特許 7281190 表皮インサート射出成形型

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-05-17

(45)【発行日】2023-05-25

(54)【発明の名称】表皮インサート射出成形型

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/26 20060101AFI20230518BHJP

   B29C 33/18 20060101ALI20230518BHJP

【ＦＩ】

B29C45/26

B29C33/18

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019178993

(22)【出願日】2019-09-30

(65)【公開番号】P2021053920

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2022-04-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000168115

【氏名又は名称】ＫＴＸ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096116

【弁理士】

【氏名又は名称】松原 等

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 克也

【審査官】田中 則充

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－２４９９８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ４５／００－４５／８４

Ｂ２９Ｃ３３／００－３３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表皮をセットする第１型（１）と、樹脂を射出する射出口（２３）がある第２型（２０）とを備えた表皮インサート射出成形型において、
第１型（１）は、複数の真空吸引孔（５）を有する厚さ２～６ｍｍのシェル型（２）と、シェル型（２）をバックアップするための、表面がシェル型（２）の裏面と合致する形状をなす厚さ１０ｍｍ以上のバックアップ型（１０）とを含み構成され、
互いが対向した相手面となるバックアップ型（１０）の表面又はシェル型（２）の裏面のいずれか一方又は両方に、相手面を受ける分散した複数の受け面（１４）を残して、ネット状に繋がる通気溝（１３）が凹設され、
１つの受け面（１４）の面積が１５～５００ｍｍ^２であり、
受け面（１４）の合計面積と通気溝（１３）の合計開口面積との比が４０：６０～９０：１０であり、
通気溝（１３）の溝深さが０．２～３ｍｍであり、
通気溝（１３）の溝幅が１～７ｍｍであり、
バックアップ型（１０）に、通気溝（１３）から型外部へ連通する通気穴（１５）が形成されていることを特徴とする表皮インサート射出成形型。

【請求項2】

通気溝（１３）のネット状が四角格子状であり、受け面（１４）の形状が四角形である請求項１記載の表皮インサート射出成形型。

【請求項3】

通気溝（１３）の溝幅が１～５ｍｍである請求項１又は２記載の表皮インサート射出成形型。

【請求項4】

真空吸引孔（５）は、シェル型（２）の表面側の一定径孔部（６）と、一定径孔部（６）よりも拡径したシェル型（２）の裏面側の拡径孔部（７）とからなる請求項１、２又は３記載の表皮インサート射出成形型。

【請求項5】

一定径孔部（６）は、直径０．０７～０．３ｍｍであり、長さ０．５～２ｍｍである請求項４記載の表皮インサート射出成形型。

【請求項6】

シェル型（２）の表面に微細凹凸模様（８）が形成されている請求項１～５のいずれか一項に記載の表皮インサート射出成形型。

【請求項7】

シェル型（２）は、バックアップ型（１０）に対して取り外し可能に取り付けられている請求項１～６のいずれか一項に記載の表皮インサート射出成形型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、表皮インサート射出成形型に関するものである。

【背景技術】

【0002】

表皮インサート射出成形は、インサート部品としての表皮の裏面に樹脂を射出して樹脂基材を成形し、表皮と樹脂基材とが一体化した樹脂成形品を得る成形法である。同法に用いる表皮インサート射出成形型は、表皮をセットする第１型と、樹脂を射出する射出口がある第２型とを備える。

【0003】

特許文献１に記載された表皮インサート射出成形型では、予め真空成形などによって第１型の型面に合致する形状に賦形しておいた表皮（合成樹脂シート）を、第一型の型面に当ててセットする。その第一型に、真空吸引孔は必要ないため形成されていない。しかし、射出成形型とは別に、予め表皮を賦形する真空成形型が必要であり、工程も多くなる。また、第一型の型面に例えば革シボ模様を形成する場合、形成方法はエッチングが主であり、手間がかかる。

