JPH10296423A - 低圧鋳造用金型 - Google Patents
低圧鋳造用金型Info
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- JPH10296423A JPH10296423A JP10773997A JP10773997A JPH10296423A JP H10296423 A JPH10296423 A JP H10296423A JP 10773997 A JP10773997 A JP 10773997A JP 10773997 A JP10773997 A JP 10773997A JP H10296423 A JPH10296423 A JP H10296423A
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- Japan
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- mold
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- lower mold
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低圧鋳造により軽合金製の車両用ホイールを
製造する際に、湯口からの加圧効果を維持しつつ、サイ
クルタイムを短縮することができ、さらに多数固取りに
対応できる低圧鋳造用金型を得る。 【解決手段】 上型、下型、横型で構成された軽合金製
の車両ホイール用キャビティ内に下型の中央付近から溶
湯を充填する低圧鋳造法に用いられる低圧鋳造用金型に
おいて、前記下型の湯口を水冷するための第１の冷却手
段とその外周を間接的に水冷するための第２の冷却手段
と上型の湯口の周囲を間接的に水冷するための第３の冷
却手段とを有する。
製造する際に、湯口からの加圧効果を維持しつつ、サイ
クルタイムを短縮することができ、さらに多数固取りに
対応できる低圧鋳造用金型を得る。 【解決手段】 上型、下型、横型で構成された軽合金製
の車両ホイール用キャビティ内に下型の中央付近から溶
湯を充填する低圧鋳造法に用いられる低圧鋳造用金型に
おいて、前記下型の湯口を水冷するための第１の冷却手
段とその外周を間接的に水冷するための第２の冷却手段
と上型の湯口の周囲を間接的に水冷するための第３の冷
却手段とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽合金製の車両用
ホイールを低圧鋳造法により鋳造する場合に用いられる
低圧鋳造用金型に関する。
ホイールを低圧鋳造法により鋳造する場合に用いられる
低圧鋳造用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に軽合金の鋳造に用いられる低圧鋳
造法は、溶湯が金型内に構成されたキャビティ内（主に
上型、下型、横型の組み合わせ）に低速で層流充填さ
れ、ガスの巻込み、酸化物の発生が他の鋳造法に比べて
極力抑制される。そのため、健全度の高い鋳造品を製造
する場合に広く用いられている。しかしながら、前記低
圧鋳造法にて健全品を製造するためには、溶湯充填時の
湯流れを確保するために金型表面温度をある程度高く維
持する必要がある。そのため、溶湯充填後に製品が凝固
完了して製品取り出し温度まで、金型温度が低下するの
に時間がかかる。そこで、鋳造サイクルを短縮するため
に溶湯充填後に金型を空気、水等によって冷却すること
が積極的に行われている。
造法は、溶湯が金型内に構成されたキャビティ内（主に
上型、下型、横型の組み合わせ）に低速で層流充填さ
れ、ガスの巻込み、酸化物の発生が他の鋳造法に比べて
極力抑制される。そのため、健全度の高い鋳造品を製造
する場合に広く用いられている。しかしながら、前記低
圧鋳造法にて健全品を製造するためには、溶湯充填時の
湯流れを確保するために金型表面温度をある程度高く維
持する必要がある。そのため、溶湯充填後に製品が凝固
完了して製品取り出し温度まで、金型温度が低下するの
に時間がかかる。そこで、鋳造サイクルを短縮するため
に溶湯充填後に金型を空気、水等によって冷却すること
が積極的に行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】軽合金製の車両用ホイ
ールの多くは、図５に示すようにボルトとナットにより
