(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯が充填される押湯空間を、砂型に設けられた収容空間に収容された収容状態において形成し、該押湯空間を画定するキャビティ面を内側に有する内壁部と、該収容空間を画定する収容空間画定壁と該内壁部との間に配置され、該内壁部と隙間をあけて該内壁部を取り囲む外壁部とを備えた押湯空間形成部材の製造方法において、
前記内壁部における前記キャビティ面の少なくとも一部を成型するキャビティ面成型部と、前記外壁部における、該内壁部を取り囲む面とは反対側の外側面の少なくとも一部を成型する外側面成型部とを備えた金型を用意する金型用意工程と、
鋳物砂が熱硬化性樹脂でコーティングされたレジンコーテッドサンドを前記金型に充填する充填工程と、
前記金型を加熱することによって、前記キャビティ面成型部に接触している部分からレジンコーテッドサンドを加熱し内側から外側に向けてレジンコーテッドサンドを徐々に硬化させていくとともに、前記外側面成型部に接触している部分からレジンコーテッドサンドを加熱し外側から内側に向けてもレジンコーテッドサンドを徐々に硬化させていき、前記内壁部の少なくとも一部と前記外壁部の少なくとも一部との間に未硬化のレジンコーテッドサンドを残して、該内壁部の少なくとも一部および該外壁部の少なくとも一部を形成する加熱工程と、
前記未硬化のレジンコーテッドサンドを取り除くことで前記隙間を形成する隙間形成工程とを有することを特徴とする押湯空間形成部材の製造方法。
【請求項２】
前記金型用意工程が、前記キャビティ面成型部として、前記キャビティ面の半分となる内側第１半分部分を成型する第１キャビティ面成型部および該キャビティ面の残り半分となる内側第２半分部分を成型する第２キャビティ面成型部からなる成型部と、前記外側面成型部として、前記外側面における、該内側第１半分部分を外側から覆う外側第１半分部分を成型する第１外側面成型部、および該外側面における、該内側第２半分部分を外側から覆う外側第２半分部分を成型する第２外側面成型部からなる成型部とを備え、前記第１キャビティ面成型部および前記第１外側面成型部の第１の組と、前記第２キャビティ面成型部および前記第２外側面成型部の第２の組を有する金型を用意する工程であり、
前記加熱工程が、前記第１の組において、前記内側第１半分部分と前記外側第１半分部分との間に未硬化のレジンコーテッドサンドを残して、該内側第１半分部分および該外側第１半分部分を備えた第１形成部材を形成し、前記第２の組において、前記内側第２半分部分と前記外側第２半分部分との間に未硬化のレジンコーテッドサンドを残して、該内側第２半分部分および該外側第２半分部分を備えた第２形成部材を形成する工程であり、
前記隙間形成工程を実施した後に、前記第１形成部材と前記第２形成部材を接合する接合工程を有することを特徴とする請求項１記載の押湯空間形成部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
溶湯が充填される押湯空間を、砂型に設けられた収容空間に収容された収容状態において形成する押湯空間形成部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳造における押湯は、砂型に鋳込まれた溶湯の凝固収縮に対し溶湯を補給するという効果（押湯効果）を有し、引け巣等の鋳造欠陥を抑制する上で欠かせないものである。押湯は鋳造後に除去されるものである一方、全鋳込み量の３０％程度を占める場合もあり、押湯量が鋳造歩留り（製品部重量／全鋳込み重量）に大きく影響する。このため、押湯量を減らすことが、鋳造歩留りを向上させる効率的な手段の一つになる。
【０００３】
押湯効果は、押湯空間に充填された押湯が凝固するまで発揮され、押湯が凝固するまでの時間（凝固時間）が短くなると押湯効果が不十分になってしまう場合がある。これを防ぐために、押湯量を増やして押湯の凝固時間を長くすることが一般的に行われているが、押湯量が増える分、鋳造歩留りが悪化してしまう。ここで、押湯量を減らしても凝固時間が短くならないように押湯の保温性を向上することができれば、その分、押湯量を減らし、鋳造歩留りを向上することが可能になる。そこで、アルミ粉末やニッケル粉末等の発熱材、あるいは珪藻土やシラスバルーン等の熱伝導性の低い材料を用いることによって押湯の保温性を向上させる押湯空間形成部材が知られている。この押湯空間形成部材は、押湯スリーブとも称され、砂型の収容凹部に取り付けられた状態で押湯空間を形成するものである。しなしながら、この押湯空間形成部材に用いられる発熱材等は、高価である上、砂型を構成する鋳物砂を再生する際に、この発熱材等が混入してしまうと砂特性の劣化や鋳造欠陥が生じる原因になってしまう場合がある。
