(57)【要約】【課題】プラスチック成形品の周縁部に安全上丸みを設けることを必要とするが、外観上問題となるヒケが生ずる。【解決手段】ガスアシストによる射出成形法を採用することにより周縁部の丸みについてヒケを生ずることなく成形することができる。ガスアシストによる丸みの内部の空洞の長さは成形条件により３００ｍｍでも可能である。また周縁部が複雑な形状や不連続な丸みについてはそれぞれにガス注入口を設け独立した中空を形成し、ヒケを防止することも可能である。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック成形品の基本肉厚部周縁の全部あるいは一部について、基本肉厚部の肉厚寸法に比較して、直径の寸法が大きな円弧状の丸みを設け、かつ、その丸みの内部にガスアシスト成形法により中空部を形成することを特徴とするプラスチック成形品の射出成形方法。
【請求項２】
円弧状の丸みはプラスチック成形品の内面側に凸状になるように設ける請求項１又は請求項２の射出成形方法。
【請求項３】
前記中空部を連続した１つの中空部とする請求項１又は請求項２の射出成形方法。
【請求項４】
前記中空部を不連続の複数の中空部とする請求項１又は請求項２の射出成形方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の方法により生産されたプラスチック成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック成形品の射出成形方法とその成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車等の輸送機器、家電製品他多くの分野でプラスチック成形品が使用されている。このプラスチック成形品は主に射出成形により製造される。プラスチック成形品の射出成形の工程及びその概略図を図１及び図２に示す。プラスチックの射出成形とはプラスチック材料（以下樹脂と表現する場合もある。）を加熱溶融し流動状態にして、閉じた金型の空洞部（キャビティ）７に射出保圧し固化させることにより、金型空洞部に相当する形を造る方法をいう。この射出成形は樹脂の溶融、金型開閉、型締め機構などを兼ね備えた射出成形機により行われる。金型が閉じ締められた後、加熱筒（シリンダー）５内で溶融された樹脂８はシリンダー内のスクリューによりシリンダーノズル６（以下ノズルとする）をとおし金型に射出される。金型に射出された樹脂は、金型によりキャビティ７に相当する形に成形され冷却固化される。次にノズル６が後退し金型が開き、突き出し装置によりプラスチック成形品が金型より離型される。上記のように金型は溶融樹脂を成形するだけでなく溶融された樹脂を冷却固化する機能を有している。そのため金型は冷却水孔を設け常に冷却されている。また金型は固定側金型２と可動側金型４により構成される。可動側金型４は成形品の内面を形成するためのコアを有している。固定側金型２は成形品に該当する空間部分であるキャビティ７を有し成形品の外面を形成する。金型の開閉は可動側金型４が後退し、金型が開いたとき成形品は必ず可動側金型４側に残るようにし、その後突き出しピン（エジェクトピンあるいはエジェクトスリーブ）で離型させる。この一連の工程を１サイクルとしている。
【０００３】
射出成形品において外観上問題となるものにヒケやボイドがある。ヒケやボイドは樹脂の収縮により生じる。金型による樹脂の冷却時に樹脂が均一に収縮してキャビティと相似形になることはほとんどなく、通常は金型による冷却が早い隅部よりも冷却が遅れる平面中央部の収縮が大きくなり、ヒケが生じる。表面の固化が早く、ヒケ分の収縮量が内部に現れたのがボイドである。図３にヒケとボイドの例を示す。ヒケやボイドは周辺の肉厚に比べ、肉厚の厚くなるリブやボスなどの部分に生じやすい。ヒケやボイドを避けるために、図１の射出工程において保圧の圧力を高くしている。すなわち樹脂の収縮をシリンダーの圧力により補ってヒケやボイドの発生を防いでいる。しかし保圧の圧力を高くすることは金型や射出成形機の大型化につながる。ヒケやボイドを避けるためには、リブやボスの肉厚は設計的には板厚に対し１／２できれば１／３以下にすることが望ましい。
【０００４】