車軸と取り付けられる厚肉のディスク部４、厚肉と薄肉
が混在するデザイン部５、タイヤが取り付けられる薄肉
のリム部６から構成されている。現在、車両の燃費向上
の観点から、ホイールの軽量化が要求されている。この
軽量化の達成のためには、ディスク部やリム部は車体や
タイヤとの取り付けの関係から大幅には形状を変更でき
ないため、厚肉と薄肉が混在するデザイン部の形状変更
が主に行われている。デザイン部の形状変更は、その方
法としてはデザイン部の開口部や薄肉部の増加が主であ
り、デザイン部は開口部と薄肉部と厚肉部が混在した複
雑形状となっている。
ールの多くは、図５に示すようにボルトとナットにより
車軸と取り付けられる厚肉のディスク部４、厚肉と薄肉
が混在するデザイン部５、タイヤが取り付けられる薄肉
のリム部６から構成されている。現在、車両の燃費向上
の観点から、ホイールの軽量化が要求されている。この
軽量化の達成のためには、ディスク部やリム部は車体や
タイヤとの取り付けの関係から大幅には形状を変更でき
ないため、厚肉と薄肉が混在するデザイン部の形状変更
が主に行われている。デザイン部の形状変更は、その方
法としてはデザイン部の開口部や薄肉部の増加が主であ
り、デザイン部は開口部と薄肉部と厚肉部が混在した複
雑形状となっている。
【０００４】通常、車両用ホイールを低圧鋳造で製造す
る場合、中央部のディスク部４から溶湯を注入し、デザ
イン部５、リム部６と順に溶湯を充填していく方法が採
用されている。溶湯充填後の凝固形態としては、湯口の
押し湯効果を十分に発揮させるために、リム部、デザイ
ン部、ディスク部と順に指向性凝固を行わせている。上
記したように、厚肉部と薄肉部が混在するデザイン部の
形状が複雑化している現状では、リム部から、湯口へ向
かう指向性凝固を図ることがたいへん困難となってい
る。
る場合、中央部のディスク部４から溶湯を注入し、デザ
イン部５、リム部６と順に溶湯を充填していく方法が採
用されている。溶湯充填後の凝固形態としては、湯口の
押し湯効果を十分に発揮させるために、リム部、デザイ
ン部、ディスク部と順に指向性凝固を行わせている。上
記したように、厚肉部と薄肉部が混在するデザイン部の
形状が複雑化している現状では、リム部から、湯口へ向
かう指向性凝固を図ることがたいへん困難となってい
る。
【０００５】鋳造サイクルの短縮を目的として金型の水
冷を導入する場合、下型の下方には溶湯を保持している
高温の保持炉があり、自然冷却がしにくいことから、下
型に水冷却経路を設けたり、あるいは水冷却経路を設け
た冷し金を下型に埋め込んだりする方法等が提案されて
いる。しかし、前記の通り下型に接しているデザイン部
には薄肉の部位が存在し、下型の水冷を実施した場合、
デザイン部の凝固が、湯口側の厚肉のディスク部より顕
著に早く完了してしまう場合があった。このような湯口
へ向かう指向性凝固のバランスをくずすような凝固部位
が存在すると、湯口からの加圧効果が不十分となり鋳造
欠陥が発生する。そのため、従来の方法で下型に水冷却
を導入すると、鋳造欠陥が誘発されることがあった。
冷を導入する場合、下型の下方には溶湯を保持している
高温の保持炉があり、自然冷却がしにくいことから、下
型に水冷却経路を設けたり、あるいは水冷却経路を設け
た冷し金を下型に埋め込んだりする方法等が提案されて
いる。しかし、前記の通り下型に接しているデザイン部
には薄肉の部位が存在し、下型の水冷を実施した場合、
デザイン部の凝固が、湯口側の厚肉のディスク部より顕
著に早く完了してしまう場合があった。このような湯口
へ向かう指向性凝固のバランスをくずすような凝固部位
が存在すると、湯口からの加圧効果が不十分となり鋳造
欠陥が発生する。そのため、従来の方法で下型に水冷却
を導入すると、鋳造欠陥が誘発されることがあった。
【０００６】そこで、本発明者等は前記問題点を解消す
るために、上型、下型、横型で構成された軽合金製の車
両ホイール用キャビティ内に下型の中央付近から溶湯を
充填する低圧鋳造法に使用される金型に、下型が冷却媒
体により冷却される下型ベースと下型プラテンとを外周
部で締結することを提案した（特願平８−７１８３８号
参照）。この金型構造によれば、湯口へ向う指向性凝固
を阻害することなく、サイクルタイムを従来よりも大幅
に（０．５〜１．０分）短縮することが可能となる。
るために、上型、下型、横型で構成された軽合金製の車
両ホイール用キャビティ内に下型の中央付近から溶湯を
