(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】P2023157005
(43)【公開日】2023-10-25
(54)【発明の名称】摩耗状況計測装置およびダイカストマシン
(51)【国際特許分類】
B22D 17/32 20060101AFI20231018BHJP
B22D 17/20 20060101ALI20231018BHJP
B29C 45/84 20060101ALI20231018BHJP
B29C 45/17 20060101ALI20231018BHJP
【ＦＩ】
B22D17/32 J
B22D17/20 F
B22D17/20 G
B29C45/84
B29C45/17
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023063411
(22)【出願日】2023-04-10
(31)【優先権主張番号】P 2022066401
(32)【優先日】2022-04-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000003458
【氏名又は名称】芝浦機械株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(72)【発明者】
【氏名】宇佐見 兵衛
(72)【発明者】
【氏名】樋口 有孝
【テーマコード（参考）】
4F206
【Ｆターム（参考）】
4F206AM04
4F206AM23
4F206AP20
4F206AQ02
4F206AR07
4F206JA07
4F206JL02
4F206JL07
4F206JL09
4F206JP13
4F206JP14
4F206JP15
4F206JQ06
4F206JQ31
4F206JQ88
4F206JQ90
(57)【要約】
【課題】プランジャチップおよび射出スリーブの摩耗を高精度に把握することが可能な摩耗状況計測装置を提供する。
【解決手段】この摩耗状況計測部８（摩耗状況計測装置）は、金型２を保持する金型保持部３と、溶湯Ｍが供給される筒形状の射出スリーブ５と、射出スリーブ５内に摺動可能に配置され、射出スリーブ５に供給された溶湯ＭをキャビティＣ内に射出するプランジャチップ６ａと、射出スリーブ５内でプランジャチップ６ａを進退移動させる射出駆動部７と、を備えたダイカストマシン１における射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの摩耗状況を計測する摩耗状況計測装置である。摩耗状況計測部８は、プランジャチップ６ａの移動時に射出スリーブ５を伝搬する弾性波ＥＷを計測する弾性波計測部８ａと、弾性波計測部８ａの出力信号に基づいて射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部８ｂとを備える。
【選択図】図１
【解決手段】この摩耗状況計測部８（摩耗状況計測装置）は、金型２を保持する金型保持部３と、溶湯Ｍが供給される筒形状の射出スリーブ５と、射出スリーブ５内に摺動可能に配置され、射出スリーブ５に供給された溶湯ＭをキャビティＣ内に射出するプランジャチップ６ａと、射出スリーブ５内でプランジャチップ６ａを進退移動させる射出駆動部７と、を備えたダイカストマシン１における射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの摩耗状況を計測する摩耗状況計測装置である。摩耗状況計測部８は、プランジャチップ６ａの移動時に射出スリーブ５を伝搬する弾性波ＥＷを計測する弾性波計測部８ａと、弾性波計測部８ａの出力信号に基づいて射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部８ｂとを備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャビティを有する金型を保持する金型保持部と、溶湯が供給される筒形状の射出スリーブと、前記射出スリーブ内に摺動可能に配置され、前記射出スリーブに供給された溶湯をキャビティ内に射出するプランジャチップと、前記射出スリーブ内で前記プランジャチップを進退移動させる射出駆動部と、を備えたダイカストマシンにおける前記射出スリーブおよび前記プランジャチップの摩耗状況を計測する摩耗状況計測装置であって、
前記プランジャチップの移動時に前記射出スリーブを伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部と、
前記弾性波計測部の出力信号に基づいて前記射出スリーブおよび前記プランジャチップの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部とを備える、摩耗状況計測装置。
前記プランジャチップの移動時に前記射出スリーブを伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部と、
前記弾性波計測部の出力信号に基づいて前記射出スリーブおよび前記プランジャチップの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部とを備える、摩耗状況計測装置。
【請求項2】
前記弾性波計測部は、
前記射出スリーブと接触する一端と、前記射出スリーブから離れた他端とを有する伝搬部材と、
前記伝搬部材の前記他端側に取り付けられ、前記伝搬部材を介して前記射出スリーブから伝搬する弾性波を計測する弾性波検出センサと、を含む、請求項１に記載の摩耗状況計測装置。
前記射出スリーブと接触する一端と、前記射出スリーブから離れた他端とを有する伝搬部材と、
前記伝搬部材の前記他端側に取り付けられ、前記伝搬部材を介して前記射出スリーブから伝搬する弾性波を計測する弾性波検出センサと、を含む、請求項１に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項3】
前記射出スリーブを保持した状態で前記金型保持部に固定するスリーブ保持部と、
前記伝搬部材を保持する保持部材と、をさらに備え、
前記保持部材は、前記射出スリーブとは非接触で前記スリーブ保持部または前記金型保持部に取り付け可能であり、前記伝搬部材の前記一端を前記射出スリーブに付勢するように構成されている、請求項２に記載の摩耗状況計測装置。
前記伝搬部材を保持する保持部材と、をさらに備え、
前記保持部材は、前記射出スリーブとは非接触で前記スリーブ保持部または前記金型保持部に取り付け可能であり、前記伝搬部材の前記一端を前記射出スリーブに付勢するように構成されている、請求項２に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項4】
前記プランジャチップの移動時に取得された前記弾性波計測部の前記出力信号に基づいて、単位時間当たりの弾性波の強度指標を算出する信号処理部をさらに備え、
前記判定部は、算出された前記強度指標に基づいて、前記射出スリーブおよび前記プランジャチップの少なくとも一方における摩耗の程度を判定するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の摩耗状況計測装置。
前記判定部は、算出された前記強度指標に基づいて、前記射出スリーブおよび前記プランジャチップの少なくとも一方における摩耗の程度を判定するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項5】
前記判定部は、
前記射出駆動部による移動時の前記プランジャチップの位置情報を取得し、
前記プランジャチップの移動中の前記弾性波計測部の前記出力信号と前記位置情報とに基づいて、前記射出スリーブの摩耗箇所を推定するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の摩耗状況計測装置。
前記射出駆動部による移動時の前記プランジャチップの位置情報を取得し、
前記プランジャチップの移動中の前記弾性波計測部の前記出力信号と前記位置情報とに基づいて、前記射出スリーブの摩耗箇所を推定するように構成されている、請求項１～３のいずれか１項に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項6】
前記弾性波計測部の前記出力信号のうち、超音波領域の周波数の弾性波に対応する信号成分を抽出する抽出処理部をさらに備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項7】
前記保持部材は、
前記スリーブ保持部または前記金型保持部に取り付けられるとともに、前記伝搬部材を保持する第１ブラケットと、
前記第１ブラケットと前記伝搬部材との間に設けられ、前記伝搬部材の前記一端を前記射出スリーブに付勢する付勢部材と、を含む、請求項３に記載の摩耗状況計測装置。
前記スリーブ保持部または前記金型保持部に取り付けられるとともに、前記伝搬部材を保持する第１ブラケットと、
前記第１ブラケットと前記伝搬部材との間に設けられ、前記伝搬部材の前記一端を前記射出スリーブに付勢する付勢部材と、を含む、請求項３に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項8】
前記付勢部材は、前記伝搬部材の前記一端を前記射出スリーブに付勢する変形状態で前記第１ブラケットと前記伝搬部材との間に配置された板ばね、または、前記伝搬部材の前記一端を前記射出スリーブに付勢する圧縮状態で前記第１ブラケットと前記伝搬部材との間に配置された圧縮コイルばねである、請求項７に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項9】
前記射出スリーブを保持した状態で前記金型保持部に固定するスリーブ保持部をさらに備え、
前記弾性波計測部は、
前記射出スリーブと接触する一端を有する伝搬部材と、
前記スリーブ保持部または前記金型保持部に取り付けられるとともに、前記伝搬部材を直接保持して前記伝搬部材の前記一端を前記射出スリーブに当接させる第２ブラケットと、
前記第２ブラケットに取り付けられ、前記伝搬部材を介して前記射出スリーブから伝搬する弾性波を計測する弾性波検出センサと、を含む、請求項１に記載の摩耗状況計測装置。
前記弾性波計測部は、
前記射出スリーブと接触する一端を有する伝搬部材と、
前記スリーブ保持部または前記金型保持部に取り付けられるとともに、前記伝搬部材を直接保持して前記伝搬部材の前記一端を前記射出スリーブに当接させる第２ブラケットと、
前記第２ブラケットに取り付けられ、前記伝搬部材を介して前記射出スリーブから伝搬する弾性波を計測する弾性波検出センサと、を含む、請求項１に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項10】
前記第２ブラケットは、前記弾性波検出センサが取り付けられる部分の厚みよりも、前記伝搬部材を保持する側の部分の厚みの方が小さくなるように形成されている、請求項９に記載の摩耗状況計測装置。
【請求項11】
キャビティを有する金型を保持する金型保持部と、
溶湯が供給される筒形状の射出スリーブと、
前記射出スリーブ内に摺動可能に配置され、前記射出スリーブに供給された溶湯をキャビティ内に射出するプランジャチップと、
前記射出スリーブ内で前記プランジャチップを進退移動させる射出駆動部と、
前記プランジャチップの移動時に前記射出スリーブを伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部と、
前記弾性波計測部の出力信号に基づいて前記射出スリーブおよび前記プランジャチップの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部とを備える、ダイカストマシン。
溶湯が供給される筒形状の射出スリーブと、
