JPH04118154A - 消失鋳造法によるマンホール枠の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、消失鋳造法によるマンホール枠の製造方法に
係り、特に、発泡樹脂模型を用いた消失鋳造法によって
、マンホール蓋装置におけるマンホール枠を製造する、
実用的な方法に関するものである。

（背景技術） 従来から、地下埋設型構造物等において、その保守、管
理のために用いられる出入口としてのマンホールの開口
部には、例えば第１図に示される如きマンホール蓋装置
が設けられている。このマンホール蓋装置は、マンホー
ル２の開口部を開閉するためのマンホール蓋４と、その
マンホール蓋４が嵌合せしめられる円筒状の筒壁部を有
するマンホール枠（受は枠）６とから構成されており、
かかるマンホール枠６が、図示の如く、その下部から径
方向外方に所定長さにおいて延び出す下部外フランジ部
８を、マンホールの開口部を形成する基礎コンクリート
１０上に載置し、支持せしめることによって、設置され
ている。なお、第１図において、１２は土層であり、こ
の上にコンクリート層１４及びアスファルト層１６が設
けられることによって、マンホール枠６の筒壁部の上部
に設けられた上部外フランジ部１８の上面と面一の路面
が形成されている。

ところで、近年における下水道の普及率の拡大に伴い、
また都市美感が重要視されてきたことによる通信・電力
線等の地下埋設の増加に伴い、マンホールの個数も増え
、必然的にその開口部に設置されるマンホール蓋装置も
増加の一途を辿っているが、そのようなマンホール蓋装
置には、単なるマンホール開口部の開閉という機能的な
要求のみならず、その上を通過する車両の増加や重量の
増大、都市美感にマンチした意匠の要求、蓋の飛散や離
脱防止、施錠等に対する要求等に応えるべく、種々の機
能が具備せしめられ、そしてそれら多くの機能を満たす
ために、マンホール蓋装置の蓋体や枠体の内外部に、そ
れに対応するための機構が種々設けられ、その形態は複
雑化の一途を辿っているのである。

面シテ、マンホール蓋装置の大半は、その複雑な形状を
作り込むことから、そのような形状の現出の容易な鋳造
法による鋳造品として用いられているが、蓋体に比べ、
枠体の製造には、その特異な環状構造の故に、ａ）中央
部が空間で外周にのみ必要部があるところから、大きな
造型機を必要とすること、ｂ）第１図に示されるような
断面の枠体を作るためには、三枠造型が必要となり、そ
の量産化が困難となること、等の多くの問題が内在して
いる。

一方、所定形状の鋳造品を得るための鋳造法の一つとし
て知られている消失鋳造法は、発泡スチロール模型の如
き発泡樹脂模型を用いて鋳造品に置換するため、模型と
同じ形状が実現出来、また砂型鋳造とは異なり、鋳型の
組合せ面が原因となる鋳バリが出ない特徴があり、また
それによって鋳仕上げや機械加工が減少する利点があり
、更に多品種少量生産に適している等の特徴を有するも
のであるところから、これらの特徴を最大限に活かし、
複雑な形態のマンホール枠（枠体）の鋳造に応用するな
らば、仕上げ工数が滅る；造型が容易になり、生産性が
向上する；中子等を用いないため、コストの低減が出来
る、等の利点を享受することが可能となる。

しかしながら、かかる消失鋳造法に従ってマンホールを
鋳造した場合において、得られる鋳物製品（マンホール
枠）が歪み、特にその筒壁部の下部から径方向外方に延
び出す下部外フランジ部に変形が惹起され、その変形量
が３〜５ｉＩＩｌｌにも達することが認められ、製品と
して実用に供し得ないものとなるところから、上記の如
き特徴が認められながらも、消失鋳造法によるマンホー
ル枠の製造は未だ実用化には至っていないのである。

そこで、本発明者らは、かかる事情に鑑み、消失鋳造法
によるマンホール枠の製造について種々検討した結果、
鋳型の造型段階における鋳物砂の充填不良が、上述の如
きマンホール枠の鋳造変形に大きな影響をもたらしてい
る事実を究明したのである。

