特許 7298524 鋳型造型装置

(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】

(24)【登録日】2023-06-19

(45)【発行日】2023-06-27

(54)【発明の名称】鋳型造型装置

(51)【国際特許分類】

   B22C 13/16 20060101AFI20230620BHJP

   B22C 5/04 20060101ALI20230620BHJP

   B22C 15/02 20060101ALI20230620BHJP

【ＦＩ】

B22C13/16

B22C5/04 D

B22C15/02

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020049926

(22)【出願日】2020-03-19

(65)【公開番号】P2021146379

(43)【公開日】2021-09-27

【審査請求日】2022-03-07

(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】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】戸崎 貴伸

(72)【発明者】

【氏名】小宮山 貴之

(72)【発明者】

【氏名】青木 知裕

【審査官】中西 哲也

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９２５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５１７４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０３１３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０２３６４３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２２Ｃ １／００－２５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

射出口から金型のキャビティに発泡混練物を射出する射出釜と、
前記射出釜の上部開口部を開閉する蓋部材と、
前記蓋部材を当該射出釜の深さ方向に沿って上下移動させる上下駆動機構と、
前記射出釜と前記蓋部材とを解除可能に連結する連結部と、を備え、
前記連結部により前記射出釜と前記蓋部材とが連結して一体化している場合には、前記上下駆動機構は、前記射出釜を前記蓋部材とともに上下移動させ、
前記連結部による前記射出釜と前記蓋部材との連結が解除されている場合には、前記上下駆動機構は、前記射出釜を上下移動させずに前記蓋部材を上下移動させる、
鋳型造型装置。

【請求項2】

前記射出釜内の前記発泡混練物を撹拌する撹拌機構を更に備え、
前記上下駆動機構は、前記蓋部材および前記撹拌機構を前記上下移動させる請求項１に記載の鋳型造型装置。

【請求項3】

前記連結部は、クランプピンと、前記射出釜に設けられたクランプブッシュと、前記クランプピンを駆動する駆動部とを有する請求項１または２に記載の鋳型造型装置。

【請求項4】

前記射出口を開閉する止め栓を有する止栓プレートと、
前記止栓プレートを水平方向に移動させる駆動機構とを更に備え、
前記射出釜は、前記連結部による連結が解除されている状況において、前記止栓プレートに載せられて、前記駆動機構による前記止栓プレートの移動に伴って前記水平方向への移動が可能となっている請求項１から３のいずれか１項に記載の鋳型造型装置。

【請求項5】

射出口から金型のキャビティに発泡混練物を射出する射出釜と、
前記射出釜の上部開口部を開閉する蓋部材と、
前記蓋部材を当該射出釜の深さ方向に沿って上下移動させる上下駆動機構と、
前記射出釜と前記蓋部材とを解除可能に連結する連結部と、を備え、
前記連結部は、クランプピンと、前記射出釜に設けられたクランプブッシュと、前記クランプピンを駆動する駆動部とを有する、
鋳型造型装置。

【請求項6】

射出口から金型のキャビティに発泡混練物を射出する射出釜と、
前記射出釜の上部開口部を開閉する蓋部材と、
前記蓋部材を当該射出釜の深さ方向に沿って上下移動させる上下駆動機構と、
前記射出釜と前記蓋部材とを解除可能に連結する連結部と、
前記射出口を開閉する止め栓を有する止栓プレートと、
前記止栓プレートを水平方向に移動させる駆動機構と、を備え、
前記射出釜は、前記連結部による連結が解除されている状況において、前記止栓プレートに載せられて、前記駆動機構による前記止栓プレートの移動に伴って前記水平方向への移動が可能となっている、
鋳型造型装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発泡混練物を加熱された金型のキャビティに圧入充填して鋳型を造型する鋳型造型装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、鋳造後の崩壊性が良いとして、粒子状骨材の粘結剤として水溶性バインダを用い、且つ加熱により水分を蒸発させて水溶性バインダを硬化させ、これにより鋳型を造型することが提案されている。例えば、特許文献１には、そのような造型の材料となる発泡混合物を製造して、当該発泡混合物を金型のキャビティに空気によって射出する鋳型造型装置が開示されている。図９に示す特許文献１の鋳型造型装置１１０は、底に充填孔１２２が貫通形成された槽１２０と、充填孔１２２を開閉する止栓機構１１８と、槽１２０における開口部１２０Ｋの側を密閉状に閉塞する蓋部材１３０とを備えている。更に、鋳型造型装置１１０は、下部に攪拌羽根１４０が設けられた攪拌機構１１２と、発泡混合物を充填孔１２２から金型１６０のキャビティに充填させる場合に圧縮空気を槽１２０の内部に供給する圧縮空気供給機構１５０とを備えている。更に、鋳型造型装置１１０は、槽１２０を上下方向に移動させるためのシリンダ１７２Ｙと、蓋部材１３０を上下方向に移動させるサーボシリンダ１１６Ｙと、攪拌羽根１４０を上下方向に移動させるサーボシリンダ１４４Ｙを備えている。すなわち、鋳型造型装置１１０は、上下方向に移動させる構成部材に対し、それぞれ専用の駆動系を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１９２５１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の特許文献１の鋳型造型装置に関して、上下方向に移動させる構成部材に対してそれぞれ専用の駆動系を有しており、装置構成が複雑である。また、これら上下方向に移動させる構成部材を個別に制御することになる。そのため、混練から射出に至るサイクルタイムが比較的長い。以上のことから、上述の特許文献１の鋳型造型装置には、装置構成を簡略化する余地、および混練から射出に至るサイクルタイムを短縮できる余地が残されていた。

