JP2022057303A - 成形品及び成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1ステップで、回路シート20を、回路シート20の第2主面22の第1領域AR1が第1型101の台地状部110に接し且つ第2領域AR2が第1型101に接しないようにセットする。第1ステップでは、回路シート20の第1被固定箇所を第1型101の第1部分Pa1に配置し、第2被固定箇所を第1型101の第2部分Pa2に配置する。第1部分Pa1が、台地状部110よりも高く且つ台地状部110に沿って設けられている第1突出部121及び第2突出部122の少なくとも一方に沿う部分であり、第2部分Pa2が、台地状部110に沿って第1突出部121及び第2突出部122が設けられていない部分である。
【選択図】図14
Description
ところで、特許文献1に記載されている表示パネルは、内側成形体を成形するための一次成形型と、外側成形体を成形するための二次成形型とを用いて成形される。そのため、特許文献1に記載されているような成形品を得るには、2組の成形型が必要になり、二度の射出成形が必要になり、製造コストが上昇する。
本発明の一見地に係る成形品の製造方法は、第1主面と第1主面に対向する第2主面と導電パターンとを有する回路シートを、第2主面の第1領域が第1型の台地状部に接し且つ第2主面の第2領域が第1型に接しないように第1型にセットする第1ステップと、回路シートが第2型に接しないように第1型に第2型を型締めして、回路シートの第1主面と第2主面の第2領域が露出するキャビティを形成する第2ステップと、キャビティに溶融材料を導入して、回路シートの第1主面と第2主面の第2領域に溶融材料を接触させる第3ステップと、溶融材料を冷却して固化させ、回路シートの第1主面に対向する外面と第2主面の第2領域に対向する内面を持つ樹脂製の成形体を形成する第4ステップと、第1型と第2型の型開きをして成形品を取り出す第5ステップとを備える。第1ステップでは、回路シートの第1被固定箇所を第1型の第1部分に配置するとともに、第2領域を含む回路シートの第2被固定箇所を第1型の第2部分に配置する。第1部分が、台地状部よりも高く且つ第1型の台地状部に沿って設けられている第1突出部及び第2突出部の少なくとも一方に沿う部分であり、第2部分が、台地状部に沿って第1突出部及び第2突出部が設けられていない部分である。
このように構成されている成形品の製造方法では、一組の第1型と第2型で、樹脂の中にインサートされた回路シートを備える成形品を製造することができる。また、第1型と第2型を型締めしてから型開きをするまでの1ショットの溶融材料の導入で、樹脂の中にインサートされた回路シートを備える成形品を製造することができる。
上述の成形品の製造方法において、第1型の第2部分が、台地状部を分割する部分であり、第1ステップでは、第2部分において、回路シートが、分割された台地状部の2つの分割部分に掛け渡される。このように構成されている成形品の製造方法では、第2部分において回路シートを支持する支持部樹脂部を大きくでき、回路シートをしっかりと固定できる。
上述の成形品の製造方法において、第1型の第1部分には、第1突出部及び第2突出部と台地状部との間に溝部が形成されていてもよい。このように構成されている成形品の製造方法では、溝部に溶融材料が入り込むことによって、台地状部の両側の回路シートの第2領域に接する樹脂の厚みを増やすことができる。この厚みの増した樹脂により回路シートを固定する樹脂の強度を向上させることができる。
上述の成形品の製造方法において、第1ステップでは、回路シートの接続部を第1型のスリットの中に挿入してもよい。このように構成されている成形品の製造方法では、接続部を成形品の内面の側に引き出すことができる。
上述の成形品の製造方法において、第1型の第1突出部及び第2突出部並びに台地状部が摺動ブロックに形成され、第3ステップでは、摺動ブロックが移動して、摺動ブロックの移動前に第1突出部及び第2突出部並びに台地状部が在った場所にキャビティを形成して溶融材料を導入してもよい。このように構成されている成形品の製造方法では、摺動ブロックが第2型に圧接された状態においては、第1突出部及び第2突出部並びに台地状部により回路シートの成形時のズレを抑制できる。また、摺動ブロックの後退後においては、スライド前に第1突出部及び第2突出部並びに台地状部が在った場所にキャビティが広がって溶融材料が入り込む。このように入り込んだ樹脂により、成形品の中での回路シートの固定が強化される。
本発明の一見地に係る成形品は、第1主面と第1主面に対向する第2主面と導電パターンとを有する回路シートと、回路シートの第1主面の全体を覆う成形体と
を備えている。成形体は、回路シートの周囲から第2主面に接触しながら延びる複数の支持樹脂部を回路シートの周囲の全体に渡って有するとともに、回路シートの周囲に配置されている複数の凹部を回路シートの周囲の全体に渡って有する。複数の支持樹脂部と複数の凹部は、支持樹脂部と凹部とが交互に周囲に沿って並ぶように配置されている。
このように構成されている成形品では、製造時において、凹部を形成するために型に形成される突出部で溶融材料から回路シートが受ける力が緩和され、支持樹脂部を形成するための溶融樹脂により回路シートの周囲の全体から回路シートが力を受けることになる。そのため、成形体の中における回路シートのずれが少なくなり、回路シートの配置位置の精度の高い成形品を提供することができる。
(1)成形品の概要
図1及び図2には、成形品1の一例が示されている。図2には、図1に一点鎖線で示されている平面PL1で切断された成形品1の断面形状が示されている。平面PL1はXZ平面である。図3(a)には、図2のI-I線に沿って切断した成形品1の断面形状、換言すると図1及び図2のZ方向に対して垂直な平面(XY平面)で成形品1を切断したときの断面形状が示されている。図3(b)には、図3(a)の一点鎖線で囲まれた部分が拡大して示されている。図4には、図1に示されている成形品1を製造するための第1型101及び第2型102が示されている。図5には、折り曲げられる前の回路シート20が示されている。
成形品1の形状は、内部に収容空間HSを有する中空の立体形状である。成形品1は、成形体10と回路シート20とを備えている。図1及び図2に示されている成形品1は、1ショットのインサート成形によって成形体10と回路シート20が一体化されたものである。図2、図3(a)及び図3(b)においては、図が見難くなるのを避けるため、成形体10の断面を示すハッチングが省略されている。
