JP6633509B2 - 中空部を有する鋳造製品 - Google Patents
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Description
以下、本発明の中空部を有する鋳造製品の第一の実施形態について、適宜図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであって、何ら本発明を限定するものではない。なお、以下の説明においては、図1−2に示すように、容器本体1の中心軸Aに対して、注出口3の設置方向をY軸方向、Y軸と直交する水平方向をX軸方向、X軸及びY軸と直交する垂直方向をZ軸方向とする。なお、3軸方向の正方向については、図中に矢印で示すX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向をそれぞれ正とする。
本実施形態に係る鋳造製品10は、鋳鉄製の給湯用容器、いわゆる鉄瓶であって、図1−2に示すように、液体を収容可能な中空部11を有する容器本体1と、容器本体1の上部に設けられる開口12と、開口12を覆う着脱可能な円盤状の蓋体2と、容器本体1の側面部に突設される注出口3と、容器本体1の上部において、注出口3の設置方向と同一方向(Y軸方向)に開口12を跨がって設けられるU字状の把手部4とを主に備える。容器本体1において、中空部11を形成する内表面13は、凹形状及び/又は凸形状14を有している。内表面13が有する凹形状及び/又は凸形状14は、中子を用いて内表面13に一体的に形成される。一方、容器本体1の外表面15は、凹形状及び/又は凸形状14に追随した形状を有してはいない。
本実施形態に係る鋳造製品10の製造方法は、木型製作工程と、鋳型製作工程と、鋳型組立工程と、鋳込み工程と、型出し工程と、表面処理工程と、着色工程とを主に備える。鋳型製作工程は、主型製作工程と中子製作工程とを有する。主型製作工程においては、必要に応じて紋様押し工程を行ってもよい。
木型製作工程では、鋳造製品10のデザイン図面に基づき、木型と呼ばれる厚さ1.5mm程度の型を製作する。木型は、容器本体1のような軸対象な鋳物を製造する際に使用され、鋳型のもととなる砂型の中で軸を中心として回転させることにより、容器本体1の外側の輪郭を取るためのものである。木型の材料としては、現在、鉄板等の金属板が用いられることが多い。
鋳型製作工程では、容器本体1の外側形状を形成するため主型と呼ばれる外側の鋳型(主型製作工程)と、中空部11を形成するための中子と呼ばれる内側の鋳型(中子製作工程)とを製作する。
主型は、繰り返し使用されるレンガ質で形成された外型に、砂型と呼ばれる川砂等の砂粒に粘土等の有機バインダと水とを添加・混練したものを入れ、その砂型の中で主型の木型を軸を中心として回転させることによって容器本体1の外側の輪郭を形作ることにより製作する。主型は通常、中心線Aを通るY軸方向の垂直断面に沿って左右に分割できるように製作し、容器本体1の−X方向外側の形状を成形するための左型と、容器本体1のX方向外側を成形するための右型とからなる。
中子は、容器本体1の外側の輪郭から厚み(3mm程度)を差し引いた内側の輪郭に基づき製作された中子の金型により、所定の形状に成形・固化することで製作する。具体的には、中子の金型に、「中子砂」とも呼ばれる中子用の砂をセットし、付き固めることで製作する。
鋳型組立工程では、乾燥後(又は焼結後)の主型に中子を組み込む。具体的には、主型の左型と右型との間に中子を組み入れる。このとき、主型と中子との隙間が、容器本体1の厚みとなる3mm程度となるよう調整を行う。
鋳込み工程では、鋳型に溶融金属を流し込む。本実施形態では、溶融金属として溶融鉄を用いている。溶融鉄は、溶解炉において約1400−1500度まで温度を上げることにより鋳鉄を溶融することで生成する。生成した溶融鉄は、湯汲みと呼ばれる柄杓に汲み取られ、主型と中子との隙間に流し込まれる。
型出し工程では、鋳型を分解することにより、鋳込み工程で鋳込んだ鉄(容器本体1)を取り出す。具体的には、主型の左型及び右型を取り外した後に、中子を壊して取り除くことで、型出しが完了する。
表面処理工程では、鋳型の継ぎ目や接続箇所等に起因して容器本体1の外表面15及び内表面13に形成された出っ張り等を、タガネ等の道具により処理した後、「釜焼き」と呼ばれる蒸し焼きを30−40分程度行うことで、容器本体1の表面処理を行う。これにより、容器本体1の外表面15及び内表面13に酸化被膜が形成されるので、容器本体1における錆の発生を予防することができる。
着色工程では、表面処理工程後の容器本体1の外表面15に本漆を塗布した後、漆の艶を消すためにおはぐろを塗布する。最後に容器本体1の取付孔16に把手部4を取り付け、別途製造した蓋体2と合わせることにより、鋳造製品10が完成する。
次に、本発明の中空部を有する鋳造製品の第二の実施形態について、図3を参照しつつ説明する。なお、凹形状及び/又は凸形状14以外の部分については第一の実施形態と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
