(57)【要約】    【課題】  低圧鋳造装置の不具合に起因する引け巣や酸化皮膜巻込みを低減し、良品の鋳造製品を安定して鋳造する低圧鋳造装置及び鋳造時における低圧鋳造装置の不具合検知方法を提供すること。    【解決手段】  溶湯１１を鋳込みワーク５を鋳造する低圧鋳造装置１であって、ワーク５を形成する金型２と、溶湯１１を貯湯する溶湯槽１２と、溶湯槽１２と金型２を繋ぐストーク１４と、溶湯槽１２を加圧し溶湯１１をストーク１４を介在して金型２に鋳込む加圧装置４６と、溶湯１１の温度を検知する溶湯温度センサ４１と、金型２の型温度を検知する湯口部型温センサ４２と、金型２で鋳造されたワーク５の重量を測定する重量測定手段３０と、溶湯温度センサ４１、湯口部型温センサ４２、重量測定手段３０の各測定結果を演算処理する演算装置４５と、を備える。【選択図】  図１
2009202199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を鋳込みワークを鋳造する低圧鋳造装置であって、
前記ワークの鋳型を形成する金型と、
前記金型に圧送する前記溶湯を貯湯する溶湯槽と、
前記溶湯槽と前記金型を繋ぎ、前記溶湯が流通するストークと、
前記溶湯槽を加圧し前記ストークを流通して前記金型に前記溶湯を鋳込む加圧装置と、
前記溶湯の温度を検知する溶湯温度検知手段と、
前記金型及び前記ストークのうち少なくともいずれかの型の温度を検知する型温度検知手段と、
前記金型で鋳造された前記ワークの重量を測定する重量測定手段と、
前記溶湯温度検知手段による前記溶湯温度の測定値と、前記型温度検知手段による前記型温度の測定値と、前記重量測定手段による前記重量の測定値を演算処理する演算装置と、を備えることを特徴とする低圧鋳造装置。
【請求項２】
前記重量測定手段は、前記ワークを前記重量測定手段に載せる前の状態における重量を測定し、該重量の測定後に前記ワークの重量を測定し、前記後の前記ワークの重量測定値から前記前の重量測定値を差引いた演算値を前記ワークの重量測定値とする、ことを特徴とする請求項１に記載の低圧鋳造装置。
【請求項３】
前記鋳造装置は、取出し台車と、前記取出し台車が移動する搬送路とを有する取出しローダーを備え、前記取出し台車に前記重量測定手段が設置され、前記金型から取出された前記ワークが前記重量測定手段に置かれ、前記取出し台車が前記搬送路を移動して前記ワークが搬送される、ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の低圧鋳造装置。
【請求項４】
前記溶湯の温度と、前記金型および前記ストークのうち少なくともいずれかの型温度と、正常に鋳造されたワークを得るために前記加圧装置が前記溶湯を加圧する加圧時間と、前記ワークが凝固する凝固時間と、前記ワークの予測重量とを実測し、前記溶湯の温度の測定値と、前記型温度の測定値と、前記加圧時間の測定値と、前記ワークの前記予測重量の測定値とから、前記溶湯の温度の測定値と、前記型温度の測定値とに対する前記ワークの前記加圧時間の測定値と、前記ワークの前記凝固時間の測定値と、前記ワークの前記予測重量との測定値をマップ化した鋳造条件マップを作成し、前記演算装置に前記鋳造条件マップを事前に格納する、ことを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の低圧鋳造装置。
【請求項５】
溶湯を鋳込みワークを鋳造する低圧鋳造装置の不具合を検知する方法であって、
前記溶湯を貯湯する溶湯槽を加圧し、前記溶湯槽と金型とを繋ぐストークを流通して前記溶湯を前記金型に鋳込む鋳込み工程と、
前記金型又は前記ストークのうち少なくともいずれかの型温度及び前記溶湯の温度とを測定し、前記型温度の測定値及び前記溶湯の温度の測定値とから前記溶湯槽を加圧する加圧時間を演算し、演算された前記加圧時間で前記溶湯槽を加圧する加圧工程と、
前記金型で凝固した後に取出された前記ワークの重量を測定する重量測定工程と、
前記溶湯の温度の測定値と前記型温度の測定値とから前記ワークの予測重量を演算し、前記ワークの前記重量の測定値から演算された前記予測重量を差引いた演算値と所定の閾値とを比較判断する比較判断工程と、を備える、ことを特徴とする低圧鋳造装置の不具合検知方法。
【請求項６】
前記重量測定工程は、前記ワークを重量測定手段に載せる前の状態における重量を測定し、該重量の測定後に前記ワークの重量を測定し、前記後の前記ワークの重量測定値から前記前の重量測定値を差引いた演算値を前記ワークの重量測定値とする、ことを特徴とする請求項５に記載の低圧鋳造装置の不具合検知方法。
【請求項７】
前記溶湯の温度は前記金型の湯口部又は前記ストークを流れている溶湯の温度であり、前記型温度は前記金型の前記湯口部又は前記ストークの型温度である、ことを特徴とする請求項５に記載の低圧鋳造装置の不具合検知方法。
