JP2014210418A - 車両用樹脂部品及びその製造方法 - Google Patents

車両用樹脂部品及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】簡単な型構造で、パネル本体のヒケ等を低減して、パネル本体及び補強リブの薄肉化と高剛性化を実現する車両用樹脂部品及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】意匠面を有するパネル本体1と、該パネル本体1の内側面11に立設し、基端部21の肉厚が先端部22の肉厚より薄く形成されるとともに、リブ延在方向(矢印Xの方向)端末の側端部23が開放された段付き補強リブ2とを備えた車両用樹脂部品10であって、先端部22には、基端部21より先行して溶融樹脂が供給される樹脂供給口32を形成したことを特徴とする。
【選択図】図2

Description

本発明は、意匠面を有するパネル本体の内側面に補強リブを立設した車両用樹脂部品及びその製造方法に関する。特に、補強リブの基端部の肉厚を先端部の肉厚より薄く形成した車両用樹脂部品及びその製造方法に関する。
一般に、意匠面を有するパネル本体の内側面に補強リブを立設した車両用樹脂部品において、補強リブが立設する箇所は、単位面積当たりの熱容量が大きくなる傾向にある。そのため、補強リブが立設する箇所のパネル本体の外側面には、射出成形時における溶融樹脂の熱収縮(以下、「樹脂収縮」ともいう。)に伴うヒケが発生しやすい問題があった。そこで、熱容量を減少させるべく、補強リブの基端部の肉厚を薄くしてヒケを低減するとともに、補強リブの先端部の肉厚を厚くして、車両用樹脂部品の剛性を高める構造が開発されている。
例えば、特許文献1には、車両の表面を形成する本体部(パネル本体に相当)と、この本体部の裏面に面方向に延在して突出されて本体部を補強する補強リブとを備えた車両の樹脂製外装部品において、補強リブは、リブの根元である基端部に肉厚を薄くした肉抜き部が設けられるとともに、リブ延在方向に対して傾斜させた傾斜形状を有していることを特徴とする車両の樹脂製外装部品が開示されている。この車両の樹脂製外装部品によれば、本体部の外表面にヒケが発生することを防止するために補強リブに肉抜き部を設けた場合でも、リブ延在方向に対して傾斜させた傾斜形状を有しているので、補強リブの倒れを防止して車両の樹脂製外装部品の剛性を確保することができる。
また、特許文献2には、製品の二面が交わるコーナ部の内側に補強リブが形成される射出成形品の成形方法において、補強リブの肉厚を薄くして補強リブ内を流れる樹脂の流速を制御することによって、製品可視面にウェルドラインを発生させない射出成形方法が開示されている。
特開2009−29252号公報 特開平11−77767号公報
しかしながら、特許文献1、2の技術には、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献1の技術では、本体部のキャビティ内に充填された溶融樹脂は、本体部から補強リブの基端部を経由して先端部に流れ込む時、肉厚を薄くした肉抜き部で流速が遅くなるので、肉厚の厚い先端部を充填するタイミングが遅くなる。また、先端部は、体積が大きく熱容量が大きいので、先端部に充填された溶融樹脂の凝固タイミングが、本体部における溶融樹脂の凝固タイミングより遅くなって、先端部の樹脂収縮に伴う引張力が本体部のヒケを増大させる問題があった。
また、特許文献2の技術では、一方の製品面には、補強リブの肉厚を薄くした薄肉部が接合されているが、一方の製品面と交差する他方の製品面には、補強リブの肉厚を厚くした厚肉部と肉厚を薄くした薄肉部とがそれぞれ接合されているので、厚肉部の樹脂収縮に伴う引張力が他方の製品面に直接作用する。そのため、補強リブの厚肉部が接合されている他方の製品面にヒケが発生しやすい問題があった。
また、特許文献2の技術では、補強リブはコーナ部の製品の二面で支持されて、射出成形後に樹脂製外装部品を離型させるとき、補強リブがリブ延在方向と直交する方向に撓みにくくなっている。そのため、射出成形後に樹脂製外装部品を離型させるとき、薄肉部を成形するスライド駒を横方向又は傾斜方向へスライドさせる等の複雑な型構造を採用しない限り、補強リブがスライド駒と干渉して、本体部の外表面にヒケ、歪が発生する問題があった。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構造又は方法で、パネル本体のヒケ等を低減して、パネル本体及び補強リブの薄肉化と高剛性化を実現する車両用樹脂部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る車両用樹脂部品及びその製造方法は、次のような構成を有している。
(1)意匠面を有するパネル本体と、該パネル本体の内側面に立設し、基端部の肉厚が先端部の肉厚より薄く形成されるとともに、リブ延在方向端末の側端部が開放された段付き補強リブとを備えた車両用樹脂部品であって、
前記先端部には、前記基端部より先行して溶融樹脂が供給される樹脂供給口を形成したことを特徴とする。
本発明においては、先端部には、基端部より先行して溶融樹脂が供給される樹脂供給口を形成したので、金型のキャビティ内に充填された溶融樹脂が、樹脂供給口から先端部に先行して供給された後に、基端部へ遅れて供給されることになる。そのため、樹脂供給口から先端部に供給された溶融樹脂は、先端部から基端部に向かって流れ込むことができる。したがって、樹脂供給口から供給された先端部の溶融樹脂が先に冷却されて凝固し、その後、先端部から基端部に供給された溶融樹脂が、先端部より遅れて凝固する。その結果、熱容量の大きい先端部における樹脂収縮に伴う引張力がパネル本体のヒケに与える影響を大幅に回避することができる。
よって、本発明によれば、先端部に基端部より先行して溶融樹脂が供給される樹脂供給口を形成する簡単な構造で、パネル本体のヒケ等を低減して、パネル本体及び補強リブの薄肉化と高剛性化を実現することができる。
(2)(1)に記載された車両用樹脂部品において、
前記樹脂供給口に連通する樹脂供給路を、前記パネル本体の内側面から前記先端部の下端まで前記段付き補強リブのリブ高さ方向に沿って形成したことを特徴とする。