成形体10は、外面11と内面12とを有している。内面12は、収容空間HSに露出している。成形体10の外面11には、樹脂が露出されてもよい。成形体10の外面11には、成形と同時に加飾層が形成されてもよい。また、成形体10の外面11には、成形後に塗装が施されてもよい。回路シート20は、第1主面21と第2主面22とを有している。成形体10は、回路シート20の第1主面21に接して配置されるとともに、回路シート20の第2主面22に接して配置されている。図2において、外周部13が回路シート20の第1主面21に接している部分であり、内周部14が回路シート20の第2主面22に接している部分である。言い換えると、回路シート20が、外周部13と内周部14に挟まれるように成形体10の中にインサートされている。このように成形体10の中にインサートされた回路シート20は、成形体10を構成する構成材料によって第1主面21と第2主面22の両側から挟まれて固定されている。このように第1主面21と第2主面22の両側から挟んで回路シート20を固定する場合には、回路シート20と成形体10とを接着させるための接着剤を省くことができる。接着剤を省くと接着剤塗布工程を省ける。ただし、回路シート20と成形体10とを接着させるための接着剤を設けてもよい
図4に示されている第1型101と第2型102を用いて、成形品1が製造される。回路シート20の中央部には、開口部29が設けられている。回路シート20が配置される部分は、回路シート20の開口部29の周囲に位置する第1型101の台地状部110である。第1型101は、エアー吸引穴106を有する。第1型101にセットされた回路シート20は、エアー吸引穴106に吸着されて保持される。溶融樹脂が射出されるゲート105は、第1型101の中央部に設けられている。ゲート105は、この開口部29から樹脂を射出する。ここでは、ゲート105が第1型101の中央部の回路シート20の開口部29に設けられている。しかし、ゲート105を設ける位置は、前述の位置に限られるものではない。ゲート105を設ける位置は、回路シート20の第2主面22に直接溶融樹脂が射出されない位置であればよい。
回路シート20は、例えば、金属シート、金属シートと絶縁性フィルムがラミネートされたシート、印刷回路フィルムまたはフレキシブル配線基板(以下、FPCという場合がある。)及びそれらを組み合わせたものである。金属シートは、例えば、銅箔を所定の形状に打ち抜いたものである。金属シートは3次元形状を持つように加工されていてもよい。例えば、プレス加工により、打ち抜いた銅箔を折り曲げてもよい。印刷回路フィルムは、絶縁性フィルムに配線パターンを導電性インキで厚膜印刷したものである。印刷回路フィルムでは、例えば、銀粒子のような導電性の物質を含有した導電性インキを塗布した部分が乾燥後に配線パターンとして機能する。印刷回路フィルム及びFPCに用いられる絶縁性フィルムは、例えば有機材料で形成される。絶縁性フィルムを構成する有機材料には、例えば樹脂がある。絶縁性フィルムを構成する樹脂には、例えばポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂またはポリエステル樹脂がある。印刷回路フィルム及びFPCは、例えば、配線パターンが形成されている絶縁性フィルムを3次元形状に加工したものであってもよい。
図1から図3(b)及び図5に示されている回路シート20は、印刷回路フィルムである。図1に示されている回路シート20は、フィルム状のベース基材28に、印刷によって形成された配線パターン31、アンテナ32及びタッチスイッチ33を有している。ベース基材28は例えば絶縁性の樹脂フィルムである。アンテナ32及びタッチスイッチ33は、配線パターン31によって成形品1の外の例えばデバイスに接続される。これら配線パターン31が回路シート20に設けられた導電パターンである。アンテナ32は、回路シート20に接続されているデバイスが通信を行うための機能部品である。タッチスイッチ33は、回路シート20に接続されているデバイスに例えばオン・オフなどの情報を入力するための機能部品である。回路シート20の略中央部分に、平面視したときの形状が長方形である開口部29が設けられている。
回路シート20は、アンテナ32及びタッチスイッチ33が形成されている主部20aと、主に成形品1の外に引き出される配線パターン31が形成されているリード部20bに分けられる。リード部の先端には、回路シート20の外の配線に接続される接続部20cが設けられている。この回路シート20は、成形体10と一体成形される前に簡単な曲げ装置で、主部20aとリード部20bとが直交するように曲げられている。なお、ここでは主部20aとリード部20bとが直交する場合を例に挙げて説明しているが、主部20aとリード部20bは直交しなくてもよい。接続部20cの背面には、補強板34が取り付けられている。接続部20cの背面は、配線の形成面に対して反対側の面になる。補強板34は、成形体10の成形後に取り付けられてもよい。
図6、図7(a)及び図7(b)には、回路シート20が金属シートである成形品1が示されている。図6には、成形品1を上方から見た状態(Z軸方向に見た状態)が示されている。図7(a)には、図6のII-II線に沿って切断した成形品1の断面の形状が示されている。図7(b)には、図6のIII-III線に沿って切断した成形品1の断面形状が示されている。
図6に示されている回路シート20は、金属シートによって形成されたアンテナ41及びタッチスイッチ42である。金属シートは、例えば、銅または銅合金のシートである。回路シート20には、例えば、デバイスに接続させる端子部を設ける場合は、バネ特性に優れたリン青銅板が使用される。回路シート20は、必要に応じて3次元形状に賦形され、所定形状に打ち抜かれ、インサートに適した形状に仕上げられた後、腐食防止のため、通常はニッケル、金のメッキ処理が施される。リン青銅板の板厚は、0.05mm~0.5mmであり、プレス加工を行うのに適した板厚は0.07mm~0.3mmである。成形体10の外面11に沿って広がっている部分がアンテナ41及びタッチスイッチ42の主部20aである。Z軸方向に延びるリン青銅板の部分がアンテナ41及びタッチスイッチ42のリード部20bである。接続部20cは、成形体10の内面12の側に収納されるデバイスに接続される。図7(a)及び図7(b)に示されている回路シート20においても、成形体10の外周部13が回路シート20の第1主面21に接しており、内周部14が回路シート20の第2主面22に接している。
