サイドゲート式の射出成形金型およびそれを用いた成形部品の作製方法
【課題】光輝材を添加した樹脂材料製の成形部品に発生するウエルドラインの発生を防止して外観不良を改善するためのサイドゲート式の射出成形金型を提供する。
【解決手段】成形のための空間である製品部７と、製品部７に材料を射出するためのサイドゲート８とを備え、製品部７およびサイドゲート８の当接部９でサイドゲート８を略四角形状の横断面となるように形成しているサイドゲート式の射出成形金型において、サイドゲート８の当接部９で形成される横断面の角部９ｅのうち少なくとも１つを湾曲形状に形成し、光輝材を添加した樹脂材料をサイドゲート８から製品部７に射出して成形部品１を作製するように構成されていることを特徴とするサイドゲート式の射出成形金型。
【解決手段】成形のための空間である製品部７と、製品部７に材料を射出するためのサイドゲート８とを備え、製品部７およびサイドゲート８の当接部９でサイドゲート８を略四角形状の横断面となるように形成しているサイドゲート式の射出成形金型において、サイドゲート８の当接部９で形成される横断面の角部９ｅのうち少なくとも１つを湾曲形状に形成し、光輝材を添加した樹脂材料をサイドゲート８から製品部７に射出して成形部品１を作製するように構成されていることを特徴とするサイドゲート式の射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光輝材を添加した樹脂材料製の成形部品を作製するサイドゲート式の射出成形金型に関し、さらには、このような射出成形金型を用いた成形部品の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から樹脂成形部品のメタリック感および光輝感などの質感を出すために、部品の表面には、塗装が施され、またはメッキ処理が施されている。このような成形部品は車両の意匠部品としても用いられ、その代表的なものとしては車両ドアの車室内側に設けられるインサイドドアハンドルが挙げられる。しかしながら、最近では塗装などに用いられる揮発性有機化合物などは環境負荷物質として使用削減を求められている。そのため、アルミ粉およびマイカ粉などの光輝材を添加した材料を用いることにより、メタリック感などを有する成形部品が作製されている。
【０００３】
このような成形部品を作製するための金型として、ゲートカットを自動化できるという利点からサブマリンゲート式の射出成形金型を用いられることが一般的に考えられる。射出成形金型は材料を射出するゲートと成形のための製品部とを備えており、ゲートと製品部とが連結している。そのため、作製される成形部品はこのゲートに樹脂材料を充填して形成されたゲート部と製品部に樹脂材料を充填して形成された本体部とを備えており、ゲート部と本体部とが一体に形成されている。射出成形の後このゲート部は不要となるため、本体部からゲート部を切り離す必要がある。そこで、ゲート部と本体部とを切り離すために、ゲート部が切断されるいわゆるゲートカットが行われる。サブマリンゲート式の射出成形金型では、このゲートカットが成形部品を金型から取外すために備えられたエジェクタピンの力を利用して自動的に行われている。
【０００４】
このゲート部の横断面の面積は０．０００７ｍｍ2〜１．１３０１ｍｍ2程度と小さく形成されており、ゲート部が切断され易くなっている。しかしながら、この断面積が小さいことにより樹脂材料を製品部内に充填する量が制限され、ショートショットおよびヒケなどの不具合が発生し易くなるおそれがある。さらに、材料の充填量の多い大物部品には適用できないという問題がある。また別の問題として、ゲート部の切断時に成形部品自体のゲート部周辺に剪断力が加えられるため、成形部品のゲート部周辺にジェッティングおよびシルバーストリークなどが発生し、外観不良の原因となっている。加えて、これらの外観不良は光輝材を添加した成形材料を用いるとより顕著になるという問題がある。
【０００５】
そこで、ジェッティングおよびシルバーストリークの発生を防止するため、ゲートカットを自動化せずに手作業で精度良く行なうことが考えられる。この場合、主にサイドゲート式の射出成形金型を用いることとなる。サイドゲート式の射出成形金型では、ゲート部の横断面の面積がサブマリンゲート式の射出成形金型のゲート部の断面積と比較して大きく形成されている。従って、射出時の材料の充填量が多くなり、ショートショットおよびヒケなどの不具合が発生し難くなり、さらに大物部品に適用できるという利点がある。
【０００６】
一方で、サイドゲート式の射出成形金型ではウエルドラインＬが発生する問題がある。図７は、一般的な成形部品１００の本体部１０１に設けられえたゲート部１０２のゲート残りの概略を拡大して示されており、ゲート部１０２を樹脂材料が通過して本体部１０１が射出成形される構造となっている。ゲート部１０２は本体部１０１と当接部１０４で結合しており、この当接部１０４の横断面は略四角形状となっている。ウエルドラインＬは成形部品１００と当接部１０４の横断面の角部１０４ａから放射状に延在するように発生している。
【０００７】
このようなウエルドラインＬは、角部１０４ａ付近で異なる方向から流れてきた樹脂材料同士が衝突し、この樹脂材料同士が混ざり合わない場合に発生することとなる。樹脂材料が従来から用いられている光輝材を添加しない樹脂材料である場合、これらの衝突した樹脂材料同士は混ざり合うため、ウエルドラインＬが発生することはほとんどなかった。しかしながら、光輝材を添加した樹脂材料を用いる場合、この衝突した樹脂材料同士に添加された光輝材が配向し、樹脂材料同士が混ざり合わず、ウエルドラインＬが発生することとなる。このようなウエルドラインＬにより成形部品１００の外観は著しく損なわれ、ウエルドラインＬの発生した部分で成形部品１００の強度が不足するという問題がある。
【０００８】
ウエルドラインの発生を抑制するために、材料に対策を施すことが行われている。特許文献１では、樹脂材料に添加する光輝材の形状や粒子径を選定することにより、ウエルドラインの発生が抑制されている。また、特許文献２では、光輝材の粒子径や添加量の選定とウエルド消去剤と呼ばれる酸化チタン、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化アンチモンを添加することによりウエルドラインの発生が抑制されている。
【特許文献１】特開平８−４１２８４号公報
【特許文献２】特開平８−２３９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された対策では、光輝材の形状、粒子径、添加量の制約があり、その制約に合わせて光輝感、メタリック感などの質感が限定されることとなる。そのため、質感の高い塗装およびメッキに代わるメタリック感の高い色調を得ることが難しくなっている。さらに、完全にウエルドラインの発生は防止されず、また材料の配合条件によってコストアップにつながるおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、光輝材を添加した樹脂材料製の成形部品に発生するウエルドラインの発生を防止して外観不良を改善するためのサイドゲート式の射出成形金型を提供し、さらには、このような射出成形金型を用いた成形部品の作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
課題を解決するために本発明は、成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成しているサイドゲート式の射出成形金型において、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成し、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出して成形部品を作製するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されている。
【００１３】
さらに、本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されている。
【００１４】
本発明の成形部品の作製方法は、成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成し、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成しているサイドゲート式の射出成形金型を用いて、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出することを含んでいる。
