JPH0929848A - アウトサート成形体およびその製作方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形成する際に金型が不要で且つ形状の修正に
も容易に対応でき、さらにはベース部品材質が限定され
ないアウトサート成形体およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ベース部品２２に結合する樹脂材料とし
て光硬化性樹脂８を用い、ベース部品２２を含みそれよ
り下方に位置する結合形状を光硬化性樹脂８に対し選択
的に光を照射して光硬化性樹脂８を硬化させて第１結合
体２１を形成する。ベース部品２２を第１結合体２１の
所定の位置に配置した後、第１結合体２１の形成工程と
同様に、ベース部品２２を含む第１結合体２１の上方に
光硬化性樹脂８の硬化層を順次積層して第２結合体２３
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、素地となるベース
部品とプラスチックとを一体化するアウトサート成形体
およびその製作方法に係り、特に低コストで、且つフレ
キシビリティーの高いアウトサート成形体およびその製
作方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の技術としては、型技術協会
編；図解型技術用語辞典２〜３頁（１９９１年１月初版
発行）に示された方法がある。図６は図解型技術用語辞
典３頁に記載された「アウトサート成形−成形部分と板
金との結合（一体化）の方法」として示された図であ
る。アウトサート成形体（イ）は素地となる板金部品１
と、その周囲に結合された樹脂成形品２で構成される。
図７（ａ）〜（ｃ）は射出成形法によるアウトサート成
形体（イ）を製作する従来方法を説明するもの（図２
（ａ）〜（ｃ）では板金部品１に対する回り止めの成形
は図示省略している）で、可動型４と中間板５に挟み込
まれた板金部品１と、板金部品１の所定の位置に結合さ
れる樹脂成形品２と同一形状に彫り込まれたキャビティ
３と、キャビティ３内に溶融樹脂２ａを導入するゲート
６によって構成されている。なお、図示しない部分の構
成は通常の射出成形金型と同一である。

【０００３】以下、図７（ａ）〜（ｃ）を用いて、アウ
トサート成形体（イ）を製作する従来方法を説明する。
型合わせし、溶融樹脂がキャビティ３内に射出される前
の金型内を図７（ａ）の如き状態にする。次いで図７
（ｂ）の如く図示しない射出成形機より射出された溶融
樹脂２ａが矢印ｄの方向からゲート６を通ってキャビテ
ィ３に充填される。そして、所定時間経過して溶融樹脂
２ａがキャビティ３内で硬化した後 図７（ｃ）の如く
型開きし、板金部品１と樹脂成形品２からなるアウトサ
ート成形体（イ）を取り出す。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来方
法には次のような問題点があった。すなわち、射出成形
法による方法にあっては高価な金型が必要であるし、射
出成形に関わる段取りや条件出しなどで発生するコスト
も莫大であるといった問題があった。また、射出成形時
の圧力や熱の影響のため、樹脂と結合されるベース部品
は金属に限定されるといった問題があった。さらには、
設計変更などの理由でアウトサート成形体の形状が変更
されると金型の修正作業が必要となり、その作業は周知
の如く容易なものではない。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、形成する際に金型が不要で且つ形状の
修正にも容易に対応でき、さらにはベース部品材質が限
定されないアウトサート成形体およびその製造方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のアウトサート成形体およびその製作方法を
以下のようにした。請求１項に係る本発明のアウトサー
ト成形体は、ベース部品と、その周囲に結合硬化成形し
た光硬化性樹脂により構成した。

【０００７】請求項２に係る本発明のアウトサート成形
体の製造方法は、ベース部品に結合する樹脂材料として
光硬化性樹脂を用い、該ベース部品を含みそれより下方
に位置する結合形状を該光硬化性樹脂に対し選択的に光
を照射して該光硬化性樹脂を硬化させて硬化物の層を形
成しつつ該硬化物層を順次積み重ねて形成する第１結合
体形成工程と、該ベース部品を所定の位置に配置した
後、第１結合体形成工程と同様の方法にて該ベース部品
を含むそれより上方に位置する結合形状を形成する第２
結合体形成工程より構成した。

【０００８】また請求項３に係る本発明のアウトサート
成形体の製造方法は、請求項２記載の製作方法にあっ
て、光硬化性樹脂に抱合される箇所のベース部品形状を
変形させることにより構成した。

