金型
【課題】様々な形状の通水路を備えた金型を簡単に製作できるようにする。
【解決手段】金型１は、型面を備えた基体２と、基体２に嵌め合わされて基体２との間に通水路Ｔを形成する入子３と、入子３に接合されて積層された供給板４，５とを備えている。基体２の嵌合穴２３と入子３の本体３２とが内面と外面とを密着させることで、嵌合穴２３の溝２４と入子３の溝３２ａとで冷却水の通水路Ｔが形成されている。供給板４，５は、通水路Ｔを流通する流通媒体を通水路Ｔに供給する供給路Ｋを備えている。供給板５が備える供給路Ｋは、入子３側に位置する供給板４が備えた連通路Ｒを通して通水路Ｔに連通している。
【解決手段】金型１は、型面を備えた基体２と、基体２に嵌め合わされて基体２との間に通水路Ｔを形成する入子３と、入子３に接合されて積層された供給板４，５とを備えている。基体２の嵌合穴２３と入子３の本体３２とが内面と外面とを密着させることで、嵌合穴２３の溝２４と入子３の溝３２ａとで冷却水の通水路Ｔが形成されている。供給板４，５は、通水路Ｔを流通する流通媒体を通水路Ｔに供給する供給路Ｋを備えている。供給板５が備える供給路Ｋは、入子３側に位置する供給板４が備えた連通路Ｒを通して通水路Ｔに連通している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いた成形では、金型の冷却穴に冷却水を流通させて金型を冷却し、焼き付きの防止が図られている。特許文献１の金型は、型面を備えた基体に入子を嵌め合わせて構成され、基体と入子との隙間に形成された媒体通路に媒体を流通させて、基体を通して成形品を冷却又は加熱する。
【０００３】
特許文献２では、射出成形金型を構成する各分割型が、型面を有した第１の型部品と、第１の型部品の背面に嵌合体を挟んで配置された第２の型部品とを備えている。第１の型部品の第２の型部品との合せ面側には、型面の凹凸形状に沿って変化する流路用溝が形成されており、流路用溝と嵌合体との間に熱媒体流路が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７７０号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記各特許文献に記載の金型では、第１の型部品の背面に形成した溝で熱媒体流路を形成することで、型面の凹凸形状に応じて複数の熱媒体流路を設けることができる。しかしながら、製品形状に応じて熱媒体流路の配置を変える場合に、熱媒体流路に対する熱媒体の供給路も組み変えて配置する必要があり、金型の製作に手間がかかった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明の金型は、型面を備えた基体と、該基体に嵌め合わされて前記基体との間に送水路を形成する入子と、前記送水路を流通する流通媒体を前記送水路に供給する供給路を備えて前記入子と一体化された供給板とを備えていることを特徴とする。
また、本発明は、互いに積層された複数枚の前記供給板を備え、各前記供給板が備える供給路は、前記入子側に位置する前記供給板が備えた連通路を通して前記送水路に連通していることを特徴とする。
また、本発明は、複数の前記入子同士が接合されて前記基体に嵌め合わされていることを特徴とする。
また、本発明は、前記基体は熱間工具鋼で形成され、前記入子は高速度鋼で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、成形品の冷却又は加熱に適した様々な形状の通水路に対する媒体の供給路を、供給板を組み変えることで簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の金型の一部を示す図であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は正面図，（ｃ）は側面図である。
【図２】金型が備える基体を示す図であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は正面図，（ｃ）は側面図である。
【図３】金型が備える入子を示す図であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は側面図，（ｃ）は正面図である。
【図４】金型の基体と入子との間に形成された流通媒体の流路を示す図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図，（ｂ）は前側の供給路までの流路に沿ったＢ−Ｂ線での断面図である。
【図５】金型が備える供給板を示す図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は平面図，（ｃ）は側面図である。
【図６】金型が備える供給板を示す図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は平面図，（ｃ）は側面図である。
【図７】通水路内にパイプが配置される金型の断面図である。
【図８】供給路内にパイプが配置される供給板の断面図である。
【図９】供給路内にパイプが配置される供給板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の金型１の一部を示す図である。図２は、金型１が備える基体２を示す図である。図３は、金型１が備える入子３を示す図である。なお、以下の説明で用いる上下，前後，左右の各方向は説明に用いる各図に示している。この上下，前後，左右は説明のために記載したもので、実際の配置と異なってよいことはもちろんである。
【００１１】
図１に示すように、金型１は、型面を備えた基体２に、入子３を嵌め合わせて互いを接合，溶接，又は接着等し、複数枚（図では２枚）の供給板４，５を互いに積層して入子３に接合，又は接着等することで一体化して構成されている。
【００１２】
