JPH0716779B2

JPH0716779B2 - 下部加圧方式の高圧鋳造装置

Info

Publication number: JPH0716779B2
Application number: JP62336341A
Authority: JP
Inventors: 昌弘寺田; 慎吾中村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1987-12-29
Publication date: 1995-03-01
Anticipated expiration: 2010-03-01
Also published as: JPH01178359A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、車両用のアルミニウムホイール等を鋳造する
ための下部加圧方式の高圧鋳造装置に関する。

（従来の技術）アルミニウムホイールのような高強度部品を製造するた
めの鋳造装置として、本出願人が開発した下部加圧方式
の高圧鋳造装置がある（参照：「生産用語事典」トヨタ
自動車株式会社トヨタ技術会発行、昭和60年12月24年、
P33〜P34）。

この高圧鋳造装置は、第７図に示すように、鋳造用の金
型１の下方に、上下方向にプランジャ２が作動する射出
シリンダ３が設けられており、この射出シリンダ３の上
部には、プランジャ２の作動により金型１のキャビティ
Ａに射出するための溶湯Ｂを貯留する湯溜め部材４が設
けられている。また、射出シリンダ３はブラケット５に
固定状態で取付けられ、湯溜め部材４はブラケット５に
摺動可能に取付けられており、プランジャ２の前進によ
りプランジャ２に設けられているフランジ部2aが掛合し
て湯溜め部材４を前進させることができるようになって
いる。そして、ブラケット５はリンク機構６により回動
自在に支持されている。

金型１には注湯口７が形成されており、この注湯口７に
前記湯溜め部材４の先端が嵌合して注湯可能となる。

この下部加圧方式の高圧鋳造装置の作動を説明すると、
湯溜め部材４を傾斜させて溶湯Ｂを注ぎ込む（第７図
（ａ）の状態）。つづいて、湯溜め部材４を垂直に戻し
た（第７図（ｂ）の状態）後、射出シリンダ３を作動さ
せてプランジャ２により湯溜め部材４を前進させ、先端
を金型１の注湯口７に嵌合させる（第７図（ｃ）の状
態）。そして、射出シリンダ３を作動させ、プランジャ
２により湯溜め部材４内の溶湯Ｂを押出して、キャビテ
ィＡ内に充填する（第７図（ｄ）の状態）。

このとき、溶湯Ｂを低速でキャビティＡに充填し、充填
後の凝固課程で高い圧力を加えるように射出を行なう。

このように成形すると、ち密で微細化された組織が得ら
れ、高強度の鋳造品が製造される。

そして、このように成形された鋳造品は、例えば、特願
昭53−114111号公報で開示されていような方法で、鋳造
品の注湯口に生じる余肉部分（ビスケット）が除去され
る。

これを、第５図および第６図（ａ），（ｂ）に基づいて
概略説明すると、まず、下部加圧式の高圧鋳造装置での
鋳造は、第５図に示すように、上型８、中型９、下型10
からなる金型１の注湯口７に、アルミニウムの溶湯の表
面に発生するアルミ酸化膜が溶湯Ｂとともにキャビティ
Ａ内に混入されないように除去するための網目状のパン
チングメタル11が取付けられる（実願昭57−127610号公
報参照）。

また、このパンチングメタル11は、鋳造品12の注湯口７
に生じた余肉部分（ビスケット）13を除去するための切
断を容易にするためのものでもある。そして、キャビテ
ィＡ内への注湯時に、このパンチングメタル11の浮き上
がりを防止するために、鋳鉄製のリング14をパンチング
メタル11の上面に載せている。

そして、湯溜め部材４内の溶湯Ｂをプランジャ２により
キャビティＡ内に押し込み、その後加圧することにより
鋳造成形が行なわれる。

つぎに、鋳造成形時に注湯口７に生じる余肉部13の除去
は、第６図（ａ）に示すように、金型１から離型させた
鋳造品12をダイス15で受けさせ、鋳抜きパンチ16によ
り、中央部を加圧することにより、第６図（ｂ）に示す
ように、余肉部13がパンチングメタル11の箇所から切断
されて除去される。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来の下部加圧式の高圧鋳造装置で
は、次のような問題点が生じた。

第５図から解るように、アルミニウムホイールの外輪部
を成形するキャビティＡの成形部位Ｘには、溶湯Ｂが自
重により落下して充填される（落し込み充填）。

そのため、自重落下するときに溶湯Ｂがガスを巻き込む
こととなり、鋳巣欠陥が生じやすく、後工程の熱処理時
に膨らみが発生し不良品の原因となるという問題点があ
った。

さらに、連続的に充填されないため、溶湯Ｂが冷えても
充填途中で凝固し湯流れ不良が発生しやすい。そこで、
湯流れを良くしようとすると、全体の成形部位を広げな
ければならず、そのため製品の肉厚が厚くなり、アルミ
ニウムホイールの利点である軽量化を損なうという問題
点があった。

また、落し込み充填をなくすために金型１の上下を逆転
させることが考えられるが、その場合には、注湯口７が
製品の意匠面（製品の外観となる面）側となる。そし
て、前述したように、注湯口７に生じる余肉部13はパン
チングメタル11の箇所において平面形状で切断されるた
め、意匠面側を注湯口７とすると、後加工で切削加工を
行なって、製品形状を削り出さなければならず、生産性
が非常に悪いため、意匠面側に注湯口７を設けることは
一般的に行なわれていなかった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、その
目的とするところは、生産性を低下させることなく、意
匠面側に注湯口を設けることができる下部加圧形式の高
圧鋳造装置により品質の良い薄肉、軽量の鋳造品を成形
することにある。

