JP2012204313A - 車両用灯具のレンズカバー - Google Patents

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Abstract

【課題】射出成形用の金型の設計自由度が高く、金型の大型化、複雑化を伴うこともなく、且つ従来の設備で成形が可能な、薄型軽量化がなされ且つバリの発生が抑制された車両用灯具のレンズカバーを提供することにある。
【解決手段】本発明のレンズカバー１０は、筐体２０のシール溝２１にシール材４０を介して嵌合固定されるシールリブ１３と、該シールリブ１３からシール溝２１を覆うように延びる水除けリブ１４を有し、シールリブ１３はレンズカバー１０の意匠面１１よりも肉厚を厚くし、水除けリブ１４はシールリブ１３よりも肉厚を薄くすると共にシールリブ側１４ａを先端側１４ｂよりも肉厚を薄くした。
【選択図】図６

Description

本発明は、車両用灯具のレンズカバーに関するものであり、詳しくは、ポリカーボネート樹脂で形成される車両用灯具のレンズカバーに関する。
薄肉の樹脂成形品を射出成形するにあたり、成形品にバリを生じさせない手法として、固定金型と可動金型との合わせ面（パーティング面）を金型の型締め方向と平行に設けることが提案されている。これにより、溶融成形樹脂の射出圧力により金型に型開き方向に向かう力が加わっても合わせ面には金型を引き離す方向に向かう力が加わることがなく、そのため、合わせ面におけるバリの発生を抑制することができるというものである（例えば、特許文献１参照。）。
特開平５−５０４７２号公報
ところで、上述のバリの発生を防止する手法は、金型に設ける合わせ面の位置が限定されるために金型設計の自由度に制約が加わり、金型の設計・製作に手間と時間がかかって金型作成コストが嵩むことになる。そのため、最終的には樹脂成形品の製造コストを上昇させる要因となる。
そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、射出成形用の金型の設計自由度が高く、金型の大型化、複雑化を伴うこともなく、且つ従来の設備で成形が可能な、薄型軽量化がなされ且つバリの発生が抑制された車両用灯具のレンズカバーを提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、一端開口を有する透明のレンズカバーと、開口を有する筐体とが互いの開口端部同士がシール材を介して嵌合固定されると共に内部に光源が収容されてなる車両用灯具において、
前記レンズカバーは、前記光源からの光が外部に向けて透過する意匠面と該意匠面から立ち上がる環状の脚部からなり、
前記脚部の前記意匠面と反対側の開口端部は、前記筐体の開口端部に設けられた環状のシール溝に嵌合してシール材を介して固定されるシールリブと、該シールリブから前記シール溝を覆うように延びる環状の水除けリブを有しており、
前記シールリブは前記意匠面よりも肉厚が厚く、前記水除けリブは前記シールリブよりも肉厚が薄く且つ前記シールリブ側が先端側よりも肉厚が薄いことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記意匠面の肉厚は２．５ｍｍ未満であり、前記水除けリブは前記シールリブから１ｍｍの長さ区間は肉厚が０．８ｍｍであり、そこから先端までの２ｍｍの長さ区間は肉厚が２．５ｍｍであることを特徴とするものである。
本発明のレンズカバーは、筐体のシール溝にシール材を介して嵌合固定されるシールリブと、該シールリブからシール溝を覆うように延びる水除けリブを有し、シールリブはレンズカバーの意匠面よりも肉厚を厚くし、水除けリブはシールリブよりも肉厚を薄くすると共にシールリブ側を先端側よりも肉厚を薄くした。
これにより、レンズカバー成形用金型において、水除けリブの部分を成形するキャビティに充填される成形樹脂による型開き方向に向かう圧力が抑制され、従来のレンズカバーでは水除けリブの先端部にバリが発生したとされる射出圧力で成形しても、バリの発生を抑制することができる、という極めて優れた効果を奏するものである。
