JP2001300716A - Method for casting aluminum wheel and metallic mold for casting - Google Patents

Method for casting aluminum wheel and metallic mold for casting

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JP2001300716A
JP2001300716A JP2000124841A JP2000124841A JP2001300716A JP 2001300716 A JP2001300716 A JP 2001300716A JP 2000124841 A JP2000124841 A JP 2000124841A JP 2000124841 A JP2000124841 A JP 2000124841A JP 2001300716 A JP2001300716 A JP 2001300716A
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cavity
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哉 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a casting method and a metallic mold for casting with which a wheel for vehicle having high strength and lightening can efficiently be obtained. SOLUTION: In the casting method of an aluminum wheel with which a center gate is arranged at the center part of a cavity for forming a disk part having plural spoke parts and molten metal is poured into this cavity from this gate and also, side gates are arranged in a cavity for forming a rim part and the molten metal is poured into this cavity from each gate, at least one of the side gates is peculiarly provided at a position in the peripheral direction shifted from the position of crossing part between the spoke part and the rim part.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、軽合金製のアルミ
ホイールを金型キャビティ内で鋳造する方法およびその
鋳造に用いる鋳造用金型に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for casting a light alloy aluminum wheel in a mold cavity and a casting mold used for the casting.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車のロードホイールには種々の材
質、構造のものがあるが、自動車の軽量化及び外観や意
匠性の向上を目的として、アルミホイールに代表される
軽合金製ホイールを装着する比率が増大している。この
軽合金製ホイールは、通常低圧鋳造法で製造されること
が多い。即ち、低圧鋳造法では、溶湯が金型キャビティ
内に低速で充填されるので、ガスの巻込み及び酸化物の
発生が他の鋳造法に比べて極力抑制される。
2. Description of the Related Art There are various road wheels of various materials and structures. Light alloy wheels such as aluminum wheels are mounted on the road wheels for the purpose of reducing the weight and improving the appearance and design of the vehicle. The ratio is increasing. This light alloy wheel is usually manufactured by a low pressure casting method in many cases. That is, in the low pressure casting method, the molten metal is filled into the mold cavity at a low speed, so that entrainment of gas and generation of oxides are suppressed as much as possible in other casting methods.

【0003】一般に軽合金製ホイール30は、図6に示
すようにボルトとナットにより車軸に取付けられる厚肉
のハブ部31と厚肉部と薄肉部が混在するスポーク部3
2からなるディスク部33と、タイヤが取着される薄肉
のリム部34から構成されている。35はフロントフラ
ンジ部、36はリアフランジ部、37はリム部とディス
ク部が交差するクロス部、38はリム中央部である。な
お、スポーク部32どうしの間は意匠穴がある。車両の
燃費向上の点から、ホイールの形状変更による軽量化が
検討されている。この場合、ハブ部及びリム部は車体や
タイヤとの取回しの点から大幅な形状変更はできないの
で、スポーク部の形状変更(例えば意匠穴の面積を大き
くすることあるいはスポーク部を薄肉化すること)によ
る軽量化が行われているが、大幅な軽量化は極めて困難
である。
Generally, a light alloy wheel 30 has a thick hub portion 31 attached to an axle by bolts and nuts as shown in FIG. 6, and a spoke portion 3 having a mixture of a thick portion and a thin portion.
2 and a thin rim 34 to which a tire is attached. 35 is a front flange portion, 36 is a rear flange portion, 37 is a cross portion where the rim portion and the disc portion intersect, and 38 is a rim center portion. There is a design hole between the spoke portions 32. From the viewpoint of improving the fuel efficiency of vehicles, weight reduction by changing the shape of wheels is being studied. In this case, since the shape of the hub and the rim cannot be significantly changed from the viewpoint of handling with the vehicle body and the tire, the shape of the spoke is changed (for example, the area of the design hole is increased or the spoke is made thinner). ), But significant weight reduction is extremely difficult.

