JPH07112617B2 - 二層鋳物の鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、セラミックスのコアの周囲に金属層を設け
たゴルフクラブのような二層鋳物を製造するための二層
鋳物の鋳造方法に関する。

［従来の技術］ ゴルフパターとしてセラミックスを素材とするものが使
用されている。これは、成分を適宜に選択すれば金属に
比較して軽量でかつ弾性係数などを目的に応じた値に設
定できるという利点を有する。しかしながら、セラミッ
クスは金属に比べて脆く、表面の微小な割れが広がって
破断に至ることがあること、また、表面の装飾性が良く
ないなどの不具合があった。そこで、ヘッドをセラミッ
クスとし、その周囲に金属層を設けた二層鋳物としたも
のが考えられる。このような構造のものを鋳造するに
は、分割型の鋳型に中子を装着し、溶湯を注入して作っ
ていた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のような従来の技術においては、セ
ラミックスの中子を鋳型にその都度装着し、溶湯を注入
し、冷却固化させた後、鋳型を分割して鋳物を取り出す
という工程となり、細かい作業を時間を掛けて行う必要
があるので生産性が低いという課題があった。そこで、
生産性の高いロストワックス法を用いることが考えられ
るが、例えば、金属層が薄い場合や、溶湯の粘性が高い
場合には良好な鋳込みが行えず、良質な製品が得られな
いという難点があった。この発明は上記の事情に鑑みて
なされたものであって、セラミックスからなるコアの外
側に良好な金属層を形成することができ、したがって、
コアの位置や成形の精度を確保しかつ鋳造欠陥の少ない
製品を高い生産効率で製造することができる二層鋳物の
鋳造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この発明は、二層鋳物の外形を形作る母型の中に、コア
となる前記二層鋳物より小さい中子を装着し、前記母型
と該中子との間の空間部に溶融したワックスを注いで固
化させ、前記中子の外側にワックス層が形成された雄型
を作成し、ワックスからなるスプルーの周囲に複数の前
記雄型を湯道を介して接続し、その周囲に耐火物を付着
させて固化させた後ワックスを溶融除去して鋳型を作成
し、スプルーより溶湯を供給しかつ該鋳型を回転させて
遠心力により該溶湯を前記中子の周囲に注入して固化さ
せるようにしたものである。

［作用］ 母型は、鋳造すべき鋳物の反転形状となっており、通
常、分割可能となっている。コアの一部を延ばして突出
部とし、母型にはこの突出部を嵌入させる凹部を形成し
ておく。母型の凹部に中子の突出部を嵌入させて装着
し、ワックスを注入し固化させると、中子の外側にワッ
クス層が形成された雄型ができる。

予めワックスにより回転の中心軸の位置に沿ってスプル
ーを形成しておき、このスプルーの周りに雄型を周方向
に沿って複数配置し、やはりワックスで作った湯道で連
絡する。雄型を多数配置し、かつ遠心力の作用を強める
ためには、雄型の作る輪の径を大きくすればよく、その
場合には例えばリング状の湯溜めワックスで形成して設
け、その外側に雄型を配置すれば溶湯の流れが円滑にな
る。

以後は周知のロストワックス法により、周囲に耐火物を
付着させあるいは注入し、固化させた後、加熱もしくは
加熱及び加圧してワックスを除去すると、中子を含む耐
火物モールドが形成される。これに溶湯を注入し冷却固
化させると、中子を含む二層鋳物が鋳造される。中子の
突出部は鋳物を貫通して外部に突出しているので、これ
を切断し、さらに穿孔して除去し、その後の穴を溶接に
より埋めればよい。

また、中子に、予め母型の中に位置決めをすべき係止部
をワックスで形成しておき、母型に装着すれば突出部が
なく、溶接による穴埋めも不要となる。

［実施例］ 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。

第16図及び第17図はこの発明の一実施例として鋳造しよ
うとするゴルフパターを示すもので、ほぼ直方体状のヘ
ッド１と、このヘッド１の上部に取り付けられたシャフ
ト２から構成されている。ヘッド１は、セラミックスか
らなるコア３と、その外部を覆うシェル状の金属層４か
らなっている。

