(57)【要約】【課題】成形型を複雑な構造にする必要がない鋳型製造装置を提供する。【解決手段】注入口１を設けた成形型２と、粘結剤コーテッドサンド３を注入口１から成形型２内に注入して充填するサンド供給ヘッド４と、成形型２内に注入口１から水蒸気を吹き込んで粘結剤コーテッドサンド３を固化乃至硬化させる水蒸気供給ヘッド５を備える。粘結剤コーテッドサンド３を補給する位置と、粘結剤コーテッドサンド３を注入する成形型２の直上位置の間でサンド供給ヘッド４を横移動するサンドヘッド横移動装置６と、成形型２を型開きする際に注入口１に差し込んで、注入口１内の粘結剤コーテッドサンド３を排出する押出しピン７を備える。押出しピン７をサンド供給ヘッド４と一体的に連結し、サンドヘッド横移動装置６でサンド供給ヘッド４を粘結剤コーテッドサンド３の補給位置に移動させた際に押出しピン７を注入口１に差し込む成形型２の直上位置に移動させるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に注入口を設けた成形型と、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注入口から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注入口から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を具備した鋳型製造装置であって、サンド供給ヘッドに粘結剤コーテッドサンドを補給する位置と、注入口に粘結剤コーテッドサンドを注入する成形型の直上位置との間でサンド供給ヘッドを横移動させるサンドヘッド横移動装置と、粘結剤コーテッドサンドを固化乃至硬化させた後に成形型を型開きする際に注入口に差し込まれ、注入口内の固化乃至硬化した粘結剤コーテッドサンドを押出し排出する押出しピンを備え、押出しピンをサンド供給ヘッドと一体的に連結すると共に、サンドヘッド横移動装置でサンド供給ヘッドを粘結剤コーテッドサンドの補給位置に移動させた際に押出しピンを注入口に差し込む成形型の直上位置に移動させるようにして成ることを特徴とする鋳型製造装置。
【請求項２】
上記成形型は上下方向に分離させて型開きする水平割り型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】
サンド横移動装置の作動によって移動するサンド台車と、サンド台車に連結されて共に移動するピン台車を備え、サンド台車に上記サンド供給ヘッドを設けると共にピン台車に上記押出しピンを設け、且つ、押出しピンが成形型の直上位置に移動したときに作動し、押出しピンを下動させて押出しピンを成形型の注入口に差し込ませるピン昇降装置をピン台車に設けて成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】
上記サンド供給ヘッドは上下動可能に形成されており、サンド供給ヘッドが成形型の直上位置に移動した際に作動し、サンド供給ヘッドを押し下げて、サンド供給ヘッドの粘結剤コーテッドサンドを吐出するノズル口を成形型の注入口に接続させるサンドヘッド昇降装置を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鋳型製造装置。
【請求項５】
成形型内に水蒸気を吹き込む成形型の直上位置と、成形型から横に外れる位置との間で水蒸気供給ヘッドを横移動させる蒸気ヘッド横移動装置を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の鋳型製造装置。
【請求項６】
上記水蒸気供給ヘッドは上下動可能に形成されており、上記のサンドヘッド昇降装置は、水蒸気供給ヘッドが成形型の直上位置に移動したときに、サンド供給ヘッドを押し下げることによってサンド供給ヘッドで水蒸気供給ヘッドを押えて押し下げ、水蒸気供給ヘッドの水蒸気を吐出するノズル口を成形型の注入口に密着させ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】
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。
【０００９】
また上記の特許文献２，３に記載されるような成形型を用いて鋳型を製造するにあたって、成形型には上面に設けた注入口から粘結剤コーテッドサンドを注入して充填し、さらにこの注入口から水蒸気を吹き込んで、成形型内の粘結剤コーテッドサンドを固化乃至硬化させることになる。そしてこの場合、成形型の注入口部分に充填されている粘結剤コーテッドサンドも水蒸気の作用で固化乃至硬化することになるが、注入口内が固化乃至硬化した粘結剤コーテッドサンドで詰まると、成形型を型開きして成形された鋳型を脱型するにあたって鋳型を成形型から取り出すことが困難になる。特に成形型が上型と下型から構成され、上下に割って型開きする水平割り型の場合、注入口は上型に設けられており、注入口の部分は型割りされないので、注入口内には固化乃至硬化した粘結剤コーテッドサンドが詰まったままになっている。
【００１０】
そこでこのような水平割りの成形型には、押出しピンを設けて、型開きする際に押出しピンを注入口に差し込み、注入口内に詰まった粘結剤コーテッドサンドを押し出して、成形型からの鋳型の脱型が容易に行なわれるようにしている。
【００１１】
従ってこの場合も、成形型に押出しピンと、押出しピンを作動させる機構を設ける必要があり、成形型の構造が複雑になって設備コストが高くなるという問題があった。
【００１２】
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、また鋳型の製造サイクルの効率を高め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】
【００１３】
本発明に係る鋳型製造装置は、上面に注入口１を設けた成形型２と、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を注入口１から成形型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内に注入口１から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とを具備した鋳型製造装置であって、サンド供給ヘッド４に粘結剤コーテッドサンド３を補給する位置と、注入口１に粘結剤コーテッドサンド３を注入する成形型２の直上位置との間でサンド供給ヘッド４を横移動させるサンドヘッド横移動装置６と、粘結剤コーテッドサンド３を固化乃至硬化させた後に成形型２を型開きする際に注入口１に差し込まれ、注入口１内の固化乃至硬化した粘結剤コーテッドサンド３を押出し排出する押出しピン７を備え、押出しピン７をサンド供給ヘッド４に一体的に連結して設けると共に、サンドヘッド横移動装置６でサンド供給ヘッド４を粘結剤コーテッドサンド３の補給位置に移動させた際に押出しピン７を注入口１に差し込む成形型２の直上位置に移動させるようにして成ることを特徴とするものである。
