JP2013082090A - 一体化物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】相対的に熱収縮率の低い物品に相対的に熱収縮率の高い枠体を一体化した一体化物の製造方法において、製造工程を簡素化し、製造効率を向上させ、製品不良を抑制できる方法を提供する。
【解決手段】物品の周縁に緩衝部材を射出成形により一体化する工程（Ｓ２０）と、緩衝部材を覆うように枠体を射出成形により一体化し、一体化物を得る工程（Ｓ５０）と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、相対的に熱収縮率の低い物品に相対的に熱収縮率の高い枠体を一体化した、一体化物の製造方法に関する。

従来、ガラスなどの熱収縮率が相対的に低い物品の周辺部に、熱収縮率が異なる、具体的には熱収縮率が相対的に高い樹脂を射出成形して、一体化物を製造する技術が知られている。この製造技術において、樹脂の射出成形時および成形後の温度変化によって、一体化中の樹脂が収縮し、その結果、一体化した樹脂が反り、ガラスなどの熱収縮率の低い物品にヒビ、割れが発生する不具合があった。そのため、この不具合を解決するための技術が提案されている。

たとえば、特開昭５９−１９９２２８号公報（特許文献１）には、ガラス板の周辺部に硬質の溶融樹脂を射出する製造方法において、ガラス板を成形金型で挟持するときガラス板が破損する問題が提示されている。この問題の対応策として、ガラス板の外周縁にゴムのような弾性を有する材料から成る断面略コ字形に成形したシール兼緩衝部材を装着した後、インジェクション成形金型内に載置して、成形金型がゴムのような弾性を有する緩衝部材を挟持する技術が開示されている。これによって、ゴムのような弾性を有する緩衝部材が、成形金型がガラス板を挟む時の緩衝力を吸収し、ガラス板が破損する問題を解決している。成形金型から取出された後、金型が挟持していた緩衝部材の不用な部分を人の手で削除を行ない、自動車用オペラウィンドウが製造される。

また、特開２００９−２３９１４６号公報（特許文献２）には、ガラス板の周辺部に緩衝部材を設け、緩衝部材は発泡体である連続気泡のものと独立気泡のものからなり、緩衝部材の周囲を覆うように樹脂製枠体を射出成形により一体化する技術が開示されている。成形後に樹脂製枠体が収縮しても、緩衝部材が潰れて樹脂製枠体の収縮分を吸収することができ、これにより、低収縮率物品であるガラス板に反り、ヒビまたは割れなどが発生することを防止している。

特開昭５９−１９９２２８号公報 特開２００９−２３９１４６号公報

特許文献１に記載の技術では、ガラス板の周辺部に別部品である上記の緩衝部材を取り付ける工程を必要とし、インジェクション成形後に、不用な部分である緩衝部材に切れ込みを入れ、削除する工程も必要である。そのため、製造が煩雑で、手間がかかるとともに、取り付け作業にミスが生じた場合、製品不良を招く問題がある。

特許文献２に記載の技術では、ガラス板の周辺部に発泡体である緩衝部材を用い、樹脂製枠体を射出成形により一体化することによって、枠体が成形後に収縮した場合の反りなどを、発砲体である緩衝部材が潰れることにより、吸収している。しかし、緩衝部材として無発泡体であるウレタンゲルが用いられる場合においては、反りを吸収することができず、ガラス板が割れる問題が残る。さらに、特許文献１に記載の技術と同じく、緩衝部材をガラス板に取りつける工程が必要であり、取り付け作業にミスが生じた場合、製品不良を招く問題がある。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、相対的に熱収縮率の低い物品に相対的に熱収縮率の高い枠体を一体化した一体化物の製造にあたり、製造工程を簡素化し、製造効率を向上させ、製品不良を抑制できる製造方法を提供することである。

本発明に係る製造方法は、相対的に熱収縮率の低い物品の周縁に相対的に熱収縮率の高い枠体を一体化した一体化物の製造方法であって、物品の周縁に緩衝部材を射出成形により一体化する工程と、緩衝部材を覆うように枠体を射出成形により一体化し、一体化物を得る工程と、を備える。

