JP3961056B2 - 自動車用ヘッドランプ,ランプボディの射出成形方法および射出成形用金型装置 - Google Patents

自動車用ヘッドランプ,ランプボディの射出成形方法および射出成形用金型装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形されたランプボディを備えた車両用灯具,車両用灯具構成部材であるランプボディの射出成形方法および射出成形用金型装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
車輌用灯具のランプボディは、一般に合成樹脂で構成されており、成形用の金型を用いた射出成形により製造される。図4は、ランプボディを射出成形する従来の金型装置を示すもので、金型装置1は、協働してキャビティCを形成する上下の金型2,4と、金型2内に形成され、キャビティC内に溶融樹脂を導く樹脂通路6と、成形後の成形品を金型から分離する突出機構8とから主として構成されている。なお樹脂通路6は、樹脂の流れ方向に通路が拡径するスプルー6aと、スプルー6aから放射状に延びるランナー6bと、キャビティCにつながる小径のゲート6cとからなっている。
【0003】
そして、樹脂供給ノズル7から樹脂通路6に供給された溶融樹脂は、ゲート6cを介してそれぞれのキャビティC内に充填される。キャビティCへの樹脂の充填が完了すると、金型2,4が冷却され、ゲート6cでつながっているキャビティC内の樹脂および樹脂通路6内の樹脂が固化し成形される。その後、符号L1で示すパーティング位置から下金型4を下降させる。このとき樹脂成形体は下金型4に密着しており、突出機構8によって樹脂成形体を離型する。取り出された樹脂成形体は、ランプボディ部Wと通路部とがゲート部において繋がって一体化されたものであり、ゲート部位置で切断してランプボディ部Wを分離し、仕上げ加工を行って製品であるランプボディとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし従来の成形方法では、樹脂成形品である容器形状のランプボディの外側にゲートが位置する形態で成形されるようになっており、ランプボディの外側にゲート跡が残り、ランプとして組み付けた時に、このゲート跡が見えてそれだけ見栄えが悪い。さらに、ランプボディ中央部の外側にゲートが位置する形態で成形しようにも、ランプボディ中央部の外側には、車体への取付脚やコードクランプ用のリブやバルブ交換用開口部形成壁等が突出形成されているため、これらの突出部と干渉しないように樹脂通路やゲートを設けなければならず、金型構造が複雑となる。
【0005】
したがって、従来では、図4に示すように、上下の金型2,4の突き合わせ面(パーティング位置L1)に沿って設けたゲート6cからキャビティC内に溶融樹脂を供給する金型構造に対して、目立たないシール溝の外側面にゲート跡が残る形態にして対応していたが、ゲート跡が全く目立たないというわけではない。
【0006】
また、樹脂通路やゲートをパーティング位置に沿って設け、キャビティ(ランプボディ)の端縁部から樹脂を供給するようになっているため、成形品であるランプボディが大型化すると、金型に設けるキャビティの面積も大きくなり、金型全体が大型となる。
【0007】
さらに、ゲートはキャビティの端部に配置されているため、キャビティへの溶融樹脂の充填に時間がかかるとか、キャビティ全域に溶融樹脂を確実に充填させることが困難となって、不良品の発生率が高くなるとか、高射出圧を確保するために装置の大型化が必要となる等の問題点があった。
【0008】
さらに、離型後に、ランプボディ部から他の部位を分離除去しなければならず、これらを再利用するにしても手間がかかり、作業効率が非常に悪いという問題もあった。
【0009】
本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、成形時のゲート跡の目立たないランプボディを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1に係る自動車用ヘッドランプにおいては、前面開口部に前面レンズが組付け一体化された容器状の合成樹脂製ランプボディの内部に、光源を挿着したリフレクターがエイミング機構によって傾動可能に支持されている自動車用ヘッドランプにおいて、前記ランプボディを、その内側が成形用金型のゲートに臨む形態で射出成形するようにしたもので、射出成形によるゲート跡は、ランプボディの内側に残るものの、ヘッドランプの外部からは全く見えないので、製品としての外観を損ねない。