図8、図9(a)及び図9(b)には、回路シート20がFPCである成形品1が示されている。図8には、成形品1を背面から見た状態(Z軸方向に見た状態)が示されている。図9(a)には、図8のIV-IV線に沿って切断した成形品1の断面の形状が示されている。図9(b)には、図8のV-V線に沿って切断した成形品1の断面形状が示されている。なお、図8において、ドットのハッチングが示されている箇所は、成形体10によって回路シート20が覆われている部分である。
図8に示されている回路シート20は、エッチングまたはメッキによって形成された配線パターン51、LED52及び集積回路などの高機能電子部品53を有している。配線パターン51はカバーフィルムに覆われている。これら配線パターン51が導電パターンの一例である。前述のLEDは、light emitting diodeの略語である。LED52及び高機能電子部品53は、配線パターン51によって例えば成形品1の外のデバイスに接続される。LED52は、光で成形品1の外部に情報を報知するための機能部品である。高機能電子部品53は、例えば回路シート20に接続されているデバイスからの入力に応じて複雑な機能を果たす機能部品である。回路シート20は、LED52及び高機能電子部品53が形成されている主部20aと、主に成形品1の外に引き出される配線パターン51が形成されたリード部20bとに分けられる。この回路シート20は、成形体10と一体成形される前に簡単な曲げ装置で、主部20aとリード部20bとが直交するように曲げられている。図9(a)に示されているように、回路シート20の接続部20cには、補強板54が貼り付けられている。折り曲げ前の補強板54の形状は、長方形である。補強板54の一部は、主部20aの一部にまで延びている。補強板54は、例えば熱可塑性樹脂またはステンレスの薄板からなる。折り曲げ後の補強板54の断面形状は、L字形になっている。
成形体10は、インサート成形時に射出される溶融材料が固化することによって形成されたものである。成形体10の厚さ(外面11と内面12の距離L1)は、例えば2.5mmである(図2、図7(b)及び図9(b)参照)。外面11と内面12の距離L1は、例えば0.6mmから5mmの範囲で設定される。成形体10は、着色されていても着色されていなくてもよい。成形体10は、透明、半透明あるいは不透明の熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも一方を用いて成形される。ここでいう溶融材料は、例えば、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーのうちの少なくとも一方が熱で溶融したものである。成形体10の材料としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ABS樹脂若しくはAS樹脂などの汎用の熱可塑性樹脂がある。それ以外に、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール樹脂、アクリル系樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、エンジニアリング樹脂(ポリスルホンフォン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート系樹脂など)、ポリアミド系樹脂、またはウレタン系、ポリエステル系若しくはスチレン系のエラストマーが、成形体10の材料として使用される。また、天然ゴムまたは合成ゴムが、成形体10の材料として用いられる。成形体10は、溶融材料が固化したもののみで構成されたものでなくてもよい。また、成形体10には、ガラス繊維のような樹脂補強材やチタン酸バリウムのような誘電率を上げる無機フィラーが添加されてもよい。さらに、シリコン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の導入前には加熱により流動状態であるが、金型内で化学反応し硬化するタイプの熱硬化性樹脂または2液混合によるウレタン樹脂の使用も可能である。回路シート20との接着が困難なポリアセタール樹脂及びエンジニアリング樹脂、汎用接着剤と接着しない熱硬化性樹脂等で成形体10が成形される場合でも、物理的に回路シート20を成形体10に固定することができる。成形方法は、射出成形に限らずトランスファ-成形、発泡成形、ブロー成形、RIM成形等、各々の成形体の材料に適した成形方法を選択すればよい。
成形品1は、例えば、図10に示されている第1型101と第2型102を用いて製造される。図11には、成形品1の製造フローの概要が示されている。
図11に示されている転写シート配置工程(ステップS1)では、図10に示されているように、型開きされた金型(第1型101と第2型102)の間に転写シート200が配置される。
配置された転写シート200は、例えばクランプ(図示せず)によって、第2型102に固定される。転写シート200は、基体フィルムの上に転写層と接着層が形成されたものである。図10及び図11に示されている成形品1の製造方法では、成形体10の外面11に転写層が接着層により接着される。転写シート200を構成する基体フィルムは、ほとんどの場合、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂で形成される。
転写シート200の配置とともに、または転写シート200の配置と前後して回路シート20が第1型101にセットされる(ステップS1)。
回路シート20がセットされた後、第1型101と第2型102の型締めが行われる(ステップS2)。第1型101と第2型102の型締めにより、第1型101と第2型102に囲まれたキャビティCv(図14(a)及び図14(b)参照)が形成される。
第1型101と第2型102のキャビティCvに溶融樹脂が射出さえる(ステップS3)。キャビティCvに射出された樹脂が適正な密度になるように所定の圧力が加え続けられる。なお、この第1実施形態では、溶融材料として、溶融樹脂を例に挙げて説明する。しかし、溶融材料は、溶融樹脂以外のものであってもよい。例えば、溶融樹脂の代わりの溶融材料として、溶融した熱可塑性エラストマーが用いられてもよいし、加熱により流動状態となり金型内の熱で化学反応し硬化する熱硬化樹脂であっても、主剤と反応剤の二液を混合し金型内で化学反応するウレタン樹脂であってもよい。