【００１４】
成形型２内への粘結剤コーテッドサンド３の充填は、サンド供給ヘッド４を成形型２に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、水蒸気供給ヘッド５を成形型２に接続することによって行なうことができ、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。
【００１５】
また、注入口１内の固化乃至硬化した粘結剤コーテッドサンド３を押出し排出する押出しピン７を備えるため、成形型２を型割りして成形した鋳型を脱型するにあたって、注入口１内の粘結剤コーテッドサンド３を排出した状態で鋳型を容易に取り出すことができるものである。
【００１６】
そして押出しピン７をサンド供給ヘッド４に一体的に連結して設けると共に、サンドヘッド横移動装置６でサンド供給ヘッド４を粘結剤コーテッドサンド３の補給位置に移動させた際に押出しピン７を注入口１に差し込む成形型２の直上位置に移動させるようにしているので、サンドヘッド横移動装置６でサンド供給ヘッド４の他に押出しピン７も移動させることができ、押出しピン７を移動させるための特別な装置を設ける必要がなくなるものである。しかもサンド供給ヘッド４を粘結剤コーテッドサンド３の補給位置に移動させた際に押出しピン７は注入口１に差し込む成形型２の直上位置に移動するものであり、サンド供給ヘッド４に粘結剤コーテッドサンド３を補給する工程と、成形型２の注入口１から結剤コーテッドサンド３を排出したり成形型２から鋳型を取り出したりする脱型工程を同時に行なうことができ、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。
【００１７】
請求項２の発明は、上記成形型２は上下方向に分離させて型開きする水平割り型であることを特徴とするものである。
【００１８】
上下に割って型開きする水平割り型の場合、左右に割って型開きする縦割り型のように注入口１の部分は型割りされないので、注入口１内から固化乃至硬化した粘結剤コーテッドサンド３が抜け難くなるが、上記のように押出しピン７を具備することによって、注入口１内の粘結剤コーテッドサンド３を容易に押し出して排出することができ、成形型２から成形した鋳型を容易に脱型することができるものである。
【００１９】
請求項３の発明は、サンド横移動装置６の作動によって移動するサンド台車１２と、サンド台車１２に連結されて共に移動するピン台車１３を備え、サンド台車１２に上記サンド供給ヘッド４を設けると共にピン台車１３に上記押出しピン７を設け、且つ、押出しピン７が成形型２の直上位置に移動したときに作動し、押出しピン７を下動させて押出しピン７を成形型２の注入口１に差し込ませるピン昇降装置１１をピン台車１３に設けて成ることを特徴とするものである。
【００２０】
サンド供給ヘッド４や押出しピン７はサンド台車１２やピン台車１３によってスムーズに移動させることができ、成形のサイクルを速めることが可能になるものである。また押出しピン７や押出しピン７を作動させるピン昇降装置１１をピン台車１３に設けることによって、成形型２からこれらを完全に分離させることができ、成形型２として複雑な構造のものを用いる必要がなくなるものである。
【００２１】
請求項４の発明は、上記サンド供給ヘッド４は上下動可能に形成されており、サンド供給ヘッド４が成形型２の直上位置に移動した際に作動し、サンド供給ヘッド４を押し下げて、サンド供給ヘッド４の粘結剤コーテッドサンド３を吐出するノズル口８を成形型２の注入口１に接続させるサンドヘッド昇降装置１５を備えて成ることを特徴とするものである。
【００２２】
サンド供給ヘッド４はこのようにサンドヘッド昇降装置１５で上下方向に移動すると共に上記したようにサンドヘッド横移動装置６で横方向に移動するものであり、成形型２と完全に独立した状態でサンド供給ヘッド４を移動させて成形型２への粘結剤コーテッドサンド３の供給を行なうことができるものであり、成形型２として複雑な構造のものを用いる必要がなくなるものである。
【００２３】
請求項５の発明は、成形型２内に水蒸気を吹き込む成形型２の直上位置と、成形型２から横に外れる位置との間で水蒸気供給ヘッド５を横移動させる蒸気ヘッド横移動装置１６を備えて成ることを特徴とするものである。
【００２４】
水蒸気供給ヘッド５はこのように蒸気ヘッド横移動装置１６で移動するものであり、成形型２と完全に独立した状態で水蒸気供給ヘッド５を移動させて成形型２への水蒸気の供給を行なうことができるものであり、成形型２として複雑な構造のものを用いる必要がなくなるものである。
【００２５】
請求項６の発明は、上記水蒸気供給ヘッド５は上下動可能に形成されており、上記のサンドヘッド昇降装置１５は、水蒸気供給ヘッド５が成形型２の直上位置に移動したときに、サンド供給ヘッド４を押し下げることによってサンド供給ヘッド４で水蒸気供給ヘッド５を押えて押し下げ、水蒸気供給ヘッド４の水蒸気を吐出するノズル口９を成形型２の注入口１に密着させるものであることを特徴とするものである。
【００２６】
サンドヘッド昇降装置１５により下動されるサンド供給ヘッド４で水蒸気供給ヘッド５を押し下げることによって、水蒸気供給ヘッド５のノズル口９を成形型２の注入口１に密着させて、ノズル口９と注入口１の隙間から水蒸気が漏れるようなことなく成形型２内に水蒸気吹き込むことができるものであり、水蒸気供給ヘッド５を押し下げるための駆動装置を別途設ける必要なく、サンド供給ヘッド４を下動させるためのサンドヘッド昇降装置１５を利用して、水蒸気供給ヘッド５のノズル口９と成形型２の注入口１を密着させることができるものである。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、さらに継続して成形型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３の粘結剤を硬化させることができるものである。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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１７を備えることを特徴とするものである。
【００３６】
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】
【００３７】
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、サンド供給ヘッド４を成形型２に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、水蒸気供給ヘッド５を成形型２に接続することによって行なうことができ、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組み込んで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。
