(57)【要約】      （修正有）【課題】金型を用いて樹脂を成形して加飾用の模様を有する外装部品を形成する際に、金型の駒間のパーティング段差や工具間段差が視覚的に目立つ位置に形成され、外観品質を低下させる場合があった。【解決手段】加飾用の模様が形成された樹脂成形品に生じる段差が模様の凸部に沿って配置されるように構成した金型を用いることにより、段差が視覚上目立たない位置に形成されるようにする。第一の方法として、金型の駒同士の境界部６９に、模様の凸部を形成するための凹部を配置する。第二の方法として、金型を形成する際の工具交換を、模様の凸部を形成するための凹部を切削するタイミングで行う。【選択図】図７
2019055517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駒を含む金型セットにより形成されたキャビティに樹脂を充填し、
加飾用模様を有する樹脂成形品を製造する製造方法において、
前記加飾用模様は、規則性を有して配置された凸部を有する模様であって、
前記複数の駒同士の境界部に沿って、前記加飾用模様の前記凸部の一部を形成するための凹部が形成された金型セットを使用する、
ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
複数の駒を含む金型セットにより形成されたキャビティに樹脂を充填し、
加飾用模様を有する樹脂成形品を製造するための製造装置において、
前記加飾用模様は、規則性を有して配置された凸部を有する模様であって、
前記複数の駒同士の境界部に沿って、前記加飾用模様の前記凸部の一部を形成するための凹部が形成されている、
ことを特徴とする樹脂成形品の製造装置。
【請求項３】
規則性を有して配置された凸部を含む加飾用模様を有する樹脂成形品であって、
前記樹脂成形品の成形に用いた金型セットの駒間の境界跡が、前記加飾用模様の前記凸部の一部に沿って形成されている、
ことを特徴とする樹脂成形品。
【請求項４】
前記凸部の高さに対する前記駒間の境界跡の高さの割合が６０％以下である、
ことを特徴とする請求項３に記載した樹脂成形品。
【請求項５】
前記凸部の配置の規則性とは、同一の形状の凸部を同一のピッチで繰り返し配置することである、
ことを特徴とする請求項３または４に記載した樹脂成形品。
【請求項６】
前記凸部の配置の規則性とは、凸部の面積および／または形状および／または配列ピッチが、所定の変化率で徐々に変化していくよう配置することである、
ことを特徴とする請求項３または４に記載した樹脂成形品。
【請求項７】
前記凸部は、所定の間隔で配置された複数のライン状の凸部である、
ことを特徴とする請求項３または４に記載した樹脂成形品。
【請求項８】
前記凸部は、格子状に形成された凸部である、
ことを特徴とする請求項３または４に記載した樹脂成形品。
【請求項９】
規則性を有して配置された凸部を含む加飾用模様が形成された樹脂成形品を製造するために用いる金型の製造方法において、
複数の切削工具を順次に交換して母材を切削して前記金型の前記加飾用模様に対応する型面を形成する際に、前記切削工具の交換は、前記加飾用模様に含まれる凸部の一部に対応する凹部を切削するタイミングで行う、
ことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項１０】
ベース面に規則性を有して配置された複数の凸部を含む加飾用模様が形成された樹脂成形品を製造するために用いる金型の製造方法において、
前記金型の前記加飾用模様のベース面に対応する型面を形成する際に切削工具の交換により生じた段差部分に、前記加飾用模様に含まれる凸部の一部に対応する凹部が形成される部分を切削するタイミングで行う、
ことを特徴とする金型の製造方法。
【請求項１１】
複数の駒を含む金型セットにより形成されたキャビティに樹脂を充填し、
加飾用模様を有する樹脂成形品を製造するための製造装置において、
前記加飾用模様は、規則性を有して配置された凸部を有する模様であって、
前記加飾用模様を転写するための前記駒の型面には、前記凸部のうちの一部に対応する凹部を境界として、型面を形成する際に切削工具を交換して母材を切削した際に形成された段差が存在する、
ことを特徴とする樹脂成形品の製造装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の製造装置を用いて、規則性を有して配置された凸部を含む加飾用模様が形成された樹脂成形品を成形する、
ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項１３】
ベース面から突出した凸部が規則性を有して配置された加飾用模様を有する樹脂成形品であって、
前記凸部のうち一部を境界として、その両側に金型を作成した際の工具交換により金型に形成された段差が転写された高さの異なるベース面が配置されている、
ことを特徴とする加飾用模様を有する樹脂成形品。
【請求項１４】
前記凸部の高さに対する段差の大きさの割合が６０％以下である、
ことを特徴とする請求項１３に記載した樹脂成形品。
【請求項１５】
前記凸部の配置の規則性とは、同一の形状の凸部を同一のピッチで繰り返し配置することである、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載した樹脂成形品。
【請求項１６】
前記凸部の配置の規則性とは、凸部の面積および／または形状および／または配列ピッチが、所定の変化率で徐々に変化していくよう配置することである、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載した樹脂成形品。
【請求項１７】
