JP2018192512A - 鋳型造型装置及び鋳型造型方法 - Google Patents

Abstract

【課題】混合時及び充填時における発泡混合物の飛散を防止又は効果的に抑制することができる鋳型造型装置及び鋳型造型方法を得る。【解決手段】槽２０には発泡混合物製造用の材料が供給され、蓋部材３０で槽２０の開口部２０Ｋの側を閉塞した状態で槽２０の内部の材料を攪拌機構１２の攪拌羽根４０が攪拌して発泡混合物を製造する。また、槽２０における充填孔２２は止栓機構１８で開閉される。そして、圧縮空気供給機構５０は、充填孔２２を開放した状態で槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から金型の被充填孔を介して金型のキャビティに充填させる場合に圧縮空気を槽２０の内部に供給する。【選択図】図２

Description

本発明は、鋳型造型装置及び鋳型造型方法に関する。

鋳型造型装置においては、混合材料を攪拌して発泡混合物を製造するための攪拌槽としての機能と、発泡混合物を金型へ圧入するための圧入槽としての機能と、を併せ持つ混合物収納手段を備えた装置が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。このような装置では、混合物収納手段内での材料の混合時には圧入用のピストンを混合物収納手段から待避させ、混合物収納手段内の混合物を押圧して金型に充填する充填時には攪拌羽根を混合物収納手段から待避させる。

特許第４４２８３８５号公報

しかしながら、上記の構成では、混合時に退避されたピストンや充填時に退避された攪拌羽根に付着していた発泡混合物が飛散する恐れがある。

本発明は、上記事実を考慮して、混合時及び充填時における発泡混合物の飛散を防止又は効果的に抑制することができる鋳型造型装置及び鋳型造型方法を得ることが目的である。

請求項１に記載する本発明の鋳型造型装置は、発泡混合物製造用の材料が供給され、底壁部に充填孔が貫通形成されると共に、前記底壁部の側とは反対側へ開放された開口部が形成された槽と、前記槽における前記開口部の側を閉塞する蓋部材と、前記槽における前記充填孔を開閉する充填孔開閉機構と、前記蓋部材で前記開口部の側を閉塞した状態で前記槽の内部の材料を攪拌羽根で攪拌して発泡混合物を製造する攪拌機構と、前記槽における前記充填孔に隣接配置される被充填孔が貫通形成された金型と、前記充填孔を開放した状態で前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる場合に圧縮空気を前記槽の内部に供給する圧縮空気供給機構と、を有する。

上記構成によれば、槽には発泡混合物製造用の材料が供給され、蓋部材で槽の開口部の側を閉塞した状態で槽の内部の材料を攪拌機構の攪拌羽根が攪拌して発泡混合物を製造する。また、槽における充填孔は充填孔開閉機構で開閉され、金型には、槽における充填孔に隣接配置される被充填孔が貫通形成されている。そして、充填孔を開放した状態で槽の内部の発泡混合物を充填孔から被充填孔を介して金型のキャビティに充填させる場合、圧縮空気供給機構が圧縮空気を槽の内部に供給する。

以上により、槽で発泡混合物を製造する際に、金型へ発泡混合物を充填するための機構の一部を槽の中から槽の外に退避させる必要がなく、また、槽から金型に発泡混合物を充填させる際に、攪拌羽根の一部を槽の中から槽の外に退避させる必要もない。よって、発泡混合物は槽の外に飛散しない。

請求項２に記載する本発明の鋳型造型装置は、請求項１記載の構成において、前記攪拌羽根に設けられて前記充填孔の開口を閉塞可能な孔開口閉塞部と、前記孔開口閉塞部を、前記充填孔の開口を開放する開放位置と、前記充填孔の開口を閉塞する閉塞位置と、の間で移動させる移動機構と、前記圧縮空気供給機構が圧縮空気を前記槽の内部に供給して前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させた後に、前記孔開口閉塞部を前記閉塞位置に移動させるように前記移動機構を制御する開閉制御部と、を有する。

上記構成によれば、移動機構は、攪拌羽根に設けられた孔開口閉塞部を、充填孔の開口を開放する開放位置と、充填孔の開口を閉塞する閉塞位置と、の間で移動させる。また、開閉制御部は、圧縮空気供給機構が圧縮空気を槽の内部に供給して槽の内部の発泡混合物を充填孔から被充填孔を介して金型のキャビティに充填させた後に、孔開口閉塞部を閉塞位置に移動させるように移動機構を制御する。これにより、金型のキャビティから槽への発泡混合物の逆流を防止することができる。

請求項３に記載する本発明の鋳型造型装置は、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記槽の側壁部における前記開口部の側には、前記槽の内部に材料を流し込むための材料供給部が形成されており、前記蓋部材を、前記材料供給部の流路下端よりも前記開口部の側に位置する第一位置と、前記材料供給部の流路下端よりも前記底壁部の側に位置する第二位置と、の間で昇降させる昇降機構と、前記材料供給部から前記槽の内部に材料が供給される時点で前記蓋部材が前記第一位置に配置されているように前記昇降機構を制御すると共に、前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる時点で前記蓋部材が前記第二位置に配置されているように前記昇降機構を制御する昇降制御部と、を有する。

上記構成によれば、槽の側壁部における開口部の側には、槽の内部に材料を流し込むための材料供給部が形成されており、昇降機構は、蓋部材を、材料供給部の流路下端よりも開口部の側に位置する第一位置と、材料供給部の流路下端よりも底壁部の側に位置する第二位置と、の間で昇降させる。ここで、昇降制御部は、材料供給部から槽の内部に材料が供給される時点で蓋部材が第一位置に配置されているように昇降機構を制御する。これにより、材料供給部を用いて槽の内部に材料を供給することができる。また、昇降制御部は、槽の内部の発泡混合物を充填孔から被充填孔を介して金型のキャビティに充填させる時点で蓋部材が第二位置に配置されているように昇降機構を制御する。これにより、発泡混合物の充填時に、圧縮空気供給機構から槽の内部に供給される圧縮空気が材料供給部から漏れてしまうのを抑えることができる。

