(57)【要約】【課題】  シートを確実に一体成形することにより、所望の形状に安定して成形することができるインサート成形方法を提供すること。【解決手段】  上型１１と、上型１１に対向配置された下型１２と、上型１１と下型１２とにより形成されるキャビティ１３内に配置されるシート１４と、を備え、キャビティ１３内に樹脂材を充填してシート１４を一体にした成形品を作成するインサート成形方法であって、シート１４の少なくとも一部を、キャビティ１３から延出させて、この延出されたシート１４上に、樹脂材充填用のゲート１７を形成した。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上型と、該上型に対向配置された下型と、前記上型と前記下型とにより形成されるキャビティ内に配置されるシートと、を備え、前記キャビティ内に樹脂材を充填して前記シートを一体にした成形品を作成するインサート成形方法において、
前記シートの少なくとも一部を、前記キャビティから延出させて、この延出されたシート上に、樹脂材充填用のゲートを形成したことを特徴とするインサート成形方法。
【請求項２】
前記シートの延出部分が、前記ゲートの径よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載したインサート成形方法。
【請求項３】
前記シートの延出部分が、前記ゲートの両脇部分まで延出されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載したインサート成形方法。
【請求項４】
前記シートが、前記キャビティ内の両側に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載したインサート成形方法。
【請求項５】
前記成形品が、スイッチを有する制御パネルであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載したインサート成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート等のインサート材を一体に成形するインサート成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインサート成形方法の一例として、アダプタによって樹脂通路を確保したインサート成形方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に開示されたインサート成形方法は、下型の中央部に、キャビティに連通するスプルが配置され、スプルの周囲にアダプタがキャビティに対して出没可能に挿通されている。スプルは、第１のエジェクトプレート上に支持されており、スクリュー押し出し成形機に連通している。アダプタは、第１エジェクトプレート上に重ねられた第２エジェクトプレート上に突出しピンを介して支持されている。アダプタは、キャビティ側にあって、スプルの外周部に形成された環状溝に嵌合されるフランジ部を備える。第２エジェクタプレートには、戻しピンが下型を貫通して突設され、上型を係合することで、第２エジェクタプレートを後退させ、アダプタを下降させてフランジ部を環状溝の内部に嵌合させる。
【０００４】
特許文献１のインサート成形方法では、アダプタによって樹脂通路が確保され、インサート材もアダプタに固定されるために、キャビティ内に供給された樹脂がインサート材同士の間に廻り込み、その射出圧力、或いはこれを加えたプレス圧力により、両インサート材を型形状に成形すると同時に両者の間にサンドイッチ状に一体化され、成形が完了する。
【特許文献１】特公平０５−０６５３２９号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１では、成形品の表裏両面をインサート材で覆っていたが、樹脂材料と一体成形されたインサート材が成形品となった状態で、剥離したり、或いは、その成形時に樹脂材が金型とインサート材との間に入り込んだりして、樹脂材が流動する勢いによって成形型内でインサート材がめくれることがあり、所望の形状に安定して成形でき難いという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、シートを確実に一体成形することにより、所望の形状に安定して成形することができるインサート成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の上記目的は、以下の構成により達成される。
（１）上型と、該上型に対向配置された下型と、前記上型と前記下型とにより形成されるキャビティ内に配置されるシートと、を備え、前記キャビティ内に樹脂材を充填して前記シートを一体にした成形品を作成するインサート成形方法において、
前記シートの少なくとも一部を、前記キャビティから延出させて、この延出されたシート上に、樹脂材充填用のゲートを形成したことを特徴とするインサート成形方法。
【０００８】
