JP4637393B2 - 中空樹脂射出成形品及びその成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、板状リブの基部に線条の中空部が形成された中空樹脂射出成形品及びその成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
中空樹脂射出成形品をガスインジェクション成形する方法として、例えば、特開平１０−２９１２２６号公報や特許第２５５４５２９号公報に開示されているような方法がある。
【０００３】
前者の公報例で得られる中空樹脂射出成形品は、バンパーフェースの裏面に車幅方向に平行に延びる２本の横リブが突設された自動車のバンパーであり、これら横リブの基部にはヒケ防止用の中空部が形成されている。また、上記横リブ間には強度アップを目的としてＸ状リブが形成され、このＸ状リブにも上記各横リブの中空部と連通する中空部が形成されている。このようなＸ状リブを有する場合、中空部を形成する加圧ガスをＸ状リブの交差部から注入すると、加圧ガスはＸ状リブの両端から各横リブを経て互いに合流しようとするため、合流部に樹脂溜まりができて厚肉になり、当該厚肉部分とその周りとの熱収縮差により厚肉部分のバンパーフェース表面にヒケが生じて見栄えが悪くなることから、加圧ガス合流部に対応して設けた可動ピンを後退させて樹脂逃がし部を形成し、加圧ガス合流部の溶融樹脂を上記樹脂逃がし部に逃がして加圧ガスを合流させることでヒケの原因となる厚肉の樹脂溜まりをなくすようにしている。
【０００４】
後者の公報例では、中空樹脂射出成形品を成形した後、中空部内の加圧ガスを外部に排出するために、中空部形成領域に設けた可動ピンを前進させた状態で中空部を形成し、中空樹脂射出成形品を成形した後、上記可動ピンを後退させることで当該箇所の中空部壁を開口するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、中空樹脂射出成形品の中空部を目的通りに形成するには、加圧ガスを予め設定された中空部形成領域の隅々にまで行き渡らせる必要がある。
【０００６】
しかし、加圧ガスはガス注入部から離れるに従って、つまり溶融樹脂の末端に近づくに従って溶融樹脂の温度が低下するため、樹脂抵抗が大きくなり、加圧ガスを予め設定された中空部形成領域の隅々にまで行き渡らせることができ難くなる。これでは、中空部を目的通りに形成することができず、中空部形成領域のうち中空部が形成されていない箇所が厚肉になり、中空樹脂射出成形品の表面にヒケが発生して見栄えが悪くなる。このことに関しては、上記の２つの公報例のいずれも何ら対策を講じていない。
【０００７】
この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、中空部が目的通りに形成されてヒケのない見栄えの向上した中空樹脂射出成形品を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、加圧ガスを誘導する手段を講じたことを特徴とする。
【０００９】
具体的には、この発明は、型閉めされた成形型のキャビティ内に射出された溶融樹脂中に加圧ガスを注入して基部に線条の中空部が形成された板状リブを成形品本体の裏面に突設させた中空樹脂射出成形品及びその成形方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。
【００１０】
