JP2018001492A - 成形金型及び成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス抜き通路を確保することによって樹脂部品の成形不良を防ぐことができる成形金型を提供すること。【解決手段】導光レンズ（第１部品）１１が配置される固定型２と、該固定型２に配置された前記導光レンズ１１との間にキャビティ６を形成する可動型３を備え、前記固定型２に導光レンズ１１を装填した状態で、前記可動型３の前記キャビティ６内に充填した溶融樹脂を固化させてベース板（第２部品）１２を成形することによって、該ベース板１２と前記導光レンズ１１とが一体化した自照式パネル（複合部品）１０を製造するための成形金型１において、前記固定型２とこれに配置された前記導光レンズ１１に、前記可動型３のキャビティ６と大気とを連通させる貫通孔２ｃ，１１ｃを形成し、該貫通孔２ｃ，１１ｃにピン４を挿通して両者間の隙間をガス抜き通路５として構成する。【選択図】図４

Description

本発明は、成形によって第１の部品と第２の部品とを一体化して複合部品を製造するための、例えばインサート成形金型とこれによって成形される成形品に関するものである。

複数の部品を一体化して複合部品を製造する手法として、多色成形やインサート成形が知られているが、特許文献１には、複合部品を多色成形によって製造するための多色成形金型として図６に示すものが提案されている。

即ち、図６は特許文献１において提案された多色成形金型の縦断面図であり、この多色成形金型１０１は、二次成形金型であって、不図示の一次成形金型によって予め成形された一次成形品（レンズ）１１１をセットした状態で、固定型１０２と可動型１０３によって一次成形品１１１の周囲に形成されたキャビティ１０６に溶融樹脂を充填し、この溶融樹脂を固化させることによって、一次成形品（レンズ）１１１とその周囲の二次成形品（樹脂部品）１１２とが一体化された複合部品（製品）１１０を製造するものである。

ところで、二次成形時においては、キャビティ１０６内に充填された溶融樹脂から発生するガスがキャビティ１０６内に溜まると、二次成形品１１２に窪みが発生する等して成形不良を招く。このため、図６に示す多色成形金型１０１においては、固定型１０２と一次成形品１１１、二次成形品（溶融樹脂）１１２及び可動型１０３との間にガス抜き用のエアベント１０５を設け、このエアベント１０５からガスを抜く構成が採用されている。

又、インサート成形には、例えば図７に示すインサート成形金型２０１が用いられている。

即ち、図７は従来のインサート成形金型の縦断面図であり、図示のインサート成形金型２０１は、インサート部品２１１が装填される固定型２０２と、該固定型２０２に装填されたインサート部品２１１との間にキャビティ２０６を形成する可動型２０３を備えている。

而して、予め成形されたインサート部品２１１を固定型２０２に装填した状態で、固定型２０２に形成されたゲート２０２ｂから溶融樹脂を可動型２０３のキャビティ２０６内に充填し、この充填された溶融樹脂を冷却によって固化させて樹脂部品２１２を成形すれば、該樹脂部品２１２とインサート部品２１１とが一体化した複合部品２１０を得ることができる。このようなインサート成形によれば、インサート部品２１１と樹脂部品２１２との組み立てを成形段階で行うことができるため、工程を効率化することができる。

特開２０１２−２１８３３１号公報

しかしながら、図７に示すインサート成形金型２０１のように可動型２０３の製品面が全て意匠面であるものにおいては、固定型２０２とインサート部品２１１、樹脂部品２１２及び可動型２０３の間にガス抜き用ベントを形成することができず、樹脂部品２１２の成形不良を免れないという問題がある。特に、インサート部品２１１がレンズ等の光学部品である場合であって、該インサート部品２１１の可動型２０３との合わせ面１３にシボ加工が施されている場合には、固定型２０２と可動型２０３とを強い力で密着させる必要があるため、両者の間にガス抜き用ベントを形成することができない。

