(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シェル砂に振動を付加し、
振動しているシェル砂の上方から加熱されている金型を押し込み、
金型をシェル砂に押し込んでから所定時間経過した後、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させ、
前記金型は、常時一定温度となるように加熱制御され、
金型をシェル砂から上昇させた後も、前記軟化層を硬化させることによって、シェル鋳型を造型することを特徴とするシェル鋳型の造型方法。
【請求項２】
背面には成形面側に凹んでいる凹部が形成された金型を用い、該金型の凹部と合わせて外部空間から閉ざされた閉塞空間からなるチャンバーが形成され、
チャンバー内の空気が加熱されることにより金型を加熱することを特徴とする請求項１記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項３】
前記チャンバー内には、過熱蒸気もしくは加熱空気が外部から導入されるか、またはヒータによりチャンバー内の空気が加熱されることを特徴とする請求項２記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項４】
造型するシェル鋳型において、強度を高くすべき部位が存在する場合には、金型またはチャンバーの閉塞空間を構成する部位において、当該部位に該当する箇所のシェル砂に過熱蒸気または加熱空気を直接噴出させる噴出孔が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項５】
前記噴出孔は、
前記チャンバーと連通しており、チャンバー内の過熱蒸気または加熱空気を噴出するように設けられていることを特徴とする請求項４記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項６】
前記噴出孔は、外部からチャンバー内に配置された熱交換用の管路内を流通してチャンバー内の空気によって加熱された加熱空気を噴出させることを特徴とする請求項４記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項７】
複数の金型を用いて同時にシェル鋳型を製造する場合、
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、
前記軟化層同士を密着させることにより、シェル鋳型の底面同士を接合させた接着シェル鋳型を造型することを特徴とする請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項８】
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、
前記軟化層を外側から加熱して焼成することを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項９】
前記軟化層が不要である場合には、
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、
金型に振動を付加して前記軟化層を落下させることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項１０】
前記軟化層が不要である場合には、
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、
前記軟化層を冷却することによって前記軟化層の粘着力を低下させて落下させることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型方法。
【請求項１１】
シェル砂を収納し、上面側が開口しているシェル砂容器と、
シェル砂容器内のシェル砂に振動を付加する振動付加装置と、
シェル砂容器の上方に位置し、背面が成形面側に凹んでいる凹部が形成された金型を装着可能であって、該金型の凹部と合わせて外部空間から閉ざされた閉塞空間からなるチャンバーを構成するチャンバー構成部と、
チャンバー内を加熱する加熱装置と、
チャンバー構成部を保持する保持手段と、
保持手段によって保持したチャンバー構成部を、金型の成形面がシェル砂容器のシェル砂内に押し込まれるように下降させ、シェル砂内に押し込んだ金型を上昇させるように動作可能な上下動装置と、
加熱装置によって加熱されている金型を上下動装置で下降させてシェル砂内に押し込み、所定時間経過後に金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上下動装置で上昇させるように制御する制御装置とを具備することを特徴とするシェル鋳型の造型装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記金型が常時一定温度となるように前記加熱装置を制御することを特徴とする請求項１１記載のシェル鋳型の造型装置。
【請求項１３】
前記加熱装置は、過熱蒸気発生器もしくは加熱空気発生器、またはチャンバー内に配置されてチャンバー内の空気を加熱するヒータであることを特徴とする請求項１２または請求項１２記載のシェル鋳型の造型装置。
【請求項１４】
シェル鋳型の底面同士を接合させた接着シェル鋳型を造型すべく、前記上下動装置が金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含む複数のシェル鋳型ごと複数の金型をシェル砂から上昇させた後、各シェル鋳型の、前記軟化層同士を密着させるように、前記チャンバー構成部を鉛直面内で所定角度に回動させる回動手段と、各チャンバー構成部を相対的に接離動させる接離動手段とが設けられていることを特徴とする請求項１１〜請求項１３のうちいずれか１項記載のシェル鋳型の造型装置。
【請求項１５】
各前記チャンバー構成部は、多関節型ロボットに取り付けられ、多関節型ロボットの動作によって、各シェル鋳型の、前記軟化層同士を密着させることを特徴とする請求項１４記載のシェル鋳型の造型装置。
【請求項１６】
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、前記軟化層を外側から加熱して焼成する焼成装置を備えることを特徴とする請求項１１〜請求項１５のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型装置。
【請求項１７】
