JP2006095970A - 樹脂製一体成形品の成形型と成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本体とクリップ座が一体成形された成形品の外観品質が、面歪みによって悪化してしまうのを防止する技術を提供する。
【解決手段】 成形型２２は、本体とクリップ座を有する樹脂製の成形品を成形する。その成形型２２は、本体部分を成形する第１成形空間４３と、クリップ座部分を成形するとともに第１成形空間４３と連通する第２成形空間３９と、成形型２２に射出された充填用の成形材を第１成形空間４３に導く第１成形材通路４４と、成形型に射出された充填用の成形材を第２成形空間３９に導く第２成形材通路３０と、第１成形材通路４４と第２成形材通路３０の少なくとも一方の通過抵抗を設定する通過抵抗設定部５０を備えている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、クリップ座を備える樹脂製一体成形品を成形する技術に関するものである。

本体とクリップ座が一体成形された樹脂製の成形品が知られている（例えば、特許文献１）。クリップ座は成形品を相手側（例えば、車両本体）に取り付けるのに用いられる。
成形品は、成形型内に成形材を射出することによって成形される。成形型は、本体部分を成形する第１成形空間と、クリップ座部分を成形するとともに第１成形空間と連通する第２成形空間と、第１成形空間に成形材を充填する成形材通路を備えている。成形材通路から第１成形空間に充填された成形材は、さらに第２成形空間に充填される。このような成形型で成形された成形品では、本体のクリップ座近傍の表面に面歪み（面のうねり）が発生することがある。面歪みが発生すると、成形品の外観品質が悪化してしまう。

特開２０００−３５１１３１号公報

本発明は、その問題を解決するためになされたものであり、本体とクリップ座が一体成形された成形品の外観品質が、面歪みによって悪化してしまうのを防止する技術を提供することを課題とする。

本発明の成形型は、本体とクリップ座を有する樹脂製の成形品を成形する。その成形型は、本体部分を成形する第１成形空間と、クリップ座部分を成形するとともに第１成形空間と連通する第２成形空間と、成形型に射出された充填用の成形材を第１成形空間に導く第１成形材通路と、成形型に射出された充填用の成形材を第２成形空間に導く第２成形材通路と、第１成形材通路と第２成形材通路の少なくとも一方に設けられた通過抵抗設定部を備えている。
この成形型では、第１成形材通路と第２成形材通路の少なくとも一方に通過抵抗設定部が設けられている。通過抵抗設定部が通過抵抗を設定すると、第２成形材通路から第２成形空間に充填した成形材が第２成形空間内に留まるように、第１成形材通路から第１成形空間に充填する成形材量と第２成形材通路から第２成形空間に充填する成形材量の割合を調整することができる。このように調整すると、面歪みによって成形品の外観品質が悪化するのを防止することができる。

本発明の成形方法は、本体とクリップ座を有する樹脂製の成形品を成形型で成形する。その成形方法は、成形型に射出された充填用の成形材を、本体部分を成形する第１成形空間には第１成形材通路で導く一方、クリップ座部分を成形するとともに第１成形空間と連通する第２成形空間には第２成形材通路で導き、第２成形材通路から第２成形空間に充填した成形材が第２成形空間内に留まるように、第１成形材通路から第１成形空間に充填する成形材量と第２成形材通路から第２成形空間に充填する成形材量の割合を調整する。
この成形方法は、第２成形材通路から第２成形空間に充填した成形材が第２成形空間内に留まるように、第１成形材通路から第１成形空間に充填する成形材量と第２成形材通路から第２成形空間に充填する成形材量の割合を調整する。このように調整すると、面歪みによって成形品の外観品質が悪化するのを防止することができる。

上記の成形方法において、第２成形材通路から第２成形空間に充填した成形材が第２成形空間の容積の９０〜１００％を占めるように、第１成形材通路から第１成形空間に充填する成形材量と第２成形材通路から第２成形空間に充填する成形材量の割合を調整することが好ましい。
この成形方法によれば、面歪みによって成形品の外観品質が悪化するのを、より防止することができる。

