JP2021088086A - 回路付き２色成形用金型装置および回路付き２色成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 アタッチメント領域のフィルム端部１１ａにおいて電気回路を破損させることなく回路付き２色成形品中に回路フィルムをインモールドすることができる回路付き２色成形用金型装置及び回路付き２色成形品を提供する。【解決手段】 １次成形によって成形された１次成形品８と、２次成形によって成形された２次成形品９と、両成形品の間に介装され、少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルム１１とから構成された回路付き２色成形品１０であって、１次成形品８は、回路フィルム１１の全面を覆うサイズに形成され、２次成形品９は、回路フィルム１１の一部がはみ出すサイズに形成され、且つ、回路フィルム１１のフィルムはみ出し部１１ａ側の端部において肉厚が薄くなるように変化している。【選択図】 図３

Description

本発明は、工程を１次成形と２次成形の２段階に分けて成形品を成形し一体化する回路付き２色成形用金型装置および回路付き２色成形品に関するものである。

２色成形は１次側の金型を用いて１次成形品を成形し、この１次成形品を取り出した後、直接、２次側の金型にセットして２次成形を行い、１次成形品と２次成形品を一体化して回路付き２色成形品を製作する（特許文献１参照）。

１次成形時に例えばフィルムを金型内にセットしておけば、成形と同時にフィルム付きの成形品が得られ、いわゆるインモールド成形を行うことができる。

前記フィルムとして絵柄が印刷されたフィルムを使用すれば、成形と同時に成形品表面に絵柄を設けることができ、また、例えば電気回路が形成されているフィルム（回路フィルム）を使用すれば、成形と同時に成形品中に電気回路を形成することができる。

図８は、１次成形品５０と２次成形品５１の間に回路フィルム５２を埋設し一体化した従来の回路付き２色成形品である。

回路フィルム５２を使用する場合、図８のＡ−Ａ断面を示した図９に示すように、信号取り出し用のアタッチメント領域５３が必要となる。

従来、そのアタッチメント領域５３については、２次成形品５１のサイズを１次成形品５０よりも小さく成形し、アタッチメント領域５２に相当する範囲について回路フィルム５２の一部（フィルム端部５２ａ）を上面側に露出させていた。

したがって、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等のケーブルは必ず１次成形品５０の上面側から取り出されることになる。なお、図中５２ｂはＦＰＣ接続用の接点を示している。

特開２００７−１１８２１４号公報

しかしながら、図８及び図９に示すように、２次成形品５１のサイズを１次成形品５０よりも小さく成形すると、回路フィルム５２のアタッチメント領域であるフィルム端部５２ａについては２次成形品５１の縁部５１ａから帯状にはみ出したものとなり、２次成形品５１が矢印方向に成形収縮するときに（図１０参照）、回路フィルム５２の溶融樹脂と接触している部分が共に収縮する一方で、溶融樹脂と接触していないフィルム端部５２ａは収縮しない。

この２つの領域の収縮差によって、回路フィルム５２のフィルム端部５２ａに引っ張り作用が働き、回路フィルム５２の電気回路が破損するという問題があった。

本発明は、以上のような２色成形において回路フィルムをインモールドする際に生じる課題を考慮してなされたものであり、アタッチメント領域のフィルム端部５２ａにおいて電気回路を破損させることなく回路付き２色成形品中に回路フィルムをインモールドすることができる回路付き２色成形用金型装置及び回路付き２色成形品を提供するものである。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明は、固定型と可動型から構成される１次側金型に少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルムを内在させ、両型によって形成される第１キャビティに樹脂を射出して１次成形品を成形し、成形された回路フィルム付きの１次成形品を、固定型と可動型から構成される２次側金型に移動させ、両型によって形成される第２キャビティに樹脂を射出して２次成形品を成形することにより、前記１次成形品と前記２次成形品の間に前記回路フィルムが挟み込まれて一体化された２色成形品を得る回路付き２色成形用金型装置であって、
前記第１キャビティは、前記回路フィルムの全面を覆うサイズの前記１次成形品を成形するように構成され、
前記第２キャビティは、前記２次成形品から前記回路フィルムがはみ出すサイズの前記２次成形品を成形するように構成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化している。

