(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に微細な凹凸模様を有する造形物を鋳造するための鋳型を製造する方法であって、
a) 前記造形物の表面を複数の面に分割して、各面に位置する凹凸模様のデータである分割文様データを、前記複数の面のそれぞれについて作製する分割文様データ作製工程と、
b) 前記分割文様データに基づいて金属板の表面に凹凸模様をエッチングにより形成することで、前記複数の面のそれぞれに対応する金属型を作製する金属型作製工程と、
c) 前記複数の面のそれぞれについて、樹脂の表面に前記金属型の表面形状を写し取ることにより、前記面に対応する可撓性の模様シートを作製する模様シート作製工程と、
d) 前記造形物の外形を模した粗原型を作製する粗原型作製工程と、
e) 前記複数の面に対応する複数の模様シートを前記粗原型の表面に貼り付けることで原型を作製する原型作製工程と、
f) 前記原型を用いて鋳型を作製する鋳型作製工程と、
を有することを特徴とする鋳型の製造方法。
【請求項２】
前記鋳型作製工程が、
前記原型を型取りすることで、該原型の反転形状から成る凹部を備えた反転型を作製する工程と、
前記反転型を型取りすることで、前記原型と同形状の凸部を備えた量産用型を作製する工程と、
前記量産用型に鋳型造型用の材料を流し込んで鋳型を作製する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の鋳型の製造方法。
【請求項３】
表面に微細な凹凸模様を有する造形物を鋳造するための鋳型を製造する方法であって、
a) 金属板の表面に凹凸模様をエッチングにより形成することで金属型を作製する金属型作製工程と、
b) 樹脂の表面に前記金属型の表面形状を写し取ることにより可撓性の模様シートを作製する模様シート作製工程と、
c) 前記造形物の外形を模した粗原型を作製する粗原型作製工程と、
d) 前記模様シートを前記粗原型の表面に貼り付けることで原型を作製する原型作製工程と、
e) 前記原型を用いて鋳型を作製する鋳型作製工程と、
を有し、
前記鋳型作製工程が、
前記原型を型取りすることで、該原型の反転形状から成る凹部を備えた反転型を作製する工程と、
前記反転型を型取りすることで、前記原型と同形状の凸部を備えた量産用型を作製する工程と、
前記量産用型に鋳型造型用の材料を流し込んで鋳型を作製する工程と、
を含むことを特徴とする鋳型の製造方法。
【請求項４】
前記模様シート作製工程が、
前記金属型の表面形状をシリコーンゴムに転写する工程と、
前記シリコーンゴムに転写された表面形状を前記樹脂に転写する工程と、
を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋳型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ものづくり体験による教育効果が注目されており、その一環として学校の課外授業や博物館等の施設での公開講座において鋳造の体験学習が行われることがある。例えば、特許文献１では、こうした教育目的の金属鋳造や、美術用又は小ロット生産用の金属鋳造に関する技術として、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することにより小型の金属製の造形物を鋳造することが提案されている。このとき、金属はその融点（錫では２３２℃）以上に加熱される。
【０００３】
しかし、こうした金属鋳造では、液状になった非常に高温の金属を取り扱うため、児童や生徒、博物館等に来館した大人など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、特許文献１に記載の鋳型は１つのゴムから成る開放型であるため、造形物の片面にしか凹凸形状を制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、造形物の両面を制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したりすることがある。
【０００４】
そこで、本出願人は、特許文献２において、２つ以上のゴム製の外型から成り、該外型を組み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鋳造体験学習用ゴム製鋳型を提案している。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している。
