JP2013123844A - Composite molded article, and method for molding the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、事前に成形された1次成形体に、2次成形体を重ねて成形する複合成形体に関する。 The present invention relates to a composite molded body in which a secondary molded body is overlaid and molded on a preformed primary molded body.
事前に成形された樹脂成形体(1次成形体)を金型に入れて、1次成形体の表面に別の樹脂成形体(2次成形体)を成形する複合成形体が知られている。例えば、1次成形体と2次成形体を成形する樹脂の色を変えれば、意匠性に優れた複合成形体を形成することができる(特許文献1)。 There is known a composite molded body in which a resin molded body (primary molded body) molded in advance is placed in a mold and another resin molded body (secondary molded body) is molded on the surface of the primary molded body. . For example, if the color of the resin forming the primary molded body and the secondary molded body is changed, a composite molded body having excellent design can be formed (Patent Document 1).
また、1次成形体を硬質樹脂で、2次成形体を軟質樹脂で、それぞれ成形して、2次成形体をクッション部材あるいはシール部材として機能させることもできる。例えば、特許文献2には、筐体(1次成形体)の開口端面にシール部材(2次成形体)を成形することが記載されている。また、シール部材(2次成形体)の素材として、ポリエステル系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー(TPE)が例示されている。
Also, the primary molded body can be molded as a hard resin, the secondary molded body can be molded as a soft resin, and the secondary molded body can function as a cushion member or a seal member. For example,
シール部材として機能するエラストマーは、熱可塑性エラストマーには限られない。シリコーンゴムのような反応硬化性エラストマーでシール部材を形成することもできる。シリコーンゴムは常温で液体であり、LIM成形(Liquid Injection Molding=液状樹脂成形)が可能である。また、LIM成形によれば複雑な形状を高精度で成形することができる。そのため、シリコーンゴムをLIM成形すれば、複雑な形状のシール部材を高精度で形成することができる。なお、シリコーンゴムをLIM成形する方法及び装置は既に周知(例えば特許文献3)である。 The elastomer that functions as the seal member is not limited to a thermoplastic elastomer. The seal member can also be formed of a reaction curable elastomer such as silicone rubber. Silicone rubber is liquid at room temperature and can be LIM-molded (Liquid Injection Molding). Further, according to LIM molding, a complicated shape can be molded with high accuracy. Therefore, if silicone rubber is LIM-molded, a complicated-shaped sealing member can be formed with high accuracy. In addition, the method and apparatus which LIM molds silicone rubber are already known (for example, patent document 3).
複合成形体においては、1次成形体の成形精度(寸法、形状のばらつき)や成形後の変形に起因して、2次成形体を成形する金型と1次成形品の間に、予期しない隙間が生じることがある。その隙間に2次成形体の素材の樹脂が流入して、いわゆるバリが発生することがある。バリは複合成形体の美観を損ねるだけでなく、機能を損なう場合もある。例えば、2次成形体がシール部材を構成する場合、バリがあれば防水性を損ねる。そのため、バリは成形後に物理的に除去されるが、このバリの除去作業が複合成形体の生産性を損ねている。 In the composite molded body, due to the molding accuracy (variation in dimensions and shape) of the primary molded body and deformation after molding, it is unexpected between the mold for molding the secondary molded body and the primary molded product. There may be gaps. The resin of the material of the secondary molded body may flow into the gap, and so-called burrs may occur. The burr not only impairs the aesthetic appearance of the composite molded body, but also may impair the function. For example, when the secondary molded body constitutes a seal member, the waterproofness is impaired if there are burrs. For this reason, the burrs are physically removed after the molding, but this burr removal operation impairs the productivity of the composite molded body.
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、2次成形体の成形時にバリが生じない複合成形体を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the composite molded object which a burr | flash does not produce at the time of shaping | molding of a secondary molded object.
上記目的を達成するため、本発明に係る複合成形体は、1次成形体に2次成形体を重ねて成形する複合成形体において、前記1次成形体は、表面から隆起して前記2次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備え、前記堤状部は、前記2次成形体を成形する金型の内面に当接する寸法及び形状を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a composite molded body according to the present invention is a composite molded body formed by stacking a secondary molded body on a primary molded body, wherein the primary molded body is raised from the surface and the secondary molded body is A bank-shaped part that divides a part that overlaps the molded body and the other part is provided, and the bank-shaped part has a size and a shape that abuts against an inner surface of a mold that molds the secondary molded body. .
