JP2015085350A - 象嵌鋳造品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易かつ作業時間が短縮できる象嵌鋳造品の製造方法を提供する。
【解決手段】ロストワックス法を用いて、予め象嵌形状に成型された象嵌材が母材に嵌め込まれた象嵌鋳造品を製造する方法であって、象嵌鋳造品と略同一形状の空隙部をワックス模型用ゴム型に形成してなり、前記空隙部を形成する凹部に前記象嵌材に設けられたピンを挿入する象嵌材差し込み工程と、ワックス注入工程と、ワックス模型を取り出す取出し工程と、コーティング工程と、脱漏工程と、焼成工程と、鋳造工程と、脱型工程と、研磨工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロストワックス法を用いた象嵌鋳造製品の製造方法に関する。

従来より、象嵌材の母材への定着が良く、良好な象嵌を施した象嵌鋳造品を、熟練した彫金技術を伴うことなく比較的容易に得ることのできる象嵌鋳造品の製造方法として、象嵌形状に成型した成型地金を、成型ワックスに貼付ける地金貼付け工程と、地金貼付け工程によって貼り付けた成型地金と成型ワックスとを共に耐火石膏内に埋没させる埋没工程と、その後の成型ワックスの脱蝋工程及び脱蝋後の鋳型を焼成する鋳型焼成工程と、及び不活性化ガスを用いた真空加圧によって母材を鋳造する鋳造工程と、脱型した地金及び母材を共に研磨する研磨工程とを順に具備する象嵌鋳造方法が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００９−８２９６７号公報

しかしながら、このような従来の方法では、象嵌材の母体への定着は良好であるものの、予め成型ワックスに略成型地金形状の窪み穴を形成し、さらに、この窪み穴に成型地金を慎重に嵌入させる必要があるため、非常に手間と時間を要していた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、簡易かつ作業時間が短縮できる象嵌鋳造品の製造方法を提供することにある。

ロストワックス法を用いて、予め象嵌形状に成型された象嵌材が母材に嵌め込まれた象嵌鋳造品を製造する方法であって、象嵌鋳造品と略同一形状の空隙部をワックス模型用ゴム型に形成してなり、前記空隙部を形成する凹部に前記象嵌材に設けられたピンを挿入する象嵌材差し込み工程と、ワックス模型用ゴム型にワックスを注入するワックス注入工程と、ワックス模型用ゴム型から、象嵌材がワックスに嵌め込まれているワックス模型を取り出す取出し工程と、ワックス模型の周囲に石膏を流し込んで硬化させるコーティング工程と、石膏内のワックスを溶かして石膏型を製造する脱漏工程と、石膏型を焼成する焼成工程と、石膏型に母材となる金属を流入させる鋳造工程と、鋳込んだ金属を石膏型から取りだす脱型工程と、母材に嵌め込まれた象嵌材のピン及び母材を研磨する研磨工程を含む。

前記象嵌材は、表面の面積よりも、裏面に向けて表面よりも大きな面積を有する形状とすることができる。

また、前記象嵌材は、断面視、表面から裏面に向けて徐々に拡径するテーパー状とすることができる。

このように、本発明に係る象嵌鋳造品の製造方法によれば、簡易に、かつ短い作業時間で象嵌鋳造品を製造することができる。

本発明の一実施形態に係る象嵌鋳造品の製造方法の概略工程図である。 図１の概略工程図における象嵌材差し込み工程（図１の（ｂ））の説明図である。 図１の概略工程図におけるゴム型組み合わせ工程（図１の（ｃ））の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る象嵌鋳造製品の製造方法によって製造された象嵌鋳造品である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る象嵌鋳造品７の製造方法を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。図１は、本発明の一実施形態に係る象嵌鋳造品７の製造方法の概略工程図であり、図２は、図１の概略工程図における象嵌材３差し込み工程（図１の（ｂ））の説明図であり、図３は、図１の概略工程図におけるゴム型組み合わせ工程（図１の（ｃ））の拡大図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る象嵌鋳造品７の製造方法によって製造された象嵌鋳造品７の一例を示す図である。

図１に示す象嵌鋳造品７の製造方法は、ロストワックス法を用いて、予め象嵌形状に成型された象嵌材３が母材６に嵌め込まれた象嵌鋳造品７を製造する方法である。本明細書において、「象嵌形状」とは、母材６に嵌め込まれる象嵌材３の形状をいう。

まず、象嵌鋳造品７の材質とワックス２の収縮率等を考慮し、ワックス模型を成形するワックス模型用ゴム型１を作製する（ワックス模型用ゴム型１作製工程）。このワックス模型用ゴム型１は、本実施形態に係る象嵌鋳造品７の製造方法によって製造される象嵌鋳造品７と略同一形状の空隙部１３を有する。

