JP5319259B2

JP5319259B2 - 加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法、及びそのベース部材

Info

Publication number: JP5319259B2
Application number: JP2008314334A
Authority: JP
Inventors: 元晴清水; 愛生伏田
Original assignee: Sakae Riken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sakae Riken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2028-12-10
Also published as: JP2010137401A

Description

本発明は、薄肉の加飾部材を厚肉のベース部材にインサートして射出成形する方法、及びそのベース部材に関するものである。

近時の車両（例えば、自動車）において、車間距離検出装置を搭載したものがある。車間距離検出装置は、図１２に示されるように、車両１００の前端部に内装されたレドーム（ミリ波発信機１）から前方に向けて所定の周波数で発信された電波を前方の車両１０１に当て、その反射波が戻ってくるまでの時間や周波数差を計測することにより、自車両１００と前車両１０１との間の距離を計測するものである。ミリ波発信機１は、エンジンＥＣＵ２と接続されていて、車間距離が設定値よりも短い場合、運転者に警告を発したり、車両１００を減速させたりする。通常の車両１００において、このミリ波発信機１は、車体の前端部で、幅方向のほぼ中央部に内装されている。このため、ミリ波発信機１から発信された電波は、車両１００のフロントパネル３（ベース部材、図１参照）を透過して外部に送信される。そして、前方の車両に当たって反射された電波が、再びフロントパネル３を透過してミリ波発信機１に受信される。なお、通常のミリ波発信機１から発信される電波の周波数は、７６〜７７ＧＨｚである。

車両１００のフロントパネル３における幅方向のほぼ中央部には、その車両のエンブレム４（加飾部材）が取り付けられている場合が多い（図１参照）。このため、フロントパネル３だけでなく、フロントパネル３に組み込まれたエンブレム４に対しても、ミリ波を透過可能に製作する必要がある。

近時の車両において、上記したフロントパネル３やエンブレム４は、樹脂材を射出成形して製作される（例えば、特許文献１，２を参照）。しかし、小さくて薄いエンブレム４を、エンブレム４よりも遥かに大きくて厚いフロントパネル３の中央部に配置してインサート成形すると、フロントパネル３の成形時の熱量が多くなり、エンブレム４に施した表面処理（塗装、蒸着）にダメージを与えたり、エンブレム４を変形させたりするおそれがある。

特に、エンブレム４及びその周辺部の厚みの精度は、ミリ波の透過性を阻害させないために高度なものが要求されている。このため、従来の射出成形方法で、エンブレム４を組み込んだフロントパネル３を製作すると、その厚みが不均一となってしまい、歩留まりを低下させてしまう。
特開２００７−１３７２２号公報特開２００７−９３２４１号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、加飾部材をベース部材にインサート成形するときに、加飾部材にダメージを与えないようにすることを課題としている。

課題を解決するための手段及び効果

上記課題を解決するための本発明は、
薄肉の加飾部材を厚肉のベース部材にインサートして射出成形する方法であって、
第１成形型のキャビティに溶融樹脂を射出して加飾部材原体を成形する工程と、
前記加飾部材原体を第２成形型にインサートし、そのキャビティに溶融樹脂を射出して、前記加飾部材原体の周囲に樹脂材を鋳ぐるみ、前記加飾部材原体の厚みよりも厚く、かつ前記ベース部材の厚みよりも薄い加飾部材単体を成形する工程と、
前記加飾部材単体を第３成形型にインサートし、そのキャビティに溶融樹脂を射出して、前記加飾部材単体を一体に組み込んだベース部材を成形する工程と、
を含むことを特徴としている。

本発明に係る加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法は、上記したように構成されていて、加飾部材原体よりも厚く、かつベース部材よりも薄い加飾部材単体をベース部材にインサートして射出成形している。従来の射出成形方法のように、大型・厚肉のベース部材に、加飾部材を直接インサートして射出成形すると、ベース部材成形時の熱量が多くなり、加飾部材（エンブレム）に施した表面処理（塗装、蒸着）にダメージを与えてしまう。また、加飾部材も変形してしまうおそれがある。しかし、本発明に係る射出成形方法では、加飾部材原体から加飾部材単体を成形し、この加飾部材単体をベース部材にインサートしているため、加飾部材原体に溶融樹脂の熱が直接に及ぶことはない。これにより、加飾部材原体の表面処理にダメージを与えたり、加飾部材原体を変形させたりすることが防止される。また、加飾部材単体の厚みを調整することにより、ベース部材の厚みが不均一になることを回避できる。この結果、ひけが生じにくくなり、ベース部材の歩留まりを向上させることができる。なお、各成形型に射出される溶融樹脂は、例えばポリカーボネートである。

