(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型本体に、多孔質の焼結金属層を設け、この焼結金属層へ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樹脂成形金型において、
前記焼結金属層は、その厚さが前記熱媒体の供給側を小さく、排出側を大きくなるように構成し、金型本体のうちで焼結金属層とキャビティとで挟まれる部位をキャビティ金型部というときに、
このキャビティ金型部は、その厚さが前記熱媒体の供給側を大きく、排出側を小さくなるように構成したことを特徴とする樹脂成形金型。
【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、実開平６−９７４４号公報「金型」が知られている。
上記技術は、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「金型」では、単に、多孔質材の部分域３に給水路４及び排水路５を接続しただけのものなので、給水路４近くの冷却効果が大きく、排水路５近くでは冷却効果が小さいことになり、給水路４と排水路５とで金型に冷却効果のばらつきが発生する。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、金型の強度を維持しつつ熱媒体の流路を形成すると共に、金型本体の温度の均一化を図ることの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、金型本体に、多孔質の焼結金属層を設け、この焼結金属層へ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樹脂成形金型において、焼結金属層をその厚さが熱媒体の供給側を小さく、排出側を大きくなるように構成し、金型本体のうちで焼結金属層とキャビティとで挟まれる部位をキャビティ金型部というときに、このキャビティ金型部をその厚さが熱媒体の供給側を大きく、排出側を小さくなるように構成したことを特徴とする。
【０００６】
焼結金属層をその厚さが熱媒体の供給側を小さく、排出側を大きくなるように構成し、金型本体のうちで焼結金属層とキャビティとで挟まれる部位をキャビティ金型部というときに、このキャビティ金型部をその厚さが熱媒体の供給側を大きく、排出側を小さくなるように形成する。
すなわち、焼結金属層をその厚さが熱媒体の供給側を大きく、排出側を小さくなるように形成し、キャビティ金型部をその厚さが熱媒体の供給側を大きく、排出側を小さくなるように形成することで、金型本体の温度の均一化を図る。
【０００７】
【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。
【０００８】
図２は図１の２−２線断面図であり、可動側金型３０の平面断面を示す。
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に形成した複数個の矩形の流路３３Ａ〜３３Ｆと、これらの流路３３Ａ〜３３Ｆにそれぞれ形成する多孔質の焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆと、これらの焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを一括して覆う蓋部材３５と、流路３３Ａ〜３３Ｆに形成それぞれ形成した供給側としての入水口３６Ａ〜３６Ｆ及び排出側としての排水口３７Ａ〜３７Ｆとからなる。
なお、３８・・・は流路３３Ａ〜３３Ｆを仕切る仕切壁、３９Ａ〜３９Ｆはキャビティ金型部としての流路の底を示す。
【０００９】
なお、図１に示す固定側金型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と略同一の流路、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、可動型金型３０の縦断面を示す。
流路３３Ａは、流路の底３９Ａの入水口３６Ａ側の肉厚を、排水口３７Ａ側よりも厚く設定した流路であって、入水口３６Ａ側から排水口３７Ａ側に向かって流路の底３９Ａの肉厚を漸減させた可変肉厚流路である。
同様に、図２に示す流路３３Ｂ〜３３Ｆは、入水口３６Ｂ〜３６Ｆ側から排水口３７Ｂ〜３７Ｆ側に向かって流路の底３９Ｂ〜３９Ｆの肉厚を漸減させた可変肉厚流路である。
【００１１】
焼結金属層３４Ａ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り、熱媒体は、焼結金属層３４Ａ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る。また、焼結金属３４Ｂ〜３４Ｆは、焼結金属層３４Ａと同様に形成したものである。
