(57)【要約】【課題】鋳造条件の精密な調整が可能で、鋳造品の品質を向上できるダイカストマシンを提供する。【解決手段】射出装置が発生する鋳造圧力Ｐｃｙを検出する圧力検出器３１と、キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力Ｐｃａを検出する圧力検出器３０と、鋳造圧力Ｐｃｙとキャビティ内の圧力Ｐｃａとに基づいて、射出装置の発生した鋳造圧力Ｐｃｙのキャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性を算出する伝達特性算出部６２と、伝達特性算出部６２が算出した伝達特性Ｉｎｆに基づいて、キャビティ内で成形される鋳造品の鋳造条件を調整する鋳造条件調整部６３とを有する。【選択図】図２
2005238332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金型と、前記一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填し、当該金属溶湯に鋳造圧力を与える射出装置とを有するダイカストマシンであって、
前記射出装置が発生する鋳造圧力を検出する鋳造圧力検出手段と、
前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力を検出する型内圧力検出手段と、
前記鋳造圧力検出手段の検出する鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出する圧力とに基づいて、前記射出装置の発生した鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出する伝達特性算出手段と、
前記伝達特性算出手段が算出した前記伝達特性の結果を出力する出力手段と
を有するダイカストマシン。
【請求項２】
前記伝達特性算出手段は、前記伝達特性として前記鋳造圧力検出手段の検出した鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出した圧力との比の時間変化を算出し、
前記表示手段は、前記圧力の比の時間変化を示すグラフを表示する請求項１に記載のダイカストマシン。
【請求項３】
一対の金型と、前記一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填し、当該金属溶湯に鋳造圧力を与える射出装置とを有するダイカストマシンであって、
前記射出装置が発生する鋳造圧力を検出する鋳造圧力検出手段と、
前記キャビティ内に射出、充填された金属溶湯に作用する圧力を検出する型内圧力検出手段と、
前記鋳造圧力検出手段の検出する鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出する圧力とに基づいて、前記射出装置の発生した鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出する伝達特性算出手段と、
前記伝達特性算出手段が算出した前記伝達特性の結果に基づいて、前記キャビティ内で成形される鋳造品の鋳造条件を調整する鋳造条件調整手段を有する
ダイカストマシン。
【請求項４】
前記伝達特性算出手段は、前記伝達特性として前記鋳造圧力検出手段の検出した鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出した圧力との比の時間変化を算出し、
前記鋳造条件調整手段は、前記圧力の比が所定の設定範囲に維持される時間が所定の設定時間と等しいか否か判定し、等しくないと判定した場合に前記鋳造条件を調整する
請求項３に記載のダイカストマシン。
【請求項５】
前記鋳造条件は、前記金属溶湯の温度、前記金型の温度および前記射出装置の動作条件のいずれかを含む
請求項３又は４に記載のダイカストマシン。
【請求項６】
一対の金型と、前記一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填し、当該金属溶湯に鋳造圧力を与える射出装置とを有するダイカストマシンであって、
前記射出装置が発生する鋳造圧力を検出する鋳造圧力検出手段と、
前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力を検出する型内圧力検出手段と、
前記鋳造圧力検出手段の検出する鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出する圧力とに基づいて、前記射出装置の発生した鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出する伝達特性算出手段と、
前記伝達特性算出手段が算出した前記伝達特性の結果に基づいて、前記キャビティ内で成形された鋳造品の品質を評価する品質評価手段と
を有するダイカストマシン。
