JP3077405B2 - 高圧鋳造用の鋳型及び高圧鋳造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧鋳造用の鋳型とこ
の鋳型を用いた高圧鋳造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、高圧鋳造法により例えば自動
車用のアルミホイールを製作する場合において、このア
ルミホイールに窓部を形成する場合には、図６または図
７に示すように上型１１に鋳抜き部１３が形成された鋳
型を用いている。そして、この鋳型は、型締めをした際
に上記鋳抜き部１３と下型１２との間に一定のクリアラ
ンス１７が形成されるように設定されており、これによ
り溶湯充填時の型温度上昇による鋳抜き部１３の膨張に
よってこの鋳抜き部１３が下型１２に衝突することを防
止している。

【０００３】ここで、このクリアランス１７の厚さは、
上記したように鋳抜き部１３の下型１２への衝突を防止
するために一定以上の寸法に設定される必要があるので
あるが、必要以上に厚く設定した場合にはこのクリアラ
ンス１７内に溶湯（溶融状態のアルミニューム）が流入
し、その流速が非常に速くなるため、金型に溶湯が焼き
付くという問題が発生する。このため、このクリアラン
ス１７の厚さは、鋳抜き部１３の下型１２への衝突を防
止し得る一方、溶湯の流入を阻止し得るといった二つの
要求を満足させるために、通常０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ
程度に設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、クリアラ
ンス１７の厚さは溶湯が流入し得ない寸法に設定されて
いるため、図８に示すように湯口１６から溶湯Ｍを充填
するとこのクリアランス１７内にガスＧが溜まる。とこ
ろが、図９に示すように溶湯充填後において加圧ピン１
５を移動させて最終加圧を行うと、若干量の溶湯Ｍがこ
のクリアランス１７内に流入するためこのガスＧがキャ
ビティ１４内に押し出されてしまい、鋳造工程が終了し
た後、窓部を形成するためにＳの範囲を除去しても、こ
のガスＧは製品内部に残ってブリスター不良等の製品不
良を発生する原因となっていた。

【０００５】本発明はこの問題を解決するためになされ
たもので、クリアランス内のガスが製品不良の原因とな
ることのない高圧鋳造用の鋳型及びこの鋳型を用いた高
圧鋳造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の問
題を解決するため、鋳型は、上型の鋳抜き部とキャビテ
ィとに跨がった範囲に対向する下型の上面に、前記鋳抜
き部と下型との間に形成されるクリアランスに連続して
溶湯の移動方向に、前記キャビティより薄肉かつ前記ク
リアランスより厚肉の凹部が形成された構成とし、この
鋳型を用いて行う高圧鋳造方法は、溶湯を前記キャビテ
ィおよび前記凹部に充填し、然る後、加圧下において前
記溶湯を凝固させて製品を鋳造し、該製品を型出しした
後、該製品の前記凹部により成形された部分を捨て肉部
として除去することとしたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成の鋳型および鋳造方法によれば、キャ
ビティ内の溶湯よりも凹部内の溶湯の方が先に凝固し、
この凹部内の溶湯は加圧直後十分に短い時間で凝固し始
めるするので、クリアランス内のガスがこの凹部内さら
にはキャビティ内に押し出されることはない。

【０００８】また、一部のガスが凹部内に押し出された
場合であっても、このガスは凹部内において閉じ込めら
れるので、キャビティ内すなわち製品の内部に押し出さ
れることは確実に防止される。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例を図１ないし図５に基
づいて説明する。本例の高圧鋳造方法に用いられる鋳型
は、自動車用のアルミホイールであって鋳抜きによって
窓部が成形されるもの（以下、「製品」という）を製作
するためのもので、図１または図２に示すように可動型
としての上型１と固定型としての下型２とを備え、両型
１，２が型閉じされると製品を鋳造するためのキャビテ
ィ４が形成されるよう構成されている。

【００１０】上型１の下面には、製品に窓部を成形する
ための鋳抜き部３が下方へ突出して形成されており、こ
の鋳抜き部３は上記窓部に対応した形状に形成されると
ともに、製品における窓部の配置に対応して上型１の下
面の所定箇所に配置されている。

【００１１】各鋳抜き部３の突出寸法は予め一定寸法に
設定されており、これにより上型１を型閉じした際には
この鋳抜き部３と下型２との間に一定の肉厚のクリアラ
ンス７が形成されるようになっている。このクリアラン
ス７により、型膨張時における鋳抜き部３の下型２への
衝突が防止されるようになっている。

