JP5747387B2

JP5747387B2 - 鋳造装置および鋳造方法

Info

Publication number: JP5747387B2
Application number: JP2011275966A
Authority: JP
Inventors: 晴夫大島
Original assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nissin Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: JP2013123755A

Description

本発明は、ディスクブレーキのキャリパボディ等の鋳造品の鋳造に用いて好適な鋳造装置および鋳造方法に関する。

鋳造品の内部に空洞部を形成する鋳造方法として、シェル中子を用いる鋳造方法が知られている（特許文献１）。このシェル中子を用いる鋳造方法は、熱硬化性樹脂を被覆したケイ砂（レジンコーティングサンド）を熱で固めたシェル中子が用いられる。すなわち成形型内に、前記シェル中子を配置し、成形型とシェル中子との間に画成されるキャビティ内に、例えば、アルミニウム合金等の溶湯が注入される。そして、冷却後に型ばらしを行い、シェル中子を除去してから仕上げ加工を施すことで、所要のキャリパボディ等を製造するようにしている。

特開２００５−１６３８１０

しかしながら、熱硬化性樹脂を被覆したケイ砂を熱で固めたシェル中子を用いる鋳造方法では、鋳造の際に、溶湯の熱により、シェル中子内に発生したガス（例えば水分の蒸発による水蒸気や、熱硬化性樹脂が燃焼したガスなど）が発生するが、そのガスを排出することができず、溶湯に混入して鋳造製品に巣などの不良を発生させるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、ガスを良好に排出して鋳造品に巣などを発生させることを防止できる鋳造装置および鋳造方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備える。
すなわち、本発明に係る鋳造装置は、鋳造時に、鋳造品に内部空洞部を形成するために、砂にて形状が形成されたシェル中子が成形型に配置され、前記成形型と前記シェル中子とで画成されるキャビティ内に溶湯を注湯して鋳造品を成形する鋳造装置であって、ディスクロータの両側に作用部を有し、該ディスクロータの外周を跨いで前記両作用部を連結するブリッジ部を一体に備えたディスクブレーキのキャリパボディを鋳造する鋳造装置において、前記シェル中子が前記成形型のキャビティ内壁に当接して配置され、前記成形型の前記シェル中子が当接する部位に、対応する該シェル中子の壁面の部位が露出して、前記シェル中子内を前記成形型外に連通させるガス抜き孔を形成したことを特徴とする。

前記ガス抜き孔は、前記成形型に貫通孔にて形成することができる。
また、鋳造金属はアルミニウムまたはアルミニウム合金とすることができる。

また、本発明に係る鋳造方法は、上記鋳造装置を用いる鋳造方法において、
鋳造時に、前記シェル中子の内部を前記成形型に設けた前記ガス抜き孔を介して前記成形型外に連通させて、前記シェル中子から発生するガスを前記ガス抜き孔を通じて前記成形型外に排出することを特徴とする。

請求項１、４記載の構成にすることによって、いわゆる一体型対向ディスクブレーキの複雑な構造のキャリパボディの鋳造において、鋳造時のシェル中子のガスを確実に成形型のキャビティ外に排出することができ、鋳造製品の巣などの不良を低減して品質を向上させることができる。
請求項２記載の構成にすることで、シェル中子からのガス抜きを成形型の単純な構成にて達成することができる。
請求項３記載のようなアルミニウムまたはアルミニウム合金の鋳造にて行うと好適である。

図４のI-I断面図である。図４のII-II断面図である。キャリパボディ鋳造時の説明図である。車両用ディスクブレーキの正面図である。図６のVI−VI断面図である。同じく車両用ディスクブレーキの平面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至６は鋳造品の一形態例を示す車両用ディスクブレーキを示す図で、図１は図４のI-I断面図、図２は図４のII-II断面図、図３はキャリパボディ鋳造時の説明図、図４はディスクブレーキの正面図、図５は図６のVI−VI断面図、図６はディスクブレーキの平面図である。