その結果、射出成形用の金型の設計自由度が高く、金型の大型化、複雑化を伴うこともなく、且つ従来の設備で成形が可能な、薄型軽量化がなされ且つバリの発生が抑制された車両用灯具のレンズカバーの提供を可能にするものである。
従来の一般的なレンズカバーの形状を示す説明図である。 図１のＡ−Ａ線における金型の断面図である。 樹脂成形品の薄肉部の厚みと射出圧力との関係を示すグラフである。 本発明の基になる従来のレンズカバーの説明図である。 図４のＡ部拡大図である。 本発明のレンズカバーを盛り込んだ図４のＡ部拡大図である。 図６で示す部分の成形金型の説明図である。
以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図７参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。
本発明は、車両用灯具に用いられる従来のレンズカバーを基に、更にこれを薄型化すると共に従来薄型化に伴って発生していたバリを抑制する手法を提案するものである。
まず、従来の一般的なレンズカバーの形状及び成形方法について図１及び図２を参照して説明する。図１はレンズカバーの正面図、図２は図１のＡ−Ａ線における金型の断面図である。
従来、車両用灯具に用いられるレンズカバー８０は、熱可塑性のポリカーボネート樹脂を原材料とし、射出成形により製造される。
射出成形は、固定金型（キャビティ金型）８１と可動金型（コア金型）８２が型締めされ、射出成形機で可塑化された原料（溶融成形樹脂）はノズルから固定金型８１に注入口８３を介して射出され、その後順次コールドランナー８４及びゲート８５を経てシールリブ８６を成形するキャビティ８７内に充填され、キャビティ８７からさらに意匠面８８を成形するキャビティ８９内に充填されてレンズカバー８０が成形される。
このとき、型締めされた固定金型８１と可動金型８２に対しては、レンズカバー８０の肉厚によっては最大１８０ＭＰａの溶融成形樹脂の射出圧力が必要とされ、固定金型８１と可動金型８２の合わせ面９０には互いの金型８１、８２を引き離す方向に向かう力が加わる。
その結果、合わせ面９０の隙間に溶融成形樹脂が浸入して樹脂成形品のバリとなると共に、型開き時に型から脱落して樹脂成形品に付着し、外観を損なうものとなる。樹脂成形品にバリが生じると後工程にバリ除去の工程を設ける必要があり、工数の増加による生産性の低下及び製造コストの上昇を招くことになる。
ところで、ポリカーボネート樹脂の射出圧力は成形品の肉厚にほぼ反比例する。具体的には例えば、５００ｍｍ□の平板で肉厚が夫々４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍの成形品を成形する場合、溶融したポリカーボネート樹脂は粘性が高いために５０ＭＰａ（肉厚４ｍｍ）〜１８０ＭＰａ（肉厚１ｍｍ）の射出圧力が必要とされ、肉厚１ｍｍの成形品は肉厚４ｍｍの成形品に対して３．６倍もの射出圧力が必要となる（図３（成形品の薄肉部の厚みと射出圧力との関係を示すグラフ）参照）。
すると、射出圧力の増加に伴って合わせ面において互いの金型を引き離す方向に向かう力が増大し、成形品に対してバリの発生する確率が次第に高くなる。
従来の一般的なレンズカバーでは、薄肉の部分（意匠面）８８の肉厚が２．５ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲にありバリの発生は見られないが、そのままの形状で肉厚を２．５ｍｍ未満とすると成形品にバリが発生する。
図４は、本発明の基になる従来のレンズカバー１０と該レンズカバー１０が装着された筐体２０の断面図、図５は図４のＡ部拡大図である。
図４より、筐体２０にレンズカバー１０が装着されて灯室３０が形成され、灯室３０内に光源３５が収容されて車両用灯具１が形成されている。
