JP2021183347A

JP2021183347A - 鋳抜きピン

Info

Publication number: JP2021183347A
Application number: JP2020089357A
Authority: JP
Inventors: 皓小瀧; Akira Kotaki
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-05-22
Filing date: 2020-05-22
Publication date: 2021-12-02

Abstract

【課題】パンチピンにより打ち抜くことで鋳造品の通し穴を成形する際、鋳造品の一部が欠損するのを抑制しつつ容易に除去することができるバリを成形することができる鋳抜きピンを提供する。【解決手段】鋳抜きピン１０であって、相手金型が対向する先端部１２のうち周縁には凹凸１２ａ、１２ｂが形成されている。【選択図】図２

Description

本発明は、鋳抜きピンに関し、特に、パンチピンにより打ち抜くことで鋳造品の通し穴を成形する際、鋳造品の一部が欠損するのを抑制しつつ容易に除去することができるバリを成形することができる鋳抜きピンに関する。

一般的に、鋳造品の通し穴（貫通穴）は、先端部が隙間を挟んで相手金型に対向した状態で鋳抜きピンが配置されたキャビティ内に溶湯を充填する工程、凝固した鋳造品（製品）から鋳抜きピンを抜き取る工程、鋳抜きピンを抜き取った後の鋳造品に残存する薄い膜状のバリ（鋳抜きピンの先端部と相手金型との間の隙間に充填される溶湯が凝固した部分）をパンチピンにより打ち抜く工程を経て成形される。その際、鋳抜きピンとしては、例えば、相手金型が対向する先端部のうち周縁に設けられた切り刃状のエッジ部と、相手金型が対向する先端部のうちエッジ部の内側に設けられ相手金型に向かって突出した突起部と、を含む鋳抜きピンが用いられる（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１９−１３０５４４号公報

しかしながら、発明者が検討したところ、バリをパンチピンにより打ち抜く工程においては、バリと共に鋳造品（製品）の一部が欠損する場合があることが判明した。

図５は、バリ１１１と共に鋳造品１１０の一部が欠損する様子を表した図である。

まず、図５（ａ）に示すように、パンチピン１００を鋳造品１１０に残存するバリ１１１に当接させる。

次に、図５（ｂ）に示すように、バリ１１１に当接したパンチピン１００を下降させる。すると、脆弱な部位１１２（例えば、組織に界面のある部位）から破断が始まる。

次に、図５（ｃ）に示すように、バリ１１１に当接したパンチピン１００をさらに下降させる。すると、バリ１１１が一カ所１１３を起点に倒れることで鋳造品１１０の方向（図５（ｃ）中の矢印Ａ参照）に力が発生する。そして、この力に起因してモーメントが発生し（図５（ｄ）中の矢印Ｂ参照）、バリ１１１と鋳造品１１０との間の一カ所１１３に応力が集中することで、鋳造品１１０（製品）の一部が欠損する（例えば、鋳造品１１０に亀裂１１４が入る）。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、パンチピンにより打ち抜くことで鋳造品の通し穴を成形する際、鋳造品の一部が欠損するのを抑制しつつ容易に除去することができるバリを成形することができる鋳抜きピンを提供するものである。

本発明にかかる鋳抜きピンは、相手金型が対向する先端部のうち周縁には凹凸が形成されている。

このような構成により、パンチピンにより打ち抜くことで鋳造品の通し穴を成形する際、鋳造品の一部が欠損するのを抑制しつつ容易に除去することができるバリを成形することができる。

これは、先端部のうち周縁に凹凸が設けられた鋳抜きピンを用いることで、当該鋳抜きピンの先端部に設けられた凹凸に対応する厚肉部及び薄肉部を含むバリ、すなわち、破断の起点となる脆弱な薄肉部が外周部に設けられたバリが成形されることによるものである。

本発明により、パンチピンにより打ち抜くことで鋳造品の通し穴を成形する際、鋳造品の一部が欠損するのを抑制しつつ容易に除去することができるバリを成形することができる鋳抜きピンを提供することができる。