このインサート成形方法によれば、樹脂材充填用のゲートが、キャビティから延出されたシートの一部上に形成される。従って、ゲートによりシートが押圧されながら成形が行われるために、シートが剥離したり、シートがめくれたりすることがなく、シートを確実に位置決めして一体成形することにより、所望の形状に安定して成形することができる。
【０００９】
（２）前記シートの延出部分が、前記ゲートの径よりも広く形成されていることを特徴とする（１）に記載したインサート成形方法。
【００１０】
このインサート成形方法によれば、シートの延出部分の幅が、ゲートの幅よりも広く形成されているために、ゲートによる押圧力を均一に安定して受けることができる。
【００１１】
（３）前記シートの延出部分が、前記ゲートの両脇部分まで延出されていることを特徴とする（１）または（２）に記載したインサート成形方法。
【００１２】
このインサート成形方法によれば、ゲートの両脇部分まで延出されたシートの延出部分に対して、ゲートによる押圧力をかけることができるので、樹脂材の充填温度が高い場合等においても、シートの位置決め精度を向上させることができる。
【００１３】
（４）前記シートが、前記キャビティ内の両側に配置されていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか一項に記載したインサート成形方法。
【００１４】
このインサート成形方法によれば、シートが、キャビティ内の両側に配置されれば、キャビティの両側に配置された２枚のシートを確実に一体成形する両面インサート成形を行うことができる。
【００１５】
（５）前記成形品が、スイッチを有する制御パネルであることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか一項に記載したインサート成形方法。
【００１６】
このインサート成形方法によれば、スイッチを有する制御パネルに成形品を用いれば、シートが確実に一体成形されていて、安定した形状に成形された制御パネルを作成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のインサート成形方法によれば、剥離する、めくれる、所望の形状に安定して成形でき難い、という問題を解消でき、これにより、シートを確実に一体成形することにより、所望の形状に安定して成形することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明のインサート成形方法に係る複数の好適な実施の形態例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る第１実施形態のインサート成形方法を説明する断面図、図２（ａ）〜（ｅ）は図１に示したインサート成形方法の成形手順の説明図、図３は図１に示すインサート成形方法におけるゲート周りの模式図、図４は図１に示すインサート成形方法における成形前半でのゲート回りの外観図、図５は図１に示すインサート成形方法における成形後半でのゲート回りの外観図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の第１実施形態であるインサート成形方法には、上型１１と、下型１２と、を備えた成形機１０が用いられる。そして、上型１１と下型１２とにより形成されたキャビティ１３内の下型１２側にシート１４が配置される。
【００２１】
上型１１には、凹部１５が形成されており、下型１２には、凹部１５に対向配置された凸部１６が形成されている。そして、上型１１の端部と、下型１２の端部との間に樹脂材充填用のゲート１７が形成されている。上型１１と下型１２とはパーティングラインＰＬにおいて分割される。
【００２２】
シート１４は、１６０〜１８０℃の耐熱温度を有する高分子材料製の薄肉板状部材であり、基端部側に、下型１２の端部に向けて延出された延出部１８が形成されている。そして、ゲート１７は、シート１４の延出部１８上に配置されている。
【００２３】
次に、図２（ａ）〜図２（ｅ）を参照して、成形機１０によるインサート成形の成形手順について説明する。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、第１工程において、上型１１は、下型１２から離れて配置されている。
【００２５】
図２（ｂ）に示すように、第２工程において、下型１２上にシート１４が配置される。このとき、シート１４の延出部１８は、下型１２上で下型１２の端部に向けて延出して配置される。シート１４の反延出部１８側の端部には、折曲部１９が形成されている。折曲部１９は、上型１１の縁部に一致するように直角に折り曲げられておらず、ほぼ４５度の角度で曲げられているだけである。
【００２６】