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、前記軟化層が不要である場合には、
金型に振動を付加して前記軟化層を落下させる第２の振動付加装置を備えることを特徴とする請求項１１〜請求項１６のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型装置。
【請求項１８】
金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、前記軟化層が不要である場合には、
前記軟化層を冷却することによって前記軟化層の粘着力を低下させて落下させる冷却装置を備えることを特徴とする請求項１１〜請求項１７のうちのいずれか１項記載のシェル鋳型の造型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシェル鋳型を造型する造型方法およびシェル鋳型を造型する造型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造に用いる鋳型として一般的には熱硬化性鋳型があり、熱硬化性鋳型の造型方法としてはシェル砂を用いたシェルモールド法により鋳型を造型する方法が従来より用いられている。シェルモールド法により造型された鋳型をシェル鋳型と称している。
シェル砂は、乾燥砂にフェノール樹脂やヘキサミン等の粉末を混合して生成されており、常温では乾燥して粉体状であるが、２５０℃〜３００℃程度にまで加熱すると硬化する。
【０００３】
なお、シェル鋳型の造型方法としてコイルダンプ式の造型方法が良く知られている。
コイルダンプ式の造型方法は、シェル砂が入ったダンプボックスの上に加熱した金型を配置したのち、ダンプボックスと金型とを一体的に上下反転させる。
すると金型の上にシェル砂が落下し、金型の成形面でシェル砂が硬化する。その後、金型とダンプボックスとを再度上下反転させると未硬化のシェル砂はダンプボックス内に落下して硬化したシェル鋳型を得ることができる（例えば、特許文献１の[０００４]〜[０００５]参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３７９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ダンプボックス式によるシェル鋳型の造型方法では、金型とシェル砂が入ったダンプボックスとを一体的に上下反転させる必要がある。したがって、機構的に大掛かりなものとなってしまい、鋳型造型装置の省スペース化には課題がある。
また、金型の加熱は、上下反転させる前に予めバーナー等で行っておく必要があるので、加熱効率が悪く、加熱用のエネルギー消費も大きいという課題もある。
【０００６】
なお、従来のシェル鋳型の造型方法としては、金型で構成された空間内にシェル砂を吹き込むブロー方式によるものも知られている。
しかし、ブロー方式によると、金型の成形面にシェル砂が勢いよくぶつかるので、金型が摩耗してしまうという課題もある。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、簡単な機構でなおかつエネルギー消費が小さく、金型の摩耗も少ない、シェル鋳型の造型方法および造型装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかるシェル鋳型の造型方法によれば、シェル砂に振動を付加し、振動しているシェル砂の上方から加熱されている金型を押し込み、金型をシェル砂に押し込んでから所定時間経過した後、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させ、前記金型は、常時一定温度となるように加熱制御され、金型をシェル砂から上昇させた後も、前記軟化層を硬化させることによって、シェル鋳型を造型することを特徴としている。
この方法による作用は以下のとおりである。
すなわち、シェル砂の上方から加熱されている金型を押し込むことにより、シェル砂を硬化させてシェル鋳型を造型するので、ダンプボックス式のようにシェル砂と金型とを上下反転させる必要がなくなる。このため、従来よりも小型化された造型装置を構成することができ、工場内の省スペース化を図ることができる。また、金型をシェル砂に押し込んでいくときであっても金型の背面（上方）から加熱し続けることができるので、金型加熱時の省エネルギーを図ることができる。また、金型を振動しているシェル砂に押しつけるだけであるので、金型の摩耗を減らすことができる。
【００１０】
また、背面には成形面側に凹んでいる凹部が形成された金型を用い、該金型の凹部と合わせて外部空間から閉ざされた閉塞空間からなるチャンバーが形成され、チャンバー内の空気が加熱されることにより金型を加熱することを特徴とする。
この方法によれば、金型を薄く成形できるので金型を軽量化して取り扱いを容易にできるとともに、金型の背面（上方）から加熱したときに金型の成形面に熱が伝導しやすく、また金型の成形面における温度分布も良好となる。また、閉塞空間で加熱するので、熱が外部に逃げてしまわず、無駄なく効率よく加熱が行える。
【００１１】
また、前記チャンバー内には、過熱蒸気もしくは加熱空気が外部から導入されるか、またはヒータによりチャンバー内の空気が加熱されることを特徴とする。
この方法によれば、バーナーを用いずに金型の加熱を行うので、金型にアルミ等の金属を用いた場合であっても金型が溶解せず、またＣＯ２の削減に寄与する。そして、バーナー等で金型を加熱する場合と比較して、省エネルギー化を測ることができる。また、過熱蒸気または加熱空気は金型の背面のチャンバー内の全体に均一に行き渡らせることができるので、金型の温度分布をさらに向上させることができる。
【００１２】
また、造型するシェル鋳型において、強度を高くすべき部位が存在する場合には、金型またはチャンバーの閉塞空間を構成する部位において、当該部位に該当する箇所のシェル砂に過熱蒸気または加熱空気を直接噴出させる噴出孔が形成されていることを特徴とする。
この方法による作用は以下のとおりである。
すなわち、シェル鋳型に、強度確保や接着面のような幅を必要とする合わせ面等が形成されていると、他の部位よりもこの部位を肉厚に形成する必要があるが、金型の成形面からの加熱だけでは他の部位と比較して十分加熱ができず硬化時間が不足して強度を高めることができない可能性もある。そこで、過熱蒸気または加熱空気を直接シェル砂に噴出させることによって、所定箇所の加熱を十分に行って強度を高めることができる。
【００１３】
