JP5374183B2 - 金型の製造方法、金型分割体、金型 - Google Patents

Description

本発明は、熱媒体として水や蒸気を用いて金型を加熱・冷却しながら射出成形を行う射出成形機用の金型の製造方法、金型分割体、金型に関する。

射出成形機の射出充填工程において、金型の温度が低い状態にあると金型のキャビティ内に充填された溶融樹脂の表面が急速に固化する。この場合、成形品に対する金型のキャビティ面の転写が不十分となり、また、成形品表面に、ウエルドライン、シルバーと呼ばれる欠陥が生じることがある。
この欠陥を防止するために、射出充填、保圧、冷却、型開閉といった一連の工程において、金型の媒体通路に、樹脂の充填を開始するまでの間に加熱媒体を供給して金型を加熱し、樹脂の充填開始後の所定時間経過後から型開きまでの間に冷却媒体を供給して金型を冷却する成形方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、予め樹脂の熱変形温度以上の温度まで加熱した金型に溶融樹脂を充填して樹脂表面の固化を遅らせ、樹脂の充填後、金型を樹脂のガラス転移温度、又は、熱変形温度以下まで冷却してから型開きを行うことができ、上記のような欠陥の発生を抑えることができる。

一般に射出成形において熱媒体を用いて積極的に温度コントロールを行う場合、成形サイクルの短縮化のため、その温度上昇・低下は速く行うことが求められている。そこで、金型ベースに、金型のキャビティ表面を形成するキャビティ部材を取り付けることで金型を構成し、金型ベースとキャビティ部材との合わせ面に媒体通路を多数並べて形成することが行われていた。

ところで、部分的に凸形状を有する成形品の場合、凸部分における加熱・冷却構造としては、図１０（ａ）に示すように、凸形状部Ａ以外と同様に、金型ベース１に、凸形状部Ａについても、金型ベース１との合わせ面に媒体通路３を形成するキャビティ部材２を取り付ける手法がある。
また、図１０（ｂ)に示すように、凸形状部Ａ以外については、金型ベース１との合わせ面に媒体通路３を形成するキャビティ部材４を金型ベース１に取り付け、凸形状部Ａについては、金型ベース１に凸形状部Ａの内方に位置する媒体タンク５を形成し、この媒体タンク５に熱媒体を流すことで温度コントロールを行う手法もある。

特開２００５−３２９５７７号公報 特開平６−２３８７２８号公報

しかしながら、図１０（ａ）に示したような構造では、凸形状部Ａにおいて、キャビティ部材２を金型ベース１に取り付け、固定するのが困難である。
そこで、特許文献２に記載の技術のように、キャビティ部材を複数に分割し、それぞれを金型ベースに取り付ける提案もなされている。
しかし、複数のキャビティ部材どうしのつなぎ目の部分において、キャビティ表面に境界線が出たり、内部の媒体流路から加熱・冷却媒体が漏れたりする可能性がある。

さらに、射出成形は多数の製品を製造するため、金型には加熱、冷却による熱応力が繰り返し加わる。つなぎ目の接合が十分均一でなく接合不良により欠陥が存在すると、熱応力が負荷された際に、欠陥が亀裂と同様な振る舞いをし、欠陥が進展拡大し金型の破損を発生させるなど耐久性等の面で課題が残る。

また、図１０(ｂ)に示したような構造では、凸形状部Ａと、それ以外の部分とで、加熱・冷却構造が異なるため、均一な加熱・冷却を行いにくく、金型の温度分布に起因する品質面での課題がある。

本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、製品品質を向上するとともに、金型の耐久性を向上することのできる金型の製造方法、金型分割体、金型を提供することを目的とする。

