(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面を有する底部と、前記底部の主面に接続し、前記底部の主面と所定角をなす壁面を持つ壁面部と、を備える成形型と、
前記底部の主面から、成形体を前記底部の主面から離す方向に突き出し可能な押出ピンと、を含み、
前記成形体の一面が前記底部の主面により成形された後、前記押出ピンが前記成形体を前記底部の主面から押し離し、その時の前記押出ピンにかかる荷重を測定する離型性評価装置であって、
前記底部の主面と前記壁面とのなす角度は、鈍角である離型性評価装置を用いて、
前記成形体の一面を前記底部の主面により成形するステップと、
前記成形体は収縮し、前記壁面部から離間するステップと、
前記押出ピンが前記成形体を前記底部の主面から押し離すステップと、
その時の前記押出ピンにかかる荷重を測定するステップと、を含む離型性評価方法。
【請求項２】
前記成形体の一面を前記底部の主面により成形するステップの前に、
離型剤を前記底部の主面に塗布するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載される離型性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は離型性評価装置及び離型性評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体又はスラリー体を成形型で固めて、所望の形状の成形体を得る成形方法がある。このような成形方法では、成形体を離型しやすくするために、離型剤が成形型に塗布される。そこで、離型剤による離型性を簡易的に評価するための離型剤評価装置が利用されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、成形型を模した板体の上側主面により成形体の一面を成形した後、成形体をこの上側主面に平行な方向に引っ張りつつ、引張力を計測する離型剤評価装置が開示されている。このような離型剤評価装置によれば、成形体の動き始めたときの引張力を離型抵抗力として計測して、これに基づいて離型剤による離型性を簡易的に評価することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−００９９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、成形体の形状によって、離型抵抗力の測定精度が変化することがあった。
【０００６】
例えば、図１６（ａ）に示すように、固定型８５と可動型８６との間に成形される成形体８０がある。図１６（ｂ）に示すように、可動型８６が固定型８５及び成形体８０から離れる。さらに、図１６（ｃ）に示すように、成形体８０は、押出ピン８３により押出方向Ｅ１に押出されて、離型される。ここで、成形体８０では、押出方向Ｅ１に平行な面８１が、垂直な面８２と比較して大きな面積を有する。特許文献１に開示される離型剤評価装置では、成形体８０と同様に垂直な面８２の面積よりも平行な面８１の面積の大きい形状の成形体の離型抵抗力を良好な精度で測定することができる。
【０００７】
一方、図１７（ａ）に示すように、固定型９５と可動型９６との間に成形される成形体９０がある。成形体８０と同様に、図１７（ｂ）に示すように、可動型９６が固定型９５及び成形体９０から離れる。さらに、図１７（ｃ）に示すように、成形体９０は、押出ピン９３により押出方向Ｅ２に押出されて、離型される。成形体８０と異なり、成形体９０では、押出方向Ｅ２に垂直な面９２が、平行な面９１と比較して大きな面積を有する。特許文献１に開示される離型剤評価装置では、成形体９０と同様に平行な面９１の面積よりも垂直な面９２の面積の大きい形状の成形体の離型抵抗力を良好な精度で測定できないことがあった。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、離型抵抗力を良好な精度で測定することのできる離型性評価装置及び離型性評価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】
本発明にかかる離型性評価装置は、
主面を有する底部と、前記底部の主面に接続し、前記底部の主面と所定角をなす壁面を持つ壁面部と、を備える成形型と、
前記底部の主面から、成形体を前記底部の主面から離す方向に突き出し可能な押出ピンと、を含み、