また、前記噴出孔は、前記チャンバーと連通しており、チャンバー内の過熱蒸気または加熱空気を噴出するように設けられていることを特徴とする。
【００１４】
また、前記噴出孔は、外部からチャンバー内に配置された熱交換用の管路内を流通してチャンバー内の空気によって加熱された加熱空気を噴出させることを特徴とする。
【００１５】
また、複数の金型を用いて同時にシェル鋳型を製造する場合、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させたのち、前記軟化層同士を密着させることにより、シェル鋳型の底面同士を接合させた接着シェル鋳型を造型することを特徴とする。
この方法によれば、底面同士が接合された２つのシェル鋳型からなる接着シェル鋳型をきわめて容易に造型することができる。接着シェル鋳型は、互いの底面同士が接合されているので、多数の鋳物を同時に鋳造する場合に省スペース化を図ることができ、また隣接する鋳物のキャビティ間の距離が短くなるので湯道を短くすることができる。このため、湯道を再度溶解させて使用する場合に溶解時のエネルギー消費をなるべく減らすことができる。さらに接着シェル鋳型の組み立て工程も省くことができる。
【００１６】
なお、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、前記軟化層を外側から加熱して焼成することを特徴とする。
【００１７】
また、前記軟化層が不要である場合には、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、金型に振動を付加して前記軟化層を落下させることを特徴とする。
【００１８】
また、前記軟化層が不要である場合には、金型の成形面で硬化して造型された硬化層および硬化層の周囲でシェル砂に含有される樹脂が軟化した状態の軟化層を含むシェル鋳型ごと金型をシェル砂から上昇させた後、前記軟化層を冷却することによって前記軟化層の粘着力を低下させて落下させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のシェル鋳型の造型方法およびシェル鋳型の造型装置によれば、簡単な機構でなおかつ加熱効率よくシェル鋳型を造型することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係るシェル鋳型の造型装置の一例を説明する説明図である。
【図２】シェル鋳型の造型方法の第1工程を示す説明図である。
【図３】図２の続きの第２工程を示す説明図である。
【図４】図３の続きの第３工程を示す説明図である。
【図５】図４の続きの第４工程を示す説明図である。
【図６】図５の続きの第５工程を示す説明図である。
【図７】シェル鋳型を使って複数の同じ鋳物を同時に鋳造するところを説明する説明図である。
【図８】複数の同じ鋳物を同時に鋳造する場合に、シェル鋳型同士を接合させたところを説明する説明図である。
【図９】図８において、シェル鋳型同士の組み合わせを説明する説明図である。
【図１０】シェル鋳型の造型装置の第２の実施形態の一例を説明する説明図である。
【図１１】シェル鋳型の第２の実施形態の造型方法の第1工程を示す説明図である。
【図１２】図１１の続きの第２工程を示す説明図である。
【図１３】図１２の続きの第３工程を示す説明図である。
【図１４】図１３の続きの第４工程を示す説明図である。
【図１５】図１４の続きの第５工程を示す説明図である。
【図１６】図１５の続きの第６工程を示す説明図である。
【図１７】図１６の続きの第７工程を示す説明図である。
【図１８】図１７の続きの第８工程を示す説明図である。
【図１９】シェル鋳型の第２の実施形態の造型方法において、接着シェル鋳型を造型しない例を示す説明図である。
【図２０】図１９でシェル鋳型の底面をフラットに造型する場合の説明図である。
【図２１】シェル鋳型の第３の実施形態の造型方法における、金型の断面図である。
【図２２】シェル鋳型の第３の実施形態の造型方法における、他の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
まず、シェル鋳型を造型するために用いる造型装置２０について、図１の概略構成図に基づいて説明する。
シェル鋳型を構成するシェル砂２２はシェル砂容器２１に収納されている。シェル砂２２としては、背景技術で説明したように、乾燥砂にフェノール樹脂やヘキサミン等の粉末を混合して生成したものを用いることができる。
シェル砂容器２１は、上面が開口した容器であって、シェル砂２２が所定量収納することができるのであればどのような形状であってもよい。
【００２２】
シェル砂容器２１内のシェル砂２２に振動を付加する振動付加装置２４が、シェル砂容器２１に設けられている。本実施形態では、振動付加装置２４としては振動モータを採用している。振動モータは、錘をモータの回転軸に対して偏芯させて配置させたものであって、モータが錘を回転させることによって振動が発生する。
ただし、振動付加装置２４としては、振動モータ以外にも超音波発振器、エア振動機、エアを導入するバブリングなどを採用することが可能である。また、振動付加装置２４としては、シェル砂容器に設けるのではなく、シェル砂容器のシェル砂の中に直接埋設されていてもよい。
【００２３】
このように、振動付加装置２４を設けるのは次のような理由による。すなわち、シェル砂２２が振動していない状態では、金型１０を上方からシェル砂内に押し込むことができない。これはシェル砂２２の粒子間における摩擦抵抗が大きいためである。
そこで、振動付加装置２４でシェル砂２２を振動させることにより、シェル砂２２の粒子間における摩擦抵抗を低減させて流動化することができ、金型１０を容易に上方からシェル砂２２内に押し込むことができる。
【００２４】
シェル砂容器２１は振動付加装置２４によって確実に振動するように、揺動手段２９を介して基台２５上に設置されている。ここで揺動手段２９とは、エアライド、スプリングあるいはゴム等を用いることができる。
基台２５およびシェル砂容器２１は、ホッパー３１内に収納されている。ホッパー３１はシェル砂容器２１の周囲を囲んでおり、シェル砂容器２１からあふれた砂を底部に設けた回収部３３で回収できるように設けられている。
【００２５】
なお、シェル砂容器２１内のシェル砂２２は常時満杯になっていることが好ましい。常時満杯にしておくことで、シェル鋳型の造型時には、金型１０をシェル砂２２内に押し付けるときに、金型１０を常に同じ距離だけ下降させれば、常に一定の高さのシェル鋳型が造型できるためである。
