JP2014184697A - 成形型およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形型内に温調用金属管を配置した場合であっても、温調用金属管の溶損および変形を抑えるとともに、温調用金属管による温調機能を向上させることができる成形型の製造方法を提供する。
【解決手段】成形面１１Ａが外面に形成された金属筐体１０Ａと、金属筐体１０Ａ内に配置され、成形面１１Ａの温度を調整するための温調用媒体Ｆが通過する温調用金属管２０Ａと、を備えた成形型１Ａの製造方法である。金属筐体１０Ａ内に温調用金属管２０Ａと共に金属粉末３０Ｐを封入する工程と、温調用金属管２０Ａと共に封入された金属粉末３０Ｐを、熱間等方圧加圧処理により成形する工程と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、温調用金属管を内蔵した金属製の成形型およびその製造方法に関する。

従来から、金属またはプラスチックなどの材料を成形する成形型（成形用金型）には、成形品の品質向上、安定的に生産を向上させるため、成形型に形成された成形面の温度調整（加熱または冷却）を可能とした温度調整機構が採用されている。

具体的には、このような温度調整機構として、成形型の内部に温調用媒体（加熱媒体または冷却媒体）を通過させ、成形型の成形表面の温度制御を行なっている。そこで、このような温調用媒体を通過させるための通路を、成形型内に形成するために、たとえば、成形型の内部にドリル加工などの機械加工により通路を形成することがなされている。

しかしながら、このような機械加工により通路を形成する場合、その加工に多大な時間と費用を要するばかりでなく、通路自体を直線孔の組合せにより形成することになる。たとえば成形面の形状に応じた所望の形状の通路を、成形型内に設けることが難しく、成形型内のうち加熱または冷却を要する箇所まで加熱媒体または冷却媒体が通過する通路を形成することができないことがある。このような結果、実操業時に成形型内において局所的な温度上昇が生じやすく、成形型に不均一な膨張・収縮が生じ、成形型の寿命を大幅に低下させることがあった。

このような点を鑑みて、たとえば、成形型の成形面の形状に応じて湾曲または屈曲するように前記通路が形成された温調用金属管を、内部に配置した成形型が開示されている（たとえば、特許文献１または２参照）。このような成形型は、温調用金属管を成形型の母材金属となる溶湯で鋳包むことにより製造される。このようにして、成形型の成形面の形状に応じた通路を、成形型内に形成することができる。

特許第２９３５４０４号公報 特開２０００−０４２７１７号公報

しかしながら、成形型の母材となる金属の溶湯で温調用金属管を鋳包んだ場合、溶湯の熱により温調用金属管が溶損したり、変形したりすることがあった。特に、温調用金属管の鋳包み性および温調用金属管との接合性を向上させようとした場合、溶湯をより高温に加熱することが行われるが、このような場合、上述した温調用金属管の溶損および変形はより顕著なものとなる。そこで、鋳込み時に温調用金属管の周りに例えば耐熱性の塗料等を被覆することも考えられるが、このような塗料は成形型の熱伝導を妨げ、温調用金属管による温調機能を低下させることがある。

さらに、成形型の母材となる金属の溶湯で温調用金属管を鋳包んで、溶湯を凝固させる際には、成形型の母材が冷却と共に収縮したり（ヒケが発生したり）、鋳造された成形型に、ピンホール（巣）が生成されることもある。このような結果、成形型の構造によっては、その熱伝導性が局所的に低下し、この場合も温調用金属管による温調機能を低下させることがある。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、成形型内に温調用金属管を配置した場合であっても、温調用金属管の溶損および変形を抑えるとともに、温調用金属管による温調機能を向上させることができる成形型およびその製造方法を提供することにある。

