CN113226694A - 树脂部件以及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的树脂部件是包含呈具有长边方向的板状的由注射成形品构成的成形品主体(1)的树脂部件，作为树脂的注入口的痕迹的浇口部(1a)配置于上述成形品主体(1)的在长边方向上延伸的端面部的横跨与该成形品主体(1)的重心(G)对应的位置的位置。

Description

树脂部件以及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请基于2018年12月26日申请的日本申请号2018－242745号，在此引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及一种包含呈具有长边方向的板状的由注射成形品构成的成形品主体的树脂部件以及其制造方法。

背景技术

例如在车载用的平视显示单元中，使用了具有从LCD、激光扫描模块投射的光线的成像功能的透镜、反射镜等光学元件。另外，在搭载于车辆的激光方式的图像检测、测距单元中，使用了具有激光束的成像以及各种修正功能的透镜、反射镜等光学元件。对这些光学元件而言，近年来，根据轻型化、降低成本的要求，而从以往的玻璃制变更为塑料制。另外，其转印面形状也不仅为球面还变化为具有复杂的非球面形状、多面体等独特的形状，以便以最小限度的元件实现多个功能。

在制造上述那样的光学部件的情况下，一般使用注射成形法，或者注射压缩成形法(例如参照专利文献1)。其中注射压缩成形法是将构成金属模内的转印面的一部分的嵌件设为能够移动的可动嵌件，相对于伴随填充于金属模内的树脂的冷却的体积收缩，可动嵌件前进并补充压力的方法。由此，抑制所谓的凹痕的产生，确保形状精度。该情况下，在上述专利文献1中，在转印精度可以较低的部分配置可动嵌件，在树脂的冷却进行的时刻，使可动嵌件向在与树脂之间形成空隙的方向移动。由此，提出了在该部分使凹痕产生而提高其他的部分的转印精度的方法。

专利文献1：日本特开2001－58335号公报

在通过上述那样的注射成形法或注射压缩成形法来成形光学部件时，将加热熔融后的树脂材料注射填充至金属模内，冷却固化的工序中，期望金属模内的树脂压力、树脂温度整体均匀。由此，能够确保成形品的所希望的形状精度。然而，根据向金属模内的树脂的流入方式，填充中的压力分布、填充时间变化，由于它们的偏差而难以确保所希望的形状精度。由于这样的不良情况，而在成形品产生微小的形状失真，作为结果，存在在抬头显示器中在投射图像产生失真的问题。另外，在激光方式的图像检测单元中存在障碍物检测中的误识别等的担忧。

发明内容

因此，本公开的目的在于，提供一种树脂部件以及其制造方法，在具有长边方向的板状的成形品主体的情况下，抑制在成形品主体产生微小的形状失真，而能够获得较高的转印精度。

在本公开的方式中，树脂部件是包含呈具有长边方向的板状的由注射成形品构成的成形品主体的树脂部件，作为树脂的注入口的痕迹的浇口部配置于上述成形品主体的在长边方向上延伸的端面部的横跨与该成形品主体的重心对应的位置的位置。

另外，在本公开的方式中，树脂部件的制造方法是用于制造包含呈具有长边方向的板状的由注射成形品构成的成形品主体的树脂部件的方法，包含通过成形装置注射成形上述成形品主体的注射成形工序，上述成形装置具备与上述成形品主体对应的金属模以及向该金属模内注入树脂的注入口，上述注入口配置于上述金属模中的相当于上述成形品主体的在长边方向上延伸的端面部的位置上的横跨与该成形品主体的重心对应的位置的位置。

本发明人以以下内容为目的反复进行了各种试制、研究：例如在对反射镜、透镜这样的光学部件那样的呈具有长边方向的板状的注射成形品进行成形时，获得转印面的较高的转印精度，并且抑制形状失真而获得较高的形状精度。其结果是，发现了通过将成形品主体的浇口部，即成形装置的金属模的树脂的注入口配置于成形品主体的在长边方向上延伸的端面部的横跨与该成形品主体的重心对应的位置的位置，能够获得优异的结果。另外，所谓与重心对应的位置，是端面部中的重心线所经过的位置，该重心线经过成形品主体的重心且相当于该成形品主体的长边方向正交。在由于成形品主体呈曲面状而重心线脱离端面部的情况下，是向该曲面作法线而成的位置。

