(57)【要約】【課題】  従来、鋳造時における溶融金属の圧力等の鋳造情報を得る場合、鋳型内部にセンサを設置して鋳造情報を検出するように構成すると、キャビティ内の全体的な情報を得ることが困難であり、シミュレーションによると、作業が煩雑で解析時間が長くなってしまう。【解決手段】  鋳造時における溶湯３１の状態を反映した変化を示す、弾性部材にて構成された試験片５１を、溶湯３１または金型２のキャビティ２１内に配置して鋳造を行い、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片５１の状態に基づいて、鋳造時における溶湯３１の圧力等の状態に関する情報を取得する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造時における溶湯の状態を反映した変化を示す所定の試験片を、溶湯または鋳型内に配置して鋳造を行い、
鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の状態に基づいて、鋳造時における溶湯の状態に関する情報を取得する、
ことを特徴とする鋳造情報の取得方法。
【請求項２】
前記試験片は、弾性部材にて構成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造情報の取得方法。
【請求項３】
鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の体積に基づいて、溶湯の凝固時における圧力情報を取得する、
ことを特徴とする請求項２に記載の鋳造情報の取得方法。
【請求項４】
鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の形状に基づいて、溶湯の凝固の進行方向情報を取得する、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の鋳造情報の取得方法。
【請求項５】
前記試験片は、溶湯と同程度の比重を有するとともに、鋳型内へ分散可能な大きさに形成されており、
鋳型への溶湯注入時に、前記試験片を溶湯の先端部分に配置して、
鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の位置に基づいて、先行溶湯の位置情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造情報の取得方法。
【請求項６】
前記試験片は、溶湯の鋳造時における温度範囲内の溶融温度を有しており、
鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の溶融状態に基づいて、鋳造時における溶湯の温度情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造情報の取得方法。
【請求項７】
鋳型内における同一部位に、溶融温度が異なる複数の前記試験片を配置する、
ことを特徴とする請求項６に記載の鋳造情報の取得方法。
【請求項８】
前記試験片は、その一端側と他端側とで流体の流れに対する抵抗度合いが異なり、
鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の姿勢に基づいて、鋳造時における溶湯の流れ方向情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造情報の取得方法。
【請求項９】
前記試験片は、膜状または紐状に形成され、
鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の姿勢に基づいて、鋳造時における溶湯の凝固進行情報を取得する、
ことを特徴とする請求項１に記載の鋳造情報の取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造時における溶融金属の圧力や流れや凝固の状態等の鋳造情報を取得する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、金型のキャビティ内に溶融金属（溶湯）を充填し、凝固させて成形品を鋳造する場合、特にダイカスト鋳造を行う場合には、溶湯の射出条件により、キャビティ内への溶融金属の流れや凝固の状態が変化する。
溶融金属の圧力や流れや凝固の状態は鋳巣発生等の鋳造品質に大きく影響するため、鋳造時における溶融金属の圧力や流れ状態や凝固状態等の鋳造情報を把握することが重要であり、このような溶融金属の圧力や流れ状態や凝固状態等の鋳造情報を把握するための技術が種々考案されている。
例えば、鋳型内部にセンサを設置して、溶融金属の圧力や流れ状態や凝固状態等の鋳造情報を直接検出することが行われており、特許文献１には、鋳型内部に圧力センサを設置して、キャビティ内の圧力を検出するように構成した技術が示されている。
【０００３】
しかし、鋳型内部にセンサを設置してキャビティ内圧力等の鋳造情報を検出するように構成した場合、キャビティ面部分（鋳造物の表面部分）の鋳造情報を得ることはできるが、キャビティ内における全体的な圧力等の分布を直接検出することは困難であった。また、センサ等を設置するためには鋳型等に追加工や修正を施す必要があった。