前記成形体の一面が前記底部の主面により成形された後、前記押出ピンが前記成形体を前記底部の主面から押し離し、その時の前記押出ピンにかかる荷重を測定する離型性評価装置であって、
前記底部の主面と前記壁面とのなす角度は、鈍角である。
【００１０】
このような構成によれば、離型抵抗力を良好な精度で測定することができる。
【００１１】
他方、本発明にかかる離型性評価方法は、
上記した離型性評価装置を用いて、
前記成形体の一面を前記底部の主面により成形するステップと、
前記押出ピンが前記成形体を前記底部の主面から押し離すステップと、
その時の前記押出ピンにかかる荷重を測定するステップと、を含む離型性評価方法。
【００１２】
このような構成によれば、離型抵抗力を良好な精度で測定することができる。
【００１３】
また、前記成形体の一面を前記底部の主面により成形するステップと、前記押出ピンが前記成形体を前記底部の主面から押し離すステップとの間に、前記成形体は収縮し、前記壁面部から離間するステップをさらに含むことを特徴としてもよい。また、前記成形体の一面を前記底部の主面により成形するステップの前に、離型剤を前記底部の主面に塗布するステップをさらに含むことを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、離型抵抗力を良好な精度で測定する離型性評価装置及び離型性評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施の形態１にかかる離型性評価装置の上面図である。
【図２】実施の形態１にかかる離型性評価装置の断面図である。
【図３】実施の形態１にかかる離型性評価方法のフローチャートである。
【図４】実施の形態１にかかる離型性評価方法の模式図である。
【図５】実施の形態１にかかる離型性評価方法の模式図である。
【図６】実施の形態１にかかる離型性評価方法の模式図である。
【図７】実施の形態１にかかる離型性評価方法の模式図である。
【図８】実施の形態１にかかる離型性評価方法の模式図である。
【図９】実施の形態１にかかる離型性評価方法の模式図である。
【図１０】実施の形態１にかかる離型性評価装置の一例の模式図である。
【図１１】実施の形態１にかかる離型性評価装置の一例の模式図である。
【図１２】時間に対する押出荷重を示すグラフである。
【図１３】実施の形態１にかかる離型性評価装置の一例の上面図である。
【図１４】実施の形態１にかかる離型性評価装置の一例の上面図である。
【図１５】実施の形態１にかかる離型性評価装置の一例の上面図である。
【図１６】関連するダイカスト鋳造方法の模式図である。
【図１７】関連するダイカスト鋳造方法の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１及び２を参照して実施の形態１にかかる離型性評価装置について説明する。図１は、実施の形態１にかかる離型性評価装置の上面図である。図２は、実施の形態１にかかる離型性評価装置の断面図である。
【００１７】
図１及び２に示すように、離型性評価装置１は、保持台２と、押出機構３と、成形型４とを備える。離型性評価装置１は、成形体が離型する現象を模擬して、押出ピンにかかる荷重を測定することができる。この荷重の測定値に基づいて、離型性を評価することができる。なお、この明細書では、離型性は、成形体が金型から離型のし易さを意味する。離型性の因子として、例えば、成形体の材料と、離型剤の塗布量及び塗布方法と、金型の材料、表面性状及び表面処理膜と、押出ピンの数、形状、材料及びその動作方法と、中子ピンなどの金型部材の材料、表面性状及び表面処理膜と、スリーブ潤滑剤の塗布量及び塗布方法とが挙げられる。
【００１８】
保持台２は、保持板２０と、支持脚２１とを備える。保持板２０は、成形型４と成形体Ｆとを保持するのに必要な機械的強度を有する長方形板である。保持板２０の上側主面２２の中心近傍に、押出ピン３１が通過することができるように開口した通過孔部２３が設置される。支持脚２１は、保持板２０の四隅から離型性評価装置１の設置面１１に延びる複数の柱状体である。支持脚２１は、保持板２０を所定の高さに位置させるとともに、水平面に沿わせるように支持する。
【００１９】
押出機構３は、押出ピン３１と、押出部３２と、荷重測定部３３と、押出プレート３４と、を備える。押出機構３は、保持板２０の下側主面２４の下方に設置されている。
【００２０】