次に、キャビティCvの中の溶融樹脂が冷却される(ステップS4)。冷却されてキャビティCvの中で固化した樹脂が成形体10になる。
最後に、第1型101と第2型102の型開きをして成形品1を取り出す(ステップS5)。
図14(a)及び図14(b)に示されているように、第1型101は、コア面CFに台地状部110を有している。図14(a)及び図14(b)においては、図が見難くなるのを避けるため第1型101の断面を示すハッチングが省略されている。台地状部110は、表面が平らで周囲のコア面CFから一段高くなった部分である。回路シート20の第2主面22の一部が台地状部110に接している。この台地状部110に接している第2主面22の一部が第1領域AR1である。また、回路シート20の第2主面22の一部が台地状部110に接していない。この台地状部110に接していない第2主面22の一部が第2領域AR2である。台地状部110には、複数のエアー吸引穴106が設けられている。
図12及び図13に示されているように、この第2部分Pa2は、台地状部110の幅を回路シート20の幅よりも狭くした部分である。そのため、台地状部110と回路シート20の幅の差だけ、回路シート20が台地状部110からはみ出す。この台地状部110から回路シート20がはみ出した部分が、台地状部110に接していない第2領域AR2になる。
また、第1部分Pa1においては、第1突出部121と台地状部110の間及び第2突出部122と台地状部110の間に溝部131,132が形成されている。
なお、台地状部110の一方の端部には、第3突出部123が設けられている。第3突出部123は、コア面CFから見て、台地状部110よりも高い。このような第3突出部123が設けられることで、溶融樹脂が射出されたときに回路シート20が溶融樹脂から受ける力が第3突出部123により弱められる。このような第3突出部123の作用により、溶融樹脂から回路シート20に及ぼされる力によって回路シート20の一方の端部がずれるのが抑制される。
図14(a)に示されているように、回路シート20と第1突出部121との間に隙間In1が設けられている。同様に、回路シート20と第2突出部122との間に隙間In2が設けられている。これら隙間In1,In2は、回路シート20を第1突出部121、第2突出部122の間にセットする時の余裕代としての役割を果たす。そのため、隙間In1,In2が狭くなるほど、成形体10における回路シート20の位置精度が高くなる反面、回路シート20の形状については全ての個所において高い精度が要求されることになる。なお、セットされる回路シート20の第1型101からの脱落防止のために、台地状部110の任意の個所に1個所以上エアー吸引孔を設けてもよい。回路シート20の固定に関して言えば、隙間In1,In2にも溶融樹脂が入り込むことにより回路シート20の第1端辺20mと第2端辺20nの外側にも樹脂の側壁10c,10dが形成され、これら側壁10c,10dによって回路シート20の固定が強化される。隙間In1の幅と隙間In2の幅の合計の大きさは、例えば0.01mm~0.2mmである。
図18(a)及び図18(b)に示されているように、回路シート20の接続部20cには樹脂が付着しない。そのため、回路シート20は、接続部20cを用いて成形品1の外のデバイスとの良好な電気的な接続が行える。図15(a)及び図15(b)の開口部141に入り込んだ樹脂は、リード部20bの屈曲部根本を補強する支持部17になる。図18(a)及び図18(b)の回路シート20は、リン青銅の薄板からなり、バネ性に優れた金属シートである。接続部20cは、図18(a)に示されているように、屈曲させずにまっすぐな形状のまま用いてもよい。しかし、図18(b)に示されているように、成形品1のインサート成形前または成形後に、金属シートからなる接続部20cが、プレス加工などによって電気的接続に適した形状に変形されてもよい。
上記第1実施形態では、図14(a)に示されているように、台地状部110と第1突出部121及び第2突出部122との間に溝部131,132が形成されている第1型101を用いて、成形品1を製造する場合について説明した。しかし、溝部131,132が形成されていない第1型101を用いて成形品1を製造してもよい。
第2実施形態では、溝部131,132が形成されていない第1型101を用いて成形品1を製造する方法及びそのような方法で製造された成形品について説明する。
(3)成形品の製造方法
成形品1は、例えば、図19に示されている第1型101を用いて製造される。第2実施形態の成形品1の製造フローは、第1実施形態と同様に図11に示されている製造フローを用いることができる。図19に示されている第1型101を用いる点以外は、第2実施形態の製造方法が第1実施形態の製造方法と同様であるので、第2実施形態に係る製造フローの概要の説明を省略する。
第2部分Pa2に対して、第1部分Pa1は、回路シート20の幅よりも台地状部110の幅が広い部分である。そのため、台地状部110と回路シート20の幅の差だけ、台地状部110が回路シート20からはみ出す。
なお、第2実施形態では、図19及び図20に示されているように、第1部分Pa1においては、第1突出部121と台地状部110の間及び第2突出部122と台地状部110の間に溝部が形成されていない。台地状部110の一方の端部には、第3突出部123が設けられている。第3突出部123と台地状部110との間にも溝が形成されていない。
(4-1)変形例A
上記第1実施形態の図17(b)に示されているように、第1型101の中の第2部分Pa2では、回路シート20の第2主面22の第1領域AR1が、第1型101の台地状部110に支持されている。しかし、第1型101の第2部分Pa2において、回路シート20を台地状部110が支持しないように構成された第1型101を用いてもよい。
回路シート20を台地状部110が支持しないように構成された第1型101の構成について、図24、図25、図26(a)、図26(b)及び図27を用いて説明する。また、図24から図27に示されている第1型101と第2型102により成形された成形品1について、図28、図29(a)、図29(b)、図29(c)及び図30を用いて説明する。
