JP2004090034A

JP2004090034A - 鋳物及び自動車用ナックルの製造方法並びにそれによって得られる鋳物及び自動車用ナックル

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Publication number: JP2004090034A
Application number: JP2002254684A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Umehara; 梅原　良昭; Yuji Tai; 田井　勇次
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP3900423B2

Abstract

【課題】重力鋳造法であっても、鋳造欠陥を起こしにくい軽量化した円筒状凹部を有する鋳物及び円筒状嵌合穴を有する自動車用ナックル並びにその製造方法を提供する。
【解決手段】自動車用ナックルの製造方法であって、軸受けを嵌合する嵌合穴形成用の中子３を有する鋳型１に溶湯を注湯し、凝固させて凹部を有する鋳物を製造する工程と、前記鋳物の前記嵌合穴を切削加工して円筒状嵌合穴を有するナックルに加工する工程とを有し、前記中子３は、円弧部３１と、切欠き部３２とからなり、前記鋳型１に注湯した溶湯は、前記中子の前記切欠き部３２によって形成された幅広湯道２１を流れてキャビティ２を満たす。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重力鋳造法（グラビティ・ダイ・キャスティング）による鋳造方法によって製造される円筒状凹部を有する鋳物及び円筒状嵌合穴を有する自動車用ナックル並びにその製造方法に関するものである。
【０００２】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、円筒状凹部（円筒状貫通孔を含む）を有する鋳物は、図６に示す様に、湯口４から例えばアルミニウムの溶湯を鋳型１と中子３によって形成された凹部を有するキャビティ２内へ注湯し、これを冷却・凝固させて得られている。
【０００３】
このとき、中子３によって形成される円筒状凹部は、幅狭湯道８を形成する場合がある。例えばアルミニウム製の自動車用ナックルなどの場合、円筒状凹部は車輪の軸受けとなる円筒状嵌合穴を形成し、この嵌合穴にボールベアリングを嵌合させるのである（例えば、特許文献１参照）が、駄肉をなるべく少なくするために、鋳造時には図６に示すような薄肉部分（幅狭湯道８）を形成しなければならない場合がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３２４４５０号公報（図１）
【０００５】
しかしながら、ほとんど加圧しない重力鋳造法においては、このような幅狭湯道８は溶湯が流れにくく、鋳造欠陥を起こしたり、鋳造欠陥とならないよう鋳造サイクルを長くしなければならないという問題があった。
【０００６】
本発明は、重力鋳造法であっても、鋳造欠陥を起こしにくい軽量化した円筒状凹部を有する鋳物及び円筒状嵌合穴を有する自動車用ナックル並びにその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の第一の態様に係る鋳物の製造方法においては、凹部形成用の中子を有する鋳型に溶湯を注湯し、凝固させて凹部を有する鋳物を製造する鋳造工程と、前記鋳物の前記凹部を切削加工して円筒状凹部を有する製品に加工する切削工程と、を有し、前記中子は、その外周面に、円弧部と、円弧の一部を切り欠いた切欠き部とを含み、前記鋳型に注湯した溶湯は、前記中子の切欠き部と前記鋳型の対応するキャビティ面との間に形成された幅広湯道を流れて、前記鋳型のキャビティに満たすことことを特徴としている。
【０００８】
本発明の第二の態様に係る自動車用ナックルの製造方法においては、軸受けを嵌合する嵌合穴形成用の中子を有する鋳型に溶湯を注湯し、凝固させて嵌合穴を有する鋳物を製造する鋳造工程と、前記鋳物の前記嵌合穴を切削加工して円筒状嵌合穴を有するナックルに加工する切削工程とを有し、前記中子は、その外周面に、円弧部と、円弧の一部を切り欠いた切欠き部とを含み、前記鋳型に注湯した溶湯は、前記中子の前記切欠き部と前記鋳型の対応するキャビティ面との間に形成された幅広湯道を流れて、前記鋳型のキャビティに満たすことを特徴としている。
【０００９】
本発明の第一、第二の態様によれば、従来の様に溶湯が流れにくい幅狭湯道（薄肉部分）をキャビティに形成することなく、単に中子の一部に切欠きを設けることで、幅広湯道を形成することができ、鋳造欠陥を発生しにくくすることができる。また、この幅広湯道によって形成された部分を、鋳造工程に続いて行われる切削工程において、加工工程を大きく変更することなしに、鋳物の凹部もしくは嵌合穴を切削加工して円筒状凹部もしくは円筒状嵌合穴とすることができる。
【００１０】
ここで、第一、第二の態様の製造方法によって製造された前記鋳物は、前記幅広湯道にて溶湯が凝固することで、前記凹部内に形成されたブリッジを有し、前記切削工程は、前記ブリッジを切削する工程を含むことができる。
【００１１】
このような構成とすることで、従来の様に溶湯が流れにくい幅狭湯道（薄肉部分）をキャビティに形成することなく、単に中子の一部に切欠きを設けることで、ブリッジとして幅広湯道を形成することができ、鋳造欠陥を激減させることができる。また、このブリッジは、鋳造工程に続いて行われる切削工程において、加工工程を大きく変更することなしに、鋳物の凹部もしくは嵌合穴を切削加工して円筒状凹部もしくは円筒状嵌合穴とすることができる。
