本発明の一実施形態に係る鋳型造型装置について図1〜図7を用いて説明する。なお、図を見易くするために、図中の細部におけるハッチングは適宜省略する。図1には、本実施形態に係る鋳型造型装置10が概略正面図(一部については正面視の断面図)で示されている。また、図3には、図1の鋳型造型装置10の一部が拡大された状態の概略正面図(一部については正面視の断面図)で示されている。
(鋳型造型装置の全体構成)
まず、鋳型造型装置10の全体構成について概説する。
図3に示されるように、鋳型造型装置10は、混練機構12を有する。混練機構12は、攪拌槽20(「混練槽」ともいう。)と、閉塞部材としての蓋部材22と、攪拌羽根としての第一攪拌羽根24(「混練羽根」ともいう。)と、を備えている。
攪拌槽20は、底壁部20Aを備えた有底円筒状(広義には容器状)とされて上向きに開口し、発泡混合物製造用の材料(砂(広義には粒子状骨材)、水溶性バインダ、発泡剤及び水)が供給されてこれらを貯留するようになっている。攪拌槽20の有底筒状の側壁部20Bには、その下部に排出孔20Hが貫通形成されている。また、蓋部材22は、攪拌槽20の開放側(上側開口部20K)を密閉(密封)状態で閉塞するように配置されている。攪拌槽20の上側開口部20Kに接する蓋部材22の外周部には、攪拌槽20の内部が気密状態となるように、シール部材が設けられている。さらに、第一攪拌羽根24は、蓋部材22で攪拌槽20の開放側(上側開口部20K)を閉塞した状態で攪拌槽20の内部の材料を攪拌して発泡混合物を製造するための部材とされる。
なお、蓋部材22には、攪拌槽20の内部に砂、水溶性バインダ、発泡剤、及び水を供給するための複数の配管(図示省略)の一端側が取り付けられている。そして、前記配管の他端側には、砂、水溶性バインダ、発泡剤及び水の各供給装置(図示省略)のいずれかが接続されている。なお、変形例として、蓋部材(22)に前記配管を設けずに、蓋部材(22)を開けて上側開口部(20K)より各種材料を供給する場合もある。
攪拌槽20の側方側(本実施形態では装置左側)には、有底筒状の圧入槽30が隣接して配置されている。すなわち、攪拌槽20と圧入槽30とは、一体的に設けられているが、それぞれ独立した内部空間を備えている。なお、圧入槽30の底壁部30Aは、本実施形態では一例として圧入槽30の側壁部30Bとは別体に形成されて側壁部30Bに固定されているが、圧入槽における底壁部と側壁部とは一体に形成されていてもよい。圧入槽30の側壁部30Bには、攪拌槽20の排出孔20Hに隣接配置される流入孔30Hが貫通形成されている。本実施形態では、攪拌槽20の排出孔20H及び圧入槽30の流入孔30Hは、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部とを連通して発泡混合物が流通可能な連通部40を構成している。
また、鋳型造型装置10は、詳細後述する流動制御機構42(図中右側参照)を備えている。この流動制御機構42は、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能にする流通阻止機能を発揮する状態と、攪拌槽20の内部の発泡混合物を連通部40を介して圧入槽30の内部に流動させる強制流動機能を発揮する状態と、を取り得る。また、圧入槽30の底壁部30Aには充填孔32が貫通形成されている。また、図中において圧入槽30の下方側には充填孔32を閉塞可能な止栓機構18が設けられている。
また、図1に示されるように、鋳型造型装置10は、装置下部側に金型機構14を有する。金型機構14は、混練機構12で混練された発泡混合物を所定の形状に成形するための金型50を備える。この金型50には、圧入槽30の充填孔32に隣接配置される被充填孔56が貫通形成されている。
また、金型機構14の直上側には、圧入機構16(「充填機構」ともいう。)が設けられている。図3に示されるように、圧入機構16は、圧入槽30の内部の発泡混合物を圧入槽30の充填孔32から図1に示される金型50の被充填孔56を介して金型50のキャビティに圧入させるように構成されている。なお、鋳型造型装置10は、金型機構14と連動して金型50を開くことで金型50から鋳型を取り出すための鋳型押出機構(図示省略)も備えている。
また、鋳型造型装置10は、攪拌槽20及び圧入槽30を装置左右方向に延びる機体上部フレーム60に沿って(矢印X方向に)移動させるための移動機構62を備えている。移動機構62は、攪拌槽20及び圧入槽30を、造型時に配置される第一位置(図1に示される位置)と、第一位置から装置右側に退避された第二位置(図2に示される位置)と、の間で移動させる機構とされている。
(各機構について)
次に、各機構について説明する。
