(57)【要約】      （修正有）【課題】軸部品としてのカムシャフトの造形後に、複数のピンをカムシャフトから抜き取ることで、ピンを再利用可能とする。【解決手段】主型２１，２２内に崩壊型の中子２３を配置し、この主型２１，２２と中子２３との間に形成されるキャビティ２４内に溶湯を流し込み、冷却後に主型２１，２２及び中子２３を取り除くことで、キャビティ２４の形状に応じたカムシャフト１０を鋳造する。中子２３は、棒状をなす複数のピン３０が径方向に沿って貫通した状態で成形される。複数のピン３０は、互いに所定の角度をもって配置されており、鋳造後のカムシャフト１０から抜き取られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主型内に崩壊型の中子を配置し、この主型と中子との間に形成されるキャビティ内に溶湯を流し込み、造形後に上記中子を除去することで、上記中子に対応する中空部が軸中心線に沿って形成される中空形状の軸部品の製造方法であって、
上記中子は、棒状をなす複数のピンが径方向に沿って貫通した状態で成形され、
上記複数のピンは、互いに所定の角度をもって配置されており、
上記中子の除去後に、上記複数のピンが上記軸部品から抜き取られることを特徴とする軸部品の製造方法。
【請求項２】
上記中空部が、潤滑油が流れる軸方向油路を構成しており、
上記軸部品には、上記複数のピンに対応する複数の径方向油路が形成されており、各径方向油路が、上記軸方向油路と軸部品の外周とを連通していることを特徴とする請求項１に記載の軸部品の製造方法。
【請求項３】
上記ピンは、上記中子内を挿通する部分の外周に、内側へ窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸部品の製造方法。
【請求項４】
上記ピンは、上記中子内を挿通する部分に、上記ピンの径方向に貫通する貫通穴が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のカムシャフト等の中空形状の軸部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸中心線に沿って中空部が形成される軸部品として、内燃機関のカムシャフトは、軸受部分を潤滑するための中空部が軸方向油路として形成された中空形状となっている。このような中空形状のカムシャフトは、中空部に対応する中子を主型内にセットして、主型と中子との間に形成されるキャビティ内に溶湯を流し込むことで鋳造される。この鋳造時に、長尺な中子を単に両端の幅木部分でのみ支持しようとすると、この中子をキャビティ内の正規位置に正しく保持することが困難で、偏肉による不良の発生を招くおそれがある。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載のように、砂型等の崩壊型の中子を、複数のケレンを用いて長手方向の適宜間隔置きに支持するようになっている。カムシャフトの造形後は、中子が取り除かれる一方、複数のケレンはカムシャフト内に鋳ぐるまれることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−２６００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したようにカムシャフト等の軸部品を鋳造する際に、複数のケレンが軸部品に鋳ぐるまれるものでは、個々の軸部品に対して複数のケレンが必要となり、その分、部品点数やコストの増加を招聘する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明に係る中空形状の軸部品は、主型内に崩壊型の中子を配置し、この主型と中子との間に形成されるキャビティ内に溶湯を流し込み、造形後に上記中子を除去することで、上記中子に対応する中空部が軸中心線に沿って形成される。
【０００７】
そして、上記中子は、棒状をなす複数のピンが径方向に沿って貫通した状態で成形され、上記複数のピンは、互いに所定の角度をもって配置されており、上記中子の除去後に、上記複数のピンが上記軸部品から抜き取られることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、軸部品の鋳造の際には、互いに所定の角度を以て中子に配置された複数のピンによって、中子を主型内の所定位置に支持することができ、中子の移動による偏肉の発生を抑制することができる。そして、軸部品の造形後には、複数のピンを軸部品から抜き取ることで、これら複数のピンを再利用することが可能となり、部品点数の削減及びコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例に係る中空状の軸部品としてのカムシャフトを示す断面図。
【図２】上記カムシャフトの鋳造時の一工程を示す断面図。
【図３】上記カムシャフトの鋳造に用いられる中子を示す一部破断側面図。
【図４】上記中子を示す斜視図（Ａ）及び正面図（Ｂ）。
【図５】上記中子に設けられるピンを単体で示す平面図。
【図６】上記中子に設けられるピンの他の例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を内燃機関の中空状のカムシャフトに適用した実施例について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示すように、このカムシャフト１０は、軸中心線１１に沿う中空部である軸方向油路１２が同心状に形成された中空形状をなす略円筒状のシャフト本体１３を主体としている。このシャフト本体１３には、軸方向に適宜間隔毎に複数の動弁カム１４と複数のジャーナル部１５とが設けられている。動弁カム１４は、図示せぬ吸気弁もしくは排気弁を開閉作動させるもので、各気筒毎に一対設けられている。なお、この実施例では、動弁カム１４をシャフト本体１３と一体的に形成しているが、この動弁カム１４を別部品として鋳造時に鋳ぐるまれるように構成しても良い。ジャーナル部１５は、シリンダヘッドの軸受部分に回転可能に支持されるもので、シャフト本体１３と一体的に鋳造されている。また、カムシャフト１０の前端部分には、カムスプロケットが取り付けられる円筒状の取付部１６が設けられている。