ディスクブレーキ１は、車両前進時に車輪と共に矢印Ａ方向に回転するディスクロータ２を挟んで対向配置される一対の作用部３ａ，３ｂを、ディスクロータ２の外周を跨ぐブリッジ部３ｃと共に鋳造によって一体成形したモノコック構造のキャリパボディ３を有しており、該キャリパボディ３のディスクロータ外周側には、作用部３ａ，３ｂ及びブリッジ部３ｃに囲まれた開口部３ｄが設けられている。

各作用部３ａ，３ｂには、ディスクロータ２側が開口したシリンダ孔４が２個ずつ対向するようにしてそれぞれ設けられている。各シリンダ孔４内には、ピストン５がピストンシール６とダストシール７とを介して収容されており、４ポットのピストン対向型に形成され、各シリンダ孔４の底部と各ピストン５の底面との間には、作動液が供給される液圧室８がそれぞれ画成されている。

シリンダ孔４は、底部側に大径部４ａ、開口側に小径部４ｂが連続して形成され、開口側には、ディスクロータ２を挟むようにしてライニング９ａと裏板９ｂとからなる摩擦パッド９がそれぞれ対向配置されている。この摩擦パッド９は、前記開口部３ｄにディスクロータ外周を跨いでディスク軸方向に掛け渡されたハンガーピン１０によって裏板９ｂが吊持され、ディスク回入側及び回出側にそれぞれ設けられたトルク受部３ｅ，３ｆの間でディスク軸方向に移動可能となっている。

一方の作用部３ａのディスク回入側及び回出側には、ディスク半径方向の取付ボルト挿通孔３ｇ，３ｇが設けられており、この取付ボルト挿通孔３ｇ，３ｇに挿通した取付ボルトを車体側に設けられているキャリパ取付部に螺着することにより、キャリパボディ３が車体に取り付けられる。

各作用部３ａ，３ｂ内には、隣接する液圧室８同士を連通させるための液圧室側連通部１１，１１が設けられる。また、キャリパボディ３のディスクブレーキ回出側には、一方の作用部３ａから他方の作用部３ａのディスクブレーキ回出側の液圧室８に向けて第１液通孔１２が、他方の作用部３ａから一方の作用部３ａのディスクブレーキ回出側の液圧室８に向けて第２液通孔１３がそれぞれ穿設され、これら第１液通孔１２と第２液通孔１３とを交差させている。第１液通孔１２の外面開口部にはユニオン孔３ｈが、第２液通孔１３にはブリューダ孔がそれぞれ形成され、ユニオン孔３ｈにはブレーキホースのユニオンボルトが、ブリューダ孔にはブリューダスクリュ１４がそれぞれ螺着される。

このようなキャリパボディ３を鋳造によって製造する際には、キャリパボディの外形を形成する上型２０ａと下型２０ｂとを備えた周知の金属製の鋳造型（鋳造装置）２０と、キャリパボディ３のディスク回入側及びディスク回出側に設けられるトルク受部３ｅ，３ｆを含む前記開口部３ｄを形成する部分及び前記シリンダ孔４を形成する部分に配設されるシェル中子２１とが用いられる。
シェル中子２１は、周知の方法で形成され、例えば、シェル中子２１の外形に対応した中子成形用の金型内にシェル砂を吹き込んで焼成した後、金型内から取り出すことによって得られる。

次いで、キャリパボディ鋳造工程によりキャリパボディが鋳造される。図３に示されるように、キャリパボディ３の外形を形成する前記鋳造型２０の上型２０ａと下型２０ｂとの間に、前記シェル中子２１を配置する。
上型２０ａ，下型２０ｂ，シェル中子２１との間に形成されるキャビティ２２内にアルミニウムの溶湯を注入する。

なお、下型２０ｂには、シェル中子２１の壁面に当接する部位に外気に通じるガス抜き孔（貫通孔）２４，２４が設けられ、このガス抜き孔２４，２４は、下型２０ｂの壁面に固定された筒体２５を通じて外気に連通している。ガス抜き孔２４，２４は、例えばキャリパボディ３の、ディスクロータ２の挿入側３ｊ（図２）など、鋳造型２０の、直接シェル中子２１に当接する部位に設ける。すなわち、キャビティ２２以外の部位となる鋳造型２０の位置に設ける。これにより、溶湯がガス抜き孔２４，２４内に進入することはない。また、ガス抜き孔２４は２つに限られず、１または適宜複数個とすることができる。

