JP2020110811A - 中子造型方法及び中子造型装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中子の金型への張り付きを抑制する中子造型方法及び中子造型装置を提供する。【解決手段】中子造型方法は、混練砂が圧入される金型を用いて中子を造型する方法であって、金型の温度が予め定められた焼成温度より高い温度となるように金型を加熱するステップと、加熱された金型に混練砂を圧入するステップと、混練砂が圧入された金型の温度を焼成温度で保持するステップと、保持するステップの後において金型から中子を取り出すステップと、を有する。【選択図】図１

Description

本開示は、中子造型方法及び中子造型装置に関する。

特許文献１には、混練砂を金型に入れて、金型を加熱し、金型の形状に沿って混練砂を硬化させる中子造型装置が記載されている。この装置は、金型の温度を計測する金型温度センサを有する金型と、金型を加熱する加熱装置と、加熱装置の金型に対する加熱温度を制御する温度調節器とを備える。温度調節器は、金型の各場所の加熱温度を設定し、加熱装置に金型を加熱させる。金型温度センサは、金型の各場所の温度を温度調節器にフィードバックする。温度調節器は、フィードバックに基づき、金型の各場所の加熱温度を適正に制御する。

実用新案登録第２５８９３９７号公報

特許文献１に記載の中子造型装置において、金型に混練砂を圧入した場合、金型の熱が混練砂に奪われ、金型の温度は低下する。低下した金型の温度と混練砂を焼成する温度との差が大きくなるほど、混練砂を焼成する温度にするために加熱装置が金型を加熱する時間が増大する。すなわち、混練砂を焼成する温度より低い温度で混練砂を焼成する時間が増大する。このような条件で中子を造型すると、中子は金型に張り付きやすくなり、中子の造型不良が生じるおそれがある。

本開示は、中子の金型への張り付きを抑制する中子造型方法及び中子造型装置を提供する。

本開示に係る中子造型方法は、混練砂が圧入される金型を用いて中子を造型する方法であって、金型の温度が予め定められた焼成温度より高い温度となるように金型を加熱するステップと、加熱された金型に混練砂を圧入するステップと、混練砂が圧入された金型の温度を焼成温度に保持するステップと、保持するステップの後において金型から中子を取り出すステップと、を有する。

この方法では、加熱するステップとして、金型が予め定められた焼成温度より高い温度となるように加熱される。圧入するステップでは、混練砂が、加熱された金型に圧入される。保持するステップでは、混練砂が圧入された金型の温度は、混練砂を焼成する際の金型の温度である焼成温度に保持される。取り出すステップでは、保持するステップの後において、中子が金型から取り出される。このように、加熱するステップにおいて混練砂の圧入前に金型が焼成温度より高い温度となるように加熱されている。このため、この方法は、混練砂の圧入前に金型が加熱されていない場合、又は、金型が焼成温度に維持されている場合と比べて、混練砂の圧入により金型の温度が焼成温度よりも低くなり、かつ、金型の温度と焼成温度との差異が大きくなることを抑制することができる。これにより、この方法は、混練砂の圧入前に金型が焼成温度より高い温度となるように加熱されていない場合と比較して、焼成温度より低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。よって、この方法は、中子の金型への張り付きを抑制することができる。

一実施形態に係る中子造型方法では、加熱するステップ終了時の金型の第１温度を計測するステップと、圧入するステップ終了時の金型の第２温度を計測するステップと、をさらに有し、加熱するステップ、第１温度を計測するステップ、圧入するステップ、第２温度を計測するステップ、保持するステップ、及び取り出すステップを順に繰り返し実行し、取り出すステップの後における加熱するステップでは、計測された第１温度、計測された第２温度及び焼成温度に基づいて金型の事前温度を決定し、決定された事前温度に基づいて金型を加熱してもよい。この場合、加熱するステップ、第１温度を計測するステップ、圧入するステップ、第２温度を計測するステップ、保持するステップ、及び取り出すステップが順に実行され、これらを１サイクルとして繰り返し実行される。あるサイクルの取り出すステップの後に次回のサイクルとして実行される加熱するステップでは、計測された第１温度、計測された第２温度及び焼成温度に基づき、金型の事前温度が決定される。この方法では、２回目以降のサイクルにおける加熱するステップにおいて、金型は事前温度に基づき加熱される。事前温度は、従前の第１温度、第２温度及び焼成温度との関係を利用して決定される。よって、この方法は、過去のデータを用いて事前温度を適切に決定することができる。

一実施形態に係る中子造型方法では、加熱するステップ終了時の金型の第１温度を計測するステップをさらに有し、保持するステップは、金型の温度制御開始から混練砂が圧入された金型の温度を予め定められた焼成温度へと変更するまでの調整時間を計測するステップを含み、加熱するステップ、第１温度を計測するステップ、圧入するステップ、保持するステップ、及び取り出すステップを順に繰り返し実行し、取り出すステップの後における加熱するステップでは、計測された第１温度及び計測された調整時間に基づいて金型の事前温度を決定し、決定された事前温度に基づいて金型を加熱してもよい。この場合、加熱するステップ、第１温度を計測するステップ、圧入するステップ、保持するステップ、及び取り出すステップが順に実行され、これらを１サイクルとして繰り返し実行される。あるサイクルの取り出すステップの後に次回のサイクルとして実行される加熱するステップでは、計測された第１温度及び調整時間に基づき、金型の事前温度が決定される。この方法では、２回目以降のサイクルにおける加熱するステップにおいて、金型は事前温度に基づき加熱される。事前温度は、従前の第１温度と調整時間との関係を利用して決定される。よって、この方法は、過去のデータを用いて事前温度を適切に決定することができる。

一実施形態に係る中子造型方法では、第２温度を計測するステップ後、第２温度が焼成温度より高く、かつ、第２温度と焼成温度との差分が予め定められた第１閾値より大きい場合に異常を報知するステップをさらに有してもよい。加熱するステップにおいて金型が過剰に加熱された場合、圧入するステップにおいて混練砂が金型に圧入されても、第２温度が焼成温度と第１閾値との和よりも高くなるおそれがある。この状態で造型された中子では、適切な焼成温度で造型された中子と比較して、品質が低下するおそれがある。この方法は、上記状態となったときに異常を報知することにより、中子の品質低下の可能性を知らせることができる。

一実施形態に係る中子造型方法では、圧入するステップ前に混練砂を加熱するステップをさらに有してもよい。この場合、圧入するステップの前に混練砂が加熱されることで、混練砂が加熱されない場合と比較して、圧入するステップにおける金型の温度低下が抑制される。これにより、この方法は、混練砂の圧入により金型の温度が焼成温度よりも低くなり、かつ、金型の温度と焼成温度との差異が大きくなることを抑制することができる。このため、この方法は、混練砂の圧入前に金型が焼成温度より高い温度となるように加熱されておらず、混練砂が加熱されていない場合と比較して、焼成温度より低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。また、この方法は、加熱するステップにおいて、混練砂を加熱しない場合と比べて、金型の加熱量を小さくすることができる。

本開示の他の側面である中子造型装置は、混練砂が圧入される金型を用いて中子を造型する装置であって、混練砂を焼成する金型と、混練砂を金型に圧入する圧入装置と、金型の温度を制御する金型用熱制御器と、金型の温度を計測する金型用温度センサと、圧入装置、金型用熱制御器及び金型用温度センサと接続される制御部と、を備え、制御部は、金型用熱制御器を用いて金型の温度が予め定められた焼成温度より高い温度となるように金型を加熱するステップと、加熱された金型に圧入装置を用いて混練砂を圧入するステップと、混練砂が圧入された金型の温度を金型用熱制御器及び金型用温度センサを用いて焼成温度で保持するステップと、保持するステップの後において金型から中子を取り出すステップと、を実行する。

