(57)【要約】  本発明の実施形態による金型（１）は、付加製造技術により形成された金型である。金型は、金型内部に設けられ、熱媒体が流れる熱媒体流路（１０）と、熱媒体が金型内部に導入される媒体導入口（４）と、熱媒体が金型外部に排出される媒体排出口（５）と、金型表面（１ａ）と熱媒体流路との間に位置する緩衝層（２０）とを有する。緩衝層は、金型内部のうちの緩衝層以外の部分よりも溶融率が低い低溶融率部（２１）を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造技術により形成された金型であって、
金型内部に設けられ、熱媒体が流れる熱媒体流路と、
前記熱媒体が金型内部に導入される媒体導入口と、
前記熱媒体が金型外部に排出される媒体排出口と、
金型表面と前記熱媒体流路との間に位置する緩衝層と、
を有し、
前記緩衝層は、金型内部のうちの前記緩衝層以外の部分よりも溶融率が低い低溶融率部を含む、金型。
【請求項２】
前記低溶融率部の溶融率は、５０％以下である、請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記低溶融率部は、未焼結・未溶融の金属粉末で構成されている、請求項１または２に記載の金型。
【請求項４】
前記緩衝層は、前記低溶融率部よりも溶融率が高い熱伝導部であって、前記緩衝層の前記熱媒体流路側の第１端面から金型表面側の第２端面まで連続する熱伝導部をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載の金型。
【請求項５】
前記熱伝導部の溶融率は、金型内部のうちの前記緩衝層以外の部分と実質的に同じである、請求項４に記載の金型。
【請求項６】
前記熱伝導部は、三次元メッシュ状である、請求項４または５に記載の金型。
【請求項７】
前記熱伝導部は、三次元ハニカム状である、請求項４または５に記載の金型。
【請求項８】
前記熱伝導部は、二次元ハニカム状である、請求項４または５に記載の金型。
【請求項９】
前記熱伝導部は、前記第１端面から前記第２端面に延びる複数の柱状体である、請求項４または５に記載の金型。
【請求項１０】
前記緩衝層の厚さは、２．０ｍｍ以上である、請求項１から９のいずれかに記載の金型。
【請求項１１】
前記熱媒体流路は、三次元ハニカム状である、請求項１から１０のいずれかに記載の金型。
【請求項１２】
前記熱媒体流路は、二次元ハニカム状である、請求項１から１０のいずれかに記載の金型。
【請求項１３】
車両用ホイール、車両用フレーム部品、シリンダブロックまたはクランクケースの少なくとも一部を形成するための金型である、請求項１から１２のいずれかに記載の金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型に関し、特に、付加製造技術により形成される金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用やエンジン用の各種部品の中には、金型を用いた鋳造により製造されるものがある。例えば、車両用のホイールやフレーム部品、エンジン用のシリンダブロックやクランクケースは、鋳造により製造されることが多い。【０００３】
金型の、鋳造の際に高温になりやすい部分には、冷却水を流すための冷却水流路が形成されることがある。冷却水流路に冷却水を流して金型の冷却を行うことにより、焼き付きの発生を防止することができる。焼き付きの発生は、製造に要する時間やコストの増加を招く。【０００４】
冷却水流路の形成は、無垢材からの削り出し等により形成された金型に対し、ドリルなどを用いた機械加工により行われる。しかしながら、このような手法により冷却水流路を形成する場合、冷却水流路の形状や長さには大きな制約がある。【０００５】
そこで、３Ｄプリンタを用いて金型を製造することが考えられる。３Ｄプリンタを用いて立体構造物（三次元のオブジェクト）を形成する技術は、付加製造技術（additive manufacturing）と呼ばれ、近年注目を集めている。付加製造技術によれば、３ＤＣＡＤデータや３ＤＣＧデータに基づいて、複雑な形状を有する立体構造物であっても簡便に製造することができる。【０００６】
付加製造技術で金型を製造する場合、金型を製造する過程で同時に冷却水流路も形成されるので、機械加工により冷却水流路を形成する場合とは異なり、冷却水流路の形状や長さにほとんど制約がない。そのため、金型の冷却能力を向上できることが期待される。また、付加製造技術を用いることにより、金型の製造自体を従来よりも短時間、低コストで行うことができると考えられる。例えば特許文献１には、シリンダブロックのウォータージャケットを形成するための金型を、付加製造技術により製造することが開示されている。特許文献１の金型では、ウォータージャケットに対応する薄肉部内に、１本の冷却水流路が長く引き回されており、そのことによって流路面積が拡大されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５７３９２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明者がさらに検討を進めたところ、付加製造技術で金型を製造する場合、冷却能力は向上するものの、クラックの発生による冷却水の漏れが懸念されることがわかった。【０００９】
金型表面には、熱疲労に起因するクラックが発生し得る。熱疲労の原因は、溶湯と離型剤との温度差である。例えばアルミニウム合金の溶湯の温度が６００℃程度であるのに対し、離型剤の温度は約３０℃である。また、冷却水流路の内周面には、金型表面との温度差に起因する引張熱応力が作用し、クラックが発生し得る。冷却水流路が金型表面に近いほど、温度変化の勾配が急峻になるので、クラックが発生しやすくなる。【００１０】
このように、金型表面および冷却水流路の内周面のそれぞれにはクラックが発生し得るので、それぞれにおいて発生したクラックが進展すると、冷却水が金型の外部に漏れるおそれがある。【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、付加製造技術により形成される金型においてクラックの進展に起因する熱媒体の漏れを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の実施形態による金型は、付加製造技術により形成された金型であって、金型内部に設けられ、熱媒体が流れる熱媒体流路と、前記熱媒体が金型内部に導入される媒体導入口と、前記熱媒体が金型外部に排出される媒体排出口と、金型表面と前記熱媒体流路との間に位置する緩衝層と、を有し、前記緩衝層は、金型内部のうちの前記緩衝層以外の部分よりも溶融率が低い低溶融率部を含む。【００１３】
