JP2009269080A

JP2009269080A - シェルモールド造型方法及びシェルモールド造型機

Info

Publication number: JP2009269080A
Application number: JP2008124182A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Suzuki; 輝彦鈴木
Original assignee: KUROTA SEIKO CO Ltd
Current assignee: KUROTA SEIKO CO Ltd
Priority date: 2008-05-12
Filing date: 2008-05-12
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】金型５によるレジンコーティッドサンド（ＲＣＳ）の燃焼時間を短縮することにより、中子１０の生産性を高めると共に、１個の中子１０を生産するために消費する可燃ガスの量を減少し、それに伴う２酸化炭素の発生量を減少させることを目的とする。
【解決手段】加温槽２の中において下方から上昇する空気流を発生させ、ＲＣＳを浮遊状態にして、加温管路２２、２６、３２又は羽根２８の中の加温路２８ａに摂氏８５〜１５０度の油を通すことにより、ＲＣＳを摂氏８０〜１２０度の範囲の温度まで加温し、加温したＲＣＳを摂氏約３００度に加熱した金型５に吹き込み、金型５の中でＲＣＳを焼成させるシェルモールド造形方法及びシェルモールド造型機１とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋳物の製造に使用される鋳型であって、特に中子の生産に使用されることの多いシェルモールド造型に係わり、焼成時間の短縮という効果が得られるシェルモールド造型方法及びシェルモールド造型機に関するものである。

シェルモールド造型では、レジンコーテッドサンド（以下単に「ＲＣＳ」という。）を所定の焼成温度に加熱した金型に吹き込み、前記金型の中でＲＣＳを焼成させることにより鋳型を製造している。
ＲＣＳは砂の表面にフェノールレジンなどの樹脂を被覆した粉粒体であり、摂氏８０〜９０度になると樹脂の軟化が始まり、摂氏１００〜１１０度になると軟化した樹脂同士が接着して粉粒体の集合であるダマが発生し、摂氏１１０〜１２０度になると樹脂の軟化が顕著となってダマの発生が多くなり、摂氏１２０度を超えると樹脂は完全に軟化した後に硬化を始める。
従来コーティッドサンドを流動させながら予熱温度に加温した後に金型に供給する発明として、コーティッドサンドを摂氏６０〜８０度まで加温する発明があった（例えば、特許文献１参照。）。また螺旋状の熱交換器に摂氏４０〜９０度の温水を供給して原料鋳物砂を摂氏２０〜７０度に加温する、粉粒体の温度調節ユニットの発明があった（例えば、特許文献２参照。）。
以上に記載した先行技術は、いずれも樹脂が軟化する温度に達しない温度までＲＣＳを加温することに止まるものである。従来では、コーティッドサンド内の合成樹脂の融点より低い所定予熱温度まで予熱するものとされており、摂氏８０度より高い温度では金型内におけるコーティッドサンドの流動性が悪くなり（例えば、特許文献１の段落番号０００７参照）、金型への吹き込み作業に支障を来すと考えられていたからである。

本願出願人は、金型を所定の焼成温度たる摂氏約３００度に加熱してＲＣＳを焼成しているが、１基の金型に対して１時間当たり１６．７４〜８３．７２メガジュールの熱量を消費している。金型を加熱するために消費する熱量のうち、ＲＣＳの焼成に寄与するのは６〜２０％にすぎず、９４〜８０％の熱量は大気に放熱している。また多くのシェルモールド造型法においては金型の加熱にガス燃料を使用しており、地球環境を保全する観点から可燃ガスの燃焼による２酸化炭素の発生量を減少させる要請もあった。
そこで本願発明者は、金型によるＲＣＳの焼成時間を短縮することにより、１時間当たりのシェルモールド鋳型の生産量を倍増させることを目標とし、単に生産量の増加による生産性の向上という成果だけでなく、シェルモールド鋳型１個当たりに消費する熱エネルギの減少によるエネルギ資源の有効利用、さらにシェルモールド鋳型１個当たりに消費する可燃ガスの減少による２酸化炭素の発生量の減少、という成果を得るために試行錯誤の実験を行った。
特開平６−１４２８３７号公報特開２００１−３２１８８６号公報

