(57)【要約】  【課題】  雄型と雌型とを一体に形成した加熱調理容器用鋳型を提供する。  【解決手段】  鋳造フライパンを成型するための砂型１００は、厚みのある板状の基体部１１０の上面１１１に、フライパンの外面側の形状を形成するための雌型部１３０と、底面１１６に、フライパンの内面側の形状を形成するための雄型部１５０とを有している。砂型１００を２つ使用すればフライパンを成型することが可能となる。この砂型１００を成型するための金型は１種類作成すれば足り、従来のように、雄型用と雌型用の２種類を作成した場合と比べ、生産コストを削減することができる。また、雄型と雌型とを一体に形成したので、複数のフライパンを同時に成型しようと複数の砂型１００を並べた場合に、省スペースで配置できるため、同時に成型可能なフライパンの数を増やすことができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳鉄製の加熱調理容器を成型するために、熱硬化剤が混合またはコーティングされた砂を焼き固めて形成した加熱調理容器用鋳型であって、
前記加熱調理容器の内面の形状を成型するための雄型部と、
前記加熱調理容器の外面の形状を成型するための雌型部と、
厚みのある板状の一方の面に前記雄型部が形成され、他方の面に前記雌型部が形成された基体部と、
前記基体部の他方の面に溝設され、前記基体部の端辺から前記雌型部へと熔湯を案内するための案内溝と
を備えたことを特徴とする加熱調理容器用鋳型。
【請求項２】
前記基体部は、その内部が中空状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の加熱調理容器用鋳型。
【請求項３】
前記基体部は、少なくともその側面のうちのいずれか一つの面に、開口部を備えたことを特徴とする請求項２に記載の加熱調理容器用鋳型。
【請求項４】
前記案内溝は、前記雌型部と接合された部位近傍に、前記雌型部へ注入される熔湯を溜めるために、他の部位より深く形成された熔湯溜まり部を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の加熱調理容器用鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鉄製の加熱調理容器を成型するための加熱調理容器用鋳型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フライパン、鍋、やかん等の加熱調理容器は、一般に、鉄、アルミニウム、ステンレス等の板材よりプレス加工によって成形されている。こうしたプレス成形による加熱調理容器は厚めの金属板から成形することが難しく、調理時に食材によって部分的に冷やされると、食材全体への均一な加熱を行いにくい。
【０００３】
そこで、鋳鉄製の加熱調理容器が注目されている。鋳造製の加熱調理容器は厚手に成型することができるため、保熱性に優れ、調理時に食材への均一な加熱を行うことができる。また、厚手であるがゆえに重く扱いにくいという問題があるが、これに対し、ダクタイル鋳鉄を用い、薄さ（軽さ）と保熱性を両立させた加熱調理容器が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−１９００２１号公報
【０００４】
このようなダクタイル鋳鉄製の加熱調理容器は、シェル鋳型を構成する雄型と雌型とを対合し、その間に熔湯を流し込んで冷却して固めることによって、成型物として完成される。シェル鋳型は、例えばレジン等の熱硬化剤が混合あるいはコーティングされた砂を所定の形状に成形し、焼き固めることによって造型されるものであり、加熱調理容器の成型後はシェル鋳型をハンマ等で破壊することで、容易に成型物を取り出すことができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした使い捨てのシェル鋳型は加熱調理容器を１つ成型するごとに２つ造型する必要があるため金型を利用して成型されるが、その金型は、シェル鋳型の雄型と雌型のそれぞれに個別に作成する必要があり、生産コストがかかるという問題があった。また、加熱用調理容器の成型後の破壊を容易とするために、シェル鋳型はもともと脆く、成型時の強度を保つためには、雄型と雌型とのそれぞれに厚みが必要となる。このため、シェル鋳型全体が大きく構成され、限られたスペースで複数の鋳型を並べて複数の加熱調理容器を同時に成型することができる数には制限があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、雄型と雌型とを一体に形成した加熱調理容器用鋳型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の加熱調理容器用鋳型は、鋳鉄製の加熱調理容器を成型するために、熱硬化剤が混合またはコーティングされた砂を焼き固めて形成した加熱調理容器用鋳型であって、前記加熱調理容器の内面の形状を成型するための雄型部と、前記加熱調理容器の外面の形状を成型するための雌型部と、厚みのある板状の一方の面に前記雄型部が形成され、他方の面に前記雌型部が形成された基体部と、前記基体部の他方の面に溝設され、前記基体部の端辺から前記雌型部へと熔湯を案内するための案内溝とを備えている。