又、固定型２０２のゲート２０２ｂが形成されている部分には可動型２０３との合わせ面が存在しないため、この部分にガス抜き用ベントを形成することは不可能である。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、二次成形のガス抜き通路を確保することによって樹脂部品の成形不良を防ぐことができる成形金型とこれによって成形される成形品を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、第１部品が配置される固定型と、該固定型に配置された前記第１部品との間にキャビティを形成する可動型を備え、前記固定型に前記第１部品を配置した状態で、前記可動型の前記キャビティ内に充填した溶融樹脂を固化させて第２部品を成形することによって、該第２部品と前記第１部品とが一体化した複合部品を製造するための成形金型において、前記固定型とこれに配置された前記第１部品に、前記可動型のキャビティと大気とを連通させる貫通孔を形成し、該貫通孔にピンを挿通して両者間の隙間をガス抜き通路として構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ガス抜き通路を構成する前記隙間は、ガスの通過を許容し且つ溶融樹脂の通過を阻止する大きさに設定されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記第１部品は、光学部品であって、光学的に不要な部分に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、第１部品と第２部品が一体化された成形品であって、前記第１部品は、光学部品であり、前記第１部品の一方の面には凹部が構成され、前記第１部品の前記凹部の凸端にはシボ加工が施され、前記第１部品の前記凹部内に前記第２部品が配置され、前記第１部品の他方の面には光学的作用を生じる空気層を含む凹部が構成され、前記第１部品の前記空気層の領域に前記第２部品の一部が露出していることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、可動型のキャビティは、ガス抜き通路を介して大気に連通するため、成形時にキャビティ内に充填された溶融樹脂から発生するガスは、ガス抜き通路を通って大気中へと放出されてキャビティ内に溜まることがない。このため、樹脂部品にガスによる窪み等の成形不良が発生することがなく、該樹脂部品に高い品質が確保される。

請求項２記載の発明によれば、ガス抜き通路をガスのみが通過して所要のガス抜きが確実に行われるとともに、溶融樹脂がガス抜き通路に流れ込んで固化することがないために樹脂部品にバリ等が発生することがなく、該樹脂部品に高い品質が確保される。

請求項３記載の発明によれば、光学部品の光学的に不要な部分に貫通孔を形成したため、この貫通孔によって光学部品の光学的な機能が阻害されることがなく、該光学部品に高い光学性能が確保される。

請求項４記載の発明によれば、本願発明に記載の方法による成形品にはガス抜きのための特徴が外観から判別可能に残存する。

第１部品の縦断面図である。 本発明に係る成形金型の固定型に第１部品が装填された状態を示す縦断面図である。 本発明に係る成形金型の第２部品成形時の状態を示す縦断面図である。 図３のＡ部拡大詳細図である。 本発明に係る成形金型によって製造された複合部品の縦断面図である。 特許文献１において提案された多色成形金型の縦断面図である。 従来のインサート成形金型の縦断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は第１部品の縦断面図、図２は本発明に係る成形金型の固定型に第１部品が配置された状態を示す縦断面図、図３は同成形金型の第２部品成形時の状態を示す縦断面図、図４は図３のＡ部拡大詳細図、図５は同成形金型によって製造された複合部品の縦断面図である。

本実施の形態に係る成形金型１は、図５に示す複合部品１０を成形によって製造するものであって、本実施の形態では、複合部品１０は、自照式パネルである。この自照式パネル１０は、車両の車室内に設置されるものであって、第１部品である透明な導光レンズ１１と第２部品である不透明なベース板１２とをインサート成形によって一体化して構成されている。

光学部品である上記導光レンズ１１は、導光性の高いアクリルやポリカーボネイト等の透明樹脂によって逆皿状に成形されており、図１に示すように、その中心部には、光源である不図示のＬＥＤ（発光ダイオード）を収容するための円孔１１ａが形成されている。又、導光レンズ１１の外周縁には、前記ベース板１２の外周を外側から覆う垂直な周壁１１Ａが一体に形成されている。

