JP2003089838A - アルミダイカスト製吸放熱部品 - Google Patents
アルミダイカスト製吸放熱部品Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】より吸熱性又は放熱性に優れたアルミダイカス
ト製吸放熱部品を提供する。 【解決手段】ダイカストにより鋳造されたアルミニウム
合金からなり、放熱性が要求されるインバータケース１
において、アルミニウム合金はＳｉの含有量が９．６質
量％未満である。
ト製吸放熱部品を提供する。 【解決手段】ダイカストにより鋳造されたアルミニウム
合金からなり、放熱性が要求されるインバータケース１
において、アルミニウム合金はＳｉの含有量が９．６質
量％未満である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルミダイカスト製
吸放熱部品に関する。このアルミダイカスト製吸放熱部
品は、電気自動車やハイブリッド車等のインバータケー
ス等に用いて好適である。
吸放熱部品に関する。このアルミダイカスト製吸放熱部
品は、電気自動車やハイブリッド車等のインバータケー
ス等に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】現在のハイブリッド車では、高電圧のバ
ッテリとともにインバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータが
用いられており、バッテリで得られた電力がコンバータ
により降圧され、これが補機類に供給されたり、インバ
ータにより交流に変換されて走行用モータを駆動するよ
うになっている。この間、インバータやコンバータを構
成する内部の電子部品には大電流が流れるため、それら
は高温になりやすく、インバータの外郭を構成するイン
バータケースやコンバータの外郭を構成するコンバータ
ケースには、これら電子部品を冷却すべく、高い放熱性
が要求される。このため、それらインバータケース等
は、軽量性と、多くの放熱フィンを有する必要性とか
ら、アルミニウム合金をダイカストにより鋳造すること
により製造されていた。
ッテリとともにインバータ及びＤＣ／ＤＣコンバータが
用いられており、バッテリで得られた電力がコンバータ
により降圧され、これが補機類に供給されたり、インバ
ータにより交流に変換されて走行用モータを駆動するよ
うになっている。この間、インバータやコンバータを構
成する内部の電子部品には大電流が流れるため、それら
は高温になりやすく、インバータの外郭を構成するイン
バータケースやコンバータの外郭を構成するコンバータ
ケースには、これら電子部品を冷却すべく、高い放熱性
が要求される。このため、それらインバータケース等
は、軽量性と、多くの放熱フィンを有する必要性とか
ら、アルミニウム合金をダイカストにより鋳造すること
により製造されていた。
【０００３】かかるインバータケース等、吸熱性又は放
熱性が要求される従来のアルミダイカスト製吸放熱部品
を構成するアルミニウム合金は、機械的性質や鋳造性の
観点から、自動車部品等のダイカスト材としてよく用い
られるＡＤＣ１２（ＪＩＳ５３０２）であった。
熱性が要求される従来のアルミダイカスト製吸放熱部品
を構成するアルミニウム合金は、機械的性質や鋳造性の
観点から、自動車部品等のダイカスト材としてよく用い
られるＡＤＣ１２（ＪＩＳ５３０２）であった。
【０００４】このＡＤＣ１２は、規格上、Ｓｉが９．６
〜１２．０質量％、Ｃｕが１．５〜３．５質量％、Ｍｇ
が０．３質量％以下、Ｚｎが１．０質量％以下、Ｆｅが
１．３質量％以下、Ｍｎが０．５質量％以下、Ｎｉが
０．５質量％以下、Ｓｎが０．２質量％以下及びＡｌが
残部の組成を有している。
〜１２．０質量％、Ｃｕが１．５〜３．５質量％、Ｍｇ
が０．３質量％以下、Ｚｎが１．０質量％以下、Ｆｅが
１．３質量％以下、Ｍｎが０．５質量％以下、Ｎｉが
０．５質量％以下、Ｓｎが０．２質量％以下及びＡｌが
残部の組成を有している。
【０００５】また、ＡＤＣ１２は、文献上、引張試験に
よる引張強さが３２０Ｎ／ｍｍ2、引張試験による耐力
が１７０Ｎ／ｍｍ2、引張試験による伸びが１％、せん
断強さが２１０Ｎ／ｍｍ2、疲れ強さが１４０Ｎ／ｍ
ｍ2、擬弾性係数が７０．６ｋＮ／ｍｍ2、導電率が２３
％ＩＡＣＳ、熱伝導率が９６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、２０〜１
００°Ｃにおける熱膨張係数が２０．５×１０-6／Ｋ、
比重が２．７０、凝固温度範囲が液相で５８０°Ｃ、固
相で５１５°Ｃである。
よる引張強さが３２０Ｎ／ｍｍ2、引張試験による耐力
が１７０Ｎ／ｍｍ2、引張試験による伸びが１％、せん
断強さが２１０Ｎ／ｍｍ2、疲れ強さが１４０Ｎ／ｍ
ｍ2、擬弾性係数が７０．６ｋＮ／ｍｍ2、導電率が２３
％ＩＡＣＳ、熱伝導率が９６Ｗ／（ｍ・Ｋ）、２０〜１
００°Ｃにおける熱膨張係数が２０．５×１０-6／Ｋ、
比重が２．７０、凝固温度範囲が液相で５８０°Ｃ、固
