JPH1088269A - ディファレンシャルギヤケースおよびその製造方法 - Google Patents
ディファレンシャルギヤケースおよびその製造方法Info
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- JPH1088269A JPH1088269A JP26131796A JP26131796A JPH1088269A JP H1088269 A JPH1088269 A JP H1088269A JP 26131796 A JP26131796 A JP 26131796A JP 26131796 A JP26131796 A JP 26131796A JP H1088269 A JPH1088269 A JP H1088269A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H48/00—Differential gearings
- F16H48/38—Constructional details
- F16H2048/382—Methods for manufacturing differential gearings
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【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、凝固させて鋳造し、その後熱処理を施して製造す
る。
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、凝固させて鋳造し、その後熱処理を施して製造す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の差動装置
用部品であるディファレンシャルギヤケース（以下「デ
ィファレンシャルギヤケース」を略して「デフケ―ス」
という）およびその製造方法に関する。
用部品であるディファレンシャルギヤケース（以下「デ
ィファレンシャルギヤケース」を略して「デフケ―ス」
という）およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の差動装置は、車両がカーブを走
行する際の左右駆動輪の回転差、または四輪駆動車にお
ける前後駆動輪の回転差を許容する装置であり、構造的
には出力軸に連結された一対のベベルギヤの間にピニオ
ンギヤを介在させ、ピニオンギヤのシャフトの外側から
回転力を加えると、差動時にはピニオンギヤが自転して
各出力軸の回転差が許容されるように構成されたものが
一般的である。そして、ベベルギヤおよびピニオンギヤ
を収納するデフケ―スは、エンジンからプロペラシャフ
トを経由してハイポイドベベルギヤに伝達される駆動力
を、デフケースのフランジ面に取り付けたリングギヤに
伝達、左右の駆動輪を回転させる働きを受け持つ。この
ようにデフケ―スは、運転時に常時大きな応力が作用す
るため、引張強さ、耐力、伸びなどの機械的特性が要求
される。また、デフケースには前述のとおり、ベベルギ
ヤやピニオンギヤの収納、リングギヤの取り付け、ギヤ
キャリア内に収納し、かつテーパコロ軸受を外嵌するボ
ス部など複雑構造を形成するため、従来から球状黒鉛鋳
鉄材からなる鋳物が用いられている。
行する際の左右駆動輪の回転差、または四輪駆動車にお
ける前後駆動輪の回転差を許容する装置であり、構造的
には出力軸に連結された一対のベベルギヤの間にピニオ
ンギヤを介在させ、ピニオンギヤのシャフトの外側から
回転力を加えると、差動時にはピニオンギヤが自転して
各出力軸の回転差が許容されるように構成されたものが
一般的である。そして、ベベルギヤおよびピニオンギヤ
を収納するデフケ―スは、エンジンからプロペラシャフ
トを経由してハイポイドベベルギヤに伝達される駆動力
を、デフケースのフランジ面に取り付けたリングギヤに
伝達、左右の駆動輪を回転させる働きを受け持つ。この
ようにデフケ―スは、運転時に常時大きな応力が作用す
るため、引張強さ、耐力、伸びなどの機械的特性が要求
される。また、デフケースには前述のとおり、ベベルギ
ヤやピニオンギヤの収納、リングギヤの取り付け、ギヤ
キャリア内に収納し、かつテーパコロ軸受を外嵌するボ
ス部など複雑構造を形成するため、従来から球状黒鉛鋳
鉄材からなる鋳物が用いられている。
【０００３】近年、自動車の燃費や出力向上を目的とし
て軽量化を図るべく、鋳鉄材からなる鋳物に代えアルミ
ニウム（以下「アルミニウム」を略して「アルミ」とい
う）合金鋳物で形成することが提案されている。例え
ば、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、Ｃ
ｕ：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：０．００
５〜０．２ｗｔ％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、金型での溶湯鍛造
法により加圧鋳造することで、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。
て軽量化を図るべく、鋳鉄材からなる鋳物に代えアルミ
ニウム（以下「アルミニウム」を略して「アルミ」とい
う）合金鋳物で形成することが提案されている。例え
ば、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、Ｃ
ｕ：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：０．００
５〜０．２ｗｔ％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、金型での溶湯鍛造
法により加圧鋳造することで、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】また、特開平７−２８００６９号公報に
は、差動装置を構成するキャリアおよびハウジングをア
ルミ合金で形成すると共に、キャリアおよびハウジング
の各フランジ部の外周にフィンを設け、フィンによって
フランジ部の熱放散率を向上して、相手部品との熱膨張
差による空隙の発生を防止し、もって軽量化を図ろうと
する開示がある。
は、差動装置を構成するキャリアおよびハウジングをア
ルミ合金で形成すると共に、キャリアおよびハウジング
の各フランジ部の外周にフィンを設け、フィンによって
フランジ部の熱放散率を向上して、相手部品との熱膨張
差による空隙の発生を防止し、もって軽量化を図ろうと
する開示がある。
【０００５】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。
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。
【０００６】
【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。また、特開平７−２８００６９
号公報は、相手部品との熱膨張差による空隙の発生を防
止するものであり、積極的に機械的特性を向上しようと
する開示はない。機械的特性を向上するには、キャリア
およびハウジングを厚肉に形成しなければならず、重量
が増加してしまい、軽量化と逆行してしまう。
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。また、特開平７−２８００６９
号公報は、相手部品との熱膨張差による空隙の発生を防
止するものであり、積極的に機械的特性を向上しようと
する開示はない。機械的特性を向上するには、キャリア
およびハウジングを厚肉に形成しなければならず、重量
が増加してしまい、軽量化と逆行してしまう。
【０００７】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。一方、アルミ合金材からなる鍛造品は、靱性
および伸びが大きく、また内部欠陥が少ないので機械的
性質に優れ、信頼性が高い。しかしデフケースは前述の
とおり複雑形状であるため、鍛造で形成することは非常
に難しい。
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。一方、アルミ合金材からなる鍛造品は、靱性
および伸びが大きく、また内部欠陥が少ないので機械的
性質に優れ、信頼性が高い。しかしデフケースは前述の
