(57)【要約】【課題】  ロータリーカム軸材と、これを品質よく連続鋳造できる方法の提供。【解決手段】  方法は、ダイス４が鋳造製品のロータリーカム軸材断面形状に対応する内孔８を有し、ダイスの回りに水冷ジャケット５を配置してダイスを冷却し、ダイスに鋳鉄溶湯を流入させて凝固させながら引き出すロータリーカム軸材１１の連続鋳造方法において、ダイスの内孔周面部の冷却を均等化するために水冷ジャケットとは別の第２冷却手段９（黒鉛ダイスを部分的に冷却する）を適用するか、黒鉛ダイスを出た後のロータリーカム軸材外周の温度を均等化するために更に別の第２冷却手段（空気又は霧状の水を噴射する）を適用するか、その双方の第２冷却手段を適用する。ロータリーカム軸材を高品質に連続鋳造できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大略円形を外周から切り欠いた凹形断面形状を有するものであって連続鋳造方法によって鋳造されたロータリーカム軸材。
【請求項２】
前記大略円形を外周から切り欠いた凹形断面形状において切り欠いた部分が中心部に達している請求項１記載のロータリーカム軸材。
【請求項３】
ダイスが大略円形を外周から切り欠いた凹形断面形状のロータリーカム軸材断面形状に対応する内孔を有し、前記ダイスの回りに水冷ジャケットを配置してダイスを冷却し、前記ダイスに鋳鉄溶湯を流入させて凝固させながら引き出すロータリーカム軸材の連続鋳造方法において、前記水冷ジャケットとは別の第２冷却手段をダイスに適用し前記ダイスの内孔周面部の冷却を均等化することを特徴とするロータリーカム軸材の連続鋳造方法。
【請求項４】
ダイスが大略円形を外周から切り欠いた凹形断面形状のロータリーカム軸材断面形状に対応する内孔を有し、前記ダイスの回りに水冷ジャケットを配置してダイスを冷却し、前記ダイスに鋳鉄溶湯を流入させて凝固させながら引き出すロータリーカム軸材の連続鋳造方法において、前記ダイスから引き出されたロータリーカム軸材外周面の温度の高い部分に圧縮空気及び噴霧上の水の一方又は双方を噴射することによりロータリーカム軸材外周面の冷却状態を均等化することを特徴とするロータリーカム軸材の連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレス型部品のロータリーカム軸を製作するためのロータリーカム軸材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の金属パネル部品における負角部をプレス整形するプレス型装置（寄曲げ型）に、ロータリーカム機構が用いられており、そのロータリーカム機構を構成している回転する軸部品にロータリーカム軸がある。その断面形状は、型の違いによって細部は異なるが概ね近似した形状で、例えば、図５に実線で示す部分１１ａのような形状になっている。このようなロータリーカム軸は、鋳鉄製であり、従来は発泡スチロール模型を使用するフルモールド法によって鋳造されたロータリーカム軸材から加工されている。従来のフルモールド法によって得られるロータリーカム軸材は、表面の鋳造欠陥を避けるため全表面に機械加工による取りしろを多めに設けてあり、取りしろを多く含むものに形成しても、砂かみや巣による鋳造不良の問題が発生する問題がある。
【０００３】
また別に、従来鋳鉄製の丸棒や多角形断面の棒等が、製造コストや均一な品質の点で有利な連続鋳造方法によって製造されている。その製造の概略は、次のようになっている。すなわち、タンディッシュに鋳鉄溶湯を収容しておいて、タンディッシュに設けてある溶湯の出口に黒鉛製のダイスを配置し、そのダイスの外周を水冷ジャケットで冷却し、タンディッシュから流出する溶湯がダイスを通過す間に少なくとも全外周部分を凝固させ、外周の凝固した部分を移動手段で引き抜くように移動させる間に、芯部まで凝固させるのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記ロータリーカム軸材の鋳造に、表面付近に砂かみや巣ができ難い前記連続鋳造方法を適用することが考えられる。しかし、従来の丸棒や多角形断面の棒などの連続鋳造技術を使用して、ロータリーカム軸材のように、大略丸棒の外周面の一部が深く切り欠かれた円形切欠断面形状の棒材を鋳造しようとすると、断面における周方向の異なる位置で棒材の冷却される温度が不均一となり、安定した鋳造ができないで、表面の割れが発生したり、ブレークアウトが起こったりする問題があった。つまり、ロータリーカム軸材を連続鋳造によって得ることは困難であった。