【００３８】
また、注入口１内の固化乃至硬化した粘結剤コーテッドサンド３を押出し排出する押出しピン７を備えるため、成形型２を型割りして鋳型を脱型するにあたって、注入口１内の粘結剤コーテッドサンド３を排出した状態で鋳型を容易に取り出すことができるものである。
【００３９】
そして押出しピン７をサンド供給ヘッド４に一体的に連結して設けると共に、サンドヘッド横移動装置６でサンド供給ヘッド４をサンド供給ヘッド４に粘結剤コーテッドサンド３を補給する位置に移動させた際に押出しピン７を注入口１に差し込む成形型２の直上位置に移動させるようにしているので、押出しピン７は成形型２とは独立して設けることができ、成形型２を複雑な構造に形成する必要がなくなるものであり、しかもサンド供給ヘッド４を粘結剤コーテッドサンド３の補給位置に移動させた際に押出しピン７は注入口１に差し込む成形型２の直上位置に移動するものであって、サンド供給ヘッド４に粘結剤コーテッドサンド３を補給する工程と、成形型２の注入口１から結剤コーテッドサンド３を排出したり成形型２から鋳型を取り出したりする脱型工程を同時に行なうことができ、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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【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正面図である。
【図２】（ａ）は同上の一部の正面図、（ｂ）は一部の平面図である。
【図３】（ａ）は同上のサンド供給ヘッドの部分を示す側面図、（ｂ）は同上の押出しピンの部分を示す側面図である。
【図４】同上のサンド供給ヘッドの部分を示す正面図である。
【図５】（ａ）は同上のサンド供給ヘッドの部分の左側面図、（ｂ）はサンド供給ヘッドの部分の右側面図である。
【図６】（ａ）は同上の押出しピンの部分の一部を破断した正面図、（ｂ）は押出しピンの部分の側面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）はそれぞれ同上の水蒸気供給ヘッドの部分の正面図である。
【図８】同上の水蒸気供給ヘッドの部分の平面図である。
【図９】（ａ）は同上の成形型の斜視図、（ｂ）は成形型の断面図、（ｃ）は成形型の部分の側面図、（ｄ）は成形型の部分の正面図である。
【図１０】同上のサンド貯留槽とサンド供給ヘッドの部分の一部を破断した正面図である。
【図１１】同上のサンド供給ヘッドと押え筒の部分の一部を破断した正面図である。
【図１２】（ａ）は同上のサンド供給ヘッドの断面図、（ｂ）はノズル口部分の拡大した断面図、（ｃ）はノズル筒の拡大した断面図、（ｄ）はノズル筒の拡大した平面図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）は水蒸気供給ヘッドの部分の一部破断した側面図である。
【図１４】（ａ）は水蒸気供給ヘッドの部分の断面図、（ｂ）は水蒸気供給ヘッドの底面図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）はそれぞれ水蒸気供給ヘッドの底面図である。
【図１６】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。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００４２】
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、３１は装置躯体であって、基台３２に立上り部３３を立設すると共に立上り部３３の上端に横長の水平な上支持体３４を取り付けて形成してある。この装置躯体３１に成形型２その他の各種の装置・部材を組み込むことによって、本発明の鋳型製造装置が形成されるものである。
【００４３】
成形型２は図９（ａ）（ｂ）のように、上型２ａと下型２ｂとを具備して形成されるものであり、上下に分離させて型割りする水平割り型として形成してある。上型２ａと下型２ｂを型締めしたときに、上型２ａと下型２ｂの間にキャビティ３７が形成されるようにしてある。そして上型２ａにはキャビティ３７と連通する注入口１が形成してあり、注入口１は上型２ａの上面で開口させてある。成形型２を左右に型開きする縦割り型として形成する場合、注入口１をパーティング面に形成して、型開きする際に注入口１の部分で型割りするようにすることが可能であるが、上型２ａと下型２ｂを上下に分離させる水平割りの型では、上型２ａに設けられる注入口１の部分で型割りすることはできない。図９の実施の形態では、上型２ａの複数個所に注入口１を設けるようにしてある。
【００４４】
成形型２の下型２ｂは装置躯体３１の基台３２の上側に、上型２ａは装置躯体３１の上支持体３４の下側にそれぞれ配置してある。基台３２内には図１のように型開閉シリンダー装置３８が設けてあり、この型開閉シリンダー装置３８はシリンダーロッド３８ａが上方へ突出する上向き姿勢で配置してある。このシリンダーロッド３８ａの先端（上端）に下型支持台３９が取り付けてあり、図９（ｃ）（ｄ）のように下型支持台３９の上面に下型２ｂが脱着自在に取り付けてある。
【００４５】
上型２ａは、上型２ａの一部をなすことになる支持プレート４０の下面に取り付けてあり、上型支持プレート４０には上型２ａの注入口１に対応する個所に孔が設けてあって、上型２ａの注入口１はこの孔を通して上型支持プレート４０の上面に開口するものである。上型支持プレート４０は両側端に取付片４１を立ち上げて設けることによって図９（ｃ）のように上向き開口コ字型に形成してある。そして一端を図１のように装置躯体３１の立上り部３３に固定し、上面を図２（ａ）のように吊り支柱３６で上支持体３４に連結した一対の受け材３５の下面にそれぞれこの取付片４１を着脱自在に取り付けることによって、上型２ａを上支持体３４の下側に配置して取り付けてある（図３、図６等参照）。この上型２ａは下型２ｂの直上方位置に配置されるものである。
【００４６】
そして型開閉シリンダー装置３８を作動させてシリンダーロッド３８ａを上方へ突出させることによって、下型支持台３９を上昇させて下型支持台３９の上面の下型２ｂを上動させることができるものであり、下型２ｂの上方に配置されている上型２ａに合致させて成形型２の型締めをすることができるものである。またこの状態から型開閉シリンダー装置３８を作動させてシリンダーロッド３８ａを下方へ引っ込ませることによって、下型支持台３９を下降させて下型２ｂを下動させることができるものであり、上型２ａから下型２ｂを下方へ分離させて成形型２の型開きをすることができるものである。
【００４７】
