JP2971495B2

JP2971495B2 - アルミニウム合金鋳物製品

Info

Publication number: JP2971495B2
Application number: JP1703790A
Authority: JP
Inventors: 寿雄藤田
Original assignee: Asahi Tec Corp
Current assignee: Asahi Tec Corp
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1990-01-25
Publication date: 1999-11-08
Anticipated expiration: 2014-11-08
Also published as: JPH03221257A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、アルミニウム合金鋳物製品であって、そ
の筒部の内面にリング状に形成された鋳鉄製のインサー
トを鋳ぐるんだものに関する。

（従来の技術）アルミニウム合金製の鋳物製品は、鋳鉄製鋳物製品と
比べて重量が軽く，放熱性等が良好であるが、耐圧荷重
等が劣るので、アルミニウム合金製の鋳物製品の所要の
局部に鋳鉄性のインサートを鋳ぐるみ、アルミニウム合
金製鋳物を弱点をカバーさせることが広く行なわれてい
る。

かかるインサートは、アルミニウム合金鋳物製の母材
を局部的な大きな面圧等の力から保護するものであるの
で、インサートは高い剛性を有することが求められ、そ
の結果肉厚等が比較的大きな部材として形成されること
が好ましい。

そして、このようにアルミニウム合金鋳物の母材中
に、異種金属である鋳鉄製のインサートを鋳ぐるみ一体
に形成する場合、両者が密着状態となることが機能上好
ましいので、アルミニウム合金の溶湯中に配設されるイ
ンサートを予め加熱して温度を高め両者の密着性の改善
を図ることも行なわれている（例えば、特開昭54−1022
8号広報参照）。

しかしながら、インサートを高温にすると、インサー
トの熱歪が大きくなって、かえって両者の密着性を悪化
させる面もある。

（発明が解決しようとする課題）かかる従来の技術において、予め加熱したインサート
を用いて鋳造を行なう場合、インサートの近傍での湯廻
りを良好に維持するためには、インサートをかなりの高
温の状態で維持することが必要であり、鋳造作業が煩雑
である。

また、アルミニウム合金製の母材が筒状に形成される
筒部において、リング状のインサートを鋳ぐるみにより
設置する場合、前記のようにインサート自体に生じた熱
歪が、鋳造時後に回復することにより、母材の筒部とイ
ンサートとを密着状態に鋳造することが難しく、インサ
ートの温度管理を一層厳格に行なうことが必要で、鋳造
作業もさらに煩雑なものとなっている。

この発明は、このような事情に基づいてなされたもの
で、鋳造作業の煩雑さを軽減するとともに、前記筒部に
おいてアルミニウム合金製の母材とリング状のインサー
トとが良好に密着したアルミニウム合金鋳物製品を提供
することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するために、この発明は、筒部を備え
たアルミニウム合金鋳物製の母材と、リング状に形成し
た鋳鉄製インサートとを有し、前記筒部に前記インサー
トを鋳ぐるんで前記筒部の内周面に装着したアルミニウ
ム合金鋳物製品であって、前記筒部の半径方向におい
て、前記インサートの厚さを5mm以上とし、かつ、前記
筒部のアルミニウム合金の厚さを前記インサートの厚さ
の２倍以上としたものである。

（作用）この発明によれば、注湯時に筒部に供給される，多く
のアルミニウム合金の溶湯によって熱量が補われ、溶湯
温度を過度に低下させず、良好な湯廻り状態を保つこと
ができる。

そのため、インサートの温度を従来ほど高温に維持せ
ずに済み、インサートの熱歪を軽減でき、インサートの
温度を従来ほど厳格に管理せずともインサートと筒部の
アルミニウム合金母材との密着性を良好にすることがで
きる。

また、インサートの筒部半径方向の厚さを5mm以上の
リング状とし、かつ前記のように高い加熱温度とせずに
済むので、鋳ぐるみに伴うインサートの熱歪が極めて軽
減され、母材との密着性が向上し、インサートが母材か
ら剥離することに起因しての破壊のおそれもない。

したがって、鋳造作業の煩雑さが軽減されるととも
に、前記筒部においてアルミニウム合金製の母材と厚さ
の厚いリング状のインサートとが良好に密着したアルミ
ニウム合金鋳物製品を提供することができる。

（実施例）以下、図面に示す一実施例により、この発明を説明す
るが、この実施例のアルミニウム合金鋳物製品は、自動
車のディファレンシャル装置を構成するディファレンシ
ャル・キャリア（以下、デフ・キャリアという）に関す
るものである。

デフ・キャリア１は、全体形状を第４図および第５図
に示すように、概ね一方（第４図で右側）が開放した容
器状にアルミニウム合金鋳物で形成されている。

このデフ・キャリア１にはエンジンからの駆動力を伝
達するプロペラ軸２の軸受部３が第１図の左側に形成さ
れており、デフ・キャリア１の右側部分には、自動車の
左右の車軸4a,4bをそれぞれ軸受する第２の軸受部５が
形成されている。

