Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3573338B2 - Low pressure casting method for vehicle wheels - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3573338B2 - Low pressure casting method for vehicle wheels - Google Patents

Low pressure casting method for vehicle wheels Download PDF

Info

Publication number
JP3573338B2
JP3573338B2 JP2000389492A JP2000389492A JP3573338B2 JP 3573338 B2 JP3573338 B2 JP 3573338B2 JP 2000389492 A JP2000389492 A JP 2000389492A JP 2000389492 A JP2000389492 A JP 2000389492A JP 3573338 B2 JP3573338 B2 JP 3573338B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
cavity
side gate
design
molten metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000389492A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001198663A (en
Inventor
哉 伊藤
誠 松本
弘幸 高塚
高士 糸井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP2000389492A priority Critical patent/JP3573338B2/en
Publication of JP2001198663A publication Critical patent/JP2001198663A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3573338B2 publication Critical patent/JP3573338B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

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金型キャビティ内で低圧鋳造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のロードホイールには種々の材質、構造のものがあるが、自動車の軽量化及び外観や意匠性の向上を目的として、アルミホイールに代表される軽合金製ホイールを装着する比率が増大している。この軽合金製ホイールは、通常低圧鋳造法で製造されることが多い。即ち、低圧鋳造法では、溶湯が金型キャビティ内に低速で充填されるので、ガスの巻込み及び酸化物の発生が他の鋳造法に比べて極力抑制される。
【0003】
一般に軽合金製ホイール30は、図6に示すようにボルトとナットにより車軸に取付けられる厚肉のハブ部31と厚肉部と薄肉部が混在するデザイン部32からなるディスク部33と、タイヤが取着される薄肉のリム部34から構成されている。図6(a)において、35はフロントフランジ部、36はリアフランジ部、37はリム部とディスク部が交差するクロス部、38はリム中央部である。なお、デザイン部32は図6(b)に示すように、スポーク部39と意匠穴39´からなる。車両の燃費向上の点から、ホイールの形状変更による軽量化が検討されている。この場合、ハブ部及びリム部は車体やタイヤとの取回しの点から大幅な形状変更はできないので、デザイン部の形状変更(例えば意匠穴の面積を大きくすることあるいはスポーク部を薄肉化すること)による軽量化が行われているが、大幅な軽量化は極めて困難である。
【0004】
上記ホイールを低圧鋳造で製造する場合、ハブ部31にゲートを設け、そこから溶湯を注入し、デザイン部32及びリム部34と溶湯をこの順に注入する方法(センターゲート法)あるいはリム部の端部(クロス部37)に複数(通常は2個)のゲートを設け、そこから溶湯を注入する方法(サイドゲート法)が採用されている。
センターゲート法では、溶湯充填後の凝固形態として、ゲート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、ハブ部の順に指向性凝固を行わせている。しかしこの鋳造方法では、デザイン部は厚肉部と薄肉部が混在した複雑形状を有するので、リム部からディスク部に向かう指向性凝固を達成することが困難である。
一方、サイドゲート法では、デザイン部自体が、凝固し易いハブ部への溶湯補給通路として機能するので、デザイン部での良好な湯流れを確保するために、デザイン部は厚肉となり、この鋳造方法でもホイール全体の大幅な軽量化は困難である。
【0005】