成形型２の上型２ａは上支持体３４の長手方向の一方の端部位置の下側に配置してあり、上支持体３４の他方の端部の上側にはサンド貯留槽１０が設けてある。サンド貯留槽１０は上面が開口するホッパーとして形成してあり、図２（ａ）に示すようにサンド貯留槽１０の下部の排出筒４７は上支持体３４の下側に突出するようにしてある。サンド貯留槽１０にはサンド搬入ダクト４８で搬入される粘結剤コーテッドサンド３が貯留されており、図１０に示すように、排出筒４７の下端の排出口４９はシャッター５０で開閉されるようになっている。
【００４８】
シャッター５０にはシャッター孔５０ａが設けてあり、シャッター開閉シリンダー装置５１のシリンダーロッド５１ａの先端にシャッター５０が取り付けてある。シャッター５０は排出筒４７の排出口４９に接した状態で、シャッター開閉シリンダー装置５１によって前後に往復移動されるようにしてある。そしてシャッター５０のシャッター孔５０ａが排出口４９に合致したときに排出口４９は開口され、図１０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５０ａを通過して自重でサンド貯留槽１０の排出口４９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５１でシャッター５０を前進させて、排出口４９の位置からシャッター孔５０ａを外すことによって、シャッター５０で排出口４９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４９はシャッター５０で閉じられている。
【００４９】
また装置躯体３１の上支持体３４の上型２ａを配置した側の端部にはサンド吐出用シリンダー装置８４が取り付けてある（図３（ｂ）参照）。サンド吐出用シリンダー装置８４はシリンダーロッド８４ａが下方へ突出するように上支持体３４に下向き姿勢で固定してあり、シリンダーロッド８４ａは上支持体３４より下側へ突出するようにしてある（図３（ｂ）参照）。このシリンダーロッド８４ａの先端（下端）に押え筒８５が取り付けてある。押え筒８５は図１１のように下面が開口する有底筒として形成してあり、下面の開口部８５ａの周縁にはパッキン８６が張ってある。押え筒８５の側面にはエアー配管８７が接続してあり、エアー配管８７から高圧エアーが押え筒８５内に供給されるようになっている。この押え筒８５は上型２ａの直上位置に配置されるものである。
【００５０】
装置躯体３１の上支持体３４の下面には長手方向に沿って一対の平行なレール受け５４が垂下してあり、各レール受け５４の下端部外面にレール５５が平行に設けてある（図３、図５、図６等参照）。上記のサンド貯留槽１０の排出筒４７やサンド吐出用シリンダー装置８４の押え筒８５はこの一対のレール受け５４やレール５５の間の位置に配置されるものである。これらのレール受け５４とレール５５両端部は上支持体３４の長手方向の端部よりも外方へ延びるように形成してある。
【００５１】
このレール５５にはサンド台車１２とピン台車１３が走行自在に取り付けてある（図１、図２参照）。サンド台車１２は上下に開口する矩形枠状に形成されるものであり、その両側端部の上端に各一対の車輪５６を設け、この車輪５６をレール５５の上に転動自在に載置することによって、サンド台車１２をレール５５に沿って走行自在にしてある。車輪５６の下側には補助車輪５７を設け、この補助車輪５７がレール５５の下側に位置することによって、サンド台車１２が浮き上がることを防止するようにしてある（図３（ａ）、図５参照）。ピン台車１３も同様に上下に開口する矩形枠状に形成されるものであり、その両側端部の上面に各一対の車輪５８を設け、この車輪５８をレール５５の上に転動自在に載置することによって、ピン台車１２をレール５５に沿って走行自在にしてある。車輪５８の下側にはピン台車１３の浮き上がりを防止する補助車輪５９が設けてある（図３（ｂ）、図６参照）。
【００５２】
装置躯体３１の立上り部３３には固定具６０でサンドヘッド横移動装置６が取り付けてある（図２（ｂ）参照）。サンドヘッド横移動装置６はシリンダー装置で形成されるものであって、シリンダーロッド６ａが水平方向に出入りするように配置してあり、シリンダーロッド６ａの先端をサンド台車１３の外側面に連結具６１で固定してある。そしてサンドヘッド横移動装置６を作動してシリンダーロッド６ａを突出させたり引っ込ませたりすることによって、サンド台車１２をレール５５に沿って移動させることができるものである。
【００５３】
またサンド台車１２とピン台車１３は図２のようにジョイント６２で連結してあり、サンド台車１２にピン台車１３を一体化してある。従って、サンド台車１２とピン台車１３は一体として走行するものであり、サンドヘッド横移動装置６を作動してサンド台車１２を移動させることによって、ピン台車１３も共に一体的にレール５５に沿って移動させることができるものである。
【００５４】
上記のサンド台車１２にはサンド供給ヘッド４が取り付けてある。サンド供給ヘッド４は図１２（ａ）に示すように、下面が閉塞され上端面がサンド導入口６５として開口する筒状の容器として形成してある。サンド供給ヘッド４は下部ほど幅が広がる形状に形成してあり、その下面にはノズル口８が設けてある。サンド導入口６５からサンド供給ヘッド４内に補給された粘結剤コーテッドサンド３はノズル口８から吐出されるようになっている。ノズル口８は、成形型２に形成した注入口１に対応した位置においてサンド供給ヘッド４に設けられるものであり、成形型２に複数の注入口１を形成する場合には、これに対応した個数のノズル口８が設けられるものである。
【００５５】
ノズル口８は図１２（ｂ）に示すような冷却板６６とノズル筒６７をサンド供給ヘッド４に取り付けることによって形成されるものである。冷却板６６は水を通して冷却できるようにしたものであり、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、この冷却板６６で防ぐことができるものである。冷却板６６の中央部にサンド供給ヘッド４内に連通する連通孔６６ａが形成してあり、この連通孔６６ａの個所において冷却板６６の下面にノズル取付板６８が取り付けてある。ノズル取付板６８には連通孔６６ａと連通するノズル取付口６８ａが形成してあり、ノズル取付口６８ａにノズル筒６７が装着してある。
【００５６】
ノズル筒６７は図１２（ｃ）のように円筒状に形成してあり、ノズル筒６７の下面の開口はフランジ底片６９で閉塞してある。このフランジ底片６９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６８ａ、連通孔６６ａ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６７内には邪魔板７０が取り付けてある。この邪魔板７０は円板状に形成されるものであり、図１２（ｄ）のように外周の複数個所に等間隔でスペーサ片７０ａが同じ突出寸法で突設してある。邪魔板７０は、このスペーサ突片７０ａがノズル筒６７の内周に当接した状態で、フランジ底片６９から離れた位置に固定されるものであり、ノズル筒６７内は邪魔板７０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７０ａによって、邪魔板７０の外周とノズル筒６７の内周の間に狭い隙間７１が形成され、邪魔板７０の上側と下側はこの隙間７１で連通されるものである。
