(57)【要約】【課題】熱応力の応力集中を緩和し、製品寿命を向上することが可能な孔あき構造体の製造方法、及び、孔あき構造体を提供する。【解決手段】第一電鋳層３の表面３ａに表面３ａに沿って溝部Ｇ１を形成する溝部形成工程Ｓ３と、溝部Ｇ１内に、表面３ａよりも盛り上がるように導電性ワックスＷ１を充填するワックス充填工程Ｓ４と、第一電鋳層３の表面３ａ及び導電性ワックスＷ１を覆うように第二電鋳層４を形成する第二成膜工程Ｓ５と、導電性ワックスＷ１を溶かすことにより、導電性ワックスＷ１を除去して孔部Ｈ１を形成するワックス除去工程Ｓ６と、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
2015025159.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の導電層の表面に該表面に沿って溝部を形成する溝部形成工程と、
前記溝部内に、前記表面よりも盛り上がるように導電性ワックスを充填するワックス充填工程と、
前記第一の導電層の表面及び前記導電性ワックスを覆うように第二の導電層を形成する成膜工程と、
前記導電性ワックスを溶かすことにより、該導電性ワックスを除去して孔部を形成するワックス除去工程と、
を備えることを特徴とする孔あき構造体の製造方法。
【請求項２】
第一の導電層の表面に、該表面に沿って、導電性ワックスから形成された所望の形状をなすワックス形成体を配置する形成体配置工程と、
前記第一の導電層の表面及び前記ワックス形成体を覆うように第二の導電層を形成する成膜工程と、
前記ワックス形成体を溶かすことにより、該ワックス形成体を除去して孔部を形成するワックス除去工程と、
を備えることを特徴とする孔あき構造体の製造方法。
【請求項３】
第一の導電層の表面に該表面に沿って溝部を形成する溝部形成工程をさらに備え、
前記ワックス形成体を配置する工程では、前記溝部内に、前記表面よりも盛り上がるように前記ワックス形成体を配置することを特徴とする請求項２に記載の孔あき構造体の製造方法。
【請求項４】
前記成膜工程は、複数回に分けて積層するように前記第二の導電層を形成する複数の成膜積層工程を有し、
前記形成体配置工程は、複数回に分けて積層するようにワックス形成体を配置する複数の形成体積層工程を有し、
前記成膜積層工程と前記形成体積層工程とは交互に実行されることを特徴とする請求項２又は３に記載の孔あき構造体の製造方法。
【請求項５】
第一の導電層と、
前記第一の導電層の表面に積層するように形成された第二の導電層と、
を備え、
前記第一の導電層における前記表面から離間するように前記第二の導電層に凹み、かつ、前記第二の導電層における表面から離間するように前記第一の導電層に凹むとともに、前記第一の導電層における前記表面に沿った孔部が形成されていることを特徴とする孔あき構造体。
【請求項６】
前記孔部は、前記第一の導電層における前記表面に対して垂直な断面の形状が円形状をなすように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の孔あき構造体。
【請求項７】
前記孔部は、少なくとも一部で湾曲するように形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の孔あき構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の内部に孔が形成された孔あき構造体、及び孔あき構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば連続鋳造機に用いられる鋳造用ロール等、高温の状態に曝される構造体の内部には冷却孔が形成されている。この冷却孔に冷却媒体を流通させることで構造体の冷却が行われている。
【０００３】
そして、この冷却孔は、通常ドリルを用いた機械加工によって形成されるが、加工時間を要することや、高度な加工技術が必要となることにより、製造コストが高くなってしまうという問題がある。
