JP6036518B2 - 射出成形装置及び補強リブ押出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の内外装部品に用いる車両用樹脂部品を射出成形する射出成形装置及びその射出成形装置に使用する補強リブ押出し装置に関する。

一般に、自動車の内外装部品（例えば、バンパーやクォータトリムなど）には、デザイン上の見映えを重視する意匠面を有するパネル本体と、パネル本体の剛性を確保するための補強リブとを備えている。また、自動車の内外装部品は、パネル本体と補強リブを一体的に成形するとともに、意匠面の自由度を高めるために、射出成形装置によって製造された車両用樹脂部品であることが多い。
この車両用樹脂部品には、近年の地球環境問題に対応するため、一層の薄肉化と高剛性化が求められている。しかし、車両用樹脂部品の薄肉化を進めると、補強リブの基端部に対応するパネル本体表面側にヒケが生じやすく、また、補強リブが凝固するとき収縮して型溝に密着するため、離型しにくくなる問題があった。
そのため、車両用樹脂部品の意匠面における見映えを確保しつつ、離型性を高める射出成形装置に関する技術が開発されている（例えば、特許文献１−３参照）。

例えば、特許文献１の技術は、薄板部に補強リブが形成される樹脂成形品を成形するための射出成形金型において、補強リブ形成側の金型成形面のうち、少なくとも補強リブ形成用の凹部が含まれる部分及びその周辺に、溶融樹脂と点接触する程度の微細な凹凸を形成し、また、補強リブ形成側の金型、及び補強リブに対向する金型の両方に、樹脂のガラス転移点または結晶化温度以下の所定温度に制御する温度制御機構を設けることを特徴とする。
そして、両方の金型を加温することによって、薄板部に較べて板厚の厚い補強リブの固化がおそくなり、補強リブ内の溶融樹脂が薄板部方向に引張られる一方、薄板部表面は温度が高いため濡れ性が高い状態、すなわち、密着状態になり、薄板部の意匠面側にヒケが発生しにくい状態を実現することができる。また、これに加えて、補強リブ形成用の凹部及びその周辺に、溶融樹脂と点接触する程度の微細な凹凸を形成することで、溶融樹脂の型離れを促進させることができる。

また、特許文献２の技術は、キャビティ型と、コア型と、該キャビティ型と該コア型との間で形成されており溶融樹脂が充填されるキャビティ部と、を有する熱可塑性樹脂射出成形用金型であって、該キャビティ型はその表面部に断熱層を有し、該コア型はその表面部に離型性かつ断熱性機能のある離型性断熱層を有することを特徴とする。
この熱可塑性樹脂成形用金型によれば、溶融樹脂がキャビティ部に充填されると、キャビティ型表面は瞬時に昇温し、濡れ性を発現して溶融樹脂は該型表面に強く密着する。一方、コア型表面は離型性断熱層を有するため、溶融樹脂と接触はしているが密着はしていない状態に保たれる。このため、コア側の溶融樹脂は、コア型面から直ちに離型が進行し、型面との間に空気断熱層が形成され、冷却速度の鈍化が起こる。その結果、キャビティ型面での樹脂は密着したまま、コア側の樹脂のみ収縮が進行する状態となり、キャビティ側の成形品表面にはヒケを発生させることなく、成形品の固化を完了させることができる。

また、特許文献３の技術は、固定型と可動型によって射出成形した成形品を、可動型に設けた押出しピンによって離型する方法であって、型開き前に押出しピンによって成形品を固定型キャビティ面に向けて圧接し、この圧接した状態を維持しながら、可動型から成形品を離型させる時の離型力が、固定型から成形品を離型させる時の離型力に一致する直前まで型開きする。そして、その後成形品を可動型に付着させた状態で型開きを完了させ、押出しピンによって成形品を可動型から離型させることによって、樹脂成形型における成形品の離型力を軽減する技術である。

特開２００５−３１３３３０号公報 特開平６−２１８７６９号公報 特開平７−３２３４４５号公報

しかしながら、特許文献１−３には、以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１の技術では、溶融樹脂を注入した後、固定型と可動型の両方の温度を加温し、一定温度を保持したまま溶融樹脂を凝固させるので、凝固時間が増加して、射出成形における生産性が著しく低下する。特に、補強リブの肉厚を、薄板部（パネル本体に相当）の肉厚より薄くすると、補強リブの固化が早まるのを防止するため、より高い温度に加温せざるを得なくなり、凝固時間の更なる増加につながり、射出成形における生産性が低下する問題が顕著となる。また、特許文献１の技術では、補強リブ形成用の凹部が含まれる部分及びその周辺に、溶融樹脂と点接触する程度の微細な凹凸を形成（例えば、無電解ニッケルメッキにより形成）するので、型製作費が増加することになり好ましくない。

次に、特許文献２の技術では、キャビティ型はその表面部に断熱層を有し、コア型はその表面部に離型性かつ断熱性機能のある離型性断熱層を有するので、特許文献１の技術と同様に、凝固時間が増加して、射出成形における生産性が低下する。また、断熱層（例えば、セラミックス等の板）は、割れや剥れなどのおそれもある。したがって、特許文献２の技術では、射出成形における生産性の低下とともに、射出成形型における耐久性の低下も問題となる。

この点、特許文献３の技術では、凝固時間の増加による射出成形における生産性が低下する問題は生じない。
しかし、特許文献３の技術では、可動型の近傍に可動型の型開きストロークを測定するための測定検出機構が設けられ、この測定検出機構によって可動型の型開きストロークを測定するとともに、この測定値に基づいて型締め用シリンダユニットの作動を制御するようにしている。また、押出し用ロッドの近傍に押出しピンの移動ストロークを測定するための他の測定検出機構が設けられ、この測定検出機構によって測定した測定値に基づいて押出し用シリンダユニットの作動を制御するようにしている。このように、複数の測定検出機構や制御装置が必要となり、射出成形装置の複雑化と高コスト化を招くことになる。
また、特許文献３の技術では、成形収縮によって可動型に貼り付いた成形品を押出しピンで押圧するので、成形品（パネル本体に相当）の肉厚を薄くすると、押圧力による変形や白化のおそれが増大する。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構造及び方法で、意匠面のヒケを防止しつつ、薄肉化した車両用樹脂部品の離型性を向上する射出成形装置及びその射出成形装置に使用する補強リブ押出し装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る射出成形装置及び補強リブ押出し装置は、次のような構成を有している。
（１）パネル本体の裏面側に複数の補強リブが突設される車両用樹脂部品の射出成形装置であって、
キャビ型とコア型と補強リブ用キャビ型とを備え、前記補強リブ用キャビ型は前記コア型に入子されていること、
前記補強リブ用キャビ型には、前記キャビ型及び前記コア型の冷却回路と独立して制御される冷却回路を有することを特徴とする。

