JPH02279311A - 成形型の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、製作が比較的容易で耐久性に比較的優れた、
中量生産品向けの成形型として用いて好適な成形型およ
びその製造法に関するものである。

（背景技術） 射出成形やブロー成形、真空成形等に用いられる成形型
においては、それが小中量生産品向けである場合、簡易
成形型であるＺＡＳ型（亜鉛合金型）が多く用いられて
いる。ところが、ＺＡＳ型は、材質が軟らかく、成形面
の耐久性に劣るため、成形品の生産数量が極く限られて
おり、生産数量がある程度以上（例えば５千個程度以上
）の中量生産品向けの成形型としては、決して好ましい
ものとは言い難かった。また、その材質が軟らかいこと
から、突起部が倒れ易く、細かな形状を有する製品の成
形には採用し難いといった問題もあり、さらに製造の際
の収縮率が大きいことから、成形面精度が劣るといった
問題もあった。

また、簡易成形型の一つとして、近年、特開昭５５−１
５８８６号公報において、溶射手法で形成した金属皮膜
の裏面側に裏打ち樹脂体を一体的に接合してなる構造の
成形型が提案されているが、このような成形型は、柔ら
かな溶射金属皮膜で成形面が構成されるところから、成
形面の耐久性が必ずしも良好とは言い難く、また溶射金
属皮膜に対して溶接を行なうことが困難なところから、
溶射金属皮膜の裏面側に補強金具を溶接することによっ
て、成形型の機械的強度の向上を図ることができないと
いった問題があり、更には、シボ加工（腐食加工）がで
きないといった不具合もあった。

一方、上述のような簡易成形型に対して、成形面精度や
耐久性、或いは機械的強度等の種々の性能に優れた成形
型として、鍛造鋼を倣い加工して得られる大量生産品向
けの成形型が知られている。

しかし、このような成形型は、その製造に多大な手間が
かかり、製造期間および製造コストが著しく長く且つ高
いことから、数十個〜数万個程度の小中量生産には、期
間的およびコスト的に見合わないといった問題があった
。

（解決課題） ここにおいて、本発明は、以上のような事情に鑑みて為
されたものであり、その解決すべき課題とするところは
、Ｚ　Ａ、　Ｓ型や溶射金属皮膜を成形面構成部材とす
る従来の簡易成形型に比べて、成形面硬度が硬く、成形
面の耐久性に優れると共に、細かな形状の成形が可能で
、高い精度を得ることができ、溶接やシボ加工が可能で
、しかも鍛造鋼を加工して得られる大量生産品向けの成
形型に比べて、短期間で安価に製造することができる、
中量生産品向けの成形型として用いて好適な成形型の構
造およびその製造法を提供することにある。

（解決手段） そして、かかる課題を解決するために、本発明にあって
は、（ａ）所定厚さの鉄メッキ層から成る成形面構成部
材と、（ｂ）該成形面構成部材の非成形面側の裏面に、
該成形面構成部材と一体的に接合して設けられた裏打ち
樹脂体と、（ｃ）該裏打ち樹脂体に一体に埋め込まれて
設けられた熱媒流体流通パイプとを含むように、成形型
を構成することとしたのである。

また、そのような成形型の製造に際して、（ａ）所望の
成形品形状に対応した成形面の反転形状面を有するモデ
ル型を作製する工程と、（ｂ）該モデル型の前記反転形
状面に導電層を形成して、該モデル型の反転形状面に所
定厚さの鉄メッキ層を形成する工程と、（Ｃ）該モデル
型から剥離して得られた鉄メッキ層の非成形面側の裏面
を取り囲むように枠体を設けると共に、該枠体で囲まれ
る空間内に熱媒流体流通パイプを配設し、該枠体内に所
定の樹脂材料を注入、固化させて、該鉄メッキ層の裏側
に裏打ち樹脂体を一体的に接合して設ける工程とを含む
ようにしたのである。

