JP6679241B2 - 樹脂成形品と成形装置 - Google Patents

Description

本発明は樹脂成形により製造される透光性の樹脂成形品と、その成形装置に関し、特に異物や気泡が原因となる樹脂成形品に生じるシルバーストリークと称する不具合を防止した樹脂成形品と成形装置に関するものである。

車両用ランプのアウターレンズやアウターカバー等の、いわゆるクリアー樹脂成形品（透明樹脂成形品）では、金型を用いた射出成形法によって樹脂成形したときに、ゲートの近傍部位、すなわち金型キャビティ内に樹脂を射出するゲートの近傍部位に、レンズのクリアー性が損なわれてシルバー状に濁った、いわゆるシルバーストリークと称する不具合が生じることがある。特に、ゲートをキャビティに対して直接的に配置したダイレクトゲート構造やサイドゲート構造の金型を用いたクリアー樹脂成形品において顕著である。このシルバーストリークは、ゲートに付着しているバリ等の異物（スラグ）や、樹脂が射出される際に巻き込まれた気泡（エアー）が樹脂と共にキャビティ内に射出されることが要因であると考えられている。

このようなシルバーストリークはアウターカバーないし車両用ランプの外観上の見栄えを低下させて品質上の問題となる。このシルバーストリークを防止するために、特許文献１では金型のキャビティに対して意匠面部分を成形するための意匠面バルブゲートと、意匠面ではない部位を成形するためのサイドバルブゲートを設けた金型を提案している。そして、樹脂成形時には、先にサイドバルブゲートから樹脂を射出し、射出された樹脂が意匠面部分にまで流動される直前にサイドバルブゲートを閉じ、同時に意匠面バルブゲートから樹脂の射出を行なうようにしている。

特開２０１０−２１４７４９号公報

特許文献１の技術によればシルバーストリークを解消することが可能であるとのことであるが、１つのキャビティに対して意匠面バルブゲートとサイドバルブゲートの２つが必要であり、金型構造が複雑なものになる。また、樹脂成形時に意匠面バルブゲートとサイブバルブゲートを関連させながら開閉制御する必要があり、この制御が複雑である。特に、樹脂の種類や温度等の違いに応じてこれらバルブゲートの開閉タイミングを調整することが必要とされるとも推測できるので、シルバーストリークを確実に防止することは難しいと考えられる。

本発明の目的は、透明樹脂成形品の一部構造を変更し、かつこの構造変更に対応して金型のキャビティ構造を変更するだけでシルバーストリークの発生を有効に防止することが可能な樹脂成形品と成形装置を提供するものである。

本発明の樹脂成形品は、意匠部と非意匠部を有し、意匠部の少なくとも一部が透明樹脂で成形されており、非意匠部に樹脂成形したときのゲート痕が配置されている。そして、非意匠部には、ゲート痕の配置部位と意匠部との間にＬ字型に屈曲された形状の部位が設けられ、この部位の屈曲部には、ゲート痕から延長される方向に沿って側方に突出されて透明樹脂に含まれている異物又は気泡を拘束した異物等拘束部が配設されている。

本発明の成形装置は、意匠部と非意匠部を有する成形品を成形するためのキャビティと、当該キャビティの非意匠部に対応する部位に配設されて当該キャビティに樹脂を射出するゲートを備える。その上で、キャビティの非意匠部に対応する部位であって、ゲートと意匠部を成形するキャビティとの間にＬ字型に屈曲された形状のランナーキャビティ部を有し、このＬ字型のランナーキャビティ部の屈曲部には、ゲートから延長される方向に沿って側方に突出されて樹脂の流れを規制して異物又は気泡を拘束するウェル部を備える。

本発明の成形装置によれば、ゲートから意匠部に向けて流動される樹脂は、非意匠部に設けられたウェル部において流れが規制され、この規制により樹脂に含まれる異物や気泡が拘束される。そのため、異物や気泡が意匠部にまで流動されることがなくなり、意匠部におけるシルバーストリークの発生が防止される。また、本発明の成形装置で成形された樹脂成形品は、異物や気泡を拘束した異物等拘束部が非意匠部に存在するので、意匠部においてシルバーストリークが観察されることはない。

