特開 2022-56122 中子製造装置及び中子製造方法

(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】P2022056122

(43)【公開日】2022-04-08

(54)【発明の名称】中子製造装置及び中子製造方法

(51)【国際特許分類】

   B22C 15/08 20060101AFI20220401BHJP

   B22C 9/02 20060101ALI20220401BHJP

   B22C 5/00 20060101ALI20220401BHJP

【ＦＩ】

B22C15/08

B22C9/02 103B

B22C5/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020163944

(22)【出願日】2020-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】000100805

【氏名又は名称】アイシン高丘株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 真也

【テーマコード（参考）】

4E093

4E094

【Ｆターム（参考）】

4E093LC07

4E094AA06

4E094AA44

4E094AA58

(57)【要約】

【課題】成形型のキャビティに鋳物砂を充填する場合において、キャビティの鋳物砂に水を混入させることなく、吹込口に残る鋳物砂を削減できる中子製造装置及び中子製造方法を提供する。
【解決手段】中子製造装置１０は、上部に吹込口２４が形成されるとともに、内部にキャビティ２３が形成された金型２０と、鋳物砂Ｓを収容する内部空間が形成されたブローヘッド本体３１と、ブローヘッド本体３１の底部から下方に延びるブローノズル３５とを備えている。中子製造装置１０は、ブローノズル３５を吹込口２４に挿入した状態において、ブローノズル３５の排出孔を介してキャビティ２３に鋳物砂Ｓを充填するために内部空間にエアを供給し、キャビティ２３に鋳物砂Ｓを充填した後、内部空間のエアを吸引して内部空間の圧力を大気圧よりも低い負圧にする。中子製造装置１０は、内部空間の圧力を負圧に維持した状態において、ブローノズル３５を吹込口２４から離脱させる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部に吹込口が形成されるとともに、前記吹込口に連通するキャビティが内部に形成された成形型と、
鋳物砂を収容する内部空間が形成されたブローヘッド本体と、
前記ブローヘッド本体の底部から下方に延びるとともに、前記内部空間に連通する排出孔が形成されたブローノズルと、
を備え、
前記ブローノズルを前記吹込口に挿入した状態において前記内部空間に収容された鋳物砂を前記排出孔を介して前記キャビティに充填し、充填した鋳物砂を硬化させることにより中子を製造する中子製造装置であって、
前記ブローノズルを前記吹込口に挿入した状態において、前記排出孔を介して前記キャビティに鋳物砂を充填するために前記内部空間にエアを供給する供給部と、
前記キャビティに鋳物砂を充填した後、前記内部空間のエアを吸引して前記内部空間の圧力を大気圧よりも低い負圧にする吸引部と、
を備え、
前記内部空間の圧力を負圧に維持した状態において、前記ブローノズルと前記成形型とを相対移動させて前記ブローノズルを前記吹込口から離脱させることを特徴とする中子製造装置。

【請求項2】

前記ブローノズル及び前記成形型の下方に配置され、前記排出孔から排出された鋳物砂を受け止める受け止め部と、
前記受け止め部により受け止められた鋳物砂を回収して前記内部空間に戻す回収部と、を備え、
前記ブローノズルを前記吹込口から離脱させた後、前記ブローノズルの下方に前記成形型が位置しないように前記ブローノズルと前記成形型とを相対移動させ、
前記ブローノズルの下方に前記成形型が位置しない状態において、前記内部空間のエアの吸引を停止して前記内部空間の圧力を大気圧に戻す請求項１に記載の中子製造装置。

【請求項3】

前記吸引部は、
第１端が前記内部空間に連通するエア流路と、
エアを吸引する吸引源と、
前記エア流路の第２端を、前記吸引源に接続した状態、又は大気開放状態のいずれかに切り替える切替部と、
を有し、
前記キャビティに鋳物砂を充填した後、前記エア流路の第２端を大気開放状態にし、その後、前記エア流路の第２端を前記吸引源に接続した状態に切り替える、請求項１又は２に記載の中子製造装置。

【請求項4】

前記エア流路は、
第１端が前記内部空間に連通し、第２端が前記切替部に接続された第１エア流路と、
第１端が前記切替部に接続され、第２端が前記吸引源に接続された第２エア流路と、
を有し、
前記切替部は、前記第１エア流路の第２端を、前記第２エア流路の第１端に接続した状態、又は大気開放状態のいずれかに切り替え、
前記第１エア流路の第２端を大気開放状態にした後、前記吸引源によるエアの吸引を開始し、その後、前記第１エア流路の第２端を前記第２エア流路の第１端に接続した状態に切り替える、請求項３に記載の中子製造装置。

【請求項5】

前記鋳物砂は、熱硬化性の鋳物砂であり、
予め加熱された前記成形型の前記キャビティに鋳物砂を充填し、充填した鋳物砂を焼成硬化させることにより中子を製造する請求項１～４のいずれか１項に記載の中子製造装置。