すなわち、請求項１，２は前者の中空樹脂射出成形品に関するものであり、そのうち、請求項１に記載の発明は、上記成形品本体の裏面には、ガス注入部よりガス流通下流の上記中空部上に対応するピン状中実突起部と、該中実突起部よりもガス流通下流の中空部末端近傍上に対応し当該中空部と連通する連通中空部を有するピン状中空突起部とが突設されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、中実突起部及び中空突起部の少なくとも一方には、嵌合溝が形成され、該嵌合溝にリブが嵌合していることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は後者の中空樹脂射出成形品の成形方法に関するものであって、型閉めされた成形型のキャビティ内に溶融樹脂を射出し、次いで、上記ガス注入部よりガス流通下流の上記成形型の第１スライド孔に進退可能に配置された第１スライダを後退させて上記第１スライド孔に上記溶融樹脂を導入して成形品本体の裏面に板状リブを突設するとともにピン状中実突起部を突設し、その後、上記ガス注入部から上記溶融樹脂中に加圧ガスを注入して上記中実突起部基端に対応するように上記リブの基部に線条の中空部を形成するとともに、上記第１スライド孔よりガス流通下流の上記成形型の第２スライド孔に進退可能に配置された第２スライダを後退させて上記第２スライド孔に上記溶融樹脂及び加圧ガスを導入して上記中空部の末端近傍上に対応し当該中空部と連通する連通中空部を有するピン状中空突起部を成形品本体の裏面に突設することを特徴とする。
【００１３】
上記の構成により、請求項１，３に記載の発明では、第１スライダの後退により第１スライド孔に溶融樹脂が導入されて中実突起部が成形品本体の裏面に形成される。その後、上記溶融樹脂中に加圧ガスが注入されて線条の中空部が板状リブの基部に形成されるとともに、第２スライダの後退により第２スライド孔に上記溶融樹脂及び加圧ガスが導入されて上記中空部と連通する連通中空部を有する中空突起部が形成される。
【００１４】
この際、上記第１及び第２スライダの後退によりキャビティ内が減圧されるため、加圧ガスが溶融樹脂中に進入し易くなる。また、中実突起部よりもガス流通下流側では、加圧ガスが溶融樹脂と共にガス流通下流の中空部末端近傍の第２スライド孔内に導入される。よって、加圧ガスが予め設定された中空部形成領域の隅々にまで行き渡り、中空部が目的通りに形成されてヒケのない見栄えの向上した中空樹脂射出成形品が得られる。
【００１５】
また、中空部が線条でありかつその形成箇所が成形品本体の裏面に突設されたリブの基部であり、成形品本体のリブに対応する厚肉部に中空部が形成されることで当該厚肉部に対するヒケ発生が解消される。
【００１６】
請求項２に記載の発明では、突起部とリブとの嵌合構造によりリブが突起部によって補強されてリブの剛性が高まる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１〜４はこの発明の一実施形態に係る中空樹脂射出成形品の一例としての自動車の樹脂製リヤバンパー１を示すが、これに限らず、他の中空樹脂射出成形品にも適用することができるものである。上記リヤバンパー１は、縦断面略コの字形をした成形品本体としてのバンパーフェース３を備え、該バンパーフェース３の上端縁の裏面には、車幅方向両端を除くほぼ全体に亘って車幅方向に延びる板状上側リブ５が一体に突設されているとともに、バンパーフェース３の上下方向中程の裏面にも、車幅方向両端を除くほぼ全体に亘って車幅方向に延びる板状中間リブ７が上記上側リブ５と平行に一体に突設されている。上記中間リブ７は上側リブ５よりも長く突出している（図５の成形型２５のキャビティ３１形状参照。同図中、３１ｂが上側リブ５を形成する上側リブキャビティ部であり、３１ｄが中間リブ７を形成する中間リブキャビティ部である。）。また、上記バンパーフェース３の車幅方向両端の上端縁には、リヤバンパー１を車体パネル（図示せず）に取り付けるための取付孔９ａを有する取付片９がそれぞれ２つずつ一体に突設されている。
【００１９】
上記中間リブ７のバンパーフェース３裏面と連続する基部１１は、他の部分よりも膨出していて内部に中空部１３が線条に形成され、上記中間リブ７が上記中空部１３に沿いかつ基部に当該中空部１３が形成されている。そして、この中空部１３が形成されることにより、中間リブ７があることで厚肉となったバンパーフェース３の表面に熱収縮差によるヒケが発生しないようにしている。
【００２０】
