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(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】P2024167572
(43)【公開日】2024-12-04
(54)【発明の名称】砂型造形用型の製造方法および砂型製造方法
(51)【国際特許分類】
B22C 7/00 20060101AFI20241127BHJP
B22C 9/02 20060101ALI20241127BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20241127BHJP
【ＦＩ】
B22C7/00 113
B22C7/00 112A
B22C7/00 112B
B22C7/00 112C
B22C9/02 101
B33Y10/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023083743
(22)【出願日】2023-05-22
(71)【出願人】
【識別番号】390006736
【氏名又は名称】株式会社日邦バルブ
(74)【代理人】
【識別番号】100142619
【弁理士】
【氏名又は名称】河合 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100153316
【弁理士】
【氏名又は名称】河口 伸子
(74)【代理人】
【識別番号】100196140
【弁理士】
【氏名又は名称】岩垂 裕司
(72)【発明者】
【氏名】三澤 和雄
(72)【発明者】
【氏名】熊谷 航也
【テーマコード（参考）】
4E093
【Ｆターム（参考）】
4E093FC01
4E093FC04
4E093FC08
4E093FC10
(57)【要約】
【課題】鋳造対象物の外観形状を備える模型プレートの設計の自由度が高く、寸法精度が高い砂型造形用型の製造方法を提案すること。
【解決手段】砂型造形用型５の製造方法は、マシニングセンターにより上側模型用基材２０を加工し、上側台座部２５、上側模型部２６、および上側台座部貫通孔２７を備える上側模型プレート１２を制作する模型プレート制作工程ＳＴ１１と、マシニングセンターを駆動制御して型枠プレート１１を加工し、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、上側台座部２５が嵌合する上側嵌合凹部４０と上側ネジ孔４１とを形成する型枠プレート加工工程ＳＴ１３と、上側台座部２５を上側嵌合凹部４０に嵌め込み、上側台座部貫通孔２７を貫通して第１上側ネジ孔４１（１）に捩じ込まれる上側固定ネジ５１により上側模型プレート１２を固定する模型プレート固定工程ＳＴ１４と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】砂型造形用型５の製造方法は、マシニングセンターにより上側模型用基材２０を加工し、上側台座部２５、上側模型部２６、および上側台座部貫通孔２７を備える上側模型プレート１２を制作する模型プレート制作工程ＳＴ１１と、マシニングセンターを駆動制御して型枠プレート１１を加工し、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、上側台座部２５が嵌合する上側嵌合凹部４０と上側ネジ孔４１とを形成する型枠プレート加工工程ＳＴ１３と、上側台座部２５を上側嵌合凹部４０に嵌め込み、上側台座部貫通孔２７を貫通して第１上側ネジ孔４１（１）に捩じ込まれる上側固定ネジ５１により上側模型プレート１２を固定する模型プレート固定工程ＳＴ１４と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マシニングセンターを駆動制御して上側模型用基材を加工し、一定厚みの上側台座部、鋳造対象物の上半部分の外観形状を備え前記上側台座部から当該上側台座部の厚み方向の一方側に突出する上側模型部、および前記上側台座部を前記厚み方向に貫通する上側台座部貫通孔を備える上側模型プレートを制作するとともに、マシニングセンターを駆動制御して下側模型用基材を加工し、前記上側台座部と同一形状の下側台座部、前記鋳造対象物の下半部分の外観形状を備え前記下側台座部から当該下側台座部の厚み方向の一方側に突出する下側模型部、および前記下側台座部を前記厚み方向に貫通する下側台座部貫通孔を備える下側模型プレートを制作する模型プレート制作工程と、
マシニングセンターを駆動制御して一定厚みの型枠プレートを加工し、前記型枠プレートの第１面の側に、前記上側台座部が嵌合する上側嵌合凹部、および前記上側台座部を前記上側嵌合凹部に嵌め込んだときに前記上側台座部貫通孔に連通する上側ネジ孔を形成し、前記型枠プレートの第２面の側に、前記下側台座部が嵌合する下側嵌合凹部、および前記下側台座部を前記下側嵌合凹部に嵌め込んだときに前記下側台座部貫通孔に連通する下側ネジ孔を形成する型枠プレート加工工程と、
前記上側台座部を前記上側嵌合凹部に嵌め込み、前記上側台座部貫通孔を貫通して前記上側ネジ孔に捩じ込まれる上側固定ネジにより前記上側模型プレートを前記型枠プレートに固定するとともに、前記下側台座部を前記下側嵌合凹部に嵌め込み、前記下側台座部貫通孔を貫通して前記下側ネジ孔に捩じ込まれる下側固定ネジにより前記下側模型プレートを前記型枠プレートに固定する模型プレート固定工程と、を有し、
前記型枠プレートの厚み方向から見た場合に、前記上側嵌合凹部と、前記下側嵌合凹部とは、一致することを特徴とする砂型造形用型の製造方法。
マシニングセンターを駆動制御して一定厚みの型枠プレートを加工し、前記型枠プレートの第１面の側に、前記上側台座部が嵌合する上側嵌合凹部、および前記上側台座部を前記上側嵌合凹部に嵌め込んだときに前記上側台座部貫通孔に連通する上側ネジ孔を形成し、前記型枠プレートの第２面の側に、前記下側台座部が嵌合する下側嵌合凹部、および前記下側台座部を前記下側嵌合凹部に嵌め込んだときに前記下側台座部貫通孔に連通する下側ネジ孔を形成する型枠プレート加工工程と、
前記上側台座部を前記上側嵌合凹部に嵌め込み、前記上側台座部貫通孔を貫通して前記上側ネジ孔に捩じ込まれる上側固定ネジにより前記上側模型プレートを前記型枠プレートに固定するとともに、前記下側台座部を前記下側嵌合凹部に嵌め込み、前記下側台座部貫通孔を貫通して前記下側ネジ孔に捩じ込まれる下側固定ネジにより前記下側模型プレートを前記型枠プレートに固定する模型プレート固定工程と、を有し、
前記型枠プレートの厚み方向から見た場合に、前記上側嵌合凹部と、前記下側嵌合凹部とは、一致することを特徴とする砂型造形用型の製造方法。
【請求項2】
前記模型プレート制作工程では、前記上側模型プレートとして、同一形状の第１上側模型プレートおよび第２上側模型プレートを製作し、前記下側模型プレートとして、同一形状の第１下側模型プレートおよび第２下側模型プレートを製作し、
前記型枠プレート加工工程では、前記上側嵌合凹部として、前記型枠プレートの前記第１面の側に、前記第１上側模型プレート用の第１上側嵌合凹部および前記第２上側模型プレート用の第２上側嵌合凹部を形成し、前記上側ネジ孔として、第１上側模型プレート用の上側ネジ孔および前記第２上側模型プレート用の第２上側ネジ孔を形成し、前記下側嵌合凹部として、前記型枠プレートの前記第２面の側に、前記第１下側模型プレート用の第１下側嵌合凹部および前記第２下側模型プレート用の第２下側嵌合凹部を形成し、前記下側ネジ孔として、第１下側模型プレート用の第１下側ネジ孔および前記第２下側模型プレート用の第２下側ネジ孔を形成し、
前記模型プレート固定工程では、前記第１上側模型プレートの前記上側台座部を前記第１上側嵌合凹部に嵌め込み、前記第１上側模型プレートの前記上側台座部貫通孔を貫通して前記上側ネジ孔に捩じ込まれる第１上側固定ネジにより前記第１上側模型プレートを前記型枠プレートに固定し、前記第２上側模型プレートの前記上側台座部を前記第２上側嵌合凹部に嵌め込み、前記第２上側模型プレートの前記上側台座部貫通孔を貫通して前記第２上側ネジ孔に捩じ込まれる第２上側固定ネジにより前記第２上側模型プレートを前記型枠プレートに固定するとともに、前記第１下側模型プレートの前記下側台座部を前記第１下側嵌合凹部に嵌め込み、前記第１下側模型プレートの前記下側台座部貫通孔を貫通して前記第１下側ネジ孔に捩じ込まれる第１下側固定ネジにより前記第１下側模型プレートを前記型枠プレートに固定し、前記第２下側模型プレートの前記下側台座部を前記第２下側嵌合凹部に嵌め込み、前記第２下側模型プレートの前記下側台座部貫通孔を貫通して前記第２下側ネジ孔に捩じ込まれる第２下側固定ネジにより前記第２下側模型プレートを前記型枠プレートに固定することを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
前記型枠プレート加工工程では、前記上側嵌合凹部として、前記型枠プレートの前記第１面の側に、前記第１上側模型プレート用の第１上側嵌合凹部および前記第２上側模型プレート用の第２上側嵌合凹部を形成し、前記上側ネジ孔として、第１上側模型プレート用の上側ネジ孔および前記第２上側模型プレート用の第２上側ネジ孔を形成し、前記下側嵌合凹部として、前記型枠プレートの前記第２面の側に、前記第１下側模型プレート用の第１下側嵌合凹部および前記第２下側模型プレート用の第２下側嵌合凹部を形成し、前記下側ネジ孔として、第１下側模型プレート用の第１下側ネジ孔および前記第２下側模型プレート用の第２下側ネジ孔を形成し、
前記模型プレート固定工程では、前記第１上側模型プレートの前記上側台座部を前記第１上側嵌合凹部に嵌め込み、前記第１上側模型プレートの前記上側台座部貫通孔を貫通して前記上側ネジ孔に捩じ込まれる第１上側固定ネジにより前記第１上側模型プレートを前記型枠プレートに固定し、前記第２上側模型プレートの前記上側台座部を前記第２上側嵌合凹部に嵌め込み、前記第２上側模型プレートの前記上側台座部貫通孔を貫通して前記第２上側ネジ孔に捩じ込まれる第２上側固定ネジにより前記第２上側模型プレートを前記型枠プレートに固定するとともに、前記第１下側模型プレートの前記下側台座部を前記第１下側嵌合凹部に嵌め込み、前記第１下側模型プレートの前記下側台座部貫通孔を貫通して前記第１下側ネジ孔に捩じ込まれる第１下側固定ネジにより前記第１下側模型プレートを前記型枠プレートに固定し、前記第２下側模型プレートの前記下側台座部を前記第２下側嵌合凹部に嵌め込み、前記第２下側模型プレートの前記下側台座部貫通孔を貫通して前記第２下側ネジ孔に捩じ込まれる第２下側固定ネジにより前記第２下側模型プレートを前記型枠プレートに固定することを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
【請求項3】
前記上側模型プレートの上側模型部は、前記上側台座部に沿って、前記鋳造対象物の上
半部分の外観形状を備える上側模型本体部分を、複数、備え、
前記下側模型プレートの下側模型部は、前記下側台座部に沿って前記鋳造対象物の下半部分の外観形状を備える下側模型本体部分を、前記上側模型本体部分と、同数、備え、
前記上側模型プレートおよび前記下側模型プレートが前記型枠プレートに取り付けられた状態を当該型枠プレートの厚み方向から見た場合に、前記上側模型プレートの複数の前記上側模型部本体のそれぞれは、前記下側模型プレートの複数の前記下側模型部本体のそれぞれと一致することを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