【請求項6】

ブローヘッド本体の底部から下方に延びるブローノズルを成形型の上部に形成された吹込口に挿入した状態において、前記ブローヘッド本体に形成された内部空間に収容された鋳物砂を、前記内部空間に連通してかつ前記ブローノズルに形成された排出孔を介して、前記成形型の内部に形成されてかつ前記吹込口に連通するキャビティに充填し、充填した鋳物砂を硬化させることにより中子を製造する中子製造方法であって、
前記ブローノズルを前記吹込口に挿入した状態において、前記排出孔を介して前記キャビティに鋳物砂を充填するために前記内部空間にエアを供給する工程と、
前記キャビティに鋳物砂を充填した後、前記内部空間のエアを吸引して前記内部空間の圧力を大気圧よりも低い負圧にする工程と、
前記内部空間の圧力を負圧に維持した状態において、前記ブローノズルと前記成形型とを相対移動させて前記ブローノズルを前記吹込口から離脱させる工程と、
を備えることを特徴とする中子製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中子製造装置及び中子製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、熱硬化性の鋳物砂を焼成硬化させることにより中子を製造するシェル中子の製造方法が知られている。この製造方法では、成形型と、ブローヘッド装置とが用いられる。成形型の上部には吹込口が形成され、成形型の内部には、吹込口に連通するキャビティが形成されている。ブローヘッド装置は、ブローヘッド本体及びブローノズルを備えている。ブローヘッド本体には、鋳物砂を収容する内部空間が形成されている。ブローノズルは、ブローヘッド本体の底部から下方に延びるとともに、内部空間に連通する排出孔が形成されている。

【0003】

ブローノズルを吹込口に挿入した状態において、内部空間に収容された鋳物砂が、予め高温状態にされた（例えば、３００℃前後に加熱された）成形型のキャビティにブローノズルの排出孔を介して充填される。充填された鋳物砂が焼成硬化させられることにより中子が製造される。

【0004】

上述した中子の製造方法では、吹込口に鋳物砂が残ると、残った鋳物砂も硬化させられる。成形型から取り出した中子のうち、吹込口に残って硬化した鋳物砂の部分（以下、吹込口跡）が大きいと、吹込口跡を除去する作業負荷が大きくなってしまう。

【0005】

そこで、特許文献１には、ブローノズル内に通水路が形成され、通水路を介してブローノズルの排出孔に残った鋳物砂に水を供給し、排出孔に残った鋳物砂をウェット状態にする中子製造方法が開示されている。ウェット状態にされた鋳物砂の硬度は、キャビティで硬化し始めている鋳物砂の硬度よりも小さい。このため、ブローノズルを上昇させて吹込口から離脱させることにより、ブローノズルの排出孔に残った鋳物砂と、キャビティで硬化し始めている鋳物砂とを容易に分離させることができる。これにより、排出孔に鋳物砂を保持したままブローノズルを吹込口から離脱させることができ、吹込口跡が残らないようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１－１１３１４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の方法では、排出孔の鋳物砂に水を供給する場合において、わずかではあるがキャビティの鋳物砂に水が混入するおそれがある。この場合、中子の品質が低下するといった問題が生じ得る。なお、こうした問題は、熱硬化性の鋳物砂が用いられる場合に限らず発生し得る。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、成形型のキャビティに鋳物砂を充填する場合において、キャビティの鋳物砂に水を混入させることなく、吹込口に残る鋳物砂を削減できる中子製造装置及び中子製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成すべく、第１の発明は、上部に吹込口が形成されるとともに、前記吹込口に連通するキャビティが内部に形成された成形型と、
鋳物砂を収容する内部空間が形成されたブローヘッド本体と、
前記ブローヘッド本体の底部から下方に延びるとともに、前記内部空間に連通する排出孔が形成されたブローノズルと、
を備え、
前記ブローノズルを前記吹込口に挿入した状態において前記内部空間に収容された鋳物砂を前記排出孔を介して前記キャビティに充填し、充填した鋳物砂を硬化させることにより中子を製造する中子製造装置であって、
前記ブローノズルを前記吹込口に挿入した状態において、前記排出孔を介して前記キャビティに鋳物砂を充填するために前記内部空間にエアを供給する供給部と、
前記キャビティに鋳物砂を充填した後、前記内部空間のエアを吸引して前記内部空間の圧力を大気圧よりも低い負圧にする吸引部と、
を備え、
前記内部空間の圧力を負圧に維持した状態において、前記ブローノズルと前記成形型とを相対移動させて前記ブローノズルを前記吹込口から離脱させることを特徴とする。

