JP2013128937A - ダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法及びそれを用いたアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鋳造時の溶湯の湯流れや湯回りの改善を図り、生産性の向上及び品質の向上を図れるようにしたダイカスト法を用いたアルミニウム製品及びアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法を提供すること。
【解決手段】中空部２を挟んで対向する対向部分３ａ，３ｂと、該対向部分の両側を連結する連結部４とを具備するアルミニウム製品の製造方法において、対向部分３ａ，３ｂの一方側に形成された溶湯のゲート６から連結部４と両対向部分３ａ，３ｂを繋ぐブリッジ５を通じてアルミニウム合金からなる溶湯を注湯して鋳造するダイカスト工程と、その後、上記ブリッジ５を除去するブリッジ除去工程と、を具備する。
【選択図】 図１５

Description

この発明は、ダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法及びそれを用いたアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法に関するものである。

従来、アルミニウム製品の鋳造法には多種の方法があり、例えば、重力金型鋳造法や重力と反対方向に溶湯を押し上げて金型内に注湯する低圧鋳造法がある。また、上記鋳造法に比べて寸法精度の向上及び生産性の向上が図れる技術として、高速及び高圧力によって金型内に溶湯を注湯（圧入・充填）して鋳造するダイカスト法が知られている。アルミニウム製品の製造方法としてもダイカスト法も利用されている。また、ダイカスト法としてはキャビティ内の空気の巻込みによる巣の発生を防ぐ目的で無孔性ダイカスト法も知られている。

一般にアルミニウム製のディスクブレーキ用キャリパ（以下に、ブレーキキャリパという）は、例えば、特許文献１に示されるように重力鋳造方法により製造されていた。また、ダイカスト法を用いてブレーキキャリパを製造することを示唆する文献として、例えば、特許文献２に示されるものもあるが、その具体的製造方法は言及されていない。

ブレーキキャリパは、ディスクを収容する収容空間（中空部）を挟んで対向する対向部分と、該対向部分の両側を連結する連結部とを具備し、対向部分にはピストンが嵌挿可能なシリンダ部が形成される複雑な形状を有している。

また、高速で回転するディスクを上記ピストンに取付けたブレーキパットで挟持させ回転停止させるものであり、最終的寸法精度は精密性を要するため、寸法精度を高く鋳造可能なダイカスト方法での製造を行うことにより最終仕上げ加工工数も低減できるので、ダイカスト方法の実現が望まれていた。

特開２０００−２２０６６７号公報（図２） 特開平５−１１８３６０号公報（段落００１３）

しかしながら、上記ブレーキキャリパのような複雑な形状を有するアルミニウム製品をダイカスト法で製造する場合、金型分割線の配置、中子の配置に制限が生じ、溶湯のゲートの配置等の金型の構造に制限が生じる。

このため、一方の対向部分側から注湯された溶湯は両側の連結部を通して他方の対向部分に迂回して流れるため、溶湯の湯流れや湯回りが遅くなり、それが起因して微細な気泡や鋳巣が生じて、品質が低下する懸念がある。また、溶湯の流路途中に溶湯の流路抵抗の大きい部分のある製品も同様の問題があった。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、鋳造時の溶湯の湯流れや湯回りの改善を図り、生産性の向上及び品質の向上を図れるようにしたダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法及びそれを用いたアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を達成するために、この発明のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法は、中空部を挟んで対向する対向部分と、該対向部分の両側を連結する連結部とを具備するアルミニウム製品の製造方法であって、 上記対向部分の一方側に形成された溶湯のゲートから上記連結部及び両対向部分を繋ぐブリッジを通じてアルミニウム合金からなる溶湯を注湯して鋳造するダイカスト工程と、 その後、上記ブリッジを除去するブリッジ除去工程と、を具備する、ことを特徴とする（請求項１）。

このように構成することにより、対向部分の一方側から注湯された溶湯は両側の連結部と両対向部分を繋ぐブリッジを通して他方の対向部分に流れるので、湯流れ及び湯回りの改善が図れる。

