JP2002096141A - 鋳造用砂中子への塗型剤塗布方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】強い接着力で砂中子に付着できて、塗型剤塗布
後に容易に剥離できるマスキングを行う。 【解決手段】砂中子７において、下型外周面２ａに当接
する外輪部８の中子外周面８ａ、下型平面２ｂに当接す
る外輪部８の下平面８ｂ、或いは上型平面１ａに当接す
る外輪部８の上平面８ｃと内輪部９の内平面９ａに、予
めこれらの部位の形状に合わせて繊維質シートを円環状
にカットし、液状の乾燥硬化し得る接着剤によりマスキ
ングを施し、このマスキングした部位を含めて砂中子の
表面全体にレジンコートを塗布し、レジンコートを乾燥
及び硬化させた後、マスキングを剥離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばベンチレー
テッドブレーキディスクロータを成形するための鋳造用
砂中子への塗型剤塗布方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車部品の１つであるブレーキディス
クロータが大型化してくると、該ロータを高圧鋳造法に
よって製造しようとする場合、湯回り性を確保する必要
から溶湯の加圧力や中子表面に接触する溶湯温度が高く
なるため、中子への溶湯の差し込みによるバリが発生し
やすくなる。この溶湯の差し込みを防止するために、中
子は塗型剤が塗布されて溶湯の圧力に対する強度が高め
られている（例えば、特開平１０−２４４３４６号公報
参照）。

【０００３】ところが、塗型剤の膜厚管理は困難であ
り、膜厚のバラツキにより砂中子の金型内での位置精度
の低下等を招く虞がある。

【０００４】このため、鋳造用砂中子の塗型方法とし
て、特開平９−１５０２３６号公報には、砂中子への塗
型により、ガス抜き孔の目詰まりや砂中子の金型内での
位置精度の低下等の悪影響を受ける箇所に塗型剤の付着
防止材を付けた後、砂中子の表面全体に塗型を行う手法
が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、砂中子への付着防止材としてロウ等が例示され
ているが、付着防止材の砂中子への付着の安定性を確保
したり、砂中子から剥離する際の作業性が悪いという課
題がある。

【０００６】本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その
目的は、強い接着力で砂中子に付着できて、塗型剤塗布
後に容易に剥離できる鋳造用砂中子への塗型剤塗布方法
を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するため、本発明の鋳造用砂中子への塗型剤塗
布方法は、砂中子のマスキング部の形状に予めカットさ
れた繊維質シートを、液状の乾燥硬化し得る接着剤によ
り前記マスキング部に付着させ、当該マスキング部を含
めて砂中子の表面全体に塗型剤を塗布し、当該塗型剤を
乾燥及び硬化させた後、前記マスキング部のマスキング
を剥離する。

【０００８】また、好ましくは、前記繊維質シートは、
和紙及び／又は濾紙である。

【０００９】また、好ましくは、前記接着剤は、澱粉の
り、無機バインダ、水ガラスの少なくともいずれか１種
である。

【００１０】また、好ましくは、前記塗型剤は、加熱に
より乾燥及び硬化される。

【００１１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、砂中子のマスキング部の形状に予めカットされた繊
維質シートを、液状の乾燥硬化し得る接着剤によりマス
キング部に付着させ、マスキング部を含めて砂中子の表
面全体に塗型剤を塗布し、塗型剤を乾燥及び硬化させた
後、マスキング部のマスキングを剥離することにより、
繊維質シートの砂中子に対する接着力を強化すると共
に、塗型剤の乾燥・硬化条件下で熱劣化して接着力が低
下するため、繊維質シートが砂中子から容易に剥離でき
る。

【００１２】請求項２の発明によれば、繊維質シート
は、和紙及び／又は濾紙であることにより、毛羽立ちを
持っているため接着剤による接着が容易となる。

【００１３】請求項３の発明によれば、接着剤は、澱粉
のり、無機バインダ、水ガラスの少なくともいずれか１
種であることにより、塗型剤を塗布する際には繊維質シ
ートの砂中子に対する接着力を強化すると共に、塗型剤
の乾燥・硬化後には熱劣化して接着力が低下するため、
繊維質シートが砂中子から容易に剥離できる。