上述した従来法の欠点を解消すべく、ディスク中心部(ハブ部)とリム端にそれぞれゲートを設け、これらのゲートから金型内に注湯することが提案されている(例えば特開平5−269563号、同6−269923号参照)。この鋳造方法(3ゲート法)によれば、デザイン部の厚さを薄くしてもリム部からディスク部に向かう指向性凝固を達成できるので、ホイールの大幅な軽量化が可能となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上述した3ゲート法により、軽量化ホイールは得られるが、実用上からいくつかの問題点がある。すなわち前記公報では、本来強度の点から十分に組織の微細化がなされていなければならない部位(クロス部及びフロントフランジ部)にサイドゲートが設けられているので、機械的強度が不十分となり、強度不足を補うために意図している肉厚よりも厚くする必要がある。またリム部からディスク部に向う指向性凝固を達成するために、デザイン部に冷却手段を設けることが行われるが、これのみでは必ずしも良好な指向性凝固が行われるとは限らず、鋳造欠陥が発生し易い。
【0007】
さらに前記公報では、センターゲートの高さとサイドゲートの高さとの間に差がないので、溶湯の充填時期に差がなく、溶湯がデザイン部で合流することになる。したがって下型冷却を行い、下型表面温度が350℃程度の低い温度になる場合には、デザイン面に湯境不良が発生する。下型表面温度が高く湯境不良が発生しない場合でも、溶湯がデザイン面で合流するので、溶湯中に酸化物やガスが巻き込まれるおそれがある。デザイン面が切削仕様であると、この酸化物のために外観不良が発生することがある。
【0008】
従って、本発明の目的は、高強度でかつ軽量化した車両用ホイールを鋳造欠陥なく得ることができる低圧鋳造法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、リム部並びにハブ部及びデザイン部を含むディスク部とを有する車両用ホイールに対応する形状を有する金型内で車両用ホイールを低圧鋳造する方法において、ディスク部を形成するキャビティの中心部にセンターゲートを、リム部を形成するキャビティにサイドゲートを設け、かつ前記サイドゲートのキャビティ開口部をセンターゲートのキャビティ開口部よりも上方位置に具備し、各ゲートから溶湯を注入して当該キャビティに充填する、という技術的手段を採用した。
【0010】
本発明では、3ゲート法により低圧鋳造を行うので、デザイン部の薄肉化やその組織の微細化を達成することができる。特に本発明では、センターゲートはサイドゲートのキャビティ開口部下端部よりも低い位置にあるので、センターゲートから注入された溶湯とサイドゲートから注入された溶湯はデザイン面で合流せず、もって健全なデザイン面が得られる。当然ながら前記のように湯境が最も目立つのはデザイン面であるため、サイドゲートの位置はリム端やデザイン面よりも高くすることが好ましい。デザイン面とは図6でいえばデザイン部の下側にあたるホイールの表面位置である。さらにはデザイン部全体よりもサイドゲートが高いことが好ましい。
【0011】
また、図4(b)に示すように、サイドゲートをクロス部よりも上側に設けることで、構造上サイドゲートが折り取りやすくなる。折り取る際に応力が車両用ホイールに与える影響が小さくなるので高真円度のアルミホイールを鋳造することが可能である。クロス部とはリム部とディスク部とが交差している部分を指す。
【0012】
例えば図4(a)に示す鋳造方案に於いて図5(a)に示すようにリム部中央とクロス部との2辺でL字型にゲートとホイールキャビティが連結している。よってサイドゲートを座屈させて除去するには構造力学的に大きな力が必要となり、ホイールに多大な曲げ応力、せん断力がかかる。このホイールに熱処理を施すと、前記曲げ応力等の影響でホイールの真円度が悪化する可能性がある。図5(b)に示すようにサイドゲートとリム部中央との略直線状である接続断面形状となる。これによりサイドゲートを折り取る際のホイールにかかるひずみを低減し、高真円度を保つことが可能である。
また、さらなる効果として、図5(a)の11dのようなクロス部と連通するキャビティ開口部がなくキャビティ下方向の湯流れ性を抑制し溶湯の円周方向の湯回り性を高めることができる。これによりキャビティ下方向の湯流れ性を抑制するためデザイン面に湯境を発生しなくなる。また円周方向で組織の偏りが小さくなり、周方向に強度のバラツキが少ないホイールとすることが可能である。
【0013】
図5(b)のようにする場合、サイドゲートの下端部からクロス部上端部までのリム中央部厚さを有する部分の距離が2mm以下では金型構造上強度的な不安が残る。また、40mm以上ではサイドゲートからの溶湯がクロス部に回りきらず、クロス部でのひけ等による鋳造欠陥が多発しやすくなる。よってサイドゲートの下端からクロス部上端までの距離tは好ましくは2〜40mm、さらに好ましくは4〜20mm程度とする。
【0014】
通常サイドゲートの開口部近傍及びクロス部とリム部との境には湯回り性を向上するために適度(1〜20mm)のRを設ける。本願で述べるサイドゲート下端部およびクロス部上端部とはこのRを含めないサイドゲートの下端部、クロス部の上端部を示す。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面により説明する。
図1は本発明を実施するための鋳造装置の要部を示す断面図、図2は図1のA−A矢視図(但し、横型と下型を上部から見た図)、図3は図2のB−B矢視図である。
