(57)【要約】【課題】溶湯の充填量を低減する。【解決手段】外表面１Ａにボス部６が設けられたケース１を製造する方法は、金型１０１の対向面１０１Ａ（キャビティＣを形成する面）上に形成された凹部１１０に、ケース１においてボス部６を構成するワークＷを挿入する工程と、ワークＷの挿入後に、金型１０１のキャビティＣに溶湯（溶融金属）を充填して凝固させ、ワークＷをケース１に一体化させる工程と、を含み、ワークＷは、ケース１の外表面１Ａから突出する頭部と６２、頭部６２に連結する脚部６３と、を有し、金型１０１は、凹部１１０の周囲に形成された、凹部１１０に連通する溝部１１３を有し、凹部１１０と溝部１１３に溶湯Ｍが充填されることによって、ワークＷの脚部６３に接続するリブ部７が形成される。【選択図】図６
2020097041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外表面にボス部が設けられたケースの製造方法であって、
金型のキャビティを形成する面上に形成された凹部に、前記ケースにおいて前記ボス部を構成するワークを挿入する工程と、
前記ワークの挿入後に、前記金型のキャビティに溶融金属を充填して凝固させ、前記ワークを前記ケースに一体化させる工程と、を含み、
前記ワークは、前記ケースの外表面から突出する頭部と、前記頭部に連結する脚部と、を有し、
前記金型は、前記凹部の周囲に形成された、前記凹部に連通する溝部を有し、
前記凹部と前記溝部に前記溶融金属が充填されることによって、前記ワークの前記脚部に接続するリブ部が形成されることを特徴とする、ケースの製造方法。
【請求項２】
前記凹部は、当該凹部に挿入された前記ワークの脚部との間に隙間を形成し、
当該隙間に充填された前記溶融金属が、前記リブ部において、前記ボス部の前記脚部を取り囲む環状部を形成し、前記溝部に充填された前記溶融金属が、前記リブ部において、前記環状部から径方向外方に延びるアーム部を形成することを特徴とする請求項１記載のケースの製造方法。
【請求項３】
前記ボス部の前記脚部は、前記頭部に連結する小径部と、前記小径部に連結し、前記ケースの外表面に一体化される大径部とを有し、
前記環状部の内径側の前記小径部を取り囲む部分は、前記小径部に対応した凸形状であることを特徴とする請求項２記載のケースの製造方法。
【請求項４】
前記アーム部は、前記凹部の周囲に放射状に複数形成されることを特徴とする請求項２または３に記載のケースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケースの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式の無段変速機の変速機構部（バリエータ）を収容するケースは、例えば、金型のキャビティに溶融したアルミ合金（以降、「溶湯」という）を充填して凝固させるダイカスト工法により製造される。
【０００３】
ケースには、例えば、車両部品または外装品等の他部品を締結するためのボス部が形成される。ボス部はケースの外表面から突出した形状であるが、例えば、金型にボス部の形状に対応した凹部を形成し、この凹部に溶湯を充填することによってケースと一体的に成型することができる。しかしながら、金型の凹部付近は溶湯の流れ（以降、「湯流れ」という）が滞りやすく、ガスを巻き込んで鋳巣（ブローホール）が発生することがある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２８８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
溶湯の湯流れを改善するために、金型の凹部の周囲に凹部に接続する溝部を設けることが考えられる。溶湯が溝部を導かれて凹部に入ることで、凹部付近の湯流れが改善される。溝部に充填された溶湯は、成型されたケースにおいてボス部の外周に接続しボス部を補強するリブ部となる。しかしながら、リブ部を形成することによって、溶湯の充填量が増加し、ケース全体の重量も増加する。
【０００６】
ケースの製造方法において、鋳巣の発生を低減しつつ、リブ部の形成による溶湯の充填量およびケース全体の重量を低減することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、外表面にボス部が設けられたケースの製造方法であって、
金型のキャビティを形成する面上に形成された凹部に、前記ケースにおいて前記ボス部を構成するワークを挿入する工程と、
前記ワークの挿入後に、前記金型のキャビティに溶融金属を充填して凝固させ、前記ワークを前記ケースに一体化させる工程と、を含み、
