JP7496114B2 - 複合成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
下記特許文献1には、装飾用の表皮材を金型の内面に予め装着し、表皮材が装着され且つ開いた状態の金型内に所定量の溶融樹脂を射出し、溶融樹脂の射出後或いは射出中に型締めプレスすることにより、合成樹脂材と表皮材とを一体にする加工方法が記載されている。
下記特許文献2には、板状部材に予め突起部材を設け、突起部材をキャビティの内面に設けられた凹形状部に嵌め込んで位置決めを行い、板状部材に樹脂部材を射出成形により一体化させた複合成形品を製造する方法が記載されている。
上記によれば、屈曲された面を持つ複合成形品であっても、突部を成形型に設けられた凹部に干渉させることなく挿入できる。したがって、成形工程の際、突部を凹部に円滑に挿入して、樹脂成形体を成形できる。また屈曲工程で屈曲される基部の形状に沿うように成形型の屈曲面が形成されるため、シート体と成形型の屈曲面が一致し、複合成形品になったときにシート体と樹脂成形体とが面一となり、複合成形品の外観品質が向上する。
本実施形態に係る製造方法は、取付工程、屈曲工程、二次成形工程を備える。取付工程では、シート体2の一方の面20に、シート体2側とは反対側に突出するとともに間隔を空けて設けられた複数の突部41を有する基部40を取り付ける。以下、図例を参照しながら突部41a,41bについて説明する。屈曲工程では、複数の突部41a,41b間の少なくともひとつに屈曲部位46を設ける。二次成形工程では、成形型100に設けられた凹部130に突部41a,41bを挿入してシート体2を位置決めした後に、溶融樹脂を成形型100のキャビティ110内に射出し樹脂成形体3を成形する。
以下では、図面を参照しながら本実施形態を詳述する。なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。
図1~図5を参照しながら、第1実施形態に係る複合成形品の製造方法について説明する。
本実施形態に係る製造方法は、可撓性を有するシート体2と、シート体2の一方の面20に接合された樹脂成形体3とを備える複合成形品1の製造方法であって、シート体2の他方の面21がおもて面1a、すなわち意匠面(装飾面)として使用される複合成形品1の製造方法である。
複合成形品1を製造するに際し、まずシート体2の位置決め機能を果たすことになる突部41を有した一次成形品4を成形する。
そこで図2(a)に示すように、第1型10aと、第2型10bとを備えた一次成形用の成形型10を用意する。一次成形用の成形型10は、第1型10aと第2型10bとをシート体2を介して型締めするとキャビティ11が形成されるように構成されている。そして、このキャビティ11内に樹脂を射出することによって一次成形品4が形成される(図2(b)参照)。このとき一次成形工程・S100では、後述する二次成形工程・S103で射出される樹脂の融点と同じか、それより低い融点となる樹脂によって一次成形品4を形成する。図2(a)に示す第1型10aは、ゲート12と、第1凹部13と、第2凹部14とを備えている。ゲート12は、溶融された樹脂が基部40を形成するキャビティ11へ通じる経路である。第1凹部13は、複数形成される突部41のうちの一方の突部41a(以下、第1突部41aという)を模るキャビティであり、略円錐状に形成される。第2凹部14は、複数形成される突部41のうちの他方の突部41b(以下、第2突部41bという)を模るキャビティであり、略円柱状に形成される。キャビティ11は、平面視において、シート体2より小さい領域になるように形成され、このキャビティ11によって基部40が成形される。シート体2としては、可撓性を有する素材のシートが用いられる。シート体2の大きさ、形状、厚みは、図例に限定されず、この一次成形工程S100で第1型10aと第2型10bの間に配され、一次成形品4を形成し屈曲工程S101の後のトリム工程S102でカットすることを想定して用意される。
このように上述の取付工程(S100)は、樹脂の射出成形により、基部40がシート体2と一体となるように成形する一次成形工程である。
これによれば、基部40を成形した後に、成形した基部40をシート体2に取り付ける場合に比べて、基部40をシート体2に取り付ける作業が容易になる。