【0004】上記ホイールを鋳造で製造する場合、ハブ
部31にゲートを設け、そこから溶湯を注入し、スポー
ク部32及びリム部34と溶湯をこの順に注入する方法
(センターゲート法)あるいはリム部の端部(クロス部
37)に複数(通常2方向)のゲートを設け、そこから
溶湯を注入する方法(サイドゲート法)が採用されてい
る。センターゲート法では、溶湯充填後の凝固形態とし
て、ゲートの押し湯効果を十分に発揮させるために、リ
ム部、スポーク部、ハブ部の順に指向性凝固を行わせて
いる。しかしこの鋳造方法では、スポーク部は厚肉部と
薄肉部が混在した複雑形状を有するので、リム部からデ
ィスク部に向かう指向性凝固を達成することが困難であ
る。一方、サイドゲート法では、スポーク部自体が、凝
固し易いハブ部への溶湯補給通路として機能するので、
スポーク部での良好な湯流れを確保するために、スポー
ク部は厚肉となり、この鋳造方法でもホイール全体の大
幅な軽量化は困難である。
When the wheel is manufactured by casting, a method is provided in which a gate is provided in the hub portion 31, a molten metal is injected from the gate portion, and the molten metal is injected into the spoke portion 32 and the rim portion 34 in this order (center gate method). A plurality of gates (usually in two directions) are provided at the end (cross section 37), and the molten metal is injected from there (side gate method). In the center gate method, as a solidification form after filling the molten metal, directional solidification is performed in the order of the rim portion, the spoke portion, and the hub portion in order to sufficiently exert the gate feeding effect of the gate. However, in this casting method, the spokes have a complicated shape in which a thick part and a thin part are mixed, and it is difficult to achieve directional solidification from the rim toward the disk. On the other hand, in the side gate method, the spoke portion itself functions as a molten metal supply passage to the hub portion that is easily solidified.
In order to ensure a good flow of molten metal at the spokes, the spokes are thick, and it is difficult to significantly reduce the weight of the entire wheel even with this casting method.

【0005】上述した従来法の欠点を解消すべく、ディ
スク中心部(ハブ部)とリム端にそれぞれゲートを設
け、これらのゲートから金型内に注湯することが提案さ
れている(例えば特開平5−269563号、同6−2
69923号参照)。この鋳造方法(以後マルチゲート
法とする)によれば、スポーク部の厚さを薄くしてもリ
ム部からディスク部に向かう指向性凝固を達成できるの
で、ホイールの大幅な軽量化が可能となる。
In order to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional method, it has been proposed to provide gates at the center (hub) of the disk and at the end of the rim, respectively, and to pour the molten metal into the mold from these gates (for example, Kaihei 5-269563, 6-2
69923). According to this casting method (hereinafter referred to as a multi-gate method), directional solidification from the rim toward the disk can be achieved even when the thickness of the spokes is reduced, so that the weight of the wheel can be significantly reduced. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述したマルチゲート
法により、軽量化ホイールは得ることは可能である。し
かしながらこのマルチゲート法ではセンターゲートから
注入された溶湯とサイドゲートから注入された溶湯が合
流する際にガスを巻きこみ、欠陥が発生しやすいという
問題があった。従って、本発明の目的は、高強度でかつ
軽量化した車両用ホイールを効率良く得ることができる
鋳造方法および鋳造用金型を提供することである。
By the above-mentioned multi-gate method, it is possible to obtain a lightweight wheel. However, this multi-gate method has a problem that when the molten metal injected from the center gate and the molten metal injected from the side gates merge, the gas is engulfed and defects are likely to occur. Accordingly, an object of the present invention is to provide a casting method and a casting mold capable of efficiently obtaining a high-strength and lightweight vehicle wheel.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、複数のスポーク部を有するディスク部を形成するキ
ャビティの中心部にセンターゲートを設けそこから溶湯
を注入して当該キャビティに充填すると共に、リム部を
形成するキャビティにサイドゲートを設け、各ゲートか
ら溶湯を当該キャビティに注入するアルミホイールの鋳
造方法において、少なくとも1つの前記サイドゲートが
前記スポーク部とリム部の交差部の位置からずらす、と
いう技術的手段を採用した。本発明では、マルチゲート
法により鋳造を行う際、サイドゲートをリム部キャビテ
ィに設ける位周方向の位置を図1に記載の如くスポーク
部とリム部の交差部の位置からずらすことで溶湯のキャ
ビティ内の流れを抑制し、内部欠陥の発生を低減できる
ことを知見したものである。
In order to achieve the above object, a center gate is formed at the center of a cavity forming a disk portion having a plurality of spokes, and a molten metal is injected from the center gate to fill the cavity. In a method of casting an aluminum wheel, in which side gates are provided in a cavity forming a rim portion, and molten metal is injected into the cavity from each gate, at least one of the side gates is shifted from a position of an intersection between the spoke portion and the rim portion. , The technical means of adopting. According to the present invention, when casting is performed by the multi-gate method, the position of the side gate in the rim portion cavity in the circumferential direction is shifted from the position of the intersection of the spoke portion and the rim portion as shown in FIG. It has been found that the flow in the inside can be suppressed and the occurrence of internal defects can be reduced.