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、本発明に係る成形型の製造方法は、成形面が外面に形成された金属筐体と、該金属筐体内に配置され、前記成形面の温度を調整するための温調用媒体が通過する温調用金属管と、を備えた成形型の製造方法であって、前記金属筐体内に前記温調用金属管と共に金属粉末を封入する工程と、前記温調用金属管と共に封入された該金属粉末を、熱間等方圧加圧処理により成形する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、金属筐体内に温調用金属管と共に金属粉末を封入した後、熱間等方圧加圧処理により金属粉末を温調用金属管と一体成形することができる。より具体的には、金属粉末の金属（金型の母材となる金属）と温調用金属管の金属が、熱間等方圧加圧処理により固相拡散反応により接合されるので、成形型の熱伝導効率が向上し、温調用金属管による温調機能を向上させることができる。また、金属粉末の金属と温調用金属管の金属との固相拡散接合により、たとえこれらの金属同士が熱膨張係数の異なる金属材料であっても、金属粉末と温調用金属管と間において剥離が生じ難く、これらの界面において隙間が形成され難い。さらに、成形型の母材となる金属の溶湯で温調用金属管を鋳包む際に生じるピンホール（巣）などが発生しないため、成形型の強度のバラツキのない、熱伝導性に優れた成形型を得ることができる。

ここで、封入される金属粉末に、全て同じ金属からなる金属粉末を用いてもよく、複数種の金属を用いてもよい。このような場合のより好ましい態様としては、前記金属粉末を封入する工程において、熱伝導率の異なる金属粉末からなる複数の金属粉末層が形成されるように、前記金属粉末を封入する。さらにより好ましい態様としては、前記温調用金属管は、前記成形面の温度を調整する温調管部を有しており、前記金属粉末を封入する工程において、温調管部を、前記成形面が形成された壁部の内面に沿って配置し、前記複数の金属粉末層のうち、前記温調管部に接する金属粉末層に、熱伝導率が最も大きい金属粉末を用いる。

この態様によれば、熱伝導率の異なる金属粉末からなる複数の金属粉末層を形成することにより、より高い熱伝導性を要求される箇所に、これらのうち熱伝導率の高い金属粉末層を配置することができる。特に、前記複数の金属粉末層のうち、前記温調管部に接する金属粉末層に、熱伝導率が最も高い金属粉末を用いることにより、前記温調管部から成形面が形成された壁部への熱伝導性をより一層高めることができる。

上述した前記金属粉末を封入する工程において、金属筐体内に温調用金属管を配置した状態で、金属筐体の残りの空間に、金属粉末を全て封入してもよいが、より好ましい態様としては、前記金属粉末を封入する工程において、前記金属筐体内に、金属塊をさらに配置する。

この態様によれば、成形体を成形する工程において、金属粉末の封入量を減らすことができる。熱間等方圧加圧処理により金属粉末を成形する際には、金属ブロックを配置することで金属粉末の圧縮量を減少させることができる。また、金属筐体の一部の空間に金属粉末の代わりに金属塊を配置することにより、安価に成形型を製造することができる。

本願では、本発明として、さらに成形型を開示する。本発明に係る成形型は、成形面が外面に形成された金属筐体と、該金属筐体内に配置され、前記成形面の温度を調整するための温調用媒体が通過する温調用金属管と、を備えた成形型であって、前記金属筐体と前記金属筐体内に封入したと金属粉末と前記温調用金属管とを、熱間等方圧加圧処理により、一体成形させたことを特徴とする。

本発明によれば、金属筐体内には、熱間等方圧加圧処理により前記温調用金属管とともに金属粉末が封入されているので、金属粉末の金属（金型の母材となる金属）と温調用金属管の金属が、固相拡散反応により接合されている。これにより、成形型の熱伝導効率が向上し、温調用金属管による温調機能を向上させることができる。

また、金属粉末の金属と温調用金属管の金属とが熱膨張係数の異なる金属であっても、これらは固相拡散接合されているので、金型の母材と温調用金属管と間において剥離が生じ難く、これらの界面において隙間が形成され難い。さらに、成形型の母材となる金属の溶湯で温調用金属管を鋳包む際に生じるピンホール（巣）などが発生しないため、成形型の強度のバラツキのない、熱伝導性に優れたものとなる。さらに、金属筐体の金属と金属粉末の金属も、固相拡散反応により接合されているので、これらの界面において隙間が形成され難く、成形型の熱伝導効率を向上させることができる。

