(57)【要約】【課題】  温度調節用流体通路を備えた金型装置において、流体通路による成型面への冷却作用を均一にする。【解決手段】  固定側型体１は、固定側型板４とキャビティブロック５を備え、これらの接合面14,15を成型面６と平行な曲面に形成し、かつ接合面14,15には流体通路16,17を設ける。接合面14,15と成型面６との距離Ｌを各箇所で等しく形成して、流体通路16,17を通る冷却液による成型品の冷却を均一的なものとして良好な成型を行うことができる。さらに、接合面14,15の全面を均一に接合し、溶接補助材を使用しないから、流体通路16,17に溶接補助材が出ることがなく、流体通路16,17の内面を平滑に保つことができる。【選択図】  図１
2005335209.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに開閉して型閉時に相互間に製品キャビティを形成する一対の型体を備えると共に、前記少なくとも一方の型体の前記製品キャビティに臨む成形面の少なくとも一部は曲面又は傾斜面によって形成され、かつ該一方の型体に流体通路を設けた金型装置において、前記一方の型体は前記成型面側を有する成形用部材と、該成形用部材を固定し成形機側に装着される型体本体と、前記成形用部材と型体本体の相互に密着する接合面の少なくとも一方に設けられる前記流体通路とを備え、前記接合面は前記成型面とほぼ平行に設けられ、かつ前記成形用部材と型体本体の接合面を所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、前記成形用部材と型体本体に、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記成形用部材と型体本体の接合面を仮接合し、仮接合された状態の前記成形用部材と型体本体を所定の雰囲気温度で熱処理して前記成形用部材と型体本体間に前記流体通路を形成したことを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記成型面側は全面が曲面又は傾斜面によって形成され、該成型面側とほぼ平行に前記接合面が形成されることを特徴とする請求項１記載の金型装置。
【請求項３】
互いに開閉して型閉時に相互間に製品キャビティを形成する一対の型体を備えると共に、前記少なくとも一方の型体の前記製品キャビティに臨む成形面の少なくとも一部は曲面又は傾斜面によって形成され、かつ該一方の型体に流体通路を設けた金型装置の製造方法において、前記一方の型体は前記成型面を有する成形用部材と、該成形用部材部材を固定し成形機側に装着される型体本体と、前記成形用部材と型体本体の相互に密着する接合面の少なくとも一方に設けられる前記流体通路とを備え、前記接合面は前記成型面とほぼ平行に設けられており、予め前記流体通路を設けた前記成形用部材と型体本体の接合面を所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、前記成形用部材と型体本体に、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記成形用部材と型体本体の接合面を仮接合し、仮接合された状態の前記成形用部材と型体本体を所定の雰囲気温度で熱処理して前記成形用部材と型体本体間に前記流体通路を形成したことを特徴とする金型装置の製造方法。
【請求項４】
前記成形面は全面が曲面又は傾斜面によって形成され、該成形面とほぼ平行に前記接合面が形成されることを特徴とする請求項３記載の金型装置の製造方法。
【請求項５】
前記接合面及び／又は流体通路を研磨した後、前記仮接合を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の金型装置の製造方法。
【請求項６】
前記圧力を５０メガパスカル以下とすることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の金型装置の製造方法。
【請求項７】
前記熱処理を不活性雰囲気中で行うことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の金型装置の製造方法。
【請求項８】
前記熱処理の温度を接合すべき部材の融点の５５％〜８５％の温度範囲とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の金型装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂等の成型に用いられる金型装置は、互いに開閉して型閉時に相互間に製品キャビティを形成する一対の型体を備えると共に、前記型体に冷却用流体通路を設け、該流体通路に冷却液を流すことにより金型温度の上昇を阻止して、キャビティ内の溶融樹脂を早期に固化するようにしている。そして、従来の流体通路はキャビティに臨む成形面を有する成形用部材における成形面と反対側の面を開口して溝状の流体通路が形成され、該流体通路の開口側は成形用部材に密着すると共に射出成形機に装着される金型本体に塞がれるようになっている（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような流体通路の形状では流体通路の先端、すなわち流体通路の成形面側から開口部までの深さが大きいので流路における流路面積が広くなり、比較的大量の冷却液を流すことができる。
【０００４】
しかしながら、金型における冷却用液による冷却効果は、単位時間あたりの冷却液の流量が一定であれば流速が速ければ速いほど冷却効果が高いことが判明した。すなわち、流路面積が広いと流速が遅くなり、冷却効果が低くなってしまう。
【０００５】
