(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーテッドサンドを充填可能なキャビティ、並びにこのキャビティに連通する注入路及び排出路を有する成形型と、
このキャビティにコーテッドサンドを供給するコーテッドサンド供給手段と、
このキャビティに上記注入路を介して気体を供給する気体供給手段と
を備える鋳型製造装置であって、
当接面側に開口する凹部とこの凹部に気体供給手段からの気体を供給する連通路とを有し、この凹部が上記注入路の外部開口を覆うよう成形型に装着可能に構成されるジャケットを備え、
上記ジャケットが、凹部により形成される空間部を連通路側及び凹部開口側に区画する隔壁と、この隔壁に形成される貫通孔と、この貫通孔の周囲から連通路側に突設される筒状体とを有することを特徴とする鋳型製造装置。
【請求項２】
上記成形型が、複数の注入路を有し、
上記ジャケットの凹部が、複数の注入路の全てを覆うよう構成されている請求項１に記載の鋳型製造装置。
【請求項３】
上記気体供給手段が、空気供給ライン、水蒸気供給ライン、二酸化炭素供給ライン及びこれらの各供給ラインの切替及び混合可能な開閉弁を備え、
上記空気供給ラインに加熱器が設けられている請求項１又は請求項２に記載の鋳型製造装置。
【請求項４】
上記空気供給ライン、水蒸気供給ライン及び二酸化炭素供給ラインに流量計及び減圧弁が設けられている請求項３に記載の鋳型製造装置。
【請求項５】
上記コーテッドサンド供給手段が、注入路を介してコーテッドサンドをキャビティに供給する貯留槽と、この貯留槽内に配設され、コーテッドサンドを予備加熱する予熱器とを有している請求項１又は請求項２に記載の鋳型製造装置。
【請求項６】
上記気体供給手段が、水蒸気供給ラインを備え、
上記予熱器が、上記水蒸気供給ラインから分流した水蒸気を熱源とする請求項５に記載の鋳型製造装置。
【請求項７】
上記予熱器が、上記水蒸気を貫流させる螺旋状の中空管を有する請求項６に記載の鋳型製造装置。
【請求項８】
上記気体供給手段が、加熱器が設けられている空気供給ラインを備え、
上記予熱器が、上記空気供給ラインから加熱器後に分流された空気を噴出する空気噴出孔を有する請求項５に記載の鋳型製造装置。
【請求項９】
上記排出路から排出される気体を吸引する吸引手段を更に備える請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の鋳型製造装置。
【請求項１０】
コーテッドサンドをキャビティに充填する充填工程と、
上記キャビティに充填した上記コーテッドサンドに水蒸気を供給する水蒸気供給工程と、
上記水蒸気供給工程により水蒸気を含んだ上記コーテッドサンドを乾燥させる乾燥工程とを有し、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の鋳型製造装置を用いる鋳型の製造方法。
【請求項１１】
上記コーテッドサンドを形成する耐火骨材を被覆する水溶性バインダーとして、熱硬化性樹脂、糖類、タンパク質、合成高分子、塩類又は無機高分子のうちから１又は２以上を用いる請求項１０に記載の鋳型の製造方法。
【請求項１２】
上記コーテッドサンドを形成する耐火骨材を被覆する水溶性バインダーとして、アルカリフェノール樹脂を用いる請求項１０に記載の鋳型の製造方法。
【請求項１３】
成形型の注入路の外部開口を覆うよう装着可能な装着面、
この装着面に形成される凹部、
及びこの凹部と外部とを連通する連通路を備え、
上記凹部の装着面側の開口面積が、上記連通路の凹部側の開口面積よりも大きく、
上記凹部により形成される空間部を連通路側及び凹部開口側に区画する隔壁と、この隔壁に形成される貫通孔と、この貫通孔の周囲から連通路側に突設される筒状体とを有する鋳型製造装置用ジャケット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型製造装置、鋳型の製造方法及び鋳型製造装置用ジャケットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、鋳型の製造装置には、自硬性鋳型、シェルモールド型又はインベストメントモールド型等の鋳型の製造方法にあわせた鋳型製造装置が提供されている。水溶性バインダーにより耐火骨材を被覆したコーテッドサンドを用いる鋳型製造装置においては、成形型内に充填したコーテッドサンドに水蒸気を吹き込むことにより、コーテッドサンドが加熱され固化及び硬化する製造装置が提供されている。
【０００３】
このようなコーテッドサンドを用いた鋳型製造装置としては、図８に示す鋳型製造装置（特開２００９−９０３３４号公報参照）及び図９に示す鋳型製造装置（特開２００９−２４１０９４号公報参照）が公知である。
【０００４】
図８に示す鋳型製造装置は、コーテッドサンドを充填可能なキャビティ１０３、上部に設けられキャビティ１０３に連通する注入路１０４、及び下部に設けられキャビティ１０３に連通する排出路１０６を有する成形型１０２を備えている。この排出路１０６には、金網等の網１０５が配設される。また、この鋳型製造装置は、図８（ａ）に示すようにコーテッドサンド１０１を貯留する貯留槽１０７を備えている。この貯留槽１０７は、キャビティ１０３に注入路１０４を介してコーテッドサンド１０１を供給することができる。
【０００５】
また、この鋳型製造装置は、図８（ｂ）に示すように、成形型１０２から貯留槽１０７を外した後に、注入路１０４から水蒸気を供給する水蒸気供給手段を備えている。この水蒸気供給手段は、三箇所の注入路１０４に水蒸気を供給するよう、分岐され三箇所の注入路１０４に合致する給気パイプ１０８を有している。そして、この給気パイプ１０８及び注入路１０４を介してキャビティ１０３に水蒸気が供給され、このキャビティ１０３の気体が上記排出路１０６から排出されている。
【０００６】
この鋳型製造装置では、粘結剤と耐火骨材を含有して調製されるコーテッドサンド１０１を成形型１０２のキャビティ１０３に充填し、このキャビティ１０３に水蒸気を吹き込み、吹き込んだ水蒸気の凝縮潜熱によりコーテッドサンド１０１の温度を上昇させ、次に加熱した気体を成型型１０２内に吹き込むことで、成形型１０２内の凝縮水を蒸発させると共にコーテッドサンド１０１の粘結剤が固化乃至硬化する温度以上に加熱するものであり、キャビティ１０３の温度上昇の速度をより速めて、製造される鋳型の強度の向上を図っている。
【０００７】
図９に示す鋳型製造装置は、水溶性粘結剤が被覆されたコーテッドサンド１０９を成形型１１０のキャビティ１１１に充填し、湿潤させた後、乾燥させることにより鋳型を製造する装置である。この鋳型製造装置は、キャビティ１１１に充填するコーテッドサンド１０９を収容する貯留槽１１２と、この貯留槽１１２に収容されているコーテッドサンド１０９をキャビティ１１１に充填するコーテッドサンド充填手段１１３と、このコーテッドサンド充填手段１１３によるコーテッドサンド１０９の充填時から又は充填後からキャビティ１１１に水蒸気を導入することによりコーテッドサンド１０９の湿潤及び乾燥を行う水蒸気供給手段１１４とを備えている。また、この鋳型製造装置にあっては、水蒸気供給手段１１４が、水蒸気を供給するための配管１１５を有し、この配管１１５がコーテッドサンド充填手段１１３の内部に配設されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−９０３３４号公報
