特許 6036705 抜枠鋳型造型装置、抜枠鋳型造型方法及び砂受け装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6036705

(24)【登録日】2016年11月11日

(45)【発行日】2016年11月30日

(54)【発明の名称】抜枠鋳型造型装置、抜枠鋳型造型方法及び砂受け装置

(51)【国際特許分類】

   B22C 11/02 20060101AFI20161121BHJP

   B22C 11/10 20060101ALI20161121BHJP

   B22C 23/00 20060101ALI20161121BHJP

【ＦＩ】

   B22C11/02

   B22C11/10

   B22C23/00 C

【請求項の数】16

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2013-554182(P2013-554182)

(86)(22)【出願日】2012年10月12日

(86)【国際出願番号】JP2012076500

(87)【国際公開番号】WO2013108449

(87)【国際公開日】20130725

【審査請求日】2015年8月28日

(31)【優先権主張番号】特願2012-9808(P2012-9808)

(32)【優先日】2012年1月20日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000191009

【氏名又は名称】新東工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100161425

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 鉄平

(72)【発明者】

【氏名】高須 修司

(72)【発明者】

【氏名】寺部 斗紀也

(72)【発明者】

【氏名】大矢 英彦

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 寛之

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４２８１７４２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 実公平０２−０３１２１８（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開昭５５−１１２１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−０１３８５５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｃ １１／００−２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ上鋳枠及び下鋳枠からなる２対の上下鋳枠と、
該２対の上下鋳枠を旋回して、造型ステーション、鋳型抜き出しステーションからなる２つのステーション内に移動させる鋳枠旋回機構と、
前記２対の上下鋳枠のうち前記造型ステーションに位置する上下鋳枠の間に入出可能とされたマッチプレートと、
該上下鋳枠の間に搬入されたマッチプレートを挟持した上下鋳枠のそれぞれの開口部に挿入され上造型空間及び下造型空間を形成する一対のスクイズプレートと、
該上造型空間、該下造型空間のそれぞれに砂を充填する一対の砂導入ノズルを有するサンドタンクと、
該上造型空間及び該下造型空間に充填された鋳型砂を圧縮するスクイズ機構と、
前記鋳型抜き出しステーションに設けられ、前記鋳枠旋回機構により前記鋳型抜き出しステーションに移動された上下鋳枠内に形成された上鋳型及び下鋳型を、重ね合わせた状態で該上下鋳枠から抜き出しする抜き出し機構と、
前記鋳型抜き出しステーションに設けられ、前記鋳型抜き出しステーションに移動された上下鋳枠のうち上鋳枠内の鋳型に一又は複数の孔をあける孔形成機構と、
を備え、
前記孔形成機構は、前記上鋳型の上側から孔をあける一又は複数のドリル部材を有し、
前記抜き出し機構は、下鋳型の上に重ね合わせた状態とされた上鋳型を下側に向けて押すことにより該重ね合わせた状態とされた上鋳型及び下鋳型を前記上下鋳枠から抜き出す押し出し部材を有し、
前記押し出し部材には、前記ドリル部材が挿通可能な挿通用開口部が設けられている、
抜枠鋳型造型装置。

【請求項2】

前記押し出し部材は、水平面内における外周が前記上鋳型の上面外周に沿う形状に形成され、
前記挿通用開口部は、前記押し出し部材の外周から所定の幅を隔てて沿う形状とされており、
前記押し出し部材は、前記挿通用開口部の外側であって前記押し出し部材の外周の内側である部分で、前記上鋳型を下側に向けて押すことにより、前記上鋳型及び下鋳型を前記上下鋳枠から抜き出す請求項１記載の抜枠鋳型造型装置。

【請求項3】

前記孔形成機構は、前記ドリル部材を保持するドリルユニットと、
前記ドリルユニットを前記押し出し部材に対して上下に駆動するドリルユニット駆動機構とを有し、
前記ドリルユニットは、複数の取付用穴が設けられたボード部材と、
前記ボード部材を取り付け及び取り外し可能なユニット本体とを有し、
前記ドリル部材は、前記ボード部材の前記取付用穴のいずれかに選択的に取り付け及び取り外し可能とされている請求項２記載の抜枠鋳型造型装置。

【請求項4】

前記鋳型抜き出しステーションに位置して設けられ、該位置の上鋳枠の下方に前記孔形成機構の孔あけの際に、孔あけにより発生する砂を受けて装置外部に排出する砂受け機構を備える請求項１乃至請求項３の内いずれか１項に記載の抜枠鋳型造型装置。

【請求項5】

前記砂受け機構は、回動可能に設けられた第１板状部材と、
前記第１板状部材の先端側から突出する方向及びその反対方向に移動可能に設けられ、前記第１板状部材が所定の回動位置にあるときに前記第１板状部材に対して、前記突出する方向に飛び出された位置で前記孔あけにより発生する砂を受けるための砂受け用の第２板状部材とを有し、
前記孔あけ前及び前記孔あけ後には、前記第１板状部材は、前記第２板状部材が垂直方向を向くような状態とされるとともに、前記第２板状部材は、前記第１板状部材に対して引き込んだ状態とされる請求項４記載の抜枠鋳型造型装置。

【請求項6】

前記孔あけ時には、前記第１板状部材は、先端側が基端側より上側に位置するように、水平方向に対して傾斜した状態とされ、前記第２板状部材は、前記第１板状部材に対して、突出する方向に飛び出された状態とされる請求項５記載の抜枠鋳型造型装置。

【請求項7】

前記砂受け機構は、前記第１板状部材を回動させる第１シリンダと、
前記第２板状部材を前記第１板状部材に対して飛び出す動作及び引き込む動作をするよう駆動する第２シリンダとを有している請求項６記載の抜枠鋳型造型装置。

【請求項8】

造型ステーションに位置して垂直方向に対向する上鋳枠及び下鋳枠からなる上下鋳枠を相互に近接方向に移動させることによってマッチプレートを挟持する工程と、
前記マッチプレートを挟持した上下鋳枠のそれぞれの開口部に一対のスクイズプレートを挿入させて上造型空間及び下造型空間を形成する工程と、
該上造型空間及び該下造型空間にサンドタンクから鋳型砂を充填する工程と、
前記一対のスクイズプレートを前記マッチプレート側に移動させて上造型空間及び下造型空間内の鋳型砂を圧縮する工程と、
前記上下鋳枠を相互に離間させる方向に移動させることで、前記上下鋳枠内に形成された鋳型からマッチプレートを分離する工程と、
前記造型ステーションにおいて鋳型が形成された上下鋳枠を鋳型抜き出しステーションに移動させるように該上下鋳枠を旋回する工程と、
該鋳型抜き出しステーションに移動された上下鋳枠のうち上鋳枠内の鋳型に孔形成機構により一又は複数の孔をあける工程と、
該上下鋳枠を相互に近接する方向に移動させることで、それぞれ鋳型が形成された上下鋳枠を重ね合わせる工程と、
重ね合わせた上下鋳枠内に進入可能な部材を有する鋳型抜き出し機構により上下鋳枠内のそれぞれの鋳型を重ね合わせた状態で該上下鋳枠から抜き出す工程とを備え、
前記孔形成機構は、前記上下鋳枠の上鋳枠内に形成された上鋳型の上側から孔をあける一又は複数のドリル部材を有し、
前記鋳型抜き出し機構は、下鋳型の上に重ね合わせた状態とされた上鋳型を下側に向けて押すことにより該重ね合わせた状態とされた上鋳型及び下鋳型を前記上下鋳枠から抜き出す押し出し部材を有し、
前記押し出し部材には、前記ドリル部材が挿通可能な挿通用開口部が設けられており、
前記造型ステーション、前記鋳型抜き出しステーションからなる２つのステーションには、それぞれのステーションに応じた工程の状態とされる、それぞれ上鋳枠及び下鋳枠からなる２対の上下鋳枠が設けられ、該上下鋳枠を旋回させて２つのステーション内に移動させることで、順次重ね合わされた鋳枠無しの上下鋳型を造型する、
抜枠鋳型造型方法。