ある実施形態において、前記低溶融率部の溶融率は、５０％以下である。【００１４】
ある実施形態において、前記低溶融率部は、未焼結・未溶融の金属粉末で構成されている。【００１５】
ある実施形態において、前記緩衝層は、前記低溶融率部よりも溶融率が高い熱伝導部であって、前記緩衝層の前記熱媒体流路側の第１端面から金型表面側の第２端面まで連続する熱伝導部をさらに含む。【００１６】
ある実施形態において、前記熱伝導部の溶融率は、金型内部のうちの前記緩衝層以外の部分と実質的に同じである。【００１７】
ある実施形態において、前記熱伝導部は、三次元メッシュ状である。【００１８】
ある実施形態において、前記熱伝導部は、三次元ハニカム状である。【００１９】
ある実施形態において、前記熱伝導部は、二次元ハニカム状である。【００２０】
ある実施形態において、前記熱伝導部は、前記第１端面から前記第２端面に延びる複数の柱状体である。【００２１】
ある実施形態において、前記緩衝層の厚さは、２．０ｍｍ以上である。【００２２】
ある実施形態において、前記熱媒体流路は、三次元ハニカム状である。【００２３】
ある実施形態において、前記熱媒体流路は、二次元ハニカム状である。【００２４】
ある実施形態において、前記金型は、車両用ホイール、車両用フレーム部品、シリンダブロックまたはクランクケースの少なくとも一部を形成するための金型である。【００２５】
本発明の実施形態による金型は、金型表面と熱媒体流路との間に位置する緩衝層を有しており、緩衝層は、金型内部のうちの緩衝層以外の部分よりも溶融率が低い低溶融率部を含んでいる。緩衝層の低溶融率部は、他の部分よりも構造体としての連続性が低い、つまり、不連続性が高い部分であるので、クラックが進展しにくい部分である。従って、緩衝層が金型表面と熱媒体流路との間に位置していることにより、熱媒体流路側でクラックが発生したとしても、その金型表面側への進展を緩衝層で防止することができる。そのため、本発明の実施形態による金型では、熱媒体の漏れを防止することができる。【００２６】
クラックの進展を防止する観点からは、低溶融率部の溶融率は低いほど好ましく、具体的には、５０％以下であることが好ましい。【００２７】
低溶融率部が、未焼結・未溶融の金属粉末で構成されていると、低溶融率部の溶融率は実質的に０％であり、クラックの進展を防止する効果が高い。【００２８】
緩衝層が、低溶融率部よりも溶融率が高い熱伝導部であって、緩衝層の熱媒体流路側の第１端面から金型表面側の第２端面まで連続する熱伝導部を含んでいてもよい。熱伝導部は、金型表面側からの熱を熱媒体流路側に（あるいはその逆に熱媒体流路側からの熱を金型表面側に）伝導させる役割を果たすので、緩衝層が熱伝導部を含むことにより、熱媒体流路による温度制御をより好適に行うことができる。【００２９】
金型表面側から熱媒体流路側への、または、熱媒体流路側から金型表面側への熱の伝導を好適に行う観点からは、熱伝導部の溶融率は高いほど好ましく、金型内部のうちの緩衝層以外の部分と実質的に同じであることがもっとも好ましい。【００３０】
熱伝導部は、例えば、三次元メッシュ状、三次元ハニカム状、または、二次元ハニカム状である。あるいは、熱伝導部は、第１端面から第２端面に延びる複数の柱状体であってもよい。熱伝導部が上述したいずれの構成を有している場合でも、熱伝導を好適に行うことができる。【００３１】
緩衝層の厚さは、２．０ｍｍ以上であることが好ましい。緩衝層の厚さが２．０ｍｍ以上であることにより、クラックの進展を防止する効果をより確実に得ることができる。【００３２】
熱媒体流路が三次元ハニカム状または二次元ハニカム状であると、熱媒体を金型内に均一に、且つ、乱流として流すことが可能になる。そのため、熱媒体流路による金型の温度制御を好適に行うことができる。また、熱媒体流路が三次元ハニカム状または二次元ハニカム状であると、金型内部において熱媒体流路が占める割合を高くすることが容易である。そのため、金型の製造に要する原材料の量を低減したり、製造に要する時間を短縮したりすることができる。さらに、熱媒体流路が三次元ハニカム状または二次元ハニカム状であるということは、金型の内部がほぼ一様に肉抜き（肉盗み）されているということができる。そのため、付加製造技術による金型の製造時（造形時）に発生する残留応力を低減できるので、反りなどの変形や亀裂の発生を抑制できるという利点も得られる。【００３３】
本発明の実施形態は、車両用ホイールまたは車両用フレーム部品の少なくとも一部を形成するための金型に好適に用いられる。また、本発明の実施形態は、シリンダブロックやクランクケースなどのエンジン部品の少なくとも一部を形成するための金型に好適に用いられる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の実施形態によると、付加製造技術により形成される金型においてクラックの進展に起因する熱媒体の漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態による金型１を模式的に示す斜視図である。
【図２】金型１の一部を模式的に示す斜視図であり、金型１の内部の熱媒体流路１０を点線で示している。
【図３】熱媒体流路１０を模式的に示す斜視図である。
【図４】熱媒体流路１０をＸ方向からわずかに傾斜した方向から見た図である。
【図５】図２中の５Ａ−５Ａ’線を含むＸＹ平面に沿った断面図である。
【図６】図２中の６Ａ−６Ａ’線を含むＺＸ平面に沿った断面図である。
【図７】金型１が有する緩衝層２０の例を示す図であり、厚さ方向に直交する平面に沿った断面図である。
【図８】緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【図９】三次元ハニカム状の熱媒体流路１０の一部をＸＹ平面、ＹＺ平面およびＺＸ平面で切断して示す斜視図である。
【図１０】図９に示されているすべての中実部１１を完全な球状に示した図である。
【図１１】中実部１１の配置の他の例を示す図である。
【図１２】中実部１１の配置の他の例を示す図である。
【図１３】熱媒体流路１０に対して複数の媒体排出口５が設けられている例を示す図である。
【図１４】熱媒体流路１０の他の例を示す斜視図である。
【図１５】熱媒体流路１０の一部を拡大して示す平面図である。
【図１６】熱媒体流路１０の一部をさらに拡大して示す平面図である。
【図１７】熱媒体流路１０の形状（中実部１１の形状）の他の例を示す平面図である。
【図１８】熱媒体流路１０の形状（中実部１１の形状）のさらに他の例を示す平面図である。
【図１９】熱媒体流路１０のさらに他の例を示す斜視図である。
