JP2005152976A - 造型用型 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、キャビティを構成する型の型合わせ面から加熱流体が漏洩するのを防止することによりレジンコーテッドサンドの微小な粒子が型合わせ面に侵入することがないようにして、型の寿命を長くすることができる造型用型を提供する。
【解決手段】 造型用型１０は、型合せすることにより内部に所定形状のキャビティ１８、１９を形成する上型１２と下型１４により構成され、キャビティ１８、１９内にレジンコーテッドサンド９４を充填し、レジンコーテッドサンド９４が充填されたキャビティ１８、１９内に加熱流体を供給してレジンコーテッドサンド９４を硬化させて所定の形状の型を成形するもので、上型１２と下型１４の型合わせ面１６、１７の一方１７に、キャビティ１８、１９の周囲を取り囲むように連続し、且つ、対向する他方の型合せ面１６に向かって突出することが可能なシール部材８４、８５を設けた。
【選択図】図６

Description

本発明は、造型用型に関し、特に、レジンコーテッドサンドが充填されたキャビティ内に水蒸気を吹き込むことにより、所定形状の型を成形する造型用型に関するものである。

例えば、鋳造に使用される鋳型には一般に、鋳造材料（溶融金属）や鋳造方法の種類などに応じて、砂型や金型が適宜使い分けて用いられている。
砂型は、鋳物砂に様々な粘着剤が加えられ、目的とする形状に成形（造型）されるようになっている。このような砂型においては、よく知られているように、粘結剤の種類や硬化機構などによって、例えば、生型、ガス硬化鋳型、自硬性鋳型、および熱硬化性鋳型などに分類するすることができる。これらの鋳型は、それぞれ特有の長所を有するものの、次に挙げるような問題点も有している。
すなわち、生型では、製造する際に使用される粘結剤の性質上、その硬化に長時間を要することから、生産性を向上させることができないなどの問題があった。
また、ガス硬化鋳型では、製造する際に粘結剤を硬化させるために使用されるガスとして扱いに注意を有するものを使用する場合があり、そのようなガスを安全に使用するための設備が必要となってコストがかかり、また、作業に習熟を要するなどの問題があった。
さらに、自硬化性鋳型では、製造する際に所定の形状に鋳型を成形した後に所定時間放置して硬化させるため、硬化させるために長時間を要することから、生産性を向上させることができないなどの問題があった。
そして、熱硬化性鋳型では、成形しようとする型の形状と対応するキャビティが形成される金型を用意し、表面に熱硬化性樹脂が被覆された所謂レジンコーテッドサンドをその金型の内部のキャビティ内に充填し、レジンコーテッドサンドを熱硬化させることによって製造するのであるが、このレジンコーテッドサンドを迅速に熱硬化させるために金型を例えば３００度Ｃ以上の高温に加熱する必要があり、この加熱するための設備や燃料費などにコストがかかると共に、その加熱により発生するガスの対策を講じなければ成らないなどの問題があった。

これらの問題を解決して短時間で安定して鋳型を製造するために、レジンコーテッドサンドをキャビティ内に充填して水蒸気を吹き込むことにより加熱し、粘結剤を硬化させることが提案されている（例えば、特許文献１〜４）。

特開２０００−１０７８３５号公報 特開２０００−６１５８３号公報 特開２０００−７９４４４号公報 特開２０００−８４６４１号公報

これら特許文献１〜４によれば、キャビティ内に吹き込まれる水蒸気によって、熱硬化性樹脂粘結剤を瞬時に硬化させることができるため、粘結剤の硬化時間が短くて済むばかりでなく、キャビティを形成する型の温度を、その内部に吹き込まれる水蒸気の温度低下を防止し得る程度の温度に保持するだけで済むことから、上述したように熱硬化性鋳型を製造するのと比較して加熱するコストを低減させることができ、また、ガスの発生を有利に回避することができるなどの効果を奏することができる。

一般的な造型用型は、相対向して互いに相対的に近接・遠退することにより開閉される複数の型により構成され、これらの型を互いに近接させて閉じることにより所定形状のキャビティを形成するよう構成されている。しかしながら、上記特許文献１〜４のように、キャビティ内に加熱流体としての水蒸気を吹き込んでレジンコーテッドサンドを硬化させる従来の技術にあっては、互いの型の型合わせ面へ水蒸気が漏洩し、これに伴ってレジンコーテッドサンドの微小な粒子が型合わせ面に侵入することとなり、この微小な粒子によって型合わせ面が摩耗して型の寿命が短くなるなどの問題を有していた。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、キャビティを構成する型の型合わせ面から水蒸気などの加熱流体が漏洩するのを防止することができ、もってレジンコーテッドサンドの微小な粒子が型合わせ面に侵入することがないようにして、型の寿命を長くすることができる造型用型を提供することを目的とする。

