(57)【要約】      （修正有）【課題】  ピン取付孔と中子ピンとの間に浸入する離型剤に起因する鋳巣や引け等の発生を抑制して鋳造製品の品質を確保すると共に、耐久性に優れた中子ピンを備えた金型構造を提供する。【解決手段】  金型のキャビティ２０内の溶湯が凝固する際に、中子ピン３１の製品形成部３９に応力が作用すると、ピン嵌合部２２と中子ピン３１との間のシリコンゴム４０が弾性変形して小径軸部３６の広範囲が撓み、応力が分散されて製品形成部３９の根元部分に発生する応力が軽減される。一方、キャビティサイド１２に離型剤をスプレー塗布する際に、ピン嵌合部２２と中子ピン３１との間がシリコンゴム４０を介在して密着状態に保持されて該部分に離型剤が浸入することなく、溶湯の凝固収縮に伴うキャビティ２０内の負圧によって離型剤がキャビティ２０内に吸い出されることなく鋳巣や引け等の発生が抑制された高品質の鋳造製品が得られる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型或いは可動型に設けられてキャビティ内に突出する中子ピンを備えた金型構造において、
上記固定型或いは可動型に穿設されて先端部分がキャビティサイドに開口するピン嵌合部を有するピン取付孔と、
上記ピン嵌合部に嵌合可能な嵌挿軸部に該嵌挿軸部より小径の小径軸部を介して上記ピン嵌合部の先端部分に嵌合する溶湯封止部が一体形成されて上記ピン取付孔に挿着される挿着部及び該挿着部の溶湯封止部に連続形成されて上記キャビティサイドからキャビティ内に突出する製品形成部が一体形成された中子ピンと、
上記軸嵌挿部と小径軸部と溶湯封止部とによって小径軸部の外周に形成される環状の凹部と上記ピン取付孔のピン嵌合部の内周面との間に充填された弾性部材とを備えたことを特徴とする中子ピンを備えた金型構造。
【請求項２】
上記ピン取付孔は、上記ピン嵌合部より大径で該ピン嵌合部に段部を介して連続形成されて当該型の背面に開口する挿入部を備え、
上記中子ピンは、上記嵌挿軸部に上記段部に当接可能な段部を介して連続形成されて上記挿入部内に嵌挿する基部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の中子ピンを備えた金型構造。
【請求項３】
固定型或いは可動型に設けられてキャビティ内に突出する中子ピンを備えた金型構造において、
上記固定型或いは可動型に穿設されて先端部分がキャビティサイドに開口するスリーブ嵌合部を備えたピン取付孔と、
該スリーブ嵌合部に挿着すると共に先端部分がキャビティに開口するピン嵌合部を有するスリーブと、
上記ピン嵌合部に嵌合可能な嵌挿軸部に該嵌挿軸部より小径の小径軸部を介して上記ピン嵌合部の先端部分に嵌合する溶湯封止部が一体形成されて上記ピン取付孔に挿着される挿着部及び該挿着部の溶湯封止部に連続形成されて上記キャビティサイドからキャビティ内に突出する製品形成部とが一体形成された中子ピンと、
上記嵌挿軸部と小径軸部と溶湯封止部とによって小径軸部の外周に形成される環状の凹部と上記スリーブのピン嵌合部の内周面との間に充填された弾性部材とを備えたことを特徴とする中子ピンを備えた金型構造。
【請求項４】
上記ピン取付孔は、上記ピン嵌合部より大径で該ピン嵌合部に段部を介して連続形成されて当該型の背面に開口する挿入部を備え、
上記スリーブは、上記ピン嵌合部の基端が挿入部内に達すると共に上記段部に当接可能なフランジを備え、
上記中子ピンは、上記スリーブのフランジに当接可能な段部を介して連続形成されて上記挿入部内に嵌挿する基部を備えたことを特徴とする請求項３に記載の中子ピンを備えた金型構造。
【請求項５】
上記スリーブの外周面と上記ピン取付孔におけるスリーブ嵌合部との間に少なくともキャビティサイド側を閉塞して間隙を設け断熱層を形成したことを特徴とする請求項３又は４に記載の中子ピンを備えた金型構造。
【請求項６】
上記中子ピン内には、少なくとも上記弾性部材が装着される上記小径軸部にかけて冷却水を循環供給するための冷却穴が形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の中子ピンを備えた金型構造。
【請求項７】
上記弾性部材は、シリコンゴムであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の中子ピンを備えた金型構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト鋳造に使用される金型に関し、特にキャビティ内に突出する中子ピンを備えた金型構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイカスト鋳造は、精密に機械加工した金型のキャビティ内に形成材料、例えばアルミニウム合金等の溶湯を高温でかつ高圧力で強制的に圧入して充填し、短時間で凝固させることによって高精度で鋳肌が平滑な優れた鋳物を短時間で大量生産できることから、寸法精度の要求が高い自動車部品等の製造に広く利用されている。
【０００３】
このダイカスト鋳造において、ダイカスト機等に使用される金型に組み込まれる中子ピンは、固定型或いは可動型のキャビティサイドから当該金型の背面に向かって穿設されたピン取付孔に嵌め込み挿着される装着部と、挿着部の先端からキャビティ内に突出する製品形成部が一体に形成されている。
【０００４】
しかし、キャビティ内に充填された溶湯の凝固に伴う収縮によりキャビティサイドから突出している製品形成部に応力が作用し、製品成形部の根元部分に曲げ応力が集中して繰り返し付与され、該部分に金属疲労に伴う亀裂が生じ、次第に破壊して製品成形部が根元部分から折れて中子ピンの寿命を短くする要因となっていた。
【０００５】