図1に示される攪拌槽20及び圧入槽30を装置左右方向に移動させるための移動機構62は、機体上部フレーム60に沿って装置左右方向に延びる図示しないガイド部を備えると共に、前記ガイド部に沿って走行可能な走行台車62Bを備えている。なお、走行台車62Bをガイドするための前記ガイド部には、一例として公知のガイドレール構造が適用されているため、図1等では、前記ガイド部の図示を省略している。走行台車62Bの走行範囲は、金型50の上方側を含む範囲とされている。走行台車62Bには、上下移動用のシリンダ62Yを介して攪拌槽20及び圧入槽30が取り付けられている。言い換えれば、攪拌槽20及び圧入槽30は、走行台車62Bに対してシリンダ62Yにより懸垂支持されており、圧入槽30は、シリンダ62Yの作動によって金型50に押し付けられる位置まで変位可能とされている。
また、走行台車62Bの上端部には、装置左右方向に延在するロッド62D1の一端側が固定されている。ロッド62D1は、機体上部フレーム60の装置右側の部位に固定されたシリンダ62Dの一部を構成し、シリンダ62Dの作動によって装置左右方向に伸縮可能とされている。すなわち、移動機構62は、走行台車62Bが前記ガイド部(図示省略)に沿って走行(移動)することで、攪拌槽20及び圧入槽30を装置左右方向に移動させるようになっている。なお、図中の一点鎖線62Aは、ロッド62D1の軸心を示している。
図3に示されるように、混練機構12は、第一攪拌羽根24を作動させるための攪拌羽根作動機構26を備える。攪拌羽根作動機構26は、第一攪拌羽根24を回転させるための回転軸26Aを備えている。回転軸26Aは、装置上下方向(攪拌槽20の深さ方向と同じ方向)に沿って延在し、蓋部材22の中央部を貫通して下端部に第一攪拌羽根24が固定されると共に、自身の軸線周りに回転可能に配置されている。回転軸26Aは、上端部側が駆動力伝達部26Bを介してモータ26Mの出力軸に接続された構成となっている。すなわち、混練機構12は、モータ26Mが作動することで、回転軸26Aに懸垂支持された第一攪拌羽根24が攪拌槽20の内容物を混練するようになっている。第一攪拌羽根24は、矩形枠状の枠体24Aを備えると共に、枠体24Aの枠内側に設けられた格子状の網部24Bを備えている。但し、第一攪拌羽根24の形状は、この限りではない。また、攪拌羽根作動機構26は、図示しない公知の昇降機構(シリンダ)によって装置上下方向に移動可能とされている。
一方、図1に示される金型機構14においては、金型50が一方の型である固定型52と他方の型である可動型54とでキャビティ(鋳型造型用空間)を形成する。可動型54は、可動機構14Aによって装置左右方向に移動可能とされている。可動機構14Aは、機台14Bに設けられ、装置左右方向を軸方向として配置されたシリンダ14A1を含んで構成されている。なお、詳細説明を省略するが、図2に示されるように、可動型54は、固定型52から離れた位置に配置された状態で可動型割面の向きを変えることが可能とされている。また、図1に示されるように、固定型52は、機台14Bに設けられた支持機構部14Cに支持され、可動型54の側方側(本実施形態では装置左側)に配置されている。また、金型50において上側に配置される上壁部には既述した被充填孔56が貫通形成されている。なお、本実施形態における被充填孔56は、固定型52の上壁部52Aの切欠部分と可動型54の上壁部54Aの切欠部分とで構成されている。
金型50の配置位置の直上側に設けられた圧入機構16は、機体上部フレーム60に支持されたシリンダ16Yを備えており、このシリンダ16Yは装置上下方向を軸方向として配置されている。図3に示されるように、シリンダ16Yは、上下方向に延在する第一ロッド16Aを備えると共に、第一ロッド16Aの下端部側に中間板16B及び複数の第二ロッド16Cを介して接続されたピストン16Pを備えている。中間板16Bは、平板状とされて第一ロッド16Aの軸方向と直交する方向を面方向として配置され、複数の第二ロッド16Cは、第一ロッド16Aの軸方向と平行な方向に沿って延びている。
ピストン16Pは、圧入槽30の内面とシール(密閉)された状態(密封状態)で摺動可能に配置され、シリンダ16Yの電動サーボモータが作動することで圧入槽30の底壁部30Aに接近する方向及びその反対方向(言い換えれば装置上下方向)に移動するようになっている。そして、圧入機構16は、ピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aの側へ移動させることで圧入槽30の内部の発泡混合物を充填孔32から図1に示される被充填孔56を介して金型50のキャビティに圧入させるようになっている。また、図3に示される圧入機構16は、そのような圧入の後にピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aから離れる側へ移動させて圧入槽30とピストン16Pとで囲まれた空間を減圧することで流動制御機構42として機能して攪拌槽20の内部の発泡混合物を連通部40を介して圧入槽30の内部に流動させるようになっている。
