JP2010173240A

JP2010173240A - インサート材を備えた樹脂成形品及びその製造に用いる金型

Info

Publication number: JP2010173240A
Application number: JP2009020149A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nishimura; 剛西村
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2010-08-12

Abstract

【課題】インサート材を強固に保持できる樹脂成形品を得ること、及び、そのための金型を提供する。
【解決手段】インサート材３を、その一部が表面に露出するよう樹脂部５に埋設した樹脂成形品Ｐであって、樹脂部５に、インサート材３の周縁部のうち少なくとも一部をインサート材３の厚み方向に挟持する挟持部５ａを備え、挟持部５ａのうちインサート材３の裏側を挟持する部位が、樹脂部５の裏面に対して突出形成してある。
【選択図】図５

Description

本発明は、インサート材を、その一部が表面に露出するよう樹脂部に埋設した樹脂成形品、および、当該樹脂成形品を得るための金型に関する。

携帯電話やパーソナルコンピュータの筐体或いは各種製品の多くが樹脂成形によって製造されている。最近では、樹脂成形品の意匠性を高めるべく、例えば製造メーカーのロゴ等を表したインサート材を、その一部が樹脂成形品の表面に露出する状態に埋設したものがある。
従来、このような樹脂成形品は、例えば図９乃至図１２による手順で製造される。

図９に示すごとく、第１金型１に対して、インサート材３を大凡の位置にセッティングする。このセッティングは例えば図外のマニピュレータ等を用いて自動で行う。このとき、後にインサート材３を位置決め保持するスライド型４が、第１金型１に対して引退した状態に配置してある。マニピュレータによってインサート材３が第１金型１に挿入されたのち、このインサート材３に対してスライド型４が当接する（図１０）。この状態では、インサート材３に形成した固定用の孔部３ａに、スライド型４に突設した位置固定部４ａが挿入されている。また、インサート材３の周縁部における表面は、第１金型１のキャビティ面１ａと略同一高さに設定される。これは、インサート材３をスライド型４で固定する前に、一旦、第１金型１の凹部１ｂにインサート材３を嵌め込み、その後、スライド型４の位置固定部４ａをインサート材３の孔部３ａに挿入することで、インサート材３の位置決めをより正確に行うためである。

続いて図１１に示すごとく、これら第１金型１・インサート材３と第２金型２とを互いに近接させて型締めを行う。スライド型４は、所定のストロークだけ第２金型２の側に移動し、インサート材３の意匠面３ｂを第２金型２のキャビティ面２ａに当接させる。この状態では、スライド型４が、第１金型１に対して図１０に示した状態から若干第２金型２の側に移動している。インサート材３はその厚みの分だけ第１金型１のキャビティ面１ａから突出する。この状態で、第１金型１に形成した樹脂注入用のゲート１ｃからキャビティ空間Ｖの内部に樹脂を注入する。樹脂がある程度硬化したのち、第１金型１・第２金型２・スライド型４を開放し、樹脂成形品Ｐを取り出す（図１２）。

インサート材３の表面には模様に付随して凹凸が形成されている。よって、樹脂成形品Ｐにあっては、樹脂部５とインサート材３とが互いに嵌合した状態で両者が一体成形される。

上記インサート材３は、例えば、金属素材から打抜成形されたり、別途樹脂注入により成形される。よって、個々のインサート材３にはある程度の寸法誤差が存在する。また、これらインサート材３をマニピュレータで第１金型１にセッティングする際にも多少の位置誤差が生じてしまう。
また、インサート材３の周縁部の断面形状は矩形状であることが多いうえに、成形過程においてバリが発生することもある。よって、インサート材３を第１金型１に装着するために、両者の位置決めは極めて高精度に行う必要がある。両者の位置決めが不十分なまま各金型を型締めした場合には、インサート材３に緩衝した各金型が損傷する可能性もある。

さらに、インサート材３は樹脂部５と嵌合しているとはいえ、両者の嵌合力は、主にインサート材３に形成された凹凸の側面に作用する摩擦力に基づく。よって、樹脂成形品Ｐに熱が加わったり、曲げ力や衝撃力が加わった場合には、両者の嵌合が緩み、インサート材３から樹脂部５が浮き上がることがある。

このように従来のインサート材付き樹脂成形品では、製品の耐久性が十分であるとは言えず、さらに成形作業も繁雑であって、製品自体および製造手法においても未だ改善すべき点があった。

