JP2790624B2

JP2790624B2 - 鋳ぐるみによる異種部材の結合方法

Info

Publication number: JP2790624B2
Application number: JP23957896A
Authority: JP
Inventors: 昭造福島; 優三谷; 孝弘宮崎; 耕造掘本; 尚治中垣; 進長谷川; 康生大見; 正貴大西
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-08-27
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JPH1085923A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、異なる種類の２つ
の部材を鋳造によって鋳ぐるむ部材の結合方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば、斜板式油圧ポンプは、
複数のシリンダが規定されたシリンダブロックと、各シ
リンダブロックに滑動自在に配設されたプランジャと、
各プランジャの端部が任意の方向に揺動自在に装着され
た斜板と、この斜板を揺動自在に支持する斜板支持部材
とを備えている。斜板の背面は略弧状に突出し、この突
出面と対向する斜板支持部材の片面には、斜板の弧状面
に対応した略弧状の凹部が設けられ、斜板が斜板支持部
材の上記片面に沿って滑動されるように構成されてい
る。

【０００３】この種の油圧ポンプにおいては、シリンダ
ブロック、プランジャとともに斜板が斜板支持部材に対
して相対的に回動される。それ故に、斜板と斜板支持部
材との間の耐摩耗性を高めるために、斜板支持部材の表
面にたとえば銅合金から形成されるライニング部材が配
設されている。従来、このライニング部材は、次のとお
りにして斜板支持部材に設けられている。すなわち、斜
板支持部材を鋳造によって形成し、次いで斜板支持部材
に所定の前加工を施し、しかる後この斜板支持部材に溶
接の如き手段によってライニング材を固定し、さらにラ
イニング材に仕上げ機械加工を施している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上述のライニング材の固定方法では、斜板支持部材の前
加工、ライニング材の溶接、ライニング材の仕上げ機械
加工等を必要とし、作業効率が悪く、製造コストが高く
なる問題がある。また、斜板支持部材に固定されたライ
ニング材を加工するのは困難であり、またその作業の自
動化が難しく、このことによっても作業効率が悪く、製
造コストが上昇する。

【０００５】そこで、上述した問題を解決するために、
ライニング材を鋳造によって斜板支持部材に鋳ぐるむこ
とも考えられるが、単に鋳ぐるむのみでは、次の問題が
新たに発生する。すなわち、斜板支持部材は鋳造によっ
て形成されるので、その材料（鋳鉄）の溶融温度は約１
２００℃程度であり、一方ライニング材はたとえば銅合
金から形成されるので、その材料の溶融温度は約８００
℃程度である。それ故に、ライニング材を鋳造によって
斜板支持部材に結合しようとすれば、ライニング材の溶
融温度が鋳鉄の溶融温度よりも４００℃程度低いので、
鋳造時にライニング材の一部が溶融し、ライニング材を
充分強固に斜板支持部材に結合することができない、ラ
イニング材の形状が変化する等の問題が生じる。

【０００６】本発明の目的は、溶融温度が比較的低い第
１の部材を鋳造によって溶融温度が比較的高い第２の部
材に鋳ぐるむことができる異種部材の結合方法を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、相互に組合わ
される第１および第２の型によって規定される鋳造空間
に予め形成された第１の部材を配置してこの第１の部材
を鋳造によって第２の部材に鋳ぐるむ金属の結合方法に
おいて、第１の部材は溶融温度が比較的低い材料から形
成され、第１の部材は、第１または第２の型のいずれか
片方に配置され、相互に組合わされる第１および第２の
型と協働して第２の部材のための鋳造空間を規定し、第
１の部材における、鋳造空間を規定する面とは反対側の
面には、これを冷却するための冷却部材が配置され、冷
却部材の一部が外部に露呈され、鋳造時には、第２の部
材を形成するための溶融温度が比較的高い材料が鋳造空
間に鋳込まれ、これによって第１の部材が第２の部材に
鋳ぐるまれ、第１の部材は冷却部材によって冷却される
ことを特徴とする鋳ぐるみによる異種部材の結合方法で
ある。本発明に従えば、第１の部材は鋳造によって形成
される第２の部材に鋳ぐるまれるので、従来の如く前加
工、溶接、溶接後の仕上げ加工等を必要とせず、著しく
容易に第１の部材と第２の部材を結合することができ
る。また、第１の部材の片面には一部が外部に露呈する
冷却部材が配置されるので、鋳造時に第１の部材に伝導
された熱は冷却部材の上記一部から外部に放熱され、第
１の部材の温度が異常に上昇して溶融するのが防止され
る。