【図２０】本発明の実施形態による他の金型１Ａを模式的に示す斜視図であり、金型１Ａの内部の熱媒体流路１０を点線で示している。
【図２１】熱媒体流路１０を模式的に示す斜視図である。
【図２２】緩衝層２０の他の例を示す図であり、厚さ方向に直交する平面に沿った断面図である。
【図２３】緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【図２４】緩衝層２０のさらに他の例を示す図であり、厚さ方向に直交する平面に沿った断面図である。
【図２５】緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【図２６】緩衝層２０のさらに他の例を示す図であり、厚さ方向に直交する平面に沿った断面図である。
【図２７】緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【図２８】熱伝導部２２を有しない緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【図２９】緩衝層２０の冷却性能への影響の検証に用いたモデルＡを示す図である。
【図３０】緩衝層２０の冷却性能への影響の検証に用いたモデルＢを示す図である。
【図３１】（ａ）は、緩衝層２０の冷却性能への影響の検証に用いたモデルＣを示す図であり、（ｂ）は、（ａ）中の一部の領域（熱媒体流路１０近傍）を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３７】
図１を参照しながら、本実施形態における金型１を説明する。図１は、金型１を模式的に示す斜視図である。
【００３８】
金型１は、車両用ホイールの一部、より具体的には、ハブを形成するための金型である。車両用ホイールを形成するための金型全体の形状は、公知の種々の形状であり得るので、ここではその説明を省略する。図１には、互いに直交する３つの方向（Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向）を示している。Ｘ方向およびＹ方向は、ホイールの径方向に対応している。
【００３９】
金型１は、後に詳述するように、付加製造技術により形成される。
【００４０】
金型１は、Ｚ方向（垂直方向）に延びる複数（ここでは５つ）の凸部２と、複数の凸部２を支持するベース部３とを有する。
【００４１】
また、金型１は、その内部に設けられた熱媒体流路（図１では不図示）を有する。熱媒体流路には、熱媒体が流れ、それによって金型１の冷却および／または加温が行われる。冷却用の熱媒体は、例えば水である。加温用の熱媒体は、例えば油である。ここでは、熱媒体流路は、複数の凸部２のそれぞれに対応して設けられている。
【００４２】
ここで、図２、図３および図４を参照しながら、金型１のより具体的な構成を説明する。図２は、図１に示した金型１の一部（１つの凸部２に対応する部分）を拡大して示す斜視図であり、金型１の内部の熱媒体流路１０を点線で併せて示している。図３は、熱媒体流路１０を示す斜視図である。図４は、熱媒体流路１０をＸ方向に対してわずかに傾斜した方向から見た図である。
【００４３】
図２、図３および図４に示すように、金型１は、熱媒体流路１０と、媒体導入口４と、媒体排出口５とを有する。媒体導入口４は、熱媒体の入り口、つまり、熱媒体が金型１の内部に導入される部分である。媒体排出口５は、熱媒体の出口、つまり、熱媒体が金型１の外部に排出される部分である。媒体導入口４および媒体排出口５は、それぞれベース部３に設けられている。また、媒体導入口４および媒体排出口５は、それぞれ熱媒体流路１０に接続されている。
【００４４】
本実施形態の熱媒体流路１０は、三次元ハニカム状である。つまり、熱媒体流路１０は、実質的に同じ形状の単位構造が隙間なく並べられた、三次元の網目構造を有する。熱媒体流路１０が三次元ハニカム状であることにより、後に詳述するように、熱媒体を金型１内に均一に、且つ、乱流として流すことが可能になる。そのため、熱媒体流路１０による金型１の温度制御を好適に行うことができる。熱媒体流路１０の具体的な構造については後に詳述する。
【００４５】
図２には示していないが、金型１は、その内部に緩衝層をさらに有する。以下、この緩衝層の構成を、図５および図６を参照しながら説明する。図５は、図２中の５Ａ−５Ａ’線を含むＸＹ平面に沿った断面図であり、図６は、図２中の６Ａ−６Ａ’線を含むＺＸ平面に沿った断面図である。なお、図５および図６では、説明の簡単さのために熱媒体流路１０の詳細な形状を簡略化して示している。
【００４６】
図５および図６に示すように、金型１は、その内部に緩衝層２０を有する。緩衝層２０は、金型表面１ａと熱媒体流路１０との間に位置する。緩衝層２０は、金型内部のうちの緩衝層２０以外の部分よりも溶融率が低い部分（以下では「低溶融率部」と呼ぶ）を含む。金型１は、後述するように、堆積された金属粉末にレーザを照射して焼結または溶融させることによって製造される。「溶融率」は、ある領域における全金属粉末のうち、焼結・溶融した金属粉末の割合を示す。溶融率は、例えば顕微鏡観察によって測定することができる。緩衝層２０以外の部分の溶融率は、典型的には、９９．９０％以上である。
【００４７】
ここで、図７および図８を参照しながら、緩衝層２０の具体的な構成を説明する。図７は、緩衝層２０の例を示す図であり、厚さ方向に直交する平面に沿った断面図である。図８は、緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【００４８】
図７および図８に示す例では、緩衝層２０は、低溶融率部２１と、熱伝導部２２とを含む。
【００４９】
低溶融率部２１は、金型内部のうちの緩衝層２０以外の部分よりも溶融率が低い部分である。ここでは、低溶融率部２１は、未焼結・未溶融の金属粉末で構成されている。つまり、低溶融率部２１の溶融率は、実質的に０％である。
【００５０】
熱伝導部２２は、低溶融率部２１よりも溶融率が高い部分である。熱伝導部２２の溶融率は、例えば、金型１内部のうちの緩衝層２０以外の部分の溶融率と同じである。また、熱伝導部２２は、緩衝層２０の熱媒体流路１０側の端面（以下では「第１端面」と呼ぶ）２０ａから金型表面１ａ側の端面（以下では「第２端面」と呼ぶ）２０ｂまで連続している。図示している例では、熱伝導部２２は、三次元メッシュ状（三次元的な格子状）であり、緩衝層２０の厚さ方向に延びる複数の直線状部分２２ａと、緩衝層２０の層面内方向に延びる複数の直線状部分２２ｂとを含む。
【００５１】