後述する実施例の主要な特徴を記載する。
（１）射出成形装置は、成形品本体とクリップ座を有する一体成形の樹脂製成形品を成形する。
（２）射出成形装置は、成形型と射出部を備えている。成形型は、第１分割型と第２分割型を有している。
（３）第１分割型には、第１キャビティが形成されている。第２分割型には、第４ランナーが形成されている。成形型が閉じた状態では、第２ランナーと、第２キャビティと、第３ランナーが形成される。第３ランナーは、第２ランナーと第２キャビティを連通する。第４ランナーは、他端が射出部と接続されており、一端が第２ランナーに開口している。第１分割型には第１ランナーが形成されている。第１ランナーは、第２ランナーと第１キャビティの底部とを連通する。
（４）第２ランナーの途中には、通過抵抗設定部が設けられている。通過抵抗設定部は、第２ランナーの通過抵抗を設定する。

最初に、本発明に係る射出成形装置によって成形される成形品の一例について説明する。成形品は、一体成形された樹脂製である。図１に示すように、成形品１０は、成形品本体１２と、その成形品本体１２から突設したクリップ座１４を備えている。クリップ座１４は、コの字状の横断面を有している。クリップ座１４の端部には、係止面１６が形成されている。係止面１６は、切欠き１５によって切り欠かれている。クリップ座１４は、成形品１０を相手側（例えば、自動車のボディ）に取付けるために用いられる。係止面１６には、スクリュウ頭や、ナット等の成形品１０取付用部品が係止する。切欠き１５には、成形品１０取付用のスクリュウの軸部が通過する。

図２に示すように、射出成形装置２０は、成形型２２と射出部２１を備えている。成形型２２は、第１分割型２３と第２分割型２４を有している。図２は、第１分割型２３と第２分割型２４が接触し、成形型２２が閉じられた状態を図示している。成形型２２は、第１分割型２３と第２分割型２４が分離すると開かれる（分割される）。
図３に示すように、第１分割型２３の接触面２５（成形型２２が閉じたときに、第２分割型２４と接触する面）には、第１溝２６と第２溝２７が形成されている。第１溝２６と第２溝２７の長手直角断面は、半円状に形成されている。第２溝２７は、第１溝２６から分岐している。
第１分割型２３には、接触面２５に対して直角方向に掘り下げられた第１凹部２８が形成されている。第１分割型２３は、中子２９を有している。中子２９は、第１凹部２８に入り込んでいる。第１凹部２８と中子２９によって、成形品１０のクリップ座１４部分を成形する第１キャビティ３９が形成される。第１分割型２３には、一端３５が第１溝２６に開口するとともに、他端３６が第１キャビティ３９の底部に開口する第１ランナー３０が形成されている。
図４に示すように、第２分割型２４の接触面３２には、第３溝３１と第４溝３３が形成されている。第３溝３１と第４溝３３の長手直角断面は、半円状に形成されている。第２分割型２４には、第２凹部３４が形成されている。第４溝３３は、一端３７が第３溝３１に接続されており、他端３８が第２凹部３４に接続されている。

図５は、成形型２２の平面図である。図６は、図５のVI−VI線断面図である。図６に示すように、成形型２２が閉じた状態では、第１分割型２３の第１溝２６と第２分割型２４の第３溝３１によって、第２ランナー４２が形成される。成形型２２が閉じた状態では、第２分割型２４の第２凹部３４が第１分割型２３によって塞がれ、第２キャビティ４３が形成される。
図７に示すように、成形型２２が閉じた状態では、第１分割型２３の第２溝２７と第２分割型２４の第４溝３３によって、第３ランナー４４が形成される。第３ランナー４４は、第２ランナー４２と第２キャビティ４３を連通する。第２分割型２４には、第４ランナー４５が形成されている。第４ランナー４５の一端４６は、第２ランナー４２に開口している。第４ランナー４５の他端４７は、射出部２１と接続されている。射出部２１は、溶融した樹脂を成形材として射出する。