破損した中子ピンを交換復元する補修作業に伴う鋳造作業の一時停止は、金型の熱振幅を助長し、湯廻りに影響を及ぼして鋳造製品の品質低下及び品質の不安定を招く要因となる。
【０００６】
特に、中子ピン内に冷却水を循環供給する冷却穴を備えた中子ピンにあっては、破壊過程において亀裂部分から冷却水がキャビティ内に漏れ出し、その漏水が気化して鋳造製品にガスホール等の鋳巣が発生する要因になる。
【０００７】
この対策として、図７に示すように、キャビティ１００を形成する固定型或いは可動型１０１のキャビティサイド１０２から背面に向かって穿設されたピン取付孔１０３に挿着される挿着部１０６に対して、キャビティサイド１０２からキャビティ１００内に突出する製品形成部１０７の軸部を小径にした中子ピン１０５において、挿着部１０６の先端側に挿着部１０６より小径の小径軸部１０８を形成し、この小径軸部１０８と製品形成部１０７との間にピン取付孔１０３の内面との間に溶湯が浸入しない程度の間隙形成する外周を備えた溶湯封止部１０９を形成する。この構成により、キャビティ１００内に充填された溶湯の凝固に伴う収縮により応力が製品形成部１０７に作用した際、ピン取付孔１０３の内面と溶湯封止部１０９と間隙の範囲内で溶湯封止部１０９が動くことが可能になり、小径軸部１０８を含めた広範囲が撓み、製品形成部１０７の根元部分に発生する応力が軽減されて、該部分の金属疲労が抑制されて中子ピン１０５の寿命を延長できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、図８に示すように、固定型或いは可動型１１１のキャビティサイド１１２に穿設されたピン取付孔１１３に装着される挿着部１１６に対して段部１１７を介してキャビティサイド１１２からキャビティ１１０内に突出させる製品形成部１１８の軸部を小径にした中子ピン１１５において、挿着部１１６の外周に段部１１７の近傍に環状の１本乃至複数の溝１１９を形成し、キャビティ１１０内に充填された溶湯の凝固による応力が製品形成部１１８に作用した際、製品形成部１１８の根元である挿着部１１６との段部１１７が受ける曲げ応力を溝１１９によって分散させて、該部分の金属疲労による破損を防止する中子ピン１１５が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】実開平３−１２６２６８号公報
【特許文献２】実開昭６３−１８９４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献１によると、挿着部１０６の先端側に小径軸部１０８及び溶湯封止部１０９を形成することによって、溶湯の凝固収縮に伴う応力が製品形成部１０７に作用したときには小径軸部１０８を含めた広範囲が撓み、製品形成部１０７の根元部分に発生する応力が軽減されて該部の金属疲労が抑制されて、中子ピン１０５の寿命が延長できる。
【００１１】
しかし、ピン取付孔１０３の内周面と溶湯封止部１０９の外周面との間に形成され小径軸部１０８を含めた広範囲の撓みによって助長される間隙から、キャビティ１００内に充填された溶湯が凝固する際その収縮に伴い発生するキャビティ１００内の負圧により、更に真空ダイカスト鋳造においては鋳造前に実施される人為的吸引によるキャビティ１００内の負圧によっても、ピン取付孔１０３の内周面と中子ピン１０５の挿着部１０６、小径軸部１０８、溶湯封止部１０９の外周面との間に存在するガスがキャビティ１００側に吸引される。このため、キャビティ１００内の真空度が低下して、鋳造製品に鋳巣や引け等の鋳造欠陥が発生することが懸念される。この課題は真空ダイカスト鋳造において大きい。
【００１２】
また、ピン取付孔１０３の内周面と溶湯封止部１０９の外周面との間に形成され小径軸部１０８を含めた広範囲の撓みによって助長される間隙から、固定型或いは可動型１０１のキャビティサイド１０２にスプレー塗布した離型剤がピン取付孔１０３と小径軸部１０８とによって形成される間隙内に浸入して滞留すると、キャビティ１００内に充填された溶湯が凝固する際、その収縮に伴い発生するキャビティ１００内の負圧により、更に真空ダイカスト鋳造においては鋳造前に実施される人為的吸引によるキャビティ１００内の負圧によっても、ピン取付孔１０３の内周面と溶湯封止部１０９の外周面との間に浸入して滞留した離型剤がピン取付孔１０３と溶湯封止部１０９との間隙からキャビティ１００側に吸引され、そのキャビティ１００内に吸引された離型剤が悪湯の因子となる。また、キャビティ１００内に吸引された離型剤は急激に気化し、鋳造製品に鋳巣や引け等のガス欠陥、湯皺、湯境等が発生することが懸念される。
【００１３】
さらに、小径軸部１０８を含めた広範囲の撓みによるピン取付孔１０３の内周面と溶湯封止部１０９の外周面との間隙助長が進行すると、キャビティ１００内に充填された溶湯が、その間隙からピン取付孔１０３の内周面と小径軸部１０８、溶湯封止部１０９の外周面との間に浸入して滞留凝固してしまう。この滞留凝固により、溶湯の凝固収縮に伴う応力が製品形成部１０７に作用したときに小径軸部１０８を含めた広範囲が撓まず、このため、製品形成部１０７の根元部分に発生する応力が軽減されず、該部の金属疲労を抑制することができず、中子ピン１０５の寿命が延長できない。
【００１４】
同様に、特許文献２によると、ピン取付孔１１３の内周面と挿着部１１６の外周面との間に形成され溝１１９を含めた広範囲の撓みによって助長される間隙から、キャビティ１１０内に充填された溶湯が凝固する際その収縮に伴い発生するキャビティ１１０内の負圧により、更に真空ダイカストにおいては鋳造前に実施される人為的吸引によるキャビティ１１０内の負圧によっても、ピン取付孔１１３の内周面と中子ピン１１５の挿着部１１６、溝１１９の外周面との間に存在するガスがキャビティ１１０側に吸引される。このため、キャビティ１１０内の真空度が低下して、鋳造製品に鋳巣や引け等のガス欠陥、湯皺、湯境等が発生することが懸念される。