かかる目的のもとになされた本発明は、射出成形機に取り付けられて射出成形により成形品を形成するための一対の金型の製造方法であって、一対の金型の一方に、他方の金型に向けて突出し、成形品に凸形状部を形成する凸部が形成され、凸部は、当該凸部の突出方向に沿って複数に分割された金型分割体を突出方向に積層して接合することで形成する。そして、積層される金型分割体どうしを接合するときには、金型分割体どうしの少なくとも一方の接合面に突条を形成しておき、突条の先端部を他方の金型分割体に突き当てた状態で、金型分割体どうしを接合することを特徴とする。
このように、金型分割体の少なくとも一方の接合面に形成した突条の先端部を他方の金型分割体に突き当てた状態で、これら金型分割体どうしを接合すると、突条の部分においては特に接合が確実に行われる。
このような突条を、金型分割体の接合面の外周縁部に沿って形成すれば、金型分割体どうしの接合面の外周縁部、つまり、凸部の外表面（キャビティ面）を確実に接合することができ、キャビティ面に金型分割体どうしの継ぎ目が現れるのを防止できる。
なお、突条は、射出成形時に金型の温度調整を行うための熱媒体通路を形成すべく接合面に形成された溝に沿って形成される。そうすると、接合部分がこの溝の部分の周囲の狭い領域のみとなり、接合面の面一度精度が容易に向上できる。これにより、溝の部分以外で接合してしまうことによる、溝周囲で隙間が空いてしまう不具合を防止できるので、溝の周囲での接合が確実に行われ、熱媒体通路からの熱媒体の漏れを防止できる。
接合面に形成された溝は、互いに対向する金型分割体の双方に、接合面に対し互いに対称な断面形状で形成する。
さらに、このような突条は、キャビティ面に金型分割体どうしの継ぎ目部の接合を確実に行うことにより、接合欠陥である接合不良の発生を防止する。これにより、射出成形サイクルを繰り返して金型の加熱・冷却を繰り返したときに、熱応力により突条の近傍で金型分割体どうしの接合部に亀裂が入るのを防止できる。

ところで、互いに接合される金型分割体の双方の接合面に突条を形成しても良い。さらに、一方の接合面に形成された突条と、他方の接合面に形成された突条とを、互い違いに配置しても良い。このようにすれば、接合面どうしを付き合わせたときに、金型分割体どうしが接合面に沿った方向にずれるのを防止できる。

突条は、その幅を０．５〜２０ｍｍ、その高さを０．０２〜２ｍｍとするのが好ましい。突条の幅の、より好ましい寸法は１〜５ｍｍであり、その高さの、より好ましい寸法は０．０５〜０．２ｍｍである。

本発明は、射出成形により形成される成形品に凸形状部を形成すべく金型に形成される凸部を形成するため、凸部の突出方向に沿って凸部を複数に分割してなる金型分割体とすることもできる。この金型分割体は、他の金型分割体と例えば拡散接合法等の接合法により接合される接合面に、射出成形時に金型の温度調整を行うための熱媒体通路を形成すべく接合面に形成され、互いに対向する金型分割体の双方に、接合面に対し互いに対称な断面形状を有する溝と、接合面の外周縁部および溝に沿って形成された突条と、を備えることを特徴とする。
このような金型分割体は、上記した金型の製造方法に好適である。

本発明は、射出成形機に取り付けられて射出成形により成形品を形成するための金型であって、射出成形機に固定される固定側金型と、固定側金型に対向した状態で接近・離間可能に射出成形機に取り付けられる可動側金型と、を備え、固定側金型と可動側金型の一方に、固定側金型と可動側金型の他方に向けて突出し、成形品に凸形状部を形成する凸部が形成され、凸部は、当該凸部の突出方向に沿って複数に分割された金型分割体を突出方向に積層して接合することで形成され、互いに接合される金型分割体どうしの少なくとも一方の接合面に突条が形成され、突条の先端部を他方の金型分割体に突き当てた状態で、金型分割体どうしが接合されており、突条は、射出成形時に金型の温度調整を行うための熱媒体通路を形成すべく接合面に形成された溝に沿って形成され、溝が、互いに対向する金型分割体の双方に、接合面に対し互いに対称な断面形状であることを特徴とする金型とすることもできる。

