JP5886143B2 - ガラスと樹脂の一体成形品及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、ガラスと樹脂の一体成形品及びその製造方法に関し、特に、表面側を搬送される対象物を裏面側から撮像するためのガラスと該ガラスを支持すると共に対象物が搬送される搬送面を形成する樹脂との一体成形品及びその製造方法に関する。

従来、光学計測を行うためのセンサには透明樹脂やガラス部品が利用されている。例えば、貨幣処理装置で硬貨を識別する硬貨識別センサでは、樹脂製のセンサケース内部に収められた撮像素子によって、センサケース外部を高速搬送される硬貨の画像を撮像するために、センサケースの一部に、傷が付きにくいガラスが利用される。

例えば、特許文献１には、ハウジングに設けられた溝にガラス板が嵌め込まれた硬貨画像取込装置が開示されている。硬貨を識別するためには、硬貨の画像を高精度に撮像することが求められるため、撮像素子とガラス板は予め設定された一定の位置関係で固定されることが望ましい。ところが、ガラス板を溝に嵌め込む構造の場合には、製造誤差や組立誤差を考慮して、ガラス板が割れないように、ガラス板に対して大きめの溝が設けられる。このため、撮像素子とガラス板との位置関係がばらつく可能性がある。ガラス板と樹脂製センサケースとを一体成形すれば、このようなガラス板のずれを抑制することができる。

例えば、特許文献２には、ガラスと樹脂の一体成形品を製造するための方法が開示されている。この方法では、樹脂成形に利用する金型内部でガラス部材の位置を固定した状態で、金型内に樹脂を注入することによって、ガラスと樹脂の一体成形品が製造される。ガラス部材の位置の固定は、押圧部材を利用してガラス部材を金型内壁に押し付けることによって行われる。また、樹脂を注入した際の流動圧によってガラス部材の位置がずれないように、支持用のピンを利用したり複数の押圧部材を利用してガラス板が支持されている。

特許３６６８５７７号公報 特許２５１８０２０号公報

しかしながら、特許文献２に記載の従来技術によれば、ガラス部材にヒビが入ったり割れたりする可能性がある。具体的には、硬貨識別センサでは薄い板状のガラス部材が利用されるため、特許文献２に開示されているように押圧部材によって金型にガラス部材を押し付けると、ガラス部材が破損する可能性がある。また、これを考慮して、ガラス部材が破損しないように押圧部材による押し付け力を弱めると、樹脂を注入した際に流動圧によって金型内でガラス部材の位置がずれる可能性がある。

また、ガラス部材の厚みには製造誤差が含まれるが、この誤差によってガラス部材にかかる押し付け力が変化する。製造誤差を考慮してガラス部材の厚みが最も厚い場合にガラス部材が破損しないように押し付け力を設定すると、ガラス部材の厚みが薄い場合に押し付け力が不足する。押し付け力が不足してガラス板の位置がずれると、硬貨画像を設計通りに撮像できない可能性がある。

また、金型による一体成形を行わず、特許文献１と同様に樹脂部材に設けた溝にガラス部材を嵌め込んで、さらにガラス部材を樹脂部材に接着して固定するという製造方法も考えられる。ところが、この場合には、樹脂部材を脱脂して溝部に接着剤を塗布し、ガラス部材を溝に嵌め込んで押さえつけて接着し、はみ出した接着剤を清掃するといった工程が必要となる。このようにガラス部材を樹脂部材に組み付けて接着する方法では、金型を利用して一体成形する方法に比べて、製造工程が増えて手間がかかるという問題がある。

また、特許文献１では、高速搬送される硬貨を上方から撮像しているが、硬貨識別センサによっては、搬送される硬貨を下方から撮像する場合もある。例えば、硬貨が搬送される搬送面の一部にガラス部材が利用され、このガラス部材の表面側（搬送面）を搬送される硬貨を、ガラス部材の裏面側から撮像する場合である。このような場合に、ガラス部材とこれを支持する樹脂部材との間に段差があると、硬貨をスムーズに搬送することができない。このため、硬貨搬送面を形成するガラス部材と樹脂部材との間に段差が生じないように一体成形する必要がある。ガラス部材と樹脂部材とを一体成形することに加えて、硬貨搬送面側で同一平面を成すように一体成形する必要があるので、製造はより困難なものになる。