請求項１の造型用型に係る発明は、上記目的を達成するため、型合せすることにより内部に所定形状のキャビティを形成する複数の型により構成され、前記キャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填し、該レジンコーテッドサンドが充填されたキャビティ内に加熱流体を供給してレジンコーテッドサンドを硬化させて所定の形状の型を成形する造型用型であって、前記各型の互いに対向する型合わせ面のうちの少なくとも一方に前記キャビティの周囲を取り囲むように連続し、且つ、対向する他方の型合せ面に向かって突出させて又は突出可能にシール部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の造型用型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記シール部材は、弾性体材料からなり、その表層部が緻密なスキン層とされると共に、該表層部よりも内側の内部が発泡構造とされていることを特徴とするものである。
また、請求項３の造型用型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１または２に記載の発明において、シール部材と対応して前記キャビティを取り囲むように型合せ面に形成されて前記シール部材をその設けられた型合せ面から突出および退避可能に収容する溝と、該溝内に連通されて前記シール部材を少なくとも対向する他方の型合せ面に向かって突出させるための作動流体を供給する作動流体供給手段と、を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項４の造型用型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項３に記載の発明において、前記シール部材が、前記溝内の側面に対して接着されて収容配置されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の造型用型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項３または４に記載の発明において、前記溝はその側面に沿って延びる凹部が設けられ、前記シール部材は前記溝の凹部に嵌合される凸部が設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項６の造型用型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記型は、枠型と、該枠型内に組み込まれるキャビティを形成する組込型と、により構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項７の造型用型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項６に記載の発明において、前記シール部材は、前記互いに対向する枠型の何れか一方の型合わせ面に配設されていることを特徴とするものである。
また、請求項８の造型用型に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項６または７に記載の発明において、前記シール部材が、前記互いに対向する組込型の何れか一方の型合わせ面に配設されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明では、各型を型合せすることにより形成されたキャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填し、加熱流体を供給して、レジンコーテッドサンドを硬化させて所定の形状の型を成形する。このとき、キャビティ周囲における各型の型合せ面間は、対向する他方の型合せ面に向かって突出し当接するシール部材によって気密シールされる。そのため、レジンコーテッドサンドの微小な粒子がキャビティから漏出して型合わせ面に侵入することがなくなり、その結果として型合せ面がレジンコーテッドサンドによって摩耗することが阻止されて、型の寿命が長くなる。また、レジンコーテッドサンドを硬化させる際に、加熱流体もキャビティから漏出することがないことから、加熱流体の温度や供給圧力を高くする必要がなくなる。
請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、シール部材を、弾性体材料により構成し、その表層部を密なスキン層とすると共に、この表層部よりも内側の内部を発泡構造とするることにより、キャビティ周囲における各型の型合せ面間は、シール部材によって確実に気密にシールされる。
請求項３の発明では、請求項１または２に記載の発明において、シール部材は、キャビティを取り囲むように型合せ面に形成された溝に収容され、この溝に連通された作動流体供給手段から供給される作動流体によって他方の型合せ面に向かって突出される。そのため、キャビティ周囲における各型の型合せ面間は、シール部材によってさらに確実に気密シールされる。なお、作動流体供給手段は、例えば、キャビティ内にレジンコーテッドサンドを充填するとき以外、あるいは、加熱流体を供給するとき以外など、必要に応じてシール部材を溝から突出させないことが好ましいときに溝内にシール部材を退避させるよう操作可能に構成することもできる。
請求項４の発明では、請求項３に記載の発明において、シール部材が溝内の側面に接着されて収容配置されていることにより、作動流体供給手段が供給する作動流体によってシール部材が不用意に溝から離脱することなく、対向する型合せ面に向かって確実に突出されてシールが確実に行われる。
請求項５の発明では、請求項３または４に記載の発明において、シール部材は、その突出する方向と略直交する方向である側面に形成された凸部が、対応する溝の側面に形成された凹部に嵌合されていることにより、作動流体供給手段が供給する作動流体によってシール部材が不用意に溝から離脱することなく、対向する型合せ面に向かってさらに確実に突出されてシールが確実に行われる。
請求項６の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、各型を、枠型と、この枠型内に組み込まれてキャビティを形成する組込型と、により構成することにより、異なる形状のキャビティを形成する組込型を共通の枠型に組込むことや、複数の同種または異種の複数の組込型を単一の枠型に組込むことなどが可能となる。
請求項７の発明では、請求項６に記載の発明において、互いに対向する枠型の何れか一方の型合わせ面に連続するシール部材を突出させた状態または突出させ得る状態で配設することにより、キャビティの周囲がシール部材によって確実に取り囲まれた状態でシールされ、レジンコーテッドサンドや加熱流体が型合せ面から漏れるのを防止する。
請求項８の発明では、請求項６または７に記載の発明において、互いに対向する組込型の何れか一方の型合わせ面に連続するシール部材を突出させた状態または突出させ得る状態で配設することにより、キャビティの周囲がシール部材によって確実に取り囲まれた状態でシールされ、レジンコーテッドサンドや加熱流体が型合せ面から漏れるのを防止する。