図1において、1は金型であり、ホイールデザインに対応した種々の表面形状を有する下型2と、その上方に位置する上型3と、下型2及び上型3と嵌合してキャビティ6を形成するように左右に摺動可能な横型4、5とを備えている。下型2は、下型プラテン7に固定された下型ベース8上に設置されている。上型3は、上型ベース9にボルト10で固定されている。キャビティ6は、ディスク部キャビティ60とリム部キャビティ61からからなり、ディスク部キャビティ60はハブ部キャビティ62とデザイン部キャビティ63からなり、リム部キャビティ61はクロス部キャビティ64と中央部キャビティ65からなる。ハブ部キャビティ62にはセンターゲート11aが、クロス部キャビティ64、64には各々サイドゲート11b及び11cが形成され、各ゲートは、湯道12a、12b及び12cを介してストーク13a、13b及び13cに連通している。ゲート11b及び11cは、図2に示すように平面からみてセンターゲート11aの両側に対称位置、すなわち各ゲートの中心が同一直線上に位置するように配置されている。これらのストークの下端部は、溶湯が収容された密閉容器(図示せず)に挿入されている。下型2には、デザイン部キャビティ63に対応する位置に下型冷却通路14が設けられている。15は型割れ面である。
【0016】
上記構成による動作を説明する。まず密閉容器内の溶湯を加圧することにより、溶湯はストーク13a、13b及び13cから湯道12a、12b及び12cを経て、ゲート11a、11b及び11cからキャビティ6内に充填される。
ここでセンターゲート11aと、サイドゲート11b、11cとの間には高低差があるので、センターゲート11aを通過する溶湯はデザイン部キャビティ63を充填し、サイドゲート11b、11cを通過する溶湯はリム部キャビティ61を充填する。即ち溶湯はリム部キャビティ61で合流する。所定時間経過後、加圧を解除すると、各ストーク内の溶湯は密閉容器内に戻り、キャビティ6内の溶湯が凝固して、図6に示すホイールが得られる。
【0017】
上記の鋳造工程における溶湯の凝固過程を詳述すると、次の通りである。サイドゲート11b、11cからキャビティ6内に注入された溶湯は、リム部キャビティ65の上端からその下端に向って凝固が進行する。一方、センターゲート11aからディスク部キャビティ60に注入された溶湯は、デザイン部キャビティ63からハブ部キャビティ62に向って凝固が進行する。従ってデザイン部キャビティ63に湯流れ機能や溶湯補給機能を持たせるまでもなく、鋳造方案上ホイールデザイン部の薄肉化が可能となる。またデザイン部から凝固が始まるので、デザイン部の組織が微細となり、高強度を維持できる。
しかも本発明では、サイドゲートは、リム端を避けた位置に設けられているので、フロントフランジあるいはリムの中央といった高強度を要する部位の組織が微細になり、もって強度上からみてもデザイン部の薄肉化が可能となる。
【0018】
サイドゲートをリム部キャビティ61の端部[図4(c)の実線で示す位置]あるいはクロス部キャビティ64の側面[図4(c)の破線で示す位置]に設けると、デザイン面に湯境が発生する可能性がある。本発明では、上述したようにセンターゲートとサイドゲートとの間に高低差があるので、溶湯はデザイン部を避けた位置(リム部)で合流し、もって全なデザイン面を得ることができる。もちろん本発明によれば、各ゲートからの流動長が短くなり、また凝固時間も短縮されるので、鋳造サイクルタイムの短縮といった生産性向上の効果もある。
【0019】
(実施例)
以下、実施例及び比較例により本発明を更に具体的に説明する。
(実施例1)
図1に示す鋳造装置を使用し、Al−Si−Mg系合金(JIS AC4CH)の溶湯(約450℃)を金型(約480℃に加熱)に注入して(圧力0.5〜0.7kg/cm)、図6に示す形状のアルミホイールを鋳造した。
(実施例2)
サイドゲートを図4(b)に示す位置(サイドゲート下端とクロス部上端との距離t=2mm)に設けた鋳造装置を使用した以外は実施例1と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
(実施例3)
サイドゲートを図4(b)に示す位置(サイドゲート下端とクロス部上端との距離t=10mm)に設けた鋳造装置を使用した以外は実施例1と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
(実施例4)
サイドゲートを図4(b)に示す位置に設け、かつサイドゲートに絞りを設けて、接続部分の幅wを実施例3の2/3(10mm)とした鋳造装置を使用した以外は実施例3と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
【0020】
(参考例1)
サイドゲートを図4(c)の実線で示す位置に設けた鋳造装置を使用した以外は実施例1と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
(参考例2)
サイドゲートを図4(c)の破線で示す位置に設けた以外は実施例1と同様の条件で鋳造した。
(比較例1)
サイドゲート[図4(a)に示す位置]のみから溶湯を金型に注入した(サイドゲート鋳造法案)以外は実施例1と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。
(比較例2)
サイドゲート[図4(b)に示す位置]のみから溶湯を金型に注入した(サイドゲート鋳造法案)以外は実施例1と同様の条件でアルミホイールを鋳造した。上記各例のアルミホイールについて、デザイン面の湯境の有無を目視で観察し、またフロントフランジ部及びリム中央部から試料を切出し、衝撃テストを行った。その結果を表1に示す。また各アルミホイールの重量、鋳造サイクルタイム、およびサイドゲート除去の際の押圧手段にかかる応力も測定し、それらの結果(但し、比較例2を1とした場合の比率で示す)も同じく表1に示す。
【0021】
【表1】

