(57)【要約】【課題】非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している鋳鉄部品およびその製造方法を提供する。【解決手段】脱炭処理により融点を上昇させた表層部２２を殻とし、表層部２２の内側に位置しかつ表層部２２より低い融点を有する非脱炭部２４を溶融して流出させることで中空部を形成する中空部形成工程を有する。非脱炭部２４は、残留させる部位２６と、溶融して流出させる部位２５と、を有し、前記中空部形成工程において、溶融して流出させる部位２５が選択的に加熱され、非脱炭部２４の融点を越える温度まで昇温される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱炭処理により融点を上昇させた表層部を殻とし、前記表層部の内側に位置しかつ前記表層部より低い融点を有する非脱炭部を溶融して流出させることで中空部が形成される鋳鉄部品であって、
前記非脱炭部の一部が選択的に残留して構成される中実部を有する
ことを特徴とする鋳鉄部品。
【請求項２】
前記表層部は、焼き入れによるマルテンサイト組織により硬化された表面硬化層、あるいは、パーライト組織率を制御する制御冷却により硬化された表面硬化層を有することを特徴とする請求項１に記載の鋳鉄部品。
【請求項３】
前記非脱炭部を溶融して流出させる際、前記表層部は非酸化性ガスによってシールされており、
前記表層部は、酸化が抑制されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の鋳鉄部品。
【請求項４】
自動車部品に適用されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の鋳鉄部品。
【請求項５】
脱炭処理により融点を上昇させた表層部を殻とし、前記表層部の内側に位置しかつ前記表層部より低い融点を有する非脱炭部を溶融して流出させることで中空部を形成する中空部形成工程を有し、
前記非脱炭部は、残留させる部位と、溶融して流出させる部位と、を有し、
前記中空部形成工程において、前記溶融して流出させる部位が選択的に加熱され、前記非脱炭部の融点を越える温度まで昇温される
ことを特徴とする鋳鉄部品の製造方法。
【請求項６】
前記選択的な加熱は、誘導加熱が利用されることを特徴とする請求項５に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【請求項７】
前記選択的な加熱は、前記溶融して流出させる部位の外側に位置する前記表層部の周囲に配置される誘導加熱コイルに電流を流すことによって実施される
ことを特徴とする請求項６に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【請求項８】
前記中空部形成工程において、前記残留させる部位が冷却されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【請求項９】
前記残留させる部位の冷却は、冷却媒体が流れる通路を有する冷却ブロックを、前記残留させる部位の外側に位置する前記表層部に当接させることによって実施される
ことを特徴とする請求項８に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【請求項１０】
前記中空部形成工程の後に冷却工程を有し、
前記冷却工程において、前記表層部の焼入れによるマルテンサイト組織により硬化された表面硬化層、あるいは、パーライト組織率を制御する制御冷却により硬化された表面硬化層が形成される
ことを特徴とする請求項７に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【請求項１１】
前記冷却工程において、前記表層部の周囲に前記誘導加熱コイルが配置された状態で、前記表層部に対して冷却媒体が噴射されることを特徴とする請求項１０に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【請求項１２】
前記冷却媒体は、前記誘導加熱コイルの隙間から噴射されることを特徴とする請求項１１に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【請求項１３】
前記中空部形成工程において、非酸化性ガスによってシールドされることを特徴とする請求項５〜１２のいずれか１項に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【請求項１４】
