JP6468242B2 - 抜枠造型機 - Google Patents

Description

本開示は、抜枠造型機に関する。

特許文献１は、鋳枠を有しない無枠式の鋳型を造型する抜枠造型機を開示する。この造型機は、模型が設置されるマッチプレートを狭持する一組の上鋳枠及び下鋳枠と、鋳型砂を供給する供給機構と、鋳型砂を圧縮するスクイズ機構とを備える。造型機は、下鋳枠を上鋳枠へ近づけ、上鋳枠及び下鋳枠でマッチプレートを挟み込ませる。この状態で、造型機は、供給機構を動作させることにより、上鋳枠及び下鋳枠により形成された上下の造型空間へ鋳型砂を供給させる。造型機は、スクイズ機構を動作させることにより、上下の造型空間の鋳型砂を圧縮させる。上記工程を経て、上鋳型及び下鋳型が同時に造型される。

この造型機の供給機構は、圧縮空気を用いて上下の造型空間に鋳型砂を供給する。供給機構は、圧縮空気源に連通し、鋳型砂を貯留する上サンドタンクと、上鋳枠の上部に配置され、上サンドタンクに静的に接続された上ブローヘッドとを有する。圧縮空気源から吹き込まれた圧縮空気は、上サンドタンクに貯留された鋳型砂を上ブローヘッドへ供給し、上ブローヘッドの鋳型砂を上鋳枠により画成された上造型空間へ供給する。同様に、供給機構は、圧縮空気源に連通し、鋳型砂を貯留する下サンドタンクと、下鋳枠の下部に配置され、上下に移動し、所定位置で下サンドタンクに接続される下ブローヘッドとを有する。圧縮空気源から吹き込まれた圧縮空気は、下サンドタンクに貯留された鋳型砂を下ブローヘッドへ供給し、下ブローヘッドの鋳型砂を下鋳枠へ供給する。

この抜枠造型機のスクイズ機構は、上下に向き合った上スクイズシリンダ及び下スクイズシリンダを備える。上スクイズシリンダが上造型空間の鋳型砂に下向きの圧力を加え、下スクイズシリンダが下造型空間の鋳型砂に上向きの圧力を加える。これにより、鋳型砂の硬度が高まる。

特開昭５４−５１９３０号公報

特許文献１記載の抜枠造型機においては、模型形状や鋳型砂のＣＢ（Compactability）によって造型される鋳型の厚さが変化するため、下ブローヘッドの目標の高さが鋳型の厚さに応じて変化する。このため、状況によって下ブローヘッドの接続口と下サンドタンクの接続口とがずれるおそれがある。この場合、鋳型砂の流れが一様とならないことから、下サンドタンク内で砂詰まりが発生するおそれがある。このような砂詰まりは、低いＣＢの鋳型砂を用いることで回避することができる。しかし、低いＣＢに調整された鋳型砂が、鋳型の造型性や鋳物製品の品質に対して最適な鋳型砂ではない場合もある。本技術分野では、優れた鋳型又は鋳物製品を造型する抜枠造型機が望まれている。

本発明の一側面に係る抜枠造型機は、無鋳枠の上鋳型及び下鋳型を造型する抜枠造型機であって、上鋳枠と、上鋳枠の下方に配置され、上鋳枠とともにマッチプレートを狭持可能な下鋳枠と、上鋳枠の上方に配置され、圧縮空気源に接続され、その下端部が開口され、その内部に鋳型砂を貯留する上サンドタンクと、上サンドタンクの下端部に取り付けられ、上サンドタンクから上鋳枠内へ連通する少なくとも１つの供給口が形成された上プレートと、圧縮空気源に接続され、その内部に鋳型砂を貯留し、貯留した鋳型砂を排出する第１接続口を有する第１下サンドタンクと、下鋳枠の下方に配置され、その上端部が開口され、第１下サンドタンクの第１接続口に接続可能な第２接続口を有し、第１下サンドタンクから供給され下鋳枠内へ供給される鋳型砂を貯留する第２下サンドタンクと、第２下サンドタンクの上端部に取り付けられ、第２下サンドタンクから下鋳枠内へ連通する少なくとも１つの供給口が形成された下プレートと、第２下サンドタンクを上下方向に移動させて、上プレート及び下プレートでスクイズを行う駆動部と、第１下サンドタンクを上下方向に移動させる調整駆動部と、第１下サンドタンクの高さ位置を検出する第１検出器と、第２下サンドタンクの高さ位置を検出する第２検出器と、第１検出器及び第２検出器の検出結果に基づいて、第１接続口と第２接続口との高さ位置が一致するように駆動部及び調整駆動部を動作させる制御部と、を備える。

この抜枠造型機は、調整駆動部を動作させる制御部により、第２下サンドタンクの第２接続口の高さと一致するように、第１下サンドタンクの第１接続口の高さを調整することができる。これにより、第１接続口と第２接続口との連結部分の鋳型砂の流れが一様となり、砂詰まりが発生することを抑制することができる。よって、砂詰まりを考慮して鋳型砂のＣＢを調整する必要がなくなり、鋳型の造型性や鋳物製品の品質に対して最適な鋳型砂を用いることができ、結果として優れた鋳型及び鋳物製品を得ることができる。

一実施形態において、上プレート、上鋳枠及びマッチプレートにより、上鋳型を造型する上造型空間が形成され、上プレートを介して上サンドタンクに貯留された鋳型砂が上造型空間に充填され、駆動部により所定高さに移動された第２下サンドタンクに取り付けられた下プレート、下鋳枠及びマッチプレートにより、下鋳型を造型する下造型空間が形成され、調整駆動部により第１下サンドタンクの第１接続口の高さが第２下サンドタンクの第２接続口の接続位置に調整されて第１下サンドタンクに貯留された鋳型砂が第２下サンドタンクに供給され、下プレートを介して第２下サンドタンクに貯留された鋳型砂が下造型空間に充填され、上造型空間及び下造型空間に鋳型砂が充填された状態で、駆動部が第２下サンドタンクを上方に移動させることで、上プレート及び下プレートでスクイズを行ってもよい。

このように構成した場合、分割された第２下サンドタンクのみを上下に移動させて下鋳枠への鋳型砂の充填及びスクイズを実現することができるため、一体型の下鋳枠用のサンドタンクを採用した場合と比べて、荷重のアンバランスによる傾きを軽減することができる。

一実施形態に係る抜枠造型機は、下盛枠を備え、下造型空間は、下プレート、下鋳枠、下盛枠及びマッチプレートにより形成されてもよい。このように構成した場合、下鋳枠のストロークを短くすることができる。このため、この抜枠造型機は、下盛枠を備えない場合と比べて装置高さが低い造型機とすることができるとともに、一組の上鋳型及び下鋳型の造型時間を短縮することができる。

一実施形態において、上サンドタンク及び第１下サンドタンクは、内面に圧縮空気が流通可能な複数の孔を有する透過部材が設けられていてもよい。このように構成した場合、透過部材の全面を介して側方から貯留空間へ圧縮空気が供給されるため、鋳型砂の流動性が向上する。この状態でさらに圧縮空気により上鋳枠又は下鋳枠へ鋳型砂が吹き込まれることにより、鋳型砂の吹込抵抗を減らすことができる。よって、圧縮空気源の電力消費を抑制することができるとともに、砂詰まりが発生することを抑制することができる。

一実施形態に係る抜枠造型機は、第１検出器により前回のスクイズ完了時に検出された第１下サンドタンクの高さ位置、及び、第２検出器により前回のスクイズ完了時に検出された第２下サンドタンクの高さ位置を前回の造型結果として記憶する記憶部を備え、制御部は、記憶部に記憶された前回の造型結果に基づいて、次の砂充填時における第１下サンドタンクの高さ位置及び第２下サンドタンクの高さ位置を決定してもよい。このように構成した場合、前回の造型結果に基づいて第２下サンドタンクの高さ位置が決定されるため、第１接続口と第２接続口との高さ位置をより正確に合わせることができる。

