JP4091805B2 - Mold for casting - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用ホイールの鋳造に用いられる鋳造用金型に関する。詳しくは、キャビティのうち薄肉部を成形する面に、溶湯の流動性を向上させる工夫が施され、湯まわり不良等の鋳造欠陥発生を抑制可能な鋳造用金型に関する。
【0002】
【従来の技術】
地球環境問題の1つである地球温暖化を防止するために、自動車の燃料消費量低減が、世界的に強く求められている。そして、その燃料消費量を低減するためには、自動車の軽量化技術が最も重要であるといわれる。自動車そのものを軽量化すれば動力源への負荷が減り、ガソリンエンジンによらず何れの動力源であっても燃料使用量を減らすことが可能となるからである。
【0003】
自動車の軽量化を図る上では、主に足まわり部品が、より優先度の高い対象となり得る。機械的強度を低下させずに足まわりを軽くすれば、自動車の運転操作性、乗り心地感の向上にも大きく寄与するからである。そして、軽量化を図る上において、アプローチし易い技術としては、軽量化材料への使用材料の変更が挙げられる。
【0004】
このような背景から、例えばアルミニウム、マグネシウム等を主金属とする軽量合金が、自動車用足まわり部品である車両用ホイール用の材料として採用されてきた。そして、更に軽量化を突き詰めていくと、より比重の軽いカーボン系材料や、より比強度の大きなチタン系材料等が採用対象となり得るが、これらは素材自体が高コストの上に、加工性にも劣る結果、製造コストが非常に高くなってしまい需要が喚起出来ず、量産される自動車用足まわり部品等においては、その適用に限界があった。
【0005】
そこで、従来採用されてきた比較的安価なアルミニウム、マグネシウム等を主金属とする軽量合金を用いて、機械的強度を維持しつつ、薄肉化を図る試みがなされてきた。薄肉化すれば、その自動車用足まわり部品等は、当然ながら軽量化されることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホイールを成形する金型において、ホイールの薄肉部を成形するキャビティでは、厚肉部を成形するキャビティに比較すれば、溶湯の流動性が低下することは否めない。より溶湯充填性に優れる複数の湯口系を有する金型を利用した鋳造であっても、成形体の薄い部分では湯まわり不良等の欠陥が生じる確率が高くなってしまう。即ち、薄肉部において機械的強度を維持出来るようにすると、その薄さには自ずと限界が生じてしまう。
【0007】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、自動車用足まわり部品、特に車両用ホイールにおいて、従来より薄肉化し軽量化を図っても、湯まわり不良等の鋳造欠陥発生率が従来より少なく、機械的強度に優れた鋳物(製品)を得られる鋳造用金型を提供することにある。
【0008】
従来の課題を解決するために、薄肉部における湯まわり不良の発生原因について鋭意研究がなされた結果、流体たる溶湯は、▲1▼キャビティの内壁面において摩擦抵抗が生じるため、▲2▼溶湯表面に形成された酸化膜の張力のため、▲3▼ガス抜き用ベントの設置数には金型構成上自ずと限界がありもともとキャビティ内に存在したガス(空気)の抜けが悪く溶湯の進入を妨害するため、に溶湯の流速を遅くし、溶湯の充填に時間を要してしまうと考えられた。然るが故に、これら3つの溶湯流速低下要因を除いてやれば、薄肉部を成形するキャビティであっても、より流速を速くすることが出来、目的が達成されるとの方針の下、実験を重ねて、本発明が完成された。より詳細には、以下に示す手段である。
【0009】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、デザイン部の中心のハブと外周を構成するリムと、ハブとリムとを接続するスポークとを構成主部としてなり、厚肉部と薄肉部とを有する車両用ホイールの鋳造に用いられる金型であって、薄肉部を成形するキャビティを形成する面に、溶湯の進行方向に対して、概ね−60°〜−30°の角度をなすスリットと、概ね+30°〜+60°の角度をなすスリットとが、網目状に設けられていることを特徴とする鋳造用金型が提供される。
【0010】
本発明に係る鋳造用金型においては、薄肉部の1つがスポークの裏面であり、そのスポークの裏面に対応するキャビティを形成する面に、上記網目状のスリットが設けられてなることが好ましい。本発明に係る鋳造用金型は、薄肉部を成形するキャビティにおける面間最短距離が、概ね3.0〜4.5mmであっても、溶湯充填を良好に行うことが出来る。
【0011】