【請求項9】

前記押し出し部材は、水平面内における外周が前記上鋳型の上面外周に沿う形状に形成され、
前記挿通用開口部は、前記押し出し部材の外周から所定の幅を隔てて沿う形状とされており、
前記押し出し部材は、前記挿通用開口部の外側であって前記押し出し部材の外周の内側である部分で、前記上鋳型を下側に向けて押すことにより、前記上鋳型及び下鋳型を前記上下鋳枠から抜き出す請求項８記載の抜枠鋳型造型方法。

【請求項10】

前記孔形成機構は、前記ドリル部材を保持するドリルユニットと、
前記ドリルユニットを前記押し出し部材に対して上下に駆動するドリルユニット駆動機構とを有し、
前記ドリルユニットは、複数の取付用穴が設けられたボード部材と、
前記ボード部材を取り付け及び取り外し可能なユニット本体とを有し、
前記ドリル部材は、前記ボード部材の前記取付用穴のいずれかに選択的に取り付け及び取り外し可能とされている請求項９記載の抜枠鋳型造型方法。

【請求項11】

前記孔形成機構により一又は複数の孔をあける工程においては、前記鋳型抜き出しステーションに位置して設けられる砂受け機構により、該位置の上鋳枠の下方に前記孔形成機構の孔あけの際に、孔あけにより発生する砂を受けて装置外部に排出する請求項８乃至請求項１０の内いずれか１項に記載の抜枠鋳型造型方法。

【請求項12】

前記砂受け機構は、回動可能に設けられた第１板状部材と、
前記第１板状部材の先端側から突出する方向及びその反対方向に移動可能に設けられ、前記第１板状部材が所定の回動位置にあるときに前記第１板状部材に対して、前記突出する方向に飛び出された位置で前記孔あけにより発生する砂を受けるための砂受け用の第２板状部材とを有し、
前記孔あけ前及び前記孔あけ後には、前記第１板状部材は、前記第２板状部材が垂直方向を向くような状態とされるとともに、前記第２板状部材は、前記第１板状部材に対して引き込んだ状態とされる請求項１１記載の抜枠鋳型造型方法。

【請求項13】

前記孔あけ時には、前記第１板状部材は、先端側が基端側より上側に位置するように、水平方向に対して傾斜した状態とされ、前記第２板状部材は、前記第１板状部材に対して、突出する方向に飛び出された状態とされる請求項１２記載の抜枠鋳型造型方法。

【請求項14】

前記砂受け機構は、前記第１板状部材を回動させる第１シリンダと、
前記第２板状部材を前記第１板状部材に対して飛び出す動作及び引き込む動作をするよう駆動する第２シリンダとを有している請求項１３記載の抜枠鋳型造型方法。

【請求項15】

鋳型を造型する鋳型造型装置、若しくは鋳型を造型する鋳型造型装置を有する鋳型造型ラインに設けられる砂受け装置であって、
回動可能に設けられた第１板状部材と、
前記第１板状部材の先端側から突出する方向及びその反対方向に移動可能に設けられ、前記第１板状部材が所定の回動位置にあるときに前記第１板状部材に対して、前記突出する方向に飛び出された位置で孔あけにより発生する砂を受けるための砂受け用の第２板状部材と、
前記第１板状部材を回動させる第１シリンダと、
前記第２板状部材を前記第１板状部材に対して飛び出す動作及び引き込む動作をするよう駆動する第２シリンダと、
を有し、
前記孔あけ前及び前記孔あけ後には、前記第１板状部材は、前記第２板状部材が垂直方向を向くような状態とされるとともに、前記第２板状部材は、前記第１板状部材に対して引き込んだ状態とされる、
砂受け装置。

【請求項16】

前記孔あけ時には、前記第１板状部材は、先端側が基端側より上側に位置するように、水平方向に対して傾斜した状態とされ、前記第２板状部材は、前記第１板状部材に対して、突出する方向に飛び出された状態とされる請求項１５記載の砂受け装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、重ね合わされた鋳枠無しの上下鋳型を造型する抜枠鋳型造型装置、抜枠鋳型造型方法及び砂受け装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、鋳枠無しの上下鋳型を造型する抜枠鋳型造型方法及び装置として、例えば特許文献１に記載された方法及び装置がある。特許文献１に記載された鋳型造型装置は、２対の上下鋳枠と、マッチプレートと、スクイズ手段と、スクイズ手段を回動させる手段と、砂を供給する手段と、２対の上下鋳枠を２つのステーション間に交互に旋回する手段とを備えている。

【0003】

この鋳型造型装置を用いた鋳型造型方法は、一対の鋳型内に鋳型を造型する工程と、すでに造型された鋳型を内蔵する一対の鋳枠から鋳型を抜き出す工程とを同時に実施でき、短時間に効率よく造型を行うことができるという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４２８１７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、鋳型を用いて鋳物を形成する場合、鋳物にガス欠陥による不良が発生する場合がある。本技術分野では、鋳物品質を向上させることが可能な鋳型を短時間に効率よく造型することができる抜枠鋳型造型装置、抜枠鋳型造型方法及び砂受け装置が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面に係る抜枠鋳型造型装置は、それぞれ上鋳枠及び下鋳枠からなる２対の上下鋳枠と、該２対の上下鋳枠を旋回して、造型ステーション、鋳型抜き出しステーションからなる２つのステーション内に移動させる鋳枠旋回機構と、前記２対の上下鋳枠のうち前記造型ステーションに位置する上下鋳枠の間に入出可能とされたマッチプレートと、該上下鋳枠の間に搬入されたマッチプレートを挟持した上下鋳枠のそれぞれの開口部に挿入され上造型空間及び下造型空間を形成する一対のスクイズプレートと、該上造型空間、該下造型空間のそれぞれに砂を充填する一対の砂導入ノズルを有するサンドタンクと、該上造型空間及び該下造型空間に充填された鋳型砂を圧縮するスクイズ機構と、前記鋳型抜き出しステーションに設けられ、前記鋳枠旋回機構により前記鋳型抜き出しステーションに移動された上下鋳枠内に形成された上鋳型及び下鋳型を、重ね合わせた状態で該上下鋳枠から抜き出しする抜き出し機構と、前記鋳型抜き出しステーションに設けられ、前記鋳型抜き出しステーションに移動された上下鋳枠のうち上鋳枠内の鋳型に一又は複数の孔をあける孔形成機構と、を備え、前記孔形成機構は、前記上鋳型の上側から孔をあける一又は複数のドリル部材を有し、前記抜き出し機構は、下鋳型の上に重ね合わせた状態とされた上鋳型を下側に向けて押すことにより該重ね合わせた状態とされた上鋳型及び下鋳型を前記上下鋳枠から抜き出す押し出し部材を有し、前記押し出し部材には、前記ドリル部材が挿通可能な挿通用開口部が設けられている。