鋳抜きピン１０の側面図である。鋳抜きピン１０の先端部１２の斜視図である。鋳抜きピン１０の先端部１２の正面図である。鋳抜きピン１０の先端部１２が相手金型２０に対向した状態を表す拡大側面図である。バリ１１１と共に鋳造品１１０の一部が欠損する様子を表した図である。

以下、本発明の一実施形態である鋳抜きピン１０について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

図１は、鋳抜きピン１０の側面図である。図２は、鋳抜きピン１０の先端部１２の斜視図である。図３は、鋳抜きピン１０の先端部１２の正面図である。

以下、溶湯がアルミニウム合金で、鋳造品がアルミニウム合金ダイカスト製品である場合を例に説明する。

図１、図２に示すように、鋳抜きピン１０は、円柱形状のピンである。鋳抜きピン１０の直径は、鋳造品から当該鋳抜きピン１０を抜くのを容易にするため、基端部１１から先端部１２に向かって徐々に小さくなっている。

図２、図３に示すように、鋳抜きピン１０の先端部１２のうち周縁には、凹部１２ａ及び凸部１２ｂが設けられている。凹部１２ａ及び凸部１２ｂは、先端部１２の周縁にその周方向に複数設けられている。具体的には、凹部１２ａ及び凸部１２ｂは、凹部１２ａ、凸部１２ｂ、凹部１２ａ、凸部１２ｂ・・・のように交互に設けられている。

凹部１２ａは、鋳抜きピン１０の先端部１２の径方向（円形の先端面の径方向）に貫通した溝状の凹部である。

また、鋳抜きピン１０の先端部１２のうち凹部１２ａ及び凸部１２ｂが設けられた周縁の内側には、基端部１１に向かって径が小さくなる円錐台形状の凹部１２ｃが設けられている。円錐台形状の凹部１２ｃの底面１２ｃ１は、鋳抜きピン１０の軸に直交する平面（円形の先端面）である。

上記構成の鋳抜きピン１０は、例えば、可動型（図示せず）に設けられる。

次に、上記構成の鋳抜きピン１０を用いて鋳造品の通し穴（貫通穴）を成形する工程について簡単に説明する。

図４は、鋳抜きピン１０の先端部１２が相手金型２０に対向した状態を表す拡大側面図である。

まず、図４に示すように、可動型に設けられた鋳抜きピン１０を、先端部１２が隙間Ｓを挟んで相手金型２０（例えば、固定型）に対向した状態でキャビティ内に配置する。その際、鋳抜きピン１０の先端部１２に設けられた各々の凹部１２ａの底面と相手金型２０との距離Ｌ１を例えば０．４ｍｍとし、鋳抜きピン１０の先端部１２に設けられた各々の凸部１２ｂの先端面と相手金型２０との距離Ｌ２を例えば０．２ｍｍとし、鋳抜きピン１０の先端部１２に設けられた円錐台形状の凹部１２ｃの底面１２ｃ１と相手金型２０との距離Ｌ３を例えば１ｍｍとする。

過去の実績を考慮すると、距離Ｌ１を例えば０．４ｍｍにすることで、鋳造品（製品）の欠損不良が発生しにくくなる。なお、距離Ｌ１は、０．４ｍｍに限らず、０．４ｍｍ以下であればよい。また、距離Ｌ２を例えば０．２ｍｍにすることで、鋳抜きピン１０が熱膨張しても（例えば、０．１ｍｍ程度熱膨張しても）、鋳抜きピン１０が相手金型２０に干渉するのが抑制される。なお、距離Ｌ２は、０．２ｍｍに限らず、熱膨張した鋳抜きピン１０が相手金型２０に干渉しない長さであればよい。また、距離Ｌ３を０．１ｍｍにしアルミの湯流れを良くすることで、バリの中心部の厚みが厚くなるため、パンチピンでバリを打ち抜く工程において、バリの中心部の厚みが薄い場合と比べ、バリにパンチピンをしっかり当てることができる。なお、距離Ｌ３は、０．１ｍｍに限らず、バリにパンチピンをしっかり当てることができる長さであればよい。

