JP4231744B2

JP4231744B2 - 鋳造品及び鋳造方法

Info

Publication number: JP4231744B2
Application number: JP2003196417A
Authority: JP
Inventors: 靖彦土屋
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-07-14
Also published as: JP2005028404A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋳造品及び鋳造方法に関し、更に詳細にはアルミニウム又はその合金から成る鋳造品内に、連続した中空から成る流体通路が形成された鋳造品、及びこの鋳造品を鋳造する鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アルミニウム又はその合金から成る鋳造品は、部品の軽量化等の観点から車の部品、例えば図１及び図２に示すブレーキ部品に採用されている。図１及び図２に示すブレーキ部品は、ディスクブレーキである。
図１は、ディスクブレーキのキャリパボディ１０を形成する作用部１０ａの断面図である。図１に示す作用部１０ａには、三個の凹状のシリンダ孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されており、シリンダ孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各々には対応するピストン１４ａ，１４ｂ，１４ｃが挿入されている。かかるピストン１４ａ，１４ｂ，１４ｃの各後端と、シリンダ孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃの各底面との間には、液圧室１６ａ，１６ｂ，１６ｃが形成されており、ピストン１４ａ，１４ｂ，１４ｃの各々を進退するブレーキオイルが充填されている。
このピストン１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、その各先端面が、車輪と共に矢印Ａ方向に回転するディスクロータ２０の一面側に当接する摩擦材１８ａが一面側に設けられた摩擦パッド１８のバックプレート１８ｂの他面側に当接可能に設けられている。
かかる作用部１０ａは、ブラケット２２にガイドピン２４によって、ディスクロータ２０の一面側に対して接離する方向に移動可能に支承されている。
【０００３】
この作用部１０ａには、ディスクロータ２０の他面側に、作用部１０ａと一体に反作用部２８が設けられている。かかる反作用部２８には、矢印Ａ方向に回転するディスクロータ２０の他面側に当接する摩擦材３０ａと、摩擦材３０ａが一面側に設けられたバックプレート３０ｂとから成る摩擦パッド３０が装着されている。
図１に示すディスクブレーキでは、図示しないマスタシリンダの作用によって、液圧室１６ａ，１６ｂ，１６ｃにブレーキオイルが供給された際に、ブレーキオイルの油圧によってピストン１４ａ，１４ｂ，１４ｃは押圧され、ピストン１４ａ，１４ｂ，１４ｃの各先端面はバックプレート１８ｂの他面側に当接し、摩擦パッド１８をディスクロータ２０の一面側に押圧して、摩擦材１８ａをディスクロータ２０の一面側に当接する。
同時に、ピストン１４ａ，１４ｂ，１４ｃの各先端面をディスクロータ２０の一面側の方向に押圧する押圧力に対する反力によって、作用部１０ａはディスクロータ２０の一面側から離れる方向に移動し、反作用部２８をディスクロータ２０の他面側の方向に移動する。このため、摩擦パッド３０の摩擦材３０ａは、ディスクロータ２０の他面側に当接する。
この様に、摩擦パッド１８と摩擦パッド３０とによって、回転するディスクロータ２０を挟み込むことにより、ディスクロータ２０の回転を停止する。
【０００４】
ところで、図１に示す矢印II−IIの断面図である図２に示す様に、シリンダ孔１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、外側に位置する二個のシリンダ１２ａ，１２ｃと、中央に位置するシリンダ１２ｂとが別系統となるように、シリンダ１２ａ，１２ｃの液圧室１６ａ，１６ｃを連結してシリンダオイルが通過する流体流路３４が必要となる場合がある。この様に、外側に位置する二個のシリンダ１２ａ，１２ｃを、作用部１０ａの外周面側に流体流路を形成して連結しようとすると、その流体流路が複雑化するからである。
