(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却水が流れる冷却穴が形成された金属からなる内筒とを有してなるダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法であって、
前記内筒の外径との差が０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍとなる内径を有する穴を、前記外筒の中心軸線に沿って穿設し、
前記穴の表面粗度が良くなるように前記穴の表面を加工して、
前記内筒の先端部が前記外筒の底部と当接するまで前記内筒を前記外筒の穴内に挿入していき、
前記内筒が挿入された前記外筒を、真空熱処理炉に入れて１０００℃〜１０５０℃で加熱した後、不活性な気体を吹き付けて急冷して、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とが密着した状態で接合するようにしたことを特徴とするダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法。
【請求項２】
ダイス鋼からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却水が流れる冷却穴が形成されたステンレスからなる内筒とを有してなるダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法であって、
前記内筒の外径との差が０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍとなる内径を有する穴を、前記外筒の中心軸線に沿って穿設し、
前記穴の表面粗度が良くなるように前記穴の表面を加工して、
前記内筒の先端部が前記外筒の底部と当接するまで前記内筒を前記外筒の穴内に挿入していき、
前記内筒が挿入された前記外筒を、真空熱処理炉に入れて１０００℃〜１０５０℃で加熱した後、不活性な気体を吹き付けて急冷して、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とが密着した状態で接合するようにしたことを特徴とするダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法。
【請求項３】
前記急冷の後、焼き戻しをするようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ダイカスト製品等に対してボルト穴等の孔部を形成するために、金型に固定されるコアピン（中子ピン）が用いられる。コアピンは、金属製の丸棒とされ、中心軸線に沿って冷却穴が形成された中空のものと、冷却穴が形成されていない中実のものがある。下記特許文献１には、冷却穴が形成されたコアピンが開示されている。
冷却穴が形成されたコアピンを使用すれば、ダイカスト製品に生じる引け巣をコアピン位置から遠ざけることができるという点で有利とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３１３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、冷却穴はドリルで穿設されるのが一般的であり、その場合、冷却穴を形成するコアピンの内周面に、ドリルの刃によって傷（ツールマーク：切削痕）が付き（細かな凹凸ができ）、そこに冷却水が滞留して、コアピンの内周面が酸化し、コアピンの内周面に錆が発生してしまうことがある。また、この錆が著しく進行すると、コアピンの肉厚方向に亀裂や割れが発生し、冷却穴を通過する水等の冷却材が外に漏れ出すおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、コアピンの内周面が酸化し、コアピンの内周面に錆が発生してしまうことを防止することができ、コアピンの肉厚方向に亀裂や割れが発生して、冷却穴を通過する水等の冷却材が外に漏れ出すことを防止することができるダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法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】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法は、金属からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却水が流れる冷却穴が形成された金属からなる内筒とを有してなるダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法であって、前記内筒の外径との差が０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍとなる内径を有する穴を、前記外筒の中心軸線に沿って穿設し、前記穴の表面粗度が良くなるように前記穴の表面を加工して、前記内筒の先端部が前記外筒の底部と当接するまで前記内筒を前記外筒の穴内に挿入していき、前記内筒が挿入された前記外筒を、真空熱処理炉に入れて１０００℃〜１０５０℃で加熱した後、不活性な気体を吹き付けて急冷して、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とが密着した状態で接合するようにした。