本発明は、金型によるＲＣＳの燃焼時間を短縮することによる、シェルモールド鋳型の生産性を高めると共に、シェルモールド鋳型１個あたりに消費するエネルギ資源の減少及び２酸化炭素の発生量の減少を目的としている。

加温槽の中において下方から上昇する空気流により、ＲＣＳを舞い上がらせ浮遊化した状態（以下単に「浮遊状態」という。）にして、ＲＣＳを摂氏８０〜１２０度の範囲の温度まで上昇させる（以下単に「加温する」という。）。続いて加温したＲＣＳを所定の焼成温度に加熱した金型に吹き込み、金型の中でＲＣＳを焼成させるシェルモールド造形方法及びシェルモールド造型機とする。

ＲＣＳを浮遊状態にして摂氏８０〜１２０度まで加温する構成にしたので、金型への吹き込みを阻害する程度に流動性の悪いダマを発生させずにＲＣＳを加温させることが可能になり、金型における焼成時間を半減することができた。
金型における焼成時間の短縮に伴いシェルモールド鋳型の生産性の向上と、シェルモールド鋳型１個あたりに消費するエネルギ資源の減少及び２酸化炭素の発生量を減少させる効果を得ることができた。
ＲＣＳを摂氏８０〜１２０度まで加温した後に金型に吹き込む構成にしたため、鋳型の充填性が向上して鋳型の強度が増したため、従来と比べて砂の表面に被覆する樹脂の量を減らすことが可能になり、樹脂の消費量を低減させる効果を得ることができた。

ＲＣＳを所定の焼成温度に加熱した金型に吹き込み、金型の中でＲＣＳを焼成させることにより鋳型を製造するシェルモールド造型方法において、金型にＲＣＳを吹き込む前に、ＲＣＳを浮遊状態にして、ＲＣＳを摂氏８０〜１２０度の範囲の温度まで加温するシェルモールド造型方法とする。
予め加温したＲＣＳを金型に吹き込むことにより、金型の中におけるＲＣＳの焼成時間の短縮を図ったものである。ＲＣＳを予備的に加温する温度により焼成時間の短縮の程度が左右されるので、なるべく摂氏１２０度近くまで加温することが好ましいが、摂氏１２０度に近づくほどＲＣＳはダマになりやすい。またＲＣＳの品質によってもダマになりやすいか否かの関係は異なる。さらにＲＣＳを均一に加温することは困難であり、加温する設備の構成によって温度範囲の大小のばらつきが生じる。
そこでＲＣＳの品質、浮遊状態及び温度範囲のばらつきなどの状態が普通の程度に止まる場合は、ＲＣＳを摂氏８０〜９０度まで加熱するものとし、ＲＣＳの品質、浮遊状態及び温度分布のばらつきなどの状態が最も好ましい場合は、ＲＣＳを摂氏１１０〜１２０度まで加熱し、ＲＣＳの品質、浮遊状態及び温度範囲のばらつきが中間程度の場合はＲＣＳを摂氏９０〜１００度又は１００〜１１０度まで加熱する、などそれぞれの装置における状況に応じて適宜設定することが好ましい。
また上記したシェルモールド造型方法であって、ＲＣＳを浮遊状態にしつつ機械的に攪拌しながら加温するシェルモールド造型方法とする。
ＲＣＳを浮遊状態にするだけでなく機械的に攪拌しながら加温することにより、可能な限り均一にＲＣＳを加温してダマの発生を防止し、より高い温度におけるＲＣＳの流動性を維持する効果が得られるからである。