【００１４】請求項４の発明によれば、塗型剤は、加熱
により乾燥及び硬化されることにより、塗型剤の乾燥及
び硬化を行いつつ、繊維質シートの接着力の強化及び剥
離性を向上させることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】尚、以下に説明する実施の形態は、本発明
の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を
逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したもの
に適用可能である。 ［鋳造用金型］図１は、本実施形態として例示する鋳造
用砂中子が配置されたベンチレーテッドブレーキディス
クロータ鋳造用金型の部分断面図である。図２は、本実
施形態として例示する鋳造用中子の正面図である。図３
は、本実施形態の鋳造用金型により成形された仕上げ処
理後の製品斜視図である。

【００１７】図１に例示する鋳造用金型は、アルミニウ
ム合金製のベンチレーテッドディスクブレーキロータの
高圧鋳造法に用いられる。

【００１８】鋳造用金型は、一対の上型１と下型２とを
閉じることにより内部にキャビティ３が形成され、下型
２には溶湯を充填するための湯口４と、この湯口４に連
通する溶湯通路を形成するスリーブ５と、スリーブ５の
内壁に摺接して溶湯を湯口４まで圧入する可動プランジ
ャ６とを備える。溶湯は可動プランジャ６に押し上げら
れて湯口４からキャビティ３内に高圧で導入される。

【００１９】キャビティ３内には、ロータの肉圧部分に
冷却通風孔を形成するための砂中子７が配置されてい
る。

【００２０】キャビティ３内には、ロータの肉圧部分に
冷却通風孔を形成するための砂中子７が配置されてい
る。

【００２１】砂中子７は、図２に示すように、ロータ回
転軸とスリーブ５の軸中心とが線Ｒに一致するようにキ
ャビティ３内に配置され、外輪部８と、内輪部９と、外
輪部８と内輪部９とを連結する連結部１０とを有する線
Ｒと同心円盤状に形成されている。連結部１０は、ベン
チレーション孔を形成するために線Ｒを中心として放射
状に円周方向に沿って等間隔に複数形成されている。

【００２２】砂中子７は、キャビティ３内へ配置された
状態で、外輪部８の中子外周面８ａが下型外周面２ａに
当接し、外輪部８の下平面８ｂが下型平面２ｂに当接
し、外輪部８の上平面８ｃと内輪部９の内平面９ａとが
略面一にされて、上型平面１ａに夫々当接するように形
成されている。これにより、砂中子７をキャビティ３内
に正確に位置決めされる。

【００２３】外輪部８及び内輪部９と連結部１０とはロ
ータ回転軸と上型１の型開き方向Ｒに段差を持って形成
され、この連結部１０の両平面に溶湯と複合化するため
に予備成形されたセラミック多孔体等の多孔質部材１１
が夫々配置され、ブレーキディスクロータ摺動面に部分
的に複合化される。つまり、この段差を利用して砂中子
を介して多孔質部材を確実に位置決めできる。多孔質部
材１１は、線Ｒと同心円環状に形成されている。

【００２４】図３に示すように、上記鋳造用金型を用い
て高圧鋳造されたベンチレーテッドブレーキディスクロ
ータ２０は、ブレーキディスクロータ摺動面２１、２２
に多孔質部材１１が複合化され、仕上げ加工によりその
表面層が１ｍｍ程度削られると共に、ロータ摺動面２
１、２２の間（ロータの肉圧部分）には放射状に複数の
冷却通風孔２５が形成される。また、ブレーキディスク
ロータ摺動面２１から突出する凸状のハブ取付部２３に
は４つのネジ取付孔２４が穿設される。

【００２５】ブレーキディスクロータ摺動面２１、２２
は、多孔質のセラミック粒子／繊維成形体から構成され
た多孔質部材を金型内に配置してアルミニウム合金溶湯
を含浸させて凝固させることにより形成される。

【００２６】多孔質部材としては、セラミック多孔体以
外に、ステンレス等からなる金属繊維材等も適用でき
る。金属繊維材としてはステンレス以外に、タングステ
ン、モリブデン、炭素鋼等もあるが、ステンレス繊維材
が最も強度が高くしかも安価なので実用的である。 ［多孔質部材とその製造方法］図４は、本実施形態とし
て例示する多孔質部材の製造方法を説明する図である。