また、中間板16Bの下面側には、装置上下方向を軸方向とするシリンダ34Yが固定されている。シリンダ34Yは、上下方向に延在するロッド34Aを備えると共に、ロッド34Aの下端部に固定されたスライド板34Bを備える。スライド板34Bは、平板状とされてロッド34Aの軸方向と直交する方向を面方向として配置されている。スライド板34Bの周囲部は、複数の第二ロッド16Cによって板厚方向に貫通されている。スライド板34Bは、シリンダ34Yが作動することで、複数の第二ロッド16Cに沿って装置上下方向に移動可能とされている。
シリンダ34Yのスライド板34Bの下面側には、モータ36M(広義には「回転アクチュエータ」として把握される要素である。)が取り付けられている。このモータ36Mの出力軸には、装置上下方向(圧入槽30の深さ方向と同じ方向)に延在する回転軸36A(ローター)が接続されている。この回転軸36Aは、ピストン16Pの中央部をその板厚方向に貫通しており、下端部には第二攪拌羽根38が固定されている。
第二攪拌羽根38は、圧入槽30の底壁部30Aの側に設けられてモータ36Mが回転することで圧入槽30の内部の発泡混合物を攪拌可能とされる。また、第二攪拌羽根38は、回転軸36Aに懸垂支持されて上下動可能とされており、シリンダ34Yが作動してロッド34Aが縮むことで、底壁部30Aから離間可能とされている。そして、本実施形態では一例として圧入機構16が圧入槽30の内部の発泡混合物を金型50(図1参照)のキャビティに圧入させる場合に第二攪拌羽根38はシリンダ34Yの作動により底壁部30Aから離間した位置に配置されるように設定されている。
また、圧入槽30の下方側でかつ金型機構14(図1参照)の上方側に設けられた止栓機構18は、圧入槽30の底壁部30Aの充填孔32の閉塞用として止め栓18Aを備えている。止め栓18Aは、水平配置された止め栓プレート18Bから上方側に突出している。また、止め栓プレート18Bは、上向きのシリンダ18Yのピストンロッド18Rの上端部に取り付けられており、シリンダ18Yの作動により上下動するようになっている。そして、止栓機構18は、圧入槽30の充填孔32を止め栓18Aで閉塞することが可能とされている。なお、シリンダ18Yを支持する支持部材18Dは、図示しない移動機構によって装置左右方向に移動可能とされている。
一方、流動制御機構42(図中右側参照)は、攪拌槽20の内部の気圧を変動させる第一加減圧機構44を備えており、この第一加減圧機構44は、攪拌槽20の内部をエアの給排によって加減圧する。第一加減圧機構44は、蓋部材22にポート44A及び圧力ゲージ44Gを備え、ポート44Aには、ホース44Bを介して第一加減圧装置44Cが接続されている。第一加減圧装置44Cは、ホース44B及びポート44Aを介して、攪拌槽20の内部空間へのエアの供給が可能であると共に攪拌槽20の内部空間からのエアの排出が可能とされている。圧力ゲージ44Gは、攪拌槽20の内部空間の圧力を測定可能とされている。
また、流動制御機構42は、圧入槽30の内部の気圧を変動させる第二加減圧機構46を備えており、この第二加減圧機構46は、圧入槽30の内部をエアの給排によって加減圧する。第二加減圧機構46は、ピストン16Pにポート46A及び圧力ゲージ46Gを備え、ポート46Aには、ホース46Bを介して第二加減圧装置46Cが接続されている。第二加減圧装置46Cは、ホース46B及びポート46Aを介して、圧入槽30の内部空間へのエアの供給が可能であると共に圧入槽30の内部空間からのエアの排出が可能とされている。圧力ゲージ46Gは、圧入槽30の内部空間の圧力を測定可能とされている。
また、流動制御機構42は、圧力ゲージ44G、第一加減圧装置44C、圧力ゲージ46G及び第二加減圧装置46Cにそれぞれ接続された制御部48を備えている。なお、図中では、圧力ゲージ44G、46Gと制御部48との接続については図示を省略する。制御部48は、第一加減圧機構44の作動を制御する(すなわち第一加減圧機構44による攪拌槽20の内部の加減圧を制御する)と共に、第二加減圧機構46の作動を制御する(すなわち第二加減圧機構46による圧入槽30の内部の加減圧を制御する)。
また、本実施形態では、流動制御機構42は、第一加減圧機構44によって攪拌槽20の内部を所定の圧力で加圧するように制御部48が制御すると共に、第二加減圧機構46によって圧入槽30の内部を前記所定の圧力で加圧するように制御部48が制御することで、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能にする流通阻止機能を発揮する。なお、制御部48は、圧入槽30の内部の発泡混合物を充填孔32から図1に示される被充填孔56を介して金型50のキャビティに圧入させる場合には、図3に示される第一加減圧機構44が攪拌槽20の内部を加圧するように制御しており、これにより、流動制御機構42による流通阻止機能が発揮される。
