JP7188375B2 - 中子造型装置 - Google Patents

Description

本発明は、中子造型装置に関する。

混練釜において中子砂をバインダー等と共に混練し、混練された中子砂（混練砂）を金型内に射出して充填することによって中子を造型する中子造型装置が知られている。特許文献１に開示されているように、発明者らが開発した中子造型装置では、混練釜が横倒しの状態で中子砂を混練している。この中子造型装置では、混練釜が横倒しの状態のまま水平方向に混練砂を射出するため、混練砂が金型の奥隅まで充填し難い。

そこで、発明者らは、特許文献２に開示されているように、混練釜が横倒しの状態で中子砂を混練した後、混練釜を縦起こしの状態とし、混練砂を下方向に射出して金型に充填する中子造型装置を開発した。

特開２０１７－１３１９１３号公報 特開２０１９－２０２３２３号公報

発明者らは、特許文献２に開示された中子造型装置に関し、以下の課題を見出した。
特許文献１、２に開示された中子造型装置では、横倒しの状態での混練釜の上側に中子砂を投入するための投入口が設けられている。特許文献１、２には明示されていないが、混練釜の上部には、混練釜に投入する所定量の中子砂を貯蔵する貯蔵部（例えばホッパーなど）が設けられており、投入口に連結されている。そして、投入口から貯蔵部の配管に混練釜内の湿気が入り込まないように、投入口を開閉させるバルブが設けられている。

特許文献２に開示された中子造型装置では、混練釜が横倒しの状態から縦起こしの状態に回動する際、貯蔵部の姿勢は混練釜の姿勢によらず維持させる必要がある。そのため、混練釜が横倒しの状態だけでなく、混練釜が縦起こしの状態においても、同一のバルブで混練釜の投入口をシールするのは難しかった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、混練釜が横倒しの状態だけでなく、縦起こしの状態においても、同一のバルブで混練釜の投入口をシール可能な中子造型装置を提供するものである。

本発明の一態様に係る中子造型装置は、
中子砂を貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部が連結された投入口から前記中子砂が投入される筒状の混練釜と、
前記混練釜の内部において前記混練釜の長手方向に延設されると共に、前記長手方向に平行な軸周りに回転し、前記中子砂を混練する混練棒と、
混練された前記中子砂を前記混練釜の前記長手方向の一端から射出するピストンと、を備え、
前記混練釜は、第１軸周りに回動して横倒しの状態と縦起こしの状態とに移行でき、
前記横倒しの状態において、前記混練釜の上側に位置する前記投入口から前記中子砂を前記混練釜に投入し、前記混練棒によって混練し、
前記縦起こしの状態において、前記ピストンによって下方向に前記中子砂を射出して型に充填する、中子造型装置であって、
前記貯蔵部は、
前記横倒しの状態において、前記投入口に当接しつつ、前記第１軸と平行な第２軸周りに回動して前記投入口を開閉する球体状のバルブを備えると共に、
前記第２軸周りに回動可能に前記混練釜に連結されており、前記混練釜が回動する際、前記バルブを前記投入口に当接させたまま、姿勢を維持する。

本発明の一態様に係る中子造型装置では、貯蔵部は、横倒しの状態において、混練釜の投入口に当接しつつ、混練釜の回動軸である第１軸と平行な第２軸周りに回動して投入口を開閉する球体状のバルブを備えると共に、第２軸周りに回動可能に混練釜に連結されており、混練釜が回動する際、バルブを前記投入口に当接させたまま、姿勢を維持する。すなわち、本発明の一態様に係る中子造型装置では、混練釜が横倒しの状態だけでなく、縦起こしの状態においても、同一のバルブで投入口をシールできる。

前記第１軸及び前記第２軸をジョイントとする原動節を有する平行リンク機構を備えていてもよい。このような構成は、メンテナンス性に優れている。

バルブが、樹脂製であってもよい。また、周縁が環状の樹脂製シール部材に覆われた前記投入口に前記バルブが当接していてもよい。このような構成によって、バルブと投入口との間のシール性が向上する。

前記バルブと樹脂製シール部材とが異なる耐摩耗性樹脂から構成されていてもよい。このような構成によって、バルブと投入口との間の接着を抑制できる。

前記樹脂製シール部材における前記混練釜の外周面側に、前記投入口の周縁に沿った環状の溝が設けられていてもよい。また、前記樹脂製シール部材と前記混練釜の外周面との間に、ゴム製パッキンが設けられていてもよい。このような構成によって、バルブと投入口との間のシール性がさらに向上する。

