JP5713960B2 - コアピン - Google Patents

Description

本発明は、ダイカスト鋳造や射出成形等に使用されるコアピンに関する。

ダイカスト製品等における連通孔やネジの下孔の形成には、金型にピンを設けて鋳抜きする方法が多く採用されている。ここで、ピンは金型内への溶融した成形材料の充填時の衝撃や大きい熱応力を受けるため、形成する孔が細長い場合には破損しやすい。そのため、金型におけるピン破損時の再準備を容易にするため、ピンを別部品のコアピンとし、金型の主型に取り付ける構成とするのが一般である。
図６の（ａ）はこのようなコアピンの従来例を示す。
すなわち、コアピン５０はホルダ５１の先端に成形品の孔に対応する形状ピン部５５を備えている。ホルダ５１は大径のボス部５２と、ボス部５２から延びる一定径の円柱状のロッド部５３からなり、形状ピン部５５はロッド部５３の先端からその延長方向に延びている。
コアピン５０は、棒鋼材から切削加工によりホルダ５１と形状ピン部５５が一体に形成される。

図６の（ｂ）はコアピン５０を主型４０’に取り付けた状態を示す。主型４０’は外壁面４１に開口してホルダ５１のボス部５２を収容する大径穴４４’と、充填室の内壁面４２に開口してロッド部５３を保持する小径穴４５’とを備え、外壁面４１側から形状ピン部５５を挿入してコアピン５０を取り付ける。ホルダ５１が主型４０’に保持され、形状ピン部５５が充填室に突出する。
大径穴４４’に収容されたボス部５２の後端面は主型４０’の外壁面４１と面一になり、形状ピン部５５はその全長が主型４０’の内壁面４２から突出するよう設定されている。形状ピン部５５は後端が主型４０’の内壁面４２位置でロッド部５３と同径をなし、成形品からの抜き勾配のためわずかに先細となっている。
これにより、主型４０’から突出した形状ピン部５５が破損したときでも、コアピン５０を交換するだけで済み、主型４０’自体に修正を施す必要がないから、短時間に生産を再開することができる。

しかしながら、上記のコアピン５０は棒鋼材からの切削加工により製作されるので、素材の略１／２ほどが切り粉として廃却され、コスト高である。
また、コアピン５０の寿命延長と成形品の凝固タイミングの制御のために冷却水通流用の冷却穴を設ける場合、形状ピン部５５の先端までコアピン５０の全長にわたって形成しなければならず一層のコスト増大を招くことになる。

一方、例えば特開２０１１−１１５８４９号公報には、薄肉の金属有底円筒からなる外筒と内筒とを重ねてロウ材で一体化したコアピンが開示されている。
これによれば外筒および内筒を絞り加工により形成可能であるため、切削加工によるコアピンに比較すればコストは低下し、冷却穴も絞り加工と同時に形成される。

特開２０１１−１１５８４９号公報

しかし、特開２０１１−１１５８４９号公報に開示されたコアピンも、一体化された１個の部品であるという点で前述のコアピン５０と同じであり、破損が発生した場合にはその損傷部位が局所的なものであっても部品全体として交換しなければならず、いずれも交換コストが高いという問題がある。

したがって本発明は、上記従来の問題点にかんがみ、交換コストの低廉なコアピンを提供することを目的とする。

このため本発明のコアピンは、成形品の孔形成のため金型に取り付けられるコアピンであって、金型に保持されるホルダと、絞り加工され、上記孔に対応する形状ピン部を備えてホルダに接続されるピン部材とを有し、
ホルダは第１ホルダと第２ホルダからなり、第１ホルダは、外筒を有するとともに、外筒の長手方向の一端の内周に第１のネジを備え、第２ホルダは、外筒内を延びる内筒を有するとともに、内筒の長手方向の一端の外周に、第１のネジと噛み合う第２のネジを備え、
内筒は、当該内筒の他端が、第１のネジと第２のネジとを噛み合わせて内筒と外筒とを結合した結合状態で、外筒の他端から突出する長手方向の長さを有し、
内筒の他端の外筒から突出する部分に、ピン部材が嵌合する接続部を設け、
ピン部材は、接続部においてカシメられて内筒に固定されているものとした。