【００１２】
この場合の自動車用ナックルにおいては、前記自動車用ナックルの前記円筒状嵌合穴の底部側には、環状の段部が形成され、前記段部は、前記ブリッジの切削痕跡を有することができる。
【００１３】
このような構成とすることで、鋳造工程でブリッジを形成しても切削加工によって軸受を嵌合する嵌合穴と、軸受が回転可能に載置される段部とを形成することができ、ブリッジ痕跡は軸受の嵌合に影響を及ぼさない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１〜図５は、本発明の一実施形態に係る鋳造方法を示す図である。
【００１６】
図１は、自動車用ナックルの鋳造による鋳物６（素材）を製造する鋳型１を示し、図２〜４は、その鋳物６を示している。
【００１７】
鋳物６は、アルミニウムの溶湯を湯口４から注湯し、略円柱状の中子３を有する鋳型１によって形成されるキャビティ２を満たして、押湯口５まで溶湯を到達させ、図示しない冷却手段、例えば鋳型１内に設けられた冷却水路によって冷却させ、溶湯が十分に凝固した後、型開きして取り出される。
【００１８】
従来であれば、図６に示すように、幅狭湯道８となってしまうが、円柱状の中子３を下部の円弧部３１と上部の切欠き部３２に形成することで、従来よりも図１の点線で示す分だけ広い幅広湯道２１をキャビティ２に形成することができる。
【００１９】
したがって、キャビティ２を鋳型１の下方から満たしてきた溶湯は、中子３の上部の切欠き部３２によって形成された幅広湯道２１によって、湯口４側から押湯口５側に幅広に連通しているので、溶湯が流れにくくなることなくスムーズにキャビティ２の全体を満たすことができる。
【００２０】
特に、本実施の形態においては、キャビティ２の上部であって、湯口４と押湯口５を結ぶ位置でキャビティ２の幅が狭くなる製品であり、押湯による効果も出にくい位置であるので、幅広湯道２１が特に重要である。
【００２１】
こうして鋳造工程によって製造された鋳物６が、図２〜図３に示されている。図２は、図１の鋳型１によって製造された鋳物６を図１のｉｉ−ｉｉ断面で示している。鋳物６は、中央に中子３によって形成された凹部からなる嵌合孔形成部６２と、その周囲に突出形成された複数のアームを有している。この鋳物６をさらに切削加工して、図５に示すような製品である自動車用のナックル７が製造される。なお、図５に示すナックル７は、図２の鋳物６の断面図に対応したナックル７の断面図である。
【００２２】
ナックル７は、中央に軸受（ボールベアリング）を嵌合する円筒状の凹部である円筒状の嵌合穴７１とその嵌合穴７１の底部付近に段部７２が設けられ、周囲にはアッパーサスペンションの取付アームやロアーサスペンションなどの取付アームを複数有している。
【００２３】
ナックル７は、鋳造によって製造された鋳物６を切削加工して仕上げられるが、特にボールベアリングなどの軸受を嵌合する嵌合穴７１は、鋳物６の嵌合穴形成部６２の周面の切削加工部分６３を切削加工することで得られる。鋳物６の切削加工部分６３は、図３及び図４に示される通り、鋳造工程で幅広湯道２１として利用された円の一部を切欠いた略半円状のブリッジ６１と、嵌合穴形成部６２の周面に沿って削り込まれた円弧状切削部６４から形成される。なお、図４は、図３の切削加工部分６３を拡大した図である。
【００２４】
また、ナックル７の嵌合穴７１の段部７２は、ボールベアリングなどの軸受が嵌合されたときに、ボールベアリングの周縁部が段部７２に載置されることで、回転可能に嵌合されるためのものである。
【００２５】
この段部７２は、切削加工によって残された部分であるので、図３，４に示される略半円状のブリッジ痕跡７３と、幅狭の円弧状切削部痕跡７４とからなる。これらブリッジ痕跡７３や幅狭の円弧状切削部痕跡７４は、ボールベアリングを周縁部で載置するものであり、回転に影響を及ぼさない。
【００２６】
なお、本発明は、本実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
【００２７】
例えば、前記実施の形態では、前輪駆動方式に用いられる後輪側のナックル７であり、ナックル７の嵌合穴７１は有底の穴であったが、後輪駆動方式に用いられるナックル７のような貫通孔であってもよい。
【００２８】
また、前記実施の形態では、材質にアルミニウムを用いたが、これに限らず、高剛性を有する鉄、その他の金属であってもよい。
【００２９】
さらに、前記実施の形態では、自動車用ナックルについて説明したが、ナックルに限らず、円筒状の穴（貫通孔を含む）を有する鋳物であって、鋳造工程後に該円筒状の穴を切削加工によって仕上げる製品、例えばブッシュを嵌合させる嵌合穴を有する部品などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る鋳型を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る鋳物の断面図である。
【図３】図２に示す鋳物の平面図である。
【図４】図３に示す鋳物の部分拡大図である。
【図５】ナックルの断面図である。
【図６】従来の鋳型を示す断面図である。
【符号の説明】
１　鋳型
２　キャビティ
２１　幅広湯道
３　中子
３１　円弧部
３２　切欠き部
４　湯口
５　押湯口
６　鋳物
６１　ブリッジ
６２　嵌合穴形成部
６３　切削加工部分
６４　円弧状切削部
７　ナックル
７１　嵌合穴
７２　段部
７３　ブリッジ痕跡
７４　幅狭の円弧状切削部痕跡
８　幅狭湯口