【0005】

そこで、本発明の一態様は、装置構成を従前よりも簡略化し、且つ混練から射出に至るサイクルタイムを従前よりも短縮させた鋳型造型装置を実現することを目的とする。

【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、本発明の一態様に係る鋳型造型装置は、射出口から金型のキャビティに発泡混練物を射出する射出釜と、前記射出釜の上部開口部を開閉する蓋部材と、前記蓋部材を当該射出釜の深さ方向に沿って上下移動させる上下駆動機構と、前記射出釜と前記蓋部材とを解除可能に連結する連結部と、を備えている。

【0007】

前記の構成によれば、本発明の一形態における鋳型造型装置は、射出釜に対する上下動のための専用の駆動機構を具備する必要がないため、従前よりも簡略化した装置構成の鋳型造型装置を実現することができる。上下駆動機構が、連結部により射出釜と蓋部材とが連結して一体化している場合には射出釜を蓋部材とともに上下移動させることができる。一方で、当該連結が解除されている場合には、上下駆動機構は、射出釜を上下移動させずに蓋部材を上下移動させることができる。すなわち、射出釜を上下動させる必要がある場合には、連結部によって蓋部材と連結させる。

【0008】

また、前記の構成によれば、上下駆動機構を蓋部材と射出釜との上下動用の駆動機構として共用するため、制御が容易になり、混練から射出に至るサイクルタイムを従前よりも短縮させることができる。

【0009】

また、本発明の一態様に係る鋳型造型装置は、前記の構成において、前記射出釜内の前記発泡混練物を撹拌する撹拌機構を更に備え、前記上下駆動機構は、前記蓋部材および前記撹拌機構を前記上下移動させる構成としてもよい。

【0010】

前記の構成によれば、上下駆動機構によって撹拌機構が上下動するため、撹拌機構に対する上下動のための専用の駆動機構を具備する必要がなく、シンプルな構成の鋳型造型装置を実現することができる。

【0011】

また、本発明の一態様に係る鋳型造型装置は、前記の構成において、前記連結部は、クランプピンと、前記射出釜に設けられたクランプブッシュと、前記クランプピンを駆動する駆動部とを有していてもよい。

【0012】

前記の構成によれば、クランプによって、蓋部材と射出釜との連結、および当該連結の解除を容易に実現することができる。

【0013】

また、本発明の一態様に係る鋳型造型装置は、前記の構成において、前記射出口を開閉する止め栓を有する止栓プレートと、前記止栓プレートを水平方向に移動させる駆動機構とを更に備え、前記射出釜は、前記連結部による連結が解除されている状況において、前記止栓プレートに載せられて、前記駆動機構による前記止栓プレートの移動に伴って前記水平方向への移動が可能となっていてもよい。

【0014】

前記の構成によれば、止栓プレートを水平方向に沿って移動させる駆動機構を用いて、射出釜を水平方向に移動させる。従前はメンテナンス時に重量がある射出釜を鋳型造型装置から限られたスペースの中で取り外さなければならず、作業性が悪く、射出釜の清掃作業が非常に大変であった。しかしながら、前記本発明の一形態の鋳型造型装置によれば、射出釜のメンテナンス作業を従前よりも簡便に実施できる。

【発明の効果】

【0015】

本発明の一態様によれば、従前よりも、構成がシンプルで、且つサイクルタイムの短縮を実現できる鋳型造型装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明に係る一実施形態の鋳型造型装置の正面図である。

【図2】図１に示す切断線Ａ－Ａ´における鋳型造型装置の矢視断面図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る鋳型造型装置の射出釜周辺の斜視図である。

【図4】図１に示す鋳型造型装置の射出釜周辺の断面図である。

【図5】図４に示す射出釜周辺の構成において、連結部によって射出釜と蓋部材とが連結され一体的になっている状態の断面図である。

【図6】図１に示す鋳型造型装置のシール体を示す断面図である。

【図7】図１に示す鋳型造型装置の動作の一例について模式的に示す図である。

【図8】図１に示す鋳型造型装置の動作の一例について模式的に示す図である。

【図9】従来技術の鋳型造型装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の一実施形態の鋳型造型装置について、図１から図８を用いて説明する。