【０００４】
このため、安価で、鋳物砂に混入しても弊害が少ない材料を用いて、押湯の保温性を向上させようとした押湯空間形成部材が提案されている（特許文献１等参照）。特許文献１に記載された押湯空間形成部材は、硅砂等の鋳物砂を用いたシェル鋳型等によって構成され、砂型に設けられた収容空間に収容された収容状態において、溶湯が充填される押湯空間を形成するものである。この押湯空間形成部材は、その外側面と、砂型の収容空間を画定する収容空間画定壁との間に隙間をあけて砂型に収容されており、この隙間に空気層が形成されている。特許文献１に記載された押湯空間形成部材は、この空気層によって、押湯の保温性を向上させようとするものである。また、特許文献１に記載された押湯空間形成部材によれば、硅砂等の鋳物砂を用いているため、安価である上、鋳物砂を再生する際に混入した場合であっても、砂特性の劣化等の弊害が生じにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５５６０４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された押湯空間形成部材では、保温効果を生じさせる空気層が、砂型の収容空間画定壁によって囲まれている。砂型は、一般的に繰り返し使用される生砂型や自硬性鋳型によって構成されるため、収容空間画定壁は、黒っぽい色になる場合が多い。このため、収容空間画定壁の放射率（吸収率）が高く、空気層が保温層となりながらも、この空気層を介して押湯の熱が収容空間画定壁に奪われ、押湯の保温効果が損なわれてしまう場合がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑み、押湯の熱が収容空間画定壁に奪われることを抑える工夫がなされた押湯空間形成部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を解決する押湯空間形成部材は、溶湯が充填される押湯空間を、砂型に設けられた収容空間に収容された収容状態において形成する押湯空間形成部材であって、
前記押湯空間を画定するキャビティ面を内側に有する内壁部と、
前記収容状態において、前記収容空間を画定する収容空間画定壁と前記内壁部との間に配置され、該内壁部と隙間をあけて該内壁部を取り囲む外壁部とを備え、
前記外壁部は、砂を粘結剤で成形したものであることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記砂型は、ベントナイト等の粘土を粘結剤にした生砂型であってもよいし、水ガラスやフェノール樹脂等を粘結剤にした自硬性鋳型であってもよい。また、前記押湯空間形成部材は、前記収容状態において、前記外壁部が、前記収容空間画定壁に接触したものであってもよい。
【００１０】
また、前記砂は、ムライト系、アルミナ系またはジルコン系等の人工砂であってもよいし、ジルコン、オリビンまたはスラグ系の特殊砂であってもよい。前記粘結剤は、フェノール樹脂、フラン樹脂、フェノールウレタン樹脂、アルカリフェノール樹脂または水ガラス等を用いることができる。前記外壁部は、上記砂を上記粘結剤を用いて、熱硬化させる、例えばレジンコーテッドサンド（以下、ＲＣＳと略す。）を焼成して硬化させた、いわゆるシェル鋳型であってもよいし、ガス硬化させる、例えばコールドボックス法によって成形したものであってもよいし、自硬性（自己反応性）のものであってもよい。また、前記押湯空間形成部材全体が、シェル鋳型であってもよいし、コールドボックス法によって成形したものであってもよいし、自硬性のものであってもよい。
【００１１】
さらに、前記押湯空間形成部材は、アディティブ・マニュファクチャリングやラピットプロトタイピングといわれる積層造形工法、例えば、紫外線レーザで液体樹脂を一層ずつ積層させていく光造形やインクジェット式造形等を用いて造形する装置（いわゆる３Ｄプリンタ）によって成形してもよい。インクジェット式造形では、結合促進剤が混合された砂を造型テーブルに薄く敷き詰め、成形物の３Ｄデータ（ＣＡＤデータ）に基づいて硬化剤を印刷する。これによって、結合促進剤と硬化剤が反応することで印刷された部分のみが固まり、これを繰り返すことによって成形するものである。
【００１２】
