JP2002079359A - アルミホイール成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミホイール締結用ナット穴の鋳抜部など
の局部的に受熱量の多い個所の金型の局部的な温度上昇
を防止することにより、鋳造の冷却時間の短縮を図ると
ともに、金型の温度むらをなくし、良好な鋳造品を得、
さらに熱応力の発生を低減して金型の寿命を長くする。 【解決手段】 鋳込口およびゲート部を中央部に有する
下金型と，前記下金型に対向して設けた上金型との間に
キャビティを有するアルミホイール成形用金型であっ
て，下金型を上下２分割して上面側のキャビティに面し
た意匠型と前記意匠型の下面側のバックアップ型と，バ
ックアップ型に面する意匠型側の前記ゲート部外周辺に
冷却媒体の出入り可能に設けられたリング状の冷却媒体
通路と、前記冷却媒体通路側からキャビティ面側に向か
って穿設した有底部状の穴と、前記穴に銅棒の一方を装
着するとともに他方を前記冷却媒体通路に突き出るよう
に装着した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は，アルミホイール成
形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来のアルミホイール成形用金型
の１例を示すもので，図において，１は中央部に垂直方
向の溶湯通路を有する下金型すなわち固定金型，４は上
金型すなわち可動金型、５は上金型４に水平方向に滑動
可能に取付けたスライドコア，６は下金型１の下方中央
部に先端部を差込んだ状態で取付けた射出スリーブ，７
は射出スリーブ６内に摺動自在に配した射出プランジ
ャ，８はゲート部，９は上金型４に取付けたゲート切断
ピン，１０はキャビテイであり，キャビテイ１０内にア
ルミニウム溶湯１１が鋳込まれて成形されたのがアルミ
ホイールとなる鋳造品である。下金型１には，底面部か
ら斜め上方向に真直に伸びてキャビティ面１３に近い部
分まで冷却媒体通路１２の通水穴が設けられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、アルミホイ
ール成形用金型の場合，アルミニウム溶湯をキャビテイ
に充填するゲートが中央部にあり，鋳造時に溶湯から放
出される熱量が多く，さらにこの近傍でナット穴用の鋳
造穴部等の外周から熱を受ける部位では、他の部位に比
べて温度が高くなる。

【０００４】一般にダイキャスト等では、金型表面に離
型剤を混合した水溶液を霧状にして吹付け、水分は金型
表面の熱を奪って蒸発し、固形分を型表面に付着させ、
注湯時の断熱性および離型時の焼付け防止をしている。
良好な鋳造をするためには、離型剤を均等に付着させる
必要があるが、そのためには、離型後の型表面の温度が
均等になっていなれけばならない。

【０００５】局部的に温度の高い個所があると、その部
位だけ水溶液の吹付け量を多量にかけなければならない
が、実際の運転において局所的にその吹付け量をコント
ロールすることは難しい。そこで、温度の高くなる部位
の金型に冷却用の穴をあけ水を通すが、こうすることに
よって寸法的に構造上水穴とキャビティ間が短くなる場
合、そのために却って冷え過ぎとなり離型剤が良好に付
着しないとか、あるいは熱応力により水穴とキャビティ
間で型割れを生じ、型寿命を縮めることになるといった
問題があった。

【０００６】本発明の目的は、低圧鋳造やダイキャスト
によって金型キャビテイ内へ溶湯を充満させて鋳造を行
う場合に，アルミホイール締結用ナット穴の鋳抜部など
の局部的に受熱量の多い個所の金型の局部的な温度上昇
を防止することにより，鋳造の冷却時間の短縮を図ると
共に，金型の温度むらをなくし，良好な鋳造品を得、さ
らに熱応力の発生を低減して金型の寿命を長くすること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために，第１の発明では、鋳込口およびゲート部を中
央部に有する下金型と，前記下金型に対向して設けた上
金型との間にキャビティを有するアルミホイール成形用
金型であって，下金型を上下２分割して上面側のキャビ
ティに面した意匠型と前記意匠型の下面側のバックアッ
プ型と，バックアップ型に面する意匠型側の前記ゲート
部外周辺に冷却媒体を出入り可能に設けられたリング状
の冷却媒体通路と、前記冷却媒体通路側からキャビティ
面側に向かって穿設した有底部状の穴と、前記穴に銅棒
の一方を装着するとともに他方を前記冷却媒体通路に突
き出るように装着した。また、第１の発明に基づく第２
の発明では、前記銅棒を前記穴に対してしばりばめまた
はねじによる螺合によって取付け可能な構造にした。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１，図２、図３および図４によ
って本発明の実施の形態を説明する。図１において，１
は下金型ないしは固定金型，２は下金型１の上面側の意
匠型，３は下金型１の下面側のバックアップ型である。
また、４は上金型ないしは可動金型，５は上金型４のス
ライドコア，６は射出スリーブ，７は射出プランジャ，
８はゲート部，９はゲート切断用ピンを示す。図１は型
締装置によって閉じられた状態を示し、１０は下金型１
と上金型４とスライドコア５の間に形成されているキャ
ビテイを示す。