本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたもので、表面側を搬送される対象物を裏面側から撮像するためのガラスと、該ガラスを支持すると共に対象物が搬送される搬送面を形成する樹脂とが搬送面上で同一平面を成すように一体性成形された一体成形品及びその製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、板状のガラス部材を周囲から樹脂部材で支持するように成形されたガラスと樹脂の一体成形品であって、前記ガラス部材は周縁部に勾配面を有し、前記勾配面が形成された面側を表面として、前記樹脂部材が、前記ガラス部材の周縁部を裏面側から支持しながら表面側から前記勾配面の上端高さを超えない範囲で前記勾配面の一部を覆って前記ガラス部材を固定すると共に、前記表面側で前記ガラス部材と前記樹脂部材とが同一平面を形成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記ガラス部材の表面側で、前記ガラス部材及び前記樹脂部材が、対象物が搬送される搬送路を形成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記ガラス部材の表面側に形成された前記搬送路を搬送される前記対象物の画像を、前記ガラス部材の裏面側から撮像するセンサが組み込まれたセンサユニットを構成することを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記勾配面は、前記ガラス部材の周縁部を面取り加工して形成されることを特徴とする。

また、本発明は、板状のガラス部材を周囲から樹脂部材で支持するように成形されたガラスと樹脂の一体成形品を製造するための製造方法であって、第１の金型内壁に、前記ガラス部材の表面側平面と該表面側周縁部に形成された勾配面の一部とを密着させて固定するガラス固定ステップと、固定部材と可動押圧部材から成る第２の金型をセットして前記第１の金型に対する前記固定部材の位置を固定する金型固定ステップと、前記第２の金型に含まれる前記可動押圧部材を前記ガラス部材の裏面側平面に密着させて前記ガラス部材を前記第１の金型に向けて押圧した状態で固定する可動押圧部材固定ステップと、前記第１の金型内壁と前記第２の金型内壁との間に形成された空間に樹脂を注入する樹脂注入ステップと、前記樹脂注入ステップで注入された樹脂が、前記ガラス部材の周縁部を裏面側から支持しながら表面側から前記勾配面の上端高さを超えない範囲で前記勾配面を覆って前記ガラス部材を固定すると共に、前記ガラス部材の表面側平面と同一平面を成す平面を形成するように硬化する樹脂硬化ステップとを含んだことを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記樹脂注入ステップでは、前記ガラス部材への距離が略同一かつ前記ガラス部材を中心として３６０度を略均等分割した角度位置に配置された複数のゲートから樹脂が注入されることを特徴とする。

また、本発明は、上記発明において、前記第２の金型に含まれる前記固定部材は、前記可動押圧部材周囲の所定領域で前記可動押圧部材から離れるにつれて前記ガラス部材との間隙が広くなる断面形状を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記ガラス部材は、表面側周縁部のうち前記ガラス部材を中心として３６０度を略均等分割した角度位置のみで固定されることを特徴とする。

本発明によれば、ガラス部材の周縁部に形成された勾配面の一部のみを勾配面の上端高さを超えないように樹脂で覆って固定するので、ガラスの上面と樹脂の上面とが同一平面を形成するガラスと樹脂の一体成形品を、製造することができる。また、樹脂がガラスの一部のみを覆うので、製造時にガラスが破損し難い。

また、本発明によれば、ガラス部材と樹脂部材とによって同一平面が形成されるので、該平面を、例えば、硬貨の搬送路として利用することができる。

また、本発明によれば、ガラスと樹脂の一体成形品を、例えば、ガラス部材及び樹脂部材によって形成される搬送路を搬送される硬貨の画像を、ガラス部材の裏面側から撮像する硬貨識別センサ用の搬送ガイドとして利用することができる。

また、本発明によれば、ガラス部材周縁部の勾配面を、ガラス部材の面取り加工によって容易に形成することができる。

また、本発明によれば、ガラスと樹脂の一体成形品を製造するための金型の一部を可動押圧部材とすることにより、ガラス部材の厚みに応じて可動押圧部材の位置を調整することができる。

また、本発明によれば、成形時に注入された樹脂が、複数方向から略同時にガラス部材に到達して釣り合うように作用するので、樹脂の流動圧によってガラスの位置がずれたりガラスが破損することがない。

