JP4397988B2 - 多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型に係り、より詳細には、金型に溶融樹脂を充填してキャビティ内で可動入子により成形品に圧力を加えて圧縮することで複数の薄肉部を形成する多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器の外装部には、射出成形技術により形成したケースをよく用いている。この電子機器のケースは、近年、携帯などの使用目的により小型化が要求されている。また、電子機器のケースは、種々の機能付加により増加する電子部品を効率良く内部に収納するため、回路基板の集積化とともに、ケースの薄型化が要求されている。特に、例えば、ＰＨＳ電話機、携帯電話機などの移動体通信端末においては、携帯を目的とする小型化と、種々の機能追加により増加する内部部品を効率的に収納するためのケースの薄型化とが最も重要になっている。図１１は、このようなケースを形成する従来の射出成形金型を示す断面図である。また、図１２は、図１１に示した射出成形金型により形成した携帯電話機のケース７０を示す斜視図である。また、図１３は、図１２に示したＩ−Ｉ線の断面を示す断面図である。
【０００３】
図１１に示すように、従来の射出成形金型は、開閉する一対の固定金型６０と可動金型５０とからなり、所定の型開閉装置（図示せず）に装着して駆動する。ここで、可動金型５０は、図１１に示した矢印方向に可動して固定金型６０から接離するように設けてある。また、固定金型６０と可動金型５０とには、型閉め時の相互間に成形品形状のキャビティ空間６１が形成されている。このキャビティ空間６１には、固定金型６０の外部から溶融樹脂１を充填するゲート６２が接続されており、このゲート６２は固定金型６０と可動金型５０とに各々形成したスプール６２ａ及びランナー６２ｂを備えている。この図１１に示した射出成形金型では、ゲート６２の形状をサブマリンゲート（トンネルゲート）に形成している。
【０００４】
このように形成された従来の射出成形金型により成形品を形成する場合、可動金型５０を固定金型６０に接触させて型閉めを行い、可動金型５０を固定金型６０に圧接させる型締めを行った後、キャビティ空間６１内に溶融樹脂１が充填され、この溶融樹脂１が冷却されて成形品となる。そして、可動金型５０を固定金型６０から離して型開きを行い、エジェクタピン（図示せず）を可動金型５０から突き出すことによって成形品を取り出すことができる。
【０００５】
次に、このような従来の射出成形金型により形成された携帯電話機のケース７０を図１２を参照して詳細に説明する。図１２に示すように、従来の射出成形金型により形成された携帯電話機のケース７０は、複数の電子部品８２を実装して高周波回路部を形成した回路基板８０が装着されている。この際、高周波回路部は、ケース７０内部に回路基板８０を装着する場合、シールドされることが要求される。従って、ケース７０には、高周波回路部を密閉してシールドするシールド壁７６を形成している。
【０００６】
ここで、ケース７０には、シールド壁７６の高さより高い電子部品８２を実装した回路基板８０が装着されており、この高い電子部品８２がシールド壁７６内に収納できるように凹状に形成した薄肉部７２を形成している。この凹状の薄肉部７２は、図１１に示した可動金型５０のキャビティ空間６１内に突出した凸部を設けることで形成できる。このように、ケース７０に薄肉部７２を設けることで、回路基板８０の表面からケース７０の外面までの図１３に示す間隔Ｊを薄く形成することが可能になり、携帯電話機のケース全体を薄型化できる。
【０００７】
しかし、このような従来の射出成形方法では、樹脂の性質及び金型により定まる設計上の制約があり、例えば、肉厚が大きいと固化に時間がかかりヒケなどの不具合が生じる一方、肉厚が薄いと射出成形品の末端で溶融樹脂が流れなくなってしまう。一般に使用される射出成形品の肉厚は、０．８ｍｍ〜１．５ｍｍ程度が標準とされている。また、射出成形品の設計では、できる限り射出成形品の肉厚を均一とするように考慮することが必要である。特に、射出成形においては、溶融した樹脂がキャビティ空間に充填したとき、このキャビティ空間の壁面に流れた樹脂の表面は早く冷却して硬くなり、図１３に示したように、いわゆるスキン層１ａを形成する。このスキン層１ａにより、図１３に示した薄肉部７２でより一層、溶融樹脂の流れが悪くなる。
【０００８】
従って、図１２に示したケース７０では、薄肉部７２の肉厚が均一でないため、ゲート６２から充填した溶融樹脂の流れが悪くなる。これによりケース７０の充填不足、及び図１２に示した薄肉部７２での樹脂の流れによるウエルド７０ａが発生してしまう。また、通常の射出成形では、冷却工程中に射出成形品に圧力をかけずにそのまま冷却するため、冷却工程中に圧縮した薄肉部と通常の肉厚部との収縮率の差により成形品の表面にヒケが生じてしまう。
【０００９】
このような不具合を解決するための方法として圧縮成形方法がある。この圧縮成形方法は、冷却工程時にキャビティ内の樹脂に圧力をかける方法であり、金型内に樹脂を充填した後、可動入子などを可動させることで圧縮して局部的にヒケを制御したり、或いは、開口部及び薄肉部をウエルドなしで形成できる手法として近年注目されている。このような従来技術としては、例えば、特開平１０−２３０５３４号公報に開示されている。図１４は、このような従来の圧縮成形金型を示す断面図である。また、図１５は、図１４に示した圧縮成形金型により成形品を形成する動作を示す動作説明図であり、図１５（ａ）は溶融樹脂を充填している状態を、図１５（ｂ）は溶融樹脂を可動入子により圧縮している状態を、図１５（ｃ）は可動入子によりキャビティ内が充填された状態を各々示している。また、図１６は、図１４に示した圧縮成形金型により形成したＩＣカードを示す斜視図である。
【００１０】
図１４に示すように、従来の圧縮成形金型は、開閉する一対の固定金型１００と可動金型９０とからなり、所定の型開閉装置（図示せず）に装着して駆動させる。ここで、可動金型９０は、図１４に示した矢印方向に可動して固定金型１００と接離するように設けてあるとともに、内部に貫通するように配置して図１４に示した矢印方向に可動可能に設けた可動入子９２を備えている。この可動入子９２と可動金型９０との間には、可動入子９２により圧縮した際に溶融樹脂１が入り込む可能性が大きいため、成形品にバリが生じてしまう。従って、この可動入子９２と可動金型９０との間隔では、合わせが最も重要になる。通常、可動入子９２と可動金型９０との間の合わせは、５μ〜４μに設定することが好ましい。また、固定金型１００と可動金型９０には、型閉め時の内部に成形品形状のキャビティ空間９９が形成されている。このキャビティ空間９９には、固定金型１００の外部から溶融樹脂１を充填するゲート１０２が設けられている。
【００１１】
このように形成された従来の圧縮成形金型により成形品を形成する場合、可動金型９０を固定金型１００に接触させて型閉めを行い、可動金型９０を固定金型１００に圧接させる型締めを行う。そして、図１５（ａ）に示すように、キャビティ空間９９内に溶融樹脂１を充填する。この際、図１５（ｂ）に示すように、キャビティ空間９９内に溶融樹脂１が十分に充填する途中で図１５（ｂ）に示した矢印方向に可動入子９２の圧縮を開始する。これにより溶融樹脂１は、可動入子９２の圧縮圧力により図１５（ｂ）に示した未充填部９９ａに向かって充填し、図１５（ｃ）に示すように可動入子９２が所定の位置まで圧縮することでキャビティ空間９９の内部全てが充填される。このように、従来の圧縮成形方法は、金型の全体または１部のいずれかを圧縮成形装置自体の機構または個別の機構によって可動し、キャビティ内の樹脂に圧力を加えることにより、溶融樹脂の容積の減少による成形品のヒケ及びウエルドなどの不良現象を排除している。
