JP2021070225A - 多色成形レンズの製造方法、成形金型及び多色成形レンズ - Google Patents

多色成形レンズの製造方法、成形金型及び多色成形レンズ Download PDF

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祐輔 上野
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Abstract

【課題】第1樹脂部の形状不良による多色成形レンズの外観悪化を抑えつつ、第1樹脂部に過剰な応力が生じる虞を低減できる多色成形レンズの製造方法を提供する。【解決手段】第1樹脂部4と、第1樹脂部4の裏面側に積層された第2樹脂部5とを有する車両用灯具の多色成形レンズを製造するための多色成形レンズの製造方法であって、第1樹脂部4を成形する第1成形工程と、第1成形工程の後に、第1樹脂部4と一体に第2樹脂部5を成形する第2成形工程とを含み、第1成形工程において第1樹脂部4の裏面側に第1段部410を形成し、第1樹脂部4の成形時から第2成形工程への移行時にかけて第1段部410に係合体62を係合させて第1樹脂部4の収縮を抑える。【選択図】図6

Description

本発明は、車両用灯具の多色成形レンズを製造するための多色成形レンズの製造方法、それに用いる成形金型及びその多色成形レンズに関する。
例えばヘッドランプ又はリアコンビランプ等の車両用灯具では、ランプユニットの前面にアウターレンズが設けられる。近年、主にアウターレンズの見栄えを良くするため、互いに異なる色を有する複数の樹脂を用いてアウターレンズを成形することがある。用いられる樹脂としては、クリア等の淡色系樹脂、及び黒色等の濃色系樹脂が挙げられる。このように複数の樹脂を用いて成形されたアウターレンズは、多色成形レンズと呼ばれる。
従来用いられていたこの種の多色成形レンズの製造方法としては、例えば以下の特許文献1等に示されている方法を挙げることができる。すなわち、従来方法では、共通金型及び一次金型を用いて第1樹脂部を成形した後に、共通金型及び二次金型を用いて第1樹脂部と一体に第2樹脂部を成形している。
第1樹脂部の成形と第2樹脂部の成形との間に、収縮により第1樹脂部が変形することがある。第1樹脂部が変形した状態で第2樹脂部を成形すると、意図しない部分に第2樹脂部が成形されて、多色成形レンズの外観が悪くなる虞がある。このため、従来方法では、第1樹脂部の成形時に第1樹脂部の縁部に突出部を設け、その突出部の先端面を二次金型のキャビティ面に当接させる。これにより、共通金型と二次金型との間で第1樹脂部の形状を矯正し、第1樹脂部の形状不良による多色成形レンズの外観悪化を抑えている。
特開2015−205495号公報
上記のような従来方法では、第1樹脂部に設けられた突出部の先端面を二次金型のキャビティ面に当接させることにより第1樹脂部の形状を矯正している。すなわち、収縮により一度変形した第1樹脂部に対して外力を加えることで、第1樹脂部を所望の形状に戻している。このような第1樹脂部の形状矯正により第1樹脂部に過剰な応力が生じると、第1樹脂部にクラックが生じる虞がある。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的の一つは、第1樹脂部の形状不良による多色成形レンズの外観悪化を抑えつつ、第1樹脂部に過剰な応力が生じる虞を低減できる多色成形レンズの製造方法、成形金型及び多色成形レンズを提供することである。
本発明に係る多色成形レンズの製造方法は、第1樹脂部と、第1樹脂部の裏面側に積層された第2樹脂部とを有する車両用灯具の多色成形レンズを製造するための多色成形レンズの製造方法であって、第1樹脂部を成形する第1成形工程と、第1成形工程の後に、第1樹脂部と一体に第2樹脂部を成形する第2成形工程とを含み、第1成形工程において第1樹脂部の裏面側に段部を形成し、第1樹脂部の成形時から第2成形工程への移行時にかけて段部に係合体を係合させて第1樹脂部の収縮を抑える。
