鋳型の製造方法及び製造装置
【課題】硬度不足の部分が存在せず、全体の硬度が十分な大きさとされた鋳型を有利に製造する方法と装置とを提供する。
【解決手段】成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給して、一次硬化物７４を成形した後、一次硬化物７４の表面とキャビティ面４４との間に加熱蒸気が流通可能な隙間７８を形成する一次型開きを実施し、その後、かかる隙間７８内に加熱蒸気を供給して、一次硬化物７４の表面に加熱蒸気を接触させることにより、一次硬化物７４の表面を更に硬化させて、目的とする鋳型を製造するようにした。
【解決手段】成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給して、一次硬化物７４を成形した後、一次硬化物７４の表面とキャビティ面４４との間に加熱蒸気が流通可能な隙間７８を形成する一次型開きを実施し、その後、かかる隙間７８内に加熱蒸気を供給して、一次硬化物７４の表面に加熱蒸気を接触させることにより、一次硬化物７４の表面を更に硬化させて、目的とする鋳型を製造するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型の製造方法と鋳型の製造装置とに係り、特に、レジンコーテッドサンドが充填された成形キャビティ内に加熱蒸気を供給して、所定形状の鋳型を製造する方法の改良と、そのような鋳型の製造方法に有利に採用され得る鋳型の製造装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、砂型からなる鋳型の製造に際して、様々な方法が採用されている。それらの鋳型の製造方法の一つとして、例えば、特開２０００−６１５８３号公報（特許文献１）等に明らかにされる方法が、知られている。この方法は、熱硬化性樹脂粘結剤が表面に被覆されたレジンコーテッドサンドを成形キャビティ内に充填し、その後、かかる成形キャビティ内に水蒸気や過熱蒸気等の加熱蒸気を吹き込んで、熱硬化性樹脂粘結剤を硬化させることにより、所定形状の鋳型を製造するものである。
【０００３】
このような方法によれば、（ア）成形キャビティ内に吹き込まれる加熱蒸気によって、熱硬化性樹脂粘結剤が瞬時に硬化するため、粘結剤の硬化時間、ひいては目的とする鋳型の製造時間の短縮化が有利に図られる、（イ）成形キャビティを形成する造形型の温度を高温とする必要がなく、それによって、造形型の加熱コストが、十分に低く抑えられる、（ウ）加熱蒸気が無害であると共に、粘結剤としての熱硬化樹脂の高温加熱による有害ガスの発生も有利に回避される、といった数々のメリットが得られる。
【０００４】
ところが、そのように、加熱蒸気を利用して鋳型を製造する際には、以下の如き不具合が生ずる恐れがあった。
【０００５】
すなわち、加熱蒸気を利用した従来の鋳型の製造方法では、通常、加熱蒸気が、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に、造形型に設けられた砂吹き込み口を通じて吹き込まれる。そのため、目的とする鋳型が、例えば多くの凹凸部を有する複雑な形状とされていると、成形キャビティ内のレジンコーテッドサンドにおけるキャビティ面側の表層部分等に、加熱蒸気が十分に行き渡らない部分が生じ、その結果、そのような部分が、加熱蒸気との接触不足によって、十分に硬化しなくなってしまう恐れがあったのである。
【０００６】
なお、このような成形キャビティ内でのレジンコーテッドサンドの部分的な硬化不足を解消するには、キャビティ面の所々にベントホールを設けて、成形キャビティ内での加熱蒸気の通気性を高めることが考えられる。しかしながら、目的とする鋳型の形状や造形型の構造等によっては、ベントホールの設置が困難な箇所がキャビティ面に存在し、そのために、キャビティ面の適正箇所にベントホールが設けられない場合がある。そうした場合には、やはり、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの全体に、加熱蒸気を十分に行き渡らせることが困難となって、部分的な硬化不足が生ずる可能性があったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６１５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの全体を加熱蒸気と確実に接触させて、より十分に硬化させることができ、以て、目的とする鋳型を、硬度不足の部分を何等有しない、十分な硬度をもって安定的に製造し得るようにした鋳型の製造方法を提供することにある。また、本発明にあっては、そのような鋳型を有利に製造可能な装置を提供することをも、その解決課題とするところである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明にあっては、上記した鋳型の製造方法に係る課題の解決のために、（ａ）複数の造形型を型合せすることにより、それら複数の造形型の各キャビティ面間に形成した成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填する工程と、（ｂ）前記成形キャビティ内に充填された前記レジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給することにより、該レジンコーテッドサンドを硬化させて、一次硬化物を成形する工程と、（ｃ）かかる一次硬化物の成形後に、該一次硬化物の表面と前記複数の造形型のそれぞれの前記キャビティ面との間に加熱蒸気が流通可能な隙間が形成される位置まで、該複数の造形型を型開きする工程と、（ｄ）該複数の造形型の型開きによって形成された前記隙間内に加熱蒸気を供給して、前記一次硬化物の表面に該加熱蒸気を接触させることにより、該一次硬化物を更に硬化させて、鋳型を造形する工程とを含むことを特徴とする鋳型の製造方法を、その要旨とするものである。
【００１０】
また、本発明は、前記した鋳型の製造装置に係る課題を解決するために、型合せによって、所定形状の成形キャビティを形成する複数の造形型と、かかる形成された成形キャビティ内に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給機構とを有し、該成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドが充填された状態下で、該加熱蒸気供給機構にて、該成形キャビティ内に加熱蒸気を供給することにより、該レジンコーテッドサンドの硬化物を成形して、鋳型を製造する装置であって、（ａ）前記複数の造形型の型合せを行う一方、前記硬化物の表面と該複数の造形型のそれぞれの前記キャビティ面との間に、前記加熱蒸気が流通可能な隙間を形成する一次型開きと、該硬化物の離型を可能とする二次型開きの二段階に亘って、該複数の造形型の型開きを行う造形型開閉機構と、（ｂ）前記複数の造形型が前記造形型開閉機構により型合わせされた状態下において、前記加熱蒸気供給機構から供給される前記加熱蒸気を、前記成形キャビティ内に導く第一の加熱蒸気導入路と、（ｃ）前記造形型開閉機構による前記複数の造形型の前記一次型開きが行われて、前記隙間が形成された状態下において、前記加熱蒸気供給機構から供給される前記加熱蒸気を、該隙間内に導く第二の加熱蒸気導入路とを含んで構成されていることを特徴とする鋳型の製造装置をも、また、その要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
すなわち、本発明に従う鋳型の製造方法は、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給する１回目の加熱蒸気供給操作と、かかる操作により成形された一次硬化物の表面とキャビティ面との間に形成される隙間内に加熱蒸気を供給して、一次硬化物の表面に加熱蒸気を接触させる２回目の加熱蒸気供給操作とを行うことによって、目的とする鋳型を製造するようにしたものである。
【００１２】
それ故、このような本発明手法にあっては、例えば、目的とする鋳型が複雑な形状とされているために、或いはベントホールがキャビティ面の適正位置に設けられていないために、１回目の加熱蒸気供給操作において、一次硬化物の表層部分に、加熱蒸気が十分に行き渡らずに、加熱蒸気との接触が不充分で、硬化不足となった部分が生じたとしても、そのような部分は、２回目の加熱蒸気供給操作の実施時において、一次硬化物表面の加熱蒸気との接触により、十分に硬化するようになる。
【００１３】
従って、かくの如き本発明に従う鋳型の製造方法によれば、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの全体を加熱蒸気と確実に接触させて、より十分に硬化させることができ、以て、目的とする鋳型を、硬度不足の部分を何等有しない、十分な硬度をもって安定的に製造することができるのである。
【００１４】
そして、本発明に係る鋳型の製造装置では、加熱蒸気供給機構からの加熱蒸気を、第一の加熱蒸気導入路を通じて、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に供給することができ、それによって、一次硬化物を成形することができる。また、一次硬化物の成形後に、加熱蒸気供給機構からの加熱蒸気を、第二の加熱蒸気導入路を通じて、型開閉機構による複数の型の一次型開きにより形成された隙間内に供給することが可能となる。そして、それにより、一次硬化物の表面に加熱蒸気を接触させて、一次硬化物を更に硬化させることができる。即ち、本発明に係る製造装置は、上述の如き優れた特徴を有する鋳型の製造方法の実施に際して有利に用いられ得る。
【００１５】
従って、そのような本発明に従う鋳型の製造装置にあっても、本発明に係る鋳型の製造方法において奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果が、極めて有効に享受され得るのである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従う鋳型の製造装置の要部を示す部分断面説明図であって、図２のＩ−Ｉ断面に相当する図である。
【図２】図１のII矢視説明図である。
【図３】図１に示された製造装置に装備される造形用型の型合せを行った状態を示す断面説明図であって、図４のIII−III断面に相当する図である。
【図４】図３のIV矢視説明図である。
【図５】図１に示された製造装置に装備される造形用型の一次型開きを行った状態を示す断面説明図であって、図６のＶ−Ｖ断面に相当する図である。
【図６】図５のVI矢視説明図である。