とおり複雑形状であるため、鍛造で形成することは非常
に難しい。
【０００８】本発明は、上記従来の課題を解決し、ダイ
カスト鋳造法によって、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
デフケースおよびその製造方法を得ることにある。
カスト鋳造法によって、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
デフケースおよびその製造方法を得ることにある。
【０００９】
【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デフケースを鋳造して、
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デフケ
ースとなり、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。
ト鋳造法によりアルミ合金材でデフケースを鋳造して、
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デフケ
ースとなり、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。
【００１０】 即ち、本第１発明のデフケースは、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。
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。
【００１１】詳しくは、第１発明のデフケ―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、基地組織の平均粒径が３０〜１
００μｍで円形度が０．６以上である。また、第１発明
のデフケ―スは、機械的性質の強度指数［３×引張強さ
（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］の値が、前記デフケ―
スの主要部で１２５０以上有する。
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、基地組織の平均粒径が３０〜１
００μｍで円形度が０．６以上である。また、第１発明
のデフケ―スは、機械的性質の強度指数［３×引張強さ
（ＭＰａ）＋４０×伸び（％）］の値が、前記デフケ―
スの主要部で１２５０以上有する。
【００１２】次に第２発明のデフケ―スの製造方法は、
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。
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。
【００１３】 第２発明のデフケースの製造方法は、好ま
しくは、（ａ）質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍ
ｇ：１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下、または更にＣ
ｕ：６％以下、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
ミニウム合金をディファレンシャルギヤケースを形成し
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。
しくは、（ａ）質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍ
ｇ：１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下、または更にＣ
ｕ：６％以下、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
ミニウム合金をディファレンシャルギヤケースを形成し
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。
【００１４】 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。
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。
【００１５】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、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。
（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、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。
【００１６】（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。
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。
【００１７】（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。
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。
【００１８】（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。
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。
【００１９】（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。
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。
【００２０】（６）強度指数［３×引張強さ（ＭＰａ）
＋４０×伸び（％）］：１２５０以上 デフケ―スは、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、デフケ―スとして不十分である。このため、強度指
数は１２５０以上とする。
＋４０×伸び（％）］：１２５０以上 デフケ―スは、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、デフケ―スとして不十分である。このため、強度指
数は１２５０以上とする。
【００２１】（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。
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。
【００２２】（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。
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。
【００２３】（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。
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。
【００２４】（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。
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。
【００２５】（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。
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。
【００２６】（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以上となるデフケ―スが得られる。
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以上となるデフケ―スが得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 （実施の形態１）図１は、実施の形態のデフケ―ス２０
の加工後を示す断面図であり、図２はダイカスト鋳造後
のデフケ―ス素材２０Ａを示す図であり、（ａ）はサイ