前記射出スリーブ内に摺動可能に配置され、前記射出スリーブに供給された溶湯をキャビティ内に射出するプランジャチップと、
前記射出スリーブ内で前記プランジャチップを進退移動させる射出駆動部と、
前記プランジャチップの移動時に前記射出スリーブを伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部と、
前記弾性波計測部の出力信号に基づいて前記射出スリーブおよび前記プランジャチップの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部とを備える、ダイカストマシン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、摩耗状況計測装置およびダイカストマシンに関し、特に、射出スリーブ内の溶湯をプランジャチップにより金型内に射出するダイカストマシンにおける摩耗状況計測装置および摩耗状況計測装置を備えたダイカストマシンに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、射出スリーブ内の溶湯をプランジャチップにより金型内に射出するダイカストマシンが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【0003】
上記特許文献１には、溶湯を射出スリーブ内に供給し、射出スリーブ内に摺動自在に設けたプランジャチップをシリンダにより低速及び高速で前進することにより溶湯を金型のキャビティに射出するダイカストマシンが開示されている。
【0004】
上記特許文献１には、溶湯の射出を繰り返すと、プランジャチップに摩耗が生じ、又、射出スリーブ内に固化した金属粒が存在することが生じ、射出速度が波打つように変化する等のいわゆるかじりが発生することが記載されている。そこで、上記特許文献１では、プランジャチップの移動範囲内に複数の評価区間を設定し、評価区間毎の鋳造圧力平均値と鋳造圧力最大値とを算出し、これらの値と予め設定された値との隔たりを比較することにより評価区間毎に点数を付けることで、かじり度合いを評価することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－１０４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献１に記載された「かじり」の発生は、摺動面であるプランジャチップの外周面と射出スリーブの内周面との一方または両方に生じる摩耗が主たる原因となる。かじりの発生以外にも、摺動面の摩耗によりプランジャチップと射出スリーブとの間の隙間が大きくなると、隙間から圧力が抜けてしまうバックフラッシュとよばれる現象が発生する。かじりやバックフラッシュといった摺動部品の異常は、製品の品質低下の要因となるため、摩耗したプランジャチップおよび射出スリーブは交換される。製品の品質に影響するまで摩耗が進行する前に、適切なタイミングで摺動部品の交換の要否を判断できるように、プランジャチップおよび射出スリーブの摩耗を精度良く検知することが望まれている。
【0007】
しかしながら、上記特許文献１に開示された評価手法は、かじりの発生による摺動抵抗の変化を、射出圧力の変化として計測することで間接的に検知するものであり、射出圧力を変動させないような僅かな変化をとらえることは困難である。つまり、実際にかじりの発生に起因する射出圧力の変化を検知できた時には品質が低下した製品あるいは品質基準を満たさない不良品が発生してしまっている可能性が高い。
【0008】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、プランジャチップおよび射出スリーブの摩耗を高精度に把握することが可能な摩耗状況計測装置およびダイカストマシンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本願発明者らが鋭意検討した結果、プランジャチップが射出スリーブ内を摺動する際には摺動音が発生し、空気中では検出できないような摺動音であっても、射出スリーブ内を伝搬する高周波（超音波領域）の弾性波として検出できることを見出した。そして、本願発明者らは、射出圧力変化として検出できるほどの大きな摺動抵抗の変化を生じさせないような段階の摩耗状況であっても、摺動時に射出スリーブを伝搬する弾性波には、その摩耗状況を反映した変化が現れることを見出した。この知見に基づいて、本願発明者らは、以下の発明をするに至った。
【0010】
すなわち、本発明の第１の局面における摩耗状況計測装置は、キャビティを有する金型を保持する金型保持部と、溶湯が供給される筒形状の射出スリーブと、射出スリーブ内に摺動可能に配置され、射出スリーブに供給された溶湯をキャビティ内に射出するプランジャチップと、射出スリーブ内でプランジャチップを進退移動させる射出駆動部と、を備えたダイカストマシンにおける射出スリーブおよびプランジャチップの摩耗状況を計測する摩耗状況計測装置であって、プランジャチップの移動時に射出スリーブを伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部と、弾性波計測部の出力信号に基づいて射出スリーブおよびプランジャチップの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部とを備える。なお、本発明において、「摩耗」とは、射出スリーブおよびプランジャチップの摺動面のすり減りのみならず、摺動面に形成される傷（損傷）に起因する摺動抵抗の増大箇所の形成を含む広い概念である。
【0011】
この発明の第１の局面による摩耗状況計測装置では、上記のように、プランジャチップの移動時に射出スリーブを伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部を備える。これにより、プランジャチップと射出スリーブとの摺動により発生して射出スリーブを伝搬する高周波の弾性波（アコースティックエミッション、ＡＥ波）を計測することで、摺動面における摩耗の程度に応じた弾性波の変化を把握することができる。摺動によって生じる弾性波は、射出スリーブを伝播するので、空気中を伝わる摺動音や、射出圧力の変化としては計測されないような僅かな変化でも捉えることができる。そして、弾性波計測部の出力信号に基づいて射出スリーブおよびプランジャチップの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部を備えることにより、弾性波計測部の出力信号から摩耗状況（摩耗の進行具合）を把握することができる。これにより、プランジャチップおよび射出スリーブの摩耗を高精度に把握することができる。
【0012】
上記第１の局面による摩耗状況計測装置において、好ましくは、弾性波計測部は、射出スリーブと接触する一端と、射出スリーブから離れた他端とを有する伝搬部材と、伝搬部材の他端側に取り付けられ、伝搬部材を介して射出スリーブから伝搬する弾性波を計測する弾性波検出センサと、を含む。このように構成すれば、たとえば射出スリーブを保持する金型保持部側に伝搬した弾性波を計測するのではなく、プランジャチップと射出スリーブとの摺動に伴い発生する弾性波を、伝搬部材を用いることで射出スリーブから直接的に計測できる。また、射出スリーブは、溶湯が供給されることによって非常に高温（数百℃）となるため、耐熱型のセンサであっても射出スリーブに直接取り付けることは困難である。そこで、射出スリーブに接触させた伝搬部材に弾性波を伝搬させることによって、弾性波検出センサへの熱の影響を抑制しつつ弾性波を計測できる。
【0013】
この場合、好ましくは、射出スリーブを保持した状態で金型保持部に固定するスリーブ保持部と、伝搬部材を保持する保持部材と、をさらに備え、保持部材は、射出スリーブとは非接触でスリーブ保持部または金型保持部に取り付け可能であり、伝搬部材の一端を射出スリーブに付勢するように構成されている。このように構成すれば、保持部材の付勢力によって伝搬部材と射出スリーブとの接触状態を確実に維持できる。また、保持部材がダイカストマシンの一部であるスリーブ保持部または金型保持部に取り付け可能であるので、保持部材を所定位置に固定するための台座などを別途設ける必要がない。そして、保持部材が射出スリーブと非接触となるため、摩耗した射出スリーブを交換する場合にも、保持部材が交換作業の邪魔になることを抑制できる。
【0014】
上記第１の局面による摩耗状況計測装置において、好ましくは、プランジャチップの移動時に取得された弾性波計測部の出力信号に基づいて、単位時間当たりの弾性波の強度指標を算出する信号処理部をさらに備え、判定部は、算出された強度指標に基づいて、射出スリーブおよびプランジャチップの少なくとも一方における摩耗の程度を判定するように構成されている。このように構成すれば、プランジャチップの移動（摺動）中の単位時間当たりの強度指標の変化に基づいて、たとえば急激なスパイク状の強度ピークが現れたことや、ベースラインの顕著な変位が現れたことなどから、摩耗の進行度合いを精度良く判定できる。
【0015】
上記第１の局面による摩耗状況計測装置において、好ましくは、判定部は、射出駆動部による移動時のプランジャチップの位置情報を取得し、プランジャチップの移動中の弾性波計測部の出力信号と位置情報とに基づいて、射出スリーブの摩耗箇所を推定するように構成されている。このように構成すれば、射出スリーブのどの箇所で摩耗が進行しているかを把握できる。そのため、摩耗の進行を抑制するための、射出スリーブや射出駆動部の組み付け角度の調整や射出動作制御の最適化を検討するための有用な情報を得ることができる。
【0016】
上記第１の局面による摩耗状況計測装置において、好ましくは、弾性波計測部の出力信号のうち、超音波領域の周波数の弾性波に対応する信号成分を抽出する抽出処理部をさらに備える。ここで、超音波領域の周波数とは、２０ｋＨｚ以上の周波数である。このように構成すれば、たとえば射出動作に伴って発生する振動（変位、びびりなど）や、ダイカストマシンの他の部位から伝わる振動などは、超音波領域よりも十分に低い周波数の振動であるため、そのような振動成分を除去して、プランジャチップと射出スリーブとの摺動に起因する信号成分を抽出することができる。その結果、摩耗状況の判定に関わる信号成分のＳＮ比を改善できる。
【0017】
上記保持部材を備える構成において、好ましくは、保持部材は、スリーブ保持部または金型保持部に取り付けられるとともに、伝搬部材を保持する第１ブラケットと、第１ブラケットと伝搬部材との間に設けられ、伝搬部材の一端を射出スリーブに付勢する付勢部材と、を含む。このように構成すれば、第１ブラケットにより伝搬部材を安定して保持することができるとともに、付勢部材により第１ブラケットに対して伝搬部材を付勢して伝搬部材の一端と射出スリーブとの接触状態を容易に確保することができる。
【0018】
この場合、好ましくは、付勢部材は、伝搬部材の一端を射出スリーブに付勢する変形状態で第１ブラケットと伝搬部材との間に配置された板ばね、または、伝搬部材の一端を射出スリーブに付勢する圧縮状態で第１ブラケットと伝搬部材との間に配置された圧縮コイルばねである。このように構成すれば、付勢部材が板ばねである場合、比較的剛性の高い板ばねを介して第１ブラケットが伝搬部材をより安定して保持することができる。付勢部材が圧縮コイルばねである場合、第１ブラケットと伝搬部材との間に比較的剛性の高い付勢部材が介在する場合と比較して、第１ブラケットと伝搬部材との間で振動が伝わりにくくすることができるので、第１ブラケットが取り付けられたダイカストマシンのスリーブ保持部側または金型保持部側から伝わる振動（ノイズ）が、伝搬部材に取り付けられた弾性波検出センサに伝わりにくくすることができる。
【0019】
