JP7036612B2 - 樹脂成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、樹脂成形品に関する。
従来、射出成形を用いた樹脂成形品が知られている。樹脂成形品は、様々な分野で用いられており、例えば、車両用灯具の透明カバーやレンズ等の部品として採用されている。また、このような部品に対しては、軽量化や材料コスト低減の観点から薄肉化が求められている。
しかしながら、薄肉な部品を射出成形で製造しようとすると、厚肉な部品と比較して冷却速度が速いため、金型内に樹脂材料を高速で充填する必要がある。そのため、金型の内面形状によっては高速で充填される樹脂が金型内面の凹凸に追従できずに、凹凸の部分に樹脂の未充填部分ができる場合がある。
この未充填部分には、空気及び溶融樹脂に含まれていた水分や揮発成分がガスとして存在しており、樹脂の射出が進むと未充填部分が圧縮されて、ガスが成形面に沿って金型外に抜け出る。そして、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）として成形品の表面に出現し、外観性を低下させることがある。
そこで、このような筋の発生を抑えるために、透光性の前面カバーの一部の表面側にゲート痕が設けられるとともに、裏面側の前記ゲート痕に正対する位置に、ローレット状凹凸が形成されていない連続面が設けられている前面カバーが考案されている（特許文献１参照）。
特開２０１７－５２１０５号公報
ところで、本願発明者が鋭意検討したところ、前述の筋の発生には、樹脂成形品の表面に設けられている凹凸形状が大きく影響していることが分かってきており、樹脂成形品の凹凸形状を工夫することによって筋の発生を抑制できる可能性に想到した。
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的の一つは、射出成形を用いた樹脂成形品の見映えの悪化を抑制する新たな技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の樹脂成形品は、射出成形で製造された樹脂成形品であって、非意匠面に形成されているゲート跡と、ゲートから注入された樹脂の流れに対して交差するように設けられているステップと、を有する。当該樹脂成形品は、ゲート跡から当該樹脂成形品の端部までの樹脂の流動距離をＬ［ｍｍ］、当該樹脂成形品の厚みをｔ［ｍｍ］とすると、Ｌ／ｔが１８５以上となるように構成されており、ステップの接線角は５～３０°である。
この態様によると、ステップに対して交差するように樹脂が流れる際に、樹脂がステップの形状に追従して充填されやすくなる。そのため、例えば、ステップの凹部に残ったエアが排出される際に痕跡となって樹脂成形品の意匠面の見映えを悪化させることを抑制できる。
ステップは、透明な意匠面に形成されていてもよい。これにより、見映えの悪化が目立ちやすい透明な意匠面において、見映えの悪化を抑制できる。
ステップは、凹部の底の曲率半径Ｒが０．２ｍｍ以上であってもよい。これにより、樹脂が充填される際に、ステップの形状に、より追従しやすくなる。
当該樹脂成形品の厚みｔが１．０～２．７ｍｍであってもよい。これにより、射出成形の際に高速での充填が必要な薄肉の樹脂成形品に対して見映えの悪化を抑制できる。
長手方向が４５０ｍｍ以上の部品であってもよい。これにより、射出成形の際に高速での充填が必要な大型の樹脂成形品に対して見映えの悪化を抑制できる。
ステップは、該ステップの長手方向と樹脂が流れる方向との成す角が６０～９０°となるように形成されていてもよい。あるいは、ステップは、該ステップの長手方向と樹脂が流れる方向との成す角が７５～９０°となるように形成されていてもよい。これにより、見映えの悪化が生じやすいステップの配置であっても、見映えの悪化を抑制できるため、ステップの配置の自由度が向上する。
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
本発明によれば、射出成形を用いた樹脂成形品の見映えの悪化を抑制できる。