【図７】本発明手法に従って、鋳型を、図１に示された製造装置を用いて製造する際に実施される一工程例を示す説明図であって、造型用型を型合わせして形成された成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填した状態を示している。
【図８】図７に示された工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給して、一次硬化物を成形している状態を示している。
【図９】図８に示された工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、一次硬化物の成形後に、造型用型の一次型開きを行って、一次硬化物とキャビティ面との間に形成された隙間内に加熱蒸気を供給して、鋳型を造型している状態を示している。
【図１０】図９のＸ矢視説明図である。
【図１１】図９に示された工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、造型用型の二次型開きを行って、造型された鋳型を離型した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１８】
先ず、図１及び図２には、本発明に従う構造を有する鋳型の製造装置の一実施形態として、所定の中子を製造するための鋳型製造装置の要部が、その縦断面形態と平面形態とにおいて、それぞれ示されている。それらの図から明らかなように、本実施形態の鋳型製造装置は、第一の造形型１０と第二の造形型１２とを有している。それら第一の造形型１０と第二の造形型１２は、水平方向となる、図１の左右方向において互いに対向配置され、且つその対向方向において、互いに接近乃至離隔可能とされている。なお、以下からは、特別な断りがない限り、第一の造形型１０と第二の造形型１２の対向方向を左右方向と言い、第一の造形型１０と第二の造形型１２の対向方向と直角な方向で、図１の上下方向となる方向を、単に、上下方向と言う。
【００１９】
より具体的には、第一の造形型１０は、第一の造形型本体１４と第一の入子型１６とを有しており、第二の造形型１２は、第二の造形型本体１８と第二の入子型２０とを有している。なお、第一の造形型１０と第二の造形型１２は、互いに略同一の構造を有している。それ故、以下には、第一の造形型１０の構造のみを具体的に説明し、第二の造形型１２に関しては、第一の造形型１０が備える部材や部位と同様な構造の部材や部位について、図１や図２に同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００２０】
第一の造形型本体１４は、全体として、矩形の筐体形態を呈し、四つの側壁部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからなる矩形枠状乃至は矩形筒状の周壁部２４と、かかる周壁部２４の一方の開口部を閉塞する底壁部２６とを一体的に有している。また、この第一の造形型本体１４の内側空間が、収容部２７とされている。そして、そのような第一の造形型本体１４が、収容部２７を右側に向かって開口させる向きで、底壁部２６を上下方向に延出させた状態で配置されている。
【００２１】
そのような第一の造形型本体１４においては、周壁部２４を構成する四つの側壁部２２ａ〜２２ｄのうち、上記の如き第一の造形型本体１４の配置状態下で上側に位置する上側側壁部２２ａの開口側端面の長さ方向（図１の紙面に垂直な方向で、図２の上下方向）の中央に、型本体側砂吹込み孔形成溝２８が、上下方向に延びるように形成されている。この型本体側砂吹込み孔形成溝２８は、その内周面の横断面形状（延出方向に直角な断面形状）が半円形状とされている。また、かかる側壁部２２ａの開口側端面の長さ方向両端側には、蒸気吹込み孔形成溝３０が、上下方向に延びるように、それぞれ１個ずつ形成されている。それら各蒸気吹込み孔形成溝３０は、その内周面の横断面形状（延出方向に直角な断面形状）が、型本体側砂吹込み孔形成溝２８の内周面の横断面形状よりも大径の半円形状とされている。更に、四つの側壁部２２ａ〜２２ｄのうちの下側に位置する下側側壁部２２ｂの開口側の端部には、かかる端部を上下方向に貫通する貫通孔３２が形成されている。
【００２２】
また、第一の造形型本体１４の底壁部２６の外面（周壁部２４形成側とは反対側の面）には、その上端部と下端部とに対して、上側板状突起３４と下側板状突起３６とが、それぞれ、十分な突出高さをもって一体的に突設されている。そして、上側板状突起３４の突出先端部には、下方に向かって所定高さで突出する上側係合突起３８が、一体形成されている一方、下側板状突起３６の突出先端部には、上方に向かって所定高さで突出する下側係合突起４０が、一体形成されている。それら上側及び下側係合突起３８，４０は、上側及び下側側壁部２２ａ，２２ｂの長さと同一長さを有する平板形状を呈し、底壁部２６の外面に対して、所定距離を隔てて対向配置されている。
【００２３】
第一の造形型本体１４の底壁部２６と上側及び下側係合突起３８，４０との対向面間には、可動板４１が、配置されている。この可動板４１は、底壁部２６よりも一周り小さな矩形平板形状を呈し、底壁部２６と上側及び下側係合突起３８，４０との対向方向において移動可能とされている。なお、可動板４１の底壁部２６側への移動は、底壁部２６に対する可動板４１の当接によって規制されるようになっている。また、可動板４１の上側及び下側係合突起３８，４０側への移動は、それら上側及び下側係合突起３８，４０に対する可動板４１の当接によって規制されるようになっている。
【００２４】
一方、第一の入子型１６は、全体として、厚肉の矩形ブロック形状を呈し、第一の造形型本体１４の収容部２７内に収容可能な大きさを有している。この第一の入子型１６の厚さ方向一方の面には、その中央部に、キャビティ形成凹部４２が設けられている。キャビティ形成凹部４２は、造形されるべき中子の半分の部分の外面に対応した内周面形状を有しており、かかるキャビティ形成凹部４２の内周面が、キャビティ面４４とされている。
【００２５】
また、そのような第一の入子型１６のキャビティ形成凹部４２形成面において、かかるキャビティ形成凹部４２よりも上側部分の横方向中央部には、入子型側砂吹込み孔形成溝４６が、上下方向に真っ直ぐに延びるように形成されている。この入子型側砂吹込み孔形成溝４６は、第一の造形型本体１４に設けられた型本体側砂吹込み孔形成溝２８と同一径の半円状の内周面を有している。そして、第一の入子型１６の上側側面において上方に向かって開口し、且つキャビティ形成凹部４２の内周面、つまりキャビティ面４４において、下方に向かって開口している。一方、第一の入子型１６におけるキャビティ形成凹部４２よりも下側部分の横方向中央部には、かかる部分を上下方向に貫通する貫通孔５０が形成されている。
【００２６】
このような構造を有する第一の入子型１６が、第一の造形型本体１４の収容部２７内に収容されているのである。また、第一の入子型１６にあっては、収容部２７内への収容状態下で、収容部２７の開口部を通じて、キャビティ形成凹部４２が、右側に向かって開口していると共に、そのようなキャビティ形成凹部４２の形成面が、外部に露呈させられている。
【００２７】
収容部２７内に収容された第一の入子型１６は、第一の造形型本体１４の底壁部２６の外面側に配置された前記可動板４１に対して、複数（ここでは４個）の連結ピン５２を介して連結されている。即ち、ここでは、連結ピン５２が、可動板４１の四隅にそれぞれに固定されて、可動板４１から第一の造形型本体１４の底壁部２６側に突出している。そして、それら各連結ピン５２の突出部分が、底壁部２６に設けられた複数のピン挿通孔５４内を軸方向に摺動可能に挿通されて、第一の入子型１６におけるキャビティ形成凹部４２形成面とは反対側の面に固定されている。
【００２８】
一方、第二の造形型１２が有する第二の造形型本体１８と第二の入子型２０は、第二の造形型本体１８における貫通孔３２の形成位置が、第一の造形型本体１４における貫通孔３２の形成位置と多少異なっている以外、第一の造形型１０が有する第一の造形型本体１４と第一の入子型１６と同一の構造を有している。そして、図１に示されるように、そのような第二の造形型１２が、第二の造形型本体１８の収容部２７と第二の入子型２０のキャビティ形成凹部４２とを左側に向かってそれぞれ開口させるように起立して、配置されている。これにより、第一の造形型１０と第二の造形型１２とが、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８のそれぞれの開口端面同士や、第一の入子型１６と第二の入子型２０のそれぞれの開口端面同士を互いに対向させた状態で配置されている。
【００２９】
また、そのような配置状態下において、第一の造形型本体１４の外面側（第二の造形型本体１８との対向側とは反対側）に配置された可動板４１の背面（第二の造形型本体１８との対向側とは反対側の面）には、図示しない油圧シリンダから突出するラム５６が取り付けられている。一方、第二の造形型本体１８の外面側（第一の造形型本体１４との対向側とは反対側）に配置された可動板４１の背面（第一の造形型本体１４との対向側とは反対側の面）にも、図示しない油圧シリンダから突出するラム５６が取り付けられている。それらのラム５６，５６は、何れも油圧シリンダの作動に基づいて、第一の造形型１０と第二の造形型１２との対向方向に突出乃至引込作動されるようになっている。
【００３０】
かくして、本実施形態の鋳型製造装置では、図１及び図３に示されるように、ラム５６，５６の突出作動に伴って、第一の造形型１０と第二の造形型１２の各可動板４１，４１が、互いに接近移動して、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８の各外面に当接するようになっている。そして、その状態からのラム５６，５６の更なる突出作動に伴って、各可動板４１，４１が更に接近移動することにより、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８のそれぞれの対向面同士、及び第一の入子型１６と第二の入子型２０の対向面同士が相互に当接し、以て、第一の造形型１０と第二の造形型１２とが型合せされるようになっている。
【００３１】
また、図３及び図４に示される如く、そのような型合せ状態下において、第一の入子型１６と第二の入子型２０との間に、成形キャビティ５８が、第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ形成凹部４２，４２にて形成されるようになっている。この成形キャビティ５８は、その内周面が、第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ面４４，４４にて形成されており、それによって、かかる成形キャビティ５８の形状が、目的とする中子の外面形状に対応した形状とされている。