充填する低圧鋳造法に使用される金型に、下型が冷却媒
体により冷却される下型ベースと下型プラテンとを外周
部で締結することを提案した（特願平８−７１８３８号
参照）。この金型構造によれば、湯口へ向う指向性凝固
を阻害することなく、サイクルタイムを従来よりも大幅
に（０．５〜１．０分）短縮することが可能となる。
【０００７】ここで、さらにサイクルタイムを０．５〜
１．０分短縮するためには、下型をその外周から冷却す
ることに加えて、湯口周辺の冷却部を強化し、最終凝固
部となる湯口部を速やかに凝固完了させることが必要と
なる。しかしながら低圧鋳造における湯口は、熱源とし
ての押し湯の役割も果たしているので、過度に湯口を冷
却すると指向性凝固のバランスがくずれ、湯口による加
圧効果が不十分となり、鋳造欠陥が発生するという問題
が生ずる。
１．０分短縮するためには、下型をその外周から冷却す
ることに加えて、湯口周辺の冷却部を強化し、最終凝固
部となる湯口部を速やかに凝固完了させることが必要と
なる。しかしながら低圧鋳造における湯口は、熱源とし
ての押し湯の役割も果たしているので、過度に湯口を冷
却すると指向性凝固のバランスがくずれ、湯口による加
圧効果が不十分となり、鋳造欠陥が発生するという問題
が生ずる。
【０００８】ところで、サイクルタイムの短縮を図るた
め、下型の湯口近傍を冷却する手段としては、例えば
（１）下型の湯口近傍に直接水冷経路を設けること（例
えば特開平５−２６９５６３号の図２参照）、（２）下
型の湯口近傍に水冷用ブロックを抵触させること（例え
ば特開平４−２７４８５９号の図１参照）が提案されて
いる。しかしこれらの方法には、次のような問題があ
る。まず前記（１）の方法によれば、確実に湯口の凝固
が促進され、サイクルタイムを短縮できる。しかしなが
らこの方法では、冷却が過度になりやすく指向性凝固を
維持しうる条件を見出すことが極めて困難となり、又、
冷却水の水量を絞ると冷却水が気化してしまい、水量の
制御が困難となる。さらに水冷経路の入口側が出口側よ
りも冷却されすぎる傾向があり、下型の円周方向の温度
バランスがくずれ鋳造欠陥が発生し易い。下型に割れが
発生した場合、水冷経路から水が漏れ、キャビティに侵
入する危険がある。次に前記（２）の方法によれば、下
型を間接的に冷却するために、前記（１）よりも温度勾
配が緩やかとなり、湯口に向う指向性凝固を阻害するこ
とはない。しかしながら間接的に冷却するため、冷却条
件（冷却水量、冷却時間等）に対する冷却能力の変化が
にぶく、２ヶ取り鋳造のように湯口の長さを厳密に調整
する必要がある時に対応できない。
め、下型の湯口近傍を冷却する手段としては、例えば
（１）下型の湯口近傍に直接水冷経路を設けること（例
えば特開平５−２６９５６３号の図２参照）、（２）下
型の湯口近傍に水冷用ブロックを抵触させること（例え
ば特開平４−２７４８５９号の図１参照）が提案されて
いる。しかしこれらの方法には、次のような問題があ
る。まず前記（１）の方法によれば、確実に湯口の凝固
が促進され、サイクルタイムを短縮できる。しかしなが
らこの方法では、冷却が過度になりやすく指向性凝固を
維持しうる条件を見出すことが極めて困難となり、又、
冷却水の水量を絞ると冷却水が気化してしまい、水量の
制御が困難となる。さらに水冷経路の入口側が出口側よ
りも冷却されすぎる傾向があり、下型の円周方向の温度
バランスがくずれ鋳造欠陥が発生し易い。下型に割れが
発生した場合、水冷経路から水が漏れ、キャビティに侵
入する危険がある。次に前記（２）の方法によれば、下
型を間接的に冷却するために、前記（１）よりも温度勾
配が緩やかとなり、湯口に向う指向性凝固を阻害するこ
とはない。しかしながら間接的に冷却するため、冷却条
件（冷却水量、冷却時間等）に対する冷却能力の変化が
にぶく、２ヶ取り鋳造のように湯口の長さを厳密に調整
する必要がある時に対応できない。
【０００９】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたものであって、低圧鋳造により軽合金製の車両用
ホイールを製造する金型において、湯口からの加圧効果
を維持しつつ、サイクルタイムの短縮ができ、１ヶ取り
のみならず２ヶ取りの鋳造にも対応することのできる低
圧鋳造用金型を提供することを目的とする。
されたものであって、低圧鋳造により軽合金製の車両用
ホイールを製造する金型において、湯口からの加圧効果
を維持しつつ、サイクルタイムの短縮ができ、１ヶ取り