この発明において、上記アルミニウム製品は、上記ゲートからの溶湯流路途中に溶湯流路抵抗の大きい部分がある場合（請求項２）、あるいは、上記ゲートからの溶湯流路途中に溶湯流路断面の小さい部分の奥に容積の大きい部分がある場合（請求項３）が含まれる。

また、この発明において、上記ブリッジは、断面円形又は断面横長楕円形あるいは断面角形であってもよい（請求項４，５）。この場合、上記ブリッジは上記ゲートの直線上に形成されている方が好ましい（請求項６）。

このように構成することにより、ブリッジの断面が円形又は楕円形である場合、溶湯の流路抵抗が減少する。また、ブリッジの断面が角形の場合は、ブリッジの一部が分割線に掛かればよいので、ブリッジの位置の設計に自由度を増すことができる。

また、この発明において、上記溶湯のゲートの開口面積に対する上記ブリッジの断面積を、０．５〜１０倍とする方がよい（請求項７）。

ゲートの開口面積に対するブリッジの断面積の比が、０．５倍より小さいと、湯流れに対する抵抗が大きくなる可能性があり、湯回り性向上の効果が小さくなる。また、ゲートの開口面積に対するブリッジの断面積の比が、１０倍より大きいと、ブリッジの体積が大きくなりすぎて、本来不必要な部分の比率が多くなり、除去工程も負荷が上がるなど、コスト面で不利になる。

また、請求項８記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、上記対向部側に中子を必要とする場合において、上記ゲートは中子を取り外す側でない対向部分に形成されている、ことを特徴とする。

また、請求項９記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、上記両対向部分のいずれか又は双方に中子を必要とする開口部又は凹所が直線上に同じ中子で形成され、上記ゲートが上記凹所の側の対向部分に形成されている、ことを特徴とする。

また、請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９のいずれかに記載の発明において、上記ダイカスト工程によって鋳造された半製品を、上記ブリッジ除去工程の前に、熱処理を施す熱処理工程を更に具備することを特徴とする。この場合、上記熱処理工程は溶体化処理を含む熱処理工程とするものである（請求項１１）。また、上記溶体化処理後、水冷による焼入れ処理を施すのがよい（請求項１２）。

このように構成することにより、ダイカスト工程によって鋳造された半製品を、例えばＴ６処理（溶体化処理後焼入れし、人工時効硬化処理）することで、製品の強度を高めることができる。この際、半製品の中空部にはブリッジが設けられることで、熱処理に際しての加熱に伴う製品の軟化による製品の変形を防止・抑制することができる。この場合、溶体化処理することにより、溶体化処理後の焼入れによる急冷に伴う変形を防止・抑制することができる（請求項１２）。

また、この発明において、上記ダイカスト工程は、高圧・高速充填を行うダイカスト法であれば任意の方法であってもよいが、好ましくは真空ダイカスト法、酸素雰囲気ダイカスト法又は真空ダイカスト法と酸素雰囲気ダイカスト法を組み合わせた方法のいずれかを用いる方がよい（請求項１３）。この場合、真空ダイカスト法は、空気やガスの巻き込みを防ぐために溶湯を注湯（圧入・充填）する直前に金型キャビティを真空ポンプで吸引し、減圧状態にした後に溶湯を注湯（圧入・充填）する方法であるため、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制することができる。また、酸素雰囲気ダイカスト法は、湯路、金型キャビティの空気を酸素ガスで置換した後に、溶湯を注湯（圧入・充填）するため、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制することができる。また、真空ダイカスト法や酸素雰囲気ダイカスト法を用いることで、Ｔ６処理が可能となる。

また、この発明において、上記両対向部分は少なくとも一つのブリッジで繋がれていればよく、複数のブリッジで繋がれていてもよい（請求項１４）。また、上記溶湯を複数のゲートから注湯するようにしてもよい（請求項１５）。

このように構成することにより、溶湯の湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。

この発明の第１のアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法は、請求項１ないし１５のいずれかに記載の製造方法を用いたアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法であって、上記中空部がディスクの収容空間を形成してなるブレーキキャリパを、請求項１ないし１５のいずれかに記載の方法を用いて作製する、ことを特徴とする（請求項１６）。