一実施形態に係る抜枠造型機は、上鋳枠の高さ位置を検出する第３検出器と、下盛枠の高さ位置を検出する第５検出器とを備え、上プレートは、高さ位置が固定されており、制御部は、第３検出器によりスクイズ完了時に検出された上鋳枠の高さ位置に基づいて、スクイズ完了時の上鋳型の厚さを認識するとともに、第２検出器及び第５検出器によりスクイズ完了時に検出された下プレートの高さ位置及び下盛枠の高さ位置に基づいて、スクイズ完了時の下鋳型の厚さを認識し、認識された上鋳型及び下鋳型の厚さに基づいて、次の砂充填時の上鋳枠の高さ位置、下プレートの高さ位置、下盛枠の高さ位置、第１下サンドタンクの高さ位置、及び、第２下サンドタンクの高さ位置を決定してもよい。このように構成した場合、前回の造型結果に基づいて第２下サンドタンクの高さ位置が決定されるため、第１接続口と第２接続口との高さ位置をより正確に合わせることができる。

一実施形態において、第３検出器は、上鋳枠又は上鋳枠と共に移動する部材に取り付けられた磁石と、固定フレームに取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、磁石との間に生じた磁界を検出する検出部と、を備えてもよい。このように構成した場合、非接触で上鋳枠の位置を認識することができる。

一実施形態において、第５検出器は、下盛枠又は下盛枠と共に移動する部材に取り付けられた磁石と、固定フレームに取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、磁石との間に生じた磁界を検出する検出部と、を備えてもよい。このように構成した場合、非接触で下盛枠の位置を認識することができる。

一実施形態において、第１検出器は、第１下サンドタンク又は第１下サンドタンクと共に移動する部材に取り付けられた磁石と、固定フレームに取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、磁石との間に生じた磁界を検出する検出部と、を備えてもよい。このように構成した場合、非接触で第１下サンドタンクの位置を認識することができる。

一実施形態において、第２検出器は、第２下サンドタンク又は第２下サンドタンクと共に移動する部材に取り付けられた磁石と、固定フレームに取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、磁石との間に生じた磁界を検出する検出部と、を備えてもよい。このように構成した場合、非接触で第２下サンドタンクの位置を認識することができる。

本発明の種々の側面及び実施形態によれば、優れた鋳型又は鋳物製品を造型する抜枠造型機が提供される。

一実施形態に係る抜枠造型機の正面側の斜視図である。 一実施形態に係る抜枠造型機の正面図である。 一実施形態に係る抜枠造型機の左側面側の概要図である。 第１下サンドタンクと第２下サンドタンクとが接続した状態の部分断面図である。 第１下サンドタンクと第２下サンドタンクとが接続した状態の平面図である。 第１下サンドタンクの第１接続口の概要図である。 封止機構の部分拡大断面図である。 下プレートの上面側の斜視図である。 下プレートの下面側の斜視図である。 図８のX−X線に沿った断面図である。 上プレートの下面側の斜視図である。 上プレートの上面側の斜視図である。 図１１のXIII−XIII線に沿った断面図である。 ブッシュを説明する概要図である。 図１４の断面図である。 ブッシュの取り外しを説明する平面図である。 ブッシュの取り外しを説明する断面図である。 一実施形態に係る抜枠造型機の造型処理を説明するフローチャートである。 シャトルイン処理を説明する概要図である。 枠セット処理を説明する概要図である。 エアレーション処理を説明する概要図である。 スクイズ処理を説明する概要図である。 抜型処理を説明する概要図である。 シャトルアウト処理を説明する概要図である。 枠合せ処理を説明する概要図である。 枠抜処理を説明する概要図である。 第１枠分離処理（前半）を説明する概要図である。 モールド押出処理を説明する概要図である。 第２枠分離処理（後半）を説明する概要図である。 一実施形態に係る抜枠造型機の制御装置の機能ブロック図である。 第１検出器の一例を示す上面図である。 第１検出器の一例を示す正面図である。 一実施形態に係る抜枠造型機の目標設定処理を説明するフローチャートである。

以下、添付図面を参照して実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下では、水平方向をＸ軸及びＹ軸の方向とし、鉛直方向（上下方向）をＺ軸の方向とする。

［抜枠造型機の概要］
図１は、一実施形態に係る抜枠造型機１の正面側の斜視図である。抜枠造型機１は、無鋳枠の上鋳型及び下鋳型を造型する造型機である。図１に示されるように、抜枠造型機１は、造型部Ａ１及び搬送部Ａ２を備えている。造型部Ａ１は、上下方向（Ｚ軸方向）に動作可能な箱形状の上鋳枠及び下鋳枠が配置されている。搬送部Ａ２は、模型が配置されたマッチプレートを造型部Ａ１へ導入する。造型部Ａ１の上鋳枠及び下鋳枠は、互いに近接するように移動して、マッチプレートを狭持する。上鋳枠内及び下鋳枠内には、鋳型砂が充填される。上鋳枠内及び下鋳枠内に充填された鋳型砂は、造型部Ａ１に備わるスクイズ機構によって上下方向から加圧されて上鋳型及び下鋳型が同時に形成される。その後、上鋳枠から上鋳型が、下鋳枠から下鋳型がそれぞれ抜き取られ、装置外へ搬出される。このように、抜枠造型機１は、無鋳枠の上鋳型及び下鋳型を造型する。

［フレーム構造］
図２は、一実施形態に係る抜枠造型機１の正面図である。図３は、一実施形態に係る抜枠造型機１の左側面側の概要図である。図２及び図３に示されるように、抜枠造型機１は、上フレーム１０、下フレーム１１、及び、上フレーム１０と下フレーム１１とを連結する４本のガイド１２を備える。ガイド１２は、その上端部が上フレーム１０に連結され、その下端部が下フレーム１１に連結される。上フレーム１０、下フレーム１１、及び、４本のガイド１２によって、上述した造型部Ａ１のフレームが構成されている。

造型部Ａ１のフレームの側方（Ｘ軸の負の方向）には、搬送部Ａ２の支持フレーム１３（図２）が配置されている。また、造型部Ａ１のフレームの側方（Ｙ軸の正の方向）には、上下方向に延びる支持フレーム１４（図３）が配置されている。支持フレーム１４は、後述する第１下サンドタンクを支持する。

［上鋳枠及び下鋳枠］
抜枠造型機１は、上鋳枠１５を備える。上鋳枠１５は、上端部及び下端部が開口された箱形状の枠体である。上鋳枠１５は、４本のガイド１２に移動可能に取り付けられている。上鋳枠１５は、上フレーム１０に取り付けられた上鋳枠シリンダ１６によって支持され、上鋳枠シリンダ１６の動作に応じてガイド１２に沿って上下動する。

抜枠造型機１は、上鋳枠１５の下方に配置された下鋳枠１７を備える。下鋳枠１７は、上端部及び下端部が開口された箱形状の枠体である。下鋳枠１７は、４本のガイド１２に移動可能に取り付けられている。下鋳枠１７は、上フレーム１０に取り付けられた２本の下鋳枠シリンダ１８（図２）によって支持され、下鋳枠シリンダ１８の動作に応じてガイド１２に沿って上下動する。以下では、ガイド１２に囲まれた領域を造形位置ともいう。

上鋳枠１５と下鋳枠１７との間には、マッチプレート１９が搬送部Ａ２から導入される。マッチプレート１９は、その両面に模型が配置された板状部材であり、上鋳枠１５と下鋳枠１７との間を進退する。具体的な一例として、搬送部Ａ２の支持フレーム１３には、造形位置へ向かうレールと、レール上に配置されたローラ付の搬送プレート２０と、搬送プレート２０を動作させる搬送シリンダ２１を備えている。マッチプレート１９は、搬送プレート２０上に配置され、搬送シリンダ２１の動作によって、造形位置であって上鋳枠１５と下鋳枠１７との間に配置される。上鋳枠１５及び下鋳枠１７は、配置されたマッチプレート１９を上下方向から狭持可能である。以下では、支持フレーム１３上の領域を退避位置ともいう。