本発明の目的は、インサート材を強固に保持できる樹脂成形品を得ること、及び、そのための金型を提供する点にある。

本発明に係る樹脂成形品の特徴構成は、インサート材を、その一部が表面に露出するよう樹脂部に埋設してあり、当該樹脂部に、前記インサート材の周縁部のうち少なくとも一部を前記インサート材の厚み方向に挟持する挟持部を備え、当該挟持部のうち前記インサート材の裏側を挟持する部位が、前記樹脂部の裏面から突出形成されている点にある。

本構成のごとく、樹脂成形品の周縁部のうち少なくとも一部を前記インサート材の厚み方向から挟持する挟持部を樹脂部に備えることで、インサート材と樹脂部とが離間するのを抑制することができる。例えば、樹脂成形品が加熱・冷却されて樹脂とインサート材との間に熱膨張率等の差に基づくせん断力が生じた場合や、樹脂成形品に曲げ力等の外力が作用した場合でも、挟持部によって十分な抵抗力を発揮することができる。

また、挟持部を構成する部位のうち特にインサート材の裏側に当接する部位が樹脂部の裏面から突出形成してあるから、当該挟持部を構成するための樹脂が少量で足りる。つまり、インサート材の周縁部を挟持するために樹脂部の厚みそのものを増大させる等の必要がないため、使用する樹脂量あるいは樹脂成形品の寸法が不必要に増大するのを防止しつつ、樹脂部とインサート材との接合強度を向上させることができる。

本発明に係る金型の第１特徴構成は、インサート材を装着可能な凹部を備える第１金型と、前記第１金型及び前記インサート材に対して型締め可能であり、前記インサート材の一部および前記第１金型との間で樹脂注入用のキャビティ空間を形成する第２金型と、前記凹部の内部に配置され、前記キャビティ空間への樹脂注入に際して、前記インサート材を位置決めする位置固定部を有するスライド型とを備え、前記凹部の縁部に面取部を備えると共に、前記スライド型の外周部のうち、型締め時に前記面取部に対向する位置に切欠部を備えた点にある。

前記凹部の縁部に面取部を備えることで、前記凹部の表面側の開口寸法が若干拡大される。しかも、インサート材を第１金型に装着すべく近接させる際には、前記面取部がインサート材を適切な位置に誘導する案内機能を発揮する。よって、例えば、マニピュレータなどを用いてインサート材を第１金型に自動的にセッティングする場合でもセッティング作業が円滑化される。特に、インサート材に寸法誤差が存在したり、加工時のバリが残存しているような場合には、前記面取部が有効に機能する。

一方、前記スライド型の外周部のうち、前記面取部に対向する位置には切欠部を備えている。この切欠部は、第１金型・第２金型・スライド型を型締めした状態で前記面取部に対向する。つまり、当該切欠部を形成することで当該領域がインサート材の裏面と離間し、しかも、当該領域は前記面取部に連通することになる。よって、インサート材の裏面までキャビティ空間を形成することができる。通常、インサート部材の周縁部を厚み方向に挟持するには、第１金型と第２金型との間に別の金型、即ち、第１・第２金型の近接・離間方向に対して直角方向に移動可能なスライド金型を配置する。しかし、本構成のごとく切欠部を形成することで、第１金型・第２金型・本構成のスライド型のように、全て同一方向に近接離間する簡単な金型構成でありながら上記樹脂成形品を得ることができる。

また、本構成の面取部および切欠部を設けた金型のキャビティ空間の増大は、インサート材の周縁部等であって前記面取部に対向する部位に限られるから僅かである。よって、樹脂の使用量の増大を抑えつつインサート材と樹脂部とを強固に接続することができる。

本発明に係る金型の第２特徴構成は、前記スライド型を前記第２金型に押圧する付勢手段を備えた点にある。

インサート材は、前述のごとくある程度の寸法誤差を有する。例えば、厚み方向に寸法誤差が存在する場合、型締めする際にスライド型を第２金型の方向に一定量だけスライドさせるものでは型締めした状態が不安定となる。特にインサート材が薄過ぎると、スライド型を型締めした場合にインサート材と第２金型との間に隙間が生じる。ここに、インサート材のうち露出すべき面に樹脂が流入すると製品外観が損なわれる。
この点、本構成のごとくスライド型に付勢手段を設けることで、インサート材が仮に薄い場合であってもインサート材を第２金型に確実に押し付けることができる。よって、インサート材の露出表面が所期の状態に配置され、製品外観に優れた樹脂成形品を得ることができる。