Figure 0003573338
【0022】
表1から、3ゲート方式(実施例1〜4及び参考例1、2)の低圧鋳造法によれば、サイドゲート方式(比較例1,2)の方法よりもアルミホイールを10%以上軽量化することができ、また鋳造サイクルタイムも大幅に短縮できることがわかる。また3ゲート方式でしかも、サイドゲートをフロントフランジ部から離れかつクロス部に隣接する位置に設けた場合(実施例1)は、デザイン面に湯境の発生がなくしかも衝撃テストの結果も良好である。さらにサイドゲートをクロス部よりも上方に設けた場合は(実施例2〜4)、最終製品形状にまで影響を及ぼすサイドゲート除去の際に発生するひずみを極力低減することができる。対して、3ゲート方式でも、サイドゲートをリム端(参考例1)に設けた場合はデザイン面に湯境が発生することがあり、かつ機械的強度が低下することがわかる。
【0023】
【発明の効果】
以上に記述の如く、本発明によれば、キャビティの特定位置に複数のゲートを設けかつ指向性凝固を促進する金型構造としたので、デザイン面が全で、高強度でかつ軽量化した車両用ホイールを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る鋳造装置の要部を示す断面図である。
【図2】図1のA−A矢視図である。
【図3】図2のB−B矢視図である。
【図4】サイドゲートの位置を示す概略図(a)、(b)、(c)である。
【図5】サイドゲートとホイールキャビティとの接続部を示す概略図(a)、(b)である。
【図6】アルミホイールの断面図(a)、同平面図(b)である。
【符号の説明】
1 金型、2 下型、3 上型、4,5 横型、6 キャビティ
11a,11b,11c ゲート、30 ホイール[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for low pressure casting a light alloy vehicle wheel in a mold cavity.
[0002]
[Prior art]
There are various types of road wheels in automobiles, which have various materials and structures.In order to reduce the weight and improve the appearance and design of automobiles, the proportion of light alloy wheels typified by aluminum wheels is increasing. I have. This light alloy wheel is usually manufactured by a low pressure casting method in many cases. That is, in the low-pressure casting method, the molten metal is filled into the mold cavity at a low speed, so that entrainment of gas and generation of oxides are suppressed as much as possible in other casting methods.
[0003]
Generally, as shown in FIG. 6, a light alloy wheel 30 has a thick hub portion 31 attached to an axle by bolts and nuts, a disk portion 33 including a design portion 32 in which a thick portion and a thin portion are mixed, and a tire. It comprises a thin rim 34 to be attached. In FIG. 6A, 35 is a front flange portion, 36 is a rear flange portion, 37 is a cross portion where a rim portion and a disc portion intersect, and 38 is a rim center portion. The design section 32 includes a spoke section 39 and a design hole 39 'as shown in FIG. 6B. From the viewpoint of improving fuel efficiency of vehicles, weight reduction by changing the shape of wheels is being studied. In this case, since the shape of the hub portion and the rim portion cannot be significantly changed from the viewpoint of handling with the vehicle body and the tire, the shape portion of the design portion is changed (for example, the area of the design hole is increased or the spoke portion is made thinner). ), But significant weight reduction is extremely difficult.
[0004]
When the wheel is manufactured by low pressure casting, a gate is provided in the hub portion 31, a molten metal is injected from the gate portion, and the molten metal is injected into the design portion 32 and the rim portion 34 in this order (center gate method) or an end of the rim portion. A method (side gate method) in which a plurality of (usually two) gates are provided in the section (cross section 37) and the molten metal is injected therefrom is adopted.
In the center gate method, as a solidification form after filling the molten metal, directional solidification is performed in the order of the rim portion, the design portion, and the hub portion in order to sufficiently exert the gate pushing effect. However, in this casting method, since the design portion has a complicated shape in which a thick portion and a thin portion are mixed, it is difficult to achieve directional solidification from the rim portion to the disk portion.
On the other hand, in the side gate method, the design portion itself functions as a molten metal supply passage to the hub portion that is easily solidified. Even with this method, it is difficult to significantly reduce the weight of the entire wheel.
[0005]
In order to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional method, it has been proposed to provide gates at the center portion (hub portion) of the disk and at the end of the rim, and to pour the metal into the mold from these gates (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5- 269563 and 6-269923). According to this casting method (three-gate method), directional solidification from the rim toward the disk can be achieved even if the thickness of the design part is reduced, so that the weight of the wheel can be significantly reduced.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Although a lightweight wheel can be obtained by the above-described three-gate method, there are some problems in practical use. That is, in the above-mentioned publication, since the side gate is provided in a portion (cross portion and front flange portion) where the structure must be sufficiently miniaturized from the viewpoint of strength, mechanical strength becomes insufficient and strength is reduced. It must be thicker than intended to make up for the shortage. Also, in order to achieve directional solidification from the rim to the disk, cooling means is provided in the design part. However, this alone does not always result in good directional solidification, and casting defects are not always achieved. Easy to occur.
[0007]
Further, in the above publication, there is no difference between the height of the center gate and the height of the side gates, so that there is no difference in the filling time of the molten metal, and the molten metal joins at the design part. Therefore, when the lower mold is cooled and the lower mold surface temperature becomes a low temperature of about 350 ° C., a hot boundary failure occurs on the design surface. Even when the surface temperature of the lower mold is high and there is no defect in the molten metal boundary, the molten metal merges on the design surface, so that oxides and gases may be entrained in the molten metal. If the design surface is of a cutting specification, poor appearance may occur due to this oxide.
[0008]
Therefore, an object of the present invention is to provide a low-pressure casting method capable of obtaining a high-strength and lightweight vehicle wheel without casting defects.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in a method of low-pressure casting a vehicle wheel in a mold having a shape corresponding to a vehicle wheel having a rim portion and a disk portion including a hub portion and a design portion, the disk portion is formed. A center gate is provided at the center of the cavity to be formed, a side gate is provided at the cavity forming the rim, and the cavity opening of the side gate is provided at a position higher than the cavity opening of the center gate. The technical means of injecting and filling the cavity was adopted.
