JP5722546B2 - 自動車照明灯のレンズカバー成形用金型および自動車照明灯のレンズカバーの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はレンズカバー成形用金型およびレンズカバーの製造方法に関し、特に自動車用照明灯（例えば前照灯）に好適なレンズカバーを製造するための成形用金型およびこれを用いた製造方法に関する。

図１に示すとおり、自動車用前照灯２は筐体４を有している。筐体４の端縁部には凹状のハウジング６（シール溝）が形成されている。筐体４の内部にはバルブや遮蔽フード、リフレクタなどの部材が配置され（図示略）、筐体４に対しレンズカバー１０が接合されている。レンズカバー１０はポリカーボネートなどの樹脂材料で形成（成形）されている。レンズカバー１０は、レンズカバー本体１２と、レンズカバー本体１２の端縁部に形成される凸状のレンズシール足１４とを、有している。
図２に示すとおり、ハウジング６には充填材２０が塗布され、ハウジング６に対しレンズシール足１４が差し込まれることで、ハウジング６とレンズシール足１４とが接合され、筐体４に対しレンズカバー１０が接合されている。

上記のように、凹状のハウジング６と凸状のレンズシール足１４とを接合させるとき、この接合部のシール性を確保するためには、一定以上のシール高さＧが必要となる。自動車用前照灯２のレンズカバー１０において、レンズカバー１０の金型抜き方向３０と凹状のハウジング６の金型抜き方向３２とが異なる場合（図１参照）、金型抜き方向３０と金型抜き方向３２との違いから、接合部の開き角度が大きくなり、レンズシール足１４の根元付近は、図２の部分Ｆ（断面直径）で示すように、製品（成形品）の平均肉厚よりも厚い形状を有する。
図１，図２に示す自動車用前照灯２を例にとると、レンズカバー１０とハウジング６の抜き角度差Ｄは１７°であり、Ｇ＝１４ｍｍ，Ｆ＝６．７ｍｍである。下記では、このような製品の平均肉厚よりも厚いレンズシール足１４の部分を肉厚部（１６）といい、肉厚部１６とレンズカバー本体１２との接続部を立壁（１８）という。立壁１８の厚さＨは２．５ｍｍ程度で、製品の平均肉厚とほぼ同じ値となっている。

上記のような自動車用前照灯２のレンズカバー１０の製造方法を簡単に説明すると、当該製造方法では、固定型４０と可動型４２とが使用され（図４参照）、レンズカバー１０は射出成形法により製造される。
すなわち、図３，図４を参照すると、成形機（図示略）を用いて、溶融・混練した樹脂材料（具体的にはポリカーボネート）を、注入点５０から固定型２２に注入する。当該樹脂材料はコールドランナー５２，ゲート５４を通過してレンズシール足１４へ流入し、さらにレンズシール足１４からレンズカバー本体１２に流入し、レンズカバー１０が製造される。たとえば、樹脂材料の樹脂温度は２９０℃程度と、固定型４０，可動型４２の温度は８０℃程度と設定される。

この場合に、図５に示すとおり、ゲート５４よりレンズシール足１４に流入した樹脂材料は、立壁１８よりも流動抵抗が少なく流動が容易な肉厚部１６から先に流れ、ゲート５４の奥側に向けて回り込むように流動しやすい（図５中矢印参照）。樹脂材料をゲート５４より射出・充填した開始直後０．５秒後のゲート５４付近の樹脂流動解析結果をみると、図６に示すとおり、樹脂材料６０の流動分布において、立壁１８の方向の流動Ｊに比べてレンズシール足１４（肉厚部１６）に沿った流動Ｋは、流動長として２０ｍｍ多く進む。樹脂材料６０のこの流動がさらに進んだ後、３秒後の流動先端は図７中符号６２で示すようにレンズシール足１４に沿って回り込み、５秒後ではさらにレンズカバー本体１２へ上がり、未充填の袋閉じ（図８中符号６４で示す。）を形成する。この現象により、レンズカバー本体１２上に樹脂材料６０の未充填部分が形成され、その未充填部分でガスが急激に抜ける際の発熱によるシルバーストリークやウエルドラインの発生で外観を損ねるという問題があった。