のみならず２ヶ取りの鋳造にも対応することのできる低
圧鋳造用金型を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点を解決するために低圧鋳造用金型の熱の流れについ
て鋭意検討を行った。その結果、下型の湯口の周囲を空
冷し、その外側を間接的に水冷すると共に、上型の湯口
の周囲を間接的に水冷することにより、冷却による下型
の温度勾配が緩やかになり、湯口へ向かう指向性凝固を
阻害すること等がないことを知見し、本発明に想到し
た。すなわち、本発明は、上型、下型、横型で構成され
た車両ホイール用キャビティ内に下型の中央付近から溶
湯を充填する低圧鋳造法に用いられる低圧鋳造用金型に
おいて、前記下型の湯口の周囲を空冷する第１の冷却手
段とその外側を間接的に水冷するための第２の冷却手段
と上型の湯口の周囲を間接的に水冷するための第３の冷
却手段とを有することを特徴とする。本発明において、
第１の冷却手段と第２の冷却手段は下型冷却ブロック内
に組み込まれ、かつ、第３の冷却手段は上型冷却ブロッ
ク内に組み込まれていることが好ましい。本発明におい
て、下型冷却ブロック及び上型冷却ブロックはそれぞれ
下型及び上型と湯口近傍の一部とのみ接触することが好
ましい。
題点を解決するために低圧鋳造用金型の熱の流れについ
て鋭意検討を行った。その結果、下型の湯口の周囲を空
冷し、その外側を間接的に水冷すると共に、上型の湯口
の周囲を間接的に水冷することにより、冷却による下型
の温度勾配が緩やかになり、湯口へ向かう指向性凝固を
阻害すること等がないことを知見し、本発明に想到し
た。すなわち、本発明は、上型、下型、横型で構成され
た車両ホイール用キャビティ内に下型の中央付近から溶
湯を充填する低圧鋳造法に用いられる低圧鋳造用金型に
おいて、前記下型の湯口の周囲を空冷する第１の冷却手
段とその外側を間接的に水冷するための第２の冷却手段
と上型の湯口の周囲を間接的に水冷するための第３の冷
却手段とを有することを特徴とする。本発明において、
第１の冷却手段と第２の冷却手段は下型冷却ブロック内
に組み込まれ、かつ、第３の冷却手段は上型冷却ブロッ
ク内に組み込まれていることが好ましい。本発明におい
て、下型冷却ブロック及び上型冷却ブロックはそれぞれ
下型及び上型と湯口近傍の一部とのみ接触することが好
ましい。
【００１１】本発明においては、下型及び上型が水冷経
路を有する下型を冷却ブロック及び上型冷却ブロックの
一部とのみ接触させることにより、下型及び上型を外周
から間接的に水冷することができ、もって湯口に向かう
指向性凝固を促進させながら鋳造サイクルを短縮するこ
とが出来る。すなわち、通常金型の冷却を行う場合に
は、温度が高い部分、つまりこのような下型の場合には
中央部の湯口部付近を直接冷却する方法がとられる。し
かし、そのような冷却を行うと、指向性凝固が阻害され
るばかりでなく、下型内の温度分布が不均一となり、鋳
造欠陥が発生する場合があった。これに対して、本発明
では、湯口部近傍は空冷し、その外側は間接的に水冷す
るので、直接冷却に比べて、冷却効率という点では劣る
が、指向性凝固を阻害することもなく、更に金型の温度
分布の均一性も保たれるので、健全な鋳物を製造するこ
とが出来る。また、下型（上型）外周と下型（上型）冷
却ブロックとが接触する部分の面積は広い範囲で調整で
きるので、接触面積に比例して冷却量を広い範囲でコン
トロールすることができる。また、下型と、下型ベース
や下型プラテンはボルトで締結することにより、下型
と、下型ベースや下型プラテンは簡単に取り外しできる
うえに、十分に密着させて熱伝導性を向上することもで
きる。
路を有する下型を冷却ブロック及び上型冷却ブロックの
一部とのみ接触させることにより、下型及び上型を外周
から間接的に水冷することができ、もって湯口に向かう
指向性凝固を促進させながら鋳造サイクルを短縮するこ
とが出来る。すなわち、通常金型の冷却を行う場合に
は、温度が高い部分、つまりこのような下型の場合には
中央部の湯口部付近を直接冷却する方法がとられる。し
かし、そのような冷却を行うと、指向性凝固が阻害され
るばかりでなく、下型内の温度分布が不均一となり、鋳
造欠陥が発生する場合があった。これに対して、本発明
では、湯口部近傍は空冷し、その外側は間接的に水冷す
るので、直接冷却に比べて、冷却効率という点では劣る
が、指向性凝固を阻害することもなく、更に金型の温度
