(57)【要約】      （修正有）【課題】成形時に入れ子ピンに焼き付きや折損が生じるのを防止する。【解決手段】入れ子ピン１は、外管２に内管３を嵌め合わせて互いを接合，溶接，又は接着等することで一体化されている。外管２は、円筒状を呈した管部２１の天端開口部を天板部２２で塞いだ有底筒状を呈している。内管３は、円柱状を呈した本体３１の外周面に螺旋溝３２を、中央部には給水路３３を備えている。螺旋溝３２は、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有し、本体３１の天端から底端部にかけて本体３１の軸心を中心とする螺旋状に延びている。内管３の天端面３１ａと天板部２２の内面との間には間隙Ｋが設けられている。外管２の管部２１と内管３の本体３１とが内面と外面とを密着させることで、本体３１の螺旋溝３２と管部２１の内面とで冷却水の通水路Ｔが形成されている。本体３１の外周面を天端側の縁部まで延びた通水路Ｔは、間隙Ｋを介して給水路３３と連通している。【選択図】図１
2011131240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の一部をなす入れ子ピンであって、
外管と、該外管に嵌入された内管とを備え、
該内管の外面及び／又は前記外管の内面に溝が設けられ、
該溝に連通する送水路が前記内管の内部に設けられていることを特徴とする入れ子ピン。
【請求項２】
前記溝は、内管の外面及び／又は前記外管の内面に螺旋状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の入れ子ピン。
【請求項３】
前記外管天端と前記内管先端との間には前記溝及び前記送水路に通じる間隙が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の入れ子ピン。
【請求項４】
前記外管は、肉厚が均一となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の入れ子ピン。
【請求項５】
前記外管は熱間工具鋼で形成され、
前記内管は高速度鋼で形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の入れ子ピン。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の入れ子ピンを備えたことを特徴とする金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入れ子ピン及び金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いた成形では、金型の冷却穴に冷却水を流通させて金型を冷却し、焼き付きの防止が図られている。下記の特許文献１では、金型に形成された冷却穴に冷却管を挿通させ、冷却管から冷却穴に冷却流体を供給して金型を冷却している。成形品に止まり穴や貫通孔を形成するための入れ子ピンでは、入れ子ピンの軸方向に沿って延びる冷却穴を内部に設けて、冷却が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３２５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、金型の本体から突出した入れ子ピンでは、成形時に溶湯で周囲を取り囲まれることから、金型の本体よりも溶湯の温度の影響を受けやすく、金型に穿設された冷却穴を用いる上記従来の冷却方法では、入れ子ピンを十分に冷却することができなかった。しかも、金型を用いた成形時には、溶湯で加熱された後に溶湯と共に冷却されて入れ子ピン１が膨張と収縮を繰り返し、入れ子ピン１の軸心を中心とする周方向での加熱速度や冷却速度に違いが生じる等して、入れ子ピン１を径方向に撓ませようとする力が働く。また、溶湯が冷却して成形品が収縮するのに伴い入れ子ピン１が撓み、成形品の離型時にはこの入れ子ピン１の撓みが解けることで、成形の度に繰り返し応力が入れ子ピン１に働く。このため、焼き付きの発生や入れ子ピンの撓みにより成形品の成形精度を低下させ、また、成形の度に繰り返される温度変化や焼き付きの影響で入れ子ピンが折損する虞もあった。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる入れ子ピン及び金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の入れ子ピンは、金型の一部をなす入れ子ピンであって、外管と、該外管に嵌入された内管とを備え、該内管の外面及び／又は前記外管の内面に溝が設けられ、該溝に連通する送水路が前記内管の内部に設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記溝が、内管の外面及び／又は前記外管の内面に螺旋状に設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記外管天端と前記内管先端との間には前記溝及び前記送水路に通じる間隙が設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、前記外管が、肉厚が均一となるように形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記外管が熱間工具鋼で形成され、前記内管が高速度鋼で形成されていることを特徴とする。
