本发明涉及一种铸造产品，尤其涉及一种具有通过使用型芯来形成的中空部的铸造产品。
背景技术：
如图6所示，一直以来，作为铁壶等开口直径比容器的最大直径小的具有中空部的铸造产品9，一般具备：容器主体94，具有设置于上部的圆形开口91、能够容纳从开口91灌入的热水等液体的中空部92和设置于侧部的倾倒口93；覆盖开口91的可装卸的圆盘状的盖体95；u字状的把手部96，在与倾倒口93的设置方向相同的方向上横跨开口91而设置。
像这样的现有的铸造产品9，通常通过将用于形成中空部92的被称作型芯的内侧铸模置入于被称作主模的用于形成外侧形状的铸模中，并将熔融金属浇注到主模与型芯之间的间隙中来铸造。作为主模及型芯一般使用砂模，所述砂模是通过在河沙等沙粒中添加粘土等有机粘合剂和水并混匀而以规定形状成型并固化而获得。铸造后，将凝固的熔融金属从主模中取出时，需要破坏型芯，因而型芯通常被制作为比主模脆。
另外，有时通过称为“纹饰(也称作花纹或图案)压印”的技法，在主模上压印动植物等吉祥纹饰或被称作“霰”的数以千计的小凹陷等，从而在这样的铸造产品9的容器主体94的外表面上形成凹凸形状。像这样，容器主体94的外表面上所形成的凹凸形状不仅提高了铸造产品9的外观的设计感，还有着通过增加容器主体94的表面积来提高保温效果的作用。另一方面，通常最后在容器主体94的内表面上生成防锈氧化膜，从而顺利完成铸造。
技术实现要素：
发明要解决的问题
近年来，包括上述那样的铸造产品在内的所有铸造产品，从易于操作的观点出发一直追求变薄变轻。然而，若过于变薄变轻，产品强度会降低，例如因ih(inductionheating：感应加热)加热器等暴露于高温时，会存在壁薄部分尤其是底面部产生变形等的问题。于是最近，通过在铸造产品的变薄的底面部的外表面增加1mm程度的壁厚来谋求消除强度或耐热性的问题，但是，就上述那样的铸造产品而言，不仅看重其操作性或强度、耐热性这样的功能方面，还看重作为工艺品的设计方面，因而优选不破坏外观原有的设计性。
本发明是基于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种具有通过使用型芯来形成的中空部的铸造产品，以实现变轻的目的并能确保强度及耐热性，且不破坏外观原有的设计性。
解决问题的技术方案
为了解决上述问题，本发明的第一发明提供一种铸造产品，具有通过使用型芯来形成的中空部，在构成所述中空部的内表面具有凹形部及/或凸形部(发明1)。
根据所述发明(发明1)，通过使具有中空部的铸造产品在构成中空部的内表面具有凹形部及/或凸形部，来获得增强效果，所述中空部通过使用型芯来形成，因而能够从铸造产品的内侧确保强度及耐热性。因此，例如无须在变薄的底面部的外表面上附加1mm程度的壁厚，由此来保持原本的外观，因而能够避免破坏这种铸造产品所具有的外观的设计性。而且，通过凹形部及/或凸形部的形态，例如，会在铸造产品的内部有效地产生加热对流，从而提高导热系数，进而能够缩短达到沸腾的时间。
在上述发明(发明1)中，优选地，所述凹形部及/或凸形部通过使用型芯来一体形成在所述内表面(发明2)。
根据所述发明(发明2)，无须设置新的作业工序，在使用型芯的现有的铸造作业中，能够在铸造产品的内表面上高效地形成凹形部及/或凸形部。另外，由于凹形部及/或凸形部一体形成在铸造产品的内表面，因而在铸造产品的内部也不破坏铸造物原来的风格。因此，不仅是外观，尤其在内部设计上，产生现有铸造产品所不具有的视觉美感的效果显著。
发明的效果
根据本发明的具有通过使用型芯来形成的中空部的铸造产品，通过使构成中空部的内表面具有凹形部及/或凸形部，来获得增强效果，因而能够从铸造产品的内侧确保强度及耐热性。因此，例如无须在变薄的底面部的外表面附加1mm程度的壁厚，由此来保持原来的外观，因而能够避免破坏这种铸造产品所具有的外观的设计性。进而，通过凹形部及/或凸形部的形态，例如，会在铸造产品的内部有效地产生加热对流，从而提高导热系数，进而能够缩短达到沸腾的时间。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式至第三实施方式的具有中空部的铸造产品的外观的示意性侧视图。