図２（ｃ）に示すように、第３工程において、図示しない上型移動機構により上型１１が下型１２に向けて進行され、下型１２との間に予め定められた容積のキャビティ１３を形成したところで、上型１１の進行が停止される。そして、シート１４の延出部１８上に配置されているゲート１７から、高温に熱せられた樹脂材２０がキャビティ１３内に加圧供給される。ここで、樹脂材２０としては、成形温度が２７０〜２８０℃であるポリカーボネート樹脂や、成形温度が２４０℃であり、弾力性があるポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）や、成形温度が２３０℃であるアクリルニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）が挙げられる。ゲート１７からキャビティ１３内に供給された樹脂材２０は、ゲート１７が延出部１８上に配置されているために、延出部１８を押圧しながら、キャビティ１３内に行き渡る。そして、所定の時間で冷却される。
【００２７】
図２（ｄ）に示すように、第４工程において、上型移動機構により上型１１が戻り移動される。このとき、シート１４が樹脂材２０に一体成形され、延出部１８も樹脂材２０とともに一体成形される。そして、樹脂材２０の加圧進行によって、シート１４の折曲部１９は直角に成形されたものとなる。
【００２８】
図２（ｅ）に示すように、第５工程において、図示しないノックピンにより、シート１４の延出部１８が樹脂材２０に一体成形された成形部材２１が、下型１２から取り外される。そして、シート１４の延出部１８と、樹脂材２０におけるゲート１７部分のばりと、が切断され、成形品２２が作成される。
【００２９】
図３に示すように、シート１４における延出部１８の幅Ｗ（例えば、１０ｍｍ）は、ゲート１８の両脇部分まで延出されており、ゲート１７の内径φＤ（例えば、７ｍｍ）よりも大きい。そのため、ゲート１７から供給される樹脂材２０による押圧力を均一に安定して受けることができる。それにより、シート１４は、成形中に位置ずれを起こすことがなく、樹脂材２０に対する所定位置に一体成形される。
【００３０】
図４，図５に示すように、図２（ｃ）に示す第３工程において、シート１４の延出部１８上に配置されているゲート１７から、高温に熱せられた樹脂材２０がキャビティ１３内に供給されてくる際に、シート１４の延出部１８が湾曲するように、下型１２から離れて浮いたとしても、ゲート１７からの樹脂材２０によって延出部１８が押圧支持されているために、延出部１８側からの樹脂材２０の大きな押圧力によって、シート１４は樹脂材２０に確実に密着する。
【００３１】
第１実施形態のインサート成形方法によれば、樹脂材充填用のゲート１７が、キャビティ１３から延出されたシート１４の延出部１８上に形成されるために、ゲート１７によりシート１４が押圧されながら成形が行われるので、シート１４が剥離したり、シート１４がめくれたりすることがなく、シート１４を確実に位置決めして一体成形することにより、所望の形状に安定して成形することができる。
【００３２】
また、第１実施形態のインサート成形方法によれば、シート１４の延出部１８の幅Ｗが、ゲート１７の径φＤよりも広く形成されているために、ゲート１７による押圧力を均一に安定して受けることができる。
【００３３】
また、第１実施形態のインサート成形方法によれば、ゲート１７の両脇部分まで延出されたシート１４の延出部１８に対して、ゲート１７による押圧力をかけることができるので、樹脂材２０の充填温度が高い場合等においても、シート１４の位置決め精度を向上させることができる。
【００３４】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態のインサート成形方法について図６〜図１７を参照して説明する。図６は本発明に係る第２実施形態のインサート成形方法を説明する断面図、図７は図６に示すインサート成形方法における成形前半の状態説明図、図８は図６に示すインサート成形方法における成形後半の状態説明図、図９は図６に示すインサート成形により作成された成形品の断面図、図１０は図６に示すインサート成形方法により作成された良品の一部破断外観斜視図、図１１は図６に示すインサート成形方法により作成された不良品の一部破断外観斜視図である。
【００３５】
そして、図１２は図６に示すインサート成形方法における上型を省略した内部の斜視図、図１３は図６に示すインサート成形方法におけるシートの装着を説明する断面図、図１４は図６に示すインサート成形方法におけるシートの部分拡大断面図、図１５は図６に示すインサート成形方法により作成された成形品の組付け図、図１６は図６に示すインサート成形方法におけるシートの変形例を示す外観図、図１７は図１６とは異なるシートの変形例を示す外観図である。なお、第１実施形態と同一または同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。
【００３６】
図６に示すように、第２実施形態のインサート成形方法には、上型３１と、下型３２と、を備えた成形機３０が用いられる。そして、上型３１と下型３２とにより形成されたキャビティ３３内の下型３２側に裏シート３４が配置され、キャビティ３３内の上型３１側に表シート３５が配置される。
【００３７】