本発明においては、樹脂供給口に連通する樹脂供給路を、パネル本体の内側面から先端部の下端まで段付き補強リブのリブ高さ方向に沿って形成したので、パネル本体を面方向に流れる溶融樹脂は、樹脂供給路を通過して段付き補強リブのリブ高さ方向に移動して樹脂供給口から先端部の下端に供給される。そして、先端部の下端に供給された溶融樹脂は、肉厚の厚い先端部を段付き補強リブのリブ延在方向に移動しながら、速やかに先端部全体に充填される。次に、先端部全体に充填された溶融樹脂は、段付き補強リブのリブ延在方向におけるそれぞれの先端部の下端から肉厚の薄い基端部のパネル本体側に向かって流れ込む。そのため、パネル本体から樹脂供給路を経由して肉厚の厚い先端部全体を先行して充填した溶融樹脂が、肉厚の薄い基端部全体を遅れて充填する、段付き補強リブへの溶融樹脂の供給回路が形成される。したがって、時間的に早く充填された先端部の溶融樹脂は、遅れて充填された基端部の溶融樹脂より先行して凝固を開始する。その結果、熱容量の大きい先端部における溶融樹脂の熱収縮に伴う引張力は、未だ凝固されていない基端部の溶融樹脂によって打ち消され、引張力がパネル本体に与える影響を略回避することができる。
よって、本発明によれば、樹脂供給口に連通する樹脂供給路を、パネル本体の内側面から先端部の下端まで段付き補強リブのリブ高さ方向に沿って形成するという簡単な構造で、パネル本体のヒケ等を低減して、パネル本体及び補強リブの薄肉化と高剛性化を実現することができる。
(3)(2)に記載された車両用樹脂部品において、
前記樹脂供給路は、前記基端部の肉厚を前記段付き補強リブのリブ延在方向で部分的に太くして形成したことを特徴とする。
本発明においては、樹脂供給路は、基端部の肉厚を段付き補強リブのリブ延在方向で部分的に太くして形成したので、段付き補強リブのリブ延在方向において、基端部における樹脂供給路が形成された箇所の溶融樹脂の流動性が、基端部における樹脂供給路が形成されていない箇所の溶融樹脂の流動性より向上する。そのため、パネル本体を面方向に流れる溶融樹脂を、基端部における樹脂供給路を形成した箇所から、基端部における樹脂供給路が形成されていない箇所より先行して、先端部に供給することができる。
また、樹脂供給路は、基端部の肉厚を段付き補強リブのリブ延在方向で部分的に太くしたのみであるので、段付き補強リブ全体の熱容量に対する樹脂供給路が与える影響は少ない。そのため、樹脂供給路が立設する箇所のパネル本体の外側面には、射出成形時における溶融樹脂の熱収縮に伴うヒケが発生しにくい。また、仮にヒケが発生したとしても、リブ延在方向で部分的であるので、目立ちにくい。
なお、樹脂供給路の前後幅(リブ延在方向と直交する方向)及び左右幅(リブ延在方向)は、基端部の根元側の肉厚の1.5〜2.5倍程度が好ましい。
(4)(2)又は(3)に記載された車両用樹脂部品において、
前記樹脂供給路は、前記段付き補強リブのリブ延在方向で間欠的に形成されたことを特徴とする。
本発明においては、樹脂供給路は、段付き補強リブのリブ延在方向で間欠的に形成されたので、樹脂供給路は、射出成形後の離型時に、段付き補強リブとともにリブ延在方向と直交する方向へ容易に撓むことができる。そのため、段付き補強リブの負角部を成形するスライド駒を横方向又は傾斜方向へスライドさせる等の複雑な型構造を採用しなくても、射出成形後の離型時に樹脂供給路の影響を受けてパネル本体にヒケ、歪が発生するおそれを防止できる。
(5)(1)乃至(4)のいずれか1つに記載された車両用樹脂部品において、
前記先端部の下端は、基端部に向かって徐々に肉厚が薄くなるようテーパ状に形成されたことを特徴とする。
本発明においては、先端部の下端は、基端部に向かって徐々に肉厚が薄くなるようテーパ状に形成されたので、先端部に供給された溶融樹脂が、テーパ状の先端部の下端に沿ってリブ延在方向に迅速かつ円滑に流れることができる。先端部の下端が、先端部に供給された溶融樹脂のリブ延在方向への流路の役割を果たす。そのため、先端部に供給された溶融樹脂は、リブ延在方向の異なる位置において、略均等に基端部に流れ込むことができる。したがって、段付き補強リブのリブ延在方向いずれの箇所においても、パネル本体の外側面に発生するヒケを略均等に低減することができる。なお、先端部の下端のテーパ状に形成された傾斜角は、45度程度が好ましい。
なお、基端部は、先端部の下端から徐々に肉厚が薄くなってパネル本体と接合する根元側の肉厚が最小(極薄)となるようテーパ状に形成するのが好ましい。パネル本体と接合する根元側の肉厚が最小(極薄)となるようテーパ状に形成することによって、先端部から基端部に向かって流れ込んだ溶融樹脂は、肉厚が最小(極薄)となる根元側に最後に到達する。根元側に到達した溶融樹脂は、パネル本体を面方向に流れる溶融樹脂と合流して、凝固を開始する。そのため、根元側の溶融樹脂とパネル本体の溶融樹脂の凝固タイミングは、略同時になる。その結果、先端部における樹脂収縮に伴う引張力がパネル本体に与える影響をより一層回避することができ、パネル本体の外側面に発生するヒケを更に低減することができる。
(6)(1)乃至(5)のいずれか1つに記載された車両用樹脂部品において、
前記基端部の根元側には、前記パネル本体と接合するガゼットリブを前記段付き補強リブのリブ延在方向で間欠的に形成したことを特徴とする。ここで、ガゼットリブは、パネル本体と近接する根元側のみを前記段付き補強リブのリブ延在方向で部分的に補強するリブである。
本発明において、基端部の根元側には、パネル本体と接合するガゼットリブを段付き補強リブのリブ延在方向で間欠的に形成したので、基端部の根元側がガゼットリブで部分的に補強されて、段付き補強リブの剛性が向上する。そのため、車両用樹脂部品に外力が作用しても、パネル本体の外側面には、ひずみ、変形等が発生しにくい。なお、射出成形後の離型時にも、ガゼットリブによって、基端部の根元側の起立状態を保持しながら、基端部の根元側より上方のみをリブ延在方向と直交する方向(矢印Yの方向)に負角部を成形する型干渉分だけ撓ませることができる。その結果、ガゼットリブによって段付き補強リブの起立状態を略維持できるので、パネル本体の外側面のヒケ、歪を低減することができる。
