(57)【要約】【課題】鋳物内部の流路の閉塞状態を高精度で検出すること。【解決手段】鋳物の内部に形成された流路Ｒの閉塞状態を検査する鋳物検査方法であって、流路Ｒは、流路Ｒが延在する方向とは略垂直の方向に開口する第１の外部連通孔５１と、第１の外部連通孔５１と略同一の方向に開口する第２の外部連通孔５２と、を有し、第１の外部連通孔５１から投光部１４を挿入すると共に、第２の外部連通孔５２から受光部２１を挿入しながら、投光部１４から放出された光を受光部２１で受光する工程と、受光部２１が受光した光の強度をあらかじめ定めた基準値と比較することにより、投光部１４と受光部２１が挿入された深さごとに、投光部１４と受光部２１の間において、流路Ｒが閉塞状態であるか否かを判定する工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳物の内部に形成された流路の閉塞状態を検査する鋳物検査方法であって、
前記流路は、前記流路が延在する方向とは略垂直の方向に開口する第１の外部連通孔と、
前記第１の外部連通孔と略同一の方向に開口する第２の外部連通孔と、を有し、
前記第１の外部連通孔から投光部を挿入すると共に、前記第２の外部連通孔から受光部を挿入しながら、前記投光部から放出された光を前記受光部で受光する工程と、
前記受光部が受光した光の強度をあらかじめ定めた基準値と比較することにより、前記投光部と前記受光部が挿入された深さごとに、前記投光部と前記受光部の間において、前記流路が閉塞状態であるか否かを判定する工程と、を備える、
鋳物検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳物内部に形成された流路の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、特開２００４−１９１１３５号公報がある。この公報に記載された鋳造成形品（以下、鋳物）の成形不良孔検査方法には、鋳物内部に形成された流路の外部連通開口から挿入した投光器により放出される光を、別の外部連通開口から挿入した受光器で受光する。その後、受光器で検出された受光出力を予め定めた基準値と比較することにより、流路の閉塞状態の検査を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９１１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した従来の成形不良孔検査方法では、投光に用いる光ファイバーを、鋳物の流路内部に挿入する際の挿入深さが設備の仕様で決定されている。また、光ファイバーを鋳物の流路内部に挿入後、ある瞬間で投光と受光を行うことにより測定を行う。これにより、光ファイバーを挿入した一定の挿入深さにおいて測定を行うことで、光ファイバーの出力径程度の程度の大きさの開口や閉塞を判断している。しかしながら、図７に示した鋳物４のように、開口や閉塞を確認したい流路が部分閉塞をしている場合であっても、閉塞されていない箇所に投光部や受光部が配置された場合には、閉塞が検知されず、開口しているとみなされる場合がある。すなわち、流路が部分閉塞している場合であっても、一定の閉塞状態でなければ閉塞の検出ができない虞れがある。
本発明は、鋳物内部の流路の閉塞状態を高精度で検出する鋳物検査法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】
本発明にかかる鋳物検査方法は、鋳物の内部に形成された流路の閉塞状態を検査する鋳物検査方法であって、前記流路は、前記流路が延在する方向とは略垂直の方向に開口する第１の外部連通孔と、前記第１の外部連通孔と略同一の方向に開口する第２の外部連通孔と、を有し、前記第１の外部連通孔から投光部を挿入すると共に、前記第２の外部連通孔から受光部を挿入しながら、前記投光部から放出された光を前記受光部で受光する工程と、前記受光部が受光した光の強度をあらかじめ定めた基準値と比較することにより、前記投光部と前記受光部が挿入された深さごとに、前記投光部と前記受光部の間において、前記流路が閉塞状態であるか否かを判定する工程と、を備える。
これにより、鋳物の流路内部における検査範囲を広げることができる。
【発明の効果】
【０００６】
これにより、鋳物内部の流路の閉塞状態を高精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】測定装置の全体図である。
【図２】投光器及び受光器を流路Ｒに挿入させた状態の拡大図である。
【図３】投光器及び受光器の詳細な構成を示す図である。
【図４】投光器と受光器を移動させながら測定する状態を示す図である。
【図５】投光器と受光器を移動させながら測定する状態を示す図である。
【図６】受光器で受光された光量及び閉塞状態であると判定する基準を示す図である。
【図７】関連する測定装置で流路内の所定の箇所を測定する状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１及び図２に示すように、測定装置１は、パルス光を放出する複数の投光器１０と、流路Ｒを通過してきたパルス光を受光する複数の受光器２０と、複数の投光器１０及び受光器２０を連結する第１及び第２の連結部材３１，３２と、を備える。
【０００９】
