JP2010179337A - 鋳抜きピン支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】溶湯の凝固収縮力による鋳抜きピンの損傷を抑制する鋳抜きピン支持構造を提供する。
【解決手段】金型１に設けた挿通孔３内に、径方向に移動自在に支持された鋳抜きピン４と、溶湯の凝固収縮力により挿通孔３内を径方向に移動した鋳抜きピン４を、凝固収縮力から開放された後、初期状態に復帰させる、鋳抜きピン４の鍔部１４からキャビティ５側と反対側に突設される円錐状突部２０、該円錐状突部２０の頂部に接触する円錐状凹部２２を有するコマ２３及び該コマ２３をキャビティ５側に付勢するスプリング２５を備えた復帰手段とを備えているので、溶湯の凝固収縮力による鋳抜きピン４の損傷を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ダイキャスト鋳造の金型への鋳抜きピン支持構造に関するものである。

一般に、ダイキャスト鋳造製品において、該鋳造製品に孔形状を成形する際には金型に鋳抜きピンが支持されて成形される。
従来では、図４及び図５に示すように、一方の金型１に設けた挿通孔５１内に鋳抜きピン５０が押さえ板８’により固定され、該鋳抜きピン５０の先端部分が一対の金型１、２内のキャビティ５に突出される。また、金型１の挿通孔５１の大径孔部１０及び中径孔部１１と、鋳抜きピン５０の鍔部１４及び主軸部１５との間には、組付時に必要なクリアランスは設定されているが、鋳抜きピン５０は挿通孔５１に対して、軸方向及び径方向への移動が規制された状態で支持されている。
そこで、ダイキャスト鋳造時には、金型内の溶湯が凝固する際の凝固収縮力が鋳造製品の中心に向かって発生するために、通常、この凝固収縮力や金型の温度上昇による熱膨張などを考慮して、金型寸法を鋳造製品寸法に対して、０．５％〜０．７％程度大きめに製造している。例えば、鋳造製品形状において２つの孔間の距離が１００ｍｍに設定されている場合には、各鋳抜きピン間の距離を１００．５ｍｍ〜１００．７ｍｍに設定している。

ところで、上述したように、金型内の溶湯が凝固される際に発生する凝固収縮力が鋳抜きピンに作用すると、鋳抜きピンは径方向及び軸方向への移動が規制された状態で支持されているので、該凝固収縮力を吸収することができず、鋳抜きピンが損傷するという問題が発生していた。

上述した問題を解決すべく提案された従来技術として特許文献１には、一方の端部に鍔部が形成され、鍔部が形成された側と反対側の他方の端部が、一方の金型に穿設された挿通孔を介してキャビティに突出される鋳抜きピンと、鍔部と一方の金型の外側面との間に配置され、鋳抜きピンを一方の金型の外側方向に向けて付勢する弾性部材と、鋳抜きピンの前記一方の端部に当接して、鋳抜きピンを一方の金型に係止させる固定部材とを具備し、鋳抜きピンは、固定部材に係止された状態で、キャビティに突出された他方の端部が揺動自在に取り付けられており、鋳抜きピンの他方の端部が揺動することで溶湯が凝固する際の凝固収縮力を吸収する鋳抜きピン取付構造が開示されている。

