JP3044202B2 - 軽合金複合部材の製造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軽合金複合部材の
製造装置に関し、特に気孔を有する被複合部材を鋳型内
に保持した状態で、軽合金溶湯をその被複合部材の気孔
内に含浸させてその溶湯及び被複合部材を複合化するよ
うにしたものの技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、アルミニウム合金等の軽合金は
軽量でかつ熱伝導性が良好であるため、自動車用エンジ
ン部品等に多く使用されているが、強度や耐摩耗性に劣
るという欠点がある。そこで、強度や耐摩耗性が必要と
される部位のみを強化すべく、例えば特公平２−３０７
９０号公報や特公平２−６２７７６号公報に示されてい
るように、ニッケル等の金属若しくはその繊維又はセラ
ミックの繊維若しくは粒子からなる強化材で部分的に複
合化する方法が知られている。この方法では、予め上記
強化材を用いて内部に気孔を有する被複合部材を作製し
ておき、加圧パンチやプランジャ等によってアルミニウ
ム合金の溶湯に高圧力を加える高圧鋳造法により上記被
複合部材の気孔内にその溶湯を含浸させて被複合部材と
アルミニウム合金とを複合化するようにしている。

【０００３】ところが、上記方法では、被複合部材の気
孔内にエアが残ってしまうと、溶湯が気孔内に完全に含
浸されず、健全な軽合金複合部材が得られないという問
題があり、溶湯及び被複合部材の複合化時にその被複合
部材の気孔内に存在するエアを良好に排出させることが
要求されている。

【０００４】そこで、従来、例えば特公平３−５０６１
８号公報に示されているように、鋳型の被複合部材と当
接する部位にエアベントを設け、このエアベントを介し
て真空ポンプにより被複合部材の金型への吸引固定から
溶湯の注湯、凝固に至るまで製品キャビティ内及び被複
合部材内のエアを吸引することにより、溶湯及び被複合
部材を良好に複合化させるようにすることが提案されて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案例の
ものでは、健全な軽合金複合部材が得られるものの、真
空ポンプが必要であるために、軽合金複合部材の製造装
置が大形化すると共に、多大なコストアップを招いてし
まう。

【０００６】一方、鋳型にエアベントを単純に設けるの
みでは、鋳型の構成等によりそのエアベントの位置に制
約が生じ易く、被複合部材の一部にエアが残って軽合金
複合部材の複合部にエアの巻き込みによる欠陥等が発生
する場合があり、安定的に良好な複合化を行うことがで
きないという問題がある。

【０００７】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、上述の如く軽合金溶湯
を被複合部材に含浸させてその溶湯及び被複合部材を複
合化する場合に、鋳型の構成に工夫を凝らすことによっ
て、真空ポンプ等を使用しなくても、溶湯及び被複合部
材の複合化時に被複合部材の気孔内のエアを良好に排出
してその複合化を確実に行うようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明では、気体加圧手段で溶湯を加圧して溶
湯及び被複合部材を複合化させるようにした軽合金複合
部材の製造装置において、鋳型の型合せ面部に、該鋳型
を型合せすることにより被複合部材を挟持して製品キャ
ビティ内に固定保持する挟持部と、この挟持部に連続し
て配置され、溶湯及び被複合部材の複合化時に被複合部
材中のエアを鋳型外の大気へ排出する複数のエア排出通
路とを設けるようにした。

【０００９】具体的には、請求項１の発明では、上下方
向に分割可能な上側及び下側の型の一方に気孔を有する
被複合部材を設置した状態で該両型同士を所定の型合せ
面部にて型合せすることにより、該両型間に製品キャビ
ティを画成すると共に、該製品キャビティ内に上記被複
合部材を固定保持する鋳型と、該鋳型の製品キャビティ
内に所定圧力の気体を導入することにより、製品キャビ
ティ内に充填した軽合金溶湯を加圧する気体加圧手段と
を備え、上記被複合部材の固定保持状態で上記軽合金溶
湯を鋳型の製品キャビティ内へ充填しかつ該充填した溶
湯を上記気体加圧手段で加圧することにより上記被複合
部材の気孔内に溶湯を含浸させることで、溶湯及び被複
合部材を複合化させるようにした軽合金複合部材の製造
装置を前提とする。

