JP2018175018A - 金属装飾品の製造方法、及び金属装飾品 - Google Patents

Abstract

【課題】意匠性に優れた複雑な模様を有する金属装飾品を提供する。【解決手段】異種金属から成る第１本体１０と第２本体２０とが結合されている金属装飾品１の製造方法は、第１金属（プラチナ）を用いて鋳造することで、第１本体１０を取得する第１本体取得工程と、第１本体１０の外面部１３を覆うようにワックスを塗布してワックス塗布部を成形する塗布部成形工程と、ワックス塗布部に覆われた第１本体１０を含む鋳型を成形する鋳型成形工程と、前記鋳型においてワックス塗布部を除去したワックス除去部を成形し、第１金属よりも融点が低い第２金属をワックス除去部に流し込んで、第１本体１０に結合した第２本体２０を成形する第２本体成形工程と、第２本体２０に対して機械加工を施して、金属装飾品１を得る加工工程とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、金属装飾品の製造方法、及び金属装飾品に関する。

指輪やペンダント等の金属装飾品は、例えばロストワックス鋳造法に製造されている。近年、異種金属を鋳造により一体成形した金属装飾品が提案されている。
下記の特許文献１には、プラチナから成る土台金属と金から成る二次鋳造金属とが結合されている装飾品（指輪）が開示されている。この指輪は、ロストワックス鋳造を２回行うことで製造されている。すなわち、１回目のロストワックス鋳造によって土台金属を成形し、２回目のロストワックス鋳造によって、土台金属と結合している二次鋳造金属を成形することで、指輪が製造される。

特開２０１１−２３９８７７号公報

しかし、特許文献１の技術では、２回目の鋳造を行うために、銀から成る指輪原型とシリコンゴム型とを製作する必要があるため、製造工程が複雑になってしまう。また、複雑な模様を施した指輪は、特許文献１の技術では鋳造の際に金属が流れ込み難いため、製造することが困難である。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、意匠性に優れた複雑な模様を有する金属装飾品を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様においては、異種金属から成る第１本体と第２本体とが結合されている金属装飾品の製造方法であって、第１金属を用いて鋳造することで、前記第１本体を取得する第１本体取得工程と、前記第１本体を覆うようにワックスを塗布したワックス塗布部を成形する塗布部成形工程と、前記ワックス塗布部に覆われた前記第１本体を含む鋳型を成形する鋳型成形工程と、前記鋳型において前記ワックス塗布部を除去したワックス除去部を成形し、前記第１金属よりも融点が低い第２金属を前記ワックス除去部に流し込んで、前記第１本体に結合した前記第２本体を成形する第２本体成形工程と、前記第２本体に対して機械加工を施して、前記金属装飾品を得る加工工程とを備える金属装飾品の製造方法を提供する。

また、前記第１本体取得工程においては、主方向に沿った空洞と、前記空洞を囲む外面部に散在していると共に前記空洞に連通している複数の貫通孔とを有する前記第１本体を取得し、前記塗布部成形工程においては、前記空洞及び前記貫通孔に前記ワックスが充填された前記ワックス塗布部を成形することとしてもよい。

また、前記第１本体取得工程においては、前記主方向に直交する断面において前記空洞の幅が前記外面部の幅よりも大きい前記第１本体を取得することとしてもよい。

また、前記第１本体取得工程においては、前記空洞を有する中空部が輪状になっており、かつ前記貫通孔が前記輪状の中空部の外周面と内周面の間を貫通している前記第１本体を取得することとしてもよい。

また、前記第１本体取得工程は、前記第１本体の原型として、ワックスから成り、放射状に配置された湯道を有するワックス原型を成形する原型成形工程と、前記ワックス原型を用いて鋳型を成形し、前記鋳型において前記湯道を除去した湯道除去部に前記第１金属を流し込んで、前記第１本体を成形する鋳造工程と、を含むこととしてもよい。

