JP2008238720A - 電鋳成形型及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電鋳シェルの内部に形成された媒体流路を、電鋳シェルの外部に形成された媒体搬送路と確実に接続することができる電鋳成形型及びその製造方法を提供する。
【解決手段】成形面６０を有し電鋳加工により形成された電鋳シェル６と、電鋳シェル６の内部に形成され成形面６０の温度調整を行うよう熱媒体を流通させる媒体流路２と、電鋳シェル６に裏打ちされたバッキング材７１と、バッキング材７１に埋設され媒体流路２の上流側及び下流側の端部２１に配設されて媒体流路２に熱媒体を流入または流出させる媒体搬送路７４とを有する。電鋳シェル６の内部には、媒体流路２と媒体搬送路７４とを接続する接続治具１が埋設されている。接続治具１は、その内部に形成された空洞部と、媒体流路２の径断面形状と略同一形状の開口穴と、媒体搬送路７４を構成するパイプ材７４１の外径断面と略同一形状の接続穴とをもつ。開口穴と接続穴とは空洞部により連通されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂製品の射出成形、中空成形などに用いる電鋳成形型及びその製造方法に関し、特に電鋳技術を用いて成形面が形成され、加熱・冷却用の熱媒体流路を有するものに関する。

電鋳成形型は、成形面を電鋳加工で形成したものであり、対象表面形状を高い精度で細部まで転写することができるため、近年、精密表面形状をもつ樹脂製品の成形に用いられている。

かかる電鋳形成型としては、特許文献１に開示されているように、図１６に示すように、多孔シート９１表面に成形面９０となる電鋳層９３１を形成し、その裏面側に熱媒体流通用のパイプ材９２を配設し、パイプ材９２と多孔シート９１を電鋳層９３２により被覆してパイプ材９２を多孔シート９１に固定したものが開示されている。この電鋳成形型は、樹脂射出時には、パイプ材９２に高温蒸気を流通させて成形面９０を急速に昇温させる。樹脂射出終了後には、パイプ材９２に冷却水を流通させて成形面９０を急速に冷却して、樹脂製品９５を取り出す。この電鋳成形型では、成形面９０を急速に加熱、冷却することができ、ウェルド、ヒケなどの温度斑の少ない成形品を形成できる。

また、同様の電鋳成形型として、特許文献２には、電鋳シェルとバッキング材との境界面に熱媒体流通用の媒体流路を形成することが開示されている。特許文献３には、成形面にＮｉ−Ｃｕで形成された薄板を配置し、その表面に空洞形成材料を配設し、Nｉ電鋳層を形成し、その後空洞形成材料を溶出させることにより、薄板とＮｉ電鋳層との間に媒体流路を形成することが開示されている。
特開２００４−１９５７５８号公報 特許第２６５６８７６号公報 特開平１０−２９２１５号公報

ところで、媒体流路の上流側及び下流側には、熱媒体を電鋳シェルの外部から内部の媒体流路へ流入または流出させる媒体搬送用パイプ材が接続される。媒体搬送用パイプ材を媒体流路と接続する際には、たとえば、図１７に示すように、媒体流路９６を特許文献１で示されているパイプ材９２で形成し、このパイプ材９２を、媒体搬送用パイプ材９７と接続し、その後これらの表面を電鋳層９３２で被覆することが考えられる。しかし、この場合、パイプ材９２，９７の下方が、図１７の斜線部分で示すように、アンダーカット部９８となり、その部分に電鋳層が析出しにくいという問題がある。このため、媒体流路用のパイプ材９２と媒体搬送用パイプ材９７とを電鋳層９３２で確実に接続することができず、アンダーカット部９８の電鋳層非形成部の隙間から熱媒体が漏出するおそれがある。

