(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部の底がキャビティに近づくように凹部を金型本体に開け、この金型本体の凹部に焼結金属層を形成し、前記凹部を蓋部材で塞ぎ、前記焼結金属層に冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体を流通させることで、金型本体を強制冷却又は強制加熱することのできる樹脂成形金型であって、
前記凹部の底に、前記熱媒体を流通させる細幅溝を形成し、少なくともこの細幅溝に接する部分に細幅溝の溝幅よりも大径の金属粒を配置することを特徴とする樹脂成形金型。
【請求項２】
前記細幅溝の断面を、円弧断面としたことを特徴とする請求項１記載の樹脂成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は樹脂成形金型の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂成形金型として、例えば▲１▼特開平７−２８５１６９号公報「樹脂成形用金型」や▲２▼実開平６−９７４４号公報「金型」が知られている。
上記▲１▼は、同公報の図１によれば、金型本体１４（符号は公報に記載の符号を流用）を加熱又は冷却のために多孔質焼結金属で形成し、金型本体１４のキャビティに金属、合成樹脂又はセラッミクなどの表面被膜１２を形成し、金型本体１４をバックプレート１６Ｒで覆い、このバックプレート１６Ｒに温調流体供給管２２Ｒ及び温調流体排出管２４Ｒを接続したものである。
上記▲２▼は、同公報の図１によれば、金型１のキャビティ２表面近傍に冷却のために多孔質材の部分域３を形成し、この部分域３にメッキ等の表層７を形成し、この表層７の反対から部分域３に給水路４及び排水路５を接続したものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記▲１▼の樹脂成形用金型では、温調流体供給管２２Ｒから多孔質焼結金属で形成した金型本体１４に加熱媒体又は冷却媒体を流すときに、金型本体１４には特に加熱媒体又は冷却媒体を温調流体供給管２２Ｒから温調流体排出管２４Ｒに流すだけのものなので、加熱媒体又は冷却媒体を金型本体１４の表層に流すことが困難である。この結果、金型本体１４に温度むらが発生することがある。
上記▲２▼の金型では、多孔質材の部分域３に表層７をメッキで形成したので、部分域３に流す冷却水が直接、表層７に触れることができず、冷却効率の悪化を招くことがある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、キャビティに近い部分に熱媒体を積極的に流通させることができ、金型の加熱・冷却サイクルの短縮を図ることができる樹脂成形金型を提供することにある。
【０００５】
【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、凹部の底がキャビティに近づくように凹部を金型本体に開け、この金型本体の凹部に焼結金属層を形成し、凹部を蓋部材で塞ぎ、焼結金属層に冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体を流通させることで、金型本体を強制冷却又は強制加熱することのできる樹脂成形金型であって、凹部の底に、熱媒体を流通させる細幅溝を形成し、少なくともこの細幅溝に接する部分に細幅溝の溝幅よりも大径の金属粒を配置することを特徴とする。
【０００６】
凹部の底がキャビティに近づくように凹部を金型本体に開け、この金型本体の凹部に焼結金属層を形成し、凹部を蓋部材で塞ぎ、焼結金属層に冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体を流通させることで、金型本体を強制冷却又は強制加熱する。このときに、凹部の底に、熱媒体を流通させる細幅溝を形成し、少なくとも細幅溝に接する部分に細幅溝の溝幅よりも大径の金属粒を配置する。