所定の焼成温度に加熱可能な構成の金型と、金型にＲＣＳを吹き込む吹込装置と、ＲＣＳを加温する加温槽とを有するシェルモールド造型機であって、加温槽はその中に収容したＲＣＳを浮遊状態にするための浮遊化配管、及び、ＲＣＳを加温するための加温路を有するものとし、さらに加温媒体を摂氏８５〜１５０度の範囲のいずれかの温度に調節可能な給温装置を設け、加温媒体を加温路に供給し、加温路を通過した後の加温媒体を給温装置に還流させる構成としたシェルモールド造型機とする。
金型は摂氏約３００度に加熱することが好ましい。多くの場合ガスバーナを設けて可燃ガスを燃焼させ、可燃ガスの燃焼エネルギにより金型を加熱しているが、ニクロム線のヒータやＩＨヒータなども使用可能であり、加熱方法にこだわるものではない。
吹込装置はＲＣＳを容器内に受容し、ブローヘッドを金型に圧着した状態にして、圧縮空気を導入して容器内のＲＣＳを金型に吹き込む構成が好ましいが、この構成に特にこだわるものではない。
加温槽はＲＣＳを収容する容器とし、中に浮遊化配管と加温路を設ける。浮遊化配管は加温槽の下部まで空気を送り、加温槽の下部から空気を吹き出させ、加温槽の中に上昇する空気流を発生させてＲＣＳを浮遊化させる構成とするが、なるべく加温槽の中のＲＣＳを均等に浮遊化するよう、加温槽の下面全体にバランス良く空気の吹き出し口を配置することが好ましい。
また加温路はその中に加温媒体を通すことによりＲＣＳを加温する。加温槽の中のＲＣＳをなるべく均一に加温するために、上下左右について立体的に均等な距離を置いて設けた複数列の加温媒体の通路であって、加温媒体の熱を効率よくＲＣＳに伝える加温路を構成することが好ましい。
加温媒体としてはシリコーン油やダウサム（登録商標以下同じ）などの油を使用することが好ましい。給温装置は加温媒体を加熱するためのヒータと、加熱媒体を摂氏８５〜１５０度に調節するための温度調節器及びポンプを有するものとする。
ＲＣＳを摂氏８０〜１２０度に加温するために、加温媒体を摂氏８５〜１５０度に調節する構成にしたが、給温装置と加温槽との間の距離や、配管途中における断熱材の施工状況、加温槽における加温路からＲＣＳへの熱伝導の状況が良好であれば、摂氏８５〜１３０度の範囲で調整可能な構成とすることも可能である。

上記したシェルモールド造型機であって、浮遊化配管が加温槽に取り付けた垂直空気管と垂直空気管の下部において分岐する複数の分岐空気管と、分岐空気管にそれぞれ複数個取り付けたノズルであって、下方に向けて空気を噴出するよう取り付けたノズルからなるものとしたシェルモールド造型機とする。
加温槽の多くは円筒形状を有しており、ＲＣＳを排出するために底面を円錐形状に構成する場合が多い。このような場合には加温槽の中心に垂直に空気管を配置して、垂直空気管の下部において放射状に分岐する複数の分岐空気管を取り付け、分岐空気管は垂直空気管から離れるに従い上方に向かうようにすることが好ましい。
以上のように構成することにより、加温槽の中のＲＣＳ全体を均一に浮遊化することができる。また利便性が高く経済的であるため圧縮空気を使用することが好ましい。分岐空気管の下側にノズルを取り付けたのは、ノズルの中にＲＣＳが入らないように構成したものである。
上記したシェルモールド造型機であって、加温路が複数の垂直管と、垂直管の下部において２本の垂直管を連結する下部曲管と、垂直管の上部において２本の垂直管を連結する上部曲管の組み合わせを有する加温配管としたシェルモールド造型機とする。
また上記したシェルモールド造型機であって、加温路が大小複数の異なる半径の円弧形状を有する円弧管の集合と、異なる半径の円弧管の間を継ぐ水平継管と、上下の円弧管を継ぐ垂直継管を有する加温配管としたシェルモールド造型機とする。
加温配管の材料として、熱伝導率や表面の熱放射率の高い点で銅や銅合金の管を使用することが好ましいが、アルミやアルミ合金の管、炭素鋼や合金鋼やステンレス鋼の管なども伝熱係数の高い加温路の材料として好ましい。
加温槽の中のＲＣＳをなるべく均一に加温するために、上下左右について立体的に均等な距離を置いてそれぞれ複数列からなる加温路とするため、代表的な加温配管について好ましい構成を記載したが本段落に記載した構成にこだわるものではない。

