鋳造欠陥部分 補 修 記 録 考 察 鋳掛け法

一論 文 ^‑ 高 岡短 期 大 学 紀 要 第

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1 5

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鋳 掛 け法^に よ る鋳 造 欠陥部 分補修^の記録^と考察

清 水 克 朗 ^･ 橋 本 知 女

( 平成^{1 2}年6 月¹5 日受理)

要 旨

明 治 時代まで青 銅 製 晶 など鋳 造 品^の欠 陥部 分を 補 修 する方法と して鋳 掛 け法は ごく 当た り前に行 わ れて

い

^の

^の

い

の

キ ^ー ワ ^ー ド

鋳 掛 け, 鋳 造 欠 陥, 補 修, 熔 融, 接合

1 ^. は じめに

鋳 掛け とは, 青銅^*1や鋳鉄^{* 2}等^の鋳造品に生 じ た 穴 な どの欠陥 部分に熔融金 属 を流^{し込 み,} 補修 する方法であ る｡ こ^の方 法は熔 接技 術^が 導入 さ れ た 明治 時代^まで, ご く ^一 般 的に行^わ れ た技 術^で, 鋳造 時^の失敗^{によ る}欠 陥や使^い 古した鍋や 釜に空^いた 穴の補修^{な ど,} 俵^め金^{* 3} 等^の技 術^{で は}間 に合わ な^いような補修^{には 全}

て行^{わ れてい}た｡ 現在, そ うした補修は 全^て 熔 接^{* 4}で行わ れ,鋳掛け^の技術^は昔話と な^って いる｡ し か し, 改めてこ の技法を 見直 すと,

状 況^{に よっては}大 変有 用な方 法^であ る と^いえ る｡ 本 稿^{で は}, 第² 節^で鋳掛け 法^の概要 を述

べ

鋳掛 け 法 を選択した 理 由 を 説 明 ^し, 第⁴ 節^で 実 際に行 ^った工程^の記録を 紹介^し, 第⁵ 節^で 鋳 掛け 法^の利点と欠点及 び そ^の有 用性^に

^つ

て の考 察を述

^べ

2 ^. 鋳掛 け法概説

鋳掛け法は古代か ら近代まで鋳 物^の補 修に 行^{わ れていた｡}古く は古代 中 国商代^{* 5 の}青銅 器 にもそ^の痕跡が 認 め られ る｡ 日本に お^いても 奈 良東大 寺大仏^{* 6}を は じ め多く^の鋳造 遺物に 認

め ること ができる｡

鋳 掛け に

^つ

^べ

｢な

^べ

1)

と あ る｡ こ こ で ^いう^{, しろ め,} と は錫と鉛を 主体^とした合金で, 融 点^が低く

(^{2 0 0℃}程 度) 溶 解^しやす^い金 属^{であ る｡} 古く から ^｢鋳 掛け 屋｣ という職 業も存 在^し, 天秤 棒に道具 ^一 式を担 ぎ^, 家

^々

^べ

の美観は関係な く, ま た, 設備 も限 ら れ る^の で, しろ め な ど 低融合金 が 使 用 さ れ た^のであ る｡ し か し, 本 稿^で取 り 上げる鋳 掛け とは,

産 業 造 形 学 科

原 則 的に鋳 物 本体と 同 ^一 成 分^の金属を流し込 み, 仕^上げ^{ること に よっ て}完全^{に その}痕跡を 消し去 る方 法である｡

そ^の方法^は, 大^の空^いた場所^‑ 本 体^と同 ^一 成 分^の熔融 金 属^を流^{し込 む}( 鋳 掛 ける), と^い う極めて単 純 な も^のであ^{る｡ し か し,} 実 際^に 行う^にあたっ ては周到 な計画性を必要とする｡

鋳 物^に使わ れ る青銅 や鋳 鉄は純 銅や 純 鉄 な^ど

の半 金 属^の製 品^{に 比}

^べ

の ^一 部 分を極 度に熱 する と^, 熱 膨 張や 冷^めて

いくとき^の収 縮^{に よ る}変形^{か ら 生 じ る}応力^を 他^の部 分が吸収 出来 ず^, 亀 裂や 割れ を起^こし

て し まう^｡ 熔 融^{し た}青銅^{は1 0 0 0℃ を}越え る｡

これ を常^温の青銅 製晶 に, 突然^, 触れ さ せ る と, 先 ず^, そ^の瞬 間^に湯 ( 熔 融金 属^のこと) は破 裂す^{る よ}うに摸ねて しまう^｡ 次^いで湯^と 接^{し た}部 分^の熱 膨 張^{に よっ て,} 冷た^い部分 に 応力が掛か り割れ が発生す^る｡ 熱 膨張 に よ る 変 形^に耐^{え た と して}も^, 次に熱は製品全 体に 伝^{わ り,} 次^いで冷^めていく 段 階^で収縮^を起こ