上記第１の局面による摩耗状況計測装置において、好ましくは、射出スリーブを保持した状態で金型保持部に固定するスリーブ保持部をさらに備え、弾性波計測部は、射出スリーブと接触する一端を有する伝搬部材と、スリーブ保持部または金型保持部に取り付けられるとともに、伝搬部材を直接保持して伝搬部材の一端を射出スリーブに当接させる第２ブラケットと、第２ブラケットに取り付けられ、伝搬部材を介して射出スリーブから伝搬する弾性波を計測する弾性波検出センサと、を含む。このように構成すれば、第２ブラケットにより伝搬部材を直接保持することができるとともに、第２ブラケットに、スリーブ保持部または金型保持部に取り付ける機能、弾性波検出センサを取り付ける機能、および、伝搬部材を保持する機能という複数の機能を持たせることができる。したがって、第２ブラケットにより伝搬部材を間接的に保持する場合や、上記各機能を複数の部材に分けて持たせる場合と比較して、摩耗状況計測装置の装置構成を簡素化することができる。
【0020】
この場合、好ましくは、第２ブラケットは、弾性波検出センサが取り付けられる部分の厚みよりも、伝搬部材を保持する側の部分の厚みの方が小さくなるように形成されている。このように構成すれば、伝搬部材から第２ブラケットの伝搬部材を保持する側の部分の厚みを比較的薄くすることができるので、伝搬部材から第２ブラケットに伝わる弾性波により第２ブラケットの薄い部分を比較的大きく振動させて、弾性波検出センサによる弾性波の検出精度を向上させることができる。
【0021】
本発明の第２の局面におけるダイカストマシンは、キャビティを有する金型を保持する金型保持部と、溶湯が供給される筒形状の射出スリーブと、射出スリーブ内に摺動可能に配置され、射出スリーブに供給された溶湯をキャビティ内に射出するプランジャチップと、射出スリーブ内でプランジャチップを進退移動させる射出駆動部と、プランジャチップの移動時に射出スリーブを伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部と、弾性波計測部の出力信号に基づいて射出スリーブおよびプランジャチップの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部とを備える。
【0022】
この発明の第２の局面によるダイカストマシンでは、上記第１の局面と同様に、プランジャチップの移動時に射出スリーブを伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部を備える。これにより、プランジャチップと射出スリーブとの摺動により発生して射出スリーブを伝搬する高周波の弾性波（アコースティックエミッション、ＡＥ波）を計測することで、摺動面における摩耗の程度に応じた弾性波の変化を把握することができる。そして、弾性波計測部の出力信号に基づいて射出スリーブおよびプランジャチップの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部を備えることにより、弾性波計測部の出力信号から摩耗状況（摩耗の進行具合）を把握することができる。これにより、プランジャチップおよび射出スリーブの摩耗を高精度に把握することができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、上記のように、プランジャチップおよび射出スリーブの摩耗を高精度に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】摩耗状況計測部を備えたダイカストマシンの全体構成を示した模式図である。
【図2】摩耗状況計測部およびダイカストマシンの制御装置を説明するためのブロック図である。
【図3】ダイカストマシンの射出工程におけるプランジャチップの移動制御を説明するための模式的なグラフである。
【図4】摺動部品に生じる摩耗と、摺動部品の摺動に伴い発生する弾性波とを説明するための模式図である。
【図5】第１実施形態の弾性波計測部の構造を示した射出スリーブ付近の模式的な拡平面図である。
【図6】射出スリーブと接触する伝搬部材の一端の形状を説明するための模式図である。
【図7】周波数フィルタ処理後のＡＥセンサの出力信号を模式的に示したグラフである。
【図8】ＡＥセンサの出力信号から生成された強度指標データを模式的に示したグラフである。
【図9】強度指標データとプランジャチップの位置情報とから生成された強度指標－位置変化データのグラフであって、（Ａ）摺動部品の摩耗が進行した時のグラフ、（Ｂ）正常時のグラフ、の模式図である。
【図10】摺動部品の摩耗状況計測処理を説明するためのフロー図である。
【図11】第２実施形態の弾性波計測部の構造を示した射出スリーブ付近の模式的な拡大平面図である。
【図12】第３実施形態の弾性波計測部の構造を示した射出スリーブ付近の模式的な拡大平面図である。
【図13】ダイカストマシンとは独立した摩耗状況計測装置の構成例を示した模式図である。
【図14】伝搬部材の一端の形状の変形例（Ａ）および（Ｂ）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【0026】
（第１実施形態）
図１～図９を参照して、第１実施形態による摩耗状況計測部８を備えたダイカストマシン１の構成について説明する。摩耗状況計測部８は、特許請求の範囲の「摩耗状況計測装置」の一例である。なお、図面では、Ｚ方向を上下方向とし、Ｚ方向のうちのＺ１方向を上方向、Ｚ方向のうちのＺ２方向を下方向としている。また、Ｘ方向およびＹ方向を水平面内において互いに直交する２つの方向とし、Ｘ方向のうちのＸ１方向を後述するプランジャチップ６ａの前進方向とし、Ｘ方向のうちのＸ２方向をプランジャチップ６ａの後進方向としている。
図１～図９を参照して、第１実施形態による摩耗状況計測部８を備えたダイカストマシン１の構成について説明する。摩耗状況計測部８は、特許請求の範囲の「摩耗状況計測装置」の一例である。なお、図面では、Ｚ方向を上下方向とし、Ｚ方向のうちのＺ１方向を上方向、Ｚ方向のうちのＺ２方向を下方向としている。また、Ｘ方向およびＹ方向を水平面内において互いに直交する２つの方向とし、Ｘ方向のうちのＸ１方向を後述するプランジャチップ６ａの前進方向とし、Ｘ方向のうちのＸ２方向をプランジャチップ６ａの後進方向としている。
【0027】
（ダイカストマシンの構成）
図１に示すように、ダイカストマシン１は、移動金型２ａが水平方向に移動される横型のマシンである。また、ダイカストマシン１は、コールドチャンバ方式のマシンであり、ダイカストマシン１に取り付けられた金型２内（移動金型２ａと固定金型２ｂとにより形成されるキャビティＣ）に、液状の金属材料である溶湯を射出することによりダイカスト製品（成形品）を製造するように構成されている。
図１に示すように、ダイカストマシン１は、移動金型２ａが水平方向に移動される横型のマシンである。また、ダイカストマシン１は、コールドチャンバ方式のマシンであり、ダイカストマシン１に取り付けられた金型２内（移動金型２ａと固定金型２ｂとにより形成されるキャビティＣ）に、液状の金属材料である溶湯を射出することによりダイカスト製品（成形品）を製造するように構成されている。
【0028】
ダイカストマシン１は、金型保持部３と、射出部４と、スリーブ保持部４０と、摩耗状況計測部８とを備える。また、図１のダイカストマシン１は、給湯装置９と、蓋機構１０と、型締部１１と、制御装置１２と、表示部１３と、報知器１４と、を備えている。
【0029】
金型保持部３は、キャビティＣを有する金型２を保持する。金型保持部３は、固定ダイプレート３ａと、移動ダイプレート３ｂとを含む。
【0030】
金型２は、移動金型２ａと、固定金型２ｂとを含む。固定金型２ｂは、固定ダイプレート３ａに固定されている。移動金型２ａは、固定金型２ｂに当接または離間する方向（Ｘ方向）に移動可能な移動ダイプレート３ｂに取り付けられている。キャビティＣは、固定金型２ｂに移動金型２ａを当接させることにより形成されている。キャビティＣは、ダイカスト製品（成形品）を成形するための空洞部分である。
【0031】
移動ダイプレート３ｂは、型締部１１によってＸ方向に移動される。型締部１１は、移動ダイプレート３ｂを駆動する駆動部１１ａを備えている。駆動部１１ａは、たとえば電動モータであり、ボールねじ軸などの伝達機構１１ｂにより移動ダイプレート３ｂをＸ方向に駆動する。駆動部１１ａは、電動式に限らず、トグル機構からなる伝達機構を駆動する油圧式の駆動部であってもよく、電動式と油圧式とを組み合わせたハイブリッド型の駆動部であってもよい。
【0032】
射出部４は、射出スリーブ５と、プランジャ６と、射出駆動部７とを含む。
【0033】
射出スリーブ５は、両端が開口した筒形状を有している。射出スリーブ５は、Ｘ方向に直線状に延びている。射出スリーブ５は、スリーブ保持部４０を介して金型保持部３に固定されている。スリーブ保持部４０は、筒形状を有しており、射出スリーブ５が挿通されることにより射出スリーブ５を保持している。スリーブ保持部４０は、射出スリーブ５を保持した状態で金型保持部３に固定されている。射出スリーブ５は、金属材料の溶湯を注湯可能に構成されている。射出スリーブ５は、射出スリーブ５内にプランジャチップ６ａを摺動可能に収容するように構成されている。摺動とは、接触状態で相対移動することである。
【0034】
具体的には、射出スリーブ５は、注湯口５ａと、溶湯通路５ｂとを含む。注湯口５ａは、給湯装置９により溶湯を溶湯通路５ｂ内に注湯するために設けられている。注湯口５ａは、射出スリーブ５の上側（Ｚ１方向側）の部分をＺ方向に貫通している。溶湯通路５ｂは、射出スリーブ５をＸ方向に貫通する貫通孔である。溶湯通路５ｂは、Ｘ１方向端部においてキャビティＣに連通している。
【0035】
プランジャ６は、プランジャチップ６ａと、プランジャロッド６ｂとを含む。プランジャチップ６ａは、射出スリーブ５内に摺動可能に配置される。プランジャチップ６ａは、プランジャロッド６ｂの一端（Ｘ１方向側の端部）に取り付けられている。プランジャロッド６ｂは、Ｘ方向に沿って延びる柱形状を有する。プランジャロッド６ｂの他端（Ｘ２方向側の端部）が射出駆動部７（液圧シリンダ７ａ）のピストンロッドに取り付けられている。プランジャチップ６ａは、プランジャロッド６ｂを介して射出駆動部７により射出スリーブ５内を進退移動されることにより、射出スリーブ５に供給された溶湯をキャビティＣ内に射出するように構成されている。
【0036】
射出駆動部７は、射出スリーブ５内でプランジャチップ６ａを進退移動させるように構成されている。射出駆動部７は、液圧（油圧）により動作する液圧シリンダ（油圧シリンダ）７ａと、油圧回路７ｂを含む。液圧シリンダ７ａは、油圧回路７ｂに接続されており、油圧回路７ｂにより動作されるように構成されている。液圧シリンダ７ａにより移動されるプランジャチップ６ａの位置（Ｘ方向位置）は、位置センサ７ｃによって検出される。
【0037】
位置センサ７ｃは、プランジャチップ６ａの位置（液圧シリンダ７ａのストローク量）を検知するように構成されている。位置センサ７ｃは、たとえば、ストロークセンサ、磁気式または光学式のリニアエンコーダ、または、レーザ式の測長器である。
【0038】
給湯装置９は、保持炉（図示せず）から液状の金属材料である溶湯を汲み取って、射出スリーブ５に供給（注湯）するように構成されている。具体的には、給湯装置９は、ラドル９ａと、アーム９ｂとを備えている。ラドル９ａは、保持炉から液状の金属材料である溶湯を汲み取る容器である。アーム９ｂは、射出スリーブ５の注湯口５ａまでラドル９ａを移動させるとともに、ラドル９ａを傾けて溶湯を射出スリーブ５内に注湯するように構成されている。
【0039】
蓋機構１０は、給湯装置９により射出スリーブ５内に溶湯が注湯された後、注湯口５ａを塞ぐように構成されている。具体的には、蓋機構１０は、蓋部１０ａと、アーム１０ｂとを含んでいる。蓋部１０ａは、Ｚ１方向から視て、注湯口５ａの形状に沿った形状を有している。蓋部１０ａは、アーム１０ｂの先端部に配置されている。アーム１０ｂは、蓋部１０ａを注湯口５ａまで移動させるように構成されている。
【0040】