分布の均一性も保たれるので、健全な鋳物を製造するこ
とが出来る。また、下型（上型）外周と下型（上型）冷
却ブロックとが接触する部分の面積は広い範囲で調整で
きるので、接触面積に比例して冷却量を広い範囲でコン
トロールすることができる。また、下型と、下型ベース
や下型プラテンはボルトで締結することにより、下型
と、下型ベースや下型プラテンは簡単に取り外しできる
うえに、十分に密着させて熱伝導性を向上することもで
きる。
【００１２】また、車両に装着した時に外側を向くデザ
イン面に接する下型側の金型部品のうち、水冷却経路を
設けた下型ベースあるいは下型プラテンは種々のデザイ
ンを有する各下型に対して共通であり、異なるデザイン
の車両用ホイールに対しては下型のみの交換で対応する
ことができる。そのため、アイテム毎に下型に水冷却経
路を設けたり、水冷却経路をもつ冷し金を埋め込んだり
する必要がないので金型のコストを低減できる。さら
に、上型と金型構成部品の間に圧縮強度の高い断熱材を
挿入し、ボルト締めして断熱効果を上げ、上型から上型
プラテンに流れる熱量を抑制することにより、湯口から
最も遠い薄肉リム部の先端に接する上型表面温度を下降
させないようにすることができ、もってリム部の先端に
欠陥を生じさせないようにすることもできる。
イン面に接する下型側の金型部品のうち、水冷却経路を
設けた下型ベースあるいは下型プラテンは種々のデザイ
ンを有する各下型に対して共通であり、異なるデザイン
の車両用ホイールに対しては下型のみの交換で対応する
ことができる。そのため、アイテム毎に下型に水冷却経
路を設けたり、水冷却経路をもつ冷し金を埋め込んだり
する必要がないので金型のコストを低減できる。さら
に、上型と金型構成部品の間に圧縮強度の高い断熱材を
挿入し、ボルト締めして断熱効果を上げ、上型から上型
プラテンに流れる熱量を抑制することにより、湯口から
最も遠い薄肉リム部の先端に接する上型表面温度を下降
させないようにすることができ、もってリム部の先端に
欠陥を生じさせないようにすることもできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明に関する車両用ホイ
ールの望ましい金型構造を図を参照して説明する。図１
は本発明の実施例に係る金型の断面図である。図１にお
いて、キャビティＡはホイールデザインによって定まる
種々の表面形状をもつ下型７と、その上方にある上型
８、前記下型７と上型８と嵌合するように配置された左
右に摺動する横型９、１０によって基本的に構成されて
いる。保持炉１に貯留される溶湯は圧力気体で加圧され
ることにより、ストーク２、湯口入子３を上昇してキャ
ビティＡに充填される。キャビティＡは、湯口側から順
に厚肉のディスク部４、薄肉と厚肉が混在するデザイン
部５、薄肉のリム部６から構成されている。車両実装時
に外側を向くホイールのデザイン部は様々な形状を持
ち、これらは下型７で成形される。
ールの望ましい金型構造を図を参照して説明する。図１
は本発明の実施例に係る金型の断面図である。図１にお
いて、キャビティＡはホイールデザインによって定まる
種々の表面形状をもつ下型７と、その上方にある上型
８、前記下型７と上型８と嵌合するように配置された左
右に摺動する横型９、１０によって基本的に構成されて
いる。保持炉１に貯留される溶湯は圧力気体で加圧され
ることにより、ストーク２、湯口入子３を上昇してキャ
ビティＡに充填される。キャビティＡは、湯口側から順
に厚肉のディスク部４、薄肉と厚肉が混在するデザイン
部５、薄肉のリム部６から構成されている。車両実装時
に外側を向くホイールのデザイン部は様々な形状を持
ち、これらは下型７で成形される。
【００１４】下型７には、下型冷却ブロック２０がボル
ト（図示せず）により装着されている。下型冷却ブロッ
ク２０には、円周方向に沿って伸びる冷却水経路２１
と、湯口の周囲に形成された溝２４と連通するエア導入
経路２２及びエア排気経路２３が形成されている。上型
８には、円周方向に沿って形成された冷却水経路２６を
有する上型冷却ブロック２５が装着されている。
ト（図示せず）により装着されている。下型冷却ブロッ
ク２０には、円周方向に沿って伸びる冷却水経路２１
と、湯口の周囲に形成された溝２４と連通するエア導入
経路２２及びエア排気経路２３が形成されている。上型
８には、円周方向に沿って形成された冷却水経路２６を
有する上型冷却ブロック２５が装着されている。