すなわち、消失鋳造法においては、鋳型の造型段階にお
いて、塗型された発泡樹脂模型の周りに鋳物砂を充填し
、更に充填密度の向上のために、加振機による振動が加
えられることとなるが、そのような砂の充填は、鋳型内
に埋没せしめられる発泡樹脂模型の下方部位において、
不充分となり易いのである。例えば、第２図（ａ）に示
されるように、目的とするマンホール枠の形状に対応し
て成形された発泡樹脂模型２ｏは、その表面に塗型層２
２が形成された状態において、その周りに鋳物砂２４が
充填せしめられることとなるが、がかる模型２０の下部
外フランジ部２０ａや上部外フランジ部２０ｂの下方部
位（クロスハンチング部分）には、砂の供給が充分に行
なわれ得す、そのために砂の充填が不充分となり易いの
であり、特に、下部外フランジ部２０ａには、そのよう
な不充分な砂の充填と共に、上方からの砂の圧力が加わ
ることによって、塗型層（２２）の強度のみで、その形
状を保つことが困難となり、そこに変形が惹起され、そ
してそのような変形した状態下において鋳造が行なわれ
ると、第２図（ｂ）において破線にて示される如く、得
られたマンホール枠（鋳物）６の下部の外フランジ部８
が大きく変形してしまうのである。

（解決諜Ｂ） 本発明は、このような事実を解明したことによって完成
されたものであって、その課題とするところは、消失鋳
造法によるマンホール枠の実用的な製造手法を提供する
ことにあり、またマンホール枠の下部に設けられる外フ
ランジ部の変形を阻止して、その寸法精度を高め、製品
品質に優れたマンホール枠を鋳造することにある。

（解決手段） そして、このような課題を解決するために、本発明にあ
っては、マンホールの開口部を開閉するためのマンホー
ル蓋が嵌合せしめられる円筒状の筒壁部と、該筒壁部の
下部から径方向外方に延び出す下部外フランジ部とを備
えた、マンホールの開口部に設置されるマンホール枠を
、消失鋳造法によって製造するに際して、（ａ）該マン
ホール枠の形状に対応して円筒状の筒壁部と下部外フラ
ンジ部とを有し、鋳造時に消失して、該マンホール枠を
与える、塗型された発泡樹脂膜型を準備する工程と、（
ｂ）該発泡樹脂模型の下部外フランジ部を支持するに充
分な剛性を有する耐熱性のサポートリングを準備する工
程と、（ｃ）前記発泡樹脂模型を所定の鋳枠内に収容し
、該発泡樹脂模型の前記下部外フランジ部の下側に前記
サポートリングを配置して、該下部外フランジ部の変形
を阻止するようにした状態下において、鋳物砂の充填を
行ない、該発泡樹脂模型を埋没させた鋳造鋳型を造型す
る工程と、（ｄ）かかる造型して得られた鋳造鋳型に所
定の金属溶湯を注湯して、その熱により前記発泡樹脂模
型を消失させ、生じる空洞部に該溶湯を満たして、目的
とするマンホール枠を鋳造せしめる工程とを、含むよう
に構成したのである。

（作用） このように、本発明にあっては、マンホール枠を与える
発泡樹脂模型の下部外フランジ部を支持するに充分な剛
性を有する耐熱性のサポートリングを用い、このサポー
トリングを発泡樹脂模型の下部外フランジ部の下側に配
置して、鋳物砂の充填を行なうようにしたものであると
ころから、かかるサポートリングがバックサンドの役割
を果たし、発泡樹脂模型の下部外フランジ部の下側部位
における砂の充填不良が効果的に軽減乃至は解消され得
、しかもかかる下部外フランジ部はサポートリングにて
下方より支持されているために、上方からの鋳物砂の砂
圧が加わっても、また鋳造時の熱によって発泡樹脂模型
の表面の塗型層の強度が低下しても、かかる下部外フラ
ンジ部が歪み、変形が惹起されることが効果的に阻止さ
れ得るのであり、以て寸法精度に優れたマンホール蓋を
、有利に鋳造し得ることとなったのである。