さてプラスチック成形品で特に周縁部が板状をなして外部に露出する構造のものでは、図６に示すようにその周縁部１７３に丸みをつけて使用する人の擦過傷の防止や周縁部のクラックの発生を防止している。プラスチック成形品の周縁部とは、プラスチック成形品を構成する板状の基本肉厚部１７の周囲側面１７１とその厚さを構成する周囲の端面１７２を含んだものをいうものとする。一般的には基本肉厚部１７の肉厚寸法よりその直径１５を大きくした半円状の丸みを周縁部に設けている。この場合にもその周縁部１７３は基本肉厚部１７より肉厚が厚くなるためヒケを発生しやすくなる。ここで、基本肉厚部とはプラスチック成形品の全体形状を構成し、ほぼ一定の板厚で形成される板状部分を指す。またプラスチック成形品の周縁部１７３の半円状の丸みが縁に形成されていることからここでは玉縁と称することにする。半円状としているが半楕円状や１／４円の場合等任意の円弧状も含まれるものとする。
また、図６のような玉縁のある成形品は、図１に示すようにシリンダーのノズルから射出された溶融樹脂がキャビティ内にて冷却固化され成形されるが、固化する過程で樹脂は収縮されヒケやボイドを生ずることになる。それを避けるため溶融樹脂が固化するまでの間樹脂を保圧している。この保圧は製品により異なるが、一般的には５０ＭＰａ〜８０ＭＰａありその保圧時間は２０秒〜４０秒である。そうすると樹脂保圧の圧力が高くその時間も長いため、図７にて示すように、固定側金型２と可動側金型４との圧接面１１内に樹脂が漏れ出しバリが生じやすくなる。またヒケを完全に防止することは困難である。
【０００５】
一方、ヒケやボイドを防止する方法としてガスアシスト成形法がある。ガスアシスト成形法は射出成形時における樹脂圧力を、樹脂内に内部封入する不活性ガスの圧力でアシストし、中空構造の成形部品を製造する射出成形プロセスであり、金型内の樹脂圧力が低く、かつ、圧力分布が均一であるため残存応力に由来する成形品の反りやクラックを防止することができ、またリブやボスの部分にヒケが発生することを防止することができる。このガスアシスト成形法は、ガスアシスト射出成形法、ガスアシスト法、ガスインジェクション成形等とも呼ばれ、溶融樹脂をキャビティ内に圧入し、続いて高圧窒素ガスをこの溶融樹脂に注入しキャビティ内をガス圧保圧し、成形品の肉厚部を中空状にして成形品のヒケや反りを防止するものである。その工程を図４に示しその概略図を図５に示す。図５において、溶融樹脂８がキャビティ７内に射出され（１）、不活性ガス１９である窒素ガスがガス注入口ノズル１８より溶融樹脂内に射出され（２）、続いて不活性ガスのガス圧保持しつつ溶融樹脂が固化し中空部１６を有する成形品が出来上がる。
【０００６】
ガスアシスト成形法やボス部に関する先行技術としては次のようなものがある。箱ボス、直ボスやリブ部分のヒケを防止するため厚肉部を作りさ
らに、保圧をしつつガスアシスト成形法を用いる方法（特許文献１）、キャビティ内の溶融樹脂中に低圧の加圧流体を注入して高品質のガスアシス
成形品を提供すること（特許文献２）、成形品のノズル挿入跡の周囲にできるヒケを防止するガスアシスト成形法（特許文献３）などがある。
【特許文献１】特開平１０−９５０２７
【特許文献２】特開２００１−２６９９６７
【特許文献３】特開２００１―１３８３５４
【非特許文献１】有方広洋著  「プラスチック成形品加工基礎と実務」日刊工業新聞社出版  ２００５年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
自動二輪車の外観部品であるカウリングやレッグシールド等は射出成形により生産されている。これらのプラスチック成形品は前述のようにライダーの擦過傷の防止のためその周縁部は丸みである玉縁を設けている。その玉縁の丸みの直径の寸法は強度や安全性のため、基本肉厚部の肉厚寸法より大きくしているのが一般的である。この場合、玉縁の部分は、基本肉厚部より樹脂の容積が大きくなるため、玉縁の付近ではヒケが生じやすくなる。そこで、本発明は、玉縁の付近でのヒケを解消することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、プラスチック成形品の基本肉厚部周縁の全部あるいは一部について、基本肉厚部の肉厚寸法に比較して、直径の寸法が大きな円弧状の丸みを設け、かつ、その丸みの内部にガスアシスト成形法により中空部を形成することを特徴とするプラスチック成形品の射出成形方法である。
