特許 6143347 鋳型の製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6143347

(24)【登録日】2017年5月19日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】鋳型の製造装置

(51)【国際特許分類】

   B22C 11/08 20060101AFI20170529BHJP

   B22C 9/02 20060101ALI20170529BHJP

   B22C 15/24 20060101ALI20170529BHJP

   B22C 1/10 20060101ALI20170529BHJP

   B22C 23/00 20060101ALI20170529BHJP

   B22C 11/00 20060101ALI20170529BHJP

   B22C 9/12 20060101ALI20170529BHJP

【ＦＩ】

   B22C11/08

   B22C9/02 101E

   B22C15/24 Z

   B22C1/10 A

   B22C1/10 D

   B22C23/00 H

   B22C11/00 B

   B22C9/12 A

   B22C15/24 B

【請求項の数】10

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2013-155891(P2013-155891)

(22)【出願日】2013年7月26日

(65)【公開番号】特開2015-24430(P2015-24430A)

(43)【公開日】2015年2月5日

【審査請求日】2016年4月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】312005186

【氏名又は名称】リグナイト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085604

【弁理士】

【氏名又は名称】森 厚夫

(72)【発明者】

【氏名】井出 勇

【審査官】 川崎 良平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１４９３６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０７６１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１４２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４１１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４１０９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０７９４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４９３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９９５４４３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｃ １／１０， ９／０２，１１／００，１５／２４

Ｇ０５Ｂ １９／４１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

耐火物に粘結剤を被覆して調製される粘結剤コーテッドサンドを成形型内に注入して充填するサンド供給ヘッドと、粘結剤コーテッドサンドが充填された成形型内に水蒸気を吹き込むことによって、水蒸気による加熱で粘結剤コーテッドサンドの粘結剤を固化乃至硬化させる水蒸気供給ヘッドと、レールに沿って成形型を移動させる成形型移動装置を具備した鋳型製造装置であって、サンド供給ヘッドと水蒸気供給ヘッドはレールの長手方向に沿って離れた位置に配置されており、成形型移動装置は、成形型をサンド供給ヘッドの位置と水蒸気供給ヘッドの位置の間で往復移動させるものであると共に、粘結剤コーテッドサンドを成形型内に注入するためにサンド供給ヘッドに成形型を接続する位置、水蒸気を成形型内に吹き込むために水蒸気供給ヘッドに成形型を接続する位置、サンド供給ヘッドと水蒸気供給ヘッドの中間の成形型を開閉する位置の順に成形型を移動させるものであることを特徴とする鋳型製造装置。

【請求項2】

成形型移動装置は、サンド供給ヘッドに設けたノズル口に成形型に設けた注入口を接続する位置と、水蒸気供給ヘッドに設けたノズル口に成形型の注入口を接続する位置の間で、成形型を移動させるものであることを特徴とする請求項１に記載の鋳型製造装置。

【請求項3】

サンド供給ヘッドと水蒸気供給ヘッドを横方向において離した位置に配置すると共に成形型をこれらの下側に配置し、成形型移動装置は、成形型をサンド供給ヘッドの直下位置や水蒸気供給ヘッドの直下位置に横移動させる横駆動装置と、成形型をサンド供給ヘッドや水蒸気供給ヘッドに接続する高さにまで上昇させる縦駆動装置とを備えて形成されるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳型製造装置。

【請求項4】

成形型移動装置の横駆動装置は、サンド供給ヘッドの直下位置と、水蒸気供給ヘッドの直下位置と、サンド供給ヘッドと水蒸気供給ヘッドの間の位置の３か所に成形型を移動させるものであり、サンド供給ヘッドと水蒸気供給ヘッドの間の位置で成形型から鋳型が脱型されるものであることを特徴とする請求項３に記載の鋳型製造装置。

【請求項5】

水蒸気供給ヘッドは下方へ付勢力を付与された状態で上下動自在に支持されており、成形型移動装置の縦駆動装置で上昇された成形型で水蒸気供給ヘッドを押し上げることによって、水蒸気供給ヘッドのノズル口に成形型の注入口を密着させるものであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の鋳型製造装置。

【請求項6】

サンド供給ヘッド内にエアーを供給するエアー配管を備え、エアー配管から供給されるエアーの圧力でサンド供給ヘッド内の粘結剤コーテッドサンドを成形型内に吹き込んで注入するものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の鋳型製造装置。

【請求項7】

水蒸気を加熱して過熱水蒸気として水蒸気供給ヘッドに供給する過熱器を備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の鋳型製造装置。

【請求項8】

水蒸気として温度１２０℃以上、水蒸気濃度１０〜９５％の高温高湿気体を用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の鋳型製造装置。

【請求項9】

水蒸気として温度５０〜５００℃、水蒸気濃度１０〜９０％の高温高湿気体を用いることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の鋳型製造装置。

【請求項10】

水蒸気を成形型に吹き込んだ後、成形型に加熱気体を供給して通す加熱気体供給装置を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の鋳型製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋳造に用いられる鋳型の製造装置、特に水蒸気による加熱で鋳型の造型を行なうようにした鋳型の製造装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

現在使用されている鋳型は一般に、生砂型、高圧造型、高速造型など粘土類等を粘結剤として用いる普通鋳型と、熱硬化性鋳型、自硬性鋳型、ガス硬化鋳型、精密鋳造用鋳型など硬化性粘結剤を用いる特殊鋳型と、その他の鋳型とに分類される。

【0003】

これらの鋳型には一長一短があるが、鋳型を製造する際に高温の加熱が必要であったり、粘結剤の硬化に時間を要して短時間で安定して鋳型を製造することが難しかったり、鋳型を製造する際に有毒ガスが発生するおそれがあったりするなどの問題を有することが多い。

【0004】

そこで、粘結剤を耐火骨材に混合して調製される粘結剤コーテッドサンド（いわゆるレジンコーテッドサンド）を成形型内に充填し、この成形型内に水蒸気を吹き込んで粘結剤コーテッドサンドを加熱することによって、粘結剤を固化乃至硬化させ、耐火骨材を粘結剤で結合して形成される鋳型を製造する方法が提案されている。すなわち、水蒸気は高い凝縮潜熱を有するので、粘結剤コーテッドサンドを充填した型内に水蒸気を吹き込むことによって、水蒸気が粘結剤コーテッドサンドに接する際にこの潜熱が伝達され、粘結剤コーテッドサンドを瞬時に加熱して粘結剤を固化乃至硬化させることができるものである。従って、成形型を高温に加熱しておく必要なく、安定して短時間で鋳型を製造することができると共に、有毒ガスの発生も低減することができるのである（特許文献１等参照）。

【0005】

このように水蒸気による加熱で鋳型の造型を行なうにあたって、鋳型製造装置としては、鋳型を造型する成形型の他に、成形型に粘結剤コーテッドサンドを供給する機構と、成形型に水蒸気を吹き込む機構とを備える必要があり、例えば特許文献２，３のような鋳型製造装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第３５６３９７３号公報

【特許文献2】特開２００９−２４１０９４号公報

【特許文献3】特開２００９−２４１１３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そして上記の特許文献２，３で提案されている鋳型製造装置はいずれも、鋳型を造型する成形型に、粘結剤コーテッドサンドを供給する機構や、水蒸気を供給する機構を一体的に組み込んだものとして形成されている。

【0008】

従って、これらのものでは、成形型の構造が複雑になるので、設備コストが高くなって実用性に欠けるものであり、また造型する鋳型の種類を切り換える際の成形型の交換が困難である等の問題を有するものであった。そして粘結剤コーテッドサンドの供給機構と水蒸気の供給機構が一体のものとして形成されているために、成形型に供給する前の粘結剤コーテッドサンドに水蒸気供給機構から水蒸気の熱が作用して、粘結剤コーテッドサンドの粘結剤が熱履歴を受けることになり、製造する鋳型の品質が不安定になるという問題もあった。特に粘結剤コーテッド耐火物の粘結剤がフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂である場合、水蒸気供給機構から水蒸気の熱が作用すると粘結剤が溶融固化して粘結剤コーテッド耐火物にブロッキングが生じ、粘結剤コーテッドサンドの流動性が損なわれて成形型に粘結剤コーテッド耐火物を充填することが困難になるという問題があった。

【0009】

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、成形型を複雑な構造にする必要がなく、また安定した品質の鋳型を製造することができる鋳型製造装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る鋳型製造装置は、耐火物に粘結剤を被覆して調製される粘結剤コーテッドサンド３を成形型２内に注入して充填するサンド供給ヘッド４と、粘結剤コーテッドサンド３が充填された成形型２内に水蒸気を吹き込むことによって、水蒸気による加熱で粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤を固化乃至硬化させる水蒸気供給ヘッド５と、レール４７に沿って成形型２を移動させる成形型移動装置６を具備した鋳型製造装置であって、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５はレール４７の長手方向に沿って離れた位置に配置されており、成形型移動装置６は、成形型２をサンド供給ヘッド４の位置と水蒸気供給ヘッド５の位置の間で往復移動させるものであると共に、粘結剤コーテッドサンド３を成形型２内に注入するためにサンド供給ヘッド４に成形型２を接続する位置、水蒸気を成形型２内に吹き込むために水蒸気供給ヘッド５に成形型２を接続する位置、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の中間の成形型２を開閉する位置の順に成形型２を移動させるものであることを特徴とするものである。

【0011】

成形型２内への粘結剤コーテッドサンド３の充填は、成形型移動装置６で成形型２を移動させてサンド供給ヘッド４に成形型２を接続することによって行なうことができると共に、成形型２内への水蒸気の吹き込みは、成形型移動装置６で成形型２を移動させて水蒸気供給ヘッド５に成形型２を接続することによって行なうことができるものであり、鋳型を造型する成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入する機構や水蒸気を吹き込む機構を一体的に結合して設ける場合のような、特別な仕様の複雑な構造の成形型２を用いる必要がなくなるものである。そして成形型２は粘結剤コーテッドサンド３を注入する機構や水蒸気を吹き込む機構と独立して形成できるため、造型する鋳型の種類を切り換える際に成形型２を交換することが容易になるものである。

