JPH07178531A - ロードホイールにおける鍛造用ディスク素材の鋳造方法および鋳造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 後の工程で鍛造がなされる鍛造用ディスク素
材のハブボルト取付け部のＤＡＳ値を小さくして、鍛造
用ディスク素材に要求される強度および伸びを確保し、
そして、高めることができるロードホイールにおける鍛
造用ディスク素材の鋳造方法および鋳造装置を提供す
る。 【構成】 鍛造用ディスク素材Ｄを低圧鋳造により鋳造
するに際し、キャビティーＣ内における鍛造用ディスク
素材Ｄのハブボルト取付け部Ｄｈの成形部分に鋳抜きピ
ン５を設置し、鋳抜きピン５によるハブボルト取付け部
Ｄｈの成形部分の急速冷却を素材外周側から進行させる
凝固がハブボルト取付け部Ｄｈに及んだ時点で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リムとディスクとを接
合してなるロードホイール、いわゆる２ピースロードホ
イールのディスクを、低圧鋳造により成形した鍛造用デ
ィスク素材に鍛造を行って成形するのに利用されるロー
ドホイールにおける鍛造用ディスク素材の鋳造方法およ
び鋳造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記した鍛造用ディスク素材をアルミニ
ウム合金で低圧鋳造により成形し、この鍛造用ディスク
素材に鍛造を行って２ピースロードホイールのディスク
に成形する方法としては、例えば、特開平３−１４２０
３１号公報に記載された方法があった。

【０００３】従来、上記した２ピースロードホイールの
鍛造用ディスク素材を低圧鋳造により成形する際には、
例えば、上型と、この上型との間でキャビティーを形成
しかつこのキャビティーに連通する湯口を具備した下型
を備えた鋳造装置を用いて行うのが一般的であり、この
場合、湯口の位置をキャビティーにおける鍛造用ディス
ク素材の中心部を成形する部分に合わせると共に、上型
および下型に間接冷却タイプの冷却ブロックをそれぞれ
設けて、指向性凝固の促進および鋳造サイクルタイムの
短縮を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来にあっ
ては、上記したように、２ピースロードホイールの鍛造
用ディスク素材を低圧鋳造により成形すると、下型の下
方に熱源としての保温炉が設けられているうえ、キャビ
ティー内の溶湯を指向性凝固させるようにしているた
め、上型および下型の湯口に近い部分の温度が高くな
り、その結果、キャビティーにおける鍛造用ディスク素
材の中心部を成形する部分での溶湯の冷却速度が小さく
なって、すなわち、ＤＡＳ値（樹脂状晶の幅の大きさ）
が大きくなって、鍛造用ディスク素材に要求される強度
および伸びが不足してしまうことがないとはいえないと
いう問題を有しており、この問題を解決することが従来
の課題であった。

【０００５】

【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題に着目し
てなされたものであって、後の工程で鍛造がなされる２
ピースロードホイールの鍛造用ディスク素材を低圧鋳造
により製作するに際して、指向性凝固の促進および鋳造
サイクルタイムの短縮を図ったうえで、鍛造用ディスク
素材のハブボルト取付け部、すなわち、ディスクの中心
部のＤＡＳ値を小さくして、鍛造用ディスク素材に要求
される強度および伸びを確保し、さらに、高めることが
できるロードホイールにおける鍛造用ディスク素材の鋳
造方法および鋳造装置を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係わ
るロードホイールにおける鍛造用ディスク素材の鋳造方
法は、ロードホイールの鍛造用ディスク素材を低圧鋳造
により鋳造するに際し、キャビティー内における前記鍛
造用ディスク素材のハブボルト取付け部の成形部分に冷
却体を設置し、前記冷却体によるハブボルト取付け部の
成形部分の急速冷却を素材外周側から進行させる凝固が
ハブボルト取付け部に及んだ時点で行う構成としたこと
を特徴としており、このロードホイールにおける鍛造用
ディスク素材の鋳造方法の構成を前述した従来の課題を
解決するための手段としている。

【０００７】また、本発明の請求項２では、上型と、前
記上型との間でロードホイールの鍛造用ディスク素材を
成形するキャビティーを形成しかつ前記キャビティーに
連通する湯口を具備した下型を備えたロードホイールに
おける鍛造用ディスク素材の鋳造装置において、前記キ
ャビティー内における湯口の近傍でかつ鍛造用ディスク
素材のハブボルト取付け部の成形部分に、冷却体を設置
した構成としたことを特徴としており、このロードホイ
ールにおける鍛造用ディスク素材の鋳造装置の構成を前
述した従来の課題を解決するための手段としている。

