JP2021088086A - 回路付き2色成形用金型装置および回路付き2色成形品 - Google Patents
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Abstract
【課題】 アタッチメント領域のフィルム端部11aにおいて電気回路を破損させることなく回路付き2色成形品中に回路フィルムをインモールドすることができる回路付き2色成形用金型装置及び回路付き2色成形品を提供する。【解決手段】 1次成形によって成形された1次成形品8と、2次成形によって成形された2次成形品9と、両成形品の間に介装され、少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルム11とから構成された回路付き2色成形品10であって、1次成形品8は、回路フィルム11の全面を覆うサイズに形成され、2次成形品9は、回路フィルム11の一部がはみ出すサイズに形成され、且つ、回路フィルム11のフィルムはみ出し部11a側の端部において肉厚が薄くなるように変化している。【選択図】 図3
Description
本発明は、工程を1次成形と2次成形の2段階に分けて成形品を成形し一体化する回路付き2色成形用金型装置および回路付き2色成形品に関するものである。
2色成形は1次側の金型を用いて1次成形品を成形し、この1次成形品を取り出した後、直接、2次側の金型にセットして2次成形を行い、1次成形品と2次成形品を一体化して回路付き2色成形品を製作する(特許文献1参照)。
1次成形時に例えばフィルムを金型内にセットしておけば、成形と同時にフィルム付きの成形品が得られ、いわゆるインモールド成形を行うことができる。
前記フィルムとして絵柄が印刷されたフィルムを使用すれば、成形と同時に成形品表面に絵柄を設けることができ、また、例えば電気回路が形成されているフィルム(回路フィルム)を使用すれば、成形と同時に成形品中に電気回路を形成することができる。
図8は、1次成形品50と2次成形品51の間に回路フィルム52を埋設し一体化した従来の回路付き2色成形品である。
回路フィルム52を使用する場合、図8のA−A断面を示した図9に示すように、信号取り出し用のアタッチメント領域53が必要となる。
従来、そのアタッチメント領域53については、2次成形品51のサイズを1次成形品50よりも小さく成形し、アタッチメント領域52に相当する範囲について回路フィルム52の一部(フィルム端部52a)を上面側に露出させていた。
したがって、FPC(Flexible Printed Circuits)等のケーブルは必ず1次成形品50の上面側から取り出されることになる。なお、図中52bはFPC接続用の接点を示している。
しかしながら、図8及び図9に示すように、2次成形品51のサイズを1次成形品50よりも小さく成形すると、回路フィルム52のアタッチメント領域であるフィルム端部52aについては2次成形品51の縁部51aから帯状にはみ出したものとなり、2次成形品51が矢印方向に成形収縮するときに(図10参照)、回路フィルム52の溶融樹脂と接触している部分が共に収縮する一方で、溶融樹脂と接触していないフィルム端部52aは収縮しない。
この2つの領域の収縮差によって、回路フィルム52のフィルム端部52aに引っ張り作用が働き、回路フィルム52の電気回路が破損するという問題があった。
本発明は、以上のような2色成形において回路フィルムをインモールドする際に生じる課題を考慮してなされたものであり、アタッチメント領域のフィルム端部52aにおいて電気回路を破損させることなく回路付き2色成形品中に回路フィルムをインモールドすることができる回路付き2色成形用金型装置及び回路付き2色成形品を提供するものである。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明は、固定型と可動型から構成される1次側金型に少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルムを内在させ、両型によって形成される第1キャビティに樹脂を射出して1次成形品を成形し、成形された回路フィルム付きの1次成形品を、固定型と可動型から構成される2次側金型に移動させ、両型によって形成される第2キャビティに樹脂を射出して2次成形品を成形することにより、前記1次成形品と前記2次成形品の間に前記回路フィルムが挟み込まれて一体化された2色成形品を得る回路付き2色成形用金型装置であって、
