JP6666082B2 - 樹脂成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、主として自動車用灯具を構成するエクステンションリフレクターや灯具ボディ等の樹脂成形品に係り、特に、リブやボス等の突起を備えた樹脂成形品に関する。
近年、エクステンションリフレクター等の自動車用灯具構成部材は、ランプデザインニーズの多様化に伴い、大型で複雑な形状への対応が求められている。これらニーズに対応するため、流動性の高いPBT系材料を採用することにより、薄肉・軽量にして、種々の複雑な形状であっても射出成形により簡単に製造できることから、樹脂成形品が使用されている。
例えば、図8に示すような、突起(例えば、前面カバーを位置決めするためのリブ)2が設けられた樹脂成形品(例えば、エクステンションリフレクター)1を成形する場合、図9に示すように、金型3,4を型締めし、成形面3a,4aによって画成されるキャビティC’を用いて射出成形する。しかし、ゲート5aからキャビティC’に射出された溶融樹脂6の一部が、キャビティC’における前記突起2に対応する部分C’1に流入するが、突起対応部分C’1が行き止まりのため、これ以上流動できず突起対応部分C’1に滞留し、未充填部分7ができる。この未充填部分7には、溶融樹脂6に含まれていた水分や揮発成分がガスとして存在し、樹脂6の射出が進むと未充填部分7が圧縮されて、ガスが成形面3aに沿って金型3,4外に抜け出るが、このガスが抜け出る際の痕跡が、シルバーストリーク(銀条の筋)として成形品1の意匠面1aに出現し、樹脂成形品1の外観性を低下させる。
そこで、射出成形の際に前記したシルバーストリークが現れないようにする様々な提案がなされている。
たとえば、下記特許文献1には、「開口部周縁に意匠面よりも厚肉のシールリブを備えたレンズカバー(前面カバーともいう)を射出成形する際に、射出成形開始当初は、サイドバルブゲートからキャビティのシールリブ部分に向けて樹脂を射出し、溶融樹脂が所定位置まで充填された段階で、サイドバルブゲートを閉じて、意匠面バルブゲートからキャビティの意匠面部分に向けて樹脂を射出することで、キャビティ内の途中に溶融樹脂の流れが滞留せず、キャティ内に未充填部分が発生せず、したがってレンズカバーの意匠面にシルバーストリークが出現しない。」という射出成形方法が記載されている。
特開2010-214749号(段落0016,0017、図1,2)
しかし、前記した先行特許文献では、成形用の金型にサイドバルブゲートと意匠面バルブゲートの両方を設け、さらには、前記両バルブゲートの開閉を制御する必要があるため、成形装置の構造が複雑となる。
また、成形されたレンズカバーの意匠面には、確かにシルバーストリークが出現しないものの、意匠面バルブゲートの痕跡が新たに残るため、レンズカバーの外観性が改善されるとはいえない。
発明者は、「シルバーストリークの発生は、射出成形の際に、キャビティの突起対応部分に溶融樹脂が滞留することに起因しており、溶融樹脂がキャビティの突起対応部分をスムーズに流動できれば、シルバーストリークの発生に繋がる溶融樹脂の滞留が起こらない。」と考えた。即ち、キャビティの突起対応部分をキャビティに対し連続する流路の一部となるように構成にすれば、射出成形の際に、溶融樹脂がキャビティの突起対応部分をスムーズに流動し、突起対応部分に溶融樹脂が滞留しない。そのためには、樹脂成形品の突起(図8の符号2)を、その背面側に凹部が形成されて前面側に膨出する中抜き袋状に構成すればよい、と考えた。
そして、試作した結果、有効であることが確認されたので、この度の特許出願に至ったものである。
本発明は、前記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡潔な成形装置を使用できて、シルバーストリークの出現しない樹脂成形品を提供することにある。
前記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、樹脂成形品本体の所定位置に突起が設けられ、成形する際に、金型のキャビティの前記突起に対応する部分に向って溶融樹脂が流動することによって成形される樹脂成形品において、
前記突起は、その背面側に凹部が形成されて前面側に膨出する中抜き袋状に構成されたことを特徴とする。
(作用)図9に示すように、突起2が形成された従来の樹脂成形品1(図8)を成形するキャビティC’は、突起対応部分C’1が樹脂の流路に対し分岐した行き止まりの空間で構成されている。このため、ゲート5aからキャビティC’に射出された溶融樹脂は、矢印に示すように、樹脂の流路であるキャビティC’内を流動する際に、一部が突起対応部分C’1に流入する。しかし、突起対応部分C’1は行き止まりであるため、突起対応部分C’1に溶融樹脂が滞留し、シルバーストリーク(銀条の筋)の出現に繋がる溶融樹脂の未充填部分7が発生する。