また加温槽の中心部に垂直空気管を有するシェルモールド造型機であって、垂直空気管に回転筒を取り付け、回転筒は供給路と排出路を有するものとし、加温路を構成する加温配管の片方を供給路に継ぎ、加温配管の他方を排出路に継ぎ、供給路と排出路を回転継手を介して給温装置に継ぐ構成とし、垂直空気管を中心として加温配管を回転させ、加温槽に収容したＲＣＳを加温配管により機械的に攪拌しながら加温する構成にしたシェルモールド造型機とする。
回転筒を肉厚にして、肉厚部分に穴をあけて供給路や排出路を構成してもよいし、回転筒を薄肉にして筒の中の空洞に配管して供給路や排出路を構成してもよいし、垂直空気管の外周と回転筒の内面の間の空間を供給路又は排出路とすることも好ましい。
加温配管としては熱伝導性が良好で摩耗しにくい炭素鋼管、合金鋼管及びステンレス鋼管などが好ましい。給温装置から回転継手を介して供給路に流れ込んだ加温媒体は、供給路から加温配管に流れ、加温配管を通り過ぎた後に排出路に流れ、回転継手を介して給温装置に還る。
本発明においては加温配管によりＲＣＳを攪拌しながら加温するため、ＲＣＳに対するより均一な加温が可能になる。
また加温槽の中心部に垂直空気管を有するシェルモールド造型機であって、垂直空気管に回転筒を取り付け、回転筒は供給路と排出路を有するものとし、回転筒にそれぞれ個別に加温路を有する羽根を取り付け、加温路の片方を供給路に他方を排出路にそれぞれ継ぎ、供給路と排出路を回転継手を介して給温装置にそれぞれ継ぐ構成とし、垂直空気管を中心として羽根を回転させ、ＲＣＳを羽根により機械的に攪拌しながら加温する構成にしたシェルモールド造型機とする。
回転筒に供給路と排出路を設ける構成は上記と同様である。また羽根の材料を熱伝導性が良好で摩耗しにくい炭素鋼、合金鋼及びステンレス鋼管などとすることが好ましい。給温装置から回転継手を介して供給路に流れ込んだ加温媒体は、供給路から加温路に流れ、加温路を通り過ぎた後に排出路に流れ、回転継手を介して給温装置に還る。
本発明においては羽根によりＲＣＳを上方向に持ち上げて攪拌しながら加温するため、ＲＣＳに対してさらに均一性の高い加温が可能になる。

本発明の加温槽の実施例１を図１及び図２に示し説明する。図１は図２のＡ−Ａ視断面を表した図であるが、Ａ−Ａ視断面に表れる管路の総てを表すと複雑で不明確な図になるため、Ａ−Ａ視断面において最も手前に表れる垂直管２２ａ回りの配管だけを表したものである。
加温槽２ａは上部開口２１ａを有する円筒形状の胴部２１ｄと胴部２１ｄの下側に取り付けた円錐部２１ｃと円錐部２１ｃの下側に取り付けた下部開口２１ｂとからなる容器２１と、容器２１の中に取り付けた浮遊化配管２３及び加温路を構成する２組の加温配管２２とからなるものとした。
浮遊化配管２３は、容器２１の中心に垂直に取り付けた垂直空気管２３ａと、垂直空気管２３ａの下端において接続する８本の分岐空気管２３ｂであって、平面視において均等な放射状に配置し、正面視において円錐部２１ｃと平行にして垂直空気管２３ａから離れるに従い上方に向かうように傾斜させた分岐空気管２３ｂとを有するものとした。そして８本の分岐空気管２３ｂの下側にはそれぞれ５個のノズル２３ｃを円錐部２１ｃに向けて取り付け、垂直空気管２３ａの上端に圧縮空気を供給する構成にした。
加温配管２２は銅製の管で構成し、２８本の垂直管２２ａと、垂直管２２ａの下部において２本の垂直管２２ａを連結する１４本の下部曲管２２ｂと、垂直管２２ａの上部において２本の垂直管２２ａを連結する１３本の上部曲管２２ｃの組み合わせとした。さらに流入管２２ｄと流出管２２ｅを設けて給温装置９に継いだ。
実施例１の加温槽２ａでは、浮遊化配管２３に供給された圧縮空気が合計４０個のノズル２３ｃから円錐部２１ｃに向けて噴出し、上昇する空気流になって加温槽２ａの中に収容したＲＣＳを浮遊状態にする。
給温装置９から供給された加温媒体たる油は２組の加温配管２２を流れ、加温槽２ａの中に収容したＲＣＳを摂氏８０〜１２０度に加温する。加温配管２２を通過した後の油は給温装置９に還流する。