上述したように、本実施形態の金型１は、金型表面１ａと熱媒体流路１０との間に位置する緩衝層２０を有しており、この緩衝層２０は、相対的に溶融率が低い低溶融率部２１を含んでいる。緩衝層２０の低溶融率部２１は、他の部分よりも構造体としての連続性が低い、つまり、不連続性が高い部分であるので、クラックが進展しにくい部分である。従って、緩衝層２０が金型表面１ａと熱媒体流路１０との間に位置していることにより、熱媒体流路１０側でクラックが発生したとしても、その金型表面１ａ側への進展を緩衝層２０で防止することができる。そのため、本実施形態の金型１では、熱媒体の漏れを防止することができる。
【００５２】
また、図７および図８に示した例では、緩衝層２０が熱伝導部２２を含んでいる。熱伝導部２２は、低溶融率部２１よりも溶融率が高く、かつ、緩衝層２０の第１端面２０ａから第２端面２０ｂまで連続しているので、金型表面１ａ側からの熱を熱媒体流路１０側に（あるいはその逆に熱媒体流路１０側からの熱を金型表面１ａ側に）伝導させる役割を果たす。緩衝層２０がこのような熱伝導部２２を含むことにより、熱媒体流路１０による温度制御をより好適に行うことができる。
【００５３】
金型表面１ａ側から熱媒体流路１０側への、または、熱媒体流路１０側から金型表面１ａ側への熱の伝導を好適に行う観点からは、熱伝導部２２の溶融率は高いほど好ましく、金型内部のうちの緩衝層２０以外の部分と実質的に同じであることがもっとも好ましい。
【００５４】
緩衝層２０の厚さｔ（図８参照）は、２．０ｍｍ以上であることが好ましい。緩衝層２０の厚さｔが２．０ｍｍ以上であることにより、クラックの進展を防止する効果をより確実に得ることができる。
【００５５】
緩衝層２０から金型表面１ａまでの距離ｄ１および緩衝層２０から熱媒体流路１０までの距離ｄ２（いずれも図８参照）については、特に制限はない。また、三次元メッシュ状の熱伝導部２２のメッシュ孔のサイズや線径についても特に制限はない。つまり、熱伝導部２２を構成する複数の直線状部分２２ａ、２２ｂの幅や間隔に特に制限はない。
【００５６】
［金型の製造方法］
本実施形態における金型１の製造方法を説明する。
【００５７】
金型１は、付加製造技術を用いて形成される。付加製造技術としては、３Ｄプリンタを用いた種々の手法を用いることができ、例えば、レーザ焼結法またはレーザ溶融法を好適に用いることができる。
【００５８】
本実施形態における製造方法は、具体的には、金属粉末を所定の厚さで層状に堆積する堆積工程と、堆積工程の後、堆積された金属粉末にレーザを照射して焼結または溶融させるレーザ照射工程とを包含する。堆積工程とレーザ照射工程とを交互に繰り返し行うことによって、熱媒体流路１０および緩衝層２０を内部に含む金型１を形成することができる。
【００５９】
金属粉末としては、種々の金属粉末を用いることができ、例えばマルエージング鋼やＳＫＤ６１相当鋼を好適に用いることができる。１回の堆積工程において堆積される金属粉末の厚さは、例えば２０μｍ〜１００μｍである。
【００６０】
［低溶融率部の溶融率］
上記の説明では、低溶融率部２１の溶融率が実質的に０％である場合、つまり、低溶融率部２１が実質的に未焼結・未溶融の金属粉末のみで構成されている場合を例示したが、本発明の実施形態はこのような構成に限定されるものではない。低溶融率部２１の溶融率は、０％超であってもよい。つまり、低溶融率部２１は、金型１の製造時にレーザ照射が行われなかった領域であってもよいし、レーザ照射が他の部分よりも弱い強度および／または短い時間で行われた領域であってもよい。
【００６１】
ただし、溶融率が低いほど、その領域の不連続性が高いといえる。そのため、クラックの進展を防止する観点からは、低溶融率部２１の溶融率は低いほど好ましく、具体的には、５０％以下であることが好ましく、実質的に０％であること、つまり、低溶融率部２１が実質的に未焼結・未溶融の金属粉末のみで構成されていることがより好ましい。
【００６２】
［三次元ハニカム状の熱媒体流路］
図２、図３および図４に加えて図９も参照しながら、熱媒体流路１０の構造をより詳しく説明する。図９は、熱媒体流路１０の一部をＸＹ平面、ＹＺ平面およびＺＸ平面で切断して示す斜視図である。
【００６３】
図９に示すように、金型１内部のうちの熱媒体流路１０が設けられている領域は、三次元ハニカム状の熱媒体流路１０によって、三次元アレイ状に配置された複数の部分（金型１を構成する金属材料が存在する部分であり、以下では「中実部」と呼ぶ）１１に区画されている。ここで示している例では、各中実部１１は、略球状である。
【００６４】
図９に示す例では、複数の中実部１１は、面心立方格子状に配置されている。つまり、単位格子に対応する領域の各頂点および各面の中心に中実部１１が位置している。なお、図９には、１つの単位格子に相当する部分を示しているため、中実部１１は半球状または１／８球状に示されている。図１０は、図９に示されているすべての中実部１１を完全な球状に示した図である。
【００６５】
複数の中実部１１のそれぞれは、隣接する中実部１１とその一部で接している。つまり、各中実部１１は、隣接する中実部１１に接続されている。
【００６６】
上述したように複数の中実部１１が配置されているので、三次元ハニカムの単位構造は、面心立方格子の１つの単位格子から、中実部１１を除いた部分である。従って、三次元ハニカムの単位構造（熱媒体流路１０の単位構造）は、単位格子内で連続しているとともに、隣接する単位格子の単位構造と連続している。
【００６７】
ここで、熱媒体流路１０が三次元ハニカム状であることにより、金型１の温度制御を好適に行うことができる理由を説明する。
【００６８】
熱媒体は、上述した構造を有する熱媒体流路１０内を流れる際、中実部１１にぶつかって分岐することを繰り返しながら進む。熱媒体が熱媒体流路１０内を進む径路はいくつも存在するが、いずれの径路においてもこのような分岐が繰り返されるので、突出して速く熱媒体が進む径路は存在しない。そのため、熱媒体は、金型１内を比較的均一に流れる。また、いずれの径路においても分岐が繰り返されるので、熱媒体が層流ではなく乱流となりやすい。
【００６９】
このように、熱媒体流路１０が三次元ハニカム状であることにより、熱媒体を金型１内に均一に、且つ、乱流として流すことが可能になる。そのため、熱媒体流路１０による金型１の温度制御を好適に行うことができる。また、特許文献１のように１本の流路を長く引き回す場合とは異なり、圧力損失によって熱媒体が流れにくくなることを防止でき、また、熱媒体の温度が上がりすぎたり下がりすぎたりすることを防止できる。
【００７０】
また、熱媒体流路が三次元ハニカム状であると、金型１内部において熱媒体流路１０が占める割合を比較的高くすることが可能になる。そのため、付加製造技術により金型１を形成する際に用いる材料の量を少なくしたり、形成に要する時間を短くしたり、金型１内部に流す熱媒体の量を多くしたりすることができる。
