(57)【要約】  成形型への粘結剤コーテッドサンドの供給や水蒸気の吹き込みのタイミングが良好であって、鋳型の造型時間を短縮することができる鋳型製造装置を提供する。  本発明は、注入口１を有する成形型２と、粘結剤コーテッドサンド３を成形型２に注入して充填するサンド供給ヘッド４と、成形型２に水蒸気を吹き込んで、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、上下駆動装置６と水平駆動装置７とを備える。上下駆動装置６は、粘結剤コーテッドサンド３を成形型２に注入する際に、成形型２の注入口１にサンド供給ヘッド４のノズル口８を接続する位置にサンド供給ヘッド４を下降させるものである。水平駆動装置７は、水蒸気を成形型２に吹き込む際に、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を接続する位置に水蒸気供給ヘッド５を前進させるものである。
2015004695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入口を有する成形型と、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、サンド供給ヘッドを上昇下降させる上下駆動装置と、水蒸気供給ヘッドを水平方向へ前進後退させる水平駆動装置とを備え、上下駆動装置は、粘結剤コーテッドサンドを成形型内に注入する際に、成形型の注入口にサンド供給ヘッドのノズル口を接続する位置にサンド供給ヘッドを下降させるものであり、水平駆動装置は、水蒸気を成形型内に吹き込む際に、成形型の注入口に水蒸気供給ヘッドのノズル口を接続する位置に水蒸気供給ヘッドを前進させるものであることを特徴とする鋳型製造装置。
【請求項２】
上記の水蒸気供給ヘッドは上方への付勢力を付与された状態で上下動自在に支持されており、上記の上下駆動装置は、水蒸気供給ヘッドが水平駆動装置で成形型の上方位置に前進したときに、サンド供給ヘッドを下降させて水蒸気供給ヘッドをサンド供給ヘッドで押し下げることによって、成形型の注入口に水蒸気供給ヘッドのノズル口を密着させるものであることを特徴とする請求項１に記載の鋳型製造装置。
【請求項３】
上記水平駆動装置は、成形型の注入口にノズル口が接続される前進位置と、成形型の外方へ離れた後退位置と、この前進位置と後退位置の間の待機位置の３か所に水蒸気供給ヘッドを移動させるものであると共に、サンド供給ヘッドから成形型に粘結剤コーテッドサンドを注入している間は水蒸気供給ヘッドを待機位置に位置させ、サンド供給ヘッドから成形型への粘結剤コーテッドサンドの注入が終了してサンド供給ヘッドが上下駆動装置で上昇された後に、水蒸気供給ヘッドを待機位置から前進位置に移動させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳型製造装置。
【請求項４】
粘結剤コーテッドサンドが貯留されたサンド貯留槽と、サンド供給ヘッドを水平方向へ前進後退させるサンド供給水平駆動装置とを備え、サンド供給水平駆動装置は、粘結剤コーテッドサンドが供給されるサンド貯留槽の下方位置にサンド供給ヘッドを後退させると共に、成形型に粘結剤コーテッドサンドを注入する成形型の上方位置にサンド供給ヘッドを前進させるものであ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】
サンド供給ヘッド内にエアーを供給するエアー配管を備え、エアー配管は、エアーの圧力でサンド供給ヘッド内の粘結剤コーテッドサンドを成形型内に吹き込んで注入するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の鋳型製造装置。
【請求項６】
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５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、例えば下記特許文献２，３のような鋳型製造装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３５６３９７３号公報
【特許文献２】特開２００９−２４１０９４号公報
【特許文献３】特開２００９−２４１１３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そして上記の特許文献２，３で提案されている鋳型製造装置はいずれも、鋳型を造型する成形型に、粘結剤コーテッドサンドを供給する機構や、水蒸気を供給する機構を一体的に結合した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り、また造型する鋳型の種類を切り換える際の成形型の交換が困難である等の問題を有するものであった。そして成形にあたっては、成形型への粘結剤コーテッドサンドの供給や水蒸気の吹き込みのタイミングを最適にして、鋳型の造型時間を短縮することが望まれるものであった。【０００９】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、成形型を複雑な構造にする必要がなく、そして成形型への粘結剤コーテッドサンドの供給や水蒸気の吹き込みのタイミングが良好であって、鋳型の造型時間を短縮することができる鋳型製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る鋳型製造装置は、注入口１を有する成形型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を上昇下降させる上下駆動装置６と、水蒸気供給ヘッド５を水平方向へ前進後退させる水平駆動装置７とを備え、上下駆動装置６は、粘結剤コーテッドサンド３を成形型２内に注入する際に、成形型２の注入口１にサンド供給ヘッド４のノズル口８を接続する位置にサンド供給ヘッド４を下降させるものであり、水平駆動装置７は、水蒸気を成形型２内に吹き込む際に、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を接続する位置に水蒸気供給ヘッド５を前進させるものであることを特徴とするものである。【００１１】
成形型２内への粘結剤コーテッドサンド３の充填は、上下駆動装置６でサンド供給ヘッド４を移動させて成形型２の注入口１にサンド供給ヘッド４のノズル口８を接続することによって行なうことができると共に、成形型２内への水蒸気の吹き込みは、水平駆動装置７で水蒸気供給ヘッド５を移動させて成形型２の注入口１に水蒸気供給ヘッド５のノズル口９を接続することによって行なうことができるものであり、鋳型を造型する成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入する機構や水蒸気を吹き込む機構を一体的に結合して設ける場合のような、特別な仕様の複雑な成形型２を用いる必要がなくなり、また造型する鋳型の種類を切り換える際に成形型２を交換することが容易になるものである。【００１２】