【0012】

また、成形型２を移動させてサンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５に成形型２を接続するようにしているため、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５を近接させる必要なく離れた位置に配置することができるものであり、水蒸気供給ヘッド５からサンド供給ヘッド４に水蒸気の熱が伝わるようなことがないものであって、成形型２に供給する前の粘結剤コーテッドサンド３に水蒸気の熱が作用して、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤が熱履歴を受けることを防ぐことができ、鋳型を安定した品質で製造することができると共に、ブロッキングのような問題もなくなるものである。

【0013】

請求項２の発明は、上記の成形型移動装置６は、サンド供給ヘッド４に設けたノズル口８に成形型２に設けた注入口１を接続する位置と、水蒸気供給ヘッド５に設けたノズル口９に成形型２の注入口１を接続する位置の間で、成形型２を移動させるものであることを特徴とするものである。

【0014】

成形型２への粘結剤コーテッドサンドの注入充填と水蒸気の吹き込みは、成形型２に設けた同じ注入口１から行なうことができ、成形型２の構造をより簡単なものに形成することができるものである。

【0015】

請求項３の発明は、上記のサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５を横方向において離した位置に配置すると共に成形型２をこれらの下側に配置し、上記の成形型移動装置６は、成形型２をサンド供給ヘッド４の直下位置や水蒸気供給ヘッド５の直下位置に横移動させる横駆動装置１１と、成形型２をサンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５に接続する高さにまで上昇させる縦駆動装置１２とを備えて形成されるものであることを特徴とするものである。

【0016】

このように成形型移動装置６を横駆動装置１１と縦駆動装置１２で形成し、成形型２を横駆動装置１１で横移動させ、また縦駆動装置１２で上下に移動させることで、成形型２をサンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５に接続するようにしているため、サンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５を移動させる駆動機構を別途備えるような必要なく、サンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５に成形型２を接続できるものであり、鋳型製造装置の全体の構造を簡略化することが可能になるものである。

【0017】

請求項４の発明は、上記の成形型移動装置６の横駆動装置１１は、サンド供給ヘッド４の直下位置と、水蒸気供給ヘッド５の直下位置と、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の間の３か所に成形型２を移動させるものであり、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の間の位置で成形型２から鋳型が脱型されるものであることを特徴とするものである。

【0018】

成形型２内に成形した鋳型の脱型は、横方向に隔離されたサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の間の位置で行なうことができるものであり、サンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５が邪魔になることなく脱型の作業を容易に行なうことができるものである。またサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の間の距離を大きく確保することが可能になり、サンド供給ヘッド４の粘結剤コーテッドサンド３に水蒸気供給ヘッド５の水蒸気が作用することをより低減できるものである。

【0019】

請求項５の発明は、上記の水蒸気供給ヘッド５は下方へ付勢力を付与された状態で上下動自在に支持されており、成形型移動装置６の縦駆動装置１２で上昇された成形型２で水蒸気供給ヘッド５を押し上げることによって、水蒸気供給ヘッド５のノズル口９に成形型２の注入口１を密着させるものであることを特徴とするものである。

【0020】

このように付勢力に抵抗して水蒸気供給ヘッド５を成形型２で押し上げることによって、水蒸気供給ヘッド５のノズル口９に成形型２の注入口１を密着させることができるものであり、ノズル口９と注入口１の間からの漏れを抑制しつつ成形型２内に水蒸気を吹き込むことができるものである。

【0021】

請求項６の発明は、エアーをサンド供給ヘッド４内に供給するエアー配管１３を備え、エアー配管１３から供給されるエアーの圧力でサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３を成形型２内に吹き込んで注入するものであることを特徴とするものである。

【0022】

このようにエアー圧で成形型２内に粘結剤コーテッドサンド３を吹き込むことによって、粘結剤コーテッドサンド３の注入を短時間で、充填不良が発生することなく行なうことができるものである。

【0023】

請求項７の発明は、水蒸気を加熱して過熱水蒸気として水蒸気供給ヘッド５に供給する過熱器１４を備えることを特徴とするものである。

【0024】

過熱水蒸気は高温の乾き空気であって、成形型２内で水蒸気から凝縮水が過剰に生成されることが少なくなり、成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３の温度上昇速度を速めることができ、鋳型の成形のサイクルを短縮することが可能になるものである。

【0025】

請求項８の発明は、上記の水蒸気として温度１２０℃以上、水蒸気濃度１０〜９５％の高温高湿気体を用いることを特徴とするものである。

【0026】

熱硬化性樹脂の粘結剤を表面に被覆した粘結剤コーテッドサンド３を充填した成形型内に、温度１２０℃以上、水蒸気濃度１０〜９５％の高温高湿気体を成形型内に通すことによって、高温高湿気体の顕熱と凝縮潜熱により粘結剤コーテッドサンド３の温度を上昇させることができ、そして継続して成形型２内に通される高温高湿気体で加熱して成形型２内の凝縮水を蒸発させると共に粘結剤コーテッドサンドの粘結剤を硬化させることができるものである。

【0027】

そして、成形型２内に通す高温高湿気体は、温度が１２０℃以上、水蒸気濃度１０〜９５％であるので、高温高湿気体中の含有水分量は、従来から使用される水蒸気に比べると大幅に少ないものであって、成形型２内で生成される凝縮水の量が少なくなり、凝縮水を蒸発させるのに要する時間を短縮することができ、鋳型の成形時間を短くすることができるものである。

【0028】

請求項９の発明は、上記の水蒸気として温度５０〜５００℃、水蒸気濃度１０〜９０％の高温高湿気体を用いることを特徴とするものである。

【0029】

水分を吸収した湿潤状態で粘着作用が生じる固形の粘結剤を表面に被覆した粘結剤コーテッドサンド３を充填した成形型２内に温度５０〜５００℃、水蒸気濃度１０〜９０％の高温高湿気体を通すと、高温高湿気体は粘結剤コーテッドサンド３に接触して温度が低下し、高温高湿気体中の水蒸気が凝縮して生成される凝縮水が粘結剤に供給され、凝縮水の水分を吸収して粘着性が生じた粘結剤で粘結剤コーテッドサンド３の粒子同士を粘結させることができるものであり、次いで継続して成形型２に通される高温高湿気体により、成形型内の粘結剤コーテッドサンド３を加熱して、粘結剤に含有されている水分を蒸発させて粘結剤を固化させることができ、固化した粘結剤で粘結剤コーテッドサンド３の粒子を結合した鋳型を得ることができるものである。

【0030】

そして成形型２内に通す高温高湿気体は、温度が５０〜５００℃、水蒸気濃度が１０〜９０％であるので、高温高湿気体中の含有水分量は、粘結剤を湿潤状態にして粘着作用を付与するのに十分であると共に、従来から使用される水蒸気に比べると大幅に少ないものであって、成形型２内で余分な凝縮水を多量に発生させることが少なくなくなり、凝縮水を蒸発させて粘結剤を乾燥固化させる時間を短縮することができ、鋳型の成形時間を短くすることができるものである。またこのように成形型内で余分な凝縮水が多量に生成されることがないので、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤が凝縮水で流されるようなことがなくなり、粘結剤が偏在するようなことなく均一な強度の鋳型を製造することができるものである。

【0031】

請求項１０の発明は、水蒸気を成形型２に吹き込んだ後、成形型２に加熱気体を供給して通す加熱気体供給装置９３を備えることを特徴とするものである。

【0032】

粘結剤コーテッドサンド３を充填した成形型２内に水蒸気を吹き込むことによって、水蒸気の凝縮潜熱により粘結剤コーテッドサンド３の温度を１００℃近傍まで急速に上昇させることができると共に、次いで、加熱気体を成形２型内に吹き込むことによって、水蒸気より水分の少ない加熱気体で凝縮水を迅速に蒸発させることができ、短時間で１００℃以上の温度に上昇させることができるものであり、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤が固化乃至硬化する温度以上にまで成形型２内の温度を上昇させる速度を速めることができるものであって、短時間の加熱で強度の高い鋳型を製造することができるものである。

【発明の効果】

【0033】

本発明によれば、成形型２内への粘結剤コーテッドサンド３の充填は、成形型移動装置６で成形型２を移動させてサンド供給ヘッド４に成形型２を接続することによって行なうことができると共に、成形型２内への水蒸気の吹き込みは、成形型移動装置６で成形型２を移動させて水蒸気供給ヘッド５に成形型２を接続することによって行なうことができるものであり、鋳型を造型する成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入する機構や水蒸気を吹き込む機構を一体的に結合して設ける場合のような、特別な仕様の複雑な成形型２を用いる必要がなくなると共に、成形型２は粘結剤コーテッドサンド３を注入する機構や水蒸気を吹き込む機構と独立して形成できるため、造型する鋳型の種類を切り換える際に成形型２を交換することが容易になるものである。

【0034】

また、成形型２を移動させてサンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５に成形型２を接続するようにしているため、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５は離れた位置に配置することができるものであり、水蒸気供給ヘッド５からサンド供給ヘッド４に水蒸気の熱が伝わるようなことがないものであって、成形型２に供給する前の粘結剤コーテッドサンド３に水蒸気の熱が作用して、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤が熱履歴を受けることを防ぐことができ、鋳型を安定した品質で製造することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明に係る鋳型製造装置の一例の全体構成を示すものであり、脱型の工程の正面図である。

