特開 2023-128617 異常検知プログラム、異常検知方法および異常検知システム

(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】P2023128617

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】異常検知プログラム、異常検知方法および異常検知システム

(51)【国際特許分類】

   B22D 17/32 20060101AFI20230907BHJP

   B22D 17/20 20060101ALI20230907BHJP

   H10N 10/13 20230101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

B22D17/32 J

B22D17/20 F

H01L35/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022033073

(22)【出願日】2022-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000139687

【氏名又は名称】株式会社安永

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】古川 雄一

(72)【発明者】

【氏名】一見 清秀

(72)【発明者】

【氏名】坂本 達也

(57)【要約】

【課題】射出スリーブの周辺に設けられる装置の配置の自由度が低下することを抑制しつつ、ダイカストマシンの異常を検知する。
【解決手段】射出スリーブの上部に設けられた導入口から導入した溶湯を金型に射出するダイカストマシンの異常を検知するための異常検知プログラムは、射出スリーブの下方に配置されている熱電素子であって、射出スリーブからの熱が上面に伝達され、冷却装置によって下面の温度が一定に保たれる熱電素子が、上面の温度と下面の温度との温度差に応じて発生させる発生電圧を取得する取得機能と、熱電素子の発生電圧に基づいてダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する判定機能と、をコンピュータに実現させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出スリーブの上部に設けられた導入口から導入した溶湯を金型に射出するダイカストマシンの異常を検知するための異常検知プログラムであって、
前記射出スリーブの下方に配置されている熱電素子であって、前記射出スリーブからの熱が上面に伝達され、冷却装置によって下面の温度が一定に保たれる熱電素子が、前記上面の温度と前記下面の温度との温度差に応じて発生させる発生電圧を取得する取得機能と、
前記発生電圧に基づいて前記ダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する判定機能と、
をコンピュータに実現させる、異常検知プログラム。

【請求項2】

請求項１に記載の異常検知プログラムであって、
前記射出スリーブの中心軸に沿って移動する射出プランジャと前記射出スリーブの内壁面との間には潤滑剤が供給され、
前記判定機能は、前記発生電圧が予め定められた第１電圧以上になった場合に、前記ダイカストマシンに異常が発生したと判定する機能を含む、異常検知プログラム。

【請求項3】

請求項１に記載の異常検知プログラムであって、
前記射出スリーブの中心軸に沿って移動する射出プランジャと前記射出スリーブの内壁面との間には潤滑剤が供給され、
前記判定機能は、前記発生電圧が予め定められた第２電圧以下になった場合に、前記ダイカストマシンに異常が発生したと判定する機能を含む、異常検知プログラム。

【請求項4】

請求項１に記載の異常検知プログラムであって、
前記射出スリーブが変形することによって、前記射出スリーブと前記熱電素子の前記上面との間の隙間の大きさが変化し、
前記判定機能は、前記発生電圧が予め定められた第３電圧以下になった場合に、前記ダイカストマシンに異常が発生したと判定する機能を含む、異常検知プログラム。

【請求項5】

請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の異常検知プログラムであって、
前記取得機能は、前記射出スリーブの軸方向に沿って並んで配置された２つの前記熱電素子からそれぞれの前記発生電圧を取得する機能を含み、
前記射出スリーブが変形することによって、前記射出スリーブとそれぞれの前記熱電素子との間の隙間の大きさが変化し、
前記判定機能は、２つの前記発生電圧の電圧差に基づいて前記ダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する機能を含む、異常検知プログラム。

【請求項6】

射出スリーブの上部に設けられた導入口から導入した溶湯を金型に射出するダイカストマシンの異常を検知するための異常検知方法であって、
前記射出スリーブの下方に配置されている熱電素子であって、前記射出スリーブからの熱が上面に伝達され、冷却装置によって下面の温度が一定に保たれる熱電素子が、前記上面の温度と前記下面の温度との温度差に応じて発生させる発生電圧を取得する取得工程と、
前記発生電圧に基づいて前記ダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する判定工程と、
を有する、異常検知方法。

【請求項7】

異常検知システムであって、
溶湯を導入する導入口が上部に設けられた射出スリーブを有し、前記導入口から前記射出スリーブに導入した前記溶湯を金型に射出するダイカストマシンと、
前記射出スリーブの下方に配置されており、前記射出スリーブからの熱が上面に伝達される熱電素子と、
前記射出スリーブの下方に配置されており、前記熱電素子の下面の温度を一定に保つ冷却装置と、
前記上面の温度と前記下面の温度との温度差に応じて前記熱電素子が発生させる発生電圧を取得し、前記発生電圧に基づいて前記ダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する異常検知装置と、
を備える、異常検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、異常検知プログラム、異常検知方法および異常検知システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ダイカストマシンの射出スリーブの上面に接触する熱電対と、射出スリーブの下面に接触する熱電対とを用いて、射出スリーブの上面と下面との温度差による射出スリーブの歪を検知する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実開平０６－０８３１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記文献のダイカストマシンのように、ダイカストマシンでは、一般に、射出スリーブの上面に設けられた開口部を通じて、射出スリーブ内に溶湯が注ぎ込まれる。そのため、上記文献のように射出スリーブの上面に熱電対等の計測機器が設けられると、例えば、射出スリーブ内に溶湯を注ぎ込む装置などの射出スリーブの周辺に設けられる装置の配置の自由度が低下する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

