JP5593206B2

JP5593206B2 - 金型構造

Info

Publication number: JP5593206B2
Application number: JP2010261447A
Authority: JP
Inventors: 雅道杉本
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2030-11-24
Also published as: JP2012110922A

Description

本発明は、コアピンを備えた金型構造に関する。

製品表面から製品内部へと延びる孔又は凹部を有する製品を鋳造する場合、鋳巣を防止し、また、鋳造後のタップ加工性を向上させるために、孔又は凹部となる位置にコアピンを配置し、孔又は凹部の概略形状を形成することが一般的に行われている。

コアピンは、溶湯注入時や離型時には荷重、衝撃を受けて折損する場合があるため、金型とは別に構成され、折損した場合には新しいコアピンと交換される。コアピンを金型へ組付ける構造として、例えば、特許文献１には、コアピンの取付け孔を金型の表面から背面まで貫通するように設け、金型の背面側からコアピンを固定する構造が記載されている。

特開平３−５０５８号公報

しかし、上記従来の技術では、コアピンの取付け孔を、金型を貫通するように設けているので、金型の加工範囲が広くなり、加工費が増加して、金型の製造コストが上昇する。また、コアピンの交換の際に、金型背面側に配置される他の部品（エジェクターピンを変位させるためのエジェクタープレート、エジェクタープレートが収容される空間を閉塞するバックプレート等）を取り外す必要があるので、交換に要する時間が長くなる。

また、金型の加工範囲を小さくし、かつコアピンの交換容易性を向上させるために、コアピンを金型の表面側からネジで締め込む構造が知られている。この構造では、金型表面側にコアピンの取付け孔を設け、取付け孔の内周面とコアピンの外周面とを螺合させることでコアピンを固定する。

しかし、コアピンは溶湯注入時や離型時に荷重、衝撃を受けるので、繰り返し使用することによってコアピンのネジが緩み、コアピンがキャビティ側に移動して鋳抜き深さが深くなってしまう場合がある。

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、コアピンを金型の表面側からネジで締め込む構造を採用しながら、コアピンのネジの緩みを防止することを目的とする。

本発明のある態様によれば、金型構造であって、ネジ部と、ネジ部の先端に延設され、ネジ部の軸心に対して偏心している偏心部とを有するコアピンと、ネジ部と螺合する螺合部と、コアピンを螺挿した時に偏心部の一部が圧接する圧接部とを有するコアピン取付け孔を金型表面側に有する金型と、を備えることを特徴とする金型構造が提供される。

上記の態様によれば、コアピンを金型に螺挿した時、コアピンの偏心部の一部がコアピン取付け孔の内壁に圧接するので、クサビ効果によってコアピンと金型とが圧着することによりコアピンの緩みを防止することができる。よって、コアピンを金型表面側からネジで締め込む構造としながら、コアピンのネジの緩みを防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る金型構造を示す断面図である。本発明の第２実施形態に係る金型構造を示す断面図である。本発明の第３実施形態に係る金型構造を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、「コアピン３０の先端」とは溶湯中に露出する先端ではなく金型１０の内部に嵌挿される先端を指す。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態における金型構造１００を示す断面図であり、（ａ）はコアピン３０を金型１０に螺挿する前の状態を示し、（ｂ）はコアピン３０を金型１０に螺挿した状態を示し、（ｃ）は（ｂ）の範囲Ａを拡大した断面を示す。

金型１０における図中右側の面は金型表面１１、すなわち金属の溶湯が注入されるキャビティの内面である。金型１０における図中左側の面は金型背面１２であり、金型背面１２側には、金型１０を支持するブロック、エジェクターピンを駆動するエジェクタープレート、エジェクタープレートを収容する空間を閉塞するバックプレート等の他の部品が配置される。この実施形態では、ダイカスト鋳造を想定するが、鋳造の種類はこれに限定されず、重力鋳造、低圧鋳造等であってもよい。

金型１０には、金型表面１１に開口して金型背面１２まで貫通しないコアピン取付け孔２０が形成されている。コアピン取付け孔２０は、途中に２つの段部２１、２２を有し、段部２１、２２を境界として金型表面１１側から順に、コアピン３０と密接する密接部２３と、コアピン３０のネジ部３４と螺合する螺合部２４と、螺合部２４より内径が小さく、コアピン３０の先端３１の一部と圧接する圧接部２５とを有する。