前記バルブは、前記投入口と当接しない部位において、球体の一部が欠けた形状を有していてもよい。このような構成によって、バルブを小型化、軽量化できる。

前記貯蔵部は、前記混練釜に投入する所定量の前記中子砂を貯蔵するホッパーと、
前記ホッパーの重さを計量する秤量計と、を備え、前記ホッパーに前記中子砂を供給しつつ、前記ホッパーに貯蔵する前記中子砂を秤量してもよい。このような構成では、秤量と貯蔵とを同時に行えるため、生産性に優れている。

前記貯蔵部は、前記ホッパーに供給する前記中子砂を貯蔵する予備タンクと、前記予備タンクと前記ホッパーとを接続する配管上に設けられたバルブと、をさらに備え、前記予備タンクから前記ホッパーに前記中子砂を供給する際、前記秤量計によって測定された前記ホッパーの重さに基づいて、前記バルブの開度を調節してもよい。このような構成によって、秤量ホッパーに投入する中子砂の重さを精度良く制御できる。

本発明によれば、混練釜が横倒しの状態だけでなく、縦起こしの状態においても、同一のバルブで混練釜の投入口をシール可能な中子造型装置を提供できる。

第１の実施の形態に係る中子造型装置の動作を示す側面図である。 第１の実施の形態に係る中子造型装置の断面図である。 第１の実施の形態に係る中子造型装置の断面図である。 第１の実施の形態に係る中子造型装置の断面図である。 秤量ホッパー２２の詳細な断面図である。 バルブＶ３及び投入口１１ａの詳細な断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施形態）
＜中子造型装置の全体構成及び動作＞
まず、図１を参照して、本実施の形態に係る中子造型装置の全体構成及び動作について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る中子造型装置の動作を示す側面図である。
なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正方向が鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

図１に示すように、本実施の形態に係る中子造型装置は、混練部１０、貯蔵部２０、及びリンクＬ１、Ｌ２を備えている。ここでは、図１を参照して、各構成要素の概要について説明し、詳細については後述する。
混練部１０は、中子砂が投入されて混練する混練釜１１と、混練釜１１を支持する回動支持部材１３と、混練された中子砂を射出するピストン部１４とを備えている。
貯蔵部２０は、中子砂を一時的に貯蔵する予備タンク２１と、混練釜１１に投入する所定量の中子砂を秤量しつつ貯蔵する秤量ホッパー２２と、予備タンク２１及び秤量ホッパー２２を支持する支持部材２３とを備えている。

ここで、混練釜１１は、混練釜１１に固定されたリンクＬ１を介して回動支持部材１３に軸（第１軸）Ａ１周りに回動可能に支持されている。すなわち、図１に示すように、混練釜１１は、軸Ａ１周りに９０°回動することによって、横倒しの状態と縦起こしの状態とに移行可能である。図１左側に示した横倒しの状態において、中子砂を秤量ホッパー２２から混練釜１１に投入し、投入された中子砂を混練する。そして、図１右側に示した縦起こしの状態の状態において、ピストン部１４によって下方向（ｚ軸負方向）に中子砂を射出して型に充填する。図１中央には、横倒しの状態から縦起こしの状態へ移行中、又は縦起こしの状態から横倒しの状態へ移行中の状態が示されている。

また、詳細については後述するが、貯蔵部２０の姿勢は、支持部材２３によって定まる。図１に示すように、支持部材２３は軸（第２軸）Ａ２周りに回動可能にリンクＬ１に連結されている。リンクＬ１は、混練釜１１に固定されているため、支持部材２３（すなわち貯蔵部２０）は軸Ａ２周りに回動可能に混練釜１１に連結されている。そして、リンクＬ２は、回動支持部材１３に軸Ａ３周りに回動可能に連結されていると共に、支持部材２３に軸Ａ４周りに回動可能に連結されている。

ここで、回動支持部材１３、支持部材２３、リンクＬ１、Ｌ２は、４つの軸Ａ１～Ａ４をジョイントとする平行リンク機構を構成している。図１の例では、回動支持部材１３は、地面に対して固定されており、平行リンク機構における静止節に該当する。混練釜１１に固定されたリンクＬ１は原動節に該当する。そして、リンクＬ２は従動節、支持部材２３は中間節に該当する。