【特許文献２】特開２００９−２４１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図８の鋳型製造装置は、成形型１０２の注入路１０４にそれぞれ合致し連結できる給気パイプ１０８が必要であり、成形型１０２の注入路１０４の形成箇所に合わせて専用の給気パイプ１０８を予め用意しておく必要がある。特に、成形する鋳型の形状変更によってキャビティ１０３の形状変更が生ずると、キャビティ１０３の形状によってはキャビティ１０３への注入路１０４の位置や数を変える必要があるため、型ごとの給気パイプ１０８が必要になる。そのため、現場でのキャビティ１０３の形状の変更が困難であり、またキャビティ１０３の形状変更に伴い給気パイプ１０８を変更する作業が煩雑であり、しかも給気パイプ１０８を間違えて取り付けたりする接続ミスが起こるおそれがある。また、成形型１０２ごとに専用の給気パイプ１０８が必要なので給気パイプ１０８の設置場所を多くとるという不都合がある。一方、給気パイプ１０８の種類を減らすために注入路１０４を一定の箇所に特定個数形成するなどの対策も考えられるが、注入路１０４の位置や数を制限すると、キャビティ１０３に対して望ましい位置で水蒸気などを吹き込むことができなくなり、成形する鋳型のムラが起こり易くなるという不都合が生じるおそれがある。
【００１０】
また、図９の水溶性鋳型の製造装置においても、配管１１５をコーテッドサンド充填手段１１３の内部に配設する必要があり、水蒸気を供給する注入路の部分が制限され、キャビティ１１１の形状の変更は極めて困難である。さらに、キャビティ１１１の形状の変更を行った場合においても、成形する鋳型の形状に合わせて配管１１５の位置や形状を変更することを要し、装置の切り替え作業が極めて煩雑であり、また交換部品の保管場所が必要となるという不都合がある。また、配管１１５の位置や形状を変更しない場合には、成形する鋳型の形状によっては偏りが出て成形する鋳型にムラが起こり易くなるという不都合を生ずるおそれがある。
【００１１】
本発明は、これらの不都合に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、キャビティの形状変更等に基づいてキャビティへの注入路の位置等を変更する必要が生じても、容易且つ確実にキャビティへの注入路の位置又は個数を変更でき、しかもムラのない鋳型を製造することができる鋳型製造装置、鋳型の製造方法及び鋳型製造装置用ジャケットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の鋳型製造装置は、
コーテッドサンドを充填可能なキャビティ、並びにこのキャビティに連通する注入路及び排出路を有する成形型と、
このキャビティにコーテッドサンドを供給するコーテッドサンド供給手段と、
このキャビティに上記注入路を介して気体を供給する気体供給手段と
を備える鋳型製造装置であって、
当接面側に開口する凹部とこの凹部に気体供給手段からの気体を供給する連通路とを有し、この凹部が上記注入路の外部開口を覆うよう成形型に装着可能に構成されるジャケットを備えることを特徴とする。
【００１３】
当該鋳型製造装置にあっては、気体供給手段から供給される気体は連通路を介してジャケットの凹部に供給され、このジャケットの凹部に供給された気体は注入路を介してキャビティに供給される。これにより、鋳型の形状変更によりキャビティの形状変更等の必要が生じ、そのキャビティの形状に適した位置に注入路を形成したい場合にあっても、上記凹部の開口に覆うことのできる範囲で所望箇所及び所望個数の注入路を形成することができる。従って、キャビティの形状に合致した注入路を配設し、ムラのない鋳型を製造することができる。
【００１４】
当該鋳型製造装置は、成形型が、複数の注入路を有し、ジャケットの凹部が、複数の注入路の全てを覆うよう構成されていることが好ましい。これにより、キャビティへの気体の供給を全体に亘り効率的に且つ短時間に行うことができる。また、ジャケットの凹部から等圧の気体が複数の注入路に供給されるため、常に同じ圧力で安定した気体の供給を行うことができる。
【００１５】
当該鋳型製造装置は、上記ジャケットが、凹部により形成される空間部を連通路側及び凹部開口側に区画する隔壁と、この隔壁に形成される貫通孔と、この貫通孔の周囲から連通路側に突設される筒状体とを有することが好ましい。これにより、気体がジャケットの凹部に供給された際に水分が生じたとしても、この水分が凹部開口側に侵入することを隔壁及び筒状体によって規制でき、このため不要な水分がキャビティに侵入するのを防ぐことができる。
【００１６】
当該鋳型製造措置は、気体供給手段が、空気供給ライン、水蒸気供給ライン、二酸化炭素供給ライン及びこれらの各供給ラインの切替及び混合可能な開閉弁を備え、上記空気供給ラインに加熱器が設けられていることが好ましい。これにより、各供給ラインの開閉弁を調整することで、供給する気体を選択することができ、また複数種類の気体を混合することができる。さらに、空気供給ラインに加熱器を設けることで、加熱空気をキャビティに供給することができるので、コーテッドサンドの乾燥に際して加熱空気を供給することができる。
【００１７】
上記空気供給ライン、水蒸気供給ライン及び二酸化炭素供給ラインには流量計及び減圧弁が設けられていることが好ましい。これにより、キャビティに供給される気体の流量や圧力等を調節することができるとともに、複数種類の気体を所望の混合割合で混合してキャビティに供給することができる。
【００１８】
当該鋳型製造装置は、コーテッドサンド供給手段が、注入路を介してコーテッドサンドをキャビティに供給する貯留槽と、この貯留槽内に配設され、コーテッドサンドを予備加熱する予熱器とを有していることが好ましい。これにより、キャビティに供給する前の貯留槽内のコーテッドサンドを予備加熱することができ、コーテッドサンドの表面に付着した水分を除去しておくことができる。
【００１９】
上記気体供給手段は水蒸気供給ラインを備え、上記予熱器は上記水蒸気供給ラインから分流した水蒸気を熱源とすることが好ましい。これにより、キャビティに供給する気体供給手段の水蒸気供給手段を熱源として利用することができ、別途熱源を用意する必要がなく鋳型製造装置のコストを抑えることができる。
【００２０】
上記のように予熱器が水蒸気供給ラインから分流した水蒸気を熱源とする場合、上記予熱器は、上記水蒸気を貫流させる螺旋状の中空管を有することが好ましい。これにより、螺旋状の中空管によって均等かつ効率よくコーテッドサンドを予備加熱することができる。
【００２１】
上記気体供給手段は加熱器が設けられている空気供給ラインを備え、上記予熱器は上記空気供給ラインから加熱器後に分流された空気を噴出する空気噴出孔を有することが好ましい。これにより、加熱空気の吹き出しにより、コーテッドサンドを予備加熱することができ、またコーテッドサンドがダマの状態になることを防止することができる。