【０００８】
また、請求項２に係る発明の加熱調理容器用鋳型は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記基体部は、その内部が中空状に構成されている。
【０００９】
また、請求項３に係る発明の加熱調理容器用鋳型は、請求項２に記載の発明の構成に加え、前記基体部は、少なくともその側面のうちのいずれか一つの面に、開口部を備えている。
【００１０】
また、請求項４に係る発明の加熱調理容器用鋳型は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記案内溝は、前記雌型部と接合された部位近傍に、前記雌型部へ注入される熔湯を溜めるために、他の部位より深く形成された熔湯溜まり部を備えている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明の加熱調理容器用鋳型では、基体部の両面にそれぞれ、雄型部と雌型部とを形成した。これにより、加熱調理容器用鋳型を成型するための金型を雄型と雌型とのそれぞれを個別に作成しなくともよく、生産コストを低減することができる。また、雄型と雌型とを一体に形成したので、複数の加熱調理容器を同時に成型する場合に、複数の加熱調理容器用鋳型を並べても省スペースで配置できるため、同時に成型可能な加熱調理容器の数を増やすことができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明の加熱調理容器用鋳型では、請求項１に係る発明の効果に加え、加熱調理容器用鋳型の基体部の内部を中空状に構成した。加熱調理容器用鋳型は砂を焼き固めて作成した、いわゆるシェル鋳型であるので、成形時に発生するガスを、砂の目を介して基体部の内部に逃がすことができる。これにより、成型される加熱調理容器の内部にガスが残ったりすることがなく、加熱調理容器の肉厚を薄くした場合にもその強度を十分に維持することができる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明の加熱調理容器用鋳型では、請求項２に係る発明の効果に加え、基体部の側面に開口部を設けた。シェル鋳型からなる加熱調理容器用鋳型を造型する際に基体部内部に残る硬化しなかった砂を開口部より取り出すことができ、容易に、基体部の内部を中空状に構成することができる。また、加熱調理容器を成型する際に、基体部の内部に逃げたガスを大気中に放出することができ、基体部内部の圧力が短時間の内に高まって鋳型に歪みや変形等を生じさせるといった虞を未然に防止することができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明の加熱調理容器用鋳型では、請求項１乃至３のいずれかに係る発明の効果に加え、加熱調理容器を成型する部分へ熔湯を案内する案内溝に、熔湯溜まり部を形成した。これにより、熔湯を流し込む際に、熔湯は、熔湯溜まり部に一旦溜められてから加熱調理容器を成型する部分へと充填される。このため、熔湯の充填時の勢いが低減されるので、成型される加熱調理容器に部分的な密度勾配が生じることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した加熱調理容器用鋳型の一実施の形態について、図面を参照して説明する。その前に、図１を参照して、本実施の形態の加熱調理容器用鋳型で成型される加熱調理容器の一例として、フライパン１について説明する。図１は、フライパン１の底面図である。
【００１６】
図１に示すように、フライパン１は、直径略１８ｃｍの底部２と、この底部２の外周部に沿ってやや外向きに立設される胴部３と、柄部４と、底部２に放射状に設けられたリブ２１とから構成され、これらはダクタイル鋳鉄により一体に鋳造される。
【００１７】
ダクタイル鋳鉄（球状黒鉛鋳鉄）は、通常ネズミ銑組成（炭素３．２〜４．０％、珪素１．５〜２．５％）の基礎金属を溶解炉に導入し、熔湯に脱硫処理やマグネシウム導入による黒鉛の球状化処理を施した後、鋳込みを行って形成されるものである。ダクタイル鋳鉄の組織には球状黒鉛がまんべんなく全体に広がっているため、通常の鉄鋳物に比べ、熱伝導が均一になり、むらなく高温になる。フライパン１は、このような特徴をもったダクタイル鋳鉄製であり、投入された食材に均等に焦げ目がつく。また、ダクタイル鋳鉄の熱伝導率は、アルミニウムは鉄の場合よりも低いため、食材の投入によりフライパンの熱が下がりにくく、より早く食材の中心に熱を通すことができる。
