JP5958966B2 - 造型装置および造型方法 - Google Patents

Description

本発明は、造型装置および造型方法に関し、特に、攪拌槽内で粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とし、攪拌槽と成形型とを接合して攪拌槽内の混合材の表面を押圧して成形型内に充填して所定形状の鋳型を成形するための造型装置および造型方法に関するものである。

従来より、鋳物砂などの粒子状骨材と、バインダや界面活性剤、水などの添加材とを攪拌装置により攪拌して混合材とし、この混合材を成形型内のキャビティに充填して、所定形状の中子などの鋳型を成形することが一般的に行われている。攪拌装置は一般に、粒子状骨材と添加材とが投入される攪拌槽と、攪拌槽内で回転される攪拌羽根とを備えている。そして、一般的な攪拌羽根は、図９および図１０に示すようにモータに接続された回転駆動軸２３’の回りに板状の攪拌羽根２’が設けられている。

また、造型装置に関する従来の技術として、たとえば特許文献１が知られている。特許文献１には、粒子状骨材の粘結剤として水溶性バインダを用い、か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ための鋳型造型装置の一つとして、上下方向へ延びる円筒と、この円筒内に上下動可能に配設されたプランジャと、円筒の下端開口を開閉するゲートとを、昇降可能に設けて、流動粒子状骨材の金型への圧入手段を構成し、さらに、前記円筒の中段に開口を設けてこの開口に、流動粒子状骨材を得るミキサを接続したものがあることが開示されている（０００２、０００３）。

そして、特許文献１には、攪拌槽としての機能と、圧入筒としての機能を併せ持つ混合材収納手段と、混合材収納手段内の粒子状骨材、水溶性バインダおよび水を攪拌発泡する攪拌羽根機構と、混合材収納手段の射出孔を閉塞する栓手段と、混合材収納手段内の混合材を押圧して前記混合材収納手段の射出孔から水平割金型のキャビティ内に射出する押圧機構とを備えた鋳型造型装置が開示されている（００１８〜００２１）。

特許文献１に開示された鋳型造型装置を用いて鋳型を造型する手順では、栓手段によって射出孔を閉鎖した後、混合材収納手段内に粒子状骨材、水溶性バインダおよび水を投入し、攪拌羽根機構の攪拌羽根を回転させて粒子状骨材、水溶性バインダおよび水を攪拌して発泡した混合材を製造し、続いて、攪拌羽根機構の攪拌羽根を上昇させ、かつ、栓手段の栓を射出孔から抜き出して射出孔を開口し、混合材収納手段を加熱された水平割及び垂直割金型の真上に移送し、続いて、下金型上に上金型を上金型または垂直割金型上に混合材収納手段を順次載せ、もしくは、固定型と可動型を閉じるとともに、混合材収納手段の下面を金型の上面に当接する。そして、押圧機構のピストンを下降させて、このピストンの下降途中で、ピストンと混合材の間の空気を排気孔から排出した後、排気孔の上端開口部を図示しない弁手段で閉鎖し、混合材収納手段内の混合材を押圧して水平割金型のキャビティ内に混合材を圧入して充填することが記載されている（００３１〜００３４）。

国際公開第２００５／０８９９８４号公報

しかしながら、上記従来の技術のうち、図９および図１０に示したように板状の攪拌羽根２’を採用した場合には、その板状の攪拌羽根２’の全面にわたって粒子状骨材と添加材を攪拌するため、流動性を有する混合材Ｍの表面に波が発生したり、遠心力によって混合材が攪拌羽根の回転軌跡の径方向外側に向かって移動するなどして、図９に示すように混合材Ｍの表面に不規則な凹凸を形成することとなる。