上型３１には、凹部３６の中央部に半球形状をなす球状凹部３７が形成され、下型３２には、凸部３８の中央部に、球状凹部３７に対向配置された半球形状をなす球状凸部３９が形成されている。そして、上型３１の端部と、下型３２の端部との間に樹脂材充填用のゲート４０が形成されている。ゲート４０は、裏シート３４の延出部４１上に配置される。
【００３８】
裏シート３４は、透明または半透明の樹脂製板部材であって、下型３２の球状凸部３９部分に円形の切欠４２が形成されており、切欠４２の内縁部に、折曲部４３が形成されている。折曲部４３は、直角に折り曲げられておらず、ほぼ４５度の角度で曲げられているだけである。また、裏シート３４の反延出部４１側の端部に、折曲部４４が形成されている。
【００３９】
表シート３５は、透明または半透明であり、弾性変形可能な樹脂製板部材であって、予め定められた容積のキャビティ３３を形成するために、上型３１が下型３２に向けて進行された状態において、シート単体状態として成形されるドーム形状の凸面部４５が形成される。
【００４０】
図７，図８に示すように、裏シート３４の延出部４１上に配置されているゲート４０から、高温に熱せられた樹脂材４６がキャビティ３３内に加圧供給されてきた際に、裏シート３４の延出部４１が湾曲するように、下型３２から離れて浮いたとしても、ゲート４０からの樹脂材４６によって延出部４１が押圧支持されているために、延出部４１側からの樹脂材４６の大きな押圧力によって、裏シート３４及び表シート３５は樹脂材４６に確実に密着する。
【００４１】
図９に示すように、ゲート４０からキャビティ３３内に樹脂材４６が加圧供給され、冷却後に両型３１，３２が分離されてから、裏シート３４の延出部４１と、樹脂材４６におけるゲート４０部分のばりと、が切断されることにより、表シート３４が表面に、裏シート３５が裏面に、それぞれ所定の位置に位置決めされて一体成形された成形品４７が作成される。この成形品４７は、表シート３５の凸面部４５の裏側に、樹脂材４６が供給されないので、円柱形状の孔４８が形成される。このとき、樹脂材４６の加圧進行によって、裏シート３４の折曲部４３は直角に、折曲部４４は平面に成形されたものとなる。凸面部４５の孔４８内には、スイッチ（図１５に示す）８５の可動片が挿入され、凸面部４５の裏面に可動片の先端部が当接して用いられる。
【００４２】
図１０に示すように、成形品４７を表示パネルとして用いる場合、表シート３５における凸面部４５の表面には、所定の表示マーク４９が印刷されている。そのため、表シート３５が所定の位置に確実に位置決めされて樹脂材４６に一体成形されることにより、表示マーク４９を凸面部４５の中央部にバランス良く配置することができる。
【００４３】
図１１に示すように、表シート３５が所定の位置に確実に位置決めされて成形されないと、表示マーク４９が凸面部４５の中央部からずれてしまい、不良品となる。このように、成形品４７が表示パネルとして用いられる場合に、表示パネルと一体に組み付けられるスイッチやランプ等との位置合わせ精度が必要とされるが、表シート３５及び裏シート３４が樹脂材４６の所定位置に確実に位置決めることにより、スイッチやランプ等とのずれのない高品質な成形品４７を作成することができる。
【００４４】
図１２に示すように、裏シート３４の延出部４１には、ゲート４０に対応する位置から端部に向かった位置に支持孔５０が形成されている。支持孔５０は、下型３２に突出形成された軸５１に挿通されることにより位置決めされる。通常、シートの押えは、型に孔を開けてバキュームにより吸引するようにしているが、このようにすると、樹脂充填時にシートが型内で流されて移動してしまうばかりか、成形品の表面に打痕が残る。そのため、支持孔５０を軸５１に挿通させることにより、裏シート３４を、移動することなく所定の位置に位置決めすることができる。
【００４５】
図１３に示すように、表シート３５は、端部が折り曲げ成形されているために、上型３１の凹部３６内に挿入するだけで、位置決めされる。そして、下型３２の球状凸部３９によってドーム形状に弾性変形されて凸面部４５が形成される。
【００４６】
図１４に示すように、裏シート３４における切欠４２の折曲部４３は、成形前に、直角に折り曲げられていないが、樹脂材４６の加圧進行によって直角に成形される。
【００４７】
図１５に示すように、成形品４７は、表示パネル９０として電子機器８０に装着されて用いられる。電子機器８０は、背面パネル８１に取り付けられた回路基板８２に、複数のＬＥＤ８３が電気的に接続されており、複数のＬＥＤ８３は隔壁８４によって、裏シート３４に形成された点灯表示部、表示領域、及び領域等を独立して表示する。そして、凸面部４５の孔４８内に、スイッチ８５の可動片８６が挿入されており、凸面部４５の裏面に可動片８６の先端部が当接している。電子機器８０では、凸面部４５を押圧することにより、可動片８６を移動させてスイッチ８５を切換え作動させることができる。
【００４８】
次に、図１６を参照して、裏シート３４における支持方法の変形例について説明する。
