JP2002001482A - ダイカスト法による繊維強化複合体鋳造用金型 - Google Patents
ダイカスト法による繊維強化複合体鋳造用金型Info
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Abstract
体を得ることのできる金型を提供する。 【解決手段】 金型9のキャビティ22が、繊維成形体
21が存在する複合体成形領域Aと、繊維成形体21に
溶湯mを充填すべく、複合体成形領域Aに隣接する溶湯
貯留領域Bと、ゲート34からの乱流状態の溶湯流を静
めて溶湯貯留領域Bに導く溶湯流沈静領域Cとを有す
る。これにより溶湯貯留領域Bへ導かれる溶湯流は略層
流状態となり、その溶湯流における空気の巻込みが抑制
される。そして、加圧下において、溶湯貯留領域Bの溶
湯mが繊維成形体21にスムーズに充填される。
Description
る繊維強化複合体鋳造用金型、即ち、繊維成形体と金属
マトリックスとよりなる繊維強化複合体をダイカスト法
により鋳造するために用いられる金型に関する。
ト速度が約40m/sといったように高速であるため、
その溶湯流は金型のキャビティ内では乱流状態となる。
このような溶湯流が繊維成形体に衝突すると、その繊維
成形体が変形したり、破損するおそれがあり、また溶湯
流に巻込まれた空気により、繊維成形体に対する溶湯の
充填性が妨げられるおそれもある。さらに繊維強化複合
体と一体に金属単体部を有する部材においては、溶湯流
に巻き込まれた空気が、繊維成形体の、溶湯のみを通過
させるフィルタ作用により、その繊維成形体外面に気泡
として残置され、その結果、金属単体部にブローホール
が発生する。
えば約0.4m/sに下げ、低速にて鋳造を行ってい
る。
によると、既存の射出装置を使用することができず、専
用の射出装置を必要とするためその設備コストが高く、
また溶湯流のゲート速度の低下に伴い繊維強化複合体の
生産能率が悪い、という問題があった。
ト速度を通常のダイカスト法通りに高速化しても健全な
繊維強化複合体を得ることができる前記金型を提供する
ことを目的とする。
繊維成形体と金属マトリックスとよりなる繊維強化複合
体をダイカスト法により鋳造するために用いられる金型
であって、キャビティが、前記繊維成形体が存在する複
合体成形領域と、前記繊維成形体に溶湯を充填すべく、
前記複合体成形領域に隣接する溶湯貯留領域と、ゲート
からの乱流状態の溶湯流を静めて前記溶湯貯留領域に導
く溶湯流沈静領域とを有する金型が提供される。
速度を通常のダイカスト法通りに速めても、乱流状態の
溶湯流は溶湯流沈静領域において静められ、その結果、
溶湯貯留領域へ導かれる溶湯流は略層流状態となり、そ
の溶湯流における空気の巻込みが抑制される。そして、
加圧下において、溶湯貯留領域の溶湯が繊維成形体にス
ムーズに充填される。これにより鋳造欠陥の無い健全な
繊維強化複合体を得ることができる。
イアミーズ型シリンダブロックSは、4つのシリンダバ
レル11 〜14 を直列に結合してなるサイアミーズシリ
ンダバレル1と、そのサイアミーズシリンダバレル1を
囲繞する外壁部2と、外壁部2の下縁に連なるクランク
ケース3とより構成される。各シリンダバレル11 〜1
4 は、シリンダボア4を形成する内筒部5と、その内筒
部5の外側に在ってそれと一体の外筒部6とよりなる。
サイアミーズシリンダバレル1と外壁部2間の一連の空
間は水ジャケット7であり、各外筒部6の下端側および
クランクケース3の上端側は水ジャケット7の底壁8を
介して連なっている。水ジャケット7におけるシリンダ
ヘッド側の開口部において、サイアミーズシリンダバレ
ル1と外壁部2間は連結されておらず、したがってシリ
ンダブロックSはオープンデッキ型に構成される。
の内筒部5は円筒状繊維成形体と金属マトリックスとよ
りなる繊維強化複合体であり、また外筒部6はマトリッ
クスを構成する金属のみからなる。繊維成形体は、アル
ミナ繊維およびカーボン繊維を主体とし、それら繊維間
をバインダにより結合したものであり、その体積分率V
fはVf=19%である。また前記金属としてはAl合
金が用いられている。
スト法により鋳造するために用いられる鋳造装置Mを示
す。その装置Mにおける金型9は昇降自在の上型10
と、上型10の下方に配設された固定の下型11と、下
型11上において摺動自在の第1および第2側型12,
13とを有する。
体14を備え、その型本体14は第2側型13との対向
面に、4つのシリンダボア成形用ボアピン15と、それ
らボアピン15を囲繞する水ジャケット成形用中子16
とを有し、各ボアピン15の軸線は略水平である。
体17を備え、その型本体17は第1側型12との対向
面に成形ブロック18を有する。成形ブロック18は、
各シリンダバレル11 〜14 に対応する突出量の長い4
つのかまぼこ状第1成形部19と相隣る両第1成形部1
9間および両外側の第1成形部19の外側に位置する凸
字状第2成形部20とを有する。
れ、型締め状態において、各ボアピン15および各繊維
成形体21の先端面は、各第1成形部19の先端面に当
てられている。
第2側型13により形成されるキャビティ22は次のよ
うな各領域を有する。即ち、図7にも示すように、各ボ
アピン15回りに在って、繊維成形体21を設置する内
筒部成形領域23と、各内筒成形領域23に隣接する、
つまり各繊維成形体21および水ジャケット成形用中子
16間およびその中子16から突出する繊維成形体21
の先端部回りに在る外筒部成形領域24と、各第1,第
2成形部19,20および上,下型10,11間に在る
クランクケース成形領域25と、上,下型10,11お