【００１０】そして、上記鋳型の型合せ面部に、該鋳型
を型合せすることにより上記被複合部材を挟持して上記
製品キャビティ内に固定保持する挟持部と、該挟持部に
連続して配置され、上記複合化時に被複合部材中のエア
を鋳型外の大気へ排出するエア排出通路とが設けられて
おり、上記鋳型における下側の型の型合せ面部には、型
合せ面と、該型合せ面よりも下側に凹み、上記被複合部
材が設置される下側挟持部と、上記型合せ面に、該下側
挟持部に連続するように切り欠かれてなり、上記エア排
出通路を構成する切欠部とが設けられ、上記鋳型におけ
る上側の型の型合せ面部には、該鋳型を型合せすること
により上記下側の型の型合せ面に当接する型合せ面と、
該型合せ面と同一面に形成されてなる上側挟持部とが設
けられているものとする。

【００１１】このことにより、エア排出通路は、鋳型の
型合せ面部であればどの部分においても、その型合せ面
部を切り欠くことで容易に設けることができる。しか
も、エア排出通路は挟持部に連続して設けられているの
で、エア排出通路の一方の端を被複合部材に略当接させ
ることができ、その気孔内のエアを容易に排出すること
ができる。このため、真空ポンプを使用しなくても、被
複合部材の気孔内のエアを一部に残すことなく排出する
ことができ、溶湯を気孔内に完全に含浸させることがで
きる。また、被複合部材は挟持部により挟持されている
ので、押えピン等を設けなくても両型で被複合部材を直
接的に固定保持することができる。よって、被複合部材
の保持の確実化を図りつつ、気体による低加圧であって
も溶湯及び被複合部材を良好に複合化することができ、
軽合金複合部材の複合部の品質を向上させることができ
る。また、軽合金複合部材の製造装置を簡略化かつ小形
化することができる。

【００１２】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、被複合部材は、リング状に形成され、鋳型の型合
せ面部は、上記被複合部材の略全体に対応するようにリ
ング状に形成され、エア排出通路は、上記鋳型の型合せ
面部に円周方向に亘って複数設けられているものとす
る。このことで、被複合部材内のエアを良好に排出させ
るようにすることができる。

【００１３】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、気体加圧手段は、鋳型において被複合部材の略中
心線上の位置から製品キャビティ内の溶湯を加圧するよ
うに構成されているものとする。

【００１４】このようにすることで、被複合部材の気孔
内のエアはその被複合部材の中心部から外周方向に向か
って均等に排出されるので、被複合部材内にエアが残る
ことはない。この結果、軽合金複合部材の複合部にエア
の巻き込みによる欠陥等が発生することはなく、常に良
好な複合化を行うことができる。よって、軽合金複合部
材の複合部における品質を安定的に向上させることがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１〜図４は、本発明の実施形態に
係る軽合金複合部材の製造装置Ａを示し、この製造装置
Ａは、図５に示すように、自動車エンジン用のピストン
１を製造するためのものである。このピストン１の上部
における外周部には、上から順に、トップリングを嵌装
するためのトップリング溝３と、セカンダリングを嵌装
するためのセカンダリング溝４と、オイルリングを嵌装
するためのオイルリング溝５とがそれぞれ形成されてい
る。そして、このピストン１は、軽合金としてのアルミ
ニウム系合金（ＪＩＳ規格Ｈ５２０２に規定されている
ＡＣ８Ａ等）を母材とし、上記トップリング溝３の周囲
のみがそのアルミニウム系合金とニッケル−クロム合金
の強化材とで複合化された複合部６を有するアルミニウ
ム系合金複合部材とされている。尚、図５中、７は、こ
のピストン１とコネクティングロッドとを連結するピス
トンピンを挿入するためのピストンピン挿入孔である。
また、８は、このピストン１の内部における上記複合部
６よりも内側に形成されたリング状の冷却用オイル通路
である。

