JP4324370B2 - 積層金型の構造及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主に樹脂やゴム成形金型において、複数の金属板を積層してなる積層金型の金属板の結合とエアー抜き穴や冷却水路を有する成形用積層金型の構造とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
樹脂やゴム成形やブロー成形の生産タクトは、樹脂等を注入後に成形品が硬化するまでの冷却時間が大きな比率を占める。生産性を高めるには成形型の急速な冷却が要求され、積層金型においては冷却水路の方向や断面形状を自由に加工することが出来る長所があると本出願人によって提案されている（特願２０００−３２９０３１、特願２００１−２０５３８７）。しかし、金属板の結合が不十分だと金属板間から水漏れしやすい問題があった。また、金属板にはんだメッキした金属板を使用し、積層後加熱・加圧して積層ブロックを形成する方法では、金属板の結合力は向上するが板間に空洞を生じることがあり、またエアー抜き穴がはんだの流入によってつぶれる問題があった。
【０００３】
ゴムの成形型ではゴムを注入するとき型内のエアーを押し出して抜くための小径のエアー抜き穴を多数必要とし、通常のソリット型ではエアー抜き穴の加工費がかさむ問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記樹脂成形型では、金属板と金属板の結合にはんだメッキをした金属板を使用し、加熱・加圧して結合することで結合力は向上するが、板間に空洞を生じると冷却水孔から水漏れし易い。金属板の結合時、板間の空洞をなくし、エアー抜き穴へのハンダの流入を防止して、冷却性とエアー抜き性をよくすることを両立させることが必要である。
【０００５】
樹脂成形型においては、微小なエアー抜き穴を多数必要とする金型があり、積層金型で金属板間をはんだで結合すると金属板間の隙間をエアー抜きとして使用できず他のエアー抜き方法が必要である。また金属板間の隙間だけではエアー抜きの能力が不足する場合がある。
【０００６】
本発明はこのような実情を鑑みてなされたもので、積層金型の長所を活用して冷却性とエアー抜き性の両立した積層金型構造とその製造方法を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために本発明では以下の手段を講じる。積層金属板の結合力を向上させるためはんだ付けとするが、接合面の両面又は片面がはんだ濡れ性のよい銅板又は銅メッキ金属板とし、積層時金属板間にはんだ箔を入れて加熱・加圧して結合することで金属板間の空洞が少なくなり結合力を向上できる。
【０００８】
特に冷却性を重視する場合は金属板に熱伝導性のよい銅板を使用し、冷却性が重要でない金型や金型の部位には鋼板に銅メッキしたものを積層時金属板間にはんだ箔を入れて加熱・加圧して結合する。積層時、板間にはんだ箔を入れる代わりに、切断した金属板をはんだの溶融糟に入れ、はんだメッキしてもよい。また形状の単純な型では金属板に厚板の鋼板を用い、厚板の間にバインダーとしてはんだ濡れ性のよい金属板入れ、その両面にはんだ箔を入れて積層後加熱・加圧して結合すれば接合個所を少なくできる。
更に結合力を高めるには、積層ブロックを加熱・加圧するとき真空容器に入れて結合すれば、更に空洞の発生を少なくできる。
【０００９】
積層ブロックを加熱・加圧するとき、ハンダがエアー抜き穴に流入してつぶさないよう、金属板積層時、小断面積のエアー抜き穴のスリット部にピアノ線を挿入し、積層した金属板を加熱・加圧して積層ブロックを形成した後、ピアノ線を抜き取ってエアー抜き穴を形成する。エアー抜き穴より大きい冷却水路のつぶれ防止にはピアノ線に変えてシリカ材を充填し、積層ブロック形成後に水酸化ナトリュウム溶液等によりシリカ材を溶解して冷却水路を形成する。
【００１０】
ゴム成形型等においては、エアー抜き穴を確保するためはんだメッキしない金属板を機械的に加圧した状態に結合する。積層ブロックの最下面と最上面に厚板を使用し、ボルト締めし、積層金属板間の隙間からエアー抜きをする。金属板間の隙間だけではエアー抜き量が不足するときは、外部に通じる主エアー抜き穴を設け、該主エアー抜き穴と製品形状線の間に金属板にスリットを加工する。冷却水孔を要する場合は金属板間ははんだで結合し、エアー抜き穴は前記のようにピアノ線を通して形成する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面を参照して発明の実施の形態を説明する。図１はホルダー１１に金属板１２とはんだ箔を交互に積層して、型の合わせ面となる厚板の金属板１４を締め付けボルト１６で締め付け後、加熱・加圧してブロー成形型としたものである。冷却水路１５は製品形状を取り巻くように形成でき、金属板に銅板を使用するとはんだの濡れ性がよく、熱伝導性も高く冷却性能は向上する。冷却性能をあまり追求しない金型や金型の部位には金属板１２は鋼板を硫酸銅水溶液に入れ、表面に銅メッキしたものを用いてもよい。９は製品を示す。
【００１２】
金属板の積層時はんだ箔を板間に入れる代わりに、銅板又は鋼板を切断加工後はんだの溶融糟に入れ、表面にはんだメッキをした金属板を積層しても同様の効果がある。冷却水路１５には積層時にシリカ材を充填し、積層ブロックを加熱・加圧して結合後水酸化ナトリュウム水溶液によりシリカ材を溶解して除去する。
【００１３】
図２に示す実施の形態は金属板１２ｂに厚板の鋼板を用い、板間にはんだ濡れ性をよくした銅メッキ薄鋼板のバインダー１９を入れ各板間には、はんだ箔１３を入れて加熱・加圧したものである。１は製品形状線で余肉２０はＮＣ加工で除去する。
【００１４】
図３はレーザカットされた冷却水孔、エアー抜き穴を有する金属板の平面図で、製品形状線１、冷却水孔２、締め付けボルト穴３、基準穴４、主エアー抜き穴５及び６、エアー抜きスリット７及び８が加工されている。図のa〜dの冷却水孔２と主エアー抜き穴５、６は製品形状線１に沿って隣接する金属板の穴とラップさせて加工してあり、積層後は連続した穴となる。エアー抜きスリット７、８はエアー抜きの必要な個所に、製品形状線１と主エアー抜き穴５又は６を接続するように加工する。
【００１５】
図４の実施の形態の図ａは金属板１２ａ間にはんだ箔を入れて加熱・加圧するとき、はんだがエアー抜きスリットに流入しないようにエアー抜きスリット７にピアノ線１８を挿入したものを示す。該ピアノ線１８は積層ブロックを加熱・加圧して結合後抜き取る。図ｂは金属板間にはんだ箔入れないで金属板間の隙間をエアー抜きとした例で、特にエアー抜き能力を大きくする個所にはエアー抜きスリット７を加工する。
【００１６】
図５の実施の形態は積層ブロック１０を真空容器３１に入れ、真空容器蓋３２で密閉し、真空ポンプに通じる真空引きパイプ３６より容器内の空気を抜き、内部に設けた電熱ヒータ３５により加熱する。製品材料注入口から型内に挿入した温度センサーが所定の温度を検知すると加熱を止め、加圧をする。加圧は断熱性を有する受け台３４及び加圧パッド３３に挟んで、プレススライド３８でプレッシャーピン３７を介して所定圧で加圧する。加圧後、真空を開放して冷却し、型内の温度センサーが所定の温度を検知すると加圧をやめ、積層ブロックを真空容器から取り出す。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので下記に記載されるような効果がある。
【００１８】
金属板の結合にはんだを用い、金属板にはんだ濡れ性のよい銅板あるいは鋼板に銅メッキしたものを用い、加熱・加圧することで金属板の結合力は向上した。更に真空容器の中で加熱・加圧すれば板間の空洞もなくなり、冷却水の漏れの問題は解決できた。
【００１９】
金属板の結合時にはんだの流入によって冷却水路やエアー抜き穴の潰れる問題は、金属板の積層時に冷却水路にシリカ材を充填し、積層ブロックに結合後シリカ材を溶解して除去すること、小断面のエアー抜き穴には積層時ピアノ線を挿入し、積層ブロックに結合後ピアノ線を抜き取ることで解決できた。
【００２０】
上記によって樹脂注入成形、ブロー成形、ゴム成形に広く活用可能になり、従来のソリット型に比べ生産性が向上し、金型の単価もさることながら生産密度の向上で格段の生産コスト低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の樹脂成形主体の積層金型構造の断面図。
【図２】積層金型構造の積層ブロックの部分断面図。
【図３】切断加工した積層金属板の平面図。
【図４】エアー抜き穴の形成方法を示す部分断面図。
【図５】真空容器内に積層ブロックを入れて加熱・加圧の方法を示す断面図。
【符号の説明】
１ 製品形状線
２ 冷却水孔
３ 締め付け用ボルト穴
４ 基準穴
５、６ 主エアー抜き穴
７、８ エアー抜きスリット
９ 製品
１０ 積層ブロック
１１ ホルダー
１２、１２ａ、１２ｂ、１４ 金属板
１３ はんだ箔
１５ 冷却水路
１７ 外部に通じるエアー抜き穴
１８ ピアノ線
１９ バインダー
３１ 真空容器本体
３５ 電熱ヒータ
３６ 真空引きパイプ
３８ プレススライド
３９ プレスベッド