密接部２３は、コアピン３０の外周と全周にわたって密接するように内径が設定され、コアピン取付け孔２０内への溶湯の浸入を防止する。螺合部２４は、内周にネジ部２６を有し、コアピン３０と螺合してコアピン３０を金型１０に固定する。圧接部２５は、先端へ行くほど内径が小径となるようにテーパ状に形成され、コアピン３０をコアピン取付け孔２０に螺挿した時、コアピン３０の先端３１の一部と圧接する。

コアピン３０は、製品に形成される孔又は凹部に対応したピン形状の成形部３２と、コアピン取付け孔２０の密接部２３と密着して溶湯の浸入を防止する封止部３３と、コアピン取付け孔２０の螺合部２４と螺合するように外周にネジ溝が螺刻されるネジ部３４と、ネジ部３４より小径でネジ部３４の軸心に対して偏心している偏心部３５とを有する。

偏心部３５は、コアピン３０の先端３１へ行くほど小径となるようにテーパ状に形成され、図１（ｃ）に示すように、コアピン取付け孔２０の圧接部２５よりテーパ角度が小さくなるように形成される。

次に、コアピン３０を金型１０に螺挿して固定する過程について説明する。

コアピン３０は、金型表面１１側からコアピン取付け孔２０に螺挿される（図１（ａ））。コアピン３０の先端３１に配置される偏心部３５がコアピン取付け孔２０の圧接部２５に到達すると、偏心部３５の側面であってコアピン先端３１側の一部が圧接部２５に当接する（図１（ｂ））。この時、偏心部３５のテーパ角度と圧接部２５のテーパ角度とは異なるので、偏心部３５の先端側のみが圧接部２５に押し付けられるように当接する。この状態でコアピン３０をさらに螺挿すると、偏心部３５が圧接部２５に圧接するので、コアピン３０には軸に垂直な曲げ方向の力が作用する（図１（ｃ））。これにより、コアピン３０はクサビ効果によって金型１０に強固に圧着される。

また、コアピン３０の折損などによってコアピン３０を交換する際には、コアピン３０と金型１０との圧着力より大きな力をコアピン３０に加えることで、クサビが外れてネジを緩めることができる。

以上のように本実施形態では、コアピン３０を金型１０に螺挿した時、コアピン３０の偏心部３５の一部がコアピン取付け孔２０の圧接部２５に圧接するので、クサビ効果によってコアピン３０と金型１０とが圧着し、溶湯から受ける圧力の変動や型抜き時の引張りなどによるコアピン３０のネジの緩みを防止することができる。よって、コアピン３０を金型表面１１側からネジで締め込む構造としながら、コアピン３０のネジの緩みを防止することができる（請求項１に対応）。

また、偏心部３５のテーパ角度が圧接部２５のテーパ角度より小さくなるように形成されるので、圧接部２５に対してコアピン３０の偏心部３５における先端３１側の角が圧接することとなり、接触圧力が大きくなって十分なクサビ効果によりコアピン３０のネジの緩みをより確実に防止することができる（請求項２に対応）。

（第２実施形態）
図２は、本実施形態における金型構造１００を示す断面図であり、（ａ）はコアピン３０を金型１０に挿入する前の状態を示し、（ｂ）はコアピン３０を金型１０に挿入した状態を示し、（ｃ）は（ｂ）の範囲Ｂを拡大した断面を示す。

本実施形態では、コアピン３０及びコアピン取付け孔２０の基本的な構造は第１実施形態と同一であり、コアピン３０の偏心部３６及びコアピン取付け孔２０の圧接部２７の構造が第１実施形態とは異なる。

具体的には、コアピン３０の偏心部３６及びコアピン取付け孔２０の圧接部２７のテーパ面の角度が、図２（ｃ）に示すように、同一角度となるように形成される。また、第１実施形態と同様に、圧接部２７の内周面は偏心部３６の外周面より軸方向に長くなるように形成される。

コアピン３０は、金型表面１１側からコアピン取付け孔２０に螺挿される（図２（ａ））。コアピン３０の先端３１に配置される偏心部３６がコアピン取付け孔２０の圧接部２７に到達すると、偏心部３６の側面が圧接部２７に当接する（図２（ｂ））。この時、偏心部３６のテーパ角度と圧接部２７のテーパ角度とが同一であるので、偏心部３６の側面のうち偏心側の側面が軸方向にわたって圧接部２７と当接する。この状態でコアピン３０をさらに螺挿すると、偏心部３６が圧接部２７に圧接するので、コアピン３０には曲げ方向の力が作用する（図２（ｃ））。これにより、コアピン３０はクサビ効果によって金型に強固に圧着される。

また、コアピン３０の折損などによってコアピン３０を交換する際には、第１実施形態と同様に、コアピン３０と金型１０との圧着力より大きな力をコアピン３０に加えることで、クサビが外れてネジを緩めることができる。