また、本発明によれば、可動押圧部材近傍では樹脂が注入される空間を狭くしているので、樹脂による流動圧が高くなって可動押圧部材の位置がずれることがない。また、可動押圧部材から離れるに従って樹脂が注入される空間を広くしているので、ガラス部材の裏側からの流動圧がガラス部材を押し上げるように作用して、ガラス部材の表面側勾配面からガラス部材を押し下げるように作用する流動圧によってガラスの位置がずれることがない。

また、本発明によれば、ガラス部材周縁部の一部のみを、例えば、２箇所であれば１８０度、３箇所であれば１２０度の角度となる位置関係で固定するので、ガラスを確実に安定して固定することができる。

図１は、本実施形態に係るガラスと樹脂の一体成形品である硬貨識別センサ用の搬送ガイドを示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係る搬送ガイドを利用する硬貨識別センサを示す斜視図である。 図３は、本実施形態に係る搬送ガイドを利用する硬貨識別センサの構造を説明する図である。 図４は、本実施形態に係る搬送ガイドで樹脂によってガラスを固定する方法を説明する図である。 図５は、本実施形態に係る搬送ガイドを金型を利用して製造する方法について説明する断面模式図である。 図６は、本実施形態に係る搬送ガイドを製造する際の樹脂の注入方法について説明する図である。 図７は、搬送ガイドを製造する際の樹脂の流動圧による搬送ガイドの構造への影響を説明する断面模式図である。 図８は、本実施形態に係る搬送ガイドを樹脂流動圧による影響を受けることなく製造するための搬送ガイドの構造を説明する断面模式図である。 図９は、本実施形態に係る搬送ガイドの異なる構造の例を説明する図である。

以下に添付図面を参照して、この発明に係るガラスと樹脂の一体成形品及びその製造方法について詳細に説明する。本実施形態では、貨幣処理装置内の硬貨識別センサに利用される搬送ガイドを例に説明する。

図１は、本実施形態に係る搬送ガイド１を示す斜視図である。搬送ガイド１は、例えば、ポリアミド等の樹脂部材１０と円形薄板状のサファイアガラス等のガラス部材２０の一体成形品で、硬貨処理装置内で高速搬送される硬貨の画像を撮像して硬貨を識別する硬貨識別センサに利用される。

図２は、搬送ガイド１を利用した硬貨識別センサ１００を示す斜視図である。硬貨識別センサ１００は、搬送ガイド１と、搬送ガイド１の上面に取り付けられてＸ軸方向に搬送される硬貨１０１を側方から規制するガイド３ａ及び３ｂと、センサケース４とによって構成される。例えば、日本の硬貨を処理対象とする硬貨識別センサ１００では、左右のガイド３ａ及び３ｂによって、硬貨搬送路のＹ軸方向の幅が２７．３ｍｍに規制される。なお、搬送ガイド１は、Ｘ軸方向に７４ｍｍの長さを有している。硬貨識別センサ１００は、硬貨処理装置の備える制御部２と接続されて、搬送ガイド１上を搬送される硬貨１０１の金種、真偽及び正損を識別するために利用される。

図３は、硬貨識別センサ１００の内部構造概略を説明するための斜視図である。センサケース４内部には、搬送ガイド１上を搬送される硬貨１０１の磁気特性を計測するための磁気センサ５と、ＬＥＤ、拡散シート及び導光体によって構成される光源ユニット６と、レンズユニット及びＣＣＤ等の撮像素子によって構成されるカメラユニット７とが収められている。

搬送ガイド１には、センサケース４に固定するための４本の足１ａと、カメラユニット７を固定する３つの平板状のリブ１ｂとが設けられている。磁気センサ５は、反射型の磁気センサであり、搬送ガイド１の裏面側から表面側を搬送される硬貨１０１の磁気特性を計測する機能を有する。計測された磁気特性は、硬貨処理装置の制御部２によって、硬貨１０１の材質を特定して硬貨を識別するために利用される。

光源ユニット６では、環状に配置されたＬＥＤの上部にリング状の導光体が設けられている。導光体は、ＬＥＤの光をガラス部材２０に向けて集光するために、下方から入射されたＬＥＤの光路を斜め内側上方に変える機能を有する。導光体から出射された光は、均一な光となるように拡散シートによって拡散される。これにより、搬送ガイド１のガラス部材２０裏面側に設けられた光源ユニット６を利用して、ガラス部材２０の表面側を搬送される硬貨１０１全体に、光を均一に照射することができる。