さらに、本実施形態では、流動制御機構42は、圧入機構16におけるピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aから離れる側へ移動させて圧入槽30の内部(圧入槽30とピストン16Pとで囲まれた空間)を減圧すると共に攪拌槽20の内部で第一攪拌羽根24を攪拌槽20の深さ方向に沿った軸周りに回転させるように制御することで、攪拌槽20の内部の発泡混合物を連通部40を介して圧入槽30の内部に流動させる強制流動機能を発揮する。
(作用効果)
次に、本実施形態の鋳型造型装置10の攪拌槽20及び圧入槽30に関わる動作について図4〜図7を用いて説明しながら、上記実施形態の作用及び効果について説明する。
図4(A)には、圧入槽30の底壁部30Aの充填孔32(図3参照)が止め栓18Aによって閉塞された状態でかつ発泡混合物100が圧入槽30の内部に収容されている状態が示されている。この状態から図4(B)に示されるように、止栓機構18のシリンダ18Yが作動して止め栓18Aが下降する(矢印A参照)ことで、圧入槽30の底壁部30Aの充填孔32が開放される。次に、止め栓18Aを備えた止栓機構18が図示しない移動機構の作動によって装置右側に移動し(矢印B参照)、図4(C)に示された状態となる。
次に、図5(A)に示されるように、圧入槽30がシリンダ62Yの作動によって下降されて(矢印C参照)金型50に強く押し付けられ、攪拌槽20も圧入槽30と一体的に下降される。また、このとき、圧入槽30の中のピストン16Pもシリンダ16Yの作動によって同調して下降される。
次に、図5(B)に示されるように第二攪拌羽根38がシリンダ34Yの作動によって上昇される(矢印D参照)と共に、圧入機構16は、シリンダ16Yを作動させ、ピストン16Pを図5(B)に示される状態から図5(C)に示されるように圧入槽30の底壁部30Aの側へ移動させることで(図5(B)の矢印E参照)圧入槽30の内部の発泡混合物100を押圧して当該発泡混合物100を充填孔32から被充填孔56を介して金型50のキャビティに圧入させる。このとき、第二攪拌羽根38は、圧入槽30の内部の底壁部30Aの側に設けられているので、圧入槽30の内部において第二攪拌羽根38が埋まる程度に発泡混合物100が収容されていれば、第二攪拌羽根38はピストン16Pが発泡混合物100を押圧する際の妨げにならない。さらに、このとき、第二攪拌羽根38は圧入槽30の内部の底壁部30Aから離間した位置に配置されている。このため、圧入槽30の底壁部30Aの充填孔32が第二攪拌羽根38によって塞がれていないうえ圧入槽30の内部の底壁部30A付近における発泡混合物100の流動性も確保される。したがって、第二攪拌羽根38は圧入槽30の内部の発泡混合物100を金型50のキャビティに圧入させる際の妨げにならない。そして、図5(C)に示される状態で金型50のキャビティに発泡混合物が充填される。
次に、図6(A)に示されるように、圧入槽30がシリンダ62Yの作動によって上昇されて金型50から所定距離離れた位置に配置され、攪拌槽20も圧入槽30と一体的に上昇される。また、このとき、圧入槽30の中のピストン16Pもシリンダ16Yの作動によって同調して上昇される。その後、ピストン16Pは独立して少し上昇させて、圧入槽30内に空隙を持たせ、第二攪拌羽根38により再攪拌が可能な状態とする。次に、図6(B)に示されるように、止栓機構18が図示しない移動機構の作動によって装置右側から圧入槽30の直下に移動し(矢印F参照)、その後、止栓機構18のシリンダ18Yが作動して止め栓18Aが上昇する(矢印G参照)ことで、圧入槽30の底壁部30Aの充填孔32が閉塞される(図7(A)参照)。
次に、図7(A)に示される蓋部材22で攪拌槽20の上側開口部20Kを閉塞した状態のままで攪拌槽20に材料(砂、水溶性バインダ、発泡剤及び水)が供給(投入)される。そして、攪拌羽根作動機構26が作動することで攪拌槽20の内部の材料が第一攪拌羽根24で攪拌され、これにより、発泡混合物が製造される。また、同時並行して、モータ36Mが作動することで圧入槽30の内部では発泡混合物100が第二攪拌羽根38で再度攪拌される。なお、圧入槽30の内部の発泡混合物100は、攪拌槽20の内部で製造されて連通部40(図3参照)を介して流動されたものである(詳細後述)。このように、攪拌槽20の内部で第一攪拌羽根24が材料を攪拌して発泡混合物を製造するだけでなく圧入槽30の内部においても第二攪拌羽根38が発泡混合物100を攪拌するので、発泡混合物の性状を安定化させることができる。
次に、図7(B)に示されるように、圧入機構16は、シリンダ16Yを作動させ、ピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aから離れる側へ移動させて圧入槽30とピストン16Pとで囲まれた空間を減圧することで攪拌槽20の内部の発泡混合物を連通部40(図3参照)を介して圧入槽30の内部に流動させる。すなわち、このとき圧入機構16は流動制御機構42(図3参照)として機能する。また、ピストン16Pの移動で圧入槽30の内部を減圧して発泡混合物を流動させるとき、本実施形態では、流動制御機構42(図3参照)は、併せて攪拌槽20の内部で第一攪拌羽根24を攪拌槽20の深さ方向に沿った軸周りに回転させるように制御する。したがって、圧入槽30の内部を減圧するのみの場合と比べて発泡混合物100を一層良好に流動させることができる。
