JPH10158772A - ロッカーアームおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 軽量化でき、しかも機械的性質に優れ、かつ
そのバラツキが少なく、低コストにできるディファレン
シャルギヤケースおよびその製造方法を得る。 【解決手段】 ディファレンシャルギヤケースは、質量
比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍｇ１．０％以下、Ｆ
ｅ：１．０％以下、または更にＣｕ：６％以下、残部実
質的にＡｌおよび不可避的不純物を含有する組成のアル
ミニウム合金からなり、基地組織が実質的に粒状化して
おり、機械的性質の強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）
＋４０×伸び（％）］の値が、主要部で１２５０以上で
ある。そして、通常のダイカスト鋳造法により、溶融ア
ルミニウム合金を鋳込みスリーブ２において初晶を実質
的に粒状化した半溶融状態とし、金型キャビティ６内に
充填、凝固させて鋳造し、その後熱処理を施して製造す
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、自動車のエンジン
部品であるロッカーアームおよびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジン部品であるロッカーア
ームは、カムシャフトの回転運動を往復運動に変換し、
エンジンバルブを作動させる動力伝達部品である。ロッ
カーアームの種類には、カムシャフトをシリンダーヘッ
ド内に設け、直接ロッカーアームを作動させるオーバー
ヘッドカム方式（ＯＨＣ）と、カムシャフトがシリンダ
ーブロック側にあり、プッシュロッドを介してロッカー
アームを作動させるオーバーヘッドバルブ方式（ＯＨ
Ｖ）とがある。ロッカーアームには、高い疲労強さと剛
性、カムおよびエンジンバルブとの接触部には、耐摩耗
性と疲労強さが要求される。これらの性能を満足させる
ため、材料、熱処理、表面処理を組合わせて、アルミニ
ウム合金のダイカスト品、合金鋼の精密鋳造品と鍛造品
により製造されてきている。

【０００３】近年、ロッカーアームの軽量化や低コスト
を一層図るために、溶湯鍛造法の適用によるアルミニウ
ム（以下「アルミニウム」を略して「アルミ」という）
合金製のロッカーアームが提案されている。例えば、金
型での溶湯鍛造法により加圧鋳造することでアルミ合金
鋳物で高強度、高靱性を出そうと、特開平５−５１４８
号公報には、Ｓｉ：２．５〜４．４ｗｔ％とＳｉを比較
的少なくして伸びを向上させ、また、Ｃｕ：１．５〜
２．５ｗｔ％、Ｍｇ：０．２〜０．５ｗｔ％として引張
強さを向上をさせ、更に、Ｓｒ：０．００５〜０．２ｗ
ｔ％として共晶Ｓｉを微細化すると共に伸びおよび引張
強さを安定させ、また、Ｓｉを少なくしたことによる鋳
造性の低下を補い、更に、溶体化処理と時効処理により
上記の伸びおよび引張強さの特性を得ようとする開示が
ある。

【０００４】ところで、最近、液相と固相とが共存状態
にある溶湯をキャビティ内に塑性加工を与えつつ圧送さ
せることにより、機械的性質に優れる鋳物を製造する半
溶融成形法が注目されてきている。そして、特開平５−
３１８０７５号公報には、固液共存温度域まで再加熱す
る際に、素材たるビレットの表面に生成された酸化皮膜
がキャビティ内に圧送されるのを防止して、アルミ鋳物
の結晶粒を微細にすると共に機械的性質に優れたアルミ
鋳物などを得ようとする半溶融成形装置の開示がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平５−５１４８号公報は、溶湯鍛造法による加圧鋳造
であるため、共晶Ｓｉの偏析が発生し易く、機械的性質
がバラツクことが多い。

【０００６】また、特開平５−３１８０７５号公報で
は、ビレットを固液共存温度域まで再加熱のするため余
分なエネルギーが必要であり、製造コストを上昇させ
る。更に、ビレットの表面に生成された酸化皮膜を完全
に除去することは難しく、キャビティ内に合金と共に流
入したり、偏析も発生し易く、機械的性質がバラツクこ
とが多い。

