(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを形成する一対の金型と，上記キャビティに対して進退可能に配設されたスライド中子とを有する鋳造装置を用いて，上記スライド中子を上記キャビティ内に進入させた状態で該キャビティ内に溶湯を充填し，
次いで，上記金型又はスライド中子の温度がピークを迎えた後に予め設定した設定温度に到達して上記スライド中子の周囲における上記溶湯が凝固した温度になった後，上記溶湯が全体的に凝固完了して離型可能となる上記一対の金型の型開き時期よりも前に，上記スライド中子を上記キャビティから退出させることにより，中空部を有する鋳造品を鋳造する方法において，
上記スライド中子を上記キャビティから退出させる際に働く引抜き力を計測し，その計測値と予め設定された上限値及び下限値を有する適正値とを比較し，上記計測値が上記適正値の上限値よりも大きいか否か，及び上記計測値が上記適正値の下限値よりも小さいか否かを判定して，上記スライド中子により形成される上記中空部の形状についての上記鋳造品の品質を判定することを特徴とする鋳造方法。
【請求項２】
請求項１において，上記スライド中子の引抜き力は，該スライド中子を進退させる油圧シリンダに取付けた圧力センサにより計測することを特徴とする鋳造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において，上記引抜き力の計測値が上記適正値にないとき警報を発することを特徴とする鋳造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において，上記引抜き力の計測値が上記適正値にないとき，その鋳造品を排除することを特徴とする鋳造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において，上記引抜き力の計測値が上記適正値の上限値を超えたとき，上記鋳造装置を停止させることを特徴とする鋳造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において，上記鋳造装置には，上記スライド中子を進退させる油圧シリンダを設けてあると共に，上記金型又は上記スライド中子の温度を計測するための温度センサと，上記油圧シリンダに上記スライド中子の退出時期を指示する制御部とを設けてあり，該制御部が，予め設定した設定温度（Ｔ0）と上記温度センサから送られる実測温度（Ｔ1）とを比較して該実測温度（Ｔ1）が上記設定温度（Ｔ0）に到達した時点において上記スライド中子の退出指示を上記油圧シリンダに発することにより，該油圧シリンダが上記スライド中子を上記キャビティから退出させることを特徴とする鋳造方法。
【請求項７】
請求項６において，上記金型を型締めして上記キャビティを形成すると共に該キャビティ内に上記スライド中子を進入させる工程と，上記キャビティ内に溶湯を充填する工程と，上記実測温度（Ｔ1）がピークを迎えたか否かを判断する工程と，上記実測温度（Ｔ1）のピークが確認された後，上記実測温度（Ｔ1）が上記設定温度（Ｔ0）に到達したか否かを判定する工程と，上記実測温度（Ｔ1）が上記設定温度（Ｔ0）に到達したことを確認した後，上記スライド中子の退出を実施する工程とを有することを特徴とする鋳造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において，上記適正値と比較する上記計測値は，上記スライド中子の引抜き開始から終了までの間に暫時変化する引き抜き力の計測値の最大値であることを特徴とする鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、例えばダイカスト等の鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年，ダイカスト部品等の鋳造品は，後加工における切削加工数等を低減させるため，より最終形状に近いニアネットシェイプ化が求められている。
一方，鋳造品には，一般的に，製品の離型あるいは製品からの中子の離脱を容易にするために，予め抜き勾配を考慮した形状にしてある。
【０００３】
例えば円柱状の中空部を製品内部に設ける場合には，中子の抜き方向に向かって外径が徐々に大きくなるように中子の形状を設けてあるのが通常である。
このような場合に上記ニアネットシェイプ化を実現するためには，上記抜き勾配をできるだけ小さくする必要がある。