この装置によれば、加熱するステップとして、制御部によって制御された金型用熱制御器の制御により、金型が予め定められた焼成温度より高い温度となるように加熱される。圧入するステップでは、制御部によって制御された圧入装置により、混練砂が、加熱された金型に圧入される。保持するステップでは、金型用熱制御器、金型用温度センサ及び制御部により、混練砂が圧入された金型の温度は、混練砂を焼成する際の金型の温度である焼成温度に保持される。取り出すステップでは、保持するステップの後において、中子が金型から取り出される。このように、加熱するステップにおける金型用熱制御器により混練砂の圧入前に金型が焼成温度より高い温度となるように加熱されている。このため、この装置は、混練砂の圧入前に金型が加熱されていない場合、又は、金型が焼成温度に維持されている場合と比べて、混練砂の圧入により金型の温度が焼成温度よりも低くなり、かつ、金型の温度と焼成温度との差異が大きくなることを抑制することができる。これにより、この装置は、混練砂の圧入前に金型が焼成温度より高い温度となるように加熱されていない場合と比較して、焼成温度より低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。よって、この装置は、中子の金型への張り付きを抑制することができる。

一実施形態に係る中子造型装置は、金型用温度センサと制御部と接続され、金型の温度を記録する記録部をさらに備え、制御部は、金型用温度センサを用いて加熱するステップ終了時の金型の第１温度を計測し、記録部に記録するステップと、金型用温度センサを用いて圧入するステップ終了時の金型の第２温度を計測し、記録部に記録するステップと、をさらに実行し、加熱するステップ、第１温度を計測するステップ、圧入するステップ、第２温度を計測するステップ、保持するステップ、及び取り出すステップを順に繰り返し実行し、取り出すステップの後における加熱するステップでは、記録部に記録された第１温度及び第２温度と焼成温度とに基づいて金型の事前温度を決定し、決定された事前温度に基づいて金型用熱制御器を用いて金型を加熱してもよい。この場合、加熱するステップ、第１温度を計測するステップ、圧入するステップ、第２温度を計測するステップ、保持するステップ、及び取り出すステップが順に実行され、これらを１サイクルとして繰り返し実行される。あるサイクルの取り出すステップの後に次回のサイクルとして実行される加熱するステップでは、記録部に記録された第１温度及び第２温度、並びに焼成温度に基づき、金型の事前温度が決定される。この装置では、２回目以降のサイクルにおける加熱するステップにおいて、金型は事前温度に基づき加熱される。事前温度は、従前の第１温度、第２温度及び焼成温度との関係を利用して決定される。よって、この装置は、過去のデータを用いて事前温度を適切に決定することができる。

一実施形態に係る中子造型装置は、金型用温度センサと制御部と接続され、金型の温度及び金型の温度変化に対応する時間を記録する記録部をさらに備え、金型用温度センサを用いて加熱するステップ終了時の金型の第１温度を計測し、記録部に記録するステップをさらに有し、金型用温度センサを用いて保持するステップは、金型の温度制御開始から混練砂が圧入された金型の温度を予め定められた焼成温度へと変更するまでの調整時間を計測し、記録部に記録するステップを含み、加熱するステップ、第１温度を計測するステップ、圧入するステップ、保持するステップ、及び取り出すステップを順に繰り返し実行し、取り出すステップの後における加熱するステップでは、記録部に記録された第１温度及び調整時間に基づいて金型の事前温度を決定し、決定された事前温度に基づいて金型用熱制御器を用いて金型を加熱してもよい。この場合、加熱するステップ、第１温度を計測するステップ、圧入するステップ、保持するステップ、及び取り出すステップが順に実行され、これらを１サイクルとして繰り返し実行される。あるサイクルの取り出すステップの後に次回のサイクルとして実行される加熱するステップでは、記録部に記録された第１温度及び調整時間に基づき、金型の事前温度が決定される。この装置では、２回目以降のサイクルにおける加熱するステップにおいて、金型は事前温度に基づき加熱される。事前温度は、従前の第１温度と調整時間との関係を利用して決定される。よって、この装置は、過去のデータを用いて事前温度を適切に決定することができる。

一実施形態に係る中子造型装置では、制御部に接続され、異常を報知する報知部をさらに備え、制御部は、第２温度を計測するステップ後、第２温度が焼成温度より高く、かつ、第２温度と焼成温度との差分が予め定められた第１閾値より大きい場合に異常を報知部に報知させるステップをさらに実行してもよい。加熱するステップにおいて金型が過剰に加熱された場合、圧入するステップにおいて混練砂が金型に圧入されても、第２温度が焼成温度と第１閾値との和よりも高くなるおそれがある。この状態で造型された中子では、適切な焼成温度で造型された中子と比較して、品質が低下するおそれがある。この装置は、上記状態となったときに報知部により異常を報知することにより、中子の品質低下の可能性を知らせることができる。

一実施形態に係る中子造型装置では、混練砂を貯留し、圧入装置により混練砂を排出する混練容器と、混練容器及び制御部に接続され、混練容器を加熱させる混練容器用ヒーターとをさらに備え、制御部は、圧入するステップ前に混練容器用ヒーターにより混練容器を加熱することで混練砂を加熱するステップをさらに実行してもよい。この場合、圧入するステップの前に混練砂が加熱されることで、混練砂が加熱されない場合と比較して、圧入するステップにおける金型の温度低下が抑制される。これにより、この装置は、混練砂の圧入により金型の温度が焼成温度よりも低くなり、かつ、金型の温度と焼成温度との差異が大きくなることを抑制することができる。このため、この装置は、混練砂の圧入前に金型が焼成温度より高い温度となるように加熱されておらず、混練砂が加熱されていない場合と比較して、焼成温度より低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。また、この装置は、加熱するステップにおいて、混練砂を加熱しない場合と比べて、金型の加熱量を小さくすることができる。

本開示に係る中子造型方法及び中子造型装置によれば、中子の金型への張り付きを抑制することができる。

図１は、第１実施形態及び第２実施形態に係る中子造型方法の一例を示すフローチャートである。 図２は、第１実施形態及び第２実施形態に係る中子造型装置の一例を示す概要図である。 図３は、第１実施形態及び第２実施形態に係る中子造型装置の機能の一例を示すブロック図である。 図４は、第１実施形態及び第２実施形態に係る中子造型装置の金型の温度変化の過程で圧入後温度が焼成温度以下の場合の一例を示すグラフである。 図５は、第１実施形態及び第２実施形態に係る中子造型装置の金型の温度変化の過程で圧入後温度が焼成温度より大きい場合の一例を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。

（第1実施形態）
図１は、実施形態に係る中子造型方法の一例を示すフローチャートである。図１に示す中子造型方法は、混練砂が圧入される金型を用いて中子を造型する方法である。混練砂は、中子を製造する原料である。混練砂は、例えば、水ガラスで被覆された、又は水ガラスと混練された耐火性の鉱物砂又は合成砂である。鉱物砂又は合成砂は、例えば、アルミナサンド、珪砂、ジルコン砂などである。

混練砂は、加熱された金型に対して圧入される。混練砂は、焼成温度Ｔとなった金型の内部で焼成される。焼成温度Ｔとは、中子を造型する上で適切な、混練砂を焼成する温度である。焼成温度Ｔは、混練砂、中子又は金型の種類などによって適宜設定される。金型の内部で混練砂が焼成され、金型の内壁に沿って硬化することで、中子が造型される。図１に示されるフローチャートは、例えば図２に示される中子造型装置によって実施される。図２は、実施形態に係る中子造型装置の一例を示す概要図である。

図２に示されるように、中子造型装置１は、金型１０と、圧入装置２０と、金型用熱制御器３０と、金型用温度センサ４０と、制御部５０とを備える。中子造型装置１は、混練容器８０と混練容器用ヒーター８１とを備え得る。

金型１０は、混練砂を焼成するための型である。金型１０は、例えば、左型１１及び右型１２を有する。金型１０は、左型１１と右型１２とを組み合わせて使用される。組み合わされた左型１１及び右型１２の内部には、キャビティ１３が画成される。左型１１と右型１２とには、キャビティ１３に混練砂を供給するため、上部に混練砂投入孔が穿設されている。混練砂は、圧入装置２０により混練砂投入孔を通じてキャビティ１３に圧入される。金型１０の温度が焼成温度Ｔに所定期間維持されることで、圧入された混練砂が焼成される。混練砂は焼成されることで硬化し、中子となる。中子は、キャビティ１３の形状に造型される。造型された中子は、金型１０から取り出される。例えば、左型１１は、離型された後に、その上部を中心に回動可能に構成される。左型１１の下端が右型１２の下端から離間するように左型１１を回動させることで、金型１０から中子を取り出すことができる。

