JP6976500B1 - 砂型造型装置 - Google Patents

Abstract

砂型造型装置（１０）は、湿態砂を保持するブローヘッド（４８）と、ブローヘッドと成形型（２０）との間に設けられるブロープレートユニット（５６）とを備える。ブロープレートユニットは、ブローヘッドに供給される圧縮空気によってブローヘッドから成形型に吹き込まれる湿態砂が通る砂導入通路（８６）と、砂導入通路を通って成形型に吹き込まれる湿態砂に向かって圧縮空気を吹き込む少なくとも１つの圧縮空気導入通路（Ｐ１、Ｐ２）とを有する。ブローヘッドから砂導入通路を通って成形型への湿態砂の吹き込み方向（Ｘ）と、少なくとも１つの圧縮空気導入通路を通って湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向（Ｙ１、Ｙ２）とのなす角度が鋭角に設定されている。

Description

本発明は砂型造型装置に関し、より具体的には、湿態砂を成形型に吹き込んで砂型を成形する砂型造型装置に関する。

砂型を成形するための造型装置は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている造型装置は、湿態砂をブローヘッドからブロープレートを介して成形型（中子型本体）に吹き込んで砂型を成形する。この造型装置では、吹き込まれた砂が通るブロープレートの中子砂導入通路内に、空気噴出用のブローノズルおよびエアースリーブが設けられており、ブローノズルおよびエアースリーブを通って水平方向に吹き出される圧縮空気によって、中子砂導入通路内を流れる湿態砂が攪拌される。

実開平３−３１０４７号公報

しかしながら、湿態砂は、粘性が高く充填性が悪いので、狭い流路等を閉塞するおそれがある。従って、特許文献１の造型装置では、複雑な形状の砂型を成形する場合、成形型のキャビティの隅々まで湿態砂を充填できないことがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、湿態砂を成形型に吹き込んで砂型を成形する際に成形型に湿態砂を好適に充填できる砂型造型装置を提供することにある。

本願明細書は、以下の項目に記載の砂型造型装置を開示している。

［項目１］
湿態砂を成形型に吹き込んで砂型を成形する砂型造型装置であって、
前記湿態砂を保持するブローヘッドと、
前記ブローヘッドと前記成形型との間に設けられるブロープレートユニットと、
を備え、
前記ブロープレートユニットは、
前記ブローヘッドに供給される圧縮空気によって前記ブローヘッドから前記成形型に吹き込まれる前記湿態砂が通る砂導入通路と、
前記砂導入通路を通って前記成形型に吹き込まれる前記湿態砂に向かって圧縮空気を吹き込む少なくとも１つの圧縮空気導入通路と、
を有し、
前記ブローヘッドから前記砂導入通路を通って前記成形型への前記湿態砂の吹き込み方向と、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路を通って前記湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向とのなす角度が鋭角に設定されている、砂型造型装置。

本発明の実施形態による砂型造型装置では、ブローヘッドから成形型に向かって吹き込まれる湿態砂は、ブロープレートユニットの圧縮空気導入通路から吹き込まれる圧縮空気によって、砂導入通路内および成形型の開口部近傍で攪拌され細かく分散しながら成形型に吹き込まれる。ブローヘッドから砂導入通路を通って成形型への湿態砂の吹き込み方向と、圧縮空気導入通路を通って湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向とのなす角度が鋭角に設定されていることにより、圧縮空気導入通路からの圧縮空気は、湿態砂を後方から成形型へ押し込む働きをするので、成形型のキャビティに対する湿態砂の充填性が向上する。そのため、成形型に湿態砂を好適に充填することができるので、複雑な形状の砂型であっても好適に成形を行うことができる。

［項目２］
前記砂導入通路は、前記ブローヘッド側に位置する入口部と、前記成形型側に位置する出口部とを含み、
前記出口部の開口面積は、前記入口部の開口面積よりも大きい、項目１に記載の砂型造型装置。

砂導入通路の出口部の開口面積が、入口部の開口面積よりも大きいと、砂導入通路を通る湿態砂の流速が、出口部では入口部よりも遅くなる。そのため、砂導入通路内で湿態砂がぶつかり合ってさらに撹拌されるとともに、入口部より広い出口部でさらに分散する。その結果、湿態砂の直進性が低くなり、湿態砂の塊が成形型に固着する（こびり付く）ことを抑制できるので、離型性の良い成形体（砂型）が得られる。

［項目３］
湿態砂を成形型に吹き込んで砂型を成形する砂型造型装置であって、
前記湿態砂を保持するブローヘッドと、
前記ブローヘッドと前記成形型との間に設けられるブロープレートユニットと、
を備え、
前記ブロープレートユニットは、
前記ブローヘッドに供給される圧縮空気によって前記ブローヘッドから前記成形型に吹き込まれる前記湿態砂が通る砂導入通路と、
前記砂導入通路を通って前記成形型に吹き込まれる前記湿態砂に向かって圧縮空気を吹き込む少なくとも１つの圧縮空気導入通路と、
を有し、
前記砂導入通路は、前記ブローヘッド側に位置する入口部と、前記成形型側に位置する出口部とを含み、
前記出口部の開口面積は、前記入口部の開口面積よりも大きい、砂型造型装置。

本発明の実施形態による砂型造型装置では、ブローヘッドから成形型に向かって吹き込まれる湿態砂は、ブロープレートユニットの圧縮空気導入通路から吹き込まれる圧縮空気によって、砂導入通路内および成形型の開口部近傍で攪拌され細かく分散しながら成形型に吹き込まれる。砂導入通路の出口部の開口面積が、入口部の開口面積よりも大きいことにより、砂導入通路を通る湿態砂の流速が、出口部では入口部よりも遅くなる。そのため、砂導入通路内で湿態砂がぶつかり合ってさらに撹拌されるとともに、入口部より広い出口部でさらに分散する。その結果、湿態砂の直進性が低くなり、湿態砂の塊が成形型に固着する（こびり付く）ことを抑制できるので、離型性の良い成形体（砂型）が得られる。

［項目４］
前記出口部の開口面積は、前記入口部の開口面積と前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路の吹出し口の口径面積との和より大きい、項目２または３に記載の砂型造型装置。

砂導入通路の出口部の開口面積が、入口部の開口面積と圧縮空気導入通路の吹出し口の口径面積との和より大きいと、入口部の開口面積と出口部の開口面積との差をさらに大きくできるので、砂導入通路を通る湿態砂をいっそう撹拌して分散させることができる。従って、湿態砂の塊が成形型に固着することをいっそう抑制できる。

［項目５］
前記湿態砂は無機バインダを含む、項目２から４のいずれかに記載の砂型造型装置。

一般に、無機バインダはその拘束力が強い。そのため、湿態砂が無機バインダを含む場合には、湿態砂が成形型に貼り付くと、砂型が成形型から離型し難くなり、無理に離型すると砂型が壊れてしまうおそれがある。出口部の開口面積が入口部の開口面積よりも大きいことにより、湿態砂が無機バインダを含む場合であっても、湿態砂を十分に撹拌して分散させることができるので、湿態砂の塊が成形型に固着することを好適に抑制できる。

［項目６］
前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路は、複数の圧縮空気導入通路であり、
前記複数の圧縮空気導入通路は、前記複数の圧縮空気導入通路から吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成されている、項目１から５のいずれかに記載の砂型造型装置。

複数の圧縮空気導入通路から圧縮空気が互いにぶつかり合うように吹き込まれることによって、湿態砂の撹拌および分散をさらに促進することができる。そのため、成形型に湿態砂をさらに好適に充填できる。

［項目７］
前記ブロープレートユニットは、
前記ブローヘッドと前記成形型との間に設けられるブロープレートと、
中空筒状のブッシュと、
を有し、
前記ブロープレートは、前記ブローヘッドと前記成形型とを連通する連通孔を有し、
前記ブッシュは、前記ブロープレートの前記連通孔に設けられ、前記砂導入通路を有する、項目１から６のいずれかに記載の砂型造型装置。

ブロープレートユニットが、ブローヘッドと成形型との間に設けられるブロープレートと、中空筒状のブッシュとを有する構成を採用すると、ブロープレートの連通孔に設けられるブッシュを取り替えるだけで、所望の成型条件や得るべき成形体（砂型）の種類等に容易に対応できる。