このような問題を解決するものとして、流体を流して温度を調節できる温度調節用流体通路付き成形型において、平坦な接合面により互いに接合された複数のブロックを備え、隣接するブロックの少なくとも一方の接合面には該流体を流すための流体通路を画成する溝が形成され、該複数のブロックのうち少なくとも一つのブロックには該溝とそれぞれ連通する入口ポート及び出口ポートの少なくとも一方が形成され、該複数のブロックがパルス通電接合法により仮接合された後熱処理されて接合が完成される温度調節用流体通路付き成形型が知られている（例えば特許文献２）。
【特許文献１】特開２００２−３２８３４０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２００６２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記従来技術においては平坦な接合面により互いに接合された複数のブロックに温度調節用流体通路を備えたものであるが、例えば成型品の少なくとも一部に例えば球面のような曲面或いは円錐状の傾斜面等を有するものにおいては、成型面においてもそのような形状が設けられる。そして、従来技術の金型にあっては複数のブロックを平坦な接合面により互いに接合すると共に、少なくとも一方の接合面には該流体を流すための流体通路を形成しているものであるので、成型面と接合面との距離は各箇所において不均一となる。この結果、接合面に設けられている流体通路による成型面への冷却作用は不均一になる傾向を有し、そのため成型不良が懸念される。
【０００７】
解決しようとする問題点は、接合面により互いに接合された複数の金型部材に温度調節用流体通路を備えた金型装置及びその製造方法において、流体通路による成型面への冷却作用を均一にする点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、互いに開閉して型閉時に相互間に製品キャビティを形成する一対の型体を備えると共に、前記少なくとも一方の型体の前記製品キャビティに臨む成形面の少なくとも一部は曲面又は傾斜面によって形成され、かつ該一方の型体に流体通路を設けた金型装置において、前記一方の型体は前記成型面側を有する成形用部材と、該成形用部材を固定し成形機側に装着される型体本体と、前記成形用部材と型体本体の相互に密着する接合面の少なくとも一方に設けられる前記流体通路とを備え、前記接合面は前記成型面とほぼ平行に設けられ、かつ前記成形用部材と型体本体の接合面を所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、前記成形用部材と型体本体に、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記成形用部材と型体本体の接合面を仮接合し、仮接合された状態の前記成形用部材と型体本体を所定の雰囲気温度で熱処理して前記成形用部材と型体本体間に前記流体通路を形成したことを特徴とする金型装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記成型面は全面が曲面又は傾斜面によって形成され、該成型面側とほぼ平行に前記接合面が形成されることを特徴とする請求項１記載の金型装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、互いに開閉して型閉時に相互間に製品キャビティを形成する一対の型体を備えると共に、前記少なくとも一方の型体の前記製品キャビティに臨む成形面の少なくとも一部は曲面又は傾斜面によって形成され、かつ該一方の型体に流体通路を設けた金型装置の製造方法において、前記一方の型体は前記成型面を有する成形用部材と、該成形用部材部材を固定し成形機側に装着される型体本体と、前記成形用部材と型体本体の相互に密着する接合面の少なくとも一方に設けられる前記流体通路とを備え、前記接合面は前記成型面とほぼ平行に設けられており、予め前記流体通路を設けた前記成形用部材と型体本体の接合面を所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、前記成形用部材と型体本体に、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記成形用部材と型体本体の接合面を仮接合し、仮接合された状態の前記成形用部材と型体本体を所定の雰囲気温度で熱処理して前記成形用部材と型体本体間に前記流体通路を形成したことを特徴とする金型装置の製造方法である。
【００１１】
請求項４の発明は、前記成形面は全面が曲面又は傾斜面によって形成され、該成形面とほぼ平行に前記接合面が形成されることを特徴とする請求項３記載の金型装置の製造方法である。
【００１２】
請求項５の発明は、前記接合面及び／又は流体通路を研磨した後、前記仮接合を行うことを特徴とする請求項３又は４記載の金型装置の製造方法である。
【００１３】
請求項６の発明は、前記圧力を５０メガパスカル以下とすることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の金型装置の製造方法である。
【００１４】
請求項７の発明は、前記熱処理を不活性雰囲気中で行うことを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の金型装置の製造方法である。
【００１５】