前記凸部は、所定の間隔で配置された複数のライン状の凸部である、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載した樹脂成形品。
【請求項１８】
前記凸部は、格子状に形成された凸部である、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載した樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外面に加飾用の模様形状部が形成された樹脂成形品とその製造方法、およびその製造に用いる成形金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器等の外装部品には、意匠性、軽量性、コスト、量産性等の観点から、加飾模様が形成された樹脂成形部品が使用されていることが多い。樹脂成形部品とは、ＡＢＳやＨＩＰＳ（ハイインパクトポリスチレン）などの熱可逆性樹脂を金型内に充填させ、圧力をかける事で加飾模様を含む金型の形状を樹脂に転写した後、冷却して金型から取り出す事で得られる樹脂製の部品のことを指す。
特に外装部品の場合には、加飾模様の不整が外観上の美観に大きな影響を与えるため、加飾模様の成形精度を高めるのが望ましいが、従来は視覚的に美観を損ねる段差が外観上目立つ位置に形成されてしまう場合があった。
【０００３】
その一因として、加飾模様を形成する金型の成形面の不整が挙げられる。金型を製造する際には、母材を切削工具で切削して成形面を作成するが、切削工具の耐久性の制約により、ひとつの成形面を作成する間に切削工具を交換する場合がある。切削工具を交換すると工具形状が変化するため、工具交換の前後で作成される成形面の形状に差異が生じることになる。典型的には、凸形状の加飾模様が形成される基準面であるベース面の高さが、工具交換によりベース面の途中で変わってしまい、視覚的に目立つ段差（工具間段差）が生じてしまう場合がある。
【０００４】
また、別の要因として、金型を構成する複数の駒の境界で生じる段差がある。例えば、スライド駒とキャビティ駒の相対位置のずれに起因するパーティング段差や、入駒とキャビティ駒の高さの不一致に起因する入れ子境界線の段差が挙げられる。
これらの段差は樹脂成形品に転写されるが、視覚的に目立つ位置に段差が形成されると外観面での品質低下を招く。
【０００５】
かかる段差を視覚的に目立たなくする方法のひとつに、樹脂成形品の表面に塗料を塗布して段差を緩和して目立たなくする方法がある。十分な厚さの塗料を樹脂成形品の全体または一部に塗布して乾燥することで、段差を目立たなくする効果がある。
【０００６】
また、樹脂成形部品の分野ではないが、段差を目立たなくする別の方法として、特許文献１には、外観に凹凸模様を有する化粧シートを貼着することで、外観面材の接合端部の段差をカモフラージュし、外観面の品質向上を図る方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３３１２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述した樹脂成形品の表面に塗料を塗布する方法では、塗装工程を追加する必要があるためコストが増加する。さらには、塗装した結果として、樹脂成形品の表面に転写された加飾模様の視認性が低下し、意匠的な美観が損なわれてしまうなどの問題がある。
【０００９】
また、特許文献１の方法は、樹脂成形品に用いようとすれば凹凸模様を有する化粧シートを張り付ける工程を追加する必要があるため、コストが増加する。さらには、樹脂成形品の形状によっては、皺を生じさせることなく化粧シートを貼着することが甚だ困難であるという問題もある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数の駒を含む金型セットにより形成されたキャビティに樹脂を充填し、加飾用模様を有する樹脂成形品を製造する製造方法において、前記加飾用模様は、規則性を有して配置された凸部を有する模様であって、前記複数の駒同士の境界部に沿って、前記加飾用模様の前記凸部の一部を形成するための凹部が形成された金型セットを使用する、ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法である。
【００１１】
また、本発明は、複数の駒を含む金型セットにより形成されたキャビティに樹脂を充填し、加飾用模様を有する樹脂成形品を製造するための製造装置において、前記加飾用模様は、規則性を有して配置された凸部を有する模様であって、前記複数の駒同士の境界部に沿って、前記加飾用模様の前記凸部の一部を形成するための凹部が形成されている、ことを特徴とする樹脂成形品の製造装置である。
【００１２】
また、本発明は、規則性を有して配置された凸部を含む加飾用模様を有する樹脂成形品であって、前記樹脂成形品の成形に用いた金型セットの駒間の境界跡が、前記加飾用模様の前記凸部の一部に沿って形成されている、ことを特徴とする樹脂成形品である。
【００１３】
また、本発明は、規則性を有して配置された凸部を含む加飾用模様が形成された樹脂成形品を製造するために用いる金型の製造方法において、複数の切削工具を順次に交換して母材を切削して前記金型の前記加飾用模様に対応する型面を形成する際に、前記切削工具の交換は、前記加飾用模様に含まれる凸部の一部に対応する凹部を切削するタイミングで行う、ことを特徴とする金型の製造方法である。
【００１４】
また、本発明は、ベース面に規則性を有して配置された複数の凸部を含む加飾用模様が形成された樹脂成形品を製造するために用いる金型の製造方法において、前記金型の前記加飾用模様のベース面に対応する型面を形成する際に切削工具の交換により生じた段差部分に、前記加飾用模様に含まれる凸部の一部に対応する凹部が形成される部分を切削するタイミングで行う、ことを特徴とする金型の製造方法である。