シェル砂２２をシェル砂容器２１内で常に満杯にしておくために、シェル砂補充手段３６が設けられている。シェル砂補充手段３６は、内部に補充用のシェル砂が充填された本体３６ａと、下端部が漏斗状に形成された補充部３６ｂとを有している。シェル砂補充手段３６は、その補充部３６ｂの先端からはシェル砂が安息角となってこれ以上流出しない位置に停止しており、シェル鋳型を１つ造型するごとに、シェル砂容器２１のシェル砂２２の上面を平行移動してシェル砂容器２１にシェル砂を補充する。
シェル砂２２は常に満杯になっているので、金型１０をシェル砂に押しつけると、シェル砂容器２１からシェル砂がオーバーフローしてホッパー３１に流れ落ち、回収部３３で回収される。
【００２６】
金型１０は、成形面１１が下方を向いて位置するようにシェル砂容器２１の上方に配置されている。金型１０の背面（成形面の反対面：上面）には成形面側に向けて凹んだ凹部１９が形成されている。
そして、金型１０上部（背面側）は、金型１０の凹部１９と連続して、外部空間とは閉鎖しているチャンバー１４が形成されている。
チャンバー１４は、金型１０の上部で鉛直方向に立ち上がってチャンバー１４の周囲を囲んでいるフレーム２７と、フレーム２７の上端面を覆う天井板５０とによって周囲を覆われて構成される。チャンバー１４は、底面が金型１０、側面がフレーム２７、上面が天井板５０によって覆われており、フレーム２７、天井板５０によって請求の範囲でいうチャンバー構成部が構成される。
金型１０は、フレーム２７の内方に突出したフランジ１３にボルト等によって固定されている。このような金型１０の材料としては、熱伝導性の高いアルミ等を採用することができる。また、アルミは他の金属と比較して軽いので、凹部１９を形成することでさらに軽量化を図ることができ、取り扱いが容易となる。
【００２７】
チャンバー１４内には、加熱装置の一例としてのヒータ３０が配置されている。ヒータ３０は電気ヒータ等を採用することができ、チャンバー１４内の空気を加熱することができる。
【００２８】
なお、加熱装置３０としては、ヒータだけでなく、過熱蒸気発生器（図示せず）や、加熱空気発生器（図示せず）を採用することができる。
なお、過熱蒸気は、ボイラーによって発生させた飽和蒸気をさらにヒータ等で加熱することによって得られる。
【００２９】
本実施形態における、金型１０を加熱する加熱装置として、バーナーを用いると本実施形態のように閉鎖空間で用いることができず、しかしオープンスペースにしてしまうと熱が大気放出されてしまいエネルギーのロスになってしまう。また、バーナーの先端温度は非常に高くなるので、金型１０をアルミで形成すると金型１０が溶けてしまうという課題もある。このような事情により、加熱装置としてバーナーを用いることは好ましくない。
【００３０】
なお、金型１０の背面にチャンバーを構成しない状態にする方法もある。これによればヒータを金型内に埋め込んで金型を加熱する必要がある。しかし、この構成によれば、ヒータのレイアウトによって金型１０の温度分布が大きく異なってしまう。したがって、温度分布の良好な金型１０という点ではヒータ埋め込み式の金型はあまり好ましくない。
【００３１】
チャンバー１４内部には、造型されたシェル鋳型４０を金型１０から取り外すための押し出しピン７８が配置されている。押し出しピン７８はチャンバー１４内に配置されているので、金型１０と同様に加熱されている。
押し出しピン７８は、その上端部が天井板５０を貫通している。天井板５０を貫通した押し出しピン７８の上端部は押し出しプレート５６に固定されている。押し出しピン７８の下端部は、フレーム２７のフランジ１３に形成された貫通孔７９から突出入可能に配置されている。通常時は、押し出しピン７８の下端部はフランジ１３の下面と同一平面上に位置している。
押し出しプレート５６は、天井板５０の上方において、スプリング等の付勢手段５９によって、天井板５０に対して常に上方に付勢されるように設けられている。
【００３２】
押し出しプレート５６の上方には、押し出しピン７８を動作させるための押し出し用シリンダー５８が設けられている。押し出し用シリンダー５８は、押し出しプレート５６の上方において、天井板５０に固定されたシリンダー固定部６０に取り付けられ、ロッド５８ａが押し出しプレート５６に固定されている。
押し出し用シリンダー５８が動作すると、ロッド５８ａが押し出しプレート５６を付勢手段５９の付勢力に抗して押し下げる。すると、押し出しプレート５６に固定されている押し出しピン７８は下降して貫通孔７９からその先端部が突出する。貫通孔７９から突出した押し出しピン７８は、造型されたシェル鋳型４０を押圧して金型１０から取り外す。
【００３３】
なお、上述した形態では、チャンバー１４内の加熱をヒータ３０によって行っているので、押し出しピン７８が貫通している箇所の天井板５０やフランジ１３との間からのチャンバー１４の加熱空気の流出はあまり検討しなくても良い。
ただし、チャンバー１４内に過熱蒸気や加熱空気を吹き込む場合には、チャンバー１４内の圧力が高まるので、これら過熱蒸気や加熱空気が、押し出しピン７８が貫通している箇所の天井板５０やフランジ１３との間から噴出しないようにシールを施す必要がある。また、かかる場合は押し出しピン７８の周囲をフレーム２７または金型１０を構成する部材で一体的に覆うことで、押し出しピン７８がチャンバー１４内で露出しないようにするとよい。
【００３４】
金型１０を固定しているフレーム２７は、保持手段２６によって保持され、保持手段２６を介して上下動装置２８に連結されている。
この上下動装置２８は、エアシリンダーや油圧シリンダー等を用いることができる。
【００３５】
また、金型１０をシェル砂容器２１から上昇させた後であっても、金型１０によって硬化されたシェル砂の外周面付近の完全に硬化していない軟化層４０ｂ（図４参照）が存在している。この軟化層４０ｂを、外部から加熱して硬化するための焼成装置３５が設けられている。ただし、軟化層４０ｂが不要であれば、焼成装置３５を設けずに、後述するような方法で軟化層４０ｂを落下させてもよい。
焼成装置３５としては、過熱蒸気を噴出する噴射ノズル、加熱空気を噴出する噴射ノズル、あるいはバーナー等を用いることができる。
焼成装置３５の配置位置は、金型１０の側方に限られることはなく、シェル砂容器２１から上昇してきた金型１０とシェル鋳型の下方から過熱蒸気または加熱空気を噴出させるか、バーナーで炎を噴射させてもよい。この場合は、焼成装置３５は、予め金型１０の上下動の邪魔にならない位置に配置させておき、金型１０とシェル鋳型がシェル砂容器２１から上昇したのちにシェル鋳型の下方に移動するように設けるとよい。