前記鋳鉄部品は、自動車部品に適用されることを特徴とする請求項４〜１３のいずれか１項に記載の鋳鉄部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鉄部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋳鉄部品の軽量化のため、脱炭による融点差を利用した中空化（鋳鉄部品の表層部を脱炭処理することにより表層部の融点を上昇させた後、表層部の融点よりも低くかつ非脱炭部の融点よりも高い温度で加熱し、非脱炭部のみを溶融して流出させることにより内部を中空とする）が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１９０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、中空部を形成する際、鋳鉄部品全体が加熱されるため、非脱炭部の一部を残留させる（流出させない）ことは困難であり、例えば、強度の観点から中実にしたい部位が非脱炭部に存在する場合であっても、中実にしたい部位も含めて溶融して流出する（中空化される）問題を有する。
【０００５】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している鋳鉄部品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一様相は、脱炭処理により融点を上昇させた表層部を殻とし、前記表層部の内側に位置しかつ前記表層部より低い融点を有する非脱炭部を溶融して流出させることで中空部が形成される鋳鉄部品である。前記鋳鉄部品は、前記非脱炭部の一部が選択的に残留して構成される中実部を有する。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の別の一様相は、脱炭処理により融点を上昇させた表層部を殻とし、前記表層部の内側に位置しかつ前記表層部より低い融点を有する非脱炭部を溶融して流出させることで中空部を形成する中空部形成工程を有する鋳鉄部品の製造方法である。前記非脱炭部は、残留させる部位と、溶融して流出させる部位と、を有しており、前記中空部形成工程において、前記溶融して流出させる部位が選択的に加熱され、前記非脱炭部の融点を越える温度まで昇温される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一様相に係る鋳鉄部品によれば、非脱炭部の一部が選択的に残留して構成される中実部を有する。つまり、非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している鋳鉄部品を提供することが可能である。
【０００９】
本発明の別の一様相に係る鋳鉄部品の製造方法によれば、中空部を形成する際、鋳鉄部品全体が加熱されず、非脱炭部における溶融して流出させる部位が選択的に加熱されて、中空部を形成し、非脱炭部における選択的に加熱されなかった部位（残留させる部位）は、溶融せず、流出しないため、中実部を構成することとなる。つまり、非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している鋳鉄部品の製造方法を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る鋳鉄部品を説明するための断面図である。
【図２】比較例に係る鋳鉄部品を説明するための断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る鋳鉄部品の製造方法を説明するための工程図である。
【図４】図３に示される機械加工工程に投入される鋳鉄部品素材を説明するための断面図である。
【図５】図３に示される脱炭工程を説明するための断面図である。
【図６】図３に示される湯抜き穴形成工程を説明するための断面図である。
【図７】図３に示される中空部形成工程を説明するための概略図である。
【図８】図３に示される冷却工程を説明するための概略図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る変形例３を説明するための概略図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る変形例４を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る鋳鉄部品を説明するための断面図、図２は、比較例に係る鋳鉄部品を説明するための断面図である。
【００１３】
