JPH09150256A - 金 型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】線材の強度、硬度が低下することがなく、製造
時間が短く、製造コストを低廉化することができ、凝固
絞や欠肉部が発生する懸念を払拭し、場合によって成形
品に焼き戻し等を施す必要がなく、耐久性が向上した金
型を提供する。 【解決手段】金型１０を構成する下型１２、上型１４
は、枠部材１８ａ、１８ｂの内部に複数の線材２０が隙
間なく配設され、該線材２０をその軸線方向に変位させ
て当該線材２０の端部が所定形状の面を形成することに
より、キャビティ２２ａ、２２ｂが構成される。前記線
材２０の前記キャビティ２２ａ、２２ｂと反対の面には
易融合金または樹脂材により固定部２４ａ、２４ｂが形
成される。前記枠部材１８ａ、１８ｂは容器１６ａ、１
６ｂに固着され、該容器１６ａ、１６ｂに画成された室
１５ａ、１５ｂに充填された水によって、鋳造時に前記
固定部２４ａ、２４ｂおよび線材２０が支持されると共
に冷却効果も得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋳造、プレス加工
等に用いられる金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金型を製造する際、予めその粗形
状を得るために、鋳造や肉盛溶接、無垢の素材の切り出
し等の工程に付され、次いで、荒削り、中仕上げ、熱処
理、仕上げ、磨き等の工程を経て、完成品としての金型
を得ていた。

【０００３】このような一体的な構造の金型に代えて、
特開昭５９−３５８４８号公報に開示されているよう
に、外枠の内部に隙間なく線材を配設し、該線材をその
軸線方向に変位させてその先端で所望の形状のキャビテ
ィを形成した金型が提案されている。さらにまた、特公
昭４８−３０５３０号公報に開示されているように、鋳
型の背面に線材を隙間なく配置し、溶融金属、すなわち
溶湯を導入して前記線材を融着させ、鋳造用金型とする
ものも提案されている。これらの公報に開示されている
発明によれば、前記の一体的な構造の金型に比べて、製
造時間が短く、製造コストの低廉な金型を得ることが可
能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
前者の従来技術に係る金型では、機械加工や熱処理に多
大な時間がかかり、しかも、例えば、車体成形用金型の
ような大きな金型の場合、熱処理では大がかりな設備を
必要とするため、製造に要する時間がかかり、しかも製
造コストが高騰する等の不都合が存在している。

【０００５】また、この種の金型で合成樹脂の射出成形
を行う場合、素材が射出ゲートからキャビティに流入し
たとき、該素材の先端部の温度が低下して流動不良が発
生し、ウエルドと呼ばれる凝固絞や欠肉部が発生する懸
念があった。そこで、素材の流動性を向上させるために
素材の温度を高くすると、冷却に時間がかかり、生産効
率が低下するという問題があった。

【０００６】さらに、この金型で鉄を鋳造する場合、溶
湯の温度が高いため、金型を形成する材料として熱伝導
率の高いクロム銅が多く使用されている。このため、溶
湯の温度が早く低下し、成形品の表面が硬く、脆くな
り、焼き戻し工程が必要となる難点があった。さらにま
た、高温の溶湯がランナ部等を浸食し、金型の寿命が短
くなるという不都合も指摘されている。

【０００７】一方、後者の従来技術に係る金型では、金
型の形状精度を向上させるべく、線材を細くする必要が
ある。ところが、この細い線材は変形し易いため、焼き
入れにより強度と硬度を向上させようとすると、該線材
の固定の際に溶湯の熱により線材が熱応力を受け、焼鈍
の効果により強度、硬度が低下し、プレス、鋳造等の際
に変形するという問題があった。