【００３２】
そして、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下では、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８の各上側側壁部２２ａに設けられた型本体側砂吹込み孔形成溝２８，２８によって、円形の型本体側砂吹込み孔６０が形成されると共に、第一の入子型１６と第二の入子型２０の各上側部分に設けられた入子型側砂吹込み孔形成溝４６，４６によって、円形の入子型側砂吹込み孔６２が形成されるようになっている。また、それら型本体側砂吹込み孔６０と入子型側砂吹込み孔６２とが、互いに連通して、成形キャビティ５８を上方に向かって開口させる上側開口部として構成されるようになっている。ここでは、それら型本体側砂吹込み孔６０と入子型側砂吹込み孔６２とにて、第一の加熱蒸気導入路が構成されている。
【００３３】
さらに、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下においては、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８の各上側側壁部２２ａに設けられた蒸気吹込み孔形成溝３０，３０の互いに対応するもの同士によって、蒸気吹込み孔６４が、型本体側砂吹込み孔６０を間に挟んだ両側に、それぞれ１個ずつ形成されるようになっている。なお、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下では、それら２個の蒸気吹込み孔６４，６４の、下側開口部が、第一の入子型１６と第二の入子型２０の各上端面にて閉塞されるようになっている。
【００３４】
また、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下では、第一の入子型１６の下側部分に設けられた貫通孔５０が、第一の造形型本体１４の下側部分に設けられた貫通孔３２と連通し、それによって、成形キャビティ５８が、それらの貫通孔５０，３２を通じて、下方に開口するようになっている。なお、前記したように、第二の造形型本体１８での貫通孔３２の形成位置が、第一の造形型本体１４での貫通孔３２の形成位置とは異なる位置とされている。そのため、第二の入子型２０の下側部分に設けられた貫通孔５０は、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下において、第二の造形型本体１８の貫通孔３２と連通せずに、第二の造形型本体１８の下側側壁部２２ｂにて閉塞されるようになっている。
【００３５】
そして、本実施形態の鋳型製造装置においては、図３及び図５に示されるように、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ状態から、各ラム５６，５６が所定量だけ引込作動して、各可動板４１，４１が、第一及び第二の造形型本体１４，１８のそれぞれの上側及び下側係合突起３８，４０に当接する位置まで移動することによって、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８とが型合わせされた状態で、且つ第一の入子型１６と第二の入子型２０だけが僅かに型開きされた状態となる、所謂一次型開きが行われるようになっている。
【００３６】
図５及び図６に示されるように、そのような一次型開き状態下では、第一の入子型１６と第二の入子型２０のそれぞれのキャビティ形成凹部４２形成面同士が離間して、それらの間に隙間６６が形成されると共に、成形キャビティ５８が、かかる隙間６６を通じて、外部に開口させられるようになっている。また、そのような隙間６６は、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８との間で形成される２個の蒸気吹込み孔６４，６４にそれぞれ連通するようになる。これによって、各蒸気吹込み孔６４，６４が、隙間６６を通じて、成形キャビティ５８内に連通するようになっている。
【００３７】
さらに、一次型開き状態下では、第一の入子型１６に形成された貫通孔５０と第一の造形型本体１４に設けられた貫通孔３２との連通が遮断される一方、第二の入子型２０に形成された貫通孔５０と第二の造形型本体１８に設けられた貫通孔３２とが互いに連通する。これによって、成形キャビティ５８が、それら互いに連通する二つの貫通孔５０，３２を通じて、下方に開口するようになっている。
【００３８】
そして、図１及び図５から明らかなように、各可動板４１，４１が第一及び第二の造形型本体１４，１８のそれぞれの上側及び下側係合突起３８，４０に当接、係合して位置する一次型開き状態から、各ラム５６，５６が更に引込作動することによって、第一及び第二の入子型１６，２０と共に、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８とが、各可動板４１，４１にて、互いに離間する方向に移動させられる。これによって、後述するように、成形キャビティ５８内で造形される鋳型を離型可能とする位置まで、第一の造形型１０と第二の造形型１２とを離間させる、所謂二次型開きが行われるようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、造形型開閉機構が、可動板４１，４１と、上側及び下側係合突起３８，４０と、ラム５６，５６と、図示しない油圧シリンダとによって構成されている。
【００３９】
ところで、かくの如き構造とされた本実施形態の鋳型製造装置を用いて、目的とする中子を製造する際には、例えば、以下のようにして、その作業が進められることとなる。
【００４０】
すなわち、先ず、図３に示されるように、第一の造形型１０と第二の造形型１２とを型合せして、第一の入子型１６と第二の入子型２０との間に成形キャビティ５８を形成する。
【００４１】
次に、図７に示されるように、レジンコーテッドサンド６８が内部に収容された公知の砂供給装置７０を、型本体側砂吹込み孔６０の上側開口部に接続する。その後、砂供給装置７０内のレジンコーテッドサンド６８を、砂供給装置７０内に導入された圧縮空気の作用により、型本体側砂吹込み孔６０と入子型側砂吹込み孔６２とを通じて、成形キャビティ５８内に充填する。
【００４２】
なお、このとき、成形キャビティ５８内にレジンコーテッドサンド６８と共に吹き込まれた圧縮空気は、第一及び第二の入子型１６，２０にそれぞれ形成された、図示しないベントホールや、互いに連通する第一の入子型１６の貫通孔５０と第一の造形型本体１４の貫通孔３２を通じて、外部に排出される。また、ここで用いられるレジンコーテッドサンド６８には、水蒸気や過熱蒸気等の加熱蒸気との接触により、容易に且つ迅速に硬化する、例えばフェノール樹脂等を主成分とする熱硬化性樹脂粘結剤が表面に被覆されてなる鋳物砂が用いられる。具体的には、特開２０００−１０７８３５号公報や特開２０００−６１５８３号公報、特開２０００−７９４４４号公報、特開２０００−８４６４１号公報等に記載されるレジンコーテッドサンド６８が、適宜に選択されて、使用される。
【００４３】
次いで、図８に示されるように、砂供給装置７０に代えて、過熱蒸気供給パイプ７２を、型本体側砂吹込み孔６０の上側開口部に接続する。この過熱蒸気供給パイプ７２は、型本体側砂吹込み孔６０との接続側とは反対側の端部において、図示しない過熱蒸気発生装置に接続されている。かくして、本操作では、過熱蒸気発生装置にて発生した過熱蒸気を、過熱蒸気供給パイプ７２から、型本体側砂吹込み孔６０と入子型側砂吹込み孔６２とを通じて、成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンド６８の内部に吹き込むのである。なお、レジンコーテッドサンド６８の内部（成形キャビティ５８内）に吹き込まれる過熱蒸気の温度や蒸気圧は何等限定されるものではないものの、一般には、温度が１１０〜１８０℃程度とされ、また、蒸気圧が１．５×１０−５〜１０．２×１０−５Ｐａ程度とされる。
【００４４】
また、図示しない過熱蒸気発生装置からは、型本体側吹込み孔６０に接続される過熱蒸気供給パイプ７２以外に、２本（図９に１本のみを示す）の過熱蒸気供給パイプ７３が延び出している。ここでは、それら２本の過熱蒸気供給パイプ７３も、その先端部において、前記２個の蒸気吹込み孔６４，６４の上側開口部に接続される。しかしながら、前記したように、第一の造形型１０と第二の造形型１２との型合せ状態下では、２個の蒸気吹込み孔６４，６４の各下側開口部が閉塞されている。従って、第一の造形型１０と第二の造形型１２との型合せ状態下では、過熱蒸気発生装置からの過熱蒸気が、２個の蒸気吹込み孔６４，６４を通じて、成形キャビティ５８内に吹き込まれることはない。
【００４５】
そして、上記のように、過熱蒸気が、型本体側及び入子型側砂吹込み孔６０，６２のみを通じて、レジンコーテッドサンド６８内部に吹き込まれることにより、レジンコーテッドサンド６８が瞬時に加熱されて、かかるレジンコーテッドサンド６８の熱硬化性樹脂粘結剤が迅速に硬化し、以て、成形キャビティ５８内で、一次硬化物７４が、成形キャビティ５８に対応した形状をもって成形される。
【００４６】
なお、ここで成形される一次硬化物７４の外周面には、複数の凸部７６が形成されるが、それらの凸部７６の内部には、過熱蒸気が十分に行き渡らない可能性がある。そこで、本実施形態では、一次硬化物７４を成形した後、複数の凸部７６を含む一次硬化物７４の表層部分を更に硬化させるための操作が実施されることとなる。
【００４７】
すなわち、一次硬化物７４を成形した後、図９に示される如く、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８を型合せした状態で、第一の入子型１６と第二の入子型２０とを僅かに型開きさせる一次型開きを行う。これによって、成形キャビティ５８内において、一次硬化物７４の凸部７６の形成面と、第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ形成凹部４２の底面を構成するキャビティ面４４部分との間に、上下方向に連続して延びる隙間７８を形成する。
【００４８】
この一次型開き操作は、成形キャビティ５８内のレジンコーテッドサンド６８の硬化により、一次硬化物７４が成形された時点で実施される。具体的には、レジンコーテッドサンド６８の内部に過熱蒸気を吹き込む１回目の過熱蒸気供給操作を行ってから、例えば１０〜２０秒後に実施される。また、一次型開きによる型開き量も、特に限定されるものではないものの、かかる型開き量は、一般には、第一の入子型１６と第二の入子型２０とのそれぞれの対向面間距離が１〜３ｍｍ程度となる量とされる。なお、レジンコーテッドサンド６８内部への過熱蒸気の吹込み時において、一次硬化物７４の凸部７６内に過熱蒸気が十分に行き渡っていなくとも、かかる凸部７６は、ある程度硬化する。そのため、一次型開きが行われたときに、そのような凸部７６を含む一次硬化物７４の表層部分が崩れてしまうようなことはない。
