JPH0763833B2 - 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のダイカス
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18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
であるガス抜き溝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18の排気弁を開いたのちプランジャチ
ップ10a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8aを放射状に流れたのち、リム
部相当部分8bを自重で流下する。キャビティ８内のガス
は、ガス抜き装置18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５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19が残されている間にガス抜き溝13の入口21が
溶湯11で閉じてしまい、空間部19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18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］ 上記目的を達成するために、本発明に係る第１の発明で
は、ホイールの回転軸に相当する型軸方向が垂直であっ
てこの型軸方向へ下方からプランジャを前進させて溶湯
を射出充填させるキャビティを備えたホイール状製品成
形用金型であって、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部分の端部の外
方に前記リム部相当部分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るとともに前記キャビティ
と環状溝間をガス抜き溝を介して導通し、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、前記縦通孔から外部に通じる蛇行形状を有した
スリット状のチルトベント部を設けるとともに、前記チ
ルトベント部の外方に冷却媒体を通す冷却路を設けた構
成にした。また、第２の発明では、第１の発明に記載の
金型を用い、プランジャを前進させて溶湯をキャビティ
内に射出充填させながら、キャビティ、ガス抜き溝、環
状溝、縦通孔内のガスをチルベント部から自然排気させ
るようにした。

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，ガス抜
き溝，環状溝，縦通孔内のガスをチルベント部から溶湯
が外部に飛び出すことなく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，縦通孔を通って、チルベント部から外部に
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、最終的にチルベント部を通って外部へ容易に排出
される。

また、縦通孔と外部との間に設けた蛇行形状を有したス
リット状のチルベント部の抵抗で、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、チルベント
が蛇行形状をしているために、ガスは慣性力が小さいた
め容易に通るが、溶湯は慣性力が大きいために確実に捕
獲され、冷却路に通した冷水によって充分冷却され、固
化されるため外部に直接飛び出すことがない。

［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
らみた平面図、第３図は第２図のIII−IIIからみた縦断
面図を示す。

第１図、第２図および第３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
形のジグザグを有したスリット状のチルベント部15を通
って外部の大気に通じている。このチルベント部15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５の各合わせ面部に
形成され、例えば、第２図に示すように隣り合う一方の
中子5aと他方の中子5bとは、図示しない可動プラテン側
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45゜の角度で進退するが、中子5a,5bの合わせ面
に形成されたジグザグ形状、すなわち、一方の中子5aの
凸部としての山部と、他方の中子5bの凹部としての谷部
とが交互に一定の隙間をもってスリット状に形状される
とともに、前記した中子５の進退角度45゜より小さい角
度の抜き勾配（角度）θ、例えば37〜38゜をもった形状
にしてある。

さらに、チルベント部15の近傍に、例えば第３図に示す
ようにコ字状を有した冷却路24bに、例えば冷却水を通
水してチルベント部15をたえず冷却できるようになって
いる。また、ジグザグ形状を有し、かつ、冷却路24にて
充分冷却されているため、慣性力の大きい溶湯11が外部
に飛び出すことがないように設計されている。

このように、このスリット状のチルベント部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チル
ベント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はリ
ム部相当部分下端外周部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
びチルベント部15を通って金型外に自然排出される。

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
小径部7aとテーパ加工された下半部7bとからなる溶湯通
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72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を占有した一部
のガスは、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11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、最終的にはジグ
ザグ形状を有したスリット状のチルベント部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
通抵抗が大きく、かつ、冷却路24への冷却水の通水によ
って冷却されたチルベント部15を通る間に冷却されて固
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を通過させたが、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４を固定金型２と中子５間に設けるとと
もに、この環状溝14とリム部相当部分下端外周部8dに通
じるガス抜き溝を設け、さらに、環状溝14から可動金型
４へ向かって縦通孔17を設けて導通させ、この縦通孔17
と外部間にジグザグ形状を有したスリット状のチルベン
ト部15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チルベント部から容易に自然
排出されるが、溶湯はチルベント部でジグザグ形状を有
したスリット状の通路にして流通抵抗をもたせ、かつ、
チルベント部の両側に冷水の通る冷却路を設けてチルベ
ント部周辺域を冷却してあるため、慣性力の大きい溶湯
はチルベント部内壁に衝突して固化し捕獲できるため
に、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、安価があり、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チルベント部から排出されや
すい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の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
らみた平面図、第３図は第２図のIII−IIIからみた縦断
面図、第３図および第４図は従来のホイール状製品成形
用金型を示し、第４図は金型と射出装置との一部展開概
略縦断面図、第５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、14……環状溝、 15……チルベント部、17……縦通孔、 20……固定スリーブ、24……冷却路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ホイールの回転軸に相当する型軸方向が垂
   直であってこの型軸方向へ下方からプランジャを前進さ
   せて溶湯を射出充填させるキャビティを備えたホイール
   状製品成形用金型であって、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部分の
   端部の外方に前記リム部相当部分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るとともに前記キ
   ャビティと環状溝間をガス抜き溝を介して導通し、隣会
   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、前記縦通孔から外部に通じるジグサグ
   形状を有したスリット状のチルトベント部を設けるとと
   もに、前記チルトベント部の外方に冷却媒体を通す冷却
   路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、プランシャを
   前進させて溶湯をキャビティ内に射出充填させながら、
   キャビティ、ガス抜き溝、環状溝、縦通孔内のガスをチ
   ルベント部から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。