JPH0994632A - アルミニウム合金鋳物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内外で圧力差のある部位に使用される部品、
例えばマニホールドやチェーンケースなどの自動車エン
ジン部品を製造する際に、厚肉のボス部に引けなどの鋳
造欠陥のない気密性に優れたアルミニウム合金鋳物を製
造する鋳型を得る。 【解決手段】 アルミニウム合金鋳物のボス部の鋳抜き
部体積をそのボス部の総体積の１０〜２０％にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばマニホール
ドやチェーンケースなどの自動車用エンジン部品等、強
度と共に気密性を要求されるアルミニウム合金鋳物に関
する。

【０００２】

【従来の技術】鋳物の薄肉部に厚肉のボスが存在する
と、ボス部は周囲の薄肉部に比べ凝固が遅れるため溶湯
の補給が充分ではなく、引けが発生しやすい。図１に示
すように、鋳型が金型３、３のみで構成されている場合
は、表面部より凝固が開始するためボス部１の内部に引
け巣４が形成される。このようなボス部１には通常組立
のためのネジ孔が切削加工等により設けられるため、引
け巣４が存在すると、気密性が悪くなり、また強度低下
の原因になる。また、図２に示すように、片側の鋳型４
が金型３より冷却能の小さい砂型や樹脂型の場合には、
冷却能の小さい鋳型４側の凝固が遅れるために外引け６
が発生する。このような場合にも肉厚不足で気密性が悪
くなり、また強度低下の原因になる。このため、気密性
と強度が要求される自動車用エンジン部品などの場合に
は、凝固中のボス部１を局部的に加圧して引けを防止し
ようとする部分加圧や、ボス部に鋳抜きピンを設けてボ
ス部の肉厚を低減することにより引けを低減させる等の
対策が採られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記の部分加圧は、凝
固の遅い鋳造法では成功する場合もあるが、凝固の早い
鋳造法では加圧のタイミングや加圧力の制御が非常に難
しい。加圧タイミングが早過ぎる場合には、凝固収縮前
に加圧工程が終了してしまうために、加圧の効果はなく
引け巣４が形成される。加圧力が大き過ぎる場合には、
加圧力により凝固部分が変形してしまう問題もある。ま
た、加圧タイミングが遅過ぎる場合には加圧前に凝固収
縮が終了してしまうために加圧の効果はなく、加圧力が
小さ過ぎる場合にも、加圧の効果はない。

【０００４】前述の鋳抜きピンの設置は、ボス部１があ
る程度大きく太いピンが使える場合は効果があるが、小
さいボス部１の場合には効果のない場合もあり、ボス部
１の大きさに対する鋳抜きピンの大きさの割合が特には
決まっておらず、鋳抜きピンの大きさは経験に頼ってい
るのが現状であり、十分に活用されていない。

【０００５】本発明は、上記従来の課題を解決し、内外
で圧力差のある部位に使用される部品、例えばマニホー
ルドやチェーンケースなどの自動車エンジン部品の製造
方法に関し、厚肉のボス部に引けなどの鋳造欠陥のな
い、気密性と強度に優れたアルミニウム合金鋳物を製造
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明者らは鋭意検討を行った結果、ボス部の総
体積に対して、鋳抜き部の体積の割合によってはあまり
引け巣が発生せず、かつ強度の低下がなく鋳物を製造す
ることが出来ること見い出し本発明に想到した。 すな
わち、本発明のアルミニウム合金鋳物は、アルミニウム
合金鋳物のボス部の鋳抜き部体積をそのボス部の総体積
の１０〜２０％にすることを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の範囲でボスを鋳抜くと次に述べる作用
効果が得られる。１つは、ボスの体積が減少することに
より引け量が減少し、ひけ巣が発生し難くなる。２つめ
は、ボス体積の減少とボス表面積の増加によってボス周
囲の薄肉部との凝固時間の差が小さくなり、通常凝固時
間が長いためにボス周囲よりも強度的に劣っていたボス
部の強度が向上する。そして、ボス部の体積に対する鋳
抜き体積が１０％より小さいとこれらの効果が小さいば
かりでなく、鋳抜きピンが加熱されて逆効果になること
もある。一方、鋳抜き部の体積が２０％を超えるとボス
が薄肉となり、強度が低下する。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例により更に
詳細に説明する。 （実施例１）図４に示すような金型３と砂型５を用いて
表１に示す種々の円柱状のボス形状で、（ＪＩＳ）ＡＣ
４Ｂ相当のアルミニウム合金を鋳造し、鋳抜き体積率と
引け量の関係を調査した。薄肉部の厚さｔは３ｍｍとし
た。なお、ａとｂは直径を示し、鋳抜き部分を含めたボ
ス全体の総体積をボス総体積Ｖ１、鋳抜き部体積をＶ２
として、鋳抜き体積率を（Ｖ２／Ｖ１）と定義する。ま
た、この場合、外引けが発生するため、引け量は引け深
さで評価した。その結果を表１に示す。鋳抜きを行わな
い比較例１１〜１３は、深さ２〜４ｍｍの外引けが発生
している。実施例１〜５の鋳抜き体積率が１０％以上の
ものは、外引けはｌｍｍ未満と非常に小さくなる。一
方、比較例１４〜１９の鋳抜き体積率（Ｖ２／Ｖ１）が
１０％よりも小さいものでは、深さ１．１〜１．４ｍｍ
の外引けが発生している。