前記第1キャビティは、前記回路フィルムの全面を覆うサイズの前記1次成形品を成形するように構成され、
前記第2キャビティは、前記2次成形品から前記回路フィルムがはみ出すサイズの前記2次成形品を成形するように構成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化している。
前記第1キャビティは、前記回路フィルムの全面を覆うサイズの前記1次成形品を成形するように構成され、
前記第2キャビティは、前記2次成形品から前記回路フィルムがはみ出すサイズの前記2次成形品を成形するように構成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化している。
前記回路付き2色成形用金型装置において、前記第2キャビティを形成するキャビティ形成壁面のうち、前記2次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面を成形する壁面が、傾斜面であることが好ましい。その場合、傾斜面の傾斜角度は、30°〜60°であることが好ましい。
前記回路付き2色成形用金型装置において、前記第2キャビティを形成するキャビティ形成壁面のうち、前記2次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面を成形する壁面が、階段状であることが好ましい。
本発明は、1次成形によって成形された1次成形品と、2次成形によって成形された2次成形品と、両成形品の間に介装され、少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルムとから構成された回路付き2色成形品であって、
前記1次成形品は、前記回路フィルムの全面を覆うサイズに形成され、
前記2次成形品は、前記回路フィルムの一部がはみ出すサイズに形成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化しており、
前記回路フィルムの前記フィルムはみ出し部における露出面が、前記回路フィルムから信号を取り出すための信号取出し部を構成している。
前記1次成形品は、前記回路フィルムの全面を覆うサイズに形成され、
前記2次成形品は、前記回路フィルムの一部がはみ出すサイズに形成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化しており、
前記回路フィルムの前記フィルムはみ出し部における露出面が、前記回路フィルムから信号を取り出すための信号取出し部を構成している。
前記回路付き2色成形品において、前記2次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面が、傾斜面であることが好ましい。その場合、傾斜面の傾斜角度は、30°〜60°であることが好ましい。
前記回路付き2色成形品において、前記2次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面が、階段状であることが好ましい。
本発明によれば、アタッチメント領域のフィルム端部において電気回路を破損させることなく回路付き2色成形品中に回路フィルムをインモールドすることができるという長所を有する。
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
〔第1実施形態〕
1.回路付き2色成形用金型装置
図1は、本発明の回路付き2色成形用金型装置の一例を示した正面縦断面図である。
1.回路付き2色成形用金型装置
図1は、本発明の回路付き2色成形用金型装置の一例を示した正面縦断面図である。
なお、本実施形態では携帯電話の外装部品(バックカバー)を2色成形する場合を例に取り説明する。
同図において、回路付き2色成形用金型装置1は、固定型2とその固定型2に対して進退可能な可動型3を有し、固定型2と可動型3の間には1次成形品を成形するための第1キャビティC1と2次成形品を成形するための第2キャビティC2が形成されている。
第1キャビティC1はスプルーを介して第1射出機(図示しない)の第1射出ノズル4に接続されており、第2キャビティC2は同じくスプルーを介して第2射出機(図示しない)の第2射出ノズル5に接続されている。
第1射出ノズル4からは例えばPC(ポリカーボネート樹脂)、PMMA(ポリメタクリル酸メチル樹脂)、または複数の樹脂の組み合わせ、PC/PET(ポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のポリマーアロイ)、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂)、PA(ポリアミド樹脂)等が1次成形用樹脂として射出される。