すなわち、凹部の底に、熱媒体を流通させる細幅溝を形成し、この細幅溝に接する部分に細幅溝の溝幅よりも大径の金属粒を配置することで、キャビティに近い部分に熱媒体を流通させる共に、熱媒体を流す隙間を確保して凹部の底に熱媒体を積極的に流すようにする。
【０００７】
請求項２は、細幅溝の断面を円弧断面としたことを特徴とする。
細幅溝の断面を円弧断面として、キャビティから焼結金属層に加わる成形圧の分散化を図る。
【０００８】
【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は本発明に係る樹脂成形金型の斜視図である。
樹脂金型装置２０は、樹脂成形金型としての可動側金型３０と樹脂成形金型としての固定側金型４０とから構成するものであって、可動側金型３０に成形凸部３２を形成し、固定側金型４０に成形凹部４２を形成し、これらの成形凹部４２及び成形凸部３２を合せることで樹脂成形品Ｗを成形するためのキャビティ５０を形成するものである。
【０００９】
図２は図１の２−２線断面図であり、可動側金型３０の縦断面を示す。
可動側金型３０は、金型本体３１に形成した成形凸部３２と、金型本体３１に形成した凹部３３と、この凹部３３に形成する多孔質の焼結金属層３４と、これらの焼結金属層３４及び凹部３３を一括して覆う蓋部材３５と、金型本体３１に形成した複数の入口としての入水口３６・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ）及び出口としての排水口３７・・・とからなる。なお、本図では、入水口３６・・・及び排水口３７・・・は一個のみを示す。
固定側金型４０は、金型本体４１に成形凹部４２を備え、金型本体４１に可動側金型３０と略同一の凹部、焼結金属層、蓋部材、入水口及び排水口を備えるものであり、詳細な説明は省略する。
【００１０】
図３は図１の３−３線断面図であり、可動側金型３０の横断面を示す。
凹部３３は、底３３ｈがキャビティ５０に近づくように金型本体３１に開けたものであり、キャビティ５０の強度を補間するための第１のリブ３８・・・を備えたものである。
底３３ｈは、熱媒体（不図示）を流通させる細幅溝５１・・・を形成しＴものである。
焼結金属層３４は、熱媒体（不図示）としての冷却用媒体又は加熱用媒体を流通させるための部材であって、底３３ｈに形成した細幅溝５１・・・に接する部分に細幅溝５１・・・の溝幅よりも大径の金属粒５３を配置した金属層である。
熱媒体（不図示）は、焼結金属層３４を流通させることで可動側金型３０を強制冷却又は強制加熱を図るための媒体であって、
【００１１】
蓋部材３５は、焼結金属層３４及び凹部３３を一括して覆うベース部３５ａと、このベース部３５ａに形成する第２のリブ３９・・・とからなる部材であり、第１のリブ３８・・・の先端にベース部３５ａを当てることで第１のリブ３８・・・と共にキャビティ５０の強度を補間する部材である。
第２のリブ３９・・・は、第１のリブ３８・・・の軸線Ｃ・・・上に配置することで、可動側金型３０の放熱効果の促進を図ることを狙ったものである。
【００１２】
図４は図３の４部拡大図であり、底３３ｈに形成した細幅溝５１・・・に接する部分に細幅溝５１・・・の溝幅よりも大径の金属粒５３を配置することで、これらの細幅溝５１・・・にも熱媒体（不図示）を流通させ、熱媒体を流す隙間を確保して底３３ｈに熱媒体を積極的に流す構造にしたことを示す。この結果、キャビティ５０に近い部位の金型本体３１に、直接、熱媒体を流すことができるので、加熱又は冷却時間の短縮を図ることができる。
また、細幅溝５１・・・の断面を、一例として円弧断面としたものである。従って、キャビティ５０から焼結金属層３４に加わる成形圧の分散化を図ることができる。
【００１３】
