JP5416997B2 - 車両用灯具のレンズカバー製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂の射出成形によって車両用灯具のレンズカバーを製造する方法に関するものである。

例えばヘッドランプ等の車両用灯具の一例を図３及び図４に示す。即ち、図３は車両用灯具の側断面図、図４は図３のＡ部拡大詳細図であり、前面が開口するハウジング２の内部には不図示の光源やリフレクタが収納されており、該ハウジング２の開口部は透明なレンズカバー３によって覆われている。

上記ハウジング２の開口部の周縁には前方（図３の左方）に向かって斜め上方にＶ字状に開く嵌合凹部２ａが一体に形成されており、レンズカバー３の開口部の周縁には後方に向かって細くなる側断面三角状のシールリブ３ｃが一体に形成されている。そして、ハウジング２の嵌合凹部２ａにはレンズカバー３のシールリブ３ｃが前方から嵌め込まれ、図４に詳細に示すように、両者の間には充填剤４が側断面Ｖ字状に塗布されて高いシール性が確保されている。ここで、ハウジング２の嵌合凹部２ａとレンズカバー３のシールリブ３ｃとの嵌合部に高いシール性を確保するためには、嵌合部に図４に示す一定以上のシール高さＧが必要である。

而して、図３に示すレンズカバー３は、車両の前面に露出する意匠面３ａと、開口部周縁に形成されたシールリブ３ｃから意匠面３ａへと立ち上がる立壁３ｂを有しており、この立壁３ｂは意匠面３ａの周縁から後方に向かって折り曲げられ、フロントフード５の端縁とフロントバンパ６の端縁によって覆われて外部には露出しない部分である。

ところで、斯かるレンズカバー３は、一般にはポリカーボネート等の熱可塑性樹脂の射出成形によって製造されるが、その射出成形法には図５に示すサイドゲート方式と図６に示すダイレクトゲート方式とがある。

即ち、図５及び図６は金型の断面図であり、金型２０は２分割された固定金型２１と可動金型２２を備えており、これらの固定金型２１と可動金型２２を合わせて形成されるキャビティ２３は図３に示すレンズカバー３の形状に相当する空間を構成しており、このキャビティ２３にはレンズカバー３の意匠面３ａを成形する部分（以後、「意匠面部分」と称する）２３Ａと、立壁３ｂを成形する部分（以後、「立壁部分」と称する）２３Ｂ及びシールリブ３ｃを成形する部分（以後、「シールリブ部分」と称する）２３Ｃが設けられている。

而して、図５に示すサイドゲート方式による射出成形法においては、不図示の成形機から固定金型２１の射出口２９に溶融樹脂が射出されると、この溶融樹脂は、コールドランナー２３Ｄを通ってゲート２４からキャビティ２３へと流入する。そして、キャビティ２３においては、先ず、シールリブ部分１３Ｃに溶融樹脂が流れてその部分を充填した後、溶融樹脂は立壁部分２３Ｂを通って意匠面部分２３Ａに達し、この溶融樹脂がキャビティ２３全体を覆った後に冷却されて固化することによって図３に示すようなレンズカバー３が得られる。

又、図６に示すダイレクトゲート方式による射出成形法においては、不図示の成形機から固定金型２１の射出口２９に溶融樹脂が射出されると、この溶融樹脂は、マニホールド２８を通ってバルブゲート２５へと達する。ここで、バルブゲート２５はシリンダ２６によって開閉され、該バルブゲート２５が開くと溶融樹脂はキャビティ２３へと流れ込み、キャビティ２３においては、先ず、意匠面部分２３Ａに溶融樹脂が流れてその部分を充填した後、溶融樹脂は立壁部分２３Ｂを通ってシールリブ部分２３Ｃに達し、この溶融樹脂がキャビティ２３全体を覆った後に冷却されて固化することによって図３に示すようなレンズカバー３が得られる。このダイレクトゲート方式は、サイドゲート方式において必要なコールドランナー２３Ｄのカット及び破棄は不要となるという利点を有している。

ところで、上記何れの方式によって図３に示すようなレンズカバー３を射出成形する場合であっても、図３に矢印ａにて示すレンズカバー３の抜き方向と矢印ｂにて示すハウジング２の成形抜き方向が異なるため、ハウジング２の嵌合凹部２ａの開き角度が大きくなり、この嵌合凹部２ａに嵌め込まれるレンズカバー３のシールリブ３ｃの厚さＦが基準厚さよりも厚くなる。例えば、レンズカバー３とハウジング２の抜き角度の差α（図３参照）が１７°で、シール高さＧが１４ｍｍである場合、立壁３ｂの肉厚Ｈが２．５ｍｍであるのに対して、シールリブ３ｃの厚さＦは６．７ｍｍとなる。

