JPS6213237A - 冷し金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は、冷し金に関し、更に詳述すれば、鋳型中の一
部で熔湯な急速凝固させるに使用する冷し金に関する。

口、発明の背景 冷し金は、鋳型中にあって熔湯を急速凝固させるのＣ；
使用され、一般に金属（多くは鋳鉄）、ときには黒鉛を
材料としている。　熔湯な急速凝固させる目的は二つに
大別される。

は凝固時に収縮するので、鋳型中で最後に凝固する部分
に粗壓が生ずる。　そのため、押湯な設けて粗壓を鋳造
品に発生させずに押湯に発生するようにしているが、鋳
造品の形状、寸法によっては、押湯のみでは鋳造品に粗
壓が発生するのを防止しきれない場合がある。　このよ
うな場合には、担屋が発生する鋳型の部分に冷し金を使
用してその部分の熔湯を急速凝固させ、担屋発生を防止
する。

他の一つは、鋳造品の耐摩耗性向上Ｃ；ある。

鋳鉄時物書：ありて、耐摩耗性が要求される部分に冷し
金を使用し、この部分で熔湯を急速凝固させて表層を白
鋳鉄組織とし、硬度を高めて耐摩耗性を付与し、他の部
分は黒鉛を含有する組織として被削性を（ときには靭性
をも）持たせ、機械部品として耐久性を付与する。

後者の一例を挙げると、カムシャフトがある。′内燃機
関のカムシャフトは、タペット及びロッカアームを介し
て、又はロッカアームを介して吸気弁及び排気弁を開閉
する機構に使用され、同−気周毎に吸気弁又は排気弁を
作動させる通常２個（３個、稀には４個の場合もある。

）のカムが配さｈていて、各カムのカムノーズは半径方
向に所ムに押圧されながらこれらと摺動する。　特にカ
ムノーズ側は、これら相手部品に半径方向に上下（白鋳
鉄化）させて耐摩耗性を付与し、その他の部分は強靭性
と被削性を有する組織とした鋳鉄製カムシャフトが広く
使用されている。

上記のように、カムは１気筒について２〜４個を必要と
するので、多気筒の機関のカムシャフトには多数のカム
が設けられ、１枚の鋳造用プＶ　−トに複数個の模型を
貼付けた多数個取りの涛造法にあっては、１個の鋳型に
使用される冷し金の数は極めて多数に昇る。

その上、カムは互に所定の角度の位相を持たせてカムシ
ャフトに配置されているために、模型のカム部の形状は
１本のカムシャフト内で互に異なりており、従りて、使
用される冷し金の形状も互１：異なっている。

造型に際して、先ず模型上の所定位置に所定の冷し金を
載置する必要があるが、上記のように冷し金の種類及び
数が多くなると、冷し全載置の手数が掛ることとなる。

また、注湯後の鋳出しに際しては、鋳枠から排出される
鋳物砂中に多数の冷し金が混入し、鋳物砂の中から冷し
金を取出すの１′−も多（の手数が掛ることとなる。

更に、鋳物砂中から取出された多数の冷し金を、次の造
型作業に備えて多くの種類毎に選別することは、一層多
くの手数を要することとなる。

特に生産性を高めるため、大型の造型機を使用して１枚
の鋳造用プレート（二貼付ける模型の数を増加すると、
上記の手数は益々増えることとなる。

上記のような問題は、カムシャフトに限られるものでは
なく、前述した耐摩耗性の付与、或いは担屋発生防止の
ために多数の冷し金を使用する鋳造にあっても同様であ
る。

ハ、発明の目的 る鋳造にあって、造型及び鋳出しに際して上記のような
手数を省略し、作業を簡単、かつ容易にする冷し金を提
供することを目的としている。

二、発明の構成 本発明は、複数の鋳造品に対応する各鋳型壁面毎に熔湯
な急速凝固させる部分の少なくとも一つの部分を形成し
、前記各祷型壁面の前記少なくとも一つの部分に亘って
一体に構成され、かつ、係止手段に係止可能とした冷し
金に係る。