ところが，その中空部（上記中子の鋳抜き部分）の抜き勾配を小さくした場合には，製品から中子を離脱する際の離型力が大幅に増大してしまう。また，この離型力の増大にも起因して，離型時において製品が金型に焼き付いてしまう場合もある。
【０００４】
そこで，出願人は，特願平１０−１０５８１２号に示されるごとく，スライド中子を鋳抜くタイミングを，上記スライド中子の周囲における上記溶湯が凝固した後，上記一対の金型の型開き時期よりも前とする方法を，先に提案した。これにより，上記鋳造品がスライド中子を拘束する力を弱めて離型力の増大を防止し，中空部を有する鋳造品のニアネットシェイプ化を可能としている。
【０００５】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記提案に係る従来の鋳造方法においては，上記スライド中子の引抜きのタイミングは微妙であり，完全に不良発生を防ぐことは困難である。
即ち，上記スライド中子の引抜きのタイミングがずれると，上記スライド中子が折損したり，溶湯の未凝固状態でスライド中子が鋳抜かれるという不具合が発生するおそれがある。
また，このような不具合が発生しても，製造段階でこれを判断することは困難であり，不良品が後工程へ流出するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、かかる従来の問題点にかんがみてなされたもので、スライド中子の引抜きタイミングのずれによる不良品の発生を容易に判定し、不良品の流出を防ぐことができる鋳造方法を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題の解決手段】
請求項１に記載の発明は、キャビティを形成する一対の金型と，上記キャビティに対して進退可能に配設されたスライド中子とを有する鋳造装置を用いて，上記スライド中子を上記キャビティ内に進入させた状態で該キャビティ内に溶湯を充填し，
次いで，上記金型又はスライド中子の温度がピークを迎えた後に予め設定した設定温度に到達して上記スライド中子の周囲における上記溶湯が凝固した温度になった後，上記溶湯が全体的に凝固完了して離型可能となる上記一対の金型の型開き時期よりも前に，上記スライド中子を上記キャビティから退出させることにより，中空部を有する鋳造品を鋳造する方法において，
上記スライド中子を上記キャビティから退出させる際に働く引抜き力を計測し，その計測値と予め設定された上限値及び下限値を有する適正値とを比較し，上記計測値が上記適正値の上限値よりも大きいか否か，及び上記計測値が上記適正値の下限値よりも小さいか否かを判定して，上記スライド中子により形成される上記中空部の形状についての上記鋳造品の品質を判定することを特徴とする鋳造方法にある。
【０００８】
本発明において最も注目すべきことは，上記スライド中子を上記キャビティから退出させる際に働く引抜き力を計測し，その計測値と予め設定された上限値及び下限値を有する適正値とを比較して鋳造品の品質を判定することである。
【０００９】
上記鋳造品の品質とは，例えば，上記スライド中子により形成される中空部の形状等についての品質である。
上記スライド中子の周囲における溶湯の凝固時とは，少なくとも，スライド中子とこれに対面する金型との間に形成されたキャビティ部分に位置する溶湯が凝固した時を意味する。したがって，スライド中子が位置していない中実部分等の溶湯が完全に凝固しているか否かは問わない。
また，上記金型の型開き時期とは，溶湯が全体的に凝固完了して鋳造品となりこれを離型可能な時期をいう。
【００１０】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明の鋳造方法においては，上記のごとく，上記スライド中子を上記キャビティから退出させる際に働く引抜き力を計測し，その計測値と予め設定された上限値及び下限値を有する適正値とを比較して鋳造品の品質を判定する。
即ち，上記計測値が上記適正値にある場合には，上記鋳造品が良品であると判定し，上記計測値が上記適正値にないときは，上記鋳造品が不良品であると判定する。
【００１１】
上記鋳造を行うに当って，上記スライド中子の引抜きのタイミングがずれると，上記スライド中子が折損したり，溶湯の未凝固状態でスライド中子が鋳抜かれる等の不具合が発生する。そして，この時鋳造された鋳造品は不良品となる。
このような不具合が発生した場合，上記のごとく，上記計測値と上記適正値との比較により鋳造品の品質を判定することができる。
そのため，上記スライド中子の引抜きタイミングのずれによる不良品の発生を容易に判定することができ，不良品が後工程へ流出することを防ぐことができる。