ここで、金属粉末を成形した金属は同じ金属であってもよく、複数種の金属であってもよい。しかしながら、より好ましい態様としては、前記金属粉末を成形した金属は、熱伝導率の異なる複数の金属層となっており、さらにより好ましくは、前記温調用金属管は、前記成形面が形成された壁部の内面に沿って配置された温調管部を備えており、前記温調管部に接する金属層は、前記複数の金属層のうち、熱伝導率が最も高い金属からなる層である。

この態様によれば、熱伝導率の異なる金属からなる複数の金属層を形成することにより、より高い熱伝導性を要求される箇所に、これらのうち熱伝導率の高い金属層を配置することができる。特に、前記複数の金属層のうち、前記温調管部に接する金属層を、熱伝導率が最も大きい金属層とすることにより、前記温調管部から成形面が形成された壁部への熱伝導性をより一層高めることができる。

ここで、成形体の金属と、温調用金属管の金属は、温調用金属管の温調機能を阻害しないものであり、かつ後述するような製造方法により製造することができるものであれば、特に限定されるものではない。しかしながら、より好ましい態様としては、前記金属粉末または前記金属層の融点は、前記温調用金属管の融点以上である。

この態様によれば、前記金属粉末または前記金属層の融点を、前記温調用金属管の融点以上にしても、温調用金属管を溶損させずに温調用金属管とともに金属粉末を一体成形することができばかりでなく、金属粉末に高温強度が高い材料を容易に選定することができ、さらに温調用金属管に温調機能の高い金属を容易に選定することができる。
たとえば、前記金属筐体又は金属粉末には高温強度を有する鋳鉄材を用い、前記金属管には熱伝導性の高い銅を用いることができる。この場合、鋳鉄材は融点が１２００℃程度であり、銅は融点が１１００℃程度となる。さらに、高温強度を確保するために前記金属筐体又は金属粉末に鋳鋼材や、前記金属管の耐腐食性を向上させるためにステンレス材等を組み合わせることが容易となる。この場合、鋳鋼材は融点が１４５０℃程度、ステンレス材は融点が１４００℃程度である。

本発明によれば、成形型内に温調用金属管を配置した場合であっても、温調用金属管の溶損および変形を抑えるとともに、温調用金属管による温調機能を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る成形型の模式的断面図。 図１に示す成形型を構成する金属筐体の製造方法を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は、金属筐体を鋳造する鋳造装置を説明するための断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の鋳造装置により鋳造された金属筐体の断面図。 （ａ）は、図１に示す成形型を構成する金属筐体の変形例を示した断面図であり、（ｂ）は、図１に示す成形型を構成する金属筐体の別の変形例を示した断面図。 本発明に係る成形型の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は、金属筐体内に金属粉末を封入する工程を説明するための図であり、（ｂ）は、熱間等方圧加圧処理により前記金属粉末を成形する工程を説明するための断面図。 本発明の第２実施形態に係る成形型説明するための模式的断面図であり、（ａ）は成形型の断面図であり、（ｂ）は、金属筐体内に金属粉末を封入する工程を説明するための断面図。 （ａ）は、図５（ａ）に示す成形型の変形例を示した断面図であり、（ｂ）は、図５（ａ）に示す成形型の別の変形例を示した断面図。 本発明の第３実施形態に係る成形型説明するための模式的断面図であり、（ａ）は成形型の断面図であり、（ｂ）は、金属筐体内に金属粉末を封入する工程を説明するための断面図。 図７（ａ）に示す成形型の変形例を示した断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る成形型の模式的断面図である。
本実施形態に係る成形型１Ａは、樹脂または金属を成形するために用いられる成形型である。成形型１Ａは、樹脂または金属を成形する際の成形型そのものであってもよく、その一部を構成していてもよい。