【０００５】
前記の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。そのため、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したりする等のトラブル発生を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平9-47839号公報
【特許文献２】登実3145951号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のようなゴム製の鋳型を作製する際には、まず、造形物と同一形状の模型を作製し、その後、該模型を原型として造形物と凹凸が反転した形状を有する鋳型を造形する。例えば、実在の銅鏡や銅鐸を縮小したスケールモデル（ミニチュア）を鋳造しようとする場合、まず、該スケールモデルの概略形状を石膏等の造型材料で形成し、続いて、該造型材料の表面を工具等を用いて彫刻することで、銅鏡や銅鐸の表面の文様を表す凹凸を形成する。そして、以上で得られた造型材料製の模型（原型）の形状をゴムに写し取ることによって鋳型を作製する。
【０００８】
このように、従来の鋳造体験学習用ゴム製鋳型においては、鋳型造型用の原型の表面に手作業で凹凸を彫刻していた。そのため、細かい模様等を形成することが難しく、銅鏡や銅鐸のミニチュアのような微細な凹凸模様を有する造形物を鋳造することは困難であった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、微細な凹凸模様を有する造形物を鋳造可能な鋳型の製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】
【００１０】
上記課題を解決するために成された本発明に係る鋳型の製造方法は、
表面に微細な凹凸模様を有する造形物を鋳造するための鋳型を製造する方法であって、
a) 金属板の表面に凹凸模様をエッチングにより形成することで金属型を作製する金属型作製工程と、
b) 樹脂の表面に前記金属型の表面形状を写し取ることにより可撓性の模様シートを作製する模様シート作製工程と、
c) 前記造形物の外形を模した粗原型を作製する粗原型作製工程と、
d) 前記模様シートを前記粗原型の表面に貼り付けることで原型を作製する原型作製工程と、
e) 前記原型を用いて鋳型を作製する鋳型作製工程と、
を有することを特徴としている。
【００１１】
上記本発明に係る鋳型の製造方法によれば、エッチングを利用して凹凸模様を形成するため、従来のように原型に模様を直接手彫りする場合に比べて、微細な凹凸を容易に形成することができる。ただし、エッチングでは金属板表面に対する加工が行われるが、金属板は自由な形状に曲げることが困難である。そのため、エッチングを施した金属板（すなわち前記金属型）を、そのままで立体的な原型とすることはできない。そこで、本発明では金属型の表面の凹凸形状を写し取った可撓性の模様シートを作製し、これを立体的に作製した粗原型（模様の無い原型）の表面に貼り付けることにより、微細な凹凸模様を有する立体的な原型の作製を可能としている。なお、粗原型は一般的な造型材料（例えば、エポキシパテやスチロール樹脂等）によって作製することができる。
【００１２】
本発明に係る鋳型製造方法では、前記金属型作製工程において金属板の表面に造形物の凹凸模様の凹部と凸部を逆にした形状をエッチングにより形成し、前記模様シート作製工程において該金属型の表面形状を前記模様シートに直接転写することにより、該模様シートの表面に造形物と同一の凹凸模様を形成することが考えられる。しかしながら、複雑な凹凸模様を形成する場合、金属型から模様シートをはがす際に、模様シートを構成する樹脂の一部が金属型に付着して剥離・脱落するおそれがある。
【００１３】
そこで、本発明に係る鋳型の製造方法は、
前記模様シート作製工程が、
前記金属型の表面形状をシリコーンゴムに転写する工程と、
前記シリコーンゴムに転写された表面形状を前記樹脂に転写する工程と、
を含むものとすることが望ましい。
【００１４】
このように、金属型の表面形状を一旦離型性の高いシリコーンゴムに転写し、該シリコーンゴムに転写された凹凸を更に樹脂から成る模様シートに転写する構成とすることにより、上記のような模様シートの表面の剥離や脱落を防ぐことができる。なお、この場合、前記金属板には造形物と同一の凹凸模様（すなわち凹部と凸部を反転させていないもの）をエッチングにより形成する。