【請求項８】
前記ワークのランナー部を前記ワークから切取り、切取り取った前記ランナー部の重量を測定し、前記ランナー部の重量測定値から求めた前記ワークの重量を前記ワークの重量測定値とする、ことを特徴とする請求項５又は７のいずれかに記載の低圧鋳造装置の不具合検知方法。
【請求項９】
前記低圧鋳造装置が正常な状態の下で、前記金型および前記ストークのうち少なくともいずれかの型温度と、正常に鋳造されたワークが得られる加圧時間と、該ワークが凝固する凝固時間と、前記ワークの予測重量とを実測し、前記溶湯の温度の測定値と、前記型温度の測定値と、前記加圧時間の測定値と、前記ワークの前記予測重量の測定値とから、前記溶湯の温度の測定値と、前記型温度の測定値とに対する前記ワークの前記加圧時間の測定値と、前記ワークの前記凝固時間の測定値と、前記ワークの前記予測重量との測定値をマップ化した鋳造条件マップを作成し、前記低圧鋳造装置の演算装置に前記鋳造条件マップを事前に格納する、ことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の低圧鋳造装置の不具合検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造時における溶湯内の酸化物堆積と、塗型剤剥れによる低圧鋳造装置の不具合を事前に検知し、良好な鋳造製品を鋳造する低圧鋳造装置、及び鋳造時における溶湯内の酸化物堆積と、塗型剤剥れの不具合を検知する低圧鋳造装置の不具合検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術の低圧鋳造装置として、鋳造時に金型内に充填する溶湯の温度と、金型の入口を形成する金型部の温度とを検出し、これら３箇所の温度に応じて溶湯を加圧保持する加圧時間と加圧時間経過後の冷却時間を決定し加圧手段を制御する低圧制御方法が開示されている。また、金型内に充填する溶湯の温度を検出する第１の温度検出手段と、金型の入口を形成する湯口部の温度を検出する第２の温度検出手段と、金型のキャビティを形成する金型の温度を検出する第３の温度検出手段と、加圧手段により溶湯を金型内に加圧状態で保持する加圧時間および加圧手段による加圧を除々に解除する冷却時間を鋳造時の第１、第２および第３の各温度検出の検出値に応じて決定し加圧手段を制御する加圧手段制御装置を備えた低圧鋳造機の加圧制御装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平６−１１４５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１によれば、ストークや湯口内壁に溶湯内の酸化物が堆積し、溶湯補給経路の流路面積が減少したり、閉鎖した場合、酸化物の堆積を検知できない。このため、溶湯補給経路の流路面積の減少又は閉鎖の異常な状態のまま、正常な場合と同条件で鋳造が続けられ、溶湯の補給が不充分になり、製品内部に引け巣を招く問題がある。
【０００４】
また、湯口部内壁には、保温性向上のため、一般的に塗型剤が塗布されているが、しばしば塗型剤剥れが発生する。塗型剤剥れは、温度センサ近傍であれば、検出温度値に反映されるが、温度センサから離れていると、検知は困難で、保温性が低下した状態で鋳造が続けられる。結果、湯口近傍が速く凝固し、上述と同様、溶湯の補給が不充分になり、製品内部に引け巣を招く問題がある。
【０００５】
さらには、ストーク内壁や湯口部内壁に堆積した酸化物が金網メッシュの間隙から製品に混入する問題もある。
【０００６】
また、塗型剤剥れが、温度センサ近傍である場合、型と溶湯の間の熱伝達量が増大し、型温度が所定の良好な塗型状態より高くなる。それにも拘らず塗型剤剥れにより保温性は低下し、真の最適な条件は事前に準備した鋳造条件マップからずれ、製品内部に引け巣を招く問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ストーク内壁や湯口部内壁に堆積した溶湯の酸化物、あるいは、湯口部内壁に塗布される塗型剤剥れに起因する引け巣や酸化皮膜巻込みを低減し、良品の鋳造製品を安定して鋳造する低圧鋳造装置及び鋳造時における酸化物堆積と、塗型剤剥れによる不具合を検知する低圧鋳造装置の不具合検知方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、溶湯を鋳込みワークを鋳造する低圧鋳造装置であって、ワークの鋳型を形成する金型と、金型に圧送する溶湯を貯湯する溶湯槽と、溶湯槽と金型を繋ぎ、溶湯が流通するストークと、溶湯槽を加圧し、ストークを流通して金型に溶湯を鋳込む加圧装置と、溶湯の温度を検知する溶湯温度検知手段と、金型及びストークのうち少なくともいずれかの型の温度を検知する型温度検知手段と、金型で鋳造されたワークの重量を測定する重量測定手段と、溶湯温度検知手段による溶湯温度の測定値と、型温度検知手段による型温度の測定値と、重量測定手段による前記重量の測定値とを演算処理する演算装置とを備える。