【００７１】
さらに、熱媒体流路１０が三次元ハニカム状であるということは、金型１の内部がほぼ一様に肉抜き（肉盗み）されているということができる。そのため、付加製造技術による金型１の製造時（造形時）に発生する残留応力を低減できるので、反りなどの変形や亀裂の発生を抑制できるという利点も得られる。
【００７２】
また、複数の中実部１１のそれぞれは、隣接する中実部１１とその一部で接している。つまり、各中実部１１は、隣接する中実部１１に接続されている。そのため、複数の中実部１１は、いわば三次元的なトラス構造である。そのため、金型１内で熱媒体流路１０の占める割合を比較的高くしても十分な剛性を確保することができる。
【００７３】
なお、三次元ハニカムの単位構造の形状は、ここで例示したものに限定されない。つまり、中実部１１の形状は、ここで例示したものに限定されない。中実部１１は、略多面体状であってもよい。略多面体状の中実部１１としては、高い対称性を有する形状、例えば切頂二十面体状（サッカーボール型として知られる）の中実部１１を好適に用いることができる。中実部１１が略球状および略多面体状のいずれであっても、熱媒体を均一に、且つ、乱流として流す効果が得られる。
【００７４】
中実部１１のサイズ（例えば中実部１１が略球形状の場合の球径）は、各中実部１１が隣接する中実部１１に接し、かつ、熱媒体流路１０が途切れない範囲で適宜設定される。
【００７５】
また、中実部１１の配置は、面心立方格子状に限定されない。例えば、中実部１１は、図１１に示すように、体心立方格子状に配置されていてもよい。中実部１１が体心立方格子状に配置されている場合、立方体形の単位格子の各頂点と中心に中実部１１が位置している。あるいは、中実部１１は、図１２に示すように、六方格子（六方最密充填構造とも呼ばれる）状に配置されていてもよい。なお、図１２中に点線で示している六角柱状の領域は、３つの単位格子に対応する領域である。
【００７６】
また、中実部１１の配置は、これまで例示した３つの配置に限定されるものではない。例えば、イオン結晶の結晶構造として、塩化ナトリウム型構造が知られている。塩化ナトリウム型構造では、塩化物イオンが面心立方格子構造をとり、その八面体型６配位の位置にナトリウムイオンが入る。ナトリウムイオンも別の面心立方格子を作っている。このような塩化ナトリウム型構造を模した配置を採用してもよい。つまり、塩化物イオンの位置に中実部１１を配置するとともに、ナトリウムイオンの位置に、塩化物イオンの位置の中実部１１とはサイズ（中実部１１が略球形状の場合は球径）が異なる中実部１１を配置してもよい。
【００７７】
熱媒体を均一に、且つ、乱流として流す効果を得る観点からは、複数の中実部１１は、規則的に配置されていることが好ましい。上記の説明で例示した中実部１１の配置は、この点から好ましい配置である。
【００７８】
なお、ここでは、金型１の各凸部２内に、熱媒体流路１０、媒体導入口４および媒体排出口５のセットを１つ設ける例（つまり金型１全体では５セットの例）を示したが、勿論、本発明はこの例に限定されるものではない。熱媒体流路１０、媒体導入口４および媒体排出口５のセットの個数は、１以上であり、金型の種類やサイズ、用途等に応じて適宜設定される。
【００７９】
また、図２などに示した例では、熱媒体流路１０に対し、媒体導入口４および媒体排出口５が１つずつ設けられているが、媒体導入口４および／または媒体排出口５が複数設けられてもよい。例えば、図１３に示すように、熱媒体流路１０に対し、１つの媒体導入口４と、３つの媒体排出口５とを設けてもよい。
【００８０】
［熱媒体流路の他の構成］
これまでの説明では、熱媒体流路１０が三次元ハニカム状である場合を例示したが、熱媒体流路１０の形状は、これに限定されるものではない。例えば、熱媒体流路１０は、二次元ハニカム状であってもよい。
【００８１】
二次元ハニカム状の熱媒体流路１０の例を、図１４に示す。図１４は、熱媒体流路１０を模式的に示す斜視図である。
【００８２】
図１４に示す熱媒体流路１０は、二次元ハニカム状である。つまり、熱媒体流路１０は、実質的に同じ形状の単位構造が隙間なく並べられた、二次元の網目構造を有する。熱媒体流路１０が二次元ハニカム状であることにより、後に詳述するように、熱媒体を金型１内に均一に、且つ、乱流として流すことが可能になる。そのため、熱媒体流路１０による金型１の温度制御を好適に行うことができる。
【００８３】
以下、さらに図１５も参照しながら、熱媒体流路１０の構造をより詳しく説明する。図１５は、熱媒体流路１０の一部を拡大して示す平面図である。
【００８４】
図１５に示すように、金型１内部のうちの熱媒体流路１０が設けられている領域は、二次元ハニカム状の熱媒体流路１０によって、アレイ状に配置された複数の部分（中実部）１１に区画されている。図１４および図１５に示している例では、二次元ハニカムの単位構造は、略六角形の枠状、より具体的には略正六角形の枠状である。そのため、各中実部１１は、略六角形状、より具体的には略正六角形状である。ただし、中実部１１の形状は、ここで例示したものに限定されない。
【００８５】
図１５には、媒体導入口４側から媒体排出口５側に向かって熱媒体流路１０内を熱媒体が全体として流れる方向（以下では「第１方向」と呼ぶ）Ｄ１と、第１方向Ｄ１に略直交する方向（以下では「第２方向」と呼ぶ）Ｄ２とを示している。複数の中実部１１は、複数の中実部列１１Ｃを構成するように配置されている。各中実部列１１Ｃは、第２方向Ｄ２に沿って配置された２個以上の中実部１１を含んでおり、複数の中実部列１１Ｃは、第１方向Ｄ１に沿って並んでいる。図１４に示す例では、４個の中実部１１を含む中実部列１１Ｃと、３個の中実部１１を含む中実部列１１Ｃとが交互に配置されている。なお、中実部列１１Ｃの数や、各中実部列１１Ｃに含まれる中実部１１の数は、図１４などに例示しているものに限定されない。
【００８６】
各中実部列１１Ｃに含まれる２個以上の中実部１１は、第２方向Ｄ２に沿って所定のピッチＰで配置されている。図示している例では、互いに隣接する２つの中実部列１１Ｃは、それぞれの中実部１１の第２方向Ｄ２における位置がピッチＰの略半分ずれているように配置されている。
【００８７】
なお、図１４に示した例では、熱媒体流路１０（つまり二次元ハニカム状の部分）は、第２方向Ｄ２（ここではＺ方向）に沿って延びる板状の幅広部６（図１５参照）を介して媒体導入口４や媒体排出口５に接続されているが、この幅広部６は省略されてもよい。
【００８８】