カメラユニット７は、基板上に取り付けられた撮像素子と、撮像素子の上部に設けられたレンズユニットとを有し、硬貨１０１から反射された光を、レンズユニットを介して撮像素子で受光することにより硬貨１０１の画像を撮像する機能を有する。カメラユニット７の基板裏面側には、貨幣処理装置の制御部２との間で信号を送受信するための、図示しない制御回路等が設けられている。これにより、制御部２との間で通信を行いながら、高速搬送される硬貨１０１の搬送タイミングに合わせて、硬貨画像を撮像することができる。撮像された硬貨画像は、制御部２に送信され、硬貨１０１の金種、真偽及び正損を識別するために利用される。

このように、搬送ガイド１では、搬送ガイド１上を搬送される硬貨１０１の画像を撮像するために透明なガラス部材２０が利用されている。そして、一体成形された樹脂部材１０及びガラス部材２０によって、ガラス部材２０の表面側に形成された搬送路上を、硬貨１０１が搬送される。このとき、樹脂部材１０とガラス部材２０との間に段差があると、硬貨１０１をスムーズに搬送することができない。また、段差によって硬貨１０１が傾くと、硬貨画像に歪が生ずる可能性がある。このため、本実施形態に係る搬送ガイド１は、樹脂部材１０とガラス部材２０とが、搬送面に段差を生ずることなく、同一平面を成すように一体成形される点を１つの特徴としている。

図４は、樹脂部材１０によってガラス部材２０が固定された一体成形後の構造を説明する図である。図４（ａ）は、樹脂部材１０とガラス部材２０とが一体成形された部分領域を示す斜視図であり、図４（ａ）のＡ−Ａ断面を示したものが同図（ｂ）、Ｂ−Ｂ断面を示したものが同図（ｃ）である。

図４（ａ）に示すように、ガラス部材２０は、硬貨１０１が搬送されるＸ軸方向に直交する方向（Ｙ軸方向）の２箇所で、樹脂部材１０の一部を形成する覆い部１０ａによって固定されている。

ガラス部材２０の周縁部は全周に渡って面取り加工され、外側に向かって厚みが薄くなる勾配面２０ａが形成されている。図４（ｂ）に示すように、面取り加工で得られたガラス部材２０の勾配面２０ａの一部が、樹脂部材１０の一部を形成する覆い部１０ａによって覆われて押さえられることによって、樹脂部材１０とガラス部材２０とが一体成形される。ガラス部材２０は、水平になるように、裏面側から樹脂部材１０によって支持されている。このように、平板状のガラス部材２０は、その上面と樹脂部材１０上面とが同一平面を成すように、樹脂部材１０によって支持されかつ固定される。

図４（ｂ）の拡大図に示したように、ガラス部材２０に勾配面２０ａを設けて、この勾配面２０ａの下端から一部領域のみを樹脂部材１０の覆い部１０ａによって固定することにより、覆い部１０ａのＺ軸方向の高さを、硬貨１０１が搬送されるガラス部材２０上面（勾配面２０ａ上端）より低くすることができる。

ガラス部材２０は、図４（ａ）に示すように２箇所で固定され、その他の位置では、図４（ｃ）に示すように樹脂部材１０によって下方から支持されるだけの構造になっている。すなわち、ガラス部材２０は、水平を保ちかつ樹脂部材１０との間で段差を生じないように、樹脂部材１０によって周縁部全周を裏面側から支持されると共に、樹脂部材１０の覆い部１０ａによって周縁部勾配面の一部のみを表面側から押さえて固定される。

図５は、樹脂部材１０とガラス部材２０の一体成形品である搬送ガイド１の製造方法について説明する図である。搬送ガイド１は、金型に樹脂を注入する射出成形によって製造される。図５は、金型内部にガラス部材２０をセットした後、樹脂を注入する段階にあるガラス部材２０及び金型３０、３１、４０及び４１の断面を示す断面模式図である。なお、図５では、樹脂部材１０とガラス部材２０の一体成形について説明するため、同図の破線外側にある樹脂部材１０のみによって形成される部分については図示を省略している。