また、本発明の金型は、上記何れかの入れ子ピンを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、入れ子ピンの強度を内管で保ちつつ、成形条件に応じた様々な流通路を内管と外管との間に形成することで、成形品の成形精度を高め、入れ子ピンの折損も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態の入れ子ピンを示す縦断面図である。
【図２】図１の入れ子ピンが備える外管を示す図であり、（ａ）は縦断面図，（ｂ）は底面図である。
【図３】図１の入れ子ピンが備える内管を示す図であり、（ａ）は縦断面図，（ｂ）は側面図，（ｃ）は底面図，（ｄ）はＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の入れ子ピン１を示す縦断面図である。図２は、外管２を示す図であり、（ａ）は縦断面図，（ｂ）は底面図である。図３は、内管３を示す図であり、（ａ）は縦断面図，（ｂ）は側面図，（ｃ）は底面図，（ｄ）はＡ−Ａ線断面図である。
【００１０】
図１に示すように、入れ子ピン１は、外管２に内管３を嵌め合わせて互いを接合，溶接，又は接着等することで一体化して構成されており、ダイカスト金型の一部を構成する。
【００１１】
外管２は、入れ子ピン１を用いた成形時に十分な強度を保てるように熱間強度が高い熱間工具鋼（例えばＳＫＤ６１（ＪＩＳ規格に準拠））から形成されている。外管２は、図２に示すように、円筒状を呈した管部２１の天端開口部を天板部２２で塞いだ有底筒状を呈している。管部２１は、外径を拡径させて構成された円筒状の厚肉部２３を底端部に、製品形状部の抜け勾配（不図示）を先端部にそれぞれ備えている。管部２１は、軸心に直交する断面での肉厚が、軸心を中心とする周方向に沿って均一となるように構成されている。
【００１２】
内管３は、図３に示すように、円柱状を呈した本体３１の外周面に２つの螺旋溝３２を、中央部には給水路３３を備えている。内管３は、入れ子ピン１を用いた成形時に十分な強度を保ち撓み難いように、熱間強度及び軟化抵抗が高い高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス（ＪＩＳ規格に準拠））で形成されている。給水路３３は、円形の断面形状を有して本体３１を天端面から底端面にかけて貫通しており、その軸心を本体３１の軸心と一致させている。給水路３３の底端部には、入れ子ピン１を備えた金型内を通る送水路が接続される。
【００１３】
各螺旋溝３２は、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有している。各螺旋溝３２は、本体３１の天端から底端部にかけて本体３１の軸心を中心とする螺旋状に延びている。各螺旋溝３２は、本体３１の軸心を挟んで互いに対向する本体３１の外周面に形成されている。螺旋溝３２の底端部からは、直線溝３２ａが延びている。直線溝３２ａは、本体３１の底端まで本体３１の軸心に沿って直線状に延びている。なお、必ずしも本体３１に直線溝３２ａを設ける必要はなく、本体３１の底端まで螺旋溝３２が延びている構成としてもよい。
【００１４】
内管３は、図１に示すように、外管２の管部２１内にその天端側から挿入されて、本体３１を管部２１に嵌め合わされる。内管３は、底端部に設けられた係合部（不図示）を外管２の底端部に係合させ、外管２に嵌め合わされたキャップ（不図示）で底端面を押え付けられることで、外管２内に位置決めされる。キャップは、底端部の外周縁を外管２の底端部の内周縁に例えば溶接等で接合される。
【００１５】
内管３の天端面３１ａと天板部２２の内面との間には間隙Ｋが形成されており、本体３１の天端面３１ａに開口した給水路３３がこの間隙Ｋと連通している。また、外管２の管部２１と内管３の本体３１とが内面と外面とを密着させることで、本体３１の螺旋溝３２と管部２１の内面とで冷却水の通水路Ｔが形成されている。この通水路Ｔは、入れ子ピン１の天端から底端部にかけて、入れ子ピン１の軸心方向に沿って螺旋状に延びている。通水路Ｔは、本体３１の外周面の天端側の縁部で、間隙Ｋを介して給水路３３と連通している。
【００１６】
給水路３３に接続された送水路（不図示）から、図１に矢印Ｂで示すように給水路３３に供給された冷却水は、給水路３３内を間隙Ｋまで流れると通水路Ｔ内に流入し、通水路Ｔ内で本体３１の外周面を螺旋状に流れた後、図１に矢印Ｃで示すように直線溝３２ａから排出される。
【００１７】
入れ子ピン１を備えたダイカスト金型での成形時には、キャビティ内で入れ子ピン１の周囲に溶湯が流れ込んで外管２が加熱されるが、通水路Ｔ内を流れる冷却水で外管２の全体が均一に冷却される。通水路Ｔ内での冷却水の流量は、外管２の表面温度が４５０℃以下に維持されるよう調整される。
【００１８】