【０００７】本発明の課題は、上記従来の課題を解決
し、ダイカスト鋳造法により、軽量化ができ、しかも機
械的性質に優れ、かつそのバラツキが少なく、低コスト
にできるロッカーアームおよびその製造方法を得ること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ダイカス
ト鋳造法によりアルミ合金材でロッカーアームを鋳造し
て、機械的性質に優れ、かつ低コストで製造できないか
鋭意研究した。その結果、溶融アルミ合金を鋳込みスリ
ーブ内で粒状化した半溶融状態とし、そしてこの粒状化
した半溶融アルミ合金を金型キャビティ内にダイカスト
鋳造することにより、鋳造後の基地組織が粒状化したロ
ッカーアームとなり、更に熱処理を施すことで、引張強
さ、耐力および伸びなどの機械的性質に優れ、しかも低
コストで製造できることを見出し本発明に想到した。

【０００９】即ち、本第１発明のロッカーアームは、ア
ルミ合金からなり、基地組織が実質的に粒状化している
ことを特徴とする。

【００１０】詳しくは、第１発明のロッカーアームは、
質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍｇ１．０％以
下、Ｆｅ：１．０％以下、または更にＣｕ：６％以下を
含み、残部が実質的にＡｌおよび不可避的不純物を含有
する組成のアルミニウム合金からなり、基地組織の平均
粒径が３０〜１００μｍで円形度が０．６以上である。
また、第１発明のロッカーアームは、機械的性質の強度
指数［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］の
値が、ロッカーアームの主要部で１２５０以上有する。

【００１１】次に第２発明のロッカーアームの製造方法
は、溶融アルミ合金を、鋳込みスリーブにおいて初晶を
実質的に粒状化した半溶融状態とし、金型キャビティ内
に充填、凝固させ、その後熱処理を施すことを特徴とす
る。

【００１２】第２発明のロッカーアームの製造方法は、
好ましくは、（ａ）質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０
％、Ｍｇ：１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下、または
更にＣｕ：６％以下を含み、残部が実質的にＡｌおよび
不可避的不純物の組成となる溶融アルミニウム合金を準
備する工程と、（ｂ）前記溶融アルミニウム合金を液相
線近傍または液相線以上の温度で鋳込みスリーブに移
し、該鋳込みスリーブ内で液相線より低く固相線または
共晶線より高い温度まで所定の冷却速度で低下させて、
溶融アルミニウム合金の初晶を実質的に粒状化した半溶
融状態とする工程と、（ｃ）前記鋳込みスリーブ内の半
溶融状態アルミニウム合金をロッカーアームを形成した
金型キャビティ内に加圧充填する工程と、（ｄ）前記金
型キャビティ内に加圧充填された半溶融状態アルミニウ
ム合金を凝固させる工程と、（ｅ）凝固後に溶体化処理
および／または時効処理する熱処理を施す工程と、より
なる。

【００１３】第２発明においては、鋳込みスリーブ外筒
部の回りに誘導コイルを設け、この誘導コイルにより磁
場を形成して鋳込みスリーブ内溶湯を撹拌するのが好ま
しい。また、前記鋳込みスリーブの内筒部の少なくとも
一部を低熱伝導材とし、好ましくはサイアロンを用い
る。また、（ａ）溶融アルミニウム合金の準備工程は、
ラドル内および／または鋳込みスリーブ内溶融アルミニ
ウム合金の温度を測温センサで測定して、液相線以上で
液相線近傍の温度に到達させる。更に、（ｂ）鋳込みス
リーブ内の半溶融アルミニウム合金は、固相率を２０〜
６０％に制御するのが好ましい。