（２）（１）に記載された射出成形装置において、
前記補強リブ用キャビ型の型冷却温度は、前記キャビ型及び前記コア型の型冷却温度より高いことを特徴とする。
（３）（１）又は（２）に記載された射出成形装置において、
前記補強リブ用キャビ型は、前記キャビ型及び前記コア型より熱伝導率が高い亜鉛合金鋳物を溝加工して形成したことを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載された射出成形装置において、
前記パネル本体を昇降する昇降装置と、前記補強リブを押出す補強リブ押出し装置とを備え、
前記補強リブ押出し装置の押出しストローク長を前記昇降装置の昇降ストローク長以下としたことを特徴とする。
（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された射出成形装置において、
前記補強リブの交差部には筒状体が形成され、該筒状体を押出す筒状体押出し装置を備えることを特徴とする。

（６）（４）に記載された射出成形装置に使用する補強リブ押出し装置であって、
前記補強リブの一般部に当接するリブ押出しピンと、
前記リブ押出しピンを昇降自在に保持する押出し板と、
前記昇降装置の昇降板と前記押出し板との間で伸縮する伸縮部材とを備え、
前記昇降板の上昇に伴い前記押出し板が上端に到達した後、前記昇降板の更なる上昇により前記伸縮部材が短縮することを特徴とする。
（７）（６）に記載された補強リブ押出し装置において、
前記リブ押出しピンの摺動部から前記補強リブ用キャビティ内のガスを逃がすことを特徴とする。

次に、本発明に係る射出成形装置及び補強リブ押出し装置の作用及び効果について説明する。
（１）パネル本体の裏面側に複数の補強リブが突設される車両用樹脂部品の射出成形装置であって、キャビ型とコア型と補強リブ用キャビ型とを備え、補強リブ用キャビ型はコア型に入子されていること、補強リブ用キャビ型には、キャビ型及びコア型の冷却回路と独立して制御される冷却回路を有することを特徴とするので、簡単な構造及び方法で、意匠面のヒケを防止しつつ、薄肉化した車両用樹脂部品の離型性を向上することができる。

すなわち、キャビ型とコア型と補強リブ用キャビ型とを備え、補強リブ用キャビ型はコア型に入子されているので、補強リブ用キャビ型の冷却回路をキャビ型とコア型の冷却回路と分離独立して設けることが容易である。また、補強リブ用キャビ型はコア型に入子されているので、補強リブ用キャビ型とコア型との間で、型温度の伝達を遮断しやすくなる。また、補強リブ用キャビ型の冷却回路は、キャビ型及びコア型の冷却回路と独立して制御されるので、パネル本体及び補強リブ全体の肉厚を薄くした場合でも、補強リブ用キャビ型を補強リブの肉厚に最適な冷却温度にすることができ、パネル本体のヒケ等を生じさせることなく、パネル本体及び補強リブの凝固時間を短縮させることができる。
したがって、（１）の射出成形装置によれば、簡単な構造及び方法で、意匠面のヒケを防止しつつ、薄肉化した車両用樹脂部品の離型性を向上することができる。

（２）（１）に記載された射出成形装置において、補強リブ用キャビ型の型冷却温度は、前記キャビ型及び前記コア型の型冷却温度より高いことを特徴とするので、補強リブ用キャビ型の冷却温度を補強リブの成形収縮量を抑制するように制御することによって、補強リブの離型性を更に向上させることができる。すなわち、離型時における、補強リブ側の温度をパネル本体側の温度より高くすることによって、補強リブの成形収縮量をパネル本体の成形収縮量に比較して相対的に低減させることができる。補強リブとパネル本体との成形収縮量に差を設けることによって、補強リブの型喰い付きを低減して、離型性を向上させることができる。なお、補強リブ用キャビ型の冷却温度を５０℃程度とし、キャビ型及びコア型の冷却温度を２０℃程度とするのが好ましい。

（３）（１）又は（２）に記載された射出成形装置において、補強リブ用キャビ型は、キャビ型及びコア型より熱伝導率が高い亜鉛合金鋳物を溝加工して形成したことを特徴とするので、補強リブ用キャビ型の型温度が、キャビ型及びコア型の型温度に影響されることなく、全体的に略均一になり、意匠面のヒケを防止しつつ、薄肉化した車両用樹脂部品の離型性をより一層向上させることができる。
また、補強リブ用キャビ型は亜鉛合金鋳物であるため、一般にキャビ型及びコア型に使用される高強度合金鋼より被切削性が大幅に向上する。例えば、幅が０．５ｍｍ程度で、深さが５．０〜６．０ｍｍ程度の補強リブ用溝加工をエンドミルを用いて行うことができる。したがって、補強リブの超薄肉化を実現する補強リブ用キャビ型を簡単に製作することができる。

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載された射出成形装置において、パネル本体を昇降する昇降装置と、補強リブを押出す補強リブ押出し装置とを備え、補強リブ押出し装置の押出しストローク長を昇降装置の昇降ストローク長以下としたことを特徴とするので、補強リブ押出し装置は、補強リブを補強リブ用キャビ型溝の外に押出すストローク長で足りる。それ以上のストローク長は、パネル本体を昇降する昇降装置が、その役割を担うよう、成形後の取出しストローク長を夫々分担させることができる。したがって、薄肉化した補強リブを押出すリブ押出しピンの径が細くても、ストローク長が短いので、補強リブ押出し装置においてリブ押出しピンが折損する等の不具合が生じにくい。
また、補強リブ押出し装置は、直接に補強リブを押出すことによって離型させるので、補強リブの型喰い付きを効果的に解除することができ、また、パネル本体の変形や白化等の不具合が生じるおそれが少ない。