【００３６】
なお、軟化層４０ｂが不要である場合には、硬化させずに、振動で振るい落としたり、あるいは冷却手段で冷却して落下させてもよい。
振動で軟化層４０ｂを振るい落とす場合、保持手段２６またはチャンバー構成部に振動付加装置（図示せず）を設け、振動付加装置が駆動することによって金型１０に振動を付加する。
軟化層４０ｂを冷却させて落下させる場合には、例えば、送風ファン等を冷却手段として用いることができる（図示せず）。軟化層４０ｂを冷却することによって、軟化層４０ｂは元のサラサラした状態に戻るので、硬化層４０ａとの結合が切れて落下する。
さらには、振動付加手段および冷却手段の双方を具備し、双方を同時に駆動させて軟化層４０ｂを落下させてもよい。
なお、振るい落として落下した軟化層４０ｂは常温に戻ると元のサラサラとした砂状に戻る。冷却して落下した軟化層４０ｂは、すでにサラサラとした砂状に戻っている。そこで、落下して砂に戻った軟化層４０ｂは、シェル砂容器２１に再度導入されて再利用することができる。
【００３７】
上下動装置２８は、制御装置３２によってその動作を制御される。制御装置３２は、予め設定された動作プログラムを記憶する半導体メモリ等の記憶装置と、記憶装置に記憶されている動作プログラムを実行し、他機器からの温度等の検出信号および動作プログラムに基づいて上下動装置２８へ動作信号を出力させるＣＰＵとを備えている。
【００３８】
以下、制御装置３２の制御内容について説明する。本実施形態における制御装置３２の制御内容としては大きく分けて４つの制御がある。金型１０の上下動動作、押し出しピン７８による金型からのシェル鋳型の取り外し動作、加熱装置３０の温度制御、シェル砂２２の補充動作、振動付加装置２４の振動付加のタイミング制御である。
まず、金型１０の上下動動作、シェル鋳型の取り外しおよび振動の制御について説明する。
制御装置３２は、作業者からの指示信号に基づくか、または金型１０に設けられている温度センサ（図示せず）からの温度信号が予め設定された所定温度に到達したときに、上下動装置２８が金型を下降させるように駆動するように、上下動装置２８へ動作信号を出力する。制御装置３２は、金型１０がシェル砂容器２１内に下降するまでは、振動付加装置２４を駆動させてシェル砂２２に振動を付加するように制御する。
上下動装置２８が、予め設定した距離だけ金型１０を下降させ、金型１０の成形面がシェル砂２２内に埋没すると、上下動装置２８はそのままの位置で停止する。
このとき、制御装置３２は、振動付加装置２４の振動を停止させるように制御する。
そして、制御装置３２は予め設定した所定時間をカウントし、所定時間経過したときに金型１０をシェル砂２２から抜き出して上昇させるように、上下動装置２８へ動作信号を出力する。
【００３９】
加熱されている金型１０の成形面が、所定時間シェル砂２２内に押し込められると、金型１０の成形面の周囲に存在するシェル砂が加熱され、金型１０の成型面の形状に合わせてシェル砂が硬化する。ただし、この時点では金型に近い部分は完全に硬化して硬化層４０ａとして形成されているが、硬化層４０ａの周囲はまだ完全に硬化しておらず樹脂が溶けてどろどろした状態の軟化層４０ｂとして形成されている。
そして、上下動装置２８が金型１０を上昇させると、金型１０の温度により軟化層４０ｂも徐々に硬化して金型１０の成形面の形状に造型されたシェル鋳型が造型される。このとき、制御装置３２は、焼成装置３５を制御して外部からもシェル鋳型を加熱し、外側からも硬化を促す。なお、軟化層４０ｂに振動を加えること、または冷却させることで落下させることにより、硬化層４０ａのみでシェル鋳型の造型を完了させてもよい。
シェル鋳型の造型が完了すると、制御装置３２は、押し出し用シリンダー５８を動作させてフレーム２７から押し出しピン７８を突出させ、押し出しピン７８によって金型１０からシェル鋳型４０を取り外す。
【００４０】
制御装置３２の温度制御は、金型１０の温度センサ（図示せず）に基づいて行われる。制御装置３２には、常時金型１０の温度が入力されており、常に一定温度となるように加熱装置３０を制御している。
【００４１】
また、制御装置３２は、金型１０によるシェル鋳型造型が１回終了する毎にシェル砂補充動作を行う。具体的には、制御装置３２は、上下動装置２８によって金型１０がシェル砂容器２１から上昇した後に、シェル砂補充手段３６をシェル砂容器２１の上で移動させてシェル砂を補充するように制御する。
【００４２】
続いて、図２〜図６に、本実施形態における造型工程を示す。なお、図２〜図６においては、金型１０のシェル砂容器２１に対する動作を説明するために、金型１０とシェル砂容器２１（内部のシェル砂２２を含む）以外の構成は省略して図示している。ただし、金型１０を固定しているフレーム２７のフランジ１３については図示している。
まず、図２の時点では、金型１０背面のチャンバー１４内でヒータ３０により、チャンバー１４内の空気を加熱する。チャンバー１４内の温度は２５０〜３００℃程度に設定しておく。
なお、金型１０がシェル砂容器２１内に下降するまでに、振動付加装置２４が駆動してシェル砂容器２１内のシェル砂２２に振動を付加する。
【００４３】
図３に示すように、金型温度が２５０℃〜３００℃程度にまで加熱された時点で、上下動装置２８は制御装置３２の制御によって金型１０を下降させる。そして、金型１０の成形面の上端面までがシェル砂２２内に埋まった時点で上下動動作が停止する。また、振動付加装置２４の振動も停止する。
このとき、加熱装置３０は、金型１０の温度を検出する温度センサ（図示せず）の検出温度に基づいて、チャンバー１４内が一定温度となるように加熱し続ける。
【００４４】
図４に示すように、金型１０の成形面の周囲に存在するシェル砂が加熱され、金型１０の成型面の形状に合わせてシェル砂が硬化する。このとき、金型１０の近傍のみが硬化層４０ａとして硬化し、その周囲は樹脂が溶解したままで硬化していない状態の軟化層４０ｂとして形成されている。そして、予め設定された所定時間が経過すると、上下動装置２８が制御装置３２の制御によって金型１０を上昇させる。
【００４５】