【０００９】アルミニウム合金などの溶湯は射出スリー
ブ６の中を射出プランジャ７によって押上げられ、キャ
ビティ１０内に充填され、アルミホイール素材である鋳
造品を鋳造する。鋳造品は下金型１のゲート部８でゲー
ト切断ピン９によって切断され、上金型４から取出され
るようになっている。また、２６は意匠型２の窓部、２
７はスポーク部、３５はボルトを取付けるための鋳抜穴
である。

【００１０】バックアップ型３は中央部に円柱状の有底
穴を有した凹部２２となっており，バックアップ型３の
上に意匠型２が嵌合されて意匠型２とバックアップ型３
相互の芯ずれを防止し得るようにした後、締結ボルト２
４により締結されている。また、バックアップ型３と接
触する意匠型２の底部の湯道３０に近い個所には、リン
グ状の冷却媒体通路１２が設けられている。この通路１
２は，意匠型２の下面側に設けたリング状の溝とバック
アップ型３の上面とを合わせて形成されており、図２に
示すようにリング状の冷却媒体通路１２と固定金型１の
外周間に穿孔された冷却媒体直線通路１２ｃによって連
通されている。

【００１１】この冷却媒体直線通路１２ｃは２本から構
成され、一方の冷却媒体直線通路１２ｃには冷却媒体入
口１２ａが設けられ、他方の冷却媒体直線通路１２ｃに
は冷却媒体出口１２ｂが設けられている。符号３４は冷
却媒体入口１２ａから導入した冷却媒体が所定の通路を
通って冷却媒体直線通路１２ｃを経由して冷却媒体出口
１２ｂから排出されるように冷却媒体の流通路を形成す
るための仕切板である。また、図３に示すように冷却媒
体通路１２のバックアップ型３側には冷却媒体が外部に
漏れないように意匠型２に蓋体２３が溶接されている。

【００１２】キャビティ１０内へ充填されたアルミニウ
ム溶湯１１が凝固するとき，凝固熱，顕熱が放出され
る。特に，ゲート部８近傍と鋳抜形状を有するキャビテ
ィ面１３の放出熱量が大きいので，この熱を冷却するた
め冷却媒体通路１２を近づける必要があるが，あまり近
づけると冷却され過ぎて離型剤の付着不良および熱応力
による型割れの発生することがある。このため、本発明
においては，図３に示すように冷却媒体通路１２に通じ
る有底部を有した穴１６をキャビティ面１３に向かって
穿設し、そこに、熱伝導率の高い断面が円形状の銅棒１
５が装着してある。なお、銅棒１５の断面形状として
は、円形状に限定するみのではなく、四角形、六角形、
八角形の他、断面形状を自由に選択可能である。

【００１３】最初に銅棒１５を穴１６に装着した後、キ
ャビティ１０に溶湯が鋳込まれた際に銅棒１５は加熱さ
れ、溶湯充填後金型を冷却する際に銅棒１５が収縮す
る。このように銅棒１５の加熱・冷却による拡縮により
銅棒１５が冷却媒体通路１２側に滑り落ちないよう、図
３に示すようにしばりばめによって穴１６の内面に装着
するかあるいは図４に示すように銅棒１５の軸方向表面
に沿ってねじ１５ａを刻設するとともに、穴１６の内面
に銅棒１５と同様のねじ１６ａを刻設し、銅棒１５を穴
１６に螺合し装着可能となっている。

【００１４】このように銅棒１５の加熱・冷却による拡
縮により、銅棒１５が冷却媒体通路１２側に滑り落ちな
いようになっている。なお、銅棒１５と穴１６間はでき
るだけ隙間が生じないように銅棒１５の加工精度を上げ
て、穴１６に銅棒１５を嵌合するように装着することが
重要である。こうすることにより、ハブ部１４から受熱
した熱は銅棒１５に伝達され、熱伝導率の高い銅棒１５
中を伝わって冷却媒体通路１２内を流水する冷却媒体
（例えば、水）によって銅棒１５の一端部が冷却されて
放熱されるため、ハブ部１４の冷却が促進される。

【００１５】以上のように構成されたアルミホイール成
形用金型を用いて、アルミホイールを成形する場合の動
作について述べる。

【００１６】まず、型締を行うとともに、溶湯１１が注
入された射出スリーブ６をバックアップ型３に接合して
いる状態で射出シリンダにより射出プランジャ７を前進
させると、溶湯１１は射出プランジャ７に押され、キャ
ビティ１０内へ射出されて充填され始める。

