JPH0966343A - 精密鋳造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 孔部あるいは凹部のコーティング層の層数を
必要強度が得られる条件で少なくして、コーティング層
の除去を容易にする精密鋳造方法を提供する。 【解決手段】 製品と同形状で孔部２１ａおよび凹部２
１ｂを有するワックス成形品２１を成形し、これらのワ
ックス成形品２１をまとめてツリー状に組み立て、この
組立体のまわりに鋳型材２５を正規の層数よりも少ない
層数だけコーティングして鋳型２６を作製する。鋳型材
２５により覆われたワックス成形品２１の孔部２１ａお
よび凹部２１ｂに、可燃物３２，３１をそれぞれ挿入
し、再び、組立体のまわりに鋳型材３０を正規の層数に
なるまでコーティングする。ワックス成形品２１を溶融
してコーティング層内から取り除き、焼成工程の際に前
記可燃物３２，３１を焼失させる。ワックス成形品が除
去されたことによりあいた空間に溶融金属を注入して固
化させ、コーティング層２５，３０を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、精密鋳造に用いら
れる精密鋳造方法（ロストワックス鋳造方法）に関し、
特に、孔部や凹部を有する精密鋳造品を製造するのに好
適な精密鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、精密鋳造方法（ロストワックス
鋳造方法）にあっては、先ず、製品と同形状のワックス
成形品を射出成形によって複数成形し、次いで、これら
のワックス成形品をまとめてツリー状に組み立てた後、
この組立体のまわりにセラミックスラリーを塗布した状
態で耐火性粒子を吹き付け、これらを何回か繰り返すこ
とにより。多数のコーティング層を組立体のまわりに形
成し、各ワックス成形品）溶融してコーティング層内か
ら取り除き、あいた空間に溶融金属をそれぞれ注入して
固化させ、コーティング層を取り去って各製品取り出す
ようにしている。

【０００３】ここで、従来の精密鋳造方法について、ゴ
ルフクラブヘッドの精密鋳造を例に挙げて説明する。図
７に示すように、細孔部１ａおよび凹部１ｂを有しかつ
製品と同形状のワックス成形品１，２，３，４を複数成
形する。ここで、各ワックス成形品１，２，３，４は、
その細孔部１ａおよび凹部１ｂがそれぞれゴルフクラブ
のシャフトを挿入して取り付けるためのシャフト孔およ
びゴルフクラブヘッドの中空部（キャビティ部）とな
る、ゴルフクラブヘッドと同形状のものである。これら
のワックス成形品１，２，３，４を主湯道Ｋにまとめて
ツリー状に組み立てる。

【０００４】図８に示すように、この組立体のまわりに
鋳型材を正規の層数だけコーティングして複数の鋳型
６，７，８，９を作製する。ここで、符号５はコーティ
ング層を示し、前記正規の層数とは、鋳型６，７，８，
９の必要強度を確保するためのコーティング層の層数で
あり、一般的には１０層程度である。図９に示すよう
に、前記各鋳型６，７，８，９を加熱して各ワックス成
形品（不図示）を溶融させてしてコーティング層５内か
ら取り除く。このとき、溶けたワックスは主湯道Ｋから
矢印Ａで示すように排出される。この後、焼成工程を行
う。図１０に示すように、前記鋳型６，７，８，９を加
熱するとともに、各鋳型６，７，８，９内の、各ワック
ス成形品が除去されたことによりそれぞれ形成された各
空間に、主湯道Ｋを介して（矢印Ｂ参照）溶融金属１
０，１１，１２，１３をそれぞれ注入して固化させる。
図１１に示すように、各鋳型６（７，８，９）を主湯道
Ｋ（図１０参照）から型ばらししてコーティング層５を
取り去って製品１０を取り出す。最後に、製品１０の補
助湯道部１４を切断したり、必要に応じてその他の部位
を仕上げる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、図１１に示したように、細孔部１ａ
および凹部１ｂにも正規の層数だけコーティングするの
で（符号５ａ，５ｂ参照）、細孔部１ａに鋳型材が詰っ
て、型ばらしの際になかなか割れにくくなる。これらの
コーティング層５ａ，５ｂを取り除くためには、手間が
かかって生産性が低くなるとともに、細孔部１ａの部分
にドリルでこじ開けたり、過度のショットブラストによ
り開口させようとすると、エッジが丸まったり、傷が付
くことになる。また、凹部１ｂの内周面のコーティング
層５ｂが割れにくく、その除去に長時間を要し、生産性
が低くなる。

