JP3145951U - 鋳造体験学習に用いられるゴム製鋳型 - Google Patents

Abstract

【課題】児童や生徒、博物館等に来館した大人等が安全に鋳造の体験学習を行うことができ、適切な型締め力を容易に掛けることができる鋳造体験学習用ゴム製鋳型を提供する。
【解決手段】２つ以上のゴム製の外型１１、１２を鋳型とし、各外型の背面に背面板１３設ける。また、鋳型のキャビティに流し込む金属に低融点合金を用いる。低融点合金を用いることにより、金属を従来ほど高い温度にまで加熱しなくてもよくなり、より安全に鋳造の体験学習を行うことができる。また、鋳型に加えられる型締め力が、外型の各背面に設けられた背面板に掛かるため、その力が背面板を介して外型に均等に加わる。これにより、外型がゴム製であっても適切な型締め力を容易に掛けることができ、造形物がいびつになったり液状の金属が漏れ出す等のトラブルの発生を防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本考案は、金属の鋳造に用いられるゴム製の鋳型に関する。

従来より、上面に凹部を有するゴム製の鋳型に、溶融した錫などの金属を流し込んで冷却させることにより、小型の金属製の造形物（例えば化石の模型等）を鋳造することが提案されている（特許文献１参照）。このとき、金属はその融点（錫では232℃）以上に加熱される。

特開Ｈ９−４７８３９号公報

上記鋳造では液状になった非常に高温の金属を取り扱う。そのため、児童や生徒、博物館等に来館した大人等が上記鋳型を用いて鋳造の体験学習を行うことに安全性の面で不安がある。

また、上記鋳型は１つのゴムからなる開放型であるため、造形物の片面にしか凹凸形状を製作することができない。もちろん、鋳型を２つ以上のゴム製の外型を組み合わせた密閉型にし、造形物の両面を製作することも考えられる。しかし、ゴムは柔軟性があるため、型締め力の掛け方が難しくトラブルが発生しやすい。例えば、型締め力により型内のキャビティが局部的に変形して造形物がいびつになったり、各外型の接合面に型締め力が不均一に加わり、その力の弱い部分から液状の金属が漏れ出すことがある。

本考案は上述したような問題を解決するために成されたものであり、その目的は、児童や生徒、博物館等に来館した大人等が安全に鋳造の体験学習を行うことができ、適切な型締め力を容易に掛けることができる鋳造体験学習用ゴム製鋳型を提供することである。

上記課題を解決するために成された本考案に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型は、
２つ以上のゴム製の外型からなり、該外型を合わせることで設けられるキャビティに低融点合金が流し込まれる鋳型と、
前記外型の各背面に設けられる背面板と、
を備えることを特徴とする。

ここで、低融点合金とは、融点が錫の融点（232℃）よりも低い合金を意味する。

本考案に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型によれば、鋳型に流し込まれる金属として低融点合金が用いられるため、金属を従来ほど高い温度にまで加熱しなくてもよい。従って、児童や生徒、博物館等に来館した大人等はより安全に鋳造の体験学習を行うことができる。

また、鋳型に加えられる型締め力が、外型の各背面に設けられた背面板に掛かるため、その力が背面板を介して外型に均等に加わる。これにより、外型がゴム製であっても適切な型締め力を容易に掛けることができ、造形物がいびつになったり液状の金属が漏れ出す等のトラブルの発生を防ぐことができる。

以下、添付図面に基づき、本考案に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型の実施例について説明する。

図１に、本考案の第１の実施例に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型１０（以下、単に鋳型１０と称す）の正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び平面図（ｃ）を示す。本実施例の鋳型１０は、内行花文鏡などの銅鏡の模型を鋳造するためのものであり、ゴム製の鏡面側外型１１と、同じくゴム製の裏面側外型１２と、各外型の背面に接する２枚の背面板１３と、それらの周囲に嵌められた４本の輪ゴム１４とを備える。

図２に、鏡面側外型１１の正面図（ａ）及び裏面側外型１２の正面図（ｂ）を示す。鏡面側外型１１の型面に設けられた凹部である鏡面部１５は、その底面が平坦となっている。裏面側外型１２の型面に設けられた凹部である裏面部１６は、その底面に銅鏡の凹凸模様の反転形状が形成されている。鏡面側外型１１の型面における鏡面部１５の周囲には、４本の位置決めピン１８が設けられている。それらの位置決めピン１８に対応して、裏面側外型１２の型面には４つの穴１９が設けられている。各外型の型面には、鏡面部１５及び裏面部１６に金属を流し入れるための湯口１７が設けられ、各湯口１７の近傍には、鋳造時にキャビティ内の空気を外部に逃がすための溝１７１が設けられている。各外型に用いられるゴムには、耐熱性や耐久性等の点で、シリコーンゴムを用いることが好ましい。

