JP7007207B2 - 金型装置および樹脂部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金型装置および樹脂部品に関し、特に車両用灯具に用いられる樹脂部品を製造するための金型装置と、この金型装置で製造される樹脂部品に関する。

従来、自動車のヘッドランプ等の灯具には様々な部品が用いられている。また、各部品は、その形状や材質に応じて様々な方法によって製造される。例えば、自動車の灯具では光照射方向の基準となる光軸方向を調整するためのエイミング装置が備えられている。エイミング装置には、光軸を調整するための光軸調整用スクリューという部品が設けられている。光軸調整用スクリューは、エイミングスクリューとも呼ばれる。

光軸調整用スクリューは、機械的な強度を確保するために全体を金属で形成する場合も有り得るが、軽量化の観点から樹脂材料を用いたものも考案されている。一方、樹脂材料は、金属材料と比較して強度が劣るため、強度を確保するために部品全体がある程度大型化してしまう場合もある。その場合、大型化することで軽量化の効果が薄れてしまう。そこで、光軸調整用スクリューの一部に空洞を形成する技術が考案されている（特許文献１参照）。この技術では、空洞のある光軸調整用スクリューを製造することで、部品自体の所望の強度と軽量化とを両立している。

特開２０１３－８２４３０号公報

近年、自動車等に搭載される灯具の高機能化が進んでいる。例えば、高度な灯具機能の一例として、車両の周囲の状態にもとづいてハイビームの配光パターンを動的、適応的に制御するＡＤＢ（Adaptive Driving Beam）技術が提案されている。ＡＤＢ技術は、車両の前方の先行車、対向車や歩行者の有無を検出し、車両あるいは歩行者に対応する領域を減光あるいは消灯するなどして、車両あるいは歩行者に与えるグレアを低減するものである。

このような多機能化にともなって、車両用灯具の大型化や重量化が進んでいる。車両用灯具の大型化や重量化を実現するためには、光軸調整用スクリューの長尺化が求められる。一方、光軸調整用スクリューが長いと、金型のキャビティ内に溶融樹脂を行き渡らせることが難しくなり、成形不良が生じる可能性が高まる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂部品の成形不良の発生を低減する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は金型装置である。当該金型装置は、樹脂部品を成形するための金型装置である。樹脂部品は、一方向に長い長尺体であって第１端部と、第１端部とは反対側の第２端部と、第２端部寄りに配置されて樹脂部品の軸周りに延在する第１凹部と、第２端部において樹脂部品の軸方向で第１凹部の手前まで延在する第２凹部とを有する。金型装置は、樹脂部品に対応した成形空間を形成する金型を備える。金型は、第１端部に対応する成形空間の第１領域に接続されて、成形空間に溶融樹脂を注入するゲートと、第２端部に対応する成形空間の第２領域寄りに配置される、第１凹部に対応する第１凸部と、第２領域に配置される、第２凹部に対応する第２凸部と、第２凸部の先端から第１領域側に向かって延在する第３凸部であって、先端が第１凸部よりも第１領域側に位置する第３凸部と、を有する。この態様によれば、樹脂部品の成形不良の発生を低減することができる。

上記態様において、金型は、第１端部、および第１端部と第２端部との間の中間部に対応する第１金型と、第２端部に対応する第２金型とを有し、第１金型は、ゲートと第１凸部とを有し、第２金型は、第２凸部と第３凸部とを有してもよい。また、上記いずれかの態様において、樹脂部品は、第１端部から、第１端部と第２端部との間の中間部の少なくとも一部にわたって延在する中空部を有し、金型は、第１領域に接続されて成形空間にガスを注入するためのガス注入口を有してもよい。また、上記いずれかの態様において、樹脂部品は、車両用灯具の光出射方向を調整するための光軸調整用スクリューであってもよい。

本発明の他の態様は、樹脂部品である。当該樹脂部品は、一方向に長い長尺体であって、第１端部と、第１端部とは反対側の第２端部と、第２端部寄りに配置されて樹脂部品の軸周りに延在する第１凹部と、第２端部において樹脂部品の軸方向で第１凹部の手前まで延在する第２凹部と、第２凹部の先端から第１端部側に向かって延在する第３凹部であって、先端が第１凹部よりも第１端部側に位置する第３凹部と、を備える。

上記態様において、第１凹部に嵌め込まれるシール部材をさらに備えてもよい。また、上記いずれかの態様において、樹脂部品は、車両用灯具の光出射方向を調整するための光軸調整用スクリューであってもよい。