従って、キャビティ内における鋳造情報を全体的に把握するためには、特許文献２に示されるように、鋳造時における溶湯の挙動等を、コンピュータを用いたシミュレーションによる解析を行う必要があった。
【特許文献１】特開平０７−２２７６６７号公報
【特許文献２】特開２００２−１７８１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述のように、シミュレーションによる解析を行うことで、鋳造情報を全体的に把握することが可能となるが、シミュレーションによる解析を行うために多くの作業を要するため煩雑であったり、解析結果に誤差が生じたりするという問題がある。また、鋳造品の形状が複雑である場合や、解析結果の誤差を小さく抑えようとした場合は、解析するための計算量が増大して、解析時間が長くなってしまうという不都合がある。
そこで、本発明では、鋳型等に追加工や修正を施す必要がないとともに、鋳造情報を得るための作業が煩雑でなく、さらに多くの時間を要することなく全体的な鋳造情報を得ることが可能な鋳造情報の取得方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決する鋳造情報の取得方法は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載のごとく、鋳造時における溶湯の状態を反映した変化を示す所定の試験片を、溶湯または鋳型内に配置して鋳造を行い、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の状態に基づいて、鋳造時における溶湯の状態に関する情報を取得する。
このように、鋳造物内部に存在する、溶湯が凝固する際の状態が反映された試験片を直接測定して鋳造情報を取得することにより、コンピュータを用いたシミュレーションによる解析を行う場合に比べて、短時間かつ簡単な作業で鋳造情報を得ることが可能となる。
また、鋳型内にセンサを設けて鋳造情報を取得するように構成した場合のように、金型等の設備に追加工や修正を施す必要もない。
さらに、鋳造後の鋳造物内部には前記試験片が全体にわたって分散して存在することとなるため、鋳造時における溶湯の状態に関する情報を、鋳造物内部を含む、鋳造物の全体にわたって取得することが可能となる。
【０００６】
また、請求項２記載のごとく、前記試験片は、弾性部材にて構成される。
これにより、溶湯からの圧力等の、溶湯が凝固する際の状態が試験片に反映されて、該試験片が弾性変形することとなるため、その試験片の変形状態から容易かつ短時間で溶湯の圧力等の鋳造情報を取得することが可能となっている。
【０００７】
また、請求項３記載のごとく、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の体積に基づいて、溶湯の凝固時における圧力情報を取得する。
このように、凝固時の圧力に関する情報を取得するためには、鋳型のキャビティへ充填する溶湯内に試験片を配置するだけでよいので、金型等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、複数の試験片を配置することで、凝固時の圧力の情報を容易に鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【０００８】
また、請求項４記載のごとく、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の形状に基づいて、溶湯の凝固の進行方向情報を取得する。
これにより、凝固の進行方向を、試験片の形状変化の様子を観察するだけで容易かつ短時間で把握することが可能となる。
この場合、凝固の進行方向に関する情報を取得するためには、鋳型のキャビティへ充填する溶湯内に試験片を配置するだけでよいので、金型等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、複数の試験片を配置することで、凝固の進行方向の情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【０００９】
また、請求項５記載のごとく、前記試験片は、溶湯と同程度の比重を有するとともに、鋳型内へ分散可能な大きさに形成されており、鋳型への溶湯注入時に、前記試験片を溶湯の先端部分に配置して、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の位置に基づいて、先行溶湯の位置情報を取得する。
このように、溶湯の比重と同程度の比重を有する試験片を溶湯の先端部分に配置することで、該溶湯を鋳型のキャビティ内へ充填する時に、試験片が先行溶湯とともに該キャビティ内へ分散することとなるため、充填完了時における先行溶湯がどこまで到達したかといったような先行溶湯の位置情報を容易かつ短時間で取得することが可能となる。
この場合、先行溶湯の位置情報を取得するためには、試験片を溶湯の先端部分に配置するだけでよいので、金型等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、複数の試験片を配置することで、先行溶湯の位置情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００１０】