半部分の外観形状を備える上側模型本体部分を、複数、備え、
前記下側模型プレートの下側模型部は、前記下側台座部に沿って前記鋳造対象物の下半部分の外観形状を備える下側模型本体部分を、前記上側模型本体部分と、同数、備え、
前記上側模型プレートおよび前記下側模型プレートが前記型枠プレートに取り付けられた状態を当該型枠プレートの厚み方向から見た場合に、前記上側模型プレートの複数の前記上側模型部本体のそれぞれは、前記下側模型プレートの複数の前記下側模型部本体のそれぞれと一致することを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
【請求項4】
前記上側模型部は、前記鋳造対象物の上半部分の外観形状を有する上側模型本体部分および中子を一方側から保持するための上側中子保持部分を備え、
前記下側模型部は、前記鋳造対象物の下半部分の外観形状を有する下側模型本体部分および前記中子を他方側から保持するための下側中子保持部分を備えることを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
前記下側模型部は、前記鋳造対象物の下半部分の外観形状を有する下側模型本体部分および前記中子を他方側から保持するための下側中子保持部分を備えることを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
【請求項5】
前記模型プレート固定工程の前に、３Ｄプリンターを駆動制御して、上側部材固定孔を備える上側堰・湯道形成部材および下側部材固定孔を備える下側堰・湯道形成部材を製造する部材製造工程を有し、
前記型枠プレート加工工程では、前記型枠プレートの前記第１面の側に、前記上側堰・湯道形成部材を所定の第１位置に配置したときに前記上側部材固定孔と連通する上側部材固定用ネジ孔を形成するとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側に、下側堰・湯道形成部材を所定の第２位置に配置したときに前記下側部材固定孔と連通する下側材固定用ネジ孔を形成し、
前記模型プレート固定工程では、前記上側模型プレートを前記型枠プレートに取り付けた後に、前記上側部材固定孔を貫通して前記上側部材固定用ネジ孔に捩じ込まれる上側部材固定用ネジにより前記上側堰・湯道形成部材を前記型枠プレートの前記第１面に固定し、前記下側模型プレートを前記型枠プレートに取り付けた後に、前記下側部材固定孔を貫通して前記下側材固定用ネジ孔に捩じ込まれる下側部材固定用ネジにより前記堰・湯道形成部材を前記型枠プレートの前記第２面に固定することを特徴とする請求項２に記載の砂型造形用型の製造方法。
前記型枠プレート加工工程では、前記型枠プレートの前記第１面の側に、前記上側堰・湯道形成部材を所定の第１位置に配置したときに前記上側部材固定孔と連通する上側部材固定用ネジ孔を形成するとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側に、下側堰・湯道形成部材を所定の第２位置に配置したときに前記下側部材固定孔と連通する下側材固定用ネジ孔を形成し、
前記模型プレート固定工程では、前記上側模型プレートを前記型枠プレートに取り付けた後に、前記上側部材固定孔を貫通して前記上側部材固定用ネジ孔に捩じ込まれる上側部材固定用ネジにより前記上側堰・湯道形成部材を前記型枠プレートの前記第１面に固定し、前記下側模型プレートを前記型枠プレートに取り付けた後に、前記下側部材固定孔を貫通して前記下側材固定用ネジ孔に捩じ込まれる下側部材固定用ネジにより前記堰・湯道形成部材を前記型枠プレートの前記第２面に固定することを特徴とする請求項２に記載の砂型造形用型の製造方法。
【請求項6】
前記上側模型用基材および下側模型用基材は、金属、樹脂、または木からなることを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
【請求項7】
前記型枠プレートは、金属製、樹脂製、または木製であることを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
【請求項8】
請求項１に記載の製造方法により製造した砂型造形用型を、前記型枠プレートの第１面が上方を向く姿勢として、前記型枠プレートの前記第１面の側および前記第２面の側を鋳造砂で型込めする型込め工程と、
前記型枠プレートの前記第１面の側を型込めした上側砂型と前記砂型造形用型とを上下方向に相対移動させて前記上側砂型と前記砂型造形用型とを離間させるとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側を型込めした下側砂型と前記砂型造形用型とを前記上下方向に相対移動させ前記下側砂型と前記砂型造形用型とを離間させ、上下方向で離間する前記上側砂型と前記下側砂型との間から前記砂型造形用型を退避させる離型工程と、
前記上側砂型と前記下側砂型とを上下方向に相対移動させて重ねる型合わせ工程と、
を有することを特徴とする砂型製造方法。
前記型枠プレートの前記第１面の側を型込めした上側砂型と前記砂型造形用型とを上下方向に相対移動させて前記上側砂型と前記砂型造形用型とを離間させるとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側を型込めした下側砂型と前記砂型造形用型とを前記上下方向に相対移動させ前記下側砂型と前記砂型造形用型とを離間させ、上下方向で離間する前記上側砂型と前記下側砂型との間から前記砂型造形用型を退避させる離型工程と、
前記上側砂型と前記下側砂型とを上下方向に相対移動させて重ねる型合わせ工程と、
を有することを特徴とする砂型製造方法。
【請求項9】
請求項４に記載の製造方法により製造した砂型造形用型を、前記型枠プレートの第１面が上方を向く姿勢として、前記型枠プレートの前記第１面の側および前記第２面の側を鋳造砂で型込めする型込め工程と、
前記型枠プレートの前記第１面の側を型込めした上側砂型と前記砂型造形用型とを上下方向に相対移動させて前記上側砂型と前記砂型造形用型とを離間させるとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側を型込めした下側砂型と前記砂型造形用型とを前記上下方向に相対移動させ前記下側砂型と前記砂型造形用型とを離間させ、上下方向で離間する前記上側砂型と前記下側砂型との間から前記砂型造形用型を退避させる離型工程と、
前記下側砂型において前記下側模型プレートの前記下側模型部の前記下側中子保持部分の形状が転写された下側中子保持部に前記中子を保持させる中子配置工程と、
前記上側砂型と前記下側砂型とを上下方向に相対移動させて重ねて、前記上側砂型において前記上側模型プレートの上側模型部の前記上側中子保持部分の形状が転写された上側中子保持部に前記中子を保持させる型合わせ工程と、を有することを特徴とする砂型製造方法。
前記型枠プレートの前記第１面の側を型込めした上側砂型と前記砂型造形用型とを上下方向に相対移動させて前記上側砂型と前記砂型造形用型とを離間させるとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側を型込めした下側砂型と前記砂型造形用型とを前記上下方向に相対移動させ前記下側砂型と前記砂型造形用型とを離間させ、上下方向で離間する前記上側砂型と前記下側砂型との間から前記砂型造形用型を退避させる離型工程と、
前記下側砂型において前記下側模型プレートの前記下側模型部の前記下側中子保持部分の形状が転写された下側中子保持部に前記中子を保持させる中子配置工程と、
前記上側砂型と前記下側砂型とを上下方向に相対移動させて重ねて、前記上側砂型において前記上側模型プレートの上側模型部の前記上側中子保持部分の形状が転写された上側中子保持部に前記中子を保持させる型合わせ工程と、を有することを特徴とする砂型製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋳造品を鋳造する砂型を造形するための砂型造形用型の製造方法、および砂型製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
鋳造品を鋳造する砂型を製造するための金型は、特許文献１に記載されている。同文献の金型は、鋳造対象物の外観形状を備える上型側パターンと、上型側パターンが配置されるパターン嵌合部を備えるパターンケースとを備える。パターン嵌合部は、所定形状の凹部であり、予めパターンケースの表面に設けられている。上型側パターンは、パターン嵌合部に嵌合するパターンベースに、鋳造対象物の外観形状を備えるパターン本体、湯道パターン、および堰パターンが取り付けられたものである。金型を製造する際には、パターン嵌合部に模型パターンのパターンベースを嵌め込み、クランプ機構によりパターンベースをパターンケースに固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平７－１２４６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の金型では、鋳造対象物の外観形状を備える上型側パターンが、パターンケースに設けられたパターン嵌合部に嵌合するパターンベースと、パターンベース上に固定される複数の部品からなる。従って、部品の積み上げ公差により、砂型形成用の金型の寸法精度が低下する場合がある。金型の寸法精度が低下すると、砂型の寸法精度が低下する。また、パターンベースのサイズがパターン嵌合部に嵌合するサイズに定められているので、上型側パターンの設計の自由度が制限される。
【0005】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、鋳造対象物の外観形状を備える模型プレートの設計の自由度が高く、寸法精度が高い砂型造形用型の製造方法を提案することにある。また、かかる製造方法により製造された砂型造形用型を用いた砂型製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するために、本発明の砂型造形用型の製造方法は、マシニングセンターを駆動制御して上側模型用基材を加工し、一定厚みの上側台座部、鋳造対象物の上半部分の外観形状を備え前記上側台座部から当該上側台座部の厚み方向の一方側に突出する上側模型部、および前記上側台座部を前記厚み方向に貫通する上側台座部貫通孔を備える上側模型プレートを制作するとともに、マシニングセンターを駆動制御して下側模型用基材を加工し、前記上側台座部と同一形状の下側台座部、前記鋳造対象物の下半部分の外観形状を備え前記下側台座部から当該下側台座部の厚み方向の一方側に突出する下側模型部、および前記下側台座部を前記厚み方向に貫通する下側台座部貫通孔を備える下側模型プレートを制作する模型プレート制作工程と、マシニングセンターを駆動制御して一定厚みの型枠プレートを加工し、前記型枠プレートの第１面の側に、前記上側台座部が嵌合する上側嵌合凹部、および前記上側台座部を前記上側嵌合凹部に嵌め込んだときに前記上側台座部貫通孔に連通する上側ネジ孔を形成し、前記型枠プレートの第２面の側に、前記下側台座部が嵌合する下側嵌合凹部、および前記下側台座部を前記下側嵌合凹部に嵌め込んだときに前記下側台座部貫通孔に連通する下側ネジ孔を形成する型枠プレート加工工程と、前
