(57)【要約】【課題】凝固時間を人為によらず適切に設定して作業効率の向上を図り、かつ鋳造品の品質向上が得られる重力鋳造法および重力鋳造装置を提供する。【解決手段】湯口１７から金型１０のキャビティ１３内に溶湯を重力によって充填して凝固時間経過後に型開きして鋳造品を取り出す重力鋳造法および装置において、金型１０に充填された溶湯の最終凝固部となる押湯部１６に設定された温度測定点ｓの温度を温度検出手段２４により検出し、その検出温度が予め設定された最終凝固部まで凝固が進行したときの温度となった時点を凝固時間終了とする。人為によることなく過不足のない適切な凝固時間が設定されて、鋳造品の品質が確保できると共に、作業効率が向上する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯口から金型のキャビティ内に溶湯を重力によって充填して凝固時間経過後に型開きして鋳造品を取り出す重力鋳造法において、
金型に充填された溶湯の最終凝固部に設定された温度測定点の温度が、予め設定された上記最終凝固部まで凝固が進行したときの温度となった時点を凝固時間終了とすることを特徴とする重力鋳造法。
【請求項２】
上記温度測定点は、押湯部内に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の重力鋳造法。
【請求項３】
上記温度測定点は、湯道内に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の重力鋳造法。
【請求項４】
上記金型のキャビティ内への溶湯充填による凝固時間開始から上記凝固時間終了までの凝固到達時間と、予め設定された基準凝固到達時間範囲とを比較演算して上記凝固到達時間が上記基準凝固到達時間範囲内でないときは鋳造欠陥があると判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の重力鋳造法。
【請求項５】
上記最終凝固部の最高温度および上記金型のキャビティ内への溶湯充填による凝固時間開始から上記最高温度に達するまでの最高温度到達時間と、予め設定された基準最高温度範囲および基準最高温度到達時間範囲とを比較演算して上記最高温度および最高温度到達時間が上記基準最高温度範囲あるいは基準最高温度到達時間範囲内でないときには鋳造欠陥があると判断することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の重力鋳造法。
【請求項６】
湯口から金型のキャビティ内に溶湯を重力によって充填して凝固時間経過後に型開きして鋳造品を取り出す重力鋳造装置において、
上記金型に充填された溶湯の最終凝固部に温度測定点が設定された温度測定手段を有し、この温度測定手段の検出温度が、予め設定された上記最終凝固部まで凝固が進行した時点の温度を検出したときを凝固時間終了とすることを特徴とする重力鋳造装置。
【請求項７】
上記温度測定手段の温度測定点は、押湯部内に設定されたことを特徴とする請求項６に記載の重力鋳造装置。
【請求項８】
上記温度測定手段の温度測定点は、湯道内に設定されたことを特徴とする請求項６に記載の重力鋳造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重力鋳造法および重力鋳造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
重力鋳造法は、金型のキャビティ内にアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属溶湯を重力による流し込みによって鋳造する方法であって、寸法精度が高く、鋳物の組織が緻密で機械的性質および耐久性に優れると共に、鋳造装置および金型の寿命も長く、設備費が比較的安価であることから広く行われている。
【０００３】
しかし、鋳造時の金型温度が低過ぎると溶湯が充填途中において薄肉部で凝固して不廻りや湯ざかい、巣等の鋳造欠陥を引き起こし、また金型温度が高過ぎると熱容量の大きな肉厚部で巣等の鋳造欠陥が発生して不良鋳造品の発生要因となる。
【０００４】
この対策として、鋳造サイクル終了から次の鋳造サイクル開始までの時間と溶湯を充填する直前の金型の温度を測定し、この測定時間および測定温度と予め設定した時間および金型温度とを比較演算し、演算結果に基づいて金型が設定温度になるように加熱手段および鋳造サイクル時間を調整することによって、金型温度を所定温度領域に制御して、鋳造欠陥の発生を防止する金型温度制御方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