本発明に依れば、1次形成体に堤状部を備えるので、2次成形体の成型時に素材樹脂が堤状部で堰き止められる。その結果、素材樹脂の漏洩が防止され、バリの発生を防止できる。そのため、後工程でのバリ除去が不要になり、複合成形体の生産性が向上する。 According to the present invention, since the primary formed body is provided with the bank-shaped portion, the material resin is blocked by the bank-shaped portion when the secondary molded body is molded. As a result, the leakage of the material resin is prevented, and the occurrence of burrs can be prevented. Therefore, it is not necessary to remove burrs in the subsequent process, and the productivity of the composite molded body is improved.
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示した複合成形体1は、本発明の実施形態の例示であり、1次成形体2に2次成形体3を重ねて成形される。複合成形体1は、例えば、電子機器の筐体として用いられ、1次成形体2は硬質合成樹脂(例えば、ポリカーボネート(PC))で成形されて、筐体の外殻を構成し、2次成形体3は軟質合成樹脂(例えば、シリコーンゴム)で成形され、シール部材として機能する。なお、図1は、複合成形体1の構成を半ば概念的に示すものであり、特定の用途に適合した具体的な形状を示すものではない(図2以下についても同じ)。
A composite molded body 1 shown in FIG. 1 is an exemplification of an embodiment of the present invention, and is formed by stacking a secondary molded
図2に示すように、1次成形体2の断面形は略凸型をなし、水平な皮板4の中央に芯部5が立設されている。皮板4は筐体の外殻を構成する部分である。芯部5は、文字通りシール部材の芯として機能する部分であり、2次成形体3(図2においては、輪郭を破線で示す)は芯部5を囲繞するように成形される。2次成形体3は図中、符号Aで示す範囲で1次成形体2と接する。
As shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of the primary molded
また、範囲Aの境界には堤状部6が形成されて、皮板4から隆起している。言い替えれば、堤状部6は1次成形体2の平面形(図2のB方向から見た形状)において、前記2次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する境界線に配置される。また、堤状部6の高さは、2次成形体3を成形する金型に1次成形体2をインサートした時に、堤状部6の頂端が該金型に当接するような高さを、少なくとも必要とする。堤状部6の形状を決定する手順は後述する。
In addition, a bank-
2次成形体3の成形は、図3に示すように、下金型7と上金型8の間に、1次成形体2をインサートして、ゲート9を通してキャビティ10に軟質合成樹脂を圧入して行う。この時、堤状部6は上金型8の内面に当接しているから、キャビティ10に圧入された軟質合成樹脂は、堤状部6で堰き止められて、キャビティ10の外に漏洩しない。そのため、バリの発生が防止される。なお、2次成形体3の素材の軟質合成樹脂にシリコーンゴムを使用する場合には、LIM成形(Liquid Injection Molding)を行うことができる。つまり、常温で液状の材料(シリコーンゴムと硬化剤の混合物)を射出成形機でキャビティ10に圧入して、2次成形体3を成形する。なお、LIM成形用の射出成形機は周知(例えば、特許文献3)なので、詳述は省く。
As shown in FIG. 3, the secondary molded
さて、前述したように、堤状部6の高さは、1次成形体2を下金型7と上金型8の間にインサートした時に、堤状部6の頂端が上金型8の内面に当接するような高さが選ばれるが、堤状部6の高さは、上金型8の内面に当接した時に変形する方が良い。堤状部6の頂端が上金型8の内面に密着して、軟質合成樹脂の漏洩を効果的に防止するからである。また、1次成形体2の成形精度や成形後の変形に対するマージンが必要だからである。つまり、1次成形体2の寸法や形状に誤差があっても、堤状部6の頂端が上金型8の内面に密着させるためのマージンが必要だからである。なお、この時に堤状部6が変形して圧縮破壊ひずみの生じる範囲は、堤状部6の断面あるいは近傍に留まり、皮板4の裏側(下金型7に接する面)に達しないことが望ましい。圧縮破壊ひずみの生じる範囲が広いと、複合成形体1の外観が損なわれるからである。
As described above, the height of the bank-
このような要求を満足させるために、堤状部6の形状・寸法は、具体的には、次のような手順で決定される。
(ステップ1)図4(a)に示すように、堤状部6の高さH及び幅Wを仮定する。なお、1次成形体2の製品肉厚tは事前に決定されていて、以下の手順においては、定数として取り扱われる。