第2射出ノズル5からは例えば1次成形用樹脂として例示した樹脂であって色の異なる樹脂が2次成形用樹脂として射出される。
なお、2次成形用樹脂として1次成形用樹脂と同じ色の樹脂を用いることもできる。本明細書における2色成形の定義には、1次成形用樹脂と2次成形用樹脂とで異なる材質の樹脂を用いる、いわゆる2重成形も含む。
一方、可動型3は金型回転機構6の回転盤7によって水平軸Dまわりに回転する(矢印E方向)ことができるようになっている。
型開きが行われる毎に可動型3は矢印E方向に回転し、第1キャビティC1側で成形された1次成形品8は第2キャビティC2側に移動し、第2キャビティC2側で2次成形され1次成形品と2次成形品が一体化された回路付き2色成形品10が得られるようになっている。
前記第1キャビティC1を有する固定型2と可動型3は1次側金型として機能し、前記第2キャビティC2を有する固定型2と可動型3は2次側金型として機能する。
上述した回路付き2色成形用金型装置1によって回路付き2色成形品10を成形するにあたり、電気回路等が形成されているフィルム(回路フィルム)11をインモールドする場合、固定型2と可動型3の間にその回路フィルム11を挟み込んだ状態で1次成形が行われる。
2.回路付き2色成形品
図2及び図3は、前記回路フィルム11をインモールドして成形される回路付き2色成形品10を示したものであり、図2は斜視図、図3は図2のF−F矢視断面図を示している。
図2及び図3は、前記回路フィルム11をインモールドして成形される回路付き2色成形品10を示したものであり、図2は斜視図、図3は図2のF−F矢視断面図を示している。
図2において、回路付き2色成形品10は、1次成形によって矩形状に成形された1次成形品8と、2次成形によって矩形状に成形された2次成形品9と、両成形品の間に介装される回路フィルム11とから構成されている。回路フィルム11は、1次成形品8とほぼ同じサイズで形成されている。
図3に示すように、1次成形品8の長手方向の長さL2よりも短い長さL1で2次成形品9を成形することにより、その2次成形品9の一方縁部9aから回路フィルム11の一部が帯状にはみ出しており、そのフィルムはみ出し部11aを含む領域の長さL3は、回路フィルム11に形成されている電気回路から信号を取り出すためのアタッチメント領域Sとなっている。
また、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面が、傾斜面である。すなわち、2次成形品9のフィルムはみ出し部11aとの境界9aからフィルムはみ出し部11aとは反対側に長さL4だけ離れた位置までの間において、2次成形品9の肉厚が、フィルムはみ出し部11aに向かって徐々に薄くなるように変化している。この肉厚の変化は、後述するように、本明細書に記載の課題解決の目的で付与された機能的なものであり、成形品のデザインから当然に決まるものではない。
なお、2次成形品9の回路フィルム11側の面は、この肉厚が薄くなるように変化する領域において回路フィルム11と完全に接合されている。すなわち、図3に示すように、傾斜面は回路付き2色成形品10の外側に向いている。
なお、2次成形品9の回路フィルム11側の面は、この肉厚が薄くなるように変化する領域において回路フィルム11と完全に接合されている。すなわち、図3に示すように、傾斜面は回路付き2色成形品10の外側に向いている。
また、回路付き2色成形品10における1次成形品8は、例えば、(i)携帯電話の筐体部品の外面を構成するように設計できる。当該(i)の構成では、アタッチメント領域Sが1次成形品8の内面側に位置するため、フィルムはみ出し部11aの接点11bを介し、回路フィルム11からの信号を筐体部品の外面側でなく内面側から取り出すことができる。すなわち、前記はみ出し部11aは、信号を内面側から取り出すための信号取出し部を構成する。
あるいは、前記回路付き2色成形品10における1次成形品8は、(ii)携帯電話の筐体部品の内面を構成するようにも設計できる。当該(ii)の構成では、アタッチメント領域Sが1次成形品8の内面側に位置しないため、1次成形品8の内面側には周縁部にも嵌合用リブボスなどを自由に設置することができる。なお、この場合には、アタッチメント領域Sが1次成形品8の外面側に位置するため、アタッチメント領域Sは別途カバー部材で覆うとよい。
3.2次側金型
