(57)【要約】【課題】鋳抜ピンや押出ピンを含めた各種ピン類をボルト締結に頼ることなくキャビティ形成面側から容易に金型に脱着できるようにする。【解決手段】金型のキャビティに穴成形部２４を突出させて配置される鋳抜ピン２１の基端部に環状溝２６を形成し、前記キャビティを形成する可動型２（金型本体）の背面部に、前記鋳抜ピン２１の環状溝２６に係合可能なボール３２を保持する保持リング３３と、この保持リング３３と相対移動してボール３２を前記環状溝２６に係脱させる可動板３４とこの可動板３４を移動させるシリンダ装置３５とを備えたボールロック機構３１を配設し、鋳抜ピン２１をキャビティ形成面４ａ側からピン孔２３に挿入して、前記ボールロック機構３１により金型本体に脱着する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティに先端部を突出させてまたは先端を臨ませて配置されるピンを金型に脱着可能に固定するピン固定装置であって、前記ピンの基端部に環状溝を形成し、前記キャビティを形成する金型本体の背後に、前記ピンの環状溝に係合可能なボールを保持する保持部材と、該保持部材と相対移動して前記ボールを前記環状溝に係脱させる可動部材と該可動部材を移動させるアクチュエータとを備えたボールロック機構を配設し、前記ピンは、前記金型本体のピン孔にキャビティ形成面側から挿入されて前記ボールロック機構を介して金型に脱着されることを特徴とするピン固定装置。
【請求項２】
ピンが、鋳造用金型に装備される鋳抜ピンまたは射出成形用金型に装備される成形ピンであり、ボールロック機構が金型本体の背面部に配設されることを特徴とする請求項１に記載のピン固定装置。
【請求項３】
鋳抜ピンまたは成形ピンを、基端部側が小径をなす段付き形状とし、金型本体のピン孔内に前記鋳抜ピンまたは成形ピンの段差面を受ける段部を設けたことを特徴とする請求項２に記載のピン固定装置。
【請求項４】
ピンが、押出ピンであり、ボールロック機構が金型本体の背後に配置された押出板の背面部に配設されることを特徴とする請求項１に記載のピン固定装置。
【請求項５】
押出ピンを、基端部側が小径をなす段付き形状とし、押出板のピン孔内に前記押出ピンの段差面を受ける段部を設けたことを特徴とする請求項４に記載のピン固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳造用、射出成形用等の金型に係り、より詳しくは金型のキャビティに先端部を突出させてまたは先端を臨ませて配置されるピンを金型に脱着可能に固定するためのピン固定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ダイカスト鋳造用金型は、図４に示されるように、固定型１および可動型２からなる金型本体３と可動型２の背面に結合されたダイベース４とを備えている。ダイベース４は、図示を略す型締機構により固定型１に対して接近離間するようになっており、その接近方向への移動に応じて、図示のように可動型２が固定型１に対して型閉じされ、この型閉じ状態で両者の間には、鋳造空間としてのキャビティ５と溶湯流路としてのランナ・ゲート６とが画成される。一方、固定型１の背面には、プランジャチップ７を摺動可能に納めた射出スリーブ８が連結されており、ラドル９等の給湯手段から射出スリーブ８内に溶湯Ｍを給湯した後、プランジャチップ７を前進させることで、溶湯Ｍが前記ランナ・ゲート６を通じてキャビティ５に高速、高圧で射出される。なお、固定型１および可動型２は、段替え性を考慮して、図示のように主型１Ａ、４ａと入子１Ｂ、２Ｂとからなる分割構造とする場合が多い（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、上記したダイカスト鋳造用金型はもちろん、射出成形用金型には、鋳造品や成形品を金型から払出すための押出ピンが組込まれるのが一般である。図４中、１０は押出ピンであり、押出ピン１０は、ダイベース４内に配設された押出板１１にその基端部が固定されると共に、その先端部が可動型２（主型４ａおよび入子２Ｂ）に貫設したピン孔１２に挿入されている。押出板１１は、図示を略す押出機構から延ばした押出ロッド１３に連結され、型閉じ時には、図示のように押出ピン１０の先端を可動型２のキャビティ形成面と一致させる後退端に位置決めされている。キャビティ５内で凝固した鋳造品は、型開きに応じて可動型２に張り付いて固定型１から脱型され、この脱型後、前記押出機構の作動に応じて押出板１１が前進することで、押出ピン１０の先端部が可動型２（入子２ｂ）のキャビティ形成面から突出し、これにより鋳造品が可動型２から払出される。