【０００５】
連続鋳造中における周方向の異なる位置でロータリーカム軸材の冷却された温度が不均一になる点を改善するために、黒鉛ダイスの外周面から内孔に達する距離を全外周部で均等にして水冷作用を全周で均等化することが考えられるが、このためには水冷ジャケットの内壁形状をダイス外周面の形状に沿わせる必要があり、断面形状が相違するとダイスのみでなく吸い冷ジャケットも別に準備しなければならない別の問題が生じる。また、ロータリーカム軸材では、ダイス内孔全周を均等に冷却するだけでは鋳鉄棒の外周面温度の均等性が得られ難く、断面における周方向の異なる位置で棒材の冷却された温度が不均一となる問題の解決にはならない問題もある。
本発明は、良好に鋳造されたロータリーカム軸材を得ること及びこれを連続鋳造できる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のロータリーカム軸材は、大略円形を切り欠いた凹形断面形状を有するものであって連続鋳造法によって鋳造されたものである（請求項１）。連続鋳造されたものであるから、表面付近に砂かみや巣の発生がなく、ロータリーカム軸に加工する際の機械加工による取りしろを小さくすることができる。また、前記大略円形を外周から切り欠いた凹断面形状において切り欠いた部分が中心部に達している構成とするのがよい（請求項２）。ロータリーカム軸材において中心部では切り欠いた部分の形状寸法が所定範囲内に確保されていると、表面付近の状態が良いことから鋳肌のままでよく、従来必要であった中心部の機械加工を省略できて機械加工の工数を低減できる。
【０００７】
本発明のロータリーカム軸材の連続鋳造方法は、ダイスが大略円形を外周から切り欠いた凹形断面形状のロータリーカム軸材断面形状に対応する内孔を有し、前記ダイスの回りに水冷ジャケットを配置してダイスを冷却し、前記ダイスに鋳鉄溶湯を流入させて凝固させながら引き出すロータリーカム軸材の連続鋳造方法において、前記水冷ジャケットとは別の第２冷却手段をダイスに適用し前記ダイスの内孔周面部の冷却を均等化することを特徴とする（請求項３）。
【０００８】
この手段では、別の第２冷却手段によってダイスの内孔周面部の水冷ジャケットによる冷却不足を補うことにより、引き出されるロータリーカム軸材の周面部分の温度を均等化できるので、ブレークアウトを防止でき、ロータリーカム軸材を欠陥なく連続鋳造できる。
【０００９】
また別の、本発明のダイスが大略円形を外周から切り欠いた凹形断面形状のロータリーカム軸材断面形状に対応する内孔を有し、前記ダイスの回りに水冷ジャケットを配置してダイスを冷却し、前記ダイスに鋳鉄溶湯を流入させて凝固させながら引き出すロータリーカム軸材の連続鋳造方法において、前記ダイスから引き出されたロータリーカム軸材外周面の温度の高い部分に圧縮空気及び噴霧上の水の一方又は双方を噴射することによりロータリーカム軸材外周面の冷却状態を均等化することを特徴とする（請求項４）。
【００１０】
この手段では、圧縮空気又は霧状の水若しくはその双方を噴射することにより所望部分を重点的に冷却できるので、ダイスから引き出されたロータリーカム軸材の予め高温の部分を把握しておいてその部分を適切に冷却することにより、引き出されたロータリーカム軸材の周面部の温度を全周で均等化できるから、ブレークアウトを防止でき、ロータリーカム軸材を欠陥なく連続鋳造することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明は、ロータリーカム軸材が連続鋳造法により鋳造されたものであるから、表面付近の鋳造欠陥がなく、機械加工の取りしろを少なくでき、機械加工工数を低減できる効果を奏する。