図２に示すように、基体２は、金型１を用いた成形時に十分な強度を保てるように熱間強度が高い熱間工具鋼（例えばＳＫＤ６１（ＪＩＳ規格に準拠））から形成されている。基体２は、図１に示すように、左右方向に延びた四角ブロック状の本体２１ａの型面に膨出部２１ｂを設けた外形を有している。膨出部２１ｂは、本体２１ａの上面の前後方向の中央部を上方に向けて四角棒状に膨出させた外形を有しており、左右方向に延びている。
【００１３】
本体２１ａの上面には、突出部２２Ａ，２２Ｂが備えられている。突出部２２Ａは、前後の幅を上端にかけて徐々に縮幅させた台形の平板状の外形を有している。突出部２２Ｂは、突出部２２Ａと同様の外形を有した突部２２Ｂ１，２２Ｂ２を向き合わせて左右に並べて配置し、突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の下端部同士を連結した外形を有している。
【００１４】
本体２１ａの下面には、入子３が嵌合する嵌合穴２３が開口している。嵌合穴２３は、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の形成位置における本体２１ａの下面から突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の上端部にかけてそれぞれ延びている。
【００１５】
嵌合穴２３は、本体２１ａの下面から上方に向けて四角ブロック状に延びた被嵌合部２３ａと、被嵌合部２３ａから突出部２２Ａ又は突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の上端部まで被嵌合部２３ａの前後及び左右の幅を縮幅させて平板状に延びた流路形成部２３ｂとを備えている。流路形成部２３ｂは、本体２１ａの上端部まで矩形の平板状を呈して上方に延びた後、前後の幅を徐々に縮幅させる台形の平板状を呈して突出部２２Ａの上端部にまで延びている。
【００１６】
嵌合穴２３の流路形成部２３ｂには、前側面から上面を通って後側面にまで延びた溝２４が設けられている。溝２４は、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有しており、前後の側面に延びた下端部が、被嵌合部２３ａに連通している。
【００１７】
図３に示すように、入子３は、四角ブロック状の嵌合部３１と、嵌合部３１の上端部から平板状を呈して上方に延びた本体３２とを備えている。本体３２は、下端から上方に向けて矩形の平板状を呈して延びた後、前後の幅を徐々に縮幅させて台形の平板状を呈して上端まで延びている。入子３は、金型１を用いた成形時に十分な強度を保ち撓み難いように、熱間強度及び軟化抵抗が高い高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス）で形成されている。
【００１８】
本体３２には、前側面から上面を通って後側面にまで延びた溝３２ａが設けられている。溝３２ａは、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有しており、前後の側面に延びた下端部が、嵌合部３１に形成された貫通孔３１ａに連通している。貫通孔３１ａは、嵌合部３１の前後の端部に設けられており、円形の開口形状を有して嵌合部３１を上下に貫通している。
【００１９】
図１に示すように、入子３は、基体２の嵌合穴２３内にその上端側から挿入されて、嵌合穴２３に嵌め合わされている。入子３は、嵌合部３１を嵌合穴２３の被嵌合部２３ａに嵌め合わされて本体３２の外面を流路形成部２３ｂの内面に密着させ、嵌合部３１の外周縁を被嵌合部２３ａの内周縁に例えば接合又は接着等することで、着脱できるように基体２と一体化されている。
【００２０】
図４は、金型の基体と入子との間に形成された流通媒体の流路を示す図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図，（ｂ）は前側の供給路までの流路に沿ったＢ−Ｂ線での断面図である。
【００２１】
図４に示すように、嵌合穴２３の流路形成部２３ｂと入子３の本体３２とが内面と外面とを密着させることで、流路形成部２３ｂの溝２４と入子３の溝３２ａとで冷却水の通水路Ｔが形成されている。この通水路Ｔは、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の内部では突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の前後の側面及び上面との間の間隔を均一に保ち、入子３の本体３２の前側面から上面を通って後側面にまで延びている。
【００２２】
図５，６に示すように、供給板４，５は、基体２が備える本体２１ａと同じ前後の幅を有して左右に延びた矩形の平板体から形成されている。図５に示すように、供給板４は、平板４Ａ，４Ｂを上下に積層して互いを接合，溶接，又は接着等して一体化することで構成されている。平板４Ａの下面，平板４Ｂの上面には、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有した溝４Ａ１，４Ｂ１が設けられている。溝４Ａ１，４Ｂ１は、平板４Ａ，４Ｂの前後の端部の互いに対向する位置に延びており、互いが組み合わされることで供給路Ｋを構成している。
【００２３】
平板４Ａが備える溝４Ａ１には、供給路Ｋと同じ断面形状を有して平板４Ａを上面にまで貫通した連通孔４Ａ２が形成されている。連通孔４Ａ２は、入子３が嵌合部３１に備える貫通孔３１ａに接続されて、嵌合部３１の貫通孔３１ａに供給路Ｋを連通させる。
【００２４】
また、平板４Ａ，４Ｂの互いに対向する位置には、供給路Ｋと同じ断面形状を有して上下に延びた連絡孔４Ａ３，４Ｂ３が形成されている。連絡孔４Ａ３，４Ｂ３は、平板４Ａ，４Ｂを上下方向に貫通しており、互いが組み合わされることで供給板４を上下に貫通する連絡路Ｒを構成している。連絡路Ｒは、入子３が嵌合部３１に備える貫通孔３１ａに接続されて、供給板４の下端側と貫通孔３１ａとを連通させる。
【００２５】
