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知識ゼロからものづくりを学ぶ「機械設計エンジニアの基礎知識」

金型の実践を学ぶ

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機械設計エンジニアの基礎知識 | d-engineer.com

知識ゼロからものづくりを学ぶ機械設計エンジニアの基礎知識

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【目次】

1. 金型の見積りの仕方 ...................................................................................................................... 4

2. 金型仕様書の作成方法 .................................................................................................................. 5

2-1. 製品仕様 ............................................................................................................................... 5

2-2. 金型仕様 ............................................................................................................................... 5

2-3. その他 .................................................................................................................................. 6

3. 金型見積書のチェックポイント .......................................................................................................... 7

4. 金型業者の比較方法 ..................................................................................................................... 8

4-1. 価格について ......................................................................................................................... 8

4-2. 技術や品質について ............................................................................................................... 8

4-3. 責任範囲は明確に .................................................................................................................. 9

5. 金型の納期を早くするには .............................................................................................................. 9

5-1. 依頼者側要因 ........................................................................................................................ 9

5-2. 金型業者要因 ....................................................................................................................... 10

6. 金型ができるまでの流れ ................................................................................................................ 13

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1. 金型の見積りの仕方

金型の詳細な見積りをするためには製品形状を示す図面が必要です。模型やデザイン画だけでは金型製作はで

きません。製品図がない場合の手順としては、

１）製品寸法を示す３角法（正面図・平面図・側面図）の寸法入りの図面

２）製品の材質や製作数量

３）寸法の要求精度

これらが決まった段階で詳細な金型見積のスタートができます。

また、通常は下記の情報を準備して金型業者へ提出するとスムーズに見積りが行えます。

・製品図面の準備（紙図又は２次元図面又は３Dデータ）

・製品の材質の指定

・製作数量（月に５０００個等）

・成形後の後加工の有無

・製品の特徴（寸法精度が必要な部分等）

また、これらの要求事項を金型仕様書にまとめます。

金型仕様書については、「金型仕様書の作成方法」で後述します。

これらが準備できた段階で金型業者へ見積りを依頼します。

※３社くらいの相見積もりが一般的です。

また、開発スケジュールも合わせて提示し、希望する納期に間に合わうように進めていくのもポイントです。





2. 金型仕様書の作成方法

製品図面などの金型見積りに必要な情報が揃った段階で金型仕様書を作成します。金型仕様書を作成して金型

業者と打合せをすることにより、お互いの認識をきちんと合わせることができ見積りの精度も向上します。

金型仕様書には以下のような項目を入れ、要求する事項を記入します。

2-1. 製品仕様

・製品名

製品名を記入します。

例：携帯電話のカバー等

・製品に適用する材質

使用する材質名を記入します。