請求項８の発明は、前記熱処理の温度を接合すべき部材の融点の５５％〜８５％の温度範囲とする請求項３〜７のいずれか１項に記載の金型装置の製造方法。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、接合面と成型面との距離を各箇所でそれぞれほぼ等しく形成して、流体通路を通る冷却液による成型品の冷却を均一的なものとして良好な成型を行うことができ、また溶接補助材を使用しないから、溶接補助材に伴う弊害をなくすことができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、成型面側は全面が曲面又は傾斜面によって形成されているので、接合面も全面が曲面又は傾斜面によって形成されているので全面的に成型を良好に行なうことができる。
【００１８】
請求項３の発明によれば、接合面と成型面との距離を各箇所でそれぞれほぼ等しく形成して、流体通路を通る冷却液による成型品の冷却を均一的なものとして良好な成型を行うことができ、また溶接補助材を使用しないから、溶接補助材に伴う弊害をなくすことができる金型装置を製造することができる。
【００１９】
請求項４の発明によれば、成型面側は全面が曲面又は傾斜面によって形成されているので、接合面も全面が曲面又は傾斜面によって形成されているので全面的に成型を良好に行なうことができる金型装置を製造することができる。
【００２０】
請求項５の発明によれば、研磨後に仮接合を行っても、溶接補助材を用いないため、流体通路の内面を平滑に保つことができる。
【００２１】
請求項６の発明によれば、前記圧力を５０メガパスカル以下とするから、加圧のための装置の大型化を招くことがない。
【００２２】
請求項７の発明によれば、前記熱処理を不活性雰囲気中で行うから、接合箇所の品質が安定する。
【００２３】
請求項８の発明によれば、前記熱処理の温度を接合すべき部材の融点の５５％〜８５％の温度範囲とするから、熱処理上から好ましく、良好な接合状態が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【実施例１】
【００２５】
図１〜図４は実施例１を示しており、金型装置において、図中の符号１及び２はそれぞれ固定側型体及び可動側型体をそれぞれ示し、これら固定側型体１及び可動側型体２を閉じて相互間に両面が窪んだ凹レンズのような光学レンズ類を成型する製品キャビティ３を形成するようになっている。そして、固定側型体１の製品キャビティ３側に設けられ射出成形機の固定側プラテン（図示しない）側に装着される固定側型板４にはキャビティブロック５が設けられる。このキャビティブロック５は製品キャビティ３に臨む成型面６を先端側に形成する成型用部材である。尚、図３においてキャビティブロック５は成型面６及び接合面14の形状を明確にするために軸線Ｚ方向にやや長く図示している。一方、可動側型体２の製品キャビティ３側に設けられ射出成形機の可動側プラテン（図示しない）側に装着される可動側型板７にはコアブロック８が設けられる。このコアブロック８は製品キャビティ３に臨む成型面９を先端側に形成する成型用部材である。そして、図示しない射出成形機より射出された溶融樹脂が、固定側型体１に設けられたスプルー10、ランナー11及び分割面12上にあるゲート13を介して、前記製品キャビティ３内に充填されるように構成されている。
【００２６】
さらに、前記キャビティブロック５の成型面６は、該成型面６に直交する軸線Ｚ上に中心を配置する非球面状或いは凸球面状となった非平らな面である凸曲面状に形成されている。尚、図３において２点鎖線は軸線Ｚを中心とした等高線を示している。また、キャビティブロック５は固定側型板４に形成された凹部４Ａに嵌合しており、成型面６と反対側に配置されるキャビティブロック５の底面は一方の接合面14となり、凹部４Ａにおけるキャビティブロック５側の面は他方の接合面15となり、これら一対の接合面14,15は密着して接合している。そして、一方の接合面14は成型面６と各箇所において平行になるように軸線Ｚ上に中心を配置する非球面状或いは凸球面状となった非平らな面たる凸曲面状に形成されている。同様に他方の接合面15も成型面６と各箇所において平行になるように軸線Ｚ上に中心を配置する非球面状或いは凸球面状となった凸曲面状に形成されている。
【００２７】
さらに、一方の接合面14には流体を流すため断面をほぼ半円状として溝状に形成した一方の流体通路16が軸線Ｚを中心にほぼ渦巻き状に形成されている。また、他方の接合面15にも流体を流すため断面をほぼ半円状として溝状に形成した他方の流体通路17が軸線Ｚを中心にほぼ渦巻き状に形成されており、流体通路16,17は、接合面14,15を密着して接合したとき、各箇所において対向して流体通路16,17によって連続した通路が軸線Ｚを中心にほぼ渦巻き状に形成されるようになっている。すなわち、接合面14,15を密着して接合したとき、各箇所において流体通路16と流体通路17とが対向して配置されている。さらに流体通路16の開口部16Ａと流体通路17の流体通路17の開口部17Ａの開口幅Ｗが同一に形成されていることにより、連続した通路が形成されるようになっている。尚、流体通路16と流体通路17の断面はほぼ半円形に形成されており、流体通路16と流体通路17を合致することにより断面がほぼ円形の通路を形成するようになっている。また溝状に形成した流体通路16,17の深さはそれぞれ均一に形成されている。そして、合致した流体通路16と流体通路17の通路の一端には流体の入口18が形成されており、また合致した流体通路16と流体通路17の他端には出口19が形成されている。
【００２８】
同様に、前記コアブロック８の成型面９は、該成型面９に直交する軸線Ｚ上に中心を配置する非球面状或いは凸球面状となった非平らな面である凸曲面状に形成されている。また、コアブロック８は可動側型体２に形成された凹部21に嵌合しており、成型面９と反対側に配置されるコアブロック８の底面は一方の接合面22となり、凹部21におけるコアブロック８側の面は他方の接合面23となり、これら一対の接合面22,23は密着して接合している。そして、一対の接合面22,23は成型面９と各箇所において平行になるように軸線Ｚ上に中心を配置する非球面状或いは凸球面状となった非平らな面である凸曲面状に形成されている。