【０００７】
本発明に係るダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法は、ダイス鋼からなる外筒と、この外筒の内部に収容されて、その内部に、先端部にて底部を有する有底穴とされた冷却水が流れる冷却穴が形成されたステンレスからなる内筒とを有してなるダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法であって、前記内筒の外径との差が０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍとなる内径を有する穴を、前記外筒の中心軸線に沿って穿設し、前記穴の表面粗度が良くなるように前記穴の表面を加工して、前記内筒の先端部が前記外筒の底部と当接するまで前記内筒を前記外筒の穴内に挿入していき、前記内筒が挿入された前記外筒を、真空熱処理炉に入れて１０００℃〜１０５０℃で加熱した後、不活性な気体を吹き付けて急冷して、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とが密着した状態で接合するようにした。
【０００８】
本発明に係るダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法によれば、外筒の内周面が、錆難いステンレスからなる内筒で覆われ、冷却穴に流入した水等の冷却材が、外筒の内周面に接触しないようになっている。
これにより、ダイカスト用金型に用いられるコアピンの内周面が酸化し、ダイカスト用金型に用いられるコアピンの内周面に錆が発生してしまうことを防止することができ、ダイカスト用金型に用いられるコアピンの肉厚方向に亀裂や割れが発生して、冷却穴を通過する水等の冷却材が外に漏れ出すことを防止することができる。
また、例えば、図４に示すように、内筒４と外筒２とが、密着面（接合面）のところで互いに溶けあって、内筒４の外周面４ａと外筒２の内周面とが（直接）密着した状態で接合され、外筒２が冷却水によって効率よく冷却されることになるので、ダイカスト用金型に用いられるコアピンの焼き付きを防止できるとともに、ダイカスト製品に生じる引け巣をコアピン位置から遠ざけることができる。
【０００９】
さらに、真空熱処理中におけるガスの発生がないので、真空熱処理炉を用いてコアピンを製造することができる。
【００１０】
上記ダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法において、前記急冷の後、焼き戻しをするとさらに好適である。
【００１１】
このようなダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法によれば、１０００℃〜１０５０℃で加熱された際に生じた残留応力が除去され、使用目的に応じた適正な硬さと粘り強さとのバランスがとられるとともに、不安定な相の安定化が図られることになるので、経年変形や割れ等を防止することができる。
【００１３】
また、このようなダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法によれば、コアピンに形成された有底穴は、水等の冷却材を供給して冷却するための冷却穴として使用され、冷却穴を通過する水等の冷却材の漏洩が防止されることになるので、ダイカスト製品の歩留まりを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るダイカスト用金型に用いられるコアピンの製造方法によれば、ダイカスト用金型に用いられるコアピンの内周面が酸化し、ダイカスト用金型に用いられるコアピンの内周面に錆が発生してしまうことを防止することができ、ダイカスト用金型に用いられるコアピンの肉厚方向に亀裂や割れが発生して、冷却穴を通過する水等の冷却材が外に漏れ出すことを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法を用いて製造されたコアピンをダイカスト用金型に取り付けた状態を示す側断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法を用いて製造されたコアピンの断面図である。