図１に示すように、成形型１Ａは、その外面に成形面１１Ａが形成された金属筐体１０Ａと、金属筐体１０Ａ内において成形面１１Ａの温度を調整するための温調用媒体Ｆが通過する温調用金属管２０Ａと、を少なくとも備えている。

金属筐体１０Ａ内には、温調用金属管２０Ａを収容する収容凹部１２Ａが形成されており、収容凹部１２Ａの開口１２ａを覆うように、金属蓋体１３Ａが配置されている。成形面１１Ａは、成形される樹脂品または鋳造品などの成形品に対応した形状（ニアネット・シェイプ）となっている。金属筐体１０Ａを構成する壁部のうち、成形面１１Ａが形成された壁部１５Ａの内面１５ａは、温度変化をより与えたい箇所ほど壁部１５Ａの肉厚を薄くし、成形面１１Ａを均一に温度調整する場合には、壁部１５Ａの肉厚が均一となるように、成形面１１Ａの形状に応じた表面形状とすることが好ましい。これにより、温調用金属管２０Ａにより成形面１１Ａの温度調整をより正確に行うことができる。

温調用金属管２０Ａは、温調用媒体Ｆを金属筐体１０Ａに導入する導入管部２１Ａと、導入管部２１Ａに連通し、直接的に成形面１１Ａの温度調整を行う温調管部２２Ａと、温調管部２２Ａに連通し、温調管部２２Ａを通過した温調用媒体Ｆを排出する排出管部２３Ａとを有する。

温調用金属管２０Ａは、金属筐体１０Ａの内面１０ａに対して、一定の間隔を空けて配置されている。温調管部２２Ａは、成形面１１Ａが形成された壁部１５Ａの内面１５ａと対向する位置において、内面１５ａに沿って配置されている。温調管部２２Ａは、直接的に成形面１１Ａの温度調整を行うための金属管であり、成形面１１Ａが形成された壁部１５Ａの内面１５ａの形状に応じて湾曲または屈曲している。

さらに、金属筐体１０Ａ内に温調用金属管２０Ａとともに金属粉末３０Ｐ（後述する図４（ａ）参照）を封入して、熱間等方圧加圧処理によりこれらが一体成形されており、金属粉末３０Ｐは成形体３０Ａとして金属筐体１０Ａ内に配置される。より具体的には、成形体３０Ａは、金属筐体１０Ａの収容凹部１２Ａ内において、金属粉末で熱間等方圧加圧処理により温調用金属管２０Ａを覆うように、温調用金属管２０Ａと共に一体成形されている。温調用金属管２０Ａは、金属筐体１０Ａの内面１０ａに対して、間隔を空けて配置されていることから、温調用金属管２０Ａは、内面１０ａと直接的には非接触の状態となる。

ここで、金属筐体１０Ａ、温調用金属管２０Ａ、および成形体３０Ａの金属は、温調用金属管の温調機能を阻害しないものであり、かつ、後述するような製造方法により製造することができるものあれば、特に限定されるものではない。

たとえば、本実施形態では、成形体３０Ａ（金属粉末３０Ｐ）の金属の融点は、温調用金属管２０Ａの金属の融点以上の金属を用いている。具体的には、成形体３０Ａ（金属粉末３０Ｐ）の金属が、鋳鋼（融点：たとえば１４５０℃）の場合、温調用金属管２０Ａの金属にステンレス鋼（融点たとえば１４００℃）、アルミニウム（融点たとえば６６０℃）、銅（融点たとえば１１００℃）、または黄銅（融点たとえば１０５０℃）などの材料を挙げることができる。また、成形体３０Ａと温調用金属管２０Ａの金属材料が同じであってもよい。具体的にはステンレス鋼、銅、黄銅、アルミニウム等があげられる。

なお、金属筐体１０Ａの金属は、後述する製造方法により変形が無く、熱伝導性、熱衝撃性および耐摩耗性に優れた材料が好ましく、たとえば、金属筐体１０Ａの金属として、鋳鉄、鋳鋼などを挙げることができ、成形体３０Ａの金属と同じ金属であってもよい。また、金属蓋体１３Ａも、金属筐体１０Ａを同じ金属からなってもよい。