シート体2の一方の面20に基部40を取り付ける取付工程(S100)を行った後、屈曲工程S101を行う。屈曲工程S101は、第1突部41aと第2突部41bとの間の少なくともひとつに屈曲部位46を設けるための工程である。図例では、第1突部41aと第2突部41bとの間に予備成形型50を用いて屈曲部位46を設ける例を示している。図3(a)に示すように予備成形型50は、第1予備型50aと第2予備型50bとを備える。第1予備型50aは、窪み部53と、傾斜面54と、平坦面55とを備えている。窪み部53は、一次成形品4の樹脂成形部位、すなわち基部40,第1突部41a及び第2突部41bを受け入れられるように模られ形成されている。窪み部53は、基部40をシート体2とともに屈曲させるために形成された屈曲面53aと、第1突部41a,第2突部41bのそれぞれの形状に応じて形成された凹部51,52とを有する。第1突部41aが挿入され収容される凹部51は、略円錐形状の第1突部41aを受け入れ、第1突部41aが嵌合されるように形成されている。凹部51は、第1突部41aの先端部42aと対向する底部51aと、傾斜部44の傾斜角度に合わせて傾斜する側面部51bと、凹部51の受け入れ口となる開口部51cとを有している。図3(a)の部分拡大図に示すように、凹部51の開口部51cは、先端部42aの径よりも大径に形成されている。よって、スムーズに第1予備型50aに一次成形品4をセットすることができる。第2突部41bが嵌合される凹部52は、略円柱状の第2突部41bを受け入れるように形成されている。凹部52は、第2突部41bの先端部42bと対向する底部52aと、第2突部41bの側面に合わせて形成された側面部52bと、凹部52の受け入れ口となる開口部52cとを有している。第2予備型50bは屈曲面58と、傾斜面56と、平坦面57とを備えている。第2予備型50bの屈曲面58は、第1予備型50aの屈曲面53aに対応して形成されており、シート体2側から一次成形品4を屈曲させる。
上述の屈曲工程(S102)は、予備成形型50の凹部51に第1突部41aを挿入するとともに、凹部52に第2突部41bを挿入し、予備成形型50によりシート体2を加圧して、シート体2及び基部40を屈曲させる予備成形工程である。予備成形工程では、シート体2を予備成形型50に位置決めしたうえで、シート体2を加圧して屈曲形状に成形することができる。したがって、シート体2と予備成形型50との位置ずれを抑えつつ、一次成形品4を所望する位置で屈曲させることができ、予備成形を簡易に行うことができる。
次にシート体2を所定の形状にトリミングする(不要な部分を切り取る)トリム工程(S102)を行う。図3(c)に示すようにトリム型60は、第1トリム型60aと第2トリム型60bとを備える。第1トリム型60aは、窪み部63と、傾斜面64と、平坦面65とを備えている。窪み部63は、一次成形品4の樹脂成形部位、すなわち基部40、第1突部41a及び第2突部41bを受け入れられるように模られ形成されている。窪み部63は、第1予備型50aと同様に屈曲面63aと、第1突部41a、第2突部41bのそれぞれの形状に応じて形成された凹部61,62とを有する。凹部61は、略円錐形状の第1突部41aを受け入れ可能及び収容可能な形状に形成されている。凹部62は、略円柱状の第2突部41bを受け入れ可能及び収容可能な形状に形成されている。第2トリム型60bは屈曲面68と、傾斜面66と、平坦面67とを備えている。第2トリム型60bの傾斜面66と平坦面67には、シート体2を所定の箇所で切断する刃69,69が設置されている。第2トリム型60bの屈曲面68は、第1トリム型60aの屈曲面63aに対応して形成されている。
このように本実施形態では、トリム型60に凹部61,62を設け、トリム型60の凹部61,62に第1突部41a及び第2突部41bを挿入した状態で、シート体2の一部を切除するトリム工程(S102)をさらに備えている。したがって、第1突部41a及び第2突部41bをトリム型60の凹部61,62に挿入することで、シート体2をトリム型60に位置決めしたうえで、シート体2を切除することができ、シート体2の一部を切除する作業を簡易に行うことができる。
次に図4(a)に示すように第1型100aと、第2型100bとを備えた二次成形用の成形型100を用意する。第1型100aは、キャビティ110に樹脂を射出するゲート120と、第1突部41aが嵌合される凹部130aと、第2突部41bが嵌合される凹部130bとを備えている。凹部130a,130bの深さ寸法、形状は、第1突部41a、第2突部41bの突出寸法、形状等に合わせて形成されている。凹部130aの側面部131bは、第1型100aの可動方向(図4(a)の矢印Xで示す方向)に平行な部分と凹部130aの開口を広げる側に傾斜する部分とを有している。また、凹部130aは、第1突部41aを収容可能な形状に形成されている。凹部130bの側面部132bは、第1型100aの可動方向に平行な部分からなる。また、凹部130bは、第2突部41bを収容可能な形状に形成されている。そして、凹部130aに第1突部41aを嵌合させるとともに、凹部130bに第2突部41bを嵌合させれば、樹脂がキャビティ110内に高圧で射出され、シート体2が樹脂の射出圧を受けてもシート体2を所望する位置に位置決めすることができる。図4(a)に示す例では、第1型100aは、屈曲工程(S101)で屈曲された基部40の屈曲部位46の形状に沿うように形成された屈曲面133を有している。第2型100bには、樹脂成形体3を模る第2型凹部140が形成されている。また、一次成形品4の形状に沿うように形成された屈曲面140aを有しており、第2型凹部140内にシート体2が収まるように形成されている。