なお、前述のような成形型において、成形面からの成形
品の離型を行なうためのエジェクタピンを配設する場合
には、成形面構成部材の裏面に一端で溶接固定した状態
で、裏打ち樹脂体を貫通するように中空パイプを設ける
と共に、成形面構成部材の中空パイプに対応した部位を
切除して、その中空パイプ内の空間を通じてエジェクタ
ピンを成形面構成部材の成形面側に突出させ得るように
することが望ましい。

また、そのようなエジェクタピン突出用の中空パイプを
備えた成形型を前述の如き本発明手法に従って製造する
場合には、裏打ち樹脂体の成形に先立って、鉄メッキ層
の裏面に、中空パイプをその一端において溶接固定する
と共に、その中空パイプの他端部が露出するように、裏
打ち樹脂体を成形し、そしてその裏打ち樹脂体の成形後
において、鉄メッキ層の中空パイプに対応する部位を切
除するようにすることが望ましい。

（実施例） 以下、本発明をより一層具体的に明らかにするために、
その実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

先ず、第１図には、本発明に従う射出成形型の一例とし
てのキャビティ型１０が、また第２図には、第１図のキ
ャビティ型１０との間で所定のキャビティを形成する、
本発明の一例としてのコア型１２が示されている。第１
図に示すキャビティ型１０において、１４は、所望の成
形品の形状に対応した成形面１６を有する成形面構成部
材であって、メッキ手法によって形成された所定厚さの
鉄メッキ層からなっており、その非成形面側の裏面には
、接着剤層１８を介して、ブロック状の合成樹脂体であ
る裏打ち樹脂体２０が一体的に接合されて設けられてい
る。そして、かかる裏打ち樹脂体２０を肉厚方向（第１
図中上下方向）に貫通する状態で、成形面構成部材１４
の裏面に一端で溶接固定されて、複数の金属製中空パイ
プ２２が配設されており、またかかる裏打ち樹脂体２０
内に所定の配設形態で一体に埋め込まれた状態で、冷却
水等の所定の熱媒流体が流通せしめられる熱媒流体流通
パイプ２４が配設されている。

一方、第２図に示すコア型１２において、２６は、キャ
ビティ型１０の成形面構成部材１４との間で所望の成形
品形状に対応したキャビティ２８を形成する成形面構成
部材であって、キャビティ型１０の成形面構成部材１４
と同様に′、所定厚さの鉄メッキ層で構成されている。

そして、かかるコア型１２においても、所定の接着剤層
３０を介して、前記キャビティ型１０の裏打ち樹脂体２
０と同様のブロック状の裏打ち樹脂体３２が一体的に接
合されて設けられ、前記キャビティ型１０における中空
パイプ２２および熱媒流体流通パイプ２４と同様の中空
パイプ３４および熱媒流体流通パイプ３６が、それらキ
ャビティ型１０における中空パイプ２２および熱媒流体
流通パイプ２４と同様の形態で設けられている。

而して、かかるコア型１２においては、前記キャビティ
型１０とは異なって、中空パイプ２２の内側空間に対応
する成形面構成部材２６０部位が切除されており、これ
・により、該コア型１２から成形品を離型させるための
エジェクタピン（図示せず）を、中空パイプ２２の内側
空間を通じて成形面３８側に突出させ得るようになって
いる。

なお、これらキャビティ型１０およびコア型１２は、そ
れぞれ、金型本体としてのモールドベースに設けられる
凹所に対して、カセット方式で着脱可能に取り付けられ
て用いられることとなる。

また、ここでは図示はしないが、キャビティ型１０には
、前記中空パイプ２２と同様の形態で、キャビティ２８
内に成形材料を導くためのスプルーパイプが必要に応じ
て設けられることとなる。

ただし、かかるスプルーパイプを設けた場合には、コア
型１２における中空パイプ３４に対応する成形面構成部
材２６の部位と同様に、そのスプルーパイプに対応する
成形面構成部材１４の部位が切除されることとなる。