また、サンド供給ヘッド４は上下駆動装置６で上下方向に移動して成形型２の注入口１に近接離反すると共に、水蒸気供給ヘッド５は水平駆動装置７で横方向に移動して成形型２の注入口１に近接離反するものであって、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５はそれぞれ移動の方向が９０度の角度で異なっており、相互に干渉し合うことなく作動させることができるものであり、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５という２種類のヘッドを備えるにも拘らず、成形型２への粘結剤コーテッドサンド３の注入と水蒸気の吹き込みをタイミング良く行なうことができ、鋳型の造型時間を短縮することが可能になるものである。【００１３】
また請求項２の発明は、上記の水蒸気供給ヘッド５は上方への付勢力を付与された状態で上下動自在に支持されており、上記の上下駆動装置６は、水蒸気供給ヘッド５が水平駆動装置７で成形型１の上方位置に前進したときに、サンド供給ヘッド４を下降させて水蒸気供給ヘッド５をサンド供給ヘッド４で押し下げることによって、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を密着させるものであることを特徴とするものである。【００１４】
上下駆動装置６により下降駆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を昇降させるための上下駆動装置６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。【００１５】
また請求項３の発明は、上記水平駆動装置７は、成形型２の注入口１にノズル口９が接続される前進位置と、成形型２の外方へ離れた後退位置と、この前進位置と後退位置の間の待機位置の３か所に水蒸気供給ヘッド５を移動させるものであると共に、サンド供給ヘッド４から成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入している間は水蒸気供給ヘッド５を待機位置に位置させ、サンド供給ヘッド４から成形型２への粘結剤コーテッドサンド３の注入が終了してサンド供給ヘッド４が上下駆動装置６で上昇された後に、水蒸気供給ヘッド５を待機位置から前進位置に移動させるものであることを特徴とするものである。【００１６】
成形型２の注入口１にサンド供給ヘッド４のノズル口８を接続させて成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入している間、水蒸気供給ヘッド５を後退位置よりも成形型２に近い待機位置に待機させておくことによって、成形型２への粘結剤コーテッドサンド３の注入が終了してサンド供給ヘッド４が上昇した後に、短時間で水蒸気供給ヘッド５をノズル口９が成形型２の注入口１に接続される位置に前進させて、成形型２への水蒸気の吹き込みを開始することができるものであり、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】
また請求項４の発明は、粘結剤コーテッドサンド３が貯留されたサンド貯留槽１０と、サンド供給ヘッド４を水平方向へ前進後退させるサンド供給水平駆動装置１１とを備え、サンド供給水平駆動装置１１は、粘結剤コーテッドサンド３が供給されるサンド貯留槽１０の下方位置にサンド供給ヘッド４を後退させると共に、成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入する成形型２の上方位置にサンド供給ヘッド４を前進させるものであることを特徴とするものである。【００１８】
このようにサンド供給ヘッド４をサンド貯留槽１０の下方位置と成形型２の上方位置の間で往復移動させて、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を供給した後、サンド供給ヘッド４から成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入するようにすることによって、サンド供給ヘッド４には多量の粘結剤コーテッドサンド３を溜める必要がなくなり、サンド供給ヘッド４を小型化することができるものである。【００１９】
また請求項５の発明は、エアーをサンド供給ヘッド４内に供給するエアー配管１３を備え、エアー配管１３は、エアーの圧力でサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３を成形型２内に吹き込んで注入するものであることを特徴とするものである。【００２０】
このようにエアー圧で成形型２内に粘結剤コーテッドサンド３を吹き込むことによって、粘結剤コーテッドサンド３の注入を短時間で、充填不良が発生することなく行なうことができるものである。【００２１】
また請求項６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。【００２２】
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。
【発明の効果】
【００２３】
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、上下駆動装置６でサンド供給ヘッド４を移動させて成形型２の注入口１にサンド供給ヘッド４のノズル口８を接続することによって行なうことができると共に、成形型２内への水蒸気の吹き込みは、水平駆動装置７で水蒸気供給ヘッド５を移動させて成形型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１に粘結剤コーテッドサンド３を注入する機構や水蒸気を吹き込む機構を一体的に結合して設ける場合のような、特別な仕様の複雑な成形型１を用いる必要がなくなり、また造型する鋳型の種類を切り換える際に成形型１を交換することが容易になるものである。また、サンド供給ヘッド４は上下駆動装置６で上下方向に移動して成形型２の注入口１に近接離反すると共に、水蒸気供給ヘッド５は水平駆動装置７で横方向に移動して成形型２の注入口１に近接離反するものであって、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５はそれぞれ移動の方向が９０度の角度で異なっており、相互に干渉し合うことなく作動させることができるものであり、サンド供給ヘッド４と水蒸気供給ヘッド５という２種類のヘッドを備えるにも拘らず、成形型２への粘結剤コーテッドサンド３の注入と水蒸気の吹き込みをタイミング良く行なうことが容易であって、鋳型の造型時間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】
