JP6841886B1

JP6841886B1 - 模型部品、及び、模型部品の製造方法

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Publication number: JP6841886B1
Application number: JP2019170784A
Authority: JP
Inventors: 翔一林田; 貴大牧野
Original assignee: Bandai Co Ltd
Current assignee: Bandai Co Ltd
Priority date: 2019-09-19
Filing date: 2019-09-19
Publication date: 2021-03-10
Anticipated expiration: 2039-09-19
Also published as: WO2021054239A1; CN112023410B; CN112023410A; US20220347590A1; JP2021045405A; CN114832393A

Abstract

【課題】安定した品質でグラデーションが施された模型部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】第１の色の第１の材料で形成された第１の層と、前記第１の層の少なくとも一部を覆う第２の層であって、前記第１の色とは異なる第２の色の第２の材料からなる第２の層とを有する模型部品であって、前記第２の層は少なくとも一部分の厚みが他の部分よりも薄く形成された領域を含み、前記領域には、前記第１の層が前記第２の層の表面に露出した部分が含まれる模型部品。【選択図】図１

Description

本発明は、模型部品及び模型部品の製造方法に関する。

いわゆるプラモデル（登録商標）と呼ばれるような組み立て模型の部品（パーツとも言う）、例えば、玩具の顔に着色する際は、一か所一か所、人の手で色を塗ったり、彩色個所に開口部が設けられたマスクを利用してスプレーで塗装したりすることが行われている（特許文献１を参照）。また、複数の印刷機とコンベアを備えた彩色装置を利用して塗装を自動化したものも提案されている（特許文献２を参照）。

実公平3-34226号公報特開平8-47585号公報

しかしながら、色が段階的に濃くなっていくようなグラデーションを施すには技量が必要であり、品質を安定させるのは困難である。また、塗装用の彩色装置を用いる場合、追加の設備投資や、設備が大型化するという問題もある。

本発明は、安定した品質でグラデーションが施された模型部品及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、模型部品であって、
第１の色の第１の材料で形成された第１の層と、
前記第１の層の少なくとも一部を覆う第２の層であって、前記第１の色とは異なる第２の色の第２の材料からなる第２の層と
を有する模型部品であって、
前記第２の層は少なくとも一部分の厚みが他の部分よりも薄く形成された領域を含み、
前記領域には、前記第１の層が前記第２の層の表面に露出した部分が含まれ、
前記領域は、前記第１の色が前記第２の材料を透過して前記模型部品の外部から視認可能となる第１の厚さよりも薄い部分を含むように形成されている。

本発明によれば、安定した品質でグラデーションが施された模型部品及びその製造方法を提供することができる。

実施形態に対応する模型部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。実施形態１に対応する模型部品の構造の一例を説明するための図である。実施形態２に対応する模型部品の構造の一例を説明するための図である。実施形態２に対応する模型部品の構造の他の一例を説明するための図である。実施形態２に対応する模型部品の断面構造の一例を説明するための図である。実施形態２に対応する模型部品の断面構造の他の一例を説明するための図である。

以下、発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、同じ参照符号は、同じ要素を示している。また、各図において、紙面に対する上下左右方向を、本実施形態における部品（またはパーツ）の上下左右方向として、本文中の説明の際に用いることとする。なお本発明は、以下に説明する実施形態おいて成形材料としてポリスチレンを例示するがこれに限定されず、他の材質（ポリエチレン、ＡＢＳ等の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属等）の利用を排除するものではない。

［実施形態１］
まず、発明の実施形態に対応する模型部品の製造方法を、図１のフローチャートに従って説明する。Ｓ１０１では、模型部品の骨格部分を構成する１次成形層を形成するための１次成形を行う。１次成形層の成形材料（素材）としては、汎用ポリスチレン（GPPS）または耐衝撃性ポリスチレン（HIPS）を使用することができる。次に、S１０２では、１次成形層の上側に、１次成形層を覆うように2次成形層を形成するための2次成形を行う。２次成形層の成形材料は、強化ポリスチレン（KPS）を使用することができる。２次成形層は模型部品の外側表面を形成することになるが、その厚みは部分的に異なっており、薄く形成されている部分は、その下側に形成された１次成形層の色が透ける程度の薄さで形成されている。また、薄く形成されている部分の一部からは１次成形層が２次成形層の表面に露出している。

