(57)【要約】  必要な剛性を備えている軽量金型を実現する。最初に、消失性の材料塊を切削して消失模型の原型を製造する。その原型は、複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造と、その網目構造に固定されることによって相対的位置関係が固定されている複数個のブロック部を備えている。次に、原型を形成している少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分を除去して筒部材に置換する。次に、筒部材に置換された消失模型を用いてフルモールド鋳造法を実施する。金型に必要な成形面等が形成されているブロック部同士の位置関係が３次元の網目構造で固定され、必要な剛性が確保される。３次元の網目構造を用いるので金型が軽量化される。筒部材に置換するので、フルモールド鋳造法の実施時に発生するガス量が抑制され、鋳造品質の低下が防止される。
2012101827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の製造方法であり、
消失性の材料塊を切削することによって、複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造と、３次元の網目構造に固定されることによって相対的位置関係が固定されている複数個のブロック部を備えている消失模型の原型を製造する段階と、
消失模型の原型の少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分を除去し、除去した部分を筒部材に置換する段階と、
筒部材に置換した消失模型を用いてフルモールド鋳造法を実施する段階と、
を備えている金型の製造方法。
【請求項２】
フルモールド鋳造法に用いる消失模型の製造方法であり、
消失性の材料塊を切削することによって、複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造を製造する段階と、
少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分を除去し、除去した部分を筒部材に置換する段階を備えている消失模型の製造方法。
【請求項３】
フルモールド鋳造法に用いる消失模型であり、
消失性の材料で形成されている複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造を備えており、
少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分が筒部材で形成されていることを特長とする消失模型。
【請求項４】
前記筒部材が消失性の材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の消失模型。
【請求項５】
前記筒部材が非消失性の材料で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の消失模型。
【請求項６】
複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造を備えている鋳造品であり、
少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分の外面が筒部材で形成されており、その筒部材の内部に鋳造金属が充填されている複合鋳造品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルモールド鋳造法に用いる消失模型と、その消失模型の製造方法と、その消失模型を用いて金型を製造する方法と、その消失模型を用いて鋳造した鋳造品等に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製品を製造する一つの方法に、フルモールド鋳造法が知られている。フルモールド鋳造法では、製造する金属製品と同一形状を備えている模型を用意する。その模型は、溶融金属に接すると消失する材料で形成しておく。その消失模型を砂型内に埋め込んでおいて砂型内に溶融金属を注ぎ込むと、模型が消失して溶融金属に置き換わる。溶融金属の冷却後に砂型を破壊すると、模型と同一形状の鋳造品が得られる。【０００３】
フルモールド鋳造法は、複雑な形状を持つ金属製品を製造する優れた方法であるが、消失模型の周囲に砂型を形成する粉末材料を充填する作業が困難であるという問題を抱えている。通常の金型は複雑な形状を備えており、複雑な形状に形成されている消失模型を砂型内に埋め込む作業をすると、消失模型の周囲に空洞（砂型を形成する粉末材料が充填されない空間）が形成されやすい。良好な砂型を形成するには、やりづらい作業を長時間に亘って継続する必要がある。【０００４】