【００１５】
また、上記の鋳型作製工程では、原型作製工程で作製された鋳型を直接型取りして鋳型を作製してもよいが、前記原型を用いて鋳型を繰り返し作製すると原型の表面に貼付された模様シートが剥がれるなどして原型が破損するおそれがある。
【００１６】
そこで、本発明に係る鋳型の製造方法は、
前記鋳型作製工程が、
前記原型を型取りすることで、該原型の反転形状から成る凹部を備えた反転型を作製する工程と、
前記反転型を型取りすることで、前記原型と同形状の凸部を有する量産用型を作製する工程と、
前記量産用型に鋳型造型用の材料を流し込んで鋳型を作製する工程と、
を含むものとすることが望ましい。
【００１７】
このように、原型から反転型を経て量産用型を作製し、該量産用型を用いて鋳型を作製することで、原型を破損することなく鋳型を量産することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上の通り、本発明に係る鋳造用鋳型の製造方法によれば、微細な凹凸模様を有する造形物を鋳造可能な鋳型を容易に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例１に係るミニチュア銅鏡の文様データを示す図。
【図２】同実施例における原型の製造方法を示す模式図。
【図３】同実施例における原型の斜視図。
【図４】同実施例における反転型の製造方法を示す模式図。
【図５】同実施例における量産用型の製造方法を示す模式図。
【図６】同実施例における鋳型の外観を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図７】前記鋳型の内部形状を示す図であって、（ａ）は鏡面側鋳型の正面図、（ｂ）は鏡背面側鋳型の正面図である。
【図８】本発明の実施例２に係るミニチュア銅鐸の文様データを示す図。
【図９】同実施例における中子用の量産用型の製造方法を示す模式図。
【図１０】同実施例における鋳型の外観を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図１１】前記外型の内部形状を示す図であって、（ａ）は第１外型の正面図、（ｂ）は第２外型の正面図である。
【図１２】同実施例における中子を示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための形態について、実施例に基づいて説明を行う。
【実施例１】
【００２１】
本発明の一実施例として、実在の銅鏡を縮小したスケールモデル（以下、ミニチュア銅鏡）を鋳造するための鋳型の製造方法について図１〜図７を参照しつつ説明する。なお、ここでは前記ミニチュア銅鏡が本発明における造形物に相当する。また、以下では銅鏡の鏡となる面を鏡面、その逆側の面を鏡背面と呼ぶ。
【００２２】
（１）文様データの作製
実在の銅鏡の画像や実測図に基づいて、パソコンの画像描画ソフトウェア等を用いて前記銅鏡の鏡背面の凹凸模様を表した縮小図（図１）を作製する。該縮小図を以下、文様データと呼ぶ。このとき、作製しようとするミニチュア銅鏡の縮尺が小さく、実在の銅鏡の凹凸模様の全てを再現するのが困難な場合には、適宜、微細な線を省略して文様を簡略化する。
【００２３】
（２）金属型の作製
前記文様データに基づいてエッチング用の保護フィルム（エッチングマスク）１１を作製する。このとき、図１の文様データ中の白色の部分がマスクとなり、黒色の部分がマスクの無い部分（すなわちエッチングされる部分）となる。該保護フィルム１１を真鍮板１２に貼り付け（図２（ａ））、該保護フィルム１１で覆われていない部分を酸で腐食させることにより、前記真鍮板１２上に前記文様データと同一の凹凸模様を形成する（図２（ｂ））。この凹凸模様を有する真鍮板１２が本発明における金属型に相当する。
【００２４】
（３）シリコーンゴム型の作製
前記真鍮板１２上に、エッチングが施された領域を囲むようにして型枠１３を立て、該型枠１３内に液状のシリコーンゴム１４（例えば、モメンティブ・パフォーマンスマテリアルズ社製・ＴＳＥ３５０）を流し入れる（図２（ｃ））。シリコーンゴム１４を硬化させた後、型枠１３を取り除き、真鍮板１２からシリコーンゴム１４を剥がし取る。これにより、鋳造しようとするミニチュア銅鏡とは文様の凹凸が反転したシリコーンゴム型１４が作製できる。
【００２５】
（４）模様シートの作製
