JPH11268044A - 樹脂成形用金型およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のこの種の樹脂成形用金型においては、
鋼材で形成するときには加工時間が長く高価なものとな
り、加工時間の短縮のために亜鉛基合金で形成すれば耐
久性に乏しく実用性に欠けるものとなる問題点を生じて
いた。 【解決手段】 本発明により、亜鉛基合金を用いて大略
のキャビテイ形状３１およびコア形状２１を有する基材
３、２をそれぞれ形成し、それぞれの基材２、３の少な
くともキャビテイ面、コア面および型合わせ面に３〜１
０mmの鉄メッキを施し、この鉄メッキ面に仕上加工を施
して形成する樹脂成形用金型１の製造方法とし、また、
この製造方法による樹脂成形用金型１を提供すること
で、全体を亜鉛基合金で形成する金型の加工時間とそれ
ほどに相違しない加工時間で、全体を鋼材で形成する金
型の耐久性とそれほどに相違しない耐久性を有する樹脂
成形用金型を得られるものとして課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形などの手
段により樹脂部材により製品を製造するときに用いられ
る樹脂成形用金型に関するものであり、詳細には安価で
且つ迅速な調達を可能とする樹脂成形用金型の構成に係
るものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず、この種の樹脂成形用金型９０の構
成について説明を行うと、この樹脂成形用金型９０は、
図５に示すように、コアプレート９１とキャビテイプレ
ート９２とからで構成され、前記コアプレート９１には
コア９１ａおよび型合わせ面９１ｂが設けられ、キャビ
テイプレート９２にはキャビテイ９２ａ、型合わせ面９
２ｂおよびコールドゲート９２ｃが設けられている。

【０００３】そして、樹脂製品を成形するときには、コ
アプレート９１の型合わせ面９１ｂとキャビテイプレー
ト９２の型合わせ面９２ｂとを密着させ、コア９１ａと
キャビテイ９２ａ間に生じる空房にコールドゲート９２
ｃから溶融した樹脂部材を流し込むことで、目的とする
樹脂製品の成形が行われるものである。

【０００４】このときに、樹脂成形用金型９０は基材と
して鋼材が採用され、切削加工など機械加工により形成
されるのが通常であるが、上記した鋼材を採用した場合
には基材が硬質であり機械加工が困難であるので、より
軟質な亜鉛合金を採用して形成される場合もある。ま
た、亜鉛合金を採用する場合には鋳造などの手段により
形成される場合もある。

【０００５】尚、前記コア９１ａ、キャビテイ９２ａお
よび型合わせ面９１ｂ、９２ｂの表面には、表面の硬度
を向上させるため、製品の仕上がりを美麗とするためな
どの目的で、クロムメッキを施した後にバフ研磨を行う
仕上加工が施されるのが通常である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の樹脂成形用金型９０において、基材を鋼材とし
たものは、上記にも説明したように加工が困難であるの
で、金型の製作日数が長期に渡るものとなり、製作コス
トが高価になると共に、新製品の生産前に長い準備期間
が必要となり、製品開発に機動性が失われるなどの問題
点も生じるものであった。

【０００７】また、基材を亜鉛合金としたものは、確か
に低コストで製造でき、製作日数も短期間で済むもので
はあるが、その反面で樹脂成形用金型９０としての耐久
性が乏しく、例えば数千〜一万ショット程度で使用不能
となる場合も往々に生じる。従って、１ショット当たり
の金型償却費はそれ程に安価ではなく、また、金型の破
損に備える準備など生産管理が煩雑化する問題点も生
じ、何れの基材においても問題点があり、この点の解決
が課題とされていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
の課題を解決するための具体的な手段として、アルミニ
ウム、銅、マグネシウムを所定の重量割合として含む亜
鉛基合金を用いて大略のキャビテイおよびコア形状を有
する基材をそれぞれ形成し、それぞれの前記基材の少な
くともキャビテイ面、コア面および型合わせ面に３〜１
０mmの鉄メッキを施し、この鉄メッキ面に仕上加工を施
して形成することを特徴とする樹脂成形用金型の製造方
法、および、上記製造方法による樹脂成形用金型を提供
することで、製作が安価且つ迅速に行え、且つ、耐久性
も優れるものとして課題を解決するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図１〜図３は本発明に係
る樹脂成形用金型１の製造方法を工程の順に示すもので
あり、先ず、最初の工程として、図１に示すように亜鉛
基合金を用いてコアプレート用基材２とキャビテイプレ
ート用基材３とを形成するものである。