［項目８］
前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路は、前記ブロープレートから前記ブッシュにわたって形成されている、項目７に記載の砂型造型装置。

圧縮空気導入通路が、ブロープレートからブッシュにわたって形成されている（つまりブロープレートに形成された「第１部分」とブッシュに形成された「第２部分」とを含んでいる）と、ブッシュを取り替えるだけで、砂導入通路に対する圧縮空気の吹き込み方向等の条件を容易に変更できる。

［項目９］
前記ブロープレートユニットは、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路のうちの前記ブッシュに形成されている部分に配置されたベントプラグをさらに有する、項目８に記載の砂型造型装置。

圧縮空気導入通路のうちのブッシュに形成されている部分（第２部分）にベントプラグを配置すると、圧縮空気導入通路に侵入してくる湿態砂から空圧機器を保護できる。

［項目１０］
前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路は、複数の圧縮空気導入通路であり、
前記ブッシュは、外周に環状に形成された溝部であって、前記複数の圧縮空気導入通路の一部を構成する溝部を有する、項目８または９に記載の砂型造型装置。

圧縮空気導入通路が複数の場合に、ブッシュが、外周に環状に形成された溝部であって、複数の圧縮空気導入通路の一部を構成する溝部を有していると、１つの第１部分から溝部を介して複数の第２部分に対して圧縮空気を供給することができる。従って、ブッシュに形成された複数の第２部分に対し、ブロープレートには別々に第１部分を形成する必要がない。そのため、ブロープレートユニットに砂導入通路を複数設ける場合には、複数のブッシュを近接配置することが可能となる。

本発明の実施形態によると、湿態砂を成形型に吹き込んで砂型を成形する際に成形型に湿態砂を好適に充填できる砂型造型装置が提供される。

本発明の実施形態による砂型造型装置１０を模式的に示す図であり、正面方向から見た断面図である。 砂型造型装置１０を模式的に示す図であり、側方から見た断面図である。 ブローヘッド４８、ブロープレートユニット５６および成形型２０の要部を模式的に示す断面図である。 ブッシュ６０を模式的に示す上面図である。 ブッシュ６０を模式的に示す断面図である。 湿態砂の挙動を模式的に示す図である。 本発明の他の実施形態による砂型造型装置１０ａの要部を模式的に示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｂの要部を模式的に示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｃの要部を模式的に示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｄの要部を模式的に示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｅの要部を模式的に示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｆの要部を模式的に示す断面図である。 図８Ａ中のＦ−Ｆ’線に沿った断面図である。 本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｇの要部を模式的に示す断面図である。 図９Ａ中のＧ−Ｇ’線に沿った断面図である。 砂型造型装置１０ｇのブッシュ６０ｇを模式的に示す断面図である。 ブロープレートユニット５８ｇに複数のブッシュ６０ｇを近接させて配置した例を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態による砂型造型装置を説明する。

図１Ａおよび図１Ｂに、本発明の実施形態による砂型造型装置１０を示す。図１Ａおよび図１Ｂは、砂型造型装置１０を模式的に示す図であり、それぞれ正面方向から見た断面図および側方から見た断面図である。

砂型造型装置１０は、湿態砂を成形型２０に吹き込んで砂型を成形する装置である。図１Ａおよび図１Ｂに示すように、砂型造型装置１０は、湿態砂を保持するブローヘッド４８と、ブローヘッド４８と成形型２０との間に設けられるブロープレートユニット５６とを備える。

砂型造型装置１０は、一対のコラム（不図示）によって支持される上部フレーム１２を含む。上部フレーム１２は、左右方向に延びている。上部フレーム１２の右端部近傍には、上下方向に貫通する貫通孔１４が形成されている。貫通孔１４は、充填位置に対応する位置に設けられている。

ブローヘッド４８は、上部フレーム１２に吊るされる台車（不図示）によって保持されている。台車は、上部フレーム１２に沿って充填位置と充填位置の左側にある補給位置との間を往復する。補給位置では、ミキサからホッパ（ともに不図示）を介してブローヘッド４８に湿態砂が供給される。湿態砂は、水溶性の無機バインダを含み、例えば、珪酸ナトリウムを主成分とするバインダを含む混練砂である。

充填位置において、前後方向に間隔をあけて一対のコラム１６ａおよび１６ｂが立設されている。コラム１６ａおよび１６ｂは、例えば角柱状である。コラム１６ａおよび１６ｂの上部近傍は、回転軸１８によって連結されている。回転軸１８には、成形型２０を保持する型保持部２２が取り付けられている。

成形型２０の上部および下部にはそれぞれキャビティ２４ａおよび２４ｂが形成されている。成形型２０の上面には、一方のキャビティ２４ａと繋がる開口部２６ａが形成されており、成形型２０の下面には、他方のキャビティ２４ｂと繋がる開口部２６ｂが形成されている。

充填位置において、上部フレーム１２の貫通孔１４には、中空円筒状のスリーブ２８が挿入されている。スリーブ２８の下端部には、リング状部材３０が取り付けられている。リング状部材３０の下面には、シール部材３２が設けられている。スリーブ２８は、下方に向けて内径が大きくなるように形成されている。

スリーブ２８の上端部には、圧着シリンダ３４が取り付けられている。圧着シリンダ３４は、シリンダ本体３６、吸気管３８、２つの排気管４０ａおよび４０ｂ、２つの消音器４２ａおよび４２ｂ等を含む。吸気管３８は、サージタンク４４に接続されており、サージタンク４４には、管４６を通して空気が供給される。サージタンク４４では、空気の圧力が調整され、サージタンク４４から圧着シリンダ３４へ砂充填用の圧縮空気が供給される。

圧着シリンダ３４は、シリンダ本体３６から延びるロッド（不図示）を上下方向に動かすことによって、スリーブ２８、ブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６を、成形型２０に密着させたり、成形型２０から分離させたりする。すなわち、砂充填時には、シリンダ本体３６から延びるロッドが下降し、スリーブ２８、ブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６を押し下げて成形型２０に密着させる。その後、吹込み弁（不図示）が開くことにより、サージタンク４４内の圧縮空気が吹込みエアとして、吸気管３８、シリンダ本体３６およびロッド内を通ってブローヘッド４８へ流れる。砂充填後、吹込み弁が閉じて、圧着シリンダ３４内の残圧は排気管４０ａおよび４０ｂ、消音器４２ａおよび４２ｂを通って大気開放される。その後、圧着シリンダ３４のロッドが上昇し、スリーブ２８、ブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６が成形型２０から切り離される。

ブローヘッド４８は、中空状に形成されており、ヘッド中部５０、ヘッド上部５２およびヘッド下部５４を含む。ヘッド中部５０とヘッド上部５２とは、成形型２０に対する湿態砂の吹き込み方向（後述する図３Ｂにおいて矢印Ｘで示す）に互いに連接されており、ヘッド中部５０とヘッド下部５４も、同じ方向に互いに連接される。

ヘッド中部５０は、中空円筒状に形成されている。また、ヘッド中部５０は、その内径が略一定となるように形成されている。ヘッド上部５２は、中空円筒状に形成されている。また、ヘッド上部５２は、上方から下方に向けて内径が大きくなるように形成されている。ヘッド上部５２とヘッド中部５０との境界部において、両者の内面は連続的に繋がっている。ヘッド下部５４は、中空筒状に形成されている。ヘッド下部５４とヘッド中部５０との境界部において、両者の内面は連続的に繋がっている。ヘッド下部５４は、図１Ａに示すように正面視において下方に広がり、図１Ｂに示すように側面視において下方に狭まるように形成されている。なお、ヘッド中部５０、ヘッド上部５２およびヘッド下部５４のそれぞれに、冷却液が流れる冷却路が形成されてもよい。冷却液としては、例えば、水、油、エチレングリコールなどが用いられる。

ブローヘッド４８の下面を覆うようにブロープレートユニット５６が設けられている。充填位置では、ブロープレートユニット５６は、ブローヘッド４８と成形型２０との間に位置する。