又、本発明によれば、上記の鋳造用金型を用いて鋳造されてなる車両用ホイールであって、スポークの裏面に、鋳造時における溶湯の進行方向に対して、概ね−60°〜−30°の角度をなす凸条部と、概ね+30°〜+60°の角度をなす凸条部とが、網目状に設けられている車両用ホイールが提供される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の鋳造用金型について、詳細に説明する。本発明は、厚肉部と薄肉部とを有する車両用ホイールの鋳造に用いられ金型に関するものであり、薄肉部における溶湯の流動性を改善し湯まわり不良発生率を低減し得る発明である。鋳造用金型として複数の湯口を備えるものを採用すれば、溶湯充填性が向上するので、より好ましい。
【0013】
厚肉部及び薄肉部とは、相対的に明らかな厚さの差を有する、車両用ホイールのそれぞれの部分を指し、厚肉部と薄肉部とからなる車両用ホイールとは、その車両用ホイールを成形するキャビティに注湯される溶湯の充填速度が、厚肉部を成形するキャビティ部分と薄肉部を成形するキャビティ部分とで、明らかな差を持って異なるものをいい、厚さの数値の一例を挙げれば、厚肉部が10〜50mm程度、薄肉部が3〜10mm程度であるが、本発明は、これら厚さの数値で限定されるものではない。
【0014】
又、本発明においては、鋳造する材料は問われない。代表的にはアルミニウム及びアルミニウム合金、マグネシウム及びマグネシウム合金を挙げることが出来るが、鋳造で成形することが可能な材料であれば、限定されることはない。
【0015】
本発明の鋳造用金型においては、厚肉部と薄肉部とからなる車両用ホイールを成形する空間であるキャビティのうち薄肉部を成形するキャビティを形成する面に、溶湯の進行方向に対して、概ね−60°〜−30°及び+30°〜+60°の角度で交差するスリットが、網目状に設けられている点に特徴がある。その網目状スリットと溶湯の進行方向に対する角度は、図6に例示される(詳細は後述する)。
【0016】
かかる構造を採用したのは、流体たる溶湯に形成される酸化膜を破壊し、溶湯と金型の面との接触抵抗を減じ、更には、キャビティ内のガス抜けをよくすることにより、キャビティに充填される溶湯流速を、より高め、薄いキャビティであっても、より速く充填を完了させるためである。
【0017】
流体たる溶湯は、脱酸素下でなければ、空気に触れた途端に酸化し、その表面には酸化膜が形成される。溶湯が湯口からキャビティに注湯されると、酸化膜が形成された溶湯とキャビティを形成する金型の壁面との摩擦抵抗が生じ、キャビティ内部奥への溶湯の進入を遅らせる。従って、溶湯の表面に形成される酸化膜を壊してやれば、溶湯は、より速く充填されることになる。
【0018】
薄肉部を成形するキャビティを形成する面に、溶湯の進行方向に対して、概ね−60°〜−30°及び+30°〜+60°の角度で交差するスリットを、網目状に設けることにより、溶湯が、その網目状スリットに入り込み表面張力を乱し、酸化膜を自ら破壊する。又、溶湯とキャビティを形成する面との接触面積が少なくなることから抵抗も減じられる。更には、その網目状スリットから別途設けられるベントを通じてキャビティ内に存在していたガスが金型外部へ抜けるため溶湯の進入を妨げることがない。
【0019】
その結果、溶湯の流動性が向上し、薄いキャビティ内を容易に進入して短時間で溶湯の充填が完了して、湯まわり不良発生率が低減される。尚、溶湯の進行方向と、交差する網目状のスリットとの角度は、より好ましくは、概ね−50°〜−40°及び+40°〜+50°である。
【0020】
図6に示す平面図により、本発明に係る鋳造用金型の薄肉部を形成するキャビティ内面を拡大して示し、スリットの交差角を説明する。溶湯の進行方向に対して、−60°〜−30°及び+30°〜+60°の角度で交差する網目状のスリットとは、図示されるように、溶湯の進行方向Sに対しての角度θ1が+30°〜+60°である複数のスリット49、及び、角度θ2が−60°〜−30°となるような複数のスリット50、が網目状に交差して形成されたスリット48である。
【0021】
スリット48は、少なくとも2方向を向いた複数のスリットが交差しているスリットである。尚、図6中、溶湯の進行方向Sと、溶湯の進行方向Sに対して左側に向けて形成されるスリット49との角度をθ1、溶湯の進行方向Sと、溶湯の進行方向Sに対して右側に向けて形成されるスリット50との角度をθ2とよぶ。
【0022】
スリット48を構成する少なくとも2方向を向いた複数のスリット49,50は、溶湯の進行方向Sに対して上記の角度をなして斜め方向に形成されることが肝要である。溶湯の進行方向Sに対して−60°あるいは+60°より大きい角度をなすスリットであったり、溶湯の進行方向Sに対して−30°あるいは+30°より小さい角度をなすスリットであると、酸化膜を破壊し難く、溶湯充填速度が向上しないので好ましくない。スリット49,50の何れかのみからなることも、同様の理由から好ましくない。