【００１２】また、このクリアランス７は、湯口６から
溶湯が充填された際にこのクリアランス７内には溶湯が
流入しないような肉厚となるよう各鋳抜き部３の突出寸
法が設定されている。

【００１３】図中５は、溶湯充填後において最終加圧を
行うための加圧ピンであって、上型１に上下方向に摺動
可能に支持されている。

【００１４】次に、下型２の上面であって、上記上型１
の鋳抜き部３とこの鋳抜き部３に対して溶湯の移動方向
の前方となるキャビティ４（鋳抜き部３に対して図示右
側のキャビティ）に跨がった範囲に対向する部分には凹
部８が形成されている。

【００１５】すなわち、この凹部８は、鋳抜き部３の下
面の中程からキャビティ４の鋳抜き部３寄りの端部に至
る範囲に対向して形成されており、その図示左端側はク
リアランス７に連通し、図示右端側はキャビティ４に開
放されている。また、この凹部８は、クリアランス７よ
りも厚肉かつキャビティ４よりも薄肉に形成されており
（厚さ約３〜６ｍｍ）、これによりこの凹部８内に溶湯
を充填可能、かつこの充填された溶湯はキャビティ４内
に充填された溶湯よりも早く凝固して、加圧ピン５によ
る最終加圧がなされる時点で凝固が完了するようになっ
ている。

【００１６】このような凹部８が、各鋳抜き部３におい
て、最終加圧によるクリアランス７内のガスの移動方向
の前方となる範囲に対応して形成されている。

【００１７】図中６は、溶湯Ｍ（本例では溶融状態のア
ルミニューム）をキャビティ４内に充填するために下型
２に設けられた湯口であり、この湯口６は上型１の加圧
ピン５にほぼ対向する位置に設けられている。

【００１８】本例の鋳型は以上のような構成とされてお
り、次にこの鋳型を用いた高圧鋳造方法について説明す
る。

【００１９】先ず、図３に示すように型閉した状態で湯
口６から溶湯Ｍが充填される。溶湯Ｍは図示するように
キャビティ４内のみならず下型２に形成された凹部８内
にも充填される。一方、鋳抜き部３と下型との間に形成
されるクリアランス７内には溶湯Ｍは充填されず、この
部分にはガスＧが溜まっている。

【００２０】溶湯Ｍの充填が完了する時点ではすでに溶
湯Ｍの凝固が始まっており、これは図４に示すように溶
湯Ｍが充填された部分で最も薄肉の部分である凹部８の
縁部から始まる。なお、図ではこの部分を「初期凝固部
ｍ」として示した。

【００２１】溶湯Ｍの充填が完了すると、次に、図５に
示すように加圧ピン５が押し下げられて最終加圧が行わ
れる。この最終加圧工程の時点では、凹部８内の溶湯Ｍ
の凝固が完了しており、この加圧によってクリアランス
７内のガスＧが凹部８内、さらにはキャビティ４内に移
動することを確実に阻止し得る状態となっている。この
ことから、この最終加圧により若干量の溶湯Ｍがクリア
ランス７内に流入してもガスＧはキャビティ４内（製品
となる部分）に移動することはなく、クリアランス７内
に残ったままとなっている。

【００２２】次に、この最終加圧工程において、充填さ
れた溶湯Ｍは一定の圧力下で凝固され、凝固が完了する
と加圧ピン５が上方へ戻されて最終加圧工程が終了す
る。然る後、型開きされて製品の取出しが行われる。

【００２３】得られた製品は未だ半製品であり、これに
は仕上げ工程としての切削仕上げが施される。すなわ
ち、図５において二点鎖線よりも下の部分（鋳抜き部３
の下面より図示下側の部分）が切削除去されて、鋳抜き
部３により鋳抜かれた部分のバリが除去されて見栄えの
よい窓部に仕上げられる。また、この切削仕上げによ
り、凹部８により成形された部分（以下、「捨て肉部
９」という）が同時に除去される。以上により、本例の
鋳造方法による一連の工程が終了する。