【００１４】本第１発明および第２発明での数値限定
（化学組成の％は質量％を示す）ほかの理由は、以下の
とおりである。 （１）基地組織が実質的に粒状化、好ましくは平均粒径
が３０〜１００μｍで円形度が０．６以上 質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍｇ１．０％以
下、Ｆｅ：１．０％以下を含み、残部実質的にＡｌおよ
び不可避的不純物を含有する組成のアルミ合金からなる
組成で、基地組織が実質的に粒状化、好ましくは平均粒
径が３０〜１００μｍで円形度が０．６以上とすること
により、引張強さ、耐力、伸びなどの機械的性質が向上
する。

【００１５】（２）Ｓｉ：４．０〜８．０％、好ましく
はＳｉ：６．０〜７．０％ Ｓｉは、伸び、衝撃値などの靱性、および湯流れ性など
鋳造性等に影響を及ぼす。Ｓｉが４．０％未満では湯流
れ性が悪くなり、８．０％を越えると、伸び、衝撃値な
どの靱性を低下させる。従ってＳｉ：４．０〜８．０％
とする。好ましくはＳｉ：６．０〜７．０％とする。

【００１６】（３）Ｍｇ１．０％以下、好ましくは０．
２〜０．４％ Ｍｇは、溶体化処理および時効処理を施す熱処理によ
り、Ｍｇ2 Ｓｉを析出して強度の向上に有効に寄与す
る。Ｍｇが１．０％を越えると、Ｍｇ2 Ｓｉが過多とな
るきらいがあり、靱性が低下する。従ってＭｇ：１．０
％以下とする。好ましくは、Ｍｇ：０．２〜０．４％と
する。

【００１７】（４）Ｆｅ：１．０質量％以下、好ましく
は０．２％以下 Ｆｅは、多量に存在すると針状晶を形成し、１．０質量
％を越えると靱性の低下を招く。従ってＦｅ：１．０質
量％以下とする好ましくは、Ｆｅ：０．２％以下とす
る。

【００１８】（５）Ｃｕ：６．０％以下 Ｃｕは、耐力の向上に有効である。しかし、Ｃｕ：６．
０％を越え含有させると、伸びが低下する。従って、Ｃ
ｕは６．０％以下必要に応じ含有させる。

【００１９】（６）強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）
＋４０×伸び（％）］：１２５０以上 ロッカーアームは、引張強さと伸びがバランスした性能
が要求される。引張強さと伸びのバランスを、本発明で
は、強度指数＝［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び
（％）］としてあらわす。強度指数が１２５０未満で
は、ロッカーアームとして不十分である。このため、強
度指数は１２５０以上とする。

【００２０】（７）鋳込みスリーブ内溶融アルミ合金を
所定の冷却速度で低下させ粒状化 溶融状態のアルミ合金を、液相線以上の温度から、液相
線より低く固相線または共晶線より高い温度まで所定の
冷却速度で低下させると、アルミ合金の初晶が粒状化し
て半溶融状態となる。好ましくは、冷却速度は、１０℃
／ｓ以下の冷却速度とすることが好ましい。それにより
生成する初晶を実質的に粒状化することができる。

【００２１】（８）誘導コイルにより鋳込みスリーブ内
溶湯を撹拌 鋳込みスリーブの外筒の一部に導電体を複数個配置し、
この導電体の外部の誘導コイルによって磁場を形成する
と、鋳込みスリーブ内のアルミ合金および導電体には、
電磁誘導による電流が発生する。そして、誘導電流と磁
場の相互作用による電磁体積力が、アルミ合金に鋳込み
スリーブ表面から遠ざける方向に作用し鋳込みスリーブ
との接触を少なくする。このため、接触による温度低下
が少なくなると共に、アルミ合金表面に凝固片の発生が
少なくなる。しかも、電磁攪拌により、鋳込みスリーブ
内アルミ合金の温度分布も均一となる。