そして、導光レンズ１１の図１の上面の２箇所には、反射・屈折手段としての非円形の溝１１ｂがそれぞれ形成されている。溝１１ｂは、その外周において反射・屈折により、該溝１１ｂ周囲の配光を制御する。溝１１ｂの内部は、導光レンズ１１と異なる屈折率を有する空間として構成されている。光学的作用は導光レンズ１１と溝１１ｂの界面で生じ、溝１１ｂ内部のみでの光学作用はない。ここで、導光レンズ１１の各溝１１ｂが形成された部分（図１の領域Ｘの部分）は、光学的に不要な部分であり、この部分には、円孔状の垂直な貫通孔１１ｃがそれぞれ形成され、各貫通孔１１ｃは、各溝１１ｂにそれぞれ開口している。

又、前記ベース板１２は、不透明樹脂によって板状に一体成形され、その外周縁が導光レンズ１１の外周に一体に形成された前記周壁１１Ａによって外側から覆われている。この構成により、第２部品であるベース板１２のある領域を除き導光レンズ１１が発光可能となる。

ところで、本実施の形態に係るインサート成形金型１は、図２及び図３に示すように、不動の固定型２と、該固定型２に対して上下に移動可能な可動型３を備えており、固定型２には、導光レンズ１１を装填するための凹部２Ａが形成されている。又、固定型２の中心部には、導光レンズ１１の中心部に形成された円孔１１ａに嵌入する円柱状の突起２ａが凹部２Ａに向かって突設されており、この突起２ａが形成された箇所には、溶融樹脂を注入するためのゲート２ｂが貫設されている。

更に、固定型２の２箇所には、円孔状の垂直な貫通孔２ｃが、凹部２Ａに装填された導光レンズ１１の貫通孔１１ｃと同軸にそれぞれ形成されており、図２に示すように導光レンズ１１が固定型２の凹部２Aに装填された状態では、固定型２の各貫通孔２ｃと導光レンズ１１の各貫通孔１１ｃとは、導光レンズ１１に形成された各溝１１ｂを介して同軸的に相連通している。

そして、本実施の形態では、図２に示すように導光レンズ１１が固定型２の凹部２Aに装填された状態では、互いに連通する固定型２の各貫通孔２ｃと導光レンズ１１の各貫通孔１１ｃには、円柱状のピン４がそれぞれ挿通しており、各ピン４は、その頭部４ａが固定型２に係合することによって固定型２に固定されている。ここで、図４に詳細に示すように、導光レンズ１１と固定型２のそれぞれ形成された各２つの貫通孔１１ｃ，２ｃの内径は、これらに挿通するピン４の外径よりも僅かに大きく設定されており、各貫通孔１１ｃ，２ｃと各ピン４との間に形成される微小（例えば０．２ｍｍ程度）な隙間は、導光レンズ１１の溝１１ｂと共にガス抜き通路５を構成している。

次に、図５に示す複合部品としてのカップホルダ１０のインサート成形による製造工程について説明する。

図５に示す自照式パネル１０のインサート成形による製造に際しては、予め成形された図１に示す導光レンズ１１を図２に示すように固定型２の凹部２Ａに装填する。この状態から可動型３を上動させてこれを図２に示すように固定型２に合わせると、樹脂部品であるベース板１２（図３参照）の外形形状に沿ったキャビティ６が導光レンズ１１と可動型３によって形成される。この場合、導光レンズ１１に形成された各貫通孔１１ｃの一端（図２の下端）はキャビティ６に開口し、固定型２に形成された各貫通孔２ｃの一端（図２の上端）は大気に開口している。従って、キャビティ６は、ガス抜き通路５を介して大気に連通している。