【００２２】
当該鋳型製造装置は、排出路から排出される気体を吸引する吸引手段を更に備えることが好ましい。これにより、気体の吹き込みの停滞を防ぎ、キャビティ全体へ効率よく気体を行き渡らせ易い。
【００２３】
さらに、本発明に係る鋳型の製造方法は、
コーテッドサンドをキャビティに充填する充填工程と、
上記キャビティに充填した上記コーテッドサンドに水蒸気を供給する水蒸気供給工程と、
上記水蒸気供給工程により水蒸気を含んだ上記コーテッドサンドを乾燥させる乾燥工程とを有し、
上記構成からなる当該鋳型製造装置を用いる鋳型の製造方法である。
【００２４】
当該鋳型の製造方法によれば、既述の当該鋳型製造装置の利点を奏する。つまり、キャビティの形状変更等により注入路の形成箇所を変更したい場合にあっても、ジャケットの凹部の開口に覆うことのできる範囲で所望箇所及び所望個数の注入路を形成することができ、よってキャビティの形状に合致した注入路を配設し、ムラのない鋳型を製造することができる。
【００２５】
上記コーテッドサンドを形成する耐火骨材を被覆する水溶性バインダーとして、熱硬化性樹脂、糖類、タンパク質、合成高分子、塩類又は無機高分子のうちから１又は２以上を用いることが好ましい。これにより、コーテッドサンドの固化及び硬化を効果的にすることができる。
【００２６】
上記コーテッドサンドを形成する耐火骨材を被覆する水溶性バインダーとして、アルカリフェノール樹脂を用いることが好ましい。これにより、鋳型の品質を向上でき、鋳型製造の作業環境の改善することができる。
【００２７】
また、本発明に係る鋳型製造装置用ジャケットは、
成形型の注入路の外部開口を覆うよう装着可能な装着面、
この装着面に形成される凹部、
及びこの凹部と外部とを連通する連通路を備え、
上記凹部の装着面側の開口面積が、上記連通路の開口面積よりも大きい。
【００２８】
当該鋳型製造装置用ジャケットにあっては、鋳型製造装置の成形型に、この成形型の注入路の外部開口を凹部が覆うよう装着されて用いられる。そして、鋳型製造装置の気体供給手段を連通路に接続することで、気体供給手段から供給される気体が連通路を介してジャケットの凹部に供給され、このジャケットの凹部に供給された気体は注入路を介してキャビティに供給される。このため、鋳型の形状変更によりキャビティの形状変更等の必要が生じ、そのキャビティの形状に適した位置に注入路を形成したい場合にあっても、当該鋳型製造装置用ジャケットの凹部の開口に覆うことのできる範囲で成形型に所望箇所及び所望個数の注入路を形成することができる。従って、キャビティの形状に合致した注入路を配設し、ムラのない鋳型を製造することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、本発明の鋳型製造装置、鋳型の製造方法及び鋳型製造装置用ジャケットは、キャビティの形状変更等に基づいてキャビティへの注入路の位置等を変更する必要が生じても、容易且つ確実にキャビティへの注入路の位置又は個数を変更でき、しかもムラのない鋳型を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋳型製造装置を示す模式的断面図
【図２】図１の鋳型製造装置の貯留層と気体供給手段を示す模式的断面図
【図３】図１の鋳型製造装置のコーテッドサンドの充填工程前の状態を示す模式的断面図
【図４】図１の鋳型製造装置のコーテッドサンドの充填工程を示す模式的断面図
【図５】図１の鋳型製造装置とは異なる第２の実施形態に係る鋳型製造装置を示す模式的断面図
【図６】図１及び図５の鋳型製造装置とは異なる第三の実施形態に係る鋳型製造装置を示す模式的断面図
【図７】本発明の気体の供給手順を示す模式図
【図８】従来の鋳型製造装置を示す模式的断面図
【図９】図９の鋳型製造装置とは異なる従来の鋳型製造装置を示す模式的断面図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参酌しつつ本発明の実施の形態を説明するが、本発明は以下の実施形態の構成に限定されるものではない。
【００３２】
＜第１実施形態＞
図１に示す第１実施形態の鋳型製造装置は、コーテッドサンド６を充填可能なキャビティ７を有する成形型３、成形型３に着脱可能に装着されるジャケット４、気体供給装置５を有しキャビティ７に気体を供給する気体供給手段、及び貯留槽３２を有しキャビティ７にコーテッドサンド６を供給するコーテッドサンド供給手段（図２参照）を備えている。
【００３３】
（成形型３）
成形型３は、上型１及び下型２から構成された縦開きの成形型であり、上型１及び下型２は、キャビティ７を形成する凹部を有し、型閉め時には水蒸気などの気体が漏れないよう加圧状態で閉じられている。また、成形型３は、キャビティ７に連通する注入路８及び排出路９を有している。上型１には、複数の上記注入路８が上部に形成されている。下型２には複数の上記排出路９が下部に形成されている。排出路９のキャビティ７側の開口には、金網などの網１０が配設されており、キャビティ７に充填されるコーテッドサンド６が、排出路９に入り込みにくく且つ通気可能な状態となっている。なお、図１では３つの注入路８と３つの排出路９とを設けたものを図示しているが、注入路８及び排出路９の形成箇所及び形成数は特に限定されるものではなく、製造される鋳型の形状にあわせて注入路８及び排出路９を形成すれば足りる。
【００３４】
（ジャケット４）
ジャケット４は、全体として略方形状の箱型の形状であり、成形型３の装着面側に開口する凹部１１を有する。ジャケット４は、凹部１１によって複数の上記注入路８の外部開口が覆われるようジャケット４は成形型３に装着される。また、ジャケット４は、凹部１１の外側において成形型３の側壁（上型１の上面）に密接する当接面を有し、凹部１１により形成される空間部１２は、後述の連通路１４及び注入路８のみと連通し、その他の部分では気密に設けられる。ここで、ジャケット４は、上記当接面に配設される例えばシリコン製のシールリングを有している。なお、ジャケット４の形状等は限定されるものではなく、例えば有蓋円筒状の形状等も採用可能である。
【００３５】
また、ジャケット４は、この凹部１１に気体供給手段からの気体を供給する連通路１４を有している。この連通路１４は、凹部と外部とを連通するように上記凹部１１の開口と対向する壁面（ジャケット４の上部）に形成されている。この連通路１４は、平面視凹部１１の中央に一箇所設けられている。さらに、連通路１４の凹部１１側の開口面積は、上記凹部１１の装着面側の開口面積よりも小さく設けられている。ここで、連通路１４の凹部１１側の開口面積に対する上記凹部１１の装着面側の開口面積の比は、３倍以上１０００倍以下が好ましく、５倍以上５００倍以下がより好ましく、１０倍以上２００倍以下がさらに好ましい。この開口面積の比が上記下限値未満であると、凹部１１の装着面側の開口が小さくなり過ぎ、この凹部１１によって覆われる領域（注入路８の形成領域）が小さくなり過ぎるおそれがある。一方、上記開口面積の比が上記上限値を超えると、凹部１１が大きくなり過ぎジャケット４が大型化し、取扱に困難となるおそれがある。なお、連通路１４の形成箇所等は限定されるものではなく、複数の連通路１４を設けることも可能であり、またジャケット４の上部中央部以外に設けることも可能であり、さらには凹部１１の側面に形成することも可能である。