【００２４】
【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】同上の装置の鋳型を備えるブロックを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は平面図である。
【図３】同上の装置のサンド供給ヘッドを備えるブロックの正面図である。
【図４】同上の装置のサンド供給ヘッドを備えるブロックを示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は左側面図である。
【図５】同上の装置の水蒸気供給ヘッドを備えるブロックの正面図である。
【図６】同上の装置の水蒸気供給ヘッドを備えるブロックを示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図である。
【図７】同上の成形型を示すものであり、（ａ）は成形型を分離した状態の斜視図、（ｂ）は成形型を型締めした状態の断面図である。
【図８】同上のサンド供給ヘッドを示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）はノズル口部分の拡大した断面図、（ｃ）はノズル口部分の拡大した平面図である。
【図９】同上のサンド貯留槽からサンド供給ヘッドに粘結剤コーテッドサンドを供給する状態を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は砂シャッターの拡大した平面図である。
【図１０】同上のサンド供給ヘッドから成形型に粘結剤コーテッドサンドを注入する状態を示す断面図である。
【図１１】同上の水蒸気供給ヘッドの拡大した断面図である。
【図１２】同上の水蒸気供給ヘッドの前進後退状態を示すものであり、（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ概略正面断面図である。
【図１３】同上の水蒸気供給ヘッドとサンド供給ヘッドと成形型の関係を示すものであり、（ａ）は断面図、（ｂ）は水蒸気供給ヘッドが下降して成形型に接続された状態を示す断面図である。
【図１４】（ａ）は水蒸気供給ヘッドの他の実施の形態の概略下面図、（ｂ）は成形型の他の実施の形態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２６】
図１は本発明に係る鋳型製造装置の一例の全体構成を示すものであり、この鋳型製造装置は主として、鋳型を成形する成形型２を備えるブロックと、成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を供給するサンド供給ヘッド４を備えるブロックと、成形型２に水蒸気を供給する水蒸気供給ヘッド５を備えるブロックとからなっている。
【００２７】
まず成形型２を備えるブロックの構成を図２を参照して説明する。図２において２０は基台であって、一方の端部の立ち上がり部２０ａの上端に反転駆動機構部２１が設けてある。この反転駆動機構部２１は、ラック（図示しない）が内蔵された下部のラック機構部２１ａと、ラックと噛合するピニオン（図示しない）が内蔵された上部のピニオン機構部２１ｂから形成してあり、ピニオン機構部２１ｂは細長いラック機構部２１ａの中央部の上に一体に設けてある。ラック機構部２１ａ内のラックは、シリンダー機構によって長手方向に直線往復駆動されるようになっており、ラックがこのように直線駆動されると、ラックに噛合するピニオン機構部２１ｂ内のピニオンが回転駆動されるようになっている。このピニオン部２１ｂに固定側回動軸２２が挿通して設けてあり、固定側回動軸２２の外周に上記のピニオンが固定してある。この固定側回動軸２２の先端部には固定側型板２３が取り付けてある。
【００２８】
基台２０の他方の端部の上には一対の反転支持車２５が設けてあり、この一対の反転支持車２５間の上に反転支持円盤２６が配置してある。反転支持円盤２６と上記の固定側型板２３の間に複数本の連結ロッド２７が架け渡して取り付けてあり、反転支持円盤２６は連結ロッド２７を介して固定側型板２３に連結固定された状態で、一対の反転支持車２５の上に支持されているものである。この各連結ロッド２７には、可動側型板２８に設けたスリーブ２９がスライド自在に外嵌してあり、連結ロッド２７に沿ってスライドすることができるように可動側型板２８が取り付けてある。反転支持円盤２６の外側中央部に型開閉シリンダー装置３０が取り付けてあり、このシリンダー装置３０のシリンダーロッド３０ａが反転支持円盤２６を通して内方へ突き出ている。シリンダーロッド３０ａの先端部は連結部材３１を介して上記の可動側型板２８に結合してある。従って、シリンダー装置３０を駆動してシリンダーロッド３０ａを出入りさせるように作動させることによって、可動側型板２８を連結ロッド２７に沿ってスライドさせ、可動側型板２８を上記の固定側型板２３に近接・離反する方向に前進・後退させることができるものである。
【００２９】
成形型２は図７（ａ）のように固定側の型２ａと可動側の型２ｂからなるものであり、型２ａは固定側型板２３に、型２ｂは可動側型板２８に取り付けてある。型２ａ，２ｂの対向面にはそれぞれ成形用の凹所３３ａ，３３ｂが凹設してある。そして上記のようにシリンダー装置３０を作動し、可動側型板２８を前進させて固定側型板２３に近接させることによって、型２ａ，２ｂを合致させて成形型２の型締めすることができるものであり、成形型２を型締めすることによって図７（ｂ）のように凹所３３ａ，３３ｂで成形型２内にキャビティ３３が形成され、またキャビティ３３に連通し且つ成形型２の上面で開口する注入口１が形成されるようにしてある。型２ａ，２ｂ少なくとも一方の表面には、キャビティ３３内から水蒸気を含む気体を排気するエアベント３４が設けてある。エアベント３４は、水蒸気などの気体は通過するが、粘結剤コーテッドサンド３は通過しない浅溝として形成してある。また型２ａ，２ｂには電気ヒータなどを内蔵してあり、成形型２を加熱することができるようにしてある。本発明は成形型２の熱で粘結剤コーテッドサンド３を加熱して鋳型の成形を行なうものではないので、成形型２の加熱温度は成形型２に吹き込まれる水蒸気の温度が低下しない程度の比較的低い温度でよい。また、成形する鋳型を変更するために成形型２を交換する場合、固定側型板２３や可動側型板２８に別の型２ａ，２ｂを取り付け直すだけで済むものであり、成形型２の交換を容易に且つ短時間で行なうことができるものである。
【００３０】