コア３であるセラミックスの素材は、シリカ、アルミ
ナ、ジルコン、ムライト、マグネシア、チタニア、ベリ
リア、フォルステライトなどから、密度及び融点を考慮
して適宜の設定値になるように混合比が決定されてい
る。

金属層４の素材は、引張強度や耐摩耗性などの機械的性
質、耐食性、めっきや塗装など表面処理のしやすさ、密
度その他の特性を考慮して選定されている。

以下、第１図ないし第９図を参照して、ゴルフパターを
鋳造する方法を説明する。

まず、ゴルフパターのヘッド１の部分の外形を形作る母
型５を金属など耐用性の高い素材で作る。この母型５は
被成形体を取り出すのに便利なように分割可能とされ、
図示する例は、２つの分割型5a,5bから構成されてい
る。この母型５の底部にはコア３となる中子3aを固定す
るための凹所６が形成されている。

中子3aはセラミックスを素材として予めヘッド１の外形
より一回り小さい相似形状に形成され、上面にはシャフ
ト挿通用の孔を形成するための凸部７が形成され、下面
には上記凹所６に嵌入される突起８が形成されている。

この中子3aを母型５に装入し、突起７を鋳型５の底部の
凹所６に嵌入させて固定し、母型５の上部に穴明きの固
定具９を装着して中子3aの上部を固定する。（周知のロ
ストワックス法の如く、固定具９を使用せずに金型５で
突起７を直接位置決めするようにしてもよい。）次に、
母型５の上部より溶融したワックスＷを注入し（第１図
参照）、冷却して固化した後、母型５を分割して取り出
し、雄型10とする（第２図参照）。一方、予めワックス
で第３図に示す棒状のスプルー11を形成しておき、この
スプルー11の周囲に雄型10をやはりワックスからなる湯
道12を介して接続し、クリスマスツリー状構造体13とす
る。このクリスマスツリー状構造体13を粘性スラリーの
中に浸漬させ、引き上げた後、これに耐火物の粉末をま
ぶして付着させ、乾燥して固化させ（第４図参照）、加
熱してワックスを溶融し流出させる。これにより、スプ
ルー11の周囲にクリスマスツリー状に湯道12が形成さ
れ、この湯道12の先端に中子3aを保持する雌型14が形成
された鋳型15ができる。この鋳型15をスプルー11の軸線
を回転軸として回転させながら、溶湯Ｍをスプルー上端
の注入口16より注ぐ（第５図参照）。溶湯Ｍは、スプル
ー11及び湯道12を介して雌型14へ注入されるが、スプル
ー11中の溶湯Ｍが遠心力を受けるので、雌型14のキャビ
ティの隙間が小さい場合でも溶湯Ｍが早期に均一に雌型
14内に流入する。従って、鋳造された製品の内部あるい
は表面に欠陥が残ることがなく、また、表面に細かい凹
凸などを付した機能性及び装飾性の高い製品を鋳造する
ことが可能となる。溶湯Ｍが固化した後、鋳型15を破壊
して除去し、湯道12との接続部（ゲート）を切断し、中
子3aの凸部７及び突起８の部分をドリルなどで除去する
（第６図ないし第８図参照）。凸部７を除去した後の空
所にはシャフト２を挿入して溶接などによって固定し、
突起８を除去した後に空所を溶接によって埋める（第９
図参照）。金属層４の外面を仕上げ加工し、研摩あるい
は塗装などによって表面仕上げを行って製品とする。

この例のゴルフパターは全体が金属からなるものに比べ
て、比重が小さく扱いやすい。また、中空のものに比べ
て共振が起きにくいので、パッティングのタッチが良
く、安定性がある。