［サンドタンク］
抜枠造型機１は、上鋳枠１５の上方に配置された上サンドタンク２２を備える。上サンドタンク２２は、上フレーム１０に取り付けられている。より具体的には、上サンドタンク２２は、上フレーム１０に静的に固定されている。上サンドタンク２２は、その内部に上鋳枠１５に供給するための鋳型砂を貯留する。上サンドタンク２２は、その上端部及び下端部が開口されている。上サンドタンク２２の上端部には、板状の遮蔽部材を水平方向（Ｘ軸の正負の方向）にスライドさせるスライドゲート２３が設けられている。スライドゲート２３の動作により、上サンドタンク２２の上端部は、開閉可能に構成されている。また、上サンドタンク２２の上方には、鋳型砂を投入する鋳型砂投入シュート２４が固定配置されている。鋳型砂投入シュート２４については後述する。スライドゲート２３が開状態のときに、鋳型砂は鋳型砂投入シュート２４を介して上サンドタンク２２へ供給される。

上サンドタンク２２の下端部は開口されており、下端部の開口に上プレート２５（図３）が取り付けられる。上プレート２５は、板状部材であり、上サンドタンク２２から上鋳枠１５内へ連通する少なくとも１つの供給口を有する。上サンドタンク２２内の鋳型砂は、上プレート２５の供給口を介して上鋳枠１５内に供給される。上プレート２５は、上鋳枠１５の開口の大きさと略同一である。上鋳枠１５が上方向に移動することにより、上プレート２５は上鋳枠１５内に進入する。上鋳枠１５が下方向に移動することにより、上プレート２５は上鋳枠１５内から退出する。このように、上プレート２５は、上鋳枠１５内に進退可能に構成されている。上プレート２５の詳細は後述する。

上サンドタンク２２は、圧縮空気源（不図示）に接続されている。具体的な一例としては、上サンドタンク２２は、その上部に圧縮空気を供給する配管２６（図２）が接続されており、配管２６を介して圧縮空気源と接続している。配管２６には、電空比例弁２７（図２）が設けられている。電空比例弁２７は、圧縮空気の供給及び停止を切り替えるだけでなく、バルブ開度を出力側の圧力に応じて自動調整する。このため、所定圧力の圧縮空気が上サンドタンク２２に供給される。スライドゲート２３が閉状態のときに、上サンドタンク２２の上部から供給された圧縮空気は上サンドタンク２２の下部に向けて送り込まれる。上サンドタンク２２内の鋳型砂は、圧縮空気とともに上プレート２５の供給口を介して上鋳枠１５内に供給される。

また、上サンドタンク２２は、その内面に圧縮空気が流通可能な複数の孔を有する透過部材２２ａ（図３）が設けられている。これにより、透過部材２２ａの全面を介して圧縮空気が内部空間全体に供給されるため、鋳型砂の流動性が向上する。透過部材２２ａは多孔質材料で形成されていてもよい。上サンドタンク２２は、その側部に、圧縮空気を供給する配管（不図示）と、圧縮空気を排気する配管２９（図２）と、が接続されている。配管２９には、鋳型砂を通過させず、圧縮空気を透過させるフィルタが設けられており、鋳型砂が上サンドタンク２２外へ排気されることを回避することができる。

抜枠造型機１は、下鋳枠１７内に供給される鋳型砂を貯留する下サンドタンクを備える。下サンドタンクは、一例として第１下サンドタンク３０（図３）及び第２下サンドタンク３１（図３）に分割されている。第１下サンドタンク３０は、上サンドタンク２２の側方に配置されている。第１下サンドタンク３０は、その内部に下鋳枠１７に供給するための鋳型砂を貯留する。

第１下サンドタンク３０は、支持フレーム１４に支持されており、支持フレーム１４に設けられた上下に延びるガイド１２Ａ（図１）に移動可能に取り付けられている。より具体的には、第１下サンドタンク３０は、上フレーム１０に取り付けられた下タンクシリンダ（調整駆動部）３２（図３）によって支持され、下タンクシリンダ３２の動作に応じてガイド１２Ａに沿って上下動する。

第１下サンドタンク３０は、その上端部が開口されている。第１下サンドタンク３０の上端部には、板状の遮蔽部材を水平方向（Ｘ軸の正負の方向）にスライドさせるスライドゲート３３（図３）が設けられている。スライドゲート３３の動作により、第１下サンドタンク３０の上端部は、開閉可能に構成されている。また、第１下サンドタンク３０の上方には、鋳型砂を投入するためのホッパ３４（図３）が固定配置されている。ホッパ３４と鋳型砂投入シュート２４との接続関係については後述する。スライドゲート３３が開状態のときに、鋳型砂はホッパ３４を介して第１下サンドタンク３０へ供給される。

第１下サンドタンク３０の下端部は水平方向（Ｙ軸の負の方向）に屈曲しており、先端部には、貯留した鋳型砂を排出する第１接続口３５（図３）が形成されている。第１接続口３５は、後述する第２下サンドタンク３１の第２接続口と、所定の高さ（接続位置）で接続可能に構成されている。鋳型砂は、第１接続口３５を介して第２下サンドタンク３１へ供給される。また、第１下サンドタンク３０の先端部には上下方向に延びる第１閉塞板３６が設けられている。後述する第２下サンドタンク３１の第２接続口は、接続位置に位置していないときに第１閉塞板３６によって遮蔽される。

第１下サンドタンク３０は、圧縮空気源（不図示）に接続されている。具体的な一例としては、第１下サンドタンク３０は、その上部に圧縮空気を供給する配管（不図示）が接続されており、配管を介して圧縮空気源と接続している。配管には、電空比例弁（不図示）が設けられている。このため、所定圧力の圧縮空気が第１下サンドタンク３０に供給される。スライドゲート３３が閉状態のときであって、後述する第２下サンドタンク３１の第２接続口が接続位置にある場合に、第１下サンドタンク３０の上部から圧縮空気が供給される。圧縮空気は、第１下サンドタンク３０の下部に向けて送り込まれ、第１下サンドタンク３０内の鋳型砂は、圧縮空気とともに第１接続口３５を介して第２下サンドタンク３１内に供給される。

また、第１下サンドタンク３０は、その内面に圧縮空気が流通可能な複数の孔を有する透過部材３０ａが設けられている。これにより、透過部材３０ａの全面を介して圧縮空気が内部空間全体に供給されるため、鋳型砂の流動性が向上する。透過部材３０ａは多孔質材料で形成されていてもよい。第１下サンドタンク３０は、その側部に圧縮空気を排気する配管３０ｂが接続されている。配管３０ｂ（図３）には、鋳型砂を通過させず、圧縮空気を透過させるフィルタが設けられており、鋳型砂が第１下サンドタンク３０外へ排気されることを回避することができる。

第２下サンドタンク３１は、下鋳枠１７の下方に配置される。第２下サンドタンク３１は、その内部に下鋳枠１７に供給するための鋳型砂を貯留する。第２下サンドタンク３１は、４本のガイド１２に移動可能に取り付けられ、上下方向に延びるスクイズシリンダ（駆動部）３７によって上下動可能に支持されている。

第２下サンドタンク３１の側部には、第１下サンドタンクの第１接続口３５に接続可能な第２接続口３８（図３）が形成されている。第２接続口３８は、第１下サンドタンク３０の第１接続口３５と、所定の高さ（接続位置）で接続可能に構成されている。接続位置とは、第１接続口３５及び第２接続口３８とが接続する高さであり、具体的には、第１接続口３５及び第２接続口３８が同軸に配置される位置である。第１接続口３５及び第２接続口３８は、上下方向に沿った接続面で接続される。