【図2】本発明に係る鋳型製造装置の一例の全体構成を示すものであり、粘結剤コーテッドサンドを注入する前の工程の正面図である。

【図3】本発明に係る鋳型製造装置の一例の全体構成を示すものであり、粘結剤コーテッドサンドを注入する工程の正面図である。

【図4】本発明に係る鋳型製造装置の一例の全体構成を示すものであり、水蒸気を吹き込む前の工程の正面図である。

【図5】本発明に係る鋳型製造装置の一例の全体構成を示すものであり、水蒸気を吹き込む工程の正面図である。

【図6】同上の装置の鋳型を備えるブロックを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。

【図7】同上の装置の成形型を示すものであり、（ａ）は成形型を分離した状態の斜視図、（ｂ）は成形型を型締めした状態の断面図である。

【図8】同上の装置のサンド供給ヘッドを備えるブロックを示す断面図である。

【図9】（ａ）は同上のノズル口部分の拡大した断面図、（ｂ）は同上のノズル口部分の拡大した平面図である。

【図10】同上のサンド供給ヘッドから成形型に粘結剤コーテッドサンドを注入する状態を示す断面図である。

【図11】同上の水蒸気供給ヘッドを備えるブロックを示すものであり、（ａ）は一部を断面とした正面図、（ｂ）は水蒸気供給ヘッドから成形型に水蒸気を吹き込む状態を示す断面図である。

【図12】加熱気体を成形型に供給する実施形態を示す断面図である。

【図13】高温高湿気体を調製する装置を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ概略図である。

【図14】（ａ）は水蒸気供給ヘッドの他の実施の形態の概略下面図、（ｂ）は成形型の他の実施の形態の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の実施の形態を説明する。

【0037】

図１は本発明に係る鋳型製造装置の一例の全体構成を示すものであり、この鋳型製造装置は主として、鋳型を成形する成形型２を備えるブロックと、成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を供給するサンド供給ヘッド４を備えるブロックと、成形型２に水蒸気を供給する水蒸気供給ヘッド５を備えるブロックとからなっている。

【0038】

まず成形型２を備えるブロックの構成を図６を参照して説明する。図６において２０は基台であって、一方の端部の立ち上がり部２０ａの上端に反転駆動機構部２１が設けてある。この反転駆動機構部２１は、ラック（図示しない）が内蔵された下部のラック機構部２１ａと、ラックと噛合するピニオン（図示しない）が内蔵された上部のピニオン機構部２１ｂから形成してあり、ピニオン機構部２１ｂは細長いラック機構部２１ａの中央部の上に一体に設けてある。ラック機構部２１ａ内のラックは、シリンダー機構によって長手方向に直線往復駆動されるようになっており、ラックがこのように直線駆動されると、ラックに噛合するピニオン機構部２１ｂ内のピニオンが回転駆動されるようになっている。このピニオン部２１ｂに固定側回動軸２２が挿通して設けてあり、固定側回動軸２２の外周に上記のピニオンが固定してある。この固定側回動軸２２の先端部には固定側型板２３が取り付けてある。

【0039】

基台２０の他方の端部の上には一対の反転支持車２５が設けてあり、この一対の反転支持車２５間の上に反転支持円盤２６が配置してある。反転支持円盤２６と上記の固定側型板２３の間に複数本の連結ロッド２７が架け渡して取り付けてあり、反転支持円盤２６は連結ロッド２７を介して固定側型板２３に連結固定された状態で、一対の反転支持車２５の上に支持されているものである。この各連結ロッド２７には、可動側型板２８に設けたスリーブ２９がスライド自在に外嵌してあり、連結ロッド２７に沿ってスライドすることができるように可動側型板２８が取り付けてある。反転支持円盤２６の外側中央部に型開閉シリンダー装置３０が取り付けてあり、このシリンダー装置３０のシリンダーロッド３０ａが反転支持円盤２６を通して内方へ突き出ている。シリンダーロッド３０ａの先端部は連結部材３１を介して上記の可動側型板２８に結合してある。従って、シリンダー装置３０を駆動してシリンダーロッド３０ａを出入りさせるように作動させることによって、可動側型板２８を連結ロッド２７に沿ってスライドさせ、可動側型板２８を上記の固定側型板２３に近接・離反する方向に前進・後退させることができるものである。

【0040】

上記の基台２０は下面に車輪４２を設けた台車４０の上に取り付けてある。台車４０の上面には、複数本（例えば４本）の昇降シリンダー装置４１が、シリンダーロッド４１ａを上向きにした姿勢で取り付けてあり、シリンダーロッド４１ａの先端部に基台２０を載置して固定してある。昇降シリンダー装置４１を作動させてシリンダーロッド４１ａを上方へ突出させると基台２０は上昇し、またシリンダーロッド４１ａを昇降シリンダー装置４１内に引っ込ませると基台２０は下降する。このように昇降シリンダー装置４１を作動させてシリンダーロッド４１ａを出入りさせることによって、基台２０と共に成形型２を上昇・下降させることができるものであり、この昇降シリンダー装置４１によって成形型２を上昇・下降させる縦駆動装置１２が形成されるものである。

【0041】

成形型２は図７（ａ）のように固定側の型２ａと可動側の型２ｂからなるものであり、型２ａは固定側型板２３に、型２ｂは可動側型板２８に取り付けてある。型２ａ，２ｂの対向面にはそれぞれ成形用の凹所３３ａ，３３ｂが凹設してある。そして上記のようにシリンダー装置３０を作動し、可動側型板２８を前進させて固定側型板２３に近接させることによって、型２ａ，２ｂを合致させて成形型２の型締めすることができるものであり、成形型２を型締めすることによって図７（ｂ）のように凹所３３ａ，３３ｂで成形型２内にキャビティ３３が形成され、またキャビティ３３に連通し且つ成形型２の上面で開口する注入口１が形成されるようにしてある。型２ａ，２ｂの少なくとも一方の表面には、キャビティ３３内から水蒸気を含む気体を排気するエアベント３４が設けてある。エアベント３４は、水蒸気などの気体は通過するが、粘結剤コーテッドサンド３は通過しない浅溝として形成してある。また型２ａ，２ｂには電気ヒータなどを内蔵してあり、成形型２を加熱することができるようにしてある。本発明は成形型２の熱で粘結剤コーテッドサンド３を加熱して鋳型の成形を行なうものではないので、成形型２の加熱温度は成形型２に吹き込まれる水蒸気の温度が低下しない程度の比較的低い温度でよい。また、成形する鋳型を変更するために成形型２を交換する場合、固定側型板２３や可動側型板２８に別の型２ａ，２ｂを取り付け直すだけで済むものであり、成形型２の交換を容易に且つ短時間で行なうことができるものである。

【0042】

ここで、上記したように、反転駆動機構部２１のラック機構部２１ａ内のラックを駆動して、ピニオン機構部２１ｂ内のピニオンを回転駆動すると、固定側回動軸２２がこのピニオンと共に回動する。固定側型板２３はこの固定側回動軸２２に取り付けられており、反転支持車２５上の反転支持円盤２６及び可動側型板２８は連結ロッド２７を介して固定側型板２３と連結されている。従って、反転駆動機構部２１を作動して固定側回動軸２２を回動させると、固定側型板２３と共に反転支持円盤２６が反転支持車２５の上を転動するように回動するものであり、同時に可動側型板２８も回動する。これに伴って、固定側型板２３と可動側型板２８に取り付けた型２ａ，２ｂからなる成形型２も回動する。そして、型締めした成形型２には、注入口１を上方に向けた状態でキャビティ３３内に粘結剤コーテッドサンド３が充填されるが、このように成形型２を１８０度の角度で回動させて、成形型２の注入口１が下方を向くように上下反転させると、キャビティ３３内の粘結剤コーテッドサンド３のうち、固まっていない粘結剤コーテッドサンド３を注入口１から排出することができるものであり、中空の鋳型を成形することが可能になる。

【0043】

次に、サンド供給ヘッド４を備えるブロックの構成を図８乃至図１０を参照して説明する。サンド供給ヘッド４は、下端にノズル口８を設けると共に、外周のフランジ５６より上部において上端がサンド導入口５８として開口する円筒状のサンド導入筒５７を上方へ突出して設けることによって形成してある。

【0044】

図８において６０はサンド供給ヘッド４の下端部に設けた冷却板であり、水を通して冷却できるようにしてある。サンド供給ヘッド４の下端は加熱された成形型２に接触するが、成形型２の熱がサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３に伝わることを、冷却板６０で防ぐことができるものである。この冷却板６０の中央部にサンド供給ヘッド４内に連通する連通孔６０ａが形成してあり、この連通孔６０ａの個所において冷却板６０の下面にノズル取付板６１が取り付けてある。ノズル取付板６１には連通孔６０ａと連通するノズル取付口６１ａが形成してあり、ノズル取付口６１ａにノズル筒６２が装着してある。

【0045】

ノズル筒６２は図９（ａ）のように円筒状に形成してあり、ノズル筒６２の下面の開口はフランジ底片６３で閉塞してある。このフランジ底片６３の中央部にノズル口８が開口して形成してあり、ノズル口８はノズル取付口６１ａ、連通孔６０ａを介してサンド供給ヘッド４内に連通している。ノズル筒６２内には邪魔板６４が取り付けてある。この邪魔板６４は円板状に形成されるものであり、図９（ｂ）のように外周の複数個所に等間隔でスペーサ片６４ａが同じ突出寸法で突設してある。邪魔板６４は、このスペーサ突片６４ａがノズル筒６２の内周に当接した状態で、フランジ底片６３から離れた位置に固定されるものであり、ノズル筒６２内は邪魔板６４によって上下に仕切られるものである。そしてスペーサ突片６４ａによって、邪魔板６４の外周とノズル筒６２の内周の間に狭い隙間６５が形成され、邪魔板６４の上側と下側はこの隙間６５で連通されるものである。