本発明の第２の態様においては、第１金属から成り、主方向に沿って空洞が形成されている第１本体と、前記第１金属とは異なる第２金属から成り、前記空洞に充填されている空洞充填部を有し前記第１本体と結合している第２本体と、を備える金属装飾品であって、前記第１本体は、前記空洞を囲む外面部に散在していると共に前記空洞に連通している複数の貫通孔を有し、前記第２本体は、前記貫通孔に充填されていると共に前記空洞充填部と繋がっている複数の孔充填部を有する、金属装飾品を提供する。

また、前記第１本体は、前記空洞を有する中空部が輪状に形成されており、前記貫通孔は、前記輪状の中空部の外周面と内周面の間を貫通していることとしてもよい。

また、前記第１本体の前記外面部の厚さは、前記第２本体の前記空洞充填部の厚さよりも小さいこととしてもよい。

また、前記第１本体の前記外面部の第１表面は、前記第２本体の前記孔充填部の第２表面と同一面上に位置し、前記第１表面及び前記第２表面は、曲面であることとしてもよい。

また、前記貫通孔が前記外面部の全体に規則的に散在していることで、前記外面部が幾何学模様部となっており、前記第１本体の色は、前記第２本体の色とは異なることとしてもよい。

本発明によれば、意匠性に優れた複雑な模様を有する金属装飾品を提供できるという効果を奏する。

本発明の一の実施形態に係る金属装飾品１の構成の一例を説明するための図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 金属装飾品１の幾何学模様の一例を説明するための図である。 第１本体１０の構成の一例を説明するための図である。 金属装飾品１の製造工程を説明するためのフローチャートである。 第１原型１１０の構成の一例を示す模式図である。 第１原型１１０が連結されているツリー２００を示す模式図である。 第２原型１２０を説明するための模式図である。

＜金属装飾品の構成＞
図１〜図４を参照しながら、本発明の一の実施形態に係る金属装飾品１の構成について説明する。

図１は、一の実施形態に係る金属装飾品１の構成の一例を説明するための図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３は、金属装飾品１の幾何学模様の一例を説明するための図である。図４は、第１本体１０の構成の一例を説明するための図である。

金属装飾品１は、ここでは一例として指輪であり、例えばロストワックス鋳造法によって成形されている。金属装飾品１は、図３に示すように表面全体に幾何学模様を成している。金属装飾品１は、図２に示すように、異種金属から成る第１本体１０と第２本体２０とを有する。第１本体１０は、第２本体２０を囲むように構成されている。具体的には、第１本体１０と第２本体２０は、強固に結合されており、遊離しない構成となっている。

第１本体１０は、第１金属（例えば、プラチナ）から成る。第１本体１０は、金属装飾品１である指輪の中空の輪郭部となっている。具体的には、第１本体１０は、図４に示すように、輪状に形成された中空体である。また、第１本体１０の外周面は、全体が曲面となっている。第１本体１０は、図２及び図４に示すように、空洞１２と、外面部１３と、複数の貫通孔１４とを有する。

空洞１２は、第１本体１０の内部に周方向（主方向の一例）に沿って、輪状に形成されている。空洞１２は、例えば第１本体１０の断面積が周方向において一定となるように、図２に示すように楕円状に形成されている。

外面部１３は、図２に示すように、空洞１２を囲む部分であり、外部に露出している。外面部１３は一定の厚さとなっており、外面部１３の厚さ（図２のｔ２）は、空洞１２の厚さ（図２のｔ１）よりも小さい。すなわち、第１本体１０においては、空洞１２が支配的に空間を占めている。なお、第１本体１０の周方向に直交するＡ−Ａ断面において、空洞１２の幅（図２のｔ１）は、外面部１３の幅（図２のｔ２）よりも大きい。

貫通孔１４は、外面部１３を貫通している複数の孔である。貫通孔１４は、図４に示すように、輪状の第１本体１０の外周面１０ａと内周面１０ｂの間を貫通している。また、複数の貫通孔１４の各々は、図４に示すように空洞１２と連通している。このように空洞１２及び貫通孔１４を有する複雑な構造の第１本体１０は、後述するように、３Ｄプリンタで原型を製作した後にロストワックス鋳造を行うことで、成形可能となっている。