蓋部材３５は、焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆ（３４Ａのみ図示）を一括して覆うベース部３５ａと、このベース部３５ａに形成した冷却フィン３５ｂ・・・（１個のみ図示）とからなる部材である。
【００１２】
図４は図１の４−４線断面図であり、可動側金型３０の横断面である。
可動側金型３０は、金型本体３１に、多孔質の焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを設け、これらの焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆへ冷却用媒体又は加熱用媒体としての熱媒体（不図示）を流通させる樹脂成形金型において、焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆをその厚さが熱媒体の供給側（図２に示す入水口３６Ａ〜３６Ｆ側）を小さく、排出側（図２に示す排水口３７Ａ〜３７Ｆ側）を大きくなるように構成し、金型本体３１のうちで焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆとキャビティ５０とで挟まれる部位をキャビティ金型部（流路の底３９Ａ〜３９Ｆ）というときに、これらの流路の底３９Ａ〜３９Ｆをその厚さが熱媒体の入水口３６Ａ〜３６Ｆ側を大きく、排水口３７Ａ〜３７Ｆ側を小さくなるように構成したものである。
【００１３】
すなわち、焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを、その厚さが熱媒体の入水口３６Ａ〜３６Ｆ（図２参照）側を大きく、排水口３７Ａ〜３７Ｆ（図２参照）側を小さくなるように形成すると共に、流路の底３９Ａ〜３９Ｆを、その厚さが熱媒体の入水口３６Ａ〜３６Ｆ側を大きく、排水口３７Ａ〜３７Ｆ側を小さくなるように形成することで、金型本体３１の温度の均一化を図る。
この結果、金型本体３１の温度の均一化を図ることができ、樹脂成形品Ｗ（図１参照）の品質の向上を図ることができる。
【００１４】
また、仕切壁３８・・・の先端にベース部３５ａを当てることで仕切壁３８・・・と共にキャビティ５０の強度を高めることができる。
さらに、冷却フィン３５ｂ・・・を、仕切壁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ができる。すなわち、仕切壁３８・・・は、補強部材であると共に熱伝導部材でもある。そこで、仕切壁３８・・・と冷却フィン３５ｂ・・・を一直線上に並べれば、熱の流れが円滑となり、金型本体３１の放熱機能を格段に高めることができる。
【００１５】
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５（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４参照）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及び流路３３Ａ〜３３Ｆ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・・・を流路３３Ａ〜３３Ｆに充填する。
（ｃ）において、流路３３Ａ〜３３Ｆ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。
【００１６】
（ｄ）において、蓋部材３５で焼結金属層３４Ａ〜３４Ｆを一括して覆い、ボルト締め又は熱溶着を行ない、流路３３Ａ〜３３Ｆを密封する。その後、成形凸部３２面の仕上を行なう。例えば、成形凸部３２面と流路３３Ａの底３９Ａ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。なお、成形凸部３２面と他の流路３３Ｂ〜３３Ｆの底３９Ｂ〜３９Ｆ（図４参照）面との厚さについても同様である。
【００１７】
図６（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に流路１０３を形成し、これらの流路１０３に焼結金属層１０４を形成し、金型本体１０１の一方に入水口１０６を形成し、金型本体１０１の他方に排水口１０７を形成したものである。
入水口１０６Ａから矢印▲１▼の如く熱媒体（不図示）を流路１０３に供給すると、金型本体１０１の一方側では加熱又は冷却の効果が大きく、他方側では加熱又は冷却の効果が小さくなるので、金型本体１０１に温度差が生ずる。
【００１８】
（ｂ）において、可動側金型３０は、焼結金属層３４Ａを、その厚さが熱媒体の入水口３６Ａ側を大きく、排水口３７Ａ側を小さくなるように形成すると共に、流路の底３９Ａを、その厚さが熱媒体の入水口３６Ａ側を大きく、排水口３７Ａ側を小さくなるように形成した。従って、以下の通りの作用をなす。