图2是示出本发明的第一实施方式的铸造产品的中空部的示意图，(a)是立体图，(b)是沿图1的b-b线的水平剖面图。
图3是示出本发明的第二的实施方式的铸造产品的中空部的示意图，并且是通过中心线a的y轴方向上的垂直剖面图。
图4是示出本发明的第三实施方式的铸造产品的中空部的示意性立体图。
图5是示出本发明的第一实施方式至第三实施方式的铸造产品的制造工序的说明图。
图6是示出现有的具有中空部的铸造产品的外观的示意性立体图。
附图标记说明
10具有中空部的铸造产品
1容器主体
11中空部
12开口
13内表面
131侧表面
132底表面
14a、14b、14c凹形部及/或凸形部
15外表面
16安装孔
2盖体
3倾倒口
4把手部
具体实施方式
第一实施方式
以下，适当地参照附图对本发明的具有中空部的铸造产品的第一实施方式进行说明。以下所说明的实施方式是为了便于理解本发明而已，丝毫不限定本发明。此外，在以下的说明中，如图1-2所示，相对于容器主体1的中心轴a，将倾倒口3的设置方向作为y轴方向，将与y轴正交的水平方向作为x轴方向，并将与x轴及y轴正交的垂直方向作为z轴方向。此外，关于三个轴方向的正方向，图中箭头所示出的x轴方向、y轴方向及z轴方向分别为正方向。
具有中空部的铸造产品
本实施方式的铸造产品10为铸铁制的供给热水用容器即所谓的铁壶，如图1-2所示，主要具备：容器主体1，具有能够容纳液体的中空部11；开口12，设置于容器主体1的上部；盖体2，呈圆盘状且可装卸，用于覆盖开口12；倾倒口3，突出设置于容器主体1的侧面部；把手部4，呈u字状并设置在容器主体1的上部且在与倾倒口3的设置方向相同的方向(y轴方向)上横跨开口12。在容器主体1中，在构成中空部11的内表面13具有凹形部及/或凸形部14。内表面13所具有的凹形部及/或凸形部14通过使用型芯而一体形成在内表面13。另一方面，容器主体1的外表面15不具有追随凹形部及/或凸形部14而形成的形状。
如图1所示，容器主体1具有能够容纳从开口12灌入的液体的中空部11，且大致呈圆柱状，所述容器主体1的水平方向的最大直径比开口12的直径大。开口12设置在容器主体1的z轴正方向侧，用于向中空部11导入液体。倾倒口3在容器主体1的y轴正方向侧的侧面部与容器主体1一体设置，用于将中空部11内的液体向外部倾倒。在容器主体1的开口12的边缘部设置有一对用于安装把手部4的安装孔16。
在容器主体1的z轴正方向侧，开口12的周缘部以与水平面(x-y面)平行的方式设置。开口12的直径比容器主体1的水平方向的最大直径小。当容器主体1为上述形状时，为了在容器主体1中形成中空部11，在铸造作业中不仅需要主模(外侧的模具)还需要型芯(内侧的模具)。
盖体2为覆盖开口12的可装卸的圆盘形状构件，在其中心具有一体设置的提钮。倾倒口3在容器主体1的y轴正方向侧的侧面部与容器主体1一体设置。把手部4为大致u字状的构件，其端部分别安装于容器主体1的一对安装孔16，从而能够被设置为在与倾倒口3的设置方向相同的方向(y轴方向)上通过容器主体1的中心轴a横跨开口12。在此，大致u字状是指，把手部4的两端部以相互接近的方式被弯曲或弯折的形状，不限定于u字状，也包含“コ”字状或半圆状、马蹄状等其他形状。
接着，参照图2对构成中空部11的内表面13所具有的凹形部及/或凸形部14进行详细说明。