【００２９】
さらに、一方及び他方の接合面22,23には流体を流すため溝状に形成した一方及び他方の流体通路24,25が軸線Ｚを中心にほぼ渦巻き状に形成されている。これら流体通路24,25は、前記流体通路16,17と同様なもので、接合面22,23を密着して接合したとき、各箇所において対向して流体通路24,25によって連続した通路が軸線Ｚを中心にほぼ渦巻き状に、しかも接合面22,23の両側に形成されるようになっている。また流体通路24の開口部24Ａと流体通路25の開口部25Ａの開口幅Ｗが同一に形成され、連続した通路が形成されるようになっており、これらの断面はほぼ半円形に形成され合致することにより断面がほぼ円形の通路を形成するようになっている。そして、合致した流体通路22と流体通路23の通路の一端には流体の入口24が形成されており、また前記通路の他端には出口（図示せず）が形成されている。
【００３０】
さらに接合面14，15、22,23を鏡面等粗くない仕上げ面に加工しておく。接合面14，15、22,23は、粗面（表面荒さがＪＩＳ規格で▽印程度）でもよいが、鏡面に加工する方が部材の接合強度が高くかつ、接合による変形を小さくすることができるので好ましく、接合面14，15、22,23における鏡面についての数値的範囲は必ずしも明確でないが、ここではＲａ０．３以下の数値の平滑度（数値が小さいなれば平滑度は高くなる）を有する表面加工状態を言う。また、流体通路16，17、24,25の内面を予め研磨加工して平滑面にして仕上げ加工をしておく。
【００３１】
研磨が終了した後、接合面14，15、22,23同士をそれぞれ合わせ、公知の位置決め手段等を用いて固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロック８をそれぞれ上下に重ね合わせ、この固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロック８をそれぞれ上下に重ね合わせた積層体30を、後述する通電接合装置Ｔに装着して、接合面14，15、22,23を接合する。
【００３２】
図４には本例の通電接合装置の全体構成を示してある。この図に示すように、本例の通電接合装置Ｔは、通電接合機30と熱処理機40を備えている。通電接合機30は、基台32の上に絶縁部材を介して公知の方法で基台32と電気的に絶縁して固定された下側通電電極33と、基台32の上方に配置され当該基台32に公知の方法で支持された流体圧シリンダ34と、流体圧シリンダ34のピストンロッド35の先端に絶縁部材を介して公知の方法でピストンロッド35と電気的に絶縁して固定された上側通電電極36とを備えている。
【００３３】
流体圧シリンダ34は被接合材を押圧する加圧装置として機能する。加圧装置としては流体圧シリンダの代わりに電動モータ、ねじ機構などを用いて上側通電電極36を昇降させるようにしてもよい。上側および下側の通電電極33，36は、電源装置30に電気的に接続されており、電源装置30は、直流のパルス電流を供給できるようになっている。本例の電源装置30の供給電力は、電圧が40Ｖ以下で、電流が２０００から５０００Ａの範囲内の大電流電力である。尚、本例では上側通電電極36を移動可能としてあるが、逆に下側通電電極33を移動可能とすることもでき、また、双方を移動可能にすることも可能である。
【００３４】
次に、熱処理機40は公知の構造の真空熱処理炉を備えた構成となっている。尚、通電接合機30と熱処理機40を一体化した装置構成とすることもでき、また、これらを移動可能な構造とすることもできる。勿論、これらを別個に配置してもよい。
【００３５】
次に、この構造の通電接合装置Ｔを用いて、積層体30を構成している固定側型板４、キャビティブロック５を相互に接合する手順を説明する。
【００３６】
まず、通電電極33，36の間に積層体30を挟み、流体圧シリンダ34を駆動して、ピストンロッド35により上側通電電極36を降下させる。この結果、積層体30は、通電電極33，36の間に挟まれて、所定の押圧力で押し付けられた状態になる。固定側型板４、キャビティブロック５の接合面14，15との間に所定の押圧力が作用した状態になる。この押圧力は部材の材質によっても異なるが５０メガパスカル以下でよい。
【００３７】
この結果、各接合面14，15の間が互いに接合された状態になる。この接合の正確な原理は必ずしも明確ではないが、接合面間での放電プラズマの発生、ジュール熱による熱拡散効果、電場による電解拡散効果などにより接合されるものと考えられる。
【００３８】
ここで、積層体30に所定の値の直流電流のみを流しても、また、直流電流およびパルス電流の双方を同時に流しても、接合面14，15間が互いに接合された状態を形成できることが確認された。
【００３９】
このようにして各接合面14，15が接合された状態は、接合強度の点からはまだ完全なものではない。そこで、この接合状態を仮接合状態と呼び、仮接合状態にある積層体30を仮接合体と呼ぶ。
【００４０】
この仮接合体を、熱処理機40の熱処理炉内において不活性雰囲気中で熱処理する。熱処理温度および時間は部材の材質および大きさによって異なるが、熱処理温度は、接合すべき部材の最も低い融点の５５％〜８５％の温度範囲とすることが望ましい。相互拡散熱処理を行うことにより、仮接合状態の接合面14，15間の接合が完全なものになって完全接合体になる。すなわち、接合面14，15間の接合強度が部材の材質強度に匹敵する値になった固定側型体１が得られる。尚、相互拡散処理を行った後、なましを行う。
【００４１】
