JP6870106B2 - 樹脂成形品ユニット及び樹脂成形品ユニットの成形方法 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂成形品ユニット及び樹脂成形品ユニットの成形方法に関する。
車両に設けられるインストルメントパネルは、搭乗者から視認可能であるため、高い意匠性が求められており、樹脂製のインストルメントパネルに溝を設け、この溝に意匠性を有するシートの端縁を嵌合することで、インストルメントパネルにシートを張り付けている(例えば、特許文献1)。
特許文献1では、シートの側縁をインストルメントパネルの溝に挿入しにくい。そこで、特許文献2では、インストルメントパネルの溝が形成された部分を変形させて溝幅を広げた状態でシートの端縁を溝に挿入することで、インストルメントパネルにシートを取り付ける作業の容易化を図っている。
特開平6−023849号公報 特開2000−167935号公報
特許文献2では、インストルメントパネルの溝が形成された部分を変形させて溝幅を広げる工程が必要となり、工数が増加する。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、折り曲げ片を挿入溝に容易に挿入することができる樹脂成形品ユニット及び樹脂成形品ユニットの成形方法を提供することを目的とする。
本発明の樹脂成形品ユニットは、圧縮可能な発泡材と表皮材から構成されて一端部に折り曲げ片が形成された取付部材と、前記折り曲げ片が挿入される挿入溝が表面に形成され、前記表面に前記取付部材が取り付けられる樹脂成形品とを備える樹脂成形品ユニットであって、前記挿入溝は、前記折り曲げ片の裏面に当接する第1側面と、前記第1側面と対向する第2側面との溝幅が、底部より入口部の方が広くなるように形成され、前記折り曲げ片は、前記挿入溝の前記入口部の前記溝幅よりも薄く、前記挿入溝の前記底部の前記溝幅よりも厚く形成され、前記折り曲げ片は、前記発泡材が圧縮されることで前記挿入溝に挿入されていることを特徴とする。
本発明の樹脂成形品ユニットによれば、挿入溝の溝幅が、底部と入口部とで同じで、折り曲げ片の幅が、挿入溝の入口部の溝幅以上であるものに比べて、折り曲げ片を挿入溝に挿入しやすくなる。
また、前記樹脂成形品には、前記表面から裏面まで貫通し、前記折り曲げ片が挿入される挿入孔が形成され、前記挿入溝と前記挿入孔が交互に複数形成されていることが好ましい。
樹脂成形品に挿入溝を成形する場合には、樹脂成形用の金型に凸部を形成する必要がある。この場合、樹脂成形完了後に型開きするときに、金型の凸部を樹脂成形品の挿入溝から引き抜く必要があり、その引き抜き時に、樹脂成形品が引っ張られることがある。樹脂成形品において、凸部引き抜き範囲が増えると、樹脂成形品が引っ張られて変形する成形不良が発生することがある。
上記構成によれば、折り曲げ片が挿入される挿入部として、挿入溝に加えて挿入孔を設けたので、挿入溝のみ設けるものに比べて、金型の凸部の引き抜き範囲を減らすことができる。これにより、成形不良を抑制することができ、樹脂成形品の形状不良を抑制することができるので、形状不良が抑制された樹脂成形品を用いた樹脂成形品ユニットにすることができる。
さらに、前記挿入溝の底面には、前記折り曲げ片の一端面が当接し、前記挿入溝の側面には、前記折り曲げ片の側面が当接することが好ましい。
この構成によれば、挿入溝により折り曲げ片の位置決めを行うことができる。
また、前記第1側面には、凹凸部が形成されていることが好ましい。
この構成によれば、第1側面に凹凸がないものに比べて、挿入溝に挿入された折り曲げ片が外れにくくなる。
本発明の樹脂成形品ユニットの成形方法は、圧縮可能な発泡材と表皮材から構成されて一端部に折り曲げ部が形成された取付部材と、前記折り曲げ片が挿入される挿入溝が表面に形成され、前記表面に前記取付部材が取り付けられる樹脂成形品とを備える樹脂成形品ユニットの成形方法であって、前記挿入溝の側面のうちの前記折り曲げ部の内面に当接する第1側面と、前記第1側面と対向する第2側面との溝幅が、前記挿入溝の底部より入口部の方が広くなるように形成された前記挿入溝に、前記挿入溝の前記入口部の前記溝幅よりも薄く、前記挿入溝の前記底部の前記溝幅よりも厚く形成された前記折り曲げ部を、前記発泡材を圧縮するように挿入することを特徴とする。