【0004】

特許文献２に記載された表皮インサート射出成形型では、平らな表皮（熱可塑性合成樹脂フィルム）を第１型の型面に真空吸引して賦形する。その第１型には、多数の真空吸引孔が形成されている。真空吸引孔は、表皮に吸引跡が付かないように、直径１ｍｍ未満の微小孔とする必要があるが、分厚い第１型に機械加工またはレーザー加工により微小孔を形成するのは手間がかかる。また、上記と同様に、革シボ模様のエッチングに手間がかかる。

【0005】

そこで、本出願人は先に、特許文献３の表皮インサート射出成形型において、第１型を、電鋳により形成した真空吸引孔を有するシェル型と、シェル型の裏面よりも一回り大きい収容凹部を有するバックアップ型とで構成し、シェル型と収容凹部との間の間隙を型外部から減圧して、シェル型に表皮を真空吸引することを提案した。シェル型はそれだけでは射出圧力に耐えられないので、バックアップ型の収容凹部から突設した複数個の支持突片で、シェル型をバックアップ（背面支持）する。
真空吸引孔は電鋳と同時に形成されるため、上記の機械加工またはレーザー加工は不要である。真空吸引孔の直径は、シェル型の表面側で小さく、裏面側で拡径しているため、表皮を吸引跡を付けることなく強力に吸引することができる。また、型面に革シボ模様を形成する場合、電鋳時にモデルから転写して形成できるため、手間がかからない。このように、同型は多くの利点を有している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】実開昭５５－５２４４号公報

【文献】特開平１－２０２４１５号公報

【文献】特開昭６１－１４９２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献３の表皮インサート射出成形型のような、バックアップ型の収容凹部から突設した複数個の支持突片では、シェル型を十分にバックアップすることができず、シェル型が高い射出圧力に耐えられずに型面変形するおそれがあった。また、支持突片も、細長いものであったため強度が不足し、変形するおそれがあった。

【0008】

そこで、本発明の目的は、真空吸引孔を有するシェル型をバックアップ型で十分にバックアップして、シェル型が高い射出圧力に耐えて型面変形しないようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、表皮をセットする第１型と、樹脂（エラストマーを含む。）を射出する射出口がある第２型とを備えた表皮インサート射出成形型において、
第１型は、複数の真空吸引孔を有する厚さ２～６ｍｍシェル型（殻状型）と、シェル型をバックアップするための、表面がシェル型の裏面と合致する形状をなす厚さ１０ｍｍ以上のバックアップ型とを含み構成され、
互いが対向した相手面となるバックアップ型の表面又はシェル型の裏面のいずれか一方又は両方に、相手面を受ける分散した複数の受け面を残して、ネット状に繋がる通気溝が凹設され、
１つの受け面の面積が１５～５００ｍｍ^２であり、
受け面の合計面積と通気溝の合計開口面積との比が４０：６０～９０：１０であり、
通気溝の溝深さが０．２～３ｍｍであり、
通気溝の溝幅が１～７ｍｍであり、
バックアップ型に、通気溝から型外部へ連通する通気穴が形成されていることを特徴とする。

【0010】

＜作用＞
バックアップ型の表面又はシェル型の裏面に形成された複数の受け面が、相手面を当接して受けることにより、シェル型がバックアップされる。シェル型は、厚さ２～６ｍｍであるから、電鋳等により製造しやすく、真空吸引孔も形成しやすい。シェル型の厚さは２．５～５ｍｍがより好ましい。バックアップ型は、厚さ１０ｍｍ以上であるから、剛性が高い。バックアップ型の厚さは２０ｍｍ以上がより好ましい。

【0011】

型外部の真空吸引装置により通気穴を真空減圧すると、ネット状に繋がる通気溝を介して複数の真空吸引孔が真空減圧され、表皮がシェル型の表面（型面）に真空吸引される。

【0012】

１つの受け面の面積が１５～５００ｍｍ^２であることにより、受け面が真空吸引孔を痛めたり塞ぎすぎたりすることなく、相手面を十分な面で受けて、シェル型を射出圧力で型面変形しないように十分にバックアップする。同面積が１５ｍｍ^２未満だと、受け面が１つの真空吸引孔の裏面に食い込みやすくなり、同面積が５００ｍｍ^２を越えると、１つの受け面が複数の真空吸引孔の裏面をまとめて塞ぎやすくなる。１つの受け面の面積は２０～３００ｍｍ^２がより好ましく、２５～２００ｍｍ^２が最も好ましい。

