JP2003213364A

JP2003213364A - 減衰能に優れる鋳包み部材及びその製造方法

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Publication number: JP2003213364A
Application number: JP2002009353A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Koma; 由己小間; Hideki Yamaura; 秀樹山浦
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-30
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: JP3975435B2

Abstract

(57)【要約】【課題】振動や騒音を低減するため、鋳造により作製
される鋳包み部材について、一般に減衰能が良いとされ
る片状黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄などの鋳包み材がもつ減
衰能を超えて更に減衰能を向上させ、これを歯車やスプ
ロケットホイールなどに適用する。【解決手段】鋳包み部材において、被鋳包み材と鋳包
み材との界面が、連続しない空隙を有して接触している
鋳包み部材とする。また、該空隙の幅を界面と直角方向
の平均で５〜１０００μｍとする。また、前記鋳包み部
材の製造方法は、被鋳包み材の界面となる表面粗さを平
均で０．３μｍＲａ以上として、鋳型に配置して、鋳包
み材で鋳包む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、減衰能に優れる鋳
包み部材及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速回転で使用される歯車には炭素鋼や
合金鋼などの鋼材が使用され、特に振動や騒音を低減す
る必要のある歯車については、減衰能を向上する手段が
いままで種々研究されてきている。

【０００３】例えば、実開昭６０−７３９６２号公報に
は、歯車の歯部を焼き入れ可能な強靱鋼で、また、歯車
のボス部を鋳鉄で構成すると共に、歯部とボス部を鋳包
みや圧入の手段で一体構造とする接合型歯車の開示があ
る。この実開昭６０−７３９６２号公報によれば、歯車
自体の強度を歯部の強靱鋼で確保し、歯部で発生した振
動をボス部の減衰特性の優れた鋳鉄で減衰し、歯車から
シャフト部への振動伝播を低減できるとしている。

【０００４】また、本出願人も特開２００１−１２４１
８０号公報として、歯部を鋼材とし、また、ボス部を比
較的減衰能を有する片状黒鉛鋳鉄、バーミキュラ鋳鉄ま
たは球状黒鉛鋳鉄として、歯部とボス部とを摩擦圧接す
ることで、運転時の騒音を低下させ、自動車用のタイミ
ングギヤなどに適用する複合歯車を開示している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、歯車などでの振
動や騒音を低減するため、更に減衰能に優れる鋳包み部
材が求められている。しかしながら、前記実開昭６０−
７３９６２号公報に記載されるような、強靱鋼の歯部を
鋳鉄のボス部で単に鋳包み一体とした歯車では、鋳鉄か
らなるボス部がもつ減衰能を超えて更に減衰能を向上す
ることはできない。また、前記特開２００１−１２４１
８０号公報に記載されるような、歯部を鋼材とし、ボス
部を片状黒鉛鋳鉄、バーミキュラ鋳鉄または球状黒鉛鋳
鉄として摩擦圧接した歯車でも、鋳鉄からなるボス部が
もつ減衰能を超えて更に減衰能を向上することはできな
い。

【０００６】ところで、被鋳包み材を、鋳包み材で、両
者の界面全体に空隙なく一体に接合するには、接合部の
界面を化学的に反応させる、或いは相互の構成原子が拡
散し合うような状態としなければならない。このために
は、（社）鋳造工学会刊「鋳物」第６４巻（１９９２）
第４号第２６２頁に記載のように、例えば、被鋳包み材
が鋼材で、鋳包み材が鋳鉄の場合には、被鋳包み材に対
して体積比で１６倍以上の鋳包み材となる鋳鉄溶湯を注
入して、被鋳包み材と鋳包み材との温度差を減少させる
必要がある。しかし、被鋳包み材に対して体積比１６倍
以上の鋳鉄溶湯が必要とするような鋳包み部材では、注
入歩留が悪く製造コストを上昇させる。

【０００７】本発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、一般に減衰能が良いとされる片状黒鉛鋳鉄や球状黒
鉛鋳鉄などの鋳包み材がもつ減衰能を超えて更に減衰能
を向上させ、これを歯車やスプロケットホイールなどに
適用できる鋳包み部材及びその製造方法を得ることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋳造によ
り作製される鋳包み部材について、被鋳包み材と鋳包み
材の界面と減衰能との関係について鋭意研究した。そし
て、両者の界面が連続しない空隙を有して接触している
と、片状黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄などの鋳包み材がもつ
減衰能を超えて更に減衰能が向上するとの知見を得、本
発明に想到した。