本発明の樹脂成形品ユニットの成形方法によれば、挿入溝の溝幅が、底部と入口部とで同じで、折り曲げ片の幅が、挿入溝の入口部の溝幅以上であるものに比べて、折り曲げ片を挿入溝に挿入しやすくなる。
また、前記樹脂成形品には、前記表面から裏面まで貫通し、前記折り曲げ片が挿入される挿入孔が形成され、前記樹脂成形品は、第1方向に分離可能な第1樹脂成形型及び第2樹脂成形型により成形され、前記挿入孔は、前記第1樹脂成形型及び前記第2樹脂成形型それぞれに設けられ、前記樹脂成形品を成形する場合に互いに当接する挿入孔成形部により成形され、前記挿入溝は、前記樹脂成形品の前記表面を成形する前記第1樹脂成形型に、前記第1方向に対して傾斜した第2方向に移動可能に設けられた挿入溝成形部により成形されていることが好ましい。
この構成によれば、折り曲げ片が挿入される挿入部として、挿入溝に加えて挿入孔を設けたので、挿入溝のみ設けるものに比べて、金型の凸部の引き抜き範囲を減らすことができる。これにより、成形不良を抑制することができ、樹脂成形品の形状不良を抑制することができるので、形状不良が抑制された樹脂成形品を用いた樹脂成形品ユニットを成形することができる。
本発明のインストルメントパネルユニットを示す概略斜視図である。 インストルメントパネルと化粧シートとを示す斜視図である。 IIIA−IIIA線断面図である。 IIIB−IIIB線断面図である。 インストルメントパネルとユニット成形装置とを示す側面図である。 インストルメントパネルの露出部を載せ台に押しつけた状態のインストルメントパネルとユニット成形装置とを示す側面図である。 化粧シートをセットした状態のインストルメントパネルと化粧シートとユニット成形装置とを示す側面図である。 化粧シートの折り曲げ片をインストルメントパネルの挿入溝に挿入した状態のインストルメントパネルと化粧シートとユニット成形装置とを示す側面図である。 化粧シートの折り曲げ片をインストルメントパネルの挿入孔に挿入した状態のインストルメントパネルと化粧シートとユニット成形装置とを示す側面図である。 型開き状態の成形装置の射出形成金型を模式的に示す断面図であって、インストルメントパネルの挿入溝を成形する部分の断面図である。 型締め状態の成形装置の射出形成金型を模式的に示す断面図であって、インストルメントパネルの挿入溝を成形する部分の断面図である。 樹脂材を充填した状態の成形装置の射出形成金型を模式的に示す断面図であって、インストルメントパネルの挿入溝を成形する部分の断面図である。 型開き状態の成形装置の射出形成金型を模式的に示す断面図であって、インストルメントパネルの挿入孔を成形する部分の断面図である。 型締め状態の成形装置の射出形成金型を模式的に示す断面図であって、インストルメントパネルの挿入孔を成形する部分の断面図である。 樹脂材を充填した状態の成形装置の射出形成金型を模式的に示す断面図であって、インストルメントパネルの挿入孔を成形する部分の断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、インストルメントパネルユニット2は、車両に使用されるものであり、樹脂成形品であるインストルメントパネル3(樹脂成形品)と、インストルメントパネル3の表面に取り付けられる化粧シート4(取付部材)とを備える。化粧シート4は、詳しくは後述するように、意匠性を有するシート状の表皮5と、シート状の発泡材6とを備える(図3A参照)。
インストルメントパネル3には、フロントパネル10が取り付けられる。フロントパネル10は、スピードメーター、タコメーター、及び距離計等の計器が表示される計器用ディスプレイ11、カーナビやオーディオ等の電子機器用の電子機器用ディスプレイ12、エアコン(図示せず)からの空気を吹き出すための第1〜第4空気吹出部13a〜13dが設けられている。また、フロントパネル10の計器用ディスプレイ11の下方には、ステアリング(図示せず)が取り付けられる。