上記製造方法において、枠体は、緩衝部材の表面の一部が外部へ露出するように、緩衝部材を部分的に覆って形成されてもよい。

上記製造方法において、緩衝部材は、断面Ｃ字状に成形されてもよい。または、枠体は、断面Ｃ字状に成形されてもよい。

本発明の一体化物の製造方法によると、製造工程を簡素化し、製造効率を向上させることができ、かつ、製品不良を抑制することができる。

本発明の製造方法により製造される、低収縮率物品と枠体との一体化物の一例を示す平面図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う一体化物の断面図である。 一体化物の製造方法を示すフローチャートである。 物品を金型へ挿入した状態を示す断面図である。 緩衝部材を成形した後の状態を示す断面図である。 中間成形体の構成を示す部分断面図である。 物品を金型へ挿入した状態の変形例を示す断面図である。 中間成形体を金型へ挿入した状態を示す断面図である。 枠体を成形した後の状態を示す断面図である。

以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

図１は、本発明の製造方法により製造される、熱収縮率の低い物品２と枠体４とが一体化された一体化物１の一例を示す平面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う一体化物１の断面図である。図１および図２に示すように、一体化物１は、相対的に熱収縮率の低い物品２と、物品２の周縁部２ａに設けられた緩衝部材３と、緩衝部材３を覆うように設けられた相対的に熱収縮率の高い枠体４と、が一体化されて形成されている。

物品２は、矩形板状の形状を有する。物品２は、たとえばガラスまたはセラミックなどの、熱収縮率の低い材料により形成されている。物品２の周縁部２ａには、弾性を有する素材で形成された緩衝部材３が、一体化して設けられる。緩衝部材３をＣ字状に包み込むように枠体４が設けられ、一体化されて、一体化物１が形成されている。このような構成にすることにより、枠体４の成形時および成形後の収縮による反りが緩衝部材３に吸収されるので、物品２に破損またはヒビなどが発生する不具合を抑制することができる。

緩衝部材３の素材は、弾性を有する素材であればよく、たとえばシリコーンゴム、無発泡体であるウレタンゴム、または発泡体であるＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）ゴムが用いられてもよい。枠体４は、樹脂素材により成形された樹脂製枠体とすることができ、たとえばＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン）樹脂、ＰＣ（ポリカーボネート）樹脂、ＰＡ（ポリアミド）樹脂、またはこれらの樹脂素材にＧＦ（ガラス繊維）材が添加された材料を用いて成形されてもよい。

図２に示すように、緩衝部材３は、物品２の周縁端部２ｂの全部を覆って成形される。また枠体４は、緩衝部材３の表面の一部３ｃが外部へ露出するように、緩衝部材３を部分的に覆って形成される。緩衝部材３の表面の全部が枠体４に囲われていないので、緩衝部材３は、枠体４に対して相対的に形状を変化可能である。そのため、枠体４の成形後の温度変化によって発生する収縮による反りが緩衝部材３に伝わると、図２中に示す矢印方向に緩衝部材３が変形する。このようにして、枠体４の収縮を緩衝部材３によって吸収することが可能になる。

図２に示すように、緩衝部材３は、物品２の周縁端部２ｂを囲う断面Ｃ字状に成形される。枠体４は、物品２の周縁部２ａに一体成形した緩衝部材３の周縁部をさらに囲うように、断面Ｃ字状に成形される。緩衝部材３をＣ字形状に成形することにより、緩衝部材３が物品２の周縁部２ａを囲う形状となり、緩衝部材３は物品２を強固に挟持できる。さらに枠体４をＣ字形状に成形することにより、枠体４が緩衝部材３の外表面を囲う形状となり、枠体４によって物品２と緩衝部材３とを強固に挟持することが可能になる。

以下に、図１および図２に示す本実施の形態の一体化物１の製造方法について説明する。図３は、一体化物１の製造方法を示すフローチャートである。図３を参照して、まず工程（Ｓ１０）において、ガラス板などの物品２を準備し、物品２を金型５，６へ挿入する。物品２を金型５，６へ挿入する前に、前処理として、物品２の表面を加工して、緩衝部材３と物品２との密着性を向上させてもよいが、この前処理は本実施の形態の製造方法に必須ではない。前処理としてはたとえば、物品２の表面へのプライマーの塗布、物品２の表面のイトロ処理またはコロナ処理などが挙げられる。

図４は、矩形ガラス板である物品２の周縁端部２ｂに緩衝部材３を射出成形で一体成形する場合の、物品２を金型５，６へ挿入した状態を示す断面図である。金型５には、表面の一部が窪んだ窪み部が形成されており、この窪み部の底部から金型５を貫通する排気孔１３が形成されている。排気孔１３は、物品２を収容するための窪み部と、窪み部以外の金型５の外表面とを連通する。

