JP2020104438A - 車輌用樹脂成形品 - Google Patents

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Abstract

【課題】 成形性の向上を図る。【解決手段】 射出成形用金型１のキャビティ５に充填される溶融樹脂１００が固化されることにより成形されると共にバルブピン８によって形成される凹状のゲート痕２５が残存する車輌用樹脂成形品２０において、溶融樹脂のゲート痕から充填端末までの流動距離をＬとし最大の厚みをＴとしたときにＬ／Ｔが１９０以上にされ、ゲート痕の外側開口縁が平面状の平坦部２４ａとして形成され、ゲート痕の直径に対する最大の深さの割合が２０％以上にされた。これにより、バルブピンがキャビティ側に移動されて溶融樹脂に押し当てられたときに、車輌用樹脂成形品に対する溶融樹脂における先端部の接触面積が大きくなり、バルブピンにおける先端部の温度が低下し易くなるため、車輌用樹脂成形品におけるバルブピンが押し当てられた部分が十分に固化され、糸引きやシルバーストリークが発生し難くなり、車輌用樹脂成形品の成形性の向上を図ることができる。【選択図】 図８

Description

本発明は、射出成形用金型のキャビティに充填される溶融樹脂が固化されることにより成形される車輌用樹脂成形品についての技術分野に関する。
固定型と可動型を有し両者によって形成される空間であるキャビティに溶融樹脂が充填されて成形品を成形する射出成形用金型があり、車輌用灯具の各部品が射出成形用金型によって車輌用樹脂成形品として成形される場合がある（例えば、特許文献１参照）。
このような射出成形用金型には、溶融樹脂をヒーターによって加熱しながらキャビティへ向けて流動させるホットランナシステムと称される構造が内部に設けられており、溶融樹脂はホットランナの内部を流動されてホットランナの先端部に形成された吐出孔からゲートを通ってキャビティに充填される。
ホットランナにはバルブピンが溶融樹脂の流動方向に移動可能に支持されている。固定型と可動型が突き合わされてキャビティが形成された状態において、バルブピンがキャビティと反対側へ移動されて吐出孔が開放されると溶融樹脂のホットランナからのキャビティへの充填が開始され、バルブピンがキャビティ側に移動されて吐出孔が閉塞されると溶融樹脂のホットランナからのキャビティへの充填が終了される。
バルブピンがキャビティ側に移動されて溶融樹脂のホットランナからのキャビティへの充填が終了されるときには、バルブピンの先端部がキャビティに充填された溶融樹脂に押し当てられる。溶融樹脂が固化されて射出成形用金型から取り出され車輌用樹脂成形品が成形された状態において、車輌用樹脂成形品にはバルブピンの先端部が押し当てられた部分に凹状のゲート痕が形成される。
バルブピンの先端面は平面状に形成されており、バルブピンの先端部が僅かに溶融樹脂に押し込まれるため、ゲート痕は浅い凹部として車輌用樹脂成形品に残存する。
特開２０１７−５２１０５号公報
ところで、射出成形用金型によって成形される車輌用樹脂成形品は各種の形状や大きさ等に形成され、溶融樹脂の温度も車輌用樹脂成形品の形状や大きさ等によって設定される温度が異なることがある。
例えば、薄型の車輌用樹脂成形品を形成する場合には溶融樹脂のゲート痕から充填端末までの流動距離が厚みに対して大きくなり易いため、溶融樹脂のキャビティにおける流動性を高めるために溶融樹脂の温度が、例えば、３４０度程度の高温に設定される。
しかしながら、このような高温の溶融樹脂によって車輌用樹脂成形品が成形される場合には、溶融樹脂からの熱の伝達によりバルブピンの先端部も高温になり、車輌用樹脂成形品におけるバルブピンが押し当てられた部分が十分に固化されず、溶融樹脂から離隔したバルブピンの先端部に溶融樹脂の一部が付着したままになるおそれがある。バルブピンの先端部に溶融樹脂の一部が付着していると、バルブピンの先端部に糸状の樹脂が垂れ下がる所謂「糸引き」や成形品の表面に銀色の痕が生成される所謂「シルバーストリーク」が発生し、車輌用樹脂成形品の成形性の低下を来してしまう。