【００１５】
また、本発明の成形部品の作製方法では、前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いることを含んでいる。
【００１６】
本発明の成形部品の作製方法では、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いることを含んでいる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。本発明は、成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成しているサイドゲート式の射出成形金型において、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成し、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出して成形部品を作製するように構成されていることを特徴とする。このような構造の前記金型を用いることによって、前記成形部品は、前記樹脂材料に特殊な配合を行わなくとも、前記サイドゲートにより成形されるゲート部の周辺でウエルドラインの発生を防止できる。従って、前記樹脂材料の配合を変更する必要がなく、前記樹脂材料の配合の変化による成形条件の変化がほとんどない。よって、前記金型の寸法精度などに影響を与えずにウエルドラインの発生を防止できる。さらに、特殊な配合の樹脂材料を用いることによるコストアップを防ぐことができる。
【００１８】
本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されているので、前記サイドゲートの当接部の断面積が十分確保されることとなる。従って、前記製品部への前記樹脂材料の充填量が著しく減少せず、前記金型の成形条件の変化がほとんどない。よって、前記金型の寸法精度などに影響を与えず、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながら効果的にウエルドラインの発生を防止できる。
【００１９】
本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されているので、前記サイドゲートの形状変更箇所が少なくなり、前記サイドゲートの当接部の断面積がさらに十分確保されることとなる。従って、前記製品部への前記樹脂材料の充填量が著しく減少せず、前記金型の成形条件の変化がほとんどない。よって、前記金型の寸法精度などに影響を与えず、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらより効果的にウエルドラインの発生を防止できる。
【００２０】
本発明の成形部品の作製方法では、成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成し、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成しているサイドゲート式の射出成形金型を用いて、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出する。このような構造の前記金型を用いることにより、前記樹脂材料に特殊な配合を行わなくとも、前記成形部品のゲート部周辺でウエルドラインの発生を防止できる。そのため、前記樹脂材料の配合に制約がなくなり、要求される光輝感、メタリック感などに合わせて光輝材の形状、粒子径、添加量が選定でき、質感の高い塗装およびメタリック感の高い色調を有しながら、ウエルドラインの発生していない成形部品を作製することができる。また、強度不足の要因となるウエルドラインが発生しないことにより、成形部品の強度不足が解消されることとなる。さらに、特殊な配合の樹脂材料を用いることによるコストアップを防ぐことができる。
【００２１】
本発明の成形部品の作製方法では、前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いているので、前記サイドゲートの当接部の断面積を十分に確保できることとなり、前記金型の前記製品部に樹脂材料を充填する量が大きく減少しない状態で、前記成形部品を作製することができる。従って、前記成形部品に、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらウエルドラインの発生を効果的に防止できる。
【００２２】
本発明の成形部品では、本発明の成形部品の作製方法では、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いているので、前記サイドゲートの形状変更箇所が少なくなっている。そのため、前記サイドゲートの当接部の断面積をさらに十分に確保できることとなり、前記金型の前記製品部に樹脂材料を充填する量が大きく減少しない状態で、前記成形部品を作製することができる。従って、前記成形部品に、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらウエルドラインの発生をさらに効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、メタリック感および光輝感を有する成形部品を対象とするものであり、主に車両の意匠部品を対象とするものである。本発明の実施形態は、車両のドア（図示せず）の車室内側に設けられるインサイドドアハンドル１（以下、「ドアハンドル」という）に適用され、このドアハンドル１を以下に説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施形態におけるドアハンドル１の概略を示しており、図１に示すようにドアの前側方向をＦとし、ドアの上側方向をＵとし、車室内側方向をＩとして示す方向が用いられている。ドアハンドル１は、メタリック調の外観を有しており、光輝材を添加した樹脂材料から作製されている。また、ドアハンドル１は本体部２を備え、本体部２はドアの開閉の際に乗員に握られるハンドル部３とドアへの取付部４とを備えている。ハンドル部３はドア前後方向に延在するような形状に形成されており、取付部４はハンドル部３のドア前後方向の前側に配置されている。ハンドル部３のすべての外表面および取付部４の車室内側の表面は、乗員に視認される位置にあり、優れた外観を維持する必要のある本体部２の意匠面２ａとして構成されている。
【００２５】
ドアハンドル１を射出成形するために、樹脂材料の通過する通路としてゲート部５が取付部４の前側部４ａからドアの前側方向Ｆに向かって延在するように設けられている。この樹脂材料の射出方向を矢印Ａとする。ゲート部５は成形後にカットされるが、ゲート部５の一部は、いわゆるゲート残りとして本体部２に残った状態となっている。このようなゲート残りは外観を悪化させるため、ゲート部５は通常意匠面２ａから離れた箇所に配置されている。そのため、ゲート部５は、取付部４のドア前後方向の前側部４ａに配置され、かつ前側部４ａのドア上下方向の下側寄りに配置されている。
【００２６】
このようなドアハンドル１を成形するサイドゲート式の射出成形金型６（以下、「ドアハンドル型」という）は図２で示されるように構成されている。図２より、ドアハンドル型６は、製品部７およびサイドゲート８を備えており、製品部７はドアハンドル１の本体部２と略同形状の空間を有するように形成され、サイドゲート８はドアハンドル１のゲート部５と略同形状の空間を有するように形成されている。そのため、ドアハンドル型６の説明はドアハンドル１の方向に合わせて行うものとする。
【００２７】
ドアハンドル型６は、製品部７でドアハンドル１の本体部２を成形し、サイドゲート８でドアハンドル１のゲート部５を成形するような構成となっている。また、サイドゲート８は当接部９で製品部７に接続されている。ドアハンドル型６では、サイドゲート８の車両外側面８ａに沿ってパーティングライン１０が設けられており、ドアハンドル型６はこのパーティングライン１０で分割されている。
【００２８】
