(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ことを特徴とするアルミホイール成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003864685.tif 000008
【図８】
0003864685.tif 000009
【図９】
0003864685.tif 000010
【図１０】
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