【００１２】
このような従来の圧縮成形金型により形成される成形品としては、例えば、図１６に示すＩＣカード１１０の本体部１１２がある。このＩＣカード１１０の本体部１１２は、薄肉で矩形平板形状に形成され、一方面が平坦面になっており、他方の面には前述した圧縮成形金型のキャビティ内で可動入子９２により圧縮された凹部１１２ａを形成している。また、本体部１１２は、矩形平板形状の肉厚が１．２ｍｍ程度であり、凹部１１２ａの底面に可動入子９２により圧縮された超薄肉部の肉厚が０．１６ｍｍ程度である。そして、ＩＣカード１１０は、この本体部１１２の凹部１１２ａにＩＣモジュール１１４を収納することにより形成されている。従って、この本体部１１２は、従来の圧縮成形金型により形成されているため、ヒケ及びウエルドなどの不良現象がなく安定して凹部１１２ａを形成することができる。
【００１３】
しかし、このような従来の圧縮成形金型では、図１６に示した凹部１１２ａを複数設けることが困難であり、例えば、図１２に示した携帯電話機のケースのような複雑な形状を備えた成形品に適用するには圧縮ストローク、射出圧、射出速度、金型温度、金型内部の圧力調整などの成形条件が複雑になってしまう。また、携帯電話機のケースは、前述したようにケースの薄型化要求により、成形品の肉厚を０．４〜０．６ｍｍの薄肉部に形成し、更に圧縮成形金型で圧縮して肉厚を０．１〜０．２５ｍｍの超薄肉部に形成しなければならなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の射出成形及び圧縮成形方法では、肉厚が０．４〜０．６ｍｍの薄肉部を備え、更に、圧縮成形により圧縮した０．１〜０．２５ｍｍまたはそれ以上の超薄肉部をケースに複数形成することは困難であるという不具合があった。
また、薄肉部を圧縮して更に超薄肉部を複数形成することが困難なため、軽量化及び薄型化した電子機器の携帯用ケースの製造が困難であるとともに、従来の金型により超薄肉部を複数形成する場合、金型製造コストが増加してしまうという不具合があった。
本発明はこのような課題を解決し、圧縮成形により複数の超薄肉部を安定して形成できる多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法は、お互いに開閉して型閉め時の相互間に成形品形状のキャビティを形成した一対の金型装置を有し、この金型装置の開閉する一方の可動金型にキャビティ内部で他方の固定金型方向に金型自体の機構または個別の機構によって突出する少なくとも１つ以上の可動入子を設け、この可動入子の周囲または一部を囲む可動金型にリブ用の凹部を形成し、可動金型及び固定金型を型閉めして凹部以外のキャビティ内に溶融樹脂を充填した後、可動金型の可動入子を突出させてキャビティ内の溶融樹脂を圧縮するとともに凹部に溶融樹脂を逃がすことで金型内部に加わる圧力を調節して安定した圧縮により成形品に少なくとも１つ以上の超薄肉部を形成する。可動入子には、いずれも１５μ〜２０μの第１ガス抜き部と第２ガス抜き部とが設けられる。第１ガス抜き部は可動金型に接する可動入子の外周部に形成され、第２ガス抜き部は可動入子の中心部に可動入子の移動方向に形成されて、ガス抜きをする。
ここで、成形品の肉厚は０．４〜０．６ｍｍの薄肉厚に形成し、成形品の超薄肉部の肉厚は可動入子の圧縮により０．１〜０．２５ｍｍのフィルム状の超薄肉厚に形成することが好ましい。また、凹部には、ガス抜き部の隙間により発生するバリを防止するためにバリ防止部を形成することが好ましい。また、成形品としては、ＰＨＳ電話機、携帯電話機などの小型化を有する電子機器のケースに採用することが好ましい。
【００１６】
また、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型は、お互いに開閉して型閉め時の相互間に成形品形状のキャビティを形成した一対の金型装置を有し、この金型装置の開閉する一方の可動金型にキャビティ内部で他の固定金型方向に金型自体の機構または個別の機構によって突出する少なくとも１つ以上の可動入子を設け、この可動入子の周囲または一部を囲む可動金型にリブ用の凹部を形成する。可動入子には、いずれも１５μ〜２０μの第１ガス抜き部と第２ガス抜き部とが設けられる。第１ガス抜き部は可動金型に接する可動入子の外周部に形成され、第２ガス抜き部は可動入子の中心部に可動入子の移動方向に形成されて、ガス抜きをする。
ここで、成形品の肉厚は、０．４〜０．６ｍｍの薄肉厚に形成し、成形品の超薄肉部の肉厚は可動入子の可動により０．１〜０．２５ｍｍに圧縮されてフィルム状の超薄肉厚に形成することが好ましい。また、凹部には、ガス抜き部の隙間により発生するバリを防止するバリ防止部を形成することが好ましい。また、成形品としては、ＰＨＳ電話機、携帯電話機などの小型化を有する電子機器のケースに採用することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型の実施の形態を示す断面図である。また、図２は、図１に示した多点薄肉部圧縮成形金型により形成された携帯電話機のケースを示す斜視図である。また、図３は、図２に示したＥ−Ｅ線の断面を示す断面図である。また。図４は、図３に示したＦ部の詳細を示す拡大図である。また、図５は、図３に示したケースを形成する金型の動作を示す断面図であり、図５（ａ）は溶融樹脂を充填した状態を、図５（ｂ）は可動入子により圧縮した状態を各々示している。
【００１８】
図１に示すように、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型は、開閉する一対の固定金型２０と可動金型１０とからなり、所定の型開閉装置（図示せず）に固定金型２０を固定し、この固定金型２０に可動金型１０が接離して駆動するように設けてある。また、固定金型２０と可動金型１０には、型閉め時の内部に充填した溶融樹脂１により成形品を形成するため、この成形品の形状に形成されたキャビティ空間９が形成されている。このキャビティ空間９には、固定金型２０の外部から溶融樹脂１を充填するゲート（図示せず）が設けられている。
【００１９】
また、可動金型１０は、内部に貫通するように配置され、この内部のキャビティ内に突出するように設けた可動入子１２を備えている。この可動入子１２は、図示されていないが、可動金型１０に複数設けられている。また、可動入子１２には、可動金型１０に接する外周部と、中心部とに開口するガス抜き部１２ａが形成されている。このガス抜き部１２ａの隙間は、好ましくは１５μ〜２０μ程度に形成することが望ましい。しかし、このガス抜き部１２ａの隙間は、前述した従来技術のように、可動入子１２により圧縮された溶融樹脂１が入り込む可能性が大きいため、成形品にバリが生じてしまう。従って、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型には、バリの発生により生じる不具合を回避するバリ防止部が形成されている。このバリ防止部に関しては後述する。また、可動金型１０には、可動入子１２が駆動する周囲のキャビティ面に溶融樹脂１が流入する凹部１０ａを形成している。
【００２０】
次に、このような本発明による多点薄肉部圧縮成形金型により形成された携帯電話機のケース３０を図２を参照して説明する。図２に示すように、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型により形成された携帯電話機のケース３０は、図１２に示した従来技術のケース７０と同様に、複数の電子部品４２を実装して高周波回路部を形成した回路基板４０が装着されている。この際、回路基板４０の高周波回路部は、ケース３０の内部に収納した際に密閉されてシールドできるように設けてある。従って、ケース３０には、高周波回路部を密閉してシールドするシールド壁３６が一体に形成されている。