【０００４】
ここで、ドリル加工を行わず、電鋳法を用いることで冷却孔が形成された構造体を製造する技術が知られている。例えば特許文献１には、この電鋳法を用いてロケットの燃焼室等に用いられる冷却構造体を形成する手法が開示されている。具体的には、冷却構造体本体の表面に矩形の溝を形成し、溝内にワックスを充填した後に、この溝を覆うように外殻構造体を電鋳槽内で形成する。最後に、ワックスを溶融させて外部へ流出させることで冷却構造体に冷却孔を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平５−５８５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、冷却構造体に形成される冷却孔は矩形状であり、冷却孔の内周面の角部では熱応力の応力集中が大きくなり、製品寿命が短くなってしまう可能性がある。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、応力集中を緩和し、製品寿命を向上することが可能な孔あき構造体の製造方法、及び、孔あき構造体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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る孔あき構造体の製造方法は、第一の導電層の表面に該表面に沿って溝部を形成する溝部形成工程と、前記溝部内に、前記表面よりも盛り上がるように導電性ワックスを充填するワックス充填工程と、前記第一の導電層の表面及び前記導電性ワックスを覆うように第二の導電層を形成する成膜工程と、前記導電性ワックスを溶かすことにより、該導電性ワックスを除去して孔部を形成するワックス除去工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このような孔あき構造体の製造方法によれば、溝部を形成した後に第一の導電層の表面から盛り上がるように導電性ワックスを充填するため、この盛り上がった部分、及び、溝部の形状を適宜選択することが可能となる。そしてこの状態で第二の導電層を形成してワックス除去工程を実行することで、従って、要求される冷却機能に応じて、様々な形状の孔部を容易に形成することが可能となり、矩形以外の孔部を形成することも可能である。
【００１０】
また、本発明に係る孔あき構造体の製造方法は、第一の導電層の表面に、該表面に沿って、導電性ワックスから形成された所望の形状をなすワックス形成体を配置する形成体配置工程と、前記第一の導電層の表面及び前記ワックス形成体を覆うように第二の導電層を形成する成膜工程と、前記ワックス形成体を溶かすことにより、該ワックス形成体を除去して孔部を形成するワックス除去工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このような孔あき構造体の製造方法によれば、機械加工を用いることなく、ワックス形成体の形状に応じて様々な形状の孔部を形成することが可能となる。従って、要求される冷却機能に応じて、様々な形状の孔部を容易に形成することが可能となり、矩形以外の孔部を形成することも可能である。
【００１２】
さらに、本発明に係る孔あき構造体の製造方法は、第一の導電層の表面に該表面に沿って溝部を形成する溝部形成工程をさらに備え、前記ワックス形成体を配置する工程では、前記溝部内に、前記表面よりも盛り上がるように前記ワックス形成体を配置してもよい。
【００１３】
このような孔あき構造体の製造方法によれば、ワックス形成体の形状に応じて様々な形状の孔部を形成することが可能となる。また、溝部にワックス形成体が配置されることで、成膜工程実行時に、ワックス形成体の位置ズレを防止することができる。従って、要求される冷却機能に応じて、より容易に様々な形状の孔部を形成することが可能となる。