このような構成によって、本実施形態に係る中子造型装置は、混練釜１１が回動する際、貯蔵部２０が混練釜１１に連結したまま、姿勢を維持する。そのため、混練釜１１が回動する際、混練釜１１から貯蔵部２０を切り離す必要がなく、切り離し動作や連結動作が不要であるため、中子の生産性に優れている。

なお、混練釜１１に固定されたリンクＬ１が原動節であればよく、支持部材２３を静止節とし、回動支持部材１３を中間節としてもよい。
また、貯蔵部２０が、混練釜１１の回動軸Ａ１と平行な軸Ａ２周りに回動可能に混練釜１１に連結されており、混練釜１１が回動する際、貯蔵部２０は混練釜１１に連結したまま、姿勢を維持すればよい。そのため、平行リンク機構に代えて、軸Ａ１、Ａ２をベルトで繋いだり、ギヤ（歯車）で繋いだりすることによって、貯蔵部２０の姿勢を維持してもよい。但し、平行リンク機構は、ベルトやギヤを用いる方式に比べ、中子砂が付着しても不具合が発生し難く、メンテナンス性に優れている。

＜中子造型装置の詳細構成＞
次に、図１～図４を参照して、本実施の形態に係る中子造型装置の各構成要素の詳細について説明する。図２～図４は、第１の実施の形態に係る中子造型装置の断面図である。図２、図３は、図１左側に示した混練釜１１が横倒しの状態における断面図である。図４は、図１右側に示した混練釜１１が縦起こしの状態における断面図である。
図２～図４に示すように、本実施の形態に係る中子造型装置は、混練部１０、貯蔵部２０、リンクＬ１、Ｌ２、及び制御部３０を備えている。

＜混練部１０の構成＞
混練部１０の構成について説明する。図２～図４に示すように、混練部１０は、混練釜１１、混練棒１２、回動支持部材１３、及びピストン部１４を備えている。
混練釜１１は、貯蔵部２０が連結された投入口１１ａから中子砂Ｓ１が投入される筒状の部材である。例えば、混練釜１１は円筒形状を有する。図２、図３に示すように、投入口１１ａは、混練釜１１が横倒しの状態において、混練釜１１の上側に設けられている。そのため、重力によって中子砂Ｓ１を混練釜１１の内部に投入できる。

また、混練釜１１の長手方向の一端面には、混練された中子砂Ｓ１を射出するための射出口１１ｂが設けられており、他端面にはピストン部１４が設けられている。図の例では、射出口１１ｂは、混練釜１１の端面から突出するように設けられている。中子砂Ｓ１を射出する際、射出口１１ｂに中子成形型（不図示）が連結される。

混練釜１１の内部に投入された中子砂Ｓ１は、バインダーと共に混練される。中子砂Ｓ１は、天然砂でも人工砂でもよい。バインダーは、例えば水ガラス及び水を含有する無機バインダーであるが、有機バインダーでもよい。バインダーは、混練釜１１の内周面に設けられた噴射機（不図示）から噴射される。噴射機は、例えば投入口１１ａの近傍に設けられている。

混練棒１２が、混練釜１１の内部において、混練釜１１の長手方向の略全長に亘って、延設されている。混練棒１２は複数本設けられており、例えば円板状の回転ベース１２ａに固定されている。回転ベース１２ａは、混練釜１１の内部においてピストン部１４側の端部に設けられており、混練釜１１の長手方向に平行な軸周りに回転する。そのため、混練釜１１に投入された中子砂Ｓ１が、混練棒１２によって混練される。

混練棒１２は、例えば、回転軸を中心として放射状に配置される。また、混練棒１２は、回転軸を中心として点対称になるようにＳ字状に配置されてもよい。混練棒１２の形状は、回転軸に平行に延設される柱状であれば、特に限定されない。混練棒１２の断面形状は、例えば円形状であるが、楕円状、多角形状等であってもよい。

図示しないが、回転ベース１２ａは外歯歯車であって、回転ベース１２ａの周縁部に配置された歯車を介してモータ等の駆動源によって回転駆動される。当該駆動源の動作は、例えば制御部３０によって制御される。
なお、特に限定されないが、本実施形態では、回転ベース１２ａの回転軸は、円筒状の混練釜１１の中心軸に一致している。