由此，通过将作为浇口部的树脂的注入口设置于横跨与成形品主体的重心对应的位置的位置，能够朝向金属模内的长边方向的两侧均匀地填充。由此，能够使压力分布、温度分布良好，即能够使偏差较少而均匀。另外，通过以横跨与重心对应的位置那样相对较长的宽度设置树脂的注入口，能够减少熔融树脂经过注入口时的摩擦阻力，而使熔融树脂的流动均匀且良好。其结果是，在包含具有长边方向的板状的成形品主体的情况下，能够获得抑制在成形品主体产生微小的形状失真，而能够获得较高的转印精度这一优异的效果。

附图说明

有关本公开的上述目的以及其它的目的、特征、优点通过参照附图的下述的详细的描述而变得更加明确。该附图中，

图1是一实施方式所涉及的光学部件的立体图，

图2是一实施方式所涉及的光学部件的主视图，

图3是一实施方式所涉及的光学部件的俯视图。

具体实施方式

以下，参照附图，并对应用于反射镜、透镜这样的光学部件的一实施方式进行说明。图1～图3示出构成作为本实施方式所涉及的树脂部件的光学部件的成形品主体1的外观。由该成形品主体1构成的光学部件例如作为在车载用的平视显示单元中使用的反射镜使用。成形品主体1由热塑性树脂的注射成型品构成，如后述的那样，通过本实施方式所涉及的制造方法制造成形品主体1。作为树脂材料，例如采用环状烯烃系树脂、聚酯系树脂、丙烯酸系树脂、聚碳酸酯树脂等。

上述成形品主体1在图中呈左右方向上较长，即具有长边方向的矩形板状，并且构成为上表面呈凹状那样的在长边方向上平缓的曲面状。该情况下，成形品主体1根据作为投射图像的挡风玻璃的面的形状的曲率，而构成为在左右部分非对称的曲率，在图上朝向上侧的面成为作为高精度转印面的反射镜面。另外，在成形品主体1的左右的边部一体地具有凸片2、2。

另外，在本实施方式中，对成形品主体1而言，为方便起见，如图1中标记阴影线所示的那样，作为树脂的注入口的痕迹的浇口部1a配置于成形品主体1的在长边方向上延伸的端面部的横跨与该成形品主体1的重心G对应的位置的位置。具体而言，在作为成形品主体1的长边的一方的边缘部的图中前侧即前表面侧的端面部，该浇口部1a以相对较宽的宽度尺寸Wg设置在中央稍靠左的位置。此时，如图2、图3所示，成形品主体1的重心G为从成形品主体1的长边方向中心线C(参照图3)向图中左侧稍偏移的位置，位于从成形品主体1的上表面稍向上方浮起的位置。

该情况下，所谓与成形品主体1的重心G对应的位置，是端面部中的重心线L所经过的位置，该重心线L经过成形品主体1的重心G且相对于该成形品主体1的长边方向正交。在重心线L浮起的情况下，从重心线L向成形品主体1的上表面作法线V(参照图2)而成的位置成为与重心G对应的位置。浇口部1a设置为以重心线L作为中心，在左右两侧为相同的宽度(Wg/2)。在本实施方式中，浇口部1a的宽度尺寸Wg相对于成形品主体1的长边方向最大长度尺寸W例如设为1/2以下，更具体而言，设为(W/4)≤Wg≤(W/3)的范围。

这里，虽然省略图示，但对为了制造上述成形品主体1而使用的成形装置进行描述。该成形装置具备：具有与成形品主体1对应的空腔的金属模、开闭该金属模的开闭机构、向上述空腔内注入熔融树脂的树脂注入机构、取出作为冷却固化后的产品的成形品主体1的产品取出机构。此外，具备检测空腔的各部分的温度的温度传感器、检测空腔的各部分的压力的压力传感器、调整金属模的温度的温度调整装置、控制整体的控制装置等。