【００３６】
（気体供給手段）
気体供給手段は、気体供給装置５を備えるとともに、この気体供給装置５の気体を上記ジャケット４の凹部１１に供給するための配管１６及びこの配管１６とジャケット４の連通路１４とを接続するともに流路を開閉する開閉弁１７をさらに備えている。
【００３７】
上記開閉弁１７は、ジャケット４に付設されており、具体的にはジャケット４の連通路１４の流入口１３（上部開口）に付設されている。
【００３８】
気体供給装置５は、ジャケット４の凹部１１に水蒸気等の気体を供給するための装置である。この気体供給装置５は、図２に示すように、ジャケット４の連通路１４と接続される配管１６に水蒸気を供給する水蒸気供給ライン２０を有するとともに、さらに配管１６に空気を供給する空気供給ライン１８、及び配管１６に二酸化炭素を供給する二酸化炭素供給ライン１９を有している。
【００３９】
空気供給ライン１８、二酸化炭素供給ライン１９及び水蒸気供給ライン２０は、それぞれ開閉弁２８、２９、３０、流量計２１、２４、２６及び減圧弁２２、２５、２７を有しており、さらに、空気供給ラインは加熱器２３を有している。
【００４０】
気体供給手段は、それぞれの気体を混合できる空間部を有する混合部３１を備え、開閉弁２８、２９、３０により、配管１６に供給する気体の切り替えや気体の量の調整をすることができ、また、混合部３１により、気体を混合することができる。流量計２１、２４、２６及び減圧弁２２、２５、２７は、所定の定圧の状態で気体が供給されるよう形成されている。さらに、加熱器２３は、空気を加熱することができ、これにより、配管１６に加熱空気を供給することができる。
【００４１】
さらに、空気供給ライン１８及び水蒸気供給ライン２０は、分岐され、貯留槽３２内に接続される配管（後述）に接続されている。
【００４２】
（コーテッドサンド供給手段）
コーテッドサンド供給手段は、図２〜図４に示すように貯留槽３２を備え、この貯留槽３２は、円筒形状に形成され下部はすり鉢状になっており、貯留槽３２の下部には、シャッター３３を備えた排出路３４が形成されている。
【００４３】
また、コーテッドサンド供給手段は、図３及び図４に示すように、キャビティ７にコーテッドサンド６を供給するに際して貯留槽３２の排出路３４に装着可能なブローヘッド４０を有している。このブローヘッド４０は、上記貯留槽３２の排出路３４に接続される上部開口と、この排出路３４から排出されたコーテッドサンド６を収容可能な収容空間部と、この収容空間部の下方に穿通され成形型３の注入路８に接続可能な連結口４１とを有している。ブローヘッド４０の連結口４１は、成形型３の注入路８の数と同数設けられ、複数の注入路８の配置に対応して配置されている。この連結口４１は、成形型３の注入路８の形状に合致するように形成されている。成形型３の注入路８の配置に変更が生じた場合には、連結口４１は、貯留槽３２のブローヘッド４０の連結口４１部分の交換またはブローヘッド４０の交換により成形型３の注入路８にあわせられる。
【００４４】
上記コーテッドサンド供給手段は、図２に示すように、貯留槽３２内に配設され、コーテッドサンドを予備加熱する予熱器（図３及び図４においては図示省略）を有している。この予熱器は、熱交換器３５及び流動用気体分岐管３６を有している。流動用気体分岐管３６は、水蒸気供給ライン２０から分流した水蒸気を熱源とするものであり、水蒸気を貫流させる螺旋状の中空管を有している。具体的には、この中空管は、貯留槽３２の軸線を取り囲むように螺旋状に配設されている。なお、熱交換器３５の中空管は、構造的に熱交換能力を向上させるために、複数の中空間部を縦列、並列状又は同心円状に形成されてもよい。また、螺旋状として、円錐形、円筒形及び太鼓形に設けてもよく、平面渦巻状に設けても、楕円状や四角形状に形成してもよい。
【００４５】
熱交換器３５の中空管は、特に限定されないが、熱伝導率が良いものであればよく、例えば、金属、陶磁器、繊維強化プラスチック、プラスチックを用いることができ、熱伝導率が高い銅製がより好ましい。
【００４６】
熱交換器３５の一方の端部には、水蒸気供給ライン２０に接続されている配管と接続されており、もう一方の端部は、貯留槽３２の外部に出されており、水蒸気供給ライン２０より供給された水蒸気が外部に排出される。
【００４７】
流動用気体分岐管３６は、空気供給ライン１８から加熱器２３後に分流された空気を噴出する空気噴出孔３８を有している。この流動用気体分岐管３６は、空気供給ライン１８に接続され貯留槽３２の軸線位置に配設された直管部３９、この直管部３９の下端部にリング状に形成されている径違いの２つの環状管部３７、直管部３９より分岐された分岐管及び直管部３９と２つの環状管部３７とを接続する連結管を有している。この直管部３９、環状管部３７、分岐管及び連結管は、中空管により形成されており、直管部３９より分岐した上記分岐管より、上記連結管に接続され、空気供給ライン１８より加熱空気が供給される。また、直管部３９、環状管部３７、分岐管及び連結管は、特に限定されないが、熱伝導率が良いものであればよく、例えば、金属、陶磁器、繊維強化プラスチック、プラスチックを用いることができ、熱伝導率が高い銅製がより好ましい。
【００４８】
また、環状管部３７には、複数の空気噴出孔３８が形成されている。空気噴出孔３８は、環状管部３７の下側に形成されているのが好ましく、さらに斜め下や真下に形成されているのがより好ましい。これにより、コーテッドサンド６の管内流入による詰り又は加熱空気のショートパスなどが生じにくくなる。また、空気噴出孔３８は、等間隔で環状管部３７に設けられている。空気噴出孔３８の孔径としては、特に限定されないが、０．３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４９】
なお、流動用気体分岐管３６は、気体吹出孔３８が貯留槽３２の下部から噴出できる構成であれば、その形状は特に限定されない。
【００５０】
（コーテッドサンド）
キャビティ７に充填するコーテッドサンド６は、耐火骨材とこの耐火骨材を被覆する水溶性バインダーにより形成されている。
【００５１】
上記耐火骨材として、従来から鋳型用に用いられている各種の耐火骨材を用いることができる。具体的には、ケイ砂、クロマイト砂、ジルコン砂、オリビン砂、アルミナサンド、合成ムライト砂等を用いることができる。また、これらの耐火骨材は、新砂、又は鋳物砂として鋳型の造型に一回或いは複数回使用された再生砂若しくは回収砂であっても良く、これらの混合砂であっても良い。上記耐火性骨材の粒度としては、ＡＦＳ指数で４０以上８０以下の粒度のものが好ましく、より好ましくは５０以上７０以下の粒度のものがより好ましい。
【００５２】
上記水溶性バインダーは粘結剤とも呼ばれるものであり、上記水溶性バインダーとして、熱硬化性樹脂、糖類、タンパク質、合成高分子、塩類、無機高分子を用いることができる。これらは単独で用いても良く、二つ以上を選択して用いても良い。
【００５３】