図2、図3A及び図3Bに示すように、インストルメントパネル3は、化粧シート4が表面に張り付けられる張付部3aと、この張付部3aよりも後方に設けられ、車両の搭乗者から視認可能な状態で露出する露出部3bとを備える。
張付部3aの後側(露出部3b側)の端部には、化粧シート4の後側端部に形成された折り曲げ片4aが挿入される挿入溝3c及び挿入孔3dが複数(例えば、挿入溝3cが13個、挿入孔3dが14個)形成されている。挿入溝3cと挿入孔3dとは、交互に形成されている。挿入溝3cと挿入孔3dとにより、嵌合部が構成される。なお、本実施形態では、挿入溝3c及び挿入孔3dを誇張して描いており、挿入溝3c及び挿入孔3dのサイズは適宜変更可能である。また、挿入溝3c及び挿入孔3dは、それぞれ1個でもよい。
挿入溝3cの部分には、下方に突出する凸部3eが形成されており、この凸部3eに挿入溝3cが形成されている。また、張付部3aには、空気を吹き出すための空気吹出孔3fが形成されている。露出部3bの前端には、R状の前端R状部3bRが形成されている。
化粧シート4は、発泡材6の上に表皮5が接着されて構成されており、インストルメントパネル3の張付部3aに応じた形状で形成されている。なお、本実施形態では、表皮5の厚みを誇張して描いている。
化粧シート4には、インストルメントパネル3の空気吹出孔3fに対応した位置に、空気吹出孔4bが形成されている。空気吹出孔4bは、表皮5及び発泡材6を貫通して形成されている。空気吹出孔3f及び空気吹出孔4bには、空気吹出部16が取り付けられている(図1参照)。
図3Aに示すように、インストルメントパネル3の挿入溝3cを構成する溝前面3g(第1側面)は、対向する溝後面3h(第2側面)との幅が上方向に沿って広がるようにテーパ状に形成されている。また、溝前面3gは凹凸状に形成されている。なお、溝前面3gは、テーパ状に限らず、溝後面3hに平行な直線と傾斜したテーパ線とを組み合わせた形状でもよく、段付き状でもよく、さらには、溝後面3hに平行な直線状でもよい。また、溝前面3gは、凹凸のないフラットな形状でもよい。
化粧シート4の折り曲げ片4aは、挿入溝3cの入口部となる上部での溝前面3gと溝後面3hとの幅(以下、溝幅)よりも薄く、挿入溝3cの溝底面3iの溝幅よりも厚くなるように形成されている。なお、折り曲げ片4aの幅は適宜変更可能であり、挿入溝3cの入口部となる上部での溝幅や、溝底面3iの溝幅よりも狭い幅でもよい。
次に、インストルメントパネル3の張付部3aに、化粧シート4を張り付けてインストルメントパネルユニット2を成形する際に使用するユニット成形装置50について説明する。
図4に示すように、ユニット成形装置50は、ベース51と、インストルメントパネル3が載せられる載せ台52と、移動部53とを備える。載せ台52は、ベース51に設けられた3本の支柱54に固定されている。
載せ台52は、インストルメントパネル3を位置決めする位置決め部52aが形成され、位置決め部52aに凸部3eを押し付けることにより、インストルメントパネル3は位置決めされる。
移動部53は、支柱54に移動可能に設けられ、載せ台52に載せられたインストルメントパネル3の露出部3bを上から押圧して載せ台52に押しつける押圧部55が設けられている。
次に、ユニット成形装置50を用いたインストルメントパネルユニット2の成形方法について説明する。
なお、インストルメントパネルユニット2を成形する前に、塗布装置(図示せず)により、インストルメントパネル3に接着剤を塗布する。この塗布工程では、張付部3aの化粧シート4が張り付けられる部分と、挿入溝3cの溝前面3g及び溝底面3iとには、接着剤を塗布し、挿入溝3cの溝後面3hには、接着剤を塗布しない。接着剤としては、例えば、所定温度(例えば、100°C)以上に加熱されると活性化する接着剤が用いられる。
インストルメントパネルユニット2の成形方法は、パネルセット工程STEP(以下、S)11と、押圧工程S12と、シートセット工程S13と、シート挿入工程S14とを備え、常温(例えば、27°C)で行われる。
まず、パネルセット工程S11を行う。図4に示すように、パネルセット工程S11では、オペレータは、インストルメントパネル3を載せ台52に載せ、凸部3eを位置決め部52aに押し付けてインストルメントパネル3を位置決めする。
