(57)【要約】【課題】生産性の低下を抑えつつ、意匠面の表面粗さを小さくしうる結晶性樹脂製の樹脂成形品およびその製造方法を提供する。【解決手段】樹脂成形品は、結晶性樹脂製であり、可動型３２と固定型３４との間に形成される成形空間３６に樹脂を充填することにより成形される。樹脂成形品は、可動型３２の面が転写された意匠面１８ａと固定型３４の面が転写された非意匠面１８ｂとを有する。意匠面１８ａは鏡面部１８ｃを含む。鏡面部１８ｃおよび非意匠面１８ｂの算術表面粗さＲａは、いずれも０．５μｍ以下である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型と第２の金型との間に形成される成形空間に樹脂を充填することにより成形される結晶性樹脂製の樹脂成形品であって、
前記第１の金型の面が転写された意匠面と前記第２の金型の面が転写された非意匠面とを有し、
前記意匠面は鏡面部を含み、
前記鏡面部および前記非意匠面の算術表面粗さＲａは、いずれも０．５μｍ以下であることを特徴とする樹脂成形品。
【請求項２】
前記鏡面部は前記意匠面全体の５０％以上を占め、その算術表面粗さＲａは０．０１〜０．０５μｍであり、
前記非意匠面の算術表面粗さＲａは０．０１〜０．５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品。
【請求項３】
当該樹脂成形品は、突出方向に向かって厚みが薄くなるよう形成される突出部を有し、
前記突出部の外周面は前記意匠面の少なくとも一部を構成し、
前記突出部の内周面は前記非意匠面の少なくとも一部を構成し、
前記外周面の前記第１の金型に対する抜き勾配は、前記内周面の前記第２の金型に対する勾配よりも大きい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。
【請求項４】
金型を用いた結晶性樹脂製の樹脂成形品の製造方法であって、
前記金型は、第１の金型と、前記第１の金型との間に前記樹脂成形品に対応する成形空間を形成する第２の金型とを含み、
前記第１の金型の前記成形空間に対応する部分の少なくとも一部、および前記第２の金型の前記成形空間に対応する部分の算術表面粗さＲａは、いずれも０．５μｍ以下であり、
前記成形空間は、型締め方向に突出する突出部を有し、
当該製造方法は、
前記成形空間に樹脂を射出する工程と、
前記第２の金型を前記第１の金型から離間させて型開きする工程と、を含み、
前記第１の金型および前記２の金型は、前記樹脂成形品の前記第２の金型に対する離型抵抗を高めるために、前記突出部における前記第１の金型の抜き勾配より前記突出部における前記第２の金型の抜き勾配が小さくなるよう構成されることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は樹脂成形品および樹脂成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
意匠性の観点から、樹脂成形品の表面の少なくとも一部に鏡面性が求められることがある。樹脂成形品の鏡面性を高めるひとつの手法として、意匠面に対応する金型の表面粗さを小さくすることが知られている。特許文献１には、そのような金型を用いた製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２６４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
樹脂成形品の樹脂材料として結晶性樹脂が挙げられる。結晶性樹脂は流動性がよく、金型成形面の僅かな傷や切削痕を成形品表面に転写し易い。そのため、樹脂材料として結晶性樹脂を用いる場合は、非晶性樹脂を用いる場合に比べ、金型成形面が平滑になるよう、すなわち金型の表面粗さが小さくなるよう磨く必要がある。
【０００５】