本発明に係る成形金型は、第1樹脂部と、第1樹脂部の裏面側に積層された第2樹脂部とを有する車両用灯具の多色成形レンズを製造するため成形金型であって、共通金型と、共通金型に対向して配置され、共通金型との間に第1樹脂部を成形するための第1キャビティを形成する一次金型及び係合体と、共通金型に対向して配置され、共通金型との間に第2樹脂部を成形するための第2キャビティを形成する二次金型とを備え、第1キャビティは、第1樹脂部の裏面側に段部を形成するための凹凸部を含み、係合体は、共通金型から一次金型が離れた後に段部に係合した状態を維持できるように設けられている。
本発明に係る多色成形レンズは、車両用灯具の多色成形レンズであって、第1樹脂部と、第1樹脂部の裏面側に積層された第2樹脂部とを備え、第1樹脂部の裏面側には、段部が設けられている。
本発明の多色成形レンズの製造方法によれば、第1樹脂部の成形時から第2成形工程への移行時にかけて段部に係合体を係合させて第1樹脂部の収縮を抑えるので、第1樹脂部の形状不良による多色成形レンズの外観悪化を抑えつつ、第1樹脂部に過剰な応力が生じる虞を低減できる。
また、本発明の成形金型によれば、係合体は、共通金型から一次金型が離れた後に段部に係合した状態を維持できるように設けられているので、第1樹脂部の形状不良による多色成形レンズの外観悪化を抑えつつ、第1樹脂部に過剰な応力が生じる虞を低減できる。
また、本発明の多色成形レンズによれば、第1樹脂部の裏面側に段部が設けられているので、第1樹脂部の段部と成形金型(係合体)とにより第1樹脂部の収縮を抑えることができ、第1樹脂部の形状不良による多色成形レンズの外観悪化を抑えつつ、第1樹脂部に過剰な応力が生じる虞を低減できる。
本発明の実施の形態1による多色成形レンズを含む車両用灯具を示す斜視図である。 図1の線II−IIに沿う多色成形レンズの断面図である。 図2の領域IIIを拡大して示す多色成形レンズの拡大断面図である。 図1の矢印IVに沿って多色成形レンズの端部を見たときの矢視図である。 図4の1つの第1段部を拡大して示す多色成形レンズの拡大図である。 本発明の実施の形態1による多色成形レンズの製造方法を示す説明図である。 本発明の実施の形態2による多色成形レンズの端部を示す説明図である。
本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による多色成形レンズ3を含む車両用灯具1を示す斜視図である。本実施の形態では、車両用灯具1を車両の前部右側に取り付けられるヘッドランプとして説明する。しかしながら、車両用灯具1は、例えば車両の後部に取り付けられるリアコンビランプ等の他の車両用の灯具であってもよい。
本実施の形態の車両用灯具1は、互いに直交する幅方向W、奥行方向D及び高さ方向Hを有している。本実施の形態の幅方向Wは、車両用灯具1が車両に取り付けられたとき車両の幅方向(左右方向)に相当する。幅方向Wに関して、車両用灯具1の一端1aは車両のフェンダー側に配置され、他端1bは車両幅方向中央側に配置される。フェンダー側に配置される一端1a側をフェンダー側と呼び、他端1b側を車両中央側と呼ぶ。また、本実施の形態の奥行方向Dは、車両用灯具1が取り付けられた車両の長さ方向(前後方向)に相当する。奥行方向Dに関して、車両用灯具1の一端1cは車両のエンジンルーム側(車両の長さ方向中央側)に配置され、他端1dは車両前面側に配置される。エンジンルーム側に配置される一端1c側の奥側と呼び、車両前面側に配置される他端1d側を表側と呼ぶ。また、本実施の形態の高さ方向Hは、車両用灯具1が取り付けられた車両の高さ方向(上下方向)に相当する。高さ方向Hに関して、車両用灯具1の一端1eは車両のボンネット側に配置され、他端1fは車両のバンパー側に配置される。ボンネット側に配置される一端1e側を上方と呼び、バンパー側に配置される他端1f側を下方と呼ぶ。
図1に示すように、車両用灯具1は、灯具本体2及び多色成形レンズ3を有している。灯具本体2は、表側に開口を有する断面凹形の部材であり、車両用灯具1の奥側に配置されている。灯具本体2の内側には、図示しないランプユニットが収められている。多色成形レンズ3は、灯具本体2の表側の開口を閉じるように車両用灯具1の表側に配置されている。多色成形レンズ3は、ランプユニットの前面に位置するアウターレンズを構成する。