また、この発明の第２のアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法は、請求項１ないし１５のいずれかに記載の製造方法を用いたアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法であって、上記中空部がディスクの収容空間を形成し、上記対向部分のうちの凹所が形成される側に溶湯のゲートを形成してなるブレーキキャリパを、請求項１ないし１５のいずれかに記載の方法を用いて作製する、ことを特徴とする（請求項１７）。

このように構成することにより、ディスクの収容空間を形成する中空部を挟んで対向する対向部分を有するブレーキキャリパにおいても、対向部分の一方側から注湯された溶湯は両側の連結部と両対向部分を繋ぐブリッジを通して他方の対向部分に流れるので、湯流れ及び湯回りの改善が図れる。また、このように構成することにより、金型の設計も容易となる。

請求項１７記載のアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法において、上記凹所が上記収容空間に２箇所に形成され、上記ブリッジが上記両凹所の中間部に位置し、上記ブリッジを通じて流れる溶湯を対向部分に流すようにする方が好ましい（請求項１８）。

このように構成することにより、溶湯の湯流れ及び湯回りを均一かつ迅速にすることができる。

また、請求項１７記載のアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法において、上記シリンダ部が３箇所以上形成され、隣接する上記凹所間に上記ブリッジが位置する方が好ましい（請求項１９）。

このように構成することにより、ブリッジを通じて流れる溶湯を隣接する両凹所側に流すことができるので、溶湯の湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。

この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような顕著な効果が得られる。

（１）請求項１〜９記載の発明によれば、中空部を挟んで対向する対向部分の一方側から注湯された溶湯を両側の連結部と両対向部分を繋ぐブリッジを通して他方の対向部分に流すことにより、湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。したがって、生産性の向上が図れると共に、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制して、品質の向上を図ることができる。

（２）請求項１０〜１２記載の発明によれば、ダイカスト工程によって鋳造された半製品を熱処理、例えばＴ６処理（溶体化処理後焼入れし、人工時効硬化処理）することで、上記（１）に加えて、更に製品の強度を高めることができる。また、半製品の中空部にはブリッジがあることで、製品の変形を防止・抑制することができるので、製品の剛性が図れる。

（３）請求項１３記載の発明によれば、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制することができるので、上記（１），（２）に加えて、更に品質の向上を図ることができる。

（４）請求項１４，１５記載の発明によれば、更に溶湯の湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができるので、上記（１）〜（３）に加えて、更に生産性の向上及び品質の向上を図ることができる。

（５）請求項１６，１７記載の発明によれば、ディスクを収容する中空状の収容空間を挟んで対向する対向部分を有するブレーキキャリパにおいて、対向部分の一方側から注湯された溶湯を両側の連結部と両対向部分を繋ぐブリッジを通して他方の対向部分に流すことにより、湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。したがって、上記（１）〜（４）に加えて、ブレーキキャリパの生産性の向上が図れると共に、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制して、品質の向上を図ることができる。

（６）請求項１８記載の発明によれば、溶湯の湯流れ及び湯回りを均一かつ迅速にすることができるので、上記（５）に加えて、更にブレーキキャリパの生産性の向上が図れると共に、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制して、品質の向上を図ることができる。

（７）請求項１９記載の発明によれば、溶湯の湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができるので、上記（５）に加えて、更にブレーキキャリパの生産性の向上が図れると共に、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制して、品質の向上を図ることができる。