相で５１５°Ｃである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、さらに吸熱性
又は放熱性に優れたアルミダイカスト製吸放熱部品が求
められている。
又は放熱性に優れたアルミダイカスト製吸放熱部品が求
められている。
【０００７】この点、特開昭６４−４２５４９号公報や
特開平２−１２２５４８号公報に記載されているよう
に、半導体素子のヒートシンク等に用いられるＳｉを非
常に多く含有するアルミニウム合金をそのアルミダイカ
スト製吸放熱部品に採用することも考えられる。
特開平２−１２２５４８号公報に記載されているよう
に、半導体素子のヒートシンク等に用いられるＳｉを非
常に多く含有するアルミニウム合金をそのアルミダイカ
スト製吸放熱部品に採用することも考えられる。
【０００８】しかしながら、これらのアルミニウム合金
は熱伝導率が低く、かつそれらの技術ではそれらのアル
ミニウム合金を鍛造することによりヒートシンク等を製
造していた実績があるにすぎないことから、多くの吸熱
又は放熱フィンを有する必要性のあるインバータケース
等のアルミダイカスト製吸放熱部品にそれらの技術をそ
のまま採用することはできない。
は熱伝導率が低く、かつそれらの技術ではそれらのアル
ミニウム合金を鍛造することによりヒートシンク等を製
造していた実績があるにすぎないことから、多くの吸熱
又は放熱フィンを有する必要性のあるインバータケース
等のアルミダイカスト製吸放熱部品にそれらの技術をそ
のまま採用することはできない。
【０００９】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであって、より吸熱性又は放熱性に優れたアルミ
ダイカスト製吸放熱部品を提供することを解決すべき課
題としている。
たものであって、より吸熱性又は放熱性に優れたアルミ
ダイカスト製吸放熱部品を提供することを解決すべき課
題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者らは、上記課題解
決のために鋭意研究を行い、ＡＤＣ１２中のＳｉの含有
量を減少させていくことにより、より吸熱性又は放熱性
に優れたアルミダイカスト製吸放熱部品が得られること
を発見し、本発明を完成させるに至った。
決のために鋭意研究を行い、ＡＤＣ１２中のＳｉの含有
量を減少させていくことにより、より吸熱性又は放熱性
に優れたアルミダイカスト製吸放熱部品が得られること
を発見し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】すなわち、本発明のアルミダイカスト製吸
放熱部品は、ダイカストにより鋳造されたアルミニウム
合金からなり、吸熱性又は放熱性が要求されるアルミダ
イカスト製吸放熱部品において、前記アルミニウム合金
はＳｉの含有量が９．６質量％未満であることを特徴と
する。
放熱部品は、ダイカストにより鋳造されたアルミニウム
合金からなり、吸熱性又は放熱性が要求されるアルミダ
イカスト製吸放熱部品において、前記アルミニウム合金
はＳｉの含有量が９．６質量％未満であることを特徴と
する。
【００１２】発明者らの試験結果によれば、Ｓｉの含有
量が９．６質量％未満のアルミニウム合金の熱伝導率は
ＡＤＣ１２のそれより高くなる。
量が９．６質量％未満のアルミニウム合金の熱伝導率は
ＡＤＣ１２のそれより高くなる。
【００１３】したがって、本発明のアルミダイカスト製
吸放熱部品はさらに優れた吸熱性又は放熱性を発揮する
ことができる。
吸放熱部品はさらに優れた吸熱性又は放熱性を発揮する
ことができる。
【００１４】なお、Ｓｉの含有量が９．６〜１２．０質
量％のＡＤＣ１２の熱伝導率は、文献上９６Ｗ／（ｍ・
Ｋ）であったが、発明者らの試験結果によれば、１３０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。このため、この明細書におい
ては、後述するように、発明者らの試験結果によって評
価を行なうこととする。
量％のＡＤＣ１２の熱伝導率は、文献上９６Ｗ／（ｍ・
Ｋ）であったが、発明者らの試験結果によれば、１３０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。このため、この明細書におい
ては、後述するように、発明者らの試験結果によって評
価を行なうこととする。
【００１５】アルミニウム合金はＳｉの含有量が５．５
質量％未満であることがより好ましい。発明者らの試験
結果によれば、Ｓｉの含有量が５．５質量％未満のアル
ミニウム合金の熱伝導率は１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超え
る。このため、こうして得られるアルミダイカスト製吸
放熱部品は確実に優れた吸熱性又は放熱性を発揮するこ
とができる。
質量％未満であることがより好ましい。発明者らの試験
結果によれば、Ｓｉの含有量が５．５質量％未満のアル
ミニウム合金の熱伝導率は１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超え