具体的には、ワックス模型用ゴム型１は上下に分割され、二つのワックス模型用ゴム型分割体１ａ、１ｂとなる。この二つのワックス模型用ゴム型分割体１ａ、１ｂは、それぞれ凹部１１が形成されており、所定の位置で組み合わせた状態において、向かい合う凹部１１に囲まれた部分が空隙部１３となる。ワックス模型用ゴム型１は、シリコンゴム等のゴム材料から形成される。

なお、ワックス模型用ゴム型１は、凹部１１が形成されたワックス模型用ゴム型分割体１ａと、平坦な面からなるワックスゴム型分割体１ｂとを組み合わせて空隙部１３が形成される構成とすることもできる。

少なくとも一方のワックス模型用ゴム型分割体１ａの凹部１１には、図１の（ａ）に示すように、後述する象嵌材３に設けられたピン４を挿入するための挿入穴１２が設けられている。象嵌材３が象嵌鋳造品７の所望の位置に配置されるようにピン４及びその挿入穴１２の位置が決定される。挿入穴１２はピン４が挿入される位置に対応して設けることもできるし、挿入穴１２を複数個設け、任意の挿入穴１２にピン４を挿入することもできる。また、凹部１１の挿入穴１２近傍は平坦な面状であることが好ましい。挿入穴１２の形状は、ピン４の形状と対応した形状に形成されている。具体的には、ピンの外径と略同一又は僅かに狭い内径を有することが好ましい。

なお、ワックス模型用ゴム型分割体１ａ、１ｂの凹部１１に挿入穴１２を設けず、例えば、ピン４の差し込み位置を示す目印を凹部１１に設け、その目印に従ってピン４を差し込むこととしてもよい。

次に、空隙部１３を形成する凹部１１に前記象嵌材３に設けられたピン４を挿入する（象嵌材差し込み工程）。具体的には、図１の（ｂ）及び図２に示すように、象嵌材３に設けられたピン４をワックス模型用ゴム型分割体１ａの凹部１１に設けられた挿入穴１２に挿入する。

象嵌材３は、母材６に嵌め込みたい形状に予め成型された象嵌形状を有している。象嵌材３の形状は、表面（象嵌鋳造品７の表面側に位置する面）の面積よりも、裏面（象嵌鋳造品７の表面に位置する面と対向する面）に向けて表面よりも大きな面積を有する形状であることが好ましい。本実施形態における象嵌鋳造品７の製造方法に用いられる象嵌材３は、断面視、表面から裏面に向けて徐々に拡径するテーパー状である。

また、象嵌材３の表面には、挿入穴１２に挿入されるピン４が突設されている。具体的には、図３に示すように、象嵌材３の平坦な表面から略垂直にピン４が突設されていることが好ましい。これにより、象嵌材３に突設されたピン４を、挿入穴１２に挿入したとき、ワックス模型用ゴム型分割体１ａと象嵌材３とが面接触した状態で固定されるため、後述するワックス注入工程においてワックス２が象嵌材３の表面側に流入することを抑制することができる。

ピン４は、象嵌材３をワックス模型用ゴム型分割体１ａの任意の位置に固定するものであり、後述するワックス注入工程において、挿入口１４からワックス２が流入する際に、流入するワックス２の圧力によって、象嵌材３がワックス模型用ゴム型分割体１ａから抜けたり、回転等することを防止できればよい。

象嵌材３から突出するピン４の本数は、象嵌材３の形状又は大きさによって、１本又は複数本とすることができる。例えば、図２に示す、円形状の象嵌材３の場合は、１本のピン４でも構わないが、図２に示す蝙蝠形状の場合は、ワックス２が流入する圧力によって、象嵌材３が回転し、象嵌材３の位置が所望の位置からずれるので、少なくとも２本のピン４を突設して象嵌材３の回転を防止することが好ましい。

ピン４の形状は、挿入穴１２に挿入し、象嵌材３をワックス模型用ゴム型１に固定することが可能であればどのような形状でも構わない。例えば、図２及び図３に示すように、略円柱形状としてもよいし、ピン４の先端側（象嵌材３と接続されていない端部側）が拡径した形状としても良い。具体的には、ピン４の先端側を長楕球形状（略マッチ棒形状）とし、このピン４の形状に対応する挿入穴１２にピン４を挿入すれば、ピン４が挿入穴１２に嵌合した状態で固定されるので好ましい（図示せず）。

また、ワックス模型用ゴム型分割体１ａの挿入穴１２に象嵌材３に設けられたピン４を挿入した後、象嵌材３及び象嵌材３の周囲にワックス液を塗布しておくことが好ましい（図示せず。）。このことにより、後述するワックス注入工程にて、例えば、象嵌材３の形状が複雑の形状であった場合に、流入したワックス２が象嵌材３の細部まで行き届かない場合であっても、象嵌材３の周囲に塗布されたワックス液と溶解し一体化する。