在第一实施方式中，如图2(a)及图2(b)所示，内表面13所具有的凹形部及/或凸形部14为沿容器主体1的内表面13中的侧表面131(即底表面132以外的部分)隔开规定间隔纵向延伸的多个线状突起14a。容器主体1通过在侧表面131具有这样的多个线状突起14a，而获得了加强效果，因而能够从铸造产品10的内侧确保强度和耐热性。因此，例如无须在变薄的底面部的外表面附加1mm程度的壁厚。另一方面，容器主体1的外表面15不具有追随多个线状突起14a而形成的形状。由于容器主体1的外表面15不具有追随多个线状突起14a而形成的形状，因而能够保持原本的外观，从而能够避免破坏这种铸造产品所具有的外观的设计性。进而，由于多个线状突起14a使内表面13的表面积增加，因而促进了容纳的水等液体与内表面13的热交换，能够缩短对容纳液体加热所需的时间。另外，不仅是铸造产品10的外观，在内部设计上也具有产生现有铸造产品所不具有的视觉美感的效果。
对于多个线状突起14a的位置、大小及排列间隔没有特别限制，可以根据容器主体1的容量等来适当设定，但优选地，如图2(a)及图2(b)所示，沿容器主体1的内表面13中的侧表面131隔开规定间隔纵向设置，所述线状突起14a的高度及宽度为2-3mm程度，容器主体1的最大直径部(图1的b-b线)上的排列间隔为3mm以下。
此外，本实施方式中，如图2(a)及图2(b)所示，多个线状突起14a沿侧表面131隔开规定间隔纵向延伸，但不限于此，例如也可以隔开规定间隔横向或斜向延伸，此外，线状突起14a的形状也可以不是直线形状，例如也可以为波形形状或“之”字形状等，也可为它们的组合形状。进而，这样的多个线状突起14a也可以以底表面132的中心点(中心轴a与底表面132的接触点)为中心而从底表面132一直设置到侧表面131。
接着，参照图5对上述铸造产品10的制造方法进行说明。
具有中空部的铸造产品的制造方法
本实施方式的铸造产品10的制造方法主要包括木模制作工序、铸模制作工序、铸模组装工序、浇注工序、脱模工序、表面处理工序和着色工序。铸模制作工序包括主模制作工序和型芯制作工序。在主模制作工序中，也可以根据需要进行纹饰压印工序。
(木模制作工序)
在木模制作工序中，基于铸造产品10的设计图，制作被称为木模的厚度为1.5mm程度的模具。木模在制造容器主体1那样的轴对称的铸造物时使用，通过使木模在构成铸模的基础的砂模中以轴为中心旋转，来取得容器主体1的外侧的轮廓。作为木模的材料，目前多使用铁板等金属板。
(铸模制作工序)
在铸模制作工序中，制作外侧的铸模(主模制作工序)和内侧的铸模(型芯制作工序)，外侧的铸模还被称为主模且用于形成容器主体1的外侧形状，内侧的铸模还被称为型芯且用于形成中空部11。
(主模制作工序)
将砂模放入到反复使用的土坯材质所形成的外模中，在该砂模中使主模的木模以轴为中心进行旋转，从而形成容器主体1的外侧的轮廓，进而制得主模，其中，所述砂模是通过在河沙等沙粒中添加粘土等有机粘合剂和水并混匀而获得。通常，主模被制作成能够沿着通过中心线a的y轴方向的垂直剖面左右分割的结构，包括用于形成容器主体1的-x方向外侧的形状的左模和用于形成容器主体1的x方向外侧的右模。
在主模制作工序中，也可以根据需要进行纹饰压印工序。在纹饰压印工序中，利用被称为“纹饰压印”的技法，在主模上添加动植物等吉祥纹饰或被称作“霰”的数以千计的小凹陷等。通过该纹饰压印工序，将纹饰添加到主模上，由此在容器主体1的外表面15上形成设计性的凹凸形状。纹饰压印需要在主模完全干燥前进行。
此外，主模在完全干燥之后将被用于浇注作业，但也可以在干燥后在大约1300度程度下进行烧结。该工序也被称为“模具烧结”。
(型芯制作工序)
型芯是通过型芯金属模具以规定形状成型、固化来制得。所述型芯金属模具是基于从容器主体1的外侧轮廓减去厚度(3mm程度)的内侧的轮廓而制得。具体地，在型芯金属模具中放置还被称为“芯砂”的用于制造型芯的沙，并使芯砂凝固，从而制得型芯。
在此，型芯金属模具是指用来制造型芯的模具，所述型芯用于形成容器主体1的中空部11，以往型芯金属模具包括上下两个模具。在本实施方式中，型芯金属模具可以以公知的方法来制得。由于铝或黄铜等金属的耐用性和尺寸精度良好，因而常被用作型芯金属模具的材料。