ここで、図4(A)〜図4(C)、図5(A)、図6(A)、図6(B)、及び図7(A)に示される状態では、攪拌槽20の内圧と圧入槽30の内圧とが同等になるように図3に示される第一加減圧機構44及び第二加減圧機構46の各作動が制御される。図5(B)及び図5(C)に示される状態では、攪拌槽20の内部が加圧されるように図3に示される第一加減圧機構44の作動が制御されることで、圧入槽30の内部から攪拌槽20の内部へ向けて発泡混合物が逆流するのが抑えられる。また、図7(B)に示される状態では、攪拌槽20の内部を加圧するように又は加減圧しないように図3に示される第一加減圧機構44の作動が制御される。
すなわち、本実施形態では、図3に示される第一加減圧機構44による攪拌槽20の内部の加減圧、及び、第二加減圧機構46による圧入槽30の内部の加減圧が、制御部48によって制御されることで、連通部40の流路に開閉機構を設けなくても、流動制御機構42として発泡混合物の流動を制御することができる。補足説明すると、連通部40の流路に例えば開閉部材が進退するような開閉機構を設ける構成では、開閉部材に付着した発泡混合物が当該開閉部材の退避時に退避空間の隙間に入り込んで(噛み込まれて)開閉機構が故障してしまう事態も考えられるが、本案ではそのような開閉機構が設けられていないので、前記の事態は発生し得ない。
以上説明したように、本実施形態では、攪拌槽20で発泡混合物を製造する際にピストン16P及び第二攪拌羽根38を退避させる必要がなく、また、圧入槽30から金型50(図5参照)に発泡混合物を圧入させる際に第一攪拌羽根24を退避させる必要もない。よって、攪拌槽20で発泡混合物を製造する際にピストン16P及び第二攪拌羽根38を退避させないことで(第二攪拌羽根38については密閉された空間にとどまることで)ピストン16P及び第二攪拌羽根38に発泡混合物が付着していても当該発泡混合物は飛散しない。また、圧入槽30から金型50(図1参照)に発泡混合物を圧入させる際に第一攪拌羽根24を退避させないことで(第一攪拌羽根24が密閉された空間にとどまることで)第一攪拌羽根24に発泡混合物が付着していても当該発泡混合物は飛散しない。
このように、本実施形態の鋳型造型装置10によれば、混合時及び圧入時における発泡混合物の飛散を防止又は効果的に抑制することができる。
一方、攪拌槽20で発泡混合物を製造する際や圧入槽30から金型50に発泡混合物を圧入させる際には、第一加減圧機構44、第二加減圧機構46及び制御部48を備える流動制御機構42によって、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通が不能になる。このため、攪拌槽20で発泡混合物を良好に製造することができると共に、圧入槽30から金型50に発泡混合物を良好に圧入させることができ、さらに上述したように、発泡混合物の製造と発泡混合物の圧入とを同時並行して実行することもできる。そして、発泡混合物の製造と発泡混合物の圧入とを同時並行して実行することで、工程時間を短縮することができる。
また、例えば、攪拌槽としての機能と、圧入槽としての機能と、を併せ持つ混合物収納手段(前述した特許文献1参照)を備えた対比構造では、混合物収納手段を、材料を攪拌するための位置と、発泡混合物を圧入するための位置と、の間で移動させる必要があり、その移動時間を短縮することが困難である。これに対して、本実施形態に係る構成では、そのような移動自体を不要にすることができる。
また、上記実施形態では、図1及び図2に示されるように、攪拌槽20及び圧入槽30は、移動機構62によって、造型時に配置される第一位置(図1に示される位置)から退避された第二位置(図2に示される位置)に移動可能となっているので、図2に示される第二位置に移動させることで、予備混練や清掃、整備を容易にすることができる。
(上記実施形態の変形例)
次に、上記実施形態の変形例について説明する。
(第1の変形例)
図8には、第1の変形例の要部が平面視の断面図で示されている。なお、図8では、攪拌槽20の内部に配置される第一攪拌羽根24(図3参照)の図示を省略している。また、この変形例は、以下に説明する点以外は、上記実施形態と実質的に同様の構成とされている。よって、上記実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図8に示されるように、攪拌槽20の排出孔20Hの周囲部を含む部位と、圧入槽30の流入孔30Hの周囲部を含む部位とは、連結部68によって連結されており、連結部68には、攪拌槽20と圧入槽30とを連結する方向に貫通した中間孔68Hが形成されている。本実施形態では、攪拌槽20の排出孔20H、連結部68の中間孔68H、及び圧入槽30の流入孔30Hは、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部とを連通して発泡混合物が流通可能な連通部70を構成している。