【００２１】
また、シールド壁３６の上端には、図１２に示した従来技術とは異なり、導電部材４４を装着している。また、回路基板４０は、高周波回路部の周囲を囲むように接地パターン４０ａを形成している。従って、回路基板４０とケース３０とは、シールド壁３６上端に装着した導電部材４４を介して密閉されるとともに、この導電部材４４が回路基板４０の接地パターン４０ａに接地することで高いシールド効果を得ることができる。
【００２２】
また、ケース３０には、回路基板４０をシールド壁３６に装着した際、高さの高い電子部品４２（図２では４箇所）をシールド壁３６内に収納できるように、図１に示した可動入子１２により圧縮して凹状に形成した超薄肉部３２を複数（図２では４箇所Ａ〜Ｄ）形成している。また、超薄肉部３２の周囲には、図１に示した凹部１０ａにより形成されるリブ３８が形成されている。ここで、超薄肉部３２の肉厚は０．１〜０．２５ｍｍに形成され、この超薄肉部３２の周囲の肉厚は０．４ｍｍ〜０．６ｍｍに形成されている。また、ケース３０には、複数の超薄肉部３２のほぼ中央部にゲート２２を設けてある。
【００２３】
このように、ケース３０に超薄肉部３２を設けることで、図３に示すように、回路基板４０の上面からケース３０の底面までの高さである図３に示した間隔Ｇを薄く形成することが可能になり、携帯電話機のケース全体を薄型化できる。
【００２４】
ここで、超薄肉部３２は、前述したように、図１に示した可動入子１２により圧縮して凹状に形成する。この超薄肉部３２の圧縮時には、図１に示した可動入子１２のガス抜き部１２ａに樹脂が入り込んでバリを発生させてしまう。従って、ケース３０には、図２及び図３に示すように、導電部材４４を載置するシールド壁３６が可動入子１２に接する場合、バリ防止部３４を形成している。このバリ防止部３４は、シールド壁３６先端の可動入子１２が接する部位を一部切り欠くように形成している。
【００２５】
従って、シールド壁３６の先端部には、図４に示すように、バリ３９が発生しても導電部材４４を浮くことなく装着可能である。従って、バリ防止部３４は、回路基板４０または導電部材４４などの部品をケース３０に装着する際、バリによる浮きを防止するために形成されている。
【００２６】
次に、このような携帯電話機のケース３０を形成する本発明による多点薄肉部圧縮成形金型の動作を図５を参照して詳細に説明する。本発明による多点薄肉部圧縮成形金型により携帯電話機のケース３０を形成する場合、まず、図５（ａ）に示すように、可動金型１０を固定金型２０に接触させて型閉めを行い、可動金型１０を固定金型２０に圧接させて型締めを行う。この際、可動金型１０に形成した複数の可動入子１２は、キャビティ空間９内に突出しないように設置する。そして、図５（ａ）に示すように、キャビティ空間９内にゲート（図２参照）を介して溶融樹脂１を充填する。ここで、溶融樹脂１は、図５（ａ）に示したように、可動金型１０の凹部１０ａ及びシールド壁凹部１０ｂ以外のキャビティ空間９に充填される。即ち、凹部１０ａ及びシールド壁凹部１０ｂには、エアポケット部が形成される。
【００２７】
そして、溶融樹脂１がキャビティ空間９に充填すると、図５（ｂ）に示す矢印方向に複数の可動入子１２を駆動させて圧縮を開始する。これにより溶融樹脂１は、図５（ｂ）に示したように、複数の可動入子１２の圧縮圧力により凹部１０ａ及びシールド壁凹部１０ｂのエアポケット部に充填し、キャビティの内部全てに充填される。この際、可動入子１２には、図示されていないが、図１に示したガス抜き部１２ａが形成されているため、エアポケット部のガスを外部に排出することができる。
【００２８】
このような本発明による多点薄肉部圧縮成形方法では、可動入子１２が溶融樹脂１に加える圧縮により生じる歪みを排除するため、可動金型１０の周囲に凹部１０ａを設けて溶融樹脂１を逃がすことにより安定して複数の超薄肉部（図２に示したＡ〜Ｄ）を形成することができる。ここで、図５に示した金型内において、溶融樹脂１が可動入子１２により圧縮される状態を図６を参照して詳細に説明する。図６は、図５に示した金型内に充填された溶融樹脂の状態を示す断面図であり、図６（ａ）は溶融樹脂を充填した状態を、図６（ｂ）は可動入子により圧縮した状態を各々示している。また、図７は、図６に示した超薄肉部の膨らみを示す断面図である。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、溶融樹脂１は、ゲート２２からキャビティ空間９に充填される際、キャビティ空間の壁面に接した樹脂の表面から早く冷却されて硬くなり、いわゆるスキン層１ａが形成される。このスキン層１ａは、ゲート２２から充填された樹脂から先に冷却して形成されるため、ゲート２２の近傍が最も大きく形成される。反面、スキン層１ａは、ゲート２２から遠くに位置する部分では小さく形成される。
【００３０】
そして、図６（ｂ）に示すように、キャビティ空間に溶融樹脂１が充填して可動入子１２により圧縮すると、可動入子１２の圧縮圧力により凹部１０ａに樹脂が充填されて成形品が形成される。この際、スキン層１ａは、ゲート２２の近傍に多く形成されているため、ゲート２２から遠くに位置する超薄肉部３２の周囲には溶融樹脂１が多く残存している。
【００３１】
このように溶融樹脂１が多く残存している場合、可動入子１２の圧縮圧力による歪みが大きく溶融樹脂１内部に残存すると同時に、図７に示すように残存した溶融樹脂１が冷却時に容積が収縮して硬化した超薄肉部３２を引っ張って図７に示した間隔Ｈのように超薄肉部３２が突出して膨らんでしまうという不具合があった。従って、超薄肉部３２の膨らみは、図６（ｂ）に示したように、溶融樹脂１が多く残存するゲート２２から遠くに位置した超薄肉部３２に大きく膨らみが発生することが分かる。
【００３２】
次に、図２に示した携帯電話機のケース３０において、前述したようにゲート２２から遠くに位置して大きく膨らみが発生する超薄肉部３２（図２に示すＡ部）の厚みと膨らみとの関係を図８及び図９を参照して更に詳細に説明する。図８は、図２に示したゲート２２から遠くに位置する超薄肉部３２（Ａ部）の厚みと膨らみとを測定した数値を示す表である。また、図９は、図８に示した表の厚みと膨らみとの関係を示すグラフである。
【００３３】
図８に示す厚みと膨らみとを測定した表は、図７に示した間隔Ｈを膨らみとし、この膨らんだ超薄肉部の肉厚を厚みとしている。また、表に記載された数値の単位は、ｍｍである。また、表では、５つの携帯電話機のケースサンプルに対して各々厚みと膨らみとを測定し、平均値、最大値、最小値を各々表記している。この５つのサンプルは、図６に示した可動入子１２による圧縮ストロークを変えて複数測定している。即ち、可動入子の圧縮量を変えた（超薄肉部の肉厚を変えた）際の膨らみ量を測定している。ここで、可動入子１２の圧縮ストロークは、表に示したプレス位置により決定される。このプレス位置は、図示されていないが、金型内で駆動する機構の調節位置であり、表では１３．６ｍｍ〜１７．６ｍｍの範囲内に設定して測定している。例えば、表に示したように、プレス位置を１３．６ｍｍに設定することで超薄肉部の厚み（肉厚）を平均０．２４７ｍｍに形成できることが分かる。このような表において、膨らみの平均値を０．１ｍｍ以下に維持するためにはプレス位置を１４．６ｍｍ以下に設定すれば良いことが分かる。従って、超薄肉部の厚みを平均値０．２１２ｍｍに設定することで、膨らみ量が０．１ｍｍ以下に安定する。反対に、超薄肉部の厚みが０．２１２ｍｍ以下に薄くなると、膨らみ量が増加することが分かる。