特開２００７−２９６５４５号公報

しかしながら、特許文献１の鋳抜きピン取付構造では、鋳抜きピンの他方の端部が揺動することで溶湯が凝固する際の凝固収縮力を吸収しようとしているが、鋳抜きピンの挿通孔の径方向への移動は規制されるために十分に凝固収縮力を吸収することができず、鋳抜きピンが損傷する虞があり、まだ、改善する余地がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、溶湯の凝固収縮力による鋳抜きピンの損傷を抑制する鋳抜きピン支持構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１の発明は、金型に設けた挿通孔内に径方向に移動自在に支持される鋳抜きピンと、溶湯の凝固収縮力により前記挿通孔内を径方向に移動した鋳抜きピンを、凝固収縮力から開放された後、初期状態に復帰させる復帰手段と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項１の発明では、鋳抜きピンは、金型に設けた挿通孔内に、径方向に移動自在に支持されているので、溶湯の凝固収縮力を鋳抜きピンの径方向への移動により吸収することができ、鋳抜きピンの損傷を抑制することができる。しかも、復帰手段を備えているので、鋳抜きピンを初期状態である挿通孔の径方向略中央に復帰させることができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記復帰手段は、前記鋳抜きピンの鍔部からキャビティ側と反対側に突設される円錐状突部と、該円錐状突部の頂部に接触する円錐状凹部を有するコマと、該コマをキャビティ側に付勢する付勢手段と、からなることを特徴とするものである。
請求項２の発明では、復帰手段を簡易な構造で構成することができる。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記鋳抜きピンに、前記金型の前記挿通孔周辺の内壁面に当接する平面部を設けたことを特徴とするものである。
請求項３の発明では、鋳抜きピンが金型の挿通孔内に配置されると、鋳抜きピンに設けた平面部が金型の挿通孔周辺の内壁面に当接するので、挿通孔の内周面と鋳抜きピンの外周面との間のクリアランス内への溶湯の浸入を防ぐことができ、ひいては、鋳造製品の後加工を減少させることができる。

本発明によれば、溶湯の凝固収縮力による鋳抜きピンの損傷を抑制する鋳抜きピン支持構造を提供することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る鋳抜きピン支持構造を示す断面図である。 図２は図１のＡ部拡大図であり、（ａ）は溶湯の充填前の鋳抜きピン支持状態を示し、（ｂ）は鋳抜きピンに溶湯の凝固収縮力が作用した状態を示し、（ｃ）は凝固収縮力が取り除かれた後、鋳抜きピンが挿通孔の径方向略中央に復帰した状態を示す断面図である。 図３は、本発明の他の実施の形態に係る鋳抜きピン支持構造を示す断面図である。 図４は、従来の鋳抜きピン支持構造を示す断面図である。 図５は、図４のＢ部拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態を図１〜図３に基いて詳細に説明する。なお、図４及び図５に示す従来例と同一部品及び部位等は同じ符号を使用して説明する。
鋳造製品に孔形状を成形する場合には、上述したように、一対の金型１、２のうち一方の金型１に設けた挿通孔３に鋳抜きピン４が、その先端部分が一対の金型１、２間のキャビティ５内へ突出するように支持される。図１では２本の鋳抜きピン４が一方の金型１に支持されている。
一方の金型１には、図１及び図２に示すように、鋳抜きピン４を金型１の挿通孔１内に固定する押さえブロック８が収容される押さえブロック収容孔７と、該押さえブロック収容孔７から連続してキャビティ５側に向かって形成され、鋳抜きピン４が挿通される挿通孔３とが形成される。

押さえブロック収容孔７は、押さえブロック８の形状に対応して形成される。
挿通孔３は、押さえブロック収容孔７に連続するように形成され、押さえブロック収容孔７側から鋳抜きピン４の鍔部１４を収容する大径孔部１０と、該大径孔部１０よりも小径で、鋳抜きピン４の主軸部１５を収容する中径孔部１１と、該中径孔部１１よりもさらに小径で、鋳抜きピン４の先端テーパ軸部１６の基部を収容する小径孔部１２とから構成される。なお、挿通孔３の大径孔部１０及び中径孔部１１は共に略平行に形成されるが、小径孔部１２は、その内径が基部からキャビティ５に向かって拡径されるテーパ状に形成される。これにより、挿通孔３の小径孔部１２と、鋳抜きピン４の先端テーパ軸部１６との間に成形された成形部位を容易に離型させることができる。

鋳抜きピン４は、最も大径に形成される鍔部１４と、鍔部１４から連続して該鍔部１４よりも小径に形成される主軸部１５と、該主軸部１５から連続して該主軸部１５よりも小径に形成され、先端に向かって次第に細径となる先端テーパ軸部１６とからなる。また、鋳抜きピン４の鍔部１４でキャビティ５側とは反対側表面の略中央には円錐状突部２０が形成される。
そこで、鋳抜きピン４の鍔部１４、主軸部１５及び先端テーパ軸部１６の外径は、挿通孔３の対応する大径孔部１０、中径孔部１１及び小径孔部１２の内径よりも小さく設定される。そのクリアランスは、凝固収縮力が鋳抜きピン４に作用した際、鋳抜きピン４の挿通孔３内の径方向への移動距離を想定して設定される。