【００１５】
また、本発明は、複数の駒を含む金型セットにより形成されたキャビティに樹脂を充填し、加飾用模様を有する樹脂成形品を製造するための製造装置において、前記加飾用模様は、規則性を有して配置された凸部を有する模様であって、前記加飾用模様を転写するための前記駒の型面には、前記凸部のうちの一部に対応する凹部を境界として、型面を形成する際に切削工具を交換して母材を切削した際に形成された段差が存在する、ことを特徴とする樹脂成形品の製造装置である。
【００１６】
また、本発明は、ベース面から突出した凸部が規則性を有して配置された加飾用模様を有する樹脂成形品であって、前記凸部のうち一部を境界として、その両側に金型を作成した際の工具交換により金型に形成された段差が転写された高さの異なるベース面が配置されている、ことを特徴とする加飾用模様を有する樹脂成形品である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、金型に起因して樹脂成形品に生じる段差を、形成された加飾模様との関係で視覚上目立たない位置に配置するように調整することで、意匠的美観が損なわれるのを抑制できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態の樹脂成型品を外装部品に用いたプリンターの斜視図。
【図２】実施形態の加飾用の模様形状を模式的に示す図。
【図３】（ａ）原稿カバーの模式的な断面図。（ｂ）原稿カバーの模式的な上面図。
【図４】実施形態の樹脂成形品を製造するための金型装置の外観図。
【図５】実施形態の金型セットを示す断面図。
【図６】実施形態のパーティング段差を示す拡大断面図。
【図７】実施形態のキャビティ駒とスライド駒の境界近傍の断面図。
【図８】パーティング段差が発生する原理を説明するための断面図。
【図９】実施形態の工具間段差を示す拡大断面図。
【図１０】実施形態の工具間段差を示す拡大断面図。
【図１１】金型の製造に用いる加工機の構成を示す斜視図。
【図１２】実施形態の工具間段差を示す図。
【図１３】従来の工具間段差を示す図。
【図１４】実施形態に用いる金型セットの上面図。
【図１５】パーティング段差の比較例に用いた金型セットの一部断面図。
【図１６】（ａ）実施形態のキャビティ駒の加工エリアを示す平面図。（ｂ）実施形態のキャビティ駒に形成された模様を示す平面図。
【図１７】（ａ）実施形態のキャビティ駒の加工エリアを示す平面図。（ｂ）実施形態のキャビティ駒に形成された模様を示す平面図。
【図１８】工具間段差の比較例を示す断面図。
【図１９】工具間段差の比較例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態である樹脂成形品、その製造方法、その製造装置等について説明する。本発明は、加飾用の模様形状を備える樹脂部品に適用可能で、例えば、家電製品や電子機器製品の外観部品、自動車などの車両の外装品や内装品、等に用いる樹脂成形品で実施することができる。
【００２０】
［第一の実施形態］
第一の実施形態として、原稿読取装置を備えたプリンターの外装部品に本発明を適用した例を示す。
図１は、本実施形態の樹脂成形品を外装部品として用いたプリンターの斜視図である。図１において、１は複合型プリンターであり、原稿カバー１２や筐体１０は、例えば黒色、白色の樹脂で成形されている。また、プリンターの上面や側面は、外観面１１としてユーザーの目に触れる場所であるため、その外観は美的に優れていることが求められ、例えば原稿カバー１２には加飾用の模様形状が形成された樹脂成形品が用いられる。
【００２１】
図２は、図１の複合型プリンター１の原稿カバー１２の上面に施される加飾用の模様形状に一例を模式的に示す図である。図中の２１は、樹脂成形品の外観面に形成された加飾用の模様形状部の一部であり、格子状に形成された凸部よりなる模様を示している。
【００２２】
図３（ａ）は原稿カバー１２の模式的な断面図、図３（ｂ）は原稿カバー１２の模式的な上面図である。図３（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ’方向に沿った断面を示している。
原稿カバー１２の外観面には、図２に示した格子状の模様が形成されている。具体的には、外観面の基本形状を構成するベース面の上に、加飾用の模様として、ベース面から突出した凸部が格子状に設けられている。
【００２３】
美観の観点から、ベース面としては、鏡面あるいはそれに順じた高い平坦性を有し、光沢ある表面が好適に用いられる。本実施形態においても、ベース面を鏡面としている。
第１ベース面３０は、図中の左端に示された原稿カバー１２の湾曲部の基本形状を構成するベース面である。また、第２ベース面３１は原稿カバー１２の上面のうち図中の左側の部分の基本形状を構成するベース面であり、第３ベース面３２は原稿カバー１２の上面のうち図中の右側の部分の基本形状を構成するベース面である。
各ベース面には、加飾用模様として突出した凸部３３が、上方から見て格子状に設けられている。
【００２４】
境界線３４は、加飾用の模様形状の凸部３３の位置に現れたパーティング段差を示す線である。また、第２ベース面３１と第３ベース面３２とは、Ｚ方向に見て高さが異なるが、境界線３５は、第２ベース面３１と第３ベース面２３の境界を示す線である。境界線３４および境界線３５の近傍の具体的な形状については、後述する。
次に、原稿カバー１２の製造方法を説明する。
【００２５】