【００３４】
これと同様に、厚みと膨らみとの関係を図９を参照して詳細に説明する。図９に示すグラフは、縦軸に膨らみ量を、横軸に厚み量を各々示している。このグラフは、図８に示した表を曲線グラフに示したものである。従って、図９に示したグラフは、図８に示した表と同様に、膨らみ量（縦軸）を０．１ｍｍ以下に維持するためには超薄肉部の厚み（横軸）を０．２１ｍｍ以上に設定すれば良いことがよく分かる。このような結果により、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型では、プレス位置を１３．６ｍｍに設定して図２に示した携帯電話機のケースを形成している。即ち、この携帯電話機のケースは、超薄肉部の厚みを平均０．２４７ｍｍ（約０．２５ｍｍ）で形成している。
【００３５】
ここで、プレス位置を１３．６ｍｍに設定した際、図２に示した携帯電話機のケースに形成された複数（図２に示す４箇所Ａ〜Ｄ）の超薄肉部の厚みが０．２１２ｍｍ以上に形成されているかを図１０を参照して詳細に説明する。図１０は、図２に示した複数の超薄肉部をプレス位置１３．６ｍｍで形成した各厚みの測定値を示す表である。
【００３６】
図１０に示す表は、図８に示した表と同様に、５つの携帯電話機のケースサンプルに対して各々厚みと膨らみとを測定し、平均値、最大値、最小値を表記している。この表には、図８に示した表とは異なり、縦軸に４箇所の超薄肉部Ａ部〜Ｄ部（図２に示したＡ〜Ｄに対応）の厚み（肉厚）を表記している。ここで、超薄肉部の中でＡ部は、図８に示した表のプレス位置１３．６ｍｍの数値と同様である。また、表に記載された数値の単位は、ｍｍである。
【００３７】
図１０に示したように、超薄肉部Ａ部〜Ｄ部の厚みは、平均値が全て０．２１２ｍｍ以上に形成されていることが分かる。従って、図２に示した携帯電話機のケースは、膨らみ、ソリ、ヒケ、バリなどの不良現象を防止できるとともに、安定した生産を実現することが可能になる。このように、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型は、ケースの肉厚を図１１乃至図１６に示した従来技術での通常肉厚（０．８〜１．５ｍｍ）から薄肉厚（０．４〜０．６ｍｍ）に形成でき、この薄肉厚部を更に超薄肉部（約０．２５ｍｍ）に圧縮成形することが可能になる。これにより携帯電話機のケースなどの電子機器は、薄型化及び小型化が可能になる。
【００３８】
以上、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型を携帯電話機のケースに採用した実施の形態を説明したが、これに限定されるものではなく、薄型化及び小型化を必要とする他の電子機器に広く適用することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
このように本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型によれば、電子機器のケースに部分的な超薄肉部分を形成することが可能になるため、ケースをより一層、薄型化及び小型化することが可能になるとともに、ケースの軽量化も同時に実現することができる。
また、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型によれば、金型の可動入子の周囲にリブ用の凹部を設ける簡単な構造により安定した圧縮成形を実現できるため、金型の製造コストを低減することができ、電子機器製品のコストも同時に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多点薄肉部圧縮成形金型の実施の形態を示す断面図。
【図２】図１に示した多点薄肉部圧縮成形金型により形成された携帯電話機のケースを示す斜視図。
【図３】図２に示したＥ−Ｅ線の断面を示す断面図。
【図４】図３に示したＦ部の詳細を示す拡大図。
【図５】図３に示したケースを形成する金型の動作を示す断面図。
【図６】図５に示した金型内に充填された溶融樹脂の状態を示す断面図。
【図７】図６に示した超薄肉部の膨らみを示す断面図。
【図８】図２に示したゲートから遠くに位置する超薄肉部の厚みと膨らみとを測定した数値を示す表。
【図９】図８に示した表の厚みと膨らみとの関係を示すグラフ。
【図１０】図２に示した複数の超薄肉部をプレス位置１３．６ｍｍで形成した各厚みの測定値を示す表。
【図１１】従来の射出成形金型を示す断面図。
【図１２】図１１に示した射出成形金型により形成した携帯電話機のケースを示す斜視図。
【図１３】図１２に示したＩ−Ｉ線の断面を示す断面図。
【図１４】従来の圧縮成形金型を示す断面図。
【図１５】図１４に示した圧縮成形金型により成形品を形成する動作を示す動作説明図。
【図１６】図１４に示した圧縮成形金型により形成したＩＣカードを示す斜視図。
【符号の説明】
１ 溶融樹脂
９ キャビティ空間
１０ 可動金型
１０ａ 凹部
１２ 可動入子
１２ａ ガス抜き部
２０ 固定金型
【発明の属する技術分野】
本発明は、多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型に係り、より詳細には、金型に溶融樹脂を充填してキャビティ内で可動入子により成形品に圧力を加えて圧縮することで複数の薄肉部を形成する多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子機器の外装部には、射出成形技術により形成したケースをよく用いている。この電子機器のケースは、近年、携帯などの使用目的により小型化が要求されている。また、電子機器のケースは、種々の機能付加により増加する電子部品を効率良く内部に収納するため、回路基板の集積化とともに、ケースの薄型化が要求されている。特に、例えば、ＰＨＳ電話機、携帯電話機などの移動体通信端末においては、携帯を目的とする小型化と、種々の機能追加により増加する内部部品を効率的に収納するためのケースの薄型化とが最も重要になっている。図１１は、このようなケースを形成する従来の射出成形金型を示す断面図である。また、図１２は、図１１に示した射出成形金型により形成した携帯電話機のケース７０を示す斜視図である。また、図１３は、図１２に示したＩ−Ｉ線の断面を示す断面図である。
【０００３】
図１１に示すように、従来の射出成形金型は、開閉する一対の固定金型６０と可動金型５０とからなり、所定の型開閉装置（図示せず）に装着して駆動する。ここで、可動金型５０は、図１１に示した矢印方向に可動して固定金型６０から接離するように設けてある。また、固定金型６０と可動金型５０とには、型閉め時の相互間に成形品形状のキャビティ空間６１が形成されている。このキャビティ空間６１には、固定金型６０の外部から溶融樹脂１を充填するゲート６２が接続されており、このゲート６２は固定金型６０と可動金型５０とに各々形成したスプール６２ａ及びランナー６２ｂを備えている。この図１１に示した射出成形金型では、ゲート６２の形状をサブマリンゲート（トンネルゲート）に形成している。
【０００４】
このように形成された従来の射出成形金型により成形品を形成する場合、可動金型５０を固定金型６０に接触させて型閉めを行い、可動金型５０を固定金型６０に圧接させる型締めを行った後、キャビティ空間６１内に溶融樹脂１が充填され、この溶融樹脂１が冷却されて成形品となる。そして、可動金型５０を固定金型６０から離して型開きを行い、エジェクタピン（図示せず）を可動金型５０から突き出すことによって成形品を取り出すことができる。