【0018】

（１）鋳型造型装置１の概要
図１は、本実施形態の鋳型造型装置１の全体構成を示す正面図である。また、図２は、図１に示す切断線Ａ－Ａ´において鋳型造型装置１を切断した様子を示す矢視断面図である。図３は、鋳型造型装置１の射出釜周辺の斜視図である。また、図４は、図３に示す切断線Ｂ－Ｂ´において鋳型造型装置１を切断した様子を示す矢視断面図である。鋳型造型装置１は、金型のキャビティに材料を圧入充填して鋳型を造型するプロセスにおいて用いることができる。なかでも、粒子状骨材、水溶性バインダ、界面活性剤および水を攪拌して得られる発泡混練物を鋳型の材料として用いて、中子を造型するプロセスにおいて好適に用いることができる。

【0019】

鋳型造型装置１は、射出釜２を備え、射出釜２内において撹拌羽根５１（図２）を用いた発泡混練物の生成と、生成した発泡混練物の射出とを行う。また、鋳型造型装置１は、射出釜２内の発泡混練物を、射出釜２内の上部に空気（例えば圧縮空気）を供給することによって射出する。鋳型造型装置１は、射出釜２の上部の開口を開閉する蓋部材６０および射出用空気供給部６５ｂ（図６）を更に備えている。また、鋳型造型装置１は、混練から射出までの動作を遂行するために、各種の駆動系も更に具備する。

【0020】

その駆動系に関し、鋳型造型装置１は、蓋部材６０を射出釜２の深さ方向に沿って上下移動させる上下駆動機構３と、射出釜２と蓋部材６０とを解除可能に連結する連結部４とを備えている。そして、連結部４により射出釜２と蓋部材６０とが連結して一体化している場合には、上下駆動機構３は、射出釜２を蓋部材６０とともに前記上下移動させる。その一方で、連結部４が射出釜２と蓋部材６０とを連結していない場合（当該連結が解除されている場合）には、上下駆動機構３は、射出釜２は上下移動させずに蓋部材６０を上下移動させる。このように鋳型造型装置１によれば、射出釜２を上下動させる必要がある場合には、連結部４によって蓋部材６０と連結させることによって、上下駆動機構３を用いて上下動させることができる。換言すれば、鋳型造型装置１は、射出釜２を、蓋部材６０を上下移動させる上下駆動機構３を用いて上下動させる構成となっており、射出釜２に対する上下動のための専用の駆動機構を具備していない。そのため、当該専用の駆動機構を具備する従前の鋳型造型装置に対して、鋳型造型装置１は、構成を簡略化することができ、シンプルな構成とすることができる。また、上下動を必要とする個々の構成要素に対して、それぞれに専用の上下動用の駆動機構を具備すると、互いの位置を確認しながら動く必要があった。その場合、駆動における相互の位置関係等の制御が複雑になり、条件の崩れにより停止する可能性があった。これに対し、本実施形態によれば、上下駆動機構３を蓋部材６０と射出釜２との上下動用の駆動機構として共用するため、干渉のリスクがなくなるとともに、条件崩れによる停止の可能性を少なくできる。また、サイクルタイムを短縮させることができる。

【0021】

（２）鋳型造型装置１の詳細
次に詳細を説明する。鋳型造型装置１は、射出釜２と、蓋部材６０と、上下駆動機構３と、連結部４とを備えている。鋳型造型装置１は、更に、撹拌機構５と、止栓機構７（図４）と、駆動機構９（図１および図２）と、金型１１（図７）とを備えている。

【0022】

射出釜２は、各種材料（鋳型材料）を混練して発泡混練物を生成するための容器であり、且つ、生成した発泡混練物を射出するまで収納するための容器である。射出釜２は、射出口２０が設けられた下側部２１と、下側部２１に対向配置された上側部２２と、下側部２１と上側部２２との間に配設された透明材料から構成された側方部２３と、を有する。側方部２３は筒型状であり、下端側の開口が下側部２１によって封止されていることにより、下側部２１が釜底となって内部に発泡混練物を収容できる。図１に示すように、射出釜２は、側方部２３の外側に、下側部２１と上側部２２とを連結する支柱部２４が複数設けられている。

【0023】

下側部２１は、図４に示すように、側方部２３の外径近傍から側方に突出した形状を有した下フランジ２５と、下フランジ２５の下に射出プレート体２６とを有している。下フランジ２５には、側方部２３の外径よりも僅かに大きい開口径を有する開口部２５ａが設けられており、当該開口部２５ａに側方部２３の下端が嵌合することによって、側方部２３と連結する。射出プレート体２６は、下フランジ２５の下面に連結しており、上面の一部の領域が、釜内面に向かって露出している。この露出した部分が、射出釜２の釜底の上面を構成する。射出口２０は、射出プレート体２６に設けられた貫通孔であり、例えば図４に示すように３つ設けられている。射出口２０の数はこれに限定されない。各射出口２０には、発泡混練物が漏れ出ないようにする弁構造体が設けられても良い。弁構造体は、例えば、ゴム製の周知の弁構造体でも良い。

