(57)【要約】【課題】良好な湯廻りが実現され、得られる鋳造品にブローホール等の鋳造不良が発生し難い鋳造用金型構造を提供する。【解決手段】二以上の部分金型１０と、型合せされた部分金型１０の内部に配設されることによりキャビティ２０を形成する中子３０とを備えた鋳造用金型構造である。部分金型１０の、中子３０と当接する部分に、中子３０から発生するガスを外部に排出するガス流路８ａ，８ｂが形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二以上の部分金型と、型合せされた前記部分金型の内部に配設されることによりキャビティを形成する中子とを備えた鋳造用金型構造であって、
前記部分金型の、前記中子と当接する部分に、前記中子から発生するガスを外部に排出するガス流路が形成されてなることを特徴とする鋳造用金型構造。
【請求項２】
前記中子が、前記部分金型の内部に、前記中子の幅木部が前記部分金型の幅木支持部に支持されることにより配設され、
前記部分金型の、前記中子と当接する部分が、前記幅木支持部である請求項１に記載の鋳造用金型構造。
【請求項３】
前記ガス流路の前記中子側の先端部に、空隙部が形成されてなる請求項１又は２に記載の鋳造用金型構造。
【請求項４】
中空形状のハブと、前記ハブから放射状に延びる中空形状のスポークとを有する二輪車用ホイールを製造するために用いられる請求項１〜３のいずれか一項に記載の鋳造用金型構造。
【請求項５】
その内部に中子を配設した状態で、二以上の部分金型を型合せすることにより形成された、一以上の湯道を有するキャビティ内に、前記湯道を通じて溶融金属を注湯して中空形状の二輪車用ホイールを鋳造する方法であって、
前記部分金型として、前記中子と当接する部分に外部と連通するガス流路が形成されたものを使用し、前記ガス流路を通じて前記中子から発生するガスを外部に排出すること特徴とする二輪車用ホイールの鋳造方法。
【請求項６】
前記中子の幅木部を、前記部分金型の幅木支持部に支持することにより前記中子を配設し、
前記部分金型として、前記幅木支持部に前記ガス流路が形成されたものを使用する請求項５に記載の二輪車用ホイールの鋳造方法。
【請求項７】
前記部分金型として、前記ガス流路の前記中子側の先端部に空隙部が形成されてなるものを使用する請求項５又は６に記載の二輪車用ホイールの鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば二輪車用ホイールを鋳造するために用いられる鋳造用金型構造、及びそれを用いた二輪車用ホイールの鋳造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、中空形状のハブと、ハブから放射状に延びる中空形状のスポークとを有する二輪車用ホイール（以下、単に「ホイール」と記す）を鋳造する場合には、重力鋳造法、低圧鋳造法、半溶融成形法、半凝固成形法及びダイカスト法等の金型を用い、鋳造金型内部に所望の中空形状に対応した中子を配設することにより形成されたキャビティ内に溶融金属を充填する方法が用いられている。
【０００３】具体的には、キャビティ内の所定の位置に中子を配設し、このキャビティの湯道から溶融金属を注湯し、注湯した溶融金属を中子の外側表面を沿わせてキャビティ内に充填し、充填した溶融金属を固化してホイールを得ることができる。
【０００４】また、中子に外延部材を設置するとともに、この外延部材の両端に突出部を設けた後、この突出部を介して、この中子をホイール鋳造空間に固定し、その後、ホイール鋳造空間に溶融金属を注入し、溶融金属を中子の外側表面に沿わせてホイール鋳造空間の末端にまで充填する車両用ホイールの鋳造方法がある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された鋳造方法によれば、中空形状を有する鋳造品を容易かつ低コストで鋳造することができる。
【０００５】また、上述した中子として崩壊性を有するものを用いたダイカスト機の鋳込み装置が開示されている（例えば、特許文献２参照）。このダイカスト機の鋳込み装置によれば、キャビティ内に崩壊性中子を配設し、キャビティ内に注湯した溶融金属を、崩壊性中子の外側表面に沿わせて充填させて、中空ハブ形状の車輪ホイールを成形することができる。なお、車輪ホイールに鋳込まれた崩壊性中子は、粉砕することによって容易に排出することができる。
【０００６】しかしながら、特許文献１及び２に記載されたような鋳造方法において用いられる中子は、高温の溶融金属に接触することにより、キャビティ内にガスを発生する場合がある。これは、中子に含まれる水分や、砂等を硬化・成形させるために用いた硬化剤等に起因して発生するものと考えられる。