【0007】

また、本発明の他の側面に係る抜枠鋳型造型方法は、造型ステーションに位置して垂直方向に対向する上鋳枠及び下鋳枠からなる上下鋳枠を相互に近接方向に移動させることによってマッチプレートを挟持する工程と、前記マッチプレートを挟持した上下鋳枠のそれぞれの開口部に一対のスクイズプレートを挿入させて上造型空間及び下造型空間を形成する工程と、該上造型空間及び該下造型空間にサンドタンクから鋳型砂を充填する工程と、前記一対のスクイズプレートを前記マッチプレート側に移動させて上造型空間及び下造型空間内の鋳型砂を圧縮する工程と、前記上下鋳枠を相互に離間させる方向に移動させることで、前記上下鋳枠内に形成された鋳型からマッチプレートを分離する工程と、前記造型ステーションにおいて鋳型が形成された上下鋳枠を鋳型抜き出しステーションに移動させるように該上下鋳枠を旋回する工程と、該鋳型抜き出しステーションに移動された上下鋳枠のうち上鋳枠内の鋳型に孔形成機構により一又は複数の孔をあける工程と、該上下鋳枠を相互に近接する方向に移動させることで、それぞれ鋳型が形成された上下鋳枠を重ね合わせる工程と、重ね合わせた上下鋳枠内に進入可能な部材を有する鋳型抜き出し機構により上下鋳枠内のそれぞれの鋳型を重ね合わせた状態で該上下鋳枠から抜き出す工程とを備え、前記孔形成機構は、前記上下鋳枠の上鋳枠内に形成された上鋳型の上側から孔をあける一又は複数のドリル部材を有し、前記鋳型抜き出し機構は、下鋳型の上に重ね合わせた状態とされた上鋳型を下側に向けて押すことにより該重ね合わせた状態とされた上鋳型及び下鋳型を前記上下鋳枠から抜き出す押し出し部材を有し、前記押し出し部材には、前記ドリル部材が挿通可能な挿通用開口部が設けられており、前記造型ステーション、前記鋳型抜き出しステーションからなる２つのステーションには、それぞれのステーションに応じた工程の状態とされる、それぞれ上鋳枠及び下鋳枠からなる２対の上下鋳枠が設けられ、該上下鋳枠を旋回させて２つのステーション内に移動させることで、順次重ね合わされた鋳枠無しの上下鋳型を造型する。

【0008】

本発明のさらに他の側面に係る抜枠鋳型造型方法は、鋳型を造型する鋳型造型装置、若しくは鋳型を造型する鋳型造型装置を有する鋳型造型ラインに設けられる砂受け装置であって、回動可能に設けられた第１板状部材と、前記第１板状部材の先端側から突出する方向及びその反対方向に移動可能に設けられ、前記第１板状部材が所定の回動位置にあるときに前記第１板状部材に対して、前記突出する方向に飛び出された位置で孔あけにより発生する砂を受けるための砂受け用の第２板状部材と、前記第１板状部材を回動させる第１シリンダと、前記第２板状部材を前記第１板状部材に対して飛び出す動作及び引き込む動作をするよう駆動する第２シリンダとを有し、前記孔あけ前及び前記孔あけ後には、前記第１板状部材は、前記第２板状部材が垂直方向を向くような状態とされるとともに、前記第２板状部材は、前記第１板状部材に対して引き込んだ状態とされる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の種々の側面によれば、鋳物品質を向上させることが可能な鋳型を短時間に効率よく造型することができる抜枠鋳型造型装置、抜枠鋳型造型方法及び砂受け装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】一実施形態に係る鋳型造型装置の正面図である。

【図2】該鋳型造型装置の平面図である。

【図3】該鋳型造型装置の側面図である。

【図4】該鋳型造型装置の原位置の状態を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ａ４−Ａ４矢視図である。

【図5】図４から回転フレームを回転させた状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ａ５−Ａ５矢視図である。

【図6】図５からマッチプレートを上下鋳枠の間に挿入させた状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ａ６−Ａ６矢視図である。

【図7】図６から枠セット及びスクイズプレートセットを行い造型空間を形成した状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ａ７−Ａ７矢視図である。

【図8】図７から上下鋳枠を回動し水平方向に対向された状態の該鋳型造型装置を示す正面図である。

【図9】図８から上下鋳枠内に砂充填された状態の該鋳型造型装置を示す正面図である。

【図10】図９から鋳型砂がスクイズされた状態の該鋳型造型装置を示す正面図である。

【図11】図１０から上下鋳枠を回動し垂直方向に対向された状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ａ１１−Ａ１１矢視図である。

【図12】図１１から上下鋳型がマッチプレートから抜型される状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ａ１２−Ａ１２矢視図である。

【図13】図１２から回転フレームを回転させた状態（原位置に戻った状態）、すなわち、鋳型を有する鋳枠が鋳型抜き出しステーションに移動された状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ａ１３−Ａ１３矢視図である。

【図14】図１３からガス抜き孔が形成された状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ｂ１４−Ｂ１４矢視図である。

【図15】図１４から中子セットが行われた状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ｂ１５−Ｂ１５矢視図である。

【図16】図１４に示すガス抜き孔形成時に用いられる孔形成機構及び砂受け機構を説明するための図である。（ａ）は、砂受け機構の待機状態（孔あけ前及び孔あけ後）を示す図である。（ｂ）は、砂受け機構の砂受け状態（孔あけ時）を示す図である。（ｃ）は、孔形成機構の概要を示す図である。（ｄ）は、Ｃ１６−Ｃ１６矢視図である。

【図17】図１５から鋳型を有する鋳枠が重ね合わされた状態（枠合わせ）の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ｂ１７−Ｂ１７矢視図である。

【図18】図１７から鋳型を抜き出す際の押し出し部材により上下鋳型を押し出し始めた状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ｂ１８−Ｂ１８矢視図である。

【図19】鋳型を抜き出す際に、図１８で押し出し部材により下方側に押し出されることにより、鋳枠との関係で保持力が失われた鋳型がテーブルにより下降されている状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ｂ１９−Ｂ１９矢視図である。

【図20】図１９から、鋳型がテーブルにより下降されているとともに、上下鋳枠が原位置の状態となるように移動された状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ｂ２０−Ｂ２０矢視図である。

【図21】図２０から、鋳型の抜き出す動作が完了した状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ｂ２１−Ｂ２１矢視図である。

【図22】図２１で抜き出された上下鋳型が装置外部に押し出されている状態の該鋳型造型装置を示す図である。（ａ）は、正面図である。（ｂ）は、Ｂ２２−Ｂ２２矢視図である。

【図23】鋳型造型装置を構成する孔形成機構の、図３に対応する方向からの断面を示す側断面図であり、図２及び図２６に示すＸ１−Ｘ１矢視図である。

【図24】該孔形成機構の、図１に対応する方向からの断面を示す側断面図であり、図２及び図２６に示すＸ２−Ｘ２矢視図である。

【図25】該孔形成機構により、図２４に示す状態に対してドリル部材が下降してガス抜き用孔が形成された状態を示す断面図である。

【図26】図２３及び図２４に示すＸ３−Ｘ３矢視図である。

【図27】該孔形成機構のドリル部材の水平面内の位置を変更する際の上下方向の位置関係を示す断面図である。

【図28】鋳型造型装置を構成する砂受け機構を説明する図である。（ａ）は、砂受け機構の正面図である。（ｂ）は、側面図である。（ｃ）は、平面図である。

【図29】該砂受け機構の動作を説明する図である。（ａ）は、砂受け機構の待機状態（孔あけ前及び孔あけ後）を示す図である。（ｂ）は、砂受け機構の砂受け状態（孔あけ時）を示す図である。

【図30】一実施形態に係る鋳型造型方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、実施形態に係る抜枠鋳型造型装置（以下、「鋳型造型装置」という。）及び抜枠鋳型造型方法並びに砂受け装置について、図面を参照して説明する。図１〜図３は、実施形態に係る鋳型造型装置１の「正面図」、「平面図」、「側面図」である。図４〜図２２は、鋳型造型装置１による、鋳型造型を行う各工程の状態を示す正面及び断面の該略図である。尚、図４〜図２２は、動作を説明するため、基台２２や細部を省略した概略図である。図中、ｘｙ方向が水平方向であり、ｚ方向が垂直方向（上下方向）である。

【0012】

図１〜図２２に示すように、鋳型造型装置１は、それぞれ上鋳枠２及び下鋳枠３からなる２対の上下鋳枠４と、鋳枠旋回機構５と、マッチプレート６と、一対のスクイズプレート７，８と、サンドタンク９と、回動機構１０と、スクイズ機構１１と、上下鋳枠移動機構１４と、抜き出し機構１５と、孔形成機構８０とを備える。

