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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022157641
(43)【公開日】2022-10-14
(54)【発明の名称】ダイカスト装置およびダイカスト製造方法
(51)【国際特許分類】
B22D 17/32 20060101AFI20221006BHJP
B29C 45/76 20060101ALI20221006BHJP
【ＦＩ】
B22D17/32 J
B22D17/32 B
B29C45/76
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021061980
(22)【出願日】2021-03-31
(71)【出願人】
【識別番号】000005326
【氏名又は名称】本田技研工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001807
【氏名又は名称】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】森下 京士
(72)【発明者】
【氏名】谷崎 誠二
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206AP02
4F206AR07
4F206AR12
4F206JA07
4F206JD04
4F206JL02
4F206JP01
4F206JP11
4F206JP14
4F206JQ88
(57)【要約】
【課題】外観では、発見できない内部品質の検証をリアルタイムで可能にするダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供する。
【解決手段】ダイカスト装置１０は、プランジャ１７の位置を検出する位置センサ４０と、スリーブ１５内の射出圧力を検出するヘッド側圧力センサ４１およびロッド側圧力センサ４２と、プランジャ１７の押出力を制御するコントローラ５０と、を備え、コントローラ５０は、プランジャ１７が射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ１７がピーク圧後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
【選択図】図１
【解決手段】ダイカスト装置１０は、プランジャ１７の位置を検出する位置センサ４０と、スリーブ１５内の射出圧力を検出するヘッド側圧力センサ４１およびロッド側圧力センサ４２と、プランジャ１７の押出力を制御するコントローラ５０と、を備え、コントローラ５０は、プランジャ１７が射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ１７がピーク圧後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、
前記プランジャの位置を検出する位置検出手段と、
前記スリーブ内の射出圧力を検出する射出圧力検出手段と、
前記プランジャの押出力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行う
ことを特徴とするダイカスト装置。
前記プランジャの位置を検出する位置検出手段と、
前記スリーブ内の射出圧力を検出する射出圧力検出手段と、
前記プランジャの押出力を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行う
ことを特徴とするダイカスト装置。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、不良発生予測を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、不良発生予測を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
【請求項3】
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
【請求項4】
前記制御装置は、
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、または、前記増圧距離が、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
前記増圧距離が、前記金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、または、前記増圧距離が、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する
ことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
【請求項5】
前記制御装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から所定時間内に移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から所定時間内に移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行う
ことを特徴とする請求項１に記載のダイカスト装置。
【請求項6】
固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置のダイカスト製造方法であって、
前記ダイカスト装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するステップと、
当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出するステップと、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行うステップと、実行する
ことを特徴とするダイカスト製造方法。
前記ダイカスト装置は、
前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するステップと、
当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出するステップと、
前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行うステップと、実行する
ことを特徴とするダイカスト製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ダイカスト装置およびダイカスト製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ダイカスト装置は、固定型と移動型とを型合わせした後に、内部に形成されたキャビティ内に溶湯を射出し、キャビティ形状に倣った製品に成形する。射出装置から押出された溶湯は、ゲートからキャビティに充填される。キャビティ内部には、ガス（空気）が充満しているので、予めキャビティにはガス抜き通路を開口させ、キャビティへの溶湯充填により内部ガスをガス抜き通路に押出し、ガス抜き通路から大気に開放させている。
【0003】
一般に、アルミニウム合金鋳造品では、鋳造時に、金型に充填された溶湯の凝固速度が最も遅い部分を中心として、凝固収縮に伴う内部空隙（鋳巣）が発生することが知られている。例えば、内燃機関のシリンダブロック等のように圧縮圧力が加えられる部材をアルミニウム合金鋳造品で構成する場合、上記の鋳巣が集中し互いに連なっているときに、圧漏れが生じ易くなる。したがって、製品としての歩留まりを向上させるためには、圧漏れにつながる規模の鋳巣が発生することを抑制する必要がある。
【0004】
特許文献１には、金型内に通じるスリーブ内を摺動可能なプランジャの位置を検出する位置センサと、プランジャがスリーブ内の成形材料に付与する射出圧力を検出する射出圧センサと、制御装置と、を有し、制御装置は、位置センサの検出値に基づいて、射出の進行に伴ってプランジャが所定のゲート到達時位置に到達したゲート到達時点を特定するゲート到達時点特定部と、射出圧センサの検出値に基づいて、ゲート到達時点を含む所定の監視期間内における、射出の進行に伴って射出圧力が所定の充填開始圧力を上回った充填開始時点を特定する充填開始時点特定部と、を有する射出装置が記載されている。特許文献１に記載の射出装置は、成形材料の充填開始を好適に特定できるとされている。
【0005】
特許文献２には、鋳造品の表面の外観特徴部位における凹部発生量を測定する凹部測定部と、凹部測定部により測定される前記凹部発生量と鋳造品の内部における鋳巣発生量との相関関係に基づき、鋳巣発生量を推定する推定部とを有する鋳巣傾向管理装置が記載されている。特許文献２に記載の鋳巣傾向管理装置は、短時間かつ高精度に鋳巣発生量を推定することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１９－１５０８６１号公報