図４に示すのは、樹脂成形品を製造する為に用いる金型装置の外観図である。金型装置は、樹脂を充填するキャビティ空間を形成するための複数の駒から成る成形金型セットを備えている。
図中の４１は、原稿カバー１２の裏側、すなわち外観面ではない側の面形状を規定するコア側駒である。４２は、原稿カバー１２の表側、すなわち加飾用の模様形状を含む外観面の上側の面形状を規定するキャビティ駒である。４３は、原稿カバー１２の湾曲部の表側、すなわち加飾用の模様形状を含む外観面の湾曲部の面形状を規定するスライド駒である。４４は金型の開閉をガイドする為のダイポスト、４５は金型を閉じる際に加えられる圧力を受けるダイセットである。
次に、各駒から成る金型セットの構成について、さらに詳しく説明する。
【００２６】
図５は、原稿カバー１２を製造するための金型セットを示す断面図で、各駒が組み合わされて形成されたキャビティに樹脂が注入され、樹脂成形品が形成された状態を示している。
図中の５１は、原稿カバー１２の裏側、すなわち外観面ではない側の面形状を規定するコア側駒である。５２は、原稿カバー１２の表側、すなわち加飾用の模様形状を含む外観面の上側の面形状を規定するキャビティ駒である。５３は、原稿カバー１２の湾曲部の表側、すなわち加飾用の模様形状を含む外観面の湾曲部の面形状を規定するスライド駒であり、矢印５５はスライド駒５３を離間させる際のスライド方向を示す。５０は、金型キャビティ内に形成された原稿カバー１２用の樹脂成形品である。
【００２７】
次に、図３（ｂ）で示した境界線３４、すなわち加飾用の模様形状の凸部３３の位置に現れたパーティング段差について詳細に説明する。図６は、図３（ａ）にＡで示された領域を拡大して示した樹脂成型品の一部断面図である。図に示すように、パーティング段差６９は、加飾用の模様形状の凸部３３の中に形成されている。６１３は、ベース面から凸部３３の頂部までの高さである。後述する実施例に示すように、美観の面から、凸部の高さ６１３に対する駒間の境界跡であるパーティング段差６９の高さの割合は、６０％以下であるのがよく、更に望ましくは５０％以下であるのがよい。
【００２８】
本実施形態で、パーティング段差６９が加飾用の模様形状の凸部３３の中に形成されるようにするための成形方法について説明するため、図５中のＣで示した部分の拡大図を、図７に示す。図７においては、図５と対応する部分については、同一の番号を付す。
図７において、６５はキャビティ駒５２とスライド駒５３の境界にある駒同士の合わせ面、６６はコア駒５１とスライド駒５３の境界にある駒同士の合わせ面である。
【００２９】
キャビティ駒５２には、樹脂成形品５０の外観面となる上面に加飾用の凸状模様を形成するための型として凹部６７が形成されている。凹部６７の深さ６１３は、樹脂成形品５０の外観面のベース面に対する凸状模様の高さと等しい。
また、スライド駒５３には、樹脂成形品５０の湾曲部の外観面に加飾用の凸状模様を形成するための型として凹部６８が形成されている。凹部６８の深さ６１３は、樹脂成形品５０の外観面のベース面に対する凸状模様の高さと等しい。
【００３０】
キャビティ駒５２とスライド駒５３には、各々規則性をもって加飾用の凸状模様に対応した凹部が配置されている。キャビティ駒５２とスライド駒５３の境界においては、両方の駒を合わせて一つの凸状模様が成形されるように、両駒の端部には凸状模様を形成するための凹部の一部分が設けられている。
【００３１】
本実施形態によれば、キャビティ駒５２とスライド駒５３の境界において、図６に示すパーティング段差６９のような駒間の境界跡が生じたとしても、段差は加飾用の凸状模様に沿って形成されるため、視覚的に目立たない。すなわち、パーティング段差が、加飾用の凸状模様と交差しないように配置されるため、ベース面にパーティング段差が生じた場合と比較すると、意匠的に与える影響が軽減されており、外観が大きく損なわれることがない。
【００３２】
ここで、キャビティ駒とスライド駒の間に発生するパーティング段差に関して、図８を参照して更に説明する。図８は、パーティング段差が発生する原理を説明するための断面図で、コア駒７１、キャビティ駒７２、スライド駒７３により構成される金型セットを使用して樹脂成形品７０を製造する場合を示している。矢印７４は、スライド駒７３をスライドさせる方向を示している。
【００３３】
スライド駒７３とキャビティ駒７２を摺動できるようにするため、両者の境界面７５には公差が設定されているが、その公差と金型内の樹脂の圧力により、スライド駒７３のキャビティ駒７２に対する相対位置が変化し、境界に段差が発生する。この段差が樹脂成形品に転写されることで、パーティング段差７７になる。このパーティング段差７７の量は一定なわけではなく、成形条件、金型の製造精度、樹脂種類など多くの因子により成形する度に段差量が変わるため、予め段差量を考慮して金型を作成して段差をなくすのは、現実的には困難である。このパーティング段差７７が、外形の基準となる面であるベース面中に顕在化すると、視認性が高いため、部品の外観品質の大幅な低下につながる。
【００３４】
本実施形態では、図７に示したように、加飾用の模様形状をあらかじめ規則性をもって金型の表面に加工しておくとともに、パーティング段差６９が発生する個所に模様形状を配置し、パーティング段差を加飾用の模様形状内に収めるようにする。図６に示したように、加飾用の模様形状の凸部３３とパーティング段差の位置を合わせ、一体化することで段差の視認性を低下させ、ユーザーにとって外観が大きく損なわれることがないようにすることができる。
【００３５】
次に、図３（ｂ）で示した境界線３５、すなわちＺ方向に見て高さが異なる第２ベース面３１と第３ベース面３２の境界近傍の形状について詳細に説明する。図９は、図３（ａ）にＢで示された領域を拡大した断面図である。図９に示すように、第２ベース面３１と第３ベース面３２には、加飾用の模様形状の一部である凸部９３３を挟んで、Ｚ方向に９０で示すだけの段差がある。