ホ、実施例 以下に本発明をカムシャフト鋳造に適用した例について
説明する。　なお、説明を簡単にするために、１気筒毎
に２個のカムを９０°の位相を以って配置した４気筒エ
ンジン用のカムシャフトの側圧面図である。

カムシャフト素材３１は、軸２２の両端側ζニジャーナ
ル部ｎが、中央Ｃ：、スプロケット部Ｕが設けてあり、
ジャーナル部ｎとスプロケット部冴との間には４個所に
カム２１が９０°の位相を以って順次配置されてなって
いる。　この例ではカムシャフト３１は、スプロケット
部スに関して左右対称となっているので、同図では右半
分を示しである。

カム２１のカムノーズ２１ａは表層がチルしていて耐摩
耗性を有しており、カムノーズ２１ａの裏側２１ｂ及び
カムノーズ２１ａの表層以外の部分は、チルしておらず
、被削性及び強靭性を有している。

以下、このカムシャフト鋳造の具体的な例について詳述
する。

実施例１ 第１１図は模型の平面図で、第１６図のカムシャフト素
材３１の上下方向半分にされた形状を有する模型２が、
プレート３上に多数、例えば１０本が互に平行に貼付け
られている。　第１１図で、模型２の第１６図のカムシ
ャフト素材３１のカム２１、カムノｊ−ズ２１ａ、カム
ノーズの裏側２１ｂ１軸２２、ジャーナル部ｎ、スプロ
ケット部Ｕに対応する各部分法１１．１１＆、ｌｌｂ、
１２．１３．１４の符号を付しである。

なお、煩雑さを避けるため、堰、押湯、湯道、湯口の部
分は図示省略しである（以下同様）。

第１図〜第４図は、冷し金を係止した鋳枠をプレート上
（二装置した状態を示し、第１図は平面図、第２図は第
１図の■−■線矢視断面図、第３図は第１図の■−■線
矢視断面図、第４図は側面図である。

鋳枠５には切欠き５ａが設けてあり、冷し金１−１．１
−２はその端部ＩＣが切欠き５ａｌ二嵌入する。　鋳枠
５の側面には切欠き５ａ上にビン５ｂが設けてあって、
ピン５ｂ：：回動自在に取付けられたフック５Ｃが冷し
金１−１．１−２の端部ＩＣの端面（二設けられたビン
１ｄを抱くよう（ニして、冷し金１−１．１−２が鋳枠
５に係止する。冷し金１−１．１−２を係止した鋳枠５
がプレート３上にａ置され、第１図〜第４図：二示す状
態となる。

鋳枠５の内側には模型２が位置し、模型２の所定位置に
冷し金１−１．１−２が接触して位置する。　鋳枠５の
位置決めは、プレート３上に設けたガイドピン６と鋳枠
５の側面に設けられたガイド７との嵌合によりてなされ
る。

冷し金１−２は、模型２のカムノーズ部１１ａと接触す
るが、カムノーズ部の裏側１１ｂの部分は、チルさせな
いようにするために凹部１−２１を設け、凹部１−２ａ
にこの例ではシェル型インサート（油中子と同質のもの
でも良い。）４を嵌入し、この部分で冷し金１−２が鋳
型壁面を形成しないようにしである。

カムシャフト素材の鋳造（二当っては、先ず第１図〜第
４図に示すように、プレート３上に鋳枠５を載置する。

次に、鋳枠５内に鋳物砂９を充填し、通例の方法、例え
ばジ冒ルト、スクイズ、次いで波型によって第５図に示
す上型及び下型な造り、ガイドピン８を使用して上型と
下型とを合せ、第１図〜第４図Ｉ：示す鋳型とする。　
第６図〜第９図は、順＋Ｇ　　　　　− 次、第縛図（二不したカムシャフト素材３１の左側から
右側へ向ってのカム２１の位置ζ：対応する位置での鋳
型の断面図である。