【００４９】
また、図１０に示される如く、一次型開きが行われたときには、２個の蒸気吹込み孔６４，６４が、第一の入子型１６と第二の入子型２０の互いの対向面間に形成される前記隙間６６に連通するようになる。一方、図示されてはいないものの、第一及び第二の入子型１６，２０のキャビティ形成凹部４２，４２には抜け勾配が付されて、各キャビティ形成凹部４２，４２の側面を構成するキャビティ面４４部分が、各キャビティ形成凹部４２，４２の底部側から開口部側に向かって外方に傾斜する傾斜面形態を有している。それ故、一次型開き状態下において、各キャビティ形成凹部４２，４２の側面を構成するキャビティ面４４部分と、かかるキャビティ面４４部分にて成形される一次硬化物７４の外面との間にも、微細な間隙が形成される。そして、この微細な間隙は、第一の入子型１６と第二の入子型２０の互いの対向面間に形成される隙間６６に連通し、更に、一次硬化物７４の外面と第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ形成凹部４２の底面を構成するキャビティ面４４部分との間に形成される隙間７８にも連通するようになる。
【００５０】
従って、一次型開きが行われると、一次硬化物７４の凸部７６が形成される外面とキャビティ面４４との間に上下方向に連続して延びるように形成される隙間７８が、各キャビティ形成凹部４２，４２の側面を構成するキャビティ面４４部分と一次硬化物７４の外面との間の微細な間隙と、第一の入子型１６と第二の入子型２０の互いの対向面間に形成される隙間６６とを通じて、２個の蒸気吹込み孔６４，６４に連通するようになる。即ち、一次型開きの実施によって、２個の蒸気吹込み孔６４，６４から、一次硬化物７４の凸部７６が形成される外面とキャビティ面４４との間の隙間７８に通ずる過熱蒸気流路が形成されるようになるのである。ここでは、この過熱蒸気流路によって、第二の加熱蒸気導入路が構成される。
【００５１】
そして、本実施形態では、上記のようにして第一の造形型１０と第二の造形型１２の一次型開きを行って、２個の蒸気吹込み孔６４，６４と前記隙間７８とを連通させた後、過熱蒸気を過熱蒸気供給パイプ７３から２個の蒸気吹込み孔６４，６４内に導く。これによって、前記過熱蒸気流路を通じて、過熱蒸気を、一次硬化物７４の凸部７６が形成される外面とキャビティ面４４との間に形成される隙間７８内に供給する。なお、かかる隙間７８内に供給された過熱蒸気は、互いに連通する第二の入子型１６の貫通孔５０と第二の造形型本体１８の貫通孔３２とを通じて、外部に排出されるようになる。
【００５２】
かくして、一次型開きが行われた状態下で、一次硬化物７４の表面に過熱蒸気を接触させる。そして、それにより、一次硬化物７４の表層部分、特に、レジンコーテッドサンド６８内部への過熱蒸気の吹込み時には、過熱蒸気との接触が不充分となる可能性の高い凸部７６の表層部分を確実に硬化させる。このとき、２個の蒸気吹込み孔６４，６４から吹き込まれた過熱蒸気の一部と、型本体側及び入子型側砂吹込み孔６０，６２から吹き込まれた過熱蒸気とが、一次硬化物７４の上面から一次硬化物７４の内部に供給される。これによっても、一次硬化物７４が、より良好に硬化する。
【００５３】
その後、図１１に示されるように、第一の造形型１０と第二の造形型１２の二次型開きを行って、一次硬化物（７４）を更に硬化させて得た硬化物を離型し、以て、目的とする中子８０を得るのである。
【００５４】
このように、本実施形態では、成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンド６８に過熱蒸気を接触させる操作が、第一及び第二の造形型１０，１２の型合せ状態下で、レジンコーテッドサンド６８の内部に過熱蒸気を供給する操作と、第一及び第二の造形型１０，１２の一次型開き状態下において、成形キャビティ５８内で成形された一次硬化物７４の表面に過熱蒸気を接触させる操作の２回の加熱蒸気供給操作によって実施される。これによって、目的とする中子８０の表面に、従来装置を用いた従来手法では硬度不足となる可能性の高い凸部７６が設けられているにも拘わらず、そのような凸部７６を含む中子８０全体の硬度を十分に高めることが可能となっている。
【００５５】
従って、かくの如き本実施形態によれば、硬度が不足する部分を何等有しない、全体が十分な硬度とされた中子８０が、極めて有利に且つ安定的に製造され得るのである。
【００５６】
そして、本実施形態においては、成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンド６８の全体に加熱蒸気を行き渡らせるために、第一及び第二の造形型１０，１２に対して、ベントホールを適正な位置に必ずしも設ける必要がない。これによって、第一及び第二の造形型１０，１２、ひいては鋳型製造装置全体の構造の簡略化が、有利に図られ得る。
【００５７】
また、本実施形態では、目的とする中子８０の成形途中において、過熱蒸気が、第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ面４４，４４と一次硬化物７４の表面との間に形成される隙間７８内に供給されるようになっている。そのため、各キャビティ面４４，４４の温度が、中子８０の造形開始から終了までの間、更には次回の中子８０の製造開始時にも、十分に高い温度で良好に維持される。これによって、製造されるべき中子８０の表面品質の維持のために、中子８０の製造開始前等において、第一及び第二の入子型１６，２０を外部加熱等により特別に加熱する必要が解消され得る。その結果、第一及び第二の入子型１６，２０の加熱に掛かる面倒な操作や余分なコストを省略しつつ、優れた表面品質を有する中子８０が、有利に製造され得ることとなるのである。
【００５８】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００５９】
例えば、前記実施形態では、一次型開きを行う際に、第一の入子型１６（第二の入子型２０）を移動させるための油圧シリンダと、二次型開きを行う際に、第一の入子型１６（第二の入子型２０）と第一の造形型本体１４（第二の造形型本体１８）とを同時に移動させるための油圧シリンダとして、単一のものが使用されていた。しかしながら、一次型開きを行う油圧シリンダと二次型開きを行う油圧シリンダとして、互いに独立した別個のものを用いても良い。
【００６０】
また、一次型開きと二次型開きを行うに際して、第一及び第二の入子型１６，２０や第一及び第二の造形型本体１４，１８を移動させるのに使用されるアクチュエータは、油圧シリンダに限定されるものではなく、型開きを行うのに一般に使用される各種のアクチュエータが、適宜に採用され得る。
【００６１】
さらに、一次型開きと二次型開きとを行う型開閉機構の具体的な構造も、例示のものに、何等限定されるものでないことは、勿論である。
【００６２】
また、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ状態において、成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンド６８の内部に過熱蒸気を供給（導入）する第一の過熱（加熱）蒸気導入路と、一次型開き状態において、一次硬化物７４とキャビティ面４４との間に形成される隙間７８内に過熱蒸気を供給（導入）する第二の過熱（加熱）蒸気導入路のそれぞれの構造や、その形成位置も、適宜に変更可能である。
【００６３】
さらに、前記実施形態では、加熱蒸気として、過熱蒸気が用いられていたが、１００℃の温度の水蒸気を使用することも可能である。
【００６４】
加えて、前記実施形態では、本発明を、中子の製造方法と製造装置とに対して適用した具体例が示されていたが、本発明は、中子以外の各種の鋳型の製造方法とに対しても有利に適用され得ることは、勿論である。
【００６５】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 第一の造形型 １２ 第二の造形型
１４ 第一の造形型本体 １６ 第一の入子型
１８ 第二の造形型本体 ２０ 第二の入子型
３８ 上側係合突起 ４０ 下側係合突起
４１ 可動板 ５６ ラム
５８ 成形キャビティ ６０ 型本体側砂吹込み孔
６２ 入子型側砂吹込み孔 ６４ 蒸気吹込み孔
６８ レジンコーテッドサンド ７０ 砂供給装置
７２，７３ 過熱蒸気供給パイプ ７４ 一次硬化物
７８ 隙間 ８０ 中子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型の製造方法と鋳型の製造装置とに係り、特に、レジンコーテッドサンドが充填された成形キャビティ内に加熱蒸気を供給して、所定形状の鋳型を製造する方法の改良と、そのような鋳型の製造方法に有利に採用され得る鋳型の製造装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、砂型からなる鋳型の製造に際して、様々な方法が採用されている。それらの鋳型の製造方法の一つとして、例えば、特開２０００−６１５８３号公報（特許文献１）等に明らかにされる方法が、知られている。この方法は、熱硬化性樹脂粘結剤が表面に被覆されたレジンコーテッドサンドを成形キャビティ内に充填し、その後、かかる成形キャビティ内に水蒸気や過熱蒸気等の加熱蒸気を吹き込んで、熱硬化性樹脂粘結剤を硬化させることにより、所定形状の鋳型を製造するものである。
【０００３】
このような方法によれば、（ア）成形キャビティ内に吹き込まれる加熱蒸気によって、熱硬化性樹脂粘結剤が瞬時に硬化するため、粘結剤の硬化時間、ひいては目的とする鋳型の製造時間の短縮化が有利に図られる、（イ）成形キャビティを形成する造形型の温度を高温とする必要がなく、それによって、造形型の加熱コストが、十分に低く抑えられる、（ウ）加熱蒸気が無害であると共に、粘結剤としての熱硬化樹脂の高温加熱による有害ガスの発生も有利に回避される、といった数々のメリットが得られる。
【０００４】
ところが、そのように、加熱蒸気を利用して鋳型を製造する際には、以下の如き不具合が生ずる恐れがあった。
【０００５】
すなわち、加熱蒸気を利用した従来の鋳型の製造方法では、通常、加熱蒸気が、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に、造形型に設けられた砂吹き込み口を通じて吹き込まれる。そのため、目的とする鋳型が、例えば多くの凹凸部を有する複雑な形状とされていると、成形キャビティ内のレジンコーテッドサンドにおけるキャビティ面側の表層部分等に、加熱蒸気が十分に行き渡らない部分が生じ、その結果、そのような部分が、加熱蒸気との接触不足によって、十分に硬化しなくなってしまう恐れがあったのである。