図４は、第１下サンドタンク３０と第２下サンドタンク３１とが接続した状態の部分断面図である。図５は、第１下サンドタンク３０と第２下サンドタンク３１とが接続した状態の平面図である。図４及び図５に示されるように、第１下サンドタンク３０及び第２下サンドタンク３１は、第１接続口３５と第２接続口３８とが所定の接続位置で接続することにより、互いに連通した状態となる。鋳型砂は、第１接続口３５及び第２接続口３８を介して第１下サンドタンク３０から第２下サンドタンク３１へ供給される。また、第２下サンドタンク３１の第２接続口３８には上下方向に延びる第２閉塞板３９（図３〜図５）が設けられている。第１下サンドタンク３０の第１接続口３５の両側部には、第２閉塞板３９を案内するガイドレール７１が設けられている。第２閉塞板３９がガイドレール７１によって案内されることで、第１接続口３５及び第２接続口３８は、互いに傾くことなく接続位置に案内される。第１下サンドタンク３０の第１接続口３５は、接続位置に位置していないときに第２閉塞板３９によって遮蔽される。

なお、抜枠造型機１は、第１接続口３５及び第２接続口３８の接続面を気密に封止する封止機構を備えてもよい。例えば、封止機構は第１接続口３５側に設けられる。図６は、第１下サンドタンク３０の第１接続口３５の概要図であり、開口された側から第１接続口３５を見た図である。図６に示されるように、第１接続口３５は、第１下サンドタンク３０の内部に連通する開口３５ａを備える。封止機構は、シール部材７２及び保持部材７３を備える。シール部材７２は、開口３５ａを囲む環状の部材である。シール部材７２は、その内部に気体を導入可能なチューブ形状を呈し、かつ、可撓性を有する。保持部材７３は、開口３５ａを囲む環状の部材であり、第２閉塞板３９に当接する。第２閉塞板３９が当接する保持部材７３の表面には、シール部材７２を収容可能な溝が形成されている。図７は、封止機構の部分拡大断面図である。図７に示されるように、シール部材７２は、第２閉塞板３９が当接する保持部材７３の表面から突出しない程度に収容されている。保持部材７３には、シール部材７２へ連通する気体導入口７３ａ（図４〜図７）が形成されている。シール部材７２は、その内部に気体が導入されると膨張し、保持部材７３の表面から突出して第１接続口３５及び第２接続口３８の接続面を気密に封止する。なお、抜枠造型機１は、図４〜図７に示される封止機構以外の封止機構を採用してもよい。

第２下サンドタンク３１の上端部は開口されており、上端部の開口に下プレート４０（図３）が取り付けられる。下プレート４０は、板状部材であり、第２下サンドタンク３１から下鋳枠１７内へ連通する少なくとも１つの供給口を有する。第２下サンドタンク３１内の鋳型砂は、下プレート４０の供給口及び後述する下盛枠を介して下鋳枠１７内に供給される。下プレート４０の詳細は後述する。

［下盛枠］
抜枠造型機１は、一例として下盛枠４１を備える。下盛枠４１は、下鋳枠１７の下方に配置される。下盛枠４１は、上端部及び下端部が開口された箱形状の枠体である。下盛枠４１の上端部の開口は、下鋳枠１７の下端部の開口と接続する。下盛枠４１は、その内部に第２下サンドタンク３１を収容可能に構成されている。下盛枠４１は、第２下サンドタンク３１に固定された下盛枠シリンダ４２によって上下動可能に支持されている。下プレート４０は、下盛枠４１及び下鋳枠１７の開口の大きさと略同一である。なお、上下動可能な下盛枠４１は、その内部に第２下サンドタンク３１及び下プレート４０を収容した位置が原位置（初期位置）であり、下降端となる。下盛枠４１が上方向に移動することにより、下プレート４０は下盛枠４１内から退出する。上方向に移動した下盛枠４１が下方向に移動することにより、下プレート４０は下盛枠４１内に進入する。このように、下プレート４０は、下盛枠４１内に進退可能（入出可能）に構成されている。この抜枠造型機１は、下盛枠４１を備えることにより下鋳枠１７のストロークを短くすることができるので、下盛枠４１を備えない場合と比べて装置高さが低い抜枠造型機とすることができる。また、この抜枠造型機１は、下盛枠４１を備えることにより下鋳枠１７のストロークを短くすることができるので、一組の上鋳型及び下鋳型の造型時間を短縮することができる。

なお、抜枠造型機１は、下盛枠４１を備えなくてもよい。この場合、下プレート４０は下鋳枠１７内に進退可能（入出可能）に構成される。上下動可能な下鋳枠１７は、下降端が原位置（初期位置）である。つまり、下プレート４０は、上方向に移動する下鋳枠１７よりも相対的に上方向に移動することにより下鋳枠１７内に進入する。下プレート４０は、下鋳枠１７よりも相対的に下方向に移動することにより、下鋳枠１７内から退出する。

［造型空間及びスクイズ］
上鋳型の造型空間（上造型空間）は、上プレート２５、上鋳枠１５及びマッチプレート１９により形成される。下鋳型の造型空間（下造型空間）は、下プレート４０、下鋳枠１７及びマッチプレート１９により形成される。上造型空間及び下造型空間は、上鋳枠シリンダ１６、下鋳枠シリンダ１８及びスクイズシリンダ３７を動作させて、上鋳枠１５及び下鋳枠１７が所定高さでマッチプレートを狭持したときに形成される。なお、抜枠造型機１が下盛枠４１を備える場合には、下造型空間は、下プレート４０、下鋳枠１７、下盛枠４１及びマッチプレート１９により形成されてもよい。

上造型空間には、上プレート２５を介して上サンドタンク２２に貯留された鋳型砂が充填される。下造型空間には、下プレート４０を介して第２下サンドタンク３１に貯留された鋳型砂が充填される。上造型空間及び下造型空間に充填される鋳型砂のＣＢは、３０％〜４２％の範囲で設定され得る。また、上造型空間及び下造型空間に充填される鋳型砂の圧縮強さは、８Ｎ／ｃｍ^２〜１５Ｎ／ｃｍ^２の範囲で設定され得る。なお、模型形状や鋳型砂のＣＢ（Compactability）によって造型される鋳型の厚さが変化するため、第２下サンドタンク３１の目標の高さが鋳型の厚さに応じて変化する。つまり、第２下サンドタンク３１の第２接続口３８の高さが変化する。このとき、下タンクシリンダ３２により、第１下サンドタンク３０の第１接続口３５の高さが第２下サンドタンク３１の第２接続口３８の接続位置に調整される。このような調整は、後述する制御装置５０（図３）によって実現され得る。

スクイズシリンダ３７は、上造型空間及び下造型空間に鋳型砂が充填された状態で、第２下サンドタンク３１を上方に移動させることで、上プレート２５及び下プレート４０でスクイズを行う。これにより、上造型空間の鋳型砂に圧力が加わり、上鋳型が形成される。これと同時に、下造型空間の鋳型砂に圧力が加わり、下鋳型が形成される。

［鋳型砂投入シュート］
鋳型砂投入シュート２４は、上端部が開口され、下端部が２つに分岐している。上端部には、切替ダンパ４３が設けられている。切替ダンパ４３は、分岐された下端部の何れか一方に鋳型砂が落下するように傾斜方向が変化する。また、鋳型砂投入シュート２４の一方の下端部は上サンドタンク２２の上部に固定され、鋳型砂投入シュート２４の他方の下端部はホッパ３４内に収容され、固定されない。このように、第１下サンドタンク３０側の下端部が固定されないことにより、下タンクシリンダ３２は、第１下サンドタンク３０の第１接続口３５の高さを、上サンドタンク２２とは独立に制御することができる。