【００１５】
また、ピン取付孔１１３と挿着部１１６との嵌合部に形成され溝１１９を含めた広範囲の撓みによって助長される僅かな隙間から、固定型或いは可動型１１１のキャビティサイド１１２にスプレー塗布した離型剤がピン取付孔１１３と溝１１９とによって形成される間隙内に浸入して滞留すると、キャビティ１１０内に充填された溶湯の凝固収縮に伴うキャビティ１１０内の負圧により、更に真空ダイカスト鋳造においては鋳造前に実施される人為的吸引によるキャビティ１１０内の負圧によっても、その滞留した離型剤がピン取付孔１１３と挿着部１１６の嵌合部からキャビティ１１０側に吸引され、そのキャビティ１１０内に吸引された離型剤が悪湯の因子となる。また、キャビティ１１０内に吸引された離型剤の気化に伴って鋳造製品に鋳巣や引け等のガス欠陥、湯皺、湯境等が発生することが懸念される。
【００１６】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、ピン取付孔と中子ピンとの間に浸入するガス及び離型剤に起因する鋳巣や引け等のガス欠陥、湯皺、湯境等の発生を抑制して鋳造製品の品質を確保すると共に、耐久性に優れ長期に亘って中子ピンの折れ等の損傷が回避できる中子ピンを備えた金型構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成する請求項１に記載の中子ピンを備えた金型構造の発明は、固定型或いは可動型に設けられてキャビティ内に突出する中子ピンを備えた金型構造において、上記固定型或いは可動型に穿設されて先端部分がキャビティサイドに開口するピン嵌合部を有するピン取付孔と、上記ピン嵌合部に嵌合可能な嵌挿軸部に該嵌挿軸部より小径の小径軸部を介して上記ピン嵌合部の先端部分に嵌合する溶湯封止部が一体形成されて上記ピン取付孔に挿着される挿着部及び該挿着部の溶湯封止部に連続形成されて上記キャビティサイドからキャビティ内に突出する製品形成部が一体形成された中子ピンと、上記軸嵌挿部と小径軸部と溶湯封止部とによって小径軸部の外周に形成される環状の凹部と上記ピン取付孔のピン嵌合部の内周面との間に充填された弾性部材とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１の中子ピンを備えた金型構造において、上記ピン取付孔は、上記ピン嵌合部より大径で該ピン嵌合部に段部を介して連続形成されて当該型の背面に開口する挿入部を備え、上記中子ピンは、上記嵌挿軸部に上記段部に当接可能な段部を介して連続形成されて上記挿入部内に嵌挿する基部を備えたことを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成する請求項３に記載の中子ピンを備えた金型構造の発明は、固定型或いは可動型に設けられてキャビティ内に突出する中子ピンを備えた金型構造において、上記固定型或いは可動型に穿設されて先端部分がキャビティサイドに開口するスリーブ嵌合部を備えたピン取付孔と、該スリーブ嵌合部に挿着すると共に先端部分がキャビティに開口するピン嵌合部を有するスリーブと、上記ピン嵌合部に嵌合可能な嵌挿軸部に該嵌挿軸部より小径の小径軸部を介して上記ピン嵌合部の先端部分に嵌合する溶湯封止部が一体形成されて上記ピン取付孔に挿着される挿着部及び該挿着部の溶湯封止部に連続形成されて上記キャビティサイドからキャビティ内に突出する製品形成部とが一体形成された中子ピンと、上記嵌挿軸部と小径軸部と溶湯封止部とによって小径軸部の外周に形成される環状の凹部と上記スリーブのピン嵌合部の内周面との間に充填された弾性部材とを備えたことを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項３の中子ピンを備えた金型構造において、上記ピン取付孔は、上記ピン嵌合部より大径で該ピン嵌合部に段部を介して連続形成されて当該型の背面に開口する挿入部を備え、上記スリーブは、上記ピン嵌合部の基端が挿入部内に達すると共に上記段部に当接可能なフランジを備え、上記中子ピンは、上記スリーブのフランジに当接可能な段部を介して連続形成されて上記挿入部内に嵌挿する基部を備えたことを特徴とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４の中子ピンを備えた金型構造において、上記スリーブの外周面と上記ピン取付孔におけるスリーブ嵌合部との間に少なくともキャビティサイド側を閉塞して間隙を設け断熱層を形成したことを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の中子ピンを備えた金型構造において、中子ピン内には、少なくとも弾性部材が装着される小径軸部にかけて冷却水を循環供給するための冷却穴が形成されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかの中子ピンを備えた金型構造において、上記弾性部材は、シリコンゴムであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
上記請求項１の発明によると、金型のキャビティ内に充填された溶湯を凝固する際に、溶湯の凝固による収縮に伴う応力が中子ピンの製品形成部に作用すると、ピン取付孔のピン嵌合部に嵌挿軸部及び溶湯封止部が嵌合して支持された中子ピンは、弾性部材を弾性変形させつつ小径軸部の広範囲が撓み、応力が分散されて製品形成部の根元部分に発生する応力が軽減されて金属疲労が抑制され、長期に亘って中子ピンの折れ等の破損が回避できる。
【００２５】