【特許文献2】特開２０１６－６８１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１，２の装置にあっては、鋳造条件の管理を行っているものの、管理条件と不良品のトレサビリティが確立されているとは、言えない状況である。
確実に不良品となる条件に付いては、ダイキャストマシンにて排出（廃棄）されているが、その条件をクリアした製品でも不良品が流出しているのが現状である。外観では、発見できない鋳巣の発生に対して、鋳造条件から検出できないことがハイプレッシャダイカスト製品の品質を確立できない要因の一つになっている。
射出条件に限らず金型の冷却条件・離型剤の塗布量・希釈率・射出潤滑の塗布量等々可能な限りのデータを保存して不良品のデータから不良品発生の要因になる因子の抽出を試みているものの、十分な成果が無い状況である。
確実に不良品となる条件に付いては、ダイキャストマシンにて排出（廃棄）されているが、その条件をクリアした製品でも不良品が流出しているのが現状である。外観では、発見できない鋳巣の発生に対して、鋳造条件から検出できないことがハイプレッシャダイカスト製品の品質を確立できない要因の一つになっている。
射出条件に限らず金型の冷却条件・離型剤の塗布量・希釈率・射出潤滑の塗布量等々可能な限りのデータを保存して不良品のデータから不良品発生の要因になる因子の抽出を試みているものの、十分な成果が無い状況である。
【0008】
鋳巣の原因は、ダイキャスト装置が正常に加圧している場合にも製品にその圧力が伝達していないことによる加圧不良も一因である。
また、金型内の圧力を検出する方法は、実験等では、可能であるが、量産には耐久性が無く現状では、使えない状況である。
また、金型内の圧力を検出する方法は、実験等では、可能であるが、量産には耐久性が無く現状では、使えない状況である。
【0009】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、外観では、発見できない内部品質の検証をリアルタイムで可能にするダイカスト装置およびダイカスト製造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】
【0010】
前記課題を解決すべく、請求項１に記載のダイカスト装置は、固定金型と可動金型を備え、前記固定金型と前記可動金型によって形成されるキャビティ中にスリーブ内を摺動するプランジャの押出力によって金属溶湯を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、前記プランジャの位置を検出する位置検出手段と、前記スリーブ内の射出圧力を検出する射出圧力検出手段と、前記プランジャの押出力を制御する制御装置と、を備え、 前記制御装置は、前記プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する前記射出圧力のピーク圧を検出するとともに、当該射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、 前記プランジャがピーク圧後に、前記射出の位置から移動した増圧距離に応じて前記鋳物製品の不良発生予測を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、外観では、発見できない内部品質の検証をリアルタイムで可能にするダイカスト装置およびダイカスト製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係るダイカスト装置の全体構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係るダイカスト装置の射出工程と射出波形を説明する図である。
【図4】本発明の実施形態に係るダイカスト装置の射出工程における速度曲線、圧力曲線、および射出の位置を説明する図である。
【図6】本発明の実施形態に係るダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。
【図7】本発明の実施形態に係るダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定の実測例を示す図である。
【図8】本発明の実施形態の変形例のダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、本発明の実施形態に係るダイカスト装置およびダイカスト製造方法について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、ハイプレッシャダイカスト装置に適用した例である。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るダイカスト装置の全体構成を示す図である。
図１に示すように、ダイカスト装置１０は、固定金型１１と可動金型１２と、固定金型１１と可動金型１２との間に形成される鋳型となるキャビティ１３と、を備える。
固定金型１１には、溶湯供給部１４が配設されており、溶湯供給部１４は、筒状のスリーブ１５と、スリーブ１５の基端側の上部に開口する溶湯供給口１６と、スリーブ１５の内周面に沿って摺動する進退自在の押圧部材としてのプランジャ１７と、を備える。プランジャ１７は、スリーブ１５内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ１７ａと、先端がプランジャチップ１７ａに固定されたプランジャロッド１７ｂとを有する。
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係るダイカスト装置の全体構成を示す図である。
図１に示すように、ダイカスト装置１０は、固定金型１１と可動金型１２と、固定金型１１と可動金型１２との間に形成される鋳型となるキャビティ１３と、を備える。
固定金型１１には、溶湯供給部１４が配設されており、溶湯供給部１４は、筒状のスリーブ１５と、スリーブ１５の基端側の上部に開口する溶湯供給口１６と、スリーブ１５の内周面に沿って摺動する進退自在の押圧部材としてのプランジャ１７と、を備える。プランジャ１７は、スリーブ１５内を前後方向に摺動可能なプランジャチップ１７ａと、先端がプランジャチップ１７ａに固定されたプランジャロッド１７ｂとを有する。
【0014】
スリーブ１５の先端部は、ランナー１８に連通している。ランナー１８は、可動金型１２内部に延在し、ゲート１９を介してキャビティ１３に接続されている。ゲート１９は、溶湯射出部であるスリーブ１５から押出されたアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属溶湯（以下、溶湯２０という）をキャビティ１３に導入する。
スリーブ１５内には、溶湯供給口１６を介してラドル２１から溶湯２０が供給され、プランジャ１７の押し出しにより溶湯２０がゲート１９を通じてキャビティ１３に射出される。
スリーブ１５内には、溶湯供給口１６を介してラドル２１から溶湯２０が供給され、プランジャ１７の押し出しにより溶湯２０がゲート１９を通じてキャビティ１３に射出される。
【0015】
（射出駆動部３０）
プランジャ１７は、射出駆動部３０により作動される。
射出駆動部３０は、液圧式であり、プランジャ１７を駆動する射出シリンダ３２と、射出シリンダ３２に対する作動液（例えば油）の供給等を行う射出制御用駆動部３３とを有する。詳細には、射出駆動部３０は、射出・充填工程を実行するための射出ピストン３１、射出シリンダ３２および射出制御用駆動部３３と、増圧工程を遂行するための増圧ピストン３４、径大の増圧シリンダ３５および増圧制御用駆動部３６と、ピストンロッド３７と、プランジャロッド１７ｂとピストンロッド３７を機械的に結合する結合部３８と、を備える。
射出制御用駆動部３３は、射出シリンダ３２に対する作動液の供給等を行う。増圧制御用駆動部３６は、増圧シリンダ３５に対する作動液の供給等を行う。
プランジャ１７は、射出駆動部３０により作動される。
射出駆動部３０は、液圧式であり、プランジャ１７を駆動する射出シリンダ３２と、射出シリンダ３２に対する作動液（例えば油）の供給等を行う射出制御用駆動部３３とを有する。詳細には、射出駆動部３０は、射出・充填工程を実行するための射出ピストン３１、射出シリンダ３２および射出制御用駆動部３３と、増圧工程を遂行するための増圧ピストン３４、径大の増圧シリンダ３５および増圧制御用駆動部３６と、ピストンロッド３７と、プランジャロッド１７ｂとピストンロッド３７を機械的に結合する結合部３８と、を備える。
射出制御用駆動部３３は、射出シリンダ３２に対する作動液の供給等を行う。増圧制御用駆動部３６は、増圧シリンダ３５に対する作動液の供給等を行う。
【0016】