まず、キャビティ側の金型３０及び３１にガラス部材２０が固定される。ガラス部材２０の周縁部には、図４に示すように勾配面２０ａが形成されている。この勾配面２０ａを、金型３０及び３１の対応する位置に合わせて、金型３０中心部に設けられた貫通穴３３から吸引することによって 金型３０及び３１にガラス部材２０を密着させて固定する。このような固定方法とすることにより、金型３０及び３１の向きによらず、ガラス部材２０を所定位置に固定することができる。

次に、コア側の金型４０及び４１がセットされる。コア側の金型は、キャビティ側の金型３０及び３１に対して、位置が固定された固定部材として機能する金型４１と、固定部材の内側で位置を変えながらガラス部材２０を押圧する可動押圧部材として機能する金型４０とによって形成される。外側の金型４１（固定部材）は、ガラス部材２０に接しないため、キャビティ側の金型３０及び３１に対して位置が固定される。これに対して、内側の金型４０（可動押圧部材）は、ガラス部材２０の厚みに応じて、ガラス部材２０に密着してこれを保持するための部材として、Ｚ軸方向に移動可能になっている。

具体的には、保持部材として機能する金型４０は、断面円形状の中空円筒型を有しており、円筒内に設けられた図示しないバネ部材によってガラス部材２０に押し付けられる。例えば、ガラス部材２０が破損しないように１ｋｇｆ／ｃｍ²の力で押し付けられる。なお、内側の金型４０がガラス部材２０に密着する円形領域内が、ガラス部材２０の表面側と裏面側との間で光が透過可能な領域となる。

このように、キャビティ側の金型３０及び３１と、コア側の金型４１とを固定しながら、コア側でガラス部材２０の位置を固定する金型４０をガラス部材２０の厚み方向（Ｚ軸方向）に移動可能な可動押圧部材とすることで、ガラス部材２０の厚みが製造誤差によってばらつく場合でも、金型３０、３１及び４０をガラスに密着させることができる。このため、ガラス部材２０と金型３０、３１及び４０との間に隙間が生じて、この隙間に樹脂が流入することによるバリの発生を抑制することができる。

こうして、キャビティ側の金型３０及び３１とコア側の金型４１とが所定の位置関係となるように固定され、ガラス部材２０がコア側の金型４０によってキャビティ側の金型３０及び３１に押し付けられて保持された状態で、樹脂の注入が開始される。注入された樹脂は、図５で金型３１、４０及び４１の内壁と、ガラス部材２０とによって囲まれた空間１１に流れ込む。そして、流れ込んだ樹脂による樹脂部材１０と、ガラス部材２０とが、図４に示したように一体成形されて、図１に示した搬送ガイド１が製造される。

ガラス部材２０は、可動押圧部材として機能する金型４０によって保持されているが、樹脂を注入する際の圧力は４００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²にも達するため、ガラス部材２０の一方側から他方側に比べて高い圧力で樹脂が流れ込むと、流動圧の差によってガラス部材２０の位置がずれる可能性がある。例えば、図５の、左側のみから高い流動圧が作用して、ガラス部材２０が右側にずれて金型３１に押し付けられると、金型３１に押し付けられた位置でガラス部材２０が破損する場合もある。

このような事態を回避するため、本実施形態では、複数方向から流入した樹脂が略同一のタイミングでガラス部材２０に到達して、樹脂による流動圧が複数の方向からバランスよく作用するように樹脂の注入位置が設定されている。

図６は、成形時の樹脂の流入経路５０と、樹脂部材１０及びガラス部材２０の位置関係を説明する図である。図６（ａ）に示すように、金型内部に樹脂を注入するために、４つのゲート５０ａ〜５０ｄが利用される。

図６（ｂ）は、上方（Ｚ軸正方向側）から見た４つのゲート５０ａ〜５０ｄの位置関係を示している。４つのゲート５０ａ〜５０ｄは、ガラス部材２０を中心とする円上で、この円を均等に分割した角度位置に設けられている。すなわち、４つのゲート５０ａ〜５０ｄは、ガラス部材２０への距離が略同一となる位置で、略９０度ずつ均等に配置されている。このため、注入された樹脂は、略同一のタイミングでガラス部材２０に到達して略同一の流動圧を作用させる。また、樹脂が流れ込む方向が、ガラス部材２０に作用する流動圧が釣り合うように設定されているので、流動圧によるガラス部材２０のずれや破損を回避することができる。