ところで、樹脂の射出成形においてはウェルドラインの発生が問題となる。このウェルドラインは、溶融樹脂を金型のキャビティに充填する際に異なる方向から流れてきた溶融樹脂の各先端同士が合流する部分に発生し、製品の見栄えと機械的強度を低下させる。

そこで、特許文献１には、ウェルドラインの発生を抑えることができるレンズの成形方法として、金型のレンズ表面側のキャビティ面に断熱層を形成する技術が提案されている。

特開２００３−０１１１８２号公報

ところで、図３に示すようなレンズカバー３を例えば図５に示す金型２０を用いてサイドゲート方式によって射出成形する場合、キャビティ２３へと流入した溶融樹脂は断面積が大きくて流動抵抗の小さなシールリブ部分２３Ｃから先に流れる。この現象を樹脂流動解析によって調べた結果、充填を開始してから０．５秒後においては、キャビティ２３の立壁部分２３Ｂでの溶融樹脂の流動に比べてシールリブ部分２３Ｃでの溶融樹脂の流動は流動長として２０ｍｍ多く進むものとなる。このような溶融樹脂の流動が更に進み、充填を開始してから３秒後の溶融樹脂の流動先端はキャビティ２３のシールリブ部分２３Ｃから立壁部分２３Ｂへと流れ、５秒後には立壁部分２３Ｂから意匠面部分２３Ａへと上がり、その部分に未充填の袋閉じを形成することが分かった。このため、得られた製品としてのレンズカバー３の意匠面３ａに未充填部分が発生する他、その未充填部分のガスが急激に抜ける際の発熱によってシルバーストリークやウェルドラインが発生し、これらがレンズカバー３の外観性を低下させる原因となっていた。

又、図６に示す金型２０を用いてダイレクトゲート方式によって図３に示すようなレンズカバー３を成形する場合にも袋閉じが発生し、同様に問題が発生していた。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、意匠面への袋とじ現象とそれに伴うシルバーストリークやウェルドラインの発生を防いで外観性の高いレンズカバーを得ることができる車両用灯具のレンズカバー製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、開口部周縁に意匠面よりも厚肉のシールリブを備えるとともに、該シールリブから意匠面へと立ち上がる立壁を有するレンズカバーを、金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出することによって成形する車両用灯具のレンズカバー製造方法として、
前記金型に、これに形成された前記キャビティの意匠面部分に向けて溶融樹脂を射出する意匠面バルブゲートと、前記キャビディのシールリブ部分に向けて溶融樹脂を射出するサイドバルブゲートを設け、
溶融樹脂の射出初期には前記意匠面バルブゲートを閉じ、前記サイドバルブゲートを開けて該サイドバルブゲートから前記キャビティのシールリブ部分に向けて溶融樹脂を射出し、
該溶融樹脂が前記キャビティの意匠面部分に流れる直前に前記サイドバルブゲートを閉じ、前記意匠面バルブゲートを開けて該意匠面バルブゲートから前記キャビティの意匠面部分に向けて溶融樹脂を射出するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、溶融樹脂の射出初期には意匠面バルブゲートを閉じ、サイドバルブゲートを開けて該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溶融樹脂を射出して溶融樹脂が流れ易いシールリブ部分に先ず溶融樹脂を流し、溶融樹脂が立壁部分から意匠面部分に流れる直前にサイドバルブゲートを閉じ、意匠面バルブゲートを開けて該意匠面バルブゲートから意匠面部分に向けて溶融樹脂を射出するようにしたため、シールリブ部分への溶融樹脂の先流れを防ぐことができる。そして、溶融樹脂が立壁部分から意匠面部分に流れる直前にキャビティの意匠面部分に溶融樹脂が流れ込むために意匠面部分に未充填部分が発生せず、又、ウェルドラインは立壁部分に発生する。このため、射出成形によって得られた製品としてのレンズカバーの意匠面への袋とじ現象とそれに伴うシルバーストリークやウェルドラインの発生を防ぐことができ、外観品質の高いレンズカバーを得ることができる。

