(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造品の中空穴を形成する棒状の鋳造用砂中子において、
鋳型内に、溶湯の供給口に対向して挿入される先端部に円弧状の頭部を有する冷やし金が設けられ、
前記冷やし金はリベット状の形状をなし、且つ前記円弧状の頭部が前記先端部から隙間をおいて突出されていることを特徴とする鋳造用砂中子。
【請求項２】
請求項１記載の鋳造用砂中子において、
前記冷やし金の表面は、金属のメッキが施されていることを特徴とする鋳造用砂中子。
【請求項３】
請求項１又は２記載の鋳造用砂中子において、
自動車用カムシャフト等の長尺部材の中空部を形成するためのものであることを特徴とする鋳造用砂中子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋳造品の中空穴を形成するための鋳造用砂中子に関し、長尺部材、特に自動車用カムシャフトを鋳造する過程で発生する引け巣等の鋳物欠陥を抑制する鋳造用砂中子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、鋳造により片側端面を塞いだ中空シャフト等の鋳造品を製造する場合においては、砂中子を鋳型内部に納めた状態で鋳抜き、中空部分を形成する方法が一般的に用いられている。
【０００３】
しかし、この方法では、前記砂中子の先端部付近の溶湯は、他の部分の溶湯と比較して、冷却凝固するまでに長時間を要する結果、前記先端部近傍では引け巣等の鋳物欠陥が発生しやすい。また、前記鋳物欠陥と鋳造品の中空穴が貫通（連通）し、さらには型ばらしの後、機械加工等で前記中空シャフトの各部に設けられる下穴と引け巣が貫通した場合、前記下穴と前記中空穴が貫通することも起こり得る。
【０００４】
例えば、前記中空穴を自動車エンジンのシリンダへエンジンオイルを供給するパイプとして使用した場合、前記鋳物欠陥が前記カムシャフトの内部に発生すると、オイル漏れが生じるおそれがある。
【０００５】
この問題を解決するために、鋳造工程における押湯による溶湯の供給、又は冷やし金による引け巣発生箇所の冷却促進が行われている。その際、前記カムシャフト等の長尺部材を鋳造する方法としては、一般に垂直割の鋳造方法が採られる。その結果、前記鋳造方法に基づいて製造した鋳造品においては、中空穴の開口部は鋳型上部に形成される一方、塞がれている該中空穴の他端は、鋳型下部に形成される場合が多い。
【０００６】
ところが、この方法で鋳造を行った場合でも、鋳造品が長尺であることから、押湯の効果が得られにくい。また、冷やし金を用いて溶湯の冷却凝固を行う場合では、一般には砂中子の先端に前記冷やし金を配置するが、該冷やし金が前記溶湯に鋳ぐるまれることから、前記冷やし金の回収は困難となる。従って、押湯もしくは冷やし金を用いたとしても、砂中子の先端部近傍において引け巣が容易に発生する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、鋳造品の中空穴を形成する砂中子に関し、長尺部材、特に自動車用カムシャフトを鋳造する過程で発生する引け巣等の鋳物欠陥を抑制する鋳造用砂中子を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る鋳造用砂中子は、鋳造品の中空穴を形成する棒状の鋳造用砂中子において、鋳型内に挿入される先端部に円弧状の頭部を有する冷やし金が設けられ、前記冷やし金の頭部が前記先端部から隙間をおいて突出されていることを特徴としている（請求項１記載の発明）。
【０００９】
前記冷やし金の頭部を円弧状にすることで、溶湯と冷やし金頭部の表面との間に発生する流体抵抗を低減し、前記隙間部分に溶湯を容易に回りこませることができると共に、効果的に溶湯を冷却することができる。また、前記冷やし金と溶湯との一体化により、砂中子の先端部付近における前記溶湯の冷却凝固が促進されると共に、引け巣の発生を抑制することが可能となる。
【００１０】
さらに、前記冷やし金近傍の溶湯が前記隙間に回りこむ結果、前記冷やし金は前記溶湯に鋳ぐるまれると共に、鋳造品の内部に確実に固定一体化され、冷やし金を回収する手間を省くことができる。
【００１１】
また、前記冷やし金はリベット状の形状を有することを特徴としている（請求項２記載の発明）。該冷やし金を前記リベット状にすることで、該冷やし金と溶湯の接触面積が大きくなり、前記溶湯を効果的に冷却凝固することが可能となる。
【００１２】
また、前記冷やし金の表面は、金属のメッキが施されていることを特徴とする（請求項３記載の発明）。前記溶湯が前記冷やし金を鋳ぐるみ冷却凝固する過程で、該冷やし金の表面にはガス欠陥が発生する。前記ガス欠陥を抑制する目的で、低融点金属（例えば、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３の酸化膜となるもの等）のメッキを施し、ガス欠陥を発生を抑制すると共に、前記溶湯と該冷やし金を確実に溶着させ、密着性を高めることが可能となる。
【００１３】