す^{｡ これ に よっ て 一} 番熱^{く, 一} 番 脆^い部 分^,

つ

生 じて し まう^{｡ こ の}よう な鋳 物^の性質^を考慮 し_て作 業 を計 画^しな け^れば ならな^い｡ 即ち,

湯 を流^{し込 む}前に 予 め製品全体を熱^し, 流^し 込 む時に 生ず^{る 温}度 差^{を 小 さ く}す^る｡ 流^し込 ん だ後は全 体を徐 冷 す^{ること に よっ て温}度 分 布^の差を和ちげる｡ このこと は熔接 す^る場 合 にも 当^ては ま り^, 鋳 物^の熔 接^{に は, 予 め}本 体 全 体^を熱しておき^, 熔接 後^, 保温材^で覆^い全 体 を徐 冷す^る等^の通 常^の熔 接^{と は}違^った特別

な配 慮 を^必要とする｡

鋳 掛け 法 に お^いて, 補修 箇所 に湯^を沫^し込 む た め に は, 予 め鋳 型 土^{* 7を}用^いて仕 掛^{け を}作 る必要が あ る^｡ 単 純^{な 小 さ めの穴で}あれば,

先 ず^, 内側 か ら鋳型 土で金属^の厚^み分^を残^し た状態^で穴を塞 ぎ, 湯^が製品^の中^に流れ 込 ま ないよう^{にし て, その}外側 部 分に漏 斗状^の湯

口^{* 8}を作^る｡ 補 修 箇所^の面積が広 く, 製品^の持

つ

* 9か ら補修 箇所^に相当 す^る部 分^を型取^り,そ れ に湯^{口と 上 が り* 1 0 を}付けて製品 に 固定 する｡

当然^, 製品^の内側^{に は}中子^*11に相当 す^る型^を 作^{る 必}要^がある｡ 次に, 仕 掛 け^の鋳 型 土 を乾 燥 さ^せ, さら に製品もろ とも加 熱す^る｡ 湯^の 接 す^る部 分^{は8 0 0℃}程 度^まで温度^{を 上}げ^, 鋳 型 土 に含ま れ る分子的に結 合^{して い}る結 晶水^{* 1 2}

を脱 水^{させ る必}要^がある｡ これ を怠^{る と,} 港 と結 晶水が反応 して反 発^しあ^い, 上 手く^いか ないばか り か事故^をも起^{こし か ね ない｡}

鋳掛 け 法は穴 などの空洞を単に充填 する だ けではなく, 空洞を充填^{し た}後 も湯^を流^し続 けて製^品の湯^と接 する部 分を熔^{か し,} 融合 さ せ る｡ 言 うな^れば原初的な熔接技術^である｡

こ の こと を指^{し て}

^｢

｣

た とし ても^, 湯^が凝固 し た時^に本 体^と構造 的 に 固定され る よう製品側を加工 し_てお けば^, 補 修^の目的^を果^たす^{こと が}出 来^る｡

^つ

( 図^{2 7 を}参 照) 補修^{し た}箇所に隙間が 生 じ た 場合^は蜜 ^柑等^で肉 寄^{せし, か し めれ}ば 良^い｡

以 上の 工程を ま と めると, ①補 修 箇所を切 削^{加工 し}整形す^る｡②鋳物 本体を設置固定^し, 湯^{が 目}的とする場所に溜ま り, 余 分 な金 属^が

滞^り無く流^れ出る ように鋳 型土^で仕 掛け を作 る｡ ③仕掛 け を乾 燥 さ^せ, 鋳 物本 体^とも予熱 を掛^{け る｡} ④更^{に 温}度を 上げて ^いき^, 補 修 箇 所^と仕 掛^けの湯^が接する部分 を中心 に焼 成す る｡ ⑤金属^を熔 解^し, 流^{し 込 む｡} ⑥徐令した 後^, 鋳 物本 体を取り出^し, 仕^上げ加^工す^る｡ と^いう手順と な る｡ ②^の仕 掛け に