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、重量測定手段は、ワークを重量測定手段に載せる前の状態における重量を測定し、重量の測定後にワークの重量を測定し、後のワークの重量測定値から前の重量測定値を差引いた演算値をワークの重量測定値とする。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明は、鋳造装置は、取出し台車と、取出し台車が移動する搬送路とを有する取出しローダーを備え、取出し台車に重量測定手段が設置され、金型から取出されたワークが重量測定手段に置かれ、取出し台車が搬送路を移動してワークが搬送される。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、溶湯の温度と、金型およびストークのうち少なくともいずれかの型温度と、正常に鋳造されたワークを得るために前記加圧装置が前記溶湯を加圧する加圧時間と、ワークが凝固する凝固時間と、ワークの予測重量とを実測し、溶湯の温度の測定値と、型温度の測定値と、加圧時間の測定値と、ワークの予測重量の測定値とから、溶湯の温度の測定値と、型温度の測定値とに対するワークの加圧時間の測定値と、ワークの凝固時間の測定値と、ワークの予測重量との測定値をマップ化した鋳造条件マップを作成し、演算装置に鋳造条件マップを事前に格納する。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、溶湯を鋳込みワークを鋳造する低圧鋳造装置の不具合を検知する方法であって、溶湯を貯湯する溶湯槽を加圧し溶湯槽と金型とを繋ぐストークを流通して溶湯を金型に鋳込む鋳込み工程と、金型又はストークのうち少なくともいずれかの型温度と溶湯の温度とを測定し型温度の測定値と溶湯の温度の測定値とから溶湯槽を加圧する加圧時間を演算し、演算された加圧時間で溶湯槽を加圧する加圧工程と、金型で凝固した後に取出されたワークの重量を測定する重量測定工程と、溶湯の温度の測定値と型温度の測定値とからワークの予測重量を演算しワークの重量の測定値から演算された予測重量を差引いた演算値と、所定の閾値とを比較判断する比較判断工程と、を備える。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、重量測定工程は、ワークを重量測定手段に載せる前の状態における重量を測定し、重量の測定後にワークの重量を測定し、後のワークの重量測定値から前の重量測定値を差引いた演算値をワークの重量測定値とする。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、溶湯の温度は、金型の湯口部又はストークを流れている溶湯温度であり、型温度は金型の湯口部又はストークの型温度である。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明は、ワークのランナー部をワークから切取り、切取り取った前記ランナー部の重量を測定し、ランナー部の重量測定値から求めたワークの重量をワークの重量測定値とする。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明は、低圧鋳造装置が正常な状態の下で、金型およびストークのうち少なくともいずれかの型温度と、正常に鋳造されたワークが得られる加圧時間と、ワークが凝固する凝固時間と、ワークの予測重量とを実測し、溶湯の温度の測定値と、型温度の測定値と、加圧時間の測定値と、ワークの予測重量の測定値とから、溶湯の温度の測定値と型温度の測定値とに対するワークの加圧時間の測定値と、ワークの凝固時間の測定値とワークの前記予測重量との測定値をマップ化した鋳造条件マップを作成し、低圧鋳造装置の演算装置に前記鋳造条件マップを事前に格納する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明では、金型に鋳込まれる溶湯の温度を検知する溶湯温度検知手段と、金型又はストークの型温度を検知する型温度検知手段と、金型で鋳造されるワークの重量を測定する重量測定手段とを備えている。溶湯槽を加圧し金型に鋳込む溶湯の温度を溶湯温度検知手段で測定し、型温度検知手段で金型又はストークの型温度を測定する。溶湯温度測定値と、型温度測定値とから演算装置で、加圧時間（溶湯槽を加圧し金型に溶湯を鋳込む時間）と、凝固時間（加圧終了後、溶湯を冷却しワークが凝固し金型を開くまでの時間）を事前に演算装置に格納した適正な鋳造条件マップに基づき演算する。