JP2007260725A - 意匠性に優れた成形品の製造方法及び意匠性に優れた成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】成形過程における凹凸模様の潰れと表面傷発生の抑制にあり、設計された所望の凹凸模様を製品表面ヘより忠実に残すことができる意匠性に優れた成形品の製造方法を提供すること。
【解決手段】金属板材を製品形状に成形すると同時に当該製品形状の表面の少なくとも一部に凹凸模様を加工する工程を含むことを最も主要な特徴としている。具体的には、製品形状に対応する内部形状を有し製品表面の凹凸模様に対応する凹凸模様を内面に形成したメス金型へ金属板材をセットし、当該金属板材を圧力媒体により前記メス金型内へ押し付けてなじませることにより、製品形状への成形と同時に表面凹凸模様を加工する。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般的には意匠性に優れた成形品の製造方法及びその成形品に関するものであり、さらに具体的には、ノートパソコン，電子辞書，電子手帳，携帯電話機その他の小型電子機器筐体の成形に適した意匠性に優れた成形品の製造方法及びその成形品に関するものである。

表面に立体的な凹凸模様を有する意匠性に優れた成形品については、次のような製造方法が提案されている。
その第１は、所望の凹凸模様を有する金型に金属板材（超塑性合金等）をセットしてプレスにより当該金属板材へ凹凸模様を形成するか、あるいは、金属板材へエッチングにより凹凸模様を形成し、その後当該金属板材を絞り成形などにより製品形状に成形する方法である。（後記特許文献１）。
その第２は、金属板材を絞り成形などにより製品形状に成形した後、その各面について凹凸模様を有する金型にセットしてプレスなどにより凹凸模様を形成する方法である。

前記第１の製造方法によれば、金属板材へ凹凸模様を加工した後に当該板材を製品形状に成形するので、製品形状への成形過程において、成形の歪みによる凹凸模様の歪みや製品形状の角部ないし稜部の凹凸模様の潰れが発生し易く、また製品表面に傷が発生し易い欠点があった。
他方第２の製造方法によれば、複数の金型を使用したプレス工程が多いため製品表面に傷が付き易い欠点があった。
特開平０８−０６７９９２号公報

本発明の解決課題は成形過程における凹凸模様の潰れと表面傷発生の抑制にあり、その目的は、設計された所望の凹凸模様を製品表面ヘより忠実に残すことができる意匠性に優れた成形品の製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、より高度の意匠性を有する成形品を提供することにある。

本発明に係る意匠性に優れた成形品の製造方法は、前記課題を解決するため、金属板材を製品形状に成形すると同時に当該製品形状の表面の少なくとも一部に凹凸模様を加工する工程を含むことを最も主要な特徴としている。

本発明に係る意匠性に優れた成形品は、前記本発明の製造方法により成形された成形品であって、当該成形品が電子機器の筐体であることを最も主要な特徴としている。

本発明に係る意匠性に優れた成形品の製造方法によれば、金属板材を製品形状に成形すると同時に当該製品形状の表面の少なくとも一部に凹凸模様を加工する工程を含み、製品形状への成形と当該製品形状の表面への凹凸模様の加工が併行して行われるので、設計上の凹凸模様をより忠実に製品表面ヘ残すことができる。

本発明に係る成形品によれば、前記本発明方法によって製造され、設計上の凹凸模様をより忠実に製品表面へ残すことができるから、より高度の意匠性を備えた電子機器筐体を提供することができる。

本発明に係る成形品の製造方法は、前記のように金属板材を製品形状に成形すると同時に当該製品形状の表面に凹凸模様を加工する工程を含むことを最も主要な特徴とする。
このように、金属板材を製品形状に成形すると同時に当該製品形状の表面に凹凸模様を加工するには、例えば以下説明するような熱間ブロー成形によるのが好ましい。

図１で示すように、設計上の製品形状に対応した凹部形状を有するメス金型１内には、製品表面に形成したい所定パターンの凹凸模様（図示しない）をエッチングにより形成されている。
凹凸模様は凹部深さを例えば１０〜８０μｍ程度とし（特に限定はなく、人の視覚にうったえて満足させ得るものであって、製品表面に転写したときに人に異常な接触感を与えない程度とする。）、メス金型１のエア抜き孔１０の部分は凹凸模様に適合させる。例えば凹凸模様の構成要素と同じ形状の凹部（製品表面の凸部となる。）とすることにより、製品形状に成形された後に視覚的に違和感を与えないようにする。
このエア抜き孔１０は形成しなくても実施することができるが、ブロー成形時の加圧圧力をより小さくしかつ加圧時間をできるだけ短くして、生産性の向上を図るためにはエア抜き孔１０を形成するのが好ましい。

蓋１ａを含めたメス金型１と金属板材２ａとを当該金属板材２ａの所望の成形温度に加熱し、メス金型１の開口を塞ぐように金属板材２をセットし、金属板材２ａの上の蓋１ａ内へ圧力媒体（圧縮ガス）を供給して、当該金属板材２ａをメス金型１内へ押し付けてなじませる。
このような熱間ブロー成形により、金属材料２を製品２ａの形状に成形すると同時にメス金型１内の凹凸模様を製品２の表面ヘ転写する。
前記金属板材２ａがメス金型１内へ押し付けられた状態でなじんだ（凹凸模様の転写が終了した）ならば、成形された製品２を金型１から取り出し、例えばフランジ部２２などの不用部分があればそれをカットする。

金属板材２ａには、加工性に優れた鉄基、アルミニウム基、チタン基、亜鉛基、銅基、ニッケル基などの超塑性金属やその合金の中から、製品２の使用目的に応じたものが選ばれる。
圧力媒体には、例えばエアーを含むガスや液体（油）などの流体や粘性流体その他の通常ブロー成形に使用される媒体が使用される。