一方、第二攪拌羽根38には、平面視において先端と交差して固定された円弧板状の遮蔽板74が設けられている。平面視における遮蔽板74の外面の曲率半径は、平面視における圧入槽30の内面の曲率半径と同等に(厳密にはごく僅かに小さく)設定されている。すなわち、遮蔽板74は、第二攪拌羽根38が回転移動すると、圧入槽30の内面に沿って移動するようになっている。遮蔽板74は、流動制御機構72の一部を構成して流入孔30Hの開口部(連通部70における圧入槽30の側の開口部)を圧入槽30の内側から閉塞することで攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能にすることが可能とされている。
図3を援用して更に説明すると、第二攪拌羽根38の駆動源であるモータ36Mに接続された制御部48は、圧入機構16のピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aの側へ移動させる際(すなわち発泡混合物の圧入時)には、図8に示される遮蔽板74が流入孔30Hの開口部を閉塞する位置に配置されるように図3に示されるモータ36M等を制御する。また、制御部48は、第一攪拌羽根24が攪拌槽20の内部の材料を攪拌して発泡混合物を製造する場合であってかつ圧入槽30の内部で第二攪拌羽根38を用いた攪拌が不要な場合にも、図8に示される遮蔽板74が流入孔30Hの開口部を閉塞する位置に配置されるようにモータ36M(図3参照)等を制御する。
なお、流動制御機構72は、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能な状態と当該流通を可能な状態とに切り替える際に遮蔽板74を変位させる点及び攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能にする場合に攪拌槽20及び圧入槽30の各内圧が同じになるように制御するといったことをしない点を除いて、上記実施形態の流動制御機構42(図3参照)と同様の構成とされている。
この第1の変形例によれば、連通部70自体に開閉機構を設けなくても、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を遮蔽板74によって安定的に不能にすることができる。
(第2の変形例)
次に、第2の変形例について図3を援用しながら図9を用いて説明する。図9(A)は第2の変形例の要部を示す平面視の断面図であり、図9(B)は図9(A)の9B−9B線に沿って切断した状態を示す断面図である。なお、図9では、攪拌槽20の内部に配置される第一攪拌羽根24(図3参照)の図示を省略すると共に圧入槽30の内部に配置される第二攪拌羽根38(図3参照)の図示を省略する。また、この変形例は、以下に説明する点以外は、上記実施形態と実質的に同様の構成とされている。よって、上記実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図9(A)に示されるように、攪拌槽20の排出孔20Hの周囲部を含む部位と、圧入槽30の流入孔30Hの周囲部を含む部位とは、連結部86によって連結されている。連結部86には、攪拌槽20と圧入槽30とを連結する方向に貫通した中間孔86Hが形成されている。本実施形態では、攪拌槽20の排出孔20H、連結部86の中間孔86H、及び圧入槽30の流入孔30Hは、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部とを連通して発泡混合物が流通可能な連通部80を構成している。連通部80の内面部は、図9(A)に示される平面視において一定の曲率半径で切り欠かれた円弧面80Aに形成されている。
また、連通部80の流路には、連通部80を開閉可能な開閉機構84が設けられており、この開閉機構84は、流動制御機構82の一部を構成している。開閉機構84は、連通部80の円弧面80Aの内側に配置される円筒ゲート部84Gを備えており、この円筒ゲート部84Gは、回転式のゲート部(仕切り部)とされ、図9(B)に示される軸状部材84Aの下部を構成している。軸状部材84Aの軸心84Jは、攪拌槽20の中心軸20J及び圧入槽30の中心軸30Jと平行に設定されている。また、円筒ゲート部84Gには、軸状部材84Aの軸心84Jと直交する方向に孔部84Hが貫通形成されている。孔部84Hは、軸状部材84Aが自身の軸周りに回転することで、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部とを連通する位置に配置可能とされると共に、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部とを連通しない位置に配置可能とされている。なお、図9(B)において二点鎖線で示される孔部84Hは、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部とを連通しない位置に配置された状態の孔部84Hを示す。