^つ

図^{2 6に}今^回記 録した鋳掛け法案^の概 略 図を 示 したので参照^{さ れ たい｡}

鋳 掛 け法

に

^の

粘土

^の

図2 6 鋳 掛 け法^の仕掛 け概 略 図

鋳物^の断 面 穴^の縁

図^{2 7} 穴^の縁^の加^工

3 ^. 鋳掛 け法に よる補 修に 至 ^った経 緯 今回, 記録 ^した鋳掛け 法 は, 高岡 短期 大学 学生 ^の課 題制 作であ る 花 器に空いて しまっ た 穴 を補 修 す^{る た め に}行わ れ た も^のであ る｡ 鋳 物^{に 空いた}穴を補修 する に は, 侯め金, 熔 接^, 鋳 掛け^の3

つ

は紫 穴^{* 1 4}や 宇 ^和, 型持^{ち* 1 6の}た め に 生 じた穴 な ど 比較 的に 小 さ め^の穴 に 対 し て為^{さ れ,} 熔 接^は, 巌め金では修 復^不能^な大きな 穴 や部品 同士の接 合な ど, 幅広 く 活 用 さ れ る^｡ 鋳掛け も熔接と 同 じ く, 大^{き な 穴}や部品^の接 合, さ ら に鋳 継ぐこと に よ^っ て, 部品^の形成^と接 合 を 同時^に行 う等^, 応 用範囲 が 広^い｡ その中^で, 今回,鋳 掛け法 を選択した経緯を 以 下 に述

^べ

3 ^.1 3 ^つの補 修 方 法

鋳造 欠 陥に よ り, 課題 制件^の込型 鋳造^{* 1 7}に よ る 回転体 花 器

^糊

^{m n}

^m

3

つ

(¹) 俵^め金と^いう^{同 じ 地}金^の板^を軟め 込 む こと に よ る補修^｡

(²) 熔 接^{に よ る}補修^｡ (³) 鋳 掛け法に よ る補修^｡

以^{上 3}

^つ

^べ

(¹) 叔 ^め 金

①板^を俵め 込 む た め^の棚を, 切り聖^{* 2 0}で彫^っ て作^る｡ ②棚^の形 に合^{わ せて}花 器本 体と 同 じ 地 金で俵め板^{* 2 1}を作^{る｡③巌め板を棚に収め,}

荒 ら^し聖^{* 2 2}や均^し聖^{* 2 3で}本体^との合^{わ せ 目 を} 肉寄^せしてか し め る｡ ④余 分な盛り 上 が り を ヤ^スリで切 削^し, 形を整え る｡

(²) 熔 接

①大^の縁^{を ヤスリで}切 削し, 形を整え る｡ ② 穴^の形 に合^{わ せ た}板^を, 花 器本 体^{と 同 じ地}金

で作る｡ ③花 器 本体と同じ地 金で熔棒^{* 2 4}を作 る｡ ④本 体 全体^を加 熱^し, 熔接 す^る｡ 保^温材

で覆^い, 徐 冷す^る｡ ⑤^{ガ ラス}化^した熔 剤^{* 2 5}を

荒^{ら し}聖等で^PPき落^{と し}, 余 分な盛り^{上 が り}

を ヤ^スリで切 削す^る｡ (³) 鋳 掛 ^け

①大^の縁を ヤ^スリで切 削^し, 形^を整え る｡ ② 鋳掛け^のた めの仕 掛け を作^る｡ ③本体^, 仕 掛 け と も に加熱し, 湯^{口近 辺 は}特に結 晶水^が脱 水さ れ る まで焼 成する｡ ④花琴^{本 体と同じ地}

金を熔 解^し鋳 掛^{け, そのま ま}徐冷 す^る｡ ⑤余 分な盛り 上 が り を ヤ^スリで切削す^る｡

そ れ ぞ れ^の工程が 同等^の労 力とし て対 応す る と は言^い難^{い｡ しか し, こ の}様に工程を 列

記す^{る と}効 率性^の比較^{が し}や す^い｡ 飲^め金^が

一 番 簡便^な方法であ ること が解^るであろう^｡

通常^,鋳 物に生^{じ た}鋳紫^{* 2 6}や弄^, 型持ち に よ^っ

て空^いた穴 など, 小さ な 穴は殆ど俵め金 法に よ^っ て修 復 する｡ .= の場合^, 巌め板は, 確 実 に 同 ^一 金 属 成 分^の金 属^である そ^の鋳 物^に付^い