背面板１３の材料は、各外型に使用されるゴムよりも硬いものとし、金属や木材、セラミックス、樹脂等を用いることができる。特に、耐熱性や硬度、コスト等の点ではフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。背面板１３の大きさは、外型１１、１２の背面の全面と同じか、それよりも大きくすることが好ましい。背面板１３の外縁部は、単に平板から切り出した状態のままでもよいが、図１に示すように、その断面が台形になるように角を落とし、輪ゴム１４を嵌めやすくしておくことが好ましい。

輪ゴム１４は、外型１１、１２に加える型締め力、耐久性、扱いやすさ等を考慮して、その形状、本数等を決定する。本実施例では、図１に示すように、断面が扁平（例えば幅3〜6mm、厚さ1mm）のものを４本用いており、それらを縦、横２箇所ずつ、それぞれ２重にして巻き付けている。

鋳型１０に流し込まれる金属には、融点が錫の融点（232℃）よりも低い低融点合金を用いる。その融点は常温に近づけるほど安全性が高まる。しかし、融点が100℃以下のものを用いると、児童や生徒が出来上がった鋳物を興味本位で熱湯に入れる等により溶融させてしまうおそれがあり、かえって安全性が低下する。また、使用する低融点合金は人体に悪影響を及ぼす鉛やカドミウム等を含まない合金であることが好ましい。以上の条件を満たす市販の低融点合金として、例えば融点が138℃である株式会社大阪アサヒメタル工場社製Ｕアロイ138（商品名）等がある。

鋳造の体験学習を行う際は、まず、外型の鏡面部１５及び裏面部１６に、タルク等の粉末を筆で薄く塗り付け、鋳物の離型性を向上させておく。次に、鏡面側外型１１の各位置決めピン１８を裏面側外型１２の穴１９に挿入しながら、各外型の型面を合わせる。これにより、各外型の間に銅鏡の反転形状を有するキャビティが形成される。次に、各外型の背面に背面板１３を当て、それらの周囲に４本の輪ゴム１４を嵌めて型締めする。

型締めされた鋳型１０を湯口１７が上方を向くようにして置き、その湯口１７から溶融した低融点合金を流し込む。低融点合金を溶融させるためには、固形の低融点金属を片手鍋や缶などの中に入れ、電熱器やコンロ等により加熱すればよい。

流し込んだ低融点合金は、暫くの間（例えば5分間ほど）常温で放置すると凝固する。その後、輪ゴム１４を外し、外型１１、１２の接合面を開き、凝固した低融点合金（鋳物）を取り出す。仕上げ加工として、鋳物における湯口１７に対応する部分をニッパ等で切り落とし、鏡面部１５に対応する面を紙ヤスリや研磨剤等を用いて磨き上げる。これにより、銅鏡の模型が完成する。

図３に、本考案の第２の実施例に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型２０（以下、単に鋳型２０と称す）の正面図（ａ）、側面図（ｂ）及び平面図（ｃ）を示す。鋳型２０は、銅鐸の模型を鋳造するためのものであり、実施例１と同様に、ゴム製の第１外型２１と、同じくゴム製の第２外型２２と、各外型の背面に接する２枚の背面板２３と、それらの周囲に嵌められた４本の輪ゴム２４とを備える。更に、本実施例に係る鋳型２０は、第１外型２１と第２外型２２の接合面に形成されるキャビティの中に中子２５が挿入されている。中子２５の詳細は後述する。

図４に、第１外型２１の正面図（ａ）及び第２外型２２の正面図（ｂ）を示す。各外型の型面には、銅鐸の側面に対応する銅鐸側面部２６ａ、２６ｂが設けられている。第１外型２１の型面における銅鐸側面部２６ａの周囲には、７本の位置決めピン２８が設けられている。それらの位置決めピン２８に対応して、第２外型２２の型面には７つの穴２９が設けられている。各外型の型面には、銅鐸側面部２６ａ、２６ｂに金属を流し入れるための湯口２７が設けられている。湯口２７には、第１外型２１と第２外型２２を識別するために凸又は凹形状の目印を設けてもよい。

図５に、中子２５の正面図を示す。中子２５は、銅鐸内側の中空部に対応するゴム製の中子本体３１と、中子本体３１の上面に設けられ中子本体３１の幅よりも長い棒状の支持具３２とを備える。中子本体３１の上部には２本のボルト３３が埋め込まれており、ボルト３３のネジ部が中子本体３１の上面から突出している。そのボルト３３の突出部とナット３４により、支持具３２は中子本体３１の上面に固定されている。中子本体３１の周囲の面及び底面には、凸部３５が複数設けられている。本実施例では、凸部３５は、正面及び背面に４箇所ずつ、底面に１箇所設けられている。