上記バンパーフェース３の裏面には、ピン状の中実突起部１５が上記中間リブ７の車幅方向両端寄りに対応して一体に突設されているとともに、その車幅方向外側には、同じくピン状の中空突起部１７が上記中間リブ７の車幅方向両端に対応して一体に突設され、これら中実突起部１５及び中空突起部１７の先端側は上記中間リブ７よりも突出している。上記中間リブ７の車幅方向中程には、成形型２５のガス注入部（図示せず）に対応してガス注入口１９ａを有するガス注入部１９が形成され、加圧ガスをガスノズル（図示せず）から上記成形型２５のガス注入部（リヤバンパー１のガス注入部１９のガス注入口１９ａ）を経てキャビティ３１内の溶融樹脂中に注入して中空部１３を形成するようになっている。つまり、上記中実突起部１５はこのガス注入部１９よりガス流通下流の上記中空部１３上に対応し、上記中空突起部１７は上記中実突起部１５よりもガス流通下流の中空部１３末端近傍上に対応している。なお、上記リヤバンパー１のガス注入部１９は、加圧ガスを成形型２５のガス注入部から溶融樹脂中に注入した際に残るガス注入部の形跡であり、以下、両者を同一に称呼する。そして、上記中間リブ７は、上記ガス注入部１９と中実突起部１５との間の幅広リブ７ａと、中実突起部１５と中空突起部１７との間の幅狭リブ７ｂとで構成され、これら幅広リブ７ａと幅狭リブ７ｂとは中実突起部１５を介して連結されている。しかし、幅広リブ７ａ及び幅狭リブ７ｂは中実突起部１５及び中空突起部１７よりも一足早く形成されて冷却が進行しているため、幅広リブ７ａ及び幅狭リブ７ｂと中実突起部１５及び中空突起部１７とは完全に溶融一体化しているのではなく、特に各々の先端側は接触状態になっている。
【００２１】
上記中実突起部１５の基端には、上記中空部１３を形成する際に、加圧ガスが成形型２５の後述する第１スライド孔２７ｂ内の溶融樹脂中に少しだけ進入することで中空凹部１３ａが浅く形成されている（図１１参照）。
【００２２】
一方、上記中空突起部１７の先端には、後述する第２スライダ４５のガス誘導用突起４５ａによって形成された孔部１７ａが形成されているとともに、中空突起部１７の基端には、上記中空部１３と連通する連通中空部１３ｂが上記幅狭リブ７ｂの突出寸法とほぼ同じ深さに形成されている。
【００２３】
このように構成されたリヤバンパー１は、図５に示すような成形装置２３を用いて射出成形される。この成形装置２３は、固定型２７と可動型２９とからなる成形型２５を備え、上記固定型２７と可動型２９とを型閉じした状態で、両者間にキャビティ３１が形成されるようになっている。このキャビティ３１は、リヤバンパー１のバンパーフェース３を形成するバンパーフェースキャビティ部３１ａと、上側リブ５を形成する上側リブキャビティ部３１ｂと、幅広リブ７ａを形成する幅広リブキャビティ部３１ｃ（図７参照）と、幅狭リブ７ｂを形成する幅狭リブキャビティ部３１ｄとで構成されている。
【００２４】
上記可動型２９端部の背面側には、射出成形機の射出ノズル３５が接続され、この射出ノズル３５の内部にはニードル弁３３が進退可能に配置されている。一方、上記固定型２７端部の背面側には、ランナーバルブ３７がそのロッド状弁体３７ａを固定型２７の貫通孔２７ａに進退可能に挿入させて配置されている。この弁体３７ａは、上記射出ノズル３５とキャビティ３１とを連通する樹脂供給路３９に先端を臨ませている。この樹脂供給路３９は、射出ノズル３５からキャビティ３１側に並んで配置されたスプル３９ａ、ランナー３９ｂ及びゲート３９ｃでもって構成され、上記スプル３９ａが射出ノズル３５のニードル弁３３の進退動作により開閉するようになっているとともに、上記ランナーバルブ３７の弁体３７ａの進退動作により樹脂供給路３９のランナー３９ｂを開閉するようになっている。そして、図５のように、成形型２５を型閉じし、かつ上記ランナーバルブ３７の弁体３７ａを後退させて樹脂供給路３９のランナー３９ｂを開いた状態において、上記ニードル弁３３を後退させてスプル３９ａを開き、射出ノズル３５から溶融樹脂をキャビティ３１内に樹脂供給路３９を介して射出し、該溶融樹脂中に加圧ガスを注入して基部に線条の中空部１３が形成された中間リブ７をバンパーフェース３の裏面に突設させたリヤバンパー１を成形するようになっている。その射出された溶融樹脂のキャビティ３１への加圧ガスの注入箇所は、図示しないが、図４においてリヤバンパー１の車幅方向中程のガス注入部１９に対向するバンパーフェース３上端側である。