上記の実施例においては、中子3aが母型に装着した状態
で上下で固定されており、正確に位置決めされているの
で、鋳造されたときに中子3aの位置が一定でばらつきが
なく、安定した品質の製品が得られる。また、個々の製
品の寸法精度を維持しながらも、多数の製品を一度に鋳
造することが可能であり、生産効率が高い。

第10図ないし第15図はこの発明の他の実施例を示すもの
で、いずれも、クリスマスツリー状構造体を示す図であ
る。

第10図及び第11図に示すクリスマスツリー状構造体13a
は、スプルー11に直交する枝部17が放射状に（図では４
本のものが上下に２段）延びており、この枝部に湯道
（図示略）を介して複数の雄型10が取り付けられた構成
となっている。このような構成においては、枝部17を介
して多数の雄型10が取り付けられるので、生産の効率が
高い。

第12図ないし第15図に示す例は、スプルー11に直交して
延びる枝部17の先端にさらにリング状の湯溜め18が形成
されているもので、第12図及び第13図のクリスマスツリ
ー状構造体13bはこの湯溜め18の上面に、第14図及び第1
5図のクリスマスツリー状構造体13cは湯溜め18の外周面
にそれぞれ複数の雄型10が周方向に等間隔に取り付けら
れている。これらの例においては、一度に多数の製品の
鋳造ができるだけでなく、遠心力が大きく作用するの
で、雌型14へ溶湯Ｍを送り込む力が強く、より精密な鋳
造が可能となるとともに、均一な製品ができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明は、二層鋳物の外形を型
作る母型の中に、コアとなる前記二層鋳物より小さい中
子を装着し、前記母型と該中子との間の空間部に溶融し
たワックスを注いで固化させ、前記中子の外側にワック
ス層が形成された雄型を作成し、ワックスからなるスプ
ルーの周囲に複数の前記雄型を湯道を介して接続し、そ
の周囲に耐火物を付着させて固化させた後ワックスを溶
融除去して鋳型を作成し、スプルーより溶湯を供給しか
つ該鋳型を回転させて遠心力により該溶湯を前記中子の
周囲に注入して固化させるようにしたものであるから、
セラミックスの中子とその外側の金属層とからなる二層
鋳物をコアの位置や成形の精度を確保しかつ鋳造欠陥を
少なくして高い生産効率をもって接続することができる
とともに、金属層が薄い場合、あるいは精密性や装飾性
を要求される場合にも良好な品質の製品を提供すること
ができるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第９図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図はワックスを注入する工程を示す断面図、第
２図は雄型の断面図、第３図はスプルーに雄型を装着す
る過程を示す図、第４図は鋳型を形成する過程を示す断
面図、第５図は鋳型に溶湯を注入する状態を示す断面
図、第６図は鋳造品の断面図、第７図はないし第９図は
鋳造品を製品に加工する工程を示す断面図、第10図ない
し第15図は他の実施例のクリスマスツリー状構造体を示
す図、第16図及び第17図は鋳造した例のゴルフパターを
示す図である。 ３……コア、3a……中子、４……金属層、５……母型、
10……雄型、11……スプルー、14……雌型、Ｗ……ワッ
クス、Ｍ……溶湯。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−31629（ＪＰ，Ａ) 特公 昭52−17496（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミックスからなるコアと、このコアの
   外側を覆う金属層からなる二層鋳物を鋳造する方法であ
   って、 前記二層鋳物の外形を形作る母型の中に、コアとなる前
   記二層鋳物より小さい中子を装着し、前記母型と該中子
   との間の空間部に溶融したワックスを注いで固化させ、
   前記中子の外側にワックス層が形成された雄型を作成
   し、 ワックスからなるスプルーの周囲に複数の前記雄型を湯
   道を介して接続し、その周囲に耐火物を付着させて固化
   させた後ワックスを溶融除去して鋳型を作成し、 スプルーより溶湯を供給しかつ該鋳型を回転させて遠心
   力により該溶湯を前記中子の周囲に注入して固化させる
   ことを特徴とする二層鋳物の鋳造方法。