【０００６】本発明者等は、鋳型材を、ワックス成形品
の周囲全てに正規の層数コーティングするのではなく、
ワックス成形品の形状の簡単な部位にコーティング層を
正規の層数形成して鋳型の必要強度を確保し、細孔部あ
るいは凹部の内周面ではそれほど強度は必要でなく、そ
の形状を作製するのに足る、正規の層数よりも少ない層
数のコーティング層を形成すればよいことを見出した。
そして、本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑み
てなされたものであり、孔部あるいは凹部のコーティン
グ層の層数を必要強度が得られる条件で少なくして、こ
のコーティング層の除去を容易にし、しかも製品に傷や
エッジの丸みが付かなく、生産性の向上する精密鋳造方
法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の精密鋳造方法は、製品と同形状で孔部あるい
は凹部を有するワックス成形品のまわりに、鋳型材を正
規の層数よりも少ない層数だけコーティングし、前記鋳
型材により覆われた前記ワックス成形品の前記孔部ある
いは凹部に、可燃物を挿入し、再び、前記鋳型材のまわ
りに、さらに鋳型材を、前記少ない層数との和が正規の
層数になるような層数だけコーティングして鋳型を作製
し、前記鋳型を加熱してワックス成形品を溶融させてコ
ーティング層内から取り除き、さらに、焼成して前記可
燃物を焼失させ、前記鋳型の、ワックス成形品が除去さ
れたことにより形成された空間に溶融金属を注入して固
化させ、鋳型の各コーティング層を取り去って製品を取
り出すことを特徴とするものである。

【０００８】また、他の発明は、製品と同形状で孔部あ
るいは凹部を有する複数のワックス成形品をまとめてツ
リー状に組み立て、この組立体のまわりに鋳型材を正規
の層数よりも少ない層数だけコーティングし、前記鋳型
材により覆われた各ワックス成形品の前記孔部あるいは
凹部に、可燃物をそれぞれ挿入し、再び、鋳型材により
覆われた前記組立体のまわりに、さらに鋳型材を、前記
少ない層数との和が正規の層数になるような層数だけコ
ーティングして鋳型を作製し、前記各鋳型を加熱して各
ワックス成形品を溶融させてコーティング層内から取り
除き、さらに、焼成して前記可燃物を焼失させ、前記各
鋳型の、各ワックス成形品が除去されたことによりそれ
ぞれ形成された空間に溶融金属をそれぞれ注入して固化
させ、各鋳型から各コーティング層を取り去って製品を
それぞれ取り出すことを特徴とするものである。

【０００９】さらに、前記可燃物を挿入する前あるいは
挿入後に、前記可燃物に、脱ワックス時に加熱により溶
融する材質からなる棒部材を差し込み、さらに、前記正
規の層数のコーティングの後に、前記棒部材を折る。そ
して、前記ワックス成形品は、その孔部あるいは凹部が
それぞれゴルフクラブのシャフトを挿入して取り付ける
ためのシャフト孔あるいはゴルフクラブヘッドの中空部
である。

