(57)【要約】【課題】手軽かつ正確に鋳型の通気度を測定してその良否を判定することができる鋳型検査方法を提供する。【解決手段】パルサ・レシーバ４からの指令により、送信プローブ２から鋳型１に向けて超音波バースト波ＵＳを発信し、鋳型１を通過した超音波バースト波ＵＳを受信プローブ３で受信して、パルサ・レシーバ４を経てパソコン５にて、受信波の振幅に基づき鋳型の通気度の良否を判定する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳型に向けて超音波バースト波を発信し、前記鋳型を通過した前記超音波バースト波を受信して、受信波の振幅に基づいて前記鋳型の良否を判定することを特徴とする鋳型検査方法。
【請求項２】
鋳型に向けて超音波バースト波を発信し、前記鋳型を通過した前記超音波バースト波を受信して、前記発信から前記受信までの到達時間に基づいて前記鋳型の良否を判定することを特徴とする鋳型検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は鋳型検査方法に関し、特に、鋳型の通気性の良否を確実に判定できる鋳型検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
減圧吸引鋳造等に使用する鋳型は適度かつ一様な通気性を有する必要がある。そこで、鋳型の通気性を検査する必要があり、例えば特許文献１では、鋳型の入り側の圧力を一定に保った状態で鋳型内部に気体を送給し、この時の気体流量から鋳型の通気度を求める方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−８５３８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の方法では、気体送給のための設備が大掛かりになり、手軽に鋳型の通気度を測定することが困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明はこのような課題を解決するもので、手軽かつ正確に鋳型の通気度を測定してその良否を判定することができる鋳型検査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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本第１発明では、鋳型に向けて超音波バースト波を発信し、前記鋳型を通過した前記超音波バースト波を受信して、受信波の振幅に基づいて前記鋳型の良否を判定することを特徴としている。
【０００７】
本第１発明において、同一周波数の超音波を通過させた場合、珪素等を含んだ鋳型素材中では空気中よりも超音波の損失が小さい。したがって、鋳型の通気度が高い場合には超音波が空気層を通過する割合が多くなるためその減衰が多く、受信超音波の振幅は相対的に小さくなる。これに対して、鋳型の通気度が低い場合には超音波が鋳型素材を通過する割合が多くなるためその減衰が少なく、受信超音波の振幅は相対的に大きくなる。そこで、予め適正通気度の鋳型について受信超音波の振幅を測定しておき、被験鋳型に向けて超音波バースト波を発信してこの時の受信超音波の振幅を測定することにより、被験鋳型の通気度の適否を判定することができる。これによれば、従来のような気体送給のための大掛かりな設備が不要であるから、手軽かつ正確に鋳型の通気度を測定することができる。
【０００８】
本第２発明では、鋳型に向けて超音波バースト波を発信し、前記鋳型を通過した前記超音波バースト波を受信して、前記発信から前記受信までの到達時間に基づいて前記鋳型の良否を判定することを特徴としている。
【０００９】
本第２発明において、鋳型素材中の超音波の伝播速度は空気中のそれよりも速い。したがって、鋳型の通気度が高い場合は鋳型素材（粒子）が空気層に比して相対的に少ないため、超音波の伝播速度が遅くなり、到達時間が相対的に長くなる。これに対して、鋳型の通気度が低い場合は鋳型素材が空気層に比して相対的に多いため、超音波の伝播速度が速くなり、到達時間が相対的に短くなる。そこで、予め適正通気度の鋳型について超音波の発信から受信までの到達時間を測定しておき、被験鋳型に向けて超音波バースト波を発信してこの時の到達時間を測定することによって、被験鋳型の通気度の適否を判定することができる。これによれば、従来のような気体送給のための大掛かりな設備が不要であるから、手軽かつ正確に鋳型の通気度を測定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の鋳型検査方法によれば、手軽かつ正確に鋳型の通気度を測定してその良否を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態における、鋳型検査方法を実施するための機器構成を示す図である。
【図２】送信プローブに供給される矩形バースト波の信号波形を示す図である。