ドギヤおよびピニオンギヤ組立の窓部での断面図、
（ｂ）は、（ａ）と９０゜回転した断面図である。図１
のデフケ―ス２０は、フランジ部外径２０Ｂが１２７ｍ
ｍ、全長１３５ｍｍ、リングドギヤの嵌合外径２０Ｃが
８０ｍｍ、サイドベアリング外径２０Ｄが３５ｍｍであ
り、中央部には、サイドギヤ（図示せず）およびピニオ
ンギヤ（図示せず）を組み立てための窓部２０Ｅが、軸
方向の幅６０ｍｍ、高さ４０ｍｍに形成されている。
する。 （実施の形態１）図１は、実施の形態のデフケ―ス２０
の加工後を示す断面図であり、図２はダイカスト鋳造後
のデフケ―ス素材２０Ａを示す図であり、（ａ）はサイ
ドギヤおよびピニオンギヤ組立の窓部での断面図、
（ｂ）は、（ａ）と９０゜回転した断面図である。図１
のデフケ―ス２０は、フランジ部外径２０Ｂが１２７ｍ
ｍ、全長１３５ｍｍ、リングドギヤの嵌合外径２０Ｃが
８０ｍｍ、サイドベアリング外径２０Ｄが３５ｍｍであ
り、中央部には、サイドギヤ（図示せず）およびピニオ
ンギヤ（図示せず）を組み立てための窓部２０Ｅが、軸
方向の幅６０ｍｍ、高さ４０ｍｍに形成されている。
【００２８】次に、デフケース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でデフケ―ス２０Ａの金型キャビティ６
を形成する金型からなる。
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でデフケ―ス２０Ａの金型キャビティ６
を形成する金型からなる。
【００２９】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。
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。
【００３０】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。
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。
【００３１】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。
（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。
【００３２】次に、デフケ―ス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、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、図２に示すデフケ―ス２０Ａの中空部
２０Ｂ、２０Ｃを形成する摺動型８からなる。従ってデ
フケ―スの金型キャビティ６は、固定型４、可動型５、
摺動型８の３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で金型キャビティの
デフケ―スのフランジ部を挟んで上下に設けたヒータ１
１および温度センサ１２により、金型の温度を約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。
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、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、図２に示すデフケ―ス２０Ａの中空部
２０Ｂ、２０Ｃを形成する摺動型８からなる。従ってデ
フケ―スの金型キャビティ６は、固定型４、可動型５、
摺動型８の３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で金型キャビティの
デフケ―スのフランジ部を挟んで上下に設けたヒータ１
１および温度センサ１２により、金型の温度を約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。
【００３３】次に、デフケ―ス２０Ａのダイカスト鋳造
について、図４および図５を用いて説明する。鋳造後の
デフケ―スが、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、Ｔ
ｉ：０．２０％、残部Ａｌおよび不可避不純物である。
について、図４および図５を用いて説明する。鋳造後の
デフケ―スが、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、Ｔ
ｉ：０．２０％、残部Ａｌおよび不可避不純物である。
【００３４】↓
【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℃×3h 140℃×5h
2 A356 溶湯鍛造 540℃×3h 140℃×5h
3 A357 溶湯鍛造 540℃×3h 140℃×5h
↑
【００３５】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６２０〜６３
０℃で鋳込みスリーブ２に移して、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℃付近の温度まで均熱
化させて低下させる。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。
ドル１９で汲み上げ、液相線以上の温度の６２０〜６３
０℃で鋳込みスリーブ２に移して、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℃付近の温度まで均熱
化させて低下させる。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。
【００３６】金型は、固定型４、可動型５および摺動型
８を型合せしておく。次に鋳込みスリーブ内に半溶融状
態のアルミ合金を保持したまま、傾動シリンダにより鋳
込みスリーブ部を直立させ、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。
８を型合せしておく。次に鋳込みスリーブ内に半溶融状
態のアルミ合金を保持したまま、傾動シリンダにより鋳
込みスリーブ部を直立させ、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。
【００３７】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１２により温度を連続して検知し、かつヒータ
１１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１５秒（ｓ）であ
る。
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１２により温度を連続して検知し、かつヒータ
１１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１５秒（ｓ）であ
る。
【００３８】金型キャビティ６でデフケ―スが凝固した
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、また摺動型８も
上昇して後退させる。そして押出ピン１３を出すことに
より、デフケ―ス２０Ａは金型から分離する。
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、また摺動型８も
上昇して後退させる。そして押出ピン１３を出すことに
より、デフケ―ス２０Ａは金型から分離する。
【００３９】鋳造後、デフケ―ス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デフケ―ス
２０Ａ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。
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デフケ―ス
２０Ａ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。
【００４０】↓
【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 有
2 - - 304 234 7.6 1216 有
3 - - 331 273 5.5 1213 有
↑
【００４１】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デフケ―スとなっている。
