JP3751288B2 - 予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法 - Google Patents
予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、インサートシートの端部を折り曲げるような予備成形に用いる予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法に関する。本発明の予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法は、インサートシートの折れ曲がり角度を約８０〜１００°に形成および維持でき、折り目部分のショックラインも発生しにくく、また線状凸部の高さや先端角度を変化させることによりインサートシートの折れ曲がり角度を折り目中の場所毎に調整することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
物品の表面を装飾する方法として、インサート成形法がある。インサート成形法とは、樹脂フィルムからなる基体シート上に図柄層などを形成したインサートシートを射出成形用金型内に供給し、型締め後、三次元形状の成形品を成形すると同時にインサートシートを成形品に接着する方法である。
【０００３】
インサートシート８を用いて特に複雑な表面形状を有するインサート成形品を得る場合には、特許文献１に示すように、あらかじめインサートシート８を予備成形型によって真空成形法などで予備成形し、予備成形されたインサートシート８を用いてインサート成形することによって、インサート成形時にインサートシート８がキャビティ形状に密着するようにしていた（図１３参照）。
【０００４】
ところで、あらかじめインサートシートを予備成形するために予備成形型によって真空成形する方法は、予備成形型が真空吸引手段を備えていなければならない等の理由でコストが高く付き、また製作日数もかかるため、図１４に示すようなインサートシート８の端部を折り曲げるような加工については使用しない方が望ましい。すなわち、インサートシートの端部を折り曲げるような加工には、もっとコストが低くて済み、製作日数のかからない手段を用いる。具体的には、下型上にインサートシート８をその折り曲げ予定部分を下型の溝に位置決めして載置し、上型として特許文献２に示すような打抜き又は折り目形成に用いられるトムソン型１４を利用し、トムソン型１４のトムソン刃１６をインサートシート８を介して溝に押し込むことにより、インサートシート８に折り目を形成することが行われている。なお、トムソン型１４は、必要な曲げ加工が行われた帯状薄板からなるトムソン刃１６がベニア合板や樹脂板などのベース板１５に設けられたスリット内に埋め込んまれたものであり、インサートシート８の予備成形においては、このトムソン刃１６の先端がベース板１５表面と平行な面として形成された切断不可なものが用いられる（図１５参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６１８６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−２４５０１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、折り目が曲線を有する線状の場合には曲線部で折り曲げに対して抵抗があるにもかかわらず、従来のトムソン型１４を利用した予備成形では、ベニア合板や樹脂板などに設けられたスリット内にトムソン型１４が埋め込まれたものであることに起因してヒーターを組み込めないため、インサートシート８を折り曲げ角度９０°に一旦折り曲げたとしても経時的に折り曲げ角度１６０°程度まで戻ってしまう（図１６参照）。その結果、抜き勾配のほとんどないキャビティ１０を有する射出成形用金型９内にインサートシート８を供給した際、キャビティ１０内に上手く挿入できずにインサートシート８の端部が キャビティ１０からはみ出してしまい（図１７参照）、型締め時に射出成形用金型９のパーティングライン面にインサートシート８が噛み込まれ、正しく成形できないという問題がある。
【０００８】
また、上記のように抜き勾配のほとんどないキャビティ１０内にインサートシート８を挿入する場合、挿入しやすいようにインサートシート８の折り曲げ位置はキャビティ１０よりもやや内側に設けておき、樹脂圧力によってキャビティ１０内壁に沿わせるようにしているが、従来技術のようにトムソン型を用いて折り曲げた場合、折り目上に線が残った状態（ショックライン１７という）のインサート成形品しか得られない（図１８参照）。なお、本願明細書中において「折り目」は、折り曲げたその箇所であることを表しており、折った時につく線痕の意味では用いていない。
【０００９】
また、従来のトムソン型を利用した予備成形では、図示したようにトムソン刃１６の刃幅、すなわちベース板１５表面からの突出度合いがトムソン刃１６中において一定である。また、トムソン刃１６の先端がベース板１５表面と平行な面として形成されたものを用いるため、刃先角度がトムソン刃１６中のどの箇所でも１８０°で一定である。したがって、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりやすい部分と折り曲がりにくい部分とで加圧時の折り曲げ角度に差を持たせるような調整ができない。その結果、たとえばインサートシート８を最も折り曲がりにくい部分で約８０〜１００°に形成および維持できるようにしても、最も折り曲がりやすい部分を折り曲げすぎてしまうおそれがある。この折り曲げすぎた部分は、成形樹脂１１を射出したときに金型とインサートシート８の間に成形樹脂１１が回りこんでしまい、正しく成形できない（図１９参照）。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決することにあって、インサートシートの折れ曲がり角度を約８０〜１００°に形成および維持でき、折り目部分のショックラインも発生しにくく、また線状凸部の高さや先端角度を変化させることによりインサートシートの折れ曲がり角度を折り目中の場所毎に調整することができる予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の予備成形用シート折り曲げ型は、曲線部を含む線状の溝、割れ目、穴のうちいずれかからなる収納部が上面に設けられた下型と、刃先角度４０〜６０°で先端がＲを呈するとともに、インサートシートを介して上記収納部と嵌合可能な折り曲げ刃が設けられた上型と、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上型と下型との間にセットされたインサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込ませる駆動部材とを備えた金属製プレス型であって、上記収納部および上記折り曲げ刃のうち少なくとも一方を加熱するヒーターが設けられているように構成した。