作为芯砂，一般使用在河沙等沙粒中添加粘土等有机粘合剂和水并混匀得到的混合物。但是，浇注后，在将凝固的熔融金属从主模中取出时需要破坏型芯，因而型芯通常被制作为比主模脆。
此外，关于制作主模及型芯的方法，不限于上述方法，例如少量生产时，也可以使用3d打印机来制作主模及型芯。
在本实施方式的铸造产品10的制造方法中，型芯被制作为具有与容器主体1的内表面13的多个线状突起14a相对应的凹凸形状的结构，多个线状突起14a隔开规定间隔纵向延伸。通过使型芯形成为这样的形状，由此能够仅在内表面13形成多个线状突起14a。此外，上述型芯能够用以往的型芯金属模具(上下两个金属模具)来制作，但不限于此，若是能够在内表面13上设置所需的多个线状突起14a，则金属模具的构件数量可以是任何数量，例如，也可以粘接由左右两个金属模具制作出来的型芯来进行使用。考虑到多个线状突起14a是纵向设置的，因此优选使用上下两个金属模具来制作型芯。
通过使用上述那样的主模及型芯，在容器主体1中，能够形成具有多个线状突起14a的内表面13以及不具有追随内表面13而形成的形状的外表面15，因而能够提供在实现变轻的目的的同时还能够确保强度及耐热性且不会破坏外观原有的设计性的铸造产品10。另外，不仅是外观，在内部设计上也具有产生以往铸造产品所不具有的视觉美感的效果。
铸模组装工序
在铸模组装工序中，在干燥后(或者烧结后)的主模中装入型芯。具体地，在主模的左模和右模之间装入型芯。此时，调整主模与型芯的间隙，使其为容器主体1的厚度即3mm程度。
浇注工序
在浇注工序中，在铸模中浇注熔融金属。在本实施方式中，使用熔融铁作为熔融金属。将熔炉中的温度提升至大约1400-1500度来熔融铸铁，从而生成熔融铁。生成的熔融铁被称为浇包的舀子舀取，并被浇注到主模与型芯的间隙中。
脱模工序
在脱模工序中，通过将铸模分解，取出在浇注工序中浇入的铁(容器主体1)。具体地，去除主模的左模及右模之后，通过破坏并拆除型芯来完成脱模。
表面处理工序
在表面处理工序中，用錾刀等工具处理由铸模的接缝或连接部位等引起的形成于容器主体1的外表面15及内表面13的突起等，之后，进行30-40分钟程度的被称作“后烘烤”的烘烤，由此实施对容器主体1的表面处理。从而，在容器主体1的外表面15及内表面13形成氧化膜，因而能够防止容器主体1生锈。
着色工序
在着色工序中，在表面处理工序后的容器主体1的外表面15上涂漆之后，为了消除漆的光泽而涂布铁浆。最后在容器主体1的安装孔16上安装把手部4，再与单独制造的盖体2组合起来，从而完成铸造产品10。
第二实施方式
接着，参照图3对本发明的具有中空部的铸造产品的第二实施方式进行说明。此外，由于除了凹形部及/或凸形部14以外的其他部分与第一实施方式相同，因而对相同的构成要素采用相同的附图标记并省略说明。
具有中空部的铸造产品
在第二实施方式中，如图3所示，内表面13所具有的凹形部及/或凸形部14为圆锥状突起14b，所述圆锥状突起14b以中心轴a为中心突出设置在容器主体1的内表面13中的底表面132(即侧表面131以外的部分)。容器主体1通过在底表面132具有这样的圆锥状突起14b，获得了增强效果，因而能够从铸造产品10的内侧确保强度及耐热性。尤其，无须在变薄的底面部的外表面附加1mm程度的壁厚。另一方面，容器主体1的外表面15不具有追随圆锥状突起14b而形成的形状。由于容器主体1的外表面15不具有追随圆锥状突起14b而形成的形状，从而能够保持原有外观，进而能够避免破坏这种铸造产品所具有的外观的设计性。而且，能够通过圆锥状突起14b在容器主体1的内部有效地产生水等液体的加热对流。具体地，若对容纳有水等液体的容器主体1进行加热，则在底表面132，由于热通过平面部分和突起部分(圆锥状突起14b)的距离不同，因而与突起部分相比，平面部分的热量损失变少，与突起部分的表面温度相比，平面部分的表面温度变高。并且，会因平面部分与突起部分的表面温度差而在容器主体1的内部产生对流，能够使液体在容器主体1的内部积极地循环，因而能够进一步缩短达到沸腾所需的时间。