射出制御用駆動部３３および増圧制御用駆動部３６は、具体的には、液圧装置である。この液圧装置は、例えば、作動液を貯留するタンクと、タンクの作動液を送出可能なポンプ（液圧源）と、蓄圧された作動液を放出可能なアキュームレータ（液圧源）と、これらおよび射出シリンダ３２を互いに接続する複数の流路と、複数の流路における作動液の流れを制御する複数のバルブ（いずれも図示省略）とを有している。
【0017】
この液圧装置は、タンクが収容している作動液がポンプによって該当流路および該当バルブを介してアキュームレータに供給されることによって、アキュームレータが蓄圧される。また、例えば、アキュームレータから該当流路および該当バルブを介してヘッド側室３２ｈへ作動液が供給されることによって、射出ピストン３１が前進する。また、該当バルブが、圧力補償付流量制御弁（流量調整弁）であるとともにサーボバルブであり、このバルブによってロッド側室３２ｒから排出される作動液の流量が制御されることによって、射出ピストン３１（プランジャ１７）の速度が制御される。
また、アキュームレータから該当流路および該当バルブを介して後側室３２ｅへ作動液が供給されることによって、増圧ピストン３４による増圧が行われる。
また、アキュームレータから該当流路および該当バルブを介して後側室３２ｅへ作動液が供給されることによって、増圧ピストン３４による増圧が行われる。
【0018】
射出ピストン３１および増圧ピストン３４の間には、油室が形成されており、各射出シリンダ３２および増圧シリンダ３５には、開口３２ａ，３５ａを介して所定の圧油が射出制御用駆動部３３、増圧制御用駆動部３６から供給されるようになっている。
【0019】
ピストンロッド３７は、射出シリンダ３２内に配置されている。射出シリンダ３２の内部は、ピストンロッド３７が延び出る側のロッド側室３２ｒと、その反対側のヘッド側室３２ｈとに区画されている。ロッド側室３２ｒおよびヘッド側室３２ｈに選択的に作動液が供給されることにより、射出ピストン３１は射出シリンダ３２内を前後方向に摺動する。
【0020】
射出シリンダ３２および増圧シリンダ３５は、内部の断面形状が円形の筒状体であり、増圧シリンダ３５は、射出シリンダ３２よりも大径に形成されている。
【0021】
増圧ピストン３４は、射出シリンダ３２の後端部内（図示の例ではヘッド側室３２ｈ）を摺動可能な小径部３４ａと、増圧シリンダ３５の内部を摺動可能な大径部３４ｂとを有している。増圧シリンダ３５の内部は、大径部３４ｂにより、射出シリンダ３２側の前側室３５ｆと、その反対側の後側室３５ｅとに区画されている。
【0022】
したがって、前側室３５ｆの圧抜きを行うと、小径部３４ａのヘッド側室３２ｈにおける作用面積と、大径部３４ｂの後側室３５ｅにおける作用面積との差に起因して、増圧ピストン３４は、後側室３５ｅの作動液から受ける圧力よりも高い圧力をヘッド側室３２ｈの作動液に加えることが可能である。これにより、増圧シリンダ３５は、増圧機能を発揮する。
【0023】
射出シリンダ３２は、プランジャ１７に対して同軸的に配置されている。そして、ピストンロッド３７は、プランジャ１７に結合部３８を介して連結されている。射出シリンダ３２および増圧シリンダ３５は、図示しない型締装置などに対して固定的に設けられている。射出ピストン３１の射出シリンダ３２に対する移動により、プランジャ１７（プランジャチップ１７ａ）はスリーブ１５内を前進または後退する。
【0024】
（プランジャ１７の位置および速度検出）
プランジャロッド１７ｂには、プランジャ１７の位置を検出する位置センサ４０（位置検出手段）が設置され、位置検出信号Ｓ－１をコントローラ５０（制御装置）に出力する。位置センサ４０は、射出シリンダ３２に対するピストンロッド３７の位置を検出し、プランジャ１７の位置を間接的に検出する。例えば、位置センサ４０は、ピストンロッド３７に固定的に設けられ、ピストンロッド３７の軸方向に延びる不図示のスケール部とともに磁気式または光学式のリニアエンコーダを構成するものであってもよいし、ピストンロッド３７に固定された部材との距離を計測するレーザー測長器によって構成されてもよい。
位置センサ４０およびコントローラ５０は、検出されたプランジャ１７の位置を微分することにより、プランジャ１７の速度を取得（検出）することが可能である。
プランジャロッド１７ｂには、プランジャ１７の位置を検出する位置センサ４０（位置検出手段）が設置され、位置検出信号Ｓ－１をコントローラ５０（制御装置）に出力する。位置センサ４０は、射出シリンダ３２に対するピストンロッド３７の位置を検出し、プランジャ１７の位置を間接的に検出する。例えば、位置センサ４０は、ピストンロッド３７に固定的に設けられ、ピストンロッド３７の軸方向に延びる不図示のスケール部とともに磁気式または光学式のリニアエンコーダを構成するものであってもよいし、ピストンロッド３７に固定された部材との距離を計測するレーザー測長器によって構成されてもよい。
位置センサ４０およびコントローラ５０は、検出されたプランジャ１７の位置を微分することにより、プランジャ１７の速度を取得（検出）することが可能である。
【0025】
（プランジャ１７が溶湯２０に付与する圧力算出）
射出シリンダ３２には、ヘッド側室の圧力を検出するヘッド側圧力センサ４１（射出圧力検出手段）と、ロッド側室の圧力を検出するロッド側圧力センサ４２（射出圧力検出手段）とが設けられ、それぞれ、検出信号Ｓ－２，Ｓ－３をコントローラ５０に出力する。
射出シリンダ３２のヘッド側圧力センサ４１およびロッド側圧力センサ４２は、例えば、溶湯２０をキャビティ１３に射出するときにプランジャ１７が溶湯２０に加える圧力（射出圧力）等のプランジャ１７が溶湯に加える圧力を間接的に検出することに利用される。コントローラ５０は、ヘッド側圧力センサ４１の検出値と、ロッド側圧力センサ４２の検出値と、射出ピストン３１のヘッド側室３２ｈにおける受圧面積と、射出ピストン３１のロッド側室３２ｒにおける受圧面積と、プランジャ１７の溶湯に対する接触面積とに基づいて、プランジャ１７が溶湯２０に付与する圧力を算出可能である。
射出シリンダ３２には、ヘッド側室の圧力を検出するヘッド側圧力センサ４１（射出圧力検出手段）と、ロッド側室の圧力を検出するロッド側圧力センサ４２（射出圧力検出手段）とが設けられ、それぞれ、検出信号Ｓ－２，Ｓ－３をコントローラ５０に出力する。
射出シリンダ３２のヘッド側圧力センサ４１およびロッド側圧力センサ４２は、例えば、溶湯２０をキャビティ１３に射出するときにプランジャ１７が溶湯２０に加える圧力（射出圧力）等のプランジャ１７が溶湯に加える圧力を間接的に検出することに利用される。コントローラ５０は、ヘッド側圧力センサ４１の検出値と、ロッド側圧力センサ４２の検出値と、射出ピストン３１のヘッド側室３２ｈにおける受圧面積と、射出ピストン３１のロッド側室３２ｒにおける受圧面積と、プランジャ１７の溶湯に対する接触面積とに基づいて、プランジャ１７が溶湯２０に付与する圧力を算出可能である。
【0026】
（コントローラ）
コントローラ５０は、ＣＰＵ５１、メモリ５２、入力回路５３、および、出力回路５４を備える。
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭまたは電気的に書換可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）に記憶された制御プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、射出制御を行うとともに、ダイカスト鍛造条件管理プログラム５２ａを実行して不良発生予測（図６参照）を行う。ＣＰＵ５１は、入力回路５３を介して入力される入力信号に基づいて、各部を制御するための制御信号（制御指令）を、出力回路５４を介して出力する。
メモリ５２は、各種処理のプログラムを収めたＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等から構成される。メモリ５２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外部記憶装置を含む。メモリ５２には、ダイカスト鍛造条件管理プログラム５２ａを含む制御プログラムが記憶されている。
コントローラ５０は、ＣＰＵ５１、メモリ５２、入力回路５３、および、出力回路５４を備える。
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭまたは電気的に書換可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）に記憶された制御プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、射出制御を行うとともに、ダイカスト鍛造条件管理プログラム５２ａを実行して不良発生予測（図６参照）を行う。ＣＰＵ５１は、入力回路５３を介して入力される入力信号に基づいて、各部を制御するための制御信号（制御指令）を、出力回路５４を介して出力する。