本発明によれば、樹脂部品の成形不良の発生を低減することができる。

実施の形態に係る樹脂部品を備える車両用前照灯装置の概略構造を示す縦断面図である。 図２（Ａ）は、実施の形態に係る樹脂部品の概略構造を示す側面図である。図２（Ｂ）は、灯具後方側から観察したときの樹脂部品の概略構造を示す図である。 樹脂部品の概略構造を示す縦断面図である。 実施の形態に係る金型装置の概略構造を示す断面図である。 金型装置の一部の概略構造を示す斜視図である。 図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、樹脂部品の製造工程を模式的に示す図である。 図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、樹脂部品の製造工程を模式的に示す図である。 図８（Ａ）は、参考例に係る金型装置における溶融樹脂の流れを模式的に示す図である。図８（Ｂ）は、実施の形態に係る金型装置における溶融樹脂の流れを模式的に示す図である。 図９（Ａ）は、変形例１に係る第３凸部の概略構造を示す平面図である。図９（Ｂ）は、変形例１に係る第３凸部の概略構造を示す側面図である。 図１０（Ａ）は、変形例２に係る第３凸部の概略構造を示す平面図である。図１０（Ｂ）は、変形例２に係る第３凸部の概略構造を示す側面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、同一の部材であっても、各図面間で縮尺等が若干相違する場合もあり得る。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合、特に言及がない限りいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。

（車両用前照灯装置）
はじめに、本実施の形態に係る樹脂部品が用いられる車両用前照灯装置について説明する。図１は、実施の形態に係る樹脂部品を備える車両用前照灯装置の概略構造を示す縦断面図である。車両用前照灯装置１は、車両前方の左右に配置される一対の前照灯ユニットを有する。一対の前照灯ユニットは左右対称の構造を有する点以外は実質的に同一の構成であるため、図１には一方の前照灯ユニットの構造を示す。

車両用前照灯装置１は、車両前方側に開口部を有するランプボディ２と、ランプボディ２の開口部を覆う透光カバー４とを備える。ランプボディ２と透光カバー４とにより形成される灯室６内には、車両用灯具としての灯具ユニット８が収容される。灯具ユニット８は、光源搭載部１０と、光源１２と、リフレクタ１４と、投影レンズ１６と、ブラケット部１８とを備える。

光源搭載部１０は、例えばアルミニウムなどの熱伝導性材料で構成される。光源搭載部１０は、灯具ユニット８の光軸Ｏと交わる方向を向く光源搭載台２０を有する。光源搭載台２０には、光源１２が搭載される。光源１２は、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオード）、有機又は無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）等の半導体発光素子である。光源搭載部１０は、光源搭載台２０の裏面側に複数の放熱フィン２２を有する。光源１２から発せられる熱は、放熱フィン２２を介して放熱される。また、光源搭載部１０は、光源搭載台２０の灯具前方側の端部から斜め下に延びるシェード部２４を有する。

リフレクタ１４は、光源１２の上方を覆うようにして、光源搭載部１０に固定される。リフレクタ１４は、回転楕円面の一部で構成される反射面２６を有する。反射面２６は、第１焦点と、第１焦点よりも灯具前方側に位置する第２焦点とを有する。リフレクタ１４は、光源１２の発光面が反射面２６の第１焦点と略一致するように、光源１２との位置関係が定められる。また、リフレクタ１４は、光源搭載台２０とシェード部２４とが為す稜線が反射面２６の第２焦点の近傍に位置するように、光源搭載部１０との位置関係が定められる。

投影レンズ１６は、光源搭載部１０の灯具前方側の端部に連結される。投影レンズ１６は、平凸非球面レンズからなり、後方焦点面上に形成される光源像を反転像として灯具前方の仮想鉛直スクリーン上に投影する。投影レンズ１６は、灯具ユニット８の光軸Ｏ上に、且つ後方焦点が反射面２６の第２焦点と略一致する位置に配置される。

光源１２から出射した光は、反射面２６で反射され、光源搭載台２０とシェード部２４とが為す稜線の近傍を通って投影レンズ１６に入射する。投影レンズ１６に入射した光源１２の光は、略平行な光として灯具前方に照射される。また、光源光の一部は、稜線を境界線として選択的にカットされる。これにより、稜線の形状に対応するカットオフラインを有する配光パターンが車両前方に投影される。

ブラケット部１８は、光源搭載部１０の上方に延びる第１部分２８と、光源搭載部１０の下方に延びる第２部分３０とを有する。第１部分２８は、所定位置に螺孔３２を有する。また、ランプボディ２は、灯具前後方向で螺孔３２と重なる位置にスクリュー支持部３４を有する。スクリュー支持部３４は、灯具前後方向に延びる筒状であり、スクリュー支持部３４によってランプボディ２の内外が連通される。

スクリュー支持部３４には、ランプボディ２の外側から光軸調整用スクリュー１００が挿通される。光軸調整用スクリュー１００は、スクリュー支持部３４によって回転自在に支持される。また、光軸調整用スクリュー１００は、ブラケット部１８の螺孔３２に螺合する。光軸調整用スクリュー１００の構造については、後に詳細に説明する。

第２部分３０は、所定位置にピボット部材３６を有する。ピボット部材３６は、第２部分３０から灯具後方側に突出し、その先端にボールジョイント用のボール部３８を有する。また、ランプボディ２は、灯具前後方向でピボット部材３６と重なる位置にジョイント受け部４０を有する。ジョイント受け部４０は、ランプボディ２から灯具前方側に突出し、その先端にボール収容部４２を有する。ボール収容部４２は、ボール部３８の形状に沿った球状空間を有する。ボール収容部４２にボール部３８が回転可能な状態で連結されることで、ピボット部材３６がジョイント受け部４０に連結される。