押出ピン３１は、押出プレート３４に支持される。押出ピン３１の先端は、通過孔部２３の上端に合わせる。押出ピン３１は、離型性を評価する実際の離型条件において使用する押出ピンと同じ種類の材料からなると好ましく、この押出ピンと同一形状又は相似形状を有すると好ましい。
【００２１】
押出部３２は、空圧又は油圧などを動力源として、押出プレート３４を介して押出ピン３１を上方に向けて突き出すように動作させる。なお、押出部３２は、支持脚２１又は設置面１１に固定されていてもよい。
【００２２】
荷重測定部３３は、押出ピン３１と押出プレート３４との間に設置されており、押出ピン３１にかかる荷重を測定できる。荷重測定部３３として、例えば、ロードセルを利用することができる。荷重測定部３３は、図示しない情報処理装置に接続されており、測定荷重値について信号を送る。情報処理装置は、測定荷重値についての情報を記憶し、測定荷重値についての情報をディスプレイなどの出力部に出力し、離型性評価装置１の使用者に確認させることができる。
【００２３】
成形型４は、保持板２０の上側主面２２上に設置される。成形型４は、液状体又はスラリー体を保持して、固める機能を有する。成形型４は、板状型４３と、筒状型４１とを含む。板状型４３は成形型４の底部である。また、筒状型４１は成形型４の壁面部である。
【００２４】
板状型４３は、金属材料からなる長方形板である。板状型４３に中心近傍に、押出ピン３１が通過することができるように開口した通過孔部４７が設置される。板状型４３は、離型性を評価する離型条件において用いる金型の材料と同じ種類の金属材料からなると好ましい。板状型４３の上側主面４２には、離型性を評価する離型条件において用いる離型剤が塗布されていると好ましい。
【００２５】
筒状型４１は、金属材料からなる筒状体である。筒状型４１は、内壁面４６に囲まれる円錐台状の空洞を有する。この空洞の断面積は、下端の開口部４４から上端の開口部４５に至るにつれて、増加する。内壁面４６と上側主面４２との交差する角度θは、鈍角、つまり、９０°より大きく１８０°より小さい角度である。筒状型４１は、成形型４の上側主面４２の上に設置されている。図１に示すように、離型性評価装置１を上方から見ると、下端の開口部４４が押出ピン３１を包囲する。なお、内壁面４６には、離型剤が塗布されていてもよい。
【００２６】
（離型性評価方法）
次に、図３に沿って図４〜９を用いて、実施の形態１にかかる離型性評価装置を用いた離型性評価方法について説明する。図３は、実施の形態１にかかる離型性評価方法を示すフローチャートを示す。図４〜９は、実施の形態１にかかる離型性評価方法の模式図である。ここでは、離型剤による離型性を評価することを目的とした場合を例にとって説明する。
【００２７】
離型性評価に先立って、評価項目を決めて、その項目及び仕様の条件の成形型４等を準備する。上記したように、ここでの評価項目は離型剤である。
【００２８】
板状型４３を所定の温度に達するまで熱する（型昇温ステップＳ１）。ここで、押出ピン３１の先端部を板状型４３と同じ温度に達するまで、熱してもよい。これにより、後述する成形ステップＳ４において、成形体Ｆが押出ピン３１と板状型４３との間に挿し込んで成形されることを抑制し得て、より正確に離型抵抗力を測定し得る。
【００２９】
続いて、図４に示すように、板状型４３を離型性評価装置１に取り付ける（板状型取付ステップＳ２）。通過孔部４７を押出ピン３１の先端に嵌め込みつつ、板状型４３を保持板２０の上側主面２２に載置する。
【００３０】
続いて、評価対象の離型剤を板状型４３の上側主面４２に塗布する（離型剤塗布ステップＳ３）。例えば、図５に示すように、スプレーノズル７１を用いて、離型剤を上側主面４２に向けて噴出する。なお、離型剤の塗布後、必要に応じて、上側主面４２に残存する水分を除去するために、エアーブローしてもよい。
【００３１】
続いて、図６に示すように、液状体又はスラリー状体を板状型４３の表面上で固めて、成形体Ｆ（図７参照）の一面を上側主面４２により成形する（成形ステップＳ４）。詳細には、筒状型４１を板状型４３の上側主面４２に取り付けて、成形体Ｆを形成する成形体材料を加温するなどして液状又はスラリー状にし、これを容器７２に保持させて、筒状型４１の開口部４５に流し込む。図７に示すように、液状体又はスラリー状体が板状型４３の上側主面４２で固まると、成形体Ｆが形成する。成形体Ｆは、凝固収縮及び／又は熱収縮により、内壁面４６から離間するように形成される。
【００３２】