請求項１の発明によれば、簡単な構成で各型の型合せ面間におけるキャビティ周囲をシール部材によって気密シールすることができため、キャビティから水蒸気などの加熱流体が漏洩するのを防止することができ、もってレジンコーテッドサンドの微小な粒子が型合わせ面に侵入して型合せ面が摩耗するのを阻止するため、型の寿命を長くすることができ、その結果としてコストを低減することができる造型用型を提供することができる。また、
レジンコーテッドサンドを硬化させるためにキャビティ内に供給する加熱流体の温度や供給圧力を高くする必要がないため、その加熱流体を供給するための手段も簡易化することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、キャビティ周囲における各型の型合せ面間をシール部材によって確実に気密にシールすることができる。
請求項３の発明によれば、請求項１または２に記載の発明において、キャビティ周囲における各型の型合せ面間をシール部材によってさらに確実に気密シールすることができると共に、シール部材を溝内に退避させることが可能となるため、シール部材の使用寿命も長くすることができるため、さらにコストを低減することができる造型用型を提供することができる。
請求項４の発明によれば、請求項３に記載の発明において、作動流体供給手段が供給する作動流体によってシール部材を不用意に溝から離脱させることなく、対向する型合せ面に向かって確実に突出させてシールを確実に行うことができる。
請求項５の発明によれば、請求項３または４に記載の発明において、作動流体供給手段が供給する作動流体によってシール部材を不用意に溝から離脱させることなく、対向する型合せ面に向かってさらに確実に突出させてシールを確実に行うことができる。
請求項６の発明によれば、請求項１〜５に記載の発明において、異なる形状のキャビティを形成する組込型を共通の枠型に組込むことや、複数の同種または異種の複数の組込型を単一の枠型に組込むことなどを可能とすることができ、多種の型を効率よく造型することができる。
請求項７の発明によれば、請求項６に記載の発明において、共通の枠型の型合わせ面にシール部材を配設するため、枠型に異なる組込型を組込んでも、確実にキャビティの周囲を気密にシールして、水蒸気などの加熱流体やレジンコーテッドサンドの微小な粒子が型合わせ面に侵入して型合せ面が摩耗するのを阻止することができるため、型の寿命を長くすることができ、その結果としてコストを低減することができると共に、効率よく多種の型を造型することができる。
請求項８の発明によれば、請求項６または７に記載の発明において、個々の組込型毎の型合わせ面にシール部材を配設するため、枠型に異なる組込型を組込んでも、確実にキャビティの周囲を気密にシールして、水蒸気などの加熱流体やレジンコーテッドサンドの微小な粒子が型合わせ面に侵入して型合せ面が摩耗するのを阻止することができるため、型の寿命を長くすることができ、その結果としてコストを低減することができると共に、効率よく多種の型を造型することができる。

本発明の実施の一形態を、造型用型として鋳型の中子の成形用型である場合によって、図１〜図６に基づいて詳細に説明する。なお、図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。

本発明の造型用型１０は、概略、型合せすることにより内部に所定形状のキャビティ１８、１９を形成する複数の型により構成され（この実施の形態では、第１の型１２と第２の型１４の一対で構成されている場合で説明する）、キャビティ１８、１９内にレジンコーテッドサンド９４を充填し、レジンコーテッドサンド９４が充填されたキャビティ１８、１９内に加熱流体を供給してレジンコーテッドサンド９４を硬化させて所定の形状の型を成形するもので、第１の型１２と第２の型１４の互いに対向する型合わせ面１６、１７のうちの少なくとも一方１４に、キャビティ１８、１９の周囲を取り囲むように連続し、且つ、対向する他方１２の型合せ面１６に向かって突出することが可能なシール部材８４、８５を設けたものである。
そして、本発明の造型用型１０は、シール部材８４、８５が弾性体材料からなり、その表層部８６が緻密なスキン層とされると共に、この表層部８６よりも内側の内部８８が発泡構造とされたものからなり、シール部材８４、８５と対応してキャビティ１８、１９を取り囲むように配置されたシール部材８４、８５を収容する溝７８、８０と、この溝内に連通されてシール部材８４、８５を少なくとも対向する他方の型合せ面１６に向かって突出させるための作動流体を供給する作動流体供給手段９２、９３と、を備えている。
さらに、本発明の造型用型は、溝７８、８０がその側面に沿って延びる凹部８２を有しており、シール部材８４、８５が溝７８、８０の凹部８２に嵌合される凸部９０を有しており、また、シール部材８４、８５が、溝７８、８０内の側面に対して接着されて収容配置されている。
そして、この実施の形態では、第１の型１２および第２の型１４は、それぞれ枠型２０、４６と、枠型２０、４６内に単数または複数で組み込まれてキャビティ１８、１９を形成する組込型２２、２４、および、４８、５０と、により構成されており、シール部材８４、８５は、一方の型枠４６と組込型４８、５０のそれぞれの型合せ面１７に配設されている。