【0013】

上下鋳枠４は、上鋳枠２及び下鋳枠３を１対として、２対設けられている。図１では上鋳枠２及び下鋳枠３は上下方向（ｚ方向）に対向して配置されている。２つの上下鋳枠４は、ｘ方向に沿って並んで配置されている。上鋳枠２及び下鋳枠３は、それぞれ上下に貫通した開口部を有している。また、上鋳枠２及び下鋳枠３のそれぞれの側壁には、鋳型砂を上鋳枠２及び下鋳枠３に供給するための砂導入口２ａ，３ａが設けられている。ここで、側壁とは、上鋳枠２及び下鋳枠３の対向方向に直行する方向（例えばｘ方向）に形成された壁である。

【0014】

鋳枠旋回機構５は、該２対の上下鋳枠４を旋回して、造型ステーション、鋳型抜き出しステーションからなる２つのステーション内に移動させる。鋳枠旋回機構５は、水平方向（ｘ方向）に並設された２つの上下鋳枠４の間を通り上下方向（ｚ方向）に延びる回転軸Ｍ１を中心として、２つの上下鋳枠４を旋回させる。言い換えれば、鋳枠旋回機構５は、水平方向（ｘ方向）に並設された造型ステーション及び鋳型抜き出しステーションの間を通り上下方向（ｚ方向）に延びる回転軸Ｍ１を中心として、２つの上下鋳枠４を旋回させる。ここで、造型ステーションは、造型空間内の鋳型砂を圧縮することにより鋳型を造型する位置である。鋳型抜き出しステーションは、鋳型を鋳枠内から抜き出す位置である。すなわち、鋳枠旋回機構５は、１対の上下鋳枠２、３が水平状態にあるスクイズ機構１１と、鋳型を抜き出す抜き出し機構１５との間を、１対ずつ上下に連なって並ぶ水平状態の２対の上下鋳枠を間欠的に旋回させる機構である。また、鋳枠旋回機構５は、上鋳枠２を掛止めしてｚ方向に沿って昇降させることが可能である。

【0015】

マッチプレート６は、２対の上下鋳枠のうち造型ステーションに位置する上下鋳枠４の間に入出可能とされている。また、このマッチプレート６は、搬入出機構２１によって入出可能とされている。マッチプレート６の両面には、模型が設けられている（図４〜図６）。

【0016】

一対のスクイズプレート７，８は、該上下鋳枠４の間に搬入されたマッチプレート６を挟持した上下鋳枠４のそれぞれの開口部に挿入され上造型空間及び下造型空間を形成する（図７〜図９）。換言すると上鋳枠２用のスクイズプレート７は、上鋳枠２の開口部のうちマッチプレート６が位置する下側の開口でない上側の開口に入出可能とされている。下鋳枠３用のスクイズプレート８は、下鋳枠３の開口部のうちマッチプレート６が位置する上側の開口でない下側の開口に入出可能とされている。

【0017】

サンドタンク９は、その下端部に一対の砂導入ノズル９ａ，９ｂを有する。一対の砂導入ノズル９ａ，９ｂは、下方に向けて形成され、上造型空間、下造型空間のそれぞれに砂を充填する。サンドタンク９内には、鋳型砂が収容されており、一対の砂導入ノズル９ａ，９ｂから上下鋳枠４内に鋳型砂を供給する（図９）。

【0018】

回動機構１０は、上造型空間及び下造型空間を形成した上下鋳枠４を、水平方向（ｙ方向）を軸とした軸周り方向に回動して、前記砂導入口２ａ，３ａが前記一対の砂導入ノズル９ａ，９ｂから砂充填可能となるように位置させる。具体的に例えば、砂導入口２ａ，３ａと一対の砂導入ノズル９ａ，９ｂとを当接させることで、砂充填を可能な状態とする。ここで、砂導入口２ａ，３ａの当接面には、弾性を有するシール部材を設けるようにしてもよく、このシール部材により、砂が当接面からこぼれることを防止する。回動機構１０は、ｘ方向に延びる横向きのシリンダであり、ロッド１０ａを伸縮動作することにより、ロッド１０ａ先端に取り付けられた回動フレーム２４をＲ１方向に回動させる（図７、図８）。そして、回動機構１０は、この回動フレーム２４を介して、スクイズ機構１１やこれに保持される上下鋳枠４、マッチプレート６、一対のスクイズプレート７，８等をＲ１方向と同一方向及び反対方向に回動させる。

【0019】

スクイズ機構１１は、回動機構１０に回動され上造型空間及び下造型空間に充填された鋳型砂を圧縮するように一対のスクイズプレート７，８をマッチプレート６側に移動させる（図１０）。また、スクイズ機構１１は、上述の上造型空間及び下造型空間を形成する際に一対のスクイズプレート７，８を相互に近接離間する方向に移動させる。スクイズ機構１１は、マッチプレート６を挟持した上下鋳枠４が垂直方向に対向する姿勢と水平方向に対向する姿勢との間を回動可能とされている。

【0020】

上下鋳枠４が垂直方向に対向するとは、上鋳枠２及び下鋳枠３がそれぞれ水平状態にある場合をいう。また、上下鋳枠４が水平方向に対向するとは、上鋳枠２及び下鋳枠３がそれぞれ垂直状態にある場合をいう。

【0021】

具体的にスクイズ機構１１は、回動フレーム２４に取り付けられている。回動フレーム２４は、内部に上述の構成を保持するための空間を有する略直方体状に組まれたフレーム状の基台２２に対して、回動可能とされている。支持軸２３は、基台２２に設けられ、水平方向（ｙ方向）に伸びるように配置されている。回動機構１０は、例えば、軸線がｘ方向となるように横向きに配置されたシリンダ機構である。回動機構１０は、回動フレーム２４の上側の部分に、支持軸２３によって接合されている。回動機構１０は、ロッド１０ａを備えている。ロッド１０ａの先端は、スクイズ機構１１が取り付けられた回動フレーム２４の上側の部分に接合される。このロッド１０ａが伸び縮みすることで回動フレーム２４及びこれに取り付けられたスクイズ機構１１が回動され、上下鋳枠４の姿勢が変更される（図７、図８）。

【0022】

上下鋳枠移動機構１４は、上下鋳枠４内に形成された鋳型１２，１３（例えば図９）からマッチプレート６を分離するように前記上下鋳枠４を相互に離間させる方向に移動させる。また、上下鋳枠移動機構１４は、上述のようにマッチプレート６を挟持する際等に上下鋳枠４を相互に近接させる方向にも移動させる。具体的に、上下鋳枠移動機構１４は、後述の上向きシリンダ３４、下向きシリンダ３５、上向きシリンダ４９等からなる。

【0023】

抜き出し機構１５は、鋳型抜き出しステーションに位置して設けられる。抜き出し機構１５は、マッチプレート６が分離された鋳型１２，１３を内部に有する上下鋳枠４が鋳枠旋回機構５により鋳型抜き出しステーションに移動された際に、上下鋳枠４内に形成された上鋳型１２及び下鋳型１３を重ね合わせた状態で該上下鋳枠４から抜き出しする。

【0024】

孔形成機構８０は、鋳型抜き出しステーションに位置して設けられ、該位置に移動された上下鋳枠４のうち上鋳枠２内の鋳型１２に一又は複数のガス抜き用の孔１２ａ（「ガス抜き孔」ともいう。）をあける（図２５）。