【００２５】
上記成形型２５のガス注入部、つまりリヤバンパー１のガス注入部１９よりガス流通下流の固定型２７には、図７にも示すように、第１スライド孔２７ｂがキャビティ３１の幅広リブキャビティ部３１ｃ及び幅狭リブキャビティ部３１ｄを貫通して形成され、該第１スライド孔２７ｂには、上記リヤバンパー１の中実突起部１５を形成するためのピン状の第１スライダ４１が第１流体圧シリンダ４３の収縮作動により進退可能に配置されている。
【００２６】
上記第１スライド孔２７ｂのガス流通下流の固定型２７には、第２スライド孔２７ｃがキャビティ３１の幅狭リブキャビティ部３１ｄを貫通して形成され、該第２スライド孔２７ｃには、上記リヤバンパー１の中空突起部１７を形成するためのピン状の第２スライダ４５が第２流体圧シリンダ４７の伸縮作動により進退可能に配置されている。また、上記第２スライダ４５の先端には、ガス誘導用突起４５ａが上記第２スライダ４５の進退方向に同軸に突設されている。
【００２７】
次に、上述の如く構成された成形装置２３を用いてリヤバンパー１を成形する要領について図６〜１１を参照しつつ説明する。
【００２８】
（１） 成形型２５を型閉めする。この状態で、第１スライダ４１及び第２スライダ４５は共に第１流体圧シリンダ４３及び第２流体圧シリンダ４７の伸長作動によりキャビティ３１内のバンパーフェースキャビティ部３１ａ手前まで前進している（図７参照）。また、ランナーバルブ３７の弁体３７ａは後退して樹脂供給路３９のランナー３９ｂを開けている（図５参照）。
【００２９】
（２） この型閉めされた成形型２５のキャビティ３１内に溶融樹脂を射出ノズル３５から樹脂供給路３９を経て射出し（図８参照）、キャビティ３１内を所定圧に保圧する。これにより、キャビティ３１内に全体に亘って溶融樹脂が充填される。
【００３０】
（３） キャビティ３１内の溶融樹脂の上記保圧工程が終了すると、成形型２５の冷却を開始し、ランナーバルブ３７の弁体３７ａを前進させて樹脂供給路３９のランナー３９ｂを閉じる。また、これと相前後して第１スライダ４１を第１流体圧シリンダ４３の収縮作動により後退させる（図９参照）。これにより、第１スライド孔２７ｂに上記溶融樹脂が導入され、リヤバンパー１のバンパーフェース３裏面に上側リブ５及び中間リブ７が突設するとともにピン状中実突起部１５が突設される。
【００３１】
（４） 成形型２５のガス注入部、つまりリヤバンパー１のガス注入部１９より上記溶融樹脂中に加圧ガスを注入して上記中実突起部１５基端に対応するようにバンパーフェース３の内部、つまり中間リブ７の基部１１に線条の中空部１３を形成するとともに、上記第１スライダ４１よりガス流通下流の第２スライダ４５を第２流体圧シリンダ４７の収縮作動により後退させる（図１０参照）。これにより、第２スライド孔２７ｃに上記溶融樹脂及び加圧ガスが導入され、上記中空部１３の末端近傍上に対応し当該中空部１３と連通する連通中空部１３ｂを有するピン状中空突起部１７がリヤバンパー１のバンパーフェース３裏面に突設される（図１１参照）。上記連通中空部１３ｂは、中間リブ７の幅狭リブ７ｂの突出寸法とほぼ同じ深さに形成されている。これは、加圧ガスが中空部形成領域の末端まで行きそれ以上行き場がないため、第２スライド孔２７ｃ内に導入されることによるものである。これに対し、中実突起部１５の基端に凹部１３ａが浅く形成されているのは、加圧ガスが第１スライド孔２７ｂを通り過ぎて第２スライド孔２７ｃ側に流入して行くからである。
【００３２】
