JP3775376B2 - Insert product molding method and insert product molding apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電気コイルやIC部品やサーミスタなどのインサート品を樹脂で封止した成形品を作製するインサート品成形方法およびインサート品成形装置に関する。
【0002】
【従来技術】
従来より、例えば電気コイルやIC部品などは防水性を必要とすることから、その表面をポッティング材で覆ったり、封止栓を付加したりして防水性を確保していた。近年は、製品のコストダウンやリサイクル性を高めるために、その表面を樹脂で封止するようになってきており、この樹脂封止には、安価で量産性に優れたインサート成形法が採用されている。このインサート成形に用いる成形装置として、例えば特開昭55−91642号公報に開示されているように、インサート品が配置されるキャビティを有する金型と、該金型に進退動自在に設けられ前記インサート品を先端で保持する複数の保持ピンとを備えたものが知られている。この成形装置により樹脂成形を行う場合には、キャビティ内の所定位置にインサート品を保持ピンで保持して配置し、その状態でキャビティに溶融樹脂を充填した後、保持ピンをキャビティから後退させ、その後さらに溶融樹脂を充填する。これにより、インサート品の表面全体を樹脂で封止した成形品が得られる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の成形装置により成形を行う場合、保持ピンをキャビティから後退させるタイミングを溶融樹脂の充填が完了する前(溶融樹脂がキャビティ内を流動している間)にすると、保持ピンのピン穴の封止は行われるものの、インサート品が溶融樹脂の動きによって移動してしまい、形成される樹脂成形部の厚さが不均一となって良好な成形品が得られない。
【0004】
そこで、保持ピンをキャビティから後退させるタイミングを溶融樹脂の充填完了後とすることが考えられるが、インサート品の移動は少ないものの、保持ピン周囲の樹脂に既に冷却固化層が形成されているため、保持ピン周囲からピン穴に流入してきた樹脂が完全に融合せずに水分等が侵入可能な微細な穴(以下、未融合部)が残ってしまい、インサート品を十分に封止した樹脂成形部を形成できないという問題がある。
【0005】
本発明は上記問題に鑑み案出されたものであり、インサート品の位置づれを抑制しつつ、保持ピンに起因する未融合部の残留を抑制して、インサート品を十分に封止した樹脂成形品を形成し得るインサート品成形方法および成形装置を提供することを解決すべき課題とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1に記載の方法を採用することができる。この手段によると、キャビティに注入される溶融樹脂のうち、保持部材周辺領域以外の領域にて、保持部材周辺領域の溶融樹脂に比べて冷却が促進される領域をインサート品に対し相対向して設けているため、この領域では保持部材周辺領域に比べて短時間で溶融樹脂の固化が進行する。これにより、保持部材周りの溶融樹脂が十分に冷却固化される前のタイミングで保持部材をキャビティから後退させた場合にも、インサート品は冷却が促進された領域で固化が進行した樹脂によって固定されるため位置ずれを防止することができる。従って、インサート品の位置ずれや保持部材に起因する未融合部の残留を抑制して、インサート品を十分に封止した良好な樹脂成形品を成形することができる。
【0007】
さらに、請求項2に記載の方法によれば、請求項1に示された溶融樹脂の冷却を促進させる領域は、溶融樹脂により保持部材周辺に形成される樹脂部よりも、その肉厚が薄くなるような領域であるため、この領域を型側あるいはインサート品のどちらかに設けるのみで得ることができる。
【0008】
また、請求項3に記載の方法によれば、中空部を有する外部品とその中空部に挿入された内部品とからなるインサート品であっても、1つの保持部材により外部品と内部品との一端を同時に支持するようにしているため、溶融樹脂がキャビティに流入したきたときに、溶融樹脂の流入圧により、外部品と内部品との位置ずれを防止することができる。
【0009】
また、請求項4に記載の手段によれば、キャビティに注入される溶融樹脂のうち、保持部材周辺領域以外の領域にて、保持部材周辺領域の溶融樹脂に比べて冷却が促進される領域をインサート品に対し相対向して設けているため、請求項1に記載の方法により得られる上述した効果を得ることのできるインサート品成形装置を提供することができる。
【0010】
また、請求項5に記載の手段によれば、請求項4に記載の手段による上述した効果に加え、溶融樹脂の冷却を促進させる領域は、溶融樹脂により保持部材周辺に形成される樹脂部よりも、その肉厚が薄くなるようにキャビティ内に隆起した領域であるため、この領域を容易に形成することができるという効果がある。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【0012】