演算で求めた加圧時間と、凝固時間とに基づき溶湯槽を加圧し金型に溶湯を鋳込み、ワークを凝固させる。凝固時間経過後、金型を開き、鋳造したワークを取り出し、ワークの重量を測定する。また、前述の溶湯温度測定値と、型温度測定値とからワークのそのショットに於ける予測される予測重量（適正な重量）を前述の鋳造条件マップに基づき演算する。そして、ワークの測定重量から予測重量を差引いた値と、所定の閾値とを演算装置で比較し判断する。即ち、（測定重量−予測重量）≧閾値である場合、溶湯内の酸化物が金型湯口、金型湯口近傍、即ち湯口部の内壁、あるいはストークの内壁に堆積する不具合、又は、金型湯口部の塗型剤剥れの少なくともいずれかの不具合が起こっている。このため、溶湯供給経路の流路断面積が減少し、金型に供給される溶湯が不足してワークに引け巣が発生することが懸念される。また、ストーク内壁、ストーク湯口部の内壁に堆積した酸化物が、酸化物の金型内への進入を抑制する為に金型内に配設された金網メッシュの隙間からワークに侵入し、ワークに酸化皮膜巻込みの欠陥が懸念される。従って、（測定重量−予測重量）≧閾値である場合、鋳造装置の稼動を停止し、作業者が、酸化物の除去、塗型剤剥れの修復を実施し、金型を正常な状態に戻した後、鋳造を再開する。結果、引け巣不良や酸化皮膜巻込み不良が低減され、良品の鋳造製品を安定して鋳造する低圧鋳造装置を提供できる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、ワークを重量測定手段に載せる前の状態における重量を重量測定手段で測定し、該重量の測定後、ワークを重量測定手段に載せ、ワークの重量を重量測定手段で測定する。後のワークの重量測定値から前の重量測定値を差引いた演算値をワークのショットにおける重量測定値とする。結果、ショットにおけるワークの重量を正確に測定でき、酸化物の堆積あるいは塗型剤剥れの鋳造装置の異常を高い確度で検知できるので、引け巣不良や酸化皮膜巻込み不良低減率が向上し、良品の鋳造製品を安定して鋳造する低圧鋳造装置を提供できる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、鋳造装置は、取出し台車と、取出し台車が移動する搬送路とを有する前取出しローダーを備えている。取出し台車には重量測定手段が設置され、金型が開かれワークが取出され、取出されたワークが重量測定手段に置かれ、ワークの重量が測定される。その後、取出し台車が搬送路を移動して、ワークが次工程へ搬送される。従って、金型が開かれ、ワーク取出しから重量測定、そして次工程への搬送までの一連の工程が単純で、スムーズに短時間で実施される。これにより金型、ストークおよび溶湯槽内の溶湯のショット間の温度変化が小さくなるので、ワークを鋳造する工程が安定する。結果、引け巣不良や酸化皮膜巻込み不良が低減され、良品の鋳造製品を安定して鋳造する低圧鋳造装置を提供できる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明では、低圧鋳造装置が正常な状態の下で、一連の測定データに基づきマップ化した良品のワークを鋳造できる適正な鋳造条件マップを作成し、この鋳造条件マップを低圧鋳造装置の演算装置に事前に格納する。そして、鋳造時、各ショットで測定さてる溶湯温度測定値と、型温度測定値と、ワーク重量測定値とから演算装置により前述の事前に格納された鋳造条件マップに基づき、各ショット毎の加圧時間と、凝固時間と、ワークの予測重量とを演算する。この加圧時間と、凝固時間とに基づきワークを鋳造する。鋳造したワークの重量を重量測定手段で測定する。これにより、精度の高いワークの予測重量が得られ、各ショットの（測定重量−予測重量）の演算値を所定の閾値と比較し、低圧鋳造装置の異常を判断する。結果、酸化物の堆積あるいは塗型剤剥れの鋳造装置の異常を高い確度で検知できるので、引け巣不良や酸化皮膜巻込み不良低減率が向上し、良品の鋳造製品を安定して鋳造する低圧鋳造装置を提供できる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明では、金型又はストークのうち少なくともいずれかの型温度と、溶湯の温度と、金型から取出したワークの重量を測定する。また、測定した溶湯の温度と、測定した型温度とからワークの予測重量を事前に演算装置に格納した鋳造条件マップに基づき演算する。次に、ワークの重量測定値と、演算されたワークの予測重量との差を演算し、差の演算値を所定の閾値と比較判断する。即ち、（測定重量−予測重量）≧閾値である場合、溶湯内の酸化物が金型湯口、金型湯口近傍、即ち金型の湯口部の内壁、あるいはストークの内壁に堆積する不具合、又は、金型の湯口部の塗型剤剥れの少なくともいずれかの不具合が起こっている。