CN113246398A - 注射成形件及其成形方法和成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供防止熔接线产生的高品质的注射成形件、以及成形高品质的注射成形件的成形方法和成形装置。该注射成形件是成形为至少在一个方向上较长的形状的成形件(透镜)(2)，在透镜(2)中，沿着其长度方向存在多个浇口痕(24)，存在于注射成形件的长度方向中央的第一浇口痕(24(G1))的截面积比存在于其两侧的第二浇口痕(24(G2))的截面积大。另外，也可以在第二浇口痕(24(G2))的长度方向的外侧分别存在第三浇口痕(24(G3))，该第三浇口痕(24(G3))的截面积比第二浇口痕(24(G2))的截面积大。

Description

注射成形件及其成形方法和成形装置

技术领域

本发明涉及由注射成形而成形的注射成形件和对该注射成形件进行注射成形的成形方法以及成形装置。

背景技术

作为汽车用灯具的结构部件之一的、具有透光性的透镜等树脂成形件的制造方法，使用向在模具内形成的型腔中注射注入透明树脂的注射成形法。在通过这样的注射成形法对长度较长的树脂成形件进行成形时，以提高成形品质为目的，有时采用所谓的顺序成形。该顺序成形是如下成形法：相对于模具的型腔配设多个浇口，从这些浇口注入树脂，并且为了防止从各浇口注入的树脂在型腔内碰撞而产生的熔接线，使来自各浇口的树脂的注入时机具有时间差。

在专利文献1中，为了调整该顺序成形中的浇口的树脂注入时机，以如下方式对树脂注入的时机进行控制：在模具中配设对注入的树脂进行检测的传感器，对从第一浇口注射的树脂到达第二浇口的时机进行检测，并在检测到的时机开始从第二浇口注射树脂。在专利文献2中，提出了通过多点浇口方式的成形(顺序成形)而适宜地成形具备开口部的成形件的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-47858号公报

专利文献2：日本特许第5751043号公报

发明内容

发明所要解决的问题

本发明的发明人在对顺序成形进行研究时，判明了存在根据成形件的形状而不能完全防止熔接线的现象。在进一步对其原因进行研究时，判明了从第一浇口注射的树脂在到达第二浇口时产生树脂的温度降低，与从第二浇口新注射的树脂之间产生温度差，从而在上述温度不同的树脂发生碰撞的界面处产生熔接线。

作为近些年的汽车用灯具，提出有遍及车身宽度的大致全长地延长的长度为1m以上的尾灯，要求对其透镜、前表面罩进行树脂成形。在对这样的树脂成形件进行顺序成形时，优选尽可能多地设置浇口数，但是随着浇口数的增加，难以进行顺序成形的时机控制，其结果是产生熔接线的概率变高。另外，若浇口数增加，则用于在成形后去除残留在成形件中的浇口片的工序数增加，成为制造成本增加的原因。

本发明的目的在于提供一种防止熔接线产生的高品质的注射成形件。另外，本发明提供对高品质的注射成形件进行成形的成形方法和成形装置。

用于解决问题的手段

本发明是一种成形件，其成形为至少在一个方向上较长的形状，在该成形件中，沿着其长度方向存在多个浇口痕，存在于注射成形件的长度方向中央的第一浇口痕的截面积比存在于第一浇口痕两侧的第二浇口痕的截面积大。另外，在本发明中，也可以在第二浇口痕的长度方向的外侧分别存在第三浇口痕，该第三浇口痕的截面积至少比第二浇口痕的截面积大。

本发明的另一发明是一种成形方法，沿着设置于成形用模具的型腔的长度方向配设有多个浇口，从这些多个浇口按顺序向型腔注射树脂，浇口包括：第一浇口，其配设于靠近型腔的长度方向中央的位置且具有所需的开口面积；以及第二浇口，其配设于夹持第一浇口的两侧且开口面积比第一浇口小，从第一浇口注射树脂，在从第一浇口注射的树脂流动至两侧的第二浇口的配设位置的时机下从第二浇口注射树脂。