さらに、上記キャビティ型１０およびコア型１２の裏打
ち樹脂体２０．３２としては、それらキャビティ型１０
およびコア型１２の伝熱性能を高めて、成形サイクルの
短縮化を図るために、更には裏打ち樹脂２０．３２の機
械的強度を併せ高めるために、通常、銅やアルミニウム
等の金属粉や所定の金属材料からなる金属繊維等が所定
の割合で混入されたエポキシ樹脂等が採用されることと
なる。

次に、上記キャビティ型１０およびコア型１２の製造手
順を図面に基づいて詳述する。

すなわち、上述の如きキャビティ型１０およびコア型１
２を製造するに際しては、先ず、木やグラファイト等の
加工の容易な材料を用いて、第３図に示す如き、目的と
するキャビティ型１０の成形面１６を反転した形状の成
形面４０を有する原型４２を作製する。ここで、原型４
２の成形面４０は、目的とするキャビティ型１０の成形
面１６、すなわち所望の成形品形状と精度良く一敗する
ように形成する。そして、コア型１２を作製するには、
かかる原型４２を用いて、先ず、第４図に示されている
如き、かかる原型４２の成形面形状を転写した第一の捨
てモデル４４を石膏等で作製する。

第一の捨てモデル４４を作製したならば、その捨てモデ
ル４４の成形面４６に対して、前記キャビティ２８に対
応した肉盛作業を行なう。例えば、第４図に示されてい
るように、キャビティ２８に対応したシート４日を成形
面４６に貼着するのである。

次いで、シート４８等の貼着によって成形面４６を肉盛
りした第一の捨てモデル４４を用いて、第５図に示す如
き、その第一の捨てモデル４４の肉盛り成形面を転写し
た形状の成形面５０を有する第二の捨てモデル５２を石
膏等で作製する。そして、その第二の捨てモデル５２を
用いて、その第二の捨てモデル５２の成形面５０を転写
した、第６図に示す如きメッキ用モデル５４を石膏等で
作製する。

なお、前述の説明から明らかなように、第二の捨てモデ
ル５２の成形面５０は、目的とするコア型１２の成形面
３日と同一形状となり、従って、第二の捨てモデル５２
の成形面５０を転写して作製されたメッキ用モデル５４
の成形面５６は、目的上するコア型１２の成形面３８の
反転形状面となる。

このように、目的とするコア型１２の成形面３８の反転
形状の成形面５６を有するメッキ用モデル５４を作製し
たならば、そのメッキ用モデル５４の構成材料が導電性
を有する場合にはそのまま、導電性を存しない場合には
、その成形面５６に、第７図に示されているように、導
電性樹脂等の導電性膜５８を形成した後、そのメッキ用
モデル５４をメッキ槽中に浸漬し、そのメッキ用モデル
５４の成形面５６の表面に鉄メッキを施して、所定厚さ
の鉄メッキ層（２６）を析出、形成せしめる。

つまり、この鉄メッキ操作により、所望の成形品形状に
対応した成形面３８を有するコア型１２の成形面構成部
材２６が作製されるのである。

なお、この鉄メッキ層（成形面構成部材２６）の厚さは
、コア型１２に要求される性能に応じて適宜選択される
こととなるが、一般には、メッキ形成に要する時間とコ
ア型１２に要求される機械的な特性に応じて、５〜１０
ｍｍ程度の厚さに設定されることとなる。

また、以上の説明から明らかなように、ここでは、前記
メッキ用モデル５４が反転形状面（５６）を有するモデ
ル型としての役割を果たしている。

成形面構成部材（鉄メッキ層）２６の厚さが所望の厚さ
に達したならば、メッキ用モデル５４をメッキ槽中より
引き上げ、洗浄等の所定の処理を施した後、成形面構成
部材２６をメッキ用モデル５４から剥離し、その裏面に
対し、第８図に示されているように、適数の金属製中空
パイプ３４をそれぞれの一端において溶接固定する。そ
して、それら中空パイプ３４の溶接固定後、中空パイプ
３４の溶接によって成形面構成部材２６の成形面３日に
惹起される凸凹を矯正する平行出し加工や、成形面構成
部材２６の周縁部を所定の形状に整える縁取り加工等の
基準機械加工を行なう。