【０００９】即ち、本発明の減衰能に優れる鋳包み部材
は、鋳造により作製される鋳包み部材であって、被鋳包
み材及び鋳包み材よりも優れた減衰能を有することを特
徴とし、また、被鋳包み材と鋳包み材との界面で、減衰
能が発生するように、前記界面を構成したことを特徴と
する。また、被鋳包み材と鋳包み材の界面が、連続しな
い空隙を有して接触していることを特徴とする。なお、
本発明においては、界面とは、空隙（部分）と接触（部
分）とを含めて界面と言う。

【００１０】従来の、単に鋳造により鋳包み一体とした
り、摩擦圧接などの方法で、２つの材料の接合部の界面
を化学的に反応させる、或いは相互の構成原子が拡散し
合うような状態とした場合、２つの材料の界面は全体に
空隙なく一体に接合することとなる。この場合、作製さ
れる部材は、２つの材料のうち、減衰能の優れる何れか
一方の材料の減衰能を超えて更に減衰能が向上すること
は期待できない。一方、本発明の鋳包み部材は、被鋳包
み材と鋳包み材との界面を、連続しない空隙を有して接
触した構成とすることで、界面に減衰能を発生させ、一
般に減衰能が良いとされる片状黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄
鋳鉄などがもつ減衰能を超えて更に減衰能が向上する。

【００１１】本発明で、被鋳包み材と鋳包み材の界面に
減衰能が発生するのは、空隙部分と接触部分とを交互に
形成することで、鋳包み部材の振動時に、両者の界面に
クーロン摩擦を生じ、この摩擦により振動エネルギーが
熱エネルギーに変換されて、振動減衰効果を発生してい
るものと考えられる。

【００１２】このように、本発明の減衰能に優れる鋳包
み部材は、被鋳包み材と鋳包み材との界面で、減衰能が
発生するように、前記界面を構成しているので、被鋳包
み材及び鋳包み材のうち何れか一方よりも優れた減衰能
を有する鋳包み部材が得られる。

【００１３】また、本発明の減衰能に優れる鋳包み部材
は、前記空隙が、界面との直角方向の平均で５〜１００
０μｍであることを特徴とする。空隙が平均で５μｍ未
満であると、被鋳包み材を鋳包み材で単に鋳包み一体と
した、即ち両者の界面全体に空隙なく一体に接合した鋳
包み部材がもつ減衰能と同等である。一方、空隙が平均
で１０００μｍを超えると、接触が少なくなって強度不
足になるおそれがある。

【００１４】また、本発明の鋳包み部材は、前記被鋳包
み材に突起部が形成され、該突起部が鋳包み材で鋳包ま
れていることを特徴とする。これにより、例えば凹凸や
山谷などで互いに係合し、界面全体のうち、少なくとも
突起部の界面は一体に接合した鋳包み部材となり、動力
を発生したり、伝達する装置の部材に適用できる。

【００１５】また、本発明の鋳包み部材において、前記
被鋳包み材が鋼材からなり、前記鋳包み材が鋳鉄または
鋳鋼からなることを特徴とする。高強度を要求される部
位を被鋳包み材として鋼材で構成し、減衰能を要求され
る部位を鋳包み材として鋳鉄または鋳鋼で構成すること
で高強度と高減衰能とを確保した鋳包み部材となる。

【００１６】また、本発明の鋳包み部材において、前記
鋳包み材が球状黒鉛鋳鉄からなることを特徴とする。こ
れにより、従来用いられていた片状黒鉛鋳鉄より鋳包み
部材全体が高強度となる。