【００３６】
かかる段差の発生について、さらに詳しく説明する。図１０は、図５中にＤで示した部分を拡大した断面図である。図１０において、図５と対応する部分については、同一の番号を付している。図中の５０は樹脂成形品、５２はキャビティ駒、５１はコア駒であるが、キャビティ駒５２は、図示のように樹脂成形品の加飾用の模様形状の一部である凸部９３３を挟んで第２ベース面３１と第３ベース面３２の高さが変わるような型形状を有している。
【００３７】
次に、キャビティ駒の型形状を、このように構成した理由について説明する。
図１１は、キャビティ駒５２を製造する際に使用する加工機であるマシニングセンタの構成を示す斜視図である。１０１はマシニングセンタであり、直線軸Ｘ、直線軸Ｙ、直線軸Ｚの３軸で構成されている。１０２は切削工具を取り付け回転させることで切削加工を行う主軸、１０３は切削工具、１０４は被加工物すなわちキャビティ駒の母材である。１０５は被加工物１０４を切削工具１０３に対してＹ方向に移動させるためのテーブル、１０６は被加工物１０４を切削工具１０３に対してＸ方向に移動させるための主軸サドルである。１０７は被加工物１０４を切削工具１０３に対してＺ方向に移動させるための主軸ガイド、１０８は切削加工で使用するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各移動量、主軸の回転数、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各移動速度、などの指令が記載されたＮＣデータである。
主軸１０２がＮＣデータ１０８に記載された回転数、各軸の送り速度、送り量で移動、回転することで被加工物１０４を、切削工具１０３を使用して切削加工することが可能となる。マシニングセンタ１０１の主軸１０２に取り付けられた切削工具１０３を用いて、主軸１０２を回転させながら被加工物１０４に対して相対的に移動を行うことにより、任意の三次元形状を加工することができる。
【００３８】
外観面が大面積の樹脂成形品を金型で成形する際に、外観面を担当する駒数が増えるとパーティング段差も増えることになるため、駒数は少ないのが望ましいが、そうすると駒のサイズが大きくなることになる。上述のマシニングセンタを用いてキャビティ駒を製造する際に、前述した理由で駒のサイズが大きくなると、被加工物１０４を切削加工している途中で切削工具１０３が消耗してしまい、順次に新たな切削工具に交換する必要が生ずる。
切削工具を交換すると、加工機の加工特性が変化するため、工具交換の前後で加工形状に差異が生じて段差部分が発生する。この加工形状の差を、以後の説明では工具間段差と呼ぶ場合がある。
【００３９】
図１３に示すのは、加飾用の模様形状を含むキャビティ駒を製造する際に、従来行われていた方法を説明するための模式図である。図中、１３３は樹脂成形品の加飾用の模様形状の凸部３３を形成するための凹部で、１１３１および１１３２は、樹脂成形品のベース面を形成するための平坦面である。
【００４０】
かかる形状の金型を製作する場合には、例えば次の２つの方法がある。第一の方法は、鏡面加工するのに適した工具を用いて母材を切削してベース面を形成した後に、凹部形成加工をするのに適した別形状の工具を用いて凹部を切削する方法である。第二の方法は、鏡面および凹部を加工可能な一種類の加工工具を用いて母材を切削加工してゆき、ベース面と凹部を同時に形成してゆく方法である。第一の方法では、金型サイズがある程度大きくなるとベース面を形成するための工具が消耗するため、ベース面を形成している途中で新たな工具に交換する必要が生ずる。また、第二の方法でも、金型サイズがある程度大きくなると工具が消耗するため、加工の途中で新たな工具に交換する必要が生ずる。
【００４１】
従来は、キャビティ駒を製造するために被加工物１０４をマシニングセンタで切削加工する際に、消耗した切削工具を新たな切削工具に交換するタイミングについては、加飾用の模様形状との位置関係において格別の制御は行われていなかった。
そのため、第一の方法でも第二の方法でも、樹脂成形品のベース面となる部分を切削している途中で切削工具を交換することが多かった。そうすると、交換による加工特性の変化により、図１３に示すように、特定のベース面の中に高さ９０の工具間段差が形成されていた。
【００４２】
このようにして作成したキャビティ駒を用いて、原稿カバー１２の樹脂成形部品を製造すると、外形の基準となるベース面の中に段差が形成されるため、視覚的に段差が目立ち、外観の品位を低下させていた。
もちろん、キャビティ駒を製造する際に段差が生じないようにできればそれが望ましいものの、樹脂成形品のサイズが大きくなると、切削工具を交換せずにキャビティ駒を製造するのは、現実的には困難である。
【００４３】
そこで、本実施形態では、切削工具の交換タイミングを調整し、加工特性の変化による段差が、外形の基準となるベース面の中に存在するのを回避するようにした。すなわち、ベース面に所定の規則性をもって配置された加飾用模様を有する樹脂成形品を成形するための型を製造する際に、加工工具を交換するタイミングを調整し、ベース面に対応する型面を加工している途中では交換しないようにした。言い換えれば、加飾用模様形状に対応する型部分を加工するタイミング、すなわち加飾用模様形状に対応する型部分を加工する直前、あるいは加工中、あるいは加工直後のタイミングで加工工具を交換するようにした。
【００４４】