図4は前記回路付き2色成形品10を成形するための2次側金型の一例を示した斜視図であり、同図右側は可動型3の構成を示し、同図左側は固定型2の構成を示している。
図4は前記回路付き2色成形品10を成形するための2次側金型の一例を示した斜視図であり、同図右側は可動型3の構成を示し、同図左側は固定型2の構成を示している。
同図において、可動型3に形成される第2キャビティC2は、矩形状で薄板状の2次成形品9を成形するように形成されており、2次成形時には前記第2キャビティC2の底面に回路フィルム11が露出するように1次成形品8を配置させるようになっている。なお、回路フィルム11の表面に形成されている電気回路(図中省略)は、前記底面側に露出される。
固定型2において、第2キャビティC2を形成するキャビティ形成壁面2aのうち、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面を成形する壁面は、傾斜面となっている。
なお、図中、αは当該傾斜面の傾斜角度である。傾斜角度は、30°〜60°とするのが好ましい。30°未満であると樹脂の充填が困難になり、また強度の問題も発生する。60°を超えると2次成形品9の成形収縮量を減らす効果が低下する。
なお、図中、αは当該傾斜面の傾斜角度である。傾斜角度は、30°〜60°とするのが好ましい。30°未満であると樹脂の充填が困難になり、また強度の問題も発生する。60°を超えると2次成形品9の成形収縮量を減らす効果が低下する。
固定型2と可動型3が型閉めされると、第2キャビティC2が形成され、第2キャビティC2の内壁のうちフィルムはみ出し部11a側に傾斜面が形成される。
4.2色成形方法
次に、図1〜図4を参照しながら本発明の回路付き2色成形用金型装置の動作について説明する。
次に、図1〜図4を参照しながら本発明の回路付き2色成形用金型装置の動作について説明する。
なお、固定型2と可動型3が型開きされている状態から説明する。
図1において、第1キャビティC1内に回路フィルム11を配置し、両型を型閉めし、第1射出ノズル4から第1キャビティC1に1次成形用樹脂を射出する。
1次成形用樹脂を射出した後、1次成形品8の成形収縮が始まるが、1次成形品8と一体化した回路フィルム11に形成されている電気回路の破損は発生しない。何故ならば、
溶融樹脂と接触している全ての回路フィルム11が共に収縮するだけで、回路フィルム11に溶融樹脂と接触していない部分、すなわち収縮しない部分は存在しないからである。2つの領域の収縮差がなければ、回路フィルム11に引っ張り作用は働かない。
溶融樹脂と接触している全ての回路フィルム11が共に収縮するだけで、回路フィルム11に溶融樹脂と接触していない部分、すなわち収縮しない部分は存在しないからである。2つの領域の収縮差がなければ、回路フィルム11に引っ張り作用は働かない。
1次成形品8の成形後、固定型2と可動型3が型開きされる。
フィルム11付きの1次成形品8は、可動型3が回転軸Dを中心に矢印E方向に回転することにより、今度は第2キャビティC2と対向する。
この状態で固定型2と可動型3が再び型閉めされ、第2射出ノズル5から第2キャビティC2に2次成形用樹脂が射出される。
2次成形用樹脂を射出した後、2次成形品9の成形収縮が始まるが、本実施形態では図4に示したように、第2キャビティC2を形成するキャビティ形成壁面2aのうち、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面を成形する壁面は傾斜面となっている。成形品の成形収縮は肉厚が厚いほど収縮量が大きくなるため、フィルムはみ出し部11aとの境界9a付近において、2次成形品9の成形収縮量を減らすことができる。
つまり傾斜面によって、2次成形品9が成形収縮するときに、回路フィルム11の溶融樹脂と接触している部分の収縮と、溶融樹脂と接触していないフィルム端部11aは収縮とで収縮差を小さくできる。したがって、この2つの領域の収縮差によって回路フィルム11のフィルム端部11aに働く引っ張り作用を抑制でき、残留応力で電気回路が破損することのない回路付き2色成形品10を成形することができる。
〔第2実施形態〕
上記第1実施形態では、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面が傾斜面である場合について説明したが、これに限定されない。本発明の回路付き2色成形品では、回路フィルム11のフィルムはみ出し部11a側の端部において肉厚が薄くなるように変化していればよい。