一方、図1,2に示すように、本発明の樹脂成形品10は、樹脂成形品本体11に設けた突起12が、その背面側に凹部14が形成されて前面側に膨出する中抜き袋状に構成されているので、図3に示すように、樹脂成形品10を成形するキャビティCの突起対応部分C-1は、所定の隙間を保持して中抜き袋状に延在して、連続する樹脂の流路であるキャビティCの一部を構成している。
このため、ゲート17からキャビティCに射出された溶融樹脂は、矢印に示すように、キャビティCに対し連続する樹脂の流路の一部である突起対応部分C-1に流入し滞留することなくスムーズに流動する。したがって、キャビティCの突起対応部分C-1に、シルバーストリーク(銀条の筋)に繋がる溶融樹脂の未充填部分が発生しない。
また、先行特許文献のような、サイドバルブゲートおよび意匠面バルブゲートを備えた金型を用いた成形装置ではなく、サイドゲートだけを備えた金型を用いた簡潔な構造の成形装置によって、シルバーストリークの出現しない成形品を成形できる。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の樹脂成形品において、前記樹脂成形品は、前記金型の分割面に設けたサイドゲートから前記キャビティに射出された溶融樹脂により成形され、前記突起は、前記樹脂成形品の意匠面側であって、前記樹脂成形品に残る前記ゲートの痕跡と前記意匠面間に設けられたことを特徴とする。
(作用)シルバーストリークは、ゲートからキャビティの突起対応部分を結んだ直線方向に沿って発生するので、シルバーストリークの発生する方向が樹脂成形品の意匠面に向っている場合に問題となる。なお、意匠面とは、自動車用灯具を前方から見た場合に視認できる領域をいい、例えば、バンパー等で隠れて見えない領域を除く。
したがって、前記突起を、樹脂成形品の意匠面側であって、樹脂成形品に残るゲート痕と意匠面間に設ける場合に、本発明を適用することが望ましい。
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の樹脂成形品において、前記樹脂成形品は、金型を型締めすることで画成されたキャビティにサイドゲートから溶融樹脂が射出されることで成形され、
前記サイドゲートと前記キャビティの前記突起対応部分は、互いに接近するように配置されたことを特徴とする。
(作用)樹脂成形品の射出成形工程では、ゲートからキャビティ内に高圧で溶融樹脂が射出されるため、ゲート近傍では溶融樹脂の移動速度が速い分、キャビティの突起対応部分における樹脂の流動も速く、それだけ突起対応部分の特に樹脂の流れにくい場所に溶融樹脂が滞留し、未充填部分が発生し易い。したがって、サイドゲートがキャビティの突起対応部分の近傍となるように金型を設計する場合に、本発明は特に有効である。
具体的には、発明者が考察した結果、突起2が形成された従来の樹脂成形品1(図8)においては、キャビティC’の突起対応部分C’1とサイドゲート5a間の距離d1が50mm以下となると、キャビティC1の突起対応部分C’1に樹脂が滞留して、シルバーストリーク(銀条の筋)に繋がる溶融樹脂6の未充填部分7が発生することから、サイドゲート5aとキャビティC’の突起対応部分C’1を互いに接近(例えば50mm以下に)して配置する金型を用いる場合に、換言すれば、突起2とゲート痕1bとの距離が50mm以下となる樹脂成形品1を成形する場合に、本発明を適用することが望ましい。
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂成形品において、前記突起を構成する中抜き袋状膨出部の板厚は、前記樹脂成形品本体における前記膨出部周辺領域の板厚とほぼ同じ厚さに構成されたことを特徴とする。
(作用)図1,2に示すように、樹脂成形品10に設けた突起12を構成する中抜き袋状膨出部の板厚T1が突起周辺領域の板厚Tとほぼ同じ厚さに構成されているので、図3に示すように、キャビティCの突起対応部分C−1は、溶融樹脂の入り口C-1aから出口C-1bまでキャビティCの隙間(間隔)Tと同じ隙間(間隔)T1(=T)で中抜き袋状に延在するので、射出成形の際、突起対応部分C−1の入り口C−1aから流入した溶融樹脂は、途中で滞留することなく流動し、出口C−1bからスムーズに流出する。したがって、キャビティCの突起対応部分C−1に、シルバーストリーク(銀条の筋)に繋がる溶融樹脂の未充填部分がよりいっそう発生しない。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、簡潔な構造の成形装置を使用して、シルバーストリークの出現しない樹脂成形品を成形できる。
請求項2に係る発明によれば、樹脂成形品の意匠面にシルバーストリークが出現しないので、樹脂成形品の外観性を改善できる。
