(57)【要約】【課題】Ｆｅ−２．０ｗｔ％Ｃｕ−０．８ｗｔ％Ｃの組成の焼結合金で形成された従来品のベアリングキャップをアルミニウム合金で形成された部材と組み合わせて共削り加工すると加工面に大きな段差が生じて加工された穴の真円度が悪くなり、加工工具の寿命や加工面の面粗さも低下するので、この問題を無くす。【解決手段】Ｃの添加量を従来よりも低下させ、さらに新たにＳを添加したＦｅ−１．５〜２．５ｗｔ％Ｃｕ−０．５〜０．７ｗｔ％Ｃ−０．１５〜０．３５ｗｔ％Ｓの組成の合金でベアリングキャップ２を形成し、これをアルミニウム合金製のシリンダヘッド１などと組み合わせるようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金製の部材と組み合わされて当該部材と共削り加工されるベアリングキャップであって、その組成がＦｅ−１．５〜２．５ｗｔ％Ｃｕ−０．５〜０．７ｗｔ％Ｃであるベアリングキャップ。
【請求項２】
アルミニウム合金製の部材と組み合わされて当該部材と共削り加工されるベアリングキャップであって、その組成がＦｅ−１．５〜２．５ｗｔ％Ｃｕ−０．１５〜０．３５ｗｔ％Ｓであるベアリングキャップ。
【請求項３】
アルミニウム合金製の部材と組み合わされて当該部材と共削り加工されるベアリングキャップであって、その組成がＦｅ−１．５〜２．５ｗｔ％Ｃｕ−０．５〜０．７ｗｔ％Ｃ−０．１５〜０．３５ｗｔ％Ｓであるベアリングキャップ。
【請求項４】
表面硬度２００ＭＨＶ以下の焼結合金で形成され、その焼結合金の表面硬度をｘ、前記アルミニウム合金製の部材の表面硬度をｙとしたとき、１≦ｘ／ｙ≦３の条件を満たす請求項１乃至３のいずれかに記載のベアリングキャップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アルミニウム合金製の部材、例えばエンジンのシリンダヘッド等と組み合わされてそのシリンダヘッド等と一緒に共削りされるベアリングキャップ、より詳しくは、組み合わされる部材との共削り加工性を向上させたベアリングキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
首記のベアリングキャップは、エンジンのシリンダブロック等と組み合わせて使用される。例えば、シリンダヘッドの底部にベアリングキャップを接続し、このベアリングキャップとシリンダヘッドとの間に設けた軸受でクランクシャフトを支持する方法が採られている。
【０００３】
ところで、最近のエンジンは、軽量化のためにシリンダブロックをアルミニウム系の材料（アルミニウム合金が一般的）で形成することが多くなってきている。一方、ベアリングキャップは、特開２０００−３３７３４８号公報に示されるようなもの、即ち、軸受部分をそれとは材質の異なる保持部分に鋳込むなどして一体化したものや、焼結品などが用いられている。
【０００４】
なお、焼結ベアリングキャップは、従来Ｆｅ−２．０ｗｔ％Ｃｕ−０．８ｗｔ％Ｃの組成のものが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
シリンダヘッドとベアリングキャップの合わせ部に設けるベアリング組付け用の穴は、シリンダヘッドとベアリングキャップをボルトで締結して組み立て、この状態で２者を共削り加工して形成するのが一般的である。先に述べた組成の焼結ベアリングキャップは、アルミニウム合金製のシリンダヘッドとの相性が良くなく、両者を組み合わせて共削り加工する場合には、
▲１▼加工工具の寿命が短くなる。
▲２▼加工面の面粗さが悪くなる。
▲３▼シリンダヘッド側加工面とベアリングキャップ側加工面の段差が大きくなり、ベアリング組付け穴の真円度が悪化する。
などの問題が発生していた。
【０００６】
この発明は、ベアリングキャップをアルミニウム合金製の部材と組み合わせて使用する場合の共削り加工性を向上させて上記▲１▼〜▲３▼の問題を解決することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、アルミニウム合金製の部材と組み合わされるベアリングキャップの組成を、Ｆｅ−１．５〜２．５ｗｔ％Ｃｕとなす。これに更に０．５〜０．７ｗｔ％Ｃ又は０．１５〜０．３５ｗｔ％Ｓもしくは０．５〜０．７ｗｔ％Ｃ−０．１５〜０．３５ｗｔ％Ｓを加えた組成となす。
【０００８】
このベアリングキャップは、表面硬度２００ＭＨＶ以下の焼結合金で形成され、その焼結合金の表面硬度をｘ、前記部材の表面硬度をｙとしたとき、１≦ｘ／ｙ≦３の条件を満たすものが特に好ましい。
【０００９】
【作用】
この発明では、材料の合金に対するＣ（炭素）の添加量を、従来の０．８ｗｔ％から０．５〜０．７ｗｔ％に減少させた。これによりアルミニウム合金製部材との硬度差が小さくなり、加工面に生じる段差が小さくなる。
【００１０】
また、Ｓ（硫黄）を０．１５〜０．３５ｗｔ％添加したことによってベアリングキャップの切削性が向上する。これに加え、アルミニウム合金との硬度差が小さくなることで断続切削に近かった共削り加工時の加工形態が連続切削に近づき、このために、工具寿命と加工面の面粗さが向上する。