上記押湯空間形成部材によれば、前記外壁部が前記内壁部と隙間をあけて該内壁部を取り囲むことで隙間に空気層が形成され、この空気層によって前記押湯空間に充填された押湯の保温性が向上する。この結果、押湯量を減らし鋳造歩留りを向上することが可能になる。また、空気層を取り囲む前記外壁部は、砂を粘結剤で成形したものであるため、その色が、白色や黄色あるいは茶色系になる場合が多く、放射率がそれほど高くなることがない。これにより、空気層を介して押湯の熱が前記収容空間画定壁に奪われることが抑えられ、押湯の保温効果が損なわれることを防ぐことができる。なお、押湯空間形成部材は、硅砂等の鋳物砂を用いているため、安価である上、鋳物砂を再生する際に混入した場合であっても、砂特性の劣化等の弊害も生じにくい。
【００１３】
また、上記押湯空間形成部材において、前記外壁部は、前記収容状態において前記収容空間画定壁と隙間をあけて配置されたものであってもよい。
【００１４】
ここで、前記外壁部は、前記収容状態において前記収容空間画定壁に接触するリブを有し、該リブによって該外壁部と該収容空間画定壁との隙間が形成される態様であってもよい。
【００１５】
前記外壁部は、前記収容状態において前記収容空間画定壁と隙間をあけて配置されたものであるため、この隙間によって前記外壁部と前記収容空間画定壁との間にも空気層が形成され、上述した、前記外壁部と前記内壁部との間に形成された空気層と併せて、押湯の保温性をさらに向上させることができる。
【００１６】
さらに、上記押湯空間形成部材において、前記内壁部は、前記キャビティ面にリブを有するものであってもよい。
【００１７】
ここで、前記内壁部は、前記キャビティ面とは反対側の面にリブを有するものであってもよい。また、前記内壁部と前記外壁部とを接続するブリッジ状の接続部が設けられたものであってもよい。
【００１８】
前記内壁部には、押湯が接触する前記キャビティ面から押湯の熱が伝導する。このため、押湯の保温性を向上させるためには、前記内壁部を薄肉にすることで該内壁部の熱容量を小さくすることが好ましいが、該内壁部を薄肉にすると強度が低下し、該内壁部に割れ等が生じやすくなる。そこで、前記内壁部は、前記キャビティ面にリブを有する態様とすることによって該内壁部の強度低下を抑えつつ、薄肉にすることで熱容量を小さくすることができる。
【００１９】
上記目的を解決する本発明の押湯空間形成部材の製造方法は、溶湯が充填される押湯空間を、砂型に設けられた収容空間に収容された収容状態において形成し、該押湯空間を画定するキャビティ面を内側に有する内壁部と、該収容空間を画定する収容空間画定壁と該内壁部との間に配置され、該内壁部と隙間をあけて該内壁部を取り囲む外壁部とを備えた押湯空間形成部材の製造方法において、
前記内壁部における前記キャビティ面の少なくとも一部を成型するキャビティ面成型部と、前記外壁部における、該内壁部を取り囲む面とは反対側の外側面の少なくとも一部を成型する外側面成型部とを備えた金型を用意する金型用意工程と、
鋳物砂が熱硬化性樹脂でコーティングされたＲＣＳを前記金型に充填する充填工程と、
前記金型を加熱することによって、前記キャビティ面成型部に接触している部分からＲＣＳを加熱し内側から外側に向けてＲＣＳを徐々に硬化させていくとともに、前記外側面成型部に接触している部分からＲＣＳを加熱し外側から内側に向けてもＲＣＳを徐々に硬化させていき、前記内壁部の少なくとも一部と前記外壁部の少なくとも一部との間に未硬化のＲＣＳを残して、該内壁部の少なくとも一部および該外壁部の少なくとも一部を形成する加熱工程と、
前記未硬化のＲＣＳを取り除くことで前記隙間を形成する隙間形成工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の押湯空間形成部材の製造方法によれば、押湯の保温効果が損なわれることを防ぐことができる押湯空間形成部材を製造することができる。また、前記未硬化のＲＣＳを取り除くことで前記隙間を形成する隙間形成工程によって、該隙間を容易に形成することができる。
【００２１】
さらに、本発明の押湯空間形成部材の製造方法において、前記金型用意工程が、前記キャビティ面成型部として、前記キャビティ面の半分となる内側第１半分部分を成型する第１キャビティ面成型部および該キャビティ面の残り半分となる内側第２半分部分を成型する第２キャビティ面成型部からなる成型部と、前記外側面成型部として、前記外側面における、該内側第１半分部分を外側から覆う外側第１半分部分を成型する第１外側面成型部、および該外側面における、該内側第２半分部分を外側から覆う外側第２半分部分を成型する第２外側面成型部からなる成型部とを備え、前記第１キャビティ面成型部および前記第１外側面成型部の第１の組と、前記第２キャビティ面成型部および前記第２外側面成型部の第２の組を有する金型を用意する工程であり、