以下に、上述した成形型１Ａの製造方法を説明する。図２は、図１に示す成形型を構成する金属筐体の製造方法を説明するための模式的断面図であり、（ａ）は、金属筐体を鋳造する鋳造装置を説明するための断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の鋳造装置により鋳造された金属筐体の断面図である。

まず、図２（ａ）に示すように、成形型１Ａを構成する金属筐体１０Ａを、鋳造装置４０により製造する。具体的には、鋳造装置４０には、上述した金属筐体１０Ａの形状に応じた鋳型（たとえば砂型）内のキャビティ４１が形成されている。キャビティ４１よりも上方には、溶湯Ｍをキャビティ４１に供給する供給部４３が湯道４４を介して形成されている。

このような鋳造装置４０を用いて、金属筐体１０Ａをニアネット鋳造する。具体的には、金属筐体１０Ａとなる金属の溶湯Ｍを供給部４３から注湯し、キャビティ４１内に溶湯Ｍを充填する。溶湯Ｍを充填後、キャビティ４１内の溶湯Ｍを凝固させて、これを取り出し、図２（ｂ）に示すような金属筐体１０Ａを得ることができる。このようにして、溶湯Ｍを用いて、ニアネット鋳造を行うことにより、成形品の表面に対応した精度の高い成形面１１Ａを金属筐体１０Ａに形成することができる。

本実施形態では、金属筐体１０Ａを鋳造法により製造したが、図２（ｂ）に示す金属筐体１０Ａを製造することができるのであれば、その方法は特に限定されるものではなく、たとえば金属ブロックを機械加工することにより金属筐体１０Ａを製造してもよい。

また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、金属筐体１０Ａを製造してもよい。図３（ａ）は、図１に示す成形型を構成する金属筐体の変形例を示した断面図であり、（ｂ）は、図１に示す成形型を構成する金属筐体の別の変形例を示した断面図である。

図３（ａ）に示すように、金属筐体１０Ａの壁部１５Ａに相当する底壁部材１５Ａ’と、金属筐体１０Ａの側壁部となる側壁部材１０Ａ’は、個別に鋳造した鋳造材を用いたり、個別に鍛造した鍛造材を用いたりすることもできる。これらを溶接により接合し、金属筐体１０Ａを製造してもよい。

また、図３（ｂ）に示すように、金属筐体１０Ａの壁部１５Ａに相当する底壁部材１５Ａ’’を、鍛造材とし、金属筐体１０Ａの側壁部となる側壁部材１０Ａ’’を金属板もしくは鋳造材とし、これらを溶接により接合することで、金属筐体１０Ａを製造してもよい。金属筐体１０Ａの壁部１５Ａに相当する底壁部材１５Ａ’’を鍛造材とすることにより、成形面１１Ａの耐摩耗性を向上させることができる。

図４は、本発明に係る成形型の製造方法を説明するための図であり、（ａ）は金属筐体内に金属粉末を封入する工程を説明するための図であり、（ｂ）は、熱間等方圧加圧処理により前記金属粉末を成形する工程を説明するための断面図である。

図４（ａ）に示すように、得られた金属筐体１０Ａに温調用金属管２０Ａと共に金属粉末３０Ｐを封入する。具体的には、金属筐体１０Ａ内に温調用金属管２０Ａを配置するとともに、温調用金属管２０Ａを覆うように金属筐体１０Ａ内に金属粉末３０Ｐを隙間無く充填する。金属粉末３０Ｐは、上述した成形体３０Ａの金属からなる粉末を用いる。ここで、金属粉末３０Ｐを充填する際には、後述する成形体３０Ａへの成形時に、金属粉末３０Ｐが収縮するのに伴い金属筐体１０Ａが収縮するので、この収縮量を見越して、金属筐体１０Ａのサイズを設計する必要がある。