金型の表面粗さを小さくすると樹脂との密着性が高まり、型開きのときに成形品が固定側金型に張り付く事象が発生しうる。この場合、成形面が傷つかないように留意しながら樹脂成形品を取り外すことになり、樹脂成形品の生産性が低下する。特許文献１に記載の技術では、樹脂成形品に係止部を形成し、その係止部に係合したスライドコアを移動させることにより成形品が固定側へ張り付くのを抑止している。しかしながら、金型の機構が複雑になり、また、樹脂成形品の形状によっては適用できない場合もありうる。
【０００６】
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、生産性の低下を抑えつつ、意匠面の表面粗さを小さくしうる結晶性樹脂製の樹脂成形品およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、第１の金型と第２の金型との間に形成される成形空間に樹脂を充填することにより成形される結晶性樹脂製の樹脂成形品であって、第１の金型の面が転写された意匠面と第２の金型の面が転写された非意匠面とを有する。意匠面は鏡面部を含む。鏡面部および非意匠面の算術表面粗さＲａは、いずれも０．５μｍ以下である。
【０００８】
この態様によると、意匠面の鏡面部に加え非意匠面も算術表面粗さＲａが０．５μｍ以下になる。このため、製造時に金型を型開きするとき、金型が樹脂成形品の非意匠面を引っ張る力が比較的強くなり、意匠面側が金型に張り付いた状態になるのを抑止できる。
【０００９】
本発明の別の態様は、樹脂成形品の製造方法である。この方法は、金型を用いた結晶性樹脂製の樹脂成形品の製造方法であって、金型は、第１の金型と、第１の金型との間に樹脂成形品に対応する成形空間を形成する第２の金型とを含む。第１の金型の成形空間に対応する部分の少なくとも一部、および第２の金型の成形空間に対応する部分の算術表面粗さＲａは、いずれも０．５μｍ以下であり、成形空間は、型締め方向に突出する突出部を有する。当該製造方法は、成形空間に樹脂を射出する工程と、第２の金型を第１の金型から離間させて型開きする工程と、を含む。第１の金型および２の金型は、樹脂成形品の第２の金型に対する離型抵抗を高めるために、突出部における第１の金型の抜き勾配より突出部における第２の金型の抜き勾配が小さくなるよう構成される。
【００１０】
この態様によると、突出部における第２の金型の抜き勾配が突出部における第１の金型の抜き勾配よりも小さくなる。そのため、第２の金型が突出部を引っ張る力が比較的強くなり、いわゆるキャビ取られが発生するのを抑止できる。
【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を装置、方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、生産性の低下を抑えつつ、意匠面の表面粗さを小さくしうる結晶性樹脂製の樹脂成形品およびその製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る車両用灯具を示す断面図である。
【図２】図１のエクステンションを示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）はエクステンションの形成に用いる金型の断面図である。
【図４】表面粗さと離型抵抗力との関係を示すグラフである。
【図５】図３（ａ）の破線で囲まれた部分の拡大図である。
【図６】抜き勾配と離型抵抗力との関係を示すグラフである。
【図７】エクステンションを成形する準備を行う準備工程の様子を示す図である。
【図８】樹脂を射出する射出工程の様子を示す図である。
【図９】金型を離型する離型工程の様子を示す図である。
【図１０】金型からエクステンションを取り出す取出工程の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、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、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１５】