前記回路付き２色成形用金型装置において、前記第２キャビティを形成するキャビティ形成壁面のうち、前記２次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面を成形する壁面が、傾斜面であることが好ましい。その場合、傾斜面の傾斜角度は、３０°〜６０°であることが好ましい。

前記回路付き２色成形用金型装置において、前記第２キャビティを形成するキャビティ形成壁面のうち、前記２次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面を成形する壁面が、階段状であることが好ましい。

本発明は、１次成形によって成形された１次成形品と、２次成形によって成形された２次成形品と、両成形品の間に介装され、少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルムとから構成された回路付き２色成形品であって、
前記１次成形品は、前記回路フィルムの全面を覆うサイズに形成され、
前記２次成形品は、前記回路フィルムの一部がはみ出すサイズに形成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化しており、
前記回路フィルムの前記フィルムはみ出し部における露出面が、前記回路フィルムから信号を取り出すための信号取出し部を構成している。

前記回路付き２色成形品において、前記２次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面が、傾斜面であることが好ましい。その場合、傾斜面の傾斜角度は、３０°〜６０°であることが好ましい。

前記回路付き２色成形品において、前記２次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面が、階段状であることが好ましい。

本発明によれば、アタッチメント領域のフィルム端部において電気回路を破損させることなく回路付き２色成形品中に回路フィルムをインモールドすることができるという長所を有する。

本発明の回路付き２色成形用金型装置の一例を示す正面縦断面図である。 本発明の回路付き２色成形品の一例を示す斜視図である。 図２のＦ−Ｆ矢視断面図である。 本発明に係る２次側金型の一例を示す斜視図である。 本発明の回路付き２色成形品の他の例を示す斜視図である。 図５のＧ−Ｇ矢視断面図である。 本発明に係る２次側金型の他の例を示す斜視図である。 従来の回路付き２色成形品を示す斜視図である。 図８のＡ−Ａ矢視断面図である。 従来のフィルムをインモールドした回路付き２色成形品に発生する電気回路の破損を説明する断面図である。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
１．回路付き２色成形用金型装置
図１は、本発明の回路付き２色成形用金型装置の一例を示した正面縦断面図である。

なお、本実施形態では携帯電話の外装部品（バックカバー）を２色成形する場合を例に取り説明する。

同図において、回路付き２色成形用金型装置１は、固定型２とその固定型２に対して進退可能な可動型３を有し、固定型２と可動型３の間には１次成形品を成形するための第１キャビティＣ１と２次成形品を成形するための第２キャビティＣ２が形成されている。

第１キャビティＣ１はスプルーを介して第１射出機（図示しない）の第１射出ノズル４に接続されており、第２キャビティＣ２は同じくスプルーを介して第２射出機（図示しない）の第２射出ノズル５に接続されている。

第１射出ノズル４からは例えばＰＣ（ポリカーボネート樹脂）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、または複数の樹脂の組み合わせ、ＰＣ／ＰＥＴ（ポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のポリマーアロイ）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂）、ＰＡ（ポリアミド樹脂）等が１次成形用樹脂として射出される。

第２射出ノズル５からは例えば１次成形用樹脂として例示した樹脂であって色の異なる樹脂が２次成形用樹脂として射出される。

なお、２次成形用樹脂として１次成形用樹脂と同じ色の樹脂を用いることもできる。本明細書における２色成形の定義には、１次成形用樹脂と２次成形用樹脂とで異なる材質の樹脂を用いる、いわゆる２重成形も含む。

一方、可動型３は金型回転機構６の回転盤７によって水平軸Ｄまわりに回転する（矢印Ｅ方向）ことができるようになっている。

型開きが行われる毎に可動型３は矢印Ｅ方向に回転し、第１キャビティＣ１側で成形された１次成形品８は第２キャビティＣ２側に移動し、第２キャビティＣ２側で２次成形され１次成形品と２次成形品が一体化された回路付き２色成形品１０が得られるようになっている。

前記第１キャビティＣ１を有する固定型２と可動型３は１次側金型として機能し、前記第２キャビティＣ２を有する固定型２と可動型３は２次側金型として機能する。

上述した回路付き２色成形用金型装置１によって回路付き２色成形品１０を成形するにあたり、電気回路等が形成されているフィルム（回路フィルム）１１をインモールドする場合、固定型２と可動型３の間にその回路フィルム１１を挟み込んだ状態で１次成形が行われる。