上記水溶性バインダーとして用いられる熱硬化性樹脂として、レゾール型、ノボラック型、ベンジリックエーテル型等のフェノール樹脂、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を用いることができる。これら樹脂に添加される硬化剤として、イソシアネート化合物、有機エステル類、ヘキサメチレンテトラミン等を用いることができ、硬化触媒として第三級アミン、ピリジン誘導体、有機スルホン酸等を用いることができる。
【００５４】
また、上記熱硬化性樹脂の中では、フェノール樹脂が好ましい。このフェノール樹脂は、フェノール類とホルムアルデヒド類を反応触媒の存在下で反応させることによって調製することができる。
【００５５】
上記フェノール類とは、フェノール又はフェノールの誘導体のことである。例えばフェノールの他に、ｍ−クレゾール、レゾルシノール、３，５−キシレノールなどの３官能性のもの、ビスフェノールＡ、ジヒドロキシジフェニルメタンなどの４官能性のもの、ｏ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ｐ−ｔｅｒ−ブチルフェノール、ｐ−フェニルフェノール、ｐ−クミルフェノール、ｐ−ノニルフェノール、２，４又は２，６−キシレノールなどの２官能性のｏ−又はｐ−置換のフェノール類を用いることができ、さらに塩素又は臭素で置換されたハロゲン化フェノールなども用いることができる。また、これらは単独で用いても複数を混合して用いても良い。
【００５６】
また、ホルムアルデヒド類は、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド、トリオキサン、テトラオキサンのような形態のものを用いても良く、ホルムアルデヒドの一部をフルフラールやフルフリルアルコールに置き換えて使用しても良い。このうちホルムアルデヒド類は、水溶液の形態で用いることが最適であり、ホルマリンが好適なものとして挙げられる。
【００５７】
上記のフェノール類とホルムアルデヒド類との配合比率は、フェノール類とホルムアルデヒドのモル比が１：０．６〜１：３．５の範囲になるのが好ましく、１：１．５〜１：２．５の範囲になるのがより好ましい。
【００５８】
熱硬化性樹脂に用いる反応触媒として、例えばノボラック型フェノール樹脂を調製する場合は、塩酸、硫酸、リン酸等の無機酸、あるいはシュウ酸、パラトルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、キシレンスルホン酸等の有機酸、さらに酢酸亜鉛などを用いることが好ましい。また、レゾール型フェノール樹脂を調製する場合は、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の酸化物や水酸化物を用いることができ、さらにジメチルアミン、トリエチルアミン、ブチルアミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、ジエチレントリアミン、ジシアンジアミド等の脂肪族の第１級、第２級、第三級アミンを用いることや、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン等の芳香環を有する脂肪族アミン、アニリン、１，５−ナフタレンジアミン等の芳香族アミン、アンモニア、ヘキサメチレンテトラミン等、その他二価金属のナフテン酸や二価金属の水酸化物等を用いることが好ましい。
【００５９】
また、フェノール樹脂を希釈して使用する場合、希釈用の溶剤としてはアルコール類、ケトン類、エステル類、多価アルコール等を用いても良い。
【００６０】
上記フェノール樹脂の一例として、水溶性アルカリフェノール樹脂（レゾール樹脂）が好適に用いることができる。水溶性アルカリフェノール樹脂とは、フェノール類を大量のアルカリ性物質の存在下において、例えば、フェノール類に対するアルカリ性物質のモル数が、０．０１〜２．０倍モル程度となる割合において、アルデヒド類と反応させることによって得られるアルカリ性のフェノール樹脂（レゾール樹脂）である。上記アルカリ性物質として、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム等のアルカリ金属の水酸化物などを用いることができ、これらを単独あるいは２種以上を混合して用いる。
【００６１】
水溶性バインダーとして用いられる糖類として、単糖類、少糖類、多糖類等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ても複数種を併用して用いても良い。
【００６２】
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用いることができ、少糖類として、マルトース（麦芽糖）、スクロース（ショ糖）、ラクトース（乳糖）、セロビオース等の二糖類を用いることができる。
【００６３】
多糖類として、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、セルロース、でんぷん等を用いることができる。上記でんぷんとして、未加工でんぷん及び加工でんぷんを用いることができる。具体的には、未加工でんぷんとして、馬鈴薯でんぷん、コーンスターチ、ハイアミロース、甘藷でんぷん、タピオカでんぷん、サゴでんぷん、米でんぷん、アマランサスでんぷんを用いることができ、加工でんぷんとして、焙焼デキストリン、酵素変性デキストリン、酸処理でんぷん、酸化でんぷん、ジアルデヒド化でんぷんを用いることができる。また、エーテル化でんぷんとしてカルボキシメチルでんぷん、ヒドロキシアルキルでんぷん、カチオンでんぷん、メチロール化でんぷん等を用いることができ、エステル化でんぷんとして、酢酸でんぷん、リン酸でんぷん、コハク酸でんぷん、オクテニルコハク酸でんぷん、マレイン酸でんぷん、高級脂肪酸エステル化でんぷんを用いることができる。さらに、架橋でんぷん、クラフト化でんぷん、湿熱処理でんぷん等も用いることができる。
【００６４】
上述以外にも、アラビアガム、トラガントガム、キサンタンガム、グアーガム、ローカストビーンガム、ジェランガム、アルギン酸、カラギーナン、半合成高分子のメチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、カチオン化セルロース等の植物粘質物のガム類を用いても良い。
【００６５】
糖類、特に多糖類の硬化剤として、カルボン酸を用いてもよい。カルボン酸として、特に限定されないが、シュウ酸、マレイン酸、コハク酸、クエン酸、ブタンテトラジカルボン酸、メチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体等を用いることができる。
【００６６】
水溶性バインダーとして用いられるタンパク質として、ゼラチン、膠等を用いることができる。
【００６７】