この発明におけるダイカスト工程によって作製されるアルミニウム製品の第１実施形態を示す斜視図である。 第１実施形態のアルミニウム製品の溶湯の流れを示す概略断面図である。 この発明におけるダイカスト工程によって作製されるアルミニウム製品の第２実施形態を示す斜視図である。 第２実施形態のアルミニウム製品の溶湯の流れを示す概略断面図である。 この発明におけるダイカスト工程によって作製されるアルミニウム製品の第３実施形態を示す斜視図である。 第３実施形態のアルミニウム製品の溶湯の流れを示す概略断面図である。 この発明におけるダイカスト工程によって作製されるアルミニウム製品の第４実施形態を示す斜視図である。 第４実施形態のアルミニウム製品の溶湯の流れを示す概略断面図である。 図７のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。 この発明におけるダイカスト工程によって作製されるアルミニウム製ブレーキキャリパを示す斜視図である。 図１０Ａの背面斜視図である。 上記ブレーキキャリパの溶湯の流れを示す概略断面図（ａ）及び別の溶湯の流れを示す概略断面図（ｂ）である。 この発明におけるダイカスト工程によって作製される別のアルミニウム製ブレーキキャリパを示す斜視図である。 図１２Ａの背面斜視図である。 上記ブレーキキャリパの溶湯の流れを示す概略断面図である。 この発明に係る第１の製造方法の工程を示すフローチャートである。 上記第１の製造方法によって作製される製品の工程を示す概略断面図である。 この発明に係る第２の製造方法の工程を示すフローチャートである。 上記第２の製造方法によって作製される製品の工程を示す概略断面図である。

以下に、この発明を実施するための形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

まず、この発明に係る製造方法のダイカスト工程によって作製されるアルミニウム製品について、図１ないし図１１を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態のアルミニウム製品１Ａ（以下に製品１Ａという）は、図１に示すように、中空部２を挟んで対向する対向部分３ａ，３ｂと、対向部分３ａ，３ｂの両側を連結する一対の連結部４とからなる中空矩形状に形成されており、中空部２における中心部の対向部分３ａ，３ｂには、ダイカスト工程後に除去されるブリッジ５が繋がれている。上記中空部２，対向部分３ａ，３ｂ，連結部４及びブリッジ５は、図示しない金型によって形成されるキャビティ内に溶湯が充填されることで形成される。

この場合、ブリッジ５は、例えば断面が円形又は横長楕円形に形成される。ブリッジ５の断面を円形又は楕円形にした場合は、ブリッジ５の直径が後述する金型（図示せず）の分割線Ｄ上に位置する必要があるが、溶湯の流路抵抗を減少することができる。なお、ブリッジ５の断面を角形に形成してもよい。ブリッジ５の断面を角形にすることにより、ブリッジ５の一部が分割線Ｄに掛かればよいので、ブリッジ５の位置の設計に自由度を増すことができる。

金型における一方の対向部分３ａ側には溶湯を注湯するための溶湯のゲート６が設けられ、他方の対向部分３ｂ側にはオーバーフローゲート（図示せず）が設けられている。この場合、ゲート６とブリッジ５は、図示しない金型の分割線Ｄ（破線で図示）上に位置している。なお、ゲート６は、上記中心部以外に複数例えば左右の対称位置に設けてもよい。

上記製品１Ａを作製するダイカスト工程における溶湯の流れは、図２に示すように、ゲート６に圧入された溶湯はゲート６を通過した後広がってブリッジ５側と左右の連結部４側へ流れて、他方の対向部分３ｂ側へ流れる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態のアルミニウム製品１Ｂ（以下に製品１Ｂという）は、図３に示すように、第１実施形態の製品１Ａにおける対向部分３ａ，３ｂにおける中心部に対して両側に貫通孔である円形開口部７が設けられ、溶湯流路に流路の断面積が減少する箇所、つまり溶湯流路抵抗の大きい部分がある点で第１実施形態と相違する。第２実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。上記中空部２，円形開口部７を有する対向部分３ａ，３ｂ，連結部４及びブリッジ５は、図示しない金型によって形成されるキャビティ内に溶湯が充填されることで形成される。

上記製品１Ｂを作製するダイカスト工程における溶湯の流れは、図４に示すように、ゲート６に到達した溶湯はゲート６を通過した後広がってブリッジ５側と左右の連結部４側へ流れて、他方の対向部分３ｂ側へ流れる。この際、対向部分３ａ，３ｂを流れる溶湯は、円形開口部７を囲むようにして流れる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態のアルミニウム製品１Ｃ（以下に製品１Ｃという）は、図５に示すように、第１実施形態の製品１Ａにおける対向部分３ａ，３ｂにおける中心部及び左右両端部に断面矩形状の脚部８が設けられ、溶湯流路途中に溶湯流路断面の小さい部分（連結部４）のゲート６側より奥に容積の大きい部分（脚部８）がある点で第１実施形態と相違する。第３実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。上記中空部２，脚部８を有する対向部分３ａ，３ｂ，連結部４及びブリッジ５は、図示しない金型によって形成されるキャビティ内に溶湯が充填されることで形成される。