前記加熱工程が、前記第１の組において、前記内側第１半分部分と前記外側第１半分部分との間に未硬化のＲＣＳを残して、該内側第１半分部分および該外側第１半分部分を備えた第１形成部材を形成し、前記第２の組において、前記内側第２半分部分と前記外側第２半分部分との間に未硬化のＲＣＳを残して、該内側第２半分部分および該外側第２半分部分を備えた第２形成部材を形成する工程であり、
前記隙間形成工程を実施した後に、前記第１形成部材と前記第２形成部材を接合する接合工程を有していてもよい。
【００２２】
前記第１形成部材と前記第２形成部材それぞれを形成し前記隙間形成工程を実施した後、該第１形成部材と該第２形成部材を接合する前記接合工程を有するため、前記外壁部や前記内壁部および前記隙間が複雑な形状であっても、その成型が容易になる。また、前記押湯の付け根部分に設けられるネックダウンコアを、前記外壁部や前記内壁部と一体に形成することも可能になる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の押湯空間形成部材の製造方法によれば、押湯の熱が収容空間画定壁に奪われることを抑える工夫がなされた押湯空間形成部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に相当する押湯空間形成部材の一例を示す図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す押湯空間形成部材を、砂型の収容空間に収容した状態を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）における、円で囲んだＢ部を拡大して示す図である。
【図３】本発明の実施形態である、押湯空間形成部材の製造方法のフローチャートである。
【図４】図３に示す、押湯空間形成部材の製造方法における、前半の工程を説明するための説明図である。
【図５】図３に示す、押湯空間形成部材の製造方法における、中盤の工程を説明するための説明図である。
【図６】図３に示す、押湯空間形成部材の製造方法における、後半の工程を説明するための説明図である。
【図７】本発明の押湯空間形成部材の変形例について、図２（ｂ）に対応する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本発明の一実施形態である押湯空間形成部材は、砂型に設けられた収容空間に収容された状態において、溶湯が充填される押湯空間を形成し、砂型に鋳込まれた溶湯の凝固収縮に対し溶湯を補給する押湯の保温性を向上させるものである。ここでいう溶湯は特に限定されるものではなく、鉄であってもよいし、アルミニウム合金やマグネシウム合金等の非鉄金属であってもよい。また、押湯空間形成部材が、砂型の収容空間に収容された状態を、以下、収容状態と称することがある。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態に相当する押湯空間形成部材の一例を示す図である。図１（ａ）は、押湯空間形成部材１を側方から見た図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）に示す押湯空間形成部材１を上方から見た図である。
【００２７】
図１（ａ）および同図（ｂ）に示すように、押湯空間形成部材１は、外形が釣鐘状のものであり、本実施形態では、鋳物砂を熱硬化性樹脂でコーティングしたＲＣＳを焼成して硬化させたシェル鋳型である態様を例に挙げて説明する。このＲＣＳは、後述するように、内壁部と外壁部との間に空気層が形成された押湯空間形成部材を容易に成形することができる材料である。すなわち、ＲＣＳは、内壁部と外壁部との間に空気層が形成された押湯空間形成部材の成形に最適な材料のうちの一つである。本実施形態のＲＣＳは、鋳物砂として硅砂を用い、フェノール樹脂を１％〜５％添加した後、ヘキサミン等の硬化剤を添加して作成されたものである。このため、押湯空間形成部材１は、白色や黄色あるいは茶色系になる場合が多い。また、本実施形態では、同一形状の、第１形成部材１Ａと第２形成部材１Ｂをそれぞれ形成し、これら第１形成部材１Ａと第２形成部材１Ｂを接合することで押湯空間形成部材１を構成している。以下、第１形成部材１Ａと第２形成部材１Ｂが接合する面を接合面Ｊと称することがある。