多色成形レンズ3は、意匠部30及び背部31を有している。意匠部30は、ランプユニットの前面に位置するとともに、車両用灯具1が車両に取り付けられた際に車両外に露出される部分である。意匠部30は、後述の第1樹脂部4によって構成される。本実施の形態の多色成形レンズ3では、幅方向Wは、意匠部30及び後述の第1樹脂部4の長手方向と理解することができる。背部31は、車両用灯具1が車両に取り付けられた際にバンパー、フェンダー若しくはボンネット等の車両部品又は意匠部30の奥に位置し、車両外に露出されない部分である。背部31には、意匠部30から下方及び車両幅方向中央側に延出されたダミー面31aが含まれる。ダミー面31aは、車両用灯具1を車両に取り付ける際に利用することができる。
本実施の形態の多色成形レンズ3では、意匠部30の上方及びフェンダー側にダミー面31aに相当する延出面が実質的に設けられていない。近年、車両フェンダーの外面と意匠部30の外面とを連続的に表すために、フェンダー側において意匠部30を奥行方向Dに延在させる車両デザインが増える傾向にあり、特に意匠部30のフェンダー側にダミー面31aに相当する延出面を設けることが難しくなっている。
次に、図2は、図1の線II−IIに沿う多色成形レンズ3の断面図である。図2に示すように、本実施の形態の多色成形レンズ3は、第1樹脂部4と、第1樹脂部4の裏面側に積層された第2樹脂部5を有している。第1樹脂部4の裏面とは、奥行方向Dに係る第1樹脂部4の奥側の外面を指す。第1樹脂部4の裏面側に第2樹脂部5が積層されるとは、第1樹脂部4が成形された後に、その第1樹脂部4の裏面の少なくとも一部に隣接して第2樹脂部5が成形されることと理解できる。
第1及び第2樹脂部4,5は、互いに異なる色を有する樹脂の成形材である。第1及び第2樹脂部4,5の色は任意であるが、本実施の形態では、第1樹脂部4はクリア等の淡色系樹脂の成形材であり、第2樹脂部5は黒色等の濃色系樹脂の成形材である。
第1樹脂部4は、裏面側に開口を有する断面凹形に形成されている。第1樹脂部4は、フェンダー側に配置される第1端部41、第1端部41から幅方向Wに延出された第1壁部42、第1壁部42の端部から幅方向Wに延出された第2壁部43、第2壁部43の端部から奥行方向Dに延出された第3壁部44、及び第3壁部44の先端に設けられるとともに車両幅方向中央側に配置される第2端部45を有している。第1樹脂部4の第1端部41、第1壁部42及び第2壁部43は、意匠部30を構成している。第1端部41は、第1樹脂部4の長手方向の端部であって、車両のフェンダー側の端部である。
第2樹脂部5は、第1樹脂部4の第1端部41に隣接して設けられた第3端部51、第3端部51から奥行方向Dに延出された第4壁部52、第1樹脂部4の第3壁部44に隣接して設けられた第4端部53、第4端部53から奥行方向Dに延出された第5壁部54、及び第5壁部54の先端から幅方向Wに延出された第6壁部55を有している。第6壁部55は、第1樹脂部4の第2端部45に隣接して設けられている。第2樹脂部5は、意匠部30の外縁を縁取るように配置されている。
次に、図3は、図2の領域IIIを拡大して示す多色成形レンズ3の拡大断面図である。図3に示すように、第1樹脂部4の第1端部41の裏面側には第1段部410が形成されている。本実施の形態の多色成形レンズ3では、第1段部410に第2樹脂部5が重ねられている。換言すると、第1樹脂部4の板厚方向又は奥行方向Dに沿って第1段部410を見たときに、第1段部410の奥に第2樹脂部5が位置されている。また、第1端部41の位置では、第2樹脂部5は第1段部410の車両幅方向中央側に位置されている。また、後の図4に特に表れているように、第1端部41の位置では、第2樹脂部5は第1段部410の上下に位置されている。上述のように第1樹脂部4がクリア等の淡色系樹脂の成形材であるため、第1段部410に第2樹脂部5が重ねられていないと、第1段部410の部分と第1段部410の周囲部分とで見え方が変わってしまう虞がある。第1段部410に第2樹脂部5が重ねられることで、見え方が変わることを回避することができる。