【００１７】また、本発明の鋳包み部材は、前記鋳包み
部材が歯車またはスプロケットホイールであることを特
徴とする。歯部を鋼材からなる被鋳包み材とし、また、
ボス部を鋳鉄からなる鋳包み材として、両者の界面を連
続しない空隙を有して接触するようにした歯車は、片状
黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄鋳鉄などで単に鋳包み一体とし
た歯車がもつ減衰能を超えて更に減衰能が向上する。一
方、スプロケット部を鋼材からなる被鋳包み材とし、ま
た、ボス部を鋳鉄からなる鋳包み材として、上述の本発
明の歯車と同様に構成したスプロケットホイールにおい
ても、単に鋳包み一体としたスプロケットホイールがも
つ減衰能を超えて更に減衰能が向上する。そして、自動
車、二輪車、電車などの産業機械の動力発生装置や動力
伝達装置などの歯車（例えばアイドラーギア）またはス
プロケットホイールに適用できる。

【００１８】次に、本発明の減衰能に優れる鋳包み部材
の製造方法は、被鋳包み材の界面となる表面粗さを平均
で０．３μｍＲａ以上として、鋳型に配置し、鋳包み材
で鋳包むことを特徴とする。

【００１９】被鋳包み材の表面のうち、鋳包み後に、少
なくとも被鋳包み材と鋳包み材との界面となる表面に、
例えばショットブラストやコイニング、化学処理などで
表面処理を施して、表面粗さを平均で０．３μｍＲａ以
上とする。次に、被鋳包み材を鋳型に配置して、鋳包み
材となる溶湯を注入して鋳包むと、被鋳包み材及び鋳包
み材が冷却されるに従い、界面が連続しない空隙を有し
て接触する。なお、被鋳包み材の界面となる表面粗さが
平均で０．３μｍＲａ未満では、空隙なしで全面接触す
るので、片状黒鉛鋳鉄または球状黒鉛鋳鉄がもつ減衰能
を超える減衰能は得られない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照しながら詳細に説明する。（実施例）図１は、本発明の実施例での歯車に適用する
鋳包み部材であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断
面図、（ｃ）は両者の界面の部分拡大模式図を示す。図
１（ａ）（ｂ）で、鋳包み部材１０は、機械構造用合金
鋼（ＪＩＳ）ＳＣＭ４１５からなる被鋳包み部材１１
が、（ＪＩＳ）ＦＣＤ３７０相当の球状黒鉛鋳鉄からな
る鋳包み材１２で鋳包まれている。被鋳包み材１１は、
外径ｄ１１が１３０ｍｍ、内径ｅ１１が８５ｍｍ、幅ｆ
１１が２５ｍｍの環状部１１ａと、この環状部１１ａの
内方に、幅ｇ１１が１２ｍｍ、幅ｈ１１が５ｍｍ、厚さ
ｉ１１が６ｍｍ、突起量ｊ１１が１４ｍｍの突起部１１
ｂを略等配に４個形成されている。一方、鋳包み材１２
の内径ｋ１２は３０ｍｍとしている。また、後述する
が、図１（ｃ）に示すように、被鋳包み材１１と鋳包み
材１２の界面１３は、連続しない空隙１３ａを有して接
触１３ｂしている。

【００２１】図１の鋳包み部材１０は、次のようにして
数個作製した。先ず、被鋳包み材１１にスチールショッ
トによるブラスト処理を行い、鋳包み後に、被鋳包み材
１１と鋳包み材１２との界面となる表面の表面粗さを平
均で０．３μｍＲａ以上となるようにした。次に、被鋳
包み材１１を鋳包み材１２で鋳包むための鋳型を準備し
た。図２はその鋳型２０であり、（ａ）は要部断面図、
（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す。鋳型２０は、下型
２１、下中子２２、上中子２３、上型２４、及び被鋳包
み材１１で構成し、以下に示す構造とした。下型２１に
は溶湯通路Ｍ２、Ｍ６を形成した。また、下型２１に収
納する下中子２２には溶湯通路Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ７
を形成し、被鋳包み材１１を配置した。また、下中子２
２と型あわせする上中子２３には、溶湯通路Ｍ８を設け
ると共に、被鋳包み材１１と幅木２３ａとでキャビティ
（１２）を形成した。また、下型２１、上中子２３と型
あわせする上型２４には湯口２４ａ、溶湯通路Ｍ１、吐
かせ２４ｂを形成した。