【００１０】以下、本発明の作用について説明する。請
求項１に記載の発明では、先ず、ワックス成形品に、孔
部あるいは凹部に対する必要層数だけ鋳型材をコーティ
ングし、この後、コーティング層により覆われたワック
ス成形品の前記孔部あるいは凹部に、その形状に合った
可燃物（充填材ともいう）を挿入する。ここで、再び、
前記ワックス成形品のまわりに鋳型材を正規の層数にな
るまで鋳型材をコーティングして鋳型を作製する。この
とき、孔部あるいは凹部の内周面は可燃物で覆われてい
るので、コーティングされない。こののち、前記鋳型を
加熱してワックス成形品を溶融させて鋳型内から取り除
き、さらに、焼成工程を行う。この焼成工程の際に、可
燃物は焼けて焼失する。この後、前記鋳型を加熱すると
ともに、ワックス成形品が除去されたことにより形成さ
れた空間内に溶融金属を注入して固化させる。最後に、
鋳型のコーティング層を割って取り除いて製品を取り出
す。ここで、孔部あるいは凹部のコーティング層は薄く
なっているので、容易に割ることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明では、先ず、複数の
ワックス成形品をツリー状に組立てなる組立体全体に、
孔部あるいは凹部に対する必要層数だけ鋳型材をコーテ
ィングし、この後、コーティング層により覆われた各ワ
ックス成形品の前記孔部あるいは凹部に、その形状に合
った可燃物をそれぞれ挿入する。ここで、再び、前記組
立体のまわりに鋳型材を正規の層数になるまでコーティ
ングして複数の鋳型を作製する。このとき、孔部あるい
は凹部の内周面は可燃物で覆われているので、コーティ
ングされない。こののち、各鋳型を加熱して前記各ワッ
クス成形品を溶融させ、各鋳型内から取り除き、さら
に、焼成工程を行う。この際に、各可燃物は焼けて焼失
する。この後、前記各鋳型を加熱するとともに、各ワッ
クス成形品が除去されたことによりそれぞれ形成された
空間に溶融金属をそれぞれ注入して固化させる。最後
に、各鋳型のコーティング層を割って取り除いて製品を
取り出す。ここで、孔部あるいは凹部のコーティング層
は薄くなっているので、容易に割ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明では、脱ワックス工
程前に、予め可燃物に差し込んでおいて棒部材を、それ
に被覆されたコーティング層とともに折ることにより、
可燃物に残った棒部材は、脱ワックス工程時に溶融し、
コーティング層にガス抜き孔が形成される。そして、可
燃物が燃えることにより発生した二酸化炭素を前記ガス
抜き孔を介して外気へ導き、可燃物の燃焼および焼失を
促進させる。請求項４に記載の発明では、傷や端部の丸
み等の形状のばらつきを嫌うゴルフクラブヘッドに本発
明を適用することにより、有用なものとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施例について
図面を参照して説明する。なお、以下、本発明を、成形
品としてのゴルフクラブヘッドを、一度に複数個取りす
る精密鋳造方法を例に挙げて説明する。

【００１４】図１に示すように、製品と同形状で細孔部
２１ａおよび凹部２１ｂを有するワックス成形品２１，
２２，２３，２４を複数成形する（射出成形工程）。こ
こで、各ワックス成形品２１，２２，２３，２４は、そ
の細孔部２１ａ（ホーゼル孔）および凹部２１ｂがそれ
ぞれゴルフクラブのシャフトを挿入して取り付けるため
のシャフト孔あるいはゴルフクラブヘッドの中空部（キ
ャビティ部）となる、ゴルフクラブヘッドと同形状のも
のである。これらのワックス成形品２１，２２，２３，
２４をまとめて主湯道Ｋにツリー状に組み立てる（組立
て工程）。なお、符号Ｒは主湯道Ｋのランナ口を示して
いる。

【００１５】この組立体のまわりに鋳型材２５を正規の
層数よりも少ない層数だけコーティングして鋳型２６，
２７，２８，３０を作製する。ここでは、コーティング
層２５の層数を例えば３層とし、厚さが２〜３ｍｍ程度
である。なお、正規の層数とは、鋳型２６，２７，２
８，２９の必要強度を確保するためのコーティング層の
層数であり、一般的には１０層程度である。