ここで、成形体Ｆの材料は、液体、又は、スラリー状体を型で固めて、所望の形状を有する固体に成形するための材料であればよい。ここで、スラリー状体とは、固体粒子を含む流動体である。このような材料としては、例えば、金属材料、射出成形用材料が挙げられる。金属材料としては、例えば、鉄鋼、鋳鉄、アルミニウム、マグネシウム、銅、亜鉛、鉛、錫、又は、これらの合金が挙げられる。射出成形用材料としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴムが挙げられる。
【００３３】
次いで、図８に示すように、重り７３を成形体Ｆの上に載せる（重り載置ステップＳ５）。成形体Ｆが板状型４３の上側主面４２に焼き付く。ここで、成形体Ｆがさらに熱収縮し、成形体Ｆの側面は、内壁面４６から離間するように形成される。
【００３４】
最後に、図９に示すように、重り７３を成形体Ｆから取り外して、荷重測定部３３が押出ピン３１にかかる荷重を計測しながら、押出ピン３１が成形体Ｆを押し出す（押出ステップＳ６）。すると、成形体Ｆが板状型４３に焼き付いているために、押出ピン３１が成形体Ｆからの反力を受ける。なお、成形体Ｆと板状型４３との間において、摩擦抵抗力が働いていない。また、成形体Ｆの側面は内壁面４６から離間しており、筒状型４１は、押出ピン３１の成形体Ｆからの反力に影響を与えない。押出ピン３１による成形体Ｆの押出しを続けると、成形体Ｆが板状型４３から離間する。この離間した時に計測した荷重を、離型抵抗力とする。つまり、摩擦抵抗力及び筒状型４１の影響を受けることなく、離型抵抗力を測定することができる。つまり、離型性評価装置１は、離型抵抗力を良好な精度で計測することができる。
【００３５】
以上、実施の形態１にかかる離型性評価装置によれば、離型抵抗力を良好な精度で計測することができる。
【００３６】
なお、実施の形態１では、押出ピン３１を突出して成形体Ｆを離型させたが、押出ピン３１を突出するとともに超音波振動を加えてもよい。例えば、図１０に示すように、離型性評価装置２０１は、実施の形態１にかかる離型性評価装置１に超音波振動部７４をさらに加えた構成と同じ構成を有する。超音波振動部７４は、例えば、支持柱７５により、押出ピン３１の先端近傍に向けて超音波を発生させるように位置と向きとを固定されている。離型性評価装置２０１によれば、超音波を発生させた場合の離型抵抗力を測定することができる。なお、図１０では、成形型４の図示を省略している。
【００３７】
また、実施の形態１では、１本の押出ピン３１を突出させて成形体Ｆを離型させたが、２本の押出ピンを交互に突出させてもよい。例えば、図１１に示すように、離型性評価装置３０１は、実施の形態１にかかる離型性評価装置１の押出機構３と異なる押出機構３０３を有する。なお、図１１では、成形型４の図示を省略している。離型性評価装置３０１は、押出機構３０３は、押出ピン３１ａ、３１ｂと、押出部３２ａ、３３ｂと、を含む。押出ピン３１ａ、３１ｂは、押出部３２ａ、３３ｂにより、それぞれ独立して上方に突き出させる。図１２に示すように、押出ピン３１ａ、３１ｂを交互に突き出すことができる。詳細には、時間ｔ１〜ｔ２では、押出ピン３１ａが力Ｌ２、押出ピン３１ｂが力Ｌ１でそれぞれ押出す。続けて、時間ｔ２〜ｔ３では、押出ピン３１ａが力Ｌ１、押出ピン３１ｂが力Ｌ２でそれぞれ押出す。時間ｔ３〜ｔ４では時間ｔ１〜ｔ２と同様に押出ピン３１ａ、３１ｂが動作する。時間ｔ４〜ｔ５では時間ｔ２〜ｔ３と同様に押出ピン３１ａ、３１ｂが動作する。時間ｔ５以降では押出ピン３１ａ、３１ｂが力Ｌ２で動作する。これによれば、交互に押出ピン３１ａ、３１ｂが成形体Ｆを所定の力で押し出す場合の離型抵抗力を測定することができる。
【００３８】
また、実施の形態１では、押出ピン３１を１本用いたが、押出ピン３１を複数本用いてもよい。例えば、図１３に示すように、離型性評価装置４０１は、実施の形態１にかかる離型性評価装置１と異なり、３本の押出ピンを加えた構成と同じ構成を有する。３本の押出ピン３１は、同じ押出機構（図示略）により動作する。これによれば、３本の押出ピンを用いた場合の離型抵抗力を測定することができる。
【００３９】
また、実施の形態１では、円錐台状の空洞を有する筒状型４１を用いたが、異なる形状の筒状型を用いてもよい。例えば、図１４に示すように、離型性評価装置５０１は、実施の形態１にかかる離型性評価装置１と異なり、４本の押出ピンを用いつつ、さらに、筒状型４１の代わりに四角錐台状の空洞を有する筒状型５４１を加えた構成と同じ構成を有する。これによれば、４本の押出ピン３１を設置するとともに四角錐台状の空洞を有する筒状型５４１を用いた場合の離型抵抗力を測定することができる。