【0010】

第２の発明は、第１の発明において、前記ブローノズル及び前記成形型の下方に配置され、前記排出孔から排出された鋳物砂を受け止める受け止め部と、
前記受け止め部により受け止められた鋳物砂を回収して前記内部空間に戻す回収部と、
を備え、
前記ブローノズルを前記吹込口から離脱させた後、前記ブローノズルの下方に前記成形型が位置しないように前記ブローノズルと前記成形型とを相対移動させ、
前記ブローノズルの下方に前記成形型が位置しない状態において、前記内部空間のエアの吸引を停止して前記内部空間の圧力を大気圧に戻すことを特徴とする。

【0011】

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記吸引部は、
第１端が前記内部空間に連通するエア流路と、
エアを吸引する吸引源と、
前記エア流路の第２端を、前記吸引源に接続した状態、又は大気開放状態のいずれかに切り替える切替部と、
を有し、
前記キャビティに鋳物砂を充填した後、前記エア流路の第２端を大気開放状態にし、その後、前記エア流路の第２端を前記吸引源に接続した状態に切り替えることを特徴とする。

【0012】

第４の発明は、第３の発明において、前記エア流路は、
第１端が前記内部空間に連通し、第２端が前記切替部に接続された第１エア流路と、
第１端が前記切替部に接続され、第２端が前記吸引源に接続された第２エア流路と、
を有し、
前記切替部は、前記第１エア流路の第２端を、前記第２エア流路の第１端に接続した状態、又は大気開放状態のいずれかに切り替え、
前記第１エア流路の第２端を大気開放状態にした後、前記吸引源によるエアの吸引を開始し、その後、前記第１エア流路の第２端を前記第２エア流路の第１端に接続した状態に切り替えることを特徴とする。

【0013】

第５の発明は、第１～第４のいずれか１つの発明において、前記鋳物砂は、熱硬化性の鋳物砂であり、
予め加熱された前記成形型の前記キャビティに鋳物砂を充填し、充填した鋳物砂を焼成硬化させることにより中子を製造することを特徴とする。

【0014】

第６の発明は、ブローヘッド本体の底部から下方に延びるブローノズルを成形型の上部に形成された吹込口に挿入した状態において、前記ブローヘッド本体に形成された内部空間に収容された鋳物砂を、前記内部空間に連通してかつ前記ブローノズルに形成された排出孔を介して、前記成形型の内部に形成されてかつ前記吹込口に連通するキャビティに充填し、充填した鋳物砂を硬化させることにより中子を製造する中子製造方法であって、
前記ブローノズルを前記吹込口に挿入した状態において、前記排出孔を介して前記キャビティに鋳物砂を充填するために前記内部空間にエアを供給する工程と、
前記キャビティに鋳物砂を充填した後、前記内部空間のエアを吸引して前記内部空間の圧力を大気圧よりも低い負圧にする工程と、
前記内部空間の圧力を負圧に維持した状態において、前記ブローノズルと前記成形型とを相対移動させて前記ブローノズルを前記吹込口から離脱させる工程と、
を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

第１の発明では、ブローノズルを吹込口に挿入した状態において、ブローノズルの排出孔を介してキャビティに鋳物砂を充填するために、供給部によりブローヘッド本体の内部空間にエアが供給される。その後、吸引部により内部空間のエアが吸引され、内部空間の圧力が大気圧よりも低い負圧に維持された状態となる。これにより、ブローノズルの排出孔に鋳物砂を保持したまま、ブローノズルと成形型とを相対移動させてブローノズルを吹込口から離脱させることができる。その結果、キャビティの鋳物砂に水を混入させることなく、吹込口に残る鋳物砂を削減することができる。

【0016】

第２の発明では、ブローノズルを吹込口から離脱させた後、ブローノズルの下方に成形型が位置しないようにブローノズルと成形型とが相対移動させられる。そして、ブローノズルの下方に成形型が位置しない状態において、内部空間のエアの吸引を停止して内部空間の圧力を大気圧に戻す。これにより、ブローノズルの排出孔に保持されていた鋳物砂は、重力により排出されて下方に落下する。落下した鋳物砂は、回収部により回収される。回収された鋳物砂は、乾燥状態であるため、ブローヘッド本体の内部空間に戻して再利用することができる。これにより、中子の製造工程における鋳物砂の使用量を削減でき、ひいては中子の製造に要するコストを削減できる。

【0017】

キャビティに鋳物砂が充填される場合、供給部により内部空間にエアが供給されるため、内部空間の圧力が大気圧に対して高い状態となる。鋳物砂の充填後、内部空間の圧力が高い状態のまま、エア流路を介して吸引源により内部空間のエアを吸引すると、内部空間の鋳物砂が吸引源に吸引されやすくなり、吸引源が故障する懸念がある。