押さえブロック８には、挿通孔３に対向する方向に沿って凹部２１が形成される。該凹部２１内には、コマ２３と、該コマ２３をキャビティ５側に付勢する付勢するスプリング（付勢手段）２５が収容される。
コマ２３は、キャビティ５側の端面に鋳抜きピン４の鍔部１４に設けた円錐状突部２０の頂部が接触する円錐状凹部２２が形成され、一方、スプリング２５側の端面に突設部２４が形成される。該突設部２４がスプリング２５の内部に配置されることで、スプリング２５の径方向の移動を規制している。
なお、鋳抜きピン４の鍔部１４に備えた円錐状突部２０の立ち上がり勾配は、コマ２３に設けた円錐状凹部２２の凹み勾配よりも大きく設定される。

そして、鋳抜きピン４を一方の金型１の挿通孔３内に支持させる際には、金型１の挿通孔３の各小径孔部１２、中径孔部１１及び大径孔部１０内に、鋳抜きピン４の対応する先端テーパ軸部１６、主軸部１５及び鍔部１４を収容すると共に、先端テーパ軸部１６の先端部分をキャビティ５内に突出させる。また、押さえブロック８に設けた凹部２１に、一端部が凹部２１の底面に当接するようにスプリング２５を配置すると共に、スプリング２５の他端部をコマ２３の突設部２４周辺に当接させつつ突設部２４をスプリング２５の内部に配置し、コマ２３の円錐状凹部２２を凹部２１から外方に臨むように配置する。最後に、鋳抜きピン４の鍔部１４に設けた円錐状突部２０の頂部がコマ２３の円錐状凹部２２の底部に接触するように、金型１の押さえブロック収容孔７に押さえブロック８を固定する。
この結果、鋳抜きピン４は、スプリング２５によりキャビティ５側に付勢されるが、鍔部１４が挿通孔３の大径孔部１０と中径孔部１１との間の環状受け面に当接すると共に、また、主軸部１５の先端が挿通孔３の中径孔部１１と小径孔部１２との間の環状受け面に当接するため、それ以上の鋳抜きピン４の軸方向への移動が規制される。
一方、鋳抜きピン４は、初期状態では挿通孔３の径方向略中央に位置するが、挿通孔３内を径方向に移動自在に支持される。

上述したように鋳抜きピン４が一方の金型１に支持された後、キャビティ５内に溶湯が充填されると、鋳抜きピン４に凝固収縮力（図２（ｂ）に示す矢印）が作用するが、鋳抜きピン４は、凝固収縮力の作用方向（挿通孔３の径方向）に移動することで凝固収縮力を吸収するようになる。その時、鋳抜きピン４の鍔部１４に設けた円錐状突部２０の頂部が、コマ２３の円錐状凹部２２の底部から傾斜に沿って移動しつつ、コマ２３がスプリング２５の付勢力に抗して移動しスプリング２５が圧縮した状態となる。
その後、型開きされて、鋳造製品が取り出された後は、鋳抜きピン４は凝固収縮力から開放されるため、スプリング２５の付勢力により、コマ２３がキャビティ５側に移動して、鋳抜きピン４の鍔部１４に設けた円錐状突部２０の頂部が、コマ２３の円錐状凹部２２の底部に向かって移動し、最終的に、鍔部１４の円錐状突部２０の頂部がコマ２３の円錐状凹部２２の底部に到達した時点で、鋳抜きピン４が挿通孔３の径方向略中央（初期状態）に復帰するようになる。

このように、鋳抜きピン４の鍔部１４からキャビティ５側と反対側に突設される円錐状突部２０と、該円錐状突部２０の頂部に接触する円錐状凹部２２を有するコマ２３と、該コマ２３をキャビティ５側に付勢するスプリング２５とが、溶湯の凝固収縮力により挿通孔３内を径方向に移動した鋳抜きピン４を、凝固収縮力から開放された後、初期状態、すなわち、挿通孔３の径方向略中央に復帰させる復帰手段に相当する。