本发明的又一发明是一种成形装置，其具有形成为至少在一个方向上较长的形状的型腔，沿着该型腔的长度方向配设多个浇口，从这些多个浇口分别向型腔注射树脂，浇口具备：第一浇口，其配设于靠近型腔的长度方向中央的位置且具有所需的开口面积；以及第二浇口，其配设于夹持第一浇口的两侧且开口面积比第一浇口小。另外，在本发明中，在第二浇口的长度方向的外侧分别配设有第三浇口，该第三浇口的开口面积设定为与从第三浇口注射的树脂的流动长度成比例的面积。

发明效果

根据本发明，通过适当地设定第一浇口和第二浇口的开口面积，能够抑制顺序成形中的熔接线的产生而成形高品质的注射成形件，并且使顺序成形中的时机控制变得容易。进一步地，能够削减成形后的浇口片的去除工序。

附图说明

图1是具备应用了本发明的注射成形件的尾灯的汽车的后视图。

图2是图1的尾灯的外观图。

图3是沿着图2的III-III线的剖视图。

图4是透镜的一部分的放大立体图。

图5是将成形用模具的一部分剖开后的示意性俯视图。

图6是沿着图5的VI-VI线的放大剖视图。

图7A是对第一浇口和浇口片进行说明的剖视图和概要立体图。

图7B是对第二浇口和浇口片进行说明的剖视图和概要立体图。

图8是对成形不同形状的透镜1、2、3的成形装置中的浇口构造进行说明的图。

图9是对成形时的树脂的流动进行说明的示意图。

附图标记说明

1：主体；2：透镜；3：灯壳体；4：光源单元；21：正面部；22：周壁部；23：腿部；24(G1～G3)：浇口痕；25(G1～G3)：浇口片；100：成形装置；101：下模；102：上模；103：型腔；104(G1～G3)：浇口；105：浇道；106：节流部；TL：尾灯。

具体实施方式

接着，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是装备有尾灯TL的汽车CAR的后视图，该尾灯TL具备作为本发明的注射成形件的透镜。在汽车CAR的车身后部，遍及车宽方向的大致全长地沿水平方向配设有长度为1m以上、在此长度约为1.5m的尾灯TL。该尾灯TL也作为刹车灯而发挥功能。该尾灯TL为了追求外观效果而形成为左右两端部的上下方向的宽度尺寸呈锥状扩大的形状。另外，在本实施方式中，在尾灯TL的左右两端部的下侧配设有分体形成的转向信号灯TSL和倒车灯BUL。

图2是上述尾灯TL的概要外观图，图3是沿着图2的III-III线的剖视图。该尾灯TL具备呈在左右方向上较长的槽状的主体1、以及一体地安装于该主体1的开口部的细长的透镜2，由上述主体1和透镜2构成灯壳体3。上述透镜2是本发明中的注射成形件，由具有透光性的红色树脂成形。

在上述灯壳体3内配设有光源单元4。该光源单元4具备固定支承于上述主体1的基板41、以及搭载于该基板41的正面的光源，此处的光源为发出白色光或者红色光的LED(发光元件)42。虽然未在图中表示，但是该LED42以沿着尾灯TL的长度方向排列有多个的状态搭载于上述基板41。而且，各个LED42的发光由省略图示的发光电路来进行控制，在作为尾灯而发挥功能时，以相对低的亮度发光，在作为刹车灯而发挥功能时以相对高的亮度发光。

图4是上述透镜2的一部分的放大立体图。该透镜2构成为具备：正面部21，其以与上述主体1的开口部对应的形状构成尾灯的正面形状；壁状的周壁部22，其沿着该正面部21的周缘形成；以及腿部23，其从该周壁部22向外侧突出。