また、板状の攪拌羽根２’においては、粒子状骨材と添加材を攪拌する際に、図９に示したように板状の攪拌羽根２’の全面にわたって粒子状骨材と添加材の混合材が比較的多量に付着することとなる。そして、このような板状の攪拌羽根２’を特許文献１に開示された攪拌羽根機構に用いた場合にあっては、製造された混合材Ｍを水平割金型のキャビティ内に充填すべく押圧機構のピストンによって押圧するに先立って、図１０に示したように攪拌羽根２’を上昇させて混合材Ｍから抜き出し退避させたときに、板状の攪拌羽根２’に比較的多量に付着した混合材Ｍが滴り落ちて、攪拌槽１’内の混合材Ｍの表面に不規則な凹凸を形成することとなる。

さらにまた、攪拌機構として図９に示したように板状の攪拌羽根２’を回転駆動軸２３’の周囲に設けたものを採用した場合には、攪拌時には攪拌羽根２’とともに混合材Ｍの中に回転駆動軸２３’が浸漬していたために、図１０に示したように攪拌が完了して攪拌羽根２’を上昇させて混合材Ｍから抜き出し退避させたときに、混合材Ｍに回転駆動軸２３’の痕跡が残り、凹部Ｑが形成されることとなる。

これらのように、混合材Ｍから攪拌羽根２’を抜き出すことに起因して混合材Ｍの表面に不規則な凹凸等が形成されると、図１１に示したように、その後の充填装置５’により混合材Ｍの表面を押圧して成形型４’のキャビティ４０’内に充填させる際に、混合材Ｍの表面における凹部の空気Ｂが混合材Ｍに巻き込まれることとなる。そして、特許文献１に記載されているように押圧機構（本発明では、充填装置）のピストンに排気孔を設けたとしても、混合材Ｍの表面の凹部が排気孔の配置されていない部分に位置していると、やはり、かかる凹部の空気Ｂを混合材Ｍに巻き込んだ状態で成形型４’のキャビティ４０’内に充填されることとなる。

いずれの場合にも、空気Ｂを巻き込んだ状態で混合材Ｍが成形型４’のキャビティ４０’に充填されると、成形された鋳型の表面に充填不足が生じることとなり、その結果、鋳型を精度よく成形することができない。

さらに、攪拌機構として図９および図１０に示したように板状の攪拌羽根２’を回転軸２３’の周囲に設けたものを採用した場合には、粒子状骨材と添加材が攪拌羽根２’の基端側（回転軸の近傍、つまり攪拌槽１’の中心付近）で充分に攪拌されず、また、粒子状骨材と添加材の混合材Ｍが攪拌羽根２’の先端側（攪拌槽の内周面側）に偏ることとなり、攪拌槽１’内で均一に粒子状骨材と添加材を攪拌することができないという問題があった。

また、特許文献１にあっては、ピストンに排気孔を設けるだけでなく、排気弁も設ける必要があり、構成が複雑であると共に排気弁の制御が煩雑であるという問題もあった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とし、攪拌羽根を混合材から抜き出して退避させ、充填装置によって攪拌槽内の混合材の表面を押圧して成形型のキャビティ内に充填させることにより鋳型を成形する場合に、簡単な構成で、充填装置によって押圧される攪拌槽内の混合材の表面を平滑にすることができ、もって、鋳型を精度よく成形することができる装置と方法を提供することを目的とする。