【０００８】本発明は前記の課題を解決すべくなされた
ものであって、線材の強度、硬度が低下することがな
く、製造時間が短く、製造コストを低廉化することがで
き、合成樹脂の射出成形の場合、素材の温度を高くする
ことなく、凝固絞や欠肉部が発生する懸念を払拭し、鉄
素材の鋳造の場合、成形品に焼き戻しを施す必要がな
く、且つ耐久性の高い金型を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、枠部材と、前記枠部材の内部に隙間な
く配置され、長尺状に形成された複数の線材と、前記線
材をその軸線方向に変位させて該線材の一端部が所定形
状の面を形成することにより画成されるキャビティと、
前記線材の他端部側に設けられ、該線材を固定する易融
合金または樹脂材と、前記枠部材の前記キャビティと反
対の面側に配設され、圧力流体が充填された容器と、を
備え、前記圧力流体により前記易融合金または樹脂材を
支持することを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、この金型で鋳造を行う場
合、溶湯をキャビティ内部に導入すると、該溶湯の熱で
加熱された線材は圧力流体により冷却される。また、プ
レス加工に使用した場合、加工される素材を金型の所定
位置に載置し、該金型で前記素材を押圧挟持すると、プ
レス金型面を構成する線材には大きな力が加わるが、該
線材は圧力流体によって支持され、局部への応力集中を
緩和すると共に前記素材が塑性変形するに至る。

【００１１】この場合、前記線材は、冷間ダイス鋼、熱
間ダイス鋼、炭素鋼、合金鋼、超合金、銅合金のうちの
少なくとも一種の材料で形成されると好適である。

【００１２】また、この場合、前記線材の横断面が正三
角形、正四角形、正六角形のいずれかの形状であると、
該線材は枠部材に隙間なく配置することができ、好適で
ある。

【００１３】さらに、この場合、前記線材には複数の太
さの種類があり、この複数の太さの線材を組み合わせて
前記枠部材の内部に配置すると、強い応力が加わる箇所
には太い線材を、高い精度が必要な箇所には細い線材を
配置することができ、一層精密に金型の成形面が形成さ
れ、好適である。

【００１４】さらにまた、この場合、前記圧力流体は水
または油であると廉価で且つ取り扱いが容易であるため
に、好適である。

【００１５】さらにまた、この場合、前記線材は熱的性
質の異なる複数の種類の素材からなり、前記複数の種類
の線材を組み合わせて製品形状に適合させて配置する
と、この金型で合成樹脂を射出成形によって成形する場
合、素材の温度の低下を夫々の線材の熱的性質により制
御することにより、素材の流動不良を防止することがで
き、好適である。

【００１６】さらにまた、この場合、前記線材中、一部
の線材は内部に加熱手段を内蔵し、一方、参与の線材の
一部は内部に冷却手段を内蔵していると、この金型で鋳
造する場合、溶湯の温度の低下を前記加熱手段と冷却手
段により制御することができ、好適である。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明に係る金型について好適な
実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細
に説明する。

【００１８】図１において、参照符号１０は、第１の実
施の形態に係る鋳造用金型を示す。この金型１０は下型
１２と、該下型１２に対して上下動自在な上型１４とを
備え、該下型１２と上型１４は夫々室１５ａ、１５ｂが
画成された容器１６ａ、１６ｂと、該容器１６ａ、１６
ｂに固着された枠部材１８ａ、１８ｂと、該枠部材１８
ａ、１８ｂの内部に隙間なく配設される複数の線材２０
とで構成される。

【００１９】前記線材２０は、冷間ダイス鋼、熱間ダイ
ス鋼、炭素鋼、合金鋼、銅合金のうちの少なくとも一種
の材料、例えば、ＳＫＤ、ＳＫＨ、ＳＣ、ＳＭＣ、ＳＮ
ＣＭ、クロム銅等で押出成形、あるいは引抜成形等で所
定の長さに形成され、熱処理が施されて強度、硬度を向
上させたものである。この線材２０として、超合金を用
いることもできる。超合金として、ニッケル合金、コバ
ルト合金が好ましい。前記線材２０は横断面正四角形状
に形成される。勿論、この場合、線材２０は横断面正四
角形に限定されるものではなく、正六角形、正三角形、
長方形等、適宜の多角形状を選択するか、これらの組み
合わせであってもよい。当該線材２０は、例えば、外接
円径が０．３、１、２、５、１０、２０ｍｍの６種類が
用意され、夫々の外接円形の線材２０を組み合わせて枠
部材１８ａ、１８ｂに密接的に配設される（図２参
照）。

【００２０】この線材２０をその軸線方向に変位させて
該線材２０の一端部が所定形状の面を形成することによ
り下型１２側にキャビティ２２ａ、上型１４側にキャビ
ティ２２ｂが画成される。勿論、前記キャビティ２２
ａ、２２ｂが両者相俟って単一のキャビティが画成され
ることは言うまでもない。