そこで、本発明の車輌用樹脂成形品は、成形性の向上を図ることを目的とする。
第１に、本発明に係る車輌用樹脂成形品は、射出成形用金型のキャビティに充填される溶融樹脂が固化されることにより成形されると共にバルブピンによって形成される凹状のゲート痕が残存する車輌用樹脂成形品であって、前記溶融樹脂の前記ゲート痕から充填端末までの流動距離をＬとし最大の厚みをＴとしたときにＬ／Ｔが１９０以上にされ、前記ゲート痕の外側開口縁が平面状の平坦部として形成され、前記ゲート痕の直径に対する最大の深さの割合が２０％以上にされたものである。
これにより、バルブピンがキャビティ側に移動されて溶融樹脂に押し当てられたときに、車輌用樹脂成形品に対する溶融樹脂における先端部の接触面積が大きくなり、バルブピンにおける先端部の温度が低下し易くなる。
第２に、上記した本発明に係る車輌用樹脂成形品においては、前記ゲート痕の表面が曲面状に形成されることが望ましい。
これにより、ゲート痕が残存する部分が応力集中の生じ難い形状になる。
第３に、上記した本発明に係る車輌用樹脂成形品においては、前記ゲート痕の表面が球面状に形成されることが望ましい。
これにより、ゲート痕の直径に対する深さを十分に高くすることが可能になるため、バルブピンにおける先端部の溶融樹脂に対する接触面積が十分に大きくなる。
第４に、上記した本発明に係る車輌用樹脂成形品においては、前記ゲート痕の表面が円錐面状に形成されることが望ましい。
これにより、バルブピンにおける先端部の外面がバルブピンの移動方向に対して一律の角度で傾斜される。
第５に、上記した本発明に係る車輌用樹脂成形品においては、前記ゲート痕が残存する部分が充填始端部として設けられ、前記充填始端部の厚みが４ｍｍ以下にされることが望ましい。
これにより、充填始端部の厚みが薄く、その分、充填始端部に充填される溶融樹脂の量が少なくて済む。
本発明によれば、バルブピンがキャビティ側に移動されて溶融樹脂に押し当てられたときに、車輌用樹脂成形品に対する溶融樹脂における先端部の接触面積が大きくなり、バルブピンにおける先端部の温度が低下し易くなるため、車輌用樹脂成形品におけるバルブピンが押し当てられた部分が十分に固化され、糸引きやシルバーストリークが発生し難くなり、車輌用樹脂成形品の成形性の向上を図ることができる。
図２乃至図１１と共に本発明の実施の形態を示すものであり、本図は、射出成形用金型の断面図である。 バルブピンの一部を示す正面図である。 キャビティに溶融樹脂が充填されている状態を示す断面図である。 図３に引き続き、バルブピンによってゲートが閉塞された状態を示す断面図である。 図４に引き続き、固定型と可動型が離型された状態を示す断面図である。 車輌用樹脂成形品の正面図である。 車輌用樹脂成形品の充填始端部を示す断面図である。 ゲート痕の寸法を示す断面図である。 突状の充填始端部にゲート痕が形成された例を示す断面図である。 先端部が円錐状に形成されたバルブピンの例を示す正面図である。 先端部が円錐状に形成されたバルブピンによって形成されたゲート痕を示す断面図である。
以下に、本発明の車輌用樹脂成形品を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。
車輌用樹脂成形品は射出成形用金型によって成形されるが、以下の説明においては、射出成形用金型の固定型と可動型が離接される方向を上下方向として上下前後左右の方向を示す。尚、以下に示す上下前後左右の方向は、説明の便宜上示すものであり、本発明はこれらの方向に限定して適用されることはない。
先ず、射出成形用金型１の構造について概略を説明する（図１及び図２参照）。
射出成形用金型１は上下方向において離接される固定型（コア型）２と可動型（キャビ型）３を有している（図１参照）。
固定型２には内部空間が形成され、この内部空間が配置空間４とされている。固定型２には下方に開口された凹部２ａが形成されている。固定型２の下端部には上下に貫通されたゲート２ｂが形成されており、ゲート２ｂは配置空間４に連通されている。