図２を参照しながら、ブロープレートユニット５６の構成をより具体的に説明する。図２は、ブローヘッド４８、ブロープレートユニット５６および成形型２０の要部を模式的に示す断面図である。

図２に示すように、ブロープレートユニット５６は、角板状のブロープレート５８と、中空円筒状のブッシュ６０とを含む。ブロープレート５８は、ブローヘッド４８の下面に設けられており、充填位置では、ブローヘッド４８と成形型２０との間に位置する。ブロープレート５８は、その中央部にブローヘッド４８と成形型２０とを連通する連通孔６２を有する。連通孔６２は、略円柱状に形成され、その上端部に径大部６２ａを有する。連通孔６２の形状および内径は、ブッシュ６０の外形および外径と略同一である。従って、連通孔６２にブッシュ６０が嵌め込まれたとき、ブロープレート５８の上面とブッシュ６０の上面とは面一であり、ブロープレート５８の下面とブッシュ６０の下面とは面一である。

また、ブロープレート５８は、圧縮空気が通る第１通路部６４ａおよび６４ｂと第２通路部６６ａおよび６６ｂとを有する。第１通路部６４ａおよび６４ｂと第２通路部６６ａおよび６６ｂは、ブロープレート５８の内部において、上下方向のやや上方に形成されている。

第１通路部６４ａおよび６４ｂは、ブロープレート５８の一側面（この例では左側面）からブロープレート５８の内部を右方向に延びるように形成されている。第１通路部６４ａおよび６４ｂは、連通孔６２を挟んで互いに略平行に形成されている。第２通路部６６ａは、第１通路部６４ａの右端部近傍から第１通路部６４ａに対して直角かつ後方に延び、第１通路部６４ａと連通孔６２とを連通する。第２通路部６６ｂは、第１通路部６４ｂの右端部近傍から第１通路部６４ｂに対して直角かつ前方に延び、第１通路部６４ｂと連通孔６２とを連通する。従って、平面視で言えば、第１通路部６４ａと第２通路部６６ａとによって略Ｌ字状の通路が形成され、第１通路部６４ｂと第２通路部６６ｂとによって略Ｌ字状の通路が形成され、第２通路部６６ａおよび６６ｂが同一直線上に設けられている。図１Ａに示すように、第１通路部６４ａおよび６４ｂの一端部（左端部）にはそれぞれ、吸気管６８が接続されている。２つの吸気管６８は、継手７０を介して１つの吸気管７２に連結されている。吸気管７２は、弁を有する圧力調整部７４に接続され、圧力調整部７４には、管７６を通して空気が供給される。圧力調整部７４では、空気の圧力が調整され、圧力調整部７４からブロープレート５８内へ圧縮空気が供給される。

また、ブロープレート５８の内部には、冷却液が流れる冷却路７８が形成されている。冷却路７８は、平面視で略Ｕ字状である。ブロープレート５８の下面には、連通孔６２を囲むように環状の溝８０が形成されている。溝８０には、シール部材８２が嵌め込まれている。

図３Ａおよび図３Ｂも参照しながら、ブッシュ６０の具体的な構成を説明する。図３Ａは、ブッシュ６０を模式的に示す上面図であり、図３Ｂは、ブッシュ６０を模式的に示す断面図である。

ブッシュ６０は、その上端部に設けられるフランジ部８４と、上下方向に貫通する砂導入通路８６とを有する。砂導入通路８６は、ブローヘッド４８側に位置する入口部８８と、成形型２０側に位置する出口部９０と、入口部８８から下方に向かうにつれて内径が大きくなる拡径部９２と、拡径部９２から下方に形成されかつ内径が同一である同径部９３とを含む。また、ブッシュ６０は、ブロープレート５８の第２通路部６６ａおよび６６ｂと砂導入通路８６とを連通させる第３通路部９４ａおよび９４ｂを有する。第３通路部９４ａおよび９４ｂは、第３通路部９４ａおよび９４ｂから砂導入通路８６に吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成されている。側面視で言えば、図３Ｂに示すように、第３通路部９４ａおよび９４ｂは、砂導入通路８６に向かって斜め下方に延びる。平面視で言えば、図３Ａに示すように、第３通路部９４ａおよび９４ｂは、略同一直線上に設けられている。

図２に示すように、第１通路部６４ａ、第２通路部６６ａおよび第３通路部９４ａによって圧縮空気導入通路Ｐ１が形成され、同様に、第１通路部６４ｂ、第２通路部６６ｂおよび第３通路部９４ｂによって圧縮空気導入通路Ｐ２が形成される。言い換えれば、圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２は、ブロープレート５８からブッシュ６０に亘って形成される。このように、ブロープレートユニット５６は、ブローヘッド４８に供給される圧縮空気によってブローヘッド４８から成形型２０に吹き込まれる湿態砂が通る砂導入通路８６と、砂導入通路８６を通って成形型２０に吹き込まれる湿態砂に向かって圧縮空気を吹き込む圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２とを有する。圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２は、圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２から吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成される。

図３Ｂに示すように、ブローヘッド４８から砂導入通路８６を通って成形型２０への湿態砂の吹き込み方向Ｘと、第３通路部９４ａ（圧縮空気導入通路Ｐ１）を通って湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向Ｙ１とのなす角度Ｄ１は鋭角（つまりＤ１は０°超９０°未満）に設定されている。同様に、吹き込み方向Ｘと、第３通路部９４ｂ（圧縮空気導入通路Ｐ２）を通って湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向Ｙ２とのなす角度Ｄ２は鋭角（つまりＤ２は０°超９０°未満）に設定されている。図示している例では、吹き込み方向Ｘは下方（真下方向）であり、角度Ｄ１およびＤ２はそれぞれ約３０°に設定されている。

ブッシュ６０において、出口部９０の開口面積Ａｏは、入口部８８の開口面積Ａｉよりも大きい。また、出口部９０の開口面積Ａｏは、入口部８８の開口面積Ａｉと、第３通路部９４ａおよび９４ｂ（圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２）の吹出し口９５ａおよび９５ｂのそれぞれの口径面積ＡａおよびＡｂとの総和より大きい。ただし、出口部９０の開口面積Ａｏは、上記の総和の３倍未満であることが好ましい。

なお、ブッシュ６０において、入口部８８の直径Ａは、例えば５ｍｍ以上である。拡径部９２の角度Ｂは、０°以上１８０°未満である。第３通路部９４ａおよび９４ｂの口径Ｃは、例えば１ｍｍ以上である。出口部９０の直径Ｅは、入口部８８の直径Ａより大きい。ブッシュ６０の砂導入通路８６において、角部は滑らかであることが好ましい。

ブッシュ６０は、例えば、金属材料またはＰＴＦＥなどのフッ素樹脂から形成される。ブッシュ６０がフッ素樹脂から形成されていると、ブッシュ６０に対する湿態砂の貼り付きを抑制できる。

続いて、砂型造形装置１０の動作を説明する。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、充填位置では、ブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６は、スリーブ２８と成形型２０との間に位置する。圧着シリンダ３４のロッドによって、スリーブ２８が押し下げられ、スリーブ２８の下面が、リング状部材３０およびシール部材３２を介して、ブローヘッド４８の上部ヘッド５２に接続され、さらに、スリーブ２８、ブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６が押し下げられて成形型２０に密着する。その後、吹込み弁が開くことにより、サージタンク４４内の圧縮空気が吹込みエアとして、圧縮シリンダ３４を介してブローヘッド４８に吹き込まれる。それによって、ブローヘッド４８内の湿態砂がブロープレートユニット５６の砂導入通路８６を通って、成形型２０のキャビティ２４ａに供給される。このとき、砂導入通路８６を通って成形型２０に吹き込まれる湿態砂に向かって、ブロープレートユニット５６の圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２から圧縮空気が吹き込まれる。

ここで、図４を参照しながら、湿態砂の挙動について説明する。図４において、白抜き矢印は、湿態砂の塊が徐々に細かくなっていく様子を示す。

まず、ブローヘッド４８からブッシュ６０の砂導入通路８６へ圧縮空気によって押し出された湿態砂は、ブッシュ６０の拡径部９２によって流路が拡大するため、拡散しながら小さな塊に分散される。