キャビティ２２内に溶湯を注入することによって、シェル中子２１の温度も上昇し、シェル中子２１内の水分が水蒸気となったり、熱硬化性樹脂が燃焼するなどして、ガスが発生するが、発生したガスは、ガス抜き孔２４，２４、筒体２５を通じて外気中に放出される。これにより、キャリパボディ（鋳造品）に巣などが生じることを防止でき、品質の良好な鋳造品を製造することができる。

次いで、型ばらしを行い、鋳造したキャリパボディ内のシェル砂を、周知の砂除去装置を用いて排出してキャリパボディ内からシェル砂を完全に除去する。
このようにして鋳造されたキャリパボディ３の原型は、熱処理炉にて所定の熱処理が施された後、シリンダ孔４の下穴部分に対して、ピストン５が摺動するシリンダ孔４の小径部４ｂ及びピストンシール６を嵌着するピストンシール溝４ｃ、ダストシール７を嵌着するダストシール溝４ｄが所定の加工刃等によってそれぞれ仕上げ加工される。同様に、ロータ溝３ｉ，トルク受部３ｅ，３ｆ等に所定の仕上げ加工が施される。
さらに、液圧室側連通部１１や各液通孔１２，１３等を形成することによって、前述のキャリパボディ３が製造される。

キャリパボディは、アルミニウム又はアルミニウム合金でそれぞれ製造されるものに限らず、他の金属を用いることもできる。
さらに、４ポット対向型のキャリパボディに限らず、２ポット又は６ポット以上の対向型のキャリパボディにも適用することができる。
また、上記実施の形態では、キャリパボディ３を例として説明したが、本発明は他の鋳造品にも適用できることはもちろんである。

１…ディスクブレーキ、２…ディスクロータ、３…キャリパボディ、３ａ…作用部、３ｂ…作用部、３ｃ…ブリッジ部、３ｄ…開口部、３ｅ，３ｆ…トルク受部、３ｇ…取付ボルト挿通孔、３ｈ…ユニオン孔、３ｉ…ロータ溝、３ｊ…ディスクロータ挿入側、４…シリンダ孔、４ａ…大径部、４ｂ…小径部、４ｃ…ピストンシール溝、４ｄ…ダストシール溝、５…ピストン、６…ピストンシール、７…ダストシール、８…液圧室、９…摩擦パッド、９ａ…ライニング、９ｂ…裏板、１０…ハンガーピン、１１…液圧室側連通部、１２…第１液通孔、１３…第２液通孔、１４…ブリューダスクリュ、２０…鋳造型、２０ａ…上型、２０ｂ…下型、２１…シェル中子、２２…キャビティ、２４…ガス抜き孔、２５…筒体

Claims

鋳造時に、鋳造品に内部空洞部を形成するために、砂にて形状が形成されたシェル中子が成形型に配置され、前記成形型と前記シェル中子とで画成されるキャビティ内に溶湯を注湯して鋳造品を成形する鋳造装置であって、ディスクロータの両側に作用部を有し、該ディスクロータの外周を跨いで前記両作用部を連結するブリッジ部を一体に備えたディスクブレーキのキャリパボディを鋳造する鋳造装置において、
前記シェル中子が前記成形型のキャビティ内壁に当接して配置され、
前記成形型の前記シェル中子が当接する部位に、対応する該シェル中子の壁面の部位が露出して、前記シェル中子内を前記成形型外に連通させるガス抜き孔を形成したことを特徴とする鋳造装置。
前記ガス抜き孔は、前記成形型に貫通孔にて形成されることを特徴とする請求項１記載の鋳造装置。
鋳造金属がアルミニウムまたはアルミニウム合金であることを特徴とする請求項１または２記載の鋳造装置。
請求項１〜３いずれか１項記載の鋳造装置を用いる鋳造方法において、
鋳造時に、前記シェル中子の内部を前記成形型に設けた前記ガス抜き孔を介して前記成形型外に連通させて、前記シェル中子から発生するガスを前記ガス抜き孔を通じて前記成形型外に排出することを特徴とする鋳造方法。