通常の金型は金属塊を切削加工して製造されており、ワークに接する成形面や、相手側の金型と接触して相手側の金型との位置関係を調整する位置調整面等を備えている。成形面や位置調整面の裏面に存在している金属塊は、成形面を提供し、位置調整面を提供し、成形面と位置調整面の相対的位置関係を固定する役割を果たしている。ここで、成形面と位置調整面の相対的位置関係を固定する部分は金属塊でなくてもよい。【０００５】
特許文献１に、板状の下型の下面を下フレームで補強し、板状の上型の上面を上フレームで補強したプレス型が開示されている。ここで用いる下フレームと上フレームは、複数本の棒状部材を備えているとともに棒状部材の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造を備えているといえる。金属塊に代えて、３次元の網目構造を利用することで、金型として利用可能な製品を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３２３４００号公報
【０００７】
金属塊の一部を３次元の網目構造に置換した金型であれば、消失模型の周囲に粉末材料を充填して砂型を形成する作業が簡単化される。一部を３次元の網目構造に置換した金型であれば、フルモールド鋳造法で製造しやすい。また一部を３次元の網目構造に置換した金型は、軽量であり、必要な剛性に調整しやすく、必要な放熱特性に調整しやすいという長所も備えている。本発明者らは、通常なら金属塊である部分を３次元の網目構造に置換した金型の持つ長所と、その金型とフルモールド鋳造法との相性の良さを見出し、フルモールド鋳造法によって一部を３次元の網目構造に置換した金型を製造する技術を研究している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
その研究の結果、砂型に埋め込まれた消失模型の棒状部が溶融金属の熱で消失する際に発生するガスが、棒状部が消失することで形成された砂型内の空間に溶融金属が侵入することを妨害することがあることを見出した。それによって鋳造品の品質が低下する場合があることを見出した。本発明では、消失模型の棒状部に溶融金属が確実に侵入、消失模型の棒状部が鋳造金属に確実に置き換わる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、金型の製造方法に具現化できる。金型の製造方法に具現化した場合は、消失性の材料塊を切削することによって消失模型の原型を製造する段階を実施する。その段階で製造される原型は、複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造と、その３次元の網目構造に固定されることによって相対的位置関係が固定されている複数個のブロック部を備えている。金型の製造方法に具現化した場合は、消失模型の原型を製造した後に、原型が備えている棒状部の内の少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分を除去し、除去した部分を筒部材に置換する段階と、筒部材に置換された消失模型を用いてフルモールド鋳造法を実施する段階とを備えている。【００１０】
上記の金型製造方法では、全部の棒状部を筒部材に置換してもよいが、溶融金属が流れにくい部分を選択して置換してもよい。例えば断面積が細い棒状部を選んで筒部材に置換する、あるいは、溶融金属の注入口から離れているために溶融金属が流動しづらい棒状部を選んで筒部材に置換するといった態様で実施することができる。
また、ここでいうフルモールド鋳造法は、溶融金属によって砂型内の模型が消失するもの限定されず、溶融金属の注入に先立って砂型内で模型が消失するものであってもよい。
ここでいう３次元の網目構造の典型例には、トラス構造、ラーメン構造、あるいはトラスとラーメンが混在した構造が挙げられる。３次元のフレームワーク構造（骨組み構造、framework structure）」といってもよい。【００１１】
上記の金型製造方法は優れた特徴を備えている。
（１）材料塊を切削することによって消失模型の原型を製造するので、消失模型の原型の形状精度が高い。
（２）３次元の網目構造を構成する全部の棒状部が揃っている消失模型の原型を製造するので、消失模型の原型の形状精度が高い。