【００１６】上記ピストン１の複合部６は、上記アルミ
ニウム系合金と複合化される前は、図６に示すように、
気孔を有する（気孔率８０〜９５％つまり体積率５〜２
０％）リング状の金属多孔体からなる被複合部材２２と
され、その被複合部材２２の気孔内にアルミニウム系合
金が含浸された状態となっている。尚、上記被複合部材
２２は、その外径がピストン１の外径よりも大きく、ま
た、その外周部にはトップリング溝３に相当する溝は形
成されておらず、後述の如く、製造装置Ａにより被複合
部材２２とアルミニウム系合金とが複合化された鋳物９
（図７参照）に対して機械切削加工を施すことにより、
所定のピストン形状とされるようになっている。

【００１７】上記製造装置Ａは、２分割されてその各型
合せ面１２ｅに対して略対称形状をなすサイド型１２，
１２と、この両サイド型１２，１２同士が各型合せ面１
２ｅにて型合せされた状態で形成された断面円形状の上
型挿入孔１８及び中型挿入孔１９にそれぞれ挿入された
略円筒状の上型１３及び中型１４とからなる鋳型１１を
有している。この両サイド型１２，１２同士が各型合せ
面１２ｅにて型合せされかつ上型１３及び中型１４が上
型挿入孔１８及び中型挿入孔１９にそれぞれ完全に挿入
されて型合せされた状態で、これらの型１２〜１４によ
って画成された空間が、上記ピストン１（切削加工前の
鋳物９）と略同じ形状の製品キャビティ１５とされ、そ
の製品キャビティ１５内にアルミニウム系合金の溶湯４
３（図８及び図９参照）が充填されて上記鋳物９が鋳造
されるようになっている。上記上型１３及び中型１４は
上下方向に、また両サイド型１２，１２はその各型合せ
面１２ｅと垂直な方向（図１の紙面垂直方向）にそれぞ
れ図外の油圧シリンダによりスライド可能に構成され、
鋳造が完了すると各型１２〜１４が互いに離れる方向に
スライド（型開き）されるようになっている。尚、図１
中、１７は上記ピストンピン挿入孔７を形成するための
鋳抜きピンである。

【００１８】上記鋳型１１の各サイド型１２における上
型挿入孔１８の底部には上型１３との型合せ面部１２ａ
が、また上型１３の下部には各サイド型１２との型合せ
面部１３ａがそれぞれ形成されている。この両型合せ面
部１２ａ，１３ａは、上記被複合部材２２に対応するよ
うに該被複合部材２２の略全体に亘ってリング状に設定
されており、その両型合せ面部１２ａ，１３ａには、各
サイド型１２及び上型１３の型合せにより互いに当接す
る型合せ面１２ｂ，１３ｂがそれぞれ設けられている。
また、その両型合せ面部１２ａ，１３ａには、その各型
合せ面１２ｂ，１３ｂの内周側において被複合部材２２
を上下方向に挟持して固定保持する挟持部１２ｃ，１３
ｃ（上側挟持部１３ｃ及び下側挟持部１２ｃ）がそれぞ
れ設けられている。すなわち、この各サイド型１２の挟
持部１２ｃは被複合部材２２の外周面が略嵌合するよう
にその型合せ面１２ｂよりも下側にその被複合部材２２
の厚みと略同じだけ凹んで形成されている一方、上型１
３の挟持部１３ｃはその型合せ面１３ｂと同一面に形成
されている。この各挟持部１２ｃ，１３ｃにより各サイ
ド型１２及び上型１３がその型合せ面１２ｂ，１３ｂに
て型合せされたときに被複合部材２２の外周部を上下方
向に挟持して固定保持するようになっている。