さらに、前記砂中子は、自動車用カムシャフト等の長尺部材の中空部を形成する砂中子であることを特徴とする（請求項４記載の発明）。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、この発明の実施の形態に係る自動車用カムシャフトを鋳造する縦型鋳造装置１０を示す。なお、この鋳造装置１０の構造は、従来技術（特開昭６３−２０７４４７号公報参照）を利用したものである。
【００１６】
この鋳造装置１０は、固定型１２および可動型１４からなり、前記固定型１２および可動型１４の対向面には、キャビティ１６および１８が形成され、固定型１２のキャビティ１６には鋳抜き用の砂中子２０が、鋳型内部に磁石で固着されたケレン２２によって鋳型内部に支持されている。
【００１７】
砂中子２０は、図２に示すように、その先端（一端側）の中心部に、穴２６が設けられ、該穴２６に円弧状の頭部を有するリベット状の形状の冷やし金２４が収容固定されている。さらに、前記冷やし金２４の頭部と前記砂中子２０の先端との間には、溶湯を鋳ぐるむために隙間２７が設けられている。また、前記砂中子２０の先端から前記冷やし金の頭部までの距離Ｌ１と、前記隙間２７の長さＬ２は、任意の長さでもよいが、Ｌ１に関しては４．５ｍｍ〜５．５ｍｍ、一方、Ｌ２については１．５ｍｍ〜２．５ｍｍの範囲内であれば、該冷やし金を溶湯で鋳ぐるむ場合に好適である。なお、本実施の一形態では、Ｌ１を５ｍｍ、Ｌ２を２ｍｍと選択して実施している。
【００１８】
図３は、前記鋳造装置１０におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線上での断面図であり、該鋳造装置１０は、鋳造用の溶湯を鋳型内部に導入する湯道２８が設けられている。
【００１９】
前記カムシャフトを鋳造するには、図１に示す固定型１２および可動型１４により前記砂中子２０を左右から挟んだ状態で、図３に示す湯道２８から鋼鉄製の溶湯を加圧充填し、溶湯が冷却凝固した状態で型開きして鋳造品を取り出し、最後に砂中子２０を崩壊することで中空型のカムシャフトが得られる。
【００２０】
ここで、前記砂中子２０の先端に固定される冷やし金２４は、頭部がリベット状であればよく、特に鋳造品の溶湯と同じ材質であれば好適である。その結果、前記冷やし金２４は前記溶湯に鋳ぐるまれると共に、確実に前記カムシャフトと一体化し、引け巣等の鋳物欠陥の発生を抑制する効果が得られる。また、万が一引け巣が発生したとしても、前記冷やし金２４の存在によって、該引け巣と中空穴が貫通（連通）する可能性はきわめて低くなる。ところで、前記Ｌ１とＬ２のサイズについては、前記砂中子の大きさに合わせ任意に選択できる。また、市販のリベットも利用可能である。
【００２１】
一方、溶湯が冷やし金２４を鋳ぐるみ冷却凝固する過程で、ガス欠陥も発生する。該ガス欠陥の発生を抑止する目的で、冷やし金２４の表面には、金属によるメッキ処理が施されている。メッキ膜３０の材質としては、低融点金属が望ましく、例えばＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３となる膜を該冷やし金２４の被覆とすれば好適である。また、メッキ膜３０の膜厚は任意に選択してもよいが、５〜２５μｍの範囲内が望ましい。メッキ膜３０で該冷やし金２４を被覆することによって、ガス欠陥の発生を抑止できる他、前記溶湯と該冷やし金２４との溶着性および密着性が向上する効果も得られる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る鋳造用砂中子によれば、中空穴を有する鋳造品を製造する工程において、頭部が円弧状であるリベット形の冷やし金を砂中子の先端から突出して配置すれば、溶湯を効率よく冷却できるため、前記中空穴の最深部付近の引け巣の発生を抑制できる。また、万が一、前記引け巣が発生したとしても、前記冷やし金が鋳造品の溶湯と共に鋳ぐるまれるため、前記引け巣と前記中空穴との貫通を防止できる効果も得られる。また、前記冷やし金の表面を金属酸化膜によるメッキで被覆することで、該冷やし金と前記溶湯との溶着性および密着性が向上する効果も得られる。さらに、溶湯による鋳ぐるみによって前記冷やし金を回収する手間が省け、鋳造品の製造工程の簡素化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係る鋳造用砂中子を含む鋳造装置を示す断面図である。
【図２】図１における鋳造用砂中子を示す図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線上の断面図である。
【符号の説明】
１０…鋳造装置                １２…固定型
１４…可動型                  １６、１８…キャビティ
２０…砂中子                  ２２…ケレン
２４…冷やし金                ２６…穴
２７…隙間                    ２８…湯道
３０…メッキ膜
【図１】
0004711374.tif 000002
【図２】
0004711374.tif 000003
【図３】
0004711374.tif 000004