（３）少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分が筒部材に置換された消失模型を用いてフルモールド鋳造法を実施するので、筒部材に置換された部分で発生するガス量が抑制され、ガスによって溶融金属の流動が阻止される現象を抑制する。
（４）３次元の網目構造を利用するので、軽量でありながら必要な剛性に調整された金型を製造することができる。【００１２】
本発明は、フルモールド鋳造法に用いる消失模型の製造方法に具現化することもできる。消失模型の製造方法に具現化した場合は、消失性の材料塊を切削することによって、複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造を製造する段階と、少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分を除去し、除去した部分を筒部材に置換する段階を備えている。【００１３】
上記で製造される消失模型は、金型の形状を備えている場合に特に有効であるが、それに限られない。フルモールド鋳造法で、治具、定盤、ワーク載置台等を製造する場合に用いる消失模型であってもよい。網目構造だけで必要な機能を達成できる場合には、ブロック部が存在しない消失模型も有効である。【００１４】
本発明は、フルモールド鋳造法に用いる新規な消失模型自体をも提供する。この新規な消失模型は、消失性の材料で形成されている複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造を備えており、少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分が筒部材で形成されている。この消失模型は、全ての棒状部を備えている消失模型の原型を作成しておいてから一部の棒状部の一部分を筒部材に置換して製造したものであってもよいし、筒部材に置換する棒状部をもともと除去しておいた消失模型の原型を作成してから筒部材を追加して製造したものであってよい。あるいは、複数本の棒状部材と、棒状部材の端部同士を連結する連結部材を組み合わせて製造した模型であってもよい。後者の場合、好くなくとも一部分に筒部材を利用することで、少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分が筒部材で形成されている消失模型を得ることができる。【００１５】
前記筒部材は、消失性の材料で形成されていてもよいし、非消失性の材料で形成されていてもよい。消失性の材料で形成されている場合には、筒部材が消失するフルモールド鋳造法が実施される。筒部材が消失するフルモールド鋳造法には、筒部材が消失して溶融金属に置換する場合と、筒部材が炭化して砂型とともに破壊されるものの、消失後も固体であって溶融金属に置換しない場合が含まれる。【００１６】
非消失性の材料で筒部材が形成されている場合、フルモールド鋳造法の実施後も残存する筒部材の内側に溶融金属が侵入して凝固した鋳造品が製造される。すなわち、複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造を備えている鋳造品であり、少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分の外面が筒部材で形成されており、その筒部材の内部に鋳造金属が充填されている複合鋳造品が得られる。非消失性の筒部材を備えている消失模型を用いたフルモールド鋳造法で鋳造される鋳造品は、溶融金属が凝固した鋳造金属と、鋳造する前から存在していた筒部材とが複合したものである。それをここでは複合鋳造品という。【００１７】
フルモールド鋳造法で複合鋳造品を得るための消失模型は、全ての棒状部を備えている消失模型の原型を作成しておいてから一部の棒状部の一部分を筒部材に置換して製造したものであってもよいし、筒部材に置換する棒状部をもともと除去しておいた消失模型の原型を作成してから筒部材を追加して製造したものであってもよい。また、消失性の材料塊を切削して製造した原型から製造した模型であってもよいし、複数本の棒状部材と、棒状部材の端部同士を連結する連結部材を組み合わせて製造した模型であってもよい。後者の場合、好くなくとも一部に非消失性の筒部材を利用することで、少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分の外面が筒部材で形成されており、その筒部材の内部に鋳造金属が充填されている複合鋳造品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】フルモールド鋳造法で利用する消失模型の一部を分解して斜視した図。