また、温調用金属管２０Ａが金属筐体１０Ａの内面１０ａに直接的に接触しない配置ができ、金属筐体１０Ａの収容凹部１２Ａに隙間なく金属粉末３０Ｐを封入（充填）することができるのであれば、温調用金属管２０Ａの配置と、金属粉末３０Ｐの充填の順序は特に限定されるものではない。例えば、収容凹部１２Ａ内へ所定量の金属粉末を供給後、温調用金属管２０Ａを配置し、その後残りの空間にさらに金属粉末を供給することで、温調用金属管２０Ａと共に金属粉末３０Ｐを封入してもよい。

次に、図４（ｂ）に示すように、金属筐体１０Ａ内において、温調用金属管２０Ａと共に封入された金属粉末３０Ｐを、金属蓋体１３Ａで密閉し、熱間等方圧加圧処理（ＨＩＰ）により成形体３０Ａに成形する。これにより、金属粉末３０Ｐから成形された成形体３０Ａは、温調用金属管２０Ａおよび金属筐体１０Ａと一体的に成形される。

このようにして、金属粉末３０Ｐの金属（成形型１Ａの母材となる金属）と、温調用金属管２０Ａの金属と、金属筐体１０Ａの金属とが、熱間等方圧加圧処理により固相拡散反応により接合されるので、成形型１Ａの熱伝導効率が向上し、温調用金属管２０Ａによる温調機能を向上させることができる。

金属粉末３０Ｐの金属と温調用金属管２０Ａの金属と金属筐体１０Ａの金属の固相拡散接合により、たとえこれらの金属同士が熱膨張係数の異なる金属材料であっても、成形体３０Ａの母材と温調用金属管２０Ａと金属筐体１０Ａの間において剥離が生じ難く、これらの界面において隙間が形成され難い。さらに、金属筐体１０Ａの鋳造時に生じる内部のピンホール（巣）は熱間等方圧加圧により消滅するため、成形型１Ａの強度のバラツキのない、熱伝導性に優れた成形型を得ることができる。

さらに、熱間等方圧加圧処理（ＨＩＰ）により成形体３０Ａするため、金属粉末３０Ｐの金属の融点を温調用金属管２０Ａの金属の融点以上としたので、金属粉末に高温強度が高い材料を容易に選定することができ、さらに温調用金属管に温調機能の高い金属を容易に選定することができる。

〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態に係る成形型説明するための模式的断面図であり、（ａ）は成形型の断面図であり、（ｂ）は、金属筐体内に金属粉末を封入する工程を説明するための断面図である。

図５（ａ），（ｂ）に示す成形型が、第１実施形態の成形型と相違する点は、成形体の金属（用いた金属粉末）である。従って、第１実施形態の成形型に係る部材および部位と同じ構成の部材および部位は、末尾のアルファベットＡをＢに変更してその詳細な説明を省略する。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態では、金属粉末を成形した金属は、熱伝導率の異なる複数の金属層３１，３２（具体的には本図では二層としているが、三層以上としてもよい）となっている。複数の金属層において、どの層に熱伝導率の高いものを用いて成形してもよいが、好ましい形態としては、温調管部２２Ｂに接する金属層３１が、熱伝導率が最も高い層となることである。すなわち、金属層３１の金属は、金属層３２の金属よりも、熱伝導率が高い。

このような金属層３１，３２を設けるには、まず、図５（ｂ）に示すように、金属粉末を封入する工程において、熱伝導率の異なる金属粉末からなる複数の金属粉末層（具体的には二層）３１Ｐ，３２Ｐが形成されるように、金属粉末を封入する。具体的には、複数の金属粉末層３１Ｐ，３２Ｐのうち、温調管部２２Ｂに接する（具体的には覆う）金属粉末層３１Ｐに、熱伝導率が最も大きい金属粉末（金属粉末層３２Ｐよりも熱伝導率が大きい）を用いる。金属粉末層３１Ｐは、温調管部２２Ｂの表面と成形面１１Ｂが形成された壁部１５Ｂの内面１５ａと間に形成される空間を埋めるように形成されており、これらの表面に対して拡散接合されている。