２.回路付き２色成形品
図２及び図３は、前記回路フィルム１１をインモールドして成形される回路付き２色成形品１０を示したものであり、図２は斜視図、図３は図２のＦ−Ｆ矢視断面図を示している。

図２において、回路付き２色成形品１０は、１次成形によって矩形状に成形された１次成形品８と、２次成形によって矩形状に成形された２次成形品９と、両成形品の間に介装される回路フィルム１１とから構成されている。回路フィルム１１は、１次成形品８とほぼ同じサイズで形成されている。

図３に示すように、１次成形品８の長手方向の長さＬ２よりも短い長さＬ１で２次成形品９を成形することにより、その２次成形品９の一方縁部９ａから回路フィルム１１の一部が帯状にはみ出しており、そのフィルムはみ出し部１１ａを含む領域の長さＬ３は、回路フィルム１１に形成されている電気回路から信号を取り出すためのアタッチメント領域Ｓとなっている。

また、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａ側の端面が、傾斜面である。すなわち、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａとの境界９ａからフィルムはみ出し部１１ａとは反対側に長さＬ４だけ離れた位置までの間において、２次成形品９の肉厚が、フィルムはみ出し部１１ａに向かって徐々に薄くなるように変化している。この肉厚の変化は、後述するように、本明細書に記載の課題解決の目的で付与された機能的なものであり、成形品のデザインから当然に決まるものではない。
なお、２次成形品９の回路フィルム１１側の面は、この肉厚が薄くなるように変化する領域において回路フィルム１１と完全に接合されている。すなわち、図３に示すように、傾斜面は回路付き２色成形品１０の外側に向いている。

また、回路付き２色成形品１０における１次成形品８は、例えば、（ｉ）携帯電話の筐体部品の外面を構成するように設計できる。当該（ｉ）の構成では、アタッチメント領域Ｓが１次成形品８の内面側に位置するため、フィルムはみ出し部１１ａの接点１１ｂを介し、回路フィルム１１からの信号を筐体部品の外面側でなく内面側から取り出すことができる。すなわち、前記はみ出し部１１ａは、信号を内面側から取り出すための信号取出し部を構成する。

あるいは、前記回路付き２色成形品１０における１次成形品８は、（ｉｉ）携帯電話の筐体部品の内面を構成するようにも設計できる。当該（ｉｉ）の構成では、アタッチメント領域Ｓが１次成形品８の内面側に位置しないため、１次成形品８の内面側には周縁部にも嵌合用リブボスなどを自由に設置することができる。なお、この場合には、アタッチメント領域Ｓが１次成形品８の外面側に位置するため、アタッチメント領域Ｓは別途カバー部材で覆うとよい。

３．２次側金型
図４は前記回路付き２色成形品１０を成形するための２次側金型の一例を示した斜視図であり、同図右側は可動型３の構成を示し、同図左側は固定型２の構成を示している。

同図において、可動型３に形成される第２キャビティＣ２は、矩形状で薄板状の２次成形品９を成形するように形成されており、２次成形時には前記第２キャビティＣ２の底面に回路フィルム１１が露出するように１次成形品８を配置させるようになっている。なお、回路フィルム１１の表面に形成されている電気回路（図中省略）は、前記底面側に露出される。

固定型２において、第２キャビティＣ２を形成するキャビティ形成壁面２ａのうち、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａ側の端面を成形する壁面は、傾斜面となっている。
なお、図中、αは当該傾斜面の傾斜角度である。傾斜角度は、３０°〜６０°とするのが好ましい。３０°未満であると樹脂の充填が困難になり、また強度の問題も発生する。６０°を超えると２次成形品９の成形収縮量を減らす効果が低下する。