可動型３は固定型２に対して上下方向へ移動されて離接される。可動型３には上方に突出された凸部３ａが設けられている。可動型３には図示しないエジェクタピンが上下方向へ移動可能に支持されている。
可動型３が上方へ移動されて固定型２と突き合わされたときには、凸部３ａが凹部２ａと組み合わされて両者の間にキャビティ５が形成される。
固定型２の配置空間４にはホットランナ６が配置されている。ホットランナ６には上下に貫通された流路７が形成されている。流路７は下端部が他の部分より径が小さくされた吐出孔７ａとして形成されている。ホットランナ６の吐出孔７ａは可動型２のゲート２ｂの真上に位置されている。
ホットランナ６にはゲート２ｂを開閉するバルブピン８が上下方向へ移動可能に支持されている。バルブピン８の径は流路７の径より小さくされており、流路７にはバルブピン８の外周側に溶融樹脂１００が流動される空間が形成される。
バルブピン８は主軸部９と傾斜部１０と先端部１１を有している（図２参照）。主軸部９は外径が一定にされている。傾斜部１０は主軸部９の下端に連続され主軸部９から離隔するに従って外径が小さくなる円錐台形状に形成されている。先端部１１は傾斜部１０の下端に連続され傾斜部１０から離隔するに従って外径が小さくされ、外面が球面１１ａとして形成されている。尚、先端部１１は外面が球面１１ａに限らず、下方に凸の曲面状に形成されていればよい。
次に、射出成形用金型１において車輌用樹脂成形品２０が成形されるときの動作について説明する（図３乃至図５参照）。
射出成形用金型１において、固定型２と可動型３が離型されている状態においては、バルブピン８が下方へ移動されてバルブピン８によってホットランナ６の吐出孔７ａと固定型２のゲート２ｂが閉塞されている。
可動型３が固定型２に対して上方へ移動されて可動型３が固定型２に突き合わされるとキャビティ５が形成され、バルブピン８が上方へ移動されて吐出孔７ａとゲート２ｂが開放される（図３参照）。バルブピン８が上方へ移動されて吐出孔７ａとゲート２ｂが開放されると、溶融樹脂１００が流路７におけるバルブピン８の外周側の空間を流動され、吐出孔７ａを介してゲート２ｂからキャビティ５に充填される。
このとき、溶融樹脂１００は、例えば、３４０度程度の高温に設定されているため、溶融樹脂１００からの熱の伝達によりホットランナ６やバルブピン８の先端部１１も高温の状態にされている。一方、固定型２及び可動型３はホットランナ６やバルブピン８のような高温の状態にはないため、キャビティ５に充填される溶融樹脂１００の熱が固定型２及び可動型３に十分かつ速やかに伝達され、溶融樹脂１００が固化し易い状態にされている。
キャビティ５に溶融樹脂１００が充填されると、バルブピン８が下方へ移動されて吐出孔７ａとゲート２ｂが閉塞される（図４参照）。従って、ホットランナ６からの溶融樹脂１００のキャビティ５への吐出が停止される。
このときバルブピン８は先端部１１がゲート２ｂから下方に突出されており、先端部１１がキャビティ５に位置されて溶融樹脂１００に押し当てられる。
キャビティ５に充填された溶融樹脂１００は熱が固定型２と可動型３に伝達されるため冷却されて固化される。
キャビティ５に充填された溶融樹脂１００が冷却されて固化されると、可動型３が下方へ移動されて固定型２から離隔される（図５参照）。可動型３が固定型２から離隔されると、固化された溶融樹脂１００がエジェクタピンによって可動型３から突き出され、車輌用樹脂成形品２０としてキャビティ５から取り出される。
車輌用樹脂成形品２０は、例えば、ポリカーボネート等の透明な材料によって形成され、例えば、ランプハウジングに取り付けられるカバー（アウターレンズ）として機能する（図６参照）。
尚、車輌用樹脂成形品２０はカバー（アウターレンズ）に限られることはなく、例えば、インナーレンズ、エクステンション、リフレクターの他、フロントガーニッシュ等と称される化粧用の部材や飾り用の部材等であってもよく、透明な材料に限られず無色や有色を問わず各種の樹脂材料によって形成されていてもよい。