湿態砂がブローヘッド４８からブッシュ６０の砂導入通路８６へ吹き込まれるのとほぼ同時に、ブロープレートユニット５６における圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２から、ブッシュ６０の砂導入通路８６内へ、矢印Ｙ１およびＹ２で示す方向に圧縮空気が吹き込まれる。これにより、湿態砂は撹拌され、より細かい塊や砂粒となって成形型２０へ充填される。

砂充填後、吹込み弁が閉じて、圧着シリンダ３４内の残圧は排気管４０ａおよび４０ｂおよび消音器４２ａおよび４２ｂを通って大気開放される。その後、圧着シリンダ３４のロッドが上昇し、スリーブ２８、ブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６が成形型２０から切り離され、さらに、ブローヘッド４８のヘッド上部５２と、その上方の部材（スリーブ２８等）との接続が解除される。その後、台車によってブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６を充填位置から一旦退避させ、回転軸１８を回転させることによって成形型２０が反転される。すると、キャビティ２４ａが下側に位置する一方、キャビティ２４ｂが上側に位置する。

そして再び、台車によってブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６を充填位置まで移動させる。充填位置において、上述したのと同様に動作し、成形型２０のキャビティ２４ｂに対する砂充填動作が行われる。その後、台車によってブローヘッド４８およびブロープレートユニット５６を充填位置から退避させ、充填位置にある成形型２０のキャビティ２４ａおよび２４ｂから成形品である砂型が取り外される。

上述した動作が所望回数繰り返される。

本発明の実施形態による砂型造型装置１０では、ブローヘッド４８から成形型２０に向かって吹き込まれる湿態砂は、ブロープレートユニット５６の圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２から吹き込まれる圧縮空気によって、砂導入通路８６内および成形型２０の開口部２６ａ（２６ｂ）近傍で攪拌され細かく分散しながら成形型２０に吹き込まれる。ブローヘッド４８から砂導入通路８６を通って成形型２０への湿態砂の吹き込み方向Ｘと、圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２を通って湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向Ｙ１およびＹ２とのなす角度Ｄ１およびＤ２が鋭角に設定されていることにより、圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２からの圧縮空気は、湿態砂を後方から成形型２０へ押し込む働きをするので、成形型２０のキャビティ２４ａ（２４ｂ）に対する湿態砂の充填性が向上する。そのため、成形型２０に湿態砂を好適に充填することができるので、複雑な形状の砂型であっても好適に成形を行うことができる。本発明の実施形態による砂型造型装置１０では、圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２から吹き込まれる圧縮空気の圧力およびブローヘッド４８に供給される圧縮空気の圧力が比較的低圧（たとえば０．３ＭＰａ程度）であっても、成形型２０に湿態砂を好適に充填できる。

また、本発明の実施形態による砂型造型装置１０では、砂導入通路８６の出口部９０の開口面積Ａｏが、入口部８８の開口面積Ａｉよりも大きい（つまり流路が拡大する）ことにより、砂導入通路８６を通る湿態砂の流速が、出口部９０では入口部８６よりも遅くなる。そのため、砂導入通路８６内で湿態砂がぶつかり合ってさらに撹拌されるとともに、入口部８８より広い出口部９０でさらに分散する。その結果、湿態砂の直進性が低くなり、湿態砂の塊が成形型２０に固着する（こびり付く）ことを抑制できるので、離型性の良い成形体（砂型）が得られる。

砂導入通路８６の出口部９０の開口面積Ａｏが、入口部８８の開口面積Ａｉと圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２の吹出し口９５ａおよび９５ｂのそれぞれの口径面積ＡａおよびＡｂとの総和より大きいと、入口部８８の開口面積Ａｉと出口部９０の開口面積Ａｏとの差をさらに大きくできるので、砂導入通路８６を通る湿態砂をいっそう撹拌して分散させることができる。従って、湿態砂の塊が成形型２０に固着することをいっそう抑制できる。

一般に、無機バインダはその拘束力が強い。そのため、湿態砂が無機バインダを含む場合には、湿態砂が成形型２０に貼り付くと、砂型が成形型２０から離型し難くなり、無理に離型すると砂型が壊れてしまうおそれがある。出口部９０の開口面積Ａｏが入口部８８の開口面積Ａｉよりも大きいことにより、湿態砂が無機バインダを含む場合であっても、湿態砂を十分に撹拌して分散させることができるので、湿態砂の塊が成形型２０に固着することを好適に抑制できる。

例示したように、ブロープレートユニット５６が複数の圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２を有する場合、複数の圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２から圧縮空気が互いにぶつかり合うように吹き込まれることによって、湿態砂の撹拌および分散をさらに促進することができる。そのため、成形型２０に湿態砂をさらに好適に充填できる。

ブロープレートユニット５６が、ブローヘッド４８と成形型２０との間に設けられるブロープレート５８と、中空筒状のブッシュ６０とを有する構成を採用すると、ブロープレート５８の連通孔に設けられるブッシュ６０を取り替えるだけで、所望の成型条件や得るべき成形体（砂型）の種類等に容易に対応できる。

また、圧縮空気導入通路Ｐ１およびＰ２が、ブロープレート５８からブッシュ６０にわたって形成されていると、つまり、ブロープレート５８に形成された「第１部分」（具体的には第１通路部６４ａ、６４ｂおよび第２通路部６６ａ、６６ｂ）とブッシュ６０に形成された「第２部分」（具体的には第３通路部９４ａ、９４ｂ）とを含んでいると、ブッシュ６０を取り替えるだけで、砂導入通路８６に対する圧縮空気の吹き込み方向等の条件を容易に変更できる。

図５Ａに、本発明の他の実施形態による砂型造型装置１０ａを示す。図５Ａに示す砂型造型装置１０ａは、いわば「短ブッシュタイプ」であり、図２などに示した砂型造型装置１０のブロープレートユニット５６の代わりに、ブロープレートユニット５６ａを含む。

ブロープレートユニット５６ａは、角板状のブロープレート５８ａと、中空円筒状のブッシュ９６とを含む。ブロープレート５８ａは、その中央部にブローヘッド４８と成形型２０とを連通する連通孔９８を有する。連通孔９８は、略円柱状に形成され、その上端部に径大部９８ａを有する。連通孔９８の径大部９８ａの形状および内径は、ブッシュ９６の外形および外径と略同一であり、径大部９８ａにブッシュ９６が嵌め込まれる。

また、ブロープレート５８ａは、圧縮空気導入通路Ｐ３およびＰ４を含む。圧縮空気導入通路Ｐ３は、ブロープレート５８と同様の第１通路部６４ａと、第２通路部１００ａとによって形成される。圧縮空気導入通路Ｐ４は、ブロープレート５８と同様の第１通路部６４ｂと、第２通路部１００ｂとによって形成される。

第２通路部１００ａは、第１通路部６４ａの右端部近傍から第１通路部６４ａに対して直角かつ後方斜め下方に延び、第１通路部６４ａと連通孔９８とを連通する。第２通路部１００ｂは、第１通路部６４ｂの右端部近傍から第１通路部６４ｂに対して直角かつ前方斜め下方に延び、第１通路部６４ｂと連通孔９８とを連通する。従って、側面視で言えば、第２通路部１００ａおよび１００ｂは、連通孔９８に向かって斜め下方に延びる。平面視で言えば、第１通路部６４ａと第２通路部１００ａとによって略Ｌ字状の圧縮空気導入通路Ｐ３が形成され、第１通路部６４ｂと第２通路部１００ｂとによって略Ｌ字状の圧縮空気導入通路Ｐ４が形成され、第２通路部１００ａおよび１００ｂは略同一直線上に設けられている。第２通路部１００ａおよび１００ｂは、第２通路部１００ａおよび１００ｂから連通孔９８（砂導入通路）に吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成される。言い換えれば、圧縮空気導入通路Ｐ３およびＰ４は、圧縮空気導入通路Ｐ３およびＰ４から吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成される。