る。このため、こうして得られるアルミダイカスト製吸
放熱部品は確実に優れた吸熱性又は放熱性を発揮するこ
とができる。
【００１６】アルミニウム合金はＳｉの含有量が２．５
質量％以上であることが好ましい。発明者らの試験結果
によれば、Ｓｉの含有量が少ないアルミニウム合金程、
熱伝導率は高くなり、９９．９９〜１００質量％のアル
ミニウム（Ａｌ）の熱伝導率は２４７Ｗ／（ｍ・Ｋ）で
ある。しかし、アルミニウム合金中のＳｉを減量させる
ことは、こうして熱伝導性の点では良好な結果をもたら
すものの、溶湯の湯回りを示す流動性（ダイカスト
性）、凝固時の引け性及びアルミダイカスト製吸放熱部
品の強度の点では好ましくない結果をもたらす。アルミ
ダイカスト製吸放熱部品は、上述のように、高い吸熱性
又は放熱性が要求されることから、多くの吸熱フィンや
放熱フィンを有する必要性が高いため、ダイカスト性や
引け性が重要な要素となるとともに、実用的な引張強さ
が重要な要素となる。Ｓｉの含有量が２．５質量％未満
のアルミニウム合金では、それらダイカスト性及び引け
性が十分でないとともに、実用的な引張強さ１５０Ｎ／
ｍｍ2が得られない。なお、アルミニウム合金中のＳｉ
を減量させることは、アルミダイカスト製吸放熱部品の
耐焼付き性、耐食性及び切削性にさほどの影響を与えな
い。
質量％以上であることが好ましい。発明者らの試験結果
によれば、Ｓｉの含有量が少ないアルミニウム合金程、
熱伝導率は高くなり、９９．９９〜１００質量％のアル
ミニウム（Ａｌ）の熱伝導率は２４７Ｗ／（ｍ・Ｋ）で
ある。しかし、アルミニウム合金中のＳｉを減量させる
ことは、こうして熱伝導性の点では良好な結果をもたら
すものの、溶湯の湯回りを示す流動性（ダイカスト
性）、凝固時の引け性及びアルミダイカスト製吸放熱部
品の強度の点では好ましくない結果をもたらす。アルミ
ダイカスト製吸放熱部品は、上述のように、高い吸熱性
又は放熱性が要求されることから、多くの吸熱フィンや
放熱フィンを有する必要性が高いため、ダイカスト性や
引け性が重要な要素となるとともに、実用的な引張強さ
が重要な要素となる。Ｓｉの含有量が２．５質量％未満
のアルミニウム合金では、それらダイカスト性及び引け
性が十分でないとともに、実用的な引張強さ１５０Ｎ／
ｍｍ2が得られない。なお、アルミニウム合金中のＳｉ
を減量させることは、アルミダイカスト製吸放熱部品の
耐焼付き性、耐食性及び切削性にさほどの影響を与えな
い。
【００１７】アルミニウム合金は０．０５質量％以上の
Ｆｅを含むことが好ましい。発明者らの試験結果によれ
ば、Ｆｅの含有量が少ないアルミニウム合金程、Ｓｉ以
上に熱伝導率は高くなる。しかし、アルミニウム合金中
のＦｅを減量させることは、こうして熱伝導性の点では
良好な結果をもたらすものの、耐焼付き性の点では好ま
しくない結果をもたらす。従って、アルミニウム合金を
低コストで量産するため、アルミニウム合金は０．０５
質量％以上のＦｅが含まれていることが好ましい。な
お、アルミニウム合金中のＦｅを減量させることは、ダ
イカスト性、引け性、強度、耐食性及び切削性にさほど
の影響を与えない。
Ｆｅを含むことが好ましい。発明者らの試験結果によれ
ば、Ｆｅの含有量が少ないアルミニウム合金程、Ｓｉ以
上に熱伝導率は高くなる。しかし、アルミニウム合金中
のＦｅを減量させることは、こうして熱伝導性の点では
良好な結果をもたらすものの、耐焼付き性の点では好ま
しくない結果をもたらす。従って、アルミニウム合金を
低コストで量産するため、アルミニウム合金は０．０５
質量％以上のＦｅが含まれていることが好ましい。な
お、アルミニウム合金中のＦｅを減量させることは、ダ
イカスト性、引け性、強度、耐食性及び切削性にさほど
の影響を与えない。
【００１８】アルミニウム合金は０．２質量％以下でＭ
ｇを含むことが好ましい。発明者らの試験結果によれ
ば、アルミニウム合金中のＭｇを減量させれば、熱伝導
率、ダイカスト性及び引け性の点では良好な結果をもた
らす。しかし、アルミニウム合金中のＭｇを減量させる
ことは、強度及び耐食性の点では好ましくない結果をも
たらす。０．２質量％以下でＭｇを含まないアルミニウ
ム合金では、実用的な強度及び耐食性が得られない。こ
れはＭｇの固溶体強化作用が低下したためと考えられ
る。なお、アルミニウム合金中のＭｇを減量させること
は、耐焼付き性及び切削性にさほどの影響を与えない。
ｇを含むことが好ましい。発明者らの試験結果によれ
ば、アルミニウム合金中のＭｇを減量させれば、熱伝導
率、ダイカスト性及び引け性の点では良好な結果をもた
らす。しかし、アルミニウム合金中のＭｇを減量させる
ことは、強度及び耐食性の点では好ましくない結果をも
たらす。０．２質量％以下でＭｇを含まないアルミニウ
ム合金では、実用的な強度及び耐食性が得られない。こ
れはＭｇの固溶体強化作用が低下したためと考えられ
る。なお、アルミニウム合金中のＭｇを減量させること
は、耐焼付き性及び切削性にさほどの影響を与えない。
【００１９】アルミニウム合金はＣｕを実質的に含まな