（５）（１）乃至（４）のいずれか１つに記載された射出成形装置において、補強リブの交差部には筒状体が形成され、該筒状体を押出す筒状体押出し装置を備えることを特徴とするので、交差部に隣接する補強リブに押出し荷重が分散されて、パネル本体や補強リブ一本当たりに作用する押出し荷重を低減できる。その結果、パネル本体及び補強リブ全体をより一層薄肉化しても、離型の際に、パネル本体及び補強リブの変形や白化等の不具合が生じるおそれを、より一層低減することができる。

（６）（４）に記載された射出成形装置に使用する補強リブ押出し装置であって、補強リブの一般部に当接するリブ押出しピンと、リブ押出しピンを昇降自在に保持する押出し板と、昇降装置の昇降板と押出し板との間で伸縮する伸縮部材とを備え、昇降板の上昇に伴い押出し板が上端に到達した後、昇降板の更なる上昇により伸縮部材が短縮することを特徴とするので、簡単な構造及び方法で、意匠面のヒケを防止しつつ、薄肉化した車両用樹脂部品の離型性を向上することができる。

すなわち、リブ押出しピンを昇降自在に保持する押出し板は、昇降板の上昇に伴い押出し板が上端に到達した後、昇降板の更なる上昇により伸縮部材が短縮するので、リブ押出しピンが直接に補強リブを押出すことによって離型性を向上させつつ、リブ押出しピンのストローク長を伸縮部材が短縮することによって短くできる。リブ押出しピンのストローク長を短くするので、リブ押出しピンの折損、曲がり、かじり等の不具合を低減することができる。
また、昇降装置の昇降板と押出し板との間に伸縮部材を設けるだけでよいので、特許文献３の技術のように、複数の測定検出機構や制御装置を必要としない。よって、簡単な構造と方法で、射出成形装置の離型性を向上できる。
ここで、伸縮部材は、所定の荷重までは短縮せず、所定の荷重を超過した段階で短縮する部材が好ましい。具体的には、補強リブの型喰い付きを解除可能な所定の荷重に対しては短縮せず、押出し板が上端に到達して所定の荷重を超過したとき短縮する部材が好ましい。例えば、伸縮部材には、所定の圧縮ガス（窒素ガス）を内蔵するガススプリングが適している。

（７）（６）に記載された補強リブ押出し装置において、リブ押出しピンの摺動部から補強リブ用キャビティ内のガスを逃がすことを特徴とするので、補強リブに欠肉やウェルド等の欠陥が生じることを防止できる。
すなわち、リブ押出しピンは、補強リブ用キャビ型に穿設された通孔を摺動するため、押出しピン外周と通孔との間には、略０．０５ｍｍ程度のクリアランスが設けられている。そして、この程度のクリアランスであるので、補強リブ用キャビティ内のガスを逃がしつつ、所定の粘度を有する溶融樹脂を漏洩させることがない。
よって、射出成形後に補強リブを押出して、パネル本体を変形させることなく車両用樹脂部品を射出成形装置から取り出すことができるとともに、補強リブ用キャビティ内のガスが残留することによる欠肉等の成形欠陥を低減できる。

本実施形態に係る射出成形装置によって成形する車両用樹脂部品（第１実施例）の斜視図である。 図１のＡ部における裏面斜視図である。 図２のＢ部における補強リブの斜視図である。 本実施形態に係る射出成形装置によって成形する車両用樹脂部品（第２実施例）の裏面斜視図である。 図４のＥ部における補強リブの斜視図である。 本実施形態に係る射出成形装置の模式的断面図である。 図５に示す補強リブを成形する入子構造の斜視図である。 図６における補強リブ押出し装置の断面図である。 図８の補強リブ押出し装置において、補強リブ押出し完了段階の断面図である。 図８の補強リブ押出し装置において、パネル本体上昇完了段階の断面図である。 補強リブの一般部を押出すリブ押出しピンの部分斜視図である。 図３に示す補強リブの筒状体を押出す筒状体押出し装置の断面図である。

次に、本発明に係る実施形態である射出成形装置及び補強リブ押出し装置について、図面を参照して詳細に説明する。はじめに、本実施形態に係る射出成形装置によって成形する車両用樹脂部品（第１実施例及び第２実施例）の構造及び補強リブの詳細構造を説明する。次に、本実施形態に係る射出成形装置及び車両用樹脂部品（第２実施例）の段付き補強リブを成形する入子構造を説明する。最後に、補強リブ押出し装置の構造及び動作を説明する。

＜車両用樹脂部品（第１実施例）の構造＞
まず、本発明に係る実施形態である射出成形装置によって成形する車両用樹脂部品（第１実施例）について、バンパー（半完成品）の例でその構造を説明する。図１に、本発明に係る射出成形装置によって成形する車両用樹脂部品（第１実施例）であるバンパー（半完成品）の斜視図を示す。

図１に示すように、車両用樹脂部品（第１実施例）であるバンパー１０は、左右両端が車両側面方向に湾曲した略コ字状の形状をなしている。バンパー１０の上端１３には、ラジエターグリルやフェンダとの見切り部が形成されている。また、バンパー１０のパネル本体１には、ナンバープレート取付座（中央付近）やフォグランプ取付穴（両サイド）が形成されている。これら他部品の取付座、取付穴を除く、車両外方に沿う外形面（パネル本体の表面側）が意匠面となり、外観品質（見映え）を重視して成形されている。
意匠面の見映えや、部品板厚の薄肉化及び部品全体の高剛性化等を確保するため、射出成形時における樹脂流動性を高めるべく、例えば、複数の樹脂注入部Ｒ１〜Ｒ６をパネル本体１の上下端１３、１４やフォグランプ取付穴１５等に設けている。そして、樹脂注入部Ｒ１〜Ｒ６は、射出成形後に除去する。
また、パネル本体１において、特に断面曲率の小さい箇所（例えば、Ａ部）の裏面側１２には、以下に説明する補強リブ２が形成されている。

