(57)【要約】【課題】２次成形体を成形する際にバリが生じない複合成形体を提供する。【解決手段】事前に成形された１次成形体２に、２次成形体３を重ねて成形される複合成形体において、１次成形体２は、表面から隆起して２次成形体３と重なる部位Ａとそれ以外の部位を区画する堤状部６を備え、堤状部６は、２次成形体を成形する金型の内面に当接する寸法及び形状を有する。また、堤状部６は、２次成形体３を成形する際に金型に押圧されて破壊ひずみが生じる範囲が、堤状部６の反対側の表面に達しない形状を備えるように構成されてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次成形体に、２次成形体を重ねて成形する複合成形体において、
前記１次成形体は、表面から隆起して前記２次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備え、
前記堤状部は、前記２次成形体を成形する金型の内面に当接する寸法及び形状を有する
ことを特徴とする複合成形体。
【請求項２】
前記堤状部は、前記２次成形体を成形する際に前記金型に押圧されて圧縮破壊ひずみが生じる範囲が、前記堤状部の反対側の表面に達しない形状を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の複合成形体。
【請求項３】
前記２次成形体はシール部材を形成する
ことを特徴とする請求項１に記載の複合成形体。
【請求項４】
前記１次成形体は、前記１次成形体の表面から突出する芯部を備え、
前記２次成形体は、前記芯部を囲繞してシール部材を形成する
ことを特徴とする請求項３に記載の複合成形体。
【請求項５】
前記２次成形体は液状樹脂成形によって形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の複合成形体。
【請求項６】
前記２次成形体は、シリコーンゴムを液状樹脂成形して形成される
ことを特徴とする請求項５に記載の複合成形体。
【請求項７】
表面から隆起して２次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備える１次成形体を成形する工程と、
１次成形体の前記堤状部に２次成形体成形用の金型の内面を当接・押圧させて、２次成形体を成形する工程を、
備える複合成形体の成形方法。
【請求項８】
前記１次成形体について、ＦＥＭ構造解析を行って、前記堤状部が前記金型で押圧されて圧縮破壊ひずみが生じる範囲が、前記堤状部の反対側の表面に達しないような、前記１次成形体の形状を決定する工程を、
さらに備える請求項７に記載の複合成形体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、事前に成形された１次成形体に、２次成形体を重ねて成形する複合成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
事前に成形された樹脂成形体（１次成形体）を金型に入れて、１次成形体の表面に別の樹脂成形体（２次成形体）を成形する複合成形体が知られている。例えば、１次成形体と２次成形体を成形する樹脂の色を変えれば、意匠性に優れた複合成形体を形成することができる（特許文献１）。
【０００３】
また、１次成形体を硬質樹脂で、２次成形体を軟質樹脂で、それぞれ成形して、２次成形体をクッション部材あるいはシール部材として機能させることもできる。例えば、特許文献２には、筐体（１次成形体）の開口端面にシール部材（２次成形体）を成形することが記載されている。また、シール部材（２次成形体）の素材として、ポリエステル系熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が例示されている。
【０００４】
シール部材として機能するエラストマーは、熱可塑性エラストマーには限られない。シリコーンゴムのような反応硬化性エラストマーでシール部材を形成することもできる。シリコーンゴムは常温で液体であり、ＬＩＭ成形（Liquid Injection Molding＝液状樹脂成形）が可能である。また、ＬＩＭ成形によれば複雑な形状を高精度で成形することができる。そのため、シリコーンゴムをＬＩＭ成形すれば、複雑な形状のシール部材を高精度で形成することができる。なお、シリコーンゴムをＬＩＭ成形する方法及び装置は既に周知（例えば特許文献３）である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８７１６６号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３６４５７号公報