【００１９】上記各サイド型１２の型合せ面１２ｂより
も外周側にはリング状の凹部１２ｄが形成され、この凹
部１２ｄ内の外周側面は上記上型挿入孔１８の内周面に
連続するように形成されている。一方、上型１３の型合
せ面１３ｂよりも外周側にはその型合せ面１３ｂから突
起部１３ｄが突設され、この突起部１３ｄの外周側面は
この上型１３の外周面に連続するように形成されてい
る。そして、この突起部１３ｄの内周側面が上記各サイ
ド型１２の凹部１２ｄの内周側面に嵌合され、このこと
で、両サイド型１２，１２における上型挿入孔１８に対
して上型１３の径方向の位置決めがなされるようになっ
ている。

【００２０】また、上記各サイド型１２と上型１３との
両型合せ面部１２ａ，１３ａには、上記各挟持部１２
ｃ，１３ｃに連続してその外周側に配置され、後述の如
く溶湯４３及び被複合部材２２を複合化するときに被複
合部材２２の気孔中に存在するエア（製品キャビティ１
５内のエアを含む）を鋳型外の大気へ排出する８つのエ
ア排出通路３０，３０，…が設けられている。すなわ
ち、図３及び図４に詳細に示すように、各サイド型１２
の型合せ面１２ｂと凹部１２ｄの内周側面には、略一定
の幅でそれぞれ径方向及び上下方向に延びるように切り
欠かれた複数の切欠部１２ｆ，１２ｆ，…が形成されて
おり、上記各エア排出通路３０は、各サイド型１２と上
型１３とが型合せされたときにその各切欠部１２ｆによ
り各サイド型１２及び上型１３間に形成される隙間から
なっている。これら８つのエア排出通路３０，３０，…
は円周方向に略等間隔で設けられ、このことで、被複合
部材２２に対して各エア排出通路３０から略均等にその
気孔内のエアが排出されるようになっている。

【００２１】上記各エア排出通路３０から排出されるエ
アは、各サイド型１２の凹部１２ｄの底面及び外周側面
（上型挿入孔１８の内周面）と上型１３の突起部１３ｄ
の下面及び外周側面（上型１３の外周面）との隙間から
鋳型１１の外側の大気へ排出されるようになっている。
また、このエアが排出された後、溶湯４３がその各エア
排出通路３０に進入するが、進入直後に溶湯４３が冷却
凝固してその各エア排出通路３０はシールがなされるよ
うになっている。

【００２２】上記鋳型１１の製品キャビティ１５内に
は、上記冷却用オイル通路８を形成するためのリング状
の塩中子２３が保持可能とされている。すなわち、上記
中型１４の上面には、上記塩中子２３に設けた上下方向
の貫通孔（図示せず）に嵌合する突起部（図示せず）が
設けられ、この突起部により塩中子２３が上記被複合部
材２２の直ぐ内側となる位置に保持されるようになって
いる。

【００２３】上記鋳型１１の両サイド型１２，１２同士
の各型合せ面１２ｅには、その上部の上型挿入孔１８側
方において鋳型１１内にアルミニウム系合金溶湯４３を
充填するためのテーパ面を有する湯口２６と、この湯口
２６及び上記製品キャビティ１５下部を接続する湯道２
７（注湯空間）とが形成されている。この湯道２７は、
断面円形状で湯口２６から下方に延びた後に略直角に製
品キャビティ１５側に折れ曲り、水平方向に延びて製品
キャビティ１５に接続されている。