図５に示すように、第２ランナー４２の途中には、通過抵抗設定部５０が設けられている。図８に示すように、通過抵抗設定部５０は、第１分割型２３に形成されたスクリュウ穴５１に螺合するスクリュウ５２を備えている。スクリュウ穴５１は、第１溝２６に開口している。スクリュウ５２は、成形型２２を開いた状態で操作することができる。スクリュウ５２を操作して回転させると、スクリュウ頭５３が第２ランナー４２内に出っ張る高さを変えることができる。従って、スクリュウ５３を回転することで、通過抵抗設定部５０の開口面積を変化させることができる。通過抵抗設定部５０の開口面積を変化させると、その部分の通過抵抗を調整することができる。「通過抵抗」とは、流体力学的な抵抗（圧力損失）を意味する。スクリュウ頭５３が第２ランナー４２内に出っ張る高さを大きくすると、開口面積が小さくなる（通過抵抗が大きくなる）。スクリュウ頭５３が第２ランナー４２内に出っ張る高さを小さくすると、開口面積が大きくなる（通過抵抗が小さくなる）。

射出部２１が成形材を射出すると、成形材は第４ランナー４５と第２ランナー４２と第３ランナー４４を通過して第２キャビティ４３に充填される。一方、第２ランナー４２に流入した成形材は、通過抵抗設定部５０と第１ランナー３０を通過して第１キャビティ３９に充填される。また、第２キャビティ４３に充填された成形材は、さらに第１キャビティ３９にも充填される。
通過抵抗設定部５０を操作すると、第１ランナー３０から第１キャビティ３９に充填される成形材量と、第２キャビティ４３から第１キャビティ３９に充填される成形材量の割合を設定することができる。通過抵抗設定部５０の通過抵抗が小さくなるように調整すると、第１ランナー３０から第１キャビティ３９に充填される成形材量が多くなり、第２キャビティ４３から第１キャビティ３９に充填される成形材量が小さくなる。通過抵抗設定部５０の通過抵抗がより小さくなるように調整すると、第１キャビティ３９は、第１ランナー３０からのみの成形材によって充填される。通過抵抗設定部５０の通過抵抗が大きくなるように調整すると、第１キャビティ３９に充填される成形材量が少なくなり、第２キャビティ４３から第１キャビティ３９に充填される成形材量が多くなる。
通過抵抗設定部は上述した形態に限られず、例えば、ランナーの途中に絞りを設けたり、一部のランナーの径を他のランナーと異ならせたりして構成してもよい。通過抵抗設定部は、第３ランナー４４の途中に設けても良い。あるいは、通過抵抗設定部を第２ランナー４２の途中と第３ランナー４４の途中の双方に設けても良い。

第１ランナー３０が設けられていない成形型で成形品を成形すると、成形品本体１２のクリップ座１４が設けられているのと反対側の面に面歪みが発生する。成形品本体１２のクリップ座１４が設けられているのと反対側の面は、意匠面とされるのが一般的である。ここで、意匠面とは、成形品が製品として用いられるときに、外部から視認される面（図１に示す成形品１０の成形品本体１２において、クリップ座１４が設けられているのと反対側の面に相当）を意味する。
成形品の面歪みは、キャビティに成形材が充填されたときに、キャビティ内で局部的に成形材が激しく流動すること（いわゆる「内部ウエルド」）で発生する。すなわち、第１ランナー３０が設けられていないと、第２キャビティ４３から第１キャビティ３９に成形材が大量に流れ込み、それによって起きる内部ウエルドによって、成形品本体１２に面歪みが発生する。また、第２キャビティ４３から第１キャビティ３９に流れ込んだ成形材が、第２キャビティ４３に逆流する内部ウエルドによっても、成形品本体１２に面歪みが発生する。面歪みは、微少であっても、成形品の面に光を当てて斜めから見ると明瞭に観察される。このため、たとえ微少であっても面歪みが発生してしまうと、成形品の外観品質が悪化してしまう。

発明者は、第１ランナー３０から第１キャビティ３９に充填される成形材量と、第２キャビティ４３から第１キャビティ３９に充填される成形材量について、それらの値を様々に設定して成形品１０を成形してみた。その結果、第１キャビティ３９の容積に対する第１ランナー３０から第１キャビティ３９に充填された成形材の容積の割合（以下「バイパス充填割合（％）」と言う）が「９０〜１００（％）」の場合に、面歪みが全く発生しないことを見出した。バイパス充填割合が９０（％）未満の場合には、その割合が小さくなるのにしたがって面歪みが大きくなり、成形品の外観品質が悪化した。なお、第１ランナー３０から第１キャビティ３９に充填された成形材が第２キャビティ４３に入り込む（第１キャビティ３９から溢れる）と、成形品本体１２に面歪みが発生した。