次に、図１の（ｃ）に示すように、二つのワックス模型用ゴム型分割体１ａ、１ｂを所定の位置で組み合わせる（ゴム型組み合わせ工程）。

次に、図１の（ｄ）に示すように、ワックス模型用ゴム型１に高温に溶けたワックス２を注入する（ワックス注入工程）。

次に、図１の（ｅ）に示すように、ワックス模型用ゴム型１から、固まったワックス模型を取り出す（取出し工程）。このワックス模型には、象嵌材３がワックス２に嵌め込まれた状態となっている。

次に、図１の（ｆ）に示すように、象嵌材３が嵌め込まれたワックス模型の周囲に石膏５を流し込んで硬化させる（コーティング工程）。

次に、図１の（ｇ）に示すように、ワックス模型の周囲を石膏５でコーティングしたものを高温、高圧蒸気で熱すことにより、石膏５内のワックス２を溶かして石膏型５１を製造する（脱漏工程）。これにより、石膏型５１の内部には、象嵌鋳造品７と略同一の空隙部１３が形成されると共に、石膏型５１に象嵌材３が固定された状態となる。さらに、この石膏型５１を焼成し石膏型５１の強度を高めると共に、石膏型５１内の不純物を熱によって取り除く（焼成工程）。

次に、図１の（ｈ）に示すように、母材６となる溶解した金属を石膏型５１の空洞部５３に湯口５２から流入させる（鋳造工程）。具体的には、不活性化ガスを用いた真空加圧によって母材６を鋳造する。

次に、図１の（ｉ）に示すように、鋳込んだ金属（母材６）が固まると、石膏型５１から取りだす（脱型工程）。取り出された母材６には、象嵌材３が母材６との間に隙間が生ずることなく良好に嵌め込まれている。

次に、図１の（ｊ）に示すように、母材６に嵌め込まれた象嵌材３のピン４及び母材６を研磨する仕上げ処理を施して象嵌鋳造品７が製造される（研磨工程）。

このようにして製造される象嵌鋳造品７（図４及び図５参照）は、予め象嵌形状に形成された象嵌材３が母材６に嵌め込まれ、母材６の表面に連続的に連なって象嵌鋳造品７の表面を形成する。

また、母材６に嵌め込まれる象嵌材３が、表面の面積よりも、裏面に向けて表面よりも大きな面積を有する形状であれば、母材６から象嵌材３が容易に外れない。具体的には、図５に示すように、象嵌材３が断面視、表面から裏面に向けて徐々に拡径するテーパー状の場合、象嵌材３の製造も容易であると共に、母材６から象嵌材３が外れることなく良好な象嵌鋳造品７となる。

本実施形態における象嵌鋳造方法によれば、簡易に、かつ短い作業時間で母材６の所望の位置に象嵌材３を嵌め込むことができる。

以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。なお、上述した象嵌鋳造品７の製造方法は、一個のワックス模型を石膏５でコーティングした石膏型５１に母材６となる金属を流し込んで鋳造する象嵌鋳造品７の製造方法を説明したが、従来からロストワックス法を用いた鋳造方法で行われているように、複数のワックス模型を湯口５２ランナーに取り付け、複数のワックス模型をツリー状にし、そのツリー状のワックス模型を石膏５でコーティングして石膏型５１を製造し、その石膏型５１に母材６となる金属を流し込んで一度に複数の象嵌鋳造品７を製造することとしてもよい。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。

１ ワックス模型用ゴム型
１ａ、１ｂ ワックス模型用ゴム型分割体
１１ 凹部
１２ 挿入穴
１３ 空隙部
１４ 挿入口
２ ワックス
３ 象嵌材
４ ピン
５ 石膏
５１ 石膏型
５２ 湯口
５３ 空洞部
６ 母材
７ 象嵌鋳造品

Claims (3)

1. ロストワックス法を用いて、予め象嵌形状に成型された象嵌材が母材に嵌め込まれた象嵌鋳造品を製造する方法であって、
   象嵌鋳造品と略同一形状の空隙部をワックス模型用ゴム型に形成してなり、前記空隙部を形成する凹部に前記象嵌材に設けられたピンを挿入する象嵌材差し込み工程と、
   ワックス模型用ゴム型にワックスを注入するワックス注入工程と、
   ワックス模型用ゴム型から、象嵌材がワックスに嵌め込まれているワックス模型を取り出す取出し工程と、
   ワックス模型の周囲に石膏を流し込んで硬化させるコーティング工程と、
   石膏内のワックスを溶かして石膏型を製造する脱漏工程と、
   石膏型を焼成する焼成工程と、
   石膏型に母材となる金属を流入させる鋳造工程と、
   鋳込んだ金属を石膏型から取りだす脱型工程と、
   母材に嵌め込まれた象嵌材のピン及び母材を研磨する研磨工程を含む、
   象嵌鋳造品の製造方法。
2. 前記象嵌材は、表面の面積よりも、裏面に向けて表面よりも大きな面積を有する形状である請求項１記載の象嵌鋳造品の製造方法。
3. 前記象嵌材は、断面視、表面から裏面に向けて徐々に拡径するテーパー状である請求項２記載の象嵌鋳造品の製造方法。

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