（具体的構成・実施例） ところで、このような本発明手法に従って鋳造されるマ
ンホール枠は、第１図に例示のマンホール枠（６）を含
んで、公知の各種のものが何れも対象とされ、それらは
、マンホールの開口部を開閉するためのマンホール蓋が
嵌合せしめられる円筒状の筒壁部と、該筒壁部の下部か
ら径方向外方に延び出す下部外フランジ部とを少なくと
も備えている。なお、このマンホール枠は、第１図に示
されるように、マンホールの開口部を形成する基礎コン
クリート１０上に設置され、固定的に支持せしめられる
ものであるところから、下部の外フランジ部８を必ず備
えるものであるが、上部の外フランジ部１８は必須のも
のではなく、マンホール枠の種類に応じて、そのような
上部の外フランジ部１８を備えていないものも存在する
。

そして、このようなマンホール枠を製造するために、先
ず、かかるマンホール枠の形状に対応して、円筒状の筒
壁部と下部外フランジ部を有し、鋳造時に消失して、該
マンホール枠を与える発泡樹脂模型が準備されるのであ
る。即ち、第３図（ａ）に示されるように、目的とする
マンホール枠の形状に対応して、それと略同様な形状の
発泡樹脂模型３０が、従来と同様な発泡成形手法によっ
て成形される。従って、そのような模型３０は、図から
明らかなように、マンホール枠の筒壁部に対応する円筒
状の筒壁部３２や、マンホール枠の下部の外フランジ部
に対応する該筒壁部３２の下部から径方向外方に延び出
す下部外フランジ部３４、更にはマンホール枠の上部の
外フランジ部に対応する筒壁部３２の上部において径方
向外方に延び出す上部外フランジ部３６を備えている。

なお、このような発泡樹脂模型３０には、その発泡成形
の後に、必要に応じて乾燥操作が施され、製品寸法の安
定化が図られる。また、この模型３０を与える樹脂材料
としては、公知の各種のものを適宜に選択使用すること
が出来るが、一般に、スチロール樹脂（ポリスチレン樹
脂）が好適に用いられることとなる。

また、このように発泡成形して得られた発泡樹脂模型３
０に対して、従来と同様な塗型材を用いた塗型処理が施
され、第３図（ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、模型
３０の表面に、所定厚さの塗型層３８が形成される。こ
の塗型層３８は、鋳造して得られる鋳物製品の表面形状
を整え、平滑な鋳物表面を実現するものであり、またそ
のような塗型層３８によって、模型３００強度も成る程
度は高められることとなる。なお、この塗型層３８を形
成する塗型材は、珪砂や粘結剤を含む従来と同様なスラ
リー状のものであって、ディッピング法等の常法に従っ
て、１回若しくは複数回の塗型操作が実施されて、通常
、模型３０の全面に所定厚さの塗型層３８が形成される
のである。

一方、本発明に従う消失鋳造手法に用いるために、上記
発泡樹脂模型３０の下部外フランジ部３４に対応する、
第４図に示される如き環状のサポートリング４０が、準
備され・る。このサポートリング４０は、発泡樹脂模型
３０の下部の外フランジ部３４を支持するに充分な剛性
を有するものであって、鋳造時に注湯される金属溶湯の
熱によって変形することのない、耐熱性を備えたもので
ある。このようなサポートリング４０は、後述するよう
に、発泡樹脂模型３０の下部の外フランジ部３４の下側
に配置されて、かかる外フランジ部３４の変形を阻止す
るように、該外フランジ部３４を支持するものであると
ころから、一般に、ががる外フランジ部３４の幅と同等
或いはそれ以上の幅において、且つ充分な剛性（強度）
を与える厚さにおいて、形成されることとなるが、通常
のマンホール枠を与える発泡樹脂模型にあっては、１０
〜１５ｍｍ程度の厚さにおいて、その目的を充分に達成
し得るところから、少なくともそのような厚さ以上の厚
さにおいて、サポートリング４ｏが形成される。