レンズカバー１０は一端開口を有し、光源３５からの光を外部に向けて透過する意匠面１１と、該意匠面１１から立ち上がる環状の脚部１２を有しており、筐体２０は開口を有すると共に開口端部に環状にシール溝２１を設けている。また、図４からわかるように、レンズカバー１０は金型から引き抜く際に、筐体２０の中心軸Ｘに対して角度αの抜き勾配が必要とされる。そこで、レンズカバー１０と筐体２０の夫々の開口端部同士をシール材４０を介して気密に嵌合固定するためには、レンズカバー１０の開口端部を図５のようにすることが必要である。
それは、筐体２０のシール溝２１に嵌合する、レンズカバー１０の脚部１２の先端部に設けられた環状のシールリブ１３の厚み（Ｄ）を厚く成形し、シール溝２１の内面２１ａにシールリブ１３の外面１３ａが沿うように配置して均一な幅の隙間にシール材４０を充填し、該シール材４０を介して筐体２０のシール溝２１にレンズカバー１０のシールリブ１３を気密に嵌合固定するものである。これにより、両者間の良好な気密性を確保することができる。
それと同時に、レンズカバー１０には、灯具を車両に取り付けた状態において、走行中に車両前方から吹き付ける雨水等がシール溝２１に侵入して気密性を損なわないようにシールリブ１３から平板状に且つ環状に延びる水除けリブ１４が設けられている。ちなみに、意匠面（薄肉の部分）１１の肉厚は２．５ｍｍから３．５ｍｍの範囲にあり、シールリブ１３の厚み（Ｄ）は５ｍｍ程度であり、水除けリブ１４の厚みは２ｍｍ程度である。
そこで、形状はこのままで意匠面１１を２．５ｍｍ未満の薄肉としたレンズカバー１０を射出成形で成形すると、レンズカバー１０のシールリブ１３は意匠面（薄肉の部分）１１よりもかなり厚いために、成形時に金型のゲート付近に位置する、シールリブ１３よりもかなり薄肉の水除けリブを形成する部分のキャビティに高い樹脂圧力がかかって金型に型開き方向に向かう力が加わり、バリを発生する要因となる。この時の射出圧力を１８０ＭＰａとすると前記樹脂圧力は４５ＭＰａにもなる。
そこで本発明では、従来のレンズカバーを薄型化したものを射出成形したときにバリが発生したとされる射出圧力で成形してもバリの発生を抑制することができるように、薄型化したレンズカバーの一部の形状を改良し、合わせ面の部分に加わる型開きの方向に向かう力を制御するものである。
具体的には、図４に示すような従来のレンズカバー１０の意匠面１１の肉厚を２．５ｍｍ未満に薄肉化し、それと同時に開口端部を図６（図４のＡ部拡大図）のような形状とする。具体的には、シールリブ１３を先端側が尖った楔形状（第１キャビティ部６５ａ）とし、楔形状としたシールリブ１３の意匠面１１側に脚部１２に対し直交する方向に延びた水除けリブ１４を一体に形成し、水除けリブ１４を固定金型（キャビティ金型）と可動金型（コア金型）で型締めされた金型の合わせ面に沿って延びる薄い肉厚部とした第１水除けリブ部１１ａと、第１水除けリブ部１１ａよりも脚部１２から離れて位置し第１水除けリブ部１１ａよりも厚い肉厚とした第２水除けリブ部１１ｂとからなる形状としたものである。
筐体２０のシール溝２１に嵌合するシールリブ１３の厚み（Ｅ）を５ｍｍとし、シールリブ１３から３ｍｍの長さで延びる水除けリブ１４を設けた。水除けリブ１１は、シールリブ１３から長さ（Ｌ１）１ｍｍまでの第１水除けリブ部１１ａの肉厚（ｄ１）を０．８ｍｍとし、その先の長さ（Ｌ２）２ｍｍの第２水除けリブ部１１ｂの肉厚（ｄ２）を２．５ｍｍとした。
そこで、レンズカバー１０を射出成形する場合、固定金型（キャビティ金型）５０と可動金型（コア金型）６０が型締めされた金型の前記開口端部を成形するキャビティ部分は図７のように設けられる。図７より、レンズカバー１０の開口端部はキャビティ６５で形成され、そのうち、シールリブ１３、第１水除けリブ部１４ａ及び第２水除けリブ部１４ｂは夫々第１キャビティ部６５ａ、第２キャビティ部６５ｂ及び第３キャビティ部６５ｃで形成される。