【００１４】
また、前記成膜工程は、複数回に分けて積層するように前記第二の導電層を形成する複数の成膜積層工程を有し、前記形成体配置工程は、複数回に分けて積層するようにワックス形成体を配置する複数の形成体積層工程を有し、前記成膜積層工程と前記形成体積層工程とは交互に実行されてもよい。
【００１５】
このような孔あき構造体の製造方法によれば、第二の導電層とワックス形成体とを交互に積層することで、第二の導電層が第一の導電層の表面に固着し易くなり、孔あき構造体の品質向上につながる。
【００１６】
さらに、本発明に係る孔あき構造体は、第一の導電層と、前記第一の導電層の表面に積層するように形成された第二の導電層と、を備え、前記第一の導電層における前記表面から離間するように前記第二の導電層に凹み、かつ、前記第二の導電層における表面から離間するように前記第一の導電層に凹むとともに、前記第一の導電層における前記表面に沿った孔部が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
このような孔あき構造体によれば、第一の導電層と第二の導電層との間に跨って孔部が形成されている。このため、第一の導電層に第二の導電層が積層される前の段階で、孔部となる部分の加工ができる。従って、要求される冷却機能に応じて、容易に様々な形状の孔部を形成することが可能となり、矩形以外の孔部を形成することも可能である。
【００１８】
また、前記孔部は、前記第一の導電層における前記表面に対して垂直な断面の形状が円形状をなすように形成されていてもよい。
【００１９】
このような形状の孔部を採用することで、孔部の内周面に角部が形成されないため、熱応力の応力集中をさらに緩和でき、製品寿命を向上することが可能となる。
【００２０】
さらに、前記孔部は、少なくとも一部で湾曲するように形成されていてもよい。
【００２１】
このような湾曲形状の孔部によって、要求される冷却機能に対応でき、冷却効果の向上につながる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の孔あき構造体の製造方法、及び、孔あき構造体によると、孔部の形状を自由に設計でき、孔部での応力集中を緩和して製品寿命を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る孔あき構造体の製造方法によって製造される孔あき構造体を示す全体斜視図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る孔あき構造体の製造方法の手順を示すフロー図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る孔あき構造体の製造方法の手順を示し、図１のＡ−Ａ断面位置での断面図を示すものである。また、時系列に（ａ）〜（ｆ）に示すものである。
【図４】本発明の第二実施形態に係る孔あき構造体の製造方法によって製造される孔あき構造体を示す全体斜視図である。
【図５】本発明の第二実施形態に係る孔あき構造体の製造方法の手順を示すフロー図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係る孔あき構造体の製造方法の手順を示し、図４のＢ−Ｂ断面位置での断面図を示すものである。また、時系列に（ａ）〜（ｄ）に示すものである。
【図７】本発明の第三実施形態に係る孔あき構造体の製造方法によって製造される孔あき構造体を示す全体斜視図である。
【図８】本発明の第三実施形態に係る孔あき構造体の製造方法の手順を示すフロー図である。
【図９】本発明の第三実施形態に係る孔あき構造体の製造方法の手順を示し、図７のＣ−Ｃ断面位置での断面図を示すものである。また、時系列に（ａ）〜（ｇ）に示すものである。
【図１０】本発明の第四実施形態に係る孔あき構造体の製造方法によって製造される孔あき構造体を示す全体斜視図である。