また、請求項６記載のごとく、前記試験片は、溶湯の鋳造時における温度範囲内の溶融温度を有しており、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の溶融状態に基づいて、鋳造時における溶湯の温度情報を取得する。
これにより、鋳造物内部における試験片が存在していた部位の溶湯が、鋳造時に該試験片の溶融温度以上の温度になっていたか否かの情報を容易かつ短時間で取得することができる。
この場合、溶湯の温度情報を取得するためには、鋳型のキャビティ内に試験片を設置するだけでよいので、金型等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、前記試験片をキャビティ内の複数箇所に配置することで、溶湯の温度情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００１１】
また、請求項７記載のごとく、鋳型内における同一部位に、溶融温度が異なる複数の前記試験片を配置する。
このように、互いに異なる溶融温度を有する複数の試験片を、鋳造時に鋳型のキャビティ内の同一箇所に配置することで、鋳造物内部における試験片が存在していた部位の溶湯が、鋳造時にどの温度まで上昇したか、即ち鋳造時における溶湯の最高温度に関する情報を容易かつ短時間で取得することができる。
この場合、溶湯の最高温度に関する情報を取得するためには、キャビティ内に試験片を設置するだけでよいので、金型等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、前記試験片をキャビティ内の複数箇所に配置することで、溶湯の最高温度の情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００１２】
また、請求項８記載のごとく、前記試験片は、その一端側と他端側とで流体の流れに対する抵抗度合いが異なり、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の姿勢に基づいて、鋳造時における溶湯の流れ方向情報を取得する。
このように構成することで、鋳造時に鋳型のキャビティ内に溶湯が流れ込んだ際に、その溶湯の流れに沿って前記試験片の姿勢が変化し、該溶湯３１が凝固するときに、試験片は、キャビティ内における溶湯の流れが停止する直前の姿勢を保ったまま固定されることとなる。
従って、溶湯の凝固後に、鋳造物内に存在する各試験片の姿勢を確認することで、容易かつ短時間で鋳造時における溶湯の流れ方向情報を取得することが可能となる。
この場合、溶湯の流れ方向の情報を取得するために、キャビティ内に試験片を設置するだけでよいので、金型等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、前記試験片をキャビティ内の複数箇所に配置することで、溶湯の流れ方向の情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００１３】
また、請求項９記載のごとく、前記試験片は、膜状または紐状に形成され、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の姿勢に基づいて、鋳造時における溶湯の凝固進行情報を取得する。
このように、試験片を膜状または紐状に形成することで、鋳型のキャビティに充填された溶湯が凝固した後は、凝固時間の差があった箇所に配置されている試験片は、凝固収縮により曲がった状態の姿勢で固定されることとなる。
従って、鋳造物内に存在する試験片の曲がり形状や曲がり方向といった姿勢を確認することで、溶湯の凝固の方向や凝固歪みの向きに関する情報を容易かつ短時間で取得することができる。
この場合、溶湯の凝固の方向や凝固歪みの向きの情報を取得するために、キャビティ内に試験片を設置するだけでよいので、金型等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、前記試験片をキャビティ内の複数箇所に配置することで、溶湯の凝固の方向や凝固歪みの向きの情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
なお、試験片を紐状に形成した場合も、膜状に形成した場合と同様の効果を奏することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鋳造物内部に存在する、溶湯が凝固する際の状態が反映された試験片を直接測定して鋳造情報を取得することで、コンピュータを用いたシミュレーションによる解析を行う場合に比べて、短時間かつ簡単な作業で鋳造情報を得ることが可能となる。
また、鋳型内にセンサを設けて鋳造情報を取得するように構成した場合のように、金型等の設備に追加工や修正を施す必要もなく、鋳造時における溶湯の状態に関する情報を、鋳造物内部を含む、鋳造物の全体にわたって取得することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１６】