前記第２成形型は、キャビティ型と、前記キャビティ型の周縁部に密着する筒状の外側コア型と、該外側コア型の内周面を摺動してその軸方向に進退可能な内側コア型と、を備え、
前記キャビティ型と前記外側コア型とが密着し、前記内側コア型が後退して、そのキャビティの容積が前記加飾部材単体のキャビティの容積よりも大の状態で該キャビティに溶融樹脂が射出され、
前記内側コア型が前進して、前記キャビティ内の溶融樹脂を圧縮させることが望ましい。

この圧縮成形方法は、「マイクロモールド法」と称されていて、成形品の残留応力が低下し、変形（例えば、ひけや気泡による表面の凹凸）を少なくできるという利点がある。

そして、前記加飾部材原体は、リング状の枠部と、前記枠部の内周側に設けられるマーク部と、前記枠部の背面部に突設され、加飾部材原体を前記第２成形型に保持するための支持爪部とを備えている。

これにより、加飾部材原体を第２成形型に保持させることが容易である。

前記加飾部材原体は、その表面及び／又は裏面に所定の表面処理が施されて前記第２成形型にインサートされる。

加飾部材原体に、所定の表面処理（例えば、インジウムメッキ）をして、加飾部材単体を成形することができる。インジウムメッキ層は電波（例えば、ミリ波）を透過させるという特性を有している。このため、ベース部材を車両のフロントパネルとし、加飾部材をフロントパネルに組み込まれるエンブレムとして、車両用車間距離検出装置に使用することができる。

更に、前記加飾部材単体が前記ベース部材に組み込まれてインサート成形された後、前記ベース部材における前記加飾部材単体を除く部分の表面及び／又は裏面に所定の表面処理を施すことができる。

ベース部材に、所定の表面処理（例えば、ハードコート）をすることにより、ベース部材が傷付くことを防止できる。

本発明の実施例について説明する。図１は本発明の実施例の車両１００の正面図、図２の（ａ）はエンブレム原体５の正面図、（ｂ）は同じく側面図、図３の（ａ）は第１成形型１１の密着状態の断面図、（ｂ）は同じく型開き状態の断面図、図４はエンブレム原体５に表面処理を施すための工程図、図５はエンブレム単体６の斜視図である。

本明細書では、ベース部材の一例であるフロントパネル３に加飾部材の一例である車両のエンブレム４を、組み込んで射出成形する場合について説明する。なお、本明細書では、フロントパネル３に組み込まれた状態の加飾部材を「エンブレム４」と記載し、フロントパネル３に組み込まれる前の状態の加飾部材を「エンブレム原体５（加飾部材原体）」又は「エンブレム単体６（加飾部材単体）」と記載する。図１に示されるように、車両１００（自動車）の前端部には、フロントパネル３が取り付けられていて、その幅方向（横方向）のほぼ中央部には、その車両のエンブレム４が組み込まれている。このフロントパネル３は、エンブレム単体６を組み込んで射出成形（インサート成形）することによって形成される。また、エンブレム単体６は、エンブレム原体５より形成される。

最初に、エンブレム原体５について説明する。図２の（ａ），（ｂ）に示されるように、エンブレム原体５は、薄板の略円形リング状の枠部７と、Ｓ字形状のマーク部８とを備えていて、マーク部８の上下端部が枠部７の内周面に連結していて、それらが一体に設けられている。枠部７の外径は４０〜１５０ｍｍであり、厚みは１ｍｍ程度である。そして、枠部７の背面部から４本の支持爪部９が延設されている。

