(57)【要約】【課題】スリーブ内に強度確保のための部材を留置させることなく充分に強度を確保でき、簡易な構成でコストを削減できるシーリングプラグを提供する。【解決手段】本発明のシーリングプラグ１は、肉厚の円柱状の係合部２と、係合部２よりも小径で肉薄の円筒部３と、円筒部３よりも大径のフランジ部４とを備え、スケールパイプ５２の内部に設けられ、軸方向に進退自在の引き抜きシャフト５１を備える取付工具５により金型６の冷却穴６１内に取り付けられる。図５（ａ）のように、引き抜きシャフト５１の先端部と係合部２とを螺合させ、スケールパイプ５２の先端部にフランジ部４を当接させる。図５（ｂ）のように、取付工具５を用いて引き抜きシャフト５１を基端側に引っ張り、係合部２とフランジ部４との間隔を縮め、円筒部３を軸方向に縮めるように変形させる。これにより、変形した円筒部３の外周面が冷却穴６１の内周面に密着する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
部材に設けられた穴の内周面に取付工具により取り付けられて穴を閉塞する金属製のシーリングプラグであって、
前記取付工具は、円筒状の円筒工具と、前記円筒工具の先端部から突出し前記円筒工具内に進退自在に設けられた棒状工具とを備え、
前記棒状工具の先端部に着脱自在に係合される係合部と、前記係合部によって先端部が閉塞され前記係合部から基端側に延びる円筒部と、前記円筒部の基端部に設けられ前記円筒部の外周面から径方向外方に突出し前記円筒工具が当接されるフランジ部とを備え、
前記円筒工具が前記フランジ部に当接され、前記棒状工具が前記係合部に係合され、少なくとも前記円筒部が穴内に挿入された状態で、前記円筒工具と前記棒状工具との相対位置を変化させて前記係合部と前記フランジ部とを接近させることにより、前記円筒部が前記係合部及び前記フランジ部よりも大径となるように弾性限界を超えて変形可能であり、変形された円筒部の外周部を穴の内周面に密着させて穴を閉塞することを特徴とするシーリングプラグ。
【請求項２】
請求項１に記載のシーリングプラグであって、
前記係合部は前記円筒部よりも大径の円筒状に形成され、前記係合部の外周面から前記円筒部の外周面に向けて縮径する傾斜部が設けられていることを特徴とするシーリングプラグ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシーリングプラグであって、
前記係合部は、前記円筒部の内周面よりも小径の雌ネジ部と、前記雌ネジ部から前記円筒部の内周面に向けて拡径する第２傾斜部とを有し、
前記第２傾斜部は、前記傾斜部よりも基端側に設けられていることを特徴とするシーリングプラグ。
【請求項４】
請求項２又は３に記載のシーリングプラグであって、
前記円筒部の軸方向の長さは、前記円筒部の外径と前記係合部及び前記フランジ部の最大径部分との差を越える長さであることを特徴とするシーリングプラグ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシーリングプラグであって、
前記円筒部の肉厚を、前記係合部及び前記フランジ部の最大径部分の３％乃至１０％としたことを特徴とするシーリングプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型に設けられた冷却用の穴等に装着されて穴を閉塞するシーリングプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型に設けられた冷却用の穴等に装着されて穴を閉塞するシーリングプラグとしては、下記特許文献１に開示されたようなものが知られている。当該シーリングプラグは、底面を有する筒状のスリーブと、このスリーブ内にヘッドが挿入されたステムとを備える。ステムのヘッドは、ステムの他の部分よりも大径に形成されている。一方、スリーブの内周面は、底面とは反対側の基端部にヘッドの外径よりも小径の小径部を有している。ステムのヘッドはこの小径部よりも奥側に挿入されている。また、ステムにおいては、ヘッドと他の部分との境界に弱化部が設けられている。