なお、樹脂を注入するゲートは、ｎ個（ｎ＝２以上）のゲートが、ガラス部材２０から略同一の距離で、ガラス部材２０を中心に略均等分割された角度（３６０／ｎ）で配置されれば、その数や配置位置係が図６に示す内容に限定されるものではない。

ゲート５０ａ〜５０ｄから樹脂が注入された際に生じ得るガラス部材２０のずれは、ＸＹ平面上を移動するようにずれる場合に限らず、Ｚ軸方向にずれる場合もある。本実施形態に係る搬送ガイド１は、製造時に、ガラス部材２０がＺ軸方向にずれないように樹脂注入時の流動圧を考慮した構造になっている。

図７は、製造時に、樹脂の流動圧によってガラス部材２０がＺ軸方向にずれる現象について説明する図である。図７は、図５に示した図から、ガラス部材２０左側（Ｙ軸負方向側）端部近傍の一部領域のみを拡大した断面模式図である。また、図７は、樹脂部材１０の覆い部１０ａを含む、図４（ａ）に示すＡ−Ａ断面に相当する位置を示すものである。

図７（ａ）に示すように、金型３０、３１、４０及び４１とガラス部材２０とによって囲まれた空間１１に、矢印７０に示すように左側から樹脂が流入すると、樹脂による流動圧が、黒い矢印で示したようにガラス部材２０の各部に作用する。

例えば、図７（ｂ）に示すように、ガラス部材２０の表面側から下向き（Ｚ軸負方向）に作用する流動圧が高いと、ガラス部材２０及びガラス部材２０を保持する可動押圧部材である金型４０が、矢印８０のように押し下げられる場合がある。この結果、ガラス部材２０と上側の金型３１との間に隙間が生じ、この隙間に矢印７１に示すように樹脂が流入してバリが発生する。こうしてバリが発生すると、ガラス部材２０が傾いた状態で固定されてしまう。

また、図７（ｂ）に示す場合とは逆に ガラス部材２０の裏面側の流動圧が高いと、同図（ｃ）に示すように、ガラス部材２０を保持する可動押圧部材である金型４０が矢印８１のように押し下げられる場合がある。この結果、ガラス部材２０と金型４０との間に隙間が生じ、この隙間に矢印７２に示すように樹脂が流入してバリが発生する。こうしてバリが発生すると、ガラス部材２０の表面と裏面との間で光が透過する領域の一部で、バリによって光が遮光される。

バリが発生すると、ガラス部材２０が傾いたり光の透過面の一部がバリで塞がれたりするため、ガラス部材２０の裏面側に設けたカメラユニット７によって、表面側を搬送される硬貨１０１の画像を高精度に撮像できない可能性がある。また、樹脂流動圧の大きさによっては、バリが発生するだけではなく、ガラス部材２０が破損する可能性もある。

このため、本実施形態に係る搬送ガイド１では、ガラス部材２０の表面側又は裏面側の流動圧のみが高くなって、図７（ｂ）及び（ｃ）のようにガラス部材２０の上側や下側に隙間が生ずることがないように、各部の形状や寸法が決められている。

図８は、このようにして決められた搬送ゲート１各部の寸法を説明する断面模式図である。図８では、ＹＺ平面で、中心線ＣＬから左側の一部の構造のみを示し、樹脂部材１０のみの領域については図示を省略している。また、ガラス部材２０は、図４（ａ）に示すように円形薄板状部材で、右側は、中心線ＣＬに対して対象な構造を有しているため図示を省略している。なお、図８は、樹脂部材１０の覆い部１０ａを含む、図４（ａ）に示すＡ−Ａ断面に相当する位置を示すものである。

サファイアガラス製のガラス部材２０は、例えば、直径がＤ１＝φ３５ｍｍで、厚みがｔ１＝０．７ｍｍである。外周の勾配面２０ａは、Ｌａ＝１．５ｍｍ、ｔａ＝０．２７ｍｍとなるように形成される。そして、この勾配面２０ａの端部からＬｂ＝０．４ｍｍの範囲が、樹脂部材１０による覆い部１０ａによって固定される。すなわち、ガラス部材２０の勾配面２０ａは、Ｙ軸方向の長さで端部から２７％（＝０．４／１．５）が覆い部１０ａによって覆われている。このように、勾配面２０ａは、Ｙ軸方向長さで端部から２５〜３０％程度を、覆い部１０ａによって覆うように固定するのが好ましい。なお、覆い部１０ａのＸ軸方向の長さは７ｍｍである。