これに対し、特許文献１の技術では、図９に示すとおり、可動型４２のレンズシール足１４に対応する部位に対し可動式ピン７０を挿通し、レンズシール足１４の肉厚部１６におけるレンズシール足１４に沿った樹脂材料６０の流入を制限するようにしている。
詳しくは、固定型４０には油圧シリンダ７２が設けられており、可動式ピン７０が油圧シリンダ７２に接続されている。そして油圧シリンダ７２を制御することで、図１０に示すとおり、可動式ピン７０を可動型４２のレンズシール足１４に対応する部位の側壁に当接させた状態からやや引き離した状態とし、可動式ピン７０の先端部と可動型４２の当該側壁との間に０．８ｍｍ程度の隙間７４を形成し、樹脂材料６０を流入させながらもその流入量を制限するようにしている。

特開２００９−１２９８２２号公報（段落００１７〜００１９など）

しかしながら、特許文献１の技術によれば、固定型４０に油圧シリンダ７２の設置スペースを設ける必要があり、金型が大型化する。もちろん、可動式ピン７０，油圧シリンダ７２を使用せずに、立壁１８の厚さを肉厚部１６と同程度に大きくすることも考えられるが、樹脂材料６０の使用にかかる製造コストの増大を招き、射出成形後の樹脂材料６０の硬化時間（冷却時間）が長くなり生産効率の低下を招くことにもなる。
したがって、本発明の主な目的は、金型の大型化や製造コストの増大、生産効率の低下を招くことなく、樹脂材料の未充填部分の形成を防止することができる自動車照明灯のレンズカバー成形用金型およびこれを用いた自動車照明灯のレンズカバーの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため本発明の一態様によれば、
自動車照明灯のレンズカバーの成形に用いられる金型において、
外部に露出する露出部と、前記露出部の周縁部を取り囲む被遮蔽部と、前記露出部と前記被遮蔽部とを接続する立壁とを有し、
前記被遮蔽部には、前記露出部の露出面と交差する方向に延出するレンズシール足が形成され、
前記レンズシール足が先端側の肉厚部と基端側の肉抜き部とで構成され、
前記肉厚部の厚さが前記レンズカバーの平均肉厚より厚く、
前記肉厚部の断面直径が、前記レンズシール足の延出方向における前記肉厚部のシール高さと同じであり、
前記肉抜き部の厚さが前記肉厚部より薄く、
前記立壁の厚さが前記レンズカバーの平均肉厚と同じである自動車照明灯のレンズカバー成形用金型であって、
固定型と、
可動型と、
前記固定型と前記可動型との間をスライド移動可能なスライド型とを備え、
前記固定型と前記可動型と前記スライド型との間には前記レンズシール足に対応する成形空間が形成され、
前記成形空間には樹脂材料の射出口が連結され、
前記スライド型の一部が前記固定型との間のパーティングラインに沿って前記成形空間に向けて突出しており、
前記レンズシール足の延出方向と同じ方向における前記スライド型の突出部の高さが、前記レンズシール足の延出方向における前記肉抜き部と同じ高さで設定され、かつ、前記レンズシール足の延出方向における前記レンズシール足の高さの５０％であることを特徴とする自動車照明灯のレンズカバー成形用金型が提供される。

本発明の他の態様によれば、
前記自動車照明灯のレンズカバー成形用金型を用いた自動車照明灯のレンズカバーの製造方法であって、
前記固定型、前記可動型および前記スライド型を型締めした状態で、前記射出口から前記成形空間に樹脂材料を射出・充填して硬化させる工程と、
前記スライド型をスライド移動させる工程と、
前記可動型を前記固定型から型開きする工程と、
を備えることを特徴とする自動車照明灯のレンズカバーの製造方法が提供される。

本発明によれば、スライド型の一部がレンズシール足に相当する成形空間に向けて突出しているから、レンズシール足の肉厚部の厚みが軽減され、レンズシール足の肉厚部に沿う過剰な樹脂材料の流動を抑制することができる。その結果、金型の大型化や製造コストの増大、生産効率の低下を招くことなく、樹脂材料の未充填部分の形成を防止することができる。