【図１１】本発明の第四実施形態に係る孔あき構造体の製造方法によって製造される孔あき構造体の要部を拡大して示す斜視図である。
【図１２】本発明の第四実施形態に係る孔あき構造体の製造方法によって製造される孔あき構造体の図であり、図１１のＤ矢視図を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る孔あき構造体１の製造方法について説明する。
まず、この製造方法によって製造される孔あき構造体１について説明する。
孔あき構造体１は、例えば、連続鋳造機の鋳造用ロール等の高温環境で用いられる構造体である。
【００２５】
図１に示すように、孔あき構造体１は、母材２と、母材２に積層された第一電鋳層３（第一の導電層）と、第一電鋳層３に積層された第二電鋳層４とを備え、本実施形態では三層構造となっている。
【００２６】
母材２は、例えばステンレス鋼等の導電性を有する材料によって形成されている。
【００２７】
第一電鋳層３は、ニッケルや銅等によって形成され、電鋳法を利用して母材２の表面２ａに固着されている。
ここで、電鋳法とは、電解液の中に水溶液状の金属を母材となる部材に電着させる方法であり、部材表面に均一に、厚みのある地金を施すことが可能となっている。
【００２８】
第二電鋳層４は、第一電鋳層３と同様に、ニッケルや銅等によって形成され、電鋳法を利用して第一電鋳層３の表面３ａに固着されている。
【００２９】
ここで、第一電鋳層３と第二電鋳層４との間にわたって、第一電鋳層３の表面３ａに沿って孔部Ｈ１が形成されている。換言すると、第一電鋳層３の表面３ａから離間するように第二電鋳層４に凹み、かつ、第二電鋳層４の表面４ａから離間するように第一電鋳層３に凹んで、孔部Ｈ１が形成されている。
【００３０】
孔部Ｈ１は、第一電鋳層３の表面３ａに対して垂直な断面の形状が円形状をなしているとともに、複数が平行となるように第一電鋳層３の表面３ａに沿って延びている。
【００３１】
次に、図２及び図３を参照して、孔あき構造体１の製造方法について説明する。
孔あき構造体１の製造方法は、母材２を形成する母材形成工程Ｓ１と、母材２の表面２ａに第一電鋳層３を積層する第一成膜工程Ｓ２と、第一電鋳層３の表面３ａに溝部Ｇ１を形成する溝部形成工程Ｓ３とを備えている。
さらに、この孔あき構造体１の製造方法は、溝部Ｇ１内に導電性ワックスＷ１を充填するワックス充填工程Ｓ４と、ワックス充填工程Ｓ４の後に第一電鋳層３の表面３ａに第二電鋳層４を積層する第二成膜工程Ｓ５と、第二成膜工程Ｓ５の後に導電性ワックスＷ１を除去するワックス除去工程Ｓ６とを備えている。
【００３２】
まず、母材形成工程Ｓ１を実行する。即ち、図３（ａ）に示すように、導電性材料によって板状の母材２を形成する。
【００３３】
さらに、第一成膜工程Ｓ２を実行する。即ち、図３（ｂ）に示すように、電鋳法によって母材２の表面２ａを覆うように、第一電鋳層３を成膜して積層し、平板状に形成する。
【００３４】
次に、溝部形成工程Ｓ３を実行する。即ち、図３（ｃ）に示すように、第一電鋳層３の表面３ａに沿って、複数の溝部Ｇ１を形成する。溝部Ｇ１は例えば機械加工によって形成される。また、本実施形態では、互いに平行となるように複数の溝部Ｇ１が表面３ａに沿って延びるように形成されている。また、この溝部Ｇ１では、表面３ａに対して垂直な断面の形状が下方に凸の半円状をなしている。
【００３５】
そして、ワックス充填工程Ｓ４を実行する。即ち、図３（ｄ）に示すように、第一電鋳層３の表面３ａから盛り上がるように、溝部Ｇ１内に導電性ワックスＷ１を充填する。また、導電性ワックスＷ１が第一電鋳層３から盛り上がる部分は、本実施形態では上方に凸の半円状をなしている。そして、溝部Ｇ１の形状が下方に凸の半円状であることにより、導電性ワックスＷ１の形状は円柱状をなし、即ち、断面円形状をなしている。
【００３６】