【０００８】

【発明の作用】本発明に係わるロードホイールにおける
鍛造用ディスク素材の鋳造方法および鋳造装置では、後
の工程で鍛造がなされるロードホイールの鍛造用ディス
ク素材を低圧鋳造により鋳造するに際し、冷却体によっ
てハブボルト取付け部の成形部分に位置する溶湯の冷却
を素材外周側から進行させる凝固がハブボルト取付け部
に及んだ時点で行うと、このハブボルト取付け部の成形
部分に位置する溶湯が急速に冷却されることから、この
部分でのＤＡＳ値が小さくなって、強度および伸びが確
保され、そして、高まることとなる。その結果、鍛造用
ディスク素材の薄肉化および軽量化が図られ、これによ
るハブボルト取付け部の加工取り代の削減に伴って材料
歩留が向上することとなる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。

【００１０】図１は本発明に係わるロードホイールの鍛
造用ディスク素材の鋳造方法に用いる鍛造用ディスク素
材の鋳造装置の一実施例を示すものである。

【００１１】図１に部分的に示すように、このロードホ
イールの鍛造用ディスク素材の鋳造装置１は、上型２
と、この上型２との間でキャビティーＣを形成しかつこ
のキャビティーＣに連通する湯口３１を具備した下型３
を備えており、湯口３１の位置をキャビティーＣにおけ
る鍛造用ディスク素材Ｄの中心部の成形部分に合わせる
と共に、上型２および下型３に間接冷却タイプの冷却ブ
ロック４をそれぞれ設けることによって、指向性凝固の
促進および鋳造サイクルタイムの短縮を図るようにして
いる。

【００１２】また、このロードホイールにおける鍛造用
ディスク素材の鋳造装置１は、キャビティーＣ内におけ
る湯口３１の近傍でかつ鍛造用ディスク素材Ｄのハブボ
ルト取付け部Ｄｈの成形部分に、冷却水流路５ａを有し
た鋳抜きピン（冷却体）５を設けている。この場合、鋳
抜きピン５は、上型２における湯口３１の近傍に設けた
冷却ブロック４およびこの上型２を順次貫通するように
して設置してあって、この鋳抜きピン５の先端がハブボ
ルト取付け部Ｄｈの成形部分に位置するものとなってお
り、冷却能力は−２．５゜Ｃ／秒程度としてある。

【００１３】図２はキャビティーＣにおける溶湯の凝固
シミュレーションの結果を示すものであって、各部位に
おける固相率が６０％に達する時間を表しており、この
図において、左方が湯口側であり、右方がリム側であ
る。この溶湯の凝固シミュレーションの結果から、指向
性凝固を図りつつ鋳抜きピン５により行う冷却をリム側
（素材外周側）から進行させる凝固がハブボルト取付け
部Ｄｈに及んだ時点で開始するようにしており、この実
施例では、鋳込み開始から約７０秒経過した時点で開始
するようにしている。

【００１４】このロードホイールにおける鍛造用ディス
ク素材の鋳造装置１を用いて例えばアルミニウム合金
（６０６１）製の鍛造用ディスク素材Ｄを低圧鋳造によ
り鋳造するに際しては、まず、下型３の湯口３１から溶
湯を押上げて、この溶湯をキャビティーＣ内に充填す
る。

【００１５】そして、図２に示す溶湯の凝固シミュレー
ションの結果から決定した時点において、すなわち、リ
ム側から進行させる凝固がハブボルト取付け部Ｄｈに及
んだ時点（鋳込み開始から約７０秒後）において、鋳抜
きピン５の冷却水流路５ａに冷却水を通してハブボルト
取付け部Ｄｈの成形部分に位置する溶湯の冷却を行う
と、この溶湯が急速に冷却されることとなり、この部分
でのＤＡＳ値が小さくなって、強度および伸びが確保さ
れ、そして、高まることとなる。

【００１６】その結果、鍛造用ディスクＤ素材の薄肉化
および軽量化が図られることとなり、これに伴ってハブ
ボルト取付け部Ｄｈの加工取り代の削減がなされ、した
がって材料歩留も向上することとなる。