上記の工程において、１次成形層の成形材料と２次成形層の成形材料とは、少なくとも色が異なっている。２次成形層に比べ、１次成形層は濃度の高い色とすることができる。例えば、模型部品が人形の顔や体の一部を構成する場合に、表面を構成する２次成形層は肌色であるのに対して、１次成形層は濃い肌色、あるいは、濃いオレンジ色、濃いピンク色などとすることができる。本実施形態では、このように１次成形層と２次成形層とを異なる色の成形材料で形成し、その上で２次成形層を薄く形成し、その下にある色の異なる１次成形層が透けて見えるようにすることで、グラデーションを表現可能にする。

また、各成形層の成形材料の材質については、１次成形層及び2次成形層を互いに結合させて一体化させるため、共通の材質とすることができる。上記の例ではKPS、GPPS、HIPSの性質の違いはあれど、ポリスチレンとして共通の材料を用いている。ポリスチレン以外にも、例えばABS樹脂やポリエチレン（PE）等を共通に用いてもよい。また、一部の層に異なる材質の素材を用いてもよい。

上記の少なくとも２段階の成形工程からなる模型部品の製造方法は、例えば多色成形装置を用いて実施することができる。各成形工程では、その工程に対応する成形型を使用する。具体的には、成形型のランナー溝や各部品を成形するための成形空間（キャビティ）に成形材料を流入させて成形物を形成し、冷却した後に成形型から成形物が取り出される。１次成形で作製された成形物については、それぞれ次の成形工程の成形型に取り付けられて、２次成形が実行される。図１は工程数が２の場合の例を示したが、当該工程数はあくまで説明のためのものであって、１次成形の前、或いは、２次成形の後に追加の成形工程を設けてもよい。多色成形装置を用いた成形方法そのものは公知であるため、より詳細な説明は省略する。

図２は、図１の製造方法に従って製造された模型部品の構造の一例を説明するための図である。図２（A）は、本実施形態に対応する２段階の成形工程により作製された、人形玩具の顔の一部としての模型部品２０の一例を示す図である。模型部品２０の眼下の頬の領域２１には赤味を表現する１次成形層の露出部分が含まれる。当該領域２１は左右の頬の位置に存在する。孔２２は、眼の模型部品が挿入される挿入孔であって、眼の模型部品の構造については実施形態２において説明する。

図２（Ｂ）は模型部品２０の領域２１を通るＡ−Ａ'断面を例示的に示す断面図である。断面図に示すように、２次成形層２０２は１次成形層２０１を覆うように形成され、２次成形層２０２の表面には凹凸が形成されると共に、厚みが位置によって異なっている。２次成形層２０２は模型の表面を形成する成形層であって、模型の所望の外形に応じた表面を有している。模型部品２０は人形玩具の顔の一部であるため、２次成形層の表面の凹凸により鼻、頬などが表現されている。

１次成形層２０１と２次成形層２０２とを比較すると、１次成形層２０１は２次成形層２０２の相似形（２次成形層２０２を縮小した形状）である部分と、相似形でない部分とを含むように構成されている。１次成形層２０１の相似形の部分は、２次成形層２０２の厚みが所定値に保たれる。一方、相似形でない部分は、相似形の部分よりも隆起（凸状を形成）しており、これにより、２次成形層２０２が所定値よりも薄く形成されることになる。ここで、所定値は、２次成形層を透過して１次成形層の色が外側から視認可能でなくなるような２次成形層の厚みのうち、最も薄い厚みに相当する。領域２１に相当する部分は特に２次成形層２０２の厚みが薄くなっていると共に、１次成形層２０１には突起２０３が形成されている。当該突起２０３の先端は２次成形層２０２の表面に露出しており、領域２１における頬の赤味を形成する。

２次成形層２０２の厚みは、模型部品２０の個所によって異なっていることがわかる。例えば、厚み、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を比較すると、Ｄ１＞Ｄ２≒Ｄ３となっている。ここで、Ｄ１は２次成形層２０２の表面から１次成形層２０１が透けて見えない領域における厚み（上述の所定値の厚みに相当する）を有することとする。また、Ｄ２、Ｄ３はそれぞれ、２次成形層２０２の表面から１次成形層２０１が透けて見える領域における最薄部の厚みを有する。Ｄ２、Ｄ３は、Ｄ１の所定値の厚みよりも薄ければよい。