(7)(1)乃至(6)のいずれか1つに記載された車両用樹脂部品の製造方法であって、
前記先端部には、前記基端部より先行して溶融樹脂を供給することを特徴とする。
本発明においては、先端部には、基端部より先行して溶融樹脂を供給するので、金型のキャビティ内に充填された溶融樹脂が、先端部に先行して供給された後に、基端部へ遅れて供給されることになる。そのため、先端部に供給された溶融樹脂は、先端部から基端部に向かって流れ込むことができる。したがって、先行して供給された先端部の溶融樹脂が先に冷却されて凝固し、その後、先端部から基端部に供給された溶融樹脂が、先端部より遅れて凝固する。その結果、熱容量の大きい先端部における樹脂収縮に伴う引張力がパネル本体のヒケに与える影響を大幅に回避することができる。
よって、本発明によれば、先端部に基端部より先行して溶融樹脂を供給する簡単な方法で、パネル本体のヒケ等を低減して、パネル本体及び補強リブの薄肉化と高剛性化を実現することができる。
(8)(1)乃至(6)のいずれか1つに記載された車両用樹脂部品において、
前記段付き補強リブは、前記パネル本体の稜線部から略平行に離間して延設されていることを特徴とする。
本発明においては、段付き補強リブは、パネル本体の稜線部から略平行に離間して延設されているので、パネル本体において湾曲面の断面曲率が小さく相対的に面剛性が低下する領域を、パネル本体のヒケ等を低減しつつ、効果的に補強することができる。
すなわち、一般に、車両用樹脂部品におけるパネル本体は、意匠面におけるデザイン上の見栄えとパネル剛性とを両立させるために、稜線部と稜線部の間に形成される一般部との組み合わせで形成されている。通常、稜線部近傍の断面曲率は、稜線部間に形成される一般部の断面曲率に比べて大きいので、稜線部近傍は面剛性が高い領域であり、稜線部近傍の薄肉化は容易である。これに対して、稜線部と稜線部の間に形成される一般部は、断面曲率が小さく、面剛性が低い領域であるので、補強リブによって面剛性を高める必要がある。本発明においては、稜線部近傍に比べて相対的に面剛性が低い一般部の領域に、パネル本体の稜線部から略平行に離間して段付き補強リブを延設することで、段付き補強リブの樹脂収縮によるパネル本体のヒケ等を低減しつつ、パネル本体及び段付き補強リブの薄肉化と高剛性化の両方を実現することができる。
(9)(8)に記載された車両用樹脂部品の製造方法であって、
前記車両用樹脂部品の射出成形型には、前記段付き補強リブの負角部を成形するスライド駒を備え、
前記スライド駒は、前記段付き補強リブのリブ高さ方向への樹脂収縮に従って前記パネル本体に近接する方向へ移動可能とすることを特徴とする。
本発明においては、車両用樹脂部品の射出成形型には、段付き補強リブの負角部を形成するスライド駒を備え、スライド駒は、段付き補強リブのリブ高さ方向への樹脂収縮に従ってパネル本体に近接する方向へ移動可能とするので、金型のキャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却してその体積が熱収縮するとき、段付き補強リブの負角部を成形するスライド駒の凸部に段付き補強リブの先端部が当接して、スライド駒をパネル本体に近接する方向へ移動させることができる。そのため、パネル本体の外側面には段付き補強リブのリブ高さ方向への樹脂収縮に伴う引張力が作用することはなく、パネル本体の外側面に発生するヒケを大幅に低減することができる。
また、上記引張力は段付き補強リブの基端部にも作用しないので、段付き補強リブの基端部の肉厚を薄くしても、破断するおそれを大幅に低減することができる。仮に、段付き補強リブの基端部にパネル本体からの溶融樹脂と先端部からの溶融樹脂との合流によってウェルドラインが形成されても、段付き補強リブのリブ高さ方向への樹脂収縮に従ってスライド駒はパネル本体に近接する方向へ移動するので、ウェルドラインで亀裂が生じるおそれを低減できる。
したがって、本発明によれば、段付き補強リブの負角部を成形するスライド駒を、樹脂収縮に従ってパネル本体に近接する方向へ移動可能とする簡単な型構造で、パネル本体のヒケ等を低減して、パネル本体及びリブの薄肉化と高剛性化を実現することができる。
(10)(9)に記載された車両用樹脂部品の製造方法において、
前記スライド駒は、前記射出成形型に設けられたリフター装置の昇降板に弾性体を介して連結されていることを特徴とする。
本発明においては、スライド駒は、射出成形型に設けられたリフター装置の昇降板に連結されているので、リフター装置の昇降板が上昇するとき、スライド駒も同時に上昇して、段付き補強リブが金型のキャビティ内から脱出すれば、段付き補強リブの負角部がスライド駒と離間する方向に射出成形品を離型させることができる。また、スライド駒は、リフター装置の昇降板に弾性体を介して連結されているので、段付き補強リブのリブ高さ方向への収縮動作に追従して移動することができる。ここで、弾性体は、ばね部材でもガス部材でもよい。 したがって、本発明によれば、スライド駒をリフター装置の昇降板に弾性体を介して連結する簡単な型構造で、パネル本体のヒケ等を防止してパネル本体及び補強リブのより一層の薄肉化と高剛性化を実現することができる。
なお、上記弾性体は、スライド駒を昇降板に近接する方向に付勢していることが好ましい。その場合、溶融樹脂がパネル本体のキャビティ内に射入されるときには、スライド駒がパネル本体のキャビティ内に突出しないので、スライド駒がパネル本体のキャビティ内における溶融樹脂の流れを阻害しない。したがって、パネル本体にウェルドラインやボイド等の成形欠陥を生じさせることがない。
本発明によれば、簡単な型構造で、パネル本体のヒケ等を低減して、パネル本体及び補強リブの薄肉化と高剛性化を実現する車両用樹脂部品及びその製造方法を提供することができる。