[0010]
In the present invention, since low-pressure casting is performed by the three-gate method, it is possible to achieve a thinner design portion and a finer structure thereof. In particular, in the present invention, since the center gate is located at a position lower than the lower end of the cavity opening of the side gate, the molten metal injected from the center gate and the molten metal injected from the side gate do not merge on the design side, so that the sound is sound. The design aspect is obtained. Naturally, since the hot water boundary is most noticeable on the design surface as described above, it is preferable that the position of the side gate be higher than the rim end or the design surface. The design surface is the surface position of the wheel below the design portion in FIG. Further, it is preferable that the side gate is higher than the entire design part.
[0011]
In addition, as shown in FIG. 4B, by providing the side gate above the cross portion, the side gate is easily broken off in terms of structure. Since the influence of the stress on the vehicle wheel at the time of breaking is reduced, it is possible to cast an aluminum wheel with high roundness. The cross portion indicates a portion where the rim portion and the disk portion intersect.
[0012]
For example, in the casting method shown in FIG. 4A, as shown in FIG. 5A, the gate and the wheel cavity are connected in an L-shape at two sides of the center of the rim portion and the cross portion. Therefore, buckling and removing the side gate requires a large force in terms of structural mechanics, and a large bending stress and shear force are applied to the wheel. When heat treatment is performed on this wheel, the roundness of the wheel may be deteriorated due to the bending stress and the like. As shown in FIG. 5B, a substantially straight connection cross section between the side gate and the center of the rim portion is obtained. As a result, it is possible to reduce distortion applied to the wheel when the side gate is cut off, and to maintain high roundness.
Further, as a further effect, there is no cavity opening communicating with the cross portion like 11d in FIG. 5 (a), so that the flow of molten metal in the downward direction of the cavity can be suppressed, and the molten metal can be more easily run in the circumferential direction. . As a result, since the flow of the molten metal in the downward direction of the cavity is suppressed, the boundary of the molten metal does not occur on the design surface. In addition, it is possible to reduce the deviation of the tissue in the circumferential direction and reduce the variation in strength in the circumferential direction.
[0013]
In the case shown in FIG. 5B, if the distance between the lower end of the side gate and the upper end of the cross portion having the rim center thickness is 2 mm or less, the strength of the mold structure remains uneasy. On the other hand, when the length is 40 mm or more, the molten metal from the side gate does not reach the cross portion, and casting defects due to sink in the cross portion easily occur. Therefore, the distance t from the lower end of the side gate to the upper end of the cross portion is preferably about 2 to 40 mm, more preferably about 4 to 20 mm.
[0014]
Normally, an appropriate radius (1 to 20 mm) is provided in the vicinity of the opening of the side gate and at the boundary between the cross portion and the rim portion in order to improve the hot water flowability. The lower end of the side gate and the upper end of the cross portion described in the present application indicate the lower end of the side gate and the upper end of the cross portion excluding this R.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a casting apparatus for carrying out the present invention, FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 1 (however, a horizontal type and a lower type are viewed from above), and FIG. FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 2.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a mold, a lower mold 2 having various surface shapes corresponding to a wheel design, an upper mold 3 located above the mold, and a cavity fitted with the lower mold 2 and the upper mold 3. 6 which are slidable to the left and right to form 6. The lower die 2 is set on a lower die base 8 fixed to a lower die platen 7. The upper die 3 is fixed to the upper die base 9 with bolts 10. The cavity 6 comprises a disk cavity 60 and a rim cavity 61, the disk cavity 60 comprises a hub cavity 62 and a design cavity 63, and the rim cavity 61 comprises a cross cavity 64 and a central cavity 65. . A center gate 11a is formed in the hub cavity 62, and side gates 11b and 11c are formed in the cross cavity 64, 64. The gates are connected to the stalks 13a, 13b, and 13c via the runners 12a, 12b, and 12c. Communicating. The gates 11b and 11c are arranged symmetrically on both sides of the center gate 11a when viewed from a plane as shown in FIG. 2, that is, the centers of the gates are located on the same straight line. The lower ends of these stalks are inserted into a closed container (not shown) containing a molten metal. The lower die 2 is provided with a lower die cooling passage 14 at a position corresponding to the design part cavity 63. Reference numeral 15 denotes a mold crack surface.
[0016]
The operation of the above configuration will be described. First, by pressurizing the molten metal in the closed container, the molten metal is filled into the cavity 6 from the gates 11a, 11b, and 11c via the stalks 13a, 13b, and 13c, and the runners 12a, 12b, and 12c.
Here, since there is a height difference between the center gate 11a and the side gates 11b and 11c, the molten metal passing through the center gate 11a fills the design portion cavity 63, and the molten metal passing through the side gates 11b and 11c is removed from the rim. The internal cavity 61 is filled. That is, the molten metal joins in the rim cavity 61. After the elapse of a predetermined time, when the pressurization is released, the molten metal in each stalk returns to the closed container, and the molten metal in the cavity 6 solidifies, and the wheel shown in FIG. 6 is obtained.