一方、中子ピンの軸嵌挿部と小径軸部と溶湯封止部とによって小径軸部の外周に形成される環状の凹部と、ピン取付孔のピン嵌合部の内面との間が、弾性部材を介在して密着状態に保持されるため、ピン取付孔の内周面と中子ピンの外周面との間にガスが存在することがなく、従来懸念されていた、キャビティ内に充填された溶湯の凝固収縮、真空ダイカスト鋳造においては鋳造前に実施される人為的吸引に伴い、キャビティ内に負圧が発生することにより、ピン取付孔と中子ピンの間に存在するガスがキャビティ内に吸い出されてキャビティ内の真空度が低下し、鋳造製品に鋳巣や引け等を発生させるといった不具合が有効的に回避でき、ガス欠陥の発生が抑制された高品質な鋳造製品が得られる。
【００２６】
また、型開きされた固定型及び可動型の各キャビティサイドに離型剤をスプレー塗布する際に、ピン取付孔のピン嵌合部の内周面と中子ピンの外周面との間が弾性部材を介在して密着状態に保持されてピン取付孔の内周面と中子ピンの外周面との間に離型剤が浸入することがなく、キャビティ内に充填された溶湯の凝固収縮、真空ダイカスト鋳造においては鋳造前に実施される人為的吸引に伴いキャビティ内に負圧が発生しても、従来懸念されていたピン取付孔と中子ピンの間に浸入した離型剤がキャビティ内に吸い出されて鋳造製品に鋳巣、引け、湯皺、湯境等を発生させるといった不具合が有効的に回避でき、ガス欠陥、強度不安定及び湯廻り不良等の発生が抑制された高品質の鋳造製品が得られる。
【００２７】
請求項２の発明によると、ピン取付孔がピン嵌合部より大径でこのピン嵌合部に段部を介して連続形成されて背面に開口する挿入部を備え、中子ピンが軸嵌挿部にピン取付孔の段部に当接可能な段部を介して連続して挿入部内に嵌挿する基部を備え、中子ピンをピン取付孔に背面側から挿入して中子ピンの段部がピン取付孔の段部に当接することによって、嵌挿軸部及び溶湯封止部がそれぞれピン嵌合部に嵌合した取付位置に容易にかつ確実に保持することができる。
【００２８】
請求項３の発明によると、金型のキャビティ内に充填された溶湯が凝固する際に、溶湯の凝固収縮による応力が中子ピンの製品形成部に作用すると、スリーブのピン嵌合部の内面と中子ピンとの間に介在する弾性部材を弾性変形させつつ小径軸部の広範囲が撓み、応力が分散されて製品形成部の根元部分に発生する応力が軽減されて金属疲労が抑制され、長期に亘って中子ピンの折れ等の破損が回避できる。
【００２９】
一方、ピン取付孔のスリーブ嵌合部にスリーブを挿着し、スリーブのピン嵌合部の内周面と中子ピンの外周面との間が弾性部材を介在して密着状態に保持されるため、ピン取付孔とスリーブとの間、及び、スリーブのピン嵌合部の内周面と中子ピンの外周面との間にガスが存在することがなく、従来懸念されていた、キャビティ内に充填された溶湯の凝固収縮、真空ダイカスト鋳造においては鋳造前に実施される人為的吸引に伴い、キャビティ内に負圧が発生することにより、ピン取付孔と中子ピンの間に存在するガスがキャビティ内に吸い出されてキャビティ内の真空度が低下し、鋳造製品に鋳巣や引け等を発生させるといった不具合が有効的に回避でき、ガス欠陥、強度不安定及び湯廻り不良等の発生が抑制された高品質な鋳造製品が得られる。
【００３０】
また、型開きされた固定型及び可動型の各キャビティサイドに離型剤をスプレー塗布する際に、スリーブのピン嵌合部の内周面と中子ピンの外周面との間が弾性部材を介在して密着状態に保持されて該部に離型剤が浸入することなく、キャビティ内に充填された溶湯の凝固収縮、真空ダイカスト鋳造においては鋳造前に実施される人為的吸引に伴いキャビティ内に負圧が発生しても、従来懸念されていたピン取付孔と中子ピンの間に浸入した離型剤がキャビティ内に吸い出されて鋳造製品に鋳巣、引け、湯皺、湯境等を発生させる不具合が有効的に回避され、ガス欠陥、強度不安定及び湯廻り不良等の発生が抑制された高品質の鋳造製品が得られる。
【００３１】
請求項４の発明によると、ピン取付孔にピン嵌合部より大径でピン嵌合部に段部を介して連続形成されて型の背面に開口する挿入部を備え、スリーブの基端に挿入部内に達すると共に段部に当接可能なフランジを備え、中子ピンがスリーブのフランジに当接可能な段部を介して挿入部内に嵌挿する基部を備えることによって、中子ピンの段部をスリーブのフランジに当接させることで中子ピンの嵌挿軸部及び溶湯封止部がそれぞれスリーブのピン嵌合部内に嵌合して設定された取付位置に取り付け保持され、かつスリーブのピン嵌合部の内周面と中子ピンの外周面が弾性部材を介在して密着し、この一体に嵌合した中子ピンとスリーブを背面側から挿入することによって、フランジがピン取付孔の段部に当接すると共に、スリーブがスリーブ嵌合部に挿着されて設定された取付位置に容易にかつ確実に取付保持することができる。また、定期にスリーブあるいはスリーブ及び中子ピンを交換することで、該スリーブのピン嵌合部の内周面と中子ピンの溶湯封止部の外周面、ピン取付孔のスリーブ嵌合部の内周面とスリーブの外周面との間隙助長が抑制され、常時適正間隙を備えた状態で鋳造を行うことができる。
【００３２】
請求項５の発明によると、スリーブの外周面とピン取付孔におけるスリーブ嵌合部との間に少なくともキャビティサイド側を閉塞して間隙を設けて断熱層を形成することで、弾性部材の熱膨張を抑制して、熱膨張により弾性部材がキャビティ側へ現出することを防止することができる。
【００３３】
請求項６の発明によると、中子ピン内に、少なくとも弾性部材が装着される小径軸部にかけて冷却水を循環供給するための冷却穴を形成することで、冷却水の循環供給により小径軸部の外周に位置する弾性部材を冷却し、弾性部材に対する熱害、熱劣化を抑制して耐久性を向上することができ、且つ、熱膨張による弾性部材のキャビティ側への現出を的確に防止することができる。
【００３４】
請求項７の発明によると、弾性部材として耐熱性に優れ、弾性変形可能なシリコンゴムを使用することによって上記目的が確実に達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明による中子ピンを備えた金型構造の実施の形態を図を参照して説明する。