【0018】

この点、第３の発明では、キャビティに鋳物砂が充填された後、エア流路の第２端が大気開放状態にされる。これにより、内部空間の圧力が大気圧に向かって低下する。その後、エア流路の第２端が吸引源に接続された状態に切り替えられる。これにより、内部空間の圧力が低下してから吸引源によりエアの吸引を開始でき、内部空間の鋳物砂が吸引源に吸引されることを抑制できる。このため、吸引源の故障の発生を抑制できる。

【0019】

第４の発明では、キャビティに鋳物砂が充填された後、内部空間の圧力を低下させるために、第１エア流路の第２端が大気開放状態にされる。内部空間の圧力の低下量を大きくするには、大気開放状態に維持される時間が必要になる。

【0020】

ここで、第４の発明では、大気開放状態に維持される時間が有効利用される。詳しくは、第１エア流路の第２端が大気開放状態にされた後、第１エア流路の第２端が第２エア流路の第１端に接続された状態に切り替えられるに先立ち、吸引源によるエアの吸引が開始される。これにより、第２エア流路の圧力を低下させることができる。その後、第１エア流路の第２端が第２エア流路の第１端に接続された状態に切り替えられる。この場合、第２エア流路の圧力が低下しているため、第１エア流路の第２端が第２エア流路の第１端に接続された状態に切り替えられてから、内部空間の圧力が負圧にされるまでに要する時間を短縮できる。これにより、ブローノズルが吹込口に挿入されてから、ブローノズルを吹込口から離脱させるまでに要する時間を短縮することができる。その結果、ブローノズルの排出孔に維持された鋳物砂が硬化することを抑制できる。

【0021】

第５の発明では、鋳物砂として熱硬化性の鋳物砂が用いられる。予め加熱された成形型のキャビティに鋳物砂を充填する場合でも、キャビティの鋳物砂に水を混入させることなく、吹込口に残る鋳物砂を削減することができる。

【0022】

第６の発明では、ブローノズルを吹込口に挿入した状態において、ブローノズルの排出孔を介してキャビティに鋳物砂を充填するために、ブローヘッド本体の内部空間にエアが供給される。その後、内部空間のエアが吸引され、内部空間の圧力が大気圧よりも低い負圧に維持された状態となる。これにより、ブローノズルの排出孔に鋳物砂を保持したまま、ブローノズルと成形型とを相対移動させてブローノズルを吹込口から離脱させることができる。その結果、キャビティの鋳物砂に水を混入させることなく、吹込口に残る鋳物砂を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】一実施形態に係る中子製造装置の全体構成図。

【図2】中子製造工程を示すフローチャート。

【図3】金型のキャビティに鋳物砂を充填する状態を示す図。

【図4】ブローヘッド本体の内部空間を負圧状態にしたまま、ブローノズルを吹込口から離脱させた状態を示す図。

【図5】ブローヘッド本体の内部空間の圧力を大気圧に戻し、ブローノズルから鋳物砂を排出させる状態を示す図。

【図6】その他の実施形態に係るブローノズル及び吹込口近傍を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明の中子製造装置を具体化した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0025】

＜中子製造装置の構成＞
図１に示すように、中子製造装置１０は、成形型としての金型２０と、ブローヘッド装置３０とを備えている。金型２０は、相対的に近接及び離間可能な上型２１及び下型２２を備えている。上型２１及び下型２２が組み合わせられた状態において、金型２０の内部には中子を成形するためのキャビティ２３が形成されている。

【0026】

上型２１には、上下方向に貫通してキャビティ２３に連通する吹込口２４が形成されている。本実施形態では、吹込口２４が複数（図中、２つを例示）形成されている。また、吹込口２４は、上型２１の上面側から下面側にいくほど開口寸法が大きくなっている。

【0027】

ブローヘッド装置３０は、ブローヘッド本体３１、ブローノズル３５、支持台３６及びガイドバネ３７を備えている。ブローヘッド本体３１は、底板部３２、側壁部３３及び天板部３４を備えている。底板部３２の外縁部には、上下方向に延びる側壁部３３の第１端が設けられている。側壁部３３の第２端には、天板部３４が設けられている。底板部３２、側壁部３３及び天板部３４により、ブローヘッド本体３１の内部空間が形成されている。この内部空間には、中子を成型するための乾燥状態の鋳物砂Ｓが収容される。天板部３４には、上下方向に貫通する上部孔３４ａが形成されている。

【0028】

底板部３２には、下方に延びるブローノズル３５が吹込口２４と同数設けられている。底板部３２からブローノズル３５の先端に亘って、上下方向に貫通する排出孔が形成されている。ブローノズル３５は、円筒形状をなし、先端部が先細りとなるテーパ形状を有している。ブローヘッド本体３１の内部空間に収容された鋳物砂Ｓは、排出孔を介してブローヘッド本体３１の外部に排出される。