請求項２の発明は、円弧状の丸みはプラスチック成形品の内面側に凸状になるように設ける請求項１又は請求項２の射出成形方法である。
請求項３の発明は、前記中空部を連続した１つの中空部とする請求項１又は請求項２の射出成形方法である。
請求項４の発明は、前記中空部を不連続の複数の中空部とする請求項１又は請求項２の射出成形方法である。
請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４の方法により生産されたプラスチック成形品である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、プラスチック成形品の周縁部に基本肉厚部の厚さ寸法より直径が大きい円弧状の丸みである玉縁を形成してもヒケを防止することができる。請求項２の発明によれば、他の部品と締結させるためのボスなどがあり、目立ちにくい成形品の内面側に玉縁を突出して形成させ外観面に出さないようにしてより外観性を向上させることができる。請求項３の発明によれば、連続した１つの中空部とすることでガスアシストによるガス注入口を１つとすることができ金型の構造が簡単になる。請求項４の発明では、プラスチック成形品の複雑な周縁部においてもガス注入口を複数として複数の中空部を形成させヒケを防止することができる。請求項５の発明では上記の方法を多くのプラスチック成形品に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明についての実施例とその結果について以下に示す。
【実施例１】
【００１１】
図８は本発明の実施例１を示すもので、ガスアシスト法によって内部に中空部を形成した玉縁を有する成形品を射出成形したものである。成形条件として、溶融樹脂の保圧は２０ＭＰａ〜５０ＭＰａでありその保圧時間は３秒〜６秒でありその後、樹脂の保圧を０にして、次にガスアシスト法によるガス圧を１５〜３５ＭＰａとしガス保圧時間を１０秒から３０秒として溶融樹脂を冷却固化する。
したがってガスアシスト法による溶融樹脂にかかる圧力は、ガスアシストによらない一般的な射出成形方法に比べて低くその時間も短時間であるため、固定側金型と可動側金型との圧接面１０からのバリは生じにくい。ガスチャンネル２１は不活性ガス１９の通り道であり、正確に言えば不活性ガス１９が通り抜けた跡である。すなわち、金型によりガス注入口から玉縁１５に続くガスチャンネル２１の部分は、基本肉厚部１７より肉厚を厚く形成した厚肉部１７４としておく。その厚肉部１７４の中心部は固化時間が基本肉厚部１７より遅くなり、樹脂が溶融している間に、高圧の不活性ガスが溶融樹脂内の樹脂を押しのけてガス注入口より玉縁１５まで達する。さらに玉縁１５では基本肉厚部より厚肉としているため、玉縁１５の内部に達した不活性ガスは樹脂が固化していない玉縁の内部に走り中空部１６を形成する。次にガス保圧により樹脂が固化するまで、金型内壁に樹脂が密着され、玉縁のまわりのヒケを防止することができる。さらに樹脂保圧の圧力に比較し、ガス保圧の圧力は低いために、ガスアシスト法を用いることにより金型に対する要求耐圧力強度等が下げられ金型の製作費も低減される。
【実施例２】
【００１２】
図９は自動二輪車の部品であるフロントアッパカウリングを内面側から見た図であり、１４１は不図示のヘッドランプが配置されるヘッドランプ取付孔である。内面には車体への取り付けのためのボス１１やリブ２０がつけられ玉縁１５も内面側に凸状のなるように設けられている。玉縁にはガス注入口２１１よりガスチャンネル２１をとおして不活性ガスが送られ、玉縁の内部はガスアシスト法により中空部が形成されている。また、玉縁と同様にヒケを防止するため、ボスやリブもガスアシスト成形法により成形されるためガス注入口２１１よりガスチャンネル２１をとおし不活性ガスが送られボスやリブの底部にも空洞が形成される。
ボスやリブのある面は車体と締結させるため内面側となる。その目立たない内面側に凸状になるように玉縁を設けるほうが外観的には好ましい。内面側に凸状になるように玉縁をつけるとはプラスチック成形品の内面側に丸みを出すようして外観面へは出さないようにすることである。図１０に図９におけるＭ−Ｍ矢視拡大断面図を示す。