図３の（ａ）に示されるように、第１成形型１１の第１キャビティ型１２には、エンブレム原体５の枠部７及びマーク部８に対応する窪み部１３が設けられている。同じく第１コア型１４には、支持爪部９を成形するための穴部１５が設けられている。第１コア型１４が第１キャビティ型１２に接近し、密着される。射出成形機のノズル１６から射出され、スプール１７を介してキャビティに充填された溶融樹脂が固化する。図３の（ｂ）に示されるように、所定時間経過後、第１成形型１１が型開きされ、第１コア型１４からノックアウトされることによって、成形されたエンブレム原体５が排出される。本実施例の溶融樹脂はポリカーボネートＰＣであり、エンブレム原体５は透明に成形される。

次に、エンブレム原体５に表面処理を施す。図４に示されるように、エンブレム原体５の表面（支持爪部９が設けられていない側の面）に、ベースコートＡがされる。即ち、エンブレム原体５の表面に付着している油脂類、酸化物等が除去され、ウレタン系塗料、フッ素系塗料、ポリエチレン系塗料、ナイロン系塗料等が塗布される。これにより、エンブレム原体５の表面の平滑性が良好になる。

次に、その上から、金属（本実施例の場合、インジウム）を真空蒸着でメッキする。即ち、真空状態でインジウム片を加熱溶解・蒸発させて、メッキする。図４において、インジウムメッキをＢで表す。これにより、エンブレム原体５の表面が金属メッキ色（白色）となり、その見栄えが良好になる。なお、インジウムメッキ層は、表面視において斑状に形成される。このため、エンブレム原体５において、インジウムメッキ層が形成されていない部分からミリ波を透過させることができる。真空蒸着に使用する金属は、インジウム以外にも、斑状に形成される金属（例えば、スズ）であれば使用可能である。

そして、インジウムメッキ層を保護するため、後処理としてトップコートＣがされる。即ち、エンブレム原体５のインジウムメッキ層に、ウレタン系塗料、アクリル系塗料、ポリエステル系塗料、ラッカー系塗料、メラミン系塗料等が、１０〜３０μｍの厚みで塗布される。これにより、インジウムメッキ層の剥離が防止される。なお、上記したベースコート及びトップコートのときに使用される塗料はいかなるものでもよいが、ミリ波発信機１から発信されるミリ波の透過性を低下させないものが望ましい。

次に、エンブレム単体６について説明する。図５に示されるように、エンブレム単体６は、インジウムメッキされたエンブレム原体５を、溶融樹脂（本実施例の場合、ポリカーボネートＰＣ）で鋳ぐるんで成形したものである。後述するように、エンブレム単体６の厚み（例えば、３〜４ｍｍ）は、エンブレム原体５よりも厚く、フロントパネル３におけるエンブレム単体６が組み込まれる部分の厚みよりも薄い。第２成形型１８は、図６の（ａ）に示されるように、エンブレム単体６に対応する窪み部１９が設けられた第２キャビティ型２１と、第２キャビティ型２１の周縁部に密着する筒状の外側第２コア型２２と、外側第２コア型２２の内周面を摺動してその軸方向に進退可能な内側第２コア型２３とを備えている。第２キャビティ型２１の下部には、溶融樹脂（ポリカーボネートＰＣ）を射出するためのスプール２４とランナ２５が設けられている。外側第２コア型２２の内周面と内側第２コア型２３の外周面との隙間は、極めて小さい。

図６の（ａ）に示されるように、外側第２コア型２２が第２キャビティ型２１に接近し、密着する。このとき、内側第２コア型２３の前端面は、外側第２コア型２２の前端面よりも少し離れて、第２キャビティ型２１よりも後方に配置されている。このため、この状態における第２成形型１８のキャビティの容積は、内側第２コア型２３が前進した状態（内側第２コア型２３の前端面が、外側第２コア型２２の前端面と同一位置にまで前進した状態）におけるキャビティの容積よりも少し大きい。そして、内側第２コア型２３が前進することにより、大容積状態のキャビティに射出された溶融樹脂を圧縮する。換言すれば、内側第２コア型２３による圧縮量を見込んでキャビティの容積を拡大しておき、溶融樹脂の射出開始後、適切なタイミングで内側第２コア型２３を前進させる。第２成形型１８にインサートされたエンブレム原体５は、支持爪部９を内側第２コア型２３の穴部２６に嵌合させているため、成形中にエンブレム原体５がずれるおそれはない。これにより、エンブレム原体５の周囲に溶融樹脂（透明なポリカーボネートＰＣ）が鋳ぐるまれて、エンブレム原体５よりも厚肉のエンブレム単体６が成形される。このエンブレム単体６に埋設されたエンブレム原体５は、その枠部７とマーク部８がインジウムメッキされているため、視認可能である。また、エンブレム原体５の支持爪部９は、エンブレム単体６の背面部から突出されている。なお、この射出成形方法は「マイクロモールド法」と称されていて、成形型のキャビティに射出された溶融樹脂を圧縮して所定形状にするため、分子配向が起こり難く、残留応力が減少し、かつ変形が少なくなるという利点がある。

