JP5421081B2 - 車輌用部品の射出成形用金型、車輌用部品及び車輌用部品の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、車輌用部品の射出成形用金型、車輌用部品及び車輌用部品の成形方法に関する。詳しくは、シボ加工面を粘性体又は粘弾性体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨して車輌用部品の表面粗さの不均一性を改善する技術分野に関する。

車輌用前照灯等の車輌に取り付けられる各種の車輌用灯具の構成部品とされる車輌用部品がある。

車輌用部品としては、例えば、車輌用前照灯の内部空間である灯室に配置され構成部品の一部を遮蔽するエクステンション等が存在するが、このような車輌用部品は灯室において高温下に晒されることも多く、高い耐熱性が要求される。また、車輌用灯具の軽量化を図るために、軽量化の確保が可能な樹脂材料によって車輌用部品を形成する必要もある。

従って、車輌用部品は耐熱性等の高いポリエステル系の樹脂材料やナイロン系の樹脂材料によって形成されることが多い（例えば、特許文献１参照）。このような樹脂材料としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合成樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂の合成樹脂、６６ナイロン等がある。

上記のような車輌用部品は、一般に、射出成形用金型を用いた射出成形によって成形される。

車輌用部品の射出成形用金型には、車輌用部品の表面に複数のシボを形成するシボ加工を行うためのシボ加工面を有しているものがある。シボ加工面には、シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されており、該加工用凹部の表面には微少な無数の凹凸が形成されている。この微少な凹凸は深さがサブミクロン乃至数ミクロンレベルのオーダーで形成され、金型の成形上、必然的に生じるものである。

特開２００３−７１８６８号公報

ところが、上記のようなポリエステル系等の樹脂材料は、シボ加工を行う際に、射出成形用金型に対する十分な転写性を有していないと言う不具合がある。

即ち、図６に示すように、射出成形用金型ａのシボ加工面ｂに対して樹脂材料ｃが充填されたときに、シボ加工するための加工用凹部ｄ、ｄ、・・・に樹脂材料ｃが僅かな隙間を残して充填されることがある。このように加工用凹部ｄ、ｄ、・・・と樹脂材料ｃの間に僅かな隙間が存在すると、隙間が生じた部分は転写不良となり一部のみに転写が行われると言う所謂転写ムラが生じてしまう。

従って、車輌用部品ｅのシボｆの表面は、一部が加工用凹部ｄの表面の微少な凹凸ｇの形状が転写された転写部ｈとして形成されるが、他の部分は微少な凹凸ｇの形状が転写されない鏡面状の非転写部ｉとして形成される。

成形時にこのような不十分な転写状態である転写ムラが生じてしまうと、成形品である車輌用部品ｅの表面粗さが不均一となり、転写部ｈと非転写部ｉの表面粗さの相違によって両者の拡散性（散乱性）が大きく異なることにより美観が損なわれ、品質の低下を来たすと言う問題がある。

特に、車輌用部品が外部から視認されるエクステンション等の部品として用いられる場合には、美観が損なわれて品質の低下を来たすことが、車輌用灯具の全体の品質の低下にもつながってしまう。

上記のような転写ムラの発生を抑制するために、成形時の圧力を高めたり、キャビティー内部の空気を吸引するような方法もあるが、現状では、何れの方法も転写ムラの発生を抑制する点では十分な効果が得られていない。

そこで、本発明車輌用部品の射出成形用金型、車輌用部品及び車輌用部品の成形方法は、車輌用部品の表面粗さの不均一性を改善することを課題とする。

車輌用部品の射出成形用金型は、上記した課題を解決するために、シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有し、前記シボ加工面が粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨されたものである。

従って、車輌用部品の射出成形用金型は、シボ加工面の表面粗さの値が小さくなる。

車輌用部品は、上記した課題を解決するために、シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有する射出成形用金型によって成形され、前記シボ加工面は粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨されているものである。

従って、車輌用部品は、シボの表面粗さの不均一性が改善される。

車輌用部品の成形方法は、上記した課題を解決するために、シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有する射出成形用金型の前記シボ加工面を粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨し、前記射出成形用金型を用いた射出成形によって複数のシボを有する車輌用部品を成形したものである。

従って、車輌用部品の成形方法は、車輌用部品のシボの表面粗さの不均一性が改善される。

本発明車輌用部品の射出成形用金型は、シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有し、前記シボ加工面が粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨されたことを特徴とする。

従って、転写ムラが生じた状態で車輌用部品が成形された場合でも、シボの表面における表面粗さの不均一性が小さく、車輌用部品の良好な美観が確保され、品質の向上を図ることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、前記加工用凹部の深さが２μｍ乃至１００μｍとされ、前記シボ加工面の表面粗さにおける最大高さが１．５μｍ以下とされているので、シボの表面における各部の表面粗さの相違が極めて小さくなり、品質の向上を図ることができる。

本発明車輌用部品は、車輌用灯具の構成部品とされる車輌用部品であって、シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有する射出成形用金型によって成形され、前記シボ加工面は粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨されていることを特徴とする。

従って、転写ムラが生じた状態で車輌用部品が成形された場合でも、シボの表面における表面粗さの不均一性が小さく、車輌用部品の良好な美観が確保され、品質の向上を図ることができる。

本発明車輌用部品の成形方法は、シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有する射出成形用金型の前記シボ加工面を粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨し、前記射出成形用金型を用いた射出成形によって複数のシボを有する車輌用部品を成形したことを特徴とする。

従って、転写ムラが生じた状態で車輌用部品が成形された場合でも、シボの表面における表面粗さの不均一性が小さく、車輌用部品の良好な美観が確保され、品質の向上を図ることができる。

以下に、本発明車輌用部品の射出成形用金型、車輌用部品及び車輌用部品の成形方法を実施するための最良の形態について添付図面を参照して説明する。

射出成形用金型１は車輌用灯具の内部に配置される車輌用部品１００、例えば、車輌用前照灯の内部に配置されるエクステンションを射出成形によって成形する金型である。

射出成形用金型１は雄型と雌型を有し、両者によって溶融樹脂が充填されるキャビティーが形成される。尚、図１には、雄型又は雌型の一方のみを示している。

射出成形用金型１はシボ加工面２を有し、該シボ加工面２にはシボ加工するための複数の加工用凹部３、３、・・・が形成されている（図１参照）。加工用凹部３の深さは、例えば、２μｍ乃至１００μｍとされている。

尚、加工用凹部３、３、・・・の深さが１μｍ程度である場合には、後述する研磨材によって加工用凹部３、３、・・・が研磨されたときに、研磨によって加工用凹部３、３、・・・が平面に近い状態になるおそれがあるため、上記のように、加工用凹部３、３、・・・の深さは少なくとも２μｍとされる必要がある。

加工用凹部３の表面には微少な無数の凹凸が形成されているが、この微少な凹凸が研磨材５０によって研磨され、シボ加工面２の表面粗さの値が小さくされている。シボ加工面２の表面粗さとしては、例えば、最大高さが１．５μｍ以下とされている。

研磨材５０は、粘性又は粘弾性を有する核体５１に複数の砥粒５２、５２、・・・が付着又は含有されて形成されている（図２参照）。核体５１としては、例えば、ゼラチン、ゴム、デンプン、ゲル等が用いられ、砥粒５２、５２、・・・としては、例えば、ダイヤモンド、アルミナ、炭化珪素等が用いられている。砥粒５２の粒径は、例えば、サブミクロンオーダーのレベルである。