本発明によれば、金型分割体の少なくとも一方の接合面に形成した突条の先端部を他方の金型分割体に突き当てた状態で、これら金型分割体どうしを接合すると、突条の部分においては特に接合が確実に行われる。このような突条を、金型分割体の接合面の外周縁部や、射出成形時に金型の温度調整を行うための熱媒体通路を形成すべく接合面に形成された溝に沿って形成すれば、金型分割体どうしの接合面の外周縁部、つまり、凸部の外表面（キャビティ面）に金型分割体どうしの継ぎ目が現れるのを防止したり、熱媒体通路からの熱媒体の漏れを防止できる。その結果、製品品質を向上するとともに、金型の耐久性を向上することが可能となる。

本実施の形態における射出成形機の全体構成を示す図である。 射出成形機の金型の温度調整を行うための構成を示す図である。 金型の温度調整例を示す図である。 本実施の形態における金型の断面図である。 凸部が矩形断面である場合の金型分割体を示す斜視展開図である。 凸部が円形断面である場合の金型分割体を示す斜視展開図である。 矩形断面の金型分割体の接合面に形成された突条を示す斜視断面図である。 円形断面の金型分割体の接合面に形成された突条を示す斜視断面図および立断面図である。 金型分割体の応用例を示す図である。 従来の金型の温度調整を行うための構成を示す図である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態における射出成形機１０の概略構成を説明するための図である。本実施の形態においては、加熱媒体として熱水を用いる例を挙げる。
図１に示すように、射出成形機１０の型締装置は、基台１１に固定ダイプレート１２が固設され、固定ダイプレート１２に固定側金型１３が取り付けられている。固定側金型１３に対向する可動側金型１４は、固定ダイプレート１２に対向して配置された可動ダイプレート１５に取り付けられている。可動ダイプレート１５は、基台１１に敷設されたガイドレール１６にガイドされ、リニアベアリングを介して固定ダイプレート１２に対向して移動可能とされている。型開閉のための可動ダイプレート１５の移動には電動ボールねじ１７が用いられる。

複数のタイバー１８が、固定ダイプレート１２に内蔵する複数の型締油圧シリンダ１２ａ内で摺動するラム１９に直結して設けられている。各タイバー１８の先端部は、可動ダイプレート１５の貫通孔を貫通している。タイバー１８の先端部にはねじ溝１８ａが形成されており、このねじ溝１８ａに可動ダイプレート１５の反金型側に配置された半割りナット１８ｂが係合することで、タイバー１８の引張方向を固定拘束している。

射出ユニット２０は、電動駆動方式である。固定側金型１３の樹脂入り口に当接しているノズルを備えた射出シリンダ２１には、射出シリンダ２１と一体のフレーム２１ａが設けられている。このフレーム２１ａに射出シリンダ２１の中心線の両側に対称に、一対の射出駆動サーボモータ２２、２２が取り付けられ、同サーボモータ２２、２２の出力軸にボールねじ軸２３、２３が直結されている。ボールねじ軸２３、２３には、移動フレーム２４に取り付けられた一対のボールねじナット２５、２５が螺合している。一対の射出駆動サーボモータ２２、２２が同期回転駆動されることにより、射出スクリュ２１ｂは射出シリンダ２１の中を軸方向に前後進する。
射出シリンダ２１の射出スクリュ２１ｂは、移動フレーム２４に取り付けられた射出スクリュ回転駆動モータ２６によって回転駆動され、射出シリンダ２１内の樹脂の回転送り出しと可塑化を行う。

射出成形制御装置５０は、成形工程のプログラムに従って、型締油圧シリンダ１２ａに作動油を送り、射出ユニット２０の射出駆動サーボモータ２２、２２に電流を送って射出スクリュ２１ｂを前後進させ、射出スクリュ２１ｂの射出スクリュ回転駆動モータ２６に電流を送って樹脂の可塑化を指示する。