圧入装置２０は、混練砂を金型１０に圧入する装置である。圧入装置２０は、例えば、金型１０の上方に設けられる。圧入装置２０は、混練砂に対して上方から下方に向けて力を加えることで混練砂投入孔を通じて混練砂を金型１０に圧入する。圧入装置２０は、例えば、ピストン又はエアー供給装置である。圧入装置２０は、金型１０の上方に配置された混練容器８０内の混練砂を、金型１０のキャビティ１３内に圧入する。

混練容器８０は、混練砂を貯留し、圧入装置２０により混練砂を排出する。混練容器８０は、例えば、金属製である。混練容器８０は、例えば、上方が開放された有底筒状の構造であり、底部に開閉可能な弁の構造を持つ吐出口を有する。混練容器８０は、内部に混練砂を貯留する。上方からの力の付加がない場合は、底部の吐出口から混練砂は排出されない。混練砂を金型１０に圧入する場合、混練容器８０は、例えば圧入装置２０に対して下方に、かつ、金型１０に対して上方に設けられる。混練容器８０の吐出口は、金型１０に近接又は接触するように設けられる。混練容器８０は、圧入装置２０から付加される力に伴い、内部に貯留された混練砂を吐出口から下方に排出し、金型１０のキャビティ１３内に混練砂を供給する。

混練容器用ヒーター８１は、混練容器８０を加熱する。混練容器用ヒーター８１は、混練容器８０の外側の面に近接又は接触するように設けられる。混練容器用ヒーター８１は、制御部５０の制御に基づき、混練容器８０を目標温度まで加熱する。目標温度とは、制御部５０及び混練容器用ヒーター８１により混練容器８０を加熱する上で制御部５０において適宜設定される目標の温度である。また、中子造型装置１は、例えば、混練容器用温度センサ８２を有する。混練容器用温度センサ８２は、混練容器８０の温度を制御部５０に送信する。

金型用熱制御器３０は、金型１０の温度を制御する。金型用熱制御器３０は、金型１０の各箇所に対して加熱、降温、又は温度保持を行う。金型用熱制御器３０は金型１０の内部に設けられてもよいし、金型１０の外部に設けられてもよい。金型用熱制御器３０は、例えば、ヒーター又は冷却水循環器である。

金型用温度センサ４０は、金型１０の温度を計測する。金型用温度センサ４０は、例えば金型１０の外側の複数の箇所に設けられる。金型用温度センサ４０は、金型１０の各箇所における温度の値を一定時間ごとに出力する。金型用温度センサ４０は、例えば熱電対センサである。なお、金型用温度センサ４０は、非接触温度センサであってもよい。

制御部５０は、例えば、コンピュータなどの制御装置から構成される。制御部５０のハードウェアは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、通信用Ｉ／Ｆ（インターフェース）回路を搭載した回路（制御）基板から構成される。ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路、及び通信用Ｉ／Ｆ回路は、バスに接続されている。なお、Ａ／Ｄ変換回路、及びＤ／Ａ変換回路は入出力用Ｉ／Ｆ回路を介してバスに接続される。

図３は、実施形態に係る中子造型装置の機能の一例を示すブロック図である。図３に示されるように、制御部５０は、例えば、取得部５１、計測部５２、設定部５３、受付部５４、判定部５５、及び指示部５６を有する。制御部５０は、圧入装置２０、金型用熱制御器３０、金型用温度センサ４０、記録部６０、報知部７０、混練容器用ヒーター８１、及び混練容器用温度センサ８２と接続される。

取得部５１は、金型用温度センサ４０により計測された金型１０の温度を取得する。取得部５１は、混練容器用温度センサ８２により計測された混練容器８０の温度を取得してもよい。

計測部５２は、金型用温度センサ４０により計測された金型１０における所定の温度から所定の温度までの時間を計測する。取得部５１は、混練容器用温度センサ８２と接続され、混練容器８０における所定の温度から所定の温度までの時間を計測してもよい。計測部５２は、所定の処理の開始時点から以降の所定の処理の終了時点まで、又は金型１０の温度が所定の温度となる時点までの時間を計測する。計測部５２は、所定の処理の終了時点から以降の所定の処理の開始時間まで、又は金型１０の温度が所定の温度となる時点までの時間を計測する。計測部５２は、金型１０の温度が所定の温度となる時点から所定の処理の開始時点まで、又は所定の処理の終了時点までの時間を計測する。

設定部５３は、記録部６０に従前の温度に関するデータがある場合、少なくとも記録部６０に記録された従前の温度に基づいて、金型１０の事前温度を決定する。事前温度とは、圧入装置２０により混練砂を金型１０に圧入する前において、金型用熱制御器３０により金型１０を加熱する際の目標となる温度である。事前温度は、焼成温度Ｔより高い温度である。設定部５３は、取得部５１により取得された金型１０の温度又は取得部５１により取得された混練容器８０の温度を用いて事前温度を決定してもよい。

設定部５３は、記録部６０に従前の温度に関するデータがある場合、記録部６０に記録された従前の温度に基づいて、混練容器８０の目標温度を決定する。目標温度は、圧入装置２０により混練砂を金型１０に圧入する前において、事前に混練容器用ヒーター８１により混練容器８０を加熱する際の目標となる温度である。設定部５３は、取得部５１により取得された金型１０の温度、取得部５１により取得された混練容器８０の温度、又は計測部５２により計測された時間を用いて目標温度を決定してもよい。

受付部５４は、焼成温度Ｔの入力を受け付ける。受付部５４は、記録部６０に従前の温度に関するデータがなく、設定部５３が事前温度又は目標温度を設定できない場合において、事前温度又は目標温度の作業員による入力を受け付ける。受付部５４は、焼成時間の入力を受け付けてもよい。焼成時間とは、金型１０に対して混練砂の圧入が終了した時間から、金型１０における混練砂の焼成が終了する時間までの時間である。受付部５４は、例えば、キーボードやタッチパネルである。受付部５４は、タッチパネルなどで報知部７０と一体化していてもよい。

判定部５５は、取得部５１により取得された金型１０の温度と、設定部５３又は受付部５４において設定された事前温度又は焼成温度Ｔとを比較して、金型用熱制御器３０及び制御部５０による処理を継続するか否かを判定する。判定部５５は、取得部５１により取得された混練容器８０の温度と、設定部５３又は受付部５４において設定された目標温度とを比較して、混練容器用ヒーター８１及び制御部５０による処理を継続するか否かを判定する。

指示部５６は、判定部５５の判定結果に基づき、金型用熱制御器３０に対し、加熱、降温、又は温度保持を指示する。指示部５６は、判定部５５の判定結果に基づき、混練容器用ヒーター８１に対し、加熱、降温、又は温度保持を指示する。

中子造型装置１は、記録部６０を備え得る。記録部６０は、金型１０に関する温度を記録する。記録部６０は、例えば、事前温度、目標温度、及び焼成温度Ｔを記録する。記録部６０は、焼成時間など、金型１０の温度変化に対応する時間を記録してもよい。記録部６０は、混練容器８０に関する温度及び混練容器８０の温度変化に対応する時間を記録してもよい。

中子造型装置１は、報知部７０を備え得る。報知部７０は、判定部５５及び指示部５６の指示に基づき、異常を報知する。報知部７０は、例えば、ディスプレイなどの表示端末における画面表示、スピーカーによるアラーム音の出力などの態様で異常を作業員に報知する。異常とは、金型用温度センサ４０により計測された金型１０の温度が作業員により予め定められた条件を満たした場合を指す。報知部７０は、制御部５０によって行われている処理内容を可視化して表示してもよい。作業員は、報知部７０を確認した上で、制御部５０の受付部５４に対して入力操作を行うことが可能である。

以下、再び図１を参照し、中子造型方法について説明する。中子造型方法は、制御部５０において実行される。制御部５０は、中子造型方法として、Ｓ１（Ｓ１１）からＳ８の各処理を順に繰り返し実行し得る。中子造型方法のＳ１（Ｓ１１）からＳ８の各処理を１回順に実行することを１サイクルとする。ここで、Ｓ１は、１サイクル目における金型加熱処理であり、Ｓ１１は、２サイクル目以降の金型加熱処理である。Ｓ２は、１サイクル目における混練砂加熱処理であり、Ｓ１２は、２サイクル目以降の混練砂加熱処理である。金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）の前に、混練砂を混練容器８０内に投入し、混練する処理を設けてもよい。