【００２２】そして、型あわせした鋳型２０の湯口２４
ａに、鋳包み材１２となる（ＪＩＳ）ＦＣＤ３７０相当
の球状黒鉛鋳鉄の溶湯を１３６０〜１５００℃の範囲で
注湯した。そして、湯口２４ａに注入した溶湯を、以下
のように各溶湯通路を流し、吐かせ２４ｂまで流出させ
た。先ず、湯口２４ａから注入した溶湯を、溶湯通路Ｍ
１〜Ｍ２に、更に溶湯通路Ｍ３に上げ、そして溶湯通路
Ｍ４を周遊させた。そして、周遊する間、被鋳包み材１
１の側面１１ｅ下部に当てた溶湯で、被鋳包み材１１を
加熱した。次に、溶湯を、溶湯通路Ｍ５で一旦集合させ
た後、下型２１に降ろして、再度分配し、各溶湯通路Ｍ
６を周遊させた。次に、溶湯通路Ｍ６からキャビティ
（１２）に連通する溶湯通路Ｍ７から、被鋳包み材１１
の各突起部１１ｂに向けて溶湯を流入させ、突起部１１
ｂを加熱すると共にキャビティ（１２）を充填させた。
そして、充填した余分の溶湯を、溶湯通路Ｍ８から吐か
せ２４ｂまで流出させた。なお、注入した全溶湯は、鋳
包み材１１に対して約３倍であり、注入歩留は良かっ
た。

【００２３】従来、鋳造で鋳包み部材を作製する場合、
被鋳包み材と鋳包み材との界面に空隙の形成がなく界面
全体を拡散接合することを狙って、鋳包み材となる溶湯
を大量に注入していた。本発明によれば、被鋳包み材と
鋳包み材との界面が連続しない空隙を有して接触してい
ればよいので鋳包み材となる溶湯の必要量は少なくてす
む。くわえて、動力を発生したり、伝達する装置の部材
に適用するため被鋳包み材に突起部を形成し、この突起
部を鋳包み材と接合させる場合、本実施例の鋳型２０に
よれば、溶湯を、溶湯通路Ｍ４を周遊させながら被鋳包
み材１１に直接接触させ被鋳包み材１１全体を加熱した
上で、溶湯通路Ｍ７から流入させて各突起部１１ｂを加
熱しているので、鋳包み材となる溶湯量を更に少なくで
きる。これにより、従来、例えば、被鋳包み材が鋼材で
鋳包み材が鋳鉄では、鋳包み材となる鋳鉄溶湯は被鋳包
み材に対して体積比で１６倍以上必要だったのに対し、
本発明によれば鋳鉄溶湯は約３倍で足り、約１／５以下
と大幅に少なくてすみ、注入歩留が良く製造コストを低
く抑えることができる。

【００２４】次に、鋳型２０を型ばらしして凝固後の鋳
包み部材となる素材を取り出し、砂落としや不要部の除
去などの後処理を施し、図１の鋳包み部材１０を作製し
た。次に、鋳包み部材１０のなかの数個について、界面
１３を含めて切断、研磨して、調査試料を作製し、これ
を顕微鏡で調査した。その結果を、図３に、鋳包み部材
１０の界面１３の顕微鏡組織写真として示す。図３に見
るように、被鋳包み材１１と鋳包み材１２の界面１３
は、連続しない空隙１３ａを有して接触１３ｂしてい
た。そして空隙１３ａの幅（図１（ｃ）のＢで示す）
は、界面１３と直角方向の平均で５〜１０００μｍであ
った。

【００２５】（実施例の振動波形測定）次に、残りの鋳
包み部材１０について、振動波形を測定した。図４は振
動波形の測定装置３０の模式図である。図４で、鋳包み
部材１０の内径ｋ１２に軸３１を挿通した後、支点３
２、３２で支持した。そして、被鋳包み材１１の外径ｄ
１１から１０ｍｍほど内側（×印で示す）をインパルス
ハンマ３３で叩き、ＩＣＰ電源３４を経由してＦＦＴア
ナライザー３７に伝達させ、打撃時のインパルス電圧値
を指標とする加振力と加振開始時刻を記録した。一方、
被鋳包み材１１のインパルスハンマ３３で打撃する部位
と対向する部位となる鋳包み材１２の部位に加速度ピッ
クアップ３５を取り付けて、伝播してきた振動を検知
し、レシーバー用アンプ３６で増幅した。そして、ＦＦ
Ｔアナライザー３７で加振後の経過時間に対する電圧値
を指標とする振動波形を測定した。図５に実施例である
鋳包み部材１０の振動波形を示す。