上記製品１Ｃを作製するダイカスト工程における溶湯の流れは、図６に示すように、ゲート６に到達した溶湯はゲート６を通過した後広がってブリッジ５側と左右の連結部４側へ流れて、他方の対向部分３ｂ側へ流れる。この際、対向部分３ａ，３ｂを流れる溶湯は脚部８にも流れる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態のアルミニウム製品１Ｄ（以下に製品１Ｄという）は、図７及び図９に示すように、第１実施形態の製品１Ａにおける対向部分３ａ，３ｂにおける中心部に対して両側に貫通孔である矩形開口部９が設けられる点と、連結部４ａが対向部分３ａ，３ｂの上面より隆起して設けられる点で相違している。また、第４実施形態は、第１実施形態に対して溶湯流路に流路の断面積が減少する箇所、溶湯流路抵抗の大きい部分、及び、溶湯流路途中に溶湯流路断面の小さい部分のゲート６側より奥に容積の大きい部分がある点で相違する。また、第４実施形態においては、金型の分割線Ｄが対向部分３ａ，３ｂの矩形開口部９の上端面と連結部４の下面に沿う段状になっている点で相違する。

なお、第４実施形態の製品１Ｄに設けられる矩形開口部９は中子（図示せず）を用いて形成される。なお、第４実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記製品１Ｄを作製するダイカスト工程における溶湯の流れは、図８に示すように、ゲート６に到達した溶湯はゲート６を通過した後広がってブリッジ５側と左右の隆起する連結部４ａ側へ流れて、他方の対向部分３ｂ側へ流れる。この際、対向部分３ａ，３ｂを流れる溶湯は矩形開口部９を囲むようにして流れる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態はアルミニウム製品をアルミニウム製ブレーキキャリパ１０に適用した場合である。

上記ブレーキキャリパ１０は、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第１〜第４実施形態の中空部がディスクの収容空間１１を形成し、対向部分３ａ，３ｂのうちの対向部分３ａにおける中心部に対して両側の位置に、ピストンを摺動可能に嵌挿する貫通孔よりなるシリンダ形成部１２が設けられ、他方の対向部分３ｂには、シリンダ形成部１２と対向する部位に凹所よりなるシリンダ形成部１３が設けられ、シリンダ形成部１３の中間部に溶湯のゲート６が設けられている。また、一方の対向部分３ａの左右両側には、ブレーキの取り付けのための肉厚円筒部１４が突設されており、連結部４の中央下部にはスリット１５が設けられている。なお、肉厚円筒部１４に代えて板状の取付部を設けてもよい。

第５実施形態のブレーキキャリパ１０に設けられるシリンダ形成部１２と凹所よりなるシリンダ形成部１３は、直線上に同じ中子（図示せず）で形成され、ゲート６が中子を取り外す側でないシリンダ形成部１３の側の対向部分３ｂに形成されている。なお、上記シリンダ形成部１２と１３は図面上円形に形成されているが、円形以外の形状、例えば半月形に形成してもよい。

なお、第５実施形態において、その他の部分は第１実施形態と同じであるので、同一部分には同一部分には同一符号を付して説明は省略する。

上記ブレーキキャリパ１０を作製するダイカスト工程における溶湯の流れは、図１１（ａ）に示すように、ゲート６に到達した溶湯はゲート６を通過した後広がってブリッジ５側と左右の連結部４側へ流れて、他方の対向部分３ａ側へ流れる。この際、対向部分３ｂを流れる溶湯はシリンダ形成部１３を囲むようにして流れる。また、他方の対向部分３ａを流れる溶湯はシリンダ形成部１２を囲むようにして流れると共に、左右の肉厚円筒部１４に流れる。