本実施の形態に係る前面カバーの正面図である。 図１に示す前面カバーのＡ－Ａ断面図である。 図２に示す前面カバーの領域Ｂの拡大断面図である。 本実施の形態に係る前面カバーを射出成形する金型装置の縦断面図である。 本実施の形態に係るステップを形成するための金型成形面の凹凸部の拡大図である。 図６（ａ）～図６（ｄ）は、高速で射出成形を行う際のキャビティ内の樹脂の追従性を説明するための模式図である。
以下、図面等を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
本実施の形態に係る樹脂成形品は、薄肉で大型の透光性部材に適しており、例えば、車両用灯具を構成する透明な前面カバーとして適用できる。以下では、車両用灯具の前面カバーを例として本実施の形態に係る樹脂成形品を説明する。
図１は、本実施の形態に係る前面カバーの正面図である。図２は、図１に示す前面カバーのＡ－Ａ断面図である。図３は、図２に示す前面カバーの領域Ｂの拡大断面図である。
前面カバー１０は、射出成形で作製された樹脂成形品であり、軽量で強度にも優れる透明な合成樹脂（例えば、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂）で構成されている。図１や図２に示すように、前面カバー１０は、意匠面領域である前面部１２と、前面部１２の外周から後方に屈曲して延出する環状の周縁部１４と、を有する。
周縁部１４は、前面部１２の外周から後方に屈曲して延出する環状の立壁１６と、立壁１６の後端部において外方に屈曲して延在するフランジ部１８で構成されている。フランジ部１８は、前面カバー１０の左右の側面および上面での幅（立壁１６からの延出長さ）が狭く、下面での幅が広く形成されている。そして、前面カバー１０は、灯室の前面全体を覆うようにフランジ部１８を介してランプボディに組み付けられる。
前面部１２の縁部１２ａの裏面１２ｂおよび立壁１６の前面部側の裏面１６ａには、図２の符号Ｄで示す範囲に、ローレット状凹凸２０（具体的には、前面部１２の周方向に蒲鉾型のローレット山２０ａが等ピッチで連続する平目ローレット）が設けられており、非意匠面である立壁１６やフランジ部１８が素通し状態とならない（非素通し形態となる）ように構成されている。
また、図１に示す前面カバー１０の正面視において、下方のフランジ部１８の表面の左右方向中央部には、後述する金型（図４参照）によって前面カバー１０を成形する際に付着したゲート跡２２が設けられている。なお、図１に示すゲート跡２２は、フランジ部１８の表面の左右方向中央部に設けられているが、ゲート位置をフランジ部１８の下端部に設けたサイドゲートとすれば、ゲート跡が意匠面の正面方向から視認されにくくなる。
次に、図４を参照して、本実施の形態に係る射出樹脂成形品である前面カバー１０を成形する金型装置２４を説明する。図４は、本実施の形態に係る前面カバーを射出成形する金型装置の縦断面図である。
金型装置２４は、固定側のキャビティ側金型２６と、キャビティ側金型２６に対し接近離反方向に移動可能な可動側のコア側金型２８で構成され、キャビティ側金型２６とコア側金型２８が型閉めされることで、キャビティ側金型２６の成形面３０およびコア側金型２８の成形面３２によって前面カバー１０に対応するキャビティＣが画成される。キャビティＣの主要部の厚みｔは、２～５ｍｍの範囲、より好ましくは３．０ｍｍ未満である。
キャビティ側金型２６には、キャビティＣにおける前面カバー１０の所定位置（下方のフランジ部１８の左右方向中央部に対応する位置）に開口するホットランナ３４が配設されている。ホットランナ３４のキャビティＣへの開口部には、バルブゲート３６が設けられている。バルブゲート３６は、ホットランナ３４内に挿通された軸方向に進退動作可能なバルブピン３６ａを備え、バルブピン３６ａを進退させることで、バルブゲート３６が開閉する。
キャビティＣを画成するコア側金型２８の成形面３２のうち、前面部１２の縁部１２ａの裏面１２ｂに対応する領域および立壁１６の前面部側の裏面１６ａに対応する領域（図４の符号Ｄ’で示す範囲）には、前述のローレット状凹凸２０を成形するための凹凸部が形成されている。図５は、本実施の形態に係るステップを形成するための金型成形面の凹凸部の拡大図である。