【０００７】このような、キャビティ内にガスが発生する状況下で鋳造を行うと湯廻りが阻害されるとともに、発生したガスが溶融金属に鋳込まれてしまい、得られるホイール（鋳造品）にブローホールが形成される等の鋳造不良が発生するという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−１３１５号公報
【特許文献２】
特許第３１５４０５４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、良好な湯廻りが実現され、得られる鋳造品にブローホール等の鋳造不良が発生し難い鋳造用金型構造、及び良好な湯廻りが実現され、ブローホール等の鋳造不良が発生し難い高品質な二輪車用ホイールを簡便かつ効率的に鋳造する方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明によれば、二以上の部分金型と、型合せされた前記部分金型の内部に配設されることによりキャビティを形成する中子とを備えた鋳造用金型構造であって、前記部分金型の、前記中子と当接する部分に、前記中子から発生するガスを外部に排出するガス流路が形成されてなることを特徴とする鋳造用金型構造が提供される。
【００１１】本発明においては、中子が、部分金型の内部に、中子の幅木部が部分金型の幅木支持部に支持されることにより配設され、部分金型の、中子と当接する部分が、幅木支持部であることが好ましい。
【００１２】本発明においては、ガス流路の中子側の先端部に、空隙部が形成されてなることが好ましい。
【００１３】本発明の鋳造用金型構造は、中空形状のハブと、ハブから放射状に延びる中空形状のスポークとを有する二輪車用ホイールを製造するために好適に用いられる。
【００１４】また、本発明によれば、その内部に中子を配設した状態で、二以上の部分金型を型合せすることにより形成された、一以上の湯道を有するキャビティ内に、前記湯道を通じて溶融金属を注湯して中空形状の二輪車用ホイールを鋳造する方法であって、前記部分金型として、前記中子と当接する部分に外部と連通するガス流路が形成されたものを使用し、前記ガス流路を通じて前記中子から発生するガスを外部に排出すること特徴とする二輪車用ホイールの鋳造方法が提供される。
【００１５】本発明においては、中子の幅木部を、部分金型の幅木支持部に支持することにより中子を配設し、部分金型として、幅木支持部にガス流路が形成されたものを使用することが好ましい。
【００１６】本発明においては、部分金型として、ガス流路の中子側の先端部に空隙部が形成されてなるものを使用することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、適宜、設計の変更、改良等が加えられることが理解されるべきである。
【００１８】図１は、本発明の鋳造用金型構造の一の実施形態を示す断面図であり、図２は、図１におけるＡ部拡大図である。本実施形態の鋳造用金型構造は、二以上の部分金型１０と、型合せされた部分金型１０の内部に配設されることにより、ハブ形成空間２１、スポーク形成空間２２、及びリム形成空間２３の各内部空間よりなるキャビティ２０を形成する中子３０とを備えてなるものであり、中空形状の製品を鋳造するために用いられるものである。
【００１９】図１に示すように、部分金型１０は、型合せ可能な上型１１、下型１２、及び横型１３ａ，１３ｂにより構成されている。また、中子３０は、砂等の粒子状材料を硬化剤等を用いて所定の形状に成形及び硬化させたものであって、鋳造後に除去すべく崩壊性を有するものである。また、中子３０には、凸状の幅木部１６ａ，１６ｂが形成されており、これらの幅木部１６ａ，１６ｂが、部分金型１０に形成された幅木支持部１７ａ，１７ｂにそれぞれ支持（嵌挿）されることにより、部分金型１０の内部に中子３０が配設される。なお、図１中、符号１４は湯口、符号１５は湯道、符号３１はハブ成形部、符号３２はスポーク成形部３２を示す。
【００２０】図１、図２に示すように、本発明の実施形態の鋳造用金型構造には、部分金型１０の、中子３０と当接する部分にガス流路８ａ，８ｂが形成されている。鋳造に際して湯口１４及び湯道１５を通じてキャビティ２０内に溶融金属が注湯されると、中子３０が加熱されて高温となり、中子３０を構成する砂等に含まれる水分や硬化剤等に起因してガスが発生するが、本実施形態の鋳造用金型構造の部分金型１０には、中子３０から発生するガスを外部に排出すること可能なガス流路８ａ，８ｂが形成されているため、溶融金属が充填されるキャビティ２０内に、発生したガスが放出されることがなく、良好な湯廻りが実現される。また、充填される溶融金属に発生したガスが鋳込まれることがないため、得られる鋳造品にブローホール等の鋳造不良が発生し難いといった効果を奏する。