図３はサイドゲート８の当接部９の横断面である。当接部９の横断面は、車室内側辺９ａ、車室外側辺９ｂ、上側辺９ｃ、および下側辺９ｄにより略長方形状に形成されている。また、車室外側辺９ｂはパーティングライン１０に沿って設けられている。そのため、車室内側辺９ａはパーティングライン１０に対向し、上側辺９ｃおよび下側辺９ｄはパーティングライン１０に交差することとなる。この略長方形状の寸法は、車室内側辺９ａと車室外側辺９ｂとの距離であるゲート高さをｈ＝２．０ｍｍとし、上側辺９ｃと下側辺９ｄとの距離であるゲート幅をｗ＝５．０ｍｍとしており、ゲート高さｈとゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなっている。
【００２９】
車室内側辺９ａと上側辺９ｃおよび下側辺９ｄとにより２つの角部９ｅ，９ｅが形成され、この２つの角部９ｅ，９ｅはそれぞれ曲率半径をＲ＝０．５ｍｍとする湾曲形状に形成されている。すなわち、曲率半径Ｒとゲート高さｈとの比であるＲ／ｈは０．５０となっている。一方で、車室外側辺９ｂと上側辺９ｃおよび下側辺９ｄとにより２つのパーティングライン側角部９ｆ，９ｆが形成されている。
【００３０】
次にドアハンドル型６を用いたドアハンドル１の製造方法について説明する。射出ユニット（図示せず）から光輝材を添加した樹脂材料が融解した液状の状態でサイドゲート８を通過する。その後、樹脂材料は製品部７に所定の射出速度および射出圧力などで射出される。射出された樹脂材料が、製品部７およびサイドゲート８内に充填され、樹脂材料は製品部７およびサイドゲート８の内部で所定の圧力および温度で保持される。樹脂材料がさらに所定時間冷却された後に、ドアハンドル型６からドアハンドル１が取り出される。
【００３１】
このようなドアハンドル型６を用いてドアハンドル１を射出成形すると、ドアハンドル１のゲート部５のすべての角部９ｅ，９ｅ，９ｆ，９ｆからウエルドラインＬが発生しないという結果が得られることとなる。
【００３２】
このような構造のドアハンドル型６を用いることにより、ドアハンドル１は、樹脂材料に特殊な配合を行わなくとも、ゲート部５の周辺でウエルドラインＬの発生を防止できる。従って、樹脂材料の配合を変更する必要がなく、樹脂材料の配合の変化による成形条件の変化がほとんどない。よって、ドアハンドル型６の寸法精度などに影響を与えずにウエルドラインＬの発生を防止できる。さらに、特殊な配合の樹脂材料を用いることによるコストアップを防ぐことができる。
【００３３】
また、２つの角部９ｅ，９ｅのみが湾曲形状に形成されていることにより、サイドゲート８の形状変更箇所が少なくなり、サイドゲート８の当接部９の断面積がさらに十分確保されることとなる。従って、製品部７への樹脂材料の充填量が著しく減少せず、ドアハンドル型６の成形条件の変化がほとんどない。よって、ドアハンドル型６の寸法精度などに影響を与えず、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらより効果的にウエルドラインＬの発生を防止できる。
【００３４】
このようなドアハンドル型６により作製されたドアハンドル１では、樹脂材料に特殊な配合を行わなくとも、ドアハンドル１のゲート部５周辺でウエルドラインＬの発生を防止できる。そのため、樹脂材料の配合に制約がなくなり、要求される光輝感、メタリック感などに合わせて光輝材の形状、粒子径、添加量が選定でき、質感の高い塗装およびメタリック感の高い色調を有しながら、ウエルドラインＬの発生していないドアハンドル１を作製することができる。また、強度不足の要因となるウエルドラインＬが発生しないことにより、ドアハンドル１の強度不足が解消されることとなる。さらに、特殊な配合の樹脂材料を用いることによるコストアップを防ぐことができる。
【００３５】
また、２つの角部９ｅ，９ｅのみが湾曲形状に形成されていることにより、サイドゲート８の形状変更箇所が少なくなっている。そのため、サイドゲート８の当接部９の断面積をさらに十分に確保できることとなり、ドアハンドル型６の製品部７に樹脂材料を充填する量が大きく減少しない状態で、ドアハンドル１を作製することができる。従って、ドアハンドル１に、ショートショットおよびヒケなどが発生することを防止しながらウエルドラインＬの発生をさらに効果的に防止できる。
【００３６】
次に、ドアハンドル型６では角部９ｅの曲率半径Ｒとゲート高さｈとの比であるＲ／ｈは０．５０となっているが、このような値を変更した場合に、ゲート部５の周辺にウエルドラインＬが発生するか否かを確認する。
【００３７】
この確認を行うために、図４に示すようなテストピース１１を用いるものとする。テストピース１１は、光輝材を添加した樹脂材料から作製されており、部品重量約２ｇ〜１００ｇの成形部品を対象とした射出成形を評価するものとする。また、テストピース１１は本体部１２およびゲート部１３を備えている。また、テストピース１１は、樹脂材料がゲート部１３を通過して本体部１２に射出されて作製されており、この樹脂材料の射出方向を矢印Ｂとする。さらに、本体部１２は射出方向Ｂに対して垂直な方向に横長の略直方体に形成されており、この本体部１２の長手方向を左右方向とし、加えて、射出方向の矢印Ｂに垂直で、かつ左右方向に垂直な方向を上下方向として、テストピース１１に関する説明を行う。
【００３８】
本体部１２は射出方向Ｂの手前側に位置するゲート側面１２ａを備え、テストピース１１のゲート部１３は、ゲート側面１２ａから射出方向Ｂと反対方向に延在するように形成されている。また、ゲート部１３はゲート側面１２ａの左右方向の略中央部下端に配置されている。
【００３９】
このようなテストピース１１を作製するサイドゲート式の射出成形金型１４（以下、「テストピース型」という）を図５に示す。テストピース型１４は、製品部１５およびサイドゲート１６を備えており、製品部１５はテストピース１１の本体部１２と略同形状の空間を有するように形成され、サイドゲート１６はテストピース１１のゲート部１３と略同形状の空間を有するように形成されている。そのため、テストピース型１４の説明は、テストピース１１の方向に合わせて行うものとする。
【００４０】
テストピース型１４では、製品部１５でテストピース１１の本体部１２が成形され、サイドゲート１６でテストピース１１のゲート部１３が成形されるような構成となっている。また、サイドゲート１６は製品部１５との当接部１７を有している。さらに、テストピース型１４では、製品部１５の下側面１５ａおよびサイドゲート１６の下側面１６ａは略同一の平面として構成されており、製品部１５の下側面１５ａおよびサイドゲート１６の下側面１６ａに沿ってパーティングライン１８が設けられており、テストピース型１４はこのパーティングライン１８で分割されている。
【００４１】
図６はサイドゲート１６の当接部１７の横断面であり、ここで図６を参照してこの当接部１７の横断面について説明する。当接部１７の横断面は、上側辺１７ａ、下側辺１７ｂ、左側辺１７ｃおよび右側辺１７ｄにより略長方形状に形成されている。また、下側辺１７ｂはパーティングライン１８に沿って設けられている。そのため、上側辺１７ａはパーティングライン１８に対向した位置にあり、左側辺１７ｃおよび右側辺１７ｄはパーティングライン１８に交差することとなる。さらに、一般的に部品重量約２ｇ〜１００ｇの成形部品を射出成形するサイドゲート式の射出成形金型では、横断面の面積は３ｍｍ2〜１２ｍｍ2に形成されている。このことを踏まえて、本発明の実施形態では、上側辺１７ａと下側辺１７ｂとの距離であるゲート高さをｈ＝２．０ｍｍとし、左側辺１７ｃと右側辺１７ｄとの距離であるゲート幅をｗ＝５．０ｍｍとし、横断面の断面積が約１０ｍｍ2となるように形成しており、ゲート高さｈとゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなっている。
【００４２】
上側辺１７ａと左側辺１７ｃおよび右側辺１７ｄとにより２つの角部１７ｅ，１７ｅが形成され、さらに、角部１７ｅ，１７ｅは湾曲形状に形成されており、この湾曲形状の曲率半径をＲとしている。一方で、下側辺１７ｂと左側辺１７ｃおよび右側辺１７ｄとにより２つのパーティングライン側角部１７ｆ，１７ｆが形成されている。
【００４３】
テストピース型１４を用いてテストピース１１を作製する場合、射出ユニット（図示せず）から光輝材を添加した樹脂材料が融解した液状の状態でサイドゲート１６を通過する。その後、樹脂材料は製品部１５に所定の射出速度および射出圧力などで射出される。射出された樹脂材料は、製品部１５およびサイドゲート１６内に充填され、樹脂材料は製品部１５およびサイドゲート１６の内部で所定の圧力および温度で保持される。樹脂材料がさらに所定時間冷却された後に、テストピース型１４からテストピース１１が取り出される。
【００４４】