例：PP／ABSなど

・製品の投影面積

金型が開く方向に対しての投影面積

・生産予定数

月間あたりの生産予定数量を記入します。

例：◯◯個／月

・製品図の形式

紙図／２Dデータ／３Dデータ／なしなど準備できる製品図の形式を記入します。

2-2. 金型仕様

・金型製作の目的

試作金型または量産金型などの目的を記入します。

試作金型の場合は、何を目的とした試作金型なのかを伝えることも大切です。

・ゲート、ランナー方式

ゲート方式やランナー方式を記入します。

・製品取り数

１ショットあたり成形個数を記入します。

例：４個取り等

・金型主要部材質

金型主要部の材質を記入します。

例：S55C

・金型主要部硬度

金型材質の硬度を指定します。

例：HRC13

・製品突き出し方式

製品突き出し方式を記入します。





突き出し方式には様々なタイプ（エジェクタピン／スリーブ等）があります。

製品の形状によって選択することになりますが、不明な場合は空欄にしておいて大丈夫です。

・金型磨き

金型磨きのレベルを記入します。

例：鏡面／＃２０００／＃８００／メッキをかける等

・スライドコアの有無

スライドコアの有無を記入します。

・スライドコアの作動方式

スライドコアの作動方式を記入します。

例：アンギュラーピン／エア／油圧

・アンダーカットの有無

製品にアンダーカット部があるかどうか記入します。

・後加工の有無

成形後に後加工を施す必要があるかどうか記入します。

・希望成形サイクル

希望する成形サイクルがあれば記入します。

・製品取り出し方法

金型から成形品を取り出す際の方式を記入します。

例：自動落下／取り出し機械／手動

・金型温調方法

金型を一定の温度に保つための方式を記入します。

例：冷却水の通水のみ／金型温調機を仕様

※温調機を使用する場合、カプラサイズがわかれば記入しておくと良い

・使用する成形機

出来上がった金型はどの成形機で成形するのか記入します。

例：東芝製２００トンクラス

2-3. その他

・金型納入希望日

希望納期を記入します。

・第一回試作日

完成した金型の第一回目の希望試作日があれば記入します。

・試作場所

試作する場所（メーカー等）を記入します。

上記で書き方が分からない、まだ決まっていない部分は空欄として金型業者とよく打合せを行いましょう。





3. 金型見積書のチェックポイント

金型メーカとの打ち合わせの後、数日で正式な見積書が出ます。

この見積書ですが、総額いくらとうことだけしかチェックしない方が少なくありません。

正式な見積書を出してもらったら、最低でも下記のチェックをすることが大切です。

※打ち合わせする前の概算見積の場合には、あまり明確には内訳が出ない場合もあります。

見積書の内訳を確認しましょう。

見積書の中に、「合計金額」のみの提示であればチェックが必要です。

見積は、きちんとした価格の理由があって作成されています。

よって、「合計金額」のみの提示であった場合は、「内容を教えてください」と金型業者に言って、きちんと内訳を説

明してもらうことが大切です。

一般的に金型費用の内訳は下記項目があげられます。

・金型設計費

・材料費（材料単価）

・購入部品費（ボルト等そのまま使用する部材）

・加工費（加工時間／加工レート）

・組立調整費

・管理費（営業／荷造り運搬費）

・試作成型費

金型業者は製品図や下記の要素を考慮して価格予測を行います。

・製品重量

・製品サイズ、最大投影面積

・生産数

・図面の寸法数

・特異形状の部位数

できるだけ詳細な情報を提供することにより精度の高い見積りを頂くことできます。

見積書を出してもらったら、必ずその見積書について説明を求めるようにすることが大切です。

上記ポイントに注意して、きちんとした説明を受けることで、後でこんなはずじゃなかったという後悔や、お互いの

考えのずれなどを未然に防ぐことが出来ます。





金型費用の内訳を出して頂くと分かると思いますが、加工費が大部分を占めていることがわかります。

加工費の中には、金型業者の利益を含めているのが慣例です。加工費は加工時間、設備の償却費などの要素で

決定されますが、ここまで干渉すべきではありません。なぜなら金型業者の経営努力にまで干渉することになるから

です。

しかしそれ以外の曖昧部分については明確にしておきましょう。

金型業界は、価格や相場が曖昧ではっきりしない業界です。ですので、金型業者も、曖昧なことを良しとして、「あ

まり知識のないお客様」や、「お金を取れるお客様」など、"お金を取れることろから取る"という考えの金型業者が存

在するのも事実です。（もちろん、誠実な金型業者が大半です！）

お金を必要以上に請求されないためにも、思ったことや疑問点はきちんと業者へ伝えることが本当に重要です。

4. 金型業者の比較方法

各社の見積書が出揃ったら、金型価格や各社から提供して頂いたレポートに基づき比較検討いたしましょう。価格、

技術、品質に基づき業者を決定します。

価格だけの判断では失敗に繋がります。

例えば要求される精度の高い部品であれば、技術力やその要求に対して既に実績があるところに依頼するのが良

いでしょう。またそうでない部品については安価な金型を選ぶこともあるでしょう。

4-1. 価格について

価格が安ければ良いというわけではありません。見積明細書からどこに違いがあるのか明確にしましょう。

例えば材料費が極端に高い業者があれば、何か根拠があるはずです。生産数を考慮して、強度の高い鋼材を使

用しているかもしれませんし、過剰品質になっている可能性もあります。

鋼材のサイズや数量が違っている場合は、Ａ社では２部品で製作するところをＢ社では一体構造にしていたりする

場合があります。一体にすることで強度がアップしますが、その分加工費がかさみコスト高になります。

不明な箇所は金型業者に問い合わせして納得するようにしましょう。

4-2. 技術や品質について

金型業者の技術や品質についての評価方法はさまざまな角度から行います。金型業者から提出されたレポートや

各社のホームページを参考に判断が求められます。海外の金型業者では、背伸びをするところもあるようです。

1/100の精度しか出せないのに 1/1000の精度が出せるという業者もあるようです。製品の精度が求められるものに

ついては、高精度の金型加工設備を持っているところに依頼するというのもひとつの方法です。





長野県は気候の影響が少なく精度の高い金型を作るのに適している環境だそうです。