【００１６】図２（ａ）に示すように、前記鋳型材２５
により覆われたワックス成形品２１の前記細孔部２１ａ
および凹部２１ｂに、その形状に合った可燃物３２，３
１（充填材ともいう）をそれぞれ挿入する。なお、ゴル
フクラブヘッドの中空部となる凹部２１ｂ、およびシャ
フトを挿入して取り付けるための細孔部２１ａの両方に
可燃物３１，３２をそれぞれ挿入したが、いずれか一方
に挿入してもよい。ここで、体積の大きい方の可燃物３
１を挿入する前あるいは挿入後に、この可燃物３１に棒
部材Ｐを差し込む。この棒部材Ｐは、後述する脱ワック
ス時に加熱により溶融する材質からなり、本実施例で
は、ワックス成形品と同じ材質からなる。なお、図示し
ていないが、ワックス成形品２１と同様に、他のワック
ス成形品２２，２３，２４にもそれぞれ可燃物を挿入す
る。

【００１７】再び、前記組立体のまわりに鋳型材３０を
正規の層数（一般には１０層程度）になるまで７層程度
コーティングする（コーティング工程）。このとき、細
孔部２１ａおよび凹部２１ｂは可燃物３２，３１でそれ
ぞれ覆われているので、コーティングされない。本実施
例では、前段のコーティングによるコーティング層２５
の厚さおよび後段のコーティングによるコーティング層
３０の厚さの和は、８〜１０ｍｍ程度である。この後、
図２（ｂ）に示すように、棒部材Ｐをそれに被覆された
コーティング層３０とともに折る。図２では、コーティ
ング層３０は１つのワックス成形品２１の部分だけしか
図示されていないが、実際には組立体全体にコーティン
グされるものである。また、以降の工程のおいても、鋳
型２７，２８，２９は鋳型２６と同様な工程を経るの
で、その変化態様は図示しない。

【００１８】可燃物３１，３２としては、木片、発泡ウ
レタン、スポンジおよび脱脂綿等があり、鋳型材（コー
ティング材）を吸収しにくいものが好ましい。また、可
燃物は、いかなる細孔部および凹部の形状に合うように
弾性を有するものが好ましいが、特に剛性が高いもので
ある場合には、細孔部や凹部に挿入しやすいように、予
め細孔部や凹部の形状に合うような形状にしておくこと
が好ましい。本実施例では、可燃物３１，３２としてそ
れぞれ発泡ウレタンおよび木製ピンを用いた。

【００１９】図３に示すように、前記組立体を例えば、
１３０〜２００℃程度に加熱してワックス成形品２１，
２２，２３，２４を溶融させてコーティング層内から取
り除く。このとき、溶けたワックスは主湯道Ｋのランナ
口Ｒから矢印Ａで示すように排出される。このとき、可
燃物３１に残った棒部材Ｐ（図２（ｂ）参照）は、脱ワ
ックス工程時に溶融し、コーティング層３０にガス抜き
孔Ｃが形成される。さらに、前記鋳型２６，２７，２
８，２９を例えば１２００〜１３００℃程度に加熱して
焼成を行う（脱ワックス・焼成工程）。このとき鋳型を
焼く際に可燃物３１，３２（図２参照）は燃えて、焼失
する。また、体積の大きい方の可燃物３１（図２参照）
が燃える際に発生した二酸化炭素は前記ガス抜き孔Ｃを
介して外気へ導き、可燃物３１の燃焼を促進させること
ができる。

【００２０】図４に示すように、各鋳型２６，２７，２
８，２９をそれぞれ加熱するとともに、各ワックス成形
品２１，２２，２３，２４が除去されたことによりそれ
ぞれ形成された空間に、主湯道Ｋを介して（矢印Ｂ参
照）、溶融金属３３をそれぞれ注入して固化させる（鋳
造工程）。

