(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス注入射出成型法により中空成型された本体部の一端に連結用芯材がインサートされた自動車用ルーフレールの固定脚であって、
連結用芯材の本体部への挿入側先端は先端に行くに従って漸次断面中心近傍に収束する錐形状とされる自動車用ルーフレールの固定脚。
【請求項２】
中空本体部の一端に連結用芯材がインサートされた自動車用ルーフレールの固定脚をガス注入射出成型法により製造するに際し、
中空本体部を形成する金型には、メインキャビティと連結用芯材との境界部に開口し、溶融樹脂の通過のみを許容し、ガス体の通過が禁止されるランナーに連通する捨てキャビティが設けられる自動車用ルーフレールの固定脚の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の自動車用ルーフレールの固定脚、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ガス注入射出成型法を使用した自動車用ルーフレールの固定脚としては、特開平９−２２６４６８号公報に記載されたものが知られている。この従来例において、固定脚は成形型のメインキャビティ内に溶融樹脂とガス体を射出し、ガス体により樹脂材をメインキャビティ壁に圧着させることにより中空状に成型される。成型された固定脚は一端部にプラグ部材を有し、底壁部を自動車の屋根パネルに固定した後、プラグ部材を介してレール本体に接続して使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来例には以下の欠点がある。まず、レール本体上に荷物等を乗せた場合、レール本体と固定脚との連結部での応力負担が大きくなるが、プラグ部材は一端部を外嵌するように覆うもので、強度上の貢献は少なくルーフレール全体の強度が低くなる。
【０００４】
強度低下を防止するためには、図５に示すように、レール本体１４との連結部に連結用芯材２をインサートすることも可能であるが、ガス注入射出成型法を使用した連結用芯材２のインサート成型には、以下の問題がある。すなわち、ガス注入射出成型法はガス注入口１１から注入されるガス体５によりメインキャビティ３内に均等な内圧を付加して溶融樹脂４をメインキャビティ３壁に押し付けて均等肉厚の中空体を製造する手法であるから、上述した公報にも指摘されているように、成型される中空体は長手方向に沿って実質的に同一断面形状であることが求められる。これに対し、連結用芯材２をインサートすると、連結用芯材２の挿入部位近傍にガス体５の内圧では均一に押し付けることのできない溶融樹脂４の滞留部分が発生し、図５においてハッチングを施して示すように、不均一肉厚部が形成される。不均一肉厚部が存在すると、溶融樹脂４の硬化時にひけとなって表面に現れるために、製造歩留まりの低下の原因となる。
【０００６】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、ひけの発生を防止して製造歩留まりを向上させ、かつ、レール本体への固定強度を向上させることのできる自動車用ルーフレールの固定脚およびその製造方法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記目的は、
ガス注入射出成型法により中空成型された本体部１の一端に連結用芯材２がインサートされた自動車用ルーフレールの固定脚であって、
連結用芯材２の本体部１への挿入側先端は先端に行くに従って漸次断面中心近傍に収束する錐形状とされる自動車用ルーフレールの固定脚を提供することにより達成される。
【０００８】
固定脚はガス注入射出成型法により中空成型された本体部１と、本体部１の成型時にインサートされる連結用芯材２からなる。樹脂注入口１７からメインキャビティ３内に射出された溶融樹脂４が連結用芯材２に衝突した際、連結用芯材２は錐形状に形成されているために溶融樹脂４の流動抵抗を急激に増加させることがない。このため、溶融樹脂４の溜まりが発生しないために肉厚の急激な変化が生じることがなく、ひけの発生が有効に防止できる。また、錐形状の連結用芯材２は本体部１への侵入深さが深くなるにつれて断面積が漸次小さくなって単位長当たりの熱容量も緩やかに変化することから、溶融樹脂４の冷却時間の急激な変化も起きることがなく、ひけの発生防止に貢献する。
