(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス金型で成形した成形パネルを用意すると共に、発泡樹脂ブロックを粗削りすることで概略形状模型を作成する加工工程と、
この模型の凹部又は凸部に前記成形パネルを被せ、接着する被冠工程と、
成形パネル付き模型を砂に埋め込む砂込め工程と、
得られた砂型に溶湯を注入して模型部分を鋳物に置き換える鋳造工程と、からなる金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス金型の模型を砂に埋め込み、溶湯で模型を燃焼してその部分を鋳物に置き換えるフルモールド法で金型を製造する金型の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フルモールド法とは、発泡樹脂ブロックを切削して模型を造り、この模型を砂に埋め込み、得られた砂型に溶湯を注入して模型の部分を鋳物に置き換える方法をいう。以下、フルモールド法でプレス金型を製造する方法を説明する。
【０００３】
図７は従来の金型の製造方法を示すフローチャートであり、図中ＳＴ×××はステップ番号を示す。
ＳＴ１００；発泡樹脂で形成したブロック（以下、「発泡樹脂ブロック」という）を準備し、この発泡樹脂ブロックをＮＣ（numerical control）工作機械で精密に切削してプレス金型の模型を造る。
ＳＴ１０１；プレス金型の模型を砂に埋め込んで砂型を得る。
ＳＴ１０２；得られた砂型に溶湯を注入し、砂に埋め込んだ模型を溶湯で溶かしてその部分を鋳物に置き換える。型ばらし後、鋳物を取り出して新たなプレス金型を得る。
【０００４】
図８は従来の金型の製造方法の要部を説明した図であり、図７のＳＴ１００を示す。
模型１００の凹部１０１は、プレス金型の凹部成形面に相当する部分である。従って、模型１００を切削する際に、模型１００の凹部１０１をプレス金型の凹部成形面に合せるために、凹部１０１はＮＣ工作機械１０２を使用して３次元の製品形状面を精密に切削する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、模型１００の凹部１０１をプレス金型の凹部成形面に合わてＮＣ工作機械１０２で精密に仕上げるには、ＮＣ工作機械１０２を制御するＮＣ加工データを必要とする。
このため、金型を製造する際に、模型を切削するためのＮＣ加工データ作成と、そのＮＣ加工データを用いて、実際のＮＣ工作機械で切削加工をしなければならないので、設計から製作までの期間が長くなり、そのことがコストアップの要因になる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、金型を製造する際に、設計から製作までの期間を短くして金型のコストアップを抑えることができる金型の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、プレス金型で成形した成形パネルを用意すると共に、発泡樹脂ブロックを粗削りすることで概略形状模型を作成する加工工程と、この模型の凹部又は凸部に前記成形パネルを被せ、接着する被冠工程と、成形パネル付き模型を砂に埋め込む砂込め工程と、得られた砂型に溶湯を注入して模型部分を鋳物に置き換える鋳造工程とからなることを特徴とする。
【０００８】
模型の凹部又は凸部に成形パネルを被せる構成にして模型の凹部又は凸部をラフに粗削りする。ラフに粗削りした凹部又は凸部はプレス金型の成形面と形状が異なる。しかし、模型の凹部又は凸部に成形パネルを被せることにより、模型をプレス金型の成形面と同じ形状にすることができる。
このため、模型の凹部又は凸部を、ＮＣ工作機械で精密に切削しないで、例えば手作業で切削することができる。
【０００９】
【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。
図１は本発明に係る金型の製造方法（第１実施の形態）で製造したプレス金型の断面図である。
プレス金型１０は、凹部成形面１２ａを有する雌型１２と、凸部成形面２０ａを有する雄型２０とからなり、雄型２０を下降させて凸部成形面２０ａと凹部成形面１２ａとでパネル（図示せず）をプレス成形するものである。
【００１０】
雌型１２は、鋳物１３の上面凹部１３ａに成形パネル１４を融着して凹部成形面１２ａを形成したものである。
鋳物１３は、一例としてねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０）で上面に凹部１３ａを有するように鋳造したものである。