本発明で用いる接合方法及び装置で使用する電流は、直流電流、パルス電流、及び直流電流とパルス電流との組み合わせ電流であるが、このうちパルス電流及び直流電流とパルス電流の組み合わせ電流を使用する場合にはパルス電流が必ず流されるのでパルス通電接合方法及び装置と呼ぶこともできる。
【００４２】
また、この接合方法では、次の様な効果を奏する。従来の放電プラズマ焼結法のようにグラファイト製の型を用いる必要がない。溶接補助材を全く使用せずに接合が可能である。接合面の全面を、かつ全面に渡って均一に接合できる。接合面を平面にするだけで容易に接合できる。接合面の平面精度を上げることによって接合強度を高くできる。接合強度を接合される金属部材の材質の強度と同一にできる。接合部の変形を微小にして接合できる。接合部周辺における溶接補助材、蝋の削除のような後加工が不要である。微細部分の接合も簡単に行うことができる。被接合部品を部品として完成してから接合できるので複雑な形状のものを接合により組立可能である。被接合部材の性質を損なうことなく接合することが可能である。異なる材質の金属部材を容易に接合可能である。接合部以外の部分温度を適正に制御して接合可能である。異なる形状の複数の部品を同時に接合可能である。
【００４３】
上述した熱処理を経て、合致して断面がほぼ円形をなした流体通路16,17を備えた固定側型体１が得られる。この固定側型体１は、固定側型板４とキャビティブロック５を接合することにより、それらの接合面14，15間に流体通路16,17が形成されている。従って、従来のような切削により製造する場合に比べて、簡単に製造できる。すなわち、接合面14，15に、研削などにより断面がほぼ半割り円形の流体通路16，17を構成する溝を形成すればよいので、それを曲線状に形成することも、また、その内面に鏡面仕上げを施すことも容易である。しかも、溶接補助材をまったく使用せずに接合できるから、接合後、流体通路16，17に溶接補助材が出ることがなく、断面がほぼ半割り円形の流体通路16，17の内面を平滑に保つことができる。
【００４４】
また、本例の方法によれば、固定側型板４とキャビティブロック５の接合強度も、その母材強度程度の強さにでき、何ら不具合が発生しない。
【００４５】
さらに、流体通路16，17の内面の鏡面加工も、固定側型板４とキャビティブロック５を接合する前に行えばよいので、極めて簡単にできる。
【００４６】
さらに、可動側型体２を同様に製造する。
【００４７】
次に前記構成についてその作用を説明する。固定側型体１及び可動側型体２を閉じた状態で射出成形機のノズル（図示せず）からスプルー10、ランナー11を通して分割面12上にあるゲート13を介して製品キャビティ３内に溶融樹脂を充填する。この際には金型冷却のために入口18,24より冷却液を入れて合致して断面がほぼ円形となった流体通路16,17と流体通路24,25に冷却液を通して固定側型体１、可動側型体２を冷却する。尚, 冷却液は出口19から排出される。したがって、製品キャビティ３に充填された樹脂は冷却、固化する。この後、固定側型体１及び可動側型体２が開かれて成型品を取り出すものである。そして、流体通路16,17に冷却液を通して固定側型体１を冷却する際、流体通路16,17を配置した接合面14,15と成型面５との各箇所における距離Ｌが等しいので、流体通路14,15における製品キャビティ３内の樹脂の冷却を均一的に行うことができる。同様に流体通路24,25に冷却液を通して可動側型体２を冷却する際、流体通路24,25を配置した接合面22,23と成型面９との各箇所における距離Ｌ´が等しいので、流体通路24,25における製品キャビティ３内の樹脂の冷却を均一的に行うことができる。
【００４８】
以上のように前記実施例では固定側型体１は、固定側型板４とキャビティブロック５を備え、これらの接合面14,15を成型面６と平行な曲面に形成し、かつ接合面14,15には流体通路16,17を設け、一方可動側型体２は、可動側型板７とコアブロック８を備え、これらの接合面22,23を成型面９と平行な曲面に形成し、かつ接合面22,23には流体通路22,23を設けたことにより、接合面14,15と成型面６との距離Ｌ、接合面22,23と流体通路22,23との距離Ｌ´をそれぞれ等しく形成して、固定側型体１、可動側型体２において、流体通路16,17、22,23を通る冷却液による成型品の冷却を均一的なものとして良好な成型を行うことができる。さらに、流体通路16,17、22,23はそれぞれほぼ半円形に形成されており、合致したときは円形となり、流断面積を比較的小さくして流速を速めることができるので、冷却効率を高めることができる。しかも、溶接補助材を使用せずに固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロック８を接合でき、しかも、接合面14,15、22,23の全面を均一に接合することができる。このように溶接補助材を使用しないから、流体通路16,17、22,23に溶接補助材が出ることがなく、流体通路16,17、22,23の内面を平滑に保つことができる。
【００４９】