金型内への成形材料充填時の衝撃などにより形状ピン部が破損しても、ピン部材のみを交換すれば済み、同一ホルダを継続して使用できるので、成形品製造のコストが低減する。
そして、ピン部材の交換に際しては、第１ホルダと第２ホルダを分離方向に相対的に回転させることにより、接続部と内筒間のカシメ部が滑るのでピン部材が容易に取り外せる。

本発明の実施の形態にかかるコアピンの分解斜視図である。 コアピンの縦断面図である。 コアピンの組立過程を示す図である。 コアピンを金型に取り付けた状態を示す図である。 ピン部材の交換要領を示す図である。 従来例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態にかかるコアピンについて説明する・
図１はコアピンの構成部品を示す分解斜視図、図２はコアピンの縦断面図である。
なお、ここでは図２における右側を前方、左側を後方として説明する。
コアピン１はホルダ２、ピン部材３０、Ｏリング４およびＣリング６とからなる。
ホルダ２は、それぞれ金属製の第１ホルダ１０と第２ホルダ２０からなる。
第１ホルダ１０は、大径部１１とその前端から延びる外筒１２とからなる外形を有する。大径部１１には、その後端面に開口して雌ネジ１５を有する軸方向所定長さのボス収容部１４を備え、ボス収容部１４は外筒１２の前端に開口する円筒孔１６に連通している。円筒孔１６は外筒１２の前端からボス収容部１４に開口するまでの全長にわたって一定径である。

第２ホルダ２０は、ボス部２１とその前端から延びる内筒２２とからなる外形を有する。ボス部２１は軸方向長さが第１ホルダ１０のボス収容部１４の長さに対応しており、外周にボス収容部１４の雌ネジ１５と対応する雄ネジ２４を備えている。
ボス部２１の後端面には六角穴２５が形成され、内筒２２を第１ホルダ１０の円筒孔１６に挿入してねじ込むことによりボス部２１の後端面を大径部１１の後端と面一にしてある。
内筒２２は円筒孔１６の内径に整合する外径を有し、前端近傍の外周面にカシメ用リング溝２６を備え、この後側に隣接して２つのシール用リング溝２７を備えている。
ボス部２１と内筒２２の全長にわたって、軸心に沿って一定径の貫通孔２９が形成されている。
内筒２２は第１ホルダ１０の外筒１２から突出し、カシメ用リング溝２６と２つのシール用リング溝２７は外筒１２の前端より前方に位置している。

内筒２２の外筒１２からの突出部分に、絞り加工で形成された金属製のピン部材３０が取り付けられている。
ピン部材３０は前端が閉じた有底筒状で、内筒２２の突出部分と同等長さを有する後部の接続部３１と、接続部３１に連なって延びる前部の形状ピン部３２とからなる。形状ピン部３２は成形品からの抜き勾配のためわずかに先細となっている。
接続部３１はその内径が内筒２２の外径に対応する一定径を有し、内筒２２の突出部分に嵌め込まれて、２つのシール用リング溝２７に配置された弾性のＯリング４を圧縮状態としている。

この状態で、接続部３１と形状ピン部３２の境界は内筒２２の前端と同位置になる。
接続部３１のカシメ用リング溝２６に対応する部位は径方向内方にカシメられて当該カシメ用リング溝２６に落ち込んだカシメ縮径部Ｋとなっている。
カシメ部位の外周面に形成された周方向窪み３３には、外周を接続部３１の一般外周面と面一にした金属製のＣリング６が配置されている。Ｃリング６の断面は内径側を頂点とする三角形にしてある。なお、ここで一般外周面とはカシメによる変形前の接続部３１の一定径の外周面を指す。

つぎに、上述したコアピン１の組立要領について説明する。
まず図３の（ａ）に示すように、内筒２２を円筒孔１６に挿入してねじ込み、ボス部２１の後端面を大径部１１の後端と面一にして、第２ホルダ２０を第１ホルダ１０に組み付ける。
つぎに外筒１２から突出している内筒２２のシール用リング溝２７にＯリング４を嵌め込んだ後、図３の（ｂ）に示すように、ピン部材３０をその接続部３１からシール用リング溝２７を含む内筒２２の先端部に嵌め込んで被せ、接続部３１を外筒１２の前端に突き合わせる。