【0024】

下側部２１は、２枚構造になっており或る程度の厚さを確保することができ、射出釜２の剛性の向上に寄与する。下フランジ２５および射出プレート体２６は、耐アルカリ性および混練砂剥離性の優れた材料から構成することが好ましく、例えば、ステンレス等の金属、あるいはＰＴＦＥ等のフッ素樹脂等から構成することができる。これらを金属により構成すればより一層の剛性向上を実現することができる。下フランジ２５と射出プレート体２６とは同一材料であっても異なる材料であってもよい。

【0025】

上側部２２は、図３および図４に示すように、側方部２３の外径近傍から側方に突出した形状を有した上フランジ２７を有する。上フランジ２７には、図４に示すように、側方部２３の外径よりも僅かに大きい開口径を有する（上部開口部）が設けられており、当該開口部２７ａに側方部２３の上端が嵌合することによって、側方部２３と連結する。上フランジ２７は、ステンレス等の金属、あるいはＰＴＦＥ等のフッ素樹脂から構成することができる。ただし、金属に限定されるものではない。上フランジ２７は、或る程度の厚さを有していることにより、射出釜２の剛性の向上に寄与する。更にこれらを金属により構成すればより一層の剛性向上を実現することができる。

【0026】

上側部２２は、更に、上フランジ２７の上面に連結されたクランプブッシュ２８を有する。クランプブッシュ２８は、射出釜２の中心軸を挟んで対向する２箇所に設けられており、その各々には、後述するクランプピン４３が挿入される穴２８ａが設けられている。クランプブッシュ２８は、後述するクランプピン４３とともに連結部４を構成する。クランプブッシュ２８は、上フランジ２７と同一材料から構成してもよく、別材料から構成してもよい。

【0027】

支柱部２４は、図３に示すように、下側部２１と上側部２２に連結されている。支柱部２４も、下側部２１および上側部２２と同様に、金属から構成することが好ましい。これにより、支柱部２４も、下側部２１および上側部２２と併せて、射出釜２の剛性向上に寄与することができる。また、支柱部２４は、下側部２１と上側部２２との離間距離を、所定距離で維持する。また、本実施形態では、支柱部２４は、側方部２３の外周にそって等間隔に計４本設けられている。なお、支柱部２４の設置数は、４本に限定されるものではない。

【0028】

側方部２３は、下側部２１と上側部２２とに固定されており、発泡混練物を収容する釜の側面部分を構成している。側方部２３は、透明材料から構成されている。これにより、射出釜２の内部の様子を良好に観察することができる。観察することにより、混練の程度、容量を確認でき、射出釜２の清掃時に除去されるべき付着物の有無および清掃時に当該付着物の残留の有無も確認できる。更に、後述するシール体６１（例えばインフレーションシール）によるシールの具合も確認することができる。透明材料としては、透明性を有する熱可塑性樹脂（いわゆるプラスチック）を用いることができ、なかでも、アクリル樹脂、ポリカーボネート、塩化ビニル、ポリスチレン等の硬質プラスチックからなる群から選択されることが好ましい。

【0029】

側方部２３は、収容した発泡混練物の重さ、および圧入充填の際の圧力に耐え得る強度を有していればよい。射出釜２の剛性は、下側部２１、上側部２２および支柱部２４によって確保できるため、側方部２３の厚さを内圧に耐えられる程度に比較的薄く実現できる。

【0030】

蓋部材６０は、射出釜２の上側部２２の側の開口の内周面に対向する周面６０ａを有しており、この周面６０ａにシール体６１が設けられている。

【0031】

シール体６１は、蓋部材６０の中心部から周面６０ａに向かう放射方向（径方向）に変形することができる。シール体６１を径方向に変形させると、シール体６１の先端が射出釜２の内周面に密着して、射出釜２の上部の開口を密閉することができる。換言すれば、シール体６１が変形する前は、シール体６１と射出釜２の内周面との間に隙間ができている状態である。シール体６１の変形は、シール体６１に設けられた中空部分に対する、シール用空気供給部６５ａによる空気の圧送によっておこなわれる。蓋部材６０が射出釜２の上部の開口を閉じてシール体６１を射出釜２の内周面に密着させれば、射出釜２内が密閉された状態となる。この状態において、射出用空気供給部６５ｂによって射出釜２内に空気を圧送すれば、射出釜２内の発泡混練物が圧縮空気によって押圧されて射出口２０から射出される。シール体６１の内側の中空部分への空気の供給が停止されると、シール部６１ａがもとの状態（膨張前の状態）に戻り、射出釜２の内周面から離間される。シール体６１は、混練時にも変形（膨張）して射出釜２を密閉して、混練による射出釜２のぐらつきを抑制する。なお、蓋部材６０の構成は、上述の構成に限定されるものではなく、射出釜２の上部の開口を閉じることができる構成であればよい。