また、ブロープレート５８ａの内部には、冷却液が流れる略Ｕ字状の冷却路１０２が形成されている。さらに、ブロープレート５８と同様、ブロープレート５８ａの下面には連通孔９８を囲むように環状の溝８０が形成され、溝８０にはシール部材８２が嵌め込まれている。

ブッシュ９６は、砂型造型装置１０のブッシュ６０よりも短く形成される。ブッシュ９６は、その上端部に設けられるフランジ部１０４と、上下方向に貫通する貫通孔１０６とを有する。貫通孔１０６は、ブローヘッド４８側に位置する入口部１０８と、入口部１０８から下方に広がる拡径部１１０とを有する。ブッシュ９６は、ブッシュ９６の上面とブロープレート５８ａの上面とが面一になるように、連通孔９８の径大部９８ａに嵌めこまれる。ブッシュ９６が径大部９８ａに嵌め込まれた状態における連通孔９８と貫通孔１０６とによって、砂型造型装置１０の砂導入通路８６に相当する砂導入通路が形成される。

砂型造型装置１０ａのその他の構成については、砂型造型装置１０と同様であるので、その重複する説明は省略する。砂型造型装置１０ａにおいても、砂型造型装置１０と同様の効果が得られる。

図５Ｂに、本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｂを示す。図５Ｂに示す砂型造型装置１０ｂは、いわば「ブッシュレスタイプ」であり、図５Ａに示した砂型造型装置１０ａのブロープレートユニット５６ａの代わりに、ブロープレートユニット５６ｂを含む。

ブロープレートユニット５６ｂは、ブッシュを有しない点において、ブロープレートユニット５６ａと異なる。すなわち、ブロープレートユニット５６ｂでは、ブロープレートユニット５６ａにおけるブッシュ９６に相当する部分が、ブロープレートユニット５６ｂの一部として一体的に形成されている。従って、砂型造型装置１０ｂの砂導入通路８６ｂは、ブロープレートユニット５６ｂの連通孔によって形成される。ブロープレートユニット５６ｂのその他の構成については、ブロープレートユニット５６ａと同様であるので、その重複する説明は省略する。砂型造型装置１０ｂにおいても、砂型造型装置１０ａと同様の効果が得られる。

図６Ａに、本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｃを示す。図６Ａに示す砂型造型装置１０ｃは、いわば「開口部直噴タイプ」であり、図２などに示した砂型造型装置１０のブロープレートユニット５６の代わりに、ブロープレートユニット５６ｃを含む。また、本実施形態では、図２などに示した成形型２０とは異なる成形型２０ｃが用いられる。

ブロープレートユニット５６ｃは、ブロープレートユニット５６より薄い角板状に形成される。ブロープレートユニット５６ｃは、その中央部に砂導入通路８６ｃを有する。砂導入通路８６ｃは、ブローヘッド４８と成形型２０ｃとを連通する連通孔によって形成される。砂導入通路８６ｃは、ブローヘッド４８側の入口部１１２と、入口部１１２から下方に広がる拡径部１１４とを有する。成形型２０ｃの開口部１１６の深さ（上下方向の寸法）は、成形型２０の開口部２６ａより大きく設定される。

砂型造型装置１０ｃでは、ブロープレートユニット５６ｃから成形型２０ｃに亘って圧縮空気導入通路Ｐ５およびＰ６が形成される。圧縮空気導入通路Ｐ５は、ブロープレートユニット５６ｃに形成される第１通路部１１８ａおよび第２通路部１２０ａと、成形型２０ｃに形成される第３通路部１２２ａとによって形成される。同様に、圧縮空気導入通路Ｐ６は、ブロープレートユニット５６ｃに形成される第１通路部１１８ｂおよび第２通路部１２０ｂと、成形型２０ｃに形成される第３通路部１２２ｂとによって形成される。

第１通路部１１８ａおよび１１８ｂは、ブロープレートユニット５６ｃの一側面（この実施形態では左側面）からブロープレートユニット５６ｃの内部を右方向に延びるように形成されている。第１通路部１１８ａおよび１１８ｂは、砂導入通路８６ｃを挟んで互いに平行に形成されている。第２通路部１２０ａは、第１通路部１１８ａの右端部近傍から第１通路部１１８ａに対して直角かつ後方斜め下方に延び、ブロープレートユニット５６ｃの下面に露出する。第２通路部１２０ｂは、第１通路部１１８ｂの右端部近傍から第１通路部１１８ｂに対して直角かつ前方斜め下方に延び、ブロープレートユニット５６ｃの下面に露出する。

成形型２０ｃにブロープレートユニット５６ｃを圧着させた状態において、第２通路部１２０ａと開口部１１６とを連通しかつ第２通路部１２０ａの延長線上に位置するように、成形型２０ｃの第３通路部１２２ａが形成される。同様に、成形型２０ｃにブロープレートユニット５６ｃを圧着させた状態において、第２通路部１２０ｂと開口部１１６とを連通しかつ第２通路部１２０ｂの延長線上に位置するように、成形型２０ｃの第３通路部１２２ｂが形成される。

従って、図６Ａに示すように、成形型２０ｃにブロープレートユニット５６ｃを圧着させた状態において、側面視で言えば、第２通路部１２０ａおよび１２０ｂと、第３通路部１２２ａおよび１２２ｂは、開口部１１６に向かって斜め下方に延びる。平面視で言えば、第１通路部１１８ａ、第２通路部１２０ａおよび第３通路部１２２ａによって略Ｌ字状の圧縮空気導入通路Ｐ５が形成され、第１通路部１１８ｂ、第２通路部１２０ｂおよび第３通路部１２２ｂによって略Ｌ字状の圧縮空気導入通路Ｐ６が形成され、第２通路部１２０ａおよび１２２ａと第３通路部１２０ｂおよび１２２ｂが略同一直線上に設けられている。第３通路部１２２ａおよび１２２ｂは、第３通路部１２２ａおよび１２２ｂから開口部１１６に吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成される。言い換えれば、圧縮空気導入通路Ｐ５およびＰ６は、圧縮空気導入通路Ｐ５およびＰ６から吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成される。図１Ａに示したのと同様に、通路部１１８ａおよび１１８ｂの一端部（左端部）にはそれぞれ、吸気管６８が接続される。

また、ブロープレートユニット５６ｃの内部には、冷却液が流れる略Ｕ字状の冷却路１２４が形成されている。さらに、ブロープレートユニット５６ｃの下面には砂導入通路８６ｃを囲むように環状の溝１２６が形成され、溝１２６にはシール部材１２８が嵌め込まれている。成形型２０ｃの上面には、溝１２６に対応する位置に環状の溝１３０が形成されている。したがって、成形型２０ｃにブロープレートユニット５６ｃを圧着させた状態では、シール部材１２８は、溝１２６と溝１３０とに嵌り、ブロープレートユニット５６ｃと成形型２０ｃとの間を封止する。

砂型造型装置１０ｃのその他の構成については、砂型造型装置１０と同様であるので、その重複する説明は省略する。砂型造型装置１０ｃにおいても、砂型造型装置１０と同様の効果が得られる。

図６Ｂに、本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｄを示す。図６Ｂに示す砂型造型装置１０ｄは、いわば「圧着面直噴タイプ」であり、図６Ａに示した砂型造型装置１０ｃのブロープレートユニット５６ｃの代わりに、ブロープレートユニット５６ｄを含む。また、本実施形態では、図６Ａに示した成形型２０ｃとは異なる成形型２０ｄが用いられる。

ブロープレートユニット５６ｄは、ブロープレートユニット５６ｃの第２通路部１２０ａおよび１２０ｂとは異なる第２通路部１３２ａおよび１３２ｂを有する。また、成形型２０ｄは、成形型２０ｃの第３通路部１２２ａおよび１２２ｂとは異なる第３通路部１３４ａおよび１３４ｂを有する。従って、砂型造型装置１０ｄは、砂型造型装置１０ｃの圧縮空気導入通路Ｐ５およびＰ６とは異なる圧縮空気導入通路Ｐ７およびＰ８を有する。