【０００３】
上記構成のシーリングプラグは、穴の開口部近傍に取り付けられる取付工具によって装着される。具体的には、スリーブ及びステムの先端部を穴内に挿入し、取付工具を用いてスリーブの基端部を押さえながらステムを基端側に引っ張る。これにより、ステムのヘッドがスリーブから引き抜かれる方向に引っ張られ、ヘッドがスリーブの小径部を押し広げてスリーブの外周面が穴の内周面に押し付けられる。さらにステムを引っ張ると、ステムの弱化部が破断し、ヘッドをスリーブ内に残してステムが取り去られる。以上の操作により、金型の穴内にスリーブ及びヘッドが装着されてシーリングプラグとなる。この特許文献１のシーリングプラグでは、このようにスリーブ内にヘッドが留置されるので、当該ヘッドにより常にスリーブが穴の内周面に押し付けられ、強固に取り付けられる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１のシーリングプラグは、１箇所の穴の閉塞を行うのにスリーブだけでなくステムも必要となる。これは、スリーブがステムのヘッドによって変形させられるが、スリーブ自体の変形は弾性限界内の変形に止まるため、ヘッドを引き抜いてしまうとスリーブを穴の内壁に押さえつける力がなくなり、スリーブが穴内に固定されないためである。また、ステムは弱化部を破断させて引き抜く必要があるため、ある程度の長さが必要となる。従って、製品としてはスリーブとステムとのセットとなって嵩張るだけでなく、製品１個当たりの単価も高くなってしまう。また、ステムは、ヘッド以外の部分を廃棄しなければならないので、廃棄する部分が無駄になってしまうという不都合がある。また、ステムの弱化部を破断させるには強い力が必要となるため、特許文献１における取付工具では、穴の開口部に取り付けられる比較的大きい部材を必要としており、取付工具も大型化して使い勝手が悪い。さらに、特許文献１におけるシーリングプラグでは、上記取付工具の構成上、穴の開口部近傍のみを閉塞することができ、穴の奥の部分を閉塞することができなかった。
【特許文献１】特表２００３−５３２８５４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、シーリングプラグの改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、スリーブ内に強度確保のための部材を留置させることなく充分に強度を確保でき、簡易な構成でコストを削減することができるシーリングプラグ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】
前記目的を達成するために、本発明のシーリングプラグは、部材に設けられた穴の内周面に取付工具により取り付けられて穴を閉塞する金属製のシーリングプラグであって、前記取付工具は、円筒状の円筒工具と、前記円筒工具の先端部から突出し前記円筒工具内に進退自在に設けられた棒状工具とを備え、前記棒状工具の先端部に着脱自在に係合される係合部と、前記係合部によって先端部が閉塞され前記係合部から基端側に延びる円筒部と、前記円筒部の基端部に設けられ前記円筒部の外周面から径方向外方に突出し前記円筒工具が当接されるフランジ部とを備え、前記円筒工具が前記フランジ部に当接され、前記棒状工具が前記係合部に係合され、少なくとも前記円筒部が穴内に挿入された状態で、前記円筒工具と前記棒状工具との相対位置を変化させて前記係合部と前記フランジ部とを接近させることにより、前記円筒部が前記係合部及び前記フランジ部よりも大径となるように弾性限界を超えて変形可能であり、変形された円筒部の外周部を穴の内周面に密着させて穴を閉塞することを特徴とする。
【０００７】
本発明のシーリングプラグは、前記円筒部を軸方向に圧縮して拡径するように変形させて穴を閉塞するものである。前記円筒部は、弾性限界を超えて変形するので、変形後に加えていた力を解除した場合であっても変形状態が保持される。このため、従来のシーリングプラグように弾性変形の範囲内で変形するものとは異なり、内部に変形が戻らないようにヘッド等の部材を留置しておく必要がない。従って、従来のシーリングプラグのように、ステムが不要で製品として小型化が可能であり、コストの削減も可能となる。また、従来のように、ヘッド以外のステムのような廃棄する部分がないので、原材料の無駄も生じない。