【００２８】
図１（ｃ）は、同図（ａ）および同図（ｂ）に示す、第１形成部材１Ａを、第２形成部材１Ｂと接合する面側から見た図である。なお、図１（ｃ）では、第１形成部材１Ａの内部構造を点線で示している。第２形成部材１Ｂは、第１形成部材１Ａと同一形状であるため、以下の説明では第１形成部材１Ａを例に挙げて説明し、第１形成部材１Ａと対応する第２形成部材の符号は、図１（ｃ）において、必要に応じて括弧内に示している。
【００２９】
図１（ｃ）に示すように、第１形成部材１Ａは、内壁部１１、外壁部１２、接合部１３およびネックダウンコア１４を備えている。内壁部１１は、釣鐘状のものを縦断面した形状であり、その内側に、後述する収容状態において、押湯空間Ｒを画定するキャビティ面の半分となる第１キャビティ面１１ａを有するものである。外壁部１２は、内壁部１１と隙間をあけて内壁部１１を取り囲むものであり、内壁部１１と外壁部１２との間に空気層Ｓが形成されている。外壁部１２における、内壁部１１を取り囲む面とは反対側の面が、外側面に相当し、第１形成部材１Ａは、第１キャビティ面１１ａを外側から覆う第１外側面１２ａを有している。
【００３０】
第１形成部材１Ａにおける、第１キャビティ面１１ａは、キャビティ面の半分となる内側第１半分部分に相当し、キャビティ面の残り半分となる第２キャビティ面１１ｂ（内側第２半分部分に相当）は、第２形成部材１Ｂが有している。また、第１形成部材１Ａにおける、第１キャビティ面１１ａを外側から覆う第１外側面１２ａは、外側第１半分部分に相当し、第２キャビティ面１１ｂを外側から覆う第２外側面１２ｂ（外側第２半分部分に相当）は、第２形成部材１Ｂが有している。以下、第１キャビティ面１１ａと第２キャビティ面１１ｂを総称して、キャビティ面１１０と称することがあり、第１外側面１２ａと第２外側面１２ｂを総称して、外側面１２０と称することがある。
【００３１】
外壁部１２の上端部分には、上方に突出した突出部１２１が設けられ、空気層Ｓが上方に開口している。接合部１３は、外壁部１２と内壁部１１における、接合面Ｊ側に設けられ、この接合部１３によって空気層Ｓの接合面Ｊ側が閉塞されている。図１（ｂ）に示すように、第１形成部材１Ａおよび第２形成部材１Ｂそれぞれの上端部分には、外壁部１２の突出部１２１と接合部１３によって平面視半円形の開口部１２１ａが画定されている。ネックダウンコア１４は、押湯の付け根部分の断面積を減少させるものであり、その中央部分に連通孔１４ａが設けられている。
【００３２】
図２（ａ）は、図１に示す押湯空間形成部材を、砂型の収容空間に収容した状態を示す断面図である。図２（ｂ）は、同図（ａ）における、円で囲んだＢ部を拡大して示す図である。なお、図２では、押湯空間形成部材１の接合部１３を省略し、空気層Ｓが見える様子を示している。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、砂型２は、上型２Ａと下型２Ｂからなる生砂型であり、湯口カップ２１、湯口２２、湯道２３および製品部２４が設けられている。また、上型２Ａにおける、下型２Ｂの製品部２４の上方に位置する部分には、押湯空間形成部材１を収容可能な収容空間が設けられ、この収容空間に押湯空間形成部材１が収容されている。湯口カップ２１に供給された溶湯は、湯口２２から湯道２３を通って堰から製品部２４に流れ込む。製品部２４に溶湯が充満すると、押湯空間形成部材１の連通孔１４ａから溶湯が押湯空間Ｒに流れ込み、押湯空間Ｒに溶湯が充填される。この押湯空間Ｒに充填された溶湯が、押湯に相当する。
【００３４】
図２（ｂ）では、充填された溶湯をクロスハッチングで示している。製品部２４に充填された溶湯が凝固収縮すると、押湯空間Ｒの押湯によって溶湯が補給されるという押湯効果が発揮され、鋳物製品に引け巣等の鋳造欠陥が生じることが抑えられる。押湯空間形成部材１では、内壁部１１と外壁部１２との間に空気層Ｓが形成されている。この空気層Ｓが保温層となり、押湯空間Ｒの押湯から外壁部１２への熱伝導が抑えられる。ここで、図２（ｂ）に示す収容状態では、外壁部１２は、収容空間を画定する収容空間画定壁２５に接触した状態になっているが、押湯空間Ｒの押湯から外壁部１２への熱伝導を抑えることによって、上型２Ａへの熱伝導も抑えることができる。これらにより、押湯の保温性が向上し押湯の凝固時間が長くなることで、押湯効果が発揮される時間も長くなって鋳物製品の健全性が向上する。
【００３５】