加温槽の実施例２を図３及び図４に示し説明する。実施例２の加温槽２ｂは実施例１の加温槽２ａにおいて、２組の加温配管２２に換えて２組の加温配管２６を取り付けたものである。重複した記載を避け加温配管２６に関してのみ記載する。
加温配管２６は大円弧管２６ａ、中大円弧管２６ｂ、中小円弧管２６ｃ、小円弧管２６ｄを有する上の４段の部分と、中小円弧管２６ｃ及び小円弧管２６ｄを有し、大円弧管２６ａ及び中大円弧管２６ｂを有さない最下段とからなる配管とした。
また大円弧管２６ａと中大円弧管２６ｂとの間、中大円弧管２６ｂと中小円弧管２６ｃとの間、中小円弧管２６ｃと小円弧管２６ｄの間をそれぞれ水平継管２６ｅで継ぎ、１段目の小円弧管２６ｄの端部と２段目の小円弧管２６ｄの端部を垂直継管２６ｆで継ぎ、２段目の大円弧管２６ａの端部と３段目の大円弧管２６ａの端部を垂直継管２６ｆで継ぎ、３段目の小円弧管２６ｄの端部と４段目の小円弧管２６ｄの端部を垂直継管２６ｆで継ぎ、４段目の大円弧管２６ａの端部と最下段の中小円弧管２６ｃの端部を傾斜継管２６ｇで継いだ。さらに流入管２６ｊを１段目の大円弧管２６ａの端部に継ぎ、流出管２６ｋの下端と最下段の小円弧管２６ｄの端部を曲管２６ｈで継いだ。
さらに流入管２６ｊと流出管２６ｋを給温装置９に継いだ。給温装置９から供給された加温媒体たる油は２組の加温配管２６を流れ、加温槽２ｂの中に収容したＲＣＳを摂氏８０〜１２０度に加温する。加温配管２６を通過した後の油は給温装置９に還流する。

加温槽の実施例３を図５及び図６に示し説明する。実施例３の加温槽２ｃでは容器２１の中心に浮遊化配管３６の垂直空気管３６ａを取り付けた。浮遊化配管３６は垂直空気管３６ａと、垂直空気管３６ａの下端において接続する８本の分岐空気管３６ｃとを有するものとし、水平視において分岐空気管３６ｃを均等な放射状に配置し、正面視において円錐部２１ｃと平行にして垂直空気管３６ａから離れるに従い上方に向かうように構成した。そして８本の分岐空気管３６ｃの下側にはそれぞれ５個のノズル３６ｅを円錐部２１ｃに向けて取り付け、垂直空気管３６ａの上端に継手３６ｄを取り付けて圧縮空気を供給する構成にした。
垂直空気管３６ａの上部に軸受３５ａ、ダストシール３５ｃ、チェンホイール３５ｄなどからなる駆動部３５を、下部に軸受３４ａ、ダストシール３４ｃなどからなる従動部３４をそれぞれ取り付け、図示しない駆動モータによってチェンホイール３５ｄを駆動することにより、垂直空気管３６ａを中心として回転筒３３を回転させる構成とした。
回転筒３３の内面と垂直空気管３６ａの外面の間に空間を設けてこれを排出路３３ｂとし排出路３３ｂの上端と下端にそれぞれＯリング３５ｂ、３４ｂを取り付けて密閉した。また回転筒３３の上部の肉厚を厚く構成し穴を明けて供給路３３ａとした。
また加温路として８組のボイラ・熱交換器用の合金鋼からなる加温配管３２を設け、加温配管３２はそれぞれ傾斜管３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと傾斜管の間を継ぐ垂直継管３２ｅと流入管３２ｆと流出管３２ｇとからなるものとし、流入管３２ｆを供給路３３ａに継ぎ、流出管３２ｇを排出路３３ｂに継いだ。
回転筒３３の上部には固定ケース３７ｆを有する回転継手３７を取り付け、固定ケース３７ｆの内側にはいずれも環状の溝である供給溝３７ｂと排出溝３７ｃを設け、３個のＯリング３７ａによりそれぞれ密閉し、供給溝３７ｂと供給路３３ａを継ぎ、排出溝３７ｃと排出路３３ｂを継いだ。そして回転継手３７の供給口３７ｄと排出口３７ｅを給温装置９に継いだ。
給温装置９から供給された加温媒体たる油は供給口３７ｄから供給溝３７ｂに流れ、供給溝３７ｂから供給路３３ａと流入管３２ｆを通って８組の加温配管３２に流れ、加温槽２ｃの中に収容したＲＣＳを摂氏８０〜１２０度に加温する。その後流出管３２ｇと排出路３３ｂを通って排出溝３７ｃに流れ、排出口３７ｅから給温装置９に還流する。
実施例３では加温配管３２を回転させているので、加温槽２ｃの中に収容したＲＣＳを機械的に攪拌しながら均一に加温することができる。