ブラケット部１８と、光軸調整用スクリュー１００と、ジョイント受け部４０とで灯具ユニット８の光軸調整機構が構成される。灯具ユニット８は、光軸調整用スクリュー１００を回動させることで、ピボット部材３６のボール部３８を支点として傾動することができる。これにより、灯具ユニット８の光軸Ｏを鉛直方向に調整することができる。なお、図示は省略するが、灯具ユニット８は水平方向に並ぶ２つの光軸調整用スクリュー１００に連結される。このため、灯具ユニット８の光軸Ｏを水平方向にも調整することができる。

以上説明した灯具ユニット８の構造は一例に過ぎず、灯具ユニット８は従来公知の他の構造を有してもよい。また、ピボット部材３６およびジョイント受け部４０の構造も特に限定されない。

（光軸調整用スクリュー）
続いて、光軸調整用スクリュー１００の構造について説明する。光軸調整用スクリュー１００は、車両用灯具としての灯具ユニット８の光出射方向、言い換えれば光軸Ｏを調整するための部品であり、本実施の形態に係る樹脂部品の一例である。図２（Ａ）は、実施の形態に係る樹脂部品の概略構造を示す側面図である。図２（Ｂ）は、灯具後方側から観察したときの樹脂部品の概略構造を示す図である。図３は、樹脂部品の概略構造を示す縦断面図である。なお、図２（Ｂ）および図３では、ランプボディ２の一部も図示している。また、図３は、図２（Ｂ）におけるＡ－Ａ線に沿った断面図に相当する。

樹脂部品としての光軸調整用スクリュー１００は、実施の形態に係る金型装置を用いた樹脂の射出成形によって形成される。なお、ギヤ部は金属で構成されるため、厳密には光軸調整用スクリュー１００はインサート成形によって形成される。光軸調整用スクリュー１００は、一方向（具体的には灯具前後方向）に長い長尺体であって、第１端部１０２と、第１端部１０２とは反対側の第２端部１０４と、第１端部１０２と第２端部１０４との間の中間部１０６とを有する。以下では、光軸調整用スクリュー１００の延在方向、言い換えれば第１端部１０２と第２端部１０４とが並ぶ方向を、光軸調整用スクリュー１００の軸方向Ｘとする。

中間部１０６には、第１端部１０２側から順にネジ形成部１０８、連結部１１０、支持軸部１１２が設けられる。ネジ形成部１０８の表面には、螺溝が形成される。ネジ形成部１０８は、ブラケット部１８の螺孔３２に螺合する。連結部１１０は、ネジ形成部１０８と支持軸部１１２とを連結する部分である。連結部１１０における第１端部１０２寄りの外周面からは、一対の弾性係合部１１４が突出している。

支持軸部１１２は、光軸調整用スクリュー１００の軸周り（周方向）に延在する第１凹部１１６を有する。第１凹部１１６は、光軸調整用スクリュー１００における第２端部１０４寄りの位置に、つまり第１端部１０２よりも第２端部１０４に近い位置に配置される。本実施の形態では、第２端部１０４の近傍に第１凹部１１６が配置されている。第１凹部１１６には、Ｏ－リング等のシール部材１１８が嵌め込まれる。支持軸部１１２は、ランプボディ２のスクリュー支持部３４に収容される。この状態で、シール部材１１８がスクリュー支持部３４の内壁に密着する。これにより、スクリュー支持部３４から灯室６への水分の侵入が防止される。

一対の弾性係合部１１４は、第２端部１０４に向かって支持軸部１１２の手前まで延在する。一対の弾性係合部１１４は、両者の間に連結部１１０を挟むように配置されるとともに、軸方向Ｘと直交する第１方向Ｚで連結部１１０と距離を隔てて延在する。したがって、一対の弾性係合部１１４は、連結部１１０の外周面に近接離間する方向へ弾性変形可能である。

光軸調整用スクリュー１００がスクリュー支持部３４に挿通される際、一対の弾性係合部１１４はスクリュー支持部３４の内壁に押圧されて、連結部１１０に接近する方向に弾性変形する。シール部材１１８がスクリュー支持部３４の内壁に当接する位置まで光軸調整用スクリュー１００が進入すると、一対の弾性係合部１１４は全体がスクリュー支持部３４を通過する。このとき、一対の弾性係合部１１４は、弾性復帰して連結部１１０から離間する方向に変位する。この状態で、各弾性係合部１１４の灯具後方側の端部が、スクリュー支持部３４の灯具前方側の端部に当接する。これにより、光軸調整用スクリュー１００のランプボディ２からの抜けが防止される。