図６に示すように、供給板５は、平板５Ａ，５Ｂを上下に積層して互いを接合，溶接，又は接着等して一体化することで構成されている。平板５Ａの下面，平板５Ｂの上面には、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有した溝５Ａ１，５Ｂ１が設けられている。溝５Ａ１，５Ｂ１は、平板５Ａ，５Ｂの前後の端部の互いに対向する位置に延びており、互いが組み合わされることで供給路Ｋを構成している。
【００２６】
平板５Ａが備える溝５Ａ１の一端部には、供給路Ｋと同じ断面形状を有して平板５Ａを上面にまで貫通した連通孔５Ａ２が形成されている。連通孔５Ａ２は、供給板４の連絡路Ｒに接続されて、連絡路Ｒを介して嵌合部３１の貫通孔３１ａと連通する。
【００２７】
図１に示すように、供給板４，５は、供給板４を上側にして重ね合わされて、例えば接合又は接着等することで、着脱できるように互いが一体化されている。また、供給板４は、上面を例えば接合又は接着等することで、着脱できるように入子３と一体化されている。図４に示すように、供給板４の供給路Ｋは、入子３が嵌合部３１に備える貫通孔３１ａに連通孔４Ａ２を介して接続され、貫通孔３１ａと連通している。供給板５の供給路Ｋは、連通孔５Ａ２を介して供給板４の連絡路Ｒに接続され、入子３が嵌合部３１に備える貫通孔３１ａに連通している。
【００２８】
基体２の溝２４と入子３の溝３２ａとで形成された通水路Ｔには、供給板４，５の前側の供給路Ｋから流通媒体が供給される。供給板４の供給路Ｋからは、連通孔４Ａ２及び嵌合部３１の貫通孔３１ａを介して通水路Ｔに流通媒体が供給される。供給板５の供給路Ｋからは、連通孔５Ａ２を介して供給板４の連絡路Ｒを通った流通媒体が、供給板４の連通孔４Ａ２及び嵌合部３１の貫通孔３１ａを介して通水路Ｔに供給される。
【００２９】
このようにして通水路Ｔに供給された流通媒体は、流路形成部２３ｂの溝２４と入子３の溝３２ａとの間を、入子３の本体３２の前側面から上面を通って後側面にかけて流通した後、供給板４，５の後側の供給路Ｋを通して金型１から排出される。供給板４の供給路Ｋへは、嵌合部３１の貫通孔３１ａから連通孔４Ａ２を通して流通媒体が流入される。供給板５の供給路Ｋへは、嵌合部３１の貫通孔３１ａを介して供給板４の連絡路Ｒを通った流通媒体が、連通孔５Ａ２を介して流入される。
【００３０】
金型１は、基体２の型面と相手側の金型（不図示）の型面とでキャビティを形成し、キャビティ内に流れ込んだ溶湯が型面に沿った外形に成形される。金型１での成形時には、キャビティ内で金型１の周囲に溶湯が流れ込んで基体２が加熱されるが、流通媒体として通水路Ｔ内を流れる冷却水で基体２の全体が均一に冷却される。通水路Ｔ内での冷却水の流量は、基体２の表面温度が４５０℃以下に維持されるよう調整される。
【００３１】
本実施形態によれば、基体２に嵌め合わされた入子３と基体２との間に形成された間隙で通水路Ｔを形成することから、基体２と入子３との嵌合面の面形状を定めることで、成形品の冷却又は加熱に適した様々な形状の通水路Ｔを、金型１を用いた成形条件に応じて形成することができる。しかも、通水路Ｔに流通媒体を供給する供給路Ｋを供給板４，５に設け、入子３側に位置した供給板４の連絡路Ｒを通して供給板５の供給路Ｋを通水路Ｔに連通させることから、通水路Ｔの配置に応じて積層する供給板４，５を組み変えることで、通水路Ｔに対する流通媒体の供給路を形成することができる。従って、成形品の冷却又は加熱に適した様々な形状の通水路Ｔに対する流通媒体の供給路Ｋを、供給板を組み変えることで簡単に構成することができる。
【００３２】
また、加熱や冷却等の目的に応じた供給路Ｋを供給板４，５毎に形成することで、成形条件に応じたきめ細かな冷却及び加熱を行うことが可能となる。
【００３３】
例えば、上記実施形態では、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１と入子３との間に形成された２本の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを供給板４が備えていたが、突出部２２Ａと入子３との間の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを供給板４が備え、突部２２Ｂ１と入子３との間の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを、別途備えた供給板に設ける構成としてもよい。また、加熱用の通水路Ｔと冷却用の通水路Ｔとを各入子３と基体２との間に設ける場合には、供給板４，５が備える供給路Ｋを冷却用の通水路Ｔに接続して、加熱用の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを、別途備えた供給板に設ける構成としてもよい。
【００３４】
これらの場合、別途備えた供給板は、供給板４の上側、供給板４と供給板５との間、又は供給板５の下側に配置して、供給板４，５と積層することができる。別途備えた供給板の供給路Ｋは、入子３側に配置された供給板が備える連絡路Ｒを通して、入子３が備える貫通孔３１ａに連通される。また、各入子３と基体２との間に設けられた加熱用の通水路Ｔ及び冷却用の通水路Ｔのうち、冷却用の流通路のみを用いる場合には、冷却用の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを備えた供給板４，５のみを設ける構成とすることができる。
【００３５】
また、図２に示す基体２の突出部２２Ｂが突部２２Ｂ２を備えない場合、突部２２Ｂ２の内側の通水路Ｔを用いない場合、突部２２Ｂ２の内側の嵌合穴２３に入子３を嵌め合わせない場合には、供給板４のみを入子３に接合して金型１を形成することができる。
【００３６】