図１は、本発明に従う造型用型の一実施形態としての中子の成形用型１０の縦断面の形態を概略的に示したものである。図１から明らかなように、本実施形態の中子成形用型１０は、第一の型としての上型１２と第二の型としての下型１４とを有する構成とされている。そして、この実施の形態では、図４に参照されるように、上型１２と下型１４とは、互いに対向する型合せ面１６、１７が当接するように型合わせされた状態で、その内部に異なる形状の中子を成形するための二つのキャビティ１８、１９が形成されるよう構成されている。

上型１２は、全体として矩形ブロック形状を呈するもので、第一の枠型としての上枠型２０と、第一の組込型として、この実施の形態の場合、左側上組込型２２および右側上組込型２４とを有している。
上枠型２０は、上型１２の外周縁部分を構成するもので、その型合せ面となる下面１６の中央部には左側上組込型２２と右側上組込型２４を組込むための矩形の凹所２６が下面に向かって開口するように形成されており、この矩形凹所２６の側壁部分が矩形の枠部２８とされている。さらに、上枠型２０の上面となる矩形の凹所２６の底壁部には、二つの貫通孔３０が互いに所定の間隔を隔てて形成されている。上枠型２０の所定の位置には、その全体を加熱するためのオイルヒータなどからなる加熱手段４４が設けられている。
また、左側上組込型２２と右側上組込型２４は、それぞれ、上枠型２０の矩形凹所２６の略半分の大きさを有する矩形ブロック形状に形成されてなるもので、成形しようとする鋳型の中子の形状に応じて互いに同じまたは異なる形状のキャビティ１８、１９の上側部分を構成する左側上キャビティ面３２と右側上キャビティ面３４とが形成されている。また、この実施の形態では、左側上組込型２２の右側上組込型２４と対向する側面に側溝４０が設けられており、この側溝４０内にはゴム板４２が、その一部を側溝４０の開口部から外部に突出する状態で収容配置されている。これにより、左側上組込型２２と右側上組込型２４とは、上枠型４０の矩形の凹所２６内に組込まれると、左側上組込型２２の側溝４０内に収容されたゴム板４２の側溝４０内から突出した部分が弾性変形した状態で右側上組込型２４の側面に接触するため、左側上組込型２２と右側上組込型２４とを矩形の凹所２６内にガタつくことなく組み込むことができるようになっている。さらに、左側上組込型２２と右側上組込型２４には、それぞれ、左側上キャビティ面３２と右側上キャビティ面３４の上方に開口する貫通孔３６が上枠型２０の各貫通孔３０と対応する位置に形成されている。
左側上組込型２２と右側上組込型２４は矩形の凹所２６の内部に左右に並んで組込まれ、その各貫通孔３６が各貫通孔３０と対応して連通されて砂供給口３８がそれぞれ形成される。各砂供給口３８は、砂供給装置９６（図５）と水蒸気パィプ９８（図６）とが切り替え可能に接続される。砂供給装置９６は、キャビティ１８、１９内に所定の圧力の圧縮空気と共に所定のレジンコーテッドサンド９４を供給することができるように構成されている。また、水蒸気パイプ９８は、加熱流体を供給する手段として所定の温度と圧力の水蒸気を発生する手段に接続されており、その中間部には水蒸気の供給・停止を制御するための開閉バルブ１００が介装されている。
上型１２の下型１４と対向する型合せ面１６は、上枠型２０の枠部２８の下面と、左側上組込型２２および右側上組込型２４の下面とにより構成される。

一方、下型１４は、上型１２と同様に、全体として矩形ブロック形状を呈するもので、第二の枠型としての下枠型４６と、第二の組込型として、この実施の形態の場合、左側下組込型４８および右側下組込型５０とを有している。
下枠型４６は、下型１４の外周縁部分を構成するもので、その型合せ面１７となる上面の中央部には左側下組込型４８と右側下組込型５０を組込むための矩形の凹所５２が上面に向かって開口するように形成されている。この下枠型４６の矩形の凹所５２は、上型１２の上枠型２０に設けられた矩形の凹所２６と略同一の大きさを有しており、この矩形凹所５２の側壁部分が矩形の枠部５４とされている。さらに、下枠型４６の下面となる矩形の凹所５２の底壁部には、二つの貫通孔５６が互いに所定の間隔を隔てて形成されている。上枠型４６の所定の位置には、その全体を加熱するためのオイルヒータなどからなる加熱手段７２が設けられている。
一方、左側下組込型４８と右側下組込型５０は、それぞれ、下枠型４６の矩形凹所５２の略半分の大きさを有する矩形ブロック形状に形成されてなるもので、成形しようとする鋳型の中子の形状に応じて互いに同じまたは異なる形状のキャビティ１８、１９の下側部分を構成する左側下キャビティ面５８と右側下キャビティ面６０とが、左側上キャビティ面３２と右側上キャビティ面３４にそれぞれ対応するように形成されている。また、この実施の形態では、左側下組込型４８の右側下組込型５０と対向する側面に側溝６８が設けられており、この側溝６８内にはゴム板７０が、その一部を側溝６８の開口部から外部に突出する状態で収容配置されている。これにより、左側下組込型４８と右側下組込型５０とは、下枠型４６の矩形の凹所５２内に組込まれると、左側下組込型４８の側溝６８内に収容されたゴム板７０の側溝６８内から突出した部分が弾性変形した状態で右側下組込型５０の側面に接触するため、左側下組込型４８と右側下組込型５０とを矩形の凹所５２内にガタつくことなく組み込むことができるようになっている。さらに、左側下組込型４８と右側下組込型５０には、それぞれ、左側下キャビティ面５８と右側下キャビティ面６０の下方に開口する貫通孔６２が下枠型４６の各貫通孔５６と対応する位置に形成されており、各貫通孔６２の左側下キャビティ面５８および右側下キャビティ面６０に開口する部分には、圧縮空気は通過させるもののレジンコーテッドサンドの通過を可及的に阻止するメッシュキャップ６６が設けられている。
左側下上組込型４８と右側下組込型５０は矩形の凹所５２の内部に左右に並んで組込まれ、その各貫通孔６２が各貫通孔５６と対応して連通されてベントホール６４がそれぞれ形成される。後述するように、上型１２と下型１４とを互いに型合せしてキャビティ１８、１９を形成し、その内部に各砂供給口３８を介して圧縮空気と共にレジンコーテッドサンド９４を供給したときに、ベントホール６４を通じて圧縮空気が各キャビティ１８、１９内から排出されるようになっている（後述する）。下型１４の上型１２と対向する型合せ面１７は、下枠型４６の枠部５４の上面と、左側下組込型４８および右側下組込型５０の上面とにより構成される。