【００１２】
また、上記構成において、上記ヒーターが上記下型内に組み込まれているように構成した。
【００１３】
また、上記各構成において、上記収納部を構成する溝がＶ字溝であり、当該Ｖ字溝に対応した逆Ｖ字状を上記折り曲げ刃の断面が呈するように構成した。
【００１４】
また、上記各構成において、上記折り曲げ刃の上記収納部内への押し込み量が場所によって異なるように構成した。
【００１５】
また、上記各構成において、上記折り曲げ刃の刃先角度が場所によって異なるように構成した。
【００１６】
本発明のインサートシートの予備成形方法は、上記した予備成形用シート折り曲げ型を用い、上記下型上に上記インサートシートを位置決めして載置し、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上記インサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込み、上記インサートシートを介して上記収納部と上記折り曲げ刃とを嵌合させ、折り曲げ予定部分を加熱軟化した状態、あるいは折り曲げ予定部分を加熱軟化しながらの状態で上記インサートシートを折り曲げるように構成した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、図を参照しながら本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１に示す予備成形用シート折り曲げ型１は、上面に円弧状のＶ字溝が収納部５として設けられた下型３と、折り曲げ刃４が設けられた上型２と、上記下型３に対して上記上型２を下降させる駆動部材とを備えた金属製プレス型であって、下型３にＶ字溝を加熱する棒ヒーター６が組み込まれた構成である。
【００１９】
上記下型３は、その上にインサートシート８が載置されるものである（図２参照）。また、上記収納部５において上記折り曲げ刃４との間に加熱軟化した上記インサートシート８を挟持することにより、インサートシート８を折り曲げ予定部分に沿って成形するものである（図３、図１１参照）。図１に示す下型３の場合、内部に組み込まれた棒ヒーター６により収納部５が加熱されており、この熱によりインサートシート８の折り曲げ予定部分が加熱軟化される。なお、収納部５は、部分的または全体的に曲線部を有する線状であればよく、図１に示すような円弧状のものに限定されない。また、インサートシート８を刃先に沿わせた状態で上記収納部５において上記折り曲げ刃４と上記下型３との間に上記インサートシート８を挟持可能であるならば、収納部５はＶ字溝以外の溝でもよいし、図１２に示すように割れ目や穴でもよい。
【００２０】
上記インサートシート８は、樹脂フィルムからなる基体シート上に図柄層などを積層した枚葉状に構成され、本発明の予備成形用シート折り曲げ型１によって端部を折り曲げた後、射出成形が一回行なわれる度に金型のキャビティ１０内に挿入されるものである。上記図柄層は多層でもよいとともに金属蒸着層を含んでいてもよい。上記基体シートに用いる樹脂フィルムは、インサートシート８の折り曲げ時の加熱で軟化できるものであればよい。
【００２１】
上記上型２は、駆動部材の駆動により上記折り曲げ刃４により上記インサートシート８の折り曲げ予定部分を上記収納部５内に押し込ませるものである。折り曲げ刃４は、インサートシート８を介して収納部５と嵌合可能なものである。この折り曲げ刃４の断面形状は、収納部５の断面形状に一致した逆形状であってもよいし、一致しない形状であってもよい。前者の場合、図３に示すように、収納部５の斜面において上記折り曲げ刃４との間にインサートシート８を挟持することができる。後者の場合には、図１１および図１２に示すように、収納部５の入口角部において上記折り曲げ刃４との間にインサートシート８を挟持することができる。より好ましくは前者である。何故なら、インサートシート８の両側から面で挟んで加圧することになるので、しっかりと成形できるからである。なお、Ｖ字溝の斜面でインサートシート８を挟持するのは、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりにくい部分のみとしてもよい。また、上記折り曲げ刃４は、刃先角度１３（図９参照）が４０〜６０°で先端がＲを呈する（図１０参照）。折り曲げ刃４の先端がＲを呈していることによりインサートシート８もＲを持った折り曲げとなるので、折り目上にショックラインが発生しにくくなる。さらに、その先端がＲを呈しているので、折り曲げ加工の繰り返しにより欠けることもない。
【００２２】
また、図１においては下型３に収納部５を加熱する棒ヒーター６が組み込まれているが、この実施例に限定されない。たとえば、ヒーターの種類は棒ヒーター６以外のものでもよい。また、ヒーターは折り曲げ刃４を加熱するもの、または収納部５と折り曲げ刃４の両方を加熱するものであってもよい。収納部５を加熱する方が、上型２を下降する前からインサートシート８を加熱できるのでより好ましい。さらに、ヒーターが上型２や下型３の外部に設けられていてもよい。なお、本発明の予備成形用シート折り曲げ型１は、収納部５や折り曲げ刃４以外の部分まで加熱されていても構わない。
【００２３】
また、上記上型２および下型３の材質は、予備成形時の加熱に耐え得るように、またヒーターからの熱を収納部５や折り曲げ刃４に伝導しやすいようにするため、金属製である。
【００２４】