そして、図３の（ｃ）に示すように、ピン部材３０の接続部３１におけるカシメ用リング溝２６に対応する位置の外周に、Ｃリング６を嵌め込み、プレス型でＣリング６をその外周が接続部３１の外周面と面一になるまでプレスする。
この際、カシメ用リング溝２６に対応する位置は接続部３１の後端からの距離、あるいは接続部３１と形状ピン部３２の境界からの距離で規定されるから、接続部３１に位置表示を付しておけばＣリング６の位置決めが容易となる。なお、Ｃリング６は予め上記（ｂ）の段階で嵌め込み、あるいは内筒２２に接続部３１を被せる前にあらかじめ嵌め込んでおいてもよい。

上記のプレスにより、接続部３１のカシメ用リング溝２６に対応する部位はＣリング６を介して圧縮される。Ｃリング６の断面が内径方向に頂点を有する三角形となっているので、接続部３１を局部的に変形させることが容易である。この結果、当該部位は縮径してカシメ用リング溝２６内に突出して係合したカシメ縮径部Ｋとなり、図２に示したとおりのコアピン１が得られる。

以上の構成になるコアピン１は、図４に示すように、主型４０に取り付けて用いられる。
主型４０は、外壁面４１から内壁面４２（成形材料の充填室側）に向かって形成された大径穴４４と小径穴４５からなる支持穴４３を備えている。
コアピン１（第１ホルダ１０）の大径部１１の長さ及び径は大径穴４４に対応させ、外筒１２の径は小径穴４５に対応させてある。そして、外筒１２の長さとピン部材３０の接続部３１の長さの合計が小径穴４５の長さに対応させてあり、コアピン１を外壁面４１側から支持穴４３に嵌め込み、形状ピン部３２を主型４０の内壁面４２から突出させたとき、第２ホルダ２０の内筒２２の前端は内壁面４１と面一の位置となる。

なお、接続部３１のカシメ部位に配置されたＣリング６は接続部３１の外周面と面一になっているので、小径穴４５に障害なく挿し込むことができる。
第１ホルダ１０（大径部１１）と第２ホルダ２０（ボス部２１）の後端面は主型４０の外壁面４１と面一になるよう設定され、図示省略の抑え部材で抜け止めされる。
図４に仮想線で示すように、、第２ホルダ２０の貫通孔２９にはその内径より細いパイプ４８を外部からピン部材３０における形状ピン部３２の内部空間まで挿入して、矢示のように冷却水を流すことができる。内筒２２のシール用リング溝２７と接続部３１の間にはＯリング４が設けられているので、内筒２２と接続部３１の間から冷却水が漏れることはない。

つぎに、形状ピン部３２が破損した場合のコアピン１の交換要領について説明する。
ここでは、ホルダ２からピン部材３０を取り外す。
すなわち、主型４０から抜き出したコアピン１のボス部２１の六角穴２５にレンチをかけて、第１ホルダ１０の大径部１１に対しボス部２１の抜き出し方向に回す。すると、ピン部材３０の接続部３１は第１ホルダ１０の外筒１２に突き当たっている一方、第２ホルダ２０の内筒２２が抜き出て行くので、図５に示すように、内筒２２のカシメ用リング溝２６の肩部が、カシメ用リング溝２６内に突出するカシメ縮径部Ｋに乗り上げて接続部３１を押し広げる。雌ネジ１４と雄ネジ２４の回転量に対する内筒２２の移動量はとくに小さいので、軽い回転力によってカシメ縮径部Ｋとカシメ用リング溝２６の係合を解除することができる。

これにより、接続部３１のカシメ縮径部Ｋと内筒２２の軸方向係合が解除されるから、ボス部２１を大径部１１から離脱するまで回せばピン部材３０は内筒２２から外れる。あるいは、押し広げられたカシメ縮径部Ｋから内筒２２が離脱した後はピン部材３０を内筒２２から軽い力で引く抜くことができる。
これらの作業の間、Ｃリング６は顕著な抵抗なく拡がるから、接続部３１に嵌め込まれたままの状態でよい。
こうして、破損したピン部材３０を取り外したあと、先の図３に示した要領で新たなピン部材３０をホルダ２に組みつけて、新たなコアピン１とする。
ピン部材３０のみを取り替えればよいので、コアピン１の交換費用が低廉で済み、成形品製造のコストが低減する。

本実施の形態では、雌ネジ１４が発明における第１のネジに該当し、雄ネジ２４が第２のネジに該当する。
また、Ｏリング４がシールリングに、Ｃリング６がカシメリングに、そして六角穴２５が工具係合部に該当する。