また、請求項1では、前記ランプボディを、ホットランナー金型を用いて射出成形し、ランプボディの前記ゲートに臨む部位に、前記ホットランナーの先端部に対応した形状の外方膨出部を形成して、前記外方膨出部の内側に残るゲート跡がランプボディの湾曲内周面を越えて突出しないようにしたもので、この外方膨出部は、ヘッドランプの灯室内の容積を拡げるとともに、ランプボディの外気との接触面積を拡げるべく作用する。また、外方膨出部は、ランプボディの外側に突出し、ランプボディの内側に突出するゲート跡を後方にセットバックさせて、ゲート跡とリフレクター等のランプボディ内収容部材との干渉を阻止するべく作用するとともに、膨出部自体がランプボディの内部に収容されるヘッドランプ構成部材と干渉することもない。
請求項2に係るランプボディの射出成形方法においては、後頂部に光源交換用の開口部が形成され、前面開口部に前面レンズ係合部が形成され、かつ内部には光源を挿着したリフレクターがエイミング機構によって傾動可能に支持される自動車用ヘッドランプ構成部材である容器状の合成樹脂製ランプボディを、ホットランナーを備えた成形用金型を用いて射出成形するランプボディの射出成形方法において、
前記ランプボディを、その内側が前記ホットランナーゲートに臨む形態で射出成形する方法であって、前記ランプボディの内側に残るゲート跡が前記ランプボディの湾曲内周面を越えて突出しないように、前記ランプボディの前記ホットランナーゲートに臨む部位に前記ホットランナーの先端部に対応した形状の外方膨出部を成形するようにしたもので、ホットランナー金型を用いているため、成形品であるランプボディをゲート位置で分離した形態で金型から取り出すことができる。
また、請求項3では、請求項2記載の方法で、前記ホットランナーゲートがランプボディの中央部寄りとなる形態で射出成形するようにしたもので、キャビティ内に注入された溶融樹脂の流動距離が短縮される。
請求項4に係るランプボディの射出成形用金型装置においては、ゲートの設けられた固定側の第1の金型と、前記第1の金型と協働して前記ゲートに連通するキャビティを形成する可動側の第2の金型とを備え、前記第1の金型には、容器状のランプボディの内側を成形する第1の成形面が、前記第2の金型には、ランプボディの外側を成形する第2の成形面がそれぞれ形成されるとともに、第1の金型には、ゲートを介して第1の成形面に開口するホットランナーが設けられたランプボディの射出成形用金型装置であって、
前記キャビティの前記ホットランナーゲートに臨む部位を、ホットランナーと干渉しないように前記ホットランナーの先端部に対応した形状に第2の金型側に屈曲して延在させて、成形するランプボディの内側に残るゲート跡がランプボディの湾曲内周面を越えて突出しないように構成したものである。
ランプボディの外側を成形する第2の成形面には、車体への取付脚やコードクランプ用リブやバルブ交換用開口部形成壁等に対応する凹凸が形成されているが、ランプボディの内側を成形する第1の成形面には第2の成形面のような凹凸が何も形成されていないので、第1の金型にホットランナーおよびゲートを配設する上での制約が少ない。
また、前記キャビティのホットランナーゲートに臨む部位を、ホットランナーと干渉しないように第2の金型側に屈曲して延在する、前記ホットランナーの先端部に対応した形状に形成したので、ホットランナーとの干渉を回避するための屈曲部は、ホットランナーの配設位置および配設方向の自由度を高める。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
図1〜図3は、本発明の第1の実施例を示すもので、図1は第1の実施例である自動車用ヘッドランプの水平断面図、図2はランプボディを射出成形する成形用金型装置の断面図、図3は同ヘッドランプの要部であるランプボディの水平断面図である。
【0012】
これらの図において、符号10は、正面視矩形で、前面が開口し後方に膨らんだ容器状のランプボディで、その内部には、光源であるバルブ14を挿着した放物面形状のリフレクタ12が図示しないエイミング機構によって上下左右方向に傾動可能に支持された形態で収容されるとともに、ランプボディ10の前面開口部に前面レンズ16が組付けられて、ヘッドランプとして一体化されている。