なお、図１１（ａ）では、ゲート６が対向部分３ｂ側の中心部の１箇所に設けられる場合について説明したが、図１１（ｂ）示すように、対向部分３ｂの両側に更に２つのゲート６を設けて、３つのゲート６から溶湯を注湯するようにしてもよい。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態では、ブリッジ５が１個の場合について説明したが、ブリッジ５は必ずしも１個である必要はなく、例えば図１に二点鎖線で示すように、中心部のブリッジ５の両側の位置にブリッジ５を設けてもよい。

また、上記第５実施形態のブレーキキャリパ１０では、１個のブリッジ５と２つのシリンダ形成部１２を有する場合について説明したが、例えば図１２に示すように、シリンダ形成部１２とシリンダ形成部１３が３箇所形成され、ブリッジ５が隣接するシリンダ形成部１２及びシリンダ形成部１３間に位置し、上記ブリッジ５を通じて流れる溶湯を隣接する両シリンダ形成部１２及びシリンダ形成部１３側に流すようにしてもよい。

このように構成することにより、溶湯の湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。

次に、この発明に係る製造方法について、図１４ないし図１７を参照して詳細に説明する。ここでは、アルミニウム製品が第５実施形態のブレーキキャリパ１０である場合について説明する。

◎製造方法−１
＜ステップＳ−１：金型組付け＞
金型を組み付けると共に、中子（図示せず）を用いて、収容空間１１を挟んで対向する対向部分３ａ，３ｂと、対向部分３ａ，３ｂの両側を連結する連結部４と、対向部分３ａ，３ｂの中心部を繋ぐブリッジ５及び対向部分３ａの左右両側に突出する肉厚円筒部１４のキャビティを形成すると共に、一方の対向部分３ａにおけるブリッジ５に対して両側の位置にシリンダ形成部１２と、他方の対向部分３ｂにシリンダ形成部１３を形成する（図１５（ａ）参照）。

＜ステップＳ−２：ダイカスト工程＞
一方の対向部分３ｂ側に設けられたゲート６から溶湯を注入して、溶湯を上記対向部分３ａ，３ｂ，連結部４，ブリッジ５及び肉厚円筒部１４の湯路内に流す。すると、溶湯はゲート６を通過した後広がってブリッジ５側と左右の連結部４側へ流れて、他方の対向部分３ａ側へ流れる。この際、対向部分３ｂを流れる溶湯はシリンダ形成部１３を囲むようにして流れる。また、他方の対向部分３ａを流れる溶湯はシリンダ形成部１２を囲むようにして流れると共に、左右の肉厚円筒部１４に流れる（図１５（ｂ）参照）。

ここで、溶湯はダイカスト用アルミニウム合金のうち、耐圧性，機械的性質及び耐食性に優れている例えばＡＤＣ３｛Ｃｕ：０．６重量％，Ｓｉ：９．０〜１０．０重量％，Ｍｇ：０．４〜０．６重量％，Ｚｎ：０．５重量％，Ｆｅ：１．３重量％，Ｍｎ：０．３重量％，Ｎｉ：０．５重量％，Ｓｎ：０．１重量％，残部Ａｌ｝が使用される。

このダイカスト工程において、溶湯のゲート６の開口面積に対するブリッジ５の断面積は、０．５〜１０倍に設定する方がよい。

その理由は、ゲート６の開口面積に対するブリッジ５の断面積の比が、０．５倍より小さいと、対向部分３ａに溶湯の流れの抵抗が増し、湯回り性向上の効果が小さくなる。また、ゲート６の開口面積に対するブリッジ５の断面積の比が、１０倍より大きいと、ブリッジ５の体積が大きくなりすぎて、本来不必要な部分の比率が多くなり、後工程の除去工程において負荷が上がるなど、コスト面で不利になるからである。

＜ステップＳ−３：熱処理工程＞
ダイカスト工程の後、ダイカスト工程によって作製されたブリッジ５を有する半製品に熱処理（例えばＴ６処理）を施す。すなわち、半製品を溶体化処理後人工時効硬化処理する。この場合、溶体化は４８０〜５２０℃の温度下で３０分〜５時間行い、水冷による焼入れ処理後、時効は１５０〜１８０℃の温度下で３〜６時間行う（図１５（ｃ）参照）。

