JP2000254766A5 - - Google Patents

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】 リム部並びにディスク部を有する車両用ホイールを低圧鋳造する方法において、ディスク部を形成するキャビティの中心部に湯口を設けると共に、リム部を形成するキャビティの両端部の間にも湯口を設け、かつ前記リム部を形成するキャビティの両端部の間に設けた湯口は、この下方に実質的にリム部中央の厚さを備えるリム部キャビティが存在するように配置されており、各湯口から溶湯を注入して当該キャビティに充填することを特徴とする車両用ホイールの低圧鋳造方法。
【請求項２】 リム部並びにディスク部を有する車両用ホイールを低圧鋳造する方法において、ディスク部を形成するキャビティの中心部に湯口を設けると共に、リム部を形成するキャビティの両端部の間にも湯口を設け、かつ前記リム部を形成するキャビティの両端部の間に設けた湯口はクロス部６４に連通しないように配置されており、各湯口から溶湯を注入して当該キャビティに充填することを特徴とする車両用ホイールの低圧鋳造方法。
【請求項３】 リム部並びにディスク部を有する車両用ホイールを低圧鋳造する方法において、ディスク部を形成するキャビティの中心部に湯口を設けると共に、リム部を形成するキャビティの両端部の間にも湯口を設け、かつ前記リム部を形成するキャビティの両端部の間に設けた湯口はリム部中央と略直線状に接続されており、各湯口から溶湯を注入して当該キャビティに充填することを特徴とする車両用ホイールの低圧鋳造方法。
【請求項４】 リム部を形成するキャビティの両端部の間に設けられた湯口と、クロス部との距離が２〜４０ｍｍである請求項１又は２に記載の車両用ホイールの低圧鋳造方法。
【請求項５】 リム部を形成するキャビティの両端部の間に設けられた湯口の幅ｗが３〜３０ｍｍでかつ、実質的に同一平面上にある請求項１乃至３に記載の車両用ホイールの低圧鋳造方法。

【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の本発明においては、図４（ｂ）に示すように、リム部並びにディスク部を有する車両用ホイールを低圧鋳造する方法において、ディスク部を形成するキャビティの中心部に湯口を設けると共に、リム部を形成するキャビティの両端部の間にも湯口を設け、かつ前記リム部を形成するキャビティの両端部の間に設けた湯口は、この下方に実質的にリム部中央の厚さを備えるリム部キャビティが存在するように配置されており、各湯口から溶湯を注入して当該キャビティに充填する、という技術的手段を採用した。本発明では、ディスク部を形成するキャビティの中心部に設けられた湯口はリム部を形成するキャビティの両端部の間に設けられた湯口よりも低い位置にあるので、ディスク部を形成するキャビティの中心部に設けられた湯口から注入された溶湯とリム部を形成するキャビティの両端部の間に設けられた湯口から注入された溶湯はデザイン面で合流せず、もって健全なデザイン面が得られる。また、高真円度のアルミホイールを鋳造することが可能である。

また、本発明は、リム部並びにディスク部を有する車両用ホイールを低圧鋳造する方法において、ディスク部を形成するキャビティの中心部に湯口を設けると共に、リム部を形成するキャビティの両端部の間にも湯口を設け、かつ前記リム部を形成するキャビティの両端部の間に設けた湯口はクロス部６４に連通しないように配置されており、各湯口から溶湯を注入して当該キャビティに充填することを特徴とするものである。また、本発明は、リム部並びにディスク部を有する車両用ホイールを低圧鋳造する方法において、ディスク部を形成するキャビティの中心部に湯口を設けると共に、リム部を形成するキャビティの両端部の間にも湯口を設け、かつ前記リム部を形成するキャビティの両端部の間に設けた湯口はリム部中央と略直線状に接続されており、各湯口から溶湯を注入して当該キャビティに充填することを特徴とするものである。

例えば図４（ａ）に示す鋳造方案に於いても健全なデザイン面を具備する信頼性の高いアルミホイールを得ることは可能である。しかし本発明を適用することで更に高性能のホイールを得ることができる。図４（ａ）の鋳造方案ではサイドゲートが図５（ａ）に示すようにリム部中央とクロス部との２辺でＬ字型に湯口とホイールキャビティが連結している。よってサイドゲートを座屈させて除去するには構造力学的に大きな力が必要となり、ホイールに多大な曲げ応力、せん断力がかかる。このホイールに熱処理を施すと、前記曲げ応力等の影響でホイールの真円度が悪化する可能性がある。本発明を適用することで図５（ｂ）に示すようにサイドゲートとリム部中央との略直線状である接続断面形状となる。これによりサイドゲートを折り取る際のホイールにかかるひずみを低減し、高真円度を保つことが可能である。また、さらなる効果として、図５（ａ）の１１ｄのようなクロス部と連通する湯口部がなくなるため、キャビティ下方向の湯流れ性を抑制し溶湯の円周方向の湯回り性を高めることができる。これによりデザイン面に湯境が発生しなくなる。また円周方向で組織の偏りが小さくなり、周方向に強度のバラツキが少ないホイールとすることが可能である。