【0025】

以下、さらに具体的な構成について説明する。上述した上下鋳枠４において、下鋳枠３は、上鋳枠２から下方に向けて設けられた一対の連結棒２５間に摺動自在に架け渡されているとともに、この連結棒２５の下端位置で掛けられている。上鋳枠２及び下鋳枠３を連結する連結棒２５は、上下鋳枠４の側面であって旋回方向の前後の位置（ｙ方向に対向する位置）に設けられている。また、図４に示すように、上鋳枠２には、旋回方向の前後の側面（ｙ方向に対向する側面）に位置して一対の係合凹部２ｂが設けられ、後述の上掛止部材４８の突起部４８ｂに係合される。下鋳枠３には、旋回の前後の側面（ｙ方向に対向する側面）に位置して一対の係合凹部３ｂが設けられ、後述の下掛止部材５０の突起部５０ｂに係合される。

【0026】

マッチプレート６を入出する搬入出機構２１は、図５に示すように、回動フレーム２４に取り付けられた回転シリンダ２６と、回転シリンダ２６に連結された片持ち構造のアーム２７と、アーム２７の先端に取り付けられたシリンダ２８と、マッチプレート６を載せて入出方向へ往復動自在な吊り下げ台車２９とを有する。

【0027】

回転シリンダ２６の動作によりアーム２７が図５中Ｒ３方向に回動されると、吊り下げ台車２９は、鋳枠や回動フレーム２４に設けた図示しないレールを介して水平状態の上鋳枠２及び下鋳枠３の間にマッチプレート６を搬入させる（図６）。アーム２７が逆方向に回動されると、吊り下げ台車２９は、上下鋳枠間からマッチプレート６を搬出させる。また、アーム２７の先端に取り付けられたシリンダ２８を伸縮動作させることにより、アーム２７を吊り下げ台車２９に連結したり、連結状態を解除したりする。連結状態を解除したときに、マッチプレート６の交換が可能となる。

【0028】

スクイズ機構１１は、上述のように、基台２２の上部の中央に装着した支持軸２３に回動フレーム２４を介して回動自在に支持されている。スクイズ機構１１は、垂直面内（ｘｚ平面内）で正逆回動自在に支持されている。この回動フレーム２４の右側面には、上側及び下側のそれぞれに、上向きシリンダ３４及び下向きシリンダ３５が取り付けられている。ここで、回動フレーム２４の右側面とは、図４（ａ）におけるＡ４−Ａ４矢視で示される右側の側面であり、鋳枠旋回機構５の中心側の側面を意味する。また、前後方向とは、旋回方向の前後を結ぶ方向であり、造型ステーションにおける接線方向（ｙ方向）である。

【0029】

上向きシリンダ３４には、上昇降フレーム３２が設けられる。下向きシリンダ３５には、下昇降フレーム３３が設けられる。これら上下昇降フレーム３２，３３は、回動フレーム２４に装着された上向きシリンダ３４及び下向きシリンダ３５の伸縮作動によって相互に接近、離隔するようになっている。

【0030】

また、上昇降フレーム３２には、上側のスクイズプレート７を進退させるシリンダ３６が取り付けられる。また、下昇降フレーム３３には、下側のスクイズプレート８を進退させるシリンダ３７が取り付けられる。ここで、シリンダ３６及びシリンダ３７は、複数のシリンダからなるようにしてもよい。また、上昇降フレーム３２、下昇降フレーム３３を介して接続されるスクイズプレート７，８の水平面の大きさは、上鋳枠２及び下鋳枠３をそれぞれ押すことができる大きさを有している。

【0031】

サンドタンク９は、砂充填を行う機構として機能し、図１及び図４に示すように基台２２の天井部の左寄り位置に装着されており、さらに、下端部に一対の砂導入ノズル９ａ，９ｂを有した二股形状とされている。また、サンドタンク９は、内面に、例えば超高分子量ポリエチレンを焼結させることにより製作され例えば１０μｍ〜８０μｍ程度の孔を多数有するフィルタ部としての多孔質体が設けられ、この孔からエアを噴出させ浮遊流動化させながら砂充填を行う所謂エアレーションタンクとして構成されており、上鋳枠２及び下鋳枠３にそれぞれ独立して鋳型砂を低圧圧縮空気で充填（エアレーション充填）する。尚、低圧圧縮空気の圧力の大きさは、０．０５〜０．１８ＭＰａが好ましい。

【0032】

抜き出し機構１５は、上下に重なった水平状態の上下鋳枠４内に上側から進入可能であり、該上下鋳枠４内の上下鋳型を下側に向けて押し出す押し出し部材３８を有している（図１７、図１８、図１９）。この押し出し部材３８は、基台２２の天井部に装着された下向きのシリンダ３９のピストンロッドの下端に固定されている。押し出し部材３８は、シリンダ３９の伸縮作動により昇降する。また、押し出し部材３８の下方には、上下鋳枠４から抜き出された上下鋳型を受ける鋳型受け用のテーブル４０が昇降可能に設けられている。テーブル４０は、上向きのシリンダ４１のピストンロッド先端に固定されており、シリンダ４１の伸縮作動により昇降する。

【0033】

押し出し部材３８は、鋳型受け用のテーブル４０上に上下鋳枠４を載せた状態（図１７）で、押し出し部材３８を下降させる（図１８）。押し出し部材３８が上鋳型を押す位置まで下降した後は、押し出し部材３８及びテーブル４０を下降させて、上鋳枠２及び下鋳枠３内から鋳型１２，１３を抜き出す（図１８、図１９）。尚、上鋳型１２及び下鋳型１３は、スクイズされた時の力（砂に加わった圧縮力）によりその外周部分で上鋳枠２及び下鋳枠３に保持された状態となっているため、押し出し部材３８によりある程度上鋳枠２及び下鋳枠３から下に押し出された後は、この外周部の保持力が失われるので、テーブル４０のみを下降させて、鋳型の抜き出しを行う（図１９、図２０）。

【0034】

孔形成機構８０は、例えば図１、図３、図１３、図１４及び図１６に示すように、鋳型抜き出しステーションに位置して設けられ、該位置に移動された上下鋳枠４のうち上鋳枠２内の鋳型１２に一又は複数の孔をあける機構である。孔形成機構８０は、上鋳型１２の上側から孔をあけるドリル部材８２を有している。ドリル部材８２は、一つに限られるものではなく、複数設けられていてもよい。

【0035】

抜き出し機構１５は、上述したように、下鋳型１３の上に重ね合わせた状態とされた上鋳型１２を下側に向けて押すことにより該重ね合わせた状態とされた上鋳型１２及び下鋳型１３を上下鋳枠４から抜き出す押し出し部材３８を有している。この押し出し部材３８には、孔形成機構８０のドリル部材８２が挿通可能な挿通用開口部３８ａが設けられている。

【0036】

孔形成機構８０及び押し出し部材３８が、上述のように構成（押し出し部材３８内部に孔形成機構８０が設けられている）されていることにより、２ステーション方式とされた鋳型造型装置１において、ガス抜き用の孔あけを行う機構を配置することを実現する。

【0037】

押し出し部材３８は、図１６（ｄ）に示すように、水平面内（ｘｙ平面内）における外周３８ｂが上鋳型１２の上面外周に沿う形状となるように形成されている。挿通用開口部３８ａは、押し出し部材３８の外周３８ｂから所定の幅を隔てて沿うような形状とされている。押し出し部材３８は、挿通用開口部３８ａの外側であって押し出し部材３８の外周３８ｂの内側である部分３８ｃで、上鋳型１２を下側に向けて押すことにより、上鋳型１２及び下鋳型１３を上下鋳枠４から抜き出す。