该情况下，树脂注入机构中的熔融树脂的对上述金属模的空腔的注入口与上述浇口部1a的位置对应。另外，在成形装置设置有能够在任意的时刻开闭上述注入口的浇口开闭机构。而且在本实施方式中，虽然未图示，但在上述金属模中的空腔形成部分设置有可动嵌件，并设置有驱动该可动嵌件的可动嵌件驱动机构。可动嵌件在金属模中的形成成形品主体1的与要求表面精度的面相反的面的部分，该情况下为形成成形品主体1的下表面侧的部分设置为形成成形品主体1的下表面中的除外周部以外几乎整体。可动嵌件在向空腔内前进、后退的方向上移动。

接下来，对使用上述结构的成形装置的成形品主体1的制造步骤进行描述。在通过上述成形装置使成形品主体1成形时，在金属模的合模状态下，执行通过树脂注入机构向空腔内注入熔融的树脂，并使其冷却固化而注射成形成形品主体1的注射成形工序。该注射成形工序中的金属模的温度维持在相对较低的温度，例如比树脂材料的玻璃化转变点低20～30度的温度。另外，在注射成型工序的初始的状态下，金属模的可动嵌件位于与金属模的其他的空腔部分连续的状态的初始位置。

在注射成形工序中，从金属模的注入口向空腔内注入熔融树脂，但此时，金属模的树脂的注入口进而浇口部1a设置于横跨与成形品主体1的重心G对应的位置的位置。由此，能够朝向空腔内的长边方向的两侧均匀地填充熔融树脂，能够使空腔内的压力分布、温度分布良好，即能够使偏差较少而均匀。

另外，通过注入口即浇口部1a以横跨与重心G对应的位置那样相对较长的宽度设置，也能够减少熔融树脂经过注入口时的摩擦阻力，而使空腔内的熔融树脂的流动均匀且良好。特别是，通过注入口的宽度尺寸Wg设为成形品主体1的长边方向最大长度尺寸W的1/2以下，能够使熔融树脂的流动极为良好。能够将尺寸Wg的下限设为1/8以上。更优选为(W/4)≤Wg≤(W/3)的范围。

而且，在本实施方式中，在注射成形工序中，当由树脂注入机构进行的树脂向金属模的空腔内的注入完成，即树脂向空腔整体的填充完成时，进行通过浇口开闭机构关闭注入口的浇口切断动作。由此，在注入熔融树脂后不久的树脂的粘性较低的状态，即未开始固化收缩的状态下，关闭注入口。因此，能够使空腔内部整体的压力大致均匀，在该状态下进行熔融树脂的冷却固化。

此外，在本实施方式中，在进行上述浇口切断动作之后不久，进行沿对空腔内的树脂施加加压力的方向使可动嵌件动作的加压动作。通过由可动嵌件驱动机构使可动嵌件从初始位置向前进的方向移动设定的行程从而进行该加压动作。由此，能够将空腔内的树脂控制在高压状态而将树脂的收缩率抑制得较小。其结果是，抑制空腔内的树脂中的进行了部分固化的部分局部地压力降低而确保整体的压力变动的均匀性，能够抑制所谓的凹痕的产生。

另外，通过由可动嵌件以设定的行程进行加压动作，能够预防空腔内的树脂的压力过高，或是不能够整体上充分地加压的情况，能够施加适当的压力。之后，空腔内的树脂的冷却固化进行，固化后，进行金属模的开模，取出成形品主体1。该情况下，在成形品主体1形成可动嵌件导致的痕迹，但该痕迹设置于成形品主体1的与需要表面精度的面相反的面亦即下表面侧，因此能够获得作为光学部件的高精度的形状，而满足物理特性方面的要求。