【図３】図２中の一点鎖線で囲んだ部分を拡大した図であって、本発明の一実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法を用いて製造されたコアピンの断面を拡大して撮影した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法について、図１から図４を参照しながら説明する。
本実施形態では、ダイカスト金型に用いるコアピン（中子ピン）を薄肉有底円筒金属部材の一例として、コアピンの使用形態およびコアピンの形状を説明した後に、コアピンの製造方法について説明する。
なお、図１は本実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法を用いて製造されたコアピンをダイカスト用金型に取り付けた状態を示す側断面図、図２は本実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法を用いて製造されたコアピンの断面図、図３は図２中の一点鎖線で囲んだ部分を拡大した図であって、本実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法を示す図、図４は本実施形態に係る薄肉有底円筒金属部材の製造方法を用いて製造されたコアピンの断面を拡大して撮影した写真である。
【００１７】
図１には、ダイカスト用金型３に固定されたコアピン１を示している。コアピン１の先端部（図１において右方）１ａ側は、金型３内に配置されている。コアピン１の内部には、基端部（図１において左方）１ｂからその中心軸線に沿って中心穴が形成されており、先端部１ａにて底部１ｄ（図２参照）を有する有底穴とされた冷却穴１ｃが形成されている。この冷却穴１ｃ内には、コアピン１の中心軸線に沿って冷却水供給パイプ（内パイプ）５が挿入されている。
【００１８】
冷却水供給パイプ５の先端５ａから冷却穴１ｃの底部１ｄ、すなわち、コアピン１の先端部１ａに向かって冷却水が噴出するようになっている。冷却水供給パイプ５の他端は、冷却水供給配管７に接続されている。冷却水供給配管７の上流側には、図示しない冷却装置本体が設けられている。冷却水供給パイプ５の先端５ａから噴出した冷却水は、冷却穴１ｃの底部に衝突した後に流れの向きを反転させ、冷却穴１ｃ内を基端部１ｂに向かって流れる。このように冷却水が流れる際に、コアピン１の壁部を介して伝達された熱を受け取ることによって、コアピン１を内部から冷却する。基端部１ｂへと向かって流れた冷却水は、コアピン１の基端部１ｂに接続された接続管（外パイプ）９内へと流れ込み、冷却水戻り配管１１を介して図示しない冷却装置本体へと導かれる。
【００１９】
以上説明したように、コアピン１内に冷却水を供給しながらダイカスト製造工程を行うことにより、コアピン１の焼き付きを防止できるとともに、ダイカスト製品に生じる引け巣をコアピン１位置から遠ざけることができる。
【００２０】
図２には、コアピン１の形状を示している。なお、同図に示したコアピンの形状はあくまでも一例であって、本発明はこの形状に限定されるものではない。
コアピン１は、外筒２と内筒４とを備えている。外筒２は、例えば、ダイカスト金属材料として最も広く使用されているダイス鋼（ＳＫＤ６１）で作られており、基端部１ｂ側に位置する大径部１２と、先端部１ａ側に位置するとともに大径部１２よりも小径とされた小径テーパ部１４と、大径部１２と小径テーパ部１４との間に位置するとともに小径テーパ部１４に対して連続的に接続された小径直線部１６とを有している。
【００２１】
大径部１２の直径は、例えば、１３ｍｍとされており、小径直線部１６の直径は、例えば、４．１ｍｍとされている。小径テーパ部１４の直径は、基端部１ｂ側が４．１ｍｍとされ、先端にいくにしたがい先細り形状となるようなテーパ形状となっている。テーパ角は、例えば、１°とされる。小径テーパ部１４の先端、すなわち、コアピン１の先端部１ａは、球面形状を有するように加工されている。
外筒２の長さは、２５０ｍｍとされている。大径部１２の長さは２５ｍｍ、小径直線部１６の長さは２０３ｍｍ、小径テーパ部１４の長さは２２ｍｍとされている。
【００２２】
コアピン１には、基端部１ｂから先端部１ａの手前にかけて、中心軸線に沿って冷却穴１ｃとしての中心穴が形成されている。冷却穴１ｃの先端部１ａ側は貫通しておらず、底部１ｄが設けられている。このように、冷却穴１ｃは有底穴となっている。また、外筒２の内周面（内側面）には、内筒４の外周面（外側面）、例えば、厚さ０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍ（より好ましくは、０．１ｍｍ）のステンレス（例えば、ＳＵＳ３０４）製のパイプの外周面（外側面）４ａが密着した状態で取り付けられている。すなわち、外筒２の内周面（より詳しくは、大径部１２の内周面、小径テーパ部１４の内周面、および小径直線部１６の内周面）は、密着した状態で接合された内筒４で、その全体あるいは接続管９の先端（図１において右方）が螺結される雌ねじ部（図示せず）を除いた全体が）覆われている。
【００２３】
