JP4949312B2 - ２色成形品の成形方法および筐体部品 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話や携帯用ゲーム機等の小型電子機器の筐体、またはノートパソコン等の筐体を形成するのに適した２色成形品の成形方法および筐体部品に関するものである。

小型電子機器としての例えば携帯電話の筐体は、通常、上ケースと下ケースを接合することによって筐体が形成されるようになっており、上ケースには表示部やデータ入力部が備えられる。

上記上ケースが、強度を確保するためのフレーム部と、表示部を形成するための透明カバー部とから構成される場合、それらフレーム部と透明カバー部とを２色成形によって成形一体化することができる。

なお、上記２色成形とは、二種類の合成樹脂材料を使用して射出成形を行なうものであり、２台の固定型と１台の可動型を備え、１色目の上に２色目を重ねて成形する成形方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記２色成形品の成形方法では、可動型を一次固定型に型締めし、両型の間のキャビティに樹脂を注入することによってまず上記フレーム部に相当する樹脂部品を成形し、次いで、上記可動型を上記成形された樹脂部品とともに二次固定型に移動させて型締めし、両型の間のキャビティに樹脂を注入することによって上記フレーム部の上に上記透明カバー部に相当する加飾部材を重ねて成形するようになっている。
特開平１１−２１６７４１号公報

しかしながら、上記した従来の２色成形品の成形方法によって、上記上ケースを成形する場合、フレーム部と透明カバー部との間に肉厚の差があると、その境界に沿って上ケース表面にヒケが筋状に発生する場合がある。このヒケは、射出成形品の表面に発生する成形不良においてしばしば見られる現象であり、これは樹脂が硬化する際の体積収縮によるものと考えられている。

すなわち、成形品の断面において厚肉部は徐々に冷えるが、薄肉部は厚肉部よりも先に冷却されるため、収縮も薄肉部の方が先に発生し、上記境界の厚肉部が薄肉部に向けて引っ張られ、その結果、厚肉部の外面にくぼみ、いわゆるヒケが生じるとされている。

このヒケの問題は、２色成形によって厚肉部と薄肉部とを一体成形する場合においても同様に発生する。

なお、２色目の肉厚を１色目のそれに比べて大幅に増加して肉厚の差による影響をなくすことも考えられるが、過剰な肉厚設計は、薄型・軽量化を必要とする成形品の成形には適さない。

さらに、上記境界においては樹脂流れが発生するという問題もあった。この樹脂流れは、１色目を成形した後に２色目用樹脂を金型内に注入した際、高温の２色目用樹脂によって１色目樹脂の一部が溶融し、その溶融した樹脂が２色目の樹脂の流れに引きずられる現象である。

携帯電話の筐体を２色成形する場合を例に取り具体的に説明すると、カバー部を形成する樹脂がフレーム部上に射出されたとき、フレーム部の一部が溶融し、フレーム部の端部からカバー部側へその溶融したフレーム部の樹脂が引きずられることによって樹脂流れが発生し、成形不良が発生する。

本発明は以上のような２色成形において発生する成形不良を考慮してなされたものであり、第一の目的は、ヒケの発生しない２色成形品の成形方法および筐体部品を提供することにあり、第二の目的は、樹脂流れの発生しない２色成形品の成形方法および筐体部品を提供することにある。

本発明の２色成形品の成形方法は、可動型と一次固定型とを型締めし、両型の間に形成されるキャビティに樹脂を注入することにより側壁を有する一次成形品を成形し、一次成形後に上記一次固定型から型開きされた上記可動型を、二次固定型と対向する位置に移動させて型締めし、両型の間に形成される第二のキャビティに樹脂を注入することにより、上記一次成形品上にその一次成形品と一部重なる状態で二次成形品を成形し両者を一体化させる２色成形品の成形方法であって、
上記一次成形品の上面に沿って延設されるとともに上記側壁から突出する上記二次成形品を、上記一次成形品上に重ねて成形される上記二次成形品の厚みよりも厚い厚肉層で成形し、
上記側壁の厚みの一部に対して、上記厚肉層を０．１ｍｍ以上オーバーラップさせることを要旨とする。