【００１２】
以上のごとく，本発明によれば，スライド中子の引抜きタイミングのずれによる不良品の発生を容易に判定し，不良品の流出を防ぐことができる鋳造方法を提供することができる。
【００１３】
次に，請求項２に記載の発明のように，上記スライド中子の引抜き力は，該スライド中子を進退させる油圧シリンダに取付けた圧力センサにより計測することもできる。
即ち，上記油圧シリンダの油圧を計測することにより，上記スライド中子の上記キャビティからの引抜き時ににかかる上記引抜き力を，間接的に計測することができる。
そのため，容易かつ正確に上記引抜き力を計測することができる。
【００１４】
次に，請求項３に記載の発明のように，上記引抜き力の計測値が上記適正値にないとき警報を発することが好ましい。
これにより，容易に作業者に異常を知らせることができ，次工程への不良品の流出を確実に防ぐことができる。
【００１５】
次に，請求項４に記載の発明のように，上記引抜き力の計測値が上記適正値にないとき，その鋳造品を排除することが好ましい。
これにより，次工程への不良品の流出を一層確実に防ぐことができる。
【００１６】
次に，請求項５に記載の発明のように，上記引抜き力の計測値が上記適正値の上限値を超えたとき，上記鋳造装置を停止させることが好ましい。
上記引抜き力の計測値が上記上限値を超えたときには，上記スライド中子が折損している可能性が高い。かかる場合に，上記スライド中子が折損したまま，上記鋳造装置が連続稼動を行うと，不良品を大量に鋳造してしまうこととなる。
本発明によれば，このような不良品の大量鋳造を確実に防止することがでる。
次に，請求項６に記載の発明のように，上記鋳造装置には，上記スライド中子を進退させる油圧シリンダを設けてあると共に，上記金型又は上記スライド中子の温度を計測するための温度センサと，上記油圧シリンダに上記スライド中子の退出時期を指示する制御部とを設けてあり，該制御部が，予め設定した設定温度Ｔ0と上記温度センサから送られる実測温度Ｔ1とを比較して該実測温度Ｔ1が上記設定温度Ｔ0に到達した時点において上記スライド中子の退出指示を上記油圧シリンダに発することにより，該油圧シリンダが上記スライド中子を上記キャビティから退出させることが好ましい。
次に，請求項７に記載の発明のように，上記金型を型締めして上記キャビティを形成すると共に該キャビティ内に上記スライド中子を進入させる工程と，上記キャビティ内に溶湯を充填する工程と，上記実測温度Ｔ1がピークを迎えたか否かを判断する工程と，上記実測温度Ｔ1のピークが確認された後，上記実測温度Ｔ1が設定温度に到達したか否かを判定する工程と，上記実測温度Ｔ1が上記設定温度Ｔ0に到達したことを確認した後，上記スライド中子の退出を実施する工程とを有することが好ましい。
次に，請求項８に記載の発明のように，上記適正値と比較する上記計測値は，上記スライド中子の引抜き開始から終了までの間に暫時変化する引き抜き力の計測値の最大値であることが好ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施形態例
本発明の実施形態例にかかる鋳造方法及び鋳造装置につき，図１〜図６を用いて説明する。
本例の鋳造方法は，図１に示すごとく，キャビティ２を形成する一対の金型１１，１２と，上記キャビティ２に対して進退可能に配設されたスライド中子３とを有する鋳造装置１を用いる。
【００２３】
そして，上記スライド中子３を上記キャビティ２内に進入させた状態で該キャビティ内に溶湯８８を充填する（図１）。次いで，上記スライド中子３の周囲における上記溶湯８８が凝固した後，上記一対の金型１１，１２の型開き時期よりも前に，上記スライド中子３を上記キャビティ２から退出させる。
これにより，図２に示す中空部８０を有する，円柱状の鋳造品８を鋳造する。なお，上記中空部８０は，円筒状の深い凹部である。
【００２４】
上記鋳造に当っては，上記スライド中子３を上記キャビティ２から退出させる際に働く引抜き力を計測し，その計測値と予め設定された上限値及び下限値を有する適正値とを比較して鋳造品８の品質を判定する。
【００２５】
以下に，本例の鋳造装置１について，図１に基づき説明する。
上記鋳造装置１には，上記スライド中子３を進退させる油圧シリンダ３０を設けてあると共に，金型１１，１２又はスライド中子２の温度を計測するための温度センサ４と，上記油圧シリンダ３０にスライド中子３の退出時期を指示する制御部５とを設けてある。