【０００９】
請求項２に係る発明は、
中空本体部１の一端に連結用芯材２がインサートされた自動車用ルーフレールの固定脚をガス注入射出成型法により製造するに際し、
中空本体部１を形成する金型には、メインキャビティ３と連結用芯材２との境界部に開口し、溶融樹脂４の通過のみを許容し、ガス体５の通過が禁止されるランナー６に連通する捨てキャビティ７が設けられる自動車用ルーフレールの固定脚の製造方法である。
【００１０】
連結用芯材２は金型のメインキャビティ３内に突出した状態でセットされ、この状態で溶融樹脂４をメインキャビティ３内に供給すると、ガス体５の内圧によりメインキャビティ３の内壁面に押し付けられた溶融樹脂４はガス体５の内圧により決定される所定の曲率の内壁面を形成し、連結用芯材２の挿入部には必然的に溶融樹脂４の滞留部が発生し、ひけ発生の原因となる。
【００１１】
本発明における捨てキャビティ７は、メインキャビティ３からフローした溶融樹脂４を収容し、同時にガス体５の通過が禁止される程度の断面積に形成されたランナー６によりガス体５の先端をナイフエッジ状に変形させることにより、滞留部の発生を防止する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図４に本発明に係る自動車用ルーフレールの固定脚Ａが使用されたルーフレールを示す。ルーフレールはアルミニウム等のパイプ材により形成されるレール本体１４の両端に固定脚Ａを固定して形成され、これら固定脚Ａ、およびレール本体１４の中央部に固定される中間支持脚１８により自動車の屋根パネル９に固定される。固定脚Ａは熱可塑性樹脂をガス注入射出成型法により成型して得られるもので、図２、３に示すように、固定脚Ａの中央部に意匠上の要請から貫通開口部８が開設される。また、自動車の屋根パネル９への固定面１０となる裏面にはスタッド１９がインサートされ、さらに、長手方向一端にはレール本体１４の中空部に嵌合、固定するための連結用芯材２がインサートされる。
【００１５】
上記固定脚Ａを成型するための金型のキャビティの配置を図１に示す。図１は図２の１Ａ−１Ａ線断面に対応しており、金型には固定脚Ａの外形を得るためのメインキャビティ３が配置され、メインキャビティ３の中央部には固定脚Ａの貫通開口部８に対応する金型突部１６が配置される。固定脚Ａの固定面１０に対応するメインキャビティ３の固定面対応部３ａに樹脂注入口１７とガス注入口１１が配置される。樹脂注入口１７とガス注入口１１を固定面対応部３ａに配置するのは、成型後の固定脚Ａが自動車に取り付けられた際に、これら樹脂注入口１７とガス注入口１１とが外部に露出しないようにするための配慮に基づき、さらに、樹脂注入口１７とガス注入口１１は連結用芯材２の嵌合位置と対角位置に配置され、メインキャビティ３内での湯流れの向上が図られる。なお、この実施の形態において、ガス注入口１１は２個設けられているが、１個でもよく、さらに、ガス注入口１１と樹脂注入口１７を別個に設けることなく、一体に配置することもできる。
【００１６】
メインキャビティ３の固定面対応部３ａには固定脚Ａの固定面１０に凹部１３を形成するための張り出し部２０が形成される。張り出し部２０は金型突部１６に向けて突出されて金型突部１６との間の流路を狭め、貫通開口部８と固定面１０との間に薄肉部１２を形成する。薄肉部１２は溶融樹脂４のみが通過でき、該溶融樹脂４を押し退けてガス体５が通過できない程度の肉厚に形成される。この実施の形態において、薄肉部１２は、図１〜３に示すように、幅方向中心部には貫通開口部８の下流端側に一箇所形成され、両側縁には肉抜きを兼ねて貫通開口部８に沿って複数箇所に形成される。薄肉部１２を形成する凹部１３を複数設けることにより、凹部１３間の肉質部は補強リブの機能を果たし、剛性、強度が向上する。
【００１７】