自動車用前照灯の概略的な構成を示す縦断面図である。 図１の部分Ｅ（筐体とレンズカバーとの接合部）の拡大図である。 従来の製造方法を概略的に説明するための図面であって、レンズカバーを正面から見た場合の模式図である。 図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 樹脂材料の流動の様子を概略的に示す平面図である。 図５の部分Ｉ付近の概略的な様子を示す拡大図であって、樹脂材料の充填開始直後０．５秒後のゲート付近の樹脂流動解析結果を示す図面である。 従来の製造方法の問題点を説明するための図である。 従来の製造方法の問題点を説明するための図である。 特許文献１の技術を概略的に説明するための図面である。 図９の可動式ピンの先端部近傍の様子を概略的に説明するための図面である。 本発明の好ましい実施形態にかかるレンズカバーの概略的な構成（形状）を示す正面図である。 図１１のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 図１２の部分Ｅ２の拡大図である。 本発明の好ましい実施形態にかかるレンズカバーの製造方法を概略的に説明するための図面である。 従来の製造方法によるレンズシール足近傍の様子を概略的に示す図面である。 従来の製造方法による樹脂材料の充填開始直後から３秒後までの樹脂流動解析結果を示す図面である。 本発明の好ましい実施形態にかかる製造方法による樹脂材料の充填開始直後から３秒後までの樹脂流動解析結果を示す図面である。 特許文献１に記載の製造方法によるレンズシール足近傍の様子を概略的に示す図面である。 本発明の好ましい実施形態にかかる製造方法によるレンズシール足近傍の様子を概略的に示す図面である。

以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。

本発明の好ましい実施形態にかかるレンズカバー（１００）は、図１のレンズカバー１０に代わる自動車用前照灯２の構成部材として好適に使用されるものである。
図１１に示すとおり、レンズカバー１００は、自動車用前照灯の保護カバーとして外部に露出する露出部１０２と、車体ボディの内部に隠れる（遮蔽される）被遮蔽部１０４とを、有している。被遮蔽部１０４は、露出部１０２を取り囲むように露出部１０２の周縁部に形成されている。露出部１０２と被遮蔽部１０４とは一体成形されている。
図１２に示すとおり、被遮蔽部１０４には、筐体４（図１参照）と接合されるレンズシール足１１０が形成されている。

図１３に示すとおり、レンズシール足１１０は肉厚部１１２と肉抜き部１１４とで構成されている。肉厚部１１２が筐体４のハウジング６に接合される（図１参照）。レンズシール足１１０の高さＭを１００％としたとき、肉厚部１１２のシール高さＧは４０％以上である（Ｇ／Ｍ≧４０％）。すなわち、レンズシール足１１０（肉厚部１１２）のハウジング６に対するシール性を確保するためには、肉厚部１１２のシール高さＧとして、レンズシール足１１０の高さＭの４０％程度は確保する必要があり、レンズシール足１１０の高さＭのうち６０％程度までは肉抜きしてもよい（肉抜き部１１４を形成してもよい）。
本実施形態では、レンズシール足１１０の高さＭは５ｍｍ程度であり、肉厚部１１２のシール高さＧは２．５ｍｍ程度である。

続いて、レンズカバー１００の製造方法について説明する。

レンズカバー１００は従来と同様に樹脂材料の射出成形により製造される。
本実施形態では、特にレンズシール足１１０部分の製造方法が従来と異なるため、下記ではその部分を中心に説明する。
当該製造方法では図１４の金型１２０が使用される。金型１２０はレンズカバー成形用金型の一例である。
図１４（ａ）に示すとおり、金型１２０は基本的には固定型１２２，可動型１２４，スライド型１２６から構成されている。スライド型１２６は固定型１２２と可動型１２４との間に配置され、固定型１２２と可動型１２４との間をスライド移動できるようになっている。
スライド型１２６には突出部１２６ａが形成されており、スライド型１２６の一部が固定型１２２に向けて突出している。突出部１２６ａはレンズシール足１１０の肉抜き部１１４に対応した形状を有している。突出部１２６ａの高さ１２６ｂは肉抜き部１１４と同じ高さに設定され、詳しくはレンズシール足１１０の高さＭの６０％以内とされている。突出部１２６ａは固定型１２２との間のパーティングライン１２８に沿っている。突出部１２６ａの突出方向はパーティングライン１２８に対し平行であってもよいし、やや斜めに傾いていてもよい。スライド型１２６は図１１中の範囲１２６ｃにわたり延在している。