【図３】受信プローブに受信された矩形バースト波の信号波形を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態における、受信プローブに受信された矩形バースト波の信号波形を示す図である。
【図５】受信プローブに受信された矩形バースト波の信号波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
なお、以下に説明する実施形態はあくまで一例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が行う種々の設計的改良も本発明の範囲に含まれる。
【００１３】
（第１実施形態）
図１において、鋳型１を挟んで一方に送信プローブ２、他方に受信プローブ３が設けてあり、これらプローブ２，３はパルサ・レシーバ４に接続されている。パルサ・レシーバ４はパソコン５に接続されており、パソコン５の指令でパルサ・レシーバ４から送信プローブ２を経て鋳型１に向け超音波バースト波ＵＳが発信される。鋳型１を通過した超音波バースト波ＵＳは受信プローブ３で受信され、パルサ・レシーバ４を経てパソコン５で受信音波の波形が分析表示される。
【００１４】
送信プローブ２に対するパルサ・レシーバ４の出力は図２に示すような矩形バースト波であり、その一例としては、周波数５０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚあるいは４００ｋＨｚ〜６００ｋＨｚ、パルス電圧３００〜６００Ｖである。そして、上記出力に応じて送信プローブ２からは同様の矩形超音波バースト波ＵＳが鋳型１に向けて発信される。
【００１５】
本実施形態における実験では実際の鋳型に代えて、外径１５０ｍｍφで高さ３０ｍｍの、ポーラスの粗密が異なる二種の円柱状サンプル鋳型を製作して、これらを送信プローブ２と受信プローブ３の間に置いて受信音波の波形を分析した。これを図３に示す。
【００１６】
図３において、本図の（１）は密度が大きい（ポーラス空間が少なく通気度が低い）鋳型１を通過した受信超音波の波形であり、本図の（２）は密度が小さく（ポーラス空間が多く通気度が高い）鋳型１を通過した受信超音波の波形である。図３より明らかなように、鋳型１の通気度が低い場合には超音波が空気層を通過する割合が少なくなるためその減衰が少なくなり、この結果、受信超音波の振幅Ａは相対的に大きい。これに対して、鋳型１の通気度が高い場合には超音波が鋳型素材を通過する割合が少なくなるためその減衰が大きくなって、受信超音波の振幅Ｂは相対的に小さくなる。
【００１７】
したがって、予め適正通気度の鋳型について受信超音波の振幅を測定しておき、被験鋳型に向けて矩形超音波バースト波を発信してこの時の受信超音波の振幅を測定することによって、被験鋳型の通気度の適否を判定することができる。
【００１８】
特に、超音波バースト波の周波数を４００ｋＨｚ以上にするとその指向性が高くなって送信範囲が狭くなるから、鋳型の局所的な通気度を測定して、鋳物砂の充填不良等により生じる鋳型の局所的な通気度不良を判定することができる。一方、超音波バースト波の周波数を２００ｋＨｚ以下にすると送信範囲が広くなり、これにより鋳型全体の通気度を測定してその良否を判定することができる。
【００１９】
（第２実施形態）
図４、図５には本発明の他の実施形態における受信超音波の波形の一例を示す。一般に鋳型の通気度が低い場合は鋳型素材（粒子）が空気層に比して相対的に多いため、超音波の伝播速度が速くなり、超音波バースト波の発信から受信までの到達時間は相対的に短くなる。これに対して、鋳型の通気度が高い場合は鋳型素材が空気層に比して相対的に少ないから、超音波の伝播速度が遅くなって、上記到達時間は相対的に長くなる。
【００２０】
すなわち、図４（１）は鋳型の通気度が低い場合の超音波バースト波の波形を示し、その発信から第１波が受信されるまでの到達時間Ｔ１は一例として５４７．１±０．１であった。これに対して、図４（２）に示す鋳型の通気度が高い場合の到達時間Ｔ２は一例として５４８．５±０．１であった。また図５（１）に示すように、鋳型の通気度が低い場合の超音波バースト波の発信から第３波が受信されるまでの到達時間Ｔ３は一例として５６８．０±０．１であった。これに対し、図５（２）に示す鋳型の通気度が高い場合の到達時間Ｔ４は一例として５７０．３±０．１であった。
【００２１】
したがって、予め適正通気度の鋳型について矩形超音波バースト波の到達時間を測定しておき、被験鋳型に向けて矩形超音波バースト波を発信してこの時の受信超音波の到達時間を測定することによって、被験鋳型の通気度の適否を判定することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１…鋳型、２…送信プローブ、３…受信プローブ、４…パルサ・レシーバ、５…パソコン、ＵＳ…超音波バースト波。
【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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