【００２１】前記線材２０の前記キャビティ２２ａ、２
２ｂと反対側の面には、該線材２０の他端部が前記キャ
ビティ２２ａ、２２ｂの形状に対応して突出している。
そこで、この金型１０の使用時に当該線材２０がその軸
線方向に摺動して該キャビティ２２ａ、２２ｂの形状に
変化が生じないように、融点が５０〜２５０℃までの
鉛、錫、ビスマス、カドミウムを主成分とする易融合
金、または、ビニル、アクリル、フェノール、ポリプロ
ピレン、エポキシ、シリコン等の如き樹脂材により曲面
状の固定部２４ａ、２４ｂが形成される。すなわち、前
記固定部２４ａ、２４ｂによって、複数の線材２０の他
端部が保持される。

【００２２】前記枠部材１８ａ、１８ｂが固着される容
器１６ａ、１６ｂに画成された室１５ａ、１５ｂには、
水が導入される導入管路２６ａ、２６ｂと、該水が排出
される排出管路２８ａ、２８ｂが連通し、該導入管路２
６ａ、２６ｂ、排出管路２８ａ、２８ｂには夫々バルブ
３０ａ〜３０ｄが設けられる。前記導入管路２６ａ、２
６ｂは図示しない水供給源に連通し、前記排出管路２８
ａ、２８ｂは図示しない排水タンクに連通する。

【００２３】また、上型１４には、容器１６ｂの外部か
らキャビティ２２ｂに連通する射出ゲート３２が設けら
れる。

【００２４】次に、第１の実施の形態に係る金型１０の
製造方法について説明する。なお、下型１２と上型１４
は同一の製造方法によって形成されるので、ここでは下
型１２についてのみ説明し、上型１４の製造方法につい
ては説明を省略する。

【００２５】先ず、枠部材１８ａに線材２０を配設する
（図３参照）。このとき、鋳造の際の応力が大きく加わ
る箇所には外接円径の大きい線材２０ａを配置し、キャ
ビティ２２ａの段部に相当する位置など、高い形状精度
が必要な箇所には外接円径の小さい線材２０ｂを配置す
る等、線材２０をその外接円径の大きさに応じて適宜配
置する。

【００２６】次に、図４に示すように、前記線材２０に
よって画成されるキャビティ２２ａとなる面にモデルと
なる木、石膏等で形成された元型３４を図示しないプレ
ス機等で押圧すると、該元型３４の凹凸形状に沿って線
材２０は相対的に摺動して該線材２０の一端部が元型３
４の雄雌形状に対応した雌雄形状を形成し、キャビティ
２２ａが画成される。

【００２７】次いで、固定部２４ａを形成する。この固
定部２４ａは、図５に示す線材固定用金型３６を使用し
て形成される。この線材固定用金型３６では曲面状にキ
ャビティ３８が画成され、該キャビティ３８と連通して
易融合金または樹脂材が導入される溝部４０が画成され
ている。この線材固定用金型３６に、前記線材２０が配
置され、キャビティ２２ａが画成された枠部材１８ａを
載置し、前記溝部４０から加熱溶融した易融合金または
樹脂材を導入すると、前記キャビティ３８に易融合金ま
たは樹脂材が充填されるに至る。次いで易融合金または
樹脂材を冷却すると、易融合金または樹脂材が固化して
線材２０の一端部が固定され、溝部４０で固化された易
融合金または樹脂材は機械加工により切断されて固定部
２４ａが形成される。

【００２８】このとき、例えば、線材２０がクロム銅で
形成されている場合、このクロム銅は３００℃程度に加
熱され、さらに冷却すると、焼鈍の作用が働いて硬度、
強度ともに減少する。また、線材２０がＳＫＤ−１、Ｓ
ＫＤ−１１等で形成されている場合も夫々３００℃、６
００℃程度で硬度が約半分に低下してしまい、該線材２
０の変形、物性の変化が著しく、この鋳造用金型１０を
使用することができなくなる。従って、線材２０の硬
度、強度が低下しない程度の低い作業温度で溶融する易
融合金、樹脂材を使用して線材２０を固定する。

