(57)【要約】【解決手段】下金型１１は、金型構造体２０と、型肉部２７と、キャビティ面１３と、を備えた。金型の製造方法は、第１〜第５板材２１〜２５からなる下金型１１の第１〜第５板材２１〜２５間を溶接ビード４２により肉盛りし、第１〜第５板材２１〜２５と一体化した金型素材７１とし、金型素材７１の第２板材２２の切り欠き部４６、第４板材２４の切り欠き部および第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５を切削工具７２により所定の形状に仕上げ加工し、第２板材２２の端面および第４板材２４の端面７３をキャビティ面１３に露出させる。【効果】肉盛り溶接と板材によりキャビティ面を形成するための肉厚を形成する。鋳型模型や砂型を必要とせず、製造コストを抑えることができる。鋳造品の強度より高強度の肉盛り部および板材で金型を製造でき、金型の肉厚を薄くできる。同程度の強度を有する鋳造品の金型と比較して軽量化できる。【選択図】　　　　図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の板材からなる金型構造体と、前記板材間に形成した型肉部と、この型肉部に形成するとともに、前記複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面を露出させたキャビティ面と、を備えたことを特徴とする金型。
【請求項２】
前記型肉部は、溶接ビードによる肉盛りであることを特徴とする請求項１記載の金型。
【請求項３】
複数の板材からなる金型構造体の前記板材間を溶接ビードにより肉盛りし、前記板材と一体化した金型素材とし、
前記金型素材の板材および肉盛り部を加工工具により所定の形状に仕上げ加工し、前記複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面をキャビティ面に露出させたことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項４】
前記板材を略水平にし、この板材上の所定位置に溶接ビードによる肉盛りを施すことで、板材と一体化した金型素材とすることを特徴とする請求項３記載の金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は溶接による肉盛りで所望の強度を有する型を形成する金型及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金型の製造には、鋳造や板材を用いた製造方法がある。鋳造の場合に、例えば、消失模型を用いると、消失模型の製作、消失模型を砂に埋め込んだ砂型の製作など多くの工程が必要で、金型の製造に時間がかかる。また、鋳物では、肉厚が厚く、金型を軽量化し難い。これらの課題を改善したものとして、▲１▼特許第２７３７６７９号公報「光硬化樹脂型」や▲２▼特許第３２１９１９９号公報「金型レス成形方法および装置」に示されたものがある。
【０００３】
上記▲１▼の型の製造方法は、同公報の段落番号〔００１４〕〜段落番号〔００１６〕に示される（図３）通りである。これらを要約したものを次に示す。
金属容器３（符号は公報記載のものを流用した。以下同様。）に補強構造体１を入れた後、金属容器３を漕２０に入れる。その次に、漕２０に流動物質４Ａを入れ、流動物質４Ａをレーザ光源装置５からのレーザ光によって５０μｍの厚さに硬化させて光硬化樹脂４を形成しつつ、光硬化樹脂４を補強構造体１に沿って補強構造体１を隠すように形成することで、光硬化樹脂型１２が完成する。
【０００４】
上記▲２▼の金型レス成形方法は、同公報の第５頁左欄第４３行〜第６頁左欄第１８行に示される通りである。これらを要約したものを次に示す。
ＮＣ工作機１の作業テーブル１１を受位置Ａに移動させ、作業テーブル１１上に成形材料Ｐを紐状でリング状に巻き付けした塊状に載せる。
作業テーブル１１を工作位置Ｂに移送させ、固化した成形材料Ｐを研削具１５で加工し、成形中途品Ｄａ（円筒形）を成形する。
作業テーブル１１を受位置Ａに復帰移動させ、第３図に示すように成形中途品Ｄａ（円筒形）上に成形材料Ｐを紐状でコーン状に巻き付けした塊状に載せる。
作業テーブル１１を工作位置Ｂに移送させ、固化した成形材料Ｐを工具１６で研削加工し成形中途品Ｄｂ（コーン形）を成形することで、成形品Ｄが完成する。つまり、成形品Ｄを金型として用いることもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記▲１▼の型の製造方法は、模型や砂型を用いることなく樹脂型１２を作ることができるが、補強構造体１の格子区間毎に流動物質４Ａを５０μｍの厚さに硬化させていくため製造に時間がかかる。