いことが好ましい。発明者らの試験結果によれば、Ｃｕ
の含有量が少ないアルミニウム合金程、Ｓｉ以上に熱伝
導率は高くなるからである。また、アルミニウム合金中
のＣｕを減量させることは、ダイカスト性の点で良好な
結果をもたらすからである。なお、アルミニウム合金中
のＣｕを減量させることは、強度、耐食性及び切削性の
点では好ましくない結果をもたらすが、これらはアルミ
ダイカスト製吸放熱部品としてさほどの影響を生じな
い。また、アルミニウム合金中のＣｕを減量させること
は、引け性及び耐焼付き性にさほどの影響を与えない。
いことが好ましい。発明者らの試験結果によれば、Ｃｕ
の含有量が少ないアルミニウム合金程、Ｓｉ以上に熱伝
導率は高くなるからである。また、アルミニウム合金中
のＣｕを減量させることは、ダイカスト性の点で良好な
結果をもたらすからである。なお、アルミニウム合金中
のＣｕを減量させることは、強度、耐食性及び切削性の
点では好ましくない結果をもたらすが、これらはアルミ
ダイカスト製吸放熱部品としてさほどの影響を生じな
い。また、アルミニウム合金中のＣｕを減量させること
は、引け性及び耐焼付き性にさほどの影響を与えない。
【００２０】
【発明の実施の形態】（試験）Ｓｉ等の含有量を種々異
ならせたアルミニウム合金の特性について試験を行な
う。
ならせたアルミニウム合金の特性について試験を行な
う。
【００２１】（１）本試験では導電率（％ＩＡＣＳ）を
測定することにより熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を推定
しているため、初めに、ＪＩＳ金属データブックに記載
されている導電率及び熱伝導率と、実際に測定した導電
率及び熱伝導率とを図１に示す。図中、■がＪＩＳデー
タであり、◆が実測値である。
測定することにより熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ））を推定
しているため、初めに、ＪＩＳ金属データブックに記載
されている導電率及び熱伝導率と、実際に測定した導電
率及び熱伝導率とを図１に示す。図中、■がＪＩＳデー
タであり、◆が実測値である。
【００２２】図１より、導電率をｘ、熱伝導率をｙとし
た場合、ＪＩＳデータではｙ＝３．５１０ｘ＋１４．３
８の関係があり、実測値ではｙ＝３．０９１ｘ＋５１．
２３の関係があることがわかる。このようにＪＩＳデー
タと実測値とで関係式に相違があるのは、ＪＩＳデータ
ではＳｉの含有量にも幅があることと、測定機器にもバ
ラツキがあり得ることとによるものと思われる。このた
め、発明者らはＡＤＣ１２の熱伝導率を実測値の１３０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）と評価した。
た場合、ＪＩＳデータではｙ＝３．５１０ｘ＋１４．３
８の関係があり、実測値ではｙ＝３．０９１ｘ＋５１．
２３の関係があることがわかる。このようにＪＩＳデー
タと実測値とで関係式に相違があるのは、ＪＩＳデータ
ではＳｉの含有量にも幅があることと、測定機器にもバ
ラツキがあり得ることとによるものと思われる。このた
め、発明者らはＡＤＣ１２の熱伝導率を実測値の１３０
Ｗ／（ｍ・Ｋ）と評価した。
【００２３】（２）Ｓｉを２．０〜４．５質量％の範囲
で変化させ、Ａｌが残部とした組成のＳｉ−Ａｌ合金を
用意する。また、Ｓｉを２．５〜５．５質量％の範囲で
変化させ、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌが残部とした組成
のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金を用意する。
で変化させ、Ａｌが残部とした組成のＳｉ−Ａｌ合金を
用意する。また、Ｓｉを２．５〜５．５質量％の範囲で
変化させ、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌが残部とした組成
のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金を用意する。
【００２４】これらアルミニウム合金におけるＳｉの含
有量（質量％）と熱伝導率との関係を求めた。結果を図
２に示す。図中、◆がＳｉ−Ａｌ合金であり、■がＳｉ
−Ｍｇ−Ａｌ合金である。
有量（質量％）と熱伝導率との関係を求めた。結果を図
２に示す。図中、◆がＳｉ−Ａｌ合金であり、■がＳｉ
−Ｍｇ−Ａｌ合金である。
【００２５】図２より、Ｓｉの含有量が少なくなれば、
アルミニウム合金の熱伝導率が大きくなることがわか
る。このため、Ｓｉの含有量が９．６質量％未満のアル
ミニウム合金であれば、熱伝導率がＡＤＣ１２のそれよ
り高くなることがわかる。
アルミニウム合金の熱伝導率が大きくなることがわか
る。このため、Ｓｉの含有量が９．６質量％未満のアル
ミニウム合金であれば、熱伝導率がＡＤＣ１２のそれよ
り高くなることがわかる。
【００２６】また、Ｓｉの含有量が５．５質量％未満の
アルミニウム合金であれば、熱伝導率は優れた吸熱性又
