JP2009233701A

JP2009233701A - 鋳ぐるみ品の製造方法

Info

Publication number: JP2009233701A
Application number: JP2008081761A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Hirano; 平野　　聡; Yoshio Jinbo; 嘉雄神保; Tatsuhiko Mochizuki; 龍彦望月; Hideji Akiyama; 秀治秋山
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP4972021B2

Abstract

【課題】芯材の物性が金型からの熱伝達によって変化してしまうことにあって、こうした熱伝達に起因した芯材の物性に変化が生じ難い鋳ぐるみ品の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、アルミニウム合金の芯材3を保持する金型1に金型2を合わせて、空間Sを形成し、この空間Sにマグネシウム合金の溶湯を充填することで芯材3を鋳ぐるんでなるケース100の鋳造方法であって、芯材3に、当該芯材3が金型1に対して局所的に保持させる保持部位3rを設けることで、芯材3を金型1で保持するときに、芯材3と金型1との接触面積を減少させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、芯材を他の材料で鋳ぐるんで鋳ぐるみ品（鋳造品）を製造するのにあたって、芯材が金型から受ける影響が小さく済むことを目的とした製造方法に関するものである。

芯材を保持する一方の金型に他方の金型を合わせて、当該金型と芯材との間に空間を形成し、この空間に溶湯を充填することで芯材を鋳ぐるんで所定の製品を鋳造する方法は既知である（例えば、特許文献１参照）。
実開平７−２１２４６号公報

しかしながら、従来の方法では、芯材の物性が金型内に溶湯が充填される前後で異なってしまうという問題があった。

そこで、本願発明者は、試験・研究の結果、かかる物性変化の要因の一つが金型からの熱伝達にあることを見出した。

ここで、図４は、回転軸を内側で保持するスリーブ部材３を芯材として、従来の方法で鋳ぐるむに際しての金型１，２内の構造を模式的に示す要部断面図である。

従来の鋳ぐるみでは、図４に示すように、スリーブ部材３の内周面31を全周に亘って金型凸部１ｐで保持するため、金型１からの熱伝達の影響を内周面31全体に受け、焼きなましたようになることがあった。

即ち、本願発明者は、スリーブ部材３の内周面31を全周に亘って金型凸部１ｐで保持した場合、スリーブ部材３の内周面31の周辺では、その物性が鋳ぐるむ前と後で変化して、結果的に耐摩耗性を低下させてしまうことを突き止めた。

本発明の解決すべき課題は、芯材の物性が金型からの熱伝達によって変化してしまうことにあって、こうした熱伝達に起因した芯材の物性に変化が生じ難い鋳ぐるみ品の製造方法を提供することにある。

本発明である、鋳ぐるみ品の製造方法は、芯材を保持する一方の金型に他方の金型を合わせて、当該金型と芯材との間に空間を形成し、この空間に溶湯を充填することで芯材を鋳ぐるんでなる鋳ぐるみ品の製造方法であって、芯材に、当該芯材が金型に対して局所的に保持される保持部位を設けることで、又は、芯材を保持する金型に、当該金型に対して芯材を局所的に保持する保持部位を設けることで、芯材を金型で保持するときに、芯材と金型との接触面積を減少させることを特徴とするものである。

なお、本願明細書においては、「鋳ぐるむ」という表現を用いているが、具体的な鋳造方法としては、ダイカスト等が挙げられる。

また、本発明に係る芯材の材料や金型内に充填される溶湯には、様々なものを採用することができるが、例えば、本発明に係る芯材の材料としてアルミニウム合金を用いると共に、金型内に充填される溶湯としてマグネシウム合金を用いる場合が挙げられる。

また、本発明の製造方法は、様々な製品に流用することができるが、前記鋳ぐるみ品としては、回転軸に代表される摺動部材を保持することを主目的とするスリーブ部材を芯材として用いた自動変速機ケースが挙げられる。