図１６に、熱媒体流路１０の一部をさらに拡大して示す。熱媒体流路１０は、図１６に示すように、第１方向Ｄ１に略平行に延びる部分（以下では「第１部分」と呼ぶ）１０ａと、第１部分１０ａの端部から第１方向Ｄ１とは異なる第３方向Ｄ３に略平行に延びる部分（以下では「第２部分」と呼ぶ）１０ｂと、第１部分１０ａの端部から第１方向Ｄ１および第３方向Ｄ３とは異なる第４方向Ｄ４に略平行に延びる部分（以下では「第３部分」と呼ぶ）１０ｃとから構成される。図示している例では、第３方向Ｄ３は、第１方向Ｄ１に対して＋α°（時計回りにα°）の角をなしており、第４方向Ｄ４は、第１方向Ｄ１に対して−α°（反時計回りにα°）の角をなしている。つまり、第３方向Ｄ３と第４方向Ｄ４とは、第１方向Ｄ１に対して互いに対称な方向である。
【００８９】
ここで、熱媒体流路１０が二次元ハニカム状であることにより、金型１の温度制御を好適に行うことができる理由を説明する。
【００９０】
熱媒体は、上述した構造を有する熱媒体流路１０内を流れる際、図１６中に白抜き矢印で模式的に示すように、第１部分１０ａを流れてきて第１部分１０ａの端部で中実部１１にぶつかって第２部分１０ｂおよび第３部分１０ｃに分岐する。熱媒体が熱媒体流路１０内を進む径路はいくつも存在するが、いずれの径路においてもこのような分岐が繰り返されるので、突出して速く熱媒体が進む径路は存在しない。そのため、熱媒体は、金型１内を比較的均一に流れる。また、いずれの径路においても分岐が繰り返されるので、熱媒体が層流ではなく乱流となりやすい。
【００９１】
このように、熱媒体流路１０が二次元ハニカム状であることにより、熱媒体を金型１内に均一に、且つ、乱流として流すことが可能になる。そのため、熱媒体流路１０による金型１の温度制御を好適に行うことができる。また、特許文献１のように１本の流路を長く引き回す場合とは異なり、圧力損失によって熱媒体が流れにくくなることを防止でき、また、熱媒体の温度が上がりすぎたり下がりすぎたりすることを防止できる。
【００９２】
また、熱媒体流路が二次元ハニカム状であると、金型１内部において熱媒体流路１０が占める割合を比較的高くすることが可能になる。そのため、付加製造技術により金型１を形成する際に用いる材料の量を少なくしたり、形成に要する時間を短くしたり、金型１内部に流す熱媒体の量を多くしたりすることができる。
【００９３】
さらに、熱媒体流路１０が二次元ハニカム状であるということは、金型１の内部がほぼ一様に肉抜き（肉盗み）されているということができる。そのため、付加製造技術による金型１の製造時（造形時）に発生する残留応力を低減できるので、反りなどの変形や亀裂の発生を抑制できるという利点も得られる。
【００９４】
なお、二次元ハニカムの単位構造の形状は、ここで例示したものに限定されない。つまり、中実部１１の形状は、ここで例示したものに限定されない。中実部１１は、略多角形状、略円形状または略楕円形状であり得る。図１７および図１８に、中実部１１の形状の他の例を示す。図１７に示す例では、中実部１１は、略円形状である。また、図１８に示す例では、中実部１１は、略正方形状である。中実部１１が略多角形状、略円形状または略楕円形状のいずれであっても、熱媒体を均一に、且つ、乱流として流す効果が得られる。
【００９５】
熱媒体を均一に流す観点からは、互いに隣接する２つの中実部列１１Ｃは、図１５などに示したように、それぞれの中実部１１の第２方向Ｄ２における位置がピッチＰの略半分ずれているように配置されていることが好ましい。
【００９６】
また、熱媒体流路１０は、図１６などに示したように、第１方向Ｄ１に略平行に延びる第１部分１０ａと、第１部分１０ａの端部から第１方向Ｄ１に対して互いに対称な第３方向Ｄ３および第４方向Ｄ４に略平行にそれぞれ延びる第２部分１０ｂおよび第３部分１０ｃとを含むことが好ましい。熱媒体流路１０がこのような第１部分１０ａ、第２部分１０ｂおよび第３部分１０ｃから構成されることにより、第１部分１０ａを流れる熱媒体が第１部分１０ａの端部に到達したときに第２部分１０ｂおよび第３部分１０ｃに流れようとする確率がほぼ等しくなるので、熱媒体を金型１内に均一に流すことがいっそう容易となる。
【００９７】
熱媒体流路１０の流路径に特に制限はない。また、中実部列１１Ｃの数や、各中実部列１１Ｃに含まれる中実部１１の数についても特に制限はない。熱媒体流路１０の流路径や、中実部列１１Ｃの数、各中実部列１１Ｃに含まれる中実部１１の数は、金型１の大きさ、用途等によって適宜設定される。
【００９８】
二次元ハニカム状の熱媒体流路１０を有する金型１についても、金型表面１ａと熱媒体流路１０との間に緩衝層２０を配置することにより、クラックの進展を防止することができる。
【００９９】
なお、ここでは、金型１内に、熱媒体流路１０、媒体導入口４および媒体排出口５のセットを１つ設ける例を示したが、これらのセットを金型１内に複数設けてもよい。図１９に、そのような構成の一例を示す。
【０１００】
図１９には、金型１内に設けられる２つのセットを示している。２つのセットのうちの一方は、金型１内でＹ方向における一側（図中の手前側）に配置されており、他方は、Ｙ方向における他側（図中の奥側）に配置されている。熱媒体流路１０、媒体導入口４および媒体排出口５のセットの数は、金型１の大きさや用途等によって決定され得る。なお、図１９に示す例では、熱媒体流路１０の各中実部列１１Ｃに含まれる中実部１１の個数が５つであり、図１４などに示した例とは異なっている。
【０１０１】
また、熱媒体流路１０は、三次元ハニカム状および二次元ハニカム状のいずれかでなくてもよい。図２０および図２１に、熱媒体流路１０の他の例を示す。図２０には、本発明の実施形態による他の金型１Ａを模式的に示す斜視図であり、図２１は、金型１Ａの熱媒体流路１０を模式的に示す図である。
【０１０２】
図２０および図２１に示す例では、熱媒体流路１０は、Ｕ字状である。このような熱媒体流路１０を有する金型１Ａにおいても、熱媒体流路１０と金型表面１ａとの間に緩衝層２０を配置することにより、クラックの進展を防止することができる。
【０１０３】
［緩衝層の他の構成］
これまでの説明では、三次元メッシュ状の熱伝導部２２を例示したが、緩衝層２０が有する熱伝導部２２の形状は、これに限定されるものではない。
【０１０４】
図２２および図２３に、緩衝層２０の他の例を示す。図２２は、緩衝層２０の他の例を示す図であり、厚さ方向に直交する平面に沿った断面図である。図２３は、緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【０１０５】