図５は図１の５−５線断面図であり、可動側金型３０は、凹部３３の底３３ｈがキャビティ５０（図３参照）に近づくように凹部３３を金型本体３１に開け、この金型本体３１の凹部３３に焼結金属層３４を形成し、凹部３３を蓋部材３５で塞ぎ、焼結金属層３４に冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体を流通させることで、金型本体３１を強制冷却又は強制加熱することのできる樹脂成形金型であって、凹部３３の底３３ｈに、熱媒体（不図示）を流通させる細幅溝５１・・・を形成し、少なくとも細幅溝５１・・・に接する部分に細幅溝５１・・・の溝幅よりも大径の金属粒５３を配置する構造にしたことを示す。
【００１４】
すなわち、可動側金型３０は、凹部３３の底３３ｈに、熱媒体を流通させる細幅溝５１を形成し、この細幅溝５１に接する部分に細幅溝５１の溝幅よりも大径の金属粒５３を配置することで、キャビティ５０に近い部分に熱媒体を流通させる共に、熱媒体を流す隙間を確保して凹部３３の底３３ｈに熱媒体を積極的に流すことができる。この結果、可動側金型３０の加熱・冷却サイクルの短縮を図ることができ、成形コストの削減を図ることができる。
【００１５】
言い換えれば、可動側金型３０は、第１のリブ３８・・・を残すようなかたちで、金型本体３１に凹部３３を形成したものであり、結果として、凹部３３は複数の流路３３Ａ〜３３Ｆ（ここでは、凹部３３を流路３３Ａ〜３３Ｆと呼ぶことにする）を形成したかたちになり、それぞれの流路３３Ａ〜３３Ｆに焼結金属層３４を設け、それぞれの流路３３Ａ〜３３Ｆに入水口３６・・・及び排水口３７・・・を設けたものとも言える。
従って、凹部３３をそれぞれの流路３３Ａ〜３３Ｆに仕切ることで、熱媒体（不図示）を均一に流すことができるので、金型温度のばらつきの低減を図ることができる。
【００１６】
以上に述べた可動側金型３０（樹脂成形金型）の作用を次に説明する。
図６（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る樹脂成形金型の第１作用説明図であり、可動側金型３０（図３参照）の製作手順の一例を示す。
（ａ）において、金属ブロック５２に成形凸部３２及び凹部３３を形成し、金型本体３１を製作する。
（ｂ）において、鉄系金属、アルミニウム系金属若しくはステンレス鋼の金属粒５３・・・を凹部３３に充填する。
（ｃ）において、凹部３３に金属粒５３・・・を充填済みの金型本体３１を焼結炉５４に入れ、金属粒５３・・・同士を焼結させ、焼結金属層３４を形成する。
【００１７】
（ｄ）において、蓋部材３５で焼結金属層３４及び凹部３３を一括して覆い、ボルト締め又は熱溶着を行ない、凹部３３を密封する。その後、成形凸部３２面の仕上を行ない、成形凸部３２面と凹部３３の底３３ｈ面との厚さをｔとするときに、厚さｔを２ｍｍから５ｍｍの範囲に設定する。ここで、厚さｔが２ｍｍ以下では成形凸部３２の強度が不足する。また、５ｍｍ以上では冷却効率又は熱効率の悪化を招く。
【００１８】
図７（ａ），（ｂ）は本発明に係る樹脂成形金型の第２作用説明図であり、（ａ）は比較例を示し、（ｂ）は実施例を示す。
（ａ）において、樹脂成形金型としての可動側金型１００は、金型本体１０１に成形凸部１０２を形成し、金型本体１０１に凹部１０３を形成し、この凹部３３に焼結金属層１０４を形成し、金型本体１０１に複数の入水口１０６・・・及び排水口１０７・・・を形成したものであって、入水口１０６から熱媒体（不図示）を凹部１０３に矢印▲１▼，▲１▼の如く供給すると、凹部１０３の表面に熱媒体を集中させて流すことはできないと考えられる。
【００１９】
（ｂ）において、可動側金型３０は、凹部３３の底３３ｈに複数の細幅溝５１・・・を形成したので、入水口３６から熱媒体（不図示）を供給するときに、凹部３３の底３３ｈに矢印▲２▼，▲２▼の如く熱媒体を集中させて流すことができるので、金型温度を迅速に制御することができる。
【００２０】
図８は本発明に係る樹脂成形金型の第３作用説明図であり、可動側金型３０は、凹部３３の底３３ｈに、焼結金属層３４を構成する金属粒５３の外径よりも狭幅であって円弧断面の細幅溝５１・・・を形成したものである。従って、キャビティ５０から焼結金属層３４に加わる成形圧を矢印▲４▼・・・の如く分散化を図ることができる。この結果、実質的に金型本体３１の剛性の向上を図ることができる。
