JPS62296935A - 金型による鋳物の製造方法 - 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】 ３、発明の詳細な説１１１ （産業上の利用分野） 本発明はカムシャフトやクランクシャフト等の中実や中
空の鋳物を金型鋳造により製造する方法に関するもので
ある。

（従来の技術） カムシャフトのカム部表面は／ヘルプロッカーアームの
スリッパ等と摺接するので他の部分よりも高い＃Ｉ９！
耗性が要求される。

かかるカムシャフトをＵ　ｊｌするにさいし従来では砂
型からなる鋳型のカム面に相当する部分に冷し金をセッ
トし、＃ｐ＃造時にカム面を構成する溶湯部を急冷し、
高硬度のチル化層をカム面に形成している。

（発明が解決しようとする問題へ） 冷し金を−々上セツトる必要があり、冷し金の数も多く
、作業が面倒、煩雑であること、鋳型のカム成形部は冷
し金の肉厚性を差し引いて成形する必要があり、精度そ
の他鋳型の成形が面倒であること、冷し金のセットの組
付誤差や組付間違い等が生じる虞れがある等の問題があ
る。

一方、中空のカムシャフトをＲ造する場合、以北の他鋳
型の造型部内に中空部成形用の中子を嵌挿セットする必
要があり、これ亦作業が面倒、煩雑であること、中子の
位置決め等にさいし誤差が生じ、鋳物の精度を得るトで
問題がある等改善の余地がある。

未発明は以Ｈの問題点を解決すべくなされたもので、そ
の目的とする処は、部分的に硬化層を有するカムシャフ
ト等の軸物鋳物や中空カムシャフト等の中空軸物鋳物を
精度良好に容易に製造し得るようにしたことにある。

（問題点を解決するための手段） 以１−．の問題点を解決するための手段は、鋳物製品形
状と同形状の消失模型を成形し、該消失模型を金型の鋳
物成形部に嵌装セットし、該模型の急冷硬化部を金型面
に接触せしめるとともに該模型の他の部分は金型の成形
部内に充填した砂層に接触させ、■１記成形部内に溶湯
を充填して前記模型を消失させるようにしたことである
。

そしてＬ記に加え、前記消失模型は軸方向への中空部を
備え、該中空部に砂を充填し、゛前記成形部内に溶湯を
充填して前記模型を消失させて中空の鋳物を製造するよ
うにしたことである。

（Ｌ記手段による作用） 」−記手役によれば、模型の消失で金型の一部と砂層に
よる成形部溶湯な充填され、金型接触部は急冷されて早
期に凝固し微細なチル硬化層が形成されるとともに、砂
層の部分は保温されて湯廻りが良好となり、鋳物の形状
を確保しつつ砂型としての組織が得られ、以北を中実、
中空のカムシャフト等として＃ｐＩ造できる。

（実施例） 次に本発明の好適する一実施例を添付図面を参照しつつ
詳述する。

第１図乃至第５図は忠実の鋳物、実施例ではカムシャフ
トの製造方法を工程順に示す。

（１）は鋳物製品、即ち詰めされるカムシャフトと同形
状の模型で、模型（１）は軸状をなし、両端に小径支持
部（ｌａ）　、（Ｉｂ）を突設し、これの内側の一方に
はジャーナル部（］Ｃ）、ジャーナル部（１ｄ）と後に
機械加工してスプロケット部を形成するフランジ部（ｌ
ｅ）、この間に実施例では径方向外方に膨出する４個の
カム部（１ｆ）・・・、ジャーナル部（１ｇ）を備える
。かかる模型は発泡スチレン等で成形し、溶湯で消失す
る消失模型とする。

（２）は金型で、第２図は型開きした一方の型を示し、
型（２）には左右に成形ｉ’ｉ′Ｉ！（２ａ）を備え、
図では一方を示すが左右対称である。成形部（２ａ）は
模型（１）の断面の局以トの大きさを備える四部（２ｂ
）からなり、両端に支持四部（２ｃ）、（２ｄ）を備え
、一方（２ｄ）は揚重（２ｅ）に沖通し、湯１ｆｆ（２
ｅ）は湯口（２ｆ）に連なる。かかる金型の成形部（１
ａ）の凹部（２ｂ）には実施例では前記カム部（１ｆ）
・・・と対応する４個所通路（２ｈ）が穿設されている
。