なお、これらのプロペラ軸２および車軸4a,4bは、こ
の発明でいう回転軸に該当するものである。

そして、このデフ・キャリア１内には、図示しない
が、これらのプロペラ軸２と左右の車軸4a,4bの先端と
の間にベベルギヤ等からなる差動装置が設けられ、これ
によって左右の車輪の回転数に差を生じる場合に、一方
の車軸の回転数を低下させ、他方の車軸の回転数を増加
させてそれぞれの回転数を調整するディファレンシャル
装置の機能を奏するものである。

かかるデフ・キャリア１において、これらの軸受部３
および第２の軸受部５の構造は以下の通りである。

まず、軸受部３について主に第１図と第３図により説
明する。

軸受部３は、アルミニウム合金鋳物でデフ・キャリア
１に一体に形成された筒部６の内面に、鋳鉄（例えば、
FC45）で略筒状に形成されたインサート７を鋳ぐるんで
形成したもので、このインサート７の両端にはそれぞれ
別体に形成されたボールベヤリング等の軸受11,12が圧
入して装着され、これらの軸受11,12を介して前記プロ
ペラ軸２が回転可能に支持される。

インサート７は、第１図および第３図に断面で示すよ
うに、概ね円筒形状であるが、その両端部には、大径部
7a,7bが離間して形成されており、これらの大径部7a,7b
はこの発明でいう軸受保持部に該当するものであって、
前述の軸受11,12が装着される。

このインサート７の大径部7a,7bの外周には、放射方
向に突出した回り止め用突起7cが形成されており、これ
らの突起7cによりこのインサート７はアルミニウム合金
母材である筒部６に対する回転の防止が図られている。

ところで、このインサート７において、前記突起7c等
を除いた、円環状の基本断面での半径方向の厚さt1（第
２図）は、5mm以上に形成されており、インサート７自
体の剛性を高く設定して母材である筒部６とによる総合
的な強度が確保されている。

そして、このインサート７が鋳ぐるまれる筒部６のア
ルミニウム合金鋳物母材の半径方向の厚さt2（第２図）
は、前記インサート７の各部に対応して、それぞれ前記
インサート７の半径方向の厚さt1の２倍となるように設
定されている。

すなわち、この実施例のインサート７では、インサー
ト７の基本断面における半径方向の厚さt1が5mmに均一
に設定されているので、このインサート７の外側に位置
する筒部のアルミニウム合金鋳物母材の厚さt2は10mmの
均一厚さとして設定されている。

そして、さらに密着性を高めるため、このインサート
７のアルミニウム合金鋳物母材中に鋳ぐるまれる部分の
表面には、純アルミニウム粉末を溶射して表面処理を行
い、アルミニウム合金鋳物母材に対するインサート７の
密着性の改善が図られている。

次に第２の軸受部５の構造を説明すると、左右の車軸
4a,4bをそれぞれ軸受する，第２の軸受部５は、前記イ
ンサート７の軸方向と直角方向に向けて次のように設置
されている。

第２の軸受部５は、それぞれデフ・キャリア１にアル
ミニウム合金鋳物で一体に形成された第２の筒部14と、
この第２の筒部14の内側に鋳ぐるまれた、鋳鉄製の第２
のインサート15とを有する。

第２のインサート15は、第１図および第２図に示すよ
うに、リング状に形成されたリング部15aと、一方の周
縁方向に延在し先端を屈曲した形状としたアンカー部15
bとを一体に有するものである。

そして、第１図から明らかなように、この第２のイン
サート15のリング部15aおよびアンカー部15bは前記筒部
14を内面に鋳ぐるまれている。なお、このアンカー部15
bの外形を滑らかな曲面で形成し、第２の筒部14での湯
廻りを良好に維持させている。

そして、このように第２の筒部14に一部を鋳ぐるんだ
第２のインサート15の外側には、半割形状に形成した軸
受カバー16（第２図）をボルト17で締付け、第２のイン
サート15を軸受とともに押圧固定する。

なお、この第２のインサート15のリング部15aは、前
記のインサート７で説明したものと同様の鋳ぐるみの条
件をそのリング部15aの基本断面において満たすもので
ある。

すなわち、この第２のインサート15のリング部15aの
円環状の基本断面において、半径方向における厚さを5m
m以上とし、かつ、その外側に位置する第２の筒部14の
半径方向の母材厚さをこのリング部15aの厚さの２倍と
して形成してある。また、鋳ぐるまれるリング部15aの
表面に純アルミニウム粉末を溶射して表面処理がなされ
ていることも同様である。