【００３６】
（第１実施の形態）
図１乃至図４を参照して本発明による中子ピンを備えた金型構造の第１実施の形態を説明する。
【００３７】
図１は、ダイカスト機の概要説明図であり、ダイカスト機１は、ベースフレーム２上に配置された固定盤３と可動盤４とを備えている。固定盤３に固定型１１が設けられ、この固定型１１に対向して可動盤４に可動型１５が設けられ、これら固定型１１のキャビティサイド１２と可動型１５のキャビティサイド１６によって成形空間となるキャビティ２０を形成する金型１０が構成される。固定型１１にはスリーブ５が連通しており、アルミニウム等の溶湯がキャビティ２０に注入されるようになっている。
【００３８】
スリーブ５には、その注湯口５ａから注入された溶湯を金型１０のキャビティ２０内に射出して圧入するプランジャ６が設けられている。プランジャ６はスリーブ５内を摺動するプランジャチップ６ａとこのプランジャチップ６ａに一体に設けられたプランジャロッド６ｂとから構成され、射出シリンダ７のピストンロッド７ａの伸縮よってプランジャチップ６ａがスリーブ５内を往復動する。図１において８は、可動盤４をタイバー９に沿って固定盤３に対して接離移動させる型締シリンダである。
【００３９】
また、図示を省略するが、型開きされた固定型１１と可動型１５との間に前進移動して固定型１１及び可動型１５のキャビティサイド１２及び１６に離型剤をスプレー塗布する離型剤スプレーカセット及び、離型剤が塗布された各キャビティサイド１２及び１６にエアブローを施して塗布された離型剤の均一化を図るエアブロー装置が設けられている。
【００４０】
図２に示すと共に図３に図２のＡ部拡大図を示すように、固定型１１にはピン取付孔２１が穿設され、このピン取付孔２１に中子ピン３１が挿入されて取り付けられている。
【００４１】
固定型１１に穿設されるピン取付孔２１は、固定型１１のキャビティサイド１２側から背面１３側に貫通し、キャビティサイド１２に先端部分２２ａが開口して同径状で連続するピン嵌合部２２と、このピン嵌合部２２に連続すると共にピン嵌合部２２より若干大径の連接部２３と、連接部２３に段部２４を介して連続すると共に背面１３に基端２５ａが開口する大径の挿入部２５が同軸上に連続形成されている。
【００４２】
一方、中子ピン３１は、固定型１１に穿設されたピン取付孔２１のピン嵌合部２２に嵌合して挿着される挿着部３２と、挿着部３２より小径に形成されて固定型１１のキャビティサイド１２からキャビティ２０内に突出する製品形成部３９とが一体形成されている。
【００４３】
ピン取付孔２１に装着される挿着部３２は、背面１３側からピン取付孔２１の挿入部２５内に間隙を保持して嵌挿可能な基部３３と、この基部３３にピン取付孔２１の段部２４に当接可能な段部３４を介して連続すると共にピン嵌合部２２に嵌合可能な嵌挿軸部３５と、この嵌挿軸部３５より小径の小径軸部３６と、ピン嵌合部２２の先端部分２２ａに嵌合する溶湯封止部３７とが同軸上で一体に連続形成され、溶湯封止部３７に溶湯封止部３７より小径の製品形成部３９が連続形成されている。
【００４４】
また、嵌挿軸部３５と小径軸部３６と溶湯封止部３７とによって小径軸部３６の外周に形成された環状の凹部３８に耐熱性に優れた弾性部材、本実施の形態では筒状のシリコンゴム４０が嵌装される。
【００４５】
このように形成された中子ピン３１は、ピン取付孔２１に、挿入部２５の基端２５ａ側から挿入することによって、段部３４がピン取付孔２１の段部２４に当接して移動が規制されると共に、嵌挿軸部３５及び溶湯封止部３７がそれぞれピン嵌合部２２に嵌合して予め設定された取付位置に容易かつ確実に取付保持される。一方、凹部３８に嵌装されたシリコンゴム４０が小径軸部３６とピン取付孔２１との間に充填され、ピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と中子ピン３１の外周面がシリコンゴム４０を介在して密着してシールされる。
【００４６】
次に、このように構成されたダイカスト機１による鋳造工程について図４に示す鋳造工程図に基づいて説明する。
【００４７】
型締めシリンダ８等によって固定盤３と可動盤４が互いに離間して固定型１１と可動型１５が離れた型開き状態で、離型剤スプレーカセットを固定型１１と可動型１５との間に前進させて固定型１１及び可動型１５の各キャビティサイド１２及び１６に離型剤をスプレー塗布する。更に、エアブロー装置によって離型剤が塗布された各キャビティサイド１２及び１６にエアブローを施してスプレー塗布された離型剤の均一化を図り、かつ離型剤の水分を蒸発させると共に余剰の離型剤を吹き払う（離型剤塗布工程Ｓ１）。
【００４８】
この離型剤のスプレー塗布にあたり、中子ピン３１の凹部３８に嵌装されたシリコンゴム４０を介在してピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と中子ピン３１の外周面とが密着状態に保持されて、ピン取付孔２１の内周面と中子ピン３１の外周面との間に離型剤が浸入することが防止される。
【００４９】
次に、離型剤スプレーカセットを金型１０の固定型１１と可動型１５との間から後退させた後、射出シリンダ７のピストンロッド７ａの収縮によりプランジャチップ６ａを後退させて、プランジャチップ６ａをスリーブ５の注湯口５ａの後方に位置する待機位置に待機させる（プランジャ後退工程Ｓ２）。
【００５０】
次に、型締めシリンダ８等により固定盤３に対して可動盤４を接近移動させて、固定型１１と可動型１５とを合わせて型締めを行う（型締め工程Ｓ３）。
【００５１】