圧縮空気導入通路Ｐ７は、第１通路部１１８ａ、第２通路部１３２ａおよび第３通路部１３４ａによって形成され、圧縮空気導入通路Ｐ８は、第１通路部１１８ｂ、第２通路部１３２ｂおよび第３通路部１３４ｂによって形成される。第２通路部１３２ａは、第１通路部１１８ａの右端部近傍から第１通路部１１８ａに対して直角かつ下方に延び、ブロープレートユニット５６ｄの下面に露出する。第２通路部１３２ｂは、第１通路部１１８ｂの右端部近傍から第１通路部１１８ｂに対して直角かつ下方に延び、ブロープレートユニット５６ｄの下面に露出する。

成形型２０ｄにブロープレートユニット５６ｄを圧着させた状態において、第２通路部１３２ａと開口部１１６とを連通するように、成形型２０ｄの上面に第３通路部１３４ａが形成される。同様に、成形型２０ｄにブロープレートユニット５６ｄを圧着させた状態において、第２通路部１３２ｂと開口部１１６とを連通するように、成形型２０ｄの上面に第３通路部１３４ｂが形成される。

従って、図６Ｂに示すように、成形型２０ｄにブロープレートユニット５６ｄを圧着させた状態において、側面視で言えば、第３通路部１３４ａおよび１３４ｂは開口部１１６に向かって斜め下方に延びる。つまり、第３通路部１３４ａおよび１３４ｂは開口部１１６に向かって斜め下方に広がっている。平面視で言えば、第１通路部１１８ａ、第２通路部１３２ａおよび第３通路部１３４ａによって略Ｌ字状の圧縮空気導入通路Ｐ７が形成され、第１通路部１１８ｂ、第２通路部１３２ｂおよび第３通路部１３４ｂによって略Ｌ字状の圧縮空気導入通路Ｐ８が形成され、第３通路部１３４ａおよび１３４ｂが略同一直線上に設けられている。第３通路部１３４ａおよび１３４ｂは、第３通路部１３４ａおよび１３４ｂから開口部１１６に吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成される。言い換えれば、圧縮空気導入通路Ｐ７およびＰ８は、圧縮空気導入通路Ｐ７およびＰ８から吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成される。

砂型造型装置１０ｄのその他の構成については、砂型造型装置１０ｃと同様であるので、その重複する説明は省略する。砂型造型装置１０ｄにおいても、砂型造型装置１０ｃと同様の効果が得られる。

図７に、本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｅを示す。本実施形態では、図２などに示した成形型２０とは異なる成形型２０ｅが用いられる。

成形型２０ｅは、成形型２０の開口部２６ａとは異なる開口部１３６を有する。開口部１３６の開口面積は、開口部２６ａの開口面積より小さい。開口部１３６の開口面積は、ブッシュ６０の出口部９０の開口面積Ａｏの４分の１程度でもよい。

砂型造型装置１０ｅのその他の構成については、砂型造型装置１０と同様であるので、その重複する説明は省略する。砂型造型装置１０ｅにおいても、砂型造型装置１０と同様の効果が得られる。

なお、ブロープレートユニットが２つの圧縮空気導入通路を有する場合を例示したが、圧縮空気導入通路の個数は２に限定されない。ブロープレートユニットに圧縮空気導入通路が１つだけ設けられてもよいし、３つ以上設けられてもよい。ただし、圧縮空気導入通路の個数は２以上であることが好ましい。

図８Ａおよび図８Ｂに、本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｆを示す。図８Ａは、砂型造型装置１０ｆの要部を模式的に示す断面図であり、図８Ｂは、図８Ａ中のＦ−Ｆ’線に沿った断面図である。図８Ａおよび図８Ｂに示す砂型造型装置１０ｆは、図２などに示した砂型造型装置１０のブロープレートユニット５６の代わりに、ブロープレートユニット５６ｆを含む。

ブロープレートユニット５６ｆは、角板状のブロープレート５８ｆと、中空円筒状のブッシュ６０ｆとを含む。ブロープレート５８ｆは、ブロープレート５８の第１通路部６４ａおよび６４ｂと第２通路部６６ａおよび６６ｂの代わりに、溝部１３８と通路部１４０とを有する。ブッシュ６０ｆは、４つの通路部９４ａ、９４ｂ、９４ｃおよび９４ｄを有する点において、ブッシュ６０と異なる。

溝部１３８は、ブロープレート５８ｆの連通孔６２において、ブッシュ６０ｆの通路部９４ａ〜９４ｄの外側開口部に対応する位置に環状に形成されている。通路部１４０は、溝部１３８とブロープレート５８ｆの前面とを連通するように直線状に形成されている。通路部１４０の一端部には、図２に示す砂型造型装置１０と同様、図１Ａに示したような吸気管６８が接続されている。吸気管６８は継手７０を介して１つの吸気管７２に連結されている。ブッシュ６０ｆの４つの通路部９４ａ〜９４ｄは、略等間隔に設けられている。通路部９４ａ〜９４ｄは、通路部９４ａ〜９４ｄから砂導入通路８６に吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成される。ブッシュ６０ｆは、ブロープレート５８ｆの通路部１４０の延長線上に通路部９４ａ〜９４ｄのいずれもが位置しないように配置されている。砂型造型装置１０ｆでは、ブッシュ６０の通路部９４ａ〜９４ｄと、ブロープレート５８ｆの通路部１４０および溝部１３８によって圧縮空気導入通路が形成される。

砂型造型装置１０ｆのその他の構成については、砂型造型装置１０と同様であるので、その重複する説明は省略する。

砂型造型装置１０ｆでは、吸気管６８を介してブロープレート５８ｆ内へ圧縮空気が供給される。圧縮空気は、通路部１４０を通って溝部１３８を経由してブッシュ６０ｆの外周を周回して、各通路部９４ａ〜９４ｄからブッシュ６０ｆの内側の砂導入通路８６に流入する。

砂型造型装置１０ｆにおいても、砂型造型装置１０と同様の効果が得られる。

なお、砂型造型装置１０ｆに用いられるブッシュには、各通路部から砂導入通路８６に吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように、２つ以上の通路部が形成されればよい。

図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃを参照しながら、本発明のさらに他の実施形態による砂型造型装置１０ｇを説明する。図９Ａは、砂型造型装置１０ｇの要部を模式的に示す断面図であり、図９Ｂは、図９Ａ中のＧ−Ｇ’線に沿った断面図である。図９Ｃは、砂型造型装置１０ｇのブッシュ６０ｇを模式的に示す断面図である。

図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃに示す砂型造型装置１０ｇは、図８Ａなどに示した砂型造型装置１０ｆのブロープレートユニット５６ｆの代わりに、ブロープレートユニット５６ｇを含む。

ブロープレートユニット５６ｇは、角板状のブロープレート５８ｇと、中空円筒状のブッシュ６０ｇとを含む。ブロープレート５８ｇは、通路部１４０を有する。ブッシュ６０ｇは、溝部１４２と、通路部１４４ａおよび１４４ｂとを有する。

ブッシュ６０ｇの溝部１４２は、ブッシュ６０ｇの外周に環状に形成されている。ブロープレート５８ｇの通路部１４０は、溝部１４２とブロープレート５８ｇの前面とを連通するように直線状に形成されている。溝部１４２は、ブロープレート５８ｇの通路部１４０とブッシュ６０ｇの通路部１４４ａおよび１４４ｂとを連通している。ブッシュ６０ｇの通路部１４４ａおよび１４４ｂは、通路部１４４ａおよび１４４ｂから砂導入通路８６ｇに吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成されている。

砂導入通路８６ｇは、ブローヘッド４８側に位置する入口部８８と、成形型２０側に位置する出口部９０と、入口部８８から下方に延び、内径が同一である同径部９３と、同径部９３から下方に広がる拡径部９２とを有する。

砂型造型装置１０ｇでは、ブロープレート５８ｇの通路部１４０と、ブッシュ６０ｇの溝部１４２および通路部１４４ａおよび１４４ｂとによって複数の圧縮空気導入通路が形成される。従って、ブッシュ６０ｇの溝部１４２は、これら圧縮空気導入通路の一部を構成する。

ブロープレートユニット５６ｇは、図９Ｃに示すように、ブッシュ６０ｇの通路部１４４ａおよび１４４ｂのそれぞれに（つまり圧縮空気導入通路のうちのブッシュ６０ｇに形成されている部分に）配置されたベントプラグ５９をさらに有する。