【００２４】上記湯口２６は、後述の如く溶湯４３を製
品キャビティ１５内に充填した後に、この湯口２６の上
方で上下方向に図外の油圧シリンダによりスライド可能
とされた閉塞部材３７で覆われるようになっている。こ
の閉塞部材３７は、その下部に湯口２６のテーパ面と略
同形状のテーパ面を有し、その下部が湯口２６の上部に
嵌合することでこの湯口２６は完全に塞がれる。このと
き、湯道２７ないし製品キャビティ１５内は実質的に密
閉された状態となる。すなわち、上記各エア排出通路３
０を考慮すると完全な密閉状態ではないが、この各エア
排出通路３０は、上述の如く凝固された溶湯４３でシー
ルがなされるので、湯口２６が閉塞部材３７で閉塞され
ることで湯道２７ないし製品キャビティ１５内は密閉さ
れていると見做せる状態となっている。また、たとえ他
に湯道２７ないし製品キャビティ１５内のエアが外部へ
リークする箇所が存在したとしても、後述の如く溶湯４
３をエアで加圧する際、その溶湯４３を上記被複合部材
２２の気孔内に完全に含浸させるのに必要な加圧力が確
保される状態となっている。したがって、上記閉塞部材
３７により、溶湯４３を製品キャビティ１５内に充填し
た状態で、湯道２７ないし製品キャビティ１５内を実質
的に密閉する密閉手段が構成されている。

【００２５】上記鋳型１１の上型１３下部の略中心部に
は、上方に向かって径が小さくなる円錐状の押湯空間１
３ｅがその上型１３上面近傍まで形成されている。上記
上型１３上部の略中心部には、その押湯空間１３ｅに連
通するパイプ３８の一端部が接続されている。このパイ
プ３８の他端部は、圧力が０．０４９〜２．９４MPaの
範囲（特に好ましいのは０．０４９〜０．９８MPa の範
囲）にある工場エアを生成する加圧エア源（図示せず）
に接続されている。そして、上記閉塞部材３７により湯
道２７ないし製品キャビティ１５内を密閉した状態で、
上記加圧エア源から工場エアが製品キャビティ１５上部
の押湯空間１３ｅに供給され、その押湯空間１３ｅから
溶湯４３を加圧するようになっている。このことで、上
記パイプ３８及び加圧エア源により被複合部材２２の略
中心線上の位置から工場エア（気体）を製品キャビティ
１５内に吹き込んで該製品キャビティ１５内の溶湯４３
を加圧する気体加圧手段３９が構成されている。そし
て、この溶湯４３の加圧により溶湯４３と被複合部材２
２とが複合化されるようになっている。

【００２６】尚、上記工場エアの圧力は、０．０４９MP
a よりも小さいと、溶湯４３及び被複合部材２２の複合
化を良好に行うことが困難となる一方、２．９４MPa よ
りも大きいと、上記各エア排出通路３０や両サイド型１
２，１２同士の各型合せ面１２ｅの隙間等から溶湯４３
が吹き出すのを防止するために各エア排出通路３０を長
く設定したり型締力を大きくしたりする必要があるの
で、０．０４９〜２．９４MPa の範囲としている。

【００２７】以上の構成からなる軽合金複合部材の製造
装置Ａを用いて上記ピストン１を製造する方法を説明す
る。先ず、鋳型１１の上型１３及び閉塞部材３７を上方
にスライドさせた状態で、被複合部材２２を各サイド型
１２の凹状の挟持部１２ｃに略嵌合させると共に、塩中
子２３を中型１３の突起部に保持する。その後、上型１
３を上型挿入孔１８に挿入してその型合せ面１３ｂを各
サイド型１２の型合せ面１２ｂに当接させる。このと
き、上型１３の型合せ面１３ｂよりも外周側に位置する
突起部１３ｄの内周側面が各サイド型１２の型合せ面１
２ｂよりも外周側に位置する凹部１２ｄの内周側面に嵌
合され、上型挿入孔１８に対して上型１３の径方向の位
置決めがなされる。また、各サイド型１２と上型１３と
の各挟持部１２ｃ，１３ｃにより被複合部材２２が挟持
されて固定保持される。

【００２８】そして、図８に示すように、アルミニウム
系合金の溶湯４３を酌４４により湯口２６から湯道２７
ないし製品キャビティ１５内に送給した後、閉塞部材３
７を下方にスライドさせて湯口２６をその閉塞部材３７
で閉塞する。このとき、上述の如く、湯道２７ないし製
品キャビティ１５内は実質的に密閉された状態となる。

