JP2019051522A

JP2019051522A - 鋳造方法

Info

Publication number: JP2019051522A
Application number: JP2017175297A
Authority: JP
Inventors: 浩二村田; Koji Murata
Original assignee: Koana Foundry Kk
Current assignee: Koana Foundry Kk
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2017-09-13
Publication date: 2019-04-04

Abstract

【課題】長い文字の銘板、Ｓ字状の銘板、大きな鐘、円柱状の鋳物等、従来出来なかった曲面形状や文字等を造型することが可能な技術を提供する。
【解決手段】マスター（主型）に樹脂型を使用し、その樹脂型に文字や模様を形成するための凹凸を設け、砂型内で上記樹脂型を砂で埋め込み砂を硬化させた後、上記樹脂型を砂型からめくって剥がす様に抜き取る。
【選択図】図２

Description

本発明は、鋳造方法に関し、特に、銘板等の凹凸形状を有する鋳物製品或いは様々な曲面形状を有する鋳物製品を鋳造可能な鋳造方法に関する。

砂型鋳造は、鋳物砂からなる砂型を用いて行われ、砂型に注入された溶湯が凝固して鋳物になる（例えば、特許文献１参照）。かかる従来の砂型鋳造において、手込め（自硬性）と呼ばれる鋳造法では、木型、樹脂型、金型のマスター（主型）を用いて造型を行っており、砂型からマスター（主型）を取り出す（抜型）際に、抜け勾配（傾斜角度）を付けることが必要である。

例えば、従来の鋳造方法による銘板の砂型（文字入れ方法）では、図１（ａ）に示すように、平板の場合には、マスター（主型）１２は、垂直でないと砂型１４から抜けないのが普通であり、マスター（主型）１２に形成された凸部１２ａ（銘板の文字部分に相当する）の傾斜角度は２°が適切とされている。一方、曲板の場合には、図１（ｂ）に示すように、マスター（主型）１２は、垂直でも砂型１４から抜け難い。即ち、マスター（主型）１２に形成された凸部１２ａ（銘板の文字部分に相当する）の傾斜角度は２°以上に大きくなってしまうことになる。尚、マスター（主型）１２の表面側には、こめ台１６を設けて、曲面形状を維持するようにしている。

特開２００５−２９６９８０号公報

しかしながら、上述したように、従来の鋳造方法により鋳物製品としての銘板を作製する場合には、マスター（主型）１２の材料費も高くなり、こめ台１６も必要となるので、銘板の作製コストも増加してしまう。また、上述したように、マスター（主型）１２の両サイドにおける凸部１２ａの文字勾配が大きくなり、抜け難くなり、無理に引き抜くと文字の外形が崩れて、文字として成立しなくなる。また、曲率の大きな曲り部を有する鋳物の製作には適用できないという問題があった。

本発明は、上述のような事情から為されたものであり、その目的は、上記の問題点を解消し、例えば、長い文字の銘板、Ｓ字状の銘板、大きな鐘、円柱状の鋳物等、従来出来なかった曲面形状や文字等を造型することが可能な技術を提供することにある。

本発明者は、上記の問題点を解消することができる新たな鋳造方法について鋭意研究を重ねた結果、マスター（主型）に樹脂型を使用し、その樹脂型に文字や模様を形成するための凹凸を設け、砂型内で上記樹脂型を砂で埋め込み砂を硬化させた後、上記樹脂型を砂型からめくって抜き取るようにすることで、例えば、長い文字の銘板、Ｓ字状の銘板、大きな鐘、円柱状の鋳物等、従来出来なかった曲面形状や文字等を造型することが可能となることを見出した。