また、樹脂製の光硬化樹脂型１２では、補強構造体１を備えていても、強度は金属製の金型より小さい。
【０００６】
上記▲２▼の金型レス成形方法は、模型や砂型を用いること無く、金型を製造することができるが、金型（成形品Ｄ）の形状によっては成形材料Ｐを紐状で巻き付ける際に、紐状の成形材料Ｐが垂れたり崩れたりすることがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、製造コストを抑え、軽量化を図った金型及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、複数の板材からなる金型構造体と、板材間に形成した型肉部と、この型肉部に形成するとともに、複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面を露出させたキャビティ面と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
下金型に製品を成形する際の圧力がかかると、金型構造体によって型肉部に作用する応力は小さくなる。その結果、型肉部によって成形品の形状の自由度は高まるとともに、金型の軽量化を図れる。
【００１０】
複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面を露出させたキャビティ面を備えたので、端面上に型肉部の肉厚の薄い肉盛り部が残らず、肉盛り部の肉厚を均一にすることができる。その結果、端面上に肉盛り部の厚さの違いによる段部ができず、肉盛り部に応力集中が発生せず、熱間成形時の熱による歪みや成形時の加圧による応力を低減させることができ、金型の寿命は延びる。
【００１１】
請求項２は、型肉部は、溶接ビードによる肉盛りであることを特徴とする。
キャビティ面に近似した形状の肉厚を薄肉で形成し、キャビティ面を機械加工で仕上げる際の生産効率の向上を図る。
【００１２】
請求項３は、複数の板材からなる金型構造体の板材間を溶接ビードにより肉盛りし、板材と一体化した金型素材とし、金型素材の板材および肉盛り部を加工工具により所定の形状に仕上げ加工し、複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面をキャビティ面に露出させたことを特徴とする。
【００１３】
キャビティ面を形成するための肉厚を板材間の肉盛り溶接により形成した。その結果、溶接作業で所望の強度の金型を製造することができ、鋳造の鋳型模型や砂型を使用すること無く金型を製造することができる。
【００１４】
また、板材間を溶接ビードにより一体化した金型素材を加工工具で所定の形状に仕上げ加工する。鋳造品の強度より高強度の肉盛り部および板材で金型を製造することができ、金型の肉厚を薄くすることができる。
【００１５】
請求項４は、板材を略水平にし、この板材上の所定位置に溶接ビードによる肉盛りを施すことで、板材と一体化した金型素材とすることを特徴とする。
板材上に溶接ビードで肉盛りを施す際の溶接姿勢は下向き溶接の姿勢となり、溶着金属は下層の溶接ビード上から流れ落ち難い。つまり、型肉部を複数に分割してそれぞれを水平にした板材に肉盛りすることで、１パス当たりの溶着金属の量を多くして、肉盛り溶接の生産効率の向上を図る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る金型の斜視図であり、金型１０は、下金型１１と、この下金型１１に嵌合する上金型１２と、からなり、下金型１１のキャビティ面１３と上金型１２のキャビティ面とで成形品を成形する。
【００１７】
下金型１１は、ベース板１５と、フェース板１６と、これらのベース板１５とフェース板１６との間に取付けた金型構造体２０と、型肉部２７（第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５）とからなる構造体の金型である。
金型構造体２０は、第１板材２１と、第２板材２２と、第３板材２３と、第４板材２４と、第５板材２５と、第６板材２６と、からなる。
【００１８】
キャビティ面１３には、第２板材２２の端面７４および第４板材２４の端面７３をキャビティ面１３に露出させた。