【００２９】この枠部材１８ａを容器１６ａに固着して
下型１２が製造される。

【００３０】第１の実施の形態に係る鋳造用金型１０は
以上のようにして製造され、次に、該鋳造用金型１０の
動作について説明する。

【００３１】下型１２と上型１４を、図１に示すよう
に、キャビティ２２ａ、２２ｂ面を合わせて載置する。
バルブ３０ａ、３０ｂを開くと、図示しない水供給源か
ら容器１６ａ、１６ｂに画成された室１５ａ、１５ｂの
内部に水が充填される。容器１６ａ、１６ｂ内部が水で
満たされたら、バルブ３０ａ、３０ｂを閉じる。

【００３２】以上のような準備段階を経て、射出ゲート
３２から溶湯を前記キャビティ２２ａ、２２ｂに導入す
る。このとき、溶湯は高温であるため、線材２０の一端
部側が加熱され、さらに、固定部２４ａ、２４ｂの易融
合金または樹脂材を溶融しようとするが、容器１６ａ、
１６ｂ内部の水が線材２０の他端部側および固定部２４
ａ、２４ｂを冷却するため、線材２０が焼鈍の作用を受
けることがなく、また、固定部２４ａ、２４ｂが溶けて
線材２０が摺動し、キャビティ２２ａ、２２ｂが変形す
る懸念もない。

【００３３】溶湯が冷却されて固化したら、上型１４を
下型１２に対して離間する方向に変位させてキャビティ
２２ａ、２２ｂから成形品を得る。

【００３４】この鋳造用金型１０が不要となった場合、
固定部２４ａ、２４ｂを適宜の手段を用いて加熱して易
融合金または樹脂材を溶融し、線材２０を取り外せばよ
い。一方、磨耗等により損傷した線材２０を交換して金
型１０を前述の製造方法により製造すると、再び使用す
ることができる。

【００３５】本実施の形態では、室１５ａ、１５ｂに導
入される圧力流体は水であったが、水の代わりに油を室
１５ａ、１５ｂに導入してもよい。

【００３６】次に、第２の実施の形態について説明す
る。図６は、本発明の第２の実施の形態に係るプレス加
工用金型４２を示す。

【００３７】以下、第１の実施の形態の鋳造用金型１０
と異なる箇所について詳細に説明し、図中、第１の実施
の形態と同一の構成要素については同一の参照符号を付
してその詳細な説明を省略する。

【００３８】この金型４２の下型１２には線材２０が図
の下方に摺動して雌型を構成するキャビティ４４ａが画
成され、上型１４には線材２０が前記下型１２のキャビ
ティ４４ａの内部に進入するように摺動して雄型を構成
するキャビティ４４ｂが形成される。

【００３９】次に、以上のように構成されるプレス加工
用金型４２の動作について説明する。

【００４０】下型１２のキャビティ４４ａに金属板の如
き素材を載置する。プレス加工装置を付勢すると、上型
１４の下降作用下に前記素材が押圧され、この素材はキ
ャビティ４４ａ、４４ｂの面に沿って塑性変形する。こ
のとき、線材２０にかかる圧力は該線材２０を変位さ
せ、キャビティ４４ａ、４４ｂを変形させようとする
が、線材２０は固定部２４ａ、２４ｂを介して容器１６
ａ、１６ｂ内部の水によって支持され、変位は阻止され
る。

【００４１】上型１４を上昇させると、プレス加工が施
された成形品を得ることができる。

【００４２】次に、第３の実施の形態に係る射出成形用
金型ついて説明する。

【００４３】第３の実施の形態で成形される部材５２
は、図７に示すように、ポリカーボネイトの如き合成樹
脂の材料で長尺の板状に形成されている。この部材５２
の一端側の第１の板状部５４には図において上方に湾曲
形成された湾曲部５６が設けられ、また、該第１板状部
５４の縁部にはテーパ部５８を有する半円形の切欠部６
０が画成される。前記第１板状部５４の一辺側には段部
６２を介して第２の板状部６４が形成され、該第２板状
部６４の縁部には半円形の切欠部６６と、略四角形状の
凹部６８とが画成される。さらに、前記第２板状部６４
の一端側の隅角部には下方に突出した突部７０ａ、７０
ｂが形成される。