次に、押圧工程S12を行う。図5に示すように、押圧工程S12では、オペレータは、移動部53を下方に移動させ、押圧部55により、インストルメントパネル3の露出部3bを載せ台52に押しつける。
次に、シートセット工程S13を行う。図6に示すように、シートセット工程S13では、オペレータは、化粧シート4をインストルメントパネル3の上方に配し、化粧シート4の折り曲げ片4aの側面を押圧部55の側面に押し付ける。
次に、シート挿入工程S14を行う。図7に示すように、シート挿入工程S14では、オペレータは、挿入補助板57を化粧シート4の後端部に載せた状態で下方に移動させることにより、化粧シート4の後端部を下方に押し下げて、折り曲げ片4aを挿入溝3cに挿入する。
化粧シート4の折り曲げ片4aは、挿入溝3cの入口部となる上部での溝幅よりも薄く、挿入溝3cの溝底面3iの溝幅よりも厚くなるように形成されている。これにより、図3Aに示すように、折り曲げ片4aを挿入溝3cに挿入するときに、折り曲げ片4aの下面は、挿入溝3cの溝前面3gに当接する。したがって、折り曲げ片4aが挿入溝3cの上部での溝幅よりも厚い場合に比べて、折り曲げ片4aを容易に挿入溝3cに挿入することができる。
折り曲げ片4aは、挿入溝3cの溝底面3iの溝幅よりも厚いため、折り曲げ片4aを挿入溝3cに挿入すると、圧入状態となり、折り曲げ片4aが挿入溝3cの溝前面3g及び溝後面3hに密着する。なお、折り曲げ片4aの部分の発泡材6が圧縮されることで、折り曲げ片4aは挿入溝3cに挿入可能となる。また、発泡材6が有する弾性力により、表皮5は、溝後面3hに押し付けられる。
また、折り曲げ片4aを挿入溝3cに挿入すると、折り曲げ片4aの前側面及び後側面が、挿入溝3cの溝前面3g及び溝後面3hに当接し、折り曲げ片4aの下面が挿入溝3cの溝底面3iに当接する。これにより、折り曲げ片4aの位置決めを行うことができる。なお、折り曲げ片4aの下面が、溝底面3iに当接しないようにしてもよい。
さらに、溝前面3gは凹凸状に形成されているので、凹凸がないものに比べて、挿入溝3cに挿入された折り曲げ片4aが滑り難くなり、挿入溝3cから折り曲げ片4aが抜け出るのを防止することができる。
シート挿入工程S14では、図8に示すように、挿入補助板57により化粧シート4の後端部が下方に押し下げられ、折り曲げ片4aが挿入孔3dに挿入される。
以上の各工程S11〜S14により成形されたインストルメントパネルユニット2は、ユニット成形装置50から取り外された後、載せ台52と同じようにインストルメントパネル3を保持可能な搬送治具(図示せず)にセットされ、加熱炉(図示せず)に搬送される。そして、インストルメントパネルユニット2は、加熱炉で100°C以上に加熱される。
シート挿入工程S14は、常温で行われるため、接着剤は硬化した状態であり、化粧シート4は接着されていない。そこで、加熱炉で接着剤を100°C以上に加熱することにより、接着剤は再活性される。この状態で、押付装置(図示せず)により化粧シート4をインストルメントパネル3に押し付ける。その後、インストルメントパネルユニット2を冷却することにより、接着剤は硬化し、化粧シート4はインストルメントパネル3に強固に取り付けられる。
なお、インストルメントパネル3に張り付ける部材はシートに限らず適宜変更可能である。
次に、インストルメントパネル3を成形する際に使用される成形装置を構成する射出成形金型100について説明する。
図9〜図11に示すように、射出成形金型100は、上型110(第1樹脂成形型)と、下型120(第2樹脂成形型)と、インストルメントパネル3の挿入溝3cを成形するための中子130(挿入溝成形部)とを備える。中子130は、挿入溝3cそれぞれに対応して複数(例えば、13個)設けられている。なお、射出成形金型100を有する成形装置は制御装置(図示せず)により制御される。
上型110に対して下型120を相対的に接近させることにより型締めが行われ、上型110に対して下型120を相対的に離間させることにより型開きが行われる。本実施形態では、図9の左方向に下型120が移動することで型締めされ、図9の右方向に下型120が移動することで型開きされる。