さらに、図２に示すように、下型１４の型合せ面１７の内側に位置する左側下組込型４８および右側下組込型５０の上面には、それぞれ、略断面矩形状の凹溝８０が、左側下キャビティ面５８と右側下キャビティ面６０とを個別に取り囲むように連続的に形成されている。また、下型１４の型合せ面１７の外側に位置する下枠型４６の枠部５４の上面には、略断面矩形状の凹溝７８が、両下組込型４８、５０の周囲を取り囲むように、その枠部５４の全周に亘って連続的に延びるように形成されている。図３に示すように、凹溝７８、８０の両側面には、その高さ方向（深さ方向ともいうことができる。図においては、上下方向を指す）中間部に溝状の凹部８２が連続的に延びるように形成されている。なお、凹溝７８、８０とその内部に収容されるシール部材８４、８５（後述する）の断面形状は同様であるため、図３においては、凹溝７８とシール部材８４のみを示し、凹溝８０とシール部材８５についてはその図示を省略したことに注意されたい。

さらにまた、下型１４の下枠型４６と左側下組込型４８および右側下組込型５０とには、作動流体供給手段を構成する通路９２が両凹溝７８、８０の底部に共通して開口するよう形成されている。通路９２における下型１４の側面側の開口部には、図３において、二点差線で示したように、作動流体として例えば圧縮空気を供給するために図示しないコンプレッサ等の圧縮空気供給源から圧縮空気を導く圧縮空気供給路９３が接続されるようになっている。

シール部材８４、８５は、ゴム材料などからなるもので、図３に示すように、その表層部分が緻密なソリッド構造を有するスキン層８６とされている一方で、この表層部分を除く内側の内部が、互いに連通する連通気泡を有する発泡構造のスポンジ層８８とされており、これによって、平滑な表面と十分な優れた柔軟牲とが付与されている。そして、シール部材８４、８５は、収容される各凹溝７８、８０の形状に応じて連続する矩形環状に形成されており、各凹溝７８、８０の内部空間と同一の断面形状を、すなわち、略矩形断面であってその両側面の中間部に溝状の凹部８２と対応する連続的な突条となる凸部９０が一体に形成された断面形状を有している。シール部材８４、８５は、弾性変形されて各凹溝７８、８０に収容され、その凸部９０が凹部８２に嵌合された状態で接着されている。