第２端部１０４には、ギヤ部１２０と、第２凹部１２２と、第３凹部１２４とが設けられる。ギヤ部１２０は、第２端部１０４において軸周りに張り出されている。ギヤ部１２０の少なくとも一部は、金属で構成される。第２凹部１２２は、光軸調整用スクリュー１００の第２端部１０４側の端面から、第１端部１０２側に向かって延在する。第２凹部１２２は、第２端部１０４において光軸調整用スクリュー１００の軸方向Ｘで第１凹部１１６の手前まで延在する。

第３凹部１２４は、第２凹部１２２の先端、言い換えれば第２凹部１２２の底面から第１端部１０２側に向かって延在する。第３凹部１２４の先端は、第１凹部１１６よりも第１端部１０２側に位置する。したがって、第１凹部１１６は、軸方向Ｘで第３凹部１２４の延在範囲内に位置する。また、第３凹部１２４は、第１凹部１１６と距離を隔てて延在する。つまり、第３凹部１２４は、第１凹部１１６の底面よりも光軸調整用スクリュー１００の軸中心に近い位置で延在している。本実施の形態の光軸調整用スクリュー１００は４つの第３凹部１２４を有する。各第３凹部１２４は、互いに所定の間隔をあけて軸周りに配列されている。

灯具後方側から見て、第２凹部１２２の外壁は、ドライバー等の治具に合わせた形状を有する。図２（Ｂ）には、一例として六角形状の外壁が図示されている。治具を第２端部１０４に嵌合して回転させることで、光軸調整用スクリュー１００が回転する。これにより、光軸調整用スクリュー１００の回転方向に応じた方向へブラケット部１８の第１部分２８が送られ、灯具ユニット８がランプボディ２に対して傾動される。

また、光軸調整用スクリュー１００は、第１端部１０２から中間部１０６の少なくとも一部にわたって延在する中空部１２６を有する。本実施の形態の中空部１２６は、第１端部１０２からネジ形成部１０８のほぼ全体にかけて延在する。中空部１２６は、第１端部１０２において外部に開放されている。

（金型装置）
続いて、光軸調整用スクリュー１００を成形するための金型装置について説明する。図４は、実施の形態に係る金型装置の概略構造を示す断面図である。図５は、金型装置の一部の概略構造を示す斜視図である。なお、図５では、金型および光軸調整用スクリューの細部については図示を省略している。金型装置２００は、金型２０２を備える。金型２０２は、複数の型により、樹脂部品としての光軸調整用スクリュー１００に対応した成形空間（キャビティ）２０４を形成する。

金型２０２は、光軸調整用スクリュー１００の第１端部１０２および中間部１０６に対応する第１金型２０６と、第２端部１０４に対応する第２金型２０８とを有する。第１金型２０６によって、第１端部１０２に対応する成形空間２０４の第１領域２０４ａと、中間部１０６に対応する第３領域２０４ｃ～第５領域２０４ｅとが形成される。第３領域２０４ｃはネジ形成部１０８に対応する空間であり、第４領域２０４ｄは連結部１１０に対応する空間であり、第５領域２０４ｅは支持軸部１１２に対応する空間である。第２金型２０８によって、第２端部１０４に対応する第２領域２０４ｂが形成される。

第１金型２０６は、第１部分２１０、第２部分２１２、第３部分２１４、第４部分２１６、第５部分２１８を含む。各部は、互いに分離可能である。第１部分２１０は、光軸調整用スクリュー１００の第１端部１０２側の先端に対応する。第１部分２１０は、ゲート２２０と、ガス注入口２２２とを有する。ゲート２２０およびガス注入口２２２は、第１領域２０４ａに接続される。ゲート２２０を介して、成形空間２０４に溶融樹脂が注入される。ガス注入口２２２を介して、成形空間２０４にガスが注入される。

第２部分２１２および第３部分２１４はそれぞれ、第１領域２０４ａおよび第３領域２０４ｃに対応する凹部２２４と、第４領域２０４ｄに対応する凹部２２６と、第５領域２０４ｅに対応する凹部２２８とを有する。第５領域２０４ｅに対応する凹部２２８には、第２領域２０４ｂ寄りに第１凸部２３０が設けられる。第１凸部２３０は、光軸調整用スクリュー１００の第１凹部１１６に対応する部分である。また、第２部分２１２および第３部分２１４はそれぞれ、一対の扁平突部２３２を有する。一対の扁平突部２３２は、第４領域２０４ｄに対応する凹部２２６を第１方向Ｚで挟むように配置される。各扁平突部２３２は、弾性係合部１１４と連結部１１０との間の空間を形成するための部分である。

また、第２部分２１２および第３部分２１４は、一方の扁平突部２３２を挟んで凹部２２６とは反対側の位置に、第１収容凹部２３４を有する。第１収容凹部２３４によって、第４部分２１６が嵌め込まれる空間が形成される。さらに、第２部分２１２および第３部分２１４は、他方の扁平突部２３２を挟んで凹部２２６とは反対側の位置に、第２収容凹部２３６を有する。第２収容凹部２３６によって、第５部分２１８が嵌め込まれる空間が形成される。