【0046】

サンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３は、冷却板６０の連通孔６０ａ、ノズル取付板６１のノズル取付口６１ａ、ノズル筒６２を通過してノズル口８から吐出されるが、ノズル筒６２には邪魔板６４が設けられており、粘結剤コーテッドサンド３は狭い隙間６５を容易に通過できないので、粘結剤コーテッドサンド３の自重だけではノズル口８から吐出されないようになっている。特にサンド供給ヘッド４内と邪魔板６４の間には狭い連通孔６０ａが設けられているので、サンド供給ヘッド４内の総ての粘結剤コーテッドサンド３の自重が邪魔板６４に作用することがなく、通常の状態では粘結剤コーテッドサンド３はノズル口８から吐出されない。一方、後述のように、サンド供給ヘッド４内にエアーを導入して、サンド供給ヘッド４内を外気圧よりも高圧にすることによって、エアー圧でサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３を押圧して邪魔板６４の隙間６５を強制的に通過させ、ノズル口９から図９（ａ）の矢印のように粘結剤コーテッドサンド３を吐出させることができるものである。

【0047】

また図８のように、サンド供給ヘッド４のサンド導入筒５７の上側には、粘結剤コーテッドサンド３を貯留したサンド貯留槽１０を配置して設けてある。漏斗状に形成されるサンド貯留槽１０の下部には排出筒６９が下方へ突出して設けてあり、排出筒６９の下端の排出口７０がサンド導入筒５７の上端のサンド導入口５８の開口に対向するように、サンド貯留槽１０を配置して設けてある。

【0048】

サンド貯留槽１０のこの排出口７０は砂シャッター７１で開閉されるようになっている。砂シャッター７１にはシャッター孔７１ａが設けてあり、シャッター開閉シリンダー装置１００のシリンダーロッド１００ａの先端に砂シャッター７１を取り付けてある。砂シャッター７１は排出口７０の外周に張り出して形成したフランジ７２とサンド導入口５８の外周に張り出して形成したフランジ７３の間に差し込んである。砂シャッター７１はこれらのフランジ７２，７３に接した状態で、シャッター開閉シリンダー装置１００によって前後に往復移動されるようにしてある。そして砂シャッター７１のシャッター孔７１ａがサンド貯留槽１０の排出口７０に合致したときに排出口７０は開口され、図８の矢印のように粘結剤コーテッドサンド３はシャッター孔７１ａを通過して自重でサンド貯留槽１０の排出口７０から排出される。またこの状態からシャッター開閉シリンダー装置１００で砂シャッター７１を前進させて、排出口７０の位置からシャッター孔７１ａを外すことによって、図１０のように砂シャッター７１で排出口７０を閉じることができ、サンド貯留槽１０から粘結剤コーテッドサンド３が排出されないようにすることができる。通常状態では排出口７０は砂シャッター７１で閉じられている。またこの図１０の状態では、サンド導入筒５７のサンド導入口５８も砂シャッター７１で閉じられ、サンド導入筒５７内は密閉状態になるものである。

【0049】

また、サンド供給ヘッド４のサンド導入筒５７の上部の側面にはエアー導入口７２が設けてあり、このエアー導入口７２にエアー配管１３が接続してある。エアー配管１３はコンプレッサー等に接続されており、図１０に矢印で示すように、エアー配管１３からエアー導入口７２を通して高圧エアーがサンド供給ヘッド４のサンド導入筒５７に吹き込まれるようになっている。

【0050】

次に、水蒸気供給ヘッド５を備えるブロックについて図１１を参照して説明する。水蒸気供給ヘッド５は矩形板状に形成されるものであり、下面の中央部にノズル口９が設けてある。水蒸気供給ヘッド５には図１１（ｂ）に示すように、後端部と上下面に開口する蒸気通路１０２が形成してあり、この蒸気通路の１０２の上下に開口する縦穴部にノズル筒１０３が上から差し込んで取り付けてある。ノズル筒１０３は上面が閉塞され下面が開口する円筒状に形成されるものであり、側面に形成した開口部１０３ａが蒸気通路１０２内に開口させてある。従ってノズル筒１０３内は開口部１０３ａを通して蒸気通路１０２と連通しているものであり、ノズル筒１０３の水蒸気ヘッド５の下面から突出する下端開口部によってノズル口９が形成されるものである。水蒸気供給ヘッド５の後端の蒸気通路１０２の開口には水蒸気供給管９１が接続してあり、水蒸気供給管９１を通して水蒸気供給ヘッド５に供給された水蒸気はノズル口９から図１１（ｂ）の矢印のように噴出されるようになっている。

【0051】

水蒸気供給ヘッド５は支持板８７の下側に取り付けてある。水蒸気供給ヘッド５の上面には複数本（例えば４本）の上下ガイドピン８８が上方へ突出して設けてあり、また支持板８７には上下ガイドピン８８と同数のガイド孔８９が上下に貫通して設けてある。そしてこのガイド孔８９に上下ガイドピン８８を上下動自在に挿通することによって、支持板８７の下側に水蒸気供給ヘッド５を上下動自在に配置し、上下ガイドピン８８の上端に張り出して設けた係止片８８ａをガイド孔８９の周縁の上面に係止させることによって、支持板８７に水蒸気供給ヘッド５を取り付けるようにしてある。また水蒸気供給ヘッド５の上面と支持板８７の下面の間において上下ガイドピン８８の外周にスプリング９０が取り付けてあり、スプリング９０の上端と下端が支持板８７の下面と水蒸気供給ヘッド５の上面に弾接していることによって、水蒸気供給ヘッド５はこのスプリング９０の弾発力で下方への付勢力を付与された状態で上下動自在になっている。

【0052】

上記した成形型２を備えるブロック、サンド供給ヘッド４を備えるブロック、水蒸気供給ヘッド５を備えるブロックを躯体４３に組み付けることによって、図１に示すような本発明に係る鋳型製造装置を組み立てることができるものである。躯体４３は、ベース台４４の端部に複数本の支柱４５を立設すると共に支柱の上端間に支持梁４５を架け渡して取り付けることによって形成されるものである。

【0053】

ベース台４４の上面には支持梁４６と平行な方向で一対のレール４７が取り付けてある。このレール４７に車輪４２を転動自在に載置して、台車４０をベース台４４の上に配置するようにしてある。従って、台車４０をレール４７に沿って走行移動させることによって、台車４０の上に基台２０を介して取り付けた成形型２を、支持梁４６の下側において支持梁４６と平行な方向に移動させることができるものである。

【0054】

１１は横駆動装置であり、シリンダー台車４８の上に上下一対のシリンダー装置５０，５１を取り付けて形成されるものである。シリンダー台車４８はその両側に設けた車輪４９をレール４０に転動自在に載置することによって、ベース台４４の上に配置してある。一対のシリンダー装置５０，５１はシリンダー台車４８に水平姿勢で取り付けてあり、各シリンダー装置４６，４７はそれぞれ反対方向にシリンダーロッド５０ａ，５１ａが出入りするように、逆向き配置で取り付けてある。そして一方のシリンダー装置５０のシリンダーロッド５０ａの先端はベース台４４の一端部に設けた固定材５２に固定してあり、他方のシリンダー装置５１のシリンダーロッド５１ａの先端部は台車４０に固定してある。従って、各シリンダー装置５０，５１を作動させてシリンダーロッド５０ａ，５１ａを出入りさせると、シリンダー台車４８がレール４７に沿って走行することに伴ってシリンダー装置５０，５１が移動すると共に、台車４０をレール４７に沿って走行させることができるものであり、シリンダー装置５０，５１の各シリンダーロッド５１ａ，５１ａが出入りするストロークの２倍のストロークで台車４０を移動させることができるものである。このシリンダー装置５０，５１を備えた横駆動装置１１によって、台車４０の上に保持される成形型２を水平方向に移動させることができるものであり、成形型２を昇降させる上記の縦駆動装置１２とこの横駆動装置１１とで成形型移動装置６が形成されるものである。

【0055】

また、サンド供給ヘッド４を備えたブロックと、水蒸気供給ヘッド５を備えたブロックは、支持梁４６に取り付けて固定することによって躯体４３に組み込んである。ここで、サンド供給ヘッド４を備えたブロックは、サンド供給ヘッド４のフランジ５６を支持梁４６に係止した状態で固定してある。ここで、サンド貯留槽１０はサンド供給ヘッド４とは独立して支持部材（図示省略）で支持梁４６に取り付けて固定することができるものであり、シャッター開閉シリンダー装置１００もこの支持部材に取り付けて固定することができる。また水蒸気供給ヘッド５を備えたブロックは、支持梁４６に垂下して設けた取付具５３に水蒸気供給ヘッド５を支持する支持板８７を係止して取り付けることによって固定してある。

【0056】

上記のサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５はレール４７の長手方向に沿って離れた位置で配置してあり、またレール４７に沿って移動される成形型２よりも高い位置に配置してある。そして成形型２はサンド供給ヘッド４の直下位置と水蒸気供給ヘッド５の直下位置の間で往復移動されるようにしてある。すなわち、横駆動装置１１を構成する一対のシリンダー装置５０，５１の各シリンダーロッド５０ａ，５１ａを引っ込ませた状態から、一方のシリンダー装置５０，５１、例えばシリンダー装置５１を作動させてシリンダーロッド５１ａを突出させて台車４０をレール４７に沿って走行させると、図１に示すように成形型２をサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の間の中間に位置させることができる。

【0057】

次に横駆動装置１１の他方のシリンダー装置５０，５１、例えばシリンダー装置５０を作動させてシリンダーロッド５０ａを突出させて台車４０をレール４７に沿って走行させると、図２に示すように成形型２をサンド供給ヘッド４の直下に位置させることができる。さらに横駆動装置１１の両方のシリンダー装置５０，５１を作動させ、各シリンダーロッド５０ａ，５１ａを引っ込ませ台車４０をレール４７に沿って走行させると、図４のように成形型２を水蒸気供給ヘッド５の直下に位置させることができる。