【0032】

蓋部材６０には、図４に示すように、撹拌羽根５１を下端に備えた撹拌軸５３が挿通する軸受け６８を有した撹拌軸挿通穴６４が設けられている。蓋部材６０の上下動と、撹拌軸５３および撹拌羽根５１の上下動とは、上下駆動機構３（図２）によって一体的に駆動、制御されている。

【0033】

シール用空気供給部６５ａは、シール体６１の先述の中空部分に空気を供給する。具体的には、シール用空気供給部６５ａは、蓋部材６０内に設けられた流路６２の他端に接続されており、射出釜２内の発泡混練物を射出口２０から射出する工程において、シール体６１を変形させるべく、先述の中空部分に空気を供給する。これにより、射出釜２の上部の開口が閉塞されて、射出釜２内が密閉された状態となる。

【0034】

シール体６１への空気の供給に関し、シール用空気供給部６５ａは、蓋部材６０に、不図示のポートおよび圧力ゲージを備え、当該ポートには、ホース、流量計および三方弁を介して圧縮空気供給装置が接続されている。この圧縮空気供給装置は、流量計、三方弁、ホースおよびポートを介して、シール体６１への圧縮空気の供給が可能とされている。圧力ゲージは、シール体６１の中空部分の圧力を測定する。

【0035】

また、シール用空気供給部６５ａは、圧力ゲージ、流量計、三方弁および圧縮空気供給装置にそれぞれ接続された空気供給制御部を備えている。空気供給制御部は、圧縮空気供給装置および三方弁の各作動を制御して、シール体６１への空気の供給および供給の停止を行う。

【0036】

射出用空気供給部６５ｂは、射出釜２内に空気を供給する。具体的には、射出用空気供給部６５ｂは、図６に示すように蓋部材６０に設けられた導入管６７に連結しており、導入管６７を介して、射出釜２内に空気を供給することができる。射出用空気供給部６５ｂは、後述する止栓機構７が射出釜２の射出口２０を開放させた状態で、射出釜２内に空気を供給する。このとき、シール用空気供給部６５ａは、シール体６１を膨らませて射出釜２内を密閉している。この状態において射出用空気供給部６５ｂが射出釜２内に空気を供給することにより、射出釜２内の発泡混練物が射出口２０から射出される。シール用空気供給部６５ａと、射出用空気供給部６５ｂとは、空気を供給するタイミングが異なる。なお、シール用空気供給部６５ａは、射出用空気供給部６５ｂよりも、供給する空気圧が高い。

【0037】

射出用空気供給部６５ｂは、蓋部材６０に、不図示のポートおよび圧力ゲージを備え、当該ポートには、ホース、流量計および三方弁を介して圧縮空気供給装置が接続されている。この圧縮空気供給装置は、流量計、三方弁、ホースおよびポートを介して、射出釜２内への圧縮空気の供給が可能とされている。圧力ゲージは、射出釜２内の圧力を測定する。

【0038】

また、射出用空気供給部６５ｂは、圧力ゲージ、流量計、三方弁および圧縮空気供給装置にそれぞれ接続された空気供給制御部を備えている。空気供給制御部は、圧縮空気供給装置および三方弁の各作動を制御する。

【0039】

上下駆動機構３は、蓋部材６０を、射出釜２の深さ方向に沿って上下動させる機構である。上下駆動機構３は、射出釜２を、必要に応じて蓋部材６０と一体的に上下動させることができる。なお、上下駆動機構３は、蓋部材６０と撹拌機構５とを常に一体的に上下動させる。

【0040】

上下駆動機構３は、装置上下方向を軸方向として配置されたシリンダ３０ａおよびロッド３０ｂと、上下駆動用の電動サーボモータ（不図示）とを有している。ロッド３０ｂの下端部は、蓋部材６０、撹拌機構５と接続されている。これにより、電動サーボモータが作動することにより、蓋部材６０と撹拌機構５とが一体的に射出釜２の底部に接近する方向およびその反対方向、言い換えれば装置上下方向、に移動する構成となっている。電動サーボモータは、上下動制御部（不図示）に接続されている。

【0041】

連結部４は、上下駆動機構３、蓋部材６０および撹拌機構５と、射出釜２とを連結させたり、当該連結を解除したりする釜クランプ機構４０を有する。連結は、釜クランプ機構４０のクランプピン４３が、射出釜２の上側部２２の上フランジ２７に連結されたクランプブッシュ２８の穴２８ａに挿入されることによって実現される。したがって、釜クランプ機構４０およびクランプブッシュ２８によって連結部４が構成されている。連結部４の上部は、上下駆動機構３のロッド３０ｂの下端部が連結固定されており、連結部４の下部には、板状部材４ａが設けられており、板状部材４ａに蓋部材６０が連結固定されている。板状部材４ａは、図３および図４に示すように、撹拌機構５の撹拌軸５３を挟んで対向する２箇所に設けられ、それぞれに釜クランプ機構４０が連結されている。また、連結部４は、釜上下ケーブルキャリア４６（図２）を有している。