【０００８】また本発明は、第１の型には冷却穴が設け
られており、この冷却穴を通して冷却部材の一部が外部
に露呈されていることを特徴とする。本発明に従えば、
第１の型には冷却穴が設けられているので、冷却部材の
熱はこの冷却穴を通して外部に放散され、冷却部材の放
熱が充分に行われる。

【０００９】また本発明は、第１の部材と第２の部材と
の間には、両者を機械的に結合するための機械的結合手
段が設けられていることを特徴とする。本発明に従え
ば、機械的結合手段が設けられるので、第１の部材と第
２の部材とはこの機械的結合手段を介して確実に結合さ
れる。

【００１０】さらに本発明は、第１の部材における、鋳
造空間を規定する面の少なくとも一部には、第１の部材
が高温になるのを防止するための断熱材が設けられてい
ることを特徴とする。本発明に従えば、第１の部材の少
なくとも一部には断熱材が設けられているので、鋳造時
に第２の部材から第１の部材への熱の伝導が抑えられ、
第１の部材が高温になるのが一層防止される。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に従う異種部材の
結合方法の一実施形態を適用した鋳造装置を簡略的に示
す断面図であり、図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ線によ
る断面図であり、図３は図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線
による断面図である。

【００１２】図１において、図示の鋳造装置は、相互に
組合わされる上型２と下型４から構成されている。上型
２は第１の型を構成し、実施の形態では第１の型は、上
型２の内部に組合わされる中子６を含んでいる。上型
２、下型４および中子６は、たとえば鋳物用砂から好都
合に形成することができる。上型２の図２にいて左端部
には上下方向に延びる湯口８が設けられ、この湯口８を
通して溶融した鋳鉄が後述の鋳造空間に送給される。ま
た、中子６の図１において左端部には押湯１０が設けら
れている。押湯１０の下部は通路１２を介して鋳造空間
（後述する）に連通されている。

【００１３】実施形態では、中子６に第１の部材１４が
支持されている。第１の部材１４は細長い弧状であり、
図１において左右方向に延びている。第１の部材１４の
両端部には、両側に突出する突出フランジ１６，１８が
設けられており、これら突出フランジ１６，１８が中子
６に形成された支持凹部２０，２２に受入れられてい
る。この第１の部材１４はたとえば耐摩耗性を有するラ
イニング材でよく、好ましくは銅合金から形成すること
ができ、銅合金の場合、その溶融温度は、比較的低くた
とえば８００℃程度である。この第１の部材１４は図１
において紙面に垂直な方向に複数個配置される。

【００１４】下型４は第２の型を構成する。下型４の上
面と上型２および中子６の下面とは相互に協働して所望
の鋳造空間２４を規定し、第１の部材１４の図１におい
て下面は上記鋳造空間２４の一部を規定する。この鋳造
空間２４には、上型２に形成された湯口８を通して溶融
鋳鉄が流入され、これによって鋳造空間２４に対応した
形状の第２の部材２６（図２および図３にその一部を示
す）が形成される。第２の部材２６は、たとえば斜板油
圧ポンプにおける斜板支持部材でよく、この斜板支持部
材にライニング材を結合するのに適用することができ
る。このとき、第２の部材２６は鋳鉄から形成されるの
で、その溶融温度は比較的高く約１２００℃程度であ
り、第１の部材１４に比して約４００℃程度高い。

【００１５】実施の形態では、第１の部材１４におけ
る、鋳造空間２４を規定する面とは反対の面には、これ
に接触して、冷し金としての冷却部材２７が設けられて
いる。この冷却部材２７は、複数の第１の部材１４の全
てに接触するように設けられ、第１の部材１４から冷却
部材２７への熱伝導を良くするために、図１に示すとお
り、第１の部材１４との接触領域を大きくするのが望ま
しい。この実施形態では、中子２６の中央部および上型
２の中央部にはこれらを貫通して冷却穴２８が設けら
れ、この冷却穴２８を通して冷却部材２７の上面の大部
分が外部に露呈されている。冷却部材２７の露呈領域が
大きい程放熱効果も大きくなり、第１の部材１４の温度
上昇が防止される。この実施例では、中子６および上型
２に設けられた冷却穴２８を介して冷却部材２７を外部
に露呈しているが、この冷却部材２７を中子６および上
型２を貫通して設け、冷却部材２７の上面（外面）を直
接外部に露呈させるようにすることもできる。