ここで、上記したように、反転駆動機構部２１のラック機構部２１ａ内のラックを駆動して、ピニオン機構部２１ｂ内のピニオンを回転駆動すると、固定側回動軸２２がこのピニオンと共に回動する。固定側型板２３はこの固定側回動軸２２に取り付けられており、反転支持車２５上の反転支持円盤２６及び可動側型板２８は連結ロッド２７を介して固定側型板２３と連結されている。従って、反転駆動機構部２１を作動して固定側回動軸２２を回動させると、固定側型板２３と共に反転支持円盤２６が反転支持車２５の上を転動するように回動するものであり、同時に可動側型板２８も回動する。これに伴って、固定側型板２３と可動側型板２８に取り付けた型２ａ，２ｂからなる成形型２も回動する。そして、型締めした成形型２には、注入口１を上方を向けた状態でキャビティ３３内に粘結剤コーテッドサンド３が充填されるが、このように成形型２を１８０度の角度で回動させて、成形型２の注入口１が下方を向くように上下反転させると、キャビティ３３内の粘結剤コーテッドサンド３のうち、固まっていない粘結剤コーテッドサンド３を注入口１から排出することができるものである。
【００３１】
次に、サンド供給ヘッド４を備えるブロックの構成を図３及び図４を参照して説明する。３６は支柱であり、水平に配置される支持梁３７の一端が一対の支柱３６の上端間に固定してある。支持梁３７の下側には水平方向に長い案内部材３８が取り付けてあり、案内部材３８の一方の端部は支持梁３７よりも延長して張り出している。この案内部材３８の両側の側片３９の外面にそれぞれ下端部に沿ってレール４０が水平に設けてある。
【００３２】
４２は台車であり、その両側の上端部に一対ずつ設けた車輪４３がレール４０の上に載置してある。この車輪４３の下側にはレール４０を介して対向するように浮防止車輪４３ａが設けてある。また４４は副台車であり、その両側の上端部に一対ずつ設けた車輪４５がレール４０の上に載置してある。この副台車４４の下側には一対のシリンダー装置４６，４７が水平に取り付けてあり、各シリンダー装置４６，４７はそれぞれ反対方向にシリンダーロッド４６ａ，４７ａが出入りするように、逆向き配置で取り付けてある。そして一方のシリンダー装置４６のシリンダーロッド４６ａの先端は案内部材３９の一端部に垂下した固定板４８に固定してあり、他方のシリンダー装置４７のシリンダーロッド４７ａの先端部は台車４２に設けた連結板４９に固定してある。従って、各シリンダー装置４６，４７を作動させてシリンダーロッド４６ａ，４７ａを出入りさせると、副台車４４がレール４０に沿って走行することに伴ってシリンダー装置４６，４７が移動すると共に、台車４２をレール４０に沿って走行させることができ、シリンダー装置４６，４７の各シリンダーロッド４６ａ，４７ａが出入りするストロークの２倍のストロークで台車４２を移動させることができるものである。このシリンダー装置４６，４７によって、台車４２に後述のように設けたサンド供給ヘッド４を水平に横移動させるサンド供給水平駆動装置１１が形成されるものである。
【００３３】
台車４２の下側にはシリンダー装置５２の後端部を固定した状態で、シリンダー装置５２が下向に取り付けてあり、このシリンダー装置５２のシリンダー５２ａの下端部に下板５３が取り付けてある。そしてこのシリンダー装置５２の下端から出入りするシリンダーロッド５２ｂの下端にサンド供給ヘッド４を固定して、サンド供給ヘッド４が配置してある。サンド供給ヘッド４に上方へ突出して設けたスライドロッド５４を下板５３に設けた案内スリーブ５５に上下スライド自在に通すことによって、サンド供給ヘッド４は上下動自在になっている。そしてシリンダー装置５２を作動してシリンダーロッド５２ｂを出入りさせることによって、サンド供給ヘッド４を上下に昇降させることができるものであり、このシリンダー装置５２でサンド供給ヘッド４を昇降させる上下駆動装置６が形成されるものである。
【００３４】
サンド供給ヘッド４は図８（ａ）に示すように、下端にノズル口８を設けると共に、上部に上端面が開口部５７ａとして開口する円筒状のサンド導入筒５７を上方へ突出して設けて形成してある。このサンド導入筒５７は下板５３に設けた開口部５８及び台車４２に設けた開口部５９に挿通してあり（図３参照）、サンド供給ヘッド４と共に昇降されるようになっている。
【００３５】
図８（ａ）において６０はサンド供給ヘッド４の下端部に設けた冷却板であり、水を通して冷却できるようにしてある。サンド供給ヘッド４の下端は加熱された成形型２に接触するが、成形型２の熱がサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３に伝わることを、冷却板６０で防ぐことができるものである。この冷却板６０の中央部にサンド供給ヘッド４内に連通する連通孔６０ａが形成してあり、この連通孔６０ａの個所において冷却板６０の下面にノズル取付板６１が取り付けてある。ノズル取付板６１には連通孔６０ａと連通するノズル取付口６１ａが形成してあり、ノズル取付孔６１ａにノズル筒６２が装着してある。
【００３６】
ノズル筒６２は図８（ｂ）のように円筒状に形成してあり、ノズル筒６２の下面の開口はフランジ底片６３で閉塞してある。このフランジ底片６３の中央部にノズル口８が開口して形成してあり、ノズル口８はノズル取付口６１ａ、連通孔６０ａを介してサンド供給ヘッド４内に連通している。ノズル筒６２内には邪魔板６４が取り付けてある。この邪魔板６４は円板状に形成されるものであり、図８（ｃ）のように外周の複数個所に等間隔でスペーサ片６４ａが同じ突出寸法で突設してある。邪魔板６４は、このスペーサ突片６４ａがノズル筒６２の内周に当接した状態で、フランジ底片６３から離れた位置に固定されるものであり、ノズル筒６２内は邪魔板６４によって上下に仕切られるものである。そしてスペーサ突片６４ａによって、邪魔板６４の外周とノズル筒６２の内周の間に狭い隙間６５が形成され、邪魔板６４の上側と下側はこの隙間６５で連通されるものである。
【００３７】
サンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３は、冷却板６０の連通孔６０ａ、ノズル取付板６１のノズル取付口６１ａ、ノズル筒６２を通過してノズル口８から吐出されるが、ノズル筒６２には邪魔板６４が設けられており、粘結剤コーテッドサンド３は狭い隙間６５を容易に通過できないので、粘結剤コーテッドサンド３の自重だけではノズル口８から吐出されないようになっている。特にサンド供給ヘッド４内と邪魔板６４の間には狭い連通孔６０ａが設けられているので、サンド供給ヘッド４内の総ての粘結剤コーテッドサンド３の自重が邪魔板６４に作用することがなく、通常の状態では粘結剤コーテッドサンド３はノズル口８から吐出されない。一方、後述のように、サンド供給ヘッド４内にエアーを導入して、サンド供給ヘッド４内を外気圧よりも高圧にすることによって、エアー圧でサンド供給ヘッド４内の粘結剤コーテッドサンド３を押圧して邪魔板６４の隙間６５を強制的に通過させ、ノズル口９から図８（ｂ）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。
【００３８】