上記構成によれば、インサートシート８の予備成形は以下のように行なわれる。まず、図２に示すように、上記インサートシート８を下型３の上記収納部５に位置決めして載置する。このとき、収納部５および折り曲げ刃４のうち少なくとも一方はヒーターにより加熱されている。そして、図３に示すように、下型３に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃４によりインサートシート８の折り曲げ予定部分を収納部５内に押し込み、収納部５において折り曲げ刃４と下型３との間にインサートシート８を刃先に沿わせた状態で挟持することにより、インサートシート８を所望の折り曲げ角度で折り曲げる。このインサートシート８の折り曲げは、インサートシート８の折り曲げ予定部分を予め加熱軟化した状態で行なうか、あるいはインサートシート８の折り曲げ予定部分を加熱軟化しながらの状態で行なう。その後、上型２を上昇させて折り曲げ刃４を収納部５内より後退させる。
【００２５】
上記予備成形は、インサートシート８の加熱軟化とともにその折り曲げを行なうものであるので、曲線部で折り曲げに対して抵抗が小さい。その結果、図４に示すように、予備成形から長時間たっても折れ曲がり角度が約８０〜１００°に維持される。
【００２６】
本発明においても、抜き勾配のほとんどないキャビティ１０内にインサートシート８を挿入しやすいように、インサートシート８の折り曲げ位置はキャビティ１０よりもやや内側に設けられる。しかし、従来技術と異なり、上記したように折り曲げ刃４の先端がＲを呈しているので、折り目がＲを呈する折り曲げが可能である。したがって、折り目上にショックラインが発生しにくい。
【００２７】
以上のようにして予備成形されたインサートシート８は、射出成形用金型９内に供給した際、無理なくキャビティ１０内に納めることができ（図５参照）、型締め時にインサートシート８が射出成形用金型９のパーティングライン面に噛み込まれるということがない。型締め後、溶融状態の成形樹脂１１をキャビティ１０内に射出することにより、インサートシート８はキャビティ１０内壁に沿わせられ（図６参照）、成形と同時に成形品１２の表面にショックラインの無いインサートシート８が一体化されたインサート成形品を得られる（図７参照）。
【００２８】
ところで、予備成形用シート折り曲げ型１は、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりやすい部分と折り曲がりにくい部分とで折り曲げやすさ（又は折り曲げにくさ）の差が大きい場合には、加圧時の折り曲げ角度に差を持たせるような調整をすることが可能である。調整方法としては、たとえば上記折り曲げ刃４の上記収納部５内への押し込み量を場所によって異ならせることによって行なう。すなわち、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりやすい部分においては押し込み量を少なくし、折り曲がりにくい部分においては押し込み量を多くする。このようにすることにより、予備成形後の折り曲げ角度がインサートシート８の折り目上で差が小さくなる。つまり、無理なくキャビティ１０内に納めることができ且つ金型とインサートシート８の間に成形樹脂１１が回りこんでしまうことがない。なお、この押し込み量の調整は、折り曲げ刃４の刃幅７を場所によって異ならせることによって行なう（図８参照）。また、収納部５をＶ字溝で構成する場合、前記したようにインサートシート８の折り目上のうち折り曲がりにくい部分のみをＶ字溝の斜面でインサートシート８を挟持するならそのＶ字溝の深さは一定とすることができるが、インサートシート８の折り目上の全ての部分をＶ字溝の斜面でインサートシート８を挟持するならＶ字溝の深さは折り曲げ刃４の刃幅７の変化に対応して変化させることになる。
【００２９】
また、上記折り曲げ刃４の刃先角度１３（図９参照）を場所によって異ならせることによって加圧時の折り曲げ角度に差を持たせるような調整をすることも可能である。すなわち、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりやすい部分においては刃先角度１３を大きく形成し、折り曲がりにくい部分においては刃先角度１３を小さく形成する。
【００３０】
また、上記押し込み量と上記刃先角度１３の両方を場所によって異ならせることによって上記調整を行なってもよい。
【００３１】
【実施例】
予備成形用シート折り曲げ型を、上面にＶ字溝が収納部として設けられた下型と、厚み０．１８８ｍｍのインサートシートを介してＶ字溝と嵌合可能な折り曲げ刃が設けられ上型と、下型に対して上型を下降させて折り曲げ刃によりインサートシートの折り曲げ予定部分を収納部内に押し込ませる駆動部材とを備えたＳ５５Ｃ製プレス型とした。上記Ｖ字溝および折り曲げ刃は長さ３９９ｍｍ、曲率半径４９０４．３ｍｍの円弧状を描いている。また、Ｖ字溝の深さ、角度は、円弧の両端部分（いずれも長さ３０ｍｍ）でそれぞれ１５．０ｍｍ、６０°、円弧の残りの部分でそれぞれ１５．２ｍｍ、４０°である。また、折り曲げ刃の先端のＲは０．５ｍｍである。また、下型には、φ５ｍｍの棒ヒーター５本が組み込まれて、下型の温度を７０℃に設定している。
【００３２】
以上のような予備成形用シート折り曲げ型を用い、下型上に厚み０．１８８ｍｍのＰＥＴフィルムを基体シートとするインサートシートをその折り曲げ予定部分を下型のＶ字溝の中心に位置決めして載置し、上型の折り曲げ刃をインサートシートを介してＶ字溝に嵌合するまで押し込んで予備成形したところ、インサートシートの対向する二辺を、折り目間の距離が中央付近で最も離れるように、長さ３９９ｍｍ、曲率半径４９０４．３ｍｍの円弧状の曲線に沿って幅２．５ｍｍの巾で鋭角に折り曲げることができた。このようにして予備成形されたインサートシートは、加工後１週間経過しても折れ曲がり角度は８０〜１００°に維持されており、またショックラインの発生もしていないものであった。この予備成形されたインサートシートを射出成形用金型内にインサートしたところ、無理なく抜き勾配３°のキャビティ内に折り目が０．５ｍｍ内側になるように納めることができ、型締め後、溶融状態のＡＢＳ樹脂を成形樹脂としてキャビティ内に射出することにより、インサートシートはキャビティ内壁に沿わせられ、樹脂成形品の成形と同時にその表面に一体化されたインサート成形品を得た。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法は、前記した構成及び作用からなるので、次の効果が奏される。