また、複数の入子３同士を接合して基体２に嵌め合わせる構成としてもよい。この構成によれば、各入子３に形成された通水路Ｔを組み合わせることで、１つの入子３を用いたのでは形成するのが困難な複雑な形状の通水路Ｔも形成することが可能となり、成形条件に応じたきめ細かな冷却及び加熱を行うことが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、基体２に対する入子３の嵌合面の形状を定めることで、基体２と入子３との間に様々な形状の通水路Ｔを設けられることから、基体２の肉厚を均一にしながら、成形品の冷却又は加熱に適した通水路Ｔを設けることが可能となる。このため、基体２の肉厚を均一にして、成形時に生じる温度変化で基体にかかる負荷を抑えることができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、成形品の成形精度を高めるのに好ましい熱間工具鋼で基体２を形成しつつ、突出部２２Ａ，２２Ｂの強度を入子３で保てることから、突出部２２Ａ，２２Ｂの撓みを抑えて成形品の成形精度を高め、また、突出部２２Ａ，２２Ｂの強度を高めて突出部２２Ａ，２２Ｂに破損が生じるのを防止できる。
【００３９】
上記実施形態では、基体２の嵌合穴２３に形成された溝２３ａと、入子３の本体３２に形成された溝３２ａとで通水路Ｔが形成されている場合について説明した。しかしながら、基体２の嵌合穴２３には溝２４を設けずに、入子３の本体３２に形成された溝３２ａと嵌合穴２３の内面とで通水路Ｔが形成される構成としてもよい。また、基体２及び入子３の面形状で基体２と入子３との間に通水路Ｔを形成できるのであれば、基体２及び入子３に溝２４，３２ａを設けない構成としてもよい。
【００４０】
また、基体２の嵌合穴２３と入子３の本体３２との間に形成される通水路Ｔの配置態様は任意であり、金型１を用いた成形条件に応じた様々な態様で嵌合穴２３と本体３２との間に通水路Ｔを配置させることができ、例えば、上述のように加熱用の通水路Ｔと冷却用の通水路Ｔを設ける等するために、入子３の本体３２に複数の溝を設けてもよい。また、突出部２２Ａ，２２Ｂの形状も、金型１を用いた成形品の形状に応じて任意に定めることができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の肉厚が均一に形成されている場合について説明したが、金型１を用いた成形条件や入子３への溝３２ａの形成条件等に応じて、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２に肉厚の違う部分を設けてもよい。また、貫通孔３１ａ，供給路Ｋ，連絡路Ｒの開口形状は任意であり、例えば、溝２４と溝３２ａとを組み合わせて構成される通水路Ｔの開口形状と同じ形状とすることができる。
【００４２】
また、金型１を用いた成形時に十分な強度を保ち撓みが生じるのを抑えられるよう、熱間強度及び軟化抵抗の高い高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス（ＪＩＳ規格に準拠）で入子３を形成するのが好ましいが、熱間強度が高いのであれば、他の熱間工具鋼（例えばＳＫＤ６１（ＪＩＳ規格に準拠））や高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス（ＪＩＳ規格に準拠））やマルエージング鋼（ＪＩＳ規格に準拠）で入子３を形成することもできる。
【００４３】
また、図７〜９に示すように、通水路Ｔ内にパイプ６〜８を配置して、パイプ６〜８内に流通媒体を流通させても良い。図７に示すパイプ６は、基体２が備えた流路形成部２３ｂの溝２４と、入子３の溝３２ａとで形成される通水路Ｔ内に配置される。パイプ６の両端部６１は、嵌合部３１の貫通孔３１ａ内に嵌め込まれる。
【００４４】
図８に示すパイプ７は、平板４Ａの溝４Ａ１と平板４Ｂの溝４Ｂ１とで形成される供給路Ｋ内に配置され、平板４Ａの連通孔４Ａ２内に分岐部７１を進入させる。分岐部７１は、貫通孔３１ａの下端まで延びたパイプ６の両端部６１と端面同士を突き合わせて接続される。また、パイプ８は、平板４Ａ，４Ｂの連絡孔４Ａ３，４Ｂ３で形成される連絡路Ｒ内に配置される。パイプ８は、貫通孔３１ａの下端まで延びたパイプ６の両端部６１と端面同士を突き合わせて接続される。
【００４５】
図９に示すパイプ９は、平板５Ａの溝５Ａ１と平板５Ｂの溝５Ｂ１とで形成される供給路Ｋ内に配置され、平板５Ａの連通孔５Ａ２内に分岐部９１を進入させる。分岐部９１は、連絡路Ｒの下端まで延びたパイプ８と端面同士を突き合わせて接続される。
【００４６】
この構成によれば、基体２と入子３との接合面，入子３と平板４Ａとの接合面，平板４Ａと平板４Ｂとの接合面に生じた隙間に、通水路Ｔ，供給路Ｋ，連絡路Ｒから流通媒体が流れ出すのを防止できる。
【００４７】
また、金型１を型面を備えた複数の部分に分割し、各部分同士の接合面に通水路Ｔを形成してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１ 金型
２ 基体
２１ａ 本体
２１ｂ 膨出部
２２Ａ，２２Ｂ 突出部
２２Ｂ１，２２Ｂ２ 突部
２３ 嵌合穴
２３ａ 被嵌合部
２３ｂ 流路形成部
２４ 溝
３ 入子
３１ 嵌合部
３１ａ 溝
３２ 本体
３２ａ 貫通孔
４，５ 供給板
４Ａ，４Ｂ 平板
４Ａ１，４Ｂ１ 溝
４Ａ２ 連通孔
４Ａ３，４Ｂ３ 連絡孔
５Ａ，５Ｂ 平板
５Ａ１，５Ｂ１ 溝
５Ａ２ 連通孔
Ｒ 連絡路
Ｋ 給水路
Ｔ 通水路
６〜９ パイプ
６１ 端部
７１，９１ 分岐部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いた成形では、金型の冷却穴に冷却水を流通させて金型を冷却し、焼き付きの防止が図られている。特許文献１の金型は、型面を備えた基体に入子を嵌め合わせて構成され、基体と入子との隙間に形成された媒体通路に媒体を流通させて、基体を通して成形品を冷却又は加熱する。
【０００３】
特許文献２では、射出成形金型を構成する各分割型が、型面を有した第１の型部品と、第１の型部品の背面に嵌合体を挟んで配置された第２の型部品とを備えている。第１の型部品の第２の型部品との合せ面側には、型面の凹凸形状に沿って変化する流路用溝が形成されており、流路用溝と嵌合体との間に熱媒体流路が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７７０号公報