メモリ５２は、各種処理のプログラムを収めたＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等から構成される。メモリ５２は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外部記憶装置を含む。メモリ５２には、ダイカスト鍛造条件管理プログラム５２ａを含む制御プログラムが記憶されている。
【0027】
コントローラ５０は、プランジャ１７が射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ１７がピーク圧停止後に、射出の位置から再度移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。プランジャ１７がピーク圧後に、射出の位置から再度移動した距離は、溶湯２０の冷却時の凝固収縮に伴い、当該プランジャ１７が追従して前進する増圧距離である。
【0028】
コントローラ５０は、プランジャ１７がピーク圧後に、射出の位置から再度移動した増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以上である場合に、不良発生予測を行う。
コントローラ５０は、上記増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離未満である場合、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する。
コントローラ５０は、上記増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離未満である場合、または、増圧距離が、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する。
コントローラ５０は、プランジャ１７がピーク圧後に、射出の位置から所定時間内に再度移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
コントローラ５０は、上記増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離未満である場合、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する。
コントローラ５０は、上記増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離未満である場合、または、増圧距離が、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する。
コントローラ５０は、プランジャ１７がピーク圧後に、射出の位置から所定時間内に再度移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
【0029】
入力回路５３には、キーボードやマウス等の入力装置５５からの入力信号、位置センサ４０からの位置信号Ｓ－１、ヘッド側圧力センサ４１からの信号Ｓ－２、ロッド側圧力センサ４２からの信号Ｓ－３が入力される。
出力回路５４は、予測結果等を出力するための信号（例えば表示部５６に表示するための表示信号）を出力する。また、出力回路５４は、射出制御用駆動部３３および増圧制御用駆動部３６を構成する液圧装置（図示省略）に備えられている、ポンプ用電動機を駆動するためのドライバを有し、このドライバを介して電動機への制御信号、各バルブへの開閉駆動信号を出力する。
出力回路５４は、予測結果等を出力するための信号（例えば表示部５６に表示するための表示信号）を出力する。また、出力回路５４は、射出制御用駆動部３３および増圧制御用駆動部３６を構成する液圧装置（図示省略）に備えられている、ポンプ用電動機を駆動するためのドライバを有し、このドライバを介して電動機への制御信号、各バルブへの開閉駆動信号を出力する。
【0030】
（ダイカスト装置１０のダイカスト鋳造動作の概要）
図２は、ダイカスト装置１０の射出工程と射出波形を説明する図である。図２の横軸は、時間ｔを示し、右側ほど後の時刻である。図２の左側縦軸は、射出速度（プランジャ１７の速度）を示し、上方ほど値が大きいことを示す。図２の右側縦軸は、および射出圧力（プランジャの位置）を示しており、上方ほど固定金型１１および可動金型１２に近いことを示している。
速度曲線は、射出速度の経時変化を示している。圧力曲線は、射出圧力の経時変化を示している。
図２は、ダイカスト装置１０の射出工程と射出波形を説明する図である。図２の横軸は、時間ｔを示し、右側ほど後の時刻である。図２の左側縦軸は、射出速度（プランジャ１７の速度）を示し、上方ほど値が大きいことを示す。図２の右側縦軸は、および射出圧力（プランジャの位置）を示しており、上方ほど固定金型１１および可動金型１２に近いことを示している。
速度曲線は、射出速度の経時変化を示している。圧力曲線は、射出圧力の経時変化を示している。
【0031】
図３は、図２の射出工程と射出波形の各部の表記を用語の表にして示す図である。図２の符号ａ～ｐと、図３の符号ａ～ｐとはそれぞれ対応している。
低速射出時間ａは、射出ピストン３１が低速度で移動している時間である。
高速射出時間ｂは、射出ピストン３１が高速度で移動している時間である。
低速射出加速時間ｃは、射出ピストン３１が動き始めてから、設定した低速度射出速度に達するまでの時間である。
高速射出加速ｄは、低速度射出速度から設定した高速度射出速度に達するまでの時間である。
低速射出時間ａは、射出ピストン３１が低速度で移動している時間である。
高速射出時間ｂは、射出ピストン３１が高速度で移動している時間である。
低速射出加速時間ｃは、射出ピストン３１が動き始めてから、設定した低速度射出速度に達するまでの時間である。
高速射出加速ｄは、低速度射出速度から設定した高速度射出速度に達するまでの時間である。
【0032】
充填昇圧時間ｅは、射出ピストン３１が溶湯２０をキャビティ１３へ充填完了してから、射出ピストン３１に加わる圧力がアキュームレータ設定圧力に達するまでの時間である。
増圧タイムラグｆは、射出ピストン３１が溶湯２０をキャビティ１３へ充填完了してから、射出ピストン３１が動き始めのまでの時間である。
増圧時間ｇは、増圧ピストン３４が動き始めて、充填出力から増圧出力に達するまでの時間である。
昇圧時間ｈは、射出ピストン３１がキャビティ１３内に溶湯２０の充填を完了してから、増圧ピストン３４が動作を完了するまでの時間である。
増圧タイムラグｆは、射出ピストン３１が溶湯２０をキャビティ１３へ充填完了してから、射出ピストン３１が動き始めのまでの時間である。
増圧時間ｇは、増圧ピストン３４が動き始めて、充填出力から増圧出力に達するまでの時間である。
昇圧時間ｈは、射出ピストン３１がキャビティ１３内に溶湯２０の充填を完了してから、増圧ピストン３４が動作を完了するまでの時間である。
【0033】
低速射出圧力ｉは、射出ピストン３１が低速度で前進している時の射出ピストン３１内の圧力である。
高速射出圧力ｊは、高速射出中の射出ピストン３１に加わる圧力である。
充填完了圧力ｋは、射出ピストン３１が溶湯２０をキャビティ１３へ充填完了し、射出ピストン３１が動き始める前の射出シリンダ３２内の圧力である。
増圧圧力ｌは、射出ピストン３１が動作を完了したときの、射出ピストン３１内の圧力である。
増圧サージ圧力ｍは、増圧ピストン３４が動き始めたときの、射出ピストン３１に生ずるサージ圧力である。
高速射出圧力ｊは、高速射出中の射出ピストン３１に加わる圧力である。
充填完了圧力ｋは、射出ピストン３１が溶湯２０をキャビティ１３へ充填完了し、射出ピストン３１が動き始める前の射出シリンダ３２内の圧力である。
増圧圧力ｌは、射出ピストン３１が動作を完了したときの、射出ピストン３１内の圧力である。
増圧サージ圧力ｍは、増圧ピストン３４が動き始めたときの、射出ピストン３１に生ずるサージ圧力である。
【0034】
低速射出速度ｎは、射出工程における第一段階の噴出速度である。
高速射出速度ｏは、射出工程中の最高射出速度である。
高速平均射出速度ｐは、射出ピストンが高速度で動く速度の平均値である。
高速射出速度ｏは、射出工程中の最高射出速度である。
高速平均射出速度ｐは、射出ピストンが高速度で動く速度の平均値である。
【0035】
ダイカスト装置１０は、低速射出（時点ｔ０～ｔ１）、高速射出（時点ｔ１～ｔ２）、増圧（時点ｔ３～ｔ４）および保圧（時点ｔ４以降）を順に行う。なお、低速射出から保圧までの一連の動作を１ショットと呼ぶ場合がある。
【0036】
<低速射出：ｔ０～ｔ１>
射出の初期段階において、比較的低速でプランジャ１７を前進させる低速射出（図３のｔ０～ｔ１参照）が行われることによって、溶湯２０による空気の巻き込みが抑制される。
低速射出の開始直前において、ダイカスト装置１０は、図１に示す状態となっている。すなわち、射出シリンダ３２の射出ピストン３１および増圧ピストン３４は、後退限等の初期位置に位置している。このときのプランジャ１７の位置Ｄは、後記図４において位置Ｄ０で示されている。