【００２２】（９）鋳込みスリーブ内筒に低熱伝導材の
サイアロン 鋳込みスリーブ内筒を低熱伝導材とすることにより、溶
融または半溶融アルミ合金が熱を奪われることが少なく
なり、鋳込みスリーブを予熱しなくても、半溶融で粒状
の組織が得られる。低熱伝導材として、サイアロンを用
いることにより、溶融または半溶融アルミ合金が濡れ難
い。

【００２３】（１０）固相率２０〜６０％で射出 また、鋳込みスリーブ内アルミ合金の金型キャビティへ
射出時の固相率は、２０〜６０％に制御する。固相率が
２０％以上で半溶融アルミ合金にチクソトロピー性を付
与することができる。一方、固相率が６０％を越えると
粘性が過度に高くなり、湯流れが悪くなる。従って、固
相率２０〜６０％で射出する。

【００２４】（１１）溶体化処理 共晶温度近傍の高温に到達後急冷する溶体化処理によ
り、凝固過程で生じたミクロ偏析の多くが固溶されてな
くなり、板状または片状の共晶Ｓｉを粒状化する。その
後必要に応じ行う焼もどしによって時効析出し、鋳造後
のアルミ鋳物に、靱性と引張強さなどの機械的を向上さ
せる。好ましくは、溶体化処理は、５００〜５５０℃の
温度に０．５〜８時間保持後、急冷する。

【００２５】（１２）時効処理 溶体化処理後、続いて時効処理を施すことにより、アル
ミ合金鋳物で、伸び、衝撃値などの靱性に加え、引張強
さ、耐力を確保することができる。そして、前述の強度
指数［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］：
１２５０以上となるロッカーアームが得られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 （実施例）図１は、実施例としてのロッカーアーム２０
の加工後を示す断面図である。図１のロッカーアーム２
０の完成寸法は、幅３２ｍｍ、全長１００ｍｍで、ロッ
カー軸への嵌合内径２０Ｂが２５ｍｍに形成されてい
る。

【００２７】次に、ロッカーアーム２０Ａの鋳造に用い
るダイカスト鋳造装置について説明する。図４および図
５は、ダイカスト鋳造装置の金型キャビティを含む要部
断面図であり、図４はラドル１９から鋳込みスリーブ２
内に溶融アルミ合金を受けている状態を示す断面図、図
５は鋳込みスリーブ２から金型キャビティ６に半溶融ア
ルミ合金を射出している状態を示す断面図であり、図４
および図５はわかりやすくするため、実際の断面図とは
変則に示している。ダイカスト鋳造装置は、横型締めで
型締力２５０ｔ（トン）、縦射出で射出力３５ｔであ
り、要部として、溶融状態のアルミ合金を受ける鋳込み
スリーブ２と、油圧装置にて駆動されて鋳込みスリーブ
２内を摺動するプランジャチップ３と、このプランジャ
チップ３が上方に移動した際に、鋳込みスリーブ２内の
アルミ合金が充填される固定型４と可動型５でロッカー
アーム２０Ａの金型キャビティ６を形成する金型からな
る。

【００２８】図６は鋳込みスリーブ２まわりを詳細に説
明する図であり、図７は図６の鋳込みスリーブ２中央部
の断面図である。図６および図７で、鋳込みスリーブ２
の溶融アルミ合金１Ｂを受ける内筒２Ａは、低熱伝導材
のサイアロンとしており、この低熱伝導材を囲む外筒部
２Ｂは、スリットを形成して８分割した導電体のオース
テナイト系ステンレス（ＪＩＳ ＳＵＳ３０４）材とし
ている。また、外筒部１Ｂは外径１６５ｍｍであり、こ
の外筒部１Ｂから僅か離して、内径１７８ｍｍ、外径２
１８ｍｍ、高さ２６５ｍｍ、均等に１４ターンした誘導
コイル７を巻回している。この誘導コイル７には発振器
である能力１００ｋＷ−５００Ｈｚのサイリスタインバ
ータ（図示せず）を接続している。