射出ユニット２０は、固定側金型１３と可動側金型１４が型締されることによって形成された金型キャビティの中に溶融樹脂を射出させる。成形品が冷却固化した後は、可動側金型１４は固定側金型１３との型締結合を解き、移動用の電動ボールねじ１７の作動により固定側金型１３から離れて成形品を取出すようになっている。

固定側金型１３、可動側金型１４には、金型表面を加熱、冷却するための熱媒体通路３０、３１が形成されている。熱を早く伝達して金型キャビティ面を急速に加熱冷却するため、熱媒体通路３０、３１は金型キャビティにできるだけ近い位置に形成されている。そして、この熱媒体通路３０、３１には、外部から熱媒体を熱媒体通路３０、３１に送り込むための熱媒体供給管３２Ｉと、熱媒体通路３０、３１から熱媒体を外部に排出するための熱媒体排出管３２Ｏとが、それぞれ接続されている。

図２に示すように、熱媒体供給管３２Ｉには、加熱媒体を供給する加熱媒体供給装置３３と、冷却媒体を供給する冷却媒体供給装置３４とが接続されている。本実施の形態においては、加熱媒体、冷却媒体には、水（液体）が用いられる。
加熱媒体供給装置３３は、加熱媒体を図示しないポンプによって熱媒体供給管３２Ｉを通して熱媒体通路３０、３１に送り込むとともに、熱媒体通路３０、３１を経た加熱媒体を、熱媒体排出管３２Ｏを通して加熱媒体供給装置３３に循環させる。
冷却媒体供給装置３４は、冷却媒体を図示しないポンプによって熱媒体供給管３２Ｉを通して熱媒体通路３０、３１に送り込むとともに、熱媒体通路３０、３１を経た冷却媒体を、熱媒体排出管３２Ｏを通して冷却媒体供給装置３４に循環させる。

これら加熱媒体供給装置３３、冷却媒体供給装置３４は、媒体切替装置６０に接続されている。媒体切替装置６０には、熱媒体供給管３２Ｉに供給する熱媒体を切り替えるために、加熱媒体供給装置３３、冷却媒体供給装置３４からの加熱媒体、冷却媒体の送給管をそれぞれ開閉可能な開閉弁（図示無し）が設けられている。媒体切替装置６０の各開閉弁は、金型温度制御装置（加熱・冷却タイミング制御装置）７０により、予め定められたプログラムに基づいてその開閉が制御され、加熱媒体、冷却媒体の熱媒体供給管３２Ｉへの供給・遮断を切り替える。すなわち、固定側金型１３、可動側金型１４を加熱するときには、加熱媒体供給装置３３で加熱された加熱媒体を、熱媒体供給管３２Ｉに送り込み、固定側金型１３、可動側金型１４を冷却するときには、冷却媒体供給装置３４から供給される冷却媒体を、熱媒体供給管３２Ｉに送り込む。

図１、図２に示したように、固定側金型１３、可動側金型１４のキャビティ面に接して、金型温度センサ４０が配置されている。金型温度センサ４０で検出した金型温度の信号は金型温度制御装置７０に送られる。
また、図２に示したように、熱媒体供給管３２Ｉには、管内の熱媒体の温度を検出するための熱電対等の熱媒体温度センサ４１と、熱媒体の圧力を検出するための圧力センサ４２とが設けられている。これら熱媒体温度センサ４１、圧力センサ４２で検出した熱媒体の温度、圧力の信号は金型温度制御装置７０に送られる。

金型温度制御装置７０では、金型温度センサ４０で検出された金型温度と、熱媒体温度センサ４１、圧力センサ４２で検出された熱媒体の温度、圧力に基づき、媒体切替装置６０を制御して、加熱媒体供給装置３３、冷却媒体供給装置３４の開閉弁（図示無し）を開閉させ、熱媒体供給管３２Ｉへの加熱媒体、冷却媒体の供給タイミングを制御する。