第二の実施形態において、内表面13が有する凹形状及び/又は凸形状14は、図3に示すように、容器本体1の内表面13のうちの底表面132(つまり側表面131以外の部分)に、中心軸Aを中心として突設される円錐形状突起14bである。容器本体1が底表面132に、このような円錐形状突起14bを有することにより、補強効果が得られるので、鋳造製品10の内側から強度や耐熱性を確保することが可能となる。特に、薄肉化した底面部については、その外表面に1mm程度の肉厚を付加する必要がなくなる。一方、容器本体1の外表面15は、円錐形状突起14bに追随した形状を有してはいない。容器本体1の外表面15が、円錐形状突起14bに追随した形状を有しないことによって本来の外観が保たれるので、このような鋳造製品が有する外観の意匠性が損なわれるのを回避することが可能となる。さらに、円錐形状突起14bによって、容器本体1の内部に加熱による水等の液体の対流を効果的に発生させることが可能となる。具体的には、水等の液体を収容した容器本体1を加熱すると、底表面132においては、その平面部分と突起部分(円錐形状突起14b)とでは、熱を通過させる距離が異なるため、突起部分に比べて平面部分の熱損失が少なくなり、突起部分の表面温度に比べて平面部分の表面温の方が高くなる。そして、平面部分と突起部分との表面温度の差によって容器本体1の内部に対流が発生し、液体を容器本体1の内部で積極的に循環させることができるので、沸騰までに要する時間をさらに短縮させることが可能となる。
次に、本発明の中空部を有する鋳造製品の第三の実施形態について、図4及び5を参照しつつ説明する。なお、凹形状及び/又は凸形状14以外の部分については第一及び第二の実施形態と同様であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
第三の実施形態において、内表面13が有する凹形状及び/又は凸形状14は、図4に示すように、容器本体1の内表面13のうちの底表面132(つまり側表面131以外の部分)に形設されるレリーフ状の模様14cである。容器本体1が底表面132に、このようなレリーフ状の模様14cを有することにより、補強効果が得られるので、鋳造製品10の内側から強度や耐熱性を確保することが可能となる。したがって、例えば薄肉化した底面部については、その外表面に1mm程度の肉厚を付加する必要がなくなる。一方、容器本体1の外表面15は、レリーフ状の模様14cに追随した形状を有してはいない。容器本体1の外表面15が、レリーフ状の模様14cに追随した形状を有しないことによって本来の外観が保たれるので、このような鋳造製品が有する外観の意匠性が損なわれるのを回避することが可能となる。さらに、鋳造製品10の外観だけでなく内観においても、従来の鋳造製品には存在しなかった視覚的な美感が生じる。また、レリーフ状の模様14cによって内表面13の表面積が増加するため、収容した水等の液体と内表面13との熱交換が促進され、収容液体の加熱に要する時間を短縮することが可能となる。
本実施形態に係る鋳造製品10の製造方法において、中子は、容器本体1の内表面13が有するレリーフ状の模様14cに対応する凹凸形状を有するように製作される。中子がこのような形状であることにより、内表面13にのみ、レリーフ状の模様14cを形成することが可能となる。なお、上述の中子は、従来の中子の金型(上下二つの金型)を用いて製作することができるが、これに限定されず、内表面13に所望のレリーフ状の模様14cを設けることができれば、金型の部材数はいくつであってもよく、例えば左右二つの金型や左右及び底の三つの金型等の複数の金型により製作したものを接着して用いてもよい。意匠的なレリーフ状の模様14cを底表面132一帯に形設することを考慮すると、底表面132に相当する部分については別部材とした、左右及び底の三つの金型を用いて製作することが好ましい。
1 容器本体
11 中空部
12 開口
13 内表面
131 側表面
132 底表面
14a,14b,14c 凹形状及び/又は凸形状
15 外表面
16 取付孔
2 蓋体
3 注出口
4 把手部
Claims (2)
- 中子を用いて形成される中空部を有する容器本体を備える鋳鉄製の給湯用容器であって、
前記中空部を形成する内表面が、凹形状及び/又は凸形状を有し、
前記容器本体の外表面が、前記凹形状及び/又は凸形状に追随した形状を有しておらず、
前記凹形状及び/又は凸形状が、以下の(a)から(c)のいずれか1つ又は組み合わせである鋳鉄製の給湯用容器。
(a)前記内表面のうちの側表面に沿って縦方向に一定間隔で延在する複数の線状突起
(b)前記内表面のうちの底表面に突設される円錐形状突起
(c)前記底表面に形設されるレリーフ状の模様 - 前記凹形状及び/又は凸形状が、中子を用いて前記内表面に一体的に形成される請求項1に記載の鋳鉄製の給湯用容器。
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