本実施の形態の第1段部410には、第1凸部411、第1凹部412及び第1接続面413が設けられている。
第1凸部411は、第1凸部411に隣接する部分(本実施の形態では第1凹部412)よりも第1樹脂部4の裏面側に突出された部分である。本実施の形態の第1凸部411は、第1樹脂部4の端面を構成するように第1樹脂部4の端に形成されている。しかしながら、第1凸部411は第1樹脂部4の端から離れて形成されていてもよい。
第1凹部412は、第1凹部412に隣接する部分よりも第1樹脂部4の表面側に窪んだ部分である。本実施の形態の第1凹部412は、第1凸部411の車両幅方向中央側に位置するとともに、第1凸部411に隣接して設けられている。
第1接続面413は、第1凸部411と第1凹部412とを接続する面である。また、第1接続面413は、幅方向W(第1樹脂部4の長手方向)及び第1壁部42の裏面を延長する面に交わる方向に延在されている。また、第1接続面413は、車両幅方向中央側に臨む面である。換言すると、第1樹脂部4の長手方向に係る一端に第1段部410が設けられており、第1段部410は、第1樹脂部4の長手方向に係る他端側に臨む面を有している。
第2樹脂部5の第3端部51の表面側には、第1樹脂部4の第1段部410に対応する第2段部510が形成されている。本実施の形態の第2段部510には、第2凹部511、第2凸部512及び第2接続面513が設けられている。
第2凹部511は、第2凹部511に隣接する部分(本実施の形態では第2凸部512)よりも第1樹脂部4の裏面側に窪んだ部分である。本実施の形態の第2凹部511は、第1樹脂部4の端面を構成するように第2樹脂部5の端に形成されている。しかしながら、第2凹部511は、第1樹脂部4に対応して第2樹脂部5の端から離れて形成されていてもよい。
第2凸部512は、第2凸部512に隣接する部分よりも第1樹脂部4の裏面側に突出された部分である。本実施の形態の第2凸部512は、第2凹部511の車両幅方向中央側に位置するとともに、第2凹部511に隣接して設けられている。
第2接続面513は、第2凹部511と第2凸部512とを接続する面である。また、第2接続面513は、幅方向W(第1樹脂部4の長手方向)及び第1壁部42の裏面を延長する面に交わる方向に延在されており、フェンダー側に臨む面である。
次に、図4は、図1の矢印IVに沿って多色成形レンズ3の端部を見たときの矢視図である。図4に示すように、本実施の形態の多色成形レンズ3では、高さ方向Hに互いに離間して第1樹脂部4に2つ第1段部410(第1凸部411)が設けられている。但し、第1段部410の数は、任意であり、1又は3以上であってもよい。
次に、図5は、図4の1つの第1段部410を拡大して示す多色成形レンズ3の拡大図である。図5に示すように、第1段部410の第1凸部411は、断面台形状とすることができる。第1凸部411の先端幅411Wtは、第1凸部411の基端幅411Wbよりも小さいことが好ましい。これは、第1樹脂部4の成形後に金型からの第1樹脂部4の離型を容易にするためである。第1凸部411の高さ411Hは、5mm以下であることが好ましい。これは、より確実に第1段部410に第2樹脂部5を重ねて設けることができるようにするためである。
次に、図6は、本発明の実施の形態1による多色成形レンズ3の製造方法を示す説明図である。図1〜図5を用いて説明した多色成形レンズ3は、図6に示す製造方法及び金型を用いて製造することができる。
図6の(a)は第1樹脂部4を成形する第1成形工程を示し、(c)は第1成形工程の後に、第1樹脂部4と一体に第2樹脂部5を成形する第2成形工程を示し、(b)は第1樹脂部4の成形時から第2成形工程への移行時を示している。