上述の通り、図１に示したように、混練釜１１は、混練釜１１に固定されたリンクＬ１を介して回動支持部材１３に軸（第１軸）Ａ１周りに回動可能に支持されている。すなわち、図１に示すように、混練釜１１は、軸Ａ１周りに９０°回動することによって、横倒しの状態と縦起こしの状態とに移行可能である。
なお、混練釜１１は、軸Ａ１に連結されたモータ等の駆動源（不図示）によって回転駆動される。当該駆動源の動作は、例えば制御部３０によって制御される。

図２、図３に示すように、混練釜１１が横倒しの状態において、混練釜１１の上側に位置する投入口１１ａから中子砂Ｓ１を混練釜１１に投入し、投入された中子砂Ｓ１を混練棒１２によって混練する。
なお、後述するバルブＶ２及びバルブＶ３を開くと、秤量ホッパー２２に貯蔵された中子砂Ｓ１が重力によって混練釜１１に投入される。図２はバルブＶ３が閉じた状態、図３はバルブＶ３が開いた状態を示している。混練釜１１内の湿気を遮断するため、中子砂Ｓ１を投入する時以外、バルブＶ２、Ｖ３は閉じている。

そして、図４に示すように、混練釜１１が縦起こしの状態において、ピストン部１４によって下方向（ｚ軸負方向）に中子砂Ｓ１を射出して型４０に充填する。図の例では、型４０は、上型４１と下型４２とから構成され、両者の間にキャビティ４３が形成されている。ピストン部１４によって混練釜１１から射出された中子砂Ｓ１がキャビティ４３内に充填され、中子が造形される。当該中子は、例えば、車載用エンジン部品の鋳造に使用される。

図示したピストン部１４は、ボールねじ式の電動ピストンであって、ピストンヘッド１４１、ピストンロッド１４２、及びモータ１４３を備えている。ピストンヘッド１４１は、混練釜１１の内部に収容されており、回転ベース１２ａよりも射出口１１ｂ側に配置されている。ピストンヘッド１４１は、混練釜１１の端面を貫通するピストンロッド１４２を介して連結されたモータ１４３によって駆動される。モータ１４３の動作は、例えば制御部３０によって制御される。

ピストンヘッド１４１は、射出時以外は、混練釜１１におけるピストン部１４側の端部において待機している。射出時には、ピストンヘッド１４１が混練釜１１の長手方向に前進し、混練された中子砂Ｓ１を射出口１１ｂから射出する。上述の通り、図４に示したように、混練釜１１が縦起こしの状態において、中子砂Ｓ１を射出する。図４には、ピストンヘッド１４１が降下し、中子砂Ｓ１が射出された様子が示されている。

射出口１１ｂの根元すなわち混練釜１１の内端面には、例えばゴム製の栓１１ｃが取り付けられている。栓１１ｃにより、混練釜１１に投入された中子砂Ｓ１が混練釜１１から漏れることを抑制できる。他方、栓１１ｃの中央部は、例えば平面視十字状で厚さ方向に貫通した切り込みが設けられている。そのため、混練釜１１内の中子砂Ｓ１を加圧して射出する際には、切り込みによって栓１１ｃが開口する。

混練釜１１の内周面とピストンヘッド１４１の外周面との間は、シール部材等によってシール性が保持されている。また、ピストンヘッド１４１には混練棒１２を嵌挿させる貫通孔が設けられている。この貫通孔の内周面と混練棒１２の外周面との間も、シール部材等によってシール性が保持されている。このような構成によって、混練釜１１内の中子砂Ｓ１を漏らさず射出口１１ｂから射出できる。ピストンヘッド１４１は、混練棒１２と共に回転できる。
なお、ピストン部１４は、電動ピストンであるが、何ら限定されず、空気圧や油圧等によって駆動するピストンでもよい。

＜貯蔵部２０の構成＞
次に、貯蔵部２０の構成について説明する。図２～図４に示すように、貯蔵部２０は、予備タンク２１、秤量ホッパー２２、支持部材２３、パイプＰ１～Ｐ３、バルブＶ１～Ｖ３を備えている。