一方、かかる流体流路３４を、鋳造したキャリパボディ１０の作用部１０ａにドリル等の機械的加工によって形成することは困難である。この機械的加工は、鋳造品の形状が複雑化する程、その困難性が高くなる。
また、流体流路３４を形成する鋳造品の位置によっては、機械的加工では形成できない場合もある。
このため、下記に示す特許文献１には、アルミニウム製のチューブを所定箇所に収納した成形型のキャビティ内に、アルミニウム合金の溶湯を注湯し、このチューブを鋳ぐるむことによって、鋳造品内に流路を形成することが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３１０５０７８号公報（特許請求の範囲、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に提案された鋳造方法によれば、機械的加工によって流路を形成することが著しく困難となる複雑な形状の鋳造品内にも、流路を形成できる。
しかしながら、本発明者の検討によれば、アルミニウム製のチューブは、アルミニウムの溶湯によって鋳造された鋳造本体との密着性は良好であるものの、鋳造中に変形され易いことが判明した。
このチューブの変形に因って流路内に狭隘部が形成されることがあり、狭隘部が形成された流路では、必要な流量の流体が流れなくなることがある。
一方、力学的特性がアルミニウム製のチューブよりも優れているステンレス製のチューブを用いると、鋳造中の変形を防止できるものの、アルミニウムの溶湯によって鋳造された鋳造品本体とチューブとの密着性が不足し、両者は剥離するおそれがある。
そこで、本発明の課題は、アルミニウム又はその合金の溶湯から鋳造された鋳造品本体と良好な密着性を呈する、アルミニウム又はその合金から成るチューブを用い、チューブの変形を防止して鋳造を可能とする鋳造品及び鋳造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく検討を重ねた結果、アルミニウム又はその合金から成るチューブにアルマイト処理を施し、チューブの外周面及び内周面にアルマイト層を形成することによって、鋳造中にチューブの変形を防止できること、チューブの外周面に形成したアルマイト層を剥離することによって、アルミニウム又はその合金の溶湯により形成された鋳造品本体との密着性も良好であることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明は、アルミニウム又はその合金から成る鋳造品内に、連続した中空から成る流体通路が形成された鋳造品において、該流体通路がアルミニウム又はその合金から成るチューブが鋳ぐるまれて形成されており、前記チューブは、その内周面にアルマイト層が形成されていると共に、その外周面にはアルミニウム又はその合金が露出していることを特徴とする鋳造品にある。
また、本発明は、アルミニウム又はその合金から成る鋳造品内に、連続した中空から成る流体通路が形成された鋳造品を鋳造する際に、該流体通路を形成するアルミニウム又はその合金から成るチューブとして、内周面にアルマイト層が形成されていると共に、外周面にアルミニウム又はその合金が露出しているチューブを用い、前記チューブを所定箇所に収納した成形型のキャビティ内に、アルミニウム又はその合金から成る溶湯を注湯し、前記チューブを鋳ぐるむことを特徴とする鋳造方法でもある。
かかる本発明において、チューブとして、アルミニウム又はその合金から成るチューブに、アルマイト処理を施して、前記チューブの内周面及び外周面にアルマイト層を形成した後、前記チューブの外周面に形成したアルマイト層を剥離したチューブを用いることによって、内周面にアルマイト層が形成されていると共に、外周面にアルミニウム又はその合金が露出しているチューブを容易に形成できる。
このアルマイト層の剥離は、アルマイト処理を施したチューブの外周面にブラスト加工を施して行うことが好ましい。
【０００９】
従来の鋳造方法で採用されているアルミニウム又はその合金から成るチューブを、成形型のキャビティ内でアルミニウム又はその合金の溶湯と接触した際に、溶湯の熱によってチューブを形成するアルミニウム又はその合金が軟化・溶融して、その肉厚が薄くなると共に、チューブの強度等の力学的特性が低下し、溶湯の圧力等で容易に変形され易くなっているものと考えられる。