［下プレートの詳細］
図８は、下プレート４０の上面側の斜視図である。図９は、下プレート４０の下面側の斜視図である。図１０は、図８のX−X線に沿った断面図である。図８〜図１０に示されるように、下プレート４０は、少なくとも１つの供給口４０ａを有する。図中では、一例として、１５個の供給口４０ａが形成されている。それぞれの供給口４０ａの内面は、下プレート４０の下面４０ｂの開口よりも下プレート４０の上面４０ｃの開口の方が狭くなるように傾斜している。このような形状（逆向きのテーパー形状）により、スクイズ時に、供給口４０ａにおいて鋳型砂が強く圧縮されることを回避することができる。つまり、このような形状は、次回の砂供給の際に、砂が供給口４０ａに詰まることを回避することができる。

また、下プレート４０の下面４０ｂには、１又は複数の供給口４０ａに向かって傾斜する傾斜面を有する突起４０ｄが設けられている。突起４０ｄは、ＸＺ平面の断面が略三角形である。突起４０ｄの傾斜面の傾斜は、供給口４０ａの内面と同一の傾斜である。これにより、突起４０ｄによって鋳型砂がスムーズに供給口４０ａへ供給される。また、突起４０ｄが設けられることによって、供給口４０ａ間に鋳型砂が滞留することを回避できる。

下プレート４０の上面４０ｃには、ノズル板（ノズル）４４又は閉塞板４５が配置されてもよい。ノズル板４４は、板状部材であり、供給口に連通する開口４４ａが形成されている。開口４４ａの内面の傾斜は、供給口４０ａの傾斜と同一であってもよいし、異なる傾斜であってもよい。また、開口４４ａの形成位置は、適宜設定することができる。例えば、ノズル板４４の中心からＸ軸方向又はＹ軸方向に変位させた位置に開口４４ａを形成し、供給口４０ａと開口４４ａとを同軸にしないことにより、噴射方向を水平方向にシフトさせることができる。これにより、例えば模型に深い位置が存在する場合、深い位置に鋳型砂を供給するようにノズル板４４を配置することができる。さらに、開口４４ａの開口向き（開口の軸の向き）を上下方向に対して角度を持たせることで、噴射方向を制御することもできる。これにより、複雑な模型であっても鋳型砂を確実に充填することができる。閉塞板４５は、板状部材であり、開口は形成されていない。閉塞板４５は、複数の供給口４０ａから予め選択された供給口を塞ぐために用いられる。例えば、模型に浅い位置が存在する場合、浅い位置に対応する供給口４０ａを塞ぐように配置される。このように、ノズル板４４及び閉塞板４５は、模型に応じて適宜選択され得る。また、ノズル板４４及び閉塞板４５は、例えば、同じ厚さで形成され、それぞれの上面が同一平面上に位置する。これにより、完成した上下鋳型を装置外に押し出すことができる。

［上プレートの詳細］
図１１は、上プレート２５の下面側の斜視図である。図１２は、上プレート２５の上面側の斜視図である。図１３は、図１１のXIII−XIII線に沿った断面図である。図１１〜図１３に示されるように、上プレート２５は、少なくとも１つの供給口２５ａを有する。図中では、一例として、１５個の供給口２５ａが形成されている。それぞれの供給口２５ａの内面は、上プレート２５の上面２５ｃの開口よりも上プレート２５の下面２５ｂの開口の方が狭くなるように傾斜している。このような形状（逆向きのテーパー形状）により、スクイズ時に、供給口２５ａにおいて鋳型砂が強く圧縮されることを回避することができる。つまり、このような形状は、鋳型砂が重力落下しない程度にスクイズ時で固めるとともに、次回の砂供給の際に、砂が供給口２５ａに詰まることを回避することができる。

また、上プレート２５の上面２５ｃには、１又は複数の供給口２５ａに向かって傾斜する傾斜面を有する突起２５ｄが設けられている。突起２５ｄは、ＸＺ平面の断面が略三角形である。突起２５ｄの傾斜面の傾斜は、供給口２５ａの内面と同一の傾斜である。これにより、突起２５ｄによって鋳型砂がスムーズに供給口２５ａへ供給される。また、突起２５ｄが設けられることによって、供給口２５ａ間に鋳型砂が滞留することを回避できる。

上プレート２５の下面２５ｂには、ノズル板（ノズル）４６又は閉塞板４７が配置されてもよい。ノズル板４６は、板状部材であり、供給口に連通する開口４６ａが形成されている。開口４６ａの内面の傾斜は、供給口２５ａの傾斜と同一であってもよいし、異なる傾斜であってもよい。また、開口４６ａの形成位置は、適宜設定することができる。例えば、ノズル板４６の中心からＸ軸方向又はＹ軸方向に変位させた位置に開口４６ａを形成し、供給口２５ａと開口４６ａとを同軸にしないことにより、噴射方向を水平方向にシフトさせることができる。これにより、例えば模型に深い位置が存在する場合、深い位置に鋳型砂を供給するようにノズル板４６を配置することができる。さらに、開口４６ａの開口向き（開口の軸の向き）を上下方向に対して角度を持たせることで、噴射方向を制御することもできる。これにより、複雑な模型であっても鋳型砂を確実に充填することができる。閉塞板４７は、板状部材であり、開口は形成されていない。閉塞板４７は、複数の供給口２５ａから予め選択された供給口を塞ぐために用いられる。例えば、模型に浅い位置が存在する場合、浅い位置に対応する供給口２５ａを塞ぐように配置される。このように、ノズル板４６及び閉塞板４７は、模型に応じて適宜選択され得る。

［ブッシュ］
上鋳枠１５、下鋳枠１７、及び第２下サンドタンク３１は、筒状のブッシュによって４本のガイド１２に移動可能に取り付けられている。一例として上鋳枠１５について説明する。図１４は、ブッシュ４９を説明する概要図である。図１５は、図１４の断面図である。図１４及び図１５に示されるように、上鋳枠１５は、その上下端にブッシュ４９が取り付けられることにより、ガイド１２に移動可能に取り付けられている。筒状のブッシュ４９は、複数の部材を結合して構成されてもよい。具体的には、ブッシュ４９は、軸方向に平行な面で半割された部材を結合して構成されてもよい。図１６は、半割されたブッシュ４９の取り外しを説明する平面図である。図１７は、半割されたブッシュ４９の取り外しを説明する断面図である。図１６及び図１７に示されるように、半割されたブッシュ４９を用いることで、上鋳枠１５、下鋳枠１７、及び第２下サンドタンク３１をガイド１２から取り外すことなく、ブッシュ４９だけを取り外して交換できるので、メンテナンス性に優れている。

［制御装置］
抜枠造型機１は、制御装置５０を備えてもよい。制御装置５０は、プロセッサなどの制御部、メモリなどの記憶部、入力装置、表示装置などの入出力部、ネットワークカードなどの通信部などを備えるコンピュータであり、抜枠造型機１の各部、例えば鋳型砂供給系、圧縮空気供給系、駆動系及び電源系等を制御する。この制御装置５０では、入力装置を用いて、オペレータが抜枠造型機１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、抜枠造型機１の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御装置５０の記憶部には、抜枠造型機１で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、造型条件に応じて抜枠造型機１の各構成部に処理を実行させるためのプログラムが格納される。

［造型処理］
本実施形態に係る造型処理について概説する。図１８は、一実施形態に係る抜枠造型機の造型処理を説明するフローチャートである。図１８に示される造型処理は、一組の上鋳型及び下鋳型を造型する処理である。図１８に示される造型処理は、抜枠造型機１の姿勢が原位置（初期位置）であることを条件の１つとして自動起動される。抜枠造型機１の姿勢が原位置でない場合には、手動で動作させて原位置まで移動させる。図３に示された抜枠造型機１の姿勢（原位置）で、自動起動ボタンが押されると、図１８に示される造型処理が開始される。

造型処理が開始された場合、最初に、シャトルイン処理（Ｓ１２）が行われる。図１９は、シャトルイン処理を説明する概要図である。図１９に示されるように、シャトルイン処理では、搬送シリンダ２１が、マッチプレート１９を載置した搬送プレート２０を造型位置へ移動させる。