第１の連結部材３１と第２の連結部材の間にはスプリング（図示せず）が設けられている。また、第１の連結部材３１の上部には使用者が把持するための把持部３３が形成されており、測定装置１の使用者が把持部３３を把持して下方に押圧した場合に、第１の連結部材３１が下降することにより、投光器１０と受光器２０は共に下降する。
【００１０】
また、図１に示すように、鋳物２の内部には複数の流路Ｒが形成されている。ここで、１つの流路Ｒは、鋳物２の上面に対して平行に延在するように形成されており、上部側には、外部と連通する第１の外部連通孔５１及び第２の外部連通孔５２が形成されている。すなわち、第１の外部連通孔５１及び第２の外部連通孔５２は、それぞれ流路Ｒが延在する方向に対して略垂直の方向に開口している。第１の外部連通孔５１には投光器１０の投光部１４が挿入され、第２の外部連通孔５２には受光器２０の受光部２１が挿入される。
【００１１】
図３に示すように、投光器１０は、パルス発振器１１と、パルス発振器１１が出力したパルス光を分配するパルス分配回路１２と、パルス分配回路１２で分配されたパルス光を増幅器１３と、増幅器１３で増幅されたパルス光を導光して光を放出する投光部１４と、を備える。パルス発振器１１により発生させたパルス変調光を、パルス分配回路１２で分配し、増幅器１３で瞬間的にピーク出力を高めたパルス光を、第１の外部連通孔５１に挿入した投光部１４に設けられている、光放出部１４ｂから放出する。
【００１２】
パルス発振器１１は、１〜１００ｋＨｚの矩形パルスの変調光を発生させるもので、パルス幅は周期の数分の１としている。
【００１３】
パルス分配回路１２は、パルス発振器１１が発生させたパルス変調光を分配する。パルス発振器１１により分配された光は増幅器１３に出力される。なお、パルス分配回路１２は、複数の光放出部１４ｂから放出する光のタイミングが重ならないように、パルス変調光を分配する。
【００１４】
増幅器１３は、パルス分配回路１２から入力されたパルス変調光のピーク値を増幅する。なお、増幅されたパルス変調光は、光放出部１４ｂから投光される。
【００１５】
投光部１４は、入力された光について導光を行う導光部１４ａと、導光部１４ａの先端に設けられた光放出部１４ｂと、を備える。
【００１６】
導光部１４ａは、一端部側が第１の連結部材３１に連結され、第２の連結部材３２を貫通するように配置されている。導光部１４ａは、流路Ｒの第１の外部連通孔５１に挿入される。導光部１４ａは、増幅器１３により増幅されたパルス光を導光し、導光部１４ａの先端に設けられた光放出部１４ｂから光を投光する。
【００１７】
なお、導光部１４ａは、透明ガラス、透明プラスチック、導光性ファイバー束等により構成されており、透明ガラス、透明プラスチック、導光性ファイバーの外周面は反射面として作用することで、導光時にパルス光が外部に漏れて減衰することがないようにしている。なお、後述する受光部２１の導光部２１ａについても同様の構成である。
【００１８】
また、導光部１４ａには、リミットスイッチ１６が連結されている。リミットスイッチ１６は、例えば、導光部１４ａの光放出部１４ｂが測定を開始する位置に配置された場合に、アクチュエータが動作することによって内蔵されたスイッチがＯＮ状態になる。また、導光部１４ａが測定を終了する位置まで移動した場合にスイッチがＯＦＦ状態になる。リミットスイッチ１６がＯＮ状態の場合に測定装置１では測定が実行され、ＯＦＦ状態のときには測定が停止する。なお、リミットスイッチ１６は、機械的にＯＮ，ＯＦＦを切り替えるものであってもよく、ソフトウェア的にＯＮ，ＯＦＦを切り替えるものであってもよい。リミットスイッチ１６は、光放出部１４ｂが流路Ｒの上側壁面の高さに配置された場合に、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わるように、予め調整しておく。
【００１９】
受光器２０は、投光部１４から放出された光を受ける受光部２１と、受光部２１で受光された光を増幅するファイバアンプ２２と、受光部２１で受光された光の強度を基準値と比較する比較器２３と、を備える。
【００２０】
受光部２１は、入力された光を導光する導光部２１ａと、導光部２１ａの先端に設けられた受光素子２１ｂと、を備える。
【００２１】
導光部２１ａは、一端部側が第１の連結部材３１に連結され、第２の連結部材３２を貫通するように配置されている。導光部２１ａの他端部には、受光素子２１ｂが設けられており、流路Ｒの第２の外部連通孔５２に挿入される。受光素子２１ｂは、導光部１４ａの先端に設けられた光放出部１４ｂと対向しており、光放出部１４ｂから放出された光を受光する。導光部２１ａは、受光素子２１ｂにより受光された光を、ファイバアンプ２２に導光する。
【００２２】
ファイバアンプ２２は、受光素子２１ｂで受光された光を増幅して比較器２３に出力する。比較器２３は、検出された受光出力が、あらかじめ定めた基準値を超えるか否かを判定する。また、比較器２３には表示器２４が連結されており、表示器２４では、受光素子２１ｂにより受光されたファイバアンプ２２で増幅された光量が表示される。
【００２３】
なお、ファイバアンプ２２は、受光素子２１ｂで受光した光量を検出する機能を有し、検出値を比較器２３に出力するものであっても良い。
【００２４】
次に、測定装置１を用いた部分閉塞の測定の手順について説明する。
【００２５】