【請求項７】
前記伝達特性のデータを鋳造品の品質に対応付けて記憶する記憶手段を更に備え、
前記伝達特性は、前記鋳造圧力検出手段の検出した鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出した圧力との比の時間変化であり、
前記品質評価手段は、前記伝達特性算出手段の算出した伝達特性と、前記記憶手段の記憶する伝達特性とが近似するか否かを判定し、近似すると判定した場合は、前記キャビティ内で成形された鋳造品の品質を、前記記憶手段の記憶する伝達特性に対応付けられた品質と等価であると評価する
請求項６に記載のダイカストマシン。
【請求項８】
一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填したのち、前記キャビティに充填された金属溶湯に鋳造圧力を与えることにより成形される鋳造品の鋳造条件を調整する鋳造条件の調整方法であって、
前記鋳造圧力および前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力を検出し、  検出した前記鋳造圧力と前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力とから、前記鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出し、
算出した前記伝達特性の結果に基づいて、前記キャビティ内で成形される鋳造品の鋳造条件を調整する
鋳造条件の調整方法。
【請求項９】
一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填したのち、前記キャビティに充填された金属溶湯に鋳造圧力を与えることにより成形される鋳造品の品質を評価する鋳造品の品質評価方法であって、
前記鋳造圧力および前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力を検出し、  検出した前記鋳造圧力と前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力とから、前記鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出し、
算出した前記伝達特性の結果に基づいて、前記キャビティ内で成形された鋳造品の品質を評価する
鋳造品の品質評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカストマシン、鋳造条件の調整方法及び鋳造品の品質評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカストマシンは、一対の金型を型締した状態で、射出装置によって金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填し、さらに、キャビティ内に充填された金属溶湯の圧力（鋳造圧力）を上昇させて鋳造品を成形する。
キャビティ内に充填された金属溶湯の鋳造圧力を上昇させるのは、キャビティ内の金属溶湯を圧縮することにより、金属溶湯が巻き込んだガスを放出させ、鋳造品の内部に欠陥が発生するのを防ぐ等のためである。したがって、鋳造圧力がキャビティ内の金属溶湯に適切に伝達されないと、鋳造品の品質が低下する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、キャビティ内に充填された金属溶湯に射出装置が発生する鋳造圧力が適切に作用しているか否かの評価は、鋳造品の品質を実際に分析することにより評価される。
一方、キャビティ内に充填された金属溶湯に射出装置が発生する鋳造圧力の伝達効率は、たとえば、金属溶湯の温度、金型の温度、射出装置の動作条件等の各種の鋳造条件に影響を受ける。このため、鋳造品の品質の分析を実際に行ったのちに、この結果を利用して金属溶湯の温度、金型の温度、射出装置の動作条件等の各種の鋳造条件を調整する必要があり、鋳造条件の調整に非常に時間がかかる。また、鋳造品の品質の分析結果を利用した鋳造条件の調整を定量的に行うことは難しいため、鋳造条件の精密な調整は困難であった。
さらに、成形した鋳造品のすべての品質を分析することはできないため、鋳造品の品質保証が十分ではない可能性もあった。
