JP2016504542A - 金属マトリックス補強部材を備える部品及びその成形方法 - Google Patents
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Abstract
Description
金型に溶融アルミニウムを注型することにより鋳造アルミニウム部品を得ることが知られている。アルミニウム及びアルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金などの他の比較的軽質の金属を、部品の重量を低減させるためにスチールなどの重質材料の代わりに使用することができる。これは、製品の重量を制御するために自動車などの多部品製品の製造業者を支援する。しかし、アルミニウムは比較的低いヤング率(70GPa程度)を有する。これは、アルミニウムの強度特性がスチールよりも低いことになる。したがって、軽質ではあるが剛性の部品をアルミニウムから形成する必要がある場合には、典型的にはスチールなどの剛性の高い材料(207GPa程度のヤング率を有する)から作製された部品に要求されるよりも多くの材料を使用することが必要になる。必要な追加材料は、通常、部品の断面二次モーメントを増大させるように配置される。したがって、部品の形状は、部品の剛性、例えば曲げ剛性及び/又はねじり剛性を高めるように調節される。いくつかの用途では、部品が適合しなければならない利用可能なスペースが制限され、スチールなどの剛性の高い材料を、必要な部品剛性仕様を満たすために使用することが必要となる場合がある。しかしながら、スチールの使用は、部品の重量増加をもたらすため、いくつかの用途では極めて望ましくない。
本発明の実施形態は、添付の特許請求の範囲を参照して理解できる。
鋳造部を備え、該アンカー部は、該鋳造部及び該鋳造部によって保持される少なくとも1個の金属マトリックス複合補強部材の少なくとも一部を備え、
該アンカー部はボアを有し、該補強部材は、少なくともその部品を該ボアの長手方向軸に対して略平行にし又は一致させる長手方向軸を有し、該アンカー部は、第2部品をそのボアに挿入して該第2部品を該アンカー部に取り付けることを可能にするように配置される。
少なくとも部分的に貫通して形成されたボアを有する金属マトリックス複合管部材を準備し;
鋳造部を有する部品を形成し、ここで、該鋳造部は、該部品がアンカー部を備えるように鋳造され、該アンカー部は管部材を備え、該管部材は該鋳造部によって保持され、該アンカー部は、第2部品を該管部材のボアに挿入し、それによってアンカー部に該第2部品を固定するように配置される。
鋳造操作を実行して該部品の少なくとも一部を形成することを含み、該アンカー部は、鋳造部及び該鋳造部によって保持される少なくとも1個の実質的に細長い金属マトリックス複合補強部材の少なくとも一部を備え、該アンカー部はボアを有し、該補強部材は、該ボアの長手方向軸に略平行な又はそれに一致する長手方向軸を有し、該アンカー部は、第2部品を該ボアに挿入して該第2部品を該アンカー部に取り付けるのを可能にするように配置される。
図1(a)は、公知の鋳造アルミニウム部品100の端部100E又はアルミニウムロッド端部又はクランプジョイントを示す。この端部100Eは、固定部材用のアンカー部を設けるために、部品100のロッド部100Rに対して拡大されている。示した実施形態では、端部100Eにはボア110Bが形成され、これを通してボルト130Bが通されて第2部品190が部品100に固定されている。ボルト130Bの自由端部にはナット130Nがネジ締結されて圧縮荷重が加えられ、第2部品190を部品100の端部100Eと当接させて第2部品をそれに固定している。端部100Eは、ボア110Bの中心線を基準にした半径R1を有する。
100E 端部
100R ロッド部
130B ボルト
190 第2部品
200 鋳造アルミニウム部品
200E 端部
210B ボア
220 スチールインサート
300R 鋳造アルミニウムロッド
300E 端部
320 インサート部材
400 部品
400B 鋳造本体部
401 軸受支持部
410B ボア
410S 肩部
420 インサート部材
430 軸受アセンブリ
440 シャフト
Claims (39)
- 追加部品を取り付けるためのアンカー部を有する部品を形成する方法であって、
鋳造操作を実行して該部品の鋳造部を形成することを含み、該アンカー部は、該鋳造部及び該鋳造部によって保持される少なくとも1個の金属マトリックス複合補強部材の少なくとも一部を備え、
該アンカー部はボアを有し、該補強部材は、少なくともその部品を該ボアの長手方向軸に略平行にする又はそれに一致させる長手方向軸を有し、該アンカー部は、第2部品をそのボアに挿入して該第2部品を該アンカー部に取り付けるのを可能にするように配置される方法。 - 前記補強部材が前記部品の前記鋳造部の一部によって実質的に取り囲まれている、請求項1に記載の方法。
- 金属マトリックス複合補強部材を細長部材、任意に細長ロッド部材の形で設けることを含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記補強部材を設けることを含み、それによって、該補強部材が少なくとも部分的に貫通して形成されたボアを有する管部材を備える、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 前記補強部材を設けることを含み、それによって、該補強部材のボアが前記アンカー部のボアと略同軸である、請求項4に記載の方法。