該制御部５は予め設定した設定温度Ｔ0と上記温度センサから送られる実測温度Ｔ1とを比較して該実測温度Ｔ1が上記設定温度Ｔ0に到達した時点において上記スライド中子３の退出指示を発するよう構成してある。
【００２６】
上記一対の金型１１，１２は，図１に示すごとく，射出シリンダ１５及び射出プランジャ１６を設けたダイカスト用の金型であり，上記射出シリンダ１５内に導かれた溶湯８８が射出プランジャ１６により湯口１７を介してキャビティ２内に加圧充填されるよう構成されている。上記金型１１，１２は，図１における符号１２が固定型，符号１１が可動型である。
【００２７】
また，図１に示すごとく，上記金型１２に設けた温度センサ４は，熱電対により構成してあると共に，スライド中子３に対面する部分に埋め込み配置してある。そして，温度センサ４は，制御部５に電気的に接続してあり，刻々と金型１２の温度を検出し，この検出値を制御部５に送るよう構成してある。
【００２８】
また，図１に示すごとく，上記スライド中子３は，金型１１，１２の上方に設けた油圧シリンダ３０から下方に向けて延設してあると共に，油圧シリンダ３０の作用により上下方向に進退するよう設けてある。また，上記油圧シリンダ３０は，上記制御部５に電気的に接続してあり，制御部５の指示に基づいてスライド中子３の前進及び後退をさせるよう構成してある。
【００２９】
上記油圧シリンダ３０には，図１に示すごとく，上記スライド中子３の引抜き力を計測するための圧力センサ３１が取付けてある。また，該圧力センサ３１は，増幅器３２を介して判定部６に電気的に接続されている。また，上記鋳造装置１は，上記判定部６からの信号に基づいて，警報音及び警報光を発する警報器６１を有する。
【００３０】
次に，本例における一連の鋳造作業をさらに具体的に図３及び図４を用いて説明する。
図３は，金型１１，１２の型締めから型開きまでの一連の鋳造作業を時系列に示すフロー図である。図４は，横軸に時間を，縦軸に温度をとって，上記温度センサ４により実測した金型１２の実測温度Ｔ1の推移を示す説明図である。
なお，説明の都合上，図３のステップ番号（Ｓ１〜Ｓ１０）に対応する時間を，図４において同じ番号を用いて示した。
【００３１】
図３に示すごとく，まず，ステップＳ１において金型１１，１２を型締めしてキャビティ２を形成すると共にキャビティ２内にスライド中子３を進入させる。次いで，ステップＳ２においてキャビティ２内に溶湯８８を充填する。これにより，図４に示すごとく，時間Ｓ１〜Ｓ２にかけて冷却過程にあった金型１２の実測温度Ｔ1は，溶湯充填（Ｓ２）を機会に急激に温度上昇する。
【００３２】
次いで，ステップＳ３，Ｓ４において上記実測温度Ｔ1がピークを迎えたか否かを判断する。即ち，溶湯充填後に昇温した実測温度Ｔ1が冷却を開始するか否かを監視する。
次いで，ステップＳ４において実測温度Ｔ1のピークが確認された後は，ステップＳ５，Ｓ６において実測温度Ｔ1が設定温度に到達したか否かを判定する。
【００３３】
そして，ステップＳ４において実測温度Ｔ1が設定温度Ｔ0に到達したことを確認した後，ステップＳ７においてスライド中子３の退出を実施する。
これにより，キャビティ２内の溶湯８８の凝固状態を崩すことなく，離型力の小さい状態で上記スライド中子３を鋳造品８から引抜くことを可能としている。
【００３４】
またこの時，圧力センサ３１により油圧シリンダ３０の油圧を計測することにより，スライド中子３の引抜き力を計測する（Ｓ８）。この計測値を，上記増幅器３２を介して上記判定部６へ送出する（Ｓ９）。
その後，ステップＳ１０において，金型１１，１２の型開きを行い，一連の鋳造作業の１サイクルが完了する。
【００３５】
また，上記判定部６は，上記のステップ９において送出された計測値を，図５に示すごとく，ステップＰ１において受信すると，上記計測値と上記適正値とを比較して鋳造品８の品質を判定する。
即ち，ステップＰ２において，上記計測値と上記適正値の上限値とを比較する。そして，上記計測値が上記上限値以下である場合には，ステップＰ３に進む。
【００３６】
一方，上記計測値が上記上限値よりも大きいときには，その時鋳造した鋳造品８は不良品であると判定して，ステップＰ４において上記鋳造品８を排出する。またこの場合にはスライド中子３が折損したと判定し，ステップＰ５において鋳造装置１を停止し，ステップＰ６において警報器６１を作動させる。
【００３７】
そして，上記ステップＰ３においては，上記計測値と上記適正値の下限値とを比較する。そして，上記計測値が上記下限値以上である場合には，正常に鋳造が行われていると判断し１サイクルを終了する。