予備タンク２１は、秤量ホッパー２２に供給する中子砂Ｓ１を一時的に貯蔵するタンクである。図の例では、予備タンク２１は、上部が円筒形状を有し、下部は逆円錐形状を有している。図示しないが、予備タンク２１には、より大型の貯蔵タンクから配管等を介して中子砂Ｓ１が供給される。予備タンク２１と秤量ホッパー２２とはパイプＰ１によって接続されている。

秤量ホッパー２２は、予備タンク２１の下側に設けられており、予備タンク２１の下部と秤量ホッパー２２の上部とが、パイプＰ１によって接続されている。パイプＰ１にはバルブＶ１が設けられている。バルブＶ１を開くと、予備タンク２１に貯蔵された中子砂Ｓ１が重力によって秤量ホッパー２２に投入される。バルブＶ１の開度を調節することによって、中子砂Ｓ１の投入量を微調節できる。詳細には後述するように、バルブＶ１の開度は、例えば制御部３０によって制御される。

秤量ホッパー２２は、混練釜１１に投入するために秤量された所定量の中子砂Ｓ１を貯蔵する。ここで、図５は、秤量ホッパー２２の詳細な断面図である。図５に示すように、貯蔵部２０は、秤量ホッパー２２の重さを計量する秤量計２４及び秤量計２４を支持する秤量支持部材２５を備えている。秤量ホッパー２２に中子砂Ｓ１を供給しつつ、秤量ホッパー２２に貯蔵する中子砂Ｓ１を秤量する。秤量と貯蔵とを同時に行うため、生産性に優れている。

秤量ホッパー２２は、本体部２２１及び蓋部２２２を備えている。
本体部２２１は、逆円錐形状を有し、上部の外周面に外側に突出したフランジ２２１ａを備えている。
蓋部２２２は、円板状の被せ蓋であり、本体部２２１の上端部と嵌合している。蓋部２２２の中央部には、貫通孔が設けられており、パイプＰ１がスライド自在に嵌入されている。

本体部２２１の下端からはパイプＰ２が延設されている。パイプＰ２の下端部は、パイプＰ３にスライド自在に嵌入されている。
また、パイプＰ２にはバルブＶ２が設けられている。バルブＶ２及び後述するバルブＶ３を開くと、秤量ホッパー２２に貯蔵された中子砂Ｓ１が重力によって混練釜１１に投入される。上述の通り、図３は、バルブＶ３が開いた状態を示している。バルブＶ２及びバルブＶ３の開閉は、例えば制御部３０によって制御される。

秤量計２４は、例えばロードセルであって、秤量ホッパー２２の重さを計量する。秤量計２４には、秤量ホッパー２２のフランジ２２１ａが載置されている。詳細には、秤量計２４には、秤量ホッパー２２（本体部２２１及び蓋部２２２）、秤量ホッパー２２内の中子砂Ｓ１、パイプＰ２、及びバルブＶ２の重さが加わる。

上述の通り、蓋部２２２の貫通孔にパイプＰ１がスライド自在に嵌入されているため、パイプＰ１よりも上側に位置する部材の重さは、秤量計２４には加わらない。また、パイプＰ２がパイプＰ３にスライド自在に嵌入されているため、パイプＰ３よりも下側に位置する部材の重さは、秤量計２４には加わらない。

秤量計２４によって測定された重さから、予備タンク２１から秤量ホッパー２２に投入された中子砂Ｓ１の重さを知ることができる。例えば、秤量計２４によって測定された重さに基づいて、秤量ホッパー２２内の中子砂Ｓ１の重さが目標値となるように、制御部３０がバルブＶ１の開度を制御する。例えば、中子砂Ｓ１の重さが目標値に近付くにつれて、バルブＶ１の開度を小さくする。このような制御によって、秤量ホッパー２２に投入する中子砂Ｓ１の重さを精度良く制御できる。

図５に示すように、秤量支持部材２５は、平板状の台座２５ａと、台座２５ａを支持する支柱２５ｂとを備えている。秤量計２４は、台座２５ａに載置され、固定されている。支柱２５ｂは、支持部材２３に固定されている。すなわち、秤量計２４は、秤量支持部材２５を介して、支持部材２３に支持されている。

台座２５ａの中央部には、秤量ホッパー２２の本体部２２１を挿通させるための貫通孔２５ｃが設けられている。そのため、秤量支持部材２５は、秤量計２４のみを支持し、秤量ホッパー２２を直接支持していない。このような構成によって、秤量計２４が、秤量ホッパー２２の重さを秤量できる。