【図２】図１の消失模型の一部の拡大斜視図を示す。
【図３】フルモールド鋳造法で製造された３次元の網目構造を備えている金型をプレス機にセットした状態を示す。
【図４】消失模型の棒状部の一部分を除去して筒部材に置換する作業の様子を示す。
【図５】消失模型の棒状部の一部分を除去して筒部材に置換した後の様子を示す。
【図６】消失模型に筒部材をはめ込む作業の様子を示す。
【図７】消失模型に第２実施例の筒部材をはめ込む作業の様子を示す。
【図８】消失模型に第２実施例の筒部材をはめ込んだ後の様子を示す。
【図９】消失模型に第３実施例の筒部材をはめ込む作業の様子を示す。
【図１０】消失模型に第４実施例の筒部材をはめ込む作業の様子を示す。
【図１１】消失模型に第５実施例の筒部材をはめ込む作業の様子を示す。
【図１２】消失模型に第６実施例の筒部材をはめ込む作業の様子を示す。
【図１３】図１２の変形例を示す。
【図１４】図４〜図６の変形例を示す。
【図１５】金型の製造方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、一部が３次元の網目構造６で形成されている消失模型２の一部の分解斜視図を示している。図１では、３次元の網目構造６からブロック４ａ、４ｂが離脱した様子を示しているが、実際には、ブロック４ａ、４ｂは３次元の網目構造６に固定されており、ブロック４ａとブロック４ｂの相対的位置関係は、３次元の網目構造６によって一定の位置関係に固定されている。
【００２０】
消失模型２は、発泡スチロールの塊を切削加工して製造したものである。エンドミルを回転させるとともに、ワークとエンドミルの相対的位置関係を指令された位置関係に調整する工作機を用いることによって、発泡スチロールの塊から消失模型２を削りだすことができる。
【００２１】
３次元の網目構造６は、複数本の棒状部６ａで形成されており、棒状部６ａの端部同士が連結されており、その連結点が３次元空間内で分布している。図２は、３次元の網目構造６の一部を拡大して示す斜視図であり、基本的には、ｘ方向に伸びている４本の棒状部１２，１４，１６，１８と、ｙ方向に伸びている４本の棒状部２０，２２，２４，２６と、ｚ方向に伸びている４本の棒状部２８，３０，３２，３４で構成される１２本の棒状部を単位にして形成されている。１２本の棒状部は、直方体の稜線を形成する。直方体を構成する６面の各々において、対角線を結ぶ１本の棒状部が配置されている。図２の場合、底面に棒状部３６が配置され、４つの側面に棒状部３８，４０，４２，４４が配置され、上面に棒状部４６が配置されている。棒状部１２〜４６は、トラス構造を構成している。
【００２２】
実際の網目構造６は、図２に示す単位構造が規則的に繰り返されているのではなく、図１または図３に示すように、一部の棒状部が除去されていたり、一部の棒状部が付加されていたりことがある。３次元の網目構造６は、ラーメン構造、あるいはトラスとラーメンが混在した構造であってもよい。棒状部の長さは一様であってもよいが、場所によって変化していてもよい。なお、棒状部は必ずしも直線状でなくてもよく、曲線状であることもある。
【００２３】
図１に示すように、棒状部の端部同士が連結する位置の一部には、連結部６ｂが形成されている。図１の場合、６ｂ１から６ｂ６までの６個の連結部が形成されている。本明細書では、添え字付きの記号６ｂ１、６ｂ２等で示される部材に共通する説明をする場合には添え字を省略する。
図１の網目構造６は、発泡スチロールの塊を切削加工して製造したものであり、棒状部材を連結して製造したものでない。連結部材を用いないでも、棒状部の端部同士が連結している構造を提供することができる。図１の連結部６ｂは、ブロック４ａと網目構造６を連結する部位と、ブロック４ｂと網目構造６を連結する部位を選択して形成されている。その他の部位では、棒状部の端部同士が直接的に連結しており、連結部は形成されていない。なお、網目構造６とブロック４ａ，４ｂが、連結部６ｂを介さないで固定されていてもよい。網目構造６を形成する棒状部６ａとブロック４ａ，４ｂが、直接的に連続している構造としてもよい。本明細書では、棒状部と棒状部材を区別する。棒状部は、大きな物体の一部であって棒の形状をしている部分をいう。棒状部材とは、棒の形状をしている独立した部材をいう。連結部と連結部材、ブロック部とブロック部材、筒部と筒部材等も同様であり、例えば筒部材は、筒形状をしている独立した部材をいう。