例えば、本実施形態では、図5及び図6に示すように、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面が階段状であってもよい。すなわち、2次成形品9のフィルムはみ出し部11aとの境界9aからフィルムはみ出し部11aとは反対側に長さL4だけ離れた位置までの間において、2次成形品9の肉厚が、フィルムはみ出し部11aに向かって段階的に薄くなるように変化している。同図では、端面の階段は1段である。
上記第1実施形態では、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面が傾斜面である場合について説明したが、これに限定されない。本発明の回路付き2色成形品では、回路フィルム11のフィルムはみ出し部11a側の端部において肉厚が薄くなるように変化していればよい。
例えば、本実施形態では、図5及び図6に示すように、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面が階段状であってもよい。すなわち、2次成形品9のフィルムはみ出し部11aとの境界9aからフィルムはみ出し部11aとは反対側に長さL4だけ離れた位置までの間において、2次成形品9の肉厚が、フィルムはみ出し部11aに向かって段階的に薄くなるように変化している。同図では、端面の階段は1段である。
図7は、図5及び図6に示す回路付き2色成形品10を成形するための2次側金型の一例を示した斜視図であり、同図右側は可動型3の構成を示し、同図左側は固定型2の構成を示している。
固定型2において、第2キャビティC2を形成するキャビティ形成壁面2bのうち、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面を成形する壁面は、階段状となっている。
固定型2において、第2キャビティC2を形成するキャビティ形成壁面2bのうち、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面を成形する壁面は、階段状となっている。
その他の点は、第1実施形態と同様であるので、説明を省略する。
本実施形態でも、2次成形用樹脂を射出した後、2次成形品9の成形収縮が始まるが、図7に示したように、第2キャビティC2を形成するキャビティ形成壁面2bのうち、2次成形品9のフィルムはみ出し部11a側の端面を成形する壁面は階段状となっているので、フィルムはみ出し部11aとの境界9a付近において、2次成形品9の成形収縮量を減らすことができる。
つまり階段状によっても、2次成形品9が成形収縮するときに、回路フィルム11の溶融樹脂と接触している部分の収縮と、溶融樹脂と接触していないフィルム端部11aは収縮とで収縮差を小さくできる。したがって、この2つの領域の収縮差によって回路フィルム11のフィルム端部11aに働く引っ張り作用を抑制でき、電気回路が破損することのない回路付き2色成形品10を成形することができる。
なお、図5〜図7では、端面の階段が1段である場合を示したが、これに限定されない。2次成形品9の厚みに応じて2段以上とすることもできる。また、階段面を構成する面は、平面でなくてもよいし、傾斜してもよい。
〔変化例〕
また、上記各実施形態では、回路付き2色成形品10は、1次成形によって矩形状に成形された1次成形品8と、2次成形によって矩形状に成形された2次成形品9と、両成形品の間に介装される回路フィルム11とから構成されているが、矩形状に限定されず、任意の形状が可能である。
また、上記各実施形態では、回路付き2色成形品10は、1次成形によって矩形状に成形された1次成形品8と、2次成形によって矩形状に成形された2次成形品9と、両成形品の間に介装される回路フィルム11とから構成されているが、矩形状に限定されず、任意の形状が可能である。
また、上記各実施形態では、回路付き2色成形品10は、1次成形品8の長手方向の長さL2よりも短い長さL1で2次成形品9を成形することにより、その2次成形品9の一方縁部9aから回路フィルム11の一部が帯状にはみ出しているが、これに限定されない。例えば、両方縁部から回路フィルム端11の一部が帯状にはみ出していてもよい。さらには、1次成形品8の長手方向とは交差する方向においても、回路フィルム端11の一部が帯状にはみ出していてもよい。
これらの場合においても、フィルムはみ出し部11aとの境界9a付近において、2次成形品9の成形収縮量を減らすように2次成形品9の肉厚を薄くする。