次に、第二成膜工程Ｓ５を実行する。即ち、図３（ｅ）に示すように、電鋳法によって第一電鋳層３の表面３ａ及び導電性ワックスＷ１を覆うように、第二電鋳層４を成膜して積層し、平板状に形成する。
【００３７】
最後に、ワックス除去工程Ｓ６を実行する。即ち、図３（ｆ）に示すように、導電性ワックスＷ１を通電させ、加熱、溶融させて導電性ワックスＷ１を除去し、外部へ排出することで孔部Ｈ１を形成する。
【００３８】
このような孔あき構造体１の製造方法によると、第一電鋳層３に溝部Ｇ１を形成した後に、第一電鋳層３の表面３ａから盛り上がるように導電性ワックスＷ１を充填する。このため、この盛り上がった部分、及び、溝部Ｇ１の形状を適宜選択することでワックス除去工程Ｓ６を実行した後に、様々な形状の孔部Ｈ１を形成することが可能となる。
【００３９】
本実施形態では、上述した方法によって断面円形状の孔部Ｈ１を容易に形成できる。そしてこのような形状の孔部Ｈ１によって、孔部Ｈ１の内周面には角部が形成されることがないため、熱応力の応力集中を緩和でき、製品寿命を向上することが可能である。
【００４０】
そして、要求される冷却機能に応じた形状となるように、様々な形状の孔部Ｈ１を容易に形成することが可能となり、矩形以外の孔部を形成することも可能である。
【００４１】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態に係る孔あき構造体２１の製造方法について説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態の製造方法によって製造される孔あき構造体２１は、母材２２（第一の導電層）と、母材２２に積層された電鋳層２３（第二の導電層）とを備え、本実施形態では二層構造となっている。
【００４２】
母材２２は、第一実施形態と同様に、例えばステンレス鋼等の導電性を有する材料によって形成されている。
【００４３】
電鋳層２３は、第一実施形態と同様に、ニッケルや銅等によって形成され、電鋳法を利用して母材２２の表面２２ａに固着されている。また、この電鋳層２３には、母材２２の表面２２ａに沿って孔部Ｈ２が形成されている。
【００４４】
孔部Ｈ２は、母材２２の表面２２ａに沿って延びているとともに、母材２２の表面２２ａ上の中央位置で環状に形成された環状孔部Ｈ２ａと、環状孔部Ｈ２ａに連通して、環状孔部Ｈ２ａの径方向の一方向へ、径方向外側に向かって母材２２及び電鋳層２３の端面の位置まで延びて電鋳層２３に開口する一対の柱状孔部Ｈ２ｂとを有して構成されている。
【００４５】
次に、図５及び図６を参照して、孔あき構造体２１の製造方法について説明する。
孔あき構造体２１の製造方法は、母材２２を形成する母材形成工程Ｓ１と、母材２２の表面２２ａに導電性ワックスＷ１から形成されたワックス形成体Ｗ２を配置する形成体配置工程Ｓ２２とを備えている。
さらに、この孔あき構造体２１の製造方法は、形成体配置工程Ｓ２２の後に母材２２の表面２２ａに電鋳層２３を積層する成膜工程Ｓ２３と、成膜工程Ｓ２３の後にワックス形成体Ｗ２を除去するワックス除去工程Ｓ２４とを備えている。
【００４６】
まず、母材形成工程Ｓ１を実行し、その後、形成体配置工程Ｓ２３を実行する。即ち、図６（ａ）に示すように、導電性ワックスＷ１から別途、所望の形状をなすワックス形成体Ｗ２を形成し、母材２２の表面２２ａにワックス形成体Ｗ２を載置する。これによってワックス形成体Ｗ２が母材２２の表面２２ａに沿って配置される。
【００４７】
ワックス形成体Ｗ２は、本実施形態では、環状に形成されて母材２２の表面２２ａ上の中央位置に載置される環状部Ｗ２ａと、環状部Ｗ２ａに接続され環状部Ｗ２ａの径方向の一方向へ、径方向外側に向かって母材２２の端面まで延びる一対の柱状部Ｗ２ｂとを有して構成されている。またこのワックス形成体Ｗ２は断面円形状をなしている。
【００４８】