【0038】

上述したように、押し出し部材３８は、上鋳型１２及び下鋳型１３の外周部における上鋳枠２及び下鋳枠３との保持力を失わせることで、上下鋳型１２，１３を抜き出すものであるが、上述の部分３８ｃで外周部付近を押し出すことで、適正な抜枠が可能となる。適正に抜枠できる理由を説明する。例えば、「押し出し部材」の押し出す部分を板状に形成して上鋳型の上面全面を押し出す構造とした場合には、経年劣化により、この板状の部分が撓んだ場合に、上面の真ん中の部分を先に押し出すこととなった場合に、鋳型外周部分の砂が鋳枠側に残ろうとすることにより、この外周部分に欠けが発生する可能性がある。これに対して、図１６（ｄ）等に示す押し出し部材３８のように、押し出す部分を外周部分のみを押し出す構造（部分３８ｃ）とすることにより、鋳枠２，３からの適正な抜き出しが可能となる。

【0039】

ここで、孔形成機構８０のさらに具体的形状について、図２３〜図２７を用いて説明する。孔形成機構８０は、ドリル部材８２を保持するドリルユニット８３と、このドリルユニット８３を押し出し部材３８内の中空空間内で上下に駆動するドリルユニット駆動機構としてのドリルユニット用シリンダ８４とを備える。ドリルユニット用シリンダ８４により、ドリルユニット８３及びこれに保持されたドリル部材８２は、押し出し部材３８に対して上下に駆動される。

【0040】

尚、ここでは、ドリルユニット用シリンダ８４は、図２６に示すように、押し出し部材３８用（抜枠用）のシリンダ３９を挟むように２箇所に設けられている。これは、バランスよくドリルユニット８３を駆動させるためである。ドリルユニット用シリンダの数は、これに限られるものではなく、１箇所でもよく、４箇所でもよい。尚、シリンダ３９も、１箇所に限られるものではなく、複数設けられている。図２６に示す例では、シリンダ３９が１箇所であるので、バランスよく押し出し部材３８を駆動できるよう、シリンダ３９を挟むように一対のガイドロッド９９が設けられている。

【0041】

ドリルユニット８３は、複数の取付用穴８５ａが設けられたボード部材８５と、ボード部材８５を取り付け及び取り外し可能なように保持できるユニット本体８６とを有している（図１６（ｄ）、図２３、図２４）。ユニット本体８６には、ローラー部材８７が設けられ、ボード部材８５を水平方向にスライド可能とする。ユニット本体８６には、図示しない位置決め及び固定を行う位置決めピンが設けられ、この位置決めピンにより、ローラー部材８７上をスライドされてユニット本体８６に挿入取り付けられたボード部材８５を固定可能とされている。

【0042】

ドリル部材８２は、ボード部材８５の取付用穴８５ａのいずれかに選択的に取り付け及び取り外し可能とされている。例えば、ドリル部材８２は、ネジ構造により上下に分離可能とされ、ボード部材８５の取付用穴８５ａに雄ネジ部を挿通させた状態で、ボード部材８５の上下の部材８２ｂ，８２ｃのネジ構造を一体化することでボード部材８５に取り付けることが可能である。

【0043】

また、ボード部材８５上には、エア分岐用の導通分岐部８８が設けられている。導通分岐部８８は、エアホース９０を介してエア導通部８９に接続されている。エア導通部８９は、鋳型造型装置１に設けたエア供給部に接続される。導通分岐部８８は、エアホース９１を介してドリル部材８２に接続されている。導通分岐部８８は、エア導通部８９に供給されたエアを各ドリル部材８２に供給する。

【0044】

ドリル部材８２は、供給されたエアにより、ドリル部８２ａが回転される。ドリル部材８２のドリル部８２ａを回転させた状態で、ドリルユニット用シリンダ８４により、ドリルユニット８３を下降させることで、上鋳型１２にガス抜き用孔１２ａを形成する（図２５）。尚、ガス抜き用孔１２ａ形成前に、上鋳型１２には、図２４に示すように、マッチプレート６の模型により、モールドキャビティ１２ｃとともに、ガス抜き用孔１２ａに接続されるガス抜き孔連通用空間１２ｂが形成される。尚、ここでは、エア方式のドリル部材８２としたが、電動駆動や油圧駆動の方式であってもよい。

【0045】

ドリルユニット８３を有する孔形成機構８０は、形成するガス抜き孔の水平面内（ｘｙ平面内）における位置の変更を可能とする。すなわち、形成するガス抜き孔の位置を変更する場合には、ボード部材８５に形成された複数の取付用穴８５ａのうち所望の位置に対応する取付用穴８５ａにドリル部材８２を取り付ければよい。また、ガス抜き孔の数を変更することも可能である。該孔形成機構８０は、マッチプレートを交換し、模型の位置が変更されたとき等に有効である。ドリル部材８２の位置を変更する際には、図２７に示すように、上鋳枠２を下降させるとともに、押し出し部材３８を下降させた状態で行うことで、作業者にとって作業が行いやすくなる。また、上述のような構成により、ドリル部材８２の位置変更作業を簡単に行うことができる。

【0046】

また、鋳型造型装置１には、孔形成機構８０と同じステーション（鋳型抜き出しステーション）の上鋳枠２の下方に砂受け機構１００を備える。砂受け機構１００は、孔形成機構８０の孔あけの際に孔あけにより発生する砂を受けて装置外部に排出する。尚、ここでは、砂受け機構１００は、回転フレーム４３に取り付けられる構成とし、それぞれのステーション（鋳型抜き出しステーション、造型ステーション）に各１個ずつ配置されるが、これに限られるものではない。すなわち、砂受け機構１００は、少なくとも鋳型抜き出しステーションに位置する場合に砂受けとして機能すればよく、例えば、回転フレーム４３以外の鋳枠とともに旋回しない箇所に取り付けられる場合には、鋳型抜き出しステーションに設けられればよい。

【0047】

砂受け機構１００は、図１４、図１６、図２８及び図２９に示すように、回動可能に設けられた第１板状部材１０１と、第１板状部材１０１の先端側から突出する方向Ｙ１及びその反対方向Ｙ２に移動可能に設けられる第２板状部材１０２とを有する。第２板状部材１０２は、第１板状部材１０１が所定の回動位置にあるときに第１板状部材１０１に対して、突出する方向に飛び出された位置で孔形成機構８０による孔あけにより発生する砂を受けるための砂受け用の部材である。

【0048】

孔あけ時以外（孔あけ前及び孔あけ後）には、第１板状部材１０１は、第２板状部材１０２が垂直方向を向くような状態とされる。また、第２板状部材１０２は、第１板状部材１０１に対して引き込んだ状態とされる（図１６（ａ）及び図２９（ａ））。

【0049】

一方、孔あけ時には、第１板状部材１０１は、先端側が基端側より上側に位置するように、水平方向に対して傾斜した状態とされる。このとき第２板状部材１０２は、第１板状部材１０１に対して、突出する方向Ｙ１に飛び出された状態とされる（図１６（ｂ）及び図２９（ｂ））。

【0050】

また、砂受け機構１００は、第１板状部材１０１を回動させる第１シリンダ１０３と、第２板状部材１０２を駆動する第２シリンダ１０４とを有している。第２シリンダ１０４は、第２板状部材１０２を第１板状部材１０１に対して飛び出す動作及び引き込む動作をするよう駆動する。

【0051】

ここで、第１シリンダ１０３により第１板状部材１０１の回動動作について詳しく説明する。第１板状部材１０１の基端部は、回動中心用の固定部１０１ａとされ、第１板状部材１０１は、回動自在とされている。固定部１０１ａから延長して設けられた延設部材１０１ｂは、第１シリンダ１０３の直線運動を回動運動に変換する機能を有する。延設部材１０１ｂの先端部分１０１ｃには、第１シリンダ１０３のロッド１０３ｂの先端１０３ｃが取り付けられている。一方で、第１シリンダ１０３は、基端側が固定部１０３ａとされるとともに、固定部１０３ａを中心に回動自在に設けられている。