【0013】

受け面の合計面積と通気溝の合計開口面積との比が４０：６０～９０：１０であることにより、受け面によるシェル型のバックアップ性と、通気溝による通気性とがバランス良く得られる。同比で受け面が４０よりも小さいと、バックアップ性が減少し、同比で通気溝が１０よりも小さいと通気性が減少する。同比は４０：６０～８０：２０がより好ましい。

【0014】

通気溝の溝深さが０．２～３ｍｍであることにより、通気溝による通気性と、通気溝の形成効率とがバランス良く得られ、また、受け面の下の部分（通気溝の底から受け面までの高さ部分）が、さほど高くならないので、特許文献３の支持突片のように強度不足で変形するというおそれもない。溝深さが０．２ｍｍ未満だと、通気性が減少し、溝深さが３ｍｍを越えると、通気溝の形成効率が低下する。通気溝の溝深さは０．２～２ｍｍがより好ましく、０．３～１ｍｍが最も好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明の表皮インサート射出成形型によれば、真空吸引孔を有するシェル型をバックアップ型で十分にバックアップして、シェル型が高い射出圧力に耐えて型面変形しないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は実施例の表皮インサート射出成形型の第１型を分解して示し、（ａ）はシェル型の斜視図、（ｂ）はシェル本体部の部分拡大斜視図、（ｃ）はバックアップ型の斜視図、（ｄ）はバックアップ本体部の部分拡大斜視図である。

【図2】図２の（ａ）は第１型の分解断面図、（ｂ）は第１型の斜視図である。

【図3】図３の（ａ）は第１型に表皮を当てがうときの断面図、（ｂ）は第１型に表皮を真空吸引したときの断面図である。

【図4】図４の（ａ）は第１型を第２型に型閉じしたときの断面図、（ｂ）は表皮の裏面に樹脂を射出したときの断面図である。

【図5】図５の（ａ）は脱型した成形品の断面図、（ｂ）はトリミングした成形品の断面図である。

【図6】図６の（ａ）～（ｄ）は実施例２～５の部分表面図である。

【図7】図７の（ａ）～（ｄ）は実施例６～９の部分表面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

１．シェル型
シェル型の形状は、特に限定されない。
シェル型の材料としては、特に限定されないが、金属、セラミック等を例示できる。
シェル型の製法による種別は、特に限定されないが、電鋳により形成されたものが好ましい。製造効率が高く、微細凹凸模様をモデルからの転写で容易に形成できるからである。

【0018】

真空吸引孔としては、次の態様（１）（２）を例示できる。
（１）厚さ方向で一定径である真空吸引孔
真空吸引孔の製法による種別は、特に限定されないが、機械加工（ドリル加工等）、高エネルギビーム加工（レーザー加工、電子ビーム加工、イオンビーム加工等）により形成されたものを例示できる。

【0019】

（２）シェル型の表面側の一定径孔部と、一定径孔部よりも拡径したシェル型の裏面側の拡径孔部とから真空吸引孔
一定径孔部があると、型の表面磨きや長時間使用によって表面が多少摩耗しても（表皮に真空吸引跡が付かない程度に小さい）一定径を維持できる。また、拡径孔部とがあると、通気抵抗が減少して強い真空吸引力が得られるとともに、目詰りを軽減することができる。
一定径孔部は、直径０．０７～０．３ｍｍであり、長さ０．５～２ｍｍであることが好ましい。
拡径孔部は、一定径孔部の終端からシェル型の裏面に向かうにつれて拡径するものが好ましく、最大直径が２ｍｍ以上であるものが好ましい。