第６板材２６は、第１〜第４分割板３１〜３４（図６参照（ｃ））で構成した。
【００１９】
なお、下金型１１では、第２板材２２の端面７４および第４板材２４の端面７３をキャビティ面１３に露出させたが、１枚の板材の端面のみを露出させてもよい。例えば、第４板材２４の端面７３のみをキャビティ面１３に露出させ、第２板材２２を第３板材２３と同様に取付ける。
この下金型１１の製造方法を次に説明する。
【００２０】
図２は本発明に係る金型の製造方法のフローチャートであり、ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１：第１肉盛り部を形成する。
ＳＴ０２：第２肉盛り部を形成する。
ＳＴ０３：第３肉盛り部を形成する。
ＳＴ０４：第４肉盛り部を形成する。
ＳＴ０５：第１〜第４肉盛り部の上端を仕上げる。
ＳＴ０６：上端にフェース板を取付けることで、金型素材を得る。
ＳＴ０７：金型素材にキャビティ面を形成する。
次に、ＳＴ０１〜ＳＴ０７を具体的に説明する。
【００２１】
図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る金型の製造方法の第１説明図であり、模式的に示す。
（ａ）：第１肉盛り部を形成する。まず、ベース板１５に第１板材２１を矢印▲１▼の如く当てるとともに、ボルト３５・・・（・・・は複数を示す。以下同様。）で取付け、ベース板１５および第１板材２１に第１分割板３１を溶接で取付ける。
第１板材２１には、予め段部３６を形成した。
【００２２】
（ｂ）：第１板材２１の段部３６に溶接で溶着金属３７を肉盛りする。溶接に用いる装置や溶接条件は任意であり、自動（半自動）溶接、手溶接若しくはこれらを組み合わせた溶接でもよい。ここでは、例えば、手溶接を採用し溶接棒４１を矢印▲２▼，▲２▼の如くＵ字状に運棒して肉盛りを行う。４２は溶接ビードを示す。
【００２３】
（ｃ）：引き続き、溶着金属３７で所定の肉厚ｔを所定の長さＬ１だけ肉盛りすることで、第１肉盛り部４３が完成するとともに、第１肉盛り部４３を形成する工程は完了する。
その次に、第２肉盛り部を形成する。まず、第２板材２２をボルト３５・・・で取付けるとともに、第２分割板３２を取付ける。
次図で第１肉盛り部４３および第２板材２２をより詳しく示す。
【００２４】
図４は本発明に係る金型の製造方法の第２説明図であり、既に説明したように、ベース板１５に第１板材２１を取付け、ベース板１５に第１分割板３１を取付けた後、第１板材２１の段部３６から肉盛りを開始し、溶接棒４１を矢印▲２▼，▲２▼の如くＵ字状に運棒することで、肉厚がｔで、長さがＬ１の第１肉盛り部４３を形成したことを示す。４４，４４は第１肉盛り部４３の上端を示す。
【００２５】
図４に示すように、第１肉盛り部４３を形成する工程では、第１板材２１の段部３６から肉盛りを開始するので、肉盛り溶接は容易である。
第１分割板３１を取付けることで、第１分割板３１上に溶着金属３７を載せることができ、溶着金属の積層は容易になる。
【００２６】
なお、第１肉盛り部４３（残りの肉盛り部も含め）を自動（半自動）溶接で施行してもよく、自動溶接で施行する場合には、予め作成したプログラムの情報に基づいて行う。例えば、溶加材（溶接棒４１に相当）を３軸に所定の速度で動かすか、ベース板１５を３軸に動かすか、若しくは、一方を１軸、他方を２軸に動かすかして肉盛りを行う。
【００２７】
その次に、ベース板１５に第２板材２２をボルト３５・・・で取付け、ベース板１５および第２板材２２に第２分割板３２を溶接で取付ける。
第２板材２２には、段部４５を形成するとともに、キャビティ面１３の形状に近似する切り欠き部４６を形成した。
【００２８】
図５（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る金型の製造方法の第３説明図である。
（ａ）：引き続き、第２肉盛り部の形成を行う。まず、第１肉盛り部４３の終端と第２板材２２との間を溶接棒４１による溶接で埋め、第１肉盛り部４３の肉盛り工程と同様に、第２板材２２の段部４５から肉盛りを始める。
（ｂ）：そして、第２分割板３２の端まで肉厚ｔの肉盛りを行った後、ベース板１５に第３板材２３をボルト３５・・・で取付ける。
【００２９】
（ｃ）：取付けた第３板材２３の上端に肉盛りを続けることで、長さがＬ２の第２肉盛り部４７は完成するとともに、第２肉盛り部４７を形成する工程は完了する。４８は第２肉盛り部４７の上端を示す。