[0017]
The solidification process of the molten metal in the above casting step will be described in detail below. The molten metal injected into the cavity 6 from the side gates 11b and 11c progresses from the upper end of the rim portion cavity 65 to the lower end thereof. On the other hand, the molten metal injected from the center gate 11a into the disk cavity 60 solidifies from the design cavity 63 to the hub cavity 62. Therefore, it is possible to make the wheel design portion thinner in the casting method without giving the design portion cavity 63 a function of flowing molten metal and a function of supplying molten metal. In addition, since solidification starts from the design part, the structure of the design part becomes fine and high strength can be maintained.
Moreover, in the present invention, since the side gate is provided at a position avoiding the end of the rim, the structure of a portion requiring high strength, such as the front flange or the center of the rim, becomes finer, and thus the design portion of the design portion is viewed from the viewpoint of strength. The thickness can be reduced.
[0018]
If the side gate is provided at the end of the rim cavity 61 [at the position indicated by the solid line in FIG. 4C] or at the side of the cross cavity 64 at the position indicated by the broken line in FIG. May occur. In the present invention, there is a height difference between the center gate and the side gate, as described above, the molten metal can merge at a position avoiding a design portion (rim portion), obtain the total design surface Ken have . Of course, according to the present invention, since the flow length from each gate is shortened and the solidification time is also shortened, there is also an effect of improving productivity such as shortening the casting cycle time.
[0019]
(Example)
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.
(Example 1)
Using a casting apparatus shown in FIG. 1, a molten metal (about 450 ° C.) of an Al—Si—Mg-based alloy (JIS AC4CH) is poured into a mold (heated to about 480 ° C.) (at a pressure of 0.5 to 0. 7 kg / cm 2 ), and an aluminum wheel having a shape shown in FIG. 6 was cast.
(Example 2)
An aluminum wheel was cast under the same conditions as in Example 1 except that a casting apparatus in which the side gate was provided at the position shown in FIG. 4B (the distance t between the lower end of the side gate and the upper end of the cross portion t = 2 mm) was used.
(Example 3)
An aluminum wheel was cast under the same conditions as in Example 1 except that a casting device in which the side gate was provided at the position shown in FIG.
(Example 4)
Example 2 except that a side gate was provided at the position shown in FIG. 4 (b), a narrowing was provided in the side gate, and the width w of the connection portion was 2/3 (10 mm) of Example 3 and a casting apparatus was used. An aluminum wheel was cast under the same conditions as in No. 3.
[0020]
(Reference Example 1)
An aluminum wheel was cast under the same conditions as in Example 1 except that a casting device in which the side gate was provided at the position shown by the solid line in FIG. 4C was used.
(Reference Example 2)
Casting was performed under the same conditions as in Example 1 except that the side gate was provided at the position indicated by the broken line in FIG.
(Comparative Example 1)
An aluminum wheel was cast under the same conditions as in Example 1 except that the molten metal was injected into the mold only from the side gate [position shown in FIG. 4A] (side gate casting method).
(Comparative Example 2)
An aluminum wheel was cast under the same conditions as in Example 1 except that the molten metal was injected into the mold only from the side gate [position shown in FIG. 4B] (side gate casting method). With respect to the aluminum wheels of each of the above examples, the presence or absence of a hot boundary on the design surface was visually observed, and a sample was cut out from the front flange portion and the rim center portion to perform an impact test. Table 1 shows the results. In addition, the weight of each aluminum wheel, the casting cycle time, and the stress applied to the pressing means when removing the side gate were also measured. The results (however, the ratio when Comparative Example 2 is set to 1) are also shown in Table 1. Shown in
[0021]
[Table 1]
Figure 0003573338
[0022]
From Table 1, according to the low-pressure casting method of the three-gate method (Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 and 2), the weight of the aluminum wheel is reduced by 10% or more compared to the method of the side-gate method (Comparative Examples 1 and 2 ). It can be seen that the casting cycle time can be greatly reduced. When the three-gate system is used and the side gate is provided at a position away from the front flange portion and adjacent to the cross portion (Example 1), there is no hot water boundary on the design surface and the result of the impact test is good. is there. Further, when the side gate is provided above the cross portion (Examples 2 to 4), it is possible to reduce as much as possible the distortion generated when removing the side gate, which affects the final product shape. On the other hand, even in the three-gate system, when the side gate is provided at the end of the rim (Reference Example 1), a hot boundary may occur on the design surface, and the mechanical strength is reduced.
[0023]
【The invention's effect】
As above described, according to the present invention, since the mold structures that facilitate providing and directional solidification of the plurality of gates in a specific position of the cavity, the design surface in soundness, and was lightweight high strength A vehicle wheel can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a main part of a casting apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view as viewed in the direction of arrows AA in FIG. 1;
FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 2;
FIGS. 4A, 4B, and 4C are schematic diagrams showing positions of side gates. FIGS.
FIGS. 5A and 5B are schematic diagrams showing a connection portion between a side gate and a wheel cavity. FIGS.
FIG. 6 is a sectional view (a) and a plan view (b) of an aluminum wheel.
[Explanation of symbols]
1 mold, 2 lower mold, 3 upper mold, 4,5 horizontal mold, 6 cavities 11a, 11b, 11c Gate, 30 wheels