【0020】

態様（２）の真空吸引孔としては、本出願人が先に提案した、特開平９－２４９９８７号公報に記載の方法（すなわち、孔の無いシェル表面層を電鋳形成し、該シェル表面層に一定径孔部を高エネルギビーム加工等により形成し、該シェル表面層の裏面にシェル裏面層を電鋳形成すると同時に拡径孔部を形成する。）で形成されたものを例示できる。
また、この方法において一定径孔部の形成方法を変更したものも例示できる。例えば、複数のフィラメントの先端部が埋まったシェル表面層を電鋳形成し、シェル裏面層を電鋳形成した後に、フィラメントの先端部をシェル表面層から抜くと、抜いた跡が一定径孔部となる。

【0021】

シェル型の表面（型面）に微細凹凸模様を形成しておくことにより、該表面に真空吸引された表皮の表面に該微細凹凸模様を転写した微細凹凸模様を賦形することができる。微細凹凸模様としては、特に限定されないが、革シボ模様、縫目模様、幾何学的単位模様の複数繰り返し配列等を例示できる。

【0022】

シェル型は、バックアップ型に対して取り外し可能に取り付けられていることが好ましい。シェル型を、同一の形状で異なる微細凹凸模様を有するシェル型と、容易に入れ替えることができるからである。取り外し可能に取り付ける構造としては、ネジによる螺着、嵌合形状による嵌合等を例示できる。

【0023】

２．バックアップ型
バックアップ型の材料としては、特に限定されないが、金属、セラミック等を例示できる。但し、強度、熱伝導性、コスト等を総合的に考慮すると、鋼材が好ましい。
通気溝の製法による種別は、特に限定されないが、機械加工（切削加工等）、放電加工等により形成されたものを例示できる。

【0024】

通気溝のネット状としては、特に限定されないが、四角格子状（縦に対して横が交互にずれたものも含む。）、三角格子状、六角格子状（ハニカム状）、複数の円形の間に生じるネット状、中心からの複数の放射線と複数の同心円とが作るネット状等を例示できる。
受け面の形状としては、特に限定されないが、四角形、三角形、六角形、円形、扇形等を例示できる。

【0025】

これらのうち、通気溝のネット状が四角格子状であり、受け面の形状が四角形である態様が好ましい。四角格子状の通気溝は機械加工で容易に形成できるからである。

【0026】

通気溝の溝幅（開口幅）は、一定の場合は１～７ｍｍであることが好ましく（１～５ｍｍがより好ましい）、変化する場合には最も狭い箇所で１ｍｍ以上、最も広い箇所で７ｍｍ以下であることが好ましい。溝幅が１ｍｍよりも小さいと、シェル型の真空吸引孔にかかりにくい傾向となり、溝幅が７ｍｍよりも大きいと、シェル型のバックアップ性が減少する傾向となる。

【0027】

受け面のアスペクト比（最も長い方向の長さと最も短い方向の長さとの比率。例えば四角形の場合は長辺と短辺の比率。）が１：１～３：１であることが好ましい。バックアップ型の表面において、受け面によるバックアップ性に方向性をもたせないためである。

【0028】

通気穴は、通気溝のネット状の交叉した箇所に開口していることが好ましい。通気溝との連通性が高いからである。
通気穴の直径は、特に限定されないが、５～１２ｍｍであることが好ましい。

【実施例】

【0029】

以下、本発明を具体化した実施例について図面を参照して説明する。なお、実施例で記す材料、構成、数値は例示であって、適宜変更できる。

【0030】

実施例の表皮インサート射出成形型は、図３及び図４に示すように、表皮３１をセットする第１型１と、樹脂を射出する射出口２３がある第２型２０とを備える。図示例では、第１型１はキャビティ型（雌型）であって可動型であり、第２型２０はコア型（雄型）であって固定型であるが、これに限定されない。

【0031】

第１型１は、図１～図４に示すように、複数の真空吸引孔５を有する厚さ３ｍｍシェル型２と、シェル型２をバックアップするための、表面がシェル型２の裏面と合致する形状をなす厚さ６５～１００ｍｍのバックアップ型１０とを含み構成されている。