記上側台座部を前記上側嵌合凹部に嵌め込み、前記上側台座部貫通孔を貫通して前記上側ネジ孔に捩じ込まれる上側固定ネジにより前記上側模型プレートを前記型枠プレートに固定するとともに、前記下側台座部を前記下側嵌合凹部に嵌め込み、前記下側台座部貫通孔を貫通して前記下側ネジ孔に捩じ込まれる下側固定ネジにより前記下側模型プレートを前記型枠プレートに固定する模型プレート固定工程と、を有し、前記型枠プレートの厚み方向から見た場合に、前記上側嵌合凹部と、前記下側嵌合凹部とは、一致することを特徴とする。
記上側台座部を前記上側嵌合凹部に嵌め込み、前記上側台座部貫通孔を貫通して前記上側ネジ孔に捩じ込まれる上側固定ネジにより前記上側模型プレートを前記型枠プレートに固定するとともに、前記下側台座部を前記下側嵌合凹部に嵌め込み、前記下側台座部貫通孔を貫通して前記下側ネジ孔に捩じ込まれる下側固定ネジにより前記下側模型プレートを前記型枠プレートに固定する模型プレート固定工程と、を有し、前記型枠プレートの厚み方向から見た場合に、前記上側嵌合凹部と、前記下側嵌合凹部とは、一致することを特徴とする。
【0007】
本発明によれば、鋳造対象物の外観形状を備える上側模型プレートおよび下側模型プレートは、それぞれマシニングセンターにより模型用基材を加工（切削）して制作される一つの部材である。従って、複数の部品を結合させて上側模型プレートおよび下側模型プレートのそれぞれを製作する場合と比較して、上側模型プレートおよび下側模型プレートの寸法精度は高い。また、型枠プレートにおいて、上側模型プレートの上側台座部を嵌め込む上側嵌合凹部、および下側模型プレートの上側台座部を嵌め込む下側嵌合凹部は、それぞれマシニングセンターにより型枠プレートを加工（切削）して形成される。従って、型枠プレートにおける各嵌合凹部の寸法精度および型枠プレート上における各嵌め込む凹部の位置精度は、高い。よって、型枠プレートの第１面の上側嵌合凹部と第２面の下側嵌合凹部とを、同一形状とし、これらを完全に重なる位置に設けることができる。さらに、上側模型プレートの上側台座部貫通孔は、上側模型プレートの制作時にマシニングセンターにより形成され、型枠プレートの上側ネジ孔は、型枠プレートの加工時にマシニングセンターにより形成される。従って、上側台座部貫通孔および上側ネジ孔の位置精度は高い。よって、上側模型プレートは、上側模型プレートの上側台座部の上側台座部貫通孔を貫通して型枠プレートの上側ネジ孔に捩じ込まれる上側固定ネジにより、型枠プレートに精度よく固定される。同様に、下側模型プレートの下側台座部貫通孔は、下側模型プレートの制作時にマシニングセンターにより形成され、型枠プレートの下側ネジ孔は、型枠プレートの加工時にマシニングセンターにより形成される。従って、下側台座部貫通孔および下側ネジ孔の位置精度は高い。よって、下側模型プレートは、下側模型プレートの下側台座部の下側台座部貫通孔を貫通して型枠プレートの下側ネジ孔に捩じ込まれる下側固定ネジにより、型枠プレートに精度よく固定される。ここで、型枠プレートの厚み方向から見た場合に、上側嵌合凹部と、下側嵌合凹部とは、一致する。従って、型枠プレートの第１面の側および第２面の側を鋳造砂で型込めして上側砂型と下側砂型とを造形し、これらの砂型を型合わせしたときに、上側砂型と下側砂型との間に鋳造用のキャビティを精度よく形成できる。
【0008】
また、型枠プレートには、マシニングセンターにより、上側模型プレートの上側台座部と嵌合するサイズの上側嵌合凹部と、下側模型プレートの下側台座部と嵌合するサイズの下側嵌合凹部とが形成される。ここで、上側嵌合凹部および下側嵌合凹部は、予め決められたサイズで型枠プレートに設けられているものではない。従って、上側模型プレートおよび下側模型プレートを設計する際に、上側模型プレートおよび下側模型プレートのサイズが、型枠プレートに予め設けられた嵌合凹部のサイズに縛られることがない。よって、上側模型プレートおよび下側模型プレートの設計の自由度が向上する。従って、多様なサイズを備える多種類の鋳造対象物の鋳造に対応することが容易である。
【0009】
本発明において、前記模型プレート制作工程では、前記上側模型プレートとして、同一形状の第１上側模型プレートおよび第２上側模型プレートを製作し、前記下側模型プレートとして、同一形状の第１下側模型プレートおよび第２下側模型プレートを製作し、
前記型枠プレート加工工程では、前記上側嵌合凹部として、前記型枠プレートの前記第１面の側に、前記第１上側模型プレート用の第１上側嵌合凹部および前記第２上側模型プレート用の第２上側嵌合凹部を形成し、前記上側ネジ孔として、第１上側模型プレート用の上側ネジ孔および前記第２上側模型プレート用の第２上側ネジ孔を形成し、前記下側嵌
合凹部として、前記型枠プレートの前記第２面の側に、前記第１下側模型プレート用の第１下側嵌合凹部および前記第２下側模型プレート用の第２下側嵌合凹部を形成し、前記下側ネジ孔として、第１下側模型プレート用の第１下側ネジ孔および前記第２下側模型プレート用の第２下側ネジ孔を形成し、前記模型プレート固定工程では、前記第１上側模型プレートの前記上側台座部を前記第１上側嵌合凹部に嵌め込み、前記第１上側模型プレートの前記上側台座部貫通孔を貫通して前記上側ネジ孔に捩じ込まれる第１上側固定ネジにより前記第１上側模型プレートを前記型枠プレートに固定し、前記第２上側模型プレートの前記上側台座部を前記第２上側嵌合凹部に嵌め込み、前記第２上側模型プレートの前記上側台座部貫通孔を貫通して前記第２上側ネジ孔に捩じ込まれる第２上側固定ネジにより前記第２上側模型プレートを前記型枠プレートに固定するとともに、前記第１下側模型プレートの前記下側台座部を前記第１下側嵌合凹部に嵌め込み、前記第１下側模型プレートの前記下側台座部貫通孔を貫通して前記第１下側ネジ孔に捩じ込まれる第１下側固定ネジにより前記第１下側模型プレートを前記型枠プレートに固定し、前記第２下側模型プレートの前記下側台座部を前記第２下側嵌合凹部に嵌め込み、前記第２下側模型プレートの前記下側台座部貫通孔を貫通して前記第２下側ネジ孔に捩じ込まれる第２下側固定ネジにより前記第２下側模型プレートを前記型枠プレートに固定することを特徴とするものとすることができる。
前記型枠プレート加工工程では、前記上側嵌合凹部として、前記型枠プレートの前記第１面の側に、前記第１上側模型プレート用の第１上側嵌合凹部および前記第２上側模型プレート用の第２上側嵌合凹部を形成し、前記上側ネジ孔として、第１上側模型プレート用の上側ネジ孔および前記第２上側模型プレート用の第２上側ネジ孔を形成し、前記下側嵌
合凹部として、前記型枠プレートの前記第２面の側に、前記第１下側模型プレート用の第１下側嵌合凹部および前記第２下側模型プレート用の第２下側嵌合凹部を形成し、前記下側ネジ孔として、第１下側模型プレート用の第１下側ネジ孔および前記第２下側模型プレート用の第２下側ネジ孔を形成し、前記模型プレート固定工程では、前記第１上側模型プレートの前記上側台座部を前記第１上側嵌合凹部に嵌め込み、前記第１上側模型プレートの前記上側台座部貫通孔を貫通して前記上側ネジ孔に捩じ込まれる第１上側固定ネジにより前記第１上側模型プレートを前記型枠プレートに固定し、前記第２上側模型プレートの前記上側台座部を前記第２上側嵌合凹部に嵌め込み、前記第２上側模型プレートの前記上側台座部貫通孔を貫通して前記第２上側ネジ孔に捩じ込まれる第２上側固定ネジにより前記第２上側模型プレートを前記型枠プレートに固定するとともに、前記第１下側模型プレートの前記下側台座部を前記第１下側嵌合凹部に嵌め込み、前記第１下側模型プレートの前記下側台座部貫通孔を貫通して前記第１下側ネジ孔に捩じ込まれる第１下側固定ネジにより前記第１下側模型プレートを前記型枠プレートに固定し、前記第２下側模型プレートの前記下側台座部を前記第２下側嵌合凹部に嵌め込み、前記第２下側模型プレートの前記下側台座部貫通孔を貫通して前記第２下側ネジ孔に捩じ込まれる第２下側固定ネジにより前記第２下側模型プレートを前記型枠プレートに固定することを特徴とするものとすることができる。
【0010】
本発明では、枠型プレートに設けられる上側嵌合凹部の大きさや数が予め規定されておらず、上側模型プレートの上側台座部サイズや数に合わせて形成できる。従って、例えば、鋳造対象物のサイズが枠型プレートに対して小さく、枠型プレート上に複数の上側模型プレートおよび下側模型プレートを取り付けることが可能な場合には、マシニングセンターにより枠型プレートに複数の上側嵌合凹部および下側嵌合凹部を形成することにより、複数の上側模型プレートおよび複数の下側模型プレートを枠型プレートに取り付けることができる。これにより、砂型造形用型により、鋳造対象物を一度に、複数、鋳造する砂型を造形できる。
【0011】
本発明において、前記上側模型プレートの上側模型部は、前記上側台座部に沿って、前記鋳造対象物の上半部分の外観形状を備える上側模型本体部分を、複数、備え、前記下側模型プレートの下側模型部は、前記下側台座部に沿って前記鋳造対象物の下半部分の外観形状を備える下側模型本体部分を、前記上側模型本体部分と、同数、備え、前記上側模型プレートおよび前記下側模型プレートが前記型枠プレートに取り付けられた状態を当該型枠プレートの厚み方向から見た場合に、前記上側模型プレートの複数の前記上側模型部本体のそれぞれは、前記下側模型プレートの複数の前記下側模型部本体のそれぞれと一致するものとすることができる。例えば、鋳造対象物のサイズが枠型プレートに対して小さい場合には、鋳造対象物を一つ鋳造するための上側模型プレートおよび下側模型プレートを枠型プレートに複数取り付けてもよいが、上側模型プレートの上側模型部に上側模型本体部分を複数備え、下側模型プレートの下側模型部に下側模型本体部分を上側模型本体部分と同数備えてもよい。ここで、本発明では、枠型プレートに形成する上側嵌合凹部の大きさが予め規定されておらず、上側模型プレートの上側台座部サイズに合わせて形成される。従って、上側模型プレートの上側台座部のサイズを任意に変更して、鋳造対象物の上半部分の外観形状を備える上側模型本体部分を、任意の数だけ、備えることができる。同様に、下側模型プレートの下側台座部のサイズを任意に変更して、鋳造対象物の下半部分の外観形状を備える下側模型本体部分を、上側模型本体部分と同数だけ備えることができる。従って、砂型造形用型により、鋳造対象物を一度に、複数、鋳造する砂型を造形できる。
【0012】
本発明において、前記上側模型部は、前記鋳造対象物の上半部分の外観形状を有する上側模型本体部分および中子を一方側から保持するための上側中子保持部分を備え、前記下側模型部は、前記鋳造対象物の下半部分の外観形状を有する下側模型本体部分および前記
中子を他方側から保持するための下側中子保持部分を備えるものとすることができる。このようにすれば、砂型造形用型を用いて造形した砂型に中子を保持させることができる。
中子を他方側から保持するための下側中子保持部分を備えるものとすることができる。このようにすれば、砂型造形用型を用いて造形した砂型に中子を保持させることができる。
【0013】
