JPWO2019150760A1 - 樹脂成形品及び樹脂成形品の成形方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、樹脂成形品に形成されたボス部の曲げ強度を高めるためにガスアシスト法によりボス付根部の隅部に円弧形状(いわゆる「隅R」)のリブを付けることが知られている(例えば、特許文献1参照)
本発明の目的は、樹脂成形金型の密封手段を不要とし、且つパーティングラインに制約されることなく、樹脂成型品の薄肉化による軽量化と補強との両立を図ることが可能なガス加圧成形による樹脂成形品及び樹脂成形品の成形方法を提供することにある。
本発明は、樹脂成形金型(22,75)内で樹脂に加圧ガスを付加して成形された樹脂成形品において、壁部(10b,52x)に細長リブ状突起部(10a,52d,56k)が一体に形成され、前記細長リブ状突起部(10a,52d,56k)は、前記壁部(52x)の所定範囲を囲むように配置されるとともに、前記細長リブ状突起部(10a,52d,56k)を介して囲まれた部分の前記壁部(10b,52x)の肉厚は、前記壁部(10b,52x)の他の部位の肉厚よりも薄肉に形成されていることを特徴とする。
また、上記発明において、前記壁部(52x)の縁部に前記細長リブ状突起部(52d)が連続して設けられても良い。
また、上記発明において、前記壁部(52x)の縁部に前記細長リブ状突起部(52d)を連続して設けても良い。
また、上記発明において、壁部の縁部に細長リブ状突起部が連続して設けられるので、樹脂成形品の外観性を損なうことなく、樹脂成形品の縁部近傍まで壁部の薄肉化が可能となる。
また、上記発明において、壁部の縁部に細長リブ状突起部を連続して設けたので、樹脂成形品の外観性を損なうことなく、樹脂成形品の縁部近傍まで壁部の薄肉化が可能となる。
図1は、本発明に係る樹脂成形品10及び樹脂成形品10の成形方法の原理を示す作用図、図2は、図1の要部拡大図である。
図1に示すように、射出成形装置20は、射出成形機21と、射出成形機21に接続された樹脂成形金型22とを備える。
射出成形機21は、シリンダー23を備え、シリンダー23は、内部に投入された樹脂を加熱して溶融させ、更に、溶融した樹脂(溶融樹脂38)をシリンダー23の先端部に設けられたノズル23aから樹脂成形金型22内に射出する。
樹脂成形金型22は、射出成形機21に接続された固定金型25と、固定金型25にスライド可能に設けられた可動金型26とからなる。固定金型25と可動金型26とは、パーティングライン27で合わせられ、固定金型25と可動金型26とで、樹脂成形品10を形作るキャビティ(空洞)28が形成される。
可動金型26は、キャビティ28を形成する凹部31と、凹部31に連通するガスチャンネル32とを備える。
凹部31は、周縁部に連続して無端状に形成された凹溝31aを備える。樹脂成形品10が形成される際には、凹溝31aは、細長リブ状突起部としてのガスシールリブ10aを形作り、凹部31は、ガスシールリブ10aを含む板状の壁部10bを形作る。
ガスチャンネル32は、外部のガス供給源に接続される主通路34と、主通路34に形成された複数の副通路35とからなり、副通路35の先端は、凹部31に連通する。
図1において、まず、シリンダー23内の溶融樹脂38をノズル23aから樹脂成形金型22内に射出する。溶融樹脂38は、通路25aを通ってキャビティ28に流れ込む。キャビティ28に流れ込んだ溶融樹脂38のうち、凹溝31a内の溶融樹脂38は、指向性凝固により他の部分の溶融樹脂38よりも早く凝固する。
このとき、図2の矢印で示すように、キャビティ28内における凹部31の底面31bと溶融樹脂38との間にガスチャンネル32から不活性ガスとして、例えば窒素ガスを、所定圧力まで圧縮して加圧された状態で注入する。
凝固していない溶融樹脂38へのガス圧力の作用を継続させることで、壁部10bにおいて環状のガスシールリブ10aで囲まれた囲繞部10cでは、溶融樹脂38が凝固して出来た樹脂成形品10の肉厚Tを薄くすることができる。これにより、樹脂成形品10を軽量にすることができる。また、ガスシールリブ10aによって、樹脂成形品10の剛性を高めることができる。
