JP2006001111A - 金型製造方法と、それに使用するクランプ工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 １回のクランプでクランプ工具に６面体素材を固定したまま金型を製造可能にする。
【解決手段】 ６面体素材（Ｍ）の対向する２つの角部をクランプ工具（１０）により固定し、その固定状態のまま、まず６面体素材（Ｍ）の少なくとも１面を加工し、しかるのち、クランプ工具（１０）と６面体素材（Ｍ）の位置を変えてから、６面体素材（Ｍ）の他の面を加工する。そのようなクランプ工具（１０）および６面体素材（Ｍ）の位置の変更と６面体素材（Ｍ）の面の加工を繰り返すことにより、１回のクランプで６面体素材（Ｍ）から金型を製造する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、金型製造方法と、金型を製造するために使用されるクランプ工具に関する。

従来の金型の製作工程の一例を説明する。

図４は、金型の素材Ｍを概略的に示す。素材Ｍは、上面Ｓ１、下面Ｓ２、左側面Ｓ３、背面Ｓ４、右側面Ｓ５、正面Ｓ６を有する６面体素材Ｍとして構成されている。

先ず６面体素材Ｍの下面Ｓ２を図示しない加工装置のテーブルに取り付けて、左側面Ｓ３と右側面Ｓ５をテーブルにクランプ式に固定する。

その後、図示しない立型のフライス盤又は立型マシニングセンタによりフライス加工を行い、上面Ｓ１の加工を行う（基準面の作成）。

加工後、上面Ｓ１を基準面として６面体素材Ｍを反転させて、上面Ｓ１をテーブルに取り付けて、左側面Ｓ３と右側面Ｓ５をクランプ式に固定し、下面Ｓ２のフライス加工を行う。

図示しない横型ミーリング機又は横型マシニングセンタのテーブルに上面Ｓ１を取り付けて、左側面Ｓ３の加工を行う。

加工後、６面体素材Ｍを９０度回転させて、左側面Ｓ３を基準面として右側面Ｓ５の加工を行う。

加工後、６面体素材Ｍを９０度回転させて、背面Ｓ４と正面Ｓ６に対しても、随時同様の加工をして、６面の全てを加工する。

こうして６面体素材Ｍからモールドベースを製造する。本願出願人は、このような加工を行う工作機械として、特許文献１に示されるような工作機械を提案している。

このように、６面体素材からモールドベースを作成するには、加工する面毎に、作業者が６面体素材の取り付け及び取り外しを行っている。

一方、モールドベースは、専門業者である１次加工業者により製造されている。金型メーカがモールドベースを製作せず、専門業者である１次加工業者から購入することが多いが、それは、金型メーカには中小のメーカが多く、製作のための加工機械が必要でその設置スペースが無いからである。
特開平８−１５５７６８号公報

しかしながら、加工する面毎に作業者が６面体素材の取り付け及び取り外しを行う従来の方法では、加工に手間と時間を要し、加工精度にバラツキが生じることがあった。

また、モールドベース専門メーカと金型メーカが個別に加工を行うため、６面体素材から型彫りまで長期間を要していた。例えば、携帯電話の型彫りでは、注文寸法のモールドベースを発注して入手するまで最低１０日間を要し、モールドベースから型彫りを完成するまで最低７日間を要し、素材から型彫りまで１７日間程度を要していた。

そこで、本発明は、クランプ工具で６面体素材を固定したら、その固定状態のまま６面体素材から金型を製造できる金型製造方法を提供することを目的としている。更に、本発明は、金型を製造するために使用されるクランプ工具を提供することを目的としている。

本発明の解決手段を例示すると、以下のとおりである。

（１）６面体素材（Ｍ）の対向する２つの角部をクランプ工具（１０）により固定し、その固定状態のまま、まず６面体素材（Ｍ）の少なくとも１面を加工し、しかるのち、クランプ工具（１０）と６面体素材（Ｍ）の位置を変えてから、６面体素材（Ｍ）の他の面を加工し、このような位置の変更と面の加工を繰り返すことにより、クランプ工具（１０）により６面体素材（Ｍ）を固定したまま６面体素材（Ｍ）から金型を製造する金型製造方法。

