JP2617131B2 - ホイール状製品成形用金型および射出成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は竪型射出成形装置におけるホイール状製品成
形用金型およびこの金型を使用する射出成形方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 例えば、アルミニウム製の自動車用ディスクホイール
の鋳造は、溶湯射出時における射出装置部からのガスの
巻込みが少ないことなどにより竪型ダイカストマシンに
よることが多い。第３図は従来におけるこの種ダイカス
トマシンの金型と射出装置との左半分を右半分に対し45
°位相をずらして示す概略縦断面図であって、これを同
図に基づいて説明すると、マシンベース上に固定された
固定プラテン１には、中心部に円筒状の凸部を有する固
定金型２が装着されており、また図示しない型締シリン
ダに支持されて上下動する可動プラテン３には、中心部
に低い凸部を有する可動金型４が装着されている。５は
両金型2,4間へ円周方向を４等分する位置から水平方向
へ移動自在に挿入された４個の中子であって、可動プラ
テン側に支持されたシリンダ６のピストンロッド6aに固
定されており、油圧によるピストンロッド6aの進退によ
り水平方向へ進退するように構成されている。そして、
両方の金型2,4と、閉じられた中子５とによってキャビ
ティ８が形成されている。固定プラテン１と固定金型２
とに形成されたスリーブ孔には、射出スリーブ９が下方
から挿抜自在に挿入されており、この射出スリーブ９に
は、図示しない射出シリンダによって進退するプランジ
ャチップ10が進退自在に嵌合されている。11は射出スリ
ーブ９をスリーブ孔から抜いた状態でこれに注入された
溶湯である。

キャビティ８は、成形品としてのディスクホイールの
相当部として、環形板状のディスク部相当部分8aと、そ
の外周部から下方へ向かう筒状のリム部相当部分8bとで
形成されている。そして、本発明の発明者らは、リム部
相当部分8bの下端１箇所にガス抜き装置12をガス抜き溝
13を介し接続して成形を試みてみた。このガス抜き装置
12は、例えば、特公昭48-46386号公報，特公昭59-309号
公報、および、特公昭59-310号公報などで公知のもので
あって、ガス抜き溝13に接続された弁室を開閉する排気
弁を備えたものであって、この排気弁は、溶湯11の射出
中、開いていてキャビティ８内のガスを機外へ排出する
ように通過させ、溶湯11が排気弁に達したときには、こ
の溶湯11の慣性力で閉じるように構成されている。

以上のように構成されていることにより、溶湯11を供
給した射出スリーブ９を固定金型２のスリーブ孔に挿入
し、ガス抜き装置12の排気弁を開いたのちプランジャチ
ップ10を前進させると、溶湯11は射出スリーブ９内を押
上げられてディスク部相当部分8aに達し、この溶湯11
は、ディスク部相当部分8bを自重で垂下する。キャビテ
ィ８内のガスは、ガス抜き装置12の開いている排気弁を
通って大気へ排出される。溶湯11が排気弁に達すると、
溶湯11の慣性力で排気弁が閉じ、溶湯11の流出が遮断さ
れる。このようにして溶湯11を充填したのち、溶湯11の
固化，冷却を待って型開し、中子５を開いて成形品を取
出す。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようなディスクホイール成形用金
型においては、第４図にキャビティ８内の溶湯の流れを
斜視図で示すように、ディスク部相当部分8aを放射状に
流れたのちリム部相当部分8bを垂下する溶湯11は、リム
部相当部分8bの下端から上方へ向かって順次溜っていく
ことになるので、リム部相当部分8bに溶湯11の行き渡ら
ない空間部14が残されている間にガス抜き溝13の入口15
が溶湯11で閉じてしまい、空間部14内のガスが排出され
ずに封じ込められることがある。この結果、溶湯11がガ
スを巻込んだまま固化して成形品に巣ができ、成形品の
品質が低下するという問題があった。

さらに、キャビティ８内のガスをガス抜き装置12で排
出する場合、固定金型２および可動金型４と各中子５、
および、隣接する中子５同士の合わせ面からキャビティ
８内へ空気が洩入していた。

［課題を解決するための手段］ 固定金型と可動金型で構成した前記金型間に円周方向
を複数分割した位置から水平方向へ移動自在な中子を挿
入してホイール状製品用のキャビティを形成し、前記キ
ャビティのリム部相当の端部の外方に前記リム部相当と
同心状の環状溝を中子の水平面と金型との接触面部に設
け、隣合った中子同士の各接触面部に前記環状溝に通じ
る縦方向の縦通孔を設けるとともに、前記縦通孔から外
部に通じるスリット状の絞り部を設けた構成にした。

さらに、この金型を用い、プランジャを前進させて溶
湯をキャビティ内に充填させながら、キャビティ，環状
溝，縦通孔および絞り部内のガスを自然排気させるよう
にした。