本発明に係る実施形態である車両用樹脂部品の部分斜視図である。 図1に示す車両用樹脂部品のA部詳細斜視図である。 図2に示す段付き補強リブ及び樹脂供給路の側面図である。 図3に示す段付き補強リブ及び樹脂供給路に供給される溶融樹脂の流れを模式的に表示した斜視図である。 図1に示す車両用樹脂部品を成形する樹脂成形型の部分断面図である。 図5に示す樹脂成形型のスライド駒に関する模式的断面図である。 図6に示すスライド駒の動作説明図である。 図5に示す樹脂成形型におけるスライド駒の入子構造を表す部分斜視図である。 図1に示す樹脂供給路の第1変形例を表す部分斜視図である。 図1に示す樹脂供給路の第2変形例を表す部分断面図である。 図1に示す段付き補強リブの変形例を表す部分斜視図である。
次に、本発明に係る実施形態である車両用樹脂部品及びその製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本発明に係る実施形態である車両用樹脂部品の構造を説明し、次に、段付き補強リブと樹脂供給路の樹脂流れ動作を説明する。また、本車両用樹脂部品を成形する樹脂成形型の構造及びスライド駒の動作を説明する。最後に、樹脂供給路の変形例等を説明する。
<車両用樹脂部品の構造>
まず、本発明に係る実施形態である車両用樹脂部品の構造について、図1〜図3を用いて説明する。図1に、本発明に係る実施形態である車両用樹脂部品の部分斜視図を示す。図2に、図1に示す車両用樹脂部品のA部詳細斜視図を示す。図3に、図2に示す段付き補強リブ及び樹脂供給路の側面図を示す。
図1、図2に示すように、車両用樹脂部品10は、パネル本体1と、段付き補強リブ2と、樹脂供給路3と、ガゼットリブ4とを備えている。
パネル本体1は、意匠面を構成する断面曲率の小さい一般部13と断面曲率の大きい湾曲部14と稜線部15、16とを備えた薄肉の板状体である。稜線部15、16には、デザイン上のキャラクターライン(15)と部品端末の見切りライン(16)等が該当する。見切りライン(16)には、金型のキャビティ内へ溶融樹脂を供給するゲートが配設されている。
段付き補強リブ2は、パネル本体1の断面曲率の小さい一般部13を略均一に補強するリブである。パネル本体1の内側面11には、一方の側面にアンダーカット形状を形成した複数個の段付き補強リブ2が立設されている。段付き補強リブ2は、パネル本体1の内側面11に接合する基端部21の肉厚を、先端部22の肉厚より薄く形成されている。段付き補強リブ2の断面は、リブ延在方向(矢印Xの方向)において略一定である。段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)端末である側端部23は、一般部13の境界近傍で開放されている。段付き補強リブ2は、パネル本体1の稜線部15から略平行に離間して延設されている。段付き補強リブ2は、リブ延在方向(矢印Xの方向)において略直線状に形成されているが、パネル本体1の稜線部15に沿って、大きく湾曲させることは可能である。複数個の段付き補強リブ2の間隔は、立設する一般部13の断面曲率に応じて増減する。一般部13の断面曲率が小さくなれば、段付き補強リブ2の間隔を狭くする。一般部13の断面曲率が略一定であれば、段付き補強リブ2の間隔は、略等間隔とする。
図2、図3に示すように、基端部21の根元側212の肉厚fは、所定の高さdまで最小(極薄)に形成され、先端部22の下端222と接合する上端側211の肉厚eが、根元側212の肉厚fより僅かに厚く形成されている。例えば、根元側212の肉厚fは0.3〜0.4mm程度で、上端側211の肉厚eは0.4〜0.6mm程度が好ましい。このとき、基端部の高さcは、3.0mm程度で、その根元側212の高さdは、0.5mm程度である。
先端部22の下端222は、基端部21に向かって徐々に肉厚が薄くなるようテーパ状に形成されている。テーパ状に形成した下端222の水平方向に対する傾斜角iは、45度程度が好ましい。先端部22は、軽量化を図りながらリブ延在方向の剛性を高めるため、高さbを低くしたとき肉厚aを厚くし、高さbを高くしたとき肉厚aを薄くすることが、好ましい。例えば、高さbを5.0mm程度としたとき肉厚aを2.0mm程度とする。また、高さbを3.0mm程度としたとき肉厚aを3.0mm程度とする。
先端部22の上端221は、パネル本体1の内側面11と略平行に形成されている。先端部22の上端221と、アンダーカット形状を形成した一方の側面と対向する他方の側面と交差するコーナ部223には、湾曲面が形成されている。コーナ部223に湾曲面を形成することによって、樹脂供給路3から先端部22に供給された溶融樹脂を、他方の側面に沿って基端部21に向けて流れるように案内することができる。
先端部22の下端222には、後述する樹脂供給路3を経由して先端部22に溶融樹脂が供給される樹脂供給口32が形成されている。
図1、図2に示すように、樹脂供給路3は、ゲートからパネル本体1の金型キャビティ内へ供給された溶融樹脂を、段付き補強リブ2の先端部22に基端部21より先行して、供給する湯路である。樹脂供給路3は、パネル本体1の内側面11との接合部31から段付き補強リブ2の先端部22の下端222まで基端部21に沿って形成され、樹脂供給口32に連通されている。樹脂供給路3は、基端部21のアンダーカット側の肉厚を、部分的に厚くしてリブ高さ方向(矢印Zの方向)に形成されている。樹脂供給路3は、リブ延在方向(矢印Xの方向)で所定の間隔をあけて形成され、射出成形後に離型させるとき、段付き補強リブ2とともにリブ延在方向と直交する方向(矢印Yの方向)に撓むことができる。
樹脂供給路3のリブ延在方向と直交する方向(矢印Yの方向)の前後幅g(図3を参照)は、先端部22へ供給した溶融樹脂のリブ延在方向(矢印Xの方向)への流れ量に応じて設定する。樹脂供給路3から供給された溶融樹脂が、先端部22のリブ延在方向(矢印Xの方向)で略均等に供給される程度の流れ量が、好ましい。具体的には、樹脂供給路3の前後幅gは、基端部21の根元側212の肉厚fの1.5〜2.5倍程度が好ましく、例えば、基端部21の根元側212の肉厚fが0.3〜0.4mm程度の場合、樹脂供給路3の前後幅gは0.5〜0.7mm程度が好ましい。
なお、樹脂供給路3のリブ延在方向(矢印Xの方向)の左右幅は、前記前後幅gと同程度である。