【0029】

ブローヘッド本体３１は、水平状態になるように、ガイドバネ３７を介して支持台３６に支持されている。支持台３６は、天板部３４に対して下方に位置している。後述する圧着部５３が天板部３４に当接していない状態において、支持台３６に対する天板部３４の上下方向の距離は、ブローヘッド本体３１の内部空間に収容される鋳物砂Ｓの質量に応じた高さとなる。

【0030】

本実施形態において、ブローヘッド本体３１の内部空間に収容される鋳物砂Ｓは、熱硬化性の鋳物砂である。具体的には、鋳物砂Ｓは、砂及びレジン（フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂）からなるレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）である。

【0031】

中子製造装置１０は、金型駆動部２５及びブローヘッド駆動部３８を備えている。金型駆動部２５は、ブローヘッド装置３０に対して金型２０を水平方向に移動させる。また、金型駆動部２５は、中子を金型２０から取り出すために上型２１及び下型２２を分離させたり、中子が取り出された後に上型２１及び下型２２を組み合わせたりする。ブローヘッド駆動部３８は、金型２０に対してブローヘッド装置３０を水平方向及び上下方向に移動させる。

【0032】

中子製造装置１０は、給気管５０、第１電磁弁５１、伸縮管５２、圧着部５３、中継管５４、第２電磁弁５５、排気管５６、吸引管５７、ブロワ５８及びシリンダ５９を備えている。

【0033】

給気管５０の第１端には、工場エアの供給源が接続されている。給気管５０の第２端には、第１電磁弁５１が接続されている。第１電磁弁５１には、伸縮管５２の第１端と、中継管５４の第１端とが接続されている。第１電磁弁５１は、伸縮管５２の第１端の接続先を、給気管５０の第２端又は伸縮管５２の第１端のいずれかに切り替える三方弁である。本実施形態では、第１電磁弁５１がブローヘッド装置３０の上方に設けられている。このため、伸縮管５２は、第１電磁弁５１からブローヘッド装置３０に向かって下方に延びている。伸縮管５２は、シリンダ５９の駆動制御により長さが可変とされている。

【0034】

伸縮管５２の第２端には、圧着部５３が設けられている。圧着部５３は、ブローヘッド本体３１に形成された上部孔３４ａの開口寸法よりも大きい径寸法を有する環状（円環状）のシール部と、シール部と伸縮管５２の第２端とを連結する連結部とを有している。圧着部５３は、天板部３４に対する密着性の高い材料で構成され、例えば弾性力のある合成樹脂で構成されている。

【0035】

シリンダ５９の駆動制御により伸縮管５２の長さが最小長さにされる場合、図１に示すように、圧着部５３と天板部３４とは離間する。シリンダ５９の駆動制御により伸縮管５２が伸長して圧着部５３が下降すると、圧着部５３のシール部が上部孔３４ａを覆うように圧着部５３が天板部３４の上面に密着する。この状態から伸縮管５２がさらに伸長すると、ガイドバネ３７の復元力に打ち勝って圧着部５３がブローヘッド本体３１を下方に押し下げる。この場合、ガイドバネ３７の復元力により天板部３４に対して上向けの力が作用するため、圧着部５３のシール部と天板部３４との密着性が高くなる。

【0036】

中継管５４の第２端には、第２電磁弁５５が接続されている。第２電磁弁５５には、吸引管５７の第１端と、排気管５６の第１端とが接続されている。排気管５６の第２端は、大気開放されている。第２電磁弁５５は、中継管５４の第２端の接続先を、吸引管５７の第１端又は排気管５６の第１端のいずれかに切り替える三方弁である。

【0037】

吸引管５７の第２端には、吸引源としてのブロワ５８が接続されている。ブロワ５８は、吸引管５７側のエアを吸引する。

【0038】

中子製造装置１０は、鋳物砂Ｓをブローヘッド本体３１の内部空間に供給するための砂貯蔵部として、ホッパ４０を備えている。ホッパ４０には、鋳物砂Ｓが貯蔵されている。ホッパ４０の底部には、流出孔が設けられている。流出孔はホッパ４０の内外を上下方向に貫通しており、流出孔が下方に向けて開放されると、ホッパ４０に貯蔵された鋳物砂Ｓが下方に向けて流出する。ブローヘッド駆動部３８により、ブローヘッド本体３１の上部孔３４ａがホッパ４０の流出孔の下方に位置するようにブローヘッド装置３０が移動させられた状態において、ホッパ４０の流出孔から鋳物砂Ｓを流出させることにより、上部孔３４ａを介してブローヘッド本体３１の内部空間に鋳物砂Ｓが供給される。