【００１７】図２に示すように、キャビティ１０内にア
ルミニウム溶湯１１を射出・充填後、金型の冷却・鋳造
品１１の取出しまでの一連の鋳造・成形の動作中は、冷
却媒体入口１２ａから導入された冷却媒体（水）を、冷
却媒体直接通路１２ｃを介して冷却媒体入口１２ｂから
終始連続的に流通させておく。次いで、上金型４と下金
型１の両金型の型締を行うとともに、アルミニウム溶湯
１１が注入された射出スリーブ６をバックアップ型３に
接合している状態で射出シリンダにより射出プランジャ
７を前進させると、溶湯１１は射出プランジャ７に押さ
れ、キャビティ１０内へ射出されて充填を開始するので
ある。

【００１８】キャビティ１０への溶湯１１の充填が完了
すると、金型を充分に冷却してキャビティ１０内に充填
された溶湯１１を固化するが、このとき冷却媒体は冷却
媒体通路１２を連続的に流通しているので銅棒１５の先
端部は冷却され、銅棒１５内に温度勾配ができ高い熱伝
達率によってハブ部１４内の蓄熱を銅棒１５を介して除
熱できるようになっている。

【００１９】このようにハブ部１４に蓄熱されている大
量の熱を除熱することにより、意匠型２への離型剤の付
着および熱応力を小さく、寿命を長くすることができ
る。なお、銅棒１５の先端部が突き出る距離は、冷却媒
体通路１２内を流通する冷却媒体（一般的には水が望ま
しいが、油や液体Ｎ２などを用いてもよい）に大きな流
通抵抗が生じないような位置が望ましい。

【００２０】

【発明の効果】本発明においては，鋳込口を中央に有す
るアルミホイールを鋳造する金型の下金型を円盤状に意
匠型とバックアップ型に分割し，その分割面に冷却媒体
通路を設けるとともに，その冷却媒体通路に臨むように
先端部が突き出た銅棒を穴内にしばりばめあるいはねじ
による螺合によって配設して、銅棒の高い熱伝導により
ハブ部の蓄熱を除熱するようにしたことにより、金型の
局部的な不必要な温度上昇を防止することができる。そ
の結果，離型剤を噴霧する量が削減でき、注湯時と水溶
液の噴霧による温度差による金型表面のヘヤクラックの
発生を低減することができる。さらに、金型表面温度を
適温にすることにより、離型剤の付着効率が非常に良く
なり、鋳造不良を少なくするとともに、離型剤の消費量
を少なくする効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１における下金型の平面図である。

【図３】図１に示す銅棒を取付けた冷却媒体通路周辺の
拡大図である。

【図４】本発明の他の実施例における冷却媒体通路周辺
の拡大図である。

【図５】従来のアルミホイール成形用金型の縦断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 下金型（固定金型） ２ 意匠型 ３ バックアップ型 ４ 上金型（可動金型） ５ スライドコア ６ 射出スリーブ ７ 射出プランジャ ８ ゲート部 ９ ゲート切断ピン １０ キャビテイ １１ アルミニウム溶湯 １２ 冷却媒体通路 １２ａ 冷却媒体入口 １２ｂ 冷却媒体出口 １２ｃ 冷却媒体直接通路 １３ キャビテイ面 １４ ハブ部 １５ 銅棒 １６ 穴 ２２ 凹部 ２３ 蓋体 ２４ 締付ボルト ２６ 意匠型の窓部 ２７ スポーク部 ３０ 湯道 ３４ 仕切板 ３５ 鋳抜穴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｃ 33/02 Ｂ２９Ｃ 33/02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋳込口およびゲート部を中央部に有する
   下金型と，前記下金型に対向して設けた上金型との間に
   キャビティを有するアルミホイール成形用金型であっ
   て，下金型を上下２分割して上面側のキャビティに面し
   た意匠型と前記意匠型の下面側のバックアップ型と，バ
   ックアップ型に面する意匠型側の前記ゲート部外周辺に
   冷却媒体を出入り可能に設けられたリング状の冷却媒体
   通路と、前記冷却媒体通路側からキャビティ面側に向か
   って穿設した有底部状の穴と、前記穴に銅棒の一方を装
   着するとともに他方を前記冷却媒体通路に突き出るよう
   に装着したことを特徴とするアルミホイール成形用金
   型。
2. 【請求項２】 前記銅棒を前記穴に対してしばりばめま
   たはねじによる螺合によって取付け可能な構造にした請
   求項１記載のアルミホイール成形用金型。