Claims

重力鋳造法による鋳物の製造方法であって、
凹部形成用の中子を有する鋳型に溶湯を注湯し、凝固させて凹部を有する鋳物を製造する鋳造工程と、
前記鋳物の前記凹部を切削加工して円筒状凹部を有する製品に加工する切削工程と、
を有し、
前記中子は、その外周面に、円弧部と、円弧の一部を切り欠いた切欠き部とを含み、
前記鋳型に注湯した溶湯は、前記中子の切欠き部と前記鋳型の対応するキャビティ面との間に形成された幅広湯道を流れて、前記鋳型のキャビティに満たされることを特徴とする鋳物の製造方法。
請求項１記載の鋳物の鋳造方法において、
前記鋳造工程にて鋳造された鋳物は、前記幅広湯道にて溶湯が凝固することで、前記凹部内に形成されたブリッジを有し、
前記切削工程は、前記ブリッジを切削する工程を含むことを特徴とする鋳物の鋳造方法。
重力鋳造法による自動車用ナックルの製造方法であって、
軸受けを嵌合する嵌合穴形成用の中子を有する鋳型に溶湯を注湯し、凝固させて嵌合穴を有する鋳物を製造する鋳造工程と、
前記鋳物の前記嵌合穴を切削加工して円筒状嵌合穴を有するナックルに加工する切削工程とを有し、
前記中子は、その外周面に、円弧部と、円弧の一部を切り欠いた切欠き部とを含み、
前記鋳型に注湯した溶湯は、前記中子の前記切欠き部と前記鋳型の対応するキャビティ面との間に形成された幅広湯道を流れて、前記鋳型のキャビティに満たされることを特徴とする自動車用ナックルの製造方法。
請求項３記載の自動車用ナックルの製造方法において、
前記鋳造工程にて鋳造された鋳物は、前記幅広湯道にて溶湯が凝固することで、前記凹部内に形成されたブリッジを有し、
前記切削工程は、前記ブリッジを切削する工程を含むことを特徴とする自動車用ナックルの製造方法。
請求項４記載の方法により製造された自動車用ナックルであって、
前記自動車用ナックルの前記円筒状嵌合穴の底部側には、環状の段部が形成され、
前記段部は、前記ブリッジの切削痕跡を有することを特徴とする自動車用ナックル。