【００２９】続いて、図９に示すように、上記加圧エア
源からパイプ３８を介して製品キャビティ１５上部の押
湯空間１３ｅに工場エアを供給して製品キャビティ１５
内の溶湯４３を加圧する。この加圧により溶湯４３が被
複合部材２２の気孔内に最初から存在するエアを押し出
しながらその気孔内に含浸されて、溶湯４３及び被複合
部材２２が複合化される。そして、その溶湯４３に押し
出されたエアは各エア排出通路３０並びに各サイド型１
２の凹部１２ｄの底面及び外周側面と上型１３の突起部
１３ｄの下面及び外周側面との隙間を通って鋳型１１の
外側の大気へ排出される。

【００３０】このとき、各エア排出通路３０は各サイド
型１２及び上型１３において挟持部１２ｃ，１３ｃに連
続して設けられているので、各エア排出通路３０の一方
の端が被複合部材２２に略当接され、その気孔内のエア
を容易に排出することができる。また、リング状の被複
合部材２２の略中心線上の位置から工場エアを製品キャ
ビティ１５内に吹き込んで該製品キャビティ１５内の溶
湯４３を加圧するように構成されていると共に、複数の
エア排出通路３０，３０，…が円周方向に略等間隔に形
成されているので、被複合部材２２の気孔内のエアはそ
の被複合部材２２の中心部側から外周方向に向かって均
等に排出され、被複合部材２２内にエアが残ることはな
い。この結果、溶湯４３及び被複合部材２２の複合化を
常に良好に行うことができ、ピストン１の複合部６にエ
アの巻き込みによる欠陥等が発生することはなくなる。

【００３１】そして、被複合部材２２の気孔内のエアが
排出された後、溶湯４３がその各エア排出通路３０に進
入し、その直後に溶湯４３が冷却凝固してその各エア排
出通路３０のシールがなされ、湯道２７ないし製品キャ
ビティ１５内は密閉状態となる。

【００３２】次に、しばらくの間溶湯４３をそのまま加
圧し続けた後、加圧を中止して溶湯４３を冷却凝固させ
る。その後、上記閉塞部材３７を上方にスライドさせる
と共に、上型１３、中型１４及び両サイド型１２，１２
をそれぞれスライドさせて型開きを行い、鋳造された鋳
物９を鋳型１１内から取り出す。このとき、図７に示す
ように、この鋳物９は、トップリング溝３、セカンダリ
ング溝４及びオイルリング溝５が形成されておらず、被
複合部材２２の外周部が周囲よりも突出された状態にあ
る。この鋳物９に対してＴ６熱処理を施した後、機械切
削加工を施す。すなわち、鋳物９の外周部全体及び押湯
空間１３ｅにより形成された上部の突出部分を切削し、
その後、トップリング溝３、セカンダリング溝４及びオ
イルリング溝５を切削して形成する。さらに、鋳物９の
下側からドリルで塩中子２３の箇所まで穴を開け、その
穴に水を供給してその塩中子を水に溶解させることによ
り冷却用オイル通路８を形成する。このことで、トップ
リング溝３の周囲に複合部６を有するピストン１が完成
する。