对于圆锥状突起14b的位置及大小没有特别限制，可以根据容器主体1的容量等来适当设定，但如图3所示，优选地，以容器主体1的中心轴a为中心进行设置，并且圆锥状突起14b的高度为30mm以下，其底面部分的直径为底表面132的直径的30-50％程度。
此外，在本实施方式中，如图3所示，圆锥状突起14b在底表面132以中心轴a为中心突出设置，但是不限于此，根据容器主体1的形状，例如也可不以中心轴a为中心设置，另外，也可以不是所谓的直圆锥形，可以是斜圆锥形，也可以是它们的组合。
第三实施方式
接着，参照图4及图5对本发明的具有中空部的铸造产品的第三实施方式进行说明。此外，由于除凹形部及/或凸形部14以外的其他部分与第一实施方式及第二实施方式相同，因而对于相同的构成要素采用相同的附图标记并省略说明。
具有中空部的铸造产品
在第三实施方式中，如图4所示，内表面13所具有的凹形部及/或凸形部14为浮雕状图案14c，所述浮雕状图案14c形成在容器主体1的内表面13中的底表面132(即侧表面131以外的部分)。容器主体1通过在底表面132具有这样的浮雕状图案14c，能获得增强效果，因而能够从铸造产品10的内侧确保强度和耐热性。因此，例如无须在变薄的底面部的外表面附加1mm程度的壁厚。另一方面，容器主体1的外表面15不具有追随浮雕状图案14c而形成的形状。由于容器主体1的外表面15不具有追随浮雕状的图案14c而形成的形状，从而保持原有外观，因而能够避免破坏这种铸造产品所具有的外观的设计性。而且，不仅是铸造产品10的外观，在内部设计上也具有产生以往铸造产品所不具有的视觉美感的效果。另外，通过浮雕状的图案14c使内表面13的表面积增加，因而能促进容纳的水等的液体与内表面13的热交换，能够缩短加热容纳液体所需的时间。
在图4中，作为本实施方式的浮雕状图案14c的例子，示出了立体呈现的族徽。对于浮雕状图案14c的形态没有特别限制，可以根据容器主体1的容量等来适当设定，但考虑到与后述的型芯之间的关系，优选其直径与底表面132的直径相同或者比底表面132的直径小。
此外，在本实施方式中，如图4所示，浮雕状图案14c形成在底表面132，但是不限于此，例如，也可以从底表面132一直设置到侧表面131。
具有中空部的铸造产品的制造方法
在本实施方式的铸造产品10的制造方法中，型芯被制作为具有与容器主体1的内表面13的浮雕状图案14c相对应的凹凸形状的结构。通过使型芯形成为这样的形状，由此能够仅在内表面13上形成浮雕状的图案14c。此外，上述型芯能够用以往的型芯的金属模具(上下两个金属模具)来制作，但不限于此，若能在内表面13上设置所需的浮雕状图案14c，则金属模具的构件数量可以是任何数量，例如也可以粘接由左右两个金属模具或左右及底部三个金属模具等多个金属模具制作而成的型芯来进行使用。若考虑在底表面132一带形成设计性的浮雕状图案14c，则优选地，对于对应底表面132的部分使用单独材料且采用左右及底部三个金属模具来制作。
以上所说明的实施方式是为了使本发明容易理解而记载的，并非用于限定本发明。因此，上述各实施方式所公开的各要素旨在还包含属于本发明的技术范围的所有设计变更或等同物。
在上述实施方式中，作为凹形部及/或凸形部14，分别例示了多个线状突起14a、圆锥状突起14b、浮雕状图案14c，但对于容器主体1的内表面13上所设置的凹形部及/或凸形部，例如，也可是动植物等吉祥花纹或霰纹等传统纹饰，也可以是它们的组合。
产业上的可利用性
本发明的具有通过使用型芯来形成的中空部的铸造产品，通过使形成中空部的内表面具有凹形部及/或凸形部，来获得增强效果，因而能够从铸造产品的内侧确保强度及耐热性，并且例如无须在变薄的底面部的外表面附加1mm程度的壁厚，由此能保持原本的外观，因而能够避免破坏这种铸造产品所具有的外观的设计性，其在产业上的可利用性非常大。