以−ヒの金型（２）の成形部（２ａ）に前記模型（１）
を喉挿セットし、模型（１）の両端の支持部（ｌａ）。

（ｌｂ）は四部（２ｂ）両端の支持凹部（２ｃ）　、　
（２ｄ）に嵌合し、カム部（１ｆ）・・・の表面（１ｈ
）は成形部（２ａ）の四部（２ｂ）に設けた突部（２ｇ
）・・・の表面（２１）に接触せしめる。模型（１）の
カム部（ｉｆ）・・・の表面の一部で冷却硬化する必要
がある部分のみが突部（２ｇ）・・・の表面（２１）に
接触し、カム部のベース内部（１１）と凹部（２ｂ）の
内面、そして両端支持部（ｌａ）、（ｌｈ）を除く他の
部分と凹部（２ｂ）の内面との間には充分な空間が残る
。

以ヒの空間に金型（２）の一端に形成した砂充填口（２
ｋ）から詰めを注入充填し、この結果既述のカム部（１
ｆ）・・・の一部と支持部（Ｉａ）、（ｌｂ）をを除く
他の部分の表面は砂（４）で覆われ、砂層と接触するこ
ととなる。これを第３図で示し、第４図は第３図の４−
４線断面図で、他方の型（３）は前記型（２）と対称形
状、構造をなす。

ト１１−小　△　ＩＴＩＩ　　／ワｌ　　／Ｑ）／Ｎ’
ｌｔｔ　口ＩＱｌ）４、■’−：ｚ：１　：ｎ＋　　＋
−）１−　１し、湯道（２ｅ）を介して溶湯は金型の成
形部（２ａ）の四部（２ｂ）内に流入する。このさい模
型（１）以外の部分は砂層（４）と金型突部（２ｇ）の
表面（２１）で覆われ、模型（１）が既述の如く燃焼消
失し、湯は下から上へ流入充填され、最終的には模型（
１）は溶湯により消失することとなり、溶湯（５）は第
５図の如く砂層（４）及び金型突部（２ｇ）で囲まれて
凝固し、カムシャフトが鋳造される。かかる鋳造にさい
し、充填される溶湯は砂層の部分では保温され、良好な
湯廻り性が得られ、得られたカムシャフトのこの部分は
砂型の組織となる。一方、金型突部表面（２ｈ）に接触
した部分は溶湯が急速に冷却され、微細なチル化組織と
なり、硬化層が得られる。このように鋳物の機婆に合わ
せて金属組織を部分的に変えることができ、必要な部分
、即ちカム部の摺動部には高強度な硬化層を形成するこ
とができる。

鋳造後製品を取り出し、尚模型消失時のガスは金型（２
）に設けた吸引口（２１）から吸引排出する。

第６図乃至第１Ｏ図は中空カムシャフトの製造方法を示
し、基本的構成は前記と同じなので同一部分には同一符
号を付し、改複する説明は省略する。

第６図は消失模型（１）で、これの中央部に軸方向へ延
びる盲穴状の長い穴（ｌｌａ）を形成し、穴（ｌｌａ）
はカム部（１ｆ）・・・の部分で径方向に拡大し、かか
る模型（１）を金型（２）の成形部（２ａ）に嵌挿セッ
トし、カム部（ｉｆ）・・・の表面（ｌｈ）は凹部（２
ｂ）の突部表面（２１）に接触させ、砂（４）を模型（
１）のカム部表面（ｌｈ）を除く周りの部分に充填し、
一方、模型（１）の穴（ｌｌａ）には中空パイプ状芯金
（１Ｂ）を嵌挿し、芯金（１Ｇ）から砂を注入し、芯金
（１６）を順次引き抜いて穴（１１ａ）内に砂（１４）
を充填する。芯金（１６）を用いることにより穴（Ｉｌ
ａ’）内への砂（１４）の注入、充填は円滑、確実にな
される。これを第９図に示した。

以ｌ−のセット、砂充填後前Ｕ（１５）を注入充填し、
模型（１）は消失するが、模型（１）の穴（ｌｌａ）部
に砂（１４）が充填されていて中子として機走シ、従っ
てこの部分は外周と同様に溶湯が充填されず、中空カム
シャフトをＭＩＴ＋することができ、しかも金型の溶湯
接触面（２１）が冷し金として機能し、カム部（１ｆ）
の摺動面を硬化した鋳造製カムシャフトが得られる。

このようにして得られる中空カムシャフトは、既述の如
く摺動部に硬化層が形成されるのは勿論、芯金（１Ｂ）
によってセンタリング、位置決めが正確になされ、又こ
れを引き抜きつつ中子用の砂を充填するので中子の精度
も得られる。

