JP3864685B2 - Aluminum wheel mold - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は,キャビティヘの溶湯の鋳込み充填に伴って排出されるキャビティ内の残存ガスの抜出通路を設けた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9は従来のアルミホイール成形用金型の縦1部断面図を示し、図10は図9のF−Fからみた平面図である。図9において、上金型4は、内部に位置する内側金型42と、前記内側金型42の外周に位置する外側金型44とで構成されている。また、前記内側金型42の中心部にはゲート切断ピン9を有するとともに、前記ゲート切断ピン9の周辺に上下金型を開いたときに上金型に採りこまれたアルミホイール製品を離型するために内側金型42に一定のピッチ円上に押出しピン76が等間隔に配設されている。
【0003】
また、内側金型42の外周面部と外側金型44の内周面部間には、前記キャビティ10へのアルミニウム溶湯の鋳込み充填に伴ってキャビティ10内に残留するガスを金型外にスムースに排出するために微小な円形状の隙間(ガス抜き通路)78が設けられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、隙間78の大きさを決定する基本的なデータがないといった問題があった。すなわち、図10に示す隙間78を大きくするとキャビティ10内のガス(エア)の抜けはよいが、アルミニウム溶湯11をキヤビティ10内に充填する際に溶湯11が隙間78に浸入してしまい、ついには充填した溶湯11が固化したときに隙間78に浸入した溶湯11も一緒に固化してしまう。このため、次サイクルの成形時に前サイクルの成形時の溶湯11が固化したまま残っているために、ガス抜けが不完全となり、これらのガスがアルミホイール製品の中に混入されてしまい、製品歩留まりが低下するといった問題があつた。
【0005】
逆に、前記隙間78を小さくするとキャビティ10内のガス(エア)の抜けが悪く、溶湯11をキャビティ10に充填するときガスが金型外部に充分に排出されず残存ガスがアルミホイール製品中に混入してしまい、製品歩留まりが低下するといった問題があった。
【0006】
本発明の目的は、ガス抜けが完全に行われるようなガス抜き通路とキャビティ側に面した前記ガス抜き通路の先端部に溶湯の差込を防止しつつ、ガス抜きを助成する空間部を配設したアルミホイール成形用金型を提供することにある。
【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,本発明では、溶湯を鋳込む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設けるとともに、前記ゲート部に対向して上金型に上下摺動自在に配設したゲート切断ピンと、前記ゲート切断ピンの周辺に隣接して配設された内側金型と、前記内側金型に配設され上金型に付着した製品を突き放す押出しピンと、前記内側金型の外周部に配設された外側金型と、前記内側金型と外側金型の両方を保持する上部バックアップ型とから構成し、前記キャビティヘの溶湯の充填に伴つて前記キャビティ内に残留するガスを前記内側金型と外側金型間に設けたガス抜き通路から前記内側金型に設けたガス抜き通路並びに前記内側金型と前記押出しピンとの間に設けたガス抜き通路を経由して上金型外部に排出する残留ガスの抜出通路を設けた。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1〜図8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の下面側の下部バックアップ型であり、締付ボルト24により連結され,図示されていないが下型ホルダまたは固定プラテンに取付けられている。
【0009】
4は上金型, 5は上金型4のスライドコアで,上型ホルダまたは可動プラテンに取付けられている。6は射出スリーブ,7は射出プランジャ,8はゲート部を示す。図1は型締装置によって閉じられた状態を示し,符号10は下金型1と上金型4とスライドコア5の間に形成されるアルミホイールの形状のキャビテイ10である。 11はキャビテイ10内に射出プランジャ7によって鋳込充填されたアルミニウム合金等の溶湯である。
【0010】
下部バックアップ型3は中央部が円柱状の凹部22となっており,下部バックアップ型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なっている。また、下部バックアップ型3と接触する意匠型2の底部の湯道30に近い外周部には、リング状の冷却媒体通路12が設けられている。この通路12は,意匠型2の下面側に設けたリング状の溝と下部バックアップ型3の上面とを合わせて形成されており、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には冷却媒体出口が設けられている。符号68は冷却媒体入口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、冷却媒体通路12の下部バックアップ型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】
―方、上金型4は、下金型1に対向して下金型1の上方に設けられ、中心部に位置するゲート切断ピン9と、前記ゲート切断ピン9の外周部に同心円状に内側金型42が設けられるとともに、前記内側金型42の外周に同心円状に外側金型44が設けられている。これらゲート切断ピン9を含む内側金型42と外側金型44の両方を保持する上部バックアップ型58とから構成されている。また、スライドコア5と外側金型44および上部バックアップ型58間にはアルミニウム溶湯がキャビティ10内に鋳込まれたときに、キャビティ10内の残留ガスを金型外部に排出するためのガス抜き通路100が設けられている。なお、符号94はアルミホイールのリム部になる部分である。