複数の貫通孔１４は、図４に示すように、外面部１３に散在するように設けられている。具体的には、複数の貫通孔１４が外面部１３に規則的に散在していることで、外面部１３の全体が幾何学模様部となっている。幾何学模様は、ここでは図４に示すように七宝模様であるが、これに限定されず、市松模様等の他の模様であってもよい。このように金属装飾品１の外周面に様々な模様を形成することで、意匠性の高い金属装飾品１を実現できる。

第２本体２０は、第１金属とは異なる第２金属（例えば、金）から成る。第２金属である金の融点は、第１本体１０の第１金属であるプラチナの融点よりも低い。このように融点が異なる金属を用いることで、第１本体１０及び第２本体２０をそれぞれ鋳造法で成形できる。また、第２本体２０の第２金属の色は、第１本体１０の第１金属の色と異なる。これにより、色彩が美しい金属装飾品１を実現できる。

第２本体２０は、中空体である第１本体１０と充填結合している。具体的には、第２本体２０は、第１本体１０の互いに連通している空洞１２及び貫通孔１４を充填するように形成されていることで、第１本体１０と強固に結合している。第２本体２０は、図２に示すように、空洞充填部２２と、孔充填部２４とを有する。

空洞充填部２２は、第１本体１０の空洞１２を充填している充填部である。空洞充填部２２は、第１本体１０の輪状に形成された空洞１２を充填しているので、輪状の部分となっている。また、図２に示すように、空洞充填部２２の厚さ（ｔ１）は、第１本体１０の外面部１３の厚さ（ｔ２）よりも大きい。

孔充填部２４は、第１本体１０の貫通孔１４を充填している充填部である。孔充填部２４は、外面部１３に離散している全ての貫通孔１４を充填している。孔充填部２４は、図２に示すように、空洞充填部２２と繋がっている。また、孔充填部２４の表面は、第１本体１０の外面部１３の表面と同一面上に位置している。例えば、金属装飾品１の表面は、凹凸が無い滑らかな曲面となっていてもよい。ただし、これに限定されず、孔充填部２４の表面と外面部１３の表面に、微細な凹凸が形成されていてもよい。これにより、美感に優れた金属装飾品１を実現できる。

なお、上記では、空洞１２の厚さ（図２のｔ１）が外面部１３の厚さ（図２のｔ２）よりも大きいこととしたが、これに限定されない。例えば、空洞１２の厚さ（ｔ１）が外面部１３の厚さ（ｔ２）よりも小さいこととしてもよい。

＜金属装飾品の製造方法＞
図５を参照しながら、異種金属から成る第１本体１０と第２本体２０とが結合されている金属装飾品１の製造方法について説明する。以下に説明する金属装飾品１の製造方法では、第１本体１０を成形した後に、第１本体１０に充填結合する第２本体２０を成形して、金属装飾品１を取得している。

図５は、金属装飾品１の製造工程を説明するためのフローチャートである。以下では、図５のフローチャートの工程毎に説明する。

（第１原型の成形工程：ステップＳ１０２）
第１本体１０の原型である第１原型１１０を成形する。第１原型１１０は、例えば、３Ｄ−ＣＡＤで設計されたモデルに基づいて、インクジェット方式の３Ｄプリンタで成形されている。これにより、複雑な形状の第１本体１０（図４参照）の第１原型１１０を成形できる。

図６は、第１原型１１０の構成の一例を示す模式図である。第１原型１１０は、ワックス（蝋）から成るワックス原型である。第１原型１１０は、図６に示すように、型部１１２と、湯道１１４とを有する。

型部１１２は、第１本体１０と同じ形状となっている。すなわち、型部１１２は、空洞１２及び貫通孔１４を有する第１本体１０と同じ形状となっている。なお、図５では、説明の便宜上、空洞１２及び貫通孔１４が省略されている。