【0058】

ここで、本発明の鋳型製造装置で使用する粘結剤コーテッドサンド３について説明する。粘結剤コーテッドサンド３はレジンコーテッドサンド（ＲＣＳ）とも呼ばれるものであり、耐火骨材に粘結剤を混合することによって、耐火骨材の表面を粘結剤で被覆して形成されるものである。耐火骨材としては、特に限定されるものではないが、硅砂、山砂、アルミナ砂、オリビン砂、クロマイト砂、ジルコン砂、ムライト砂、その他、人工砂などを例示することができる。また粘結剤としては、シェルモールド用のレジンコーテッドサンドに使用されるものであれば、特に限定されるものではない。例えば、フェノール樹脂、フラン樹脂、イソシアネート化合物、アミンポリオール樹脂、ポリエーテルポリオール樹脂等から選ばれる熱硬化性樹脂、糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂などを挙げることができる。この粘結剤コーテッドサンド３はサンド貯留槽１０に貯留されている。

【0059】

そして本発明に係る鋳型製造装置で鋳型を製造するにあたっては、図１のように成形型２がサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の中間に位置している状態から鋳型を成形する工程が始まる。まず成形型２の型締めが行なわれる。すなわち、図６（ａ）（ｂ）のように成形型２の固定側及び可動側の型２ａ，２ｂが開いた状態から、型開閉シリンダー装置３０が作動し、シリンダーロッド３０ａが突出することによって、固定側の型２ａに近接するように可動側の型２ｂを移動させて、図７（ｂ）のように型締めすることができるものである。

【0060】

また、サンド貯留槽１０からサンド供給ヘッド４に粘結剤コーテッドサンド３が供給される。すなわち図８に示すように、シャッター開閉シリンダー装置１００を作動させて砂シャッター７１のシャッター孔７１ａをサンド貯留槽１０の排出口に合致させると、サンド貯留槽１０内に貯留されている粘結剤コーテッドサンド３の一部が自重で落下して排出口７０からシャッター孔７１ａを通して排出される。サンド貯留槽１０の排出口７０の直下にはサンド導入筒５７の開口部５８が位置しているので、排出口７０から排出された粘結剤コーテッドサンド３は、開口部５８からサンド導入筒５７内に入り、サンド供給ヘッド４に供給される。所定量の粘結剤コーテッドサンド３がサンド供給ヘッド４に供給されると、シャッター開閉シリンダー装置１００で砂シャッター７１を前進させ、排出口７０の位置からシャッター孔７１ａが外れるようにして、図１０のように砂シャッター７１で排出口７０を閉じると共にサンド導入筒５７のサンド導入口５８を砂シャッター７１で閉る。

【0061】

次に、横駆動装置１１のシリンダー装置５０を作動させてシリンダーロッド５０ａを突出させ、台車４０をレール４７に沿って走行させて図２のように成形型２をサンド供給ヘッド４の直下の位置に移動させる。この状態では成形型２はサンド供給ヘッド４の下方に離れた位置にあるので、縦駆動装置１２の昇降シリンダー装置４１を作動させ、各シリンダーロッド４１ａを上方へ突出させて基台２０を持ち上げ、基台２０に保持された成形型２を図３のように上昇させる。このように成形型２を上昇させると、図１０に示すように、サンド供給ヘッド４の下端のノズル口８に成形型２の上面の注入口１が合致して密着する。そしてこの状態でエアー配管１３から高圧エアーを図１０の矢印のようにサンド導入筒５７内に吹き込むと、サンド供給ヘッド４内は加圧状態になり、サンド供給ヘッド４内に貯留された粘結剤コーテッドサンド３は図９（ａ）の矢印のようにノズル口８を通過して吐出され、注入口１から成形型２のキャビティ３３内に注入されるものである。

【0062】

このように、粘結剤コーテッドサンド３はエアーの圧力でサンド供給ヘッド４から成形型２内に吹き込まれるものであり、成形型２内への粘結剤コーテッドサンド３の注入を短時間で行なうことができ、また充填不良が発生することなく成形型２のキャビティ３３内に粘結剤コーテッドサンド３を充填することができるものである。粘結剤コーテッドサンド３と共にキャビティ３３内に流入するエアーは、エアベント３４から排気される。

【0063】

このようにサンド供給ヘッド４から成形型２内に粘結剤コーテッドサンド３が注入されて充填されると、エアー配管１３からの高圧エアーの供給が停止される。そして縦駆動装置１２を構成する昇降シリンダー装置４１を作動させ、シリンダーロッド４１ａを下方へ引っ込ませることによって、基台２０を引き下げ、基台２０に保持された成形型２を降下させて、成形型２をサンド供給ヘッド４から離す（図２参照）。

【0064】

次に、横駆動装置１１を構成する一対のシリンダー装置５０，５１をそれぞれシリンダーロッド５０ａ，５１ａが引っ込むように作動させ、台車４０をレール４７に沿って走行させて、成形型２をサンド供給ヘッド４の直下位置から、図４のように水蒸気供給ヘッド５の直下位置へと移動させる。この状態では成形型２は水蒸気供給ヘッド５の下方に離れた位置にあるので、縦駆動装置１２の昇降シリンダー装置４１を作動させ、各シリンダーロッド４１ａを上方へ突出させて基台２０を持ち上げ、基台２０に保持された成形型２を図５のように上昇させる。

【0065】

このように成形型２を上昇させると、図１１（ｂ）に示すように水蒸気供給ヘッド５のノズル口９に成形型２の注入口１が合致し、水蒸気供給管９１から水蒸気供給ヘッド５に供給されている水蒸気が図１１（ｂ）の矢印のように、ノズル口９から注入口１を通して成形型２のキャビティ３３内に吹き込まれるものである。キャビティ３３内に吹き込まれた水蒸気は、粘結剤コーテッドサンド３の間を通過した後、エアベント３４から排気される。

【0066】

ここで、縦駆動装置１２によって上昇される成形型２は、図１１（ａ）のように水蒸気供給ヘッド５が最も下にある位置より若干高い位置にまで上昇されるようになっており、水蒸気供給ヘッド５は成形型２によって押し上げられるようになっている。上記したように水蒸気供給ヘッド５は支持板８７のガイド孔８９に上下ガイドピン８８が挿通しており上下動自在になっているが、スプリング９０の弾発力で下方への付勢力が付与されているので、水蒸気供給ヘッド５を成形型２で押し上げると、スプリング９０の弾発力によって水蒸気供給ヘッド５のノズル口９に成形型２の注入口１を密着させることができるものであり、ノズル口９と注入口１の間から漏れないようにして水蒸気の供給を行なうことができるものである。

【0067】

ここで、水蒸気供給ヘッド５へは水蒸気供給管９１から常に水蒸気が供給されており、成形型２に水蒸気を吹き込むとき以外も、ノズル口９から常に水蒸気が噴き出ている。このため、成形型２が開いているときには図１のように、成形型２を水蒸気供給ヘッド５から離れた位置に移動させ、噴き出る水蒸気が悪影響しないようにしてある。また水蒸気供給ヘッド５は内部を通る水蒸気によって表面の温度が高くなっており、水蒸気供給ヘッド５とサンド供給ヘッド４とが近接していると、水蒸気供給ヘッド５からサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３に熱が作用するおそれがある。このように成形型２に充填する前のサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３に熱が作用すると、粘結剤の硬化が進行するなど熱履歴を受けるおそれがあって、この粘結剤コーテッドサンド３を用いて成形する鋳型の品質が不安定になる。しかし本発明では、成形型２をサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の間で移動させて、粘結剤コーテッドサンド３の充填と水蒸気の吹き込みを行なうようにしているので、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５を離れた位置に配置することができ、水蒸気供給ヘッド５の熱がサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３に作用することがなくなる。従って、サンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３が熱履歴を受けるようなことがなく、この粘結剤コーテッドサンド３を用いて安定した品質の鋳型を成形することができるものである。

【0068】

上記のように、粘結剤コーテッドサンド３が充填された成形型２内に水蒸気を吹き込むと、粘結剤コーテッドサンド３の表面に水蒸気が接触することによって、水蒸気は潜熱が粘結剤コーテッドサンド３に奪われて凝縮するが、水蒸気は高い潜熱を有するので、水蒸気が凝縮する際に伝熱されるこの潜熱で粘結剤コーテッドサンド３の温度は１００℃付近にまで急速に上昇する。このように水蒸気の潜熱の伝熱によって粘結剤コーテッドサンド３が１００℃付近にまで加熱される時間は、水蒸気の温度や成形型２内への吹き込み流量、成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３の充填量などで変動するが、通常、３〜３０秒程度の短時間である。成形型２内に注入口１から吹き込まれた水蒸気は、成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３を加熱した後、エアベント３４から排気される。

【0069】

そして成形型２内に吹き込んだ水蒸気の凝縮潜熱で粘結剤コーテッドサンド３の温度を急速に上昇させることができるものであり、水蒸気の凝縮で成形型２内に生成される凝縮水は、その後に成形型２内に吹き込まれる水蒸気による加熱で蒸発されることにより、成形型２内の温度は水蒸気の温度付近にまで急速に上昇し、この温度で粘結剤コーテッドサンド３を加熱することができるものである。

【0070】

ここで、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤が熱硬化性樹脂の場合、成形型２内に充填した粘結剤コーテッドサンド３を水蒸気の凝縮潜熱で加熱して、熱硬化性樹脂の硬化温度以上の温度に上昇させることによって、粘結剤を溶融・硬化させることができ、耐火骨材（サンド）を粘結剤で結合した状態で鋳型を成形することができるものである。