水溶性バインダーとして用いられる合成高分子として、ポリエチレンオキシド、ポリ−α−ヒドロキシアクリル酸、アクリル酸系共重合体、アクリル酸エステル系共重合体、メタクリル酸エステル系、ノニオン系ポリアクリルアミド、アニオン系ポリアクリルアミド、カチオン系ポリアクリルアミド、ポリアミノアルキルメタクリレート、アクリルアミド／アクリル酸共重合体、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、スルホン化マレイン酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルメチルエーテル、ポリエーテル変性シリコーン、またはこれらの変性物などを用いることができる。また、これらは単独で用いても複数を選択して用いても良い。
【００６８】
水溶性バインダーとして用いられる塩類として、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、鉄、チタン、アルミニウム等の金属の塩化物や、臭化物、炭酸塩、硫酸塩、ホウ酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等の無機塩を用いることができる。
【００６９】
水溶性バインダーとして用いられる無機高分子として、水ガラス、コロイダルシリカ、アルキルシリケート、ベントナイト、セメント等を用いることができる。
【００７０】
耐火骨材と水溶性バインダー配合量は、耐火骨材１００質量部に対して固形分換算で、０．３質量部以上５質量部以下の割合で水溶性バインダーが配合されるのがよく、０．５質量部以上３質量部以下の割合で配合されるのがより好ましい。
【００７１】
また、コーテッドサンド６は、耐火骨材と水溶性バインダーとを混練又は混合して耐火骨材の表面を水溶性バインダーにて被覆した後、水溶性バインダーの水分を蒸散させることにより、常温流動性を有する乾態の粉末状水溶性バインダー被覆耐火骨材にしたものである。このような水溶性バインダーの水分の蒸散は、水溶性バインダーの硬化が進む前に迅速に行われる必要があり、一般に５分以内、好ましくは２分以内に含有水分を飛ばして、乾態の粉末状水溶性バインダー被覆耐火骨材にしている。
【００７２】
水溶性バインダーの水分を迅速に蒸散するための一つの手段として、予め加熱した耐火性骨材と水溶性バインダーを混練又は混合する方法がある。この予め加熱された耐火骨材と水溶性バインダーを混練又は混合することにより、水溶性バインダーの水分は、加熱された耐火骨材の熱にて迅速に蒸散するため、水溶性バインダー被覆耐火骨材の水分率を効率よく低下させ、常温流動性を有する乾態のコーテッドサンド６を好適に得ることができる。なお、耐火骨材の予熱温度としては、水溶性バインダーの含有水分量やその配合量等に応じて適宜に選定されることとなるが、１００℃以上１４０℃以下の温度に加熱しておくことが好ましい。この予熱温度が低くなり過ぎると水分の蒸散を効果的に行えず、また予熱温度が高くなり過ぎると水溶性バインダーの硬化が進む恐れがある。
【００７３】
上述のように形成されたコーテッドサンド６は、水分率が０．５質量％以下であることが好ましく、０．３質量％以下がより好ましい。これにより、サラサラな乾態の粉体となって、常温流動性が付与された優れた特性を有するコーテッドサンド６となる。
【００７４】
（鋳型の製造方法）
次に、第１の実施形態である鋳型製造装置を用いた鋳型の製造方法について、図１、図３及び図４を用いて説明する。
【００７５】
当該鋳型製造装置を用いた鋳型の製造方法は、コーテッドサンド６をキャビティ７に充填する充填工程、キャビティ７に充填したコーテッドサンド６に水蒸気を供給する水蒸気供給工程、及び水蒸気供給工程により水蒸気を含み湿ったコーテッドサンド６を乾燥させる乾燥工程を有している。
【００７６】
上記充填工程に関して説明する。図３に示すように、貯留槽３２内に内蔵したコーテッドサンド６をキャビティ７に充填する前に、予熱器によりコーテッドサンド６を予熱する。予熱器でコーテッドサンド６を予熱する温度は、３０℃以上が好ましく、６０℃以上８０度以下がより好ましい。予熱する温度が、上記温度以上であると、水分除去を効率よく行うことができ、上記温度以下であれば、コーテッドサンドの劣化による強度低下を防ぐことができる。
【００７７】
次に図４に示すように、貯留槽３２に配設されたブローヘッド４０の連結口４１を成形型３の注入路８の開口に合致させた後、シャッター３３を開いてコーテッドサンド６を成形型３のキャビティ７内に充填させる。このとき、貯留槽３２内を密封させて、貯留槽３２内に空気を吹き込んだり、ブローヘッド４０内に空気を吹き込んだりすることで貯留槽３２やブローヘッド４０内を加圧し、コーテッドサンド６を空気圧で成形型３内に吹き込むことにより充填してもよい。また、排出路９の開口は、網１０で塞がれているので、コーテッドサンド６は排出路９から漏れ出しにくくなっている。
【００７８】
次に、水蒸気供給工程及び乾燥工程について説明する。成形型３内にコーテッドサンド６を充填した後、成形型３の注入路８の開口から貯留槽３２を外し、気体供給手段からの配管１６と接続される連通路１４を有するジャケット４を成形型３の注入路８の開口が覆われるよう成形型３の上面に合致させる。これにより、ジャケット４の凹部とジャケット４と接する成形型３の上面とで形成される空間部１２に注入路８が連通する状態となる（図１参照）。
【００７９】
そして、図１の状態で、開閉弁１７を開き、気体供給手段からの気体を成形型３内へ供給する。気体供給手段より供給される気体は、連通路１４を通って空間部１２に送り込まれ、空間部１２から注入路８を通ってキャビティ７内に吹き込まれる。
【００８０】
水蒸気供給工程では、水蒸気を気体供給手段より供給し、乾燥工程では、二酸化炭素及び加熱空気を気体供給手段より供給するが、気体供給手段から各種気体を供給する手順については、以下に説明する。
【００８１】
まず、第１段階として、成形型３のキャビティ７に水蒸気を供給する。水蒸気を供給する際は、図２に示す気体供給手段（気体供給装置５）の空気供給ライン１８及び二酸化炭素供給ライン１９の開閉弁を閉じた状態にする。一定時間、キャビティ７内に吹き込んだ水蒸気によりコーテッドサンド６を湿らせ、第２段階として、水蒸気の供給を停止し、二酸化炭素をキャビティ７に供給する。その際、水蒸気供給ライン２０の開閉弁３０を閉じた状態にし、二酸化炭素供給ライン１９の開閉弁２９を開いた状態にする。一定時間、二酸化炭素を供給し中和反応させ、第３段階として、二酸化炭素の供給を停止し、加熱空気を供給する。その際、二酸化炭素供給ライン１９の開閉弁２９を閉じた状態にし、空気供給ライン１８の開閉弁２８を開いた状態にする。これにより、コーテッドサンドを加熱して固化又は硬化させるとともに乾燥させる。また、供給された気体は、排出路９より排出される。
【００８２】