一方、重力鋳造法は、金型のキャビティ内での鋳込みが徐々に行われて先に流入した溶湯が先端に流れていくので、先端から先に凝固して押湯部が最後に凝固するように指向性凝固を進行させる必要があり、この押湯部を含む湯口、湯道等の総称が方案部であって、方案部が確実に凝固した時点で金型を開き、製品を取り出している。
【０００６】
この方案部は、溶湯をキャビティに注湯、すなわち充填する際の空気の巻き込みおよび酸化物の発生を抑制し、押湯部に向かう指向性凝固を確保しての品質を確保するうえで重要な部分である。
【０００７】
また、注湯から型開きまでに要する凝固時間、すなわち型締め時間や型開き時間を決定する凝固状態の把握は、キャビティ内または金型に熱電対温度計等の温度測定手段を設置し、その温度測定手段による温度検出に基づいて鋳物の凝固状態を把握する方法が一般に行われている。
【０００８】
例えば、重量約１０ｋｇの鋳造品を鋳造するときの金型の温度は、図８に示す金型温度と凝固時間の相関図を示すように湯口からキャビティに充填された溶湯の溶湯熱によって次第に上昇し、最高温度ａ、例えば４９１℃に達した後にキャビティ内の溶湯の凝固開始に伴って次第に下降し、押湯部まで凝固が進行して鋳物となったものが金型を開型して離型しても変形やかじりが発生しない凝固温度に達したときの金型の温度ｂ、例えば４５３℃に達した時間ｔ、例えば２１０秒を凝固時間として予め実験的に確認して設定しておき、このときの時間ｔを凝固時間終了、すなわち型開き時間とすることができる。しかし、例えば鋳造作業開始時等における金型の温度は低く、鋳造作業の繰り返しにより次第に金型温度が上昇することから、金型の温度には例えば約±１５℃のばらつきがある。したがって、真の凝固温度に対する金型の温度は４３８℃〜４６８℃となり、これを考慮して凝固時間を設定しなければならず、真の凝固に要する時間より余分な時間が設定される。
【０００９】
【特許文献１】
特開平６−２６２３３７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、凝固した鋳物が金型を開いて離型しても変形やかじりが発生しない温度に鋳物の温度が降下するまでの凝固時間の設定は、予め実験的に確認した時間に基づいて、鋳造毎に鋳造作業者の経験と感で人為的に設定されることから、凝固時間の設定には鋳造作業者による個人差がある。また、実際の鋳造にあたっては雰囲気温度、金型温度、金型熱容量等の不確定な要素が影響し、各鋳造サイクル毎に凝固時間にばらつきが発生する。
【００１１】
この金型の凝固時間の設定が適切でなく、方案部の部分が完全に凝固しない状態で開型すると十分な押湯効果が得られず巣が発生する。この巣の発生を回避するために凝固時間を長く設定すると、真の凝固に要する時間より余分な時間が設定されて作業効率の低下を招くことが懸念される。また、必要以上の凝固時間が設定されると溶湯から受けた金型の熱が放熱して良品を鋳造するに必要な金型温度が変化して鋳造品の品質に影響を及ぼすおそれがある。さらに、凝固時間の設定が適切でなく、離型する温度が高過ぎると鋳造品にかじりや変形が発生し、また離型する温度が低過ぎると離型が困難になることが懸念される。
【００１２】
一方、キャビティ内または金型に設けられた温度測定手段による温度検出に基づいて溶湯の凝固状態を把握する方法にあっては、金型の製品押出ピン、製品形状等の製品仕様、金型構成等により温度測定手段の設置部位が制約され、かつ金型自体の熱および熱容量の影響により鋳物の凝固状態を高い精度で把握することが困難である。
【００１３】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、凝固時間を人為によらず適切に設定することによって作業効率の向上を図り、かつ鋳造品の品質向上が得られる重力鋳造法および重力鋳造装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の重力鋳造法の発明は、湯口から金型のキャビティ内に溶湯を重力によって充填して凝固時間経過後に型開きして鋳造品を取り出す重力鋳造法において、金型に充填された溶湯の最終凝固部に設定された温度測定点の温度が、予め設定された上記最終凝固部まで凝固