図１に示される本発明の実施の形態に係る鋳鉄部品１０は、エンジンの吸気バルブあるいは排気バルブであり、円柱状軸部と軸部の一端に位置する傘状部とを備えており、殻となる表層部１２と、表層部１２の内側に位置する中空部１５と、中実部１６と、を有する。鋳鉄部品１０は、自動車部品に特に限定されない。
【００１４】
表層部１２は、脱炭処理により融点を上昇させた部位である。中空部１５は、表層部１２より低い融点を有する非脱炭部を選択的に加熱して溶融して流出させることで形成された部位である。中実部１６は、非脱炭部における選択的に加熱されなかった部位であり、溶融せず、流出しなかったために残留している非脱炭部である。つまり、非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している鋳鉄部品を提供することが可能である。
【００１５】
鋳鉄部品１０は、中実部１６の存在により、表層部１１２と中空部１１５とからなる鋳鉄部品１００（図２参照）に比較し、強度が向上している。
【００１６】
表層部１２は、焼き入れによるマルテンサイト組織により硬化された表面硬化層、あるいは、パーライト組織率を制御する制御冷却により硬化された表面硬化層を有することが好ましい。この場合、表層部１２の硬度が向上した鋳鉄部品となる。表面硬化層の硬さは、実用上、２５ＨＲＣ（ロックウェル硬さスケールＣ）以上が好ましい。
【００１７】
なお、符号１７，１１７および符号１８，１１８は、非脱炭部を溶融して流出させる際に利用された湯抜き穴および空気穴を示している。例えば、湯抜き穴１７，１１７は、鋳鉄部品１０の軸部端部に位置決めされ、中空部１５，１１５に貫通し、空気穴１８，１１８は、鋳鉄部品１０の傘状部に位置決めされ、中空部１５，１１５に貫通している。
【００１８】
次に、鋳鉄部品１０の製造方法を説明する。
【００１９】
図３は、本発明の実施の形態に係る鋳鉄部品の製造方法を説明するための工程図、図４は、図３に示される機械加工工程に投入される鋳鉄部品素材を説明するための断面図、図５は、図３に示される脱炭工程を説明するための断面図、図６は、図３に示される湯抜き穴形成工程を説明するための断面図、図７は、図３に示される中空部形成工程を説明するための概略図、図８は、図３に示される冷却工程を説明するための概略図である。
【００２０】
鋳鉄部品１０の製造方法は、概して、機械加工工程、加熱工程、脱炭工程、冷却工程、湯抜き穴形成工程、中空部形成工程、冷却工程およびショットブラスト工程を有する。
【００２１】
機械加工工程においては、図４に示される鋳造して得られた中実の鋳鉄部品素材（半製品）２０に対して、機械加工（例えば、切削加工）が施されて、完成品（鋳鉄部品）に略一致する外観形状に成形される。
【００２２】
適用可能な鋳鉄は、球状黒鉛鋳鉄（ダクタイル鋳鉄）、強靭鋳鉄、ねずみ鋳鉄、白鋳鉄、まだら鋳鉄などの普通鋳鉄、黒心可鍛鋳鉄（ＦＣＭＢ）、白心可鍛鋳鉄（ＦＣＭＷ）、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄などである。可鍛鋳鉄は、例えば、パーライト可鍛鋳鉄（ＦＣＭＰ）である。合金鋳鉄は、例えば、高クロム鋳鉄、高ケイ素鋳鉄、二レジスト（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｃｕ鋳鉄）である。球状黒鉛鋳鉄は、機械的強度や靭性に優れるため、好ましい。
【００２３】
また、成分がＦｅ−Ｃ系かつ共晶炭素濃度（Ｃ＋Ｓｉ／３＝４．３％）を満足する組成である場合、共晶温度１１４７℃で非脱炭部の溶融鋳鉄は固相を含まない純粋な液相となり、粘性が小さくなる。したがって、後述するように、中空部形成工程の湯抜き工程における湯抜き穴からの流出が容易となるため、好ましい。
【００２４】
加熱工程においては、機械加工が施された鋳鉄部品素材２０が、脱炭温度（例えば、１０５０〜１１００℃）まで昇温される。
【００２５】
脱炭工程においては、一酸化炭素および二酸化炭素を含んでいる雰囲気ガスを使用し、鋳鉄部品素材２０に脱炭処理が施され、融点を上昇させた表層部２２と、表層部２２の内側に位置しかつ表層部２２より低い融点を有する非脱炭部２４と、を有する鋳鉄部品素材２０が形成される（図５）。
【００２６】
脱炭処理においては、炭素が拡散することで酸素と反応して基材が脱炭され、拡散変態によりフェライト量が増加していくと共に、マルテンサイト組織が熱的に安定なオーステナイト組織へ変態することで耐熱性が向上する。例えば、Ｃの含有量が２％以上の場合の融点は、約１１５０℃であるが、脱炭処理して１％になると、融点は、約１３５０℃となる。
【００２７】