【００５７】
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６６の連通孔６６ａ、ノズル取付板６８のノズル取付口６８ａ、ノズル筒６７を通過してノズル口８から吐出されるが、ノズル筒６７には邪魔板７０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７１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７０の間には狭い連通孔６６ａ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７０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７０の隙間７１を強制的に通過させ、ノズル口８から図１２（ｃ）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。
【００５８】
サンド台車１２には一対のサンドヘッド昇降装置１５が取り付けてある。サンドヘッド昇降装置１５はシリンダー装置によって形成されるものであり、シリンダーロッド１５ａが下方へ突出するように下向き姿勢でサンド台車１２に固定してある。このシリンダーロッド１５ａの先端（下端）に、図３（ａ）や図５（ａ）に示すようにサンド供給ヘッド４の下端のフランジ７４に立設した支持片７５の上端が取り付けてあり、サンド供給ヘッド４は枠状に形成されるサンド台車１２内に配置した状態で、サンドヘッド昇降装置１５によって支持されているものである。従って、サンド昇降装置１５を作動してシリンダーロッド１５ａを突出させたり引っ込ませたりすることによって、サンド供給ヘッド４を下降あるいは上昇させることができるものである。
【００５９】
上記のピン台車１３には押出しピン７が取り付けてある（図６参照）。押出しピン７はピンプレート７７の下面に下方へ垂直に突出して設けられるものであり、成形型２に形成した注入口１に対応した位置において、成形型２に形成した注入口１の数に対応した本数で設けられるものである。枠状に形成されるピン台車１３の下面に底板７８が張ってあり、この底板７８の上にピン昇降装置１１が取り付けてある。ピン昇降装置１１はシリンダー装置によって形成されるものであり、シリンダーロッド１１ａが下方へ突出するように下向き姿勢で固定し、シリンダーロッド１１ａを底板７８の下側に突出させてある。このシリンダーロッド１１ａの先端（下端）に、下側にピンプレート７７を取り付けた昇降プレート７９が固定してある。従って、ピン昇降装置１１を作動してシリンダーロッド１１ａを突出させたり引っ込ませたりすることによって、昇降プレート７９及びピンプレート７７を下降あるいは上昇させて、押出しピン７を上下動させることができるものである。ここで、昇降プレート７９にはガイドピン８０が下方へ突出して設けてあり、底板７８に設けたガイドスリーブ８１内をガイドピン８０が摺動することによって、押出しピン７４は正確な位置で上下動されるようにしてある。
【００６０】
また、装置躯体３１の上支持体３４のサンド貯留槽１０を設けた側の端部の下側には水蒸気供給ヘッド５が配置してある。図７及び図８において９１は立上り部３３の内側に固定した状態で装置躯体３１に組み付けられる基台であって、上面の両側端部にそれぞれ支持板９７が立設してあり、各支持板９７の内側に同じ高さの複数個所に上車９８が取り付けてあると共に、各上車９８の下側に下車９９が取り付けてある。また基台９１の他方の端部の上に後支持体１００が設けてある。
【００６１】
１０２は両側の枠片１０３の後端間を桟材１０４で連結して形成したスライド枠体であり、両側の枠片１０３のそれぞれの外面に全長に亘って、レール板１０５が取り付けてある。また両側の枠片１０３の前端部間に渡して保持枠板１０６が取り付けてある。そして図１３（ａ）に示すように、保持枠板１０６の両側端部の複数個所に、昇降ガイドピン８８が上下動自在に挿通して取り付けてあり、保持枠板１０６の下側に配置した昇降板８９にこれらの昇降ガイドピン８８の下端が固定してある。昇降板８９は保持枠板１０６の枠内の開口１０６ａよりも大きい寸法に形成してある。昇降ガイドピン８８はその外周に設けたスプリング９０によって上方へ引き上げる方向に弾発付勢されており、昇降板８９はこのスプリング９０の力で上方へ引き上げられて保持枠板１０６の下面に当接されるようになっている。
【００６２】
この昇降板８９の下側に水蒸気供給ヘッド５が取り付けてある。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、下面にノズル口９が設けてある。水蒸気供給ヘッド５には図１４（ａ）に示すように、後端部に開口する横穴１０８が穴加工によって形成してあり、この横穴１０８に連通する縦穴１０９が水蒸気供給ヘッド５の下面で開口するように穴加工して形成してある。そしてリング状のパッキン１１０を縦穴１０９の下面開口部に取り付けることによって、パッキン１１０の内周にノズル口９が形成されるようにしてある。横穴１０８の後端の開口には管接続具１１１によって水蒸気供給管１１２が接続してあり、水蒸気供給管１１２を通して水蒸気供給ヘッド５に供給された水蒸気は横穴１０８と縦穴１０９を通過してノズル口９から噴出されるようになっている。
【００６３】
ノズル口９は、成形型２に形成した注入口１に対応した位置において、成形型２に形成した注入口１の数に対応した本数で水蒸気供給ヘッド５に設けられるものである。図１４（ｂ）の実施の形態では水蒸気供給ヘッド５に一対の横穴１０８を設けると共に各横穴１０８にそれぞれ一対の縦穴１０９を設けることによって、４か所にノズル口９を形成するようにしてある。また、分岐接続具１１３で分岐した水蒸気供給管１１２を各横穴１０８に接続するようにしてある。
【００６４】
このように昇降板８９と水蒸気供給ヘッド５を下面に設けた保持枠板１０６を取り付けたスライド枠体１０２は、その両側端のレール板１０５を基台９１の両側の支持板９７の上車９８と下車９９の間に差し込むことによって、支持板９７の間に支持した状態で、基台９１の上に配置されるものである。スライド枠体１０２は両側端のレール板９５が上車９８と下車９９の間に差し込まれているので、レール板１０５が上車９８や下車９９を回転させて走行することによって、スライド枠体１０２を前後にスライドさせることができ、このスライド枠体１０２のスライドによって保持枠板１０６に設けた水蒸気供給ヘッド５を前後方向に移動させることができるものである。
【００６５】