【０００８】
また、本発明のシーリングプラグにおいては、前記係合部が前記円筒部よりも大径の円筒状に形成され、前記係合部の外周面から前記円筒部の外周面に向けて縮径する傾斜部が設けられていることが好ましい。本発明のシーリングプラグにおいては、前記係合部と前記円筒部とを同一外径とすることもできるが、前記円筒部を前記係合部よりも小径とすることにより、前記円筒部を変形させる際の力を小さくすることができる。また、前記円筒部と他の部分とを同径とした場合に比べて、前記円筒部の外周面と穴の内周面との隙間が大きくなるので、前記円筒部を変形させる際に前記係止部と前記フランジ部との相対移動量が大きくなるため、作業者に前記円筒部が変形されたことを認識させやすくなる。また、前記傾斜部を設けることにより、前記係合部に加えられた力を前記傾斜部近傍の円筒部に作用させることができるので、前記円筒部の拡径方向の変形が容易となる。
【０００９】
また、本発明のシーリングプラグにおいては、前記係合部は、前記円筒部の内周面よりも小径の雌ネジ部と、前記雌ネジ部から前記円筒部の内周面に向けて拡径する第２傾斜部とを有し、前記第２傾斜部は、前記傾斜部よりも基端側に設けられていることが好ましい。前記係合部の前記棒状工具との係合部分を前記雌ネジ部とすることにより、他の係合形式に比べて前記係合部の加工が容易となる。また、前記第２傾斜部を前記傾斜部よりも基端側に設けることにより、前記円筒部を確実に拡径方向に変形させることができる。
【００１０】
また、本発明のシーリングプラグにおいては、前記円筒部の軸方向の長さが、前記円筒部の外径と前記係合部及び前記フランジ部の最大径部分との差を越える長さであることが好ましい。前記円筒部の軸方向の長さを上記長さとすることにより、前記円筒部を変形させたときに前記円筒部の外周面を確実に穴の内周面に密着させることができる。
【００１１】
また、本発明のシーリングプラグにおいては、前記円筒部の肉厚を、前記係合部及び前記フランジ部の最大径部分の３％乃至１０％とすることが好ましい。前記円筒部の肉厚が上記範囲未満であると穴内への取付強度が不足し、前記円筒部の肉厚が上記範囲を越えると前記円筒部を変形させるために大きな力が必要となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明のシーリングプラグの実施形態の一例について、図１乃至図５を参照して説明する。図１は本実施形態のシーリングプラグを示す説明的斜視図、図２は本実施形態のシーリングプラグの断面図、図３は本実施形態のシーリングプラグを穴内に装着するために用いられる取付工具、図４は金型に設けられた冷却穴に本実施形態のシーリングプラグが装着されている状態を示す説明図、図５（ａ）（ｂ）は本実施形態のシーリングプラグを金型の冷却穴に固定する状態を示す説明図である。
【００１３】
本実施形態のシーリングプラグ１は、図１に示すように、全体が略円筒形状に形成され、係合部２と円筒部３とフランジ部４とからなる。このシーリングプラグ１は、円柱状のアルミ合金を切削加工することにより一体に形成されている。
【００１４】
係合部２は、底面（先端面）が閉塞された肉厚の円筒形状であり、図２に示すように、内部に軸方向に沿って雌ネジ部２１が設けられている。
【００１５】
円筒部３は、図１及び図２に示すように、係合部２よりも肉薄に形成されている。本実施形態では、係合部２の径が６〜１２ｍｍであり、円筒部３の径が４．７〜９．２ｍｍ、円筒部３の肉厚が０．４〜０．５ｍｍである。本実施形態では、係合部２の径と円筒部３の肉厚との割合は以下の通りとなる。まず、係合部２の径に対して円筒部３が一番薄いものは、係合部２の径が１２ｍｍで円筒部の肉厚が０．４ｍｍであり、即ち円筒部３の肉厚が係合部２の径の３．３％となっている。また、係合部２の径に対して円筒部３が一番厚いものは、係合部２の径が６ｍｍで円筒部３の肉厚が０．５ｍｍであり、即ち円筒部３の肉厚が係合部２の径の８．３％となっている。