他方、秤量計２４は、秤量ホッパー２２の重さを秤量しつつ、秤量ホッパー２２を支持している。そのため、秤量支持部材２５は、秤量計２４を介して、秤量ホッパー２２を支持している。そして、支持部材２３は、秤量支持部材２５及び秤量計２４を介して、秤量ホッパー２２を支持している。

このように、支持部材２３は、秤量ホッパー２２を間接的に支持している。同様に、支持部材２３は、図示しない支持部材を介して、予備タンク２１も間接的に支持している。そのため、貯蔵部２０の姿勢は、支持部材２３によって定まる。

ここで、図１に示すように、支持部材２３は軸（第２軸）Ａ２周りに回動可能にリンクＬ１に連結されている。リンクＬ１は、混練釜１１に固定されているため、支持部材２３は軸Ａ２周りに回動可能に混練釜１１に連結されている。
また、支持部材２３は、軸Ａ４周りに回動可能にリンクＬ２に連結されている。このリンクＬ２は、回動支持部材１３に軸Ａ３周りに回動可能に連結されている。

上述の通り、図１に示すように、回動支持部材１３、支持部材２３、リンクＬ１、Ｌ２は、４つの軸Ａ１～Ａ４をジョイントとする平行リンク機構を構成している。図１の例では、回動支持部材１３は、地面に対して固定されており、平行リンク機構における静止節に該当する。混練釜１１に固定されたリンクＬ１は原動節に該当する。そして、リンクＬ２は従動節、支持部材２３は中間節に該当する。

このような構成によって、本実施形態に係る中子造型装置は、混練釜１１が回動する際、貯蔵部２０が混練釜１１に連結したまま、姿勢を維持する。そのため、混練釜１１が回動する際、混練釜１１から貯蔵部２０を切り離す必要がなく、切り離し動作や連結動作が不要であるため、中子の生産性に優れている。

図２～図４に戻って説明を続ける。
パイプＰ３は、支持部材２３に固定されている。パイプＰ３の一端には、上述の通り、パイプＰ２が嵌入されており、パイプＰ３の他端には、バルブＶ３が配置されている。このパイプＰ３の他端の形状は、中子砂Ｓ１が漏れないように、バルブＶ３の表面形状に合わせて加工されている。

バルブＶ３は、図１に示した支持部材２３の回動軸Ａ２周りに、回動可能に支持部材２３に支持されている。すなわち、バルブＶ３は、支持部材２３に対しても軸Ａ２周りに回動できると共に、混練釜１１に対して支持部材２３と一緒に軸Ａ２周りに回動できる。そのため、図２、図３に示すように、混練釜１１が横倒しの状態において、バルブＶ３は、投入口１１ａに当接しつつ、支持部材２３に対して軸Ａ２周りに回動して投入口１１ａを開閉する。

そして、図２、図４に示すように、混練釜１１が回動する際、バルブＶ３を投入口１１ａに当接させたまま、支持部材２３（すなわち貯蔵部２０）が姿勢を維持できる。このように、混練釜１１が横倒しの状態だけでなく、縦起こしの状態においても、同一のバルブＶ３で投入口１１ａをシールできる。支持部材２３に対するバルブＶ３の回動動作（すなわちバルブＶ３の開閉）は、例えば制御部３０によって制御される。

図２～図４に示したバルブＶ３は、投入口１１ａと接触しない不要な部位において、球体の一部を平面で切断した形状を有しているが、完全な球体形状を有していてもよい。球体の一部が欠けた形状とすることによって、バルブＶ３を小型化、軽量化できる。バルブＶ３が球体状であるため、投入口１１ａは略円形状である。バルブＶ３は、例えば樹脂製であるが、金属製等であってもよい。バルブＶ３は、例えば、フッ素樹脂、超高分子ポリエチレン、ポリアセタール、ポリアミド等の耐摩耗性樹脂から構成されている。