連結用芯材２は例えばアルミダイカスト等、適宜の強度を有する材料により形成され、メインキャビティ３内に先端を挿入するようにして金型に保持される。この連結用芯材２はレール本体１４の内周断面形状に合致する断面形状を有しており、メインキャビティ３への挿入始端からメインキャビティ３内部に行くに従って漸次断面積が小さくなるような錐形状に形成される。また、連結用芯材２のレール本体１４への挿入部には連結用止着子２１のためのねじ孔２ａが設けられる。
【００１８】
上記連結用芯材２の保持部に隣接する位置と、固定面対応部３ａの下流端には各々捨てキャビティ７、７’のランナー６、６’の開口６ａ、６ａ’が配置される。各捨てキャビティ７、７’のランナー６、６’は溶融樹脂４のみが通過可能で、ガス体５の通過を禁止する通路断面積に形成される。また、連結用芯材２の保持部から引き出されるランナー６の開口６ａは、自動車の屋根パネル９に固定脚Ａを固定した際に屋根パネル９側を向く位置に配置され、外部への露出が防止される。
【００１９】
したがってこの実施の形態において、固定脚Ａの成型は成型機のスプルー２２から射出される溶融樹脂４をスプルーランナー２３を経由して樹脂注入口１７からメインキャビティ３内に充填した後、あるいは溶融樹脂４の充填と同時にガス注入口１１から窒素等の不活性なガス体５を注入して行われる。メインキャビティ３内に注入された溶融樹脂４は金型突部１６を挟んで２方向に分岐して下流側に流れ、金型突部１６より下流領域で合流する。一方、ガス体５は張り出し部２０により一方の流路が遮断されているために、金型突部１６より上方の流路のみを通って下流側に流れ、その途上で溶融樹脂４をメインキャビティ３の壁面に圧着させる。
【００２０】
金型突部１６より上方の流路を通り連結用芯材２に到達した溶融樹脂４は連結用芯材２の傾斜面に沿って連結用芯材２の保持基端部に流動する。錐形状に形成される連結用芯材２とメインキャビティ３の壁面との間には、溶融樹脂４の通路が形成されているために、溶融樹脂４はガス体５の内圧の作用と相まって下方に流動し、過大に滞留することがない。
【００２１】
さらに、連結用芯材２の保持基端部においては、ランナー６を経由して捨てキャビティ７内に流動する溶融樹脂４の流れが形成される。これに伴い、ガス体５は溶融樹脂流とともにランナー６内に侵入しようとして、図１に示すように、先端が楔状にランナー６に入り込む鋭利端となるために、当該領域における溶融樹脂４の滞留量が低減する。
【００２２】
以上のようにしてメインキャビティ３内に溶融樹脂４とガス体５を導入した後、溶融樹脂４を硬化させ、次いで、捨てキャビティ７、７’、およびランナー６、６’を取り除くと、メインキャビティ３の壁面に対応する外郭１ａを有する本体部１の一端に連結用芯材２が固着された固定脚Ａが得られる。この固定脚Ａの連結用芯材２の保持部近傍は、溶融樹脂４の滞留による肉厚の急激な変化がなく、しかも、連結用芯材２の単位長当たりの熱容量はメインキャビティ３への挿入量により漸次変化しており、溶融樹脂４が一律に冷却されることがないために、表面へのひけの発生がない。
【００２３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、表面へのひけの発生を防止できるために、製造歩留まりを向上させ、かつ、レール本体への取付け強度も向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の固定脚を成型するための金型のキャビティの配置を示す図である。
【図２】固定脚を固定面側から見た裏面図である。
【図３】図２の１Ａ−３Ａ線断面図である。
【図４】自動車用ルーフレールを示す斜視図である。
【図５】連結用芯材をインサートした際の問題点を示す図である。
【符号の説明】
１        本体部
２        連結用芯材
３        メインキャビティ
４        溶融樹脂
５        ガス体
６        ランナー
７        捨てキャビティ
８        貫通開口部
９        屋根パネル
１０      固定面
１１      ガス注入口
１２      薄肉部
１３      凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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