実施形態のアウターカバーを備えるヘッドランプの分解斜視図。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図。 （ａ）図１のＡ部の拡大正面図、（ｂ）Ａ部の断面図。 二色成形装置の概念構成図。 図４のＢ部の拡大断面図。 ランナーキャビティとウェル部の第１ないし第３の各変形例の要部正面図。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明を自動車のヘッドランプＨＬのアウターカバー（アウターレンズあるいは前面カバーとも称される）１に適用した実施形態の概略分解斜視図である。このアウターカバー１はヘッドランプＨＬのランプボディ２の前面開口に固着され、当該ランプボディ１に内装されているランプユニット、例えばクリアランスランプユニットＣＬＵ、ロービーム配光用ランプユニットＬｏＵ、ハイビーム配光用ランプユニットＨｉＵを封止する。

図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、前記アウターカバー１は、ほぼ全面領域にわたって構成された無色透明な透光部（クリアー部）１１と、この透光部１１の周縁領域の裏面に二色成形により一体化された黒色等の不透光部１２とで構成されている。また、このアウターカバー１は、ヘッドランプＨＬとして自動車の車体ＢＤに組み付けられたときに外部から観察される意匠部１３と、車体ＢＤの一部によって覆い隠されて外部から観察することができない非意匠部１４とで構成されているとも言える。ここでは、前記不透光部１２の内縁側の一部を含んで当該不透光部１２で囲まれた透光部１１の領域が意匠部１３として構成されている。

前記透光部１１のうち、非意匠部１４として構成される下縁領域の一部には射出成形用のゲートを配置するためのランナー部１５が一体に形成されている。すなわち、前記透光部１１の周縁は板厚方向に屈曲された周壁部１１ａを有しており、この周壁部１１ａはアウターカバー１を前記ランプボディ１に固定するための脚部としても機能する。前記ランナー部１５はこの周縁壁１１ａの一部に設けられており、前記意匠部１３から、配置しようとするゲートまでの距離を稼ぐために、所要の幅寸法で外方向に向けて突出された舌片状に形成されている。このランナー部１５の内面には前記不透光部１２が形成されるとともに、前記非意匠部１４の領域内に位置されており、外部から露見されないようになっている。

図３（ａ），（ｂ）は図１のＡ部の拡大正面図とその断面図である。前記ランナー部１５には成形時に樹脂が射出されたときの痕跡であるゲート痕１６が生じている。また、このランナー部１５の一部、特に前記ゲート痕１６と前記意匠部１３との間の位置で、前記不透光部１２が形成される領域の表面と裏面には、当該ランナー部１５のほぼ全幅方向にわたって横切るように延長された２本の突条部１７ａ，１７ｂが形成されている。この突条部１７ａ，１７ｂについては後述するが、シルバーストリークの発生を防止するための構成であり、本発明における異物等拘束部として構成されている。

図４は前記アウターカバー１を成形するための二色成形装置３の概念構成図である。この成形装置３は、軸３３を挟んで対称配置された２つの共通金型３０が軸３３を中心に水平方向に回転可能とされ、この共通金型３０を挟んだ両側に一次金型３１と二次金型３２が配置されている。前記アウターカバー１の透光部１１は、共通金型３０と一次金型３１により形成される一次キャビティ３１ａに無色透明樹脂を射出することにより成形される。成形された透光部１１は二次金型３２にまで回動され、共通金型３０と当該二次金型３２とで形成される二次キャビティ３２ａに黒色樹脂を射出することにより、透光部１１と一体の不透光部１２が二色成形され、前記アウターカバー１が成形される。

図５は図４のＢ部の拡大断面図であり、前記共通金型３０と一次金型３１とで前記透光部１１を成形するための一次キャビティ３１ａが構成された状態を示している。一次金型３１には一次キャビティ３１ａに臨んでサイドゲートを構成するゲート３４が配設されている。このゲート３４には、一次キャビティ３１ａに連通されるホットランナー３５と、ゲート３４を開閉するゲートピン３６を有しており、ホットランナー３５を通して溶融された樹脂をゲート３４から一次キャビティ３１ａ内に射出させる。また、ゲートピン３６を閉じることにより、離型時でのゲートカットが可能とされている。

前記一次キャビティ３１ａは前記透光部１１と同一形状であることは言うまでもないが、図５には当該一次キャビティ３１ａのうち、前記非意匠部１４に相当する部位のみが示されている。そして、この非意匠部１４における前記一次キャビティ３１ａの一部に前記ランナー部１５を形成するためのランナーキャビティ部３７が構成されており、このランナーキャビティ部３７に臨んで前記ゲート３４が配設されている。