【0013】
次に、上金型4を冷却する手段として、上金型4自体に直接冷却媒体通路62を刻設する場合と、図3および図4に示すように上金型4に直接冷却媒体通路62を刻設しないで冷却媒体通路62を有する別体のジャケットを配設した場合があるが、ここでは、後者の別体のジャケットを配設した場合について説明する。
【0014】
まず、前記外側金型44の内径部側を段部45形状に刻設し、前記段部45に直接リング状の冷却媒体通路62を有するジャケット60を配設する。この場合、内側金型42の外周部を段部状に形成した係部43が設けられ、当該係部43は外側金型44の内周段部に係合されて内側金型42が落下しないように構成されている。この冷却媒体通路62上にはアルミホイールのスポーク部位に相当する方向に向かう竪穴52が外側金型44の内部に穿設されている。
【0015】
冷却媒体通路62の入口66と冷却媒体通路62の出口64が冷却媒体の流通方向を180度方向に決めるために仕切板68が配設されている。また、前記有底部を有する8ケの竪穴52の中央部にそれぞれ中仕切板56が配設され、中仕切板56を介して一折流により冷却媒体通路46内を連続的に流通可能となっている。
【0016】
図4(1)に示すように、前記有底部を有する竪穴52の壁面に当接しつつ、かつ2分するように該竪穴52の中央部に中仕切板56を差込むのである。中仕切板56の上端部は係上部材70に溶接などでT字状に取付けられている。これは、中仕切板56を竪穴52に差込んだ時、係上部材70の両端部が外側金型44の段部に係止され、係止部材70が下方にズレないようにするためである。また、中仕切板56の長さは、中仕切板56の下端部と前記有底部を有する竪穴52との間で冷却媒体通路62が確保され、かつ一折流により冷却媒体が流通できるような長さになっている。さらに、当該保持板72は内部に逆凹部状の冷却媒体通路62を有する(図4(2))とともに、当該保持板72の上部と下部にそれぞれ耐熱性パッキン(例えば、ガスケット)71を介して蓋体74とが重畳配設されている。
【0017】
次に、アルミニウム溶湯11をキャビティ10内に充填する場合に、キャビティ10内に残存するガス(空気)を金型外にスムースに排出するためのガス抜き通路の構成について説明する。
まず、図6に示すように内側金型42の外周面部と外側金型44の内周面部間にガス抜き通路80を設けるために、内側金型42の外周部を部分的に刻設して多角形(ここでは、例えば八角形)にするとともに、刻設しない部分いわゆる内形金型42の外周面部と外側金型44の内周面部の当接部92にはガス抜き通路80を設けない構成(図8)となっている。
【0018】
さらに、キャビティ10に面する側のガス抜き通路80の下端部は図7に示すように、内側金型42の下端外周面部86の正面断面がキャビティ10側に開放されたテーパ形状の空間部90を形成している。これは、キャビティ10内に残留するガスを溶湯11の充填によってスムースに金型の外部に排出するためであり、前記テーパ形状にすることにより、ガスはスムースに排出されると同時に溶湯11は空間部90で凝固してガス抜き通路80に浸入しないようにするためである。
【0019】
図5に示すように、符号80、82および84はガス抜き通路であリキャビティ10内に残留するガスは、空間部90→ガス抜き通路80→ガス抜き通路82→ガス抜き通路84を経由して金型外部に排出されるようになっている。なお、ガス抜き通路84は押出しピン76と内側金型42および上部バップアップ型間に配設された隙間となっているが、キャビティ10側の内側金型42の下方部分領域は押出しピン76と内側金型42との間は、押出しピン76の摺動のために微少隙間を有した構造となっている。
【0020】
仮に、ここにキャビティ10内の残留ガスがスムースに排出できる程度のガス抜き通路を設けると押出しピン76と内側金型42との間の隙間に溶湯11が浸入してしまい、そのままの状態で固化してしまうと押出しピン76は上下動不可能となり本来の製品押出しの役目を行うことはできなくなることを防止するためである。なお、ガス抜き通路82はガス抜き通路80の上端部とガス抜き通路84の下端部とを結ぶ横向きのガス抜き通路となっている。
【0021】
ここで、本願発明のアルミホイール成形用金型を用いたアルミホイールの成形方法について述べる。
【0022】
キャビティ10内にアルミニウム溶湯11を射出・充填後、金型の冷却から鋳造品の取出しまでの一連の鋳造・成形の動作中は、下金型1においては、冷却媒体入口から導入された冷却媒体(例えば、水)を、冷却媒体直接通路12cを介して冷却媒体出口から終始連続的に流通させておくとともに、竪穴52に中仕切板56を介して一折流を生じしめておく。
【0023】
まず、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を下部バックアップ型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、アルミニウム溶湯11は射出プランジャ7に押され、キャビティ10内ヘ鋳込み充填される。この時、アルミニウム溶湯をキャビティ10内に鋳込み充填する初期の段階では、キャビティ10内に残留している大部分のガスはガス抜き通路100から排出されるが、アルミニウム溶湯がリム部94に充填完了した後では、キャビティ10内に残留するガスは逐次ガス抜き通路80を流れるガスa、ガス抜き通路82を流れるガスb、ガス抜き通路84を流れるガスcとなって金型外部に排出される。