【００１０】このときに、コアプレート用基材２および
キャビテイプレート用基材３の形成に当たっては、特許
第１８８８９６７号公報、特許１９１３３６８号公報、
或いは、特許２０６８６３８号公報に成分が開示されて
いる亜鉛基合金を採用し、金型としての耐久性の向上、
ピンホール発生の低減などを図るものとする。

【００１１】また、上記コアプレート用基材２およびキ
ャビテイプレート用基材３の形成に当たっては、上記の
特許公報中（特許第１８８８９６７号公報、特許２０６
８６３８号公報）に記載されている鋳造法に基づいて、
コアプレート用基材２においてはコア形状２１を含む形
状に、キャビテイプレート用基材３においてはキャビテ
イ形状３１を含む形状に形成しても良く（図１
（Ａ））、或いは、両基材２、３をブロック状に形成
（特許１９１３３６８号公報）しても良い（図１
（Ｂ））ものである。

【００１２】ここで、前記両基材２、３をブロック状と
して形成したときには、切削加工など適宜な機械加工を
行うことで、コアプレート用基材２にはコア形状２１
を、キャビテイプレート用基材３にはキャビテイ形状３
１を形成し、鋳造によりコア形状２１、キャビテイ形状
３１が同時に形成されたコアプレート用基材２、キャビ
テイプレート用基材３と同一形状（図１（Ａ））に加工
する。

【００１３】尚、このときにはコアプレート用基材２に
は前記コア形状２１に加え、型合わせ面２２が設けら
れ、キャビテイプレート用基材３にはキャビテイ形状３
１に加え、型合わせ面３２が設けられるものとされ、こ
の時点で樹脂成形用の金型としての形態を整えるものと
されている。

【００１４】次いで、前記コア形状２１、キャビテイ形
状３１および型合わせ面２２、３２について説明を行う
と、本発明では前記コア形状２１、キャビテイ形状３１
および型合わせ面２２、３２は後に行う鉄メッキの工程
を考慮して形状および位置が設定されるものとしてい
る。

【００１５】即ち、上記の鉄メッキの最終的な厚さとし
て、例えば５mmを予定するものであれば、コア形状２１
およびキャビテイ形状３１は、その厚み分５mmを差し引
いた形状として形成されるものであり、型合わせ面２
２、３２はその厚み分５mmだけ後退した位置に設けられ
るものとされている。

【００１６】続く工程では図２に示すように、前記コア
プレート用基材２の少なくともコア形状２１と型合わせ
面２２の部分に鉄メッキを施しコア部鉄層４を形成し、
同様に、キャビテイプレート用基材３の少なくともキャ
ビテイ形状３１と型合わせ面３２の部分に鉄メッキを施
しキャビテイ部鉄層５を形成するものであり、このとき
に各鉄層４、５は、基本的には上記にも説明したように
予めに予定した厚さを行えば良いものとなる。

【００１７】但し、実際の実施に当たっては、コア形状
２１、キャビテイ形状３１などの形状によりメッキ時の
電流分布の不均一などを生じ、必ずしも全面に均一な厚
さの鉄層４、５が得られるものとはならないので、形成
する鉄層４、５を厚みに適宜な余裕を有するものとして
おき、剰余の厚みは機械加工で取り除くものとするのが
金型精度の面から好ましい。また、機械加工が行われた
後の鉄層４、５の表面に、例えばクロムメッキなどの仕
上加工を施し、表面の一層の硬化を図るものであるのは
従来例の樹脂成形用金型と同様である。

【００１８】そして、上記の鉄メッキの具体的なメッキ
液、メッキ方法に関しては、特許第１６３１０３３号公
報に、この種の金型用に適するものが開示されているの
で、それに従い行えば良いものである。尚、上記の説明
においては、鉄メッキはコア形状２１、キャビテイ形状
３１、型合わせ面２２、３２にのみ行うものとしている
が、コアプレート用基材２の側面２３、キャビテイプレ
ート用基材３の側面３３まで及んでいても良いものであ
る。