図１２は、本実施形態におけるキャビティ駒の製造方法を説明するための模式図である。図中、１３３は樹脂成形品の加飾用の模様形状の凸部３３を形成するための凹部で、１１３１および１１３２は、樹脂成形品のベース面を形成するための平坦面である。
本実施形態では、切削工具１０３の交換は、加飾用の模様形状の凸部３３に対応する型面を加工するタイミングで行う。図１２に示すように、本実施形態によれば、加飾用の模様形状の凸部に対応する凹部１９３３を境界として、ベース面を形成するための平坦面１１３１および平坦面１１３２が形成される。
【００４５】
このようにして作成したキャビティ駒を用いて、原稿カバー１２の樹脂成形部品を製造すると、図９に示した樹脂成形品が得られる。第２ベース面３１と第３ベース面３２の高さは異なるものの、その境界すなわち工具間段差が加飾用の模様形状の凸部９３３に沿っているため、視覚的に段差が目立つことはなく、外観品位の低下を抑制することができた。
言い換えれば、加飾用の模様形状の凸部９３３を挟んでその両側のベース面の高さに差があっても、視覚上は目立たないといえる。
尚、後述する実施例に示すように、美観の面から、凸部の高さ９７に対する段差９０の高さの割合は、６０％以下であるのがよく、更に望ましくは５０％以下であるのがよい。
【実施例】
【００４６】
以下、プリンターの部品として用いられる外装面に加飾用の模様形状を有する樹脂成形品についての具体的な実施例を示す。
【００４７】
（金型の構成）
図１４に、実施例１の加飾用の模様形状を付加した樹脂成形品を製造するために用いる金型セットの上面図を示す。図中の１１１はキャビティ駒、１１０はスライド駒を示す。１１２は加飾用の模様形状の凸部、１１３は加飾用の模様形状の凸部頂点の横方向間隔、１１４は加飾用の模様形状の凸部頂点の縦方向間隔であり、ベース面の１つの区画の横と縦の幅に相当する。１１５はキャビティ駒１１１とスライド駒１１０の型合わせ面を示しており、このキャビティ駒１１１とスライド駒１１０を使用して成形を実施し樹脂成形品を得た時に、パーティング段差の発生する個所にあたる。
【００４８】
（金型の作成）
次に、金型を構成する駒のキャビティ表面および金型スライド表面の加工方法を説明する。
図１１に示す３軸制御のマシニングセンタ１０１、主軸１０２、切削工具１０３からなる構成の加工装置を用いて、実施例の金型セットの駒と、後述する比較例の駒を作成した。切削加工で使用するＸ軸の移動量、Ｙ軸の移動量、Ｚ軸の移動量、主軸の回転数、Ｘ軸の送り速度、Ｙ軸の送り速度、Ｚ軸の移動速度、などの指令が記載されたＮＣデータ１０８に記載された指令を基に、被加工物１０４に対して切削加工を行って駒を作成した。
【００４９】
図１４に示したキャビティ駒１１１とスライド駒１１０を、実施例として作成した。具体的には、以下に説明する１３の実施例を作成したが、パーティング段差については実施例１〜４、および１０〜１１で検証し、工具間段差については実施例５〜９、および１２〜１３で検証した。また、パーティング段差を検証するための比較例として比較例１と比較例２を準備し、工具間段差を検証するための比較例として比較例３と比較例４を準備した。
【００５０】
パーティング段差を検証する実施例においては、キャビティ駒１１１のサイズは３００ｍｍ×２００ｍｍであり、加飾用の模様形状を付加するエリアの外計は２５０ｍｍ×１６０ｍｍとした。また、スライド駒１１０のサイズは４０ｍｍ×２００ｍｍであり、加飾用の模様形状を付加するエリアの外計は２０ｍｍ×１６０ｍｍとした。
このエリア内に、エンドミル工具を使用して、切削加工で加飾用の模様形状を形成した。今回加工した加飾用の模様形状は、図１４に示すように規則性をもって配置された格子状の模様形状で、横方向の線間隔１１３を５ｍｍ、縦方向の線間隔１１４を５ｍｍとした。
【００５１】
パーティング段差を検証する実施例においては、キャビティ駒１１１とスライド駒１１０の型合わせ面１１５において、格子パターンの線が型合わせ面１１５を跨ぐ位置になるように格子状の加飾用の模様形状位置を調整し、加工を実施した。また、図７に示した加飾用の模様形状の高さ６１３は、実施例１、実施例２、実施例１０では０．０５ｍｍとし、実施例３、実施例４、実施例１１ではと０．１ｍｍとした。
使用した工具は、先端形状が円形なボールエンドミルであり、工具の形状が金型に十分に転写できる加工条件を選んで加工を実施した。
【００５２】
工具間段差を検証する実施例においては、加飾用の模様のパターンを付加するキャビティ駒１１１のサイズは３４０ｍｍ×２００ｍｍであり、加飾用の模様のパターンを付加するエリアの外計は２５０ｍｍ×１８０ｍｍであった。このエリア内に、エンドミル工具を使用して切削加工で加飾用のパターン形状を加工した。
【００５３】
今回加工した加飾用の模様のパターンは、図１６（ｂ）の平面図に示すような規則性ある格子状の模様形状で、横方向の線間隔１３５は５ｍｍの等間隔で、縦方向の線間隔１３６は５ｍｍの等間隔とした。図１６（ａ）の平面図に１３２と１３３の２つのエリアを示すが、キャビティ駒を作成する際に、加工エリア１３２は１本目の加工工具を用い、加工エリア１３３は２本目の工具を用いた。そして、その境界に発生する工具間段差１３４の発生位置に沿って格子パターンが配置されるように格子状のパターン位置を調整した。各実施例における工具間段差１３４の大きさは、実施例５が０．０１５ｍｍ、実施例６が０．０２５ｍｍ、実施例１２が０．０３ｍｍ、実施例８が０．０５ｍｍ、実施例１３が０．０６ｍｍ、であった。また、図９のパターン高さ９７は、実施例５と実施例６が０．０５ｍｍで、実施例８が０．１ｍｍであった。尚、図中の１３６は加飾用の格子パターン凸部頂点の横方向の間隔、１３７は加飾用の格子パターン凸部頂点の縦方向の間隔を示している。
【００５４】
次に、実施例７、９、に用いた金型の製造について説明する。