図１６に示すように、本変形例では、裏シート３４の外周部に複数の８個の延出部４１を形成している。そのため、複数の延出部４１によって、ゲート４０による支持力が平均的に与えられるので、位置決め精度をさらに高めることができる。
【００４９】
次に、図１７を参照して、裏シート３４における支持方法の他の変形例について説明する。
図１７に示すように、本変形例では、裏シート３４の外周部における下型３２側の全周に一括した延出部４１を形成している。そのため、全周に配置された延出部４１によって、ゲート４０による支持力がさらに向上されるので、位置決め精度の更なる向上を図ることができる。
【００５０】
第２実施形態のインサート成形方法によれば、キャビティ３３内の両側に配置された、裏シート３４及び表シート３５を確実に一体成形する両面インサート成形を行うことができる。
【００５１】
また、第２実施形態のインサート成形方法によれば、スイッチ８５を有する表示パネル９０に成形品４７を用いることにより、裏シート３４及び表シート３５が確実に一体成形されていて、安定した形状に成形された表示パネルを作成することができる。
【００５２】
なお、片面インサート成形品を２枚重ね合わせて接合する場合もあるが、その場合に、双方の成形品の外形状を一致させることは困難であり、重ね合わせてもがたつきを生ずることがあり、歩留まりを高めて高精度で接合することはし難いが、本発明を実施することにより、成形品の外形状を一致させて、がたつきもなく高精度な接合を行うことが可能となる。
【００５３】
なお、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。
例えば、ゲートは、基本的に１ヶ所で良いが、樹脂材の退けなどを考慮した場合、追加して複数ヶ所に設けても良い。もちろん、その場合にも、ゲートは、シートの延出部上に配置されるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る第１実施形態のインサート成形方法を説明する断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示したインサート成形方法における第１工程の断面図、（ｂ）は図１に示したインサート成形方法における第２工程の断面図、（ｃ）は図１に示したインサート成形方法における第３工程の断面図、（ｄ）は図１に示したインサート成形方法における第４工程の断面図、（ｅ）は図１に示したインサート成形方法における第５工程の断面図である。
【図３】図１に示したインサート成形方法におけるゲート周りの模式図である。
【図４】図１に示したインサート成形方法における成形前半でのゲート回りの外観図である。
【図５】図１に示したインサート成形方法における成形後半でのゲート回りの外観図である。
【図６】本発明に係る第２実施形態のインサート成形方法を説明する断面図である。
【図７】図６に示したインサート成形方法における成形前半の状態説明図である。
【図８】図６に示したインサート成形方法における成形後半の状態説明図である。
【図９】図６に示したインサート成形により作成された成形品の断面図である。
【図１０】図６に示したインサート成形方法により作成された良品の一部破断外観斜視図である。
【図１１】図６に示したインサート成形方法により作成された不良品の一部破断外観斜視図である。
【図１２】図６に示したインサート成形方法における上型を省略した内部の斜視図である。
【図１３】図６に示したインサート成形方法におけるシートの装着を説明する断面図である。
【図１４】図６に示したインサート成形方法におけるシートの部分拡大断面図である。
【図１５】図６に示したインサート成形方法により作成された成形品の組付け図である。
【図１６】図６に示したインサート成形方法におけるシートの変形例を示す外観図である。
【図１７】図１６とは異なるシートの変形例を示す外観図である。
【符号の説明】
【００５５】
１１，３１  上型
１２，３２  下型
１３，３３  キャビティ
１４        シート
１７，４０  ゲート
２０，４６  樹脂材
２２，４７  成形品
３４        裏シート（シート）
３５        表シート（シート）
８５        スイッチ
９０        表示パネル（制御パネル）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005324389.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2005324389.tif 000013
【図１２】
2005324389.tif 000014
【図１３】
2005324389.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005324389.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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