前記ワークは、前記ケースの外表面から突出する頭部と、前記頭部に連結する脚部と、を有し、
前記金型は、前記凹部の周囲に形成された、前記凹部に連通する溝部を有し、
前記凹部と前記溝部に前記溶融金属が充填されることによって、前記ワークの前記脚部に接続するリブ部が形成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ボス部を予め別個に製造し、いわゆる鋳ぐるみとしてケースと一体化させることによって、ボス部を形成するために凹部全体に溶湯を充填する必要が無いため、湯流れが悪くなりにくく、鋳巣の発生を低減することができる。また、リブ部は、ボス部にかかる荷重に対応することができれば良いため、ワークの脚部に接続する高さに形成すれば良く、リブ部の形成による溶湯の充填量およびケース全体の重量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は無段変速機のケースの側面図であり、（ｂ）はケースの上面図である。
【図２】（ａ）は、ボス部を示す斜視図であり、（ｂ）は、ボス部を示す上面図である。
【図３】（ａ）は、図２の（ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図２の（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】ケースを製造するダイカスト装置の構成を示す図である。
【図５】ワークを挿入する凹部を示す図である。
【図６】（ａ）は、図５のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は図５のＢ−Ｂ断面図である。
【図７】ダイカスト装置によるケースの製造工程を示すフローチャートである。
【図８】比較例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１の（ａ）は、無段変速機のケースの側面図であり、図１の（ｂ）はケースの上面図である。
【００１１】
図１の（ａ）に示すように、ケース１には、筒状の周壁部２が形成され、周壁部２の内部にプーリ収容室３が形成される。プーリ収容室３には、無段変速機のバリエータを構成するプライマリプーリ４、セカンダリプーリ５、およびプライマリプーリ４とセカンダリプーリ５に巻き掛けられたベルトＶが収容されている。周壁部２の開口は、不図示のサイドカバーにより封止される。
【００１２】
図１の（ｂ）に示すように、ケース１の上側の周壁部２には、ボス部６が設けられている。ボス部６は、例えば、車両部品または外装品等の他部品をケース１に固定するために設けられる。あるいは、ボス部６は、周壁部２の内部状態を観察するための観察孔を形成するために設けられる。
【００１３】
図１の（ｂ）に示したボス部６はあくまで一例であり、ボス部６を形成する位置はケース１の上側に限定されず、側面側や下側に設けても良い。また、ボス部６の数も限定されず、用途に応じて適宜決定することができる。
【００１４】
詳細は後述するが、ケース１は、アルミ合金をダイカスト工法で成型することにより製造されるが、ボス部６は予め別個の部品として成型されており、ケース１の成型時に、いわゆる鋳ぐるみとしてケース１と一体化される。
【００１５】
図２の（ａ）は、ボス部６を示す斜視図であり、図２の（ｂ）は、ボス部６を示す上面図である。
図３の（ａ）は、図２の（ｂ）のＡ−Ａ断面図であり、図３の（ｂ）は、図２の（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。
図２の（ａ）に示すように、ケース１には、外表面１Ａから突出したボス部６が設けられている。
【００１６】
図２の（ａ）に示すように、ボス部６には、他部品をケース１に固定するためのボルト締結穴６１が形成される。ボルト締結穴６１は、ボス部６を構成する部品を鋳ぐるみとしてケース１と一体化させた後に形成される。
【００１７】
また、ボス部６に観察孔を設ける場合には、有底のボルト締結穴６１の代わりに、ボス部６とケース１を貫通する孔を形成すると良い。通常時は観察孔にボルトを締結して塞ぎ、検査時には、観察孔から検査具を差し込むことで、ケース１の内部状態を観察することができる。
【００１８】
図３の（ａ）に示すように、ボス部６は、前記したボルト締結穴６１が形成される円錐台状の頭部６２と、頭部６２に連結し、ケース１の外表面１Ａに固定された脚部６３から構成される。なお、図２の例では、頭部６２を円錐台状としているが、円柱状や角柱状としても良い。
【００１９】
