(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造したトランクアクスルケースを脱型して所定時間冷却水中で冷却後、トリミングプレスによる方案部の折除と、ヤスリがけによる大きなバリの削除とを行い、次いで、平均粒子径が0.3 mm以上１mm以下の亜鉛または亜鉛合金製の投射材をショットブラスト装置により全面に投射して残された小さなバリを削除したうえ、油圧回路を形成する部位に前記投射材と同じ規格の投射材をエアブラスト装置によって吹き付けて微小連通孔を封孔し、次に、鋳抜きピン部を水洗して残留投射材を洗浄後、合わせ面及び勘合面を切削加工及び研削加工により寸法出しすることを特徴とするアルミダイカスト製トランクアクスルケースの仕上方法。
【請求項２】
ショットブラスト装置による投射材の投射は、毎秒20メートル以上50メートル以下の速度で行ない、エアブラスト装置による投射材の投射は、毎秒60メートル以上120 メートル以下の速度で行なう請求項１に記載のアルミダイカスト製トランクアクスルケースの仕上方法。
【請求項３】
鋳造したトランクアクスルケースを脱型して所定時間冷却水中で冷却後、トリミングプレスによる方案部の折除と、ヤスリがけによる大きなバリの削除とを行い、次いで、平均粒子径が0.3 mm以上１mm以下の亜鉛または亜鉛合金製の投射材をショットブラスト装置により全面に投射して残された小さなバリを削除したうえ、油圧回路を形成する部位に前記投射材と同じ規格の投射材をエアブラスト装置によって吹き付けて微小連通孔を封孔し、次に、鋳抜きピン部を水洗して残留投射材を洗浄後、合わせ面及び勘合面を切削加工及び研削加工により寸法出しして仕上げたアルミダイカスト製トランクアクスルケース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トランスミッションとファイナルギアを１つのケースに組み込んでユニット化したものであるトランクアクスルのケース部材であるアルミダイカスト製トランクアクスルケースに関し、特には、複数の油圧回路を一体化させて複雑化したトランクアクスルケースであっても、十分な作動油密閉性を備えたアルミダイカスト製トランクアクスルケ−スの仕上方法及びアルミダイカスト製トランクアクスルケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアルミダイカスト製トランクアクスルケースの仕上方法は、図６に示した行程表に記載したように、先ず、鋳造したアルミダイカスト製トランクアクスルケースを高温であるからロボットにより脱型し、所定時間冷却水中に浸けて火傷の危険がなくなるまで冷却する。次いで、トリミングプレスにより方案部を折除後、ヤスリを装着したロボットを動作させてヤスリがけにより大きなバリを削除する。次に、これをショットブラスト装置に挿入して全面に投射材を投射して残った小さなバリを削除する。このように異なる３工程により余分な部分を除去するのは、除去能率を高くするためである。次いで、鋳抜きピン部を水洗して残留投射材を洗浄後、合わせ面及び勘合面を切削加工及び研削加工により仕上げていた。
【０００３】
ショットブラストにおいては、粉塵爆発の危険を少なくすると共に過度な面あれを防止するために、平均粒子径が0.3mm 以上、１mm以下である亜鉛または亜鉛合金製投射材を使用する。また、所謂ブラスト加工には回転羽根車により投射材を加速するショットブラストと、圧縮空気により投射材を加工するエアブラストがあるが、鋳物のバリ取りには大量の投射材を広い面積に投射することのできるショットブラストを選択するのが一般的である。
【０００４】
また、トランクアクスルケースは、その内部に作動油を装入して使用するから機密性を持たせなければならない。しかし、注意深く設計した従来のアルミダイカスト製トランクアクスルケースにあっては、作動油が漏れ出すほどの連通孔を生ずることは少なかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、自動車部品の小型化、軽量化、高機能化の要求により、新しいトランクアクスルケースにあっては、自動変速のための油圧部品を一体化することなどが求められていて、その形状の複雑化は避けられない。加えて、トランクアクスルケース自体の一層の薄肉化も求められているのであり、このような要求を満たすトランクアクスルケースは、注意深く設計したとしても、前記のような従来の製造工程により生産すれば、作動油の漏れを生ずる不良品が発生する問題があった。また、新しいトランクアクスルケースにおいては、例えば、使用中の作動油は摂氏140 度、18気圧にも達する。このような過酷な条件下で初めて生ずる油漏れは、エアリークテスターによって完全に検出することは困難である。不良を生じない行程の構成を第１とする観点から、溶融させた低融点金属を含浸させる行程を追加して対策することも可能であるが、安価に製品を供給する必要があるから低コストで製造できる方法の開発が強く求められている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記したような状況を鑑みてなされた本発明は、鋳造したトランクアクスルケースを脱型して所定時間冷却水中で冷却後、トリミングプレスによる方案部の折除と、ヤスリがけによる大きなバリの削除とを行い、次いで、平均粒子径が0.3 mm以上１mm以下の亜鉛または亜鉛合金製の投射材をショットブラスト装置により全面に投射して残された小さなバリを削除したうえ、油圧回路を形成する部位に前記投射材と同じ規格の投射材をエアブラスト装置によって吹き付けて微小連通孔を封孔し、次に、鋳抜きピン部を水洗して残留投射材を洗浄後、合わせ面及び勘合面を切削加工及び研削加工により寸法出しすることを特徴とするアルミダイカスト製トランクアクスルケースの仕上方法を基本とし、これを請求項１の発明とする。また、この方法を実施するに際して、ショットブラスト装置による投射材の投射を、毎秒20メートル以上50メートル以下の速度で行ない、エアブラスト装置による投射材の投射を、毎秒60メートル以上120 メートル以下の速度で行なうことが好ましく、これを請求項２の発明とする。