ここで、上型２Ａは生砂型で構成されており、収容空間画定壁２５は、黒っぽい色になる傾向にあり、放射率が高い。このため、上述した特許文献１のように、押湯空間形成部材と収容空間画定壁２５との間に空気層を設ける態様では、収容空間画定壁２５の放射率が高いことにより、空気層が保温層となりながらも、この空気層を介して押湯の熱が収容空間画定壁２５に奪われ、押湯の保温効果が損なわれてしまう場合がある。本実施形態では、内壁部１１と外壁部１２との間に空気層Ｓが形成され、シェル鋳型で形成された外壁部１２は、白色、黄色あるいは茶色系の色になる。このため、外壁部１２の放射率はそれほど高くなく、押湯の熱が収容空間画定壁２５に奪われることを抑え、押湯の保温効果が損なわれることを防ぐことができる。
【００３６】
次いで、図３から図６を用いて、押湯空間形成部材１の製造方法を説明する。前述したように、押湯空間形成部材１は、３Ｄプリンタによって成形することもできるが、以下の説明では、押湯空間形成部材１の製造方法の好ましい態様の一つとして、ＲＣＳを焼成して硬化させる製造方法を例に挙げて説明する。
【００３７】
図３は、本発明の実施形態である、押湯空間形成部材の製造方法のフローチャートである。図４は、図３に示す、押湯空間形成部材の製造方法における、前半の工程を説明するための説明図である。図５は、図３に示す、押湯空間形成部材の製造方法における、中盤の工程を説明するための説明図である。図６は、図３に示す、押湯空間形成部材の製造方法における、後半の工程を説明するための説明図である。
【００３８】
図３を参照しつつ、図４を用いて押湯空間形成部材の製造方法における前半の工程を説明する。
【００３９】
図３に示すように、押湯空間形成部材の製造方法では、初めに、金型用意工程を実施する（ステップＳ１）。図４に示すように、本実施形態では、雄型３１と雌型３２からなる金型３を用意する。また、本実施形態では、雄型３１と雌型３２からなる金型３を１組として、この１組の金型３が２組用意される。これら２組のうちの一方の金型の組が、図１に示す第１形成部材１Ａを成型する第１の組に相当し、これら２組のうちの他方の金型の組が、図１に示す第２形成部材１Ｂを成型する第２の組に相当する。
【００４０】
図４では、第１の組の金型３を示している。雄型３１は、図１（ｃ）に示す、第１形成部材１Ａの第１キャビティ面１１ａを成型する第１キャビティ面成型部３１１を有している。この第１キャビティ面成型部３１１で成型される第１キャビティ面１１ａは、押湯空間形成部材１におけるキャビティ面全体の半分となる内側第１半分部分に相当する。また、雄型３１は、第１キャビティ面成型部３１１の下端部分に、図１（ｃ）に示すネックダウンコア１４の、連通孔１４ａを画定する壁部および上面を成型する上側ネックダウンコア成型部３１２を有している。
【００４１】
雌型３２は、図１（ｃ）に示す、外壁部１２の第１外側面１２ａを成型する第１外側面成型部３２１を有している。この第１外側面成型部３２１で成型される第１外側面１２ａは、キャビティ面全体の半分となる第１キャビティ面１１ａを外側から覆うものである。また、雌型３２は、第１キャビティ面成型部３１１の下端部分に、図１（ｃ）に示すネックダウンコア１４の、底面を成型する下側ネックダウンコア成型部３２２を有している。なお、雌型３２は、第１キャビティ面成型部３１１の上端側に、図１（ｃ）に示す突出部１２１の外側面を成型する突出部成型部３２３を有している。
【００４２】
本実施形態では、第２の組の金型は、第１の組の金型と同一構成を有し、雄型が、キャビティ面の残り半分（内側第２半分部分）を成型する第２キャビティ面成型部を有し、その雌型が、内側第２半分部分を外側から覆う外側第２半分部分を成型する第２外側面成型部を有している。
【００４３】
また、金型用意工程では、例えば、第１キャビティ面形成部と第２キャビティ面成型部を有する雄型と、第１外側面成型部と第２外側面成型部を有する雌型とを用意してもよいし、第１の組の金型のみを用意し、この第１の組の金型によって、第１形成部材１Ａと第２形成部材１Ｂを共に成型する態様としてもよい。
【００４４】
次いで、雄型３１と雌型３２とを予め加熱し、これら雄型３１および雌型３２が、例えば２５０℃〜３５０℃に加熱された状態で、雄型３１を雌型３２に向けて移動させ、図４（ｂ）に示すように、雄型３１と雌型３２とを合わせる型合せ工程を実施する（ステップＳ２）。なお、本実施形態では、雄型３１を可動型とし雌型３２を固定型としたが、雄型３１を固定型とし雌型３２を可動型とする態様を採用してもよい。