続いて、シリコーンゴム型１４の表面に液状のポリエステル樹脂１５を塗り込み、その表面に補強用の紙１６を載せてポリエステル樹脂１５を含浸・硬化させる（図２（ｄ））。その後、硬化したポリエステル樹脂１５を補強用の紙１６ごとシリコーンゴム型１４から剥がし取る（図２（ｅ））。これにより、造型しようとするミニチュア銅鏡と文様の凹凸が一致したポリエステル樹脂シート１７が作製できる。このポリエステル樹脂シート１７が本発明における模様シートに相当する。
【００２６】
（５）原型の作製
次に、ポリエステルパテ、エポキシパテ、スチロール樹脂板、ＡＢＳ樹脂板などの造型材料を用いて鋳造しようとするミニチュア銅鏡と同一の寸法及び外形を有する立体的な模型（本発明における粗原型に相当する）を作製する。このとき、鏡面及び鏡背面には文様は施さない。そして、この文様を有しない立体的模型の鏡背面に前記ポリエステル樹脂シート１７を貼り付けることにより、鋳造しようとするミニチュア銅鏡と同一の外形及び凹凸模様を有する原型を作製する。以上により作製された原型２０の一例を図３に示す。原型２０の周縁から延出している突起２１は、鋳型に金属を流し入れるための湯口を形成するためのものである。最後に市販の模型用サーフェーサーを吹きつけることにより、複数の素材から成る原型２０の表面の質感を整える。
【００２７】
以上で完成した原型２０から直接鋳型を製造することもできるが、原型２０を用いて鋳型の型取りを繰り返し行うと、原型２０の表面に貼付されたポリエステル樹脂シート１７が剥離するなどして原型２０が破損するおそれがある。そこで、鋳型を量産しようとする場合には、原型２０を型取りした反転型、及び前記反転型を型取りした量産用型を作製し、この量産用型を用いて鋳型を製造することが望ましい。前記反転型及び量産用型の作製手順について図４及び図５を参照しつつ説明する。
【００２８】
（６）反転型の作製
まず、原型２０の鏡面側を土粘土３１に埋め込む。このとき、原型２０を囲むようにＵ字型のアルミ棒１００を配置し、該アルミ棒１００の下半分を土粘土３１に埋設する。続いて、土粘土３１の上に型枠３２を立てて液状のシリコーンゴム３３（モメンティブ・パフォーマンスマテリアルズ社製・ＴＳＥ３５０）を流し入れる（図４（ａ））。このとき、上述の湯口となる突起２１の近傍には、細い棒状の部材（図示略）をその両端が原型２０の周縁と型枠３２の内面に接するように配置しておく。これは、鋳造時に鋳型内の空気を外部に逃がすための溝（後述する）を形成するためである。シリコーンゴム３３を硬化させた後、シリコーンゴム３３に原型２０を付けたままの状態で土粘土３１を取り外して原型２０及びシリコーンゴム３３の表面を清掃する。このとき、上記Ｕ字型のアルミ棒１００もシリコーンゴム３３から取り除く。こうすることにより、シリコーンゴム３３の表面にＵ字型の溝１０１が形成される。そして、シリコーンゴム３３の表面に離型剤を塗布した後、原型２０が付いた面を上に向けた状態でシリコーンゴム３３を台等の上に置く。シリコーンゴム３３を囲むように型枠３２を立て（図４（ｂ））、型枠３２内に液状のシリコーンゴム３４を流し込む（図４（ｃ））。シリコーンゴム３４を硬化させた後、原型２０の鏡背面側のシリコーンゴム３３と、鏡面側のシリコーンゴム３４をそれぞれ原型２０から取り外し、各シリコーンゴム３３、３４上の離型剤を取り除く。これにより、上面に原型２０の鏡背面側又は鏡面側の反転形状から成る凹部３５、３６を備えた一組のシリコーンゴム型３３、３４が完成する（図４（ｄ））。これらのシリコーンゴム型３３、３４が本発明における反転型に相当する。なお、上述したように、一方のシリコーンゴム型３３の表面には前記凹部３５を囲むようにＵ字型の溝１０１が形成され、これに対応して、他方のシリコーンゴム型３４の表面には前記凹部３６を囲むようにＵ字型の突起１０２が形成される。これらのＵ字型の溝１０１及び突起１０２が互いに嵌合することにより、２つのシリコーンゴム型３３、３４を合わせた際のズレが防止される。
【００２９】
（７）量産用型の作製
以上で作製された各シリコーンゴム型３３、３４の上面にエポキシ樹脂３７を塗布し、更に、補強のためのエポキシワーカブルレジン３８（日新レジン社製、Ｘ０８７１）を各シリコーンゴム型３３、３４の側面及び上面を覆うように盛りつける（図５（ａ））。エポキシ樹脂３７が硬化した後、各シリコーンゴム型３３、３４をエポキシ樹脂３７及びエポキシワーカブルレジン３８から取り除く（図５（ｂ））。これにより、上面に各シリコーンゴム型３３、３４の外形に対応した直方体状の凹部３９、４０を有し、該凹部３９、４０の底に銅鏡の鏡背面側又は鏡面側と同一形状から成る凸部４１、４２、及び前記凸部４１又は４２を囲むように設けられたＵ字型の突起１０３又は溝１０４を備えた一組の量産用型４３、４４が完成する。