【０００６】
なお、このような成形キャビティ内でのレジンコーテッドサンドの部分的な硬化不足を解消するには、キャビティ面の所々にベントホールを設けて、成形キャビティ内での加熱蒸気の通気性を高めることが考えられる。しかしながら、目的とする鋳型の形状や造形型の構造等によっては、ベントホールの設置が困難な箇所がキャビティ面に存在し、そのために、キャビティ面の適正箇所にベントホールが設けられない場合がある。そうした場合には、やはり、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの全体に、加熱蒸気を十分に行き渡らせることが困難となって、部分的な硬化不足が生ずる可能性があったのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−６１５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの全体を加熱蒸気と確実に接触させて、より十分に硬化させることができ、以て、目的とする鋳型を、硬度不足の部分を何等有しない、十分な硬度をもって安定的に製造し得るようにした鋳型の製造方法を提供することにある。また、本発明にあっては、そのような鋳型を有利に製造可能な装置を提供することをも、その解決課題とするところである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明にあっては、上記した鋳型の製造方法に係る課題の解決のために、（ａ）複数の造形型を型合せすることにより、それら複数の造形型の各キャビティ面間に形成した成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填する工程と、（ｂ）前記成形キャビティ内に充填された前記レジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給することにより、該レジンコーテッドサンドを硬化させて、一次硬化物を成形する工程と、（ｃ）かかる一次硬化物の成形後に、該一次硬化物の表面と前記複数の造形型のそれぞれの前記キャビティ面との間に加熱蒸気が流通可能な隙間が形成される位置まで、該複数の造形型を型開きする工程と、（ｄ）該複数の造形型の型開きによって形成された前記隙間内に加熱蒸気を供給して、前記一次硬化物の表面に該加熱蒸気を接触させることにより、該一次硬化物を更に硬化させて、鋳型を造形する工程とを含むことを特徴とする鋳型の製造方法を、その要旨とするものである。
【００１０】
また、本発明は、前記した鋳型の製造装置に係る課題を解決するために、型合せによって、所定形状の成形キャビティを形成する複数の造形型と、かかる形成された成形キャビティ内に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給機構とを有し、該成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドが充填された状態下で、該加熱蒸気供給機構にて、該成形キャビティ内に加熱蒸気を供給することにより、該レジンコーテッドサンドの硬化物を成形して、鋳型を製造する装置であって、（ａ）前記複数の造形型の型合せを行う一方、前記硬化物の表面と該複数の造形型のそれぞれの前記キャビティ面との間に、前記加熱蒸気が流通可能な隙間を形成する一次型開きと、該硬化物の離型を可能とする二次型開きの二段階に亘って、該複数の造形型の型開きを行う造形型開閉機構と、（ｂ）前記複数の造形型が前記造形型開閉機構により型合わせされた状態下において、前記加熱蒸気供給機構から供給される前記加熱蒸気を、前記成形キャビティ内に導く第一の加熱蒸気導入路と、（ｃ）前記造形型開閉機構による前記複数の造形型の前記一次型開きが行われて、前記隙間が形成された状態下において、前記加熱蒸気供給機構から供給される前記加熱蒸気を、該隙間内に導く第二の加熱蒸気導入路とを含んで構成されていることを特徴とする鋳型の製造装置をも、また、その要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
すなわち、本発明に従う鋳型の製造方法は、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給する１回目の加熱蒸気供給操作と、かかる操作により成形された一次硬化物の表面とキャビティ面との間に形成される隙間内に加熱蒸気を供給して、一次硬化物の表面に加熱蒸気を接触させる２回目の加熱蒸気供給操作とを行うことによって、目的とする鋳型を製造するようにしたものである。
【００１２】
それ故、このような本発明手法にあっては、例えば、目的とする鋳型が複雑な形状とされているために、或いはベントホールがキャビティ面の適正位置に設けられていないために、１回目の加熱蒸気供給操作において、一次硬化物の表層部分に、加熱蒸気が十分に行き渡らずに、加熱蒸気との接触が不充分で、硬化不足となった部分が生じたとしても、そのような部分は、２回目の加熱蒸気供給操作の実施時において、一次硬化物表面の加熱蒸気との接触により、十分に硬化するようになる。
【００１３】
従って、かくの如き本発明に従う鋳型の製造方法によれば、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの全体を加熱蒸気と確実に接触させて、より十分に硬化させることができ、以て、目的とする鋳型を、硬度不足の部分を何等有しない、十分な硬度をもって安定的に製造することができるのである。
【００１４】
そして、本発明に係る鋳型の製造装置では、加熱蒸気供給機構からの加熱蒸気を、第一の加熱蒸気導入路を通じて、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に供給することができ、それによって、一次硬化物を成形することができる。また、一次硬化物の成形後に、加熱蒸気供給機構からの加熱蒸気を、第二の加熱蒸気導入路を通じて、型開閉機構による複数の型の一次型開きにより形成された隙間内に供給することが可能となる。そして、それにより、一次硬化物の表面に加熱蒸気を接触させて、一次硬化物を更に硬化させることができる。即ち、本発明に係る製造装置は、上述の如き優れた特徴を有する鋳型の製造方法の実施に際して有利に用いられ得る。
【００１５】
従って、そのような本発明に従う鋳型の製造装置にあっても、本発明に係る鋳型の製造方法において奏される作用・効果と実質的に同一の作用・効果が、極めて有効に享受され得るのである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に従う鋳型の製造装置の要部を示す部分断面説明図であって、図２のＩ−Ｉ断面に相当する図である。
【図２】図１のII矢視説明図である。
【図３】図１に示された製造装置に装備される造形用型の型合せを行った状態を示す断面説明図であって、図４のIII−III断面に相当する図である。
【図４】図３のIV矢視説明図である。
【図５】図１に示された製造装置に装備される造形用型の一次型開きを行った状態を示す断面説明図であって、図６のＶ−Ｖ断面に相当する図である。
【図６】図５のVI矢視説明図である。
【図７】本発明手法に従って、鋳型を、図１に示された製造装置を用いて製造する際に実施される一工程例を示す説明図であって、造型用型を型合わせして形成された成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填した状態を示している。
【図８】図７に示された工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、成形キャビティ内に充填されたレジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給して、一次硬化物を成形している状態を示している。
【図９】図８に示された工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、一次硬化物の成形後に、造型用型の一次型開きを行って、一次硬化物とキャビティ面との間に形成された隙間内に加熱蒸気を供給して、鋳型を造型している状態を示している。
【図１０】図９のＸ矢視説明図である。
【図１１】図９に示された工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、造型用型の二次型開きを行って、造型された鋳型を離型した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。
【００１８】
先ず、図１及び図２には、本発明に従う構造を有する鋳型の製造装置の一実施形態として、所定の中子を製造するための鋳型製造装置の要部が、その縦断面形態と平面形態とにおいて、それぞれ示されている。それらの図から明らかなように、本実施形態の鋳型製造装置は、第一の造形型１０と第二の造形型１２とを有している。それら第一の造形型１０と第二の造形型１２は、水平方向となる、図１の左右方向において互いに対向配置され、且つその対向方向において、互いに接近乃至離隔可能とされている。なお、以下からは、特別な断りがない限り、第一の造形型１０と第二の造形型１２の対向方向を左右方向と言い、第一の造形型１０と第二の造形型１２の対向方向と直角な方向で、図１の上下方向となる方向を、単に、上下方向と言う。
【００１９】
より具体的には、第一の造形型１０は、第一の造形型本体１４と第一の入子型１６とを有しており、第二の造形型１２は、第二の造形型本体１８と第二の入子型２０とを有している。なお、第一の造形型１０と第二の造形型１２は、互いに略同一の構造を有している。それ故、以下には、第一の造形型１０の構造のみを具体的に説明し、第二の造形型１２に関しては、第一の造形型１０が備える部材や部位と同様な構造の部材や部位について、図１や図２に同一の符号を付すことにより、その詳細な説明を省略する。
【００２０】
第一の造形型本体１４は、全体として、矩形の筐体形態を呈し、四つの側壁部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからなる矩形枠状乃至は矩形筒状の周壁部２４と、かかる周壁部２４の一方の開口部を閉塞する底壁部２６とを一体的に有している。また、この第一の造形型本体１４の内側空間が、収容部２７とされている。そして、そのような第一の造形型本体１４が、収容部２７を右側に向かって開口させる向きで、底壁部２６を上下方向に延出させた状態で配置されている。