次に、図２に示す状態から、固定型２に形成されたゲート２ｂから溶融樹脂を図３に示すようにキャビティ６内に充填し、この充填された溶融樹脂を冷却して固化させれば、導光レンズ１１とベース板１２とが結合一体化されて図５に示す自照式パネル１０が製造される。ここで、可動型３のキャビティ６は、ガス抜き通路５を介して大気に連通しているため、インサート成形時にキャビティ６内に充填された溶融樹脂から発生するガスは、ガス抜き通路５を通って大気中へと放出されてキャビティ６内に溜まることがない。このため、樹脂部品であるベース板１２にガスによる窪み等の成形不良が発生することがなく、該ベース板１２に高い品質が確保される。

又、本実施の形態では、ガス抜き通路５を構成する貫通孔２ｃ，１１ｃとピン４との間の隙間は、ガスの通過を許容し且つ溶融樹脂の通過を阻止する大きさに設定されているため、ガス抜き通路５をガスのみが通過して所要のガス抜きが確実に行われるとともに、溶融樹脂がガス抜き通路５に流れ込んで固化することがないためにベース板１２にバリ等が発生することがなく、該ベース部材１２に高い品質が確保される。

更に、本実施の形態では、光学部品である導光レンズ１１の光学的に不要な部分（図１の領域Ｘの部分）に貫通孔１１ｃを形成したため、この貫通孔１１ｃによって導光レンズ１１の光学的な機能が阻害されることがなく、該導光レンズ１１に高い光学性能が確保される。尚、図５に示す自照式パネル１０においては、不図示のＬＥＤからの光が導光レンズ１１内を進み、この光は、最終的には導光レンズ１１の周壁１１Ａの端面から出射するため、ベース板１２の外周縁が明るく光って自照式パネル１０の位置を夜間においても乗員に視認させることができる。

尚、以上の実施の形態では、複合部品が車載の自照式パネルである場合のインサート成形金型について説明したが、本発明に係る成形金型は、インサート成形金型の他に２色成形の金型にも適用可能であり、他の任意の複合部品を製造するものに対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ インサート成形金型
２ 固定型
２Ａ 固定型の凹部
２ａ 固定型の突起
２ｂ 固定型のゲート
２ｃ 固定型の貫通孔
３ 可動型
４ ピン
４ａ ピンの頭部
５ ガス抜き通路
６ キャビティ
１０ 自照式パネル（複合部品）
１１ 導光レンズ（第１部品）
１１Ａ 導光レンズの周壁
１１ａ 導光レンズの円孔
１１ｂ 導光レンズの溝
１１ｃ 導光レンズの貫通孔
１２ ベース板（第２部品）
１３ 合わせ面（シボ面）
Ｘ 導光レンズの光学的に不要な領域

Claims (4)

1. 第１部品が配置される固定型と、該固定型に配置された前記第１部品との間にキャビティを形成する可動型を備え、前記固定型に前記第１部品を配置した状態で、前記可動型の前記キャビティ内に充填した溶融樹脂を固化させて第２部品を成形することによって、該第２部品と前記第１部品とが一体化した複合部品を製造するための成形金型において、
   前記固定型とこれに配置された前記第１部品に、前記可動型のキャビティと大気とを連通させる貫通孔を形成し、該貫通孔にピンを挿通して両者間の隙間をガス抜き通路として構成したことを特徴とする成形金型。
2. 前記ガス抜き通路を構成する前記隙間は、ガスの通過を許容し且つ溶融樹脂の通過を阻止する大きさに設定されていることを特徴とする請求項１記載の成形金型。
3. 前記第１部品は、光学部品であって、光学的に不要な部分に前記貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の成形金型。
4. 第１部品と第２部品が一体化された成形品であって、
   前記第１部品は、光学部品であり、
   前記第１部品の一方の面には凹部が構成され、
   前記第１部品の前記凹部の凸端にはシボ加工が施され、
   前記第１部品の前記凹部内に前記第２部品が配置され、
   前記第１部品の他方の面には光学的作用を生じる空気層を含む凹部が構成され、
   前記第１部品の前記空気層の領域に前記第２部品の一部が露出していることを特徴とする成形品。
   

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