請求項４に記載する本発明の鋳型造型方法は、発泡混合物を金型のキャビティに充填して鋳型を造型する鋳型造型方法であって、底壁部に充填孔が貫通形成されると共に前記底壁部の側とは反対側へ開放された開口部が形成された槽に、発泡混合物製造用の材料を供給し、前記槽における前記開口部の側を蓋部材で閉塞しかつ前記充填孔を充填孔開閉機構で閉塞した状態で、前記槽の内部の材料を攪拌羽根で攪拌して発泡混合物を製造する第一工程と、前記第一工程の後に、前記充填孔開閉機構を作動させて前記充填孔を開放し、前記金型に貫通形成された被充填孔に前記充填孔を隣接配置させるように前記槽を前記金型に押し付け、前記攪拌羽根で前記槽の内部の前記発泡混合物を攪拌しながら、前記槽の内部に圧縮空気を供給して前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる第二工程と、を有する。

上記構成によれば、第一工程では、槽に発泡混合物製造用の材料を供給し、槽における開口部の側を蓋部材で閉塞しかつ槽における充填孔を充填孔開閉機構で閉塞した状態で、槽の内部の材料を攪拌羽根で攪拌して発泡混合物を製造する。第一工程の後の第二工程では、充填孔開閉機構を作動させて充填孔を開放し、金型に貫通形成された被充填孔に充填孔を隣接配置させるように槽を金型に押し付け、攪拌羽根で槽の内部の発泡混合物を攪拌しながら、槽の内部に圧縮空気を供給して槽の内部の発泡混合物を充填孔から被充填孔を介して金型のキャビティに充填させる。

以上により、槽で発泡混合物を製造する際に、金型へ発泡混合物を充填するための機構の一部を槽の中から槽の外に退避させる必要がなく、また、槽から金型に発泡混合物を充填させる際に、攪拌羽根の一部を槽の中から槽の外に退避させる必要もない。よって、発泡混合物が槽の外に飛散しない。

請求項５に記載する本発明の鋳型造型方法は、請求項４記載の構成において、前記第二工程における前記攪拌羽根の攪拌時の動作速度は、前記第一工程における前記攪拌羽根の攪拌時の動作速度よりも、低速になるように設定されている。

上記構成によれば、第二工程における攪拌羽根の攪拌時の動作速度が第一工程における攪拌羽根の攪拌時の動作速度よりも低速になるように設定されているので、第二工程では、槽の内部の発泡混合物の性状を安定化させながら当該発泡混合物を充填孔から被充填孔を介して金型のキャビティに安定的に充填させることができる。

請求項６に記載する本発明の鋳型造型方法は、請求項４又は請求項５に記載の構成において、前記第一工程において前記槽の内部の材料を前記攪拌羽根で攪拌して発泡混合物を製造した後、前記第二工程において前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる前に、前記攪拌羽根を前記底壁部から離間させる方向に移動させる。

上記構成によれば、槽の内部の発泡混合物を金型のキャビティに充填させる前に、攪拌羽根を底壁部から離間させる方向に移動させるので、金型のキャビティへの発泡混合物の充填時に、攪拌羽根において底壁部の側に配置される部位によって発泡混合物が充填孔を通りにくくなってしまうのを防止又は抑制することができる。

請求項７に記載する本発明の鋳型造型方法は、請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の構成において、前記第二工程において前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる場合に、前記発泡混合物の充填開始時から充填完了直前までの間に前記槽の内部に供給される圧縮空気の圧力は、前記発泡混合物の充填完了時及び充填完了直後に前記槽の内部に供給される圧縮空気の圧力よりも、低くなるように設定されている。

上記構成によれば、発泡混合物の充填開始時から充填完了直前までの間に槽の内部に供給される圧縮空気の圧力は、発泡混合物の充填完了時及び充填完了直後に槽の内部に供給される圧縮空気の圧力よりも、低くなるように設定されているので、発泡混合物の充填時に圧縮空気が発泡混合物をすり抜けるのを防止又は抑制することができると共に、発泡混合物の充填完了後に発泡混合物が逆流するのを抑えることができる。

請求項８に記載する本発明の鋳型造型方法は、請求項４〜請求項７のいずれか１項に記載の構成において、前記第二工程において前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させた後、前記充填孔の開口を前記攪拌羽根の一部が閉塞する位置に前記攪拌羽根を移動させる。

上記構成によれば、発泡混合物を金型のキャビティに充填させた後、攪拌羽根の一部で充填孔の開口を閉塞するので、金型のキャビティから槽への発泡混合物の逆流を防止することができる。

以上説明したように、本発明によれば、混合時及び充填時における発泡混合物の飛散を防止又は効果的に抑制することができるという優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る鋳型造型装置を造型時の状態で示す概略正面図である。 図１の鋳型造型装置の一部を拡大して示す部分拡大図である。 図１の鋳型造型装置を左側面視で示す左側面図である。 図１の鋳型造型装置を発泡混合物充填直後の状態の一例を示す概略正面図である。 図１の攪拌機構の一部等を示す概略斜視図である。 図１の鋳型造型装置を清掃時及びメンテナンス時の状態で示す概略正面図である。 図１の鋳型造型装置の一部の作動状態を示す概略正面図である。図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の順に作動状態が変化していく。 図７（Ｃ）の後の作動状態を示す概略正面図である。図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）の順に作動状態が変化していく。 図８（Ｃ）の後の作動状態を示す概略正面図である。図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）の順に作動状態が変化していく。