以上に説明したように構成された中子成形用型１０は、上型１２と下型１４が図示しない造型機に組付けられ、上下方向において相対的に接近／隔離可能に支持されて型閉じ／型開きするように配置される。そして、この実施の形態における中子成形用型１０は、上型１２と下型１４とを相対的に接近移動させて互いの型合せ面１６、１７が当接されることにより、図４に示すように、上型１２の左側組込型２２における左側上キャビティ面３２と下型１４の左側下組込型４８における左側下キャビティ面５８との間で、成形しようとする中子に対応した形状を有する第一キャビティ１８が形成され、また、上型１２の右側上組込型２４における右側上キャビティ面３４と下型１４の右側下組込型４８における右側下キャビティ面６０との間で、成形しようとする別の中子に対応した形状を有する第二キャビティ１９が形成されるように構成されている。
そして、通路９２に例えば作動流体として圧縮空気を供給するコンプレッサの圧縮空気供給路９３が接続されて、通路９２を介して溝７８、８０の底面とシール部材８４、８５との間に圧縮空気が導入されると、上述したように、各シール部材８４、８５の表層部分が徴密なソリツド構造を有するスキン層８６とされている一方で、その内部が連通気泡を有するスポンジ層８８とされて、平滑な表面と優れた柔軟性が付与されているため、各凹溝７８、８０内に導入された圧縮空気が各凹溝７８、８０内に収容されたシール部材８４、８５を押し上げると共に各シール部材８４、８５の内部のスポンジ層８８における連通気泡内に侵入することにより、図３に二点鎖線で示すように、各シール部材８４、８５は、その下部部位が浮上させられると共に、その上部部位が各凹清７８、８０の開口部から盛り上がるように膨らまされて、下型１４の型合せ面１７上に突出する。そして、各シール部材８４、８５の下型１４の型合せ面１７から突出した部分が対向する上型１２の型合せ面１６に対して十分に弾性変形された状態で確実に密接されるようになっている。その結果として、上型１２と下型１４の型合せ面１６、１７間は、第一キャビティ１８の周囲と第二キャビティ１９の周囲とがシール部材８５、８５により、それぞれ個別に気密にシールされると共に、第一および第二キャビティ１８、１９の両方の周囲がシール部材８４により二重に気密にシールされるようになっているのである。
なお、各シール都材８４、８５が型合せ面１７から突出されるとき、各シール都材８４、８５が各凹溝７８、８０の側面に接着されていると共に、各シール部材８４、８５の側面に一体形成された凸部９０が凹溝７８、８０の側面に設けられた凹部８２に嵌合されているため、圧縮窒気の圧カによって各シール部材８４、８５は凹溝７８、８０内から離脱するようなことはない。

以上説明したように構成された造型用型では、所定形状の中子を成形するにあたり、図４に示したように、最初に上型１２と下型１４とを相対的に近接移動させて型合せする。上型１２と下型１４の間には、成形する中子に応じた形状の第一および第二キャビティ１８、１９が形成される。
その後、上述したように、コンプレッサによって圧縮空気供給路９３と通路９２を介して溝７８、８０の底面とシール部材８４、８５との間に圧縮空気を導入させ、各シール部材８４、８５の下部部位を浮上させると共に上部部位を各凹清７８、８０の開口部から盛り上がるように膨らませて下型１４の型合せ面１７上に突出させて、対向する上型１２の型合せ面１６に対して確実に密接させて、第一および第二キャビティ１８、１９のそれぞれの周囲と、両方の周囲とを気密にシールする。
なお、各シール部材８４、８５の上部部位を対向する上型１２の型合せ面１６に対して突出させるのは、上型１２と下型１４の型合せ前または型合せと同時に行ってもよい。

次いで、図５に示すように、各各砂供給口３８に砂供給装置９６を接続して、図示しない圧縮空気パイプのバルブを開放してこの圧縮空気パイプから各砂供給装置９６内に圧縮空気を所定の圧力で吹き込み、この圧縮空気の作用によって各砂供給装置９６内のレジンコーテツドサンド９４を、各砂供給口３８から第一および第二成形キャヒティ１８、１９内にそれぞれ吹込み充填する。このとき、レジンコーテヅドサンド９４と共に各成形キャビティ１８、１９内に吹き込まれた圧縮空気は、メッシュキャップ６６によってレジンコーテヅドサンド９４から分離されて、ベントホール６４を介して各キャビティ１８、１９の外部に排出される。第一および第二キャビティ１８、１９の個々の周囲と双方の周囲とが二重に気密にシールされて圧縮空気が型合せ面に漏出することがないことから、レジンコーテツドサンド９４を第一および第二キャビティ１８、１９に充填するために各砂供給装置９６内に吹き込む圧縮空気の圧力を比較的低く設定することができる。

続いて、砂供給装置９６に代えて、図６に示すように、水蒸気パィプ９８を各砂供給口３８に接続し、各水蒸気パイプ９８に設けられたバルブ１００を開作動させて、各砂供給口３８を介して水蒸気を第一および第二キャビティ１８、１９内へと吹き込み、レジンコーテヅドサンド９４を硬化させる。なお、必要に応じて、上記第一および第二キャビティ１８、１９内への水蒸気の吹込み操作に先立って、各キャビティ１８、１９内での水蒸気の凝縮を防止するために、上型１２と下型１４とに内蔵されたオイルヒータなどの加熱手段４４、７２によって中子成形用型１０を１００℃程度の比較的に低い温度にまで予め加熱しておくこともできる。
ここで用いられる水蒸気としては、特関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ように、飽和水蒸気を加熱して、その飽和温度以上に温度を上げた過熱水蒸気を用いることも出来るが、第一および第二キャビティ１８、１９の個々の周囲と双方の周囲とが二重に気密にシールされて圧縮空気が型合せ面に漏出することがないことから、温度が１１０〜１８０℃程度で、蒸気圧が１．５〜１０kgf/cm²程度の比較的低い温度で低い圧力のものが好適に使用される。加熱流体として水蒸気か第一および第二キャビティ１８、１９内に吹き込まれることによって、各キャビティ１８、１９にそれぞれ充填されたレジンコーテッドサンド９４は、瞬時に旦つ均一に加熱されてその熱硬化性樹脂粘結剤が迅速に硬化し、第一および第二成形キャビティ１８、１９にそれぞれ対応して目的とする形状を有する中子にそれぞれ成形されることとなる。
従来では、レジンコーテッドサンド９４を硬化させるためにキャビティを形成する型自体を例えば３００℃以上の高温に加熱していた。しかしながら、本発明では、加熱流体として水蒸気をキャビティ内に吹き込むことにより、各キャビティ１８、１９にそれぞれ充填されたレジンコーテッドサンド９４を硬化させる。そして、第一および第二キャビティ１８、１９の個々の周囲と双方の周囲とが二重に気密にシールされて加熱流体が型合せ面に漏出することがないことから、さらに比較的低い温度と圧力の水蒸気を第一および第二キャビティ１８、１９内に吹き込むことによって充填されたレジンコーテツドサンド９４を均一に且つ短時間で硬化させることができ、したがって、所定形状の中子を成形するための成形サイクルの短縮と製造コストを削減することができる。