【0006】

（１）本開示の第１の形態によれば、射出スリーブの上部に設けられた導入口から導入した溶湯を金型に射出するダイカストマシンの異常を検知するための異常検知プログラムが提供される。この異常検知プログラムは、前記射出スリーブの下方に配置されている熱電素子であって、前記射出スリーブからの熱が上面に伝達され、冷却装置によって下面の温度が一定に保たれる熱電素子が、前記上面の温度と前記下面の温度との温度差に応じて発生させる発生電圧を取得する取得機能と、前記発生電圧に基づいて前記ダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する判定機能と、をコンピュータに実現させる。
この形態の異常検知プログラムによれば、熱電素子の下面の温度が冷却装置によって一定に保たれるので、ダイカストマシンの異常によって熱電素子の上面の温度が変化すると、取得される熱電素子の発生電圧が変化する。そのため、射出スリーブの上方に計測機器を設けずに、射出スリーブの下方に配置された熱電素子の発生電圧に基づいてダイカストマシンの異常を検知できる。したがって、射出スリーブの周辺に設けられる装置の配置の自由度が低下することを抑制できる。
（２）上記形態の異常検知プログラムにおいて、前記射出スリーブの中心軸に沿って移動する射出プランジャと前記射出スリーブの内壁面との間には潤滑剤が供給され、前記判定機能は、前記発生電圧が予め定められた第１電圧以上になった場合に、前記ダイカストマシンに異常が発生したと判定する機能を含んでもよい。
射出スリーブの内壁面に供給される潤滑剤が不足すると、溶湯の熱が射出スリーブに伝わりやすくなり、熱電素子の発生電圧が上昇する。この形態の異常検知プログラムによれば、上記現象を利用して、ダイカストマシンの異常のうち、射出スリーブの内壁面に供給される潤滑剤が不足する異常を検知できる。
（３）上記形態の異常検知プログラムにおいて、前記射出スリーブの中心軸に沿って移動する射出プランジャと前記射出スリーブの内壁面との間には潤滑剤が供給され、前記判定機能は、前記発生電圧が予め定められた第２電圧以下になった場合に、前記ダイカストマシンに異常が発生したと判定する機能を含んでもよい。
射出スリーブの内壁面に塗布される潤滑剤が過剰になると、溶湯の熱が射出スリーブに伝わりにくくなり、熱電素子の発生電圧が低下する。この形態の異常検知プログラムによれば、上記現象を利用して、ダイカストマシンの異常のうち、射出スリーブの内壁面に塗布される潤滑剤が過剰になる異常を検知できる。
（４）上記形態の異常検知プログラムにおいて、前記射出スリーブが変形することによって、前記射出スリーブと前記熱電素子の前記上面との間の隙間の大きさが変化し、前記判定機能は、前記発生電圧が予め定められた第３電圧以下になった場合に、前記ダイカストマシンに異常が発生したと判定する機能を含んでもよい。
射出スリーブの変形量が大きくなると、射出スリーブと熱電素子との間の隙間が大きくなって射出スリーブの熱が熱電素子の上面に熱が伝わりにくくなり、熱電素子の発生電圧が低下する。この形態の異常検知プログラムによれば、上記現象を利用して、ダイカストマシンの異常のうち、射出スリーブの変形による異常を検知できる。
（５）上記形態の異常検知プログラムにおいて、前記取得機能は、前記射出スリーブの軸方向に沿って並んで配置された２つの前記熱電素子からそれぞれの前記発生電圧を取得する機能を含み、前記射出スリーブが変形することによって、前記射出スリーブとそれぞれの前記熱電素子との間の隙間の大きさが変化し、前記判定機能は、２つの前記発生電圧の電圧差に基づいて前記ダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する機能を含んでもよい。
この形態の異常検知プログラムによれば、１つの熱電素子の発生電圧に基づいて射出スリーブの変形による異常を検知する形態に比べて精度良く射出スリーブの変形による異常を検知できる。
（６）本開示の第２の形態によれば、射出スリーブの上部に設けられた導入口から導入した溶湯を金型に射出するダイカストマシンの異常を検知するための異常検知方法が提供される。この異常検知方法は、前記射出スリーブの下方に配置されている熱電素子であって、前記射出スリーブからの熱が上面に伝達され、冷却装置によって下面の温度が一定に保たれる熱電素子が、前記上面の温度と前記下面の温度との温度差に応じて発生させる発生電圧を取得する取得工程と、前記発生電圧に基づいて前記ダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する判定工程と、を有する。
この形態の異常検知方法によれば、熱電素子の下面の温度が冷却装置によって一定に保たれるので、ダイカストマシンの異常によって熱電素子の上面の温度が変化すると、取得される熱電素子の発生電圧が変化する。そのため、射出スリーブの上方に計測機器を設けずに、射出スリーブの下方に配置された熱電素子の発生電圧に基づいてダイカストマシンの異常を検知できる。したがって、射出スリーブの周辺に設けられる装置の配置の自由度が低下することを抑制できる。
（７）本開示の第３の形態によれば、異常検知システムが提供される。この異常検知システムは、溶湯を導入する導入口が上部に設けられた射出スリーブを有し、前記導入口から前記射出スリーブに導入した前記溶湯を金型に射出するダイカストマシンと、前記射出スリーブの下方に配置されており、前記射出スリーブからの熱が上面に伝達される熱電素子と、前記射出スリーブの下方に配置されており、前記熱電素子の下面の温度を一定に保つ冷却装置と、前記上面の温度と前記下面の温度との温度差に応じて前記熱電素子が発生させる発生電圧を取得し、前記発生電圧に基づいて前記ダイカストマシンに異常が発生したか否かを判定する異常検知装置と、を備える。
この形態の異常検知システムによれば、熱電素子の下面の温度が冷却装置によって一定に保たれるので、ダイカストマシンの異常によって熱電素子の上面の温度が変化すると、取得される熱電素子の発生電圧が変化する。そのため、射出スリーブの上方に計測機器を設けずに、射出スリーブの下方に配置された熱電素子の発生電圧に基づいてダイカストマシンの異常を検知できる。したがって、射出スリーブの周辺に設けられる装置の配置の自由度が低下することを抑制できる。
本開示は、異常検知プログラムや異常検知方法や異常検知システム以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、異常検知装置などの形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】異常検知システムの概略構成を模式的に示す説明図。