また、開閉機構84には、軸状部材84Aを自身の軸周りに回転させる(矢印R参照)ためのモータ84M(図中では模式化して図示)が設けられており、モータ84Mは、図3に示される制御部48に接続されている。制御部48は、圧入機構16のピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aの側へ移動させる際(すなわち発泡混合物の圧入時)、第一攪拌羽根24が攪拌槽20の内部の材料を攪拌して発泡混合物を製造する場合、及び、第二攪拌羽根38が圧入槽30の内部の発泡混合物を攪拌する場合には、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部とを図9に示される円筒ゲート部84Gが連通しないように図9(B)に示されるモータ84Mの作動を制御する。
なお、流動制御機構82は、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能な状態と当該流通を可能な状態とに切り替える際に円筒ゲート部84Gを回転変位させる点及び攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能にする場合に攪拌槽20及び圧入槽30の各内圧が同じになるように制御するといったことをしない点を除いて、上記実施形態の流動制御機構42(図3参照)と同様の構成とされている。
この第2の変形例によれば、流動制御機構82の開閉機構84は、円筒ゲート部84Gで連通部80を開閉可能となっているので、円筒ゲート部84Gが連通部80を閉塞することで、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を安定的に不能にすること(阻止すること)ができる。
また、連通部80の流路に例えば開閉部材が進退するような開閉機構を設ける構成では、開閉部材に付着した発泡混合物が当該開閉部材の退避時に退避空間の隙間に入り込んで(噛み込まれて)開閉機構が故障してしまう事態も考えられるが、この第2の変形例の開閉機構84では、そのような事態も回避することができる。
(第3の変形例)
次に、第3の変形例について図3を援用しながら図10を用いて説明する。図10(A)は第3の変形例の要部を示す平面視の断面図であり、図10(B)は図10(A)の10B−10B線に沿って切断した状態を示す断面図である。なお、図10では、攪拌槽20の内部に配置される第一攪拌羽根24(図3参照)の図示を省略すると共に圧入槽30の内部に配置される第二攪拌羽根38(図3参照)の図示を省略する。また、この変形例は、以下に説明する点以外は、上記実施形態と実質的に同様の構成とされている。よって、上記実施形態と実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。
図10(A)に示されるように、攪拌槽20の排出孔20Hの周囲部を含む部位と、圧入槽30の流入孔30Hの周囲部を含む部位とは、連結部96によって連結されている。連結部96には、攪拌槽20と圧入槽30とを連結する方向に貫通した中間孔96Hが形成されている。本実施形態では、攪拌槽20の排出孔20H、連結部96の中間孔96H、及び圧入槽30の流入孔30Hは、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部とを連通して発泡混合物が流通可能な連通部90を構成している。
また、連通部90の流路には、連通部90を開閉可能な開閉機構94が設けられており、この開閉機構94は、流動制御機構92の一部を構成している。開閉機構94は、連通部90を閉塞可能なスライドゲート94G(スライド式の仕切り扉)を備えると共に、スライドゲート94Gを装置上下方向に移動させる図10(B)に示されるスライド機構94A(図中では模式化して図示)を備えている。スライド機構94Aは、連通部90を開放する開放位置(図示省略)と、連通部90を閉塞する閉塞位置(図10(B)に示される位置)と、の間でスライドゲート94Gを移動させるようになっている。
また、開閉機構94には、スライド機構94Aの駆動源となるモータ94M(図中では模式化して図示)が設けられており、モータ94Mは、図3に示される制御部48に接続されている。制御部48は、圧入機構16のピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aの側へ移動させる際(すなわち発泡混合物の圧入時)、第一攪拌羽根24が攪拌槽20の内部の材料を攪拌して発泡混合物を製造する場合、及び、第二攪拌羽根38が圧入槽30の内部の発泡混合物を攪拌する場合には、図10(B)に示されるスライドゲート94Gが連通部90を閉塞する閉塞位置に配置されるようにモータ94Mの作動を制御する。