【００２９】また、鋳込みスリーブ２の近くに温度セン
サ（図示せず）を設けて、鋳込みスリーブ２内に受けた
溶融または半溶融アルミ合金１Ｂ中に浸漬して温度を連
続で測定している。そして、温度センサにより連続して
検出したアルミ合金１Ｂの温度により、発振器からの誘
導コイル７への通電を制御している。ここで、誘導コイ
ルによる撹拌時、鋳込みスリーブ２は、１５゜傾斜させ
ている。

【００３０】外筒部２Ｂのオーステナイト系ステンレス
（ＪＩＳ ＳＵＳ３０４）材中には冷却通路１６を形成
して冷却水を貫流させ、また、鋳込みスリーブ２の取付
フランジ２Ｃ上には冷却水を貫流する銅パイプ１５を接
続した厚さ３ｍｍの銅板１４を固定し、鋳込みスリーブ
２内アルミ合金１Ｂ、および誘導コイル７での電磁誘導
発熱による異常な温度上昇を防止している。また、プラ
ンジャチップ３は、その先端は空気層１７を形成してい
る。

【００３１】次に、ロッカーアーム２０をダイカスト鋳
造するための金型につき、図４および図５により説明す
る。金型は、前述のとおり、固定型４および可動型５
と、固定型４および可動型５に設けて、ロッカーアーム
２０軽量化のためのぬすみ部２０Ａを形成する摺動型１
１、更に固定型４の上部から、見切面中心に油圧シリン
ダ９により上下駆動されて、ロッカー軸への嵌合内径２
０Ｂを形成する摺動型８からなる。従ってロッカーアー
ム２０の金型キャビティ６は、固定型４、可動型５、摺
動型８、１１の４要素で形成されるので、構造が簡単
で、容易に製作することができる。そして、湯道ブッシ
ュ１８により、半溶融状態のアルミ合金の流れを制御し
ている。また、固定型４および可動型５で金型キャビテ
ィ６を囲んで設けたヒータ（図示せず）および温度セン
サ（図示せず）により、金型キャビティ６周囲の温度を
約２５０℃に制御している。これにより、金型の温度上
昇が抑えられ、変形が少なくなり機械的精度を維持する
ことができる。

【００３２】次に、ロッカーアーム２０のダイカスト鋳
造について、図４〜図７を用いて説明する。鋳造後のロ
ッカーアーム２０が、表１に示す組成となるようにアル
ミ合金を溶製し、保持炉内に移す。なお、表１に示す組
成以外は、Ｆｅ：０．２０％以下、Ｍｎ：０．１０％以
下、Ｔｉ：０．２０％を含み、残部Ａｌおよび不可避不
純物である。

【００３３】

【表１】 熱処理 溶体化処理 時効処理 No 材 質 鋳造法 （温度×時間） （温度×時間） 実施例 1 7%Si-0.35Mg 本発明法 540℃×3h 140℃×5h 2 7%Si-0.35Mg 本発明法 540℃×4h 160℃×4h 3 7%Si-0.65Mg 本発明法 540℃×4h 160℃×4h 4 7%Si-0.70Mg 本発明法 540℃×4h 160℃×4h 5 5%Si-3%Cu-0.2Mg 本発明法 500℃×4h 160℃×4h 比較例 1 7%Si-0.35Mg 低圧鋳造 540℃×4h 160℃×4h 2 7%Si-0.35Mg 溶湯鍛造 540℃×4h 160℃×4h 3 7%Si-0.65Mg 溶湯鍛造 540℃×4h 160℃×4h