ここで、図６は、バルブＶ３及び投入口１１ａの詳細な断面図である。図６は、図２の拡大図に該当する。
図６に示すように、周縁が環状の樹脂製シール部材ＳＬ１に覆われた投入口１１ａに、球状のバルブＶ３が当接している。このような構成によって、バルブＶ３と投入口１１ａとの間のシール性が保持されている。樹脂製シール部材ＳＬ１も、バルブＶ３と同様に、フッ素樹脂、超高分子ポリエチレン、ポリアセタール、ポリアミド等の耐摩耗性樹脂から構成されている。ここで、バルブＶ３と樹脂製シール部材ＳＬ１との接着を抑制するため、例えばバルブＶ３と樹脂製シール部材ＳＬ１とは異なる樹脂から構成してもよい。例えば、バルブＶ３をフッ素樹脂から構成し、樹脂製シール部材ＳＬ１を超高分子ポリエチレンから構成する。

図６の例では、樹脂製シール部材ＳＬ１が、投入口１１ａの周縁から中心側に向かって突出して設けられている。そして、樹脂製シール部材ＳＬ１において投入口１１ａの中心側に突出した部位は、三角形状の断面形状を有しており、その厚さが投入口１１ａの中心に向かって、徐々に薄くなっている。そのため、樹脂製シール部材ＳＬ１がバルブＶ３に密着し易い。

また、図６の例では、樹脂製シール部材ＳＬ１における混練釜１１の外周面側に、投入口１１ａの周縁に沿った環状の溝ＳＬ１ａが設けられている。上述の通り、樹脂製シール部材ＳＬ１の厚さが投入口１１ａの中心に向かって、徐々に薄くなっているため、溝ＳＬ１ａも三角形状の断面形状を有している。樹脂製シール部材ＳＬ１における溝ＳＬ１ａが形成された部位では、略一定の薄い肉厚となり、変形し易い。そのため、樹脂製シール部材ＳＬ１がバルブＶ３に密着し易く、バルブＶ３の熱膨張も吸収し易い。すなわち、溝ＳＬ１ａを設けることによって、バルブＶ３と投入口１１ａとの間のシール性が向上する。

さらに、図６の例では、樹脂製シール部材ＳＬ１と混練釜１１の外周面との間に、平板状かつ環状のゴム製パッキンＳＬ２が設けられている。ゴム製パッキンＳＬ２を設けることによって、樹脂製シール部材ＳＬ１がバルブＶ３にさらに密着し易くなり、バルブＶ３の熱膨張も吸収できる。すなわち、バルブＶ３と投入口１１ａとの間のシール性がさらに向上する。ゴム製パッキンＳＬ２は、例えばシリコンゴムから構成されている。

図６に示すように、バルブＶ３の内部には、バルブＶ３の回動軸Ａ２に垂直な貫通孔Ｖ３ａが形成されている。図２（図６）に示した状態は、バルブＶ３が閉じた状態であって、混練釜１１の投入口１１ａがバルブＶ３によって栓がされている。他方、図３に示した状態は、図２に示した状態からバルブＶ３が軸Ａ２周りに回動し、バルブＶ３が開いた状態である。バルブＶ３内の貫通孔Ｖ３ａによって、パイプＰ３と混練釜１１の投入口１１ａとが接続され、混練釜１１に中子砂Ｓ１を投入できる。中子砂Ｓ１を投入する時以外、バルブＶ３を閉じることによって、混練釜１１内の湿気がパイプＰ３側に入り込むことを抑制できる。

図２～図４に示した制御部３０は、混練釜１１の回動動作、混練棒１２の回転動作、ピストン部１４の動作、バルブＶ１～Ｖ３の開閉動作、開度調整等、中子造型装置におけるあらゆる動作を制御する。制御部３０は、複数に分割して設けられていてもよい。
図示していないが、制御部３０は、コンピュータとしての機能を有し、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算部と、各種制御プログラムやデータ等が格納されたＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部と、を備えている。

以上に説明したように、本実施形態に係る中子造型装置では、貯蔵部２０が軸Ａ２周りに回動可能に混練釜１１に連結されており、混練釜１１が回動する際、貯蔵部２０が混練釜１１に連結したまま、姿勢を維持する。そのため、混練釜１１が回動する際、混練釜１１から貯蔵部２０を切り離す必要がなく、切り離し動作や連結動作が不要であるため、中子の生産性に優れている。