実際の当該製造方法では、はじめに、図１４（ａ）に示すとおり、固定型１２２，可動型１２４，スライド型１２６の位置を固定し（型締めし）、レンズシール足１１０に対応する成形空間１３０を形成する。このとき、スライド型１２６の突出部１２６ａは成形空間１３０に向けて突出している。
その後、図１４（ｂ）に示すとおり、成形空間１３０に対し樹脂材料１４０を射出・充填する。樹脂材料１４０の射出方向は図１１中の矢印１４６に示す方向である。この状態において、金型１２０（固定型１２２，可動型１２４など）を冷却して樹脂材料１４０を硬化させ、成形品１４２を得る。
その後、図１４（ｃ）に示すとおり、スライド型１２６を、固定型１２２と可動型１２４との間でスライド移動させる。その結果、成形品１４２中のレンズシール足１１０のうち、肉抜き部１１４が形成される。
その後、図１４（ｄ）に示すとおり、成形品１４２を固定型１２２に残したまま、可動型１２４を可動させ固定型１２２から引き離す（型開き（離型）する）。
その後、図１４（ｅ）に示すとおり、固定型１２２から成形品１４２を取り出せば、レンズシール足１１０を含むレンズカバー１００の製造が終了する。

以上のレンズカバー１００の製造方法によれば、スライド型１２６の突出部１２６ａを固定型１２２側に突出させた状態で樹脂材料１４０を成形空間１３０に射出・充填し、樹脂材料１４０を硬化させた後に、スライド型１２６をスライド移動させる（レンズシール足１１０において肉抜き部１１４を形成する）から、レンズシール足１１０の肉厚部１１２に沿う過剰な樹脂材料１４０の流動を抑制することができ、結果的に金型１２０の大型化や製造コストの増大、生産効率の低下を招くことなく、樹脂材料１４０の未充填部分の形成を防止することができる。

具体的には、従来の製造方法（可動式ピン，油圧シリンダも使用せずに単に樹脂材料１４０を金型１２０に射出・充填する方法）によれば、図１５に示すとおり、レンズシール足１１０の肉厚部１１２の断面直径Ｆは５ｍｍ程度である。この場合の樹脂材料１４０の射出・充填直後０秒後から３秒後までの樹脂流動解析結果をみると、図１６に示すとおり、袋閉じ部１４４が形成されているのが確認できる。
これに対し、本実施形態にかかる製造方法によれば、図１３に示すとおり、レンズシール足１１０の肉厚部１１２の断面直径Ｆは２．５ｍｍ程度であり、樹脂流動解析結果をみても、図１７に示すとおり、樹脂材料１４０は特に流動方向（流動分布）に偏りがなく層状に流動し、袋閉じ部１４４も形成されない。

他方、特許文献１に記載の技術によれば、図１８に示すとおり、可動式ピン７０の挿通によりレンズシール足１１０の肉厚部１１２の断面直径Ｆは２．８ｍｍ程度に抑えることが可能で、袋閉じ部１４４の形成は防止することはできるものの、これを実現するためには、可動式ピン７０や油圧シリンダ７２（図９参照）といった部材が必要であり、金型１２０の大型化を招く。
これに対し、本実施形態にかかる製造方法によれば、可動式ピン７０や油圧シリンダ７２といった部材を使用しなくても、肉厚部１１２の断面直径Ｆを短径化（２．５ｍｍ）することができ、金型１２０の大型化を防止することができる。

もちろん、従来の製造方法において、可動式ピン７０，油圧シリンダ７２を使用せずに、立壁１１６（図１３参照）の肉厚を肉厚部１１２と同程度にすることも考えられるが、樹脂材料１４０の使用にかかる製造コストの増大を招き、射出成形後の樹脂材料１４０の硬化時間（冷却時間）が長くなり生産効率の低下を招くことにもなる。
これに対し、本実施形態にかかる製造方法によれば、スライド型１２６をスライド移動させ肉抜き部１１４を形成するから、樹脂材料１４０の使用量や成形後の硬化時間を逆に抑えられ、製造コストの増大や生産効率の低下を防止することができる。