【特許文献３】特開２０１１−８８３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複合成形体においては、１次成形体の成形精度（寸法、形状のばらつき）や成形後の変形に起因して、２次成形体を成形する金型と１次成形品の間に、予期しない隙間が生じることがある。その隙間に２次成形体の素材の樹脂が流入して、いわゆるバリが発生することがある。バリは複合成形体の美観を損ねるだけでなく、機能を損なう場合もある。例えば、２次成形体がシール部材を構成する場合、バリがあれば防水性を損ねる。そのため、バリは成形後に物理的に除去されるが、このバリの除去作業が複合成形体の生産性を損ねている。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、２次成形体の成形時にバリが生じない複合成形体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る複合成形体は、１次成形体に２次成形体を重ねて成形する複合成形体において、前記１次成形体は、表面から隆起して前記２次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備え、前記堤状部は、前記２次成形体を成形する金型の内面に当接する寸法及び形状を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に依れば、１次形成体に堤状部を備えるので、２次成形体の成型時に素材樹脂が堤状部で堰き止められる。その結果、素材樹脂の漏洩が防止され、バリの発生を防止できる。そのため、後工程でのバリ除去が不要になり、複合成形体の生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態を示す複合成形体の断面図である。
【図２】１次成形体の断面図である。
【図３】１次成形体を２次成形用の金型にインサートした状態を示す断面図である。
【図４】堤状部の形状・寸法を決定する手順を説明する図であり、（a）は堤状部の実際の形状を、（b）は堤状部の構造解析モデルを、（c）は構造解析モデルの拘束条件と荷重条件を、それぞれ示す。
【図５】ＦＥＭ構造解析で得られた１次成形体のひずみを模式的に示す図であり、（a）はひずみが許容される場合を、（b ）ひずみが許容されない場合を、それぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１に示した複合成形体１は、本発明の実施形態の例示であり、１次成形体２に２次成形体３を重ねて成形される。複合成形体１は、例えば、電子機器の筐体として用いられ、１次成形体２は硬質合成樹脂（例えば、ポリカーボネート（ＰＣ））で成形されて、筐体の外殻を構成し、２次成形体３は軟質合成樹脂（例えば、シリコーンゴム）で成形され、シール部材として機能する。なお、図１は、複合成形体１の構成を半ば概念的に示すものであり、特定の用途に適合した具体的な形状を示すものではない（図２以下についても同じ）。
【００１３】
図２に示すように、１次成形体２の断面形は略凸型をなし、水平な皮板４の中央に芯部５が立設されている。皮板４は筐体の外殻を構成する部分である。芯部５は、文字通りシール部材の芯として機能する部分であり、２次成形体３（図２においては、輪郭を破線で示す）は芯部５を囲繞するように成形される。２次成形体３は図中、符号Ａで示す範囲で１次成形体２と接する。
【００１４】
また、範囲Ａの境界には堤状部６が形成されて、皮板４から隆起している。言い替えれば、堤状部６は１次成形体２の平面形（図２のＢ方向から見た形状）において、前記２次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する境界線に配置される。また、堤状部６の高さは、２次成形体３を成形する金型に１次成形体２をインサートした時に、堤状部６の頂端が該金型に当接するような高さを、少なくとも必要とする。堤状部６の形状を決定する手順は後述する。