が進行したときの温度となった時点を凝固時間終了とすることを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明によると、雰囲気温度、金型温度、金型熱容量等の不確定な要素による影響が極めて少なく溶湯の凝固状態と極めて高い相関性がある最終凝固部に設定された温度測定点の温度が、予め実験的あるいはシミュレーションにより確認して設定された凝固温度に達した時点を凝固時間終了とすることで、高精度でかつ人為によることなく過不足のない適切な凝固時間が設定され、適切な状態での開型が可能になり鋳造品の品質が確保できると共に、作業効率が向上する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１の重力鋳造法において、上記温度測定点は、押湯部内に設定されたことを特徴とする。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１における温度測定点が設定される最終凝固部をより具体的にするものであって、押湯部は湯口からキャビティ内に充填された溶湯が凝固の進行によって体積減少するのを補うために溶湯を供給する役割をし、押湯効果を確保するために押湯部内の溶湯が最後に凝固する最終凝固部となるように設定されている。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１の重力鋳造法において、上記温度測定点は、湯道内に設定されたことを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、請求項１における温度測定点が設定される最終凝固部をより具体的にするものであって、湯道は湯口からキャビティ内に溶湯を誘導するものであって、最後に凝固する最終凝固部となるものである。また、この湯道は押湯部を兼ねることが多い。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の重力鋳造法において、上記金型のキャビティ内への溶湯充填による凝固時間開始から上記凝固時間終了までの凝固到達時間と、予め設定された基準凝固到達時間範囲とを比較演算して上記凝固到達時間が上記基準凝固到達時間範囲内でないときは鋳造欠陥があると判断することを特徴とする。
【００２１】
請求項４の発明によると、凝固開始から凝固終了までの凝固時間が、予め実験的に設定された基準凝固到達時間範囲内でないときには、巣等の鋳造欠陥の発生が懸念される。よって、凝固到達時間が上記基準到達時間範囲内でないときには鋳造欠陥があると判断することによって、鋳造品の品質向上が得られる。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の重力鋳造法において、上記最終凝固部の最高温度および上記金型のキャビティ内への溶湯充填による凝固時間開始から上記最高温度に達するまでの最高温度到達時間と、予め設定された基準最高温度範囲および基準最高温度到達時間範囲とを比較演算して上記最高温度および最高温度到達時間が上記基準最高温度範囲あるいは基準最高温度到達時間範囲内でないときには鋳造欠陥があると判断する。
【００２３】
請求項５の発明によると、最終凝固部の最高温度および最高温度到達時間が、予め実験的に設定された基準最高温度範囲内および基準最高温度到達時間範囲内でないときには巣等の鋳造欠陥の発生が懸念される。よって、最終凝固部の最高温度および最高温度到達時間が、それぞれ基準最高温度範囲および基準最高温度到達時間範囲内でないときには鋳造欠陥があると判断することによって、鋳造品の品質向上が得られる。
【００２４】
上記目的を達成する請求項６に記載の重力鋳造装置の発明は、湯口から金型のキャビティ内に溶湯を重力によって充填して凝固時間経過後に型開きして鋳造品を取り出す重力鋳造装置において、上記金型に充填された溶湯の最終凝固部に温度測定点が設定された温度測定手段を有し、この温度測定手段の検出温度が、予め設定された上記最終凝固部まで凝固が進行した時点の温度を検出したときを凝固時間終了とすることを特徴とする。
【００２５】