なお、かかるサポートリング４０は、上記の要求を満た
す限りにおいて、公知の各種の材料を用いて形成され得
るものであるが、一般に自硬性鋳物砂やシェルモールド
に用いられるシェル砂等を用いて成形することにより得
られ、またセラミックス等の耐火物を用いて形成するこ
とも出来る。

また、サポートリング４０の剛性をより高めるために、
その内部に芯材を埋入することも、有効な手段である。

本発明においては、上記のようにして準備された発泡樹
脂模型（３０）及びサポートリング（４０）を用いて、
消失鋳造手法により、目的とするマンホール枠を製造す
るものである。

すなわち、第５図に例示されているように、先ず、所定
の鋳枠４２内に鋳物砂を用いて床砂４４が充填せしめら
れる（ａ）。

次いで、第５図（ｂ）に示されるように、鋳枠４２内に
充填された床砂４４上に、平置き等の形態において、発
泡樹脂模型３０がサポートリング４０を介して載置され
る。このとき、発泡樹脂模型３０の下部の外フランジ部
３４の下面とサポートリング４０の上面とは、可及的に
密接するようにされ、また、それら下部外フランジ部３
４とサポートリング４０とが相互に位置固定となるよう
にして、載置されるのである。なお、発泡樹脂模型３０
の下部外フランジ部３４とサポートリング４０との間の
密着固定は、第６図に示されるように、テーピング６０
等の適当な固定手段を用いて行なうことが望ましく、こ
れにより、加振操作が加えられても、それらの間の有効
な固定された位置関係が維持される。また、発泡樹脂模
型３０の筒壁部内側には、注湯時の湯道を形成するため
に、発泡樹脂模型３０と同様な発泡樹脂材料からなるゲ
ート４６が配置されている。かかるゲート４６は、下部
において十字状に形成されており、該十字状部の先端が
、それぞれ、発泡樹脂模型３０の下部外フランジ部３４
が設けられている部位に相当する内面に当接せしめられ
ることにより、後述の如く、発泡樹脂模型３０への注湯
が良好に行なわれ得るのである。

そして、このように、発泡樹脂模型３０を、サポートリ
ング４０を介して、床砂４４上に載置せしめて、かかる
発泡樹脂模型３０の下部外フランジ部３４の変形を阻止
するようにした状態下において、鋳枠４２内に更に鋳物
砂４８が供給され、そして従来と同様にして、加振機を
用いて加振し、砂を流動状態にして充填密度を高めて模
型３０を安定化するようにして、鋳物砂４８の充填を行
ない、第５図（ｃ）に示されるように、発泡樹脂模型３
０を埋没させた鋳造鋳型５４が造型されるのである。

このようにして、目的とする鋳造鋳型５４を造型するこ
とにより、埋没された発泡樹脂模型３゜の下部に対して
、特に下部外フランジ部３４に対して上方の砂の重み（
砂圧）が加わっても、かかる下部外フランジ部３４の下
方には、サポートリング４０が存在して、それがパック
サンドの役目を果たし、該下部外フランジ部３４を支持
しているところから、たとえサポートリング４０の下方
に充填不良が惹起されても、かかる下部外フランジ部３
４の変形が良好に回避され得ることとなるのである。

そして、かくして得られた鋳造鋳型５４には、第５図（
ｄ）に示されるように、鋳鉄溶湯の如き金属溶湯５０が
取鍋５２等から、鋳造鋳型５４の上面に露出されたゲー
ト４６部分に形成された湯口に注湯せしめられることに
より、かかる溶湯５０の熱によってゲート４６、更には
発泡樹脂模型３０を消失させ、そこに生じる空洞部に該
溶湯５０を満たして、目的とするマンホール枠の鋳造が
行なわれるのである。なお、そのような溶湯５０の注湯
に際して、鋳造鋳型５４は、従来と同様に、減圧源に接
続されて、鋳型内で注湯時に発生するガスの吸引、除去
等のために減圧作用状態下に保持されることとなる。