【００４４】次に、この部材５２を製造するための射出
成形用金型７２について説明する。なお、図中、第１、
第２の実施の形態と同一の構成要素については同一の参
照符号を付してその詳細な説明を省略する。

【００４５】この射出成形用金型７２は、図８に示すよ
うに、第１の側型７４と、該第１側型７４に対して相対
的に変位可能な第２の側型７６とで構成され、第１側型
７４、第２側型７６に配設された線材２０をその軸線方
向に変位させて前記部材５２の雄雌形状に対応した雌雄
形状のキャビティ７８が画成される。前記キャビティ７
８の上方には前記キャビティ７８に連通する通路８０が
画成され、該通路８０は前記第１側型７４、第２側型７
６の合わせ面に設けられた射出ゲート８２に連通する。

【００４６】次いで、この射出成形用金型７２に使用さ
れる線材２０について説明する。この線材２０は、クロ
ム銅、低炭素鋼、アルミニウム合金、ＳＵＳ３０４、Ｉ
Ｎ１００の如き素材で形成される。なお夫々の素材で形
成された線材を２０ｃ〜２０ｇとし、各素材の比熱、熱
伝導率を表１に示す。このように、線材２０ｃ〜２０ｇ
を、その熱的性質に対応して枠部材１８ａ、１８ｂの内
部に適宣配置する。例えば、図９に示すように、通路８
０には比熱が低く、熱伝導率が高いクロム銅の線材２０
ｃを、広い面積を有する第１板状部５４に対応するキャ
ビティ７８の壁部には熱伝導率の低い低炭素鋼で形成さ
れた線材２０ｄを、前記第２板状部６４に対応する壁部
にはさらに熱伝導率の低いＳＵＳ３０４で形成された線
材２０ｆを配置する。また、複雑な形状の湾曲部５６に
対応する壁部には比熱の高いアルミニウム合金で形成さ
れた線材２０ｅを配置し、突部７０ａ、７０ｂに対応す
る壁部には最も熱伝導率の低いＩＮ１００で形成された
線材２０ｇを配置する。なお、キャビティ７８を構成し
ない線材２０、すなわち、第１側型７４と第２側型７６
の合わせ面には、機械的強度の高いＳＣＭで形成された
線材２０ｈを配置する。

【００４７】第３の実施の形態に係る射出成形用金型７
２は以上のようにして製造され、次に、該射出成形用金
型７２の動作について説明する。

【００４８】１５０℃で溶融したポリカーボネートの如
き素材を、射出ゲート８２からキャビティ７８に導入す
る（図８参照）。素材は、通路８０、キャビティ７８を
構成する壁部に接触しながら流動し、キャビティ７８内
部に充填される。このとき、素材は通路８０では、図９
に示すように、熱伝導率の大きいクロム銅で形成された
線材２０ｃに接触しているため、温度の低下が大きい
が、一方、素材が通路８０から離間するに従って熱伝導
率の小さい材料で形成された線材２０ｄ〜２０ｇに接触
するため、素材の温度の低下が抑制される。このため、
素材は流動性を保った状態でキャビティ７８の隅々まで
充填される。従って、素材をキャビティ７８に導入する
際、溶融されている素材の温度を高くする必要がない。

【００４９】前記の素材がキャビティ７８に充填された
とき、該素材は射出ゲート８２の近傍では温度が高く、
該射出ゲート８２から離間するに従って温度が低くなっ
ている。このように温度にむらがある素材は線材２０に
接触して冷却され、温度が低下するが、線材２０ｃ〜２
０ｇの熱的性質により、温度の低下する速さがその位置
によって異なる。例えば、通路８０では素材の温度は高
いが、比熱が小さく熱伝導率が大きいクロム銅の線材２
０ｃに接しているため、早く温度が低下する。一方、突
部７０ａ、７０ｂに対応する位置では、素材の温度が低
いが、この突部７０ａ、７０ｂに対応する壁部に配設さ
れている線材２０ｇは熱伝導率が低いＩＮ１００で形成
されているため、温度の低下が抑制される。このように
素材の温度が高い位置では冷却速度が速いため、素材が
固化するのに時間がかかることがなく、成形時間が長く
なる懸念がない。

【００５０】以上のように、線材２０ｃ〜２０ｇの熱的
性質を利用して素材の温度低下を制御しているため、流
動不良が発生する懸念がなく、品質の高い部材５２を製
造することが可能となる。