次に、枠セット処理（Ｓ１４）が行われる。図２０は、枠セット処理を説明する概要図である。図２０に示されるように、枠セット処理では、上鋳枠シリンダ１６、下鋳枠シリンダ１８（図２）、下盛枠シリンダ４２及びスクイズシリンダ３７が造型する鋳型の厚さに合わせて伸縮する。これにより、上鋳枠１５が所定位置に移動するとともに、下鋳枠１７がマッチプレート１９に当接し、その後、マッチプレート１９を載せた下鋳枠１７が所定位置に移動することで、上鋳枠１５及び下鋳枠１７の間にマッチプレート１９が狭持された状態となる。そして、第２下サンドタンク３１及び下盛枠４１が上昇し、下盛枠４１が下鋳枠１７に当接する。また、下タンクシリンダ３２が伸縮し、第１下サンドタンク３０を上下方向に移動させることで、第１下サンドタンク３０の第１接続口３５の高さが第２下サンドタンク３１の第２接続口３８の高さと一致する状態となる。このとき、上造型空間及び下造型空間は、制御装置５０で決定された状態（高さ）になっている。

次に、エアレーション処理（Ｓ１６）が行われる。図２１は、エアレーション処理を説明する概要図である。図２１に示されるように、エアレーション処理では、封止機構が第１下サンドタンク３０の第１接続口３５と第２下サンドタンク３１の第２接続口３８とを封止する。そして、上サンドタンク２２のスライドゲート２３、及び、第１下サンドタンク３０のスライドゲート３３が閉とされ、圧縮空気源及び電空比例弁が上サンドタンク２２及び第１下サンドタンク３０内に圧縮空気を供給する。これにより、鋳型砂を流動させながら、上造型空間及び下造型空間に鋳型砂が充填される。一例として、設定された圧力及び時間を満たした場合、エアレーション処理が終了する。

次に、スクイズ処理（Ｓ１８）が行われる。図２２は、スクイズ処理を説明する概要図である。図２２に示されるように、スクイズ処理では、エアレーション処理（Ｓ１６）で動作させた封止機構が封止を解除し、スクイズシリンダ３７がさらに伸長することにより、第２下サンドタンク３１がさらに上昇する。これにより、第２下サンドタンク３１に取り付けられた下プレート４０が下盛枠４１内に進入し、下造型空間内の鋳型砂を圧縮するとともに、上プレート２５が上鋳枠１５内に進入し、上造型空間の鋳型砂を圧縮する。スクイズシリンダ３７が油圧回路で制御されている場合には、例えば油圧回路の油圧が設定された油圧と等しいと判定することができるときに、スクイズ処理が終了する。なお、スクイズ処理中であって、上鋳枠シリンダ１６、下鋳枠シリンダ１８及び下盛枠シリンダ４２が油圧回路で制御されている場合、各シリンダはフリー回路に設定される。これによって、各シリンダはスクイズ力に負けて収縮する。

次に、抜型処理（Ｓ２０）が行われる。図２３は、抜型処理を説明する概要図である。図２３に示されるように、抜型処理では、下盛枠シリンダ４２が収縮して下盛枠４１を下降させる。その後、スクイズシリンダ３７が収縮して、第２下サンドタンク３１を下降させ、それに続いて、マッチプレート１９及び搬送プレート２０を載置した下鋳枠１７を下降させる。そして、上鋳枠１５から模型の抜型が行われる。下鋳枠１７が固定部（不図示）まで下降したとき、マッチプレート１９及び搬送プレート２０が固定部に支持される。これにより、下鋳枠１７から模型の抜型が行われる。

次に、シャトルアウト処理（Ｓ２２）が行われる。図２４は、シャトルアウト処理を説明する概要図である。図２４に示されるように、シャトルアウト処理では、搬送シリンダ２１が収縮することにより、搬送プレート２０を退避位置へ移動させる。図２４に示された状態で、必要であれば中子が上鋳枠１５又は下鋳枠１７に配置される。

次に、枠合せ処理（Ｓ２４）が行われる。図２５は、枠合せ処理を説明する概要図である。図２５に示されるように、枠合せ処理では、下鋳枠シリンダ１８が収縮し、スクイズシリンダ３７が伸長することにより、下鋳枠１７及び第２下サンドタンク３１を上昇させて、枠を合わせる。

次に、抜枠処理（Ｓ２６）が行われる。図２６は、抜枠処理を説明する概要図である。図２６に示されるように、抜枠処理では、上鋳枠シリンダ１６及び下鋳枠シリンダ１８が収縮することにより、上鋳枠１５及び下鋳枠１７を上昇端まで上昇させて、抜枠を行う。

次に、第１枠分離処理（Ｓ２８）が行われる。図２７は、第１枠分離処理（前半）を説明する概要図である。図２７に示されるように、第１枠分離処理では、第２下サンドタンク３１の下プレート４０上に鋳型を載置した状態で、スクイズシリンダ３７が収縮し、第２下サンドタンク３１を下降させる。このとき、下鋳枠シリンダ１８が伸長し、下鋳枠１７を下降させるとともに、鋳型を搬出する際に邪魔にならない位置で停止させる。

次に、モールド押出処理（Ｓ３０）が行われる。図２８は、モールド押出処理を説明する概要図である。図２８に示されるように、モールド押出処理では、押出シリンダ４８（図２参照）が伸長することで、上鋳型及び下鋳型を装置外（例えば造型ライン）へ搬出する。

次に、第２枠分離処理（Ｓ３２）が行われる。図２９は、第２枠分離処理（後半）を説明する概要図である。図２９に示されるように、第２枠分離処理では、下鋳枠シリンダ１８が伸長し、下鋳枠１７を原位置に戻す。

以上で、一組の上鋳型及び下鋳型を造型する処理を終了する。

［第１下サンドタンクの位置調整］
上述した枠セット処理（Ｓ１４）において行われた第１下サンドタンク３０の位置調整の詳細を説明する。位置調整は、制御装置５０によって実現する。図３０は、一実施形態に係る抜枠造型機１の制御装置５０の機能ブロック図である。図３０に示されるように、制御装置５０は、第１検出器５１、第２検出器５２、第３検出器５３、第４検出器５４、第５検出器５５及び下タンクシリンダ３２に接続されている。なお、制御装置５０は、第１検出器５１〜第５検出器５５の全てに接続されている必要はない。制御装置５０は、例えば、第１検出器５１及び第２検出器５２のみに接続されていてもよいし、第３検出器５３〜第５検出器５５のみに接続されていてもよい。また、抜枠造型機１は、第１検出器５１〜第５検出器５５の全てを備えている必要はない。

第１検出器５１は、第１下サンドタンク３０の高さ位置を検出する。図３１は、第１検出器５１の一例を示す上面図である。図３２は、第１検出器５１の一例を示す正面図である。図３１及び図３２に示されるように、第１検出器５１は、磁石６０及び磁界検出部６１を備える。磁石６０は、第１下サンドタンク３０と共に移動する部材６２，６３に取り付けられる。磁石６０は、第１下サンドタンク３０に直接取り付けられてもよい。磁石６０は、その一部が切り欠かれた環状部材である。磁界検出部６１は、固定フレームである支持フレーム１４に取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、磁石６０との間に生じた磁界を検出する。磁界検出部６１は、第１下サンドタンク３０の移動方向に沿って設けられている。磁石６０は、その内部に磁界検出部６１が位置するように配置される。第１下サンドタンク３０とともに磁石６０が移動するため、第１検出器５１は、磁界位置を検出することにより第１下サンドタンク３０の高さ位置（絶対位置）を検出することができる。

第２検出器５２は、第２下サンドタンク３１（下プレート４０）の高さ位置を検出する。第２検出器５２の構成は第１検出器５１と同一であるので説明を省略する。なお、第２検出器５２の場合、一例として、第２下サンドタンク３１に磁石６０が設けられ、造型部Ａ１のフレームなどの固定部材に磁界検出部６１が設けられる。