実施の形態は以上のように構成され、金型（主型４０）に取り付けられるコアピン１を、ホルダ２と、絞り加工され、成形品の孔に対応する形状ピン部３２を備えてホルダ２に接続されるピン部材３０とからなるものとしたので、金型内への成形材料充填時の衝撃などにより形状ピン部３２が破損しても、ピン部材３０のみを交換すれば済み、さらに当該ピン部材３０も板材からの絞り加工により簡単かつ低コストで製作できるので、全体として低コストでコアピン１を使用できる。
そしてとくに、ホルダ２は第１ホルダ１０と第２ホルダ２０からなり、第１ホルダ１０は外筒１２を有するとともに雌ネジ１４を備え、第２ホルダ２０は外筒１２内を延びる内筒２２を有するとともに雌ネジ１４と噛み合う雄ネジ２４を備え、両ネジによる第１ホルダ１０と第２ホルダ２０の結合状態において内筒２２が外筒１２の一端から突出するものとする一方、ピン部材３０は内筒２２の外筒１２からの突出部に嵌合する接続部３１を備えて、この接続部３１において内筒２２にカシメられているので、ピン部材３０の交換に際しては、第１ホルダ１０と第２ホルダ２０を分離方向に相対的に回転させることにより、接続部３１と内筒２２間のカシメ部が滑ってピン部材３０が取り外せる。（請求項１に対応する効果）

第２ホルダ２０は内筒２２より大径のボス部２１を有して、該ボス部２１の外周に雄ネジ２４を備えるとともにその端面に六角穴２５を有し、第１ホルダ１０は外筒１２より大径の大径部１１を有して、該大径部１１に雌ネジ１４を備えており、ボス部２１を大径部１１にねじ込むことにより第１ホルダ１０と第２ホルダ２０が結合される。結合時やピン部材３０交換のため分離するときには六角穴２５にレンチを掛けて回すことにより作業が容易となる。（請求項２に対応する効果）

なお、ピン部材３０の接続部３１は、内筒２２の突出部の外周に形成されたカシメ用リング溝２６に落ち込むカシメ縮径部Ｋを形成するようにカシメられるので、第１ホルダ１０と第２ホルダ２０の相対回転による取り外しを除いては、ピン部材３０は内筒２２から外れることはなく、使用中確実にホルダ２に保持される。（請求項３に対応する効果）
また、ピン部材３０の接続部３１が第１ホルダ１０の外筒１２に突き合せて内筒２２に嵌合してあるので、カシメ用リング溝２６に対応するカシメ位置を定めるのが容易である。そして、ピン部材３０の取り外し時には第１ホルダ１０と第２ホルダ２０を分離方向に相対回転させると、カシメ用リング溝２６に係合していた接続部３１のカシメ縮径部Ｋをカシメ用リング溝２６の肩部が直ちに押し拡げ始めるので、迅速な取外しができる。（請求項４に対応する効果）

上記のカシメはピン部材３０の接続部３１におけるカシメ用リング溝２６に対応する位置の外周に嵌め込んだＣリング６を内径方向にプレスして行うので、高精度にカシメ用リング溝２６に係合するカシメ縮径部Ｋを形成でき、しかも容易である。（請求項６に対応する効果）
プレスはＣリング６の外周が接続部３１の一般外周面と面一になるまで行うので、Ｃリング６が嵌り込んだままの状態でもコアピン１を支持する主型４０の支持穴４３に障害なく挿し込むことができる。（請求項７に対応する効果）

第２ホルダ２０は全長にわたる貫通孔２９を有するとともに、内筒２２の突出部の外周には、Ｏリング４を保持するシール用リング溝２７を有しているので、貫通孔２９を通してパイプ４８を形状ピン部３２の内部空間まで挿入して冷却水を供給することができる。（請求項５に対応する効果）