加温槽の実施例４を図７及び図８に示し説明する。図７は図８のＤ−Ｄ視断面を表した図であるが、右半分が羽根２８の上流側の加温路２８ａを、左半分が羽根２８の下流側の加温路２８ａをそれぞれ断面にして表した図である。
実施例４の加熱槽２ｄは実施例３の加熱槽２ｃに対して、駆動部３５、従動部３４をそれぞれＯリングのない駆動部２９、従動部３９とした。これは回転筒３８を内径の大きな筒として、中にそれぞれパイプ配管からなる供給路３８ａと排出路３８ｂを取り付けたため、Ｏリングを取り付ける必要がないからである。
さらに加温路２８ａを羽根２８の中に個別に設けた点で異なる。重複した記載を避けるため、実施例３と異なる構成について記載する。
垂直空気管３６ａの上部に軸受２９ａ、ダストシール２９ｂ、チェンホイール２９ｄなどからなる駆動部２９を、下部に軸受３９ａ、ダストシール３９ｂなどからなる従動部３９をそれぞれ取り付け、図示しない駆動モータによってチェンホイール２９ｄを駆動することにより、垂直空気管３６ａを中心として回転筒３８を回転方向２８ｂに回転させる構成とした。
回転筒３８の中の空間にそれぞれ４本の供給路３８ａと排出路３８ｂを取り付け、供給路３８ａを回転継手３７の供給溝３７ｂに継ぎ、排出路３８ｂを回転継手３７の排出溝３７ｃに継いだ。
回転筒３８の外側に１段あたり４枚の羽根２８を４段にして合計１６枚の羽根２８を取り付け、羽根２８にはそれぞれ個別に加温路２８ａを設けた。また羽根２８を水平面に対して傾斜させ、加温路２８ａの上流側が上に下流側が下になるようにして取り付けた。そして加温路２８ａの上流側の端部を供給路３８ａに、下流側の端部を排出路３８ｂにそれぞれ継いだ。
給温装置９から供給された加温媒体たる油は供給口３７ｄから供給溝３７ｂに流れ、供給溝３７ｂから供給路３８ａを通って１６枚の羽根の中の加温路２８ａに流れ、加温槽２ｄの中に収容したＲＣＳを摂氏８０〜１２０度に加温する。その後排出路３８ｂを通って排出溝３７ｃに流れ、排出口３７ｅから給温装置９に還流する。
実施例４では羽根２８を回転方向２８ｂに向けて回転させているので、加温槽２ｃの中に収容したＲＣＳを羽根２８に乗せて上に持ち上げ、上下方法に機械的に攪拌しながら均一に加温することができる。

