(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる材料からなる上面部及び正面部を有するインストルメントルパネルを樹脂で射出成形するための金型であって、上面部を成形するための第１成形面と、正面部を成形するための第２成形面とを有し、固化した上面部に正面部の射出材料を接触させることにより、上面部と正面部とを一体に成形する射出成形金型において、
第１成形面のうち、上面部と正面部との境界部を成形する面に沿った領域に、成形収縮による上面部の材料の流動を規制する粗面を設けると共に、前記粗面よりも前記境界部から離反した領域に、成形収縮による上面部の材料の前記境界部へ向けた流動を許容する平滑面を設けたことを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
キャビティ内に進退可能な仕切り部を設け、仕切り部を進出させて上面部を成形するための第１キャビティを形成すると共に、仕切り部を後退させて正面部を成形するための第２キャビティを形成し、この仕切り部の進出方向先行側の端面に前記粗面を設けた請求項１記載の射出成形金型。
【請求項３】
異なる材料からなる上面部と正面部とを有するインストルメントルパネルを射出成形するに際し、上面部を成形するための第１成形面と、正面部を成形するための第２成形面とを有する射出成形金型を用い、上面部の材料が固化した後、正面部の射出材料を上面部に接触させることにより、上面部と正面部とを一体に成形する射出成形方法であって、
第１成形面のうち、上面部と正面部との境界部を成形する面に沿った領域に、成形収縮による上面部の材料の流動を規制する粗面を設けると共に、前記粗面よりも前記境界部から離反した領域に、成形収縮による上面部の材料の流動を許容する平滑面を設けることにより、成形収縮により上面部の材料を前記境界部へ向けて流動させ、上面部の前記境界部側の端部を金型に固着させた状態を維持することを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる材料からなる複数の部分を一体に有する樹脂成形品の射出成形金型、及びこの金型による射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、図１に示すような車のインストルメントパネル１（以下、インパネ１と言う。）は、デザイン上の観点から、上面部２と正面部３を異なる色の材料で形成することがある。また、直射日光が当たりやすい上面部２は耐熱性に優れた材料で形成し、直射日光が当たりにくい正面部３を比較的低価格な材料で形成することにより、材料コストの低減を図ることがある。このようなインパネ１は、例えば上面部２と正面部３をそれぞれ別個に形成したり、あるいは成形後に一部を塗装することにより形成されていた。これらの場合、別個に形成した部品を接合する工程や、塗装工程を要するため、製造コストの高騰を招くこととなる。
【０００３】
この点に鑑み、例えば特許文献１の図１０には、異なる材料からなる第１部分（オーバフェンダ）及び第２部分（プロテクタ）を一体に成形する方法が示されている。この方法は、キャビティに材料を射出して第１部分を成形し、第１部分が固化した後、第２部分の射出材料を第１部分に接触させることにより、第１部分と第２部分とを一体に成形するものである。
【０００４】
しかし、この方法では、先に形成された第１部分が成形収縮することにより、第１部分と金型との間に隙間が形成される場合がある。このような隙間に第２部分の射出材料が侵入すると、完成品における第１部分と第２部分との境界線（見切り線）が不明りょうとなり、見栄えが悪くなる。
【０００５】
そこで、特許文献１には、金型に設けた押し出しピンを第１部分に食い込ませることにより、第１部分の成形収縮を抑える方法が示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１２４９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のように、押し出しピンを第１部分に食い込ませると、金型と成形品との間にアンダーカットが生じ、離型が困難となる恐れがある。また、このように押し出しピンを第１部分に食い込ませると、第１部分の肉厚が部分的に薄くなり、あるいは厚くなるため、厚さ方向の成形収縮量が場所によって異なり、製品の表面に凹凸が生じる恐れがある。特に、車のインパネのような肉厚の薄い製品の場合には、このような凹凸が生じる恐れが高く、製品の強度低下を招いたり、見栄えが悪くなる恐れがある。
【０００８】
また、上記特許文献１の方法では、押し出しピンを配置した箇所の周辺の成形収縮はある程度抑えられるが、隣り合う押し出しピンの間の領域における成形収縮を抑えることは難しく、見切り線に不明りょうな部分が生じる恐れが高い。特に、車のインパネのように、第１部分と第２部分との境界線が比較的長い製品の場合は、上記の方法で境界線の全長に亘って見切り線を明りょうにすることは極めて困難となる。