【００２１】なお、ガス流路８ａ，８ｂの、鋳造用金型構造の外部へと連通する側の端部には、適当な減圧機構が接続される。この減圧機構は、キャビティ２０内への溶融金属の注湯時に発生するガスを外部に排出することが可能な程度の減圧状態とすることができるものであればよい。具体的には、鋳造品の形状・サイズ等にもよるが、中空形状を有する一般的なサイズのホイールを鋳造する場合を想定すると、２〜８ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力値で減圧状態とすることができる機構であることが好ましい。また、減圧機構は、キャビティ２０内に充填された溶融金属にガスが鋳込まれる等の恐れがなくなるまでの間、継続的に減圧状態とすることができる機構であることが好ましく、具体的には注湯と同時から３００秒程度まで継続的に減圧状態とすることができる機構であることが好ましい。
【００２２】ここで、図１、図２においては、部分金型１０の幅木支持部１７ａ，１７ｂに当接する部分にガス流路８ａ，８ｂが形成された状態を示しているが、本発明の鋳造用金型構造はこのような実施形態に限定されるものではない。但し、ガス流路は、部分金型のうちの、部分金型と中子とが当接する部分に形成されていることが必要である。また、図１、図２においては、幅木支持部１７ａ，１７ｂが、部分金型１０どうし（上型１１、下型１２）が型合せされることにより形成された状態を示しているが、本発明の鋳造用金型構造はこのような実施形態に限定されるものではなく、他の部分金型（上型・下型等）自体に形成されてもよい。
【００２３】図３は、本発明の鋳造用金型構造の他の実施形態を示す部分断面図である。図３に示すように、本発明の鋳造用金型構造においては、ガス流路８の中子３０側（部分金型１０の、中子３０と当接する部分が幅木支持部１７である場合における、幅木部１６側）の先端部２４に、空隙部２５が形成されてなることが好ましい。このような空隙部２５が形成されていると、発生したガスを、中子３０（幅木部１６）のより広範囲の部分から集めることができ、より効率的に鋳造用金型構造の外部へと排出することができる。
【００２４】本発明の鋳造用金型構造は、中空形状を有する製品（鋳造品）、具体的には、中空形状のハブと、ハブから放射状に延びる中空形状のスポークとを有するホイールを製造するために好適に用いることができるものである。即ち、本発明の鋳造用金型構造を用いて鋳造を行うと良好な湯廻りが実現されるため、ブローホール等の鋳造不良の発生が極めて抑制された高品質のホイールを簡便かつ効率的に製造することができる。
【００２５】次に、本発明の二輪車用ホイールの鋳造方法の実施形態について説明する。本発明の鋳造方法の一の実施形態は、図１に示すような、内部に中子３０を配設した状態で、二以上の部分金型１０（上型１１、下型１２、横型１３ａ，１３ｂ）を型合せすることにより形成された、一以上の湯道１５を有するキャビティ２０内に、湯道１５を通じて溶融金属を注湯して、中空形状の二輪車用ホイールを鋳造する方法であり、これまで述べてきたような鋳造用金型構造を用いた二輪車用ホイールの鋳造方法である。
【００２６】本発明の鋳造方法の実施形態では、図１、図２に示すように、部分金型１０として、中子３０の幅木部１６ａ，１６ｂと当接する部分に外部と連通するガス流路８ａ，８ｂが形成されたものを使用する。ここで、部分金型１０は、型合せ可能な上型１１、下型１２、及び横型１３ａ，１３ｂにより構成されており、中子３０は、砂等の粒子状材料を硬化剤等を用いて所定の形状に成形及び硬化させたものであって、鋳造後に除去すべく崩壊性を有するものである。また、中子３０には、凸状の幅木部１６ａ，１６ｂが形成されており、これらの幅木部１６ａ，１６ｂを幅木支持部１７ａ，１７ｂにそれぞれ支持（嵌挿）することにより部分金型１０の内部に中子３０を配設して、鋳造用金型構造を構成する。
【００２７】このように構成した鋳造用金型構造のキャビティ２０内に、湯口１４と連通する湯道１５を通じて溶融金属を注湯して、ホイールを鋳造する。キャビティ２０内に溶融金属を注湯すると、中子３０が加熱されて高温となり、中子３０を構成する砂等に含まれる水分や硬化剤等に起因してガスが発生するが、本発明の鋳造方法の実施形態では、ガス流路８ａ，８ｂを通じて中子３０から発生するガスを外部に排出する。このため、発生したガスがキャビティ２０内に放出されることがなく、良好な湯廻りを実現することができる。また、充填する溶融金属に発生したガスが鋳込まれることがないため、ブローホール等の鋳造不良が発生し難い高品質な二輪車用ホイールを簡便かつ効率的に鋳造することができる。