前記ランナーキャビティ部３７には、前記ゲート３４から前記意匠部１３に相当する部位に至るまでの途中に２つのウェル部３８ａ，３８ｂが設けられている。これらのウェル部３８ａ，３８ｂは、図３（ａ）に示した突状部１７ａ，１７ｂと同じ正面形状をしており、前記ゲート３４から意匠部１３に向けての領域においてランナーキャビティ部３７のほぼ全幅方向に近い領域にわたって曲線状に延在されている。これらウェル部３８ａ，３８ｂは、ランナーキャビティ部３７を構成している共通金型３０と一次金型３１の各キャビティ面がほぼ半円形の断面形状に凹設された凹条部として構成されている。

この構成の成形装置を用いて透光部１１の樹脂成形を行うには、共通金型３０と一次金型３１で構成された一次キャビティ３１ａにゲート３４から溶融された透明樹脂を射出する。ゲート３４から射出された樹脂は、図５に破線矢印で示すように、ランナーキャビティ部３７内を流動され、図２に示した非意匠部１４から意匠部１３の各領域にまで流動される。樹脂が一次キャビティ３１ａの全領域内に射出され、樹脂が固化したタイミングで共通金型３０から一次金型３１を離すことにより透光部１１が成形される。その後は前記したように二次金型３２による二次成形を実行することでアウターカバー１の二色成形が完成される。

このような透光部１１の成形において、ゲート３４から射出された樹脂には異物（スラグ）や気泡（エアー）が混入されることがある。この異物は一次金型３１による前回の透光部１１の成形時に、ゲート３４に残存した樹脂の一部が硬化して生じる微小樹脂片であり、この微小樹脂片が今回の成形時にゲート３４から射出される樹脂に混入されたものである。また、気泡はホットランナー３５において樹脂が加熱された際、あるいはそれ以前の樹脂流動経路等において空気が樹脂に混入されたものである。

異物や気泡が混入された樹脂がゲート３４からランナーキャビティ部３７に射出されると、この樹脂はランナーキャビティ部３７を流動される際に、その一部がウェル部３８ａ，３８ｂに流れ込む。そのため、ウェル部３８ａ，３８ｂにおいて樹脂の流れが一時的に規制され、この規制により樹脂の流れの一部に乱れが生じる。この流れの乱れにより、樹脂に混入されている異物はウェル部３８ａ，３８ｂ内で流動が拘束された状態となる。また、樹脂に混入されている気泡もこのウェル部３８ａ，３８ｂ内において拘束された状態となる。

これにより、ウェル部３８ａ，３８ｂを通過した樹脂に混入されている異物や気泡が意匠部１３にまで流動されることが抑制ないし防止される。仮に、少しの異物や気泡が非意匠部１４に到達することがあっても意匠部１３にまで到達されることはない。これにより、成形された透光部１１の意匠部１３に異物や気泡によるシルバーストリークが発生することが防止される。

この実施形態では、ウェル部３８ａ，３８ｂはランナーキャビティ部３７のほぼ全幅にわたって延在されているので、ゲート３４から意匠部１３にまで流動される樹脂の殆ど全てに対してウェル部３８ａ，３８ｂによる規制が行なわれ、異物や気泡の拘束が行なわれる。また、ランナーキャビティ部３７の両面、すなわち流動される樹脂の両面に対応してウェル部３８ａ，３８ｂが存在しているので、樹脂の規制も両面において行なわれ、異物と気泡の拘束効果が高められる。これにより、シルバーストリークの防止効果が高められる。

因みに、ウェル部３８ａ，３８ｂが存在していないと、ランナーキャビティ部３７から非意匠部１４ないし意匠部１３にまで流動される樹脂の流れが規制されることは殆ど無いので、樹脂に混入されている異物や気泡は樹脂と共に流動される。異物や気泡が流動される長さは一般的には５０〜７０ｍｍ程度である。そのため、ゲート３４と意匠部１３との距離がこの長さよりも短い場合には、透光部１１の意匠部１３にシルバーストリークが発生することになる。