次に、この鋳型に図示しない熔湯を注入し、熔湯が凝固
してから型ばらしを行うと、第１０図に示すように、鋳
造されたカムシャフト３１は鋳物砂９と共ＥＦｇ下し、
冷し金１−４．１−２は鋳枠５に係止して鋳物砂９中に
混入することはない。

鋳枠５及び冷し金１−１，１−２は、落下しきれずに付
着している鋳物砂を除去、清掃され、その侭次の造型に
使用される。

冷し金１−１，１−２は、繰返し鋳造に使用すると、祷
込時の熱によって次第に変形するが、造形に支障をきた
す程に変形したら、フック５ｃを回動して冷し金１−１
．１−２を鋳枠から係止解除して外し、フリクションプ
レス等によって歪矯正する。　そのためには、冷し金１
−１．１−２の材料は塑性加工可能な可鍛鋳鉄又は球状
黒鉛鋳鉄とするのが望ましい。

実施例２ この例は、上型、下型に冷し金を嵌入する嵌入部を設け
、この嵌入部に冷し金を嵌入して鋳型とする例である。

　なお、図面の前記実施例１に於けると同じ部分には、
前記と同一の符号を付して示す。

第１２図ζ；示すようζ二、模型１０２には、鋳型中で
冷し金が位置する位置に凸部ＩＱ２ｍが設けられている
。

第１３図は、鋳枠５内に鋳物砂９を充填し、ジョルト、
スクイズによってこれを固めた状態での、第１６図の最
も左側のカム２１ζ二対応する位置を例示して示す断面
図である。　模型１０２には、鋳枠５の切欠き５ａｌ二
対応する凸部１０２ｂが設けてあって、この凸部１０２
ｂが鋳枠５の切欠き５ａに嵌入して造型時に鋳物砂９が
鋳枠５外に出るのを防止する。　第１３図で１４は、第
１６図のスプロケット部２４：二対窓する模型の部分で
ある。

第１４図は波型した状態を示し、第１３図の模型の凸部
１０２ｂの部分には、この凸部１０２ｂの形状、寸法に
対応する凹部９＆が形成される。

次に、鋳型を反転して第１４図の凹部９ａに冷し金１−
１を嵌入し、鋳枠５のフック５Ｃを回動して冷し金１−
１のビン１ｄを抱くようにして冷し金１−１を鋳枠５に
係止させ、第１５図に示す状態とする。

次に、このと型を再び反転して、同様にして造られた下
型と合せ、鋳型とする。　第７図及び第９図に示した他
の冷し金１−２（二ついても同様である。

その他は前記実施例１に於けると同様である。

実施例２では、先に砂型を造型しておいて、この砂型に
冷し金を嵌入して上型、下型としているので、この方法
は減圧造型法（所謂■プロセス）に適用するのに好適で
ある。　その理由は次の通りである。　減圧造型法で使
用するプラスチックフィルムは注湯時に熔湯の熱によっ
て燃焼し、ガスを発生する。　このガスは砂型の部分で
は砂型を通過して鋳型外に吸引されるので障害とはなら
ないが、冷し金の鋳型壁面では上記燃焼ガスが冷し金を
通過することができず、このガスによって構造品にブロ
ーホール等の欠陥が生ずることとなる。　実施例２の方
法を減圧造型法（：適用すると、冷し金の部分ではプラ
スチックフィルムは冷し金と鋳物砂部分との間に位置す
るので、冷し金の部分で上記のような燃焼ガスによる欠
陥が鋳造品に発生することがない。　尤も、実施例１の
方法でも、冷し金に燃焼ガスを通過させる細孔を貫通し
て設けることにより、上記のような欠陥の発生を防止す
ることも可能である。

前述のよう（二、実施例１．２共に冷し金は各模型の一
つのカムノーズ毎に一体にして鋳枠に係止しているので
、造型に当って冷し金一つ一つをセットする必要がなく
、構造が簡単であるので造型が容易であり、また、型ば
らしに際しても、冷し金がばらばらになって鋳物砂中に
混入することがなく、作業が容易で多くの手数を要する
ことがない。