そして、図５に示すように、金型１０を上昇させると、金型１０の成形面の形状に造型された硬化層４０ａと軟化層４０ｂを有するシェル鋳型４０が、金型１０と共に上昇する。なお、上昇中の軟化層４０ｂの外表面には、紛状のシェル砂が付着していることもあるが、上昇中または上昇後にシェル砂容器２１内に落下する。この落下するシェル砂は、軟化層４０ｂのことではなく、樹脂が溶解しておらずサラサラの状態のシェル砂のことである。このシェル砂を落下させるために、チャンバー構成部または保持手段２６には振動付加装置（図示せず）を設けてもよい。振動付加装置が、チャンバー構成部または保持手段２６を振動させると金型１０が振動し、軟化層４０ｂに付着している不要なシェル砂を容易に落下させることができる。ここでいう振動付加装置は、上述した軟化層４０ｂを落下させるための振動付加装置と共用できるものであってもよい。
【００４６】
なお、金型１０は加熱され続けているので、シェル砂容器２１から上昇しても金型１０からの熱で軟化層４０ｂも徐々に硬化していく。しかし、本実施形態では、この軟化層４０ｂに対しては焼成装置３５によって外側からも加熱して焼成を行い、硬化の促進を図っている。
【００４７】
そして、図６に示すように、上昇した金型１０から、上述した押し出しピン７８が造型されたシェル鋳型４０を押し出して取り外し、シェル鋳型４０の造型が完了する。
【００４８】
（第２の実施形態）
次に、造型装置および造型方法の他の実施形態について説明する。
本実施形態は、シェル鋳型の底面（金型の成形面で形成されるキャビティと対向する側の面）同士を接合させた接着シェル鋳型を成形する方法および装置である。
まず、シェル鋳型の底面同士を接合させて接着シェル鋳型を成形する意義について説明する。
【００４９】
図７には、シェル鋳型を用いた一般的な鋳造方法の概略を示す。
図７に示すように、鋳造時には、シェル鋳型Ａとシェル鋳型Ｂの２つを組み合わせて形成されるシェル鋳型４４のキャビティ４２内に、溶湯を注湯し、鋳物を鋳造する。
ここでは、同じ形状の鋳物を同時に複数鋳造する場合には、乾燥砂内にシェル鋳型Ａ，Ｂ２つを組み合わせたシェル鋳型４４を複数配置し、１つの湯口から注湯された溶湯が途中で分岐され、複数の鋳型に同時に行き渡るような例を表している（ただし、湯口および湯道は省略して図示している）。
【００５０】
しかし、組み合わされたシェル鋳型４４同士の距離が離れていれば、溶湯が流れる湯道の距離も長くなる。また、シェル鋳型４４間に配置される乾燥砂の量も多量となってしまう。
【００５１】
そこで、図８に示すように、複数のシェル鋳型４４を接合して一体化することにより、湯道を短くでき、また乾燥砂の使用量も低減させることができる。湯道は、鋳造が終了した後に鋳物の原料を溶解している溶解炉に再投入して再度鋳物原料として用いているので、材料としては無駄ではない。しかしながら、溶解させるためのエネルギーは必要であるから、鋳造後にできる湯道が小さい方が省エネルギー的に好ましい。したがって、複数のシェル鋳型４４を接合して一体化することは、乾燥砂の使用量低減や金属溶解時のエネルギーを節約でき、今後の鋳造業界において非常に重要な技術となりうる。
【００５２】
ところで、複数のシェル鋳型を接合するには、接着剤を使用したり、あるいは予め接合するシェル鋳型の外面に嵌合用の凹凸を形成しておくことが考えられる。ただ、接着剤を使用したり、また凹凸嵌合を形成するのは非常に手間がかかるため、これらの方法で複数のシェル鋳型を接合することは好ましくない。
そこで、図８に示すように、本実施形態のシェル鋳型の底面同士を接合させる方法を採用することで、非常に簡単に複数のシェル鋳型を接合できる。
【００５３】
図８で示したシェル鋳型の一体化について、シェル鋳型の何れを接合するか検討した図が図９である。
例えば３つのシェル鋳型４４を一列に接合する場合、先頭のシェル鋳型４４ａを構成する左側のシェル鋳型Ａは、単独で構成されるが、先頭のシェル鋳型４４ａの右側のシェル鋳型Ｂと、中央のシェル鋳型４４ｂの左側のシェル鋳型Ａの互いに対向する面同士を接合する。また、中央のシェル鋳型４４ｂの右側のシェル鋳型Ｂと、最後尾のシェル鋳型４４ｃの左側のシェル鋳型Ａの互いに対向する面同士を接合する。最後尾のシェル鋳型４４ｃの右側のシェル鋳型Ｂは単独で構成される。
【００５４】
図９で示したように、例えばシェル鋳型４４を３つ接合させて構成する場合には、シェル鋳型Ａとシェル鋳型Ｂとを接合させたものを２つ、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂをそれぞれ１つずつ造型すればよい。以下、シェル鋳型Ａとシェル鋳型Ｂとを互いの底面同士で接合させた鋳型を接着シェル鋳型Ｕと称する。
このようにシェル鋳型Ａとシェル鋳型Ｂを接合した接着シェル鋳型Ｕを製造しておけば、それぞれ単独でシェル鋳型Ａ、シェル鋳型Ｂを製造して図７のような構成で鋳造を行うよりも鋳造時に精度良くシェル鋳型を組み立てることができ、且つ組み立て工数も減らすことができる。
【００５５】
なお、同じ形状の鋳物を同時に複数鋳造する場合として、複数の鋳型が連続して接合され、湯口に最も近いキャビティに注湯されてこのキャビティからオーバーフローした溶湯が次のキャビティに注湯される構成、いわゆるＨプロセスに本実施形態のシェル鋳型同士を接合させた接着シェル鋳型を応用してもよい。
【００５６】
図１０には、本実施形態のシェル鋳型の造型装置を示す。
なお、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。また、シェル砂容器２１の基台２５やホッパー３１等のシェル砂容器２１の周辺構成については省略して図示している。
本実施形態では、１つのシェル砂容器内に、互いに底面同士を接合できるシェル鋳型を造型する２つの金型が押し込められ、この２つの金型で造型されるシェル鋳型の底面同士を接合する。この２つの金型は、それぞれキャビティ同士を組み合わせることで１つの鋳物を製造する場合に必要な接着シェル鋳型を構成するものである。
ただし、接着シェル鋳型を構成する他の例として、２つの金型のそれぞれにシェル砂容器２１を設けてもよい。
【００５７】
図９のシェル鋳型Ａ用の金型５０は、チャンバー構成部のフレーム２７により、成形面５１が下方側に位置するように固定されている。チャンバー構成部の具体的構成は上述した実施形態と同一の構成を用いることができる。
また、図９のシェル鋳型Ｂ用の金型５２も、チャンバー構成部のフレーム２７により、成形面５４が下方側に位置するように固定されている。チャンバー構成部の具体的構成は上述した実施形態と同一の構成を用いることができる。
【００５８】
金型５０、５２を含めて各チャンバー構成部は、それぞれ鉛直面内での回動、水平方向への移動、上下方向への移動が自在に行えるように、それぞれ多関節型のロボットアーム７０に取り付けられている。