以上説明したように、本発明の実施の形態に係る鋳抜きピン支持構造では、一方の金型１に設けた挿通孔３内に、径方向に移動自在に支持された鋳抜きピン４と、溶湯の凝固収縮力により挿通孔３内を径方向に移動した鋳抜きピン４を、凝固収縮力から開放された後、初期状態に復帰させる、鋳抜きピン４の鍔部１４からキャビティ５側と反対側に突設される円錐状突部２０、該円錐状突部２０の頂部に接触する円錐状凹部２２を有するコマ２３及び該コマ２３をキャビティ５側に付勢するスプリング２５を備えた復帰手段とを備えている。
これにより、鋳造時、鋳抜きピン４が挿通孔３の径方向に移動することで凝固収縮力を吸収することができるので、鋳抜きピン４への損傷を抑制することができる。しかも、鋳抜きピン４が凝固収縮力から開放された後は、復帰手段により、鋳抜きピン４を初期状態に復帰させることができるので、何ら支障なく次の鋳造製品を成形することができる。

次に、本発明の他の実施の形態に係る鋳抜きピン支持構造を図３に基いて説明する。
この他の実施形態に係る鋳抜きピン支持構造の説明では、図１及び図２に示した実施形態との相違点だけを説明する。
金型１の挿通孔３ａに中径孔部１１と連続するように形成された小径孔部３０は、図２に示す小径孔部１２と同様にキャビティ５側に向かって拡径されるテーパ状に形成されておらず、略平行に形成されている。
また、鋳抜きピン４ａの主軸部１５に先端面から軸方向に沿って雌ねじ部３１が形成される。一方、先端テーパ軸部１６には、その後端面３５から連続して先端テーパ軸部１６よりも小径の小径軸部３３が一体に形成され、該小径軸部３３は小径孔部３０よりも小径で、主軸部１５と中径孔部１１との間のクリアランスと同じクリアランスを有している。該小径軸部３３の先端部に雄ねじ部３２が形成される。また、先端テーパ軸部１６の後端面３５の外径は、挿通孔３ａの小径孔部３０の内径よりも大径に設定される。具体的には、溶湯の凝固収縮力により、鋳抜きピン４ａが挿通孔３ａ内を径方向に最大限移動しても、先端テーパ軸部１６の後端面３５が挿通孔３ａの小径孔部３０周辺の内壁面に当接した状態が維持できるように、先端テーパ軸部１６の後端面３５の外径と、挿通孔３ａの小径孔部３０の内径とが設定される。

そして、鋳抜きピン４ａの主軸部１５及び鍔部１４を、挿通孔３ａの中径孔部１１及び大径孔部１０内にそれぞれ配置すると共に、鋳抜きピン４ａの先端テーパ軸部１６から連続する小径軸部３３をキャビティ５側から挿通孔３ａの小径孔部３０内に挿通し、小径軸部３３の雄ねじ部３２を鋳抜きピン４ａの主軸部１５に設けた雌ねじ部３１に螺着する。その結果、鋳抜きピン４ａの先端テーパ軸部１６の後端面３５（平面部）が挿通孔３周辺の内壁面に当接して配置される。
これにより、図１及び図２に示した実施形態に係る作用効果に加えて、鋳造時、挿通孔３ａの小径孔部３０と、鋳抜きピン４ａの小径軸部３３との間に溶湯が浸入することがないので、鋳造製品に対して後加工を減少させることができる。

１、２ 金型，３、３ａ 挿通孔，４、４ａ 鋳抜きピン，５ キャビティ，１４ 鍔部，２０ 円錐状突部，２２ 円錐状凹部，２３ コマ，２５ スプリング（付勢手段），３５ 後端面（平面部）

Claims (3)

1. 金型に設けた挿通孔内に径方向に移動自在に支持される鋳抜きピンと、
   溶湯の凝固収縮力により前記挿通孔内を径方向に移動した鋳抜きピンを、凝固収縮力から開放された後、初期状態に復帰させる復帰手段と、
   を備えたことを特徴とする鋳抜きピン支持構造。
2. 前記復帰手段は、前記鋳抜きピンの鍔部からキャビティ側と反対側に突設される円錐状突部と、
   該円錐状突部の頂部に接触する円錐状凹部を有するコマと、
   該コマをキャビティ側に付勢する付勢手段と、
   からなることを特徴とする請求項１に記載の鋳抜きピン支持構造。
3. 前記鋳抜きピンに、前記金型の前記挿通孔周辺の内壁面に当接する平面部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の鋳抜きピン支持構造。

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