まず、実施の形態に係る樹脂成形品およびその製造方法に至った経緯を説明する。
車両用灯具のエクステンションは、光源の近くに設けられて高熱になるため、比較的高い耐熱性が要求される。そのため、エクステンションの樹脂材料としてハイヒートＰＣ（ポリカーボネート）やＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などが用いられるようになってきた。特にＰＢＴは、流動性が高いため薄型化に貢献でき、材料コストも比較的低いため、その採用が拡大することが予測される。
【００１６】
一方で、意匠性を高めるためにエクステンションに金属膜を蒸着することがある。この場合、射出成形によりエクステンションを成形した後に、塗料を下塗りし、その上に金属膜を蒸着する。しかし、塗料の使用は環境上好ましくないことや、下塗りする工程を省いて生産性を高めたいという要求から、この工程を省いて、射出成形品に直接蒸着するようになってきている。
【００１７】
ここで、ＰＢＴは転写性が高いため、金型の比較的小さな表面凹凸もエクステンションに転写しうる。塗料を下塗りせずに金属膜を蒸着するとこの表面凹凸がエクステンションの外観として現われる。したがって、エクステンションの意匠性を向上させるためには、その意匠面に対応する金型の部分を磨き、表面凹凸を小さくする必要がある。
【００１８】
しかしながら、金型の表面凹凸を小さくすると、金型とエクステンションとの密着度が高まり、型開きしたときにエクステンションの意匠面が金型に張り付く事象（いわゆるキャビ取られ）が発生しうる。非意匠面であれば金型から突出し機構を突出させて取り外せばよいが、意匠面側を傷付けるわけにはいかないため、これができない。そのため、作業者が意匠面に傷が付かないよう留意しながら取り外すこととなり、エクステンション１８の生産性が低下する。もちろん、このような課題はエクステンションに限らず、他の種類の樹脂成形品でも生じうる。以上の認識から、本発明者は、本実施の形態に係る発明を得るに至った。
【００１９】
実施の形態に係る製造方法を用いて製造された樹脂成形品は、エクステンションなど車両用灯具を構成する部品として好適に用いられる。以下では、エクステンションを製造する場合を例に説明するが、これに限らず、車両用灯具の他の構成部品を製造する場合にも実施の形態に係る製造方法を利用することができる。もちろん、車両用灯具以外の製品やその構成部品を製造する場合にも利用することができる。
【００２０】
図１は実施形態に係る車両用灯具１０の構成を示す断面図である。図２は図１のエクステンション１８を示す斜視図である。車両用灯具１０は車両の前照灯として用いられる。車両用灯具１０は車体前部の左右両側にそれぞれ配置される。本実施の形態では車体前方から見て右側に位置する車両用灯具１０について説明する。左側の車両用灯具１０も基本的に同様の構成を有する。
【００２１】
車両用灯具１０は、ランプボディ１２と、透光カバー１４と、灯具ユニット１６と、エクステンション１８と、を備える。ランプボディ１２は開口部を有する箱状に形成される。透光カバー１４は透光性を有する樹脂またはガラスによって椀状に形成される。透光カバー１４は、ランプボディ１２の開口部を覆うようにランプボディ１２に取り付けられる。
【００２２】
灯具ユニット１６は、ランプボディ１２と透光カバー１４とによって形成される灯室２０内に配置される。灯具ユニット１６は車両用灯具１０前方に光を照射する。灯具ユニット１６は、実施の形態では、プロジェクタ光学系である。なお、灯具ユニット１６は、パラボラ光学系、直射光学系であってもよい。
【００２３】
灯具ユニット１６は、光源搭載部２２と、光源２３と、リフレクタ２４と、シェード２６と、投影レンズ２８と、を含む。光源搭載部２２には光源２３が搭載される。光源２３はＬＥＤによって構成される。光源２３は、ハロゲンランプやＨＩＤランプ等によって構成されてもよい。リフレクタ２４は、略回転楕円曲面形状の反射面２４ａを有し、光源２３からの光を投影レンズ２８に向けて反射する。シェード２６は、光源搭載部２２の前方側に固定される。シェード２６は、投影レンズ２８の光軸Ａｘを含む平面２６ａを有しロービーム用配光パターンの水平線付近のカットオフラインを形成する。投影レンズ２８は、前方側表面が凸面で後方側表面が平面の平凸非球面レンズである。投影レンズ２８は、その後方焦点を含む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。