本実施形態のように、圧縮空気導入通路のうちのブッシュ６０ｇに形成されている部分にベントプラグ５９を配置すると、圧縮空気導入通路に侵入してくる湿態砂から空圧機器を保護できる。

なお、圧縮空気導入通路に侵入してくる湿態砂から空圧機器を保護する手法として、ブッシュの外周にフィルタ（例えば金網）を巻くことが考えられる。しかしながら、このような手法を採用すると、ブロープレートにブッシュを取り付ける際に、フィルタがずれ易く、作業性が低下してしまう。これに対し、例示したようにベントプラグ５９を用いると、このような問題が発生しない。

また、本実施形態では、ブッシュ６０ｇが、外周に環状に形成された溝部１４２であって、複数の圧縮空気導入通路の一部を構成する溝部１４２を有している。これにより、圧縮空気導入通路の１つの「第１部分」（ブロープレート５８ｇに形成された部分）から溝部を介して複数の「第２部分」（ブッシュ６０ｇに形成された部分）に対して圧縮空気を供給することができる。従って、ブッシュ６０ｇに形成された複数の第２部分に対し、ブロープレート５８ｇには別々に第１部分を形成する必要がない。そのため、ブロープレートユニット５８ｇに砂導入通路８６ｇを複数設ける場合に、図１０に示すように、複数のブッシュ６０ｇを近接させて配置することが可能となる。これに対し、図８Ａなどに示した砂型造型装置１０ｆのように、ブロープレート５８ｆに溝部１３８を設けると、砂導入通路８６ｇを複数設ける場合に、それぞれの砂導入通路８６ｇについて溝部１３８を設けるスペースを確保する必要があるので、複数のブッシュ６０ｆを近接させて配置することが難しい。なお、複数のブッシュ６０ｇの個数および配置（つまり複数の砂導入通路８６の個数および配置）は、図１０に示した例に限定されない。

上述の実施形態では、吹き込み方向Ｘは下方（垂直方向）であったが、これに限定されない。吹き込み方向Ｘは斜め下方であってもよい。

また、上述の実施形態では、ブッシュは、拡径部９２と同径部９３とを有したが、これに限定されない。ブッシュにおいて、入口部８８から出口部９０に至るまで、内径が広がる拡径部が形成されてもよい。また、ブッシュは、角筒状に形成されてもよい。

圧縮空気導入通路の吹出し口（砂導入通路側の端部）は、砂導入通路の同径部に設けられてもよいし、砂導入通路の拡径部に設けられてもよい。

ブローヘッドとブロープレートユニットとが一体的に形成されてもよい。また、ブロープレートユニットと成形型とが一体的に形成されてもよい。

上述したように、本発明の実施形態による砂型造型装置１０は、湿態砂を成形型２０に吹き込んで砂型を成形する砂型造型装置であって、前記湿態砂を保持するブローヘッド４８と、前記ブローヘッド４８と前記成形型２０との間に設けられるブロープレートユニット５６と、を備え、前記ブロープレートユニット５６は、前記ブローヘッド４８に供給される圧縮空気によって前記ブローヘッド４８から前記成形型２０に吹き込まれる前記湿態砂が通る砂導入通路８６と、前記砂導入通路８６を通って前記成形型２０に吹き込まれる前記湿態砂に向かって圧縮空気を吹き込む少なくとも１つの圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）と、を有し、前記ブローヘッド４８から前記砂導入通路８６を通って前記成形型２０への前記湿態砂の吹き込み方向Ｘと、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）を通って前記湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向Ｙ１（Ｙ２）とのなす角度Ｄ１（Ｄ２）が鋭角に設定されている。

本発明の実施形態による砂型造型装置１０では、ブローヘッド４８から成形型２０に向かって吹き込まれる湿態砂は、ブロープレートユニット５６の圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）から吹き込まれる圧縮空気によって、砂導入通路８６内および成形型２０の開口部２６ａ近傍で攪拌され細かく分散しながら成形型２０に吹き込まれる。ブローヘッド４８から砂導入通路８６を通って成形型２０への湿態砂の吹き込み方向Ｘと、圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）を通って湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向Ｙ１（Ｙ２）とのなす角度Ｄ１（Ｄ２）が鋭角に設定されていることにより、圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）からの圧縮空気は、湿態砂を後方から成形型２０へ押し込む働きをするので、成形型２０のキャビティ２４ａに対する湿態砂の充填性が向上する。そのため、成形型２０に湿態砂を好適に充填することができるので、複雑な形状の砂型であっても好適に成形を行うことができる。

ある実施形態において、前記砂導入通路８６は、前記ブローヘッド４８側に位置する入口部８８と、前記成形型２０側に位置する出口部９０とを含み、前記出口部９０の開口面積Ａｏは、前記入口部８８の開口面積Ａｉよりも大きい。

砂導入通路８６の出口部９０の開口面積Ａｏが、入口部８８の開口面積Ａｉよりも大きいと、砂導入通路８６を通る湿態砂の流速が、出口部９０では入口部８８よりも遅くなる。そのため、砂導入通路８６内で湿態砂がぶつかり合ってさらに撹拌されるとともに、入口部８８より広い出口部９０でさらに分散する。その結果、湿態砂の直進性が低くなり、湿態砂の塊が成形型２０に固着する（こびり付く）ことを抑制できるので、離型性の良い成形体（砂型）が得られる。

本発明の実施形態による他の砂型造型装置１０は、湿態砂を成形型２０に吹き込んで砂型を成形する砂型造型装置であって、前記湿態砂を保持するブローヘッド４８と、前記ブローヘッド４８と前記成形型２０との間に設けられるブロープレートユニット５６と、を備え、前記ブロープレートユニット５６は、前記ブローヘッド４８に供給される圧縮空気によって前記ブローヘッド４８から前記成形型２０に吹き込まれる前記湿態砂が通る砂導入通路８６と、前記砂導入通路８６を通って前記成形型２０に吹き込まれる前記湿態砂に向かって圧縮空気を吹き込む少なくとも１つの圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）と、を有し、前記砂導入通路８６は、前記ブローヘッド４８側に位置する入口部８８と、前記成形型２０側に位置する出口部９０とを含み、前記出口部９０の開口面積Ａｏは、前記入口部８８の開口面積Ａｉよりも大きい。

本発明の実施形態による他の砂型造型装置１０では、ブローヘッド４８から成形型２０に向かって吹き込まれる湿態砂は、ブロープレートユニット５６の圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）から吹き込まれる圧縮空気によって、砂導入通路８６内および成形型２０の開口部２６ａ近傍で攪拌され細かく分散しながら成形型２０に吹き込まれる。砂導入通路８６の出口部９０の開口面積Ａｏが、入口部８８の開口面積Ａｉよりも大きいことにより、砂導入通路８６を通る湿態砂の流速が、出口部９０では入口部８８よりも遅くなる。そのため、砂導入通路８６内で湿態砂がぶつかり合ってさらに撹拌されるとともに、入口部８８より広い出口部９０でさらに分散する。その結果、湿態砂の直進性が低くなり、湿態砂の塊が成形型２０に固着する（こびり付く）ことを抑制できるので、離型性の良い成形体（砂型）が得られる。

ある実施形態において、前記出口部９０の開口面積Ａｏは、前記入口部８８の開口面積Ａｉと前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）の吹出し口９５ａ（９５ｂ）の口径面積Ａａ（Ａｂ）との和より大きい。

砂導入通路８６の出口部９０の開口面積Ａｏが、入口部８８の開口面積Ａｉと圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）の吹出し口９５ａ（９５ｂ）の口径面積Ａａ（Ａｂ）との和より大きいと、入口部８８の開口面積Ａｉと出口部９０の開口面積Ａｏとの差をさらに大きくできるので、砂導入通路８６を通る湿態砂をいっそう撹拌して分散させることができる。従って、湿態砂の塊が成形型２０に固着することをいっそう抑制できる。