ガラス部材２０は、可動押圧部材として機能する直径Ｄ２＝３０ｍｍの金型４０によって、１ｋｇｆ／ｃｍ²の圧力で上向きに押圧されている。すなわち、ガラス部材２０は、Ｙ軸方向長さ（直径）で８５％（＝３０／３５）の中心領域が、押圧部材によって押圧されている。

また、金型４１の形状については、押圧部材として機能する金型４０側でのＺ軸方向の長さをｔｃ＝０．５ｍｍとして、Ｙ軸方向の長さがＬｃ＝１．２５ｍｍの傾斜面を経た後は、Ｚ軸方向の長さがｔｂ＝１．２２ｍｍとなっている。すなわち、樹脂が流入する空間が、金型４０近傍では狭く、金型４０から離れるにつれて徐々に広くなるように設定されている。可動押圧部材側のＺ軸方向の長さは、最も広い部分に対して約４０％（＝０．５／１．２２）の長さとしている。

このような寸法及び形状とすることによって、図６に示す各ゲート５０ａ〜５０ｄから注入された樹脂の圧力が４００〜５００ｋｇｆ／ｃｍ²に達する場合でも、ガラス部材２０の破損やずれが生じたり、可動押圧部材として機能する金型４０がずれたりすることがない。この結果、図４に示したように、樹脂部材１０とガラス部材２０とが一体成形され、図１に示した搬送ガイド１を製造することができる。

また、ガラス部材２０がずれることがないので、金型３０及び３１の通りに、硬貨搬送面を形成する樹脂部材１０の上面とガラス部材２０の上面とが同一平面を成すように一体成形される。このため、樹脂部材１０及びガラス部材２０によって形成される搬送路で、硬貨１０１をスムーズに搬送することができる。また、ガラス部材２０が傾いたりバリが発生したりすることがないので、この搬送ガイド１を利用する硬貨識別センサ１００では、硬貨搬送面を高速搬送される硬貨１０１の画像を高精度に撮像することができる。

なお、本実施形態では、樹脂部材１０と一体成形されるガラス部材２０の形状が円形薄板状である場合を示したが、本実施形態がこれに限定されるものではない。例えば、ガラス部材２０の形状が、図９（ａ）に示したように矩形であってもよいし、同図（ｂ）に示すように楕円形であってもよい。

また、ガラス部材２０を樹脂部材１０と一体成形する向きについても特に限定されず、例えば、図９（ｂ）の楕円形のガラス部材２０が同図（ｃ）のように異なる向きで利用される態様であってもよい。

さらに、ガラス部材２０の勾配面２０ａを樹脂部材１０の覆い部１０ａによって固定する位置及び数についても、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、硬貨１０１の搬送方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）の２箇所に限定されるものではない。例えば、図９（ｄ）に示すように、１２０度の角度を有するように配置された３箇所の位置で固定してもよいし、４箇所以上で固定される態様であっても構わない。

また、本実施形態では、ガラス部材２０の周縁部全周に、面取り加工された勾配面２０ａが形成される例を示したが、本実施形態がこれに限定されるものではない。例えば、ガラス部材２０の周縁部のうち、樹脂部材１０の覆い部１０ａによってガラス部材２０を固定する一部の領域のみに、勾配面２０ａを形成する態様であっても構わない。

上述してきたように、本実施形態によれば、ガラス部材２０周縁部の勾配面２０ａの一部を、樹脂部材１０の覆い部１０ａによって固定することによって、樹脂部材１０とガラス部材２０との間に段差を生ずることなく一体成形した搬送ガイド１を製造することができる。

また、樹脂の射出成形によって搬送ガイド１を製造する際に、一方の金型３０及び３１の内壁にガラス部材２０を押し付ける金型４０が、ガラス部材２０の厚さに応じて移動可能な可動押圧部材として機能するため、ガラス部材２０の厚みに誤差がある場合でも、ガラス部材２０と金型３０、３１及び４０とを密着させることができる。また、成形時に高い流動圧で流れ込む樹脂の流動圧によって、ガラス部材２０やガラス部材２０の厚みに応じて移動可能な金型４０の位置がずれることがないように、ガラス部材２０と樹脂部材１０の形状及び寸法が設定されている。このため、ガラス部材２０のずれや破損が生じたり、ガラス部材２０と金型３０、３１及び４０との間に隙間が生じてバリを発生したりすることがない。