このように、第３板材２３を用いることで、キャビティ面の形状に近似する切り欠き部を省き、第３板材２３の製造コストの削減を図ることができるとともに、金型の軽量化を図ることができる。
【００３０】
ここでは、第３板材２３を用いたので、切り欠き部は無いが、キャビティ面の形状に近似する切り欠き部を形成した第３板材を採用することも可能である。
【００３１】
引き続き、第３肉盛り部を形成する。ベース板１５に第５板材２５をボルト３５・・・で取付け、ベース板１５および第５板材２５に第４分割板３４を溶接で取付ける。
第５板材２５には、予め段部４９を形成した。
【００３２】
図６（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る金型の製造方法の第４説明図である。
（ａ）：第２肉盛り部４７を形成する工程と同様に、第５板材２５の段部４９から肉盛りを始める。
（ｂ）：第３肉盛り部５１の肉厚をｔ、長さをＬ３に形成し、第３肉盛り部５１を形成する工程は完了する。５２は第３肉盛り部５１の上端を示す。
【００３３】
続けて、第４肉盛り部を形成する。まず、ベース板１５に第４板材２４をボルト３５・・・で取付け、ベース板１５および第４板材２４に第３分割板３３を溶接で取付ける。
第４板材２４には、予め段部５３とキャビティ面１３（図１参照）の形状に近似する切り欠き部５４を形成した。
【００３４】
（ｃ）：第４板材２４の段部５３から肉盛りを開始する。具体的には、第３肉盛り部５１の終端と第４板材２４との間を埋めた後、第４板材２４に第４肉盛り部５５を溶接棒４１で盛り始める。
【００３５】
図７は本発明に係る金型の製造方法の第５説明図であり、第４肉盛り部５５
の肉盛りの続きを示す。
第４肉盛り部５５の肉厚をｔ、長さをＬ４に形成することで、第４肉盛り部５５を形成する工程は完了する。５６は第４肉盛り部５５の上端を示す。
【００３６】
図８は本発明に係る金型の製造方法の第６説明図である。
第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５のそれぞれの上端４４，４８，５２，５６を仕上げる。例えば、ＮＣ加工機６０のテーブル６１に第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５を形成したベース板１５を載せて固定し、切削工具６２（例えば、ミーリングカッタ）で上端４４，４８，５２，５６を矢印▲３▼，▲３▼の如く仕上げる。
【００３７】
図９は本発明に係る金型の製造方法の第７説明図である。
上端４４，４８，５２，５６にフェース板１６を取付けることで、金型素材を得る。詳しくは、上端４４，４８，５２，５６ならびに第１〜第５板材２１〜２５の上部にフェース板１６をボルト６４・・・で取付け、第１〜第５板材２１〜２５の両端に板６５，６５をボルト６４・・・で取付ける。次図で続きを説明する。
【００３８】
図１０は本発明に係る金型の製造方法の第８説明図である。
上端４４，４８，５２，５６ならびに第１〜第５板材２１〜２５の上部とフェース板１６との間を溶接（ビード６６）で所定深さだけ埋めると、金型素材７１が完成する。
その次に、金型素材７１にキャビティ面をＮＣ加工機６０で形成する。
【００３９】
図１１は本発明に係る金型の製造方法の第９説明図である。
金型素材７１にキャビティ面１３を形成する。具体的には、ＮＣ加工機６０のテーブル６１に金型素材７１を載せて固定し、加工工具としての切削工具７２（例えば、エンドミル）で第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５の内面を切り込み量ｄｗだけ切削して型肉部２７の肉厚をｔ１（ｔ１＝ｔ−ｄｗ）に形成するとともに、第２板材２２の切り欠き部４６、第４板材２４の切り欠き部５４（図１０参照）を切り込み量ｄｐだけ切削して第４板材２４の露出した端面７３、第２板材２２の露出した端面７４（図１参照）を形成すると、キャビティ面１３が仕上がるとともに、下金型１１が完成する。
【００４０】
ここでは、第２板材２２の端面７４（図１参照）および第４板材２４の端面７３をキャビティ面１３に露出させたが、２枚の板材の内の少なくとも１枚の板材の端面のみを露出させてもよい。例えば、第４板材２４の端面７３のみをキャビティ面１３に露出させ、第２板材２２を第３板材２３と同様に取り付ける。
【００４１】