図１７（ａ）および図１７（ｂ）は、実施例７、実施例９の樹脂成型品を製造するために使用する金型のキャビティ駒の上面図である。図中の１４１は金型のキャビティ駒であり、加飾用の模様形状が規則性をもって徐々に変化するように型形状を有している。図１７（ａ）中の１４２は、キャビティ駒内の加飾パターンが加工される表面のベース面を加工するために１本目の工具を使用して加工された加工エリアである。また、１４３は、キャビティ駒内の加飾パターンが加工される表面のベース面を加工するために２本目の工具を使用して加工された加工エリアである。１４４は、キャビティ駒内の加飾パターンが加工される表面のベース面を加工するために使用した１本目の工具の加工エリア１４２と２本目の工具の加工エリア１４３の間の境界線すなわち工具間段差である。１４５は、ベース面に加工された１本目の工具の加工エリア１４２と２本目の工具の加工エリア１４３の間の工具間段差１４４上を通過し、徐々に変化しながら形成された加工飾用のパターン形状の凸部である。１４６は、ベース面に加工された加工飾用のパターン形状の凸部１４５の凸部中心の間隔を示す。
【００５５】
加工した加飾用の模様のパターンは、図１７（ｂ）に示すようなラインアンドスペース状のパターンで、横方向の線間隔１４６が５ｍｍの等間隔であった。ラインアンドスペース状のパターンの位置は、図１７（ａ）の１本目の工具の加工エリア１４２と２本目の工具の加工エリア１４３の間に発生する工具間段差１４４の上に、ラインアンドスペース状のパターンが配置されるようにラインの形状を徐々に変化させた。
使用した工具は先端形状が円形なボールエンドミルである。加工に使用した加工条件は、工具の形状が金型に十分に転写できる条件を使用した。
【００５６】
（樹脂成形品の製造）
製作したキャビティ駒とスライド駒を金型に組み込み、この金型を使用して成形を行い、樹脂成形品を得た。東レ製のＰＳ材料で色は白色の樹脂を用いて射出成形を行い、金型キャビティ駒およびスライド駒に設けた加飾用の格子パターンを樹脂成形品に転写させた。成形機は、Ｊ１８０ＥＬ３射出成形機（日本製鋼所（株））を用い、金型のキャビティ駒表面およびスライド駒表面に加工した加飾用の格子パターンが十分に転写できるように成形条件を設定して成形した。
【００５７】
パーティング段差を検証する実施例においては、図７で示したキャビティ駒５２とスライド駒５３の位置を調整し、パーティング段差すなわちキャビティ駒５２とスライド駒５３のベース面間の段差６１２が異なる複数の樹脂成型品を作成した。各樹脂成型品のパーティング段差は、実施例１が０．０１５ｍｍ、実施例２が０．０２５ｍｍ、実施例３が０．０２５ｍｍ、実施例１０が０．０３ｍｍ、実施例４が０．０５ｍｍ、実施例１１が０．０６ｍｍ、であった。
工具間段差を検証する実施例においては、各実施例の工具間段差１４４は、実施例７が０．０２５ｍｍ、実施例９が０．０５ｍｍであった。また、図９のパターン高さ９７は、実施例７が０．０５ｍｍ、実施例９が０．１ｍｍであった。
【００５８】
（比較例）
図１５に、パーティング段差の比較例の樹脂成型品を作成するために用いた金型セットの一部断面を示す。比較例１は、パーティング段差が、加飾用のパターンの凸部ではなくベース面に形成されるような形態である。図中の１２１は比較例１の樹脂成形品、１２２はコア駒、１２３はキャビティ駒、１２４はスライド駒、１２５はキャビティ駒１２３とスライド駒１２４の間にある型合わせ面である。また、１２６はスライド駒１２４のスライド方向、１２７はキャビティ駒１２３とスライド駒１２４の間に発生するパーティング段差、１２８は格子形状のパターン形状の凸部、１２９は格子形状の線間隔を示す。
比較例１では、格子形状の線間隔１２９は実施例と同じ５ｍｍとした。
また、比較例２として、図８に示した金型を用いて樹脂を成形し、スライド駒とキャビティ駒の境界付近の表面に加飾用の模様のパターンが存在しない樹脂成形品７０を用意した。
【００５９】
工具間段差の比較例３として、工具間段差が加飾用の模様形状の凸位置の外すなわちベース面に存在する樹脂成形品を作成したが、図１８に拡大した一部断面図を示す。図中の１５１は、樹脂成形品表面の工具間段差が、加飾用の模様パターンの凸位置の外に存在する樹脂成形品である。１５２は、金型の加飾パターン形状を製品に転写させるキャビティ駒のベース面を加工した際に、１本目に使用した工具の加工エリアが樹脂成形品１５１に転写した面である。１５３は、金型の加飾パターン形状を製品に転写させるキャビティ駒のベース面を加工した際に、２本目に使用した工具の加工エリアが樹脂成形品１５１に転写した面である。１５４は、金型の加飾パターン形状を製品に転写させるキャビティ駒のベース面を加工した際に、１本目に使用した工具の加工エリアと２本目に使用した工具の加工エリアの間に発生する段差が転写されたものである。１５５はベース面からのパターン凸高さの量、１５６は工具間段差１５４の段差量を示す。比較例３では格子形状の線間隔は実施例と同じ５ｍｍとした。
【００６０】
比較例４として、図１９に拡大断面図を示すように、表面に加飾用の模様形状が存在しないキャビティ駒を用いて製造した樹脂成形品９１を準備した。図中の９１は、加飾用の模様形状が付与されていない樹脂成形品である。９２は、キャビティ駒の面を加工した際に使用した１本目の工具で加工したベース面が樹脂成形品９１に転写した第１ベース面である。９３は、キャビティ駒の面を加工した際に使用した２本目の工具で加工したベース面が樹脂成形品９１に転写した第２ベース面である。９４は、１本目の工具で加工した第１ベース面９２と２本目の工具で加工した第２ベース面９３の間に発生する段差が樹脂成形品に転写した部分である。
【００６１】
（評価）