【００１６】異種部材を結合する、すなわち第１の部材
１４を第２の部材２６に鋳ぐるむには、まず第１の部材
１４を鋳造または所定の機械加工を施して所定の形状に
仕上げる。次いで、第１の部材１４を中子６に取付け
る。この取付けは、第１の部材１４の突出フランジ１
６，１８を中子６の支持凹部２０，２２に挿入すること
によって行われる。しかる後、中子６を上型２と組合わ
せて第１の型を形成し、この第１の型を、第２の型であ
る下型４と組合せる。かく組合わせると、図１に示す状
態になり、上型２、中子６、第１の部材１４および下型
４は、相互に協働して所定形状の鋳造空間２４を規定す
る。

【００１７】次に、上型２の湯口８を通して溶融した鋳
鉄を鋳造空間２４に流し込んで鋳造によって第２の部材
２６を形成する。溶融鋳鉄を流し込むと、この鋳鉄は鋳
造空間２４を満すとともに、その一部は押湯１０に流入
する。この押湯１０に流入した鋳鉄は、鋳造空間２４内
の鋳鉄が固化して幾分収縮したときこの収縮した部分に
供給される。

【００１８】鋳造時には、約１２００℃の高温の溶融鋳
鉄が鋳造空間２４に鋳込まれる。かくすると、この溶融
鋳鉄が第１の部材１４に接触し、鋳鉄から第１の部材１
４への熱伝導が行われ、第１の部材１４が加熱される。
第１の部材１４に伝導された熱は、さらに冷却部材１４
に伝導され、この冷却部材１４から冷却穴２８を通して
外部に放散される。第１の部材１４は、たとえば銅合金
から形成され、その溶融温度は比較的低く約８００℃程
度であるが、冷却部材２７から熱の放散が行われるの
で、第１の部材１４が溶融温度以上に加熱されることは
なく、第１の部材１４の溶融、熱による形状変形等が防
止される。

【００１９】鋳造空間２４に流し込んだ溶融鋳鉄から第
１の部材１４への熱伝導を少なくするために、第１の部
材１４の図１において下面（鋳造空間２４を規定する
面）の少なくとも一部に断熱材（図示せず）を設けるの
が好ましく、上記熱伝導を一層防止するためには第１の
部材１４の下面の実質上全域に断熱材を設けるのが望ま
しい。断熱材としては、たとえば断熱型塗型剤を用いる
ことができる。

【００２０】第１の部材１４を第２の部材２６に確実に
鋳ぐるむには、第１の部材１４と第２の部材２６との間
に機械的結合手段を設けるのが好ましい。この機械的結
合手段として、第２の部材２６の肉厚が比較的薄い部位
には、たとえば図２に示す機械的結合手段を設けること
ができ、また第２の部材２６の肉厚が比較的厚い部位に
は、図３に示す機械的結合手段を設けることができる。

【００２１】図２において、この機械的結合手段は、第
１の部材１４の一側部（図２において左側部）に設けら
れたテーパ部１４ａとその他側部（図２において右側
部）に設けられた段部１４ｂを含んでいる。テーパ部１
４ａは、第１の部材１４の長手方向（図１において左右
方）にそのほぼ全長に渡って延び、図２において上方に
向けて右方に直線状に傾斜しており、このテーパ部１４
ａの下部を包むように第２の部材２６が鋳造される。ま
た、段部１４ｂは側縁が幾分低くなっており、この段部
１４ｂに一部が係合されるように第２の部材２６が鋳造
される。したがって、テーパ部１４ａおよび段部１４ｂ
と第２の部材２６の一部とが係合した状態で結合される
ので、第１の部材１４の図２における左右方向および上
下方向の移動が確実に阻止される。

【００２２】図３において、この部位の機械的結合手段
は、第１の部材１４の下面（鋳造空間２４を規定する
面）に設けられた突起３０を含んでいる。突起３０の基
部にはその長手方向（図１において左右方向、図３にお
いて紙面に垂直な方向）に延びる一対の凹部３２が形成
されている。各凹部３２の断面は略矩形状であり、この
凹部３２によって突起３０全体としてその断面形状がＴ
字状に形成されている。鋳造時、この突起３０を包むよ
うに第２の部材２６が鋳造される。したがって、凹部３
２に第２の部材２６の一部が係合した状態で第１および
第２の部材１４，２６が結合されるので、突起３０の存
在によって、第１の部材１４の図３における左右方向お
よび上下方向の移動が確実に阻止される。この実施例で
は、図３に示す部位でも、図２に示したとおり、第１の
部材１４の一側部にテーパ部１４ａが存在するので、こ
のテーパ部１４ａによっても、第１の部材１４の図３に
おける左方および上下方向の移動が阻止される。