本発明において、前記模型プレート固定工程の前に、３Ｄプリンターを駆動制御して、上側部材固定孔を備える上側堰・湯道形成部材および下側部材固定孔を備える下側堰・湯道形成部材を製造する部材製造工程を有するとともに、前記模型プレート固定工程の後に、前記上側堰・湯道形成部材を前記枠型プレートの前記第１面に固定するとともに、前記下側堰・湯道形成部材を前記枠型プレートの前記第２面に固定する部材固定工程と、を有し、前記型枠プレート加工工程では、前記型枠プレートの前記第１面の側に、前記上側堰・湯道形成部材を所定の第１位置に配置したときに前記上側部材固定孔と連通する上側部材固定用ネジ孔を形成するとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側に、下側堰・湯道形成部材を所定の第２位置に配置したときに前記下側部材固定孔と連通する下側材固定用ネジ孔を形成し、前記部材固定工程では、前記上側部材固定孔を貫通して前記上側部材固定用ネジ孔に捩じ込まれる上側部材固定用ネジにより前記上側堰・湯道形成部材を前記型枠プレートの前記第１面に固定し、前記下側部材固定孔を貫通して前記下側材固定用ネジ孔に捩じ込まれる下側部材固定用ネジにより前記堰・湯道形成部材を前記型枠プレートの前記第２面に固定するものとすることができる。３Ｄプリンターを用いれば、上側堰・湯道形成部材および下側堰・湯道形成部材の製造が容易である。従って、枠型プレートに設けられる上側嵌合凹部の大きさや数が予め規定されておらず、上側模型プレートの上側台座部サイズや数に合わせて形成された場合でも、枠型プレートに取り付ける上側堰・湯道形成部材および下側堰・湯道形成部材を製造することが容易である。また、上側堰・湯道形成部材および下側堰・湯道形成部材には、それぞれ上側部材固定孔および下側部材固定孔が設けられ、枠型プレートには、上側材固定用ネジ孔および下側部材固定ネジ孔が設けられるので、上側堰・湯道形成部材および下側堰・湯道形成部材を、正確に、型枠プレートに固定できる。
【0014】
本発明において、前記上側模型用基材および下側模型用基材は、金属、樹脂、または木からなることを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
【0015】
本発明において、前記型枠プレートは、金属製、樹脂製、または木製であることを特徴とする請求項１に記載の砂型造形用型の製造方法。
【0016】
次に、本発明の砂型製造方法は、上記の製造方法により製造した砂型造形用型を、前記型枠プレートの第１面が上方を向く姿勢として、前記型枠プレートの前記第１面の側および前記第２面の側を鋳造砂で型込めする型込め工程と、前記型枠プレートの前記第１面の側を型込めした上側砂型と前記砂型造形用型とを上下方向に相対移動させて前記上側砂型と前記砂型造形用型とを離間させるとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側を型込めした下側砂型と前記砂型造形用型とを前記上下方向に相対移動させ前記下側砂型と前記砂型造形用型とを離間させ、上下方向で離間する前記上側砂型と前記下側砂型との間から前記砂型造形用型を退避させる離型工程と、前記上側砂型と前記下側砂型とを上下方向に相対移動させて重ねる型合わせ工程と、を有することを特徴とする。
【0017】
本発明では、上側砂型および下側砂型から砂型造形用型を離間させる離型工程において、上側砂型と下側砂型とは上下方向に移動する。また、上側砂型と下側砂型とを重ねる型合わせ工程においても、上側砂型と下側砂型とは上下方向に移動する。ここで、砂型造形用型は、型枠プレートの厚み方向から見た場合に、上側嵌合凹部と、下側嵌合凹部とが、一致する。従って、上側砂型および下側砂型を上下方向に移動させて離型と型合わせとを行うことにより、上側砂型と下側砂型との間に鋳造用のキャビティが精度よく形成される。
【0018】
また、本発明の砂型製造方法は、上記の製造方法により製造した砂型造形用型を、前記型枠プレートの第１面が上方を向く姿勢として、前記型枠プレートの前記第１面の側および前記第２面の側を鋳造砂で型込めする型込め工程と、前記型枠プレートの前記第１面の側を型込めした上側砂型と前記砂型造形用型とを上下方向に相対移動させて前記上側砂型と前記砂型造形用型とを離間させるとともに、前記型枠プレートの前記第２面の側を型込めした下側砂型と前記砂型造形用型とを前記上下方向に相対移動させ前記下側砂型と前記砂型造形用型とを離間させ、上下方向で離間する前記上側砂型と前記下側砂型との間から前記砂型造形用型を退避させる離型工程と、前記下側砂型において前記模型部の前記下側中子保持部分の形状が転写された下側中子保持部に前記中子を保持させる中子配置工程と、前記上側砂型と前記下側砂型とを上下方向に相対移動させて重ねて、前記上側砂型において前記上側中子保持部分の形状が転写された上側中子保持部に前記中子を保持させる型合わせ工程と、を有することを特徴とする。
【0019】
本発明では、上側砂型および下側砂型から砂型造形用型を離間させる離型工程において、上側砂型と下側砂型とは上下方向に移動する。また、上側砂型と下側砂型とを重ねる型合わせ工程においても、上側砂型と下側砂型とは上下方向に移動する。ここで、砂型造形用型は、型枠プレートの厚み方向から見た場合に、上側嵌合凹部と、下側嵌合凹部とが、一致する。従って、上側砂型および下側砂型を上下方向に移動させて離型と型合わせとを行うことにより、上側砂型と下側砂型との間に鋳造用のキャビティが精度よく形成される。また、本発明では、上側砂型と下側砂型との間に、中子を保持させることができる。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、鋳造対象物の外観形状を備える上側模型プレートおよび下側模型プレートは、それぞれマシニングセンターにより模型用基材を加工（切削）して制作される一つの部材である。従って、複数の部品を結合させて上側模型プレートおよび下側模型プレートのそれぞれを製作する場合と比較して、上側模型プレートおよび下側模型プレートの寸法精度は高い。また、型枠プレートにおいて、上側模型プレートの上側台座部を嵌め込む上側嵌合凹部、および下側模型プレートの上側台座部を嵌め込む下側嵌合凹部は、それぞれマシニングセンターにより型枠プレートを加工（切削）して形成される。従って、型枠プレートにおける各嵌合凹部の寸法精度および型枠プレート上における各嵌め込む凹部の位置精度は、高い。よって、型枠プレートの第１面の上側嵌合凹部と第２面の下側嵌合凹部とを、同一形状とし、これらを完全に重なる位置に設けることができる。さらに、マシニングセンターにより、上側模型プレートの上側台座部貫通孔、型枠プレートの上側ネジ孔、下側模型プレートの下側台座部貫通孔、および型枠プレートの下側ネジ孔は、マシニングセンターにより形成される。従って、これらを利用して、上側模型プレートおよび下側模型プレートを位置精度よく、枠型プレートに固定できる。さらに、型枠プレートの厚み方向から見た場合に、上側嵌合凹部と、下側嵌合凹部とは、一致する。従って、型枠プレートの第１面の側および第２面の側を鋳造砂で型込めして上側砂型と下側砂型とを造形して、これらの砂型を型合わせしたときに、上側砂型と下側砂型との間に鋳造用のキャビティが精度よく形成できる。また、上側嵌め込み凹および下側嵌め込み凹は、予め決められたサイズで型枠プレートに設けられているものではない。従って、上側模型プレートおよび下側模型プレートを設計する際に、上側模型プレートおよび下側模型プレートのサイズが型枠プレートに予め設けられた凹部のサイズに縛られることがない。よって、上側模型プレートおよび下側模型プレートの設計の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1】本発明を適用した砂型製造方法のフローチャートである。
【図2】鋳造対象物の斜視図である。
【図3】模型プレートの説明図である。
【図4】堰・湯道形成部材、およびガス抜き形成部材の説明図である。
【図5】型枠プレートの説明図である。
【図6】砂型造形用型の斜視図である。
【図7】型込め工程の説明図である。
【図8】離型工程に説明図である。
【図9】中子配置工程および型合わせ工程の説明図である。
【図10】変形例の模型プレートの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態である鋳造用の砂型製造方法を説明する。また、砂型を造形するための砂型造形用型の製造方法を説明する。
【0023】
（砂型製造方法）
図１は、本発明を適用した砂型製造方法のフローチャートである。図２は、鋳造対象物の斜視図である。図３は、模型プレートの説明図である。図４は、堰・湯道形成部材、およびガス抜き形成部材の説明図である。図４（ａ）は、型枠プレートの第１面に固定される上側堰・湯道形成部材、および上側ガス抜き形成部材の斜視図であり、図５（ｂ）は、型枠プレートの第２面に固定される下側堰・湯道形成部材、および下側ガス抜き形成部材の斜視図である。図５は、型枠プレートの説明図である。図５（ａ）は、型枠プレートを第１面の側から見た場合の斜視図であり、図５（ｂ）は、型枠プレートを第２面の側から見た場合の斜視図である。図６は、砂型造形用型の斜視図である。図６（ａ）は、砂型造形用型を第１面の側から見た場合の斜視図であり、図５（ｂ）は、砂型造形用型を第２面の側から見た場合の斜視図である。図７は、型込め工程の説明図である。図８は、離型工程に説明図である。図９は、中子配置工程および型合わせ工程の説明図である。図７、図８では、砂型造形用型及び砂型を断面で示す。図９では、中子および砂型を断面で示す。
図１は、本発明を適用した砂型製造方法のフローチャートである。図２は、鋳造対象物の斜視図である。図３は、模型プレートの説明図である。図４は、堰・湯道形成部材、およびガス抜き形成部材の説明図である。図４（ａ）は、型枠プレートの第１面に固定される上側堰・湯道形成部材、および上側ガス抜き形成部材の斜視図であり、図５（ｂ）は、型枠プレートの第２面に固定される下側堰・湯道形成部材、および下側ガス抜き形成部材の斜視図である。図５は、型枠プレートの説明図である。図５（ａ）は、型枠プレートを第１面の側から見た場合の斜視図であり、図５（ｂ）は、型枠プレートを第２面の側から見た場合の斜視図である。図６は、砂型造形用型の斜視図である。図６（ａ）は、砂型造形用型を第１面の側から見た場合の斜視図であり、図５（ｂ）は、砂型造形用型を第２面の側から見た場合の斜視図である。図７は、型込め工程の説明図である。図８は、離型工程に説明図である。図９は、中子配置工程および型合わせ工程の説明図である。図７、図８では、砂型造形用型及び砂型を断面で示す。図９では、中子および砂型を断面で示す。
【0024】
図２に示すように、本例では、鋳造対象物１は、鋳造物本体２と、中空部３を備える配管部材である。図１に示すように、砂型製造方法は、砂型造形用型５を製造する砂型造形用型製造工程ＳＴ１と、砂型造形用型５を用いて鋳造砂を型込めする型込め工程ＳＴ２と、型込めした鋳造砂から砂型造形用型５を離間させる離型工程ＳＴ３と、離型により取得される上側砂型６と下側砂型７との間に中子８（図９参照）を配置する中子配置工程ＳＴ４と、上側砂型６と下側砂型７とを重ねて砂型９を完成させる型合わせ工程ＳＴ５と、を有する。
【0025】
砂型造形用型製造工程ＳＴ１では、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に上側模型プレート１２、上側堰・湯道形成部材１３、および上側ガス抜き形成部材１４を固定するとともに、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に下側模型プレート１６、下側堰・湯道形成部材１７、および下側ガス抜き形成部材１８を固定して、砂型造形用型５を製造する（図６参照）。すなわち、砂型造形用型５の製造方法は、模型プレート制作工程ＳＴ１１と、部材製造工程ＳＴ１２と、型枠プレート加工工程ＳＴ１３と、模型プレート固定工程ＳＴ１４と、をこの順に有する。