板状の物品２の一方の表面が金型５に対向し、他方の表面が金型６に対向するように配置され、金型５，６によって物品２が挟持される。物品２は、一方の金型５に形成された上記窪み部に収容され、排気孔１３を経由して図４中に示す矢印方向に空気が吸い出され真空引きされることにより、金型５に吸着される。その後他方の金型６を閉じて、物品２が、緩衝部材３の成形のための配置とされる。

この配置において、物品２の周縁端部２ｂの周囲には、空間７が形成されている。この空間７は、後工程において緩衝部材３が成形されるための、断面Ｃ字状の空間である。金型５の表面の一部に凹部が形成され、金型６の表面の一部にもまた凹部が形成され、これらの凹部が組み合わさることにより空間７が形成されている。

次に工程（Ｓ２０）において、緩衝部材３を成形する。図５は、物品２の周縁部２ａに緩衝部材３を一体成形により設けた後の状態を示す断面図である。金型５または金型６に形成された図示しないスプルー、ランナーおよびゲートを経由して、緩衝部材３を形成する弾性材料が空間７内に流入して、緩衝部材３の射出成形が行なわれる。緩衝部材３がウレタンゴムの場合、リム成形によって空間７内に緩衝部材３を形成してもよい。緩衝部材３の成形により、物品２の周縁部２ａの周囲にＣ字状に緩衝部材３が設けられ、物品２と緩衝部材３とが一体成形される。これにより、物品２と緩衝部材３とが一体化した中間成形体１４が形成される。

次に工程（Ｓ３０）において、中間成形体１４を、緩衝部材３の成形用の金型５，６から取り出す。図６は、中間成形体１４の構成を示す部分断面図である。中間成形体１４は、図１および２に示す一体化物１の製造工程における中間物であり、物品２の周縁部２ａの周囲に緩衝部材３が一体に取り付けられているが、枠体４は未だ成形されていない状態のものである。

なお、中間成形体１４を形成するための金型５，６を、図４に示す構成と異なる構成としてもよい。図７は、物品２を金型５，６へ挿入した状態の変形例を示す断面図である。図７に示す変形例では、物品２に対向する位置の金型６の表面の一部に窪み部が形成され、その窪み部内に弾性部材１１が設けられる。当該窪み部の周縁部は、空間７を形成するための凹部を形成する。金型６に設けられた弾性部材１１は、所定の寸法の空間７を規定するための適切な寸法を有するように形成される。

弾性部材１１を設けることにより、金属製の金型６に物品２が直接接触せず、物品２は弾性を有する弾性部材１１に面接触する。これにより、空間７を形成するために金型５に金型６を組み付けるときに、金型６が物品２に作用する衝撃力を緩和することができるので、物品２の変形または破損などの不具合の発生を抑制できる。弾性部材１１は、たとえば硬度のあるシリコーンゴム製であってもよい。

図７に示す変形例では、金型６側に弾性部材１１が設けられているが、同様に、金型５側に弾性部材を設けてもよい。金型５の、物品２と接触する位置に弾性部材１１を配置することにより、金型５に物品２を吸着保持するときに物品２に作用する衝撃力を緩和することができるので、物品２の変形または破損などの不具合の発生をより確実に抑制できる。

図３に戻って、次に工程（Ｓ４０）において、物品２と緩衝部材３とが一体化した中間成形体１４を金型９，１０へ挿入する。図８は、物品２の周縁端部２ｂに緩衝部材３を設けた中間成形体１４の周縁部に、射出成形で樹脂製の枠体４を一体成形する場合の、中間成形体１４を金型９，１０へ挿入した状態を示す断面図である。金型１０には、表面の一部が窪んだ窪み部が形成されており、この窪み部の底部から金型１０を貫通する排気孔１５が形成されている。排気孔１５は、中間成形体１４を収容するための窪み部と、窪み部以外の金型１０の外表面とを連通する。

中間成形体１４を構成する板状の物品２の一方の表面が金型１０に対向し、他方の表面が金型９に対向するように配置され、金型９，１０によって中間成形体１４が挟持される。中間成形体１４は、一方の金型１０に形成された上記窪み部に収容され、排気孔１５を経由して図８中に示す矢印方向に空気が吸い出され真空引きされることにより、金型１０に吸着される。その後他方の金型９を閉じて、中間成形体１４が、枠体４の成形のための配置とされる。