第２部分２１２と第３部分２１４とは、軸方向Ｘおよび第１方向Ｚと直交する第２方向Ｙで対向するように配置される。第２部分２１２は、第２方向Ｙで第３部分２１４に近接離間することができる。第２部分２１２と第３部分２１４とが組み合わされることで、第１領域２０４ａ、第３領域２０４ｃ～第５領域２０４ｅが形成される。また、第４部分２１６および第５部分２１８の収容空間が形成される。

第４部分２１６と第５部分２１８とは、第１方向Ｚで対向するように配置される。第４部分２１６および第５部分２１８はそれぞれ、扁平突部２３２と対向する端面に、弾性係合部１１４を形成するための係合部用凹部２３８を有する。第４部分２１６および第５部分２１８が第２部分２１２および第３部分２１４に嵌め込まれると、扁平突部２３２と係合部用凹部２３８とによって、弾性係合部１１４に対応する成形空間２０４の第６領域２０４ｆが形成される。

第２金型２０８は、第６部分２４０および第７部分２４２を含む。各部は、互いに分離可能である。第６部分２４０は、第５領域２０４ｅに接続される貫通孔２４４と、軸方向Ｘから見て貫通孔２４４の周囲に延在する環状のギア用溝部２４６とを有する。ギア用溝部２４６には、ギヤ部１２０が嵌め込まれる。

第７部分２４２は、第２凸部２４８と、第３凸部２５０とを有する。第２凸部２４８は、光軸調整用スクリュー１００の第２凹部１２２に対応する部分である。第２凸部２４８は、軸方向Ｘから見て貫通孔２４４と重なるように配置され、第１領域２０４ａ側に向かって突出する。第２凸部２４８の先端は、軸方向Ｘで第１凸部２３０の手前に位置する。つまり、第１凸部２３０は、第２凸部２４８よりも第１領域２０４ａ側に位置する。

第３凸部２５０は、第２凸部２４８の先端から第１領域２０４ａ側に向かって延在する。第３凸部２５０は、第６部分２４０の貫通孔２４４を通り、先端が第１凸部２３０よりも第１領域２０４ａ側に位置する。第３凸部２５０の突出長さは、長すぎると成形時に破損するおそれがあること等を考慮して、当業者が適宜設定することができる。また、第３凸部２５０は、第１凹部１１６と距離を隔てて延在する。本実施の形態の金型装置２００は４つの第３凸部２５０を有する。各第３凸部２５０は棒状であり、互いに所定の間隔をあけて軸周りに配列されている。第３凸部２５０の抜き勾配は、好ましくは軸方向Ｘに対して５°以下であり、より好ましくは１°である。

また、第７部分２４２は、成形空間２０４内のガスを排出するためのガス排出口２５２を有する。ガス排出口２５２は、例えば第２凸部２４８の先端面の略中心において、成形空間２０４の第５領域２０４ｅに接続されている。したがって、ガス排出口２５２は、複数の第３凸部２５０で囲まれる空間に開口する。

第６部分２４０と第７部分２４２とは、軸方向Ｘで対向するように配置される。第６部分２４０と第７部分２４２とは、第６部分２４０のギア用溝部２４６にギヤ部１２０を構成する金属部材が載置された状態で組み合わされる。これにより、ギヤ部１２０を構成する金属部材が第６部分２４０と第７部分２４２とで挟持される。

なお、第１金型２０６および第２金型２０８のそれぞれを構成する部品の数や、第１金型２０６および第２金型２０８のそれぞれが対応する光軸調整用スクリュー１００の部位等は、特に限定されない。

（樹脂部品の製造方法）
続いて、上述の金型装置２００を用いた樹脂部品の製造方法について説明する。図６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、樹脂部品の製造工程を模式的に示す図である。図６（Ａ）に示すように、まず上述した複数の型を型締めする。このとき、第６部分２４０と第７部分２４２との間に、ギヤ部１２０を構成する金属部材１２８を嵌め込む。また、ガス注入口２２２に、ガス注入ノズル２５４を接続する。ガス排出口２５２に、真空引き用ノズル２５６を接続する。ゲート２２０には、図示しない樹脂射出用ノズルが接続される。

その後、金型２０２を所定温度に保った状態で、所定の射出圧でゲート２２０から成形空間２０４に向けて溶融樹脂１３０を出射する。これにより、成形空間２０４内に溶融樹脂１３０が徐々に充填されていく。成形空間２０４内の空気は、真空引き用ノズル２５６によって吸引される。樹脂としては、例えばポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル、ＡＳＡ（アクリロニトリル－スチレン－アクリレート）、ＡＢＳ（アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン）等が例示される。樹脂は、所定の溶融温度に加熱された状態で射出される。

続いて、図６（Ｂ）に示すように、所定量の溶融樹脂１３０を成形空間２０４に充填した後、溶融樹脂１３０の射出圧を低下させる。これにより、溶融樹脂１３０の供給量が低減する。また、ガス注入ノズル２５４からガス２５８を溶融樹脂１３０の内部に向けて注入する。ガス２５８としては、窒素や空気等が用いられる。ガス２５８の注入により、溶融樹脂１３０の内部に中空部１２６が形成される。