【００１２】
図２は、このカムシャフト１０の鋳造時の一工程を示している。主型である上型２１と下型２２との間に、崩壊型の砂型である中子２３を配置した上で、これら主型２１，２２と中子２３との間に形成される内部空間であるキャビティ２４内に溶湯を流し込み、冷却後に中子２３を除去することによって、キャビティ２４の形状に応じたカムシャフト１０が鋳造される。主型２１，２２には、バルブリフタと接する動弁カム１４の部分に、金属製のチラー２５が設けられている。主型２１，２２は基本的には砂で成形されているものの、この金属製のチラー２５を設けることで、この部分が局所的に冷え易くなり、冷える速さが早くなることによって、動弁カム１４の部分を局所的に硬く形成することができる。
【００１３】
なお、図中の符号２６で示す中子２３の両端部分は、鋳造後の加工により形成される孔を表している。
【００１４】
図３〜図５は、中子２３を単体で示している。中子２３は、崩壊性の砂中子であり、複数のピン３０が径方向に沿って貫通した状態で成形されている。これら複数のピン３０は、隣り合うピン３０が互いに所定の角度、この実施例では９０度の角度をもって配置されている。また、図５に示すように、各ピン３０には、中子２３を貫通する部分に径方向に窪んだ凹部３１が形成されている。この凹部３１は断面半円弧状で周方向に延在している。この凹部３１内に中子２３の鋳物砂が入り込むことで、主型設置時にピン３０が中子２３から抜けることがなく、複数のピン３０により中子２３が所定位置に保持される。
【００１５】
そして、中子２３を配置した状態で、主型２１，２２と中子２３との間に形成されるキャビティ２４内に溶湯を注湯し、冷却工程を経て、キャビティ２４の形状に応じたカムシャフト１０が造形される。造形後に、主型２１，２２及び中子２３を崩壊させて除去した後、複数のピン３０をカムシャフト１０から抜き取ることで、図１にも示すように、カムシャフト１０には、複数のピン３０の形状に応じた径方向油路１７が形成される。この径方向油路１７は、中子２３により形成される軸方向油路１２と、潤滑が要求される摺動部位であるカムシャフト１０のジャーナル部１５の外周面と、に連通しており、径方向油路１７及び軸方向油路１２を通してジャーナル部１５へ潤滑油を供給するように構成されている。
【００１６】
このように複数のピン３０が離型後にカムシャフト１０から抜き取られるために、繰り返しの再利用が可能であり、上述したように鋳造後のカムシャフトにケレンが鋳ぐるまれル場合に比して、部品点数を削減して製造コストを抑制することができる。また、複数のピン３０が中子２３に予め鋳ぐるまれて成形されるために、カムシャフト１０の鋳造の際に、これらのピン３０を中子２３に取り付ける作業が不要となり、作業工数を低減することができる。更に、複数のピン３０が抜き取られた際に生成される孔を径方向油路１７として利用することで、後から油路を加工等により形成する必要がなく、更なる作業工数の削減及び製造コストの抑制を図ることができる。しかも、複数のピン３０が互いに所定の角度（この実施例では９０°）をもって配置されているために、鋳造時には複数のピン３０を介して中子２３を主型２１，２２のキャビティ２４内の正規の位置に安定して保持することができる。
【００１７】
また、各ピン３０に径方向に窪んだ凹部３１を設けているために、中子２３の成形時に中子２３の鋳物砂が凹部３１内にも入り込むことで、主型設置時にもピン３０を中子２３に対して確実に保持することができる。更に、凹部３１が径方向内方へ窪んだ形状であり、ピン３０に対して径方向外方へ張り出した部分が設けられていない。このために、造形後のカムシャフト１０からピン３０を容易に抜き出すことが可能である。
【００１８】
図２に示すように、各ピン３０は、キャビティ２４内に露出する部分３２で、このキャビティ２４内に造形されるカムシャフト１０と溶着することがないように構成されている。例えば、ピン３０とカムシャフト１０との溶着を防ぐために、ピン３０の外周面に黒鉛塗装による表面処理が施されている。なお、この黒鉛塗装による表面処理は、上記のチラー２５の表面にも動弁カム１４との溶着を防止するために用いられている。
【００１９】
あるいは、ピン３０とカムシャフト１０との溶着を防ぐために、ピン３０自体を溶けない材料により成形するようにしても良い。具体的には、溶け難い性質をもつ炭化物、ＴｉＣやＳｉＣの粉末などの金属間化合物がピン材料に添加される。
【００２０】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形を含むものである。例えば、上記実施例の凹部３１に代えて、図６に示すように各ピン３０Ａにおける中子内を挿通する部分に、上記ピン３０の径方向に貫通する貫通穴３１Ａを形成しても良い。この場合であっても、上記実施例の凹部３１と同様に、中子の成形時に中子の鋳物砂が貫通穴３１Ａ内にも入り込むことで、ピン３０を中子２３に対して確実に保持することができる。また、ピン３０に対して径方向外方へ張り出した部分が設けられることがないので、上記の実施例と同様に、ピン３０をカムシャフト１０から容易に抜き出すことができる。
【符号の説明】
【００２１】
１０…カムシャフト（軸部品）
２１…上型（主型）
２２…下型（主型）
２３…中子
２４…キャビティ
３０，３０Ａ…ピン
３１…凹部
３１Ａ…貫通穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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