図3は、自動二輪車40を示す斜視図、図4は、自動二輪車40の車体前部44を示す斜視図である。
図3に示すように、自動二輪車40は、スクーター型車両である。自動二輪車40は、前輪41及び前輪41を操舵するハンドル42が設けられた車体前部44と、駆動輪である後輪45及び後輪45の上方に位置するシート46が設けられた車体後部48と、車体前部44、車体後部48間を繋ぐステップフロア49とを備える。
また、車体前部44及び車体後部48は、車体カバー51で覆われている。
フロントカバー52は、ハンドル42により回動されるとともに前輪41(図3参照)を支持するフロントフォーク(不図示)を前方から覆う。
左右のレッグシールド53は、フロントカバー52の左右縁部から後方斜め側方に延びて、シート46(図3参照)に着座した運転者の脚部を前方から覆う。
ハンドルカバー54は、ハンドル42の中央部を覆う。
図5及び図6に示すように、フロントカバー52は、裏面52aに、複数の補強リブからなる補強リブ集合体52bと、周縁部52c上又は周縁部52cの近傍に無端状に形成されたガスシールリブ52dと、複数の突出した部分からなる突出部集合体52eとを一体に備える。即ち、フロントカバー52は、壁部52xの裏面52aから補強リブ集合体52b、ガスシールリブ52d及び突出部集合体52eが突出している。
突出部集合体52eは、左右一対のクリップナット取付座52f、左右一対のアンダーカットリブ部52g、複数のクリップ締結部52h、複数の座付き締結ボス部52j、リブ付き締結ボス部52kから構成される。
図6に示すように、フロントカバー52の裏面52aに設けられた複数のアンダーカット(左右一対のアンダーカットリブ部52gを含む。)から型抜きをするための複数の傾斜コア61〜67が、樹脂成形金型75(図12参照)に配置されている。
図7に示すように、フロントカバー52の周縁部に形成された縁部補強リブ52mの内側に、縁部補強リブ52mに沿ってガスシールリブ52dが形成されている。
縁部補強リブ52mからは、フロントカバー52の中央部側に向けて中間補強リブ52n,52pが延びている。
ガスシールリブ52dは、中間補強リブ52n,52pと交差しつつ延びている。
このように、ガスシールリブ52dは、縁部補強リブ52mよりも断面積が小さく細長いリブであるため、溶融樹脂の状態では、他の部分よりも凝固しやすい。そのため、上記した肉厚Tfを、肉厚Tgより薄肉に形成することができる。
図9に示すように、縁部補強リブ52mから2本の中間補強リブ52q,52rが壁部52xの中央側へ延びている。2本の中間補強リブ52q,52rは交差し、これらの中間補強リブ52q,52rにガスシールリブ52dが交差している。
中間補強リブ52qとガスシールリブ52dとのなす角度θ1、及び中間補強リブ52rとガスシールリブ52dとのなす角度θ2は、それぞれ20°以上(θ1≧20°、θ2≧20°)である。
本実施形態では、θ1≧20°、θ2≧20°とすることで、交差部分の体積がより小さくなって交差部分の凝固が速くなり、差し込み溝の形成を防止することができる。また、θ1≧20°、θ2≧20°とすることで、交差部分での応力集中を抑制できる。更に、20°以上とすれば、金型の形状上耐久性も向上する。
図10に示すように、中間補強リブ52qの裏面52aからの高さをH2、中間補強リブ52qの先端部の幅をW2とする。高さH2は、図8及び図9に示したガスシールリブ52dの高さH1よりも高い。幅W2は、図8及び図9に示したガスシールリブ52dの幅W1よりも大きい。
この構成によれば、ガスシールリブ52dと中間補強リブ52q,52rとが交差する部位への応力集中を抑制できるとともに、交差する部位での差し込み溝の形成を防止できる。
フロントカバー52の壁部52xの裏面52aには、六角形状に突出するハニカム補強リブ52sが複数集合したハニカム補強部52tが一体に形成されている。
ハニカム補強部52tは、所定のハニカム補強リブ52s1(ハニカム補強リブ52sと同一形状であるが、識別のために符号を異ならせた。)の内側の壁部52xに、樹脂成形金型によって極薄肉部52w(図13も参照)が形成されている。極薄肉部52wの肉厚をTeとする。