摩耗状況計測部８は、弾性波計測部８ａと、判定部８ｂとを含む。
【0041】
弾性波計測部８ａは、プランジャチップ６ａの移動時に射出スリーブ５を伝搬する弾性波ＥＷ（図４参照）を計測するように構成されている。
【0042】
判定部８ｂは、弾性波計測部８ａの出力信号に基づいて射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗状況を判定するように構成されている。以下、射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａをまとめて、摺動部品ＳＰ（図３参照）という。
【0043】
制御装置１２は、ダイカストマシン１の各部の駆動を制御するように構成されている。制御装置１２は、ダイカストマシン１の各部に電気的に接続されている。図２に示すように、制御装置１２は、制御部１２ａと、記憶部１２ｂと、を含む。制御部１２ａは、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリとを含むコンピュータにより構成されている。記憶部１２ｂは、フラッシュメモリなどの不揮発性の記録媒体を含む。また、制御装置１２は、表示部１３を含む。
【0044】
記憶部１２ｂは、制御部１２ａ（プロセッサ）が実行するためのプログラムを記憶している。記憶部１２ｂは、弾性波計測部８ａによる計測データ（後述する強度指標－位置変化データ２２ｄ）を記憶するように構成されている。また、記憶部１２ｂは、弾性波計測部８ａによる計測データから摺動部品ＳＰの摩耗状況を判定するための判定閾値などの設定情報を予め記憶している。
【0045】
表示部１３は、液晶モニタなどの表示媒体を含み、ダイカストマシン１に関わる各種の情報を表示するように構成されている。報知器１４は、たとえば表示灯である。表示灯は、ランプなどの発光部を含み、点灯または点滅することにより、ユーザへの報知を行うように構成されている。また、報知器１４は、ブザー音を出力するスピーカを含む。
【0046】
【0047】
まず、制御部１２ａは、図１に示した射出スリーブ５の注湯口５ａから射出スリーブ５内に溶湯を注湯するように給湯装置９を制御し、注湯後、注湯口５ａを塞ぐように蓋機構１０を制御する。
【0048】
注湯口５ａが塞がれた後、制御部１２ａは、射出工程を行うように射出駆動部７を制御する。図３に示すように、射出工程は、大別して、図３（Ａ）の射出前進工程と、図３（Ｂ）の射出戻り工程とを含む。図３（Ａ）および（Ｂ）のグラフの横軸は、図中上部に示した射出スリーブ５内の模式図と対応させたプランジャチップ６ａのＸ方向位置を示す。グラフの縦軸はプランジャチップ６ａの移動速度を表す。縦軸は、正方向（図中の上方向）がＸ１方向（前進方向）の速度を表し、負方向（図中の下方向）がＸ２方向（後退方向）の速度を表す。
【0049】
図３（Ａ）の射出前進工程は、射出スリーブ５内においてプランジャチップ６ａをＸ１方向へ前進させて、金型２内に溶湯を射出する工程である。また、図３（Ｂ）の射出戻り工程は、射出前進工程において前進させたプランジャチップ６ａを射出スリーブ５内においてＸ２方向へ後進させて、プランジャチップ６ａを次の溶湯の射出のための待機位置に移動させる工程である。
【0050】
図３（Ａ）の射出前進工程は、低速前進工程と、高速前進工程とを含む。制御部１２ａは、プランジャチップ６ａを低速で移動させる低速射出工程と、プランジャチップ６ａを高速で移動させる高速射出工程とを切り替えるように、射出駆動部７を制御する。低速射出工程は、第１速度Ｖ１を目標速度として、プランジャチップ６ａを移動させる工程である。また、高速射出工程は、第１速度Ｖ１よりも大きい速度である第２速度Ｖ２を目標速度として、プランジャチップ６ａを移動させる工程である。低速前進工程から高速前進工程に切り替わる位置（高速切替位置Ｃｐ）は、プランジャチップ６ａが、射出スリーブ５内の圧力が注湯口５ａから逃げないように射出スリーブ５を塞ぐ位置である。具体的には、高速切替位置Ｃｐは、プランジャチップ６ａのＸ１方向側の面が、注湯口５ａのＸ１方向側の端部よりもＸ１方向側に到達する位置に設定される。なお、低速前進工程は、射出スリーブ５内における溶湯の充填率を高めるために行われる。また、高速前進工程は、溶湯を金型２（キャビティＣ）内に行き渡らせるために行われる。高速前進工程の後、キャビティＣ内の圧力を高めた状態を維持して溶湯を固化させる保持工程等の後、型開き（移動金型２ａと固定金型２ｂとの分離）が行われて成形品が金型２から排出される。
【0051】
その後、制御部１２ａは、射出戻り工程を行うように射出駆動部７を制御する。射出戻り工程は、第３速度Ｖ３を目標速度として、プランジャチップ６ａを待機位置までＸ２方向に移動させる工程である。１回の射出工程は、１回の射出前進工程と、１回の射出戻り工程とを含む。なお、１回の射出工程のことを、「１ショット」とも称する。制御部１２ａは、位置センサ７ｃ（図２参照）により取得されるプランジャチップ６ａの位置情報ＰＩ（図２参照）に基づいて、射出工程におけるプランジャチップ６ａの位置および速度（射出駆動部７の動作）を制御する。
【0052】
（摩耗状況計測部の構成）
次に、摩耗状況計測部８の詳細について説明する。
次に、摩耗状況計測部８の詳細について説明する。
【0053】
〈摺動に伴い発生する弾性波の説明〉
図４に示すように、プランジャチップ６ａは、射出スリーブ５の内面と密着せずに摺動可能であり、かつ、射出圧力を漏らさずに溶湯Ｍを押し出し可能な嵌め合い寸法で射出スリーブ５内に配置されている。射出動作を行う度に、プランジャチップ６ａと射出スリーブ５とが接触（摺動）し、互いの摺動面（プランジャチップ６ａの外表面および射出スリーブ５の内表面）が摩耗する。摩耗により摺動面間の隙間ＣＬが大きくなると、図４のように隙間ＣＬから圧力が漏れるバックフラッシュと呼ばれる現象が発生する。また、たとえばアルミダイカストの溶湯Ｍは７００℃前後の高温になるため、溶湯Ｍと接触している状態の射出スリーブおよびプランジャチップ６ａには変形が生じる。変形によって、射出動作中にプランジャチップ６ａと射出スリーブ５とが衝撃的に接触すると、摺動面に傷ＤＧができて「かじり」の原因となる。摺動部品ＳＰに生じるこれらの摩耗（隙間ＣＬの増大や傷ＤＧの発生）は、射出工程を繰り返すことによって徐々に進行（拡大）する。
図４に示すように、プランジャチップ６ａは、射出スリーブ５の内面と密着せずに摺動可能であり、かつ、射出圧力を漏らさずに溶湯Ｍを押し出し可能な嵌め合い寸法で射出スリーブ５内に配置されている。射出動作を行う度に、プランジャチップ６ａと射出スリーブ５とが接触（摺動）し、互いの摺動面（プランジャチップ６ａの外表面および射出スリーブ５の内表面）が摩耗する。摩耗により摺動面間の隙間ＣＬが大きくなると、図４のように隙間ＣＬから圧力が漏れるバックフラッシュと呼ばれる現象が発生する。また、たとえばアルミダイカストの溶湯Ｍは７００℃前後の高温になるため、溶湯Ｍと接触している状態の射出スリーブおよびプランジャチップ６ａには変形が生じる。変形によって、射出動作中にプランジャチップ６ａと射出スリーブ５とが衝撃的に接触すると、摺動面に傷ＤＧができて「かじり」の原因となる。摺動部品ＳＰに生じるこれらの摩耗（隙間ＣＬの増大や傷ＤＧの発生）は、射出工程を繰り返すことによって徐々に進行（拡大）する。
【0054】
プランジャチップ６ａが射出スリーブ５内を摺動すると、摺動抵抗に応じた音波が生じる。発生した音波は、射出スリーブ５中を、弾性波ＥＷとして伝搬する。このような弾性波ＥＷは、アコースティックエミッション（ＡＥ波）と呼ばれ、数十ｋＨｚ～数ＭＨｚの超音波領域の周波数帯に属する。弾性波ＥＷは、プランジャチップ６ａと射出スリーブ５との摺動によって発生するため、摺動部品ＳＰ（プランジャチップ６ａと射出スリーブ５）の摩耗状況を反映する。第１実施形態の摩耗状況計測部８は、射出スリーブ５内を伝搬する弾性波ＥＷを計測することで、これらの摺動部品ＳＰ（プランジャチップ６ａおよび射出スリーブ５）の摩耗状況を把握するものである。
【0055】
〈弾性波計測部〉
図５に示すように、弾性波計測部８ａは、伝搬部材２１と、アコースティックエミッションセンサ（以下、ＡＥセンサ２２という）と、を含む。アコースティックエミッションセンサ（ＡＥセンサ）２２は、特許請求の範囲の「弾性波検出センサ」の一例である。
図５に示すように、弾性波計測部８ａは、伝搬部材２１と、アコースティックエミッションセンサ（以下、ＡＥセンサ２２という）と、を含む。アコースティックエミッションセンサ（ＡＥセンサ）２２は、特許請求の範囲の「弾性波検出センサ」の一例である。
【0056】
伝搬部材２１は、射出スリーブ５と接触して射出スリーブ５から伝搬部材２１へ弾性波ＥＷ（図４参照）を伝搬させる棒状（細板状）部材である。伝搬部材２１は、射出スリーブ５と接触する一端２１ａと、射出スリーブ５から離れた他端２１ｂとを有する。射出スリーブ５内を伝搬する弾性波ＥＷは、一端２１ａから伝搬部材２１に伝わり、他端２１ｂへ伝搬する。伝搬部材２１は、射出スリーブ５と同じ鉄系材料により構成されている。射出スリーブ５は、工具鋼などの鋼材（鉄材）で形成されており、伝搬部材２１は、射出スリーブ５と同じく鋼材（鉄材）で形成されている。これにより、伝搬部材２１における弾性波ＥＷの伝搬特性を、射出スリーブ５の伝搬特性と近づけることができる。
【0057】
伝搬部材２１の一端２１ａの端面形状（射出スリーブ５との接触面形状）は特に限定されないが、たとえば図６に示すように、伝搬部材２１の一端２１ａは、射出スリーブ５の外周面に沿って湾曲した凹面形状を有する。これにより、射出スリーブ５と伝搬部材２１の一端２１ａとの境界面を密着させることができるので、境界面における弾性波ＥＷの損失を低減できる。図５に示す例では、伝搬部材２１は、ダイカストマシン１の射出スリーブ５付近の構造と干渉しないように、一端２１ａと他端２１ｂとの間で曲がっているが、伝搬部材２１は、直線状に延びていてもよい。
【0058】
ＡＥセンサ２２は、伝搬部材２１の他端２１ｂ側に取り付けられている。図５では、ＡＥセンサ２２は、伝搬部材２１の他端２１ｂに取り付けられ、射出スリーブ５から距離Ｄ１だけ離れている。ＡＥセンサ２２は、伝搬部材２１を介して射出スリーブ５から伝搬する弾性波ＥＷ（図４参照）を検出する。ＡＥセンサ２２は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの圧電素子を有し、弾性波ＥＷがＡＥセンサ２２に伝搬することにより生じる圧電素子に作用する圧力変動（ひずみ）に応じた信号を出力する。なお、圧電素子を有するセンサとしては、加速度センサがあるが、加速度センサでは圧電素子に錘を取り付けて錘の変位に応じた信号を出力するのに対して、ＡＥセンサには錘がなく、圧電素子に直接作用する圧力変動を検出する点が異なる。錘の有無に起因する共振周波数の相違によって、加速度センサではたとえば数Ｈｚ～数十ｋＨｚの周波数帯域に感度を有するのに対して、ＡＥセンサ２２は数十ｋＨｚ～１ＭＨｚの周波数帯域に感度を有する。
【0059】
図５の例では、摩耗状況計測部８（弾性波計測部８ａ）は、伝搬部材２１を保持する保持部材２３を備えている。保持部材２３は、射出スリーブ５とは非接触でスリーブ保持部４０に取り付け可能であり、伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に付勢するように構成されている。
【0060】
具体的には、保持部材２３は、スリーブ保持部４０に取り付けられるブラケット２４と、付勢部材２５と、調整部材２６とを含む。ブラケット２４は、特許請求の範囲の「第１ブラケット」の一例である。ブラケット２４は、Ｌ字形状を有し、ブラケット２４の一方端部がボルト２７によってスリーブ保持部４０に固定されている。ブラケット２４は、スリーブ保持部４０に取り付けられるとともに、伝搬部材２１を保持している。具体的には、ブラケット２４は、スリーブ保持部４０において、射出スリーブ５が取り付けられるスリーブ挿入口４０ｃの縁部に、射出スリーブ５とは非接触で固定されている。図５では、ブラケット２４は、スリーブ保持部４０に取り付けられている。射出スリーブ５が、中間プレート（図示せず）を介して固定ダイプレート３ａに取り付けられる場合、ブラケット２４は中間プレートに取り付けられてもよい。ブラケット２４の他方端部は射出スリーブ５と概ね平行に延びている。