このようにして作製されるテストピース１１およびテストピース型１４において、湾曲形状の曲率半径Ｒを変更して、本体部１２にゲート部１３から放射状に延在するウエルドラインＬが発生することを防止することができるか否かの確認を行う。この確認に用いる成形機の仕様を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
この射出成形を行う際、射出速度を５％、９５％のいずれかとし、射出圧力を７５％、９５％のいずれかとする。また、この確認に用いる樹脂材料には、ＡＥＳ樹脂、および平均粒子径５μｍのアルミ顔料を用いるものとする。一般的にアルミ顔料の平均粒子径は、５μｍ〜１２０μｍであり、小さいほどウエルドラインＬが目立ち易いとされている。そのため、ここでは平均粒子径の最も小さいものを選定してウエルドラインＬの発生を確実に防止できるか否かを確認する。
【００４７】
加えて曲率半径Ｒの値は、０．０ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍにそれぞれ変更するものとする。これらの値は、曲率半径Ｒと横断面のゲート高さｈ（＝２．０ｍｍ）との比であるＲ／ｈに変換すると、０．００、０．１５、０．２５、０．５０、０．７５、１．００となる。なお、ウエルドラインＬの発生の確認は、取り出したテストピース１１を目視することにより行うものとする。以上の条件により確認を行い、得られた結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】
表２よりＲ／ｈの値が０．２５以上である場合、ウエルドラインＬが発生せず、このようなサイドゲートの構造を有するドアハンドル型６およびテストピース型１４などの射出成形金型により、ゲート部周辺のウエルドラインＬの発生を防止できるという結果が得られた。
【００５０】
一方で、ドアハンドル１において、前述した曲率半径Ｒを大きくした場合、サイドゲート８の横断面積が小さくなるという問題がある。この場合、サイドゲート８を通過して製品部７に射出される樹脂材料の量が制限され、ショートショットおよびヒケなどの要因となるおそれがある。そのため、角部９ｅに湾曲形状を有する横断面の面積が、角部９ｅに湾曲形状のない横断面の面積に対して、９０％以上の比率となることが望ましい。ここで、湾曲形状を有さない横断面の面積に対する湾曲形状のない横断面の面積の比率を計算し、表３に示す。ここでは、ゲート高さｈ＝２．０ｍｍおよびゲート幅ｗ＝５．０ｍｍの場合を想定して、ゲート高さｈとゲート幅ｗとの比ｈ：ｗ＝２：５として計算している。また、曲率半径Ｒと横断面のゲート高さｈとの比であるＲ／ｈを、０．１５、０．２５、０．５０、０．７５、１．００とした場合で検討している。
【００５１】
【表３】
【００５２】
表３よゲート高さｈとゲート幅ｗとの比ｈ：ｗ＝２：５の断面形状を有するゲートでは、Ｒ／ｈの値が０．７５以下である場合に、湾曲形状のない横断面の面積に対する湾曲形状を有する横断面の面積の比率が９０％以上を確保できている。従って、Ｒ／ｈの値は、０．７５以下であることが望ましく、さらには０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となっていることが望ましい。さらに、ｈ：ｗが様々な比を有する場合でも、サイドゲート８の横断面積が９０％以上を確保できるような値にするようにＲ／ｈの値を定めるとよい。
【００５３】
このような範囲にＲ／ｈの値を定めたドアハンドル型６では、サイドゲート８の断面積が十分確保されることとなる。従って、製品部７への樹脂材料の充填量が著しく減少せず、ドアハンドル型６の成形条件の変化がほとんどない。よって、ドアハンドル型６の寸法精度などに影響を与えず、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながら効果的にウエルドラインＬの発生を防止できる。
【００５４】
さらに、このような範囲にＲ／ｈの値を定めたドアハンドル型６により作製されたドアハンドル１では、サイドゲート８の断面積を十分に確保できることとなり、ドアハンドル型６の製品部７に樹脂材料を充填する量が大きく減少しない状態で、ドアハンドル１を作製することができる。従って、ドアハンドル１に、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらウエルドラインＬの発生を効果的に防止できる。
【００５５】
また、本発明の別の実施形態として、サイドゲートの当接部の横断面は１つ、３つまたは４つの角部に湾曲形状を有する構造とすることも可能であり、金型の構造によりウエルドラインＬの発生箇所が変化した場合でも、効果的にウエルドラインＬの発生を防止することができる。
【００５６】
本発明の別の実施形態として、約１００ｇより大きな部品重量の成形部品に適用することも可能であり、様々な成形部品に適用することができる。
【００５７】
以上、発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態におけるドアハンドルの概略である。
【図３】本発明の実施形態におけるドアハンドル型の概略である。
【図２】本発明の実施形態のドアハンドル型におけるサイドゲートと本体部との当接部の横断面である。
【図４】本発明の実施形態におけるテストピースの概略である。
【図５】本発明の実施形態におけるテストピース型の概略である。
【図６】本発明の実施形態のテストピース型におけるサイドゲートと本体部との当接部の横断面である。
【図７】一般的な成形部品のゲート部周辺に発生したウエルドラインを拡大した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ インサイドドアハンドル（ドアハンドル）
２ 本体部
２ａ 意匠面
３ ハンドル部
４ 取付部
４ａ 前側部
５ ゲート部
６ インサイドドアハンドルの射出成形金型（ドアハンドル型）
７ 製品部
８ サイドゲート
８ａ 車両外側面
９ 当接部
９ａ 車室内側辺
９ｂ 車室外側辺
９ｃ 上側辺
９ｄ 下側辺
９ｅ 角部
９ｆ パーティングライン側角部
１０ パーティングライン
１１ テストピース
１２ 本体部
１２ａ ゲート側面
１３ ゲート部
１４ テストピースの射出成形金型（テストピース型）
１５ 製品部
１５ａ 下側面
１６ サイドゲート
１６ａ 下側面
１７ 当接部
１７ａ 上側辺
１７ｂ 下側辺
１７ｃ 左側辺
１７ｄ 右側辺
１７ｅ 角部
１７ｆ パーティングライン側角部
１８ パーティングライン
１００ 成形部品
１０１ 本体部
１０２ ゲート部
１０３ 当接部
１０３ａ 角部
Ｌ ウエルドライン
Ｆ ドア前側方向
Ｕ ドア上側方向
Ｉ 車室内側方向
Ａ，Ｂ 矢印
ｈ ゲート高さ
ｗ ゲート幅
Ｒ 曲率半径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光輝材を添加した樹脂材料製の成形部品を作製するサイドゲート式の射出成形金型に関し、さらには、このような射出成形金型を用いた成形部品の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から樹脂成形部品のメタリック感および光輝感などの質感を出すために、部品の表面には、塗装が施され、またはメッキ処理が施されている。このような成形部品は車両の意匠部品としても用いられ、その代表的なものとしては車両ドアの車室内側に設けられるインサイドドアハンドルが挙げられる。しかしながら、最近では塗装などに用いられる揮発性有機化合物などは環境負荷物質として使用削減を求められている。そのため、アルミ粉およびマイカ粉などの光輝材を添加した材料を用いることにより、メタリック感などを有する成形部品が作製されている。
【０００３】
このような成形部品を作製するための金型として、ゲートカットを自動化できるという利点からサブマリンゲート式の射出成形金型を用いられることが一般的に考えられる。射出成形金型は材料を射出するゲートと成形のための製品部とを備えており、ゲートと製品部とが連結している。そのため、作製される成形部品はこのゲートに樹脂材料を充填して形成されたゲート部と製品部に樹脂材料を充填して形成された本体部とを備えており、ゲート部と本体部とが一体に形成されている。射出成形の後このゲート部は不要となるため、本体部からゲート部を切り離す必要がある。そこで、ゲート部と本体部とを切り離すために、ゲート部が切断されるいわゆるゲートカットが行われる。サブマリンゲート式の射出成形金型では、このゲートカットが成形部品を金型から取外すために備えられたエジェクタピンの力を利用して自動的に行われている。