【００１７】このようにして成形された鍛造用ディスク
素材Ｄに鍛造を行ってディスクに成形すると、鍛造する
際の加工度が上昇しているので、高強度であるだけでな
く外観意匠性に優れたディスクが得られることとなり、
このディスクには仕上げ加工が施され、別途製作される
インナーリムと接合されて、２ピースロードホイールと
なる。

【００１８】図３は上記ロードホイールにおける鍛造用
ディスク素材の鋳造装置１により成形した鍛造用ディス
ク素材Ｄと、従来の鋳造装置により成形した鍛造用ディ
スク素材との各対応部位におけるＤＡＳ値の比較結果を
示したものであり、この図３に示す結果から、従来の鋳
造装置により成形した鍛造用ディスク素材のハブボルト
取付け部でのＤＡＳ値が約６０μｍであるのに対して、
この実施例における鍛造用ディスク素材の鋳造装置１に
より成形した鍛造用ディスク素材Ｄのハブボルト取付け
部ＤｈでのＤＡＳ値が４０μｍであることが判った。

【００１９】これにより、この実施例のロードホイール
における鍛造用ディスク素材の鋳造装置１を用いて鍛造
用ディスク素材Ｄを成形した場合には、ハブボルト取付
け部Ｄｈの強度および伸びが確保されることが実証でき
た。

【００２０】なお、本発明に係わるロードホイールにお
ける鍛造用ディスク素材の鋳造方法および鋳造装置の詳
細な構成は、上記した実施例に限定されるものではな
く、他の構成として、例えば、冷却体としての鋳抜きピ
ンは空冷式のものであってもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明に係わるロードホイールにおける
鍛造用ディスク素材の鋳造方法および鋳造装置では、上
記した構成としたため、後の工程で鍛造がなされるロー
ドホイールの鍛造用ディスク素材を低圧鋳造により鋳造
するに際して、この鍛造用ディスク素材のハブボルト取
付け部の成形部分に位置する溶湯を急速に冷却して、こ
の部分でのＤＡＳ値を小さくすることができるので、強
度および伸びを確保ないし向上させることができ、これ
により、鍛造用ディスク素材の薄肉化および軽量化を実
現することが可能であり、加えて、ハブボルト取付け部
の加工取り代が削減されるのに伴って材料歩留を向上さ
せることができるという極めて優れた効果がもたらされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるロードホイールにおける鍛造用
ディスク素材の鋳造装置の一実施例を示す部分断面説明
図である。

【図２】鍛造用ディスク素材の鋳造装置におけるキャビ
ティーの溶湯凝固シミュレーションの結果を示す説明図
である。

【図３】図１に示したロードホイールにおける鍛造用デ
ィスク素材の鋳造装置により成形した鍛造用ディスク素
材と、従来の鋳造装置により成形した鍛造用ディスク素
材とにおける各対応部位でのＤＡＳ値の比較結果を示す
グラフである。

【符号の説明】

１ ロードホイールにおける鍛造用ディスク素材の鋳造
装置 ２ 上型 ３ 下型 ３１ 湯口 ５ 鋳抜きピン（冷却体） Ｃ キャビティー Ｄ 鍛造用ディスク素材 Ｄｈ ハブボルト取付け部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ロードホイールの鍛造用ディスク素材を
   低圧鋳造により鋳造するに際し、キャビティー内におけ
   る前記鍛造用ディスク素材のハブボルト取付け部の成形
   部分に冷却体を設置し、前記冷却体によるハブボルト取
   付け部の成形部分の急速冷却を素材外周側から進行させ
   る凝固がハブボルト取付け部に及んだ時点で行うことを
   特徴とするロードホイールにおける鍛造用ディスク素材
   の鋳造方法。
2. 【請求項２】 上型と、前記上型との間でロードホイー
   ルの鍛造用ディスク素材を成形するキャビティーを形成
   しかつ前記キャビティーに連通する湯口を具備した下型
   を備えたロードホイールにおける鍛造用ディスク素材の
   鋳造装置において、前記キャビティー内における湯口の
   近傍でかつ鍛造用ディスク素材のハブボルト取付け部の
   成形部分に、冷却体を設置したことを特徴とするロード
   ホイールにおける鍛造用ディスク素材の鋳造装置。