その他、サイドゲートの除去作業時に所定量のひずみがかかると熱処理時にホイールがその影響をうけて真円度を阻害する。しかし本願の鋳造方法のようにサイドゲートとリム部との接続部は実質的に一平面上かつ直線形状とし、構造力学的に弱い力で座屈しやすい鋳造形状とした。これにより熱処理を施しても真円度が保たれたホイールを製造することが可能である。例えば、サイドゲートをクロス部キャビティ６４の上方で接する位置［図４（ａ）］に設けるよりも、クロス部キャビティ６４から離れた位置［図４（ｂ）］に設けることで、サイドゲートを取り去る際のホイールにかかる応力を低減できる。また、［図４（ａ）］に示す位置よりも周方向の湯回り性能を向上し、溶湯のキャビティ中の落下を抑制する効果があるため、湯境がデザイン部でさらに発生しにくい。サイドゲートをリム部キャビティ６１の端部［図４（ｃ）の実線で示す位置］あるいはクロス部キャビティ６４の側面［図４（ｃ）の破線で示す位置］に設けると、デザイン面に湯境が発生するので不都合である。

【００１９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明する。
（参考例１）図１に示す鋳造装置を使用し、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金（ＪＩＳ ＡＣ４ＣＨ）の溶湯（約４５０℃）を金型（約４８０℃に加熱）に注入して（圧力０．５〜０．７ｋｇ／ｃｍ^２）、図６に示す形状のアルミホイールを鋳造した。
（実施例２）サイドゲートを図４（ｂ）に示す位置（サイドゲート下端とクロス部上端との距離ｔ＝２ｍｍ）に設けた鋳造装置を使用した以外は参考例１と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
（実施例３）サイドゲートを図４（ｂ）に示す位置（サイドゲート下端とクロス部上端との距離ｔ＝１０ｍｍ）に設けた鋳造装置を使用した以外は参考例１と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
（実施例４）サイドゲートを図４（ｂ）に示す位置に設け、かつサイドゲートに絞りを設けて、接続部分の幅ｗを実施例３の２／３（１０ｍｍ）とした鋳造装置を使用した以外は実施例３と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
（比較例１）サイドゲートを図４（ｃ）の実線で示す位置に設けた鋳造装置を使用した以外は参考例１と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
（比較例２）サイドゲートを図４（ｃ）の破線で示す位置に設けた以外は参考例１と同様の条件で鋳造した。
（比較例３）サイドゲート［図４（ａ）に示す位置］のみから溶湯を金型に注入した以外は参考例１と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
（比較例４）サイドゲート［図４（ｂ）に示す位置］のみから溶湯を金型に注入した以外は実施例１と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。上記各例のアルミホイールについて、デザイン面の湯境の有無を目視で観察し、またフロントフランジ部及びリム中央部から試料を切出し、衝撃テストを行った。その結果を表１に示す。また各アルミホイールの重量、鋳造サイクルタイム、およびサイドゲート除去の際の押圧手段にかかる応力も測定し、それらの結果（但し、比較例４を１とした場合の比率で示す）も同じく表１に示す。

表１から、３ゲート方式（参考例１、実施例２〜４及び比較例１、２）の低圧鋳造法によれば、サイドゲート方式（比較例３、４）の方法よりもアルミホイールを１０％以上軽量化することができ、また鋳造サイクルタイムも大幅に短縮できることがわかる。また３ゲート方式でしかも、サイドゲートをフロントフランジ部から離れかつクロス部に隣接する位置に設けた場合（参考例１）は、デザイン面に湯境の発生がなくしかも衝撃テストの結果も良好であるが、サイドゲートをクロス部と完全に離別した状態でリム部中央に設けた場合は（実施例２〜４）、最終製品形状にまで影響を及ぼすサイドゲート除去の際に発生するひずみをさらに極力低減することができる。対して、３ゲート方式でも、サイドゲートをリム端（比較例１）またはスポークつけ根（比較例２）に設けた場合は、デザイン面に湯境が発生し、またリム端（比較例１）に設けた場合は、機械的強度が低下することがわかる。