【図2】図１におけるII－II線断面図。

【図3】熱電素子の概略構成を示す断面図。

【図4】異常検知処理の内容を示すフローチャート。

【図5】ダイカスト製品製造時の熱電素子の発生電圧の推移を示すタイムチャート。

【図6】曲げ変形発生時の熱電素子の発生電圧と温度差との関係を示すグラフ。

【図7】潤滑剤不足時の熱電素子の発生電圧と温度差との関係を示すグラフ。

【図8】潤滑剤過剰時の熱電素子の発生電圧と温度差との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0008】

Ａ．第１実施形態：
図１は、第１実施形態における異常検知システム５０の概略構成を示す説明図である。異常検知システム５０は、ダイカストマシン１００と、２つの熱電素子２００と、冷却装置３００と、固定具４００と、潤滑剤供給装置５００と、異常検知装置６００と、表示装置６５０とを備えている。

【0009】

ダイカストマシン１００は、型締装置１１０と、射出装置１２０と、押出装置１３０とを備えている。ダイカストマシン１００には、金型１５０が装着される。金型１５０は、固定型１５１と、可動型１５２とを備えている。

【0010】

型締装置１１０は、固定盤１１１と、可動盤１１２と、タイバー１１５と、図示されていない駆動装置とを備えている。固定盤１１１は、棒部材であるタイバー１１５の先端部に固定されている。可動盤１１２は、駆動装置によってタイバー１１５に沿って移動する。固定盤１１１には固定型１５１が装着され、可動盤１１２には可動型１５２が装着される。型締装置１１０は、可動盤１１２とともに可動型１５２を移動させることによって金型１５０の開閉を実行し、可動盤１１２とともに可動型１５２を固定型１５１に押し付けることによって型締めを実行する。

【0011】

射出装置１２０は、射出スリーブ１２１と、射出プランジャ１２５と、図示されていない駆動装置とを備えている。本実施形態では、射出スリーブ１２１は、円筒状に構成されている。射出スリーブ１２１の一方の端部は、固定盤１１１に固定されている。射出スリーブ１２１の上部には、射出スリーブ１２１内に溶湯ＭＭを導入する導入口１２２が設けられている。射出スリーブ１２１内には、導入口１２２を通じて溶湯ＭＭが注ぎ込まれる。本実施形態では、溶湯ＭＭは、溶融したアルミニウム合金である。溶湯ＭＭは、溶融したアルミニウム合金に限られず、例えば、溶融した亜鉛合金、あるいは、溶融したマグネシウム合金でもよい。本実施形態では、溶湯ＭＭは、ダイカストマシン１００の近傍に設置された図示されていない溶湯保持炉に貯留されており、ラドルを備える自動給湯機によって溶湯保持炉から掬い出されて、導入口１２２に注ぎ込まれる。

【0012】

射出プランジャ１２５は、固定盤１１１とは反対側の射出スリーブ１２１の端部から射出スリーブ１２１内に挿入されている。射出プランジャ１２５は、射出スリーブ１２１内の溶湯ＭＭを金型１５０内に射出する。射出プランジャ１２５は、駆動装置によって射出スリーブ１２１の中心軸に沿って移動する。射出プランジャ１２５の先端部には、射出スリーブ１２１に嵌合するプランジャチップ１２６が装着されている。プランジャチップ１２６が射出スリーブ１２１の内壁面上を金型１５０に向かって摺動することによって、射出スリーブ１２１内の溶湯ＭＭが金型１５０内に圧送される。溶湯ＭＭが金型１５０内で冷却されて凝固することにより、ダイカスト製品が製造される。