このようにして成形された透光部１１には、図３に示したようにウェル部３８ａ，３８ｂに対応した突条部１７ａ，１７ｂ、すなわち本発明における異物等拘束部が成形されることになる。この異物拘束部１７ａ，１７ｂには異物や気泡が拘束されているので、これらの部位にはシルバーストリックが発生されることがある。しかし、この異物拘束部１７ａ，１７ｂはランナー部１５に形成されており、このランナー部１５の裏面には二色成形による不透光部１２が形成されるので、外観上は目立ち難い。しかも、このランナー部１５は非意匠部１４に存在しているので、自動車の車体ＢＤに取り付けたときに外部から観察されることはなく、ヘッドランプＨＬの外観上の見栄えが低下されることもない。

以上のように、成形装置を構成している金型のキャビティの一部、この実施形態ではゲート３４を配設するために一次金型３１に設けられている一次キャビティ３１ａの一部であるランナーキャビティ部３７にウェル部３８ａ，３８ｂを追加するという構造変更を行なうだけでシルバーストリークを有効に防止できる。したがって、既存の金型をそのまま利用して本発明を適用することができ、金型構造を複雑化することはない。また、成形工程は既存の工程を何ら変更することはなく、極めて容易に成形することも可能である。

実施形態ではランナーキャビティ部３７の表面と裏面、すなわち一次金型３１と共通金型３０のキャビティ面にそれぞれ１本の凹条部からなるウェル部３８ａ，３８ｂが形成されているが、スペース的に余裕がある場合には、いずれか一方あるいは両方のキャビティ面にそれぞれ複数本の凹条部からなるウェル部が形成されてもよい。複数本のウェル部によって流動される樹脂の規制効果が高められ、異物や気泡の拘束効果も高められる。

本発明は、非意匠部１４に配設したゲート３４から射出された樹脂が意匠部１３にまで流動される間の非意匠部１４においてウェル部３８ａ，３８ｂにおいて樹脂の流動が規制され、異物や気泡を当該ウェル部において拘束することが可能であればよいので、ウェル部の構造は実施形態の構造に限定されるものではない。

図６（ａ）は第１変形例の一次キャビティにおけるランナーキャビティ部の模式的な正面図である。ここでは透光部１１のランナー部（このランナー部はランナーキャビティ部と同一形状であるので、ここでは図示は省略している）を成形するランナーキャビティ部３７Ａは概ねＬ字型に屈曲された形状にされている。その上で、ランナーキャビティ部３７Ａの一端はテーパ状に拡幅されながら非意匠部１４から意匠部１３に向けて延長されている。また、ランナーキャビティ部３７Ａの他端部は閉じられており、その近傍にゲート３４が配設されている。前記ランナーキャビティ部３７Ａのほぼ直角に近い屈曲部は前記ゲート３４から延長される方向に沿って所定の寸法だけ側方に突出されており、この突出された部位に生じている空洞部は第２ウェル部３９として構成されている。

この第１変形例では、ゲート３４から射出された樹脂はランナーキャビティ部３７Ａを屈曲されながら流動されて非意匠部１４ないし意匠部１３に到達され透光部１１が成形される。ランナーキャビティ部３７Ａを流動される樹脂は、ゲート３４から屈曲部にまで流動された時点で一部が第２ウェル部３９に入り込み、ここで流動が規制される。これにより、樹脂の流れに乱れが生じ、樹脂に混入されている異物や気泡が拘束され、屈曲部から意匠部１３に向けて流動される樹脂から異物や気泡が低減ないし除去される。

これにより、成形されたアウターカバー１の透光部１１では、意匠部１３にまで異物や気泡が到達されることはなく、意匠部１３におけるシルバーストリークの発生が防止できる。仮に一部の異物や気泡が第２ウェル部３９で拘束されなくても、意匠部１３にまで流動されることはない。この場合、非意匠部１４にまで流動されてシルバーストリークが発生することがあっても、非意匠部１４は車体により覆い隠されるのでヘッドランプの外観上の見栄えが低下されることはない。

第１変形例においては、図６（ａ）において仮想線で示したように、第２ウェル部３９は台形状に形成されてもよく、あるいは図示を省略するその他の形状に形成されてもよい。台形状に形成したときには、第２ウェル部３９に入り混んだ樹脂の流れの乱れが顕著になる、異物や気泡の拘束効果が高められ、シルバーストリークの防止効果が高められる。

また、第２変形例として、図６（ｂ）のように、前記第１変形例の第２ウェル部３９と、前記実施形態のウェル部３８ａ，３８ｂ（第２ウェル部に対して第１ウェル部と称する）とを同時に備えるようにしてもよい。この例では、第１変形例と同様にランナーキャビティ部３７Ａは概ねＬ字型に形成されており、その屈曲部に第２ウェル部３９が形成され、ランナーキャビティ部３７Ａの一端のテーパ状の領域に実施形態と同様の凹条部からなる第１ウェル部３８ａ，３８ｂが形成されている。