【0039】

中子製造装置１０は、シュート４１及びバケットエレベータ４２を備えている。シュート４１は、ブローノズル３５から鋳物砂Ｓが充填される場合における金型２０の配置位置よりも下方に配置され、ブローノズル３５から排出されて落下した鋳物砂Ｓを受け止める受け止め部として機能する。シュート４１は、斜め下方に傾斜してバケットエレベータ４２の入口部まで繋がっており、重力を利用して、受け止めた鋳物砂Ｓをバケットエレベータ４２の入口部まで搬送する。バケットエレベータ４２は、入口部に供給された鋳物砂Ｓを上方位置にある出口部まで搬送する。出口部まで搬送された鋳物砂Ｓは、ホッパ４０に再度供給される。このため、バケットエレベータ４２は回収部として機能する。

【0040】

中子製造装置１０は、制御部としてのコントローラ６０を備えている。コントローラ６０は、ＣＰＵ等を有する周知のマイクロコンピュータを主体に構成されている。コントローラ６０は、金型駆動部２５、ブローヘッド駆動部３８、バケットエレベータ４２、第１電磁弁５１、第２電磁弁５５、ブロワ５８及びシリンダ５９の駆動制御を行う。

【0041】

＜中子の製造工程＞
図２を用いて、コントローラ６０が主体となって実行する中子の製造工程について説明する。

【0042】

ステップＳ１０では、圧着部５３、ブローヘッド本体３１及び金型２０が上下方向に一列に並んで配置された図１の状態において、ブローノズル３５が吹込口２４に挿入されるまで、シリンダ５９の駆動制御により伸縮管５２を伸長して圧着部５３を下降させる。詳しくは、圧着部５３が下降することにより、まず、上部孔３４ａを覆うように圧着部５３が天板部３４の上面に密着する。その後、圧着部５３の下降が継続されることにより、ガイドバネ３７の復元力に抗して、圧着部５３がブローヘッド本体３１を下方に押し下げ、ブローノズル３５が吹込口２４に挿入される。本実施形態では、ブローノズル３５の長さ寸法が吹込口２４の上下方向の長さ寸法と同等である。このため、ブローヘッド本体３１の底板部３２を上型２１の上面に当接させた状態において、ブローノズル３５の先端部がキャビティ２３に突出しないようになっている。

【0043】

ステップＳ１１では、給気管５０と伸縮管５２とを連通させるように第１電磁弁５１の駆動制御を行う。これにより、給気管５０、第１電磁弁５１、伸縮管５２、圧着部５３及び上部孔３４ａを介してブローヘッド本体３１の内部空間にエアが圧送される。その結果、内部空間の圧力が大気圧よりも高くなり、図３に示すように、ブローヘッド本体３１の内部空間の鋳物砂Ｓがブローノズル３５の排出孔を介して金型２０のキャビティ２３に充填される。なお、ステップＳ１１において、給気管５０、第１電磁弁５１、伸縮管５２及び圧着部５３が、内部空間にエアを供給する供給部として機能する。

【0044】

給気管５０と伸縮管５２との連通状態が所定時間（例えば３～５秒）に亘って継続されると、ステップＳ１２に進み、伸縮管５２と中継管５４とを連通させるように第１電磁弁５１の駆動制御を行う。ステップＳ１２の段階では、第２電磁弁５５により中継管５４と排気管５６とが連通状態にされているため、ブローヘッド本体３１の内部空間のエアは、第１電磁弁５１、中継管５４、第２電磁弁５５及び排気管５６を介して大気中に放出される。これにより、ブローヘッド本体３１の内部空間の圧力が大気圧に向かって低下する。

【0045】

ステップＳ１３では、ブロワ５８を起動させる。これにより、吸引管５７のエアがブロワ５８に吸引され、吸引管５７の圧力が、例えば大気圧よりも低い負圧まで低下する。なお、吸引管５７にタンク（例えば真空タンク）が接続されていてもよい。この場合、負圧とされるエアの体積を増やすことができる。

【0046】

伸縮管５２がブローヘッド本体３１に対して上方に延びるように配置されているため、ブローヘッド本体３１の内部空間の鋳物砂Ｓがエアとともに吸引されることを抑制できる。これにより、鋳物砂Ｓに起因した第１電磁弁５１、第２電磁弁５５及びブロワ５８の故障の発生を抑制できる。

【0047】

ステップＳ１４では、中継管５４と吸引管５７とを連通させるように第２電磁弁５５の駆動制御を行う。これにより、ブローヘッド本体３１の内部空間のエアは、上部孔３４ａ、圧着部５３、伸縮管５２、第１電磁弁５１、中継管５４、第２電磁弁５５及び吸引管５７を介してブロワ５８に吸引される。その結果、ブローヘッド本体３１の内部空間の圧力は、大気圧よりも低い負圧（例えば、－０．０１２ＭＰａＧ）となる。なお、ステップＳ１４において、圧着部５３、伸縮管５２、第１電磁弁５１及び中継管５４が第１エア流路として機能し、吸引管５７が第２エア流路として機能し、第２電磁弁５５が切替部として機能する。