【０００９】

【表１】

【００１０】（実施例２）重力鋳造法により、（ＪＩ
Ｓ）ＡＣ４Ｂ相当のアルミニウム合金溶湯を外側が金型
３で内側が砂型中子５のマニホールド型に注湯して、図
５、図６に示すそれぞれ（Ａ）および（Ｂ）２種類のボ
スを持つ肉厚３ｍｍの排気量２０００ｃｃエンジン用の
マニホールドを鋳造した。引け深さの調査結果を表２に
示す。鋳抜きなしで４ｍｍ外引けが発生していたボスＡ
の鋳抜き体積率を１４％とすることにより、外引けは
０．２ｍｍとなった。また、ボスＢは鋳抜き体積率を１
２％とすることにより、外引けは０．６ｍｍとなり、気
密性および平滑性が向上した。

【００１１】

【表２】

【００１２】（実施例３）（ＪＩＳ規格）ＡＤＣ１２相
当のアルミ溶湯を、外側および内側が全て金型のチェー
ンケース型に注湯して、ダイカスト法により図７、図
８、図９ｅに示すそれぞれ（Ｃ）、（Ｄ）および（Ｅ）
３種類のボス部を持ち肉厚３ｍｍの排気量２０００ｃｃ
エンジン用のチェーンケースを鋳造した。鋳造後のボス
部内部の引け巣の大きさを調査した結果を表３に示す。

【００１３】

【表３】

【００１４】鋳抜きなしで大きさ４ｍｍの引け巣が発生
していたボスＣの鋳抜き体積率を１１％とすることによ
り、引け巣は０．４ｍｍとなった。また、ボスＤは鋳抜
き体積率を１４％とすることにより、ボスＥは鋳抜き体
積率を１３％とすることにより、引け巣はそれぞれ０．
２ｍｍ、０．６ｍｍとなり、気密性及び強度が向上し
た。

【００１５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係わるア
ルミニウム合金鋳物は、ボス部の鋳抜き体積率をそのボ
ス部の体積の１０〜２０％にするので引け量が減少する
と共に凝固速度が速くなるため、引け巣や外引けが減少
する。そして、本発明のアルミニウム合金鋳物により、
マニ木一ルドやチェーンケースなど気密と強度を要求さ
れる自動車用エンジン部品を高品質に製造することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】金型のみで形成され、内部に引け巣が発生した
ボス部の断面図である。

【図２】金型と砂型又は樹脂型で形成され、外引けが発
生したボス部の断面図である。

【図３】中央部に鋳抜きピンを設けたボス部の断面図で
ある。

【図４】実施例１で用いた鋳型のボス部の断面図であ
る。

【図５】実施例２で用いたマニホルドの２種類のうち１
種類の（Ａ）ボス部の断面図である。

【図６】実施例２で用いたマニホルドの２種類のうち１
種類の（Ｂ）ボス部の断面図である。

【図７】実施例３で用いたチェーンケースの３種類のう
ち１種類の（Ｃ）ボス部の断面図である。

【図８】実施例３で用いたチェーンケースの３種類のう
ち１種類の（Ｄ）ボス部の断面図である。

【図９】実施例３で用いたチェーンケースの３種類のう
ち１種類の（Ｅ）ボス部の断面図である。

【符号の説明】

１：ボス部、 ２：薄肉部、 ３：金型、 ４：
引け巣、５：砂型または樹脂型、 ６：外引
け、 ７：鋳抜きピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金鋳物のボス部の鋳抜き
   部体積をそのボス部の総体積の１０〜２０％にすること
   を特徴とするアルミニウム合金鋳物。