図11のステップS1(第1ステップ)における回路シート20の第1型101へのセットについてさらに詳しく説明する。図24及び図25には、図10に示されている第1型101の一部が拡大して示されている。図25において拡大されているのは、第1型101のコア面CFと、コア面CFにセットされたアンテナ41を構成する回路シート20である。図26(a)には、型締めされた状態の第1型101と第2型102と回路シート20を図25のXIV-XIV線に沿って切断した断面形状が拡大して示されている。図26(b)には、型締めされた状態の第1型101と第2型102と回路シート20を図25のXV-XV線に沿って切断した断面形状が拡大して示されている。また、図27には、型締めされた状態の第1型101と第2型102と回路シート20を図25のXVI-XVI線に沿って切断した断面形状が拡大して示されている。
図26(a)に示されているように、第1型101は、コア面CFに台地状部110を有している。しかし、図26(b)に示されているように、第1型101は、第2部分Pa2においては、台地状部110がなく、従って、回路シート20を支えていない。第2部分Pa2は、台地状部110を分割する部分である。言い換えると、台地状部110が第2部分Pa2で分割される。さらに、台地状部110は、第2部分Paの両側に台地状部110の2つの分割部分を持つと言い換えることができる。
図26(a)及び図26(b)においては、図が見難くなるのを避けるため第1型101の断面を示すハッチングが省略されている。第1型101の第1部分Pa1においては、回路シート20の第2主面22の一部が台地状部110に接している。この台地状部110に接している第2主面22の一部が第1領域AR1である。また、第1型101の第2部分Pa2においては、回路シート20の第2主面22の一部が台地状部110に接していない。この台地状部110に接していない第2主面22の一部が第2領域AR2である。図26(b)から分かるように、回路シート20が第2部分Pa2において第1型101に接しないように、互いに隣接する台地状部110の分割部分に掛け渡されている。言い換えると、回路シート20は、キャビティCvの中において、第2部分Pa2で宙に浮いた状態になっている。
図25から図27に示されているように、第1型101と第2型102にセットされたアンテナ41を用いて成形された成形品1が、図28、図29(a)、図29(b)、図29(c)及び図30に示されている。図29(a)には、図28のXVII-XVII線に沿って切断した成形品1の断面形状が拡大して示されている。図29(b)及び図29(c)には、図28のXVIII-XVIII線に沿って切断した成形品1の断面形状が拡大して示されている。また、図30には、図28のXIX-XIX線に沿って切断した成形品1の断面形状が拡大して示されている。
図29(a)の凹部15a,15bは、図26(a)に示されている第1突出部121及び第2突出部122が抜けることによってできた凹みである。図26(a)に示されているように、回路シート20と第1突出部121との間に隙間In1が設けられている。同様に、回路シート20と第2突出部122との間に隙間In2が設けられている。これら隙間In1,In2に溶融樹脂が入り込むことにより、回路シート20の第1端辺20mと第2端辺20nの外側にも樹脂の側壁10c,10dが配置される。回路シート20の両側に配置されるこれら側壁10c,10dにより回路シート20の固定が強化される。図30に示されているように、回路シート20の接続部20cには樹脂が付着しない。図18(a)及び図18(b)に示されている符号と同じ符号で示された部分は、図18(a)及び図18(b)の同一符号の部分と同じ構成であるので、ここでは説明を省略する。成形品1の成形後に、金属シートからなる接続部20cは、プレス加工などによって電気的接続に適した形状に変形されてもよい。
上記実施形態の図13及び変形例Aの図16に示されている第1型101の第1部分Pa1において、台地状部110に沿って第1突出部121と第2突出部122が設けられている。しかし、第1型101の第1部分Pa1において、台地状部110の片側に第1突出部121または第2突出部122が設けられるように構成してもよい。第1突出部121または第2突出部122は、任意の場所に設けられればよく、第1突出部121と第2突出部122の設け方は規則的でなくてもよい。
台地状部110の片側に第1突出部121または第2突出部122が設けられている第1型101の構成が、図31、図32(a)及び図32(b)に示されている。また、図31から図32(b)に示されている第1型101と第2型102により成形された成形品1が、図33、図34(a)及び図34(b)に示されている。
図31において拡大されているのは、第1型101のコア面CFと、コア面CFにセットされたアンテナ41を構成する回路シート20である。図32(a)には、型締めされた状態の第1型101と第2型102と回路シート20を図31のXX-XX線に沿って切断した断面形状が拡大して示されている。図32(b)には、型締めされた状態の第1型101と第2型102と回路シート20を図31のXXI-XXI線に沿って切断した断面形状が拡大して示されている。
図31から図32(b)に示された第1型101と第2型102にセットされたアンテナ41を用いて成形された成形品1が、図33、図34(a)及び図34(b)に示されている。図34(a)には、図33のXXII-XXII線に沿って切断した成形品1の断面形状が拡大して示されている。図34(b)には、図33のXXIII-XXIII線に沿って切断した成形品1の断面形状が拡大して示されている。
図33から図34(b)に示されている構成について、図16から図18(b)に示されているものと同一の構成については同じ符号を付して説明を省略する。図33に示されているように、凹部15aと凹部15bは、対向しないように交互に配置されている。また、リブ16aとリブ16bも、変形例Bでは、対向しないように交互に配置されている。図34(a)と図14(a)とを比較してわかるように、第1部分Pa1において、変形例Bの回路シート20の片側にリブ16aが配置され、回路シート20の反対側のリブ16aに対応する部分にはリブ16bが配置されない。第2部分Pa2においては、図34(b)の構成と図14(b)の構成とが同じになっている。
なお、変形例Bでは、溝部131,132を設ける場合について説明した。しかし、変形例Bの第1型101において、溝部131,132を形成しないように構成してもよい。