【００４５】
次に、図４（ｂ）に示す、型合せした金型のキャビティＣに、同図（ｃ）に示すように、ＲＣＳを充填する充填工程を実施する（ステップＳ３）。ＲＣＳは、０．１ＭＰａ〜０．４ＭＰａ程度の吹き込み圧で、金型のキャビティＣに吹き込むことによって充填される。なお、ＲＣＳを重力落下方式によって充填する態様としてもよい。
【００４６】
次に、図５を用いて、加熱工程から隙間形成工程までを説明する。
【００４７】
上述したように、雄型３１と雌型３２は、２５０℃〜３５０℃程度に加熱されており、金型３にＲＣＳが充填された状態が所定時間（例えば３０秒程度）保持される。これによって、加熱工程が実施される（ステップＳ４）。この加熱工程では、第１キャビティ面成型部３１１に接触している部分からＲＣＳを加熱し内側から外側に向けてＲＣＳを徐々に硬化させていくとともに、第１外側面成型部３２１に接触している部分からＲＣＳを加熱し外側から内側に向けてもＲＣＳを徐々に硬化させていき、内壁部１１と外壁部１２との間に未硬化のＲＣＳを残して、内壁部１１と外壁部１２が形成される。これにより、第１の組の金型では、第１キャビティ面１１ａと第１外側面１２ａとの間に未硬化のＲＣＳを残して、第１キャビティ面１１ａおよび第１外側面１２ａを備えた第１形成部材１Ａが形成され、第２の組の金型において、第２キャビティ面１１ｂと第２外側面１２ｂとの間に未硬化のＲＣＳを残して、第２キャビティ面１１ｂおよび第２外側面１２ｂを備えた第２形成部材１Ｂが形成される。
【００４８】
次に、隙間形成工程が実施される（ステップＳ５）。隙間形成工程では、図５（ｂ）に示すように、金型３を反転させることで、内壁部１１と外壁部１２との間に残された未硬化のＲＣＳが落下して取り除かれる。これにより形成された隙間に、空気層Ｓが形成される。その後、図５（ｃ）に示すように、元の姿勢に戻された状態で所定時間（１５０秒程度）保持され、これにより、第１の組の金型では、第１形成部材１Ａの硬化が完了し、第２の組の金型では、第２形成部材１Ｂの硬化が完了する。
【００４９】
次いで、図６を用いて押湯空間形成部材の製造方法における後半の工程を説明する。
【００５０】
第１形成部材１Ａの硬化が完了すると、図６（ａ）に示すように、雄型３１を移動させて金型を開く型開き工程を実施した後（ステップＳ６）、雄型３１に付着している第１形成部材１Ａを突き出しピン等によって突き出して、金型３から第１形成部材１Ａを取り出す取出し工程を実施する（ステップＳ７）。なお、同様にして、第２形成部材１Ｂも、第２の組の金型から取り出される。
【００５１】
図６（ｂ）に示すように、金型から取り出された、第１形成部材１Ａと第２形成部材１Ｂは、図６（ｃ）に示すように、互いの接合部１３を突き合わせ、適宜の接着剤によって接合する接合工程を実施する（ステップＳ８）。これにより、収容状態において押湯空間Ｒを形成する押湯空間形成部材１を製造することができる。なお、図６（ｃ）は、図１（ｂ）における、押湯空間形成部材１のＡ−Ａ断面図に相当する。
【００５２】
本実施形態の押湯空間形成部材の製造方法によれば、隙間形成工程によって、内壁部１１と外壁部１２との間に容易に隙間を形成することができる。また、第１形成部材１Ａと第２形成部材１Ｂをそれぞれ成型し、これらを接合工程によって接合するため、ネックダウンコア１４を、内壁部１１と外壁部１２とに一体に設けることができる。
【００５３】
次に、本発明の押湯空間形成部材の変形例について説明する。以下の変形例の説明では、図１および図２に示す押湯空間形成部材１との相違点を中心に説明し、これまで説明した構成要素の名称と同じ名称の構成要素には、これまで用いた符号を付して説明し、重複する説明は省略することがある。
【００５４】
図７は、本発明の押湯空間形成部材の変形例について、図２（ｂ）に対応する様子を示す図である。なお、図７では、後述するリブを明確に示すため、押湯空間Ｒと製品部２４に充填された溶湯を示すクロスハッチングは省略している。
【００５５】
図７に示すように、変形例の押湯空間形成部材１’は、内壁部１１のキャビティ面１１０に、内側横リブ１１１と内側縦リブ１１２を有している。内側横リブ１１１は、キャビティ面１１０において水平方向に延在した突条であり、本変形例では、上下方向に間隔をあけて３つの内側横リブ１１１が設けられている。内側縦リブ１１２は、キャビティ面１１０において、複数の内側横リブ１１１と交差するとともに縦方向に延在した突条であり、本変形例では、図７に示すキャビティ面１１０の中央部分に１つ設けられている。変形例の押湯空間形成部材１’は、内壁部１１に内側横リブ１１１と内側縦リブ１１２が設けられているため、内壁部１１の強度低下を抑えつつ、内壁部１１を薄肉にすることができる。これによって、内壁部１１の熱容量を小さくし、押湯空間Ｒの押湯から内壁部１１への熱伝導を抑えることができる。