また、媒体流路用のパイプ材９２と多孔シート９１との間、及び媒体搬送用パイプ材９７と多孔シート９１との間に電鋳層が形成されないため、媒体流路用パイプ材９２及び媒体搬送用パイプ材９７を、多孔シート９１に対して確実に固定することができないおそれがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、電鋳シェルの内部に形成された媒体流路を、電鋳シェルの外部に形成された媒体搬送路と確実に接続することができる電鋳成形型及びその製造方法を提供しようとするものである。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、成形面を有し電鋳加工により形成された電鋳シェルと、該電鋳シェルの内部に形成され前記成形面の温度調整を行うよう熱媒体を流通させる媒体流路と、前記電鋳シェルに裏打ちされたバッキング材と、前記電鋳シェルの外部に配設されて前記媒体流路に前記熱媒体を流入または流出させる媒体搬送路とを有する電鋳成形型において、前記電鋳シェルの内部には、前記媒体流路と前記媒体搬送路とを接続する接続治具が埋設されており、該接続治具は、その内部に形成された空洞部と、前記媒体流路と連通し該媒体流路の径断面形状と略同一形状の開口穴と、前記金属シェルより露出して前記媒体搬送路に接続され該媒体搬送路の径断面と略同一形状の接続穴をもち、前記開口穴と前記接続穴とは前記空洞部により連通されていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記接続治具は、前記媒体流路の上流側及び下流側の少なくとも一方の端部に配設されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記接続治具の外形は、その底面に対して非アンダーカット形状であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、前記媒体流路の形状は、その底面に対して非アンダーカット形状であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、成形面を有し内部に温度調整用の熱媒体を流通させる媒体流路を有する電鋳シェルをもち、前記媒体流路には前記電鋳シェルの外部に配設される媒体搬送路を通じて前記熱媒体が流入または流出される電鋳成形型の製造方法において、前記成形面の形状に応じた転写面をもつマスタの該転写面に、電鋳層を形成する第一電鋳工程と、該電鋳層の表面に、導電処理を施した媒体流路形成用の流路形成部材、及び該流路形成部材を挿着させた開口穴と、封止体により封止された前記媒体搬送路接続用の接続穴と、前記開口穴と前記接続穴とを連通させる空洞部とをもつ接続治具、を配設する配設工程と、前記流路形成部材及び前記接続治具を配設した前記電鋳層の表面に、さらに電鋳層を形成する第二電鋳工程と、前記流路形成部材を前記電鋳層から溶出して前記媒体流路を形成する溶出工程と、をもつことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、前記第二電鋳工程を行う前に、前記封止体の前記接続穴から露出した露出部を、電鋳非形成材により被覆することを特徴とする。

前記請求項１に係る発明によれば、電鋳シェル内部の媒体流路と電鋳シェル外部に配設された媒体搬送路とを、電鋳シェルに埋設された接続治具で接続している。接続治具は、媒体流路に開口し媒体流路の径断面と略同一形状の開口穴をもつ。このため、媒体流路と接続治具とが電鋳シェルによって連続して被覆され、媒体流路に接続治具が確実に接続される。また、接続穴は、媒体搬送路の径断面と略同一形状であるため、接続穴に媒体搬送路を隙間なく接続できる。したがって、接続治具によって媒体流路を媒体搬送路に対して確実に接続され、熱媒体が漏出することはない。

前記請求項２に係る発明によれば、接続治具が、媒体流路の上流側及び下流側の少なくとも一方の端部に配設されている。このため、媒体搬送路から接続治具を通じて媒体流路にスムーズに熱媒体を流出入させることができる。

前記請求項３に係る発明によれば、接続治具の外形が、その底面に対して非アンダーカット形状である。電鋳層は、凹凸をもつ面に形成された場合、凸部に厚く、凹部に薄く形成される傾向にある。このため、接続治具が凹部となるアンダーカット部を有する場合には、アンダーカット部に電鋳金属が析出しにくく電鋳層が薄く形成されてしまうおそれがある。そこで、接続治具の外形を非アンダーカット形状にすることにより、接続治具への電鋳金属のつきがよくなり、電鋳層形成不良が抑制される。また、接続治具を、その底面に形成されている電鋳面に対して確実に固定することができる。

前記請求項４に係る発明によれば、媒体流路の形状が、その底面に対して非アンダーカット形状である。このため、媒体流路を囲む電鋳層のつきがよく、媒体流路は、その底面を構成する電鋳層及び接続治具に対して電鋳層により確実に接続される。したがって、熱媒体の液漏れを効果的に抑制できる、
前記請求項５に係る発明によれば、媒体流路形成用の流路形成部材を、接続治具の開口穴に挿着した状態で、流路形成部材と接続治具の表面に電鋳層を形成している。このため、電鋳層が、流路形成部材と接続治具との境界部分で、連続して十分な厚みで被覆される。したがって、流路形成部材を溶出して媒体流路を形成すると、媒体流路と接続治具とが電鋳層により確実に接続させる。