【0023】
図6に示すように、2方向を向いた複数のスリット(スリット49若しくはスリット50)が、それぞれ平行して形成されていることは好ましい形態であるが、本発明は、これに限定されない。溶湯の進行方向Sに対するスリット形成角度θ1、θ2は、スリット49若しくはスリット50の各々において一定でなくとも構わない。即ち、図6中、溶湯の進行方向Sに対して角度θ1をなして左側に向けて形成される複数からなるスリット49は互いに平行であってもなくともよく、図6中、溶湯の進行方向Sに対して角度θ2をなして右側に向けて形成される複数からなるスリット50も互いに平行であってもよく、平行でなくともよい。
【0024】
図6は金型のキャビティ内面を示す平面図であるが、図7に、図6中のBB’断面(金型の断面)を表す。図示されるように、薄肉部の成形空間であるキャビティ71を形成する金型72にスリット49,50が設けられている。スリットの深さDは、例えば0.5〜5mm程度とすることが出来るが、この範囲に限定されるものではない。酸化膜が形成された溶湯がスリットに僅かに入り込める程度の深さであれば、その酸化膜を破壊するとともに、スリットがガス抜路になり、溶湯の流動性を高めることが可能である。スリットの深さ方向の断面形状は限定されない。図示されるように、例えば、溶湯がスリットに入り込み易い、深さ方向に狭くなるV溝状のスリットを採用することが出来る。
【0025】
さて、本発明の鋳造用金型は、車両用ホイールの鋳造に用いられる金型であり、例えば、その車両用ホイールにおいて、鋳造欠陥が生じ易い薄肉部としては、ハブの裏面、乃至、スポークの裏面が挙げられる。本発明は、これらのうち、少なくとも何れかを成形するキャビティを形成する面に、上記したスリットが設けられてなることが好ましく、本発明の鋳造用金型により成形されるハブ乃至スポークの薄肉部の鋳造欠陥発生率を低減させることが可能である。
【0026】
本発明の鋳造用金型は、車両用ホイールを成形する鋳造用金型であって、溶湯をキャビティに注ぐ湯口が、複数設けられていることが好ましい。溶湯充填に際し、センターゲート方式の金型に比べて、より溶湯の移動距離が短く、充填がより容易であり、湯まわり不良が生じ難く歩留まりを向上させられるからである。
【0027】
尚、複数の湯口は、ハブ乃至スポークを成形するキャビティに通じる湯口1つと、リムを成形する円筒状のキャビティの円周に等間隔で通じるような複数の湯口を設けることが、好ましい。このように構成すれば、溶湯充填に際し、溶湯の移動距離が、より短くなり、尚更に、湯まわり不良が生じ難くなり、又、溶湯充填に要する時間が、より短くて済むからである。
【0028】
本発明の鋳造用金型を用いて作製される車両用ホイールは、薄肉部の厚さを最も薄いところで、従来実現出来なかった3.0〜4.5mmにすることも可能である。従って、より軽量で、意匠的にも優れたものとなり得て、競合品に比べ、より高い競争力を備えることが出来る。
【0029】
本発明の鋳造用金型を構成する材料は、公知の材料を用いればよく、本発明は使用する材料を限定するものではない。一般に、より熱伝導性の高い、即ち、熱伝導率の大きな材料を用いる。例えば、銅やベリリウム銅、あるいは、アルミニウム合金が挙げられる。
【0030】
又、本発明の鋳造用金型は、種々の鋳造法に適用可能であるが、低圧鋳造方法に好適に用いることが出来る。低圧鋳造方法とは、一般に、金型と、金型の下に備わり溶湯が入れられた保持炉を用いて、保持炉内に例えば窒素ガスの注入等で概ね0.1〜0.5kg/cm2の極低い圧力を付加するか、若しくは、金型側から真空で吸引して、溶湯の温度を一定温度に保ったまま、金型内へ押し上げ、金型で凝固させて成形し、鋳物を得るという工程からなる製造方法である。この低圧鋳造方法は、所謂スクイズ鋳造法、ダイカスト法に比べて、スクイズ鋳造法より溶湯充填速度が速いためスループットが大きく、ダイカスト法のように圧入しないため、より高品質であり、両者に比べて金型を含む設備費が安価であるという利点を有する。
【0031】
【実施例】
以下、本発明の鋳造用金型について、実施例を掲げながら説明を継続する。但し、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【0032】
(実施例1)
【0033】
図4に斜視図が示される形状の車両用ホイール41を成形した。図5は、図4に示す車両用ホイール41におけるAA’断面を示した図であり、車両用ホイール41は、筒状のリムと、そのリムをハブ51と接続するスポーク44とから構成され、更に、リムは、スポーク44側のアウターリム43と、その反対側端部の薄肉部たるインナーリム42からなり、スポーク44は裏面に凹部が形成され、その凹みの底である薄肉部45と、凹みの壁である厚肉部46を有してなる。