【０００９】請求項４に係る本発明のアウトサート成形
体の製造方法は、請求項２記載の第１結合体形成工程の
光照射パターンが最終硬化層および最終硬化層より前数
層の範囲において部分的に未硬化の光硬化性樹脂が残留
するように光を照射する光照射パターンであって、第２
結合体形成工程の第１硬化層形成と同時に前記未硬化の
光硬化性樹脂を硬化するように構成した。

【００１０】請求項１の構成にあっては、金型を用いる
ことなく、また形状修正も容易となる光学的造形法の適
用を可能とするアウトサート成形体を実現できる。

【００１１】請求項２の構成にあっては、ベース部品に
結合する樹脂材料として光硬化性樹脂を用い、光硬化性
樹脂に対して選択的に光を照射することで該光硬化性樹
脂の硬化物層を形成し、次いで順次該硬化物層を積層す
ることで所望するいかなる形状をも得ることができる。

【００１２】請求項３の構成にあっては、請求項２によ
る作用に加えて、光硬化性樹脂に抱合される箇所のベー
ス部品形状を変形させることで、互いに分離することを
防止できる。

【００１３】請求項４の構成にあっては、第１結合体形
成工程の最終硬化層を含むそれより前数層で部分的に未
硬化の光硬化性樹脂が残留するような光照射パターンで
あって、第２結合体形成工程の第１硬化層成形と同時に
前記未硬化の光硬化性樹脂を硬化するため、硬化樹脂の
比較的脆弱な積層方向の強度、特に第１結合体と第２結
合体の境界層強度が補強できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
に係るアウトサート成形体およびその製造方法の実施の
形態を説明する。なお、本発明の実施の形態において
は、回り止め部の成形も、アウトサート成形体として製
造できるので、この回り止め部の成形については図示と
説明を省略する。

【００１５】図１は本発明の各実施の形態のアウトサー
ト成形体の製作方法の実施に用いる装置を概略的に示す
全体構成図であり、図２および図３は本発明の実施の形
態１における第１結合体形成工程および第２結合体形成
工程を詳述する要部断面図である。なお、後述する本発
明の実施の形態２，３におけるアウトサート成形体以外
の構成はすべてこれと同様であるため、実施の形態２，
３においては図示を省略するとともに、同一部分に同一
番号を付して、その説明は省略する。

【００１６】図１において樹脂タンク７内には光硬化性
樹脂の溶液８が満たされており、その内部には昇降装置
１０によって図中Ｚ方向に移動可能な屈曲部を有するエ
レベータ９の一部（載置面）が浸漬されている。ＣＡＤ
装置１１はアウトサート成形体の樹脂部形状が定義可能
であるとともに、当該形状の等高線情報１２が定義され
ている。この状態において、等高線情報１２中の第１結
合体第１層目厚み情報は制御装置１３を経由して昇降装
置１０に伝えられる。昇降装置１０は伝えられた情報に
基づき第１結合体第１層目厚み情報に相当する深さＬだ
け光硬化性樹脂液面２０よりエレベータ９を降下させ
る。このときエレベータ９の載置面上には深さＬに相当
する光硬化性樹脂の溶液８の薄膜が形成される。

【００１７】樹脂タンク７の上部には光硬化性樹脂の溶
液８を硬化させるための照射ユニット１５を搭載し、こ
れをＸ−Ｙ方向に移動制御するＸ−Ｙプロッタ１４が設
置されており、照射ユニット１５にはレーザー発信装置
１７によって励起されたレーザー光１６が導入されてい
る。

【００１８】前述のエレベータ９の降下動作に続いて、
今度は等高線情報１２中の第１結合体第１層目範囲情報
が、前記制御装置１３を経由して照射ユニット１５を搭
載したＸ−Ｙプロッタ１４へ伝送される。Ｘ−Ｙプロッ
タ１４は当該範囲情報に基づき照射ユニット１５をＸ−
Ｙ方向に移動させる。このとき照射ユニット１５からは
光硬化性樹脂液面２０に対してレーザー光１６を集光し
たレーザー光１９が照射されるため、照射された範囲の
光硬化性樹脂の溶液８は硬化し、エレベータ９の載置面
上に所望の第１結合体第１硬化層１８が形成されるので
ある。