一方，上記計測値が上記下限値よりも小さい場合には，その時鋳造した鋳造品８は不良品であると判定して，ステップＰ７において上記鋳造品８を排出すると共に，ステップＰ８において警報器６１を作動させる。
【００３８】
なお，上記スライド中子３の引抜き力の計測値は，図６の波形Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3に示すごとく，引抜き開始から終了までの間に暫時変化する。そこで，上記のごとく適正値と比較する計測値は，この間の最大値Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3を用いる。
従って，上記計測値の波形が図６におけるＨ1に示す波形の場合には，スライド中子３が折損したと判定される。また，計測値の波形がＨ2に示す波形の場合には，溶湯８の未凝固状態でスライド中子３が引抜かれたと判定される。また，計測値の波形がＨ3に示す波形の場合には，最大値Ｋ3が上限値と下限値の間にあるので，正常であると判定される。
【００３９】
次に，本例の作用効果につき説明する。
本例の鋳造方法においては，上記のごとく，上記スライド中子３を上記キャビティ２から退出させる際に働く引抜き力を計測し，その計測値と予め設定された上限値及び下限値を有する適正値とを比較して鋳造品８の品質を判定する。
【００４０】
上記鋳造を行うに当って，上記スライド中子３の引抜きのタイミングがずれると，上記スライド中子３が折損したり，溶湯８８の未凝固状態でスライド中子３が鋳抜かれる等の不具合が発生する。そして，この時鋳造された鋳造品８は不良品となる。
このような不具合が発生した場合，上記のごとく，上記計測値と上記適正値との比較により鋳造品８の品質を判定することができる。
そのため，上記スライド中子３の引抜きタイミングのずれによる不良品の発生を容易に判定することができ，不良品が後工程へ大量に流出することを防ぐことができる。
【００４１】
上記スライド中子３の引抜き力は，上記油圧シリンダ３０に取付けた圧力センサ３１により計測する。即ち，上記油圧シリンダ３０の油圧を計測することにより，上記スライド中子３の上記キャビティ２からの引抜き時ににかかる上記引抜き力を，間接的に計測することができる。そのため，容易かつ正確に上記引抜き力を計測することができる。
【００４２】
また，上記引抜き力の計測値が上記適正値にないとき，警報器６１が作動するため，容易に作業者に異常を知らせることができ，次工程への不良品の流出を確実に防ぐことができる。
また，上記引抜き力の計測値が上記適正値にないとき，その鋳造品８を排除するため，次工程への不良品の流出を一層確実に防ぐことができる。
【００４３】
また，上記鋳造装置１は，上記引抜き力の計測値が上記適正値の上限値を超えたとき停止するため，不良品の大量鋳造を確実に防止することができる。
即ち，上記引抜き力の計測値が上記上限値を超えたときには，上記スライド中子３が折損している可能性が高い。かかる場合に，上記スライド中子３が折損したまま，上記鋳造装置１が連続稼動を行なうと，不良品を大量に鋳造してしまうこととなる。
本例によれば，このような不良品の大量鋳造を確実に防止することもできる。
【００４４】
なお，上記実施形態例では，圧力センサを用いてスライド中子の引抜き力を計測したが，スライド中子に歪みゲージを埋設し，上記スライド中子に作用する力を直接計測してもよい。
【００４５】
以上のごとく，本例によれば，スライド中子の引抜きタイミングのずれによる不良品の発生を容易に判定し，不良品の流出を防ぐことができる鋳造方法及び鋳造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例における，鋳造装置の説明図。
【図２】実施形態例における，鋳造品の斜視図。
【図３】実施形態例における，鋳造作業の流れを示すフロー図。
【図４】実施形態例における，金型温度の変化を示す線図。
【図５】実施形態例における，良品判定とその後の処理の流れを示すフロー図。
【図６】実施形態例における，スライド中子の引抜き力の変化を示す線図。
【符号の説明】
１．．．鋳造装置，
１１，１２．．．金型，
２．．．キャビティ，
３．．．スライド中子，
３０．．．油圧シリンダ，
３１．．．圧力センサ，
５．．．制御部，
６．．．判定部，
６１．．．警報器，
８．．．鋳造品，
８０．．．中空部，
８８．．．溶湯，
【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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