【実施例３】
【００１３】
図１１は、別タイプの自動二輪車の部品であるフロントアッパーカウリングの成形品である。その成形品の周縁の一部に玉縁１５が設けられている。この玉縁１５は全長が約３００ｍｍであるが、内面側に成形された１つのガス注入口２１１により連続した１つの中空部１６が玉縁１５の内部に形成されている。図１１におけるＱ−Ｑの矢視断面図を図１２に示す。図１２はガス注入口２１１、ガスチャンネル２１、玉縁１５の連続した断面図である。本部品の基本肉厚は約２ｍｍであり、玉縁の直径は約５ｍｍ、玉縁内部の中空部の直径は約１ｍｍである。連続した長い玉縁の場合には、ガス注入口２１１を複数設けることもできる。この場合には図１７のように中空部１６は断続的なものとなり中空部が連続することはない。そこで中空部と中空部の間の厚肉部のヒケが問題となるが、ガス注入口２１１相互間の距離にもよるが、双方の中空部におけるガス保圧によりヒケを防止することができる。
【００１４】
図１３は、同じ実施例３に係わるフロントアッパーカウリングの斜視図であり、玉縁１５は成形品左右の周縁部に別々に設けられている。したがって、図示しないガス注入口を左右それぞれ１つずつ設けることにより、それぞれの玉縁内部に中空部を形成しヒケを防止している。図１３のＮ−Ｎ、Ｏ−Ｏ、Ｐ−Ｐのそれぞれの矢視断面図を図１４、図１５、図１６に示す。  
【産業上の利用可能性】
【００１５】
プラスチック成形品は、自動二輪車部品に限らず多くの分野で使用されている。このプラスチック成形品の周縁部は安全のため丸みを設けることが必要とされる場合がある。この場合外観上問題となるヒケを生ずる恐れがある。そこで本発明によりかかる場所のヒケを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来のプラスチック射出成形の工程を示す図である。
【図２】従来のプラスチック射出成形の工程概略図である。
【図３】ヒケとボイドを示す断面図である。
【図４】従来のガスアシストによる射出成形の工程を示す図である。
【図５】従来のガスアシスト射出成形の概略図である。
【図６】従来の玉縁の断面図である。
【図７】従来の射出成形の例を示す図である。
【図８】本発明の実施例１に係わるガスアシストによる中空部を有する玉縁の断面図である。
【図９】本発明の実施例２に係わるフロントアッパーカウリングの内面を示す図である。
【図１０】図９におけるＭ−Ｍ矢視拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施例３に係わるフロントアッパーカウリング側面図である。
【図１２】図１１のＱ−Ｑ矢視拡大断面図である。
【図１３】同実施例３の斜視図である。
【図１４】図１３のＮ−Ｎ矢視拡大断面図である。
【図１５】図１３のＯ−Ｏ矢視拡大断面図である。
【図１６】図１３のＰ−Ｐ矢視拡大断面図である。
【図１７】実施例３の変形例としての不連続の中空部を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  固定側取付板
２  固定側金型
３  可動側取付板
４  可動側金型
５  シリンダー
６  （シリンダー）ノズル
７  キャビティ
８  溶融樹脂
９  成形品  ９１成形品のヒケ  ９２成形品のボイド
１０  固定側金型と可動側金型との圧接面  
１１  ボス  
１２  ウインドシールド取付部
１３  ハンドル逃げ部  
１４  ヘッドランプ取付部  １４１ヘッドランプ取付孔
１５  玉縁  １５１  玉縁の直径
１６  ガスアシストによる中空部  １６１中空部の直径
１７  基本肉厚部    １７１  周囲側面    １７２  周囲端面  １７３  周縁部  １７４厚肉部
１８  ガス注入口ノズル
１９  不活性ガス
２０  リブ    
２１ガスチャンネル  ２１１  ガス注入口  
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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