【００５１】

【表１】

【００５２】次に、第４の実施の形態に係る鉄鋳造用金
型について説明する。

【００５３】第４の実施の形態で成形される部材９０
は、図１０に示すように、直径約４０ｍｍの軸部９２に
複数の円盤状の板部９４ａ〜９４ｅが一体的に形成され
る。前記板部９４ａ〜９４ｅは直径が夫々約９０、６
０、７０、６０、７０ｍｍで、厚さが夫々２０ｍｍであ
る。前記板部９４ａ、９４ｃ、９４ｅの外周は堅さがＨ
Ｒｃ５２以上、板部９４ｂ、９４ｄの外周は堅さがＨＲ
ｃ２７以下に形成される。また、前記軸部９２の外周は
堅さがＨＲｃ２７以下である。

【００５４】図１１に、第４の実施の形態に係る鉄鋳造
用金型１００を示す。該鉄鋳造用金型１００は部材９０
を２個同時に成形する２個取りの金型である。この鉄鋳
造用金型１００は、第１の側型１０２と、第１側型１０
２に対して相対的に変位自在な第２の側型１０４とを備
える。なお、第１側型１０２と第２側型１０４とは同一
の構成であるので、ここでは第１側型１０２について説
明し、第２側型１０４についてはその詳細な説明を省略
する。

【００５５】前記第１側型１０２の上部には下方に向け
て縮径する湯口１０６が設けられ、該湯口１０６に連通
して下方にランナ１０８が画成される。該ランナ１０８
の下端部には滓溜１１０が形成され、該滓溜１１０の近
傍から前記ランナ１０８と直交する方向に延在する湯道
１１２ａ、１１２ｂが画成される。前記湯道１１２ａ、
１１２ｂにはフィルタ部１１４ａ、１１４ｂが設けら
れ、該フィルタ部１１４ａ、１１４ｂは溶湯に含まれる
不純物の除去作用を有する。前記湯道１１２ａ、１１２
ｂの端部近傍から上方に向けて通路１１６ａ、１１６ｂ
が画成され、該通路１１６ａ、１１６ｂは前記部材９０
の雄雌形状に対応した雌雄形状に形成されたキャビティ
１１８ａ、１１８ｂに連通する。該キャビティ１１８
ａ、１１８ｂは前記部材９０の板部９４ａ〜９４ｅの雄
雌形状に対応する雌雄形状の壁部１１９ａ〜１１９ｅ
と、軸部９２に対応する壁部１１９ｆで構成される。前
記キャビティ１１８ａ、１１８ｂの上方には押湯部１２
０ａ、１２０ｂが画成され、該押湯部１２０ａ、１２０
ｂの上方から外部に連通する空気抜き孔１２２ａ、１２
２ｂが画成される。

【００５６】図１２に、第４の実施の形態に係る鉄鋳造
用金型１００に使用される線材１２４を示す。この線材
１２４は、クロム銅の如き材料で断面六角形状に形成さ
れ、外接円径５、１０、２０ｍｍが用意される。この線
材１２４にはヒータ内蔵線材１２４ａ、熱電対内蔵線材
１２４ｂ、水冷用線材１２４ｃがあり、夫々の線材１２
４ａ〜１２４ｃはその長手方向に沿って孔部１２８が画
成され、該孔部１２８の一端側は開口し、他端側は前記
線材１２４ａ〜１２４ｃの端部から２０ｍｍの位置で閉
塞している。ヒータ内蔵線材１２４ａの孔部１２８に
は、前記孔部１２８の直径より若干小さい直径の円柱状
に形成された加熱手段であるヒータ１３０が挿入され、
熱電対内蔵線材１２４ｂには同様に円柱状に形成された
熱電対１３２が挿入される。前記ヒータ１３０、熱電対
１３２には導線１３４が接続されている。該導線１３４
は図示しない制御装置に接続され、該制御装置は熱電対
１３２で測定された線材１２４の温度に応じてヒータ１
３０を付勢し、線材１２４を所定の温度に制御する。前
記ヒータ内蔵線材１２４ａ、熱電対内蔵線材１２４ｂの
孔部１２８には充填材１３６を充填し、冷却水が浸入す
ることを防止するように構成しても良い。