【0026】
図３に示すように、模型プレート制作工程ＳＴ１１は、マシニングセンターを駆動制御して上側模型用基材２０を加工して、鋳造対象物１の上半部分１ａの外径形状を備える上側模型プレート１２を製作するとともに、下側模型用基材２１を加工して、鋳造対象物１の下半部分１ｂの外径形状を備える下側模型プレート１６を製作する。上側模型用基材２０および下側模型用基材２１は、金属塊である。本例では、上側模型用基材２０および下側模型用基材２１はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。マシニングセンターの工具交換装置には、切削工具、穴あけ工具、タップ工具、などが装着されている。これらの工具は、必要に応じて、選択的に、主軸に装着される。マシニングセンターは、上側模型プレート１２の上側３Ｄデータに基づいて駆動制御されて、上側模型用基材２０から
上側模型プレート１２を削り出す。また、マシニングセンターは、下側模型プレート１６の下側３Ｄデータに基づいて駆動制御されて、下側模型用基材２１から下側模型プレート１６を削り出す。
上側模型プレート１２を削り出す。また、マシニングセンターは、下側模型プレート１６の下側３Ｄデータに基づいて駆動制御されて、下側模型用基材２１から下側模型プレート１６を削り出す。
【0027】
本例では、上側模型プレート１２として、同一形状の第１上側模型プレート１２（１）および第２上側模型プレート１２（２）を製作する。また、下側模型プレート１６として、同一形状の第１下側模型プレート１６（１）および第２下側模型プレート１６（２）を製作する。
【0028】
上側３Ｄデータに基づいて制作される上側模型プレート１２は、一定厚みの上側台座部２５、上側台座部２５から当該上側台座部２５の厚み方向の一方側に突出する上側模型部２６、および上側台座部２５を厚み方向に貫通する上側台座部貫通孔２７を備える。上側模型部２６は、鋳造対象物１の上半部分１ａの外観形状を有する上側模型本体部分２８および中子８を一方側から保持するための上側中子保持部分２９を備える。上側中子保持部分２９は上側台座部２５から突出するとともに、上側模型本体部分２８から上側台座部２５に沿った方向に突出する。また、下側３Ｄデータに基づいて制作される下側模型プレート１６は、一定厚みの下側台座部３０、下側台座部３０から当該下側台座部３０の厚み方向の一方側に突出する下側模型部３１、および下側台座部３０を厚み方向に貫通する下側台座部貫通孔３２を備える。下側台座部３０は、上側台座部２５と同一形状を備える。下側模型部３１は、鋳造対象物１の下半部分１ｂの外観形状を有する下側模型本体部分３３および中子８を一方側から保持するための下側中子保持部分３４を備える。下側中子保持部分３４は下側台座部３０から突出するとともに、下側模型本体部分３３から下側台座部３０に沿った方向に突出する。
【0029】
部材製造工程ＳＴ１２は、砂型９において堰および湯道となる部分を形成するための上側堰・湯道形成部材１３と、下側堰・湯道形成部材１７と、を製造する。また、砂型９においてガス抜きを形成するための上側ガス抜き形成部材１４および下側ガス抜き形成部材１８とを製造する。上側堰・湯道形成部材１３、下側堰・湯道形成部材１７、上側ガス抜き形成部材１４および下側ガス抜き形成部材１８は、樹脂製である。上側堰・湯道形成部材１３、下側堰・湯道形成部材１７、上側ガス抜き形成部材１４および下側ガス抜き形成部材１８は、予め作成した部材製造用の３Ｄデータに基づいて３Ｄプリンターを駆動制御して製造する。図４（ａ）に示すように、上側堰・湯道形成部材１３は、上側部材固定孔３６を備える。図４（ｂ）に示すように、下側堰・湯道形成部材１７は、下側部材固定孔３７を備える。また、上側ガス抜き形成部材１４は、上側ガス抜き形成部材固定孔３８を備え、下側ガス抜き形成部材１８は、下側ガス抜き形成部材固定孔３９を備える。ここで、堰を形成する部材と、湯道を形成する部材は、異なる部材として、別々に形成される場合がある。
【0030】
型枠プレート加工工程ＳＴ１３では、マシニングセンターを駆動制御して、一定厚みの型枠プレート１１を、加工する。型枠プレート１１は、金属製である。本例では、アルミニウム製またはアルミニウム合金製である。マシニングセンターは、枠型プレート加工用データに基づいて駆動制御される。
【0031】
図５（ａ）に示すように、型枠プレート加工工程ＳＴ１３では、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、上側台座部２５が嵌合する上側嵌合凹部４０、および上側台座部２５を上側嵌合凹部４０に嵌め込んだときに上側台座部貫通孔２７に連通する上側ネジ孔４１を形成する。また、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、上側堰・湯道形成部材１３を所定の第１位置に配置したときに上側堰・湯道形成部材１３の上側部材固定孔３６と連通する上側部材固定用ネジ孔４２を形成する。さらに、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、上側ガス抜き形成部材１４を所定の第３位置に配置したときに上側ガス抜き形成
部材１４の上側ガス抜き形成部材固定孔３８と連通する上側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔４３を形成する。
部材１４の上側ガス抜き形成部材固定孔３８と連通する上側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔４３を形成する。
【0032】
また、型枠プレート加工工程ＳＴ１３では、図５（ｂ）に示すように、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、下側台座部３０が嵌合する下側嵌合凹部４５、および下側台座部３０を下側嵌合凹部４５に嵌め込んだときに下側台座部貫通孔３２に連通する下側ネジ孔４６を形成する。さらに、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、下側堰・湯道形成部材１７を所定の第２位置に配置したときに下側堰・湯道形成部材１７の下側部材固定孔３７と連通する下側材固定用ネジ孔４７を形成する。また、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、下側ガス抜き形成部材１８を所定の第４位置に配置したときに下側ガス抜き形成部材１８の下側ガス抜き形成部材固定孔３９と連通する下側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔４８を形成する。さらに、型枠プレート１１の第２面１１ｂにおける型枠プレート１１の四隅部分に、位置決め穴５０を形成する。ここで、型枠プレート１１の厚み方向Ｘから見た場合に、上側嵌合凹部４０と、下側嵌合凹部４５とは、一致する。すなわち、上側嵌合凹部４０と、下側嵌合凹部４５とは、型枠プレート１１の厚み方向Ｘで完全に重なる。
【0033】
ここで、本例では、上側嵌合凹部４０として、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、第１上側模型プレート１２（１）用の第１上側嵌合凹部４０（１）および第２上側模型プレート１２（２）用の第２上側嵌合凹部４０（２）を形成する。上側ネジ孔４１として、第１上側模型プレート１２（１）用の第１上側ネジ孔４１（１）および第２上側模型プレート１２（２）用の第２上側ネジ孔４１（２）を形成する。下側嵌合凹部４５として、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、第１下側模型プレート１６（１）用の第１下側嵌合凹部４５（１）および第２下側模型プレート１６（２）用の第２下側嵌合凹部４５（２）を形成する。下側ネジ孔４６として、第１下側模型プレート１６（１）用の第１下側ネジ孔４６（１）および第２下側模型プレート１６（２）用の第２下側ネジ孔４６（２）を形成する。
【0034】
図６（ａ）に示すように、模型プレート固定工程ＳＴ１４では、上側台座部２５を上側嵌合凹部４０に嵌め込み、上側台座部貫通孔２７を貫通して第１上側ネジ孔４１（１）に捩じ込まれる上側固定ネジ５１により上側模型プレート１２を型枠プレート１１に固定する。また、上側模型プレート１２を型枠プレート１１に取り付けた後に、上側部材固定孔３６を貫通して上側部材固定用ネジ孔４２に捩じ込まれる上側部材固定用ネジ５２により上側堰・湯道形成部材１３を型枠プレート１１の第１面１１ａに固定するとともに、上側ガス抜き形成部材固定孔３８を貫通して上側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔４３に捩じ込まれる上側ガス抜き形成部材固定用ネジ５３により上側ガス抜き形成部材１４を型枠プレート１１の第１面１１ａに固定する。
【0035】
また、模型プレート固定工程ＳＴ１４では、図６（ｂ）に示すように、下側台座部３０を下側嵌合凹部４５に嵌め込み、下側台座部貫通孔３２を貫通して下側ネジ孔４６に捩じ込まれる下側固定ネジ５５により下側模型プレート１６を型枠プレート１１に固定する。また、下側模型プレート１６を型枠プレート１１に取り付けた後に、下側部材固定孔３７を貫通して下側部材固定用ネジ孔に捩じ込まれる下側部材固定用ネジ５６により下側堰・湯道形成部材１７を型枠プレート１１の第２面１１ｂに固定するとともに、下側ガス抜き形成部材固定孔３９を貫通して下側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔４８に捩じ込まれる下側ガス抜き形成部材固定用ネジ５７により下側ガス抜き形成部材１８を型枠プレート１１の第２面１１ｂに固定する。
【0036】
本例では、模型プレート固定工程ＳＴ１４において、第１上側模型プレート１２（１）の上側台座部２５を第１上側嵌合凹部４０（１）に嵌め込み、第１上側模型プレート１２
（１）の上側台座部貫通孔２７を貫通して第１上側ネジ孔４１（１）に捩じ込まれる第１上側固定ネジ５１（１）により第１上側模型プレート１２（１）を型枠プレート１１に固定する。また、第２上側模型プレート１２（２）の上側台座部２５を第２上側嵌合凹部４０（２）に嵌め込み、第２上側模型プレート１２（２）の上側台座部貫通孔２７を貫通して第２上側ネジ孔４１（２）に捩じ込まれる第２上側固定ネジ５１（２）により第２上側模型プレート１２（２）を型枠プレート１１に固定する。さらに、第１下側模型プレート１６（１）の下側台座部３０を第１下側嵌合凹部４５（１）に嵌め込み、第１下側模型プレート１６（１）の下側台座部貫通孔３２を貫通して第１下側ネジ孔４６（１）に捩じ込まれる第１下側固定ネジ５５（１）により第１下側模型プレート１６（１）を型枠プレート１１に固定する。また、第２下側模型プレート１６（２）の下側台座部３０を第２下側嵌合凹部４５（２）に嵌め込み、第２下側模型プレート１６（２）の下側台座部貫通孔３２を貫通して第２下側ネジ孔４６（２）に捩じ込まれる第２下側固定ネジ５５（２）により第２下側模型プレート１６（２）を型枠プレート１１に固定する。