【００２７】図４に示すように、多孔質部材１１を製造
するには、先ず、カップ状の容器３０内に、複合化材料
としてアルミナ短繊維やホウ酸アルミニウム−ウィスカ
と、ＳｉＣ、ＴｉＯ₂，ＣａＣＯ₃粒子と、焼失性粉末
と、水等の溶媒とを投入し、撹拌翼３１で撹拌して均一
に混合することによりスラリー３２を調製する。尚、同
時に、無機バインダとしてアルミナゾル等を全重量比に
対して０．３〜５．０質量％程度添加するのが好まし
い。

【００２８】次に、ろ過器４０でスラリー中の水等の液
体成分を不図示の真空ポンプにより、吸引脱水した後、
乾燥・焼結させて成形される。ろ過器４０は、カップ状
の容器４１の底部４１ａに吸引口４２を連続して形成す
ると共に、多孔質の円盤状フィルタ部材４３を容器４１
内の上下方向の中央部付近に水平に配置し、この円盤状
フィルタ部材４３から容器４１の反吸引口側の開口部４
１ｂに亘って容器４１の内周より小径の多孔質の筒状フ
ィルタ部材４４を容器４１と同軸に配置したもので、ス
ラリー３２を容器４１の内周面４１ｃと筒状フィルタ部
材４４との間の空間に投入して、吸引口４２に真空ポン
プにより負圧吸引圧力を作用させることにより、スラリ
ー中の水等の液体成分を円盤状フィルタ部材４３及び筒
状フィルタ部材４４によりろ過可能となっている。

【００２９】スラリー中の液体成分をろ過することによ
り、図４に示すように、円盤状の内周面をくり貫いた円
環状のろ過成形体３３が得られる。そして、このろ過成
形体３３を所定温度で乾燥した後、所定温度で所定時間
だけ焼結させることによって高強度の多孔質部材１１が
成形される。 ［実施例］本実施形態の鋳造条件は、約６０ＭＰａで加
圧し、充填速度５０ｍｍ／ｓｅｃで充填する溶湯鍛造法
を一例とし、溶湯はＪＩＳ規格のＡＣ４ＣＨのアルミニ
ウム合金、注湯温度約７８０℃である。

【００３０】本実施形態の砂中子は、レジン量２．１〜
２．３質量％、抗折力約６．５ＭＰａ、粒度指数（ＡＦ
Ｓ）６５〜７５、平均粒径０．１５ｍｍのレジンコート
シェル中子を一例とし、３００〜３２０℃で焼成、３秒
ブロー、４０秒キュアして形成される。 ［塗型剤の塗布方法］本実施形態で例示する高圧鋳造法
によるアルミニウム合金の鋳造では、砂中子に適正な強
度を与えるために、その表面に塗型剤としてレジンコー
ト剤が塗布される。

【００３１】このレジンコート剤は、キャビティ内で３
５０℃程度で燃焼し始め、このレジンの燃焼で発生する
ガスは、上型１と下型２の合わせ面からキャビティ外に
排出される。

【００３２】このレジンコート剤は、砂の重量に対して
２．１〜２．３質量％とされ、砂中子に塗布した後、３
００〜３２０℃で１０分間程度で乾燥・硬化（焼成）さ
れるが、このレジンコートの層厚等のバラツキ等によ
り、砂中子７がキャビティ３内で正確に位置決めできな
い場合がある。

【００３３】即ち、砂中子７の下型外周面２ａに当接す
る外輪部８の中子外周面８ａ、下型平面２ｂに当接する
外輪部８の下平面８ｂ、或いは上型平面１ａに当接する
外輪部８の上平面８ｃと内輪部９の内平面９ａとに塗布
されるレジンコートの層厚にバラツキがあると、砂中子
７をキャビティ３内に正確に位置決めできないという問
題が生じる。