【0071】

また粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤が糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂の場合、成形型２内に水蒸気を吹き込み始める際に、上記のように水蒸気が粘結剤コーテッドサンド３に接触することで熱を奪われて凝縮水が生成されるので、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤に凝縮水が作用する。そして粘結剤コーテッドサンド３の固形状態の粘結剤に凝縮水が作用すると、粘結剤が糖類であるときは、この凝縮水を吸収して膨潤あるいは溶解して糊化し、また粘結剤が水溶性無機化合物や水溶性熱可塑性樹脂であるときは、この凝縮水に溶解して液状になって糊化し、糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂からなる粘結剤はいずれも糊状になって粘着性が生じる。このように粘結剤に粘着性が生じることによって、成形型２内に充填された粘結剤コーテッドサンド３の耐火骨材はこの粘結剤の粘着性で結合される。次いで、引き続いて成形型２内に吹き込まれる水蒸気の凝縮潜熱で粘結剤コーテッドサンド３が加熱され、粘結剤に作用した水分が蒸発して乾燥するものであり、糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂からなる粘結剤を乾燥固化させることができ、耐火骨材をこの固化した粘結剤によって結合させて、鋳型を成形することができるものである。

【0072】

上記のように、成形型２に水蒸気を供給して粘結剤コーテッドサンド３の加熱を行なうことによって、水蒸気の高い凝縮潜熱で粘結剤コーテッドサンド３を瞬時に加熱して、粘結剤を固化乃至硬化させることができ、成形型２を予め高温に加熱しておくような必要なく、安定して短時間で鋳型を製造することができるものであり、鋳型の生産性を向上することができるものである。また加熱の際に仮に粘結剤から有毒ガスが発生しても水蒸気の凝縮水に吸収させることができ、環境が汚染されることを低減することができるものである。

【0073】

ここで、水蒸気としては飽和水蒸気をそのまま用いることができるが、過熱水蒸気を用いるのが好ましい。過熱水蒸気は、飽和水蒸気をさらに加熱して、沸点以上の温度とした完全気体状態の水蒸気であり、１００℃以上の乾き蒸気である。飽和水蒸気を加熱して得られる過熱水蒸気は、圧力を上げないで定圧膨張させたものであってもよく、あるいは膨張させないで圧力を上げた加圧水蒸気であってもよい。成形型２内に吹き込む過熱水蒸気の温度は特に限定されるものではなく、過熱水蒸気は９００℃程度にまで温度を高めることができるので、１００〜９００℃の間で必要に応じた温度に設定すればよい。

【0074】

図１１（ｂ）に示す実施の形態では、ボイラーなど水蒸気生成装置１１５で発生した飽和水蒸気を過熱器１４で加熱して過熱水蒸気を調製し、この過熱水蒸気を水蒸気供給管９１を通して水蒸気供給ヘッド５に供給するようにしてある。

【0075】

また、粘結剤コーテッドサンド３の温度が１００℃付近にまで上昇した後、成形型２への供給を水蒸気から加熱気体に切り換え、加熱気体を成形型２内に吹き込むようにしてもよい。加熱気体は水分含有率が上記の水蒸気より低いものであればよく、加熱した空気を用いることができる。この加熱気体の温度は特に限定されるものではなく、５０℃以上、好ましくは１００℃以上であり、且つ粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤が固化乃至硬化する温度以上のものであればよい。加熱気体の温度の上限は、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤を分解させる温度未満であればよく、特定の温度に限定されない。

【0076】

図１２に示す実施の形態では、水蒸気供給ヘッド５に水蒸気を供給する水蒸気供給管９１に三方弁などの切換弁９２を設け、この切換弁９２を介して加熱気体供給装置９３が接続してある。加熱気体供給装置９３としては、空気を加熱して送風する温風ブロアなどを用いることができる。そして水蒸気生成装置１１５から水蒸気供給管９１を通して水蒸気供給ヘッド５に水蒸気を供給し、水蒸気供給ヘッド５から上記のように成形型２に水蒸気を吹き込んだ後、切換弁９２を切り換えて水蒸気生成装置１１５からの水蒸気の供給を停止すると共に加熱気体供給装置９３から水蒸気供給管９１を通して水蒸気供給ヘッド５に加熱気体を供給し、水蒸気供給ヘッド５から成形型２に加熱気体を吹き込むようにすることができるものである。

【0077】

また加熱気体として、上記の水蒸気に加熱空気を混合して含有水分量を低くした混合気体を用いることもできる。この場合は、切換弁９２の操作で、水蒸気発生装置１１５と加熱気体供給装置９３の両方が水蒸気供給管９１に接続されるようにし、水蒸気発生装置１１５から水蒸気が、加熱気体供給装置９３から加熱気体がそれぞれ水蒸気供給管９１を通して水蒸気供給ヘッド５に供給されるようにし、水蒸気と加熱気体が混合された状態で水蒸気供給ヘッド５から成形型２に加熱気体を吹き込まれるようにすることができる。

【0078】

上記したように、成形型２内に水蒸気を吹き込むことによって生成される凝縮水はその後に吹き込まれる水蒸気による加熱で蒸発されるが、水蒸気は水分を多く含むので、凝縮水を蒸発させる効率が低い。そこでこのように加熱気体を成形型２内に吹き込んで通過させるようにしたものであり、加熱気体は水蒸気よりも含有される水分量が少なく、湿度の低い乾燥気体であるので、成形型２内で生成された凝縮水を短時間で蒸発させて乾燥することができるものである。ここで、過熱水蒸気及び加熱空気の気流で水の蒸発実験を行なった場合、温度が１７０℃付近以下では、過熱水蒸気中への水の蒸発速度より、加熱空気中への水の蒸発が大きくなることが報告されている（T.Yosida,Hyodo,T.,Ind.Eng.Chem.Process Des.Dev.,9(2),207-214(1970)）。この報告にもみられるように、加熱気体を成形型２内に吹き込むことによって、水蒸気を吹き込み続ける場合よりも、短時間で凝縮水を蒸発させて乾燥することができるものである。

【0079】

上記のように成形型２内に水蒸気を吹き込んで鋳型の成形を行なった後、縦駆動装置１２を構成する昇降シリンダー装置４１を作動させ、シリンダーロッド４１ａを下方へ引っ込ませることによって、基台２０を引き下げ、基台２０に保持された成形型２を降下させて、成形型２をサンド供給ヘッド４から離す（図４参照）。

【0080】

次に、横駆動装置１１を構成するシリンダー装置５１を作動させてシリンダーロッド５１ａを突出させることによって、台車４０をレール４７に沿って走行させて成形型２を水蒸気供給ヘッド５の直下位置から、水蒸気供給ヘッド５とサンド供給ベッド４の中間の位置に移動させる。そして最初の位置であるこの水蒸気供給ヘッド５とサンド供給ベッド４の中間位置で、図１に示すように成形型２の型開きがなされる。すなわち、型開閉シリダンダー装置３０が作動し、シリンダーロッド３０ａが引っ込むことによって、固定側の型２ａから離れるように可動側の型２ｂを移動させて、成形型２を型開きし、成形された鋳型を成形型２のキャビティ３３から取り出すことができるものである。水蒸気供給ヘッド５とサンド供給ベッド４の中間位置では、成形型２の上方に水蒸気供給ヘッド５やサンド供給ベッド４という障害物がないので、成形型２から鋳型を脱型する作業を容易に行なうことができるものである。

【0081】

上記のようにして、成形型２を型締めし、成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を充填し、成形型２に水蒸気を吹き込んで粘結剤コーテッドサンド３を加熱して鋳型を成形し、成形型２を型開きして鋳型を取り出すという工程のサイクルが終了するものであり、このサイクルを繰り返すことによって、鋳型の製造を行なうことができるものである。

【0082】

上記の実施の形態では、水蒸気として飽和水蒸気や過熱水蒸気を用いるようにしたが、水蒸気として高温高湿気体を用いることも可能である。ここで、粘結剤コーテッドサンド３が、熱硬化性樹脂の粘結剤を表面に被覆した粘結剤コーテッド耐火物である場合は、温度１２０℃以上、水蒸気濃度１０〜９５％の高温高湿気体を用いるものである。また粘結剤コーテッドサンド３が、水分を吸収した湿潤状態で粘着作用が生じる固形の粘結剤を表面に被覆した粘結剤コーテッド耐火物である場合は、温度５０〜５００℃、水蒸気濃度１０〜９０％の高温高湿気体を用いるものである。

【0083】

本発明において用いるこの高温高湿気体は、水蒸気と水蒸気以外の気体との混合気体である。この水蒸気以外の気体としては空気の他に窒素ガスなど任意のガスを用いることができるが、コストや使い易さの点などから、空気を用いるのが好ましい。また高温高湿気体の水蒸気濃度は、高温高湿気体中において水蒸気の体積が占める割合（近似的に水蒸気分圧／全圧）をいうものであり、例えば、
水蒸気濃度（％）＝
［水蒸気の体積／（水蒸気の体積＋水蒸気以外の気体の体積）］×１００
の式から求められる。

【0084】

ここで、このような高温高湿気体は、水蒸気と空気などの気体とを混合することによって調製することができる。水蒸気と空気などの気体との混合比率を調整することによって、水蒸気濃度を上記の範囲に容易に設定することができるものである。また高温高湿気体の温度は、水蒸気と空気などの気体を混合した後に加熱したり、あるいは気体を予め所定温度に加熱しておくなどすることによって、上記の範囲に容易に設定することができるものである。

【0085】

図１３（ａ）は高温高湿気体を調製する装置の一例を示すものであり、ボイラーなどで形成される水蒸気生成装置１１５と気体供給装置１６がヒーター付きの混合器１７に接続してある。気体供給装置１６は、気体として大気中の空気を用いる場合にはブロワーやコンプレッサーなどで形成されるものであり、気体として窒素ガスなどを用いる場合にはガスボンベなどで形成されるものである。混合器１７と水蒸気生成装置１１５や気体供給装置１６の間にはバルブ１８，１９が設けてある。