その後、図７（Ａ）に示すように、ガス２５８の射出圧を高めることで中空部１２６をさらに膨張させる。これにともない、成形空間２０４内の溶融樹脂１３０が成形空間２０４内をさらに移動して、第１凸部２３０と第３凸部２５０との間や、第３凸部２５０と第３凸部２５０との間などに進入する。真空引き用ノズル２５６によって成形空間２０４内の空気が吸引されることで、溶融樹脂１３０はスムーズに未充填の領域に進入することができる。

そして、図７（Ｂ）に示すように、溶融樹脂１３０を成形空間２０４の隅々まで行き渡らせる。第６部分２４０と第７部分２４２との間に挟み込まれていた金属部材１２８は、溶融樹脂１３０と一体化される。所定時間が経過した後、金型２０２を型開きして光軸調整用スクリュー１００を取り出す。これにより、光軸調整用スクリュー１００が得られる。

図８（Ａ）は、参考例に係る金型装置における溶融樹脂の流れを模式的に示す図である。図８（Ｂ）は、実施の形態に係る金型装置における溶融樹脂の流れを模式的に示す図である。図８（Ａ）および図８（Ｂ）では、第１凸部および第２凸部の近傍領域を拡大して示している。図８（Ａ）に示すように、参考例に係る金型装置３００は、第２凸部２４８の先端に第３凸部２５０を有しない。

支持軸部１１２に対応する第５領域２０４ｅに進入した溶融樹脂１３０は、第５領域２０４ｅの中心に向かって突出する第１凸部２３０の近傍を通過する際、第１凸部２３０の干渉を受ける。第３凸部２５０を有しない金型装置３００の場合、第１凸部２３０の干渉によって溶融樹脂１３０が逆方向、つまりゲート２２０側に戻る方向に進む流れ（図中、矢印で示す流れ）が生じる。これにより、第１凸部２３０の近傍で溶融樹脂１３０が滞留してしまい、第２端部１０４に対応する第２領域２０４ｂまで溶融樹脂１３０が進入することが困難となる。この場合、得られる光軸調整用スクリューの第２端部１０４に、欠肉等の成形不良が生じ得る。

一方、実施の形態に係る金型装置２００では、第２凸部２４８の先端から第１凸部２３０よりもゲート２２０側の位置まで第３凸部２５０が突出している。このため、第５領域２０４ｅに進入した溶融樹脂１３０が第１凸部２３０の干渉を受けて、ゲート２２０側に戻る方向に進もうとしても、第３凸部２５０によってその動きが規制される。これにより、第１凸部２３０の近傍での溶融樹脂１３０の滞留が抑制され、溶融樹脂１３０は第２領域２０４ｂに進入していく。したがって、光軸調整用スクリューの第２端部１０４に成形不良が生じるおそれを低減することができる。

なお、金型装置２００を用いて成形する樹脂部品は、光軸調整用スクリュー１００に限定されない。樹脂部品は、第２端部１０４寄りに配置される第１凹部１１６と、第２端部１０４から第１凹部１１６の手前まで延在する第２凹部１２２とを有する、アスペクト比が高い長尺体であればよい。また、樹脂部品は、車両用前照灯装置１以外の装置に用いられるものであってもよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る金型装置２００は、一方向に長い長尺体である樹脂部品を成形するための装置である。樹脂部品は、第１端部１０２と、第２端部１０４と、第２端部１０４寄りに配置される第１凹部１１６と、第２端部１０４において樹脂部品の軸方向で第１凹部１１６の手前まで延在する第２凹部１２２とを有する。

金型装置２００は、成形空間２０４を形成する金型２０２を備える。金型２０２は、第１端部１０２に対応する成形空間２０４の第１領域２０４ａに接続されるゲート２２０と、第２端部１０４に対応する成形空間２０４の第２領域２０４ｂ寄りに配置される第１凸部２３０と、第２領域２０４ｂに配置される第２凸部２４８と、第２凸部２４８の先端から第１領域２０４ａに向かって延在する第３凸部２５０とを備える。第１凸部２３０は第１凹部１１６に対応し、第２凸部２４８は第２凹部１２２に対応する。第３凸部２５０は、先端が第１凸部２３０よりも第１領域２０４ａ側に位置する。

樹脂部品としての光軸調整用スクリュー１００は、軽量化や材料削減の観点から、内部に中空部１２６が設けられる場合がある。光軸調整用スクリュー１００の内部に空洞を設ける方法としては、金型２０２の成形空間２０４にガス注入ノズル２５４を挿入して、ガスを注入する方法が挙げられる。従来、ガス注入ノズル２５４の挿入位置は、コスト面や作業性の観点から光軸調整用スクリュー１００のギヤ部１２０側に設定されていた。