（１）の上側台座部貫通孔２７を貫通して第１上側ネジ孔４１（１）に捩じ込まれる第１上側固定ネジ５１（１）により第１上側模型プレート１２（１）を型枠プレート１１に固定する。また、第２上側模型プレート１２（２）の上側台座部２５を第２上側嵌合凹部４０（２）に嵌め込み、第２上側模型プレート１２（２）の上側台座部貫通孔２７を貫通して第２上側ネジ孔４１（２）に捩じ込まれる第２上側固定ネジ５１（２）により第２上側模型プレート１２（２）を型枠プレート１１に固定する。さらに、第１下側模型プレート１６（１）の下側台座部３０を第１下側嵌合凹部４５（１）に嵌め込み、第１下側模型プレート１６（１）の下側台座部貫通孔３２を貫通して第１下側ネジ孔４６（１）に捩じ込まれる第１下側固定ネジ５５（１）により第１下側模型プレート１６（１）を型枠プレート１１に固定する。また、第２下側模型プレート１６（２）の下側台座部３０を第２下側嵌合凹部４５（２）に嵌め込み、第２下側模型プレート１６（２）の下側台座部貫通孔３２を貫通して第２下側ネジ孔４６（２）に捩じ込まれる第２下側固定ネジ５５（２）により第２下側模型プレート１６（２）を型枠プレート１１に固定する。
【0037】
以上より、型枠プレート１１、並びに、型枠プレート１１に固定された上側模型プレート１２、下側模型プレート１６、上側堰・湯道形成部材１３、下側堰・湯道形成部材１７、上側ガス抜き形成部材１４、および下側ガス抜き形成部材１８を備える砂型造形用型５が完成する。
【0038】
次に、型込め工程ＳＴ２では、図７に示すように、砂型造形用型５における型枠プレート１１の第１面１１ａの側、および第２面１１ｂの側が鋳造砂で型込めする。図７の上段の図では、砂型造形用型５を、第１上側模型プレート１２（１）および第１下側模型プレート１６（１）を通過する面で切断している。図７の下段の図では、型込めされた鋳造砂および砂型造形用型５を、第１上側模型プレート１２（１）および第１下側模型プレート１６（１）を通過する面で切断している。本例では、砂型造形用型５を砂型造形装置（不図示）に投入して、型込めを行う。砂型造形用型５を砂型造形装置に投入する際には、型枠プレート１１は水平状態で、第１面１１ａが上方を向き、第２面１１ｂが下方を向く姿勢とされる。また、型枠プレート１１は、第２面１１ｂの四隅部分に形成された位置決め穴５０を利用して、砂型造形装置内の所定の位置に位置決めされる。
【0039】
ここで、砂型造形装置は、伸縮可能な湯口形成部６１を備える。砂型造形装置が動作すると、上方から下方に向かって湯口形成部６１が伸長して、砂型造形用型５の上側堰・湯道形成部材１３に接触する。その後、砂型造形装置は、砂型造形用型５における型枠プレート１１の第１面１１ａの側、および、第２面１１ｂの側を、鋳造砂で型込めする。
【0040】
離型工程ＳＴ３では、図８に示すように、砂型造形用型５を鋳造砂から離間させて、鋳造対象物１の上半部分１ａの形状が転写された上側砂型６と、鋳造対象物１の下半部分１１ｂの形状が転写された下側砂型７と、を取得する。本例では、離型工程ＳＴ３は、砂型造形装置により行われる。離型に際して、砂型造形装置は、まず、湯口形成部６１を短縮させて、型込めした鋳造砂から抜く。これにより、型枠プレート１１の第１面１１ａの側を型込めした上側砂型６に湯口６９が形成される。次に、砂型造形装置は、上側砂型６を、砂型造形用型５から上方に移動させることにより、上側砂型６と砂型造形用型５とを離間させるとともに、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側を型込めした下側砂型７を砂型造形用型５から下方に移動させることにより下側砂型７と砂型造形用型５とを離間させる。また、砂型造形装置は、上下方向で離間する上側砂型６と下側砂型７との間から砂型造形用型５を退避させる。すなわち、上側砂型６および下側砂型７に対して砂型造形用型５を水平方向に移動させ、上下方向から見た場合に砂型造形用型５が上側砂型６および下側砂型７と重ならない位置に配置する。ここで、上下方向は、型枠プレート１１の厚み方向Ｘである。
【0041】
中子配置工程ＳＴ４では、図９の上段の図に示すように、下側砂型７において下側模型プレート１６の下側中子保持部分３４の形状が転写された下側中子保持部６５に中子８を保持させる。ここで、中子８は、別途、鋳造砂を固めて製造されている。
【0042】
型合わせ工程ＳＴ５では、図９の下段の図に示すように、上側砂型６と下側砂型７とを上下方向で相対移動させて重ねて、上側砂型６において上側模型プレート１２の上側中子保持部分２９の形状が転写された上側中子保持部６６に中子８を保持させる。また、上側砂型６と下側砂型７とを重ねて、上側砂型６と下側砂型７との間に、鋳造用のキャビティ７０を形成する。これにより、砂型９が完成する。
【0043】
その後、鋳造対象物１を鋳造する際には、砂型造形装置の湯口形成部６１により上側砂型６に設けられた湯口６９から、砂型９のキャビティ７０に鋳湯を流し込む。
【0044】
（作用効果）
本例の砂型造形用型５の製造方法は、模型プレート制作工程ＳＴ１１と、型枠プレート加工工程ＳＴ１３と、模型プレート固定工程ＳＴ１４と、をこの順に有する。模型プレート制作工程ＳＴ１１では、マシニングセンターを駆動制御して上側模型用基材２０を加工し、一定厚みの上側台座部２５、鋳造対象物１の上半部分１ａの外観形状を備え上側台座部２５から当該上側台座部２５の厚み方向の一方側に突出する上側模型部２６、および上側台座部２５を厚み方向に貫通する上側台座部貫通孔２７を備える上側模型プレート１２を制作するとともに、マシニングセンターを駆動制御して下側模型用基材２１を加工し、上側台座部２５と同一形状の下側台座部３０、鋳造対象物１の下半部分１１ｂの外観形状を備え下側台座部３０から当該下側台座部３０の厚み方向の一方側に突出する下側模型部３１、および下側台座部３０を厚み方向に貫通する下側台座部貫通孔３２を備える下側模型プレート１６を制作する。型枠プレート加工工程ＳＴ１３では、マシニングセンターを駆動制御して一定厚みの型枠プレート１１を加工し、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、上側台座部２５が嵌合する上側嵌合凹部４０、および上側台座部２５を上側嵌合凹部４０に嵌め込んだときに上側台座部貫通孔２７に連通する上側ネジ孔４１を形成し、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、下側台座部３０が嵌合する下側嵌合凹部４５、および下側台座部３０を下側嵌合凹部４５に嵌め込んだときに下側台座部貫通孔３２に連通する下側ネジ孔４６を形成する。模型プレート固定工程ＳＴ１４では、上側台座部２５を上側嵌合凹部４０に嵌め込み、上側台座部貫通孔２７を貫通して上側ネジ孔４１に捩じ込まれる上側固定ネジ５１により上側模型プレート１２を型枠プレート１１に固定するとともに、下側台座部３０を下側嵌合凹部４５に嵌め込み、下側台座部貫通孔３２を貫通して下側ネジ孔４６に捩じ込まれる下側固定ネジ５５により下側模型プレート１６を型枠プレート１１に固定する。型枠プレート１１の厚み方向Ｘから見た場合に、上側嵌合凹部４０と、下側嵌合凹部４５とは、一致する。
本例の砂型造形用型５の製造方法は、模型プレート制作工程ＳＴ１１と、型枠プレート加工工程ＳＴ１３と、模型プレート固定工程ＳＴ１４と、をこの順に有する。模型プレート制作工程ＳＴ１１では、マシニングセンターを駆動制御して上側模型用基材２０を加工し、一定厚みの上側台座部２５、鋳造対象物１の上半部分１ａの外観形状を備え上側台座部２５から当該上側台座部２５の厚み方向の一方側に突出する上側模型部２６、および上側台座部２５を厚み方向に貫通する上側台座部貫通孔２７を備える上側模型プレート１２を制作するとともに、マシニングセンターを駆動制御して下側模型用基材２１を加工し、上側台座部２５と同一形状の下側台座部３０、鋳造対象物１の下半部分１１ｂの外観形状を備え下側台座部３０から当該下側台座部３０の厚み方向の一方側に突出する下側模型部３１、および下側台座部３０を厚み方向に貫通する下側台座部貫通孔３２を備える下側模型プレート１６を制作する。型枠プレート加工工程ＳＴ１３では、マシニングセンターを駆動制御して一定厚みの型枠プレート１１を加工し、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、上側台座部２５が嵌合する上側嵌合凹部４０、および上側台座部２５を上側嵌合凹部４０に嵌め込んだときに上側台座部貫通孔２７に連通する上側ネジ孔４１を形成し、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、下側台座部３０が嵌合する下側嵌合凹部４５、および下側台座部３０を下側嵌合凹部４５に嵌め込んだときに下側台座部貫通孔３２に連通する下側ネジ孔４６を形成する。模型プレート固定工程ＳＴ１４では、上側台座部２５を上側嵌合凹部４０に嵌め込み、上側台座部貫通孔２７を貫通して上側ネジ孔４１に捩じ込まれる上側固定ネジ５１により上側模型プレート１２を型枠プレート１１に固定するとともに、下側台座部３０を下側嵌合凹部４５に嵌め込み、下側台座部貫通孔３２を貫通して下側ネジ孔４６に捩じ込まれる下側固定ネジ５５により下側模型プレート１６を型枠プレート１１に固定する。型枠プレート１１の厚み方向Ｘから見た場合に、上側嵌合凹部４０と、下側嵌合凹部４５とは、一致する。
【0045】
本例によれば、鋳造対象物１の外観形状を備える上側模型プレート１２および下側模型プレート１６は、それぞれマシニングセンターにより模型用基材を加工（切削）して制作される一つの部材である。従って、複数の部品を結合させて上側模型プレート１２および下側模型プレート１６のそれぞれを製作する場合と比較して、上側模型プレート１２および下側模型プレート１６の寸法精度は高い。また、型枠プレート１１において、上側模型プレート１２の上側台座部２５を嵌め込む上側嵌合凹部４０、および下側模型プレート１６の上側台座部２５を嵌め込む下側嵌合凹部４５は、それぞれマシニングセンターにより型枠プレート１１を加工（切削）して形成される。従って、型枠プレート１１における各嵌合凹部の寸法精度および型枠プレート１１上における各嵌め込む凹部の位置精度は、高い。よって、型枠プレート１１の第１面１１ａの上側嵌合凹部４０と第２面１１ｂの下側嵌合凹部４５とを、同一形状とし、型枠プレート１１の厚み方向Ｘから見た場合に、これらを完全に重なる位置に設けることができる。さらに、上側模型プレート１２の上側台座
部貫通孔２７は、上側模型プレート１２の制作時にマシニングセンターにより形成され、型枠プレート１１の第１上側ネジ孔４１（１）は、型枠プレート１１の加工時にマシニングセンターにより形成される。従って、上側台座部貫通孔２７および第１上側ネジ孔４１（１）の位置精度は高い。よって、上側模型プレート１２は、上側模型プレート１２の上側台座部２５の上側台座部貫通孔２７を貫通して型枠プレートの第１上側ネジ孔４１（１）に捩じ込まれる上側固定ネジ５１により、型枠プレート１１に精度よく固定される。同様に、下側模型プレート１６の下側台座部貫通孔３２は、下側模型プレート１６の制作時にマシニングセンターにより形成され、型枠プレート１１の下側ネジ孔４６は、型枠プレート１１の加工時にマシニングセンターにより形成される。従って、下側台座部貫通孔３２および下側ネジ孔４６の位置精度は高い。よって、下側模型プレート１６は、下側模型プレート１６の下側台座部３０の下側台座部貫通孔３２を貫通して型枠プレート１１の下側ネジ孔４６に捩じ込まれる下側固定ネジ５５により、型枠プレート１１に精度よく固定される。ここで、型枠プレート１１の厚み方向Ｘから見た場合に、上側嵌合凹部４０と、下側嵌合凹部４５とは、一致する。従って、型枠プレート１１の第１面１１ａの側および第２面１１ｂの側を鋳造砂で型込めして上側砂型６と下側砂型７とを造形して、これらの砂型９を型合わせしたときに、上側砂型６と下側砂型７との間に鋳造用のキャビティ７０を精度よく形成できる