次に具体的実施例を述べる。

発泡スチレンで穴付の中空カムシャフト模型を成形し、
これを金型の成形部にセットし、カム部のトップ面に相
出する部位を金型内面に接触させ、他の部分及び中空部
にシェル砂等からなる砂を充填して砂層を形成した。次
いで成形部にＮｉ　−Ｃｒ−Ｍｏ合金鋳鉄（溶湯成分Ｃ
３，４ＬＳ　ｉ　２．ＩＬ　Ｐａ　０．０７％　、　Ｍ
ｎ　０．８％、　５０．０８Ｘ　。

Ｎｉ　Ｏ，４＄　　、　Ｃｒ　０．４％、　Ｍｏ　０．
３＄　　残Ｆｅ）ノ溶湯（１４００℃）を湯口より注湯
した。溶湯の充填とともに、模型は消失し、消失時に発
生したガスは主に金型背面の排出口（２Ｊ）より吸引排
出される。鋳造完了後離型し、ｐＩ造品を取り出した。

以上の条件で鋳造したカムシャフトの金型表面接触部の
カムトップ面及び砂層と接触した他の部分の金属組織を
示す顕微鐙写真（１００倍）を別紙に添付した。Ａは金
型表面接触部のものを、Ｂは砂層接触部のもので、写真
Ａで明らかなように金型で急冷された部分は微細なチル
組織となり、一方砂層のものは写真Ｂの如く通常の砂型
と同様の片状黒鉛鋳鉄となっている。

（発明の効果） 以上で明らかな如く本発明によれば、鋳物製品形状の消
失模型を形成し、該模型を金型の成形部にセットして急
冷部位を金型面に接触させ、他の部分を砂層に接触させ
、溶湯充填で模型を消失させて鋳物を製造するようにし
たので、湯廻り性を良好に保持しつつ通常の砂型と同様
の組織と金型面の冷し全作用による微細なチル組織が得
られる。そして以上は砂型に冷し金を嵌挿したりするよ
うな面倒、煩雑で、セット時の誤差等−切ない状態で鋳
造でき、精度、品質ともに極めて良好な部分硬化鋳物を
容易に鋳造できる。

次に部分硬化中空鋳物を得るにさいし、中子の成形は消
失模型の中空部に砂を充填して行うので、位置決め等の
精度も極めて良好になされ、前記の他、中空鋳物の鋳造
も容易に高精度、高品質で行える。

以り本発明はカムシャフトについて言及したが、実施の
対象は任意である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は中実鋳
物模型の断面図、第２図は金型の正面図、第３図は模型
セット状態の金型正面図、第４図は第３図４−４線断面
図、第５図は溶湯充填状態の図、第６図は中空鋳物模型
の断面図、第７図は模型セット状態の金型ｉＦ面図、第
８図は第７図８−８線断面図、第９図は中空部へ砂を充
填した状態の図、第１Ｏ図は溶湯充填の図である。 尚図面中（１）は模型、（２）、（３）は金型、（２ａ
）は成形部、（２ｇ）は冷し金の部分、（４）は砂、（
５）は溶湯、（１１ａ）は中空部である。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　　理
　　人　　弁理士　　　　下　　　１）　　容−即問　
　　弁理士　　　大　　橋　　邦　　部同　　　弁理士
　　　小　　山　　　　右同　　　弁理士　　　野　　
１）　　　　茂第１図 第２図 第４図 第３図 ｆ 第５図　　７゜ 第１０図 フｆ 第９図 ２ｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳物製品形状と同形状の消失模型を成形し、該消失
   模型を金型の鋳物成形部に嵌装セットし、該模型の一部
   を金型面に接触させるとともに、該模型の他の部分は金
   型の成形部内に充填した砂層に接触させ、前記成形部内
   に溶湯を充填して前記模型を消失させるようにしたこと
   を特徴とする金型による鋳物の製造方法。 ２、鋳物製品形状と同形状で、且つ中空部を備える消失
   模型を形成し、該消失模型を金型の鋳物成形部に嵌装セ
   ットし、該模型の表面の一部を金型面に接触させるとと
   もに、該模型の他の部分の表面を金型の成形部内に充填
   した砂層に接触させ、且つ該模型の中空部に砂を充填し
   て前記成形部内に溶湯を充填して前記模型を消失させる
   ようにしたことを特徴とする金型による中空鋳物の製造
   方法。 ３、前記中空消失模型の中空部には中空の芯金を嵌挿し
   、芯金を介して該中空部に砂を充填し、充填時に芯金を
   除去する前記特許請求の範囲第２項の金型による中空鋳
   物の製造方法。