結果、ワークの重量と、ワークの予測重量との差を所定の閾値と比較することにより、金型の湯口部内壁の酸化物堆積、ストーク内壁の酸化物堆積と、金型湯口部の塗型剤剥れの少なくともいずれかの不具合を検知する低圧鋳造装置の不具合検知方法を提供できる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明では、ワークを重量測定手段に載せる前の状態における重量を重量測定手段で測定し、前の重量の測定後にワークの重量を重量測定手段で測定する。後のワークの重量測定値から前の重量測定値を差引いた演算値をワークのショットにおける重量測定値とする。結果、ショットにおけるワークの重量を正確に測定できる。結果、低圧鋳造装置の不具合検知方法の検知確度が向上する。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、溶湯の温度は、金型の湯口部又はストークを流れている溶湯温度であり、型温度は金型の湯口部又はストークの型温度である。従って、各々の測定される温度は、酸化物の堆積あるいは塗型剤剥れの起こる場所又は近傍の溶湯温度、型温度を測定するので、低圧鋳造装置の不具合検知方法の検知確度が向上する。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明では、ワークのランナー部をワークから切取り、切取り取ったランナー部の重量を測定し、そのショットのワーク予測重量からランナー部の測定重量を差引き、さらに事前に実測により決めた切り切粉の重量分を補正して、そのショットのワーク重量とする。このワーク重量とワークの予測重量との差を所定の閾値と比較判断することにより、低圧鋳造装置の不具合検知方法を提供できる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明では、低圧鋳造装置が正常な状態の下で、一連の実測データに基づきマップ化した良品のワークを鋳造できる適正な鋳造条件マップを作成し、この鋳造条件マップを低圧鋳造装置の演算装置に事前に格納する。そして、鋳造時、各ショットで測定さてる溶湯温度測定値と、型温度測定値と、ワーク重量測定値とから演算装置で前述の事前に格納された鋳造条件マップに基づき、各ショット毎にワークの予測重量を演算する。これにより、精度の高いワークの予測重量が得られ、各ショットの（測定重量−予測重量）の演算値を所定の閾値と比較し、低圧鋳造装置の異常を判断する。結果、検知確度の高い低圧鋳造装置の不具合検知方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に本発明の実施形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の実施形態に係わる低圧鋳造装置の説明図で、金型からワークが取出され、ワークの重量が測定される状態を示す。図１に示すように、低圧鋳造装置１は、金型２、保持炉１０、鋳造されたワーク５を取出す取出しローダー２０、重量測定手段３０、各部の温度を検出する温度検出系４０、演算装置４５、溶湯１１を圧送する加圧装置４６から構成される。
【００２８】
金型２は、上型３と下型４の二つ割りで、上型３と下型４を組合せ一体とした閉じた状態で内部に溶湯１１を鋳込み、ワーク５を鋳造する。下型４には、ワーク５のランナー部５ａが形成される湯口部４ｂと、溶湯１１が流入する湯口４ａを備える。
【００２９】
保持炉１０は、溶湯１１を貯湯する溶湯槽１２と、金型２の下型４が設置される架台１３を備える。架台１３には、溶湯槽１２から圧送される溶湯１１を金型２に導くストーク１４が配備される。ストーク１４と下型４の間には、圧送される溶湯１１をシールするシール部材１５が設けられる。
【００３０】
取出しローダー２０は、保持炉１０の上側に設置され、取出し台車２１と、取出し台車２１が移動する搬送路２２とから構成される。
【００３１】
重量測定手段３０は、鋳込み後のワーク５の重量を測定するために設けられ、取出し台車２１の台車上に設置される重量計３１と、重量計３１の上面に配置されるワーク受け冶具３２とから構成される。重量計３１の測定信号３１ｓは、演算装置４５に入力される。
【００３２】
温度検出系４０は、溶湯１１の温度を検出する溶湯温度検知センサ４１（溶湯温度検知手段）と、湯口４ａ近傍の下型４の型温度を検出する湯口部型温度検知センサ４２（型温度検知手段）と、下型４の上側隅部の型の温度を検出する主型部型温度検知センサ４３（型温度検知手段）とを備える。溶湯温度検知センサ４１は、シール部材１５を貫通し設置され、溶湯槽１２から圧送されストーク１４を流通した溶湯１１の温度を直接検出する。尚、溶湯温度検知センサ４１は、ストーク１４を流れ溶湯１１の流れの中、あるいは溶湯槽１２で金型１２に鋳込まれる溶湯１１が流れの中に設置しても良い。また、金型２の型温度を検知する型温度検知センサは、湯口部型温度検知センサ４２と、主型部型温度検知センサ４３のうち少なくともいずれか１つを設ければ良く、１つを設ける場合、湯口部型温度検知センサ４２を設けるのが好ましい。