また、接続治具の接続穴は封止体により封止されている。そのため、接続治具の接続穴が電鋳層により閉止されることが防止される。したがって、第二電鋳工程を行ったときに、接続穴の開口状態を保持でき、後工程において媒体搬送路を確実に接続できる。

前記請求項６に係る発明によれば、封止体の露出部は電鋳非形成材により被覆されている。このため、封止体の露出部には電鋳層が析出しない。それゆえ、封止体を接続穴から簡易に取り外すことができる。

以上のように本発明によれば、電鋳シェルの内部に形成された媒体流路を、電鋳シェルの外部に形成された媒体搬送路と確実に接続することができる電鋳成形型及びその製造方法を提供することができる。

本発明の電鋳成形型は、電鋳シェルの内部に形成された媒体流路をもつ。媒体流路の断面形状は、半円状、長方形状、正方形状、台形状などの非アンダーカット形状であることが好ましい。ここで、非アンダーカット形状とは、媒体流路を上方から投影したときに上部の陰となって上方から見えなくなる部分がない形状をいう。媒体流路が非アンダーカット形状である場合には、前記陰となる部分ができるアンダーカット形状に比べて、電鋳金属のつきがよくなる。

媒体流路の幅は、５〜１５ｍｍであることが好ましい。５ｍｍ未満の場合には、熱媒体の流量が少なくなり、媒体流路の温度調整を迅速に行うことができないおそれがあり、１５ｍｍを超える場合には、成形面の受ける成形材料の押圧力によって媒体流路が変形するおそれがある。

媒体流路には、接続治具が接続されている。接続治具は、バッキング材に埋設された媒体搬送路と電鋳シェル内部に形成された媒体流路とを接続する治具である。

接続治具は、媒体流路の径断面形状と略同一形状の開口穴と、媒体搬送路の径断面の形状と略同一形状の接続穴と、開口穴と接続穴とを連通させる空洞部とをもつ。接続治具は電鋳シェルの内部に埋設されており、その接続穴を電鋳シェルの外部に露出させている。

接続治具の外形は、たとえば、その底面に対して非アンダーカット形状である。かかる接続治具の形状としては、上面が底面に対して平行である形状が好ましく、たとえば、相対する２対の側面１２，１３が平行に向かい合う直方体（図２）、相対する一対の側面１２が平行に向かい合い他の一対の側面１３は底面１６に向けて傾斜している台形（図３（ａ））、 相対する２対の側面１２，１３が底面１６に向けて傾斜している台形（図３（ｂ））などがある。

接続治具は、たとえば、Ｃｒ、Ｆｅなどの金属などの耐熱性材料からなることが好ましい。接続治具が金属材料からなる場合には機械加工などにより形成される。

開口穴、接続穴は、接続治具のいずれの面に形成してもよい。たとえば、開口穴は接続治具の側面に形成され、接続穴は上面に形成されている。また、開口穴は側面に形成され、接続穴は他の側面に形成されていてもよい。

電鋳シェルは、電鋳加工により形成される。電鋳加工を行うにあたっては、電気化学反応を利用して、金属イオンを含む電解質溶液に電流を通じて目的の金属をマスタ転写面上に析出させる。

電鋳シェルは、成形面を構成する成形層をもつ。成形層は、転写性および剛性の高い材料、たとえばＮｉからなることが好ましい。

成形層の成形面と背向する側に、第一熱伝導層と、第二熱伝導層と、第一熱伝導層と第二熱伝導層との間に形成された媒体流路とからなる温度調整部を有することが好ましい。この場合には、媒体流路を流れる熱媒体の温度が効率よく成形面に伝達され、温度調整を機敏に行うことができる。

第一熱伝導層と第二熱伝導層は、互いに同材料からなることが好ましい。この場合には、第一熱伝導層と第二熱伝導層とが強固に密着し、両者間に形成された媒体流路から熱媒体が漏出することが抑制される。第一熱伝導層と第二熱伝導層は、たとえば、熱伝導性のよい材料であるＣｕからなることが好ましい。

温度調整部の成形層と背向する側、すなわちバッキング材が配設されている側には、補強層が形成されていることが好ましい。この場合には、温度調整部が補強されて、電鋳シェル全体の剛性を確保できる。

補強層は、成形層と同材料からなることが好ましい。この場合には、温度調整部が互いに同材料の層により挟持されることになる。ゆえに、成形層と温度調整部との間の熱膨張差が、補強層と温度調整部との間の熱膨張差とほぼ近似することになる。したがって、温度調整部の両側で熱膨張差のバランスがとれて、電鋳シェルの変形が抑制される。