【0013】

押出装置１３０は、押出ピン１３１と、押出板１３２と、図示されていない駆動装置とを備えている。押出ピン１３１の一方の端部は、可動型１５２に設けられた貫通穴に挿入されており、押出ピン１３１の他方の端部は、押出板１３２に固定されている。押出ピン１３１および押出板１３２は、駆動装置によって可動型１５２に対して移動する。押出装置１３０は、金型１５０が型開きされるときに、可動型１５２から固定型１５１に向けて押出ピン１３１を突き出させることによって、可動型１５２からダイカスト製品を離型させる。

【0014】

２つの熱電素子２００は、射出スリーブ１２１の下方に、射出スリーブ１２１の軸方向に沿って並んで配置されている。各熱電素子２００は、ゼーベック効果によって、熱エネルギを電気エネルギに変換する。本実施形態では、各熱電素子２００は、Ｍｇ－Ｓｉ系の熱電素子が用いられる。各熱電素子２００は、配線を介して、異常検知装置６００に接続されている。各熱電素子２００の具体的な構成については後述する。なお、本実施形態では、熱電素子２００は、射出スリーブ１２１の上方には設けられていない。他の実施形態では、３つ以上の熱電素子２００が、射出スリーブ１２１の下方に、射出スリーブ１２１の軸方向に沿って並んで配置されてもよい。

【0015】

冷却装置３００は、冷却ブロック３１０と、図示されていないチラーとを備えている。冷却ブロック３１０は、射出スリーブ１２１の下方に配置されている。冷却ブロック３１０の内部には、冷媒が流れる流路が設けられている。本実施形態では、冷媒として、水が用いられる。冷却ブロック３１０に設けられた流路は、図示されていない配管によってチラーに接続されている。冷却装置３００は、各熱電素子２００の下面を冷却することによって、各熱電素子２００の下面の温度を一定に保つ。温度を一定に保つとは、目標温度が一定であることを意味し、実際の温度はわずかに変動してもよい。なお、他の実施形態では、冷媒として、水ではなく、例えば、油が用いられてもよい。冷却ブロック３１０のことを冷却部材と呼ぶことがある。

【0016】

固定具４００は、射出スリーブ１２１と熱電素子２００と冷却ブロック３１０とを互いに固定する。本実施形態では、固定具４００は、固定バンド４１０と、固定ブロック４２０とを備えている。固定具４００の具体的な構成については後述する。

【0017】

潤滑剤供給装置５００は、射出スリーブ１２１とプランジャチップ１２６との間に潤滑剤を供給する。本実施形態では、潤滑剤供給装置５００は、潤滑剤を吐出するノズル５１０を備えており、所定のタイミングで、ノズル５１０からプランジャチップ１２６の外周面に所定量の潤滑剤を滴下する。プランジャチップ１２６の外周面に滴下された潤滑剤は、プランジャチップ１２６の移動によって、射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される。本実施形態では、潤滑剤として、油性潤滑剤が用いられる。なお、他の実施形態では、潤滑剤として、水性潤滑剤が用いられてもよい。

【0018】

異常検知装置６００は、ＣＰＵと、メモリと、入出力インターフェースとを備えたコンピュータとして構成されている。本実施形態では、異常検知装置６００は、メモリに予め格納された異常検知プログラムをＣＰＵが実行することによって、ダイカストマシン１００の異常を検知する。異常検知プログラムは、熱電素子２００の発生させる発生電圧を取得する取得機能と、熱電素子２００の発生電圧に基づいてダイカストマシン１００に異常が発生したか否かを判定する判定機能とをコンピュータに実現させる。本実施形態では、異常検知装置６００には、表示装置６５０が接続されている。表示装置６５０は、例えば、液晶ディスプレイによって構成されている。異常検知装置６００は、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判定した場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したことを示す情報を表示装置６５０に表示させる。なお、異常検知装置６００は、コンピュータではなく、複数の回路の組み合わせによって構成されてもよい。

【0019】

図２は、図１におけるII－II線断面図である。上述したとおり、熱電素子２００は、射出スリーブ１２１と冷却ブロック３１０との間に配置されており、射出スリーブ１２１、熱電素子２００、および、冷却ブロック３１０は、固定具４００を用いて互いに固定される。本実施形態では、固定具４００は、固定バンド４１０と、固定ブロック４２０と、ボルト４３１と、ナット４３２と、スプリングワッシャ４３３とによって構成されている。

【0020】

固定バンド４１０は、射出スリーブ１２１の上部に掛け渡されている。固定ブロック４２０は、射出スリーブ１２１の下方に配置されている。固定ブロック４２０の上面には半円形の溝が設けられており、この溝には、射出スリーブ１２１の下部が嵌め込まれている。固定ブロック４２０の下面は、冷却ブロック３１０の上面に向けられている。本実施形態では、冷却ブロック３１０の上面のうちの射出スリーブ１２１と上下に重なる部分には、窪みが設けられており、この窪みには、熱電素子２００が嵌め込まれている。熱電素子２００の近傍には、冷媒の流路３１５が設けられている。固定ブロック４２０と冷却ブロック３１０との間には、熱電素子２００が嵌め込まれている部分を除いて、固定ブロック４２０の熱が冷却ブロック３１０に伝わることを抑制する断熱構造が設けられることが好ましい。断熱構造は、例えば、固定ブロック４２０と冷却ブロック３１０との間に隙間を設けることで構成されてもよいし、固定ブロック４２０と冷却ブロック３１０との間に断熱材を設けることで構成されてもよいし、固定ブロック４２０と冷却ブロック３１０との接触面積が小さくなるように固定ブロック４２０の下面と冷却ブロック３１０の上面とのうちの少なくとも一方に溝や穴などを設けることで構成されてもよい。断熱構造が設けられることによって、ダイカスト製品の製造時の熱電素子２００の上面の温度と下面の温度との温度差を大きくすることができる。