車輌用樹脂成形品２０は車体に組み付けられたときに露出される意匠部２１と意匠部２１に連続され意匠部２１から突出された突状部２２と意匠部２１の周囲に位置された周状部２３とを有している。突状部２２は車輌用樹脂成形品２０が車体に組み付けられた状態において、バンパー等によって覆われて露出されない部分であり、周状部２３はランプハウジングに接着等によって接合される部分である。
突状部２２には他の部分に対して厚み方向に膨らんだ状態にされた充填始端部２４が設けられ、充填始端部２４は、例えば、略矩形状に形成されている（図６及び図７参照）。充填始端部２４は溶融樹脂１００の充填が行われるときの開始部分であり、ゲート２ｂに対応する部分である。従って、充填始端部２４にはバルブピン８の先端部１１が押し当てられ、凹状のゲート痕２５が残存する。充填始端部２４は厚みが、例えば、４ｍｍ以下にされている。
充填始端部２４はゲート痕２５の外側開口縁が平面状の平坦部２４ａとして形成されている。平坦部２４ａは固定型２におけるゲート２ｂの周囲の面（下面）２ｃによって形成される部分である。
ゲート痕２５は直径Ｄに対する最大の深さＦの割合が２０％以上にされている（図８参照）。ゲート痕２５は、外面が球面１１ａとして形成されたバルブピン８の先端部１１が押し当てられることにより形成されるため、表面２５ａが凹状の球状面に形成されている。但し、バルブピン８における先端部１１の外面が球面１１ａ以外の曲面状に形成されている場合には、ゲート痕２５の表面２５ａも先端部１１の外面に倣って球状面以外の曲面に形成される。
尚、一般には、バルブピンにおける先端面は平面状に形成されており、先端面が平面状のバルブピンに押し当てられて形成されるゲート痕は、図８に点線で示す位置に形成される。
上記のように形成された車輌用樹脂成形品１は薄型の成形品であり、溶融樹脂１００のゲート痕２５から充填端末までの流動距離をＬとし最大の厚みをＴとしたときにＬ／Ｔが１９０以上にされている。充填端末とは、キャビティ５を流動された溶融樹脂１００が最後に流動される位置であり、ゲート２ｂから最も距離が長い位置である。
以上に記載した通り、車輌用樹脂成形品１にあっては、溶融樹脂１００のゲート痕２５から充填端末までの流動距離をＬとし最大の厚みをＴとしたときにＬ／Ｔが１９０以上にされ、ゲート痕２５の外側開口縁が平面状の平坦部２４ａとして形成され、ゲート痕２５の直径Ｄに対する最大の深さＦの割合が２０％以上にされている。
従って、ゲート痕２５の直径Ｄに対する最大の深さＦの割合が大きく、バルブピン８がキャビティ５側に移動されて溶融樹脂１００に押し当てられたときに、溶融樹脂１００に対するバルブピン８における先端部１１の接触面積が大きくなり、先端部１１からの熱の溶融樹脂１００への伝達量が大きくされている。特に、キャビティ５に充填される溶融樹脂１００の熱が、ホットランナ６やバルブピン８のような高温の状態にはない固定型２及び可動型３に十分かつ速やかに伝達されるため、キャビティ５に充填された溶融樹脂１００の温度がバルブピン８における先端部１１の温度より低く、キャビティ５に充填される溶融樹脂１００に先端部１１から熱が伝達され易い状態にされている。
これにより、バルブピン８における先端部１１の温度が低下し易くなり、車輌用樹脂成形品１における先端部１１が押し当てられた部分が十分に固化される。従って、固定型２と可動型３が離型されバルブピン８が溶融樹脂１００から離隔された状態において先端部１１に溶融樹脂１００が付着し難く、糸引きやシルバーストリークが発生し難くなり、車輌用樹脂成形品１の成形性の向上を図ることができる。
また、ゲート痕２５の表面２５ａが曲面状に形成されることにより、見栄えの向上を図ることができると共にゲート痕２５が残存する部分が応力集中の生じ難い形状になり車輌用樹脂成形品１の高い強度を確保することができる。
さらに、ゲート痕２５の表面２５ａが曲面状に形成されることにより、バルブピン８における先端部１１の外面がバルブピン８の移動方向に対して傾斜されるため、固定型２と可動型３の離型時に先端部１１が溶融樹脂１００から円滑に離隔され、溶融樹脂１００を先端部１１に一層付着し難くすることができる。