本発明においてオーバーラップとは、一次成形品上に成形される二次成形品の厚みをベースとして、一次成形品の側壁に沿って二次成形品を重ね合わせるようにして厚肉に成形することを意味する。

本発明に従えば、一次成形品の側壁から突出して成形される二次成形品の厚さが、一次成形品上に成形される二次成形品の厚さよりも厚く成形され、その厚肉部によって一次成形品の側壁の一部がオーバーラップされているため、一次成形品とその一次成形品上に成形される二次成形品との間で大きな段差が形成されず、それにより、冷却効率の差に起因するヒケの発生を抑制することができる。

上記２色成形品の成形方法において、上記側壁を有する上記一次成形品の端部であって、上記二次成形品側の角部に面取りを設ければ、二次成形用樹脂を第二のキャビティ内に流入させたときの流路抵抗が小さくなるため、高温の二次成形用樹脂によって一次成形品の端部が溶融し二次成形用樹脂の流れに引きずられにくくなり、結果として樹脂流れを防止することができる。

本発明の筐体部品は、上記した２色成形品の成形方法によって成形されることを要旨とする。

本発明によれば、ヒケの発生しない２色成形品を成形することができるという長所を有する。また、樹脂流れによる成形不良についても防止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。

図１は、本発明の２色成形品の成形方法によって成形される携帯電話の筐体部品、具体的には表示部が設けられる上ケース１を示したものである。

上ケース１は、１色目に成形される着色のフレーム部（一次成形品）２と、２色目にそのフレーム部２の上に成形される透明カバー部（二次成形品）３とから構成され、同図ではそれぞれを分解した状態で示している。なお、上ケース１は、図示しない下ケースと接合することによって筐体部品を構成するようになっている。

上記フレーム部２は、上ケース１の強度部材として機能するようになっており、平面から見ると窓枠状に成形されている。

上記透明カバー部３は、上記フレーム部２を透明層で被覆することによってフレーム部２を加飾するようになっており、上記フレーム部２の枠内は透明層のみで構成され表示部Ａとなる。

図２は図１のＢ−Ｂ矢視断面について、従来の成形方法で成形した場合のフレーム部２と透明カバー部３を示している。

図２において、透明カバー部３とフレーム部２とが積層された積層部分Ｄと、透明カバー部３のみからなる単層部分Ｅとの境界（段差部分）Ｆに冷却効率の差が存在し、その境界Ｆにヒケや樹脂流れが発生していた。

図３の拡大図に示すように、ヒケＧは、フレーム部２の側壁２ａに沿って透明カバー部３の表面に、紙面奥行き方向に筋状となって現れることが多い。一方、樹脂流れＨは、透明カバー部３を形成する樹脂がフレーム部２上に射出されたとき、透明カバー部３成形用の高温樹脂によってフレーム部２端部の樹脂が部分的に溶かされ、透明カバー部３成形用の樹脂の流れに引きずられることによって発生し、いずれも成形不良となる。

図４は、上記ヒケＧの発生を防止することができた本発明の２色成形品を示したものである。

同図に示す２色成形品４は、フレーム部５の側壁５ａと透明カバー部６との境界Ｆについて、透明カバー部６の一部を、上記側壁５ａにオーバーラップさせている。

例えば、先に図３に示した従来の上ケースの２色成形品では、フレーム部２の厚みを０．７ｍｍ、透明カバー部３の厚みを０．８ｍｍに成形していたが、本発明では、フレーム部５上に積層される透明カバー層６ａの厚みを０．８ｍｍ、フレーム部５上に積層されない透明カバー層としての厚肉層６ｂの厚みを１．２ｍｍとし、１．２−０．８＝０．４ｍｍを、フレーム部５の側壁５ａにおけるオーバーラップ量Ｉとしている。

また、上記オーバーラップ量Ｉを少なくとも０．１ｍｍ以上設ければ、上述したヒケＧを抑制することができる。

例えば、本実施形態に示すように、上ケースの厚さを１．５ｍｍとした場合には、上記好適範囲におけるオーバーラップ量Ｉの最大値は０．７ｍｍとする。すなわち、上フレームの厚み（本実施形態では１．５ｍｍ）を超えてオーバーラップさせることはない（図６参照）。

