(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一色もしくは二以上の色を有するプラスチック部品を二以上の工程によって射出成形する装置であって、該装置は下型（１０）と、中子（１２、１２′）と、型スライドとを有し、前記中子は二個の交換可能な中子（１２、１２′）を含み、第一の工程で使用される第一中子（１２）は前記下型（１０）と共に、該プラスチック部品の、淡色もしくは透明な色を有する予備成形部分（２６）を成形するための型穴（２０）を形成し、第二の工程で使用される第二中子（１２′）は前記下型（１０）および前記予備成形部分（２６）と共に、該プラスチック部品の濃色部分（２８）を成形するための型穴を形成し、前記第二中子（１２′）は前記型穴が閉じられたときに前記予備成形部分（２６）と接触する突出帯状端部（３４）を有し、前記濃色部分（２８）は前記型穴の周辺に形成される前記突出帯状端部（３４）のみを介して前記予備成形部分（２６）に接触することを特徴とする、プラスチック部品の射出成形装置。
【請求項２】
前記突出帯状端部（３４）以外の前記第二中子（１２′）の部分と、前記予備成形部分（２６）が有する内側曲面との間には間隔（３６）が存在することを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一色もしくは多色のプラスチック部品を、二以上の連続する工程によって射出成形するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、一色もしくは二以上の色を有するプラスチック部品を一以上の工程によって射出成形することが多く行われている。このプラスチック部品は、例えばポリカーボネートを原料とし、車の後部ライトのカバー（ライトパネル）や、車のヘッドライトのカバー（散光パネル）として使用される。例えばヘッドライトのカバーを製造するには、透明な材料と表示ライト部分のオレンジ色の材料を、一体的に成形する必要がある。最近では、一部または周辺部に色のついた透明ヘッドライトカバーが主に使用される。このタイプのヘッドライトカバーについては、従来技術および本発明を詳細に説明する目的で以下に詳述するが、これは本発明の範囲を制限するものではない。
【０００３】
一部または周辺部に着色されたフレームを有するヘッドライトカバーは、通常、第一の工程において着色フレームを成形し、第二の工程においてフレーム内とフレームの端を超える部分に透明の表面部分を成形することによって製造する。このような従来の工程において、成形部分は中子側から形成され、着色フレームを形成した後に、射出成形の下型を交換し、その後透明な表面部分を成形する。
【０００４】
従来の工程の問題点は、透明材料を射出する工程において、透明材料の一部が着色部分の端を超えて着色部分を流してしまい、着色部と透明表面の境界部分が乱雑になってしまうことである。現在、この欠点を克服するために、第一工程で使用する着色材料として、より高い加工温度と高い耐熱性を有する材料を使用することが行われている。しかしながらこのような特性を有する材料は高価であるのに加え、この方法は更なる欠点を有している。異なるレオロジー特性を有する２つの材料を使用することにより、着色部と透明部の境界部分に強い応力がかかることになる。この応力によって境界部には割れが生じたり、さらには境界部分で２つの材料が分離したりするおそれがある。
【０００５】
上記工程によって成形されたプラスチック部品を、前処理する工程においても問題点が存在する。車のヘッドライトに使用するポリカーボネート製プラスチックパネルは、引っかき傷や、化学物質や、紫外線の照射に対して十分な耐性を有するように、外部にさらされる部分にハードコーティングを施される。このコーティングは液状で施されるため、プラスチック部品がコーティング材に含まれる溶液によって濡れた時、異なる材料の境界の高い応力を受ける部分に裂け目が発生するおそれがある。この欠点を克服するために、コーティングする前のプラスチック部品に熱処理（テンパー）を施すことが行われる。しかし、この処理は着色材料と透明材料が同じレオロジー特性を有するときのみ有効である。もし、着色材料と透明材料のレオロジー特性が異なると、熱処理の温度は低い耐熱性を有する材料の最高許容温度を超えてはならない。しかし、そのような温度では高い耐熱性を有する材料に対して十分な処理を行えず、異なる材料の境界において裂け目が生じる恐れは更に高まる。
【０００６】
従来工程の更なる欠点として、第二工程で透明表面を成形する際に、透明表面の内側に型スライドによる傷が生じるおそれがある。型スライドは、中子と下型を分離させることだけでは型から外すことのできないアンダーカット部分を有する部品を成形する際に使用される。アンダーカット部分に使用される型スライドは、型を２つに分離させる前もしくは後に回収される。
【０００７】