射出の初期段階において、比較的低速でプランジャ１７を前進させる低速射出（図３のｔ０～ｔ１参照）が行われることによって、溶湯２０による空気の巻き込みが抑制される。
低速射出の開始直前において、ダイカスト装置１０は、図１に示す状態となっている。すなわち、射出シリンダ３２の射出ピストン３１および増圧ピストン３４は、後退限等の初期位置に位置している。このときのプランジャ１７の位置Ｄは、後記図４において位置Ｄ０で示されている。
【0037】
コントローラ５０は、所定の射出開始条件が満たされたか否か判定し、満たされたと判定すると、低速射出を開始する。具体的には、コントローラ５０は、該当バルブを開いてアキュームレータからヘッド側室３２ｈへ作動液を供給するとともに、該当バルブを開いてロッド側室３２ｒからの作動液の排出を許容する。射出開始条件は、固定金型１１および可動金型１２の型締が終了し、ラドル２１によるスリーブ１５への溶湯２０の供給が完了したことなどである。
【0038】
低速射出中のプランジャ１７の速度は、例えば、位置センサ４０により検出されるプランジャ１７の速度に基づいてバルブの開度がフィードバック制御される。
プランジャ１７の速度は、例えば、一定の低速射出速度とされる。低速射出速度の値は、入力装置５５を介してオペレータによって適宜に設定される。なお、低速射出中の射出圧力は、射出速度が比較的低速であることから、比較的低圧に維持される。
プランジャ１７の速度は、例えば、一定の低速射出速度とされる。低速射出速度の値は、入力装置５５を介してオペレータによって適宜に設定される。なお、低速射出中の射出圧力は、射出速度が比較的低速であることから、比較的低圧に維持される。
【0039】
<高速射出：ｔ１～ｔ２>
続いて、比較的高速でプランジャ１７を前進させる高速射出（図３のｔ１～ｔ２参照）が行われることによって、溶湯２０の凝固に遅れずに、速やかに溶湯２０が固定金型１１および可動金型１２内に充填される。
コントローラ５０は、所定の高速切換条件が満たされると、プランジャ１７の速度を上記の低速射出速度よりも高速の高速射出速度に切り換え、高速射出を行う。具体的には、コントローラ５０は、低速射出に引き続いてアキュームレータからヘッド側室３２ｈへ作動液を供給しつつ、該当バルブの開度を大きくする。高速射出が行われている間の射出圧力は、低速射出が行われている間の射出圧力よりも高くなる。
続いて、比較的高速でプランジャ１７を前進させる高速射出（図３のｔ１～ｔ２参照）が行われることによって、溶湯２０の凝固に遅れずに、速やかに溶湯２０が固定金型１１および可動金型１２内に充填される。
コントローラ５０は、所定の高速切換条件が満たされると、プランジャ１７の速度を上記の低速射出速度よりも高速の高速射出速度に切り換え、高速射出を行う。具体的には、コントローラ５０は、低速射出に引き続いてアキュームレータからヘッド側室３２ｈへ作動液を供給しつつ、該当バルブの開度を大きくする。高速射出が行われている間の射出圧力は、低速射出が行われている間の射出圧力よりも高くなる。
【0040】
高速切換条件は、例えば、プランジャ１７が所定の高速切換位置Ｄ１（図４参照）に到達したことである。コントローラ５０は、位置センサ４０の検出値または射出開始からの経過時間に基づいて高速切換条件が満たされたか否かを判定してよい。
【0041】
高速射出（時点ｔ１～ｔ２）において、低速射出から高速射出へ制御が切り換えられると、射出圧力は、一旦上昇し、次に下降し、再度上昇し、再度下降する。その後、溶湯２０が固定金型１１および可動金型１２内に充填されることなどによって、射出圧力は急激に上昇していく。なお、射出速度も、高速射出への切換え後から高速射出の終了前までの間に、一旦速度が低下している。
【0042】
<減速射出：ｔ２～ｔ３>
溶湯２０がキャビティ１３にある程度充填されると、プランジャ１７は、その充填された溶湯２０から反力を受けて減速され、その一方で、射出圧力は、図２に示すように、急激に上昇していく。なお、プランジャ１７が所定の減速位置に到達するなど所定の減速開始条件が満たされたときに該当バルブの開度を小さくするなど、適宜な減速制御がなされてもよい。減速制御によって、充填完了時の衝撃が緩和される。
溶湯２０がキャビティ１３にある程度充填されると、プランジャ１７は、その充填された溶湯２０から反力を受けて減速され、その一方で、射出圧力は、図２に示すように、急激に上昇していく。なお、プランジャ１７が所定の減速位置に到達するなど所定の減速開始条件が満たされたときに該当バルブの開度を小さくするなど、適宜な減速制御がなされてもよい。減速制御によって、充填完了時の衝撃が緩和される。
【0043】
低速射出および高速射出を含む射出が行われる場合、一般には、高速切換位置は、溶湯２０がゲート１９に到達するときの位置になるように設定される。また、溶湯２０が固定金型１１および可動金型１２内に充填されると、図２に示すように、射出速度は急激に低下し、射出圧力は急激に上昇していく。
【0044】
<増圧：ｔ３～ｔ４>
溶湯２０がｔ１～ｔ２参照）が行われることによって、溶湯２０の凝固に遅れずに、速やかに溶湯２０が固定金型１１および可動金型１２内に充填された後、溶湯２０の圧力を上昇させる増圧（図３ｔ３～ｔ４参照）が行われる。
溶湯２０がｔ１～ｔ２参照）が行われることによって、溶湯２０の凝固に遅れずに、速やかに溶湯２０が固定金型１１および可動金型１２内に充填された後、溶湯２０の圧力を上昇させる増圧（図３ｔ３～ｔ４参照）が行われる。
【0045】
コントローラ５０は、所定の増圧開始条件が満たされたか否か判定し、満たされたと判定すると、増圧を開始する。具体的には、例えば、コントローラ５０は、まず、第１の条件が満たされると該当第１バルブを開く。これにより、アキュームレータから後側室３２ｅへ作動液が供給され、増圧ピストン３４が前進を開始する。次に、コントローラ５０は、第２の条件が満たされると、該当第２バルブの開度を増圧用のものにする。すなわち、コントローラ５０は、速度制御を終了し、圧力制御を開始する。なお、ヘッド側室３２ｈからの作動液の排出は、パイロット式の逆止弁であるバルブが自閉することによって禁止される。このような動作により、射出圧力は、上昇していき、所定の鋳造圧力（終圧）に到達する。
図２に示すように、増圧が行われている間、射出圧力は一定に維持される。
図２に示すように、増圧が行われている間、射出圧力は一定に維持される。
【0046】
<保圧：ｔ４～>
増圧した圧力を維持する保圧（図３のｔ４～参照）が行われる。これにより、成形品のヒケが低減される。
コントローラ５０は、増圧後、射出圧力が終圧となっている状態を維持する。この間に、溶湯は冷却されて凝固する。溶湯が凝固すると、コントローラ５０は、アキュームレータから後側室３２ｅへの液圧の供給を停止し、保圧を終了する。その後、型開きが行われ、鋳物製品が押し出される。
以上、ダイカスト装置１０のダイカスト鋳造動作の概要について説明した。
増圧した圧力を維持する保圧（図３のｔ４～参照）が行われる。これにより、成形品のヒケが低減される。
コントローラ５０は、増圧後、射出圧力が終圧となっている状態を維持する。この間に、溶湯は冷却されて凝固する。溶湯が凝固すると、コントローラ５０は、アキュームレータから後側室３２ｅへの液圧の供給を停止し、保圧を終了する。その後、型開きが行われ、鋳物製品が押し出される。
以上、ダイカスト装置１０のダイカスト鋳造動作の概要について説明した。
【0047】
（原理説明）
従来より鋳造条件の管理を行っているが管理条件と不良品のトレサビリティが確立されているとは、言えない状況である。
外観では発見できない鋳巣の発生を鋳造条件から検出できないことがダイカスト製品の品質を確立できない要因の一つになっている。
射出条件に限らず金型の冷却条件・離型剤の塗布量・希釈率・射出潤滑の塗布量等々可能な限りのデータを保存して不良品のデータから不良品発生の要因になる因子の抽出を試みているが現在まで十分な成果が無い状況である。
鋳巣の原因は、ダイカスト装置が正常に加圧している場合にも製品にその圧力が伝達していないことによる加圧不良も一因である。
従来より鋳造条件の管理を行っているが管理条件と不良品のトレサビリティが確立されているとは、言えない状況である。
外観では発見できない鋳巣の発生を鋳造条件から検出できないことがダイカスト製品の品質を確立できない要因の一つになっている。
射出条件に限らず金型の冷却条件・離型剤の塗布量・希釈率・射出潤滑の塗布量等々可能な限りのデータを保存して不良品のデータから不良品発生の要因になる因子の抽出を試みているが現在まで十分な成果が無い状況である。
鋳巣の原因は、ダイカスト装置が正常に加圧している場合にも製品にその圧力が伝達していないことによる加圧不良も一因である。
【0048】
金型内の圧力を検出する方法は、実験では可能だが量産には耐久性が無く、現状では、使えない状況である。
【0049】