は放熱性の期待できる１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超えるこ
とがわかる。このため、アルミニウム合金はＳｉの含有
量が５．５質量％未満であることがより好ましいことが
わかる。
アルミニウム合金であれば、熱伝導率は優れた吸熱性又
は放熱性の期待できる１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超えるこ
とがわかる。このため、アルミニウム合金はＳｉの含有
量が５．５質量％未満であることがより好ましいことが
わかる。
【００２７】さらに、アルミニウム合金中のＭｇを減量
させれば、アルミニウム合金は熱伝導率の点で良好な結
果をもたらすことがわかる。また、アルミニウム合金中
のＭｇを減量させれば、ダイカスト性及び引け性の点で
も良好な結果をもたらした。
させれば、アルミニウム合金は熱伝導率の点で良好な結
果をもたらすことがわかる。また、アルミニウム合金中
のＭｇを減量させれば、ダイカスト性及び引け性の点で
も良好な結果をもたらした。
【００２８】（３）Ｓｉを１．８〜５．５質量％の範囲
で変化させるとともに、Ｆｅを０．０５〜０．９５質量
％の範囲で変化させ、Ａｌが残部とした組成のＳｉ−Ｆ
ｅ−Ａｌ合金を用意する。また、Ｓｉを１．８〜５．５
質量％の範囲で変化させ、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌが
残部とした組成のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金を用意する。
で変化させるとともに、Ｆｅを０．０５〜０．９５質量
％の範囲で変化させ、Ａｌが残部とした組成のＳｉ−Ｆ
ｅ−Ａｌ合金を用意する。また、Ｓｉを１．８〜５．５
質量％の範囲で変化させ、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌが
残部とした組成のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金を用意する。
【００２９】これらアルミニウム合金におけるＳｉの含
有量とＦｅの含有量とＭｇの添加の有無における熱伝導
率との関係を求めた。結果を図３に示す。図中、◆がＳ
ｉ−Ａｌ合金であり、■がＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金であ
る。また、図中の数字が熱伝導率である。また、ハッチ
ングの範囲はダイカスト性及び凝固時の引け性が悪いこ
とを示す。
有量とＦｅの含有量とＭｇの添加の有無における熱伝導
率との関係を求めた。結果を図３に示す。図中、◆がＳ
ｉ−Ａｌ合金であり、■がＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金であ
る。また、図中の数字が熱伝導率である。また、ハッチ
ングの範囲はダイカスト性及び凝固時の引け性が悪いこ
とを示す。
【００３０】図３より、アルミニウム合金はＳｉの含有
量が５．５質量％未満であれば、熱伝導率は優れた吸熱
性又は放熱性の期待できる１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超え
ることがわかる。また、Ｆｅの含有量が少ないアルミニ
ウム合金程、Ｓｉ以上に熱伝導率は高くなることがわか
る。さらに、アルミニウム合金中のＳｉを減量させるこ
とは、熱伝導性の点では良好な結果をもたらすものの、
ダイカスト性及び引け性の点では好ましくない結果をも
たらすこともわかる。そして、Ｓｉの含有量が２．５質
量％未満のアルミニウム合金では、ダイカスト性及び引
け性が十分でない。なお、アルミニウム合金中のＦｅを
減量させることは、ダイカスト性及び引け性にさほどの
影響を与えない。
量が５．５質量％未満であれば、熱伝導率は優れた吸熱
性又は放熱性の期待できる１７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）を超え
ることがわかる。また、Ｆｅの含有量が少ないアルミニ
ウム合金程、Ｓｉ以上に熱伝導率は高くなることがわか
る。さらに、アルミニウム合金中のＳｉを減量させるこ
とは、熱伝導性の点では良好な結果をもたらすものの、
ダイカスト性及び引け性の点では好ましくない結果をも
たらすこともわかる。そして、Ｓｉの含有量が２．５質
量％未満のアルミニウム合金では、ダイカスト性及び引
け性が十分でない。なお、アルミニウム合金中のＦｅを
減量させることは、ダイカスト性及び引け性にさほどの
影響を与えない。
【００３１】（４）（３）と同一のアルミニウム合金に
ついて、Ｓｉの含有量とＦｅの含有量とＨｖ硬度との関
係を求めた。結果を図４に示す。図中の数字がＨｖ硬度
である。なお、ＡＤＣ１２のＨｖ硬度は９０である。ま
た、ハッチングの範囲はダイカスト性及び凝固時の引け
性が悪いことを示す。
ついて、Ｓｉの含有量とＦｅの含有量とＨｖ硬度との関