さらに、鋳造したトランクアクスルケースを脱型して所定時間冷却水中で冷却後、トリミングプレスによる方案部の折除と、ヤスリがけによる大きなバリの削除とを行い、次いで、平均粒子径が0.3 mm以上１mm以下の亜鉛または亜鉛合金製の投射材をショットブラスト装置により全面に投射して残された小さなバリを削除したうえ、油圧回路を形成する部位に前記投射材と同じ規格の投射材をエアブラスト装置によって吹き付けて微小連通孔を封孔し、次に、鋳抜きピン部を水洗して残留投射材を洗浄後、合わせ面及び勘合面を切削加工及び研削加工により寸法出しして仕上げた製品であるアルミダイカスト製トランクアクスルケースを請求項３の発明とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースを製造する方法の流れを示す説明図であり、図２にこの方法により仕上げされた本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースの正面外観図、図３に同じく側面外観図を示し、、図４および図５はいずれも本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースに油圧回路を一体化した外観を示している。
本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースは、図２〜図５に例示したように複雑な構成であるから、図６にその流れ図を示したような従来の製造方法では、特に複雑な油圧回路部に油漏れにいたる微小連通孔が生じて不良率を低くすることはできなかった。ところが、後に詳しく説明する本発明の方法により製造した本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースは、試しに100 個試作した結果、その全てが機密性検査に合格した。また、油圧回路の設計自由度が大きいから、従来は別の部品としていたキャリアカバー、Ｖ／Ｂ部の油圧回路等を一体化し、さらに、油圧回路部の肉厚を薄くして3.5mm としたところ、トランクアクスルとして５％小型化でき、また、２％軽量化できた。
【０００８】
本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースを製造する方法は、図１に示したように、まず、鋳造したアルミダイカスト製トランクアクスルケースが高温であるから、ロボットにより脱型し、所定時間冷却水中に浸けて火傷の危険がなくなるまで冷却する。次いで、トリミングプレスにより方案部を折除する。次いで、ヤスリを装着したロボットを動作させ、ヤスリがけにより大きなバリを削除する。次いで、別のロボットを動作させ、ショットブラスト装置に挿入し、投射材を全面に投射して残った小さなバリを削除する。このように異なる３工程により余分な部分を除去するのは、除去能率を高くするためである。予め、方案部を切除したアルミダイカスト製トランクアクスルケースの数個をサンプリングし、バリの寸法を三次元形状測定器により計測し、そのデータを解析し、必要最小限の大きなバリのみをヤスリがけにより削除し、残ったバリはショットブラスト装置による投射材の投射により削除することによって効率的にバリを除去することができる。
【０００９】
図７はバリ取り所要時間と投射材速度の関係を示す。この図７によれば、投射材速度を早くすればバリを効率的に除去することができるものの、毎秒40メートル付近から上昇割合が小さくなり、毎秒50メートルを越えて加速してもそれ程にはバリ取りの効率を高くできない。また、図８は投射材損耗割合と投射材速度の関係を示している。この図８によれば、投射材の損耗は投射材速度の上昇につれて２次曲線的に増加する。従って、毎秒20メートル以上且つ毎秒50メートル以下の範囲に投射材速度を設定すれば経済的且つ効率的な仕上加工が可能となるのである。なお、使用する投射材は、安全性を考慮して新東ブレーター株式会社製の亜鉛合金製投射材（商品名ブライトショット）から、実験的に平均粒子径１mmの投射材（商品記号AZ−10）を選定した。
【００１０】
次いで、エアブラスト装置により前記したショットブラスト装置で用いた投射材と同じ規格の投射材を油圧回路部に吹き付けて、微小連通口を封孔する。試しに同じ仕様のトランクアクスルケースを従来の工程により製造したところ、約３％が気密性検査において不良となったが、本発明の方法においてはそのような大きな連通口を残存させた不良品を生ずることはなかった。また、ショットブラスト装置による投射後のトランクアクスルケースの鋳抜きピン部には投射材が残存するが、エアブラスト装置でも同じ規格の投射材を使用することとしたので、ショットブラストとエアブラストの間に洗浄工程を設ける必要がなくなり、安価にトランスアクスルケースを製造することができるのである。
【００１１】