【００１９】以上説明した工程を順次繰り返すことによ
って、図２に示す第１結合体２１が形成される。すなわ
ち、エレベータ９の載置面上で、第１層目側（結合用フ
ランジ側）よりも範囲が小さい部分（結合用嵌合部）が
積層される。ここで図３に示すようにベース部品２２を
配置し、すなわちベース部品２２の結合用孔部を第１結
合体２１の結合用嵌合部２１ａに合わせた後、この上
に、結合用嵌合部２１ａの径よりも大きい範囲の第２硬
化層を形成して挟持用フランジを形成し、さらに前述と
同様の工程を繰り返すことによって、第１結合体２１お
よびベース部品２２の上に第２結合体２３が形成され
る。なお、ここで用いるベース部品２２は、金属、樹
脂、ゴム、木、紙、布等いかなる素材を用いて構成する
ことも可能である。

【００２０】以上説明した方法によれば、光硬化性樹脂
を用いて第１結合体２１、ベース部品２２、第２結合体
２３が一体となったアウトサート成形体（ロ）を容易に
形成することが可能になる。

【００２１】本発明の実施の形態１によれば、高価な金
型を用いずにアウトサート成形体（ロ）を得ることがで
きる。また、従来方法である射出成形法にあっては樹脂
部と結合されるベース部品２２は金属に限定されていた
が、本発明では素材に関する制約は解消される。さらに
はアウトサート成形体（ロ）を構成する樹脂部の形状は
ＣＡＤ装置１１によって定義されるため、形状作成に当
たっての自由度が高く、また修正も容易に行うことがで
きると言った利点がある。

【００２２】図４は本発明の実施の形態２の要部を示す
斜視図である。なお、アウトサート成形体（ハ）の製作
方法と、それを実施する構成については前記本発明の実
施の形態１と同じである。本発明の実施の形態２のアウ
トサート成形体（ハ）およびその製作方法にあって、ベ
ース部品２４は破線で示したアウトサート成形体（ハ）
の樹脂部形状２５に抱合される範囲内で変形させてい
る。そして、上記ベース部品２４の変形は曲げ、ねじ
り、屈曲、穴開け、切り欠きなどでも構成可能である
し、これらを複合させたもので構成してもよい。

【００２３】本発明の実施の形態２にあっては、樹脂部
形状２５と抱合される箇所においてベース部品２４の形
状を変形させているため、いかなる方向においても互い
に分離する際の抵抗となる。

【００２４】本発明の実施の形態２によれば、以下の効
果を得ることができる。アウトサート成形体にあって例
えば樹脂と金属といった異なる素材を結合させる構成で
は比較的両者は分離しやすいが、本実施の形態では樹脂
部形状２５に抱合される箇所においてベース部品２４の
形状を変形させているため、いかなる方向にも互いが分
離することを防止することができ、本発明の実施の形態
１に加えてより強固に結合したアウトサート成形体
（ハ）を得ることができる。

【００２５】図５は本発明の実施の形態３の要部を示す
断面図で、図示しない部分の構成については上記実施の
形態１と同じである。本発明の実施の形態３では、第１
結合体２１の最終ｎ層目２７と（ｎ−１）層目２６は、
斜線で示す未硬化の樹脂２９が残留するような光照射パ
ターン、つまり硬化範囲内において光を照射しない部分
を生じさせて形成している。すなわち第１結合体２１の
第１層目から（ｎ−１）層目２６および最終ｎ層目２７
までのうち、未硬化樹脂２９以外は硬化しているので、
ｎ層目２７、（ｎ−１）層目２６の硬化領域（外周部）
をベース部品２２に対する基準外周壁とする。

【００２６】このような状態で上記実施の形態１と同様
に（ｎ−１）層目２６の上にベース部品２２を配置し、
続いて第２結合体２３の第１硬化層２８を形成するため
の未硬化樹脂をベース部品２２および前記最終ｎ層目２
７の上に積層し、硬化のための光を照射する。このとき
光照射によって第２結合体２３の第１硬化層２８のため
の未硬化樹脂と前記第１結合体２１の未硬化の樹脂２９
は第２結合体２３の第１硬化層２８と同時に一体で硬化
される。この際、硬化する樹脂部分は、未硬化の樹脂２
９と第１硬化層２８の未硬化の樹脂であるため、その層
が厚くなるが、硬化層２８を形成する際に、レーザー光
の単位面積当たりの照射エネルギー量を高める（照射面
積を変えないでパワーを上げる）とよい。あるいは照射
面積を変えないで照射ユニットのスキャンの速度を遅く
するとか、レーザー光の照射面積（スポット径）を絞っ
て照射エネルギー量を高めてもよい。