次に、成膜工程Ｓ２２を実行する。即ち、即ち、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、電鋳法によって母材２２の表面２２ａ及びワックス形成体Ｗ２を覆うように、電鋳層２３を成膜して積層し、平板状に形成する。
【００４９】
最後に、ワックス除去工程Ｓ２４を実行する。即ち、図６（ｄ）に示すように、ワックス形成体Ｗ２を通電させ、加熱、溶融させてワックス形成体Ｗ２を除去し、外部へ排出することで孔部Ｈ２を形成する。
【００５０】
このような孔あき構造体２１の製造方法によると、機械加工を用いることなく、ワックス形成体Ｗ２の形状を適宜選択することで、ワックス形成体Ｗ２の形状に応じて様々な形状の孔部Ｈ２を形成することが可能となる。
【００５１】
本実施形態では、上述した方法によって断面円形状の孔部Ｈ２を容易に形成できる。そしてこのような形状の孔部Ｈ２によって、孔部Ｈ２の内周面には角部が形成されることがなくなるため、熱応力の応力集中を緩和でき、製品寿命を向上することが可能である。
【００５２】
さらに、本実施形態では、環状をなす部分を有する孔部Ｈ２を容易に形成することができる。即ち、要求される冷却機能に応じて、様々な形状の孔部Ｈ２を容易に形成することが可能となり、矩形以外の孔部を形成することも可能である。
【００５３】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態に係る孔あき構造体３１の製造方法について説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図７に示すように、本実施形態の製造方法で製造される孔あき構造体３１は、第二実施形態での孔あき構造体２１と略同一であるが、孔部Ｈ３が母材３２（第一の導電層）と電鋳層３３（第二の導電層）との間にわたって形成されている。この孔部Ｈ３は、孔部Ｈ２と略同一形状をなし、環状孔部Ｈ３ａと柱状孔部Ｈ３ｂとを有して構成されている。
【００５４】
そして、図８及び図９に示すように、本実施形態では、第二実施形態の製造方法を基本構成として、形成体配置工程Ｓ３３と成膜工程Ｓ３４とが第二実施形態とは異なっている。また、母材形成工程Ｓ１の後であって、形成体配置工程Ｓ３３の前に、母材３２の表面３２ａに溝部Ｇ３を形成する溝部形成工程Ｓ３２をさらに備えている。
【００５５】
まず、母材形成工程Ｓ１を実行し、その後、溝部形成工程Ｓ３２を実行する。即ち、図９（ａ）に示すように、母材３２の表面３２ａに沿って、例えば機械加工によって溝部Ｇ３を形成する。
また、本実施形態では、溝部Ｇ３は、母材３２の表面３２ａ上の中央位置に環状に形成された環状溝部Ｇ３ａと、環状溝部Ｇ３ａに接続されて環状溝部Ｇ３ａの径方向の一方向へ、径方向外側に向かって母材３２の端面まで延びる一対の棒状溝部Ｇ３ｂとを有して構成されている。また、この溝部Ｇ３では、表面３２ａに対して垂直な断面形状が下方に凸の半円状をなしている。
【００５６】
次に、形成体配置工程Ｓ３３を実行する。この形成体配置工程Ｓ３３は、複数回の形成体積層工程Ｓ３３ａを有しており、図９（ｂ）に示すように、まず一層目のワックス形成体Ｗ２１を、溝部Ｇ３内に母材３２の表面３２ａよりも盛り上がるように配置する。
【００５７】
次に、成膜工程Ｓ３４を実行する。この成膜工程Ｓ３４は、複数回の成膜積層工程Ｓ３４ａを有しており、図９（ｂ）に示すように、一層目のワックス形成体Ｗ２１を母材３２に配置した後に、電鋳法によって母材３２の表面３２ａ及び一層面のワックス形成体Ｗ２１を覆うように、一層目の電鋳層３３１を成膜して積層し、平板状に形成する。この際、溝部Ｇ３から盛り上がる一層目のワックス形成体Ｗ２１は一層目の電鋳層３３１から積層方向Ｘに露出させる。
【００５８】
次に、再度、形成体積層工程Ｓ３３ａを実行する。即ち、図９（ｄ）に示すように、一層目の電鋳層３３１の表面３３１ａから露出した一層目のワックス形成体Ｗ２１に、二層面のワックス形成体Ｗ２２を積層する。
【００５９】