湯道１１４は、後述する一次鋳造の際に金属が流れる通路部となる部分である。湯道１１４は、型部１１２の中央に位置する中央部１１４ａと、中央部１１４ａから放射状に延びるように配置されている複数の放射部１１４ｂとを有する。複数の放射部１１４ｂの各々は、中央部１１４ａと、型部１１２の内周面１１２ａとを連結している。なお、中央部１１４ａは、図６の紙面から前方へ向かって突出している。

このように湯道１１４が中央部１１４ａ及び放射部１１４ｂを有することで、後述する一次鋳造の際に第１金属（プラチナ）を流し込む際に、微細な形状となっている型部１１２に金属が適切に充填されやすくなる。特に、融点が高いプラチナは充填時の流動性が低いが、複数の放射部１１４ｂを設けることで、型部１１２にプラチナを早期に充填させやすくなる。

（第１石膏型の成形工程：ステップＳ１０４）
第１原型１１０を用いて、第１石膏型を成形する。まず、図６に示す第１原型１１０を、図７に示すツリー２００に連結する。

図７は、第１原型１１０が連結されているツリー２００を示す模式図である。ツリー２００は、ワックスから成る。ツリー２００は、一次鋳造の際に、第１金属（プラチナ）が流れる湯道となる部分でもある。ツリー２００に対しては、図７に示すように一つの第１原型１１０が連結されているが、これに限定されず、複数の第１原型１１０が連結されていてもよい。

そして、第１原型１１０が連結されたツリー２００を円筒体の内部にセットした後に、当該円筒体にゲル状の石膏を注入することで、第１石膏型が成形される。なお、第１石膏型の成形の際に、成形精度を高めるために真空脱泡が行われてもよい。

（第１石膏キャビティの成形工程：ステップＳ１０６）
第１石膏型から第１原型１１０及びツリー２００を形成しているワックスを除去して、一次鋳造用の鋳型である第１石膏キャビティを成形する。例えば、第１石膏型を熱源により加熱することで、第１石膏型内のワックスが溶解して気化する。これにより、第１石膏型内には、第１原型１１０と同型の第１石膏キャビティが成形される。

（一次鋳造工程：ステップＳ１０８）
第１石膏キャビティと第１金属であるプラチナとを用いて一次鋳造することで、第１本体１０を成形する。具体的には、第１石膏キャビティ内にプラチナを流し込んで冷却した後に、湯道を含む一次鋳造品を第１石膏キャビティから取り出す。そして、一次鋳造品から湯道に相当する部分を切断除去することで、プラチナ製の第１本体１０が成形される。

一次鋳造後の第１本体１０は、図４に示すように、空洞１２及び貫通孔１４を有する中空体である。なお、本実施形態では、上述したステップＳ１０２〜Ｓ１０８の工程が、第１本体１０を取得する第１本体取得工程に該当する。

（ワックス塗布工程：ステップＳ１１０）
第１本体１０を覆うようにワックスを塗布して、第１本体１０にワックス塗布部を成形する。例えば、作業者は、手作業で、第１本体１０の周囲にワックスを塗布して硬化させることで、ワックス塗布部を成形する。なお、以下では、ワックスが塗布された第１本体１０を、第２原型１２０とする。

図８は、第２原型１２０を説明するための模式図である。図８に示すように、第２原型１２０においては、ワックス塗布部１５０が、第１本体１０の全体を覆っている。また、ワックス塗布部１５０は、第１本体１０の空洞１２及び貫通孔１４にワックスが充填されている部分も含む。なお、ワックス塗布部１５０は、二次鋳造の際に金属（金）を充填するために供される。

（第２石膏型の成形工程：ステップＳ１１２）
第２原型１２０を用いて、第２石膏型を成形する。まず、図８に示す第２原型１２０を、ワックスから成るツリー（ここでは、図７に示すツリー２００とする）に連結する。