〔第一の実施形態〕
図１には、本発明にかかる鋳造情報の取得方法が適用される金型２を示している。
金型２は、該金型２内に形成されるキャビティ２１、該キャビティ２１に連通する射出スリーブ３、および該射出スリーブ３内に摺動自在に設けられるプランジャ５を備えており、射出スリーブ３内に供給された鋳鉄やアルミニウム等の溶湯（溶融金属）３１をプランジャ５により押し出して、ゲート２２を通じてキャビティ２１内に充填するように構成されている。
【００１７】
本例においては、前記金型２を用いて鋳造を行う際の、溶湯３１の圧力や流れや凝固の状態等といった鋳造情報は、次のようにして取得している。
つまり、まず、射出スリーブ３内に溶湯３１を供給する際に、該射出スリーブ３内に予め複数の試験片５１を配置しておく（図１参照）。
【００１８】
図２に示すように、試験片５１は、中空の球状に形成されており、弾性部材にて構成されている。また、試験片５１は、前記ゲート２２を通過可能であり、かつ前記キャビティ２１内の任意の箇所へ分散可能な大きさに形成されている。
ただし、試験片５１の形状は、球状に限るものではなく、直方体形状や円柱形状など他の形状に形成することも可能である。
また、例えば、溶湯３１がアルミニウム（アルミニウム合金）である場合には、試験片５１は、溶湯３１よりも溶融温度が高い鉄等で形成される。
【００１９】
このように形成された試験片５１を射出スリーブ３内に配置した状態で、溶湯３１を該射出スリーブ３内へ供給し（図１参照）、射出スリーブ３内への溶湯３１の供給が完了すると（図３参照）、射出スリーブ３に供給された溶湯３１内に各試験片５１が分散して存在している状態となる。
【００２０】
次に、試験片５１が分散した状態の溶湯３１をプランジャ５によりキャビティ２１側へ押し出して、該溶湯３１をキャビティ２１内へ充填する（図４参照）。
溶湯３１がキャビティ２１内へ充填されると、試験片５１も溶湯３１の流れに従ってキャビティ２１内へ移動し、該キャビティ２１内にランダムに分散された状態となる。
【００２１】
溶湯３１のキャビティ２１への充填が完了した後、プランジャ５をさらにキャビティ２１側へ押し出して、キャビティ２１内の溶湯３１を加圧する（図５参照）。
溶湯３１を加圧した後、金型２を冷却して該溶湯３１を凝固させて鋳造物を得る。
【００２２】
図６に示すように、溶湯３１を加圧すると、該溶湯３１内に拡散されている試験片５１には外部から圧力がかかるが、該試験片５１は中空の球状に形成された弾性部材にて構成されているので、外部からかかる圧力により縮小する。
即ち、加圧後の試験片５１の直径は、加圧前の試験片５１の直径Ｄ１に対して、Ｄ２（Ｄ１＞Ｄ２）となり、該試験片５１の体積は加圧により減少する。
この試験片５１の体積の減少度合いは、該試験片５１にかかる圧力、即ち加圧された溶湯３１の圧力の大きさに応じて変化する。
また、加圧時における試験片５１の縮小度合いは、中空の球状に形成される該試験片５１の肉厚により適宜調節することが可能となっている。
【００２３】
また、溶湯３１は加圧された状態で冷却されて凝固するため、試験片５１は縮小した状態で、溶湯３１が凝固してできた鋳造物の中に存在することとなる。
【００２４】
そこで、本例における鋳造情報の取得方法では、加圧後の試験片５１の体積に基づいて、加圧された溶湯３１の圧力を取得するようにしている。
例えば、予め、試験片５１の溶湯３１の凝固温度（例えば５８０℃）での体積を、複数の圧力下において測定しておく。
そして、前述のように、試験片５１が分散された鋳造物を鋳造し、該鋳造物内に存在する試験片５１の体積を測定して、予め測定しておいた複数の圧力下における試験片５１の体積と比較する。
なお、鋳造物の内部に存在している試験片５１の体積等の各種状態は、例えばＸ線を用いたＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：コンピュータ断層撮影）により、鋳造物を破壊することなく観察することができる。
【００２５】
比較の結果、予め測定しておいた複数の圧力下における試験片５１の体積のうち、鋳造物内に存在する試験片５１の体積に相当する体積の試験片５１を選択し、選択された試験片５１の体積が測定されたときの圧力を、キャビティ２１内で加圧されている溶湯３１の圧力として採用する。
なお、予め測定しておいた試験片５１の体積と鋳造物内の試験片５１の体積とを直接比較するように構成する他に、予め測定しておいた複数の圧力下における試験片５１の体積から、体積と圧力との関係を示すマップ等を作成しておき、このマップ等を用いて鋳造物内に存在する試験片５１の体積から溶湯３１の圧力を求めるように構成することもできる。
【００２６】
このように、加圧された溶湯３１からの圧力を受けることで縮小して体積が減少するといったように、鋳造時における溶湯３１の状態を反映した変化を示す試験片１５を、金型２射出スリーブ３内に配置して鋳造を行い、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片５１の状態、即ち該試験片５１の体積に基づいて、鋳造時における溶湯３１の圧力状態に関する情報を取得するように構成することで、鋳造後の鋳造物内部には前記試験片５１が全体にわたって分散して存在することとなるため、鋳造時における溶湯３１の圧力等の状態を、鋳造物内部を含む、鋳造物の全体にわたって取得することが可能となる。
