(57)【要約】【課題】精度、溝形状ともに満足する金型加工方法を提供し、割れや変形を発生させることなく寸法精度の優れた小型精密成形品を得るための成形金型を提供することにある。【解決手段】熱硬化性樹脂材料を用いて小型精密成形品を成形するための金型製作において、エッチングにより金型を加工する方法、および突き出しピンをキャビティの外側周囲に設置し、成形品を金型から分離するときに樹脂部を突き出しピンにより突き出すことを特徴とする成形金型。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形金型に微細な溝加工を行う方法において、溝を形成する金型部位にフォトレジストを用いてエッチングを施し、次いで、形成された溝部をショットピーニング加工することを特徴とする成形金型の加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の加工方法により得られた金型をコアピンとして組み込んだ成形金型。
【請求項３】
請求項２に記載された成形金型において、キャビティ周囲にこれに連接して樹脂溜まりを設け、該樹脂溜まりに対向して突き出しピンを設けることを特徴とする成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂材料の成形品を得るための成形金型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金型表面に微細な溝加工を行う場合は、レーザー光を直接金型素地に当てて加工する方法が一般的に用いられている。しかしながら、レーザー光のエネルギーコントロールを安定させることが困難であり、また、小型な精密成形品を得るための成形金型に求められる精度を得ることができないことが多い。また、溝加工した金型をコアピンとして成形金型に組み込み成形を行う場合、得られる成形品が小型で精密なため、製品を変形させることなく取り出すことが困難である。
一方、金型加工のために、エッチング技術を使用することは以前から検討・実施されている。かかる技術は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２４５２３４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
金型表面に、成形品の凸部となる精密な溝加工を施した本発明の金型は、従来の加工方法における前述のような問題点を解決するため種々検討の結果なされたものであり、その目的とするところは、溝形状、その精度ともに満足する金型の加工方法を提供するものであり、特に寸法精度の優れた小型精密成形品を得るための成形金型を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記の本発明（１）〜（２）によって達成される。
（１）  成形金型に微細な溝加工を行う方法において、溝を形成する金型部位にフォトレジストを用いてエッチングを施し、次いで、形成された溝部をショットピーニング加工することを特徴とする成形金型の加工方法。
（２）  前記（１）に記載の加工方法により得られた金型をコアピンとして組み込んだ成形金型。
（３）  前記（２）に記載された成形金型において、キャビティ周囲にこれに連接して樹脂溜まりを設け、該樹脂溜まりに対向して突き出しピンを設けることを特徴とする成形金型。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の成形金型の加工方法は、成形金型に微細な溝加工を行う方法において、溝を形成する金型部位にフォトレジストを用いてエッチングを施し、次いで、形成された溝部をショットピーニング加工することを特徴とするものである。
【０００７】
金型表面に、例えば、図１に示すような溝形状を加工する場合、まずエッチング加工を行う。
エッチング加工の工程は以下の通りである。フォトレジストを金型表面にコーティングし、図１に示すパターン形状を有するマスキングフィルム（斜線の部分は切り取られた穴である）を作製し、フォトレジストをコーティングした金型表面に貼着する。次いで、この金型面に光を照射し加熱することにより、光を照射されない部分のフォトレジストを硬化させる。マスキングフィルムを剥離し、未硬化のフォトレジストを除去した後、露出した金型面をエッチング液で処理することにより、金型表面を化学的に除去して、所定の深さを持つ溝を形成する。
【０００８】