請求項１の造型装置に係る発明は、上記目的を達成するため、攪拌槽および鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を備え、攪拌槽の底部に開閉可能な充填口を有しており、攪拌槽内で攪拌羽根を回転させることにより粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とした後、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる攪拌装置と、攪拌槽の充填口と連通され混合材を所定形状に成形する成形型と、攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させる充填装置とを備え、攪拌羽根の下部に、混合材の表面を均すためのスクレーパが設けられていることを特徴とする。
請求項２の造型装置に係る発明は、上記目的を達成するため、攪拌槽および鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を備え、攪拌槽の底部に開閉可能な充填口を有しており、攪拌槽内で攪拌羽根を回転させることにより粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とした後、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる攪拌装置と、攪拌槽の充填口と連通され混合材を所定形状に成形する成形型と、攪拌槽内の混合材の表面を押圧して成形型に充填させる充填装置とを備え、攪拌羽根が格子状に構成されていることを特徴とする。
請求項３の造型装置に係る発明は、上記目的を達成するため、攪拌槽および鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を備え、攪拌槽の底部に開閉可能な充填口を有しており、攪拌槽内で攪拌羽根を回転させることにより粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とした後、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる攪拌装置と、攪拌槽の充填口と連通され混合材を所定形状に成形する成形型と、攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させる充填装置とを備え、攪拌羽根の上縁に回転駆動軸の先端が結合されていることを特徴とする。
また、請求項４の造型方法に係る発明は、上記目的を達成するため、攪拌槽の底部に設けられた充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを攪拌槽に投入し、鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより、粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とし、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させ、攪拌槽の底部に設けられた充填口と成形型とを連通させるよう接合して充填口を開き、攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させ、所定形状に成形する造型方法であって、攪拌羽根の下部に、混合材の表面を均すためのスクレーパを設けておき、該攪拌羽根を回転させながら混合材から抜き出すことを特徴とする。
請求項５の造型方法に係る発明は、上記目的を達成するため、攪拌槽の底部に設けられた充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを攪拌槽に投入し、鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより、粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とし、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させ、攪拌槽の底部に設けられた充填口と成形型とを連通させるよう接合して充填口を開き、攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させ、所定形状に成形する造型方法であって、格子状に構成された攪拌羽根を用いて粒子状骨材と添加材とを攪拌することを特徴とする。
請求項６の造型方法に係る発明は、上記目的を達成するため、攪拌槽の底部に設けられた充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを攪拌槽に投入し、鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより、粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とし、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させ、攪拌槽の底部に設けられた充填口と成形型とを連通させるよう接合して充填口を開き、攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させ、所定形状に成形する造型方法であって、回転駆動軸の先端が上縁に結合された攪拌羽根を用いて粒子状骨材と添加材とを攪拌することを特徴とする。

（発明の態様）
請求項１及び４の発明では、混合材の表面を均すためのスクレーパを攪拌羽根の下縁に沿うように設けることができ、また、攪拌羽根に対して所定の角度を有するように攪拌羽根と異なる位相で設けることもできる。

請求項２及び５の発明では、格子状に構成された攪拌羽根として、複数の横部材と、複数の縦部材とのいずれか一方、またはその両方を有する構成とすることができる。さらに、格子状に構成された攪拌羽根は、横部材と縦部材との端部が接合される枠体を備えた構成とすることもできる。

請求項３及び６の発明では、回転駆動軸が混合材に浸漬されないか、または浸漬されても僅かとなるように構成することができればよく、したがって、攪拌羽根の厚さ以下の直径の回転駆動軸が攪拌羽根の上端よりも下方に伸びている部分を有しており、かかる部分が攪拌羽根の厚さ以下の直径で比較的細く成形されており、かかる部分に攪拌羽根が設けられており、回転駆動軸の攪拌羽根の上縁から上方の部分がその回転駆動に必要な強度を有するような直径で比較的太く成形されている場合も、実質的に攪拌羽根の上縁に回転駆動軸の先端を結合することに含むことができる。

請求項１及び４の発明では、攪拌槽の底部の充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを投入し、攪拌槽内で攪拌羽根を回転させることにより攪拌して混合材とし、攪拌羽根を混合材から抜き出して退避させる。このとき、攪拌羽根の下部にスクレーパが設けられていることにより、攪拌羽根を回転させながら混合材から抜き出すと、混合材の表面をスクレーパが均すこととなる。そのため、混合材の表面に不規則な凹凸が形成されている場合であっても、かかる凹凸を平滑にすることができる。

請求項１及び４の発明では、攪拌槽の底部の充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを投入し、攪拌槽内で鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより攪拌して混合材とし、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる。このとき、攪拌羽根の下部にスクレーパが設けられていることにより、攪拌羽根を回転させながら混合材から抜き出すと、混合材の表面をスクレーパが均すこととなる。そのため、混合材の表面に不規則な凹凸が形成されている場合であっても、かかる凹凸を平滑にすることができる。