【００２３】なお、この突起は、図４に示す形状でもよ
い。図４において、この変形例では、第１の部材１４に
突起３４が設けられ、この突起３４の基部に、断面形状
が略三角形状の一対の凹部３６が形成され、突起３４全
体として図４において下方に拡がる略台形状に形成され
ている。この変形例では、第２の部材２６の一部が上記
突起３４に食込むように係合するので、第１の部材１４
の図４における左右方向および上下方向の移動をより確
実に阻止することができる。なお、機械的結合手段は、
図２〜図４に示す形状に限定されず、第１および第２の
部材１４，２６を確実に結合することができる任意の形
状でよい。

【００２４】実施の形態では、図１に示すとおり、突起
３０は第１の部材１４の長手方向両端部に設けられてい
る。そして、各突起３０の長手方向両端部は先端部に向
けて内側に直線上に傾斜されている。したがって、これ
ら傾斜部と第２の部材２６の係合によって第１の部材１
４の図１における左右方向（図２および図３において紙
面に垂直な方向）の移動が確実に阻止される。

【００２５】かくのとおりであるので、鋳造によって第
２の部材２６を形成することによって、第１の部材１４
が第２の部材２６に鋳ぐるまれ、第１および第２の部材
１４，２６間に存在する機械的結合手段によって両者が
確実に結合され、第２の部材２６に対する第１の部材１
４の図１における上下方向、左右方向および紙面に垂直
な方向の移動が確実に阻止される。

【００２６】なお、鋳造後における冷却部材２７の剥離
性を高めるために、第１の部材１４の上面（鋳造空間２
４を規定する面とは反対の面）および／または冷却部材
２７の下面（第１の部材１４と接触する面）に剥離剤を
塗布するのが望ましい。

【００２７】第１の部材１４の冷却特性を高めるため
に、たとえば図５に示すとおりに構成することができ
る。なお、図５において、図１〜図３に示す部材と実質
上同一の部材は同一の参照番号を付してその説明を省略
する。

【００２８】図５において、図示の形態では、冷却部材
２７を強制的に冷却するための冷却システムが設けられ
ている。図示の冷却システムは、冷却部材２７設けられ
た冷却流路４２を有している。冷却流路４２は略Ｕ字状
であり、その両端部は冷却部材２７の上面（図５におい
て上面）に開口し、その中間部は冷却部材２７内を第１
の部材１４に沿って図５において左右方向に延びてい
る。冷却流路４２の一端は、中子６および上型４に形成
された冷却穴２８を通して配設された供給流路４６を介
して液体ポンプ４４に接続され、この液体ポンプ４４は
送給流路４８を介して液体タンク５０に接続されてい
る。また、冷却流路４２の他端は戻り流路５２を介して
液体タンク５０に接続されている。液体タンク５０には
水の如き冷却液が充填されている。鋳造装置のその他の
構成は、図１〜図３に示すものと実質上同一である。

【００２９】この冷却システムを有するものにおいて
は、鋳造時に液体ポンプ４４が付勢される。かくする
と、液体タンク５０内の冷却液が液体ポンプ４４の作用
によって送給流路４８および供給流路４６を通して冷却
流路４２に送給される。したがって、冷却流路４２を通
して流れる冷却液によって冷却部材２７が冷却され、鋳
造時に第１の部材１４が高温に上昇するのが一層確実に
防止される。冷却通路４２を通して流れた冷却液は、戻
り流路５２を介して液体タンク５０に戻される。なお、
この形態においても、その基本的形態は、図１〜図３に
示すものと実質上同一であるので、図１〜図３に示すも
のと同様の作用効果が達成される。

【００３０】図５では、冷却システムとして、冷却液を
用いたものを示したが、これに代えて、またはこれとと
もに、冷却部材２７を冷却するための冷却ファンを用い
ることもできる。