上述の水蒸気、二酸化炭素及び加熱空気の供給手順は、図７（ａ）に示すようにそれぞれの気体を順番に供給したものである。一方、気体の供給は、混合した気体を供給してもよく、例えば図７（ｂ）に示すように、第１段階で水蒸気及び二酸化炭素を供給し、第２段階で二酸化炭素及び加熱空気を供給し、第三段階で加熱空気のみを供給してもよい。また、図７（ｃ）に示すように、第１段階で水蒸気、二酸化炭素及び加熱空気を供給し、第２段階で二酸化炭素及び加熱空気を供給し、第三段階で加熱空気を供給してもよく、図７（ｄ）に示すように、第１段階で水蒸気及び二酸化炭素を供給し、第２段階で二酸化炭素を供給し、第三段階で加熱空気を供給してもよい。あるいは、図７（ｅ）に示すように、第１段階で水蒸気を供給し、第２段階で二酸化炭素及び加熱空気を供給し、第三段階で加熱空気を供給してもよく、図７（ｆ）に示すように、第１段階で水蒸気を供給し、第２段階で二酸化炭素を供給し時間をおいて加熱空気を供給し、第三段階で加熱空気を供給してもよい。図７の（ｂ）から（ｆ）に示すように、それぞれの気体を混合して供給することにより、それぞれの気体による作用が同時進行され気体の供給時間を短縮することができる。上述のように、気体供給手段より供給する気体の順序は、最初に水蒸気を供給し途中で水蒸気の供給を停止し、最後に加熱空気の供給があるという順序であれば、どのような組み合わせでもよい。したがって、水蒸気供給工程と乾燥工程は並行に行ってもよい。なお、用いられる水溶性バインダーによっても異なるが、コーテッドサンド６の固化又は硬化は、水蒸気供給工程から乾燥工程において、又は乾燥工程において行われる。
【００８３】
なお、二酸化炭素を供給することによりコーテッドサンド６を中和反応させ、コーテッドサンドの６の固化及び硬化を促進させているが、二酸化炭素供給による中和反応を必要としない水溶性バインダーが用いられるコーテッドサンド６の場合は、二酸化炭素の供給を省いてもよい。また、コーテッドサンド６の乾燥や固化及び硬化を加熱空気以外の方法で行う場合は、加熱空気の供給を省いてもよい。
【００８４】
気体供給手段による水蒸気の供給は、０．０３Ｍｐａ以上０．５Ｍｐａ以下の圧力で供給されるのが好ましく、０．０５Ｍｐａ以上０．１５Ｍｐａ以下がより好ましい。また、供給される水蒸気の温度は、８０℃以上１２０℃以下が好ましく、９５℃以上１０５℃以下がより好ましい。この際の第１段階における水蒸気の供給時間は、３秒以上３０秒以下が好ましく、５秒以上１５秒以下がより好ましい。
【００８５】
気体供給手段による二酸化炭素の供給は、０．０３Ｍｐａ以上０．５Ｍｐａ以下の圧力で供給されるのが好ましく、０．１Ｍｐａ以上０．３Ｍｐａ以下がより好ましい。また、供給される二酸化炭素の温度は、常温以上６０℃以下が好ましく、４０℃以上６０℃以下がより好ましい。これにより、キャビティ７内の温度変化を抑えることができる。また、二酸化炭素の時間あたりの供給量は、１００リットル／秒以下が好ましく、５リットル／秒以上３０リットル／秒以下がより好ましい。この際の二酸化炭素の供給時間は、５秒以上６０秒以下が好ましい。
【００８６】
気体供給手段による加熱空気の供給は、０．０３Ｍｐａ以上０．５Ｍｐａ以下の圧力で供給されるのが好ましく、０．０５Ｍｐａ以上０．２５Ｍｐａ以下がより好ましい。また、供給される加熱空気の温度は、６０℃以上２００℃以下が好ましく、１２０℃以上１６０℃以下がより好ましい。これにより、キャビティ７内のコーテッドサンド６の乾燥を効果的に行うことができる。また、加熱空気の時間あたりの供給量は、３０リットル／秒以上４００リットル／秒以下が好ましい。この際の加熱空気の供給時間は、１５秒以上１８０秒以下が好ましい。なお、これらの気体の条件は、成形型の大きさによって変動するため、特に限定されるものではない。
【００８７】
（利点）
当該鋳型製造装置にあっては、気体供給手段から供給される気体は連通路１４を介してジャケット４内の空間部１２に供給され、このジャケット４に供給された気体は複数の注入路８を介してキャビティ７に供給される。
【００８８】
このため、鋳型の形状変更によりキャビティ７の形状変更を行う場合に、そのキャビティ７の形状に適した位置に注入路８を配設し易い。したがって、所望位置に配設した注入路８によって、ムラのない鋳型を製造することができる。
【００８９】
また、当該鋳型製造装置は、上記注入路８の位置変更の際に、成形型３の注入路８の外部側開口にあわせた気体の流路を新たに設ける必要がなく、さらに成形型３自体を交換し別の成形型の注入路の配置等が変更した際に、注入路８をジャケット４の凹部１１で覆うようジャケット４を成形型３に装着することで、同じジャケット４で同様の気体供給を行うことができる。このため、注入路８へ気体を供給する設備は、ジャケット４のみを用意しておけばよく、成形型の交換に応じて異なる配管設備等用意しなくてもよい。また、成形型交換に必要な部品の保管スペースもコンパクト化できる。
【００９０】
また、例えば、複数の注入路８へ気体を供給した場合、それぞれの注入路８への配管の長さの違いから気体の圧力や温度が変化する場合があるが、当該鋳型製造装置においては、ジャケット４内からそれぞれの注入路８へ等温等圧で気体が供給されるため、常に同じ圧力で安定した気体の供給をすることができる。
【００９１】
さらに、気体供給手段が、水蒸気供給ライン２０、二酸化炭素供給ライン１９、空気供給ライン１８及びこれらの各供給ラインの切り替え及び混合可能な開閉弁を備えているため、各供給ラインの気体を切り替えることや複数の気体を選択して混合することができる。また、各供給ラインに流量計２６及び減圧弁２７が設けられているため、気体を定圧の状態で成形型３内のキャビティ７に供給することができる。
【００９２】
また、第１の実施形態である鋳型製造装置は貯留槽３２に予熱器を有していることにより、コーテッドサンド６の表面に付着した水分を、コーテッドサンドをほとんど劣化させることなく除去することができ、コーテッドサンドの流動性をさらに高めることができる。また、水蒸気を供給したときに生じる結露水を少なくすることができる。そして、熱交換器３５により、熱交換器３５の周辺のコーテッドサンド６は、均等かつ効率よく熱交換をうけることにより、所望温度への予熱が円滑にでき、螺旋状に形成された熱交換器３５と流動用気体分岐管３６で構成される予熱器との組合せにより、コーテッドサンド６の自重による下方への移動を効果的に促し、熱交換器３５等へのコーテッドサンド６の付着や接触を防止することができ、貯留槽３２から成形型３内のキャビティ７へのコーテッドサンド６の排出を円滑にすることができる。また、流動用気体分岐管３６により吹き出される加熱空気とコーテッドサンド６が熱交換され、さらに吹き出される加熱空気により流動するコーテッドサンド６と接するコーテッドサンド６と熱交換されることにより、コーテッドサンド６を所望の温度に予熱することができる。さらに、加熱空気が吹き出されることにより、コーテッドサンド６が流動状態で予熱されるので、コーテッドサンド６がダマの状態になることや予熱の偏りが生じたりする可能性がすくない。
【００９３】
また、コーテッドサンド６を形成する耐火骨材を被覆する水溶性バインダーとして、熱硬化性樹脂、糖類、タンパク質、合成高分子、塩類又は無機高分子のうちから１又は２以上を用いることにより、コーテッドサンド６を効果的に固化及び硬化させることができる。
【００９４】
さらに、アルカリフェノール樹脂を用いることにより、欠陥が少ない等の製造する鋳型の品質を向上でき、造型時の臭気臭が少ない等の鋳型製造の作業環境を改善することができる。
【００９５】
＜第２実施形態＞
次に、第２の実施形態である鋳型製造装置について、図５を用いて説明する。
【００９６】
図５に示す鋳型製造装置は、２つの空間部５４、５７を有するジャケットを備えている。このジャケットは、連通路６１が形成される上部体５１、及び後述する隔壁５６と貫通孔５８と筒状体５９とが形成される下部体５２を備え、上部体５１と下部体５２とが一体的に接合されて形成されている。