［作用］ 射出スリーブ内の溶湯をプランジャチップで押上げる
と、溶湯はキャビティのディスク部相当部分を放射状に
流れたのち、リム部相当部分の下端部分を充填するとと
もに、リム部相当部分の上端に向かって上昇して充填さ
れる。このとき、キャビティ内のガスは、ガス抜き溝，
環状溝，縦通孔およびスリット状の絞り部から外部に排
出される。このとき、固定金型や可動金型と中子の合わ
せ面、および、隣接する中子同士の合わせ面より空気が
洩入するが、この洩入空気もキャビティ内に入ることな
く、最終的にはスリット状の絞り部を通って外部へ排出
される。

また、ガス抜き装置に接続していないため、固定金型
と中子の合わせ面、および、隣接する中子同士の合わせ
面よりの洩入空気を極力押えることができるとともに、
溶湯が最終的にスリット状の絞り部に達した際にはバリ
となって現われるものの、中子を開くことによりトラブ
ルもなく製品と一緒に容易に取出すことができる。

［実施例］ 第１図は本発明に係るホイール状製品成形用金型と射
出装置との一部概略縦断面図、第２図は第１図のII-II
からみた側面図である。

第１図および第２図を用いて本実施例を説明する。

射出スリーブ９が接合された下金型である固定金型２
と、その上方の上金型である可動金型４と、これら両金
型2,4間には、互いに90°位相を違えて配設されたシリ
ンダ６で進退する４個の中子５とによって、肉厚部分か
らなるハブ部相当部分8eとディスク部相当部分8aとリム
部相当部分8bとからなるキャビティ８が形成されてい
る。

キャビティ８のリム部相当部分上端外周部8cの外方に
は、これらと同心状の環状溝14が可動金型４側に設けら
れており、環状溝14とリム部相当部分上端外周部8cと
は、円周数箇所に設けたガス抜き溝13を介して導通さ
れ、さらに、環状溝14とは、隣合った中子５同士の全部
の合わせ面に、それぞれ少なくとも１個ずつ設けた縦形
の縦通孔17によって導通されている。最終的には、縦通
孔17と同様に、中子５の合わせ面に沿って設けられた縦
形スリット状の絞り部15を通って外部の大気に通じてい
る。縦通孔17の軸方向に沿って配設されたこのスリット
状の絞り部15の寸法は、幅（隙間）が例えば、0.05〜0.
4mmであって、深さを最大にした場合には、縦通孔17と
同等にすることもできる。このように、このスリット状
の絞り部15は、押湯によってキャビティ８内のガスをス
ムースに排出するために設けたものであり、さらに、固
定金型２および可動金型４と中子５の合わせ面、およ
び、隣接する中子５同士の合わせ面より洩入する空気を
極力少なくさせ、ここまで到達した溶湯11は、溶湯11が
この抵抗の大きい絞り部を通る間に冷やされてバリを吹
くように形成されている。

すなわち、本実施例では、前記したように、溶湯11が
射出スリーブ９内をプランジャ10によって押上げられて
ディスク部相当部分8aに達した後に、溶湯11がディスク
部相当部分8aを放射方向に分かれて流れて円筒状のリム
部相当部分8bに達することになる。この場合、ディスク
部相当部分8a端部からリム部相当部分上端外周部8cとリ
ム部相当部分下端外周部8dまでのそれぞれの長さは異な
っており、後者のディスク部相当部分8a端部からリム部
相当部分下端外周部8dまでの方が短かいために溶湯11は
下端外周部8d側が早く充填される。一方、溶湯11は、リ
ム部相当部分8bを上昇していき、充填されるが、このと
き、キャビティ８内のガスはリム部相当部分上端外周部
8c,ガス抜き溝13,環状溝14,縦通孔17および絞り部15を
通って金型外に自然に排出される。

また、キャビティ８のハブ部相当部分8eと固定スリー
ブ20の挿入孔との間には、固定スリーブ20の挿入孔との
間には、固定スリーブ20や射出スリーブ９の内孔よりも
かなり小径で、小径円筒状に形成された上半に小径部7a
とテーパ加工された下半部7bとからなる溶融物通路とし
ての湯道７が、上下を連通して形成されている。

23は、図示しない上方のピン突出用シリンダ側に基端
を支持された上下方向へ進退自在なピンであって、可動
金型４の中心部に設けられたピン孔4bに摺動自在に装入
されており、キャビティ８内に溶湯11を充填し終る前の
通常の時は、ピン23の先端面がキャビティ８の内面と一
致した位置にあり、溶湯充填完了時近くの押湯作用時に
は、ピン23はキャビティ８内に突出されて、その先端部
は前記湯道７に対して挿抜自在に設けられている。この
ピン23の外径は、湯道７の小径部径よりもわずかに小さ
く形成されており、例えば小径部7aの内径を40〜60mmと
した場合、ピン23の外径は、これよりも例えば１〜5mm
小さく形成されている。また、ピン23には、その軸心部
を先端近くまで延びる冷却水通路23aがその後端側を図
示していない冷水源に接続されて設けられており、ピン
23およびその周囲を冷却するように構成されている。な
お、12と16は押出ピンである。