ある実施形態において、前記湿態砂は無機バインダを含む。

一般に、無機バインダはその拘束力が強い。そのため、湿態砂が無機バインダを含む場合には、湿態砂が成形型２０に貼り付くと、砂型が成形型２０から離型し難くなり、無理に離型すると砂型が壊れてしまうおそれがある。出口部９０の開口面積Ａｏが入口部８８の開口面積Ａｉよりも大きいことにより、湿態砂が無機バインダを含む場合であっても、湿態砂を十分に撹拌して分散させることができるので、湿態砂の塊が成形型２０に固着することを好適に抑制できる。

ある実施形態において、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路は、複数の圧縮空気導入通路Ｐ１、Ｐ２であり、前記複数の圧縮空気導入通路Ｐ１、Ｐ２は、前記複数の圧縮空気導入通路Ｐ１、Ｐ２から吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成されている。

複数の圧縮空気導入通路Ｐ１、Ｐ２から圧縮空気が互いにぶつかり合うように吹き込まれることによって、湿態砂の撹拌および分散をさらに促進することができる。そのため、成形型２０に湿態砂をさらに好適に充填できる。

ある実施形態において、前記ブロープレートユニット５６は、前記ブローヘッド４８と前記成形型２０との間に設けられるブロープレート５８と、中空筒状のブッシュ６０と、を有し、前記ブロープレート５８は、前記ブローヘッド４８と前記成形型２０とを連通する連通孔を有し、前記ブッシュ６０は、前記ブロープレート５８の前記連通孔に設けられ、前記砂導入通路８６を有する。

ブロープレートユニット５６が、ブローヘッド４８と成形型２０との間に設けられるブロープレート５８と、中空筒状のブッシュ６０とを有する構成を採用すると、ブロープレート５８の連通孔に設けられるブッシュ６０を取り替えるだけで、所望の成型条件や得るべき成形体（砂型）の種類等に容易に対応できる。

ある実施形態において、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）は、前記ブロープレート５８から前記ブッシュ６０にわたって形成されている。

圧縮空気導入通路Ｐ１（Ｐ２）が、ブロープレート５８からブッシュ６０にわたって形成されている（つまりブロープレート５０に形成された「第１部分」とブッシュ６０に形成された「第２部分」とを含んでいる）と、ブッシュ６０を取り替えるだけで、砂導入通路８６に対する圧縮空気の吹き込み方向Ｙ１（Ｙ２）等の条件を容易に変更できる。

ある実施形態において、前記ブロープレートユニット５６は、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路のうちの前記ブッシュ６０ｇに形成されている部分に配置されたベントプラグ５９をさらに有する。

圧縮空気導入通路のうちのブッシュ６０ｇに形成されている部分（第２部分）にベントプラグ５９を配置すると、圧縮空気導入通路に侵入してくる湿態砂から空圧機器を保護できる。

ある実施形態において、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路は、複数の圧縮空気導入通路であり、前記ブッシュ６０ｇは、外周に環状に形成された溝部１４２であって、前記複数の圧縮空気導入通路の一部を構成する溝部１４２を有する。

圧縮空気導入通路が複数の場合に、ブッシュ６０ｇが、外周に環状に形成された溝部１４２であって、複数の圧縮空気導入通路の一部を構成する溝部１４２を有していると、１つの第１部分から溝部１４２を介して複数の第２部分に対して圧縮空気を供給することができる。従って、ブッシュ６０ｇに形成された複数の第２部分に対し、ブロープレート５８には別々に第１部分を形成する必要がない。そのため、ブロープレートユニット５６に砂導入通路８６ｇを複数設ける場合には、複数のブッシュ６０ｇを近接配置することが可能となる。

本発明の実施形態によると、湿態砂を成形型に吹き込んで砂型を成形する際に成形型に湿態砂を好適に充填できる砂型造型装置が提供される。

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ 砂型造型装置
２０、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ 成形型
２６ａ、２６ｂ、１１６、１３６ 開口部
４８ ブローヘッド
５６、５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ、５６ｆ、５６ｇ ブロープレートユニット
５８、５８ａ、５８ｆ、５８ｇ ブロープレート
６０、６０ｆ、６０ｇ、９６ ブッシュ
６２、９８ 連通孔
８６、８６ｂ、８６ｃ、８６ｇ 砂導入通路
８８、１０８、１１２ 入口部
９０ 出口部
９５ａ、９５ｂ 吹出し口
Ａｉ 入口部の開口面積
Ａｏ 出口部の開口面積
Ａａ、Ａｂ 吹出し口の口径面積
Ｂ、Ｄ１、Ｄ２ 角度
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８ 圧縮空気導入通路
Ｘ 湿態砂の吹き込み方向
Ｙ１、Ｙ２ 圧縮空気の吹き込み方向

Claims (10)

1. 湿態砂を成形型に吹き込んで砂型を成形する砂型造型装置であって、
   前記湿態砂を保持するブローヘッドと、
   前記ブローヘッドと前記成形型との間に設けられるブロープレートユニットと、
   を備え、
   前記ブロープレートユニットは、
   前記ブローヘッドに供給される圧縮空気によって前記ブローヘッドから前記成形型に吹き込まれる前記湿態砂が通る砂導入通路と、
   前記砂導入通路を通って前記成形型に吹き込まれる前記湿態砂に向かって圧縮空気を吹き込む少なくとも１つの圧縮空気導入通路と、
   を有し、
   前記ブローヘッドから前記砂導入通路を通って前記成形型への前記湿態砂の吹き込み方向と、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路を通って前記湿態砂に向かう圧縮空気の吹き込み方向とのなす角度が鋭角に設定されている、砂型造型装置。
2. 前記砂導入通路は、前記ブローヘッド側に位置する入口部と、前記成形型側に位置する出口部とを含み、
   前記出口部の開口面積は、前記入口部の開口面積よりも大きい、請求項１に記載の砂型造型装置。
3. 湿態砂を成形型に吹き込んで砂型を成形する砂型造型装置であって、
   前記湿態砂を保持するブローヘッドと、
   前記ブローヘッドと前記成形型との間に設けられるブロープレートユニットと、
   を備え、
   前記ブロープレートユニットは、
   前記ブローヘッドに供給される圧縮空気によって前記ブローヘッドから前記成形型に吹き込まれる前記湿態砂が通る砂導入通路と、
   前記砂導入通路を通って前記成形型に吹き込まれる前記湿態砂に向かって圧縮空気を吹き込む少なくとも１つの圧縮空気導入通路と、
   を有し、
   前記砂導入通路は、前記ブローヘッド側に位置する入口部と、前記成形型側に位置する出口部とを含み、
   前記出口部の開口面積は、前記入口部の開口面積よりも大きい、砂型造型装置。
4. 前記出口部の開口面積は、前記入口部の開口面積と前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路の吹出し口の口径面積との和より大きい、請求項２または３に記載の砂型造型装置。
5. 前記湿態砂は無機バインダを含む、請求項２から４のいずれかに記載の砂型造型装置。
6. 前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路は、複数の圧縮空気導入通路であり、
   前記複数の圧縮空気導入通路は、前記複数の圧縮空気導入通路から吹き込まれる圧縮空気が互いにぶつかり合うように形成されている、請求項１から５のいずれかに記載の砂型造型装置。
7. 前記ブロープレートユニットは、
   前記ブローヘッドと前記成形型との間に設けられるブロープレートと、
   中空筒状のブッシュと、
   を有し、
   前記ブロープレートは、前記ブローヘッドと前記成形型とを連通する連通孔を有し、
   前記ブッシュは、前記ブロープレートの前記連通孔に設けられ、前記砂導入通路を有する、請求項１から６のいずれかに記載の砂型造型装置。
8. 前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路は、前記ブロープレートから前記ブッシュにわたって形成されている、請求項７に記載の砂型造型装置。
9. 前記ブロープレートユニットは、前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路のうちの前記ブッシュに形成されている部分に配置されたベントプラグをさらに有する、請求項８に記載の砂型造型装置。
10. 前記少なくとも１つの圧縮空気導入通路は、複数の圧縮空気導入通路であり、
    前記ブッシュは、外周に環状に形成された溝部であって、前記複数の圧縮空気導入通路の一部を構成する溝部を有する、請求項８または９に記載の砂型造型装置。
    
    
    
    

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