上型110と下型120とにより型締めが行われることにより、インストルメントパネル3が成形されるキャビティ140が形成される。
上型110には、キャビティ140を形成するための形成凹部111と、インストルメントパネル3を構成する樹脂材M1をキャビティ140に注入する供給ノズル(図示せず)とが設けられている。形成凹部111には、中子130を移動自在に収容する収容凹部112が設けられている。中子130は、例えばシリンダから構成される中子移動部(図示せず)により移動される。
収容凹部112は、インストルメントパネル3の挿入溝3cを成形する部分(13箇所)にそれぞれ設けられ、それぞれの収容凹部112に中子130が収容されている。収容凹部112は、内部を移動する中子130の移動方向が、型締め・型開き方向(第1方向)とは異なる方向で、挿入溝3cの溝前面3gに平行な方向(第2方向)になるように設けられている。
形成凹部111は、インストルメントパネル3の露出部3bを成形する部分の表面に、シボ加工(凹凸を形成)が施されており、露出部3bは、表面シボ加工された状態となる。この表面シボ加工により、露出部3bの意匠性を向上することができる。
形成凹部111の露出部3bの前端R状部3bRを成形する部分は、R状の前端R状部3bRを成形するためにR状に形成されている。形成凹部111のR状の部分にも、シボ加工を施すことにより、露出部3bの前端R状部3bRも表面シボ加工された状態となる。露出部3bの前端R状部3bRは、車両に取り付けた場合に前方から視認可能な部分であるが、R状で表面シボ加工されているので、デザイン性を保つことができる。
また、形成凹部111は、露出部3bの前端R状部3bRと、挿入溝3cの溝後面3hの中子130により成形される部分との間であって、溝後面3hの上端部も成形する。この部分の形成凹部111にもシボ加工を施すことにより、溝後面3hの上端部を表面シボ加工された状態にすることができる。
中子130は、収容凹部112から突出した突出位置(図11参照)と、収容凹部112の内部に収容された後退位置(図9参照)との間で移動可能に設けられている。
下型120には、キャビティ140を形成するための形成凹部121が設けられている。形成凹部121の凸部3eを成形する部分(13箇所)のそれぞれには、凸部形成凹部122が設けられている。
図12〜図14に示すように、挿入孔3dを成形する部分(14箇所)では、上型110に収容凹部112は形成されておらず、下型120に凸部形成凹部122は形成されていない。これにより、型締めが行われると、上型110と下型120とが当接し、挿入孔3dが成形される。この上型110と下型120とが当接する部分が、挿入孔成形部を構成する。
次に、射出成形金型100を有する成形装置を用いたインストルメントパネル3の成形方法について説明する。
インストルメントパネル3の成形方法は、型締め工程S21、中子突出工程S22、樹脂充填工程S23、中子後退工程S24、及び型開き工程S25を有する。
まず、型締め工程S21を行う。型締め工程S21では、図10及び図13に示すように、制御装置は、下型120を上型110に対して相対的に前進移動させて型締めを行い、キャビティ140を形成する。このとき、中子移動部は、中子130を後退位置に位置させている。
次に、中子突出工程S22を行う。中子突出工程S22では、図11に示すように、中子移動部は、中子130を後退位置から突出位置まで移動させる。
次に、樹脂充填工程S23を行う。樹脂充填工程S23では、図11及び図14に示すように、制御装置は、供給ノズルから樹脂材M1を注入してキャビティ140に充填する。
樹脂材M1がキャビティ140に充填されると、突出位置にある中子130により挿入溝3cが成形される。また、上型110の一部と下型120の一部とが当接することにより、挿入孔3dが成形される。
樹脂充填工程S23でキャビティ140に充填された樹脂材が固化した後、中子後退工程S24を行う。中子後退工程S24では、中子移動部は、中子130を突出位置から後退位置まで移動させる。