【０００４】
また、ダイカスト鋳造用金型や射出成形用金型には、必要により鋳造品や成形品に穴を形成するための鋳抜ピンや成形ピンが組込まれる。図４中、１５は固定側鋳抜ピン、１６は可動側鋳抜ピンであり、鋳抜ピン１５、１６は、主型１Ａ、４ａと入子１Ｂ、２Ｂとの合せ部にその基端大径部（フランジ部）１５ａ、１６ａが固定されると共に、その先端部がキャビティ５内に突出するように位置決めされている。固定鋳抜ピン１５は上記型開き時の脱型に応じて鋳造品から抜け、一方、可動側鋳抜ピン１６は、上記押出ピン１０による払出しに応じて鋳造品から抜け、これに応じて鋳造品には、鋳抜ピン１５、１６の痕跡としての穴が形成される。
【０００５】
ところで、上記した鋳抜ピン１５、１６は、鋳造ショットごとに高温に晒されるため、早期に損耗し、したがって、その交換をかなりの頻度で行わなければならない。しかるに、前出図４に示される鋳抜ピン１５、１６の組付形態では、主型１Ａ、４ａと入子１Ｂ、２Ｂとの合せ部にその基端フランジ部１５ａ、１６ａが固定される構造となるため、鋳抜ピン１５、１６を交換するには、金型の全体を鋳造機から取外して機外へ搬出した後、主型１Ａ、４ａと入子１Ｂ、２Ｂとを分離する面倒な作業が必要になり、その交換に多大の時間と労力とを要する、という問題があった。
【０００６】
そこで、例えば、特許文献２に記載の鋳造用金型においては、金型本体のキャビティ形成面に凹部を形成し、鋳抜ピンの基部を係止ブロックと共に前記凹部内に納めて、該係止ブロックを金型本体にボルトにより締結して、鋳抜ピンを固定するようにしている。このような鋳抜ピンの固定構造によれば、キャビティ形成面側から金型本体に鋳抜ピンを脱着することができるので、金型本体を鋳造機から取外すことなく、かつ主型と入子とを分離することなく鋳抜ピンの交換を行うことができるようになる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１９１０４７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３８１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献２に記載の鋳抜ピンの固定構造によれば、金型本体のキャビティ形成面からのボルト締結となるため、ボルト頭部がキャビティ内に露出して、その痕跡が鋳造品に残ってしまい、該痕跡が機能上または意匠上問題となる製品（鋳造品）には適用できない、という問題があった。
【０００９】
なお、押出ピンについても、上記した鋳抜ピンと同様にキャビティ形成面側から押出板に脱着できるようにするのが望ましいが、金型本体の後背の隠れた個所に押出板が配置されるため、これを実現することは極めて困難であり、従来、押出板と押出ロッドとを着脱機構により脱着可能に連結することが実現しているにすぎない（特許文献１参照）。
【００１０】
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、鋳抜ピンや押出ピンを含めた各種ピン類をボルト締結に頼ることなくキャビティ形成面側から容易に金型に脱着できるようにし、もって、機能面や意匠面などの品質面での問題を引き起こすことなく段替え性の向上を図ることができるピン固定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は、金型のキャビティに先端部を突出させてまたは先端を臨ませて配置されるピンを金型に脱着可能に固定するピン固定装置であって、前記ピンの基端部に環状溝を形成し、前記キャビティを形成する金型本体の背後に、前記ピンの環状溝に係合可能なボールを保持する保持部材と、該保持部材と相対移動して前記ボールを前記環状溝に係脱させる可動部材と該可動部材を移動させるアクチュエータとを備えたボールロック機構を配設し、前記ピンは、前記金型本体のピン孔にキャビティ形成面側から挿入されて前記ボールロック機構を介して金型に脱着されることを特徴とする。
【００１２】
このように構成したピン固定装置においては、ピンが、金型本体のピン孔にキャビティ形成面側から挿入され、金型本体の背後に配設したボールロック機構を介して金型に脱着されるので、キャビティ内に余分な部材が突出することはなくなる。