【００２１】図５に示すように、各鋳型２６（２７，２
８，２９）を主湯道Ｋから型ばらししてコーティング層
２５，３０を取り去って製品を取り出す（型ばらし工
程）。ここで、細孔部２１ａおよび凹部２１ｂのコーテ
ィング層２５ａ，２５ｂは薄くなっているので、容易に
割ることができる。すなわち、鋳型２６の崩壊性が向上
する。最後に、製品３３の補助湯道部３４を切断した
り、必要に応じてその他の部位を仕上げする（切断・仕
上げ工程）。

【００２２】図６に示すように、上記のようにして成形
された成形品３３に、別途に成形したゴルフクラブの底
部３５を例えば溶接等により着し、また、ゴルフクラブ
のシャフト３７を、ネック部３８のシャフト挿入孔２１
ａに挿入して取り付け、ゴルフクラブを得る。なお、符
号３６はフェイス面を示し、図５中の符号３９は、前記
シャフト３７の端面が突き当たる突き当て部（フランジ
部）を示している。

【００２３】以上、本発明を、成形品としてのゴルフク
ラブヘッドを、一度に４個取りする精密鋳造方法につい
て説明するが、もちろん、これに限らず、成形品として
は凹部や孔部を有する自動車部品等があり、また、請求
項１に記載の発明のように、製品を１個ずつ（１個取
り）精密鋳造するものにも、本発明を適用できる。

【００２４】さらに、細孔部および凹部のいずれか一方
に可燃物を挿入して成形を行う場合には、凹部の強度が
細孔部の強度よりも低いので、前段のコーティングによ
るコーティング層の層数を、細孔部の場合よりも凹部の
場合の方を多くすることが好ましい。

【００２５】また、上記実施例では、ガス抜き孔を形成
するために、ワックスからなる棒部材を可燃物に差し込
み、さらに、この棒部材を折る工程を行ったが、これに
限られず、例えば、可燃物に金属製のパイプ部材を差し
込み、後段のコーティングの際に、このパイプ部材の開
口端がコーティング層で閉塞されないようにしてもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりに構成さ
れているので、以下に記載するような効果を奏する。請
求項１に記載の発明は、先ず、ワックス成形品に、孔部
あるいは凹部に対する必要層数だけコーティングし、こ
の後、コーティング層により覆われたワックス成形品の
前記孔部あるいは凹部に、その形状に合った可燃物を挿
入する。ここで、再び、前記ワックス成形品のまわりに
鋳型材を正規の層数になるまでコーティングする。この
とき、孔部あるいは凹部は可燃物に覆われているので、
コーティングされない。こののち、前記ワックス成形品
を溶融させて、コーティング層内から取り除き、焼成工
程を行う。この際に可燃物は燃えて、焼失する。ワック
ス成形品が除去されたことにより形成された空間に溶融
金属を注入して固化させる。最後に、コーティング層を
取り去って製品を取り出す。ここで、孔部あるいは凹部
のコーティング層は薄くなっているので、容易に割るこ
とができる。結果的に、孔部をドリルでこじ開けたり、
過度のショットブラストを行うことなく、製品に傷やエ
ッジの丸みが付かなく、生産性の向上する精密鋳造方法
を提供できる。請求項２に記載の発明は、一度に複数個
の製品を得ることができ、各製品に対して上記のような
効果を達成できて、製品の数だけ上記効果が加算され
て、本発明は一層有用なものとなる。請求項３に記載の
発明は、可燃物が燃える際に発生した二酸化炭素をガス
抜き孔を介して外気へ導き、可燃物の燃焼を促進させ、
生産性のさらなる向上を図れる。請求項４に記載の発明
は、傷や端部の丸み等の形状不均一を嫌うゴルフクラブ
ヘッドに本発明を適用することにより、有用なものとな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の精密鋳造方法に係わる、ワックス成形
品組立体に前段のコーティングを行った後の断面図であ
る。