なお、流動制御機構92は、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能な状態と当該流通を可能な状態とに切り替える際にスライドゲート94Gをスライド移動させる点及び攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を不能にする場合に攪拌槽20及び圧入槽30の各内圧が同じになるように制御するといったことをしない点を除いて、上記実施形態の流動制御機構42(図3参照)と同様の構成とされている。
この第3の変形例によれば、流動制御機構92の開閉機構94は、スライドゲート94Gで連通部90を開閉可能となっているので、スライドゲート94Gが連通部90を閉塞することで、攪拌槽20の内部と圧入槽30の内部との間での発泡混合物の流通を安定的に不能にすること(阻止すること)ができる。
(実施形態の補足説明)
なお、上記実施形態の変形例として、圧入機構は、圧入槽(30)の内部にエアを供給することによって、圧入槽(30)の内部の発泡混合物を充填孔(32)から被充填孔(56)を介して金型(50)のキャビティに圧入させるものであってもよい。
また、上記実施形態の変形例として、流動制御機構は、例えば、図3等に示される第一加減圧機構44及び第二加減圧機構46を備えないで、遮蔽板74(図8参照)や開閉機構84、94(図9、図10参照)等によって流通阻止機能を発揮する状態と、ピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aから離れる側へ移動させて圧入槽30とピストン16Pとで囲まれた空間を減圧することで強制流動機能を発揮する状態と、を取り得るようなものであってもよい。
また、上記実施形態の変形例として、圧入槽30の内部の発泡混合物を攪拌可能な第二攪拌羽根38は、圧入槽30の底壁部30Aに常時摺接可能に配置されると共に、圧入機構16が圧入槽30の内部の発泡混合物を金型50(図1等参照)のキャビティに圧入させる場合に充填孔32を閉鎖しない位置に配置されるように設定されてもよい。また、圧入槽30の内部の発泡混合物を攪拌可能な第二攪拌羽根38は、圧入機構16が圧入槽30の内部の発泡混合物を金型50(図1等参照)のキャビティに圧入させる場合以外の場合に圧入槽30の底壁部30Aに摺接可能に配置されると共に圧入機構16が圧入槽30の内部の発泡混合物を金型50のキャビティに圧入させる場合に圧入槽30の底壁部30Aから離間した位置に配置されるように設定されてもよいし、常時、圧入槽30の底壁部30Aから離間した位置に配置されるように設定されてもよい。また、上記実施形態では、圧入槽30の内部の発泡混合物を攪拌可能な第二攪拌羽根38が設けられているが、このような第二攪拌羽根38が設けられていない構成も採り得る。
また、上記実施形態では、ピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aから離れる側へ移動させて圧入槽30とピストン16Pとで囲まれた空間を減圧することで強制流動機能を発揮しているが、上記実施形態の変形例として、流動制御機構は、例えば、ピストン16Pを圧入槽30の底壁部30Aから離れる側へ移動させる際には第一加減圧機構44によって攪拌槽20の内部を減圧して流通阻止機能を発揮すると共に、その後に、例えば第一加減圧機構44によって攪拌槽20の内部を加圧又は第二加減圧機構46によって圧入槽30の内部を減圧することで、強制流動機能を発揮するようなものであってもよい。
また、上記実施形態では、流動制御機構42は、攪拌槽20の内部の発泡混合物を連通部40を介して圧入槽30の内部に流動させる場合に、圧入槽30の内部を減圧すると共に攪拌槽20の内部で第一攪拌羽根24を攪拌槽20の深さ方向に沿った軸周りに回転させるように制御しているが、上記実施形態の変形例として、流動制御機構は、攪拌槽(20)の内部の発泡混合物を連通部(40)を介して圧入槽(30)の内部に流動させる場合に、圧入槽(30)の内部を減圧するものの第一攪拌羽根(24)は回転させないようなものであってもよい。
なお、鋳型造型装置10は、圧入槽30の内部の発泡混合物(発泡混練物)を、連通部40を介して攪拌槽20の内部に流動させる(一時的に戻す)機能を含んで構成されてもよい。
また、上記実施形態では、図1等に示される攪拌槽20及び圧入槽30を、造型時に配置される第一位置と、前記第一位置から退避された第二位置と、の間で移動させる移動機構62が設けられているが、このような移動機構62が設けられない構成も採り得る。
また、上記実施形態では、図3等に示される圧入機構16による発泡混合物の圧入方向が装置上方側から装置下方側へ向かう縦方向とされているが、圧入機構による発泡混合物の圧入方向は、横方向に設定されてもよい。
なお、上記実施形態及び上述の変形例は、適宜組み合わされて実施可能である。
以上、本発明の一例について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。