（問題点を解決するための手段）以上の問題点を解決する手段を第１図に基づいて具体的
に説明する。

金型の下方に設けた射出シリンダにより、キャビティの
下側に形成した注湯口から溶湯を充填して鋳造成形する
下部加圧方式の高圧鋳造装置において、成形する鋳造品
の意匠面が前記注湯口23側となるようにキャビティ21を
構成し、該注湯口23に前記鋳造品の意匠面の一部を成形
する入子リング24を配設したものである。

（作用）このように、注湯口23側が意匠面になるように構成した
キャビティ21の注湯口23に、意匠面の一部を成形する入
子リング24を配設して成形することにより、キャビティ
の注湯口部分にも意匠面の一部を成形させることができ
るので、意匠面側の製品形状を得るために後工程での切
削加工が必要なくなる。

（実施例）つぎに、本発明の実施例を第１図乃至第４図を用いて説
明する。なお、従来と同じ部材には、同一の符号を付し
て、詳細な説明を省略する。

金型17の下方に、上下方向にプランジャ２が作動する射
出シリンダ３が設けられている。この射出シリンダ３の
上部には、プランジャ２の作動により金型17に射出する
ための溶湯Ｂを貯留する湯溜め部材４が設けられてお
り、ブラケット５に射出シリンダ３と湯溜め部材４とが
組み付けられている。また、射出シリンダ３と湯溜め部
材４とはリンク機構６により回動自在に支持されてい
る。なお、湯溜め部材４は、プランジャ２に設けられて
いるフランジ2aが、プランジャ２の作動に伴なって湯溜
め部材４に掛合することにより上下動される金型17は、上型18、中型19、下型20からなり、各型18,1
9,20により，アルミニウムホイールを成形するキャビテ
ィ21が構成される。そして、下型20に、アルミニウムホ
イールの外観となる意匠面側の製品形状を成形する成形
面22と、注湯口23が設けられている。この注湯口23に
は、本発明の要部である入子リング24が配設されてお
り、入子リング24はアルミニウムホイールのハブ取付け
部の意匠面側の製品形状、すなわち、意匠面の一部を成
形する形状となっていて、パンチングメタル11上に載せ
られている。

以上の構成に係る作用を説明する。

従来と同様に、湯溜め部材４内の溶湯Ｂを注ぎ込んだ
後、射出シリンダ３を作動させプランジャ２を前進させ
ることにより、下型20の注湯口23に湯溜め部材４の先端
を嵌合させる。つづいて、第２図に示すように、プラン
ジャ２により溶湯Ｂをキャビティ21内へ低速度で充填す
る。

このとき、充填された溶湯Ｂは、アルミニウムホイール
の外輪部を成形する成形部位Ｘにおいて、下方から押圧
されて上方に流動することとなり、従来の自重による落
下と異なりガスの巻き込みが非常に減少し、湯流れも向
上する。

つぎに、溶湯Ｂが充填されたら、プランジャ２により高
圧で加圧して溶湯Ｂを凝固させる。

このようにして、成形された鋳造品25は離型させた後、
図示しないダイスに受けさせてセンター孔25aにピン26
を貫通させ、パンチングメタル11の箇所から余肉部27を
切断して除去する（第３図参照）。つづいて、ハブボル
ト孔25bからピン27を挿通させて入子リング24を加圧し
て鋳造品25から外す。

このように、アルミニウムホイールの意匠面側の製品形
状を入子リング24により形成するようにしたため、従
来、鋳造工程では意匠面を成形することができなかった
キャビティ21の注湯口部分にも意匠面を成形させること
ができるので、注湯口23側を意匠面として成形しても、
後加工として切削加工を行なう必要がなくなる。

（発明の効果）以上詳述に説明したように本発明は、下部加圧方式の高
圧鋳造装置において、注湯口に鋳造品の意匠面の一部を
成形する入子リングを配設することにより、意匠面が注
湯口側となるようにキャビティを構成しても、切削加工
をすることなく意匠面の製品形状を得ることができる。
そして、このキャビティ構成によれば、溶湯の充填が従
来のように落し込み充填とならず、成形部位の全体の湯
流れが向上して、ガスの巻き込みや湯流れ不良が発生す
ることがなくなる。

そのため、成形不良が防止されるとともに、外輪部の薄
肉化が図れて、生産性良く高強度でかつ軽量な鋳造品が
提供できることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の下部加圧方式の高圧鋳造装置の一実
施例を示す縦断面図、第２図は、第１図に示す高圧鋳造装置において、溶湯充
填時の状態を示す要部縦断面図、第３図は、第１図に示す高圧鋳造装置で成形した鋳造品
から余肉部を除去する状態を示す縦断面図、第４図は、第１図に示す高圧鋳造装置で成形した鋳造品
から入子リングを除去する状態を示す縦断面図、第５図は、従来の高圧鋳造装置における、溶湯充填状時
の態を示す要部縦断面図、第６図は、従来の鋳造品から余肉部を除去する手段を示
すもので、第６図（ａ）は除去する前の状態、第６図
（ｂ）は除去後の状態を示す縦断面図、第７図（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、下部加圧方
式の高圧鋳造装置の作動状態を示す縦断面図である。 17……金型 21……キャビティ 23……注湯口 24……入子リング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型の下方に設けた射出シリンダにより、
キャビティの下側に形成した注湯口から溶湯を充填して
鋳造成形する下部加圧方式の高圧鋳造装置において、成形する鋳造品の意匠面が前記注湯口側となるように金
型のキャビティを構成し、該注湯口に前記鋳造品の意匠
面の一部を成形する入子リングを配設したことを特徴と
する下部加圧方式の高圧鋳造装置。