【０００９】
本発明の課題は、異なる材料からなる第１部分及び第２部分を一体に有する樹脂成形品において、第１部分と第２部分との見切り線を明りょうにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、異なる材料からなる上面部及び正面部を有するインストルメントルパネルを樹脂で射出成形するための金型であって、上面部を成形するための第１成形面と、正面部を成形するための第２成形面とを有し、固化した上面部に正面部の射出材料を接触させることにより、上面部と正面部とを一体に成形する射出成形金型において、第１成形面のうち、上面部と正面部との境界部を成形する面に沿った領域に、成形収縮による上面部の材料の流動を規制する粗面を設けると共に、前記粗面よりも前記境界部から離反した領域に、成形収縮による上面部の材料の前記境界部へ向けた流動を許容する平滑面を設けたことを特徴とする。
【００１１】
尚、「異なる材料」とは、異なる性質を有する材料のことを言い、例えば、材料の色や材料の種類（ベース樹脂や充填材の種類あるいは配合割合）が異なるものを言う。「境界部を成形する面に沿った」とは、境界部を成形する面と接している状態に限らず、境界部から離隔していてもよい。「表面粗さ」とは、JIS B 0601:2001に規定される平均高さ粗さＲｃのことを言う。
【００１２】
このように、第１成形面に、他の領域よりも表面粗さの大きい粗面を設けると、成形面と直交する方向における成形品と金型との固着力が場所によって異なることとなる。すなわち、粗面では、表面に形成された微小な凹部に射出材料が入り込むため、成形面と直交する方向における成形品と金型との固着力は比較的強くなる。一方、表面粗さの比較的小さい領域（以下、平滑面と言う。）では、成形面と直交する方向における成形品と金型との固着力は相対的に弱くなる。従って、成形品の第１部分に成形収縮が生じると、第１部分のうち、前記粗面と接触した部分が金型と固着した状態で、前記平滑面と接触した部分が金型から剥離し、全体として平滑面から粗面へ向けて成形収縮する。よって、この粗面を、第１成形面のうち、第１部分と第２部分との境界部を成形する面に沿って設ければ、境界部へ向けて第１部分を成形収縮させることができる。これにより、境界線付近において第１部分と金型とを固着させておくことができるため、境界線付近で第１部分と金型との間に隙間が形成される事態を防止できる。
【００１３】
例えば、上記のような金型では、キャビティ内に進退可能な仕切り部を設け、仕切り部を進出させて第１部分を成形するための第１キャビティを形成し、仕切り部を後退させて第２部分を成形するための第２キャビティを形成することができる。この仕切り部の進出方向先行側の端面（以下、先端面と言う。）で第１部分を成形する場合、第１部分が固化した後、仕切り部を後退させて先端面を第１部分から剥離する必要がある。このとき、仕切り部の進退方向における仕切り部の先端面と第１部分との強固力が強いと、仕切り部の後退に伴って第１部分が引っ張られ、第１部分と金型との間に隙間が形成される恐れがある。そこで、仕切り部の先端面に前記粗面を設けると、仕切り部の進退方向における仕切り部と第１部分との離型性を高めることができるため、上記の不具合を回避できる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、第１部分と金型との間に隙間が形成されることを防止できるため、第１部分と金型との間に第２部分の射出材料が入り込むことがなく、第１部分と第２部分との見切り線を明りょうにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明に係る成形金型で形成可能な樹脂成形品の一例としてのインパネ１である。インパネ１は、第１部分としての上面部２と、第２部分としての正面部３とを有し、上面部２と正面部３とは異なる材料（例えば、色が異なる材料）で形成される。上面部２と正面部３との見切り線１０は、インパネ１の幅方向全長に亘って直線状に設けられている。尚、以下の説明において、インパネ１の見切り線１０が延びる方向を幅方向と言う。
【００１７】
図２に示すインパネ１の成形金型は、固定型２０と、可動型３０と、仕切り部４０とを備え、固定型２０と可動型３０とを型締めすることにより、キャビティ５０が形成される。仕切り部４０は、仕切り部材４１とシリンダ４２とを有し、シリンダ４２の伸縮により仕切り部材４１をキャビティ５０内に進退させることができる。仕切り部材４１は、幅方向（紙面と直行する方向）に延びた形状を成し、可動型３０の幅方向全長に亘って形成された溝３３内に配される。シリンダ４２を伸長し、仕切り部材４１をキャビティ５０に進出させ、仕切り部材４１の先端面の一部を固定型２０に当接させると、キャビティ５０が分断され、上面部２を成形する第１キャビティ５１が形成される（図２参照）。この第１キャビティ５１に面する固定型２０、可動型３０、及び仕切り部材４１の成形面を、それぞれ第１成形面２１、３１、４１１と称す。具体的には、固定型２０の第１成形面２１で上面部２の表側の面（図１で見えている側の面）を成形し、可動型３０及び仕切り部材４１の第１成形面３１、４１１で、上面部２の裏側の面（図１で見えていない側の面）を成形する。このうち、仕切り部材４１の第１成形面４１１は、上面部２と正面部３との境界部を成形する面となる。