媒体流路は、電鋳層の表面に導電処理が施された流路形成部材を配設し、電鋳後に流路形成部材を溶出することにより形成される。流路形成部材は、柔軟に湾曲可能な流路形成部材であることが好ましい。この場合には、媒体流路の回路形成の自由度が増す。

流路形成部材は、表面に微細孔を有することが好ましい。流路形成部材に導電処理を施したときに導電部材が微細孔のアンカー効果によって流路形成部材表面に確実に付着するからである。表面に微細孔を形成するにあたっては、樹脂材料に発泡材を混合して発泡させる、または表面研磨をして表面を粗くする。流路形成部材は、たとえば、ロープ状に細長く、単糸でもよいし、複数の糸を編成したものであってもよい。

流路形成部材は、溶剤や高熱により溶解し得る材料からなる。流路形成部材は、ポリスチレンからなることが好ましい。ポリスチレンは、多数の細孔をもつため、導電処理を施すとアンカー効果により導電膜が流路形成部材表面に確実に付着する。

流路形成部材は、その底面を構成する電鋳層に対して非アンダーカット形状であることが好ましい。この場合、第二電鋳工程を行ったときに、流路形成部材と、その底面を構成する電鋳層との間が非アンダーカット形状となるため、その部分にも比較的電鋳金属が析出しやすくなる。そのため、流路形成部材と、その底面を構成する電鋳層とが連続して第二電鋳工程の電鋳層で被覆される。ゆえに、流路形成部材を溶出して媒体流路を形成すると、媒体流路の全体が電鋳層により被覆されることになる。したがって、媒体流路から熱媒体が漏出することを抑制できる。非アンダーカット形状の流路形成部材としては、例えば、半円（図８）、長方形（図９（ａ））、台形（図９（ｂ））などがある。

流路形成部材には導電処理が施される。これは、流路形成部材の表面に電鋳層を析出させるためである。流路形成部材を溶出させると、その跡には電鋳層により囲まれた媒体流路が形成される。導電処理は、たとえば、銀粉をバインダと混合してなる銀ペーストを流路形成部材に塗布する方法、銀鏡反応により銀膜を流路形成部材表面に析出させる方法などがある。

流路形成部材には接続治具を配設する。接続治具は、流路形成部材の上流側、下流側、及びその中間部の少なくとも一方に配設される。接続治具には、あらかじめ、接続穴をＣｒ、Ｆｅなどの金属製の封止体で封止しておく。封止体の接続穴から露出した露出部は、非電鋳形成材により被覆することが好ましい。電鋳非形成材を被覆した部分には電鋳金属が析出しない。このため、第二電鋳工程の後に、封止体を容易に取り外すことができる。非電鋳形成材は、たとえば、ワックスなどであり、シート状、ペースト状のものがある。

封止体は、接続穴と略同一形状の嵌合部を有することが好ましい。この場合には、封止体が接続穴に確実に保持される。たとえば、嵌合部は、接続穴がネジ切り部をもつ場合には、ネジ切り部に対応したネジ切り形状をもつ。

接続治具は、流路形成部材を開口穴に挿着した状態となるように、電鋳層の上に配設する。この状態でさらに電鋳層を形成する。すると、流路形成部材及び接続治具の表面に電鋳層が形成される。

その後、流路形成部材をアセトンなどの溶剤または高熱により溶出させて媒体流路を形成する。また、接続治具から封止体を取り去り、接続穴を開口させる。

接続穴に接続される媒体搬送路は、たとえば、パイプ材からなり、バッキング材に埋設されている。パイプ材は、耐熱性樹脂、金属などからなる。パイプ材の接続治具との接続口はネジ切りされていることが好ましい。また、接続治具の接続穴は、パイプ材の接続口と螺合し得るネジ切り部をもつことが好ましい。この場合には、パイプ材を接続治具に螺合させることによって、パイプ材を接続治具により確実に接続することができる。

電鋳シェルに裏打ちされるバッキング材は、電鋳シェルの裏面形状に沿った形状であり、電鋳シェル裏面に接着している。たとえば、バッキング材は、耐熱性樹脂、セメント、アルミニウムなどの金属などがあり、アルミニウム粉末などの導電性材料、炭素繊維などの繊維、シートなどの強化材を含んでいてもよい。