次に、フロントパネル３について説明する。図７に示されるように、フロントパネル３は、エンブレム単体６を、溶融樹脂（本実施例の場合、ポリカーボネートＰＣ）で鋳ぐるんで成形したものである。図８の（ａ）に示されるように、第３成形型２７は、フロントパネル３に対応する窪み部２８が設けられた第３キャビティ型２９と、第３キャビティ型２９の窪み部２８に進入する突起部３１が設けられた第３コア型３２とを備えている。第３キャビティ型２９には、溶融樹脂（本実施例の場合、ポリカーボネートＰＣ）を射出するためのスプール３３とランナ３４が設けられている。第３コア型３２の突起部３１には、エンブレム単体６の背面部に突出した支持爪部９を嵌合させて保持するための穴部３５が設けられている。

図８の（ａ）に示されるように、突起部３１の穴部３４にエンブレム単体６を保持した第３コア型３２が前進し、第３キャビティ型２９の窪み部２８に進入する。このとき形成されるキャビティに、溶融樹脂がスプール３３とランナ３４を介して射出される。所定時間の後、第３コア型３２が後退して型開きされる。これにより、図８の（ｂ）に示されるように、エンブレム単体６をインサート成形したフロントパネル３が成形される。ここで、フロントパネル３における幅方向の中央部の厚み（例えば、６ｍｍ）に対して、幅方向の両端部の厚みは薄くなっている（例えば、３ｍｍ）。このため、薄肉のエンブレム原体５を直接にインサート成形してフロントパネル３を成形すると（従来の射出成形方法）、肉厚の不均一により「ひけ」が生じ易い。ところが、本実施例の場合、エンブレム原体５（厚みが１ｍｍ程度）よりも厚肉のエンブレム単体６（厚みが３ｍｍ程度）を、フロントパネルの厚肉部分にインサート成形してフロントパネル３を成形しているため、肉厚の不均一が解消されている。この結果、フロントパネル３に「ひけ」が生じにくくなる。また、エンブレム単体６内のエンブレム原体５に溶融樹脂の熱が直接に及ばないため、エンブレム原体５に施した表面処理（インジウムメッキ）がダメージを受けることはない。更に、エンブレム原体５の変形が防止されるとともに、エンブレム原体５の周縁部（見切り部）がぼやけることも防止され、意匠性が向上する。

エンブレム単体６を組み込んで成形されたフロントパネル３は、図９に示されるように、エンブレム単体６を除く背面部にベースコートＤがされた後、インジウムメッキＥがされる。ベースコートは、ウレタン系塗料、フッ素系塗料、ポリエチレン系塗料、ナイロン系塗料等が塗布されることによって行われる。また、インジウムメッキされる部分は透明なので、正面視におけるフロントパネル３は金属メッキ色（白色）に視認される。

続いて、図１０に示されるように、フロントパネル３の背面部全体に黒色の塗装Ｆ（トップコート）がされる。これにより、フロントパネル３の正面視において、エンブレム４（フロントパネル３に組み込まれた状態のエンブレム単体６）の枠部７とマーク部８がインジウムメッキされて白色に視認されるとともに、それらの周辺部（エンブレム単体６の正面部）が黒色に視認され、更にフロントパネル３の大部分がインジウムメッキされて白色に視認される。この結果、フロントパネル３の見栄えが向上し、その意匠性が高められる（図１１を参照）。

そして、図１１に示されるように、フロントパネル３の前面を保護するために、ハードコートＧがされる。これにより、フロントパネル３の表面の鉛筆硬度が２Ｂから２Ｈに向上し、傷が付きにくくなる。