【００１１】
成形パネル１４は、板厚ｔが０．７５ｍｍの冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）を既存のプレス金型で成形した部材である。成形パネル１４としては、例えば自動車のボディを構成する製品用のパネル（すなわち、製品パネル）を使用する。
【００１２】
雄型２０は、鋳物２３の下面凸部２３ａに成形パネル２４を融着して凸部成形面２０ａを形成したものである。
鋳物２３は、鋳物１３と同様に、一例としてねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０）で下面に凹部２３ａを有するように鋳造したものである。
【００１３】
成形パネル２４は、成形パネル１４と同一部材であって、板厚ｔが０．７５ｍｍのＳＰＣＣをプレス金型で成形したものである。
なお、雌型１２及び雄型２０は、鋳物及び成形パネルからなる同一構成部材なので、以下雌型１２の製造方法について説明して雄型２０の製造方法については説明を省略する。
【００１４】
図２は本発明に係る金型の製造方法（第１実施の形態）を示すフローチャートであり、図中ＳＴ××はステップ番号を示す。
ＳＴ０１；（加工工程）プレス金型で成形した成形パネルを予め用意すると共に、発泡樹脂ブロックを粗削りすることで概略形状（ラフな）模型を作成する。なお、発泡樹脂ブロックは、一例として発泡ポリスチレンでブロックを形成したものである。
【００１５】
ＳＴ０２；（被冠工程）この模型の凹部に成形パネルを被せて、接着剤で接着する。
ＳＴ０３；（砂込め工程）成形パネル付き模型を砂に埋め込んで砂型を得る。
ＳＴ０４；（鋳造工程）得られた砂型に溶湯を注入して模型部分を鋳物に置き換える。型ばらし後、鋳物を取り出して新たなプレス金型を得る。
【００１６】
ＳＴ０１〜ＳＴ０４の鋳造方法によれば、模型の凹部に成形パネルを被せることで模型の凹部をラフに加工することができる。このため、例えば模型３０を手作業で切削することが可能になった。
以下、ＳＴ０１〜ＳＴ０４の各工程を詳しく説明する。
【００１７】
図３（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形態）の第１説明図であり、（ａ）は加工工程（ＳＴ０１）を示し、（ｂ）及び（ｃ）は被冠工程（ＳＴ０２）を示す。
（ａ）において、発泡樹脂で形成したブロックを準備し、準備した発泡樹脂ブロックを粗削りして模型３０を造る。この際、精密に切削する必要があった模型３０の凹部３１をラフに切削することが可能である。凹部３１をラフに切削することができる理由は（ｃ）で説明する。
【００１８】
（ｂ）において、模型３０の上部両端３２，３３に接着剤３４，３４を塗布して、成形パネル１４を矢印▲１▼、▲１▼の如く凹部３１に向けて降ろす。
なお、接着剤３４，３４の塗布箇所は模型３０の上部両端３２，３３に限らないで、任意の位置に塗布してもよい。
（ｃ）において、模型３０の凹部３１に成形パネル１４を被せ、成形パネル１４を接着剤で接着する。
【００１９】
ラフに切削した凹部３１は、既存のプレス金型の凹部成形面と形状が異なるが、凹部３１に成形パネル１４を被せることにより、模型３０の凹部をプレス金型の凹部成形面と同じ形状にすることができる。なお、凹部３１とパネル１４との間に隙間３６，３７が開くが、隙間３６，３７には鋳造工程で溶湯を充填することができる。
【００２０】
このように、模型３０の凹部３１に成形パネル１４を被せることにより、特に、模型３０の凹部３１をラフに加工することができる。このため、ＮＣ工作機械を使用しないで、例えば手作業で模型３０を切削することが可能になった。従って、ＮＣ工作機械で模型３０を精密に切削する必要がないので、ＮＣ工作機械を制御するためのＮＣ加工データを作成する必要はない。
【００２１】
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形態）の第２説明図であり、（ａ）は砂込め工程（ＳＴ０３）を示し、（ｂ）は鋳造工程（ＳＴ０４）の途中までを示す。
（ａ）において、成形パネル１４を被せた模型３０を反転して砂型枠４０内にセットし、次にノズル４２から砂を供給して成形パネル１４を被せた模型３０を砂４３に埋め込んで砂型を得る。
【００２２】
（ｂ）において、得られた砂型４５に矢印▲２▼の如く溶湯４６を注入し、溶湯４６で模型３０を溶かす。