以上のように本実施形態では、偏心部３６のテーパ角度と圧接部２７のテーパ角度とが同一角度となるように形成されるので、コアピン３０の偏心部３６の側面が圧接部２７に対して軸方向にわたって圧接することとなる。これにより、接触面積が大きくなって圧接部２７から偏心部３７に対してより大きな力を作用させることで十分なクサビ効果を得ることができ、よってコアピン３０のネジの緩みをより確実に防止することができる（請求項３に対応）。

（第３実施形態）
図３は、本実施形態における金型構造１００を示す断面図であり、（ａ）はコアピン３０を金型１０に挿入する前の状態を示し、（ｂ）はコアピン３０を金型１０に挿入した状態を示し、（ｃ）は（ｂ）の範囲Ｃを拡大した断面を示す。

本実施形態では、コアピン３０及びコアピン取付け孔２０の基本的な構造は第１実施形態と同一であり、コアピン３０の偏心部３７及びコアピン取付け孔２０の圧接部２８の構造が異なっている。

具体的には、コアピン３０の偏心部３７の外周面及びコアピン取付け孔２０の圧接部２８の内周面が、第１実施形態のようにテーパ状に形成されるのではなく、ネジ部３４の軸心に平行となるように形成される。すなわち、第１実施形態では偏心部３５がほぼ円錐形状に形成されるのに対して、本実施形態では偏心部３７がほぼ円柱形状に形成される。さらに、圧接部２８の内径は偏心部３７の偏心側の外径であって最大の外径とほぼ等しくなるように形成される。

また、偏心部３７の先端３８は、コアピン３０のコアピン取付け孔２０への挿通を容易にするため、面取り加工される。

コアピン３０は、金型表面１１側からコアピン取付け孔２０に螺挿される（図３（ａ））。コアピン３０の先端３８に配置される偏心部３７がコアピン取付け孔２０の圧接部２８に到達すると、偏心部３７の側面が圧接部２８に当接する。この状態でコアピン３０をさらに螺挿すると、偏心部３７の側面が圧接部２８に摺接しながら軸方向に挿通され（図３（ｂ））、コアピン３０には曲げ方向の力が作用する（図３（ｃ））。これにより、コアピン３０はクサビ効果によって金型に強固に圧着される。

以上のように本実施形態では、偏心部３７の外周面と圧接部２８の内周面とが、ともにネジ部３４の軸心に平行になるように円筒形状に形成され、コアピン３０の螺挿時における偏心部３７の最大外径が圧接部２８の内径より大きくなるように形成されるので、コアピン３０の偏心部３７の側面が圧接部２８に対して軸方向にわたって圧接することとなる。これにより、接触面積が大きくなって圧接部２８から偏心部３７に対してより大きな力を作用させることで十分なクサビ効果を得ることができ、よってコアピン３０のネジの緩みをより確実に防止することができる（請求項４に対応）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０金型
１１金型表面
２０コアピン取付け孔
２４螺合部
２５、２７、２８圧接部
３０コアピン
３４ネジ部
３５、３６、３７偏心部
１００金型構造

Claims

金型構造であって、
ネジ部と、前記ネジ部の先端に延設され、前記ネジ部の軸心に対して偏心している偏心部とを有するコアピンと、
前記ネジ部と螺合する螺合部と、前記コアピンを螺挿した時に前記偏心部の一部が圧接する圧接部とを有するコアピン取付け孔を金型表面側に有する金型と、
を備えることを特徴とする金型構造。
前記圧接部は、先端に行くほど小径なテーパ状に形成され、
前記偏心部は、先端に行くほど小径なテーパ状であって、前記圧接部よりテーパ角度が小さいテーパ状に形成され、前記コアピンを螺挿した時に、先端側が前記圧接部に圧接することを特徴とする請求項１に記載の金型構造。
前記圧接部は、先端に行くほど小径なテーパ状に形成され、
前記偏心部は、先端に行くほど小径なテーパ状であって、前記圧接部とテーパ角度が同一のテーパ状に形成され、前記コアピンを螺挿した時に、偏心側の側面が軸方向にわたって前記圧接部に圧接することを特徴とする請求項１に記載の金型構造。
前記圧接部は、前記ネジ部の軸心に平行な円筒形状に形成され、
前記偏心部は、前記ネジ部の軸心に平行な円筒形状であって、前記コアピンの螺挿時における前記偏心部の最大外径が前記圧接部の内径より大きくなる円筒形状に形成され、先端に行くほど小径なテーパ面を先端側に有することを特徴とする請求項１に記載の金型構造。