また、上記ハニカム補強リブ52s1に隣接するハニカム補強リブ52s2,52s3(ハニカム補強リブ52sと同一形状であるが、識別のために符号を異ならせた。)の内側の壁部52xに、樹脂成形金型によって極薄肉部52wと同じ肉厚Teに形成されている。中薄肉部52z,52zのそれぞれの肉厚をTfとすると、Te<Tfとなる。
樹脂成形金型75は、固定型であるキャビティ型76と、可動型であるコア型77と、ハニカム補強部52t(図6参照)を形成する中子78と、傾斜コア61〜67と、複数のガスチャンネルピン79と、複数のエジェクターピン80とを備える。
ハニカム補強部52t用の中子78及び傾斜コア61〜67は、フロントカバー52(図6参照)の縁部から離されて配置され、ガスチャンネルスリット70〜74は、中子78に平行に複数(ここでは、5本)設けられている。
本実施形態では、中子78で形成される複数のハニカム補強リブ52sで区画されたエリアに、中子78に設けられたガスチャンネルスリット70〜74を介して加圧ガスを供給する。
ハニカム補強部52t以外の部位は、各補強リブで仕切られているが、各補強リブの先端に配置されたガスチャンネルピン79(図13も参照)の吐出口には、各補強リブの幅よりも大きな開口が設けられ、加圧ガスを各補強リブで区画された複数のエリアに供給する。また、フロントカバー52の部位によっては、直接に壁部52xに向けてガスチャンネルピン79を設ける箇所もある。
キャビティ型76とコア型77とは、パーティングライン81で型合わせされている。
キャビティ型76は、射出ゲート76aを備える。コア型77は、加圧ガスの主通路83aが形成されたガスマニホールド83と、ガスマニホールド83の主通路83aから延びる複数のガスチャンネルピン79とを備える。ガスマニホールド83の主通路83aには、樹脂成形金型75の外部から主通路83aに加圧ガスを導入するガス導入路77aが形成されている。加圧ガスは、ガス導入路77a、主通路83aを通り、更に、複数のガスチャンネルピン79及びガスチャンネルスリット70〜74(図12参照)を通って、ガスシールリブ52dの内側の各エリアに供給される。
このように、本実施形態では、壁部52xを、極薄肉部52wを有する極薄肉ゾーンE、中薄肉部52zを有する中薄肉ゾーンF及び厚肉部52yを有する厚肉ゾーンGというように、肉厚が3段階のゾーンに設定している。尚、肉厚Te,Tfを形成する成形金型は、加圧ガスによる成形を見越して、肉厚Te,Tfより多少厚肉に設定されており、溶融樹脂が注入され、注入時間がその分短縮される。
上記したように、壁部52xにおけるガスシールリブ52dより内側の囲繞部56xは、壁部52xにおけるガスシールリブ52dの外側よりも薄肉に形成される。
図14及び図15に示すように、壁部52xには、ガスシールリブ52dと、ガスシールリブ52dに沿うようにガスシールリブ52dに隔てて配置された補強リブ56aとが一体に形成されている。
ガスシールリブ52dによって囲まれる壁部52xには、肉厚が薄い薄肉部56bが形成され、補強リブ56aよりもガスシールリブ52dから離れる側の壁部52xには、薄肉部56bの肉厚Tfよりも肉厚Tgが厚い厚肉部56cが形成されている。
図15に示すように、壁部52xにおいて、ガスシールリブ52dと補強リブ56aとの間に設けられる壁部56zには、薄肉部56yと、薄肉部56yに向けて肉厚が変化する徐変肉厚部56dとが形成されている。壁部56zは、壁部52xの一部を構成する。
薄肉部56yは、ガスシールリブ52dから所定の距離Lだけ離されて形成された肉厚一定の部分である。薄肉部56yの肉厚は、薄肉部56bと同一又は薄肉部56bよりも厚く、徐変肉厚部56dは、薄肉部56yの縁部から補強リブ56aまでの範囲で薄肉部56y側から補強リブ56a側に向かうにつれて断面テーパー状に肉厚が厚くなっている。
徐変肉厚部56d、特に補強リブ56aの近傍では、肉厚が厚いため、フロントカバー52の成形過程では、溶融樹脂の指向性凝固により、凝固するのがガスシールリブ52dの近傍よりも遅くなる。従って、徐変肉厚部56dの補強リブ56a近傍を溶融時に加圧ガスで押圧すると、溶融樹脂が内部の柔らかい部分へめり込み、溶融樹脂の表面に差し込み溝が出来る。そこで、徐変肉厚部56dの補強リブ56a近傍には、ガスシールリブ52dによって加圧ガスの圧力を作用させないようにしている。