【００１５】この金型構造によれば、下型７及び上型８
は間接的に水冷されるが、水冷の効果は、下型７の下型
冷却ブロック２４との接触面２７及び上型８の上型冷却
ブロック２５との接触面２８によってのみ伝導される。
は間接的に水冷されるが、水冷の効果は、下型７の下型
冷却ブロック２４との接触面２７及び上型８の上型冷却
ブロック２５との接触面２８によってのみ伝導される。
【００１６】上記の下型７は、鋳造機下型プラテン１６
上にクランプ（図示せず）等で固定されている下型ベー
ス１１にボルト１２によって締結されている。下型ベー
ス１１には、冷却水が流れる冷却水経路１３が設けられ
ている。この水冷の効果もボルト締めによる、下型７と
下型ベース１１の接触面１４を通じてのみ下型７へ伝導
される。下型７の側面と下型ベース１１間には間隙１５
があり、ここからの熱伝導はない。したがって下型７と
下型ベース１１の接触面１４の面積を任意にかえること
によっても冷却量をコントロールすることが可能とな
る。
上にクランプ（図示せず）等で固定されている下型ベー
ス１１にボルト１２によって締結されている。下型ベー
ス１１には、冷却水が流れる冷却水経路１３が設けられ
ている。この水冷の効果もボルト締めによる、下型７と
下型ベース１１の接触面１４を通じてのみ下型７へ伝導
される。下型７の側面と下型ベース１１間には間隙１５
があり、ここからの熱伝導はない。したがって下型７と
下型ベース１１の接触面１４の面積を任意にかえること
によっても冷却量をコントロールすることが可能とな
る。
【００１７】次に上記の金型構造において、サイクルタ
イムの短縮を目的として湯口近傍を間接的に水冷する場
合に、指向性凝固を維持しながら冷却を強化することの
できる条件を図２（図１と同一の金型構造）により説明
する。図２において下型冷却ブロック２０により空冷さ
れる領域（Ｘ1）は半径Ｒ1の範囲で、又この冷却ブロッ
ク２０により水冷され領域（Ｘ2）は半径Ｒ2と半径Ｒ1
との間の領域（Ｒ2−Ｒ1）である。また同図において、
上型冷却ブロック２５により水冷される領域（Ｘ3）は
半径Ｒ4と半径Ｒ3との間の領域（Ｒ4−Ｒ3）である。そ
してＲ1〜Ｒ4をパラメータとして鋳造実験を行った結
果、下型冷却ブロックにより空冷される領域Ｘ1を０〜
６０ｍｍとし、同ブロックにより水冷される領域Ｘ2を
６０〜１００ｍｍとし、上型冷却ブロックにより水冷さ
れる領域Ｘ3を７０〜１００ｍｍの範囲とすることによ
り、指向性凝固と冷却の強化を両立できることが確認さ
れた。
イムの短縮を目的として湯口近傍を間接的に水冷する場
合に、指向性凝固を維持しながら冷却を強化することの
できる条件を図２（図１と同一の金型構造）により説明
する。図２において下型冷却ブロック２０により空冷さ
れる領域（Ｘ1）は半径Ｒ1の範囲で、又この冷却ブロッ
ク２０により水冷され領域（Ｘ2）は半径Ｒ2と半径Ｒ1
との間の領域（Ｒ2−Ｒ1）である。また同図において、
上型冷却ブロック２５により水冷される領域（Ｘ3）は
半径Ｒ4と半径Ｒ3との間の領域（Ｒ4−Ｒ3）である。そ
してＲ1〜Ｒ4をパラメータとして鋳造実験を行った結
果、下型冷却ブロックにより空冷される領域Ｘ1を０〜
６０ｍｍとし、同ブロックにより水冷される領域Ｘ2を
６０〜１００ｍｍとし、上型冷却ブロックにより水冷さ
れる領域Ｘ3を７０〜１００ｍｍの範囲とすることによ
り、指向性凝固と冷却の強化を両立できることが確認さ
れた。
【００１８】図３及び図４に本実施例と下型の湯口近傍
に直接水冷経路を設けた従来例の下型表面の温度分布を
半径方向及び円周方向に沿って測定した例を示す。図３
より、本実施例は従来例に比べて、湯口側が過度に冷却
されることなく金型表面の湯口部に向かい温度勾配がつ
き、指向性凝固が維持されることが分かる。図４から、
本発明によれば、冷却水の導入口及び排水口の位置に関
係なく円周方向に沿ってほぼ均一の温度分布が得られる
ことがわかる。
に直接水冷経路を設けた従来例の下型表面の温度分布を
半径方向及び円周方向に沿って測定した例を示す。図３
より、本実施例は従来例に比べて、湯口側が過度に冷却
されることなく金型表面の湯口部に向かい温度勾配がつ
き、指向性凝固が維持されることが分かる。図４から、
本発明によれば、冷却水の導入口及び排水口の位置に関
係なく円周方向に沿ってほぼ均一の温度分布が得られる
ことがわかる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、低圧鋳造により軽合金