部貫通孔２７は、上側模型プレート１２の制作時にマシニングセンターにより形成され、型枠プレート１１の第１上側ネジ孔４１（１）は、型枠プレート１１の加工時にマシニングセンターにより形成される。従って、上側台座部貫通孔２７および第１上側ネジ孔４１（１）の位置精度は高い。よって、上側模型プレート１２は、上側模型プレート１２の上側台座部２５の上側台座部貫通孔２７を貫通して型枠プレートの第１上側ネジ孔４１（１）に捩じ込まれる上側固定ネジ５１により、型枠プレート１１に精度よく固定される。同様に、下側模型プレート１６の下側台座部貫通孔３２は、下側模型プレート１６の制作時にマシニングセンターにより形成され、型枠プレート１１の下側ネジ孔４６は、型枠プレート１１の加工時にマシニングセンターにより形成される。従って、下側台座部貫通孔３２および下側ネジ孔４６の位置精度は高い。よって、下側模型プレート１６は、下側模型プレート１６の下側台座部３０の下側台座部貫通孔３２を貫通して型枠プレート１１の下側ネジ孔４６に捩じ込まれる下側固定ネジ５５により、型枠プレート１１に精度よく固定される。ここで、型枠プレート１１の厚み方向Ｘから見た場合に、上側嵌合凹部４０と、下側嵌合凹部４５とは、一致する。従って、型枠プレート１１の第１面１１ａの側および第２面１１ｂの側を鋳造砂で型込めして上側砂型６と下側砂型７とを造形して、これらの砂型９を型合わせしたときに、上側砂型６と下側砂型７との間に鋳造用のキャビティ７０を精度よく形成できる
【0046】
また、型枠プレート１１には、マシニングセンターにより、上側模型プレート１２の上側台座部２５と嵌合するサイズの上側嵌合凹部４０と、下側模型プレート１６の下側台座部３０と嵌合するサイズの下側嵌合凹部４５とが形成される。ここで、上側嵌合凹部４０および下側嵌合凹部４５は、予め決められたサイズで型枠プレート１１に設けられているものではない。従って、上側模型プレート１２および下側模型プレート１６を設計する際に、上側模型プレート１２および下側模型プレート１６のサイズが、型枠プレート１１に予め設けられた嵌合凹部のサイズに縛られることがない。よって、上側模型プレート１２および下側模型プレート１６の設計の自由度が向上する。これにより、多様なサイズを備える多種類の鋳造対象物１の鋳造に対応することが容易である。
【0047】
本例において、模型プレート制作工程ＳＴ１１では、上側模型プレート１２として、同一形状の第１上側模型プレート１２（１）および第２上側模型プレート１２（２）を製作し、下側模型プレート１６として、同一形状の第１下側模型プレート１６（１）および第２下側模型プレート１６（２）を製作する。型枠プレート加工工程ＳＴ１３では、上側嵌合凹部４０として、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、第１上側模型プレート１２（１）用の第１上側嵌合凹部４０（１）および第２上側模型プレート１２（２）用の第２上側嵌合凹部４０（２）を形成し、第１上側ネジ孔４１（１）として、第１上側模型プレート１２（１）用の第１上側ネジ孔４１（１）および第２上側模型プレート１２（２）用の第２上側ネジ孔４１（２）を形成する。また、下側嵌合凹部４５として、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、第１下側模型プレート１６（１）用の第１下側嵌合凹部４５（１）および第２下側模型プレート１６（２）用の第２下側嵌合凹部４５（２）を形成する。下側ネジ孔４６として、第１下側模型プレート１６（１）用の第１下側ネジ孔４６（１）および第２下側模型プレート１６（２）用の第２下側ネジ孔４６（２）を形成する。模型プレート固定工程ＳＴ１４では、第１上側模型プレート１２（１）の上側台座部２５を第１上側嵌合凹部４０（１）に嵌め込み、第１上側模型プレート１２（１）の上側台座部貫通孔２７を貫通して第１上側ネジ孔４１（１）に捩じ込まれる第１上側固定ネジ５１（１）により第１上側模型プレート１２（１）を型枠プレート１１に固定し、第２上側模型プレート１２（２）の上側台座部２５を第２上側嵌合凹部４０（２）に嵌め込み、第２上側模型プレート１２（２）の上側台座部貫通孔２７を貫通して第２上側ネジ孔４１（２）に捩じ込まれる第２上側固定ネジ５１（２）により第２上側模型プレート１２（２）を型枠プレート１１に固定する。また、第１下側模型プレート１６（１）の下側台座部３０を第１下側嵌合凹部４５（１）に嵌め込み、第１下側模型プレート１６（１）の下側台座
部貫通孔３２を貫通して第１下側ネジ孔４６（１）に捩じ込まれる第１下側固定ネジ５５（１）により第１下側模型プレート１６（１）を型枠プレート１１に固定し、第２下側模型プレート１６（２）の下側台座部３０を第２下側嵌合凹部４５（２）に嵌め込み、第２下側模型プレート１６（２）の下側台座部貫通孔３２を貫通して第２下側ネジ孔４６（２）に捩じ込まれる第２下側固定ネジ５５（２）により第２下側模型プレート１６（２）を型枠プレート１１に固定する。
部貫通孔３２を貫通して第１下側ネジ孔４６（１）に捩じ込まれる第１下側固定ネジ５５（１）により第１下側模型プレート１６（１）を型枠プレート１１に固定し、第２下側模型プレート１６（２）の下側台座部３０を第２下側嵌合凹部４５（２）に嵌め込み、第２下側模型プレート１６（２）の下側台座部貫通孔３２を貫通して第２下側ネジ孔４６（２）に捩じ込まれる第２下側固定ネジ５５（２）により第２下側模型プレート１６（２）を型枠プレート１１に固定する。
【0048】
本例では、型枠プレート１１に設けられる上側嵌合凹部４０の大きさや数が予め規定されておらず、上側模型プレート１２の上側台座部２５サイズや数に合わせて形成できる。従って、鋳造対象物１のサイズが型枠プレート１１に対して小さく、型枠プレート１１上に複数の上側模型プレート１２および下側模型プレート１６を取り付けることが可能な場合には、マシニングセンターにより型枠プレート１１に複数の上側嵌合凹部４０および下側嵌合凹部４５を形成することにより、複数の上側模型プレート１２および複数の下側模型プレート１６を型枠プレート１１に取り付けることができる。従って、砂型造形用型５により、鋳造対象物１を一度に、複数、鋳造する砂型９を造形できる。
【0049】
本例において、上側模型部２６は、鋳造対象物１の上半部分１ａの外観形状を有する上側模型本体部分２８および中子８を一方側から保持するための上側中子保持部分２９を備え、下側模型部３１は、鋳造対象物１の下半部分１１ｂの外観形状を有する下側模型本体部分３３および中子８を他方側から保持するための下側中子保持部分３４を備えるものとすることができる。このようにすれば、砂型造形用型５を用いて造形した砂型９に中子８を保持させることができる。
【0050】
本例において、模型プレート固定工程ＳＴ１４の前に、３Ｄプリンターを駆動制御して、上側部材固定孔３６を備える上側堰・湯道形成部材１３および下側部材固定孔３７を備える下側堰・湯道形成部材１７を製造する部材製造工程ＳＴ１２を有し、模型プレート固定工程ＳＴ１４の後に、上側堰・湯道形成部材１３を型枠プレート１１の第１面１１ａに固定するとともに、下側堰・湯道形成部材１７を型枠プレート１１の第２面１１ｂに固定する部材固定工程と、を有し、型枠プレート加工工程ＳＴ１３では、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、上側堰・湯道形成部材１３を所定の第１位置に配置したときに上側部材固定孔３６と連通する上側部材固定用ネジ孔４２を形成するとともに、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、下側堰・湯道形成部材１７を所定の第２位置に配置したときに下側部材固定孔３７と連通する下側材固定用ネジ孔４７を形成し、部材固定工程では、上側部材固定孔３６を貫通して上側部材固定用ネジ孔４２に捩じ込まれる上側部材固定用ネジ５２により上側堰・湯道形成部材１３を型枠プレート１１の第１面１１ａに固定し、下側部材固定孔３７を貫通して下側材固定用ネジ孔４７に捩じ込まれる下側部材固定用ネジ５６により堰・湯道形成部材を型枠プレート１１の第２面１１ｂに固定するものとすることができる。
【0051】
ここで、３Ｄプリンターを用いれば、上側堰・湯道形成部材１３および下側堰・湯道形成部材１７の製造が容易である。従って、型枠プレート１１に設けられる上側嵌合凹部４０の大きさや数が予め規定されておらず、上側模型プレート１２の上側台座部２５サイズや数に合わせて形成された場合でも、型枠プレート１１に取り付ける上側堰・湯道形成部材１３および下側堰・湯道形成部材１７を製造することが容易である。また、上側堰・湯道形成部材１３および下側堰・湯道形成部材１７には、それぞれ上側部材固定孔３６および下側部材固定孔３７が設けられ、型枠プレート１１には、上側材固定用ネジ孔および下側部材固定ネジ孔が設けられるので、上側堰・湯道形成部材１３および下側堰・湯道形成部材１７を、正確に、型枠プレート１１に固定できる。
【0052】
また、本例の砂型製造方法は、型込め工程ＳＴ２と、離型工程ＳＴ３と、中子配置工程
ＳＴ４と、型合わせ工程ＳＴ５と、をこの順に有する。型込め工程ＳＴ２では、砂型造形用型５を、型枠プレート１１の第１面１１ａが上方を向く姿勢として、型枠プレート１１の第１面１１ａの側および第２面１１ｂの側を鋳造砂で型込めする。離型工程ＳＴ３では、型枠プレート１１の第１面１１ａの側を型込めした上側砂型６を、砂型造形用型５から上方に移動させることにより、上側砂型６と砂型造形用型５とを離間させるとともに、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側を型込めした下側砂型７を砂型造形用型５から下方に移動させることにより下側砂型７と砂型造形用型５とを離間させる。また、上下方向で離間する上側砂型６と下側砂型７との間から砂型造形用型５を退避させる。中子配置工程ＳＴ４では、下側砂型７において下側模型部３１の下側中子保持部分３４の形状が転写された下側中子保持部６５に中子８を保持させる。型合わせ工程ＳＴ５では、上側砂型６と下側砂型７とを上下方向に相対移動させて重ねて、上側砂型６において上側模型部２６の上側中子保持部分２９の形状が転写された上側中子保持部６６に中子８を保持させる型合わせする。