【０００４】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、鋳造条件の精密な調整が可能で、鋳造品の品質を向上できるダイカストマシン、鋳造条件の調整方法および鋳造品の品質評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の観点に係るダイカストマシンは、一対の金型と、前記一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填し、当該金属溶湯に鋳造圧力を与える射出装置とを有するダイカストマシンであって、前記射出装置が発生する鋳造圧力を検出する鋳造圧力検出手段と、前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力を検出する型内圧力検出手段と、前記鋳造圧力検出手段の検出する鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出する圧力とに基づいて、前記射出装置の発生した鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出する伝達特性算出手段と、前記伝達特性算出手段が算出した前記伝達特性の結果を出力する出力手段とを有する。
【０００６】
好適には、前記伝達特性算出手段は、前記伝達特性として前記鋳造圧力検出手段の検出した鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出した圧力との比の時間変化（時系列データ）を算出し、前記表示手段は、前記圧力の比の時間変化を示す図を表示する。
【０００７】
本発明の第２の観点に係るダイカストマシンは、一対の金型と、前記一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填し、当該金属溶湯に鋳造圧力を与える射出装置とを有するダイカストマシンであって、前記射出装置が発生する鋳造圧力を検出する鋳造圧力検出手段と、前記キャビティ内に射出、充填された金属溶湯に作用する圧力を検出する型内圧力検出手段と、前記鋳造圧力検出手段の検出する鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出する圧力とに基づいて、前記射出装置の発生した鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出する伝達特性算出手段と、前記伝達特性算出手段が算出した前記伝達特性の結果に基づいて、前記キャビティ内で成形される鋳造品の鋳造条件を調整する鋳造条件調整手段を有する。
【０００８】
好適には、前記伝達特性算出手段は、前記伝達特性として前記鋳造圧力検出手段の検出した鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出した圧力との比の時間変化（時系列データ）を算出し、前記鋳造条件調整手段は、前記圧力の比が所定の設定範囲に維持される時間が所定の設定時間と等しいか否か判定し、等しくないと判定した場合に前記鋳造条件を調整する。
【０００９】
本発明の第３の観点に係るダイカストマシンは、一対の金型と、前記一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填し、当該金属溶湯に鋳造圧力を与える射出装置とを有するダイカストマシンであって、前記射出装置が発生する鋳造圧力を検出する鋳造圧力検出手段と、前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力を検出する型内圧力検出手段と、前記鋳造圧力検出手段の検出する鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出する圧力とに基づいて、前記射出装置の発生した鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出する伝達特性算出手段と、前記伝達特性算出手段が算出した前記伝達特性の結果に基づいて、前記キャビティ内で成形された鋳造品の品質を評価する品質評価手段とを有する。
【００１０】
好適には、前記伝達特性のデータを鋳造品の品質に対応付けて記憶する記憶手段を更に備え、前記伝達特性は、前記鋳造圧力検出手段の検出した鋳造圧力と前記型内圧力検出手段の検出した圧力との比の時間変化であり、前記品質評価手段は、前記伝達特性算出手段の算出した伝達特性と、前記記憶手段の記憶する伝達特性とが近似するか否かを判定し、近似すると判定した場合は、前記キャビティ内で成形された鋳造品の品質を、前記記憶手段の記憶する伝達特性に対応付けられた品質と等価であると評価する。
【００１１】
本発明の鋳造条件の調整方法は、一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填したのち、前記キャビティに充填された金属溶湯に鋳造圧力を与えることにより成形される鋳造品の鋳造条件の調整方法であって、前記鋳造圧力および前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力を検出し、検出した前記鋳造圧力と前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力とから、前記鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出し、算出した前記伝達特性の結果に基づいて、前記キャビティ内で成形される鋳造品の鋳造条件を調整する。