本実施形態においては、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の数値をそれぞれＤ１＝ｄ１（例えば、１ミリメートル）、Ｄ２＝Ｄ３＝ｄ２（例えば、０．５ミリメートル）とすることができる。ただし、これはあくまで一例であって、使用する素材の性質（透過度）に応じてｄ１、ｄ２の値をより小さく、あるいは、大きくしてもよい。あるいは、場所によって下地の透過度合いを変更したい場合には、領域内の最薄値を異なる値としてもよい。例えば、Ｄ２は、０．５ミリメートルに対し、Ｄ３は０．７ミリメートルとしてもよい。

このようにして２次成形層２０２を部分的に薄く形成することにより、２次成形層２０２を透過してその内側に位置する１次成形層２０１の色味を模型部品２０の外側から観察することが可能となる。また、１次成形層２０１に突起２０３を形成することにより、１次成形層が有する色を直接に模型部品２０の表面に露出させることができる。

このとき、模型部品２０の表面に露出する突起２０３の先端部分の大きさ、突起２０３の数、突起２０３の配置を調節することにより、模型部品２０の表面において任意の色彩的な表現が可能となる。例えば、先端部を小さくし、数多くの突起を密に配置することで、チーク（頬紅）の表現が可能となる。

図２（Ｃ）は２次成形層２０２を透過して１次成形層２０１の色味が模型部品２０の外側から観察可能になる場合を説明するための図である。図２（Ｃ）に示すように、領域２１は、２次成形層２０２において厚みが薄く形成された位置に形成される。また、１次成形層２０１に形成された突起２０３も模型部品２０の外側から確認することができる。

このとき、領域２１においては、２次成形層２０２の厚みが最薄値のｄ２から下地が透けて見えなくなるｄ１まで変化することにより、領域２１は最薄値において最も濃く下地の１次成形層２０１の色が透けて見える個所から、徐々に色が薄くなって２次成形層２０２自体の色に遷り変わるので、観察者は模型部品２０の表面においてグラデーションを観察することができる。

グラデーションの見え方は、ｄ２からｄ１への変化のさせかたの違いによって異ならせることが可能である。例えば、厚みの変化の度合いを、急峻とするか、あるいは、緩やかとするかによって、濃い色から薄い色への変化の仕方が異なるため、異なるグラデーション表現を実現することができる。例えば、部分的に濃い色を出したい場合には、ｄ２からｄ１の変化を急峻とすればよい。その一方、濃い色から淡い色を経て２次成形層２０２の素材色に遷移させたい場合には、ｄ２からｄ１への変化を緩やかにする。例えば、厚さｄ２となる位置を中心とした円形領域において、中心から半径方向に厚さを増加させていき、中心から半径ｒの位置において厚さｄ１となるような状況を想定した場合、半径ｒを大きくすれば変化は緩やかになり、半径ｒを小さくすれば変化は急峻になる。

また、同一の成形材料であればｄ１の値は固定的に決まるが、ｄ２の値は可変とすることができるので、表現したいグラデーションの態様に応じてｄ２の値を変更してもよい。グラデーションを付加しようとする領域において、表現しようとする色が最濃値よりも薄くてもよい場合には、例えばｄ２の値を０．５ミリメートルではなく０．７ミリメートルとすることができる。

また、２次成形において用いる素材の色が１色の場合を説明したが、複数色の素材を重ねて使用してもよい。例えば、上述の実施形態では、人形玩具の表面を形成する２次成形層の色が肌色であり、１次成形層の色がオレンジあるいはピンクである場合を説明したが、陰影を与えるために、１次成形層の下に黒色層をさらに形成してもよい。その際に、上記実施形態と同様にして層の厚みを調整することにより、陰影の与え方を調整することができる。

［実施形態２］
次に、第２の実施形態について説明する。上述の実施形態では人形玩具の顔の一部である眼下の頬の領域との関連で第１の実施形態について説明した。これに対し、以下では当該顔の一部である眼の構造との関連で実施形態を説明する。