また、本実施形態に係る中子造型装置では、貯蔵部２０が、混練釜１１が横倒しの状態において、投入口１１ａに当接しつつ、軸Ａ２周りに回動して投入口１１ａを開閉する球体状のバルブＶ３を備えている。そのため、図２、図４に示すように、混練釜１１が回動する際、バルブＶ３を投入口１１ａに当接させたまま、貯蔵部２０が姿勢を維持できる。すなわち、混練釜１１が横倒しの状態だけでなく、縦起こしの状態においても、同一のバルブＶ３で投入口１１ａをシールできる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１０ 混練部
１１ 混練釜
１１ａ 投入口
１１ｂ 射出口
１１ｃ 栓
１２ 混練棒
１２ａ 回転ベース
１３ 回動支持部材
１４ ピストン部
１４１ ピストンヘッド
１４２ ピストンロッド
１４３ モータ
２０ 貯蔵部
２１ 予備タンク
２２ 秤量ホッパー
２２１ 本体部
２２１ａ フランジ
２２２ 蓋部
２３ 支持部材
２４ 秤量計
２５ 秤量支持部材
２５ａ 台座
２５ｂ 支柱
２５ｃ 貫通孔
３０ 制御部
４０ 型
４１ 上型
４２ 下型
４３ キャビティ
Ｌ１、Ｌ２ リンク
Ｐ１～Ｐ３ パイプ
Ｓ１ 中子砂
ＳＬ１ 樹脂製シール部材
ＳＬ１ａ 溝
ＳＬ２ ゴム製パッキン
Ｖ１～Ｖ３ バルブ
Ｖ３ａ 貫通孔

Claims (10)

1. 中子砂を貯蔵する貯蔵部と、
   前記貯蔵部が連結された投入口から前記中子砂が投入される筒状の混練釜と、
   前記混練釜の内部において前記混練釜の長手方向に延設されると共に、前記長手方向に平行な軸周りに回転し、前記中子砂を混練する混練棒と、
   混練された前記中子砂を前記混練釜の前記長手方向の一端から射出するピストンと、を備え、
   前記混練釜は、第１軸周りに回動して横倒しの状態と縦起こしの状態とに移行でき、
   前記横倒しの状態において、前記混練釜の上側に位置する前記投入口から前記中子砂を前記混練釜に投入し、前記混練棒によって混練し、
   前記縦起こしの状態において、前記ピストンによって下方向に前記中子砂を射出して型に充填する、中子造型装置であって、
   前記貯蔵部は、
   前記横倒しの状態において、前記投入口に当接しつつ、前記第１軸と平行な第２軸周りに回動して前記投入口を開閉する球体状のバルブを備えると共に、
   前記第２軸周りに回動可能に前記混練釜に連結されており、前記混練釜が回動する際、前記バルブを前記投入口に当接させたまま、姿勢を維持する、
   中子造型装置。
2. 前記第１軸及び前記第２軸をジョイントとする原動節を有する平行リンク機構を備えている、
   請求項１に記載の中子造型装置。
3. 前記バルブが、樹脂製である、
   請求項１又は２に記載の中子造型装置。
4. 周縁が環状の樹脂製シール部材に覆われた前記投入口に前記バルブが当接している、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の中子造型装置。
5. 前記バルブと樹脂製シール部材とが異なる耐摩耗性樹脂から構成されている、
   請求項４に記載の中子造型装置。
6. 前記樹脂製シール部材における前記混練釜の外周面側に、前記投入口の周縁に沿った環状の溝が設けられている、
   請求項４又は５に記載の中子造型装置。
7. 前記樹脂製シール部材と前記混練釜の外周面との間に、ゴム製パッキンが設けられている、
   請求項４～６のいずれか一項に記載の中子造型装置。
8. 前記バルブは、前記投入口と当接しない部位において、球体の一部が欠けた形状を有している、
   請求項１～７のいずれか一項に記載の中子造型装置。
9. 前記貯蔵部は、
   前記混練釜に投入する所定量の前記中子砂を貯蔵するホッパーと、
   前記ホッパーの重さを計量する秤量計と、を備え、
   前記ホッパーに前記中子砂を供給しつつ、前記ホッパーに貯蔵する前記中子砂を秤量する、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の中子造型装置。
10. 前記貯蔵部は、
    前記ホッパーに供給する前記中子砂を貯蔵する予備タンクと、
    前記予備タンクと前記ホッパーとを接続する配管上に設けられたバルブと、をさらに備え、
    前記予備タンクから前記ホッパーに前記中子砂を供給する際、前記秤量計によって測定された前記ホッパーの重さに基づいて、前記バルブの開度を調節する、
    請求項９に記載の中子造型装置。

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