係を求めた。結果を図４に示す。図中の数字がＨｖ硬度
である。なお、ＡＤＣ１２のＨｖ硬度は９０である。ま
た、ハッチングの範囲はダイカスト性及び凝固時の引け
性が悪いことを示す。
【００３２】図４より、アルミニウム合金中のＳｉを減
量させることは、強度の点では好ましくない結果をもた
らすことがわかる。なお、アルミニウム合金中のＳｉを
減量させることは、耐焼付き性、耐食性及び切削性にさ
ほどの影響を与えない。また、アルミニウム合金中のＦ
ｅを減量させることは、耐焼付き性の点では好ましくな
い結果をもたらすことがわかる。０．０５質量％以下で
Ｆｅを含まないアルミニウム合金では、耐焼付き性が極
端に低下してしまう。なお、アルミニウム合金中のＦｅ
を減量させることは、強度、耐食性及び切削性にさほど
の影響を与えない。
量させることは、強度の点では好ましくない結果をもた
らすことがわかる。なお、アルミニウム合金中のＳｉを
減量させることは、耐焼付き性、耐食性及び切削性にさ
ほどの影響を与えない。また、アルミニウム合金中のＦ
ｅを減量させることは、耐焼付き性の点では好ましくな
い結果をもたらすことがわかる。０．０５質量％以下で
Ｆｅを含まないアルミニウム合金では、耐焼付き性が極
端に低下してしまう。なお、アルミニウム合金中のＦｅ
を減量させることは、強度、耐食性及び切削性にさほど
の影響を与えない。
【００３３】（５）Ｓｉを１．５０質量％、Ａｌが残部
とした組成のＳｉ−Ａｌ合金（Ｂ−１１）と、Ｓｉを
２．８０質量％、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌが残部とし
た組成のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金（Ｂ−５）と、Ｓｉを
３．４０質量％、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌが残部とし
た組成のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金（Ａ−２）と、Ｓｉを
３．５０質量％、Ａｌが残部とした組成のＳｉ−Ａｌ合
金（Ａ−９、Ｂ−９）との各溶湯を用意する。これらの
溶湯で舟型又はダイカストにより幅４ｃｍ、厚さ３ｃ
ｍ、長さ２７ｃｍの試料を鋳造する。Ａ−２及びＡ−９
のアルミニウム合金の溶湯では舟型を採用し、Ｂ−５、
Ｂ−９及びＢ−１１のアルミニウム合金の溶湯ではダイ
カストを採用した。
とした組成のＳｉ−Ａｌ合金（Ｂ−１１）と、Ｓｉを
２．８０質量％、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌが残部とし
た組成のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金（Ｂ−５）と、Ｓｉを
３．４０質量％、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌが残部とし
た組成のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金（Ａ−２）と、Ｓｉを
３．５０質量％、Ａｌが残部とした組成のＳｉ−Ａｌ合
金（Ａ−９、Ｂ−９）との各溶湯を用意する。これらの
溶湯で舟型又はダイカストにより幅４ｃｍ、厚さ３ｃ
ｍ、長さ２７ｃｍの試料を鋳造する。Ａ−２及びＡ−９
のアルミニウム合金の溶湯では舟型を採用し、Ｂ−５、
Ｂ−９及びＢ−１１のアルミニウム合金の溶湯ではダイ
カストを採用した。
【００３４】これらのアルミニウム合金におけるＳｉの
含有量と引張強さ（ＭＰａ）との関係を求めた。結果を
図５に示す。図中、■がＢ−１１のアルミニウム合金で
あり、▲がＢ−５のアルミニウム合金であり、◆がＡ−
２のアルミニウム合金であり、★がＡ−９のアルミニウ
ム合金であり、☆がＢ−９のアルミニウム合金である。
Ａは舟型試験片を意味し、Ｂはダイカスト製品を意味す
る。
含有量と引張強さ（ＭＰａ）との関係を求めた。結果を
図５に示す。図中、■がＢ−１１のアルミニウム合金で
あり、▲がＢ−５のアルミニウム合金であり、◆がＡ−
２のアルミニウム合金であり、★がＡ−９のアルミニウ
ム合金であり、☆がＢ−９のアルミニウム合金である。
Ａは舟型試験片を意味し、Ｂはダイカスト製品を意味す
る。
【００３５】図５より、Ｓｉの含有量が２．５質量％未
満のアルミニウム合金では、実用的な引張強さ１５０Ｎ
／ｍｍ2が得られないことがわかる。また、アルミニウ
ム合金中にＭｇを添加すれば、強度の点で好ましいこと
がわかる。０．２質量％でＭｇを含むアルミニウム合金
では、実用的な引張強さ１５０Ｎ／ｍｍ2が得られる。
満のアルミニウム合金では、実用的な引張強さ１５０Ｎ
／ｍｍ2が得られないことがわかる。また、アルミニウ
ム合金中にＭｇを添加すれば、強度の点で好ましいこと
がわかる。０．２質量％でＭｇを含むアルミニウム合金
では、実用的な引張強さ１５０Ｎ／ｍｍ2が得られる。
【００３６】また、Ｃｕの含有量が少ないアルミニウム
合金程、Ｓｉ以上に熱伝導率は高くなり、アルミニウム