【0061】
付勢部材２５は、Ｌ字形状のブラケット２４の他方端部で、かつ、ブラケット２４と伝搬部材２１との間に設けられている。付勢部材２５は、調整部材２６によって、射出スリーブ５とは非接触でブラケット２４に取り付けられている。付勢部材２５は、伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に付勢する変形状態でブラケット２４と伝搬部材２１との間に配置されている。付勢部材２５は、Ｕ字状に曲げられた板ばねであり、付勢部材２５の一方端部がブラケット２４に固定され、付勢部材２５の他方端部側に伝搬部材２１が固定されている。
【0062】
調整部材２６は、ブラケット２４の他方端部に形成されたねじ孔に噛み合うボルト（ねじ部材）である。調整部材２６は、Ｕ字状の付勢部材２５の一方端部側および他方端部側の両方を貫通して射出スリーブ５に向けて延び、ブラケット２４の他方端部に取り付けられている。そのため、付勢部材２５は、ブラケット２４と調整部材２６のねじ頭との間に挟まれている。調整部材２６を回転させてねじ頭をブラケット２４に近づける程、付勢部材２５の他方端部が射出スリーブ５に向けて近づけられる。この調整部材２６の回転量により、付勢部材２５の他方端部に取り付けられた伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に押し付ける押圧力が調整される。
【0063】
このような構成により、伝搬部材２１は、一端２１ａが射出スリーブ５と常時接触した状態を維持するように、保持部材２３（付勢部材２５）によって射出スリーブ５に向けて付勢されている。
【0064】
図５の例では、伝搬部材２１は、Ｘ方向において、射出スリーブ５の注湯口５ａと重なる位置（伝搬部材２１のＸ方向位置が注湯口５ａのＸ方向の形成範囲内にある）に配置されている。伝搬部材２１は、射出スリーブ５に対して水平方向側方（Ｙ方向）に離れた位置から、射出スリーブ５の水平方向（Ｙ方向）の側面に接触するように、Ｙ方向に向けて配置されている。なお、図１に示した側面図では、そのままでは伝搬部材２１を含む弾性波計測部８ａを図示できないため、図１では便宜的に、弾性波計測部８ａを射出スリーブ５に対して下方側に図示している。
【0065】
（摩耗状況計測部の信号処理）
図２に示すように、摩耗状況計測部８は、アンプユニット８ｃと、演算ユニット８ｄと、上記した判定部８ｂとを含む。ＡＥセンサ２２は、アンプユニット８ｃ、演算ユニット８ｄを介して、判定部８ｂ（ダイカストマシン１の制御部１２ａ）に接続されている。ＡＥセンサ２２から出力される出力信号２２ａは、出力電圧の時間変化信号である。
図２に示すように、摩耗状況計測部８は、アンプユニット８ｃと、演算ユニット８ｄと、上記した判定部８ｂとを含む。ＡＥセンサ２２は、アンプユニット８ｃ、演算ユニット８ｄを介して、判定部８ｂ（ダイカストマシン１の制御部１２ａ）に接続されている。ＡＥセンサ２２から出力される出力信号２２ａは、出力電圧の時間変化信号である。
【0066】
アンプユニット８ｃは、増幅部３１と、抽出処理部３２と、ＡＤ変換部３３とを含む。増幅部３１は、ＡＥセンサ２２から出力信号２２ａを取得し、取得した出力信号２２ａを予め設定された増幅率で増幅する。
【0067】
抽出処理部３２は、弾性波計測部８ａの出力信号２２ａのうち、超音波領域の周波数の弾性波ＥＷに対応する信号成分を抽出する。すなわち、抽出処理部３２は、増幅部３１において増幅された出力信号（出力電圧）を取得し、取得した出力信号に周波数フィルタ処理を施すことにより、予め設定された超音波領域の周波数の信号成分を抽出する。周波数フィルタ処理は、低周波数閾値よりも低い周波数成分を除去するハイパスフィルタ処理を少なくとも含む。第１実施形態の周波数フィルタ処理は、バンドパスフィルタ処理（ハイパスフィルタとローパスフィルタとの組み合わせ）である。
【0068】
抽出処理部３２は、出力信号２２ａのうちから、少なくとも、２０ｋＨｚ以上（超音波領域）の信号成分を抽出し、２０ｋＨｚ未満の信号成分を除去する。第１実施形態では、抽出処理部３２は、たとえば、５０ｋＨｚ以上、５００ｋＨｚ未満の超音波領域の周波数の信号成分を抽出する（５０ｋＨｚ未満の信号成分および５００ｋＨｚ以上の信号成分を除去する）。これにより、摺動部品ＳＰの摺動に起因する弾性波ＥＷに対応する周波数帯域の信号成分を残して、摺動部品ＳＰの摩耗状況の判定に不要な周波数帯域の信号成分が除去される。
【0069】
ＡＤ変換部３３は、増幅部３１および抽出処理部３２を経た出力信号（増幅および信号成分が抽出された信号）に、Ａ／Ｄ変換処理を行う。これにより、アンプユニット８ｃは、デジタル変換された出力信号２２ｂを演算ユニット８ｄに出力する。出力信号２２ｂは、抽出処理部３２による周波数フィルタ処理後の出力電圧値（デジタル値）の時間変化信号である。図７は、出力信号２２ｂを示したグラフであり、横軸が時間を表し、縦軸が出力電圧値を表す。
【0070】
図２に戻り、演算ユニット８ｄは、プロセッサおよびメモリを備えたコンピュータにより構成され、アンプユニット８ｃおよび制御部１２ａとそれぞれ通信可能に接続されている。演算ユニット８ｄは、アンプユニット８ｃから、デジタル変換されたＡＥセンサ２２の出力信号２２ｂを、弾性波計測部８ａの計測データとして取得する。
【0071】
演算ユニット８ｄは、メモリに記憶されたプログラムを実行することによるソフトウェア処理の機能ブロックとして、信号処理部３４を備える。信号処理部３４は、プランジャチップ６ａの移動時に取得された弾性波計測部８ａ（ＡＥセンサ２２）の出力信号２２ｂに基づいて、単位時間当たりの弾性波ＥＷの強度指標を算出するように構成されている。
【0072】
弾性波ＥＷの強度指標は、単位時間における出力信号の最大振幅、単位時間における出力信号のエネルギー、または、単位時間における出力信号の実効値でありうる。第１実施形態では、信号処理部３４は、出力信号２２ｂの時間変化波形（図７参照）から、単位時間における出力信号のエネルギーを算出する。
【0073】
具体的には、信号処理部３４は、出力信号（出力電圧値）の時間変化波形の面積を出力信号２２ｂのエネルギーとして算出する。これにより、信号処理部３４は、弾性波計測部８ａ（ＡＥセンサ２２）の出力信号２２ｂの時間変化に基づいて、強度指標データ２２ｃを生成し、生成した強度指標データ２２ｃを判定部８ｂへ出力する。強度指標データ２２ｃは、ＡＥセンサ２２の出力信号をエネルギー（強度指標）の時間変化波形に変換したデータである。図８は、強度指標データ２２ｃを示したグラフであり、横軸が時間を表し、縦軸が強度指標（エネルギー）を表す。
【0074】
図２に示すように、第１実施形態では、判定部８ｂは、記憶部１２ｂに記憶されたプログラムを制御部１２ａが実行することによるソフトウェア処理の機能ブロックとして、制御部１２ａと同一のプロセッサによって構成されている。言い換えると、ダイカストマシン１の制御部１２ａが、プログラムを実行することにより、摩耗状況計測部８の判定部８ｂとしても機能する。制御装置１２が、制御部１２ａ用のプロセッサと、判定部８ｂ用のプロセッサとを別個に備えていてもよい。
【0075】
判定部８ｂは、弾性波計測部８ａの出力信号（強度指標データ２２ｃ）に基づいて射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗状況を判定する。具体的には、判定部８ｂは、弾性波計測部８ａの出力信号（強度指標データ２２ｃ）に基づいて、射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗の程度を判定するように構成されている。
【0076】
ここで、第１実施形態では、判定部８ｂは、射出駆動部７による移動時のプランジャチップ６ａの位置情報ＰＩを取得する。すなわち、判定部８ｂは、射出駆動部７の位置センサ７ｃの出力信号に基づいて、射出工程におけるプランジャチップ６ａのＸ軸方向位置を経時的に取得する。取得される位置情報ＰＩは、プランジャチップ６ａのＸ軸方向位置の時間変化データである。
【0077】
そして、判定部８ｂは、プランジャチップ６ａの移動中の弾性波計測部８ａの出力信号（強度指標データ２２ｃ）と位置情報ＰＩとに基づいて、射出スリーブ５の摩耗箇所を推定するように構成されている。具体的には、判定部８ｂは、強度指標データ２２ｃ（つまり、エネルギー値の時間変化）と、位置情報ＰＩ（各時刻におけるプランジャチップ６ａのＸ軸方向位置）とに基づいて、プランジャチップ６ａのＸ軸方向位置毎の強度指標の変化を示す強度指標－位置変化データ２２ｄを生成する。図９に示すように、強度指標－位置変化データ２２ｄは、横軸をプランジャチップ６ａのＸ軸方向位置座標とし、縦軸を強度指標（エネルギー）としたグラフ（グラフ４１ａ、４１ｂ）として表すことができる。そして、判定部８ｂは、強度指標－位置変化データ２２ｄから、プランジャチップ６ａの位置毎の摩耗の程度を推定する。
【0078】
判定部８ｂは、ダイカストマシン１の１ショット（１回の射出工程）毎に、強度指標－位置変化データ２２ｄを取得し、強度指標－位置変化データ２２ｄを取得する毎に摺動部品ＳＰの摩耗状況の判定を行う。判定部８ｂは、摺動部品ＳＰの摩耗状況に基づいて、報知を行うか否かを判断する。判定部８ｂは、摺動部品ＳＰの摩耗状況が報知条件を満たす場合、制御装置１２の表示部１３への情報表示および報知器１４による報知などを行う。報知を受けた作業者は、摺動部品ＳＰの交換を行うか否かを検討し、必要と判断した場合には射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方の交換作業を実行することができる。
【0079】
〈摩耗状況の判定手法の一例〉
以下、判定部８ｂによる摺動部品ＳＰの摩耗状況の判定手法の一例を説明する。
以下、判定部８ｂによる摺動部品ＳＰの摩耗状況の判定手法の一例を説明する。
【0080】
図９（Ａ）に示したグラフ４１ａは、摺動部品ＳＰの摩耗が進行し部品交換を要する状態での射出前進工程で取得された強度指標－位置変化データ２２ｄをプロットしたものである。図９（Ｂ）に示したグラフ４１ｂは、摺動部品ＳＰの交換直後など、摺動部品ＳＰの摩耗が進行していない正常な状態での射出前進工程で取得された強度指標－位置変化データ２２ｄをプロットしたものである。
【0081】
まず、正常時のグラフ４１ｂを用いて、強度指標－位置変化データ２２ｄの全体的な傾向を説明する。射出前進工程では、待機位置（グラフ４１ａ、４１ｂの右端）での静止状態からプランジャチップ６ａの前進を開始する際、静止摩擦の状態から動摩擦の状態に変化するため、強度指標が一時的にスパイク状に上昇する。その後、低速前進工程では、プランジャチップ６ａが低速の一定速で移動するため、強度指標は低いレベルで概ね一定となる。プランジャチップ６ａが高速切替位置Ｃｐに達して高速前進工程に切り替わるタイミングで、プランジャチップ６ａの移動速度の変化に伴い、強度指標が上昇し始める。高速前進工程では、プランジャチップ６ａの前進に伴い射出スリーブ５内の圧力が上昇することもあり、強度指標が大きくなる傾向にある。高速前進工程の最後には、キャビティＣから溶湯Ｍを介して伝わる反力が急上昇するため、強度指標が急激に上昇する。
【0082】