なお、実施の形態ではカシメリングとしてのＣリング６が内径方向に頂点を有する三角形の断面を有するものとしたが、これに限定されず、ピン部材３０の接続部３１を有効にカシメて縮径させるものであれば、半円その他の適宜な断面形状を採用することができる。
また、外筒１２はその外径がピン部材３０の接続部３１の外径と整合するものとしたが、外筒１２を含むホルダ２を大径孔用に合わせた共通サイズとし、ピン部材３０の接続部３１の径を共通サイズに合わせて、形状ピン部３２の径のみを変化させるようにすれば、成形品の異なる径をもつ種々の孔に対してホルダ２を共有できるので、コストがさらに低減する。
工具係合部として第２ホルダ２０のボス部２１に六角穴２５を設けたが、四角穴でもよいし、あるいはスパナなどを掛けられる突起でもよい。また第２ホルダ２０のみでなく第１ホルダ１０にも適宜の工具係合部を設けることもできる。

本発明は、ダイカスト鋳造や射出成形等に使用されるコアピンに適用して有用である。

１ コアピン
２ ホルダ
４ Ｏリング
６ Ｃリング
１０ 第１ホルダ
１１ 大径部
１２ 外筒
１４ ボス収容部
１５ 雌ネジ
１６ 円筒孔
２０ 第２ホルダ
２１ ボス部
２２ 内筒
２４ 雄ネジ
２５ 六角穴
２６ カシメ用リング溝
２７ シール用リング溝
２９ 貫通孔
３０ ピン部材
３１ 接続部
３２ 形状ピン部
３３ 周方向窪み
４０ 主型
４１ 外壁面
４２ 内壁面
４３ 支持穴
４４ 大径穴
４５ 小径穴
４８ パイプ

Claims (7)

1. 成形品の孔形成のため金型に取り付けられるコアピンであって、
   前記金型に保持されるホルダと、
   絞り加工され、前記孔に対応する形状ピン部を備えて前記ホルダに接続されるピン部材とを有し、
   前記ホルダが第１ホルダと第２ホルダからなり、
   前記第１ホルダは、外筒を有するとともに、当該外筒の長手方向の一端の内周に第１のネジを備え、
   前記第２ホルダは、前記外筒内を延びる内筒を有するとともに、当該内筒の長手方向の一端の外周に、前記第１のネジと噛み合う第２のネジを備え、
   前記内筒は、当該内筒の他端が、前記第１のネジと前記第２のネジとを噛み合わせて前記内筒と前記外筒とを結合した結合状態で、前記外筒の他端から突出する前記長手方向の長さを有し、
   前記内筒の前記他端の前記外筒から突出する部分に、前記ピン部材が嵌合する接続部を設け、
   前記ピン部材は、前記接続部においてカシメられて前記内筒に固定されていることを特徴とするコアピン。
2. 前記第２ホルダは、前記内筒の前記長手方向の一端に前記内筒よりも大径のボス部を有するとともに、該ボス部の外周に前記第２のネジを備えており、
   前記ボス部の前記長手方向の一端に、工具が相対回転不能に係合する工具係合部を有し、
   前記第１ホルダは、前記外筒の前記長手方向の一端に、前記外筒より大径の大径部を有するとともに、該大径部の内周に前記第１のネジを備えており、
   前記工具係合部に係合させた前記工具を中心軸周りに回転させることにより、前記第２ホルダを前記第１ホルダに対して相対回転させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のコアピン。
3. 前記内筒の突出部の外周にはカシメ用リング溝が形成され、前記ピン部材の接続部は前記カシメ用リング溝に落ち込むようにカシメられていることを特徴とする請求項２に記載のコアピン。
4. 前記ピン部材の前記接続部が前記第１ホルダの前記外筒に突き合せて前記内筒に嵌合してあることを特徴とする請求項３に記載のコアピン。
5. 前記第２ホルダは全長にわたる貫通孔を有するとともに、前記内筒の突出部の外周には、シールリングを保持するシール用リング溝を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１に記載のコアピン。
6. 請求項３または４に記載のコアピンの製作方法であって、
   前記第２ホルダの内筒を前記第１ホルダの外筒に挿し込み、前記ボス部の第２のネジを前記大径部の第１のネジにねじ込んで前記所定の結合状態とし、
   前記ピン部材の前記接続部を前記外筒から突出する前記内筒に嵌合し、
   前記接続部の外周における前記内筒の前記カシメ用リング溝に対応する位置にカシメリングを位置付けて、
   その後、当該カシメリングを内径方向にプレスすることにより前記接続部をカシメることを特徴とするコアピンの製作方法。
7. 前記プレスは、前記カシメリングの外周が前記接続部の一般外周面と面一になるまで行うことを特徴とする請求項６に記載のコアピンの製作方法。

Images