【００３３】したがって、上記実施形態では、鋳型１１
の各サイド型１２及び上型１３の両型合せ面部１２ａ，
１３ａが、リング状の被複合部材２２に対応するように
該被複合部材２２の略全体に亘ってリング状に設定され
ており、その型合せ面部１２ａ，１３ａに、各サイド型
１２及び上型１３の型合せにより被複合部材２２を挟持
して固定保持する挟持部１２ｃ，１３ｃと、この挟持部
１２ｃ，１３ｃに連続して配置され、溶湯４３及び被複
合部材２２の複合化時に被複合部材２２中のエアを排出
する複数のエア排出通路３０，３０，…とが設けられ、
その各エア排出通路３０は被複合部材２２の気孔内のエ
アが均等に排出可能なように円周方向に等間隔に設定さ
れているので、溶湯４３及び被複合部材２２を安定して
良好に複合化させることができる。また、各エア排出通
路３０は、各サイド型１２の型合せ面１２ｂを切り欠く
のみであるので、両型合せ面部１２ａ，１３ａにおいて
円周方向の任意の位置に容易に設けることができる。こ
のため、真空ポンプを使用しなくても、簡単な構成で被
複合部材２２の気孔内のエアを完全に排出させることが
できる。さらに、被複合部材２２は各サイド型１２及び
上型１３の挟持部１２ｃ，１３ｃにより挟持されている
ので、押えピン等を設けなくてもその両型１２，１３で
被複合部材２２を直接的に固定保持することができる。
よって、被複合部材２２の固定保持を確実に行いつつ、
容易に溶湯４３及び被複合部材２２を完全に複合化する
ことができ、ピストン１の複合部６の品質を安定向上化
させることができる。

【００３４】また、気体加圧手段３９が湯道２７ないし
製品キャビティ１５内の溶湯４３を工場エアにより加圧
するように構成されているので、高圧鋳造法（２９．４
MPa程度）に比べて０．０４９〜２．９４MPa というか
なり低圧で溶湯４３及び被複合部材２２を複合化するこ
とができ、この製造装置Ａを簡略化かつ小形化すること
ができる。しかも、各エア排出通路３０の開口面積を大
きくしても、溶湯４３に加えられる圧力が低いので、被
複合部材２２の気孔内のエアが排出された後にその各エ
ア排出通路３０に溶湯が進入しても直ぐに凝固し、溶湯
４３が各エア排出通路３０から吹き出すということはな
い。このため、各エア排出通路３０を長く設定しなくて
も済み、製造装置Ａをさらに小形化しつつ、被複合部材
２２の気孔内のエアの排出を良好に行うことができる。
よって、製造装置をより一層簡単なものとすることがで
きる。

【００３５】尚、上記実施形態では、加圧エア源からの
パイプ３８を上型１３に接続して製品キャビティ１５上
部の押湯空間１３ｅから溶湯４３を加圧するようにした
が、湯口２６を閉塞する閉塞部材３７に上記パイプ３８
を接続して溶湯４３を湯道２７の側から加圧するように
してもよい。この場合でも、溶湯４３はどの部分におい
ても同じ圧力となるので、上記実施形態と同様の作用効
果が得られる。但し、実際には、溶湯４３の加圧は被複
合部材２２の近傍から行う方がロスが殆どないので、上
記実施形態の如く押湯空間１３ｅから溶湯４３を加圧す
るようにすることがより望ましい。

【００３６】さらに、上記実施形態では、被複合部材２
２をニッケル−クロム合金からなる金属多孔体とした
が、これに限らず、無機質多孔体又は金属繊維若しくは
セラミック繊維若しくは粒子からなる成形体等であって
もよい。

【００３７】また、ピストン１の母材をそのピストン１
に適したアルミニウム系合金としたが、軽合金複合部材
からなる他の部品を製造する場合には、マグネシウム系
合金等の他の軽合金であっても本発明を適用することが
できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜３の発
明によると、気体加圧手段で溶湯を加圧して溶湯及び被
複合部材を複合化させるようにした軽合金複合部材の製
造装置に対して、鋳型の型合せ面部に、該鋳型を型合せ
することにより被複合部材を挟持して製品キャビティ内
に固定保持する挟持部と、この挟持部に連続して配置さ
れ、溶湯及び被複合部材の複合化時に被複合部材中のエ
アを鋳型外の大気へ排出するエア排出通路とを設けるよ
うにしたことにより、被複合部材の保持の確実化を図り
つつ、溶湯及び被複合部材の複合化を良好に行うことが
できると共に、軽合金複合部材の製造装置の簡略化かつ
小形化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る軽合金複合部材の製造
装置を示す断面図である。