摺動部品ＳＰの摩耗が進行しているグラフ４１ａでは、グラフ４１ｂと比べて明らかに高い強度のスパイク状（とげ状）のピーク４２が、Ｘ方向の複数位置で生じている。このことから、射出スリーブ５におけるピーク４２の発生箇所において、「かじり」またはそれに類似する局所摩耗が形成されていることが分かる。そのため、正常時のグラフ４１ｂにおける最大強度よりも高値で、グラフ４１ａのピーク４２を判別可能な強度指標値に閾値Ｔｈ１を設定することによって、射出スリーブ５の局所摩耗を検出できる。
【0083】
判定部８ｂは、強度指標－位置変化データ２２ｄに、予め設定された閾値Ｔｈ１以上のピーク４２が存在するか否かに基づいて、射出スリーブ５の摩耗状況（局所摩耗が生じているか否か、局所摩耗の発生位置）を判定する。
【0084】
また、摺動部品ＳＰの摩耗が進行しているグラフ４１ａでは、グラフ４１ｂと比べて、強度波形のベースライン４３が上昇している。つまり、グラフ４１ａでは、プランジャチップ６ａのストロークの全範囲で、グラフ４１ｂよりも高い強度の弾性波ＥＷが生じている。このようにプランジャチップ６ａのＸ方向位置に依存しない強度指標の上昇は、射出スリーブ５ではなくプランジャチップ６ａの摺動面側に摩耗が生じていると考えられる。そのため、グラフ４１ｂにおけるベースライン４３の強度と、グラフ４１ａにおけるベースライン４３の強度とを区別可能な強度指標値に閾値Ｔｈ２を設定することによって、プランジャチップ６ａの摩耗を検出できる。
【0085】
判定部８ｂは、強度指標－位置変化データ２２ｄのベースライン４３が、予め設定された閾値Ｔｈ２以上か否かに基づいて、プランジャチップ６ａの摩耗状況（摩耗が生じているか否か）を判定する。
【0086】
なお、上記した一例では、判定部８ｂは、射出前進工程の強度指標－位置変化データ２２ｄから摩耗状況を判定する。この他、図３に示した射出戻り工程における強度指標－位置変化データ２２ｄから摩耗状況を判定してもよい。射出戻り工程では、射出スリーブ５内に溶湯Ｍ（図４参照）が収容されていないため、溶湯温度による摺動部品ＳＰの変形が抑制されるとともに、溶湯Ｍによる反力がプランジャチップ６ａに作用しない。そのため、射出戻り工程で取得される強度指標－位置変化データ２２ｄの波形は、図９に示したものとは異なるものとなる。そこで、他の一例では、判定部８ｂは、射出前進工程の強度指標－位置変化データ２２ｄに加えて、射出戻り工程における強度指標－位置変化データ２２ｄにも基づいて、摺動部品ＳＰの摩耗状況を判定する。これにより、射出前進工程の強度指標－位置変化データ２２ｄだけでは把握できない摩耗状況を検出することや、摩耗状況の検知精度の向上を図ることができる。
【0087】
また、摺動部品ＳＰの摩耗状況の判定手法は、上記したものには限られない。たとえば、摺動部品ＳＰの摩耗が進行していない正常な状態のデータ（グラフ４１ｂ）を記憶部１２ｂに記憶しておいて、記憶された正常なデータ（グラフ４１ｂ）と、１ショット毎に取得される強度指標－位置変化データ２２ｄとを比較することにより、摩耗状況を判定してもよい。摺動部品ＳＰの摩耗は、１ショット毎に徐々に進行する。そのため、取得される強度指標－位置変化データ２２ｄは、射出回数の増大に伴って、正常な状態のグラフ４１ｂの波形に近い波形から、徐々に摩耗が進行したグラフ４１ａの波形に近付く。そこで、判定部８ｂは、たとえば正常状態のグラフ４１ｂの波形と、取得された強度指標－位置変化データ２２ｄから得られた波形との差分、乖離度（類似度）、または相関関数などを算出して、摩耗状況の程度を判定してもよい。
【0088】
（摺動部品の摩耗状況計測処理）
図１０を参照して、判定部８ｂによる、摺動部品ＳＰの摩耗状況の計測処理について説明する。摩耗状況の計測処理は、ダイカストマシン１による成形動作の１ショット毎に実施される。以下のフローは、前提として、射出スリーブ５内に溶湯Ｍが注湯され、注湯後、注湯口５ａが蓋機構１０によって塞がれたタイミングからスタートするものとする。
図１０を参照して、判定部８ｂによる、摺動部品ＳＰの摩耗状況の計測処理について説明する。摩耗状況の計測処理は、ダイカストマシン１による成形動作の１ショット毎に実施される。以下のフローは、前提として、射出スリーブ５内に溶湯Ｍが注湯され、注湯後、注湯口５ａが蓋機構１０によって塞がれたタイミングからスタートするものとする。
【0089】
ステップＳ１において、判定部８ｂは、ダイカストマシン１の射出工程の開始とともに、弾性波計測を開始する。すなわち、制御部１２ａが、射出前進工程を実行するように射出スリーブ５の制御を開始すると、判定部８ｂが、演算ユニット８ｄに対して、弾性波計測部８ａのＡＥセンサ２２からの出力信号の収集開始を指示する。ＡＥセンサ２２からの出力信号は、アンプユニット８ｃ、演算ユニット８ｄの各々における処理を経て、強度指標データ２２ｃ（強度指標の時間変化、図８参照）の形態で判定部８ｂに出力される。
【0090】
ダイカストマシン１において射出前進工程が完了し、型開きにより成形品が金型２から取り出された後、ダイカストマシン１では射出戻り工程が実行される。判定部８ｂは、射出戻り工程における強度指標データ２２ｃについても演算ユニット８ｄから取得する。
【0091】
ステップＳ２において、判定部８ｂは、ダイカストマシン１の射出戻り工程の終了とともに、弾性波計測を終了する。なお、厳密には、判定部８ｂは、射出前進工程での弾性波計測と、射出戻り工程での弾性波計測との２回の計測を実行するか、または、射出前進工程の開始から射出戻り工程の終了までの１回の計測を実行する。
【0092】
ステップＳ３において、判定部８ｂは、弾性波ＥＷの計測データ（強度指標データ２２ｃ）と、位置センサ７ｃにより取得されたプランジャチップ６ａの位置情報ＰＩとに基づいて、強度指標－位置変化データ２２ｄ（図９参照）を生成する。
【0093】
ステップＳ４において、判定部８ｂは、強度指標－位置変化データ２２ｄに基づいて、摺動部品ＳＰの摩耗状況を判定する。上記の通り、摩耗状況の判定は、射出スリーブ５の摩耗箇所と、その摩耗箇所における摩耗の程度（閾値以上のピーク４２か否か）との判定を含む。また、摩耗状況の判定は、プランジャチップ６ａに摩耗が生じているか否かの判定を含む。
【0094】
ステップＳ５において、判定部８ｂは、摺動部品ＳＰの摩耗状況の判定結果に基づいて、報知を行うか否かを判断する。報知条件は、設定情報として予め記憶部１２ｂに記憶されている。報知条件としては、たとえば閾値以上のピーク４２が設定数（１以上の所定数）以上検出されたことや、ベースライン４３の強度が閾値Ｔｈ２を越えたこと、などがありうる。計測データ以外の情報として、摺動部品ＳＰの前回交換時からの経過時間または累積ショット数などの他の情報を組み合わせて報知条件を設定してもよい。
【0095】
判定部８ｂは、ステップＳ５で報知条件を満たしたと判断した場合、ステップＳ６に処理を進めて、表示部１３および報知器１４の一方または両方による報知処理を行った後、判定処理を終了する。判定部８ｂは、ステップＳ５で報知条件を満たしていないと判断した場合、報知処理を行うことなく、判定処理を終了する。
【0096】
以上の各ステップが、ダイカストマシン１の射出工程毎に実行されることにより、摺動部品ＳＰの摩耗状況が予め設定された報知条件に該当したタイミングで、作業者に対して摩耗状況の報知が実施される。
【0097】
（第１実施形態の効果）
第１実施形態の効果について説明する。
第１実施形態の効果について説明する。
【0098】
第１実施形態では、上記のように、プランジャチップ６ａの移動時に射出スリーブ５を伝搬する弾性波ＥＷを計測する弾性波計測部８ａを備える。これにより、プランジャチップ６ａと射出スリーブ５との摺動により発生して射出スリーブ５を伝搬する高周波の弾性波ＥＷを計測することで、摺動面における摩耗の程度に応じた弾性波ＥＷの変化を把握することができる。摺動によって生じる弾性波ＥＷは、射出スリーブ５を伝播するので、空気中を伝わる摺動音や、射出圧力の変化としては計測されないような僅かな変化でも捉えることができる。そして、弾性波計測部８ａの出力信号に基づいて射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗状況を判定する判定部８ｂを備えることにより、弾性波計測部８ａの出力信号から摩耗状況（摩耗の進行具合）を把握することができる。これにより、プランジャチップ６ａおよび射出スリーブ５の摩耗を高精度に把握することができる。
【0099】
また、第１実施形態では、上記のように、弾性波計測部８ａは、射出スリーブ５と接触する一端２１ａと、射出スリーブ５から離れた他端２１ｂとを有する伝搬部材２１と、伝搬部材２１の他端２１ｂ側に取り付けられ、伝搬部材２１を介して射出スリーブ５から伝搬する弾性波ＥＷを計測するＡＥセンサ２２と、を含む。これにより、たとえば射出スリーブ５を保持する金型保持部３側に伝搬した弾性波ＥＷを計測するのではなく、プランジャチップ６ａと射出スリーブ５との摺動に伴い発生する弾性波ＥＷを、伝搬部材２１を用いることで射出スリーブ５から直接的に計測できる。また、射出スリーブ５は、溶湯Ｍが供給されることによって非常に高温（第１実施形態では７００℃前後）となるため、耐熱型のセンサであっても射出スリーブ５に直接取り付けることは困難である。そこで、射出スリーブ５に接触させた伝搬部材２１に弾性波ＥＷを伝搬させることによって、ＡＥセンサ２２への熱の影響を抑制しつつ弾性波ＥＷを計測できる。
【0100】
また、第１実施形態では、上記のように、保持部材２３は、射出スリーブ５とは非接触でスリーブ保持部に取り付け可能であり、伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に付勢するように構成されている。これにより、保持部材２３によって伝搬部材２１と射出スリーブ５との接触状態を確実に維持できる。また、保持部材２３がダイカストマシン１の一部であるスリーブ保持部に取り付け可能であるので、保持部材２３を所定位置に固定するための台座などを別途設ける必要がない。そして、保持部材２３が射出スリーブ５と非接触となるため、摩耗した射出スリーブ５を交換する場合にも、保持部材２３が交換作業の邪魔になることを抑制できる。
【0101】
また、第１実施形態では、上記のように、プランジャチップ６ａの移動時に取得された弾性波計測部８ａの出力信号に基づいて、単位時間当たりの弾性波ＥＷの強度指標（強度指標データ２２ｃ）を算出する信号処理部３４をさらに備え、判定部８ｂは、算出された強度指標に基づいて、射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗の程度を判定するように構成されている。これにより、プランジャチップ６ａの移動（摺動）中の強度指標の変化に基づいて、たとえば急激なスパイク状のピーク４２が現れたことや、ベースライン４３の顕著な変位が現れたことなどから、摩耗の進行度合いを精度良く判定できる。
【0102】
また、第１実施形態では、上記のように、判定部８ｂは、射出駆動部７による移動時のプランジャチップ６ａの位置情報ＰＩを取得し、プランジャチップ６ａの移動中の弾性波計測部８ａの出力信号と位置情報ＰＩとに基づいて、射出スリーブ５の摩耗箇所を推定するように構成されている。これにより、射出スリーブ５のどの箇所で摩耗が進行しているかを把握できる。そのため、摩耗の進行を抑制するための、射出スリーブ５や射出駆動部７の組み付け角度の調整や射出動作制御の最適化を検討するための有用な情報を得ることができる。
【0103】
また、第１実施形態では、上記のように、弾性波計測部８ａの出力信号のうち、超音波領域の周波数の弾性波ＥＷに対応する信号成分を抽出する抽出処理部３２をさらに備える。これにより、たとえば射出動作に伴って発生する振動（変位、びびりなど）や、ダイカストマシン１の他の部位から伝わる振動などは、超音波領域よりも十分に低い周波数の振動であるため、そのような振動成分を除去して、プランジャチップ６ａと射出スリーブ５との摺動に起因する信号成分を抽出することで、摩耗状況の判定に関わる信号成分のＳＮ比を改善できる。
【0104】