図16に示すように、フロントカバー52の縁部補強リブ52mには、2本の補強リブ56e,56fの一端部が接続されている。また、一方の補強リブ56eに一端が接続されるとともに補強リブ56fに交差するように、補強リブ56gが縁部補強リブ52mに沿って延びている。
ガスシールリブ52dは、縁部補強リブ52mに沿うとともに屈曲して補強リブ56eに沿って延び、また、補強リブ56gに交差している。
フロントカバー52の縁部補強リブ52mの内側にガスシールリブ52dを設けにくい場合は、図17及び後述する図22に示すように、フロントカバー52の縁部補強リブ52mやアンダーカットを有する後方屈曲壁部56hの上に一体に、ガスシールリブ52dが形成されている。
フロントカバー52は、壁部52xの下部に車両後方に屈曲する後方屈曲壁部56hを備える。
後方屈曲壁部56hの車幅方向中央部には、開口部56jが開けられている。フロントカバー52の内側にはホーン(不図示)が配置され、ホーンの音は、開口部56jを介して車体外部へ放出される。開口部56jを設けることで、車体外部でのホーン音量を確保することができる。
開口部56jは、樹脂成形金型75(図13参照)に備える傾斜コア85(図19参照)により形成される。
フロントカバー52の射出成形時に、フロントカバー52の後方屈曲壁部56hの裏面52aとなる部分に傾斜コア85が配置される。
傾斜コア85は、開口部56j(図18参照)及び開口部56jの周囲のアンダーカットを処理するためのものである。実線は後方屈曲壁部56hの裏面52aとなる部分に傾斜コア85が配置された状態、二点鎖線は、溶融樹脂が凝固した後に、実線位置の傾斜コア85を後方屈曲壁部56hから離れるようにスライドさせた状態を示す。
図20に示すように、傾斜コア85は、フロントカバー52(図18参照)の開口部56j(図18参照)を形成する凸部85bと、凸部85bから所定距離隔てて凸部85bを囲むように形成された環状溝85cとを前面85aに備える。
図21に示すように、傾斜コア85の凸部85bは、後方屈曲壁部56hの開口部56jを形成する部分である。傾斜コア85の環状溝85cは、開口部56jの周囲に後方屈曲壁部56hの裏面52aから突出する環状のガスシールリブ56kを形成する部分である。
開口部56jの周囲には、連続した環状のガスシールリブ56kが形成されている。ガスシールリブ56kは、ガスシールリブ52dの内側に形成されている。
図21及び図22に示したように、フロントカバー52を射出成形する際に、樹脂成形金型75(図12参照)内の傾斜コア85における環状溝85c内の溶融樹脂は、指向性凝固により環状溝85cの周囲の溶融樹脂よりも早く凝固する。この結果、ガスシールリブ56kが形成される。また、フロントカバー52の後方屈曲壁部56hの縁部補強リブ52m上にもガスシールリブ52dがフロントカバー52の裏面52aから連続して形成される。以上より、樹脂成形金型75内のガスシールリブ52dとガスシールリブ56kとの間の空間は、密閉空間となる。
従って、ガスシールリブ52dとガスシールリブ56kとにより囲まれた溶融樹脂に加圧ガスを作用させたときに、ガスシールリブ56kによって加圧ガスが開口部56j側へ漏れるのを防止することで、ガスシールリブ56kの周囲の壁部52xを薄肉にできる。このように、フロントカバー52の下部の壁部52xの肉厚を開口部56j近傍まで薄くできる。
この構成によれば、フロントカバー52の外観性を損なうことなく、フロントカバー52の開口部56jの近傍まで壁部52xの薄肉化が図れる。
例えば、ガスシールリブ52dを樹脂成形品の外縁部や開口部の輪郭に沿って少なくとも加圧ガスが漏れ易い部位に配置すれば良く、全周設けずに部分的に配置しても良い。
本発明は、自動二輪車40のフロントカバー52に適用する場合に限らず、フロントカバー52以外の部品にも適用可能である。
また、本発明は、自動二輪車40に適用する場合に限らず、自動二輪車40以外も含む鞍乗り型車両や鞍乗り型車両以外の車両にも適用可能である。なお、鞍乗り型車両とは、車体に跨って乗車する車両全般を含み、自動二輪車(原動機付き自転車も含む)のみならず、ATV(不整地走行車両)に分類される三輪車両や四輪車両を含む車両である。