研磨材５０は研磨される前の射出成形用金型１′のシボ加工面２に噴射される（図２参照）。図２は、核体５１の表面に砥粒５２、５２、・・・が付着されて形成された研磨材５０によってシボ加工面２′が研磨されている状態を示す図である。研磨材５０がシボ加工面２′に噴射されると、図２に示すように、研磨材５０は加工用凹部３′、３′、・・・の形状に倣って変形しながら流動され、シボ加工面２′に形成されている微少な凹凸が研磨される。このような研磨材５０による研磨が行われることにより射出成形用金型１が形成される（図１参照）。

研磨材５０による研磨は、研磨する面積によって変わるが、例えば、５分乃至１０分間行われ、この間、研磨材５０、５０、・・・がシボ加工面２に連続的に噴射される。

研磨材５０によって研磨された射出成形用金型１のキャビティーには溶融樹脂、即ち、車輌用部品１００を成形するための樹脂材料が充填される（図３参照）。この樹脂材料としては、耐熱性が高く軽量化を図ることが可能なポリエステル系の樹脂材料やナイロン系の樹脂材料が用いられる。具体的には、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合成樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂の合成樹脂、６６ナイロン等が用いられる。

射出成形用金型１のキャビティーに溶融樹脂が充填された状態においては、溶融樹脂として用いられたポリエステル系等の樹脂材料がシボ加工を行う際の十分な転写性を有していないため、加工用凹部３、３、・・・に溶融樹脂が僅かな隙間を残して充填されることがある（図３参照）。

キャビティーに溶融樹脂が充填されると、樹脂材料の冷却が開始され、溶融樹脂が固化する。

次いで、冷却が完了した後に、射出成形用金型１の雄型と雌型を分離し、キャビティーから成形品を取り出して車輌用部品１００の成形を完了する。車輌用部品１００には複数のシボ１０１、１０１、・・・が形成されているが、上記したように、加工用凹部３、３、・・・に溶融樹脂が僅かな隙間を残して充填されていると、シボ１０１には加工用凹部３の表面に形成された微少な凹凸の形状が転写された転写部１０１ａと微少な凹凸の形状が転写されない鏡面状の非転写部１０１ｂとが形成される。

しかしながら、上記したように、射出成形用金型１はシボ加工面２が研磨材５０によって研磨され表面粗さの値が非常に小さくされているため、シボ１０１の転写部１０１ａと非転写部１０１ｂの表面粗さの相違が極めて小さい。従って、上記のような転写ムラが生じていても、車輌用部品１００の表面粗さの不均一性が小さく、車輌用部品１００の良好な美観が確保され、品質の向上を図ることができる。

以下に、射出成形用金型１によって成形された車輌用部品１００についての測定データーを示す（図４及び図５参照）。

図４は、シボ加工面の表面の高さ（深さ）を示す測定データーである。図４において、上段は研磨材５０による研磨を行っていない射出成形用金型によって成形した車輌用部品についての測定データーであり、下段は研磨材５０による研磨を行った射出成形用金型１によって成形した車輌用部品１００についての測定データーである。車輌用部品１００の材料としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂の合成樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂とポリカーボネート樹脂の合成樹脂、６６ナイロン等を用いている。

横軸はシボ加工面の水平距離（μｍ）を示し、縦軸はシボ加工面の表面の高さ（深さ）（μｍ）を示す。縦軸の高さは、所定の面を基準面として便宜的に基準面を０として表している。横軸の水平距離は、左端を基準位置として便宜的に基準位置を０として表している。

研磨を行っていない場合には、上段の図に示すように、基準面（０μｍ）に対して高さの差が大きく、表面粗さにおける最大高さＲが４μｍを超えているが、研磨を行った場合には、下段の図に示すように、表面粗さにおける最大高さＲが１．５μｍ以下、具体的には、１．３５μｍとされている。

このように研磨を行った場合には研磨を行っていない場合に比し、表面粗さが大きく改善された。

図５は、車輌用部品の反射率を示す測定データーである。図５においては、研磨を行っていない射出成形用金型によって成形された車輌用部品、核体がゴムである研磨材によって研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品、核体がゼラチンである研磨材によって研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品の３種類の車輌用部品の反射率を示す測定データーである。