本実施例の鋳型２０を用いて鋳造の体験学習を行う際は、まず、外型の銅鐸側面部２６ａ、２６ｂに、タルク等の粉末を筆で薄く塗り付け、鋳物の離型性を向上させておく。次に、第１外型２１の各位置決めピン２８を第２外型２２の穴２９に挿入しながら、各外型の型面を合わせる。これにより、各外型の間に銅鐸の外形を有するキャビティが形成される。次に、各外型の背面に背面板２３を当て、それらの周囲に横方向に２本の輪ゴム２４を嵌める。

外型の上部にある湯口２７から中子２５を挿入し、中子本体３１の凸部３５を第１外型２１及び第２外型２２外型に接触させる。これにより、凸部３５以外の部分では、中子本体３１と各外型の間に隙間ができる。この状態で、外型を挟んでいる背面板２３と支持具３２の周囲に縦方向に２本の輪ゴム２４を嵌め、中子２５を外型に固定する。

以上のようにして組み立てられた鋳型２０を湯口２７が上方を向くようにして置き、その湯口２７から溶融した低融点合金を流し込む。流し込んだ低融点合金は、暫くの間、常温で放置すると凝固する。その後、縦方向の輪ゴム２４を外し、凝固した低融点合金（鋳物）から中子２５を引き抜く。次に、横方向の輪ゴム２４を外して外型の接合面を開き、鋳物を取り出す。仕上げ加工として、鋳物における湯口２７に対応する部分を金切り鋸等で切り落とし、その切断面を紙ヤスリや棒ヤスリ等を用いて整える。これにより、銅鐸の模型が完成する。

図６に、本考案の第３の実施例に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型に使用される外型の正面図を示す。本実施例の鋳型は、実施例１とほぼ同じ構成を有するが、外型に設けられた凹部の形状が、和同開珎等の枝銭の反転形状である点が異なる。

本実施例の外型４１、４２の型面には、それぞれの中央にランナ部４５が設けられいる。ランナ部４５は枝別れし、和同開珎の表裏の反転形状を有する凹部４３、４４に接続している。凹部４３、４４の各上部は、縦方向に設けられた溝４６に接続し、各溝４６の最上部は外型４１、４２の上面に接続している。これにより、鋳造時に各キャビティの上部に溜まる空気を外へ逃がすことができる。

上記各実施例は本考案の一例であり、本考案の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。例えば、外型の型面に設けられる凹部の形状は、古代出土品を模したものに限らず、動植物や自動車、飛行機等の様々な模型の反転形状にしてもよい。

本考案の第１の実施例に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型を説明する図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその平面図である。 第１の実施例に係る外型を説明する図であり、（ａ）は鏡面側外型の正面図、（ｂ）は裏面側外型の正面図である。 本考案の第２の実施例に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型を説明する図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその平面図である。 第２の実施例に係る外型を説明する図であり、（ａ）は第１外型の正面図、（ｂ）は第２外型の正面図である。 第２の実施例に係る中子の正面図。 本考案の第３の実施例に係る鋳造体験学習用ゴム製鋳型の外型の正面図。

符号の説明

１０、２０…鋳造体験学習用ゴム製鋳型
１１…鏡面側外型
１２…裏面側外型
１３、２３…背面板
１４、２４…輪ゴム
１５…鏡面部
１６…裏面部
１７、２７…湯口
１７１、４６…溝
１８、２８…位置決めピン
１９、２９…穴
２１…第１外型
２２…第２外型
２５…中子
２６ａ、２６ｂ…銅鐸側面部
３１…中子本体
３２…支持具
３３…ボルト
３４…ナット
３５…凸部
４１、４２…外型
４３、４４…凹部
４５…ランナ部

Claims (6)

1. ２つ以上のゴム製の外型からなり、該外型を合わせることで設けられるキャビティに低融点合金が流し込まれる鋳型と、
   前記外型の各背面に設けられる背面板と、
   を備えることを特徴とする鋳造体験学習用ゴム製鋳型。
2. 前記鋳型及び前記背面板の周囲に、該鋳型を型締めするための輪ゴムを備えることを特徴とする請求項１に記載の鋳造体験学習用ゴム製鋳型。
3. 鋳造により製作される造形物が、銅鏡又は枝銭の模型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳造体験学習用ゴム製鋳型。
4. 前記キャビティに中子が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳造体験学習用ゴム製鋳型。
5. 鋳造により製作される造形物が、銅鐸の模型であることを特徴とする請求項４に記載の鋳造体験学習用ゴム製鋳型。
6. 前記低融点合金の融点が100℃よりも高く、140℃以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の鋳造体験学習用ゴム製鋳型。

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