図6の(a)に示すように、第1成形工程では、共通金型60、一次金型61及び係合体62が用いられる。一次金型61及び係合体62は、共通金型60に対向して配置され、共通金型60との間に第1キャビティ63を形成する。係合体62は、スライダと呼ばれることもある。第1キャビティ63に樹脂が充填されることで、第1樹脂部4が成形される。第1キャビティ63は、第1樹脂部4の裏面側に第1段部410を形成するための凹凸部63aを含んでいる。凹凸部63aは係合体62に隣接して設けられている。凹凸部63aに樹脂が充填されることで第1段部410が形成される。係合体62は、第1段部410の車両幅方向中央側に位置されている。換言すると、係合体62は、第1段部410が設けられている第1樹脂部4の長手方向に係る一端の他端側に配置されている。
図6の(b)に示すように、第1樹脂部4の成形が完了した後、共通金型60から一次金型61が離される。係合体62は、一次金型61と独立して設けられており、共通金型60から一次金型61が離れた後に第1段部410に係合した状態を維持できるように設けられている。
本実施の形態の多色成形レンズ3の製造方法では、第1樹脂部4の成形時から第2成形工程への移行時にかけて、第1段部410に係合体62を係合させる。これにより、第1樹脂部4の収縮を抑えることができる。より具体的には、第1樹脂部4は、その第1樹脂部4の長手方向に収縮しやすい。第1樹脂部4の成形時から第1樹脂部4の長手方向に関して第1段部410に係合体62を隣接又は係合させているので、係合体62により第1樹脂部4の収縮が抑えられる。
また、本実施の形態の多色成形レンズ3の製造方法では、第1樹脂部4の成形時から第2成形工程への移行時にかけて、共通金型60及び係合体62により第1樹脂部4を挟持する。これにより、第2成形工程への移行時に共通金型60から第1樹脂部4が脱落する虞を低減できる。
図6の(c)に示すように、第2成形工程では、共通金型60及び二次金型64が用いられる。二次金型64は、共通金型60に対向して配置され、共通金型60との間に第2キャビティ65を形成する。第2キャビティ65に樹脂が充填されることで、第2樹脂部5が成形される。係合体62は、共通金型60に対向して二次金型64が配置される前に共通金型60から離される。第2樹脂部5は、第1段部410に重なるように成形される。共通金型60から係合体62が離された後、速やかに二次金型64が配置されるとともに第2キャビティ65への樹脂の充填が行われる。
このような多色成形レンズ3の製造方法では、第1樹脂部4の成形時から第2成形工程への移行時にかけて第1段部410に係合体62を係合させて第1樹脂部4の収縮を抑えるので、第1樹脂部4の形状不良による多色成形レンズ3の外観悪化を抑えつつ、第1樹脂部4に過剰な応力が生じる虞を低減できる。
また、第1段部410が第1樹脂部4の長手方向に係る端部に形成されているので、第1樹脂部4の長手方向にかかる収縮をより確実に抑えることができる。
また、第1段部410が設けられる端部が車両のフェンダー側の端部であるので、車両デザインから第1樹脂部4の形状の制限を受けやすいフェンダー側において第1樹脂部4の長手方向にかかる収縮をより確実に抑えることができる。
また、第2樹脂部5が第1段部410に重なるように成形されるので、第1段部410の部分と第1段部410の周囲部分とで見え方が変わってしまうことを回避することができる。
また、第1樹脂部4の成形時から第2成形工程への移行時にかけて、共通金型60及び係合体62により第1樹脂部4を挟持するので、第2成形工程への移行時に共通金型60から第1樹脂部4が脱落する虞を低減できる。
また、本実施の形態の成形金型によれば、係合体62が、共通金型60から一次金型61が離れた後に第1段部410に係合した状態を維持できるように設けられているので、第1樹脂部4の形状不良による多色成形レンズ3の外観悪化を抑えつつ、第1樹脂部4に過剰な応力が生じる虞を低減できる。
また、本実施の形態の多色成形レンズ3によれば、第1樹脂部4の裏面側に第1段部410が設けられているので、第1段部410を利用して第1樹脂部4の収縮を抑えることができ、第1樹脂部4の形状不良による多色成形レンズ3の外観悪化を抑えつつ、第1樹脂部4に過剰な応力が生じる虞を低減できる。
なお、実施の形態1では、第1段部410が第1凸部411及び第1凹部412の両方を有するように説明したが、第1凸部411及び第1凹部412のいずれか一方が省略されていてもよい。
実施の形態2.