【００９７】
図５に示すジャケットは、第１実施形態と同様に成形型３の注入路８の外部開口を覆うよう形成された凹部５５を有している。上記ジャケットは、この凹部５５によって形成される空間部を連通路６１側の上部空間部５７及び凹部５５の開口側の下部空間部５４に区画する隔壁５６と、この隔壁５６に形成される複数の貫通孔５８と、これらの貫通孔５８の周囲から連通路６１側に突設される筒状体５９とを有している。この隔壁５６によって区画される上部空間部５７と下部空間部５４とは、貫通孔５８により連通されており、下部空間部５４と成形型３内のキャビティ７とは、複数の注入路８を介して接続されている。また、ジャケットは、上部空間部５７に連通するドレイン孔６０を有しており、このドレイン孔６０は、筒状体５９の上端よりも低い位置に形成されている。また、このドレイン孔６０は、開閉弁を介在し配管に接続されている。なお、このドレイン孔６０は、ジャケットの下部体５２に形成されている。
【００９８】
連通路６１は、気体供給手段に連通しており、気体供給手段（気体供給装置５）から供給された気体が、連通路６１を介して上部空間部５７に供給され、貫通孔５８を介して下部空間部５４に供給される。その後、下部空間部５４に供給された気体が、注入路８を介し成形型３内のキャビティ７に供給される。
【００９９】
また、成形型３の下部には、複数の排出路９が形成されており、これら排出路９には、配管が接続されており、これら配管は一つの配管に合流するよう接続されており、これら配管の合流部の排出側に吸引機６２が配設されている。この吸引機６２により、成形型３内に供給された気体を吸引機６２で吸引している。なお、吸引機６２は、それぞれの排出路９に接続されている配管にそれぞれ配設されてもよい。
【０１００】
第２実施形態の鋳型製造装置を用いることにより、連通路６１から供給された水蒸気は、上部空間部５７に供給され、その後、貫通孔５８を通って下部空間部５４に送り込まれる。下部空間部５４に送り込まれた水蒸気は、それぞれの注入路８を通って、成形型３内のキャビティ７に供給される。この際、上部空間部５７内に供給された水蒸気の余分な水滴は、上部空間部５７の底に貯まることになり、この貯まった水は、ドレイン孔６０から外部へ排出される。これにより、水滴がキャビティ７に侵入することを防ぐことができ、コーテッドサンド６の湿り状態のバラツキによる固化及び硬化のムラが生じるのを防ぐことができる。
【０１０１】
また、キャビティ７に供給された気体は、排出路９から吸引機６２により吸引され外部へと排出される。これにより、キャビティ７内の気体の吹き込みの停滞を防ぎ、キャビティ７内全体へ効率よく気体を行き渡らせることができると共に、キャビティ７内の通気の悪い箇所へも十分通気させることができる。特に複雑な形状の鋳型用の成形型３のキャビティ７も複雑な構造になるため、このような構造のキャビティ７への通気を全体に滞りなく行うことができる。これにより、鋳型の造形不良が起こりにくく、成形型の改造を行わず複雑な構造の鋳型の成形が可能となる。
【０１０２】
＜第三実施形態＞
次に図６を用いて、本発明の第三の実施形態である鋳型製造装置を説明する。
【０１０３】
第三の実施形態においては、製造される鋳型の形状にあわせるため、成形型７１内のキャビティの形状及び注入路７２の形状と数は、第１実施形態の鋳型製造装置とは異なっているが、気体供給手段及びジャケット４は、第１実施形態の鋳型製造装置と同様の構成となっている。このように注入路の数や形状が変わっても、注入路にあわせた気体供給用部品を新たに用意することなく、本発明のジャケット４を用いることができる。つまり、製造される鋳型の形状に応じた気体の連通路に供給する水蒸気の流路を新たに形成せず、同一のジャケット４を用いることができる。
【０１０４】
＜その他の実施形態＞
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、以下の実施形態も有する。
【０１０５】
当該鋳型製造装置おいては、成形型３は左右横開きの構成であってもよい。また、ジャケット４は、成形型に応じて成形型３の側面側又は下面側に付設されてもよく、それぞれの面に複数配設されてもよい。連通路１４においても、流入口１３及び流出口１５を直線状に連結させた形状に限定されず、ジャケット４内で連通路が分岐し、分岐した連通路のそれぞれの開口となる流出口を複数有した構成でもよい。また、空間部１２に流出口１５から配管が突出した形状でもよく、この配管が空間部内で分岐された構成であってもよい。また、ジャケット４は、水滴を排出するドレイン孔を有していてもよい。これにより、ジャケット４の空間部１２に溜まる水滴を排出することができる。
【０１０６】
また、上記実施形態のジャケットの凹部は略方形状のものを図示しているが、この凹部の形状は方形状のものに限定されるものではなく、例えば略半球状や、下拡がりの略角錐状等、種々の形状のものを採用可能である。
【０１０７】
また、気体供給手段の混合部３１は、各気体を混合させやすくするために通気口をそれぞれ斜めに取り付けてもよく、混合部３１内部に混合用の羽根及びスタティックミキサーを配設してもよい。さらに、貯留槽３２の予熱器の熱源としては、加熱用のヒーターを用いたものでもよい。また、混合部３１及びジャケット４は、予熱しておくことが好ましく、この予熱の熱源として、水蒸気供給ライン２０又は加熱器２３後に分流した空気供給ライン１８から混合部３１及びジャケット４に接続される配管を設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
以上のように、本発明の鋳型製造装置は、自動車部品の製造に使用される鋳型等の種々の鋳型の製造に好適に使用される。
【符号の説明】
【０１０９】
１  上型
２  下型
３  成形型
４  ジャケット
５  気体供給装置
６  コーテッドサンド
７  キャビティ
８  注入路
９  排出路
１０  網
１１  凹部
１２  空間部
１３  流入口
１４  連通路
１５  流出口
１６  配管
１７  開閉弁
１８  空気供給ライン
１９  二酸化炭素供給ライン
２０  水蒸気供給ライン
２１  流量計
２２  減圧弁
２３  加熱器
２４  流量計
２５  減圧弁
２６  流量計
２７  減圧弁
２８  開閉弁
２９  開閉弁
３０  開閉弁
３１  混合部
３２  貯留槽
３３  シャッター
３４  排出路
３５  熱交換器
３６  流動用気体分岐管
３７  環状管部
３８  空気噴出孔
３９  直管部
４０  ブローヘッド
４１  連結口
５１  上部体
５２  下部体
５４  下部空間部
５５  凹部
５６  隔壁
５７  上部空間部
５８  貫通孔
５９  筒状体
６０  ドレイン孔
６１  連通路
６２  吸引機
７１  成形型
７２  注入路
【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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