本発明の一実施形態に係る鋳型造型装置について図１〜図９を用いて説明する。なお、図を見易くするために、図中の細部におけるハッチングは適宜省略する。図１には、本実施形態に係る鋳型造型装置１０が概略正面図（一部については正面視の断面図）で示され、図２には、図１の鋳型造型装置１０の一部を拡大した部分拡大図が示されている。また、図３には、鋳型造型装置１０の左側面図が示され、図４には、鋳型造型装置１０の発泡混合物充填直後の状態の一例が概略正面図で示され、図６には、鋳型造型装置１０の清掃時及びメンテナンス時の状態が概略正面図で示されている。

（鋳型造型装置の全体構成）
まず、鋳型造型装置１０の全体構成について概説する。なお、鋳型造型装置１０は、図示しない制御盤を備えており、この制御盤は、図示しない操作部を備えると共に、鋳型造型装置１０の制御処理のプログラムを記憶した記憶部を含んで構成されている。そして、鋳型造型装置１０は、操作者による操作部の操作に応じてプログラムを実行して作動するようになっている。

図２に示されるように、鋳型造型装置１０は、槽２０と蓋部材３０とを備えている。槽２０は、底壁部２０Ａを備えた有底円筒状（広義には容器状）とされて底壁部２０Ａの側とは反対側へ開放された開口部２０Ｋが形成されている。槽２０は、発泡混合物製造用の材料（砂（広義には粒子状骨材）、水溶性バインダ、水及び添加物（例えば発泡剤））が供給されてこれらを貯留可能とされている。なお、図１〜図４及び図７〜図９では、槽２０の中の材料ないしは発泡混合物を簡略化してドットで示している。

槽２０の底壁部２０Ａには、充填孔２２が貫通形成されている。槽２０における充填孔２２は、本実施形態では一例として一つ設定されており（図５参照）、止栓機構１８によって開閉される。また、槽２０の側壁部２０Ｂにおける開口部２０Ｋの側には、槽２０の内部に材料を流し込むための材料供給部２４が形成されている。この材料供給部２４は、側壁部２０Ｂに貫通形成された孔部２４Ｈと、材料を孔部２４Ｈに案内するための傾斜状のシュート２４Ａと、を備えている。シュート２４Ａの上方側には材料供給装置２８（ブロック化して図示）が設けられる。なお、材料供給装置２８は、図示を省略するが、材料毎の供給機構を備える。また、蓋部材３０は、槽２０における開口部２０Ｋの側を密閉状に閉塞するように配置されている。槽２０の開口部２０Ｋの側に接する蓋部材３０の外周部には、槽２０の内部が気密状態となるように、シール部材（パッキン）が設けられている。

また、鋳型造型装置１０は、攪拌機構１２を備えている。攪拌機構１２は、その下部に攪拌羽根４０を備えており、蓋部材３０で開口部２０Ｋの側を閉塞した状態で槽２０の内部の材料を攪拌羽根４０で攪拌して発泡混合物を製造するようになっている。

また、図１及び図４に示されるように、鋳型造型装置１０は、装置下部側に金型機構１４を備えている。金型機構１４は、攪拌機構１２で混練された発泡混合物を所定の形状に成形して鋳型を造型するための金型６０を備える。図４に示されるように、金型６０には、槽２０における充填孔２２に隣接配置される被充填孔６６が貫通形成されている。

また、鋳型造型装置１０は、圧縮空気供給機構５０を備えている。圧縮空気供給機構５０は、充填孔２２を開放した状態で槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティ（鋳型造型用空間）に充填させる場合に圧縮空気を槽２０の内部に供給する。なお、鋳型造型装置１０は、金型機構１４と連動して金型６０を開くことで金型６０から鋳型を取り出すための鋳型押出機構（図示省略）も備えている。

さらに、図１に示されるように、鋳型造型装置１０は、装置左右方向に延びる機体上部フレーム７０に沿って（矢印Ｘ方向に）槽２０を移動させるための移動機構７２を備えている。移動機構７２は、槽２０を、造型時に配置される第一の位置（図１に示される位置）と、該第一の位置から装置右側に退避された第二の位置（図６に示される位置）と、の間で移動させる機構とされている。

（各機構について）
次に、各機構について説明する。

図１に示される槽２０を装置左右方向に移動させるための移動機構７２は、機体上部フレーム７０に沿って装置左右方向に延びる図示しないガイド部を備えると共に、前記ガイド部に沿って走行可能な走行台車７２Ｂを備えている。なお、走行台車７２Ｂをガイドするための前記ガイド部には、一例として公知のガイドレール構造が適用されているため、図１等では、前記ガイド部の図示を省略している。走行台車７２Ｂの走行範囲は、金型６０の上方側を含む範囲とされている。走行台車７２Ｂには、上下移動用のシリンダ７２Ｙを介して槽２０が取り付けられている。言い換えれば、槽２０は、走行台車７２Ｂに対してシリンダ７２Ｙにより懸垂支持されている。図４に示されるように、槽２０は、シリンダ７２Ｙの作動によって金型６０に押し付けられる位置まで移動可能とされている。

また、走行台車７２Ｂの上端部には、装置左右方向に延在するロッド７２Ｄ１の一端側が固定されている。ロッド７２Ｄ１は、機体上部フレーム７０の装置右側の部位に固定されたシリンダ７２Ｄの一部を構成し、シリンダ７２Ｄの作動によって装置左右方向に伸縮可能とされている。すなわち、移動機構７２は、走行台車７２Ｂが前記ガイド部（図示省略）に沿って走行（移動）することで、槽２０を装置左右方向に移動させるようになっている。なお、図中の一点鎖線７２Ａは、ロッド７２Ｄ１の軸心を示している。

図２に示されるように、攪拌機構１２は、攪拌羽根４０を作動させるための攪拌羽根作動機構４２を備えている。攪拌羽根作動機構４２は、攪拌羽根４０を回転させるための回転軸４２Ａを備えている。回転軸４２Ａは、装置上下方向（槽２０の深さ方向と同じ方向）に沿って延在し、蓋部材３０の中央部を貫通して下端部に攪拌羽根４０が固定されると共に、自身の軸線周りに回転可能に配置されている。回転軸４２Ａは、上端部側が駆動力伝達部４２Ｂを介してモータ４２Ｍの出力軸に接続された構成となっている。すなわち、攪拌機構１２は、モータ４２Ｍが作動することで、回転軸４２Ａに懸垂支持された攪拌羽根４０が回転して槽２０の内容物を攪拌（混練）するようになっている。