図５の測定においては、反射率として拡散反射率と正反射率を測定し、両者を合計して全反射率を算出した。

拡散反射率は、研磨を行っていない射出成形用金型によって成形された車輌用部品が最も高い値を示し、核体がゼラチンである研磨材によって研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品が最も低い値を示した。

正反射率は、研磨を行っていない射出成形用金型によって成形された車輌用部品が最も低い値を示し、核体がゼラチンである研磨材によって研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品が最も高い値を示した。

全反射率は、研磨を行っていない射出成形用金型によって成形された車輌用部品が最も低い値を示し、核体がゼラチンである研磨材によって研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品が最も高い値を示した。

図５の測定データーに示されるように、研磨を行っていない射出成形用金型によって成形された車輌用部品の拡散性が最も高く、表面粗さが粗いことがわかる。また、核体がゼラチンである研磨材によって研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品が正反射率、全反射率とも最も高い値を示し、表面粗さが大きく改善されていることがわかる。

また、核体がゴムである研磨材によって研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品についても、正反射率、全反射率とも高い値を示し、表面粗さが改善されていることがわかる。

以上に記載した通り、射出成形用金型１はシボ加工面２が研磨材５０によって研磨されているため、転写ムラが生じた状態で車輌用部品１００が成形された場合でも、シボ１０１の転写部１０１ａと非転写部１０１ｂの表面粗さの不均一性が小さく、車輌用部品１００の良好な美観が確保され、品質の向上を図ることができる。

特に、車輌用部品１００が外部から視認されるエクステンション等の部品として用いられる場合には、品質の向上による車輌用灯具の全体の品質の向上をも図ることができる。

また、加工用凹部３の深さが２μｍ乃至１００μｍとされたシボ加工面２の表面粗さにおける最大高さが１．５μｍ以下とされているため、シボ１０１の転写部１０１ａと非転写部１０１ｂの表面粗さの相違が極めて小さくなり、品質の向上を図ることができる。

尚、シボ加工面２の表面粗さにおける最大高さは１．３５μｍ以下とされていることが、より望ましい。

上記した最良の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図５と共に本発明の最良の形態を示すものであり、本図は射出成形用金型の一部を示す拡大断面図である。 研磨材によってシボ加工面が研磨されている状態を示す拡大断面図である。 車輌用部品が成形されている状態を示す拡大断面図である。 研磨されていない射出成形用金型によって成形された車輌用部品と研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品ついて、シボ加工面の表面の高さ（深さ）の測定データーを示す図である。 研磨されていない射出成形用金型によって成形された車輌用部品と研磨された射出成形用金型によって成形された車輌用部品ついて、反射率の測定データーを示す図である。 従来の問題点を説明するための図である。

１…射出成形用金型、２…シボ加工面、３…加工用凹部、５０…研磨材、５１…核体、５２…砥粒、１００…車輌用部品

Claims (4)

1. シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有し、
   前記シボ加工面が粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨された
   ことを特徴とする車輌用部品の射出成形用金型。
2. 前記加工用凹部の深さが２μｍ乃至１００μｍとされ、
   前記シボ加工面の表面粗さにおける最大高さが１．５μｍ以下とされている
   ことを特徴とする請求項１に記載の車輌用部品の射出成形用金型。
3. 車輌用灯具の構成部品とされる車輌用部品であって、
   シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有する射出成形用金型によって成形され、
   前記シボ加工面は粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨されている
   ことを特徴とする車輌用部品。
4. シボ加工するための複数の加工用凹部が形成されたシボ加工面を有する射出成形用金型の前記シボ加工面を粘性又は粘弾性を有する核体に複数の砥粒が付着又は含有された研磨材によって研磨し、
   前記射出成形用金型を用いた射出成形によって複数のシボを有する車輌用部品を成形した
   ことを特徴とする車輌用部品の成形方法。

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