図7は、本発明の実施の形態2による多色成形レンズ3の端部を示す説明図である。実施の形態1では、多色成形レンズ3の端部に第1段部410の第1凸部411が位置するように説明した。しかしながら、図7に示すように、多色成形レンズ3の端部において、第1樹脂部4に凹部414が設けられていてもよい。凹部414は、断面台形状とすることができる。凹部414の先端幅414Wtは、凹部414の基端幅414Wbよりも大きいことが好ましい。これは、第1樹脂部4の成形後に金型からの第1樹脂部4の離型を容易にするためである。凹部414の高さ414Hは、5mm以下であることが好ましい。これは、より確実に第1段部410に第2樹脂部5を重ねて設けることができるようにするためである。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
なお、実施の形態1,2では、フェンダー側の第1端部41に第1段部410が設けられて、その第1段部410を利用して第1樹脂部4の収縮を抑えるように説明している。しかしながら、車両幅方向中央側、上方又は下方の第1樹脂部の他の端部に段部が設けられて、その段部を利用して第1樹脂部の収縮を抑えてもよい。また、段部は、壁部の裏面等、端部以外の場所に設けられていてもよい。
3 多色成形レンズ
4 第1樹脂部
41 第1端部(端部)
410 第1段部(段部)
5 第2樹脂部
60 共通金型
61 一次金型
62 係合体
63 第1キャビティ
64 二次金型
65 第2キャビティ

Claims (7)

  1. 第1樹脂部と、前記第1樹脂部の裏面側に積層された第2樹脂部とを有する車両用灯具の多色成形レンズを製造するための多色成形レンズの製造方法であって、
    前記第1樹脂部を成形する第1成形工程と、
    前記第1成形工程の後に、前記第1樹脂部と一体に前記第2樹脂部を成形する第2成形工程と
    を含み、
    前記第1成形工程において前記第1樹脂部の裏面側に段部を形成し、前記第1樹脂部の成形時から前記第2成形工程への移行時にかけて前記段部に係合体を係合させて前記第1樹脂部の収縮を抑える、
    多色成形レンズの製造方法。
  2. 前記段部は、前記第1樹脂部の長手方向に係る端部に形成されている、
    請求項1記載の多色成形レンズの製造方法。
  3. 前記端部は、車両のフェンダー側の端部である、
    請求項2記載の多色成形レンズの製造方法。
  4. 前記第2樹脂部は、前記段部に重なるように成形される、
    請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の多色成形レンズの製造方法。
  5. 前記第1成形工程では、共通金型と、前記共通金型に対向して配置された一次金型及び前記係合体とを用いて前記第1樹脂部を成形し、
    前記第1樹脂部の成形時から前記第2成形工程への移行時にかけて、前記共通金型及び前記係合体により前記第1樹脂部を挟持する、
    請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の多色成形レンズの製造方法。
  6. 第1樹脂部と、前記第1樹脂部の裏面側に積層された第2樹脂部とを有する車両用灯具の多色成形レンズを製造するため成形金型であって、
    共通金型と、
    前記共通金型に対向して配置され、前記共通金型との間に前記第1樹脂部を成形するための第1キャビティを形成する一次金型及び係合体と、
    前記共通金型に対向して配置され、前記共通金型との間に前記第2樹脂部を成形するための第2キャビティを形成する二次金型と
    を備え、
    前記第1キャビティは、前記第1樹脂部の裏面側に段部を形成するための凹凸部を含み、
    前記係合体は、前記共通金型から前記一次金型が離れた後に前記段部に係合した状態を維持できるように設けられている、
    成形金型。
  7. 車両用灯具の多色成形レンズであって、
    第1樹脂部と、
    前記第1樹脂部の裏面側に積層された第2樹脂部と
    を備え、
    前記第1樹脂部の裏面側には、段部が設けられている、
    多色成形レンズ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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