上記実施形態、変形例A及び変形例Bでは、回路シート20のリード部20bを成形体10の内面12の側に曲げて接続部20cを成形体10の外に引き出す場合について説明した。しかし、回路シート20の接続部20cは、成形体10の中に配置されてもよい。図35(a)には、接続部20cを成形体10の中に配置する場合の第1型101と第2型102の断面が示されている。変形例Cでは、接続部20cが台地状部110に接して配置されている。図35(a)のような第1型101と第2型102のキャビティCvに溶融樹脂が射出されることにより、図35(b)に示されているように、成形体10の内面12の側に配置された接続部20cの任意の個所に内面露出部24を形成することができる。このような内面露出部24を持つ回路シート20との電気的接続を行うために、例えば、相手基板に設置されたポゴピンや板バネ状端子を内面露出部24に接触させることにより電気的接続が可能であり、また必要に応じてフレキシブル端子部材を導電接着剤またはハンダで接続してもよい。
上記実施形態及び変形例Aから変形例Cでは、第1型101及び第2型102に可動部が設けられていなかったが、第1型101及び第2型102のうちの少なくとも一方に可動部を設けてもよい。例えば、図8に示されている高機能電子部品53が配置されている箇所に、油圧或いは空圧シリンダーに連結され型締め中でも任意のタイミングで駆動させることが可能な摺動ブロックを設けてもよい。
図36(a)及び図36(b)には、型締めされた状態の第1型101と第2型102と回路シート20を、図8のXXIV-XXIV線に沿って切断した断面形状が拡大して示されている。図36(a)には、摺動ブロック150が第2型102に圧接された状態が示されている。図36(b)には、摺動ブロック150が第2型102から離れた状態が示されている。図36(c)には、図8のXXIV-XXIV線に沿って切断した成形品1の断面形状が拡大して示されている。
図36(a)及び図36(b)に示されているように、第1型101の第1突出部121及び第2突出部122並びに台地状部110が摺動ブロック150に形成されている。型締め後の図11のステップS3(第3ステップ)で、図36(a)に示されているように、摺動ブロック150を後退させる前に、溶融樹脂MRを射出する。このとき、回路シート20の第2主面22が第1型101の台地状部110に接している。第1型101の第1部分Pa1では、図36(a)の射出時に、回路シート20が第1突出部121と第2突出部122の間にあるので、溶融樹脂MRから力を受けてもずれ難くなっている。
摺動ブロック150のスライド前においては、第1突出部121及び第2突出部122並びに台地状部110により回路シート20の射出成形時のズレが抑制される。また、摺動ブロック150のスライド後においては、スライド前に、第1突出部121及び第2突出部122並びに台地状部110が在った場所に溶融樹脂が入り込む。その結果、高機能電子部品53が成形体10の中に包み込まれて埋め込まれる。
なお、図36(a)及び図36(b)には一組の第1突出部121及び第2突出部122しか示されていないが、摺動ブロック150に形成する第1突出部121及び第2突出部122はそれぞれ複数であってもよい。また、摺動ブロック150に形成する台地状部110は、一組の第1突出部121及び第2突出部122の間の台地状部110に限られるものではない。例えば、複数組みの第1突出部121及び第2突出部122の間の台地状部110が摺動ブロック150に形成されていてもよい。また、第1型101の第2部分Pa2の台地状部110が摺動ブロック150に形成されてもよい。
(4-5)変形例E
図37(a)及び図37(b)に示されているように、回路シート20をコア面CFよりも低い位置にインサートするように構成してもよい。回路シート20をコア面CFよりも低い位置にインサートして成形した成形品1が、図38(a)及び図38(b)に示されている。なお、変形例Eの各構成要素について、上記実施形態の各構成要素に対応する部分には同じ符号を付して説明を省略する。図37(a)及び図37(b)に示されている第1突出部121及び第2突出部122の高さは、コア面CFの高さと同じになる。回路シート20を支えるのは、図38(b)に示されているように、専らリブ16a,16b(支持樹脂部10b)になる。
(4-6)変形例F
上記実施形態では、加飾層19を転写により設ける場合を説明したが、加飾層は加飾フィルムをインサート成形することによって設けられてもよい。また、成形品1において加飾層19が形成されていなくてもよい。
(5-1)
上記実施形態及び変形例に係る成形品1の製造方法では、図11に示したステップS1(第1ステップ)で、例えば図14(a)に示されているように、回路シート20の第1被固定箇所が、第1型101の第1部分Pa1に配置される。また、図11のステップS1で、例えば図14(b)に示されているように、回路シート20の第2領域AR2を含む回路シート20の第2被固定箇所が、第1型101の第2部分Pa2に配置される。回路シート20の第1被固定箇所は、主に第1主面21が固定される箇所であり、例えば図17(a)に示されているように凹部15a,15bのうちの少なくとも一方に沿っている部分である。それに対し、回路シート20の第2被固定箇所は、第1主面21と第2主面22が樹脂で挟まれて固定される個所であり、例えば図17(b)に示されているように凹部15a,15bに沿っていない部分である。また、回路シート20の第1被固定箇所は、図21(a)、図26(a)または図32(a)に示されている部分であり、回路シート20の第2被固定箇所は、図21(b)、図26(b)または図32(b)に示されている部分である。回路シート20の第1被固定箇所の少なくとも一部は、台地状部110に接しするように配置される。
このように、第1型101と第2型102を型締めしてから型開きをするまでの溶融樹脂の射出で、樹脂の中にインサートされた回路シート20を備える成形品1を製造することができる。一組の第1型101と第2型102で回路シート20を備える成形品1を製造でき、従来のように、複数組み金型を用いなくて済むため、金型に掛かるコストを削減することができる。また、従来のように金型を取り換えて溶融樹脂の射出を複数回行わなくても済むため、成形品1の一つ当たりの製造に掛かる時間が短縮され、製造コストを削減することができる。