(ステップ2)図4(b)に示すように、下金型7と上金型8の間のクリアランス(設計値)に基づいて、堤状部6の変形後の高さH1を求め、変形後の堤状部6の形状・寸法を推定する。
(ステップ3)堤状部6を高さHからH1まで押し潰すのに必要な潰し荷重Fを推定する。なお、潰し荷重Fが成形機の型締め力より大きかったら、つまり、成形機が潰し荷重Fを発生させることができなかったら、ステップ1に戻って、堤状部6の高さH、幅W及び変形後の高さH1を変更する。
(ステップ4)図4(c)に示すように、変形後の1次成形体2の形状・寸法に基づいて、FEM(有限要素法)構造解析モデル11を作成し、構造解析モデル11の下辺(1次成形体2の外観面)を固定し、上辺(堤状部6の上面)に潰し荷重Fを加えて、FEM構造解析を実行する。
(ステップ5)前記解析の結果、図5(a)に示すように、圧縮破壊ひずみが生じる領域が構造解析モデル11の下辺(1次成形体2の外観面)に達していなければ、堤状部6の形状・寸法は適切であると判断される。一方、図5(b)に示すように、圧縮破壊ひずみが生じる領域が構造解析モデル11の下辺(1次成形体2の外観面)に達する場合は、堤状部6の形状・寸法は不適切であると判断されるので、ステップ1に戻って、堤状部6の高さH、幅W及び変形後の高さH1を変更する。
In order to satisfy such requirements, the shape and dimensions of the
(Step 1) As shown in FIG. 4A, a height H and a width W of the
(Step 2) As shown in FIG. 4B, based on the clearance (design value) between the
(Step 3) A crushing load F necessary for crushing the
(Step 4) As shown in FIG. 4C, an FEM (finite element method)
(Step 5) As a result of the analysis, as shown in FIG. 5 (a), if the region where the compressive fracture strain occurs does not reach the lower side of the structural analysis model 11 (the external appearance surface of the primary molded body 2), The shape and size of the
また、複合成形体1の成形(製造)は、つぎのような工程で行われる。
(構造解析工程)前記手順に従って、1次成形体2についてFEM構造解析を行い、堤状部6の形状・寸法を決定する。
(1次成形工程)前工程で形状・寸法が決定された堤状部6を備える1次成形体2を成形する。
(2次成形工程)前工程で成形された1次成形体2を下金型7の上に置き、上金型8を1次成形体2に置き、キャビティ10に軟質合成樹脂を圧入して、2次成形体5を成形する。
The molding (manufacturing) of the composite molded body 1 is performed in the following steps.
(Structural analysis step) According to the above procedure, the FEM structural analysis is performed on the primary molded
(Primary forming step) The primary formed
(Secondary molding process) The primary molded
なお、上記実施形態において、複合成形体1の用途として、電子機器の筐体を例示したが、本発明の複合成形体の用途は、電子機器の筐体に限定されない。筐体にも限定されない。複合成形体は、例えば、産業用、民生用あるいは学術用の、各種装置、器具の筐体、躯体あるいは部品としての多くの用途がある。また、複合成形体の形状は図1ないし図3に図示されたものに限定されない。 In addition, in the said embodiment, although the housing | casing of the electronic device was illustrated as an application of the composite molded object 1, the application of the composite molded object of this invention is not limited to the housing | casing of an electronic device. It is not limited to a housing. The composite molded body has many uses, for example, as various types of apparatuses, housings, housings, and parts for industrial, consumer, and academic purposes. Further, the shape of the composite molded body is not limited to that shown in FIGS.
