JP4193164B2 - コンクリート型およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば自動車部品等に使用される樹脂成形品を成形するためのコンクリート型およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の樹脂成形品を成形するために従来より成形用金型が用いられている。金型製作には極めて多くの機械加工時間を必要とすることから、そのような機械加工に要する時間を削減すべくコンクリート型が開発されている。
【０００３】
図２および図３は、従来のコンクリート型の製造方法を工程順に示している。この工法はニッケル（Ｎｉ）殻を電鋳により形成する場合の例とするが、電鋳によらず蒸着にてニッケル殻を形成することもできる。
図２（Ａ）において、電鋳槽１内に設置された成形品モデル２の表面にＮｉ殻３を形成する。一方、図２（Ｂ）のように成形品モデル２と型合わせすべき鋳物フレーム４を形成する。
【０００４】
つぎに、図２（Ｃ），（Ｄ）のように成形品モデル２のＮｉ殻３および鋳物フレーム４はそれぞれ、相互の合わせ部がフライス盤等のカッター１００によって機械加工され、型合わせの際の合わせ面５，６が形成される。
【０００５】
つぎに図３（Ａ）において、型合わせにより成形品モデル２と閉合した鋳物フレーム４内にコンクリート材７を注入する。そして、図３（Ｂ）のように成形品モデル２を脱型することにより、コンクリート型１０が製造される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のコンクリート型の製造方法において、図２（Ｃ），（Ｄ）のようにＮｉ殻３および鋳物フレーム４相互の合わせ部を切削するためには、極めて多くの機械加工が必要になる。そのため型納期短縮を意図しながらも、このような合わせ部の切削加工時間がネックとなり、またコストを高くする原因となっていた。
【０００７】
また、型納期の短縮等を図るべく鋳物フレーム４を簡素化すると、その分だけコンクリート材７の容積もしくは容量が増大し、全体としてヤング率（縦弾性係数）が低下する。この場合、成形時にＮｉ殻３に加わる応力が著しく大きくなる結果になってしまう。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑み、有効かつ効果的に製作コストを低減し得るコンクリート型およびその製造方法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】
本発明のコンクリート型の製造方法は、表皮層が被着した成形品モデルにフレームを型合わせして、このフレーム内領域にコンクリート材を注入することによりコンクリート型を製造する方法であって、上記成形品モデルの表皮層と上記フレームとの合わせ部に所定間隙を設け、この合わせ部周囲を漏れ止め材で封止して上記コンクリート材を注入し、上記成形品モデルを脱型することにより成形用意匠面を得ることを特徴とする。
【００１０】
本発明のコンクリート型の製造方法において、前記コンクリート材が注入されるフレーム内領域の適所に、好ましくは一つまたは複数の補強材が介挿される。
【００１１】
また、本発明のコンクリート型の製造方法において、好ましくは、予め求めた前記成形用意匠面に作用する成形時の応力に基き、前記補強材の配置位置および数量等を設定する。
【００１２】
また、本発明のコンクリート型の製造方法において、前記表皮層は、前記成形品モデル表面に電鋳等により形成されたニッケル殻であり、前記フレームは鋳物フレームであることが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、成形品モデルの表皮層とフレームとの合わせ部に所定間隙を設け、この合わせ部の周囲を封止してコンクリート材を注入することで、合わせ部の合わせ面を形成するための機械加工を削減あるいは実質的に不要とすることができる。
また、コンクリート材が注入されるキャビティ内の適所に補強材を介挿することで、フレーム構造の簡素化を図りながら所定の剛性強度を確保することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基き、従来例と実質的に同一または対応する部材には同一符号を用いて、本発明によるコンクリート型およびその製造方法の好適な実施の形態を説明する。
この実施形態にあっては、たとえば自動車部品等に使用される樹脂成形品を成形するためのコンクリート型を製造するものとし、前述した従来例と同様に成形モデルに表皮層としてのニッケル（Ｎｉ）殻を電鋳により形成する場合を例にとって説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるコンクリート型の製造方法を工程順に示している。図１（Ａ）において、先ず、意匠面を有する成形品モデルを製作し、この成形品モデルを電鋳槽１に入れて電鋳によりＮｉ殻を製作する。これにより、成形品モデル２の表面にＮｉ殻３が形成され、このＮｉ殻３には成形品モデルの意匠面が転写されることになる。一方、図１（Ｂ）のように成形品モデル２と型合わせすべき鋳物フレーム４を形成する。
ここで、鋳物フレーム４の構造は従来の場合に比較して簡素化されている。すなわち、各フレーム部材４ａ〜４ｄの特に高さは低く、相互間の間隔は広くなるように設定されている。
【００１８】
つぎに図１（Ｃ）において、型合わせにより成形品モデル２に鋳物フレーム４を閉合する。この際、成形品モデル２に付いているＮｉ殻３の外周に樹脂等で成る漏れ止め材１３を適量適用し、硬化させることにより合わせ部を封止する。