この配置において、中間成形体１４を構成する緩衝部材３の周囲には、空間１２が形成されている。この空間１２は、後工程において枠体４が成形されるための、断面Ｃ字状の空間である。金型１０の表面の一部に凹部が形成され、金型９の表面の一部にもまた凹部が形成され、これらの凹部が組み合わさることにより空間１２が形成されている。

次に工程（Ｓ５０）において、枠体４を成形する。図９は、緩衝部材３の周囲に枠体４を一体成形により設けた後の状態を示す断面図である。金型９または金型１０に形成された図示しないスプルー、ランナーおよびゲートを経由して、枠体４を形成する熱可塑性の樹脂材料がＣ字状の空間１２内に流入して、枠体４の射出成形が行なわれる。物品２の周縁部２ａの周囲に緩衝部材３をＣ字形に一体成形した部分に、さらに、緩衝部材３を覆うように、Ｃ字形の枠体４を一体成形する。枠体４の成形により、緩衝部材３の周囲にＣ字状に枠体４が設けられ、枠体４が物品２と緩衝部材３とを挟持する一体の成形物が形成される。

次に工程（Ｓ６０）において、物品２、緩衝部材３および枠体４が一体化した一体化物１を、枠体４の成形用の金型９，１０から取り出す。これにより、図１および図２に示す一体化物１が得られる。

以上説明したように、本実施の形態の製造方法は、低収縮率の物品２の周辺部に物品２と高収縮率の樹脂材料製の枠体４を一体化して、相対的に熱収縮率の異なる物品２と枠体４との一体化物１を提供する方法である。この製造方法では、低収縮率の物品２の周縁部２ａにＣ字形の緩衝部材３を射出成形により一体成形し、緩衝部材３の周囲に射出成形によりＣ字形の枠体４を一体成形して、物品２の周辺部に枠体４を一体化して、一体化物１を製造するようにした。

枠体４は、樹脂材料を高温にして溶融させた状態で空間１２へ流し込み、空間１２内で樹脂材料を冷却して固化することにより成形される。そのため、一体化中に樹脂材料の温度変化が発生し、この温度変化に伴い樹脂材料が収縮する。本実施の形態の製造方法に従って一体化物１を成形することにより、枠体４の射出成形時、および成形後の温度変化によって、一体化中の樹脂材料の収縮に起因して物品２にヒビまたは反りが発生することを防止することができる。

加えて、物品２の周縁部２ａに緩衝部材３を取り付ける工程を、従来の方法から変更し、射出成形により緩衝部材３を成形する。緩衝部材３が射出成形により成形されて物品２と緩衝部材３とが一体化されるため、特許文献１および特許文献２に示す従来の方法のように、ガラス板の周辺部に緩衝部材を取り付ける工程、ガラス板への粘着剤供給、ガラス板の表面への加工を行なうことがない。緩衝部材を取り付ける工程を廃止でき、製造工程を簡素化できるので、緩衝部材の取り付け作業にミスが生じることを防止できる。したがって、製造効率を向上させ、安定した製品を生産することができ、製品不良を招く問題を解決することができる。

以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 一体化物、２ 物品、２ａ 周縁部、２ｂ 周縁端部、３ 緩衝部材、３ｃ 一部、４ 枠体、５，６，９，１０ 金型、７，１２ 空間、１１ 弾性部材、１３，１５ 排気孔、１４ 中間成形体。

Claims (4)

1. 相対的に熱収縮率の低い物品の周縁に相対的に熱収縮率の高い枠体を一体化した一体化物の製造方法であって、
   前記物品の前記周縁に緩衝部材を射出成形により一体化する工程と、
   前記緩衝部材を覆うように前記枠体を射出成形により一体化し、前記一体化物を得る工程と、を備える、一体化物の製造方法。
2. 前記枠体は、前記緩衝部材の表面の一部が外部へ露出するように、前記緩衝部材を部分的に覆って形成される、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記緩衝部材は、断面Ｃ字状に成形される、請求項１または請求項２のいずれかに記載の製造方法。
4. 前記枠体は、断面Ｃ字状に成形される、請求項１から請求項３のいずれかに記載の製造方法。

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