【００２１】
そのような第一の造形型本体１４においては、周壁部２４を構成する四つの側壁部２２ａ〜２２ｄのうち、上記の如き第一の造形型本体１４の配置状態下で上側に位置する上側側壁部２２ａの開口側端面の長さ方向（図１の紙面に垂直な方向で、図２の上下方向）の中央に、型本体側砂吹込み孔形成溝２８が、上下方向に延びるように形成されている。この型本体側砂吹込み孔形成溝２８は、その内周面の横断面形状（延出方向に直角な断面形状）が半円形状とされている。また、かかる側壁部２２ａの開口側端面の長さ方向両端側には、蒸気吹込み孔形成溝３０が、上下方向に延びるように、それぞれ１個ずつ形成されている。それら各蒸気吹込み孔形成溝３０は、その内周面の横断面形状（延出方向に直角な断面形状）が、型本体側砂吹込み孔形成溝２８の内周面の横断面形状よりも大径の半円形状とされている。更に、四つの側壁部２２ａ〜２２ｄのうちの下側に位置する下側側壁部２２ｂの開口側の端部には、かかる端部を上下方向に貫通する貫通孔３２が形成されている。
【００２２】
また、第一の造形型本体１４の底壁部２６の外面（周壁部２４形成側とは反対側の面）には、その上端部と下端部とに対して、上側板状突起３４と下側板状突起３６とが、それぞれ、十分な突出高さをもって一体的に突設されている。そして、上側板状突起３４の突出先端部には、下方に向かって所定高さで突出する上側係合突起３８が、一体形成されている一方、下側板状突起３６の突出先端部には、上方に向かって所定高さで突出する下側係合突起４０が、一体形成されている。それら上側及び下側係合突起３８，４０は、上側及び下側側壁部２２ａ，２２ｂの長さと同一長さを有する平板形状を呈し、底壁部２６の外面に対して、所定距離を隔てて対向配置されている。
【００２３】
第一の造形型本体１４の底壁部２６と上側及び下側係合突起３８，４０との対向面間には、可動板４１が、配置されている。この可動板４１は、底壁部２６よりも一周り小さな矩形平板形状を呈し、底壁部２６と上側及び下側係合突起３８，４０との対向方向において移動可能とされている。なお、可動板４１の底壁部２６側への移動は、底壁部２６に対する可動板４１の当接によって規制されるようになっている。また、可動板４１の上側及び下側係合突起３８，４０側への移動は、それら上側及び下側係合突起３８，４０に対する可動板４１の当接によって規制されるようになっている。
【００２４】
一方、第一の入子型１６は、全体として、厚肉の矩形ブロック形状を呈し、第一の造形型本体１４の収容部２７内に収容可能な大きさを有している。この第一の入子型１６の厚さ方向一方の面には、その中央部に、キャビティ形成凹部４２が設けられている。キャビティ形成凹部４２は、造形されるべき中子の半分の部分の外面に対応した内周面形状を有しており、かかるキャビティ形成凹部４２の内周面が、キャビティ面４４とされている。
【００２５】
また、そのような第一の入子型１６のキャビティ形成凹部４２形成面において、かかるキャビティ形成凹部４２よりも上側部分の横方向中央部には、入子型側砂吹込み孔形成溝４６が、上下方向に真っ直ぐに延びるように形成されている。この入子型側砂吹込み孔形成溝４６は、第一の造形型本体１４に設けられた型本体側砂吹込み孔形成溝２８と同一径の半円状の内周面を有している。そして、第一の入子型１６の上側側面において上方に向かって開口し、且つキャビティ形成凹部４２の内周面、つまりキャビティ面４４において、下方に向かって開口している。一方、第一の入子型１６におけるキャビティ形成凹部４２よりも下側部分の横方向中央部には、かかる部分を上下方向に貫通する貫通孔５０が形成されている。
【００２６】
このような構造を有する第一の入子型１６が、第一の造形型本体１４の収容部２７内に収容されているのである。また、第一の入子型１６にあっては、収容部２７内への収容状態下で、収容部２７の開口部を通じて、キャビティ形成凹部４２が、右側に向かって開口していると共に、そのようなキャビティ形成凹部４２の形成面が、外部に露呈させられている。
【００２７】
収容部２７内に収容された第一の入子型１６は、第一の造形型本体１４の底壁部２６の外面側に配置された前記可動板４１に対して、複数（ここでは４個）の連結ピン５２を介して連結されている。即ち、ここでは、連結ピン５２が、可動板４１の四隅にそれぞれに固定されて、可動板４１から第一の造形型本体１４の底壁部２６側に突出している。そして、それら各連結ピン５２の突出部分が、底壁部２６に設けられた複数のピン挿通孔５４内を軸方向に摺動可能に挿通されて、第一の入子型１６におけるキャビティ形成凹部４２形成面とは反対側の面に固定されている。
【００２８】
一方、第二の造形型１２が有する第二の造形型本体１８と第二の入子型２０は、第二の造形型本体１８における貫通孔３２の形成位置が、第一の造形型本体１４における貫通孔３２の形成位置と多少異なっている以外、第一の造形型１０が有する第一の造形型本体１４と第一の入子型１６と同一の構造を有している。そして、図１に示されるように、そのような第二の造形型１２が、第二の造形型本体１８の収容部２７と第二の入子型２０のキャビティ形成凹部４２とを左側に向かってそれぞれ開口させるように起立して、配置されている。これにより、第一の造形型１０と第二の造形型１２とが、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８のそれぞれの開口端面同士や、第一の入子型１６と第二の入子型２０のそれぞれの開口端面同士を互いに対向させた状態で配置されている。
【００２９】
また、そのような配置状態下において、第一の造形型本体１４の外面側（第二の造形型本体１８との対向側とは反対側）に配置された可動板４１の背面（第二の造形型本体１８との対向側とは反対側の面）には、図示しない油圧シリンダから突出するラム５６が取り付けられている。一方、第二の造形型本体１８の外面側（第一の造形型本体１４との対向側とは反対側）に配置された可動板４１の背面（第一の造形型本体１４との対向側とは反対側の面）にも、図示しない油圧シリンダから突出するラム５６が取り付けられている。それらのラム５６，５６は、何れも油圧シリンダの作動に基づいて、第一の造形型１０と第二の造形型１２との対向方向に突出乃至引込作動されるようになっている。
【００３０】
かくして、本実施形態の鋳型製造装置では、図１及び図３に示されるように、ラム５６，５６の突出作動に伴って、第一の造形型１０と第二の造形型１２の各可動板４１，４１が、互いに接近移動して、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８の各外面に当接するようになっている。そして、その状態からのラム５６，５６の更なる突出作動に伴って、各可動板４１，４１が更に接近移動することにより、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８のそれぞれの対向面同士、及び第一の入子型１６と第二の入子型２０の対向面同士が相互に当接し、以て、第一の造形型１０と第二の造形型１２とが型合せされるようになっている。
【００３１】
また、図３及び図４に示される如く、そのような型合せ状態下において、第一の入子型１６と第二の入子型２０との間に、成形キャビティ５８が、第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ形成凹部４２，４２にて形成されるようになっている。この成形キャビティ５８は、その内周面が、第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ面４４，４４にて形成されており、それによって、かかる成形キャビティ５８の形状が、目的とする中子の外面形状に対応した形状とされている。
【００３２】
そして、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下では、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８の各上側側壁部２２ａに設けられた型本体側砂吹込み孔形成溝２８，２８によって、円形の型本体側砂吹込み孔６０が形成されると共に、第一の入子型１６と第二の入子型２０の各上側部分に設けられた入子型側砂吹込み孔形成溝４６，４６によって、円形の入子型側砂吹込み孔６２が形成されるようになっている。また、それら型本体側砂吹込み孔６０と入子型側砂吹込み孔６２とが、互いに連通して、成形キャビティ５８を上方に向かって開口させる上側開口部として構成されるようになっている。ここでは、それら型本体側砂吹込み孔６０と入子型側砂吹込み孔６２とにて、第一の加熱蒸気導入路が構成されている。
【００３３】
さらに、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下においては、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８の各上側側壁部２２ａに設けられた蒸気吹込み孔形成溝３０，３０の互いに対応するもの同士によって、蒸気吹込み孔６４が、型本体側砂吹込み孔６０を間に挟んだ両側に、それぞれ１個ずつ形成されるようになっている。なお、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下では、それら２個の蒸気吹込み孔６４，６４の、下側開口部が、第一の入子型１６と第二の入子型２０の各上端面にて閉塞されるようになっている。
【００３４】
また、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下では、第一の入子型１６の下側部分に設けられた貫通孔５０が、第一の造形型本体１４の下側部分に設けられた貫通孔３２と連通し、それによって、成形キャビティ５８が、それらの貫通孔５０，３２を通じて、下方に開口するようになっている。なお、前記したように、第二の造形型本体１８での貫通孔３２の形成位置が、第一の造形型本体１４での貫通孔３２の形成位置とは異なる位置とされている。そのため、第二の入子型２０の下側部分に設けられた貫通孔５０は、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ下において、第二の造形型本体１８の貫通孔３２と連通せずに、第二の造形型本体１８の下側側壁部２２ｂにて閉塞されるようになっている。
【００３５】
そして、本実施形態の鋳型製造装置においては、図３及び図５に示されるように、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ状態から、各ラム５６，５６が所定量だけ引込作動して、各可動板４１，４１が、第一及び第二の造形型本体１４，１８のそれぞれの上側及び下側係合突起３８，４０に当接する位置まで移動することによって、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８とが型合わせされた状態で、且つ第一の入子型１６と第二の入子型２０だけが僅かに型開きされた状態となる、所謂一次型開きが行われるようになっている。