【0008】前記サイドゲートの周方向の位置はスポー
ク部とリム部の交差部の位置から5°以上ずらすことが
好ましい。5°未満であるとブリスタ等の欠陥の発生を
低減し難い。リム部におけるスポーク部どうしの最小幅
が20mm以上のものであれば10°以上ずらすことが
好ましい。スポーク部が8本以下のアルミホイールでは
スポーク部の本数nに対するずれ角θは下記の式(1)
をみたすものが好ましい。 360/8n≧θ・・(1) スポーク部が9本以上のアルミホイールではスポーク部
の本数nに対するずれ角θは下記の式(2)を満たすも
のが好ましい。 360/12n≧θ・・(2)
It is preferable that the position of the side gate in the circumferential direction is shifted by 5 ° or more from the position of the intersection of the spoke portion and the rim portion. If it is less than 5 °, it is difficult to reduce the occurrence of defects such as blisters. If the minimum width of the spokes in the rim is 20 mm or more, it is preferable to shift the spokes by 10 ° or more. In an aluminum wheel having eight or less spokes, the deviation angle θ with respect to the number n of the spokes is expressed by the following equation (1).
Is preferably satisfied. 360 / 8n ≧ θ (1) In the case of an aluminum wheel having nine or more spoke portions, the deviation angle θ with respect to the number n of the spoke portions preferably satisfies the following expression (2). 360 / 12n ≧ θ (2)

【0009】ここでサイドゲートの周方向の位置とは図
2に示すようにサイドゲートがリム部キャビティ外壁と
交差する周方向の幅の中心部を基点とする。またスポー
ク部とリム部の交差部の位置とはスポーク部63がリム
部キャビティ内壁と交差する周方向の幅の中心部(図中
63’)を基点とする。ずれ角θとは図2に記載したよ
うにサイドゲートの周方向の位置11bとそれに最も近
いスポーク部の位置63’とのホイールの軸を中心とし
た角度である。また、スポークがホイールの軸から放射
状に延在していないものやスポークがホイールの軸から
放射状に延在しておらず、かつスポークが湾曲している
もの等においても、スポーク部の位置とは上記の如く規
定したものである。なお図中40はスポーク部間の意匠
穴40である。
Here, the circumferential position of the side gate is based on the center of the circumferential width where the side gate intersects the outer wall of the rim cavity as shown in FIG. The position of the intersection of the spoke portion and the rim portion is based on the center (63 'in the figure) of the circumferential width at which the spoke portion 63 intersects the inner wall of the rim cavity. The deviation angle θ is, as described in FIG. 2, the angle between the circumferential position 11b of the side gate and the position 63 ′ of the spoke portion closest to the position 11b about the wheel axis. Also, in the case where the spokes do not extend radially from the wheel axis or the spokes do not extend radially from the wheel axis, and the spokes are curved, etc. It is specified as described above. In the drawing, reference numeral 40 denotes a design hole 40 between spoke portions.

【0010】溶湯の流れを図を用いて説明する。図1は
サイドゲートとセンターゲートの中心を通り、かつアル
ミホイールの軸に沿って分割したホイールを模式的に示
したものである。図中84、85、86は切断面での溶
湯の流れを概略的に示す。まず図1に記載のようにディ
スク部のセンターゲートから溶湯は流れ84のように流
れる。実際には流れ84はディスク部を略同心円状にキ
ャビティ下部から満たすように入り充填する。また、サ
イドゲートから溶湯は流れ85のように注入される。溶
湯の流れ85はまずリム部のキャビティに注入されるた
め、スポーク部とスポーク部との間に形成されるリム部
キャビティ内壁31部に一端衝突する状態となる。次に
溶湯は流れ86のようにリム部キャビティに沿って流れ
が分割され、一端センターゲートを中心に回ってスポー
ク部キャビティ63方向に移動する。このようにサイド
ゲートから注入される溶湯の流れを一端ホイール内壁に
向けることで溶湯の速度が低減し、その後にスポーク部
へと移動する。このためサイドゲートからの溶湯がセン
ターゲートとの溶湯に合流する際、ガスの巻きこみを低
減できるため、欠陥の発生が抑制できると考えられる。
The flow of the molten metal will be described with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a wheel divided through the center of the side gate and the center gate and along the axis of the aluminum wheel. In the figure, 84, 85 and 86 schematically show the flow of the molten metal on the cut surface. First, as shown in FIG. 1, the molten metal flows from the center gate of the disk portion as a flow 84. In practice, the flow 84 fills and fills the disk portion substantially concentrically from below the cavity. Also, the molten metal is injected from the side gate as shown by a flow 85. Since the flow 85 of the molten metal is first injected into the cavity of the rim portion, the molten metal flows into the rim portion cavity inner wall 31 formed between the spoke portions and once collides. Next, the flow of the molten metal is divided along the rim portion cavity like the flow 86, and once moves around the center gate in the direction of the spoke portion cavity 63. By directing the flow of the molten metal injected from the side gate toward the inner wall of the wheel in this manner, the speed of the molten metal is reduced, and thereafter, the molten metal moves to the spokes. For this reason, when the molten metal from the side gate merges with the molten metal with the center gate, it is considered that the entrapment of gas can be reduced, and the occurrence of defects can be suppressed.