さらに、予め前記流体通路16,17、22,23を設けた固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロック８の接合面14,15、22,23を所定の圧力で押し付け、この押し付けた状態を保持しながら、固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロック８に、直流電流及び／又はパルス電流を流して、前記固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロック８の接合面14,15、22,23を仮接合し、仮接合された状態の前記固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロックを所定の雰囲気温度で熱処理して前記固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロック間に前記流体通路16,17、22,23を形成したことにより、接合面14,15と成型面６との距離Ｌ、ひいては接合面22,23と流体通路22,23との距離をそれぞれほぼ等しく形成して、固定側型体１、可動側型体２において、流体通路16,17、22,23を通る冷却液による成型品の冷却を均一的なものとして良好な成型を行うことができる。そして、溶接補助材を使用しないから、固定側型板４とキャビティブロック５、可動側型板７とコアブロック８の流体通路16,17、22,23に溶接補助材が出ることがなく、流体通路16,17、22,23の内面が平滑なものが得られる。
【００５０】
また、流体通路16,17、22,23を予め形成した後、仮接合を行うから、製造も容易である。
【００５１】
さらに、成形面６,９は全面が曲面によって形成され、該成形面６,９とほぼ平行に前記接合面14,15、22,23が形成されているので、レンズ類を比較的容易に成型することができる。
【００５２】
また、流体通路16,17、22,23を研磨した後、仮接合を行うから、研磨後に仮接合を行っても、溶接補助材を用いないため、流体通路16,17、22,23の内面を平滑に保つことができる。
【００５３】
また、前記圧力を５０メガパスカル以下とするから、加圧のための装置の大型化を招くことがない。
【００５４】
また、前記熱処理を不活性雰囲気中で行うから、接合箇所の品質が安定する。
【００５５】
また、前記熱処理の温度を接合すべき部材の融点の５５％〜８５％の温度範囲とするから、熱処理上から好ましく、良好な接合状態が得られる。
【実施例２】
【００５６】
図５〜図８は実施例２を示しており、この実施例２は光ディスク等を形成する金型装置を示したものであり、図中51は固定型、52は可動型で、型体であるこれら固定型51および可動型52は、互いに図示上下方向（型開閉方向）に移動して開閉し、型閉時に光ディスクを形成する製品キャビティ53を相互間に形成するものである。前記固定型51は、固定側型板56と、この固定側型板56における可動型52と反対側の面に固定された固定側取り付け板57とを備えている。この固定側取り付け板57は、図示しない射出成形機の固定プラテンＰ１に取り付けられるものである。そして、固定側取り付け板57の中央部には、図示しない射出成形機のノズルが接続されるスプルーブッシュ58がボルト59により固定されている。このスプルーブッシュ58は、内部が材料通路であるスプルー60になっているが、固定側取り付け板57を貫通し、固定側型板56側へ突出している。さらに、前記スプルーブッシュ58における可動型52と反対側の面にはローケートリング61がボルト62により固定されている。
【００５７】
前記固定側型板56は、前記固定側取り付け板57にボルト66により着脱可能に固定され製品キャビティ53に臨む後述するスタンパー77が当接する成形面67Ａ側を有する製品キャビティ形成部材としてのキャビティブロック67と、このキャビティブロック67の外周側に嵌合して位置し固定側取り付け板57にボルト68により固定された位置決めリング69とからなっている。前記キャビティブロック67は製品キャビティ53を形成するものである。さらに、前記キャビティブロック67における可動型52側の部分の外周部には段差部72が形成されているが、この段差部72には円環状の外周スタンパー押え73が嵌合されてボルト74により固定されている。一方、前記キャビティブロック67の中央部に形成された貫通孔75内にはほぼ円筒状の内周スタンパー押え76が嵌合されて固定されている。前記キャビティブロック67には、光ディスクに記憶情報を転写させるスタンパー77が着脱可能に装着されるようになっているが、前記外周スタンパー押え73はスタンパー77の外周部を押え、内周スタンパー押え76はスタンパー77の内周部を押えるものである。また、前記スプルーブッシュ58は、筒状の内周スタンパー押え76内に嵌合している。そして、スプルーブッシュ58における可動型52側の先端面には凹部78が形成されている。
【００５８】
また、前記キャビティブロック67内には、製品キャビティ53を囲んで冷却液などの冷却液を通すための流体通路81が軸線Ｚ´を中心にほぼ渦巻き状に形成されている。また、この流体通路81に連通する入口側流体通路82が前記固定側取り付け板57内に形成されている。
【００５９】
さらに、前記キャビティブロック67は、成形面67Ａ側を有する成形用部材83と、該成形用部材83より製品キャビティ53の反対側に位置して固定側取り付け板57と一体的となって固定プラテンＰ１、ひいては成形機に取り付けられる型体本体等とも称する型体本体84とを備えており、これら成形用部材83と型体本体84のそれぞれの接合面83Ａ，84Ａの両方には、断面がほぼ半割り円形の流体通路85，86とを備えており、これら流体通路85，86がそれぞれ合致すると流体通路81の断面がほぼ円形に形成されるようになっている。尚、ほぼ円形には楕円形を含むものである。
【００６０】
そして、接合面83Ａ，84Ａを鏡面等粗くない仕上げ面に加工する。研磨が終了した後、接合面83Ａ，84Ａ同士を合わせ、公知の位置決め手段等を用いて成形用部材83、型体本体84を上下に重ね合わせ、この成形用部材83、型体本体84を上下に重ね合わせた積層体を、実施例１における通電接合装置に装着して、接合面83Ａ，84Ａを実施例１と同様に接合する。
【００６１】