請求項２及び５の発明では、攪拌槽の底部の充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを投入し、攪拌槽内で鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより攪拌して混合材とする。このとき、攪拌羽根が格子状に構成されているため、粒子状骨材と添加材とが格子の間を通過しながら攪拌される。そのため、表面に波が発生したり攪拌槽内で径方向外側に偏ることがなく、粒子状骨材と添加材とを適切に攪拌して混合材とすることができる。その後、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる。このとき、攪拌羽根が格子状に構成されていることにより、板状の攪拌羽根と比較して付着する面積が少ないために、かかる格子状に構成された攪拌羽根に付着する混合材の量が極めて少なく、したがって、攪拌羽根を混合材から抜き出して退避させても、攪拌槽内の混合材の表面に攪拌羽根に付着した混合材が滴り落ちることも極めて少ない。そのため、攪拌槽内の混合材の表面に不規則な凹凸が形成されるのを防止することができる。

請求項３及び６の発明では、攪拌槽の底部の充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを投入し、攪拌槽内で鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより攪拌して混合材とし、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる。このとき、攪拌羽根の上縁に回転駆動軸の先端が結合されていることにより、攪拌羽根の回転軌跡の径方向内側まで全面にわたって粒子状骨材と添加材とを攪拌することができ、また、回転駆動軸が混合材に浸漬されないかまたは浸漬されたとしても僅かな深さとなることから、混合材内に回転駆動軸の位置するスペースによって痕跡が形成されることがない。そのため、混合材から攪拌羽根を抜き出して退避させたときに混合材の表面に回転駆動軸による凹部が形成されるのを防止し、混合材の表面を平滑にすることができる。

本発明の造型装置全体の実施の一形態を説明するために概略で示した正面図である。 本発明において、格子状に構成された攪拌羽根の上縁に回転駆動軸の先端を結合し、且つ、攪拌羽根の下部にスクレーパを設けた場合の実施の形態を説明するために示した部分拡大図である。 図２の側面図である。 図２に示した攪拌羽根を攪拌槽内で回転させる状態を説明するために示した平面図である。 本発明の攪拌装置により、攪拌槽内で攪拌羽根を回転させて、攪拌槽に投入された粒子状骨材と添加材とを攪拌する状態を説明するために示した、部分縦断正面図である。 図５の状態から、攪拌羽根を回転させながら混合材から抜き出して、その下部に設けられたスクレーパにより混合材の表面を均す状態を説明するために示した、部分縦断正面図である。 図６の状態から、さらに攪拌羽根を上昇させて退避させた状態を説明するために示した、部分縦断正面図である。 充填装置により攪拌槽内の混合材の表面を押圧して、充填口を介して成形型に充填する状態を説明するために示した、部分縦断正面図である。 従来の技術において、板状の攪拌羽根を攪拌槽内で回転させて、攪拌槽に投入された粒子状骨材と添加材とを攪拌する状態を説明するために示した、部分縦断正面図である。 従来の技術において、板状の攪拌羽根を攪拌槽内の混合材から抜き出して退避させたときに、攪拌羽根に付着した混合材が滴り落ちる様子を説明するために示した、部分縦断正面図である。 従来の技術において、攪拌槽内で表面に不規則な凹凸が形成された混合材を充填装置により押圧して充填口を介して成形型に充填し、表面に充填不足が生じた鋳型が成形された場合を説明するために示した、部分縦断正面図である。

最初に、本発明の造型装置の実施の一形態を、図１〜図４に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態においては、成形する鋳型が中子である場合により説明する。図において、同様または相当する部分については同じ符号を付するものとする。
造型装置は、概略、攪拌槽１および攪拌羽根２を備え粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材Ｍとする攪拌装置３と、混合材Ｍを所定形状に成形する成形型４と、攪拌槽１内の混合材Ｍの表面を押圧して成形型４に充填させる充填装置５とを備えている。そして、この実施の形態においては、図１に矢印Ｖで示すように攪拌羽根２を攪拌槽１の内部から外部へと退避させるように移動させる攪拌羽根移動手段３０と、攪拌羽根２が攪拌槽１の内部から退避した状態で図１に矢印Ｓで示すように攪拌槽１を成形型４と充填装置５との間に移動させる攪拌槽移動手段とを有している。さらに、攪拌槽１は、底部に充填口（図８のみに示されている）１０を有しており、攪拌時に充填口１０を閉じるとともに、成形型４への混合材Ｍの充填時に充填口１０を開くよう制御可能に開閉操作する開閉手段を有している。