図２に示されるように、回転軸４２Ａは、水平に配置された中間板３２Ｂに軸支されると共に、回転軸外筒４２Ａ１及び回転軸内筒４２Ａ２を備えて伸縮可能な構造になっている。回転軸外筒４２Ａ１及び回転軸内筒４２Ａ２は、装置上下方向に延在しており、回転軸内筒４２Ａ２は、回転軸外筒４２Ａ１の中から回転軸外筒４２Ａ１の下方側に延びている。回転軸内筒４２Ａ２の下端部には前述した攪拌羽根４０が固定されている。

図５に示されるように、回転軸内筒４２Ａ２の長手方向中間部には、鍔状のガイド円盤４２Ｄが予め固着されている。ガイド円盤４２Ｄは、回転軸内筒４２Ａ２と同軸的に設けられ、回転軸内筒４２Ａ２の半径方向外側に張り出すように配置されている。ガイド円盤４２Ｄの半径方向外側部分の上面側には、ガイド円盤４２Ｄが回転軸内筒４２Ａ２と一体的に回転した場合に従動回転する第一ローラ４３Ａが設けられている。また、ガイド円盤４２Ｄの半径方向外側部分の下面側には、ガイド円盤４２Ｄが回転軸内筒４２Ａ２と一体的に回転した場合に従動回転する第二ローラ４３Ｂが設けられている。第二ローラ４３Ｂは、ガイド円盤４２Ｄを挟んで第一ローラ４３Ａの下方側に配置されている。

第一ローラ４３Ａ及び第二ローラ４３Ｂは、ロッドエンド４４Ｚに回転自在に取り付けられており、第一ローラ４３Ａ及び第二ローラ４３Ｂの各回転軸の方向は、ガイド円盤４２Ｄの半径方向に沿って設定されている。ロッドエンド４４Ｚは、逆Ｌ字状に形成されており、ガイド円盤４２Ｄの上方側に配置される上壁部４４Ｚ１と、ガイド円盤４２Ｄの側方側に配置される側壁部４４Ｚ２と、を備えている。ロッドエンド４４Ｚの側壁部４４Ｚ２には、前述した第一ローラ４３Ａ及び第二ローラ４３Ｂが回転自在に取り付けられ、ロッドエンド４４Ｚの上壁部４４Ｚ１の上面側には、装置上下方向に延在するロッド本体４４Ａの下端部が固定されている。ロッド本体４４Ａ及びロッドエンド４４Ｚは、サーボシリンダ４４Ｙの一部を構成している。

ロッド本体４４Ａの上部は、サーボシリンダ４４Ｙのシリンダ４４Ｓ内に配置されて、ボールネジ（図示省略）と連結されている。そして、前記ボールネジが回転することで、ロッド本体４４Ａが、装置上下方向に延在するシリンダ４４Ｓに対して装置上下方向に相対移動するように構成されている。また、サーボシリンダ４４Ｙは、前記ボールネジの回転駆動用の電動サーボモータ４４Ｍ（ブロック化して図示）を備えている。以上により、攪拌羽根４０は、電動サーボモータ４４Ｍの駆動によってサーボシリンダ４４Ｙが作動することで、装置上下方向に移動可能とされている。

なお、本実施形態では、一例として、ガイド円盤４２Ｄに対して、サーボシリンダ４４Ｙ、第一ローラ４３Ａ及び第二ローラ４３Ｂが一組設けられているが、例えば、ガイド円盤４２Ｄに対して、回転軸内筒４２Ａ２を挟んだ両側にサーボシリンダ４４Ｙ、第一ローラ４３Ａ及び第二ローラ４３Ｂが一対で設けられた構成とすることも可能である。また、サーボシリンダ４４Ｙは、一例として、図１〜図４に示される断面から外れた位置に設定されているが、構成を分かり説明するために、便宜上、図１〜図４に示される断面に二点鎖線（想像線）で図示している。また、図５以外では、第一ローラ４３Ａ及び第二ローラ４３Ｂの図示は省略している。なお、図２では、図５に示される第一ローラ４３Ａ及び第二ローラ４３Ｂに代えて、第一ローラ４３Ａ及び第二ローラ４３Ｂの各回転軸線を一点鎖線で図示している。

図５に示されるように、攪拌羽根４０は、枠状に形成された枠体４０Ａを備えると共に、枠体４０Ａの枠内側に設けられた格子状の網部４０Ｂを備えている。但し、本実施形態の攪拌羽根４０に代えて、枠体４０Ａ及び網部４０Ｂを備えないような他の形状の攪拌羽根が適用されてもよい。なお、図５に示される斜視図では、槽２０を簡略化して有底円筒状に示すと共に、この槽２０を透視した状態で攪拌機構１２の下部を簡略化して示している。攪拌機構１２における攪拌羽根４０の下端部には、充填孔２２（図５では想像線（二点鎖線）で図示）の開口を閉塞可能な孔開口閉塞部４６が設けられている。孔開口閉塞部４６は、攪拌羽根４０の下端部から攪拌羽根４０の厚み方向外側に張り出した張出部分を含む略矩形板状部（逆流防止用の遮蔽板）の一部とされている。

また、本実施形態では、孔開口閉塞部４６を、充填孔２２の開口を開放する開放位置４６Ｘ（図２参照）と、充填孔２２の開口を閉塞する閉塞位置４６Ｙ（図４参照）と、の間で移動させる移動機構４５が設けられている。この移動機構４５は、前述したサーボシリンダ４４Ｙ、第一ローラ４３Ａ、第二ローラ４３Ｂ、ガイド円盤４２Ｄ、回転軸内筒４２Ａ２、回転軸外筒４２Ａ１、及び攪拌羽根４０のうち孔開口閉塞部４６を除く部分を含んで構成されている。移動機構４５の一部を構成するサーボシリンダ４４Ｙの電動サーボモータ４４Ｍは、開閉制御部４８に接続されて開閉制御部４８によって駆動が制御されるようになっている。