１サイクル目における金型加熱処理（Ｓ１）では、制御部５０の指示部５６の指示に基づき、金型用熱制御器３０は、金型１０を加熱する。受付部５４において事前温度が受け付けられる。受付部５４は、受け付けた事前温度を判定部５５及び記録部６０に送信する。記録部６０は事前温度を記録する。

判定部５５において、取得部５１により取得された金型１０の温度が事前温度未満と判定された場合、指示部５６は、金型用熱制御器３０に対して、金型１０の温度が事前温度となるように金型１０を加熱させる。判定部５５において、取得部５１により取得された金型１０の温度が事前温度以上と判定された場合、制御部５０は、次の処理に移行する。この場合、金型用熱制御器３０は、例えば、金型１０の加熱を停止し、金型１０の温度を保持する。判定部５５は、上記の判定を随時行う。

１サイクル目における混練砂加熱処理（Ｓ２）では、制御部５０の指示部５６の指示に基づき、混練容器用ヒーター８１は、混練容器８０を加熱する。受付部５４において目標温度が受け付けられる。受付部５４は、受け付けた目標温度を判定部５５及び記録部６０に送信する。記録部６０は目標温度を記録する。

判定部５５において、取得部５１により取得された混練容器８０の温度が目標温度未満と判定された場合、指示部５６は、混練容器用ヒーター８１に対し、混練容器８０の温度が目標温度となるよう、混練容器８０を加熱させる。混練容器８０の加熱により、混練砂は加熱される。混練砂は、例えば、２５℃から３０℃の間に加熱される。混練砂は、例えば、４０℃を上限として加熱される。

判定部５５において、取得部５１により取得された混練容器８０の温度が目標温度以上と判定された場合、制御部５０は、次の処理に移行する。この場合、指示部５６は、混練容器用ヒーター８１によって混練容器８０の温度を保持させる。判定部５５は、上記の判定を随時行う。１サイクル目における混練砂加熱処理（Ｓ２）は、少なくとも混練砂圧入処理（Ｓ４）の前に実行されていればよい。混練砂加熱処理（Ｓ２）以降の処理が実行されている間においても、制御部５０及び混練容器用ヒーター８１は、混練容器８０の温度を制御していてもよい。

圧入前温度計測処理（Ｓ３）では、金型用温度センサ４０が用いられ、金型加熱処理（Ｓ１,Ｓ１１）終了時の金型１０の温度である圧入前温度（第１温度の一例）が計測され、記録部６０に記録される。制御部５０の取得部５１は、金型加熱処理（Ｓ１,Ｓ１１）終了時において、金型用温度センサ４０を用いて計測された金型１０の温度である圧入前温度を取得する。取得部５１は、圧入前温度を記録部６０に送信する。記録部６０は、圧入前温度を記録する。圧入前温度計測処理（Ｓ３）は、記録部６０における記録が終了した時点で終了し、制御部５０は次の処理に移行する。

混練砂圧入処理（Ｓ４）では、圧入装置２０が用いられ、加熱された金型１０に混練砂が圧入される。混練砂圧入処理（Ｓ４）に移行した場合、混練容器８０は、制御部５０の制御に基づき移動し、圧入装置２０の下方に配置される。制御部５０によって予め定められた混練砂の圧入量又は圧入時間に基づき、圧入装置２０は、混練容器８０から金型１０に混練砂を圧入する。

圧入装置２０は、例えば、ピストンにより混練砂を金型１０のキャビティ１３内に圧入する。混練砂圧入処理（Ｓ４）は、予め定められた混練砂の圧入量又は圧入時間に達した場合に終了する。制御部５０の制御により圧入装置２０は圧入を終了し、制御部５０は次の処理に移行する。他の各処理において、混練容器８０は、圧入装置２０に対して下方に配置されていてもよい。

圧入後温度計測処理（Ｓ５）では、金型用温度センサ４０が用いられ、混練砂圧入処理（Ｓ４）終了時の金型１０の温度である圧入後温度（第２温度の一例）が計測され、記録部６０に記録される。制御部５０の取得部５１は、混練砂圧入処理（Ｓ４）終了時において、金型用温度センサ４０を用いて計測された金型１０の温度である圧入後温度を取得する。取得部５１は、圧入後温度を記録部６０に送信する。記録部６０は、圧入後温度を記録する。圧入後温度計測処理（Ｓ５）は、記録部６０における記録が終了した時点で終了し、制御部５０は次の処理に移行する。

異常判定及び報知処理（Ｓ６）では、圧入後温度計測処理（Ｓ５）後、圧入後温度が焼成温度Ｔより高く、かつ、圧入後温度と焼成温度Ｔとの差分が予め定められた第１閾値より大きい場合、報知部７０は異常を報知する。受付部５４では、圧入後温度が焼成温度Ｔより高い場合における圧入後温度と焼成温度Ｔとの差分に対する第１閾値の入力が受け付けられる。第１閾値は、例えば、３℃以上１０℃以下の範囲内で予め設定される。受付部５４は、判定部５５及び記録部６０に第１閾値を送信する。制御部５０の判定部５５は、焼成温度Ｔと、記録部６０に記録された圧入後温度とを比較し、圧入後温度が焼成温度Ｔより高く、かつ、圧入後温度と焼成温度Ｔとの差分が受付部５４において第１閾値より大きいと判定した場合に異常と判定する。

判定部５５において異常と判定された場合、指示部５６は、異常を報知部７０に報知させる。報知部７０により異常が報知された場合、又は、判定部５５に異常と判定されなかった場合、制御部５０は次の処理に移行する。なお、判定部５５において異常と判定された場合、金型１０から中子を取り出して図１に示されるフローチャートを終了する。記録部６０は、第１閾値を記録する。

焼成温度保持処理（Ｓ７）では、混練砂が圧入された金型１０の温度は、金型用熱制御器３０及び金型用温度センサ４０が用いられ、焼成温度Ｔで保持される。受付部５４において受け付けた焼成温度Ｔを判定部５５及び記録部６０に送信する。判定部５５は、金型用温度センサ４０及び取得部５１により取得された金型１０の温度と、焼成温度Ｔとを比較する。判定部５５により金型１０の温度が焼成温度Ｔ未満と判定された場合、指示部５６は、金型用熱制御器３０に対して、金型１０の温度が焼成温度Ｔとなるように金型１０の温度を制御させる。

焼成温度保持処理（Ｓ７）では、金型用熱制御器３０及び制御部５０は、金型１０に対して混練砂の圧入が終了した時間に焼成時間を加えた時間まで、金型１０の温度が焼成温度Ｔになるように保持する。受付部５４において、焼成時間は予め受け付けられる。判定部５５において、計測部５２によって計測された金型１０に対して混練砂の圧入が終了した時間からの経過時間が焼成時間未満と判定された場合、指示部５６は、金型１０の温度が焼成温度Ｔになるように保持する。判定部５５において、金型１０に対して混練砂の圧入が終了した時間からの経過時間が焼成時間以上と判定された場合、制御部５０は次の処理に移行する。次回のサイクルも実行される場合、金型用熱制御器３０による金型１０への温度の制御は実行されたままでもよい。判定部５５は、上記の判定を随時行う。記録部６０は、焼成温度Ｔ及び焼成時間を記録する。

中子取出処理（Ｓ８）では、焼成温度保持処理（Ｓ７）の後において金型１０から中子が取り出される。混練砂が混練砂圧入処理（Ｓ４）から焼成温度保持処理（Ｓ７）までの間に、焼成温度Ｔに保持された金型１０において焼成されることで、金型１０のキャビティ１３内で中子が造型される。中子取出処理（Ｓ８）では、左型１１が離型された後に、左型１１の下端が右型１２の下端から離間するように左型１１を回動させることで、キャビティ１３から中子を取り出すことができる。中子取出処理（Ｓ８）は、中子を取り出し、左型１１を右型１２と再び合わせた時点で終了し、制御部５０は次の処理に移行する。