如图1、图2所示，正面部21为相对于长度尺寸而宽度尺寸极小的细长形状，其长度方向的两端部形成为朝向两端而宽度尺寸逐渐变大的锥状。另外，在本实施方式中，正面部21形成为仿照汽车CAR的车身后部的曲面形状而在上下方向以及左右方向上稍微弯曲的形状。

上述腿部23粘接或者熔接于上述主体1的周缘部11，由此将主体1和透镜2一体化。在该腿部23中，在透镜2的宽度方向上的一方的侧面、此处为图2的朝向下侧的侧面，沿透镜2的长度方向隔着所需的间隔存在多个浇口痕，此处为五个浇口痕24。

上述浇口痕24作为配设于透镜2的长度方向上的中央的一个第一浇口痕24(G1)、配设为沿长度方向夹持该第一浇口痕24(G1)的两个第二浇口痕24(G2)、以及进一步配设于上述第二浇口痕24(G2)各自的长度方向的外侧的两个第三浇口痕24(G3)而存在。如后所述，通过在成形后切断去除由用于在成形透镜2时向型腔内注射树脂的浇口形成的浇口片而形成上述浇口痕24。

如图4中分别所示，上述浇口痕24的截面形状、即切断面的形状为以透镜2的腿部23的厚度方向为上下方向的梯形。而且，第一浇口痕24(G1)的截面积比第二浇口痕24(G2)的截面积大，尤其是第一浇口痕24(G1)的上下方向的厚度尺寸比第二浇口痕24(G2)的厚度尺寸大。第三浇口痕24(G3)的截面积和厚度尺寸根据透镜2的形状的不同而适当地进行设定，此处形成为比第二浇口痕24(G2)的截面积和厚度尺寸大、且相对于第一浇口痕24(G1)相等或者略微小的截面积和厚度尺寸。

图5是用于对注射成形上述透镜2的注射成形装置100的模具的概念构造进行说明的、将一部分剖开后的示意性俯视图。另外，图6是沿着图5的VI-VI线的放大剖视图。该注射成形装置100具备成对的下模101和上模102，在上述下模101和上模102所抵接的分型面形成有与上述透镜2对应的细长形状的型腔103。另外，在下模中，形成有与上述型腔连接的五个浇口104。这五个浇口104构成为沿着上述型腔103的长度方向隔着所需的间隔而配设，分别经由浇道105而与图中未示出的树脂注射部连通，能够在分别独立的时机向型腔103注射树脂。

以下，将上述五个浇口104称为配设于型腔103的长度方向的中央的一个第一浇口104(G1)、配设于沿长度方向夹持该第一浇口104(G1)的两侧的两个第二浇口104(G2)、以及进一步配设于上述第二浇口104(G2)各自的外侧的两个第三浇口104(G3)。此外，以下也存在仅记载为第一浇口G1、第二浇口G2、第三浇口G3的情况。

在该注射成形装置100中，在使下模101和上模102的分型面抵接而构成型腔103的状态下执行顺序成形。关于顺序成形，如上所述是现有技术，因此省略详细的说明，首先从第一浇口G1向型腔103内注射树脂，在规定时间后从两个第二浇口G2分别注射树脂，进一步在规定时间后从两个第三浇口G3分别注射树脂。通过进行该顺序成形，能够抑制乃至防止从第一浇口G1至第三浇口G3的各浇口向型腔103内注射的树脂中的熔接线的产生，从而成形高品质的透镜。

然后，在注射至型腔103内的树脂固化后，将下模101和上模102分离，使成形的透镜2从型腔103内脱模。在成形的透镜中，如图4中虚线所示，由于在与第一浇口G1至第三浇口G3的各浇口对应的位置分别形成有浇口片(因浇口而成形的片部)25(G1、G2、G3)，因此通过浇口切割工序切断去除该浇口片25。在去除该浇口片25后的部位形成上述浇口痕24(G1～G3)。