このとき、溶湯４６は凹部３１と成形パネル１４との間の隙間３６，３７にも侵入して、隙間３６，３７を埋める。このため、溶湯４６と成形パネル１４との間に隙間は発生しない。
【００２３】
図５（ａ），（ｂ）は本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形態）の第３説明図であり、（ａ）及び（ｂ）は鋳造工程（ＳＴ０４）の最後までを示す。
（ａ）において、注入した溶湯で模型の全体を溶かし、その部分を鋳物１３に置き換える。鋳物１３の凹部１３ａには成形パネル１４が一体に付着する。
図４（ｂ）で示したように、模型の凹部と成形パネル１４との間の隙間を溶湯で埋めるので、鋳物１３の凹部１３ａと成形パネル１４との間には隙間が発生しない。
【００２４】
なお、成形パネル１４は、板厚ｔが０．７５ｍｍのＳＰＣＣなので、注入した溶湯の熱で半溶融状態になり、溶湯に接する部分は合金化し、鋳物に密に貼りついた状態になる。
（ｂ）において、型ばらし後、鋳物１３を砂型から取り出してプレス金型の雌型１２（図１も参照）を得る。この雌型１２は凹部成形面１２ａを成形パネル１４で形成したので、既存のプレス金型の凹部成形面に合わせることができる。
【００２５】
次に、第２実施の形態を説明する。
図６は本発明に係る金型の鋳造方法（第２実施の形態）の説明図である。
第１実施の形態で製造した雌型１２は十分に精密な凹部成形面１２ａを備えているが、用途に合せて凹部成形面１２ａをより精密にしなければならない場合もある。この場合は、雌型１２の凹部成形面１２ａをＮＣ工作機械４８を使用して切削する。
【００２６】
なお、前記実施の形態では、成型パネルをＳＰＣＣで成形した例を説明したが、表面処理を施した鋼板や、他の炭素鋼及び低合金鋼に変更することは差しつかえなく、材質を格別に限定するものではない。
また、成形パネルの板厚ｔを０．７５ｍｍとしたが、成型パネルの板厚ｔを任意に設定することができる。
【００２７】
さらに、発泡樹脂として発泡ポリスチレンを使用した例を説明したが、発泡樹脂はこれに限るものではなく、注入した溶湯の熱で溶ける材質であればよい。
また、鋳物１３，２３をねずみ鋳鉄（ＦＣ２５０）で鋳造した例を説明したが、その他の鋳鉄や鋳鋼で鋳造してもよい。
さらに、図１に示すように金型の雌型１２及び雄型２０の両方を本発明に係る製造方法で製造したが、これに限らないで一方の型を従来技術の製造方法で製造してもよい。
【００２８】
【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は、模型の凹部又は凸部に成形パネルを被せて接着することにより、模型をラフに粗削りすることができる。ラフに粗削りした凹部又は凸部は、プレス金型の成形面と形状が異なるが、凹部又は凸部を成形パネルを被せることにより、模型の凹部又は凸部をプレス金型の成形面と同じ形状にすることができる。
【００２９】
このため、模型をＮＣ工作機械を使用しないで、例えば手作業で切削することができる。従って、ＮＣ工作機械を制御するために必要なＮＣ加工データを作成する作業を省くことができ、且つそのＮＣ加工データを用いて、実際のＮＣ工作機械で模型を切削加工する必要がない。この結果、金型を製造する際に、設計から製作までの期間を短くして金型のコストアップを抑えることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金型の製造方法（第１実施の形態）で製造したプレス金型の断面図
【図２】本発明に係る金型の製造方法（第１実施の形態）を示すフローチャート
【図３】本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形態）の第１説明図
【図４】本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形態）の第２説明図
【図５】本発明に係る金型の鋳造方法（第１実施の形態）の第３説明図
【図６】本発明に係る金型の鋳造方法（第２実施の形態）の説明図
【図７】従来の金型の製造方法を示すフローチャート
【図８】従来の金型の製造方法の要部を説明した図
【符号の説明】
１０…プレス金型、１３，２３…鋳物、１４，２４…成形パネル、３０…模型、３１…凹部、４３…砂、４５…砂型、４６…溶湯。
【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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