(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品形状に対応すると共に周囲に挟持用耳部を備えるマスタモデル、第１の背面補強材及び第２の背面補強材を準備する工程と、
前記挟持用耳部を除いてマスタモデルと第１の背面補強材との間に第１樹脂充填空間を確保し且つマスタモデルと第２の背面補強材との間に第２樹脂充填空間を確保した状態で、マスタモデルを前記第１・第２の背面補強材で挟持する工程と、
前記第１樹脂充填空間へ注入並びに排出が容易な仮充填材を充填する工程と、
前記第２樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填し、硬化させる工程と、
前記第１樹脂充填空間から仮充填材を排出する工程と、
前記第１樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填し、硬化させる工程と、
前記マスタモデルを取外す工程と、からなる樹脂型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は簡易型の一種である樹脂型の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂成形型は一般に金型が使用されるが、少量生産用型や試作用型の場合にはキャビティに臨む面を樹脂で形成した「樹脂型」が使われることがある。
例えば特開２００１−１０５４３８公報「樹脂型の製造方法」には、樹脂型の製造方法が説明されている。同公報の図７、図９及び図１０を次図で再掲する。
【０００３】
図１６（ａ）〜（ｃ）は従来の樹脂型及びその製造方法を示す図であり、（ａ）は前記公報図１０、（ｂ）は同図７、（ｃ）は同図９をそれぞれ再掲したものであるが、符号は振り直した。
（ａ）は完成した樹脂型の断面図であり、樹脂型１００は表側型１０１と裏側型１０２とからなり、表側型１０１は補強部材１０３に樹脂層１０４を付設し、裏側型１０２も補強部材１０５に樹脂層１０６を付設したものであり、これらの樹脂層１０４，１０６でキャビティ１０７を形成する。すなわち、キャビティに臨む面を樹脂で形成した成形型である。この様な樹脂型１００の製造方法を（ｂ），（ｃ）で説明する。
【０００４】
（ｂ）において、挟持用耳部１１１，１１２を備えるマスタモデル１１０を、補強部材１０３，１０５で挟持し、型面成形空間１１３，１１４に樹脂１１５，１１６を注入する。
（ｃ）において、樹脂が硬化して樹脂層１０４，１０６が形成できたら、補強部材１０３，１０５を分離し、マスタモデル１１０を取り除く。マスタモデル１１０が無い状態で補強部材１０３，１０５を合せれば、（ａ）の樹脂型１００が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１６（ｃ）において、マスタモデル１１０は製作が容易な光造形法による光造形モデルが、一般に使用される。しかし、光造形モデルは剛性に乏しく、撓みやすい。
【０００６】
（ｂ）において、樹脂１１５，１１６を各々型面成形空間１１３，１１４に注入するが、注入タイミングのずれ等が不可避的に発生し、この不可避的要因によりマスタモデル１１０が図右又は左へ撓む。これを防止するために、支持部材１１７，１１８を入れるが、これらの支持部材１１７，１１８から離れた箇所ではマスタモデル１１０は撓む。マスタモデル１１０が撓めば（ａ）に示すキャビティ１０７の形状が不正確になり、成形品の仕上り精度が低下する。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、マスタモデルの撓みの発生を抑えることのできる製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の樹脂型の製造方法は、製品形状に対応すると共に周囲に挟持用耳部を備えるマスタモデル、第１の背面補強材及び第２の背面補強材を準備する工程と、挟持用耳部を除いてマスタモデルと第１の背面補強材との間に第１樹脂充填空間を確保し且つマスタモデルと第２の背面補強材との間に第２樹脂充填空間を確保した状態で、マスタモデルを前記第１・第２の背面補強材で挟持する工程と、第１樹脂充填空間へ注入並びに排出が容易な仮充填材を充填する工程と、第２樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填し、硬化させる工程と、第１樹脂充填空間から仮充填材を排出する工程と、第１樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填し、硬化させる工程と、マスタモデルを取外す工程と、からなる。