【００３０】
（８）鋳型の作製
以上で作製された量産用型４３、４４の凹部３９、４０に離型剤を塗布し、耐熱シリコーンゴム（旭化成ワッカー社製、ＲＴＶゴム・エラストジールＭ４４７０）を流し込んで硬化させる。その後、前記耐熱シリコーンゴムを量産用型４３、４４型から取り外すことにより、一組の鋳型が完成する。
【００３１】
以上で作製された鋳型の一例を図６及び図７に示す。鋳型は、ミニチュア銅鏡の鏡面側を形成するための第１外型５１と、鏡背面を形成するための第２外型５２から成り、各外型５１、５２の背面に接する２枚の背面板５３及びそれらの周囲に嵌められた４本の輪ゴム５４と組み合わせて用いられる。輪ゴム５４は鋳型を型締めするものであり、背面板５３は輪ゴム５４による型締め力を鋳型全体に均等に伝えるためのものである。
【００３２】
第１外型５１の型面に設けられた凹部である鏡面部５５は、その底面が平坦となっている。第２外型５２の型面に設けられた凹部である鏡背面部５６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。各外型５１、５２の型面には、鏡面部５５及び鏡背面部５６に金属を流し入れるための湯口５７が設けられ、各湯口５７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５８が設けられている。更に、各外型５１、５２の型面には、これらの外型５１、５２を合わせた際のズレ防止するためのＵ字型の溝１０５又は突起１０６が鏡面部５５又は鏡背面部５６を囲むように形成されている。
【００３３】
該鋳型を用いて鋳造の体験学習を行う際は、まず、外型５１、５２の鏡面部５５及び鏡背面部５６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、各外型５１、５２の型面を合わせることにより、各外型５１、５２の間に銅鏡の反転形状を有するキャビティを形成する。続いて、各外型５１、５２の背面に背面板５３を当て、それらの周囲に４本の輪ゴム５４を嵌めて型締めする。
【００３４】
型締めされた鋳型を湯口５７が上方を向くようにして置き、その湯口５７から溶融した金属を流し込む。該金属には、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。こうした低融点合金は、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ることで溶融させることができる。
【００３５】
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５４を外し、外型５１、５２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、湯口５７に対応する部分をニッパ等で切り落とし、鏡面部５５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、ミニチュア銅鏡が完成する。
【実施例２】
【００３６】
続いて、本発明の第２の実施例として、実在の銅鐸を縮小したスケールモデル（以下、ミニチュア銅鐸）を鋳造するための鋳型の製造方法について説明する。ここでは前記ミニチュア銅鐸が本発明における造形物に相当する。なお、以下では銅鐸のひれ部の一方の面を第一面、他方の面を第二面と呼ぶ。また、同様にひれ部によって二分割される胴部の外周面の一方を第一面、他方を第二面と呼ぶ。
【００３７】
図８は、本実施例におけるミニチュア銅鐸の文様データである。銅鐸は、大きく分けて平板状のひれ部と中空の胴部から構成されている。そこで、本実施例では、ひれ部用の文様データ６１と胴部用の文様データ６２とを別個に作製する。なお、胴部用の文様データ６２は、胴部の曲面を展開した略扇形の形状となる。なお、図８ではひれ部用の文様データと胴部用の文様データを一つずつ示しているが、ひれ部と胴部がそれぞれ第一面と第二面とで異なる文様を有している場合には、ひれ部用の文様データと胴部用の文様データをそれぞれ二つずつ作製する。
【００３８】
上記の文様データに基づいて、真鍮板のエッチング（金属型作製工程）を行う。その後、該真鍮板の表面に形成された凹凸形状をシリコーンゴムに転写し、更に、該シリコーンゴムに転写された凹凸形状をポリエステル樹脂に転写する（模様シート作製工程）。これらの工程は実施例１と同様に行うことができる。以上により、造型しようとするミニチュア銅鐸のひれ部の第一面及び第二面、並びに胴部の第一面及び第二面とそれぞれ文様の凹凸が一致した４枚のポリエステル樹脂シート（模様シート）が作製される。