請求項3に係る発明によれば、サイドゲートとキャビティの突起対応部分が接近して配置せざるを得ない場合に限り、本発明を適用すればよいので、それだけ金型の設計が容易となる。
請求項4に係る発明によれば、射出成形工程において、キャビティの突起対応部分における樹脂の流動がよりスムーズとなるので、シルバーストリークのいっそう出現しない樹脂成形品を成形できる。
本発明の第1の実施例である樹脂成形品の斜視図である。 同樹脂成形品の突起位置における縦断面図で、(a)は図1に示す線IIa−IIaに沿う断面図、(b)は図1に示す線IIb−IIbに沿う断面図である。 同樹脂成形品を成形する金型のキャビティの要部断面図である。 本発明の第2の実施例であるヘッドランプの要部である前面カバー、エクステンションリフレクターおよびランプボディの分解斜視図である。 同ヘッドランプの要部縦断面図である。 エクステンションリフレクターの突起位置における横断面図で、(a)は図5に示す線VIa−VIaに沿う断面図、(b)は図5に示す線VIb−VIbに沿う断面図である。 エクステンションリフレクターを成形する金型のキャビティの要部を示す断面図である。 従来の樹脂成形品の斜視図である。 同樹脂成形品を成形する金型のキャビティの要部断面図である。
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。
図1〜図3は、本発明の第1の実施例を示し、図1は本発明の第1の実施例である樹脂成形品の斜視図、図2は同樹脂成形品の突起位置における縦断面図、図3は同樹脂成形品を成形する金型のキャビティの要部断面図である。
図1,2において、自動車用灯具を構成する樹脂成形品10は、平板状に形成された樹脂成形品本体11の意匠面11a側に、他の灯具構成部材との位置決め用または補強用として機能する、樹脂成形品本体11に対し垂直に突出する矩形状の突起12が一体に形成されている。突起12は、図2(a),(b)に示すように、その背面側に凹部14が形成されて前面側に膨出する中抜き袋状の膨出部12aで構成されている。そして、突起12を構成する膨出部12aの板厚T1は、樹脂成形品本体11の板厚Tとほぼ同一に形成されている。図1の符号17aは、図3に示すキャビティCによって樹脂成形品10を射出成形する際に付いたゲート痕である。
図3に示す金型20,30は、樹脂成形品10を射出成形するキャビティCを備えている。金型20,30を型締めすることで、樹脂成形品10を成形するキャビティCが画成され、ランナ16に導かれた溶融樹脂がサイドゲート17を介してキャビティCに射出される。
即ち、固定側の下金型20に対し、可動側の上金型30が接近離反方向(上下方向)に移動可能に構成され、金型20,30の対向する分割面には、キャビティCを画成する成形面20a,30aが形成されている。
そして、樹脂成形品10の突起12は、前記したように、中抜き袋状の膨出部12aで構成されているので、下金型20の成形面20aには、突起12の背面側の凹部14に対応する凸部20bが形成され、一方、上金型30の成形面30aには、膨出部12aに対応する凹部30bが形成されている。そして、金型20,30を型締めすると、下金型20の凸部20bと、上金型30の凹部30bが上下方向に係合し、凸部20bと凹部30b間には、キャビティCの間隔(隙間)Tとほぼ同じ一定の間隔(隙間)T1で凸部20bを包囲するように袋状に延在する、キャビティCの突起12(膨出部12a)に対応する部分である溶融樹脂の流路C-1が構成されている。
そして、ゲート17からキャビティCに射出された溶融樹脂は、図3矢印に示すように、連続する樹脂の流路である突起対応部分C-1に流入し滞留することなくスムーズに流動する。詳しくは、キャビティCの突起対応部分C−1は、溶融樹脂の入り口C−1aから出口C−1bまでキャビティCの隙間(間隔)Tと同じ隙間(間隔)T1(=T)で中抜き袋状に延在するので、射出成形の際、突起対応部分C−1の入り口C−1aから流入した溶融樹脂は、途中で滞留することなく流動し、出口C−1bからスムーズに流出する。そして、キャビティC内全体に樹脂が充填されることで、樹脂成形品10が成形される。
したがって、射出成形の際に、キャビティCの突起対応部分C−1に、樹脂成形品10の意匠面11aへのシルバーストリーク(銀条の筋)出現に繋がる溶融樹脂の未充填部分が発生することはない。
図4〜7は、本発明をエクステンションリフレクターに適用した第2の実施例を示す。
自動車用ヘッドランプは、図4に示すように、灯室を形成する、前面側が開口する容器状のランプボディ50内に、所定の配光を形成する2つの光源ユニット(図示せず)が左右に隣接して配置されるとともに、ランプボディ50の前面開口部には、前面カバー60が組み付けられ、前面カバー60の内側には、灯室内全体を一体的に見せる、例えば黒色のエクステンションリフレクター70が組み付けられて、構成されている。