そして、第２キャビティ部６５ｂと第３キャビティ部６５ｃは夫々、第１キャビティ６５ａの深さ方向を向く面が同一面上にあり、この面が合わせ面７０となっている。
そこで、型締め金型５０、６０を８０°に設定し、２８０°のポリカーボネート樹脂からなる溶融成形樹脂を１８０ＭＰａの射出圧力で金型５０、６０に注入すると、射出注入された溶融成形樹脂は肉厚のシールリブ１３を成形する第１キャビティ部６５ａに注入され、そこから薄肉の意匠面１１を成形するキャビティ（図示せず）に流動すると同時に、第２キャビティ部６５ｂ及び第３キャビティ部６５ｃに順次充填されて約３．９秒で全てのキャビティ６５に充填される（射出時間３．９秒）。
このとき、キャビティ６５の先端部に位置する第３キャビ部６５ｃは手前に位置する第２キャビ部６５ｂよりも断面積が大きくなっており、第３キャビティ部６５ｃには第２キャビティ部６５ｂから、該第２キャビティ部６５ｂを流動されて流速が増した成形樹脂が送出される。そのため、溶融成形樹脂によって第３キャビティ部６５ｃが受ける型開き方向に向かう圧力は低減されたものとなる
この時の具体的な圧力は３７ＭＰａであり、一方従来形状の水除けリブを形成するキャビティ部が受ける成形樹脂の圧力は上述したように４５ＭＰａであった。したがって、本発明の形状を有する水除けリブは従来の形状を有する水除けリブよりも１８％も低い樹脂圧力で成形することができる。
そのため、同様に薄型軽量化したレンズカバーを同様の射出圧力で射出成形したにも係わらず、従来のレンズカバーには水除けリブの先端部にバリが発生したのに対し、今回発明のレンズカバーにはバリが発生することはない。
したがって、水除けリブを本発明の形状とすることは、薄型軽量化された樹脂成形品（レンズカバー）を射出成形するにあたって、従来の射出圧力で成形してもバリの発生を抑制することができる、という極めて優れた効果を奏するものである。
その結果、射出成形用の金型の設計自由度が高く、金型の大型化、複雑化を伴うこともなく、且つ従来の設備で成形が可能な、薄型軽量化がなされ且つバリの発生が抑制された車両用灯具のレンズカバーの提供を可能にするものである。
１… 車両用灯具
１０… レンズカバー
１１… 意匠面
１２… 脚部
１３… シールリブ
１３ａ… 外面
１４… 水除けリブ
１４ａ… 第１水除けリブ部
１４ｂ… 第２水除けリブ部
２０… 筐体
２１… シール溝
２１ａ… 内面
３０… 灯室
３５… 光源
４０… シール材
５０… 固定金型
６０… 可動金型
６５… キャビティ
６５ａ… 第１キャビティ部
６５ｂ… 第２キャビティ部
６５ｃ… 第３キャビティ部
７０… 合わせ面

Claims (2)

  1. 一端開口を有する透明のレンズカバーと、開口を有する筐体とが互いの開口端部同士がシール材を介して嵌合固定されると共に内部に光源が収容されてなる車両用灯具において、
    前記レンズカバーは、前記光源からの光が外部に向けて透過する意匠面と該意匠面から立ち上がる環状の脚部からなり、
    前記脚部の前記意匠面と反対側の開口端部は、前記筐体の開口端部に設けられた環状のシール溝に嵌合してシール材を介して固定されるシールリブと、該シールリブから前記シール溝を覆うように延びる環状の水除けリブを有しており、
    前記シールリブは前記意匠面よりも肉厚が厚く、前記水除けリブは前記シールリブよりも肉厚が薄く且つ前記シールリブ側が先端側よりも肉厚が薄いことを特徴とする車両用灯具のレンズカバー。
  2. 前記意匠面の肉厚は２．５ｍｍ未満であり、前記水除けリブは前記シールリブから１ｍｍの長さ区間は肉厚が０．８ｍｍであり、そこから先端までの２ｍｍの長さ区間は肉厚が２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の車両用灯具のレンズカバー。
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