【００１９】
ここで、流路３３Ａにおいて、流路の底３９Ａの入水口３６Ａ側の肉厚をｔ１、排水口３７Ａの肉厚をｔ２とするときに、肉厚ｔ１を肉厚ｔ２よりも厚く設定する（ｔ１＞ｔ２）。
例えば、金型本体３１を冷却する場合を考えると、入水口側３６Ａで熱媒体（不図示）の温度が上昇しても、入水口３６Ａの肉厚ｔ１を排水口３７Ａの肉厚ｔ２よりも厚く設定することで、入水口３６Ａではキャビティ５０（図３参照）の冷却に時間がかかり、排水口３７Ａ側はキャビティ５０の冷却に時間がかからないので入水口３６Ａと排水口側３７Ａと均等に冷却することができる。また、金型本体３１を加熱する場合を考えると、上記同様の理由で、入水口３６Ａと排水口側３７Ａと均等に加熱することができる。
この結果、金型本体３１の温度の均一化を図ることができ、樹脂成形品Ｗ（図１参照）の品質の向上を図ることができる。
【００２０】
図７は本発明に係る第２実施の形態の樹脂成形金型の平面断面図であり、樹脂成形金型としての可動側金型６０の平面断面を示す。
可動側金型６０は、金型本体６１に、多孔質の焼結金属層６４Ａ〜６４Ｆを設け、これらの焼結金属層６４Ａ〜６４Ｆへ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樹脂成形金型において、焼結金属層６４Ａ〜６４Ｆを互いに独立させることで複数個の流路６３Ａ〜６３Ｆを金型本体６１に形成したものであり、流路６３Ａ〜６３Ｆは、流路６３Ａの底６９Ａの肉厚が入水口６６Ａに対して排水口６７Ａを薄くする可変肉厚流路であって、流路６３Ａの幅が入水口６６Ａに対して排水口６７Ａを幅広としたテーパ流路である。
なお、６２は金型本体６１に形成した成形凸部、６９Ｂ〜６９Ｆは流路の底を示す。
【００２１】
図８は図７の８−８線矢視図であり、流路６３Ａの断面を示す。
流路６３Ａにおいて、流路の底６９Ａの入水口６６Ａ側の肉厚をｔ３、排水口６７Ａの肉厚をｔ４とするときに、肉厚ｔ３を肉厚ｔ４よりも厚く設定するものであって（ｔ３＞ｔ４）、入水口６６Ａを金型本体６１の一方６１ａ側に設定し、排水口６７Ａを金型本体６１の他方６１ｂ側に設定するものである。
なお、図７に示す流路６３Ｂ〜６３Ｆは、流路６３Ａと略同一の可変肉厚流路であって、入水口６６Ｂ〜６６Ｆを金型本体６１の一方６１ａ側に設定し、排水口６７Ｂ〜６７Ｆを金型本体６１の他方６１ｂ側に設定するものである。
【００２２】
すなわち、可動側金型６０は、流路６３Ａ〜６３Ｆを可変肉厚流路、且つテーパ流路に形成したので、金型本体の温度の均一化を図れる効果がさらに大きなものとなる。
この結果、樹脂成形品の品質の向上をさらに推進めることができる。
【００２３】
尚、第２の実施の形態図では図７及び図８に示したように、流路６３Ａ〜６３Ｆは入水口６６Ａ〜６６Ｆから排水口底６７Ａ〜６７Ｆに向かって幅広のテーパ流路として説明したが、これに限るものではなく、図２に示す矩形の流路３３Ａ〜３３Ｆとの組合せは任意であり、テーパ流路と矩形の流路とを組合せたものであってもよい。また、樹脂成形金型は、実施例では蓋部材を用いて焼結金属層を密封する型で説明したが、金型本体のキャビティに、金属、合成樹脂又はセラミックなどの表面被膜を形成した型（特開平７−２８５１６９号公報、図１参照）であってもよいことは言うまでもない。
【００２４】
【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、焼結金属層をその厚さが熱媒体の供給側を小さく、排出側を大きくなるように構成し、金型本体のうちで焼結金属層とキャビティとで挟まれる部位をキャビティ金型部というときに、このキャビティ金型部をその厚さが熱媒体の供給側を大きく、排出側を小さくなるように形成したので、金型本体の温度の均一化を図ることができる。
この結果、樹脂成形品の品質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１の４−４線断面図
【図５】本発明に係る樹脂成形金型の第１作用説明図
【図６】本発明に係る樹脂成形金型の第２作用説明図
【図７】本発明に係る第２実施の形態の樹脂成形金型の平面断面図
【図８】図７の８−８線矢視図
【符号の説明】
３０，６０…樹脂成形金型（可動側金型）、３１…金型本体、３３Ａ〜３３Ｆ…流路、３４Ａ〜３４Ｆ…焼結金属層、３６Ａ〜３６Ｆ…供給側（入水口）、３７Ａ〜３７Ｆ…排出側（排水口）、３９Ａ〜３９Ｆ…キャビティ金型部（流路の底）、５０…キャビティ。
【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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