【００３６】
図５及び図６に示されるように、そのような一次型開き状態下では、第一の入子型１６と第二の入子型２０のそれぞれのキャビティ形成凹部４２形成面同士が離間して、それらの間に隙間６６が形成されると共に、成形キャビティ５８が、かかる隙間６６を通じて、外部に開口させられるようになっている。また、そのような隙間６６は、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８との間で形成される２個の蒸気吹込み孔６４，６４にそれぞれ連通するようになる。これによって、各蒸気吹込み孔６４，６４が、隙間６６を通じて、成形キャビティ５８内に連通するようになっている。
【００３７】
さらに、一次型開き状態下では、第一の入子型１６に形成された貫通孔５０と第一の造形型本体１４に設けられた貫通孔３２との連通が遮断される一方、第二の入子型２０に形成された貫通孔５０と第二の造形型本体１８に設けられた貫通孔３２とが互いに連通する。これによって、成形キャビティ５８が、それら互いに連通する二つの貫通孔５０，３２を通じて、下方に開口するようになっている。
【００３８】
そして、図１及び図５から明らかなように、各可動板４１，４１が第一及び第二の造形型本体１４，１８のそれぞれの上側及び下側係合突起３８，４０に当接、係合して位置する一次型開き状態から、各ラム５６，５６が更に引込作動することによって、第一及び第二の入子型１６，２０と共に、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８とが、各可動板４１，４１にて、互いに離間する方向に移動させられる。これによって、後述するように、成形キャビティ５８内で造形される鋳型を離型可能とする位置まで、第一の造形型１０と第二の造形型１２とを離間させる、所謂二次型開きが行われるようになっている。このことから明らかなように、本実施形態では、造形型開閉機構が、可動板４１，４１と、上側及び下側係合突起３８，４０と、ラム５６，５６と、図示しない油圧シリンダとによって構成されている。
【００３９】
ところで、かくの如き構造とされた本実施形態の鋳型製造装置を用いて、目的とする中子を製造する際には、例えば、以下のようにして、その作業が進められることとなる。
【００４０】
すなわち、先ず、図３に示されるように、第一の造形型１０と第二の造形型１２とを型合せして、第一の入子型１６と第二の入子型２０との間に成形キャビティ５８を形成する。
【００４１】
次に、図７に示されるように、レジンコーテッドサンド６８が内部に収容された公知の砂供給装置７０を、型本体側砂吹込み孔６０の上側開口部に接続する。その後、砂供給装置７０内のレジンコーテッドサンド６８を、砂供給装置７０内に導入された圧縮空気の作用により、型本体側砂吹込み孔６０と入子型側砂吹込み孔６２とを通じて、成形キャビティ５８内に充填する。
【００４２】
なお、このとき、成形キャビティ５８内にレジンコーテッドサンド６８と共に吹き込まれた圧縮空気は、第一及び第二の入子型１６，２０にそれぞれ形成された、図示しないベントホールや、互いに連通する第一の入子型１６の貫通孔５０と第一の造形型本体１４の貫通孔３２を通じて、外部に排出される。また、ここで用いられるレジンコーテッドサンド６８には、水蒸気や過熱蒸気等の加熱蒸気との接触により、容易に且つ迅速に硬化する、例えばフェノール樹脂等を主成分とする熱硬化性樹脂粘結剤が表面に被覆されてなる鋳物砂が用いられる。具体的には、特開２０００−１０７８３５号公報や特開２０００−６１５８３号公報、特開２０００−７９４４４号公報、特開２０００−８４６４１号公報等に記載されるレジンコーテッドサンド６８が、適宜に選択されて、使用される。
【００４３】
次いで、図８に示されるように、砂供給装置７０に代えて、過熱蒸気供給パイプ７２を、型本体側砂吹込み孔６０の上側開口部に接続する。この過熱蒸気供給パイプ７２は、型本体側砂吹込み孔６０との接続側とは反対側の端部において、図示しない過熱蒸気発生装置に接続されている。かくして、本操作では、過熱蒸気発生装置にて発生した過熱蒸気を、過熱蒸気供給パイプ７２から、型本体側砂吹込み孔６０と入子型側砂吹込み孔６２とを通じて、成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンド６８の内部に吹き込むのである。なお、レジンコーテッドサンド６８の内部（成形キャビティ５８内）に吹き込まれる過熱蒸気の温度や蒸気圧は何等限定されるものではないものの、一般には、温度が１１０〜１８０℃程度とされ、また、蒸気圧が１．５×１０−５〜１０．２×１０−５Ｐａ程度とされる。
【００４４】
また、図示しない過熱蒸気発生装置からは、型本体側吹込み孔６０に接続される過熱蒸気供給パイプ７２以外に、２本（図９に１本のみを示す）の過熱蒸気供給パイプ７３が延び出している。ここでは、それら２本の過熱蒸気供給パイプ７３も、その先端部において、前記２個の蒸気吹込み孔６４，６４の上側開口部に接続される。しかしながら、前記したように、第一の造形型１０と第二の造形型１２との型合せ状態下では、２個の蒸気吹込み孔６４，６４の各下側開口部が閉塞されている。従って、第一の造形型１０と第二の造形型１２との型合せ状態下では、過熱蒸気発生装置からの過熱蒸気が、２個の蒸気吹込み孔６４，６４を通じて、成形キャビティ５８内に吹き込まれることはない。
【００４５】
そして、上記のように、過熱蒸気が、型本体側及び入子型側砂吹込み孔６０，６２のみを通じて、レジンコーテッドサンド６８内部に吹き込まれることにより、レジンコーテッドサンド６８が瞬時に加熱されて、かかるレジンコーテッドサンド６８の熱硬化性樹脂粘結剤が迅速に硬化し、以て、成形キャビティ５８内で、一次硬化物７４が、成形キャビティ５８に対応した形状をもって成形される。
【００４６】
なお、ここで成形される一次硬化物７４の外周面には、複数の凸部７６が形成されるが、それらの凸部７６の内部には、過熱蒸気が十分に行き渡らない可能性がある。そこで、本実施形態では、一次硬化物７４を成形した後、複数の凸部７６を含む一次硬化物７４の表層部分を更に硬化させるための操作が実施されることとなる。
【００４７】
すなわち、一次硬化物７４を成形した後、図９に示される如く、第一の造形型本体１４と第二の造形型本体１８を型合せした状態で、第一の入子型１６と第二の入子型２０とを僅かに型開きさせる一次型開きを行う。これによって、成形キャビティ５８内において、一次硬化物７４の凸部７６の形成面と、第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ形成凹部４２の底面を構成するキャビティ面４４部分との間に、上下方向に連続して延びる隙間７８を形成する。
【００４８】
この一次型開き操作は、成形キャビティ５８内のレジンコーテッドサンド６８の硬化により、一次硬化物７４が成形された時点で実施される。具体的には、レジンコーテッドサンド６８の内部に過熱蒸気を吹き込む１回目の過熱蒸気供給操作を行ってから、例えば１０〜２０秒後に実施される。また、一次型開きによる型開き量も、特に限定されるものではないものの、かかる型開き量は、一般には、第一の入子型１６と第二の入子型２０とのそれぞれの対向面間距離が１〜３ｍｍ程度となる量とされる。なお、レジンコーテッドサンド６８内部への過熱蒸気の吹込み時において、一次硬化物７４の凸部７６内に過熱蒸気が十分に行き渡っていなくとも、かかる凸部７６は、ある程度硬化する。そのため、一次型開きが行われたときに、そのような凸部７６を含む一次硬化物７４の表層部分が崩れてしまうようなことはない。
【００４９】
また、図１０に示される如く、一次型開きが行われたときには、２個の蒸気吹込み孔６４，６４が、第一の入子型１６と第二の入子型２０の互いの対向面間に形成される前記隙間６６に連通するようになる。一方、図示されてはいないものの、第一及び第二の入子型１６，２０のキャビティ形成凹部４２，４２には抜け勾配が付されて、各キャビティ形成凹部４２，４２の側面を構成するキャビティ面４４部分が、各キャビティ形成凹部４２，４２の底部側から開口部側に向かって外方に傾斜する傾斜面形態を有している。それ故、一次型開き状態下において、各キャビティ形成凹部４２，４２の側面を構成するキャビティ面４４部分と、かかるキャビティ面４４部分にて成形される一次硬化物７４の外面との間にも、微細な間隙が形成される。そして、この微細な間隙は、第一の入子型１６と第二の入子型２０の互いの対向面間に形成される隙間６６に連通し、更に、一次硬化物７４の外面と第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ形成凹部４２の底面を構成するキャビティ面４４部分との間に形成される隙間７８にも連通するようになる。
【００５０】
従って、一次型開きが行われると、一次硬化物７４の凸部７６が形成される外面とキャビティ面４４との間に上下方向に連続して延びるように形成される隙間７８が、各キャビティ形成凹部４２，４２の側面を構成するキャビティ面４４部分と一次硬化物７４の外面との間の微細な間隙と、第一の入子型１６と第二の入子型２０の互いの対向面間に形成される隙間６６とを通じて、２個の蒸気吹込み孔６４，６４に連通するようになる。即ち、一次型開きの実施によって、２個の蒸気吹込み孔６４，６４から、一次硬化物７４の凸部７６が形成される外面とキャビティ面４４との間の隙間７８に通ずる過熱蒸気流路が形成されるようになるのである。ここでは、この過熱蒸気流路によって、第二の加熱蒸気導入路が構成される。
【００５１】
そして、本実施形態では、上記のようにして第一の造形型１０と第二の造形型１２の一次型開きを行って、２個の蒸気吹込み孔６４，６４と前記隙間７８とを連通させた後、過熱蒸気を過熱蒸気供給パイプ７３から２個の蒸気吹込み孔６４，６４内に導く。これによって、前記過熱蒸気流路を通じて、過熱蒸気を、一次硬化物７４の凸部７６が形成される外面とキャビティ面４４との間に形成される隙間７８内に供給する。なお、かかる隙間７８内に供給された過熱蒸気は、互いに連通する第二の入子型１６の貫通孔５０と第二の造形型本体１８の貫通孔３２とを通じて、外部に排出されるようになる。
【００５２】