【0086】

このものにあって、水蒸気生成装置１５から水蒸気を、気体供給装置１６から空気などの気体を、それぞれ混合器１７に供給し、混合器１７内で混合しながらヒーターで所定温度に加熱することによって、高温高湿気体を調製することができる。このとき、バルブ１８，１９の操作で水蒸気生成装置１５から送られる水蒸気と気体供給装置１６から供給される気体の比率を調節することによって高温高湿気体の水蒸気濃度を任意に調整することができる。

【0087】

ここで、水蒸気としては飽和水蒸気をそのまま用いることができるが、過熱水蒸気を用いることもできる。過熱水蒸気は、飽和水蒸気を水の沸点以上の温度に加熱して得られる水蒸気である。過熱水蒸気は、飽和水蒸気を圧力を上げないで定圧膨張させつつ加熱して得られた常圧過熱水蒸気であってもよく、飽和水蒸気を膨張させないで加熱して得られた加圧過熱水蒸気であってもよい。過熱水蒸気の温度は特に限定されるものではなく、１００〜９００℃程度の間で必要に応じた温度に設定すればよい。

【0088】

図１３（ｂ）の例では、水蒸気生成装置１１５に過熱器１４が接続してあり、水蒸気生成装置１１５で生成された水蒸気を過熱器１４に通して加熱して、１００℃以上の過熱水蒸気にした後、バルブ１８を通して混合器１７に供給するようにしてある。尚、図１３（ａ）（ｂ）の装置において、水蒸気と空気などの気体との混合気体を加熱して温度調整する必要がないときには、混合器１７は不要であり、水蒸気と気体を配管内で混合して高温高湿気体を調製することが可能である。

【0089】

高温高湿気体として特に高い温度・高い湿度のものを調製する場合には、１００℃以上の過熱水蒸気と１００℃以上に加熱した高温の空気など水蒸気以外の気体を混合するのが好ましい。図１３（ｃ）はその装置の一例を示すものであり、水蒸気生成装置１１５に過熱器１４を接続すると共に、気体供給装置１６にヒーターなどを備えた加熱器１１６が接続してある。

【0090】

そして水蒸気生成装置１１５で生成された水蒸気を過熱器１４に通して１００℃以上の所定温度の過熱水蒸気にし、この過熱水蒸気はバルブ１８を通して混合器１７に供給される。また気体供給装置１６から空気などの気体を加熱器１１６に通して１００℃以上の所定温度の高温気体にし、この高温気体はバルブ１９を通して混合器１７に供給され、過熱水蒸気と高温気体の混合気体として高温高湿気体を調製することができる。混合器１７にはヒーターが内蔵してあり、高温高湿気体をさらに加熱することが可能であるが、過熱水蒸気と高温気体との混合気体を加熱する必要がないときには、混合器１７は不要であり、過熱水蒸気と高温気体は配管内で混合されて高温高湿気体になる。

【0091】

また、高温高湿気体は空気などの水蒸気以外の気体中で水を気化させることによっても調製することができる。例えば図１３（ｄ）のように加熱器１１７に空気などの気体と水とを供給し、加熱器１１７内で水を加熱して気化させることによって、気化した水の水蒸気と空気などの気体とが混合された高温高湿気体を調製することができる。このとき、図１３（ｄ）の実線のように、気体に水を噴霧したり滴下したりして気体に水滴を混合した状態で加熱器１１７に送るようにしてもよく、また図１３（ｄ）の破線のように、気体とは別に水を加熱器１１７に直接供給するようにしてもよい。

【0092】

上記のようにして調製された高温高湿気体は、上記の図１１や図１２の装置において水蒸気の代りに、水蒸気供給管９１を通して水蒸気供給ヘッド５に供給されるものであり、粘結剤コーテッドサンド３を充填した成形型２内に水蒸気供給ヘッド５から高温高湿気体を吹き込んで、鋳型の成形を行なうことができるものである。

【0093】

ここで、粘結剤コーテッドサンド３として熱硬化性樹脂の粘結剤を表面に被覆した粘結剤コーテッド耐火物を用いる場合、温度１２０℃以上、水蒸気濃度１０〜９５％の高温高湿気体を成形型２内に吹き込むが、このように高温高湿気体を吹き込むと、高温高湿気体が粘結剤コーテッドサンド３に接触することによって、高温高湿気体の高温の顕熱が粘結剤コーテッドサンド３に伝熱されると共に、高温高湿気体中の水蒸気から潜熱が粘結剤コーテッドサンド３に奪われて凝縮し、水蒸気が凝縮する際のこの凝縮潜熱が粘結剤コーテッドサンド３に伝熱される。高温高湿気体の顕熱と凝縮潜熱で粘結剤コーテッドサンド３の温度は１００℃付近にまで急速に上昇する。粘結剤コーテッドサンド３が１００℃付近にまで加熱される時間は、高温高湿気体の温度や水蒸気濃度、成形型２内への吹き込み流量、成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３の充填量などで変動するが、通常、２〜３０秒程度の短時間である。

【0094】

このように、粘結剤コーテッドサンド３を充填した成形型２内に高温高湿気体を通すことによって、粘結剤コーテッドサンド３を１００℃付近まで短時間で加熱することができる。そして、成形型２内で高温高湿気体から凝縮水が生成されるので、粘結剤コーテッドサンド３を１００℃以上の温度に上昇させるには、成形型２内の凝縮水を蒸発させる必要があるが、引き続いで成形型２内に通される高温高湿気体による加熱によって、成形型２内のこの凝縮水は蒸発される。ここで、成形型２に通す高温高湿気体は温度が１２０℃以上、水蒸気濃度が１０〜９５％であり、高湿度ではあるが、飽和状態の水蒸気よりも含有する水分量は低い。このため、高温高湿気体が成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３によって冷却されて温度低下して生成される凝縮水の量を少なくすることができるものであり、成形型２内の凝縮水を蒸発させる時間は短時間で済むものである。

【0095】

成形型２内の凝縮水が蒸発すると、高温高湿気体によって粘結剤コーテッドサンド３は１００℃以上の温度に急加熱され、熱硬化性樹脂からなる粘結剤を硬化温度以上の温度にまで短時間で上昇させることができるものであり、熱硬化性樹脂からなる粘結剤の溶融・硬化によって、粘結剤コーテッドサンド３の粒子を結合させて鋳型を成形することができるものである。

【0096】

粘結剤コーテッドサンド３を充填した成形型２内に高温高湿気体を通し始めてから、熱硬化性樹脂の粘結剤が硬化して鋳型の成形が完了するまでの時間は、高温高湿気体の温度や水蒸気濃度、成形型２内への吹き込み流量、成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３の充填量などで変動するが、通常、１０秒から１分程度の短時間である。このようにして成形された鋳型は、成形型２を開いて取り出すことができる。

【0097】

上記のように成形型２内で多量の凝縮水が生成されないように、高温高湿気体は水蒸気濃度が９５％以下であることが必要である。しかし水蒸気濃度が低いと、高温高湿気体中での水蒸気の凝縮潜熱が低くなり、高温高湿気体による加熱効率が低下するおそれがあるので、水蒸気濃度は１０％以上であることが必要である。このように高温高湿気体の水蒸気濃度は１０〜９５％の範囲に設定されるが、２０〜９０％の範囲が好ましく、３０〜８０％の範囲がより好ましい。

【0098】

また高温高湿気体の温度が低いと、高温高湿気体で粘結剤コーテッドサンド３を加熱したり、凝縮水を蒸発させたりする効率が悪くなり、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤を硬化させるのに長時間を要することになるので、高温高湿気体の温度は１２０℃以上である必要がある。高温高湿気体の温度の上限は特に設定されるものではないが、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤の熱硬化性樹脂の熱分解温度以下であることが望ましい。

【0099】

一方、粘結剤コーテッドサンド３として水分を吸収した湿潤状態で粘着作用が生じる固形の粘結剤を表面に被覆した粘結剤コーテッド耐火物を用いる場合、温度５０〜５００℃、水蒸気濃度１０〜９０％の高温高湿気体を成形型２内に吹き込む。このような粘結剤としては、糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂から選ばれるものを用いることができる。糖類は水に膨潤あるいは溶解して糊状になって粘着性を示すようになり、水溶性無機化合物や水溶性熱可塑性樹脂は水に溶解して糊状になって粘着性を示すようになるものである。

【0100】

上記の糖類としては、単糖類、少糖類、多糖類を用いることができ、各種の単糖類、少糖類、多糖類のなかから、１種を選んで単独で用いる他、複数種を選んで併用することもできる。単糖類としては、グルコース（ブドウ糖）、フルクトース（果糖）、ガラクトースなどを挙げることができ、また少糖類としては、マルトース（麦芽糖）、スクロース（ショ糖）、ラクトース（乳糖）、セロビオースなどの二糖類を挙げることができる。さらに多糖類としては、でんぷん糖、デキストリン、ザンサンガム、カードラン、プルラン、シクロアミロース、キチン、キトサン、セルロース、でんぷんなどを挙げることができる。

【0101】

また上記の水溶性無機化合物としては、水ガラス、塩化ナトリウム、リン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、バナジン酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、酸化アルミニウムナトリウム、塩化カリウム、炭酸カリウム、硫酸化合物を用いることができる。

【0102】

さらに上記の水溶性熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、メチルセルロース、メトキシ化ナイロンなどを挙げることができる。