【0042】

釜クランプ機構４０は、図４に示すように、ロッド４１を有するクランプシリンダ４４（駆動部）と、クランプ基台４２と、クランプピン４３とを含む。釜クランプ機構４０は、蓋部材６０に固定されている板状部材４ａに連結しており、ロッド４１（図４）が板状部材４ａに軸支されている。ロッド４１の先端には、クランプ基台４２が連結しており、クランプ基台４２には、板状部材４ａに軸支されているクランプピン４３が設けられている。クランプ基台４２は、２つあり、各々に２本のクランプピン４３が平行に並んで設けられている。

【0043】

各クランプピン４３の突出端は、先述の射出釜２の上側部２２の上フランジ２７に連結されたクランプブッシュ２８の穴２８ａに挿入される。クランプブッシュ２８は、釜クランプ機構４０に対応して上フランジ２７の周方向に沿って２箇所設けられており、各クランプブッシュ２８に、２つの穴２８ａが設けられている。

【0044】

クランプシリンダ４４は、ロッド４１を介して、クランプ基台４２を移動させることができる。これにより、クランプ基台４２から突出しているクランプピン４３が、突出方向に沿って前進または後退し、これに伴って、穴２８ａへの挿入と当該挿入の解除（穴２８ａからの抜去）とを実現する。クランプシリンダ４４は、クランプ制御部（不図示）により、クランプピン４３を穴２８ａに挿入させたり、挿入を解除したりする。クランプピン４３が穴２８ａに挿入している状態を図５に示す。図５に示すようにクランプピン４３が穴２８ａに挿入することにより、射出釜２と蓋部材６０とが連結した状態となる。これにより、上下駆動機構３によって蓋部材６０が上下動するとともに、射出釜２も上下動することになる。

【0045】

図２に示す釜上下ケーブルキャリア４６は、一端が装置フレームＦ（図２）に連結固定されており、他端が連結部４に連結固定されており、鋳型造型装置１内において配されるケーブルを支持案内している。釜上下ケーブルキャリア４６は、連結部４が上下駆動機構３による作用によって上下動することに伴って、上下方向の長さを伸縮させる。

【0046】

撹拌機構５は、射出釜２に供給された各種材料を混練する。撹拌機構５は、図４に示すように、撹拌羽根５１と、撹拌軸５３と、撹拌モータ５５とを有している。撹拌軸５３は、鉛直方向に配置される。撹拌羽根５１は、撹拌軸５３の下端に設けられる。撹拌軸５３には、撹拌モータ５５が連結される。撹拌モータ５５の駆動により、撹拌羽根５１は回転される。撹拌機構５は、撹拌羽根５１により、射出釜２内の各種材料を混練する。射出釜２の内部への各種材料（粒子状骨材、水溶性バインダ、界面活性剤および水）の投入は、例えば各々の供給機構を備える材料供給部８から行われる。

【0047】

この各種材料としては、例えば、粒子状骨材としての人工砂（例えばエスパール）、水溶性バインダとしての珪酸ナトリウム、界面活性剤としてのアニオン界面活性剤、および水が挙げられる。これら例示のものに限定されるものではなく、他の添加物等を含んでもよい。

【0048】

止栓機構７は、図４に示すように、射出釜２の下側部２１の射出口２０の閉塞用として止め栓７ａを有している。止め栓７ａは、水平配置された止栓プレート７ｂから上方側に突出している。また、止栓機構７は、図示しない機構によって図２の紙面左右方向（水平方向）に移動するようになっている。

【0049】

止栓機構７は、更に、止栓プレート７ｂを支持する支持部７ｄ（図１）を有している。支持部７ｄは、装置フレームＦ（図２）に対して移動可能に連結された駆動機構９に支持されている。

【0050】

駆動機構９は、止栓機構７を水平方向（図２の紙面左右方向）に移動させる駆動機構であり、止栓機構７の支持部７ｄを支持する支持ガイド部９１（図１）と、不図示の止栓機構走行シリンダのガイドロッド９２とを有する。駆動機構９は、止栓機構走行シリンダを作動させることによって、止栓機構７の止栓プレート７ｂの位置を水平方向に移動させる。具体的には、止め栓７ａが射出釜２の射出口２０の直下にある位置（第１の位置）と、射出釜２の射出口２０の直下から外れた位置（第２の位置、装置外部であってもよい）との間で移動させる。射出釜２の射出口２０の直下から外れた位置とは、射出釜２の射出口２０から発泡混練物を金型１１に射出する工程において、射出の妨げにならない位置に相当する。