【００２４】
ブロック４ａは、連結部６ｂ１，６ｂ２等を介して網目構造６に固定されている。ブロック４ａにはガイドピン８が固定されている。ブロック４ｂは、連結部６ｂ３，６ｂ４，６ｂ５，６ｂ６を介して網目構造６に固定されている。ブロック４ｂには加工面１０が形成されている。実際には、図示されていないブロック４ｃ（図３参照）も、網目構造６に固定されている。
【００２５】
発泡スチロールの塊を切削加工して消失模型２が形成される。すなわち、発泡スチロールの塊を切削加工して、複数本の棒状部６ａと複数個の連結部６ｂ１〜６ｂ６等を有する網目構造６と、その網目構造６に固定されているブロック部４ａ，４ｂを備えている消失模型２が形成される。その消失模型２を用いてフルモールド鋳造法を実施すると消失模型２と同一形状の鋳造品が得られる。本実施例では、その鋳造品をプレス型３に用いる。
【００２６】
図３は、フルモールド鋳造法で鋳造したプレス型３をプレス機７８のボルスタ７０に固定し、同じくフルモールド鋳造法で鋳造したプレス型５３をプレス機７８のスライダ７２に固定した様子を示している。なお、図示の７４はプレス機７８の支柱であり、７６はプレス機７８のアクチュエータである。アクチュエータ７６が作動すると、支柱７４に沿ってスライダ７２が下降する。その際に、プレス型３のガイドピン８がプレス型５３の位置決め穴８ａに挿入され、プレス型５３のガイドピン５８がプレス型３の位置決め穴５８ａに挿入され、プレス型３とプレス型５３の相対的位置関係が所定の位置関係に位置決めされる。図１のブロック部４ａ、ガイドピン８、ブロック部４ｂ、加工面１０等は、消失模型２の一部であり、発泡スチロールで形成されている。それに対して、図３のブロック部４ａ、ガイドピン８、ブロック部４ｂ、加工面１０等は、プレス型３の一部であり、鋳造金属で形成されている。便宜的に同一記号を用いているけれども、本来は異なる部材である。形状が同一であることを示すために、便宜的に同一記号を用いる。
【００２７】
プレス金型３では、ブロック部４ａ，４ｃに対してブロック部４ｂが網目構造６によって固定されている。同様に、プレス金型５３では、ブロック部５４ａ，５４ｃに対してブロック部５４ｂが網目構造５６によって固定されている。ブロック部４ａとブロック部５４ａが所定の位置関係に位置決めされ、ブロック部４ｃとブロック部５４ｃが所定の位置関係に位置決めされれば、ブロック部４ｂとブロック部５４ｂも所定の位置関係に位置決めされる。この結果、プレス金型３の加工面１０とプレス金型５３の加工面６０も所定の位置関係に位置決めされる。スライダ７２が下降すると、ワークＷはプレス金型３の加工面１０とプレス金型５３の加工面６０の間に挟まれ、所定の形状にプレス加工される。
上記実施例では、加工面１０が一つのブロック部４ｂによって提供されているが、加工面１０が複数個のブロック部に分割されていてもよい。同様に加工面６０が複数個のブロック部に分割されていてもよい。プレス機械によっては、プレス型３とは別の部材に、ガイドピンや位置決め穴が形成されていることがある。この場合には、網目構造６にブロック部４ａ，４ｃが固定されないことになる。加工面を提供する複数個のブロック部のみが網目構造６に固定されていることもある。
【００２８】
プレス金型３では、位置決めのためのブロック部４ａ，４ｃと、加工のためのブロック部４ｂが３次元の網目構造６で固定された構造を備えている。ブロック同士の位置関係を固定する部分が金属塊でなく３次元の網目構造６で実現されているために、プレス金型３は軽量である。また、ブロック同士の位置関係が３次元の網目構造６で規定されているために、ブロック同士を適度な剛性で接続することができる。例えばブロック間の剛性を、ブロック部４ａとブロック部５４ａが所定の位置関係に位置決めされ、ブロック部４ｃとブロック部５４ｃが所定の位置関係に位置決めされれば、ブロック部４ｂとブロック部５４ｂも所定の位置関係に位置決めされる程度の硬くするとともに、ブロック部４ｂとブロック部５４ｂが微妙に傾いているためにブロック部４ｂの加工面１０とブロック部５４ｂの加工面６０の局所的範囲がワークを強く押すような場合には、ブロック部４ｂの加工面１０とブロック部５４ｂの加工面６０がワークを均一に押圧するようにブロック部４ｂとブロック部５４ｂが相対的に回転する程度に柔軟な剛性にすることができる。
【００２９】