続いて溝の側面および底面をショットピーニング加工する。これにより、溝内のごく微小な凸部をなくし、平滑な面を有する溝を形成することができる。ここで、ショットピーニング加工とは、無数の鉄あるいは鋳鋼やセラミックの微小な球（ショット）を高速度で金属表面に衝突させることである。このショットが高速度で材料の表面に衝突すると、金属表面がへこまされ、へこみ周辺にカエリ等が残ってしまうが、さらに発生したカエリをブラストにより除去することにより溝加工が施された金型が得られる。これにより、金型（コアピン）による成形品の傷や変形を低減させることが可能となる。最終的に図２に示すようなコアピンを作製する。本発明では、上記に示した金型をコアピンとして図３に示すような成形金型に組み込む。このコアピンの溝加工が施された表面が成形金型のキャビティーの一部を構成する。
【０００９】
上記の金型において、好ましくは、成形品の変形を防止するために、突き出しピンをキャビティーの外側周囲に設置する。即ち、金型のキャビティー周囲にこれに連接した樹脂溜まりを形成し、この樹脂溜まりに対向して突き出しピンを設けることにより、成形品とともに樹脂溜まりの樹脂を突き出して金型から離型する。突き出された樹脂溜まり部分の樹脂は成形後に成形品から切断分離される。突き出しピンをキャビティーの外側周囲に設置することにより、成形品が直接突き出しピンによって突き出されることがないので、成形品の外観を損なうことなく、かつ突き出しによる小型精密成形品の変形を防止することができる。従って、本発明では、寸法制度等の要求品質を満たす小型精密成形品を割れや変形がなく得ることができる。
【００１０】
本発明において、小型精密成形品とは、製品の直径または一辺が１０ｍｍ以下、厚みが２ｍｍ以下のものである。また、本発明の成形金型は、直径または一辺が１０ｍｍ以下で、寸法精度が０．０５ｍｍ以下であり、かつ厚みが１ｍｍ以下で寸法精度が０．０１ｍｍ以下の精度が要求される小型精密成形品に好ましく用いられる。
【００１１】
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図３は、本発明の成形金型の一例を示したものである。１はスプルー、２はランナー、３はゲート、４はキャビティー、５は突き出しピンである。図３において、キャビティー４の外側周囲に突き出しピン５が設置されている。金型のキャビティー周囲にはこれに連接した樹脂溜まりが形成され、この樹脂溜まりに対向して突き出しピンが設けられている。本発明では、小型精密成形品に使用される熱硬化性樹脂材料や成形品形状に応じて、突出しピン位置、大きさ、本数を決め、突出しによる小型精密成形品の変形が起こらないようにキャビティー外部の位置に突出しピンを設置する。
【００１２】
【実施例】
本発明の金型加工方法について具体的実施例を、図面を参照しながら詳細に説明する。成形品の形状は図１に示すとおりであり、平面直径７．５ｍｍ、厚み０．８５ｍｍである。製品表面には１０個の図１に示すような溝が形成されている。溝の深さが１５μｍで、幅が１．２ｍｍであり、また中心の穴は、直径２．７ｍｍである。この寸法に適合するようにように金型（コアピン）の構成を図２のように決定した。図２において、コアピン全長を２．５ｃｍとし、キャビティー面をエッチング加工およびショットピーニング加工により作製した。この方法により、溝は全く問題なく形成することができた。そして図３に示す成形金型にコアピンを組み込んで成形を行った。この方法において、キャビティー外側に設けた突き出しピンは合計５本であり、この内、ゲートに対してスプルー・ランナー側に３本、キャビティー側に２本の突き出しピンが存在する。キャビティー側の突き出しピンは、キャビティーに連接して形成された樹脂溜まりに対向して設けられている。突き出しピンをキャビティー内の設ける従来の方法と比較した場合、部分的な反りや変形もなく極めて高精度な小型精密成形品を成形することができた。また、金型から製品を離型することが容易であることから、１０個の溝や製品の縁部においても、破損や変形することなく成形することができた。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の方法に従うと、寸法精度に優れた溝形状を有する小型精密成形品を効率的に成形することが可能となる。また、従来の金型構造において発生していた突出しピンによる成形品の割れや変形が低減される。かつ、突出し時の成形品の変形を低減させることにより溝を形成するコアピンの破損を防ぐことが可能となる。以上の通り、本発明は、小型精密成形品の成形金型として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】成形品の平面図
【図２】コアピンであり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図
【図３】成形金型の概略断面図
【符号の説明】
１  スプルー
２  ランナー
３  ゲート
４  キャビティー
５  突き出しピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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