【特許文献２】特開２００８−１１４４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記各特許文献に記載の金型では、第１の型部品の背面に形成した溝で熱媒体流路を形成することで、型面の凹凸形状に応じて複数の熱媒体流路を設けることができる。しかしながら、製品形状に応じて熱媒体流路の配置を変える場合に、熱媒体流路に対する熱媒体の供給路も組み変えて配置する必要があり、金型の製作に手間がかかった。
【０００６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決することができる金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明の金型は、型面を備えた基体と、該基体に嵌め合わされて前記基体との間に送水路を形成する入子と、前記送水路を流通する流通媒体を前記送水路に供給する供給路を備えて前記入子と一体化された供給板とを備えていることを特徴とする。
また、本発明は、互いに積層された複数枚の前記供給板を備え、各前記供給板が備える供給路は、前記入子側に位置する前記供給板が備えた連通路を通して前記送水路に連通していることを特徴とする。
また、本発明は、複数の前記入子同士が接合されて前記基体に嵌め合わされていることを特徴とする。
また、本発明は、前記基体は熱間工具鋼で形成され、前記入子は高速度鋼で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、成形品の冷却又は加熱に適した様々な形状の通水路に対する媒体の供給路を、供給板を組み変えることで簡単に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の金型の一部を示す図であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は正面図，（ｃ）は側面図である。
【図２】金型が備える基体を示す図であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は正面図，（ｃ）は側面図である。
【図３】金型が備える入子を示す図であり、（ａ）は平面図，（ｂ）は側面図，（ｃ）は正面図である。
【図４】金型の基体と入子との間に形成された流通媒体の流路を示す図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図，（ｂ）は前側の供給路までの流路に沿ったＢ−Ｂ線での断面図である。
【図５】金型が備える供給板を示す図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は平面図，（ｃ）は側面図である。
【図６】金型が備える供給板を示す図であり、（ａ）は正面図，（ｂ）は平面図，（ｃ）は側面図である。
【図７】通水路内にパイプが配置される金型の断面図である。
【図８】供給路内にパイプが配置される供給板の断面図である。
【図９】供給路内にパイプが配置される供給板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本実施形態の金型１の一部を示す図である。図２は、金型１が備える基体２を示す図である。図３は、金型１が備える入子３を示す図である。なお、以下の説明で用いる上下，前後，左右の各方向は説明に用いる各図に示している。この上下，前後，左右は説明のために記載したもので、実際の配置と異なってよいことはもちろんである。
【００１１】
図１に示すように、金型１は、型面を備えた基体２に、入子３を嵌め合わせて互いを接合，溶接，又は接着等し、複数枚（図では２枚）の供給板４，５を互いに積層して入子３に接合，又は接着等することで一体化して構成されている。
【００１２】
図２に示すように、基体２は、金型１を用いた成形時に十分な強度を保てるように熱間強度が高い熱間工具鋼（例えばＳＫＤ６１（ＪＩＳ規格に準拠））から形成されている。基体２は、図１に示すように、左右方向に延びた四角ブロック状の本体２１ａの型面に膨出部２１ｂを設けた外形を有している。膨出部２１ｂは、本体２１ａの上面の前後方向の中央部を上方に向けて四角棒状に膨出させた外形を有しており、左右方向に延びている。
【００１３】
本体２１ａの上面には、突出部２２Ａ，２２Ｂが備えられている。突出部２２Ａは、前後の幅を上端にかけて徐々に縮幅させた台形の平板状の外形を有している。突出部２２Ｂは、突出部２２Ａと同様の外形を有した突部２２Ｂ１，２２Ｂ２を向き合わせて左右に並べて配置し、突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の下端部同士を連結した外形を有している。
【００１４】
本体２１ａの下面には、入子３が嵌合する嵌合穴２３が開口している。嵌合穴２３は、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の形成位置における本体２１ａの下面から突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の上端部にかけてそれぞれ延びている。
【００１５】
嵌合穴２３は、本体２１ａの下面から上方に向けて四角ブロック状に延びた被嵌合部２３ａと、被嵌合部２３ａから突出部２２Ａ又は突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の上端部まで被嵌合部２３ａの前後及び左右の幅を縮幅させて平板状に延びた流路形成部２３ｂとを備えている。流路形成部２３ｂは、本体２１ａの上端部まで矩形の平板状を呈して上方に延びた後、前後の幅を徐々に縮幅させる台形の平板状を呈して突出部２２Ａの上端部にまで延びている。
【００１６】