即ち、上記目的を達成するため、本発明の第１の様相に係る鋳造方法は、砂から構成される砂型と、砂以外で構成されるマスター型を用いて、少なくとも一部に勾配又は曲面を有する鋳造品を造型する鋳造方法において、前記マスター型として所定の大きさ及び形状の樹脂型を使用し、該樹脂型に文字及び／又は模様を形成するための凹凸を設ける工程と、前記砂型内で前記樹脂型を砂で埋め込み砂を硬化させる工程と、前記樹脂型を前記砂型からめくって抜き取る工程と、前記砂型内に注湯する工程と、冷却後、前記砂型を崩し、該崩した砂型内から前記鋳造品を取り出す工程と、を有することを特徴とする。

ここで、前記鋳造品の勾配又は曲面の一部毎に対応する前記樹脂型を複数用意し、該複数の樹脂型を連続的に使用することで、前記鋳造品の全体の勾配又は曲面を造型するようにしても良い。

本発明によれば、例えば、長い文字の銘板、Ｓ字状の銘板、大きな鐘、円柱状の鋳物等、従来出来なかった曲面形状や文字等を造型することが可能となる。

従来の鋳造方法による銘板の作製方法を示す図であり、（ａ）は、平板の場合（ｂ）は、曲板の場合を、それぞれ示す。本発明の第１の実施形態の鋳造方法において、樹脂型の使用例を示す図であり、（ａ）は、樹脂型の例、（ｂ）は、この樹脂型を使用した鋳物製品、（ｃ）は、Ｓの字状の樹脂型の例である。本発明の第１の実施形態の鋳造方法を説明するための図であり、マスター型とこめ台の関係を示す。本発明の第２の実施形態の鋳造方法を説明するための図であり、特に「おいてこい」を説明するための図である。本発明の第２の実施形態において、「おいてこい」を用いた半鐘の鋳造方法を説明するための図であり、（ａ）は、湾曲する銘板、（ｂ）は、「乳」を複数連続的に配したリング様装飾物、（ｃ）は、半鐘鋳造用の主型、（ｄ）は、鋳造される半鐘、をそれぞれ示す。

上述したように、本発明者は、例えば、長い文字の銘板、Ｓ字状の銘板、大きな鐘、円柱状の鋳物等、従来出来なかった曲面形状や文字等を造型することを可能とするために、マスター（主型）に樹脂型を使用し、その樹脂型に文字や模様を形成するための凹凸を設け、砂型内で上記樹脂型を砂で埋め込み砂を硬化させた後、上記樹脂型を砂型からめくって抜き取るようにすることで、本発明を完成した。即ち、本発明の第１の実施形態の鋳造方法は、砂から構成される砂型と、砂以外で構成されるマスター型を用いて、少なくとも一部に勾配又は曲面を有する鋳造品を造型する鋳造方法に関し、前記マスター型として所定の大きさ及び形状の樹脂型を使用し、該樹脂型に文字及び／又は模様を形成するための凹凸を設ける工程と、前記砂型内で前記樹脂型を砂で埋め込み砂を硬化させる工程と、前記樹脂型を前記砂型からめくって抜き取る工程と、前記砂型内に注湯する工程と、冷却後、前記砂型を崩し、該崩した砂型内から前記鋳造品を取り出す工程とを有することを特徴とする。

本実施形態の鋳造方法において、樹脂型の使用例を図２に示す。図２（ａ）は、樹脂型の例であり、マスター型として所定の大きさ及び形状（ここでは、矩形状乃至略長方形状）の樹脂型を使用し、この樹脂型に文字及び／又は模様を形成するための凹凸を設けている。図２（ｂ）は、この樹脂型を使用した鋳物製品である。
このように、樹脂型で変形が可能であるから、めくることができ、長い文字にも対応することができる（長いと勾配が大きくなっていく）。また、図２（ｃ）に示すように、例えば、Ｓの字状の銘板でも作成可能である。

図３は、本発明の第１の実施形態の鋳造方法を説明するための図であり、マスター型３２とこめ台３４の関係を示す。「こめ台」とは、マスター型を変形させるための台であり、図３に示すように、上述した所定の大きさ及び形状（例えば、図２（ｃ）に示すようなＳの字形状）のマスター型３２に対応した形状を有するこめ台３４を用いて、マスター型３２を変形させることができる。