図２２および図２３に示す例では、緩衝層２０の熱伝導部２２は、三次元ハニカム状である。つまり、熱伝導部２２は、実質的に同じ形状の単位構造が隙間なく並べられた、三次元の網目構造を有する。図２３に示すように、熱伝導部２２は、緩衝層２０の第１端面２０ａから第２端面２０ｂまで連続している。緩衝層２０のうち、三次元ハニカム状の熱伝導部２２以外の領域が低溶融率部２１である。ここでは、低溶融率部２１は、複数の略球状の領域である。
【０１０６】
緩衝層２０の熱伝導部２２が三次元ハニカム状である場合でも、熱伝導部２２によって、金型表面１ａ側からの熱を熱媒体流路１０側に（あるいはその逆に熱媒体流路１０側からの熱を金型表面１ａ側に）伝導させ得るので、熱媒体流路１０による温度制御をより好適に行うことができる。
【０１０７】
図２４および図２５に、緩衝層２０のさらに他の例を示す。図２４は、緩衝層２０のさらに他の例を示す図であり、厚さ方向に直交する平面に沿った断面図である。図２５は、緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【０１０８】
図２４および図２５に示す例では、緩衝層２０の熱伝導部２２は、二次元ハニカム状である。つまり、熱伝導部２２は、実質的に同じ形状の単位構造が隙間なく並べられた、二次元の網目構造を有する。図２５に示すように、熱伝導部２２は、緩衝層２０の第１端面２０ａから第２端面２０ｂまで連続している。緩衝層２０のうち、二次元ハニカム状の熱伝導部２２以外の領域が低溶融率部２１である。ここでは、低溶融率部２１は、複数の略六角柱状の領域である。
【０１０９】
緩衝層２０の熱伝導部２２が二次元ハニカム状である場合でも、熱伝導部２２によって、金型表面１ａ側からの熱を熱媒体流路１０側に（あるいはその逆に熱媒体流路１０側からの熱を金型表面１ａ側に）伝導させ得るので、熱媒体流路１０による温度制御をより好適に行うことができる。
【０１１０】
図２６および図２７に、緩衝層２０のさらに他の例を示す。図２６は、緩衝層２０のさらに他の例を示す図であり、厚さ方向に直交する平面に沿った断面図である。図２７は、緩衝層２０およびその近傍を示す図であり、緩衝層２０の厚さ方向に沿った断面図である。
【０１１１】
図２６および図２７に示す例では、緩衝層２０の熱伝導部２２は、緩衝層２０の第１端面２０ａから第２端面２０ｂに延びる複数の柱状体である。また、緩衝層２０のうち、熱伝導部２２以外の領域（複数の柱状体を除いた領域）が低溶融率部２１である。
【０１１２】
緩衝層２０の熱伝導部２２が複数の柱状体である場合でも、熱伝導部２２によって、金型表面１ａ側からの熱を熱媒体流路１０側に（あるいはその逆に熱媒体流路１０側からの熱を金型表面１ａ側に）伝導させ得るので、熱媒体流路１０による温度制御をより好適に行うことができる。なお、ここでは、複数の柱状体のそれぞれが円柱状である場合を例示しているが、柱状体の形状はこれに限定されず、四角柱、六角柱などの角柱状であってもよい。
【０１１３】
また、緩衝層２０は、これまで例示したのとは異なる構造を有してもよい。例えば、３Ｄプリンタにおいて、金属粉末へのレーザ照射の条件を調節する（例えばランダムな照射を行う）ことにより、ポーラス（多孔質）構造を形成できることが知られている。緩衝層２０が、そのようなポーラス構造に類似した構造を有していてもよい。ポーラス構造の「孔」に対応する部分内には、未焼結・未溶融の金属粉末が存在しており、低溶融率部として機能する。
【０１１４】
また、図２８に示すように、緩衝層２０が熱伝導部２２を有していなくてもよい。つまり、緩衝層２０が低溶融率部２１のみを有していてもよい。
【０１１５】
ここで、熱伝導部２２を有しない緩衝層２０について、冷却性能への影響をシミュレーションにより検証した結果を説明する。
【０１１６】
シミュレーションは、図２９、図３０および図３１に示す３つのモデル（それぞれ「モデルＡ」、「モデルＢ」、「モデルＣ」と呼ぶ）について行った。いずれのモデルについても、金型１Ｍの周囲に溶湯９が位置しており、金型１Ｍの表面近傍に熱媒体流路１０が配置されている。熱媒体流路１０の断面形状は円形であり、金型１Ｍの表面から熱媒体流路１０の中心軸までの距離は１０ｍｍである。
【０１１７】
図２９に示すモデルＡでは、熱媒体流路１０の直径は６ｍｍである。図３０に示すモデルＢでは、熱媒体流路１０の直径は３ｍｍである。図３１（ａ）および（ｂ）に示すモデルＣでは、熱媒体流路１０の直径は３ｍｍである。
【０１１８】
また、モデルＣでは、熱媒体流路１０を囲むように、緩衝層２０が配置されている。緩衝層２０の厚さは１．５ｍｍである。緩衝層２０の断面は円環状であり、緩衝層２０の内周面から熱媒体流路１０の外周面までの距離は２ｍｍ以上である。
【０１１９】
いずれのモデルについても、溶湯９の初期温度は６３０℃、金型１Ｍおよび緩衝層２０の初期温度は１５０℃とした。溶湯９と金型１Ｍとの間の熱伝達係数は、３０００Ｗ／ｍ2・Ｋとした。熱媒体流路１０内を流れる熱媒体の対流係数は５０００Ｗ／ｍ2・Ｋ、温度は３０℃とした。金型１Ｍの材料は金型用鋼、溶湯９の材料はダイカスト用アルミニウム合金とした。金型用鋼およびダイカスト用アルミニウム合金の熱伝導率および比熱は、表１に示す通りである。また、表１からわかるように、緩衝層２０の熱伝導率および比熱は、それぞれ鉄の熱伝導率および比熱の１／２とした。
【０１２０】
【表１】
2020012615.tif 000003
【０１２１】
解析ソフト（シーメンス社製ＮＸ）を用いて初期状態から２秒後の金型１Ｍの内部の温度プロファイルを検証したところ、モデルＣでは、モデルＡおよびＢと遜色ない冷却が行われていることが確認された。
【０１２２】
［他の金型への適用］
上記の説明では、車両用ホイールの少なくとも一部を形成するための金型１を例示したが、本発明の実施形態は、これらの金型に限定されるものではない。本発明の実施形態は、種々の金型に広く用いることができ、例えば、車両用のフレーム部品やエンジン用のシリンダブロック、クランクケースなどの少なくとも一部を形成するための金型にも好適に用いることができる。
【０１２３】
上述したように、本発明の実施形態による金型１（または１Ａ）は、付加製造技術により形成された金型１であって、金型内部に設けられ、熱媒体が流れる熱媒体流路１０と、熱媒体が金型内部に導入される媒体導入口４と、熱媒体が金型外部に排出される媒体排出口５と、金型表面１ａと熱媒体流路１０との間に位置する緩衝層２０と、を有し、緩衝層２０は、金型内部のうちの緩衝層２０以外の部分よりも溶融率が低い低溶融率部２１を含む。
【０１２４】