【００１６】
本願発明者等が種々試作を行ったところ、円筒部３の肉厚が係合部２の外径の３％から１０％であれば、円筒部３の変形により穴の閉塞が可能であった。この割合が３％以下になると、変形後の円筒部３の穴内における取付強度が低下してしまい、この割合が１０％以上になると円筒部３の変形に大きな力が必要となり、実用的ではない。また、強度と変形に必要な力のバランス等を考慮すると、本実施形態のように、上記割合を３．３〜８．３％とすることが好ましい。
【００１７】
また、シーリングプラグ１の外周面には、係合部２の外周面から縮径して円筒部３の外周面につながる第１傾斜部２２が設けられている。また、本実施形態のシーリングプラグ１の内部においては、係合部２の内周面と円筒部３の内周面との境界部分に、雌ネジ部２１から拡径して円筒部３の内周面につながる第２傾斜部２３が設けられている。本実施形態においては、第２傾斜部２３が、第１傾斜部２２よりも軸方向で基端側（図２において右側）に設けられている。
【００１８】
フランジ部４は、円筒部３の基端部に設けられており、円筒部３の外周面から径方向外側に突出するリング状に形成されている。このフランジ部４の軸方向の厚さは、円筒部３の径方向の厚さよりも厚くなっている。
【００１９】
次に、図３を参照して、本実施形態のシーリングプラグ１を穴内に装着する取付工具５について説明する。取付工具５は、先端側に突出してシーリングプラグ１の雌ネジ部２１に螺合される雄ネジ部５１ａを有する引き抜きシャフト（棒状工具）５１と、引き抜きシャフト５１の外周面を覆うスケールパイプ（円筒工具）５２と、スケールパイプ５２の基端側を保持するアーム部材５３と、アーム部材５３に揺動自在に設けられ引き抜きシャフト５１を軸方向に移動させるハンドル部材５４とを備えている。また、引き抜きシャフト５１の基端側はスケールパイプ５２の基端部から突出しており、その基端部には引き抜きシャフト５１を手動で回転させることができるノブ５１ｂが設けられている。
【００２０】
スケールパイプ５２の表面には、その先端部からの長さが目視できるように目盛５２ａが設けられている（図５参照）。また、スケールパイプ５２の外周面には、軸方向に移動自在のリング状のストッパ５５が設けられている。このストッパ５５には、スケールパイプ５２の外周面にストッパ５５を固定するための締め付けネジ５６が設けられている。なお、取付工具５については、アーム部材５３及びハンドル部材５４の構成は、従来から用いられている工具と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。
【００２１】
本実施形態のシーリングプラグ１は、図４に示すように、金型６に設けられた冷却水を流すための冷却穴６１の任意の箇所に固定することができる。このように、金型６に複数形成された冷却穴６１の分岐点近傍にシーリングプラグ１を固定することにより、冷却水の流路を形成し、金型６の全体に冷却水が流れるようにしている。また、金型６の冷却穴６１の開口部には、冷却水が外部に漏れないようにスクリュープラグ６２が装着されている。
【００２２】
次に、本実施形態のシーリングプラグ１の穴への装着方法について図５を参照して説明する。まず、金型６の冷却穴６１において冷却水の流れを止めたい箇所にシーリングプラグ１を固定できるように、取付工具５のスケールパイプ５２にストッパ５５を固定する。シーリングプラグ１の固定位置は、金型６の設計図面等から把握するか、或いは実際に金型６の冷却穴６１にスケールパイプ５２を挿入して把握する。次に、シーリングプラグ１の係合部２に取付工具５の引き抜きシャフト５１の先端部を係合させ、シーリングプラグ１を取付工具５に装着する。このとき、取付工具５のノブ５１ｂを回しながら係合部２の雌ネジ部２１に引き抜きシャフト５１の雄ネジ部５１ａを螺合させる。そして、スケールパイプ５２の先端部をシーリングプラグ１のフランジ部４に当接させれば、図５（ａ）に示すように、取付工具５の先端部にシーリングプラグ１が装着された状態となる。