なお、非脱炭部２４は、中空部予定部位２５および中実部予定部位２６を有する。中空部予定部位２５は、鋳鉄部品１０の中空部１５を構成することとなる部位（溶融して流出させる部位）であり、中実部予定部位２６は、鋳鉄部品１０の中実部１６を構成することとなる部位（残留させる部位）である。
【００２８】
雰囲気ガスは、例えば、プロパンガスを変成することで生成される。脱炭処理後の雰囲気ガスは、必要に応じて回収あるいは放散燃焼される。なお、鋳鉄部品素材２０は、全体が雰囲気ガスに曝されて、均等に脱炭されるよう、例えば、三次元メッシュ形状のセラミック製矩形フィルタに載置されて、支持される。
【００２９】
鋳鉄部品の殻となる表層部の厚さ（肉厚）は、例えば、脱炭工程における雰囲気ガス成分（カーボンポテンシャル）、処理温度および処理時間を制御したり、中空部形成工程における処理温度を調整することにより、管理することが可能である。
【００３０】
冷却工程においては、脱炭工程を経た鋳鉄部品素材２０が、機械加工が可能な温度（例えば、常温）まで、冷却される。
【００３１】
湯抜き穴形成工程においては、図６に示されるように、鋳鉄部品素材２０に対し、湯抜き穴２７および空気穴２８（鋳鉄部品１０の湯抜き穴１７および空気穴１８に対応）が形成される。湯抜き穴２７および空気穴２８は、軸部端部および傘状部に各々配置され、表層部２２の内側にある非脱炭部２４の中空部予定部位２５に達する深さを有する。
【００３２】
湯抜き穴２７は、溶融した中空部予定部位２５の自重による流出が容易な位置（各流出部の最下部）に配置され、空気穴２８は、中空部予定部位２５の溶融物が流出しない位置に配置され、かつ、空気の流入が可能に構成される。湯抜き穴２７および空気穴２８の形状、設置位置および設置数は、鋳鉄部品素材２０の形状に応じて、適宜設定される。なお、本実施の形態において、湯抜き穴２７は、下方に位置する鋳鉄部品素材２０の軸部端部に配置され、空気穴２８は、上方に位置する鋳鉄部品素材２０の傘状部上面に位置決めされる。
【００３３】
中空部形成工程は、加熱工程および湯抜き工程を有する。
【００３４】
加熱工程においては、非脱炭部２４の中空部予定部位２５が、表層部２２の融点よりも低くかつ非脱炭部２４の融点よりも高い温度（例えば１１５０〜１２００℃）まで選択的に昇温され、１０〜２０分程度保持される。なお、鋳鉄部品素材２０は、湯抜き穴２７が各流出部の最下部に位置するように配置される。
【００３５】
湯抜き工程においては、溶融した中空部予定部位２５が湯抜き穴２７から自重（重力）に基づいて流出して中空部１５を形成することで、脱炭処理により融点が上昇した表層部２２は、溶融せずに殻（表層部１２）として残る一方、選択的に加熱されていない中実部予定部位２６は、中実部１６として残留する。
【００３６】
中空部形成工程においては、上記のように、中空部を形成する際、鋳鉄部品（素材）全体が加熱されず、中空部予定部位（非脱炭部における溶融して流出させる部位）が選択的に加熱されて、中空部を形成し、中実部予定部位（非脱炭部における選択的に加熱されなかった部位）は、溶融せず、流出しないため、残留して中実部を構成することとなる。つまり、非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している鋳鉄部品の製造方法を提供することが可能である。
【００３７】
また、鋳鉄部品全体を加熱する熱処理炉を利用する場合、例えば、鋳鉄部品が載置される支持台や流出した溶融物（溶湯）を回収するためのトレイを、炉内に配置する必要があり、装置が大型化するため、効率的な処理が困難であり、かつ、例えば、１１５０℃以上の耐熱性を有する高価な炉内構造物を必要とするが、このような不利益は、本実施の形態においては、避けることが可能である。
【００３８】
中空部形成工程に適用される中空部形成装置４０は、例えば、図７に示されるように、支持部４２、誘導加熱コイル４４、高周波発生装置４６およびトレイ４８を有し、誘導加熱を利用して選択的な加熱を実施可能に構成される。誘導加熱の利用は、選択的な加熱を容易に達成することができるため、好ましい。なお、必要に応じ、別の選択的な加熱手段を適用することも可能である。
【００３９】
支持部４２は、鋳鉄部品素材２０を固定するために使用される。支持部４２は、隣接する誘導加熱コイル４４の影響（誘導加熱）を避けるため、非導電性材料から形成されることが好ましい。非導電性材料は、セラミックや、適当な耐熱性を有するエンジニアリングプラスチックである。
【００４０】