射出成形によって得られた実施例１〜９と比較例１〜４の樹脂成形品を、通常外観判定を実施している熟練者５名が評価し、キャビティ駒とスライド駒の間に発生するパーティング段差と工具間段差が目視で確認できるかを５段階で評価して比較した。段差を確認しにくいほど、高い評価点を与えるようにした。評価基準は、「×」は５名の評価結果の平均が２以下、「○」は５名の評価結果の平均が３〜４、「◎」は５名の評価結果の平均が５とした。
評価結果を以下の表１に示す。
【００６２】
【表１】
2019055517.tif 000003
【００６３】
実施例１〜４および１０〜１１のパーティング段差は、段差が加飾用の模様形状の凸部と一体化するため、段差の高低差が大きくても比較例１〜２に比べて視認されにくいことがわかる。
また、実施例５〜９および１２〜１３の工具間段差は、段差が加飾用の模様形状の凸部と一体化するため、工具間段差の高低差が大きくても比較例３〜４に比べて視認されにくいことがわかる。
【００６４】
従って、実施例においては、加飾模様パターンの凸部の高さに対する段差量の割合が６０％以下であれば評価は良好であり、５０％以下であれば評価は更に優れていた。
以上説明したように、本発明は、加飾模様が形成された樹脂成形品に生じる段差が、視覚上目立たない位置に形成されるようにする効果を奏する。
尚、本発明の実施は、上述した実施形態および実施例に限られるものではなく、適宜変更したり、組み合わせたりすることが可能である。
【００６５】
例えば、加飾用の模様形状は、図２、図３、図１７に示した格子パターンやライン状の凸部が所定間隔で配置されたラインアンドスペースパターンの例に限られるものではなく、美的外観を呈するために付与される模様形状であればよい。ただし、段差形状を模様の構成部分と一体化させることで段差の視認性を抑制するので、模様は観察者にとって自然に感じられるような規則性を有するものであれば良い。
【００６６】
尚、規則性とは、典型的には同一の形状の模様を同一のピッチで繰り返すことだが、必ずしもそれには限られない。例えば、模様の面積あるいは形状あるいは配列ピッチが、所定の変化率で徐々に変化していくような規則性であってもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、パーティング段差が凸状模様内に形成されるようにするため、両方の駒を合わせて一つの凸状模様が成形されるように、両駒の端部には凸状模様を形成するための凹部の一部分を設けた。しかし、パーティング段差の視認性を抑制するには、凸状模様の中央部に限らず、凸状模様の端あるいは縁にパーティング段差を配置してもよい。したがって、境界を接する２つの駒の片方の駒の端部に凸状模様を形成するための凹部を形成しても構わない。
【００６８】
また、本発明を実施するパーティング段差は、キャビティ駒とスライド駒の段差には限らない。例えば、キャビティ駒に入駒をセットする場合に生ずる段差など、他の種類の駒との境界部においても、境界部に沿って模様が成形されるように型形状を構成すれば、段差の視認性を低下させることができる。
【００６９】
また、本発明の樹脂成型品は、プリンターの外装部品に限定されるものではなく、例えば他の家電製品や電子機器製品の外観部品、自動車などの車両の外装品や内装品、等の広い分野に用いることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・複合型プリンター／１０・・・筐体／１１・・・外観面／１２・・・原稿カバー／２１・・・加飾用の模様／３０・・・第１ベース面／３１・・・第２ベース面／３２・・・第３ベース面／３３・・・凸部／３４・・・境界線／３５・・・境界線／４１・・・コア側駒／４２・・・キャビティ駒／４３・・・スライド駒／５０・・・樹脂成型品／５１・・・コア側駒／５２・・・キャビティ駒／５３・・・スライド駒／５５・・・スライド駒のスライド方向／６５・・・スライド駒とキャビティ駒の合わせ面／６９・・・パーティング段差／７１・・・コア側駒／７２・・・キャビティ駒／７３・・・スライド駒／７５・・・スライド駒とキャビティ駒の合わせ面／７７・・・パーティング段差／９３３・・・工具間段差の境界にある凸部／１０１・・・マシニングセンタ／１０３・・・切削工具／１１０・・・スライド駒／１１１・・・キャビティ駒／１２２・・・コア側駒／１２３・・・キャビティ駒／１２４・・・スライド駒／１２６・・・スライド駒のスライド方向／１２５・・・スライド駒とキャビティ駒の合わせ面／１２７・・・パーティング段差
【図１】
2019055517.tif 000004
【図２】
2019055517.tif 000005
【図３】
2019055517.tif 000006
【図４】
2019055517.tif 000007
【図５】
2019055517.tif 000008
【図６】
2019055517.tif 000009
【図７】
2019055517.tif 000010
【図８】
2019055517.tif 000011
【図９】
2019055517.tif 000012
【図１０】
2019055517.tif 000013
【図１１】
2019055517.tif 000014
【図１２】
2019055517.tif 000015
【図１３】
2019055517.tif 000016
【図１４】
2019055517.tif 000017
【図１５】
2019055517.tif 000018
【図１６】
2019055517.tif 000019
【図１７】
2019055517.tif 000020
【図１８】
2019055517.tif 000021
【図１９】
2019055517.tif 000022