【００３４】次に、保持炉内の溶融アルミ合金１Ａをラ
ドル１９で汲み上げ、液相線以上の温度の６３０℃でθ
＝１５゜傾斜させている鋳込みスリーブ２に移す。鋳込
みスリーブ２へ移した直後の溶融アルミ合金の温度を温
度センサで測定し、６２０℃近くあることを確認する。
そして、鋳込みスリーブ２を１５゜傾斜させたまま、発
振出力して誘導コイル７で磁場を形成して攪拌し、同時
に鋳込みスリーブ２内の溶融アルミ合金１Ｂの温度を、
液相線より低く固相線または共晶線より高い５８０℃付
近の温度まで低下させる。鋳込みスリーブ２内壁面やプ
ランジャチップ３上面は熱伝達が良いため、これらに接
触する溶融アルミ合金１Ｂは凝固が早くなるが、誘導コ
イル７による電磁攪拌とプランジャチップ３上部の空気
層１７による断熱層により、鋳込みスリーブ２内溶融ア
ルミ合金１Ｂの冷却速度を遅くし、均熱化を図ることが
できる。そして半溶融アルミ合金１Ｂは初晶が粒状化し
て、固相率が２０〜６０％の半溶融状態となる。

【００３５】金型は、固定型４、可動型５、摺動型８、
および摺動型１１を型合せしておく。次に鋳込みスリー
ブ２内に半溶融状態のアルミ合金１Ｂを保持したまま、
傾動シリンダにより鋳込みスリーブ２を直立させ、鋳込
みスリーブ２の外筒部２Ｂを金型の湯口に嵌合させる。
そして、プランジャチップ３を上昇させて、鋳込みスリ
ーブ２内の半溶融アルミ合金１Ｂを金型キャビティ６に
メタル速度５ｍ／ｓ以下で加圧充填する。

【００３６】金型キャビティ６に充填された半溶融アル
ミ合金１Ｃは、固定型４および可動型５に埋め込んだ温
度センサ（図示せず）により温度を連続して検知し、か
つヒータ（図示せず）により金型温度を約２５０℃に制
御して凝固させる。このときのキュアリング時間は約１
５秒（ｓ）である。

【００３７】金型キャビティ６でロッカーアームが凝固
したら、プランジャチップ３を下降して後退させ、次に
可動型５を図の左方向に移動して後退させ、摺動型８を
上昇して後退させ、かつ摺動型１１も後退させる。そし
て押出ピン１３を出すことにより、ロッカーアーム２０
Ａは金型から分離する。

【００３８】鋳造後、ロッカーアーム２０Ａは溶体化処
理および時効処理の熱処理を施す。この熱処理条件は、
表１に示すとおりである。以上によって得られたロッカ
ーアーム２０から、試験片を切り出し、機械的性質を調
べた。その結果を表２に示す。また、実施例１の金属組
織顕微鏡写真を図３に示す。

【００３９】

【表２】 機械的性質 平均粒径 円形度 引張強さ 耐力 伸び 強度指数 No (μm) (%) σB(MPa) (MPa) ε(%) 3×σB+40×ε 偏析 実施例 1 42 0.69 277 166 18 1551 無 2 40 0.67 312 232 14 1496 無 3 45 0.65 339 256 10.2 1425 無 4 50 0.71 345 277 9.0 1395 無 5 45 0.70 420 330 5.3 1472 無 比較例 1 - - 290 228 8.4 1206 無 2 - - 304 234 7.6 1216 有 3 - - 331 273 5.5 1213 有

【００４０】表２に示すとおり、平均粒径は４２〜５０
μｍ、円形度は０．６５〜０．７１と粒状化しており、
引張強さは２７７〜４２０ＭＰａ、耐力１６６〜３３０
ＭＰａ、伸び５．３〜１８％と機械的性質にも優れてい
る。また、強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×
伸び（％）］は、１３９５〜１５５１を有し、引張強
さ、および伸びがバランスして大ききく、更に、偏析も
見られずバラツキのないロッカーアームとなっている。