【００２３】
この状態で、シーリングプラグ１及びスケールパイプ５２の先端部を、スケールパイプ５２に固定されたストッパ５５が冷却穴６１の開口部に当接するまで金型６の冷却穴６１内に挿入する。次に、作業者がアーム部材５３とハンドル部材５４とを近づけるように操作する。当該操作により、スケールパイプ５２に対して引き抜きシャフト５１が基端側に移動する。これにより、シーリングプラグ１の係合部２が基端側に移動するので、係合部２とフランジ部４とが接近し、円筒部３の軸方向の略中央部分が放射状に拡径するように変形する。そして、変形した円筒部３の外周面が冷却穴６１の内周面に密着する。即ち、円筒部３が変形して冷却穴６１内にかしめ止めされる。
【００２４】
次に、取付工具５のノブ５１ｂを回して引き抜きシャフト５１の雄ネジ部５１ａを係合部２の雌ネジ部２１から取り外す。これにより、取付工具５がシーリングプラグ１から外れるので、取付工具５を金型６の冷却穴６１から取り出すことができる。以上の操作により、金型６の冷却穴６１内にシーリングプラグ１を取り付けることができる。
【００２５】
以上のように、本実施形態のシーリングプラグ１は、アルミ合金の棒状部材から削り出された１個の部材により冷却穴６１を閉塞することができる。従って、従来のようにステム等の部材が不要であるので、製品１個当たりの製造コストを削減することができると共に、原材料の無駄を省くことができる。また、冷却穴６１に装着されたシーリングプラグが不要となった場合、従来のシーリングプラグであれば、ドリル等で除去しようとしても、固い材質のヘッド部が残っているため、除去作業も困難であるが、本実施形態のシーリングプラグ１であれば、全体がアルミ合金製であるため、ドリル等で容易に撤去することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、係合部２及びフランジ部４の外周が円形のものについて説明したが、これに限らず、円筒部３が円筒形であれば、係合部２及びフランジ部が六角形や八角形等の多角形であってもよい。また、上記実施形態では、係合部２に雌ネジ部２１を設けているが、棒状工具に径方向に出入り自在の係合突起を有するものを用いれば、雌ネジ部２１ではなく単なる円周方向の溝を設けてもよく、円周方向の一部に設けられる切欠（凹部）を設けてもよい。また、上記実施形態では、金型６の冷却穴６１に装着される例について説明したが、取付対象物はこれに限らず、固体に穴（通路）があるものであれば、例えば金属製のヒータ内に設けられた熱媒通路等に用いてもよく、他の用途に用いてもよい。また、上記実施形態の各部の寸法は例示であり、上記実施形態以外の寸法を採用してもよい。
【００２７】
また、上記実施形態においては、第１傾斜部２２と第２傾斜部２３が、側面視で直線状に傾斜するものとなっているが、これに限らず、円弧状に傾斜するものであってもよい。また、シーリングプラグ１の材質については、アルミ合金以外にも銅合金や他の合金を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態のシーリングプラグを示す説明的斜視図。
【図２】本実施形態のシーリングプラグの断面図。
【図３】本実施形態のシーリングプラグを穴内に装着するために用いられる取付工具。
【図４】金型に設けられた冷却穴に本実施形態のシーリングプラグが装着されている状態を示す説明図。
【図５】（ａ）（ｂ）は本実施形態のシーリングプラグを金型の冷却穴に固定する状態を示す説明図。
【符号の説明】
【００２９】
１…シーリングプラグ、２…係合部、３…円筒部、４…フランジ部、５…取付工具、５１…引き抜きシャフト（棒状工具）、５２…スケールパイプ（円筒工具）、６…金型（部材）、６１…冷却穴（穴）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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