このように、本発明に係る金型の製造方法では、第１〜第５板材２１〜２５からなる下金型１１の第１〜第５板材２１〜２５間を溶接ビード４２により肉盛りし、第１〜第５板材２１〜２５と一体化した金型素材７１とし、金型素材７１の第２板材２２の切り欠き部４６、第４板材２４の切り欠き部５４（図１０参照）および第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５を加工工具としての切削工具７２により所定の形状に仕上げ加工し、第２板材２２の端面７４（図１参照）および第４板材２４の端面７３をキャビティ面１３に露出させたので、肉盛り溶接と第１〜第５板材２１〜２５によりキャビティ面１３を形成するための肉厚を高強度に形成することができる。従って、鋳造の際の鋳型模型や砂型を必要とせず、金型の製造コストを抑えることができる。
【００４２】
また、第１〜第５板材２１〜２５間を溶接ビード４２により肉盛りし、第１〜第５板材２１〜２５と一体化した金型素材７１とし、金型素材７１の第２板材２２の切り欠き部４６、第４板材２４の切り欠き部５４および第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５を切削工具７２により所定の形状に仕上げ加工し、第２板材２２の端面７４（図１参照）および第４板材２４の端面７３をキャビティ面１３に露出させたので、鋳造品の強度より高強度の第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５および第１〜第５板材２１〜２５で下金型１１を製造することができ、下金型１１の肉厚を薄くすることができる。従って、同程度の強度を有する鋳造品の金型と比較して金型を軽量化することができる。
【００４３】
以上に述べた方法で製造した金型の作用を次に説明する。
図１に示すように、金型としての下金型１１は、第１板材２１と、第２板材２２と、第３板材２３と、第４板材２４と、第５板材２５と、第６板材２６とからなる金型構造体２０と、第１〜第５板材２１〜２５間に形成した型肉部２７（第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５）と、この型肉部２７に形成するとともに、第２板材２２の端面７４ならびに第４板材２４の端面７３を露出させたキャビティ面１３と、を備えたので、下金型１１に製品を成形する際の圧力がかかると、金型構造体２０によって型肉部２７に作用する応力を小さくすることができる。その結果、型肉部２７によって成形品の形状の自由度を高めることができるとともに、金型の軽量化を図ることができる。
【００４４】
また、下金型１１は、金型構造体２０と、型肉部２７と、第２板材２２の端面７４ならびに第４板材２４の端面７３を露出させたキャビティ面１３と、を備えたので、端面７３，７４上に肉厚の薄い肉盛り部が残らず、型肉部２７（第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５）の肉厚を均一にすることができる。その結果、端面７３，７４上に肉盛り部の厚さの違いによる段部ができず、肉盛り部に応力集中が発生せず、熱間成形時の熱による歪みや成形時の加圧による応力を低減させることができ、下金型１１の寿命を延ばすことができる。
【００４５】
型肉部２７は、溶接ビード４２による肉盛りであり、キャビティ面１３に近似した形状の肉厚を薄肉で得ることができ、キャビティ面１３を機械加工で仕上げる際の効率化を図ることができる。
【００４６】
次に、別実施の形態を２例示す。
図１２（ａ）〜（ｅ）は第１別実施の形態の第４肉盛り部の形成要領説明図であり、請求項４の製造方法に対応する。上記図１〜図１１に示す実施の形態と同様の形態については、同一符号を付し説明を省略する。既に説明したように、溶接に用いる装置や溶接条件は任意であり、ここでは、半自動溶接と手溶接を組み合わせた方法で金型を製造する。自動溶接の場合、肉盛り形状の情報（アーク発生位置の座標）は、例えば、プログラムや倣い装置により得る。
【００４７】
（ａ）：まず、第４板材２４Ｂをほぼ水平に置き肉盛りを行う。具体的には、第４板材２４Ｂは、予めキャビティ面１３（図１参照）の形状に近似する切り欠き部５４を形成した板である。この第４板材２４Ｂの切り欠き部５４に沿って、半自動溶接装置８１のトーチ８２を矢印▲４▼の如く移動させつつ、ワイヤ８３を溶かして溶接ビード４２を形成する。
【００４８】
（ｂ）：引き続き、トーチ８２を矢印▲４▼の如くＵ字状に進め、溶接ビード４２を幾重にも積み上げることで、第４板材２４Ｂに第４肉盛り部５５Ｂを完成させる。