また、1次成形体2の素材として、ポリカーボネート(PC)を例示したが、本発明に係る1次成形体の素材は、ポリカーボネート(PC)には限定されない。目的や用途に応じて、各種の素材を選択することができる。例えば、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリフェニレンオキサイド(PPO)、ポリアミド(PA)、ポリフタルアミド(PPA)等を選択することができる。
Moreover, although polycarbonate (PC) was illustrated as a raw material of the primary molded
また、2次成形体3の素材として、シリコーンゴムを例示し、2次成形体3をLIM成形する例を示したが、本発明に係る2次成形体の素材は、シリコーンゴムには限定されないし、軟質合成樹脂にも限定されない。また、2次成形体3の成形方法は、LIM成形には限定されない。熱可塑性の合成樹脂、例えば、ポリエチレン系熱可塑性樹脂やポリエステル系熱可塑性樹脂を加熱して射出成形してもよい。
Moreover, although the silicone rubber was illustrated as a raw material of the secondary molded
また、上記実施形態において、芯部5を備える例を示した。芯部5を備えることにより、シール部材に所望の高さを与えながら、所望の剛性を確保することができる。もっとも、芯部5は任意的構成要素であるから、シール部材の寸法や形状によっては芯部5を省くこともできる。 Moreover, in the said embodiment, the example provided with the core part 5 was shown. By providing the core part 5, desired rigidity can be ensured while giving a desired height to the seal member. However, since the core part 5 is an optional component, the core part 5 can be omitted depending on the size and shape of the seal member.
また、堤状部6の断面形状は、例示されたような三角形には限定されない。例えば、矩形や台形、あるいは半円形など各種の形状を選択することができる。
Moreover, the cross-sectional shape of the bank-shaped
また、上記実施形態においては、変形後の1次成形体2の形状・寸法に基づいて、構造解析モデル11を作成して、FEM構造解析を実行する例を示したが、変形前の1次成形体2(図4(a))をモデル化して、図4(b)に示された形状まで変形させるに必要な潰し荷重Fと、変形後のひずみの分布をFEM構造解析で求めてよい。潰し荷重Fとひずみの分布をより正確に推定することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the specific embodiment which concerns, This invention includes the invention described in the claim, and its equivalent range It is. Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
(付記1)
1次成形体に、2次成形体を重ねて成形する複合成形体において、前記1次成形体は、表面から隆起して前記2次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備え、前記堤状部は、前記2次成形体を成形する金型の内面に当接する寸法及び形状を有することを特徴とする複合成形体。
(Appendix 1)
In a composite molded body in which a secondary molded body is formed by overlapping a secondary molded body on the primary molded body, the primary molded body is a bank-like shape that divides a portion that protrudes from the surface and overlaps with the secondary molded body and other portions. A composite molded body having a size and a shape that abuts against an inner surface of a mold for molding the secondary molded body.
(付記2)
前記堤状部は、前記2次成形体を成形する際に前記金型に押圧されて圧縮破壊ひずみが生じる範囲が、前記堤状部の反対側の表面に達しない形状を備えることを特徴とする付記1に記載の複合成形体。
(Appendix 2)
The bank-like part has a shape that does not reach the surface on the opposite side of the bank-like part in a range where compression fracture strain is generated by being pressed by the mold when the secondary compact is molded. The composite molded body according to Supplementary Note 1.
(付記3)
前記2次成形体はシール部材を形成することを特徴とする付記1に記載の複合成形体。
(Appendix 3)
The composite molded body according to appendix 1, wherein the secondary molded body forms a seal member.
(付記4)
前記1次成形体は、前記1次成形体の表面から突出する芯部を備え、前記2次成形体は、前記芯部を囲繞してシール部材を形成することを特徴とする付記3に記載の複合成形体。
(Appendix 4)
The
(付記5)
前記2次成形体は液状樹脂成形によって形成されることを特徴とする付記1に記載の複合成形体。
(Appendix 5)
The composite molded body according to appendix 1, wherein the secondary molded body is formed by liquid resin molding.