【０００５】
次に、このような従来の射出成形金型により形成された携帯電話機のケース７０を図１２を参照して詳細に説明する。図１２に示すように、従来の射出成形金型により形成された携帯電話機のケース７０は、複数の電子部品８２を実装して高周波回路部を形成した回路基板８０が装着されている。この際、高周波回路部は、ケース７０内部に回路基板８０を装着する場合、シールドされることが要求される。従って、ケース７０には、高周波回路部を密閉してシールドするシールド壁７６を形成している。
【０００６】
ここで、ケース７０には、シールド壁７６の高さより高い電子部品８２を実装した回路基板８０が装着されており、この高い電子部品８２がシールド壁７６内に収納できるように凹状に形成した薄肉部７２を形成している。この凹状の薄肉部７２は、図１１に示した可動金型５０のキャビティ空間６１内に突出した凸部を設けることで形成できる。このように、ケース７０に薄肉部７２を設けることで、回路基板８０の表面からケース７０の外面までの図１３に示す間隔Ｊを薄く形成することが可能になり、携帯電話機のケース全体を薄型化できる。
【０００７】
しかし、このような従来の射出成形方法では、樹脂の性質及び金型により定まる設計上の制約があり、例えば、肉厚が大きいと固化に時間がかかりヒケなどの不具合が生じる一方、肉厚が薄いと射出成形品の末端で溶融樹脂が流れなくなってしまう。一般に使用される射出成形品の肉厚は、０．８ｍｍ〜１．５ｍｍ程度が標準とされている。また、射出成形品の設計では、できる限り射出成形品の肉厚を均一とするように考慮することが必要である。特に、射出成形においては、溶融した樹脂がキャビティ空間に充填したとき、このキャビティ空間の壁面に流れた樹脂の表面は早く冷却して硬くなり、図１３に示したように、いわゆるスキン層１ａを形成する。このスキン層１ａにより、図１３に示した薄肉部７２でより一層、溶融樹脂の流れが悪くなる。
【０００８】
従って、図１２に示したケース７０では、薄肉部７２の肉厚が均一でないため、ゲート６２から充填した溶融樹脂の流れが悪くなる。これによりケース７０の充填不足、及び図１２に示した薄肉部７２での樹脂の流れによるウエルド７０ａが発生してしまう。また、通常の射出成形では、冷却工程中に射出成形品に圧力をかけずにそのまま冷却するため、冷却工程中に圧縮した薄肉部と通常の肉厚部との収縮率の差により成形品の表面にヒケが生じてしまう。
【０００９】
このような不具合を解決するための方法として圧縮成形方法がある。この圧縮成形方法は、冷却工程時にキャビティ内の樹脂に圧力をかける方法であり、金型内に樹脂を充填した後、可動入子などを可動させることで圧縮して局部的にヒケを制御したり、或いは、開口部及び薄肉部をウエルドなしで形成できる手法として近年注目されている。このような従来技術としては、例えば、特開平１０−２３０５３４号公報に開示されている。図１４は、このような従来の圧縮成形金型を示す断面図である。また、図１５は、図１４に示した圧縮成形金型により成形品を形成する動作を示す動作説明図であり、図１５（ａ）は溶融樹脂を充填している状態を、図１５（ｂ）は溶融樹脂を可動入子により圧縮している状態を、図１５（ｃ）は可動入子によりキャビティ内が充填された状態を各々示している。また、図１６は、図１４に示した圧縮成形金型により形成したＩＣカードを示す斜視図である。
【００１０】
図１４に示すように、従来の圧縮成形金型は、開閉する一対の固定金型１００と可動金型９０とからなり、所定の型開閉装置（図示せず）に装着して駆動させる。ここで、可動金型９０は、図１４に示した矢印方向に可動して固定金型１００と接離するように設けてあるとともに、内部に貫通するように配置して図１４に示した矢印方向に可動可能に設けた可動入子９２を備えている。この可動入子９２と可動金型９０との間には、可動入子９２により圧縮した際に溶融樹脂１が入り込む可能性が大きいため、成形品にバリが生じてしまう。従って、この可動入子９２と可動金型９０との間隔では、合わせが最も重要になる。通常、可動入子９２と可動金型９０との間の合わせは、５μ〜４μに設定することが好ましい。また、固定金型１００と可動金型９０には、型閉め時の内部に成形品形状のキャビティ空間９９が形成されている。このキャビティ空間９９には、固定金型１００の外部から溶融樹脂１を充填するゲート１０２が設けられている。
【００１１】
このように形成された従来の圧縮成形金型により成形品を形成する場合、可動金型９０を固定金型１００に接触させて型閉めを行い、可動金型９０を固定金型１００に圧接させる型締めを行う。そして、図１５（ａ）に示すように、キャビティ空間９９内に溶融樹脂１を充填する。この際、図１５（ｂ）に示すように、キャビティ空間９９内に溶融樹脂１が十分に充填する途中で図１５（ｂ）に示した矢印方向に可動入子９２の圧縮を開始する。これにより溶融樹脂１は、可動入子９２の圧縮圧力により図１５（ｂ）に示した未充填部９９ａに向かって充填し、図１５（ｃ）に示すように可動入子９２が所定の位置まで圧縮することでキャビティ空間９９の内部全てが充填される。このように、従来の圧縮成形方法は、金型の全体または１部のいずれかを圧縮成形装置自体の機構または個別の機構によって可動し、キャビティ内の樹脂に圧力を加えることにより、溶融樹脂の容積の減少による成形品のヒケ及びウエルドなどの不良現象を排除している。
【００１２】
このような従来の圧縮成形金型により形成される成形品としては、例えば、図１６に示すＩＣカード１１０の本体部１１２がある。このＩＣカード１１０の本体部１１２は、薄肉で矩形平板形状に形成され、一方面が平坦面になっており、他方の面には前述した圧縮成形金型のキャビティ内で可動入子９２により圧縮された凹部１１２ａを形成している。また、本体部１１２は、矩形平板形状の肉厚が１．２ｍｍ程度であり、凹部１１２ａの底面に可動入子９２により圧縮された超薄肉部の肉厚が０．１６ｍｍ程度である。そして、ＩＣカード１１０は、この本体部１１２の凹部１１２ａにＩＣモジュール１１４を収納することにより形成されている。従って、この本体部１１２は、従来の圧縮成形金型により形成されているため、ヒケ及びウエルドなどの不良現象がなく安定して凹部１１２ａを形成することができる。
【００１３】
しかし、このような従来の圧縮成形金型では、図１６に示した凹部１１２ａを複数設けることが困難であり、例えば、図１２に示した携帯電話機のケースのような複雑な形状を備えた成形品に適用するには圧縮ストローク、射出圧、射出速度、金型温度、金型内部の圧力調整などの成形条件が複雑になってしまう。また、携帯電話機のケースは、前述したようにケースの薄型化要求により、成形品の肉厚を０．４〜０．６ｍｍの薄肉部に形成し、更に圧縮成形金型で圧縮して肉厚を０．１〜０．２５ｍｍの超薄肉部に形成しなければならなかった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、従来の射出成形及び圧縮成形方法では、肉厚が０．４〜０．６ｍｍの薄肉部を備え、更に、圧縮成形により圧縮した０．１〜０．２５ｍｍまたはそれ以上の超薄肉部をケースに複数形成することは困難であるという不具合があった。
また、薄肉部を圧縮して更に超薄肉部を複数形成することが困難なため、軽量化及び薄型化した電子機器の携帯用ケースの製造が困難であるとともに、従来の金型により超薄肉部を複数形成する場合、金型製造コストが増加してしまうという不具合があった。