誘導加熱コイル４４は、鋳鉄部品素材２０の非脱炭部２４の中空部予定部位２５を選択的に加熱するために使用される。誘導加熱コイル４４は、例えば、電線を螺旋状に巻いて構成した後で機械加工することによって形成されており、中空部予定部位２５が内在している鋳鉄部品素材２０の軸部が挿入される。つまり、選択的な加熱は、中空部予定部位２５の外側に位置する軸部の表層部２２の周囲に配置される誘導加熱コイル４４に、電流を流すことによって実施されており、選択的な加熱を簡単な構成で達成することが可能である。
【００４１】
高周波発生装置４６は、誘導加熱コイル４４に接続されており、誘導加熱コイル４４に電流を流すことによって、誘導加熱コイル４４の内側に位置する軸部（表層部２２および中空部予定部位２５）を、非脱炭部２４の融点を越える温度まで昇温できるように構成されている。
【００４２】
トレイ４８は、鋳鉄部品素材２０の湯抜き穴２７から自重によって流出する溶融物（溶湯）を回収するための容器である。
【００４３】
冷却工程においては、中空部形成工程から投入された鋳鉄部品素材２０の冷却温度が制御されて、焼入れされる。これにより、マルテンサイト組織により硬化された表面硬化層が得られる。表面硬化層の硬さは、実用上、２５ＨＲＣ（ロックウェル硬さスケールＣ）以上が好ましい。
【００４４】
冷却工程は、中空部形成工程と異なる別のステーションで実行され、冷却工程に適用される冷却装置５０は、例えば、図８に示されるように、支持部５２、対向して配置される一対の冷却ジャケット５４、配管系５６および冷却媒体源５８を有する。
【００４５】
支持部５２は、鋳鉄部品素材２０を固定するために使用される。冷却ジャケット５４は、支持部５２によって固定された鋳鉄部品素材２０に向かって、冷却媒体を噴射するためのノズル５５を有し、鋳鉄部品素材２０を焼入れ（冷却）するために使用される。配管系５６は、冷却ジャケット５４と冷却媒体源５８とを連結し、冷却ジャケット５４に冷却媒体を供給するために使用される。
【００４６】
冷却媒体源５８は、例えば、冷却媒体を保持するタンク、冷却媒体の温度調整手段、ポンプ、レギュレータ（圧力調整手段）、電磁弁等を有しており、冷却媒体の噴射量を調整自在に構成されており、鋳鉄部品素材２０を適当な冷却速度で急冷し、結晶構造を変えて硬化させる（焼入れする）ことが可能である。冷却媒体は、例えば、水、水溶性焼き入れ液、油、高圧ガスである。ガスは、例えば、空気、窒素ガス、ヘリウムガス、窒素とヘリウムの混合ガスであり、例えば、ノズルを使用して噴射される。なお、冷却は、扇風機などによる送風冷却を適用することも可能である。
【００４７】
表面硬化層は、焼き入れによって形成する形態に限定されず、パーライト組織率を制御する制御冷却を適用することも可能である。例えば、冷却速度を一定以上にして、パーライト組織率を制御し、表面硬化層を形成することにより、焼き入れをしなくとも、表層部１２の硬さを向上させることが可能である。この場合、表層部１２の炭素濃度は、０．３％以上であることが好ましい。
【００４８】
ショットブラスト工程においては、鋳鉄部品素材２０の表面に対してショットブラストが施され、例えば、表面に付着している（形成されている）カーボンスケールが除去される。これにより、完成品（図１）となる。
【００４９】
なお、機械加工工程およびショットブラスト工程は、適宜省略することが可能である。湯抜き穴および空気穴は、必要に応じてその一部又は全部を閉鎖することも可能であり、例えば、湯抜き穴および空気穴の全てを閉鎖することにより、内部に密閉空間を形成することができる。湯抜き穴および空気穴の閉鎖は、溶接や、別体のねじ込みによって達成することができる。また、鋼の鋳ぐるみを適用することで、鋳鉄部品の強度を補強することも可能である。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態に係る変形例１〜４を順次説明する。
【００５１】
図９は、本発明の実施の形態に係る変形例１を説明するための概略図である。
【００５２】
中空部形成工程において、中実部予定部位を冷却することにより、中空部予定部位と中実部予定部位との境界を明瞭化することが可能である。
【００５３】
この場合、中空部形成工程に適用される中空部形成装置４０Ａは、図７に示される構成に加え、例えば、冷却ブロック６２、配管系６４および冷却媒体源６６をさらに有する。
【００５４】
冷却ブロック６２は、表層部２２を介して中実部予定部位を冷却するために使用される冷し金であり、冷却媒体が流れる通路を有し、中実部予定部位の外側に位置する表層部２２に当接するように構成されている。したがって、中空部予定部位を選択的かつ確実に冷却することが容易である。冷却ブロック６２の当接面（伝熱面）の形状は、効率的に冷却（除熱）する観点から、中実部予定部位の外側に位置する表層部２２の表面形状に対応させることも可能である。