スライド枠体１０２に取り付けた保持枠板１０６と基台９１の後支持体１００の間には水平配置される一対のシリンダー装置９２，９３からなる蒸気ヘッド横移動装置１６が設けてある。各シリンダー装置９２，９３はそれぞれ反対方向にシリンダーロッド９２ａ，９３ａが出入りするように、逆向き配置で上下に重ねた状態でシリンダー保持台９４に取り付けてある。基台９１の中央部には図８に示すように支持板９７の間において支持板９７と平行にスライドガイド９５が設けてあり、図７（ｂ）のようにシリンダー保持台９４に設けたスライダ９６によって、シリンダー保持台９４をスライドガイド９５にスライド自在に取り付けてある。そして一方のシリンダー装置９２のシリンダーロッド９２ａの先端は後支持体１００に設けた後固定具１１５に固定してあり、他方のシリンダー装置９３のシリンダーロッド９３ａの先端部は保持枠板１０６の後端に立設した前固定具１１６に固定してある。
【００６６】
従って、各シリンダー装置９２，９３を作動させてシリンダーロッド９２ａ，９３ａを出入りさせると、シリンダー保持台９４がスライドガイド９５に沿ってスライドすることによってシリンダー装置９２，９３が移動すると共に、上車９８や下車９９を回転させながらスライド枠体１０２がスライドすることで保持枠板１０６を移動させることができ、シリンダー装置９２，９３の各シリンダーロッド９２ａ，９３ａが出入りするストロークの２倍のストロークで、保持枠板１０６に設けた水蒸気供給ヘッド５を前進後退させて、上記の装置躯体３１のレール５５と平行な方向に移動させることができるものである。
【００６７】
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はサンド搬入ダクト４８でサンド貯留槽１０に搬入されて貯留されている。
【００６８】
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、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を補給することから鋳型を成形する一つのサイクルが始まる。すなわち、サンドヘッド横移動装置６を作動させてシリンダーロッド６ａを引っ込ませることによって、サンド台車１２をレール５５に沿って走行させ、サンド台車１２に取り付けたサンド供給ヘッド４をサンド貯留槽１０の直下位置へと移動させる（図２（ａ），図３（ａ）参照）。このようにサンド供給ヘッド４がサンド貯留槽１０の直下位置に移動すると、シャッター開閉シリンダー装置５１が作動してシャッター５０でサンド貯留槽１０の排出口４９を開き、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４９から排出される。サンド貯留槽１０の排出口４９の直下には図１０のようにサンド供給ヘッド４が位置しているので、排出口４９から排出された粘結剤コーテッドサンド３は、サンド導入口６５からサンド供給ヘッド４内に補給される。
【００６９】
このようにサンド台車１２を走行させてサンド供給ヘッド４をサンド貯留槽１０の直下に位置させた状態では、サンド台車１２に連結されたピン台車１３も移動し、ピン台車１３に取り付けた押出しピン７が成形型２の上型２ａの直上に位置するようになっている（図２（ａ）参照）。またこの工程では、蒸気ヘッド横移動装置１６の一対のシリンダー装置９２，９３の各シリンダーロッド９２ａ，９３ａは引っ込んで図７（ａ）のように水蒸気供給ヘッド５は最も後退しており、この状態では水蒸気供給ヘッド５はサンド貯留槽１０の直下に位置している。
【００７０】
サンド供給ヘッド４内に粘結剤コーテッドサンド３を補給した後、サンドヘッド横移動装置６を作動させてシリンダーロッド６ａを突出させ、サンド台車１２をレール５５に沿って走行させることによって、サンド供給ヘッド４をサンド貯留槽１０の直下の位置から、成形型２の上型２ａの直上位置に移動させる（図１参照）。ここで、上型２ａの直上にはサンド吐出用シリンダー装置８４に取り付けた押え筒８５が配置されているので、サンド供給ヘッド４は上型２ａの直上で且つ押え筒８５の直下に位置することになる。またこのようにサンド供給ヘッド４が成形型２の上型２ａの直上位置に移動するとき、同時に、型開閉シリンダー装置３８が作動し、下型２ｂを上昇させて固定された状態にある上型２ａの下面に下型２ｂを合致させて成形型２の型締めが行なわれる。
【００７１】
このように型締めされた成形型２の直上位置にサンド供給ヘッド４が移動すると、サンドヘッド昇降装置１５を作動させ、シリンダーロッド１５ａを下方へ突出させることによって、サンド供給ヘッド４を降下させる。成形型２の直上に位置するサンド供給ヘッド４が降下すると、図９（ｃ）に示すように、サンド供給ヘッド４の下端のノズル口８が成形型２の上面の注入口１に合致して密着する。このとき同時に、サンド吐出用シリンダー装置８４も作動してシリンダーロッド８４ａが下方へ突出し、シリンダーロッド８４ａの下端に取り付けられた押え筒８５が図１１のようにサンド供給ヘッド４のサンド導入口６５の上端に押さえ付けられるようになっている。このように押え筒８５がサンド供給ヘッド４の上端に押さえ付けられるとパッキン８６が密着してサンド供給ヘッド４のサンド導入口６５と押え筒８５の下面の開口部８５ａが気密的に連通する。そしてこの状態でエアー配管８７から高圧エアーを押え筒８５内に供給することによって、高圧エアーが図１１の矢印のようにサンド供給ヘッド４内に流入してサンド供給ヘッド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１２（ｃ）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。
【００７２】
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。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８７からの高圧エアーの供給が停止され、サンドヘッド昇降装置１５をシリンダーロッド１５ａが引っ込むように作動させると共にサンド吐出用シリンダー装置８４をシリンダーロッド８４ａが引っ込むように作動させ、サンド供給ヘッド４を上昇させる。サンド供給ヘッド４は成形型２の直上位置にある状態で上昇されるものである。
【００７３】
次に、蒸気ヘッド横移動装置１６を構成するシリンダー装置９２，９３を作動させ、シリンダーロッド９２ａ，９３ａを突出させることによって、図７（ａ）の位置から図７（ｂ）の位置へと水蒸気供給ヘッド５を前進させ、成形型２の上型２ａの直上の位置まで移動させる。成形型２の直上にはサンド供給ヘッド４が配置されているので、水蒸気供給ヘッド５は成形型２とサンド供給ヘッド４の間に差し込まれることになる。ここで、水蒸気供給ヘッド５はスライド枠体１０２に取り付けられた保持枠板１０６の下側に保持されているが、水蒸気供給ヘッド５を図７（ｂ）のように前進させたとき、図１３（ａ）に示すように、保持枠板１０６の開口１０６ａを介してサンド供給ヘッド４の直下に水蒸気供給ヘッド５が位置するようになっている。
【００７４】