【００５７】これらの線材１２４ａ〜１２４ｃが前記鉄
鋳造用金型１００に適宣配置される（図１１、図１３参
照）。部材９０の板部９４ａ、９４ｃ、９４ｅに対応す
る壁部１１９ａ、１１９ｃ、１１９ｅには水冷用線材１
２４ｃを配置し、板部９４ｂ、９４ｄおよび軸部９２に
対応する壁部１１９ｂ、１１９ｄ、１１９ｆにはヒータ
内蔵線材１２４ａと熱電対内蔵線材１２４ｂとが一定の
割合で混在して配置される。湯口１０６、ランナ１０
８、湯道１１２ａ、１１２ｂ、押湯部１２０ａ、１２０
ｂ、空気抜き孔１２２ａ、１２２ｂには水冷用線材１２
４ｃが配置される。固定部２４ａ、２４ｂには複数の孔
部１３７が画成され、前記水冷用線材１２４ｃの孔部１
２８は孔部１３７を通して室１５ａ、１５ｂに連通す
る。従って、前記室１５ａ、１５ｂ内部に充填された水
は孔部１２８に導入され、水冷用線材１２４ｃは該水に
よって冷却される。この場合、前記孔部１２８には図示
しない冷却水供給源が連通し、該冷却水供給源が付勢さ
れると冷却水が前記孔部１２８に導入され、線材１２４
を冷却するように構成してもよい。

【００５８】第４の実施の形態に係る鉄鋳造用金型１０
０は以上のように構成され、次に、該鉄鋳造用金型１０
０の動作について説明する。

【００５９】先ず、図示しない制御装置によりヒータ１
３０を付勢し、ヒータ内蔵線材１２４ａが配置されたキ
ャビティ１１８ａ、１１８ｂの壁部１１９ｂ、１１９
ｄ、１１９ｆを所定の温度に上昇させておく。

【００６０】次に、鉄鋳造用金型１００にクロム１．５
％のＦＣ２５０相当を１４００℃で溶融した溶湯を湯口
１０６から導入する。溶湯はランナ１０８、湯道１１２
ａ、１１２ｂ、通路１１６ａ、１１６ｂを通ってキャビ
ティ１１８ａ、１１８ｂに充填され、押湯部１２０ａ、
１２０ｂに至る。そして溶湯が冷却されて固化し、部材
９０が得られる。このとき、水冷用線材１２４ｃが配設
されているキャビティ１１８ａ、１１８ｂの壁部１１９
ａ、１１９ｃ、１１９ｅでは容湯の表面が急激に冷却さ
れて硬度が高くなり、ヒータ内蔵線材１２４ａ、熱電対
内蔵線材１２４ｂが配設されているキャビティ１１８
ａ、１１８ｂの壁部１１９ｂ、１１９ｄ、１１９ｆでは
冷却速度が遅く、硬度が低くなる。鋳造された部材９０
は、板部９４ａ、９４ｃ、９４ｅの硬度がＨＲｃ５３〜
５４、板部９４ｂ、９４ｄの硬度がＨＲｃ２３〜２４で
あり、従来、成形後に高周波焼き戻し等を施すことによ
り得ていた板部９４ｂ、９４ｄの硬度ＨＲｃ３７より大
幅に低い値を得ることが可能である。

【００６１】以上のように、この鉄鋳造用金型１００に
よれば、所定の位置に所望の硬度を有する成形品を得る
ことが可能である。

【００６２】また、ランナ１０８を構成する線材１２４
は冷却水で冷却されているため、溶湯による浸食を防止
することができ、鉄鋳造用金型１００の耐久性が著しく
向上する。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係る金型によれば、以下のよう
な効果ならびに利点が得られる。

【００６４】易融合金、または樹脂材の如き固定部は低
い温度で線材を固定することができるため、焼き入れし
た線材の強度、硬度が低下することを阻止することが可
能であり、また、鋳造の際には水で固定部を冷却するた
め、溶湯の熱で易融合金、樹脂材が溶融することが防止
される。一方、プレス金型に応用した場合、プレス加工
の際には水が線材を支持するため、易融合金、または樹
脂材の強度不足を補うことができ、耐久性が高くなる。