一方、光軸調整用スクリュー１００の支持対象である灯具ユニット８は、高機能化にともなって大型化や重量化が進んでいる。この大型化や重量化を実現するためには、光軸調整用スクリュー１００の長尺化が求められる。光軸調整用スクリュー１００が長ければ、より灯具ユニット８の重心に近い位置で灯具ユニット８を支持できるためである。また、光軸調整用スクリュー１００の長尺化により、光軸調整の幅を大きくすることができる。

しかしながら、光軸調整用スクリュー１００が長いと中空部１２６も長くなるため、空洞を設けるためのガスをより遠方まで送る必要が生じる。ガスの送出距離を伸ばすためにはガス注入ノズル２５４の径を大きくする必要があるが、ガス注入ノズル２５４の径を大きくすると、光軸調整用スクリュー１００の一部の肉厚が薄くなってしまう。ガス注入ノズル２５４をギヤ部１２０側から差し込む場合、光軸調整用スクリュー１００の連結部１１０の肉厚が薄くなる。

光軸調整用スクリュー１００は、連結部１１０から連続する支持軸部１１２において、ランプボディ２に支持される。このため、灯具ユニット８を支持することで光軸調整用スクリュー１００にかかる荷重は、連結部１１０に集中する。したがって、連結部１１０の薄肉化は、光軸調整用スクリュー１００の耐荷重に大きく影響する。よって、連結部１１０の肉厚が薄くなることは望ましくない。

そこで、本発明者は、ガス注入ノズル２５４の挿入位置を、光軸調整用スクリュー１００の第１端部１０２側に移動させた。これにより、ガス注入ノズル２５４の大径化によって肉厚が薄くなる部分は、第１端部１０２となる。このため、光軸調整用スクリュー１００の耐荷重の低下を回避することができる。

ガス注入ノズル２５４の挿入位置を第１端部１０２側に移動させた場合、ガスの送出方向と溶融樹脂１３０の流動方向とを一致させるために、ゲート２２０も第１端部１０２側に配置することが望ましい。この場合、ゲート２２０は、シール部材１１８が嵌挿される第１凹部１１６に対応する第１凸部２３０とは反対側に配置されることになる。成形空間２０４は、第１凸部２３０が設けられる領域で径が狭まる。このため、ゲート２２０から成形空間２０４に溶融樹脂１３０を注入すると、第１凸部２３０によって溶融樹脂１３０の流れに乱れが生じ得る。

この結果、第１凸部２３０より先の第２領域２０４ｂまで溶融樹脂１３０を充填することが困難になり得る。特に金型２０２は、第２凹部１２２に対応する第２凸部２４８を、第２領域２０４ｂに有する。このため、第２領域２０４ｂにおける溶融樹脂１３０の流路幅は狭く、第２領域２０４ｂへの溶融樹脂１３０の流入はますます困難である。

これに対し、実施の形態に係る金型装置２００は、第２凸部２４８の先端から第３凸部２５０が突出している。第３凸部２５０を設けることで、第１凸部２３０によって乱れた溶融樹脂１３０の流れを規制して、溶融樹脂１３０を第２領域２０４ｂに引き込むことができる。このため、溶融樹脂１３０をより確実に第２領域２０４ｂに充填することができる。したがって、光軸調整用スクリュー１００の成形不良の発生を低減することができる。

特に、第１凹部１１６の近傍での欠肉の発生を抑制できるため、シール部材１１８をより確実にスクリュー支持部３４の内壁に密着させることができる。これにより、光軸調整用スクリュー１００とスクリュー支持部３４との当接部におけるシール性を向上させることができる。

また、本実施の形態の光軸調整用スクリュー１００は、第２端部１０４に第２凹部１２２を有する。第２凹部１２２を設けることで、第２端部１０４の肉厚を薄くすることができる。これにより、第２端部１０４において溶融樹脂１３０から発生するガスの量を低減することができるため、第２端部１０４や支持軸部１１２においてボイドが発生することを抑制することができる。特に、第１凹部１１６の近傍でのボイド発生を抑制できるため、シール部材１１８をより確実にスクリュー支持部３４の内壁に密着させることができる。

また、光軸調整用スクリュー１００は、第１端部１０２から中間部１０６の少なくとも一部にわたって延在する中空部１２６を有する。これにより、光軸調整用スクリュー１００の軽量化を図ることができる。さらに、光軸調整用スクリュー１００は、第２凹部１２２の先端から第１端部１０２側に向かって延在する第３凹部１２４を有する。これにより、光軸調整用スクリュー１００のより一層の軽量化を図ることができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態と変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。

第３凸部２５０は、以下の変形例１および変形例２のような形状を有してもよい。図９（Ａ）は、変形例１に係る第３凸部の概略構造を示す平面図である。図９（Ｂ）は、変形例１に係る第３凸部の概略構造を示す側面図である。図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すように、変形例１に係る第３凸部２５０は、円錐形状を有する。図１０（Ａ）は、変形例２に係る第３凸部の概略構造を示す平面図である。図１０（Ｂ）は、変形例２に係る第３凸部の概略構造を示す側面図である。図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示すように、変形例２に係る第３凸部２５０は、円管形状を有する。