請求項２に記載の発明は、よりいっそう機械加工工数を低減できる効果を奏する。
請求項３に記載の発明は、品質のよいロータリーカム軸材をブレークアウトが起こらないように連続鋳造でき、既存の鋳鉄棒連続鋳造装置においてダイス及びその冷媒通路に冷媒を供給する装置を新たに設けるだけで容易に実施できる効果を奏する。
請求項４に記載の発明は、品質のよいロータリーカム軸材をブレークアウトが起こらないように連続鋳造でき、また、既存の鋳鉄棒連続鋳造装置においてダイス及び空気又は水の噴射ノズルを新たに設けるだけで容易に実施できる効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ロータリーカム軸材は、大略円形を外周から切り欠いた凹形断面形状において切り欠いた部分が中心部に達していてその中心部が円弧状内周面で鋳肌のままでロータリーカム軸に使用できるようにしたもの。
【００１３】
ロータリーカム軸材の連続鋳造方法は、ダイスが大略円形を外周から切り欠いた凹形断面形状のロータリーカム軸材断面形状に対応する内孔を有し、前記ダイスの回りに水冷ジャケットを配置してダイスを冷却し、前記ダイスに鋳鉄溶湯を流入させて凝固させながら引き出すロータリーカム軸材の連続鋳造方法において、前記水冷ジャケットとは別の第２冷却手段をダイスに適用し前記ダイスの内孔周面部の冷却を均等化し、更に前記ダイスから引き出されたロータリーカム軸材外周面の温度の高い部分に圧縮空気及び噴霧上の水の一方又は双方を噴射することによりロータリーカム軸材外周面の冷却状態を均等化することを併用する。
【実施例】
【００１４】
本発明のロータリーカム軸材１１は、図２に示す断面形状を有するもので、連続鋳造方法によって鋳造したものであり、図１に示す連続鋳造装置を使用して鋳造したものである。ロータリーカム軸材及びその連続鋳造方法の第１の実施例を、図１〜図３、図５を用いて説明する。図１は黒鉛ダイス部分に別の第２冷却手段を適用するロータリーカム軸材１１の連続鋳造方法の実施に使用する装置であり、装置の概略の構成を示し、タンディッシュ１に収容した鋳鉄溶湯２の出口３に耐熱材製のダイス、例えば黒鉛ダイス４、及び水冷ジャケット５を設け、出口３の延長線に沿って支持ローラ６、引き抜き移動装置７を設け、前記黒鉛ダイス４に、製品のロータリーカム軸材断面に対応する内孔８を設け、別の第２冷却手段９として例えば冷却パイプ１０を黒鉛ダイス４内に埋設した構成である。水冷ジャケット５は冷却水の入り口１５、出口１６を有している。この構成において、黒鉛ダイス４の内孔８と、別の第２冷却手段９と、の他はほぼ従来の装置と同じである。
【００１５】
図３に断面を拡大して示すように、黒鉛ダイス４は、外形が前述した従来のものと同様に円柱状であり、その中心部にロータリーカム軸材１１の断面形状に対応した内孔８を穿設してある。そして、その黒鉛ダイス４の外周面の全周に内周面が接するように水冷ジャケット５を設けてある。ロータリーカム軸材１１は、例えば、図５に断面図を示すロータリーカム軸１１ａに機械加工で除去する取りしろ１１ｂを考慮したものである。別の第２冷却手段９は、図１、図３に示すように、黒鉛ダイス４の内孔８を設けたことにより生じる半径方向の肉厚部１２に、冷却パイプ１２を埋設してあり、例えば冷媒として水を入り口１３、出口１４を介して流通させるようになっている。従って、水の流通量を加減することによって冷却能力を調整できる。第２冷却手段９がないと、肉厚部１２は熱伝達距離が長いのでその内側が冷却不足となるが、これを解消できる。図示の冷却パイプ１０の位置、数量、及び大きさ等は概念的なもので、設計段階で適切に決定する。
【００１６】
この実施例では、第２冷却手段９を設けたことにより、水冷ジャケット５と第２冷却手段９により冷却して黒鉛ダイス４から引き出されるロータリーカム軸材１１の全周面の温度を均等化することができる。つまり、通常の円環状の水冷ジャケット５による冷却の不足分を、第２冷却手段９で重点的に補うことにより、引き出されるロータリーカム軸材１１の全周面で均等化することができる。従って、ロータリーカム軸材１１を、ブレークアウトが起こらないように、欠陥なく連続鋳造することができる。得られたロータリーカム軸材１１は、図６に示した取りしろ１１ｂを機械加工によって除去してロータリーカム軸材１１とするとき、中心部の円弧状表面１１ｃは鋳肌のまま残すようにしてあり、これによってこの部分の機械加工を省略することができる。