冷却穴１ｃの基端部１ｂ側には、雌ねじ部（図示せず）が形成されており、この雌ねじ部によって、図１に示した接続管９の先端がコアピン１に対して螺結される。
小径直線部１６の肉厚は１．０ｍｍとされ、小径テーパ部１４の肉厚は、基端部１ｂ側の最も厚い位置で０．５ｍｍとされている。なお、コアピン１の小径テーパ部１４の先端では直径が小さくなっているので、この位置における肉厚が最も薄くなる。
【００２４】
つぎに、上記コアピン１の製造方法について、図３（ａ）から図３（ｃ）を参照しながら説明する。
まずはじめに、図３（ａ）に示すように、内筒４となるステンレス製のパイプの外径との差（クリアランス）が０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ（より好ましくは、０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ）となる内径を有する穴２ａを、外筒２の中心軸線に沿って穿設（機械加工）する。
つぎに、図３（ｂ）に示すように、穴２ａを穿設する際にドリルの刃によって付いた傷（ツールマーク：切削痕）を極力除去するように、すなわち、穴２ａの表面粗度（表面相度）が良くなる（小さく）ように穴２ａの表面（内周面）を加工（研磨）する。
【００２５】
つづいて、図３（ｃ）に示すように、表面粗度が良くなるように加工された穴２ａ内に、先端部（一端部）に球面形状が形成されるように、先端部が絞り加工されるとともに、穴２ａの内径との差（クリアランス）が０．０１ｍｍ〜０．０５ｍｍ（より好ましくは、０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ）となる外径を有する内筒４を、内筒４の先端部が外筒２の底部と当接するまで穴２ａ内に挿入する。
そして、内筒４が挿入された外筒２を図示しない真空熱処理炉に入れて１０３０℃〜１０５０℃で１時間程加熱した後、窒素を吹き付けて急冷する。
【００２６】
その後、再び真空熱処理炉に入れて１０００℃〜１０５０℃で１時間程加熱した後、窒素を吹き付けて急冷し、三度真空熱処理炉に入れて１０００℃〜１０５０℃で１時間程加熱した後、窒素を吹き付けて急冷する。
【００２７】
本実施形態に係るコアピン１の製造方法によれば、外筒２の内周面が、錆難いステンレスからなる内筒４で覆われ、冷却穴１ｃに流入した冷却水が、外筒２の内周面に接触しないようになっている。
これにより、コアピン１の内周面（より詳しくは、外筒２の内周面および内筒４の内周面４ｂ）が酸化し、コアピン１の内周面に錆が発生してしまうことを防止することができ、コアピン１の肉厚方向に亀裂や割れが発生して、冷却穴１ｃを通過する冷却水が外に漏れ出すことを防止することができる。
【００２８】
また、本実施形態に係るコアピン１の製造方法によれば、図４に示すように、内筒４と外筒２とが、密着面（接合面）のところで互いに溶けあって、内筒４の外周面４ａと外筒２の内周面とが（直接）密着した状態で接合され、外筒２が冷却水によって効率よく冷却されることになるので、コアピン１の焼き付きを防止できるとともに、ダイカスト製品に生じる引け巣をコアピン１位置から遠ざけることができる。
【００２９】
さらに、本実施形態に係るコアピン１の製造方法によれば、真空熱処理中におけるガスの発生がないので、真空熱処理炉を用いてコアピンを製造することができる。
【００３０】
さらにまた、本実施形態に係るコアピン１の製造方法によれば、１０００℃〜１０５０℃で加熱された際に生じた残留応力が除去され、使用目的に応じた適正な硬さと粘り強さとのバランスがとられるとともに、不安定な相の安定化が図られることになるので、経年変形や割れ等を防止することができる。
【００３１】
さらにまた、本実施形態に係るコアピン１の製造方法によれば、コアピン１に形成された有底穴は、冷却水を供給して冷却するための冷却穴１ｃとして使用され、冷却穴１ｃを通過する冷却水の漏洩が防止されることになるので、ダイカスト製品の歩留まりを向上させることができる。
【００３２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
また、上述した実施形態では、内筒４として、ステンレスから作られたものを一具体例として挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、内筒４は、その他の金属（銅、真鍮、ダイス鋼（ＳＫＤ６１）等）から作られたものであってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１    コアピン（薄肉有底円筒金属部材）
１ａ  先端部
１ｃ  冷却穴
１ｄ  底部
２    外筒
２ａ  穴
４    内筒
【図１】
0005547554.tif 000002
【図２】
0005547554.tif 000003
【図３】
0005547554.tif 000004
【図４】
0005547554.tif 000005