Claims (6)

1. ３次元ＣＡＤデータから金属板の厚さ毎のスライスデータで切断された製品形状線及び基準穴、締め付け用ボルト穴、冷却水孔、エアー抜き穴を加工した金属板を基準ピンを基準に順次積層した積層金型の製造方法において、
   前記金属板の間にはんだ箔を入れ積層後、積層した金属板を加熱・加圧するとき溶融したはんだによって冷却水路が詰まることを防ぐため、冷却水路にシリカ材を充填し、加熱・加圧して積層ブロックを成形後にシリカ材を溶解して冷却水路を形成することを特徴とする樹脂・ゴム・発泡材料の成形用積層金型の製造方法。
2. 主エアー抜き穴は隣接して積層する前記金属板にラップさせ、エアー抜き必要部の前記金属板に製品形状線から前記主エアー抜き穴に通じるスリットを設け、積層時該スリットにピアノ線を挿入し、加熱・加圧して積層ブロック成形後にピアノ線を抜き取ってエアー抜き穴を形成したことを特徴とする請求項１に記載の樹脂・ゴム・発泡材料の成形用積層金型の製造方法。
3. 前記金属板として銅板を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂・ゴム・発泡材料の成形用積層金型の製造方法。
4. 前記金属板として表面に銅メッキを施した鋼板を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂・ゴム・発泡材料の成形用積層金型の製造方法。
5. 前記金属板として厚板の鋼板を使用し、前記金属板間に銅板又は銅メッキした鋼板と、その両面にはんだ箔を入れて積層することを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂・ゴム・発泡材料の成形用積層金型の製造方法。
6. 積層した前記金属板を真空容器内で加熱・加圧することを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂・ゴム・発泡材料の成形用積層金型の製造方法。

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