脚部６３は、頭部６２に連結された小径部６４と、小径部６４に連結された大径部６５とから構成される。小径部６４は円柱状であり、頭部６２および大径部６５よりも小径である。大径部６５は、底面側においてケース１の外表面１Ａに固定されている。図２の（ａ）において大径部６５の外周を破線で示しているが、大径部６５の外周には、上面視で星形になるように切り欠きが形成されている。図３の（ａ）に示すように、大径部６５の最大外径は、頭部６２の底面側の外径より大きくなっており、ケース１の外表面１Ａに固定された際のボス部６の安定性が高められる。
【００２０】
ボス部６の脚部６３の周囲には、ケース１の外表面１Ａから突出したリブ部７が形成されている。リブ部７は、ケース１の成型と同時に形成されるものであり、ケース１の外表面１Ａから突出してボス部６の脚部６３に接続することにより、別個の部品であるボス部６のケース１の外表面１Ａへの固定を補強してボス部６の抜けを防止する。
【００２１】
リブ部７は、ボス部６の脚部６３の外周を取り囲んで固定する環状部７１と、環状部７１の外周から径方向外方に延びるアーム部７２とを備えている。環状部７１とアーム部７２は、ダイカスト装置において一体成型されるものである。環状部７１およびアーム部７２の中心軸Ｘ方向の長さは、脚部６３の中心軸Ｘ方向の長さとほぼ同じであるため、ボス部６の頭部６２は、リブ部７から突出した状態である。
【００２２】
図２の（ａ）および（ｂ）に示すように、実施の形態においては、環状部７１の外周から放射状に延びる４つのアーム部７２が形成されている。
図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、環状部７１の内径側の小径部６４を取り囲む部分は、小径部６４に対応した凸形状となっている。これによって、ボルト締結穴６１の形成時に、中心軸Ｘに直交するＹ軸方向にかかる荷重に対して、ボス部６の抜けが防止される。
【００２３】
また、環状部７１の内径側の大径部６５を取り囲む部分は、星形に切り欠かれた大径部６５に対応した星形の形状となっている。これによって、ボルト締結穴６１の形成時に中心軸Ｘ回りに剪断荷重がかかったときにボス部６の回転が防止される。
【００２４】
図３の（ａ）に示すように、アーム部７２は、それぞれ、断面視で略台形状の板状部材であり、環状部７１との接続端から対向端に向かってボス部６の径方向外方に延びる。アーム部７２は上端が下端よりも短くなっており、上端と下端を接続する対向端は傾斜面となっている。
【００２５】
４つのアーム部７２が環状部７１から放射状に延びるように形成されていることによって、ボス部６のボルト締結穴６１の形成時にかかる中心軸Ｘ回りの剪断荷重によるボス部６の抜けを防止する。なお、図２の（ａ）および（ｂ）の例では、約９０°の間隔で４つのアーム部７２を配置しているが、アーム部７２の数および配置の間隔は適宜変更可能である。また、形状は、略台形状に限らず、例えば断面視で三角形状としても良い。
【００２６】
以上の構成を備えたケース１の製造方法について説明する。
図４は、ケース１を製造するダイカスト装置の構成を示す図である。
図４に示すように、ダイカスト装置１００は、内部にキャビティＣが形成された金型１０１を備えている。
金型１０１は、例えば、上型、下型、横型等の複数の金型から形成することができる。それぞれの金型１０１の対向面１０１Ａには凹凸が形成されており、金型１０１を閉めると、対向面１０１Ａの間にはケース１の形状に対応した空間であるキャビティＣが形成される。シリンダ１０６によって溶湯Ｍを押し込んでキャビティＣの内部に充填させ、充填した溶湯Ｍを凝固させることにより、ケース１を成型する。なお、図４で示している金型１０１およびキャビティＣの形状は、簡略化したものである。
【００２７】
前記したように、ケース１のボス部６（図２および図３参照）は、予め別個の部品として形成される。このボス部６を構成する別個の部品を、以降の説明では「ワークＷ」という。詳細な説明は省略するが、ワークＷは、例えば、別のダイカスト装置で製造することができる。
別個の部品として形成されたワークＷをダイカスト装置１００の金型１０１に形成した凹部に挿入してから金型１０１を閉め、キャビティＣに溶湯Ｍを充填することで、ワークＷはケース１と一体化される。
【００２８】
図５は、ワークＷを挿入する凹部を示す図である。
図６の（ａ）は、図５のＡ−Ａ断面図であり、図６の（ｂ）は図５のＢ−Ｂ断面図である。
ワークＷは、ボルト締結穴６１（図２参照）が形成されていない以外は、図２および図３に図示したボス部６と同じ構成を有するため、ワークＷの各構成には、ボス部６と同じ符号を付して説明する。なお、図５では、凹部１１０にワークＷが挿入されていない状態を図示し、図６では凹部１１０にワークＷが挿入され、キャビティＣに溶湯Ｍが充填された状態を示している。