【００２７】
特に、鋳造物内部に存在する試験片５１を直接測定して鋳造情報を取得することにより、コンピュータを用いたシミュレーションによる解析を行う場合に比べて、短時間かつ簡単な作業で鋳造情報を得ることが可能となっている。
さらに、金型２内にセンサを設けて鋳造情報を取得するように構成した場合のように、金型２等の設備に追加工や修正を施す必要もない。
【００２８】
また、前記試験片５１は弾性部材にて構成されているので、溶湯３１からの圧力等の、溶湯３１が凝固する際の状態が試験片５１に反映されて、該試験片５１が弾性変形することとなるため、その試験片５１の変形状態から容易に溶湯３１の圧力等の鋳造情報を取得することが可能となっている。
【００２９】
特に、本例の場合は、溶湯３１からの圧力により変化する試験片５１の体積に基づいて、容易に溶湯３１の凝固時の圧力を取得できることとなっている。
この場合、凝固時の圧力に関する情報を取得するためには、キャビティ２１へ充填する溶湯３１内に試験片５１を配置するだけでよいので、金型２等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、複数の試験片５１を配置することで、凝固時の圧力の情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００３０】
なお、本例においては、射出スリーブ３内に試験片５１を配置した状態で溶湯３１をキャビティ２１内に充填するようにしているので、該キャビティ２１内に分散する試験片５１はランダムな箇所に位置することとなるが、キャビティ２１内における溶湯３１の圧力を測定したい箇所に、予め試験片５１を固定的に設置した状態で、該キャビティ２１内へ溶湯３１を充填するように構成することもできる。
【００３１】
〔第二の実施形態〕
また、鋳造情報として、次のような情報を取得することもできる。
つまり、前述の溶湯３１の圧力情報を取得する場合と同様に、複数の試験片５１を分散配置させた状態の溶湯３１をキャビティ２１内へ充填して、該キャビティ２１内に試験片５１がランダムに分散された状態として、さらに加圧した後に溶湯３１を凝固させる。
その後、得られた鋳造物内に存在する試験片５１の形状を確認し、確認した試験片５１の形状からキャビティ２１内おける溶湯３１の凝固の進行方向を判断する。
【００３２】
ここで、キャビティ２１内で溶湯３１が凝固する場合、例えばキャビティ２１の周縁部から内部側へ向って凝固が進行していくといったように、該キャビティ２１内における部位によって凝固時間が異なり、早く凝固する箇所と遅く凝固する箇所とが存在する。
また、キャビティ２１内に充填された溶湯３１には圧力がかけられており、この圧力により溶湯３１内に分散されている試験片５１は縮小・変形する。
さらに、溶湯３１は凝固すると凝固収縮を生じるため、凝固が周囲よりも早い箇所に位置している試験片５１にかかる圧力よりも、凝固が周囲よりも遅い箇所に位置している試験片５１にかかる圧力の方が大きく、縮小・変形度合いが高くなる。
【００３３】
このように、キャビティ２１内の溶湯３１が凝固する際には、該試験片５１の周囲に存在する溶湯３１の全部が同時に凝固するのではなく、試験片５１の部位によって凝固のタイミングが異なることとなる。
そして、早いタイミングで溶湯３１が凝固した部分の試験片５１は、かかる圧力が比較的低くなるため縮小度合いが小さく、遅いタイミングで溶湯３１が凝固した部分の試験片５１は、早いタイミングで凝固した部分よりもかかる圧力が高くなるため縮小度合いが大きくなる。
【００３４】
これにより、図７に示すように、凝固した鋳造物内に存在する試験片５１は、完全な球形状のまま縮小するのではなく、溶湯３１が早いタイミングで凝固した部分と遅いタイミングで凝固した部分とで縮小度合いが異なる、球形状に対して変形した形状となる。
【００３５】
そこで、本例では、鋳造物内に存在する試験片５１の形状に基づいて、溶湯３１の凝固の進行方向についての情報を取得するようにしている。
つまり、変形した試験片５１のなかで、縮小度合いの小さな部分が、溶湯３１が早いタイミングで凝固した部分であり、縮小度合いの大きな部分が、溶湯３１が遅いタイミングで凝固した部分であるため、試験片５１における縮小度合いの小さい方から縮小度合いの大きい方へ向って溶湯３１の凝固が進行したと判断する。
【００３６】
なお、本例で用いる試験片５１は、比較的大きなサイズ（例えば、前述の実施形態１における、凝固時の圧力を取得する場合に用いる試験片５１よりも大きなサイズ）を用いた方が、試験片５１の各部における縮小度合いの差を把握し易いため、好ましい。
また、前述の実施形態１における試験片５１のように、小さな試験片５１を用いた場合は、各箇所の試験片５１の縮小度合い（体積）を比較することで、凝固の進行方向を把握することができる。つまり、試験片５１の縮小度合いが小さい箇所から大きい箇所へ向って凝固が進行したと判断することが可能である。
【００３７】