図1、図2、図3に示すように、ガゼットリブ4は、基端部21の根元側212とパネル本体1の内側面11とを連結する三角形状の補強リブである。ガゼットリブ4は、リブ延在方向(矢印Xの方向)で所定の間隔をあけて形成されている。ガゼットリブ4の肉厚は、基端部21の根元側212の肉厚fと同程度又はそれ以下である。ガゼットリブ4は、パネル本体1の外側面12に発生するヒケを目立ちにくくするため、基端部21の根元側212の熱容量を小さくする形状が好ましい。例えば、ガゼットリブ4における三角形の底辺の長さhを、基端部21の根元側212の高さdと同程度又はそれ以下とし、斜辺を直線形状又は湾曲凹形状とするとよい。ガゼットリブ4は、樹脂供給路3とも所定の間隔をあけて形成するとよい。
また、ガゼットリブ4の高さは、基端部21の肉厚を最小(極薄)とする根元側212の高さdと同程度であることが、好ましい。これによって、パネル本体1の内側面11との接合部である基端部21の根元側212のみを補強することができる。その結果、ガゼットリブ4によって、段付き補強リブの起立状態を保持しながら、射出成形後の離型時には、基端部21の根元側212より上方のみをリブ延在方向と直交する方向(矢印Yの方向)に撓ませることができる。射出成形後の離型時においても、ガゼットリブ4によって段付き補強リブの起立状態を保持させるので、パネル本体1の外側面12のヒケ、歪を低減することができる。
<段付き補強リブと樹脂供給路の樹脂流れ動作>
次に、段付き補強リブ2と樹脂供給路3の樹脂流れ動作について、図4を用いて説明する。図4に、図3に示す段付き補強リブ及び樹脂供給路に供給される溶融樹脂の流れを模式的に表示した斜視図を示す。
図4に示すように、パネル本体1のキャビティ内を矢印F1の方向に溶融樹脂が流れている。矢印F1の方向は、段付き補強リブ2のリブ延在方向と直交する方向である。この溶融樹脂は、樹脂流れ前方に突出して形成された樹脂供給路3を矢印F2の方向に流れて、基端部21より先行して、樹脂供給口32から先端部22へ供給される。
樹脂供給口32から先端部22へ供給された溶融樹脂は、矢印F3、F4の方向(リブ延在方向)に流れて先端部22を充填する。このとき、溶融樹脂はテーパ状の下端222に沿って矢印F3、F4の方向(リブ延在方向)に迅速かつ円滑に流れることができる。先端部22に供給された溶融樹脂は、リブ延在方向の異なる位置において、矢印f1〜f4の方向に流れて、それぞれ略均等に基端部21に流れ込む。
基端部21は、先端部22の下端222から徐々に肉厚が薄くなってパネル本体1と接合する根元側212の肉厚が最小(極薄)となるようテーパ状に形成されているので、矢印f1〜f4の方向に流れ込んだ溶融樹脂は、肉厚が最小(極薄)となる根元側212に最後に到達する。
一方、パネル本体1を矢印f5〜f8の方向(面方向)に流れる溶融樹脂は、肉厚が最小(極薄)に形成され、樹脂供給路3より流入抵抗が大きい根元側212には流入しにくい。
そのため、先端部22から矢印f1〜f4の方向に流れて、根元側212に到達した溶融樹脂は、パネル本体1を矢印f5〜f8の方向(面方向)に流れる溶融樹脂と根元側212で合流して、凝固を開始する。そのため、根元側212の溶融樹脂とパネル本体1の溶融樹脂の凝固タイミングは、略同時になる。その結果、先端部22における樹脂収縮に伴う引張力がパネル本体1に与える影響をより一層回避することができ、パネル本体1の外側面12に発生するヒケを更に低減することができる。
<樹脂成形型の構造及びスライド駒の動作方法>
次に、本実施形態に係る車両用樹脂部品を射出成形する樹脂成形型の構造及びスライド駒の動作方法について、図5〜図8を用いて説明する。図5に、図1に示す車両用樹脂部品を成形する樹脂成形型の部分断面図を示す。図6に、図5に示す樹脂成形型のスライド駒に関する模式的断面図を示す。図7に、図6に示すスライド駒の動作説明図を示す。図8に、図5に示す樹脂成形型の入子構造を表す部分斜視図を示す。
図5〜図7に示すように、車両用樹脂部品を射出成形する射出成形型5には、固定型51と可動型52と射出成形品wの離型を行うリフター装置55とを備えている。射出成形品wは、パネル本体w1と段付き補強リブw2を有している。
可動型52には、段付き補強リブw2の負角部w2cを形成するスライド駒53と、パネル本体w1の内側面に当接するパネル受け部材54とが内蔵されている。スライド駒53は、リフター装置55の昇降板551に、ばね部材554(弾性体)を介して連結されている。スライド駒53の下端には、第1連結部材531が形成されている。第1連結部材531の下端には、連結ピン552によってばね受け材553が連結されている。第1連結部材531の下端531Tは、昇降板551の上端551Tに当接している。連結ピン552は、第1連結部材531の下端531Tに固定され、昇降板551を貫通する貫通孔551Hから下方に突出している。連結ピン552の下端は、ばね受け材553と連結されている。昇降板551の下端551Bとばね受け材553との間には、ばね部材554が挟圧されている。パネル受け部材54の下端には、第2連結部材541が形成されている。第2連結部材541は、昇降板551に固定されている。
リフター装置55の昇降板551が上昇すると、スライド駒53とパネル受け部材54とが同時に上昇する。スライド駒53と受け部材54とが同時に上昇することによって、射出成形品wを変形させることなく可動型52から離型させる。ここで、段付き補強リブw2が可動型52のキャビティ内から脱出する位置まで射出成形品wを上昇させた後、図示しない搬送装置が射出成形品wを保持して、スライド駒53から離間する方向(例えば、斜め上方)に搬出することによって、段付き補強リブw2の先端部w2bとスライド駒53の凸部532との干渉を避けることができる。よって、スライド駒53を横方向又は傾斜方向へスライドさせることなく、射出成形品wを簡単に離型させることができる。
また、図6、図7に示すように、スライド駒53は、リフター装置55の昇降板551に、ばね部材554を介して矢印Mの方向に付勢されながら連結されている。ばね部材554の付勢力は、段付き補強リブw2の溶融樹脂が冷却して体積が収縮するときの引張力に比較して十分に小さい力に設定されている。そのため、スライド駒53は、段付き補強リブw2の樹脂収縮に追従して、矢印Lの方向に移動することができる。