【図２】上型との型合せ面部を示す両サイド型の上面図
である。

【図３】図２のIII −III 線断面図である。

【図４】図２のIV−IV線断面図である。

【図５】自動車エンジン用ピストンの要部を示す正面図
である。

【図６】被複合部材を示す斜視図である。

【図７】製造装置で鋳造した直後の鋳物の要部を示す断
面図である。

【図８】溶湯を湯口からその湯道ないし製品キャビティ
内に送給している状態を示す図１相当図である。

【図９】湯口を閉塞部材で閉塞して製品キャビティ内の
溶湯を加圧している状態を示す図１相当図である。

【符号の説明】

Ａ 軽合金複合部材の製造装置 １ 自動車エンジン用ピストン（アルミニウム系合金複
合部材） ６ 複合部 １１ 鋳型 １２ サイド型（下側の型） １２ａ，１３ａ 型合せ面部 １２ｂ，１３ｂ 型合せ面 １２ｃ 下側挟持部 １２ｆ 切欠部 １３ 上型（上側の型） １３ｃ 上側挟持部 １５ 製品キャビティ ２２ 被複合部材 ３０ エア排出通路 ３９ 気体加圧手段 ４３ 溶湯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｂ２２Ｄ 19/08 Ｂ２２Ｄ 19/08 Ｄ 19/14 19/14 Ｂ 27/13 27/13 (56)参考文献 特開 昭58−86968（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−122887（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−93558（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−254959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−94435（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−81059（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−263786（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−27161（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B22D 19/00 B22C 9/06 B22D 17/22 B22D 17/24 B22D 18/02 B22D 19/08 B22D 19/14 B22D 27/13

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向に分割可能な上側及び下側の型
   の一方に気孔を有する被複合部材を設置した状態で該両
   型同士を所定の型合せ面部にて型合せすることにより、
   該両型間に製品キャビティを画成すると共に、該製品キ
   ャビティ内に上記被複合部材を固定保持する鋳型と、該
   鋳型の製品キャビティ内に所定圧力の気体を導入するこ
   とにより、製品キャビティ内に充填した軽合金溶湯を加
   圧する気体加圧手段とを備え、上記被複合部材の固定保
   持状態で上記軽合金溶湯を鋳型の製品キャビティ内へ充
   填しかつ該充填した溶湯を上記気体加圧手段で加圧する
   ことにより上記被複合部材の気孔内に溶湯を含浸させる
   ことで、溶湯及び被複合部材を複合化させるようにした
   軽合金複合部材の製造装置において、 上記鋳型の型合せ面部に、該鋳型を型合せすることによ
   り上記被複合部材を挟持して上記製品キャビティ内に固
   定保持する挟持部と、該挟持部に連続して配置され、上
   記複合化時に被複合部材中のエアを鋳型外の大気へ排出
   するエア排出通路とが設けられており、 上記鋳型における下側の型の型合せ面部には、型合せ面
   と、該型合せ面よりも下側に凹み、上記被複合部材が設
   置される下側挟持部と、上記型合せ面に、該下側挟持部
   に連続するように切り欠かれてなり、上記エア排出通路
   を構成する切欠部とが設けられ、 上記鋳型における上側の型の型合せ面部には、該鋳型を
   型合せすることにより上記下側の型の型合せ面に当接す
   る型合せ面と、該型合せ面と同一面に形成されてなる上
   側挟持部とが設けられている ことを特徴とする軽合金複
   合部材の製造装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の軽合金複合部材の製造装
   置において、 被複合部材は、リング状に形成され、 鋳型の型合せ面部は、上記被複合部材の略全体に対応す
   るようにリング状に形成され、 エア排出通路は、上記鋳型の型合せ面部に円周方向に亘
   って複数設けられていることを特徴とする軽合金複合部
   材の製造装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の軽合金複合部材の製造装
   置において、 気体加圧手段は、鋳型において被複合部材の略中心線上
   の位置から製品キャビティ内の溶湯を加圧するように構
   成されていることを特徴とする軽合金複合部材の製造装
   置。