【００２１】
図９は本発明に係る樹脂成形金型の別実施例の細幅溝の拡大図であり、細幅溝５６・・・の断面を、矩形断面としたものであって、底３３ｈに形成した細幅溝５６・・・に接する部分に細幅溝５６・・・の溝幅よりも大径の金属粒５３を配置することで、これらの細幅溝５６・・・にも熱媒体（不図示）を流通させ、底３３ｈに熱媒体を積極的に流す構造にしたことを示す。
【００２２】
図１０は本発明に係る第２実施の形態の樹脂成形金型の部分断面図であり、樹脂成形金型としての可動側金型６０の部分断面を示す。なお、可動側金型３０と同一部品は同一符号を用い詳細な説明を省略する。
３１は金型本体、３２は成形凸部、３３は凹部、３３ｈは凹部３３の底、５１・・・は細幅溝、６４は凹部に形成する焼結金属層であり、可動側金型６０は、焼結金属層６４を多層構造とし、細幅溝５１・・・に臨む第１層６４Ａを構成する金属粒６３の外径を細幅溝５１・・・を超えるようにし、その他の層６４Ｂ，６４Ｃを構成する金属粒６３Ｂ，６３Ｃの外径を任意の外径にしたものである。
【００２３】
例えば、第２層６４Ｂの金属粒６３Ｂの外径をより大きなものを使用することで、焼結金属層６４全体に流せる熱媒体（不図示）の量を増やすことができ、迅速に金型温度を調整することができる。
また、第２層６４Ｂの金属粒６３Ｂの外径をより小さなものを使用することで、凹部３３の底３３ｈに熱媒体（不図示）を集中させて、迅速に金型温度を調整することができる。
さらに、その他の層６４Ｂ，６４Ｃを構成する金属粒６３Ｂ，６３Ｃの大きさを任意なものを使用できるので、焼結金属層６４を安価に製作できる。この結果、可動側金型６０のコストの低減を図ることができる。
【００２４】
尚、第２の実施の形態では図９に示すように、焼結金属層６４を第１層６４Ａ及びその他の層６４Ｂ，６４Ｃの３層構造としたが、これに限るものではなく、２層以上であればよい。また、その他の層の金属粒の粒径を大小混ぜたものを使用したものであってもよい。この場合、任意の大きさの金属粒を混ぜることで、金型強度の向上を図ることができる。
【００２５】
【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は、凹部の底に、熱媒体を流通させる細幅溝を形成し、少なくともこの細幅溝に接する部分に細幅溝の溝幅よりも大径の金属粒を配置したので、キャビティに近い部分に熱媒体を流通させることができる共に、熱媒体を流す隙間を確保して熱媒体を凹部の底に積極的に流すことができる。この結果、金型の加熱・冷却サイクルの短縮を図ることができ、成形コストの削減を図ることができる。
【００２６】
請求項２は、細幅溝の断面を円弧断面としたので、キャビティから焼結金属層に加わる成形圧の分散化を図ることができる。この結果、実質的に金型本体の剛性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂成形金型の斜視図
【図２】図１の２−２線断面図
【図３】図１の３−３線断面図
【図４】図３の４部拡大図
【図５】図１の５−５線断面図
【図６】本発明に係る樹脂成形金型の第１作用説明図
【図７】本発明に係る樹脂成形金型の第２作用説明図
【図８】本発明に係る樹脂成形金型の第３作用説明図
【図９】本発明に係る樹脂成形金型の別実施例の細幅溝の拡大図
【図１０】本発明に係る第２実施の形態の樹脂成形金型の部分断面図
【符号の説明】
３０，６０…樹脂成形金型（可動側金型）、３１…金型本体、３３…凹部、３３ｈ…底、３４，６４…焼結金属層、５０…キャビティ、５１，５６…細幅溝、５３…金属粒、６４Ａ…第１層、６４Ｂ，６４Ｃ…その他の層。
【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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