その後、このようにしてマンホール枠が鋳造された鋳型
５４からは、従来と同様にして、鋳物製品（マンホール
枠）が取り出され、そしてそれに対して鋳仕上げが施さ
れることとなるが、本発明に従って得られるマンホール
枠は、その下部の外フランジ部の変形が有利に抑制乃至
は阻止されて、その寸法精度が高められているところか
ら、その仕上げ加工も簡単に済ませることが可能となる
のである。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、得ら
れるマンホール枠の変形、即ちその下部に位置する外フ
ランジ部の変形が良好に抑制乃至は阻止され得て、その
寸法精度が高められ得るものであるところから、消失鋳
造手法によるマンホール枠の実用的な製造方法が、ここ
に、確立されたのであり、また消失鋳造法の特徴を最大
限に活かしつつ、複雑な形態のマンホール枠を有利に製
造し得ることとなったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マンホール蓋装置の施工状態を示す縦断面説
明図であり、第２図＜ａ）は、マンホール枠を与える発
泡樹脂模型を埋没してなる鋳型における砂の充填状態を
説明するための要部拡大部分図であり、第２図（ｂ）は
、従来の消失鋳造法によって鋳造されたマンホール枠の
下部の外フランジ部の変形形態を示すための拡大断面部
分図である。第３図は、本発明において準備される発泡
樹脂模型の一例を示すものであって、（ａ）は、発泡成
形された模型の縦断面説明図、（ｂ）は、そのような模
型に塗型が施されてなる状態を示す図、（Ｃ）は、（ｂ
）におけるＡ部分の拡大説明図である。第４図は、本発
明において準備されるサポートリングの一例を示す斜視
図である。第５図は、本発明に従う鋳型の造型工程と鋳
造工程の一例を示す工程図であって、（ａ）は、床砂充
填状態を示す断面説明図、（ｂ）は、発泡樹脂模型及び
サポートリングの配置状態を示す断面説明図、（ｃ）は
、発泡樹脂模型を埋没させてなる鋳造鋳型を示す断面説
明図、（ｄ）は、かかる鋳造鋳型に対して金属溶湯を注
湯した状態を示す断面説明図である。第６図は、発泡樹
脂模型の下部の外フランジ部に対するサポートリングの
望ましい固定形態を示す部分拡大断面説明図である。 ２：マンホール　　　　４：マンホール蓋６：マンホー
ル枠　　　８：下部外フランジ部３０：発泡樹脂模型 ３４：下部外フランジ部 ４０：サポートリング ４４：床砂 ４８：鋳物砂 ５４：鋳造鋳型 ３２：筒壁部 ３８：塗型層 ４２：鋳枠 ４６：ゲート ５０：金属溶湯 ６０：テーピング

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マンホールの開口部を開閉するためのマンホール蓋が嵌
   合せしめられる円筒状の筒壁部と、該筒壁部の下部から
   径方向外方に延び出す下部外フランジ部とを備えた、マ
   ンホールの開口部に設置されるマンホール枠を、消失鋳
   造法によって製造する方法にして、 該マンホール枠の形状に対応して円筒状の筒壁部と下部
   外フランジ部とを有し、鋳造時に消失して、該マンホー
   ル枠を与える、塗型された発泡樹脂膜型を準備する工程
   と、 該発泡樹脂模型の下部外フランジ部を支持するに充分な
   剛性を有する耐熱性のサポートリングを準備する工程と
   、 前記発泡樹脂模型を所定の鋳枠内に収容し、該発泡樹脂
   模型の前記下部外フランジ部の下側に前記サポートリン
   グを配置して、該下部外フランジ部の変形を阻止するよ
   うにした状態下において、鋳物砂の充填を行ない、該発
   泡樹脂模型を埋没させた鋳造鋳型を造型する工程と、 かかる造型して得られた鋳造鋳型に所定の金属溶湯を注
   湯して、その熱により前記発泡樹脂模型を消失させ、生
   じる空洞部に該溶湯を満たして、目的とするマンホール
   枠を鋳造せしめる工程とを、含むことを特徴とする消失
   鋳造法によるマンホール枠の製造方法。