ロボットアーム７０の先端は、モータ等の回動手段７１が設けられており、回動手段７１の回動軸がチャンバー構成部に連結されている。回動手段７１の回動によって各チャンバー構成部は、金型５０，５２の周囲に形成されたシェル鋳型の底面を互いに向かいあわせることができる。
【００５９】
また、ロボットアーム７０の回動手段７１よりも後端側には、回動手段７１の回動軸と直交する方向に回動軸が形成された回動手段７２が設けられている。また回動手段７２よりも後端側には、先端の回動手段７１と同一方向に回動軸が向いている回動手段７４が設けられている。
回動手段７２の回動によって各チャンバー構成部は、各金型５０，５２を図１０の紙面奥側と手前側との間で移動させることができる。このため、シェル鋳型の底面同士を少しずらして接合することも可能となる。
また、回動手段７４と、先端の回動手段７１の回動動作によって、各チャンバー構成部は、金型５０，５２を上下方向および水平方向に移動させることができる。
【００６０】
ロボットアーム７０の後端部は省略して図示しているが、所定の方向に回動軸が向いている回動手段（図示せず）に取り付けられており、ロボットアーム７０の各回動手段の回動動作によって、金型５０，５２を上下動させることができる。
なお、各回動手段７１，７２，７４としては、モータやシリンダーによる回転機構等が挙げられる。
このように、本実施形態においては、特許請求の範囲でいう回動手段、接離動手段、上下動装置は、ロボットアーム７０が該当することとなる。ロボットアームの制御については図示しない制御装置によって実行される。制御装置は、金型５０，５２の上下動および接合動作、押し出しピン７８による金型からのシェル鋳型の取り外し動作、加熱装置３０の温度制御、シェル砂２２の補充動作、振動付加装置２４の振動付加のタイミング制御等の制御動査を実行する。接合動作以外の動作は、上述した第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００６１】
なお、本実施形態ではチャンバー構成部の移動について多関節型のロボットアームを用いる例について説明した。このようにロボットアームを用いることで、金型でシェル鋳型を造型するときに便利なだけではなく、金型を金型設置場所に取りに行く動作、および金型を金型設置場所に置きに行く動作も容易に行うことができ、作業効率を高めることができる。
なお、本実施形態としては、ロボットアームによってチャンバー構成部を動作させることには限定せず、第１の実施形態で説明したように、シリンダーやモータ等を組み合わせた方式であってもよい。
【００６２】
図１１〜図１８に、本実施形態における接着シェル鋳型の成形工程について説明する。
なお、図１１〜図１８においては、金型５０，５２と、シェル砂容器２１（内部のシェル砂２２を含む）以外の構成は省略して図示している。ただし、金型５０，５２を固定しているフレーム２７のフランジ１３については図示している。
まず、図１１の時点では、金型５０，５２背面のチャンバー１４内でヒータ３０により、チャンバー１４内の空気を加熱する。チャンバー１４内の温度は２５０〜３００℃程度に設定しておく。
なお、金型５０，５２がシェル砂容器２１内に下降するまでに、振動付加装置２４が駆動してシェル砂容器２１内のシェル砂２２に振動を付加する。
【００６３】
図１２に示すように、金型温度が２５０℃〜３００℃程度にまで加熱された時点で、ロボットアーム７０は金型５０，５２を下降させる。そして、金型５０，５２の成形面の上端面までがシェル砂２２内に埋まった時点で上下動動作が停止する。
このとき、加熱装置３０は、金型１０の温度を検出する温度センサ（図示せず）の検出温度に基づいて、チャンバー１４内が一定温度となるように加熱をし続ける。
【００６４】
図１３に示すように、金型５０，５２の成形面の周囲に存在するシェル砂が加熱され、金型５０，５２の成型面の形状に合わせてシェル砂が硬化する。このとき、金型５０，５２の近傍のみが硬化層Ａａ、Ｂａとして硬化し、その周囲は樹脂が溶解したままで硬化していない状態の軟化層Ａｂ、Ｂｂとして形成されている。そして、予め設定された所定時間が経過すると、ロボットアーム７０が金型５０，５２を上昇させる。
【００６５】
そして、図１４に示すように、金型５０，５２を上昇させると、金型５０，５２の成形面の形状に造型された硬化層Ａａ，Ｂａと軟化層Ａｂ，Ｂｂを有するシェル鋳型Ａ，Ｂが、金型５０，５２と共に上昇する。なお、上昇中の軟化層Ａｂ，Ｂｂの外表面には、紛状のシェル砂が付着していることもあるが、上昇中または上昇後にシェル砂容器２１内に落下する。シェル砂を落下させるために、チャンバー構成部には振動付加装置（図示せず）を設けてもよい。振動付加装置が、チャンバー構成部を振動させると金型１０が振動し、軟化層Ａｂ，Ｂｂに付着している不要なシェル砂を容易に落下させることができる。
【００６６】
図１４の矢印に示すように、ロボットアーム７０の回動手段７１またはロボットアームの他の回動手段も連動して、各金型５０，５２に配置されている各シェル鋳型Ａ，Ｂを互いの底面を向い合わせるように回動させる。
こうして図１５に示すように、各シェル鋳型Ａ，Ｂの底面同士が向かい合うように位置する。なお、このとき各シェル鋳型Ａ，Ｂにはまだ、軟化層Ａｂ，Ｂｂが存在している。
【００６７】
図１５の矢印方向に示すように、各シェル鋳型Ａ，Ｂの底面同士が向かい合ったのち、ロボットアーム７０が各チャンバー構成部を接近させる。
そして、図１６に示すように、それぞれのシェル鋳型Ａ，Ｂの軟化層Ａｂ，Ｂｂが密着されることにより、接着剤等を用いなくとも各軟化層Ａｂ，Ｂｂが金型５０，５２の熱で硬化されて２つのシェル鋳型Ａ，Ｂを良好に接合させることができる。
【００６８】
図１７では、接離動手段によって底面同士が接合された各シェル鋳型Ａ，Ｂの焼成を行っている。各シェル鋳型Ａ，Ｂはそれぞれの金型５０，５２からの熱によって軟化層Ａｂ、Ｂｂも徐々に硬化していく。しかし、互いに接合された軟化層Ａｂ，Ｂｂに対しては焼成装置３５によって外側からも加熱して焼成を行い、硬化の促進を図っている。
【００６９】
そして、図１８に示すように、上昇した金型５０，５２から、上述した押し出しピン７８が造型されたシェル鋳型Ａ，Ｂを押し出して取り外し、シェル鋳型Ａ，Ｂの底面同士が接合された接着シェル鋳型Ｕの造型が完了する。
【００７０】
なお、図９に示したような例では、接着シェル鋳型Ｕだけを造型していても、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂを単体でも造型しておかなければ、鋳造はできない。