【0024】
キャビテイ10内にアルミニウム溶湯11の充填が完了し、残留ガスの大部分が金型外に排出されるころ、溶湯11は空間部90に差し込まれて、その後のガス抜きは不可能となる。キャビティ10内への溶湯10の鋳込み充填が完了すると上下金型1、4は冷却されて溶湯11は固化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。
【0025】
キャビティ10へのアルミニウム溶湯11の充填が完了すると、金型は冷却されキャビティ10内に充填された溶湯11は固化するが、冷却媒体の連続的な流通によって銅棒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溶湯11が凝固するとき,凝固燕,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。
【0026】
このため、下金型1にはキャビティ面13に向かう穴16が穿設され、そこに熱伝導率の高い断面が円形状の銅棒15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。
【0027】
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銅棒15の軸方向表面に沿つてねじを刻設するとともに、穴16の内面に銅棒15と同様のねじを刻設し、銅棒15を穴16に螺合し装着可能となっている。
【0028】
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を飲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に到達した溶湯11の熱は銅棒16に伝わり、熱伝導率の高い銅棒15中を伝わって冷却媒体(例えば、水)に接する部位が冷却することによってハブ部14の冷却が促進される。
【0029】
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、油や液体窒素などに用いてもよい)に大きな流通抵抗が生じないような位置が望ましい。
【0030】
―方、上金型4に穿設された竪穴52の長さをあまり長くてしてキャビティ10に近づけ過ぎると、スポーク部位が過冷却となり、除熱され過ぎて望ましい状態ではない。逆に竪穴52の長さが短過ぎるとスポーク部位に蓄熱されている大量の熱が除熱されなくなる。このため、アルミホイールのスポーク部位の厚みに応じて、適宜竪穴52の長さを決定することが望ましい。
【0031】
【発明の効果】
本発明においては,溶湯を鋳込む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間にキャビティを設けるとともに、前記ゲート部に対向して上金型に上下摺動自在に配設したゲート切断ピンと、前記ゲート切断ピンの周辺に隣接して配設された内側金型と、前記内側金型の外周部に配設された外側金型と、前記内側金型と外側金型の両方を保持する上部バックアップ型とから構成し、前記キャビティヘの溶湯の充填に伴つて前記キャビティ内に残留するガスを前記内側金型と外側金型間に設けたガス抜き通路から前記内側金型に設けたガス抜き通路並びに前記内側金型と押出しピンとの間に設けたガス抜き通路を経由して金型外部に排出する残留ガスの抜出通路を設けたことにより、溶湯がガス抜き通路に差込まれないうちにガス抜きが完全に行えるため、鋳造品の歩留まりが大幅に向上する。
【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のA−Aで切断した上金型の平面図である。
【図3】外側金型に凹部状の冷却媒体通路を刻設した場合の展開図である。
【図4】図4(1)は図3のB−Bからみた縦断面図、図4(2)は図3のC−Cからみた縦断面図である。
【図5】本発明の要部を示すガス抜き通路の経路図である。
【図6】図1のB−Bからみた横切断断面図である。
【図7】図6のD−Dからみた切断断面図である。
【図8】図6のE−Eからみた切断断面図である。
【図9】従来のキャビティに残留するガス抜き通路を示す縦切断断面図である。
【図10】図9のF−Fからみた平面図である。
【符号の説明】
1 下金型(固定金型)
2 意匠型
3 下部バックアップ型
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 溶湯
12 冷却媒体通路
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
30 湯道
42 内側金型
43 係部
44 外側金型
45 段部
52 竪穴
56 中仕切板
58 上部バックアップ型
60 ジャケット
62 リング状の冷却媒体通路
64 冷却媒体出口
66 冷却媒体入口
68 仕切板
70 係止部材
71 耐熱性パッキン
72 保持板
74 蓋体
76 押出しピン
78 隙間
80、82、84 ガス抜き通路
86 内側金型の下端外周面部
90 空間部
92 当接部
94 リム部
100 ガス抜き通路[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to an aluminum wheel molding die provided with an extraction passage for residual gas in a cavity that is discharged as a molten metal is poured into a cavity.