（２）クランプ工具（１０）が２つの支持部（１４）を有し、各支持部（１４）が３本の支持片を有し、各支持片が先端に互いに垂直な関係になる支持面を有していて、これらの支持片の支持面が６面体素材（Ｍ）の１つの角部を支持することを特徴とする前述の金型製造方法。

（３）６面体素材（Ｍ）から金型を製造するために使用するクランプ工具であって、取り付け台（１２）と、取り付け台（１２）に設けられた２つの支持部（１４）を有し、各支持部（１４）が３本の支持片を有し、各支持片が先端に互いに垂直な関係になる支持面を有し、これらの３つの支持片の支持面が６面体素材（Ｍ）の１つの角部を支持する構成にしたクランプ工具。

本発明によれば、１回のクランプ操作で６面体素材から金型を作ることができる。この場合、前加工を行わず、金型の製作時間を１／３以下とすることが可能となり、加工時間は、型彫りから５面を造るまで３日間ですみ、１／５以下に短縮することができる。

複数の機械で加工していたものを１台の機械で加工することができるので、モールドベースの精度が高く、工程集約の成果が１０倍以上、省エネルギー率が３倍（電力費で３５％以上の省電力）が可能である。

省スペース化によりスペース生産性が約３倍向上し、機械の設置スペースにおける環境負荷低減（環境負荷低減率約８倍）に大きく貢献できる。

また、モールドベース専門メーカがモールドベースの配送を行う必要が無く、トラックを使用する必要が無く、製造期間を短縮でき、環境負荷を低減できる。

更に、従来他の機械にて加工が行われていた種々の角度での穴明けやガイドピン穴加工等を同時に加工すれば、更に合理化が可能である。

特に、クランプ工具が２つの支持部を有し、各支持部が３本の支持片を有し、それらの先端に互いに直交する関係をもつ３つの支持面を形成する構成にすれば、３つの支持面により６面体素材の角部を確実にクランプ工具で保持することができる。

本発明の金型製造方法は、６面体素材の対向する２つの角部をクランプ工具により固定する。そして、その固定状態のまま、まず、６面体素材の少なくとも１面を加工し、しかるのち、クランプ工具と６面体素材を固定状態のまま、それらの位置を変えてから、６面体素材の他の面を加工する。このように、クランプ工具および６面体素材を一緒にしたまま、それらの位置のみを変更して、６面体素材の各面を加工する工程を繰り返す。それにより、１回のクランプ操作で６面体素材から金型を製造することができる。

クランプ工具の位置を変更する際に、６面体素材の加工面と加工軸が直角となるように、随時工作機械の４〜５軸を制御して、クランプ工具を回転・反転させて、金型を製作するのが好ましい。

６面体素材の面のうち加工軸と直角となり難い面は、加工軸をこれらの面に対して斜めに設定することにより加工することができる。

以下に示すように、支持面は支持部に設けられた３つの支持片の先端に形成されるのが好ましい。或いは、支持面を３角錘形状の窪みの表面に形成し、この窪みにより６面体素材の角部を支持する構成にしてもよい。

なお、クランプ工具により支持（固定）されている２つの角部は、６面体素材の各面を加工完了後に同じ機械でクランプ箇所を切り取るのが好ましい。

このように、本発明によれば、６面体素材の粗加工から金型の仕上げ加工までの、総ての加工を１回のクランプ操作で行うことができるのである。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を説明する。

図１は、本発明による金型製造方法に使用されるクランプ工具の一例を示す概略斜視図である。

クランプ工具１０は、６面体素材Ｍをクランプ（固定）するための工具であり、工作機械のテーブル（図示省略）に取り付けられて用いられる。

クランプ工具１０は、取り付け台１２と支持部１４を有する。

取り付け台１２は、断面略Ｌ字状の剛体部材からなる。取り付け台１２の底面は、ボルト等の固定手段（図示省略）を用いて工作機械のテーブルに固定されるように構成されている。取り付け台１２の２つの端部１２ａは内側に傾斜しており、そこに支持部１４が設けられている。