このように、凝固した鋳造物内部に存在する前記試験片５１の形状に基づいて、キャビティ２１内における溶湯３１の凝固の進行方向に関する情報を取得する場合、凝固の進行方向は、試験片５１の形状変化の様子を観察するだけで容易に把握することが可能である。
この場合、凝固の進行方向に関する情報を取得するためには、キャビティ２１へ充填する溶湯３１内に試験片５１を配置するだけでよいので、金型２等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、複数の試験片５１を配置することで、凝固の進行方向の情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００３８】
また、前記試験片５１を板状形状等に形成した場合には、溶湯３１が凝固収縮することにより、該試験片５１に曲がり変形が生じるため、その曲がり変形の方向から、凝固歪の向きの情報を取得することもできる。
さらに、試験片５１の座屈強度や圧壊強度等といった耐圧強度が既知の場合は、溶湯３１の凝固時に試験片５１にかかった圧力が前記耐圧強度より大きかったか否かの情報を取得することもできる。
【００３９】
なお、本例においては、射出スリーブ３内に試験片５１を配置した状態で溶湯３１をキャビティ２１内に充填するようにしているので、該キャビティ２１内に分散する試験片５１はランダムな箇所に位置することとなるが、キャビティ２１内における溶湯３１の凝固の進行方向を測定したい箇所に、予め試験片５１を固定的に設置した状態で、該キャビティ２１内へ溶湯３１を充填するように構成することもできる。
【００４０】
〔第三の実施形態〕
また、鋳造情報として、次のような情報を取得することもできる。
つまり、前記試験片５１を、溶湯３１の比重と同程度の比重を有するとともに、キャビティ２１内の任意の箇所へ分散可能な大きさに形成される部材にて構成し、キャビティ２１内へ溶湯３１を注入する際に、前記試験片５１を溶湯３１の先端部分に配置することで、鋳造後の鋳造物内部に存在する試験片５１の位置に基づいて、溶湯３１の先端部分（先行溶湯）の位置情報を取得するようにしている。
【００４１】
具体的には、図８に示すように、溶湯３１が供給された射出スリーブ３の、最もゲート２２に近い部分に、溶湯３１の比重と同程度の比重を有する前記試験片５１を配置し、該試験片５１が配置された溶湯３１をキャビティ２１内に充填する。
溶湯３１がゲート２２を通過してキャビティ２１内に充填される際には、射出スリーブ３内で最もゲート２２に近い位置に配置されている試験片５１は、充填される溶湯３１の最も先端の部分に位置する先行溶湯とともに進行していく。
その後、キャビティ２１への溶湯３１の充填が完了すると、前記試験片５１は先行溶湯が最終的に到達した箇所に位置することとなる。
【００４２】
このように、溶湯３１の比重と同程度の比重を有する試験片５１を溶湯３１の先端部分に配置することで、該溶湯３１のキャビティ２１内への充填時に、試験片５１が先行溶湯とともに該キャビティ２１内へ分散することとなるため、充填完了時における先行溶湯がどこまで到達したかといったような先行溶湯の位置情報を容易かつ短時間で取得することが可能となる。
この場合、先行溶湯の位置情報を取得するためには、試験片５１を溶湯３１の先端部分に配置するだけでよいので、金型２等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、複数の試験片５１を配置することで、先行溶湯の位置情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００４３】
なお、本例においては、前記試験片５１を溶湯３１の先端部分に配置した状態で溶湯３１をキャビティ２１内に充填するようにしているので、該先行溶湯とともに分散する試験片５１はランダムな箇所に位置することとなるが、前記試験片５１を予めキャビティ２１内の適宜箇所に設置しておくことも可能である。
この場合は、その試験片５１を設置した箇所に到達した先行溶湯が、凝固時にどこまで進行したかの情報を取得することができる。
【００４４】
〔第四の実施形態〕
また、鋳造情報として、次のような情報を取得することもできる。
つまり、本例においては、試験片５１を、溶湯３１の鋳造時における温度範囲内の溶融温度を有している部材にて構成し、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片５１の溶融状態に基づいて、鋳造時における溶湯の温度情報を取得する。
【００４５】
例えば、溶湯３１のキャビティ２１内への充填を開始してから、充填終了後に凝固するまでの間における該溶湯３１は、該溶湯３１の溶融温度Ｔｍ〜温度Ｔｈ（Ｔｈ＞Ｔｍ）の範囲の温度をとるため、前記試験片５１を、温度範囲Ｔｍ〜Ｔｈの範囲内のある温度Ｔｐを熔解温度とする部材にて構成する。
そして、溶融温度Ｔｐを有する試験片５１を、図３に示すように、溶湯３１が供給された射出スリーブ３内に配置した状態で、該溶湯３１をキャビティ２１内へ充填し、該キャビティ２１内に試験片５１がランダムに分散された状態として、さらに加圧した後に溶湯３１を凝固させる。
【００４６】
その後、溶湯３１が凝固してできた鋳造物内に存在する試験片５１が溶融しているか否かを確認する。