【００３４】
すなわち、予備成形用シート折り曲げ型は、曲線部を含む線状の溝、割れ目、穴のうちいずれかからなる収納部が上面に設けられた下型と、刃先角度４０〜６０°で先端がＲを呈するとともにインサートシートを介して上記収納部と嵌合可能な折り曲げ刃が設けられた上型と、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上型と下型との間にセットされたインサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込ませる駆動部材とを備えた金属製プレス型であって、上記収納部および上記折り曲げ刃のうち少なくとも一方を加熱するヒーターが設けられている構成をとり、また本発明の前記予備成形用シート折り曲げ型を用いたインサートシートの予備成形方法は、上記下型上に上記インサートシートを位置決めして載置し、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上記インサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込み、上記インサートシートを介して上記収納部と上記折り曲げ刃とを嵌合させ、折り曲げ予定部分を加熱軟化した状態、あるいは折り曲げ予定部分を加熱軟化しながらの状態で上記インサートシートを折り曲げる構成をとるので、予備成形から長時間たっても折れ曲がり角度を約８０〜１００°に維持できる。したがって、このように予備成形されたインサートシートは、射出成形用金型内に供給した際、無理なくキャビティ内に納めることができ、型締め時にインサートシートが射出成形用金型のパーティングライン面に噛み込まれて正しく成形できないということがない。
【００３５】
また、折り曲げ刃の先端がＲを呈しているので、折り目がＲを呈する折り曲げが可能である。したがって、折り目上にショックラインが発生しにくい。
【００３６】
さらに、インサートシートの折り目上のうち折り曲がりやすい部分と折り曲がりにくい部分とで折り曲げやすさ（又は折り曲げにくさ）の差が大きい場合にも、折り曲げ刃の収納部への押し込み量および／または折り曲げ刃の刃先角度を場所によって異ならせることによって、加圧時の折り曲げ角度に差を持たせるような調整をすることができる。すなわち、予備成形後の折り曲げ角度をインサートシートの折り目上で差が小さくなるようにし、無理なくキャビティ内に納めることができ且つ金型とインサートシートの間に成形樹脂が回りこんでしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型による予備成形直前の一実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型による予備成形直前の一実施例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型によって予備成形されたインサートシートを示す斜視図である。
【図５】図４の予備成形されたインサートシートを射出成形用金型内に配置した状態の一実施例を示す断面図である。
【図６】図４の予備成形されたインサートシートを用いた射出成形の一実施例を示す断面図である。
【図７】図４の予備成形されたインサートシートを用いたインサート成形品の一実施例を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る折り曲げ刃の刃幅の変化について説明する正面図である。
【図９】本発明に係る折り曲げ刃の刃先角度について説明する断面図である。
【図１０】本発明に係る折り曲げ刃の先端部について説明する断面図である。
【図１１】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型による予備成形直前の他の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型による予備成形直前の他の実施例を示す断面図である。
【図１３】一般的な予備成形がされたインサートフィルムを射出成形用金型内に配置した状態を示す断面図である。
【図１４】インサートシートの予備成形例を示す斜視図である。
【図１５】従来の予備成形に用いるトムソン型の一例を示す図である。
【図１６】従来技術における予備成形されたインサ−トシ−トの経時変化を示す斜視図である。
【図１７】従来技術における予備成形されたインサ−トシ−トのキャビティ挿入時の問題点を示す断面図である。
【図１８】従来のインサート成形品について発生するショックラインを説明する斜視図である。
【図１９】従来技術における予備成形されたインサ−トシ−トの射出成形時の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 予備成形用シート折り曲げ型
２ 上型
３ 下型
４ 折り曲げ刃
５ 収納部
６ 棒ヒーター
７ 刃幅
８ インサートシート
９ 射出成形用金型
１０ キャビティ
１１ 成形樹脂
１２ 成形品
１３ 刃先角度
１４ トムソン型
１５ ベース板
１６ トムソン刃
１７ ショックライン
【発明の属する技術の分野】
本発明は、インサートシートの端部を折り曲げるような予備成形に用いる予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法に関する。本発明の予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法は、インサートシートの折れ曲がり角度を約８０〜１００°に形成および維持でき、折り目部分のショックラインも発生しにくく、また線状凸部の高さや先端角度を変化させることによりインサートシートの折れ曲がり角度を折り目中の場所毎に調整することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