【0021】

固定バンド４１０、固定ブロック４２０、および、冷却ブロック３１０には貫通穴が設けられており、固定バンド４１０、固定ブロック４２０、および、冷却ブロック３１０は、上方から貫通穴に挿入されたボルト４３１と冷却ブロック３１０の下方に配置されたナット４３２とによって互いに固定されている。冷却ブロック３１０とナット４３２との間にはスプリングワッシャ４３３が設けられており、スプリングワッシャ４３３によってナット４３２の緩みが抑制されている。なお、他の実施形態では、ナット４３２の緩みを抑制するために、スプリングワッシャ４３３に代えて、例えば、板バネやコイルバネが設けられてもよい。

【0022】

熱電素子２００の上面は、射出スリーブ１２１の下部に接触しており、熱電素子２００の上面には、射出スリーブ１２１からの熱が伝達される。熱電素子２００の下面は、冷却ブロック３１０に接触しており、熱電素子２００の下面の温度は、一定に保たれる。熱電素子２００の上面が射出スリーブ１２１に接触するとは、熱電素子２００の上面が他の部材を介して射出スリーブ１２１に接触することをも含む意味であり、熱電素子２００の下面が冷却ブロック３１０に接触するとは、熱電素子２００の下面が他の部材を介して冷却ブロック３１０に接触することをも含む意味である。本実施形態では、熱電素子２００の上面は、固定ブロック４２０を介して射出スリーブ１２１の下部に接触しており、熱電素子２００の下面は、他の部材を介さずに冷却ブロック３１０に接触している。なお、他の実施形態では、熱電素子２００の上面は、固定ブロック４２０を介さずに射出スリーブ１２１の下部に接触してもよい。この場合、射出スリーブ１２１の下面が平坦に構成されていることが好ましい。

【0023】

図３は、熱電素子２００の概略構成を示す断面図である。本実施形態では、熱電素子２００は、基板２１０と、複数のＰ型半導体２２１と、複数のＮ型半導体２２２と、絶縁層２３０と、伝熱シート２４０と、カバー２５０とを備えている。基板２１０は、熱電素子２００の下面を構成している。本実施形態では、基板２１０は、複数の板が積層されて構成されている。基板２１０の上には、複数のＰ型半導体２２１と複数のＮ型半導体２２２とが配置されている。各半導体２２１，２２２は、基板２１０の上面に固定されている。各半導体２２１，２２２は、基板２１０側の端部に設けられた低温側配線２２５と基板２１０とは反対側の端部に設けられた高温側配線２２６とによって、Ｐ型とＮ型とが交互になるように直列接続されている。各半導体２２１，２２２の上には、下から順に、アルミナで形成された絶縁層２３０と、グラファイトで形成された伝熱シート２４０とが配置されている。各半導体２２１，２２２、絶縁層２３０、および、伝熱シート２４０は、ステンレス鋼で形成されたカバー２５０によって覆われている。カバー２５０は、熱電素子２００の上面を構成している。カバー２５０は、接着剤２６０によって基板２１０の上面に固定されている。基板２１０とカバー２５０との間は、接着剤２６０によってシールされている。基板２１０のうちの低温側配線２２５に接触する最上層は、低温側配線２２５の短絡を抑制するために、例えば、樹脂材料などの絶縁材料で形成されることが好ましい。基板２１０のうちの冷却ブロック３１０に接触する最下層は、熱伝導性を高めるために、例えば、銅などの金属材料で形成されることが好ましい。

【0024】

図４は、本実施形態における異常検知処理の内容を示すフローチャートである。図５は、ダイカストマシン１００によってダイカスト製品が製造されるときの熱電素子２００の発生電圧の推移を示すタイムチャートである。図５において、横軸は、時間を表している。図５には、２つの熱電素子２００のうちの一方についての、正常時における、熱電素子２００の上面の温度Ｔ１と、熱電素子２００の下面の温度Ｔ２と、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅとが表されている。

【0025】

図４に示す異常検知処理は、例えば、異常検知装置６００に設けられた開始ボタンが押下された場合に、異常検知装置６００のメモリに格納された異常検知プログラムを異常検知装置６００のＣＰＵが実行することによって開始される。