图7A是对上述第一浇口G1进行说明的图，图7B是对上述第二浇口G2进行说明的图。在各图中，(a)是与图6同样的剖视图，(b)是与其正交的方向的剖视图。如图7A和图7B所示，第一浇口G1和第二浇口G2在开口形状形成为倒梯形这一点上相同，通过梯形的两侧边的锥形形状，确保了在透镜2的成形后使存在于下模101上的透镜2朝向上方脱模时的起模斜度。

上述第一浇口G1如图7A中的(a)、(b)所示，倒梯形的高度尺寸和上下边尺寸被设定为所需的尺寸，以形成为所需的开口面积。该所需的开口面积被设定为使得从第一浇口G1注射的树脂在型腔103内沿长度方向流动、且树脂的流动前端能够在规定的时间内到达第二浇口G2的面积。该规定的时间是使到达第二浇口G2的树脂不会降低至规定温度以下的时间。

如图7B中的(a)、(b)所示，上述第二浇口G2的呈梯形的开口的高度尺寸和上下底边尺寸均比第一浇口G1小，由此第二浇口G2的开口面积形成为比第一浇口G1的开口面积小。该第二浇口G2的开口面积被设定为能够注射在从第二浇口G2注射的树脂在型腔103内流动至第三浇口G3时其温度不会降低至规定温度这样的量的树脂的开口面积。

在本实施方式中，在第二浇口G2中，在下模101和上模102分别形成有截面形状为锥状的节流部106。该节流部106形成为朝向浇口G2的内侧突出，通过调整上述节流部106的突出尺寸来设定第二浇口G2的呈倒梯形的开口的上下边以及左右斜边的各尺寸，最终设定第二浇口G2的开口面积。

上述第三浇口G3的开口面积基于从第三浇口G3注射的树脂流动至型腔103的长度方向的两端为止的流动长度来设定，此处设定为与流动长度成比例的开口面积。因而，第三浇口G3的呈倒梯形的开口的高度尺寸和上下底边尺寸被设定为满足该设定的开口面积的尺寸。

在本实施方式中，第三浇口G3的开口面积设定为与第一浇口G1的开口面积大致相等的面积。因而，第三浇口G3的构造是与图7A中的(a)、(b)所示的第一浇口G1相同的构造。在第三浇口G3的开口面积设定为与第二浇口G2的开口面积接近的大小时，如图7B中的(a)、(b)所示，在浇口形成节流部106来调整其开口面积即可。

图8是对成形不同形状的透镜2A、2B、2C的三个成形装置中的浇口构造进行说明的图。通过各成形装置成形的透镜的长度方向的尺寸、即模具的型腔的长度方向的尺寸W均为超过1000mm的长度，是相同的。另外，各透镜2A、2B、2C中的型腔的长度方向的中央的宽度尺寸相同，但两端的宽度尺寸按照透镜2A、2B、2C的顺序变大。而且，相对于各透镜2A、2B、2C的型腔，在长度方向的中央配设有第一浇口G1，在第一浇口G1两侧的离开290mm的位置配设有第二浇口G2，在第一浇口G1两侧的进一步离开290mm的位置配设有第三浇口G3，这一点也相同。

因而，从第一浇口G1注射并在型腔内流动的树脂的流动长度大致为第一浇口G1与第二浇口G2的间隔尺寸L1，从第二浇口G2注射并在型腔内流动的树脂的流动长度大致为第二浇口G2与第三浇口G3的间隔尺寸L2。上述尺寸L1、L2在透镜2A、2B、2C中相同。

另一方面，从第三浇口G3注射的树脂在型腔内流动而到达两端后，沿着型腔的内表面也向宽度方向流动。因此，树脂的流动长度L3因透镜的长度方向的两端部的宽度尺寸的不同而不同，流动长度L3在透镜2B中比透镜2A中长，另外，在透镜2C中比透镜2B中长。此处，透镜2A、2B、2C各自的第三浇口G3的开口面积设为与其流动长度L3成比例的面积，透镜2A、2B、2C的各第三浇口G3的开口面积设为15mm²、28.5mm²、33.3mm²。

