本発明にかかる薄肉有底円筒金属部材の製� ��方法の一実施形態について、図面を参照し� ��説明する。
 本実施形態では、ダイカスト金型に用いる� ��アピン(中子ピン)を薄肉有底円筒金属部材� �一例として、その製造方法について説明す� �。先ず、コアピンの使用形態およびコアピ� �の形状を説明した後に、コアピンの製造方� �について説明する。

 図1には、ダイカスト用金型3に固定され� �コアピン1が示されている。コアピン1の先端 部(図において右方)1a側は、金型3内に突出し� ��おり、ダイカスト製造時には浴湯に浸漬さ� ��る。コアピン1の内部には、基端部(図にお� �て左方)1bからその中心軸線に沿って中心穴� �形成されており、先端部1aにて底部を有する 有底穴とされた冷却穴1cが形成されている。� ��の冷却穴1c内には、コアピン1の中心軸線に� ��って冷却水供給パイプ5が挿入されている。

 冷却水供給パイプ5の先端部5aから冷却穴1 cの底部(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� ��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の先端部5aから噴出 した冷却水は、冷却穴1cの底部に衝突した後� ��流れの向きを反転させ、冷却穴1c内を基端� �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� �た熱を受け取ることによって、コアピン1を� ��部から冷却する。基端部1bへと向かって流� �た冷却水は、コアピン1の基端部1bに接続さ� �た接続管9内へと流れ込み、冷却水戻り配管1 1を介して図示しない冷却装置本体へと導か� �る。

 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 ので、コアピン1の焼き付きを防止できると� �もに、ダイカスト製品に生じる引け巣をコ� �ピン1位置から遠ざけることができる。

 図2には、コアピン1の形状が示されている� �なお、同図に示したコアピンの形状はあく� �でも一例であって、本発明はこの形状に限� �されるものではない。
 コアピン1は、基端部1b側に位置する大径部1 2と、先端部1a側に位置するとともに大径部12� ��りも小径とされた小径テーパ部14と、大径� �12と小径テーパ部14との間に位置するととも� ��小径テーパ部14に対して連続的に接続され� �小径直線部16とを有している。

 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� ��すなわちコアピン1の先端部1aは、球面形状� ��有するように加工されている。
 コアピン1の長さは、250mmとされている。大� ��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。

 コアピン1には、基端部1bから先端部1aの手� �にかけて、中心軸線にそって冷却穴1cとして の中心穴が形成されている。冷却穴1cの先端� ��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� ��いる。冷却穴1cの直径は、2.0mmとされている 。冷却穴1cの基端部1b側には、雌ねじ18が形成 されている。この雌ねじ18によって、図1に示 した接続管9の先端(図1において右方)がコア� �ン1に対して螺結される。
 コアピン1の小径テーパ部14の先端では直径� ��小さくなっているので、この位置における� ��厚が最も薄くなる。図2に示したコアピンで は、0.7mm程度の肉厚となっている。

 図3には、本実施形態にかかるコアピンの製 造方法が示されている。
 先ず、図3(a)に示すように、素材となる金属 製中実丸棒から、製品となるコアピン1の長� �に所定長さを加えた寸法だけ切断して、ワ� �クWを得る。切断寸法としては、例えば300mm� �度である。素材の材料としては、用途によ� �て決まるが、例えば、SKD(例えばSKD61)等の合� ��工具鋼、快削鋼、真鍮、銅、ステンレス(SUS )等が挙げられる。
 次に、図3(b)に示すように、ガンドリル(又� �ドリル)によって、基端部1b側から切削加工� �行い、先端部1aに底部1dを残すように冷却穴1 cの加工を行う(穴形成工程)。
 次に、図3(c)に示すように、スイス型自動旋 盤に図3(b)のように加工したワークWを設置し� ��ワークWの外形状の切削加工を行う。具体的 には、図2に示した小径直線部16および小径テ ーパ部14となるように、ワークWの外形を加工 する。これにより、先端部1a側の小径直線部1 6および小径テーパ部14に薄肉部が形成される (薄肉化工程)。

 図4には、比較例としてのコアピンの製造方 法が示されている。図4に示した製造方法で� �、図4(a)に示した工程は図3(a)の工程と同様で あるが、図4(b)及び(c)の工程が、図3(b)及び(c)� ��工程と逆になっている。すなわち、図4に示 した製造方法は、先にワークWの外形を切削� �工し(図4(b))、その後に、冷却穴1cを形成する ようになっている(図4(c))。
 冷却穴を有するコアピンよりも先に、冷却� ��を有しないコアピンが多く流通していたた� ��、図4に示したように、先ず冷却穴を有さな いコアピンを形成し、その後に冷却穴を加工 するのが一般的と考えられ、このように実施 されてきた。今までコアピンの薄肉化の要請 がなかったため、図4に示した製造方法で対� �できてきたというのが実情である。

 次に、上述したコアピンの製造方法の作用� ��果について説明する。
 図4に示した比較例としての製造方法では、 冷却穴1cを加工する前に小径部を形成してし� ��うので、冷却穴1cを加工するときにワークW� ��剛性が小さくなり、精度良くガンドリル(又 はドリル)にて切削加工することが困難とな� �。また、小径部では肉厚が薄いので、ガン� �リル(又はドリル)によって加工する際に生じ る加工熱によって容易に熱変形してしまい、 精度良く加工することができない。
 これに対して、図3に示した本実施形態にか かる製造方法では、ワークWの先端部1a側の外 径が小さくなるように切削加工する薄肉化工 程の前に、略一定の外径を有する中実丸棒と されたワークWに対して冷却穴1cを形成するこ ととしたので、高い剛性を有するワークWに� �して冷却穴1cを精度良く形成することができ る。また、高い剛性を有するワークWに対し� �切削加工するので、加工熱による熱変形を� �さくすることができ、冷却穴1cを精度良く形 成することができる。