【００２６】（比較例の作製とその振動波形測定）一
方、比較のため、被鋳包み材と鋳包み材の界面に空隙の
形成がなく、界面全体が拡散接合された鋳包み部材を作
製し、これを比較例１の鋳包み部材とした。比較例１の
鋳包み部材は、界面全体が一体に接合され空隙のない以
外は、実施例と同一形状、同一寸法とし、同一材種
（（ＪＩＳ）ＳＣＭ４１５からなる被鋳包み材と（ＪＩ
Ｓ）ＦＣＤ３７０からなる鋳包み材）から構成した。そ
して、比較例１について、実施例と同様に振動波形を測
定した。図６（ａ）に比較例１の振動波形を示す。

【００２７】更に、鋳包み部材ではなく（ＪＩＳ）ＦＣ
１５０（片状黒鉛鋳鉄）、ＦＣＤ３７０（球状黒鉛鋳
鉄）、及びＳＣＭ４１５（機械構造用合金鋼）からなる
各単一素材を、実施例の鋳包み部材１０と同じ外径ｄ１
１、内径ｋ１２、幅ｆ１１に作製して、各々比較例２、
３、４とした。そして、比較例２、３、４についても、
実施例と同様に振動波形を測定した。その結果を図６
（ｂ）〜（ｄ）に示す。

【００２８】図５で、本発明の実施例の鋳包み部材１０
は、約０．０４秒で振動波形が収束している。一方、図
６（ａ）の比較例１の界面に空隙のない鋳包み部材は、
約０．１秒で振動波形が収束し、（ｂ）比較例２の片状
黒鉛鋳鉄であるＦＣ１５０単一素材は、約０．０６秒、
（ｃ）比較例３の球状黒鉛鋳鉄であるＦＣＤ３７０単一
素材は、約０．０８秒、（ｄ）比較例４の機械構造用合
金鋼であるＳＣＭ４１５単一素材では、約０．１秒以上
で各々振動波形が収束している。これにより、実施例の
界面が連続しない空隙を有して接触している鋳包み部材
１０は、比較例１の界面に空隙のない鋳包み部材や、一
般に減衰能が良いとされる比較例２の片状黒鉛鋳鉄の素
材がもつ減衰能を超えて更に減衰能が優れていることが
わかった。この結果から、実施例の鋳包み部材１０は、
振動の減衰が早く、振動の抑制効果があり減衰能に優れ
ていることが確認された。

【００２９】（対数減衰率の比較）次に、本発明の実施
例の鋳包み部材１０、比較例１の鋳包み部材、比較例
２、３、４の各単一素材の振動波形の測定結果から対数
減衰率を求めた。その結果を図７に示す。図７から、実
施例の鋳包み部材１０は、対数減衰率が約２６×１０
^−３となっていた。一方、比較例１の鋳包み部材は、対
数減衰率が約９×１０⁻ ^３となっていた。これにより、
実施例の界面が連続しない空隙を有して接触している鋳
包み部材１０は、比較例１の界面に空隙のない鋳包み部
材がもつ減衰能を超えて更に減衰能が優れていることが
わかった。

【００３０】また、図７で、実施例の鋳包み部材１０
は、比較例３の球状黒鉛鋳鉄であるＦＣＤ３７０単体素
材、及び比較例４の機械構造用合金鋼であるＳＣＭ４１
５単一素材がもつ減衰能を超えて減衰能が優れているこ
とがわかった。更に、比較例２の片状黒鉛鋳鉄であるＦ
Ｃ１５０単一素材の対数減衰率は約１９×１０^−３とな
っていた。これにより、一般に減衰能が良いとされる比
較例２の片状黒鉛鋳鉄の素材がもつ減衰能をも超えて更
に減衰能が優れていることがわかった。