本発明のように、芯材に、当該芯材が金型に対して局所的に保持される保持部位を設けることで、又は、芯材を保持する金型に、当該金型に対して芯材を局所的に保持する保持部位を設けることで、芯材を金型で保持するときに、芯材と金型との接触面積を減少させれば、金型から芯材への熱伝達が軽減されるため、熱に伴う芯材の物性変化を抑制することができる。

また、保持部位を設けたことで、芯材と金型との間には隙間が形成されるため、かかる隙間が断熱空間を形成し、金型から芯材への熱伝達を更に軽減する。

即ち、本発明の製造方法を用いれば、芯材の物性に変化が生じ難い鋳ぐるみ品を提供することができる。

特に、芯材を構成する材料がアルミニウム合金であり、また、金型内に充填される溶湯がマグネシウム合金である場合には、金型から芯材への熱伝達に伴いアルミニウム合金が焼きなました状態となることがなく、芯材の軟化に伴う耐摩耗性の低下を抑制することができる。このため、耐久性の高い鋳ぐるみ品を製造することができる。

ところで、自動変速機ケース内に配置されたスリーブ部材は一般的に、回転軸に代表される摺動部材を保持することを主目的とすることから、耐摩耗性が高いことは重要な要件である。このため、本発明に従って、スリーブ部材を鋳ぐるんで自動変速機ケースを製造すれば、その効果を有効的に発揮させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の一形態を詳細に説明する。

図１は、本発明によって鋳造可能な自動変速機ケース100の模式断面図である。また、図２は、本発明の第一の形態でスリーブ部材３を鋳ぐるむに際しての金型１，２内の構造を模式的に示す模式断面図である。

符号１及び２はそれぞれ、スリーブ部材３を芯材として既知の自動変速機ケース100を鋳ぐるみ成形するため金型である。

金型１は、金型２との合わせ面11から円筒状に突き出した凸部（以下、「金型凸部」という）１ｐを有する凸金型である。この金型１は、金型凸部１ｐの外周面12でスリーブ部材３を保持すると共に、その合わせ面11にスリーブ部材３の一端を突き当てて当該スリーブ部材３の位置決めを行う。

金型２は、金型１との合わせ面21に、金型１を合わせたときに、金型凸部１ｐの先端面13が接触する凹部（以下、「金型凹部」という）２ｎを有する凹金型である。この金型２は、金型凹部２ｎの内面（以下、「凹部内面」という）22が金型１との間に、スリーブ部材３と共に自動変速機ケース100の外観形状を形作るキャビティＣを形成すると共に、この内面22にスリーブ部材３の他端を突き当てて当該スリーブ部材３の位置決めを行う。

スリーブ部材３の内側には、中心軸Ｏに向かって径方向内側に突出する２つの環状の部位３ｒがスリーブ部材３と一体に設けられている。これにより、スリーブ部材３を金型１に取り付けると、２つの部位（以下、「保持部位」と称する）３ｒはそれぞれ、図示のように、金型凸部１ｐの外周面12全周にわたって、スリーブ部材３を金型１に対して局所的に保持する。

自動変速機ケース100を製造するにあたっては、スリーブ部材３を金型凸部１ｐで保持したのち、金型１に金型２を合わせて、当該金型１，２とスリーブ部材３との間に空間Ｓを形成し、この空間Ｓに溶湯を充填することでスリーブ部材３を鋳ぐるむ。これにより、スリーブ部材３を一体に備えた自動変速機ケース100が鋳造される。

本形態によれば、スリーブ部材３に、当該スリーブ部材３を金型１に対して局所的に保持する保持部位３ｒを設けることで、スリーブ部材３を金型１で保持するときに、スリーブ部材３と金型１との接触面積を減少させることにより、金型１からスリーブ部材３への熱伝達が軽減されるため、熱に伴うスリーブ部材３の物性変化を抑制することができる。