こうして、キャビティ110全域に樹脂を充填した後、保圧状態で冷却し樹脂を固化させる。成形型100を型開きして脱型しシート体2と接合された樹脂成形体3を取り出し、ゲート残り部70を切断すれば、図4(c)に示す複合成形品1を得ることができる。この複合成形品1において、シート体2が配された側が一方面(おもて面)1a、突部41が配された側が他面(裏面)1bとなる。
次に図5(a)~図5(c)を参照しながら、本実施形態に係る製造方法で製造される複合成形品1の屈曲工程(S101)の変形例を説明する。上述の実施形態と共通する部位には共通の符号を付し、共通する説明は省略し、異なる点を主に説明する。なお、ここでは予備成形型50のうち、第1予備型50aを示し、第2予備型50bを図示は省略する。また一次成形品4に形成された突部41については、略円錐形状の突部を第1突部として符号41aで示し、略円柱形状の突部を第2突部として符号41bとし、これら第1突部41a,第2突部41bに対応する略円錐形状の凹部は符号51、略円柱形状の凹部は符号52として説明する。
図5(a)に示す変形例の一次成形品4は、基部40の両端に2つの略円錐形状の第1突部41a,41aを備えるとともに、2つの第1突部41a,41aの間に略円柱形状の第2突部41bを備えている。また第1予備型50aには、基部40の略中央部位に設けられた第2突部41bが挿入される凹部52を挟んで2か所に屈曲面53a,53aが設けられている。
屈曲工程(S101)では、基部40を屈曲して第1突部41aと第2突部41bとの間に鈍角の屈曲部を形成する予備成形型50が用意される。図5(a)の例では、第1予備型50aの窪み部53に形成される屈曲面53aの角度αは鈍角(直角より大きい角度)とされる。
図5(b)に示す第1予備型50aでは、2か所の屈曲面53a,53aを有するものとしてもよい。図5(b)に示す例は、第1予備型50aに窪み部53に形成される2か所の屈曲面53a,53aが平面部53bを介して外向きに屈曲して形成されている。この場合も屈曲面53aの角度βは鈍角とされる。
図5(c)に示す例は、第1予備型50aの窪み部53に形成される2か所の屈曲面53a,53aの一方が内向きに屈曲するとともに、他方が平面部53bを介して外向きに屈曲して形成されている。この場合も屈曲面53aの角度γは鈍角とされる。
また図5(c)の例では、基部40には、屈曲工程の後に屈曲部(46)となる部位に基部40の剛性を低下させる凹部40aが形成されている。この凹部40aは、屈曲がスムーズになれるように形成されていればよく、溝状に一部分のみ形成されてもよいし、屈曲される部位に亘って形成されるものとしてもよい。凹部40aの深さも図例に限定されるものではない。これによれば、凹部を起点に基部を屈曲させることができる。したがって、基部に予め設定した箇所を屈曲させ易くなる。
また、第1予備型50aを用い、屈曲工程(S101)で基部40を屈曲すれば、それに伴いシート体2を屈曲させることができる。したがって、シート体2に予備成形型50から直接圧力を付加する場合に比べて、基部40を介在させて予備成形型50で一次成形品4を屈曲することでシート体2に圧力を加えた跡が残り難く、外観品質が向上する。
図6、図7を参照しながら、第2実施形態に係る複合成形品の製造方法について説明する。
第2実施形態に係る製造方法は、第1実施形態に係る複合成形品と同様に、可撓性を有するシート体2と、シート体2の一方の面20に接合された樹脂成形体3とを備える複合成形品1の製造方法である。第2実施形態においても、図1等に示す基本的な製造工程は同じであるので、図中、共通する点については共通する符号を付し、異なる点を主に説明する。
以上によれば、複合成形品1となったときには、第1突部41a及び第2突部41bにも樹脂が配されるので、一次成形品4と樹脂成形体3との接合強度を一層高めることができる。またこの場合、複合成形品1となったときには、第1突部41a及び第2突部41bが外観上露出した状態でないものを成形できる。