又、サイドバルブゲートと意匠面バルブゲートの開閉を切り替えて各バルブゲートから溶融樹脂を２段階に分けてキャビティに射出するようにしたため、各バルブゲートからの溶融樹脂の射出量を低減することができ、各バルブゲートの絞りによる剪断発熱も抑制することができ、金型の各バルブゲート周りの歪みや樹脂の張り付きを緩和することができる。

本発明方法を実施するための金型の断面図である。 本発明方法を実施するための金型に設けられた意匠面バルブゲートとサイドバルブゲートの開閉制御のタイミングチャートである。 車両用灯具の側断面図である。 図３のＡ部拡大詳細図である。 従来のサイドゲート方式による射出成形に使用される金型の断面図である。 従来のダイレクトゲート方式による射出成形に使用される金型の断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明方法を実施するための金型の断面図、図２は同金型に設けられた意匠面バルブゲートとサイドバルブゲートの開閉制御のタイミングチャートである。

本発明に係る製造方法は、図３に示す車両用灯具１のハウジング２の前面開口部を覆うレンズカバー３を図１に示す金型１０を用いた樹脂の射出成形によって製造する方法であって、レンズカバー３は、その開口部周縁に意匠面３ａよりも厚肉のシールリブ３ｃを備えるとともに、該シールリブ３ｃから意匠面３ａへと立ち上がる立壁３ｂを有している。

図１に示す金型１０は、２分割された固定金型１１と可動金型１２を備えており、これらの固定金型１１と可動金型１２を合わせて形成されるキャビティ１３は、図３に示すレンズカバー３の形状に相当する空間を構成しており、このキャビティ１３にはレンズカバー３の意匠面３ａを成形する意匠面部分１３Ａと、立壁３ｂを成形する立壁部分１３Ｂと、シールリブ３ｃを成形するシールリブ部分１３Ｃ及び該シールリブ部分１３Ｃに連なるサイドコールドゲート１３Ｄが設けられている。

そして、固定金型１１には、キャビティ１３の前記意匠面部分１３Ａに選択的に開口する意匠面バルブゲート１４と、前記サイドコールドゲート１３Ｄに選択的に開口するサイドバルブゲート１５と、これらの意匠面バルブゲート１４とサイドバルブゲート１５を開閉するためのシリンダ１６，１７がそれぞれ設けられている。又、固定金型１１には、前記意匠面バルブゲート１４と前記サイドバルブゲート１５にそれぞれ連なるマニホールド１８が形成されており、このマニホールド１８は固定金型１１の端面に射出口１９として開口している。

而して、図１に示す金型１０を用いて図３に示すレンズカバー３を樹脂の射出成形によって製造するには、不図示の成形機から固定金型１１の射出口１９に例えば３３０℃に加熱されたポリカーボネートの溶融樹脂が射出される。このとき、金型１０は例えば８０℃に加熱されている。

上述のように固定金型１１の射出口１９に溶融樹脂が射出されると、この溶融樹脂はマニホールド１８を通って各シリンダ１６，１７に至るが、本発明においては、図２のタイミングチャートに示すように、溶融樹脂の射出初期には意匠面バルブゲート１４を閉じ、サイドバルブゲート１５を開けて該サイドバルブゲート１５からキャビティ１３のサイドコールドゲート１３Ｄに向けて溶融樹脂を射出する。すると、溶融樹脂は、キャビティ１３のサイドコールドゲート１３Ｄからシールリブ部分１３Ｃへと流入し、このシールリブ部分１３Ｃを満たした後に立壁部分１３Ｂへと流れ込む。

そして、溶融樹脂がキャビティ１３の立壁部分１３Ｂから意匠面部分１３Ａに流れ込む直前（充填開始から時間ｔ１（本実施の形態では０．３秒））が経過した時点で、図２のタイミングチャートに示すように、サイドバルブゲート１５を閉じ、意匠面バルブゲート１４を開けて該意匠面バルブゲート１４からキャビティ１３の意匠面部分１３Ａに向けて溶融樹脂を射出する。すると、キャビティ１３の意匠面部分１３Ａにその中央部から溶融樹脂が流れ込んで周囲に広がり、この溶融樹脂は意匠面部分１３Ａを完全に満たした後に立壁部分１３Ｂに流れ込み、先に立壁部分１３Ｂに流れ込んだ溶融樹脂に合流してキャビティ１３の全体を満たす。従って、異なる方向から流れてきた溶融樹脂の各先端同士が合流する箇所は立壁部分１３Ｂとなる。尚、本実施の形態では、溶融樹脂の全体の充填時間ｔ２（図２参照）は３秒に設定されている。