这样，根据本实施方式，设为以下结构，即，作为树脂的注入口的痕迹的浇口部1a配置于成形品主体1的在长边方向上延伸的端面部的横跨与该成形品主体1的重心G对应的位置的位置。由此，在含有具有长边方向的板状的成形品主体1的情况下，起到了抑制在成形品主体1产生微小的形状失真，而能够获得较高的转印精度这一优异的效果。另外，根据本实施方式的制造方法，能够缩短周期时间，生产率优异。

此外，根据本发明人等的研究可知，在上述实施方式的成形品主体1的情况下，能够使内部的树脂材料的残余应变极小。由此，成形品主体1中的来自上述浇口部1a中心的放射线上的双折射在该浇口部1a处显示出平坦或直线增加的趋势，能够使双折射性良好。在通过以往的制造方法制造的树脂部件中，双折射在浇口部呈二次函数式地增加的趋势。

另外，在上述的实施方式中，设为应用于车载用的平视显示单元的反射镜，但能够应用于激光方式的图像检测、测距单元的透镜等其他的车载用机器中使用的光学部件，进一步能够应用于车载用以外的各种用途的树脂部件。另外，在上述实施方式中，将成形品主体的形状设为矩形板状且具有凹面状的曲面(自由曲面形状)的形状，但作为成形品主体的形状，也可以为四角台形、五角台形、圆形、椭圆形等，作为曲面的形状，也可以为凸面、凹凸面。也可以不具备凸片2。树脂部件或者光学部件也能够对成形品主体1实施一定的加工，或是对成形品主体1附加地安装其它的部件而构成。

此外，对于成形装置的结构、制造方法也能够进行各种变更。本公开虽然按照实施例进行了记述，但应当理解为本公开并不限定于该实施例、构造。本公开也包含各种变形例、均等范围内的变形。除此以外，各种组合、方式、以及包含有仅一个要素、一个以上或者这以下的其他的组合、方式也在本公开的范畴、思想范围内。

Claims (8)

1.一种树脂部件，是包含呈具有长边方向的板状的由注射成形品构成的成形品主体(1)的树脂部件，其中，

作为树脂的注入口的痕迹的浇口部(1a)配置于上述成形品主体(1)的在长边方向上延伸的端面部的横跨与该成形品主体(1)的重心(G)对应的位置的位置。

2.根据权利要求1所述的树脂部件，其中，

上述浇口部的宽度尺寸Wg设为上述成形品主体的长边方向最大长度尺寸W的1/2以下。

3.根据权利要求1或2所述的树脂部件，其中，

对上述成形品主体而言，来自上述浇口部中心的放射线上的双折射在该浇口部显示出平坦或直线增加的趋势。

4.一种树脂部件的制造方法，是用于制造包含呈具有长边方向的板状的由注射成形品构成的成形品主体(1)的树脂部件的方法，其中，

包含通过成形装置注射成形上述成形品主体(1)的注射成形工序，

上述成形装置具备与上述成形品主体(1)对应的金属模以及向该金属模内注入树脂的注入口，上述注入口配置于上述金属模中的相当于上述成形品主体(1)的在长边方向上延伸的端面部的位置上的横跨与该成形品主体(1)的重心(G)对应的位置的位置。

5.根据权利要求4所述的树脂部件的制造方法，其中，

上述注入口的宽度尺寸Wg设为上述成形品主体的长边方向最大长度尺寸W的1/8以上且1/2以下。

6.根据权利要求4或5所述的树脂部件的制造方法，其中，

在上述注射成形工序中，在树脂向上述金属模内注入完成后不久的内部的树脂的粘性较低的状态下，进行关闭上述注入口的浇口切断动作。

7.根据权利要求6所述的树脂部件的制造方法，其中，

在上述成形装置中，在上述金属模中的与上述成形品主体的要求表面精度的面相反的面一侧设置对该金属模内的树脂施加加压力的可动嵌件，

在上述注射成形工序中，在进行上述浇口切断动作之后不久，进行使上述可动嵌件动作的加压动作。

8.根据权利要求7所述的树脂部件的制造方法，其中，

通过使上述可动嵌件以设定的行程向上述金属模的内侧移动来进行上述加压动作。

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