【0013】
符号11は、ランプボディ10の前面開口部に形成されたシール溝で、このシール溝11には、前面レンズ16に形成されているシール脚17がシール材18を介し係合されている。符号19は、リフレクタ12とランプボディ10間の隙間を塞ぐために、ランプボディ10の前面開口部に沿って延在する枠形状のエクステンションリフレクタである。
【0014】
符号13は、バルブ14をリフレクタ12のバルブ挿着孔12aに固定保持するための係止スプリングである。符号10aは、ランプボディの後頂部に形成されているバルブ交換用の開口部で、バルブ後端部と開口部10aの周縁部10b間にゴム製カバー20が取着されて、開口部10aが閉塞されている。符号22は、バルブ14の前方に配設されたすれ違いビーム形成用のシェードである。
【0015】
ランプボディ10は、合成樹脂の射出成形体で、ランプボディ10の内側中央部寄り、即ちバルブ交換用の開口部10aの近傍には、後述する射出成形用金型30(図3参照)のホットランナー40Aの先端部に対応した円錐台形状の外方膨出部25が形成されている。
【0016】
この膨出部25は、斜め前方に延びるランプボディ背面壁に対し上下左右真っ直ぐに延びる鉛直平面壁26と、この鉛直平面壁26の外周縁から前方にテーパ形状に延びるテーパ面壁27と、このテーパ面壁27の外周縁から前方に延びてランプボディ背面壁に連らなる円筒面壁28とから構成されて、放物面形状のランプボディ背面壁の一部が円錐台形状に後方に膨出した形状に形成されている。
【0017】
平面壁26の内側には、ホットランナーゲート43のゲート跡26aが前方に突出した形態で残っているものの、膨出部25が後方に突出形成されているため、ゲート跡26aは膨出部25内に収まってランプボディ10の湾曲内周面を越えて突出せず、ゲート跡26aがエイミング操作によるリフレクター12の傾動を妨げない。さらに、射出成形されたランプボディ10をヘッドランプとして組み立てた時に、このゲート跡26aが外部に全く露出せず、ヘッドランプの外観体裁も損なわれない。
【0018】
また、膨出部25は、ランプボディ背面側に膨出していることから、ヘッドランプの灯室空間が拡がるとともに、ランプボディ10と外気との接触面積も拡がっているので、ランプボディ10の耐熱性および放熱性が良好となっている。
【0019】
ランプボディ10を成形する金型装置30は、図2に示されるように、キャビティC1を形成する一対の金型32,34を備えている。上金型32が固定側で、一方、下金型34が上下方向摺動(上金型32に対し上下方向接近離反)可能な可動側である。上金型32には、ランプボディ10の内側およびシール溝11の内側を成形する第1の成形面32aが形成され、一方、下金型34には、ランプボディ10の外側およびシール溝11の外側を成形する第2の成形面34aが形成されている。そして上下の金型32,34が上下方向に噛み合い、成形面32a,34aが協働してキャビティC1を形成している。キャビティC1は成形品であるランプボディ10の内側が上向きとなるように形成されており、キャビティC1の略中央部寄りがホットランナーゲート43につながっている。
【0020】
即ち、上金型32には、上下に延びる樹脂供給孔44bと、水平に延びる樹脂通路44aと、上下方向に延びる樹脂通路42aと、樹脂通路42a内のゲート43近傍に配設されたヒータ41とから構成されたホットランナー40Aが設けられている。さらに詳しく説明すれば、上金型32には、キャビティC1に連通するゲート43の近傍に溶融樹脂の温度の低下を抑えるためのヒータ41を内蔵したホットチップ42と、樹脂供給ノズル50から供給された溶融樹脂を分岐して導くマニホールド44と、から構成されたホットランナー機構40が設けられている。円筒形状のホットチップ42は、上金型32に嵌合一体化されて、上下方向に延びる樹脂通路42aを形成し、この通路42aは、キャビティC1とゲート43を介してつながっている。ホットチップ42内の樹脂は、ヒータ41によって適正温度(例えば250℃〜300℃)内に保たれて、十分な溶融状態でゲート43からキャビティC1内に注入されるようになっている。
【0021】
さらに、ホットランナーゲート43は、左右に延在するキャビティC1の略中央部に連絡して、キャビティC1の面積が大きい場合であっても、キャビティ全域に樹脂を短時間で確実に充填できるようになっている。