【００１２】
本発明の鋳造品の品質評価方法は、一対の金型間に形成されるキャビティ内に金属溶湯を射出、充填したのち、前記キャビティに充填された金属溶湯に鋳造圧力を与えることにより成形された鋳造品の品質を評価する鋳造品の品質評価方法であって、前記鋳造圧力および前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力を検出し、検出した前記鋳造圧力と前記キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力とから、前記鋳造圧力の前記キャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性の結果を算出し、算出した前記伝達特性の結果に基づいて、前記キャビティ内で成形された鋳造品の品質を評価する。
【００１３】
本発明では、射出装置が発生する鋳造圧力と、キャビティ内に充填された金属溶湯に作用する圧力とを検出し、これらから鋳造圧力のキャビティ内に充填された金属溶湯への伝達特性を算出する。この伝達特性から、鋳造圧力がキャビティ内に充填された金属溶湯へ適切に伝達されたか否かが把握される。この伝達特性は、各種の鋳造条件と相関を有しており、得られた伝達特性から現在の鋳造条件が推定できる。また、鋳造圧力の伝達効率が高いほど金属溶湯は効果的に押しつぶされ、鋳造品の内部に欠陥が生じにくくなることから、検出された現在の伝達特性に基づいて伝達効率が高まるように鋳造条件を調整することで、定量的な鋳造条件の調整が可能となり、鋳造品の品質を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鋳造条件の精密な調整が可能となり、鋳造品の品質を向上できる。
また、本発明によれば、鋳造品を分析することなく、その品質の評価が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの全体構成を示す図である。
ダイカストマシン１は、一対の移動金型２，固定金型３、射出装置４、コントローラ５０、表示装置５１、入力装置５２等から構成される。
【００１６】
移動金型２および固定金型３は、図示しない型締装置に保持されており、この型締装置によって型開閉および型締が行われる。
型締れた状態の固定金型３と移動金型２の間には、キャビティＣが形成され、このキャビティＣ内にアルミニウム合金やマグネシウム合金等の金属溶湯が射出、充填されることにより、鋳造品が成形される。
移動金型２のゲート付近には、キャビティＣ内に充填された金属溶湯の圧力を検出するための圧力検出器３０が設けられている。この圧力検出器３０は、本発明の型内圧力検出手段の一実施態様である。
【００１７】
射出装置４は、スリーブ５、プランジャ６、射出シリンダ１０、油圧回路２０、アキュムレータ２５等から構成される。
スリーブ５は、円筒状の部材で形成され、キャビティＣに連通するように、固定金型３の背面側に設けられている。このスリーブ５の後端側には、金属溶湯ＭＬを供給するための供給口５ａが設けられている。たとえば、ラドル１００を用いて計量された金属溶湯ＭＬが供給口５ａを通じてスリーブ５内に供給される。
プランジャ６は、スリーブ５の内周に嵌合するプランジャチップ６ａと先端にプランジャチップ６ａが連結されたプランジャロッド６ｂとからなり、このプランジャ６を前進させることにより、スリーブ５に供給された金属溶湯ＭＬがキャビティＣ内に射出、充填される。
プランジャ６に対しては、位置検出器３５が設けられており、位置検出器３５はプランジャ６の位置Ｐｓを検出し、これをコントローラ５０に出力する。コントローラ５０は、プランジャ６の位置Ｐｓから、射出速度等を算出する。
【００１８】
射出シリンダ１０は、互いに連通する、射出用シリンダ室１１と昇圧用シリンダ室１４とを備えている。昇圧用シリンダ室１４は、射出用シリンダ室１１よりも直径が大きい。  射出用シリンダ室１１には、射出用ピストン１２が内蔵されており、この射出用ピストン１２はピストンロッド１３およびカップリング８を介してプランジャロッド６ｂに連結されている。
昇圧用シリンダ室１４には、射出用ピストン１２よりも直径の大きい昇圧用ピストン１５が内蔵されている。
【００１９】
油圧回路２０は、管路によって射出用シリンダ室１１と昇圧用シリンダ室１４とに接続されている。また、油圧回路２０には、油圧源２６と、アキュムレータ２５とが接続されている。油圧源２６は、射出用ピストン１２を駆動するための所定圧の作動油を油圧回路２０に供給し、アキュムレータ２５は昇圧用ピストン１５を駆動するための所定圧の作動油を油圧回路２０に供給する。