【００３１】以上の、振動波形の測定、及び対数減衰率
の比較の結果から、実施例の鋳包み部材１０は、一般に
減衰能が良いとされる片状黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄など
の鋳包み材がもつ減衰能を超えて更に減衰能が優れてい
ることが確認された。また、図７で、比較例１の界面に
空隙のない鋳包み部材の対数減衰率は、比較例３のＦＣ
Ｄ３７０単一素材の対数減衰率と殆ど同じであった。従
って、空隙のない鋳包み部材では、減衰能を向上させる
効果が少ないことがわかった。

【００３２】（被鋳包み材の表面粗さと対数減衰率）次
に、被鋳包み材１１の表面のうち、鋳包み後に、被鋳包
み材と鋳包み材との界面となる表面粗さ（μｍＲａ）と
対数減衰率との関係について調査した。その結果を図８
に示す。図８から、被鋳包み材１１の表面粗さが０．３
μｍＲａ以上の鋳包み部材は、対数減衰率が約１８×１
０^−３以上となり、表面粗さの値が大きくなるに従い対
数減衰率も大きくなっていた。このことから、片状黒鉛
鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄などの鋳包み材がもつ減衰能を超え
る減衰能を得るには、被鋳包み材１１の表面粗さが０．
３μｍＲａ以上必要なことがわかる。

【００３３】（実施例の歯車及びスプロケット）本発明
の実施例の鋳包み部材１０を旋削加工の後、環状部１１
ａに歯１１ｃを創成して歯車とした。そして歯車同士を
噛み合わせ回転させたところ、振動や騒音が低減されて
いることがわかった。

【００３４】なお、実施例の鋳包み部材１０は外径ｄ１
１が比較的小さいが、これを必要に応じて大きくした鋳
包み部材１０として、大型の歯車やスプロケットホイー
ルとすることも可能である。また、鋳包み材は鋳鉄に限
らず、鋳鋼でも同様に減衰能に優れる鋳包み部材が得ら
れた。

【００３５】（その他の鋳型の実施例）以上、本発明を
好適に適用できる実施例について説明したが、製造する
鋳包み部材のサイズが小さい場合、本発明の鋳包み部材
の製造方法としては、図２に示す鋳型２０に替えて、そ
の他の鋳型の実施例として図９に示す鋳型５０を用いて
もよい。図９で（ａ）は鋳型５０の要部断面図、（ｂ）
は（ａ）のＤ−Ｄ断面を示す。そして、被鋳包み部材４
１を機械構造用合金鋼（ＪＩＳ）ＳＣＭ４１５とし、外
径６０ｍｍ、内径５０ｍｍ、幅１２ｍｍの環状部４１ａ
と、この環状部４１ａの内方に突起部４１ｂを略等配に
４個形成した。一方、鋳包み材４２は（ＪＩＳ）ＦＣ１
５０相当の片状黒鉛鋳鉄とし、内径１５ｍｍとした。鋳
型５０は、下型５１、下中子５２、上中子５３、上型５
４、及び被鋳包み材４１で構成し、以下に示す構造とし
た。下型５１には溶湯通路Ｍ５２、Ｍ５３を形成した。
また、下型５１に収納する下中子５２には、被鋳包み材
４１の突起部４１ｂに合わせて４つの溶湯通路Ｍ５４を
形成した。そして、あらかじめスチールショットによる
ブラスト処理を行い、鋳包み後に、被鋳包み材４１と鋳
包み材４２との界面となる表面の表面粗さを平均で５μ
ｍＲａ以上にした被鋳包み材４１を下型５１に配置し
た。また、下中子５２と型あわせする上中子５３には、
被鋳包み材４１の突起部４１ｂに合わせて溶湯通路Ｍ５
５を設けると共に、被鋳包み材４１と幅木５３ａでキャ
ビティ（４２）を形成した。また、下型５１、上中子５
３と型あわせする上型５４には湯口５４ａ、吐かせ５４
ｂを形成した。