【0034】
スリット形成対象は、スポーク44の薄肉部45とし、この薄肉部45の厚さは3.0mmとした。使用した鋳造用金型の薄肉部45を成形するキャビティを形成する面には、スポーク44の薄肉部45に図1に示されるような網目凸条部47が形成されるように、溶湯の進行方向Sに対して、概ね−45°及び+45°の角度で交差する網目状のスリットを設けた。ここで、網目凸条部47が形成された薄肉部45を薄肉部45aとよぶ。尚、凸条部とは、スリットが転写されて形成される筋状の凸部をいう。
【0035】
尚、車両用ホイール41は、日本工業規格に規定されるアルミニウム合金AC4Cを主原料としてなり、サイズは15×6.5インチである。鋳造条件は、低圧鋳造法により、脱ガス処理した溶湯を温度700℃に保持して注湯した後、冷却して脱型した。
【0036】
(実施例2)
【0037】
薄肉部45の厚さを4.5mmとした以外は、実施例1と同様にして車両用ホイールを成形した。
【0038】
(比較例1、2)
【0039】
薄肉部45に、図2に示されるような複数の凸条部が形成されるように、鋳造用金型の薄肉部45を成形するキャビティを形成する面に、溶湯の進行方向Sと概ね同じ方向を向いた複数の縦スリットを設け、車両用ホイールを成形した(ここで、この複数の縦スリットが転写された薄肉部45を薄肉部45bとよぶ)。薄肉部45bの厚さは3.0mm(比較例1)、4.5mm(比較例2)とした。
【0040】
(比較例3、4)
【0041】
薄肉部45に、図3に示されるような複数の凸条部が形成されるように、鋳造用金型の薄肉部45を成形するキャビティを形成する面に、溶湯の進行方向Sとは概ね垂直をなす方向を向いた複数の横スリットを設け、車両用ホイールを成形した(ここで、この複数の横スリットが転写された薄肉部45を薄肉部45cとよぶ)。薄肉部45cの厚さは3.0mm(比較例3)、4.5mm(比較例4)とした。
【0042】
(比較例5、6)
【0043】
鋳造用金型の薄肉部45を成形するキャビティを形成する面に、スリットを設けないで、車両用ホイールを成形した(成形された薄肉部45を薄肉部45dとよぶ(図示しない))。薄肉部45dの厚さは3.0mm(比較例5)、4.5mm(比較例6)とした。
【0044】
(結果)
【0045】
成形された車両用ホイールの各薄肉部の歩留まり(良品率)を、測定したところ、厚さ3.0mmの薄肉部45aは83%、厚さ4.5mmの薄肉部45aは100%、厚さ3.0mmの薄肉部45bは42%、厚さ4.5mmの薄肉部45bは70%、厚さ3.0mmの薄肉部45cは67%、厚さ4.5mmの薄肉部45cは84%、厚さ3.0mmの薄肉部45dは10%、厚さ4.5mmの薄肉部45dは48%であった。
【0046】
この結果より、本発明に係る、薄肉部45を成形するキャビティを形成する面に、溶湯の進行方向に対して所定の角度で交差するスリットが網目状に設けられてなる鋳造用金型によれば、明らかに歩留まりを向上させることが出来た。3.0〜4.5mmという極薄い部分の良好な成形は、スリットを設けない従来の金型では困難であったが、本発明によれば、十分に実用に耐える歩留まりまで向上させることが出来た。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の鋳造用金型によれば、車両用ホイールにおいて、湯まわり不良等の鋳造欠陥を少なくし、機械的強度を少なくとも維持しながら、より薄肉化を図ることが可能である。そして、例えば、アルミニウム合金を用いて、強度の高い薄肉部を有する、より軽量の車両用ホイールを提供すれば、自動車等の燃費向上が図られて、地球規模の課題である排出二酸化炭素の削減に寄与し、地球温暖化防止等の環境対策に貢献することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る鋳造用金型で成形された車両用ホイールのの薄肉部の一実施例を示す断面図である。
【図2】 鋳造用金型で成形された車両用ホイールの薄肉部の一実施例を示す断面図である。
【図3】 鋳造用金型で成形された車両用ホイールの薄肉部の一実施例を示す断面図である。
【図4】 本発明に係る鋳造用金型で鋳造される車両用ホイールの一例を示す斜視図である。
【図5】 図4に示す車両用ホイールのAA’断面図である。
【図6】 本発明に係る鋳造用金型の薄肉部のキャビティ内面を示す拡大平面図であり、スリットの交差角を説明する図である。
【図7】 本発明に係る鋳造用金型の断面図であり、図6に示されるBB’断面を表す。
【符号の説明】