第３検出器５３は、上鋳枠１５の高さ位置を検出する。第３検出器５３の構成は第１検出器５１と同一であるので説明を省略する。なお、第３検出器５３の場合、一例として、上鋳枠１５に磁石６０が設けられ、造型部Ａ１のフレームなどの固定部材に磁界検出部６１が設けられる。

第４検出器５４は、下鋳枠１７の高さ位置を検出する。第４検出器５４の構成は第１検出器５１と同一であるので説明を省略する。なお、第４検出器５４の場合、一例として、下鋳枠１７に磁石６０が設けられ、造型部Ａ１のフレームなどの固定部材に磁界検出部６１が設けられる。

第５検出器５５は、下盛枠４１の高さ位置を検出する。第５検出器５５の構成は第１検出器５１と同一であるので説明を省略する。なお、第５検出器５５の場合、一例として、下盛枠４１に磁石６０が設けられ、造型部Ａ１のフレームなどの固定部材に磁界検出部６１が設けられる。

制御装置５０は、認識部７０、制御部８０及び記憶部９０を備える。認識部７０は、第１検出器５１の検出結果に基づいて、移動中の第１下サンドタンク３０の高さ位置（第１接続口３５の高さ位置）及び移動完了を認識する。認識部７０は、第２検出器５２の検出結果に基づいて、移動中の第２下サンドタンク３１の高さ位置（第２接続口３８の高さ位置）及び移動完了を認識する。認識部７０は、第３検出器５３の検出結果に基づいて、移動中の上鋳枠１５の高さ位置及び移動完了を認識する。認識部７０は、第４検出器５４の検出結果に基づいて、移動中の下鋳枠１７の高さ位置及び移動完了を認識する。認識部７０は、第５検出器５５の検出結果に基づいて、移動中の下盛枠４１の高さ位置及び移動完了を認識する。このように、認識部７０は、検出器の結果に基づいて、各構成要素の移動中の高さ位置及び移動完了を認識することができる。また、認識部７０は、第３検出器５３によりスクイズ完了時に検出された上鋳枠１５の高さ位置に基づいて、スクイズ完了時の上鋳型の厚さを認識することもできる。また、認識部７０は、第２検出器によりスクイズ完了時に検出された第２下サンドタンク３１（下プレート４０）の高さ位置、及び、第５検出器５５によりスクイズ完了時に検出された下盛枠４１の高さ位置に基づいて、スクイズ完了時の下鋳型の厚さを認識することもできる。

認識部７０は、第３検出器５３によりスクイズ完了時に検出された上鋳枠１５の高さ位置、第２検出器によりスクイズ完了時に検出された第２下サンドタンク３１（下プレート４０）の高さ位置、及び、第５検出器５５によりスクイズ完了時に検出された下盛枠４１の高さ位置を造型結果として記憶部９０に記憶させる。このとき、認識部７０は、造型条件と造型結果とを関連付けて記憶部９０に記憶させてもよい。造型条件とは、造型する際に予め設定された条件であり、例えば、模型の型番、模型形状、各構成要素の目標高さ位置などである。このように、認識部７０及び記憶部９０は、実績情報を取得して記憶する。

制御部８０は、記憶部９０に記憶された前回の造型結果に基づいて、次の砂充填時における上鋳枠１５の高さ位置及び下盛枠４１の高さ位置を決定する。このように、制御部８０は、第３検出器５３及び第５検出器５５の検出結果に基づいて、フィードバック制御を行う。

なお、認識部７０は、第３検出器５３及び第５検出器５５の検出結果だけでなく、第１検出器５１〜第５検出器５５から選択される他の組合せの検出結果、全ての検出結果、又は、上鋳型及び下鋳型の厚さを造型結果として記憶部９０に記憶してもよい。この場合、制御部８０は、記憶部９０に記憶された造型結果に基づいて上述したフィードバック制御とは異なるフィードバック制御を行うことができる。例えば、制御部８０は、スクイズ完了時において第１検出器５１により検出された第１下サンドタンク３０の高さ位置（第１接続口３５の高さ位置）と、スクイズ完了時において第２検出器５２により検出された第２下サンドタンク３１の高さ位置（第２接続口３８の高さ位置）に基づいて、次の砂充填時における第１下サンドタンク３０の高さ位置及び第２下サンドタンク３１の高さ位置を決定してもよい。これにより、制御部８０は、第１検出器５１及び第２検出器５２の検出結果に基づいて、第１接続口３５と第２接続口３８との高さ位置が一致するようにスクイズシリンダ３７及び下タンクシリンダ３２を動作させることができる。

図３３は、一実施形態に係る抜枠造型機１の目標設定処理を説明するフローチャートである。図３３に示される処理は、枠セット処理（Ｓ１４）において実行される。最初に、制御部８０は、情報取得処理（Ｓ４０）として、記憶部９０に記憶された前回の造型結果を取得する。次に、制御部８０は、目標値設定処理（Ｓ４２）として、第１接続口３５の高さ位置の目標値を決定する。制御部８０は、例えば、前回の第１接続口３５の高さ位置と前回の第２接続口３８の高さ位置とに差分が存在する場合には、差分を打ち消すように第１接続口３５の高さ位置の目標値を決定する。以上で、抜枠造型機１の目標設定処理を終了する。

以上、本実施形態に係る抜枠造型機１によれば、下タンクシリンダ３２を動作させる制御部８０により、第２下サンドタンク３１の第２接続口３８の高さと一致するように、第１下サンドタンク３０の第１接続口３５の高さを調整することができる。これにより、第１接続口３５と第２接続口３８との連結部分の鋳型砂の流れが一様となり、砂詰まりが発生することを抑制することができる。よって、砂詰まりを考慮して鋳型砂のＣＢを調整する必要がなくなり、鋳型の造型性や鋳物製品の品質に対して最適な鋳型砂を用いることができ、結果として優れた鋳型及び鋳物製品を得ることができる。

また、本実施形態に係る抜枠造型機１によれば、分割された第２下サンドタンク３１のみを上下に移動させて下鋳枠１７への鋳型砂の充填及びスクイズを実現することができる。第１下サンドタンク３０が第２下サンドタンク３１に固定接続された一体型のサンドタンクを採用した場合、タンクの左側に右側よりも荷重が加わることになるため、タンクを上昇させるときの角度と下降させるときの角度とが異なるおそれがある。このような角度の差異は、パターンから鋳型を外す際に抜型不良を起こすおそれがある。これに対して、本実施形態に係る抜枠造型機１によれば、荷重のアンバランスによる傾きを軽減できるため、結果として優れた鋳型及び鋳物製品を得ることができる。

また、本実施形態に係る抜枠造型機１によれば、透過部材２２ａ，３０ａの全面を介して側方から貯留空間へ圧縮空気が供給されるため、鋳型砂の流動性が向上する。この状態でさらに圧縮空気により上鋳枠又は下鋳枠へ鋳型砂が吹き込まれることにより、鋳型砂の吹込抵抗を減らすことができる。よって、圧縮空気源の電力消費を抑制することができるとともに、砂詰まりが発生することを抑制することができる。

また、本実施形態に係る抜枠造型機１によれば、前回の造型結果に基づいて第２下サンドタンク３１の高さ位置が調整されるため、第１接続口３５と第２接続口３８との高さ位置をより正確に合わせることができる。

また、本実施形態に係る抜枠造型機１によれば、非接触で第１下サンドタンク３０及び第２下サンドタンク３１の位置を認識することができる。

さらに、本実施形態に係る抜枠造型機１によれば、上造型空間及び下造型空間に充填される鋳型砂は、ＣＢが３０％〜４２％、鋳型砂の圧縮強さが８Ｎ／ｃｍ^２〜１５Ｎ／ｃｍ^２の範囲に設定された鋳型砂であるため、優れた鋳型及び鋳物製品を得ることができる。