最初に、測定装置１を鋳物２の上方に配置する。このとき、投光部１４は、鋳物２に設けられた第１の外部連通孔５１の上部に配置される。また受光部２１も同様に、第２の外部連通孔５２の上部に配置される。
【００２６】
使用者は、把持部３３を把持して下方に押圧し、第１の連結部材３１を下降させる。これにより、投光部１４及び受光部２１は、流路Ｒ内への挿入を開始する。導光部１４ａの先端に設けられた光放出部１４ｂと、導光部２１ａの先端に設けられた受光素子２１ｂが流路Ｒの測定開始位置まで挿入されると、リミットスイッチ１６はＯＦＦ状態からＯＮ状態となる。
【００２７】
リミットスイッチ１６がＯＮ状態になることにより、測定装置１は測定を開始する。すなわち、光放出部１４ｂから受光素子２１ｂへの投光を開始する。受光素子２１ｂで受光された光は、ファイバアンプ２２により増幅され、比較器２３に入力される。
【００２８】
ここで、光放出部１４ｂから受光素子２１ｂへの投光及び受光を行う状態を維持しながら、投光部１４と受光部２１を下降させる。これにより、図４に示すように、測定されている箇所が逐次変更されつつ、測定状態が続行される。受光素子２１ｂで受光された光量は、比較器２３に入力される。なお、比較器２３には、光放出部１４ｂ及び受光素子２１ｂが流路Ｒ内に挿入されている深さも同時に入力される。
【００２９】
投光部１４及び受光部２１が終了位置に到達した場合に、測定を終了する。例えば、メカストッパー（図示せず）を用いて投光部１４及び受光部２１の終了位置を調整しておき、それぞれの先端が流路Ｒの下側壁面の付近に到達したときに、測定を終了させる。
【００３０】
ここで一例として、図５に示した鋳物３について、測定開始位置（０ｍｍ）から終了位置（７．８ｍｍ）まで測定を行う場合について説明する。投光部１４及び受光部２１を移動させながら測定することにより、図６に示すように、比較器２３には、投光部１４の光放出部１４ｂと受光部２１の受光素子２１ｂによる測定位置と、測定された光量の値が入力される。
【００３１】
ここで、測定している箇所が流路Ｒの内部において開口した箇所であり、すなわち光放出部１４ｂから投光した光が、途中で遮られることなく受光素子２１ｂで受光されている場合には、比較器２３には、光量の値として９９９９が入力される。逆に、測定している箇所が流路Ｒの内部において閉塞された箇所であり、閉塞により光放出部１４ｂと受光素子２１ｂの間が遮られている場合には、光量の値が９９９９より小さくなる。
【００３２】
ここで、比較器２３では、光量の基準値はあらかじめ９９００に設定しておき、入力された光量と基準値とを比較する。これにより比較器２３では、一部分でも基準値である９９００を下回った箇所がある場合に、部分閉塞があるという判定を行うことができる。さらに、比較器２３は、設定された基準値以下の光量しか検出されなかった投光部１４及び受光部２１の挿入深さにおいて、流路Ｒに部分閉塞が生じていると判定することができる。
【００３３】
このように、投光部１４及び受光部２１を流路Ｒに挿入しながら光量を測定できる。ここで、流路Ｒが部分閉塞されている箇所は、投光部１４及び受光部２１が挿入されている深さ及び光量によって判定が可能である。したがって、流路Ｒ内部における検査範囲を広げることができ、鋳物の閉塞状態を精度良く検出することができる。
【００３４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００３５】
上記では、投光部１４と受光部２１を上下方向に移動させながら流路Ｒの部分閉塞を計測する方法について説明したが、さらに、投光器１０と受光器２０の位置を鋳物２の上面に平行にずらした後に、上下方向に移動させながら流路Ｒの部分閉塞を測定してもよい。このように、複数箇所において上下方向に連続測定を行うことで、より詳細に部分閉塞を測定することが可能である。
【００３６】
また、投光器１０の導光部１４ａにリミットスイッチ１６が連結されているものとして説明したが、リミットスイッチ１６は、投光器１０の他の箇所に連結させたものでもよい。またリミットスイッチ１６は、受光器２０側に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１            測定装置
２、３、４        鋳物
１０            投光器
１１            パルス発振器
１２            パルス分配回路
１３            増幅器
１４            投光部
１４ａ            導光部
１４ｂ            光放出部
１６            リミットスイッチ
２０            受光器
２１            受光部
２１ａ            導光部
２１ｂ            受光素子
２２            ファイバアンプ
２３            比較器
２４            表示器
３１            第１の連結部材
３２            第２の連結部材
３３            把持部
５１            第１の外部連通孔
５２            第２の外部連通孔
【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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