油圧回路２０は、コントローラ５０から制御指令５０ｓを受けて、油圧源２６から供給される作動油の流量を調整して射出用シリンダ室１１へ供給し、射出用ピストン１２の射出速度を制御する。また、油圧回路２０は、コントローラ５０から制御指令５０ｓを受けて、アキュムレータ２５から供給される作動油を昇圧用シリンダ室１４へ供給し、昇圧用ピストン１４を駆動する。なお、昇圧用シリンダ室１４へ供給される作動油の圧力が本発明の鋳造圧力となる。
【００２０】
昇圧用シリンダ室１４の背圧側には、圧力検出器３１が設けられており、圧力検出器３１は、昇圧用シリンダ室１４へ供給される作動油の圧力、すなわち、鋳造圧力Ｐｃｙを検出し、これをコントローラ５０へ出力する。
【００２１】
コントローラ５０は、油圧回路２０等を制御することにより、ダイカストマシン１を総合的に制御する。
表示装置５１は、コントローラ５０に接続されており、たとえば、液晶パネル等で構成され、コントローラ５０からの各種データを表示する。なお、表示装置５１（表示手段）は、本発明の出力手段の一実施態様である。出力手段は、プリンタや記憶装置等であってもよい。
入力装置５２は、コントローラ５０に接続されており、たとえば、キーボード等で構成され、コントローラ５０へ各種データを入力する。
【００２２】
図２は、コントローラ５０の機能ブロック図である。なお、図２は、本発明に係わる要部の機能のみを示している。
図２に示すように、コントローラ５０は、鋳造圧力入力部６０、キャビティ内圧力入力部６１、伝達特性算出部６２、鋳造条件調整部６３、データベース６４、鋳造条件保持部６５、制御部６６、品質評価部６７およびデータベース６８を有する。
コントローラ５０は、プロセッサやメモリ等のハードウエアと、所要のソフトウエアとで構成され、図２に示す各機能はハードウエアおよびソフトウエアで実現される。
また、伝達特性算出部６２は本発明の伝達特性算出手段、鋳造条件調整部６３およびデータベース６４は本発明の鋳造条件調整手段、品質評価部６７およびデータベース６８は本発明の品質評価手段の一実施態様である。メモリは本発明の記憶手段の一実施態様である。
【００２３】
鋳造圧力入力部６０は、圧力検出器３１の検出する鋳造圧力Ｐｃｙをサンプリングし、サンプリングした鋳造圧力Ｐｃｙの時系列データを保持する。
キャビティ内圧力入力部６１は、圧力検出器３０の検出するキャビティＣ内の圧力Ｐｃａをサンプリングし、サンプリングした圧力Ｐｃａの時系列データを保持する。
【００２４】
伝達特性算出部６２は、鋳造圧力Ｐｃｙの時系列データとキャビティＣ内の圧力Ｐｃａの時系列データとから、射出装置４の発生した鋳造圧力のキャビティＣ内に充填された金属溶湯への伝達特性Ｉｎｆを算出し、これを鋳造条件調整部６３や品質評価部６７へ与える。
伝達特性Ｉｎｆは、たとえば、各サンプリング時間における鋳造圧力ＰｃｙとキャビティＣ内の圧力Ｐｃａとの比（Ｋ＝Ｐｃａ／Ｐｃｙ）（なお、この比Ｋを伝達率とする。）のデータからなる。
なお、伝達特性算出部６２における具体的な処理については後述する。
【００２５】
鋳造条件保持部６５は、ダイカストマシン１によって鋳造品を成形するのに必要なための鋳造条件を保持している。鋳造条件は、たとえば、金属溶湯の量、金属溶湯の温度、金型の温度、型締力、射出装置の動作条件（たとえば、射出速度、鋳造圧力、鋳造圧力の立上時間等）等、要求される品質の鋳造品を成形するのに必要なすべての条件である。
制御部６６は、鋳造条件保持部６５に保持された各種鋳造条件にしたがって、ダイカストマシン１の射出装置４や図示しない型締装置等を制御する。
【００２６】
鋳造条件調整部６３は、伝達特性算出部６２で得られた伝達特性Ｉｎｆに基づいて、キャビティＣ内で成形される鋳造品の鋳造条件を調整する。鋳造条件保持部６５に保持された各種鋳造条件のうち、射出装置４の発生する鋳造圧力ＰｃｙのキャビティＣ内に充填された金属溶湯ＭＬへの伝達特性に影響を与える鋳造条件、たとえば、金属溶湯の温度、金型の温度、射出速度、鋳造圧力の立上時間等の条件の少なくとも一部を、伝達特性が鋳造品に内部欠陥が発生しにくく、鋳造品の品質が向上するように調整する。
データベース６４は、鋳造条件調整部６３において鋳造条件を調整するのに必要な各種データを保持している。
なお、鋳造条件調整部６３における具体的な鋳造条件の調整方法は後述する。
【００２７】
品質評価部６７は、伝達特性算出部６２で得られた伝達特性Ｉｎｆに基づいて、鋳造品の品質を評価する。伝達特性Ｉｎｆは、射出装置４の発生する鋳造圧力ＰｃｙのキャビティＣ内に充填された金属溶湯ＭＬへの伝達効率およびその変化の情報を持っているので、この伝達特性ＩｎｆからキャビティＣ内に充填された金属溶湯ＭＬが如何に圧縮されたかを推測することができる。したがって、品質評価部６７は、キャビティＣ内に充填された金属溶湯ＭＬの圧縮の状況を伝達特性Ｉｎｆから把握し、成形された鋳造品の品質を評価する。
データベース６８は、品質評価部６７において鋳造品の品質を評価するために必要なデータを保持している。
なお、品質評価部６７における具体的な品質評価方法については後述する。
【００２８】