【００２４】
エクステンション１８は、ランプボディ１２と同様に灯室２０内に配置される。特に、エクステンション１８は、ランプボディ１２の開口部と灯具ユニット１６の外周との間の領域を覆うように配置される。これにより、車両用灯具１０の内部構造を隠すことができる。エクステンション１８は、ＰＢＴから射出成形により形成される。なお、エクステンション１８は、ナイロン、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの他の結晶性樹脂から形成されてもよい。
【００２５】
エクステンション１８は、意匠面１８ａと、非意匠面１８ｂと、を有する。意匠面１８ａは、透光カバー１４側の面であり、少なくとも一部が車両用灯具１０の外部から視認される。意匠面１８ａは鏡面部１８ｃを有する。鏡面部１８ｃは、算術表面粗さＲａが０．０１〜０．０５μｍとなるよう形成される。エクステンション１８は転写性の高いＰＢＴから形成されるため、その算術表面粗さＲａは、後述するように鏡面部１８ｃに対応する金型の算術表面粗さＲａを０．０１〜０．０５μｍにすることにより実現される。本実施の形態では、鏡面部１８ｃは意匠面１８ａ全体の５０％以上を占める。その割合は、エクステンション１８のデザインによって決まる。
【００２６】
非意匠面１８ｂは、ランプボディ１２側の面であり、車両用灯具１０の外部からは視認されない。非意匠面１８ｂは、車両用灯具１０の外部から視認されないにもかかわらず、その算術表面粗さＲａが０．０１〜０．５μｍとなるよう形成される。その算術表面粗さＲａは、意匠面１８ａの鏡面部１８ｃと同様、非意匠面１８ｂに対応する金型の算術表面粗さＲａを０．０１〜０．５μｍにすることにより実現される。
【００２７】
図３（ａ）、（ｂ）は、上述のエクステンション１８の成形に用いる金型３０を示す模式図である。図３（ａ）、（ｂ）は図２のＡ−Ａ線断面に対応する金型３０の断面図である。金型３０は、可動型３２と、固定型３４と、備える。可動型３２は、固定型３４に対して当接離間する方向（すなわち型締め、型開き方向）に移動する。図３（ａ）は可動型３２を固定型３４に当接させた状態を示し、図３（ｂ）は可動型３２を固定型３４から離間させた状態を示す。点線の矢印Ｄは型締め、型開き方向を示す。
【００２８】
可動型３２を固定型３４に当接させることによって、それらの間には、成形品であるエクステンション１８に対応した成形空間３６が形成される。成形空間３６は、型締め方向に突出する複数の突出部３６ａを有する。具体的には、突出部３６ａは、固定型３４に形成された型締め方向に凹んだ凹部３４ａに、可動型３２に形成された型締め方向に突出する凸部３２ａが進入することによって形成される。エクステンション１８は、突出部３６ａに対応する複数の突出部１８ｄを有する。突出部１８ｄの外周面１８ｅ（すなわち凹部３４ａ側の面）は意匠面１８ａの一部を構成し、内周面１８ｆ（すなわち凸部３２ａ側の面）が非意匠面１８ｂの一部を構成する。
【００２９】
成形空間３６を形成する固定型３４の面のうち、鏡面部１８ｃに対応する部分３４ｂは、算術表面粗さＲａが０．０１〜０．０５μｍとなるよう表面仕上げされる。例えば研磨材を用いて表面仕上げされる。エクステンション１８の意匠面１８ａには、成形空間３６を形成する固定型３４の面の形状が転写される。
【００３０】
成形空間３６を形成する可動型３２の面３２ｂは、算術表面粗さＲａが０．０１〜０．５μｍとなるよう表面仕上げされる。例えば研磨材を用いて表面仕上げされる。エクステンション１８の非意匠面１８ｂには、成形空間３６を形成する面３２ｂの形状が転写される。
【００３１】