完了判定（Ｓ９）では、すべての中子の造型を完了したか否かが判定される。制御部５０は、記録部６０の従前の記録に基づき、完了判定（Ｓ９）までに造型された中子の個数を更新する。制御部５０において、中子の個数が制御部５０により予め定められた造型個数に達していると判定された場合、制御部５０は、一連のサイクルを終了する。中子造型装置１は中子の造型を終了する。制御部５０において、中子の個数が造型個数に達していないと判定された場合、制御部５０は、２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）へと移行する。記録部６０は、完了判定（Ｓ９）までに造型された中子の個数を記録する。

２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）では、制御部５０の指示部５６の指示に基づき、金型用熱制御器３０は、金型１０を加熱する。２サイクル目以降においては、制御部５０の設定部５３は、記録部６０に記録された圧入前温度、圧入後温度及び焼成温度Ｔに基づき、事前温度を設定する。事前温度は、混練容器８０の温度及び記録部６０に記録された目標温度を含めて決定されてもよい。

設定部５３において、事前温度は、例えば、圧入後温度が焼成温度Ｔ以下、かつ、圧入後温度と焼成温度Ｔとの差分が従前のサイクルより小さくなるように設定される。記録部６０に記録された圧入後温度が受け付けた焼成温度Ｔ以下、かつ、記録部６０に記録されたあるサイクルの圧入後温度と受け付けた焼成温度Ｔとの差分が予め定められた第２閾値以下に収まっていれば、設定部５３は、そのサイクルの事前温度を今回のサイクルの事前温度としてもよい。第２閾値は、例えば、３℃以上１０℃以下の範囲内で予め設定される。設定部５３は、設定された事前温度を判定部５５及び記録部６０に送信する。２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）における以降の処理は、２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）を除き、１サイクル目の金型加熱処理（Ｓ１）において受付部５４が事前温度を判定部５５及び記録部６０に送信した後の処理と同一である。

２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）では、制御部５０の指示部５６の指示に基づき、混練容器用ヒーター８１は、混練容器８０を加熱する。２サイクル目以降においては、制御部５０の設定部５３は、記録部６０に記録された圧入前温度、圧入後温度、焼成温度Ｔ、及び目標温度に基づき、目標温度を設定する。目標温度は、事前温度と合わせて、例えば、圧入後温度が焼成温度Ｔ以下、かつ、圧入後温度と焼成温度Ｔとの差分が従前のサイクルより小さくなるように設定される。記録部６０に記録された圧入後温度が受け付けた焼成温度Ｔ以下、かつ、記録部６０に記録された圧入後温度と受け付けた焼成温度Ｔとの差分が予め定められた第２閾値以下に収まっていれば、設定部５３は、そのときの目標温度を今回のサイクルの目標温度としてもよい。

設定部５３は、設定された目標温度を判定部５５及び記録部６０に送信する。２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）以降の処理は、１サイクル目の混練砂加熱処理（Ｓ２）において受付部５４が目標温度を判定部５５及び記録部６０に送信した後の処理と同一である。

図４は、実施形態に係る中子造型装置の金型の温度変化の過程で圧入後温度が焼成温度Ｔ以下の場合の一例を示すグラフである。図５は、実施形態に係る中子造型装置の金型の温度変化の過程で圧入後温度が焼成温度Ｔより大きい場合の一例を示すグラフである。図４及び図５の横軸は金型１０の温度制御開始からの時間（ｓ）、縦軸は金型１０の温度（℃）である。図４及び図５の縦軸に記載されているＴは、焼成温度Ｔを表す。

図４及び図５には、混練砂加熱ラインＬ１００及び混練砂非加熱ラインＬ２００が描画されている。混練砂加熱ラインＬ１００は、１サイクル目の金型加熱処理（Ｓ１）から２サイクル目以降の中子取出処理（Ｓ８）までに得られた金型１０の温度の時間変化を示す曲線である。混練砂非加熱ラインＬ２００は、混練砂加熱処理（Ｓ２，Ｓ１２）を除く、１サイクル目の金型加熱処理（Ｓ１）から２サイクル目以降の中子取出処理（Ｓ８）までに得られた金型１０の温度の時間変化を示す曲線である。混練砂加熱ラインＬ１００及び混練砂非加熱ラインＬ２００において、焼成温度Ｔは、図４及び図５のそれぞれの図の中で同一である。

混練砂加熱ラインＬ１００上において、各処理を実行した結果の一例として、図４には測定点ＤＰ１０１、測定点ＤＰ１０２、測定点ＤＰ１０３、測定点ＤＰ１０４、測定点ＤＰ１０５、測定点ＤＰ１０６、測定点ＤＰ１０７、測定点ＤＰ１０８、測定点ＤＰ１０９、及び測定点ＤＰ１１０が、図５には測定点ＤＰ１１１、測定点ＤＰ１１２、測定点ＤＰ１１３、測定点ＤＰ１１５、測定点ＤＰ１１６、測定点ＤＰ１１７、測定点ＤＰ１１８、及び測定点ＤＰ１２０がそれぞれプロットされている。混練砂非加熱ラインＬ２００上において、各処理を実行した結果の一例として、図４には測定点ＤＰ２０１、測定点ＤＰ２０２、測定点ＤＰ２０３、測定点ＤＰ２０４、測定点ＤＰ２０５、測定点ＤＰ２０６、測定点ＤＰ２０７、測定点ＤＰ２０８、測定点ＤＰ２０９、及び測定点ＤＰ２１０が、図５には測定点ＤＰ２１１、測定点ＤＰ２１２、測定点ＤＰ２１３、測定点ＤＰ２１５、測定点ＤＰ２１６、測定点ＤＰ２１７、測定点ＤＰ２１８、及び測定点ＤＰ２２０がそれぞれプロットされている。

図４における測定点ＤＰ１０１及び測定点ＤＰ２０１、並びに図５における測定点ＤＰ１１１及び測定点ＤＰ２１１は、１サイクル目の金型加熱処理（Ｓ１）開始時の温度を示す。図４における測定点ＤＰ１０２及び測定点ＤＰ２０２、並びに図５における測定点ＤＰ１１２及び測定点ＤＰ２１２は、圧入前温度計測処理（Ｓ３）において測定された、１サイクル目の金型加熱処理（Ｓ１）終了時の温度である圧入前温度を示す。

図４における測定点ＤＰ１０３及び測定点ＤＰ２０３、並びに図５における測定点ＤＰ１１３及び測定点ＤＰ２１３は、圧入後温度計測処理（Ｓ５）において測定された、１サイクル目の混練砂圧入処理（Ｓ４）終了時の温度である圧入後温度を示す。図４における測定点ＤＰ１０４及び測定点ＤＰ２０４は、１サイクル目の焼成温度保持処理（Ｓ７）中の焼成温度Ｔに達した際の焼成温度Ｔを示す。図４における測定点ＤＰ１０５及び測定点ＤＰ２０５、並びに図５における測定点ＤＰ１１５及び測定点ＤＰ２１５は、１サイクル目の中子取出処理（Ｓ８）時の温度を示す。

図４における測定点ＤＰ１０６及び測定点ＤＰ２０６、並びに図５における測定点ＤＰ１１６及び測定点ＤＰ２１６は、２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）開始時の温度を示す。図４における測定点ＤＰ１０７及び測定点ＤＰ２０７、並びに図５における測定点ＤＰ１１７及び測定点ＤＰ２１７は、圧入前温度計測処理（Ｓ３）において測定された、２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）終了時の温度である圧入前温度を示す。

図４における測定点ＤＰ１０８及び測定点ＤＰ２０８、並びに図５における測定点ＤＰ１１８及び測定点ＤＰ２１８は、圧入後温度計測処理（Ｓ５）において測定された、２サイクル目以降の混練砂圧入処理（Ｓ４）終了時の温度である圧入後温度を示す。図４における測定点ＤＰ１０９及び測定点ＤＰ２０９は、２サイクル目以降の焼成温度保持処理（Ｓ７）中の焼成温度Ｔに達した際の焼成温度Ｔを示す。図４における測定点ＤＰ１１０及び測定点ＤＰ２１０、並びに図５における測定点ＤＰ１２０及び測定点ＤＰ２２０は、２サイクル目以降の中子取出処理（Ｓ８）時の温度を示す。