前記実施形態の成形品の製造方法により製造された製品２の一例が図３（部分拡大斜視図：写真）に示されており、製品２の表面にはメス金型１内の凹凸模様が転写されて、四角形の凸部（白の部分）２０と凹部（黒の部分）２１とが交互に連続したパターンの凹凸模様が形成さている。
同図で示されているように、製品２の表面には設計による凹凸模様（パターン）がほぼ忠実に転写されて残り、角部２３や稜部２４においても凹凸模様の潰れは発生していず、また表面傷も形成されていない。

前記実施形態の成形品の製造方法によれば、金属板材２ａの製品形状への成形と凹凸模様の加工とが併行して行われるので、設計上の凹凸模様をより忠実に製品表面ヘ残すことができるほか、表面傷もほとんど形成されない。
また、熱間ブロー成形によるため、材料の変形抵抗が小さく伸びが増大するため、複雑な形状や細かい凹凸模様も比較的低圧力で容易に成形ないし転写が可能である。
さらに、メス金型１のエア抜き孔１０は凹凸模様へ適合させてあり、製品２の表面の凹凸の一部として当該凹凸模様へ埋没するので、当該エア抜き孔１０へ成形時に金属板材２ａの材料が流入しても、当該製品２へ接する者に外観上違和感を与えることがない。

前記実施形態の製造方法により製造された成形品は、設計上の凹凸模様をより忠実に製品表面へ残すことができるから、より高度の意匠性を備えた電子機器筐体が提供される。

その他の実施形態
前記本発明の製造方法において、メス金型１内の凹凸模様の凹部と凸部には、例えば目の異なる二種類のシボ（図示しない）などの手段により、異なる表面粗度を付与すれば、前述のように凹凸模様が製品２の表面に転写されたときに、それらの凹凸を視覚的により鮮明にすることができる。
また、前記のようにメス金型１内の凹凸模様の凹部と凸部へ異なる表面粗度を付与することに代えて、あるいは前記表面粗度を付与するとともに、前記ブロー成形後製品２における凹凸模様の凸部の表面を磨くか、若しくは荒らすことにより、当該製品２の凹凸をより一層鮮明に浮き立たせることができる。
当然ながら、製造ラインにおいては同時に多数製品を成形することができるメス金型１を連続的に設置するのが好ましい。

使用材料，使用金型及び熱間ブロー成形の条件
金属板材：板厚０．６ｍｍのＡｌ−４．５ｗｔ％Ｍｇ−０．７ｗｔ％Ｍｎの合金板
メス金型：１４０×１００×８（ｍｍ）の凹形状の成形部を形成し、一辺が１ｍｍの正三角形の凹凸が隣合っている凹凸模様（凹部深さ５０μｍ）を凹形状の全内面にエッチング加工し、凹凸模様の凹部と凸部へ目の異なるシボにより異なる表面粗度を付与した。
成形温度：５００℃弱
空気圧力：２．９ＭＰａ
加圧時間：３０ｍｉｎ

以上の材料及び条件で１４０×１００×８（ｍｍ）の凹形状の筐体を熱間ブロー成形した。その結果、図４（写真）で示すようなパターンの表面凹凸模様を有する製品２（筐体）を製造することができた。
図４の表面模様を拡大すると図５（写真）のとおりであり、製品２の角部や稜部を含む表面には、光沢部である正三角形の凸部２０と、当該凸部２０とは顕著に異なる粗部である正三角形の凹部２１とが交互に並ぶ鮮明な凹凸模様を形成することができた。

本発明に係る製造方法は、前述のように高度の意匠性が求められているノートパソコン，電子辞書，電子手帳や携帯電話機などの電子機器筐体の成形に最もよく適するものであるが、このような筐体の成形のみでなく、意匠性が求められる各種成形品の製造に適用されるものである。

本発明に係る成形品の製造方法の一実施形態を説明するための金型の概略断面図である。 図１の金型により製造された製品の断面図である。 本発明に係る実施形態の製造方法により製造された製品の一例を示す部分拡大斜視図（写真）である。 本発明に係る製造方法の実施例により製造された製品（筐体）表面の部分拡大平面図（写真）である。 図２の製品表面をさらに拡大した部分斜視図である。

符号の説明

１ メス金型
１ａ 蓋
１０ エア抜き孔
２ 製品
２ａ 金属板材
２０ 凸部
２１ 凹部

Claims (6)

1. 金属板材を製品形状に成形すると同時に当該製品形状の表面の少なくとも一部に凹凸模様を加工する工程を含むことを特徴とする、意匠性に優れた成形品の製造方法。
2. 製品形状に対応する内部形状を有し製品表面の凹凸模様に対応する凹凸模様を内面に形成したメス金型へ金属板材をセットし、当該金属板材を圧力媒体により前記メス金型内へ押し付けてなじませることにより、製品形状への成形と同時に表面凹凸模様を加工することを特徴とする請求項１に記載の意匠性に優れた成形品の製造方法。
3. 前記メス金型に形成されたエア抜き孔と当該メス金型の凹凸模様とを適合させたことを特徴とする、請求項２に記載の意匠性に優れた成形品の製造方法。
4. 前記メス金型の凹凸模様の凹部と凸部の表面粗度が異なっていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の意匠性に優れた成形品の製造方法。
5. 前記金属板材に対して製品形状への成形と表面凹凸模様を加工した後、当該金属板材の凸部の表面を磨き又は荒らす加工を施す工程を含むことを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の意匠性に優れた成形品の製造方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法により成形された成形品であって、当該成形品が電子機器筐体であることを特徴とする意匠性に優れた成形品。