さらに、図１８に示すとおり、樹脂材料１４０の成形時において露出部１０２の端部１０６が湾曲し、露出部１０２と車体ボディ１５０との間に隙間１０８が形成され、外観上の見栄えが損なわれるような場合において、特許文献１に記載の技術によれば、スライド型１２６のようなスライド型を用いて端部１０６を車体ボディ１５０側に突出させよう（隙間１０８を狭くしよう）としても、可動式ピン７０の存在（干渉）により当該スライド型を設置することができず、隙間１０８を狭くすることはできない。
これに対し、本実施形態にかかる製造方法によれば、可動式ピン７０の存在（干渉）を考慮する必要がなく、スライド型１２６に対し形状加工を施せば、図１９に示すとおり、露出部１０２の端部１０６を突起状に（突条形状に）形成して隙間１０８を狭くすることができ、露出部１０２と車体ボディ１５０との間で外観上の見栄えが損なわれるのを有効に防止することもできる。

Ｄ 抜き角度差
Ｆ 部分（断面直径）
Ｇ シール高さ
Ｈ 厚さ
Ｊ，Ｋ 流動
２ 自動車用前照灯
４ 筐体
６ ハウジング
１０ レンズカバー
１２ レンズカバー本体
１４ レンズシール足
１６ 肉厚部
１８ 立壁
２０ 充填材
３０，３２ 金型抜き方向
４０ 固定型
４２ 可動型
５０ 注入点
５２ コールドランナー
５４ ゲート
６０ 樹脂材料
６２ 流動先端
６４ 袋閉じ
７０ 可動式ピン
７２ 油圧シリンダ
７４ 隙間
１００ レンズカバー
１０２ 露出部
１０４ 被遮蔽部
１０６ 端部
１０８ 隙間
１１０ レンズシール足
１１２ 肉厚部
１１４ 肉抜き部
１１６ 立壁
１２０ 金型
１２２ 固定型
１２４ 可動型
１２６ スライド型
１２６ａ 突出部
１２６ｂ 高さ
１２６ｃ 範囲
１２８ パーティングライン
１３０ 成形空間
１４０ 樹脂材料
１４２ 成形品
１４４ 袋閉じ部
１５０ 車体ボディ

Claims (3)

1. 自動車照明灯のレンズカバーの成形に用いられる金型において、
   外部に露出する露出部と、前記露出部の周縁部を取り囲む被遮蔽部と、前記露出部と前記被遮蔽部とを接続する立壁とを有し、
   前記被遮蔽部には、前記露出部の露出面と交差する方向に延出するレンズシール足が形成され、
   前記レンズシール足が先端側の肉厚部と基端側の肉抜き部とで構成され、
   前記肉厚部の厚さが前記レンズカバーの平均肉厚より厚く、
   前記肉厚部の断面直径が、前記レンズシール足の延出方向における前記肉厚部のシール高さと同じであり、
   前記肉抜き部の厚さが前記肉厚部より薄く、
   前記立壁の厚さが前記レンズカバーの平均肉厚と同じである自動車照明灯のレンズカバー成形用金型であって、
   固定型と、
   可動型と、
   前記固定型と前記可動型との間をスライド移動可能なスライド型とを備え、
   前記固定型と前記可動型と前記スライド型との間には前記レンズシール足に対応する成形空間が形成され、
   前記成形空間には樹脂材料の射出口が連結され、
   前記スライド型の一部が前記固定型との間のパーティングラインに沿って前記成形空間に向けて突出しており、
   前記レンズシール足の延出方向と同じ方向における前記スライド型の突出部の高さが、前記レンズシール足の延出方向における前記肉抜き部と同じ高さで設定され、かつ、前記レンズシール足の延出方向における前記レンズシール足の高さの５０％であることを特徴とする自動車照明灯のレンズカバー成形用金型。
2. 請求項１に記載の自動車照明灯のレンズカバー成形用金型を用いた自動車照明灯のレンズカバーの製造方法であって、
   前記固定型、前記可動型および前記スライド型を型締めした状態で、前記射出口から前記成形空間に樹脂材料を射出・充填して硬化させる工程と、
   前記スライド型をスライド移動させる工程と、
   前記可動型を前記固定型から型開きする工程と、
   を備えることを特徴とする自動車照明灯のレンズカバーの製造方法。
3. 請求項２に記載の自動車照明灯のレンズカバーの製造方法において、
   前記樹脂材料がポリカーボネートであることを特徴とする自動車照明灯のレンズカバーの製造方法。