金型１０が型締めシリンダ８等によって型締めされた状態で、図示しない保温炉からラドル等で予め設定された量の溶湯を、注湯口５ａからスリーブ５内に注ぐ（注湯工程Ｓ４）。次に射出シリンダ７のピストンロッド７ａの伸長によりプランジャロッド６ｂと共にプランジャチップ６ａを前進させる。この時、真空ダイカスト鋳造の場合は、図示しない真空ポンプあるいは真空タンクでキャビティ２０内のガスをキャビティ２０外に吸引する。このガス吸引にあたり、中子ピン３１の凹部３８に嵌装されたシリコンゴム４０を介在してピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と中子ピン３１の外周面が密着状態に保持されているため、ピン取付孔２１の内周面と中子ピン３１の外周面との間からのガス及び離型剤の過吸引が防止される。
【００５２】
そして、プランジャチップ６ａの前進によりスリーブ５内の溶湯を金型１０のキャビティ２０内に射出して充填させる（射出工程Ｓ５）。
【００５３】
次に、プランジャチップ６ａを前進位置に維持してキャビティ２０内に充填された溶湯を加圧状態に保持した状態で金型１０のキャビティ２０内に充填された溶湯を凝固させる（溶湯凝固工程Ｓ６）。
【００５４】
溶湯凝固工程Ｓ６において、キャビティ２０内に充填された溶湯の凝固収縮に伴う応力が中子ピン３１の製品形成部３９に作用すると、ピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と嵌挿軸部３５及び溶湯封止部３７が嵌合して支持された中子ピン３１は、ピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と中子ピン３１の外周面との間に介在するシリコンゴム４０を弾性変形させつつ小径軸部３６の広範囲が撓み応力が分散されて、製品形成部３９の根元部分に発生する応力が軽減されて該部分の金属疲労が減少する。
【００５５】
プランジャチップ６ａが前進位置に保持された状態で、キャビティ２０内の溶湯が凝固した後に、型締めシリンダ８等により固定盤３から可動盤４を離し固定型１１と可動型１５を離間させて型開きし（型開き工程Ｓ７）、鋳造製品を搬出する（製品取り出し工程Ｓ８）。
【００５６】
このように構成された本実施の形態によると、中子ピン３１は、ピン取付孔２１に挿入部２５の基端２５ａ側、即ち背面１３側から挿入することによって、その段部３４がピン取付孔２１の段部２４に当接して中子ピン３１の移動が規制されると共に嵌合軸部３５と溶湯封止部３７がそれぞれピン嵌合部２２の内周面に嵌合してピン取付位置に保持され、かつピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と中子ピン３１の外周面が耐熱性及び弾性変形に優れたシリコンゴム４０を介して密着状態に保持される。
【００５７】
従って、溶湯凝固工程Ｓ６において、金型１０のキャビティ２０内に充填された溶湯が凝固する際に、その溶湯の凝固による収縮に伴う応力が中子ピン３１の製品形成部３９に作用すると、ピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面に嵌挿軸部３５及び溶湯封止部３７が嵌合して支持された中子ピン３１は、ピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と中子ピン３１の外周面との間に介在するシリコンゴム４０を弾性変形させつつ小径軸部３６の広範囲が撓む。この小径軸部３６の広範囲の撓みによって応力が分散されて製品形成部３９の根元部分に発生する応力が軽減されて金属疲労が抑制されて、優れた耐久性が確保できて長期に亘って中子ピン３１の折れ等の破損が回避できる。このように中子ピン３１の破損が抑制されることから中子ピン３１の交換復元の修復作業に要する鋳造作業の一時停止が抑制でき、金型の熱振幅の抑制が得られ、安定した湯廻りが確保でき鋳造製品の品質が確保でき、鋳造製品の品質が均一になり鋳造製品の信頼性が向上する。
【００５８】
一方、離型剤塗布工程Ｓ１において、型開きされた固定型１１及び可動型１５の各キャビティサイド１２及び１６に離型剤をスプレー塗布する際に、中子ピン３１の凹部３８に嵌装されたシリコンゴム４０によってピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と中子ピン３１の外周面との間がシリコンゴム４０を介在して密着状態に保持されてピン取付孔２１の内周面と中子ピン３１の外周面との間に離型剤が浸入することが回避され、溶湯凝固工程Ｓ６においてキャビティ２０内に充填された溶湯の凝固収縮に伴いキャビティ２０内に負圧が発生しても、従来懸念されていたピン取付孔と中子ピンの間に浸入した離型剤がキャビティ２０内に吸い出されて鋳造製品に鋳巣、引け、湯皺、湯境等を発生させる不具合が有効的に回避されて、ガス欠陥、強度不安定及び湯廻り不良等の発生が抑制された高品質の鋳造製品が得られる。
【００５９】
また、真空ダイカスト鋳造においては、射出工程Ｓ５においてキャビティ２０内のガスをキャビティ２０外へ吸引する際に、中子ピン３１の凹部３８に嵌装されたシリコンゴム４０によってピン取付孔２１のピン嵌合部２２の内周面と中子ピン３１の外周面との間がシリコンゴム４０を介在して密着状態に保持されているため、ピン取付孔２１の内周面と中子ピン３１の外周面との間からのガス及び離型剤過吸引が回避され、従来懸念されていた鋳造前に実施される人為的吸引に伴い、キャビティ２０内に負圧が発生することにより、ピン取付孔２１と中子ピン３１の間に存在するガス及び離型剤がキャビティ２０内に吸い出されてキャビティ２０内の真空度が低下し、鋳造製品に鋳巣、引け、湯皺、湯境等を発生させるといった不具合が有効的に回避でき、ガス欠陥、強度不安定及び湯廻り不良等の発生が抑制された高品質の鋳造製品が得られる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、固定型１１に中子ピン３１を設けた金型１０を例に説明したが、可動型１５に中子ピンを設ける場合にも適用することが可能である。