ここで、たとえば金属粉末層３２Ｐ（金属層３２）の金属が、鉄またはステンレス鋼などの金属からなる場合には、金属粉末層３１Ｐ（金属層３１）の金属は、銅、黄銅、またはアルミニウムなどの金属を挙げることができる。

このようにして、熱伝導率の異なる金属粉末からなる複数の金属粉末層３１Ｐ，３２Ｐを形成することにより、より高い熱伝導性を要求される箇所に、これらのうち熱伝導率の高い金属粉末層３１Ｐを配置することができる。金属粉末層３２Ｐよりも熱伝導率が大きい金属粉末層３１Ｐを設けたことにより、温調管部２２Ｂから成形面１１Ｂが形成された壁部１５Ｂへの熱伝導性をより一層高めることができる。

図６（ａ）は、図５（ａ）に示す成形型の変形例を示した断面図であり、図６（ｂ）は、図５（ａ）に示す成形型の別の変形例を示した断面図である。なお、これらの変形例において、図５（ａ）に示す成形型と同じ機能を有するものは、同一の形状を付してその詳細な説明を省略する。

図５（ａ）に示す成形型１Ａでは、成形面１１Ａが形成された壁部１５Ａの内面１５ａは、壁部１５Ａの肉厚が均一となるように、成形面１１Ａの形状に応じた表面形状となっていた。しかながら、第２の実施形態では、金属層３１の金属は、金属層３２の金属よりも、熱伝導率を高くしたので、図６（ａ）に示す如く、成形型１Ｂの成形面１１Ｂが形成された壁部１５Ｂの内面１５ａ’をフラット面としても、温度調節機能を発揮できる例である。

さらに、図１に示す成形型１Ａでは、温調用金属管２０Ａは、成形面１１Ａが形成された壁部１５Ａの内面１５ａの断面形状に応じて湾曲または屈曲していた。しかしながら、第２の実施形態では、金属層３１の金属は、金属層３２の金属よりも、熱伝導率を高くしたので、図６（ｂ）に示す如く、温調管部２２Ｂ’がストレート形状の金属管としても、温度調節機能を発揮できる例である。

また、図示していないが、成形型１Ｂの成形面１１Ｂが形成された壁部１５Ｂの内面１５ａ’がフラット面となり、かつ、温調管部２２Ｂ’がストレート形状の金属管となっていてもよい。

〔第３実施形態〕
図７は、本発明の第３実施形態に係る成形型説明するための模式的断面図であり、図７（ａ）は成形型の断面図であり、図７（ｂ）は、金属筐体内に金属粉末を封入する工程を説明するための断面図であり、図８は、図７（ａ）に示す成形型の変形例を示した断面図である。

図７（ａ）に示す成形型が、第１実施形態の成形型と相違する点は、金属筐体内に金属塊をさらに備えた点であり、図８に示す成形型は、これに加えて第２実施形態と同じ金属粉末層を設けた点である。従って、第１実施形態の成形型に係る部材および部位と同じ構成の部材および部位は、末尾のアルファベットＡをＣに変更してその詳細な説明を省略する。

図７（ａ）に示す成形型１Ｃに示すように、本実施形態では、金属筐体１０Ｃ内において、温調用金属管２０Ｃの導入管部２１Ｃと排出管部２３Ｃとの間に金属塊５０が配置され、金属塊５０は成形体３０Ｃと一体成形されている。成形型１Ｃを製造するにあたっては、金属粉末３０Ｃを封入する工程において、金属筐体１０Ｃ内の金属塊５０をさらに配置する。ここで金属塊５０は、金属粉末３０Ｃと同じ金属からなってもよい。また、金属筐体１０Ｃと同じ金属となってもよい。