本発明はこのような課題を解決し、圧縮成形により複数の超薄肉部を安定して形成できる多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法は、お互いに開閉して型閉め時の相互間に成形品形状のキャビティを形成した一対の金型装置を有し、この金型装置の開閉する一方の可動金型にキャビティ内部で他方の固定金型方向に金型自体の機構または個別の機構によって突出する少なくとも１つ以上の可動入子を設け、この可動入子の周囲または一部を囲む可動金型にリブ用の凹部を形成し、可動金型及び固定金型を型閉めして凹部以外のキャビティ内に溶融樹脂を充填した後、可動金型の可動入子を突出させてキャビティ内の溶融樹脂を圧縮するとともに凹部に溶融樹脂を逃がすことで金型内部に加わる圧力を調節して安定した圧縮により成形品に少なくとも１つ以上の超薄肉部を形成する。可動入子には、いずれも１５μ〜２０μの第１ガス抜き部と第２ガス抜き部とが設けられる。第１ガス抜き部は可動金型に接する可動入子の外周部に形成され、第２ガス抜き部は可動入子の中心部に可動入子の移動方向に形成されて、ガス抜きをする。
ここで、成形品の肉厚は０．４〜０．６ｍｍの薄肉厚に形成し、成形品の超薄肉部の肉厚は可動入子の圧縮により０．１〜０．２５ｍｍのフィルム状の超薄肉厚に形成することが好ましい。また、凹部には、ガス抜き部の隙間により発生するバリを防止するためにバリ防止部を形成することが好ましい。また、成形品としては、ＰＨＳ電話機、携帯電話機などの小型化を有する電子機器のケースに採用することが好ましい。
【００１６】
また、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型は、お互いに開閉して型閉め時の相互間に成形品形状のキャビティを形成した一対の金型装置を有し、この金型装置の開閉する一方の可動金型にキャビティ内部で他の固定金型方向に金型自体の機構または個別の機構によって突出する少なくとも１つ以上の可動入子を設け、この可動入子の周囲または一部を囲む可動金型にリブ用の凹部を形成する。可動入子には、いずれも１５μ〜２０μの第１ガス抜き部と第２ガス抜き部とが設けられる。第１ガス抜き部は可動金型に接する可動入子の外周部に形成され、第２ガス抜き部は可動入子の中心部に可動入子の移動方向に形成されて、ガス抜きをする。
ここで、成形品の肉厚は、０．４〜０．６ｍｍの薄肉厚に形成し、成形品の超薄肉部の肉厚は可動入子の可動により０．１〜０．２５ｍｍに圧縮されてフィルム状の超薄肉厚に形成することが好ましい。また、凹部には、ガス抜き部の隙間により発生するバリを防止するバリ防止部を形成することが好ましい。また、成形品としては、ＰＨＳ電話機、携帯電話機などの小型化を有する電子機器のケースに採用することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型の実施の形態を示す断面図である。また、図２は、図１に示した多点薄肉部圧縮成形金型により形成された携帯電話機のケースを示す斜視図である。また、図３は、図２に示したＥ−Ｅ線の断面を示す断面図である。また。図４は、図３に示したＦ部の詳細を示す拡大図である。また、図５は、図３に示したケースを形成する金型の動作を示す断面図であり、図５（ａ）は溶融樹脂を充填した状態を、図５（ｂ）は可動入子により圧縮した状態を各々示している。
【００１８】
図１に示すように、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型は、開閉する一対の固定金型２０と可動金型１０とからなり、所定の型開閉装置（図示せず）に固定金型２０を固定し、この固定金型２０に可動金型１０が接離して駆動するように設けてある。また、固定金型２０と可動金型１０には、型閉め時の内部に充填した溶融樹脂１により成形品を形成するため、この成形品の形状に形成されたキャビティ空間９が形成されている。このキャビティ空間９には、固定金型２０の外部から溶融樹脂１を充填するゲート（図示せず）が設けられている。
【００１９】
また、可動金型１０は、内部に貫通するように配置され、この内部のキャビティ内に突出するように設けた可動入子１２を備えている。この可動入子１２は、図示されていないが、可動金型１０に複数設けられている。また、可動入子１２には、可動金型１０に接する外周部と、中心部とに開口するガス抜き部１２ａが形成されている。このガス抜き部１２ａの隙間は、好ましくは１５μ〜２０μ程度に形成することが望ましい。しかし、このガス抜き部１２ａの隙間は、前述した従来技術のように、可動入子１２により圧縮された溶融樹脂１が入り込む可能性が大きいため、成形品にバリが生じてしまう。従って、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型には、バリの発生により生じる不具合を回避するバリ防止部が形成されている。このバリ防止部に関しては後述する。また、可動金型１０には、可動入子１２が駆動する周囲のキャビティ面に溶融樹脂１が流入する凹部１０ａを形成している。
【００２０】
次に、このような本発明による多点薄肉部圧縮成形金型により形成された携帯電話機のケース３０を図２を参照して説明する。図２に示すように、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型により形成された携帯電話機のケース３０は、図１２に示した従来技術のケース７０と同様に、複数の電子部品４２を実装して高周波回路部を形成した回路基板４０が装着されている。この際、回路基板４０の高周波回路部は、ケース３０の内部に収納した際に密閉されてシールドできるように設けてある。従って、ケース３０には、高周波回路部を密閉してシールドするシールド壁３６が一体に形成されている。
【００２１】
また、シールド壁３６の上端には、図１２に示した従来技術とは異なり、導電部材４４を装着している。また、回路基板４０は、高周波回路部の周囲を囲むように接地パターン４０ａを形成している。従って、回路基板４０とケース３０とは、シールド壁３６上端に装着した導電部材４４を介して密閉されるとともに、この導電部材４４が回路基板４０の接地パターン４０ａに接地することで高いシールド効果を得ることができる。
【００２２】
また、ケース３０には、回路基板４０をシールド壁３６に装着した際、高さの高い電子部品４２（図２では４箇所）をシールド壁３６内に収納できるように、図１に示した可動入子１２により圧縮して凹状に形成した超薄肉部３２を複数（図２では４箇所Ａ〜Ｄ）形成している。また、超薄肉部３２の周囲には、図１に示した凹部１０ａにより形成されるリブ３８が形成されている。ここで、超薄肉部３２の肉厚は０．１〜０．２５ｍｍに形成され、この超薄肉部３２の周囲の肉厚は０．４ｍｍ〜０．６ｍｍに形成されている。また、ケース３０には、複数の超薄肉部３２のほぼ中央部にゲート２２を設けてある。
【００２３】
このように、ケース３０に超薄肉部３２を設けることで、図３に示すように、回路基板４０の上面からケース３０の底面までの高さである図３に示した間隔Ｇを薄く形成することが可能になり、携帯電話機のケース全体を薄型化できる。
【００２４】
ここで、超薄肉部３２は、前述したように、図１に示した可動入子１２により圧縮して凹状に形成する。この超薄肉部３２の圧縮時には、図１に示した可動入子１２のガス抜き部１２ａに樹脂が入り込んでバリを発生させてしまう。従って、ケース３０には、図２及び図３に示すように、導電部材４４を載置するシールド壁３６が可動入子１２に接する場合、バリ防止部３４を形成している。このバリ防止部３４は、シールド壁３６先端の可動入子１２が接する部位を一部切り欠くように形成している。
【００２５】
従って、シールド壁３６の先端部には、図４に示すように、バリ３９が発生しても導電部材４４を浮くことなく装着可能である。従って、バリ防止部３４は、回路基板４０または導電部材４４などの部品をケース３０に装着する際、バリによる浮きを防止するために形成されている。