図２および図３に示す、射出の１６項目（図３の符号ａ～ｐの項目）では、ダイカスト製品への圧力伝達に付いては、検出できていない。アルミニウムの溶湯２０に圧力がどれだけ伝わってきているかは、量産段階ではまったく管理されていなかった。本発明は、新たな検出用部材を追加することなく、アルミニウムの溶湯２０に圧力がどれだけ伝わってきているかを判定する。ちなみに、溶湯２０に圧力がどれだけかかっているかは、金型に圧力を検出する高価なセンサを設けるようにすれば、可能である。しかしながら、高温・高圧力の溶湯２０を検出するセンサは、非常に高価であり、かつ、耐久性も低く、数十ショットで使用不能となるのが実情である。
【0050】
本発明者らは、射出データから新たな管理値を算出することによりダイカスト製品への圧力伝達を検出する手法を創案した。
【0051】
図２および図３に示したように、ダイカスト射出では、高速射出後に増圧工程がある。この高速射出によって、アルミニウムの溶湯２０を充填後に増圧して鋳巣の圧し潰しをする。増圧の圧力伝達が十分であれば高速射出後に射出の位置が微速前進して圧力が製品部に伝達することになる。微速前進は、溶湯２０が冷却していくときに凝固収縮するが、そのときに射出の位置（プランジャ１７の位置）は、前進して追いかける。射出の位置が微速前進すること自体は、知られていたがその追いかけ量（追従量）に注目することはなかった。
【0052】
本発明者らは、アルミニウムの溶湯２０は、凝固すると収縮するので体積が０．９２に縮小（６／１０００縮小）されることに着目した。
【0053】
すなわち、アルミニウムの溶湯２０は、凝固収縮して体積が０．９２に縮小し、収縮分射出が押湯して前進する。このため、収縮分以上が増圧圧力伝達効果となる。
【0054】
凝固収縮量の０．９２縮小分については、増圧の微速前進することで、つり合わせる。しかしながら、増圧の微速前進が、凝固収縮量と同じであるならば、機械的に圧力をかけても溶湯２０に圧力が伝達されていない、すなわち、凝固収縮量だけの前進距離の場合は圧力伝達されていない、と判定できる。これにより、良否判定ができる。
微速前進距離は、各機種に依る特性はあるものの、最低限の凝固収縮量（６／１０００）以下の増圧前進距離の場合は、不良品と判定できる。本発明者らの実測例によれば、凝固収縮量の０．９２縮小によって、２％程度は前進しなければならないことが判明している。
微速前進距離は、各機種に依る特性はあるものの、最低限の凝固収縮量（６／１０００）以下の増圧前進距離の場合は、不良品と判定できる。本発明者らの実測例によれば、凝固収縮量の０．９２縮小によって、２％程度は前進しなければならないことが判明している。
【0055】
次に、上述のように構成されたダイカスト装置１０の作用効果について説明する。
図４は、上記基本原理に基づくダイカスト装置１０の射出工程における速度曲線、圧力曲線、および射出の位置を説明する図である。図５は、図４の射出工程における速度曲線、圧力曲線、射出の位置、およびピーク圧位置を示す拡大図である。図４において、横軸および縦軸が示す物理量は図３と同様である。図４の横軸は、時間ｔを示し、右側ほど後の時刻である。図４の左側縦軸は、射出速度（プランジャ１７の速度）を示し、上方ほど値が大きいことを示す。図４の右側縦軸は、射出圧力およびプランジャ１７の位置Ｄを示しており、上方ほど固定金型１１および可動金型１２に近いことを示している。速度曲線は、射出速度の経時変化を示している。圧力曲線は、射出圧力の経時変化を示している。図４の太破線は、射出の位置、すなわちプランジャ１７の位置Ｄの経時変化を示しており、プランジャ１７が一番後退しているときは、射出の位置はＤ＝０である。
図４は、上記基本原理に基づくダイカスト装置１０の射出工程における速度曲線、圧力曲線、および射出の位置を説明する図である。図５は、図４の射出工程における速度曲線、圧力曲線、射出の位置、およびピーク圧位置を示す拡大図である。図４において、横軸および縦軸が示す物理量は図３と同様である。図４の横軸は、時間ｔを示し、右側ほど後の時刻である。図４の左側縦軸は、射出速度（プランジャ１７の速度）を示し、上方ほど値が大きいことを示す。図４の右側縦軸は、射出圧力およびプランジャ１７の位置Ｄを示しており、上方ほど固定金型１１および可動金型１２に近いことを示している。速度曲線は、射出速度の経時変化を示している。圧力曲線は、射出圧力の経時変化を示している。図４の太破線は、射出の位置、すなわちプランジャ１７の位置Ｄの経時変化を示しており、プランジャ１７が一番後退しているときは、射出の位置はＤ＝０である。
【0056】
図４および図５に示すように、スリーブ１５内の射出圧力がピークＰのときのプランジャ１７の位置（プランジャ１７の停止位置）をＤ２、このときの時刻をｔ１１とする。ここで、本ダイカスト圧力伝達不良判定のトリガは、射出圧力のピークＰであるが、射出の位置は、プランジャ１７の位置からデータをとって検出することになる。
【0057】
上記原理で説明したように、射出時には、プランジャ１７のピーク圧後、所定時間内（例えば５秒）に移動が観察される。所定時間内の移動後位置をＤ３、この時の時刻をｔ１２とする。
【0058】
プランジャ１７が射出を完了後増圧工程になるとピーク圧が発生する。すなわち、図４および図５に示すように、スリーブ１５内の射出圧力がピークＰの時の時刻ｔ１１を起点として図４および図５の太線に示す５秒間で移動した距離Ｄ３とで囲まれた部分の体積（図４の符号ｑ参照）を算出する。
【0059】
図６は、ダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。本フローは、図１のコントローラ５０のＣＰＵ５１による鋳造管理プログラムである。本フローは、１ショットごとに実行される。
本プログラムは、ダイカスト装置１０の電源投入時から開始される。
ステップＳ１でコントローラ５０は、プランジャ１７の位置を検出する。
ステップＳ２でコントローラ５０は、プランジャ１７の速度を検出（算出）する。
ステップＳ３でコントローラ５０は、射出シリンダ３２内のヘッド側圧力センサ４１（図１参照）にて射出圧力のピークＰを検出する。
ステップＳ４でコントローラ５０は、射出したか否かを判別する。射出していない場合は、ＳＴＡＲＴに戻る。
射出した場合は、ステップＳ５でコントローラ５０は、射出の位置を検出する。射出の位置（図４および図５の太破線参照）は、位置センサ４０（図１参照）により検出する。
本プログラムは、ダイカスト装置１０の電源投入時から開始される。
ステップＳ１でコントローラ５０は、プランジャ１７の位置を検出する。
ステップＳ２でコントローラ５０は、プランジャ１７の速度を検出（算出）する。
ステップＳ３でコントローラ５０は、射出シリンダ３２内のヘッド側圧力センサ４１（図１参照）にて射出圧力のピークＰを検出する。
ステップＳ４でコントローラ５０は、射出したか否かを判別する。射出していない場合は、ＳＴＡＲＴに戻る。
射出した場合は、ステップＳ５でコントローラ５０は、射出の位置を検出する。射出の位置（図４および図５の太破線参照）は、位置センサ４０（図１参照）により検出する。
【0060】
ステップＳ６でコントローラ５０は、射出圧力が射出のピーク圧に達したか否かを判別する。射出圧がピーク圧に達しない場合（金型予熱鋳造）は、ステップＳ５に戻る。
射出圧がピーク圧に達した場合は、ステップＳ７でコントローラ５０は、射出の位置を検出する。射出圧力がピークＰに達するまでの射出圧力は、鋳造条件により、様々な圧力曲線をとる（図４の圧力曲線は一例である）。しかし、どのような圧力曲線をとったとしても射出圧力のピークＰが存在する（射出では、重量のあるものを急速に止めるので慣性によりピークが発生する）ことから、この射出圧力のピークＰを起点として用いることができる。
射出圧がピーク圧に達した場合は、ステップＳ７でコントローラ５０は、射出の位置を検出する。射出圧力がピークＰに達するまでの射出圧力は、鋳造条件により、様々な圧力曲線をとる（図４の圧力曲線は一例である）。しかし、どのような圧力曲線をとったとしても射出圧力のピークＰが存在する（射出では、重量のあるものを急速に止めるので慣性によりピークが発生する）ことから、この射出圧力のピークＰを起点として用いることができる。
【0061】
ちなみに、従来のダイキャスト装置では、図４の時刻ｔ１１に達するまでの（プランジャ１７の停止までの）、速度曲線と圧力曲線は、検討されていたが、本実施形態のように、図４の時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの（射出位置までの）、データを用いる例はなく、本発明者らが初めて開示するものである。
【0062】
ステップＳ８で所定時間（例えば、５秒）後のプランジャ１７の位置（増圧距離）を検出する。
【0063】
ステップＳ９でプランジャ１７がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測する。具体的には、コントローラ５０は、停止後再度移動した距離（ｍｍ）を、体積に換算して、体積変化が０．９２（６／１０００）以下であった場合、不良と判定する。ただし、微速前進距離は、各機種により特性の差異があるので、あらかじめ実測等により各機種の微速前進距離を求めてメモリ５２に格納しておき、機種ごとに当該補正値を用いて補正するとより良い。