【0026】

まず、ステップＳ１１０にて、異常検知装置６００は、２つの熱電素子２００の発生電圧を取得する。図５に示すように、射出スリーブ１２１内に溶湯ＭＭが注ぎ込まれると、射出スリーブ１２１の下部から熱電素子２００の上面に溶湯ＭＭの熱が伝達されるので、熱電素子２００の上面の温度Ｔ１は増加する。その後、射出スリーブ１２１内から金型１５０内に溶湯ＭＭが射出されるので、熱電素子２００の上面の温度Ｔ１は低下する。ダイカスト製品が繰り返し製造されるときには、射出スリーブ１２１内への溶湯ＭＭの注入と、射出スリーブ１２１内から金型１５０内への溶湯ＭＭの射出とが繰り返されるので、熱電素子２００の上面の温度Ｔ１は、のこぎりの歯のような波形になる。一方、ダイカスト製品が繰り返し製造される間、熱電素子２００の下面の温度Ｔ２は、冷却装置３００によって一定に保たれる。そのため、正常時には、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅは、のこぎりの歯のような波形になり、第２電圧Ｖ２よりも高くかつ第１電圧Ｖ１よりも低い範囲内で推移する。

【0027】

次に、図４のステップＳ１２０にて、異常検知装置６００は、２つの熱電素子２００の発生電圧に基づいて、ダイカストマシン１００に異常が発生したか否かを判定する。本実施形態では、２つの熱電素子２００のうちの少なくとも１つの熱電素子２００の発生電圧が所定の第１電圧Ｖ１以上になった場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。また、本実施形態では、２つの熱電素子２００のうちの少なくとも１つの熱電素子２００の発生電圧が第１電圧Ｖ１よりも低い所定の第２電圧Ｖ２以下になった場合にも、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。さらに、本実施形態では、２つの熱電素子２００の発生電圧の電圧差の絶対値が所定の基準値以上になった場合にも、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。

【0028】

後述するように、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが第１電圧Ｖ１以上になった場合には、射出スリーブ１２１内の潤滑剤不足によるダイカストマシン１００の異常が発生した可能性がある。熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが第２電圧Ｖ２以下になった場合には、射出スリーブ１２１の曲げ変形によるダイカストマシン１００の異常、あるいは、射出スリーブ１２１内の潤滑剤過剰によるダイカストマシン１００の異常が発生した可能性がある。射出スリーブ１２１の曲げ変形によって、熱電素子２００の内部断線が発生することがあるので、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅがゼロになった場合には、射出スリーブ１２１の曲げ変形によるダイカストマシン１００の異常が発生した可能性がある。射出スリーブ１２１の軸方向に沿って並んで配置された２つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅの電圧差の絶対値が所定の基準値以上になった場合には、射出スリーブ１２１の曲げ変形によるダイカストマシン１００の異常が発生した可能性がある。第１電圧Ｖ１および第２電圧Ｖ２は、予め行われる試験によって、ダイカストマシン１００に異常が発生するときの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅを調べることによって決定できる。上述した基準値は、予め行われる試験によって、ダイカストマシン１００に異常が発生するときの２つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅの差の絶対値を調べることによって決定できる。なお、第２電圧Ｖ２のことを第３電圧Ｖ３と呼ぶことがある。電圧ゼロのことを、第３電圧Ｖ３と呼ぶこともある。

【0029】

ステップＳ１２０でダイカストマシン１００に異常が発生したと判定されなかった場合、異常検知装置６００は、ステップＳ１３０に処理を進める。一方、ステップＳ１２０でダイカストマシン１００に異常が発生したと判定された場合、ステップＳ１２５にて、異常検知装置６００は、ダイカストマシン１００に異常が発生したことを報知した後、ステップＳ１３０に処理を進める。本実施形態では、異常検知装置６００は、ダイカストマシン１００に異常が発生したことを表すメッセージを表示装置６５０に表示させることによって、ダイカストマシン１００の異常を報知する。異常検知装置６００は、各熱電素子２００の発生電圧Ｖｅによってダイカストマシン１００の異常の種類を推定し、ダイカストマシン１００の異常の種類を表示装置６５０に表示させてもよい。

【0030】

ステップＳ１２０またはステップＳ１２５の後、ステップＳ１３０にて、異常検知装置６００は、異常検知処理を終了するか否かを判定する。異常検知装置６００は、例えば、異常検知装置６００に設けられた終了ボタンが押下された場合に、異常判定処理を終了すると判定する。この終了ボタンは、例えば、ダイカスト製品の製造を終了するときに、ユーザによって押下される。ステップＳ１３０で異常検知処理を終了すると判断されなかった場合には、異常検知装置６００は、ステップＳ１１０に処理を戻して、ステップＳ１１０からステップＳ１３０までの処理を再び実行する。一方、ステップＳ１３０で異常検知処理を終了すると判断された場合には、異常検知装置６００は、異常検知処理を終了する。なお、異常検知処理によって実現される方法のことを異常検知方法と呼ぶことがある。ステップＳ１１０のことを取得工程と呼ぶことがある。ステップＳ１２０のことを判定工程と呼ぶことがある。ステップＳ１２５のことを報知工程と呼ぶことがある。

【0031】

図６は、射出スリーブ１２１の曲げ変形によるダイカストマシン１００の異常発生時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係を示すグラフである。図７は、射出スリーブ１２１内の潤滑剤不足によるダイカストマシン１００の異常発生時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係を示すグラフである。図８は、射出スリーブ１２１内の潤滑剤過剰によるダイカストマシン１００の異常発生時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係を示すグラフである。図６から図８において、横軸は、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅを表しており、縦軸は、射出スリーブ１２１に導入された溶湯ＭＭの温度と熱電素子２００の下面の温度との温度差を表している。