したがって、パネル本体w1の外側面には段付き補強リブw2の樹脂収縮に伴う引張力が作用することは殆んどなく、パネル本体w1の外側面に発生するヒケを大幅に低減することができる。また、上記引張力は段付き補強リブw2の基端部w2aにも殆んど作用しないので、段付き補強リブw2の基端部w2aの肉厚を薄くしても、破断するおそれを大幅に低減することができる。
また、ばね部材554は、スライド駒53が昇降板551に近接する方向(矢印Mの方向)に付勢している。そのため、溶融樹脂がパネル本体w1のキャビティw10内に射入されるときには、スライド駒53がパネル本体w1のキャビティw10内に突出することはない。
また、スライド駒53の下端に形成された第1連結部材531の下端531Tは、昇降板551の上端551Tに当接している。そのため、溶融樹脂がパネル本体w1のキャビティw10内に射入されるときには、スライド駒53が下方へ移動してパネル本体w1のキャビティw10を拡張することもない。
したがって、スライド駒53は、パネル本体w1のキャビティw10内における溶融樹脂の流れを阻害することはない。その結果、パネル本体w1にウェルド、ボイド等の成形欠陥が生じるのを防止することができる。
<射出成形型におけるスライド駒の入子構造>
次に、射出成形型におけるスライド駒の入子構造について、図8を用いて説明する。図8に、図5に示す樹脂成形型におけるスライド駒の入子構造を表す部分斜視図を示す。
図8に示すように、射出成形型5においては、可動型52に矩形状の入子56が挿入されている。入子56には、段付き補強リブw2に対応する位置に矩形状のリブ溝56a、56b、56cを形成して、リブ溝56a、56b、56c内に略L字状断面を有するスライド駒53(53a、53b、53c)が上下動可能に挿入されている。入子56に形成したリブ溝56a、56b、56cとスライド駒53a、53b、53cとの隙間が、段付き補強リブw2のキャビティw20を構成する。そのため、上記隙間を調節することによって、段付き補強リブw2の肉厚を簡単に変更することができる。特に、基端部w2aの肉厚を薄く設定することが、容易となる。
また、スライド駒53a、53b、53cの上端には、所定の間隔で樹脂供給路のキャビティ53ag、53bg、53cgが形成されている。スライド駒53a、53b、53cの上端には、所定の間隔でガゼットリブのキャビティ53ah、53bh、53chが形成されている。樹脂供給路のキャビティ53ag、53bg、53cg、及びガゼットリブのキャビティ53ah、53bh、53chは、いずれも狭い溝形状であるが、スライド駒53a、53b、53cを入子56から取り出して加工できるので、加工性が向上する。
なお、ガゼットリブのキャビティは、入子56に形成したリブ溝56a、56b、56cの肩に形成することもできる。
<作用効果>
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る車両用樹脂部品10によれば、先端部22には、基端部21より先行して溶融樹脂が供給される樹脂供給口32を形成したので、金型のキャビティ内に充填された溶融樹脂が、樹脂供給口32から先端部22に先行して供給された後に、基端部21へ遅れて供給されることになる。そのため、樹脂供給口32から先端部22に供給された溶融樹脂は、先端部22から基端部21に向かって流れ込むことができる。したがって、樹脂供給口32から供給された先端部22の溶融樹脂が先に冷却されて凝固し、その後、先端部22から基端部21に供給された溶融樹脂が、先端部22より遅れて凝固する。その結果、熱容量の大きい先端部22における樹脂収縮に伴う引張力がパネル本体1のヒケに与える影響を大幅に回避することができる。
また、本実施形態によれば、樹脂供給口32に連通する樹脂供給路3を、パネル本体1の内側面11から先端部22の下端222まで段付き補強リブのリブ高さ方向(矢印Zの方向)に沿って形成したので、パネル本体1を面方向(矢印Yの方向)に流れる溶融樹脂は、樹脂供給路3を通過して段付き補強リブ2のリブ高さ方向(矢印Zの方向)に移動して樹脂供給口32から先端部22の下端222に供給される。そして、先端部22の下端222に供給された溶融樹脂は、肉厚の厚い先端部22を段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)に移動しながら、速やかに先端部22全体に充填される。次に、先端部22全体に充填された溶融樹脂は、段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)におけるそれぞれの先端部22の下端222から肉厚の薄い基端部21のパネル本体側に向かって流れ込む。そのため、パネル本体1から樹脂供給路3を経由して肉厚の厚い先端部22全体を先行して充填した溶融樹脂が、肉厚の薄い基端部21全体を遅れて充填する、段付き補強リブ2への溶融樹脂の供給回路が形成される。したがって、時間的に早く充填された先端部22の溶融樹脂は、遅れて充填された基端部21の溶融樹脂より先行して凝固を開始する。その結果、熱容量の大きい先端部22における溶融樹脂の熱収縮に伴う引張力は、未だ凝固されていない基端部21の溶融樹脂によって打ち消され、引張力がパネル本体1に与える影響を略回避することができる。
また、本実施形態によれば、樹脂供給路3は、基端部21の肉厚を段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)で部分的に太くして形成したので、基端部21における樹脂供給路3が形成されている箇所の溶融樹脂の流動性が、基端部21における樹脂供給路3が形成されていない箇所の溶融樹脂の流動性より向上する。そのため、パネル本体1を面方向(矢印Yの方向)に流れる溶融樹脂を、基端部21における樹脂供給路3を形成した箇所から、基端部21における樹脂供給路3が形成されていない箇所より先行して、先端部22に供給することができる。
また、樹脂供給路3は、基端部21の肉厚を段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)で部分的に太くしたのみであるので、段付き補強リブ2全体の熱容量に対する樹脂供給路3が与える影響は少ない。そのため、樹脂供給路3が立設する箇所のパネル本体1の外側面12には、射出成形時における溶融樹脂の熱収縮に伴うヒケが発生しにくい。また、仮にヒケが発生したとしても、リブ延在方向(矢印Xの方向)で部分的であるので、意匠面の見栄えを観察する者にとって目立ちにくい。