以上説明したように、この実施の形態における中子成型用型１０では、上型１２と下型１４の型合せ面１６、１７間における第一キャビティ１８および第二キャビティ１９のそれそれの周囲と、第一および第二キャビティ１８、１９の両方の周囲とをシール部材８４、８５によって二重に気密にシールするため、第一および第二キャビティ１８、１９内に圧縮空気によって吹き込み充填されると共に水蒸気によって加熱硬化されるレジンコーテッドサンド９４の微細な粒子が型合せ面１６、１７におけるシール部材８４、８５から外方に漏出することを防止できる。その結果として、上型１２と下型１４の型合せ面１６、１７が微細なレジンコーテツドサンド９４の粒子によって摩耗することがなく、型寿命が向上するため、所定形状の型を安定して成形することができると共に、型を成形するためのコストを低減させることができる。
また、この実施の形態における中子成型用型１０では、シール部材８４、８５が突出・退避可能に凹溝７８、８０内に収容されているため、例えば上型１２と下型１４とが型開きされているときなど、型合せ面１６、１７の間における第一および第二キャビティ１８、１９の周囲を気密にシールする必要がないときにはシール部材８４、８５を凹溝７８、８０内に退避させることにより、成形された中子などが接触してシール部材８４、８５が損傷あるいは破損することを防止できるため、中子成型用型１０の型寿命がさらに向上して所定形状の型を安定して成形することができると共に、型を成形するためのコストを低減させることができる。
さらに、この実施の形態における中子成型用型１０では、シール部材８４、８５を収容する凹溝７８、８０の側面に凹部８２を設けると共に、シール部材８４、８５の側面に凹部８２と対応して凸部９０を一体に設けて、凸部９０を凹部８２に嵌合させた状態でシール部材８４、８５を凹溝７８、８０に収容し、しかも、シール部材８４、８５と凹溝７８、８０の側面同士を互いに接着していることにより、凹溝７８、８０内に圧縮空気を供給してシール部材８４、８５を凹溝７８、８０内から突出させたときに、シール部材８４、８５が凹溝７８、８０内から不用意に離脱するのを阻止することができることから、接触してシール部材８４、８５が損傷あるいは破損することを防止できるため、中子成型用型１０の型寿命がさらに向上して所定形状の型を安定して成形することができると共に、型を成形するためのコストを低減させることができる。

なお、本発明の造型用型は、上述した実施の形態に限定されることはない。例えば、キャビティを形成する複数の型は、第一および第二の型に限定されることなく、第三以上の型を有するものであってもよい。また、上述した第一および第二の型は、上下方向に配設された上型１２と下型１４とにより構成することなく、水平方向に配設された型により構成することもできる。
また、上述した実施の形態では、上型１２と下型１４は、それぞれ枠型２０、４６と、二種類の組込型２２、２４、および、４８、５０と、により構成されているが、一種類または三種類以上の組込型を枠型に組込むように構成することもでき、さらには、枠型と組込型とに分割することなく一体に構成することもできる。
さらに、上述した実施の形態では、下型１４の下枠型４６と左側および右側下組込型４８、５０とのそれぞれに凹溝７８、８０、８０を設けて各凹溝７８、８０、８０内にシール部材８４、８５、８５をそれぞれ収容配置させたが、下枠型４６のみに凹溝７８を設けてその凹溝７８内にシール部材８４を収容配置させるか、若しくは、左側および右側下組込型４８、５０のみに凹溝８０、８０を設けてその凹溝８０、８０内にシール部材８４、８４を収容配置することもできる。さらに、凹溝７８とシール部材８４および／または凹溝８０、８０とシール部材８５、８５は、上型１２にのみまたは下型１４と共に設けることもできる。さらに、上述した実施の形態では、凹溝７８、８０の底面とシール部材８４、８５との問に圧縮空気を導入することによって、シール部材８４、８５がその全長に亘って下型１４の型合せ面１７から突出・退避することができるよう収容配置した構成としたが、例えぱ、シール部材８４、８５の上面に、その全長に亘って連続的に延び、且つ下型１４の型合せ面１７から突出するリブ等の突起を一体的に形成するなど、シール部材８４、８５は、突出・退避可能に収容配置することなく、型合せ面１６および／または１７に設けられた凹溝７８、８０内から常に突出するような高さに成形してもよく、また、型合せ面１６および／または１７の表面に凹溝を７８、８０を設けることなく直接配置することもできる。
さらにまた、シール部材８４、８５は、上述した実施の形態に限定されることなく、その断面形状を適宜変更することができ、また、ゴム以外の適当な弾性体材料を採用することができ、さらに、表層部を緻密なスキン層とすると共に内部を発泡構造としたものに限定されることはない。すなわち、本発明では、シール部材をキャビティの周囲を取り囲むように連続し、且つ、対向する他方の型合せ面に向かって突出し得るように設けることができればよい。