【００１７】
本発明の第２の実施例を、図４を用いて説明する。この実施例は、黒鉛ダイス４ａを出た部分に、別の第２冷却手段を適用するロータリーカム軸材の連続鋳造方法の実施に使用する装置である。図４は同装置の概略の構成を示し、第１の実施例と異なる主な点は、前記第２冷却手段９に代えて別の第２冷却手段９ａを設けた点である。図４において、第１の実施例と同等部分は同一図面符号で示して説明を省略する。第２冷却手段９ａは、図４に示すように、黒鉛ダイス４ａから引き出された直後のロータリーカム軸材１１の全周で他の部分に比べて高温の部分にノズル２０を指向して設け、このノズル２０から空気を噴射することに伴って水を噴射するようにしたものである。つまり、ロータリーカム軸材１１には空気と霧が噴射される。ロータリーカム軸材１１の前記比較的高温の部分は、黒鉛ダイス４ａの半径方向の肉厚が厚い部分１２に接触していた部分であり、図４では下側の部分である。この第２冷却手段９ａは、水及び空気の供給量を加減ずることにより冷却能力を調整することができる。
【００１８】
この実施例では、第２冷却手段９ａを設けたことにより、黒鉛ダイス４ａから引き出されたロータリーカム軸材１１の高温部を重点的に冷却して、出口近くにおいて外周面の温度を均等化する。従って、ロータリーカム軸材１１をブレークアウトが起こらないように、品質の低下なく得ることができる。
【００１９】
第３の実施例は、図示を省略するが、第１の実施例において、第２冷却手段９ａと第２の実施例における第２冷却手段９ａとを併用したものである。
これにより、黒鉛ダイス４を出た位置においてロータリーカム軸材１１の全周の表面温度均一性が良好でない場合に、これを修正するために第２冷却手段９ａを用いることができる。また、黒鉛ダイスを出た後で、内部に保有している熱により表面温度が上昇しやすい部分に第２冷却手段９ａを適用することもできる。従って、より一層周面温度が均等化されるから、割れが抑制され、中心部の未凝固部分からの再加熱で起こるブレークアウトが確実に防止される。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
品質の高いロータリーカム軸材の製造が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施例で使用する装置を模式的に示す銃弾側面図である。
【図２】同実施例で示すロータリーカム軸材の軸直角断面拡大図である。
【図３】同実施例の水冷ジャケット及び黒鉛ダイスの断面拡大図である。
【図４】本発明の第２実施例で使用する装置を模式的に示す縦断側面図である。
【図５】第１又は第２実施例におけるロータリーカム軸材と機械加工されるロータリーカム軸となる部分を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１            タンディッシュ
２            鋳鉄溶湯
３            出口
４、４ａ      黒鉛ダイス
５            水冷ジャケット
６            支持ローラ
７            引き抜き移動装置
８            内孔
９、９ａ      第２冷却手段
１０          冷却パイプ
１１          ロータリーカム軸材
１１ａ        ロータリーカム軸
１１ｂ        取りしろ
１１ｃ        円弧状部
１２          肉厚部
１３          入り口
１４          出口
２０          ノズル
【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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