攪拌槽１は、有底円筒状に成形されており上部が開放したもので、図８のみに示したように、底部には成形型４内のキャビティ４０に連通可能な充填口１０が形成されている。充填口１０の開閉手段は、一例として栓部材やシャッタなどにより構成することができる。

攪拌羽根２は、この実施の形態の場合、攪拌槽１の内周半径よりも僅かに小さい幅（攪拌槽１内では径方向に延びる長さ）と攪拌槽１の側壁以上の高さとを有する枠体２０と、複数の横部材２１と、複数の縦部材２２とを有している。そして、この実施の形態では図４に示すように、２つの枠体２０、２０を並列させるように連結して互いに１８０度の位相に配置される。枠体２０には、各横部材２１および縦部材２２の端部が接合されている。横部材２１と縦部材２２は、線材または棒材により構成することができる。横部材２１と縦部材２２は、それぞれを並列させるように交差させて配置してもよく、また、互いに編み込むように交差させて配置してもよい。また、横部材２１と縦部材２２の互いに交差する部分は、必要に応じて溶接などにより接合することもできる。なお、攪拌羽根２は、２枚（１８０度の位相）で構成されることに限定されることはなく、必要に応じて３枚(１２０度の位相)や、４枚（９０度の位相）で構成することもできる。また、格子状に構成された攪拌羽根２は、横部材２１と縦部材２２に限定されることはなく、線材または棒材を水平または鉛直に対して所定の角度で枠体２０に、互いに交差させるよう設けることもできる。

攪拌羽根２を回転駆動するための回転駆動軸２３は、図３に示すように先端部が枠体２０の幅（厚さ）以下となるように小径に成形されており、先端面に取付片２３ａを有している。取付片２３ａは、攪拌羽根２の枠体２０の上縁に接合される。回転駆動軸２３が連結され攪拌羽根２を攪拌槽１内で回転させるためのモータ２４は、支持部材２５に支持されている。支持部材２５は、攪拌羽根移動手段３０を構成するシリンダ２６のピストンロッド２７に接続されている。この実施の形態においては、図１に矢印Ｖで示したように、シリンダ２６のピストンロッド２７を伸長駆動させると、攪拌羽根２が攪拌槽１内に進入するよう下降し、シリンダ２６のピストンロッド２７を退縮駆動させると、攪拌羽根２が攪拌槽１の内部から退避するよう上昇する。なお、攪拌羽根移動手段３０は、シリンダ２６に限定されることはなく、回転駆動軸の軸方向に攪拌羽根を昇降移動させることができるものであれば、たとえばボールネジ機構などを用いることもできる。

攪拌羽根２の各枠体２０の下部には、取付部材２８を介してスクレーパ２９が、この実施の形態では攪拌羽根２の面と平行に延びるように設けられている。取付部材２８は、図４に矢印Ｒで示した攪拌羽根２の回転方向に対して、枠体２０よりも後方側にスクレーパ２９を位置（図２においては、左方の攪拌羽根２Ａに対して紙面の奥にオフセットされ、右方の攪拌羽根２Ｂに対しては紙面の手前にオフセットされている。）させるように成形されている。スクレーパ２９は、後述するように混合材Ｍの表面を均すのに適した硬さを有する材質を選択することができる。なお、スクレーパ２９は、攪拌羽根２と平行に、攪拌羽根２と対応する数だけ設けることに限定されることはなく、必要に応じて攪拌羽根２の面に対して所定の角度で延びるように設けてもよく、また、必要に応じて攪拌羽根２の数と異なる数で設けることもできる。