エクステンションリフレクター70は、前面カバー60に倣って湾曲する形状のエクステンションリフレクター本体71で構成され、光源ユニットの発光を妨げないための開口部72,73が形成されるとともに、光源ユニットを除く灯室内部を隠すべくランプボディ50の前面開口部に沿って三次元方向に延在する複雑な形状に形成されており、軽量にして成形時の流動性に優れたPBT系材料によって構成されている。
そして、前面カバー60およびエクステンションリフレクター70をランプボディ50に組み付けるには、前面カバー60にエクステンションリフレクター70を締結ねじ80(図5参照)によって予め固定一体化しておき、前面カバー60の周縁部に形成されているシール脚62を、ランプボディ50の前面開口部周縁部に形成されているシール溝52に組み付けることで、例えば、シール脚62とシール溝52間の凹凸ランス係合部(図示せず)が係合し、ランプボディ50と前面カバー60が抜け止め固定される。符号54は、シール材である。
また、前面カバー60背面の所定の3箇所にボス64が突出形成され、一方、エクステンションリフレクター70(エクステンションリフレクター本体71)前面側の前記ボス64に対応する所定位置には、前面カバー60とエクステンションリフレクター70をねじ固定する際に、前面カバー60側のボス64がそれぞれ当接できる位置決用の突起74(74A,74B,74C)および締結ねじ80挿通用の円孔75が設けられている(図4,5参照)。本実施例では、位置決用の突起74および円孔75は、図4に示すように、エクステンションリフレクター70下側縁の開口部72,73の近傍および上側縁の開口部72の左側に設けられている。
位置決用の突起74は、図6(a),(b)に示すように、その背面側に凹部76が形成されて前面側に膨出する中抜き袋状の膨出部74aで構成されている。エクステンションリフレクター本体71は全体がほぼ一定の厚さtに形成されるとともに、膨出部74aを構成する板厚t1も、エクステンションリフレクター本体71における突起74(膨出部74a)周辺領域の板厚tとほぼ同じ厚さ(t1=t)に構成されて、後で詳しく説明するが、エクステンションリフレクター70を射出成形する際に、エクステンションリフレクター70を成形するキャビティC1の位置決用突起74に対応する部分C1-1を溶融樹脂がスムーズに流動して、位置決用突起対応部分C1-1に溶融樹脂が滞留しない構造となっている。
また、図5に示すように、クリアーな前面カバー60の前面側周縁部の全周には、黒色の表面樹脂層61が積層形成されており、エクステンションリフレクター70とのねじ固定部を含む、エクステンションリフレクター70の周縁領域全体を隠すことで、ヘッドランプの前方からの外観性(非視認性)が向上している。
このため、エクステンションリフレクター70は、クリアーな前面カバー60を透してその中央部付近が見えるものの、その周縁部は、前面カバー60の黒色表面樹脂層61によって隠れて見えない。即ち、前面カバー60を透して見える、図5の符号71aで示す範囲がエクステンションリフレクター70の意匠面となる。
次に、図7に基づいて、エクステンションリフレクター70を射出成形するキャビティC1を説明する。
固定側下金型120の成形面120aと、下金型120に対し接近離反方向に移動可能な可動側上金型130の成形面130aによって、エクステンションリフレクター70を成形するキャビティC1が画成されている。
また、金型120,130の分割面所定位置には、樹脂通路であるランナ140に連通し、キャビティC1に樹脂を射出するサイドゲート142が設けられている。サイドゲート142は、金型120,130のキャビティC1内に射出された溶融樹脂が効率よく短時間でキャビティC1内全体に充填されるように、キャビティC1の容積がゲートを挟んで左右方向にほぼ等しくなる所定位置に設けられている。詳しくは、エクステンションリフレクター70には、図4に示すように、2つの開口部72,73が左右方向右寄りに設けられているので、成形されたエクステンションリフレクター70の左右方向中央部よりも幾分左寄りに残るゲート痕142a(図4,5参照)に対応する、キャビティC1の所定位置にサイドゲート142(図7参照)が設けられている。
さらに詳しくは、溶融樹脂を射出するサイドゲート142は、キャビティCの突起74Aに対応する部分C1-1までの距離dが50mm以下に接近するとともに、エクステンションリフレクター70の意匠面71a(図4の斜線で示す領域)が、ゲート142とキャビティC1の突起対応部分C1-1を結ぶ直線上、換言すれば、成形品であるエクステンションリフレクター70のゲート痕142aと突起74Aを結ぶ直線上に位置することになる。