【0064】
凝固収縮量以下の増圧前進距離の不良品判定について、より詳細に説明する。
下記式（１）～（３）をパラメータとする。
増圧距離＝射出のピーク圧Ｐより５秒間の射出の移動距離 …（１）
凝固収縮＝鋳込み重量×（１－凝固収縮率） …（２）
収縮追従＝凝固収縮／射出断面 …（３）
上記増圧距離は、射出位置（プランジャ１７の位置）から検出される。上記凝固収縮および収縮追従は、あらかじめ実測により求められる。
下記式（１）～（３）をパラメータとする。
増圧距離＝射出のピーク圧Ｐより５秒間の射出の移動距離 …（１）
凝固収縮＝鋳込み重量×（１－凝固収縮率） …（２）
収縮追従＝凝固収縮／射出断面 …（３）
上記増圧距離は、射出位置（プランジャ１７の位置）から検出される。上記凝固収縮および収縮追従は、あらかじめ実測により求められる。
【0065】
また、上記式（１）～（３）から、式（４）が得られる。式（４）の加圧距離を用いた実測例については図７により後記する。
増圧距離－凝固収縮＝加圧距離 …（４）
増圧距離－凝固収縮＝加圧距離 …（４）
【0066】
このように、アルミニウムの溶湯２０は、凝固収縮するので、プランジャ１７は、０．９２収縮分射出が押湯して前進する。収縮分以上が増圧圧力伝達効果となる。換言すれば、プランジャ１７が、設定された距離を超える距離の移動がない場合に、鋳巣の発生を含む不良発生と判定することができる。
【0067】
図６のフローに戻って、ステップＳ１０でコントローラ５０は、増圧距離が異常に多いか（増圧距離が所定の異常判定値以上であるか）否かを判別する。
増圧距離が異常に多くない場合は（Ｓ１０：Ｎｏ）、<良品ゾーン>または<鋳巣ゾーン>（図７参照）のいずれかであり、<良品ゾーン>または<鋳巣ゾーン>を判定するために、ステップＳ１１でコントローラ５０は、増圧距離が凝固収縮距離以下か否かを判別する。
増圧距離が異常に多くない場合は（Ｓ１０：Ｎｏ）、<良品ゾーン>または<鋳巣ゾーン>（図７参照）のいずれかであり、<良品ゾーン>または<鋳巣ゾーン>を判定するために、ステップＳ１１でコントローラ５０は、増圧距離が凝固収縮距離以下か否かを判別する。
【0068】
増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合は（Ｓ１１：Ｎｏ）、<良品ゾーン>（図７参照）であり、ステップＳ１２でコントローラ５０は、正常判定結果を出力して本フローの処理を終了する。
増圧距離が凝固収縮距離以下の場合は（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、<鋳巣ゾーン>（図７参照）であり、ステップＳ１３でコントローラ５０は、鋳巣予測結果を出力して本フローの処理を終了する。
正常判定結果や鋳巣予測結果の出力は、例えば表示部５６への表示出力や図示しないプリンタ等への出力、図示しない通信部を介しての外部出力、予測結果の外部記憶装置への保存である。
増圧距離が凝固収縮距離以下の場合は（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、<鋳巣ゾーン>（図７参照）であり、ステップＳ１３でコントローラ５０は、鋳巣予測結果を出力して本フローの処理を終了する。
正常判定結果や鋳巣予測結果の出力は、例えば表示部５６への表示出力や図示しないプリンタ等への出力、図示しない通信部を介しての外部出力、予測結果の外部記憶装置への保存である。
【0069】
上記ステップＳ１０で増圧距離が異常に多い場合は（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、<バリゾーン>（図７参照）であり、ステップＳ１４でコントローラ５０は、バリ予測異常結果を出力して本フローの処理を終了する。
【0070】
図７は、ダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定の実測例を示す図である。縦軸は、式（４）に示す１ショットごとの加圧距離を示し、横軸は２０ショットを１単位として表わしたショット数を示す。図７の例では、５３３ショットの鋳造例を示している。
図７に示す加圧距離をもとに、増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合に相当する<良品ゾーン>と、増圧距離が凝固収縮距離以下の場合に相当する<鋳巣ゾーン>と、増圧距離が異常に多い場合に相当する<バリゾーン>とに判定領域が分けられる。
図７では、図７の符号ｒに示す加圧距離３．０が<良品ゾーン>における良品ラインである。各ショットにおいて、加圧距離は、概ね管理条件を満たした鋳造となっている（不良品ではない）（図６のフローのステップＳ１２「正常判定結果」参照）。
図７に示す加圧距離をもとに、増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合に相当する<良品ゾーン>と、増圧距離が凝固収縮距離以下の場合に相当する<鋳巣ゾーン>と、増圧距離が異常に多い場合に相当する<バリゾーン>とに判定領域が分けられる。
図７では、図７の符号ｒに示す加圧距離３．０が<良品ゾーン>における良品ラインである。各ショットにおいて、加圧距離は、概ね管理条件を満たした鋳造となっている（不良品ではない）（図６のフローのステップＳ１２「正常判定結果」参照）。
【0071】
図７の符号ｓに示す加圧距離０．０が不良品判定領域(<鋳巣ゾーン>)である。この加圧距離０．０は、式（３）において、凝固収縮が０とした場合の例である。例えば、図７では、ショット数が２０、５８、９６近傍（図７の符号ｔ参照）の増圧圧力が不良品判定領域に入っており、増圧圧力伝達不良と判定される（図６のフローのステップＳ１３「鋳巣予測結果」参照）。この場合、不良品として払い出し（除外）される。
ここで、各ショットにおいて、上記増圧圧力伝達不良が頻繁に発生する時は、射出部品の劣化等が疑われるので、射出部品を交換する等の対策を行う。図７に示す良品／不良品判定結果は、図６のフローのステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４での出力に反映される。
ここで、各ショットにおいて、上記増圧圧力伝達不良が頻繁に発生する時は、射出部品の劣化等が疑われるので、射出部品を交換する等の対策を行う。図７に示す良品／不良品判定結果は、図６のフローのステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４での出力に反映される。
【0072】
なお、図７に示すダイカスト鋳造の実測例において、加圧距離が大きい場合（例えば、ショット１５３近傍）（図７の符号ｕ参照）は、金型から溶融アルミが漏れ出すバリ発生の可能性がある（図６のフローのステップＳ１４「バリ予測異常結果」参照）。バリ発生は、金型からの圧抜けであり製品への圧力が伝達して居ない可能性がある。一般的に湯廻りは、良いが内部品質は、保証できない。すなわち、湯廻りが良い方向であるが製品への圧力伝達不良の可能性がある。また、バリ発生後の問題としてバリを金型に挟み型つぶれを誘発する、製品に挟んで欠陥が発生する、バリにより型内の空気排出を妨害する等があり、早急に金型の点検・整備をする判断材料ともなる。
【0073】
［変形例］
図８は、本実施形態の変形例のダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。図６と同一処理を行うステップには同一符号を付している。
図８において、ステップＳ１１で増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、ステップＳ２１でプランジャ１７がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測する。
ステップＳ２２では、コントローラ５０は、予測結果を出力して本フローの処理を終了する。
ステップＳ１０で増圧距離が異常に多い場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、またはステップＳ１１で増圧距離が凝固収縮距離以下の場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３でコントローラ５０は、異常結果を出力して本フローの処理を終了する。
このように、プランジャ１７がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測するステップを含むものであれば、どのようなタイミングで実行するものでもよい。
図８は、本実施形態の変形例のダイカスト装置のダイカスト圧力伝達不良判定処理を示すフローチャートである。図６と同一処理を行うステップには同一符号を付している。