- 前記管部材が実質的に完全に貫通形成されたボアを有し、前記アンカー部が実質的に完全に貫通する対応するボアを有する、請求項4又は5に記載の方法。
- 前記鋳造部は、前記管部材の前記ボアの少なくとも一部が鋳造材料で被覆されるように鋳造された、請求項4〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記鋳造部は、前記補強部材が該鋳造部内に実質的に完全に埋設され、それによって前記管部材の前記ボアが該鋳造部の鋳造材料で実質的に完全に被覆されるように鋳造された、請求項4〜7のいずれかに記載の方法。
- 前記鋳造部の形成が軸受ハウジングを鋳造することを含み、これにより、該軸受ハウジングの少なくとも一部が管部材内に設けられる、請求項4〜8のいずれかに記載の方法。
- 前記軸受ハウジング内に軸受アセンブリを設けることを含む、請求項9に記載の方法。
- 前記鋳造部は、前記管部材の前記ボアが鋳造材料を実質的に含まないように鋳造された、請求項4〜6のいずれかに記載の方法。
- 前記アンカー部の前記ボア内に軸受アセンブリを設けることを含む、請求項4〜8のいずれか又は請求項11に記載の方法。
- 前記軸受アセンブリを設けることが、軸受レースを設けることを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記軸受アセンブリによって回転自在に支持される回転軸部材を設けることをさらに含む、請求項10、12又は13に記載の方法。
- 前記アンカー部が固定部材用のアンカーを備え、前記方法が前記管部材の前記ボアを介して固定部材を挿入することを含む、請求項4〜14のいずれかに記載の方法。
- 前記固定部材によって前記アンカー部に圧縮荷重を加えることを含み、該圧縮荷重は、少なくともその部品を前記管部材の前記ボアの軸に対して平行にする、請求項15に記載の方法。
- 前記固定部材がボルト部材を含む、請求項15又は16に記載の方法。
- 前記ボルト部材に取り付けられたナットによって少なくとも部分的に前記アンカー部に圧縮荷重を加えることを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記補強部材の金属マトリックス複合材料がアルミニウムマトリックス複合材料を含む、請求項1〜18のいずれかに記載の方法。
- アルミニウムを含む溶融材料から前記鋳造部を形成させることを含む、請求項1〜19のいずれかに記載の方法。
- 前記溶融材料がアルミニウム及びアルミニウム合金から選択されたものである、請求項20に記載の方法。
- 前記補強部材を金型内に配置し;そして該金型に溶融金属を導入して部品の少なくとも一部を成形することを含む、請求項1〜21のいずれかに記載の方法。
- 自動車又は航空宇宙部品である前記部品を形成することを含む、請求項1〜22のいずれかに記載の方法。
- サスペンションシステムの部品である前記部品を形成することを含む、請求項1〜23のいずれかに記載の方法。
- 追加部品を取り付けるためのアンカー部を有する部品であって、
鋳造部を備え、該アンカー部は該鋳造部及び該鋳造部によって保持される少なくとも1個の金属マトリックス複合補強部材の少なくとも一部を備え、
該アンカー部はボアを有し、該補強部材は、少なくともその部品を該ボアの長手方向軸に対して略平行にし又は一致させる長手方向軸を有し、該アンカー部は、第2部品をそのボアに挿入して該第2部品を該アンカー部に取り付けるように構成された部品。 - 前記補強部材が前記部品の前記鋳造部の一部によって実質的に取り囲まれている、請求項25に記載の部品。
- 前記補強部材が実質的に細長い部材の形態、任意に実質的に細長いロッド部材の形である、請求項25又は26に記載の部品。
- 前記補強部材が少なくとも部分的に貫通して形成されたボアを有する管部材を備える、請求項25〜27のいずれかに記載の部品。
- 前記管部材の前記ボアが前記管部材を実質的に完全に貫通している、請求項28に記載の部品。
- 前記部品が軸受アセンブリと組み合わせて設けられており、該軸受アセンブリが前記アンカー部に設けられている、請求項25〜29のいずれかに記載の部品。
- 前記部品が固定部材と組み合わせて設けられており、該固定部材が前記アンカー部の前記ボアに通されている、請求項25〜30のいずれかに記載の部品。
- 前記固定部材が前記アンカー部に圧縮荷重を加えるように構成される、請求項31に記載の部品。
- 前記補強部材の金属マトリックス複合材料がアルミニウムマトリックス複合材料を含む、請求項25〜32のいずれかに記載の部品。
- 前記鋳造部がアルミニウムを含む、請求項25〜33のいずれかに記載の部品。
- 前記鋳造部がアルミニウム及びアルミニウム合金から選択されたものである、請求項34に記載の部品。
- 請求項25〜35のいずれかに記載の部品を備えるサスペンションシステム。
- 請求項25〜35のいずれかに記載の部品又は請求項36に記載のサスペンションシステムを備える自動車。
- 請求項25〜35のいずれかに記載の部品を備える航空機又は船舶。
- 添付図を参照して本明細書に実質的に記載した方法、部品、システム、車両、航空機又は船舶。
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