【0048】

ステップＳ１５では、図４に示すように、ブローノズル３５が吹込口２４から離脱するまで、シリンダ５９の駆動制御により伸縮管５２を縮めて圧着部５３を上昇させる。ブローヘッド本体３１の内部空間が負圧状態にされているため、ブローノズル３５を上昇させたとしても、ブローノズル３５内の排出孔に鋳物砂Ｓが保持される。

【0049】

なお、ブローヘッド本体３１の下方に配置されている金型２０は予め加熱された状態であるため、ブローノズル３５を吹込口２４に挿入した時間が長くなると、ブローノズル３５の排出孔の鋳物砂Ｓが熱硬化してしまう懸念がある。このため、ステップＳ１２の工程が開始されてからステップＳ１５の工程が開始されるまでの時間は、ブローノズル３５の排出孔の鋳物砂Ｓが熱硬化しないような時間に設定される。

【0050】

ステップＳ１６では、金型駆動部２５の駆動制御により、ブローヘッド本体３１の下方位置から所定位置（具体的には、金型２０の抜型位置）まで水平方向に金型２０を移動させる。これにより、ブローヘッド本体３１の下方に金型２０が存在しなくなる。

【0051】

なお、金型２０のキャビティ２３に充填された鋳物砂Ｓは、加熱されることにより熱硬化し、中子が成形される。抜型位置に移動させられた金型２０は、金型駆動部２５の駆動制御により上型２１と下型２２とに分離され、中子が取り出される。

【0052】

ステップＳ１７では、圧着部５３がブローヘッド本体３１の天板部３４から離れるまで、シリンダ５９の駆動制御により伸縮管５２を縮めて圧着部５３を上昇させる。これにより、ブローヘッド本体３１の内部空間の密閉状態が解消され、内部空間の圧力は大気圧となる。その結果、図５に示すように、ブローノズル３５の排出孔に保持された鋳物砂Ｓが重力で下方に排出される。排出された鋳物砂Ｓは乾燥状態の砂である。このため、排出されて落下した鋳物砂Ｓは、シュート４１及びバケットエレベータ４２を介してホッパ４０に戻されることにより再利用することができる。

【0053】

圧着部５３が天板部３４から離れた後、ブロワ５８を停止させる。また、中継管５４と排気管５６とを連通させるように第２電磁弁５５の駆動制御を行う。

【0054】

なお、圧着部５３がブローヘッド本体３１の天板部３４から離れた後、ブローヘッド駆動部３８の駆動制御により、ブローヘッド装置３０がホッパ４０の下方まで移動させられる。ブローヘッド装置３０がホッパ４０の下方に位置する状態において、ホッパ４０から上部孔３４ａを介してブローヘッド本体３１の内部空間に鋳物砂Ｓが供給されればよい。

【0055】

ステップＳ１７が終了すると、次のステップＳ１０～Ｓ１７からなるサイクルに移行する。

【0056】

以上説明した中子製造装置１０によれば、以下に示す作用効果が得られる。

【0057】

ブローノズル３５を吹込口２４に挿入した状態において、ブローノズル３５の排出孔を介してキャビティ２３に鋳物砂Ｓを充填するために、エア供給源からブローヘッド本体３１の内部空間にエアが供給される。その後、ブロワ５８により内部空間のエアが吸引され、内部空間の圧力が大気圧よりも低い負圧に維持された状態となる。これにより、ブローノズル３５の排出孔に鋳物砂Ｓを保持したまま、ブローノズル３５を上昇させて吹込口２４から離脱させることができる。その結果、キャビティ２３の鋳物砂Ｓに水を混入させることなく、吹込口２４に残る鋳物砂を削減又は吹込口２４に鋳物砂Ｓが残らないようにできる。

【0058】

ブローノズル３５を上昇させて吹込口２４から離脱させた後、ブローノズル３５の下方に金型２０が位置しないように、金型２０を水平移動させる。そして、ブローノズル３５の下方に金型２０が位置しない状態において、天板部３４から圧着部５３が離れるように圧着部５３を上昇させる。これにより、内部空間のエアの吸引が停止され、内部空間の圧力が大気圧まで上昇する。その結果、ブローノズル３５の排出孔に保持されていた鋳物砂Ｓは、重力により排出されて下方に落下する。落下した鋳物砂Ｓは、シュート４１及びバケットエレベータ４２を介してホッパ４０に回収される。回収された鋳物砂Ｓは、乾燥状態であるため、ブローヘッド本体３１の内部空間に戻して再利用することができる。これにより、中子の製造工程における鋳物砂の使用量を削減でき、ひいては中子の製造に要するコストを削減できる。