次に、型開き工程S25を行う。型開き工程S25では、制御装置は、下型120を上型110に対して相対的に後退移動させて型開きを行う。そして、インストルメントパネル3を、射出成形金型100から取り外す。これにより、インストルメントパネル3が成形される。
本実施形態では、化粧シート4の折り曲げ片4aが嵌合する嵌合部を、挿入溝3cと挿入孔3dとから構成するような金型構造としたので、嵌合部を全て挿入溝3cから構成する場合に比べて、中子130を小さくすることができる。これにより、中子が大きいものに比べて、成形不良を抑制し、樹脂成形品の形状不良を抑制することができる。
2…インストルメントパネルユニット、3…インストルメントパネル(樹脂成形品)、4…化粧シート(取付部材)、4a…折り曲げ片、5…表皮、6…発泡材、3a…張付部、3b…露出部、3bR…前端R状部、3c…挿入溝、3d…挿入孔、3g…溝前面3g(第1側面)、3h…溝後面3h(第2側面)、3i…溝底面、50…ユニット成形装置、100…射出成形金型、110…上型110(第1樹脂成形型)、120…下型120(第2樹脂成形型)、130…中子130(挿入溝成形部)

Claims (6)

  1. 圧縮可能な発泡材と表皮材から構成されて一端部に折り曲げ片が形成された取付部材と、前記折り曲げ片が挿入される挿入溝が表面に形成され、前記表面に前記取付部材が取り付けられる樹脂成形品とを備える樹脂成形品ユニットであって、
    前記挿入溝は、前記折り曲げ片の裏面に当接する第1側面と、前記第1側面と対向する第2側面との溝幅が、底部より入口部の方が広くなるように形成され、
    前記折り曲げ片は、前記挿入溝の前記入口部の前記溝幅よりも薄く、前記挿入溝の前記底部の前記溝幅よりも厚く形成され
    前記折り曲げ片は、前記発泡材が圧縮されることで前記挿入溝に挿入されていることを特徴とする樹脂成形品ユニット。
  2. 請求項1に記載の樹脂成形品ユニットにおいて、
    前記樹脂成形品には、前記表面から裏面まで貫通し、前記折り曲げ片が挿入される挿入孔が形成され
    前記挿入溝と前記挿入孔が交互に複数形成されていることを特徴とする樹脂成形品ユニット。
  3. 請求項1に記載の樹脂成形品ユニットにおいて、
    前記挿入溝の底面には、前記折り曲げ片の一端面が当接し、
    前記挿入溝の側面には、前記折り曲げ片の側面が当接することを特徴とする樹脂成形品ユニット。
  4. 請求項1に記載の樹脂成形品ユニットにおいて、
    前記第1側面には、凹凸部が形成されていることを特徴とする樹脂成形品ユニット。
  5. 圧縮可能な発泡材と表皮材から構成されて一端部に折り曲げ部が形成された取付部材と、前記折り曲げ片が挿入される挿入溝が表面に形成され、前記表面に前記取付部材が取り付けられる樹脂成形品とを備える樹脂成形品ユニットの成形方法であって、
    前記挿入溝の側面のうちの前記折り曲げ部の内面に当接する第1側面と、前記第1側面と対向する第2側面との溝幅が、前記挿入溝の底部より入口部の方が広くなるように形成された前記挿入溝に、前記挿入溝の前記入口部の前記溝幅よりも薄く、前記挿入溝の前記底部の前記溝幅よりも厚く形成された前記折り曲げ部を、前記発泡材を圧縮するように挿入することを特徴とする樹脂成形品ユニットの成形方法。
  6. 請求項5に記載の樹脂成形品ユニットの成形方法において、
    前記樹脂成形品には、前記表面から裏面まで貫通し、前記折り曲げ片が挿入される挿入孔が形成され、
    前記樹脂成形品は、第1方向に分離可能な第1樹脂成形型及び第2樹脂成形型により成形され、
    前記挿入孔は、前記第1樹脂成形型及び前記第2樹脂成形型それぞれに設けられ、前記樹脂成形品を成形する場合に互いに当接する挿入孔成形部により成形され、
    前記挿入溝は、前記樹脂成形品の前記表面を成形する前記第1樹脂成形型に、前記第1方向に対して傾斜した第2方向に移動可能に設けられた挿入溝成形部により成形されていることを特徴とする樹脂成形品ユニットの成形方法。
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