【００１３】
本発明において、上記したピンの種類は任意であるが、該ピンが、鋳造用金型に装備される鋳抜ピンまたは射出成形用金型に装備される成形ピンである場合は、ボールロック機構が金型本体の背面部に配設され、ピンが、押出ピンである場合は、ボールロック機構が金型本体の背後に配置された押出板の背面部に配設される。また、これらピン類は、基端部側が小径をなす段付き形状とし、金型本体のピン孔または押出板のピン孔に、これらピン類の段差面を受ける段部を設ける構成としてもよく、この場合は、成形圧を受けてもピン類が安定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るピンの固定装置によれば、鋳抜ピンや押出ピンを含めた各種ピン類をボルト締結に頼ることなくキャビティ形成面側から容易に金型に脱着できるので、品質面での問題を引き起こすことなく段替え性の向上を図ることができ、その利用価値は大なるものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１〜３は、ダイカスト鋳造用金型に対する鋳抜ピンの脱着に適用した本発明の実施形態を示したもので、その全体構造は、図３に示すようになっている。なお、本装置が適用されるダイカスト用金型の基本構造は、前出図４に示したものと同じであるので、ここでは、同一構成要素に同一符号を付し、重複する説明を省略することとする。図３中、２０は固定側鋳抜ピン、２１は可動側鋳抜ピンであり、固定側鋳抜ピン２０は、固定型１（主型１Ａ、入子１Ｂ）に形成したピン孔２２を挿通してその基端部が固定型１の背面側へ延ばされ、一方、可動側鋳抜ピン２１は、可動型２（主型２Ａ、入子２Ｂ）に形成したピン孔２３を挿通してその基端部が可動型２の背面側へ延ばされている。固定型１の背面部には前記鋳抜ピン２０を脱着可能に固定型１に固定するための固定側ボールロック機構３０が、可動型２の背面部には前記鋳抜ピン２１を脱着可能に可動型２に固定するための可動側ボールロック機構３１がそれぞれ配設されている。
【００１７】
本実施形態において、固定側鋳抜ピン２０と可動側鋳抜ピン２１、および固定側ボールロック機構３０と可動側ボールロック機構３１は、実質同じ形状、構造となっており、以下では、可動側鋳抜ピン２１および可動側ボールロック機構３１を代表させて、その詳細を説明する。
【００１８】
鋳抜ピン（可動側）２１は、図１、２によく示されるように、鋳造品に穴を形成するための穴成形部２４を先端側に有する大径部２１ａと基端側の小径部２１ｂとを連接した段付き形状となっており、可動型２のピン孔２３も、前記鋳抜ピン２１の大径部２１ａに整合する大径穴２３ａと前記小径部２１ｂに整合する小径穴２３ｂとを連接した段付き形状となっている。鋳抜ピン２１は、その大径部２１ａと小径部２１ｂとの間の段差面２１ｃをピン孔２３の段部２３ｃに当接させる位置が、可動型２（入子２Ｂ）のキャビティ形成面４ａ側からピン孔２３内への挿入端となっており、この状態で、先端側の穴成形部２４が前記キャビティ形成面４ａより突出する状態に配置される。なお、穴成形部２４には、先端側がわずか小径となる抜け勾配が付けられている。一方、この鋳抜ピン２１の基端部には、ボールロック機構（可動側）３１内の複数のボール３２が係脱する環状溝２６が形成されている。
【００１９】
ボールロック機構３１は、前記ボール３２を保持する保持リング（保持部材）３３と、該保持リング３３と相対移動してボール３２を前記鋳抜ピン２１の環状溝２６に係脱させる可動板（可動部材）３４と該可動板３４を移動させる複数のシリンダ装置（アクチュエータ）３５とを備えている。
【００２０】
上記保持リング３３は、鋳抜ピン２１の小径部２１ｂを摺動案内できる大きさに内径が設定されており、その外周には、六角形状のつば部３３ａを間にしてねじ部３３ｂとテーパ部３３ｃとが設けられている。一方、可動型２（主型２Ａ）の背面部にはピン孔２３と同心にねじ穴３６が形成されており、保持リング３３は、そのつば部３３ａを適宜の回螺具で掴んでねじ部３３ｂを前記ねじ穴３６にねじ込むことで、固定型２に固定されるようになっている。なお、保持リング３３は、そのつば部３３ａが固定型２（主型２Ａ）に背面に当接するまで前記ねじ穴３６にねじ込まれる。保持リング３３のテーパ部３３ｃには、前記複数のボール３２を遊嵌可能な複数のボール保持孔３７が円周方向に等配して設けられている。このボール保持孔３７は、前記可動型２のピン孔２３に対する鋳抜ピン２１の挿入端において、該鋳抜ピン２１の環状溝２６に整合する位置に設定されている。