なお、第４肉盛り部５５Ｂの端８４にＫ形（ＪＩＳ　Ｚ　３０２１）の開先ができるように溶接ビード４２を盛るのが望ましく、後工程に開先加工工程を設けた場合、開先の加工時間を短縮することができる。
【００４９】
（ｃ）は、（ｂ）のｃ−ｃ線断面図であり、第４肉盛り部５５Ｂを肉厚ｔ、長さをＬ４を超える寸法（Ｌ４＋α）に形成したことを示す。
次に第４肉盛り部５５Ｂの端８４を工作機械で仕上げるが、肉盛りの仕上がり程度によっては次に示す機械加工を省いてもよい。
【００５０】
（ｄ）：引き続き、第４肉盛り部５５Ｂの端８４を仕上げる。詳しくは、第４肉盛り部５５Ｂを形成した第４板材２４Ｂを、例えば、ＮＣ加工機８５に載せ、ミーリングカッタ８６で第４肉盛り部５５Ｂの端８４を切削して、長さをＬ４に仕上げると同時に、平面８７を形成する。
【００５１】
（ｅ）は、（ｄ）のｅ−ｅ線断面図であり、第４肉盛り部５５Ｂを長さＬ４に仕上げる。
ここでは、開先を形成しないが、肉厚や強度などの条件によっては、引き続き、例えば、エンドミル８８で開先を形成する。
【００５２】
このように、第１別実施の形態の金型の製造方法では、第４板材２４Ｂを略水平にし、この第４板材２４Ｂ上の所定位置に溶接ビード４２による肉盛りを施すことで、第４肉盛り部５５Ｂを形成するので、ワイヤ８３を垂直にして（下向き）、ワイヤ８３を溶かした溶着金属を重力に逆らうことなくそのまま置くことができ、溶接ビード４２上から溶着金属は流れ落ち難い。その結果、１パス（１回の操作）当たりの溶着金属の量を多くすることができ、肉盛り溶接の生産効率の向上を図ることができる。
【００５３】
図１３（ａ）〜（ｆ）は第１別実施の形態の第２・第１・第３肉盛り部の形成要領説明図である。
（ａ）：その次に、第２板材２２Ｂに第２肉盛り部４７Ｂを形成する。具体的には、第２板材２２Ｂは、キャビティ面１３（図１参照）の形状に近似する切り欠き部４６を形成した板であり、切り欠き部４６に沿って、既に（図１２参照）説明した肉盛りの要領と同様に、トーチ８２を進めて第２肉盛り部４７Ｂを形成する。その際、第２肉盛り部４７Ｂの肉厚をｔ、長さをＬ２＋αの寸法にする。
（ｂ）：第２肉盛り部４７Ｂの端をＮＣ加工機８５で切削し、長さをＬ２に仕上げると同時に、平面８８を形成する。
【００５４】
（ｃ）：第１板材２１Ｂに第１肉盛り部４３Ｂを形成する。具体的には、既に（図１２参照）説明した肉盛りの要領と同様に、トーチ８２を進めて第１肉盛り部４３Ｂを形成する。その際、第１肉盛り部４３Ｂの肉厚をｔ、長さをＬ１＋αの寸法にする。
（ｄ）：第１肉盛り部４３Ｂの端をＮＣ加工機８５で切削し、長さをＬ１に仕上げると同時に、平面９１を形成する。
【００５５】
（ｅ）：第５板材２５Ｂに第３肉盛り部５１Ｂを既に（図１２参照）説明した肉盛りの要領と同様に、トーチ８２を進めて形成する。その際、第３肉盛り部５１Ｂの肉厚をｔ、長さをＬ３＋αの寸法にする。
（ｆ）：第３肉盛り部５１Ｂの端をＮＣ加工機８５で切削し、長さをＬ３に仕上げると同時に、平面９２を形成する。
【００５６】
このように、第１別実施の形態の金型の製造方法では、第１・第２・第５板材２１Ｂ，２２Ｂ，２５Ｂをそれぞれ略水平にし、これらの第１・第２・第５板材２１Ｂ，２２Ｂ，２５Ｂ上の各所定位置に溶接ビード４２による肉盛りを施すことで、第１〜第３肉盛り部４３Ｂ，４７Ｂ，５１Ｂを形成するので、ワイヤ８３を垂直にして（下向き）、ワイヤ８３を溶かした溶着金属を重力に逆らうことなくそのまま置くことができ、溶接ビード４２上から溶着金属は流れ落ち難い。つまり、型肉部２７（図１参照）を４分割してそれぞれを水平にした板材に肉盛りすることで、１パス（１回の操作）当たりの溶着金属の量を多くすることができ、肉盛り溶接の生産効率の向上を図ることができる。
【００５７】
図１４（ａ）〜（ｄ）は第１別実施の形態の組み付け要領説明図（その１）である。
（ａ）：第４肉盛り部５５Ｂと第２肉盛り部４７Ｂを溶接で組み付ける。具体的には、第４肉盛り部５５Ｂの平面８７と第２肉盛り部４７Ｂの平面８８を矢印の如く突き合わせる。
【００５８】
（ｂ）：平面を突き合わせて形成したＩ形の開先を溶接棒４１または半自動溶接装置で溶接する。図に示すように内側（キャビティ面側）を溶接した後、反転し、外側（裏の開先）を溶接する。
なお、開先を溶接する際に、図に示していない拘束治具で第４板材２４Ｂならびに第２板材２２Ｂをクランプし、拘束するのが望ましい。以下に説明する溶接の際にも拘束治具を用いるのが望ましい。
【００５９】