＜車両用樹脂部品（第１実施例）における補強リブの構造＞
次に、車両用樹脂部品１０（第１実施例）におけるパネル本体１の裏面側１２に突設されている補強リブ２の構造を説明する。図２に、図１のＡ部における裏面斜視図を示す。図３に、図２のＢ部における補強リブの斜視図を示す。

図２に示すように、パネル本体１の裏面側１２には、複数の補強リブ２が互いに交差しながら突設されている。補強リブ２は、放射状に交差して複数のハニカム形状を構成しながら、パネル本体１の裏面側１２に所定の範囲に亘って形成されている。補強リブ２は、基端部がパネル本体１に接続され、先端部が開放されている。補強リブ２の基端部と先端部は、同一の肉厚で形成されている。

図３に示すように、パネル本体１の裏面側１２には、補強リブ２が交差する交差部２２、２２Ｂを含む撓み部Ｃ、Ｄが形成されている。撓み部Ｃの箇所では、３本の補強リブ２の一般部２１が一箇所で交差して、交差部２２を形成している。また、撓み部Ｄの箇所では、３本の補強リブ２の一般部２１が筒状体２３と交差して、交差部２２Ｂを形成している。したがって、パネル本体の裏面側１２には、補強リブ２の一般部２１が直線的に交差する交差部２２を含む撓み部Ｃ、及び補強リブ２の一般部２１が筒状体２３と交差する交差部２２Ｂを含む撓み部Ｄを介して閉鎖するループ形状（ここでは、ハニカム形状）が形成されている。なお、撓み部Ｄを備えないループ形状（ハニカム形状）も形成されている。また、補強リブ２の肉厚は、パネル本体１の肉厚の１／３程度以下である。

＜車両用樹脂部品（第２実施例）の構造＞
次に、本発明に係る実施形態である射出成形装置によって成形する車両用樹脂部品（第２実施例）について、サイドマッドガード（半完成品）の例でその構造を説明する。図４に、本実施形態に係る射出成形装置によって成形する車両用樹脂部品（第２実施例）の裏面斜視図を示す。図５に、図４のＥ部における補強リブの斜視図を示す。
図４に示すように、車両用樹脂部品（第２実施例）であるサイドマッドガード１０Ａは、車両側面に沿って取り付けられ、車両前後方向において略同一断面形状をなしている。車両用樹脂部品１０Ａは、パネル本体１と、補強リブ（以下、「段付き補強リブ」ともいう）２Ａと、樹脂供給路３と、ガゼットリブ４とを備えている。ここで、矢印Ｘは車両前後方向を示し、矢印Ｙは車両上下方向を示し、矢印Ｚは車両幅方向を示す。
パネル本体１は、意匠面を構成する断面曲率の小さい一般部１６と断面曲率の大きい湾曲部１７と稜線部１８、１９とを備えた薄肉の板状体である。一般部１６の裏面側１２には、一方の側面にアンダーカット形状を形成した複数個の段付き補強リブ２Ａが立設されている。稜線部１８、１９には、デザイン上のキャラクターライン（１８）と部品端末の見切りライン（１９）等が該当する。見切りライン（１９）には、金型のキャビティ内へ溶融樹脂を供給するゲートが配設されている。

＜車両用樹脂部品（第２実施例）における補強リブの構造＞
図４に示すように、車両用樹脂部品（第２実施例）における段付き補強リブ２Ａは、パネル本体１の裏面側１２に接合する基端部２１の肉厚を、先端部２２の肉厚より薄く形成されている。段付き補強リブ２Ａの断面は、リブ延在方向（矢印Ｘの方向）において略一定である。段付き補強リブ２Ａのリブ延在方向（矢印Ｘの方向）端末である側端部２３Ａは、一般部１６の境界近傍で開放されている。段付き補強リブ２Ａは、パネル本体１の稜線部１８から略平行に離間して延設されている。段付き補強リブ２Ａは、リブ延在方向（矢印Ｘの方向）において略直線状に形成されているが、パネル本体１の稜線部１８に沿って、大きく湾曲させることは可能である。複数個の段付き補強リブ２Ａの間隔は、立設する一般部１６の断面曲率に応じて増減する。一般部１６の断面曲率が小さくなれば、段付き補強リブ２Ａの間隔を狭くする。一般部１６の断面曲率が略一定であれば、段付き補強リブ２Ａの間隔は、略等間隔とする。

図５に示すように、基端部２１Ａの根元側２１２Ａの肉厚は、所定の高さ（一点鎖線の位置）まで最小（極薄）に形成され、先端部２２Ａの下端２２２Ａと接合する上端側２１１Ａの肉厚が、根元側２１２Ａの肉厚より僅かに厚く形成されている。例えば、根元側２１２Ａの肉厚は０．３〜０．４ｍｍ程度で、上端側２１１Ａの肉厚は０．４〜０．６ｍｍ程度が好ましい。このとき、基端部の高さは、３．０ｍｍ程度で、その根元側２１２の高さは、０．５ｍｍ程度である。

図５に示すように、先端部２２Ａの下端２２２Ａは、基端部２１Ａに向かって徐々に肉厚が薄くなるようテーパ状に形成されている。テーパ状に形成した下端２２２Ａの水平方向に対する傾斜角は、４５度程度が好ましい。先端部２２Ａは、軽量化を図りながらリブ延在方向の剛性を高めるため、高さを低くしたとき肉厚を厚くし、高さを高くしたとき肉厚を薄くすることが、好ましい。例えば、先端部２２Ａの高さを５．０ｍｍ程度としたとき、肉厚を２．０ｍｍ程度とする。また、先端部２２Ａの高さを３．０ｍｍ程度としたとき、肉厚を３．０ｍｍ程度とする。