【００４１】（比較例）表１の比較例１は、７％Ｓｉ−
０．３５％Ｍｇアルミ合金を低圧鋳造法によりロッカー
アームの素材を鋳造し、熱処理を施したものである。ま
た、比較例２は、７％Ｓｉ−０．３５Ｍｇアルミ合金
を、図５に示すダイカスト鋳造装置を用いて、溶湯鍛造
法によりロッカーアームの素材を鋳造し、熱処理を施し
たものである。比較例２においては、鋳込みスリーブ２
内に溶融アルミ合金の温度を７４０℃で受け、誘導コイ
ル７による電磁攪拌を行わず、温度が７２０℃で射出速
度０．０７ｍ／ｓで金型キャビティ６内に充填し、鋳造
後、熱処理を施したものである。また、比較例３は、７
％Ｓｉ−０．６５Ｍｇアルミ合金を、比較例２と同じ条
件で溶湯鍛造法によりロッカーアームの素材を鋳造し、
熱処理を施したものである。上記比較例１〜３のロッカ
ーアーム素材から試料を切り出して、機械的性質を調べ
た。その結果を表２に示す。また、比較例２の金属組織
顕微鏡写真を図８に示す。比較例１〜３は、デンドライ
トが成長しているため、平均粒径および円形度を測定す
ることはできなかった。そして、比較例１〜３は、引張
強さは２９０〜３３１ＭＰａ、耐力は２８８〜２７３Ｍ
Ｐａ、伸びは５．５〜８．４％であった。強度指数［３
×引張強さ（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］は、１２０
６〜１２１６であり、機械的性質も本発明のロッカーア
ームに比較して小さかった。また比較例２は、図８に示
すとおり偏析が認められた。更に溶湯鍛造法は、７２０
℃以上で金型へ射出するため熱衝撃が大きく、本発明の
製造方法に比較して金型の耐用寿命が短い。更に、溶湯
鍛造法は、キュアリング時間も約４０ｓ（秒）かかるの
で、本発明の製造方法に比較して生産コストが高くな
る。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明のとおり、本第１発明の
ロッカーアームは、アルミ合金からなり基地組織が実質
的に粒状化しているので機械的性質に優れ、偏析がない
のでバラツキがなく、軽量化することができる。また、
本第２発明のロッカーアームの製造方法は、溶湯鍛造法
によらず、通常のダイカスト鋳造法によるので低コスト
で製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のロッカーアームの加工後を示す断
面図である。

【図２】実施の形態のロッカーアームの加工後を示す側
面図である。

【図３】本発明の実施例の金属組織写真を示す図であ
る。

【図４】本発明に用いるダイカスト鋳造装置の、金型キ
ャビティを含みラドルから鋳込みスリーブ内に溶融アル
ミ合金を受けている状態を示す断面図である。

【図５】本発明に用いるダイカスト鋳造装置の、金型キ
ャビティを含み鋳込みスリーブから金型キャビティに半
溶融アルミ合金を射出している状態を示す断面図であ
る。

【図６】鋳込みスリーブまわりを詳細に説明する図であ
る。

【図７】図６の鋳込みスリーブ中央部の断面図である。

【図８】比較例である溶湯鍛造法により鋳造したロッカ
ーアームの金属組織顕微鏡写真を示す図である。

【符号の説明】

１Ａ 溶融アルミニウム合金 １Ｂ 半溶融アルミニウム合金 ２ 鋳込みスリーブ ２Ａ 内筒部 ２Ｂ 外筒部 ２Ｃ 取付フランジ ３ プランジャチップ ３Ａ パイプ ４ 固定型 ５ 可動型 ６ 金型キャビティ ７ 誘導コイル ８ 摺動型 ９ 油圧シリンダ １０ 射出装置 １１ 摺動型 １４ 銅板 １５ 銅パイプ １６ 冷却通路 １７ 空気層 １８ 湯道ブッシュ １９ ラドル ２０ ロッカーアーム ２０Ａ ぬすみ部 ２０Ｂ ロッカー軸