【００２１】
上記可動板３４は、上記保持リング３３のテーパ部３３ｃに嵌合可能なテーパ孔３８を有すると共に、該テーパ孔３６内に前記ボール３２を逃がす凹部３９を有している。可動板３４は、前記シリンダ装置３５の作動により固定型２（主型２Ａ）の背面に当接するロック位置（図１）と該背面からわずか離間するアンロック位置（図２）とに位置決めされるようになっている。ボール３２は、可動板３４のロック位置への移動に応じて該可動板３４のテーパ孔３８の内面から圧力を受けて鋳抜ピン２１の環状溝２６に押し込まれ、これにより鋳抜ピン２１はピン孔２３から抜け不能に可動型２に固定される。一方、前記ロック位置から可動板３４がアンロック位置へ移動すると、可動板３４の凹部３９が保持リング３３のボール保持孔３７に整合し、これにより凹部３９内へのボール３２の移動（逃げ）が許容され、可動型２に対する鋳抜ピン２１の固定が解除される。
【００２２】
上記シリンダ装置３５は、固定型２（主型２Ａ）の背面部に形成した凹穴４０内にボルト４１を用いて固設された有底のシリンダ４２と、該シリンダ４２内に摺動可能に配設されたピストン４３と、可動板３４側からピストン４３と一体の中空ロッド４４を挿通してピストン４３に先端部がねじ込まれた連結部材（ボルト）４５とからなっている。可動板３４は、連結部材４５により中空ロッド４４を介してピストン４３と一体化され、該ピストン４３の作動に応じて上記したロック位置とアンロック位置とに選択的に位置決めされる。なお、このシリンダ装置３５は、電動方式等の他のアクチュエータに代えてもよいことはもちろんである。
【００２３】
可動型２の背面部にはまた、可動板３４の移動の案内となる複数本（ここでは、１本のみ示す）ガイドピン４６が突設されている。このガイドピン４６は、可動型２を構成する主型２Ａと入子２Ｂとの間に基端部が固定されると共に、その先端部が可動板３４に内装したスリーブ４７を摺動可能に挿通して延ばされている。可動板３４は、前記ガイドピン４６を案内に平行移動し、これによってボールロック機構３１を構成する保持リング３３と可動板３４に設けた傾斜孔３８との芯ずれが防止される。
【００２４】
以下、上記のように構成したピン固定装置の作用を説明する。
鋳造に際しては、図１に示されるようにボールロック機構３１を構成する可動板３４が、シリンダ装置３５のピストン４３の作動により可動型２（主型２Ａ）の背面に当接するロック位置に位置決めされる。この状態で、鋳抜ピン２１は、その段差面２１ｃをピン孔２３内の段差部２３ｃに当接させてピン孔２３への押込み方向へ拘束される。また、ボールロック機構３１を構成するボール３２が鋳抜ピン２１の基端部側の環状溝２６に係合し、鋳抜ピン２１は、ボール３２および保持リング３３を介してピン孔２３からの抜け方向へ拘束され、これにより可動側鋳抜ピン２１は可動型２に対して強固に固定される。また、固定側鋳抜ピン２０についても、同様の形態で固定型１に強固に位置固定される。なお、各鋳抜ピン２０、２１は、一旦位置固定されると、その固定状態を維持するので、シリンダ装置３５内への作動流体（油、エア等）の供給は遮断してもよい。
【００２５】
鋳造サイクルは、従来と同様に行われ、図３に示す型閉じ状態で、射出スリーブ８内のプランジャチップ７を前進させることで、射出スリーブ８内の溶湯Ｍが金型のキャビティ５内に高速、高圧で射出される。このとき、鋳抜ピン２０、２１にも大きな射出圧（成形圧）がかかるが、鋳抜ピン２１（２０）は、上記したようにその段差面２１ｃをピン孔２３内の段差部２３ｃに当接させてピン孔２３（２２）への押込み方向へ拘束されているので、各鋳抜ピン２０、２１は不動となり、該鋳造品には鋳抜ピン２０、２１によって高精度に穴が形成される。一方、型開きに応じて固定側鋳抜ピン２０が鋳造品から抜けると共に、押出ピン１０による固定型２からの払出しに応じて可動側鋳抜ピン２１が鋳造品から抜けるが、各鋳抜ピン２０、２１は、ボールロック機構３０、３１によって抜止めされているので、円滑に鋳造品から抜ける。
【００２６】