一連の射出成形サイクル中、金型温度制御装置７０は、予め導入されたコンピュータプログラムに基づいて定められた処理を実行し、熱媒体供給管３２Ｉへの加熱媒体、冷却媒体の供給を制御することで、以下に示すような温度コントロールを行う。
図３は、一連の射出成形サイクル中における温度変化を示した図である。なおここで、射出成形制御装置５０においては、固定側金型１３、可動側金型１４の温度（金型温度）をコントロールするため、図３においては金型温度の変化を示したが、キャビティ温度も実質的に等価である。
型締から昇圧の工程においては、金型温度制御装置７０で媒体切替装置６０を制御して、加熱媒体供給装置３３で加熱された加熱媒体を熱媒体供給管３２Ｉに送り込み、固定側金型１３、可動側金型１４を加熱する。

そして、固定側金型１３、可動側金型１４の加熱後、固定側金型１３と可動側金型１４が型締されることによって形成された金型キャビティへの溶融樹脂の射出を開始する。この後、加熱媒体供給装置３３から熱媒体供給管３２Ｉへの加熱媒体の供給を停止する。加熱媒体の供給停止は、金型温度制御装置７０で媒体切替装置６０を制御して行う。

樹脂の射出が完了した時点で、金型キャビティ内の保圧を行うこともできる。射出〜保圧の間、固定側金型１３、可動側金型１４の温度は、加熱媒体の供給停止にともない、自然放熱により低下する。

この後、固定側金型１３、可動側金型１４の冷却に移行する。固定側金型１３、可動側金型１４の冷却は、金型温度制御装置７０で媒体切替装置６０を制御して、冷却媒体供給装置３４から供給される冷却媒体を、熱媒体供給管３２Ｉに送り込む。冷却媒体の送り込みによって固定側金型１３、可動側金型１４は急冷される。固定側金型１３、可動側金型１４の温度が低下したら、金型温度制御装置７０で媒体切替装置６０を制御して熱媒体供給管３２Ｉへの冷却媒体の供給を停止する。
樹脂が冷却固化し、金型キャビティ内に成形品が形成された後は、可動側金型１４は固定側金型１３との型締結合を解いて型開きする。続いて、さらに可動側金型１４を移動用の電動ボールねじ１７の作動により固定側金型１３から離し、成形品を取出す。
この後は、上記と同様のサイクルを繰り返すことで、成形品を順次射出成形することができる。

なお、上記のサイクルにおいて、冷却の過程で、アニーリングなどの適宜の熱処理を行うこともできる。

さて、図４に示すように、本実施の形態において、固定側金型１３、可動側金型１４により形成される成形品は、凸形状部Ａを有している。これに応じて、固定側金型１３には凹部１３Ａが形成され、可動側金型１４には凸部１４Ａが形成されている。
凸部１４Ａは、その突出方向に沿って可動側金型１４が複数に分割されている。すなわち、可動側金型１４において、凸形状部Ａ以外のキャビティ面は、金型ベース１にキャビティ部材本体８０が取り付けられることで形成されているのに対し、凸部１４Ａは、その突出方向に沿って二以上の金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、…がキャビティ部材本体８０に積層されて取り付けられることで形成されている。本実施の形態においては、凸部１４Ａは、キャビティ部材本体８０と一体化された金型分割体８１Ａに、三個の金型分割体８１Ｂ、８１Ｃ、８１Ｄが取り付けられた構成とするが、その数は二以上であれば何らの限定を行う意図は無い。