成形品の成形時には溶湯と共に入れ子ピン１が膨張及び収縮を繰り返し、また、加熱速度や冷却速度の違い等により入れ子ピン１に経方向に撓ませようとする力が働く。さらに、溶湯の冷却時には成形品の収縮に伴い入れ子ピン１が撓み、離型時にはこの撓みが解けることで、入れ子ピン１には繰り返し応力が働く。しかしながら、通水路Ｔ内を流れる冷却水で外管２の全体が均一に冷却されることから、入れ子ピン１の加熱温度を低下させると共に外管２に生じる温度差を抑えて、入れ子ピン１に生じる撓みや膨張を抑えることができる。しかも、入れ子ピン１を径方向に撓ませようとする力が働いても、内管３により入れ子ピン１の撓みが抑えられることから、成形品の成形精度を高めて成形品の品質を向上させることができる。また、入れ子ピン１の強度を高めて、入れ子ピン１の折損を防ぐことができる。
【００１９】
本実施形態によれば、入れ子ピン１を用いた成形条件に応じて、本体３１の外面に様々な形状の螺旋溝３２を自由に形成できることから、冷却水による冷却効率を高めて、外管２の外面に生じる焼き付きを効果的に防止することができる。
【００２０】
また、本実施形態によれば、本体３１の外面に螺旋溝３２を設けることで、外管２を全周に亘って均一に冷却し、冷却水による冷却効率を高めることができる。
【００２１】
また、本実施形態によれば、天板部２２と天端面３１ａとの間を通して給水路３３から螺旋溝３２に冷却水を供給できることから、内管３の天端面３１ａに冷却水を流通させる溝を設ける必要がなく、構成を簡略化できる。
【００２２】
また、本実施形態によれば、流通路Ｔを構成する螺旋溝３２を内管３に設けることで、管部２１の肉厚を均一にすることができ、しかも、管部２１及び天板部２２の肉厚が均一に形成されていることから、外管２を均一に冷却して、焼き付きの発生を効果的に防止することができる。
【００２３】
また、本実施形態によれば、成形品の成形精度を高めるのに好ましい熱間強度の高い熱間工具鋼で外管２を形成しつつ、内管３で入れ子ピン１の強度を保って、加熱及び冷却速度の違いや成形品の収縮に伴う撓みを抑えられることから、入れ子ピン１の撓みを抑えて成形品の成形精度を高め、また、入れ子ピン１の強度を高めて入れ子ピンに折損が生じるのを防止できる。
【００２４】
上記実施形態では、本体３１の外周面に螺旋溝３２を形成した場合について説明したが、本体３１の外周面に設ける溝の形状は、外管２を均一に冷却できるよう入れ子ピン１を用いた成形条件によって任意に定めることができる。例えば、上記実施形態では、本体３１の外周面に２本の螺旋溝３２を形成したが、１本又は３本以上の螺旋溝３２を設けてもよい。また、本体３１の軸心方向に沿った一部分のみを螺旋溝３２として他の部分を直線溝３２ａとしてもよい。複数の螺旋溝３２を本体３１に設ける場合には、何れかの螺旋溝３２で構成される通水路Ｔに冷却水を流通させ、他の螺旋溝３２で構成される通水路Ｔに加熱用の油を流通させ、冷却用と加熱用とで使い分けるようにしてもよい。
【００２５】
また、上記実施形態では、螺旋溝３２に冷却水を供給するための給水路３３が、その軸心を本体３１の軸心と一致させて本体３１の内部を通っていた場合について説明したが、給水路３３の軸心が本体３１の軸心と一致している必要はなく、様々な形状の給水路３３を外管２の冷却条件に応じて本体３１の内部に形成することができる。また、上記実施形態では、通水路Ｔを形成するための螺旋溝３２を内管３に設けた場合について説明したが、外管２の内面に設けてもよい。
【００２６】
また、上記実施形態では、内管３の天端面３１ａと外管２の天端部２２との間の間隙Ｋを通して、給水路３３から螺旋溝３２に冷却水を供給した場合について説明したが、内管３の天端面３１ａに形成した溝を通して給水路３３から螺旋溝３２に冷却水を供給してもよい。また、給水路３３への冷却水の供給方法、及び、直線溝３２ａからの冷却水の排出方法も任意である。
【００２７】
また、上記実施形態では、管部２１及び天端部２２の肉厚が、厚肉部２３を除いて均一に形成されている場合について説明したが、入れ子ピン１を用いた成形条件や内管３への溝の形成条件等に応じて、管部２１及び天端部２２に肉厚の違う部分を設けてもよい。
【００２８】
また、入れ子ピン１を用いた成形時に十分な強度を保ち撓みが生じるのを抑えられるよう、熱間強度及び軟化抵抗の高い高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス（ＪＩＳ規格に準拠）で内管３を形成するのが好ましいが、熱間強度が高いのであれば、他の熱間工具鋼（例えばＳＫＤ６１（ＪＩＳ規格に準拠））や高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス（ＪＩＳ規格に準拠））やマルエージング鋼（ＪＩＳ規格に準拠）で内管３を形成することもできる。
【符号の説明】
【００２９】
１      入れ子ピン
２      外管
２１    管部
２２    天板部
２３    厚肉部
３      内管
３１    本体
３１ａ  天端面
３２    螺旋溝
３２ａ  直線溝
３３    給水路
Ｋ      間隙
Ｔ      通水路（送水路）
【図１】
2011131240.tif 000003
【図２】
2011131240.tif 000004
【図３】
2011131240.tif 000005