ここで、金型の表面粗さが小さくなると樹脂成形品と金型との密着性が高まる。言い換えると、離型抵抗力が高くなる。通常は、意匠面を鏡面状に仕上げるべく意匠面に対応する金型の表面粗さを小さくするため、金型と樹脂成形品の意匠面との密着性が高まる。そのため、型開きしたときに、意匠面側が金型に張り付くいわゆるキャビ取られが発生する。これに対し、本実施の形態では、車両用灯具１０外部からは視認されない非意匠面１８ｂに対応する可動型３２の面３２ｂの表面粗さも小さくしている。これにより、可動型３２とエクステンション１８との密着性も高まり、キャビ取られが発生するのが抑止される。
【００３２】
図４は、表面粗さと離型抵抗力との関係を示すグラフである。具体的には、可動型３２の面３２ｂ（すなわち非意匠面１８ｂに対応する面）の表面粗さを変化させたときの離型抵抗力を示す。図４に示すように、表面粗さが小さくなるほど離型抵抗力は高くなることがわかる。図４より、例えば非意匠面１８ｂ側の離型抵抗力が４．０ｋｇｆの場合は、意匠面１８ａの算術表面粗さＲａを０．０１μｍにすれば、意匠面１８ａ側の離型抵抗力を非意匠面１８ｂ側の離型抵抗力より高くできる。なお、意匠面１８ａ側の離型抵抗力は鏡面部１８ｃの割合により変化する。
【００３３】
図５は、図３（ａ）の破線で囲まれた部分の拡大図である。可動型３２および固定型３４は、成形空間３６の突出部３６ａにおける可動型３２の抜き勾配θ３２が、固定型３４の抜き勾配θ３４よりも小さくなるよう構成される。そのため、成形空間３６の突出部３６ａは突出方向（すなわち型締め方向）に向かって厚みが薄くなるよう構成される。もちろん、対応するエクステンション１８の突出部１８ｄは、可動型３２に対するその内周面１８ｆの抜き勾配が、固定型３４に対するその外周面１８ｅの抜き勾配よりも小さくなるよう構成され、また突出方向に向かってその厚みが薄くなるよう構成される。
【００３４】
抜き勾配が小さいほど離型抵抗力は大きくなるため、突出部３６ａに関して、エクステンション１８に対する可動型３２の離型抵抗力は、エクステンション１８に対する固定型３４の離型抵抗力よりも大きくなる。したがって、抜き勾配θ３２＜抜き勾配θ３４とすると、型開きしたときに、エクステンション１８が可動型３２に張り付い状態で移動するよう寄与する。すなわち、キャビトラレを抑止するよう寄与する。
【００３５】
つまり、エクステンション１８の厚みは一定でよいため本来は可動型３２および固定型３４の抜き勾配は同一になるが、本実施の形態ではそれを敢えて異なる勾配にすることで、非意匠面１８ｂの離型抵抗力を意匠面１８ａ側の離型抵抗力よりも大きくしている。
【００３６】
可動型３２および固定型３４は、好ましくは、−５°＜（θ３２−θ３４）＜−０．５°を満たすように構成される。つまり、可動型３２および固定型３４は、抜き勾配θ３２＜抜き勾配θ３４で、かつ、０．５°＜｜θ３２−θ３４｜＜５°を満たすように構成される。差の絶対値｜θ３２−θ３４｜が０．５°より大きい場合、突出部３６ａにおける離型抵抗力の差が有効に働き、キャビトラレを抑止する効果が得られる。
【００３７】
差の絶対値｜θ３２−θ３４｜が大きいほどキャビ取られを抑止する効果は大きくなるが、差が大きくなり過ぎると成形空間３６の厚い部分と薄い部分の差も大きくなり、それらの間で樹脂の流れ易さに差が生じ、ウェルドが形成されて見栄えが悪くなる。差の絶対値｜θ３２−θ３４｜が５°以下であればウェルドが形成されるのを抑止できる。
【００３８】
図６は、抜き勾配と離型抵抗力との関係を示すグラフである。図６では、鏡面部１８ｃおよび非意匠面１８ｂに対応する金型３０の部分の算術表面粗さＲａを０．０１μｍにした場合の抜き勾配と離型抵抗力との関係を示す。図６に示すように、抜き勾配が小さいほど離型抵抗力は大きくなる。特に、抜き勾配が５°以下になると、急激に離型抵抗力が大きくなる。したがって、抜き勾配が５°以下の部分（例えば型締め方向に突出しているような部分）は、抜き勾配の差が比較的小さくてもキャビ取られを抑止する効果が得られる。