合金中のＣｕを減量させることは、ダイカスト性の点で
良好な結果をもたらすことから、アルミニウム合金はＣ
ｕを実質的に含まないことが好ましい。
合金程、Ｓｉ以上に熱伝導率は高くなり、アルミニウム
合金中のＣｕを減量させることは、ダイカスト性の点で
良好な結果をもたらすことから、アルミニウム合金はＣ
ｕを実質的に含まないことが好ましい。
【００３７】（実施形態）次に、本発明のアルミダイカ
スト製吸放熱部品をハイブリッド車のインバータケース
に具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。
スト製吸放熱部品をハイブリッド車のインバータケース
に具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００３８】図６に示す実施形態のインバータケース１
は、Ｓｉを３．４０質量％、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌ
が残部とした組成のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金をダイカスト
により鋳造することにより製造した。
は、Ｓｉを３．４０質量％、Ｍｇが０．２質量％、Ａｌ
が残部とした組成のＳｉ−Ｍｇ−Ａｌ合金をダイカスト
により鋳造することにより製造した。
【００３９】得られたインバータケース１は、熱伝導率
が１７４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、引張強さが１５０Ｎ／
ｍｍ2であった。また、このインバータケース１は、多
くの放熱フィン１ａを有するにもかかわらず、優れたダ
イカスト性及び引け性を有していた。なお、このインバ
ータケース１の耐焼付き性、耐食性及び切削性に問題は
なかった。
が１７４Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、引張強さが１５０Ｎ／
ｍｍ2であった。また、このインバータケース１は、多
くの放熱フィン１ａを有するにもかかわらず、優れたダ
イカスト性及び引け性を有していた。なお、このインバ
ータケース１の耐焼付き性、耐食性及び切削性に問題は
なかった。
【００４０】ハイブリッド車において、得られたインバ
ータケース１は、図７に示すように、下方のコンバータ
ケース２上に固定され、各放熱フィン１ａがコンバータ
ケース２に当接される。各放熱フィン１ａ及びコンバー
タケース２により、冷却水路が形成される。そして、イ
ンバータケース１内にはシリコングリス３、銅製の放熱
板４及び樹脂製の絶縁体５を介して電子部品としてのパ
ワー素子（ＩＧＢＴ）６が固定される。こうして、この
インバータケース１はさらに優れた放熱性を発揮する。
ータケース１は、図７に示すように、下方のコンバータ
ケース２上に固定され、各放熱フィン１ａがコンバータ
ケース２に当接される。各放熱フィン１ａ及びコンバー
タケース２により、冷却水路が形成される。そして、イ
ンバータケース１内にはシリコングリス３、銅製の放熱
板４及び樹脂製の絶縁体５を介して電子部品としてのパ
ワー素子（ＩＧＢＴ）６が固定される。こうして、この
インバータケース１はさらに優れた放熱性を発揮する。
【図１】試験に係り、導電率と熱伝導率との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図２】試験に係り、Ｓｉの含有量と熱伝導率との関係
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図３】試験に係り、Ｓｉの含有量とＦｅの含有量とＭ
ｇの添加の有無における熱伝導率との関係を示すグラフ
である。
ｇの添加の有無における熱伝導率との関係を示すグラフ
である。
【図４】試験に係り、Ｓｉの含有量とＦｅの含有量とＨ
ｖ硬度との関係を示すグラフである。
ｖ硬度との関係を示すグラフである。
【図５】試験に係り、Ｓｉの含有量とＭｇの添加の有無
における引張強さとの関係を示すグラフである。
における引張強さとの関係を示すグラフである。
【図６】実施形態のインバータケースの平面図である。
【図７】実施形態のインバータケース等の断面図であ
る。
る。
１…インバータケース（アルミダイカスト製吸放熱部
品） １ａ…放熱フィン
品） １ａ…放熱フィン
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 平井 秀敏
愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会
社豊田自動織機内
(72)発明者 岡本 好司
愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会
社豊田自動織機内
(72)発明者 記伊 雅之
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
(72)発明者 大西 謙一
愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動
車株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】ダイカストにより鋳造されたアルミニウム
合金からなり、吸熱性又は放熱性が要求されるアルミダ
イカスト製吸放熱部品において、 前記アルミニウム合金はＳｉの含有量が９．６質量％未
満であることを特徴とするアルミダイカスト製吸放熱部
品。 - 【請求項２】アルミニウム合金はＳｉの含有量が５．５
質量％未満であることを特徴とする請求項１記載のアル
ミダイカスト製吸放熱部品。 - 【請求項３】アルミニウム合金はＳｉの含有量が２．５
質量％以上であることを特徴とする請求項１又は２記載
のアルミダイカスト製吸放熱部品。 - 【請求項４】アルミニウム合金は０．０５質量％以上の
Ｆｅを含むことを特徴とする請求項１、２又は３記載の
アルミダイカスト製吸放熱部品。 - 【請求項５】アルミニウム合金は０．２質量％以下でＭ
ｇを含むことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載
のアルミダイカスト製吸放熱部品。 - 【請求項６】アルミニウム合金はＣｕを実質的に含まな
いことを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の
アルミダイカスト製吸放熱部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001283142A JP2003089838A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | アルミダイカスト製吸放熱部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001283142A JP2003089838A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | アルミダイカスト製吸放熱部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003089838A true JP2003089838A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19106682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001283142A Pending JP2003089838A (ja) | 2001-09-18 | 2001-09-18 | アルミダイカスト製吸放熱部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003089838A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005098065A1 (ja) * | 2004-04-05 | 2005-10-20 | Nippon Light Metal Company, Ltd. | 熱伝導性に優れた熱処理用アルミニウム合金鋳造材及びその製造方法 |
| JP2010201497A (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-16 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車強電部品用ヒートシンク、それを用いたヒートシンクユニット及び自動車強電部品用ヒートシンクの製造方法 |
| JP2011132604A (ja) * | 2011-01-31 | 2011-07-07 | Denso Corp | アルミニウム合金鋳物およびその製造方法 |
| JP2013138113A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Toyota Motor Corp | 冷却構造 |
| JP2014152375A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Art Metal Mfg Co Ltd | 内燃機関用ピストン材料及びその製造方法 |
| KR101806714B1 (ko) | 2016-06-22 | 2017-12-08 | 현대자동차주식회사 | 모터 하우징용 알루미늄 합금 |
| KR20210152777A (ko) * | 2020-06-09 | 2021-12-16 | 최창민 | 열전도율이 우수한 주조용 알루미늄 합금 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-09-18 JP JP2001283142A patent/JP2003089838A/ja active Pending
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