（５） リヤバンパー１の冷却工程終了を待って成形型２５を型開きし、上記成形されたリヤバンパー１を脱型し、樹脂供給路３９で固化した樹脂をゲート３９ｃに対応する部分から切除する。
【００３３】
このようにして成形されたリヤバンパー１では、上述の如く中間リブ７がガス注入部１９と中実突起部１５との間の幅広リブ７ａと、中実突起部１５と中空突起部１７との間の幅狭リブ７ｂとで構成され、これら幅広リブ７ａと幅狭リブ７ｂとは中実突起部１５を介して非一体的に連結されている。このことは、幅広リブ７ａ及び幅狭リブ７ｂが中実突起部１５及び中空突起部１７よりも一足早く形成されて冷却が進行するため、幅広リブ７ａ及び幅狭リブ７ｂと中実突起部１５及び中空突起部１７とが完全に溶融一体化せず、特に各々の先端側が接触状態になっているからである。
【００３４】
このように、上記第１及び第２スライダ４１，４５の後退によりキャビティ３１内を減圧していることから、加圧ガスを溶融樹脂中に進入し易くすることができる。この際、ランナーバルブ３７を閉作動した状態で、第１及び第２スライダ４１，４５を後退させるようにしているので、さらにキャビティ３１内を減圧することができ、加圧ガスの溶融樹脂中への進入を促進することができる。また、中実突起部１５よりもガス流通下流側では、加圧ガスを溶融樹脂と共にガス流通下流の中空部１３末端近傍の第１スライド孔２７ｂ内に導入していることから、加圧ガスを予め設定された中空部形成領域の隅々にまで行き渡らせることができ、中空部を目的通りに形成して中間リブ７に対応するバンパーフェース３表面にヒケが発生しない見栄えの向上したリヤバンパー１を得ることができる。
【００３５】
また、加圧ガスをガス誘導用突起４５ａで誘導して第２スライド孔２７ｃ内の溶融樹脂中に一層進入し易くしていることから、加圧ガスを予め設定された中空部形成領域の隅々にまでスムーズに行き渡り易らせて中空部１３を目的通りに確実に形成することができる。
【００３６】
図１２及び図１３は成形型２５の第１及び第２スライダ４１，４５の形状が上記の実施形態と異なる成形型２５の変形例であり、図１４はこの成形型２５で成形されたリヤバンパー１の中間リブ、中実突起部１５及び中空突起部１７の断面図である。本例では、第１スライダ４１の先端側の両側に２つの長溝４１ａを中間リブ７の突出寸法に相当して軸方向に延びるように形成するとともに、第２スライダ４５の先端側の片側に１つの長溝４５ｂを軸方向に延びるように形成している（図１２及び図１３参照）。
【００３７】
これにより成形されるリヤバンパー１は、中実突起部１５の中間リブ７から突出する部分を除く部分に第１スライダ４１の長溝４１ａによって嵌合溝１５ａが両側に形成され、これら嵌合溝１５ａに中間リブ７の幅広リブ７ａ及び幅狭リブ７ｂが嵌合している。また、中空突起部１７の中間リブ７から突出する部分とガス誘導用突起４５ａとを除く部分には、第２スライダ４５の長溝４５ｂによって嵌合溝１７ｂが片側に形成され、この嵌合溝１７ｂに中間リブ７の幅狭リブ７ｂが嵌合している。そして、上記中実突起部１５と幅広リブ７ａ及び幅狭リブ７ｂとの嵌合構造、上記中空突起部１７と幅狭リブ７ｂとの嵌合構造により、リヤバンパー１の上下方向に加わる荷重に対して、上記中間リブ７を上記中実突起部１５及び中空突起部１７で補強して中間リブ７の剛性を高めることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ガス注入部よりガス流通下流の中空部上に対応するピン状中実突起部を、第１スライダの後退により第１スライド孔に溶融樹脂を導入することで成形品本体の裏面に突設するとともに、上記中空部と連通する連通中空部を有するピン状中空突起部を、第２スライダの後退により第２スライド孔に溶融樹脂及び加圧ガスを導入することで上記中実突起部よりもガス流通下流のガス注入部末端近傍上に対応して突設した。したがって、上記第１及び第２スライダの後退によりキャビティ内を減圧した状態で加圧ガスを予め設定された中空部形成領域の隅々にまで行き渡らせることができ、基部に線条の中空部が目的通りに形成された板状リブを成形品本体の裏面に突設させたヒケのない見栄えの向上した中空樹脂射出成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 リヤバンパーの車幅方向右側の中実突起部及び中空突起部を示す横断面図である。