【0103】

そして、上記のように高温高湿気体を吹き込むと、高温高湿気体を通す初期の工程では、粘結剤コーテッドサンド３の表面に高温高湿気体が接触することによって、高温高湿気体の温度が下がって露点温度以下になり、高温高湿気体中の水蒸気が凝縮して、粘結剤コーテッドサンド３の表面で凝縮水が生成される。粘結剤コーテッドサンド３の表面のコーティング層の糖類、水溶性無機化合物、水溶性熱可塑性樹脂からなる水粘着性の粘結剤は固形であるので、固形のままでは粘結剤コーテッドサンド３同士を結合させることはできないが、このように粘結剤コーテッドサンド３の表面に凝縮水が供給されると、固形の粘結剤はこの水分の補給によって湿潤な糊状になって粘着性が生じ、粘結剤の粘着性で粘結剤コーテッドサンド３の粒子同士を粘結させることができるものである。

【0104】

このように高温高湿気体の凝縮水で粘結剤コーテッドサンド３の水粘着性の粘結剤を糊化して、この粘結剤で粘結剤コーテッド耐火物を粘結させることができるが、引き続いて連続して成形型２内に通される高温高湿気体で粘結剤コーテッドサンド３が加熱される。高温高湿気体中の水蒸気は高い潜熱を有するので、水蒸気が凝縮する際に伝熱されるこの潜熱で粘結剤コーテッドサンド３の温度は高温高湿気体の露点温度以上にまで急速に上昇する。このように粘結剤コーテッドサンド３が露点温度以上にまで加熱される時間は、高温高湿気体の温度や水蒸気濃度、成形型２内への吹き込み流量、成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３の充填量などで変動するが、通常、２〜３０秒程度の短時間である。このように粘結剤コーテッドサンド３が露点温度以上に加熱されると、粘結剤コーテッドサンド３の表面の粘結剤に含まれる水分が蒸発し、粘結剤を乾燥することができるものである。

【0105】

上記のように、成形型２に高温高湿気体を通過させることによって、高温高湿気体中の水蒸気を凝縮させて粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤に水分を補給し、粘結剤コーテッドサンド３を粘結剤の粘着作用で粘結させ、次いで継続して成形型２内に通過させる高温高湿気体で加熱して粘結剤の水分を蒸発させ、粘結剤を乾燥固化させることができるものである。そして水粘着性の粘結剤の粘着作用による耐火骨材の結合は、粘結剤が固化することによって強固なものとなり、強度の高い鋳型を得ることができるものである。このようにして成形を終了した後、成形型２を開くことによって、鋳型を取り出すことができる。

【0106】

ここで、成形型２に通す高温高湿気体は温度が５０〜５００℃、水蒸気濃度が１０〜９０％であり、飽和状態の水蒸気よりも含有する水分量は低い。このため、高温高湿気体が成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３によって冷却されて温度低下し、高温高湿気体の温度が露点以下になって生成される凝縮水の量は過剰に多くならず、成形型２内で余分な凝縮水が発生することが少なくなる。粘結剤コーテッドサンド３に被覆されている粘結剤の量は一般に耐火骨材の０．５〜６質量％程度に過ぎず、この粘結剤を湿潤させて粘着作用を発揮させるのに必要な水分量は粘結剤の０．１〜３倍程度である。従って上記の高温高湿気体から生成される凝縮水の量で、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤に粘着作用を発揮させることが十分に可能である。

【0107】

そして本発明ではこのように成形型２内で高温高湿気体から生成される凝縮水の量を抑制することができるので、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤に粘着作用を付与するために水分を補給した後、継続して成形型２に通す高温高湿気体で加熱して粘結剤に含まれる水分を蒸発させるにあたって、余分な水分の蒸発が不要になって、蒸発に要する時間を短縮することができるものであり、粘結剤の乾燥固化時間を短くすることができるものである。

【0108】

またこのように成形型２内で凝縮水が多量に生成されることがないので、粘結剤コーテッドサンド３の表面の粘結剤が凝縮水に溶解したりして流されるようなことを防ぐことができるものである。従って、粘結剤が流れることによって鋳型内で粘結剤が偏在するようなことがなくなり、均一な強度の鋳型を製造することができるものである。

【0109】

上記のように成形型２内で余分な凝縮水が生成されないように、高温高湿気体は水蒸気濃度９０％以下であることが必要である。しかし水蒸気濃度が低すぎると、凝縮水の生成が少なくなり過ぎて、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤に粘着作用を十分に付与できなくなるおそれがあり、また露点温度が低くなるので、水蒸気濃度は１０％以上であることが必要である。

【0110】

高温高湿気体の水蒸気濃度はこのように１０〜９０％の間に設定されるが、成形型２内で余分な凝縮水が生成されることを確実に防ぐには水蒸気濃度が６０％以下であることが望ましく、また凝縮水を十分に生成させて粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤の粘着作用を十分に確保するためには水蒸気濃度が３０％以上であることが望ましい。従って高温高湿気体の水蒸気濃度は３０〜６０％の範囲がより望ましい。

【0111】

また高温高湿気体の温度が高すぎると、成形型２内で高温高湿気体が露点以下に温度低下しないことがあり、成形型２内で凝縮水を十分に生成させることができないおそれがあるので、高温高湿気体の温度は５００℃以下である必要がある。逆に高温高湿気体の温度が低すぎると、高温高湿気体で粘結剤コーテッドサンド３を加熱して凝縮水を蒸発させる効率が悪くなり、粘結剤コーテッドサンド３の粘結剤を乾燥固化させるのに長時間を要することになるので、高温高湿気体の温度は５０℃以上である必要がある。

【0112】

ここで、高温高湿気体の温度や水蒸気濃度は温度５０〜５００℃、水蒸気濃度１０〜９０％の範囲内で、夏場と冬場など雰囲気温度に応じて調整するようにしてもよい。例えば冬場のように外気温や粘結剤コーテッドサンド３の温度が低いときには、温度が５０℃付近、水蒸気濃度が１０％付近と温度・水蒸気濃度が比較的低い高温高湿気体を用いても十分に成形を行なうことができるものであり、この場合にはエネルギーコストの低い高温高湿気体で成形ができるものである。

【0113】

図１４は本発明の他の実施の形態を示すものである。上記の実施の形態では、成形型２として、上面に注入口１を一つ設けたものを使用するようにしたが、鋳型として大型のものを成型する場合、特に平面の面積が大きい鋳型を成型する場合、注入口１が一つだけであると、水蒸気は一か所の注入口１から成形型２内に吹き込まれることになるため、成形型２内の全体に均一に水蒸気を行き渡らせることは難しく、成形型２内に充填した粘結剤コーテッドサンド３を均一に加熱できないことがある。

【0114】

そこでこのような場合には、図１４（ｂ）のような、成形型２の上面の複数個所に注入口１を設けたものを用いるのが好ましい。そしてこのような複数個所に注入口１を設けた成形型２に水蒸気を供給する水蒸気供給ヘッド５としては、注入口１に対応した個数のノズル口９を設けた図１４（ａ）に示すものを用いることができる。

【0115】

この水蒸気供給ヘッド５は、水蒸気供給管９１に接続した水蒸気パイプ１２０をヘッド本体５ａに設けて形成されるものである。水蒸気供給パイプ１２０には分岐パイプ１２１が左右に複数本分岐して設けてあり、各分岐パイプ１２１の先端にノズル口９が設けてある。このノズル口９は上記の成形型２の複数個所の注入口１に対応するように配置されるものである。このように形成される水蒸気ヘッド５は、既述の図１１の場合と同様に支持板８７の下側に取り付けて使用されるものである。

【0116】

そして、成形型２内に水蒸気を吹き込むにあたっては、既述の図１１（ｂ）と同様に成形型２を水蒸気供給ヘッド５に押し当てると、成形型２の上面の複数の注入口１を水蒸気供給ヘッド５の各ノズル口９に合致させることができる。従って水蒸気供給ヘッド５の各ノズル９からすべての注入口１を通して成形型２内に水蒸気が供給される。このため、水蒸気は複数個所の注入口１から成形型２内に吹き込まれ、成形型２内の全体に均一に水蒸気を行き渡らせることができるものであり、成形型２内に充填した粘結剤コーテッドサンド３を均一に加熱することができ、均質な鋳型を成型することができるものである。

【0117】

尚、本発明では成形型移動装置６を横駆動装置１１と縦駆動装置１２を具備して形成し、成形型２を横駆動装置１１で横移動させ、また縦駆動装置１２で上下に移動させることで、成形型２をサンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５に接続するようにしているので、サンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５を移動させる駆動機構を別途備えるような必要がなくなるものであり、上記の実施の形態では、サンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５を躯体４３に固定するようにした。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、成形型２とサンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５との接続の時間を早めて成形速度を高めるなどの目的で、サンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５をシリンダー装置などで上下方向や水平方向に移動させるようにしてもよい。

【0118】

また上記の実施の形態では、図１に示すように、成形型２をサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の中間位置で型開きして成形した鋳型を脱型するようにしたが、サンド供給ヘッド４の右側位置あるいは水蒸気供給ヘッド５の左側位置でこの脱型を行なうようにすることも可能である。また、サンド供給ヘッド４や水蒸気供給ヘッド５が鋳型を脱型する際に障害とならないのであれば、成形型２がサンド供給ヘッド４の下方に位置するとき、あるいは水蒸気供給ヘッド５の下方に位置するときに、成形型２を開いて鋳型を脱型するようにしてもよい。

【0119】

さらに上記の実施の形態では、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５を横方向に離して配置し、成形型２をサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の間で横方向に移動させるようにしたが、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５を縦に離して配置し、成形型２をサンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５の間で縦方向に移動させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0120】

１ 注入口
２ 成形型
３ 粘結剤コーテッドサンド
４ サンド供給ヘッド
５ 水蒸気供給ヘッド
６ 成形型移動装置
８ ノズル口
９ ノズル口
１０ サンド貯留槽
１１ 横駆動装置
１２ 縦駆動装置
１３ エアー配管
１４ 過熱器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】