10a,52d,56k ガスシールリブ(細長リブ状突起部)
10b,52x 壁部
10c,56x 囲繞部
22,75 樹脂成形金型
52 フロントカバー(樹脂成形品)
52a 裏面(非意匠面)
52m 縁部補強リブ(補強リブ)
52q,52r 中間補強リブ(補強リブ)
56a 補強リブ
56d 徐変肉厚部
56j 開口部
Claims (10)
- 樹脂成形金型(22,75)内で樹脂に加圧ガスを付加して成形された樹脂成形品において、
壁部(10b,52x)に細長リブ状突起部(10a,52d,56k)が一体に形成され、前記細長リブ状突起部(10a,52d,56k)は、前記壁部(52x)の所定範囲を囲むように配置されるとともに、前記細長リブ状突起部(10a,52d,56k)を介して囲まれた部分の前記壁部(10b,52x)の肉厚は、前記壁部(10b,52x)の他の部位の肉厚よりも薄肉に形成されていることを特徴とする樹脂成形品。 - 前記壁部(52x)に、前記細長リブ状突起部(52d)よりも前記壁部(52x)の表面からの突出量が大きい補強リブ(52m,52q,52r,56a)を一体に備え、前記細長リブ状突起部(52d)と前記補強リブ(52m,52q,52r,56a)との間に、前記壁部(52x)の肉厚が徐々に変化する徐変肉厚部(56d)が設けられることを特徴とする請求項1に記載の樹脂成形品。
- 前記細長リブ状突起部(52d)は、前記補強リブ(52q,52r)に対して少なくとも20度以上の角度で交差するとともに、前記補強リブ(52q,52r)の高さよりも前記細長リブ状突起部(52d)の高さが低いことを特徴とする請求項2に記載の樹脂成形品。
- 前記壁部(52x)の縁部に前記細長リブ状突起部(52d)が連続して設けられることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の樹脂成形品。
- 前記壁部(52x)に開口部(56j)が設けられ、前記壁部(52x)の前記開口部(56j)の輪郭に沿って前記細長リブ状突起部(52d)が連続して設けられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の樹脂成形品。
- 樹脂成形金型(22,75)内で樹脂に加圧ガスを付加して形成される樹脂成形品の成形方法において、
前記樹脂成形品(10,52)の壁部(52x)に、その表面の所定範囲を囲む細長リブ状突起部(10a,52d,56k)を形成し、前記細長リブ状突起部(10a,52d,56k)における樹脂の凝固が他の部位より早くなる指向性凝固により、前記細長リブ状突起部(10a,52d,56k)を介して囲まれた囲繞部(10c,56x)を前記加圧ガスを保持するようにシールすることを特徴とする樹脂成形品の成形方法。 - 前記壁部(52x)に、前記細長リブ状突起部(52d)よりも前記壁部(52x)の表面からの突出量が大きい補強リブ(52m,52q,52r,56a)を一体に形成し、前記細長リブ状突起部(52d)と前記補強リブ(52m,52q,52r,56a)との間に、前記壁部(52x)の肉厚が徐々に変化する徐変肉厚部(56d)を設けたことを特徴とする請求項6に記載の樹脂成形品の成形方法。
- 前記細長リブ状突起部(52d)を、前記補強リブ(52q,52r)に対して少なくとも20度以上の角度で交差させるとともに、前記補強リブ(52q,52r)の高さよりも前記細長リブ状突起部(52d)の高さを低くしたことを特徴とする請求項7に記載の樹脂成形品の成形方法。
- 前記壁部(52x)の縁部に前記細長リブ状突起部(52d)を連続して設けたことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか一項に記載の樹脂成形品の成形方法。
- 前記壁部(52x)に開口部(56j)を設け、前記壁部(52x)の前記開口部(56j)の輪郭に沿って前記細長リブ状突起部(52d)を連続して設けたことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項に記載の樹脂成形品の成形方法。
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