【００１８】
フライパン１は、底部２と胴部３の肉厚が１．５ｍｍに形成されている。フライパン１は、ダクタイル鋳鉄を用いたことにより、炭素の結晶部分を発端とする脆性破壊が発生しにくく強固である。このため、従来の肉厚が３〜４ｍｍの鋳鉄製のフライパンと比べ、肉厚を薄くすることができ、重量を軽くして日常の料理に扱いやすくしている。胴部３の一端からは柄部４が延設され、その端部に孔４１が孔設されている。
【００１９】
フライパン１の底部２に設けられたリブ２１は、底部２の中央部２２から周縁部２３に向かって放射状に形成されており、本実施の形態では１６本のリブ２１が形成されている。調理時に熱せられたフライパン１の底部２は、その肉厚の薄さゆえに加熱膨張して熱変形しやすいが、このリブ２１により、熱変形を防止することができる。なお、リブ２１の本数についてはこの数に限定されるものではなく、中央部２２から周縁部２３まで連続していなくともよい。また、その形態も放射線状に限られるものではない。
【００２０】
このような構成のフライパン１を成型するための鋳型は、本実施の形態では、例えばレジンなどの熱硬化剤が混合またはコーティングされた砂を焼き固めて形成される、いわゆるシェル鋳型を利用している。以下、本実施の形態の加熱調理容器用鋳型の一例としての砂型１００について、図２〜図８を参照して説明する。図２は、砂型１００の斜視図である。図３は、砂型１００の平面図である。図４は、砂型１００の底面図である。図５は、砂型１００の正面図である。図６は、砂型１００の背面図である。図７は、砂型１００の右側面図である。図８は、砂型１００の左側面図である。なお、以下の図面において、＋Ｘ方向，−Ｘ方向，＋Ｙ方向，−Ｙ方向，＋Ｚ方向，−Ｚ方向を、それぞれ、砂型１００の右手方向，左手方向，上方向，下方向，後方向，前方向とする。
【００２１】
図２に示すように、砂型１００は、平面視、略長方形状で（図３参照）、やや厚みを有する平板状に形成された基体部１１０の上面１１１側に、フライパン１の外面側の形状を形成するための雌型部１３０と、底面側に、フライパン１の内面側の形状を形成するための雄型部１５０（図４参照）とがそれぞれ形成されている。また、基体部１１０の上面１１１には、基体部１１０の背面１１３側に凹設されたフライパン１の底部２，胴部３を形成する雌型部１３０の凹部１３１，１３２に向かって前面１１２より溝設された、フライパン１の成型材料としての熔湯を案内するための案内溝１７０が形成されている。
【００２２】
図３に示すように、砂型１００の基体部１１０の上面１１１に形成された雌型部１３０には、フライパン１の底部２，胴部３，柄部４のそれぞれの外面側の形状を形成するための凹部１３１，１３２，１３３が、互いに連続する凹部として形成されている。凹部１３１，１３２は、基体部１１０の後方側にて上面１１１より掘り下げられた状態で形成されている。凹部１３１には、フライパン１のリブ２１を形成するための１６本の溝部１３４が、放射状に溝設されている。また、図５〜図８に示すように、上面１１１上には凹部１３２から基体部１１０の前方に向かって上方向に傾斜する丘状の凸部１３５が突設されており、図３に示すように、凹部１３３はその凸部１３５の中央に形成されている。この凹部１３３には、柄部４の先端部（胴部３に接続する側とは反対側の端部）にて孔４１（図１参照）を形成するための凸部１３６が形成されている。そして、凹部１３１，１３２の四隅には、２つの砂型１００を、一方の上面１１１と他方の底面１１６とで重ね合わせたときに、両者の位置決めを行うための４つの位置決め孔１２０が凹設されている。
【００２３】
また、砂型１００の基体部１１０の上面１１１には、前面１１２側から凹部１３２へ向かう案内溝１７０が溝設されている。基体部１１０の前面１１２には、案内溝１７０に接続し、熔湯を注ぎ込むための注湯口１７１が、切欠状に形成されている。案内溝１７０は注湯口１７１と凹部１３２とを接続しており、凹部１３２に接続する部分において、溝の深さが一段深くなった熔湯溜まり部１７２が設けられている。図２に示すように、熔湯溜まり部１７２は凹部１３２側に壁面１７３を有し、この壁面１７３の最上端が基体部１１０の上面１１１より若干低い位置にあるため、壁面１７３を乗り越えた熔湯が凹部１３２へ流れ込むことができるようになっている。
【００２４】