次に、図５は、図４に示したオーバーラップを設けた２色成形品の変形例を示したものである。

図５に示す２色成形品７は、上記好適範囲内にオーバーラップ量Ｉを設定したものであるが、さらに、フレーム部８の端部８ａにおいて透明カバー側の角部に面取りＲ_１が付けられている。

このようにフレーム部８の端部８ａに面取りＲ_１を付与すれば、フレーム部８の端部８ａに、溶融樹脂の流路抵抗を大きくする角部が存在しないため、高温の透明カバー部９成形用の樹脂によって上記端部８ａが溶融し流されることが抑制される。それにより、樹脂流れについても防止することができる。

図６は、上記オーバーラップを設けた２色成形品の参考形態を示したものである。

同図に示す２色成形品１０は、厚み０．７ｍｍでフレーム部１１を成形した後、そのフレーム部１１と一部重なるようにして透明カバー部１２を成形したものである。

また、フレーム部１１と透明カバー部１２との境界Ｆにおいて、透明カバー部１２のオーバーラップ量Ｉは、上記好適範囲の上限（本実施形態では０．７ｍｍ）に設定されており、したがって、フレーム部１１の下面１１ａと、そのフレーム部１１と重なっていない透明カバー部１２の下面１２ａは面一に形成されている。

このようにオーバーラップ量Ｉをフレーム部１１の厚みと同一とした場合においても、ヒケＧを防止する効果を得ることができる。

また、図７に示す２色成形品１３は、図６に示したオーバーラップを設けた２色成形品の変形例を示したものである。

図７に示す２色成形品１３では、フレーム部１４を成形した後、図６に示したオーバーラップ量Ｉで透明カバー部１５を成形するとともに、フレーム部１４の端部１４ａにおいて透明カバー側の角部に面取りＲ_２が付けられている。

このようにフレーム部１４の端部１４ａに面取りＲ_２を付与すると、フレーム部１４の端部１４ａに発生していた樹脂流れについても防止することができる。

なお、上記した面取りＲ_１およびＲ_２は、上記実施形態では直線に切り落とした状態について説明したが、フレーム部の角部に丸みをつける、いわゆるアールを付けるものであってもよい。

図８は上記オーバーラップを設けた２色成形品を成形するための成形用金型の構成を示したものである。

(ａ) 一次成形用金型
図８(ａ)において、一次成形用金型は、対向する状態で配置される一次固定型２０と可動型２１とを有し、一次固定型２０と可動型２１とをパーティング面Ｐで当接させることにより、両型の間に、一次成形用樹脂が注入される一次成形部（キャビティ）Ｃ_１が形成されるようになっている。

また、一次固定型２０における金型凸部２０ａは、後述する可動型２１の金型凸部２１ａと当接することにより、一次成形部Ｃ_１の内側側壁を形成するようになっている。

また、一次固定型２０に形成されている複数の一次射出路２０ｂは、上記一次成形部Ｃ_１と連通するようになっている。

なお、上記一次成形部Ｃ_１は平面から見ると窓枠状に形成されており、本実施形態では携帯電話の表示部まわりの筐体フレームを構成するようになっている。

(ｂ) 二次成形用金型
図８(ｂ)において、二次成形用金型は、可動型２１と二次固定型２２を有し、図示しない金型回転機構によって上記可動型２１が回転することにより、上記一次固定型２０と入れ替わって、二次固定型２２と対向するようになっている。すなわち、上記可動型２１は、一次成形および二次成形に共通して使用される。

可動型２１が二次固定型２２に当接すると、一次成形された筐体フレーム２を覆う状態で二次成形部（第二のキャビティ）Ｃ_２が形成されるようになっており、この二次成形部Ｃ_２には、二次射出路２２ａを介して二次成形用樹脂が注入されるようになっている。

なお、上記可動型２１の上面から凸状に形成される金型凸部２１ａについては、可動型２１と一体構造にすることが好ましいが、別部品としての駒を装着することによって構成することもできる。金型凸部２１ａを上記駒で構成する場合、高さの異なる（矢印Ｋ方向に）駒を複数用意することにより、上述したオーバーラップ量Ｉを調整することが可能になる。