【００３６】そして、型あわせした鋳型５０の湯口５４
ａに、（ＪＩＳ）ＦＣ１５０相当の片状黒鉛鋳鉄の溶湯
を１３６０〜１５００℃の範囲で注湯した。そして、湯
口５４ａに注入した溶湯を、以下のように各溶湯通路を
流し、吐かせ５４ｂまで流出させた。先ず、湯口５４ａ
から注入した溶湯を、溶湯通路Ｍ５１からＭ５２へ、Ｍ
５２からＭ５３へ、そして溶湯通路Ｍ５４に分配し、被
鋳包み材４１の各突起部４１ｂに向けて溶湯を流入さ
せ、突起部４１ｂを加熱すると共にキャビティ（４２）
を充填させた。そして、充填した余分の溶湯を、溶湯通
路Ｍ５５から吐かせ５４ｂに流出させた。なお、注入し
た全溶湯は、鋳包み材４１に対して約２倍であり、注入
歩留は良かった。

【００３７】次に、鋳包み部材となる素材を、型ばらし
して取り出し、後処理を施した。得られた鋳包み部材に
ついて、前述の実施例と同様に、界面を顕微鏡で調査し
た。この結果、被鋳包み材と鋳包み材の界面は連続しな
い空隙を有して接触しており、空隙の幅は界面と直角方
向の平均で５〜１０００μｍであることが確認された。
また、前述の実施例と同様に、振動波形の測定、及び対
数減衰率の比較を行った結果、実施例の鋳包み部材１０
と同様、一般に減衰能が良いとされる片状黒鉛鋳鉄や球
状黒鉛鋳鉄などの鋳包み材がもつ減衰能を超えて更に減
衰能が優れていることが確認された。さらに、鋳型５０
により得られた鋳包み部材を旋削加工後、環状部に歯切
りを施し歯車とした。そして歯車同士を噛み合わせ回転
させたところ、振動や騒音が低減されていることがわか
った。

【００３８】製造する鋳包み部材のサイズが小さい場
合、他の鋳型の実施例である鋳型５０により鋳包み部材
を作製すれば、前述の図２に示す鋳型２０のように、溶
湯を周遊して、被鋳包み材に接触させるための溶湯通路
Ｍ４が不要である。これにより、鋳包み材となる鋳鉄溶
湯は、被鋳包み材に対して体積比で約２倍で足り、従来
に較べて約１／８と少なくてすみ注入歩留が更に良くな
る。また、周遊のための溶湯通路を形成する作製工数も
低減できることから、製造コストを低減できる。

【００３９】以上、本発明の実施例について説明した
が、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものでは
なく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能なも
のである。上記実施例においては、鋳包み部材の材種と
して、被鋳包み材が鋼材で、鋳包み材が鋳鉄の場合につ
いて説明したが、これに限定されるものではなく、例え
ば、被鋳包み材を耐摩耗Ｃｕ合金、鋳包み材を減衰能が
良いとされるＭｎ−Ｃｕ系合金として鋳包み部材とし、
工作機械等の歯車などに適用することもできる。

【００４０】また、上記実施例では、本発明の鋳包み部
材の歯車やスプロケットホイールへの適用について説明
したが、振動や騒音に対する減衰能を要求され、鋳包み
が可能な部材であれば、例えば、プーリーや各種のロー
ラーなどへの適用も可能である。

【００４１】また、上記実施例では、歯部やスプロケッ
ト部となる外周側を高強度の被鋳包み材とし、軸側とな
るボス部を減衰能の良い鋳包み材とする場合について説
明したが、これに限定されるものではなく、軸側となる
ボス部に高強度が要求される場合などには、これを被鋳
包み材とし、外周側を減衰能の良い鋳包み材としてもよ
い。この場合、被鋳包み材に形成する突起部は上記実施
例とは異なり、被鋳包み材の外周から外方に向けて形成
すればよい。

【００４２】また、上記実施例では、被鋳包み材に突起
部を略等配に４個形成したものについて説明したが、突
起部の数と配置は、これに限定されるものではなく、等
配でなくてもよく、また、４個未満でもよい。さらに、
被鋳包み材に突起部が形成され、該突起部が鋳包み材で
鋳包まれている場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、被鋳包みに開孔部を設け、鋳造の
際、この開孔部に鋳包み材となる溶湯を注入して、該開
孔部が鋳包み材で鋳包まれるように構成することもでき
る。要は、鋳包み部材としての機能を満足するために必
要な、被鋳包み材と鋳包み材との接合強度を確保できれ
ばよく、種々設計の変更が可能である。