【図２】本発明の精密鋳造方法に係わる、可燃物挿入お
よび後段のコーティングを順次行った後の断面図であ
る。

【図３】本発明の精密鋳造方法に係わる、脱ワックス・
焼成工程後の断面図である。

【図４】本発明の精密鋳造方法に係わる、鋳造工程後の
断面図である。

【図５】本発明の精密鋳造方法に係わる、型ばらし後の
鋳型の断面図である。

【図６】本発明により得られたゴルフクラブヘッドを備
えたゴルフクラブの要部斜視図である。

【図７】従来の精密鋳造方法に係わる、ワックス成形品
組立体の断面図である。

【図８】図７に示した組立体にコーティングを行った後
の断面図である。

【図９】従来の精密鋳造方法に係わる、脱ワックス・焼
成工程後の断面図である。

【図１０】従来の精密鋳造方法に係わる、鋳造工程後の
断面図である。

【図１１】従来の精密鋳造方法に係わる、型ばらし後の
鋳型の断面図である。

【符号の説明】

Ｃ ガス抜き孔 Ｋ 主湯道 Ｐ 棒部材 Ｒ ランナ口 ２１，２２，２３，２４ ワックス成形品 ２１ａ 細孔部（シャフト挿入孔） ２１ｂ 凹部（中空部） ２５ 前段のコーティング工程によ
るコーティング層 ２５ａ 細孔部に施したコーティング
層 ２５ｂ 凹部に施したコーティング層 ２６，２７，２８，２９ 鋳型 ３０ 前段のコーティング工程によ
るコーティング層 ３１，３２ 可燃物（発泡ウレタン、木製
ピン） ３３ 溶融金属（成形品） ３４ 補助湯道部 ３５ 底部 ３６ フェイス面 ３７ シャフト ３８ ネック部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 製品と同形状で孔部あるいは凹部を有す
   るワックス成形品のまわりに、鋳型材を正規の層数より
   も少ない層数だけコーティングし、 前記鋳型材により覆われた前記ワックス成形品の前記孔
   部あるいは凹部に、可燃物を挿入し、 再び、前記鋳型材のまわりに、さらに鋳型材を、前記少
   ない層数との和が正規の層数になるような層数だけコー
   ティングして鋳型を作製し、 前記鋳型を加熱してワックス成形品を溶融させてコーテ
   ィング層内から取り除き、さらに、焼成して前記可燃物
   を焼失させ、 前記鋳型の、ワックス成形品が除去されたことにより形
   成された空間に溶融金属を注入して固化させ、 鋳型の各コーティング層を取り去って製品を取り出すこ
   とを特徴とする精密鋳造方法。
2. 【請求項２】 製品と同形状で孔部あるいは凹部を有す
   る複数のワックス成形品をまとめてツリー状に組み立
   て、 この組立体のまわりに鋳型材を正規の層数よりも少ない
   層数だけコーティングし、 前記鋳型材により覆われた各ワックス成形品の前記孔部
   あるいは凹部に、可燃物をそれぞれ挿入し、 再び、鋳型材により覆われた前記組立体のまわりに、さ
   らに鋳型材を、前記少ない層数との和が正規の層数にな
   るような層数だけコーティングして鋳型を作製し、 前記各鋳型を加熱して各ワックス成形品を溶融させてコ
   ーティング層内から取り除き、さらに、焼成して前記可
   燃物を焼失させ、 前記各鋳型の、各ワックス成形品が除去されたことによ
   りそれぞれ形成された空間に溶融金属をそれぞれ注入し
   て固化させ、 各鋳型から各コーティング層を取り去って製品をそれぞ
   れ取り出すことを特徴とする精密鋳造方法。
3. 【請求項３】 前記可燃物を挿入する前あるいは挿入後
   に、前記可燃物に、脱ワックス時に加熱により溶融する
   材質からなる棒部材を差し込み、さらに、前記正規の層
   数のコーティングの後に、前記棒部材を折ることを特徴
   とする請求項１または請求項２に記載の精密鋳造方法。
4. 【請求項４】 前記ワックス成形品は、その孔部あるい
   は凹部がそれぞれゴルフクラブのシャフトを挿入して取
   り付けるためのシャフト孔あるいはゴルフクラブヘッド
   の中空部である請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
   記載の精密鋳造方法。