【００３９】
図７〜図１０は、上述した金型３０を用いてエクステンション１８を製造する方法を示す工程図である。
図７はエクステンション１８を成形する準備を行う準備工程の様子を示す。この工程では、可動型３２を固定型３４に当接させる。これにより、可動型３２と固定型３４との間にエクステンション１８の形状に対応した成形空間３６が形成される。次に、固定型３４および可動型３２を加熱して所定の温度に保つ。ここでは、固定型３４および可動型３２を４０℃から１２０℃の範囲に保つ。
【００４０】
図８は樹脂を射出する射出工程の様子を示す。この工程では、まず、成形機内部（不図示）で所定の樹脂を所定の温度に加熱して溶融させる。ここでは、樹脂としてＰＢＴを用い、約２５０℃に加熱して溶融させる。樹脂として、ナイロン、ＰＥＴ、ＰＰＳ、その他の樹脂を用いてもよい。次に、成形機のノズル（不図示）を金型に当接し、金型内部に溶融樹脂を射出する。金型内部のランナー（不図示）、ゲート（不図示）を経て成形空間３６に溶融した樹脂を射出する。成形空間３６は、成形空間３６の全体に行き渡る。射出された樹脂は冷却されて固まる。
【００４１】
図９は金型を離型する工程の様子を示す。この工程では、可動型３２を固定型３４から離間させる。本実施の形態では、非意匠面１８ｂ側に対応する可動型３２の面３２ｂの表面粗さも小さく構成されており、かつ、突出部３６ａにおける可動型３２の抜き勾配θ３２が固定型３４の抜き勾配θ３４よりも小さくなるよう構成されているため、エクステンション１８は可動型３２に張り付いて可動型３２と共に移動する。
【００４２】
図１０はエクステンション１８を金型から取り外す工程の様子を示す。この工程では、可動型３２から不図示の突出し機構を突出させ、エクステンション１８を取り外す。
【００４３】
本実施の形態に係るエクステンション１８およびその製造方法によると、鏡面部１８ｃおよび非意匠面１８ｂの算術表面粗さＲａは、いずれも０．５μｍ以下となる。つまり、非意匠面１８ｂの表面粗さも小さくなるよう形成される。そのため、型開きするときに、エクステンション１８は可動型３２側に引っ張られる。その結果、キャビ取られが発生するのを抑止できる。なお、非意匠面１８ｂの算術表面粗さＲａは、意匠面１８ａを占める鏡面部１８ｃの割合とその算術表面粗さＲａに応じて０．０１〜０．５μｍの範囲において決定すればよい。
【００４４】
また、本実施の形態に係るエクステンション１８およびその製造方法によると、固定型３４および可動型３２は、抜き勾配θ３２＜抜き勾配θ３４となるよう構成される。そのため、エクステンション１８に対する可動型３２の離型抵抗力は、エクステンション１８に対する固定型３４の離型抵抗力よりも大きくなり、キャビ取られが発生するのを抑止できる。
【００４５】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００４６】
１０  車両用灯具、  １２  ランプボディ、  １４  透光カバー、  １６  灯具ユニット、  １８  エクステンション、  １８ａ  意匠面、  １８ｂ  非意匠面、  １８ｃ  鏡面部、  １８ｄ  突出部、  １８ｅ  外周面、  １８ｆ  内周面、  ２０  灯室、  ３０  金型、  ３２  可動型、３２ａ  凸部、  ３２ｂ  面、  ３４  固定型、  ３４ａ  凹部、  ３４ｂ  面、  ３６  成形空間、  ３６ａ  突出部。
【図１】
2015202645.tif 000003
【図２】
2015202645.tif 000004
【図３】
2015202645.tif 000005
【図４】
2015202645.tif 000006
【図５】
2015202645.tif 000007
【図６】
2015202645.tif 000008
【図７】
2015202645.tif 000009
【図８】
2015202645.tif 000010
【図９】
2015202645.tif 000011
【図１０】
2015202645.tif 000012