開閉制御部４８は、圧縮空気供給機構５０（図２参照）が圧縮空気を槽２０の内部に供給することで図８（Ｃ）に示される槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させる前に図５に示される孔開口閉塞部４６を閉塞位置４６Ｙ（図４参照）から離間する側（上方側）に移動させるように移動機構４５（より具体的にはサーボシリンダ４４Ｙの電動サーボモータ４４Ｍの駆動）を制御する。また、開閉制御部４８は、圧縮空気供給機構５０（図２参照）が圧縮空気を槽２０の内部に供給して図８（Ｃ）に示される槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させた後に、図４に示される孔開口閉塞部４６を閉塞位置４６Ｙに移動させるように図５に示される移動機構４５（より具体的にはサーボシリンダ４４Ｙの電動サーボモータ４４Ｍの駆動）を制御する。

一方、図１に示される金型機構１４においては、金型６０が一方の型である固定型６２と他方の型である可動型６４とでキャビティを形成する。可動型６４は、可動機構１４Ａによって装置左右方向に移動可能とされている。可動機構１４Ａは、機台１４Ｂに設けられ、装置左右方向を軸方向として配置されたシリンダ１４Ａ１を含んで構成されている。なお、詳細説明を省略するが、図６に示されるように、可動型６４は、固定型６２から離れた位置に配置された状態で可動型割面の向きを変えることが可能とされている。

また、図１に示されるように、固定型６２は、機台１４Ｂに設けられた支持機構部１４Ｃに支持され、可動型６４の側方側（本実施形態では装置左側）に配置されている。また、金型６０において上側に配置される上壁部には既述した被充填孔６６が貫通形成されている。なお、本実施形態における被充填孔６６は、固定型６２の上壁部６２Ａの切欠部分と可動型６４の上壁部６４Ａの切欠部分とで構成されている。

一方、機体上部フレーム７０にはサーボシリンダ１６Ｙが支持されている。このサーボシリンダ１６Ｙは、装置上下方向を軸方向として配置されたシリンダ１６Ｓ及びロッド１６Ａと、駆動用の電動サーボモータ１６Ｍ（図３参照）と、を備えている。図２に示されるように、ロッド１６Ａの下端部は、連結構造部３２を介して蓋部材３０に接続されている。連結構造部３２は、蓋部材３０の上面側に固定されて立設された複数のロッド３２Ａと、ロッド３２Ａの上端部が固定されて前述した回転軸４２Ａを軸支する中間板３２Ｂと、を含んで構成されている。

蓋部材３０は、槽２０の内面とシール（密閉）された状態（密封状態）で摺動可能に配置され、サーボシリンダ１６Ｙの電動サーボモータ１６Ｍ（図３参照）が作動することで槽２０の底壁部２０Ａに接近する方向及びその反対方向（言い換えれば装置上下方向）に移動するようになっている。そして、サーボシリンダ１６Ｙ及び連結構造部３２を含んで構成された昇降機構３６は、蓋部材３０を、材料供給部２４の流路下端よりも開口部２０Ｋの側に位置する第一位置３０Ｘと、材料供給部２４の流路下端よりも底壁部２０Ａの側に位置する第二位置３０Ｙ（図８（Ｃ）参照）と、の間で昇降させるようになっている。

図３に示されるように、昇降機構３６の電動サーボモータ１６Ｍは、昇降制御部３８に接続されている。昇降制御部３８は、図２に示される材料供給部２４から槽２０の内部に材料が供給される時点で蓋部材３０が第一位置３０Ｘ（図２に示される位置）に配置されているように昇降機構３６を制御すると共に、図８（Ｃ）に示される槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させる時点で蓋部材３０が第二位置３０Ｙ（図８（Ｃ）に示される位置）に配置されているように昇降機構３６を制御する。

図２に示されるように、槽２０の下方側でかつ金型機構１４（図１参照）の上方側には、充填孔開閉機構としての止栓機構１８が設けられている。止栓機構１８は、槽２０の底壁部２０Ａの充填孔２２の閉塞用として止め栓１８Ａを備えている。止め栓１８Ａは、水平配置された止め栓プレート１８Ｂから上方側に突出している。また、止め栓プレート１８Ｂは、上向きのシリンダ１８Ｙのピストンロッド１８Ｒの上端部に取り付けられており、シリンダ１８Ｙの作動により上下動するようになっている。そして、止栓機構１８は、槽２０の充填孔２２を止め栓１８Ａで閉塞することが可能とされている。なお、シリンダ１８Ｙを支持する支持部材１８Ｄは、図示しない移動用機構によって装置左右方向に移動可能とされている。

圧縮空気供給機構５０は、蓋部材３０にポート５２Ａ及び圧力ゲージ５２Ｇを備え、ポート５２Ａには、ホース５２Ｂ、流量計５２Ｄ及び三方弁５２Ｅを介して圧縮空気供給装置５２Ｃが接続されている。圧縮空気供給装置５２Ｃは、流量計５２Ｄ、三方弁５２Ｅ、ホース５２Ｂ及びポート５２Ａを介して、槽２０の内部空間への圧縮空気の供給が可能とされている。圧力ゲージ５２Ｇは、槽２０の内部空間の圧力を測定可能とされている。

また、圧縮空気供給機構５０は、圧力ゲージ５２Ｇ、流量計５２Ｄ、三方弁５２Ｅ及び圧縮空気供給装置５２Ｃにそれぞれ接続された空気供給制御部５４を備えている。なお、図中では、圧力ゲージ５２Ｇと空気供給制御部５４との接続については図示を省略する。空気供給制御部５４は、圧縮空気供給装置５２Ｃ及び三方弁５２Ｅの各作動を制御する。