物品の表面を装飾する方法として、インサート成形法がある。インサート成形法とは、樹脂フィルムからなる基体シート上に図柄層などを形成したインサートシートを射出成形用金型内に供給し、型締め後、三次元形状の成形品を成形すると同時にインサートシートを成形品に接着する方法である。
【０００３】
インサートシート８を用いて特に複雑な表面形状を有するインサート成形品を得る場合には、特許文献１に示すように、あらかじめインサートシート８を予備成形型によって真空成形法などで予備成形し、予備成形されたインサートシート８を用いてインサート成形することによって、インサート成形時にインサートシート８がキャビティ形状に密着するようにしていた（図１３参照）。
【０００４】
ところで、あらかじめインサートシートを予備成形するために予備成形型によって真空成形する方法は、予備成形型が真空吸引手段を備えていなければならない等の理由でコストが高く付き、また製作日数もかかるため、図１４に示すようなインサートシート８の端部を折り曲げるような加工については使用しない方が望ましい。すなわち、インサートシートの端部を折り曲げるような加工には、もっとコストが低くて済み、製作日数のかからない手段を用いる。具体的には、下型上にインサートシート８をその折り曲げ予定部分を下型の溝に位置決めして載置し、上型として特許文献２に示すような打抜き又は折り目形成に用いられるトムソン型１４を利用し、トムソン型１４のトムソン刃１６をインサートシート８を介して溝に押し込むことにより、インサートシート８に折り目を形成することが行われている。なお、トムソン型１４は、必要な曲げ加工が行われた帯状薄板からなるトムソン刃１６がベニア合板や樹脂板などのベース板１５に設けられたスリット内に埋め込んまれたものであり、インサートシート８の予備成形においては、このトムソン刃１６の先端がベース板１５表面と平行な面として形成された切断不可なものが用いられる（図１５参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−６１８６号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平１０−２４５０１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、折り目が曲線を有する線状の場合には曲線部で折り曲げに対して抵抗があるにもかかわらず、従来のトムソン型１４を利用した予備成形では、ベニア合板や樹脂板などに設けられたスリット内にトムソン型１４が埋め込まれたものであることに起因してヒーターを組み込めないため、インサートシート８を折り曲げ角度９０°に一旦折り曲げたとしても経時的に折り曲げ角度１６０°程度まで戻ってしまう（図１６参照）。その結果、抜き勾配のほとんどないキャビティ１０を有する射出成形用金型９内にインサートシート８を供給した際、キャビティ１０内に上手く挿入できずにインサートシート８の端部が キャビティ１０からはみ出してしまい（図１７参照）、型締め時に射出成形用金型９のパーティングライン面にインサートシート８が噛み込まれ、正しく成形できないという問題がある。
【０００８】
また、上記のように抜き勾配のほとんどないキャビティ１０内にインサートシート８を挿入する場合、挿入しやすいようにインサートシート８の折り曲げ位置はキャビティ１０よりもやや内側に設けておき、樹脂圧力によってキャビティ１０内壁に沿わせるようにしているが、従来技術のようにトムソン型を用いて折り曲げた場合、折り目上に線が残った状態（ショックライン１７という）のインサート成形品しか得られない（図１８参照）。なお、本願明細書中において「折り目」は、折り曲げたその箇所であることを表しており、折った時につく線痕の意味では用いていない。
【０００９】
また、従来のトムソン型を利用した予備成形では、図示したようにトムソン刃１６の刃幅、すなわちベース板１５表面からの突出度合いがトムソン刃１６中において一定である。また、トムソン刃１６の先端がベース板１５表面と平行な面として形成されたものを用いるため、刃先角度がトムソン刃１６中のどの箇所でも１８０°で一定である。したがって、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりやすい部分と折り曲がりにくい部分とで加圧時の折り曲げ角度に差を持たせるような調整ができない。その結果、たとえばインサートシート８を最も折り曲がりにくい部分で約８０〜１００°に形成および維持できるようにしても、最も折り曲がりやすい部分を折り曲げすぎてしまうおそれがある。この折り曲げすぎた部分は、成形樹脂１１を射出したときに金型とインサートシート８の間に成形樹脂１１が回りこんでしまい、正しく成形できない（図１９参照）。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決することにあって、インサートシートの折れ曲がり角度を約８０〜１００°に形成および維持でき、折り目部分のショックラインも発生しにくく、また線状凸部の高さや先端角度を変化させることによりインサートシートの折れ曲がり角度を折り目中の場所毎に調整することができる予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の予備成形用シート折り曲げ型は、曲線部を含む線状の溝、割れ目、穴のうちいずれかからなる収納部が上面に設けられた下型と、刃先角度４０〜６０°で先端がＲを呈するとともに、インサートシートを介して上記収納部と嵌合可能な折り曲げ刃が設けられた上型と、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上型と下型との間にセットされたインサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込ませる駆動部材とを備えた金属製プレス型であって、上記収納部および上記折り曲げ刃のうち少なくとも一方を加熱するヒーターが設けられているように構成した。
【００１２】
また、上記構成において、上記ヒーターが上記下型内に組み込まれているように構成した。
【００１３】
また、上記各構成において、上記収納部を構成する溝がＶ字溝であり、当該Ｖ字溝に対応した逆Ｖ字状を上記折り曲げ刃の断面が呈するように構成した。
【００１４】