本発明の実施形態による金型１は、金型表面１ａと熱媒体流路１０との間に位置する緩衝層２０を有しており、緩衝層２０は、金型内部のうちの緩衝層２０以外の部分よりも溶融率が低い低溶融率部２１を含んでいる。緩衝層２０の低溶融率部２１は、他の部分よりも構造体としての連続性が低い、つまり、不連続性が高い部分であるので、クラックが進展しにくい部分である。従って、緩衝層２０が金型表面１ａと熱媒体流路１０との間に位置していることにより、熱媒体流路１０側でクラックが発生したとしても、その金型表面１ａ側への進展を緩衝層２０で防止することができる。そのため、本発明の実施形態による金型１では、熱媒体の漏れを防止することができる。
【０１２５】
ある実施形態において、低溶融率部２１の溶融率は、５０％以下である。
【０１２６】
クラックの進展を防止する観点からは、低溶融率部２１の溶融率は低いほど好ましく、具体的には、５０％以下であることが好ましい。
【０１２７】
ある実施形態において、低溶融率部２１は、未焼結・未溶融の金属粉末で構成されている。
【０１２８】
低溶融率部２１が、未焼結・未溶融の金属粉末で構成されていると、低溶融率部２１の溶融率は実質的に０％であり、クラックの進展を防止する効果が高い。
【０１２９】
ある実施形態において、緩衝層２０は、低溶融率部２１よりも溶融率が高い熱伝導部２２であって、緩衝層２０の熱媒体流路１０側の第１端面２０ａから金型表面１ａ側の第２端面２０ｂまで連続する熱伝導部２２をさらに含む。
【０１３０】
緩衝層２０が、低溶融率部２１よりも溶融率が高い熱伝導部２２であって、緩衝層２０の熱媒体流路１０側の第１端面２０ａから金型表面１ａ側の第２端面２０ｂまで連続する熱伝導部２２を含んでいてもよい。熱伝導部２２は、金型表面１ａ側からの熱を熱媒体流路１０側に（あるいはその逆に熱媒体流路１０側からの熱を金型表面１ａ側に）伝導させる役割を果たすので、緩衝層２０が熱伝導部２２を含むことにより、熱媒体流路１０による温度制御をより好適に行うことができる。
【０１３１】
ある実施形態において、熱伝導部２２の溶融率は、金型内部のうちの緩衝層２０以外の部分と実質的に同じである。
【０１３２】
金型表面１ａ側から熱媒体流路１０側への、または、熱媒体流路１０側から金型表面１ａ側への熱の伝導を好適に行う観点からは、熱伝導部２２の溶融率は高いほど好ましく、金型内部のうちの緩衝層２０以外の部分と実質的に同じであることがもっとも好ましい。
【０１３３】
ある実施形態において、熱伝導部２２は、三次元メッシュ状である。
【０１３４】
熱伝導部２２が、例えば三次元メッシュ状であることによって、熱伝導を好適に行うことができる。
【０１３５】
ある実施形態において、熱伝導部２２は、三次元ハニカム状である。
【０１３６】
熱伝導部２２が、例えば三次元ハニカム状であることによって、熱伝導を好適に行うことができる。
【０１３７】
ある実施形態において、熱伝導部２２は、二次元ハニカム状である。
【０１３８】
熱伝導部２２が、例えば二次元ハニカム状であることによって、熱伝導を好適に行うことができる。
【０１３９】
ある実施形態において、熱伝導部２２は、第１端面２０ａから第２端面２０ｂに延びる複数の柱状体である。
【０１４０】
熱伝導部２２が、例えば第１端面２０ａから第２端面２０ｂに延びる複数の柱状体であることによって、熱伝導を好適に行うことができる。
【０１４１】
ある実施形態において、緩衝層２０の厚さｔは、２．０ｍｍ以上である。
【０１４２】
緩衝層の厚さは、２．０ｍｍ以上であることが好ましい。緩衝層の厚さが２．０ｍｍ以上であることにより、クラックの進展を防止する効果をより確実に得ることができる。
【０１４３】
ある実施形態において、熱媒体流路１０は、三次元ハニカム状である。
【０１４４】
熱媒体流路１０が三次元ハニカム状であると、熱媒体を金型１内に均一に、且つ、乱流として流すことが可能になる。そのため、熱媒体流路１０による金型１の温度制御を好適に行うことができる。また、熱媒体流路１０が三次元ハニカム状であると、金型内部において熱媒体流路１０が占める割合を高くすることが容易である。そのため、金型１の製造に要する原材料の量を低減したり、製造に要する時間を短縮したりすることができる。さらに、熱媒体流路１０が三次元ハニカム状であるということは、金型１の内部がほぼ一様に肉抜き（肉盗み）されているということができる。そのため、付加製造技術による金型１の製造時（造形時）に発生する残留応力を低減できるので、反りなどの変形や亀裂の発生を抑制できるという利点も得られる。
【０１４５】
ある実施形態において、熱媒体流路１０は、二次元ハニカム状である。
【０１４６】
熱媒体流路１０が二次元ハニカム状であると、熱媒体を金型１内に均一に、且つ、乱流として流すことが可能になる。そのため、熱媒体流路１０による金型１の温度制御を好適に行うことができる。また、熱媒体流路１０が二次元ハニカム状であると、金型内部において熱媒体流路１０が占める割合を高くすることが容易である。そのため、金型１の製造に要する原材料の量を低減したり、製造に要する時間を短縮したりすることができる。さらに、熱媒体流路１０が二次元ハニカム状であるということは、金型１の内部がほぼ一様に肉抜き（肉盗み）されているということができる。そのため、付加製造技術による金型１の製造時（造形時）に発生する残留応力を低減できるので、反りなどの変形や亀裂の発生を抑制できるという利点も得られる。
【０１４７】
ある実施形態において、金型１は、車両用ホイール、車両用フレーム部品、シリンダブロックまたはクランクケースの少なくとも一部を形成するための金型である。
【０１４８】
本発明の実施形態は、車両用ホイールまたは車両用フレーム部品の少なくとも一部を形成するための金型に好適に用いられる。また、本発明の実施形態は、シリンダブロックやクランクケースなどのエンジン部品の少なくとも一部を形成するための金型に好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
本発明の実施形態によると、付加製造技術により形成される金型においてクラックの進展に起因する熱媒体の漏れを防止することができる。本発明の実施形態は、種々の金型に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１５０】
１：金型、２：凸部、３：ベース部、４：媒体導入口、５：媒体排出口、６：幅広部、７：薄肉部、８：厚肉部、９：溶湯、１０：熱媒体流路、１０ａ：熱媒体流路の第１部分、１０ｂ：熱媒体流路の第２部分、１０ｃ：熱媒体流路の第３部分、１１：中実部、１１Ｃ：中実部列、２０：緩衝層、２１：低溶融率部、２２：熱伝導部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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