【００４０】
また、実施の形態１では、押出ピン３１を用いたが、異なる大きさの径を有する押出ピンを用いてもよい。例えば、図１５に示すように、離型性評価装置６０１は、実施の形態１にかかる離型性評価装置１に、押出ピン３１の代わりに大径押出ピン６３１を加えた構成と同じ構成を有する。大径押出ピン６３１は、押出ピン３１と比較して大きな径を有する。これによれば、大きな径を有する押出ピンの離型抵抗力を測定することができる。
【００４１】
また、実施の形態１では、荷重測定部３３を用いて荷重を測定したが、集音部を用いて、離型する際に発する音を集音してもよい。集音部は、成形体Ｆが離型する際に発する音を集音することができるように位置や向きで設置される。実施の形態１にかかる離型性評価装置１が集音部を有すると、成形体Ｆが離型する際に発する音を集音し、この集音情報に基づいて離型性を評価することができる。さらに、離型性評価装置は、工場ではなく研究室において使用できるので、工場と比較して研究室の比較的静かな環境で、成形体Ｆが離型する際に発する音を精度よく測定することができる。また、実施の形態１にかかる離型性評価装置は、特許文献１で開示される離型剤評価装置と比較して、成形体が離型する際に音を大きく出し得るので、この音を感度良く測定し得る。
【００４２】
また、実施の形態１では、荷重測定部により荷重を測定したが、成形体温度測定部を設けて、成形体Ｆの温度を測定してもよい。成形体温度測定部として、例えば、放射温度計を利用することができる。成形体温度測定部を有する離型性評価装置は、特許文献１で開示される離型剤評価装置と比較して、成形体Ｆの底面の温度を容易に測定することができる。この温度に基づいて、離型剤やスリーブ潤滑剤の断熱性を評価し得る。
【００４３】
また、実施の形態１では、押出ピン３１を用いたが、様々な形状の押出ピンを使用してもよい。押出ピン３１として、例えば、段付きピンを使用してもよい。これによれば、段付きピンの形状について評価することができる。
【００４４】
また、実施の形態１では、板状型４３を用いたが、板状型４３の上側主面４２に上方へ伸びるようにピンを設置してもよい。これによれば、中子ピンの形状、材料、及び、表面所処理膜の離型性について評価することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１  離型性評価装置、      ２  保持台、
３、３０３  押出機構、      ４  成形型、      １１  設置面、      ２０  保持板、
２１  支持脚、      ２２  上側主面、      ２３  通過孔部、      ２４  下側主面、
３１、３１ａ、３１ｂ、６３１  押出ピン、      ３２、３２ａ、３２ｂ  押出部、
３３  荷重測定部、      ３４  押出プレート、      ４１、５４１  筒状型、
４２  上側主面、      ４３  板状型、      ４４、４５  開口部、      
４６  内壁面、      ４７  通過孔部、      ７１  スプレーノズル、      
７２  容器、      ７４  超音波振動部、      ７５  支持柱、      
Ｅ１、Ｅ２  押出方向、      Ｆ  成形体、      θ  角度
【図１】
0006032150.tif 000002
【図２】
0006032150.tif 000003
【図３】
0006032150.tif 000004
【図４】
0006032150.tif 000005
【図５】
0006032150.tif 000006
【図６】
0006032150.tif 000007
【図７】
0006032150.tif 000008
【図８】
0006032150.tif 000009
【図９】
0006032150.tif 000010
【図１０】
0006032150.tif 000011
【図１１】
0006032150.tif 000012
【図１２】
0006032150.tif 000013
【図１３】
0006032150.tif 000014
【図１４】
0006032150.tif 000015
【図１５】
0006032150.tif 000016
【図１６】
0006032150.tif 000017
【図１７】
0006032150.tif 000018