为了使用以上结构的成形装置对透镜进行成形，使用上述顺序成形。图9是用于对型腔103内的树脂的流动进行说明的示意图。首先，通过省略了图示的树脂注射部从第一浇口G1向型腔103内注射树脂。注射的树脂R1在型腔103内朝向长度方向的两侧流动，其流动前端在经过规定时间后的时机到达第二浇口G2。

在该时机下，从第二浇口G2注射树脂。从第二浇口G2注射的树脂R2与从第一浇口G1注射的树脂R2混合而成为一体，进一步朝向型腔103的长度方向的两侧流动。由于第一浇口G1的开口面积比第二浇口G2大，因此从第一浇口G1流动来的树脂R1比来自第二浇口G2的树脂容量大，热容也较大，到达第二浇口G2为止的期间内的温度降低较小。而且，通过与从第二浇口G2注射的高温的树脂R2混合，从而抑制树脂R1的温度降低，并且抑制熔接线的产生。

在混合后的第一浇口G1以及第二浇口G2的树脂R1、R2的流动前端到达第三浇口G3的时机下，从第三浇口G3注射树脂。从第三浇口G3注射的树脂R3与流动来的树脂R1、R2混合而成为一体，朝向型腔103的长度方向的两端部流动。由于来自第一浇口G1以及第二浇口G2的树脂R1、R2容量大，热容也较大，因此到达第三浇口G3为止的期间内的温度降低较小，通过进一步与从第三浇口G3注射的高温的树脂R3混合，从而抑制进一步的温度降低，抑制熔接线的产生。

由于来自第三浇口G3的树脂朝向型腔的两端流动，并且在两端沿着型腔103的内表面从长度方向向宽度方向流动，因此树脂R3的流动长度比从第三浇口G3到型腔103的两端的尺寸长。由于第三浇口G3被设定为与型腔103的两端中的树脂的流动长度L3大致成比例的开口面积，因此从第三浇口G3注射与流动长度L3的不同对应的树脂量。由此，在透镜2A、2B、2C的各成形时，在各自的过程中在大致相同时间向型腔103内填充，从而在透镜2A、2B、2C中的任一个的成形中，均能够抑制注射的树脂的温度降低，从而抑制熔接线的产生。

这样，通过适当地设定第一浇口G1至第三浇口G3的开口面积，能够高精度地管理顺序成形时在型腔内流动的树脂的温度，能够有效地抑制熔接线的产生，并且容易控制顺序成形中各浇口G1～G3的注射时机。由此，能够成形高品质的成形件、即没有熔接线的高品质的透镜。

在通过成形装置100成形的透镜2A、2B、2C中，如图2以及图4所示的透镜2那样，沿着透镜2的侧边存在由第一浇口G1至第三浇口G3的各浇口产生的五个浇口片25(G1～G3)。如上所述，通过浇口切割工序切断去除上述浇口片25，在该浇口切割工序中进行利用基于机器人的机械力的自动切割、以及基于手动作业的手动切割。

在本实施方式中，如图7A中的(c)所示的概要形状那样，由浇口开口面积相对较大的第一浇口G1和第三浇口G3产生的浇口片25(G1、G3)的与腿部23连接的部分的截面积比图7B中的(c)所示的由第二浇口G2产生的浇口片25(G2)的截面积大。尤其是浇口片25(G1、G3)的厚度尺寸比浇口片25(G2)大。因此，手动切割困难，通过自动切割去除。与此相对，由第二浇口G2产生的浇口片25(G2)的截面积因节流部106而使厚度尺寸相对较小，因此能够通过手动作业切断，通过手动切割去除。