図５は、凸部１４Ａが矩形断面である場合の例、図６は、凸部１４Ａが円形断面である場合の例である。
図５、図６に示すように、これら金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…は、それぞれ、凸部１４Ａの断面形状に応じた断面を有し、所定の高さを有したブロック状で、これら金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…を互いに接合した状態で、連続した熱媒体通路３０、３１を形成するための溝８２、孔８３が形成されている。このうち溝８２は、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の接合面に露出して形成され、他の金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…と接合されることにより熱媒体通路３１を形成する。

図７、図８に示すように、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…のそれぞれの接合面８５においては、その外周縁部、すなわち、凸部１４Ａにおいてキャビティ表面を形成する金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の側面８６と接合面８５との境界部に沿って、突条８７が連続して形成されている。また、接合面８５においては、溝８２の両側の縁部に沿って、突条８８が連続して形成されている。
金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…は、例えば拡散接合法により、その接合面どうしが互いに接合される。拡散接合法は、互いに接合される二つの金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、あるいは金型分割体８１Ｂ、８１Ｃに、予め定められた電圧を加えながら、予め定めた押し付け力（圧力）で一定時間押し付けることで行われる。ここでは、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の接合に拡散接合法を用いるが、もちろん、これに代えて他の接合法を用いても良い。
これら突条８７、８８は、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…どうしを互いに接合するときに、その接合を確実に行うためのものである。接合部を突条８７、８８に限定することにより、接合部の面一度の高精度加工が容易になるだけでなく、接合部の狭い領域に電流を集中させることができ、接合しにくい材料同士の組み合わせによる接合においても効率的な加熱、加圧が可能である。
このような目的からして、突条８７、８８は、その幅ｗを０．５〜２０ｍｍとするのが好ましく、より好ましく寸法は１〜５ｍｍであり、その高さｈを、０．０２〜２ｍｍとするのが好ましく、より好ましい寸法は０．０５〜０．２ｍｍである。

上述したように、可動側金型１４の凸部１４Ａを、その突出方向に複数の金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…を積層してその接合面８５を接合することで一体化し、それぞれの接合面８５においては、その外周縁部と、溝８２の縁部に沿って突条８７、８８を形成するようにした。これにより、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…を接合したときに、その接合面８５において、キャビティ面を形成する接合面８５の外周縁部と、熱媒体通路３１を形成する溝８２の縁部とを確実に接合することが可能となる。その結果、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…を接合することで可動側金型１４を製作した直後はもちろんのこと、繰り返し熱応力が加わった長期の使用においても、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の継ぎ目がキャビティ面に出るのを防ぎ、継ぎ目が成形品に転写されて成形品質が低下するのを回避することができる。また、熱媒体通路３１を形成する溝８２の部分からの熱媒体の漏れを防止でき、可動側金型１４の耐久性を高めることもできる。

なお、上記実施の形態では、溝８２の断面形状を半円形としたが、その断面形状には何ら限定するものではなく、断面矩形等、他の形状とすることもできる。また、図９（ａ）に示すように、溝８２は、互いに対向する接合面８５、８５の双方に形成することで熱媒体通路３１を形成しても良い。
互いに対向する接合面８５、８５の双方に形成する溝８２、８２の断面形状を、接合面に対称形状にして設けた場合、互いに対応する接合面８５、８５の一方のみに溝８２を設けた場合に比較し、各金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…単体での温度分布ムラを抑制するのに有効である。
金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…は突条８７、８８の部分でのみ接合されるため、互いに対向する金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…間の熱伝達は突条８７、８８の部分のみに限られる。また熱媒体による熱交換量は溝８２の表面積が支配的要因となる。よって、互いに対応する接合面８５、８５の一方のみに溝８２を設けた場合は、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の端面において、溝８２を設けた側の面は熱媒体との熱交換が大きくなるが、対向する金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…への熱伝達が悪いので熱媒体との熱交換量が小さくなる。すると、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の端面との間で、接合面を境界として局部的に温度差が発生する。例えば加熱媒体を溝８２に流通させた場合、溝８２を設けた側の金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の端面部では熱媒体から流入する熱量が大きく、且つ対向する金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…への熱流出が少ないので温度の上昇量が大きい。しかし、対向する金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…で溝８２を有しない端面では熱媒体からの熱流入量が少なく、かつ対向する金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…からの熱伝達量も小さいので、温度上昇量が小さい。
これに対し、互いに対向する接合面８５、８５の双方に形成する溝８２、８２の断面形状を、接合面に対称形状にして設けることにより、熱媒体との熱交換が互いに対向する金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の接合部において同一にできるため、対向する金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…どうしは熱媒体との熱交換量が等しく、接合面に対称な熱交換が可能となり、接合部での局部的な温度差の発生を防止できる。