バッキング材の電鋳シェルに裏打ちする面は、たとえば、放電加工により形成できる。また、電鋳シェルの成形面と反対側の面にバッキング材の溶湯を流し込んで形成することもできる。

電鋳成形型は、たとえば、樹脂製品などの成形に用いられる。電鋳成形型は、媒体流路に熱媒体を流通させることにより温度調整を自在に行うことができる。このため、特に、薄い形状、細長い形状、微細な意匠面の形状をもつ製品の成形や、ウェルドやヒケの防止に好適に用いられる。

本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本例の電鋳成形型７は、図１、図２に示すように、成形面６０を有し電鋳加工により形成された電鋳シェル６と、電鋳シェル６の内部に形成され成形面６０の温度調整を行うよう熱媒体を流通させる媒体流路２と、電鋳シェル６に裏打ちされたバッキング材７１と、バッキング材７１に埋設され媒体流路２の上流側及び下流側の端部２１に配設されて媒体流路２に熱媒体を流入または流出させる媒体搬送路７４とを有する。

電鋳シェル６の内部には、媒体流路２と媒体搬送路７４とを接続する接続治具１が埋設されている。図１，図２に示すように、接続治具１は、その内部に形成された空洞部１０と、媒体流路２の径断面形状と略同一形状の開口穴１２０と、媒体搬送路７４を構成するパイプ材７４１の外径断面と略同一形状の接続穴１１０とをもつ。開口穴１２０と接続穴１１０とは空洞部１０により連通されている。

接続治具１は、直方体であり、その底部１６は開口している。隣接する側面１２，１３が底部１６に対する角度α、βはいずれも直角である。接続治具１の一つの側面１２には開口穴１２０が形成され、上面１１には接続穴１１０が開口している。開口穴１２０は、半円状に開口し、媒体流路２の端部２１の断面形状と略同一である。接続穴１１０は、円形に開口し、その内壁面にはネジ切り部１１１が形成されている。接続穴１１０は電鋳シェル６から開口して、バッキング材７１に埋設されたパイプ材７４１のネジ切り部７４２と螺合されている。

媒体流路２は、図４に示すように、電鋳層６の中に蛇行状に湾曲して配設されている。媒体流路２の上流側２０及び下流側２９の両側の端部２１には、接続治具１を介してパイプ材からなる媒体搬送路と接続されている。

図１に示すように、電鋳層６は、成形面６０を形成する成形層６１と、第一熱伝導層６２と第二熱伝導層６３とをもち両者の間に媒体流路２を形成してなる温度調整部６６と、温度調整部６６を挟んで成形層６１と反対側に形成された補強層６４とからなる。第一熱伝導層６２と第二熱伝導層６３とは、互いに同材料からなり、いずれも熱伝導性のよいＣｕからなる電鋳層である。成形層６１と補強層６４は、互いに同材料からなり、いずれも剛性及び転写率が高いＮｉからなる電鋳層である。成形層６１，第一熱伝導層６２，第二熱伝導層６３及び補強層６４の厚みは、順に３ｍｍ、４ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍである。媒体流路２の断面は半円状であり、その直径は８ｍｍである。バッキング材７１は、アルミニウムからなる。

電鋳成形型７は、上型７２１と下型７２２とをもち、上型７２１と下型７２２との間にキャビティ７２０を形成している。キャビティ７２０の中には、バッキング材７１に裏打ちされた２つの電鋳シェル６が中子として配設される。２つの電鋳シェル６の一方は、樹脂製品３の表面を成形し、他方は裏面を成形する。上型７２１，下型７２２及びバッキング材７１には、温度調整用の熱媒体を流通させる金属製のパイプ材７５が埋設されている。

次に、電鋳成形型の製造方法について説明する。まず、図５に示すように、成形面６０の形状に応じた転写面５０を持つマスタ５を準備する。マスタ５は、導電性の付与されたエポキシ樹脂から構成されている。図６に示すように、マスタ５に対して電鋳加工を施して、成形層６１及び第一熱伝導層６２を順次形成する。電鋳加工は、Ｎｉイオン、Ｃｕイオンをそれぞれ含んだ電解質溶液にマスタ５を浸漬し、電流を通じて目的の金属を転写面５０上に析出させる。これにより、順次、Ｎｉからなる成形層６１及びＣｕからなる第一熱伝導層６２を形成する。