【0022】
ホットチップ42の樹脂通路42aは、マニホールド44内の水平に延びる樹脂通路44aにつながっており、この水平樹脂通路44aは、樹脂供給ノズル50が係合する樹脂供給孔44bにつながっている。なお、符号35は固定側取付板、符号37は可動側取付板、符号36,39はスペーサブロック、符号38は成形された樹脂成形品を金型(下金型)から分離する突出機構、符号38aは突き出しピンである。
【0023】
次に、この射出成形用の金型装置30を使って、ランプボディ10を成形する手順について説明する。
【0024】
まず樹脂供給ノズル50をマニホールド44の樹脂供給孔44bに係合させる。そして溶融樹脂をノズル50からマニホールドの樹脂供給孔44bに供給する。溶融樹脂はホットランナ40Aの樹脂通路(44b,44a,42a)を通り、ヒータ41によって所定温度に加熱保持され、ゲート43からキャビティC1内に注入される。キャビティC1内への樹脂の充填が終了すると、ヒータ41は固定されていて動かず、ゲ−ト部内の樹脂は金型32内の冷却により半固化状態となってゲ−ト43を閉塞する。そして金型32,34が図示しない冷却装置によって冷却され、キャビティC1内の樹脂が固化し、成形される。
【0025】
次に、下金型34をパーティング位置L2 から下降させるとともに、下金型34の成形面34aに密着している成形品を突出機構38によって下金型34から分離する。成形品は、半固化状態のゲート対応部位において樹脂通路42a内の溶融樹脂と繋がっているものの、突き出しピン38aの突き出し動作によって、このゲート43位置において簡単に分離でき、図に示すようなランプボディ10ができあがる。
【0026】
この成形されたランプボディ10のゲート対応位置には、ゲート跡26aが残っているが、ヘッドランプとして組み付けると、外部からは全く見えないので、外観上の問題は一切ない。
【0027】
従来では、スプルー部やランナー部等の樹脂通路形状に相当する製品以外の部分が一体に成形されて、この樹脂通路相当部が一体となった成形体が取り出されるようになっているが、本実施例では、キャビティC1内の樹脂成形品のみが冷却されて成形され、かつこの成形品のみが取り出されるようになっているので、樹脂材料を無駄に消費することはなく、材料の節約という意味において非常に有効である。
【0028】
またスプルーやゲート部がないことから、スプルー、ランナー、ゲート部内の樹脂を冷却固化する時間が不要となり、成形サイクルを短縮できるとともに、従来のように、金型から取り出された成形体を切断して所定の成形品だけを得るような切断工程が不要で、それだけ工程数が少なくなり、成形サイクル全体を短縮することができ、作業能率を向上させることができる。
【0029】
また前記した金型装置では、ホットランナー40Aを構成するホットチップ42の樹脂通路42a内にヒータ41が設けられ、ゲートを閉塞しない構造の成形用の金型装置を示したが、ホットランナーの樹脂通路42aの外周にヒータが設けられ、樹脂通路42a内には上下摺動可能にしてゲート43を閉塞可能なシャットオフピンが設けられた構造のホットランナー金型であってもよい。
【0030】
【発明の効果】
以上の説明から明かなように、請求項1に係るヘッドランプによれば、射出成形によるゲート跡がランプボディの内側に残るものの、ヘッドランプの外部からは全く見えないので、灯具としての外観体裁が良好となる。
また、ランプボディに形成された外側に膨らむ膨出部により、ヘッドランプの灯室内の容積が拡がって、ランプボディの耐熱性が良好となるとともに、ランプボディの外気との接触面積も拡がって放熱性も良好となる。
また、膨出部内において突出するゲート跡は膨出部を越えてランプボディの内側にまで突出しないので、ゲート跡がリフレクター等のランプボディ内収容部材と干渉することはなく、ゲート跡がエイミング操作によるリフレクターの傾動を妨げるものではない。
また、膨出部はランプボディの外側に突出して、ランプボディ内に収容されるヘッドランプ構成部材と干渉のおそれはないため、膨出部形成位置の自由度が高く、それだけランプボディの設計が容易となる。
請求項に係るランプボディの射出成形方法によれば、ホットランナー金型を用いているため、成形されたランプボディだけを金型から取り出すことができ、材料の無駄がなく、従来のように、一体に繋がっている樹脂通路成形体をランプボディ部から分離するという後工程が全く不要となって、製造工程が簡略化さるる。