以上のように構成された竪型ダイカストマシンの動作
を説明する。

型締を行なうとともに、溶湯11が注入された射出スリ
ーブ９を固定スリーブ20に接合している状態で、射出シ
リンダによりプランジャ10を前進させると、溶湯11はプ
ランジャチップ10aで押され、キャビティ８内へ射出さ
れて充填され始める。

湯道７を通ってキャビティ８内へ入ってきた溶湯11
は、まず、キャビティ８のハブ部相当部分8eを充填し、
次に、ディスク部相当部分8aを充填した後、リム部相当
部分8bへと至る。ここで、溶湯11はリム部相当部分8bの
下端部、すなわち、リム部相当部分下端外周部8dから順
次溜っていくが、ディスク部相当部分8a端部からリム部
相当部分下端外周部8dまでのキャビティ部に占有したガ
スの一部は、固定金型２と中子５との合わせ面より外部
へ排出されるが、残りのガスは溶湯11と置換され、他の
キャビティ８内のガスと一緒に外部へ排出される。次
に、ディスク部相当部分8a端部からリム部相当部分上端
外周部8cへと、順次溶湯11が充填され、溶湯11がリム部
相当部分上端外周部8cへ到達した時点で、製品キャビテ
ィ８への溶湯の充填は一応完了するが、この時点で、プ
ランジャチップ10aは前進限に到達していないため、プ
ランジャ10の前進により、溶湯11が、ガス抜き溝13,環
状溝14および縦通孔17に次々と充填され、最終的にはス
リット状の絞り部15から金型キャビティ８内のガスを排
出するとともに、溶湯11は流通抵抗の大きいスリット状
の絞り部15を通る間に金型にて冷却されて固化され、充
填は完了する。

前記したように、環状溝14を可動金型４と中子５間に
設け、これに縦通孔17を導通させたが、これに限定され
るものでなく、環状溝を可動金型４と中子５間、およ
び、固定金型２と中子５間にそれぞれ設け、この両環状
溝に導通された連通管を設けて、キャビティ８内のガス
をリム部相当部分8bの上下端から排出するような構造に
することもできる。

さらに、環状溝を固定金型２と中子５間に設けるとと
もに、この環状溝とリム部相当部分下端外周部8dに通じ
るガス抜け溝を設け、さらに、環状溝から可動金型４へ
向かって縦通孔を設けて導通させ、この縦通孔と外部間
にスリット状の絞り部を設けた構成にしてもよい。

前記した構成よりなる金型を用いた場合、溶湯11がキ
ャビティ８内へ充填されるに伴なって、キャビティ８内
のガスは容易に外部に排出されるが、構造が簡単なため
に故障が少なく、かつ、可動金型４と中子５、および、
固定金型２と中子５間から金型内洩入する空気量も少な
いため、キャビティ８内のガスも容易に排出されやす
い。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、
ホイール製品成形用金型において、キャビティ内へ溶湯
を充填する場合、キャビティ内のガスは中子の合わせ面
に配設されたスリット状の絞り部から容易に自然排出さ
れるが、溶湯は絞り部で流通抵抗をもたせて冷却させバ
リを生じるため、溶湯が外部飛散することはない。ま
た、真空吸引装置を用いて強制的にキャビティ内のガス
を吸引して排出することがないため、故障がなく、安価
であり、さらに、可動金型または固定金型と中子との合
わせ面より吸引作用によりキャビティ内に洩入するガス
量も少なく、その分キャビティ内のガスが容易に排出さ
れやすくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るホイール状製品成形用金型の１実
施例を示す金型と射出装置との概略縦断面図、第２図は
第１図のII-IIからみた側面図、第３図は従来のホイー
ル状製品成形金型の１実施例を示す一部展開概略縦断面
図、第４図はキャビティ内の溶湯の流れを説明するため
に示す固定金型凸部の斜視図である。 ２……固定金型、４……可動金型、５……中子、７……
湯道、８……キャビティ、8a……ディスク部相当部分、
8b……リム部相当部分、8c……リム部相当部分上端外
周、8d……リム部相当部分下端外周、９……射出スリー
ブ、10……プランジャ、13……ガス抜き溝、15……絞り
部、17……縦通孔、20……固定スリーブ。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定金型と可動金型で構成した前記金型間
   に円周方向を複数分割した位置から水平方向へ移動自在
   な中子を挿入してホイール状製品用のキャビティを形成
   し、前記キャビティのリム部相当の端部の外方に前記リ
   ム部相当と同心状の環状溝を中子の水平面と金型との接
   触面部に設け、隣合った中子同士の各接触面部に前記環
   状溝に通じる縦方向の縦通孔を設けるとともに、前記縦
   通孔から外部に通じるスリット状の絞り部を設けたこと
   を特徴とするホイール状製品成形用金型。
2. 【請求項２】請求項第１項の金型を用い、プランジャを
   前進させて溶湯をキャビティ内に充填させながら、キャ
   ビティ、環状溝、縦通孔および絞り部内のガスを自然排
   気させることを特徴とするホイール状製品成形用金型を
   使用する射出成形方法。