ここで、金属筐体１０Ｃ内に温調用金属管２０Ｃと共に金属粉末３０Ｐを封入する際に、導入管部２１Ｃと排出管部２３Ｃとの間に形成された空間に金属塊５０を配置する。これにより、熱間等方圧加圧処理により金属粉末３０Ｐを成形する際には、金属粉末の封入量を減らすことができる。さらに、熱間等方圧加圧処理により金属粉末３０Ｐを成形する際には、金属塊５０を配置することで金属粉末の圧縮量を減少させることができる。また、金属筐体１０Ｃの一部の空間に金属粉末の代わりに金属塊５０を配置することにより、安価に成形型を製造することができる。また、図８に示す如く、第２実施形態に係る図５（ｂ）に示す製造工程において、金属塊５０を配置し、金属筐体１０Ｃ内に金属塊５０を成形体３０Ｃ’と一体成形してもよい。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

第２実施形態では、複数の金属粉末層として二層の金属粉末層を設けたが、層数はこれに限定さえるものではなく、例えば、図５（ｂ）に示す金属粉末層３１Ｐのうち成形面側の金属粉末層にさらに熱伝導率の高い金属粉末を用いてもよい。

また、第２および第３実施形態では、図２（ｂ）に示す金属筐体を用いたが、たとえば、図３（ａ），（ｂ）等に示す金属筐体を用いてもよい。

また、第２実施形態の変形例で、成形型の成形面が形成された壁部の内面をフラット面とし、または、温調用金属管がストレート形状の金属管となっていたが、このような構造を第１および第２に係る成形型に適用してもよい。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ：成形型
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：金属筐体
１０Ａ’，１０Ａ’’：側壁部材
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ：成形面
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ：収容凹部
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ：金属蓋体
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ：壁部
１５ａ：内面
１５Ａ’、１５Ａ’’：底壁部材
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ：温調用金属管
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ：導入管部
２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ：温調管部
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ：排出管部
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ：成形体
３０Ｐ：金属粉末
３１，３２：金属層
３１Ｐ，３２Ｐ：金属粉末層
４０：鋳造装置
４１：キャビティ
４３：供給部
４４：湯道
５０：金属塊
Ｍ：溶湯
Ｆ：温調用媒体

Claims (8)

1. 成形面が外面に形成された金属筐体と、該金属筐体内に配置され、前記成形面の温度を調整するための温調用媒体が通過する温調用金属管と、を備えた成形型の製造方法であって、
   前記金属筐体内に前記温調用金属管と共に金属粉末を封入する工程と、
   前記温調用金属管と共に封入された該金属粉末を、熱間等方圧加圧処理により成形する工程と、を含むことを特徴とする成形型の製造方法。
2. 前記金属粉末を封入する工程において、熱伝導率の異なる金属粉末からなる複数の金属粉末層が形成されるように、前記金属粉末を封入することを特徴とする請求項１に記載の成形型の製造方法。
3. 前記温調用金属管は、前記成形面の温度を調整する温調管部を有しており、
   前記金属粉末を封入する工程において、前記温調管部を、前記成形面が形成された壁部の内面に沿って配置し、
   前記複数の金属粉末層のうち、前記温調管部に接する金属粉末層に、熱伝導率が最も高い金属粉末を用いることを特徴とする請求項２に記載の成形型の製造方法。
4. 前記金属粉末を封入する工程において、前記金属筐体内に、金属塊をさらに配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成形型の製造方法。
5. 成形面が外面に形成された金属筐体と、該金属筐体内に配置され、前記成形面の温度を調整するための温調用媒体が通過する温調用金属管と、を備えた成形型であって、
   前記金属筐体と前記金属筐体内に封入した金属粉末と前記温調用金属管とを、熱間等方圧加圧処理により、一体成形させたことを特徴とする成形型。
6. 前記金属粉末を成形した金属は、熱伝導率の異なる複数の金属層となっていることを特徴とする請求項５に記載の成形型。
7. 前記温調用金属管は、前記成形面が形成された壁部の内面に沿って配置された温調管部を備えており、
   前記温調管部に接する金属層は、前記複数の金属層のうち、熱伝導率が最も高い金属からなる層であることを特徴とする請求項６に記載の成形型。
8. 前記金属粉末または前記金属層の融点は、前記温調用金属管の融点以上であることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の成形型。

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