【0059】

キャビティ２３に鋳物砂Ｓが充填される場合、内部空間にエアが供給されるため、内部空間の圧力が大気圧に対して高い状態となる。この状態のまま、ブロワ５８により内部空間のエアを吸引すると、内部空間の鋳物砂Ｓがブロワ５８に吸引されやすくなり、ブロワ５８が故障する懸念がある。この点、本実施形態では、キャビティ２３に鋳物砂Ｓが充填された後、第２電磁弁５５により中継管５４と排気管５６とが連通状態にされる。これにより、内部空間の圧力が大気圧に向かって低下する。その後、第２電磁弁５５により中継管５４と吸引管５７とが連通状態にされる。これにより、内部空間の圧力が低下してからブロワ５８によりエアの吸引を開始でき、内部空間の鋳物砂Ｓがブロワ５８に吸引されることを抑制できる。このため、ブロワ５８の故障の発生を抑制できる。

【0060】

キャビティ２３に鋳物砂Ｓが充填された後、第２電磁弁５５により中継管５４と排気管５６とが連通状態にされ、その後、中継管５４と吸引管５７とが連通状態にされるに先立ち、ブロワ５８を起動させる。これにより、吸引管５７の圧力を低下させることができる。その後、第２電磁弁５５により中継管５４と吸引管５７とが連通状態に切り替えられる。この場合、吸引管５７の圧力が低下しているため、中継管５４と吸引管５７とが連通状態に切り替えられてから、内部空間の圧力を負圧にするまでに要する時間を短縮できる。これにより、ブローノズル３５が吹込口２４に挿入されてから、ブローノズル３５を吹込口２４から離脱させるまでに要する時間を短縮することができる。その結果、ブローノズル３５の排出孔に維持された鋳物砂Ｓが金型２０からの熱により硬化することを抑制できる。

【0061】

ブローヘッド本体３１の上部孔３４ａを覆うようにブローヘッド本体３１の天板部３４に密着する圧着部５３に加え、給気管５０、第１電磁弁５１、伸縮管５２、中継管５４、吸引管５７及び第２電磁弁５５が中子製造装置１０に備えられる。これにより、エア供給源からブローヘッド本体３１の内部空間にエアを供給する流路と、内部空間のエアを吸引するための流路とを伸縮管５２で共通化することができ、中子製造装置１０の構成を簡素化することができる。

【0062】

伸縮管５２がブローヘッド本体３１の上方に向かって延びている。このため、ブローヘッド本体３１の内部空間のエアが吸引される場合において、内部空間の鋳物砂Ｓがエアとともに吸引されにくくなる。これにより、鋳物砂Ｓに起因した第１電磁弁５１、第２電磁弁５５及びブロワ５８の故障の発生を抑制することができる。

【0063】

＜変形例＞
上記実施の形態の変形例を以下に説明する。

【0064】

（１）図６に示すように、ブローノズル３９は、先端側にいくほど外径寸法が小さくなっており、上型２１の吹込口２６は、キャビティ側にいくほど開口寸法が小さくなっているものであってもよい。この場合、ブローノズル３９を吹込口２６に挿入した状態において、ブローノズル３９と吹込口２６との間の隙間を極力小さくできる。これにより、鋳物砂をキャビティに充填する場合において、吹込口２６に残る鋳物砂の量をより削減することができる。

【0065】

なお、図６に示す構成では、ブローノズル３９と吹込口２６との間の隙間が小さくなることから、ブローノズル３９が加熱されやすくなり、ブローノズル３９に形成された排出孔３９ａの鋳物砂が硬化しやすくなる懸念がある。このため、例えば、排出孔３９ａに連通していない冷却水の流通経路がブローノズル３９に形成され、ブローノズル３９が冷却されてもよい。

【0066】

（２）図２のステップＳ１７において、圧着部５３が天板部３４から離れるようにシリンダ５９の駆動制御が行われる前にブロワ５８を停止させてもよい。この場合であっても、エアの吸引を停止させてブローノズル３５の排出孔に保持された鋳物砂Ｓを排出させることができる。

【0067】

（３）エアを吸引する吸引源としては、ブロワに限らず、例えば真空ポンプであってもよい。

【0068】

（４）鋳物砂としては、熱硬化性の鋳物砂に限らず、例えば、加熱なしで時間経過により硬化する鋳物砂であってもよい。

【符号の説明】

【0069】

１０…中子製造装置、２０…金型、２３…キャビティ、２４…吹込口、３１…ブローヘッド本体、３５…ブローノズル、４１…シュート、４２…バケットエレベータ、５１…第１電磁弁、５２…伸縮管、５３…圧着部、５４…中継管、５５…第２電磁弁、５７…吸引管、５８…ブロワ、Ｓ…鋳物砂（中子砂）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】