【０００４】
このゲート部の横断面の面積は０．０００７ｍｍ2〜１．１３０１ｍｍ2程度と小さく形成されており、ゲート部が切断され易くなっている。しかしながら、この断面積が小さいことにより樹脂材料を製品部内に充填する量が制限され、ショートショットおよびヒケなどの不具合が発生し易くなるおそれがある。さらに、材料の充填量の多い大物部品には適用できないという問題がある。また別の問題として、ゲート部の切断時に成形部品自体のゲート部周辺に剪断力が加えられるため、成形部品のゲート部周辺にジェッティングおよびシルバーストリークなどが発生し、外観不良の原因となっている。加えて、これらの外観不良は光輝材を添加した成形材料を用いるとより顕著になるという問題がある。
【０００５】
そこで、ジェッティングおよびシルバーストリークの発生を防止するため、ゲートカットを自動化せずに手作業で精度良く行なうことが考えられる。この場合、主にサイドゲート式の射出成形金型を用いることとなる。サイドゲート式の射出成形金型では、ゲート部の横断面の面積がサブマリンゲート式の射出成形金型のゲート部の断面積と比較して大きく形成されている。従って、射出時の材料の充填量が多くなり、ショートショットおよびヒケなどの不具合が発生し難くなり、さらに大物部品に適用できるという利点がある。
【０００６】
一方で、サイドゲート式の射出成形金型ではウエルドラインＬが発生する問題がある。図７は、一般的な成形部品１００の本体部１０１に設けられえたゲート部１０２のゲート残りの概略を拡大して示されており、ゲート部１０２を樹脂材料が通過して本体部１０１が射出成形される構造となっている。ゲート部１０２は本体部１０１と当接部１０４で結合しており、この当接部１０４の横断面は略四角形状となっている。ウエルドラインＬは成形部品１００と当接部１０４の横断面の角部１０４ａから放射状に延在するように発生している。
【０００７】
このようなウエルドラインＬは、角部１０４ａ付近で異なる方向から流れてきた樹脂材料同士が衝突し、この樹脂材料同士が混ざり合わない場合に発生することとなる。樹脂材料が従来から用いられている光輝材を添加しない樹脂材料である場合、これらの衝突した樹脂材料同士は混ざり合うため、ウエルドラインＬが発生することはほとんどなかった。しかしながら、光輝材を添加した樹脂材料を用いる場合、この衝突した樹脂材料同士に添加された光輝材が配向し、樹脂材料同士が混ざり合わず、ウエルドラインＬが発生することとなる。このようなウエルドラインＬにより成形部品１００の外観は著しく損なわれ、ウエルドラインＬの発生した部分で成形部品１００の強度が不足するという問題がある。
【０００８】
ウエルドラインの発生を抑制するために、材料に対策を施すことが行われている。特許文献１では、樹脂材料に添加する光輝材の形状や粒子径を選定することにより、ウエルドラインの発生が抑制されている。また、特許文献２では、光輝材の粒子径や添加量の選定とウエルド消去剤と呼ばれる酸化チタン、酸化鉛、酸化亜鉛、酸化アンチモンを添加することによりウエルドラインの発生が抑制されている。
【特許文献１】特開平８−４１２８４号公報
【特許文献２】特開平８−２３９５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示された対策では、光輝材の形状、粒子径、添加量の制約があり、その制約に合わせて光輝感、メタリック感などの質感が限定されることとなる。そのため、質感の高い塗装およびメッキに代わるメタリック感の高い色調を得ることが難しくなっている。さらに、完全にウエルドラインの発生は防止されず、また材料の配合条件によってコストアップにつながるおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明の課題は、光輝材を添加した樹脂材料製の成形部品に発生するウエルドラインの発生を防止して外観不良を改善するためのサイドゲート式の射出成形金型を提供し、さらには、このような射出成形金型を用いた成形部品の作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
課題を解決するために本発明は、成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成しているサイドゲート式の射出成形金型において、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成し、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出して成形部品を作製するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されている。
【００１３】
さらに、本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されている。
【００１４】
本発明の成形部品の作製方法は、成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成し、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成しているサイドゲート式の射出成形金型を用いて、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出することを含んでいる。
【００１５】
また、本発明の成形部品の作製方法では、前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いることを含んでいる。
【００１６】
本発明の成形部品の作製方法では、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いることを含んでいる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。本発明は、成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成しているサイドゲート式の射出成形金型において、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成し、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出して成形部品を作製するように構成されていることを特徴とする。このような構造の前記金型を用いることによって、前記成形部品は、前記樹脂材料に特殊な配合を行わなくとも、前記サイドゲートにより成形されるゲート部の周辺でウエルドラインの発生を防止できる。従って、前記樹脂材料の配合を変更する必要がなく、前記樹脂材料の配合の変化による成形条件の変化がほとんどない。よって、前記金型の寸法精度などに影響を与えずにウエルドラインの発生を防止できる。さらに、特殊な配合の樹脂材料を用いることによるコストアップを防ぐことができる。
【００１８】
本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されているので、前記サイドゲートの当接部の断面積が十分確保されることとなる。従って、前記製品部への前記樹脂材料の充填量が著しく減少せず、前記金型の成形条件の変化がほとんどない。よって、前記金型の寸法精度などに影響を与えず、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながら効果的にウエルドラインの発生を防止できる。
【００１９】
本発明のサイドゲート式の射出成形金型では、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されているので、前記サイドゲートの形状変更箇所が少なくなり、前記サイドゲートの当接部の断面積がさらに十分確保されることとなる。従って、前記製品部への前記樹脂材料の充填量が著しく減少せず、前記金型の成形条件の変化がほとんどない。よって、前記金型の寸法精度などに影響を与えず、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらより効果的にウエルドラインの発生を防止できる。
【００２０】