また、第１実施形態では、上記のように、保持部材２３は、スリーブ保持部４０に取り付けられるとともに、伝搬部材２１を保持するブラケット２４と、ブラケット２４と伝搬部材２１との間に設けられ、伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に付勢する付勢部材２５と、を含む。これにより、ブラケット２４により伝搬部材２１を安定して保持することができるとともに、付勢部材２５によりブラケット２４に対して伝搬部材２１を付勢して伝搬部材２１の一端２１ａと射出スリーブ５との接触状態を容易に確保することができる。
【0105】
また、第１実施形態では、上記のように、付勢部材２５は、伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に付勢する変形状態でブラケット２４と伝搬部材２１との間に配置された板ばねである。これにより、比較的剛性の高い板ばねを介してブラケット２４が伝搬部材２１をより安定して保持することができる。
【0106】
（第２実施形態）
次に、図１１を参照して、第２実施形態の摩耗状況計測部２０８について説明する。第２実施形態では、ＡＥセンサ２２が、伝搬部材２１に取り付けられた第１実施形態とは異なり、ＡＥセンサ２２が、伝搬部材２２１ではなく、ブラケット２２４に取り付けられる例について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。ブラケット２２４は、特許請求の範囲の「第２ブラケット」の一例である。摩耗状況計測部２０８は、特許請求の範囲の「摩耗状況計測装置」の一例である。
次に、図１１を参照して、第２実施形態の摩耗状況計測部２０８について説明する。第２実施形態では、ＡＥセンサ２２が、伝搬部材２１に取り付けられた第１実施形態とは異なり、ＡＥセンサ２２が、伝搬部材２２１ではなく、ブラケット２２４に取り付けられる例について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。ブラケット２２４は、特許請求の範囲の「第２ブラケット」の一例である。摩耗状況計測部２０８は、特許請求の範囲の「摩耗状況計測装置」の一例である。
【0107】
摩耗状況計測部２０８は、弾性波計測部２０８ａと、判定部８ｂ（図２参照）と、を備える。弾性波計測部２０８ａは、射出スリーブ５のＹ方向の一方側に配置されている。なお、弾性波計測部は、射出スリーブの直下などに配置されてもよい。判定部８ｂは、弾性波計測部２０８ａの出力信号（強度指標データ２２ｃ（図２参照））に基づいて射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗状況を判定する。
【0108】
弾性波計測部２０８ａは、伝搬部材２２１と、ＡＥセンサ２２と、ブラケット２２４と、調整部材２２６と、を含む。
【0109】
伝搬部材２２１は、棒状の部材により構成されている。たとえば、伝搬部材２２１はボルトによって構成され、調整部材２２６は伝搬部材２２１であるボルトに螺合するナットにより構成されている。伝搬部材２２１であるボルトは、一端２１ａが射出スリーブ５に当接しており、筒形状の射出スリーブ５の外表面に直交する方向に延びるように配置されている。
【0110】
ブラケット２２４は、スリーブ保持部４０に直接取り付けられるとともに、伝搬部材２２１を直接保持して伝搬部材２２１の一端２１ａを射出スリーブ５に当接させるように構成されている。伝搬部材２２１は、伝搬部材２２１であるボルトおよびナットの螺合位置を調整することによって、射出スリーブ５に当接する伝搬部材２２１を射出スリーブ５に付勢することが可能なように構成されている。
【0111】
詳細には、調整部材２２６は、ブラケット２２４に対して射出スリーブ５側から当接して、ブラケット２２４を射出スリーブ５から離間する方向に押圧して弾性変形させている。その結果、ブラケット２２４は、復元力によって、伝搬部材２２１に対して射出スリーブ５に向けた付勢力を発生させる。伝搬部材２２１（ボルト）に対する調整部材２２６（ナット）の螺合位置を調整することによって、伝搬部材２２１の付勢力の大きさを調整することが可能である。
【0112】
ブラケット２２４は、Ｌ字形状に曲げられた板部材である。ブラケット２２４は、射出スリーブ５の長手方向（Ｘ方向）に沿って直線状に延びる直線部２２４ａと、射出スリーブ５の短手方向（Ｙ方向）に直線状に延びる直線部２２４ｂと、を有する。ブラケット２２４の直線部２２４ａには、ＡＥセンサ２２が取り付けられている。Ｘ方向において、ＡＥセンサ２２は、直線部２２４ａの直線部２２４ｂ寄りに配置されている。直線部２２４ｂには、ブラケット２２４をスリーブ保持部４０に固定するためのボルト２７が取り付けられている。
【0113】
ブラケット２２４は、ＡＥセンサ２２が取り付けられる部分２２４ｃの厚みＴ１よりも、伝搬部材２２１を保持する側の部分２２４ｄの厚みＴ２の方が小さくなるように形成されている（Ｔ１＞Ｔ２）。
【0114】
すなわち、ブラケット２２４の直線部２２４ａは、ＡＥセンサ２２が取り付けられる厚肉の部分２２４ｃと、伝搬部材２２１を保持する側の薄肉の部分２２４ｄとを有する。ブラケット２２４の直線部２２４ｂは、ＡＥセンサ２２が取り付けられる厚肉の部分２２４ｃと同じ厚みに形成されている。
【0115】
たとえば、ＡＥセンサ２２が取り付けられる厚肉の部分２２４ｃの厚みＴ１の半分よりも、伝搬部材２２１を保持する側の薄肉の部分２２４ｄの厚みＴ２は小さい。具体的な一例として、厚みＴ１は６ｍｍであり、厚みＴ２は１．２ｍｍである。したがって、伝搬部材２２１を保持する側の薄肉の部分２２４ｄは、ＡＥセンサ２２が取り付けられる厚肉の部分２２４ｃよりも弾性変形しやすい形状を有している。
【0116】
第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【0117】
（第２実施形態の効果）
第２実施形態の効果について説明する。
第２実施形態の効果について説明する。
【0118】
第２実施形態では、上記のように、プランジャチップ６ａの移動時に射出スリーブ５を伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部２０８ａを備える。これにより、上記第１実施形態と同様に、プランジャチップ６ａおよび射出スリーブ５の摩耗を高精度に把握することができる。
【0119】
また、第２実施形態では、上記のように、射出スリーブ５を保持した状態で金型保持部３に固定するスリーブ保持部４０をさらに備え、弾性波計測部２０８ａは、射出スリーブ５と接触する一端２１ａを有する伝搬部材２２１と、スリーブ保持部４０に取り付けられるとともに、伝搬部材２２１を直接保持して伝搬部材２２１の一端２１ａを射出スリーブ５に当接させるブラケット２２４と、ブラケット２２４に取り付けられ、伝搬部材２２１を介して射出スリーブ５から伝搬する弾性波を計測するＡＥセンサ２２と、を含む。これにより、ブラケット２２４により伝搬部材２２１を直接保持することができるとともに、ブラケット２２４に、スリーブ保持部４０に取り付ける機能、ＡＥセンサ２２を取り付ける機能、および、伝搬部材２２１を保持する機能という複数の機能を持たせることができる。したがって、ブラケットにより伝搬部材を間接的に保持する場合や、上記各機能を複数の部材に分けて持たせる場合と比較して、摩耗状況計測部２０８の装置構成を簡素化することができる。
【0120】
また、第２実施形態では、上記のように、ブラケット２２４は、ＡＥセンサ２２が取り付けられる部分２２４ｃの厚みＴ１よりも、伝搬部材２２１を保持する側の部分２２４ｄの厚みＴ２の方が小さくなるように形成されている。これにより、伝搬部材２２１からブラケット２２４の伝搬部材２２１を保持する側の部分２２４ｄの厚みＴ２を比較的薄くすることができるので、伝搬部材２２１からブラケット２２４に伝わる弾性波によりブラケット２２４の薄い部分２２４ｄを比較的大きく振動させて、ＡＥセンサ２２による弾性波の検出精度を向上させることができる。
【0121】
第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【0122】
（第３実施形態）
次に、図１２を参照して、第３実施形態の摩耗状況計測部３０８について説明する。第３実施形態では、付勢部材２５を板ばねにより構成した第１実施形態とは異なり、付勢部材３２５を圧縮コイルばねにより構成する例について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。摩耗状況計測部３０８は、特許請求の範囲の「摩耗状況計測装置」の一例である。
次に、図１２を参照して、第３実施形態の摩耗状況計測部３０８について説明する。第３実施形態では、付勢部材２５を板ばねにより構成した第１実施形態とは異なり、付勢部材３２５を圧縮コイルばねにより構成する例について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分は同一の符号を付し、説明を省略する。摩耗状況計測部３０８は、特許請求の範囲の「摩耗状況計測装置」の一例である。
【0123】
摩耗状況計測部３０８は、弾性波計測部３０８ａと、判定部８ｂ（図２参照）と、を備える。弾性波計測部３０８ａは、射出スリーブ５のＹ方向の一方側に配置されている。なお、弾性波計測部は、射出スリーブの直下などに配置されてもよい。判定部８ｂは、弾性波計測部３０８ａの出力信号（強度指標データ２２ｃ（図２参照））に基づいて射出スリーブ５およびプランジャチップ６ａの少なくとも一方における摩耗状況を判定する。
【0124】
弾性波計測部３０８ａは、伝搬部材２１と、ＡＥセンサ２２と、保持部材３２３と、を含む。
【0125】
保持部材３２３は、ブラケット２４と、付勢部材３２５と、調整部材２６と、を含む。
【0126】
伝搬部材２１およびブラケット２４は、ともにＬ字形状に曲げられた部材である。付勢部材３２５は、圧縮コイルばねにより構成されている。付勢部材３２５は、伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に付勢する圧縮状態でブラケット２４と伝搬部材２１との間に配置されている。付勢部材３２５は、調整部材２６（ボルトおよびナット）によって、射出スリーブ５とは非接触でブラケット２４に取り付けられている。
【0127】
ブラケット２４と伝搬部材２１とは、調整部材２６（ボルトおよびナット）によって、所定の離間距離の最大値が規定されている。弾性波ＥＷ（図４参照）が発生した際の付勢部材３２５の伸縮に伴い、ブラケット２４と伝搬部材２１との間の距離は、所定の離間距離の最大値以下の範囲で変動する。
【0128】
伝搬部材２１は、射出スリーブ５の長手方向（Ｘ方向）に沿って直線状に延びる直線部２１ｃと、一端２１ａを含み射出スリーブ５の短手方向（Ｙ方向）に直線状に延びる直線部２１ｄと、を有する。ブラケット２４は、射出スリーブ５の長手方向（Ｘ方向）に沿って直線状に延びる直線部２４ａと、一端２１ａを含む射出スリーブ５の短手方向（Ｙ方向）に直線状に延びる直線部２４ｂと、を有する。ＡＥセンサ２２は、伝搬部材２１の直線部２１ｃに取り付けられている。伝搬部材２１の直線部２１ｃと、ブラケット２４の直線部２４ａとは、互いに平行に配置されている。直線部２４ｂには、ブラケット２４をスリーブ保持部４０に固定するためのボルト２７が取り付けられている。
【0129】
Ｙ方向において、伝搬部材２１の全体は、ブラケット２４の直線部２４ａよりも射出スリーブ５側に配置されている。付勢部材３２５は、伝搬部材２１の直線部２１ｃとブラケット２４の直線部２４ａとの間に配置され、Ｙ方向に伸縮するように構成されている。Ｘ方向において、付勢部材３２５は、直線部２１ｃの一端２１ａ寄りに配置されている。Ｘ方向において、ＡＥセンサ２２は、直線部２１ｃの他端２１ｂ寄りに配置されている。
【0130】
第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【0131】