41…車両用ホイール、42…インナーリム、43…アウターリム、44…スポーク、45,45a,45b,45c…薄肉部、46…厚肉部、47…網目凸条部、48,49,50…スリット、51…ハブ、71…キャビティ、72…金型。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a casting mold used for casting a vehicle wheel. More specifically, the present invention relates to a casting mold capable of suppressing the occurrence of casting defects such as poor hot water, in which the surface of the cavity where the thin wall portion is molded is devised to improve the fluidity of the molten metal.
[0002]
[Prior art]
In order to prevent global warming, which is one of the global environmental problems, reduction of automobile fuel consumption is strongly demanded worldwide. And in order to reduce the fuel consumption, it is said that the weight reduction technology of the automobile is the most important. This is because reducing the weight of the automobile itself reduces the load on the power source, and the amount of fuel used can be reduced regardless of the power source regardless of the gasoline engine.
[0003]
In order to reduce the weight of automobiles, mainly suspension parts can be targets with higher priority. This is because if the weight of the foot is lightened without lowering the mechanical strength, it greatly contributes to the improvement of driving operability and ride comfort of the automobile. And in order to achieve weight reduction, as a technique which is easy to approach, there is a change of the material used for the weight reduction material.
[0004]
From such a background, for example, a lightweight alloy whose main metal is aluminum, magnesium or the like has been adopted as a material for a vehicle wheel that is an automobile underbody part. And as we continue to further reduce weight, carbon materials with lower specific gravity and titanium materials with higher specific strength can be used, but these materials are expensive and workable. However, as a result, the manufacturing cost becomes very high and demand cannot be raised, and there is a limit to the application to mass production parts of automobile undercarriage parts.