【0032】

図６には、正常時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係が実線で表されており、射出スリーブ１２１の曲げ変形による異常発生時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係が破線で表されている。射出スリーブ１２１内に注ぎ込まれた溶湯ＭＭは、金型１５０内に圧送されるまで、射出スリーブ１２１の下部に滞留する。そのため、射出スリーブ１２１の下部の温度は、射出スリーブ１２１の上部の温度よりも高くなる。射出スリーブ１２１の上部の温度と下部の温度との温度差によって、射出スリーブ１２１には、下方に向けて突き出した弧を描くように曲げ変形が生じる。射出スリーブ１２１の曲げ変形量が大きくなると、プランジャチップ１２６の移動時に、プランジャチップ１２６が射出スリーブ１２１の内壁面に擦り付けられて、射出スリーブ１２１の内壁面に引っ掻き傷を付けることがある。射出スリーブ１２１の曲げ変形量が大きくなるほど、射出スリーブ１２１と固定ブロック４２０とが接触する面積が減少して、熱電素子２００の上面の温度が低下する。熱電素子２００の下面の温度は、冷却装置３００によって一定に保たれるので、射出スリーブ１２１の曲げ変形量が大きくなるほど、熱電素子２００の上面の温度と下面の温度との温度差が小さくなる。そのため、射出スリーブ１２１に曲げ変形が生じると、射出スリーブ１２１に曲げ変形が生じていないときに比べて、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが小さくなる。さらに、射出スリーブ１２１の曲げ変形量が大きくなるほど、射出スリーブ１２１と固定ブロック４２０との間の隙間の大きさにばらつきが生じるので、射出スリーブ１２１の軸方向に沿って並んで配置された各熱電素子２００の発生電圧Ｖｅの差の絶対値が大きくなる。

【0033】

図７には、正常時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係が実線で表されており、射出スリーブ１２１内の潤滑剤不足による異常発生時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係が破線で表されている。射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される潤滑剤の量が不足すると、射出スリーブ１２１とプランジャチップ１２６との間に働く摩擦力が大きくなるので、射出スリーブ１２１やプランジャチップ１２６の寿命が短くなる。射出スリーブ１２１やプランジャチップ１２６の寿命が短くなると、射出スリーブ１２１やプランジャチップ１２６の交換頻度が高くなるので、射出スリーブ１２１やプランジャチップ１２６の交換のための費用が多くなるだけではなく、ダイカスト製品の製造個数が少なくなる。射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される潤滑剤の量が不足すると、溶湯ＭＭと射出スリーブ１２１の内壁面との間で気化する油分が少なくなって、気化した油分を介さずに溶湯ＭＭが射出スリーブ１２１の内壁面に接触する面積が増加し、熱電素子２００の上面の温度が上昇する。そのため、射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される潤滑剤の量が不足すると、射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される潤滑剤の量が適切なときに比べて、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが大きくなる。

【0034】

図８には、正常時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係が実線で表されており、射出スリーブ１２１内の潤滑剤過剰による異常発生時の熱電素子２００の発生電圧Ｖｅと温度差との関係が破線で表されている。射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される潤滑剤の量が過剰になると、気化した潤滑剤の油分が金型１５０内に混入して、ダイカスト製品にブローホールなどの欠陥が生じやすくなる。射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される潤滑剤の量が過剰になると、溶湯ＭＭと射出スリーブ１２１の内壁面との間で気化する油分が多くなって、気化した油分を介さずに溶湯ＭＭが射出スリーブ１２１の内壁面に接触する面積が減少し、熱電素子２００の上面の温度が低下する。そのため、射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される潤滑剤の量が過剰になると、射出スリーブ１２１の内壁面に塗布される潤滑剤の量が適切なときに比べて、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが小さくなる。

【0035】

以上で説明した本実施形態における異常検知システム５０によれば、熱電素子２００の下面の温度が冷却装置３００によって一定に保たれるので、ダイカストマシン１００の異常によって熱電素子２００の上面の温度が変化すると、異常検知装置６００によって取得される熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが変化する。そのため、射出スリーブ１２１の上方に計測機器を設けなくても、異常検知装置６００は、射出スリーブ１２１の下方に配置された熱電素子２００の発生電圧Ｖｅに基づいてダイカストマシン１００の異常を検知できる。したがって、例えば、自動給湯機のように射出スリーブ１２１の周辺に設けられる装置の配置の自由度が低下することを抑制できる。

【0036】

また、本実施形態では、異常検知装置６００は、２つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅのうちの少なくとも一方が第１電圧Ｖ１以上になった場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。そのため、射出スリーブ１２１内の潤滑剤不足によるダイカストマシン１００の異常を検知できる。

【0037】

また、本実施形態では、異常検知装置６００は、２つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅのうちの少なくとも一方が第１電圧Ｖ１以上になった場合だけではなく、２つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅのうちの少なくとも一方が第２電圧Ｖ２以下になった場合にも、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。そのため、射出スリーブ１２１の曲げ変形によるダイカストマシン１００異常や、射出スリーブ１２１内の潤滑剤過剰によるダイカストマシン１００の異常を検知できる。