この点、本発明では、チューブの外周面には、アルミニウム又はその合金を露出しているため、アルミニウム又はその合金から成る溶湯によって軟化・溶融され、アルミニウム又はその合金の溶湯により形成された鋳造品本体とチューブとの密着性を良好とすることができる。
更に、鋳ぐるむアルミニウム又はその合金から成るチューブの内周面に、アルミニウム又はその合金に比較して硬く且つ耐熱性に優れているアルマイト層を形成することによって、チューブの内周面の強度及び耐熱性を向上している。
このため、アルミニウム又はその合金の溶湯によってチューブの外周面が軟化・溶融されていても、アルマイト層によって形成されているチューブの内周面は、その形状を充分に保持できる。
その結果、アルミニウム又はその合金から成る鋳造品本体内に、鋳造品本体と密着されたチューブによって、鋳造前のチューブの内径に略等しい流路を形成できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鋳造品について、図１及び図２に示すディスクブレーキのキャリパボディ１０について説明する。
かかるキャリパボディ１０は、アルミニウム又はその合金から鋳造品であって、その作用部１０ａには、シリンダ孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃのうち、外側に位置する二個のシリンダ１４ａ，１４ｃを連結してシリンダオイルが通過する流体流路３４が形成されている。
この流体流路３４は、作用部１０ａを形成するアルミニウム又はその合金に鋳ぐるまれている、アルミニウム又はその合金から成るチューブ３２によって形成されている。
このチューブ３２の内周面には、アルマイト処理が施されてアルマイト層が形成されている。アルマイトは、一般的にアルミニウム又はその合金よりも硬く且つ耐熱性に優れているため、チューブ３２のアルマイト層によって覆われている内周面は、アルミニウム又はその合金から成るチューブ３２の本体よりも硬く且つ耐熱性に優れている。このため、鋳造中にチューブ３２が変形し、チューブ３２の一部が潰れて、流体流路３４内に狭隘部等が形成されることを防止できる。
一方、チューブ３２の外周面は、アルミニウム又はその合金によって形成されている。このため、チューブ３２の外周面は、作用部１０ａを形成するアルミニウム又はその合金の溶湯に対して馴染み易く、チューブ３２の外周面と作用部１０ａを形成するアルミニウム又はその合金とは密着できる。
尚、チューブ３２の内周面に形成するアルマイト層の厚さは、３〜１０μｍ程度とすることが好ましい。
【００１１】
図１及び図２に示すチューブ３２、すなわち内周面にアルマイト層が形成されていると共に、外周面にアルミニウム又はその合金が露出しているチューブ３２を得るには、先ず、アルミニウム又はその合金から成るチューブ３２にアルマイト処理を施し、チューブ３２の内周面及び外周面にアルマイト層を形成する。
このアルマイト処理としては、公知のアルマイト処理を採用できるが、陽極酸化法が好ましい。陽極酸化法としては、例えばクロム酸水溶液、シュウ酸水溶液、硫酸水溶液を用い、形成するアルマイト層の厚さ等に応じた温度、ｐＨ値及び電流密度に調整する。
形成したアルマイト層が多孔である場合には、封孔処理を施して緻密なアルマイト層とすことが好ましい。封孔処理としては、水蒸気封孔、沸騰水封孔、或いは低温封孔を用いることができる。
【００１２】
次いで、チューブ３２の外周面に形成したアルマイト層を剥離し、チューブ３２の外周面をアルミニウム又はその合金から成る面とする。
かかるアルマイト層の剥離には、ブラスト加工、特に粒子を剥離対象に噴き付けるショットブラスト加工を採用できる。
この様にして得られた内周面にアルマイト層が形成されていると共に、外周面にアルミニウム又はその合金が露出しているチューブ３２を、図１及び図２に示すキャリパボディ１０を鋳造する成形型のキャビティ内の所定箇所に載置する。
次いで、このキャビティ内にアルミニウム又はその合金から成る溶湯を注湯し冷却する。
【００１３】
かかるアルミニウム又はその合金の溶湯を注湯し冷却する際に、アルミニウム又はその合金が露出されているチューブ３２の外周面は、アルミニウム又はその合金の溶湯によって軟化・溶融され、溶湯と一体化される。このため、チューブ３２の外周面の軟化・溶融された部分は、溶湯と共に冷却固化されたとき、アルミニウム又はその合金の溶湯により形成された鋳造品本体とチューブ３２の外周面とを密着できる。