【0011】センターゲートから溶湯が注入されてもス
ポーク部は比較的肉薄なために溶湯が充填され難い。よ
ってセンターゲートからの溶湯がサイドゲートの下端部
まで充填されないうちにサイドゲートから溶湯が注入さ
れる。そのためサイドゲートから注入された溶湯はリム
部キャビティを落下する状態となりやすい。通常、サイ
ドゲートの上端部がアウターリム側に近づいたり、サイ
ドゲートの下端部がインナーリムから離れるに従い、サ
イドゲートからの溶湯の落下速度が大きくなるためガス
を巻きこみやすい。ただし、あまりにサイドゲートのリ
ム幅に対する位置をディスク面に近づけてもサイドゲー
トから注入される溶湯のタイミングが早くなり、センタ
ーゲートから注入される溶湯との湯境がスポーク面の中
央部近傍になる。スポーク面は意匠性が非常に重要と成
るため湯境跡ができてしまうと好ましくない。サイドゲ
ートのリム幅に対する位置はホイールの形状、例えばデ
ィスク部やリムの厚さ等により適宜選定することが重要
である。センターゲートの高さ位置、幅により本発明の
効果は多少なり左右されるが、基本的なガスの巻きこみ
等を抑制する作用はセンターゲートの高さ位置、幅によ
らず有効なものである。
[0011] Even if the molten metal is injected from the center gate, the spoke portion is relatively thin and it is difficult to fill the molten metal. Therefore, the molten metal is injected from the side gate before the molten metal from the center gate is filled up to the lower end of the side gate. Therefore, the molten metal injected from the side gate tends to fall down the rim cavity. Usually, as the upper end of the side gate approaches the outer rim side or the lower end of the side gate moves away from the inner rim, the falling speed of the molten metal from the side gate increases, so that the gas is easily taken in. However, even if the position of the side gate with respect to the rim width is too close to the disk surface, the timing of the molten metal injected from the side gate is advanced, and the molten metal boundary with the molten metal injected from the center gate is near the center of the spoke surface. . Since the design of the spoke surface is very important, it is not preferable to leave a trace of the hot water. It is important that the position of the side gate with respect to the rim width is appropriately selected according to the shape of the wheel, for example, the thickness of the disk portion and the rim. Although the effect of the present invention is somewhat affected by the height position and width of the center gate, the basic action of suppressing the entrainment of gas and the like is effective regardless of the height position and width of the center gate.