このため、エクステンションリフレクター70を射出成形する際に、キャビティC1の突起対応部分C1-1に、溶融樹脂の未充填部分が発生した場合には、エクステンションリフレクター70の意匠面71にシルバーストリーク(銀条の筋)が出現するおそれがある。
然るに、本実施例では、突起74Aが、その背面側に凹部76が形成されて前面側に膨出する中抜き袋状の膨出部74aで構成されているので、キャビティC1の突起対応部分C1-1は、一定の隙間(t1)を保持して中抜き袋状に延在して、連続する樹脂の流路であるキャビティC1の一部を構成している。
このため、サイドゲート142からキャビティC1に射出された溶融樹脂(PBT系材料)は、図7矢印に示すように、連続する樹脂の流路である突起対応部分C-1に流入し滞留することなくスムーズに流動して、キャビティC1内全体に溶融樹脂が充填される。したがって、射出成形の際に、シルバーストリーク出現の原因となる、キャビティC1の突起対応部分C1-1に溶融樹脂の未充填部分が発生することはない。よって、キャビティC1によって成形されたエクステンションリフレクター70の意匠面71aには、シルバーストリークが出現せず、外観性に優れたエクステンションリフレクター70を成形できる。
前記した第2の実施例では、エクステンションリフレクター70に設けられた3個の位置決め用突起74(74A,74B,74C)のすべてが、その背面側に凹部76が形成されて前面側に膨出する中抜き袋状の膨出部74aで構成されているが、そもそもキャビティC1の突起74B,74Cに対応する部分は、いずれもサイドゲート142から50mmを大きく越えて離間する位置にあって、しかも、ゲート痕142aと突起74B,74Cを結ぶ直線上にエクステンションリフレクター70の意匠面71aがくるものでもない。
このため、射出成形の際、キャビティC1の突起74B,74Cにそれぞれ対応する部分に溶融樹脂の滞留がたとえ発生したとしても、エクステンションリフレクター70の意匠面71aにシルバーストリークが出現することはない。
したがって、位置決め用突起74B,74Cは、突起74Aのように、その背面側に凹部76が形成されて前面側に膨出する中抜き袋状に構成する必要はなく、所定の厚みをもつ従来公知の中実板状に構成してもよい。
また、前記した実施例では、前面カバー60を固定する際に用いる位置決用の突起74A,74B,74Cが設けられたエクステンションリフレクター70について説明しているが、補強用のリブが設けられたエクステンションリフレクターや、位置決め用の突起や補強用のリブが設けられたランプボディ(灯具ボディ)に本発明を適用してもよい。
10 樹脂成形品
11 樹脂成形品本体
11a 意匠面
12 位置決め用または補強用の位置決め用の突起
12a 突起を構成する膨出部
14 膨出部の背面側凹部
17,142 サイドゲート
17a,142a ゲート痕
20,120 固定側金型
20a,120a 成形面
30,130 可動側金型
30a,130a 成形面
70 樹脂成形品であるエクステンションリフレクター
71 エクステンションリフレクター本体
71a 意匠面
74(74A,74B,74C) 位置決め用の突起
74a 突起を構成する膨出部
76 膨出部の背面側凹部
C,C1 キャビティ
C-1,C1-1 キャビティの突起に対応する部分
d サイドゲートとキャビティの突起対応部分との距離(ゲート痕と突起との距離)
T 樹脂成形品本体の板厚
T1,t1 中抜き袋状膨出部の板厚
t エクステンションリフレクター本体の板厚

Claims (4)

  1. 平板状に形成された樹脂成形品本体の所定位置に位置決め用の突起が設けられ、前記樹脂成形品本体の側縁部に残る射出成形用のゲート痕と前記樹脂成形品本体の意匠面との間に、前記突起が設けられた樹脂成形品において、
    前記突起は、その背面側に凹部が形成されて該突起全体がその前面側に膨出する中抜き袋状に構成されたことを特徴とする樹脂成形品。
  2. 前記突起は、前記樹脂成形品本体の意匠面側であって、前記ゲート痕と前記意匠面とを結ぶ直線上に設けられたことを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形品。
  3. 前記ゲート痕と前記突起は、50mm以下に接近配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の樹脂成形品。
  4. 前記突起を構成する中抜き袋状膨出部の板厚は、前記樹脂成形品本体における前記膨出部周辺領域の板厚と同じ厚さに構成されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂成形品。
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