[0005]
Therefore, attempts have been made to reduce the thickness while maintaining the mechanical strength by using a light-weight alloy mainly made of aluminum, magnesium or the like, which has been conventionally used, and which is relatively inexpensive. If the thickness is reduced, the automobile suspension parts and the like are naturally reduced in weight.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the mold for molding the wheel, in the cavity for molding the thin portion of the wheel, the fluidity of the molten metal cannot be denied compared to the cavity for molding the thick portion. Even in the case of casting using a mold having a plurality of gate systems that are more excellent in molten metal filling properties, there is a high probability that defects such as poor hot water will occur in a thin portion of the molded body. That is, when the mechanical strength can be maintained in the thin portion, the thinness naturally has a limit.
[0007]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the object of the present invention is to reduce the thickness and weight of an undercarriage part for an automobile, particularly a vehicle wheel. It is another object of the present invention to provide a casting mold that is capable of obtaining a casting (product) that has a lower incidence of casting defects such as defective hot water baths and the like and that has excellent mechanical strength.
[0008]
In order to solve the conventional problems, as a result of earnest research on the cause of the poor hot water in the thin wall portion, (1) frictional resistance is generated on the inner wall surface of the cavity. Due to the tension of the oxide film formed in (3), the number of vents for degassing (3) is naturally limited in terms of the mold configuration, and the gas (air) that originally existed in the cavity is poorly blocked, preventing the molten metal from entering. Therefore, it was considered that the flow rate of the molten metal was slowed down and it took time to fill the molten metal. Therefore, if these three factors for lowering the flow rate of molten metal are removed, the experiment can be performed under the policy that the flow rate can be increased even in a cavity for molding a thin wall portion, and the purpose can be achieved. As a result, the present invention was completed. More specifically, the following means are used.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, according to the present invention, a vehicle wheel having a thick part and a thin part, comprising a central hub of the design part, a rim constituting the outer periphery, and a spoke connecting the hub and the rim as main constituent parts. And a slit that forms an angle of approximately −60 ° to −30 ° with respect to the traveling direction of the molten metal on a surface that forms a cavity for forming the thin portion, and approximately + 30 ° to There is provided a casting mold characterized in that slits having an angle of + 60 ° are provided in a mesh shape.
[0010]
In the casting mold according to the present invention, it is preferable that one of the thin portions is the rear surface of the spoke, and the mesh-shaped slit is provided on the surface forming the cavity corresponding to the rear surface of the spoke. The casting mold according to the present invention can satisfactorily fill the molten metal even when the shortest distance between the surfaces in the cavity for forming the thin portion is approximately 3.0 to 4.5 mm.
[0011]
Further, according to the present invention, there is provided a vehicle wheel that is cast using the casting mold described above, and on the rear surface of the spoke, approximately −60 ° to −− with respect to the molten metal traveling direction during casting. There is provided a vehicle wheel in which ridges having an angle of 30 ° and ridges having an angle of approximately + 30 ° to + 60 ° are provided in a mesh shape.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the casting mold of the present invention will be described in detail. The present invention relates to a mold used for casting a vehicle wheel having a thick part and a thin part, and is an invention that can improve the fluidity of molten metal in the thin part and reduce the occurrence rate of hot water defects. . It is more preferable to use a casting mold having a plurality of gates because the molten metal filling property is improved.
[0013]
The thick-walled portion and the thin-walled portion refer to respective portions of the vehicle wheel having a relatively clear difference in thickness. The vehicle wheel composed of the thick-walled portion and the thin-walled portion is the vehicle wheel. The filling speed of the molten metal poured into the mold cavity is different with a clear difference between the cavity part that molds the thick part and the cavity part that molds the thin part. For example, the thick portion is about 10 to 50 mm and the thin portion is about 3 to 10 mm. However, the present invention is not limited to these thickness values.
[0014]
In the present invention, the material to be cast is not limited. Typical examples include aluminum and aluminum alloys, magnesium and magnesium alloys, but there is no limitation as long as the material can be formed by casting.
[0015]
In the casting mold of the present invention, the surface forming the cavity for forming the thin portion of the cavity, which is the space for forming the vehicle wheel composed of the thick portion and the thin portion, is formed with respect to the traveling direction of the molten metal. The slits intersecting at angles of approximately −60 ° to −30 ° and + 30 ° to + 60 ° are characterized by being provided in a mesh shape. The angle with respect to the mesh slit and the traveling direction of the molten metal is illustrated in FIG. 6 (details will be described later).