【0012】本発明はディスク部のスポーク部の数が3
〜36本であるアルミホイールに適用することが望まし
い。3本より少ないとアルミホイールとしてバランスが
悪化する。36本より多いとスポークとスポークとの間
隔が狭まりすぎるためホイール内壁の面積が小さくな
る。サイドゲートからの溶湯がスポーク部に流れやすく
なるため、本発明の効果が薄れる。好ましくはスポーク
部が4〜8本のアルミホイールに適用することが好まし
い。また、特に偶数本のホイールに適用すれば線対称に
均等に溶湯が充填されるため好ましい。さらに、サイド
ゲートの接続部近傍及びクロス部とリム部との境には湯
回り性を向上するために適度のRを設ける。このRの最
適値は1〜20mm程度である。1mm以下では湯周り
性が悪化する。20mmより大きいと本発明の作用であ
る溶湯のスポーク部への湯流れが顕著となりすぎ、ガス
の巻きこみ等が発生しやすくなる。本発明に適する鋳造
方法としては50〜100kPaの圧力で溶湯を注入す
る低圧鋳造とすることが好ましいが、特に限定されず適
宜選択可能である。また、本発明としてアルミニウム合
金を用いているが、他の軽合金例えばMg合金等を使用
してもホイールの製造は可能である。
According to the present invention, the number of spoke portions of the disk portion is three.
It is desirable to apply to aluminum wheels of up to 36 wheels. If the number is less than 3, the balance will be deteriorated as an aluminum wheel. If the number is more than 36, the distance between the spokes becomes too small, so that the area of the inner wall of the wheel becomes small. Since the molten metal from the side gate easily flows to the spokes, the effect of the present invention is reduced. Preferably, the spoke portion is applied to 4 to 8 aluminum wheels. In particular, it is preferable to apply the present invention to even-numbered wheels because the molten metal is filled evenly and symmetrically. Further, an appropriate radius is provided in the vicinity of the connection part of the side gate and at the boundary between the cross part and the rim part in order to improve the hot water running property. The optimum value of this R is about 1 to 20 mm. If it is 1 mm or less, the hot-water-circulating properties deteriorate. If it is larger than 20 mm, the effect of the present invention on the flow of the molten metal to the spoke portion becomes too remarkable, so that the gas is liable to be entangled. The casting method suitable for the present invention is preferably low-pressure casting in which a molten metal is injected at a pressure of 50 to 100 kPa, but is not particularly limited and can be appropriately selected. Although an aluminum alloy is used in the present invention, a wheel can be manufactured by using another light alloy such as an Mg alloy.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図面により
説明する。図3は本発明を実施するための鋳造装置の要
部を示す断面図である。本実施例においては軸対象にサ
イドゲートを2つ設け、平面からみてセンターゲートの
両側に対称位置、すなわち各ゲートの中心が同一直線上
に位置するように配置した。図3において、1は金型で
あり、ホイールデザインに対応した種々の表面形状を有
する下型2と、その上方に位置する上型3と、下型2及
び上型3と嵌合してキャビティ6を形成するように左右
に摺動可能な横型4、5とを備えている。下型2は、下
型プラテン7に固定された下型ベース8上に設置されて
いる。上型3は、上型ベース9にボルト10で固定され
ている。キャビティ6は、ディスク部キャビティ60と
リム部キャビティ61からなり、ディスク部キャビティ
60はハブ部キャビティ62とスポーク部キャビティ6
3からなり、リム部キャビティ61はクロス部キャビテ
ィ64と中央部キャビティ65からなる。ハブ部キャビ
ティ62にはセンターゲート11aが、クロス部キャビ
ティ64、64には各々サイドゲート11b及び11c
が形成され、各ゲートは、湯道12a、12b及び12
cを介してストーク13a、13b及び13cに連通し
ている。サイドゲート11b及び11cは各ゲートの中
心が同一直線上に位置するように配置されている。ま
た、これらのストークの下端部は、溶湯が収容された密
閉容器(図示せず)に挿入されている。下型2には、ス
ポーク部キャビティ63に対応する位置に下型冷却通路
14が設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a sectional view showing a main part of a casting apparatus for carrying out the present invention. In this embodiment, two side gates are provided axially symmetrically, and are arranged on both sides of the center gate when viewed from the plane, that is, the centers of the gates are located on the same straight line. In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a die, a lower die 2 having various surface shapes corresponding to wheel designs, an upper die 3 located above the lower die 2, and a cavity formed by fitting the lower die 2 and the upper die 3 with each other. And horizontal dies 4 and 5 slidable left and right so as to form 6. The lower die 2 is set on a lower die base 8 fixed to a lower die platen 7. The upper die 3 is fixed to an upper die base 9 with bolts 10. The cavity 6 is composed of a disk part cavity 60 and a rim part cavity 61, and the disk part cavity 60 is composed of a hub part cavity 62 and a spoke part cavity 6.
The rim portion cavity 61 includes a cross portion cavity 64 and a center portion cavity 65. The center cavity 11a is provided in the hub cavity 62, and the side gates 11b and 11c are provided in the cross cavity 64, 64, respectively.
Are formed, and each gate is provided with a runner 12a, 12b and 12
c and communicates with the stalks 13a, 13b and 13c. The side gates 11b and 11c are arranged such that the center of each gate is located on the same straight line. Further, the lower ends of these stalks are inserted into a sealed container (not shown) containing a molten metal. The lower die 2 is provided with a lower die cooling passage 14 at a position corresponding to the spoke cavity 63.

【0014】上記構成による動作を説明する。まず密閉
容器内の溶湯を加圧することにより、溶湯はストーク1
3a、13b及び13cから湯道12a、12b及び1
2cを経て、ゲート11a、11b及び11cからキャ
ビティ6内に充填される。サイドゲート11b、11c
から注入された溶湯はセンターゲート11aを通過する
溶湯はスポーク部キャビティ63を充填し、サイドゲー
ト11b、11cを通過する溶湯はリム部キャビティ6
1を充填する。即ち溶湯はリム部キャビティ61、また
はスポーク部キャビティ63で合流する。所定時間経過
後、加圧を解除すると、各ストーク内の溶湯は密閉容器
内に戻り、キャビティ6内の溶湯が凝固して、図2等に
示すホイールが得られる。
The operation of the above configuration will be described. First, the molten metal in the closed container is pressurized, so that the molten metal becomes Stoke 1
Runners 12a, 12b and 1 from 3a, 13b and 13c
Via 2c, the cavity 6 is filled from the gates 11a, 11b and 11c. Side gate 11b, 11c
The molten metal that has passed through the center gate 11a fills the spoke cavity 63, and the molten metal that passes through the side gates 11b and 11c is the rim cavity 6.
Fill 1 That is, the molten metal joins in the rim cavity 61 or the spoke cavity 63. After the elapse of a predetermined time, when the pressurization is released, the molten metal in each stalk returns to the closed container, and the molten metal in the cavity 6 solidifies, and the wheel shown in FIG. 2 and the like is obtained.