【００２８】なお、ガス流路８ａ，８ｂの、鋳造用金型構造の外部へと連通する側の端部には、適当な減圧機構を接続する。この減圧機構としては、キャビティ２０内への溶融金属の注湯時に発生するガスを外部に排出することが可能な程度の減圧状態とすることができるものであればよい。減圧の条件としては、ホイールの形状・サイズ等にもよるが、一般的な形状・サイズのホイールを鋳造するに際しては、２〜８ｋｇ／ｃｍ２程度の圧力値で減圧状態とすることが好ましく、また、キャビティ２０内に充填した溶融金属にガスが鋳込まれる等の恐れがなくなるまでの間、具体的には注湯と同時から３００秒程度までの間、継続的に減圧状態とすることが、良好な湯廻りを実現し、ブローホール等の鋳造不良の発生を抑制した高品質のホイールを得ることができるために好ましい。
【００２９】ここで、図１、図２においては、幅木支持部１７ａ，１７ｂに当接する部分にガス流路８ａ，８ｂが形成された部分金型１０を使用する状態を示しているが、本発明の鋳造方法はこのような実施形態に限定されるものではない。但し、中子と当接する部分にガス流路が形成されている部分金型を使用することが必要である。また、図１、図２においては、幅木支持部１７ａ，１７ｂが、部分金型１０どうし（上型１１、下型１２）が型合せされることにより形成された部分金型１０を使用する状態を示しているが、本発明の鋳造方法はこのような実施形態に限定されるものではなく、上型や下型等自体に幅木支持部が形成されている部分金型を使用してもよい。
【００３０】また、本発明の鋳造方法においては、図３に示すような、部分金型１０として、ガス流路８の中子３０側（部分金型１０の、中子３０と当接する部分が幅木支持部１７である場合における、幅木部１６側）の先端部２４に、空隙部２５が形成されてなるものを使用することが好ましい。このような空隙部２５が形成された部分金型１０を用いて鋳造を行うと、発生したガスを、中子３０（幅木部１６）のより広範囲の部分から集めることができ、より効率的に鋳造用金型構造の外部へと排出することができる。
【００３１】図１のように構成した鋳造用金型構造の湯口１４に連通する湯道１５を通じて、キャビティ２０内に溶融金属を注湯すると、溶融金属は、キャビティ２０の中心部分に相当するハブ成形空間２１に流入した後、そこから外側へと延びるスポーク成形空間２２、及びリム成形空間２３へと流入する。本発明の鋳造方法では、遅くとも溶融金属の注湯時には、ガス流路８ａ，８ｂの、鋳造用金型構造の外部へと連通する側の端部に接続された減圧機構（図示せず）の作動を開始させ、中子３０から発生するガスをガス流路８ａ，８ｂを通じて外部に排出する。
【００３２】キャビティ２０の全ての領域に溶融金属を充填した後、この状態で溶融金属が固化するまで保持し、溶融金属が固化した後に横型１３ａ，１３ｂ、及び上型１１を移動させて、鋳造品であるホイールを取り出す。なお、中子３０は、エアハンマー等で取り出したホイールを振動させて粉砕した後に除去すればよく、中子３０を除去することにより目的とするホイールを得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の鋳造用金型構造は、部分金型の、中子と当接する部分に、中子から発生するガスを外部に排出するガス流路が形成されてなるものであるため、良好な湯廻りが実現され、得られる鋳造品にブローホール等の鋳造不良が発生し難いといった効果を奏する。
【００３４】また、本発明の二輪車用ホイールの鋳造方法によれば、部分金型として、中子と当接する部分に外部と連通するガス流路が形成されたものを使用し、ガス流路を通じて中子から発生するガスを外部に排出するため、良好な湯廻りが実現され、ブローホール等の鋳造不良が発生し難い高品質な二輪車用ホイールを簡便かつ効率的に鋳造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋳造用金型構造の一の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ部拡大図である。
【図３】本発明の鋳造用金型構造の他の実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
８，８ａ，８ｂ…ガス流路、１０…部分金型、１１…上型、１２…下型、１３ａ，１３ｂ…横型、１４…湯口、１５…湯道、１６，１６ａ，１６ｂ…幅木、１７，１７ａ，１７ｂ…幅木支持部、２０…キャビティ、２１…ハブ成形空間、２２…スポーク成形空間、２３…リム成形空間、２４…先端部、２５…空隙部、３０…中子、３１…ハブ成形部、３２…スポーク成形部。
【図１】
2004351493.tif 000003
【図２】
2004351493.tif 000004
【図３】
2004351493.tif 000005