【0052】

図１６（ａ）及び図２９（ａ）に示すような状態から、第１シリンダ１０３のロッド１０３ｂが伸びる方向に駆動されると、第１シリンダ１０３の上側が図中左方向に少し傾斜するとともに、第１板状部材１０１の上側が右方向に大きく傾斜することとなる。それとともに、第２シリンダ１０４のロッド１０４ｂが伸ばされる方向に駆動される。ロッド１０４ｂの先端１０４ｃには、取付部材１０２ａを介して第２板状部材１０２の先端に取り付けられている。よって、ロッド１０４ｂが伸ばされることにより、第１板状部材１０１に対して、突出する方向Ｙ１に飛び出された状態とされる（図１６（ｂ）及び図２９（ｂ））。

【0053】

このとき、第１板状部材及び第２板状部材は、水平方向（ｘｙ平面）に対して傾斜した状態とされ、この状態で孔形成機構８０による孔あけが行われることで、孔あけにより発生する砂を受ける。尚、水平方向ＬＨに対する傾斜角度θとしては、５°〜４５°の範囲が採用される。５°より傾斜が小さい場合や水平状態でも砂受けとして機能するが、外部に排出する際に、先端側から僅かに下鋳型側にこぼれる可能性があり、上記角度範囲であればこの可能性を小さくできる。また、４５°より傾斜が大きい場合には、第１及び第２板状部材１０１，１０２の大きさが大きくなってしまう。また、上記傾斜角度θは、２０°〜４０°としてもよい。

【0054】

図１６（ｂ）及び図２９（ｂ）に示すような状態で、孔形成機構８０により孔あけが行われると、第２板状部材１０２上に、孔あけにより発生する砂を受けた状態である。そして、ロッド１０３ｂ及びロッド１０４ｂが縮む方向に駆動されることで、第１板状部材１０１は垂直方向に向くように駆動され、第２板状部材１０２は、第１板状部材１０１に対して引き込む方向Ｙ２に駆動される。これにより、第２板状部材１０２上に受けた砂は、固定部１０３ａの下方側に排出され、すなわち、装置外部に排出される。固定部１０３ａの下方に位置して、砂受け容器等を配置するようにしてもよい。

【0055】

このように砂受け機構１００は、孔形成機構８０の孔あけにより発生し、下鋳枠３内の鋳型や中子の上に不要な砂が堆積することを防止して、すなわち鋳物不良を防止する。また、第１板状部材１０１、第２板状部材１０２、第１シリンダ１０３、第２シリンダ１０４を備えることにより、コンパクトな構成でその機能を発揮でき、装置全体の構成も簡素化及び小型化できる。上述した、砂受け機構（「砂受け装置」ともいう。）１００は、抜枠鋳型造型装置のみではなく、造型した鋳型を鋳枠とともに搬出する枠付鋳型造型装置にも用いることが可能であり、さらに、鋳型造型装置を有する鋳型造型ラインにも設けることが可能である。

【0056】

また、孔形成機構８０及び砂受け機構１００は、ガス抜き孔を自動で形成することを実現し、これにより、鋳物にガス欠陥による不良が発生することを防止できる。鋳型造型装置１は、従来では２ステーション方式の抜枠鋳型造型装置に配置することが困難であると考えられていた孔あけ装置を設け、これにより、ガス抜き孔あけの自動化を実現した。

【0057】

鋳枠旋回機構５は、図４、図５、図１２、図１３及び図１４に示すように、上下鋳枠４を保持して旋回される回転フレーム４３と、回転フレーム駆動手段４４とを有している。図１４に示すように、回転フレーム駆動手段４４は、ロッド４４ａの先端が回転フレーム４３の取付部４３ａに取り付けられ、ロッド４４ａを伸縮させることにより、回転軸Ｍ１を回転軸として回転フレーム４５を一方向及び反対方向に１８０度反転させる。該鋳枠旋回機構５は、この正転及び反転動作により、２対の上下鋳枠４を造型ステーション及び鋳型抜き出しステーションに順番に旋回させることができる。

【0058】

そして、回転フレーム４３の上部には支持部材４６が装着されている（図１〜図３）。支持部材４６には、垂直方向の下方へ伸び且つ前後方向へ所要の間隔を置いて対をなす２対のガイドロッド４７が設けられている。

【0059】

また、２対のガイドロッド４７には、それぞれ１対ごとに、上鋳枠２の係合凹部２ｂを掛止め可能な上掛止部材４８が上下摺動自在に架けられて設けられている。各上掛止部材４８には、それぞれ、回転フレーム４３に装着した上向きのシリンダ４９のピストンロッドの先端が固着されている。各上掛止部材４８は、この上向きのシリンダ４９の伸縮作動によって昇降動作される。さらに、２対のガイドロッド４７の下端には、下鋳枠３の係合凹部３ｂを掛止可能な下掛止部材５０が固定されている。上掛止部材４８には、係合凹部２ｂに係合する突起部４８ｂが設けられる。下掛止部材５０には、係合凹部３ｂに係合する突起部５０ｂが設けられる。

【0060】

また、鋳型抜き出しステーションには、上鋳枠２及び下鋳枠３から抜き出し機構１５により鋳型受け用のテーブル４０上に抜き出された上下鋳型１２，１３を、押し出して排出する鋳型排出機構５１が設けられている（図２１、図２２）。

【0061】

次に、以上のように構成された鋳型造型装置１を用いた鋳型造型方法について説明する。この鋳型造型方法は、上述したように、鋳枠無し上下鋳型を造型するものである。図３０は、鋳型造型方法のフローチャートである。

【0062】

まず、図３０に示すように、図４に示すような基本姿勢（「原位置」ともいう）から回転フレーム４３が回転する。これにより、造型ステーションに位置した上下鋳枠２，３と、鋳型抜き出しステーションに位置した上下鋳枠２，３が入れ替わる（図５）。すなわち造型ステーションに処理対象の上下鋳枠４が移動する（Ｓ１０）。

【0063】

次に、図５に示す状態から搬入出機構２１の回転シリンダ２６が回転駆動する。これにより、図６に示すように、Ｒ３方向に回動される一対のアーム２７によってマッチプレート６が水平状態の上鋳枠２及び下鋳枠３の間に搬入される（Ｓ１２）。

【0064】

次に、スクイズ機構１１は、上向きシリンダ３４及び下向きシリンダ３５を収縮作動して、上下昇降フレーム３２，３３を介して上鋳枠２及び下鋳枠３を相互に接近させる。スクイズ機構１１により互いに接近された上下鋳枠４は、マッチプレート６を挟持した状態とされる（Ｓ１４）。この状態でスクイズ機構１１は、シリンダ３６，３７をそれぞれ所要長さ伸長作動する。シリンダ３６，３７は、上スクイズプレート７及び下スクイズプレート８を上鋳枠２及び下鋳枠３内にそれぞれ挿入させる。上スクイズプレート７及び下スクイズプレート８は、上鋳枠２及び下鋳枠３並びにマッチプレート６とともに、上下２個の造型空間（上造型空間及び下造型空間）を形成する（図７、Ｓ１６）。

【0065】

回動機構１０は、ロッド１０ａを伸長させて、図８に示すように、スクイズ機構１１を支持軸２３を中心にしてＲ１方向へ回動させる。回動機構１０は、この際に、上鋳枠２、下鋳枠３及びマッチプレート６を垂直状態にする。上鋳枠２及び下鋳枠３の側壁に設けられた砂導入口２ａ，３ａは、上方に向くように上方に移動される。さらに、上下鋳枠４の砂導入口２ａ，３ａは、エアレーションタンクとして構成されたサンドタンク９の二股形状の下端部に設けられた砂導入ノズル９ａ，９ｂに当接される（Ｓ１８）。

【0066】

次に、砂充填機構としてのサンドタンク９は、図９に示すように、砂導入口２ａ，３ａを介して上造型空間及び下造型空間に鋳型砂を充填する（Ｓ２０）。続いて、図１０に示すように、シリンダ３６，３７を駆動して、上スクイズプレート７及び下スクイズプレート８をマッチプレート６に近接する方向に移動させ、上下２個の造型空間内の鋳型砂をスクイズする（Ｓ２２）。