【0015】[0015]

【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。 (実施例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
℃)をスポークが6本の形状の金型(約480℃に加
熱)に注入して(圧力50kPa〜70kPa)、アル
ミホイールを低圧鋳造した。また、サイドゲートの周方
向の位置をリム部とスポーク部の交差部から30°ずら
し、スポーク部とスポーク部との中間部にサイドゲート
が配置される金型構造とした。また、サイドゲートの縦
幅はリム部とディスク部との交差部よりもインナーフラ
ンジ側のリム部とした。鋳造したアルミホイールを金型
内から取りだし、冷却した後にサイドゲートとセンター
ゲートを結ぶようにアルミホイールを軸に沿って切断
し、その切断面を観察した。観察の結果、切断面に欠陥
は発生しておらず、良好な鋳造品が得られていることを
確認した。
The present invention will be described more specifically below with reference to examples and comparative examples. (Embodiment 1) Using the casting apparatus shown in FIG.
-Molten alloy (JIS AC4CH) (about 450
C.) was injected into a mold having six spokes (heated to about 480 ° C.) (at a pressure of 50 kPa to 70 kPa) to cast an aluminum wheel at a low pressure. Further, the circumferential position of the side gate was shifted by 30 ° from the intersection of the rim portion and the spoke portion, and a mold structure in which the side gate was disposed at an intermediate portion between the spoke portion and the spoke portion was adopted. The vertical width of the side gate was set to the rim portion on the inner flange side from the intersection of the rim portion and the disc portion. The cast aluminum wheel was taken out of the mold, cooled, cut along the axis so as to connect the side gate and the center gate, and the cut surface was observed. As a result of the observation, it was confirmed that no defect was generated on the cut surface and a good cast product was obtained.

【0016】(比較例1)サイドゲートの周方向の位置
をスポーク部の位置とした以外は実施例1と同様にして
アルミホイールの鋳造を行った。鋳造したアルミホイー
ルを金型内から取りだし、冷却した後にサイドゲートと
センターゲートを結ぶようにアルミホイールを軸に沿っ
て切断し、その切断面を観察した。図5にその観察面の
模式図を示す。サイドゲート11bがリム部と交差して
いる部分より若干下の場所で欠陥21が発生しているこ
とを確認した。図4にサイドゲートの周方向の位置とス
ポーク部の位置が同じであるキャビティ形状を示す。セ
ンターゲートからの溶湯81は実施例と同様である。し
かしながら、サイドゲートからの溶湯82は実施例のよ
うにセンターゲートを中心にリム部キャビティに沿って
回ることがなく、サイドゲートから押し圧された溶湯が
スポーク部方向へ直接流れる溶湯流れ83となるため、
上記の位置で溶湯どうしが衝突し、ガスを巻きこんだた
めに欠陥が発生したと推察される。
Comparative Example 1 An aluminum wheel was cast in the same manner as in Example 1 except that the position of the spoke in the circumferential direction of the side gate was used. The cast aluminum wheel was taken out of the mold, cooled, cut along the axis so as to connect the side gate and the center gate, and the cut surface was observed. FIG. 5 shows a schematic view of the observation surface. It was confirmed that the defect 21 occurred at a location slightly below the portion where the side gate 11b intersects the rim. FIG. 4 shows a cavity shape in which the position of the side gate in the circumferential direction and the position of the spoke portion are the same. The molten metal 81 from the center gate is the same as in the embodiment. However, the molten metal 82 from the side gate does not rotate along the rim cavity centering on the center gate as in the embodiment, but becomes a molten metal flow 83 in which the molten metal pressed from the side gate flows directly toward the spoke portion. For,
It is presumed that the melts collided at the above-mentioned positions and the gas was engulfed, thereby causing a defect.

【0017】(実施例2)また、サイドゲートの縦幅を
アウターフランジの上端からリム部とディスク部との交
差部よりもインナーフランジ側のリム部まで連続して設
けた。その他は実施例1と同様にしてアルミホイールの
製造を行った。鋳造したアルミホイールを金型内から取
りだし、冷却した後にサイドゲートとセンターゲートを
結ぶようにアルミホイールを軸に沿って切断し、その切
断面を観察した。その結果切断面に欠陥は発生しておら
ず、良好な鋳造品が得られていることを確認した。
(Embodiment 2) In addition, the vertical width of the side gate is continuously provided from the upper end of the outer flange to the rim on the inner flange side from the intersection of the rim and the disk. Otherwise, an aluminum wheel was manufactured in the same manner as in Example 1. The cast aluminum wheel was taken out of the mold, cooled, cut along the axis so as to connect the side gate and the center gate, and the cut surface was observed. As a result, no defect was found on the cut surface, and it was confirmed that a good cast product was obtained.