なお、上述した実施形態は本発明に係る抜枠造型機の一例を示すものである。本発明に係る抜枠造型機は、実施形態に係る抜枠造型機１に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る抜枠造型機１を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記実施形態において、上サンドタンク２２は上フレーム１０に固定されている例を説明したが、上サンドタンク２２は移動可能に構成されていてもよい。

また、上記実施形態において、制御装置５０は、第１検出器５１及び第２検出器５２の検出結果を用いて、第１下サンドタンク３０及び第２下サンドタンク３１の移動速度を制御してもよい。同様に、制御装置５０は、第３検出器５３、第４検出器５４及び第５検出器５５の検出結果を用いて、上鋳枠１５、下鋳枠１７及び下盛枠４１の移動速度を制御してもよい。例えば、制御装置５０は、目標位置まで近づいてきたことを検知（所定位置から所定距離以内に位置したことを検知）した場合、移動速度を所定値下げてもよい。このように制御することにより、接触時の影響の緩和と上鋳型及び下鋳型の造型時間の短縮とを両立することができる。

１…抜枠造型機、１２…ガイド、１５…上鋳枠、１６…上鋳枠シリンダ、１７…下鋳枠、１８…下鋳枠シリンダ、１９…マッチプレート、２２…上サンドタンク、２５…上プレート、２２ａ，３０ａ…透過部材、３０…第１下サンドタンク、３１…第２下サンドタンク、３２…下タンクシリンダ、３５…第１接続口、３６…第１閉塞板、３７…スクイズシリンダ、３８…第２接続口、３９…第２閉塞板、４０…下プレート、４１…下盛枠、４２…下盛枠シリンダ、５０…制御装置、４４，４６…ノズル板、４５，４７…閉塞板、５１…第１検出器、５２…第２検出器、５３…第３検出器、５４…第４検出器、５５…第５検出器、６０…磁石、６１…磁界検出部、７０…認識部、８０…制御部、９０…記憶部。

Claims (10)

1. 無鋳枠の上鋳型及び下鋳型を造型する抜枠造型機であって、
   上鋳枠と、
   前記上鋳枠の下方に配置され、前記上鋳枠とともにマッチプレートを狭持可能な下鋳枠と、
   前記上鋳枠の上方に配置され、圧縮空気源に接続され、その下端部が開口され、その内部に鋳型砂を貯留する上サンドタンクと、
   前記上サンドタンクの下端部に取り付けられ、前記上サンドタンクから前記上鋳枠内へ連通する少なくとも１つの供給口が形成された上プレートと、
   圧縮空気源に接続され、その内部に鋳型砂を貯留し、貯留した鋳型砂を排出する第１接続口を有する第１下サンドタンクと、
   前記下鋳枠の下方に配置され、その上端部が開口され、前記第１下サンドタンクの第１接続口に接続可能な第２接続口を有し、前記第１下サンドタンクから供給され前記下鋳枠内へ供給される鋳型砂を貯留する第２下サンドタンクと、
   前記第２下サンドタンクの上端部に取り付けられ、前記第２下サンドタンクから前記下鋳枠内へ連通する少なくとも１つの供給口が形成された下プレートと、
   前記第２下サンドタンクを上下方向に移動させて、前記上プレート及び前記下プレートでスクイズを行う駆動部と、
   前記第１下サンドタンクを上下方向に移動させる調整駆動部と、
   前記第１下サンドタンクの高さ位置を検出する第１検出器と、
   前記第２下サンドタンクの高さ位置を検出する第２検出器と、
   前記第１検出器及び前記第２検出器の検出結果に基づいて、前記第１接続口と前記第２接続口との高さ位置が一致するように前記駆動部及び前記調整駆動部を動作させる制御部と、
   を備える抜枠造型機。
2. 前記上プレート、前記上鋳枠及び前記マッチプレートにより、前記上鋳型を造型する上造型空間が形成され、前記上プレートを介して前記上サンドタンクに貯留された鋳型砂が前記上造型空間に充填され、
   前記駆動部により所定高さに移動された前記第２下サンドタンクに取り付けられた前記下プレート、前記下鋳枠及び前記マッチプレートにより、前記下鋳型を造型する下造型空間が形成され、前記調整駆動部により前記第１下サンドタンクの前記第１接続口の高さが前記第２下サンドタンクの前記第２接続口の接続位置に調整されて前記第１下サンドタンクに貯留された鋳型砂が前記第２下サンドタンクに供給され、前記下プレートを介して前記第２下サンドタンクに貯留された鋳型砂が前記下造型空間に充填され、
   前記上造型空間及び前記下造型空間に鋳型砂が充填された状態で、前記駆動部が前記第２下サンドタンクを上方に移動させることで、前記上プレート及び前記下プレートでスクイズを行う、請求項１に記載の抜枠造型機。
3. 下盛枠を備え、
   前記下造型空間は、前記下プレート、前記下鋳枠、前記下盛枠及び前記マッチプレートにより形成される請求項２に記載の抜枠造型機。
4. 前記上サンドタンク及び前記第１下サンドタンクは、内面に圧縮空気が流通可能な複数の孔を有する透過部材が設けられている請求項１〜３の何れか一項に記載の抜枠造型機。
5. 前記第１検出器により前回のスクイズ完了時に検出された前記第１下サンドタンクの高さ位置、及び、前記第２検出器により前回のスクイズ完了時に検出された前記第２下サンドタンクの高さ位置を前回の造型結果として記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記記憶部に記憶された前回の造型結果に基づいて、次の砂充填時における前記第１下サンドタンクの高さ位置及び前記第２下サンドタンクの高さ位置を決定する請求項１〜４の何れか一項に記載の抜枠造型機。
6. 前記上鋳枠の高さ位置を検出する第３検出器と、
   前記下盛枠の高さ位置を検出する第５検出器と
   を備え、
   前記上プレートは、高さ位置が固定されており、
   前記制御部は、
   前記第３検出器によりスクイズ完了時に検出された前記上鋳枠の高さ位置に基づいて、スクイズ完了時の前記上鋳型の厚さを認識するとともに、前記第２検出器及び前記第５検出器によりスクイズ完了時に検出された前記下プレートの高さ位置及び前記下盛枠の高さ位置に基づいて、スクイズ完了時の前記下鋳型の厚さを認識し、
   認識された前記上鋳型及び前記下鋳型の厚さに基づいて、次の砂充填時の前記上鋳枠の高さ位置、前記下プレートの高さ位置、前記下盛枠の高さ位置、前記第１下サンドタンクの高さ位置、及び、前記第２下サンドタンクの高さ位置を決定する請求項３に記載の抜枠造型機。
7. 前記第３検出器は、
   前記上鋳枠又は前記上鋳枠と共に移動する部材に取り付けられた磁石と、
   固定フレームに取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、前記磁石との間に生じた磁界を検出する検出部と、
   を備える請求項６に記載の抜枠造型機。
8. 前記第５検出器は、
   前記下盛枠又は前記下盛枠と共に移動する部材に取り付けられた磁石と、
   固定フレームに取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、前記磁石との間に生じた磁界を検出する検出部と、
   を備える請求項６又は７に記載の抜枠造型機。
9. 前記第１検出器は、
   前記第１下サンドタンク又は前記第１下サンドタンクと共に移動する部材に取り付けられた磁石と、
   固定フレームに取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、前記磁石との間に生じた磁界を検出する検出部と、
   を備える請求項１〜８の何れか一項に記載の抜枠造型機。
10. 前記第２検出器は、
    前記第２下サンドタンク又は前記第２下サンドタンクと共に移動する部材に取り付けられた磁石と、
    固定フレームに取り付けられ、上下方向に延びる長手部材からなり、前記磁石との間に生じた磁界を検出する検出部と、
    を備える請求項１〜９の何れか一項に記載の抜枠造型機。

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