 本実施形態の効果を確認する加工試験を以� ��のように実施した。
 外径寸法:  φ5.0×350
 冷却穴寸法: φ3.1×347
 肉厚:    0.95mm
 使用刃物:  ガンドリルまたはドリル
 振れ規格精度:0.347(100mmで0.1)
 測定方法:  超音波測定
 図4に示した比較例としての製造方法では、 冷却穴を形成する前にワークWの外形の曲が� �確認が必要となり、曲がりがある場合には� �正が必要となった。また、冷却穴を加工し� �際に、刃物がワークWを突き破ってしまうこ� ��もあった。ワークWを突き破らずに冷却穴を 加工できた場合であっても、冷却穴の振れ精 度が悪かった。具体的には、10本加工して1~3� ��が合格品となる程度だった。
 これに対して、図3に示した本実施形態にか かる製造方法では、薄肉化工程は穴形成工程 の後に行うので、比較例のようにワークWの� �形の曲がり検査が不要となる。剛性が高い� �ークWに対して冷却穴を形成するので、殆ど� ��加工品が規格内に収まる。仮に規格外とな� ��た加工品に対しては、後の薄肉化工程を行� ��ないので、製造負荷を抑えることができる� ��
 また、本発明の製造方法によれば、高い精� ��で加工でき、外形:φ4×350,冷却穴寸法:φ3.1×3 47,肉厚:0.45mm、冷却穴の振れ精度:0.05の加工も 可能であることを確認した。さらに、超音波 測定によって形状を測定して穴加工を行えば 、肉厚0.2mmの加工も可能である。

 なお、薄肉化工程の際に、穴形成工程に� ��形成した冷却穴1cに丸棒(充填部材)を挿入し 、この状態で薄肉化工程を行うこととしても 良い。丸棒を冷却穴1c内に挿入することによ� ��、薄肉化工程時にワークWの剛性が上がり、 加工時にワークWの変形を抑えることができ� �さらなる薄肉化が可能となる。

 次に、図5を用いて、薄肉化工程の変形例を 説明する。
 図5に示した薄肉化工程では、ワークWの一� �を延長する冶具20を用いて加工を行う点が特 徴となっている。
 図5(a)に示すように、穴形成工程(図3(b)参照) を終えたワークWの一端に対して、雄ねじ部22 および嵌合部24を形成する。これら雄ねじ部2 2および嵌合部24は、後にコアピンの基端部1b� ��なる側に形成される。
 一方、冶具20は、ワークWと略同一の外形を� ��した丸棒形状とされている。冶具20の一端(� ��において右方)には、ワークWの雄ねじ部22が 螺合される雌ねじ部26と、嵌合部24が嵌合さ� �る嵌合穴28が形成されている。

 薄肉化工程時には、図5(b)に示すように、ワ ークWの雄ねじ部22及び嵌合部24を冶具の雌ね� ��部26及び嵌合穴28に対して接続し、固定する 。この状態で、冶具20を旋盤のチャックに固� ��し、薄肉化工程を行う(図5(c))。
 薄肉化工程が終了した後は、例えば嵌合部2 4の直近に位置するワークWの大径部を切断す� ��ことによって、ワークWの雄ねじ部22及び嵌� ��部24を除去し、所定の加工を施して製品(コ� ��ピン)とする。

 このように、ワークWの一端側を延長する 冶具をワークWに固定し、この冶具を旋盤の� �ャックに取り付けることとしたので、旋盤� �よってワークWの一端側の近傍まで加工する� ��とができる。これにより、材料を無駄なく� ��用することができる。

 なお、冶具20とワークWとの接続方法は、図5 に示されたものに限定されるものではない。 例えば、図6に示したように、ワークWの一端� ��嵌合部30を形成し、冶具20の一端に嵌合穴32� ��形成し、これら端部同士を嵌合した後に、� ��6(b)に示すようにノックピン用の穴34を形成� ��この穴34にノックピン35(図6(c)参照)を打ち込 んで接続しても良い。
 あるいは、図7に示すように、ワークWにつ� �ては接続のための加工を行わずに、冶具20の 一端に設けた締め付けナット36によって締め� ��け固定することとしても良い。

 また、本実施形態では、コアピンを薄肉有� ��円筒金属部材の一例として説明したが、本� ��明はこれに限定されるものではない。例え� ��、ダイカスト用金型を冷却するための冷却� ��ッシュの製造に用いることもできる。
 また、絞りプレスによって量産される製品� ��試作品を製造する際に本発明を用いること� ��できる。絞りプレスでは、金型を数台用い� ��製作することが一般とされ、試作のために� ��型を製作することはコストがかかり好まし� ��ない。本発明の製造方法を用いれば、薄肉� ��有底円筒金属部材を切削加工にて製作でき� ��ので、少ない投資で試作品を製作し、製品� ��認をすることができる。また、絞りプレス� ��は製作が困難な材料であっても、本発明の� ��造方法は切削加工なので、材料に依存せず� ��製造することができるという有利点を有す� ��。