｙが低減される方向に変更する（Ｓ６）。例えば、上記物理量Ａ、Ｂ、ＣのうちＡの感度が最も高ければ、物理量Ａを不具合Ｙが低減される方向、すなわち、小さくなる方向に変更する。
【００２１】
次に、Ｓ６で変更後の物理量を用いて部品Ｐを製造した場合に不具合が発生するか検証する（Ｓ７）。この検証は、部品Ｐを実際に製造して行ってもよいし、コンピュータシミュレーションで行ってもよい。
【００２２】
最も高い感度の物理量を変更したことによって不具合が発生しなくなれば、以後、その物理量を用いて部品Ｐを製造する（Ｓ８）。
【００２３】
依然として不具合が発生する場合は、一群の物理量のうち次に感度が高い物理量を不具合Ｙが低減される方向に変更し（Ｓ８→Ｓ６）、不具合が発生するかの検証を再び行う（Ｓ７）。
【００２４】
以後、不具合が発生しなくなるまで、Ｓ６、Ｓ７の手順を繰り返す。
【００２５】
したがって、以上の手順によれば、変更することで諸元Ｘの変更は維持したまま不具合Ｙを低減することのできる物理量を、容易かつ網羅的に抽出することができる。そして、当該物理量の少なくとも一つを変更することで、変更した諸元Ｘを維持しつつ不具合を低減することができる（請求項１に対応する効果）。
【００２６】
また、一群の物理量の不具合Ｙに対する感度を求め、最も感度の高い物理量から順に変更するようにしたことにより、少ない手順で不具合Ｙを発生させない製造方法（物理量の組み合わせ）を効率的に見つけ出し、不具合Ｙを発生させることなく諸元Ｘが変更された製品Ｐを製造することができる（請求項２に対応する効果）。
【００２７】
＜実施例１＞
実施例１は、上記製造方法を鋳造部品の製造に適用した場合である。鋳造部品においては、肉厚を薄くすると、金型内で溶湯が熱量不足となり、溶湯の合流部が十分に融合しないまま境目として残る湯境が発生する。通常であれば、湯境が発生しない肉厚の下限値を求め、肉厚を下限値に制限することで湯境の発生を防止する。
【００２８】
しかしながら、上記製造方法によれば、肉厚を薄くしたまま湯境を発生させないようにすることが可能である。
【００２９】
図１を参照しながらその手順について説明する。
【００３０】
Ｓ１では、肉厚を薄くした場合の不具合が「湯境の発生」と特定される。
【００３１】
Ｓ２では、「湯境の発生」を頂上事象とするＦＴ図が作成される。図２はこのとき作成されるＦＴ図であり、下位事象には、「離型剤塗布時間が長い」、「ショットタイムラグが長い」、「低速射出速度が遅い」、「真空ゲート面積が小さい」、「高速射出速度が遅い」、「肉厚が薄い」、「溶湯圧が低い」及び「昇圧時間が長い」が含まれる。上位事象と下位事象との関係は全て論理和である。なお、実際のＦＴ図はさらに他の下位事象も含まれるが、ここでは理解を容易にするため、代表的な下位事象のみを示している。
【００３２】
Ｓ３では、下位事象に含まれる物理量が抽出される。実施例１では、「離型剤塗布時間」、「ショットタイムラグ」、「低速射出速度」、「真空ゲート面積」、「高速射出速度」、「肉厚」、「溶湯圧」及び「昇圧時間」が抽出される（図３の（ａ））。
【００３３】
Ｓ４では、抽出された物理量から、諸元の変更（肉厚を薄くしたこと）に対応する物理量である「肉厚」が除外され、「離型剤塗布時間」、「ショットタイムラグ」、「低速射出速度」、「真空ゲート面積」、「高速射出速度」、「溶湯圧」及び「昇圧時間」が一群の物理量として取得される（図３の（ｂ））。
【００３４】
Ｓ５では、一群の物理量の「湯境の発生」に対する感度（Ｓ−Ｎ比）が実験によって求められる（図３の（ｃ））。
【００３５】
Ｓ６〜Ｓ８では、「湯境の発生」が防止されるまで、一群の物理量のうち感度の高い物理量から順に「湯境の発生」が低減される方向に変更される。実施例１では、「高速射出速度」、「昇圧時間」、「溶湯圧」・・・・の順に感度が高いので、この順に変更される（図３（ｄ））。
【００３６】
この手順によれば、薄い肉厚を維持したまま、「湯境の発生」を防止することが可能である（請求項３に対応する効果）。
【００３７】
＜実施例２＞
実施例２も実施例１と同じく、上記製造方法を鋳造部品の製造に適用した場合である。鋳造部品においては、抜き勾配を小さくすると、離型抵抗が大きくなり、鋳造部品に割れが発生する。通常であれば、割れが発生しない抜き勾配の下限値を求め、抜き勾配を下限値に制限することで割れの発生を防止する。
【００３８】
しかしながら、上記製造方法によれば、抜き勾配を小さくしたまま割れを発生させないようにすることが可能である。
【００３９】
図１を参照しながらその手順について説明する。
【００４０】
Ｓ１では、抜き勾配を小さくした場合の不具合が「割れの発生」と特定される。
【００４１】
Ｓ２では、「割れの発生」を頂上事象とするＦＴ図が作成される。図４はこのとき作成されるＦＴ図であり、下位事象には、「冷却水量が多い」、「低速射出速度が遅い」、「チルタイムが長い」、「ショットタイムラグが大きい」、「離型剤濃度が薄い」、「溶湯圧が高い」及び「抜き勾配が小さい」が含まれる。上位事象と下位事象との関係は全て論理和である。なお、実際のＦＴ図はさらに他の下位事象も含まれるが、ここでは理解を容易にするため、代表的な下位事象のみを示している。
【００４２】
Ｓ３では、下位事象に含まれる物理量が抽出される。実施例２では、「冷却水量」、「低速射出速度」、「チルタイム」、「ショットタイムラグ」、「離型剤濃度」、「溶湯圧力」及び「抜き勾配」が抽出される（図５の（ａ））。
【００４３】
Ｓ４では、抽出された物理量から、諸元の変更（抜き勾配を小さくしたこと）に対応する物理量である「抜き勾配」が除外され、「冷却水量」、「低速射出速度」、「チルタイム」、「ショットタイムラグ」、「離型剤濃度」及び「溶湯圧力」が一群の物理量として取得される（図５の（ｂ））。
【００４４】
Ｓ５では、一群の物理量の「割れの発生」に対する感度（Ｓ−Ｎ比）が実験によって求められる（図５の（ｃ））。
【００４５】
Ｓ６〜Ｓ８では、「割れの発生」が防止されるまで、一群の物理量のうち感度の高い物理量から順に「割れの発生」が低減される方向に変更される。実施例２では、「チルタイム」、「離型剤濃度」、「冷却水量」・・・・の順に感度が高いので、この順に変更される（図５（ｄ））。
【００４６】
この手順によれば、小さな抜き勾配を維持したまま、「割れの発生」を防止することが可能である（請求項４に対応する効果）。
【００４７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４８】
例えば、ここでは鋳造部品の製造方法に適用した実施例１及び２を示したが、本発明は、機械部品又は電子部品の製造に広く適用できるものである。
【００４９】
また、上記実施形態では、下位事象から物理量を抽出した後に、諸元の変更に係る物理量を除いているが、下位事象から諸元の変更に係る事象を除いたものから物理量を抽出するようにしても同じである。
【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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