【００１５】
２次成形体３の成形は、図３に示すように、下金型７と上金型８の間に、１次成形体２をインサートして、ゲート９を通してキャビティ１０に軟質合成樹脂を圧入して行う。この時、堤状部６は上金型８の内面に当接しているから、キャビティ１０に圧入された軟質合成樹脂は、堤状部６で堰き止められて、キャビティ１０の外に漏洩しない。そのため、バリの発生が防止される。なお、２次成形体３の素材の軟質合成樹脂にシリコーンゴムを使用する場合には、ＬＩＭ成形（Liquid Injection Molding）を行うことができる。つまり、常温で液状の材料（シリコーンゴムと硬化剤の混合物）を射出成形機でキャビティ１０に圧入して、２次成形体３を成形する。なお、ＬＩＭ成形用の射出成形機は周知（例えば、特許文献３）なので、詳述は省く。
【００１６】
さて、前述したように、堤状部６の高さは、１次成形体２を下金型７と上金型８の間にインサートした時に、堤状部６の頂端が上金型８の内面に当接するような高さが選ばれるが、堤状部６の高さは、上金型８の内面に当接した時に変形する方が良い。堤状部６の頂端が上金型８の内面に密着して、軟質合成樹脂の漏洩を効果的に防止するからである。また、１次成形体２の成形精度や成形後の変形に対するマージンが必要だからである。つまり、１次成形体２の寸法や形状に誤差があっても、堤状部６の頂端が上金型８の内面に密着させるためのマージンが必要だからである。なお、この時に堤状部６が変形して圧縮破壊ひずみの生じる範囲は、堤状部６の断面あるいは近傍に留まり、皮板４の裏側（下金型７に接する面）に達しないことが望ましい。圧縮破壊ひずみの生じる範囲が広いと、複合成形体１の外観が損なわれるからである。
【００１７】
このような要求を満足させるために、堤状部６の形状・寸法は、具体的には、次のような手順で決定される。
（ステップ１）図４（ａ）に示すように、堤状部６の高さＨ及び幅Ｗを仮定する。なお、１次成形体２の製品肉厚ｔは事前に決定されていて、以下の手順においては、定数として取り扱われる。
（ステップ２）図４（ｂ）に示すように、下金型７と上金型８の間のクリアランス（設計値）に基づいて、堤状部６の変形後の高さＨ１を求め、変形後の堤状部６の形状・寸法を推定する。
（ステップ３）堤状部６を高さＨからＨ１まで押し潰すのに必要な潰し荷重Ｆを推定する。なお、潰し荷重Ｆが成形機の型締め力より大きかったら、つまり、成形機が潰し荷重Ｆを発生させることができなかったら、ステップ１に戻って、堤状部６の高さＨ、幅Ｗ及び変形後の高さＨ１を変更する。
（ステップ４）図４（ｃ）に示すように、変形後の１次成形体２の形状・寸法に基づいて、ＦＥＭ（有限要素法）構造解析モデル１１を作成し、構造解析モデル１１の下辺（１次成形体２の外観面）を固定し、上辺（堤状部６の上面）に潰し荷重Ｆを加えて、ＦＥＭ構造解析を実行する。
（ステップ５）前記解析の結果、図５（ａ）に示すように、圧縮破壊ひずみが生じる領域が構造解析モデル１１の下辺（１次成形体２の外観面）に達していなければ、堤状部６の形状・寸法は適切であると判断される。一方、図５（ｂ）に示すように、圧縮破壊ひずみが生じる領域が構造解析モデル１１の下辺（１次成形体２の外観面）に達する場合は、堤状部６の形状・寸法は不適切であると判断されるので、ステップ１に戻って、堤状部６の高さＨ、幅Ｗ及び変形後の高さＨ１を変更する。
【００１８】
また、複合成形体１の成形（製造）は、つぎのような工程で行われる。
（構造解析工程）前記手順に従って、１次成形体２についてＦＥＭ構造解析を行い、堤状部６の形状・寸法を決定する。
（１次成形工程）前工程で形状・寸法が決定された堤状部６を備える１次成形体２を成形する。
（２次成形工程）前工程で成形された１次成形体２を下金型７の上に置き、上金型８を１次成形体２に置き、キャビティ１０に軟質合成樹脂を圧入して、２次成形体５を成形する。
【００１９】
なお、上記実施形態において、複合成形体１の用途として、電子機器の筐体を例示したが、本発明の複合成形体の用途は、電子機器の筐体に限定されない。筐体にも限定されない。複合成形体は、例えば、産業用、民生用あるいは学術用の、各種装置、器具の筐体、躯体あるいは部品としての多くの用途がある。また、複合成形体の形状は図１ないし図３に図示されたものに限定されない。