【００３３】
温演算装置４５は、溶湯温度検知センサ４１、湯口部型温度検知センサ４２、主型部型温度検知センサ４３の各々の検出信号４１ｓ、４２ｓ、４３ｓと、重量計３１の重量測定信号３１ｓとが入力される。温演算装置４５は、後述する鋳造条件マップ４５ａを格納する格納機能と、入力された各検出信号４１ｓ、４２ｓと、４３ｓと、重量測定信号３１ｓとから鋳造条件マップ４５ａに基づき加圧時間、凝固時間、予測重量を演算する演算機能と、演算結果を比較判断する比較判断機能とを有する。また温演算装置４５は、加圧時間、凝固時間を加圧装置４６に出力する出力機能も有する。
【００３４】
加圧装置４６は、配管４７を介し、溶湯槽１２に接続される。演算装置４５からの出力信号に基づき演算された加圧時間、溶湯槽１２をエア又は不活性ガスの加圧ガス４８で加圧し、加圧終了後、演算された凝固時間、金型２の閉じた状態を維持する。
【００３５】
次に、本発明の実施形態の作動と効果について説明する。
【００３６】
温演算装置４５には、次に説明する鋳造条件マップ４５ａが事前に格納される。
【００３７】
低圧鋳造装置１が正常な状態（ストーク１４内壁、金型４の湯口４ａ、湯口部４ｂの内壁の溶湯１１内の酸化物の堆積と、湯口４ａ近傍の塗型剤剥れのない正常な状態）で、一連の溶湯温度と、一連の金型２又はストーク１４の型温度と、正常なワーク５を鋳造した一連の加圧時間と、一連の凝固時間と、鋳造した正常なワークの重量とを測定する。測定した一連の溶湯温度の実測値と、一連の型温度の実測値と、一連の加圧時間の実測値と、一連の凝固時間の実測値と、一連のワーク重量の実測値とから、溶湯温度と、型温度とに対する適正な加圧時間と、適正な凝固時間と、良品のワーク５を鋳造する適正な予測重量とをマップ化する。このマップ化した鋳造条件マップ４５ａを演算装置４５に事前に格納する。鋳造時、鋳造条件マップ４５ａに基づき、ショットに於ける溶湯温度と、型温度の各測定値からそのショットに於ける加圧時間、凝固時間、ワーク予測重量が適正に演算される。
【００３８】
表１は、本実施形態の鋳造条件マップの一例で、溶湯温度は湯口４ａ近傍を流れる溶湯１１の温度で、型温度は湯口部４ｂの型温度の場合である。
【表１】
2009202199.tif 000003
【００３９】
表２は、表１の鋳造条件マップから抜粋した加圧時間を演算する加圧時間演算表を示す。
【表２】
2009202199.tif 000004
【００４０】
表３は、表１の鋳造条件マップから抜粋した凝固時間を演算する凝固時間演算表を示す。
【表３】
2009202199.tif 000005
【００４１】
表４は、表１の鋳造条件マップから抜粋したワーク予測重量を演算する予測重量演算表を示す。尚、表４の予測重量演算表に加圧時間が含まれているが、加圧時間は溶湯温度と、型温度とで決まる。また溶湯温度の測定場所、型温度の測定場所が変われば、鋳造条件マップ４５ａの各値も変わる。
【表４】
2009202199.tif 000006
【００４２】
図２は、図１の低圧鋳造装置による鋳造工程のフロー図で、鋳造工程は以下に述べる８工程からなる。
【００４３】
工程１（鋳込み工程）：金型２の上型３と下型４を組合せ閉じた状態で、加圧装置４６により溶湯槽１２をエア又は不活性ガスなどの加圧ガス４８で加圧する。加圧されると、溶湯槽１２の溶湯１１は、ストーク１４を通って、金型２内に鋳込まれる。
【００４４】
工程２（加圧工程）：金型２内に溶湯が充填した時（例えば加圧開始時間３０秒後）の溶湯温度検知センサ４１の測定結果と、湯口部型温度検知センサ４２の測定結果が演算装置４５に入力され、入力された該測定結果と事前に格納された鋳造条件マップ４５ａ（例えば、表２の加圧時間演算表）とから加圧時間が演算装置４５により演算される。この演算結果の時間、溶湯槽１２が加圧される。
【００４５】
工程３（凝固工程）：金型２内に溶湯が充填した時（例えば加圧開始時間３０秒後）の溶湯温度検知センサ４１と、湯口部型温度検知センサ４２と、主型部型温度検知センサ４３とで計測した各測定結果が演算装置４５に入力され、口部型温度検知センサ４２で計測した測定結果が演算装置４５に入力され、入力された該測定結果と、事前に格納された鋳造条件マップ４５ａ（例えば、表３の凝固時間演算表）とから凝固時間が演算装置４５により演算される。この演算結果の時間、金型２の閉じた状態を保持し、ワーク５が凝固される。尚、工程３に於ける溶湯温度検知センサ４１と、湯口部型温度検知センサ４２で温度測定する時点は、工程２に於ける溶湯温度検知センサ４１と、湯口部型温度検知センサ４２の温度測定する時点と同じでも異なっても良い。