一部もしくは周辺部に着色フレームを有する透明ヘッドライトカバーの例においては、車に取り付ける位置によってはフレーム内にアンダーカット部を形成する必要がある。
このようなアンダーカット部を形成するために中子に型スライドを取り付けた場合、型スライドは透明ヘッドライトパネルの内表面上を通って中子部から引き抜かれる。これによりヘッドライトパネルの透明部分の内側に、一方から他方にかけて跡が残る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、一色もしくは二以上の色を有するプラスチック部品を射出成形するにあたり、色が流されたりせず、型スライドによる跡を残すこともない方法および装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明は、淡色の、特に透明の部分を第一工程で成形し、その後の工程でより濃色の部分を成形する。
車のヘッドライトや後部ライトの、一部または周辺部が着色されたフレームを有するカバーを作成する場合、淡色の、特に透明な部分を先に成形し、一部または周辺部の着色部がその後に成形される。
もし、単色の材料を使用して部品を成形する場合であって、型スライドによる跡をなくすことのみを必要とするのであれば、第一工程と第二工程では同じ色の材料を使用して、二つの連続工程で部品を成形すれば良い。
【００１０】
本発明はまた、上記の課題を解決するため、一色もしくは二以上の色を有するプラスチック部品を二以上の工程によって射出成形する装置であって、該装置は下型、中子および型スライドを有し、中子は二個以上の交換可能な中子を含み、挿入される第一の中子と前記下型とで、淡色もしくは透明な材料からなる予備成形部分の型穴を形成し、その後挿入される第二の中子と前記下型と前記予備成形部分とで部品の濃色部分を形成するための型穴を作成し、前記濃色部分の材料は型穴周辺の細い帯状端部のみにて前記予備成形部品と接触することを特徴とするものを提供する。
【００１１】
上記は例えば、予備成形部分が濃色部分と接触する帯状端部に近接する突出リブを第二の中子に形成することによって、または予備成形部分を製造する際に使用する第一の中子に上記のようなリブを作成することによって実現できる。
つまり、本発明のプラスチック部品は、成形の際の２つの工程で中子の輪郭が変わることによって、下型の形状に形作られる。パネル部分は予備成形部分からなり、この部分は型スライドを使用することなく、下型と中子の間で射出成形される。この工程では、端部輪郭のアンダーカット部分は除かれ、中子は分離されることなく部品の内側輪郭の全体を覆う。予備成形部分は、工程が終了してもそのまま下型の中に置かれ、もしくは同じ外形を有する下型の中に置かれる。その後輪郭の異なる一つ以上の中子が、予備成形部分に接触して配置される。異なる色または材質の材料が接触する近接部では、中子が好ましくは小ブリッジ（約１ミリ幅）を介して予備成形部分と接触し、このブリッジ部は中子または予備成形部分から突出するように形成される。
中子の他の部分は予備成形部分とは接触することがなく、よって予備成形部分の表面に跡がつくことはない。ここで、中子の表面が一つの部品から形成されるのか、それとも型スライドなどの型部品によって分離されているのかは問題ではない。その後、下記の材料が型内に射出される。
【００１２】
本発明による成形工程の順序によって、つまり第一に透明等の材料を成形し、その後濃色の材料を成形することによって、異なる色の材料の境界付近でも着色材料の色が流されることがない。つまり、同じレオロジー特性を有する透明材料と着色材料を使用することが可能となり、材料の境界における割れ等の発生を効果的に抑制することができる。また、着色材料についても特殊な材質のものを使用する必要がないため、コストを効果的に削減することができる。
【００１３】
本発明のさらなる効果は、アンダーカットを有する部品の型を作成するとき、型スライドを分離する場合の中子側の美観を考慮する必要がないため、型の機能性のみを考慮すれば済むということである。これは、コストをさらに削減することにもなる。
また、本発明はさらに複雑な複数のアンダーカットを有する部品を作成するに当たっても、優れた効果を有する。なぜならばアンダーカットに必要な型スライド分離は狭い帯状端部のみから見えるものであって、透明なパネル部分から見える部分にはないからである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１はプラスチック製の透明なヘッドライトカバーを製造するための射出成形用型の一部を示す図である。射出成形については広く知られているので、ここでは本発明に関する部分のみを詳細に説明する。型は下型１０、第一中子１２、下型と中子につけられた複数の溝（符号なし）、およびキャビティ１８にその噴射チャネル１６が開口する位置に配置される噴射ノズル１４を有する。キャビティ１８はプラスチック部品の透明部分（予備成形部分）の型穴２０と直接その境界を接する。型穴２０はわずかに曲がった平面部２２と鋭角部２４とからなる。