【0051】

また、駆動機構９は、連結部４により蓋部材６０と連結していない状態の射出釜２を、止栓プレート７ｂに載せて水平方向に沿って移動させることができる。蓋部材６０と連結していない状態の射出釜２は、射出口２０に止め栓７ａが嵌合された状態にある。そのため、射出釜２を止栓プレート７ｂの上で安定して載置することができ、その状態で、蓋部材６０および撹拌機構５等の直下の位置から移動させることができる。これにより、例えば装置外部に移動させて射出釜２を洗浄するメンテナンス作業を行うことができる。従前では、射出釜を水平方向に移動させるための専用の駆動機構を備えているのに対して、鋳型造型装置１は、止栓機構７を図２の紙面左右方向に移動させる駆動機構を用いて、射出釜２を水平方向に移動させる。これにより、鋳型造型装置１は、従前に比べて構成を簡略化することができ、シンプルな構成とすることができる。また、図２の紙面左右方向の移動を必要とする個々の構成要素に対して、それぞれに専用の駆動機構を具備すると、駆動における相互の位置関係等の制御が複雑になる。これに対し、本実施形態によれば、駆動機構９を止栓機構７と射出釜２との双方の水平方向移動用の駆動機構として共用するため、制御が容易になる。また、従前はメンテナンス時に重量がある射出釜を鋳型造型装置から限られたスペースの中で取り外さなければならず、作業性が悪く、射出釜の清掃作業が非常に大変であった。しかしながら、前記の構成によれば、射出釜のメンテナンス作業を従前よりも簡便に実施できる。

【0052】

金型１１は、図７（ｉｉｉ）に示すように、鋳型造型装置１の下部側に設けられ、撹拌機構５で混練された発泡混練物を所定の形状に成形して鋳型を造型するための金型である。金型１１には、射出釜２の射出口２０に隣接配置される被充填孔１１ａが貫通形成されている。また、鋳型造型装置１は、金型１１を開くことで金型１１から鋳型を取り出すための鋳型押出機構（不図示）も備えている。

【0053】

（４）鋳型造型装置１による鋳型造型動作
以下に、鋳型造型装置１の動作を説明する。内部に発泡混練物が収容されている状態から説明する。図７および図８では、発泡混練物の図示を省略している。

【0054】

まず、図７（ｉ）は、発泡混練物が収容されており、蓋部材６０が射出釜２の上部の開口を閉じている状態を示す。クランプピン４３は、クランプブッシュ２８の穴２８ａに挿入されており、蓋部材６０と射出釜２とが連結している。蓋部材６０に設けられたシール体６１は、射出釜２の上部の開口を密閉していない。また、止め栓７ａが射出口２０を閉塞している。

【0055】

次に、射出口２０を閉塞していた止め栓７ａを外す。図７（ｉ）から連結した状態の蓋部材６０と射出釜２とが、上昇することによって、射出口２０から止め栓７ａを抜く。この状態を、図７（ｉｉ）に示す。図７（ｉｉ）の状態では、止栓機構７を水平方向に移動させて射出釜２の直下から退避させることができる。

【0056】

次に、射出口２０が開放した状態の射出釜２から発泡混練物を射出する射出工程を行う。図７（ｉｉ）の状態から止め栓７ａを水平方向に移動させ、射出釜２を金型１１の上に位置するように下降させ、射出釜２の射出口２０を金型１１の被充填孔１１ａに隣接配置させる。この状態を、図７（ｉｉｉ）に示す。射出工程では、射出用空気供給部６５ｂから射出釜２内に空気が供給される。射出釜２内の発泡混練物は、射出口２０を介して、金型１１のキャビティに充填される。金型１１は、図示しない加熱手段によって加熱されており、キャビティに充填された発泡混練物は加熱硬化する。

【0057】

尚、射出する前に、シール体６１が射出釜２の内周面に適切に密着しているかどうか、すなわち、射出釜２の開口を密閉できているかどうかを判定する。具体的には、シール用空気供給部６５ａからシール体６１に供給される空気の圧力を計測し、計測値が閾値を超えているか否かにより判定する。計測値が閾値以上であれば、シール体６１が射出釜２の内周面に適切に密着していることを意味する。一方で、計測値が閾値未満である場合は、シール体６１から空気漏れなどが生じている可能性を意味する。供給の開始から所定時間がたったときまで閾値未満の状態が続く場合はエラー表示される。この場合、シール体６１を点検、交換するなどのメンテナンスが行われる。

【0058】

射出工程が終了すると、図７（ｉｉｉ）の状態から、射出釜２と蓋部材６０と撹拌機構５とが一体的に天頂方向に向かって再び止栓走行位置まで引き上げられる。そして、止栓機構７が射出釜２の直下に移動して図７（ｉｉ）に示すようになり、射出釜２と蓋部材６０と撹拌機構５とを下降させ、止栓７ａを射出口２０に挿入し、図７（ｉ）に示すようになる。図７（ｉ）に示す状態となった時点で、クランプピン４３をクランプブッシュ２８の穴２８ａから外し、射出釜２と、蓋部材６０および撹拌機構５との連結を解除する。金型１１は、この間に、射出釜２の直下から移動させる。これにより、射出にかかる一連の動作が終了する。なお、圧入工程において、金型１１が加熱されて発泡混練物を加熱硬化している間に、射出釜２と蓋部材６０と撹拌機構５とが一体的に天頂方向に向かって止栓走行位置まで引き上げられてもよい。