【００２０】
また、1次成形体２の素材として、ポリカーボネート（ＰＣ）を例示したが、本発明に係る1次成形体の素材は、ポリカーボネート（ＰＣ）には限定されない。目的や用途に応じて、各種の素材を選択することができる。例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンオキサイド（ＰＰＯ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）等を選択することができる。
【００２１】
また、２次成形体３の素材として、シリコーンゴムを例示し、２次成形体３をＬＩＭ成形する例を示したが、本発明に係る２次成形体の素材は、シリコーンゴムには限定されないし、軟質合成樹脂にも限定されない。また、２次成形体３の成形方法は、ＬＩＭ成形には限定されない。熱可塑性の合成樹脂、例えば、ポリエチレン系熱可塑性樹脂やポリエステル系熱可塑性樹脂を加熱して射出成形してもよい。
【００２２】
また、上記実施形態において、芯部５を備える例を示した。芯部５を備えることにより、シール部材に所望の高さを与えながら、所望の剛性を確保することができる。もっとも、芯部５は任意的構成要素であるから、シール部材の寸法や形状によっては芯部５を省くこともできる。
【００２３】
また、堤状部６の断面形状は、例示されたような三角形には限定されない。例えば、矩形や台形、あるいは半円形など各種の形状を選択することができる。
【００２４】
また、上記実施形態においては、変形後の１次成形体２の形状・寸法に基づいて、構造解析モデル１１を作成して、ＦＥＭ構造解析を実行する例を示したが、変形前の１次成形体２（図４（ａ））をモデル化して、図４（ｂ）に示された形状まで変形させるに必要な潰し荷重Ｆと、変形後のひずみの分布をＦＥＭ構造解析で求めてよい。潰し荷重Ｆとひずみの分布をより正確に推定することができる。
【００２５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００２６】
（付記１）
１次成形体に、２次成形体を重ねて成形する複合成形体において、前記１次成形体は、表面から隆起して前記２次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備え、前記堤状部は、前記２次成形体を成形する金型の内面に当接する寸法及び形状を有することを特徴とする複合成形体。
【００２７】
（付記２）
前記堤状部は、前記２次成形体を成形する際に前記金型に押圧されて圧縮破壊ひずみが生じる範囲が、前記堤状部の反対側の表面に達しない形状を備えることを特徴とする付記１に記載の複合成形体。
【００２８】
（付記３）
前記２次成形体はシール部材を形成することを特徴とする付記１に記載の複合成形体。
【００２９】
（付記４）
前記１次成形体は、前記１次成形体の表面から突出する芯部を備え、前記２次成形体は、前記芯部を囲繞してシール部材を形成することを特徴とする付記３に記載の複合成形体。
【００３０】
（付記５）
前記２次成形体は液状樹脂成形によって形成されることを特徴とする付記１に記載の複合成形体。
【００３１】
（付記６）
前記２次成形体は、シリコーンゴムを液状樹脂成形して形成されることを特徴とする付記５に記載の複合成形体。
【００３２】
（付記７）
表面から隆起して２次成形体と重なる部位とそれ以外の部位を区画する堤状部を備える１次成形体を成形する工程と、１次成形体の前記堤状部に２次成形体成形用の金型の内面を当接・押圧させて、２次成形体を成形する工程を、備える複合成形体の成形方法。
【００３３】
（付記８）
前記１次成形体について、ＦＥＭ構造解析を行って、前記堤状部が前記金型で押圧されて圧縮破壊ひずみが生じる範囲が、前記堤状部の反対側の表面に達しないような、前記１次成形体の形状を決定する工程を、さらに備える付記７に記載の複合成形体の成形方法。
【符号の説明】
【００３４】
１…複合成形体、２…１次成形体、３…２次成形体、４…皮板、５  芯部、６…堤状部、７…下金型、８…上金型、９…ゲート、１０…キャビティ、１１…構造解析モデル
【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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