（ｃ）：引き続き、第２肉盛り部４７Ｂ（第２板材２２Ｂ）に第１肉盛り部４３Ｂを矢印の如く組み付ける。
（ｄ）：第１肉盛り部４３Ｂの平面９１と第２板材２２Ｂで形成した開先を溶接棒４１または半自動溶接装置で溶接する。外側（裏の開先）も同様に溶接する。
【００６０】
図１５は第１別実施の形態の第１・第２・第４肉盛り部の斜視図であり、第４肉盛り部５５Ｂと第２肉盛り部４７Ｂを溶接で組み付け、第２板材２２Ｂに第１肉盛り部４３Ｂを組み付けた状態を示す。
引き続き、第４板材２４Ｂに第３肉盛り部を組み付ける。
【００６１】
図１６（ａ）〜（ｃ）は第１別実施の形態の組み付け要領説明図（その２）である。
（ａ）：第４板材２４Ｂに第３肉盛り部５１Ｂを矢印の如く組み付ける。
（ｂ）：第３肉盛り部５１Ｂの平面９２と第４板材２４Ｂで形成した開先を溶接棒４１または半自動溶接装置で溶接する。溶接後、反転し、外側（裏の開先）も同様に溶接する。
【００６２】
（ｃ）：第３肉盛り部５１Ｂの平面９２の裏開先９３を溶接棒４１または半自動溶接装置で溶接する。引き続き、第４肉盛り部５５Ｂと第２肉盛り部４７Ｂの間に第３板材２３を溶接棒４１または半自動溶接装置で溶接する。その次に、第６板材２６（第１〜第４分割板３１〜３４）を組み付ける。
【００６３】
図１７は第１別実施の形態の組み付け要領説明図（その３）である。
第６板材２６（第１〜第４分割板３１〜３４）を溶接棒で溶接した後、第１〜第５板材２１Ｂ，２２Ｂ，２３，２４Ｂ、２５Ｂにベース板１５をボルト３５・・・で組み付ける。その次に、既に説明した図８〜図１１の手順で製造を続け、金型１０（図１参照）が完成する。
【００６４】
図１２〜図１７に示したように、第１別実施の形態の金型の製造方法では、型肉部２７（図１参照）を溶着金属が垂れにくい所望の形状になるよう分割し、下向き溶接で肉盛りを施工することができ、１パス当たりの溶着量を多くして、生産効率の向上を図ることができる。従って、より製造コストを抑えることができる。
また、下向き溶接で肉盛りを施工するので、他の溶接姿勢に比較して溶接欠陥が発生し難く、より溶接の品質を向上させることができる。
【００６５】
なお、図１４、図１６に示した肉盛り部の組み付けの順番は一例であり、例えば、第１板材２１Ｂ側から順に組み付けることも可能である。
また、型の形状によっては、４分割を超える分割数に分割してもよい。
【００６６】
図１８は第２別実施の形態の説明図であり、上記図１〜図１１に示す実施の形態と同様の形態については、同一符号を付し説明を省略する。
まず、ベース板１５に第１〜第５板材２１Ｃ〜２５Ｃを取付けるとともに、第１〜第４分割板３１Ｃ〜３４Ｃを取付ける。その次に、溶接棒４１で第５板材２５Ｃに溶着金属３７を肉盛りして溶接ビード４２で第３肉盛り部５１（図６（ｂ）参照）を形成する。以降、同様に肉盛りを施行し、図９に示すフェース板１６、板６５，６５を取付け、図１１に示すキャビティ面１３を形成する。
このような第２別実施の形態では、上記実施の形態と同様の効果を発揮する。つまり、金型の製造コストを抑えることができるとともに、軽量化を図ることができる。
【００６７】
また、第１〜第５板材２１Ｃ〜２５Ｃを全て取付けるとともに、第１〜第４分割板３１Ｃ〜３４Ｃを全て取付けた後に、肉盛りを施行するので、各作業を連続して行うことができ、金型製造の効率化を図ることができる。
【００６８】
尚、本発明の実施の形態に示した第１〜第５板材２１〜２５を取付ける順序や第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５を肉盛りする順序は一例であり、キャビティ面の形状などの条件によって、変更してもよい。
第１〜第５板材２１〜２５の材質や第１〜第４肉盛り部４３，４７，５１，５５の溶接材料は任意である。
【００６９】
キャビティ面１３の形状は一例である。
段部の有無や段部の形状は任意である。
第６板材２６の有無は任意である。
下金型１１以外に、当然上金型を製造してもよい。
【００７０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、複数の板材からなる金型構造体と、板材間に形成した型肉部と、この型肉部に形成するとともに、複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面を露出させたキャビティ面と、を備えたので、下金型に製品を成形する際の圧力がかかると、金型構造体によって型肉部に作用する応力を小さくすることができる。その結果、型肉部によって成形品の形状の自由度を高めることができるとともに、金型の軽量化を図ることができる。