【００３９】
続いて、ポリエステルパテ、エポキシパテ、スチロール樹脂板、又はＡＢＳ樹脂板などの造型材料を用いて鋳造しようとするミニチュア銅鐸と同一の寸法及び外形を有する立体的な模型（本発明における粗原型に相当する）を作製する。このとき、胴部及びひれ部には文様を施さない。そして、この文様を有しない立体的模型のひれ部の第一面及び第二面、並びに胴部の第一面及び第二面に前記４枚のポリエステル樹脂シートを貼り付けることにより、鋳造しようとするミニチュア銅鐸と同一の外形及び凹凸模様を有する原型を作製する。最後に市販の模型用サーフェーサーを吹きつけることにより、複数の素材から成る原型の表面の質感を整える。
【００４０】
次に、前記の原型を用いて、鋳型を量産するための量産用型を作製する。本実施例では、鋳型としてミニチュア銅鐸の外形に対応した一対の外型に加え、該ミニチュア銅鐸の中空部を形成するための中子を作製する必要がある。
【００４１】
外型用の量産用型は実施例１と同様にして作製可能である。すなわち、原型の形状をまずシリコーンゴムに写し取ってシリコーンゴム型（すなわち反転型）を作製し、続いて、該シリコーンゴム型の形状をエポキシ樹脂に写し取ることにより外型用の量産用型を作製する。
【００４２】
以下、中子用の量産用型の作製方法について、図９を参照しつつ説明する。中子用の量産用型の作製には、前記外型用の量産用型の作製に使用したシリコーンゴム型（反転型）を利用する。以下、このシリコーンゴム型を量産用型作製用シリコーン外型７１と呼ぶ。
【００４３】
まず、前記量産用型作製用シリコーン外型７１の内部にシートワックス７２（均一な膜状に加工された柔軟性を有する蝋）を張り込む（図９（ａ））。該シートワックス７２を張り込んだ領域が、鋳造時に金属を流入させるための外型と中子の間の空間となる。張り込んだシートワックス７２には、型持たせを形成するための穴７３を、実在の銅鐸と同数設けておく。型持たせとは、中子の表面に形成される突起であり、これが鋳造時に外型の内面に接することにより金属を流し入れるための均一な厚さの空壁が形成される。上記の加工をした量産用型作製用シリコーン外型７１に離型剤（模型用サーフェーサー）を塗布した後、二枚の量産用型作製用シリコーン外型７１の型面を合わせ、輪ゴム（図示略）を掛けて互いに固定する。そして、この型の内部にシリコーンゴム７４ａ(モメンティブ・パフォーマンスマテリアルズ社製・ＴＳＥ３５０)を流し入れて硬化させる（図９（ｂ））。その後、シートワックス７２を取り除いて硬化したシリコーンゴム７４ａを取り出す。この硬化したシリコーンゴム７４ａを以下「量産用型作製用シリコーン中子７４ｂ」と呼ぶ。続いて、二枚の量産用型作製用シリコーン外型７１と量産用型作製用シリコーン中子７４ｂを組み合わせる（図９（ｃ））。両者の間の空壁部分となる所にエポキシ樹脂を塗り込み、硬化させた後に量産用型作製用シリコーン中子７４ｂを取り外す（図９（ｄ））。以上により形成されたエポキシ樹脂製の中子型７５と量産用型作製用シリコーン外型７１の２つを組み合わせたものが中子用の量産用型７６となる。
【００４４】
次に、上記の量産用型を用いた鋳型（外型と中子）の作製方法について説明する。まず、上述した外型用の量産用型（二枚）の上面に形成された凹部にそれぞれ耐熱シリコーンゴムを流し込んで硬化させることにより、一組の外型が完成する。更に、上記の中子用の量産用型７６（二枚）の型面を合わせて互いに固定し、その内部に上方から金属製の骨組みを差し入れた上でシリコーンゴムを流し込む。なお、骨組みは、中子の幅よりも長い棒状のアルミ材９２、鉄製の寸切りボルト９３、ナット９４、及びワッシャ９５から成り（図１２参照）、鋳造時に外型から中子を取り外す際の把手となる。なお、シリコーンゴムを量産用型７６に流し入れた際に骨組みが浮き上がるのを防止するため、該骨組みはゴムバンド等によって量産用型７６に固定することが望ましい。該シリコーンゴムが硬化した後、骨組みごと型から取り外すことにより中子が完成する。なお、中子はその表面から型持たせが突出した形状をしているため、引き裂き強度の劣るシリコーンゴムで中子を作製すると、鋳造後の銅鐸から中子を取り出す際に、中子の突起が千切れて無くなってしまうおそれがある。そのため、前記中子用の量産用型７６に流し込むシリコーンゴムとしては、引き裂き強度に優れた高強度シリコーンゴム（例えば、信越シリコーン社製RTVゴム・ＫＥ−１４１４）を使用する。