（作用・効果）
次に、鋳型造型装置１０を用いて発泡混合物を金型６０（図１参照）のキャビティに充填して鋳型を造型する鋳型造型方法について図７〜図９を用いて説明しながら、上記実施形態の作用及び効果について説明する。なお、以下に説明する鋳型造型方法における制御処理は、鋳型造型装置１０の操作者による操作部（図示省略）の操作に応じて鋳型造型装置１０の記憶部（図示省略）に記憶された制御処理のプログラムが実行されることで、以下に説明する順に実行される。

まず、図７（Ａ）に示される槽２０における充填孔２２が止栓機構１８の止め栓１８Ａで閉塞され、槽２０における開口部２０Ｋの側が蓋部材３０で閉塞された状態で、材料供給装置２８（図２参照）によって材料供給部２４から槽２０の内部に発泡混合物製造用の材料（砂、水溶性バインダ、水及び添加物）が供給（投入）される（矢印Ａ参照）。

次に、図７（Ｂ）に示されるように、攪拌羽根４０がサーボシリンダ４４Ｙの作動によって下降された（矢印Ｂ参照）後、攪拌羽根作動機構４２が作動することで槽２０の内部の材料が攪拌羽根４０で攪拌される。これにより、発泡混合物が製造される。なお、以上の図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示される工程は本発明の第一工程に相当する。

次に、図７（Ｃ）に示されるように、攪拌羽根４０がサーボシリンダ４４Ｙの作動によって槽２０の底壁部２０Ａから離間する方向に移動（上昇）される。また、蓋部材３０がサーボシリンダ１６Ｙ（昇降機構３６）の作動によって下降される（矢印Ｃ参照）。この時、槽２０内の圧力を大気圧とするため、圧縮空気供給機構５０に設けられた三方弁５２Ｅ（図２参照、大気への放散用の弁）を切り替えて排気する。蓋部材３０は、材料供給部２４の流路下端よりも底壁部２０Ａの側に位置する第二位置３０Ｙに配置される。さらに、止栓機構１８のシリンダ１８Ｙが作動して止め栓１８Ａが下降する（矢印Ｄ参照）ことで、槽２０の底壁部２０Ａの充填孔２２が開放される。そして、止め栓１８Ａを備えた止栓機構１８が図示しない移動用機構の作動によって装置右側に移動し、図８（Ａ）に示された状態となる。

次に、図８（Ｂ）に示されるように、槽２０がシリンダ７２Ｙの作動によって下降され、槽２０が金型６０に強く押し付けられる。これにより、槽２０の充填孔２２が金型６０の被充填孔６６に隣接配置される。また、このとき、槽２０の中の蓋部材３０及び攪拌羽根４０もサーボシリンダ１６Ｙの作動によって同調して下降される。

次に、図８（Ｃ）に示されるように、攪拌機構１２の攪拌羽根作動機構４２が作動することで攪拌羽根４０が槽２０の内部の発泡混合物（チキソトロピー性を有する混合物）を攪拌してその粘度を低下させながら、圧縮空気供給機構５０によって槽２０の内部に圧縮空気を供給して（矢印Ｅ参照）槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させる。

ここで、蓋部材３０は上述した第二位置３０Ｙに配置されているので、本実施形態では圧縮空気供給機構５０から槽２０の内部に供給される圧縮空気が材料供給部２４から漏れてしまうのを抑えることができる。また、攪拌羽根４０が槽２０の内部の発泡混合物を攪拌しながら圧縮空気供給機構５０によって槽２０の中に圧縮空気を供給しているので、例えば発泡混合物の攪拌をしない状態で槽２０の中に圧縮空気を供給する場合に比べて、圧縮空気量を抑えること（ひいては圧縮空気を供給するためのエネルギーを低減すること）ができる。すなわち、金型６０のキャビティへの発泡混合物の供給時（充填時）に、攪拌羽根４０を回転させることで、発泡混合物（非ニュートン流体）の粘度が下げられて発泡混合物を供給する時の流動性を向上させることができるので、発泡混合物の供給性が向上する。さらに、圧縮空気が発泡混合物表面の凹凸を平滑にすることで、安定した供給性能を担保することができる。なお、以上の図７（Ｃ）〜図８（Ｃ）に示される工程は本発明の第二工程に相当する。

また、図８（Ｃ）に示される工程（第二工程）における攪拌羽根４０の攪拌時の動作速度は、図７（Ｂ）に示される工程（第一工程）における攪拌羽根４０の攪拌時の動作速度よりも、低速になるように設定されている。これにより、本実施形態では、図８（Ｃ）に示される槽２０の内部の発泡混合物の性状を安定化させながら当該発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに安定的に充填させることができる。

また、図８（Ｃ）に示される工程（第二工程）において槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させる場合に、発泡混合物の充填開始時から充填完了直前までの間に槽２０の内部に供給される圧縮空気の圧力は、発泡混合物の充填完了時及び充填完了直後に槽２０の内部に供給される圧縮空気の圧力よりも、低くなるように設定されている。このため、発泡混合物の充填時に圧縮空気が発泡混合物をすり抜けるのを防止又は抑制することができると共に、発泡混合物の充填完了後に熱膨張した発泡混合物が金型６０のキャビティから逆流するのを抑えることができる。

さらに、本実施形態では、槽２０の内部の発泡混合物を金型６０のキャビティに充填させる前に、攪拌羽根４０を底壁部２０Ａから離間させる方向に移動させているので、金型６０のキャビティへの発泡混合物の充填時に、孔開口閉塞部４６を含む攪拌羽根４０によって発泡混合物が充填孔２２を通りにくくなってしまうのを防止又は抑制することができる。

その後、図９（Ａ）に示される攪拌機構１２の攪拌羽根作動機構４２の作動を停止することで攪拌羽根４０の回転を停止する。また、圧縮空気供給機構５０が供給する圧縮空気による圧力を減圧した後、圧縮空気による加圧を解除する。