図５に示すように、コア側金型２８の成形面３２の一部には、ローレット状凹凸２０を成形するための凹凸部３８（凹溝３８ａおよび凸条３８ｂ）が形成されている。なお、凹溝３８ａは、ローレット山２０ａに対応しており、凹溝３８ａのピッチおよび深さは、ローレット山２０ａのピッチｐおよび深さｈに対応している。
次に、金型内における樹脂の充填の様子を説明する。図６（ａ）～図６（ｄ）は、高速で射出成形を行う際のキャビティ内の樹脂の追従性を説明するための模式図である。
成形面３２の一部に凹凸部３８（３８ａ，３８ｂ）が形成されていると、バルブゲート３６からキャビティＣに射出された樹脂４０が凹凸部３８（凸条３８ｂ）に対しスムーズに流動できず、凹溝３８ａに樹脂の未充填部分４２ができる。未充填部分４２に溜まっていたエアは、その後に充填されてくる樹脂４０と供に、あるタイミングで凹溝３８ａから排出されると、痕跡としてシルバーストリークを発生させる。
本実施の形態に係る前面カバー１０は、バルブゲート３６から注入された樹脂４０の流れに対して交差するように設けられているステップとしてのローレット状凹凸２０を有しており、ゲート跡２２から前面カバー１０の端部１０ａまでの樹脂の流動距離をＬ［ｍｍ］（図１参照）、前面カバー１０の主要部の厚みをｔ［ｍｍ］（図２参照）とすると、Ｌ／ｔが１８５以上となるように構成されている。
このような形状や寸法の前面カバー１０において、本発明者らが鋭意検討したところ、図５に示すように、ステップの接線角θが５～３０°であることが好ましい点を見いだした。ここで、接線角θとは、図５に示す紙面のように凹溝３８ａが延伸する方向に対して垂直な面において、凹凸部３８の凸条３８ｂの頂点を通り、凹溝３８ａの底面形状に沿った接線と成形面３２との成す角である、と言うことができる。換言すれば、図３に示す紙面のようにローレット山２０ａが延伸する方向に対して垂直な面において、ローレット山２０ａ間の最深部２０ｂを通り、ローレット山２０ａの表面形状に沿った接線と裏面１２ｂとの成す角である、と言うことができる。
本発明者らの検討によると、主要部の厚みｔが２ｍｍ、Ｌ／ｔが２４０の薄肉樹脂成形品の成形において、接線角θが２５°や３０°のローレット状凹凸２０（成形面３２の凹凸部３８）であれば、シルバーストリークが前面部１２の意匠面に発生することが抑制された。一方、接線角θが３５°の条件で薄肉樹脂成形品を成形した場合、シルバーストリークが発生しやすかった。
このように、ステップの接線角を５～３０°とすることで、成形面３２の凹凸部３８に対して交差するように樹脂４０が流れる際に、樹脂４０がステップの形状に追従して充填されやすくなる。そのため、例えば、ステップの凹溝３８ａに残ったエアが排出される際に痕跡となって前面カバー１０の意匠面の見映えを悪化させることを抑制できる。
また、ローレット山２０ａの一部は、図３に示すように、透明な意匠面である前面部１２の縁部１２ａの裏面１２ｂ側に形成されている。本実施の形態に係る前面カバー１０は、このように見映えの悪化が目立ちやすい透明な意匠面においても、見映えの悪化を抑制できる。
また、ローレット山２０ａは、凹部の底（最深部２０ｂ）の曲率半径Ｒが０．２ｍｍ以上である。より好ましくは、曲率半径Ｒが０．５ｍｍ以上である。これにより、樹脂４０が充填される際に、コア側金型２８の凹凸部３８の形状に、より追従しやすくなる。
また、本実施の形態に係る前面カバー１０の主要部の厚みｔは１．０～２．７ｍｍである。好ましくは、厚みｔは２～２．５ｍｍであるとよい。これにより、射出成形の際に高速での充填が必要な薄肉の前面カバー１０に対して見映えの悪化を抑制できる。また、薄肉とすることで、部品の軽量化、材料コストの低減、光線の透過率の向上等が図られる。
また、本実施の形態に係る前面カバー１０は、長手方向が４５０ｍｍ以上の部品である。これにより、射出成形の際に高速での充填が必要な大型の前面カバー１０に対して見映えの悪化を抑制できる。
また、ローレット状凹凸２０は、ローレット状凹凸２０の長手方向と樹脂４０が流れる方向との成す角が６０～９０°となるように、好ましくは７０～９０°となるように形成されている。これにより、見映えの悪化が生じやすいステップの配置であっても、見映えの悪化を抑制できるため、ステップの配置や形状の自由度が向上する。