図５に示すように、先端部２２Ａの上端２２１Ａは、パネル本体１の裏面側１２と略平行に形成されている。先端部２２Ａの上端２２１Ａと、アンダーカット形状を形成した一方の側面と対向する他方の側面と交差するコーナ部２２３Ａには、湾曲面が形成されている。コーナ部２２３Ａに湾曲面を形成することによって、後述する樹脂供給路３から先端部２２Ａに供給された溶融樹脂を、他方の側面に沿って基端部２１Ａに向けて流れるように案内することができる。
先端部２２Ａの下端２２２Ａには、樹脂供給路３を経由して先端部２２Ａに溶融樹脂が供給される樹脂供給口３２が形成されている。

なお、樹脂供給路３は、図４に示すゲートからパネル本体１の金型キャビティ内へ供給された溶融樹脂を、段付き補強リブ２Ａの先端部２２Ａに基端部２１Ａより先行して、供給する湯路である。樹脂供給路３は、パネル本体１の裏面側１２との接合部３１から段付き補強リブ２Ａの先端部２２Ａの下端２２２Ａまで基端部２１Ａに沿って形成され、樹脂供給口３２に連通されている。樹脂供給路３は、基端部２１Ａのアンダーカット側の肉厚を、部分的に厚くしてリブ高さ方向（矢印Ｚの方向）に形成されている。樹脂供給路３は、リブ延在方向（矢印Ｘの方向）で所定の間隔をあけて形成され、射出成形後に離型させるとき、段付き補強リブ２Ａとともにリブ延在方向と直交する方向（矢印Ｙの方向）に撓むことができる。
また、ガゼットリブ４は、基端部２１Ａの根元側２１２Ａとパネル本体１の裏面側１２とを連結する三角形状の補強リブである。ガゼットリブ４は、リブ延在方向（矢印Ｘの方向）で所定の間隔をあけて形成されている。ガゼットリブ４は、基端部２１Ａの根元側２１２Ａのみを補強することによって、射出成形後の離型時において、パネル本体１の変形、歪を防止している。

＜射出成形装置の全体構造＞
次に、本実施形態に係る射出成形装置１００の全体構造及び動作を説明する。図６に、本実施形態に係る射出成形装置の模式的断面図を示す。

図６に示すように、射出成形装置１００には、可動型３、固定型４、補強リブ成形型５（５Ａ）、昇降装置６、及び補強リブ押出し装置７を備えている。
可動型３は、上端３１１にパネル本体裏面側１２の成形面を有するコア型３１と、スペーサ部材である型ブロック３２と、成形機（図示しない）に取り付ける型台３３とを有する。コア型３１の上端３１１には、補強リブ２又は段付き補強リブ２Ａが形成される範囲に亘って凹部３１２が形成されて、その凹部３１２に補強リブ成形型５（５Ａ）が入子されている。また、コア型３１の内部には、型冷却用の流路（冷却回路）３４が形成されている。

図６に示すように、補強リブ成形型５（５Ａ）には、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）と補強リブ押出し装置７とを有する。補強リブ押出し装置７は、取付板７３によって補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）の下端に締結されている。取付板７３から下方には、伸縮部材７５が延設されて、後述する昇降装置６の昇降板６２に固定されている。また、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）の内部には、型冷却用の流路（冷却回路）５２（５２Ａ）が形成されている。補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）は、高強度合金鋼からなるコア型及びキャビ型に比較して熱伝導率が高く、被切削性の良い亜鉛合金鋳物（例えば、ＺＡＳ（三井金属鉱業株式会社の商品名））である。なお、亜鉛合金の組成は、例えば、Ａｌが約４％、Ｃｕが約３％、Ｍｇが約０．０５％、そして残部がＺｎである。熱伝導率は、通常の合金鋼に比べて、２．５〜４倍程度高くなっている。

図６に示すように、コア型３１の下端３１３と型台３３との間には、パネル本体１を昇降する昇降装置６が格納されている。昇降装置６は、上端でパネル本体裏面側１２に当接する昇降ピン６１と、複数の昇降ピン６１の下端が当接する共通の昇降板６２を備えている。昇降板６２は、可動型３の型台３３に当接している。
昇降ピン６１は、パネル本体１の内、剛性の高い箇所を昇降するように配置する。また、昇降板６２は、型台３３を貫通して進退する成形機（図示しない）のシリンダーロッド９によって、所定の昇降ストローク長Ｓ２（図１０を参照）だけ上下動する。昇降装置６のストローク長Ｓ２は、射出成形された車両用樹脂部品１０（１０Ａ）をコア型３１から取り出せる位置まで昇降させるように設定する。

図６に示すように、固定型４は、下端４１１にパネル本体表面側１１の成形面を有するキャビ型４１と、スペーサ部材である型ブロック４２と、成形機（図示しない）に取り付ける型台４３とを有する。また、キャビ型４１の内部には、型冷却用の流路（冷却回路）４４が形成されている。
コア型３１、キャビ型４１、及び補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）にそれぞれ形成された型冷却用の流路（冷却回路）３４、４４、５２（５２Ａ）は、互いに独立した冷却回路を構成している。そして、各冷却回路の温度を独立して制御する制御部（図示しない）を有している。

＜入子構造＞
次に、車両用樹脂部品（第２実施例）の補強リブを成形する入子構造を説明する。図７に、図５に示す補強リブを成形する入子構造の斜視図を示す。
図７に示すように、コア型３１には、矩形状の入子構造の補強リブ用キャビ型５１Ａが挿入されている。補強リブ用キャビ型５１Ａには、段付き補強リブ２Ａに対応する位置に矩形状のリブ溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃを形成されている。リブ溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃ内には、略Ｌ字状断面を有するスライド駒５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ）が上下動可能に挿入されている。スライド駒５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ）は、昇降装置６の昇降板６２（図６を参照）に図示しない弾性部材を介して連結されている。スライド駒５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ）は、段付き補強リブ２Ａの射出成形時における樹脂収縮を弾性部材を介することによって吸収できる。