なお、本実施形態では、一例として、（第二工程において）槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させた後、サーボシリンダ４４Ｙが作動することで、図４に示されるように、攪拌羽根４０の一部である孔開口閉塞部４６が閉塞位置４６Ｙに移動され、孔開口閉塞部４６が充填孔２２の開口を所定時間閉塞する。これによっても、金型６０のキャビティから槽２０への発泡混合物の逆流を防止することができる。

次に、図９（Ｂ）に示されるように、槽２０がシリンダ７２Ｙの作動によって上昇され、槽２０が金型６０から離れる。また、このとき、槽２０の中の蓋部材３０及び攪拌羽根４０もサーボシリンダ１６Ｙの作動によって上昇され、蓋部材３０は、材料供給部２４の流路下端よりも開口部２０Ｋの側に位置する第一位置３０Ｘに配置される。

次に、図９（Ｃ）に示されるように、止栓機構１８が図示しない移動用機構の作動によって装置右側から槽２０の直下に移動する。また、止栓機構１８のシリンダ１８Ｙが作動して止め栓１８Ａが上昇する（矢印Ｆ参照）ことで、図７（Ａ）に示されるように、槽２０の底壁部２０Ａの充填孔２２が閉塞される。すなわち、鋳型造型装置１０は、図９（Ｃ）の作動状態の後、図７（Ａ）の作動状態に戻り、以下、以上説明したサイクルが繰り返される。なお、図７（Ａ）の作動状態に戻った鋳型造型装置１０について補足すると、図７（Ａ）の状態では蓋部材３０が前述した第一位置３０Ｘに配置されているため、材料供給部２４を用いて槽２０の内部に材料を供給することができる。

以上により、図１に示される槽２０で発泡混合物を製造する際に、金型６０へ発泡混合物を充填するための機構の一部を槽２０の中から槽２０の外に退避させる必要がなく、また、槽２０から金型６０に発泡混合物を充填させる際に、攪拌羽根４０を槽２０の中から槽２０の外に退避させる必要もない。よって、発泡混合物が槽２０の外に飛散しない。

以上説明したように、本実施形態によれば、混合時及び充填時における発泡混合物の飛散を防止又は効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、金型６０へ発泡混合物を充填するための機構の一部や攪拌羽根４０を槽２０から出し入れする必要もないので、発泡混合物を製造して金型６０に充填するまでの時間を短縮することもでき、ひいては造型サイクルを短縮することができる。また、本実施形態では、鋳型造型装置１０の中に可動部が少なく、また金型６０への発泡混合物の充填を圧縮空気による加圧で実現しているため、装置そのものを簡素化、コンパクト化することもできる。

（実施形態の補足説明）
なお、上記実施形態では、槽２０から金型６０のキャビティへの発泡混合物の供給方向が装置上方側から装置下方側へ向かう縦方向とされているが、槽から金型のキャビティへの発泡混合物の供給方向は、横方向や斜め下方向に設定されてもよい。

また、上記実施形態では、槽２０の内部への材料供給は、材料供給部２４の上方側からとされているが、上記実施形態の変形例として、例えば、蓋部材（３０）に材料供給口を貫通形成すると共に当該材料供給口を開閉する開閉部を設け、前記材料供給口から槽（２０）の内部へ材料を供給するような構成としてもよい。

また、上記実施形態の変形例として、金型の内部への発泡混合物の充填性を向上しかつ発泡混合物を安定的に供給する性能を担保するために、攪拌羽根（４０）を回転させることに加えて、攪拌羽根（４０）を振動させる又は槽（２０）を振動させる、といった機能を設けてもよい。

また、上記実施形態では、図５に示される孔開口閉塞部４６及び開閉制御部４８が設けられており、上述した逆流防止の観点からはそのような構成が好ましいが、孔開口閉塞部４６及び開閉制御部４８が設けられない構成も採り得る。

また、上記実施形態では、槽２０の底壁部２０Ａに一つの充填孔２２が貫通形成されているが、上記実施形態の変形例として、槽（２０）の底壁部（２０Ａ）に複数の充填孔が貫通形成されると共に、これらの充填孔に対応して止栓機構（充填孔開閉機構）に複数の閉塞用の止め栓が設定されている構成も採り得る。そのような変形例の場合、複数の充填孔は、例えば、図５に示される充填孔２２と同様の位置に設定された充填孔を含むと共に装置平面視で一列に並ぶように設定されてもよく、その場合には、一例として、攪拌羽根（４０）は、装置平面視で複数の充填孔の並ぶ方向と同じ方向に延在した状態で停止するように設定（言い換えれば、攪拌羽根（４０）の停止時に装置平面視で攪拌羽根（４０）と複数の充填孔とが重なるように設定）されてもよい。

また、上記実施形態では、第二工程における攪拌羽根４０の攪拌時の動作速度が第一工程における攪拌羽根４０の攪拌時の動作速度よりも低速になるように設定されており、このような構成が好ましいが、例えば、第一工程における攪拌羽根（４０）の攪拌時の動作速度の設定等によっては、上記実施形態の設定以外の設定も採り得る。

また、上記実施形態の変形例として、図７（Ｂ）に示される槽２０の内部の材料が攪拌羽根４０で攪拌される時の蓋部材３０の位置は、図７（Ｂ）に示される第一位置３０Ｘとされずに第二位置３０Ｙ（図７（Ｃ）参照）とされてもよい。補足すると、蓋部材３０の位置を第一位置３０Ｘから第二位置３０Ｙ（図７（Ｃ）参照）に変位させるタイミングは、図７（Ａ）に示される材料供給部２４から槽２０の内部に材料が供給された後でかつ図８（Ｃ）に示される槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させる前であれば、いずれのタイミングに設定することも可能である。また、蓋部材３０の位置を第二位置３０Ｙから第一位置３０Ｘ（図７（Ａ）参照）に変位させるタイミングは、図８（Ｃ）に示される槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させた後でかつ図７（Ａ）に示される材料供給部２４から槽２０の内部に材料が供給される前であれば、いずれのタイミングに設定することも可能である。