かかる基準機械加工が完了したならば、次に、その基準
機械加工を施した成形面構成部材２６の裏面側に、銅の
針金等を用いて、所望の形態、例えば型温度を一定にす
るような形態で、熱媒流体流通パイプ３６を固定的に配
置する。そして、その後、第８図に示されているように
、成形面構成部材２６の裏面側空間を所定高さで取り囲
んで、熱媒流体流通パイプ３６を内側に収容するように
、木枠等の枠体６０を設け、かかる枠体６０の配設後、
成形面構成部材２６の裏面に接着剤（３０）を所定の厚
さで塗布して、その接着剤（３０）の塗布状態下で、中
空パイプ３４の自由端部が露出するように、枠体６０内
に所定の合成樹脂を注入し、固化させて、裏打ち樹脂体
３２を成形する。

そして、この裏打ち樹脂体３２の成形後、中空パイプ３
４の内側空間に対応する成形面構成部材２６の部位を切
除し、枠体６０を取り外す。これにより、第２図に示さ
れている如き構造のコア型Ｉ２が得られるのである。

また、キャビティ型１０は、前記原型４２を用いて次の
ようにして製造されることとなる。

すなわち、キャビティ型１０を製造するには、第９図に
示されているように、原型４２の成形面４０に対して、
導電性樹脂等によって所定の導電性膜６２を形成し、前
記コア型１２の製造の場合と同様に、その導電性膜６２
を形成した原型４２の成形面４０表面に鉄メッキを施し
て、所望の厚さの成形面構成部材（鉄メッキ層）１４を
形成する。そして、その成形面構成部材１４を原型４２
から剥離して、その裏面に中空パイプ２２を溶接固定し
た後、前記成形面構成部材２６に施した基ｆｊｊｇ機械
加工と同様の基準機械加工をかかる成形面構成部材１４
に施し、しかる後、第１０図に示されているように、前
記コア型１２の製造の場合と同様にして、熱媒流体流通
パイプ２４と木枠等の枠体６４を配設する。そして、そ
の後、成形面構成部材１４の裏面に接着剤（１８）を塗
布し、その接着剤（１日）の塗布状態下で枠体６４内の
空間に所定の樹脂を注入し、固化させて、成形面構成部
材１４の裏面に裏打ち樹脂体２ｏを一体的に接合して形
成せしめる。この裏打ち樹脂体２０の成形後、枠体６４
を取り外せば、第１図に示す如き構造のキャビティ型１
０が得られるのである。

なお、かかるキャビティ型１０においても、成形面構成
部材Ｉ４の厚さは、通常、５〜１０ｍ１Ｉ＋程度に設定
されることとなる。

また、このようにして製造されるキャビティ型１０に対
してスプルーパイプを設ける場合には、前記成形面構成
部材１４に対する中空パイプ２２の熔接固定時において
、該スプルーパイプを成形面構成部材１４の裏面に同時
に溶接固定し、裏打ち樹脂体２０の成形後において、そ
のスプルーパイプに対応する成形面構成部材１４の部位
を切除するようにすればよい。

さらに、前述の説明から明らかなように、かかるキャビ
ティ型１０の製造に際しては、原型４２が反転形状面（
４０）を有するモデル型としての役割を果たすこととな
る。

、ところで、上述のようにして製造されるキャビティ型
１０およびコア型１２は、前述のように、キャビティ２
８を画成する成形面構成部材１４゜２６が、何れも、純
鉄からなる鉄メッキ層で構成される。従って、ＺＡＳ型
や蒸着金属皮膜を成形面構成部材とする従来の簡易成形
型に比べてその成形面１６．３８が著しく硬くなり、そ
れら成形面１．６．３８の耐久性が大幅に向上すること
となる。そしてそれ故、それら従来の簡易成形型に比べ
て、成形面１．６．３８がより多（の生産に耐えること
が可能となり、５千個〜数万個程度″の中量生産品向け
の成形型として用いた場合において、従来の簡易成形型
を用いる場合よりも、成形品１個当たりの成形型の製造
コストを低減することが可能となる。