ＳＴ４と、型合わせ工程ＳＴ５と、をこの順に有する。型込め工程ＳＴ２では、砂型造形用型５を、型枠プレート１１の第１面１１ａが上方を向く姿勢として、型枠プレート１１の第１面１１ａの側および第２面１１ｂの側を鋳造砂で型込めする。離型工程ＳＴ３では、型枠プレート１１の第１面１１ａの側を型込めした上側砂型６を、砂型造形用型５から上方に移動させることにより、上側砂型６と砂型造形用型５とを離間させるとともに、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側を型込めした下側砂型７を砂型造形用型５から下方に移動させることにより下側砂型７と砂型造形用型５とを離間させる。また、上下方向で離間する上側砂型６と下側砂型７との間から砂型造形用型５を退避させる。中子配置工程ＳＴ４では、下側砂型７において下側模型部３１の下側中子保持部分３４の形状が転写された下側中子保持部６５に中子８を保持させる。型合わせ工程ＳＴ５では、上側砂型６と下側砂型７とを上下方向に相対移動させて重ねて、上側砂型６において上側模型部２６の上側中子保持部分２９の形状が転写された上側中子保持部６６に中子８を保持させる型合わせする。
【0053】
本例では、上側砂型６および下側砂型７から砂型造形用型５を離間させる離型工程ＳＴ３において、上側砂型６と下側砂型７とは上下方向に移動する。また、上側砂型６と下側砂型７とを重ねる型合わせ工程ＳＴ５においても、上側砂型６と下側砂型７とは上下方向に移動する。ここで、砂型造形用型５は、型枠プレート１１の厚み方向Ｘから見た場合に、上側嵌合凹部４０と、下側嵌合凹部４５とが、一致する。従って、上側砂型６および下側砂型７を上下方向に移動させて離型と型合わせとを行うことにより、上側砂型６と下側砂型７との間に鋳造用のキャビティ７０が精度よく形成される。また、上側砂型６と下側砂型７との間に、中子８を保持させることができる。
【0054】
（その他の実施の形態）
型枠プレート１１に固定する上側模型プレート１２と下側模型プレート１６との組は、一組でもよく、３組以上でもよい。すなわち、型枠プレート１１に固定する上側模型プレート１２と下側模型プレート１６との組の数は、鋳造対象物１のサイズに応じて、変更することができる。
型枠プレート１１に固定する上側模型プレート１２と下側模型プレート１６との組は、一組でもよく、３組以上でもよい。すなわち、型枠プレート１１に固定する上側模型プレート１２と下側模型プレート１６との組の数は、鋳造対象物１のサイズに応じて、変更することができる。
【0055】
図１０（ａ）は、変形例の上側模型プレート１２の斜視図である。図１０（ｂ）は、変形例の下側模型プレート１６の斜視図である。図１０（ｂ）では、下側模型プレートは、模型部を下側にした姿勢とされている。本例では、上側模型プレート１２の上側模型部２６は、上側台座部２５に沿って、鋳造対象物１の上半部分１ａの外観形状を備える上側模型本体部分２８を、複数、備える。下側模型プレート１６の下側模型部３１は、下側台座部３０に沿って鋳造対象物１の下半部分１１ｂの外観形状を備える下側模型本体部分３３を、上側模型本体部分２８と、同数、備える。なお、上側模型プレート１２および下側模型プレート１６が型枠プレート１１に取り付けられた状態を当該型枠プレート１１の厚み方向Ｘから見た場合に、上側模型プレート１２の複数の上側模型部２６本体のそれぞれは、下側模型プレート１６の複数の下側模型部３１本体のそれぞれと一致する。
【0056】
ここで、鋳造対象物１のサイズが型枠プレート１１に対して小さい場合には、上記のように、鋳造対象物１を一つ鋳造するための上側模型プレート１２および下側模型プレート１６を型枠プレート１１に複数取り付けてもよいが、上側模型プレート１２の上側模型部２６に上側模型本体部分２８を、複数、備え、下側模型プレート１６の下側模型部３１に下側模型本体部分３３を、上側模型本体部分２８と同数、備えてもよい。すなわち、本例の砂型造形方法では、型枠プレート１１の第１面１１ａに形成する上側嵌合凹部４０の大きさが予め規定されておらず、上側模型プレート１２の上側台座部２５サイズに合わせて形成される。また、型枠プレート１１の第２面１１ｂに形成する下側嵌合凹部４５の大きさが予め規定されておらず、下側模型プレート１６の下側台座部４５サイズに合わせて形成される。
【0057】
従って、上側模型プレート１２の上側台座部２５のサイズを任意に変更して、鋳造対象物１の上半部分１ａの外観形状を備える上側模型本体部分２８を、任意の数だけ、備えることができる。同様に、下側模型プレート１６の下側台座部３０のサイズを任意に変更して、鋳造対象物１の下半部分１１ｂの外観形状を備える下側模型本体部分３３を、上側模型本体部分２８と同数だけ備えることができる。従って、砂型造形用型５により、鋳造対象物１を一度に、複数、鋳造する砂型９を造形できる。
【0058】
なお、上側模型部２６に上側模型本体部分２８を複数備える上側模型プレート１２と、下側模型部３１に下側模型本体部分３３を上側模型本体部分２８と同数備える下側模型プレート１６を用いる場合において、上側模型プレート１２として、同一形状の第１上側模型プレート１２（１）および第２上側模型プレート１２（２）を製作し、下側模型プレート１６として、同一形状の第１下側模型プレート１６（１）および第２下側模型プレート１６（２）を製作してもよい。この場合には、型枠プレート加工工程ＳＴ１３では、上側嵌合凹部４０として、型枠プレート１１の第１面１１ａの側に、第１上側模型プレート１２（１）用の第１上側嵌合凹部４０（１）および第２上側模型プレート１２（２）用の第２上側嵌合凹部４０（２）を形成する。また、下側嵌合凹部４５として、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側に、第１下側模型プレート１６（１）用の第１下側嵌合凹部４５（１）および第２下側模型プレート１６（２）用の第２下側嵌合凹部４５（２）を形成する。このようにすれば、砂型造形用型５により、鋳造対象物１を一度に、複数、鋳造する砂型９を造形できる。
【0059】
ここで、鋳造対象物１が中空部を有さない場合には、上側模型プレート１２の上側模型部２６に上側中子保持部分２９を備える必要はなく、下側模型プレート１６の下側模型部３１に下側中子保持部分３４を備える必要もない。また、砂型製造方法において、中子配置工程ＳＴ４は、必要ない。
【0060】
また、離型工程ＳＴ３では、型枠プレート１１の第１面１１ａの側を型込めした上側砂型６と砂型造形用型５とを上下方向に相対移動させて上側砂型６と砂型造形用型５とを離間させるとともに、型枠プレート１１の第２面１１ｂの側を型込めした下側砂型７と砂型造形用型５とを上下方向に相対移動させ下側砂型７と砂型造形用型５とを離間させ、上下方向で離間する上側砂型６と下側砂型７との間から砂型造形用型５を退避させればよい。例えば、下側砂型７に対して、砂型造形用型５および型枠プレート１１の上側に型込めされた上側砂型６を上方に離間させた後に、上側砂型６に対して砂型造形用型５を下方に離間させて、上下方向で離間する上側砂型６と下側砂型７との間から砂型造形用型５を退避させてもよい。このようにしても、離型工程ＳＴ３において、上側砂型６と下側砂型７とが水平方向に相対移動することがない。従って、上側砂型６および下側砂型７を上下方向に移動させて離型と型合わせとを行うことにより、上側砂型６と下側砂型７との間に鋳造用のキャビティ７０が精度よく形成される。
【0061】
本例において、上側模型用基材２０および下側模型用基材２１は、樹脂、または木からなるものでもよい。また、本例において、型枠プレート１１は、樹脂製、または木製でもよい。
【符号の説明】
【0062】
１…鋳造対象物、２…中空部分、５…砂型造形用型、６…上側砂型、７…下側砂型、８…中子、９…砂型、１１…型枠プレート、１１ａ…第１面、１１ｂ…第２面、１２…上側模型プレート、１２（１）…第１上側模型プレート、１２（２）…第２上側模型プレート、１３…上側堰・湯道形成部材、１４…上側ガス抜き形成部材、１６…下側模型プレート、１６（１）…第１下側模型プレート、１６（２）…第２下側模型プレート、１７…下側堰
・湯道形成部材、１８…下側ガス抜き形成部材、２０…上側模型用基材、２１…下側模型用基材、２５…上側台座部、２６…上側模型部、２７…上側台座部貫通孔、２８…上側模型本体部分、２９…上側中子保持部分、３０…下側台座部、３１…下側模型部、３２…下側台座部貫通孔、３３…下側模型本体部分、３４…下側中子保持部分、３６…上側部材固定孔、３７…下側部材固定孔、３８…上側ガス抜き形成部材固定孔、３９…下側ガス抜き形成部材固定孔、４０…上側嵌合凹部、４０（１）…第１上側嵌合凹部、４０（２）…第２上側嵌合凹部、４１…上側ネジ孔、４１（１）…第１上側ネジ孔、４１（２）…第２上側ネジ孔、４２…上側部材固定用ネジ孔、４３…上側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔、４５…下側嵌合凹部、４５（１）…第１下側嵌合凹部、４５（２）…第２下側嵌合凹部、４６…下側ネジ孔、４６（１）…第１下側ネジ孔、４６（２）…第２下側ネジ孔、４７…下側材固定用ネジ孔、４８…下側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔、５０…位置決め穴、５１…上側固定ネジ、５１（１）…第１上側固定ネジ、５１（２）…第２上側固定ネジ、５２…上側部材固定用ネジ、５３…上側ガス抜き形成部材固定用ネジ、５５…下側固定ネジ、５５（１）…第１下側固定ネジ、５５（２）…第２下側固定ネジ、５６…下側部材固定用ネジ、５７…下側ガス抜き形成部材固定用ネジ、６０…砂型造形装置、６１…湯口形成部、６５…下側中子保持部、６６…上側中子保持部、ＳＴ１…砂型造形用型製造工程、ＳＴ２…型込め工程、ＳＴ３…離型工程、ＳＴ４…中子配置工程、ＳＴ５…型合わせ工程、ＳＴ１１…模型プレート制作工程、ＳＴ１２…部材製造工程、ＳＴ１３…型枠プレート加工工程、ＳＴ１４…模型プレート固定工程
・湯道形成部材、１８…下側ガス抜き形成部材、２０…上側模型用基材、２１…下側模型用基材、２５…上側台座部、２６…上側模型部、２７…上側台座部貫通孔、２８…上側模型本体部分、２９…上側中子保持部分、３０…下側台座部、３１…下側模型部、３２…下側台座部貫通孔、３３…下側模型本体部分、３４…下側中子保持部分、３６…上側部材固定孔、３７…下側部材固定孔、３８…上側ガス抜き形成部材固定孔、３９…下側ガス抜き形成部材固定孔、４０…上側嵌合凹部、４０（１）…第１上側嵌合凹部、４０（２）…第２上側嵌合凹部、４１…上側ネジ孔、４１（１）…第１上側ネジ孔、４１（２）…第２上側ネジ孔、４２…上側部材固定用ネジ孔、４３…上側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔、４５…下側嵌合凹部、４５（１）…第１下側嵌合凹部、４５（２）…第２下側嵌合凹部、４６…下側ネジ孔、４６（１）…第１下側ネジ孔、４６（２）…第２下側ネジ孔、４７…下側材固定用ネジ孔、４８…下側ガス抜き形成部材固定用ネジ孔、５０…位置決め穴、５１…上側固定ネジ、５１（１）…第１上側固定ネジ、５１（２）…第２上側固定ネジ、５２…上側部材固定用ネジ、５３…上側ガス抜き形成部材固定用ネジ、５５…下側固定ネジ、５５（１）…第１下側固定ネジ、５５（２）…第２下側固定ネジ、５６…下側部材固定用ネジ、５７…下側ガス抜き形成部材固定用ネジ、６０…砂型造形装置、６１…湯口形成部、６５…下側中子保持部、６６…上側中子保持部、ＳＴ１…砂型造形用型製造工程、ＳＴ２…型込め工程、ＳＴ３…離型工程、ＳＴ４…中子配置工程、ＳＴ５…型合わせ工程、ＳＴ１１…模型プレート制作工程、ＳＴ１２…部材製造工程、ＳＴ１３…型枠プレート加工工程、ＳＴ１４…模型プレート固定工程
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】