攪拌槽移動手段（図１の矢印Ｓを参照）は、攪拌槽１を図１の左右方向に移動可能に支持するレールまたはガイド部材と、攪拌槽１を移動させるためのシリンダなどからなるアクチュエータとを備えている。

成形型４は、開閉可能な複数の金型により構成されており、型閉じした際に、成形する中子の形状に応じたキャビティ４０と、このキャビティ４０と攪拌槽１の充填口１０とを連通させる通路４１とが形成される。また、充填装置５は、成形型４の上方に配置されたシリンダ５０と、シリンダ５０に嵌挿されており、先端に攪拌槽１内に進入して混合材Ｍを押圧する押圧部５１ａを有するピストン５１とを有している。この実施の形態では、図１に矢印Ｐで示したように、シリンダ５０のピストン５１を伸長駆動すると、押圧部５１ａが下降し攪拌槽１内に進入して混合材Ｍの表面を押圧し、退縮駆動すると、押圧部５１ａが上昇し攪拌槽１から出て退避することとなる。なお、攪拌槽移動手段（図１の矢印Ｓを参照）により充填装置５の下方に攪拌槽１が移動されたときに、成形型４の通路４１の開口と攪拌槽１の充填口１０とを接合させるべく、成形型４と攪拌槽１とを相対的に近接させるための接合機構も設けられている。

次に、本発明の造型方法の実施の一形態を、上述したように構成された造型装置を用いる場合により、その作動とともに主に図５〜図８に基づいて詳細に説明する。
本発明の造型方法は、概略、攪拌槽１の底部に設けられた充填口１０を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを攪拌槽１に投入し、攪拌羽根２を回転させて粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材Ｍとし、攪拌羽根２を混合材Ｍから抜き出して退避させ、攪拌槽１の底部に設けられた充填口１０と成形型４の通路４１とを連通させるよう接合して充填口１０を開き、攪拌槽１内の混合材Ｍの表面を押圧して充填口１０を介して成形型４のキャビティ４０に充填させ、所定形状に成形するものであって、粒子状骨材と添加材とを攪拌する際に、格子状に構成された攪拌羽根２を用い、また、回転駆動軸２３の先端が上縁に結合された攪拌羽根２を用いるものである。さらに本発明の造型方法は、攪拌羽根２の下部にスクレーパ２９を設けておき、攪拌羽根２とともにスクレーパ２９を回転させながら混合材Ｍから抜き出して退避させて、スクレーパ２９により攪拌槽１内の混合材Ｍの表面を均すものである。

中子など所定形状の鋳型を成形するに際して、最初に、攪拌槽１が攪拌羽根２の下方に配置されており、底部の充填口１０が開閉手段により閉じた状態とされている。この状態でホッパなどを利用して、鋳型の材料となる鋳砂などの粒子状骨材と、バインダや、界面活性剤、水、そして必要に応じて発泡剤などの添加材とをそれぞれ所定の比率、所定の量で攪拌槽１内に投入する。また、これと前後して、攪拌羽根移動手段３０を構成するシリンダ２６のピストンロッド２７を伸長駆動させて、モータ２４と連結された回転駆動軸２３に結合された攪拌羽根２を下降させて攪拌槽１内に進入させる。このとき、攪拌羽根２は、その下部に設けられたスクレーパ２９が攪拌槽１の底部に接するよう下降させることができ、また、攪拌槽１の底部から所定の間隔を形成する高さに下降させることもできる。