固定型２と可動型３が型閉めされると、第２キャビティＣ２が形成され、第２キャビティＣ２の内壁のうちフィルムはみ出し部１１ａ側に傾斜面が形成される。

４．２色成形方法
次に、図１〜図４を参照しながら本発明の回路付き２色成形用金型装置の動作について説明する。

なお、固定型２と可動型３が型開きされている状態から説明する。

図１において、第１キャビティＣ１内に回路フィルム１１を配置し、両型を型閉めし、第１射出ノズル４から第１キャビティＣ１に１次成形用樹脂を射出する。

１次成形用樹脂を射出した後、１次成形品８の成形収縮が始まるが、１次成形品８と一体化した回路フィルム１１に形成されている電気回路の破損は発生しない。何故ならば、
溶融樹脂と接触している全ての回路フィルム１１が共に収縮するだけで、回路フィルム１１に溶融樹脂と接触していない部分、すなわち収縮しない部分は存在しないからである。２つの領域の収縮差がなければ、回路フィルム１１に引っ張り作用は働かない。

１次成形品８の成形後、固定型２と可動型３が型開きされる。

フィルム１１付きの１次成形品８は、可動型３が回転軸Ｄを中心に矢印Ｅ方向に回転することにより、今度は第２キャビティＣ２と対向する。

この状態で固定型２と可動型３が再び型閉めされ、第２射出ノズル５から第２キャビティＣ２に２次成形用樹脂が射出される。

２次成形用樹脂を射出した後、２次成形品９の成形収縮が始まるが、本実施形態では図４に示したように、第２キャビティＣ２を形成するキャビティ形成壁面２ａのうち、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａ側の端面を成形する壁面は傾斜面となっている。成形品の成形収縮は肉厚が厚いほど収縮量が大きくなるため、フィルムはみ出し部１１ａとの境界９ａ付近において、２次成形品９の成形収縮量を減らすことができる。

つまり傾斜面によって、２次成形品９が成形収縮するときに、回路フィルム１１の溶融樹脂と接触している部分の収縮と、溶融樹脂と接触していないフィルム端部１１ａは収縮とで収縮差を小さくできる。したがって、この２つの領域の収縮差によって回路フィルム１１のフィルム端部１１ａに働く引っ張り作用を抑制でき、残留応力で電気回路が破損することのない回路付き２色成形品１０を成形することができる。

〔第２実施形態〕
上記第１実施形態では、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａ側の端面が傾斜面である場合について説明したが、これに限定されない。本発明の回路付き２色成形品では、回路フィルム１１のフィルムはみ出し部１１ａ側の端部において肉厚が薄くなるように変化していればよい。
例えば、本実施形態では、図５及び図６に示すように、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａ側の端面が階段状であってもよい。すなわち、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａとの境界９ａからフィルムはみ出し部１１ａとは反対側に長さＬ４だけ離れた位置までの間において、２次成形品９の肉厚が、フィルムはみ出し部１１ａに向かって段階的に薄くなるように変化している。同図では、端面の階段は１段である。

図７は、図５及び図６に示す回路付き２色成形品１０を成形するための２次側金型の一例を示した斜視図であり、同図右側は可動型３の構成を示し、同図左側は固定型２の構成を示している。
固定型２において、第２キャビティＣ２を形成するキャビティ形成壁面２ｂのうち、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａ側の端面を成形する壁面は、階段状となっている。

その他の点は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態でも、２次成形用樹脂を射出した後、２次成形品９の成形収縮が始まるが、図７に示したように、第２キャビティＣ２を形成するキャビティ形成壁面２ｂのうち、２次成形品９のフィルムはみ出し部１１ａ側の端面を成形する壁面は階段状となっているので、フィルムはみ出し部１１ａとの境界９ａ付近において、２次成形品９の成形収縮量を減らすことができる。

つまり階段状によっても、２次成形品９が成形収縮するときに、回路フィルム１１の溶融樹脂と接触している部分の収縮と、溶融樹脂と接触していないフィルム端部１１ａは収縮とで収縮差を小さくできる。したがって、この２つの領域の収縮差によって回路フィルム１１のフィルム端部１１ａに働く引っ張り作用を抑制でき、電気回路が破損することのない回路付き２色成形品１０を成形することができる。

なお、図５〜図７では、端面の階段が１段である場合を示したが、これに限定されない。２次成形品９の厚みに応じて２段以上とすることもできる。また、階段面を構成する面は、平面でなくてもよいし、傾斜してもよい。

〔変化例〕
また、上記各実施形態では、回路付き２色成形品１０は、１次成形によって矩形状に成形された１次成形品８と、２次成形によって矩形状に成形された２次成形品９と、両成形品の間に介装される回路フィルム１１とから構成されているが、矩形状に限定されず、任意の形状が可能である。