【００４６】
工程４（金型分離工程）：演算装置４５で決定された凝固時間が経過すると、上型３が上昇し、金型２が開かれる。
【００４７】
工程５（重量測定工程）：重量計３１により、ワーク５が上型３から取出され、ワーク受け冶具３２に載せられる直前と直後の重量が計測され、直後の重量から直前の重量を差引き、そのショットに於けるワーク５の正確な測定重量Ｗａが決定される。
【００４８】
工程６（比較判断工程）：加圧時間と、溶湯温度検知センサ４１の測定結果と、湯口部型温度検知センサ４２の測定結果と事前に格納された鋳造条件マップ４５ａ（例えば、表４の予測重量演算表）とから演算装置４５により、ワーク受け冶具３２上のワーク５の予測重量Ｗｉが演算される。そして、予測重量Ｗｉと工程５でのワーク５の測定重量Ｗａとから（測定重量Ｗａ−予測重量Ｗｉ）が演算装置４５で演算される。引続き、（測定重量Ｗａ−予測重量Ｗｉ）が閾値以上であるかが判断され、閾値以上である場合は（工程７ａ）が実施され、閾値より小さい場合は（工程７ｂ）が実施される。
【００４９】
工程７ａ：（測定重量Ｗａ−予測重量Ｗｉ）が閾値以上である場合の工程で、低圧鋳造装置１が停止される。
【００５０】
工程７ｂ：（測定重量Ｗａ−予測重量Ｗｉ）が閾値より小さい場合の工程で、ワーク５が取出し台車２１により搬送路２２を移動して次工程に搬送され、ショットが終了する。その後、工程１に戻り、再び次のショットの低圧鋳造工程が開始される。
【００５１】
工程８：工程７ａの後に実施される工程で、作業者が湯口部４ｂ及びストーク１４に堆積した酸化物を除去、もしくは追い塗型を実施し、完了後、工程１に戻り、鋳造が再開される。
【００５２】
尚、表１から表４に示されるように、それぞれ加圧時間、凝固時間、ワーク予測重量は、溶湯温度が一定の温度範囲（例えば６００℃から６５０℃、又は、６５０℃から７００℃）に保たれれば、溶湯口型温度の測定値と、鋳造条件マップ４５ａとから演算装置４５により演算される。
【００５３】
図３は、金型が閉じられ溶湯が鋳込まれ凝固した状態を示す。図中、（ａ）は金型２が正常な通常状態の湯切れ部６を示す。（ｂ）は金型２の湯口４ａ近傍内壁に溶湯１１内の酸化物が堆積した異常状態の湯切れ部７と、堆積した酸化物８を示す。酸化物８により湯切れ部７の断面積が図３の（ａ）に示す正常な場合に比べ減少し、正常な場合に対しワーク５の重量が増大する。また、ワーク５に酸化物８が付着してワーク５の重量が増大する。（ｃ）は金型２の湯口４ａ近傍内壁に塗型剤剥れ９が発生した異常状態を示す。塗型剤剥れ９によりゲート長さＬが正常な場合に比べ長くなりワーク５の重量が増大する。
【００５４】
以上により酸化物堆積または塗型剤剥れの少なくともいずれの不具合が発生すると、鋳造されたワーク５の重量は、正常な低圧鋳造装置１で鋳造されたワーク５の重量より重くなる。従って、ワーク５の（測定重量Ｗａ−予測重量Ｗｉ）が所定の閾値以上であれば、金型２の湯口部４ｂの内壁あるいはストーク１４の内壁に酸化物堆積、塗型剤剥れの少なくともいずれの不具合が発生している。例えば、表１又は表４に示すように、溶湯温度が６００℃から６５０℃の範囲で、湯口型温度が４８０℃から４９０℃では、ワーク予測重量は６５００ｇである。この場合の閾値は２０ｇであるので、測定重量が６５２０ｇ以上になると、低圧鋳造装置１には酸化物堆積又は塗型剤剥れの少なくともいずれかの不具合が発生している。このため、溶湯供給経路の流路断面積が減少し、金型２に鋳込まれる溶湯１１が不足してワーク５に引け巣が発生することが懸念される。また、ストーク１４内壁、湯口部４ｂ内壁に堆積さた酸化物８が金網メッシュの間隙からワーク５に侵入し、ワーク５に酸化皮膜巻込みの欠陥が懸念される。結果、ワーク５の（測定重量Ｗａ−予測重量Ｗｉ）と所定の閾値を比較することにより、鋳造時、金型２の湯口部４ｂ内壁の酸化物堆積８、ストーク１４内壁の酸化物堆積と、湯口部４ｂ内壁の塗型剤剥れ９の少なくともいずれかの不具合を検知する低圧鋳造装置１の不具合検知方法を提供できる。
【００５５】
また、ワーク５の（測定重量Ｗａ−予測重量Ｗｉ）≧閾値の場合、低圧鋳造装置１の不具合が検知され直ちに低圧鋳造装置１を停止する。作業者が湯口部４ｂ及びストーク１４に堆積した酸化物を除去、もしくは追い塗型を実施し、低圧鋳造装置１の不具合を取除き低圧鋳造装置１を正常状態に復帰さす。復帰後、低圧鋳造装置１による鋳造を再開する。
【００５６】