第１実施形態に係る金型の動作手順を示す図である。第１実施形態に係る金型の動作手順を示す図である。第１実施形態に係る金型の動作手順を示す図である。第１実施形態に係る金型の動作手順を示す図である。第１実施形態に係る金型の動作手順を示す図である。別実施形態に係る金型の動作手順を示す図である。別実施形態に係る金型の動作手順を示す図である。別実施形態に係る金型の動作手順を示す図である。従来技術に係る金型の動作手順を示す図である。従来技術に係る金型の動作手順を示す図である。従来技術に係る金型の動作手順を示す図である。従来技術に係る金型の動作手順を示す図である。

以下、本発明に係る樹脂成形品について及び当該樹脂成形品の製造過程につき図１乃至図５を用いて説明する。

〔第１金型〕
前述のごとく、第１金型１にはインサート材３を挿入する凹部１ｂを形成してある。インサート材３は、まず第１金型１に挿入して大凡の位置決めを行い、その後、スライド型４によって正確に位置決めされつつ固定される。そのため、凹部１ｂの内径はインサート材３の外径に適合させてある。ただし、インサート材３の寸法誤差などを吸収しながら第１金型１への挿入を容易にするため、凹部１ｂの表側には面取部１ｄが形成してある。当該面取部１ｄは凹部１ｂの全周に亘って形成する。そのほうがインサート材３が何れの方向に位置ずれした場合でも挿入が容易となって好ましい。
当該面取部１ｄは、例えば、当初の凹部１ｂのエッジ部から各々０．５ｍｍ程度の領域を角落としする。勿論、この角落とし量は、インサート材のサイズ等に応じて適宜変更可能である。
尚、第１金型には、後に形成されるキャビティ空間Ｖに樹脂を注入するためのゲート１ｃを形成してある。

〔スライド型〕
前記凹部１ｂの内部には、第１金型１の型締め方向に沿って第１金型１と相対移動可能なスライド型４を備えている。スライド型４には、インサート材３を位置固定するための位置固定部４ａを備えている。当該位置固定部４ａは、例えば、インサート材３の孔部３ａに係入可能な突起部である。このような突起部を複数箇所に形成しておく。
スライド型４の中央には貫通孔４ｂを設けてある。これにより、例えば、スライド型４を型締めする際に、スライド型４とインサート材３との間に存在する空気を排出する。また、形成した樹脂成形品Ｐをスライド型４から取り出すために、図外の押出部材を挿入したり、高圧空気を供給する部位として利用する。

スライド型４の周囲であって、インサート材３の裏面に対向する位置には切欠部４ｃを形成してある。この切欠部４ｃは、第１金型１・第２金型２・スライド型４を型締めした状態で前記面取部１ｄに対向するように構成する。つまり、当該切欠部４ｃはインサート材３の裏面から離間する。しかも、当該領域は面取部１ｄに連通する。これにより、インサート材３の裏面までキャビティ空間Ｖを連通させることができる。
当該切欠部４ｃは、前記面取部１ｄの全ての領域に対向するよう形成すると、樹脂がインサート材３の周縁部の略全周を挟持する挟持部５ａを形成する。よって、インサート材３を最も強固に挟持することができる。ただし、当該切欠部４ｃは必ずしも面取部１ｄの全ての部位に対向配置させる必要はなく、インサート材３の挟持効果を得られる範囲で、面取部１ｄの一部に対向するように形成してもよい。

〔インサート材〕
インサート材３は、樹脂成形品Ｐの表面に露出する部位と樹脂の内部に埋没する部位とを有する。よってインサート材３は表面に凹凸形状を有する。所定の箇所には、前記スライド型４の位置固定部４ａが挿入可能な孔部３ａを設けてある。

〔第２金型〕
第２金型２は、前記第１金型１およびスライド型４と型締めしてキャビティ空間Ｖを形成する。第２金型２と第１金型１とは、例えば、両者の近接・離間方向に対して直角な方向に相対移動可能に形成しておく。これにより、インサート材３を第１金型１に装着する際には、第２金型２を別の位置に待機させておき、インサート材３の装着後に第２金型２を型締め可能な位置に移動させると良い。