【００５６】
また、変形例の押湯空間形成部材１’は、外壁部１２の外側面１２０に外側横リブ１２２を有している。外側横リブ１２２は、外側面１２０において水平方向に延在した突条であり、本変形例では、上下方向に間隔をあけて２つの外側横リブ１２２が設けられている。この外側横リブ１２２によって、外側面１２０と、上型２Ａの収容空間画定壁２５との間に隙間が形成され、この隙間に第２空気層Ｓ’が形成されている。この第２空気層Ｓ’も保温層になり、外壁部１２から上型２Ａへの伝熱が抑えられ、押湯の保温性をより一層向上させることができる。また、外側横リブ１２２によって外壁部１２の強度が向上するため、外壁部１２を薄肉にして外壁部１２の熱容量を小さくする態様も採用することができる。
【００５７】
なお、内側横リブ１１１、内側縦リブ１１２および外側横リブ１２２は、上述した数や形状に限定されるものではなく、例えば、内側縦リブ１１２を複数設けてもよい。また、外側面１２０に縦リブを設けてもよいし、垂直方向に対して傾斜する方向に延在するリブを、キャビティ面１１０や外側面１２０に設けてもよい。
【００５８】
さらに、本変形例では、内壁部１１と外壁部１２とを接続するブリッジ状の接続部１５が複数設けられている。これら接続部１５は、縦断面がパイプ状のものであり、内壁部１１と外壁部１２の強度をそれぞれ向上させることができる。これにより、内壁部１１と外壁部１２それぞれの薄肉化がさらに可能になる。
【００５９】
以上説明した押湯空間形成部材１，１’によれば、押湯の熱が収容空間画定壁２５に奪われることを抑えることができる。また、本発明の押湯空間形成部材の製造方法によれば、押湯の熱が収容空間画定壁２５に奪われることを抑える工夫がなされた押湯空間形成部材１，１’の製造方法を提供することができる。
【００６０】
本発明は前述の実施の形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変更を行うことができる。例えば、上記実施形態では、押湯空間形成部材１，１’を、シェル鋳型で構成しているが、前述したように砂を粘結剤で成形するものであれば、シェル鋳型に限定されるものではない。また、押湯空間Ｒを釣鐘状に構成したが、押湯空間Ｒを、凝固モジュラスの面で効率の高い球状に構成してもよい。また、上記実施形態では、ネックダウンコア１４を、内壁部１１と外壁部１２とに一体に設ける態様を採用しているが、ネックダウンコア１４を別体に成型し、内壁部１１と外壁部１２に取付ける態様も採用することができる。さらに、上記実施形態では、製品部２４の直上部に押湯空間を形成する、いわゆる揚り押湯に押湯空間形成部材１，１’を採用した形態を例に挙げて説明したが、本発明の押湯空間形成部材１，１’は、製品部２４の側方に押湯空間を形成する、いわゆるサイド押湯に採用してもよい。また、上記実施形態では、第１形成部材１Ａと第２形成部材１Ｂとを接合することによって押湯空間形成部材１を製造しているが、３つ以上の形成部材を接合することで押湯空間形成部材を製造する態様とすることもできる。
【００６１】
なお、以上説明した実施形態や変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、実施形態や変形例に適用してもよい。
【符号の説明】
【００６２】
１，１’    押湯空間形成部材
１１    内壁部
１１０    キャビティ面
１１ａ    第１キャビティ面
１１ｂ    第２キャビティ面
１１１    内側横リブ
１１２    内側縦リブ
１２    外壁部
１２０    外側面
１２ａ    第１外側面
１２ｂ    第２外側面
１２２    外側横リブ
１４    ネックダウンコア
２５    収容空間画定壁
３１    雄型
３１１    第１キャビティ面成型部
３２    雌型
３２１    第１外側面成型部
Ｒ    押湯空間
Ｓ    空気層
Ｓ’    第２空気層
【図１】
0006506990.tif 000002
【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】
0006506990.tif 000007
【図７】
0006506990.tif 000008