上記したいずれかの加温槽２を有するシェルモールド造型機の実施例５を図９に、中子の製造工程を図１０に示し説明する。シェルモールド造型機１は垂直コンベア８を有し、ＲＣＳを上部に搬送してシュート８ａを介して加温槽２の上部開口２１ａに供給する構成とした。
また加温槽２の側に給温装置９を設置し、給温装置９は加温媒体たる油を加熱するためのヒータ９ａと、油の温度を摂氏８５〜１５０度のいずれかの温度に調節する温度調節器９ｂとポンプ９ｃを有するものとし、油を加温槽２に供給し加温配管２２、２６、３２又は加温路２８ａを通過した後の油を給温装置９に還流させる構成とした。
加温槽２の下部開口２１ｂの下にゲート３を設け、加温槽２で適宜加温したＲＣＳを吹込装置４に供給し、ＲＣＳの供給を受けた吹込装置４は水平方向に移動して吹込位置４ａに停止させる構成とした。
吹込装置４は吹込位置４ａにおいて、分割型５ａ、５ｂを合わせた金型５にＲＣＳを吹き込んだ後にゲート３の下に戻る。金型５はガスバーナ５ｄにより摂氏約３００度に加熱しておく。金型５の中において金型５に接触した部分のＲＣＳの層が直ちに加熱され硬化する。
続いて金型５を反転させて未硬化のＲＣＳを排砂して回収ホッパ７に回収した後に、分割型５ａを取出位置５ｃまで水平移動させて、中子１０を離型させて取り出した後にコンベア６により搬送する。中子１０を取り出した後に分割型５ａは再び分割型５ｂと合わさって金型５を構成する。

本発明に係るシェルモールド造形方法及びシェルモールド造型機は鋳造関連の設備機械を製造販売する産業、シェルモールド鋳型を製造する産業及び鋳造品を製造販売する産業などで利用される。

加温槽の正面視の断面図であって、図２のＡ−Ａ視断面において最も手前に表れる垂直管２２ａ回りの配管だけを表したものである。図１の加温槽の平面図である。加温槽の正面視の断面図であって、図４のＢ−Ｂ視断面図である。図３の加温槽の平面図である。加温槽の正面視の断面図であって、図６のＣ−Ｃ視断面であって中央部の軸回りを断面にして表したものである。図５の加温槽の平面視の断面図である。加温槽の正面視の断面図であって、図８のＤ−Ｄ断面視であって中央部の軸回りを断面にして表したものである。図７の加温槽の平面視の断面図である。シェルモールド造型機の斜視図である。中子の製造工程を表した模式図である。

符号の説明

１：シェルモールド造型機２：加温槽２ａ：加温槽
２ｂ：加温槽２ｃ：加温槽２ｄ：加温槽
３：ゲート４：吹込装置５：金型
５ａ：分割型５ｂ：分割型５ｄ：ガスバーナ
６：コンベア７：回収ホッパ８：垂直コンベア
８ａ：シュート９：給温装置９ａ：ヒータ
９ｂ：温度調節器９ｃ：ポンプ１０：中子
２１：容器２２：加温配管２２ａ：垂直管
２２ｂ：下部曲管２２ｃ：上部曲管２２ｄ：流入管
２２ｅ：流出管２３：浮遊化配管２３ａ：垂直空気管
２３ｂ：分岐空気管２３ｃ：ノズル２６：加温配管
２６ａ：大円弧管２６ｂ：中大円弧管２６ｃ：中小円弧管
２６ｄ：小円弧管２６ｅ：水平継管２６ｆ：垂直継管
２６ｇ：傾斜継管２６ｈ：曲管２６ｊ：流入管
２６ｋ：流出管２８：羽根２８ａ：加温路
２８ｂ：回転方向２９：駆動部３２：加温配管
３２ａ：傾斜管３２ｂ：傾斜管３２ｃ：傾斜管
３２ｄ：傾斜管３２ｅ：垂直継管３２ｆ：流入管
３２ｇ：流出管３３：回転筒３３ａ：供給路
３３ｂ：排出路３４：従動部３５：駆動部
３６：浮遊化配管３６ａ：垂直空気管３６ｃ：分岐空気管
３６ｅ：ノズル３６ｄ：継手３７：回転継手
３７ａ：Ｏリング３７ｂ：供給溝３７ｃ：排出溝
３７ｄ：供給口３７ｅ：排出口３７ｆ：固定ケース
３８：回転筒３８ａ：供給路３８ｂ：排出路
３９：従動部