【００１９】図３は、以上の工程を経て得られた本発明
の樹脂成形用金型１を示すものであり、比較的に軟質で
ある亜鉛基合金で形成されたコアプレート用基材２のコ
ア形状２１は、硬質であるコア部鉄層４で表面が覆われ
てコア１１ａが形成されると共に型合わせ面２２もコア
部鉄層４で覆われてコアプレート１１が得られるものと
なり、同様にキャビテイプレート用基材３のキャビテイ
形状３１および型合わせ面３２もキャビテイ部鉄層５で
覆われてキャビテイ１２ａを有するキャビテイプレート
１２が得られるものとなる。

【００２０】上記の構成としたことで、本発明の樹脂成
形用金型１は、コアプレート用、キャビテイ用の基材
２、３が亜鉛基合金とされているので、コア形状２１、
キャビテイ形状３１を形成するときには鋳造などで形成
でき、加工時間の極端な短縮が可能となる。また、機械
加工によりコア形状２１、キャビテイ形状３１を形成す
る場合においても素材が比較的に軟質であるので加工時
間は大幅な短縮が可能なものとなる。

【００２１】また、鉄メッキを行った後には鉄層４、５
に機械加工を施すものとなるが、予めに大略の形状が形
成されているコア形状２１、キャビテイ形状３１に鉄層
４、５が設けられているものであるので、その加工量は
極めて少なく、総合して金型形成時の加工時間を大幅に
短縮できるものとなる。

【００２２】更には、本発明によりコア形状２１、キャ
ビテイ形状３１および型合わせ面２２、３２を鉄メッキ
により鉄層４、５で覆うものとしたことで、成形時にコ
アプレート１１とキャビテイプレート１２とが接触する
部分、および、成形時に樹脂部材が注入される部分の、
金型としての最も重要と成る部分がより硬度に勝る鋼材
で形成されたものとなり、全体が亜鉛基合金で形成され
たものに比較して格段に耐久性が向上するものとなる。

【００２３】即ち、本発明によれば、全体を亜鉛基合金
で形成する金型の加工時間とそれほどに相違しない加工
時間で、全体を鋼材で形成する金型の耐久性とそれほど
に相違しない耐久性を有する樹脂成形用金型１を得るこ
とができるものとするのである。

【００２４】図４は、本発明の別な実施形態を要部で示
すものであり、表面を鉄層４、５で覆うものとしても、
コアプレート１１の大部分が亜鉛基合金で形成されたコ
アプレート用基材２で構成され、同様にキャビテイプレ
ート１２の大部分が亜鉛基合金で形成されたキャビテイ
プレート用基材３で構成されているものであるので、全
体的な強度としては、全てを鋼材で形成したものにやや
劣るものとなることは避けられない。

【００２５】ここで、樹脂成形用金型１の破損の要因に
つき考察してみると、その要因は樹脂の射出成形を行う
ときの射出圧力に対抗するために樹脂成形用金型１に加
えられる型締め圧力であり、この型締め圧力により比較
的に軟質な亜鉛基合金で形成されたコアプレート用、キ
ャビテイ用の基材２、３に変形の可能性を生じるものと
なる。

【００２６】前記の型締め圧力に対抗させるためには、
上記にも説明したように前記基材２、３の側面２３、３
３にいたり鉄層４、５を形成させるのも一つの解決手段
であるが、この実施形態においては、特許第１５８９９
６７号公報に記載された電気抵抗素子６ａが設けられ、
該電気抵抗素子６ａへ電源６ｂにより加えられる電力の
調整により溶融樹脂の温度調整を可能とするゲート６を
前記樹脂成形用金型１に組込むことで低圧成形を可能と
し変形防止の解決手段としている。