また、上記各実施形態では、回路付き２色成形品１０は、１次成形品８の長手方向の長さＬ２よりも短い長さＬ１で２次成形品９を成形することにより、その２次成形品９の一方縁部９ａから回路フィルム１１の一部が帯状にはみ出しているが、これに限定されない。例えば、両方縁部から回路フィルム端１１の一部が帯状にはみ出していてもよい。さらには、１次成形品８の長手方向とは交差する方向においても、回路フィルム端１１の一部が帯状にはみ出していてもよい。
これらの場合においても、フィルムはみ出し部１１ａとの境界９ａ付近において、２次成形品９の成形収縮量を減らすように２次成形品９の肉厚を薄くする。

また、上記各実施形態では、回路フィルム１１と１次成形品８とはほぼ同じサイズで形成されている場合を示したが、完全に同一サイズでもよい。また、回路フィルム１１を１次成形品８よりも極めて小さいサイズ、例えば長手方向の半分の長さで形成してもよい。

また、上記各実施形態では、回路付き２色成形品１０が平板状であるが、３Ｄ形状としてもよい。

なお、本発明の回路付き２色成形用金型装置は、前記実施形態に例示した携帯電話の筐体に限らず、防水性を要求されるターミナル機器や医療機器、オーディオ機器、ポータブルゲーム機等の外装の成形にも適用することができる。

１ 回路付き２色成形用金型装置
２ 固定型
３ 可動型
２ａ，２ｂ キャビティ形成壁面
４ 第１射出ノズル
５ 第２射出ノズル
６ 金型回転機構
７ 回転盤
８ １次成形品
９ ２次成形品
１０ 回路付き２色成形品
１１ 回路フィルム（フィルム）
１１ａ フィルムはみ出し部
１１ｂ 接点
Ｃ１ 第１キャビティ
Ｃ２ 第２キャビティ

Claims (8)

1. 固定型と可動型から構成される１次側金型に少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルムを内在させ、両型によって形成される第１キャビティに樹脂を射出して１次成形品を成形し、成形された回路フィルム付きの１次成形品を、固定型と可動型から構成される２次側金型に移動させ、両型によって形成される第２キャビティに樹脂を射出して２次成形品を成形することにより、前記１次成形品と前記２次成形品の間に前記回路フィルムが挟み込まれて一体化された２色成形品を得る回路付き２色成形用金型装置であって、
   前記第１キャビティは、前記回路フィルムの全面を覆うサイズの前記１次成形品を成形するように構成され、
   前記第２キャビティは、前記２次成形品から前記回路フィルムがはみ出すサイズの前記２次成形品を成形するように構成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化している回路付き２色成形用金型装置。
2. 前記第２キャビティを形成するキャビティ形成壁面のうち、前記２次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面を成形する壁面が、傾斜面である請求項１記載の回路付き２色成形用金型装置。
3. 前記傾斜面の傾斜角度が、３０°〜６０°である請求項２記載の回路付き２色成形用金型装置。
4. 前記第２キャビティを形成するキャビティ形成壁面のうち、前記２次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面を成形する壁面が、階段状である請求項１記載の回路付き２色成形用金型装置。
5. １次成形によって成形された１次成形品と、２次成形によって成形された２次成形品と、両成形品の間に介装され、少なくとも片面に電気回路等を形成した回路フィルムとから構成された回路付き２色成形品であって、
   前記１次成形品は、前記回路フィルムの全面を覆うサイズに形成され、
   前記２次成形品は、前記回路フィルムの一部がはみ出すサイズに形成され、且つ、前記回路フィルムのフィルムはみ出し部側の端部において肉厚が薄くなるように変化しており、
   前記回路フィルムの前記フィルムはみ出し部における露出面が、前記回路フィルムから信号を取り出すための信号取出し部を構成している回路付き２色成形品。
6. 前記２次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面が、傾斜面である請求項５記載の回路付き２色成形品。
7. 前記傾斜面の傾斜角度が、３０°〜６０°である請求項６記載の回路付き２色成形品。
8. 前記２次成形品の前記フィルムはみ出し部側の端面が、階段状である請求項５記載の回路付き２色成形品。

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