【００１８】
シリンダ４２を退入し、仕切り部材４１をキャビティ５０から後退させると、正面部３を成形する第２キャビティ５２が形成される（図３参照）。この第２キャビティ５２に面する固定型２０、可動型３０、及び仕切り部材４１の成形面を、それぞれ第２成形面２２、３２、４１２と称す。具体的には、固定型２０の第２成形面２２で正面部３の表側の面を成形し、可動型３０及び仕切り部材４１の第２成形面３２、４１２で、正面部３の裏側の面を成形する。仕切り部材４１の先端面は、図２に示す第１キャビティ５１形成時には第１成形面４１１として機能し、図３に示す第２キャビティ５２形成時には第２成形面４１２として機能する。
【００１９】
金型の第１成形面のうち、上面部２と正面部３との境界部を成形する面に沿った領域には、粗面が設けられる。本実施形態では、図２及び図３に示すように、可動型３０の第１成形面３１に、仕切り部材４１の第１成形面４１１に沿った粗面３１ａが形成される。詳しくは、図４に示すように、可動型３０の第１成形面３１のうち、仕切り部材４１側の端縁Ｐに沿った領域に、幅方向全長に亘って粗面３１ａが形成される。この粗面３１ａは、例えば腐食加工で金型表面を粗面化することにより形成され、第１成形面３１のうち、粗面３１ａよりも前記端縁Ｐから離隔した平滑面３１ｂよりも、表面粗さが大きくなるように形成される。尚、図２及び図３では、理解の容易化のために粗面３１ａの凹凸を誇張して示している。また、図４では粗面３１ａを端縁Ｐから僅かに離隔して設けているが、これに限らず、粗面３１ａを端縁Ｐに接触させて設けても良い。
【００２０】
上記の金型を用いた射出成形方法を以下に示す。まず、図２に示すように仕切り部材４１をキャビティ５０内に進出させ、第１キャビティ５１を形成する。この状態で、固定型２０に設けた第１ゲート２３から、上面部２の材料を射出する。上面部２が固化したら、図３に示すように仕切り部材４１を後退させ、第２キャビティ５２を形成する。この状態で、固定型２０に設けた第２ゲート２４から、正面部３の材料を射出し、この射出材料を固化した上面部２に接触させることにより、上面部２及び正面部３が一体に成形される。正面部３が固化した後、成形品を金型から取り出し、インパネ１が完成する。
【００２１】
上記の工程で、第１キャビティ５１に射出された上面部２の材料が固化する際、上面部２に成形収縮が生じる。特に、本実施形態のように成形品が薄肉である場合、成形収縮は主に成形面と直交する方向（成形品の厚さ方向と直交する方向）で生じる。第１キャビティ５１に上面部２の材料を射出すると、可動型３０の粗面３１ａの微小な凹部に上面部２の射出材料が入り込む。この微小凹部に入り込んだ上面部２の材料が、第１成形面３１と直交する方向、すなわち主に成形収縮が生じる方向でアンカー効果を発揮し、成形収縮による上面部２の移動を規制することができる。これに対し、平滑面３１ｂでは、上記のようなアンカー効果は発揮されず、成形面３１と直交する方向における上面部２と金型との固着力は比較的弱くなる。従って、上面部２の成形収縮は、平滑面３１ｂから粗面３１ａに向けて生じ、上面部２の材料が正面部３との境界部側へ向けて流動する。これにより、上面部２と正面部３との境界部付近において、上面部２と金型（第１成形面）との間に隙間が形成される事態を防止できるため、上面部２と金型との間に正面部３の射出材料が入り込むことはなく、上面部２と正面部３の見切りを明りょうにし、製品の見栄えをよくすることができる。
【００２２】
このような効果を得るために、すなわち、成形面と直行する方向における金型と上面部２との十分な固着力を得るために、粗面３１ａの表面粗さは、例えば５０μｍ〜１５０μｍの範囲内、好ましくは８０μｍ〜１２０μｍの範囲内、さらに好ましくは９０μｍ〜１１０μｍの範囲内に設定することが望ましい。また、粗面３１ａの表面粗さが同じであっても、粗面３１ａの面積を拡大すれば、前記固着力を大きくすることができる。ところで、粗面３１ａの表面粗さが肉厚に対して大き過ぎると、粗面３１ａの凹凸により上面部２の厚さ方向の成形収縮量にバラつきが生じ、上面部２の表側の面に凹凸が生じる恐れがある。従って、粗面３１ａの表面粗さは、成形面と直交する方向における上面部２の成形収縮を抑えることができる範囲内で、なるべく小さく設定することが望ましい。例えば、インパネ１の表側の面が平滑面である場合は、粗面３１ａの表面粗さを肉厚の１０％以下に抑えることが好ましく、表側の面に微小な凹凸（いわゆる「シボ」）が形成される場合は、粗面３１ａの表面粗さを肉厚の３０％以下に抑えることが好ましい。