[0016]
This structure is used to destroy the oxide film formed on the molten molten metal, reduce the contact resistance between the molten metal and the surface of the mold, and further improve the escape of gas in the cavity. This is because the flow rate of the molten metal to be filled is further increased so that filling can be completed faster even in a thin cavity.
[0017]
If the molten metal is not deoxidized, it is oxidized as soon as it is exposed to air, and an oxide film is formed on the surface. When the molten metal is poured from the gate into the cavity, a frictional resistance is generated between the molten metal on which the oxide film is formed and the wall surface of the mold forming the cavity, thereby delaying the penetration of the molten metal into the interior of the cavity. Therefore, if the oxide film formed on the surface of the molten metal is broken, the molten metal is filled more quickly.
[0018]
By providing, in a mesh shape, slits that intersect at approximately −60 ° to −30 ° and + 30 ° to + 60 ° with respect to the traveling direction of the molten metal on the surface forming the cavity for forming the thin-walled portion. However, it enters the mesh slit, disturbs the surface tension, and destroys the oxide film itself. Further, since the contact area between the molten metal and the surface forming the cavity is reduced, the resistance is also reduced. Furthermore, since the gas existing in the cavity passes through a vent provided separately from the mesh slit to the outside of the mold, the entrance of the molten metal is not hindered.
[0019]
As a result, the fluidity of the molten metal is improved, the inside of the thin cavity is easily entered, the filling of the molten metal is completed in a short time, and the occurrence rate of hot water defects is reduced. In addition, the angle between the traveling direction of the molten metal and the intersecting mesh slits is more preferably approximately −50 ° to −40 ° and + 40 ° to + 50 °.
[0020]
The plan view shown in FIG. 6 shows an enlarged inner surface of the cavity forming the thin portion of the casting mold according to the present invention, and the crossing angle of the slits will be described. The mesh-shaped slits intersecting at an angle of −60 ° to −30 ° and + 30 ° to + 60 ° with respect to the traveling direction of the molten metal are, as shown, an angle θ1 with respect to the traveling direction S of the molten metal. A plurality of
[0021]
The
[0022]
It is important that the plurality of
[0023]
As shown in FIG. 6, a plurality of slits (
[0024]
FIG. 6 is a plan view showing the inner surface of the cavity of the mold. FIG. 7 shows a BB ′ cross section (cross section of the mold) in FIG. As shown in the drawing, slits 49 and 50 are provided in a
[0025]
The casting mold of the present invention is a mold used for casting a vehicle wheel. For example, in the vehicle wheel, the thin part that is likely to cause a casting defect is the back surface of the hub or the spoke. The back side is mentioned. In the present invention, it is preferable that the above-mentioned slit is provided on a surface forming a cavity for molding at least one of them, and the thin portion of the hub or spoke formed by the casting mold of the present invention. It is possible to reduce the occurrence rate of casting defects.
[0026]
The casting mold of the present invention is a casting mold for molding a vehicle wheel, and preferably has a plurality of gates for pouring molten metal into the cavity. This is because when the molten metal is filled, the moving distance of the molten metal is shorter and filling is easier than in the center gate type mold, and the yield is improved because it is less likely to cause poor hot water.
[0027]
The plurality of gates are preferably provided with one gate leading to a cavity for forming a hub or spoke and a plurality of gates leading to the circumference of a cylindrical cavity for molding a rim at equal intervals. With such a configuration, when the molten metal is filled, the moving distance of the molten metal becomes shorter, and further, poor hot water is less likely to occur, and the time required for filling the molten metal can be shortened.
[0028]
In the vehicle wheel manufactured using the casting mold of the present invention, the thickness of the thin wall portion can be reduced to 3.0 to 4.5 mm, which could not be realized conventionally. Therefore, it can be lighter and more excellent in design, and can have higher competitiveness than competing products.
[0029]
The material constituting the casting mold of the present invention may be a known material, and the present invention does not limit the material used. In general, a material having a higher thermal conductivity, that is, a higher thermal conductivity is used. For example, copper, beryllium copper, or an aluminum alloy can be used.
