JP2003311756A - 複合材の製造方法 - Google Patents

複合材の製造方法

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JP2003311756A
JP2003311756A JP2002118721A JP2002118721A JP2003311756A JP 2003311756 A JP2003311756 A JP 2003311756A JP 2002118721 A JP2002118721 A JP 2002118721A JP 2002118721 A JP2002118721 A JP 2002118721A JP 2003311756 A JP2003311756 A JP 2003311756A
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Hideo Hoshi
英夫 星
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造コストが削減されかつ高い寸法精度と機
械的特性を付与できる複合材の製造方法を提供する。 【構成】 第1のステップにおいて例えば鋼板からなる
第1の材料をプレス加工して表面層(ワーク)を形成
し、第2のステップでは、何ら金型を用いることなく、
この表面層の空間に例えばアルミニウム合金からなる第
2の材料を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は複合材の製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】軽量かつリサイクル可能等の理由により
機械部品の材料としてアルミニウム若しくはアルミニウ
ム合金が選択される。アルミニウムから部品を形成する
ときには一般的に鋳造法が選択されるが、昨今部品に要
求されている高い精度を鋳造のみによって実現すること
は困難である。従って、鋳造後にサイジング加工や切削
加工などの後工程が必要とされていた。また、アルミニ
ウムでは硬度、耐磨耗性等の点で十分な機械的特性を部
品に確保できない場合がある。
【0003】そこで、特開昭58−128562号公報
で紹介されるプーリの製造方法では、鋼鈑で歯付きリン
グを形成しておいて、この歯付きリングを金型内にセッ
トし、当該金型へアルミニウムを注入して歯付きリング
を鋳包み結合させている。この製造工程によれば、プー
リの機械的接触面(歯部分)が鋼鈑で形成されるので、
その部分に十分な寸法精度と機械的特性を付与すること
ができる。本発明に関連する技術として特開平3−14
6252号公報も参照されたい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような製造方法を
採用する場合、鋼板から加工して得たワーク(歯付きリ
ング)を金型へセットし、かつ鋳造終了後にワークを金
型から取出す必要があり、作業に手間がかかる。従っ
て、高い製造コストがかかるものとなった。上記の例の
場合、歯付きリングの部分には寸法精度や機械的特性を
確保できるが、プーリの他の部分には上記の特性を得る
ことができない。従って、プーリの用途によっては後加
工を必要とする場合が生じる。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記課題を解
決すべき鋭意検討を重ねた結果、下記の本発明に想到し
た。第1の材料と第2の材料とを有する複合材を製造す
る方法であって、前記複合材の表面層を前記第1の材料
で形成する第1のステップと、該表面層を金型にセット
することなく、前記表面層により形成さる空間へ前記第
2の材料を充填する第2のステップと、を含むことを特
徴とする複合材の製造方法。
【0006】本発明によれば、第1のステップにおいて
第1の材料から複合材の表面層を形成し、第2のステッ
プでは、何ら金型を用いることなく、この表面層の空間
に第2の材料を充填する。従来例の方法と比較すれば明
らかなように、本発明によれば金型へワーク(表面層)
をセットすることがないので、その作業工数が大幅に削
減される。よって、製造コストの低減ひいては安価な複
合材(部品)の提供が可能となる。また、複合材の表面
層が第1の材料で形成されるので、第1の材料を適宜選
択することにより、複合材の当該表面に好適な特性(寸
法精度、機械的安定性等)を付与することが可能にな
る。
【0007】
【実施の形態】以下、本発明の各構成要件について詳細
に説明する。 (複合材)この発明において、複合材とは2種以上の異
なる材料から形成される製品をいう。製品として、プー
リ、歯車、ケースその他等を挙げることができる。
【0008】(第1の材料)第1の材料は複合材の表面
層を構成する。この表面層は複合材の全表面を占めるも
のであっても良いし(但し第2の材料を注入するための
口は必要)、その一部を占めるものであっても良いが、
第1の材料の特性を発揮するためには、この表面層は複
合材において少なくとも他の部品と接触する面を占める
ようにすることが好ましい。表面層の形状は複合材の外
郭形状を規定するように任意に設計できるものである
が、当該表面層の空間に対して流動性の第2の材料を注
入することに鑑みれば、表面層は当該流動性の第2の材
料がこぼれないようにこれを保持できるものでなければ
ならない。そのためには、少なくとも表面層が皿若しく
は椀のような形状を有していることが好ましい。換言す
れば、少なくとも底部と側壁部を有することが好まし
い。また、側壁部の上縁は実質的に同じ高さとすること
が好ましい。表面層の空間の高さは側壁部で規定される
ので、その高さを均一にすることにより空間の高さが一
定になり、もって当該空間を充填する第2の材料の厚さ
(高さ)が一定になるからである。第2の材料の厚さを
一定に保つことにより、複合材の強度、バランスが安定
するとともに重量軽減も図れることとなる。
【0009】第1の材料は、これによって形成される表
面層が第2の材料用金型のように使用されるので、その
ための機械的特性を具備することはもとより、第2の材
料とのなじみ具合、複合材の表面に要求される特性に応
じて適宜選択される。具体的には、第1の材料として鉄
合金等の金属材料、セラミック材料を挙げることができ
る。表面層は、複合材の表面に要求される特性に応じ
て、異なる材料を組合せて形成することもできる。即
ち、第1の材料として2種以上の材料を選択することが
可能である。
【0010】第1の材料を用いて表面層を形成する方法
は選択した材料に応じて適宜選択される。例えば、第1
の材料として鋼板を選択した場合、精密プレスにより所
望の形状の表面層を形成することが好ましい。表面層の
裏面、即ち第2の材料との接触面には、粗面加工を施す
及び/又は突起等を設けることが好ましい。これにより
表面層と第2の材料層との間の密着力が向上する。粗面
加工の方法としてショットピーニング、サンドブラスト
等の周知の方法が採用される。鋼板に当該粗面加工を施
すタイミングは、鋼板をプレス加工する前後のどちらで
もよい。
【0011】(第2の材料)第2の材料は表面層の空間
を充填するものである。第2の材料は表面層の空間へ注
入されこれを充填するものであれば特に限定されず、複
合材に要求される特性から任意に選択できるものである
が、複合材においてその機械的特性は専ら表面層が負っ
ているので、第2の材料としては軽量なものを選択する
ことが好ましい。このような第2の材料として、アルミ
ニウムその他の金属若しくはこれら金属の合金又は樹脂
材料を挙げることができる。第2の材料として2種以上
の材料を選択することもできる。
【0012】(第2の材料の充填)表面層を代用金型と
してその空間へ第2の材料が注入される。このとき表面
層はその開口部を上側へ向けておけばよく、金型へセッ
トする必要はない。即ち、表面層自体が金型の代用品と
なる。なお、第2の材料を注入する作業を容易にするた
め、表面層はこれを固定することが好ましい。図1に示
す実施例では、表面層を基台の上に載置している。表面
層を固定する方法は特に限定されず、これを把持して固
定することもできる。また、磁力を用いて固定すること
も可能である。表面層の空間へ第2の材料を注入し、当
該第2の材料を固化することにより本発明の複合材は完
成する。アルミニウム等の金属材料では冷却(放冷)に
より固化するが、光硬化樹脂等を第2の材料として採用
したときは必要な光を照射することとなる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の実施例について図例を参考
にしながら説明する。まず、図1(A)に示すリング形
の鋼板1に対してプレス加工を施し、ワーク3(表面
層)を形成する(図1(B)参照)。このワーク3の外
形は、図2に示すように、外周に歯が形成されて内周に
はキー溝が形成されている。ワーク3は底部5、側壁部
7を有し断面コの字形状である。側壁部7の上縁は同じ
高さにされている。これにより、ワーク3の空間9の高
さが一定となり、そこに充填される第2の材料の厚さ
(高さ)が一定となって部品として重量及び強度にバラ
ンスのとれたものとなる。
【0014】その後、図1(C)に示すように、ワーク
3を基台11の上にセットする。基台11にはワーク3
の横ズレを防止するため、リブ13が形成されている。
このようにしてワーク3を保持し、第2の材料としてア
ルミニウム合金の溶湯を空間9へ注入する。空間9をア
ルミニウム合金の溶湯で充填した後、これを放冷して図
2に示す製品とする。図中の符号15が第2の材料(ア
ルミニウム合金)である。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の複合材の
製造方法によれば、複合材の表面層を第1の材料で形成
し、この表面層を代用金型としてこれへ第2の材料を注
入し製品とする。従って、別個金型を準備する必要が無
く、その点で製造コストの低減が図れることはもとよ
り、表面層をワークとして金型へセット・リセットする
手間が省けるので作業効率が極めて高いものとなる。よ
って、本発明の製造方法によれば、複合材を安価に提供
できることとなる。また、複合材の表面層が第1の材料
で形成されるので、第1の材料を適宜選択することによ
り、複合材の当該表面に好適な特性(寸法精度、機械的
安定性等)を付与することが可能になる。
【0016】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1はこの発明の実施例の製造方法を示す概念
断面図である。
【図2】図2はこの発明の実施例の製造方法で形成され
た複合材を示し、図2(A)は平面図、(B)は(A)
におけるB−B線断面図である。
【符号の説明】
3 表面層 15 第2の材料(アルミニウム合金)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16H 55/48 F16H 55/48 Fターム(参考) 3J030 AC02 AC03 AC10 BA01 BC01 BC02 BC05 BC10 3J031 AC06 AC07 AC10 BA03 BC03 BC05 4F204 AD03 AD28 EA05 EB01 EB11 EB13 EF01 EF05 EF27