突条８７、８８についても、互いに対向する接合面８５、８５において、一方のみに形成してもよいし、双方に形成するようにしても良い。その場合、図９（ｂ）に示すように、互いに対向する接合面８５、８５の一方に形成する突条８７Ａ、８８Ａと、他方に形成する突条８７Ｂ、８８Ｂとは、互い違いとなるように互いにオフセットして形成しても良い。このようにすれば、金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…どうしを、接合に先立ち接合面８５、８５どうしを付き合わせるときに、その位置決めを容易に行うことができる。

また、突条８７、８８を、互いに対向する接合面８５、８５において、一方のみに形成し、互いに対向する接合面８５、８５の他方に、突条８７、８８の断面形状に応じた溝を形成するようにしても良い。この場合、溝の深さｄは、突条８７、８８の高さｈとの差（ｈ−ｄ）が、前述の０．０２〜２ｍｍとなるように設定するのが好ましく、より好ましい寸法は０．０５〜０．２ｍｍである。

また、突条８７、８８の断面形状も、上記実施の形態で示したような矩形状に限るものではなく、台形状、三角形状等としてもよい。さらに、突条８７、８８は、一本のみではなく複数本を並列して設けても良いし、図９（ｃ）に示すように、櫛歯状に設けても良い。
さらに、上記実施の形態では、突条８７、８８の幅ｗ、高さｈについて好ましい範囲を示したが、材質、通電電圧、押し付け力、押し付け時間等に応じ、その範囲は変り得る。

また、射出成形機１０の全体的な構成については、その基本的な構成を示したに過ぎず、適宜変更しても良い。例えば、熱媒体としては、水以外の液体、蒸気、空気等の気体を用いることも可能である。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。

〔検討例〕
ここで、突条８７、８８の幅ｗ、高さｈの最適範囲について検討を行ったのでその結果を示す。
金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…は直径７０ｍｍの断面円形で高さ３０ｍｍとし、材質として、日立金属株式会社製のＨＰＭ３８材、ウッデホルム社製のＳＴＡＶＡＸ材の二種類を用いた。
金型分割体８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ、…の接合面８５に図８に示したように溝８２を形成し、接合面８５の外周縁部と、溝８２の縁部に沿って突条８７、８８を、表１に示すような幅ｗ、高さｈで形成した。
そして、二つの金型分割体８１Ａ、８１Ｂに１００Ｖの電圧を加えしながら、５０ＭＰａの押し付け力で１０分間押し付けて拡散接合法により接合を行い、供試体を得た。
接合後、１０００℃の温度で供試体の焼きなましを行い、供試体の応力緩和・機械的強度の調整処理を行った。

この後、供試体を、図８（ｂ）に示すように、その中心軸線を含む断面で切断・研磨し、その切断面を観察した。観察により、接合面に隙間が見られないものは「○」、部分的に０．０５ｍｍ以上の隙間が見られるものを「△」、全体的に隙間が見られ、接合が不完全なものを「×」とし、観察結果を表１に示した。

表１に示すように、ＨＰＭ３８材、ＳＴＡＶＡＸ材のいずれにおいても、突条８７、８８の幅ｗを、０．５〜２０ｍｍ、高さｈを０．０２〜２ｍｍとするのが好ましいことが確認された。