ここで、補強リブ用キャビ型５１Ａに形成したリブ溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃとスライド駒５３ａ、５３ｂ、５３ｃとの隙間が、段付き補強リブ２Ａのキャビティを構成する。そのため、上記隙間を調節することによって、段付き補強リブ２Ａの肉厚を簡単に変更することができる。特に、基端部２１Ａの肉厚を薄く設定することが、容易となる。
なお、補強リブ用キャビ型５１Ａには、リブ溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃと干渉しない位置に、型冷却用の流路（冷却回路）５２Ａが、コア型３１及びキャビ型４１の型冷却用の流路（冷却回路）３４、４４とは独立して形成されている。

また、図７に示すように、スライド駒５３ａ、５３ｂ、５３ｃの上端には、所定の間隔で樹脂供給路のキャビティ５３ａｇ、５３ｂｇ、５３ｃｇが形成されている。スライド駒５３ａ、５３ｂ、５３ｃの上端には、所定の間隔でガゼットリブのキャビティ５３ａｈ、５３ｂｈ、５３ｃｈが形成されている。樹脂供給路のキャビティ５３ａｇ、５３ｂｇ、５３ｃｇ、及びガゼットリブのキャビティ５３ａｈ、５３ｂｈ、５３ｃｈは、いずれも狭い溝形状であるが、スライド駒５３ａ、５３ｂ、５３ｃを補強リブ用キャビ型５１Ａから取り出して加工できるので、加工性が向上する。
また、ガゼットリブのキャビティは、補強リブ用キャビ型５１Ａに形成したリブ溝５１ａ、５１ｂ、５１ｃの肩に形成することもできる。

＜補強リブ押出し装置＞
次に、補強リブ２を補強リブ用キャビ型５１から押出す補強リブ押出し装置７について説明する。図８に、図６における補強リブ押出し装置の断面図を示す。図９に、図８の補強リブ押出し装置において、補強リブ押出し完了段階の断面図を示す。図１０に、図８の補強リブ押出し装置において、パネル本体上昇完了段階の断面図を示す。図１１に、補強リブの一般部を押出すリブ押出しピンの部分斜視図を示す。

図８に示すように、補強リブ押出し装置７は、リブ押出しピン７１、第１押出し板７２、取付板７３、連結ロッド７４、伸縮部材７５、ガイドピン７６、及び圧縮ばね７７を備えている。
リブ押出しピン７１は、補強リブ２の肉厚より大きい径の棒状押出しピンであり、補強リブ用キャビ型５１に穿設された通孔５１３内を摺動する。リブ押出しピン７１と通孔５１３との隙間は、略０．０５ｍｍ程度であり、成形時のガス抜き通路となっている。
また、図１１に示すように、リブ押出しピン７１の上端には、補強リブ２の一般部２１に当接する第１当接部７１１と、補強リブ２の側壁に当接する第２当接部７１２と、パネル本体裏面側１２に当接する第３当接部７１３を有している。リブ押出しピン７１は、補強リブ２を直接押出すことによって、離型性を向上させている。なお、第２当接部７１２は、補強リブ２を押出す際、補強リブ２が横方向へ撓むのを防止する働きを有している。

図８に示すように、第１押出し板７２は、補強リブ用キャビ型５１の下端に形成された凹部５１２内に収納されている。第１押出し板７２には、リブ押出しピン７１の下部が係止されている。補強リブ用キャビ型５１の凹部５１２上端と第１押出し板７２との間には、所定の隙間が設けられている。補強リブ押出し時には、リブ押出しピン７１及び第１押出し板７２は上記所定の隙間を移動して、第１押出し板７２が補強リブ用キャビ型５１の凹部５１２上端に当接して停止する。第１押出し板７２の上端と補強リブ用キャビ型５１の凹部５１２上端には、夫々ばね座７２２、５１４が穿設され、その間に戻し用の圧縮ばね７７が挿入されている。

図８に示すように、取付板７３は、補強リブ用キャビ型５１の下端に締結されている。取付板７３上端と補強リブ用キャビ型５１の凹部５１２上端との間には、ガイドピン７６が立設され、ガイドピン７６によって第１押出し板７２の移動を案内している。補強リブ押出し前においては、取付板７３の上端に第１押出し板７２が当接している。
連結ロッド７４は、第１押出し板７２の下端に配設されている。連結ロッド７４の上端には、鍔部７４１を有している。鍔部７４１は第１押出し板７２の下端に当接している。コア型３１には、連結ロッド７４が挿通する通孔３１４が穿設されている。

図８に示すように、伸縮部材７５は、第１押出しシリンダーロッド７５１と第１押出しシリンダーケース７５２とを備えている。第１押出しシリンダーロッド７５１は、連結ロッド７４に連結されている。第１押出しシリンダーケース７５２の下端は、昇降装置６の昇降板６２に固定されている。
伸縮部材７５は、ガススプリングであって、第１押出しシリンダーケース７５２内には、圧縮ガス（窒素ガス）が内蔵されている。圧縮ガス圧は、圧縮ばね７７力及び補強リブ２の型喰い付き力より大きく、第１押出し板７２が補強リブ用キャビ型５１の凹部５１２上端に当接して停止してから、第１押出しシリンダーロッド７５１が第１押出しシリンダーケース７５２内に収納されるよう設定されている。

図９に示すように、昇降板６２の上昇に伴って、補強リブ押出し装置７は、全体的に上昇するが、第１押出し板７２が補強リブ用キャビ型５１の凹部５１２上端に当接して、停止する。このときのストローク長Ｓ１は、補強リブ２を補強リブ用キャビ型５１の溝５１１から離脱させる程度である。第１押出しシリンダーケース７５２内には、圧縮ばね７７及び補強リブ２の型喰い付き力に対抗できる圧縮ガス（窒素ガス）が内蔵されているので、この段階では、第１押出しシリンダーロッド７５１は、第１押出しシリンダーケース７５２内に収納されない。