(付記6)
前記2次成形体は、シリコーンゴムを液状樹脂成形して形成されることを特徴とする付記5に記載の複合成形体。
(Appendix 6)
The composite molded body according to appendix 5, wherein the secondary molded body is formed by liquid resin molding of silicone rubber.
(付記7)
表面から隆起して2次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備える1次成形体を成形する工程と、1次成形体の前記堤状部に2次成形体成形用の金型の内面を当接・押圧させて、2次成形体を成形する工程を、備える複合成形体の成形方法。
(Appendix 7)
A step of forming a primary molded body provided with a bank-like portion that bulges from the surface and overlaps with the secondary molded body and a portion other than that, and a secondary molded body is formed on the bank-shaped portion of the primary molded body A method for forming a composite molded body, comprising: a step of molding a secondary molded body by bringing an inner surface of a metal mold into contact with and pressing.
(付記8)
前記1次成形体について、FEM構造解析を行って、前記堤状部が前記金型で押圧されて圧縮破壊ひずみが生じる範囲が、前記堤状部の反対側の表面に達しないような、前記1次成形体の形状を決定する工程を、さらに備える付記7に記載の複合成形体の成形方法。
(Appendix 8)
The FEM structural analysis is performed on the primary molded body, and the range in which the dam-like portion is pressed by the mold to cause compressive fracture strain does not reach the surface on the opposite side of the dam-like portion, The method for forming a composite molded body according to
1…複合成形体、2…1次成形体、3…2次成形体、4…皮板、5 芯部、6…堤状部、7…下金型、8…上金型、9…ゲート、10…キャビティ、11…構造解析モデル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Composite molded object, 2 ... Primary molded object, 3 ... Secondary molded object, 4 ... Leather plate, 5 core part, 6 ... Embankment part, 7 ... Lower metal mold, 8 ... Upper metal mold, 9 ...
Claims (8)
前記1次成形体は、表面から隆起して前記2次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備え、
前記堤状部は、前記2次成形体を成形する金型の内面に当接する寸法及び形状を有する
ことを特徴とする複合成形体。 In a composite molded body in which a secondary molded body is overlaid on a primary molded body,
The primary molded body includes a bank-shaped portion that bulges from the surface and overlaps the secondary molded body and the other portion.
The bank-shaped portion has a size and a shape that abuts against an inner surface of a mold for molding the secondary molded body.
ことを特徴とする請求項1に記載の複合成形体。 The bank-shaped part has a shape that does not reach the surface on the opposite side of the bank-shaped part in a range where compression fracture strain is generated by being pressed by the mold when the secondary molded body is molded. The composite molded body according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の複合成形体。 The composite molded body according to claim 1, wherein the secondary molded body forms a seal member.
前記2次成形体は、前記芯部を囲繞してシール部材を形成する
ことを特徴とする請求項3に記載の複合成形体。 The primary molded body includes a core portion protruding from the surface of the primary molded body,
The composite molded body according to claim 3, wherein the secondary molded body surrounds the core portion to form a seal member.
ことを特徴とする請求項1に記載の複合成形体。 The composite molded body according to claim 1, wherein the secondary molded body is formed by liquid resin molding.
ことを特徴とする請求項5に記載の複合成形体。 The composite molded body according to claim 5, wherein the secondary molded body is formed by liquid resin molding of silicone rubber.
1次成形体の前記堤状部に2次成形体成形用の金型の内面を当接・押圧させて、2次成形体を成形する工程を、
備える複合成形体の成形方法。 A step of forming a primary molded body provided with a bank-like portion that bulges from the surface and overlaps with the secondary molded body and the other portion;
A step of abutting and pressing an inner surface of a mold for forming a secondary molded body on the bank-shaped portion of the primary molded body to form a secondary molded body,
A method for forming a composite molded body.
さらに備える請求項7に記載の複合成形体の成形方法。
The FEM structural analysis is performed on the primary molded body, and the range in which the dam-like portion is pressed by the mold to cause compressive fracture strain does not reach the surface on the opposite side of the dam-like portion, Determining the shape of the primary molded body,
The method for forming a composite molded body according to claim 7, further comprising:
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US10522846B2 (en) | 2016-08-12 | 2019-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell end plate with resin layer and protrusion |
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