【発明の効果】以上、詳細の説明のとおり、本発明の鋳
包み部材及びその製造方法によれば、一般に減衰能が良
いとされる片状黒鉛鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄などの鋳包み材
がもつ減衰能を超えて更に減衰能を向上させ、これを歯
車、スプロケットホイールなどに適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例での歯車に適用する鋳包み部材であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）は界面
の部分拡大模式図を示す。

【図２】被鋳包み材を鋳包み材で鋳包むための鋳型であ
り、（ａ）は要部断面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面
を示す。

【図３】実施例での鋳包み部材の界面の顕微鏡組織写真
（×１０）である。

【図４】振動波形の測定装置の模式図である。

【図５】実施例での鋳包み部材の振動波形の記録であ
る。

【図６】各比較例１、２、３、４の振動波形の記録であ
る。

【図７】実施例、比較例１、２、３、４の振動波形から
求めた対数減衰率の図である。

【図８】被鋳包み材の表面粗さ（μｍＲａ）と対数減衰
率との関係を示す図である。

【図９】その他の鋳型の実施例での被鋳包み材を鋳包み
材で鋳包むための鋳型であり、（ａ）は要部断面図、
（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面を示す。

【符号の説明】

１０：鋳包み部材１１、４１：被鋳包み材１１ａ、４１ａ：環状部１１ｂ、４１ｂ：突起部１１ｅ：側面１２、４２：鋳包み材（１２）、（４２）：キャビティ１３：界面１３ａ：連続しない空隙１３ｂ：接触２０、５０：鋳型２１、５１：下型２２、５２：下中子２３、５３：上中子２３ａ、５３ａ：幅木２４、５４：上型２４ａ、５４ａ：湯口２４ｂ、５４ｂ：吐かせ３０：振動波形の測定装置３１：軸３２：支点３３：インパルスハンマ３４：ＩＣＰ電源３５：加速度ピックアップ３６：レシーバー用アンプ３７：ＦＦＴアナライザーｄ１１：外径ｅ１１、ｋ１２：内径ｆ１１、ｇ１１、ｈ１１：幅ｉ１１：厚さｊ１１：突起量Ｍ１〜Ｍ８、Ｍ５１〜Ｍ５５：溶湯通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｈ 55/14 Ｆ１６Ｈ 55/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋳造により作製される鋳包み部材であっ
て、被鋳包み材及び鋳包み材よりも優れた減衰能を有す
ることを特徴とする減衰能に優れる鋳包み部材。
【請求項２】鋳造により作製される鋳包み部材であっ
て、被鋳包み材と鋳包み材との界面で、減衰能が発生す
るように、前記界面を構成したことを特徴とする減衰能
に優れる鋳包み部材。
【請求項３】鋳造により作製される鋳包み部材であっ
て、被鋳包み材と鋳包み材との界面が、連続しない空隙
を有して接触していることを特徴とする減衰能に優れる
鋳包み部材。
【請求項４】前記空隙が、界面と直角方向の平均で５
〜１０００μｍであることを特徴とする請求項１乃至請
求項３何れかに記載の減衰能に優れる鋳包み部材。
【請求項５】前記被鋳包み材に突起部が形成され、該
突起部が鋳包み材で鋳包まれていることを特徴とする請
求項１乃至請求項４何れかに記載の減衰能に優れる鋳包
み部材。
【請求項６】前記被鋳包み材が鋼材からなり、前記鋳
包み材が鋳鉄または鋳鋼からなることを特徴とする請求
項１乃至請求項５何れかに記載の減衰能に優れる鋳包み
部材。
【請求項７】前記鋳包み材が球状黒鉛鋳鉄からなるこ
とを特徴とする請求項６に記載の減衰能に優れる鋳包み
部材。
【請求項８】前記鋳包み部材が歯車またはスプロケッ
トホイールであることを特徴とする請求項１乃至請求項
７何れかに記載の減衰能に優れる鋳包み部材。
【請求項９】鋳包み部材の製造方法であって、被鋳包
み材の界面となる表面粗さを平均で０．３μｍＲａ以上
として、鋳型に配置し、鋳包み材で鋳包むことを特徴と
する減衰能に優れる鋳包み部材の製造方法。