【００１１】
なお、Ｃｕ、Ｃ、Ｓは、次の理由からその添加量を規制した。
Ｃｕ：ベアリングキャップの要求強度を満たすために１．５ｗｔ％以上必要である。一方で、このＣｕの添加量を２．５ｗｔ％以下にして焼結によるベアリングキャップの寸法変化を小さくし、コストも抑えている。
Ｃ：０．５ｗｔ％以上で一定の硬度を確保し、０．７ｗｔ％以下としてアルミニウム系材料との硬度差を小さくする効果を得ている。
Ｓ：切削性を向上させるために０．１５ｗｔ％以上添加する必要がある。また、０．３５ｗｔ％以下でベアリングキャップの強度を確保し、上限は０．３５ｗｔ％とした。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。図１にエンジンのクランクシャフト支持部の一例を示す。図の１はシリンダヘッド、２はシリンダヘッド１の底部にボルト３で取り付けるベアリングキャップ、４はシリンダヘッド１とベアリングキャップ２に半々に形成されるベアリング組付け穴である。
【００１３】
シリンダヘッド１は表面硬度６０ＭＨＶ以上のアルミニウム合金で形成され、一方、ベアリングキャップ２は、Ｆｅ−２．０ｗｔ％Ｃｕ−０．６ｗｔ％Ｃ−０．２５ｗｔ％Ｓの組成の材料粉末を成形密度：６．７５／ｃｍ３  で成形し、これを焼結した焼結合金で形成されている。
【００１４】
このシリンダヘッド１とベアリングキャップ２をボルト３を用いて最終組み立て時と同様に締結し、この状態で両者を共削り加工してベアリング組付け穴４を仕上げ、この後、ベアリングキャップ２を一旦取外し、ベアリングとクランクシャフト（共に図示せず）を組み付けて、再度ベアリングキャップ２をボルト止めして取り付ける。
【００１５】
ベアリングキャップ２は、従来品に比べると材料のＣ添加量が減少してアルミニウム合金製シリンダヘッド１との硬度差が小さくなっており、また、Ｓを添加したことにより切削性が従来の焼結ベアリングキャップよりも向上しており、このために、シリンダヘッド１との共削り性が向上し、シリンダヘッド１側の加工面とベアリングキャップ２側の加工面の段差が従来よりも小さくなってベアリング組付け穴４の真円度が高まり、さらに、加工面の面粗さと加工工具の寿命も向上する。
【００１６】
図２に、シリンダヘッド１、ベアリングキャップ２の表面硬度差と、両者を共削り加工したときに生じる加工面の段差の関係を示す。
【００１７】
この図２では、シリンダヘッド１を構成するアルミニウム合金の表面硬度は６５ＭＨＶになっている。グラフの曲線はベアリングキャップの表面硬度である。Ｆｅ−１．５〜２．５ｗｔ％Ｃｕ−０．５〜０．７ｗｔ％Ｃ−０．１５〜０．３５ｗｔ％Ｓの組成の合金でベアリングキャップ２を構成すると、そのベアリングキャップ２の表面硬度は最大で１９５ＭＨＶ程度となる。この組成の合金であると、ベアリングキャップを構成するその合金の表面硬度をｘ、シリンダヘッド１を構成するアルミニウム合金の表面硬度をｙとしたときに１≦ｘ／ｙ≦３の条件を満たし、加工面の段差が１．５μｍ以下に納まる。その段差が１．５μｍ以下であれば、実用面での不具合はなんら発生しない。
【００１８】
ベアリングキャップ２の材料として、前述のＦｅ−２．０ｗｔ％Ｃｕ−０．６ｗｔ％Ｃ−０．２５ｗｔ％Ｓの組成の、成形密度６．７５／ｃｍ３  の焼結合金を使用した場合には、ベアリングキャップ２の表面硬度ｘは約１３０ＭＨＶであるので、アルミニウム合金の表面硬度ｙとの関係は１≦ｘ／ｙ≦２となり、加工面の段差が０．９５μｍとなってより好ましい結果が得られる。
【００１９】
また、この発明では材料の合金にＳを添加して切削性を向上させており、加工面に生じる段差が小さくなることで加工工具も傷み難くなるため、加工面の面粗さも従来以上に向上する。
【００２０】
なお、実施例は、エンジン用クランクシャフト支持部のベアリングキャップについて述べたが、この発明は、アルミニウム合金で形成される部材と組み合わせて共削り加工を行うベアリングキャップの全てに適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明のベアリングキャップは、Ｃの添加量を従来よりも減らして表面硬度を組み合わせ対象のアルミニウム合金の表面硬度に近づけたので、アルミニウム合金製の部材と組み合わせて共削り加工したときの加工面の段差が小さくなり、ベアリング組付け穴の真円度を高めることが可能になる。
【００２２】
また、Ｓを添加して切削性を向上させたので、加工工具の寿命と加工面の面粗さも向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のベアリングキャップの一例を示す端面図
【図２】２種類の材料の表面硬度差と、それ等の材料を共削り加工したときに生じる加工面の段差の関係を示す図
【符号の説明】
１  シリンダヘッド
２  ベアリングキャップ
３  ボルト
４  ベアリング組付け穴
【図１】
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【図２】
2005009572.tif 000004