したがって、本実施形態の造型装置２０では、接着シェル鋳型Ｕではなく、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂをそれぞれ単体で造型する場合には、図１９に示すように、金型５０，５２を上昇させた後に、各シェル鋳型Ａ，Ｂを接合しないような位置で焼成装置３５によって軟化層を焼成する。このため、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂを単体で造型することができる。
【００７１】
なお、図９に示した例では、複数のシェル鋳型を横方向に配置した構成を図示したが、実施には複数のシェル鋳型を縦（上下）方向に配置することが考えられる。かかる場合には、単体で構成すべきシェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂの底面は台等に設置するためにフラットに形成されていることや、あるいは取り扱い上必要な基準面等の形状が要求される場合もある。
そこで、図２０に示すように、シェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂをそれぞれ単体で造型する場合には、各シェル鋳型Ａ，Ｂを接合しないような位置に配置するとともに、シェル鋳型Ａの底面とシェル鋳型Ｂの底面との間に、必要な形状を造型できる加熱型を配置するとよい。本実施形態では、各シェル鋳型Ａ，Ｂの底面をそれぞれフラットに形成する場合として、両面が平板状に形成され、且つシェル砂を硬化できる温度にまで加熱された加熱板８０を挟み込むように各シェル鋳型Ａ，Ｂを配置させる。
この構成によれば、底面がフラットに形成されたシェル鋳型Ａおよびシェル鋳型Ｂをそれぞれ単体で造型させることができる。
【００７２】
（第３の実施形態）
次に、シェル鋳型の造型方法における他の実施形態を図２１に基づいて説明する。なお、上述した各実施形態と同一の構成要素ついては同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
本実施形態では、シェル鋳型に合わせ面８１が形成されている場合について説明する。
本実施形態は、造型されるシェル鋳型の強度を部分的に高めることが必要である場合に採用される。図２１では、シェル鋳型の合わせ面が形成される部位のシェル鋳型の強度を高める構造となっている。
図２１のシェル鋳型には合わせ面８１が形成されるように、金型１０には成形面１１方向に突出して、造型するシェル鋳型の合わせ面８１の側面を造型するための、合わせ面側面部８３が形成されている。
シェル鋳型の合わせ面８１が形成される部位は、他の部位よりも部分的に突出することになるので、特にこのような部位の強度を上げる必要がある。
【００７３】
そこで、金型１０の合わせ面側面部８３とチャンバー１４とを連通させる連通孔８５を金型１０の合わせ面側面部８３に設ける。
なお、本実施形態ではチャンバー１４内には、過熱蒸気または加熱空気が供給されているものとする。すると、連通孔８５は、チャンバー１４と連通しているので、チャンバー１４内に充満している過熱蒸気または加熱空気が、連通孔８５を通して合わせ面側面部８３からシェル砂２２へ直接噴出する。
このため、シェル鋳型に合わせ面８１を形成する場合であっても、合わせ面８１を構成する部位においてシェル砂２２を確実に硬化させることができる。
【００７４】
なお、チャンバー１４内の加熱を外部からの過熱蒸気または加熱空気の供給によるものにすれば、連通孔を形成するだけで加熱された気体が、圧力調整により該当箇所に噴出させることができた。
しかし、チャンバー１４内にヒータを設けてチャンバー１４内の空気を加熱するだけでは、加熱空気を噴出させることができない。そこで、図２２に示すような構成を採用することで、局所的に加熱空気を噴出させてシェル鋳型を部分的に強度を維持することができる。
【００７５】
図２２の例では、図２１と同様に、金型１０には成形面１１方向に突出して、造型するシェル鋳型の合わせ面８１の側面を造型するための、合わせ面側面部８３が形成され、この合わせ面側面部８３から加熱空気を噴出させる。
金型１０の合わせ面側面部８３には、加熱空気の噴出ノズル８４が配置されている。噴出ノズル８４は、チャンバー１４内に配置されている熱交換パイプ８６の一端に連結しており、熱交換パイプ８６を通ってきた空気を噴出する。熱交換パイプ８６の他端は、図示しないエアコンプレッサー等の空気発生源（チャンバーの外部に配置）に接続されている。この構成によれば、エアコンプレッサー等の空気発生源で生成された圧縮空気を、チャンバー１４内の熱交換パイプ８６に通すことによって、チャンバー１４内に充満している加熱空気により加熱させ、噴出ノズル８４から噴出させることができる。
このような構成によっても、局所的に加熱空気を噴出させてシェル鋳型の強度を部分的に高めることができる。
【００７６】
なお、図２１および図２２に示した例では、金型１０から部分的に過熱蒸気または加熱空気を噴出させる構成を図示したが、噴出させる部位としては例えばフレーム２７であってもよく、また側面からの噴出に限定されることもない。
【符号の説明】
【００７７】
１０  金型
１１  成形面
１３  フランジ
１４  チャンバー
１９  凹部
２０  造型装置
２１  シェル砂容器
２２  シェル砂
２４  振動付加装置
２５  基台
２６  保持手段
２７  フレーム
２８  上下動装置
２９  揺動手段
３０  加熱装置
３１  ホッパー
３２  制御装置
３３  回収部
３５  焼成装置
３６  シェル砂補充手段
４０，４４  シェル鋳型
４０ａ  硬化層
４０ｂ  軟化層
４２  キャビティ
５０  天井板
５０，５２  金型
５１，５４  成形面
５６  押し出しプレート
５８  押し出し用シリンダー
５９  付勢手段
６０  シリンダー固定部
７１，７２，７４  回動手段
７８  押し出しピン
７９  ピン摺動孔
８０  加熱板
８１  合わせ面
８３  合わせ面側面部
８４  噴出ノズル
８５  連通孔
８６  熱交換パイプ
Ａ，Ｂ  シェル鋳型
Ａａ，Ｂａ  硬化層
Ａｂ，Ｂｂ  軟化層
Ｕ  接着シェル鋳型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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