図１０に示すように、昇降板６２が更に上昇すると、第１押出し板７２が補強リブ用キャビ型５１の凹部５１２上端に当接しているので、第１押出しシリンダーロッド７５１が第１押出しシリンダーケース７５２内に収納される。したがって、昇降板６２の更なる上昇については、伸縮部材７５が短縮して対応する。なお、昇降板６２の更なる上昇により、射出成形された車両用樹脂部品１０をコア型３１から取り出せる位置まで昇降させることができる。このとき、昇降ピン６１は、パネル本体１の内、剛性の高い箇所を昇降するように配置されているので、パネル本体１の変形や白化等の不具合が生じるおそれはない。

＜筒状体押出し装置＞
次に、補強リブ２の交差部２２Ｂに形成された筒状体２３を押出す筒状体押出し装置８について説明する。図１２に、図３に示す補強リブの筒状体を押出す筒状体押出し装置の断面図を示す。
図１２に示すように、筒状体押出し装置８には、環状押出しパイプ８１、芯部材８２、第２押出し板８３、及び第２押出しシリンダ８４を備えている。
環状押出しパイプ８１は、筒状体２３と略同径の先端部を有し、筒状体２３の下端を押圧して補強リブ用キャビ型５１溝から押出すパイプである。環状押出しパイプ８１の下端は、第２押出し板８３に締結されている。第２押出し板８３の下端には、第２押出しシリンダ８４が配置され、第２押出し板８３を昇降させる。第２押出しシリンダ８４は、可動型３の型台３３に固定されている。芯部材８２は、筒状体２３内周側の中空部を形成する棒状体であり、環状押出しパイプ８１及び第２押出し板８３の案内部材を兼ねている。芯部材８２の下端は、可動型３の型台３３に固定されている。芯部材８２と環状押出しパイプ８１との隙間は、０．０５ｍｍ程度であり、補強リブ用キャビ型５１溝のガス抜き通路となっている。
筒状体押出し装置８は、必要に応じて設けるが、筒状体２３に隣接する補強リブ２に押出し荷重が分散されて、パネル本体１や補強リブ２一本当たりに作用する押出し荷重を低減できる。したがって、パネル本体１の断面曲率が小さく、張り剛性の少ない箇所に設けると、パネル本体１の変形、白化等の低減に有効である。

＜作用効果＞
以上、詳細に説明したように、本実施形態に係る射出成形装置１００によれば、キャビ型４１とコア型３１と補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）とを備え、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）はコア型３１に入子されているので、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）の冷却回路５２（５２Ａ）をキャビ型４１とコア型３１の冷却回路４４、３４と分離独立して設けることが容易である。また、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）はコア型３１に入子されているので、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）とコア型３１との間で、型温度の伝達を遮断しやすくなる。また、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）の冷却回路５２（５２Ａ）は、キャビ型４１及びコア型３１の冷却回路４４、３４と独立して制御されるので、パネル本体１及び補強リブ２全体の肉厚を薄くした場合でも、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）を補強リブ２（２Ａ）の肉厚に最適な冷却温度にすることができ、パネル本体１のヒケ等を生じさせることなく、パネル本体１及び補強リブ２（２Ａ）の凝固時間を短縮させることができる。

また、本実施形態によれば、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）の型冷却温度は、キャビ型４１及びコア型３１の型冷却温度より高いことを特徴とするので、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）の冷却温度を補強リブ２（２Ａ）の成形収縮量を抑制するように制御することによって、補強リブ２（２Ａ）の離型性を向上させることができる。すなわち、離型時における、補強リブ側の温度をパネル本体側の温度より高くすることによって、補強リブ２（２Ａ）の成形収縮量をパネル本体１の成形収縮量に比較して相対的に低減させることができる。補強リブ２（２Ａ）とパネル本体１との成形収縮量に差を設けることによって、補強リブ２（２Ａ）の型喰い付きを低減して、離型性を向上させることができる。なお、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）の冷却温度を５０℃程度とし、キャビ型４１及びコア型３１の冷却温度を２０℃程度とするのが好ましい。

また、本実施形態によれば、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）は、キャビ型４１及びコア型３１より熱伝導率が高い亜鉛合金鋳物を溝加工して形成したことを特徴とするので、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）の型温度が、キャビ型４１及びコア型３１の型温度に影響されることなく、全体的に略均一になり、意匠面のヒケを防止しつつ、薄肉化した車両用樹脂部品１０（１０Ａ）の離型性をより一層向上させることができる。
また、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）は亜鉛合金鋳物であるため、一般にキャビ型４１及びコア型３１に使用される高強度合金鋼より被切削性が大幅に向上する。例えば、幅が０．５ｍｍ程度で、深さが５．０〜６．０ｍｍ程度の補強リブ用溝加工をエンドミルを用いて行うことができる。したがって、補強リブ２（２Ａ）の超薄肉化を実現する補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）を簡単に製作することができる。

また、本実施形態によれば、パネル本体１を昇降する昇降装置６と、補強リブ２を押出す補強リブ押出し装置７とを備え、補強リブ押出し装置７の押出しストローク長を昇降装置６の昇降ストローク長以下としたことを特徴とするので、補強リブ押出し装置７は、補強リブ２を補強リブ用キャビ型５１溝の外に押出すストローク長で足りる。それ以上のストローク長は、パネル本体１を昇降する昇降装置６が、その役割を担うよう、成形後の取出しストローク長を夫々分担させることができる。したがって、薄肉化した補強リブ２を押出すリブ押出しピン７１の径が細くても、ストローク長が短いので、リブ押出しピン７１が折損する等の不具合を生じにくい。
また、補強リブ押出し装置７は、直接に補強リブ２を押出すことによって離型させるので、補強リブ２の型喰い付きを効果的に解除することができ、また、パネル本体１の変形や白化等の不具合を生じるおそれが少ない。

また、本実施形態によれば、補強リブ２の交差部２２Ｂには筒状体２３が形成され、該筒状体２３を押出す筒状体押出し装置８を備えることを特徴とするので、交差部２２Ｂに隣接する補強リブ２に押出し荷重が分散されて、パネル本体１や補強リブ２一本当たりに作用する押出し荷重を低減できる。その結果、パネル本体１及び補強リブ２全体をより一層薄肉化しても、離型の際に、パネル本体１及び補強リブ２の変形や白化等の不具合が生じるおそれを、より一層低減することができる。