また、スリーブ部材３に保持部位３ｒを設けたことで、スリーブ部材３と金型１との間には環状の隙間Ａが形成されるため、かかる隙間Ａが断熱空間を形成し、金型１からスリーブ部材３への熱伝達を更に軽減する。

即ち、本形態の製造方法を用いれば、スリーブ部材３の物性に変化が生じ難い鋳ぐるみ品としての自動変速機ケース100を提供することができる。

また、本発明に従えば、鋳ぐるみ後の後加工として、図２(b)に示すように、保持部位３ｒを除去することができる。この場合、スリーブ部材３の内周面として現れた部分は、熱の影響を受けることなく、耐摩耗性の最も優れたものとなる。

更に、本発明に従えば、同形態の変形例として、スリーブ部材３に設けた２つの保持部位３ｒをいずれか一方のみとすることもできる。また、軸線Ｏ上に保持部材３ｒを設ける位置も適宜変更することができる。

図３は、本発明の第二の形態でスリーブ部材３を鋳ぐるむに際しての金型１，２内の構造を模式的に示す模式断面図である。なお、図１，２と同一部分は同一符号をもって、その説明を省略する。

本形態では、金型凸部１ｐの外周面12に、中心軸Ｏに向かって径方向外側に突出する１つの環状の部位１ｒが金型１と一体に設けられている。これにより、スリーブ部材３を金型１に取り付けると、１つの部位（以下、「保持部位」と称する）１ｒが、図示のように、金型凸部１ｐの外周面12全周にわたって、スリーブ部材３を局所的に保持する。

本形態も、自動変速機ケース100を製造するにあたっては、第一の形態と同様、スリーブ部材３を金型凸部１ｐで保持したのち、金型１に凹金型２を合わせて、当該金型１，２とスリーブ部材３との間に空間Ｓを形成し、この空間Ｓに溶湯を充填することでスリーブ部材３を鋳ぐるむ。これにより、スリーブ部材３を一体に備えた自動変速機ケース100が製造される。

本形態のように、スリーブ部材３を保持する金型１に、当該金型１に対してスリーブ部材３を局所的に保持する保持部位１ｒを設けても、スリーブ部材３を金型１で保持するときに、スリーブ部材３と金型１との接触面積が減少して、金型１からスリーブ部材３への熱伝達が軽減されるため、熱に伴うスリーブ部材３の物性変化を抑制することができる。

また、本形態の場合も、金型１に保持部位１ｒを設けたことで、スリーブ部材３と金型１との間には環状の隙間Ａが形成されるため、かかる隙間Ａが断熱空間を形成し、金型１からスリーブ部材３への熱伝達を更に軽減する。

即ち、本形態の製造方法を用いても、スリーブ部材３の物性に変化が生じ難い鋳ぐるみ品としての自動変速機ケース100を提供することができる。

なお、本発明に従えば、スリーブ部材３を鋳ぐるみ後の状態のままとすることができるが、第一の形態と同様、鋳ぐるみ後の後加工として、スリーブ部材３の内周面31を研磨等の方法で除去することができる。この場合、スリーブ部材３の内周面として現れた部分は、熱の影響を受けることなく、耐摩耗性の最も優れたものとなる。本形態は、その変形例として、金型１に設けた保持部位３ｒを複数とすることもできる。また、軸線Ｏ上に保持部材１ｒを設ける位置も適宜変更することができる。

また、本発明に従えば、スリーブ部材３の材料や金型１内に充填される溶湯には、様々なものを採用することができるが、本形態では、スリーブ部材３の材料としてアルミニウム合金を用いると共に、金型１内に充填される溶湯としてマグネシウム合金を用いる。この場合、金型１からスリーブ部材３への熱伝達に伴いアルミニウム合金が焼きなました状態となることがなく、スリーブ部材３の内周面の軟化に伴う耐摩耗性の低下を抑制することができる。このため、耐久性の高い自動変速機ケース100を製造することができる。