【0059】

次に、射出釜２を止栓プレート７ｂに載せたまま、蓋部材６０および撹拌機構５が、材料投入位置まで上昇する。この状態を、図７（ｉｖ）に示す。この状態において、射出釜２内に、粒子状骨材、水溶性バインダ、界面活性剤および水を投入する材料投入工程を行う。投入は図示しない材料供給部から、射出釜２に設けた投入口あるいは上部の開口を介しておこなわれる。材料投入後に、材料の投入量を管理するべく、材料が投入された射出釜２の重量を計測する。計測は、止栓機構７に搭載された計量装置でおこなうことが可能である。この段階では、蓋部材６０も撹拌羽根５１も射出釜２に接触していないため、材料が投入された射出釜２の重量を正確に計測することができる。

【0060】

次に、射出釜２に向かって蓋部材６０および撹拌機構５を下降させて、混練工程を行う。混練工程では、射出釜２に対する蓋部材６０および撹拌機構５の位置は、クランプピン４３がクランプブッシュ２８の穴２８ａの高さよりも下にある。この状態を、図７（ｖ）に示す。換言すると、図７（ｖ）の混練状態では、図７（ｉ）の原位置やクランプ動作中の状態よりも撹拌羽根５１が下方側に位置、すなわち釜底に近い位置にある。

【0061】

次に、混練が完了すると、クランプピン４３がクランプブッシュ２８の穴２８ａの高さと等しくなる位置まで蓋部材６０および撹拌機構５を上昇させて、クランプピン４３をクランプブッシュ２８の穴２８ａに挿入する。この状態が、図７（ｉ）に示す状態である。

【0062】

上述した動作は、射出、材料投入、計量、混練の順で動作し、このサイクルを繰り返すことができる。

【0063】

尚、メンテナンスを行う場合には、図７（ｉ）に示す状態でサイクルを停止し、クランプピン４３をクランプブッシュ２８の穴２８ａから外して、射出釜２を蓋部材６０および撹拌機構５から切り離す。これにより、射出釜２は、止栓機構７の止栓プレート７ｂに載置された状態となる。この状態において、蓋部材６０および撹拌機構５を上昇させる。そして、撹拌軸５３と撹拌羽根５１とが接続している接続部分５２が、図８（ｖｉ）に示すように射出釜２の上端部の上まで上がり、接続部分５２の周辺に作業スペースが確保できた時点で、上昇を止める。

【0064】

次に、接続部分５２を操作して、図８（ｖｉｉ）に示すように、撹拌軸５３から撹拌羽根５１を外し、撹拌羽根５１のみを射出釜２内に収容させる。撹拌羽根５１を収容した射出釜２は、止栓プレート７ｂに載った状態であるため、そのまま止栓プレート７ｂとともに水平方向に移動させることができる。連結部４の直下から外れた移動後の位置にて、射出釜２および撹拌羽根５１を洗浄する等のメンテナンスを実施することができる。上述のように射出釜２が蓋部材６０および撹拌機構５から切り離す構成とされているため、この鋳型造型装置１は、メンテナンス作業を格段に向上させることができる。また、上述のように撹拌羽根５１を外す構成とすれば、撹拌羽根５１の下端部を射出釜２の上端部よりも上に引き上げる必要がなく、撹拌機構５の上下動域を短く設定することができる。また、上下駆動機構３を小型化させることができる。

【0065】

（５）本実施形態の作用効果
本実施形態の鋳型造型装置１は、蓋部材６０を射出釜２の深さ方向に沿って上下移動させる上下駆動機構３と、射出釜２と蓋部材６０とを連結して一体化させたり、当該連結を解除したりすることができる連結部４とを備えている。これにより、射出釜２を上下動させる必要がある場合には、連結部４によって蓋部材６０と連結させることによって、上下駆動機構３を用いて上下動させることができる。すなわち、鋳型造型装置１によれば、射出釜２専用の上下駆動機構が不要である。そのため、構成を簡略化でき、シンプルな構成とできる。また、上下動を必要とする個々の構成要素に対して、それぞれに専用の上下動用の駆動機構を具備すると、互いの位置を確認しながら動く必要があった。その場合、駆動における相互の位置関係等の制御が複雑になり、条件の崩れにより停止する可能性があった。これに対し、本実施形態によれば、上下駆動機構３を蓋部材６０と射出釜２との上下駆動機構として共用するため、干渉のリスクがなくなるとともに、条件崩れによる停止の可能性を少なくできる。また、サイクルタイムを短縮させることができる。

【0066】

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0067】

１ 鋳型造型装置
２ 射出釜
３ 上下駆動機構
４ 連結部
５ 撹拌機構
７ａ 止め栓
７ｂ 止栓プレート
９ 駆動機構
１１ 金型
２０ 射出口
２７ａ 開口部（上部開口部）
２８ クランプブッシュ
４３ クランプピン
４４ クランプシリンダ（駆動部）
６０ 蓋部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】