本実施形態の模型玩具は眼の構造体であって、図２（Ａ）に示す人形玩具の顔の挿入孔２２に挿入される。図３（Ａ）は、眼の構造体３０の外観の一例を示す図である。当該構造体３０は、模型玩具２０の表側に面する有色透明のレンズ部材３２が配置され、構造体３０の内部を透視することができる。またレンズ部材３２の一部からは瞳の光沢を表現するための光沢部材３３及び３４が露出している。レンズ部材３２の内側には瞳孔部材３５が配置されている。レンズ部材３２は、例えばオレンジ色の透明の材料で形成されており、その厚みにより外部から認識される色の濃さが異なる。例えば、厚みが厚い部分はより濃いオレンジ色を有するように認識される。

レンズ部材３２の成形材料（素材）としては、例えば透明（または半透明）の汎用ポリスチレン（GPPS）を使用することができる。また、光沢部材３３、３４、瞳孔部材３５の各成形層の成形材料としては不透明のポリスチレン（ＰＳ）または強化ポリスチレン（KPS）を使用することができる。

実施形態１で示した図１のフローチャートに当てはめると、本実施形態では、Ｓ１０１では、光沢部材３３、３４、瞳孔部材３５の各成形層を１次成形層として不透明のポリスチレン（ＰＳ）または強化ポリスチレン（KPS）により順に成形する。それぞれの層は異なる色の成形材料を使用するため、成形材料毎の成形工程において成形されるが、ここではまとめて簡単のために１次成形層と呼ぶ。その後に、１次成形層の上側に、当該成形層の少なくとも一部を覆うように2次成形層として、汎用ポリスチレン（GPPS）によりレンズ部材３２を成形する。

図４に、構造体３０を構成する部材をそれぞれ単独で示した図を示す。図４（Ａ）は、レンズ部材３２の構造を示す。レンズ部材３２には光沢部材３３や３４を表面に露出させるための開口３２１や３２２が設けられているとともに、その厚みが異なるように形成されている。

図４（Ｂ）は光沢部材３３の構造を示す。光沢部材３３は、レンズ部材３２の表面に露出する部分３３１、３３２と、それ以外のレンズ部材３２の内側に位置する部分３３３等とを含むように構成されている。レンズ部材３２の内側に位置する部分３３３はレンズ部材３２の内側の形状と対応する形状（平坦部、段差、凹部を含む）を有しており、当該形状によりレンズ部材３２の厚みが決定される。光沢部材３３の中央には瞳孔部材３５を貫通させるための孔３３４が設けられている。また、光沢部材３３には、光沢部材３４を貫通させるための孔３３５が設けられている。光沢部材３３は例えば白色の不透明の材料で形成することができる。

図４（Ｃ）は、光沢部材３４の構造を示す。光沢部材３４は、光沢部材３３とレンズ部材３２とを貫通し、レンズ部材３２の表面に露出する突起部３４１、３４２を含むように構成され、光沢部材３３とは異なる色（例えば、黄色）の不透明の材料で形成することができる。

図４（Ｄ）は瞳孔部材３５の構造を示す。瞳孔部材３５は、光沢部材３３の孔３３４に貫通させる突起部３５１を含むように構成される。突起部３５１の端部はレンズ部材３２により覆われる。また、瞳孔部材３４は眼の輪郭を形成する部材３５２を含むことができる。瞳孔部材３４は、光沢部材３３や３４とは異なる色（例えば、黒色）の不透明の材料で形成することができる。

図５（Ａ）は、図４（Ａ）から（Ｄ）に示した各部材を結合した状態の構造体３０を示し、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の構造体３０のＢ−Ｂ'断面を例示的に示す断面図である。当該断面図に示すように、レンズ部材３２の厚みは場所によって異なっており、これにより瞳の色の濃淡を表現することができる。例えば、瞳孔部材３５の突起部３５１の端部付近においてはレンズ部材３２が徐々に薄くなっており、これに伴って素材色（オレンジ色）が徐々に薄くなり、瞳孔部材３５の色が徐々に強くなる。

また、光沢部材３３のレンズ部材３２の表面に露出している突起部３３２の付近では、レンズ部材３２は厚く形成されている一方で、光沢部材３４のレンズ部材３２の表面に露出している突起部３４１の付近では薄く形成されている。このように、突起部の周辺においてもレンズ部材３２の厚みを変えることによって、瞳内におけるグラデーションを表現することができる。