【００２９】
図５に示すように、金型１０１の対向面１０１Ａには、ワークＷが挿入される凹部１１０が形成され、さらに凹部１１０の外周に、放射状に延びる４つの溝部１１３が形成されている。
図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、凹部１１０はワークＷの中心軸Ｘ方向の全長とほぼ同じ深さを有し、断面視で円錐台の形状を有している。ワークＷを凹部１１０へ挿入する際は、ワークＷの頭部６２の先端側が凹部１１０の底面に接触し、脚部６３の大径部６５の底面がキャビティＣに面するように配置する。このように配置することによって、ワークＷの頭部６２が凹部１１０の下部１１１側に収容され、脚部６３が上部１１２側に収容される。
【００３０】
凹部１１０の下部１１１は、ワークＷの頭部６２が内壁面１１０ａにほぼ隙間無く密着する大きさに形成される。そのため、凹部１１０の下部１１１には溶湯Ｍが充填されない。これによって、ケース１の成型後、ワークＷはボス部６としてケース１の外表面１Ａから突出した状態で一体化される（図２の（ａ）参照）。一方、凹部１１０の上部１１２には、ワークＷの脚部６３の小径部６４と星形の大径部６５との間に隙間Ｓが形成される。この隙間Ｓには溶湯Ｍが充填され、ワークＷの脚部６３を取り囲むリブ部７の環状部７１を形成する。
【００３１】
図６の（ａ）に示すように、溝部１１３はそれぞれ断面視で略台形状の溝である。溝部１１３の一端１１３ａは凹部１１０の内壁面１１０ａに連通している。他端１１３ｂは、対向面１０１Ａから溝部１１３の底面に向かって凹部１１０に近づく方向に傾斜した傾斜面となっている。溝部１１３は、凹部１１０の上部１１２に到達する中心軸Ｘ方向の深さを有している。すなわち、溝部１１３は、凹部１１０の上部１１２に収容されるワークＷの脚部６３の中心軸Ｘ方向全長とほぼ同じ深さを有する。この溝部１１３に溶湯Ｍが充填されることによって、リブ部７のアーム部７２が形成される。溝部１１３の一端１１３ａは凹部１１０の内壁面１１０ａと連通しているため、溝部１１３に充填された溶湯Ｍと凹部１１０の隙間Ｓに充填された溶湯Ｍは接続し、一体的にリブ部７を形成する。
【００３２】
図７は、ダイカスト装置１００によるケース１の製造工程を示すフローチャートである。
図７に示すように、予め別の工程で製造したワークＷを、金型１０１の凹部１１０に挿入する（ステップＳ０１）。
【００３３】
金型１０１を閉め（ステップＳ０２）、シリンダ１０６を押し込んで対向面１０１Ａの間に形成されたキャビティＣに溶湯Ｍを充填する（ステップＳ０３）。
【００３４】
図６の（ａ）に示すように、キャビティＣ内に充填される溶湯Ｍは、凹部１１０と溝部１１３にも流れ込む。ここで、溝部１１３の他端１１３ｂが傾斜面となっていることによって、溶湯Ｍはスムーズに溝部１１３に流れ込み、さらに溝部１１３と連通する凹部１１０の隙間Ｓにも流れ込む。
凹部１１０の下部１１１には鋳ぐるみのワークＷの頭部６２が収容され隙間無く密着しているため、下部１１１には溶湯Ｍが充填されない。
【００３５】
図８は、比較例を示す図である。比較例では、ボス部６Ａを別個の部品とするのではなく、ダイカスト装置１００でケース１と一体的に成型する。
図８に示すように、比較例においては、ボス部６Ａを成型するために、凹部１１０Ａ全体に溶湯Ｍを注入する必要がある。そのため、凹部１１０Ａ付近の湯流れが悪化して、キャビティＣ内に残っているガスを巻き込んで鋳巣が発生しやすくなる。そのため、比較例においては、凹部１１０の湯流れを改善させるために、溝部１１３Ａを凹部１１０Ａの中心軸Ｘ方向の全長と同じ深さに形成する必要がある。これによって、溝部１１３Ａに充填する溶湯Ｍの量も増加する。
【００３６】
一方、実施の形態では、ボス部６となるワークＷを予め別に成型して凹部１１０に挿入しているため、図６の（ａ）および（ｂ）に示すように、溶湯Ｍは、凹部１１０の下部１１１には充填されず、上部１１２の小径部６４との隙間Ｓにのみ充填される。そのため、凹部１１０における湯流れの悪化が起こりにくくなる。したがって、溝部１１３を、凹部１１０の中心軸Ｘ方向全長と同じ深さに形成する必要が無い。溝部１１３によって成型されるリブ部７がボス部６の補強となれば良いため、溝部１１３は脚部６３に接続する深さ、すなわち凹部１１０の下部１１１に接続する深さにすれば良い。そのため実施の形態では、比較例に比べて、溝部１１３に充填する溶湯Ｍの量を低減することができる。