次に、ダイカストマシン１による鋳造工程の一例について図３を参照して説明する。
まず、前工程として、移動金型２を固体金型３に対して閉じ移動金型２および固体金型３を型締し、プランジャ６を所定の後退位置に位置決めする等、鋳造を行うための準備をする（プロセスＰＲ１）。
次いで、コントローラ５０側において、圧力検出器３０および３１の検出する圧力のサンプリングを開始する（プロセスＰＲ２）。これにより、鋳造圧力ＰｃｙおよびキャビティＣ内に充填される金属溶湯ＭＬの圧力Ｐｃａの検出が可能になる。
【００２９】
次いで、射出装置４により金属溶湯をキャビティＣ内に射出、充填する（プロセスＰＲ３）。
キャビティＣ内への金属溶湯の射出、充填は、まず、スリーブ５の供給口５ａを通じて所定量の金属溶湯ＭＬをスリーブ５内に供給する。
【００３０】
次いで、プランジャ６を低速で前進させ、プランジャ６が所定の速度切換位置に到達したところで、高速に切り換える。速度切換位置は、スリーブ５に供給された金属溶湯ＭＬの先端部が金型のゲートに略到達するときのプランジャ６の位置である。
プランジャ６を高速で前進させると、スリーブ５に供給された金属溶湯ＭＬは、キャビティＣ内に射出させる。キャビティＣ内に射出される金属溶湯ＭＬは、キャビティＣ内のガスを巻き込む。プランジャ６の前進が進むと、キャビティＣ内は金属溶湯ＭＬが充填され、金属溶湯ＭＬで満たされる。
プランジャ６は、たとえば、図４（ａ）に射出速度Ｖで示すように、時点ｔ0 から時点ｔ1 まで低速で移動したのち、時点ｔ1 で高速に切り換えられると、急激に速度が増したのち、急速に減速する。
この状況で、移動金型２に設けた圧力検出器３０の検出面に金属溶湯ＭＬが触れると、金属溶湯ＭＬに作用している圧力が検出される。圧力検出器３０の設置箇所によっても状況は異なるが、圧力検出器３０が圧力を検出したとしてもその値は比較的低く、また変動が大きい。
【００３１】
キャビティＣ内に金属溶湯ＭＬが充填された状態となると、プランジャ６は急速に減速する。この段階で、射出装置４を速度制御から圧力制御に切り換え、キャビティＣ内に充填された金属溶湯ＭＬの圧力を上昇させる（プロセスＰＲ４）。昇圧工程は、キャビティＣ内に充填されたガスを巻き込んだ金属溶湯ＭＬに鋳造圧力を加えて圧縮することにより、鋳造品の内部にガスによる巣等の内部欠陥が発生するのを防ぐために行われる。
【００３２】
射出シリンダ１０の昇圧用ピストン１５の背面側のシリンダ室に昇圧用の作動油が供給され、鋳造圧力が発生する。たとえば、図４（ｂ）に示すように、圧力検出器３１の検出する鋳造圧力Ｐｃｙは上昇していき、昇圧を開始した時点ｔ3 から所定の立ち上げ時間Ｔｍの経過後に所定値に達する。
一方、射出シリンダ１０で発生した鋳造圧力Ｐｃｙは、キャビティＣ内に充填された金属溶湯ＭＬに伝達され、たとえば、図４（ｃ）に示すように、圧力検出器３０の検出する圧力Ｐａは鋳造圧力Ｐｃｙの上昇に伴って上昇する。
なお、図４（ｃ）では、圧力検出器３０の検出する圧力Ｐａは鋳造圧力Ｐｃｙの上昇に伴って上昇する場合を示しているが、移動金型２に設けた圧力検出器３０に触れる付近の金属溶湯ＭＬがガスを多量に巻き込んでいたり、この金属溶湯ＭＬが既に凝固を開始しているような場合には、圧力検出器３０の検出する圧力Ｐｃａは、射出シリンダ１０側で発生した鋳造圧力Ｐｃｙと等しい値とはならない。
【００３３】
昇圧工程が完了したのち、コントローラ５０側において、圧力検出器３０および３１の検出する圧力のサンプリングを終了する（プロセスＰＲ５）。このとき、コントローラ５０側の鋳造圧力入力部６０、キャビティ内圧力入力部６１には、昇圧工程における鋳造圧力ＰｃｙおよびキャビティＣ内に充填された金属溶湯に作用した圧力Ｐｃａの時系列データが記憶されている。
【００３４】
この後、固定金型３に対する移動金型２の型開、鋳造品の取り出し、金型の清掃、金型への離型剤の吹き付け等の後工程が行われ（プロセスＰＲ６）、一回の鋳造サイクルが終了する。鋳造サイクルを繰り返し行う場合には、上記の工程を繰り返し行う。
【００３５】
伝達特性の算出
次に、コントローラ５０の伝達特性算出部６２における処理の一例について説明する。  上記した鋳造サイクルにより、鋳造圧力入力部６０、キャビティ内圧力入力部６１には、たとえば、図４（ｂ）および（ｃ）に示すような、昇圧工程における鋳造圧力ＰｃｙおよびキャビティＣ内に充填された金属溶湯に作用した圧力Ｐｃａの時系列データが記憶されている。
伝達特性算出部６２では、鋳造圧力ＰｃｙとキャビティＣ内の圧力Ｐｃａとの比（Ｋ＝Ｐｃａ／Ｐｃｙ）を算出する。この伝達率Ｋは、たとえば、図４（ｄ）に示すように、０〜１の範囲で変化する。伝達率Ｋが０の場合には、射出シリンダ１０側で発生した鋳造圧力ＰｃｙがキャビティＣ内の圧力検出器３０付近の金属溶湯に全く伝達されていないことを示し、伝達率Ｋが１の場合には、１００％伝達されていることを示す。