【0032】

シェル型２は、電鋳により形成されたニッケル製のものであり、雌型として凹んだ形状のシェル本体部３（成形に関わる本体部分）と、シェル本体部３の周りのフランジ部４（成形に関わらない付随的部分）とからなる。真空吸引孔５は、シェル本体部３の全域に分散して複数（多数）形成されており、フランジ部４には形成されていない。また、微細凹凸模様としての革シボ模様８が、シェル本体部３の表面（型面）のみに電鋳時に形成されている。

【0033】

真空吸引孔５は、シェル型２の表面側の一定径孔部６と、一定径孔部６よりも拡径したシェル型２の裏面側の拡径孔部７とからなる。一定径孔部６は、直径０．１～０．３ｍｍであり、長さ１～２ｍｍである。拡径孔部７は、一定径孔部６の終端からシェル型２の裏面に向かうにつれて拡径し、最大直径が３～５ｍｍである。この真空吸引孔５は［発明を実施するための形態］の項で述べた方法又はその変更例により形成されたものである。

【0034】

バックアップ型１０は、鋼材製であり、表面がシェル本体部３の裏面と合致する凹形状をなすバックアップ本体部１１（シェル本体部３をバックアップする本体部分）と、バックアップ本体部１１の周りの座繰部１２とを有する。バックアップ本体部１１にシェル本体部３が入り込んで当接し、座繰部１２にフランジ部４が落とし込まれて当接する。フランジ部４が座繰部１２にネジで螺着されることにより、シェル型２はバックアップ型１０に対して取り外し可能に取り付けられている。

【0035】

バックアップ本体部１１の表面の全域には、シェル本体部３の裏面を受ける分散した複数の受け面１４を残して、ネット状に繋がる通気溝１３が凹設されている。
通気溝１３のネット状は四角格子状であり、受け面１４の形状は四角形である。
通気溝１３の溝幅が２ｍｍであり、１つの受け面１４が１０ｍｍ平方の正方形である（面積１００ｍｍ^２）場合、受け面１４の合計面積と通気溝１３の合計開口面積との比は６９：３１である。
通気溝１３の溝深さは０．６ｍｍである。
通気溝１３は、機械加工（切削加工等）で容易に形成されたものであるが、放電加工等により形成されたものでもよい。

【0036】

バックアップ型１０には、型外部から通気溝１３に連通する通気穴１５が形成されている。通気穴１５は、通気溝１３のネット状の交叉した箇所に受け面１４の一部を切り欠きつつ複数本が開口しており、その複数本が型内で１本にまとまって型外面部に開口している。通気穴１５の直径は８ｍｍである。

【0037】

第２型２０は、鋼製のものであり、シェル本体部３の凹みとの間にキャビティを形成するために、シェル本体部３の凹みよりも一回り小さい凸部２１が形成されている。
第２型２０は、樹脂通路２２の一方に射出口２３を有し、他方に射出ノズルの接続口２４を有している。樹脂通路２２の構成は、特に限定されない。

【0038】

この表皮インサート射出成形型を用いて、次の方法で成形品３０を成形することができる。
図３（ａ）に示すように、加熱により軟化させた熱可塑性樹脂シートからなる表皮３１を第１型１に当てがう。
図３（ｂ）に示すように、型外部の真空吸引装置（図示略）により通気穴１５を真空減圧すると、ネット状に繋がる通気溝１３を介して複数の真空吸引孔５が真空減圧され、表皮３１がシェル本体部３の表面（型面）に真空吸引される。このとき、前述のとおり拡径孔部７を有する真空吸引孔５によって吸引力が強いため、表皮３１にはシェル本体部３の革シボ模様８が忠実に転写され、リアリティのある革シボ模様が賦形される。

【0039】

図４（ａ）に示すように、第１型１を第２型２０に型閉じする。シェル本体部３と第２型２０の間（厳密には表皮３１と第２型２０の間）にキャビティが形成される。
図４（ｂ）に示すように、キャビティに樹脂を射出して樹脂基材３２を成形する。このとき、前述したとおり、受け面１４が相手面を十分な面で受けて、シェル型２を射出圧力で型面変形しないように十分にバックアップする。