図９に投射材速度と気密性試験不良率の関係を示す。図９によれば、毎秒60メートル以上において不良率の減少が見られ、毎秒90メートル以上では不良を発生することがなかった。一方、前記の通り投射材速度を大きくすると投射材の損耗が激しくなるから、あまり高い投射材速度を設定することは得策ではない。経験的に割り出した損益分岐点は毎秒120 メートル以下であって、なお不良率を十分に下げられない場合には、トランクアクスルケースの設計を変更して、鋳造時に生ずる連通孔を少なくして対策する。本実施例においては安全を見込んで毎秒100 メートルの投射材速度に設定した。
【００１２】
エアブラスト装置は、噴射ノズルに備えた小さな噴射口から投射材を噴射させるから、所定部分のみに投射材を作用させるのに適していて、不要部分への作用を制限することにより投射材の過度の損耗は抑制される。また、ショットブラスト装置により、例えば、投射材を毎秒100 メートルの速度に加速するとすれば著しく大きなモータにより回転羽根車を高速に回転させる必要があって、装置が大型となり、高価となり、又装置の損耗が激しくてそのメンテナンスが高額となるが、エアブラスト装置は、汎用的な装置を使用するとしても、容易に毎秒100 メートル以上の速度に投射材を加速することができ、装置も小型であり、メンテナンスも容易であって好ましい。
【００１３】
また、前記したようにして油圧回路部の封孔処理を終えたならば、別のロボットを作動させてトランクアクスルケースを洗浄機に移動し、予め鋳抜きピンの位置に合わせて固定した洗浄水噴射ノズルより洗浄液を噴射させて鋳抜きピン部に残存する投射材を除去し、エアカッターにより水切りを行う。ここにおいて若干の洗浄液が残存するとしても、後の機械加工において水溶性の切削液を使用するからかまわない。水洗を終えたトランクアクスルケースは、別のロボットを作動させてマシニングセンタに移動し、所定の切削及び研削加工を施す。マシニングセンタは、１台に全ての作業をさせることも可能であるが、加工負荷に応じて数台を使い分けるとすれば高精度に加工できて好ましい。
【００１４】
また、合わせ面及び勘合面の加工を終えたならば、別のロボットを動作させて開口部に検査用ふた部材を組み付け、油圧回路内に単位平方センチメートル当たり２キログラムの圧縮空気を装填してリークテスタによりその漏れを検査する。この場合、毎分1.5cc 以下の漏れ量であれば合格とし、仕上を終了する。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、鋳造したトランクアクスルケースを脱型して所定時間冷却水中で冷却後、トリミングプレスによる方案部の折除と、ヤスリがけによる大きなバリの削除とを行い、次いで、平均粒子径が0.3 mm以上１mm以下の亜鉛または亜鉛合金製の投射材をショットブラスト装置により全面に投射して残された小さなバリを削除したうえ、油圧回路を形成する部位に前記投射材と同じ規格の投射材をエアブラスト装置によって吹き付けて微小連通孔を封孔し、次に、鋳抜きピン部を水洗して残留投射材を洗浄後、合わせ面及び勘合面を切削加工及び研削加工により寸法出しするようにしたので、以下に記載されるような効果を奏する。まず、設計にかかわるダイカスト技術上の制約が減って、設計の自由度が広がるから、油圧回路部品の一体化や薄肉化を果たすことができてトランクアクスルの小型化、軽量化、低価格化に貢献する。また、ダイカスト技術と仕上加工技術を融合させたものであって、加工時間やエネルギーの浪費がないように考慮されていて無駄がない。その上、不良を生じない行程を構築するために、トランクアクスルケースの全数に処理を施すとしても、その処理は安価に行うことができて、トランクアクスルケースのみならずそれを搭載した自動車の原価低減にも貢献できるのである。そして、小型軽量化されたトランクアクスルを搭載した自動車は、軽量化することができて燃費が向上し、ガソリンの消費量が少ないと共に、排出する窒素酸化物や二酸化炭素も少なくすることができて、地球環境保全にも貢献できるのである。
よって、本発明は従来のアルミダイカスト製トランクアクスルケースの仕上上の問題を解決したものとして業界の発展に寄与するところ極めて大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明であるアルミダイカスト製トランクアクスルケースの仕上方法の工程を示す流れ図である。
【図２】本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースの１例を示す正面外観図である。
【図３】本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースの１例を示す側面外観図である。
【図４】本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースに油圧回路を一体化して示す外観図である。
【図５】本発明のアルミダイカスト製トランクアクスルケースに油圧回路を一体化して示す外観図である。
【図６】従来のアルミダイカスト製トランクアクスルケースの仕上方法の工程を示す流れ図である。
【図７】バリ取り所要時間と投射材速度の関係を示すグラフである。
【図８】投射材損耗割合と投射材速度の関係を示すグラフである。
【図９】投射材速度と気密性試験不良率の関係を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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