なお、伝達率Ｋは圧力Ｐｃｙ、Ｐｃａの生データから直接算出してもよいし、生データにフィルタリング処理等の所定の処理を行って得られたデータから算出してもよい。例えば、圧力Ｐｃｙ、Ｐｃａの生データから高周波の振動成分（ノイズ）を除去してから伝達率Ｋを算出してもよい。
【００３６】
図４（ｄ）に示すような伝達率Ｋの波形は、各種の鋳造条件に影響を受ける。
図４（ｄ）に示す例では、時点ｔ3 で鋳造圧力Ｐｃｙが立ち上がるのに伴って、伝達率Ｋも増加し、１に達した後ある程度の時間が経過すると、次第に０に向かって減少している。この例は、時点ｔ3 から即座に鋳造圧力Ｐｃｙの１００％がキャビティＣ内の金属溶湯に伝達され、鋳造圧力Ｐｃｙと等しい力である程度の時間圧縮されたのち、時点ｔ4 付近で凝固を開始していることを示している。金属溶湯が凝固すると圧力が低下するのは、圧力検出器３０に金属溶湯に作用する圧力が伝達されにくくなるためである。
ある程度の時間、伝達率Ｋが１に維持されていれば、鋳造圧力Ｐｃｙが１００％伝達され、十分な圧縮が行われたことが推測できる。
【００３７】
伝達特性算出部６２は、図４に示すような伝達率Ｋを含む各種波形データを表示装置５１に表示する。ダイカストマシン１のオペレータは、表示装置５１で伝達率Ｋの波形データを観察することにより、現在の鋳造条件による状態を定量的に把握することが可能となる。
【００３８】
図４に示した各波形データは、鋳造圧力Ｐｃｙが適切に金属溶湯に伝達された場合の一例であるが、鋳造条件としての鋳造圧力Ｐｃｙの立上時間Ｔｍを変更（延長）した場合の例を図５に示す。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、鋳造圧力Ｐｃｙの立上時間ＴｍをＴｍ’に延ばすと、図５（ｃ）に示すキャビティＣ内の圧力Ｐａは鋳造圧力Ｐｃｙの発生に伴って上昇するが、鋳造圧力Ｐｃｙに追随しないまま低下している。このため、伝達率Ｋは０から１に向かって上昇したのち、１に到達することなく０になっている。これは、鋳造圧力Ｐｃｙの立上時間Ｔｍ’が長すぎるため、立上時間Ｔｍ’が経過する前、すなわち、鋳造圧力Ｐｃｙの所定の値に到達する前に金属溶湯の凝固が開始するためである。このような鋳造条件では、圧力検出器３０付近の金属溶湯は十分な圧縮が行われないまま凝固してしまい、鋳造品の内部に巣等の欠陥が発生している可能性が高い。
【００４０】
このように、伝達率Ｋの値や伝達率Ｋの時間変化は、たとえば、鋳造圧力Ｐｃｙの立上時間Ｔｍ等の鋳造条件により変化する。伝達率Ｋに影響を与える鋳造条件は、鋳造圧力Ｐｃｙの立上時間Ｔｍだけでなく、その他複数存在する。
したがって、ダイカストマシン１のオペレータは、伝達率Ｋと各種鋳造条件と鋳造品の品質との相関関係を経験的に把握できるので、伝達率Ｋの波形を見ながら要求される鋳造品の品質を満たす鋳造条件を調整することが可能となる。すなわち、伝達率Ｋの値や時間的変化を鋳造条件を調整する際に指標の一つにすることで、鋳造条件の調整作業が容易になり、かつ、定量的に調整することができ精密な調整が可能となる。
【００４１】
鋳造条件の調整
次に、鋳造条件調整部６３の処理の一例について説明する。
上述したように、伝達率Ｋと鋳造品の品質の間には相関があり、また、伝達率Ｋと鋳造条件との間にも相関がある。したがって、伝達率Ｋの値や伝達率Ｋの時間変化等の伝達特性と、鋳造品の品質と、鋳造条件との相関を定量化することが可能である。データベース６４は、これらの相関を定量化したデータを記憶するためにある。
鋳造条件調整部６３は、鋳造毎に鋳造条件を調整してもよいし、所定の条件が満たされたか否かを判定し、満たされたと判定した場合に鋳造条件を調整してもよい。例えば、鋳造条件調整部６３は、伝達特性算出部６２の算出した伝達率Ｋが予め設定された設定範囲内（例えば０．９以上）に維持される時間と、予め設定された設定時間とを比較し、維持された時間が設定時間と等しくないと判定した場合に、以降の鋳造における鋳造条件を調整するようにしてもよい。なお、設定範囲や設定時間は、例えばコントローラ５０に含まれるメモリ等の記憶装置に保持される。設定時間は、測定誤差や許容できる時間差等の各種事情を考慮した所定の幅を有してよい。
鋳造条件調整部６３は、データベース６４に記憶された各種データから、たとえば、鋳造品の品質を向上させる鋳造条件を探索、あるいは、算出する。例えば、伝達率Ｋが設定範囲内に維持される時間が設定時間よりも短い場合には、金属溶湯の温度をより高くした条件、金型の温度をより高くした条件、昇圧工程における昇圧用ピストン１５の油圧の増圧をより高速にした条件を探索、算出する。
たとえば、鋳造条件調整部６３は、新たに求めた各種鋳造条件を図６に示すように、表示装置５１に表示することもできる。オペレータは、これを見ながら、鋳造条件調整部６３による調整後の各種鋳造条件の修正等をすることができる。
このように、鋳造条件の調整作業を自動化あるいは半自動化することで、鋳造条件の調整作業に要する時間を短縮することができ、また調整精度を高めることができる。