次に、図８に示すように、媒体流路形成用の流路形成部材４を準備する。流路形成部材４は、ポリスチレンからなる直径８ｍｍの断面半円状のモノフィラメントを用いる。ポリスチレンを押出成形により流路形成部材４を形成すると、流路形成部材４表面に微細孔４０が多数形成される。流路形成部材４には銀粉をバインダに溶かしてなる銀ペーストを塗布して、流路形成部材４表面に導電性を付与する。このとき、流路形成部材４には、微細孔４０によるアンカー効果によって、銀ペーストが確実に付着する。

次に、図７に示すように、流路形成部材４を第一熱伝導層６２の上に配置する。図７，図８に示すように、流路形成部材４は、断面半円状であり、その直線部４３を第一熱伝導層６２に当接させ、半円弧部４２は上方に向くように配置する。このとき、図４に示すように、流路形成部材４は、第一熱伝導層６２の全体に所定間隔をおいて蛇行状に湾曲させて配置する。

次に、図２に示すように、流路形成部材４の径断面形状と略同一形状の開口穴１２０と、パイプ材７４１の外径断面と略同一形状の接続穴１１０と、開口穴１２０と接続穴１１０とを連通させる空洞部１０とをもつ金属製の接続治具１を準備する。開口穴１２０は半円形状である。接続穴１１０は丸穴で、内壁にネジ切り部１１１が形成されている。次に、図１０に示すように、接続治具１の接続穴１１０には、嵌合部１５１をもつ封止体としての金属製のネジ１５を挿着する。ネジ１５の嵌合部１５１は、ネジ切りされたネジ切り部１５０をもつ。ネジ切り部１５０は接続穴１１０のネジ切り部１１１と螺合させる。ネジ１５の頭部１５２は接続穴１１０から露出する。頭部１５２と接続治具１の上面１１は、ワックスシート１８により被覆する。次に、接続治具１の開口穴１２０に流路形成部材４の端部４１を挿着させた状態で、接続治具１を第一熱伝導層６２の表面に配設する。

次に、図１１に示すように、流路形成部材４及び接続治具１を配設した第一熱伝導層６２の上に、電鋳加工にて、更に、Ｃｕからなる第二熱伝導層６３及びＮｉからなる補強層６４を順に形成する。流路形成部材４は銀ペーストにより被覆されていて導電性をもつため、流路形成部材４表面にも第二熱伝導層６３及び補強層６４が形成される。また、接続治具１は金属製のため、ワックスシート１８により被覆されていない部分にも、第二熱伝導層６３及び補強層６４が形成される。以上により、マスタ５の表面に、成形層６１，第一熱伝導層６２，第二熱伝導層６３及び補強層６４からなる電鋳シェル６が形成される。

次に、図１２、図１３に示すように、ワックスシート１８を除去し、ネジ１５を接続穴１１０から取り外す。また、アセトンなどの溶剤にて流路形成部材４を溶出させて、媒体流路２を形成する。

次に、図１４に示すように、媒体搬送路用の穴７４０を形成したアルミニウムからなるバッキング材７１の表面に、おおよそ電鋳シェル６の表面形状になるように表面加工（例えば切削加工）を施す。次に、電鋳シェル６を形成したマスタ５及びバッキング材７１を油８１の中に漬浸して、バッキング材７１の加工面７１１を電鋳シェル６に対向させた状態で油８１の中で放電処理を行う。加工面７１１と電鋳シェル６との間の距離を近づけていくと、電鋳シェル６と加工面７１１との間で放電が発生する。やがて、図１５に示すように、加工面７１１が電鋳シェル６の表面形状に沿うように加工される。次に、この加工面７１１を、エポキシ樹脂とアルミニウム粉末とを含む接着剤により電鋳シェル６の裏面側に接着する。

次に、電鋳シェル６からマスタ５を離型する。その後、図１に示すように、このバッキング材７１に裏打ちされた電鋳シェル６を中子として、電鋳成形型７の上型７２１と下型７２２との間のキャビティ７２０に設置する。バッキング材７１の穴７４０にパイプ材７４１を挿着して媒体搬送路７４を形成する。また、パイプ材７４１の先端のネジ切り部７４２を、接続治具１の接続穴１１０のネジ切り部１１に螺着する。以上により、本例の電鋳成形型７が得られる。