Claims

レジンコーテッドサンド（以下単に「ＲＣＳ」という。）を所定の焼成温度に加熱した金型に吹き込み、前記金型の中で前記ＲＣＳを焼成させることにより鋳型を製造するシェルモールド造型方法において、
前記金型に前記ＲＣＳを吹き込む前に、下方から上昇する空気流により前記ＲＣＳを舞い上がらせ浮遊化した状態（以下単に「浮遊状態」という。）にして、前記ＲＣＳを摂氏８０〜１２０度の範囲の温度まで上昇させる（以下単に「加温する」という。）ことを特徴とするシェルモールド造型方法。
請求項１に記載したシェルモールド造型方法であって、前記ＲＣＳを浮遊状態にしつつ機械的に攪拌しながら加温することを特徴とするシェルモールド造型方法。
所定の焼成温度に加熱可能な構成の金型と、前記金型にＲＣＳを吹き込む吹込装置と、ＲＣＳを加温する加温槽とを有するシェルモールド造型機であって、
前記加温槽はその中に収容したＲＣＳを浮遊状態にするための浮遊化配管、及び、前記ＲＣＳを加温するための加温路を有するものとし、
さらに加温媒体を摂氏８５〜１５０度の範囲のいずれかの温度に調節可能な給温装置を設け、前記加温媒体を前記加温路に供給し、前記加温路を通過した後の前記加温媒体を前記給温装置に還流させる構成としたことを特徴とするシェルモールド造型機。
請求項３に記載したシェルモールド造型機であって、前記浮遊化配管が前記加温槽に取り付けた垂直空気管と前記垂直空気管の下部において分岐する複数の分岐空気管と、前記分岐空気管にそれぞれ複数個取り付けたノズルであって、下方に向けて空気を噴出するよう取り付けたノズルからなるものとしたことを特徴とするシェルモールド造型機。
請求項４に記載したシェルモールド造型機であって、前記加温路が複数の垂直管と、前記垂直管の下部において２本の前記垂直管を連結する下部曲管と、前記垂直管の上部において２本の前記垂直管を連結する上部曲管の組み合わせを有する加温配管としたことを特徴とするシェルモールド造型機。
請求項４に記載したシェルモールド造型機であって、前記加温路が大小複数の異なる半径の円弧形状を有する円弧管の集合と、異なる半径の前記円弧管の間を継ぐ水平継管と、上下の円弧管を継ぐ垂直継管を有する加温配管としたことを特徴とするシェルモールド造型機。
請求項４に記載したシェルモールド造型機であって、前記垂直空気管に回転筒を取り付け、前記回転筒は供給路と排出路を有するものとし、加温路を構成する加温配管の片方を前記供給路に継ぎ、前記加温配管の他方を前記排出路に継ぎ、前記供給路と前記排出路を回転継手を介して前記給温装置に継ぐ構成とし、
前記垂直空気管を中心として前記加温配管を回転させ、前記ＲＣＳを前記加温配管により機械的に攪拌しながら加温する構成にしたことを特徴とするシェルモールド造型機。
請求項４に記載したシェルモールド造型機であって、前記垂直空気管に回転筒を取り付け、前記回転筒は供給路と排出路を有するものとし、前記回転筒にそれぞれ個別に加温路を有する羽根を取り付け、前記加温路の片方を前記供給路に他方を前記排出路に継ぎ、前記供給路と前記排出路を回転継手を介して前記給温装置に継ぐ構成とし、
前記垂直空気管を中心として前記羽根を回転させ、前記ＲＣＳを前記羽根により機械的に攪拌しながら加温する構成にしたことを特徴とするシェルモールド造型機。