請求項６の発明によると、雰囲気温度、金型温度、金型熱容量等の不確定な要素による影響が極めて少なく溶湯の凝固状態と極めて高い相関性がある最終凝固部に温度測定点が設定された温度測定手段を設け、予め実験的にあるいはシミュレーションにより確認して設定された凝固温度に達した時点を温度測定手段により検出したときを凝固時間終了とすることで、高精度でかつ人為によることなく過不足のない適切な凝固時間が設定されて、適切な状態での開型が可能になり鋳造品の品質が確保できると共に、作業効率の向上が得られる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項６の重力鋳造装置において、上記温度測定手段の温度測定点は、押湯部内に設定されたことを特徴とする。
【００２７】
請求項７の発明は、、請求項６における温度測定手段の温度測定点の設定位置をより具体的にするものであって、押湯部は湯口からキャビティ内に充填された溶湯が凝固の進行によって体積減少するのを補う溶湯を供給する役割をし、押湯効果を確保するために押湯部内の溶湯が最後に凝固する最終凝固部となるように設定されている。また、押湯部は金型の形状等の影響を極力少なくなるように設定することが可能であり、金型の熱等の影響が抑制された部位に温度測定手段を配置することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項６の重力鋳造装置にいて、上記温度測定手段の温度測定点は、湯道内に設定されたことを特徴とする。
【００２９】
請求項８の発明は、温度測定手段の温度測定点をより具体的にするものであって、湯道は湯口からキャビティ内に溶湯を導くものであって、湯道内の溶湯が最後に凝固する最終凝固部となるように設定されている。また、湯道は金型の形状等に影響することなく形成することができ、金型の熱等の影響が抑制された部位に温度測定手段を配置することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による重力鋳造法および重力鋳造装置の実施の形態をアルミニウム合金の鋳造を例に図１乃至図７を参照して説明する。
【００３１】
図１は重力鋳造装置１の概念図であって、基台２に支持軸３によって支持部本体４が傾転自在に支持され、支持部本体４は図示しない傾倒駆動手段によって給湯・開型位置と充填・凝固位置との間で傾転される。図１に示す給湯・開型位置における支持部本体４の上側にキャビティ１３を形成する下型１１と上型１２を備えた金型１０が取り付けられている。
【００３２】
上型１２は、下型１１に対して略Ｌ字状に形成されたアーム３１を介して図１に示す型締め位置と、図２に示すように下型１１に対して約９０°回動して起立した型開き位置との間で傾転自在に支持され、型締め機構であるアーム３１と支持部本体４の下部との間に掛け渡された型締めシリンダ３２の伸縮作動によって型締め位置と型開き位置に回動し、かつそれらの位置に保持される。
【００３３】
上型１２には、キャビティ１３内に突出して鋳造された製品を上型１２から離型する押出ピンを作動させる上型製品押出用シリンダ３３が設けられ、支持部本体４の下部に下型１１側からキャビティ１３内に突出して鋳造された製品を押し出す押出ピンを作動する下型製品押出用シリンダ３４が設けられている。
【００３４】
支持部本体４には、揺動自在に軸支された湯受けアーム３５によって上方が開放された有底状のラドル３６が支持されている。通常時にはラドル３６の注湯口３６ａが後述する金型１０の湯口１７内に挿入された状態に保持されると共に、仮想線で示すように湯受けアーム３５を傾倒可能にしてラドル３６内に堆積した溶滓等の排除作業等のメンテナンスを容易にしている。
【００３５】
さらに金型１０は、支持部本体４を図１に示す給湯・開型位置から９０°傾転した充填・凝固位置における要部断面図を図３に示し、かつ図４に図３のＩ−Ｉ線断面図を示すように、充填・凝固位置において下型１１のキャビティサイド１１ａと上型１２のキャビティサイド１２ａによって形成された中空状のキャビティ１３の上方に、それぞれのキャビティサイド１１ａ、１２ａに連続する押湯部サイド１１ｂ、１２ｂによって押湯部１６が連続形成され、さらに押湯部サイド１１ｂ、１２ｂに連続する湯口サイド１１ｃ、１２ｃによってテーパ状に拡径して上端が開口する湯口１７が連続形成されている。本実施の形態では押湯部１６は、湯口１７から供給された溶湯をキャビティ１３内に誘導する湯道を兼ね、これら押湯部１６および湯口１７によって方案部１５を形成している。
【００３６】
金型１０には押湯部１６内に温度測定点ｓが設定された温度検出装置２１が設けられている。温度検出装置２１について図３のＩＩ部拡大図を示す図５を参照して説明する。
【００３７】