【００１５】
図２は図１に対応するが、図１の型穴２０に代わって、成形済みの予備成形部分２６を黒斜線で示す。前述のとおり、予備成形部分２６は、淡色のもしくは透明のプラスチック材料から形成され、この実施例においては、車のヘッドライトの透明カバー部分となる。
図３は同じ構成を有する別の実施例を示し、型穴２０と予備成形部分２６に加えて、第二工程で製造する濃色部分にあたる、ヘッドライトカバーの周辺に形成される着色フレーム２８を黒斜線で示す。図によると、フレーム２８の一部が予備成形部分２６の鋭角部２４と接し、フレーム２８はその有する鋭角部３０と段部３２によって、予備成形部分の鋭角部２４と連結され、それにより両者の結合力はさらに増強される。
【００１６】
図３は本発明の主要な部分を図示している。ここで、第二中子１２′は予備成形部分２６の内側曲面全体と接するのではなく、予備成形部分２６とフレーム２８の移行部分に存在する細い帯状端部３４のみを介して、部分２６と接する。ここに示す実施例では、フレーム２８の鋭角部３０を境界とする帯状端部３４は、第二中子１２′の対応部分から突出し、その他の第二中子１２′の部分は予備成形部分２６の内側曲面とは接することなく、両者の間には間隔３６が存在する。そのため、もし第二中子１２′内の型スライドをフレーム２８形成時に取り去る必要があったとしても、透明な材料を使用している場合に問題となるような跡を予備成形部分２６に残してしまうようなことはない。
【００１７】
前述したとおり、帯状端部３４を第二中子１２′から突出するよう形成する代わりに、図３の突出帯状端部３４の位置に対応する部分に、予備成形部分２６から内側に向かって突出する帯状端部（図示しない）を形成するように第一中子１２を設計してもよい。
【００１８】
図４および図５は、ヘッドライトカバーを製造するための部品の断面図であり、図１から図３がヘッドライトカバーの下端部を図示しているのに対し、図４および図５はヘッドライトカバーの上端部を図示している。図４は、下型１０と第一中子１２との間の型穴に形成される予備成形部分２６の断面図である。予備成形部分は黒斜線で示す。
図５は、下型１０、第二中子１２′、および下型１０と第二中子１２′の対応する部分の間の型穴に形成されるフレームを示し、フレームは黒斜線で図示する。この図においても、第二中子の突出帯状端部３４が、予備成形部品２６とフレーム２８の間の部分に存在することがわかる。この突出部３４は第二中子１２′と予備成形部品２６の内側曲面との間に存在する間隔３６の枠となる。上述したように、突出帯状端部３４の代わりに、第一中子１２のデザインを変更して、予備成形部品に突出帯状端部を形成してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、実施例において例示した車のヘッドライトカバーを射出成形する場合のみに限定されず、複数の工程によって製造するプラスチック部品全般に応用することができる。
どのような部品を製造する場合であっても、本発明の特徴は、第一の工程において淡色の、特に透明な色の材料を成形し、第二の工程において濃色の材料を成形し、かつ第二工程においては、部品を確実に位置に固定し、かつ第一工程において使用される型穴と第二工程において使用される型穴とを分離するために必要な最低限の領域のみで、第二中子は予備成形部品と接触する。これにより、異なる色の材料の境界付近でも着色材料の色が流されることがない。つまり、同じレオロジー特性を有する透明材料と着色材料を使用することが可能となり、材料の境界における割れ等の発生を効果的に抑制することができる。また、着色材料についても特殊な材質のものを使用する必要がないため、コストを効果的に削減することができる。また、型スライドによる跡を透明部分に残すことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る、周辺に黒色のフレームを有する透明ヘッドライトカバーの底端部を形成する型の断面図であり、特に第一の淡色もしくは透明の部分（予備成形部分）を成形する型穴を示す。
【図２】図１に対応する断面図であって、黒斜線で示す予備成形部分を形成した後の状態を示す。
【図３】本発明の第二工程で作成する、黒斜線で示す濃色フレームと、関係する二つの型とを示す断面図。
【図４】黒斜線で示す予備成形部分を含む、透明カバーパネルの上端を示す断面図。
【図５】上部の濃色フレーム近辺の型形状を示す図。
【符号の説明】
１０  下型
１２  第一中子
１２′  第二中子
１４  噴射ノズル
１６  噴射チャネル
１８  キャビティ
２０  型穴
２６  予備成形部分
２８  フレーム
３０  鋭角部
３２  段部
３６  間隔
【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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