【００５５】
冷却ブロック６２は、隣接する誘導加熱コイル４４の影響（誘導加熱）を避けるため、非導電性材料から形成されることが好ましい。非導電性材料は、セラミックや、適当な耐熱性を有するエンジニアリングプラスチックである。
【００５６】
配管系６４は、冷却ブロック６２と冷却媒体源６６とを連結し、冷却媒体を循環させるために使用される。
【００５７】
冷却媒体源６６は、例えば、冷却媒体を保持するタンク、冷却媒体の温度調整手段、ポンプ、レギュレータ（圧力調整手段）、電磁弁等を有しており、冷却媒体は、例えば、水である。
【００５８】
図１０は、本発明の実施の形態に係る変形例２を説明するための概略図である。
【００５９】
中空部形成工程および冷却工程は、別のステーションにおいて実施する形態に限定されず、中空部形成工程の後において、鋳鉄部品を移動させることなく、同一ステーションにおいて、冷却工程を直ちに開始することも可能であり、例えば、移動工程や再加熱工程が削減されるため、生産性を向上させかつ省エネルギーを図ることができる。
【００６０】
この場合、中空部形成工程に適用される中空部形成装置４０Ｂは、図７に示される構成に加え、例えば、対向して配置される一対の冷却ジャケット７４、配管系７６および冷却媒体源７８を有する。
【００６１】
冷却ジャケット７４は、支持部４２によって固定されかつ表層部２２の周囲に誘導加熱コイル４４が配置された状態の鋳鉄部品素材２０に向かって、冷却媒体を噴射するためのノズル７５を有し、鋳鉄部品素材２０を移動させることなく焼入れ（冷却）することが可能に構成されている。配管系７６は、冷却ジャケット７４と冷却媒体源７８とを連結し、冷却ジャケット７４に冷却媒体を供給するために使用される。
【００６２】
冷却媒体源７８は、例えば、冷却媒体を保持するタンク、冷却媒体の温度調整手段、ポンプ、レギュレータ（圧力調整手段）、電磁弁等を有しており、冷却媒体の噴射量を調整自在に構成されており、鋳鉄部品素材２０を適当な冷却速度で急冷し、結晶構造を変えて硬化させる（焼入れする）ことが可能である。
【００６３】
なお、鋳鉄部品素材２０の湯抜き穴２７から自重によって流出する溶融物（溶湯）を回収したトレイ４８は、鋳鉄部品素材２０を冷却する際、鋳鉄部品素材２０（冷却ジャケット７４）から離間した位置に退避される。
【００６４】
また、中空部形成工程においては、鋳鉄部品全体を加熱する熱処理炉を利用する場合、鋳鉄部品の周囲に位置する高温の炉内構造物や流出した溶融物（溶湯）を移動させることは困難であるため、冷却媒体を噴射して冷却工程（焼き入れ）を直ちに開始することが不可能である。つまり、熱処理炉を利用した場合、後工程において再加熱および焼入れあるいは別の熱処理を必要とするが、このような不利益は、変形例２においては、避けることが可能である。
【００６５】
図１１は、本発明の実施の形態に係る変形例３を説明するための概略図である。
【００６６】
冷却媒体は、誘導加熱コイル４４の外側から、誘導加熱コイル４４の内側の位置する鋳鉄部品素材２０に向って噴射する形態に限定されず、例えば、冷却ジャケット７４のノズル７５を、誘導加熱コイル４４の隙間に配置し、冷却媒体が、誘導加熱コイル４４の隙間から、鋳鉄部品素材２０に向って直接噴射されるように構成することも可能である。この場合、誘導加熱コイル４４に対する冷却媒体の影響を排除し、また、冷却媒体の供給機構（冷却ジャケットおよび配管系）をコンパクト化することが容易である。
【００６７】
図１２は、本発明の実施の形態に係る変形例４を説明するための概略図である。
【００６８】
中空部形成工程において、非酸化性ガスによってシールドすることにより、鋳鉄部品素材２０の表面（表層部）の酸化を抑制することが可能である。
【００６９】
この場合、中空部形成工程に適用される中空部形成装置４０Ｃは、図７に示される構成に加え、例えば、ノズル８２、配管系８４およびガス源８６をさらに有する。
【００７０】
ノズル８２は、支持部４２によって固定されかつ表層部２２の周囲に誘導加熱コイル４４が配置された状態の鋳鉄部品素材２０に向かって、非酸化性ガスを噴射するために使用される。配管系８４は、ノズル８２とガス源８６とを連結し、ノズル８２に非酸化性ガスを供給するために使用される。ガス源８６は、例えば、非酸化性ガスを保持するタンク、レギュレータ（圧力調整手段）、電磁弁等を有しており、非酸化性ガスの噴射量を調整自在に構成されている。非酸化性ガスは、例えば、窒素ガスである。
【００７１】