本明細書では、フロントパネル３（ベース部材）にエンブレム４（加飾部材）を組み込んで射出成形する場合について説明した。しかし、フロントパネル３以外のベース部材に、エンブレム４以外の加飾部材を組み込んで射出成形する場合であってもよい。

本発明の実施例の車両１００の正面図である。（ａ）はエンブレム原体５の正面図、（ｂ）は同じく側面図である。（ａ）は第１成形型１１の密着状態の断面図、（ｂ）は同じく型開き状態の断面図である。エンブレム原体５に表面処理を施すための工程図である。エンブレム単体６の斜視図である。（ａ）は第２成形型１８のキャビティにポリカーボネートＰＣを射出した状態の作用説明図、（ｂ）は内側第２コア型２３を前進させた状態の作用説明図である。フロントパネル３の斜視図である。（ａ）は第３成形型２７のキャビティにポリカーボネートＰＣを射出した状態の作用説明図、（ｂ）は第３成形型を型開きした状態の作用説明図である。フロントパネル３の背面部にベースコートＤとインジウムメッキＥをする状態の作用説明図である。同じく黒色塗装Ｆをする状態の作用説明図である。フロントパネル３の正面部にハードコートＧをする状態の作用説明図である。車両用の車間距離検出装置の作用説明図である。

符号の説明

１００車両
３フロントパネル（ベース部材）
４エンブレム（加飾部材）
５エンブレム原体（加飾部材原体）
６エンブレム単体（加飾部材単体）
７枠部
８マーク部
９支持爪部
１１第１成形型
１８第２成形型
２１第２キャビティ型（キャビティ型）
２２外側第２コア型（外側コア型）
２３内側第２コア型（内側コア型）
２７第３成形型
ＰＣポリカーボネート（溶融樹脂）

Claims

薄肉の加飾部材を厚肉のベース部材にインサートして射出成形する方法であって、
第１成形型のキャビティに溶融樹脂を射出して加飾部材原体を成形する工程と、
前記加飾部材原体を第２成形型にインサートし、そのキャビティに溶融樹脂を射出して、前記加飾部材原体の周囲に樹脂材を鋳ぐるみ、前記加飾部材原体の厚みよりも厚く、かつ前記ベース部材の厚みよりも薄い加飾部材単体を成形する工程と、
前記加飾部材単体を第３成形型にインサートし、そのキャビティに溶融樹脂を射出して、前記加飾部材単体を一体に組み込んだベース部材を成形する工程と、
を含むことを特徴とする加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法。
前記第２成形型は、キャビティ型と、前記キャビティ型の周縁部に密着する筒状の外側コア型と、該外側コア型の内周面を摺動してその軸方向に進退可能な内側コア型と、を備え、
前記キャビティ型と前記外側コア型とが密着し、前記内側コア型が後退して、そのキャビティの容積が前記加飾部材単体のキャビティの容積よりも大の状態で該キャビティに溶融樹脂が射出され、
前記内側コア型が前進して、前記キャビティ内の溶融樹脂を圧縮することを特徴とする請求項１に記載の加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法。
前記加飾部材原体は、リング状の枠部と、前記枠部の内周側に設けられるマーク部と、前記枠部の背面部に突設され、加飾部材原体を前記第２成形型に保持するための支持爪部とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法。
前記加飾部材原体は、その表面及び／又は裏面に所定の表面処理が施されて前記第２成形型にインサートされることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法。
前記表面処理には、インジウム等の金属蒸着が含まれることを特徴とする請求項４に記載の加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法。
前記加飾部材単体が前記ベース部材に組み込まれてインサート成形された後、前記ベース部材における前記加飾部材単体を除く部分の表面及び／又は裏面に所定の表面処理が施されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法。
前記第１ないし第３の成形型に射出される溶融樹脂は、いずれもポリカーボネートであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法。
前記ベース部材は車両に使用される横長のフロントパネルであり、前記加飾部材は前記フロントパネルにおける幅方向のほぼ中央部に組み込まれたエンブレムであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の加飾部材のベース部材へのインサート射出成形方法。
請求項１ないし８のいずれか１項に記載のインサート射出成形方法により成形されることを特徴とするベース部材。