この試験片５１が溶融しているか否かの確認を行った結果、試験片５１が溶融していれば、該試験片５１が存在している箇所の溶湯３１が前記溶融温度Ｔｐ以上の温度であったことが判り、溶融していなければ、該試験片５１が存在している箇所の溶湯３１が前記溶融温度Ｔｐ未満の温度であったことが判る。
【００４７】
このように、鋳造時にキャビティ２１内に分散させる試験片５１を、溶融温度Ｔｐを有する部材にて構成することで、鋳造物内部における試験片５１が存在していた部位の溶湯３１が、鋳造時に該試験片５１の溶融温度Ｔｐ以上の温度になっていたか否かの情報を取得することができる。
この場合、溶湯３１の温度情報を取得するためには、キャビティ２１内に試験片５１を設置するだけでよいので、金型２等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、前記試験片５１をキャビティ２１内の複数箇所に配置することで、溶湯３１の温度情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００４８】
また、前記試験片５１は、温度範囲Ｔｍ〜Ｔｈの範囲内で複数の異なる融点を有するものを同一箇所に配置することもできる。
例えば、溶融温度がそれぞれＴｐ１、Ｔｐ２、Ｔｐ３、Ｔｐ４、およびＴｐ５（Ｔｍ＝Ｔｐ１＜Ｔｐ２＜Ｔｐ３＜Ｔｐ４＜Ｔｐ５＝Ｔｈ）である複数の試験片５１を、キャビティ２１内の適宜箇所にまとめて配置した状態で、該キャビティ２１内に溶湯３１を充填して凝固させる。
【００４９】
その後、溶湯３１が凝固してできた鋳造物内に存在する各試験片５１が溶融しているか否かを確認する。
この試験片５１が溶融しているか否かの確認を行った結果、例えば、溶融温度がＴｐ１、Ｔｐ２、およびＴｐ３の試験片５１が溶融していて、溶融温度がＴｐ４およびＴｐ５の試験片５１が溶融していなかった場合は、これらの試験片５１が配置されていた箇所の溶湯３１が、鋳造時に溶融温度Ｔｐ３まで上昇していたことが判る。
【００５０】
このように、互いに異なる溶融温度Ｔｐを有する部材にて構成した複数の試験片５１を、鋳造時にキャビティ２１内の同一箇所に配置することで、鋳造物内部における試験片５１が存在していた部位の溶湯３１が、鋳造時にどの温度まで上昇したか、即ち鋳造時における溶湯３１の最高温度に関する情報を取得することができる。
この場合、溶湯３１の最高温度に関する情報を取得するためには、キャビティ２１内に試験片５１を設置するだけでよいので、金型２等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
【００５１】
なお、互いに異なる溶融温度Ｔｐを有する部材にて構成した複数の試験片５１をキャビティ２１内の同一箇所に配置する場合、同一箇所に配置される複数の試験片５１は、該キャビティ２１内の何れか一箇所のみに配置してもよいし、複数箇所に配置してもよい。
このように、前記試験片５１をキャビティ２１内の複数箇所に配置することで、溶湯３１の最高温度の情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００５２】
〔第五の実施形態〕
また、鋳造情報として、次のような情報を取得することもできる。
つまり、本例においては、前記試験片５１を、その一端側と他端側とで流体の流れに対する抵抗度合いが異なる部材にて構成し、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片５１の姿勢に基づいて、鋳造時における溶湯の流れ方向情報を取得する。
【００５３】
図９に示すように、前記試験片５１は、例えば一端部（図９における上端部）が回動可能に支持された棒状部材にて構成されており、キャビティ２１内の適宜箇所に配置されている。
該試験片５１の一端部（図９における上端部）は位置固定的に支持されているので、その位置を移動させることができず、流体の流れに対する抵抗度合いが高くなっている。
一方、試験片５１の他端部（図９における下端部）は、一端部を中心にして回動自在となっており、流体の流れに対する抵抗度合いが低くなっている。
なお、試験片５１の一端部を支持する支持部材は、例えばキャビティ２１面から該キャビティ２１内へ突出する棒状部材にて構成することができる。また、この支持部材は、キャビティ２１内に溶湯３１が充填されると溶融する部材にて構成することができる。
【００５４】
このように、試験片５１を回動可能に支持しているので、キャビティ２１内に流体が流れ込むと試験片５１が回動して、その流れの方向に沿って試験片５１の他端部が移動することとなる。
従って、図１０に示すように、鋳造時に溶湯３１をキャビティ２１内に充填する際に、該キャビティ２１内に溶湯３１が流れ込むと、その溶湯３１の流れに沿って前記試験片５１が回動して、その姿勢が変化する。
その後、溶湯３１の充填が終了して、該溶湯３１が凝固すると、試験片５１は、溶湯３１の充填終了直前、即ちキャビティ２１内における溶湯３１の流れが停止する直前の姿勢を保ったまま固定される。
【００５５】
溶湯３１の凝固後、該溶湯３１が凝固してできた鋳造物内に存在する各試験片５１の姿勢を確認する。