そして、再度、成膜積層工程Ｓ３４ａを実行する。即ち、図９（ｅ）に示すように、電鋳法によって一層目の電鋳層３３１の表面３３１ａ及び二層面のワックス形成体Ｗ２２を覆うように、二層目の電鋳層３３２を成膜して積層し、平板状に形成する。この際、溝部Ｇ３から盛り上がる二層目のワックス形成体Ｗ２２は、二層目の電鋳層３３２から積層方向Ｘに露出するように二層目の電鋳層３３２を積層する。
【００６０】
次に、再度、形成体積層工程Ｓ３３ａ、及び、成膜積層工程Ｓ３４ａを実行する。即ち、図９（ｆ）に示すように、三層目のワックス形成体Ｗ２３を二層目の電鋳層３３２から露出する部分に積層した後に、三層目の電鋳層３３３を積層する。この時点で、三層目のワックス形成体Ｗ２３は三層目の電鋳層３３３から露出しないように完全に覆われる。
【００６１】
最後に、図９（ｇ）に示すように、ワックス除去工程Ｓ２４を実行し、孔部Ｈ３を形成する。
【００６２】
本実施形態の孔あき構造体３１の製造方法によると、応力集中が生じないように、また、要求される冷却機能に応じて様々な形状の孔部Ｈ３を容易に形成することが可能となる。さらに、電鋳層３３とワックス形成体Ｗ２とを複数回に分けて交互に積層することで、電鋳層３３が固着し易くなって強固に形成されるため、孔あき構造体３１の品質向上につながる。
【００６３】
また、母材３２に溝部Ｇ３を形成した状態で、ワックス形成体Ｗ２を配置しているので、成膜工程Ｓ３４実行時に、ワックス形成体Ｗ２の位置ズレを防止することができるため、より容易に孔あき構造体３１を製造することができる。
【００６４】
なお、ワックス形成体Ｗ２及び電鋳層３３は、三層には限定されない。
また、形成体配置工程Ｓ３３に代えて、第一実施形態でのワックス充填工程Ｓ４を複数回に分けて実行し、導電性ワックスＷ１を積層してもよい。
【００６５】
〔第四実施形態〕
次に、本発明の第四実施形態に係る孔あき構造体４１の製造方法について説明する。
なお、第一実施形態から第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図１０から図１２に示すように、本実施形態の製造方法によって製造される孔あき構造体４１は、第一実施形態と同様に、母材４２と、母材４２に積層された第一電鋳層４３（第一の導電層）と、第一電鋳層４３に積層された第二電鋳層４４とを備え、三層構造となっている。
【００６６】
しかしながら、第一実施形態の孔あき構造体１とは異なり、本実施形態の孔あき構造体４１は円筒状をなしており、この孔あき構造体４１には第一電鋳層４３と第二電鋳層４４との間にわたって、母材４２の表面４２ａとなる母材４２の外周面に沿って孔部Ｈ４が形成されている。
【００６７】
孔部Ｈ４は、孔あき構造体４１の中心軸線Ｏの両端側に一つずつ形成されて、環状をなす一対の環状孔部Ｈ４ａと、これら一対の環状孔部Ｈ４ａ同士を連通するように中心軸線Ｏに沿って柱状に延び、かつ、中心軸線Ｏの周方向に互いに離間して形成された複数の第一柱状孔部Ｈ４ｂと、各々の環状孔部Ｈ４ａに連通して中心軸線Ｏの径方向内側に向かって延び、孔あき構造体４１を貫通する第二柱状孔部Ｈ４ｃとを有して構成されている。
よって、この孔部Ｈ４は、母材４２の表面４２ａに対して垂直な断面の形状が円形状をなし、かつ、湾曲して形成されている。
【００６８】
そして、本実施形態の孔あき構造体４１の製造方法は、母材形成工程Ｓ１と、第一成膜工程Ｓ２と、溝部形成工程Ｓ３と、ワックス充填工程Ｓ４と、第二成膜工程Ｓ５と、ワックス除去工程Ｓ６とを備えている。これらの工程によって、第一実施形態で説明した製造法方法によって、孔あき構造体４１を製造する。
【００６９】
本実施形態の孔あき構造体４１の製造方法によると、断面円形状の孔部Ｈ４を容易に形成できる。そしてこのような形状の孔部Ｈ４によって、孔部Ｈ４の内周面には角部が形成されることがないため、熱応力の応力集中を緩和でき、製品寿命を向上することが可能である。そして、要求される冷却機能に応じた形状となるように、様々な形状の孔部Ｈ４を容易に形成することが可能となり、冷却効果向上につながる。