ブロック部４ａ，４ｂ，４ｃと、網目構造６で構成されている消失模型２は、砂型に埋設しやすく、周囲に空間が残りにくい。フルモールド鋳造法と相性がよい。比較的容易に実施できる短時間作業で、消失模型２の周囲の砂込め作業をおえることができ、消失模型２の周囲に均一な密度で隙間なく粉末を充填した良質な砂型を得ることができる。複数のブロック部と３次元の網目構造で構成されている消失模型を用いて実施するフルモールド鋳造法の詳細と利点は、特願２０１０−１１２５３３号の明細書と図面に記載されており、重複記載は省略する。
【００３０】
一部が網目構造６で形成されている消失模型２を利用してフルモールド鋳造法を実施すると、棒状部の断面が狭くて溶融金属が流動しづらい部位、あるいは、溶融金属の注入箇所から離れているために溶融金属が流動しづらい部位において、鋳造品質が低下する問題が発生する場合がある。本実施例では、溶融金属が流動しづらい部位において鋳造品質が低下する問題を解消する。
【００３１】
図４は、消失模型２を利用してフルモールド鋳造法を実施すると、棒状部１２において鋳造品質が低下する場合の対策を示している。研究の結果、発泡スチロールで形成されている棒状部１２（発泡スチロールの塊から切削加工して製造するので芯に至るまで発泡スチロールが充填されている）が消失するときに発生するガスが溶融金属の流動を阻止するように作用し、それが鋳造品質を低下させることを見出した。ガスの発生量を抑制できれば、鋳造品質の低下を阻止できることを見出した。
【００３２】
そこで、鋳造品質が低下する棒状部１２では、発泡スチロールで形成されている棒状部１２の中間部１２ｃを切断して消失模型２から除去する。除去した中間部１２ｃに代えて筒部材９０を嵌めこむ。図４の場合、棒状部１２の両端部では部分１２ａと１２ｂが残存するように中間部１２ｃを除去し、残存部１２ａと１２ｂを利用して筒部材９０を固定する。図６は、残存部１２ａと１２ｂを利用して筒部材９０を固定する作業中の断面を示している。３次元の網目構造６は高い剛性を備えており、鋳造金属に置き換えればプレス型に利用できるような高剛性を発揮するが、消失模型の段階では発泡スチロールで形成されており、所定の範囲内では撓ませることができる。その撓みと、当初形状に復帰する弾性力を利用することによって、残存部１２ａと１２ｂを利用して筒部材９０を固定することができる。図６では、３次元の網目構造６を構成しているとともに、筒部材９０に置換する棒状部１２の両端に接続されている棒状部２８，３４を撓ませた様子を示しており、図５は、残存部１２ａと１２ｂを利用して筒部材９０を固定した様子を示している。図５の位置関係で残存部１２ａと筒部材９０を接着し、残存部１２ｂと筒部材９０を接着する。
図１４は、図６の変形例を示している。残存部１２ａと１２ｂに段差を設け、その段差を利用して筒部材１０２の挿入深さを規制するようにしてもよい。
【００３３】
図７は、筒部材９２に置換する第２実施例を示している。この実施例では、筒部材９２を残存部１２ｂに深く差し込み、その後に残存部１２ａの側にスライドさせて残存部１２ａと１２ｂの両者間に筒部材９０を差し渡す。図８の位置関係で、残存部１２ａと筒部材９２を接着し、残存部１２ｂと筒部材９２を接着する。
【００３４】
図９は、筒部材９４に置換する第３実施例を図示している。この実施例では、両サイドに２分割した半割状の筒部材９４ａと９４ｂを接着して残存部１２ａと１２ｂを利用して筒部材９４を固定する。
【００３５】
図１０は、残存部１２ａに取り付ける筒部材９６ａと、残存部１２ｂに取り付ける筒部材９６ｂの境界面を斜めに切断した場合を図示している。この場合、棒状部２８と３４をわずかに撓ませるだけで、残存部１２ａと１２ｂを利用して筒部材９６を固定することができる。
【００３６】
図１１は、小径の筒部材９８ａと大径の筒部材９８ｂをスライド可能とした筒部材９８で、残存部１２ａと１２ｂの間に筒部材９８を固定する構造を示している。
【００３７】
図１２は、筒部材９９ａの両端部に発泡スチロール製のキャップ９９ｂ，９９ｃを挿入し、キャップ９９ｂの先端面を残存部１２ａに先端面に接着し、キャップ９９ｃの先端面を残存部１２ｂに先端面に接着した例を示している。発泡スチロール製のキャップ９９ｂ，９９ｃの挿入深さを調整することで、残存部１２ａの先端面と残存部１２ｂの先端面の間の間隔に一致させることができる。
図１３は、変形例を示している。発泡スチロール製のキャップ１００ｂ，１００ｃに段差を設け、発泡スチロール製のキャップ１００ｂ，１００ｃの挿入深さを一定値に規制するようにしてもよい。
本実施例では、キャップ９９ｂ，９９ｃ，１００ｂ，１００ｃを発泡スチロールで製造したが、鋳造時に消失する材質であればよく、発泡スチロールに限定されるものでない。