[0002]
[Prior art]
9 is a sectional view of a vertical part of a conventional mold for forming an aluminum wheel, and FIG. 10 is a plan view seen from FF in FIG. In FIG. 9, the
[0003]
Further, between the outer peripheral surface portion of the inner mold 42 and the inner peripheral surface portion of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem that there is no basic data for determining the size of the
[0005]
On the other hand, if the
[0006]
An object of the present invention is to provide a space for assisting the degassing while preventing the molten metal from being inserted into the degassing passage where the degassing is completely performed and the leading end of the degassing passage facing the cavity side. The object is to provide a mold for forming an aluminum wheel.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, in the present invention, a cavity is provided between a lower mold having a gate part for casting a molten metal at the center and an upper mold provided to face the lower mold. In addition, a gate cutting pin disposed on the upper mold so as to be vertically slidable facing the gate portion, an inner mold disposed adjacent to the periphery of the gate cutting pin, and an inner mold. A push pin that pushes out the product attached to the upper mold, an outer mold disposed on the outer periphery of the inner mold, and an upper backup mold that holds both the inner mold and the outer mold and, the cavity f of the inner mold the gas remaining Ban connexion the cavity in the filling of the molten metal and gas vent passage and said inner mold from the gas vent passage provided between the outer mold provided on the inner mold Degassing provided between the mold and the extrusion pin It provided an extraction passage of the residual gas to be discharged to the upper die outside via a passage.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In FIG. 1, 1 is a lower mold or a fixed mold, 2 is a design mold on the upper surface side of the
[0009]
[0010]
The
[0011]
The cooling medium straight passage 12c is composed of two, one cooling medium straight passage 12c is provided with a cooling medium inlet, and the other cooling medium straight passage 12c is provided with a cooling medium outlet. Reference numeral 68 denotes a partition plate for forming a cooling medium flow passage so that the cooling medium introduced from the cooling medium inlet passes through a predetermined passage and is discharged from the cooling medium outlet through the cooling medium linear passage 12c. . Further, a
[0012]
On the other hand, the
[0013]
Next, as means for cooling the
[0014]
First, the inner diameter side of the
[0015]
A partition plate 68 is disposed so that the
[0016]
As shown in FIG. 4 (1), an
[0017]
Next, the structure of the gas vent passage for smoothly discharging the gas (air) remaining in the
First, as shown in FIG. 6, in order to provide a
[0018]
Further, as shown in FIG. 7, the lower end portion of the
[0019]
As shown in FIG. 5,
[0020]
If a gas vent passage that allows the residual gas in the
[0021]
Here, a method for forming an aluminum wheel using the mold for forming an aluminum wheel of the present invention will be described.
[0022]
During the series of casting / molding operations from injection and filling of the molten aluminum 11 into the
[0023]
First, when the mold is clamped and the
[0024]
When filling of the molten aluminum 11 into the
[0025]
When the filling of the molten aluminum 11 into the
[0026]
For this reason, the
[0027]
After the
[0028]
Thus, the
[0029]
In this way, by removing a large amount of heat stored in the hub portion 14, adhesion of the release agent to the
[0030]
-On the other hand, if the length of the hole 52 formed in the
[0031]
【The invention's effect】
In the present invention, a cavity is provided between a lower mold having a gate part for casting a molten metal at the center and an upper mold provided facing the lower mold, and the upper mold is opposed to the gate part. A gate cutting pin disposed slidably up and down on the mold, an inner mold disposed adjacent to the periphery of the gate cutting pin, an outer mold disposed on the outer periphery of the inner mold, An upper backup mold that holds both the inner mold and the outer mold is provided, and gas remaining in the cavity is provided between the inner mold and the outer mold as the molten metal fills the cavity. A gas vent passage provided in the inner mold from the gas vent passage and a gas exhaust passage for discharging residual gas to the outside of the mold via the gas vent passage provided between the inner mold and the extrusion pin are provided. As a result, the molten metal is inserted into the gas vent passage. Since venting can be performed entirely on Iuchi, the yield of the casting is greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of an upper mold cut along AA in FIG. 1;
FIG. 3 is a development view when a concave cooling medium passage is formed in the outer mold.
4 (1) is a longitudinal sectional view taken along line BB in FIG. 3, and FIG. 4 (2) is a longitudinal sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 5 is a route diagram of a gas vent passage showing a main part of the present invention.
6 is a transverse sectional view taken along line BB in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
8 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 6. FIG.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a gas vent passage remaining in a conventional cavity.
10 is a plan view seen from FF in FIG. 9. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Lower mold (fixed mold)
2
5
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