【００７０】
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、第一実施形態の孔あき構造体１では、母材２、第一電鋳層３、第二電鋳層４の三層構造となっているが、第三実施形態の孔あき構造体３１のように母材２に溝部Ｇ１を直接形成することで、母材２、第一電鋳層３の二層構造としてもよい。
【００７１】
また逆に、第三実施形態の孔あき構造体３１を第一実施形態の孔あき構造体１のように三層構造としてもよい。
【００７２】
このように、上述の各実施形態を適宜組み合わせて、孔あき構造体を製造することが可能である。
【００７３】
また、孔部Ｈ１（Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４）は冷却媒体を流通させるための冷却孔でなくともよく、例えば部材の軽量化のための孔であってもよい。
【００７４】
ここで、連続鋳造機の鋳造用ロールは、銅によって形成された部材を母材に焼き嵌めし、さらにめっきを施すことで製作される。しかしながら、焼き嵌めされる銅部材の厚さ寸法が大きく、コストアップの要因となってしまうことや、母材と銅部材との密着性が弱いといった問題がある。
【００７５】
また、鋳造用ロールにおける冷却用の孔部は、焼き嵌めされる銅部材や母材に、ドリル等を用いた機械加工によって形成される。しかしこの場合、加工時間が長いことや加工の困難性といった問題があり、コストアップにつながっている。また、機械加工では、複雑な冷却孔を形成することは難しい。
【００７６】
この点、上述した孔あき構造体１（２１、３１、４１）を鋳造用ロールとすることで、銅部材の焼き嵌めを行う必要はなくなり、コストダウンや冷却孔の形状選択の自由度が高まる。
【符号の説明】
【００７７】
１…孔あき構造体  ２…母材  ２ａ…表面  ３…第一電鋳層（第一の導電層）  ３ａ…表面  ４…第二電鋳層（第二の導電層）  ４ａ…表面  Ｈ１…孔部  Ｗ１…導電性ワックス  Ｘ…積層方向  Ｇ１…溝部  Ｓ１…母材形成工程  Ｓ２…第一成膜工程  Ｓ３…溝部形成工程  Ｓ４…ワックス充填工程  Ｓ５…第二成膜工程  Ｓ６…ワックス除去工程  ２１…孔あき構造体  ２２…母材（第一の導電層）  ２２ａ…表面  ２３…電鋳層（第二の導電層）  Ｈ２…孔部  Ｈ２ａ…環状孔部  Ｈ２ｂ…柱状孔部  Ｗ２…ワックス形成体  Ｗ２ａ…環状部  Ｗ２ｂ…柱状部  Ｓ２２…形成体配置工程  Ｓ２３…成膜工程  Ｓ２４…ワックス除去工程  ３１…孔あき構造体  ３２…母材  ３２ａ…表面  ３３、３３１、３３２、３３３…電鋳層  ３３１ａ…表面  Ｈ３…孔部  Ｈ３ａ…環状孔部  Ｈ３ｂ…柱状孔部  Ｇ３…溝部  Ｇ３ａ…環状溝部  Ｇ３ｂ…棒状溝部  Ｓ３２…溝部形成工程  Ｓ３３…形成体配置工程  Ｓ３３ａ…形成体積層工程  Ｓ３４…成膜工程  Ｓ３４ａ…成膜積層工程  ４１…孔あき構造体  ４２…母材  ４２ａ…表面  ４３…第一電鋳層  ４４…第二電鋳層  Ｈ４…孔部  Ｈ４ａ…環状孔部  Ｈ４ｂ…第一柱状孔部  Ｈ４ｃ…第二柱状孔部  Ｏ…中心軸線  
【図１】
2015025159.tif 000003
【図２】
2015025159.tif 000004
【図３】
2015025159.tif 000005
【図４】
2015025159.tif 000006
【図５】
2015025159.tif 000007
【図６】
2015025159.tif 000008
【図７】
2015025159.tif 000009
【図８】
2015025159.tif 000010
【図９】
2015025159.tif 000011
【図１０】
2015025159.tif 000012
【図１１】
2015025159.tif 000013
【図１２】
2015025159.tif 000014