【００２６】
次に、このような携帯電話機のケース３０を形成する本発明による多点薄肉部圧縮成形金型の動作を図５を参照して詳細に説明する。本発明による多点薄肉部圧縮成形金型により携帯電話機のケース３０を形成する場合、まず、図５（ａ）に示すように、可動金型１０を固定金型２０に接触させて型閉めを行い、可動金型１０を固定金型２０に圧接させて型締めを行う。この際、可動金型１０に形成した複数の可動入子１２は、キャビティ空間９内に突出しないように設置する。そして、図５（ａ）に示すように、キャビティ空間９内にゲート（図２参照）を介して溶融樹脂１を充填する。ここで、溶融樹脂１は、図５（ａ）に示したように、可動金型１０の凹部１０ａ及びシールド壁凹部１０ｂ以外のキャビティ空間９に充填される。即ち、凹部１０ａ及びシールド壁凹部１０ｂには、エアポケット部が形成される。
【００２７】
そして、溶融樹脂１がキャビティ空間９に充填すると、図５（ｂ）に示す矢印方向に複数の可動入子１２を駆動させて圧縮を開始する。これにより溶融樹脂１は、図５（ｂ）に示したように、複数の可動入子１２の圧縮圧力により凹部１０ａ及びシールド壁凹部１０ｂのエアポケット部に充填し、キャビティの内部全てに充填される。この際、可動入子１２には、図示されていないが、図１に示したガス抜き部１２ａが形成されているため、エアポケット部のガスを外部に排出することができる。
【００２８】
このような本発明による多点薄肉部圧縮成形方法では、可動入子１２が溶融樹脂１に加える圧縮により生じる歪みを排除するため、可動金型１０の周囲に凹部１０ａを設けて溶融樹脂１を逃がすことにより安定して複数の超薄肉部（図２に示したＡ〜Ｄ）を形成することができる。ここで、図５に示した金型内において、溶融樹脂１が可動入子１２により圧縮される状態を図６を参照して詳細に説明する。図６は、図５に示した金型内に充填された溶融樹脂の状態を示す断面図であり、図６（ａ）は溶融樹脂を充填した状態を、図６（ｂ）は可動入子により圧縮した状態を各々示している。また、図７は、図６に示した超薄肉部の膨らみを示す断面図である。
【００２９】
図６（ａ）に示すように、溶融樹脂１は、ゲート２２からキャビティ空間９に充填される際、キャビティ空間の壁面に接した樹脂の表面から早く冷却されて硬くなり、いわゆるスキン層１ａが形成される。このスキン層１ａは、ゲート２２から充填された樹脂から先に冷却して形成されるため、ゲート２２の近傍が最も大きく形成される。反面、スキン層１ａは、ゲート２２から遠くに位置する部分では小さく形成される。
【００３０】
そして、図６（ｂ）に示すように、キャビティ空間に溶融樹脂１が充填して可動入子１２により圧縮すると、可動入子１２の圧縮圧力により凹部１０ａに樹脂が充填されて成形品が形成される。この際、スキン層１ａは、ゲート２２の近傍に多く形成されているため、ゲート２２から遠くに位置する超薄肉部３２の周囲には溶融樹脂１が多く残存している。
【００３１】
このように溶融樹脂１が多く残存している場合、可動入子１２の圧縮圧力による歪みが大きく溶融樹脂１内部に残存すると同時に、図７に示すように残存した溶融樹脂１が冷却時に容積が収縮して硬化した超薄肉部３２を引っ張って図７に示した間隔Ｈのように超薄肉部３２が突出して膨らんでしまうという不具合があった。従って、超薄肉部３２の膨らみは、図６（ｂ）に示したように、溶融樹脂１が多く残存するゲート２２から遠くに位置した超薄肉部３２に大きく膨らみが発生することが分かる。
【００３２】
次に、図２に示した携帯電話機のケース３０において、前述したようにゲート２２から遠くに位置して大きく膨らみが発生する超薄肉部３２（図２に示すＡ部）の厚みと膨らみとの関係を図８及び図９を参照して更に詳細に説明する。図８は、図２に示したゲート２２から遠くに位置する超薄肉部３２（Ａ部）の厚みと膨らみとを測定した数値を示す表である。また、図９は、図８に示した表の厚みと膨らみとの関係を示すグラフである。
【００３３】
図８に示す厚みと膨らみとを測定した表は、図７に示した間隔Ｈを膨らみとし、この膨らんだ超薄肉部の肉厚を厚みとしている。また、表に記載された数値の単位は、ｍｍである。また、表では、５つの携帯電話機のケースサンプルに対して各々厚みと膨らみとを測定し、平均値、最大値、最小値を各々表記している。この５つのサンプルは、図６に示した可動入子１２による圧縮ストロークを変えて複数測定している。即ち、可動入子の圧縮量を変えた（超薄肉部の肉厚を変えた）際の膨らみ量を測定している。ここで、可動入子１２の圧縮ストロークは、表に示したプレス位置により決定される。このプレス位置は、図示されていないが、金型内で駆動する機構の調節位置であり、表では１３．６ｍｍ〜１７．６ｍｍの範囲内に設定して測定している。例えば、表に示したように、プレス位置を１３．６ｍｍに設定することで超薄肉部の厚み（肉厚）を平均０．２４７ｍｍに形成できることが分かる。このような表において、膨らみの平均値を０．１ｍｍ以下に維持するためにはプレス位置を１４．６ｍｍ以下に設定すれば良いことが分かる。従って、超薄肉部の厚みを平均値０．２１２ｍｍに設定することで、膨らみ量が０．１ｍｍ以下に安定する。反対に、超薄肉部の厚みが０．２１２ｍｍ以下に薄くなると、膨らみ量が増加することが分かる。
【００３４】
これと同様に、厚みと膨らみとの関係を図９を参照して詳細に説明する。図９に示すグラフは、縦軸に膨らみ量を、横軸に厚み量を各々示している。このグラフは、図８に示した表を曲線グラフに示したものである。従って、図９に示したグラフは、図８に示した表と同様に、膨らみ量（縦軸）を０．１ｍｍ以下に維持するためには超薄肉部の厚み（横軸）を０．２１ｍｍ以上に設定すれば良いことがよく分かる。このような結果により、本発明による多点薄肉部圧縮成形金型では、プレス位置を１３．６ｍｍに設定して図２に示した携帯電話機のケースを形成している。即ち、この携帯電話機のケースは、超薄肉部の厚みを平均０．２４７ｍｍ（約０．２５ｍｍ）で形成している。
【００３５】
ここで、プレス位置を１３．６ｍｍに設定した際、図２に示した携帯電話機のケースに形成された複数（図２に示す４箇所Ａ〜Ｄ）の超薄肉部の厚みが０．２１２ｍｍ以上に形成されているかを図１０を参照して詳細に説明する。図１０は、図２に示した複数の超薄肉部をプレス位置１３．６ｍｍで形成した各厚みの測定値を示す表である。
【００３６】
図１０に示す表は、図８に示した表と同様に、５つの携帯電話機のケースサンプルに対して各々厚みと膨らみとを測定し、平均値、最大値、最小値を表記している。この表には、図８に示した表とは異なり、縦軸に４箇所の超薄肉部Ａ部〜Ｄ部（図２に示したＡ〜Ｄに対応）の厚み（肉厚）を表記している。ここで、超薄肉部の中でＡ部は、図８に示した表のプレス位置１３．６ｍｍの数値と同様である。また、表に記載された数値の単位は、ｍｍである。
【００３７】
図１０に示したように、超薄肉部Ａ部〜Ｄ部の厚みは、平均値が全て０．２１２ｍｍ以上に形成されていることが分かる。従って、図２に示した携帯電話機のケースは、膨らみ、ソリ、ヒケ、バリなどの不良現象を防止できるとともに、安定した生産を実現することが可能になる。このように、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型は、ケースの肉厚を図１１乃至図１６に示した従来技術での通常肉厚（０．８〜１．５ｍｍ）から薄肉厚（０．４〜０．６ｍｍ）に形成でき、この薄肉厚部を更に超薄肉部（約０．２５ｍｍ）に圧縮成形することが可能になる。これにより携帯電話機のケースなどの電子機器は、薄型化及び小型化が可能になる。