【００３１】上述の実施形態では、中子６が上型２に組
合わされるものに適用して説明したが、中子６が下型４
に組合わさる形態のものにも同様に適用することができ
る。また、中子６がない形態のものにも同様に適用する
ことができる。この場合には、第１の部材１４は上型２
または下型４に直接取付けることができる。また、本発
明を斜板油圧ポンプの斜板支持部材に適用して説明した
が、これに限定されず、たとえばコンプレッサの摺働部
材等にも同様に適用することができる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、第１の部材は鋳造によ
って形成される第２の部材に鋳ぐるまれるので、従来の
如く前加工、溶接、溶接後の仕上げ加工等を必要とせ
ず、著しく容易に第１の部材と第２の部材を結合するこ
とができる。また、第１の部材の片面には一部が外部に
露呈する冷却部材が配置されるので、鋳造時に第１の部
材に伝導された熱は冷却部材の上記一部から外部に放熱
され、第１の部材の温度が異常に上昇して溶融するのが
防止される。

【００３３】また本発明によれば、第１の型には冷却穴
が設けられているので、冷却部材の熱はこの冷却穴を通
して外部に放散され、冷却部材の放熱が充分に行われ
る。

【００３４】また本発明によれば、機械的結合手段が設
けられるので、第１の部材と第２の部材とはこの機械的
結合手段を介して確実に結合される。

【００３５】さらに本発明によれば、第１の部材の少な
くとも一部には断熱材が設けられているので、鋳造時に
第２の部材から第１の部材への熱の伝導が抑えられ、第
１の部材が高温になるのが一層防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従う異種部材の結合方法の一実施形態
を適用した鋳造装置の一例を簡略的に示す断面図であ
る。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線による断面図であ
る。

【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面図で
ある。

【図４】第１の部材に設けられた突起の変形例を示す部
分拡大断面図である。

【図５】本発明に従う異種部材の結合方法の他の実施形
態を適用した鋳造装置の例を簡略的に示す断面図であ
る。

【符号の説明】

２上型４下型６中子８湯口１０押湯１４第１の部材１４ａテーパ部１４ｂ段部２４鋳造空間２６第２の部材２７冷却部材２８冷却穴３０，３６突起４２冷却流路４４液体ポンプ５０液体タンク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者宮崎孝弘三重県四日市市富士町８番25号川崎金属工業株式会社内 (72)発明者掘本耕造三重県四日市市富士町８番25号川崎金属工業株式会社内 (72)発明者中垣尚治兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地川崎重工業株式会社西神戸工場内 (72)発明者長谷川進兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地川崎重工業株式会社西神戸工場内 (72)発明者大見康生兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地川崎重工業株式会社西神戸工場内 (72)発明者大西正貴兵庫県神戸市西区櫨谷町松本234番地川崎重工業株式会社西神戸工場内 (56)参考文献特開平４−73452（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−252663（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 19/00 B22D 15/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】相互に組合わされる第１および第２の型
によって規定される鋳造空間に予め形成された第１の部
材を配置してこの第１の部材を鋳造によって第２の部材
に鋳ぐるむ異種部材の結合方法において、前記第１の部材は溶融温度が比較的低い材料から形成さ
れ、前記第１の部材は、前記第１または第２の型のいずれか
片方に配置され、相互に組合わされる第１および第２の
型と協働して前記第２の部材のための鋳造空間を規定
し、前記第１の部材における、前記鋳造空間を規定する面と
は反対側の面には、これを冷却するための冷却部材が配
置され、前記冷却部材の一部が外部に露呈され、鋳造時には、前記第２の部材を形成するための溶融温度
が比較的高い材料が前記鋳造空間に鋳込まれ、これによ
って前記第１の部材が前記第２の部材に鋳ぐるまれ、前
記第１の部材は前記冷却部材によって冷却される、ことを特徴とする鋳ぐるみによる異種部材の結合方法。
【請求項２】前記第１の型には冷却穴が設けられてお
り、この冷却穴を通して前記冷却部材の一部が外部に露
呈されていることを特徴とする請求項１記載の鋳ぐるみ
による異種部材の結合方法。
【請求項３】前記第１の部材と前記第２の部材との間
には、両者を機械的に結合するための機械的結合手段が
設けられていることを特徴とする請求項１または２記載
の鋳ぐるみによる異種部材の結合方法。
【請求項４】前記第１の部材における、前記鋳造空間
を規定する面の少なくとも一部には、前記第１の部材が
高温になるのを防止するための断熱材が設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋳ぐ
るみによる異種部材の結合方法。