第２変形例では、ゲート３４から射出された樹脂はランナーキャビティ部３７Ａを流動される際に一部が第２ウェル部３９に入り込み、ここで流動が規制される。これにより、樹脂の流れに乱れが生じ、樹脂に混入されている異物や気泡が拘束される。さらに、屈曲部を流動された樹脂は、第１ウェル部３８ａ，３８ｂにおいて流動が規制され、ここでも樹脂に残存している異物や気泡が拘束される。これにより、ランナーキャビティ部３７Ａから意匠部１３に向けて流動される樹脂に含まれる異物や気泡が低減ないし除去され、意匠部１３におけるシルバーストリークの発生が防止される。

さらに、第３変形例として、図６（ｃ）のように、ランナーキャビティ部３７Ｂは鋭角に屈曲したＬ字型に形成されてもよい。屈曲部には第１変形例と同様に第２ウェル部３９が設けられている。このランナーキャビティ部３７Ｂにおいては、樹脂は屈曲部を鋭角に曲げられながら流動されるため、第２ウェル部３９への入り込み量が多くなり、樹脂の流動の規制効果を高め、異物や気泡を拘束する効果を高めてシルバーストリークの防止効果を高めることができる。

以上のように、本発明にかかるウェル部は、第１ウェル部のようにランナーキャビティ部の厚み方向に凹部を設けた構成としてもよく、第２ウェル部のようにランナーキャビティ部の平面内で幅方向に凹部を設けた構成としてもよい。勿論、前記第２変形例のように第１ウェル部と第２ウェル部を併用した構成としてもよい。

前記実施形態では、透光部と不透光部で二色成形されたアウターカバーの例について説明したが、不透光部を備えていない透光部のみの単一構成のアウターカバーについても同様に適用できる。この場合には、透光部の非意匠部にランナー部を設け、このランナー部に異物又は気泡の拘束部を配設するようにする。

また、本発明においてランナー部は必ずしも必要とされるものではなく、非意匠部の長さが所要の長さ以上であるときには、ランナー部を設けることなく当該非意匠部にゲートを配設し、かつこの非意匠部の一部に異物又は気泡の拘束部、すなわちウェル部を配設してもよい。

１ アウターカバー（樹脂成形品）
２ ランプボディ
３ 成形装置（二色成形装置）
１１ 透光部（透明樹脂）
１２ 不透光部
１３ 意匠部
１４ 非意匠部
１５ ランナー部
１６ ゲート痕（ゲート配置部位）
１７ａ，１７ｂ 突条部（異物等拘束部）
３０ 共通金型
３１ 一次金型
３１ａ 一次キャビティ
３２ 二次金型
３２ａ 二次キャビティ
３４ ゲート
３５ ホットランナー
３６ ゲートピン
３７，３７Ａ，３７Ｂ ランナーキャビティ部（非意匠部）
３８ａ，３８ｂ ウェル部（第１ウェル部）
３９ 第２ウェル部
ＨＬ ヘッドランプ
ＢＤ 車体

Claims (2)

1. 意匠部と非意匠部を有し、意匠部の少なくとも一部が透明樹脂で成形されている樹脂成形品であって、前記非意匠部に樹脂成形したときのゲート痕が配置されており、前記非意匠部には前記ゲート痕と前記意匠部との間にＬ字型に屈曲された形状の部位が設けられ、この部位の屈曲部には、前記ゲート痕から延長される方向に沿って側方に突出されて前記透明樹脂に含まれている異物又は気泡を拘束した異物等拘束部が配設されていることを特徴とする樹脂成形品。
2. 意匠部と非意匠部を有する成形品を成形するためのキャビティと、当該キャビティの前記非意匠部に対応する部位に配設されて当該キャビティに樹脂を射出するゲートを備える成形装置であって、前記キャビティの前記非意匠部に対応する部位であって、前記ゲートと前記意匠部を成形するキャビティとの間にＬ字型に屈曲された形状のランナーキャビティ部を有し、このランナーキャビティ部の屈曲部には、前記ゲートから延長される方向に沿って側方に突出されて前記樹脂の流れを規制して異物又は気泡を拘束するウェル部を備えることを特徴とする成形装置。

Images