言い換えると、2色成形ではなく、1回の成形で成形体10の内部に回路シート20を固定した成形品1を製造でき、コストメリットが大きいということである。また、成形体10が、曲面形状を持つ場合でも、1回の成形で成形体10の内部に回路シート20を固定することができる。
射出成形樹脂が冷却過程で体積収縮し、回路シート20がほとんど変化しない場合、接着剤を使用し強固に接着していると、成形体10が反ったり、ねじれたりするなどの変形が生じる。このとき、回路シート20には、成形樹脂の収縮に対抗する内部応力が生じるため、温度湿度等の環境変化や外部からの衝撃により剥離することがあるが、接着剤を使用しない場合には、そのような不具合を抑制することができる。
また、第1型101には、回路シート20を所定位置にセットできるよう回路シート20の平面形状に合わせた第1突出部121、第2突出部122、第3突出部123を分割して設けている。そのため、成形体10の所定位置に、回路シート20を高精度でインサートし固定できる。さらにエアー吸引孔を設ける場合には、エアー吸引による効果により、成形後の成形体10の所定位置に回路シート20をさらに高精度に固定できる。なお、ここでは、回路シート20が平面形状である場合について説明しているが、回路シート20は平面形状以外の3次元形状であってもよい。例えば、回路シート20は湾曲していてもよい。そのような場合も、回路シート20を所定位置にセットできるよう回路シート20の面形状に合わせ、第1型101に、第1突出部121、第2突出部122、第3突出部123を分割して設ければよい。
例えば、図16、図17(a)及び図17(b)に示されているように、成形品1は、回路シート20の周囲から第2主面22に接触しながら延びる複数の支持樹脂部10bを回路シート20の周囲の全体に渡って有する。また、成形品1は、回路シート20の周囲に配置されている複数の凹部15a,15b,15cを回路シート20の周囲の全体に渡って有する。複数の支持樹脂部10bと複数の凹部15a,15b,15cは、支持樹脂部と前記凹部とが交互に回路シート20の周囲に沿って並ぶように配置されている。このような成形品1では、製造時において、凹部15a,15b,15cを形成するために第1型101に形成される第1突出部121、第2突出部122、第3突出部123で溶融樹脂が回路シート20の端面に直接当たることを防ぐ防波堤となり、溶融樹脂は圧力が分散・緩和された状態で溝部131,132に流入し支持樹脂部10bが形成されるので、成形体10の中における回路シート20のずれが少なくなり、回路シート20の配置位置の精度の高い成形品を提供することができる。
例えば、図12及び図13を用いて説明した第1型101の第2部分Pa2が、台地状部110の幅を回路シート20の幅よりも狭くした部分である。図12を見ればわかるように、この場合の台地状部110の構成は、台地状部110の中央部が分割されないので、回路シート20の第1主面21にかかる溶融樹脂の圧力により第2主面22側に変形する個所が無くなる。そのため、このような第1型101を用いる製造方法は、成形品1の構造も簡単になって成形品1を製造し易くなる。
(5-3)
例えば図26(b)を用いて説明した第1型101の第2部分Pa2は、台地状部110を分割する部分である。そして、図11のステップS1では、回路シート20が第2部分Pa2において第1型101に接しないように、互いに隣接する台地状部110の分割部分に掛け渡されている。言い換えると、回路シート20が第2部分Pa2で宙に浮いた状態になっている。そのため、第1型101の第2部分Pa2において、第1型101と回路シート20の間に溶融樹脂が入り込む。その結果、図29(a)または図29(b)に示されているように、支持樹脂部10bが大きくなり、大きな支持樹脂部10bによって回路シート20がしっかりと成形品1の中で固定される。
(5-4)
例えば図14(a)を用いて説明した第1型101の第1部分Pa1には、第1突出部121及び第2突出部122と台地状部110との間に溝部131,132が形成されている。第1型101に溝部131,132に溶融樹脂が入り込む。それにより、図17(a)を用いて説明したように、リブ16a,16bが形成され、台地状部110の両側の回路シート20の第2領域AR2に接する支持樹脂部10bの厚みを増やすことができる。この厚みの増した樹脂(例えばリブ16a,16b)により、回路シート20を固定する樹脂の強度を向上させることができる。
例えば図14(a)を用いて説明した第1型101は、第1突出部121と回路シート20の第1端辺20mとの間及び第2突出部122と回路シート20の第2端辺20nとの間に隙間In1,In2ができる。よって隙間In1,In2に溶融樹脂が入り込む場合もあり、その場合は回路シート20の端辺で樹脂による支持が強化される。
(5-6)
例えば図15(a)及び図15(b)を用いて説明した第1型101には、回路シート20のリード部20bが挿入される収納部140が形成されている。図11のステップS1(第1ステップ)では、回路シート20のリード部20bが、第1型101の収納部140の中に収納される。このようにして製造された成形品1では、図18(b)に示されているように、回路シート20のリード部20bが、成形品1の内面12の側に引き出される。その結果、回路シート20が成形体10の中にインサートされながら、回路シート20と成形体10の外にあるデバイスとの電気的な接続が容易な成形品1が得られる。
例えば図13に示されている第1型101には、第1突出部121と第2突出部122の組が、複数組み設けられている。図11のステップS1(第1ステップ)では、複数組みの第1突出部121と第2突出部122の間の全てに、回路シート20が配置されている。これら複数組みの第1突出部121と第2突出部122によって、溶融樹脂の射出時に回路シート20が第1型101に対してずれ難くなっている。このように複数組みの第1突出部121と第2突出部122を設けることによって、回路シート20が第1型101に対して大きくずれて成形品1が不良品になるのを抑制することができる。
特に、エアー吸引により吸着保持される場合には、インサートした回路シート20が第1型101より剥落することを確実に防止し、さらに回路シート20のシートのずれを小さくすることができ、成形体10の所定位置に回路シート20を高精度で固定できる。
また、射出成形樹脂が冷却過程で体積収縮し、回路シート20がほとんど変化しない場合、回路シート20には樹脂収縮量に相当する分のタワミが発生する。上述の成形品1の製造方法では、回路シート20の固定個所を多数個所に分け、また、なるべく小面積にすることで、このタワミによる回路シート20の変形を均等に分散できている。