また、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の構造体３０のＣ−Ｃ'断面を例示的に示す断面図である。当該断面図に示すように、レンズ部材３２の表面に露出している光沢部材３３の突起部３３１の周辺の位置において、レンズ部材３２の厚みが連続的に変化していることが分かる。具体的に、突起部３３１の周囲では厚みが薄く、外側に向かうにしたがって厚みが増加している。このことにより突起部３３１のレンズ部材３２の表面に露出している部分の輪郭周囲にグラデーションが施されるので、当該部分の輪郭がぼやけるような視覚効果を期待できる。

このようにして、レンズ部材３２の厚みを異ならせ、また、段階的、或いは、徐々に厚く（薄く）していくことで、瞳の色の濃淡を表現することができる。

次に図６を参照して、レンズ部材３２の裏側の構造について説明する。図６（Ａ）は、レンズ部材３２の裏側の構造の一例を示す。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のレンズ部材３２のＣ−Ｃ'断面を例示的に示す断面図である。図６（Ｃ）は、図６（Ａ）のレンズ部材３２のＤ−Ｄ'断面を例示的に示す断面図である。これらの断面図に示すように、レンズ部材３２の厚みは場所によって異なっており、その厚みの変化は、階段状に段階的に変化しているものと、連続的に徐々に変化しているものとがある。

以上のように、本実施形態によれば、安定した品質でグラデーションが施された模型部品及びその製造方法を提供することできる。

Claims

第１の色の第１の材料で形成された第１の層と、
前記第１の層の少なくとも一部を覆う第２の層であって、前記第１の色とは異なる第２の色の第２の材料からなる第２の層と
を有する模型部品であって、
前記第２の層は少なくとも一部分の厚みが他の部分よりも薄く形成された領域を含み、
前記領域には、前記第１の層が前記第２の層の表面に露出した部分が含まれ、
前記領域は、前記第１の色が前記第２の材料を透過して前記模型部品の外部から視認可能となる第１の厚さよりも薄い部分を含むように形成されていることを特徴とする模型部品。
前記領域には、複数の前記部分が隣接して配置されている、請求項１に記載の模型部品。
前記第２の層は、前記領域において、前記第１の厚さよりも薄い第２の厚さから、前記第１の厚さに変化するように形成されている請求項１または２に記載の模型部品。
前記第２の厚さは、前記第１の厚さの半分の厚さである、請求項３に記載の模型部品。
前記模型部品は人形の顔の部品であって、前記領域は前記人形の顔の頬の一部を形成する、請求項１から４のいずれか１項に記載の模型部品。
前記第１の色は不透明色であって、前記第２の色は透明色である請求項１に記載の模型部品。
前記部分の周辺において、前記第２の層の厚みが増加するように変化している、請求項６に記載の模型部品。
前記第１の層の前記第２の層と接する面は、段差または凹部を含む構造を有し、前記第２の層の厚みは前記構造に対応して変化している、請求項６または７に記載の模型部品。
第３の色の第３の材料で形成された第３の層を更に備え、
前記第３の層は、前記第１の層の表面に露出し、かつ、前記第２の層により覆われた第１の突起部を有し、前記第１の突起部の端部及び前記端部の周辺において前記第２の層の厚みが変化している、請求項６から８のいずれか１項に記載の模型部品。
第４の色の第４の材料で形成された第４の層をさらに備え、
前記第４の層は、前記第１の層及び前記第２の層を貫通して、前記第２の層の表面に露出した第２の突起部を有する、請求項９に記載の模型部品。
前記第３の色及び前記第４の色は、前記第１の色とは異なる不透明色である請求項１０に記載の模型部品。
前記第１の突起部の周辺における前記第２の層の厚みと、前記第２の突起部の周辺における前記第２の層の厚みとが異なる、請求項１０または１１に記載の模型部品。
前記模型部品は、人形の眼の部品である請求項６から１２のいずれか１項に記載の模型部品。
模型部品の製造方法であって、
第１の色の第１の材料を用いて第１の層を成形する第１の工程と、
前記第１の層の少なくとも一部を覆うように、前記第１の色とは異なる第２の色の第２の材料を用いて第２の層を成形する第２の工程と
を含み、
前記第２の工程では、少なくとも一部分の厚みが他の部分よりも薄く形成された領域を含み、前記領域には前記第１の層が前記第２の層の表面に露出した部分が含まれるように前記第２の層が成形され、
前記領域は、前記第１の色が前記第２の材料を透過して前記模型部品の外部から視認可能となる第１の厚さよりも薄い部分を含むように形成されている製造方法。