[0030]
The casting mold of the present invention can be applied to various casting methods, but can be suitably used for a low pressure casting method. The low-pressure casting method generally uses a mold and a holding furnace provided under the mold and containing molten metal, and for example, by injecting nitrogen gas into the holding furnace, about 0.1 to 0.5 kg / cm. Apply a very low pressure of 2 or suck in vacuum from the mold side, push the molten metal up into the mold while keeping the temperature constant, solidify with the mold and mold the casting It is a manufacturing method comprising a process of obtaining. Compared to the so-called squeeze casting method and the die casting method, this low pressure casting method has a higher throughput because the molten metal filling speed is faster than the squeeze casting method and is not press-fitted like the die casting method. There is an advantage that the equipment cost including the mold is low.
[0031]
【Example】
Hereinafter, the description of the casting mold of the present invention will be continued with examples. However, the present invention is not limited to these examples.
[0032]
Example 1
[0033]
A
[0034]
The slit formation target was the
[0035]
The
[0036]
(Example 2)
[0037]
A vehicle wheel was molded in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the
[0038]
(Comparative Examples 1 and 2)
[0039]
The surface in which the cavity for forming the
[0040]
(Comparative Examples 3 and 4)
[0041]
In the
[0042]
(Comparative Examples 5 and 6)
[0043]
A vehicle wheel was formed without providing a slit on the surface forming the cavity for forming the
[0044]
(result)
[0045]
When the yield (non-defective product ratio) of each thin portion of the molded vehicle wheel was measured, the thin portion 45a having a thickness of 3.0 mm was 83%, and the thin portion 45a having a thickness of 4.5 mm was 100% and having a thickness. The thin portion 45b of 3.0mm is 42%, the thin portion 45b of 4.5mm thickness is 70%, the
[0046]
As a result, according to the casting mold according to the present invention, slits that intersect the molten metal traveling direction at a predetermined angle are provided in a mesh shape on the surface forming the cavity for forming the
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the casting mold of the present invention, it is possible to reduce the thickness of the vehicle wheel while reducing casting defects such as poor hot water and maintaining mechanical strength at least. It is. And, for example, if an aluminum alloy is used and a lighter vehicle wheel having a thin portion with high strength is provided, fuel efficiency of automobiles and the like can be improved, and reduction of exhausted carbon dioxide, which is a global issue, is achieved. Can contribute to environmental measures such as global warming prevention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a thin portion of a vehicle wheel molded with a casting mold according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an embodiment of a thin portion of a vehicle wheel molded with a casting mold.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a thin portion of a vehicle wheel molded with a casting mold.
FIG. 4 is a perspective view showing an example of a vehicle wheel cast with a casting mold according to the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the vehicle wheel shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is an enlarged plan view showing an inner surface of a cavity of a thin portion of a casting mold according to the present invention, and is a view for explaining a crossing angle of slits.
7 is a cross-sectional view of a casting mold according to the present invention, and represents a BB ′ cross section shown in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記薄肉部を成形するキャビティを形成する面に、溶湯の進行方向に対して、−60°〜−30°の角度をなす、深さが0.5〜5mmでV溝状のスリットと、+30°〜+60°の角度をなす、深さが0.5〜5mmでV溝状のスリットとが、網目状に設けられていることを特徴とする鋳造用金型。A mold used for casting of a vehicle wheel having a thick part and a thin part, comprising a hub at the center of the design part, a rim constituting the outer periphery, and a spoke connecting the hub and the rim as main constituent parts. Because
The surface forming a cavity for molding the thin portion, the traveling direction of the molten metal, - 60 ° an angle of ~-30 °, depth and V groove-shaped slits in the 0.5 to 5 mm, + A casting mold , wherein an angle of 30 ° to + 60 ° , a depth of 0.5 to 5 mm, and a V-groove slit are provided in a mesh shape.
スポークの裏面に、鋳造時における溶湯の進行方向に対して、−60°〜−30°の角度をなす凸条部と、+30°〜+60°の角度をなす凸条部とが、網目状に設けられている車両用ホイール。A vehicle wheel cast using the casting mold according to any one of claims 1 to 3,
The rear surface of the spokes, the traveling direction of the molten metal during casting, - 60 ° and convex portion at an angle of ~-30 °, and the convex portion forming an angle of + 30 ° ~ + 60 ° is, reticulated Vehicle wheel provided in
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