また、本実施形態では、マスター型として樹脂型を使用しているので、樹脂型が柔らかく曲がり面の曲率等を変化させ易くなっている。従って、「こめ台」の曲りを異ならせれば、或いは、曲りの違う「こめ台」を使用すれば、一つのマスター型で自由な曲りに対応させることができ、マスター型の形状作製の自由度が広がるという利点がある。

更に、曲面形状のマスター型は、製作し難く、形状等如何によっては製作できないものもある。また仮に製作できても、割高（コスト高）なものになり易い。これに対し、本実施形態では、まず平面の（平板状の）樹脂型でマスター型を製作するため、製作が比較的容易で安価になり、特別な技術や計算等を要さない。即ち、従来の方法では、「型押し」或いは「へら押し（へらによる彫刻）」等と呼ばれる砂型表面に模様を出す工程を一つ一つ手作業で行う必要があったため、この模様等を押すための熟練の技術を要し、作業に個人差が生じることが避けられなかった。これに対し、本実施形態では、まず平面の（平板状の）樹脂型（マスター型）をコンピュータ（ＣＡＤ・３次元プリンタ・造型機等）で製作可能なため、個人差を生じることなく、精度良く模様等を製作することが可能になる。

本実施形態の鋳造方法によれば、従来の鋳造方法に対する改良点として、従来の難しい技術（マスター型製作、ひいては造型技術）を、熟練者でなくても同じように実施できる技術とし、更に時間短縮も可能である。また、製品（鋳造品）における突起物の見栄えも良くなり、マスター型製作費も低減することができる。また、対象物としては、文字、マーク、レリーフ（模様・物・風景等）だけでなく、銘板、看板等にも適用可能であり、従来は平らが基本であった銘板や看板を、容易に曲り様に（曲面を有する形状に）造型することが可能になった。

以上のように、本実施形態の鋳造方法によれば、（１）曲面に沿った形状の鋳物製品を製作することができ、しかも、複数の鋳物の組み合わせも可能である。この技術は、曲面の壁や柱にも、角・コーナーにも、凹凸部にも適用可能である。そして、取付け部の形状に合わせてできた鋳物製品は、従来使用していたような、固定させるためのステー金具が不要になるという利点もある。

次に、本発明の第２の実施形態の鋳造方法は、前記鋳造品の勾配又は曲面の一部毎に対応する前記樹脂型を複数用意し、該複数の樹脂型を連続的に使用することで、前記鋳造品の全体の勾配又は曲面を造型することを特徴とする。

図４は、本発明の第２の実施形態の鋳造方法を説明するための図であり、特に「おいてこい」を説明するための図である。即ち、「おいてこい」とは、マスター型の一部４１が出っ張っていて、そのまま抜けない場合、その部分４１を鋳型（砂型）内に残してマスター型の主体４３（部分）を抜き、後に別方向から取り出す分割部４５のことである。図５は、本発明の第２の実施形態において、「おいてこい」を用いた半鐘の鋳造方法を説明するための図であり、（ａ）は、湾曲する銘板、（ｂ）は、「乳」を複数連続的に配したリング様装飾物、（ｃ）は、半鐘鋳造用の主型、（ｄ）は、鋳造される半鐘、をそれぞれ示す。

即ち、本発明の第２の実施形態の鋳造方法は、樹脂型をマスター型の一部である分割部に「おいてこい」として使用する形態である。即ち、ベースが平らな場合は、マスター型の素材に関係なく問題は生じないが、ベースが曲面形状である場合等、マスター型が柔軟性のある素材では、以下のような鋳造方法が可能になる。即ち、図５において、（ａ）に示す「おいてこい」パーツとしての湾曲する銘板用樹脂型と、（ｂ）に示す「おいてこい」パーツとしての「乳」を複数連続的に配したリング様装飾物用の樹脂型とを（ｃ）に示す主型（マスター型の主体）に取付けた（ｄ）に示す半鐘を砂型にて造型することができる。造型後、（ｃ）に示す主型（マスター型の主体）だけを砂型から抜き取り、（ａ）に示す「おいてこい」パーツと（ｂ）に示す「おいてこい」パーツを、砂型内側から剥がすように抜き取ることがポイントである。