次に、先端部１２が隙間Ｓを挟んで相手金型２０に対向した状態（図４参照）で鋳抜きピン１０が配置されたキャビティ内に溶湯を充填する。

次に、凝固した鋳造品から鋳抜きピン１０を抜き取る。鋳抜きピン１０を抜き取った後の鋳造品には、鋳抜きピン１０の先端部１２と相手金型２０との間の隙間Ｓに充填される溶湯が凝固したバリが残存する。図示しないが、鋳造品に残存するバリは、鋳抜きピン１０の先端部１２に設けられた凹部１２ａ及び凸部１２ｂに対応する厚肉部（厚さ０．４ｍｍ）及び薄肉部（厚さ０．２ｍｍ）を含む。厚肉部（厚さ０．４ｍｍ）及び薄肉部（厚さ０．２ｍｍ）は、バリの外周部にその周方向に複数設けられる。例えば、厚肉部、薄肉部、厚肉部、薄肉部のように交互に設けられる。このように、鋳造品に残存するバリの外周部には、その周方向に破断の起点となる脆弱な複数の薄肉部が設けられる。また、鋳造品に残存するバリは、円錐台形状の凹部１２ｃに対応する厚肉部（厚さ１ｍｍ）を含む。

次に、上記構成のバリをパンチピンにより打ち抜く。具体的には、鋳造品に残存するバリは、当該バリのうち円錐台形状の凹部１２ｃに対応する厚肉部（厚さ１ｍｍ）に当接するパンチピンにより打ち抜かれる。

その際、バリの外周部には、その周方向に破断の起点となる脆弱な複数の薄肉部が設けられているため、バリがその外周部に設けられた厚肉部（厚さ０．４ｍｍ）及び薄肉部（厚さ０．２ｍｍ）に沿って破断されて除去される。これにより、鋳造品の一部が欠損するのが抑制される。

以上説明したように、本実施形態によれば、パンチピンにより打ち抜くことで鋳造品の通し穴を成形する際、鋳造品の一部が欠損するのを抑制しつつ容易に除去することができるバリを成形することができる。

これは、先端部１２のうち周縁に凹部１２ａ及び凸部１２ｂが設けられた鋳抜きピン１０を用いることで、当該鋳抜きピン１０の先端部１２に設けられた凹部１２ａ及び凸部１２ｂに対応する厚肉部（厚さ０．４ｍｍ）及び薄肉部（厚さ０．２ｍｍ）を含むバリ、すなわち、破断の起点となる脆弱な薄肉部が外周部に設けられたバリが成形されることによるものである。つまり、先端部１２のうち周縁に設けられた凹部１２ａ及び凸部１２ｂがあたかも切り取り線のごとく機能することによるものである。換言すると、破断の起点となる脆弱な薄肉部が外周部（全周）に設けられたバリが成形されるため、図５（ｃ）に示すように、バリが一か所を起点に倒れることでバリと鋳造品の間の一カ所に応力が集中することが発生しないことによるものである。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、凹部１２ａとして鋳抜きピン１０の先端部１２の径方向（円形の先端面の径方向）に貫通した溝状の凹部を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、凹部１２ａとして径方向に貫通していない凹部を用いてもよい。また、凹部１２ａの形状は、矩形形状に限らず、円形やそれ以外の形状であってもよい。

上記実施形態で示した数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１０鋳抜きピン
１１基端部
１２先端部
１２ａ凹部
１２ｂ凸部
１２ｃ凹部
１２ｃ１底面
２０相手金型
Ｓ隙間

Claims

相手金型が対向する先端部のうち周縁には凹凸が形成されている鋳抜きピン。