这样，在五个浇口片25(G1～G3)中，通过手动作业将两个浇口片25(G2)切断去除，从而基于机器人的自动切割的工时是以浇口片25(G1)和第三浇口片25(G3)为对象的三个工序即可，与自动切割所有的、即五个浇口片25(G1～G3)时所需的五个工序相比，能够削减工序数量。由此，缩短浇口切割工序的时间，其结果是，能够削减透镜的制造成本。此外，能够在成形后的适当的时机、例如在运送透镜时利用手动切割而切断去除，对工序的影响较小。

在实施方式中，示出了在作为注射成形件的透镜的长度方向上配设有五个浇口的例子，但是只要是在长度方向的中央配设有第一浇口、且在其两侧配设有第二浇口的结构、即至少具备三个浇口的注射成形件，就能够应用本发明。因而，也可以是比实施方式具备更多浇口的结构。

虽然也取决于注射成形件的形状、宽度尺寸的不同，但是本发明优选应用于长度至少超过1000mm的注射成形件、对该注射成形件进行成形的成形方法、成形装置。另外，第一浇口痕、第一浇口也可以不是注射成形件、成形装置的长度方向的中央位置，只要是靠近中央的位置即可。

本发明由于能够应用于通过注射成形对细长的注射成形件进行成形的技术，因此成形件的种类、成形用模具的构造、成形材料等不受实施方式的结构限定。尤其是能够根据注射成形件的形状的不同，适当地设定第一浇口与第二浇口的间隔尺寸、进一步适当地设定第二浇口与第三浇口的间隔尺寸。

Claims (9)

1.一种注射成形件，所述注射成形件是成形为至少在一个方向上较长的形状的成形件，其特征在于，

在该成形件中，沿着其长度方向存在多个浇口痕，存在于所述成形件的长度方向中央的第一浇口痕的截面积比存在于该第一浇口痕两侧的第二浇口痕的截面积大。

2.根据权利要求1所述的注射成形件，其特征在于，

在各所述第二浇口痕的长度方向的外侧分别存在第三浇口痕，该第三浇口痕的截面积比所述第二浇口痕的截面积大。

3.根据权利要求1或2所述的注射成形件，其特征在于，

各所述浇口痕的截面形状为梯形。

4.根据权利要求3所述的注射成形件，其特征在于，

所述第二浇口痕的厚度尺寸比所述第一浇口痕的厚度尺寸小。

5.一种成形方法，沿着设置于成形用模具的型腔的长度方向配设有多个浇口，从这些多个浇口按顺序向所述型腔注射树脂，其特征在于，

所述浇口包括：

第一浇口，其配设于靠近所述型腔的长度方向中央的位置且具有所需的开口面积；以及

第二浇口，其配设于夹持所述第一浇口的两侧且开口面积比该第一浇口小，

从第一浇口注射树脂，在从第一浇口注射的树脂流动至两侧的第二浇口的配设位置的时机下从第二浇口注射树脂。

6.根据权利要求5所述的成形方法，其特征在于，

在各所述第二浇口的长度方向的外侧分别配设有第三浇口，在从第一浇口或者第二浇口注射的树脂流动至第三浇口的配设位置的时机下从第三浇口注射树脂。

7.一种成形装置，所述成形装置具有形成至少在一个方向上较长的形状的型腔，沿着该型腔的长度方向配设多个浇口，从这些多个浇口分别向所述型腔注射树脂，其特征在于，

所述浇口具备：

第一浇口，其配设于靠近所述型腔的长度方向中央的位置且具有所需的开口面积；以及

第二浇口，其配设于夹持所述第一浇口的两侧且开口面积比第一浇口小。

8.根据权利要求7所述的成形装置，其特征在于，

在所述第二浇口的长度方向的外侧分别配设有第三浇口，该第三浇口的开口面积设定为与从第三浇口注射的树脂的流动长度成比例的面积。

9.根据权利要求7或8所述的成形装置，其特征在于，

所述多个浇口的开口形状形成为梯形，至少所述第二浇口的梯形高度尺寸比所述第一浇口的梯形高度尺寸小。

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