発明者は、種々の形態の成形品について試験を行った。図９は、その試験結果をまとめたものである。「ケース１」と「ケース２」の成形品は、成形品本体とクリップ座が一体成形されている。「ケース１」の成形品を成形した成形型には、クリップ座を成形するキャビティに成形材を充填するランナーが設けられている。「ケース２」の成形品を成形した成形型には、クリップ座を形成するキャビティに成形材を充填するランナーが設けられていない。すなわち、「ケース１」の成形品が、上述した成形型２２によって成形された成形品に相当する。「ケース３」と「ケース４」の成形品は、成形品本体とクリップ座が別々に成形され（別体で成形され）、その後に成形品本体とクリップ座が接合されている。「ケース３」は、成形品本体とクリップ座が溶着によって接合されている。「ケース４」は、成形品本体とクリップ座が接着によって接合されている。
図９に示されているクリップ座強度とは、クリップ座に反成形品側の力を加えたときの破壊荷重を意味している。また、クリップ座強度の欄に記載された「○」は、その成形品が実用上十分な強度を有していることを示している。クリップ座強度の欄に記載された「△」は、クリップ座の根本部分の横断面面積を増加させないと、必要な強度が確保できないことを示している。意匠面外観品質の欄に記載されている「○」は、面歪みが視認できないことを示している。意匠面外観品質の欄に記載されている「△」は、成形品面に面歪みが視認されることを示している。
図９から明らかなように、本実施例の成形型２２によって成形された成形品に相当する「ケース１」のものが、クリップ座強度、意匠面外観品質の点から最も優れている。

本実施例に記載のキャビティは、請求項に記載の成形空間に相当する。本実施例に記載のランナーは、請求項に記載の成形材通路に相当する。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

成形品の斜視図。 射出成形装置の側面図。 第１分割型の斜視図。 第２分割型の斜視図。 成形型の平面図。 図５のVI−VI線断面図。 図５のVII−VII線断面図。 通過抵抗設定部の断面図。 成形品の形態による強度や意匠面外観品質をまとめた表。

符号の説明

１０：成形品
１２：成形品本体
１４：クリップ座
１５：切欠き
１６：係止面
２０：射出成形装置
２１：射出部
２２：成形型
２３：第１分割型
２４：第２分割型
２５：接触面
２６：第１溝
２７：第２溝
２８：第１凹部
２９：中子
３０：第１ランナー
３１：第３溝
３３：第４溝
３４：第２凹部
３５：一端
３６：他端
３７：一端
３８：他端
３９：第１キャビティ
４２：第２ランナー
４３：第２キャビティ
４４：第３ランナー
４５：第４ランナー
４６：一端
４７：他端
５０：通過抵抗設定部
５１：スクリュウ穴
５２：スクリュウ
５３：スクリュウ頭

Claims (3)

1. 本体とクリップ座を有する樹脂製の成形品を成形する型であり、
   本体部分を成形する第１成形空間と、
   クリップ座部分を成形するとともに第１成形空間と連通する第２成形空間と、
   成形型に射出された充填用の成形材を第１成形空間に導く第１成形材通路と、
   成形型に射出された充填用の成形材を第２成形空間に導く第２成形材通路と、
   第１成形材通路と第２成形材通路の少なくとも一方に設けられた通過抵抗設定部を備えることを特徴とする成形型。
2. 本体とクリップ座を有する樹脂製の成形品を成形型で成形する方法であり、
   成形型に射出された充填用の成形材を、本体部分を成形する第１成形空間には第１成形材通路で導く一方、クリップ座部分を成形するとともに第１成形空間と連通する第２成形空間には第２成形材通路で導き、第２成形材通路から第２成形空間に充填した成形材が第２成形空間内に留まるように、第１成形材通路から第１成形空間に充填する成形材量と第２成形材通路から第２成形空間に充填する成形材量の割合を調整することを特徴とする成形方法。
3. 第２成形材通路から第２成形空間に充填した成形材が第２成形空間の容積の９０〜１００％を占めるように、第１成形材通路から第１成形空間に充填する成形材量と第２成形材通路から第２成形空間に充填する成形材量の割合を調整することを特徴とする請求項２に記載の成形方法。

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