また、上記各構成において、上記折り曲げ刃の上記収納部内への押し込み量が場所によって異なるように構成した。
【００１５】
また、上記各構成において、上記折り曲げ刃の刃先角度が場所によって異なるように構成した。
【００１６】
本発明のインサートシートの予備成形方法は、上記した予備成形用シート折り曲げ型を用い、上記下型上に上記インサートシートを位置決めして載置し、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上記インサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込み、上記インサートシートを介して上記収納部と上記折り曲げ刃とを嵌合させ、折り曲げ予定部分を加熱軟化した状態、あるいは折り曲げ予定部分を加熱軟化しながらの状態で上記インサートシートを折り曲げるように構成した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、図を参照しながら本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１に示す予備成形用シート折り曲げ型１は、上面に円弧状のＶ字溝が収納部５として設けられた下型３と、折り曲げ刃４が設けられた上型２と、上記下型３に対して上記上型２を下降させる駆動部材とを備えた金属製プレス型であって、下型３にＶ字溝を加熱する棒ヒーター６が組み込まれた構成である。
【００１９】
上記下型３は、その上にインサートシート８が載置されるものである（図２参照）。また、上記収納部５において上記折り曲げ刃４との間に加熱軟化した上記インサートシート８を挟持することにより、インサートシート８を折り曲げ予定部分に沿って成形するものである（図３、図１１参照）。図１に示す下型３の場合、内部に組み込まれた棒ヒーター６により収納部５が加熱されており、この熱によりインサートシート８の折り曲げ予定部分が加熱軟化される。なお、収納部５は、部分的または全体的に曲線部を有する線状であればよく、図１に示すような円弧状のものに限定されない。また、インサートシート８を刃先に沿わせた状態で上記収納部５において上記折り曲げ刃４と上記下型３との間に上記インサートシート８を挟持可能であるならば、収納部５はＶ字溝以外の溝でもよいし、図１２に示すように割れ目や穴でもよい。
【００２０】
上記インサートシート８は、樹脂フィルムからなる基体シート上に図柄層などを積層した枚葉状に構成され、本発明の予備成形用シート折り曲げ型１によって端部を折り曲げた後、射出成形が一回行なわれる度に金型のキャビティ１０内に挿入されるものである。上記図柄層は多層でもよいとともに金属蒸着層を含んでいてもよい。上記基体シートに用いる樹脂フィルムは、インサートシート８の折り曲げ時の加熱で軟化できるものであればよい。
【００２１】
上記上型２は、駆動部材の駆動により上記折り曲げ刃４により上記インサートシート８の折り曲げ予定部分を上記収納部５内に押し込ませるものである。折り曲げ刃４は、インサートシート８を介して収納部５と嵌合可能なものである。この折り曲げ刃４の断面形状は、収納部５の断面形状に一致した逆形状であってもよいし、一致しない形状であってもよい。前者の場合、図３に示すように、収納部５の斜面において上記折り曲げ刃４との間にインサートシート８を挟持することができる。後者の場合には、図１１および図１２に示すように、収納部５の入口角部において上記折り曲げ刃４との間にインサートシート８を挟持することができる。より好ましくは前者である。何故なら、インサートシート８の両側から面で挟んで加圧することになるので、しっかりと成形できるからである。なお、Ｖ字溝の斜面でインサートシート８を挟持するのは、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりにくい部分のみとしてもよい。また、上記折り曲げ刃４は、刃先角度１３（図９参照）が４０〜６０°で先端がＲを呈する（図１０参照）。折り曲げ刃４の先端がＲを呈していることによりインサートシート８もＲを持った折り曲げとなるので、折り目上にショックラインが発生しにくくなる。さらに、その先端がＲを呈しているので、折り曲げ加工の繰り返しにより欠けることもない。
【００２２】
また、図１においては下型３に収納部５を加熱する棒ヒーター６が組み込まれているが、この実施例に限定されない。たとえば、ヒーターの種類は棒ヒーター６以外のものでもよい。また、ヒーターは折り曲げ刃４を加熱するもの、または収納部５と折り曲げ刃４の両方を加熱するものであってもよい。収納部５を加熱する方が、上型２を下降する前からインサートシート８を加熱できるのでより好ましい。さらに、ヒーターが上型２や下型３の外部に設けられていてもよい。なお、本発明の予備成形用シート折り曲げ型１は、収納部５や折り曲げ刃４以外の部分まで加熱されていても構わない。
【００２３】
また、上記上型２および下型３の材質は、予備成形時の加熱に耐え得るように、またヒーターからの熱を収納部５や折り曲げ刃４に伝導しやすいようにするため、金属製である。
【００２４】
上記構成によれば、インサートシート８の予備成形は以下のように行なわれる。まず、図２に示すように、上記インサートシート８を下型３の上記収納部５に位置決めして載置する。このとき、収納部５および折り曲げ刃４のうち少なくとも一方はヒーターにより加熱されている。そして、図３に示すように、下型３に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃４によりインサートシート８の折り曲げ予定部分を収納部５内に押し込み、収納部５において折り曲げ刃４と下型３との間にインサートシート８を刃先に沿わせた状態で挟持することにより、インサートシート８を所望の折り曲げ角度で折り曲げる。このインサートシート８の折り曲げは、インサートシート８の折り曲げ予定部分を予め加熱軟化した状態で行なうか、あるいはインサートシート８の折り曲げ予定部分を加熱軟化しながらの状態で行なう。その後、上型２を上昇させて折り曲げ刃４を収納部５内より後退させる。
【００２５】
上記予備成形は、インサートシート８の加熱軟化とともにその折り曲げを行なうものであるので、曲線部で折り曲げに対して抵抗が小さい。その結果、図４に示すように、予備成形から長時間たっても折れ曲がり角度が約８０〜１００°に維持される。