【0038】

また、本実施形態では、異常検知装置６００は、２つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅの電圧差が基準値以上になった場合にも、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。そのため、１つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅに基づいて射出スリーブ１２１の変形による異常を検知する形態に比べて精度良く射出スリーブ１２１の曲げ変形による異常を検知できる。

【0039】

なお、他の形態では、例えば、射出スリーブ１２１の下方に設置されたレーザ変位計を用いて、射出スリーブ１２１の変位を計測し、レーザ変位計によって計測された射出スリーブ１２１の変位に基づいて、射出スリーブ１２１の曲げ変形による異常を検知してもよい。しかしながら、この他の形態では、レーザ変位計によって射出スリーブ１２１の変位を計測するための消費電力がかかる。これに対して、本実施形態では、熱電素子２００の発生電圧Ｖｅに基づいて、射出スリーブ１２１の曲げ変形による異常を検知することができるので、上述した他の形態に比べて、射出スリーブ１２１の曲げ変形による異常を検知するための消費電力を低減できる。

【0040】

また、他の形態では、例えば、射出スリーブ１２１の下部に貼付された熱電対温度計を用いて、射出スリーブ１２１の下部の温度を計測し、熱電対温度計によって計測された温度に基づいて、潤滑剤の過不足による射出スリーブ１２１の異常を検知してもよい。しかしながら、熱電対温度計では、射出スリーブ１２１のうちの極めて狭い領域の温度しか計測できないので、多数の熱電対温度計を用いなければ、潤滑剤の過不足を適切に判定することができない。これに対して、本実施形態では、熱電対温度計を用いる形態における熱電対温度計の数よりも少ない数の熱電素子２００によって、潤滑剤の過不足を適切に判定することができる。

【0041】

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上述した実施形態の異常検知システム５０では、射出スリーブ１２１の下方には２つ熱電素子２００が設けられている。これに対して、射出スリーブ１２１の下方に設けられる熱電素子２００の数は、１つでもよい。

【0042】

（Ｂ２）上述した実施形態の異常検知システム５０では、異常検知装置６００は、複数の熱電素子２００のうちの少なくとも１つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが第１電圧Ｖ１以上になった場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。これに対して、異常検知装置６００は、複数の熱電素子２００のうちの少なくとも１つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが第１電圧Ｖ１以上になった場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断しなくてもよい。この場合、異常検知装置６００は、例えば、複数の熱電素子２００のうちの少なくとも１つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが第２電圧Ｖ２以下になった場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。

【0043】

（Ｂ３）上述した実施形態の異常検知システム５０では、異常検知装置６００は、複数の熱電素子２００のうちの少なくとも１つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが第２電圧Ｖ２以下になった場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。これに対して、異常検知装置６００は、複数の熱電素子２００のうちの少なくとも１つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが第２電圧Ｖ２以下になった場合に、射出スリーブ１２１に異常が生じたと判断しなくてもよい。この場合、異常検知装置６００は、例えば、複数の熱電素子２００のうちの少なくとも１つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅが第１電圧Ｖ１以上になった場合に、ダイカストマシン１００に異常が生じたと判断する。

【0044】

（Ｂ４）上述した実施形態の異常検知システム５０では、異常検知装置６００は、２つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅの電圧差の絶対値が所定値を超えた場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断する。これに対して、異常検知装置６００は、２つの熱電素子２００の発生電圧Ｖｅの電圧差の絶対値が所定値を超えた場合に、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判断しなくてもよい。

【0045】

（Ｂ５）上述した実施形態の異常検知システム５０では、異常検知装置６００は、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判定した場合に、表示装置６５０を用いてダイカストマシン１００の異常を報知する。これに対して、異常検知装置６００に接続されたランプが設けられ、異常検知装置６００は、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判定した場合に、ランプを点灯させることによって、ダイカストマシン１００の異常を報知してもよい。また、異常検知装置６００に接続されたブザーが設けられて、異常検知装置６００は、ダイカストマシン１００に異常が発生したと判定した場合に、ブザーを鳴動させることによって、ダイカストマシン１００の異常を報知してもよい。

【0046】

本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0047】

５０…異常検知システム、１００…ダイカストマシン、１１０…型締装置、１１１…固定盤、１１２…可動盤、１１５…タイバー、１２０…射出装置、１２１…射出スリーブ、１２２…導入口、１２５…射出プランジャ、１２６…プランジャチップ、１３０…押出装置、１３１…押出ピン、１３２…押出板、１５０…金型、１５１…固定型、１５２…可動型、２００…熱電素子、２１０…基板、２２１…Ｐ型半導体、２２２…Ｎ型半導体、２２５…低温側配線、２２６…高温側配線、２３０…絶縁層、２４０…伝熱シート、２５０…カバー、２６０…接着剤、３００…冷却装置、３１０…冷却ブロック、３１５…流路、４００…固定具、４１０…固定バンド、４２０…固定ブロック、４３１…ボルト、４３２…ナット、４３３…スプリングワッシャ、５００…潤滑剤供給装置、５１０…ノズル、６００…異常検知装置、６５０…表示装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】