【００２７】即ち、この実施形態では、ゲート６により
樹脂成形用金型１に注入される直前の樹脂材料の温度を
調整して流動性を高め、これにより低圧成形を可能とす
るものであり、樹脂の射出圧力が減じられることで、型
締め圧力の減圧も可能となり上記亜鉛基合金が一部に使
用された本発明の樹脂成形用金型１においても変形の発
生の可能性を低下させられるものである。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように本発明により、ア
ルミニウム、銅、マグネシウムを所定の重量割合として
含む亜鉛基合金を用いて大略のキャビテイおよびコア形
状を有する基材をそれぞれ形成し、それぞれの前記基材
の少なくともキャビテイ面、コア面および型合わせ面に
３〜１０mmの鉄メッキを施し、この鉄メッキ面に仕上加
工を施して形成する樹脂成形用金型の製造方法とし、ま
た、この製造方法による樹脂成形用金型を提供すること
で、全体を亜鉛基合金で形成する金型の加工時間とそれ
ほどに相違しない加工時間で、全体を鋼材で形成する金
型の耐久性とそれほどに相違しない耐久性を有する樹脂
成形用金型を得るものとし、第一には、製品設計が完了
した時点から製品が生産される時点までに必要な時間を
短縮し、製品開発の効率化、機動化の向上にに極めて優
れた効果を奏するものである。

【００２９】また、第二には、加工時間が短く安価に樹
脂成形用金型の製造が可能となると共に、得られた樹脂
成形用金型が耐久性に富むものであるので、製品１個当
たりの金型償却費の低減が可能となり、以て、製品のコ
ストダウンにも極めて優れた効果を奏するものである。

【００３０】更に第三には、電気抵抗素子が設けられ、
該電気抵抗素子への印加電力の調整により溶融樹脂の温
度調整を可能とするゲートを組込み低圧成形を可能とし
たことで、上記構成の樹脂成形用金型に一層の寿命の延
長を可能とし、製品の一層のコストダウンなどを可能と
するものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る樹脂成形用金型の製造方法の最
初の工程を示す説明図である。

【図２】 同じ製造方法の続く工程を示す説明図であ
る。

【図３】 本発明に係る製造方法により得られる樹脂成
形用金型を示す断面図である。

【図４】 同じく本発明に係る樹脂成形用金型の別な実
施形態を要部で示す断面図である。

【図５】 従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１……樹脂成形用金型 １１……コアプレート １１ａ……コア １２……キャビテイプレート １２ａ……キャビテイ ２……コアプレート用基材 ２１……コア形状 ２２……型合わせ面 ２３……側面 ３……キャビテイプレート用基材 ３１……キャビテイ形状 ３２……型合わせ面 ３３……側面 ４……コア部鉄層 ５……キャビテイ部鉄層 ６……ゲート ６ａ……電気抵抗素子 ６ｂ……電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 健二 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田頭 好憲 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 田中 泰 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 山本 龍也 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 三井金属鉱業株式会社内 (72)発明者 古家 伸一 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 三井金属鉱業株式会社内 (72)発明者 大野 すみ子 兵庫県尼崎市次屋３丁目16―20 フソー株 式会社内 (72)発明者 鈴木 重夫 東京都目黒区中目黒二丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 宮田 実 東京都目黒区中目黒二丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内 (72)発明者 土居 勇 東京都目黒区中目黒二丁目９番13号 スタ ンレー電気株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルミニウム、銅、マグネシウムを所定
   の重量割合として含む亜鉛基合金を用いて大略のキャビ
   テイおよびコア形状を有する基材をそれぞれ形成し、そ
   れぞれの前記基材の少なくともキャビテイ面、コア面お
   よび型合わせ面に３〜１０mmの鉄メッキを施し、この鉄
   メッキ面に仕上加工を施して形成することを特徴とする
   樹脂成形用金型の製造方法。
2. 【請求項２】 アルミニウム、銅、マグネシウムを所定
   の重量割合として含む亜鉛基合金を用いて大略のキャビ
   テイ形状およびコア形状が形成されたそれぞれの基材の
   キャビテイ面、コア面および型合わせ面に３〜１０mmの
   鉄メッキが施され、該鉄メッキ面には仕上加工が施され
   て成ることを特徴とする樹脂成形用金型。
3. 【請求項３】 電気抵抗素子が設けられ、該電気抵抗素
   子への印加電力の調整により溶融樹脂の温度調整を可能
   とするゲートが組込まれて低圧成形を可能とすることを
   特徴とする請求項２記載の樹脂成形用金型。