また、本実施形態に係る射出成形装置１００に使用する補強リブ押出し装置７によれば、リブ押出しピン７１を昇降自在に保持する第１押出し板７２は、昇降板６２の上昇に伴い第１押出し板７２が上端に到達した後、昇降板６２の更なる上昇により伸縮部材７５が短縮するので、リブ押出しピン７１が直接に補強リブ２を押出すことによって離型性を向上させつつ、リブ押出しピン７１のストローク長を伸縮部材７５が短縮することによって短くできる。リブ押出しピン７１のストローク長を短くするので、リブ押出しピン７１の折損、曲がり、かじり等の不具合を低減することができる。
また、昇降装置６の昇降板６２と第１押出し板７２との間に伸縮部材７５を設けるだけでよいので、特許文献３の技術のように、複数の測定検出機構や制御装置を必要としない。よって、簡単な構造と方法で、射出成形装置の離型性を向上できる。

また、本補強リブ押出し装置７によれば、リブ押出しピン７１の摺動部から補強リブ用キャビティ内のガスを逃がすことを特徴とするので、補強リブ２に欠肉やウェルド等の欠陥が生じることを防止できる。
すなわち、リブ押出しピン７１は、補強リブ用キャビ型５１に穿設された通孔５１３を摺動するため、リブ押出しピン外周と通孔との間には、略０．０５ｍｍ程度のクリアランスが設けられている。そして、この程度のクリアランスであるので、補強リブ用キャビティ内のガスを逃がしつつ、所定の粘度を有する溶融樹脂を漏洩させることがない。
よって、射出成形後に補強リブ２を押出して、パネル本体１を変形させることなく車両用樹脂部品１０を射出成形装置１００から取り出すことができるとともに、補強リブ用キャビティ内のガスが残留することによる欠肉等の成形欠陥を低減できる。

上述した本実施形態は、本発明の要旨を変更しない範囲で変更することができる。
本実施形態では、補強リブ用キャビ型５１（５１Ａ）は、キャビ型４１及びコア型３１より熱伝導率が高い亜鉛合金鋳物をエンドミルによって溝加工して形成した。しかし、溝加工方法は、エンドミルによる切削加工に限る必要はない。
例えば、放電加工を用いた溝加工も可能である。亜鉛合金鋳物の場合、放電加工しても加工面が硬化しないので、その後の研磨をスムーズに行うことができる。また、放電加工であれば、補強リブの肉厚や外形形状を自由に加工できる効果も奏する。

本発明は、特に自動車のバンパーやトリム等の内外装部品に用いる車両用樹脂部品を射出成形する射出成形装置及びその射出成形装置に使用する補強リブ押出し装置として利用できる。

１ パネル本体
２ 補強リブ
２Ａ 段付き補強リブ
３ 可動型
４ 固定型
５ 補強リブ成形型
５Ａ 補強リブ成形型
６ 昇降装置
７ 補強リブ押出し装置
８ 筒状体押出し装置
１０ 車両用樹脂部品（バンパー）
１０Ａ 車両用樹脂部品（サイドマッドガード）
２１ 補強リブの一般部
２１Ａ 段付き補強リブの基端部
２２Ａ 段付き補強リブの先端部
２３ 筒状体
３１ コア型
４１ キャビ型
５１ 補強リブ用キャビ型
５１Ａ 補強リブ用キャビ型
５２ 補強リブ用キャビ型の流路（冷却回路）
５２Ａ 補強リブ用キャビ型の流路（冷却回路）
５３ スライド駒
７１ リブ押出しピン
７５ 伸縮部材
８１ 環状押出しパイプ
１００ 射出成形装置

Claims (6)

1. パネル本体の裏面側に複数の補強リブが突設される車両用樹脂部品の射出成形装置であって、
   キャビ型とコア型と補強リブ用キャビ型とを備え、前記補強リブ用キャビ型は前記コア型に入子構造で挿入固定されていること、
   前記補強リブ用キャビ型には、前記キャビ型及び前記コア型の冷却回路と独立して制御される冷却回路を有すること、
   前記パネル本体を昇降する昇降装置と、前記補強リブを前記補強リブ用キャビ型の溝から離脱させるストローク長を有するリブ押出しピンを備えた補強リブ押出し装置とを備え、
   前記リブ押出しピンは、シリンダーケース内に少なくとも前記補強リブの型喰い付き力に対抗できる圧縮ガスが内蔵されている伸縮部材を介して前記昇降装置の昇降板に連結されていることを特徴とする射出成形装置。
2. 請求項１に記載された射出成形装置において、
   前記補強リブ用キャビ型の型冷却温度は、前記キャビ型及び前記コア型の型冷却温度より高いことを特徴とする射出成形装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載された射出成形装置において、
   前記補強リブ用キャビ型は、前記キャビ型及び前記コア型より熱伝導率が高い亜鉛合金鋳物を溝加工して形成したことを特徴とする射出成形装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された射出成形装置において、
   前記補強リブの交差部には筒状体が形成され、該筒状体を押出す筒状体押出し装置を備えることを特徴とする射出成形装置。
5. 請求項４に記載された射出成形装置に使用する補強リブ押出し装置であって、
   前記補強リブの一般部に当接するリブ押出しピンと、
   前記リブ押出しピンを昇降自在に保持する押出し板と、
   前記昇降装置の昇降板と前記押出し板との間で伸縮する伸縮部材とを備え、
   前記昇降板の上昇に伴い前記押出し板が上端に到達した後、前記昇降板の更なる上昇により前記伸縮部材が短縮することを特徴とする補強リブ押出し装置。
6. 請求項５に記載された補強リブ押出し装置において、
   前記リブ押出しピンの摺動部から補強リブ用キャビティ内のガスを逃がすことを特徴とする補強リブ押出し装置。

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