請求項によれば、キャビティ内に注入された溶融樹脂の流動距離が短縮されるため、溶融樹脂の充填時間が短縮され、ひいてはランプボディの成形サイクルが短縮される。
請求項に係る射出成形用金型装置によれば、第1の金型の第1の成形面にはホットランナーの配設を妨げる凹凸部が何も形成されていないので、ホットランナーおよびゲートの配設位置および方向の自由度が高く、それだけ金型構造が簡潔となって、金型装置の製造が容易となる。
また、ホットランナーおよびゲートを第1の金型のランプボディ内側成形用の第1の成形面に開口するように設けたので、金型パーティングラインに沿った方向へのホットランナー配設スペースは小さく、金型が大型化することがない。
また、キャビティをホットランナーの位置に合わせて第2の金型側に屈曲させて形成することで、第1の金型の所定位置にホットランナーを配設できることから、金型構造の設計の自由度が増す。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例である自動車用ヘッドランプの水平断面図
【図2】 ランプボディを射出成形する成形用金型装置の断面図
【図3】 同ヘッドランプの要部であるランプボディの水平断面図
【図4】 従来の自動車用ヘッドランプのランプボディの成形用金型装置の断面図
【符号の説明】
10 樹脂成形品であるランプボディ
10a バルブ交換用の開口部
14 光源であるバルブ
16 前面レンズ
25 膨出部
26a ゲート跡
30 射出成形用金型装置
32 成形用の第1の金型
34 成形用の第2の金型
32a 第1の成形面
34a 第2の成形面
40A ホットランナー
43 ホットランナーゲート
C1 キャビティ

Claims (4)

  1. 前面開口部に前面レンズが組付け一体化された容器状の合成樹脂製ランプボディの内部に、光源を挿着したリフレクターがエイミング機構によって傾動可能に支持されている自動車用ヘッドランプにおいて、
    前記ランプボディは、その内側がホットランナーを備えた成形用金型のホットランナーゲートに臨む形態で射出成形されたものであって、前記ランプボディの前記ゲートに臨む部位には、前記ランプボディの前記ゲートに臨む部位には、前記ホットランナーの先端部に対応した形状の外方膨出部が形成されて、前記外方膨出部の内側に残るゲート跡がランプボディの湾曲内周面を越えて突出しないことを特徴とする自動車用ヘッドランプ。
  2. 後頂部に光源交換用の開口部が形成され、前面開口部に前面レンズ係合部が形成され、かつ内部には光源を挿着したリフレクターがエイミング機構によって傾動可能に支持される自動車用ヘッドランプ構成部材である容器状の合成樹脂製ランプボディを、ホットランナーを備えた成形用金型を用いて射出成形するランプボディの射出成形方法において、
    前記ランプボディを、その内側が前記ホットランナーゲートに臨む形態で射出成形する方法であって、前記ランプボディの内側に残るゲート跡が前記ランプボディの湾曲内周面を越えて突出しないように、前記ランプボディの前記ホットランナーゲートに臨む部位に前記ホットランナーの先端部に対応した形状の外方膨出部を成形することを特徴とするランプボディの射出成形方法。
  3. 前記ホットランナーゲートがランプボディの中央部寄りとなる形態で射出成形することを特徴とする請求項2に記載のランプボディの射出成形方法。
  4. ゲートの設けられた固定側の第1の金型と、前記第1の金型と協働して前記ゲートに連通するキャビティを形成する可動側の第2の金型とを備え、前記第1の金型には、容器状のランプボディの内側を成形する第1の成形面が、前記第2の金型には、ランプボディの外側を成形する第2の成形面がそれぞれ形成されるとともに、第1の金型には、ゲートを介して第1の成形面に開口するホットランナーが設けられたランプボディの射出成形用金型装置であって、
    前記キャビティの前記ホットランナーゲートに臨む部位が、ホットランナーと干渉しないように前記ホットランナーの先端部に対応した形状に第2の金型側に屈曲して延在し、成形するランプボディの内側に残るゲート跡がランプボディの湾曲内周面を越えて突出しないように構成されたことを特徴とするランプボディの射出成形用金型装置。
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