この状態で、サンドヘッド昇降装置１５を作動させ、シリンダーロッド１５ａを下方へ突出させることによって、サンド供給ヘッド４を下降させる。そしてこのようにサンド供給ヘッド４が下降すると、図１３（ｂ）に示すように、サンド供給ヘッド４は保持枠板１０６の開口１０６ａを通過して、昇降板８９の上面に当接し、昇降板８９はサンド供給ヘッド４で下方へ押圧される。昇降板８９はスプリング９０によって上方へ弾発付勢された状態で上下動自在であるので、サンド供給ヘッド４で押圧されると昇降板８９はスプリング９０を圧縮させながら下降することになり、昇降板８９の下面側に設けた水蒸気供給ヘッド５も下降する。そしてこのように水蒸気供給ヘッド５が下降することによって、図１３（ｂ）のように水蒸気供給ヘッド５のノズル口９が成形型２の注入口１に合致して密着し、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。
【００７５】
ここで、水蒸気が漏れないように成形型２の注入口１に水蒸気供給ヘッド５のノズル口９を密着させるため、上記のように、サンド供給ヘッド４をサンドヘッド昇降装置１５で下降させて、サンド供給ヘッド４によって水蒸気供給ヘッド５を押し下げるようにしてある。従って、サンド供給ヘッド４を昇降させるためのサンドヘッド昇降装置１５をそのまま利用して、水蒸気供給ヘッド５を押えて注入口１にノズル口９を密着させることができるものであり、水蒸気供給ヘッド５を押し下げるための専用のシリンダー装置などを別途設備する必要がなくなるものである。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
図１５（ａ）に示す実施の形態では、ボイラーなど水蒸気生成装置１１８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１１２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。
【００８３】
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。
【００８４】
図１５（ｂ）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１１２に三方弁などの切換弁１１９を設け、この切換弁１１９を介して加熱気体供給装置１７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１１８から水蒸気供給管１１２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１１９を切り換えて水蒸気生成装置１１８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１７から水蒸気供給管１１２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。
【００８５】
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１１９の操作で、水蒸気発生装置１１８と加熱気体供給装置１７の両方が水蒸気供給管１１２に接続されるようにし、水蒸気発生装置１１８から水蒸気が、加熱気体供給装置１７から加熱気体がそれぞれ水蒸気供給管１１２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。
【００８６】
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。
【００８７】
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、サンドヘッド昇降装置１５を作動させ、シリンダーロッド１５ａを引っ込ませることによって、サンド供給ヘッド４を上昇させる。このようにサンド供給ヘッド４が上昇すると、サンド供給ヘッド４による昇降板８９の押圧が解除されるので、昇降板８９はスプリング９０の弾発力で上昇する。昇降板８９の下面側に設けた水蒸気供給ヘッド５も上昇し、成形型２から離れる（図７（ｂ）、図１３（ａ）参照）。
【００８８】
このようにサンド供給ヘッド４が上昇した後、水蒸気供給ヘッド５が後退移動する。すなわち、蒸気ヘッド横移動装置１６を構成するシリンダー装置９２，９３が作動して、シリンダーロッド９２ａ、９３ａが引っ込み、水蒸気供給ヘッド５は初期の図７（ａ）の位置にまで移動し、次の成形に備える。
【００８９】
次に、このように水蒸気供給ヘッド５が後退した後、サンドヘッド横移動装置６を作動させてシリンダーロッド６ａを引っ込ませることによって、サンド台車１２をレール５５に沿って走行させ、サンド台車１２に設けたサンド供給ヘッド４をサンド貯留槽１０の直下位置へと後退移動させる。
【００９０】
このようにサンド供給ヘッド４が成形型２の直上位置から離れるように移動する際に、成形型２の上面の清掃がされるようにしてある。すなわち図４に示すように、サンド台車１２のピン台車１３側の端部に掻き板支持体１２２が取り付けてあり、ワイパー１２１を設けた掻き板１２３の一端が掻き板支持体１２２に上下回動自在に枢着してある。また掻き板支持体１２２にシリンダー装置１２４が取り付けてあり、そのシリンダーロッド１２４ａの下端が掻き板１２３に枢着してある。シリンダー装置１２４のシリンダーロッド１２４ａは通常時は上方へ引っ込んでおり、図４に鎖線で示すように掻き板１２３は上方へ回動されて引き上げられた状態にある。そしてサンド供給ヘッド４が成形型２の直上位置から離れるように移動する際に、シリンダー装置１２４が作動してシリンダーロッド１２４ａを下方へ突出させ、掻き板１２３を下方へ回動させて図４に実線で示すように垂下された状態にし、サンド供給ヘッド４の移動と共に掻き板１２３のワイパー１２１が図５（ｂ）のように成形型２の上型支持プレート４０の上面を摺動し、上型支持プレート４０に付着した粘結剤コーテッドサンド３などを掻き取って清掃することができるものである。
【００９１】
また上記のようにサンド供給ヘッド４を初期位置であるサンド貯留槽１０の直下に移動させるためにサンド台車１２を走行させると、サンド台車１２に連結されたピン台車１３もレール５５に沿って移動し、ピン台車１３に設けた押出しピン７が成形型２の上型２ａの直上に位置する（図６参照）。このように押出しピン７が上型２ａの直上位置に移動すると、ピン昇降装置１１が作動してシリンダーロッド１１ａが下方へ突出し、昇降プレート７９及びピンプレート７７を下降させて、押出しピン７を下動させ、押出しピン７を成形型２の上型２ａの注入口１に差し込ませる。このように成形型２の注入口１に押出しピン７が差し込まれる動作に連動して、型開閉シリンダー装置３８が作動し、下型２ｂを下降させて上型２ａから下方へ引き離すようにして成形型２の型開きが行なわれる。
【００９２】