【００２６】
本発明においても、抜き勾配のほとんどないキャビティ１０内にインサートシート８を挿入しやすいように、インサートシート８の折り曲げ位置はキャビティ１０よりもやや内側に設けられる。しかし、従来技術と異なり、上記したように折り曲げ刃４の先端がＲを呈しているので、折り目がＲを呈する折り曲げが可能である。したがって、折り目上にショックラインが発生しにくい。
【００２７】
以上のようにして予備成形されたインサートシート８は、射出成形用金型９内に供給した際、無理なくキャビティ１０内に納めることができ（図５参照）、型締め時にインサートシート８が射出成形用金型９のパーティングライン面に噛み込まれるということがない。型締め後、溶融状態の成形樹脂１１をキャビティ１０内に射出することにより、インサートシート８はキャビティ１０内壁に沿わせられ（図６参照）、成形と同時に成形品１２の表面にショックラインの無いインサートシート８が一体化されたインサート成形品を得られる（図７参照）。
【００２８】
ところで、予備成形用シート折り曲げ型１は、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりやすい部分と折り曲がりにくい部分とで折り曲げやすさ（又は折り曲げにくさ）の差が大きい場合には、加圧時の折り曲げ角度に差を持たせるような調整をすることが可能である。調整方法としては、たとえば上記折り曲げ刃４の上記収納部５内への押し込み量を場所によって異ならせることによって行なう。すなわち、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりやすい部分においては押し込み量を少なくし、折り曲がりにくい部分においては押し込み量を多くする。このようにすることにより、予備成形後の折り曲げ角度がインサートシート８の折り目上で差が小さくなる。つまり、無理なくキャビティ１０内に納めることができ且つ金型とインサートシート８の間に成形樹脂１１が回りこんでしまうことがない。なお、この押し込み量の調整は、折り曲げ刃４の刃幅７を場所によって異ならせることによって行なう（図８参照）。また、収納部５をＶ字溝で構成する場合、前記したようにインサートシート８の折り目上のうち折り曲がりにくい部分のみをＶ字溝の斜面でインサートシート８を挟持するならそのＶ字溝の深さは一定とすることができるが、インサートシート８の折り目上の全ての部分をＶ字溝の斜面でインサートシート８を挟持するならＶ字溝の深さは折り曲げ刃４の刃幅７の変化に対応して変化させることになる。
【００２９】
また、上記折り曲げ刃４の刃先角度１３（図９参照）を場所によって異ならせることによって加圧時の折り曲げ角度に差を持たせるような調整をすることも可能である。すなわち、インサートシート８の折り目上のうち折り曲がりやすい部分においては刃先角度１３を大きく形成し、折り曲がりにくい部分においては刃先角度１３を小さく形成する。
【００３０】
また、上記押し込み量と上記刃先角度１３の両方を場所によって異ならせることによって上記調整を行なってもよい。
【００３１】
【実施例】
予備成形用シート折り曲げ型を、上面にＶ字溝が収納部として設けられた下型と、厚み０．１８８ｍｍのインサートシートを介してＶ字溝と嵌合可能な折り曲げ刃が設けられ上型と、下型に対して上型を下降させて折り曲げ刃によりインサートシートの折り曲げ予定部分を収納部内に押し込ませる駆動部材とを備えたＳ５５Ｃ製プレス型とした。上記Ｖ字溝および折り曲げ刃は長さ３９９ｍｍ、曲率半径４９０４．３ｍｍの円弧状を描いている。また、Ｖ字溝の深さ、角度は、円弧の両端部分（いずれも長さ３０ｍｍ）でそれぞれ１５．０ｍｍ、６０°、円弧の残りの部分でそれぞれ１５．２ｍｍ、４０°である。また、折り曲げ刃の先端のＲは０．５ｍｍである。また、下型には、φ５ｍｍの棒ヒーター５本が組み込まれて、下型の温度を７０℃に設定している。
【００３２】
以上のような予備成形用シート折り曲げ型を用い、下型上に厚み０．１８８ｍｍのＰＥＴフィルムを基体シートとするインサートシートをその折り曲げ予定部分を下型のＶ字溝の中心に位置決めして載置し、上型の折り曲げ刃をインサートシートを介してＶ字溝に嵌合するまで押し込んで予備成形したところ、インサートシートの対向する二辺を、折り目間の距離が中央付近で最も離れるように、長さ３９９ｍｍ、曲率半径４９０４．３ｍｍの円弧状の曲線に沿って幅２．５ｍｍの巾で鋭角に折り曲げることができた。このようにして予備成形されたインサートシートは、加工後１週間経過しても折れ曲がり角度は８０〜１００°に維持されており、またショックラインの発生もしていないものであった。この予備成形されたインサートシートを射出成形用金型内にインサートしたところ、無理なく抜き勾配３°のキャビティ内に折り目が０．５ｍｍ内側になるように納めることができ、型締め後、溶融状態のＡＢＳ樹脂を成形樹脂としてキャビティ内に射出することにより、インサートシートはキャビティ内壁に沿わせられ、樹脂成形品の成形と同時にその表面に一体化されたインサート成形品を得た。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の予備成形用シート折り曲げ型およびこれを用いたインサートシートの予備成形方法は、前記した構成及び作用からなるので、次の効果が奏される。
【００３４】
すなわち、予備成形用シート折り曲げ型は、曲線部を含む線状の溝、割れ目、穴のうちいずれかからなる収納部が上面に設けられた下型と、刃先角度４０〜６０°で先端がＲを呈するとともにインサートシートを介して上記収納部と嵌合可能な折り曲げ刃が設けられた上型と、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上型と下型との間にセットされたインサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込ませる駆動部材とを備えた金属製プレス型であって、上記収納部および上記折り曲げ刃のうち少なくとも一方を加熱するヒーターが設けられている構成をとり、また本発明の前記予備成形用シート折り曲げ型を用いたインサートシートの予備成形方法は、上記下型上に上記インサートシートを位置決めして載置し、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上記インサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込み、上記インサートシートを介して上記収納部と上記折り曲げ刃とを嵌合させ、折り曲げ予定部分を加熱軟化した状態、あるいは折り曲げ予定部分を加熱軟化しながらの状態で上記インサートシートを折り曲げる構成をとるので、予備成形から長時間たっても折れ曲がり角度を約８０〜１００°に維持できる。したがって、このように予備成形されたインサートシートは、射出成形用金型内に供給した際、無理なくキャビティ内に納めることができ、型締め時にインサートシートが射出成形用金型のパーティングライン面に噛み込まれて正しく成形できないということがない。