また、上記の支持梁５７の一方の端部にはサンド貯留槽１０が設けてあり、他方の端部には押えシリンダー装置６７が設けてある。上記のようにシリンダー装置４６，４７により形成されるサンド供給水平駆動装置１１で台車４２を横移動させることによって、台車４２に設けたサンド供給ヘッド４を、サンド貯留槽１０の直下位置と、押えシリンダー装置６７の直下位置の間で往復移動させることができるようにしてある。
【００３９】
サンド貯留槽１０には粘結剤コーテッドサンド３が貯留してある。図９（ａ）に示すように、サンド貯留槽１０の漏斗状に形成される下部に排出筒６９が下方へ突出して設けてあり、排出筒６９の下端に排出口７０が設けてある。排出口７０は砂シャッター７１で開閉されるようになっている。砂シャッター７１には図９（ｂ）のようにシャッター孔７１ａが設けてあり、シャッター開閉シリンダー装置１００のシリンダーロッド１００ａの先端が砂シャッター７１に固定してある。砂シャッター７１は排出口７０の下面に接して配置してあり、シャッター開閉シリンダー装置１００によって前後に往復移動されるようにしてある。そして砂シャッター７１のシャッター孔７１ａがサンド貯留槽１０の排出口７０に合致したときに排出口７０は開口され、図９（ａ）の矢印のように粘結剤コーテッドサンド３はシャッター孔７１ａを通過して自重で排出される。またこの状態からシャッター開閉シリンダー装置１００で砂シャッター７１を前進させることによって、砂シャッター７１で排出口７０を閉じることができ、サンド貯留槽１０から粘結剤コーテッドサンド３が排出されないようにすることができる。通常状態では排出口７０は砂シャッター７１で閉じられている。
【００４０】
押えシリンダー装置６７は下向に取り付けてあり、押えシリンダー装置６７から下方に突出するシリンダーロッド６７ａの先端部に押え筒７２が取り付けてある。押え筒７２は図１０に示すように、下面が開口し上面が閉塞された有底の円筒として形成されるものであり、下面の開口部７２ａには網７３が張ってある。また押え筒７２の下面の開口部７２ａの外周縁にはパッキン７４が設けてある。押え筒７２の側面にはエアー配管１３が接続してあり、エアー配管１３から高圧エアーが押え筒７２内に供給され、網７３を通して押え筒７２の下面の開口部７２ａから噴出されるようになっている。この押えシリンダー装置６７と押え筒７２によって、サンド供給ヘッド押え装置１２が形成されるものである。
【００４１】
次に、水蒸気供給ヘッド５を備えるブロックについて図５及び図６を参照して説明する。７７は基台であって、一方の端部寄り側において上面の両側端部にそれぞれ支持板７８が立設してあり、各支持板７８の内側に同じ高さの複数個所に上車７９が取り付けてあると共に、各上車７９の下側に下車８０が取り付けてある。また基台７７の他方の端部の上に門型の後支持体８１が立設してある。
【００４２】
８３は両側の枠片８４の後端間を桟材８５で連結して形成したスライド枠体であり、両側の枠片８４のそれぞれの外面に全長に亘って、上端が逆Ｖ字型に尖ったレール板８６が取り付けてある。また両側の枠片８４の前端部の上面間に渡して保持枠板８７が取り付けてある。保持枠板８７の両側端部に二か所ずつ、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８７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８７の枠内の開口８７ａ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８７の下面に当接されるようになっている（図１３（ａ）参照）。
【００４３】
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、下面の中央部にノズル口９が設けてある。水蒸気供給ヘッド５には図１１に示すように、後端部と上下面に開口する蒸気通路１０２が形成してある。この蒸気通路の１０２の上下に開口する縦穴部にノズル筒１０３が上から差し込んで取り付けてある。ノズル筒１０３は上面が閉塞され下面が開口する円筒状に形成されるものであり、側面に形成した開口部１０３ａが蒸気通路１０２内に開口させてある。従ってノズル筒１０３内は開口部１０３ａを通して蒸気通路１０２と連通しているものであり、ノズル筒１０３の水蒸気ヘッド５の下面から突出する下端開口部によってノズル口９が形成されるものである。水蒸気供給ヘッド５の後端の蒸気通路１０２の開口には水蒸気供給ホース９１が接続してあり、水蒸気供給ホース９１を通して水蒸気供給ヘッド５に供給された水蒸気はノズル口９から矢印のように噴出されるようになっている。
【００４４】
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８７を取り付けたスライド枠体８３は、その両側端のレール板８６を基台７７の両側の支持板７８の上車７９と下車８０の間に差し込むことによって、支持板７８の間に支持した状態で、基台７７の上に配置されるものである。スライド枠体８３は両側端のレール板８６が上車７９と下車８０の間に差し込まれているので、レール板８６が上車７９や下車８０を回転させて走行することによって、スライド枠体８３を前後にスライドさせることができ、このスライド枠体８３のスライドによって水蒸気供給ヘッド５を前後方向に移動させることができるものである。
【００４５】
スライド枠体８３に取り付けた保持枠板８７と基台７７の後支持体８１の間には水平配置される一対のシリンダー装置９２，９３からなる水平駆動装置７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てあり、下側のシリンダー装置９３の下端部の両側に設けた走行車輪９４によって、基台７７の上面のレール９５の上に載置して配置してある。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８１に垂下した後固定板９６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８７の後端に立設した前固定板９７に固定してある。
【００４６】
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、レール板９５上を走行車輪９４が走行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７９や下車８０を回転させながらスライド枠体８３がスライドすることで保持枠板８７をレール板８５に沿って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８７に設けた水蒸気供給ヘッド５を前進後退させて移動させることができるものである。
【００４７】