また、ワーク５の（測定重量Ｗａ−予測重量Ｗｉ）＜閾値の場合、低圧鋳造装置１は正常で、鋳造条件マップ４５ａに基づきワーク５が鋳造されるので、良品のワーク５が鋳造される。結果、引け巣不良や酸化皮膜巻込み不良が低減され、鋳造製品である良品のワーク５を安定して鋳造する低圧鋳造装置１を提供できる。
【００５７】
取出し台車２１に設置された重量計３１上には、ワーク５が置かれるワーク受け冶具３２が配備される。ワーク５の重量を測定する直前、即ち、ワーク受け冶具３２にワーク５が置かれていない状態の直前重量を重量計３１で測定する。測定直後、ワーク受け冶具３２にワーク５を載せ、ワーク５の直後重量を測定する。ワーク５の直後重量測定値から直前の重量測定値を引くことで、そのショットにおけるワーク５の重量を正確に測定できる。結果、低圧鋳造装置の不具合検知方法の検知確度が向上する。
【００５８】
また、酸化物の堆積あるいは塗型剤剥れの低圧鋳造装置１の異常を高い確度で検知できるので、引け巣不良や酸化皮膜巻込み不良低減率が向上し、良品のワーク５を安定して鋳造する低圧鋳造装置１を提供できる。
【００５９】
金型２から取出されたワーク５はワーク受け冶具３２に置かれ、ワーク５の重量が測定される。次に、ワーク受け冶具３２上のワーク５は、取出し台車２１により搬送路２２を移動してワーク５が次工程へ搬送される。従って、金型２が開かれ、ワーク５が金型２から取出される。その後のワーク取出しから重量測定、そして次工程への搬送までの一連の工程が単純で、スムーズに短時間で実施されるので、金型２、ストーク１４および溶湯槽１２内の溶湯１１のシュット間のそれぞれの温度変化が小さくでき、ワーク５を鋳造する工程が安定する。結果、引け巣不良や酸化皮膜巻込み不良が低減され、良品のワーク５を安定して鋳造する低圧鋳造装置１を提供できる。
【００６０】
低圧鋳造装置１が正常な状態の下で、一連の実測データに基づき溶湯温度実測値と、型温度実測値とに対するワーク５の加圧時間と、ワーク５の凝固時間と、ワーク５の予測重量とをマップ化し、例えば表１に示される良品のワーク５が鋳造できる適正な鋳造条件マップ４５ａを作成する。この鋳造条件マップを低圧鋳造装置１の演算装置４５に事前に格納する。そして、鋳造時、各ショットで測定さてる溶湯温度測定値と、型温度測定値と、ワーク重量測定値とから事前に格納された鋳造条件マップ４５ａに基づき、各ショット毎に加圧時間と、凝固時間と、ワークの予測重量とを演算装置４５で演算する。演算された加圧時間と、凝固時間とに基づきワーク５を鋳造する。鋳造したワーク５の重量を重量計３１で測定する。これにより、精度の高いワーク５の予測重量が得られ、各ショットの（測定重量−予測重量）の演算値を所定の閾値と比較し、低圧鋳造装置１の異常を判断する。結果、検知確度の高い低圧鋳造装置１の不具合検知方法を提供できる。
【００６１】
また、酸化物の堆積あるいは塗型剤剥れの低圧鋳造装置１の異常を高い確度で検知できるので、引け巣不良や酸化皮膜巻込み不良低減率が向上し、良品のワーク５を安定して鋳造する低圧鋳造装置１を提供できる。
【００６２】
溶湯１１の温度は、金型２の湯口部４ｂ又はストーク１４を流れている溶湯１１の温度であり、型温度は金型２の湯口部４ｂ又はストーク１４の型温度である。各々の測定される温度は、酸化物の堆積あるいは塗型剤剥れの起こる湯口部４ｂ又はストーク１４の溶湯温度、型温度であるので、低圧鋳造装置１の不具合検知方法の検知確度が向上する。
【００６３】
また、ワーク５のランナー部５ａをワーク５から切取り、切取り取ったランナー部５ａの重量を測定し、そのショットのワーク予測重量からランナー部５ａの測定重量を差引き、さらに切り切粉の重量分を補正してそのショットのワーク重量とする。このワーク重量とワークの予測重量との差を所定の閾値と比較判断することにより、低圧鋳造装置１の不具合検知方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係わる低圧鋳造装置の説明図である。
【図２】図１の低圧鋳造装置による鋳造工程のフロー図である。
【図３】図１の閉じた金型に鋳込まれた溶湯が凝固した状態を示す部分図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  低圧鋳造装置
２  金型
４ａ  湯口部
５  ワーク
５ａ  ランナー部
１１  溶湯
１２  溶湯槽
１４  ストーク
２０  取出しローダー
２１  取出し台車
２２  搬送路
３０  重量測定手段
４１  溶湯温度センサ（溶湯温度検出手段）
４２  湯口部温度センサ（型温度検知手段）
４３  主型温度センサ（型温度検知手段）
４５  演算装置
４５ａ  鋳造条件マップ
４６  加圧装置
【図１】
2009202199.tif 000007
【図２】
2009202199.tif 000008
【図３】
2009202199.tif 000009