次いで、モータ２４の回転駆動により回転駆動軸２３に結合された攪拌羽根２を攪拌槽１内で回転させて、粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材Ｍとする。このとき、図５に示したように、攪拌羽根２が格子状に構成されているため、攪拌槽１内で攪拌羽根２を回転させると、粒子状骨材と添加材が格子状の横部材２１と縦部材２２の間をすり抜けながら攪拌されることとなる。そのため、混合材Ｍの表面に波が発生したり、混合材Ｍが攪拌槽１内で径方向外側に偏ることが少なくなる。なお、この実施の形態における混合材Ｍは、発泡砂となる。また、本発明では、上述したように攪拌羽根移動手段３０を構成するシリンダ２６とピストン２７によって攪拌羽根２を攪拌槽１内に下降させる高さとして、スクレーパ２９が攪拌槽１の底部に接するか否かを特に限定しない。その理由は、スクレーパ２９を設ける目的が、粒子状骨材と添加材とを攪拌する際に攪拌槽１の底部に混合材Ｍ（混合材Ｍとなる途中の過程の状態を含む）が固着するのを防止することだけではなく、後述するように混合材Ｍの表面を均すことにあるからである。しかしながら、本発明は、スクレーパ２９が攪拌槽１の底部に接するように攪拌羽根２を下降させて、攪拌槽１の底部に混合材Ｍが固着するのをスクレーパ２９によって防止することを妨げない。

混合材Ｍが得られると、攪拌槽１を成形型４と充填装置５との間に移動させることができるよう、シリンダ２６のピストン２７を退縮駆動して、攪拌羽根２を混合材Ｍから抜き出して攪拌槽１の上方に退避させる。このとき、モータ２４を回転駆動させて攪拌羽根２とともにスクレーパ２９を回転させながらシリンダ２６のピストン２７を退縮駆動して上昇させる。これにより、図６に示すように、攪拌羽根２の下部に設けられたスクレーパ２９は、混合材Ｍの表面を均すこととなる。そのため、混合材Ｍの表面を確実に平滑にすることができる。なお、スクレーパ２９の下部が攪拌槽１内の混合材Ｍの表面の高さまで上昇したとき、シリンダ２６のピストン２７が退縮駆動されるのを一時的に停止させるよう制御して、混合材Ｍの表面を均す時間を増加させてもよい。

ここで、攪拌羽根２が格子状に構成されていることにより、従来の技術のように板状の攪拌羽根２’と比較して、混合材Ｍの付着する面積が少ない。したがって、本発明による攪拌羽根２は、従来の技術における板状の攪拌羽根２’と比較して、付着する混合材Ｍの量を少なくすることができる。そのため、本発明による攪拌羽根２では、図７に示すように、混合材Ｍから抜き出して上方に退避させても、攪拌羽根２に付着した混合材Ｍが攪拌槽１内の混合材Ｍの表面に滴り落ちることも極めて少なくなる。その結果、攪拌槽１内の混合材Ｍの表面に攪拌羽根２に付着した混合材Ｍが滴り落ちることにより不規則な凹凸が形成されるのを防止することができる。

また、本発明では、攪拌槽１の側壁よりも高い高さを有する攪拌羽根２の上縁に回転駆動軸２３の先端が接合されているため、回転駆動軸２３が混合材Ｍに浸漬されることがなく、したがって、混合材Ｍの表面に回転駆動軸２３のスペースによる痕跡を形成することがない。

攪拌槽１の上方に攪拌羽根２が退避されると、攪拌槽移動手段により攪拌槽１を図１の矢印Ｓで示したように、成形型４と充填装置５との間に移動させ、攪拌槽１の底部に設けられた充填口１０（図８を参照）を成形型４の通路４１の開口と位置合わせし、接合機構により成形型４と攪拌槽１とを相対的に近接させて、成形型４の通路４１の開口と攪拌槽１の充填口１０とを接合させる。続いて、攪拌槽１の底部の充填口１０を開閉手段により開いた状態とし、充填装置５のシリンダ５０のピストン５１を伸長駆動して、ピストン５１の先端の押圧部５１ａにより攪拌槽１内の混合材Ｍの表面を押圧して、攪拌槽１の充填口１０、成形型４の通路４１を介してキャビティ４０内に混合材Ｍを充填させる。このとき、本発明では、上述したように攪拌槽１内の混合材Ｍの表面が平滑となっており、不規則な凹凸が形成されていないことから、混合材Ｍの表面と押圧部５１ａとの間に気泡が形成されることはなく、したがって、空気を巻き込んだ状態で混合材Ｍをキャビティ４０内に充填することがない。その結果、成形された中子の表面に巻き込まれた空気（従来の技術を示した図１１における符号Ｂを参照）による充填不足が生じることがないことから、中子を精度よく成形することができる。