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デフケ―スとなっている。
【００４２】（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デフケ―
スの素材を鋳造して熱処理を施したものである。また、
比較例２は、Ａ３５６アルミ合金を、図５に示すダイカ
スト鋳造装置を用いて、溶湯鍛造法によりデフケ―スの
素材を鋳造して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７２０℃で受け、誘導コイル７による電磁攪拌を行わ
ず、温度が７００℃で射出速度０．０７ｍ／ｓで金型キ
ャビティ６内に充填した。鋳造後、熱処理を施した。ま
た、比較例３は、Ａ３５７アルミ合金を、比較例２と同
じ条件で溶湯鍛造法によりデフケ―スの素材を鋳造して
熱処理を施したものである。上記比較例１〜３のデフケ
―ス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２８８〜２７３ＭＰ
ａ、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、１２０６
〜１２１６であり、機械的性質も本発明のデフケ―スに
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、７００℃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。
０．３５％Ｍｇアルミ合金を低圧鋳造法によりデフケ―
スの素材を鋳造して熱処理を施したものである。また、
比較例２は、Ａ３５６アルミ合金を、図５に示すダイカ
スト鋳造装置を用いて、溶湯鍛造法によりデフケ―スの
素材を鋳造して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７２０℃で受け、誘導コイル７による電磁攪拌を行わ
ず、温度が７００℃で射出速度０．０７ｍ／ｓで金型キ
ャビティ６内に充填した。鋳造後、熱処理を施した。ま
た、比較例３は、Ａ３５７アルミ合金を、比較例２と同
じ条件で溶湯鍛造法によりデフケ―スの素材を鋳造して
熱処理を施したものである。上記比較例１〜３のデフケ
―ス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２８８〜２７３ＭＰ
ａ、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、１２０６
〜１２１６であり、機械的性質も本発明のデフケ―スに
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、７００℃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。
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明のとおり、本第１発明の
デフケ―スは、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発明のデフケ―スの製造方法は、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。
デフケ―スは、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発明のデフケ―スの製造方法は、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】実施の形態のデフケ―スの加工後を示す断面図
である。
である。
【図２】ダイカスト鋳造後のデフケ―ス素材を示す図で
あり、（ａ）はサイドギヤおよびピニオンギヤ組立の窓
部での断面図、（ｂ）は（ａ）を９０゜回転した断面図
である。
あり、（ａ）はサイドギヤおよびピニオンギヤ組立の窓
部での断面図、（ｂ）は（ａ）を９０゜回転した断面図
である。
【図３】本発明の実施例の金属組織顕微鏡写真（１００
倍率）を示す図である。
倍率）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。
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。
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。
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デフケ
―スの金属組織顕微鏡写真を示す図である。
―スの金属組織顕微鏡写真を示す図である。
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 ヒータ
１２ 温度センサ
１３ 押出ピン
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 デフケ―ス（機械加工品）
２０Ａ デフケ―ス（素材品）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ
Ｆ１６Ｈ 48/00 Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１１
// Ｃ２２Ｆ 1/00 ６１１ ６３１Ａ
６３１ Ｆ１６Ｈ 1/38
Claims (12)
- 【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ディファレン
シャルギヤケース。 - 【請求項２】 質量比で、Ｓｉ：４．０〜８．０％、Ｍ
ｇ１．０％以下、Ｆｅ：１．０％以下、残部実質的にＡ
ｌ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記載のディファ
レンシャルギヤケース。 - 【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、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記載のディファレンシャルギヤケース。 - 【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項に記載のディファレンシャ
ルギヤケース。 - 【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、前記ディファ
レンシャルギヤケースの主要部で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
のディファレンシャルギヤケース。 - 【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ディファレンシャルギヤケースの製
造方法。 - 【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、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ディファレンシャルギヤケースを形
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記載のディファ
レンシャルギヤケースの製造方法。 - 【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項に記載のディファレンシャル
ギヤケースの製造方法。 - 【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項に記載のディフファレンシャル
ギヤケースの製造方法。 - 【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記載のディファレンシャルギヤ
ケースの製造方法。 - 【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記載のディ
ファレンシャルギヤケースの製造方法。 - 【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記載のディファレンシャルギ
ヤケースの製造方法。
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