【００６５】また、金型の製造が容易で製造時間を短縮
することができ、このため、製造コストを低廉化するこ
とが可能となる。さらに、不要となった金型を再利用す
ることができるため、成形品の製造コストを一層低廉化
することができる。

【００６６】さらにまた、線材を部位によってその素
材、性質、機能等を変更することが可能であるため、凝
固速度の制御等も容易となり、機能を持った金型を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る鋳造用金型を
示す概略縦断面図である。

【図２】図１の鋳造用金型を構成する線材を示す斜視説
明図である。

【図３】図１の鋳造用金型の製造方法を示す概略縦断面
図である。

【図４】図３の鋳造用金型の製造方法を用いて作成され
た金型を示す概略縦断面図である。

【図５】図４の鋳造用金型を構成する線材の他端部を固
定部で固定した状態を示す概略縦断面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態に係るプレス加工用
金型を示す概略縦断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態に係る射出成形用金
型で製造される部材を示す斜視図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態に係る射出成形用金
型を示す概略縦断面図である。

【図９】図８の射出成形用金型を示す一部拡大斜視図で
ある。

【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る鉄鋳造用金
型で製造される部材の正面図である。

【図１１】本発明の第４の実施の形態に係る鉄鋳造用金
型を示す正面図である。

【図１２】図１１の鉄鋳造用金型に使用される線材を示
し、図１２Ａはヒータ内蔵線材、熱電対内蔵線材を、図
１２Ｂは冷却用線材を示す概略断面図である。

【図１３】図１１の鉄鋳造用金型を示す一部拡大断面図
である。

【符号の説明】

１０…鋳造用金型 １６ａ、１６ｂ…容
器 １８ａ、１８ｂ…枠部材 ２０、２０ａ〜２０ｇ、１２４、１２４ａ〜１２４ｃ…
線材 ２２ａ、２２ｂ、４４ａ、４４ｂ、７８、１１８ａ、１
１８ｂ…キャビティ ２４ａ、２４ｂ…固定部 ３６…線材固定用金
型 ４２…プレス加工用金型 ７２…射出成形用金
型 ７４…第１側型 ７６…第２側型 １００…鉄鋳造用金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２１Ｄ 37/16 Ｂ２１Ｄ 37/16 Ｂ２２Ｃ 9/06 Ｂ２２Ｃ 9/06 Ｅ Ｑ Ｂ Ｂ２９Ｃ 33/02 9543−4Ｆ Ｂ２９Ｃ 33/02 33/38 9543−4Ｆ 33/38 45/26 9268−4Ｆ 45/26 45/73 7639−4Ｆ 45/73

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】枠部材と、 前記枠部材の内部に隙間なく配置され、長尺状に形成さ
   れた複数の線材と、 前記線材をその軸線方向に変位させて該線材の一端部が
   所定形状の面を形成することにより画成されるキャビテ
   ィと、 前記線材の他端部側に設けられ、該線材を固定する易融
   合金または樹脂材と、 前記枠部材の前記キャビティと反対の面側に配設され、
   圧力流体が充填された容器と、 を備え、前記圧力流体により前記易融合金または樹脂材
   を支持することを特徴とする金型。
2. 【請求項２】請求項１記載の金型において、 前記線材は、冷間ダイス鋼、熱間ダイス鋼、炭素鋼、合
   金鋼、超合金、銅合金のうちの少なくとも一種の材料で
   形成されることを特徴とする金型。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の金型において、 前記線材の横断面が正三角形、正四角形、正六角形のい
   ずれかの形状であることを特徴とする金型。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の金
   型において、 前記線材には複数の太さの種類があり、この複数の太さ
   の線材を組み合わせて前記枠部材の内部に配置されるこ
   とを特徴とする金型。
5. 【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の金
   型において、 前記圧力流体は水または油であることを特徴とする金
   型。
6. 【請求項６】請求項１乃至５のいずれか１項に記載の金
   型において、 前記線材は熱的性質の異なる複数の種類の素材からな
   り、前記複数の種類の線材を組み合わせて製品形状に適
   合させて配置することを特徴とする金型。
7. 【請求項７】請求項１乃至６のいずれか１項に記載の金
   型において、 前記線材中、一部の線材は内部に加熱手段を内蔵し、一
   方、残余の線材の一部は内部に冷却手段を内蔵している
   ことをことを特徴とする金型。