特に、ゲート痕２５の表面２５ａが球面状に形成されることにより、ゲート痕２５の直径Ｄに対する深さＦを十分に高くすることが可能になるため、先端部１１の溶融樹脂１００に対する接触面積が十分に大きくなり、先端部１１の温度が一層低下し易く、車輌用樹脂成形品１の一層の成形性の向上を図ることができる。
さらに、車輌用樹脂成形品１におけるゲート痕２５が残存する部分である充填始端部２４の厚みが４ｍｍ以下にされているため、充填始端部２４の厚みが薄く、その分、充填始端部２４に充填される溶融樹脂１００の量が少なくて済む。従って、充填始端部２４から充填端末までの溶融樹脂１００の流動時間が短縮化され、溶融樹脂１００が流動中に固化され難くなり、溶融樹脂１００の良好な流動性による車輌用樹脂成形品１の成形性の向上を図ることができる。
尚、上記のように、バンパー等によって覆われる部分である突状部２２に充填始端部２４が設けられることにより、車輌用樹脂成形品２０が車体に組み付けられた状態においてゲート痕２５がバンパー等によって覆われ露出されない。従って、見栄えを考慮することなく充填始端部２４を自由な形状及び大きさに形成することが可能になり、車輌用樹脂成形品２０の設計の自由度の向上を図ることができる。また、ゲート痕２５の深さを深くすることも可能になり、先端部１１の溶融樹脂１００に対する接触面積を大きくして車輌用樹脂成形品２０の成形性の一層の向上を図ることができる。
上記には、略平板状の充填始端部２４にバルブピン８が押し当てられてゲート痕２５が形成される例を示したが、例えば、突状（スプルー状）の充填始端部２４Ａにバルブピン８が押し当てられてゲート痕２５が形成されてもよい（図９参照）。
また、上記には、バルブピン８における先端部１１の外面が球面１１ａとして形成された例を示したが、例えば、バルブピン８には下方に凸の円錐状の先端部１１Ａが設けられてもよい（図１０参照）。この場合には、ゲート痕２５の表面２５ａも先端部１１Ａの外面に倣って円錐面状に形成され、ゲート痕２５は直径Ｄに対する最大の深さＦの割合が２０％以上にされる（図１１参照）。
円錐状の先端部１１Ａを有するバルブピン８が用いられた場合には、先端部１１Ａの外面がバルブピン８の移動方向に対して一律の角度で傾斜されるため、固定型２と可動型３の離型時に先端部１１Ａが溶融樹脂１００から円滑に離隔され、溶融樹脂１００を先端部１１Ａにより一層付着し難くすることができる。
１…射出成形用金型、５…キャビティ、８…バルブピン、２０…車輌用樹脂成形品、２４…充填始端部、２４ａ…平坦部、２５…ゲート痕、２５ａ…外面、１００…溶融樹脂

Claims (5)

  1. 射出成形用金型のキャビティに充填される溶融樹脂が固化されることにより成形されると共にバルブピンによって形成される凹状のゲート痕が残存する車輌用樹脂成形品であって、
    前記溶融樹脂の前記ゲート痕から充填端末までの流動距離をＬとし最大の厚みをＴとしたときにＬ／Ｔが１９０以上にされ、
    前記ゲート痕の外側開口縁が平面状の平坦部として形成され、
    前記ゲート痕の直径に対する最大の深さの割合が２０％以上にされた
    車輌用樹脂成形品。
  2. 前記ゲート痕の表面が曲面状に形成された
    請求項１に記載の車輌用樹脂成形品。
  3. 前記ゲート痕の表面が球面状に形成された
    請求項２に記載の車輌用樹脂成形品。
  4. 前記ゲート痕の表面が円錐面状に形成された
    請求項１に記載の車輌用樹脂成形品。
  5. 前記ゲート痕が残存する部分が充填始端部として設けられ、
    前記充填始端部の厚みが４ｍｍ以下にされた
    請求項１から請求項４の何れかに記載の車輌用樹脂成形品。
JP2018246548A 2018-12-28 2018-12-28 車輌用樹脂成形品 Active JP7183037B2 (ja)

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