図４に示されるように２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）において、設定部５３により記録部６０に記録された圧入前温度、圧入後温度及び焼成温度Ｔに基づき、事前温度が適切に決定される。これにより、測定点ＤＰ１０８の温度と焼成温度Ｔとの差分は、測定点ＤＰ１０３の温度と焼成温度Ｔとの差分と比較して小さくなる。混練砂加熱ラインＬ１００上の測定点ＤＰ１０８から測定点ＤＰ１０９までの時間は、混練砂加熱ラインＬ１００上の測定点ＤＰ１０３から測定点ＤＰ１０４までの時間と比較して短くなる。また、測定点ＤＰ２０８の温度と焼成温度Ｔとの差分は、測定点ＤＰ２０３の温度と焼成温度Ｔとの差分と比較して小さくなる。混練砂非加熱ラインＬ２００上の測定点ＤＰ２０８から測定点ＤＰ２０９までの時間は、混練砂非加熱ラインＬ２００上の測定点ＤＰ２０３から測定点ＤＰ２０４までの時間と比較して短くなる。２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）により事前温度が適切に決定されることで、焼成温度Ｔより低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。

混練砂圧入処理（Ｓ４）の前における混練砂加熱処理（Ｓ２）により混練砂が加熱される場合、混練砂が加熱されない場合と比較して、混練砂圧入処理（Ｓ４）における金型１０の圧入後温度の低下が抑制される。これにより、測定点ＤＰ１０３の温度は、測定点ＤＰ２０３の温度と比較して高くなる。また、測定点ＤＰ１０８の温度は、測定点ＤＰ２０８の温度と比較して高くなる。また、混練砂加熱ラインＬ１００上の測定点ＤＰ１０３から測定点ＤＰ１０４までの時間は、混練砂非加熱ラインＬ２００上の測定点ＤＰ２０３から測定点ＤＰ２０４までの時間と比較して短くなる。混練砂加熱ラインＬ１００上の測定点ＤＰ１０８から測定点ＤＰ１０９までの時間は、混練砂非加熱ラインＬ２００上の測定点ＤＰ２０８から測定点ＤＰ２０９までの時間と比較して短くなる。これにより、混練砂加熱処理（Ｓ２）により混練砂が加熱されることで、混練砂が加熱されない場合と比較して、圧入後温度が焼成温度Ｔよりも低くなり、かつ、圧入後温度と焼成温度Ｔとの差異が大きくなることを抑制することができる。よって、焼成温度Ｔより低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。

２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）において、設定部５３により記録部６０に記録された圧入前温度、圧入後温度、焼成温度Ｔ、及び目標温度に基づき、目標温度が適切に決定される。２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）において決定された事前温度と２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）において決定された目標温度とにより、測定点ＤＰ１０８の温度と焼成温度Ｔとの差分は、測定点ＤＰ１０３の温度と焼成温度Ｔとの差分と比較して小さくなる。混練砂加熱ラインＬ１００上の測定点ＤＰ１０８から測定点ＤＰ１０９までの時間は、混練砂加熱ラインＬ１００上の測定点ＤＰ１０３から測定点ＤＰ１０４までの時間と比較して短くなる。２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）により目標温度が適切に決定されることで、焼成温度Ｔより低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。

図５は、金型用熱制御器３０が、例えばヒーターのような加熱機能のみを有し、冷却機能を有さない場合の金型１０の温度変化を示している。図５に示されるように混練砂圧入処理（Ｓ４）後において、金型１０の温度が圧入後温度まで低下した場合であっても、測定点ＤＰ１１３、測定点ＤＰ２１３、測定点ＤＰ１１８、及び測定点ＤＰ２１８の温度のように焼成温度Ｔより高くなる場合が生じる。焼成温度Ｔは、測定点ＤＰ２１８及び測定点ＤＰ２２０より低い温度であり、図５の破線が示す温度である。これらは、金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）において金型１０が過剰に加熱された場合、圧入するステップにおいて混練砂が金型１０に圧入されても、圧入後温度が焼成温度Ｔと第１閾値との和よりも高くなる状態を示している。この状態で造型された中子では、適切な焼成温度Ｔで造型された中子と比較して、品質が低下するおそれがある。上記状態となった場合、報知部７０が異常を報知することにより、中子の品質低下の可能性を知らせることができる。

２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）において、記録部６０に記録されたデータを用いて事前温度が決定される。事前温度を更新した場合において、圧入後温度が焼成温度Ｔより小さくならなかった場合であっても、測定点ＤＰ１１８の温度と焼成温度Ｔとの差分は、測定点ＤＰ１１３の温度と焼成温度Ｔとの差分と比較して小さくなる。測定点ＤＰ２１８の温度と焼成温度Ｔとの差分は、測定点ＤＰ２１３の温度と焼成温度Ｔとの差分と比較して小さくなる。

２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）において、記録部６０に記録されたデータを用いて目標温度が決定される。混練砂の温度調整により、測定点ＤＰ１１８の温度と測定点ＤＰ２１８の温度との差分は、測定点ＤＰ１１３の温度と測定点ＤＰ２１３の温度との差分と比較して小さくなる。

次回のサイクルにおいて、今回のサイクルの結果の記録を用いてフィードバックを行い、圧入後温度が焼成温度Ｔより小さくなるように、事前温度及び目標温度は設定される。２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）及び混練砂加熱処理（Ｓ１２）において、フィードバックを繰り返すことで、適切に設定された事前温度に基づいて金型１０が加熱され、適切に設定された目標温度に加熱された混練容器８０内の混練砂が圧入されることで、金型１０の温度が焼成温度Ｔより高い状態で焼成された中子の造型を抑制することができる。

以上、本実施形態の中子造型方法及び中子造型装置１によると、中子の金型１０への張り付きを抑制することができる。また、金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）により、混練砂の圧入前に金型１０が加熱されていない場合、又は、金型１０が焼成温度Ｔに維持されている場合と比べて、混練砂の圧入により金型１０の温度が焼成温度Ｔよりも低くなり、かつ、金型１０の温度と焼成温度Ｔとの差異が大きくなることを抑制することができる。混練砂の圧入前に金型１０が焼成温度Ｔより高い温度となるように加熱されていない場合と比較して、焼成温度Ｔより低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。

金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）、圧入前温度計測処理（Ｓ３）、混練砂圧入処理（Ｓ４）、圧入後温度計測処理（Ｓ５）、焼成温度保持処理（Ｓ７）、及び中子取出処理（Ｓ８）を順に繰り返し実行することで、過去のデータを用いて事前温度を適切に決定することができる。適切に設定された事前温度に基づいて金型１０が加熱されることで、焼成温度Ｔとは異なる温度で混練砂を焼成する時間を従前より減少させることができる。

異常判定及び報知処理（Ｓ６）を実行し、圧入後温度が焼成温度Ｔより高く、かつ、圧入後温度と焼成温度Ｔとの差分が第１閾値より大きい場合、異常が報知されることで、中子の品質低下の可能性を知らせることができる。混練砂加熱処理（Ｓ２，Ｓ１２）を実行することで、混練砂の圧入により金型１０の温度が焼成温度Ｔよりも低くなり、かつ、金型１０の温度と焼成温度Ｔとの差異が大きくなることを抑制することができる。混練砂の圧入前に金型１０が焼成温度Ｔより高い温度となるように加熱されておらず、混練砂が加熱されていない場合と比較して、焼成温度Ｔより低い温度で混練砂を焼成する時間を減少させることができる。また、この方法は、金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）において、混練砂を加熱しない場合と比べて、金型用熱制御器３０による金型１０の加熱量を小さくすることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る中子造型装置について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態との相違点を説明し、重複する説明を省略する。第２実施形態に係る中子造型装置は、第１実施形態に係る中子造型装置１と比較して、制御部５０において圧入後温度計測処理（Ｓ５）が実行されない点、制御部５０において異常判定及び報知処理（Ｓ６）が実行されない点、及び、制御部５０が計測された時間に基づいて２サイクル目以降の事前温度及び目標温度を設定する点において相違する。

図１を再び参照する。制御部５０は、焼成温度保持処理（Ｓ７）が終了するまでに、焼成温度保持処理（Ｓ７）内において調整時間計測処理を実行する。調整時間計測処理は、金型１０の温度を焼成温度Ｔに保持する焼成温度保持処理（Ｓ７）の実行中に並行して行われる。調整時間とは、金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）の開始から混練砂圧入処理（Ｓ４）後に金型１０の温度が焼成温度Ｔとなるまでの時間である。調整時間は、金型用温度センサ４０により計測された温度に基づき、計測部５２により計測された時間である。調整時間は、記録部６０により記録される。