さらに、こうして製造された搬送ガイド１を利用することにより、硬貨識別センサ１００では、ガラス部材２０の表面側を搬送される硬貨１０１の画像を、高精度に撮像することができる。そして、高精度に撮像された硬貨画像を利用して、硬貨１０１の金種、真偽及び正損を高精度に識別することができる。

以上のように、本発明は、樹脂とガラスとが同一平面を成す一体成形品を製造するために有用な技術である。

１ 搬送ガイド
２ 制御部
３ａ、３ｂ ガイド
４ センサケース
５ 磁気センサ
６ 光源ユニット
７ カメラユニット
１０ 樹脂部材
１０ａ 覆い部
２０ ガラス部材
２０ａ 勾配面
３０、３１、４１ 金型
４０ 金型（押圧部材）
５０ 樹脂流入経路
５０ａ〜５０ｄ ゲート
１００ 硬貨識別センサ

Claims (8)

1. 板状のガラス部材を周囲から樹脂部材で支持するように成形されたガラスと樹脂の一体成形品であって、
   前記ガラス部材は周縁部に勾配面を有し、
   前記勾配面が形成された面側を表面として、
   前記樹脂部材が、前記ガラス部材の周縁部を裏面側から支持しながら表面側から前記勾配面の上端高さを超えない範囲で前記勾配面の一部を覆って前記ガラス部材を固定すると共に、
   前記表面側で前記ガラス部材と前記樹脂部材とが同一平面を形成することを特徴とするガラスと樹脂の一体成形品。
2. 前記ガラス部材の表面側で、前記ガラス部材及び前記樹脂部材が、対象物が搬送される搬送路を形成することを特徴とする請求項１に記載のガラスと樹脂の一体成形品。
3. 前記ガラス部材の表面側に形成された前記搬送路を搬送される前記対象物の画像を、前記ガラス部材の裏面側から撮像するセンサが組み込まれたセンサユニットを構成することを特徴とする請求項２に記載のガラスと樹脂の一体成形品。
4. 前記勾配面は、前記ガラス部材の周縁部を面取り加工して形成されることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のガラスと樹脂の一体成形品。
5. 板状のガラス部材を周囲から樹脂部材で支持するように成形されたガラスと樹脂の一体成形品を製造するための製造方法であって、
   第１の金型内壁に、前記ガラス部材の表面側平面と該表面側周縁部に形成された勾配面の一部とを密着させて固定するガラス固定ステップと、
   固定部材と可動押圧部材から成る第２の金型をセットして前記第１の金型に対する前記固定部材の位置を固定する金型固定ステップと、
   前記第２の金型に含まれる前記可動押圧部材を前記ガラス部材の裏面側平面に密着させて前記ガラス部材を前記第１の金型に向けて押圧した状態で固定する可動押圧部材固定ステップと、
   前記第１の金型内壁と前記第２の金型内壁との間に形成された空間に樹脂を注入する樹脂注入ステップと、
   前記樹脂注入ステップで注入された樹脂が、前記ガラス部材の周縁部を裏面側から支持しながら表面側から前記勾配面の上端高さを超えない範囲で前記勾配面を覆って前記ガラス部材を固定すると共に、前記ガラス部材の表面側平面と同一平面を成す平面を形成するように硬化する樹脂硬化ステップと
   を含んだことを特徴とするガラスと樹脂の一体成形品製造方法。
6. 前記樹脂注入ステップでは、前記ガラス部材への距離が略同一かつ前記ガラス部材を中心として３６０度を略均等分割した角度位置に配置された複数のゲートから樹脂が注入されることを特徴とする請求項５に記載のガラスと樹脂の一体成形品製造方法。
7. 前記第２の金型に含まれる前記固定部材は、前記可動押圧部材周囲の所定領域で前記可動押圧部材から離れるにつれて前記ガラス部材との間隙が広くなる断面形状を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のガラスと樹脂の一体成形品製造方法。
8. 前記ガラス部材は、表面側周縁部のうち前記ガラス部材を中心として３６０度を略均等分割した角度位置のみで固定されることを特徴とする請求項５、６又は７に記載のガラスと樹脂の一体成形品製造方法。

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