【００６１】
（第２実施の形態）
図５及び図６を参照して本発明による金型用中子ピンの第２実施の形態を説明する。なお、図５及び図６において、図１乃至図４と対応する部分には、図１乃至図４と同一符号を付することで該部の詳細な説明を省略し異なる部分を主に説明する。
【００６２】
図５に示すと共に図６に図５のＢ部拡大図を示すように、固定型１１にはピン取付孔５１が穿設され、このピン取付孔５１にスリーブ６１を介在して中子ピン７１が取り付けられている。
【００６３】
固定型１１に穿設されるピン取付孔５１は、固定型１１のキャビティサイド１２側から背面１３側に貫通し、キャビティサイド１２に先端部分５２ａが開口して同径状で連続するスリーブ嵌合部５２と、このスリーブ嵌合部５２に段部５３を介して連続すると共に背面１３に基端５４ａが開口する大径の挿入部５４が同軸上に形成されている。
【００６４】
スリーブ６１は、ピン取付孔５１のスリーブ嵌合部５２の先端部分５２ａと先端部分６２ａが対応してスリーブ嵌合部５２に嵌合する円筒状のピン嵌合部６２を有し、ピン嵌合部６２の基端が挿入部５４内に達すると共に段部５３に当接可能なフランジ６３が形成されている。
【００６５】
また、スリーブ６１のピン嵌合部６２の先端部分６２ａと基端とを除く外周面を細径としてスリーブ６１の外周面とピン取付孔５１におけるスリーブ嵌合部５２との間に、少なくともキャビティサイド１２側を閉塞して間隙９０を設けて断熱層を形成している。
【００６６】
一方、中子ピン７１は、固定型１１に穿設されたピン取付孔５１の挿入部５４及びスリーブ６１のピン嵌合部６２に装着される挿着部７２と、挿着部７２より小径に形成されてスリーブ６１のピン嵌合部６２の先端部分６２ａからキャビティ２０内に突出する製品形成部７９とが一体形成されている。
【００６７】
ピン取付孔５１の挿入部５４及びスリーブ６１のピン嵌合部６２に装着される挿着部７２は、背面１３側からピン取付孔５１の挿入部５４内に間隙を保持して挿入可能な基部７３と、この基部７３にスリーブ６１のフランジ６３に当接可能な段部７４を介して連続すると共にスリーブ６１のピン嵌合部６２に嵌合可能な嵌挿軸部７５と、この嵌挿軸部７５より小径の小径軸部７６と、ピン嵌合部６２の先端部分６２ａに嵌合する溶湯封止部７７とが同軸上で一体に連続形成され、溶湯封止部７７に溶湯封止部７７より小径の製品形成部７９が連続形成されている。また、挿着部７２から製品形成部７９にかけて中子ピン７１内には冷却水を循環供給するための冷却穴８０が形成されている。
【００６８】
また、嵌挿軸部７５と小径軸部７６と溶湯封止部７７とによって小径軸部７６の外周に形成された環状の凹部７８に耐熱性及び弾性変形特性に優れた筒状のシリコンゴム４０が嵌装される。
【００６９】
このように形成された中子ピン７１は、スリーブ６１のピン嵌合部６２に、フランジ６３側から挿入することによって、段部７４がフランジ６３に当接して移動が規制されると共に、嵌挿軸部７５及び溶湯封止部７７がそれぞれピン嵌合部６２内に嵌合して予め設定された取付位置に取り付け保持されると共に、凹部７８に嵌装されたシリコンゴム４０が小径軸部７６とピン嵌合部６２との間に介在し、シリコンゴム４０を介してスリーブ６１のピン嵌合部６２の内周面と中子ピン７１の外周面が密着する。
【００７０】
このシリコンゴム４０を介在して一体に嵌合した中子ピン７１とスリーブ６１は、固定型１１に穿設されたピン取付孔５１に、その基端５４ａ側、即ち背面１３側から挿入することによってスリーブ６１のフランジ６３がピン取付孔５１の段部５３に当接して移動が規制されると共にピン嵌合部６２がスリーブ嵌合部５２に嵌合して設定された取付位置に容易かつ確実に取り付け保持される。この取り付けにあたり、予めスリーブ６１にシリコンゴム４０を介在して中子ピン７１を一体結合し、スリーブ６１をピン取付孔５１に挿入することによって、シリコンゴム４０がスリーブ６１及び中子ピン７１によって保護され、シリコンゴム４０を損傷することなく良好な状態を維持しつつ容易にピン取付孔５１に取り付けることができる。
【００７１】
また、中子ピン７１に形成された冷却穴８０には、冷却水供給手段によって冷却水が循環供給されて冷却される。
【００７２】
このように構成された本実施の形態によると、溶湯凝固工程Ｓ６において、金型１０のキャビティ２０内に充填された溶湯が凝固する際に、溶湯の凝固収縮による応力が中子ピン７１の製品形成部７９に作用すると、固定型１１に穿設されたピン取付孔５１に嵌合保持されたスリーブ６１のピン嵌合部６２の内周面に嵌挿軸部７５及び溶湯封止部７７が嵌合して支持された中子ピン７１は、スリーブ６１のピン嵌合部６２の内周面と中子ピン７１の外周面との間に介在するシリコンゴム４０を弾性変形させつつ小径軸部７６の広範囲が撓み、応力が分散されて製品形成部７９の根元部分に発生する応力が軽減され、該部分の金属疲労が抑制されて、優れた耐久性が確保できて長期に亘って中子ピン７１の折れ等の破損が回避できると共に中子ピン７１の破損が抑制される。よって、中子ピン７１の交換復元に要する鋳造作業の一時停止が抑制でき、金型の熱振幅が抑制できて安定した湯廻りが確保でき、更に冷却穴８０に循環供給する冷却水がキャビティ２０内に漏れ出すことがなく、鋳造製品の品質が均一になり鋳造製品の信頼性が向上する。
【００７３】