焼成温度保持処理（Ｓ７）内の調整時間計測処理において、計測部５２は、調整時間を計測する。計測部５２は、計測された調整時間を記録部６０に送信する。記録部６０は調整時間を記録する。調整時間計測処理は、記録部６０における記録が終了した時点で終了し、制御部５０は、金型１０の温度を焼成温度Ｔに保持する焼成温度保持処理（Ｓ７）を継続する。今回のサイクルにおいて、調整時間計測処理以降の処理は焼成温度保持処理（Ｓ７）の処理中及び処理後と同一である。

２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）では、制御部５０の指示部５６の指示に基づき、金型用熱制御器３０は、金型１０を加熱する。２サイクル目以降においては、制御部５０の設定部５３は、記録部６０に記録された圧入前温度及び調整時間に基づき、事前温度を決定する。事前温度は、混練容器８０の温度及び記録部６０に記録された目標温度を含めて決定されてもよい。

設定部５３において、事前温度は、例えば、調整時間が従前のサイクルの調整時間と比較して小さくなるように設定される。調整時間は、予め定められた最短の調整時間である最短調整時間との差分が第３閾値以内に収まるように設定される。最短調整時間及び第３閾値は、受付部５４において受け付けられる。第３閾値は、例えば１０秒である。記録部６０に記録されたあるサイクルの調整時間と最短調整時間との差分が第３閾値以下に収まっていれば、設定部５３は、そのサイクルの事前温度を今回のサイクルの事前温度として用いてもよい。設定部５３は、設定された事前温度を判定部５５及び記録部６０に送信する。２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）における以降の処理は、２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）を除き、１サイクル目の金型加熱処理（Ｓ１）において受付部５４が事前温度を判定部５５及び記録部６０に送信した後の処理と同一である。

２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）では、制御部５０の指示部５６の指示に基づき、混練容器用ヒーター８１は、混練容器８０を加熱する。２サイクル目以降においては、制御部５０の設定部５３は、記録部６０に記録された圧入前温度、調整時間及び目標温度に基づき、目標温度を設定する。目標温度は、事前温度と合わせて、例えば、調整時間が従前のサイクルの調整時間と比較して小さくなるように設定される。調整時間は、予め定められた最短の調整時間である最短調整時間との差分が第３閾値以内に収まるように設定される。記録部６０に記録されたあるサイクルの調整時間と最短調整時間との差分が第３閾値以下に収まっていれば、設定部５３は、そのサイクルの目標温度を今回のサイクルの目標温度として用いてもよい。

設定部５３は、設定された目標温度を判定部５５及び記録部６０に送信する。２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）以降の処理は、１サイクル目の混練砂加熱処理（Ｓ２）において受付部５４が目標温度を判定部５５及び記録部６０に送信した後の処理と同一である。

図４を再び参照する。図４に示されるように調整時間は、測定点ＤＰ１０１から測定点ＤＰ１０４までの時間、測定点ＤＰ２０１から測定点ＤＰ２０４までの時間、測定点ＤＰ１０６から測定点ＤＰ１０９までの時間、及び測定点ＤＰ２０６から測定点ＤＰ２０９までの時間である。

２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）において、設定部５３により、記録部６０に記録された圧入前温度及び調整時間に基づき、事前温度が適切に決定される。また、２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）において、設定部５３により、記録部６０に記録された圧入前温度、調整時間及び目標温度に基づき、目標温度が適切に決定される。これらによる作用及び効果は、第１実施形態に係る中子造型装置１と同一である。

（変形例）
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。例えば、制御部５０は、中子造型方法として、混練砂加熱処理（Ｓ２）、圧入前温度計測処理（Ｓ３）、圧入後温度計測処理（Ｓ５）、異常判定及び報知処理（Ｓ６）、焼成温度保持処理（Ｓ７）中の調整時間計測処理、完了判定（Ｓ９）、２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）、又は、２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）を実行しなくともよい。制御部５０は、中子造型方法として、Ｓ１（Ｓ１１）からＳ８の各処理を繰り返し実行しなくともよい。

金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）と混練砂加熱処理（Ｓ２，Ｓ１２）とは順番が入れ替わってもよい。この場合、設定部５３が事前温度を決定する際に、現時点の金型１０の温度、記録部６０に記録された圧入前温度、圧入後温度、調整時間、焼成温度Ｔなどに加えて、混練容器８０の温度及び記録部６０に記録された目標温度を用いて決定することができる。設定部５３が目標温度を決定する際に、現時点の混練容器８０の温度及び記録部６０に記録された目標温度などに加えて、記録部６０に記録された圧入前温度、圧入後温度、調整時間、及び焼成温度Ｔを用いて決定することができる。金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）と混練砂加熱処理（Ｓ２，Ｓ１２）とは同時に実行されてもよい。

金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）が実行される前、かつ、左型１１と右型１２とが合わさることによる金型１０の型閉じの前において、清掃処理が実行されてもよい。清掃処理では、金型１０内がエアブローにより清掃され、金型１０内に離型剤（例えば、シリコーン分散液）が噴霧される。これにより、金型１０からの中子の取り外しが容易となる。

混練容器用ヒーター８１は、混練容器用熱制御器であってもよい。この場合、混練容器用熱制御器は、混練容器８０を加熱する機能と冷却する機能とを有する。混練砂加熱処理（Ｓ２，Ｓ１２）では、制御部５０の指示部５６の指示に基づき、混練容器用熱制御器は、混練容器８０を加熱又は冷却する。混練砂圧入処理（Ｓ４）において、圧入装置２０が制御部５０の制御に基づき移動し、混練容器８０の上方に配置されてもよい。

２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）と２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）とは、圧入前温度、圧入後温度、及び焼成温度Ｔに加えて調整時間も合わせて用いることで、事前温度又は目標温度を決定してもよい。混練砂加熱処理（Ｓ２，Ｓ１２）は、混練砂の種類にも基づいて目標温度を決めてもよい。圧入後温度は、混練砂の圧入後、予め定められた所定の時間の経過後までのうち、最低温度としてもよい。

受付部５４は、２サイクル目以降の金型加熱処理（Ｓ１１）において、事前温度の入力を受け付けてもよい。設定部５３において事前温度の設定がなされなかった場合、受付部５４は、受け付けた事前温度を指示部５６に送信する。この場合、設定部５３によって設定された事前温度と、受付部５４によって受け付けた事前温度とが重複して設定され、設定された温度が相違した場合は、受付部５４は、報知部７０を通じて相違した旨を作業員に報知する。受付部５４は、受付部５４において受け付けた事前温度を指示部５６に送信するか否かを作業員に選択させる。受付部５４において受け付けた事前温度を送信すると選択された場合、受付部５４は、受付部５４において受け付けた事前温度を指示部５６に送信する。受付部５４において受け付けた事前温度を指示しないと選択された場合、設定部５３は、設定部５３において設定された事前温度を指示部５６に送信する。

受付部５４は、２サイクル目以降の混練砂加熱処理（Ｓ１２）において、目標温度の入力を受け付けてもよい。設定部５３において目標温度の設定がなされなかった場合、受付部５４は、受け付けた目標温度を指示部５６に送信する。この場合、設定部５３によって設定された目標温度と、受付部５４によって受け付けた目標温度とが重複して設定され、設定された温度が相違した場合は、受付部５４は、報知部７０を通じて相違した旨を作業員に報知する。受付部５４は、受付部５４において受け付けた目標温度を指示部５６に送信するか否かを作業員に選択させる。受付部５４において受け付けた目標温度を送信すると選択された場合、受付部５４は、受付部５４において受け付けた目標温度を指示部５６に送信する。受付部５４において受け付けた目標温度を指示しないと選択された場合、設定部５３は、設定部５３において設定された目標温度を指示部５６に送信する。