本発明の成形部品の作製方法では、成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成し、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成しているサイドゲート式の射出成形金型を用いて、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出する。このような構造の前記金型を用いることにより、前記樹脂材料に特殊な配合を行わなくとも、前記成形部品のゲート部周辺でウエルドラインの発生を防止できる。そのため、前記樹脂材料の配合に制約がなくなり、要求される光輝感、メタリック感などに合わせて光輝材の形状、粒子径、添加量が選定でき、質感の高い塗装およびメタリック感の高い色調を有しながら、ウエルドラインの発生していない成形部品を作製することができる。また、強度不足の要因となるウエルドラインが発生しないことにより、成形部品の強度不足が解消されることとなる。さらに、特殊な配合の樹脂材料を用いることによるコストアップを防ぐことができる。
【００２１】
本発明の成形部品の作製方法では、前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いているので、前記サイドゲートの当接部の断面積を十分に確保できることとなり、前記金型の前記製品部に樹脂材料を充填する量が大きく減少しない状態で、前記成形部品を作製することができる。従って、前記成形部品に、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらウエルドラインの発生を効果的に防止できる。
【００２２】
本発明の成形部品では、本発明の成形部品の作製方法では、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いているので、前記サイドゲートの形状変更箇所が少なくなっている。そのため、前記サイドゲートの当接部の断面積をさらに十分に確保できることとなり、前記金型の前記製品部に樹脂材料を充填する量が大きく減少しない状態で、前記成形部品を作製することができる。従って、前記成形部品に、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらウエルドラインの発生をさらに効果的に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、メタリック感および光輝感を有する成形部品を対象とするものであり、主に車両の意匠部品を対象とするものである。本発明の実施形態は、車両のドア（図示せず）の車室内側に設けられるインサイドドアハンドル１（以下、「ドアハンドル」という）に適用され、このドアハンドル１を以下に説明する。
【００２４】
図１は本発明の実施形態におけるドアハンドル１の概略を示しており、図１に示すようにドアの前側方向をＦとし、ドアの上側方向をＵとし、車室内側方向をＩとして示す方向が用いられている。ドアハンドル１は、メタリック調の外観を有しており、光輝材を添加した樹脂材料から作製されている。また、ドアハンドル１は本体部２を備え、本体部２はドアの開閉の際に乗員に握られるハンドル部３とドアへの取付部４とを備えている。ハンドル部３はドア前後方向に延在するような形状に形成されており、取付部４はハンドル部３のドア前後方向の前側に配置されている。ハンドル部３のすべての外表面および取付部４の車室内側の表面は、乗員に視認される位置にあり、優れた外観を維持する必要のある本体部２の意匠面２ａとして構成されている。
【００２５】
ドアハンドル１を射出成形するために、樹脂材料の通過する通路としてゲート部５が取付部４の前側部４ａからドアの前側方向Ｆに向かって延在するように設けられている。この樹脂材料の射出方向を矢印Ａとする。ゲート部５は成形後にカットされるが、ゲート部５の一部は、いわゆるゲート残りとして本体部２に残った状態となっている。このようなゲート残りは外観を悪化させるため、ゲート部５は通常意匠面２ａから離れた箇所に配置されている。そのため、ゲート部５は、取付部４のドア前後方向の前側部４ａに配置され、かつ前側部４ａのドア上下方向の下側寄りに配置されている。
【００２６】
このようなドアハンドル１を成形するサイドゲート式の射出成形金型６（以下、「ドアハンドル型」という）は図２で示されるように構成されている。図２より、ドアハンドル型６は、製品部７およびサイドゲート８を備えており、製品部７はドアハンドル１の本体部２と略同形状の空間を有するように形成され、サイドゲート８はドアハンドル１のゲート部５と略同形状の空間を有するように形成されている。そのため、ドアハンドル型６の説明はドアハンドル１の方向に合わせて行うものとする。
【００２７】
ドアハンドル型６は、製品部７でドアハンドル１の本体部２を成形し、サイドゲート８でドアハンドル１のゲート部５を成形するような構成となっている。また、サイドゲート８は当接部９で製品部７に接続されている。ドアハンドル型６では、サイドゲート８の車両外側面８ａに沿ってパーティングライン１０が設けられており、ドアハンドル型６はこのパーティングライン１０で分割されている。
【００２８】
図３はサイドゲート８の当接部９の横断面である。当接部９の横断面は、車室内側辺９ａ、車室外側辺９ｂ、上側辺９ｃ、および下側辺９ｄにより略長方形状に形成されている。また、車室外側辺９ｂはパーティングライン１０に沿って設けられている。そのため、車室内側辺９ａはパーティングライン１０に対向し、上側辺９ｃおよび下側辺９ｄはパーティングライン１０に交差することとなる。この略長方形状の寸法は、車室内側辺９ａと車室外側辺９ｂとの距離であるゲート高さをｈ＝２．０ｍｍとし、上側辺９ｃと下側辺９ｄとの距離であるゲート幅をｗ＝５．０ｍｍとしており、ゲート高さｈとゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなっている。
【００２９】
車室内側辺９ａと上側辺９ｃおよび下側辺９ｄとにより２つの角部９ｅ，９ｅが形成され、この２つの角部９ｅ，９ｅはそれぞれ曲率半径をＲ＝０．５ｍｍとする湾曲形状に形成されている。すなわち、曲率半径Ｒとゲート高さｈとの比であるＲ／ｈは０．５０となっている。一方で、車室外側辺９ｂと上側辺９ｃおよび下側辺９ｄとにより２つのパーティングライン側角部９ｆ，９ｆが形成されている。
【００３０】
次にドアハンドル型６を用いたドアハンドル１の製造方法について説明する。射出ユニット（図示せず）から光輝材を添加した樹脂材料が融解した液状の状態でサイドゲート８を通過する。その後、樹脂材料は製品部７に所定の射出速度および射出圧力などで射出される。射出された樹脂材料が、製品部７およびサイドゲート８内に充填され、樹脂材料は製品部７およびサイドゲート８の内部で所定の圧力および温度で保持される。樹脂材料がさらに所定時間冷却された後に、ドアハンドル型６からドアハンドル１が取り出される。
【００３１】
このようなドアハンドル型６を用いてドアハンドル１を射出成形すると、ドアハンドル１のゲート部５のすべての角部９ｅ，９ｅ，９ｆ，９ｆからウエルドラインＬが発生しないという結果が得られることとなる。
【００３２】
このような構造のドアハンドル型６を用いることにより、ドアハンドル１は、樹脂材料に特殊な配合を行わなくとも、ゲート部５の周辺でウエルドラインＬの発生を防止できる。従って、樹脂材料の配合を変更する必要がなく、樹脂材料の配合の変化による成形条件の変化がほとんどない。よって、ドアハンドル型６の寸法精度などに影響を与えずにウエルドラインＬの発生を防止できる。さらに、特殊な配合の樹脂材料を用いることによるコストアップを防ぐことができる。
【００３３】
また、２つの角部９ｅ，９ｅのみが湾曲形状に形成されていることにより、サイドゲート８の形状変更箇所が少なくなり、サイドゲート８の当接部９の断面積がさらに十分確保されることとなる。従って、製品部７への樹脂材料の充填量が著しく減少せず、ドアハンドル型６の成形条件の変化がほとんどない。よって、ドアハンドル型６の寸法精度などに影響を与えず、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらより効果的にウエルドラインＬの発生を防止できる。
【００３４】
このようなドアハンドル型６により作製されたドアハンドル１では、樹脂材料に特殊な配合を行わなくとも、ドアハンドル１のゲート部５周辺でウエルドラインＬの発生を防止できる。そのため、樹脂材料の配合に制約がなくなり、要求される光輝感、メタリック感などに合わせて光輝材の形状、粒子径、添加量が選定でき、質感の高い塗装およびメタリック感の高い色調を有しながら、ウエルドラインＬの発生していないドアハンドル１を作製することができる。また、強度不足の要因となるウエルドラインＬが発生しないことにより、ドアハンドル１の強度不足が解消されることとなる。さらに、特殊な配合の樹脂材料を用いることによるコストアップを防ぐことができる。