前記可動型52は、可動側型板91と、この可動側型板91における固定型51と反対側の面に固定された可動側受け板92と、この可動側受け板92における固定型51と反対側の面にボルト93により固定された可動側取り付け板94とを備えている。この可動側取り付け板94は、射出成形機の可動プラテンＰ２に取り付けられるものである。前記可動側型板91は、前記可動側受け板92にボルト95により固定された製品キャビティ53に臨む成形面96Ａを有するキャビティ形成部材としてのコアブロック96と、このコアブロック96の外周側に嵌合して位置し可動側受け板92にボルト97により固定された位置決めリング98とからなっている。前記コアブロック96は製品キャビティ53を形成するものである。
【００６２】
また、前記コアブロック96における固定型51側の部分の外周部には段差部101が形成されているが、この段差部101には、円環状の外周リング102が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合されている。尚、103は、外周リング102を抜け止めするボルトである。また、外周リング102は、スプリング105により固定型51側へ付勢されている。そして、外周リング102は、型閉時に前記固定型51側の外周スタンパー押え73に突き当たるものである。
【００６３】
また、図６に示すように、前記コアブロック96の中央部における固定型51側の面に形成された凹部111内には、ほぼ円環状のエア吹き出し入子112が嵌合されてボルト113により固定されている。このエア吹き出し入子112と凹部111の内周面との間の隙間には、コアブロック96や可動側受け板92内に形成された空気通路114が連通している。
【００６４】
また、前記エア吹き出し入子112内には、ほぼ円筒状の突き出しスリーブ66が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合されている。この突き出しスリーブ66は、前記コアブロック96を貫通し一端側が可動側受け板92内に位置しているが、この可動側受け板92との間にはスライドベアリング67が介在させてある。さらに、突き出しスリーブ66は、スプリング68により固定型51と反対側へ付勢されている。尚、69は、突き出しスリーブ66の摺動範囲を規制するために可動側受け板92内に固定された規制板である。
【００６５】
また、前記突き出しスリーブ66内には、ほぼ円筒状のゲートカットスリーブ121が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に嵌合されている。このゲートカットスリーブ121は、突き出しスリーブ66および前記規制板69を貫通し、ゲートカットスリーブ121と突き出しスリーブ66との間にはスライドベアリング122が介在させてある。そして、ゲートカットスリーブ121の一端部に形成されたフランジ部123が前記規制板69よりも可動側取り付け板94側に位置している。さらに、ゲートカットスリーブ121は、スプリング124により固定型51と反対側へ付勢されている。
【００６６】
また、前記可動側取り付け板94には、突き出し板76が前記型開閉方向へ所定範囲摺動自在に支持されている。この突き出し板76は、スプリング77により固定型51と反対側へ付勢されている。そして、突き出し板76に固定された突き出しピン78が前記ゲートカットスリーブ121内に摺動自在に嵌合されている。また、突き出し板76に固定された連動ピン79が前記ゲートカットスリーブ121のフランジ部123および規制板69を貫通して前記突き出しスリーブ66に突き当たるようになっている。さらに、前記ゲートカットスリーブ121のフランジ部123に突設された受け部80が前記突き出し板76を摺動自在に貫通している。
【００６７】
さらに、前記コアブロック96内には、冷却液などの冷却液を通すための流体通路131が軸線Ｚ´を中心にほぼ渦巻き状に形成されている。また、この流体通路131に連通する入口側流体通路132が前記可動側受け板92内に形成されている。
【００６８】
さらに、前記コアブロック96は、成形面96Ａを有する成形用部材133と、該成形用部材133より製品キャビティ53の反対側に位置して可動側取り付け板94と一体的となって可動プラテン、ひいては成形機に取り付けられる型体本体等とも称する型体本体134とを備えており、これら成形用部材133と型体本体134のそれぞれの接合面133Ａ，134Ａの両方には、断面がほぼ半割り円形の流体通路135，136とを備えており、これら流体通路135，136がそれぞれ合致すると流体通路131の断面がほぼ円形に形成されるようになっている。
【００６９】
そして、本来表裏面が平行となって成型されるべき成型品において、各部の熱収縮を考慮して成型面96Ａを軸線Ｚ´の直交方向に対して若干の傾斜θを有して非平らな面たる凹状湾曲な曲面となって全体としては軸線Ｚ´を中心として皿のように軸線Ｚ´側が深く、縁側が浅くそしてそれらの間が湾曲面によって結ばれるような形状になっている。そして、この曲面の傾斜θにより、成型品が常温になったときに表裏面が平行となるように各部の熱収縮を考慮したプリフォームが行われるようになっている。このために接合面133Ａ，134Ａも成型面96Ａと平行になるように軸線Ｚ´の直交方向に対して若干の傾斜θを有してほぼ全面が形成され、そして断面がほぼ半割り円形の流体通路135，136を両接合面133Ａ，134Ａは接合されるものである。接合においては接合面133Ａ，134Ａを鏡面等の粗くない仕上げ面に加工する。研磨が終了した後、接合面133Ａ，134Ａ同士を合わせ、公知の位置決め手段等を用いて成形用部材133、型体本体134を上下に重ね合わせ、この成形用部材133、型体本体134を上下に重ね合わせた積層体を、前述の通電接合装置に装着して、接合面133Ａ，134Ａを実施例１と同様に接合する。
【００７０】