【００２３】
こうして形成されたインパネ１には、可動型３０の第１成形面３１の粗面３１ａ及び平滑面３１ｂの形状が転写される。具体的には、上面部２の裏側の面うち、正面部３との境界部（見切り線１０）に沿った領域に、該領域よりも見切り線１０から離反した領域より表面粗さの大きい粗面部が形成される（図示省略）。このように、インパネ１の裏側の面に粗面部を設けることにより、意匠面となる表側の面のデザイン設計の幅を広げることができる。
【００２４】
本発明は、上記の実施形態に限られない。以下、本発明の他の実施形態を説明する。以下の説明において、上記の実施形態と同一の構成、機能を有する箇所には、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
上記の実施形態では、可動型３０の第１成形面３１にのみ粗面３１ａを形成した場合を示しているが、これに限られない。例えば図５及び図６に示すように、可動型３０の第１成形面３１に加えて、仕切り部材４１の先端面にも粗面４１ａを設けてもよい。このように、上面部２と正面部３との境界部を成形する仕切り部材４１の先端面に粗面４１ａを設けることにより、境界部において、成形面と直交する方向での上面部２と金型との固着力を高めることができるため、上面部２の成形収縮により金型と上面部２との間に隙間が生じる事態をより確実に防止することができる。
【００２６】
ところで、図５に示すように仕切り部材４１の第１成形面４１１で上面部２を成形した後、図６に示すように仕切り部材４１をキャビティ５０から後退させる際、仕切り部材４１の先端面と上面部２とが固着し、仕切り部材４１の後退に伴って上面部２が引っ張られ、上面部２と固定型２０との間に隙間が形成される恐れがある。本実施形態のように、仕切り部材４１の先端面に粗面４１ａを形成することにより、仕切り部材４１進退方向における仕切り部材４１と上面部２との離型性を高めることができるため、上記のような不具合を回避することができる。また、上記のように仕切り部材４１の粗面４１ａで上面部２を成形することで、上面部２のうち、正面部３との境界部に粗面部が形成される（図６参照）。この粗面部の微小凹部に正面部３の材料が入り込むことにより、上面部２と正面部３との結合力を高めることができる。
【００２７】
また、上記の実施形態では、上面部２が固化した後に正面部３を射出しているが、これに限らず、上面部２の固化後に正面部３の射出材料が接触する限り、上面部２及び正面部３の材料を同時に射出してもよい。例えば、第１ゲート２３及び第２ゲート２４の位置や、射出材料の融点及び固化速度等を適宜設定することにより、固化した上面部２と正面部３の射出材料とが接触するタイミングを調整することができる。
【００２８】
また、上記の実施形態では、樹脂成形品が第１部分（上面部２）及び第２部分（正面部３）からなる場合を示しているが、これに限らず、例えば、３以上の複数の部分を有する成形品であってもよい（図示省略）。
【００２９】
また、上記の実施形態では、本発明を車のインパネの射出成形に適用した場合を示しているが、これに限らず、他の射出成形品にも適用することができる。特に、本発明は、第１部分と第２部分との見切り線が長く、且つ、肉厚が薄い射出成形品に好適に適用することができ、上記実施形態のようにインパネの射出成形に適用する他、例えば車のバンパーの射出成形に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】車のインパネを示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る射出成形金型を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る射出成形金型を示す断面図である。
【図４】可動型の第１成形面を示す斜視図である。
【図５】他の実施形態に係る射出成形金型の断面図である。
【図６】他の実施形態に係る射出成形金型の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１     インストルメントパネル
２     上面部
３     正面部
１０   見切り線
２０   固定型
２１   第１成形面
２２   第２成形面
２３   第１ゲート
２４   第２ゲート
３０   可動型
３１   第１成形面
３１ａ 粗面
３１ｂ 平滑面
３２   第２成形面
４０   仕切り部
４１   仕切り部材
４１１ 第１成形面
４１２ 第２成形面
４２   シリンダ
５０   キャビティ
５１   第１キャビティ
５２   第２キャビティ
【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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