一方、離型剤塗布工程Ｓ１において、型開きされた固定型１１及び可動型１５の各キャビティサイド１２及び１６に離型剤をスプレー塗布する際に、中子ピン７１の凹部７８に嵌装されたシリコンゴム４０を介在して、スリーブ６１のピン嵌合部６２の内周面と中子ピン７１の外周面との間が密着状態に保持され、ピン嵌合部６２の内周面と中子ピン７１の外周面との間に離型剤が浸入することが防止される。その結果、溶湯凝固工程Ｓ６において、キャビティ２０内に充填された溶湯の凝固収縮に伴いキャビティ２０内に負圧が発生しても、従来懸念されていたピン取付孔と中子ピンの間に浸入した離型剤がキャビティ２０内に吸い出されて鋳造製品に鋳巣、引け、湯皺、湯境等を発生させる不具合が有効的に回避され、ガス欠陥、強度不安定及び湯廻り不良等の発生が抑制された高品質の鋳造製品が得られる。
【００７４】
また、真空ダイカスト鋳造においては、射出工程Ｓ５においてキャビティ２０内のガスをキャビティ２０外へ吸引する際に、中子ピン７１の凹部７８に嵌装されたシリコンゴム４０を介在してスリーブ６１のピン嵌合部６２の内周面と中子ピン７１の外周面との間が密着状態に保持されているため、ピン嵌合部６２の内周面と中子ピン７１の外周面との間からのガス及び離型剤過吸引が回避され、従来懸念されていたキャビティ２０内の真空度が低下することにより鋳造製品に鋳巣、引け、湯皺、湯境等が発生する不具合が有効的に回避されて、ガス欠陥、強度不安定及び湯廻り不良等の発生が抑制された高品質の鋳造製品が得られる。
【００７５】
また、定期にスリーブ６１あるいはスリーブ６１及び中子ピン７１を交換することで、スリーブ６１のピン嵌合部６２の内周面と中子ピン７１の溶湯封止部７７の外周面及びピン取付孔５１のスリーブ嵌合部５２の内周面とスリーブ６１の外周面との間隙助長が抑制され、常時適正間隙を備えた状態で鋳造を行うことができる。
【００７６】
更に、中子ピン７１内に、挿着部７２から製品形成部７９にかけて、すなわち、少なくともシリコンゴム４０が装着される小径軸部７６にかけて冷却水を循環供給するための冷却穴８０を形成しているので、冷却水の循環供給により小径軸部７６の外周に位置するシリコンゴム４０が冷却され、シリコンゴム４０の熱害、熱劣化を抑制して耐久性を向上することができ、且つ、熱膨張によるシリコンゴム４０のキャビティ２０側への現出を的確に防止することができる。
【００７７】
また、内周面におけるシリコンゴム４０の嵌装位置に対応してスリーブ６１の外周面とピン取付孔５１におけるスリーブ嵌合部５２との間に少なくともキャビティサイド１２側を閉塞して間隙９０を設けて断熱層を形成したので、シリコンゴム４０の熱膨張の抑止効果が高まり、熱膨張によるシリコンゴム４０のキャビティ２０側への現出が的確に防止される。
【００７８】
なお、図６に示すように、ピン取付孔５１の挿入部５４と中子ピン７１の基部７３との間に間隙が保持されているため、より断熱性が高まる。
本実施の形態では、固定型１１に中子ピン７１を設けた金型１０を例に説明したが、可動型１５に中子ピンを設ける場合にも適用することが可能である。
【００７９】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、第１実施の形態における中子ピン３１に冷却穴を形成して、冷却水供給手段によって冷却水が循環供給されて冷却することもでき、第２実施の形態において中子ピン７１に形成した冷却穴８０を省略することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明による中子ピンを備えた金型構造の第１実施の形態を説明するダイカスト機の概要説明図である。
【図２】金型の要部断面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】ダイカスト機の作用を示す鋳造工程図である。
【図５】本発明による中子ピンを備えた金型構造の第２実施の形態を説明する金型の要部断面図である。
【図６】図５のＢ部拡大図である。
【図７】従来の金型用中子ピンの概要を示す金型の要部断面図である。
【図８】従来の金型用中子ピンの概要を示す金型の要部断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１      ダイカスト機
１０    金型
１１    固定型
１２    キャビティサイド
１３    背面
１５    可動型
１６    キャビティサイド
２０    キャビティ
２１    ピン取付孔
２２    ピン嵌合部
２４    段部
２５    挿入部
２５ａ  基端
３１    中子ピン
３２    挿着部
３３    基部
３４    段部
３５    嵌挿軸部
３６    小径軸部
３７    溶湯封止部
３８    凹部
３９    製品形成部
４０    シリコンゴム（弾性部材）
５１    ピン取付孔
５２    スリーブ嵌合部
５２ａ  先端部分
５３    段部
５４    挿入部
５４ａ  基端
６１    スリーブ
６２    ピン嵌合部
６２ａ  先端部分
６３    フランジ
７１    中子ピン
７２    挿着部
７３    基部
７４    段部
７５    嵌挿軸部
７６    小径軸部
７７    溶湯封止部
７８    凹部
７９    製品形成部
Ｓ１    離型剤塗布工程
Ｓ２    プランジャ後退工程
Ｓ３    型締め工程
Ｓ４    注湯工程
Ｓ５    射出工程
Ｓ６    溶湯凝固工程
Ｓ７    型開き工程
Ｓ８    製品取り出し工程
【図１】
2005329446.tif 000003
【図２】
2005329446.tif 000004
【図３】
2005329446.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005329446.tif 000007
【図６】
2005329446.tif 000008
【図７】
2005329446.tif 000009
【図８】
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