【００３５】
また、２つの角部９ｅ，９ｅのみが湾曲形状に形成されていることにより、サイドゲート８の形状変更箇所が少なくなっている。そのため、サイドゲート８の当接部９の断面積をさらに十分に確保できることとなり、ドアハンドル型６の製品部７に樹脂材料を充填する量が大きく減少しない状態で、ドアハンドル１を作製することができる。従って、ドアハンドル１に、ショートショットおよびヒケなどが発生することを防止しながらウエルドラインＬの発生をさらに効果的に防止できる。
【００３６】
次に、ドアハンドル型６では角部９ｅの曲率半径Ｒとゲート高さｈとの比であるＲ／ｈは０．５０となっているが、このような値を変更した場合に、ゲート部５の周辺にウエルドラインＬが発生するか否かを確認する。
【００３７】
この確認を行うために、図４に示すようなテストピース１１を用いるものとする。テストピース１１は、光輝材を添加した樹脂材料から作製されており、部品重量約２ｇ〜１００ｇの成形部品を対象とした射出成形を評価するものとする。また、テストピース１１は本体部１２およびゲート部１３を備えている。また、テストピース１１は、樹脂材料がゲート部１３を通過して本体部１２に射出されて作製されており、この樹脂材料の射出方向を矢印Ｂとする。さらに、本体部１２は射出方向Ｂに対して垂直な方向に横長の略直方体に形成されており、この本体部１２の長手方向を左右方向とし、加えて、射出方向の矢印Ｂに垂直で、かつ左右方向に垂直な方向を上下方向として、テストピース１１に関する説明を行う。
【００３８】
本体部１２は射出方向Ｂの手前側に位置するゲート側面１２ａを備え、テストピース１１のゲート部１３は、ゲート側面１２ａから射出方向Ｂと反対方向に延在するように形成されている。また、ゲート部１３はゲート側面１２ａの左右方向の略中央部下端に配置されている。
【００３９】
このようなテストピース１１を作製するサイドゲート式の射出成形金型１４（以下、「テストピース型」という）を図５に示す。テストピース型１４は、製品部１５およびサイドゲート１６を備えており、製品部１５はテストピース１１の本体部１２と略同形状の空間を有するように形成され、サイドゲート１６はテストピース１１のゲート部１３と略同形状の空間を有するように形成されている。そのため、テストピース型１４の説明は、テストピース１１の方向に合わせて行うものとする。
【００４０】
テストピース型１４では、製品部１５でテストピース１１の本体部１２が成形され、サイドゲート１６でテストピース１１のゲート部１３が成形されるような構成となっている。また、サイドゲート１６は製品部１５との当接部１７を有している。さらに、テストピース型１４では、製品部１５の下側面１５ａおよびサイドゲート１６の下側面１６ａは略同一の平面として構成されており、製品部１５の下側面１５ａおよびサイドゲート１６の下側面１６ａに沿ってパーティングライン１８が設けられており、テストピース型１４はこのパーティングライン１８で分割されている。
【００４１】
図６はサイドゲート１６の当接部１７の横断面であり、ここで図６を参照してこの当接部１７の横断面について説明する。当接部１７の横断面は、上側辺１７ａ、下側辺１７ｂ、左側辺１７ｃおよび右側辺１７ｄにより略長方形状に形成されている。また、下側辺１７ｂはパーティングライン１８に沿って設けられている。そのため、上側辺１７ａはパーティングライン１８に対向した位置にあり、左側辺１７ｃおよび右側辺１７ｄはパーティングライン１８に交差することとなる。さらに、一般的に部品重量約２ｇ〜１００ｇの成形部品を射出成形するサイドゲート式の射出成形金型では、横断面の面積は３ｍｍ2〜１２ｍｍ2に形成されている。このことを踏まえて、本発明の実施形態では、上側辺１７ａと下側辺１７ｂとの距離であるゲート高さをｈ＝２．０ｍｍとし、左側辺１７ｃと右側辺１７ｄとの距離であるゲート幅をｗ＝５．０ｍｍとし、横断面の断面積が約１０ｍｍ2となるように形成しており、ゲート高さｈとゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなっている。
【００４２】
上側辺１７ａと左側辺１７ｃおよび右側辺１７ｄとにより２つの角部１７ｅ，１７ｅが形成され、さらに、角部１７ｅ，１７ｅは湾曲形状に形成されており、この湾曲形状の曲率半径をＲとしている。一方で、下側辺１７ｂと左側辺１７ｃおよび右側辺１７ｄとにより２つのパーティングライン側角部１７ｆ，１７ｆが形成されている。
【００４３】
テストピース型１４を用いてテストピース１１を作製する場合、射出ユニット（図示せず）から光輝材を添加した樹脂材料が融解した液状の状態でサイドゲート１６を通過する。その後、樹脂材料は製品部１５に所定の射出速度および射出圧力などで射出される。射出された樹脂材料は、製品部１５およびサイドゲート１６内に充填され、樹脂材料は製品部１５およびサイドゲート１６の内部で所定の圧力および温度で保持される。樹脂材料がさらに所定時間冷却された後に、テストピース型１４からテストピース１１が取り出される。
【００４４】
このようにして作製されるテストピース１１およびテストピース型１４において、湾曲形状の曲率半径Ｒを変更して、本体部１２にゲート部１３から放射状に延在するウエルドラインＬが発生することを防止することができるか否かの確認を行う。この確認に用いる成形機の仕様を表１に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
この射出成形を行う際、射出速度を５％、９５％のいずれかとし、射出圧力を７５％、９５％のいずれかとする。また、この確認に用いる樹脂材料には、ＡＥＳ樹脂、および平均粒子径５μｍのアルミ顔料を用いるものとする。一般的にアルミ顔料の平均粒子径は、５μｍ〜１２０μｍであり、小さいほどウエルドラインＬが目立ち易いとされている。そのため、ここでは平均粒子径の最も小さいものを選定してウエルドラインＬの発生を確実に防止できるか否かを確認する。
【００４７】
加えて曲率半径Ｒの値は、０．０ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍにそれぞれ変更するものとする。これらの値は、曲率半径Ｒと横断面のゲート高さｈ（＝２．０ｍｍ）との比であるＲ／ｈに変換すると、０．００、０．１５、０．２５、０．５０、０．７５、１．００となる。なお、ウエルドラインＬの発生の確認は、取り出したテストピース１１を目視することにより行うものとする。以上の条件により確認を行い、得られた結果を表２に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】
表２よりＲ／ｈの値が０．２５以上である場合、ウエルドラインＬが発生せず、このようなサイドゲートの構造を有するドアハンドル型６およびテストピース型１４などの射出成形金型により、ゲート部周辺のウエルドラインＬの発生を防止できるという結果が得られた。
【００５０】
一方で、ドアハンドル１において、前述した曲率半径Ｒを大きくした場合、サイドゲート８の横断面積が小さくなるという問題がある。この場合、サイドゲート８を通過して製品部７に射出される樹脂材料の量が制限され、ショートショットおよびヒケなどの要因となるおそれがある。そのため、角部９ｅに湾曲形状を有する横断面の面積が、角部９ｅに湾曲形状のない横断面の面積に対して、９０％以上の比率となることが望ましい。ここで、湾曲形状を有さない横断面の面積に対する湾曲形状のない横断面の面積の比率を計算し、表３に示す。ここでは、ゲート高さｈ＝２．０ｍｍおよびゲート幅ｗ＝５．０ｍｍの場合を想定して、ゲート高さｈとゲート幅ｗとの比ｈ：ｗ＝２：５として計算している。また、曲率半径Ｒと横断面のゲート高さｈとの比であるＲ／ｈを、０．１５、０．２５、０．５０、０．７５、１．００とした場合で検討している。
【００５１】
【表３】
【００５２】
表３よゲート高さｈとゲート幅ｗとの比ｈ：ｗ＝２：５の断面形状を有するゲートでは、Ｒ／ｈの値が０．７５以下である場合に、湾曲形状のない横断面の面積に対する湾曲形状を有する横断面の面積の比率が９０％以上を確保できている。従って、Ｒ／ｈの値は、０．７５以下であることが望ましく、さらには０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となっていることが望ましい。さらに、ｈ：ｗが様々な比を有する場合でも、サイドゲート８の横断面積が９０％以上を確保できるような値にするようにＲ／ｈの値を定めるとよい。