【００３４】そこで、本実施形態では、砂中子７にレジ
ンコートを塗布する際に、砂中子７に部分的にマスキン
グを施している。

【００３５】マスキングを施す部位は、図５に示す下型
外周面２ａに当接する外輪部８の中子外周面８ａ、下型
平面２ｂに当接する外輪部８の下平面８ｂ、或いは上型
平面１ａに当接する外輪部８の上平面８ｃと内輪部９の
内平面９ａであり、予めこれらの部位の形状に合わせて
繊維質シートを円環状にカットし、液状の乾燥硬化し得
る接着剤によりマスキングする部位に付着させ、このマ
スキングした部位を含めて砂中子をレジンコート中に含
浸させてその表面全体にレジンコートを塗布し、レジン
コートを乾燥及び硬化させた後、マスキングを剥離す
る。

【００３６】尚、マスキングを施す部位としては、金型
に当接する部位の他に、中子のガス抜き孔や中子同士の
合わせ面等にも適用できる。

【００３７】繊維質シートは、上記レジンコートの乾燥
・硬化条件下で炭化され、劣化した状態となる和紙及び
／又は濾紙が用いられる。尚、和紙及び濾紙を用いる場
合には、マスキングする部位を少なくとも２箇所に分割
し、夫々の部位ごとに和紙と濾紙を使い分ければよい。
また、和紙や濾紙等のセルロースからなる材料は、毛羽
立ちを持っているため接着剤による接着が容易となる。

【００３８】繊維質シートをマスキング部位に付着させ
る接着剤は液状で、レジンコートが加熱により乾燥及び
硬化し得る条件、即ち、３００〜３２０℃で１０分間程
度で乾燥・硬化する澱粉のり、無機バインダ、水ガラス
のいずれかが用いられる。この温度範囲は、繊維質シー
トの崩壊性が良く、炭化に時間を要しない温度以上で、
且つレジンコートが燃えない３５０℃程度以下とされ
る。

【００３９】このような接着剤を用いることによって、
繊維質シートの砂中子に対する接着力を強化すると共
に、上記レジンコートの乾燥・硬化条件下で熱劣化して
接着力が低下するため、繊維質シートが砂中子から容易
に剥離できる。

【００４０】以上が本発明の実施の形態及び実施例の説
明であるが、本発明により製造されるアルミニウム合金
鋳物は、上述した実施形態のような高圧鋳造法によるベ
ンチレーテッドブレーキディスクロータに限られず、他
の耐摩耗性及び軽量化を必要とする部品にも適用でき
る。また、本発明によれば、アルミニウム合金以外に、
例えばマグネシウム合金等の他の軽合金鋳物にも適用可
能である。

【００４１】また、アルミナゾルの代わりにシリカゾル
を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の鋳造用中子と複合化用の多孔質部
材が配置されたベンチレーテッドブレーキディスクロー
タ鋳造用金型の部分断面図である。

【図２】鋳造用中子の正面図である。

【図３】本実施形態の鋳造用金型により成形された仕上
げ処理後の製品斜視図である。

【図４】本実施形態として例示する多孔質部材の製造方
法を説明する図である。

【図５】砂中子にマスキングを施す部位を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…上型 ２…下型 ３…キャビティ ４…湯口 ５…スリーブ ６…プランジャ ７…砂中子 ８…外輪部 ９…内輪部 １０…連結部 １１…多孔質部材 ２０…ベンチレーテッドディスクブレーキロータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 砂中子のマスキング部の形状に予めカッ
   トされた繊維質シートを、液状の乾燥硬化し得る接着剤
   により前記マスキング部に付着させ、当該マスキング部
   を含めて砂中子の表面全体に塗型剤を塗布し、当該塗型
   剤を乾燥及び硬化させた後、前記マスキング部のマスキ
   ングを剥離することを特徴とする鋳造用砂中子への塗型
   剤塗布方法。
2. 【請求項２】 前記繊維質シートは、和紙及び／又は濾
   紙であることを特徴とする請求項１に記載の鋳造用砂中
   子への塗型剤塗布方法。
3. 【請求項３】 前記接着剤は、澱粉のり、無機バイン
   ダ、水ガラスの少なくともいずれか１種であることを特
   徴とする請求項１に記載の鋳造用砂中子への塗型剤塗布
   方法。
4. 【請求項４】 前記塗型剤は、加熱により乾燥及び硬化
   されることを特徴とする請求項１に記載の鋳造用砂中子
   への塗型剤塗布方法。