この熱処理（Ｔ６処理）の際、半製品は収容空間１１にブリッジ５を有するので、熱処理によって変形の防止・抑制が図れる。また、熱処理工程において溶体化処理時の高温による軟化により、溶体化処理後の焼入れに際して変形をしにくくすることができる。

＜ステップＳ−４：ブリッジ除去工程＞
上記のようにして熱処理を行った後、両対向部分３ａ，３ｂを繋ぐブリッジ５を対向部分３ａ，３ｂから切除する（図１５（ｄ）参照）。

＜ステップＳ−５：仕上げ＞
ブリッジ５を切除した後、機械加工によってシリンダ形成部１２に連通する作動油の連通路を形成してブレーキキャリパ１０を作製する。この場合、ドリル等の工具を用いて連通路を形成することができ、連通路を形成した後、ドリルの挿入口に作動油の供給口を形成する。なお、不要なドリル挿入口は栓で塞ぐ。

◎製造方法−２
製造方法−２は、図１６及び図１７に示すように、製造方法−１と同様に、金型組付け（ステップＳ−１、図１７（ａ）参照）、ダイカスト工程（ステップＳ−２，図１７（ｂ）参照）、熱処理工程（ステップＳ−３，図１７（ｃ）参照）及びブリッジ除去工程（ステップＳ−４，図１７（ｄ）参照）を具備しているが、以下の点で相違している。

すなわち、製造方法−２は、上記製造方法−１のダイカスト工程の溶湯の注湯（圧入・充填）前に、金型によって形成された、対向部分３ａ，３ｂと、対向部分３ａ，３ｂの両側を連結する連結部４と、対向部分３ａ，３ｂの中心部を繋ぐブリッジ５及び対向部分３ａの左右両側に突出する肉厚円筒部１４のキャビティ内を真空引きするか（ステップＳ−２ａ、図１７（ｅ）参照）、あるいは、キャビティ内を減圧（ステップＳ−２ｂ）した後、酸素ガス（Ｏ2）を供給してキャビティの空気を酸素ガスで置換する（ステップＳ−２ｂ、図１７（ｆ）参照）。

このようにキャビティ内を真空引き、あるいは、酸素ガスで置換した後、溶湯を注湯（圧入・充填）することにより、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制することができる。また、真空ダイカスト法や酸素雰囲気ダイカスト法を用いることで、鋳巣の発生を防止し良好な製品を得ることができ、更にＴ６処理を好適に行うことができる。

なお、上記製造方法では、アルミニウム製品がアルミニウム製ブレーキキャリパである場合について説明したが、ブレーキキャリパ１０以外の第１〜第４実施形態アルミニウム製品１Ａ〜１Ｄについても上記製造方法−１，製造方法−２を用いてアルミニウム製品１Ａ〜１Ｄを作製することができる。

また、上記実施形態では、ダイカスト工程の後に熱処理工程を行う場合について説明したが、熱処理工程を経ずに、ブリッジ除去工程を行ってもよい。

上記のように構成される上記実施形態によれば、中空部２（収容空間１１）を挟んで対向する対向部分３ａ，３ｂの一方の対向部分３ａ又は３ｂ側から注湯された溶湯を両側の連結部４と両対向部分３ａ，３ｂを繋ぐブリッジ５を通して他方の対向部分３ｂ又は３ａに流すことにより、湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。したがって、生産性の向上が図れると共に、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制して、品質の向上を図ることができる。

また、ダイカスト工程によって鋳造された半製品を熱処理、例えばＴ６処理（溶体化処理後焼入れし、人工時効硬化処理）することで、製品の強度を高めることができる。また、半製品の中空部にはブリッジ５があることで、溶体化処理後の水冷時の急激な冷却によっても製品の変形を防止・抑制することができるので、製品の剛性が図れる。

また、ダイカスト工程における溶湯の注湯前に、キャビティ内を真空引き、あるいは、酸素ガスで置換することにより、溶湯中の微細な気泡や鋳巣を抑制することができるので、更に品質の向上を図ることができる。

また、溶湯のゲート６及びブリッジ５を、油路を形成する金型の分割線Ｄ上に形成することにより、溶湯の湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。