上型１２に、外側から押湯部１６に貫通し、かつ段部２２ａを介して外側の大径部２２ｂと押湯部１６側の小径部２２ｃによって形成される取付孔２２が穿設され、取付孔２２に温度検出手段、例えば熱電対による熱電対温度計２４を保持する保護ピン２３が取り付けられている。保護ピン２３は、取付孔２２の段部２２ａに係合可能な段部２３ａを介して大径部２２ｂに嵌合する比較的大径の基部２３ｂと小径部２２ｃに嵌合する例えば外径が約６ｍｍ〜８ｍｍの軸部２３ｃを有する棒状であって、外側から取付孔２２に挿入し、その段部２３ａを取付孔２２の段部２２ａに当接することによって軸部２３ｃの先端が押湯部サイド１２ｂより約１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度押湯部１６内に突出する長さを有し、基部２３ｂから軸部２３ｃの先端近傍に達する保持孔２３ｄが穿設された先端肉厚が約２〜３ｍｍに形成されている。
【００３８】
保護ピン２３の保持孔２３ｄに、保護ピン２３の先端近傍に対応して保持孔２３ｄの先端に接する温度測定点ｓが設定された熱電対温度計２４が挿入され、保護ピン２３を取付孔２２に装着することによって、最終凝固部となる押湯部１６内の温度測定が可能になる。
【００３９】
この取付孔２２に装着された熱電対温度計２４が内装された保護ピン２３は、貫通孔２５ａが穿孔され、図示しない取付ボルトによって上型１２に取り付けられたピン押さえプレート２５によって取付孔２２からの脱落が防止され、かつピン押さえプレート２５に螺合する抜け止めボルト２７によって熱電対温度計２４が固定されている。また、熱電対温度計２４を保護ピン２３に内装することによって、金型１０の構成を複雑にすることなく熱電対温度計２４を配設できると共に熱電対温度計２４を溶湯等から保護される。
【００４０】
また、押湯部１６への熱電対温度計２４の設置は、金型１０の形状等に影響されることなく制約が極めて小さく製品に合わせてその設置部位が容易に選択でき、金型１０自体の熱および熱容量の影響を極力排除した状態で設置することができる。
【００４１】
ここで、押湯部１６の溶湯は、湯口１７からキャビティ１３内に充填された溶湯が凝固進行中における体積減少を補う溶湯を供給する役割をするものであり、キャビティ１３内に注湯された溶湯は、先に注湯された湯口１７から遠いキャビティ１３の先端、すなわち下端から凝固が行われ、押湯部１６内の溶湯が最後に凝固する最終凝固部となるように設定されている。
【００４２】
この押湯部１６内に設定された温度測定点ｓの温度は、キャビティ１３内に充填された溶湯の凝固状態と極めて高い相関性があり、湯口１７から給湯された溶湯が充填されたときを凝固時間開始とし、キャビティ１３に注湯された溶湯の溶湯熱によって最高温度に達した後に、溶湯がキャビティ１３の先端となる下端からの凝固の開始に伴って次第に下降することから、押湯部１６まで凝固が進行して溶湯が凝固して鋳物となったものが金型１０を開型して離型しても変形やかじりが発生しない温度まで降下した時点の温度を予め実験的にあるいはシミュレーションにより確認して設定しておくことにより、熱電対温度計２４がこの温度を検知した時点を凝固時間終了とすることができる。
【００４３】
また、熱電対温度計２４による検出温度と予め設定された温度との比較および各部の作動は制御部によって制御されるが、この作用等については次に説明する鋳造法において逐次説明する。
【００４４】
このように構成された重力鋳造装置１による鋳造法について図６に示すフローチャートおよび図７に示す押湯部１６内の溶湯温度、すなわち押湯温度と凝固時間の相関図を参照して説明する。
【００４５】
図１に示す給湯・型開位置に支持部本体４が保持され、かつ金型１０の上型１２が型締め位置に保持された状態で、ラドル３６に予め設定された１鋳造分の金属溶湯を給湯する（ステップＳ１）。続いて支持軸３廻りに金型１０の湯口１７が上方となるまで支持部本体４を傾転駆動手段により９０°傾転させる。支持部本体４の傾転に伴って一体的に金型１０およびラドル３６が充填・凝固位置に傾転する（ステップＳ２）。
【００４６】
金型１０およびラドル３６の充填・凝固位置への傾転に伴って、ラドル３６内の溶湯がその注湯口３６ａから金型１０の湯口１７を介してキャビティ１３内に流入して充填される（ステップＳ３）。このキャビティ１３内への溶湯充填が凝固時間開始として制御部に送られる。
【００４７】