電鋳成形型７は、例えば、図１に示すように、薄い樹脂製品３の射出成形に用いられる。まず、媒体搬送路７４を経由して媒体流路２に１２０〜１７０℃の水蒸気を流通させる。また、バッキング材７１及び上型７２１および下型７２２に埋設されたパイプ材７５にも同様の高温の水蒸気を流通させる。すると、数十秒後に成形面６０が水蒸気と同程度の温度に到達する。続いて、成形面６０に開口するノズル７０から樹脂を射出する。電鋳成形型７は、水蒸気により高温に加熱されているため、射出された樹脂は、成形面６０に囲まれた成形穴６００の中にスムーズに流動し、成形穴６００を充満させる。射出終了後に、媒体流路２及びパイプ材７５の中に、水蒸気の代わりに冷却水を供給する。すると、数十秒後に成形面６０が冷却水と同程度の温度に冷却されて、成形穴内部の樹脂が冷却、固化される。その後、型開きして、樹脂製品３を取り出す。

本例においては、図１、図２に示すように、電鋳シェル６内部の媒体流路２と、バッキング材７１に埋設されたパイプ材７４１からなる媒体搬送路７４とを、接続治具１で接続している。接続治具１は、電鋳シェル６に埋設され、媒体流路２に開口し媒体流路２の径断面と略同一形状の開口穴１２０をもつ。このため、媒体流路２と接続治具１とが電鋳シェル６によって連続して被覆され、媒体流路２に接続治具１が確実に接続される。また、接続穴１１０は、媒体搬送用のパイプ材７４１の径断面と略同一形状であるため、接続穴１１０にパイプ材７４１を隙間なく接続できる。したがって、接続治具１によって、媒体流路２を媒体搬送路７４と確実に接続され、熱媒体が漏出することはない。

また、接続治具１の側面１２，１３が、その底面１６に対して非アンダーカット形状に形成されている。このため、側面１２，１３への電鋳層のつきがよくなり、電鋳層の薄層化を抑制できる。また、第一熱伝導層６２及び接続治具１が、第二熱伝導層６３及び補強層６４によって連続して被覆されるため、接続治具１を第一熱伝導層６２に対して確実に固定することができる。

また、接続治具１と同様に、媒体流路２も非アンダーカット形状であるため、媒体流路２の側面とその下面を構成する第一熱伝導層６２との間の電鋳金属のつきがよい。そのため、媒体流路２と第一熱伝導層６２とが、電鋳層である第二熱伝導層６３及び補強層６４により連続して被覆され、確実に接続される。

また、媒体流路形成用の流路形成部材４の端部４１を接続治具１の開口穴１２０に挿着し、接続治具１の接続穴１１０をネジ１５により封止した状態で、流路形成部材４と接続治具１の表面に電鋳加工を行っている。このため、流路形成部材４と接続治具１とは、電鋳金属による第二熱伝導層６３および補強層６４により確実に接続される。また、接続治具１の接続穴１１０はネジ１５により封止されて、接続治具１の内部に電鋳金属が析出することはない。

また、ネジ１５の頭部１５２はワックスシート１８により被覆されているため、ネジ１５の頭部１５２には電鋳金属が析出しない。それゆえ、ネジ１５を接続穴１１０から簡易に取り外すことができる。したがって、媒体流路２に接続治具１を容易かつ確実に配設させることができる。

また、図４、図７に示すように、媒体流路２は、可溶性の流路形成部材４を第一熱伝導層６２と第二熱伝導層６３との間に配置し、その後流路形成部材４を溶出することにより形成している。流路形成部材４は、柔軟に湾曲、屈曲する。このため、流路形成部材４を段差部６０１に配置したときにも、段差部６０１との間に空隙が形成されない。また、流路形成部材は曲率の小さい湾曲部を形成できるため、流路形成部材間のピッチを小さくできる。したがって、媒体流路２を湾曲部２５で湾曲させて、狭ピッチで蛇行させることができる。

なお、本例においては、予め形成したバッキング材を接着剤を用いて電鋳層に接着しているが、電鋳層の裏面側に、耐熱性樹脂であるエポキシ樹脂材料とアルミニウム粉末とが混合されたバッキング材料を注入してバッキング材を形成することもできる。