ここで、一対のシリンダー装置９２，９３の各シリンダーロッド９２ａ，９３ａが引っ込んでいる状態では、水蒸気供給ヘッド５は最も後退した位置にあり、図１２（ａ）に示すように水蒸気供給ヘッド５は支持板７８の間に位置している。またシリンダー装置９２，９３の各シリンダーロッド９２ａ，９３ａが突出している状態では、水蒸気供給ヘッド５は最も前進した位置にあり、図１２（ｃ）に示すように水蒸気供給ヘッド５は基台７７の前方に飛び出している。そして一対のシリンダー装置９２，９３のうち一方、例えばシリンダー装置９２のシリンダーロッド９２ａのみを突出させることによって、水蒸気供給ヘッド５を最も後退した位置と最も前進した位置の間の中間に位置させることができ、図１２（ｂ）に示すように水蒸気供給ヘッド５は基台７７の前端部に配置されるものである。
【００４８】
上記した図２の成形型２を備えるブロックと、図３，図４のサンド供給ヘッド４を備えるブロックと、図５，図６の水蒸気供給ヘッド５を備えるブロックを、図１のように組み合わせることによって、本発明に係る鋳型製造装置を形成することができるものである。すなわち、成形型２を備えるブロックの基台２０の側方にサンド供給ヘッド４を備えるブロックの支柱３６を立てることによって、このブロックの支持梁３７を成形型２の上方に配置し、成形型２の型開閉方向とサンド供給ヘッド４の水平移動方向が直角に交差するようにしてある。また成形型２の固定側の型２ａの背方に水蒸気供給ヘッド５を備えるブロックの基台７７を設置し、成形型２の型開閉方向と水蒸気供給ヘッド５の水平移動方向が下と上とで一致するようにしてある。尚、図中１０５は、既述の各シリンダー装置やエアー配管などに高圧エアーを供給するエアーコンプレッサーのタンクである。
【００４９】
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、フェノール樹脂やフラン樹脂等の熱硬化性樹脂、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。
【００５０】
この粘結剤コーテッドサンド３はサンド貯留槽１０に貯留されている。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を供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。
【００５１】
すなわち、サンド供給水平駆動装置１１を構成するシリンダー装置４６，４７を作動させて各シリンダーロッド４６ａ，４７ａを引っ込ませることによって、サンド供給ヘッド４を図３において、案内部材３８の左端に実線で図示する位置から、鎖線で図示するように、サンド貯留槽１０の直下位置へと後退させる。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１００が作動して砂シャッター７０でサンド貯留槽１０の排出口７０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７０から排出される。サンド貯留槽１０の排出口７０の直下には図９（ａ）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７０から排出された粘結剤コーテッドサンド３は、サンド導入筒５７の開口部５７ａからサンド供給ヘッド４内に供給される。
【００５２】
このようにサンド供給ヘッド４内に粘結剤コーテッドサンド３を供給した後、サンド供給水平駆動装置１１を構成するシリンダー装置４６，４７を作動させて各シリンダーロッド４６ａ，４７ａを突出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、図３の実線のように案内部材３８の左端へと前進させる。
【００５３】
このとき、このサンド供給ヘッド４の前進移動にタイミングを合わせて、成形型２の型締めが行なわれる。すなわち、図２（ａ）（ｂ）のように成形型２の固定側及び可動側の型２ａ，２ｂが開いた状態から、型開閉シリンダー装置３０が作動し、シリンダーロッド３０ａが突出することによって、固定側の型２ａに近接するように可動側の型２ｂを移動させて、図７（ｂ）のように型締めすることができるものである。そして成形型２の型締めが完了した時点で、サンド供給ヘッド４も図３の実線のように案内部材３８の左端への移動が完了し、サンド供給ヘッド４は型締めした成形型２の直上に位置している。
【００５４】
またこの成形型２の型締めと同時に、水蒸気供給ヘッド５が前進する。すなわち、成形型２が型開きされており、サンド供給ヘッド４がサンド貯留槽１０の直下位置に後退しているときには、水平駆動装置７を構成するシリンダー装置９２，９３の両方のシリンダーロッド９２ａ，９３ａは引っ込んでおり、水蒸気供給ヘッド５は図１２（ａ）のように最も後退した位置にあるが、シリンダー装置９２，９３のうち、一方のシリンダー装置９２のみを作動させ、このシリンダー装置９２のシリンダーロッド９２ａが突出することによって、水蒸気供給ヘッド５を前進させることができる。一方のシリンダー装置９２のみの作動であるので図１２（ｂ）のように、図１２（ａ）と図１２（ｃ）の中間位置に水蒸気供給ヘッド５は位置している。この中間位置は、成形型２の直上やサンド供給ヘッド４の直下の位置ではないが、水蒸気供給ヘッド５が成形型２に近接した位置であり、この中間位置で水蒸気供給ヘッド５を待機させるようにしてある。
【００５５】
上記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が移動した後、上下駆動装置６を構成するシリンダー装置５２を作動させ、シリンダーロッド５２ｂ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１０に示すように、サンド供給ヘッド４の下端のノズル口８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、押えシリンダー装置６７も作動してシリンダーロッド６７ａが下方へ突出し、シリンダーロッド６７ａの下端に取り付けられた押え筒７２がサンド供給ヘッド４のサンド導入筒５７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７２がサンド供給ヘッド４のサンド導入筒５７の上端に押さえ付けられるとパッキン７４が密着してサンド導入筒５７の開口部５７ａと押え筒７２の開口部７２ａが気密的に連通する。そしてこの状態でエアー配管１３から高圧エアーを押え筒７２内に供給することによって、高圧エアーが図１０の矢印のようにサンド導入筒５７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８の（ｂ）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。
【００５６】