１０…射出成形機、１２…固定ダイプレート、１３…固定側金型、１４…可動側金型、１４Ａ…凸部、１５…可動ダイプレート、２０…射出ユニット、３０、３１…熱媒体通路、３３…加熱媒体供給装置、３４…冷却媒体供給装置、５０…射出成形制御装置、６０…媒体切替装置、７０…金型温度制御装置、８０…キャビティ部材本体、８１Ａ、８１Ｂ、８１Ｃ…金型分割体、８２…溝、８３…孔、８５…接合面、８７、８８…突条

Claims (7)

1. 射出成形機に取り付けられて射出成形により成形品を形成するための一対の金型の製造方法であって、
   一対の前記金型の一方に、他方の前記金型に向けて突出し、前記成形品に凸形状部を形成する凸部が形成され、
   前記凸部は、当該凸部の突出方向に沿って複数に分割された金型分割体を前記突出方向に積層して接合することで形成し、
   積層される前記金型分割体どうしを接合するときには、前記金型分割体どうしの少なくとも一方の接合面に突条を形成しておき、前記突条の先端部を他方の前記金型分割体に突き当てた状態で、前記金型分割体どうしを接合し、
   前記突条は、射出成形時に前記金型の温度調整を行うための熱媒体通路を形成すべく前記接合面に形成された溝に沿って形成され、
   前記溝が、互いに対向する前記金型分割体の双方に、前記接合面に対し互いに対称な断面形状であることを特徴とする金型の製造方法
2. 前記突条は、前記金型分割体の前記接合面の外周縁部に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金型の製造方法。
3. 前記突条は、射出成形サイクルを繰り返して前記金型の加熱・冷却を繰り返したときに、熱応力により前記突条の近傍で前記金型分割体どうしの接合部に亀裂が入るのを防ぐためであることを特徴とする請求項１または２に記載の金型の製造方法。
4. 互いに接合される前記金型分割体の双方の前記接合面に前記突条が形成され、一方の前記接合面に形成された前記突条と、他方の前記接合面に形成された前記突条とが、互い違いに配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の金型の製造方法。
5. 前記突条は、その幅が０．５〜２０ｍｍであり、その高さが０．０２〜２ｍｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の金型の製造方法。
6. 射出成形により形成される成形品に凸形状部を形成すべく金型に形成される凸部を形成するため、前記凸部の突出方向に沿って前記凸部を複数に分割してなる金型分割体であって、
   他の前記金型分割体と拡散接合法により接合される接合面に、射出成形時に前記金型の温度調整を行うための熱媒体通路を形成すべく前記接合面に形成され、互いに対向する前記金型分割体の双方に、前記接合面に対し互いに対称な断面形状を有する溝と、
   前記接合面の外周縁部および前記溝に沿って形成された突条と、
   を備えることを特徴とする金型分割体。
7. 射出成形機に取り付けられて射出成形により成形品を形成するための金型であって、前記射出成形機に固定される固定側金型と、前記固定側金型に対向した状態で接近・離間可能に前記射出成形機に取り付けられる可動側金型と、を備え、
   前記固定側金型と前記可動側金型の一方に、前記固定側金型と前記可動側金型の他方に向けて突出し、前記成形品に凸形状部を形成する凸部が形成され、
   前記凸部は、当該凸部の突出方向に沿って複数に分割された金型分割体を前記突出方向に積層して接合することで形成され、
   互いに接合される前記金型分割体どうしの少なくとも一方の接合面に突条が形成され、前記突条の先端部を他方の前記金型分割体に突き当てた状態で、前記金型分割体どうしが接合されており、
   前記突条は、射出成形時に前記金型の温度調整を行うための熱媒体通路を形成すべく前記接合面に形成された溝に沿って形成され、
   前記溝が、互いに対向する前記金型分割体の双方に、前記接合面に対し互いに対称な断面形状であることを特徴とする金型。

Images