Claims (4)

リム部並びにハブ部及びデザイン部を含むディスク部とを有する車両用ホイールに対応する形状を有する金型内で車両用ホイールを低圧鋳造する方法において、ディスク部を形成するキャビティの中心部にセンターゲートを、リム部を形成するキャビティにサイドゲートを設け、かつ前記サイドゲートのキャビティ開口部をセンターゲートのキャビティ開口部よりも上方位置に具備し、各ゲートから溶湯を注入して当該キャビティに充填することを特徴とする車両用ホイールの低圧鋳造方法。A method for low pressure casting a vehicle wheel in a mold having a shape corresponding to a vehicle wheel having a rim portion and a disk portion including a hub portion and a design portion, wherein a center gate is provided at the center of a cavity forming the disk portion. A side gate is provided in the cavity forming the rim portion, and the cavity opening of the side gate is provided above the cavity opening of the center gate, and molten metal is injected from each gate to fill the cavity. A low-pressure casting method for a vehicle wheel, characterized in that: 前記サイドゲートのキャビティ開口部の位置は車両用ホイールのディスク部側リム端よりも上方に設置する請求項1に記載の車両用ホイールの低圧鋳造方法。2. The low-pressure casting method for a vehicle wheel according to claim 1, wherein the position of the cavity opening of the side gate is located above the end of the rim of the vehicle wheel on the disk side. 前記サイドゲートのキャビティ開口部の位置は車両用ホイールのデザイン面よりも上方に設置する請求項1に記載の車両用ホイールの低圧鋳造方法。The low pressure casting method for a vehicle wheel according to claim 1, wherein the position of the cavity opening of the side gate is located above a design surface of the vehicle wheel. 前記サイドゲートのキャビティ開口部の位置は車両用ホイールのデザイン部全体よりも上方に設置する請求項1に記載の車両用ホイールの低圧鋳造方法。The low-pressure casting method for a vehicle wheel according to claim 1, wherein the position of the cavity opening of the side gate is located above the entire design portion of the vehicle wheel.
JP2000389492A 1999-01-07 2000-12-21 Low pressure casting method for vehicle wheels Expired - Lifetime JP3573338B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000389492A JP3573338B2 (en) 1999-01-07 2000-12-21 Low pressure casting method for vehicle wheels