【００４５】
以上で作製された鋳型の一例を図１０〜図１２に示す。鋳型は、第１外型８１と、第２外型８２、及び中子９１から成り、中子９１は、第１外型８１と第２外型８２の接合面に形成されるキャビティの中に挿入される。本実施例に係る鋳型は、実施例１と同じく、各外型８１、８２の背面に接する２枚の背面板８３及びそれらの周囲に嵌められる４本の輪ゴム８４と組み合わせて用いられる。
【００４６】
各外型８１、８２の型面には、銅鐸の側面に対応する銅鐸側面部８５、８６が設けられている。また、各外型８１、８２の型面には、銅鐸側面部８５、８６に金属を流し入れるための湯口８７が設けられている。更に、各外型８１、８２の型面には、実施例１と同様に、前記外型８１、８２を合わせた際のズレ防止するためのＵ字型の溝１０７又は突起１０８が銅鐸側面部８５又は８６を囲むように形成されている。
【００４７】
図１２に、中子９１の正面図を示す。中子９１は、銅鐸内側の中空部に対応した形状を有している。中子９１の内部にはＵ字状に曲げられた寸切りボルト９３が埋め込まれており、該寸切りボルト９３の両端が中子９１の上面から突出している。更に、その寸切りボルトの突出部とナット９４により、中子９１の上面に棒状のアルミ材９２が固定されている。また、中子９１の周囲の面及び底面には、凸状の型持たせ９６が複数設けられている。本実施例では、型持たせ９６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。
【００４８】
本実施例の鋳型を用いて鋳造の体験学習を行う際は、まず、外型８１、８２の銅鐸側面部８５、８６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、各外型８１、８２の型面を合わせる。これにより、各外型８１、８２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８１、８２の背面に背面板８３を当て、それらの周囲に横方向に２本の輪ゴム８４を嵌める。
【００４９】
外型８１、８２の上部にある湯口８７から中子９１を挿入し、中子９１の型持たせ９６を第１外型８１及び第２外型８２外型に接触させる。これにより、型持たせ３５以外の部分では、中子９１と各外型８１、８２の間に隙間ができる。この状態で、外型８１、８２を挟んでいる背面板８３とアルミ材９２の周囲に縦方向に２本の輪ゴム８４を嵌め、中子９１を外型８１、８２に固定する。
【００５０】
以上のようにして組み立てられた鋳型を湯口８７が上方を向くようにして置き、その湯口８７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、輪ゴム８４を外して外型の接合面を開き、中子９１が入った状態の鋳物を取り出す。次に、取り出した鋳物から中子９１を引き抜く。仕上げ加工として、鋳物における湯口８７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、ミニチュア銅鐸が完成する。
【００５１】
以上、実施例を用いて本発明を実施するための形態について説明を行ったが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、適宜変更が許容されるものである。例えば、上記実施例では金属型に造形物の凹凸模様と同一の凹凸を形成し、それを一旦シリコーンゴムに転写し、更に該シリコーンゴムの凹凸をポリエステル樹脂膜に写し取ることで模様シートを作製するものとしたが、これに限らず、金属型に造形物の凹凸模様と反転した凹凸を形成し、該金属型の凹凸形状を直接ポリエステル樹脂膜に写し取ることで模様シートを作製するようにしてもよい。また、上記実施例では、原型を用いて量産用型を作製し、該量産用型を使って鋳型を作製するものとしたが、原型を使って直接鋳型を作製するようにしてもよい。  
【符号の説明】
【００５２】
１１…保護フィルム
１２…真鍮板
１４…シリコーンゴム、シリコーンゴム型
１５…ポリエステル樹脂
１６…紙
１７…ポリエステル樹脂シート
２０…原型
３１…土粘土
３３、３４…シリコーンゴム、シリコーンゴム型
３７…エポキシ樹脂
３８…エポキシワーカブルレジン
４３、４４…量産用型
５１、５２…外型
５３…背面板
５４…輪ゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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