また、上記実施形態では、図７（Ｃ）に示されるように、金型６０のキャビティに発泡混合物を充填させる前に、攪拌羽根４０をサーボシリンダ４４Ｙの作動によって槽２０の底壁部２０Ａから離間させる方向に移動させており、このような構成が好ましいが、そのような移動の設定がなされない構成も採り得る。

また、第二工程において図８（Ｃ）に示される槽２０の内部の発泡混合物を充填孔２２から被充填孔６６を介して金型６０のキャビティに充填させる場合において圧縮空気供給機構５０が供給する圧縮空気の圧力の設定は、上記実施形態のような設定が好ましいが、上記実施形態の設定以外の設定も採り得る。

また、圧縮空気供給機構（５０）が槽（２０）の内部に供給する圧縮空気は、大気とは限らず、ガスボンベから供給される窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガスや炭酸ガスであってもよい。

なお、上記実施形態及び上述の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。

以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

１０ 鋳型造型装置
１２ 攪拌機構
１８ 止栓機構（充填孔開閉機構）
２０ 槽
２０Ａ 底壁部
２０Ｂ 側壁部
２０Ｋ 開口部
２２ 充填孔
２４ 材料供給部
３０ 蓋部材
３０Ｘ 第一位置
３０Ｙ 第二位置
３６ 昇降機構
３８ 昇降制御部
４０ 攪拌羽根
４５ 移動機構
４６ 孔開口閉塞部（攪拌羽根の一部）
４６Ｘ 開放位置
４６Ｙ 閉塞位置
４８ 開閉制御部
５０ 圧縮空気供給機構
６０ 金型
６６ 被充填孔

Claims (8)

1. 発泡混合物製造用の材料が供給され、底壁部に充填孔が貫通形成されると共に、前記底壁部の側とは反対側へ開放された開口部が形成された槽と、
   前記槽における前記開口部の側を閉塞する蓋部材と、
   前記槽における前記充填孔を開閉する充填孔開閉機構と、
   前記蓋部材で前記開口部の側を閉塞した状態で前記槽の内部の材料を攪拌羽根で攪拌して発泡混合物を製造する攪拌機構と、
   前記槽における前記充填孔に隣接配置される被充填孔が貫通形成された金型と、
   前記充填孔を開放した状態で前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる場合に圧縮空気を前記槽の内部に供給する圧縮空気供給機構と、
   を有する鋳型造型装置。
2. 前記攪拌羽根に設けられて前記充填孔の開口を閉塞可能な孔開口閉塞部と、
   前記孔開口閉塞部を、前記充填孔の開口を開放する開放位置と、前記充填孔の開口を閉塞する閉塞位置と、の間で移動させる移動機構と、
   前記圧縮空気供給機構が圧縮空気を前記槽の内部に供給して前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させた後に、前記孔開口閉塞部を前記閉塞位置に移動させるように前記移動機構を制御する開閉制御部と、
   を有する、請求項１記載の鋳型造型装置。
3. 前記槽の側壁部における前記開口部の側には、前記槽の内部に材料を流し込むための材料供給部が形成されており、
   前記蓋部材を、前記材料供給部の流路下端よりも前記開口部の側に位置する第一位置と、前記材料供給部の流路下端よりも前記底壁部の側に位置する第二位置と、の間で昇降させる昇降機構と、
   前記材料供給部から前記槽の内部に材料が供給される時点で前記蓋部材が前記第一位置に配置されているように前記昇降機構を制御すると共に、前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる時点で前記蓋部材が前記第二位置に配置されているように前記昇降機構を制御する昇降制御部と、
   を有する請求項１又は請求項２に記載の鋳型造型装置。
4. 発泡混合物を金型のキャビティに充填して鋳型を造型する鋳型造型方法であって、
   底壁部に充填孔が貫通形成されると共に前記底壁部の側とは反対側へ開放された開口部が形成された槽に、発泡混合物製造用の材料を供給し、前記槽における前記開口部の側を蓋部材で閉塞しかつ前記充填孔を充填孔開閉機構で閉塞した状態で、前記槽の内部の材料を攪拌羽根で攪拌して発泡混合物を製造する第一工程と、
   前記第一工程の後に、前記充填孔開閉機構を作動させて前記充填孔を開放し、前記金型に貫通形成された被充填孔に前記充填孔を隣接配置させるように前記槽を前記金型に押し付け、前記攪拌羽根で前記槽の内部の前記発泡混合物を攪拌しながら、前記槽の内部に圧縮空気を供給して前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる第二工程と、
   を有する鋳型造型方法。
5. 前記第二工程における前記攪拌羽根の攪拌時の動作速度は、前記第一工程における前記攪拌羽根の攪拌時の動作速度よりも、低速になるように設定されている、請求項４記載の鋳型造型方法。
6. 前記第一工程において前記槽の内部の材料を前記攪拌羽根で攪拌して発泡混合物を製造した後、前記第二工程において前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる前に、前記攪拌羽根を前記底壁部から離間させる方向に移動させる、請求項４又は請求項５に記載の鋳型造型方法。
7. 前記第二工程において前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させる場合に、前記発泡混合物の充填開始時から充填完了直前までの間に前記槽の内部に供給される圧縮空気の圧力は、前記発泡混合物の充填完了時及び充填完了直後に前記槽の内部に供給される圧縮空気の圧力よりも、低くなるように設定されている、請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の鋳型造型方法。
8. 前記第二工程において前記槽の内部の前記発泡混合物を前記充填孔から前記被充填孔を介して前記金型のキャビティに充填させた後、前記充填孔の開口を前記攪拌羽根の一部が閉塞する位置に前記攪拌羽根を移動させる、請求項４〜請求項７のいずれか１項に記載の鋳型造型方法。