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11-1567 1999-01-07
JP156799 1999-01-07
JP2000389492A JP3573338B2 (en) 1999-01-07 2000-12-21 Low pressure casting method for vehicle wheels

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP29223499A Division JP4465642B2 (en) 1999-01-07 1999-10-14 Low pressure casting method for vehicle wheel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001198663A JP2001198663A (en) 2001-07-24
JP3573338B2 true JP3573338B2 (en) 2004-10-06

Family

ID=26334812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000389492A Expired - Lifetime JP3573338B2 (en) 1999-01-07 2000-12-21 Low pressure casting method for vehicle wheels

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3573338B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009090303A (en) * 2007-10-04 2009-04-30 Hitachi Metals Ltd Low-pressure casting apparatus and low-pressure casting method
JP2014040239A (en) * 2013-09-17 2014-03-06 Hitachi Metals Ltd Wheel for vehicle

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7017647B2 (en) * 2004-04-29 2006-03-28 Amsted Industries Inc. Method for casting objects with an improved hub core assembly
CN103658542B (en) * 2013-12-19 2016-08-31 贵州黎阳航空动力有限公司 A kind of precision casting pouring system
CN103990765A (en) * 2014-05-28 2014-08-20 徐州君涛工贸有限公司 Ball casting mold
CN105562659B (en) * 2016-02-15 2019-02-19 中信戴卡股份有限公司 A kind of mold for wheel cast
CN107127305A (en) * 2017-05-27 2017-09-05 河北隆春通用设备制造有限责任公司 A kind of wheel hub casting mould
CN115213373B (en) * 2022-07-28 2026-01-13 中信戴卡股份有限公司 Casting mold and casting method for multi-gate aluminum alloy wheel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009090303A (en) * 2007-10-04 2009-04-30 Hitachi Metals Ltd Low-pressure casting apparatus and low-pressure casting method
JP2014040239A (en) * 2013-09-17 2014-03-06 Hitachi Metals Ltd Wheel for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001198663A (en) 2001-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1185298A (en) Vehicule wheel and process of manufacture
JP5046106B2 (en) Low pressure casting apparatus and low pressure casting method
JP3573338B2 (en) Low pressure casting method for vehicle wheels
KR20130123653A (en) Method for manufacturing aluminium wheelhub
JP4465642B2 (en) Low pressure casting method for vehicle wheel
CN113198982B (en) Casting method of flywheel casting
JP3159366B2 (en) Low pressure casting mold
CN102974772B (en) Shaft box mold of rail wagon bogie
JP2000254766A5 (en)
JP4305798B2 (en) Aluminum wheel casting method and casting mold
JP5448019B2 (en) Vehicle wheel
JP4311674B2 (en) Vehicle wheel
JP4215226B2 (en) Automotive suspension materials
JP2003117625A (en) Light alloy car wheel, and manufacturing method thereof
JP5871399B2 (en) Vehicle wheel and method of manufacturing the same
JP4332844B2 (en) Manufacturing method for vehicle wheel
CN214355328U (en) Adopt A356 aluminium system truck wheel hub
CN111889652B (en) A locking device for local pressure application in counter-gravity casting and counter-gravity casting equipment
CN212329617U (en) A kind of clamping device for partial pressure of anti-gravity casting and anti-gravity casting equipment
JP3781271B2 (en) Light alloy wheels for vehicles
CN210208554U (en) Gravity casting mold for wheel alloy hub
JP4096087B2 (en) Low pressure casting equipment for particle dispersed aluminum alloy material
JPH06277817A (en) Low pressure casting device
JP2000219003A (en) Automobile wheel
CN112172405A (en) Manufacturing process for truck hub made of A356 aluminum

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040416

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040520

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20040611

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20040624

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3573338

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070709

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080709

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090709

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090709

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100709

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100709

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110709

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110709

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120709

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120709

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130709

Year of fee payment: 9

EXPY Cancellation because of completion of term
S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R370 Written measure of declining of transfer procedure

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371