【０００９】
第１樹脂充填空間へ充填した仮充填材でマスタモデルの背面を支持する。この状態で第２樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填する。次に、この樹脂型用樹脂でマスタモデルの背面を支持した状態で第１樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填する。すなわち、樹脂型用樹脂を充填するときには仮充填材又は充填済の樹脂型用樹脂でマスタモデルの背面を支持するので、樹脂型用樹脂充填時にマスタモデルに撓みが発生しない。この結果、精度の良いキャビティを得ることができ、形状の良好な成形品を成形することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係るスクータ型二輪車の側面図であり、このスクータ型二輪車１０は、車体フレーム１１の前部に前輪１２及びハンドルバー１３を備え、車体フレーム１１の後部にスイング式パワーユニット１５を介して後輪１６を備え、後輪１６の略上方にラゲッジボックス１７及びシート２０を備えた車両である。ラゲッジボックス１７はヘルメット１８を収納することのできる大型収納ボックスであり、シート２０を開けることにより、ヘルメット１８を出入れできる。
【００１１】
図２は本発明に係るシートの断面図であり、シート２０は、スキン２１と、スポンジなどのクッション材２２と、樹脂成形品であるシート底板２３とからなり、シート底板２３はクッション材２２及びスキン２１を介して乗員の体重を受ける強度部材でもある。
【００１２】
図３は本発明に係るシートの底面図であり、シート底板２３は略楕円形状を呈し、ヘルメット抑え２４、複数の貫通孔２５・・・（・・・は複数を示す。以下同じ）、これらの貫通孔２５・・・を囲う突条部２６，２７等を有する複雑な形状の物であり、成形型を用いた樹脂成形法によって製造する。
【００１３】
図４は本発明に係るシート底板の断面図であり、このシート底板２８は、説明の都合で図２のシート底板２３より断面形状を簡略化したので符号を改めた。シート底板２８の全長をＬ、代表厚さをｔ１とする。
【００１４】
図５は本発明で用いるマスタモデルの断面図であり、マスタモデル３０は長さＬのモデル部３１に挟持用耳部３２，３３を張出し形成した断面の模型である。
挟持用耳部３２の厚さをｔ２としたときに、この厚さｔ２に図４の厚さｔ１を加えた値が、モデル部３１の代表厚さＴ１になる。従って、マスタモデル３０は図４のシート底板２３に比べて大型になる。
【００１５】
マスタモデル３０は光造形法によって製作した樹脂モデルが好適である。光造形法によれば、短時間でモデルを製造することができるからである。しかし、マスタモデル３０は他の製造法で製作したもの、又は樹脂以外の材質、例えば軽金属製のモデルであってもよい。
【００１６】
上記マスタモデル３０を用いた樹脂型の製造方法を以下に述べる。
図６は本発明に係る準備工程の説明図であり、仮充填材注入孔兼樹脂注入孔４１、仮充填材上り孔兼樹脂上り孔４２、各種のエジェクタピン４３，４４，４５，４６及び入子４７，４８を備えた第１の背面補強材４０を準備する。
【００１７】
この第１の背面補強材４０はＺＡＳ、ＺＡＣ、ＡＺ４（何れも登録商標）などと称するアルミニウム・銅系亜鉛合金で製造することが望ましい。４．１重量％のアルミニウム、３．０重量％の銅、０．０４重量％のＭｇ、残部を亜鉛としたアルミニウム・銅系亜鉛合金は、ビッカース硬さ（以下、Ｈｖと記す。）が約１００ｋｇ／ｍｍ2であり、エポキシ樹脂（Ｈｖ４３ｋｇ／ｍｍ2）の２倍以上の硬度を有する。
【００１８】
また、よく背面補強材に用いられる鋳鉄（ＦＣ３００）は硬さはＨｖ約２４０ｋｇ／ｍｍ2と大きいが、融点が１３００℃以上であり、溶解、鋳込みの点で高温作業が強いられる。この点、上記のアルミニウム・銅系亜鉛合金であれば、融点が約３８０℃と低温であり、鋳込み作業が極めて容易になる。