【００２７】また、上記に示した未硬化の樹脂２９がｎ
層目２７、（ｎ−１）層目に残留させるような光照射パ
ターンは格子状のパターンであっても良いし、点照射に
よってもかまわない。さらに、上記本発明の実施の形態
２に示したような変形されたベース部品２４と組み合わ
せると、より好適である。

【００２８】本発明の実施の形態３にあっては、アウト
サート成形体（ニ）の積層方向の強度を補強することが
可能になり、特に、第１結合体２１と第２結合体２３の
境界層強度においてその作用は発揮される。

【００２９】本発明の実施の形態３によれば以下の効果
を得ることができる。本実施の形態のように光硬化性樹
脂を硬化しつつ積層して形成したアウトサート成形体に
あっては積層方向の強度が比較的脆弱であり、工程の分
かれる第１結合体２１と第２結合体２３の境界層では特
に弱い。そのため、本実施の形態では境界層を同時に硬
化することによって本発明の弱点を解消することができ
るばかりでなく、上記実施の形態２の構成と組み合わせ
ることによって、より強固に結合したアウトサート成形
体（ニ）を得ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば金型を用
いることなくアウトサート成形体を製作することができ
るばかりでなく、ベース部品の材質の制限をなくすこと
が可能となる。加えて、前記アウトサート成形体を構成
する樹脂部形状も自由に選択でき、しかも製作原理上の
弱点であった積層方向の強度不足を解消したアウトサー
ト成形体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の各実施の形態のアウトサート成形体の
製作方法の実施に用いる装置を概略的に示す全体構成図
である。

【図２】本発明の実施の形態１の第１結合体形成工程に
おける要部を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態１の第２結合体形成工程を
示す要部断面図である。

【図４】本発明の実施の形態２の要部を示す斜視図であ
る。

【図５】本発明の実施の形態３の要部を示す断面図であ
る。

【図６】従来技術により成形したアウトサート成形体を
示す断面図である。

【図７】従来のアウトサート成形体を形成する工程を示
す断面図である。

【符号の説明】

８ 光硬化性樹脂の溶液 ９ エレベータ １０ 昇降装置 １１ ＣＡＤ装置 １２ 等高線情報 １３ 制御装置 １４ Ｘ−Ｙプロッタ １５ 照射ユニット １６，１９ レーザー光 １８ 第１結合体第１硬化層 ２０ 光硬化性樹脂液面 ２１ 第１結合体 ２２，２４ ベース部品 ２３ 第２結合体 ２５ 樹脂部形状 ２６ 第１結合体の（ｎ−１）層目 ２７ 第１結合体のｎ層目 ２８ 第２結合体第１硬化層 ２９ 未硬化の樹脂 （ロ）、（ハ）、（ニ） アウトサート成形体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベース部品とその周囲に結合硬化成形し
   た光硬化性樹脂により構成したことを特徴とするアウト
   サート成形体。
2. 【請求項２】 ベースとなる部品の一部に所望形状の樹
   脂材料を結合させるアウトサート成形体の製造方法にお
   いて、前記ベース部品に結合する樹脂材料として光硬化
   性樹脂を用い、該ベース部品を含みそれより下方に位置
   する結合形状を該光硬化性樹脂に対し選択的に光を照射
   して該光硬化性樹脂を硬化させて硬化物の層を形成しつ
   つ該硬化物層を順次積み重ねて形成する第１結合体形成
   工程と、該ベース部品を所定の位置に配置した後、第１
   結合体形成工程と同様の方法にて該ベース部品を含むそ
   れより上方に位置する結合形状を形成する第２結合体形
   成工程よりなることを特徴とするアウトサート成形体の
   製作方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の製作方法にあって、光硬
   化性樹脂に抱合される箇所のベース部品形状を変形させ
   ることを特徴とするアウトサート成形体の製作方法。
4. 【請求項４】 請求項２記載の製作方法にあって、第１
   結合体形成工程の光照射パターンが最終硬化層および最
   終硬化層より前数層の範囲において部分的に未硬化の光
   硬化性樹脂が残留するように光を照射する光照射パター
   ンであって、第２結合体形成工程の第１硬化層形成と同
   時に前記未硬化の光硬化性樹脂を硬化することを特徴と
   するアウトサート成形体の製作方法。