さらに、多数の実験データから得られる相関をデータ化し、データベース６４に蓄積することにより、ダイカストマシン１によって鋳造品を成形するオペレータの蓄積した経験則を定量化することができる。伝達率Ｋの値や時間的変化等の伝達特性を鋳造条件の調整の指標としてオペレータが観察しながらマニュアル調整することができるが、オペレータが代わると鋳造条件の調整の仕方もばらついてしまうが、データ化することで、鋳造条件の調整のばらつきを抑えることができる。
【００４２】
次に、品質評価部６７の処理の一例について説明する。
上述したように、伝達率Ｋの値や伝達率Ｋの時間変化等の伝達特性と鋳造品の品質との間には相関がある。データベース６８は、これらの相関を定量化したデータを記憶するためにある。
品質評価部６７は、たとえば、データベース６８に記憶された伝達率Ｋの値や伝達率Ｋの時間変化等の伝達特性と鋳造品の品質との相関データを参照し、鋳造毎に得られる伝達率Ｋから、鋳造品の品質を評価する。品質評価部６７は、評価結果を表示装置５１に表示する。
たとえば、同じ鋳造条件で鋳造を行ったときに、図７に示すグラフ（１）の場合には、鋳造品に内部欠陥がない良品が得られ、グラフ（２）や（３）の伝達率Ｋの波形の場合には鋳造品に内部欠陥が発生したとする。このようなデータをデータベース６８に記憶しておき、鋳造毎に得られる伝達率Ｋの波形をグラフ（１）〜（３）と比較し、グラフ（１）に近似する場合には良品と判定し、グラフ（２）や（３）と近似する場合には、不良品と判定する構成とすることができる。
近似するか否かの判定は、伝達率Ｋの絶対値及び伝達率Ｋの変化のパターンの観点から判断する。伝達率Ｋの絶対値の観点からの判定は、例えば、所定の時刻（例えば図４の時刻ｔ３）を基準として同一時刻における鋳造毎に得られる伝達率Ｋと、グラフ（１）〜（３）の伝達率Ｋとの差を所定の時間長さに亘って算出し、その差の最大値あるいは平均値が所定の閾値を超えるか否かにより判定する。また、伝達率Ｋの変化のパターンの観点からの判定は、例えば、所定の時刻（例えば図４の時刻ｔ３）を基準として同一時刻における鋳造毎に得られる伝達率Ｋと、グラフ（１）〜（３）の伝達率Ｋとを互いに対応する２変量とし、当該２変量の相関係数が所定の閾値よりも大きいか否かにより判定する。
なお、品質評価部６７の評価方法についてはこの方法に限定されるわけではなく、種々の態様を採ることが可能である。例えば、伝達率Ｋが上述の設定範囲に保たれる時間が設定時間よりも短い場合や等しくない場合に不良品と判定してもよい。
【００４３】
伝達率Ｋの波形データから鋳造毎に品質評価を行うことにより、鋳造品を実際に分析することなく、品質を評価することが可能になり、鋳造品の品質保証の精度を高めることができる。すなわち、鋳造品の内部に欠陥が存在するか否かは、実際に検査してみないとわからないが、鋳造毎に得られる伝達率Ｋの波形データに異常がある場合に不良品と判断することで、不良品が製品出荷されるのを未然に防ぐことができる。
また、データベース６８に伝達率Ｋの値や伝達率Ｋの時間変化等の伝達特性と鋳造品の品質との相関データを蓄積していくことにより、評価精度を高めることができる。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、単一の圧力検出器３０を移動金型２に設けた場合について説明したが、移動金型２や固定金型３の異なる箇所に複数の圧力検出器を設けることも可能である。複数の圧力検出器から得られる伝達率Ｋの波形データはそれぞれ異なるが、これらをすべてを利用して鋳造条件の調整や品質評価を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態に係るダイカストマシンの全体構成を示す図である。
【図２】コントローラ５０の機能ブロック図である。
【図３】ダイカストマシン１による鋳造工程の一例を示す工程図である。
【図４】射出速度、鋳造圧力、キャビティ内圧力、圧力伝達率の波形の一例を示すグラフである。
【図５】鋳造条件が不適切な場合の射出速度、鋳造圧力、キャビティ内圧力、圧力伝達率の波形の一例を示すグラフである。
【図６】鋳造条件の調整方法の一例を説明するための図である。
【図７】伝達率の波形データの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…ダイカストマシン
２…固定金型
３…移動金型
４…射出装置
５…スリーブ
６…プランジャ
１０…射出シリンダ
１２…射出用ピストン
１５…昇圧用ピストン
５０…コントローラ
６０…鋳造圧力入力部
６１…キャビティ内圧力入力部
６２…伝達特性算出部
６３…鋳造条件調整部
６７…品質評価部
【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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