これらの場合においても、フィルムはみ出し部11aとの境界9a付近において、2次成形品9の成形収縮量を減らすように2次成形品9の肉厚を薄くする。
また、上記各実施形態では、回路フィルム11と1次成形品8とはほぼ同じサイズで形成されている場合を示したが、完全に同一サイズでもよい。また、回路フィルム11を1次成形品8よりも極めて小さいサイズ、例えば長手方向の半分の長さで形成してもよい。
また、上記各実施形態では、回路付き2色成形品10が平板状であるが、3D形状としてもよい。
なお、本発明の回路付き2色成形用金型装置は、前記実施形態に例示した携帯電話の筐体に限らず、防水性を要求されるターミナル機器や医療機器、オーディオ機器、ポータブルゲーム機等の外装の成形にも適用することができる。
1 回路付き2色成形用金型装置
2 固定型
3 可動型
2a,2b キャビティ形成壁面
4 第1射出ノズル
5 第2射出ノズル
6 金型回転機構
7 回転盤
8 1次成形品
9 2次成形品
10 回路付き2色成形品
11 回路フィルム(フィルム)
11a フィルムはみ出し部
11b 接点
C1 第1キャビティ
C2 第2キャビティ
2 固定型
3 可動型
2a,2b キャビティ形成壁面
4 第1射出ノズル
5 第2射出ノズル
6 金型回転機構
7 回転盤
8 1次成形品
9 2次成形品
10 回路付き2色成形品
11 回路フィルム(フィルム)
11a フィルムはみ出し部
11b 接点
C1 第1キャビティ
C2 第2キャビティ
Claims (8)
- 固定型と可動型から構成される1次側金型に少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルムを内在させ、両型によって形成される第1キャビティに樹脂を射出して1次成形品を成形し、成形された回路フィルム付きの1次成形品を、固定型と可動型から構成される2次側金型に移動させ、両型によって形成される第2キャビティに樹脂を射出して2次成形品を成形することにより、前記1次成形品と前記2次成形品の間に前記回路フィルムが挟み込まれて一体化された2色成形品を得る回路付き2色成形用金型装置であって、
前記第1キャビティは、前記回路フィルムの全面を覆うサイズの前記1次成形品を成形するように構成され、
前記第2キャビティは、前記2次成形品から前記回路フィルムがはみ出すサイズの前記2次成形品を成形するように構成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化している回路付き2色成形用金型装置。 - 前記第2キャビティを形成するキャビティ形成壁面のうち、前記2次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面を成形する壁面が、傾斜面である請求項1記載の回路付き2色成形用金型装置。
- 前記傾斜面の傾斜角度が、30°〜60°である請求項2記載の回路付き2色成形用金型装置。
- 前記第2キャビティを形成するキャビティ形成壁面のうち、前記2次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面を成形する壁面が、階段状である請求項1記載の回路付き2色成形用金型装置。
- 1次成形によって成形された1次成形品と、2次成形によって成形された2次成形品と、両成形品の間に介装され、少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルムとから構成された回路付き2色成形品であって、
前記1次成形品は、前記回路フィルムの全面を覆うサイズに形成され、
前記2次成形品は、前記回路フィルムの一部がはみ出すサイズに形成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化しており、
前記回路フィルムの前記フィルムはみ出し部における露出面が、前記回路フィルムから信号を取り出すための信号取出し部を構成している回路付き2色成形品。 - 前記2次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面が、傾斜面である請求項5記載の回路付き2色成形品。
- 前記傾斜面の傾斜角度が、30°〜60°である請求項6記載の回路付き2色成形品。
- 前記2次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面が、階段状である請求項5記載の回路付き2色成形品。
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