また金型加工時の切削温度の影響を吸収するために、加工機がその温度を測定し、フィードバックする機能（リニ

アスケール）を有した工作機械もあります。

どのような機械設備を持っているかということも判断材料のひとつになるでしょう。

※機械をもっていないから出来ないというわけではありません。通常金型業者は協力会社との繋がりがあり、そちら

で部品加工を行っていたりしています。

『完成品は部品精度を超えることは出来ず』、『部品は金型精度を超えることができない』と言われるように、高品質

の金型を求める場合には高品質の工作機械が必要です。参考にしていただければと思います。

4-3. 責任範囲は明確に

後のトラブルにならないためにも期待値を明確にして詳細に価格を決めていることが重要です。

特に金型完成後に発生する修正費用についてのトラブルが多いようです。

金型業者のミスによる修正はもちろん金型業者負担となりますが、お客様の追加要望や精度を追求するための修

正が発生する可能性がある場合は見積り段階で取り決めを行っておきましょう。

例えば、嵌め合い部の寸法精度の調整費用は３回まで含み、４回以降は別途費用とするなど

明確にしておけばお互い安心して仕事を進めることができます。

5. 金型の納期を早くするには

製品設計に携わると分かりますが、そのスケジュールはタイトなことが多く、しわ寄せが金型製作期間に及ぶことも

しばしばです。

限られた期間でスムーズに金型を完成させるためにも、遅延の要因となることを前もって把握しておき、遅延を回避

できるように先手を打っておくことが大切です。

金型納期の遅れの要因は、大きく２つに別れると思います。

それは「依頼者側の要因」と「金型業者側の要因」です。

5-1. 依頼者側要因

・設計変更の発生

設計変更が発生する可能性が高い場合は、前もって金型業者へ伝えておきます。

金型業者も変更の可能性考慮して仕事を進めることができるため、突発的な変更よりも対応がスムーズに行えま

す。

また、金型改造予測を盛込んだ金型設計としておくことで、後の追加費用の低減にも繋がります。





・設計ミス

人が行っている以上、設計ミスを完全に無くすことは不可能です。

但し、設計ミスの頻度を下げることは可能でしょう。

設計完了時のチェックリスト等でチェックした後に金型業者へ出図するように心がけましょう。

・連絡ミスによる遅延

連絡ミスはどうしても発生します。

金型業者とのやり取りは時系列でファイリングして保管しておくのが良いでしょう。

・図面への記入漏れ

図面への記入漏れがあると、金型業者とのやり取りが増加します。

また、読みにくい図面はトラブルの原因です。設計者にとって図面は仕事の成果物です。

品質の良い図面を作成することを心がけましょう。

・出図の遅れ

正式な図面の出図や購買部からの正式な発注が完了して金型製作がスタートします。

製品の仕様が中々確定できなかったり、様々な要因で図面が出せずに遅延になることも多いでしょう。

5-2. 金型業者要因

・成形不良

・組み立て調整不良

・寸法不良

・鋼材納入遅延

・加工ミス

金型業者要因はどうにもなりませんが、依頼者側の要因は対応次第では削減することが可能です。

同じ失敗を繰り返さないよう、ノウハウを社内で蓄積して共有していくことが大切となるでしょう。

金型納期を短縮させるためには、遅延の要因削除することはもちろんですが、

下記の方法で短縮することも可能です。

・抜き勾配の指定

・３Dデータの提出

・SE検討図の提出

・先行手配データの提出





抜き勾配の指定

抜き勾配は金型業者任せにすることもありますが、製品の仕様上、製品設計者が指定しなければならない部分もあ

ります。希望する抜き勾配の情報を製品図面等に付加しておくことで、金型業者とのやり取りの回数も低減できるで

しょう。

３Dデータの提出

近年、３次元 CADの普及に伴い、製品設計のみならず金型設計においても３次元 CADが使用されております。３

D データを金型業者へ渡すことで、金型業者は製品設計者が作った３次元データを流用でき、金型データの作成

工数を削減することが可能です。

SE検討図の提出

SE とは「Simultaneous Engineering」の略で「同時併行的検討」のことです。

正式図面の出図前に金型業者へ金型要件を検討するための製品図面を先に提出することで納期の短縮が図れ

ます。

そして製品設計の途中段階から金型業者と同時併行で検討を進めていくことでより納期の短縮が図れます。

先行手配データの提出

私が納期を短縮するために主に行っていたことは先行手配です。

先行手配とは正式な発注・出図を待たずに先に金型業者に仕事を進めてもらうための情報を出していくことです。

下図は一般的な金型製作プロセスとなります。

通常は正式発注・正式図面が出図された後に金型業者は鋼材の手配や金型設計に入ります。





当然、仕事が来るか来ないか分からない状態で金型材料の手配や設計を進めることはできません。

しかし、お互いの信頼関係の元で正式発注前に鋼材の先行手配や金型設計を進めてもらうことも可能です。これ

が最も納期を短縮できるやり方となると思います。

（※納期短縮ではなく、これが一般的なやり方となっているかもしれませんが・・・）

但し、先行手配を行うためには注意が必要です。

まず、第一に外形寸法が変更ないことです。

製品の大きさが変化すれば金型サイズも当然変化します。

変更がないということが確実でなければ先行手配はできません。

また同じように型構造に変更がないことも前提となります。

製品の仕様が変化して、パーティングラインが変化すると鋼材のサイズも変化する可能性があります。

従って、製品の仕様の変化が明確で、鋼材のサイズが変わらないことが分かっていなければこの方法は使えませ

ん。

先行手配は互いの信頼関係のうえで成り立ちますので、そのことを十分に心得た上で行うようにしましょう。





6. 金型ができるまでの流れ

正式な製品図面の出図と発注が実行されるといよいよ金型業者は金型の製作に取り掛かります。製品設計者は発

注作業が完了すれば一息つけるタイミングだと思います。この間は金型業者から製品図等に関する問い合わせに

対応する期間にもなります。金型ができるまでの流れは以下のとおりです。





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2015年 9月 16日発行

2016年 12月 5日改訂 2

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