このように、粘結剤コーテッドサンド３はエアーの圧力でサンド供給ヘッド４から成形型２内に吹き込まれるものであり、成形型２内への粘結剤コーテッドサンド３の注入を短時間で行なうことができ、また充填不良が発生することなく成形型２のキャビティ３３内に粘結剤コーテッドサンド３を充填することができるものである。粘結剤コーテッドサンド３と共にキャビティ３３内に流入するエアーは、エアベント３４から排気される。
【００５７】
このようにサンド供給ヘッド４から成形型２内に粘結剤コーテッドサンド３が注入されて充填されると、エアー配管１３からの高圧エアーの供給が停止され、上下駆動装置６を構成するシリンダー装置５２をシリンダーロッド５２ｂが引っ込むように作動させると共に押えシリンダー装置６７をシリンダーロッド６７ａ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の直上位置のまま上昇されるものである。
【００５８】
次に、水平駆動装置７を構成するシリンダー装置９２，９３のうち、一方のシリンダー装置９３のみを作動させ、このシリンダー装置９３のシリンダーロッド９３ａを突出させることによって、水蒸気供給ヘッド５を図１２（ｂ）の待機位置からさらに前進させ、成形型２とサンド供給ヘッド４の間に水蒸気供給ヘッド５を差し込んで、図１２（ｃ）のように水蒸気供給ヘッド５を成形型２の直上で且つサンド供給ヘッド４の直下に位置させる。ここで、水蒸気供給ヘッド５はスライド枠体８３に取り付けられた保持枠板８７の下側に保持されているが、水蒸気供給ヘッド５を図１２（ｃ）のように前進させたとき、図１３（ａ）に示すように、保持枠板８７の開口８７ａ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。
【００５９】
この状態で、上下駆動装置６を構成するシリンダー装置５２を作動させ、シリンダーロッド５２ｂ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。このとき同時に押えシリンダー装置６７も作動させ、シリンダーロッド６７ａを下方へ突出させて押え筒７２でサンド供給ヘッド４を下方へ押えるようにしてもよい。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８７の開口８７ａ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、水蒸気供給ホース９１から水蒸気供給ヘッド５に供給されている水蒸気が図１１の矢印のように、ノズル口９から注入口１を通して成形型２のキャビティ３３内に吹き込まれるものである。キャビティ３３内に吹き込まれた水蒸気は、粘結剤コーテッドサンド３の間を通過した後、エアベント３４から排気される。
【００６０】
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を上下駆動装置６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上下駆動装置６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。
【００６１】
また、水蒸気供給ヘッド５へは水蒸気供給ホース９１から常に水蒸気が供給されており、成形型２に水蒸気を吹き込むとき以外も、ノズル口９から常に水蒸気が噴き出ている。このため、成形型２が開いているときには図１２（ａ）のように、成形型２から遠い位置に水蒸気供給ヘッド５を後退させ、噴き出る水蒸気が悪影響しないようにしてある。しかし、成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を充填した後に水蒸気を成形型２に吹き込む際に、成形型２から遠い位置から水蒸気供給ヘッド５を成形型２の直上まで前進させると、長い距離を前進する時間が必要になる分、鋳型の成形のサイクルが長くなる。そこで、成形型２が型締めされ、サンド供給ヘッド４から成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入する時点で、図１２（ｂ）のように水蒸気供給ヘッド５を成形型２に近接する待機位置にまで前進させておき、成形型２への粘結剤コーテッドサンド３の注入が終了した後、成形型２に近接した待機位置から、短時間で図１２（ｃ）のように成形型２の直上に前進できるようにしてあり、鋳型の成形のサイクルをより短くすることができるようにしてある。
【００６２】
上記のように、粘結剤コーテッドサンド３が充填された成形型２内に水蒸気を吹き込むと、粘結剤コーテッドサンド３の表面に水蒸気が接触することによって、水蒸気は潜熱が粘結剤コーテッドサンド３に奪われて凝縮するが、水蒸気は高い潜熱を有するので、水蒸気が凝縮する際に伝熱されるこの潜熱で粘結剤コーテッドサンド３の温度は１００℃付近にまで急速に上昇する。このように水蒸気の潜熱の伝熱によって粘結剤コーテッドサンド３が１００℃付近にまで加熱される時間は、水蒸気の温度や成形型２内への吹き込み流量、成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３の充填量などで変動するが、通常、３〜３０秒程度の短時間である。成形型２内に注入口１から吹き込まれた水蒸気は、成形型２内の粘結剤コーテッドサンド３を加熱した後、エアベント３４から排気される。
【００６３】
上記のように成形型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。
【００６４】
そして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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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１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。
【００６８】
図１１に示す実施の形態では、ボイラー１１５で発生した飽和水蒸気を過熱器１４で加熱して過熱水蒸気を調製し、この過熱水蒸気を水蒸気供給ホース９１を通して水蒸気供給ヘッド５に供給するようにしてある。
【００６９】
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、上下駆動装置６を構成するシリンダー装置５２を作動させ、シリンダーロッド５２ｂ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１２（ｃ）、図１３（ａ）参照）。
【００７０】
次に、このようにサンド供給ヘッド４が上昇した後、サンド供給水平駆動装置１１を構成するシリンダー装置４６，４７を作動させて各シリンダーロッド４６ａ，４７ａを引っ込ませることによって、成形型２の直上位置である図３における案内部材３８の左端に実線で図示する位置から、サンド供給ヘッド４を図３に鎖線で図示するように、サンド貯留槽１０の直下位置へと後退移動させる。