ツリー２００は、二次鋳造の際に、第２金属（金）が流れる湯道となる部分でもある。ツリー２００に対しては、１つ又は複数の第２原型１２０が連結可能である。そして、第２原型１２０が連結されたツリーを円筒体の内部にセットした後に、当該円筒体にゲル状の石膏を注入することで、第２石膏型が成形される。第２石膏型の成形の際にも、真空脱泡が行われてもよい。

（第２石膏キャビティの成形工程：ステップＳ１１４）
第２石膏型から第２原型１２０及びツリー２００のワックスを除去して、二次鋳造用の鋳型である第２石膏キャビティを成形する。例えば、第２石膏型を熱源により加熱することで、第２石膏型内のワックスが溶解して気化する。これにより、第２石膏型内には、第２原型１２０と同型の第２石膏キャビティが成形される。なお、第２石膏キャビティ内には、プラチナ製の第１本体１０が含まれている。

（二次鋳造工程：ステップＳ１１６）
第２石膏キャビティと、第１金属（プラチナ）よりも融点が低い第２金属（金）とを用いて二次鋳造することで、プラチナ製の第１本体１０と結合した金製の第２本体２０を成形する。具体的には、第２石膏キャビティ内に金を流し込んで冷却した後に、湯道を含む二次鋳造品を第２石膏キャビティから取り出す。そして、二次鋳造品から、湯道に相当する部分を切断削除する。二次鋳造品は、第１本体１０に結合した第２本体２０を含むが、前述したようにワックス塗布部１５０が第１本体１０を覆っていたため、この段階では第２本体２０が第１本体１０を覆っていることになる。

（機械加工工程：ステップＳ１１８）
二次鋳造品の第２本体２０に対して機械加工を施して、金属装飾品１を得る。例えば、作業者は、ヤスリで第２本体２０の研削を行った後に、研磨を行う。これにより、第２本体２０に覆われていた第１本体１０が外部に露出することになり、図１に示す金属装飾品１を得る。

＜本実施形態における効果＞
上述した金属装飾品１（指輪）の製造方法においては、第１金属（プラチナ）の第１本体１０をワックスで覆っているワックス塗布部１５０を含む第２原型１２０を成形した後に、第２原型１２０を用いて第２石膏キャビティを成形する。そして、第２石膏キャビティからワックス塗布部１５０を除去した後に、ワックスを除去した部分に第２金属（金）を流し込んで、第１本体１０に結合している第２本体２０を成形する。そして、第２本体２０に対して機械加工（研削や研磨等）を施して、金属装飾品１を完成させる。

上記の製造方法によれば、第２原型１２０製作のための、第１金属及び第２金属以外の金属の指輪型とシリコンゴム型とが不要となり、第２原型１２０を容易に製作できる。特に、金属装飾品１が一品物である場合には、シリコンゴム型等の製作が不要となることで、製造コストを低減できる。
また、上記の製造方法の場合には、第１本体１０の空洞１２及び貫通孔１４に第２本体２０が充填結合している金属装飾品１も製造できる。特に、空洞１２に連通している複数の貫通孔１４が、空洞１２を覆う外面部１３に規則的に散在している場合には、より意匠性の高い複雑な模様を有する金属装飾品１（図３参照）も製造できる。

なお、上記では、第１本体１０がプラチナ製であり、第２本体２０が金製であることとしたが、これに限定されない。例えば、第１本体１０が金製であり、第２本体２０がプラチナ製であることとしてもよい。この場合には、プラチナを用いて第２本体２０を鋳造した後に、金を用いて、第２本体２０と結合する第１本体１０を成形することになる。

また、上記では、金属装飾品１において貫通孔１４が散在していることで幾何学模様が形成されていることとしたが、これに限定されない。例えば、幾何学模様に代えて、貫通孔１４によって図柄や文字が形成されていてもよい。

なお、上記では、金属装飾品１が指輪であることとしたが、これに限定されない。金属装飾品１は、例えば板状のペンダントであることとしてもよい。この場合には、板状のペンダントの内部に空洞が形成されると共に、ペンダントの表面から裏面へ貫通孔が形成されることになる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の分散・統合の具体的な実施の形態は、以上の実施の形態に限られず、その全部又は一部について、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を合わせ持つ。