而して、以上のように意匠面バルブゲート１４とサイドバルブゲート１５の開閉を切り替えてキャビティ１３への溶融樹脂の充填を２段階で行った後、金型１０の全体を冷却すると、キャビティ１３に充填された溶融樹脂が固化し、キャビティ１３の形状と同じ形状の図３に示すようなレンズカバー３が得られる。

以上のように、本発明に係る製造方法によれば、溶融樹脂の射出初期には意匠面バルブゲート１４を閉じ、サイドバルブゲート１５を開けて該サイドバルブゲート１５からキャビティ１３のサイドコールドゲート１３Ｄからシールリブ部分１３Ｃに向けて溶融樹脂を射出して流れ易いシールリブ部分１３Ｃに先ず溶融樹脂を流し、溶融樹脂が立壁部分１３Ｂから意匠面部分１３Ａに流れる直前にサイドバルブゲート１５を閉じ、意匠面バルブゲート１４を開けて該意匠面バルブゲート１４から意匠面部分１３Ａに向けて溶融樹脂を射出するようにしたため、シールリブ部分１３Ｃへの溶融樹脂の先流れを防ぐことができる。そして、溶融樹脂が立壁部分１３Ｂから意匠面部分１３Ａに流れる直前にキャビティ１３の意匠面部分１３Ａに溶融樹脂が流れ込むために該意匠面部分１３Ａに未充填部分が発生せず、又、ウェルドラインは立壁部分１３Ｂに発生する。このため、射出成形によって得られた製品としてのレンズカバー３の意匠面３ａへの袋とじ現象とそれに伴うシルバーストリークやウェルドラインの発生を防ぐことができ、外観品質の高いレンズカバー３を得ることができる。

因みに、本発明方法によらず従来の方法でレンズカバー３の意匠面３ａのガス溜まりを解消するには、該レンズカバー３の立壁３ｂや意匠面３ａの肉厚を上げる必要があり、このように肉厚を上げると原材料費が高くなるとともに、成形時の冷却時間が長くなり、生産効率が低下する。本発明方法によれば、レンズカバー３の意匠面３ａの厚さを従来の２．５ｍｍから１．５ｍｍに薄くすることができた。

又、本発明方法では、溶融樹脂をサイドバルブゲート１５と意匠面バルブゲート１４から２段階に分けてキャビティ１３に射出するようにしたため、各バルブゲート１４，１５からの溶融樹脂の射出量を低減することができ、各バルブゲート１４，１５の絞りによる剪断発熱も抑制することができ、金型１０の各バルブゲート１４，１５周りの歪みや樹脂の張り付きを緩和することができる。

尚、本発明は、ヘッドランプ以外の他の車両用灯具のレンズカバーに対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ 車両用灯具
２ ハウジング
２ａ ハウジングの嵌合凹部
３ レンズカバー
３ａ レンズカバーの意匠面
３ｂ レンズカバーの立壁
３ｃ レンズカバーのシールリブ
４ 充填剤
５ フロントフード
６ フロントバンパ
１０ 金型
１１ 固定金型
１２ 可動金型
１３ キャビティ
１３Ａ キャビティの意匠面部分
１３Ｂ キャビティの立壁部分
１３Ｃ キャビティのシールリブ部分
１３Ｄ キャビティのサイドコールドゲート
１４ 意匠面バルブゲート
１５ サイドバルブゲート
１６，１７ シリンダ
１８ マニホールド
１９ 射出口

Claims (1)

1. 開口部周縁に意匠面よりも厚肉のシールリブを備えるとともに、該シールリブから意匠面へと立ち上がる立壁を有するレンズカバーを、金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出することによって成形する車両用灯具のレンズカバー製造方法であって、
   前記金型に、これに形成された前記キャビティの意匠面部分に向けて溶融樹脂を射出する意匠面バルブゲートと、前記キャビディのシールリブ部分に向けて溶融樹脂を射出するサイドバルブゲートを設け、
   溶融樹脂の射出初期には前記意匠面バルブゲートを閉じ、前記サイドバルブゲートを開けて該サイドバルブゲートから前記キャビティのシールリブ部分に向けて溶融樹脂を射出し、
   該溶融樹脂が前記キャビティの意匠面部分に流れる直前に前記サイドバルブゲートを閉じ、前記意匠面バルブゲートを開けて該意匠面バルブゲートから前記キャビティの意匠面部分に向けて溶融樹脂を射出することを特徴とする車両用灯具のレンズカバー製造方法。

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