【0018】(比較例2)サイドゲートの周方向の位置
をリム部とスポーク部の交差部とした以外は実施例2と
同様にしてアルミホイールの鋳造を行った。鋳造したア
ルミホイールを金型内から取りだし、冷却した後にサイ
ドゲートとセンターゲートを結ぶようにアルミホイール
を軸に沿って切断し、その切断面を観察した。その結
果、スポーク部のリム部付け根部分近傍で欠陥が発生し
ていることを確認した。
(Comparative Example 2) An aluminum wheel was cast in the same manner as in Example 2 except that the circumferential position of the side gate was set to the intersection of the rim portion and the spoke portion. The cast aluminum wheel was taken out of the mold, cooled, cut along the axis so as to connect the side gate and the center gate, and the cut surface was observed. As a result, it was confirmed that a defect occurred near the base of the rim of the spoke.

【0019】本実施例でのサイドゲートとリム部との交
差部における組織を観察し、DAS値を測定した。その
結果スポーク部とスポーク部との間に設けられたサイド
ゲートとリム部との交差部でのDAS値は35μm以上
であった。また、その測定した縦位置を基に周方向に沿
ってDAS値を測定したがDAS値はサイドゲートとリ
ム部との交差部のDAS値よりも低いことを確認した。
対して、比較例による方法で製造したアルミホイールで
はDAS値が最も大きい箇所はサイドゲートとリム部と
の交差部であり、本実施例との明確な差が現れていた。
In this embodiment, the structure at the intersection between the side gate and the rim was observed, and the DAS value was measured. As a result, the DAS value at the intersection of the rim and the side gate provided between the spokes was 35 μm or more. The DAS value was measured along the circumferential direction based on the measured vertical position, and it was confirmed that the DAS value was lower than the DAS value at the intersection of the side gate and the rim.
On the other hand, in the aluminum wheel manufactured by the method according to the comparative example, the place where the DAS value was the largest was the intersection between the side gate and the rim, and a clear difference from the present example appeared.

【0020】(実施例3)サイドゲートとリム部とスポ
ーク部の交差部のずれ角θによる欠陥の発生状況を検討
した。ずれ角θを0°、3°、5°、7.5°、10
°、15°として各々検討した。図1に示す鋳造装置を
使用し、Al−Si−Mg系合金(JIS AC4C
H)の溶湯(約450℃)を金型(約480℃に加熱)
に注入して(圧力50kPa〜70kPa)アルミホイ
ールを低圧鋳造した。検討したアルミホイール形状はス
ポーク部が12本の形状でスポーク部正面から見たスポ
ーク部の幅は最大部で11mm、最小部で8mmである
フィンタイプのもの、およびスポーク部が5本の形状で
スポーク部正面から見たスポーク部の幅はスポーク部の
位置では62mmで最小部が50mmであるスポークタ
イプのものの2タイプとした。また、サイドゲートの縦
幅はリム部とディスク部との交差部よりもインナーフラ
ンジ側のリム部とした。鋳造したアルミホイールを金型
内から取りだし、冷却した後にサイドゲートとセンター
ゲートを結ぶようにアルミホイールを軸に沿って切断
し、その切断面を観察した。表1に観察した状態を纏め
る。
(Embodiment 3) The occurrence of defects due to the deviation angle θ at the intersection of the side gate, the rim and the spoke was examined. Shift angle θ is 0 °, 3 °, 5 °, 7.5 °, 10 °
° and 15 °, respectively. An Al-Si-Mg based alloy (JIS AC4C) was used using the casting apparatus shown in FIG.
H) molten metal (about 450 ° C) in mold (heated to about 480 ° C)
(Pressure: 50 kPa to 70 kPa) to cast an aluminum wheel at a low pressure. The aluminum wheels examined were of the fin type with 12 spokes and a spoke width of 11 mm at the maximum and 8 mm at the minimum when viewed from the front of the spokes, and 5 spokes. When viewed from the front of the spoke portion, the spoke portion had a width of 62 mm at the position of the spoke portion and a spoke type having a minimum portion of 50 mm. The vertical width of the side gate was set to the rim portion on the inner flange side from the intersection of the rim portion and the disc portion. The cast aluminum wheel was taken out of the mold, cooled, cut along the axis so as to connect the side gate and the center gate, and the cut surface was observed. Table 1 summarizes the observed states.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【発明の効果】以上に記述の如く、本発明によれば、サ
イドゲートの周方向の位置とスポーク部とリム部の交差
部の位置をずらして鋳造を行ったのでガスの巻きこみを
低減でき、クロス部およびスポーク部が建全で、高強度
でかつ軽量化した車両用ホイールを安定して得ることが
できる。
As described above, according to the present invention, since the casting is performed by shifting the position of the side gate in the circumferential direction and the position of the intersection of the spoke portion and the rim portion, the entrainment of gas can be reduced. Since the cross portion and the spoke portion are completely constructed, a high-strength and lightweight vehicle wheel can be stably obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るマルチゲートの鋳造に使用する金
型キャビティ形状とそのキャビティ内の溶湯の流れを示
す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing the shape of a mold cavity used for casting a multi-gate according to the present invention and the flow of molten metal in the cavity.