また、成形面１６．３８が硬度の高い鉄メッキ層で構成
されるため、たとえ突起部を設けた場合においても、そ
の突起部が倒れ難く、従来の簡易成形型よりもより細か
な製品形状に対処でき、更に、成形面１６．３８にシボ
加工を施し得るといった利点もある。また、成形面構成
部材１４，２６がメッキ手法で構成されて、それら成形
面構成部材１４．２６の製造過程における収縮率が極め
て小さく、収縮率を見込むことなく原型４２を製作し得
ることから、その原型４２の製作が極めて容易であると
いった利点があると共に、ＺＡＳ型に比べて、成形面精
度を大幅に向上できるといった利点があり、また、前述
のように、成形面構成部材１４．２６の裏面側に中空パ
イプ２２３４が）容接されていることから、前記特開昭
５５−１５８８６号公報に開示の簡易成形型に比べて、
キャビティ型１０およびコア型１２の機械的強度が大幅
に優れているといった利点もある。

そして、上述のようにして製造されるキャビティ型１０
およびコア型１２によれば、鍛造鋼を倣い加工して得ら
れる大量生産品向けの成形型に比べて、その製造に要す
る期間および費用が大幅に低減され得るのであり、それ
故、そのような従来の大量生産品向けの成形型を数万個
程度の中量生産品向けの成形型として用いるような場合
に比べて、成形型の納期の大幅な短縮化が可能になると
共に、製品１個当たりに要する成形型の製造コストの大
幅な低減化が可能になるのである。

以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、これは文字
通りの例示であり、本発明がかかる具体例に限定される
ことなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々
なる変更、修正、改良等を施した態様で実施できること
は、言うまでもないところである。

例えば、前記実施例では、キャビティ型１０およびコア
型１２の何れにおいても、成形面構成部材１．４．２６
の裏面側に中空パイプ２２．３４が溶接固定されて、そ
れら型１０．１２の機械的補強が図られていたが、それ
ら中空パイプ２２，３４の代わりに、中実のロッド状金
具や他の任意の形状の補強金具を溶接固定して、それら
型１０゜１２の補強を図るようにすることも可能である
。

ただし、コア型１２においては、エジェクタピンのガイ
ド孔を裏打ち樹脂体３２に直接形成すると、エジェクタ
ピンの摺接によって裏打ち樹脂体３２が摩耗されるため
、前記実施例のように、中空パイプ３４を補強金具とし
て用いて、エジェクタピンのガイドとして兼用するよう
にすることが望ましい。

また、前記実施例では、コア型１２の製造の際の、中空
パイプ３４に対応した成形面構成部材２６の部位に対す
る穴明は加工が、裏打ち樹脂体３２の成形後において行
なわれるようになっていたが、かかる穴明は加工は、成
形面構成部材２６に対する中空パイプ３４の溶接後、裏
打ち樹脂体３２の成形前に行なうようにすることも可能
であり、更には中空パイプ３４の溶接前に行なうように
することも可能である。ただし、前記実施例のように、
裏打ち樹脂体３２の成形後に行なうようにすることが、
より簡単な機械加工でより高い穴明は精度を得る上で望
ましい。なお、このような事情は、キャビティ型１０の
成形面構成部材１４にスプルーパイプを溶接固定する場
合についても、同様に言うことができる。

更に、前記実施例では、キャビティ型１０およびコア型
１２が、何れも、枠体６４．６０を取り外した状態で用
いられるものとして述べたが、それら枠体６４．６０の
材質によっては、それら枠体６４，６０を裏打ち樹脂体
３２．２０と一体に残したまま、キャビティ型１０およ
びコア型１２を用いるようにすることもできる。