【００７１】
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の上面の清掃ができるようにしてある。すなわち図３に示すように、サンド供給ヘッド４のサンド供給水平駆動装置１１と反対側の側部に掻き板支持体１１１が取り付けてあり、掻き板１１０の一端が掻き板支持体１１１に上下回動自在に枢着してある。また掻き板支持体１１１にシリンダー装置１１２が取り付けてあり、そのシリンダーロッド１１２ａの下端が掻き板１１０に枢着してある。シリンダー装置１１２のシリンダーロッド１１２ａは通常時は上方へ引っ込んでおり、図３に実線で示すように掻き板１１０は上方へ水平に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１１２が作動してシリンダーロッド１１２ａを下方へ突出させ、掻き板１１０を下方へ回動させて図３に鎖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１１０の下端で成形型２の上面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。サンド供給ヘッド４がサンド貯留槽１０の直下から再度成形型２の上に移動する前に、掻き板１１０は上方へ水平に回動されて引き上げられる。
【００７２】
サンド供給ヘッド４が図３の鎖線のようにサンド貯留槽１０の直下位置へ移動すると、既述のように砂シャッター７１が開き、サンド貯留槽１０からサンド供給ヘッド４に粘結剤コーテッドサンド３が供給され、次の成形に備えられる（図９（ａ）参照）。このようにサンド供給ヘッド４は、サンド貯留槽１０から粘結剤コーテッドサンド３の供給を受けた後に、成形型２へと移動して成形型２に粘結剤コーテッドサンド３を注入するようにしているので、サンド供給ヘッド４は成形型２に注入する一回分の粘結剤コーテッドサンド３を貯留する大きさに形成すれば足りる。従って、サンド供給ヘッド４の大きさを小さくすることが可能になるものである。
【００７３】
また、上記のようにサンド供給ヘッド４が後退移動すると同時に、水蒸気供給ヘッド５も後退移動する。すなわち、水平駆動装置７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９３ａ、さらにシリンダーロッド９２ａが引っ込み、水蒸気供給ヘッド５は最も後退した位置にまで移動し（図１２（ａ）参照）、次の成形に備える。
【００７４】
次に、成形型２の型開きがなされる。すなわち、型開閉シリダンダー装置３０が作動し、シリンダーロッド３０ａが引っ込むことによって、固定側の型２ａから離れるように可動側の型２ｂを移動させて、成形型２を型開きし、成形された鋳型を成形型２のキャビティ３３から取り出すことができるものである。
【００７５】
このように成形型２が型開きして、型２ａ，２ｂが離れた状態にあるとき、エアーダスター１０７で各型２ａ，２ｂの内面を清掃することができるようにしてある。すなわち図１に示すように、エアーダスター１０７は両側にエアノズル１０７ａ，１０７ａを設けて形成してある。このエアーダスター１０７はシリンダー装置１０８のシリンダーロッド１０８ａの先端部に設けてあり、シリンダー装置１０８は成形型２の上方において支持梁３７の側部に固定してある。そして成形型２が型開きして、成形された鋳型を成形型２から脱型した後、シリンダー装置１０８を作動させると、シリンダーロッド１０８ａが下方へ突出してエアーダスター１０７が下方へ移動し、開いた型２ａ，２ｂの間にこのエアーダスター１０７が差し込まれる。このとき、エアーダスター１０７のエアノズル１０７ａ，１０７ａから型２ａ，２ｂの内面に高圧エアーが噴出され、型２ａ，２ｂの内面を清掃することができるものである。エアノズル１０７ａ，１０７ａから高圧エアーを噴出した後、シリンダーロッド１０８ａは引っ込んでエアーダスター１０７は元の位置まで引き上げられる。
【００７６】
図１４は本発明の他の実施の形態を示すものである。上記の実施の形態では、成形型２として、上面に注入口１を一つ設けたものを使用するようにしたが、鋳型として大型のものを成型する場合、特に平面の面積が大きい鋳型を成型する場合、注入口１が一つだけであると、水蒸気は一か所の注入口１から成形型２内に吹き込まれることになるため、成形型２内の全体に均一に水蒸気を行き渡らせることは難しく、成形型２内に充填した粘結剤コーテッドサンド３を均一に加熱できないことがある。
【００７７】
そこでこのような場合には、図１４（ｂ）のような、成形型２の上面の複数個所に注入口１を設けたものを用いるのが好ましい。そしてこのような複数個所に注入口１を設けた成形型２に水蒸気を供給する水蒸気供給ヘッド５としては、注入口１に対応した個数のノズル口９を設けた図１４（ａ）のものを用いることができる。
【００７８】
この水蒸気供給ヘッド５は、水蒸気供給ホース９１に接続した水蒸気パイプ１２０をヘッド本体５ａに設けて形成されるものである。水蒸気供給パイプ１２０には分岐パイプ１２１が左右に複数本分岐して設けてあり、各分岐パイプ１２１の先端にノズル口９が設けてある。このノズル口９は上記の成形型２の複数個所の注入口１に対応するように配置されるものである。このように形成される水蒸気ヘッド５は、既述の図１３の場合と同様に昇降板８９の下側に取り付けて使用されるものである。
【００７９】
そして、成形型２内に水蒸気を吹き込むにあたっては、既述の図１３（ｂ）と同様に水蒸気供給ヘッド５を下降させると、成形型２の上面の複数の注入口１に水蒸気供給ヘッド５の各ノズル口９を合致させることができる。従って水蒸気供給ヘッド５の各ノズル９からすべての注入口１を通して成形型２内に水蒸気が供給される。このため、水蒸気は複数個所の注入口１から成形型２内に吹き込まれ、成形型２内の全体に均一に水蒸気を行き渡らせることができるものであり、成形型１内に充填した粘結剤コーテッドサンド３を均一に加熱することができ、均質な鋳型を成型することができるものである。
【符号の説明】
【００８０】
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  上下駆動装置
７  水平駆動装置
８  ノズル口
９  ノズル口
１０  サンド貯留槽
１１  サンド供給水平駆動装置
１２  サンド供給ヘッド押え装置
１３  エアー配管
１４  過熱器
【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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【国際調査報告】
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