【００３５】
また、折り曲げ刃の先端がＲを呈しているので、折り目がＲを呈する折り曲げが可能である。したがって、折り目上にショックラインが発生しにくい。
【００３６】
さらに、インサートシートの折り目上のうち折り曲がりやすい部分と折り曲がりにくい部分とで折り曲げやすさ（又は折り曲げにくさ）の差が大きい場合にも、折り曲げ刃の収納部への押し込み量および／または折り曲げ刃の刃先角度を場所によって異ならせることによって、加圧時の折り曲げ角度に差を持たせるような調整をすることができる。すなわち、予備成形後の折り曲げ角度をインサートシートの折り目上で差が小さくなるようにし、無理なくキャビティ内に納めることができ且つ金型とインサートシートの間に成形樹脂が回りこんでしまうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型の一実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型による予備成形直前の一実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型による予備成形直前の一実施例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型によって予備成形されたインサートシートを示す斜視図である。
【図５】図４の予備成形されたインサートシートを射出成形用金型内に配置した状態の一実施例を示す断面図である。
【図６】図４の予備成形されたインサートシートを用いた射出成形の一実施例を示す断面図である。
【図７】図４の予備成形されたインサートシートを用いたインサート成形品の一実施例を示す斜視図である。
【図８】本発明に係る折り曲げ刃の刃幅の変化について説明する正面図である。
【図９】本発明に係る折り曲げ刃の刃先角度について説明する断面図である。
【図１０】本発明に係る折り曲げ刃の先端部について説明する断面図である。
【図１１】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型による予備成形直前の他の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る予備成形用シート折り曲げ型による予備成形直前の他の実施例を示す断面図である。
【図１３】一般的な予備成形がされたインサートフィルムを射出成形用金型内に配置した状態を示す断面図である。
【図１４】インサートシートの予備成形例を示す斜視図である。
【図１５】従来の予備成形に用いるトムソン型の一例を示す図である。
【図１６】従来技術における予備成形されたインサ−トシ−トの経時変化を示す斜視図である。
【図１７】従来技術における予備成形されたインサ−トシ−トのキャビティ挿入時の問題点を示す断面図である。
【図１８】従来のインサート成形品について発生するショックラインを説明する斜視図である。
【図１９】従来技術における予備成形されたインサ−トシ−トの射出成形時の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 予備成形用シート折り曲げ型
２ 上型
３ 下型
４ 折り曲げ刃
５ 収納部
６ 棒ヒーター
７ 刃幅
８ インサートシート
９ 射出成形用金型
１０ キャビティ
１１ 成形樹脂
１２ 成形品
１３ 刃先角度
１４ トムソン型
１５ ベース板
１６ トムソン刃
１７ ショックライン
Claims (6)
- 曲線部を含む線状の溝、割れ目、穴のうちいずれかからなる収納部が上面に設けられた下型と、刃先角度４０〜６０°で先端がＲを呈するとともにインサートシートを介して上記収納部と嵌合可能な折り曲げ刃が設けられた上型と、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上型と下型との間にセットされたインサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込ませる駆動部材とを備えた金属製プレス型であって、上記収納部および上記折り曲げ刃のうち少なくとも一方を加熱するヒーターが設けられていることを特徴とする予備成形用シート折り曲げ型。
- 上記ヒーターが上記下型内に組み込まれている請求項１記載の予備成形用シート折り曲げ型。
- 上記収納部を構成する溝がＶ字溝であり、当該Ｖ字溝に対応した逆Ｖ字状を上記折り曲げ刃の断面が呈する請求項１または請求項２のいずれかに記載の予備成形用シート折り曲げ型。
- 上記折り曲げ刃の上記収納部内への押し込み量が場所によって異なる請求項１〜３記載の予備成形用シート折り曲げ型。
- 上記折り曲げ刃の刃先角度が場所によって異なる請求項１〜４記載の予備成形用シート折り曲げ型。
- 請求項１〜５に記載の予備成形用シート折り曲げ型を用い、上記下型上に上記インサートシートを位置決めして載置し、上記下型に対して上記上型を下降させて上記折り曲げ刃により上記インサートシートの折り曲げ予定部分を上記収納部内に押し込み、上記インサートシートを介して上記収納部と上記折り曲げ刃とを嵌合させ、折り曲げ予定部分を加熱軟化した状態、あるいは折り曲げ予定部分を加熱軟化しながらの状態で上記インサートシートを折り曲げることを特徴とするインサートシートの予備成形方法。
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