本発明の電鋳成形型は、たとえば、車両部品、家電製品などの樹脂部品などの成形に用いることができる。

実施例の電鋳成形型の断面図である。 実施例の接続治具の斜視図である。 本発明に用いられる接続治具の斜視図であって、（ａ）は相対する一対の側面が平行で他の一対の側面は底面に向けて傾斜している台形状（図３（ａ））、相対する２対の側面が底面に向けて傾斜している台形状（図３（ｂ））の場合を示す。 実施例の媒体流路の平面配置図である。 実施例のマスタの断面図である。 マスタ転写面に成形層及び第一熱伝導層を形成した場合を示す説明図である。 図６に続く、第一熱伝導層の表面に流路形成部材を配設した場合を示す説明図である。 実施例の流路形成部材の斜視図である。 本発明に用いられる流路形成部材の斜視説明図であって、（ａ）は流路形成部材が断面長方形状、（ｂ）は断面台形状の場合を示す。 実施例の流路形成部材の端部に接続治具を配設した場合を示す説明図である。 図１０に続く、流路形成部材及び接続治具の表面に第二熱伝導層および補強層を形成した場合を示す説明図である。 図１１に続く、ネジ及び流路形成部材を除去した場合を示す説明図である。 内部に媒体流路を有する電鋳シェルが形成されたマスタの断面図である。 電鋳シェルにバッキング材を裏打ちする方法を示す説明図である。 図１４に続く、バッキング材の裏打ち方法を示す説明図である。 従来例の電鋳シェルの断面図である。 従来例における、媒体搬送用パイプ材に接続された媒体流路の斜視説明図である。

符号の説明

１：接続治具、２：媒体流路、４：流路形成部材、５：マスタ、６：電鋳シェル、７：電鋳成形型、１０：空洞部、１１：上面、１２、１３：側面、１５：ネジ、６０：成形面、６１：成形層、６２：第一熱伝導層、６３：第二熱伝導層，６４：補強層、６６：温度調整部、７１：バッキング材、７４：媒体搬送路、１１０：接続穴、１２０：開口穴、７４１：パイプ材

Claims (6)

1. 成形面を有し電鋳加工により形成された電鋳シェルと、該電鋳シェルの内部に形成され前記成形面の温度調整を行うよう熱媒体を流通させる媒体流路と、前記電鋳シェルに裏打ちされたバッキング材と、前記電鋳シェルの外部に配設されて前記媒体流路に前記熱媒体を流入または流出させる媒体搬送路とを有する電鋳成形型において、
   前記電鋳シェルの内部には、前記媒体流路と前記媒体搬送路とを接続する接続治具が埋設されており、該接続治具は、その内部に形成された空洞部と、前記媒体流路と連通し該媒体流路の径断面形状と略同一形状の開口穴と、前記金属シェルより露出して前記媒体搬送路に接続され該媒体搬送路の径断面と略同一形状の接続穴をもち、前記開口穴と前記接続穴とは前記空洞部により連通されていることを特徴とする電鋳成形型。
2. 前記接続治具は、前記媒体流路の上流側及び下流側の少なくとも一方の端部に配設されていることを特徴とする請求項１記載の電鋳成形型。
3. 前記接続治具の外形は、その底面に対して非アンダーカット形状であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電鋳成形型。
4. 前記媒体流路の形状は、その底面に対して非アンダーカット形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の電鋳成形型。
5. 成形面を有し内部に温度調整用の熱媒体を流通させる媒体流路を有する電鋳シェルをもち、前記媒体流路には前記電鋳シェルの外部に配設される媒体搬送路を通じて前記熱媒体が流入または流出される電鋳成形型の製造方法において、
   前記成形面の形状に応じた転写面をもつマスタの該転写面に、電鋳層を形成する第一電鋳工程と、
   該電鋳層の表面に、導電処理を施した媒体流路形成用の流路形成部材、及び該流路形成部材を挿着させた開口穴と、封止体により封止された前記媒体搬送路接続用の接続穴と、前記開口穴と前記接続穴とを連通させる空洞部とをもつ接続治具、を配設する配設工程と、
   該流路形成部材及び前記接続治具を配設した前記電鋳層の表面に、さらに電鋳層を形成する第二電鋳工程と、
   前記流路形成部材を前記電鋳層から溶出して前記媒体流路を形成する溶出工程と、をもつことを特徴とする電鋳成形型の製造方法。
6. 前記第二電鋳工程を行う前に、前記封止体の前記接続穴から露出した露出部を、電鋳非形成材により被覆することを特徴とする請求項５記載の電鋳成形型の製造方法。

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