かくして、一次型開きが行われた状態下で、一次硬化物７４の表面に過熱蒸気を接触させる。そして、それにより、一次硬化物７４の表層部分、特に、レジンコーテッドサンド６８内部への過熱蒸気の吹込み時には、過熱蒸気との接触が不充分となる可能性の高い凸部７６の表層部分を確実に硬化させる。このとき、２個の蒸気吹込み孔６４，６４から吹き込まれた過熱蒸気の一部と、型本体側及び入子型側砂吹込み孔６０，６２から吹き込まれた過熱蒸気とが、一次硬化物７４の上面から一次硬化物７４の内部に供給される。これによっても、一次硬化物７４が、より良好に硬化する。
【００５３】
その後、図１１に示されるように、第一の造形型１０と第二の造形型１２の二次型開きを行って、一次硬化物（７４）を更に硬化させて得た硬化物を離型し、以て、目的とする中子８０を得るのである。
【００５４】
このように、本実施形態では、成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンド６８に過熱蒸気を接触させる操作が、第一及び第二の造形型１０，１２の型合せ状態下で、レジンコーテッドサンド６８の内部に過熱蒸気を供給する操作と、第一及び第二の造形型１０，１２の一次型開き状態下において、成形キャビティ５８内で成形された一次硬化物７４の表面に過熱蒸気を接触させる操作の２回の加熱蒸気供給操作によって実施される。これによって、目的とする中子８０の表面に、従来装置を用いた従来手法では硬度不足となる可能性の高い凸部７６が設けられているにも拘わらず、そのような凸部７６を含む中子８０全体の硬度を十分に高めることが可能となっている。
【００５５】
従って、かくの如き本実施形態によれば、硬度が不足する部分を何等有しない、全体が十分な硬度とされた中子８０が、極めて有利に且つ安定的に製造され得るのである。
【００５６】
そして、本実施形態においては、成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンド６８の全体に加熱蒸気を行き渡らせるために、第一及び第二の造形型１０，１２に対して、ベントホールを適正な位置に必ずしも設ける必要がない。これによって、第一及び第二の造形型１０，１２、ひいては鋳型製造装置全体の構造の簡略化が、有利に図られ得る。
【００５７】
また、本実施形態では、目的とする中子８０の成形途中において、過熱蒸気が、第一及び第二の入子型１６，２０の各キャビティ面４４，４４と一次硬化物７４の表面との間に形成される隙間７８内に供給されるようになっている。そのため、各キャビティ面４４，４４の温度が、中子８０の造形開始から終了までの間、更には次回の中子８０の製造開始時にも、十分に高い温度で良好に維持される。これによって、製造されるべき中子８０の表面品質の維持のために、中子８０の製造開始前等において、第一及び第二の入子型１６，２０を外部加熱等により特別に加熱する必要が解消され得る。その結果、第一及び第二の入子型１６，２０の加熱に掛かる面倒な操作や余分なコストを省略しつつ、優れた表面品質を有する中子８０が、有利に製造され得ることとなるのである。
【００５８】
以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。
【００５９】
例えば、前記実施形態では、一次型開きを行う際に、第一の入子型１６（第二の入子型２０）を移動させるための油圧シリンダと、二次型開きを行う際に、第一の入子型１６（第二の入子型２０）と第一の造形型本体１４（第二の造形型本体１８）とを同時に移動させるための油圧シリンダとして、単一のものが使用されていた。しかしながら、一次型開きを行う油圧シリンダと二次型開きを行う油圧シリンダとして、互いに独立した別個のものを用いても良い。
【００６０】
また、一次型開きと二次型開きを行うに際して、第一及び第二の入子型１６，２０や第一及び第二の造形型本体１４，１８を移動させるのに使用されるアクチュエータは、油圧シリンダに限定されるものではなく、型開きを行うのに一般に使用される各種のアクチュエータが、適宜に採用され得る。
【００６１】
さらに、一次型開きと二次型開きとを行う型開閉機構の具体的な構造も、例示のものに、何等限定されるものでないことは、勿論である。
【００６２】
また、第一の造形型１０と第二の造形型１２の型合せ状態において、成形キャビティ５８内に充填されたレジンコーテッドサンド６８の内部に過熱蒸気を供給（導入）する第一の過熱（加熱）蒸気導入路と、一次型開き状態において、一次硬化物７４とキャビティ面４４との間に形成される隙間７８内に過熱蒸気を供給（導入）する第二の過熱（加熱）蒸気導入路のそれぞれの構造や、その形成位置も、適宜に変更可能である。
【００６３】
さらに、前記実施形態では、加熱蒸気として、過熱蒸気が用いられていたが、１００℃の温度の水蒸気を使用することも可能である。
【００６４】
加えて、前記実施形態では、本発明を、中子の製造方法と製造装置とに対して適用した具体例が示されていたが、本発明は、中子以外の各種の鋳型の製造方法とに対しても有利に適用され得ることは、勿論である。
【００６５】
その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【符号の説明】
【００６６】
１０ 第一の造形型 １２ 第二の造形型
１４ 第一の造形型本体 １６ 第一の入子型
１８ 第二の造形型本体 ２０ 第二の入子型
３８ 上側係合突起 ４０ 下側係合突起
４１ 可動板 ５６ ラム
５８ 成形キャビティ ６０ 型本体側砂吹込み孔
６２ 入子型側砂吹込み孔 ６４ 蒸気吹込み孔
６８ レジンコーテッドサンド ７０ 砂供給装置
７２，７３ 過熱蒸気供給パイプ ７４ 一次硬化物
７８ 隙間 ８０ 中子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の造形型を型合せすることにより、それら複数の造形型の各キャビティ面間に形成した成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填する工程と、
前記成形キャビティ内に充填された前記レジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給することにより、該レジンコーテッドサンドを硬化させて、一次硬化物を成形する工程と、
かかる一次硬化物の成形後に、該一次硬化物の表面と前記複数の造形型のそれぞれの前記キャビティ面との間に加熱蒸気が流通可能な隙間が形成される位置まで、該複数の造形型を型開きする工程と、
該複数の造形型の型開きによって形成された前記隙間内に加熱蒸気を供給して、前記一次硬化物の表面に該加熱蒸気を接触させることにより、該一次硬化物を更に硬化させて、鋳型を造形する工程と、
を含むことを特徴とする鋳型の製造方法。
【請求項２】
型合せによって、所定形状の成形キャビティを形成する複数の造形型と、かかる形成された成形キャビティ内に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給機構とを有し、該成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドが充填された状態下で、該加熱蒸気供給機構にて、該成形キャビティ内に加熱蒸気を供給することにより、該レジンコーテッドサンドの硬化物を成形して、鋳型を製造する装置であって、
前記複数の造形型の型合せを行う一方、前記硬化物の表面と該複数の造形型のそれぞれの前記キャビティ面との間に、前記加熱蒸気が流通可能な隙間を形成する一次型開きと、該硬化物の離型を可能とする二次型開きの二段階に亘って、該複数の造形型の型開きを行う造形型開閉機構と、
前記複数の造形型が前記造形型開閉機構により型合わせされた状態下において、前記加熱蒸気供給機構から供給される前記加熱蒸気を、前記成形キャビティ内に導く第一の加熱蒸気導入路と、
前記造形型開閉機構による前記複数の造形型の前記一次型開きが行われて、前記隙間が形成された状態下において、前記加熱蒸気供給機構から供給される前記加熱蒸気を、該隙間内に導く第二の加熱蒸気導入路と、
を含んで構成されていることを特徴とする鋳型の製造装置。
【請求項１】
複数の造形型を型合せすることにより、それら複数の造形型の各キャビティ面間に形成した成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填する工程と、
前記成形キャビティ内に充填された前記レジンコーテッドサンドの内部に加熱蒸気を供給することにより、該レジンコーテッドサンドを硬化させて、一次硬化物を成形する工程と、
かかる一次硬化物の成形後に、該一次硬化物の表面と前記複数の造形型のそれぞれの前記キャビティ面との間に加熱蒸気が流通可能な隙間が形成される位置まで、該複数の造形型を型開きする工程と、
該複数の造形型の型開きによって形成された前記隙間内に加熱蒸気を供給して、前記一次硬化物の表面に該加熱蒸気を接触させることにより、該一次硬化物を更に硬化させて、鋳型を造形する工程と、
を含むことを特徴とする鋳型の製造方法。
【請求項２】
型合せによって、所定形状の成形キャビティを形成する複数の造形型と、かかる形成された成形キャビティ内に加熱蒸気を供給する加熱蒸気供給機構とを有し、該成形キャビティ内にレジンコーテッドサンドが充填された状態下で、該加熱蒸気供給機構にて、該成形キャビティ内に加熱蒸気を供給することにより、該レジンコーテッドサンドの硬化物を成形して、鋳型を製造する装置であって、
前記複数の造形型の型合せを行う一方、前記硬化物の表面と該複数の造形型のそれぞれの前記キャビティ面との間に、前記加熱蒸気が流通可能な隙間を形成する一次型開きと、該硬化物の離型を可能とする二次型開きの二段階に亘って、該複数の造形型の型開きを行う造形型開閉機構と、
前記複数の造形型が前記造形型開閉機構により型合わせされた状態下において、前記加熱蒸気供給機構から供給される前記加熱蒸気を、前記成形キャビティ内に導く第一の加熱蒸気導入路と、
前記造形型開閉機構による前記複数の造形型の前記一次型開きが行われて、前記隙間が形成された状態下において、前記加熱蒸気供給機構から供給される前記加熱蒸気を、該隙間内に導く第二の加熱蒸気導入路と、
を含んで構成されていることを特徴とする鋳型の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２４０３８５（Ｐ２０１１−２４０３８５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１５９７６（Ｐ２０１０−１１５９７６）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００１４８３７９）株式会社前田シェルサービス (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００１４８３７９）株式会社前田シェルサービス (7)
【Ｆターム（参考）】
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