この溶湯充填に伴って、押湯部１６に配置された温度測定点ｓの温度は、例えば図７に示すように、キャビティ１３および押湯部１６に注湯された溶湯の溶湯熱によって上昇が開始し、熱電対温度計２４の検出温度が上昇する。
【００４８】
溶湯熱による温度測定点ｓの温度が凝固時間開始から約８５秒経過後に最高温度Ａ、例えば約５２０℃に程度に達した後、キャビティ１３内に充填された溶湯が押湯部１６から離れたキャビティ１３の下端から凝固を開始し、この凝固に伴って温度測定点ｓの温度は降下を開始する。
【００４９】
この最高温度Ａの温度を熱電対温度計２４によって検知し、この時点の温度と予め設定された基準最高温度範囲、例えば５１０℃〜５３０℃とを制御部で比較演算し、検知温度が基準最高温度範囲内か否を判断する（ステップＳ４）。
【００５０】
ここで、基準最高温度範囲は予め実験的にあるいはシミュレーションにより確認され設定された良好な鋳造条件であって、検出温度が基準最高温度範囲より高い要因としては、キャビティ１３内に注湯された溶湯温度が高い場合や金型１０の温度が高過ぎる等があり、一方、基準最高温度範囲より低い要因として溶湯量不足や溶湯温度が低い場合、または金型１０の温度が低過ぎる等があり、検出温度が基準最高温度範囲より高いときあるいは低いときには巣等の鋳造欠陥が発生することが懸念される。よって、最終凝固部の最高温度Ａが、基準最高温度範囲内でないときは鋳造欠陥があると判断される。
【００５１】
熱電対温度計２４により検知された最高温度Ａと前回鋳造された際の最高温度とを比較演算し、温度差が基準温度差内、例えば差温１０℃以内か否か判断する（ステップＳ５）。ここで前回との温度差が基準温度差を越える要因として、湯温あるいは金型１０の温度変化がある場合等がり、巣等の鋳造欠陥の発生が懸念される。最高温度Ａの温度検知温度と前回鋳造された際の最高温度との基準温度差内でないときには鋳造欠陥があるものと判断する。
【００５２】
凝固開始時間から最高温度Ａに到達した時点までの最高温度到達時間Ｔ１と予め実験的に確認された適切な基準最高温度到達時間範囲、例えば７５秒〜９５秒とを比較演算し、最高温度到達時間Ｔ１が基準最高温度到達時間範囲内であるか否か判断する（ステップＳ６）。ここで、最高温度到達時間Ｔ１が基準最高温度到達時間範囲より長い要因として、キャビティ１３に注湯される溶湯の不足や湯温が低い場合、金型１０の温度が低過ぎる等があり、基準最高温度到達時間範囲が短い要因として湯温が高過ぎる場合や金型１０の温度が高過ぎる等があり、巣の発生等の鋳造欠陥を引き起こすことが懸念される。したがって、最高温度到達時間Ｔ１が基準最高温度到達時間範囲内でないときには鋳造欠陥があるものと判断する。
【００５３】
最高温度Ａに達した後、キャビティ１３内に充填された溶湯が湯口１７から最も遠い下端から凝固を開始し、この凝固の進行に伴って温度測定点ｓの温度は降下を開始する。
【００５４】
押湯部１６の部分まで凝固が進行し（ステップＳ７）、凝固して鋳物となったものが金型１０を離型しても変形やかじりが発生しない凝固温度Ｂ、例えば４９５℃を熱電対温度計２４が検知すると、熱電対温度計２４から凝固時間終了として凝固時間解除信号を制御部に発する。この凝固時間解除信号に従って凝固開始時間から凝固温度Ｂを検出する時点までの凝固到達時間Ｔ２と予め設定された基準凝固到達時間範囲、例えば１６５秒〜１８５秒と比較演算し、凝固到達時間が基準凝固到達時間範囲内か否か判断する（ステップＳ８）。ここで、凝固到達時間が基準到達時間範囲より長い要因としては金型１０の温度が高過ぎる等があり、短い要因としては金型１０の温度が低過ぎる等があり、良好な指向性凝固が得られず巣の発生が懸念される。したがって、凝固到達時間Ｔ２が基準凝固到達時間範囲内でないときには鋳造欠陥があるものと判断する。
【００５５】
続いて、支持軸３廻りに支持部本体４を傾転駆動手段により９０°傾転させて、図１に示す給湯・開型位置に復帰させる（ステップＳ９）。
【００５６】
給湯・開型位置に復帰した後、型締めシリンダ３２を伸張させ、図２に示すように上型１２を型締め位置から型開き位置に回動させて型開きする。この型締めシリンダ３２による型開き動作と連動して上型１２に設けられた上型製品押出シリンダ３３により押出ピンをキャビティ１３内に突出させて上型１２からの鋳造品の離型を促進させ、かつ下型製品押出用シリンダ３４により押出ピンをキャビティ１３内に突出させて下型１１からの離型を促進させる（ステップＳ１０）。