【0040】

図５（ａ）に示すように、表皮３１の裏面に樹脂基材３２が一体化されてなる成形品３０を脱型し、図５（ｂ）に示すように、表皮３１の余分をトリミングする。

【0041】

次に、図６～図７に示す実施例２～９は、通気溝１３と受け面１４を変更した例であり、その他は実施例１と共通である。
図６（ａ）に示す実施例２は、通気溝１３が四角格子状であり、受け面１４が４ｍｍ×４ｍｍの正方形である。
図６（ｂ）に示す実施例３は、通気溝１３が四角格子状であり、受け面１４が１５ｍｍ×１５ｍｍの正方形である。
図６（ｃ）に示す実施例４は、通気溝１３が四角格子状であり、受け面１４が１０ｍｍ×２０ｍｍの長方形である。
図６（ｄ）に示す実施例５は、通気溝１３が縦溝に対して横溝が千鳥状にずれた四角格子状であり、受け面１４が１０ｍｍ×２０ｍｍの長方形である。

【0042】

図７（ａ）に示す実施例６は、通気溝１３が三角格子状であり、受け面１４が一辺１０．４ｍｍの正三角形である。
図７（ｂ）に示す実施例７は、通気溝１３が六角格子状（ハニカム状）であり、受け面１４が一辺５．８５ｍｍの正六角形である。
図７（ｃ）に示す実施例８は、通気溝１３が四角格子点（ピッチ１２ｍｍ）に配列した複数の円形の間に生じるネット状であり、受け面１４が直径１０ｍｍの円形である。
図７（ｄ）に示す実施例９は、通気溝１３が中心からの複数の放射線と複数の同心円とが作るネット状であり、受け面１４が扇形である。

【0043】

次の表１に、実施例１～９における１つの受け面の面積、通気溝の溝幅と溝深さ、受け面の合計面積と通気溝の合計開口面積との比を示す。実施例８の通気溝１３の溝幅は変化するが、最も狭いところで２ｍｍである。

【0044】

【表1】

【0045】

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば以下のように、発明の要旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。
（１）シェル本体部３（成形に関わる本体部分）の所定量域に真空吸引孔５を分散して形成し、当該所定領域に対応するバックアップ本体部１１の表面の対応領域に、通気溝１３と受け面１４を形成することが好ましい。すなわち、前記実施例のように、シェル本体部３の全域に真空吸引孔５を分散形成した場合には、バックアップ本体部１１の表面の全域（対応領域）に通気溝１３と受け面１４を形成することが好ましい。また、シェル本体部３の一部の領域に真空吸引孔５を分散形成した場合には、当該一部の領域に対応するバックアップ本体部１１の表面の一部の領域（対応領域）に通気溝１３と受け面１４を形成することが好ましい。但し、対応領域を包含するより広い領域に、通気溝１３と受け面１４を形成することも許容される。上記の受け面の合計面積と通気溝の合計開口面積との比は、通気溝１３と受け面１４を形成した領域における比である。

【0046】

（２）通気溝１３と受け面１４は、バックアップ本体部１１の表面に形成するのに代えてシェル本体部３の裏面に形成することもでき、また、バックアップ本体部１１の表面とシェル本体部３の裏面の両方に形成することもできる。それらの場合でも、通気溝１３と受け面１４を形成する領域について上記（１）を援用できる。

【符号の説明】

【0047】

１ 第１型
２ シェル型
３ シェル本体部
４ フランジ部
５ 真空吸引孔
６ 一定径孔部
７ 拡径孔部
８ （微細凹凸模様としての）革シボ模様
１０ バックアップ型
１１ バックアップ本体部
１２ 座繰部
１３ 通気溝
１４ 受け面
１５ 通気穴
２０ 第２型
２１ 凸部
２２ 樹脂通路
２３ 射出口
２４ 接続口
３０ 成形品
３１ 表皮
３２ 樹脂基材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】