【００３８】
以上、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型の実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型を携帯電話機のケースに採用した実施の形態を説明したが、これに限定されるものではなく、薄型化及び小型化を必要とする他の電子機器に広く適用することが可能である。
【００３９】
【発明の効果】
このように本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型によれば、電子機器のケースに部分的な超薄肉部分を形成することが可能になるため、ケースをより一層、薄型化及び小型化することが可能になるとともに、ケースの軽量化も同時に実現することができる。
また、本発明による多点薄肉部圧縮成形方法及びこの方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型によれば、金型の可動入子の周囲にリブ用の凹部を設ける簡単な構造により安定した圧縮成形を実現できるため、金型の製造コストを低減することができ、電子機器製品のコストも同時に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多点薄肉部圧縮成形金型の実施の形態を示す断面図。
【図２】図１に示した多点薄肉部圧縮成形金型により形成された携帯電話機のケースを示す斜視図。
【図３】図２に示したＥ−Ｅ線の断面を示す断面図。
【図４】図３に示したＦ部の詳細を示す拡大図。
【図５】図３に示したケースを形成する金型の動作を示す断面図。
【図６】図５に示した金型内に充填された溶融樹脂の状態を示す断面図。
【図７】図６に示した超薄肉部の膨らみを示す断面図。
【図８】図２に示したゲートから遠くに位置する超薄肉部の厚みと膨らみとを測定した数値を示す表。
【図９】図８に示した表の厚みと膨らみとの関係を示すグラフ。
【図１０】図２に示した複数の超薄肉部をプレス位置１３．６ｍｍで形成した各厚みの測定値を示す表。
【図１１】従来の射出成形金型を示す断面図。
【図１２】図１１に示した射出成形金型により形成した携帯電話機のケースを示す斜視図。
【図１３】図１２に示したＩ−Ｉ線の断面を示す断面図。
【図１４】従来の圧縮成形金型を示す断面図。
【図１５】図１４に示した圧縮成形金型により成形品を形成する動作を示す動作説明図。
【図１６】図１４に示した圧縮成形金型により形成したＩＣカードを示す斜視図。
【符号の説明】
１ 溶融樹脂
９ キャビティ空間
１０ 可動金型
１０ａ 凹部
１２ 可動入子
１２ａ ガス抜き部
２０ 固定金型
Claims (10)
- お互いに開閉して型閉め時の相互間に成形品形状のキャビティを形成した一対の金型装置を有し、この金型装置の開閉する一方の可動金型に前記キャビティ内部で他方の固定金型方向に金型自体の機構または個別の機構によって突出する少なくとも１つ以上の可動入子を設け、この可動入子の周囲または一部を囲む前記可動金型にリブ用の凹部を形成し、前記可動金型及び固定金型を型閉めして前記凹部以外のキャビティ内に溶融樹脂を充填した後、前記可動金型の前記可動入子を突出させてキャビティ内の溶融樹脂を圧縮するとともに、前記凹部に溶融樹脂を逃がすことで金型内部に加わる圧力を調節して安定した圧縮により前記成形品に少なくとも１つ以上の超薄肉部を形成することを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法であって、
さらに、前記可動入子には、いずれも１５μ〜２０μの第１ガス抜き部と第２ガス抜き部とが設けられ、前記第１ガス抜き部は前記可動金型に接する前記可動入子の外周部に形成され、前記第２ガス抜き部は前記可動入子の中心部に前記可動入子の移動方向に形成されて、ガス抜きをすることを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法。 - 請求項１に記載の多点薄肉部圧縮成形方法において、
前記成形品の肉厚は、０．４〜０．６ｍｍの薄肉厚に形成することを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法。 - 請求項１に記載の多点薄肉部圧縮成形方法において、
前記成形品の超薄肉部の肉厚は、前記可動入子の圧縮により０．１〜０．２５ｍｍのフィルム状の超薄肉厚に形成することを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法。 - 請求項１に記載の多点薄肉部圧縮成形方法において、
前記凹部には、前記ガス抜き部の隙間により発生するバリを防止するためにバリ防止部を形成していることを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法。 - 請求項１に記載の多点薄肉部圧縮成形方法において、
前記成形品は、ＰＨＳ電話機、携帯電話機などの小型化を有する電子機器のケースであることを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法。 - お互いに開閉して型閉め時の相互間に成形品形状のキャビティを形成した一対の金型装置を有し、この金型装置の開閉する一方の可動金型に前記キャビティ内部で他の固定金型方向に金型自体の機構または個別の機構によって突出する少なくとも１つ以上の可動入子を設け、この可動入子の周囲または一部を囲む前記可動金型にリブ用の凹部を形成したことを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型であって、
さらに、前記可動入子には、いずれも１５μ〜２０μの第１ガス抜き部と第２ガス抜き部とが設けられ、前記第１ガス抜き部は前記可動金型に接する前記可動入子の外周部に形成され、前記第２ガス抜き部は前記可動入子の中心部に前記可動入子の移動方向に形成されて、ガス抜きをすることを特徴とする多点薄肉部圧縮成形金型。 - 請求項６に記載の多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型において、
前記成形品の肉厚は、０．４〜０．６ｍｍの薄肉厚に形成されていることを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型。 - 請求項６に記載の多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型において、
前記成形品の超薄肉部の肉厚は、前記可動入子の可動により０．１〜０．２５ｍｍに圧縮されてフィルム状の超薄肉厚に形成されることを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型。 - 請求項６に記載の多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型において、
前記凹部には、前記ガス抜き部の隙間により発生するバリを防止するバリ防止部が形成されていることを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形間金型。 - 請求項６に記載の多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型において、
前記成形品は、ＰＨＳ電話機、携帯電話機などの小型化を有する電子機器のケースであることを特徴とする多点薄肉部圧縮成形方法に用いる多点薄肉部圧縮成形金型。
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