したがって、この第２のインサート15のリング部15a
についても、以下に説明する，前記インサート７と同様
の効果を奏する。

前述のように形成されたインサート７をアルミニウム
合金鋳物母材からなる筒部６内に鋳ぐるむ場合、次のよ
うにして行なわれる。

まず、インサート７は加熱炉によって適宜加熱され
る。しかし、本願による場合、後述のように溶湯による
加熱量を十分に確保しているので、従来のようにインサ
ート７をかなりの高温とせず、またアルミニウム母材を
過冷却としない等のために厳重な温度管を理行なう必要
はなく、ラフな取扱が可能であるので、鋳造作業を煩雑
にすることが少ない。

そして、このように予熱されたインサート７を中子
（不図示）を所定の位置に装着して、鋳型中にセット
し、アルミニウム合金の溶湯を注型する。

このアルミニウム合金の溶湯を注型して鋳型内に満た
すと、このインサート７の外側にもアルミニウム合金を
溶湯が位置することになるが、前述のようにインサート
７の２倍の厚さの溶湯が位置しているので、比熱が小さ
く熱伝導度の高いアルミニウム合金であっても、インサ
ート７を加熱するのに十分の熱量を有する。

この溶湯を有する熱量でインサート７が加熱されると
同時に、溶湯から熱が奪われるので凝固が進行するが、
十分な熱量があるので、溶湯の凝固がそれほど急激なも
のでなく、インサート７の外側となる筒部６のアルミニ
ウム合金の金属組織を過冷却によって粗大化する等の不
具合を生じない。

このようにアルミニウム合金の溶湯の凝固が急激でな
いので、インサート７の外側に位置する筒部６のアルミ
ニウム合金母材は、インサート７の表面に密着した位置
で凝固することとなり、インサート７の表面と筒部６の
アルミニウム合金母材との密着性が良好な状態に鋳造が
行なわれる。

また、インサート７の温度が従来ほど高くないので、
インサート７に生じる熱歪が小さく、この意味からもイ
ンサート７と筒部６との密着性が改善する。

そのうえ、インサート７の表面に純アルミニウムの溶
射による表面処理が施されているので、両者の密着性は
さらに向上する。

そして、とくに、このインサート７においては、その
両端に離間して大径部7a,7bを形成し、それぞれに軸受1
1,12を装着するものであるので、軸方向寸法が長く、そ
の結果筒部６を形成するアルミニウム合金母材との間に
大きな接触面積を容易に確保することができ、両者の結
合を確実にすることができる。

また、このインサート７の両端部にそれぞれ大径部7
a,7bを形成し、これらの大径部7a,7bにそれぞれ別体に
形成された軸受11,12を装着するので、回転軸であるプ
ロペラ軸２を保持するそれぞれ別体の軸受11,12は、と
もにこのインサート７を基準として設置され、軸受11,1
2間の設置位置精度のばらつき要因が少なくなり、設置
精度が良好になる。

さらに、このようにインサート７がその軸方向寸法と
してこれらの軸受11,12間に渡る長い寸法を有するの
で、母材の筒部６を形成する中子にその軸方向に沿って
精度良く設置することが容易となり、アルミニウム合金
母材に対するインサート７の傾斜等の位置ずれが発生し
にくくなる。

（発明の効果）以上説明したように、この発明によれば、インサート
の温度を従来ほど高温に維持せずに済むとともに、その
温度管理が従来ぼど厳格でなくて済むので、鋳造作業の
煩雑さが軽減される。

同時に、インサートの温度を従来ほど高温に維持せず
に済むことにより、インサートの熱歪を軽減することが
でき、厚さの厚いリング状のインサートであっても筒部
のアルミニウム合金製の母材と良好に密着したアルミニ
ウム合金鋳物製造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明のデフ・キャリアにおける実施例に関
し、第１図は第４図のＩ−Ｉ断面図、第２図は第１図の
II−II断面図、第３図は第２図のIII−III断面図、第４
図はデフ・キャリアの正面図、第５図は第４図のＶ矢視
図である。 1;鋳物製品（デフ・キャリア）、 2;回転軸（プロペラ軸）、 3;軸受部、 5;第２の軸受部、 6;筒部、 7;インサート、 7a,7b;軸受保持部（大径部）、 11,12;軸受、 14;第２の筒部、 15;第２のインサート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B22D 19/00 F16H 57/02 531

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】筒部を備えたアルミニウム合金鋳物製の母
材と、リング状に形成した鋳鉄製インサートとを有し、
前記筒部に前記インサートを鋳ぐるんで前記筒部の内周
面に装着したアルミニウム合金鋳物製品であって、前記筒部の半径方向において、前記インサートの厚さを
5mm以下とし、かつ、前記筒部のアルミニウム合金の厚
さを前記インサートの厚さの２倍以上としたことを特徴
とするアルミニウム合金鋳物製品。
【請求項２】前記インサートの両端部に軸受保持部がそ
れぞれ形成され、前記インサートの両端部の軸受保持部
に軸受がそれぞれ装着されていることを特徴とする請求
項１に記載のアルミニウム合金鋳物製品。