【図2】本発明に係るスポーク部とサイドゲートの周方
向の位置の関係を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a relationship between circumferential positions of a spoke portion and a side gate according to the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係るマルチゲートの鋳造装
置の要部を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a main part of a multi-gate casting apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図4】従来のマルチゲートの鋳造に使用する金型キャ
ビティ形状とそのキャビティ内の溶湯の流れを示す模式
図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the shape of a mold cavity used for casting a conventional multi-gate and the flow of molten metal in the cavity.

【図5】従来のマルチゲートの鋳造に使用する金型キャ
ビティ形状を用いた製品における内部欠陥を示す模式図
である。
FIG. 5 is a schematic view showing internal defects in a product using a mold cavity shape used for conventional multi-gate casting.

【図6】アルミホイールの形状を示す図である。FIG. 6 is a view showing the shape of an aluminum wheel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 金型、2 下型、3 上型、4,5 横型、6 キ
ャビティ 11a センターゲート、11b,11c サイドゲー
ト、30 ホイール、33 ディスク部、34 リム
部、63 スポーク部
1 mold, 2 lower mold, 3 upper mold, 4,5 horizontal mold, 6 cavity 11a center gate, 11b, 11c side gate, 30 wheel, 33 disc part, 34 rim part, 63 spoke part

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のスポーク部を有するディスク部を
形成するキャビティの中心部にセンターゲートを設けそ
こから溶湯を注入して当該キャビティに充填すると共
に、リム部を形成するキャビティにサイドゲートを設
け、各ゲートから溶湯を当該キャビティに注入するアル
ミホイールの鋳造方法において、少なくとも1つの前記
サイドゲートが前記スポーク部とリム部の交差部の位置
からずらした周方向の位置に具備されることを特徴とす
るアルミホイールの鋳造方法。
1. A center gate is provided at the center of a cavity forming a disk having a plurality of spokes, a molten metal is injected from the center to fill the cavity, and a side gate is provided at a cavity forming a rim. A method for casting an aluminum wheel in which a molten metal is injected from each gate into the cavity, wherein at least one of the side gates is provided at a circumferential position shifted from a position of an intersection of the spoke portion and the rim portion. Aluminum wheel casting method.
【請求項2】 前記サイドゲートの全てが前記スポーク
部とリム部の位置からずらした位置に具備される請求項
1に記載のアルミホイールの鋳造方法。
2. The aluminum wheel casting method according to claim 1, wherein all of the side gates are provided at positions shifted from positions of the spoke portion and the rim portion.
【請求項3】 前記サイドゲートの周方向の位置とその
位置に最も近い前記スポーク部とリム部の交差部の位置
が5度以上ずれている請求項1または2に記載の鋳造方
法。
3. The casting method according to claim 1, wherein a position of the side gate in a circumferential direction and a position of an intersection of the spoke portion and the rim portion closest to the position are shifted by 5 degrees or more.
【請求項4】 ディスク部のスポーク数が3〜8本であ
る請求項1〜3のいずれかに記載の鋳造方法。
4. The casting method according to claim 1, wherein the number of spokes in the disk portion is 3 to 8.
【請求項5】 複数のスポーク部を有するディスク部を
形成するキャビティの中心部にセンターゲートを設ける
と共に、リム部を形成するキャビティにサイドゲートを
設けたアルミホイールの鋳造用金型において、少なくと
も1つの前記サイドゲートが前記スポーク部とリム部の
交差部の位置からずらした周方向の位置に具備されるこ
とを特徴とする鋳造用金型。
5. A casting mold for an aluminum wheel, wherein a center gate is provided at a center of a cavity forming a disk portion having a plurality of spokes, and a side gate is provided at a cavity forming a rim portion. A casting mold, wherein the two side gates are provided at circumferential positions shifted from the positions of intersections of the spoke portions and the rim portions.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005008142A (en) * 2003-05-23 2005-01-13 Hitachi Metals Ltd Vehicle wheel
CN102950256A (en) * 2012-10-30 2013-03-06 霍山县东风铸造有限公司 Impeller casting mold
JP2017001060A (en) * 2015-06-10 2017-01-05 日産自動車株式会社 Casting formed part and low pressure casting device for manufacturing this casting formed part

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