【００７１】
複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面を露出させたキャビティ面を備えたので、端面上に型肉部の肉厚の薄い肉盛り部が残らず、肉盛り部の肉厚を均一にすることができる。その結果、端面上に肉盛り部の厚さの違いによる段部ができず、肉盛り部に応力集中が発生せず、熱間成形時の熱による歪みや成形時の加圧による応力を低減させることができ、金型の寿命を延ばすことができる。
【００７２】
請求項２では、型肉部は、溶接ビードによる肉盛りなので、キャビティ面に近似した形状の肉厚を薄肉で得ることができ、キャビティ面を機械加工で仕上げる際の効率化を図ることができる。
【００７３】
請求項３では、複数の板材からなる金型構造体の板材間を溶接ビードにより肉盛りし、板材と一体化した金型素材とし、金型素材の板材および肉盛り部を加工工具により所定の形状に仕上げ加工し、複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面をキャビティ面に露出させたので、肉盛り溶接と板材によりキャビティ面を形成するための肉厚を形成することができる。その結果、溶接作業で高強度の金型を製造することができ、鋳造の鋳型模型や砂型を必要とせず、金型の製造コストを抑えることができる。
【００７４】
また、板材間を溶接ビードにより肉盛りし、板材と一体化した金型素材とし、金型素材の板材および肉盛り部を加工工具により所定の形状に仕上げ加工し、複数の板材の内の少なくとも１つの板材の端面をキャビティ面に露出させたので、鋳造品の強度より高強度の肉盛り部および板材で金型を製造することができ、金型の肉厚を薄くすることができる。従って、同程度の強度を有する鋳造品の金型と比較して金型を軽量化することができる。
【００７５】
請求項４では、板材を略水平にし、この板材上の所定位置に溶接ビードによる肉盛りを施すことで、板材と一体化した金型素材としたので、板材上に溶接ビードで肉盛りを施す際の溶接姿勢は下向き溶接の姿勢となり、溶着金属は下層の溶接ビード上から流れ落ち難い。つまり、型肉部を溶着金属が垂れにくい所望の形状になるよう複数に分割し、それぞれを水平にした板材に肉盛りすることで、１パス（１回の操作）当たりの溶着金属の量を多くすることができ、肉盛り溶接の生産効率の向上を図ることができる。従って、より金型の製造コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金型の斜視図
【図２】本発明に係る金型の製造方法のフローチャート
【図３】本発明に係る金型の製造方法の第１説明図
【図４】本発明に係る金型の製造方法の第２説明図
【図５】本発明に係る金型の製造方法の第３説明図
【図６】本発明に係る金型の製造方法の第４説明図
【図７】本発明に係る金型の製造方法の第５説明図
【図８】本発明に係る金型の製造方法の第６説明図
【図９】本発明に係る金型の製造方法の第７説明図
【図１０】本発明に係る金型の製造方法の第８説明図
【図１１】本発明に係る金型の製造方法の第９説明図
【図１２】第１別実施の形態の第４肉盛り部の形成要領説明図
【図１３】第１別実施の形態の第２・第１・第３肉盛り部の形成要領説明図
【図１４】第１別実施の形態の組み付け要領説明図（その１）
【図１５】第１別実施の形態の第１・第２・第４肉盛り部の斜視図
【図１６】第１別実施の形態の組み付け要領説明図（その２）
【図１７】第１別実施の形態の組み付け要領説明図（その３）
【図１８】第２別実施の形態の説明図
【符号の説明】
１０…金型、１１…下金型、１３…キャビティ面、２０…金型構造体、２１…第１板材、２２，２２Ｂ…第２板材、２３…第３板材、２４，２４Ｂ…第４板材、２５，２５Ｂ…第５板材、２７…型肉部、４２…溶接ビード、４３，４３Ｂ…第１肉盛り部、４７，４７Ｂ…第２肉盛り部、５１，５１Ｂ…第３肉盛り部、５５，５５Ｂ…第４肉盛り部、７１…金型素材、７２…加工工具（切削工具）、７３…キャビティ面に露出した第４板材の端面、７４…キャビティ面に露出した第２板材２２の端面。
【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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