【００５３】
このような範囲にＲ／ｈの値を定めたドアハンドル型６では、サイドゲート８の断面積が十分確保されることとなる。従って、製品部７への樹脂材料の充填量が著しく減少せず、ドアハンドル型６の成形条件の変化がほとんどない。よって、ドアハンドル型６の寸法精度などに影響を与えず、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながら効果的にウエルドラインＬの発生を防止できる。
【００５４】
さらに、このような範囲にＲ／ｈの値を定めたドアハンドル型６により作製されたドアハンドル１では、サイドゲート８の断面積を十分に確保できることとなり、ドアハンドル型６の製品部７に樹脂材料を充填する量が大きく減少しない状態で、ドアハンドル１を作製することができる。従って、ドアハンドル１に、ショートショットおよびヒケなどの発生を防止しながらウエルドラインＬの発生を効果的に防止できる。
【００５５】
また、本発明の別の実施形態として、サイドゲートの当接部の横断面は１つ、３つまたは４つの角部に湾曲形状を有する構造とすることも可能であり、金型の構造によりウエルドラインＬの発生箇所が変化した場合でも、効果的にウエルドラインＬの発生を防止することができる。
【００５６】
本発明の別の実施形態として、約１００ｇより大きな部品重量の成形部品に適用することも可能であり、様々な成形部品に適用することができる。
【００５７】
以上、発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態におけるドアハンドルの概略である。
【図３】本発明の実施形態におけるドアハンドル型の概略である。
【図２】本発明の実施形態のドアハンドル型におけるサイドゲートと本体部との当接部の横断面である。
【図４】本発明の実施形態におけるテストピースの概略である。
【図５】本発明の実施形態におけるテストピース型の概略である。
【図６】本発明の実施形態のテストピース型におけるサイドゲートと本体部との当接部の横断面である。
【図７】一般的な成形部品のゲート部周辺に発生したウエルドラインを拡大した図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ インサイドドアハンドル（ドアハンドル）
２ 本体部
２ａ 意匠面
３ ハンドル部
４ 取付部
４ａ 前側部
５ ゲート部
６ インサイドドアハンドルの射出成形金型（ドアハンドル型）
７ 製品部
８ サイドゲート
８ａ 車両外側面
９ 当接部
９ａ 車室内側辺
９ｂ 車室外側辺
９ｃ 上側辺
９ｄ 下側辺
９ｅ 角部
９ｆ パーティングライン側角部
１０ パーティングライン
１１ テストピース
１２ 本体部
１２ａ ゲート側面
１３ ゲート部
１４ テストピースの射出成形金型（テストピース型）
１５ 製品部
１５ａ 下側面
１６ サイドゲート
１６ａ 下側面
１７ 当接部
１７ａ 上側辺
１７ｂ 下側辺
１７ｃ 左側辺
１７ｄ 右側辺
１７ｅ 角部
１７ｆ パーティングライン側角部
１８ パーティングライン
１００ 成形部品
１０１ 本体部
１０２ ゲート部
１０３ 当接部
１０３ａ 角部
Ｌ ウエルドライン
Ｆ ドア前側方向
Ｕ ドア上側方向
Ｉ 車室内側方向
Ａ，Ｂ 矢印
ｈ ゲート高さ
ｗ ゲート幅
Ｒ 曲率半径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成しているサイドゲート式の射出成形金型において、
前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成し、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出して成形部品を作製するように構成されていることを特徴とするサイドゲート式の射出成形金型。
【請求項２】
前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサイドゲート式の射出成形金型。
【請求項３】
前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサイドゲート式の射出成形金型。
【請求項４】
成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成し、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成しているサイドゲート式の射出成形金型を用いて、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出することを含む成形部品の作製方法。
【請求項５】
前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いることを含む請求項４に記載の成形部品の作製方法。
【請求項６】
前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いることを含む請求項４または５に記載の成形部品の作製方法。
【請求項１】
成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成しているサイドゲート式の射出成形金型において、
前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成し、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出して成形部品を作製するように構成されていることを特徴とするサイドゲート式の射出成形金型。
【請求項２】
前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のサイドゲート式の射出成形金型。
【請求項３】
前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のサイドゲート式の射出成形金型。
【請求項４】
成形のための空間である製品部と、該製品部に材料を射出するためのサイドゲートとを備え、前記製品部および前記サイドゲートの当接部で前記サイドゲートを略四角形状の横断面となるように形成し、前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の角部のうち少なくとも１つを湾曲形状に形成しているサイドゲート式の射出成形金型を用いて、光輝材を添加した樹脂材料を前記サイドゲートから前記製品部に射出することを含む成形部品の作製方法。
【請求項５】
前記湾曲形状の曲率半径をＲとし、前記横断面のゲート高さをｈ、ゲート幅をｗに設定し、前記ゲート高さｈと前記ゲート幅ｗとの関係がｈ≦ｗとなり、前記曲率半径Ｒと前記ゲート高さｈとの比が０．２５≦Ｒ／ｈ≦０．７５となるように形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いることを含む請求項４に記載の成形部品の作製方法。
【請求項６】
前記サイドゲートの当接部で形成される横断面の一辺に沿ってパーティングラインが設けられ、該パーティングラインに対向する辺および前記パーティングラインに交差する辺により形成された２つの角部が前記湾曲形状に形成されている前記サイドゲート式の射出成形金型を用いることを含む請求項４または５に記載の成形部品の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−５１１６８（Ｐ２００９−５１１６８Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２２３１０（Ｐ２００７−２２２３１０）
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【特許番号】特許第４１２０７０１号（Ｐ４１２０７０１）
【特許公報発行日】平成２０年７月１６日（２００８．７．１６）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【特許番号】特許第４１２０７０１号（Ｐ４１２０７０１）
【特許公報発行日】平成２０年７月１６日（２００８．７．１６）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
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