設定部５３又は受付部５４は、取得部５１により取得された金型１０の温度若しくは混練容器８０の温度、計測部５２により計測された時間、又は記録部６０に記録された圧入前温度、圧入後温度、焼成温度Ｔなどの従前の温度若しくは焼成時間などに基づいて、事前温度加熱時間を決定してもよい。制御部５０は、金型加熱処理（Ｓ１，Ｓ１１）において、金型用熱制御器３０に対し、金型１０の温度が事前温度になるよう加熱させる。この場合、制御部５０は、金型用熱制御器３０に対し、金型１０の温度制御を開始してから事前温度加熱時間が経過するまで加熱させる。金型１０の温度制御を開始してから事前温度加熱時間が経過した場合、圧入前温度計測処理（Ｓ３）を実行し、その時点での金型１０の温度を圧入前温度としてもよい。

設定部５３又は受付部５４は、取得部５１により取得された金型１０の温度若しくは混練容器８０の温度、計測部５２により計測された時間、又は記録部６０に記録された圧入前温度、圧入後温度、焼成温度Ｔなどの従前の温度若しくは焼成時間などに基づいて、目標温度加熱時間を決定してもよい。制御部５０は、混練砂加熱処理（Ｓ２，Ｓ１２）において、混練容器用ヒーター８１に対して、混練容器８０の温度が目標温度になるように加熱させる。この場合、制御部５０は、混練容器用ヒーター８１に対し、混練容器８０の温度制御を開始してから目標温度加熱時間が経過するまで加熱させる。

異常判定及び報知処理（Ｓ６）では、制御部５０の判定部５５において、圧入後温度が焼成温度Ｔより高い状態の時間が予め定められた閾値を超えるか否かを判定した上で、指示部５６の指示に基づき報知部７０に異常を報知させてもよい。第２実施形態において、調整時間の上限値を予め定めてもよい。計測部５２において計測された時間が調整時間の上限値より大きくなった場合、制御部５０において、異常判定及び報知処理（Ｓ６）が実行されてもよい。

焼成温度保持処理（Ｓ７）は、金型１０の温度が焼成温度Ｔになった時間から一定の時間経過後に終了し、次の処理に移行してもよい。

１…中子造型装置、１０…金型、１１…左型、１２…右型、１３…キャビティ、２０…圧入装置、３０…金型用熱制御器、４０…金型用温度センサ、５０…制御部、５１…取得部、５２…計測部、５３…設定部、５４…受付部、５５…判定部、５６…指示部、６０…記録部、７０…報知部、８０…混練容器、８１…混練容器用ヒーター、８２…混練容器用温度センサ、Ｔ…焼成温度。

Claims (10)

1. 混練砂が圧入される金型を用いて中子を造型する中子造型方法であって、
   前記金型の温度が予め定められた焼成温度より高い温度となるように前記金型を加熱するステップと、
   加熱された前記金型に前記混練砂を圧入するステップと、
   前記混練砂が圧入された前記金型の温度を前記焼成温度で保持するステップと、
   前記保持するステップの後において前記金型から前記中子を取り出すステップと、
   を有する、中子造型方法。
2. 前記加熱するステップ終了時の前記金型の第１温度を計測するステップと、
   前記圧入するステップ終了時の前記金型の第２温度を計測するステップと、
   をさらに有し、
   前記加熱するステップ、前記第１温度を計測するステップ、前記圧入するステップ、前記第２温度を計測するステップ、前記保持するステップ、及び前記取り出すステップを順に繰り返し実行し、
   前記取り出すステップの後における前記加熱するステップでは、計測された前記第１温度、計測された前記第２温度及び前記焼成温度に基づいて前記金型の事前温度を決定し、前記決定された事前温度に基づいて前記金型を加熱する、請求項１に記載の中子造型方法。
3. 前記加熱するステップ終了時の前記金型の第１温度を計測するステップをさらに有し、
   前記保持するステップは、前記金型の温度制御開始から前記混練砂が圧入された前記金型の温度を予め定められた前記焼成温度へと変更するまでの調整時間を計測するステップを含み、
   前記加熱するステップ、前記第１温度を計測するステップ、前記圧入するステップ、前記保持するステップ、及び前記取り出すステップを順に繰り返し実行し、
   前記取り出すステップの後における前記加熱するステップでは、計測された前記第１温度及び計測された前記調整時間に基づいて前記金型の事前温度を決定し、前記決定された事前温度に基づいて前記金型を加熱する、請求項１に記載の中子造型方法。
4. 前記第２温度を計測するステップ後、前記第２温度が前記焼成温度より高く、かつ、前記第２温度と前記焼成温度との差分が予め定められた第１閾値より大きい場合に異常を報知するステップをさらに有する、請求項２に記載の中子造型方法。
5. 前記圧入するステップ前に前記混練砂を加熱するステップをさらに有する、請求項１から４の何れか一項に記載の中子造型方法。
6. 混練砂が圧入される金型を用いて中子を造型する中子造型装置であって、
   前記混練砂を焼成する前記金型と、
   前記混練砂を前記金型に圧入する圧入装置と、
   前記金型の温度を制御する金型用熱制御器と、
   前記金型の温度を計測する金型用温度センサと、
   前記圧入装置、前記金型用熱制御器及び前記金型用温度センサと接続される制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記金型用熱制御器を用いて前記金型の温度が予め定められた焼成温度より高い温度となるように前記金型を加熱するステップと、
   加熱された前記金型に前記圧入装置を用いて前記混練砂を圧入するステップと、
   前記混練砂が圧入された前記金型の温度を前記金型用熱制御器及び前記金型用温度センサを用いて前記焼成温度で保持するステップと、
   前記保持するステップの後において前記金型から前記中子を取り出すステップと、
   を実行する、中子造型装置。
7. 前記金型用温度センサと前記制御部と接続され、前記金型の温度を記録する記録部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記金型用温度センサを用いて前記加熱するステップ終了時の前記金型の第１温度を計測し、前記記録部に記録するステップと、
   前記金型用温度センサを用いて前記圧入するステップ終了時の前記金型の第２温度を計測し、前記記録部に記録するステップと、
   をさらに実行し、
   前記加熱するステップ、前記第１温度を計測するステップ、前記圧入するステップ、前記第２温度を計測するステップ、前記保持するステップ、及び前記取り出すステップを順に繰り返し実行し、
   前記取り出すステップの後における前記加熱するステップでは、前記記録部に記録された前記第１温度及び前記第２温度と前記焼成温度とに基づいて前記金型の事前温度を決定し、前記決定された事前温度に基づいて前記金型用熱制御器を用いて前記金型を加熱する、請求項６に記載の中子造型装置。
8. 前記金型用温度センサと前記制御部と接続され、前記金型の温度及び前記金型の温度変化に対応する時間を記録する記録部をさらに備え、
   前記金型用温度センサを用いて前記加熱するステップ終了時の前記金型の第１温度を計測し、前記記録部に記録するステップをさらに有し、
   前記金型用温度センサを用いて前記保持するステップは、前記金型の温度制御開始から前記混練砂が圧入された前記金型の温度を予め定められた前記焼成温度へと変更するまでの調整時間を計測し、前記記録部に記録するステップを含み、
   前記加熱するステップ、前記第１温度を計測するステップ、前記圧入するステップ、前記保持するステップ、及び前記取り出すステップを順に繰り返し実行し、
   前記取り出すステップの後における前記加熱するステップでは、前記記録部に記録された前記第１温度及び前記調整時間に基づいて前記金型の事前温度を決定し、前記決定された事前温度に基づいて前記金型用熱制御器を用いて前記金型を加熱する、請求項６に記載の中子造型装置。
9. 前記制御部に接続され、異常を報知する報知部をさらに備え、
   前記制御部は、
   前記第２温度を計測するステップ後、前記第２温度が前記焼成温度より高く、かつ、前記第２温度と前記焼成温度との差分が予め定められた第１閾値より大きい場合に異常を前記報知部に報知させるステップをさらに実行する、請求項７に記載の中子造型装置。
10. 前記混練砂を貯留し、前記圧入装置により前記混練砂を排出する混練容器と、
    前記混練容器及び前記制御部に接続され、前記混練容器を加熱させる混練容器用ヒーターと、をさらに備え、
    前記制御部は、
    前記圧入するステップ前に前記混練容器用ヒーターにより前記混練容器を加熱することで前記混練砂を加熱するステップをさらに実行する、請求項６から９の何れか一項に記載の中子造型装置。

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