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｆ 1/043 Ｃ２２Ｆ 1/043 Ｆ０１Ｌ 1/18 Ｆ０１Ｌ 1/18 Ｍ // Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３１ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６３１Ａ ６８１ ６８１

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム合金からなり、基地組織が
   実質的に粒状化していることを特徴とするロッカーアー
   ム。
2. 【請求項２】 質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍ
   ｇ１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下を含み、残部実質
   的にＡｌおよび不可避的不純物を含有する組成のアルミ
   ニウム合金からなることを特徴とする請求項１記載のロ
   ッカーアーム。
3. 【請求項３】 質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍ
   ｇ１．０％以下、Ｃｕ：６％以下、Ｆｅ：１．０％以下
   を含み、残部が実質的にＡｌおよび不可避的不純物を含
   有する組成のアルミニウム合金からなることを特徴とす
   る請求項１記載のロッカーアーム。
4. 【請求項４】 基地組織の平均粒径が３０〜１００μ
   ｍ、円形度が０．６以上であることを特徴とする請求項
   １乃至請求項３いずれか１項に記載のロッカーアーム。
5. 【請求項５】 機械的性質の強度指数［３×引張強さ
   （ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］の値が、前記ロッカー
   アームの主要部で１２５０以上あることを特徴とする請
   求項１乃至請求項４いずれか１項に記載のロッカーアー
   ム。
6. 【請求項６】 溶融アルミニウム合金を、鋳込みスリー
   ブにおいて初晶を実質的に粒状化した半溶融状態とし、
   金型キャビティ内に充填、凝固させ、その後熱処理を施
   すことを特徴とするロッカーアームの製造方法。
7. 【請求項７】 （ａ）質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０
   ％、Ｍｇ：１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下、または
   更にＣｕ：６％以下を含み、残部が実質的にＡｌおよび
   不可避的不純物の組成となる溶融アルミニウム合金を準
   備する工程と、（ｂ）前記溶融アルミニウム合金を液相
   線近傍または液相線以上の温度で鋳込みスリーブに移
   し、該鋳込みスリーブ内で液相線より低く固相線または
   共晶線より高い温度まで所定の冷却速度で低下させて、
   溶融アルミニウム合金の初晶を実質的に粒状化した半溶
   融状態とする工程と、（ｃ）前記鋳込みスリーブ内の半
   溶融状態アルミニウム合金をロッカーアームを形成した
   金型キャビティ内に加圧充填する工程と、（ｄ）前記金
   型キャビティ内に加圧充填された半溶融状態アルミニウ
   ム合金を凝固させる工程と、（ｅ）凝固後に溶体化処理
   および／または時効処理する熱処理を施す工程と、より
   なることを特徴とする請求項６記載のロッカーアームの
   製造方法。
8. 【請求項８】 前記鋳込みスリーブ外筒部の回りに誘導
   コイルを設け、該誘導コイルにより磁場を形成して鋳込
   みスリーブ内溶湯を撹拌することを特徴とする請求項６
   乃至請求項７いずれか１項に記載のロッカーアームの製
   造方法。
9. 【請求項９】 前記鋳込みスリーブの内筒部の少なくと
   も一部を低熱伝導材とすることを特徴とする請求項６乃
   至請求項８いずれか１項に記載のロッカーアームの製造
   方法。
10. 【請求項１０】 前記低熱伝導材がサイアロンであるこ
    とを特徴とする請求項９記載のロッカーアームの製造方
    法。
11. 【請求項１１】 前記（ａ）溶融アルミニウム合金の準
    備工程が、ラドル内および／または鋳込みスリーブ内溶
    融アルミニウム合金の温度を測温センサで測定して、液
    相線以上で液相線近傍の温度に到達させることを特徴と
    する請求項７記載のロッカーアームの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記（ｂ）鋳込みスリーブ内の半溶融
    アルミニウム合金は、固相率を２０〜６０％に制御する
    ことを特徴とする請求項７記載のロッカーアームの製造
    方法。