また、本実施形態によれば、樹脂供給路3は、段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)で間欠的に形成されたので、樹脂供給路3は、射出成形後の離型時に、段付き補強リブ2とともにリブ延在方向と直交する方向(矢印Yの方向)へ容易に撓むことができる。そのため、段付き補強リブw2の負角部w2cを成形するスライド駒53を横方向又は傾斜方向へスライドさせる等の複雑な型構造を採用しなくても、射出成形後の離型時に樹脂供給路3の影響を受けてパネル本体1にヒケ、歪が発生するおそれを防止できる。
また、本実施形態によれば、先端部22の下端222は、基端部21に向かって徐々に肉厚が薄くなるようテーパ状に形成されたので、先端部22に供給された溶融樹脂が、テーパ状の先端部22の下端222に沿ってリブ延在方向(矢印Xの方向)に迅速かつ円滑に流れることができる。先端部22の下端222が、先端部22に供給された溶融樹脂のリブ延在方向(矢印Xの方向)への流路の役割を果たす。そのため、先端部22に供給された溶融樹脂は、リブ延在方向(矢印Xの方向)の異なる位置において、略均等に基端部21に流れ込むことができる。したがって、段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)いずれの箇所においても、パネル本体1の外側面12に発生するヒケを略均等に低減することができる。なお、先端部22の下端222のテーパ状に形成された傾斜角iが45度程度であるので、溶融樹脂が、テーパ状の先端部22の下端222に沿ってリブ延在方向(矢印Xの方向)により一層迅速かつ円滑に流れることができる。
また、本実施形態によれば、基端部21は、先端部22の下端222から徐々に肉厚が薄くなってパネル本体1と接合する根元側212の肉厚fが最小(極薄)となるようテーパ状に形成したので、先端部22から基端部21に向かって流れ込んだ溶融樹脂は、肉厚が最小(極薄)となる根元側212に最後に到達する。根元側212に到達した溶融樹脂は、パネル本体1を面方向(リブ延在方向と直交する方向(矢印Yの方向))に流れる溶融樹脂と合流して、凝固を開始する。そのため、根元側212の溶融樹脂とパネル本体1の溶融樹脂の凝固タイミングは、略同時になる。その結果、先端部22における樹脂収縮に伴う引張力がパネル本体1に与える影響をより一層回避することができ、パネル本体1の外側面12に発生するヒケを更に低減することができる。
また、本実施形態によれば、基端部21の根元側212には、パネル本体1と接合するガゼットリブ4を段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)で間欠的に形成したので、基端部21の根元側212がガゼットリブ4で部分的に補強されて、段付き補強リブ2の剛性が向上する。そのため、車両用樹脂部品10に外力が作用しても、パネル本体1の外側面12には、ひずみ、変形等が発生しにくい。なお、射出成形後の離型時にも、ガゼットリブ4によって、基端部21の根元側212の起立状態を保持しながら、基端部21の根元側212より上方のみをリブ延在方向と直交する方向(矢印Yの方向)に負角部w2cを成形する型干渉分だけ撓ませることができる。その結果、ガゼットリブ4によって段付き補強リブ2の起立状態を略維持できるので、パネル本体1の外側面12のヒケ、歪を低減することができる。
また、本実施形態によれば、段付き補強リブ2は、パネル本体1の稜線部15から略平行に離間して延設されているので、パネル本体1において湾曲面の断面曲率が小さく相対的に面剛性が低下する領域を、パネル本体1のヒケ等を低減しつつ、効果的に補強することができる。
すなわち、一般に、車両用樹脂部品10におけるパネル本体1は、意匠面におけるデザイン上の見栄えとパネル剛性とを両立させるために、稜線部15と稜線部15の間に形成される一般部13との組み合わせで形成されている。通常、稜線部15近傍の断面曲率は、稜線部間に形成される一般部13の断面曲率に比べて大きいので、稜線部15の近傍は面剛性が高い領域であり、稜線部15近傍の薄肉化は容易である。これに対して、稜線部15と稜線部15の間に形成される一般部13は、断面曲率が小さく、面剛性が低い領域であるので、補強リブによって面剛性を高める必要がある。本実施形態においては、稜線部15近傍に比べて相対的に面剛性が低い一般部13の領域に、パネル本体1の稜線部15から略平行に離間して段付き補強リブ2を延設することで、段付き補強リブ2の樹脂収縮によるパネル本体1のヒケ等を低減しつつ、パネル本体1及び段付き補強リブ2の薄肉化と高剛性化の両方を実現することができる。
また、本他の実施形態によれば、先端部22には、基端部21より先行して溶融樹脂を供給するので、金型のキャビティ内に充填された溶融樹脂が、先端部22に先行して供給された後に、基端部21へ遅れて供給されることになる。そのため、先端部22に供給された溶融樹脂は、先端部22から基端部21に向かって流れ込むことができる。したがって、先行して供給された先端部22の溶融樹脂が最初に冷却して凝固し、その後、先端部22から基端部21に供給された溶融樹脂が、先端部22より遅れて凝固する。その結果、熱容量の大きい先端部22における樹脂収縮に伴う引張力がパネル本体のヒケに与える影響を大幅に回避することができる。
また、本他の実施形態によれば、車両用樹脂部品10の射出成形型5には、段付き補強リブw2の負角部w2cを成形するスライド駒53を備え、スライド駒53は、段付き補強リブw2のリブ高さ方向への樹脂収縮に従ってパネル本体w1に近接する方向へ移動可能とするので、金型のキャビティ内に充填された溶融樹脂が冷却してその体積が熱収縮するとき、段付き補強リブw2の負角部w2cを成形するスライド駒53の凸部532に段付き補強リブw2の先端部w2bが当接して、スライド駒53をパネル本体w1に近接する方向へ移動させることができる。