一方、チューブ３２の内周面を形成するアルマイト層は、アルミニウム又はその合金から成るチューブ３２の本体に比較して硬く且つ耐熱性に優れている。このため、アルミニウム又はその合金の溶湯によってチューブ３２の外周面が軟化・溶融されていても、アルマイト層によって形成されているチューブ３２の内周面は、その形状を充分に保持できる。
その結果、成形型を型開きして取り出したキャリパボディ１０の作用部１０ａには、シリンダ孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃのうち、外側に位置する二個のシリンダ１２ａ，１２ｃの液圧室１６ａ，１６ｃを連結してシリンダオイルが通過する流体流路３４が形成される。
この流体流路３４の径は、鋳造前のチューブ３２の内径と略等しく、チューブ３２の外周面と作用部１０ａを形成するアルミニウム又はその合金から成る鋳造品本体との密着性も良好である。
かかる流体流路３４の形成によって、外側に位置するシリンダ１２ａ，１２ｃと、中央に位置するシリンダ１２ｂとを別系統とすることができる。
【００１４】
以上、説明したチューブ３２の外周面には、その一部にアルマイト層が残存していても、アルミニウム又はその合金から成る鋳造品本体とチューブ３２の外周面とが実質的に密着できる程度であればよい。
また、鋳造方法としては、公知の鋳造方法、例えば重力鋳造方法、ダイキャスト鋳造方法、低圧鋳造方法を採用できる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明に係る鋳造品によれば、アルミニウム又はその合金の溶湯から鋳造された鋳造品本体と良好な密着性を呈する、アルミニウム又はその合金から成るチューブを用い、チューブの変形を防止して鋳造を可能とすることができる。
このため、鋳造本体内に、機械的加工では形成できない複雑な形状や位置に流体通路を形成でき、鋳造品を種々の用途に適用できる。
また、本発明に係る鋳造品の製造方法によれば、チューブとして、内周面にアルマイト層が形成されていると共に、外周面にアルミニウム又はその合金が露出しているチューブを用いて鋳造するため、溶湯とチューブとの湯境を可及的に少なくでき、鋳造品本体とチューブとの密着性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鋳造品の一例としてのキャリパボディを形成する作用部の断面図である。
【図２】図１に示すII−II面における断面図である。
【符号の説明】
１０キャリパボディ
１０ａ作用部
１２ａ，１２ｂ，１２ｃシリンダ孔
１４ａ，１４ｂ，１４ｃピストン
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ液圧室
１８ａ，３０ａ摩擦材
１８ｂ，３０ｂバックプレート
１８，３０摩擦パッド
２０ディスクロータ
２８反作用部
３２チューブ
３４流体流路

Claims

アルミニウム又はその合金から成る鋳造品内に、連続した中空から成る流体通路が形成された鋳造品において、
該流体通路がアルミニウム又はその合金から成るチューブが鋳ぐるまれて形成されており、
前記チューブは、その内周面にアルマイト層が形成されていると共に、その外周面にはアルミニウム又はその合金が露出していることを特徴とする鋳造品。
アルマイト層が、チューブのアルマイト処理によって形成されている請求項１記載の鋳造品。
アルミニウム又はその合金から成る鋳造品内に、連続した中空から成る流体通路が形成された鋳造品を鋳造する際に、
該流体通路を形成するアルミニウム又はその合金から成るチューブとして、内周面にアルマイト層が形成されていると共に、外周面にアルミニウム又はその合金が露出しているチューブを用い、
前記チューブを所定箇所に収納した成形型のキャビティ内に、アルミニウム又はその合金から成る溶湯を注湯し、前記チューブを鋳ぐるむことを特徴とする鋳造方法。
チューブとして、アルミニウム又はその合金から成るチューブに、アルマイト処理を施して、前記チューブの内周面及び外周面にアルマイト層を形成した後、前記チューブの外周面に形成したアルマイト層を剥離したチューブを用いる請求項３記載の鋳造方法。
アルマイト層の剥離を、アルマイト処理を施したチューブの外周面にブラスト加工を施して行う請求項４記載の鋳造方法。