【００３７】
図７に示すように、キャビティＣに充填した溶湯Ｍを凝固させ（ステップＳ０４）、ケース１を成型する。凹部１１０と溝部１１３に充填された溶湯Ｍも凝固することによって、ワークＷはボス部６としてケース１と一体化される。
溶湯Ｍが凝固した後、金型１０１を開いて（ステップＳ０５）、成型したケース１を金型１０１から離型させる。
【００３８】
以上の通り、実施の形態のケース１の製造方法は、
（１）外表面１Ａにボス部６が設けられたケース１を製造するものであって、
金型１０１の対向面１０１Ａ（キャビティＣを形成する面）上に形成された凹部１１０に、ケース１においてボス部６を構成するワークＷを挿入する工程と、
ワークＷの挿入後に、金型１０１のキャビティＣに溶湯（溶融金属）を充填して凝固させ、ワークＷをケース１に一体化させる工程と、を含み、
ワークＷは、ケース１の外表面１Ａから突出する頭部と６２、頭部６２に連結する脚部６３と、を有し、
金型１０１は、凹部１１０の周囲に形成された、凹部１１０に連通する溝部１１３を有し、
凹部１１０と溝部１１３に溶湯Ｍが充填されることによって、ワークＷの脚部６３に接続するリブ部７が形成される。
【００３９】
ボス部６をケース１と一体的にダイカスト装置１００により成型する場合、ボス部６を成型するための凹部１１０において溶湯Ｍの湯流れが悪くなり、鋳巣が発生する可能性がある。実施の形態では、予め製造したボス部６を構成するワークＷを金型１０１に挿入してから、溶湯ＭをキャビティＣに充填してケース１を製造する。すなわち、ボス部６を鋳ぐるみとすることによって、ボス部６を形成するために凹部１１０全体に溶湯Ｍを充填する必要がないため、湯流れが悪くなりにくく、鋳巣の発生を低減することができる。また、リブ部７は、ボス部６にボルト締結穴６１を形成するときにかかるＹ軸方向の荷重に対してボス部６の抜けを防止することができれば良いため、ワークＷの脚部６３に接続する高さに抑えることができ、リブ部７を形成するための溶湯Ｍの充填量およびケース１全体の重量を低減することができる。
【００４０】
（２）凹部１１０は、当該凹部１１０に挿入されたワークＷの脚部６３との間に隙間Ｓを形成し、
当該隙間Ｓに充填された溶湯Ｍが、リブ部７において、ボス部６の脚部６３を取り囲む環状部７１を形成し、溝部１１３に充填された溶湯Ｍが、リブ部７において、環状部７１から径方向外方に延びるアーム部７２を形成する。
【００４１】
環状部７１が脚部６３を取り囲み、環状部７１から径方向外方に延びるアーム部７２が形成されることによって、ボス部６にボルト締結穴６１を形成するときにかかるＹ軸方向の荷重に対してさらに補強され、ボス部６の抜けを防止することができる。
【００４２】
（３）ボス部６の脚部６３は、頭部６２に連結する小径部６４と、小径部６４に連結し、ケース１の外表面１Ａに一体化される大径部６５とを有し、環状部７１の内径側の小径部６４を取り囲む部分は、小径部６４に対応した凸形状である。
これによって、ボルト締結穴６１を形成するときにかかるＹ軸方向の荷重に対してボス部６を抜けにくくすることができる。
【００４３】
（４）アーム部７２は、凹部１１０の周囲に放射状に複数形成される。
アーム部７２を放射状に形成することで、ボス部６にボルト締結穴６１を形成するときにかかる中心軸Ｘ回りの剪断荷重に対応することができる。
【００４４】
以上述べたケース１の製造方法を実施するダイカスト装置１００（ケース１の製造装置）についても、同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００４５】
１  ケース
１Ａ  外表面
２  周壁部
３  プーリ収容室
４  プライマリプーリ
５  セカンダリプーリ
６  ボス部
６１  ボルト締結穴
６２  頭部
６３  脚部
６４  小径部
６５  大径部
７  リブ部
７１  環状部
７２  アーム部
１００  ダイカスト装置
１０１  金型
１０１Ａ  対向面
１１０  凹部
１１１  下部
１１２  上部
１１３  溝部
Ｃ  キャビティ
Ｍ  溶湯
Ｓ  隙間
Ｖ  ベルト
Ｗ  ワーク
Ｘ  中心軸
【図１】
2020097041.tif 000003
【図２】
2020097041.tif 000004
【図３】
2020097041.tif 000005
【図４】
2020097041.tif 000006
【図５】
2020097041.tif 000007
【図６】
2020097041.tif 000008
【図７】
2020097041.tif 000009
【図８】
2020097041.tif 000010