製の車両用ホイールを製造する際に、鋳造欠陥の発生を
伴わずにサイクルタイムを大幅に短縮することができ
る。
製の車両用ホイールを製造する際に、鋳造欠陥の発生を
伴わずにサイクルタイムを大幅に短縮することができ
る。
【図１】本発明の一実施例に係わる車両用ホイール金型
の断面図である。
の断面図である。
【図２】本発明の金型と冷却手段の位置関係を説明する
ための車両用ホイール金型の断面図である。
ための車両用ホイール金型の断面図である。
【図３】車両用ホイール金型の下型の半径方向の温度分
布を示す図である。
布を示す図である。
【図４】車両用ホイール金型の下型の円周方向の表面温
度分布を示す図である。
度分布を示す図である。
【図５】車両用ホイールの断面図である。
１ 保持炉、 ４ ディスク部、 ５ デザイン部、
６ リム部、７ 下型、 ８ 上型、 ９、１０ 横
型、 １１ 下型ベース、１３ 冷却水経路、１４ 接
触面、 １６ 下型プラテン、１７ 上型ベース、 １
８ 断熱材、２０ 下型冷却ブロック ２５ 上型冷却ブロック
６ リム部、７ 下型、 ８ 上型、 ９、１０ 横
型、 １１ 下型ベース、１３ 冷却水経路、１４ 接
触面、 １６ 下型プラテン、１７ 上型ベース、 １
８ 断熱材、２０ 下型冷却ブロック ２５ 上型冷却ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 良治 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式 会社熊谷工場内 (72)発明者 大谷 芳男 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式 会社熊谷工場内 (72)発明者 田村 富源 埼玉県熊谷市三ケ尻5200番地日立金属株式 会社熊谷工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 上型、下型、横型で構成された軽合金製
の車両ホイール用キャビティ内に下型の中央付近から溶
湯を充填する低圧鋳造法に用いられる低圧鋳造用金型に
おいて、前記下型の湯口の周囲を空冷するための第１の
冷却手段とその外側を間接的に水冷するための第２の冷
却手段と上型の湯口の周囲を間接的に水冷するための第
３の冷却手段とを有することを特徴とする低圧鋳造用金
型。 - 【請求項２】 第１の冷却手段と第２の冷却手段が下型
冷却ブロックに組込まれ、第３の冷却手段が上型冷却ブ
ロックに組込まれていることを特徴とする請求項１記載
の低圧鋳造用金型。 - 【請求項３】 下型冷却ブロック及び上型冷却ブロック
はそれぞれ下型及び上型の湯口近傍とのみ接触すること
を特徴とする請求項２記載の低圧鋳造用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10773997A JPH10296423A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 低圧鋳造用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10773997A JPH10296423A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 低圧鋳造用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10296423A true JPH10296423A (ja) | 1998-11-10 |
Family
ID=14466735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10773997A Pending JPH10296423A (ja) | 1997-04-24 | 1997-04-24 | 低圧鋳造用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10296423A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-04-24 JP JP10773997A patent/JPH10296423A/ja active Pending
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