次に、図４に示すように、基体部１１０の底面１１６に形成された雄型部１５０には、フライパン１の底部２，胴部３，柄部４のそれぞれの内面側の形状を形成するための凸部１５１，１５２，１５３が形成されている。凸部１５１，１５２は、底面１１６の後方側にて底面１１６より盛り上がり状に形成されている。凸部１５３は、雌型部１３０に設けられた凸部１３５が係合する凹部１５５の中央に形成されている。この凸部１５３には、孔４１（図１参照）を形成するため、さらに突設された凸部１５６が、雌型部１３０の凸部１３６に対応する位置に形成されている。そして、凸部１５１，１５２の四隅には、２つの砂型１００を、一方の上面１１１と他方の底面１１６とで重ね合わせたときに、両者の位置決めを行うため、上面１１１の位置決め孔１２０のそれぞれと係合する４つの位置決め突起１２１が突設されている。
【００２５】
図２，図５に示すように、基体部１１０の前面１１２には開口部１１８が設けられており、基体部１１０の内部には空洞が設けられている。砂型１００は、どの表面部分も所定の厚みを有しており、特に肉厚となる部分がないように形成される。このため、フライパン１の成型後に破壊される際の破壊容易性を有する。
【００２６】
このような構成の砂型１００は、砂型１００を製造するための金型（図示外）を用いて成型される。砂型１００の金型内にレジンなどの熱硬化性の樹脂を混合あるいはコーティングした砂を加圧充填する。そして、この金型をバーナー等で熱すると、金型表面から伝導された熱によって熱硬化剤が硬化し、砂粒同士が接着される。所定期間の加熱を行った後に金型を冷却し、硬化しなかった砂を基体部１１０の前面１１２の開口部１１８より排出することで、基体部１１０が中空状に構成された砂型１００が完成する。
【００２７】
そして、フライパン１を製造する際には、図９に示すように、複数の砂型１００を、基体部１１０の厚み方向に重ねる。このとき、一の砂型１００の基体部１１０の上面１１１と、二の砂型１００の基体部１１０の底面１１６とを対合させ、それぞれの位置決め孔１２０と位置決め突起１２１とを係合させることで、両者の位置合わせを行う。両者が重ね合わされると、互いの上面１１１と底面１１６とは密着し、両者間にはフライパン１の形状をした空間と、案内溝１７０によって形成される空間とが構成される。
【００２８】
砂型１００の重ね方向両端に露出される雌型部１３０および雄型部１５０は、フライパン１の成型に使用しなくてもよいが、使用する場合には、図９に示すように、雌型部１３０および案内溝１７０が形成されたダミー型１８０と、雄型部１５０が形成されたダミー型１８１とを作成し、重ね方向両端に配置させるとよい。そして、このように重ね合わせた砂型１００同士の密着性を高めるためには、重ね方向両端から押板１８５で押さえるとよい。こうして複数の砂型１００を重ね合わせ、注湯口１７１を上方に向け、その注湯口１７１に加熱溶解したダクタイル鋳鉄を流し込むことで、案内溝１７０を介して雌型部１３０と雄型部１５０との間に熔湯が充填される。
【００２９】
このとき、案内溝１７０に案内される熔湯は、一旦、熔湯溜まり部１７２に溜められるため、流路方向への勢いが阻害される。その後、壁面１７３を乗り越えて、フライパン１の成型部分である凹部１３２と凸部１５２との間へ充填される。熔湯はフライパン１の成型部分へはゆっくりと広がるように充填されるため、成型されるフライパン１の部分的な密度勾配が生じることが防止されている。そして熔湯は、凹部１３２と凸部１５２との間から、これに接続された凹部１３１と凸部１５１との間や凹部１３３と凸部１５３との間に広がるようにして充填される。
【００３０】
砂型１００には熱硬化剤が混合されているため、溶解され高温となったダクタイル鋳鉄に熱せられてガスが発生する場合がある。しかし、本実施の形態の砂型１００では、発生したガスが砂型１００の目の間をすり抜け、基体部１１０の内部へと逃げる。さらに、基体部１１０の開口部１１８より大気中に放出される。このため、成型されるフライパン１の内部にガスが残ったりすることがないので、肉厚を薄くしたフライパン１の強度を維持することができる。また、フライパン１の成型時に基体部１１０の内部に逃げるガスにより一時的に砂型１００の内圧が高まるが、ガスは直ちに開口部１１８より大気中へ放出されるため、内圧により砂型１００に歪みや変形等が発生する虞がない。
【００３１】
熔湯が注入された砂型１００は、自然冷却後にハンマ等で破壊され、フライパン１が取り出される。そして、バリ取りや研磨等の加工を経て、製品としてのフライパン１が完成する。破壊された砂型１００は粉砕し、新たな熱硬化剤を混合またはコーティングして、次の砂型１００の原材料として再生してもよい。
【００３２】
以上説明したように、本実施の形態の砂型１００は、いわゆるシェル鋳型からなる。通常、鋳物作成に雄型と雌型の２種類の鋳型が必要となるが、砂型１００では基体部１１０の上面１１１側に雌型部１３０を、底面１１６側に雄型部１５０を形成した。これにより、同一の砂型１００を２つ用意すれば鋳型を構成することができ、雄型、雌型それぞれを作成するための金型を必要としない。