〔樹脂成形の処理手順〕
図１及び図２に示すごとく、図外のマニピュレータ等を用いてインサート材３を第１金型１の所定の位置に配置する。図２は、インサート材３が第１金型１の面取部１ｄに誘導されて所定の位置に移動した状態を示す。インサート材３にスライド型４を近接させ、図３に示すごとく、スライド型４の位置固定部４ａをインサート材３の孔部３ａに係合させる。この状態では、例えば、スライド型４の上面と第１金型１のキャビティ面１ａとが同一レベルとなる。インサート材３の周縁部は、第１金型１およびスライド型４の両者と離間している。図４に示すごとく、これらに対して第２金型２を近接させ型締めする。このとき、スライド型４に設けた付勢手段６により、インサート材３を第２金型２に押し付ける。付勢手段６としては、例えば、スライド型４の背面に押圧バネを設けたり、空気或いはオイルなど各種の流体を供給するように構成し、各種の押付け機構を設けることができる。付勢手段６により、インサート材３の意匠面３ｂが確実に第２金型２に押しつけられ、樹脂注入に際しても樹脂が意匠面３ｂの表面に流入することがない。

前記インサート材３の周縁部裏側の空間はキャビティ空間Ｖと連通する。この状態で、第１金型１に形成したゲート１ｃからキャビティ空間Ｖに樹脂を注入する。樹脂がある程度硬化したのち型締めを開放し、スライド型４に設けた貫通孔４ｂに図外の押出棒を挿通して樹脂成形品をスライド型４から取り外す（図５）。

得られた樹脂成形品Ｐは、図５に示すごとく、インサート材３の周縁部でのみ樹脂で挟持された形状となる。これにより、樹脂の使用量を最小限に抑え、樹脂成形品の厚み寸法の増大等も抑制しながら、樹脂部とインサート材３とが強固に接合された樹脂成形品Ｐを得ることができる。
本構成のごとく各金型を構成することで、第１金型１・第２金型２・スライド型４の何れもが全て同一方向に移動するという簡単な構成でありながら上記樹脂成形品を得ることができる。

〔別実施形態〕
本発明の別実施形態を図６乃至図８に示す。当該別実施形態では、インサート材３の表面に加飾フィルムＦを配置する例を示す。その他の構成は、上記実施形態と同様である。
図６に示すごとく、スライド型４へのインサート材３の装着が終了した段階で、インサート材３と第２金型２との間に加飾フィルムＦを配置する。当該加飾フィルムＦは、例えば、ロール状の長尺フィルムを当該位置に展開配置するものでもよいし、予め樹脂成形品Ｐの外径に合わせてカッティングしたものを配置するものでも良い。
フィルムを所定の位置に配置したのちゲート１ｃから樹脂を注入する。このあと、上記実施形態と同様にして樹脂成形品Ｐを取り出す。

本発明は、携帯電話やパーソナルコンピュータの各種機器の筐体や、様々な樹脂成形品において、インサート材の一部を露出させた状態で樹脂成形する技術として広く利用可能である。また、注入する材料は樹脂に限るものではなく、インサート材との組合せに応じてアルミニウムなど金属材料を用いることも可能である。

１第１金型
１ｂ第１金型の凹部
１ｄ面取部
２第２金型
３インサート材
４スライド型
４ａスライド型の位置固定部
４ｃ切欠部
５樹脂部
５ａ挟持部
６付勢手段
Ｐ樹脂成形品
Ｖキャビティ空間

Claims

インサート材を、その一部が表面に露出するよう樹脂部に埋設した樹脂成形品であって、
前記樹脂部に、前記インサート材の周縁部のうち少なくとも一部を前記インサート材の厚み方向に挟持する挟持部を備え、
当該挟持部のうち前記インサート材の裏側を挟持する部位が、前記樹脂部の裏面に対して突出形成してある樹脂成形品。
インサート材を装着可能な凹部を備える第１金型と
前記第１金型及び前記インサート材に対して型締め可能であり、前記インサート材の一部および前記第１金型との間で樹脂注入用のキャビティ空間を形成する第２金型と、
前記凹部の内部に配置され、前記キャビティ空間への樹脂注入に際して、前記インサート材を位置決めする位置固定部を有するスライド型とを備え、
前記凹部の縁部に面取部を備えると共に、
前記スライド型の外周部のうち、型締め時に前記面取部に対向する位置に切欠部を備えた金型。
前記スライド型を前記第２金型に押圧する付勢手段を備えた請求項２に記載の金型。