（第３実施形態の効果）
第３実施形態の効果について説明する。
第３実施形態の効果について説明する。
【0132】
第３実施形態では、上記のように、プランジャチップ６ａの移動時に射出スリーブ５を伝搬する弾性波を計測する弾性波計測部３０８ａを備える。これにより、上記第１実施形態と同様に、プランジャチップ６ａおよび射出スリーブ５の摩耗を高精度に把握することができる。
【0133】
また、第３実施形態では、上記のように、保持部材３２３は、スリーブ保持部４０に取り付けられるとともに、伝搬部材２１を保持するブラケット２４と、ブラケット２４と伝搬部材２１との間に設けられ、伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に付勢する付勢部材３２５と、を含む。これにより、ブラケット２４により伝搬部材２１を安定して保持することができるとともに、付勢部材３２５によりブラケット２４に対して伝搬部材２１を付勢して伝搬部材２１の一端２１ａと射出スリーブ５との接触状態を容易に確保することができる。
【0134】
また、第３実施形態では、上記のように、付勢部材３２５は、伝搬部材２１の一端２１ａを射出スリーブ５に付勢する圧縮状態でブラケット２４と伝搬部材２１との間に配置された圧縮コイルばねである。これにより、ブラケット２４と伝搬部材２１との間に比較的剛性の高い付勢部材が介在する場合と比較して、ブラケット２４と伝搬部材２１との間で振動が伝わりにくくすることができるので、ブラケット２４が取り付けられたダイカストマシン１のスリーブ保持部４０側から伝わる振動（ノイズ）が、伝搬部材２１に取り付けられたＡＥセンサ２２に伝わりにくくすることができる。
【0135】
第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【0136】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【0137】
たとえば、上記第１～第３実施形態では、ダイカストマシン１を横型に構成した例を示したが本発明はこれに限られない。本発明では、ダイカストマシンを縦型に構成してもよい。
【0138】
また、上記第１～第３実施形態では、ダイカストマシン１の制御部１２ａが実行するソフトウェアの制御ブロックとして、判定部８ｂを構成した（つまり、制御部１２ａと判定部８ｂとが同一のハードウェアによって構成された）例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、判定部８ｂは、判定処理を実行するプロセッサを備えた単独の判定処理装置（コンピュータ）として構成されていてもよい。判定部８ｂは、演算ユニット８ｄに設けられていてもよい。
【0139】
特に、上記第１～第３実施形態では、判定部８ｂがダイカストマシン１の制御装置１２に組み込まれていることにより、摩耗状況計測部８がダイカストマシン１の一部として構成された例を示したが、判定部８ｂをダイカストマシン１の制御装置１２とは別個に設けることによって、ダイカストマシン１とは独立した摩耗状況計測装置を構成してもよい。たとえば、図１３に示す摩耗状況計測装置１０７は、弾性波計測部８ａと判定部８ｂとを備えることにより、摩耗状況に関する判定機能を有しない既存のダイカストマシン１０１に対して、後付けの計測装置として設置することができる。判定部８ｂは、摩耗状況をダイカストマシン１０１の制御装置１１０に出力するか、または摩耗状況計測装置１０７が備える報知器（図示せず）によって、摩耗状況に応じた報知を実行してもよい。
【0140】
また、上記第１～第３実施形態では、摩耗状況計測部８（図２参照）が、アンプユニット８ｃと演算ユニット８ｄと判定部８ｂとを別々に備えた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、摩耗状況計測部８は、たとえばアンプユニット８ｃと演算ユニット８ｄと判定部８ｂとを備えた単一の装置として構成されていてもよい。また、アンプユニット８ｃと演算ユニット８ｄとを単一のユニットとして構成してもよい。
【0141】
また、上記第１～第３実施形態では、弾性波ＥＷの強度指標を算出する信号処理部３４（演算ユニット８ｄ）を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、信号処理部３４（演算ユニット８ｄ）を設けなくてもよい。判定部８ｂは、弾性波ＥＷの強度指標ではなく、弾性波ＥＷの計測データそのものであるＡＥセンサ２２の出力信号２２ａ（出力電圧値）から、摺動部品ＳＰの摩耗状況を判定してもよい。
【0142】
また、上記第１～第３実施形態では、弾性波計測部８ａ（２０８ａ、３０８ａ）の出力信号２２ａのうち、超音波領域の周波数の弾性波ＥＷに対応する信号成分を抽出する抽出処理部３２を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、抽出処理部３２を設けなくてもよい。
【0143】
また、上記第１～第３実施形態では、弾性波計測部８ａ（２０８ａ、３０８ａ）が伝搬部材２１とＡＥセンサ２２とを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、弾性波計測部８ａに伝搬部材２１を設けなくてもよい。また、本発明では、保持部材２３によって伝搬部材２１を射出スリーブ５に付勢しなくてもよい。たとえば、射出スリーブ５に、図４に示した伝搬部材２１と同様の形状の伝搬片を射出スリーブ５の外周面から突出するように設けて、その伝搬片にＡＥセンサ２２を取り付けてもよい。また、ＡＥセンサ２２を、射出スリーブ５を保持するスリーブ保持部４０に取り付けてもよい。たとえば、スリーブ保持部４０において、射出スリーブ５が取り付けられるスリーブ挿入口４０ｃの縁部にＡＥセンサ２２を取り付けて、射出スリーブ５を保持する部分に伝搬した弾性波ＥＷをＡＥセンサ２２によって検出するようにしてもよい。
【0144】
また、上記第１～第３実施形態では、伝搬部材２１の一端２１ａが、射出スリーブ５の外周面に沿って湾曲した凹面形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。伝搬部材２１の一端２１ａは、図１４（Ａ）に示すように平面でもよいし、図１４（Ｂ）に示すように凸状の湾曲面であってもよい。
【0145】
また、上記第１～第３実施形態では、伝搬部材２１が射出スリーブ５のＹ方向側面に接触する例を示したが、本発明はこれに限られない。射出スリーブ５における伝搬部材２１の接触位置は任意であり、伝搬部材２１は射出スリーブ５の上面または下面に接触してもよい。Ｘ方向における接触位置も任意であり、伝搬部材２１は注湯口５ａ付近以外の位置に接触してもよい。
【0146】
また、上記第１～第３実施形態では、弾性波計測部８ａ（２０８ａ、３０８ａ）を１つだけ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、弾性波計測部８ａを複数設けてもよい。
【0147】
また、上記第１～第３実施形態では、判定部８ｂが、低速前進工程および高速前進工程を含む射出前進工程全体の強度指標－位置変化データ２２ｄから摺動部品ＳＰの摩耗状況を判定する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、射出前進工程の一部のデータから摩耗状況を判定してもよい。射出スリーブ５の摩耗は、経験上、低速前進工程でプランジャチップ６ａが移動する領域よりも、高速前進工程でプランジャチップ６ａが移動する領域の方が進行しやすい。つまり、高速前進工程でプランジャチップ６ａが移動する領域の方で、先に、閾値以上の摩耗箇所が発生する可能性が高いため、判定部８ｂは、高速前進工程における強度指標－位置変化データ２２ｄのみから摩耗状況を判定してもよい。
【0148】
また、上記第１～第３実施形態では、判定部８ｂによる摩耗状況の判定手法の一例として、強度指標が閾値を越えるか否かによって摩耗状況を判定する手法や、摩耗が発生していない正常な強度指標－位置変化データ２２ｄ（グラフ４１ｂ）との比較によって摩耗状況を判定する手法を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、判定部８ｂが、機械学習によって作成された学習済モデルを用いて、摩耗状況を判定してもよい。具体的には、弾性波計測部８ａ（２０８ａ、３０８ａ）の計測データを、摺動部品ＳＰの摩耗状況毎に実験的に収集し、収集された摩耗状況毎のデータ群を学習データとして、入力データについての摩耗状況を出力する処理を機械学習させた学習済モデルを予め作成しておく。判定部８ｂが、この学習済モデルを用いて、１ショット毎に弾性波計測部８ａから取得される最新の計測データから把握される摩耗状況を判定するようにしてもよい。弾性波計測部８ａにより取得される弾性波ＥＷの計測データは、基本的に同一の射出工程の動作を単位として、ダイカストマシン１の稼働に伴って数千回、数万回と反復して取得されるものであり、機械学習用の学習データとして収集、処理するのに適している。
【0149】
また、上記第１～第３実施形態では、ブラケット２４、２２４を、スリーブ保持部４０に取り付けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ブラケットをスリーブ保持部ではなく、金型保持部の固定ダイプレートなどの他の構成に取り付けてもよい。
【0150】
また、上記実施形態では、説明の便宜上、判定部８ｂの処理動作を処理フローに沿って順番に処理を行うフロー駆動型のフローチャートを用いて説明したが、本発明はこれに限られない。本発明では、制御部の処理動作を、イベント単位で処理を実行するイベント駆動型（イベントドリブン型）の処理により行ってもよい。この場合、完全なイベント駆動型で行ってもよいし、イベント駆動およびフロー駆動を組み合わせて行ってもよい。
【符号の説明】
【0151】
１ ダイカストマシン
２ 金型
３ 金型保持部
５ 射出スリーブ
６ａ プランジャチップ
７ 射出駆動部
８、２０８、３０８ 摩耗状況計測部（摩耗状況計測装置）
８ａ、２０８ａ、３０８ａ 弾性波計測部
８ｂ 判定部
２１ 伝搬部材
２１ａ 一端
２１ｂ 他端
２２ ＡＥセンサ（弾性波検出センサ）
２２ａ、２２ｂ 出力信号
２２ｃ 強度指標データ
２２ｄ 強度指標－位置変化データ
２３、３２３ 保持部材
２４ ブラケット（第１ブラケット）
２５、３２５ 付勢部材
３２ 抽出処理部
３４ 信号処理部
４０ スリーブ保持部
１０７ 摩耗状況計測装置
２２４ ブラケット（第２ブラケット）
２２４ｃ （ＡＥセンサが取り付けられる）部分
２２４ｄ （伝搬部材を保持する側の）部分
Ｃ キャビティ
ＥＷ 弾性波
Ｍ 溶湯
ＰＩ 位置情報
Ｔ１ （ＡＥセンサが取り付けられる部分の）厚み
Ｔ２ （伝搬部材を保持する側の部分の）厚み
２ 金型
３ 金型保持部
５ 射出スリーブ
６ａ プランジャチップ
７ 射出駆動部
８、２０８、３０８ 摩耗状況計測部（摩耗状況計測装置）
８ａ、２０８ａ、３０８ａ 弾性波計測部
８ｂ 判定部
２１ 伝搬部材
２１ａ 一端
２１ｂ 他端
２２ ＡＥセンサ（弾性波検出センサ）
２２ａ、２２ｂ 出力信号
２２ｃ 強度指標データ
２２ｄ 強度指標－位置変化データ
２３、３２３ 保持部材
２４ ブラケット（第１ブラケット）
２５、３２５ 付勢部材
３２ 抽出処理部
３４ 信号処理部
４０ スリーブ保持部
１０７ 摩耗状況計測装置
２２４ ブラケット（第２ブラケット）
２２４ｃ （ＡＥセンサが取り付けられる）部分
２２４ｄ （伝搬部材を保持する側の）部分
Ｃ キャビティ
ＥＷ 弾性波
Ｍ 溶湯
ＰＩ 位置情報
Ｔ１ （ＡＥセンサが取り付けられる部分の）厚み
Ｔ２ （伝搬部材を保持する側の部分の）厚み
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】