そして、前記固定型51側のスプルーブッシュ58の先端面外周部と可動型52側のゲートカットスリーブ121の先端面外周部との間に、固定型51側のスプルー60を製品キャビティ53に連通させるゲート138が形成されるようになっている。また、ゲートカットスリーブ121がスプルーブッシュ58の凹部78に嵌合することにより、ゲート138においてスプルー60内の成形材料である樹脂と製品キャビティ53内の樹脂すなわち光ディスクとが切断され、この光ディスクの中央部の開口孔が形成されるようになっている。したがって、固定型51においては、キャビティブロック67に加えて内周スタンパー押え76およびスプルーブッシュ58の先端面外周部によって、光ディスクが形成される。また、可動型52においては、コアブロック96および外周リング102に加えてエア吹き出し入子112および突き出しスリーブ66によって光ディスクが形成される。
【００７１】
次に前記構成についてその作用を説明する。固定プラテンに固定型51が取り付けられ、可動プラテンに可動型52が取り付けられている状態で、型閉めする。尚、このように型閉した状態で、可動型52の外周リング102が固定型51の外周スタンパー押え73に突き当たる。そして、射出成形機のノズルからスプルー60へ熱可塑性の成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出する。この樹脂は、スプルー60からゲート138を通って製品キャビティ53内に流入する。尚、製品キャビティ53の中央部に開口したゲート138から製品キャビティ53内に樹脂が注入されるとき、この樹脂は、ゲート138すなわち製品キャビティ53の中央部から外周部へと放射状に広り、製品キャビティ53の外周部へは最後に樹脂が到達する。
【００７２】
そして、製品キャビティ53内に樹脂が充填された後、射出成形機側に設けられた図示していない押圧ロッドによってゲートカットスリーブ121の受け部80が固定型51の方へ押されることにより、ゲートカットスリーブ121が固定型51側へ移動し、この固定型51のスプルーブッシュ58の凹部78に嵌合する。これにより、ゲート138においてスプルー60内の樹脂と製品キャビティ53内の樹脂すなわち光ディスクとが切断される。また、固定型51および可動型52の型締力が強められることにより、コアブロック96を含めて可動型52のほぼ全体が固定型51の方へ移動して製品キャビティ53内の樹脂が圧縮される。これにより、スタンパー77の凹凸に応じた記憶情報が光ディスクに確実に転写される。
【００７３】
さらに、製品キャビティ53内の樹脂が冷却して固化することによって光ディスクが成形される。尚、入口側流体通路82,132を介して冷却液がほぼ渦巻き状の流体通路81,131に流入し、そしてキャビティブロック67, コアブロック96と熱交換して該キャビティブロック67, コアブロック96の温度を低下する。さらに冷却液は図示しない出口より排水される。この際、流体通路81,131の断面はほぼ円形になって、流路面積が狭く形成されているので、溝状の従来のような流路面積が広いものに比較して流速が早くなり、熱交換効率を向上することができる。また、コアブロック96側においては、成型品のプリフォームのために成型面96Ａがほぼ全面傾斜しており、これに対応して接合面133Ａ，134Ａも成型面96Ａと平行になるように傾斜することで、接合面133Ａ，134Ａと成型面96Ａとの距離を各部においてそれぞれ等しく形成して、接合面133Ａ，134Ａに形成された流体通路131を通る冷却液による成型品の冷却を均一的なものとして良好な成型を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
以上のように本発明にかかる金型装置及びその製造方法は、固定側金型或いは可動側金型のいずれか一方の金型装置及製造方法であってもよいなど種々の適用できる。さらに、実施例１では軸線Ｚを分割面12に直交したものを示したが、軸線Ｚを分割面12に対して直交状態より例えば１２°等のように傾斜しているようなものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例１示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１を示す要部の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施例１を示す要部の平面図である。
【図４】本発明の実施例１を示す通電接合装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施例２を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例２を示す製品キャビティまわりの断面図である。
【図７】本発明の実施例２を示すキャビティブロック側の流体通路の断面図である。
【図８】本発明の実施例２を示すコアブロック側の流体通路の断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  固定側型体
２  可動側型体
３  製品キャビティ
６  成型面
９  成型面
14,15  接合面
16,17  流体通路
22,23  接合面
24,25  流体通路
【図１】
2005335209.tif 000003
【図２】
2005335209.tif 000004
【図３】
2005335209.tif 000005
【図４】
2005335209.tif 000006
【図５】
2005335209.tif 000007
【図６】
2005335209.tif 000008
【図７】
2005335209.tif 000009
【図８】
2005335209.tif 000010