嵌合穴２３の流路形成部２３ｂには、前側面から上面を通って後側面にまで延びた溝２４が設けられている。溝２４は、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有しており、前後の側面に延びた下端部が、被嵌合部２３ａに連通している。
【００１７】
図３に示すように、入子３は、四角ブロック状の嵌合部３１と、嵌合部３１の上端部から平板状を呈して上方に延びた本体３２とを備えている。本体３２は、下端から上方に向けて矩形の平板状を呈して延びた後、前後の幅を徐々に縮幅させて台形の平板状を呈して上端まで延びている。入子３は、金型１を用いた成形時に十分な強度を保ち撓み難いように、熱間強度及び軟化抵抗が高い高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス）で形成されている。
【００１８】
本体３２には、前側面から上面を通って後側面にまで延びた溝３２ａが設けられている。溝３２ａは、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有しており、前後の側面に延びた下端部が、嵌合部３１に形成された貫通孔３１ａに連通している。貫通孔３１ａは、嵌合部３１の前後の端部に設けられており、円形の開口形状を有して嵌合部３１を上下に貫通している。
【００１９】
図１に示すように、入子３は、基体２の嵌合穴２３内にその上端側から挿入されて、嵌合穴２３に嵌め合わされている。入子３は、嵌合部３１を嵌合穴２３の被嵌合部２３ａに嵌め合わされて本体３２の外面を流路形成部２３ｂの内面に密着させ、嵌合部３１の外周縁を被嵌合部２３ａの内周縁に例えば接合又は接着等することで、着脱できるように基体２と一体化されている。
【００２０】
図４は、金型の基体と入子との間に形成された流通媒体の流路を示す図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図，（ｂ）は前側の供給路までの流路に沿ったＢ−Ｂ線での断面図である。
【００２１】
図４に示すように、嵌合穴２３の流路形成部２３ｂと入子３の本体３２とが内面と外面とを密着させることで、流路形成部２３ｂの溝２４と入子３の溝３２ａとで冷却水の通水路Ｔが形成されている。この通水路Ｔは、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の内部では突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の前後の側面及び上面との間の間隔を均一に保ち、入子３の本体３２の前側面から上面を通って後側面にまで延びている。
【００２２】
図５，６に示すように、供給板４，５は、基体２が備える本体２１ａと同じ前後の幅を有して左右に延びた矩形の平板体から形成されている。図５に示すように、供給板４は、平板４Ａ，４Ｂを上下に積層して互いを接合，溶接，又は接着等して一体化することで構成されている。平板４Ａの下面，平板４Ｂの上面には、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有した溝４Ａ１，４Ｂ１が設けられている。溝４Ａ１，４Ｂ１は、平板４Ａ，４Ｂの前後の端部の互いに対向する位置に延びており、互いが組み合わされることで供給路Ｋを構成している。
【００２３】
平板４Ａが備える溝４Ａ１には、供給路Ｋと同じ断面形状を有して平板４Ａを上面にまで貫通した連通孔４Ａ２が形成されている。連通孔４Ａ２は、入子３が嵌合部３１に備える貫通孔３１ａに接続されて、嵌合部３１の貫通孔３１ａに供給路Ｋを連通させる。
【００２４】
また、平板４Ａ，４Ｂの互いに対向する位置には、供給路Ｋと同じ断面形状を有して上下に延びた連絡孔４Ａ３，４Ｂ３が形成されている。連絡孔４Ａ３，４Ｂ３は、平板４Ａ，４Ｂを上下方向に貫通しており、互いが組み合わされることで供給板４を上下に貫通する連絡路Ｒを構成している。連絡路Ｒは、入子３が嵌合部３１に備える貫通孔３１ａに接続されて、供給板４の下端側と貫通孔３１ａとを連通させる。
【００２５】
図６に示すように、供給板５は、平板５Ａ，５Ｂを上下に積層して互いを接合，溶接，又は接着等して一体化することで構成されている。平板５Ａの下面，平板５Ｂの上面には、半円形，Ｖ溝形，又はＵ溝形の断面形状を有した溝５Ａ１，５Ｂ１が設けられている。溝５Ａ１，５Ｂ１は、平板５Ａ，５Ｂの前後の端部の互いに対向する位置に延びており、互いが組み合わされることで供給路Ｋを構成している。
【００２６】
平板５Ａが備える溝５Ａ１の一端部には、供給路Ｋと同じ断面形状を有して平板５Ａを上面にまで貫通した連通孔５Ａ２が形成されている。連通孔５Ａ２は、供給板４の連絡路Ｒに接続されて、連絡路Ｒを介して嵌合部３１の貫通孔３１ａと連通する。
【００２７】
図１に示すように、供給板４，５は、供給板４を上側にして重ね合わされて、例えば接合又は接着等することで、着脱できるように互いが一体化されている。また、供給板４は、上面を例えば接合又は接着等することで、着脱できるように入子３と一体化されている。図４に示すように、供給板４の供給路Ｋは、入子３が嵌合部３１に備える貫通孔３１ａに連通孔４Ａ２を介して接続され、貫通孔３１ａと連通している。供給板５の供給路Ｋは、連通孔５Ａ２を介して供給板４の連絡路Ｒに接続され、入子３が嵌合部３１に備える貫通孔３１ａに連通している。
【００２８】
基体２の溝２４と入子３の溝３２ａとで形成された通水路Ｔには、供給板４，５の前側の供給路Ｋから流通媒体が供給される。供給板４の供給路Ｋからは、連通孔４Ａ２及び嵌合部３１の貫通孔３１ａを介して通水路Ｔに流通媒体が供給される。供給板５の供給路Ｋからは、連通孔５Ａ２を介して供給板４の連絡路Ｒを通った流通媒体が、供給板４の連通孔４Ａ２及び嵌合部３１の貫通孔３１ａを介して通水路Ｔに供給される。
【００２９】