なお、非酸化性ガスの温度調整手段を設けて、高温の非酸化性ガスを噴射することで、中空部予定部位２５の加熱を補助したり、ノズル８２を、誘導加熱コイル４４の隙間に配置し、誘導加熱コイル４４の隙間から、非酸化性ガスを噴射することも可能である。
【００７２】
以上のように、本実施の形態に係る鋳鉄部品によれば、非脱炭部の一部が選択的に残留して構成される中実部を有する。つまり、非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している鋳鉄部品を提供することが可能である。また、本実施の形態に係る鋳鉄部品の製造方法によれば、中空部を形成する際、鋳鉄部品（素材）全体が加熱されず、非脱炭部における中空部予定部位が選択的に加熱されて、中空部を形成し、非脱炭部における選択的に加熱されなかった部位（中実部予定部位）は、溶融せず、流出しないため、中実部を構成することとなる。つまり、非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している鋳鉄部品の製造方法を提供することが可能である。
【００７３】
選択的な加熱は、誘導加熱を利用することにより容易に達成することが可能である。
【００７４】
中空部予定部位の外側に位置する表層部の周囲に配置される誘導加熱コイルに電流を流すことによって実施する場合、選択的な加熱を簡単な構成で達成できる。
【００７５】
中空部形成工程において、中実部予定部位を冷却する場合、中空部予定部位（中空にしたい部位）と中実部予定部位との境界を明瞭化することが可能である。
【００７６】
中実部予定部位の冷却は、冷却媒体が流れる通路を有する冷却ブロックを、中実部予定部位の外側に位置する表層部に当接させることによって実施する場合、中実部予定部位を選択的かつ確実に冷却することが容易である。
【００７７】
中空部形成工程の後に冷却工程を有し、当該冷却工程において、表層部の焼入れによるマルテンサイト組織により硬化された表面硬化層、あるいは、パーライト組織率を制御する制御冷却により硬化された表面硬化層が形成される場合、表層部の硬度が向上した鋳鉄部品を得ることが可能である。
【００７８】
また、冷却工程を、表層部の周囲に誘導加熱コイルが配置された状態で、表層部に対して冷却媒体が噴射されるように構成する場合、中空部形成工程の後において、鋳鉄部品を移動させることなく冷却工程を直ちに開始することが可能であるため、例えば、移動工程や再加熱工程が削減されるため、生産性を向上させかつ省エネルギーを図ることができる。
【００７９】
この際、冷却媒体を、誘導加熱コイルの隙間から噴射する場合、誘導加熱コイルに対する冷却媒体の影響を排除し、また、冷却媒体の供給機構をコンパクト化することが容易である。
【００８０】
中空部形成工程において、非酸化性ガスによってシールドする場合、鋳鉄部品の表面（表層部）の酸化を抑制することが可能である。
【００８１】
鋳鉄部品を自動車部品に適用する場合、非脱炭部の一部が選択的に残留して中実部を構成している自動車部品を得られる。
【００８２】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で種々改変することができる。例えば、変形例４を変形例１〜３に組み入れることも可能である。また、変形例４を変形例２又は変形例３に組み入れる場合、冷却工程において、低温の非酸化性ガスを噴射することで、冷却を補助することも可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  鋳鉄部品、
１２  表層部、
１５  中空部、
１６  中実部、
１７  湯抜き穴、
１８  空気穴、
２０  鋳鉄部品素材、
２２  表層部、
２４  非脱炭部、
２５  中空部予定部位（溶融して流出させる部位）、
２６  中実部予定部位（残留させる部位）、
２７  湯抜き穴、
２８  空気穴、
４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ  中空部形成装置、
４２  支持部、
４４  誘導加熱コイル、
４６  高周波発生装置、
４８  トレイ、
５０  冷却装置、
５２  支持部、
５４  冷却ジャケット、
５５  ノズル、
５６  配管系、
５８  冷却媒体源、
６２  冷却ブロック、
６４  配管系、
６６  冷却媒体源、
７４  冷却ジャケット、
７５  ノズル、
７６  配管系、
７８  冷却媒体源、
８２  ノズル、
８４  配管系、
８６  ガス源。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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