また、前記実施例では、射出成形型としてのキャビティ
型■０およびコア型１２に本発明を適用した場合につい
て述べたが、本発明が、ブロー成形型、真空成形型等、
射出成形型以外の成形型に適用し得ることも勿論である
。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明に従う成形型に
おいては、硬度が高く、溶接が可能で、しかも製造の際
の収縮率が小さい鉄メッキ層で成形面が構成されるため
、Ｚ　Ａ、　Ｓ型や溶射金属皮膜を成形面構成部材とす
る従来の簡易成形型に比べて、成形面がより多くの製品
の成形に耐え得るといった利点があると共に、より細か
な製品形状に対処し得る七いった利点があり、またより
高い成形面精度を容易に得ることができるといった長所
がある外、シボ加工ができるといった長所もあり、更に
は成形面構成部材としての鉄メッキ層の裏面側に補強金
具を溶接固定して、その機械的強度を大幅に向上できる
といった利点もある。しかも、鍛造鋼を加工して得られ
る大量生産品向けの成形型に比べて、製造期間および製
造コストを大幅に短く且つ安くできることから、中量生
産品向けの成形型として採用した場合において、その鍛
造鋼を加工して得られる大量生産品向けの成形型よりも
、成形品１個当たりの成形型の製造コストを大幅に低減
することができるといった利点もある。

そして、本発明手法に従えば、そのような効果を奏する
成形型を有利に製造することができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う成形型の一例としてのキャビテ
ィ型を示す断面図であり、第２図は、同じく、本発明に
従う成形型の一例としてのコア型を示す断面図である。 第３図乃至第８図は、それぞれ、第２図のコア型の製造
工程を説明するための説明断面図であり、第９図および
第１０図は、それぞれ、第１図のキャビティ型の製造工
程を説明するための説明断面図である。 １０：キャビティ型（成形型） １２：コア型（成形型） １４．２６：成形面構成部材（鉄メッキ層）１６．３８
：成形面 ２０．３２：裏打ち樹脂体 ２２．３４：中空パイプ ２４．３６７熱媒流体流通パイプ ２日：キャビティ ４０．５６：成形面（反転形状面） ４２；原型（モデル型） ５４：メッキ用モデル（モデル型） ５８．６２：導電性膜　　６０．６４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定厚さの鉄メッキ層から成る成形面構成部材と
   、 該成形面構成部材の非成形面側の裏面に、該成形面構成
   部材と一体的に接合して設けられた裏打ち樹脂体と、 該裏打ち樹脂体に一体に埋め込まれて設けられた熱媒流
   体流通パイプとを、 含むことを特徴とする成形型。
2. （２）前記成形面構成部材の裏面に一端において溶接固
   定されて、前記裏打ち樹脂体を貫通する状態で設けられ
   た中空パイプを含み、且つ該成形面構成部材の該中空パ
   イプに対応した部位が切除されて、該中空パイプ内の空
   間を通じてエジェクタピンが該成形面構成部材の成形面
   側に突出され得るようになっている請求項（１）記載の
   成形型。
3. （３）所望の成形品形状に対応した成形面の反転形状面
   を有するモデル型を作製する工程と、 該モデル型の前記反転形状面に導電層を形成して、該モ
   デル型の反転形状面に所定厚さの鉄メッキ層を形成する
   工程と、 該モデル型から剥離して得られた鉄メッキ層の非成形面
   側の裏面を取り囲むように枠体を設けると共に、該枠体
   で囲まれる空間内に熱媒流体流通パイプを配設し、該枠
   体内に所定の樹脂材料を注入、固化させて、該鉄メッキ
   層の裏側に裏打ち樹脂体を一体的に接合して設ける工程
   とを、 含むことを特徴とする成形型の製造法。
4. （４）前記裏打ち樹脂体の成形に先立って、前記鉄メッ
   キ層の裏面に対し、中空パイプをその一端において溶接
   固定すると共に、該中空パイプの他端部が露出するよう
   に、前記裏打ち樹脂体を成形し、且つ該裏打ち樹脂体の
   成形後において、前記鉄メッキ層の該中空パイプに対応
   する部位を切除することを特徴とする請求項（３）記載
   の製造法。