図８において、ステップＳ１１で増圧距離が凝固収縮距離より大きい場合（Ｓ１１：Ｎｏ）、ステップＳ２１でプランジャ１７がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測する。
ステップＳ２２では、コントローラ５０は、予測結果を出力して本フローの処理を終了する。
ステップＳ１０で増圧距離が異常に多い場合（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、またはステップＳ１１で増圧距離が凝固収縮距離以下の場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３でコントローラ５０は、異常結果を出力して本フローの処理を終了する。
このように、プランジャ１７がピーク圧後移動した距離に基づいて鋳巣の発生を予測するステップを含むものであれば、どのようなタイミングで実行するものでもよい。
【0074】
［効果］
以上説明したように、本実施形態のダイカスト装置１０は、固定金型１１と可動金型１２を備え、固定金型１１と可動金型１２によって形成されるキャビティ１３中にスリーブ１５内を摺動するプランジャ１７の押出力によって溶湯２０を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、プランジャ１７の位置を検出する位置センサ４０と、スリーブ１５内の射出圧力を検出するヘッド側圧力センサ４１およびロッド側圧力センサ４２と、プランジャ１７の押出力を制御するコントローラ５０と、を備え、コントローラ５０は、プランジャ１７がピーク圧後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ１７が停止後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
以上説明したように、本実施形態のダイカスト装置１０は、固定金型１１と可動金型１２を備え、固定金型１１と可動金型１２によって形成されるキャビティ１３中にスリーブ１５内を摺動するプランジャ１７の押出力によって溶湯２０を射出させて鋳物製品を成形するダイカスト装置であって、プランジャ１７の位置を検出する位置センサ４０と、スリーブ１５内の射出圧力を検出するヘッド側圧力センサ４１およびロッド側圧力センサ４２と、プランジャ１７の押出力を制御するコントローラ５０と、を備え、コントローラ５０は、プランジャ１７がピーク圧後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するとともに、この射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出し、プランジャ１７が停止後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
【0075】
従来では、加工後に目視確認や圧漏れ検査により不良品が発生しているのが現状であった。本発明は、外観では、発見できない内部品質の検証が可能になる。すなわち、鋳物製品を加工後チェックすることなく、鋳巣の発生を予測することができる。また、バリの発生を検知して金型の点検・整備等の判断基準とすることができる。
【0076】
内部欠陥が鋳造工程で発見できることにより下記の特有の効果がある。
１．生産中に不良品を発見できるので、その場での設備等の対策が可能になり後工程での不良品発生を削減できる。
１．生産中に不良品を発見できるので、その場での設備等の対策が可能になり後工程での不良品発生を削減できる。
【0077】
２．不良になる数値の製品を排出することにより、加工不良を削減して、後工程への不良流出を防止することができる。
【0078】
３．内部品質の底上げが可能となり、鋳物製品が車両部品である場合、完成車納車後のオイル漏れ等の発生の未然防止に寄与する。
【0079】
４．本発明は、射出データから新たな管理値を算出することで、新たな部材を追加することなく、鋳巣の発生を予測することができる。このため、低コストで、汎用的に適用することができる。
【0080】
５．高価なセンサを設けることなく、アルミニウム溶湯に圧力がどれだけ伝わってきているかを判定することができるので、低コストで、汎用的に適用することができる。
【0081】
また、ダイカスト装置１０において、コントローラ５０は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合に、不良発生予測を行う。
【0082】
このように、増圧距離が、凝固収縮距離以下の場合は、不良発生の可能性がある。不良発生の可能性がある場合に優先的に、不良発生予測を行うことで処理の高速化および処理リソースの有効活用を図ることができる。すなわち、低コストでの実時間処理が可能になり、１ショットごとに、リアルタイムで不良発生を予測することができる。
【0083】
また、ダイカスト装置１０において、コントローラ５０は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、鋳巣の発生を含む不良発生と判定する。
【0084】
このように、増圧距離が、凝固収縮距離以下の場合は異常であることが想定される。リアルタイムで鋳巣の発生等の不良品判定を行うことができる。
【0085】
また、ダイカスト装置１０において、コントローラ５０は、増圧距離が、金属溶湯の凝固収縮率をもとにあらかじめ設定された凝固収縮距離以下である場合、または、所定の異常判定値以上である場合、異常であると判定する。
【0086】
このようにすることで、鋳巣の発生等の不良品判定に加えて、バリ発生による、製品の欠陥を早期に予測することができる。
【0087】
また、ダイカスト装置１０において、コントローラ５０は、プランジャ１７がピーク圧後に、前記射出の位置から所定時間内に移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行う。
【0088】
このようにすることで、所定時間内に移動した距離を用いることで、予測判定完了までの時間を短縮することができる。また、実時間で処理が完了するので、バックグランド処理として実行することができる。このため、製造ラインなどの製造工程において、時間短縮による作業性の向上を図ることができる。
【0089】
以上説明した実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならない。本発明はその要旨またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することができるからである。
例えば、スクイズキャスト・ホットチャンバーダイカスト・ハイブリットフルキャスティング等射出機能を有する鋳造製法にも同様に適用することができる。
例えば、スクイズキャスト・ホットチャンバーダイカスト・ハイブリットフルキャスティング等射出機能を有する鋳造製法にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【0090】
１０ ダイカスト装置
１１ 固定金型
１２ 可動金型
１３ キャビティ
１４ 溶湯供給部
１５ スリーブ
１７ プランジャ
１７ａ プランジャチップ
１７ｂ プランジャロッド
１８ ランナー
１９ ゲート
２０ 溶湯（金属溶湯）
３０ 射出駆動部
３３ 射出制御用駆動部
３６ 増圧制御用駆動部
４０ 位置センサ（位置検出手段）
４１ ヘッド側圧力センサ（射出圧力検出手段）
４２ ロッド側圧力センサ（射出圧力検出手段）
５０ コントローラ（制御装置）
Ｐ ピーク圧位置
Ｄ３ 増圧距離
Ｓ６ プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するステップ
Ｓ７ 射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出するステップ
Ｓ９，Ｓ２１ プランジャがピーク圧後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行うステップ
１１ 固定金型
１２ 可動金型
１３ キャビティ
１４ 溶湯供給部
１５ スリーブ
１７ プランジャ
１７ａ プランジャチップ
１７ｂ プランジャロッド
１８ ランナー
１９ ゲート
２０ 溶湯（金属溶湯）
３０ 射出駆動部
３３ 射出制御用駆動部
３６ 増圧制御用駆動部
４０ 位置センサ（位置検出手段）
４１ ヘッド側圧力センサ（射出圧力検出手段）
４２ ロッド側圧力センサ（射出圧力検出手段）
５０ コントローラ（制御装置）
Ｐ ピーク圧位置
Ｄ３ 増圧距離
Ｓ６ プランジャが射出完了後に増圧工程で発生する射出圧力のピーク圧を検出するステップ
Ｓ７ 射出圧力がピーク圧に達した場合の射出の位置を検出するステップ
Ｓ９，Ｓ２１ プランジャがピーク圧後に、射出の位置から移動した増圧距離に応じて鋳物製品の不良発生予測を行うステップ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】