て ^いた湯^口や湯道^{* 2 7}か ら切^り出し て作る｡ こ

のた め, 湯^口湯 遥^{か ら}切り出^{せ る}俵^め板^の大 きさ は自ずと 限 られ る｡ この大 きさ を上 回 る 場合^, 改^めて, そ^の鋳物^と同 ^一 金 属^を鋳 造^し, 巌め板 を作らなければならな^{い｡ こ の こ}と は,

熔轡^こおいて_.^{も 同じ で,･ 穴に飲め 込 む板, 溶}

棒^{を 可}能 な 限 りは湯^､口湯遥^{か ら}切り出し, そ

の大き さを 上 回 れば鋳造^{に よっ} て, そ れ らを 作らなけ ればな ら な^い｡ こう^{し た}場 合, 上述

のよう^な工程^では納ま らず^, 補修 部^品の鋳 造 に よ る作 成^, と^いう^工程が加 わ ること に な る｡

す^{る と,} 鋳 造と 同時に接合 も 行^{え る}鋳掛け法 が効 率性^は高^{いこと に な る｡}

今^回の場 合^, 肉厚も薄^目で技術 的に難^しい 状況^ではある が,俵^め金^{に よ る}補 修も^可能^だっ た^ので, そ^の予定^で大^の縁 を加^{工 した｡ しか}

し, 俵^め板 を 作^{る に}あた ^って, 湯 道 等^{か らこ}

の大^の大き さに見合う板^が切り出^{せ な かっ た｡} 上述^のように俵め板 を鋳 造に よ^って作る 必要

があ^{ったの で, こ の}時点^で鋳 掛 け法^に切り替 え ること に した｡ これ に よ^って, 飲め板^の鋳 型を作^り, 鋳 造^{し て}仕^上げ^, 俵め板^{を 穴 に}俵 め 込 む と^{い っ}た3

つ

4 ^. 鋳掛 け法に よる補 修の記 録

4 ^.1 エ程^の解 説

こ こに挙 げ^る鋳 掛け法^の記 録^は平 成^{1 2}年

5 月1 0 日, 高岡 短期 大学 鋳 造室 にて行^ったも

のであ る｡ 以 下 に図を追^いな が ら工程 を解 説 す^る｡

鋳 掛 け 法

に

の

図¹ 鋳 掛 け をする^こと にな^っ た 込型 鋳 造 花器 鋳 造^の後^, ヤ^ス リで表面 を ^一 層^, 研磨^して

いる｡ 鋳 物^の仕^上げ方^{法 に は}大き く分けて 2 通 り あ る｡ 1

つ

いを 生かす ^｢鋳^{ば なし}｣ と^いう 方法 と, もう

1

つ

図2 補 修が 必要と な^った箇所

最初^は飲^め金 法^で補修 する 予定^{だっ たので,} 整で板^{金 を}俵め る た め^の棚^を作^ってあ る｡ 第

2 節^でも 触 れ た が, 鋳 掛^けす^る場合^{, 穴の}縁 を 断 面 がⅤ字型 に な る よう^に加工す^{る｡ これ}

は先 ず鋳 物^の表面 に 生じた酸化皮膜^*28を削り 取 ^っ て湯^との馴染み を よ くす^{る た めであ る｡} 湯^と接 す^る部^{分 が}酸^化皮膜^に覆^{わ れて いると,}

こ の酸化皮 膜^が保 護膜^{と なっ て,} 湯^との融合

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を 阻 んで しまう^{のであ る｡ さ ら に, Ⅴ}字 型^の断 面構 造によ り, た と え熔 着^{しな くて}も構造 的 に噛み合^{っ て}固定^{さ れ ること に な る｡} 今回 は 巌め 金^のた め^の棚 も同様^の効果^が得^{ら れ る と} 考え た^ので, そ^のま ま流 用 す^{るこ と にした｡}

図3 花 器^の中に砂 を 詰め る

花 器^{の 口 の}部 分を粘土で蓋をし, しっ か り と密 着^{さ せて穴の}空^いた部^分から乾^いた砂を 流^し込 み充 填する｡ 砂^は浜辺^の比較 的細^かい 砂^を使用 した｡ こ^の砂は, 穴^の内側^の土 を支 え る た め^のも^のであ る｡

つ

図⁴ 穴から砂 を詰め終 わ^っ た状 態 大^の縁^から約^{1 5m m}奥^に砂^の上 面 が 見 え る^｡

こ こで乾^いた 砂 を使用 したのは, 乾燥^と焼 成