よび水ジャケット成形用中子16間に在る外壁部成形領
域26と、クランクケース成形領域25を外筒部成形領
域24および外壁部成形領域26にそれぞれ通じさせる
と共に水ジャケット16の底壁8を成形する底壁成形領
域27とである。
内のクランクピンおよびクランクアーム用回転空間28
(図2,4)が成形され、また各第2成形部20により
クランクケース3のクランクジャーナル用軸受ホルダ2
9(図2〜4)が成形される。
ンダ30が設けられ、その第1シリンダ30に給湯プラ
ンジャ31が摺動自在に嵌合される。その給湯プランジ
ャ31の先端側に溶湯を一時溜める湯溜部32が形成さ
れ、その湯溜部32は、シリンダバレル配列方向に延び
る1つのランナ33および複数のゲート34を介してク
ランクケース成形領域25の下部に連通する。
直に向けた第2シリンダ35が設けられ、その第2シリ
ンダ35は通し孔36を介して湯溜部32に通じてい
る。また型本体17に、第2シリンダ35の中間部に通
じるように給湯管37が設けられる。
を第2シリンダ35の軸線に合致させると共にその第2
シリンダ35に通じるように形成され、その貫通孔38
にシールプランジャ39が摺動自在に嵌合される。
動自在に嵌合され、それらエジェクタピン40は、外壁
部成形領域26およびクランクケース成形領域25に突
出してシリンダブロックSを離型するために用いられ
る。
ャケット成形用中子16の長さ範囲aに収まる領域が実
質的な複合体成形領域Aである。これは、各内筒部5に
おいて、水ジャケット7から突出している部分5aは、
ピストンと摺動関係にないので複合体である必要がない
からである。したがって、各外筒部成形領域26におい
て、水ジャケット成形用中子16の長さ範囲aに収まる
領域が、複合体成形領域Aに隣接する溶湯貯留領域Bで
ある。さらにクランクケース成形領域(各軸受ホルダ2
9を成形する部分を含む)25および水ジャケット7の
底壁成形領域27が溶湯流沈静領域Cである。
は全部の溶湯流貯留領域Bの容積の和をV1 とし、溶湯
流沈静領域Cの容積をV2 としたとき、両容積V1 ,V
2 の関係はV2 ≧2V1 に設定される。実施例では
V1 :V2 =1:3.37である。
鋳造に当っては、溶解炉よりアルミニウム合金の溶湯m
を給湯管37に供給し、その溶湯mを第2シリンダ35
を経て湯溜部32に一時溜めた。次いで、シールプラン
ジャ39を下降させて、図5、鎖線示のように通し孔3
6を閉鎖した。その後給湯プランジャ31を前進させ、
溶湯mをランナ33および各ゲート34を通じてキャビ
ティ22に加圧充填し、シリンダブロックSを鋳造し
た。この場合、溶湯流のゲート速度は41.3m/sに
設定された。
のゲート速度を41.3m/sといったように通常のダ
イカスト法通りに速めても、乱流状態の溶湯流は溶湯流
沈静領域Cにおいて静められ、その結果、各溶湯貯留領
域Bへ導かれる溶湯流は略層流状態となり、その溶湯流
における空気の巻込みが抑制される。そして、加圧下に
おいて、各溶湯貯留領域Bの溶湯が繊維成形体21にス
ムーズに充填される。これにより鋳造欠陥の無い健全な
内筒部5(の主体部分)を得ることができる。
材、例えば、オートマチックトランスミッションの制御
ボディにおいて、オイルポンプの摺動部を繊維強化複合
体より構成する場合にも適用される。
ことによって、溶湯流のゲート速度を通常のダイカスト
法通りに高速化しても健全な繊維強化複合体を得ること
が可能な金型を提供することができ、これにより設備コ
ストを低減し、また繊維強化複合体の生産能率を向上さ
せることができる。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】 繊維成形体(21)と金属マトリックス
とよりなる繊維強化複合体(5)をダイカスト法により
鋳造するために用いられる金型であって、キャビティ
(22)が、前記繊維成形体(21)が存在する複合体
成形領域(A)と、前記繊維成形体(21)に溶湯
(m)を充填すべく、前記複合体成形領域(A)に隣接
する溶湯貯留領域(B)と、ゲート(34)からの乱流
状態の溶湯流を静めて前記溶湯貯留領域(B)に導く溶
湯流沈静領域(C)とを有することを特徴とする、ダイ
カスト法による繊維強化複合体鋳造用金型。 - 【請求項2】 前記溶湯貯留領域(B)の容積をV1 と
し、前記溶湯流沈静領域(C)の容積をV2 としたと
き、両容積V1 ,V2 の関係がV2 ≧2V1 である、請
求項1記載のダイカスト法による繊維強化複合体鋳造用
金型。
Priority Applications (1)
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JP2001159256A JP3866528B2 (ja) | 2001-05-28 | 2001-05-28 | ダイカスト法による繊維強化複合体の鋳造方法 |
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JP2008267551A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Kayaba Ind Co Ltd | シリンダハウジング |
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- 2001-05-28 JP JP2001159256A patent/JP3866528B2/ja not_active Expired - Fee Related
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