【００３８】
図１５は、金型３の製造方法を示している。ステップＳ２では、図１と図２に示す消失模型の原型２を作成する。ステップＳ４では、図４に示すように、原型２を形成する複数本の棒状部のうちの少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分を除去する。なお、ステップＳ４で一部の棒状部の一部分を除去したあとの形状を備えている原型２を、ステップＳ２で作成してもよい。その場合はステップＳ４を省略することができる。ステップＳ２で、全部の棒上部を備えている消失模型の原型２を作成し、それから一部の棒状部の一部分を除去する方法をとると、形状精度の高い消失模型の原型２を得てから加工することができる。除去したあとの形状を備えている原型２をステップＳ２で作成すれば、除去する作業を不要化できる。ステップＳ６では、除去した棒状部に代えて筒部材を嵌め込んで固定する。ステップＳ８では、棒状部を筒部材に置換した消失模型を用いてフルモールド鋳造法を実施する。
ステップＳ６で完成する消失模型を直接的に製造しても、複合鋳造品を得ることができる。棒状部材と連結部材を組み合わせて消失模型を製造する際に、フルモールド鋳造法の実施後も残したい棒状部には金属製の筒を用い、フルモールド鋳造法の実施後には残したくない棒状部には発泡スチロールないし紙でできた筒部材を用いれば、金属製の筒の内部の鋳造金属が充填されている複合鋳造品を製造することができる。
【００３９】
本実施例では、図４以降に示されている筒部材９０，９２，９４，９６，９８，９９，１００，１０２を紙パイプで形成している。紙パイプに置換した消失模型を用いてフルモールド鋳造法を実施すると、溶融金属の熱によって紙パイプが炭化し、砂型から鋳造品を取出す際に、炭化した紙パイプが除去される。紙に代えて、発泡スチロールで筒部材９０，９２，９４，９６，９８，９９，１００，１０２を形成してもよい。いずれの場合も、筒部材の芯に近い部分は中空となっており、消失してガスを発生することがない。フルモールド鋳造法の実施時に発生するガス量が抑制され、ガスによって鋳造品質が低下することを防止できる。
【００４０】
消失する筒部材に代えて、消失しない筒部材を用いてもよい。例えば、プレス金型用の鋼で作られている筒部材を用いてもよい。この場合、フルモールド鋳造法を実施した後も筒部材が残存し、その内部に鋳造金属が充填されて凝固した複合鋳造品が得られる。部位ないし場所によって材質を代えた複合鋳造品を得ることもできる。また、この場合、消失しない筒部材に置換した部位では消失ガスが発生せず、筒部材の内部を溶融金属がスムースに通過する。鋳造品質が低下する部位を消失しない筒部材に置換すると、鋳造品質の低下を効果的に防止できる。
【００４１】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４２】
２：消失模型
４：ブロック部
６：３次元の網目構造
６ａ：棒状部
６ｂ：連結部
８：ガイドピン
１０：加工面
９０，９２，９４，９４，９８，９９，１００，１０２：筒部材
【図１】
2012101827.tif 000003
【図２】
2012101827.tif 000004
【図３】
2012101827.tif 000005
【図４】
2012101827.tif 000006
【図５】
2012101827.tif 000007
【図６】
2012101827.tif 000008
【図７】
2012101827.tif 000009
【図８】
2012101827.tif 000010
【図９】
2012101827.tif 000011
【図１０】
2012101827.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2012101827.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成25年8月20日(2013.8.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
複数本の棒状部を備えているとともに棒状部の端部同士を連結している連結点が３次元空間内で分布している３次元の網目構造を備えている複合鋳造品であり、
少なくとも一部の棒状部の少なくとも一部分の外面が鋳造前に成型済みの非消失性筒部材で形成されており、その筒部材の内部に鋳造金属が充填されている複合鋳造品。
【国際調査報告】
2012101827.tif 000018
2012101827.tif 000019