一方、鋳抜ピン２０、２１の交換に際しては、図２に示されるように、ボールロック機構３１を構成する可動板３４を、シリンダ装置３５のピストン４３の作動により可動型２（主型２Ａ）の背面から離間するアンロック位置に移動させる。すると、可動板３４のテーパ孔３８の内面に形成された凹部３９が保持リング３３のボール保持孔３７に整合する位置に位置決めされ、この状態で、鋳抜ピン２０、２１に対し、ピン孔２２、２３からの引抜き方向の力を加えると、ボール３２が鋳抜ピン２１（２０）の外周面に乗り上げて、可動板３４の凹部３９内へ逃げる。これによって、鋳抜ピン２０、２１のピン孔２２、２３からの取出しが可動になり、その後は、新たな鋳抜ピン２１（２０）を、その段差面２１ｃがピン孔２３の段部２３ｃに当接する挿入端までピン孔２３（２２）に押込む。そして、この状態で、シリンダ装置３５のピストン４３の作動により可動板３４を可動型２（主型２Ａ）の背面に当接するロック位置に移動させる。すると、ボールロック機構３１を構成するボール３２が可動板３４の傾斜孔３８の内面によって押されて、鋳抜ピン２１の環状溝２６に係合し、これにより各鋳抜ピン２０、２１は、対応する固定型１、可動型２に対して位置固定され、その交換は終了する。
【００２７】
このようにキャリパ形成面４ａ側から鋳抜ピン２０、２１の交換を行うことができるので、金型の全体を鋳造機から取外して機外へ搬出した後、主型１Ａ、２Ａと入子１Ｂ、２Ｂとを分離する面倒な作業が不要になり、段替え性が著しく向上する。しかも、金型本体３（固定型１、可動型２）の背後に配設したボールロック機構３０、３１を介して金型本体３に鋳抜ピン２０、２１が脱着されるので、キャビティ５内に余分な部材が突出することはなく、したがって得られる鋳造品の機能面や意匠面が損なわれることもなくなる。
【００２８】
ここで、上記実施形態においては、ダイカスト鋳造用金型に対する鋳抜ピン２０、２１の脱着に適用した例を示したが、本ピン固定装置は、押出板１１に対する押出ピン１０の脱着に適用することも可能である。この場合は、押出板に押出ピンの挿通を許容するピン孔を設ける共に、押出ピンの基端部に環状溝を形成し、さらに押出板の背面部に、上記したボールロック機構３１と同様の構成のボールロック機構を配設する。この場合、押出ピンは、その基端部側が小径をなす段付き形状とし、押出板のピン孔内に前記押出ピンの段差面を受ける段部を設ける構成とするのが望ましく、これにより成形圧を受けても押出ピンは安定する。なお、押出ピンの交換に際しては、押出ロッド１２により押出板１１を前進させ、押出ピン１０をキャビティ形成面４ａより突出させた状態でシリンダ装置を作動させて押出ピン１０の脱着を行う。
【００２９】
また、本発明は、上記実施形態と同様の形態で、射出成形用金型に対するピン類（成形ピン、押出ピン等）の脱着に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ダイカスト鋳造用金型に対する鋳抜ピンの脱着に適用した本発明の実施形態を示す要部断面図である。
【図２】図１に示したピン固定装置における鋳抜ピン交換時の作動状態を示す要部断面図である。
【図３】ダイカスト鋳造用金型に対する鋳抜ピンの脱着に適用した本発明の実施形態の全体構造を示す断面図である。
【図４】従来のダイカスト鋳造用金型の一般的構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  固定型、  １Ａ  主型、  １Ｂ  入子
２  可動型、  ４ａ  主型、  ２Ｂ  入子
３  金型本体、  ４  ダイベース
４  キャビティ、  ４ａ  キャビティ形成面
１０  押出板、  １１  押出ピン、  １２  押出ロッド
２０  固定側鋳抜ピン、  ２１  可動側鋳抜ピン、  ２１ｃ  段差面
２２  固定側ピン孔、    ２３  可動側ピン孔  ２３ｃ  段差部
２６  環状溝
３０  固定側ボールロック機構
３１  可動側ボールロック機構
３２  ボール
３３  保持リング（保持部材）
３４  可動板（可動部材）
３５  シリンダ装置（アクチュエータ）
【図１】
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【図２】
2007229782.tif 000004
【図３】
2007229782.tif 000005
【図４】
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