図９は上記構成を有する成形用金型を用いた２色成形品の成形方法を示したものである。

なお、以下の図において図８と同じ構成要素については同一符号を付してその説明を省略する。

１色目の成形において、一次固定型２０と可動型２１とを対向させて型締めを行なう（図９(ａ)）。

次いで、一次射出路２０ｂから一次成形部Ｃ_１内に、着色された一次成形用樹脂２′を注入する（図９(ｂ)）。

上記一次成形用樹脂２′が硬化した後、型開きを行なうことによって窓枠状のフレーム部２が成形される（図９(ｃ)）。

次に、２色目の成形においては、フレーム部２を載せたまま上記可動型２１を、二次固定型２２と対向する位置に移動させ、両型を型締めする。この状態でフレーム部２の上方に、隔室としての二次成形部Ｃ_２が形成される（図９(ｄ)）。

このとき、フレーム部２の厚みＴよりも低い位置に金型凸部２１ａの上面が位置するため、フレーム部２の高さと金型凸部２１ａの高さとの差がオーバーラップ量Ｉとなる。

次いで二次射出路２２ａから二次成形部Ｃ_２内に、透明の二次成形用樹脂３′を射出する（図９(ｅ)）。

可動型２１と二次固定型２２を型開きすれば、フレーム部２と透明カバー部３が一体化された２色成形品１が得られる。

本発明に係る２色成形品の構成を示す分解斜視図である。 図１の２色成形品を従来の成形方法で成形した場合の構成を示すＢ−Ｂ矢視断面図である。 図２の成形品に生じる成形不良を説明する拡大断面図である。 本発明に係る２色成形品の構成を示す図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図４に示す２色成形品の変形例を示す要部断面図である。 ２色成形品の参考形態を示す要部断面図である。 図６に示す２色成形品の変形例を示す要部断面図である。 (ａ)および(ｂ)は本発明の２色成形品を成形するための成形用金型の構成を示す断面図である。 本発明の２色成形品の成形方法を示す工程図である。

符号の説明

１ 上ケース（２色成形品）
２ フレーム部
２ａ 側壁
３ 透明カバー部
４ ２色成形品
５ フレーム部（一次成形品）
５ａ 側壁
６ 透明カバー部（二次成形品）
６ａ 透明カバー層
６ｂ 厚肉層
７ ２色成形品
８ フレーム部
８ａ 端部
９ 透明カバー部
１０ ２色成形品
１１ フレーム部
１１ａ 下面
１２ 透明カバー部
１２ａ 下面
１３ ２色成形品
１４ フレーム部
１４ａ 端部
１５ 透明カバー部
２０ 一次固定型
２０ａ 金型凸部
２０ｂ 一次射出路
２１ 可動型
２１ａ 金型凸部
２２ 二次固定型
２２ａ 二次射出路
Ｆ 境界（段差）
Ｇ ヒケ
Ｈ 樹脂流れ
Ｉ オーバーラップ量
Ｐ パーティング面

Claims (3)

1. 可動型と一次固定型とを型締めし、両型の間に形成されるキャビティに樹脂を注入することにより側壁を有する一次成形品を成形し、一次成形後に上記一次固定型から型開きされた上記可動型を、二次固定型と対向する位置に移動させて型締めし、両型の間に形成される第二のキャビティに樹脂を注入することにより、上記一次成形品上にその一次成形品と一部重なる状態で二次成形品を成形し両者を一体化させる２色成形品の成形方法であって、
   上記一次成形品の上面に沿って延設されるとともに上記側壁から突出する上記二次成形品を、上記一次成形品上に重ねて成形される上記二次成形品の厚みよりも厚い厚肉層で成形し、
   上記側壁の厚みの一部に対して、上記厚肉層を０．１ｍｍ以上オーバーラップさせることを特徴とする２色成形品の成形方法。
2. 上記側壁を有する上記一次成形品の端部であって、上記二次成形品側の角部に面取りが設けられている請求項１記載の２色成形品の成形方法。
3. 上記請求項１または２に記載の２色成形品の成形方法によって成形されることを特徴とする筐体部品。