注入口１から成形型２のキャビティ３７に粘結剤コーテッドサンド３を供給して充填するにあたって、粘結剤コーテッドサンド３は注入口１内にも充填されており、注入口１から成形型２内に水蒸気を吹き込んで成形を行なう際に、注入口１内の粘結剤コーテッドサンド３の固化乃至硬化し、注入口１内には粘結剤コーテッドサンド３の固化・硬化物が詰まっているが、上記のように押出しピン７を注入口１に差し込ませることによって、上型２ａから下型２ｂを引き離して型開きをする際に、注入口１内の粘結剤コーテッドサンド３の固化・硬化物を下方へ押し出すことができるものである。従って、上型２ａの注入口１に詰りが発生することを防ぐことができると共に、成形型２内で成形された鋳型が上型２ａの側に残ることなく、下型２ａの側に鋳型が残るようにして成形型２の型開きを行なうことができ、成形型２からの鋳型の脱型を容易に行なうことができるものである。
【００９３】
成形型２が型開きを始めるとピン昇降装置１１が作動してシリンダーロッド１１ａが引っ込み、押出しピン７は注入口１から抜け出て元の高さまで上動する。またこの成形型２の型開き・脱型の工程の際に、サンド供給ヘッド４にサンド貯留槽１０から粘結剤コーテッドサンド３が補給されるサンド補給工程が行なわれるものであり、上記の工程のサイクルを繰り返すことによって、連続して鋳型の製造を行なうことができるものである。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
図１６（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１２７と気体供給装置１２８がヒーター付きの混合器１２９に接続してある。気体供給装置１２８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１２９と水蒸気生成装置１２７や気体供給装置１２８の間にはバルブ１３０，１３１が設けてある。
【００９８】
このものにあって、水蒸気生成装置１２７から水蒸気を、気体供給装置１２８から空気などの気体を、それぞれ混合器１２９に供給し、混合器１２９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１３０，１３１の操作で水蒸気生成装置１２７から送られる水蒸気と気体供給装置１２８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。
【００９９】
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。
【０１００】
図１６（ｂ）の例では、水蒸気生成装置１２７に過熱器１３２が接続してあり、水蒸気生成装置１２７で生成された水蒸気を過熱器１３２に通して加熱して、１００℃以上の過熱水蒸気にした後、バルブ１３０を通して混合器１２９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１２９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。
【０１０１】
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１６（ｃ）はその装置の一例を示すものであり、水蒸気生成装置１２７に過熱器１３２を接続すると共に、気体供給装置１２８にヒーターなどを備えた加熱器１３３が接続してある。
【０１０２】
そして水蒸気生成装置１２７で生成された水蒸気を過熱器１３２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１３０を通して混合器１２９に供給される。また気体供給装置１２８から空気などの気体を加熱器１３３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１３１を通して混合器１２９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１２９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１２９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。
【０１０３】
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１６（ｄ）のように加熱器１３３に空気などの気体と水とを供給し、加熱器１３３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１６（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１３３に送るようにしてもよく、また図１６（ｄ）の破線のように、気体とは別に水を加熱器１３３に直接供給するようにしてもよい。
【０１０４】
上記のようにして調製された高温高湿気体は、上記の図１５（ａ）（ｂ）における水蒸気の代りに、水蒸気供給管１１２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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
尚、上記の実施の形態では、成形型２として上下に型を分離させて開く水平割り型を用いるようにしたが、これのみに限定されるものではなく、縦割りの成形型２に本発明を適用することも可能である。また上記の実施の形態は、サンド供給ヘッド４や押出しピン７の移動方向と、水蒸気供給ヘッド５の移動方向を同じ方向に設定したが、これに限定されるものではなく、直交する移動方向に設定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
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  サンドヘッド横移動装置
７  押出しピン
８  ノズル口
９  ノズル口
１０  サンド貯留槽
１１  ピン昇降装置
１２  サンド台車
１３  ピン台車
１４  過熱器
１５  サンドヘッド昇降装置
１６  蒸気ヘッド横移動装置
１７  加熱気体供給装置
【図１】
2015039703.tif 000003
【図２】
2015039703.tif 000004
【図３】
2015039703.tif 000005
【図４】
2015039703.tif 000006
【図５】
2015039703.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015039703.tif 000009
【図８】
2015039703.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015039703.tif 000013
【図１２】
2015039703.tif 000014
【図１３】
2015039703.tif 000015
【図１４】
2015039703.tif 000016
【図１５】
2015039703.tif 000017
【図１６】
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