本発明は、混合材の粘度などに応じて枠体に設ける攪拌羽根の縦部材と横部材の密度を変更させることができる。また、本発明は、攪拌羽根を格子状に構成することと、回転駆動軸の先端を攪拌羽根の上縁に接合することと、攪拌羽根の下部に設けられたスクレーパを回転させながら攪拌羽根とともに上昇させて混合材の表面を均すこととを適宜組み合わせることもできる。

Ｍ：混合材、 １：攪拌槽、 ２：攪拌羽根、 ３：撹拌装置、 ４：成形型、 ５：充填装置、 １０：充填口、 ２０：枠体、 ２１：横部材、 ２２：縦部材、 ２９：スクレーパ、 ３０：攪拌羽根移動手段、 ５１ａ：押圧部

Claims (6)

1. 攪拌槽および鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を備え、攪拌槽の底部に開閉可能な充填口を有しており、攪拌槽内で攪拌羽根を回転させることにより粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とした後、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる攪拌装置と、
   攪拌槽の充填口と連通され混合材を所定形状に成形する成形型と、
   攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させる充填装置とを備え、
   攪拌羽根の下部に、混合材の表面を均すためのスクレーパが設けられていることを特徴とする造型装置。
2. 攪拌槽および鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を備え、攪拌槽の底部に開閉可能な充填口を有しており、攪拌槽内で攪拌羽根を回転させることにより粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とした後、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる攪拌装置と、
   攪拌槽の充填口と連通され混合材を所定形状に成形する成形型と、
   攪拌槽内の混合材の表面を押圧して成形型に充填させる充填装置とを備え、
   攪拌羽根が格子状に構成されていることを特徴とする造型装置。
3. 攪拌槽および鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を備え、攪拌槽の底部に開閉可能な充填口を有しており、攪拌槽内で攪拌羽根を回転させることにより粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とした後、攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させる攪拌装置と、
   攪拌槽の充填口と連通され混合材を所定形状に成形する成形型と、
   攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させる充填装置とを備え、
   攪拌羽根の上縁に回転駆動軸の先端が結合されていることを特徴とする造型装置。
4. 攪拌槽の底部に設けられた充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを攪拌槽に投入し、鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより、粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とし、
   攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させ、攪拌槽の底部に設けられた充填口と成形型とを連通させるよう接合して充填口を開き、
   攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させ、所定形状に成形する造型方法であって、
   攪拌羽根の下部に、混合材の表面を均すためのスクレーパを設けておき、該攪拌羽根を回転させながら混合材から抜き出すことを特徴とする造型方法。
5. 攪拌槽の底部に設けられた充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを攪拌槽に投入し、鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより、粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とし、
   攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させ、攪拌槽の底部に設けられた充填口と成形型とを連通させるよう接合して充填口を開き、
   攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させ、所定形状に成形する造型方法であって、
   格子状に構成された攪拌羽根を用いて粒子状骨材と添加材とを攪拌することを特徴とする造型方法。
6. 攪拌槽の底部に設けられた充填口を閉じた状態で粒子状骨材と添加材とを攪拌槽に投入し、鉛直方向を回転軸とする攪拌羽根を回転させることにより、粒子状骨材と添加材とを攪拌して混合材とし、
   攪拌羽根を回転軸の軸方向に沿って上昇させて混合材から抜き出し攪拌槽の上方に退避させ、攪拌槽の底部に設けられた充填口と成形型とを連通させるよう接合して充填口を開き、
   攪拌槽内の混合材の表面を押圧して充填口を介して成形型に充填させ、所定形状に成形する造型方法であって、
   回転駆動軸の先端が上縁に結合された攪拌羽根を用いて粒子状骨材と添加材とを攪拌することを特徴とする造型方法。

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