【００２４】本発明は、以上説明したような鋳型および
この鋳型を用いた高圧鋳造方法としたことから、次のよ
うな作用効果をなすすなわち、下型２の上面であって、
鋳抜き部３とこの鋳抜き部３に対して溶湯の移動方向の
前方となるキャビティ４に跨がった範囲に対向する部分
には凹部８が形成され、この凹部８はクリアランス７よ
りも厚肉でキャビティ４よりも薄肉に形成されており、
これによりこの凹部８内に溶湯Ｍを充填可能、かつこの
充填された溶湯Ｍはキャビティ４内に充填された溶湯Ｍ
よりも早く凝固して、加圧ピン５による最終加圧がなさ
れる時点では凝固が完了するようになっている。

【００２５】このことから、最終加圧がなされる時点で
は、クリアランス７内のガスＧが凹部８内さらにはキャ
ビティ４内に移動することは確実に阻止される状態とな
っている。従って、キャビティ４内すなわち製品となる
部分にガスＧが移動することはなく、ひいてはこのガス
Ｇが製品となる部分に閉じ込められたまま凝固すること
はなく、ブリスター不良等の製品不良はなくなる。

【００２６】なお、最終加圧時において凹部８内に充填
された溶湯Ｍの凝固が十分でなく、このため一部のガス
Ｇがこの凹部８内に押し出され、そのまま凝固された場
合であっても、型出し後、捨て肉部９を切削除去するこ
とによりこの一部のガスＧが製品不良の原因となること
はない。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、高圧鋳造法により、窓部を有
する例えば自動車用のアルミホイールを製作する際に用
いられる鋳型の下型には、この窓部を成形するための鋳
抜き部と溶湯の移動方向前方となるキャビティとに跨が
った範囲に対向して凹部を形成する構成としたことか
ら、上記鋳抜き部と下型との間に形成されるクリアラン
ス内のガスが最終加圧時においてキャビティ内に移動す
ることは確実に防止され、これによりこのガスが原因と
なるブリスター不良等の製品不良をなくすことができ
る。

【００２８】また、最終加圧時において凹部に充填され
た溶湯の凝固が十分でなく、一部のガスが凹部内に押し
出されてそのまま凝固した場合であっても、凹部の厚み
でガスが広がるのを吸収し、型出し後、この凹部により
成形された捨て肉部を除去することにより、この一部の
ガスが製品不良の原因となることを回避することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に関し、鋳抜き部および凹部の
周辺を示した鋳型の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図であって、鋳抜き部およ
び凹部の周辺を示した鋳型の縦断面図である。

【図３】溶湯充填時における鋳型の要部の縦断面図であ
る。

【図４】凹部において初期凝固が始まった時点における
鋳型の要部の縦断面図である。

【図５】最終加圧時における鋳型の要部の縦断面図であ
る。

【図６】従来の鋳型の要部の縦断面図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図であり、従来の鋳型の縦
断面図である。

【図８】溶湯充填時における従来の鋳型の要部の縦断面
図である。

【図９】最終加圧時における従来の鋳型の要部の縦断面
図である。

【符号の説明】 １，１１…上型 ２，１２…下型 ３，１３…鋳抜き部 ４，１４…キャビティ ５，１５…加圧ピン ６，１６…湯口 ７，１７…クリアランス ８…凹部 ９…捨て肉部 Ｍ…溶湯 ｍ…初期凝固部 Ｇ…ガス

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上型の鋳抜き部とキャビティとに跨がっ
   た範囲に対向する下型の上面に、前記鋳抜き部と下型と
   の間に形成されるクリアランスに連続して溶湯の移動方
   向に、前記キャビティより薄肉かつ前記クリアランスよ
   り厚肉の凹部が形成されたことを特徴とする高圧鋳造用
   の鋳型。
2. 【請求項２】 上型の鋳抜き部とキャビティとに跨がっ
   た範囲に対向する下型の上面に、前記鋳抜き部と下型と
   の間に形成されるクリアランスに連続して溶湯の移動方
   向に、前記キャビティより薄肉かつ前記クリアランスよ
   り厚肉の凹部が形成された高圧鋳造用の鋳型を用いて行
   う高圧鋳造方法であって、 溶湯を前記キャビティおよび前記凹部に充填し、然る
   後、加圧下において前記溶湯を凝固させて製品を鋳造
   し、該製品を型出しした後、該製品の前記凹部により成
   形された部分を捨て肉部として除去することを特徴とす
   る高圧鋳造方法。