また、ローレット状凹凸２０（凹凸部３８）のピッチｐは１～２ｍｍ、山の高さ（溝の深さ）ｈは、０．１～０．３ｍｍの範囲であってもよい。また、ローレット山２０ａ（凹溝３８ａ）の曲率Ｒ１は、１～２ｍｍである。なお、ステップの形状は、ローレット状凹凸２０（凹凸部３８）に限らず、例えば、縦リブ、サイドステップといった凹凸のある形状も含まれる。
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して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うる。
Ｒ１ 曲率、 １０ 前面カバー、 １０ａ 端部、 １２ 前面部、 １２ａ 縁部、 １２ｂ 裏面、 １４ 周縁部、 １６ 立壁、 １６ａ 裏面、 １８ フランジ部、 ２０ ローレット状凹凸、 ２０ａ ローレット山、 ２０ｂ 最深部、 ２２ ゲート跡、 ２４ 金型装置、 ２６ キャビティ側金型、 ２８ コア側金型、 ３０，３２ 成形面、 ３４ ホットランナ、 ３６ バルブゲート、 ３６ａ バルブピン、 ３８ 凹凸部、 ３８ａ 凹溝、 ３８ｂ 凸条、 ４０ 樹脂。

Claims (7)

  1. 射出成形で製造された車両用灯具のカバーである樹脂成形品であって、
    非意匠面に形成されているゲート跡と、
    ゲートから注入された樹脂の流れに対して交差するように設けられているステップと、を有し、
    当該樹脂成形品は、前記非意匠面を平面視した場合における、前記ゲート跡から最も遠い前記樹脂成形品の端部と前記ゲート跡との直線距離をＬ［ｍｍ］、当該樹脂成形品の厚みをｔ［ｍｍ］とすると、Ｌ／ｔが１８５以上となるように構成されており、
    前記ステップの接線角は５～３０°であり、
    前記ステップは、前記カバーの透明な意匠面の裏面側に形成されていることを特徴とする樹脂成形品。
  2. 射出成形で製造された樹脂成形品であって、
    非意匠面に形成されているゲート跡と、
    ゲートから注入された樹脂の流れに対して交差するように設けられているステップと、を有し、
    当該樹脂成形品は、前記非意匠面を平面視した場合における、前記ゲート跡から最も遠い前記樹脂成形品の端部と前記ゲート跡との直線距離をＬ［ｍｍ］、当該樹脂成形品の厚みをｔ［ｍｍ］とすると、Ｌ／ｔが１８５以上となるように構成されており、
    前記ステップの接線角は５～３０°であり、
    前記ステップは、凹部の底の曲率半径Ｒが０．２ｍｍ以上であることを特徴とする樹脂成形品。
  3. 射出成形で製造された樹脂成形品であって、
    非意匠面に形成されているゲート跡と、
    ゲートから注入された樹脂の流れに対して交差するように設けられているステップと、を有し、
    当該樹脂成形品は、前記非意匠面を平面視した場合における、前記ゲート跡から最も遠い前記樹脂成形品の端部と前記ゲート跡との直線距離をＬ［ｍｍ］、当該樹脂成形品の厚みをｔ［ｍｍ］とすると、Ｌ／ｔが１８５以上となるように構成されており、
    前記ステップの接線角は５～３０°であり、
    当該樹脂成形品の厚みｔが１．０～２．７ｍｍであることを特徴とする樹脂成形品。
  4. 前記ステップは、凹部の底の曲率半径Ｒが０．２ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または３に記載の樹脂成形品。
  5. 当該樹脂成形品の厚みｔが１．０～２．７ｍｍである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。
  6. 長手方向が４５０ｍｍ以上の部品であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の樹脂成形品。
  7. 前記ステップは、該ステップの長手方向と樹脂が流れる方向との成す角が６０～９０°となるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の樹脂成形品。
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