このようにして通水路Ｔに供給された流通媒体は、流路形成部２３ｂの溝２４と入子３の溝３２ａとの間を、入子３の本体３２の前側面から上面を通って後側面にかけて流通した後、供給板４，５の後側の供給路Ｋを通して金型１から排出される。供給板４の供給路Ｋへは、嵌合部３１の貫通孔３１ａから連通孔４Ａ２を通して流通媒体が流入される。供給板５の供給路Ｋへは、嵌合部３１の貫通孔３１ａを介して供給板４の連絡路Ｒを通った流通媒体が、連通孔５Ａ２を介して流入される。
【００３０】
金型１は、基体２の型面と相手側の金型（不図示）の型面とでキャビティを形成し、キャビティ内に流れ込んだ溶湯が型面に沿った外形に成形される。金型１での成形時には、キャビティ内で金型１の周囲に溶湯が流れ込んで基体２が加熱されるが、流通媒体として通水路Ｔ内を流れる冷却水で基体２の全体が均一に冷却される。通水路Ｔ内での冷却水の流量は、基体２の表面温度が４５０℃以下に維持されるよう調整される。
【００３１】
本実施形態によれば、基体２に嵌め合わされた入子３と基体２との間に形成された間隙で通水路Ｔを形成することから、基体２と入子３との嵌合面の面形状を定めることで、成形品の冷却又は加熱に適した様々な形状の通水路Ｔを、金型１を用いた成形条件に応じて形成することができる。しかも、通水路Ｔに流通媒体を供給する供給路Ｋを供給板４，５に設け、入子３側に位置した供給板４の連絡路Ｒを通して供給板５の供給路Ｋを通水路Ｔに連通させることから、通水路Ｔの配置に応じて積層する供給板４，５を組み変えることで、通水路Ｔに対する流通媒体の供給路を形成することができる。従って、成形品の冷却又は加熱に適した様々な形状の通水路Ｔに対する流通媒体の供給路Ｋを、供給板を組み変えることで簡単に構成することができる。
【００３２】
また、加熱や冷却等の目的に応じた供給路Ｋを供給板４，５毎に形成することで、成形条件に応じたきめ細かな冷却及び加熱を行うことが可能となる。
【００３３】
例えば、上記実施形態では、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１と入子３との間に形成された２本の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを供給板４が備えていたが、突出部２２Ａと入子３との間の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを供給板４が備え、突部２２Ｂ１と入子３との間の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを、別途備えた供給板に設ける構成としてもよい。また、加熱用の通水路Ｔと冷却用の通水路Ｔとを各入子３と基体２との間に設ける場合には、供給板４，５が備える供給路Ｋを冷却用の通水路Ｔに接続して、加熱用の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを、別途備えた供給板に設ける構成としてもよい。
【００３４】
これらの場合、別途備えた供給板は、供給板４の上側、供給板４と供給板５との間、又は供給板５の下側に配置して、供給板４，５と積層することができる。別途備えた供給板の供給路Ｋは、入子３側に配置された供給板が備える連絡路Ｒを通して、入子３が備える貫通孔３１ａに連通される。また、各入子３と基体２との間に設けられた加熱用の通水路Ｔ及び冷却用の通水路Ｔのうち、冷却用の流通路のみを用いる場合には、冷却用の通水路Ｔに接続される供給路Ｋを備えた供給板４，５のみを設ける構成とすることができる。
【００３５】
また、図２に示す基体２の突出部２２Ｂが突部２２Ｂ２を備えない場合、突部２２Ｂ２の内側の通水路Ｔを用いない場合、突部２２Ｂ２の内側の嵌合穴２３に入子３を嵌め合わせない場合には、供給板４のみを入子３に接合して金型１を形成することができる。
【００３６】
また、複数の入子３同士を接合して基体２に嵌め合わせる構成としてもよい。この構成によれば、各入子３に形成された通水路Ｔを組み合わせることで、１つの入子３を用いたのでは形成するのが困難な複雑な形状の通水路Ｔも形成することが可能となり、成形条件に応じたきめ細かな冷却及び加熱を行うことが可能となる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、基体２に対する入子３の嵌合面の形状を定めることで、基体２と入子３との間に様々な形状の通水路Ｔを設けられることから、基体２の肉厚を均一にしながら、成形品の冷却又は加熱に適した通水路Ｔを設けることが可能となる。このため、基体２の肉厚を均一にして、成形時に生じる温度変化で基体にかかる負荷を抑えることができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、成形品の成形精度を高めるのに好ましい熱間工具鋼で基体２を形成しつつ、突出部２２Ａ，２２Ｂの強度を入子３で保てることから、突出部２２Ａ，２２Ｂの撓みを抑えて成形品の成形精度を高め、また、突出部２２Ａ，２２Ｂの強度を高めて突出部２２Ａ，２２Ｂに破損が生じるのを防止できる。
【００３９】
上記実施形態では、基体２の嵌合穴２３に形成された溝２３ａと、入子３の本体３２に形成された溝３２ａとで通水路Ｔが形成されている場合について説明した。しかしながら、基体２の嵌合穴２３には溝２４を設けずに、入子３の本体３２に形成された溝３２ａと嵌合穴２３の内面とで通水路Ｔが形成される構成としてもよい。また、基体２及び入子３の面形状で基体２と入子３との間に通水路Ｔを形成できるのであれば、基体２及び入子３に溝２４，３２ａを設けない構成としてもよい。
【００４０】
また、基体２の嵌合穴２３と入子３の本体３２との間に形成される通水路Ｔの配置態様は任意であり、金型１を用いた成形条件に応じた様々な態様で嵌合穴２３と本体３２との間に通水路Ｔを配置させることができ、例えば、上述のように加熱用の通水路Ｔと冷却用の通水路Ｔを設ける等するために、入子３の本体３２に複数の溝を設けてもよい。また、突出部２２Ａ，２２Ｂの形状も、金型１を用いた成形品の形状に応じて任意に定めることができる。
【００４１】