また、上述した実施の形態では、各キャビティ１８、１９内に充填されたレジンコーテッドサンド９４の熱硬化性樹脂粘結剤を硬化させる水蒸気を砂供給口３８から吹き込むよう構成したが、例えば、各キャビティ１８、１９の下側のベントホール６４を介して水蒸気を各キャビティ１８、１９内に吹き込むように構成することもできる。
さらに、レジンコーテッドサンド９４を硬化させるために吹き込む加熱流体は、湿り蒸気、乾き蒸気、過熱蒸気など水蒸気に限定されることはなく、他の種類の流体を使用することができるが、水蒸気のように安価で安全なものであることが望ましい。

加えて、上述した実施の形態では、本発明を鋳型における中子を成形するための中子成形用型に適用した場合で説明したが、本発明は、中子以外の鋳型など他の型を成形するための造型用型に適用することができる。
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。

本発明の造型用型の実施の一形態を示した縦断面説明図である。 図1におけるII-II断面説明図である。 図1における要部拡大説明図である。 図1に示された造型用型を用いて、中子を成形する工程の一例を説明するための図であって、上型と下型とを型合せしてキャビティを形成した状態を示している。 図４の状態から、砂供給装置を上型の砂供給口に接続して、レジンコーテツドサンドをキャビティ内に吹込み充填する状態を示している。 図５の状態から、砂供給装置に替えて水蒸気パイプを上型の砂供給口に接続して、水蒸気をキャビティ内に吹込み、レジンコーテツドサンドを硬化させる状態を示している。

符号の説明

１０：中子成形用型、 １２：上型、 １４：下型、 １６、１７：型合せ面、 １８：第一キャビティ、 １９：第二キャビティ、 ２０：上枠型、 ２２：左側上組込型、 ２４：右側上組込型、 ３２：左側上キャピティ面、 ３４：右側上キャビティ面、 ４６：下枠型、 ４８：左側下組込型、 ５０：右側下組込型、 ５８：左側下キャビティ面、 ６０：右側下キャビティ面、 ７８、８０：凹溝、 ８４、８５：シール部材、 ９４：レジンコーテッドサンド

Claims (8)

1. 型合せすることにより内部に所定形状のキャビティを形成する複数の型により構成され、前記キャビティー内にレジンコーテッドサンドを充填し、該レジンコーテッドサンドが充填されたキャビティ内に加熱流体を供給してレジンコーテッドサンドを硬化させて所定の形状の型を成形する造型用型であって、
   前記各型の互いに対向する型合わせ面のうちの少なくとも一方に前記キャビティの周囲を取り囲むように連続し、且つ、対向する他方の型合せ面に向かって突出させて又は突出可能にシール部材を設けたことを特徴とする造型用型。
2. 前記シール部材は、弾性体材料からなり、その表層部が緻密なスキン層とされると共に、該表層部よりも内側の内部が発泡構造とされていることを特徴とする請求項１に記載の造型用型。
3. シール部材と対応して前記キャビティを取り囲むように型合せ面に形成されて前記シール部材をその設けられた型合せ面から突出および退避可能に収容する溝と、
   該溝内に連通されて前記シール部材を少なくとも対向する他方の型合せ面に向かって突出させるための作動流体を供給する作動流体供給手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の造型用型。
4. 前記シール部材が、前記溝内の側面に対して接着されて収容配置されていることを特徴とする請求項３に記載の造型用型。
5. 前記溝はその側面に沿って延びる凹部が設けられ、前記シール部材は前記溝の凹部に嵌合される凸部が設けられていることを特徴とする請求項３または４に記載の造型用型。
6. 前記型は、枠型と、該枠型内に組み込まれるキャビティを形成する組込型と、により構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の造型用型。
7. 前記シール部材は、前記互いに対向する枠型の何れか一方の型合わせ面に配設されていることを特徴とする請求項６に記載の造型用型。
8. 前記シール部材が、前記互いに対向する組込型の何れか一方の型合わせ面に配設されていることを特徴とする請求項６または７に記載の造型用型。
   

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