つまり、棒状に形成される試験片５１の他端部の移動を確認することにより、該試験片５１が配置されている箇所においては、試験片５１の一端部側から他端部側へ溶湯３１が流れていたことが判る。
【００５６】
このように、その一端側と他端側とで流体の流れに対する抵抗度合いが異なる棒状の試験片５１の姿勢に基づいて、鋳造時における溶湯３１の流れ方向の情報を取得するようにしている。
この場合、溶湯３１の流れ方向の情報を取得するために、キャビティ２１内に試験片５１を設置するだけでよいので、金型２等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、前記試験片５１をキャビティ２１内の複数箇所に配置することで、溶湯３１の流れ方向の情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
【００５７】
〔第六の実施形態〕
また、鋳造情報として、次のような情報を取得することもできる。
つまり、本例においては、前記試験片５１を、膜状または紐状の部材にて構成し、鋳造後の鋳造物内部に存在する前記試験片の姿勢に基づいて、鋳造時における溶湯の凝固進行情報を取得する、
【００５８】
図１１に示すように、前記試験片５１は、例えば薄い膜状の部材にて構成されており、キャビティ２１内の適宜箇所に複数が配置されている。
膜状に形成される各試験片５１は、例えば、大きく屈曲されることなく広げた状態でキャビティ２１内に配置されている。
【００５９】
このように複数の試験片５１を配置した状態で、キャビティ２１内に溶湯３１を充填し、充填終了後に溶湯３１を凝固させる。
ここで、溶湯３１は、前述のように、凝固すると凝固収縮が生じるため、溶湯３１の凝固時には、この凝固収縮により膜状の試験片５１が引っ張られるまたは圧縮されることとなる。
特に、試験片５１を配置している箇所に凝固時間の差があった場合には、凝固時間の早い部分遅い部分とで凝固収縮度合いが異なるため、膜状の試験片５１の引っ張りまたは圧縮度合いも異なり、該試験片５１が曲がることとなる。
【００６０】
従って、図１２に示すように、キャビティ２１に充填された溶湯３１が凝固した後は、凝固時間の差があった箇所に配置されている試験片５１は、凝固収縮により曲がった状態の姿勢で固定される。
そこで、本例では、この溶湯３１が凝固してできた鋳造物内に存在する試験片５１の曲がり形状や曲がり方向といった姿勢を確認することで、溶湯３１の凝固の方向や凝固歪みの向きに関する情報を取得するようにしている。
【００６１】
この場合、溶湯３１の凝固の方向や凝固歪みの向きの情報を取得するために、キャビティ２１内に試験片５１を設置するだけでよいので、金型２等に殆ど追加工等を加えることなく、簡単な作業にて短時間で取得することができる。
また、前記試験片５１をキャビティ２１内の複数箇所に配置することで、溶湯３１の凝固の方向や凝固歪みの向きの情報を鋳造品内部の全体にわたって取得することができる。
なお、試験片５を紐状に形成した場合も、膜状に形成した場合と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】複数の試験片を配置した射出スリーブに溶湯を供給する状態の金型を示す側面断面図である。
【図２】中空の球状に形成された試験片を示す側面断面図である。
【図３】複数の試験片を配置した射出スリーブへの溶湯の供給が終了した状態の金型を示す側面断面図である。
【図４】複数の試験片が配置された溶湯をキャビティ内へ充填した状態の金型を示す側面断面図である。
【図５】キャビティ内への溶湯の充填が完了した後、該溶湯を加圧している状態の金型を示す側面断面図である。
【図６】試験片の加圧前後での直径の変化を示す側面図である。
【図７】溶湯の凝固収縮により変形した試験片を示す側面図である。
【図８】溶湯と同程度の比重を有する試験片を、射出スリーブに供給された溶湯の先端部分に配置した金型を示す側面断面図である。
【図９】一端が回動可能に支持された棒状部材により構成された試験片をキャビティ内に配置した金型を示す側面断面図である。
【図１０】一端が回動可能に支持された棒状部材により構成された試験片をキャビティ内に配置した金型における、キャビティ内に溶湯を充填した状態を示す側面断面図である。
【図１１】膜状に形成された試験片をキャビティ内に配置した金型を示す側面断面図である。
【図１２】膜状に形成された試験片をキャビティ内に配置した金型における、キャビティ内に溶湯を充填した状態を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
２    金型
３    射出スリーブ
５    プランジャ
２１    キャビティ
２２    ゲート
３１    溶湯
５１    試験片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007301596.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2007301596.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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