次に図7(a)~図7(d)を参照しながら、第1突部41a及び第2突部41bのそれぞれの先端部42a,42bの形状のバリエーションと、これらが挿入され収容される凹部130a,130bの形状のバリエーションについて説明する。上述の実施形態と共通する部位には共通の符号を付し、共通する説明は省略し、異なる点を主に説明する。図中、凹部130a,130bは1点鎖線で示している。
ここで凹部130aは、上述のように屈曲面133に形成された突部41aが挿入可能であるとともに収容可能に形成されていればよく、図7(a)に示すように平面視において略円形状に限定されず、図7(b)に示すように凹部130aが平面視において略方形状に形成されていてもよい。
2 シート体
3 樹脂成形体
4 一次成形品
40 基部
41 突部
41a 第1突部
42a 先端部
43 基端部
44 傾斜部
41b 第2突部
46 屈曲部位
100 成形型
110 キャビティ
130a 凹部
131c 開口部
133 屈曲面
Claims (10)
- 可撓性を有するシート体と、前記シート体の一方の面に接合された樹脂成形体とを備える複合成形品を製造する製造方法において、
前記シート体の一方の面に、前記シート体側とは反対側に突出するとともに間隔を空けて設けられた複数の突部を有する基部を取り付ける取付工程と、
前記複数の突部間の少なくともひとつに屈曲部位を設ける屈曲工程と、
成形型に対して前記シート体を位置決めした後に、溶融樹脂を前記成形型のキャビティ内に射出し前記樹脂成形体を成形する二次成形工程と、を備え、
前記成形型は、前記屈曲工程で屈曲される前記基部の形状に沿うように形成された屈曲面と、前記屈曲面に形成されるとともに前記突部が挿入され収容される凹部とを有し、
前記二次成形工程において、前記成形型の可動方向から視て、前記突部の先端部全体が前記凹部の開口部内に収まる形状に形成されている一方、前記凹部は、前記二次成形工程において前記成形型に対する前記シート体の位置決めをする際に、前記凹部と前記突部との側面同士の干渉がないように形成されていることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1において、
前記取付工程は、樹脂の射出成形により、前記基部が前記シート体と一体となるように成形する一次成形工程であることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1又は請求項2において、
前記屈曲工程は、予備成形型に設けられた凹部に前記突部を挿入し、前記予備成形型により前記シート体を加圧して、前記シート体を屈曲させる予備成形工程であることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項3のいずれか一項において、
前記シート体の一部を切除するためのトリム型に凹部を設け、前記トリム型の凹部に前記突部を挿入した状態で、前記トリム型により前記シート体の一部を切除するトリム工程を、さらに備えたことを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項4のいずれか一項において、
前記突部は、前記突部の先端部に対向する方向から視て、前記先端部全体が前記突部の基端部と重なるように形成されていることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項5のいずれか一項において、
前記突部は、第1突部と第2突部とを有し、
前記屈曲工程では、前記第1突部と前記第2突部との間の屈曲部位が、鈍角となるように前記基部を屈曲することを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項6のいずれか一項において、
前記基部は、加熱によって軟化する樹脂材料から構成されていることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項7のいずれか一項において、
前記基部には、前記屈曲部位に、前記基部の剛性を低下させる凹部が形成されていることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項8のいずれか一項において、
前記二次成形工程では、前記屈曲工程において屈曲された面に形成された前記突部が前記成形型の前記凹部に嵌合されて前記シート体が位置決めされることを特徴とする複合成形品の製造方法。 - 請求項1~請求項9のいずれか一項において、
前記突部は、前記成形型の前記凹部の開口部よりも小さい先端部と、前記凹部へ挿入する方向において前記先端部から次第に拡大するように傾斜する傾斜部と、有し、
前記成形型の前記凹部は、前記突部の形状に応じて形成されていることを特徴とする複合成形品の製造方法。
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