以上に述べたように、本発明は、柔軟性素材のマスター型を用いて造型革命をもたらすものであり、以下のような特徴を有している。
ａ）主型に付属する「付け物」である「おいてこい」又は、通常のマスター型それ自体が柔らかい素材であることから、この「おいてこい」又はマスター型それ自体をめくる様に砂型から剥がし取ることができる。
ｂ）従来の柔軟性の無いマスター型を用いた鋳造方法では、同一方向に砂型から抜き取るための「抜け勾配」を必要とし、或いは形状を考慮した複雑なマスター型の製作や造型法が必要であったが、これに対し、本発明の柔軟性素材のマスター型を用いる方法では、「抜け勾配」が不要であり、或いはマスター型の製作や造型法が容易でやり易くなる。
ｃ）従来の鋳造方法では、マスター型を柔軟性の無い素材で製作するため、銘板や看板等を鋳造する場合、平らな銘板や看板の鋳造が基本であるが、曲面を有する銘板や看板の場合には、「抜け勾配」の必要性により、マスター型のセンター位置から外れれば外れる程、「抜け勾配」が鋭角と鈍角になり、対象物（鋳造品）が歪んでゆくという問題があった。これに対し、本発明技術では、マスター型の形状を自由に変形させ得るので、柔軟性のあるマスター型で製作する場合、同様に平らなマスター型をまず製作することを基本としつつも、製品（鋳造品）形状に合わせた「こめ台」を使用して、マスター型の形状を変化させた上で、砂型にて造型することができる。

以上に述べた実施形態では、本発明を銘板、半鐘等の動産の鋳物製品に適用したが、これに限られないのは、勿論である。本発明は、例えば、彫刻等の大型の美術品を鋳造により製作する場合等にも適用することができるし、柱等の建築物（不動産）の一部を鋳物により製造する場合、更に、暖炉や薪ストーブ等の曲面部にレリーフを造型する場合等にも適用可能である。また、以上の実施形態では、本発明を自硬性の砂を用いる砂型鋳造に関して述べたが、本発明は、生砂を用いる場合にも適用可能である。尚、本発明の産業上の意義として、従来、注文を受けて一品を製作・納品する製作物に複雑な曲面形状を有する造型を行うような分野において、職人的な高度な技術の習熟が必要なため、技術の伝承が困難であったものでも、本発明の造型法を適用することで、後継者に技術の伝承がし易くなるという大きな利点が得られる。

１２、３２マスター（主型）、１２ａ凸部、１４砂型、
１６、３４こめ台、４１マスター型の一部、４３マスター型の主体、
４５分割部

Claims

砂から構成される砂型と、砂以外で構成されるマスター型を用いて、少なくとも一部に勾配又は曲面を有する鋳造品を造型する鋳造方法において、
前記マスター型として所定の大きさ及び形状の樹脂型を使用し、該樹脂型に文字及び／又は模様を形成するための凹凸を設ける工程と、
前記砂型内で前記樹脂型を砂で埋め込み砂を硬化させる工程と、
前記樹脂型を前記砂型からめくって抜き取る工程と、
前記砂型内に注湯する工程と、
冷却後、前記砂型を崩し、該崩した砂型内から前記鋳造品を取り出す工程と、
を有することを特徴とする鋳造方法。
前記鋳造品の勾配又は曲面の一部毎に対応する前記樹脂型を複数用意し、該複数の樹脂型を連続的に使用することで、前記鋳造品の全体の勾配又は曲面を造型することを特徴とする請求項１に記載の鋳造方法。