【図２】 図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】 リヤバンパーの車幅方向右側半分を示す正面図である。
【図４】 リヤバンパーの車幅方向両端を除いて示す裏面図である。
【図５】 成形型の縦断面図である。
【図６】 成形手順を示すタイミング図である。
【図７】 溶融樹脂を射出する前の状態の成形型を示す縦断面図である。
【図８】 溶融樹脂を射出した後の状態の成形型を示す縦断面図である。
【図９】 第１スライダを後退させた状態の成形型を示す縦断面図である。
【図１０】 第２スライダを後退させた状態の成形型を示す縦断面図である。
【図１１】 中空部及び連通中空部を有するリヤバンパーが成形された状態の成形型を示す縦断面図である。
【図１２】 第１及び第２スライダの変形例を示す図７相当図である。
【図１３】 （ａ）は図１２のＢ−Ｂ線における断面図、（ｂ）は図１２のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図１４】 （ａ）は変形例の図１２のＢ−Ｂ線に相当する中間リブ及び中空部の断面図、（ｂ）は変形例の図１２のＣ−Ｃ線に相当する中間リブ及び中空突起部の断面図である。
【符号の説明】
１ リヤバンパー（中空樹脂射出成形品）
３ バンパーフェース（成形品本体）
７ リブ
１１ 基部
１３ 中空部
１３ｂ 連通中空部
１５ 中実突起部
１５ａ 嵌合溝
１７ 中空突起部
１７ｂ 嵌合溝
１９ ガス注入部
２５ 成形型
２７ｂ 第１スライド孔
２７ｃ 第２スライド孔
３１ キャビティ
４１ 第１スライダ
４５ 第２スライダ
４５ａ ガス誘導用突起

Claims (3)

1. 型閉めされた成形型のキャビティ内に射出された溶融樹脂中に加圧ガスを注入して基部に線条の中空部が形成された板状リブを成形品本体の裏面に突設させた中空樹脂射出成形品であって、
   上記成形品本体の裏面には、ガス注入部よりガス流通下流の上記中空部上に対応するピン状中実突起部と、該中実突起部よりもガス流通下流の中空部末端近傍上に対応し当該中空部と連通する連通中空部を有するピン状中空突起部とが突設されていることを特徴とする中空樹脂射出成形品。
2. 請求項１に記載の中空樹脂射出成形品において、
   中実突起部及び中空突起部の少なくとも一方には、嵌合溝が形成され、該嵌合溝にリブが嵌合していることを特徴とする中空樹脂射出成形品。
3. 型閉めされた成形型のキャビティ内に射出された溶融樹脂中に上記成形型のガス注入部から加圧ガスを注入して基部に線条の中空部が形成された板状リブを成形品本体の裏面に突設させた中空樹脂射出成形品を成形する中空樹脂射出成形品の成形方法であって、
   型閉めされた成形型のキャビティ内に溶融樹脂を射出し、
   次いで、上記ガス注入部よりガス流通下流の上記成形型の第１スライド孔に進退可能に配置された第１スライダを後退させて上記第１スライド孔に上記溶融樹脂を導入して成形品本体の裏面に板状リブを突設するとともにピン状中実突起部を突設し、
   その後、上記ガス注入部から上記溶融樹脂中に加圧ガスを注入して上記中実突起部基端に対応するように上記リブの基部に線条の中空部を形成するとともに、上記第１スライド孔よりガス流通下流の上記成形型の第２スライド孔に進退可能に配置された第２スライダを後退させて上記第２スライド孔に上記溶融樹脂及び加圧ガスを導入して上記中空部の末端近傍上に対応し当該中空部と連通する連通中空部を有するピン状中空突起部を成形品本体の裏面に突設することを特徴とする中空樹脂射出成形品の成形方法。

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