１ 金属装飾品
１０ 第１本体
１２ 空洞
１３ 外面部
１４ 貫通孔
２０ 第２本体
２２ 空洞充填部
２４ 孔充填部
１１０ 第１原型
１１２ 型部
１１４ 湯道
１１４ａ 中央部
１１４ｂ 放射部
１２０ 第２原型
１５０ ワックス塗布部

Claims (10)

1. 異種金属から成る第１本体と第２本体とが結合されている金属装飾品の製造方法であって、
   第１金属を用いて鋳造することで、前記第１本体を取得する第１本体取得工程と、
   前記第１本体を覆うようにワックスを塗布したワックス塗布部を成形する塗布部成形工程と、
   前記ワックス塗布部に覆われた前記第１本体を含む鋳型を成形する鋳型成形工程と、
   前記鋳型において前記ワックス塗布部を除去したワックス除去部を成形し、前記第１金属よりも融点が低い第２金属を前記ワックス除去部に流し込んで、前記第１本体に結合した前記第２本体を成形する第２本体成形工程と、
   前記第２本体に対して機械加工を施して、前記金属装飾品を得る加工工程と、
   を備える、金属装飾品の製造方法。
2. 前記第１本体取得工程においては、主方向に沿った空洞と、前記空洞を囲む外面部に散在していると共に前記空洞に連通している複数の貫通孔とを有する前記第１本体を取得し、
   前記塗布部成形工程においては、前記空洞及び前記貫通孔に前記ワックスが充填された前記ワックス塗布部を成形する、
   請求項１に記載の金属装飾品の製造方法。
3. 前記第１本体取得工程においては、前記主方向に直交する断面において前記空洞の幅が前記外面部の幅よりも大きい前記第１本体を取得する、
   請求項２に記載の金属装飾品の製造方法。
4. 前記第１本体取得工程においては、前記空洞を有する中空部が輪状になっており、かつ前記貫通孔が前記輪状の中空部の外周面と内周面の間を貫通している前記第１本体を取得する、
   請求項２又は３に記載の金属装飾品の製造方法。
5. 前記第１本体取得工程は、
   前記第１本体の原型として、ワックスから成り、放射状に配置された湯道を有するワックス原型を成形する原型成形工程と、
   前記ワックス原型を用いて鋳型を成形し、前記鋳型において前記湯道を除去した湯道除去部に前記第１金属を流し込んで、前記第１本体を成形する鋳造工程と、を含む、
   請求項２から４のいずれか１項に記載の金属装飾品の製造方法。
6. 第１金属から成り、主方向に沿って空洞が形成されている第１本体と、
   前記第１金属とは異なる第２金属から成り、前記空洞に充填されている空洞充填部を有し前記第１本体と結合している第２本体と、
   を備える金属装飾品であって、
   前記第１本体は、前記空洞を囲む外面部に散在していると共に前記空洞に連通している複数の貫通孔を有し、
   前記第２本体は、前記貫通孔に充填されていると共に前記空洞充填部と繋がっている複数の孔充填部を有する、金属装飾品。
7. 前記第１本体は、前記空洞を有する中空部が輪状に形成されており、
   前記貫通孔は、前記輪状の中空部の外周面と内周面の間を貫通している、
   請求項６に記載の金属装飾品。
8. 前記第１本体の前記外面部の厚さは、前記第２本体の前記空洞充填部の厚さよりも小さい、
   請求項７に記載の金属装飾品。
9. 前記第１本体の前記外面部の第１表面は、前記第２本体の前記孔充填部の第２表面と同一面上に位置し、
   前記第１表面及び前記第２表面は、曲面である、
   請求項７又は８に記載の金属装飾品。
10. 前記貫通孔が前記外面部の全体に規則的に散在していることで、前記外面部が幾何学模様部となっており、
    前記第１本体の色は、前記第２本体の色とは異なる、
    請求項７から９のいずれか１項に記載の金属装飾品。