(5-8)
図36(a)及び図36(b)を用いて説明した第1型101では、第1突出部121及び第2突出部122並びに台地状部110が摺動ブロック150に形成されている。このように構成されている第1型101を用いることで、摺動ブロック150のスライド前においては、第1突出部121及び第2突出部122並びに台地状部110により回路シート20の射出成形時のズレを抑制できる。また、摺動ブロック150のスライド後においては、スライド前に第1突出部121及び第2突出部122並びに台地状部110が在った場所にキャビティCvが広がって溶融樹脂が入り込む。例えば図36(c)に示されているように、第1突出部121及び第2突出部122並びに台地状部110が在った場所に入り込んだ樹脂により、成形品1の中での回路シート20の固定が強化される。
(5-9)
例えば図17(b)を用いて説明した第1型101の第2部分Pa2は、台地状部110に沿って第1突出部121と第2突出部122の両方が設けられていない構成になっている。台地状部110に沿って第1突出部121及び第2突出部122の両方が設けられていない第1型101を用いて製造すると、第2部分Pa2では、回路シート20の第2領域AR2の外側に第1突出部121と第2突出部122に起因する凹部が形成されない。そのため、第2領域AR2に接する支持樹脂部10bと、第2領域AR2に対向する第1主面21に接する樹脂10aとで回路シート20が挟まれる部分の強度が凹部の形成される部分よりも高くなる。その結果、回路シート20を挟む第1主面21側の樹脂10aと第2主面22側の支持樹脂部10bにより回路シート20がしっかりと固定される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
10 成形体
20 回路シート
21 第1主面
22 第2主面
101 第1型
102 第2型
110 台地状部
121 第1突出部
122 第2突出部
131,132 溝部
140 収納部
150 摺動ブロック
AR1 第1領域
AR2 第2領域
Cv キャビティ
In1,In2 隙間
MR 溶融樹脂
Pa1 第1部分
Pa2 第2部分
Claims (9)
- 第1主面と前記第1主面に対向する第2主面と導電パターンとを有する回路シートを、前記第2主面の第1領域が第1型の台地状部に接し且つ前記第2主面の第2領域が前記第1型に接しないように前記第1型にセットする第1ステップと、
前記回路シートが第2型に接しないように前記第1型に前記第2型を型締めして、前記回路シートの前記第1主面と前記第2主面の前記第2領域が露出するキャビティを形成する第2ステップと、
前記キャビティに溶融材料を導入して、前記回路シートの前記第1主面と前記第2主面の前記第2領域に前記溶融材料を接触させる第3ステップと、
前記溶融材料を冷却して固化させ、前記回路シートの前記第1主面に対向する外面と前記第2主面の前記第2領域に対向する内面を持つ樹脂製の成形体を形成する第4ステップと、
前記第1型と前記第2型の型開きをして成形品を取り出す第5ステップと
を備え、
前記第1ステップでは、前記回路シートの第1被固定箇所を前記第1型の第1部分に配置するとともに、前記第2領域を含む前記回路シートの第2被固定箇所を前記第1型の第2部分に配置し、
前記第1部分が、前記台地状部よりも高く且つ前記第1型の前記台地状部に沿って設けられている第1突出部及び第2突出部の少なくとも一方に沿う部分であり、
前記第2部分が、前記台地状部に沿って前記第1突出部及び前記第2突出部が設けられていない部分である、成形品の製造方法。 - 前記第1型の前記第2部分が、前記台地状部の幅を前記回路シートの幅よりも狭くした部分である、
請求項1に記載の成形品の製造方法。 - 前記第1型の前記第2部分が、前記台地状部を分割する部分であり、
前記第1ステップでは、前記第2部分において、前記回路シートが、分割された前記台地状部の2つの分割部分に掛け渡される、
請求項1に記載の成形品の製造方法。 - 前記第1型の前記第1部分には、前記第1突出部及び前記第2突出部と前記台地状部との間に溝部が形成されている、
請求項1から3のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。 - 前記第1型は、前記第1突出部と前記回路シートの第1端辺との間及び第2突出部と前記回路シートの第2端辺との間の少なくとも一方に隙間ができるように構成されている、
請求項1から4のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。 - 前記第1ステップでは、前記回路シートの接続部を前記第1型のスリットの中に挿入する、
請求項1から3のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。 - 前記第1型には、前記第1突出部と前記第2突出部の組が、複数組み設けられ、
前記第1ステップでは、前記複数組みの前記第1突出部と前記第2突出部の間の全てに、前記回路シートの前記第2主面の前記第2領域を配置する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。 - 前記第1型の前記第1突出部及び前記第2突出部並びに前記台地状部が摺動ブロックに形成され、
前記第3ステップでは、前記摺動ブロックが移動して、前記摺動ブロックの移動前に前記第1突出部及び前記第2突出部並びに前記台地状部が在った場所にキャビティを形成して前記溶融材料を導入する、
請求項1から7のいずれか一項に記載の成形品の製造方法。 - 第1主面と前記第1主面に対向する第2主面と導電パターンとを有する回路シートと、
前記回路シートの前記第1主面の全体を覆う成形体と
を備え、
前記成形体は、前記回路シートの周囲から前記第2主面に接触しながら延びる複数の支持樹脂部を前記回路シートの前記周囲の全体に渡って有するとともに、前記回路シートの前記周囲に配置されている複数の凹部を前記回路シートの前記周囲の全体に渡って有し、
複数の前記支持樹脂部と複数の前記凹部は、前記支持樹脂部と前記凹部とが交互に前記周囲に沿って並ぶように配置されていることを特徴とする、成形品。
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