【００５７】
しかる後、型開きされた鋳造品を金型１０からローダ等によって取り出す（ステップＳ１１）。ここでステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ６、ステップＳ８においてすべてが予め実験的にあるいはシミュレーションにより確認されて設定された範囲内であると判断されたものは巣等の鋳造欠陥がない高品質の鋳造品であり、コンベヤ等によって次の工程へ移送する。
【００５８】
一方、ステップＳ４、ステップＳ５、ステップＳ６のいずれかにおいて否と判断されたものは、鋳造欠陥がある可能性があり、未凝固状態であることから開型を容易にするため凝固させる（ステップＳ１２）。また、ステップＳ８で否と判断されたものは、巣等の鋳造欠陥があることが懸念され、これらは金型１０を給湯・開型位置に傾転させて（ステップＳ１３）、型開きし（ステップＳ１４）、ローダー等で取り出され、ＮＧパレット等に搬出される。
【００５９】
従って、本実施の形態によると、雰囲気温度、金型温度、金型熱容量等の不確定な要素による影響が極めて少なく、溶湯の凝固状態と極めて相関性がある最終凝固部となる押湯部１６に温度測定点ｓを設定し、その温度測定点ｓにおける最高温度および最高温度到達時間Ｔ１と、予め設定された基準最高温度範囲および基準最高温度到達時間範囲と比較演算して最高温度Ａおよび最高温度到達時間Ｔ１が上記基準温度最高範囲あるいは基準最高温度到達時間範囲内か否かを判断することによって、また、凝固時間開始から上記凝固時間終了までの凝固到達時間Ｔ２と、予め設定された基準凝固到達時間範囲とを比較演算して凝固到達時間Ｔ２が基準到達時間範囲内か否かを判断することよって鋳造欠陥を検知することができる。よって、人為によることなく過不足のない凝固時間の設定がなされて鋳造品の品質が確保できると共に作業効率が向上する。
【００６０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記実施の形態では金型１０が傾転する重力鋳造装置について説明したが、金型が傾転しない重力鋳造装置や、湯口からキャビティに溶湯を誘導する湯道と押湯部がそれぞれ独立した重力鋳造装置に適用することもできる。また、湯道と押湯部が独立した重力鋳造装置にあっては最終凝固部となる湯道あるいは押湯部に温度測定点ｓを設定することもできる。
【００６１】
さらに、鋳造品の形状や肉厚等により金型に冷却水通路を形成し、冷却水によりキャビティ内の凝固速度を制御することも可能である。また、アルミニウム合金の鋳造以外に、銅や鉄等の高融点合金の鋳造も可能である。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明した本発明の重力鋳造法および重力鋳造装置によると、湯口からキャビティ内に注湯して充填された溶湯が最終に凝固する金型等の温度等による影響が極めて少なく溶湯の凝固状態と極めて高い相関性がある最終凝固部の温度が、予め実験的にあるいはシミュレーションにより確認して設定された凝固温度に達した時点を凝固時間終了とすることで、人為によることなく過不足のない適切な凝固時間が設定されて、鋳造品の品質が確保できると共に、作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施の形態の概要を示す重力鋳造装置の概念図である。
【図２】型開状態を示す重力鋳造装置の要部側面図である。
【図３】金型の要部断面図である。
【図４】図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】図３のＩＩ部拡大図である。
【図６】重力鋳造装置の動作フローチャートである。
【図７】押湯温度と凝固時間の相関図である。
【図８】金型温度と凝固時間の相関図である。
【符号の説明】
１      重力鋳造装置
１０      金型
１１      下型
１２      上型
１３      キャビティ
１５      方案部
１６      押湯部（湯道）
１７      湯口
２１      温度検出装置
２３      保護ピン
２４      熱電対温度計（温度検出手段）
ｓ      温度測定点
【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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