また、対向部分３ａ，３ｂを複数のブリッジ５で繋ぐことにより、溶湯の湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。また、溶湯を複数のゲート６から注湯することにより、溶湯の湯流れ性及び湯回り性を良好にすることができる。したがって、更に生産性の向上及び品質の向上を図ることができる。

１Ａ〜１Ｄ アルミニウム製品
２ 中空部
３ａ，３ｂ 対向部分
４ 連結部
５，５ａ，５ｂ ブリッジ
６ ゲート
７ 円形開口部
８ 脚部
９ 矩形開口部
１０ ブレーキキャリパ
１１ 収容空間
１２ シリンダ形成部
１３ シリンダ形成部
１４ 肉厚円筒部
１５ スリット

Claims (19)

1. 中空部を挟んで対向する対向部分と、該対向部分の両側を連結する連結部とを具備するアルミニウム製品の製造方法であって、
   上記対向部分の一方側に形成された溶湯のゲートから上記連結部及び両対向部分を繋ぐブリッジを通じてアルミニウム合金からなる溶湯を注湯して鋳造するダイカスト工程と、
   その後、上記ブリッジを除去するブリッジ除去工程と、を具備する、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
2. 請求項１記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
   上記アルミニウム製品は、上記ゲートからの溶湯流路途中に溶湯流路抵抗の大きい部分がある、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
3. 請求項１記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
   上記アルミニウム製品は、上記ゲートからの溶湯流路途中に溶湯流路断面の小さい部分の奥に容積の大きい部分がある、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
   上記ブリッジは断面円形又は断面横長楕円形である、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
5. 請求項１ないし３のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
   上記ブリッジは断面角形である、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
   上記ブリッジは上記ゲートの直線上に形成されている、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
   上記溶湯のゲートの開口面積に対する上記ブリッジの断面積が、０．５〜１０倍である、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
   上記対向部側に中子を必要とする場合において、上記ゲートは中子を取り外す側でない対向部分に形成されている、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
   上記両対向部分のいずれか又は双方に中子を必要とする開口部又は凹所が直線上に同じ中子で形成され、上記ゲートが上記凹所の側の対向部分に形成されている、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
    上記ダイカスト工程によって鋳造された半製品を、上記ブリッジ除去工程の前に、熱処理を施す熱処理工程を更に具備する、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
11. 請求項１０記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
    上記熱処理工程は溶体化処理を含む熱処理工程である、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
12. 請求項１１記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
    上記溶体化処理後、水冷による焼入れ処理を含むことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
13. 請求項１ないし１２のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
    上記ダイカスト工程が、真空ダイカスト法、酸素雰囲気ダイカスト法、又は真空ダイカスト法と酸素雰囲気ダイカスト法を組み合わせた方法のいずれかである、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
14. 請求項１ないし１３のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
    上記対向部分が複数のブリッジで繋がれている、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
15. 請求項１ないし１４のいずれかに記載のダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法において、
    上記溶湯を複数のゲートから注湯する、ことを特徴とするダイカスト法を用いたアルミニウム製品の製造方法。
16. 請求項１ないし１５のいずれかに記載の製造方法を用いたアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法であって、
    上記中空部がディスクの収容空間を形成してなるブレーキキャリパを、請求項１ないし１５のいずれかに記載の方法を用いて作製する、ことを特徴とするアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法。
17. 請求項１ないし１５のいずれかに記載の製造方法を用いたアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法であって、
    上記中空部がディスクの収容空間を形成し、上記対向部分のうちの凹所が形成される側に溶湯のゲートを形成してなるブレーキキャリパを、請求項１ないし１５のいずれかに記載の方法を用いて作製する、ことを特徴とするアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法。
18. 請求項１７記載のアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法において、
    上記凹所が上記収容空間の中心部に関して２箇所に形成され、上記ブリッジが上記両凹所の中間部に位置する、ことを特徴とするアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法。
19. 請求項１７記載のアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法において、
    上記凹所が３箇所以上形成され、隣接する上記凹所間に上記ブリッジが位置する、ことを特徴とするアルミニウム製ブレーキキャリパの製造方法。

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