【００３３】
また、砂を焼き固めて作成するシェル鋳型は脆いため、フライパン１の成形時に必要な強度を得るには基体部１１０の厚みが必要となる。このため、雄型と雌型とをそれぞれ個別に作成した場合、一つのフライパン１を成型するために雄雌両型で占有する厚みが厚くなってしまう。しかし、本実施の形態では、雄型と雌型とを一体に成型したので、砂型１００を複数使用して同時に複数のフライパン１を成型する際に、省スペースで配置できるため、同時に成型可能なフライパン１の数を増やすことができる。
【００３４】
また、砂型１００は砂を焼き固めて作成するため、熔湯を流し込んで固めた後に砂型１００を容易に破壊することができ、成型物としてのフライパン１を得ることができる。熔湯を流し込む際に、熔湯は、案内溝１７０を介して熔湯溜まり部１７２に一旦溜められてから壁面１７３を乗り越えて凹部１３２と凸部１５２との間に充填されるので、フライパン１の成型部分への熔湯の流入の際の勢いを低減することができ、部分的な密度勾配が生じることを防止することができる。また、砂型１００の目を介して成形時に発生するガスを抜くことができるので、成型されるフライパン１の内部にガスが残ったりすることがなく、肉厚を薄くしたフライパン１の強度を維持することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。例えば、熔湯溜まり部１７２を案内溝１７０より深く構成したが、熔湯溜まり部１７２として空間を広く形成したり、あるいは壁面１７３を幾層も設けて、熔湯の流路方向への勢いを低減させてもよい。
【００３６】
また、砂型１００は、これを成型するための金型に加圧充填して加熱して作成したが、砂型１００の金型をバーナー等で熱した状態で、その内部に、レジンなどの熱硬化性の樹脂でコーティングした砂を落下または吹きつけにより充填してもよい。すると、砂が金型表面に接触した際に熱硬化剤が熱せられて硬化し、砂粒同士が接着されるので、これを所定の厚みが得られるまで継続することで、砂型１００を成型することができ、硬化しなかった砂を取り除く工程を省くことができる。
【００３７】
また、砂型１００へ熔湯を流し込む際にダミー型１８０，１８１により重ね方向両端を押さえたが、ダミー型１８０，１８１をなくし、両端の雌型部１３０あるいは雄型部１５０を使用せずに、フライパン１の成型を行うようにしてもよい。
【００３８】
また、本実施の形態では砂型１００の内部を中空状に構成したが、本発明の請求項１における加熱調理容器用鋳型としては、内部を中空状に形成しなくともよい。こうした鋳型では、内部を中空状とした場合と比べ強度を高くして形成することができるので、基体部の厚みをより薄くすることができ、フライパン１の成型の際のさらなる省スペース化を図ることができる。
【００３９】
また、基体部１１０に開口部１１８を設け、フライパン１の成型時のガスを大気中に放出できるようにしたが、その成型時に基体部１１０の側面など熔湯とは接しない部分を塞ぐような構成としなければ、ガスが目をすり抜けて大気中に逃げることができる。このため、本発明の請求項２における加熱調理容器用鋳型としては、内部を中空状に形成しても開口部１１８は設けず、あるいは塞ぐことにより、砂型１００としての強度を高めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は加熱調理容器のみならず、鋳造製品を成型するためのシェル鋳型に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】フライパン１の底面図である。
【図２】砂型１００の斜視図である。
【図３】砂型１００の平面図である。
【図４】砂型１００の底面図である。
【図５】砂型１００の正面図である。
【図６】砂型１００の背面図である。
【図７】砂型１００の右側面図である。
【図８】砂型１００の左側面図である。
【図９】熔湯注入時の砂型１００の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    フライパン
１００    砂型
１１０    基体部
１１８    開口部
１３０    雌型部
１５０    雄型部
１７０    案内溝
１７２    熔湯溜まり部
【図１】
2005262243.tif 000003
【図２】
2005262243.tif 000004
【図３】
2005262243.tif 000005
【図４】
2005262243.tif 000006
【図５】
2005262243.tif 000007
【図６】
2005262243.tif 000008
【図７】
2005262243.tif 000009
【図８】
2005262243.tif 000010
【図９】
2005262243.tif 000011