また、上記実施形態では、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２の肉厚が均一に形成されている場合について説明したが、金型１を用いた成形条件や入子３への溝３２ａの形成条件等に応じて、突出部２２Ａ及び突部２２Ｂ１，２２Ｂ２に肉厚の違う部分を設けてもよい。また、貫通孔３１ａ，供給路Ｋ，連絡路Ｒの開口形状は任意であり、例えば、溝２４と溝３２ａとを組み合わせて構成される通水路Ｔの開口形状と同じ形状とすることができる。
【００４２】
また、金型１を用いた成形時に十分な強度を保ち撓みが生じるのを抑えられるよう、熱間強度及び軟化抵抗の高い高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス（ＪＩＳ規格に準拠）で入子３を形成するのが好ましいが、熱間強度が高いのであれば、他の熱間工具鋼（例えばＳＫＤ６１（ＪＩＳ規格に準拠））や高速度鋼（例えばマトリックス系ハイス（ＪＩＳ規格に準拠））やマルエージング鋼（ＪＩＳ規格に準拠）で入子３を形成することもできる。
【００４３】
また、図７〜９に示すように、通水路Ｔ内にパイプ６〜８を配置して、パイプ６〜８内に流通媒体を流通させても良い。図７に示すパイプ６は、基体２が備えた流路形成部２３ｂの溝２４と、入子３の溝３２ａとで形成される通水路Ｔ内に配置される。パイプ６の両端部６１は、嵌合部３１の貫通孔３１ａ内に嵌め込まれる。
【００４４】
図８に示すパイプ７は、平板４Ａの溝４Ａ１と平板４Ｂの溝４Ｂ１とで形成される供給路Ｋ内に配置され、平板４Ａの連通孔４Ａ２内に分岐部７１を進入させる。分岐部７１は、貫通孔３１ａの下端まで延びたパイプ６の両端部６１と端面同士を突き合わせて接続される。また、パイプ８は、平板４Ａ，４Ｂの連絡孔４Ａ３，４Ｂ３で形成される連絡路Ｒ内に配置される。パイプ８は、貫通孔３１ａの下端まで延びたパイプ６の両端部６１と端面同士を突き合わせて接続される。
【００４５】
図９に示すパイプ９は、平板５Ａの溝５Ａ１と平板５Ｂの溝５Ｂ１とで形成される供給路Ｋ内に配置され、平板５Ａの連通孔５Ａ２内に分岐部９１を進入させる。分岐部９１は、連絡路Ｒの下端まで延びたパイプ８と端面同士を突き合わせて接続される。
【００４６】
この構成によれば、基体２と入子３との接合面，入子３と平板４Ａとの接合面，平板４Ａと平板４Ｂとの接合面に生じた隙間に、通水路Ｔ，供給路Ｋ，連絡路Ｒから流通媒体が流れ出すのを防止できる。
【００４７】
また、金型１を型面を備えた複数の部分に分割し、各部分同士の接合面に通水路Ｔを形成してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１ 金型
２ 基体
２１ａ 本体
２１ｂ 膨出部
２２Ａ，２２Ｂ 突出部
２２Ｂ１，２２Ｂ２ 突部
２３ 嵌合穴
２３ａ 被嵌合部
２３ｂ 流路形成部
２４ 溝
３ 入子
３１ 嵌合部
３１ａ 溝
３２ 本体
３２ａ 貫通孔
４，５ 供給板
４Ａ，４Ｂ 平板
４Ａ１，４Ｂ１ 溝
４Ａ２ 連通孔
４Ａ３，４Ｂ３ 連絡孔
５Ａ，５Ｂ 平板
５Ａ１，５Ｂ１ 溝
５Ａ２ 連通孔
Ｒ 連絡路
Ｋ 給水路
Ｔ 通水路
６〜９ パイプ
６１ 端部
７１，９１ 分岐部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
型面を備えた基体と、
該基体に嵌め合わされて前記基体との間に送水路を形成する入子と、
前記送水路を流通する流通媒体を前記送水路に供給する供給路を備えて前記入子と一体化された供給板とを備えていることを特徴とする金型。
【請求項２】
互いに積層された複数枚の前記供給板を備え、
各前記供給板が備える供給路は、前記入子側に位置する前記供給板が備えた連通路を通して前記送水路に連通していることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項３】
複数の前記入子同士が接合されて前記基体に嵌め合わされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金型。
【請求項４】
前記基体は熱間工具鋼で形成され、
前記入子は高速度鋼で形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の金型。
【請求項１】
型面を備えた基体と、
該基体に嵌め合わされて前記基体との間に送水路を形成する入子と、
前記送水路を流通する流通媒体を前記送水路に供給する供給路を備えて前記入子と一体化された供給板とを備えていることを特徴とする金型。
【請求項２】
互いに積層された複数枚の前記供給板を備え、
各前記供給板が備える供給路は、前記入子側に位置する前記供給板が備えた連通路を通して前記送水路に連通していることを特徴とする請求項１に記載の金型。
【請求項３】
複数の前記入子同士が接合されて前記基体に嵌め合わされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金型。
【請求項４】
前記基体は熱間工具鋼で形成され、
前記入子は高速度鋼で形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１７８１６３（Ｐ２０１１−１７８１６３Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９７１（Ｐ２０１１−２１９７１）
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５０５０２５６８９）東京精密工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【出願人】（５０５０２５６８９）東京精密工業株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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