そして、閉合した鋳物フレーム４内領域にコンクリート材７を注入する。この場合、本発明では鋳物フレーム４の高さを低くすることで、特にＮｉ殻３と鋳物フレーム４との合わせ部に所定の間隙１１を設け、この合わせ部の周囲を上記のように漏れ止め材１３で封止してコンクリート材７を注入する。これにより隙間からコンクリート材７が漏れだすのを防止することができる。また、コンクリート材７が注入される鋳物フレーム４内の適所に、一つまたは複数の補強材１２が介挿される。
【００１９】
また、コンクリート材７は高強度で、高い流動性を持つものを使用する。このようなコンクリート材７を使用することで、小さい隙間まで満遍なく注入することができ、補強材１２と意匠面Ｐとの間に隙を空けて施工可能となる。そして、高い強度を確保することができる。なお、ここで言うコンクリート材とは、セメントペースト、モルタル、コンクリートを包含するもので、広く、セメントをバインダーとした硬化体の総称を指す。
【００２０】
Ｎｉ殻３と鋳物フレーム４との合わせ部の間隙１１は、典型的には５〜４０ｍｍの範囲が好ましい。この間隙１１にコンクリートを注入する場合、コンクリートの強度を上げるためにコンクリート材７に金属ファイバーを混入するため、この混入する金属ファイバーの長さを考慮するとその間隙は最低５ｍｍ程度を必要とするが、間隙が４０ｍｍ以上ある場合には必ずしも高い補強効果を期待し得ない。
【００２１】
また、補強材１２としては鉄製の丸棒等を用いるが、その配置位置および数量等は、予め求めたＮｉ殻３（意匠面Ｐ）に作用する射出成形時の応力に基いて設定される。補強材１２の設定方法にはＣＡＥ（Computer-Aided Engineering）を用いて、射出成形時にＮｉ殻３にかかる応力を予測することで、補強材１２の適切な配置や数量を設定することができる。たとえば、ＣＡＥを用いて鋳物フレーム４の構造とそれに対応する射出成形時のＮｉ殻３における応力分布を求め、応力分布に不良部分ＮＧがある場合には、この不良部分ＮＧがなくなるように鋳物フレーム４の構造を求めるというものである。
【００２２】
そして、図１（Ｄ）のように成形品モデル２を脱型することにより、この成形品モデル２、鋳型フレーム４、補強材１２およびコンクリート材７が一体化したコンクリート型（固定型）１０が製造される。このコンクリート型１０の表面には成形品モデルの意匠面Ｐが転写されている。このコンクリート型１０において、その構造は簡素化されているともに、型締力をコンクリート部分で受けるようになっているが、上記のように補強材１２を適切に設定配置することで高い強度を確保することができる。
【００２３】
上記のように本発明では、Ｎｉ殻３と鋳物フレーム４との合わせ部に間隙１１を設け、合わせ部の周囲を封止してコンクリート材７を注入することで、相互の型合わせ面の形成工程を不要とすることができる。
【００２４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施形態にのみ限定されるものでなく、本発明の範囲内で適宜変更等が可能である。
たとえば、鋳物フレーム４や補強材１２の具体的構成や間隙１１の数値等は必要に応じて適宜変更することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、この種のコンクリート型においてフレーム構造を簡素化するとともに型合わせ面の形成工程をなくし、材料費の削減や機械加工の大幅な工数低減等により製品、製作コストを減少することができる。したがって、コストの低減を図りながら、納期短縮化を有効に実現する等の利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施形態におけるコンクリート型の製造方法を工程順に示す図である。
【図２】従来のコンクリート型の製造方法を工程順に示す図である。
【図３】従来のコンクリート型の製造方法を工程順に示す図である。
【符号の説明】
１ 電鋳槽
２ 成形品モデル
３ Ｎｉ殻
４ 鋳物フレーム
７ コンクリート材
１０ コンクリート型
１１ 間隙
１２ 補強材
１３ 漏れ止め材

Claims (4)

1. 表皮層が被着した成形品モデルにフレームを型合わせして、このフレーム内領域にコンクリート材を注入することによりコンクリート型を製造する方法であって、
   前記成形品モデルの表皮層と前記フレームとの合わせ部に所定間隙を設け、この合わせ部の周囲を漏れ止め材で封止して前記コンクリート材を注入し、前記成形品モデルを脱型することにより成形用意匠面を得ることを特徴とするコンクリート型の製造方法。
2. 前記コンクリート材が注入されるフレーム内領域の適所に、一つまたは複数の補強材が介挿されることを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート型の製造方法。
3. 予め求めた前記成形用意匠面に作用する成形時の応力に基き、前記補強材の配置位置および数量を設定することを特徴とする、請求項１または２に記載のコンクリート型の製造方法。
4. 前記表皮層は、前記成形品モデル表面に電鋳により形成されたニッケル殻であり、前記フレームは鋳物フレームであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート型の製造方法。

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