また、自動変速機ケース100内に配置されたスリーブ部材３は一般的に、回転軸に代表される摺動部材を保持することを主目的とすることから、耐摩耗性が高いことは重要な要件である。このため、本発明に従って、スリーブ部材３を鋳ぐるんで自動変速機ケース100を製造すれば、その効果を有効的に発揮させることができる。

特に、本形態の如く、スリーブ部材３の材料としてアルミニウム合金を用いると共に、金型１内に充填される溶湯としてマグネシウム合金を用いれば、アルミニウム合金に比べて耐摩耗性は低いが比較的軽量なマグネシウム合金でケース100の外観形状を形作ることで、アルミニウム合金のみで製造された従来の自動変速機ケースと同様の耐摩耗性を確保しつつ、ケース100全体の軽量化を図ることができる。

なお、本形態では、スリーブ部材３の内周面31を保持部位１ｒで保持しているが、内周面31全体を全周に亘って保持する従来の鋳ぐるみ方法に比べて、熱の影響が小さく済むため、耐摩耗性の向上に有効であることは明らかである。

また、上記の各形態では、スリーブ部材３の両端が金型１の合わせ面11や金型２の凹部内面22に接触しているが、この場合、合わせ面11や凹部内面22から伝達される熱は、耐摩耗性の要求される対象部位（内周面31）には直接的な影響を与えることがない。

上述したところは、本発明の好適な形態を示したものであるが、特許請求の範囲内において、種々の変更を加えることができる。例えば、図１には、自動変速機ケース（実際には、自動変速機ケース100の一部であるコンバータハウジング）100として鋳ぐるまれたスリーブ部材３の例示として、ベアリングＢを介してセカンダリプーリシャフト（出力シャフト）10を回転可能に支持するものを明示してあるが、スリーブ部材３は、他の回転要素を保持するための部分にも鋳ぐるまれており、その適用箇所は、図１に例示した部分に限定されない。

また、本発明に係る芯材として使用される部材は、スリーブ部材に限定されることはない。更に、本発明に係る鋳ぐるみによって鋳造される製品も、自動変速機ケースに限定されるものではない。また、上述した形態の各構成要素は、用途等に応じて適宜組み合わせることができる。

本発明によって鋳造された自動変速機ケースの模式断面図である。本発明の第一の形態で芯材を鋳ぐるむに際しての金型内の構造を模式的に示す模式断面図である。本発明の第二の形態で芯材を鋳ぐるむに際しての金型内の構造を模式的に示す模式断面図である。従来の方法で芯材を鋳ぐるむに際しての金型内の構造を模式的に示す要部断面図である。

符号の説明

１金型（凸金型）
1p 金型凸部
1r 保持部位
２金型（凹金型）
３スリーブ部材（芯材）
3r 保持部位
10 セカンダリプーリシャフト
11 凸金型合わせ面
21 凹金型合わせ面
31 スリーブ部材内周面
100 自動変速機ケース
Ａ隙間（断熱空間）
Ｂベアリング
Ｃキャビティ
Ｓ充填空間

Claims

芯材を保持する一方の金型に他方の金型を合わせて、当該金型と芯材との間に空間を形成し、この空間に溶湯を充填することで芯材を鋳ぐるんでなる鋳ぐるみ品の製造方法であって、
芯材に、当該芯材が金型に対して局所的に保持される保持部位を設けることで、又は、
芯材を保持する金型に、当該金型に対して芯材を局所的に保持する保持部位を設けることで、
芯材を金型で保持するときに、芯材と金型との接触面積を減少させることを特徴とする鋳ぐるみ品の製造方法。
請求項１において、前記芯材の材料としてアルミニウム合金を用いると共に、金型内に充填される溶湯としてマグネシウム合金を用いることを特徴とする鋳ぐるみ品の製造方法。
請求項２において、前記鋳ぐるみ品は、スリーブ部材を芯材として用いた自動変速機ケースであることを特徴とする鋳ぐるみ品の製造方法。