２つの支持部１４は、斜めに互いに間隔を空けて設けられている。各支持部１４は、基端部１４ａと、基端部１４ａから延びた３つの支持片１４ｂからなる。

３つの支持片１４ｂの先端には、それぞれ内側を向いた互いに垂直な平坦面形状の支持面が形成されている。３つの支持面により６面体素材Ｍの一つの角部が支持されるようになっている。

なお、取り付け台１２の各端部１２ａと基端部１４ａと支持片１４ｂの間の接続方式は、任意の方式を採用できる。例えば、基端部１４ａを端部１２ａに関して移動可能かつ所望の位置で固定可能に構成する。この場合、基端部１４ａを６面体素材Ｍに向けて移動させて６面体素材Ｍを支持する。或いは、支持片１４ｂを基端部１４ａに関して移動可能かつ所望の位置で固定可能に構成する。この場合、支持片１４ｂのみを６面体素材Ｍに向けて移動させて６面体素材Ｍを支持する。

支持部１４によって６面体素材Ｍを支持する場合は、例えば下側の基端部１４ａを固定し、上側の基端部１４ａを下側の支持部１４ａから離間させた後、６面体素材Ｍの１つの角部を下側の基端部１４ａに載置し、この１つの角部に対向する別の角部を上側の基端部１４ａで押圧して６面体素材Ｍを保持する。下側の支持片１４ｂを固定し、上側の支持片１４ｂを下側の支持片１４ｂから離間させた後、６面体素材Ｍの１つの角部を下側の支持片１４ｂに載置し、この１つの角部に対向する別の角部を上側の支持片１４ｂで押圧して６面体素材Ｍを保持して固定する。

このように構成したクランプ工具１０が、６軸駆動（ＸＹＺ軸方向の３軸移動及びＸＹＺ軸中心の３軸回転）の可能な工作機械のテーブルに取り付けられ、クランプ工具１０が適宜回転されて、金型加工（型彫り）が実行される。６軸駆動の形に構成されていると、加工により自由な曲面を作り出すことができる。

図２は、本発明により加工された金型の一例として携帯電話機の金型１６を示す。金型１６の対向する２つの角部にはクランプ箇所１６ａが設けられているが、これは加工終了の際に同じ製造装置で切り取るのがよい。

図３は、本発明により加工された金型の別の例を示す。金型１８の対向する２つの角部にはクランプ箇所１８ａが設けられている。

１回のクランプで６面体素材Ｍをクランプ工具に固定したまま、６面体素材Ｍの表面に種々の加工を行うことができる。

本発明によるクランプ工具の一例を示す概略斜視図である。 加工された金型の一例として携帯電話機の金型を示す概略斜視図である。 本発明により加工された金型の別の例を示す。 金型の素材を概略的に示す。

符号の説明

１０ クランプ工具
１２ 取り付け台
１２ａ 端部
１４ 支持部
１４ａ 基端部
１４ｂ 支持片
１６ 携帯電話の金型
１６ａ クランプ箇所
１８ 金型

Claims (3)

1. ６面体素材（Ｍ）の対向する２つの角部をクランプ工具（１０）により固定し、その固定状態のまま、まず６面体素材（Ｍ）の少なくとも１面を加工し、しかるのち、クランプ工具（１０）と６面体素材（Ｍ）の位置を変えてから、６面体素材（Ｍ）の他の面を加工し、このような位置の変更と面の加工を繰り返すことにより、クランプ工具（１０）により６面体素材（Ｍ）を固定したまま６面体素材（Ｍ）から金型を製造する金型製造方法。
2. クランプ工具（１０）が２つの支持部（１４）を有し、各支持部（１４）が３本の支持片を有し、各支持片が先端に互いに垂直な関係になる支持面を有していて、これらの支持片の支持面が６面体素材（Ｍ）の１つの角部を支持することを特徴とする請求項１に記載の金型製造方法。
3. ６面体素材（Ｍ）から金型を製造するために使用するクランプ工具であって、取り付け台（１２）と、取り付け台（１２）に設けられた２つの支持部（１４）を有し、各支持部（１４）が３本の支持片を有し、各支持片が先端に互いに垂直な関係になる支持面を有し、これらの３つの支持片の支持面が６面体素材（Ｍ）の１つの角部を支持する構成にしたクランプ工具。
   
   

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