このよう適度な硬さ（剛性）と低融点とを兼ね備えたものがＺＡＳと称するアルミニウム・銅系亜鉛合金である。
【００１９】
さらに図６において、樹脂注入孔５１、樹脂上り孔５２、スプルーブッシュ５３及び入子５４を備えた第２の背面補強材５０を準備する。この第２の背面補強材５０も上述したＺＡＳと称するアルミニウム・銅系亜鉛合金で製造することが望ましい。
すなわち、ここでは製品形状に対応すると共に周囲に挟持用耳部３２，３３を備えるマスタモデル３０、第１の背面補強材４０及び第２の背面補強材５０を準備する。
【００２０】
図７は本発明に係るマスタモデル挟持工程の説明図であり、第１の背面補強材４０と第２の背面補強材５０とで、マスタモデル３０を挟持する。ここで、重要なことは、マスタモデル３０と第１の背面補強材４０との間に所定の厚さの第１樹脂充填空間５６を確保し且つマスタモデル３０と第２の背面補強材５０との間に所定の厚さの第２樹脂充填空間５７を確保したことである。
これらの第１・第２樹脂充填空間５６，５７を確保した結果、マスタモデル３０はそれの挟持用耳部３２，３３のみが第１・第２の背面補強材４０，５０で挟持される。
【００２１】
図８は本発明に係る仮充填材の充填工程の説明図であり、図４の組合せ体を反転して、第１の背面補強材４０を上に、第２の背面補強材５０を下に配置する。そして、第１の背面補強材４０に設けてある仮充填材注入孔兼樹脂注入孔４１から、ビーズ、シリコン系粘土又は樹脂などの仮充填材５９を第１樹脂充填空間５６へ注入し、この仮充填材５９が仮充填材上り孔兼樹脂上り孔４２から溢れたら注入を止める。仮充填材注入孔兼樹脂注入孔４１の口並びに仮充填材上り孔兼樹脂上り孔４２の口にプラグ（図示せず）を捩じ込む若しくは打込むことで、仮充填材５９を第１樹脂充填空間５６に封じ込める。
【００２２】
図９は本発明に係る組合せ体の反転図であり、図８の組合せ体を反転して、仮充填材５９が下位に、第２樹脂充填空間５７が上位になるようにする。
【００２３】
図１０は本発明に係る第２樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填する工程の説明図であり、第２の背面補強材５０に設けてある樹脂注入孔５１から、エポキシ樹脂及び金属粉を基本成分とし、これにフィラーを添加してなる樹脂型用樹脂６１を、第２樹脂充填空間５７へ注入し、この樹脂型用樹脂６１が樹脂上り孔５２に上がったら止め、樹脂型用樹脂６１の硬化を待つ。
【００２４】
前記金属粉は、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、その他の金属（いずれも合金を含む）の粉末である。
また、前記フィラーは、基本的に繊維の形態で使用し、その材料は炭素、アラミド、イミド、セラミック、金属系材料、又は同等品とする。
【００２５】
この間、マスタモデル３０には、第２樹脂充填空間５７に注入した樹脂型用樹脂６１の重量に注入圧力を加えた下向き負荷が作用するために下方へ撓む可能性が出てくる。しかし、マスタモデル３０の下面は仮充填材５９で全面的に支持させたので、マスタモデル３０が下方へ撓むことはない。
この結果、第２樹脂充填空間５７の厚さが広がることはなく、そこへ注入した樹脂型用樹脂６１の厚さは規定の厚さにすることができる。
【００２６】
図１１は本発明に係る仮充填材の排出工程の説明図であり、図示せぬプラグを外すことにより、第１樹脂充填空間５６から仮充填材５９（図１０参照）を排出する。具体的には仮充填材５９がビーズあれば、機械的振動を加えつつ組合わせ体を傾動することにより、仮充填材５９の排出を促す。仮充填材５９が熱流動性物であれば、第１の背面補強材４０を温めつつ組合わせ体を傾動することにより、仮充填材５９の排出を促せばよい。
【００２７】
図１２は本発明に係る組合せ体の更なる反転図であり、図１１の組合せ体を反転して、第１樹脂充填空間５６が上位に、充填済みの樹脂型用樹脂６１が下位になるようにする。
【００２８】