そのため、パネル本体w1の外側面には段付き補強リブのリブ高さ方向への樹脂収縮に伴う引張力が作用することはなく、パネル本体w1の外側面に発生するヒケを大幅に低減することができる。また、上記引張力は段付き補強リブw2の基端部w2aにも作用しないので、段付き補強リブw2の基端部w2aの肉厚を薄くしても、破断するおそれを大幅に低減することができる。仮に、段付き補強リブw2の基端部w2aにパネル本体w1からの溶融樹脂と先端部w2bからの溶融樹脂との合流によってウェルドラインが形成されても、段付き補強リブw2のリブ高さ方向への樹脂収縮に従ってスライド駒53はパネル本体1に近接する方向へ移動するので、ウェルドラインで亀裂が生じるおそれを低減できる。
また、本他の実施形態によれば、スライド駒53は、射出成形型5に設けられたリフター装置55の昇降板551に連結されているので、リフター装置55の昇降板551が上昇するとき、スライド駒53も同時に上昇して、段付き補強リブw2が金型のキャビティ内から脱出すれば、射出成形品wを簡単に離型させることができる。また、スライド駒53は、リフター装置55の昇降板551に弾性体554を介して連結されているので、段付き補強リブw2のリブ高さ方向への収縮動作に追従して移動することができる。ここで、弾性体554は、ばね部材でもガス部材でもよい。また、弾性体554は、スライド駒53を昇降板551に近接する方向に付勢しているので、溶融樹脂がパネル本体w1のキャビティ内に射入されるときには、スライド駒53がパネル本体w1のキャビティ内に突出することはない。そのため、スライド駒53がパネル本体w1のキャビティ内における溶融樹脂の流れを阻害しないので、パネル本体w1にウェルドラインやボイド等の成形欠陥を生じさせることがない。
上述した実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することができる。
(1)上記実施形態では、先端部22の下端222に樹脂供給口32を形成し、樹脂供給口32と連通する樹脂供給路3を、パネル本体1の内側面11から先端部22の下端222までリブ高さ方向(矢印Zの方向)に沿って形成したが、必ずしも、これに限ることはない。
例えば、図9に示すように、段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)端末の側端部23で先端部22に樹脂供給口を形成するサイドゲート3aを設けることも可能である。この場合、樹脂供給路を構成するランナ31a及びスプル32aは、成形後に削除する。
また、例えば、図10に示すように、段付き補強リブ2の先端部22の側面に樹脂供給口を形成するサブマリンゲート3bを設けることも可能である。サブマリンゲート3bの接続部31bは、リフター装置のパネル受け部材54が矢印u方向に上昇した時、先端部22から分離される。
(2)上記実施形態では、段付き補強リブ2のリブ延在方向(矢印Xの方向)端末の側端部23は、パネル本体1の内側面11と略垂直に交差して形成されているが、図11に示すように、徐辺部231を形成することができる。徐辺部231によって、側端部23における熱容量の急変を回避できるので、パネル本体1の外側面12に発生するヒケの形成を低減できる。
本発明は、意匠面を有するパネル本体の内側面に補強リブを立設した車両用樹脂部品及びその製造方法に利用することができ、特に、補強リブの基端部の肉厚を先端部の肉厚より薄く形成した車両用樹脂部品及びその製造方法に利用することができる。
1 パネル本体
2 段付き補強リブ
3 樹脂供給路
4 ガゼットリブ
5 樹脂成形型
10 車両用樹脂部品
11 内側面
12 外側面
13 一般部
14 湾曲部
15 稜線部(キャラクターライン)
16 稜線部(見切りライン)
21 基端部
22 先端部
23 側端部
32 樹脂供給口
51 固定型
52 可動型
53 スライド駒
55 リフター装置
212 根元側
w 射出成形品
w1 パネル本体
w2 段付き補強リブ
w2a 基端部
w2b 先端部
w2c 負角部

Claims (7)

  1. 意匠面を有するパネル本体と、該パネル本体の内側面に立設し、基端部の肉厚が先端部の肉厚より薄く形成されるとともに、リブ延在方向端末の側端部が開放された段付き補強リブとを備えた車両用樹脂部品であって、
    前記先端部には、前記基端部より先行して溶融樹脂が供給される樹脂供給口を形成したことを特徴とする車両用樹脂部品。
  2. 請求項1に記載された車両用樹脂部品において、
    前記樹脂供給口に連通する樹脂供給路を、前記パネル本体の内側面から前記先端部の下端まで前記段付き補強リブのリブ高さ方向に沿って形成したことを特徴とする車両用樹脂部品。
  3. 請求項2に記載された車両用樹脂部品において、
    前記樹脂供給路は、前記基端部の肉厚を前記段付き補強リブのリブ延在方向で部分的に太くして形成したことを特徴とする車両用樹脂部品。
  4. 請求項2又は請求項3に記載された車両用樹脂部品において、
    前記樹脂供給路は、前記段付き補強リブのリブ延在方向で間欠的に形成されたことを特徴とする車両用樹脂部品。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載された車両用樹脂部品において、
    前記先端部の下端は、基端部に向かって徐々に肉厚が薄くなるようテーパ状に形成されたことを特徴とする車両用樹脂部品。
  6. 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載された車両用樹脂部品において、
    前記基端部の根元側には、前記パネル本体と接合するガゼットリブを前記段付き補強リブのリブ延在方向で間欠的に形成したことを特徴とする車両用樹脂部品。
  7. 請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載された車両用樹脂部品の製造方法であって、
    前記先端部には、前記基端部より先行して溶融樹脂を供給することを特徴とする車両用樹脂部品の製造方法。
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