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の材料と第2の材料とを有する複合
    材を製造する方法であって、 前記複合材の表面層を前記第1の材料で形成する第1の
    ステップと、 該表面層を金型にセットすることなく、前記表面層によ
    り形成される空間へ前記第2の材料を充填する第2のス
    テップと、 を含むことを特徴とする複合材の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記表面層はその断面形状が少なくとも
    底部と側壁部を有し、流動状態の前記第2の材料を保持
    できるものである、ことを特徴とする請求項1に記載の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 前記側壁部の上縁が実質的に同じ高さで
    ある、ことを特徴とする請求項2に記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記表面層の裏面が粗面加工されてい
    る、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
    製造方法。
  5. 【請求項5】 前記表面層はプレス加工により形成され
    る、ことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 前記第1の材料は金属からなり、プレス
    加工により前記表面層が形成され、前記第2の材料はア
    ルミニウム若しくはアルミニウム合金からなり、その溶
    湯が前記表面層の空間に注入される、ことを特徴とする
    請求項1〜5の何れかに記載の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記第2の材料が樹脂からなる、ことを
    特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の製造方法。
  8. 【請求項8】 第1の材料と第2の材料とを有する複合
    材を製造する方法であって、 前記複合材の表面層を前記第1の材料で形成する第1の
    ステップと、 該表面層を外側から部分的に保持して、該表面層により
    形成される空間へ前記第2の材料を注入する第2のステ
    ップと、 を含むことを特徴とする複合材の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006300216A (ja) * 2005-04-20 2006-11-02 Bando Chem Ind Ltd ベルト車及びそれを用いたベルト駆動装置

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