１００ 光軸調整用スクリュー、 １０２ 第１端部、 １０４ 第２端部、 １０６ 中間部、 １１６ 第１凹部、 １２２ 第２凹部、 １２４ 第３凹部、 １２６ 中空部、 １３０ 溶融樹脂、 ２００ 金型装置、 ２０２ 金型、 ２０４ 成形空間、 ２０４ａ 第１領域、 ２０４ｂ 第２領域、 ２０６ 第１金型、 ２０８ 第２金型、 ２２０ ゲート、 ２２２ ガス注入口、 ２３０ 第１凸部、 ２４８ 第２凸部、 ２５０ 第３凸部。

Claims (4)

1. 樹脂部品を成形するための金型装置であって、
   前記樹脂部品は、車両用灯具の光出射方向を調整するための光軸調整用スクリューであり、
   前記樹脂部品は、一方向に長い長尺体であって第１端部と、前記第１端部とは反対側の第２端部と、前記第１端部および前記第２端部の間の中間部と、第２端部寄りに配置されて樹脂部品の軸周りに延在する第１凹部と、前記第２端部側の端面から前記樹脂部品の内部に嵌入して前記第１端部側に向かって延在するとともに、樹脂部品の軸方向で前記第１凹部の手前まで延在する第２凹部と、前記第２凹部における前記樹脂部品の内部に位置する先端から前記第１凹部の底面よりも前記樹脂部品の軸中心に近い位置で前記第１端部側に向かって延在する第３凹部であって、先端が前記第１凹部よりも前記第１端部側に位置する第３凹部と、前記第１端部から前記中間部の少なくとも一部にわたって延在する中空部と、を有し、
   前記中間部は、前記第１端部側に配置されて車両用灯具に螺合するネジ形成部と、前記第２端部側に配置されて車両用灯具を収容するランプボディに支持される支持軸部と、前記ネジ形成部および前記支持軸部を連結する連結部と、を有し、
   前記金型装置は、前記樹脂部品に対応した成形空間を形成する金型を備え、
   前記金型は、
   前記成形空間の前記第１端部に対応する第１領域に接続されて、前記成形空間に溶融樹脂を注入するゲートと、
   前記成形空間の前記第２端部に対応する第２領域寄りに配置される、前記第１凹部に対応する第１凸部と、
   前記第２領域に配置される、前記第２凹部に対応する第２凸部と、
   前記第２凸部の先端から前記第１凸部の頂面よりも前記成形空間の軸中心に近い位置で前記第１領域側に向かって延在する、前記第３凹部に対応する第３凸部であって、先端が前記第１凸部よりも前記第１領域側に位置する第３凸部と、
   前記第１領域に接続されて、前記成形空間に前記中空部を形成するためのガスを注入するガス注入口と、
   を有することを特徴とする金型装置。
2. 前記金型は、前記第１端部、および前記第１端部と前記第２端部との間の中間部に対応する第１金型と、前記第２端部に対応する第２金型とを有し、
   前記第１金型は、前記ゲートと前記第１凸部と前記ガス注入口とを有し、
   前記第２金型は、前記第２凸部と前記第３凸部とを有する請求項１に記載の金型装置。
3. 一方向に長い長尺体の樹脂部品の製造方法であって、
   前記樹脂部品は、
   車両用灯具の光出射方向を調整するための光軸調整用スクリューであり、
   第１端部と、
   前記第１端部とは反対側の第２端部と、
   前記第１端部および前記第２端部の間の中間部と、
   第２端部寄りに配置されて樹脂部品の軸周りに延在する第１凹部と、
   前記第２端部側の端面から前記樹脂部品の内部に嵌入して前記第１端部側に向かって延在するとともに、樹脂部品の軸方向で前記第１凹部の手前まで延在する第２凹部と、
   前記第２凹部における前記樹脂部品の内部に位置する先端から前記第１凹部の底面よりも前記樹脂部品の軸中心に近い位置で前記第１端部側に向かって延在する第３凹部であって、先端が前記第１凹部よりも前記第１端部側に位置する第３凹部と、
   前記第１端部から前記中間部の少なくとも一部にわたって延在する中空部と、を備え、
   前記中間部は、前記第１端部側に配置されて車両用灯具に螺合するネジ形成部と、前記第２端部側に配置されて車両用灯具を収容するランプボディに支持される支持軸部と、前記ネジ形成部および前記支持軸部を連結する連結部と、を有し、
   請求項１または２に記載の金型装置を用いて、前記第１端部に対応する第１領域に接続されたゲートから成形空間に溶融樹脂を注入し、前記第１領域に接続されたガス注入口から前記成形空間に前記中空部を形成するためのガスを注入することで前記樹脂部品を成形することを特徴とする樹脂部品の製造方法。
4. 前記第１凹部にシール部材を嵌め込むことをさらに含む請求項３に記載の樹脂部品の製造方法。

Images