【0067】

回動機構１０は、図１０に示すように、上鋳枠２、下鋳枠３及びマッチプレート６を上述の回動方向Ｒ１と反対方向Ｒ２に回動させて水平状態とする（図１１）。

【0068】

次いで、上向きシリンダ３４及び下向きシリンダ３５は、伸長動作して上下昇降フレーム３２，３３を相互に離間させる。続いて、鋳枠旋回機構５は、シリンダ４９を伸長作動して、鋳型砂をスクイズしてなる鋳型を内在した上鋳枠２を上掛止部材４８によって吊り上げる。これにより、マッチプレート６が上鋳枠２及び下鋳枠３から抜型される（図１２、Ｓ２４）。このように、旋回部分に設けたシリンダ４９は、上鋳枠２をマッチプレート６から分離する。下鋳枠３は、シリンダ３５により鋳枠旋回機構５の下掛止部材５０上に載せられる。

【0069】

次いで、回転シリンダ２６は、回転作動して、一対のアーム２７によってマッチプレート６を上鋳枠２及び下鋳枠３の間から搬出する（Ｓ２６）。続いて、鋳枠旋回機構５は、回転フレーム４３を回転させ、鋳型１２，１３が形成された上下鋳枠４を造型ステーションから鋳型抜き出しステーションに移動させる。同時に、鋳型抜き出しステーションで鋳型１２，１３が抜き出された上下鋳枠４が造型ステーションに移動される（図１３、Ｓ２８）。

【0070】

次に、図１４に示すように、孔形成機構８０によりガス抜き孔の形成が行われる（Ｓ３０）。同時に、ガス抜き孔の形成により発生する砂が砂受け機構１００により回収されて装置外部に排出される。次に、図１５に示すように、中子１１０の配置（中子セット）が作業者により行われる（Ｓ３２）。尚、中子セットは、図１４に示すガス抜き用孔の形成の前に行われるようにしてもよい。また、中子セットを行わないようにしてもよい。

【0071】

シリンダ４９は、収縮作動されることにより、鋳型１２を内在する上鋳枠２を、上掛止部材４８を介して下降させ、図１７に示すように、下鋳枠３の上に載置して、上下鋳枠４を重ね合わせる（Ｓ３４）。それとともに、鋳型抜き出し機構１５のシリンダ４１の伸長作動により、鋳型受け用のテーブル４０を上昇させ、テーブル４０上に上下鋳枠４内の上下鋳型１２，１３を載せる。

【0072】

次いで、鋳型抜き出し機構１５のシリンダ３９を伸長作動して、押し出し部材３８が上鋳型１２を押す位置まで下降させるとともに、その後には、押し出し部材３８及びテーブル４０を、相互に連動させながら下降させ、上鋳枠２及び下鋳枠３内から鋳型を抜き出す（図１８、図１９、図２０及び図２１、Ｓ３６）。続いて、鋳型排出機構５１のロッド５１ａが伸ばされることによって図２２に示すように、テーブル４０上の上下鋳型１２，１３を図中矢印Ｗ方向に押し出す（Ｓ３８）。

【0073】

以上のように、鋳型造型方法は、次の工程を有する。すなわち、Ｓ１４の工程においては、造型ステーションに位置して垂直方向に対向する上鋳枠２及び下鋳枠３からなる上下鋳枠４を相互に近接方向に移動させることによってマッチプレート６を挟持する。Ｓ１６の工程においては、マッチプレート６を挟持した上下鋳枠４のそれぞれの開口部に一対のスクイズプレート７，８を挿入させて上造型空間及び下造型空間を形成する。Ｓ１８の工程においては、上造型空間及び下造型空間を形成した上下鋳枠４を、水平方向を軸とした軸周り方向に回動することで、該上下鋳枠４のそれぞれの側壁に設けられた砂導入口２ａ，３ａが、サンドタンク９の下端部から下方に向けて形成された一対の砂導入ノズル９ａ，９ｂから砂充填可能となるように位置させる。Ｓ２０の工程においては、サンドタンク９から前記砂導入口２ａ，３ａを介して上造型空間及び下造型空間に鋳型砂を充填する。Ｓ２２の工程においては、一対のスクイズプレート７，８をマッチプレート６側に移動させて上造型空間及び下造型空間内の鋳型砂を圧縮する。Ｓ２４の工程においては、上下鋳枠４が垂直方向に対向する姿勢に戻るように回動する。そしてＳ２４の工程においては、上下鋳枠４を相互に離間させる方向に移動させることで、上下鋳枠内に形成された鋳型からマッチプレート６を分離する。Ｓ２８の工程においては、造型ステーションにおいて鋳型が形成された上下鋳枠を鋳型抜き出しステーションに移動させるように該上下鋳枠を旋回する。Ｓ３０の工程においては、該鋳型抜き出しステーションに移動された上下鋳枠のうち上鋳枠内の鋳型に孔形成機構により一又は複数の孔をあける。Ｓ３４の工程においては、該上下鋳枠を相互に近接する方向に移動させることで、それぞれ鋳型が形成された上下鋳枠を重ね合わせる。Ｓ３６の工程においては、重ね合わせた上下鋳枠内に進入可能な部材を有する鋳型抜き出し機構１５により上下鋳枠内のそれぞれの鋳型を重ね合わせた状態で該上下鋳枠から抜き出す。また、当該鋳型造型方法は、上述の造型ステーション、鋳型抜き出しステーションからなる２つのステーションには、それぞれのステーションに応じた工程の状態とされる、それぞれ上鋳枠及び下鋳枠からなる２対の上下鋳枠が設けられ、該上下鋳枠を旋回させて２つのステーション内に移動させることで、順次重ね合わされた鋳枠無しの上下鋳型を造型する。

【0074】

この鋳型造型方法は、上述の特徴的な構成を備えることにより、ガス抜き孔１２ａを形成することで、鋳物にガス欠陥による不良が発生するのを防止することができる。よって、鋳物品質を向上することを実現する。

【0075】

また、一実施形態に係る鋳型造型方法は、孔形成機構と同じステーションに位置して設けられた砂受け機構１００により、孔あけにより発生する砂を受けて排出してもよい。このように、孔あけ時に発生する削られた砂を下鋳型に落とさないようにすることで、ガス孔あけの自動化を実現するとともに、この砂により鋳物品質が劣化することを防止できる。

【0076】

以上のように、本実施形態に係る鋳型造型装置１は、それぞれ上鋳枠２及び下鋳枠３からなる２対の上下鋳枠４と、鋳枠旋回機構５と、マッチプレート６と、一対のスクイズプレート７，８と、サンドタンク９と、抜き出し機構１５と、孔形成機構８０とを備える。この鋳型造型装置１は、孔形成機構８０がガス抜き孔１２ａを形成することで、鋳物にガス欠陥による不良が発生するのを防止することができる。よって、鋳物品質を向上することを実現する。

【0077】

また、鋳型造型装置１は、砂受け機構１００により孔あけ時に発生する削られた砂を受けて装置外部に排出することで下鋳型や中子の上に落とさないようにすることで、ガス孔あけの自動化を実現するとともに、この砂により鋳物品質が劣化することを防止できる。

【0078】

尚、上述では２ステーションの鋳型造型装置について説明したが、３つ以上のステーションを有する鋳型造型機の抜枠ステーションに孔形成機構８０、砂受け機構１００を設けるようにしてもよい。３ステーション以上の場合は、抜枠ステーション以外のステーションに、孔形成機構８０、砂受け機構１００を設けてもよい。

【符号の説明】

【0079】

１…鋳型造型装置、２…上鋳枠、３…下鋳枠、６…マッチプレート、８０…孔形成機構、１００…砂受け機構。

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】