図１３は本発明に係る第１樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填する工程の説明図であり、第１の背面補強材４０に設けてある仮充填材注入孔兼樹脂注入孔４１から、エポキシ樹脂及び金属粉を基本成分とし、これにフィラーを添加してなる樹脂型用樹脂６２を、第１樹脂充填空間５６へ注入し、この樹脂型用樹脂６２が仮充填材上り孔兼樹脂上り孔４２に上がったら止め、樹脂型用樹脂６２の硬化を待つ。
【００２９】
前記金属粉は、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、その他の金属（いずれも合金を含む）の粉末である。
また、前記フィラーは、基本的に繊維の形態で使用し、その材料は炭素、アラミド、イミド、セラミック、金属系材料、又は同等品とする。
【００３０】
この間、マスタモデル３０には、第１樹脂充填空間５６に注入した樹脂型用樹脂６２の重量に注入圧力を加えた下向き負荷が作用するために下方へ撓む可能性が出てくる。しかし、マスタモデル３０の下面は先に充填し硬化させた樹脂型用樹脂６１で全面的に支持させたので、マスタモデル３０が下方へ撓むことはない。
この結果、第１樹脂充填空間５６の厚さが広がることはなく、そこへ注入した樹脂型用樹脂６２の厚さは規定の厚さにすることができる。
【００３１】
図１４は本発明に係るマスタモデルの取外し工程の説明図であり、第１・第２の背面補強材４０，５０を互いに離間させて、マスタモデル３０を除去する。このマスタモデル３０を除去した後に型合せすることで次図の樹脂型が完成する。
【００３２】
図１５は本発明で製造した樹脂型の断面図であり、樹脂型６４は、キャビティ６３に臨む部位を樹脂型用樹脂６２で構成するとともに樹脂型用樹脂６２を第１の背面補強材４０で補強してなる可動型６５と、キャビティ６３に臨む部位を樹脂型用樹脂６１で構成するとともに樹脂型用樹脂６１を第２の背面補強材５０で補強してなる固定型６６と、からなる。
【００３３】
そして、スプルーブッシュ５３を介して溶融樹脂をキャビティ６３へ射出し、凝固したらエジェクタピン４３〜４６で突出すことにより、図４に示すシート底板２３を得ることができる。
【００３４】
尚、本発明方法で製造した樹脂型６４で製造する製品（成形品）は、シート底板に限らず、いわゆるプラスチック製品であれば種類は問わない。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１では、樹脂型用樹脂を充填するときには仮充填材又は充填済の樹脂型用樹脂でマスタモデルの背面を支持するので、樹脂型用樹脂充填時にマスタモデルに撓みが発生しない。この結果、精度の良いキャビティを得ることができ、形状の良好な成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクータ型二輪車の側面図
【図２】本発明に係るシートの断面図
【図３】本発明に係るシートの底面図
【図４】本発明に係るシート底板の断面図
【図５】本発明で用いるマスタモデルの断面図
【図６】本発明に係る準備工程の説明図
【図７】本発明に係るマスタモデル挟持工程の説明図
【図８】本発明に係る仮充填材の充填工程の説明図
【図９】本発明に係る組合せ体の反転図
【図１０】本発明に係る第２樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填する工程の説明図
【図１１】本発明に係る仮充填材の排出工程の説明図
【図１２】本発明に係る組合せ体の更なる反転図
【図１３】本発明に係る第１樹脂充填空間へ樹脂型用樹脂を充填する工程の説明図
【図１４】本発明に係るマスタモデルの取外し工程の説明図
【図１５】本発明で製造した樹脂型の断面図
【図１６】従来の樹脂型及びその製造方法を示す図
【符号の説明】
２３，２８…製品としてのシート底板、３０…マスタモデル、３２，３３…挟持用耳部、４０…第１の背面補強材、５０…第２の背面補強材、５６…第１樹脂充填空間、５７…第２樹脂充填空間、５９…仮充填材、６１，６２…樹脂型用樹脂、６４…樹脂型、６５…可動型、６６…固定型。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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