なお、冷し金は、前記のように鋳枠に係止させる以外（
二も、例えば鋳枠の近傍のような鋳造方案上邪魔になら
ない位置（：別に係止手段を設け、これに係止させるよ
うにしても良い。　このようにすると、実施例１の方法
では、造型時に模型上に冷し金をセットする必要があり
、また、型ばらし時には冷し金は鋳物砂と共（：落下す
るが、冷し金は互に連結しているので、その扱いに手数
が掛ることはない。　他方、型ばらしの際には冷し金が
落下してくれるので、鋳物砂が鋳枠から容易に離脱し、
型ばらし作業が容易である。

以上の例はいずれもカムシャフト鋳造に本発明を適用し
た例であるが、本発明は、カムシャフト以外のチルド鋳
物の構造に適用でき、また、チルド鋳物以外にも鋳造品
に粗頌が発生するのを防止する目的で冷し金を使用する
場合にも適用でき、前記の例と同様の効果が奏せられる
ことは言う迄もない。

へ、発明の効果 以上説明したよう（二、本発明に基く冷し金は、複数の
鋳造品について熔湯な急速凝固させる部分の少なくとも
一つの部分に亘って一体に構成され、かつ、係止手段に
係止可能としているので、構造が簡単であり、造型時の
冷し金のセットが簡単にでき、型ばらし時には冷し金が
ばらばらになって鋳物砂に混入することがなく、その扱
いが容易である。　従って、本発明に基く冷し金を使用
するときは、造型及び型ばらしの作業に多くの手数が掛
ることがなく、生産性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

図面はいずれも本発明の実施例を示すものであって、第
１図〜第１１図は実施例１を、第１２図〜第１５図は実
施例２を夫々示す。 第１図〜第４図は冷し金を係止した鋳枠をプレート上に
載置した状態を示し、第１図は平面図、第２図は第１図
の■−■線矢視断面、第３図はイＣ１１ 第１図のｍ−■線矢視断面図、第４図はＩ面図、第５図
は上型の断面図、 第６図、第７図、第８図及び第９図は鋳型のカム部分を
切断した断面図、 第１０図は鋳出しの状態を示す断面図、第１１図は模型
の平面図 である。 第１２図は模型の平面図、 第１３図は抜型前の状態を示す断面図、第１４図は抜型
後の状態を示す断面図、第１５図は鋳型中に冷し金を嵌
入した状態を示す断面図 である。 なお、図面に示された符号に於いて、 １−１．１−２・・・・・・・・・・冷し金１ｃ・・・
・・・・・・・・・・・冷し金の端部２．１０２・・・
・・・・・・・模型 １０２ａ・・・・・・・・・・・・模型の凸部３・・・
・・・・・・・・・・・・・プレート４・・・・・・・
・・・・・・・・・シェル型インサート５・・・・・・
・・・・・・・・・・鋳枠５ａ・・・・・・・・・・・
・・・鋳枠の切欠き部ｌｄ、　５ｂ・・・・・・・・ビ
ン ５ｃ・・・・・・・・・・・・・・フック６．８・・・
・・・・・・・・・ガイドビン７・・・・・・・・・・
・・・・・・ガイド１１、２１・・・・・・・・・・・
・カム部１１ｍ、２１ｍ・・・・・・・・・・カムノー
ズ部１１ｂ１２１ｂ・・・・・・・・・・カムノーズの
裏側の部分３１・・・・・・・・・・・・・・・・カム
シャフト素材である。 代理人　弁理士　逢　坂　　　宏 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 箔６図 へ ５　　第７図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 １−２　　　１−１　　　１−１　　　　１−？第１３
図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　複数の鋳造品に対応する各鋳型壁面毎に熔湯を急速
   凝固させる部分の少なくとも一つの部分を形成し、前記
   各鋳型壁面の前記少なくとも一つの部分に亘って一体に
   構成され、かつ、係止手段に係止可能とした冷し金。