〔実施形態1〕
始めに図1〜図3を用いて、一般的な射出成形機について簡単に説明する。射出成形機は図1に示すように、台座70上に溶融樹脂を射出する射出部と、射出部から注入された溶融樹脂を冷却固化する成形部が配置されており、射出部が図中の矢印の方向に移動し、型内に溶融樹脂を注入する。
【0013】
射出部は、ペレット状の樹脂を入れるホッパー71と、ホッパー71から供給されたペレット上の樹脂を溶融する射出機72とからなり、ペレット状の樹脂は射出機72に供給されると、射出機72内の図示しないスクリューにより射出機72の先端側へ送り出される。そして、射出機72内のスクリューにより射出機72の先端側へ送り出される際に、射出機72に備えられた図示しないヒータからのヒータ熱と、スクリューによるせん断熱により溶かされる。
【0014】
また、成形部はインサート品を成形する型(型A,B)と型A,Bを保持する型取付盤73と、型Bを開閉する型開閉装置74とからなる。型Bは型開閉装置74により図中の矢印方向に開閉動作をする。図2(a)は、型A,Bと型取付盤73の部分を拡大したものであり、部分的に透視図となっている。スプル75は射出機72から注入された溶融樹脂をインサート品が入れられているキャビティ76に導入する部分であり、型内に導入された樹脂はゲ−ト77からキャビティ76内に注入される。インサート品の成形が終わると、図1の型開閉装置により型Bが型Aから離れてイジェクターピン78により成形品が取り出せるようになっている。
【0015】
また、通常、型には型全体を所定の温度にするヒータ部79が設けられており、ヒータ部79は図2(b)に示すように型に孔80が設けられ、その孔80内に金属ヒータ81が挿入されたり、図2(c)に示すように温水や温められたオイル等の温度供給媒体82を流す流路83を設けてその流路83に温水等を流すことで型を所定温度に保つようにしている。また、図2(d)に示すように温度供給媒体82の流路83を分けるようにするものもある。また、図示しないが、図2(d)のように流路が複数あるものでも、媒体の入り口と出口は共通になっているものもある。
【0016】
尚、上記説明では型を温めるようにしたが、注入する樹脂の種類によっては、型を冷やすようにするものもある。その場合は、例えば図2(b)や図2(c)のように温度供給媒体82として冷水等を供給するようにする。図3は、型A,Bを開いた状態で型B側を見たものであり、型Aと閉じた状態でキャビティ91を形成するキャビティ91部にインサート品90を入れて保持ピン92によりインサート品90を保持している状態を示している。
【0017】
図中のランナー部93はスプル75からゲ−ト77まで溶融樹脂を導入する経路であり、成形後にいわゆるランナーとして成形樹脂が残る部分である。成形品はこのランナーを取り除いて次工程へと運ばれる。また、保持ピン92は連結部94によりシリンダーピン95aと結合されており、シリンダーピン95aが空気圧や油圧等を用いたシリンダー95により上下することで、キャビティ91に対してキャビティ91内に進出したり、キャビティから後退したりすることができる。
【0018】
尚、本実施形態における保持ピン92は通電されることによって加熱されるようになっているため、連結部94に連結部配線孔96および型内に型部配線孔97が設けられ、配線98が型の外側に位置する電源99に接続されている。次に、本発明の特徴部分を説明する。図4は本実施形態に係るインサート品成形装置の一例を示す要部断面図である。本実施形態の成形装置は、図4に示すように、上型11及び下型12よりなる金型1と、金型1に進退動自在に設けられた4本の保持ピン2と、保持ピン2を加熱する電気ヒータ3及び電気ヒータ3に電流を供給する電源4よりなる加熱手段とを備えている。なお、以下の実施形態では、請求項でいう保持部材をインサート品の保持ピンとして説明する。
【0019】
金型1は、閉じられた上型11と下型12とが対向する面によって形成された成形品の外周形状と対応するキャビティ13を有する。また、金型1の一側面には、キャビティ13内に溶融樹脂を充填するゲート14が設けられている。保持ピン2は、上型11及び下型12の所定位置にキャビティ13内に進退動自在にれぞれ2本づつ設置されている。各保持ピン2には、キャビティ13内に配置されるインサート品5を先端で保持する位置と、先端面がキャビティ13を形成する型面と一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ(図3参照)が設けられている。
【0020】
加熱手段を構成する電気ヒータ3は、ニクロム線やタングステン線等により構成され、各保持ピン2に保持ピン本体と絶縁されて埋設されている。上型11の保持ピン2に設けられた電気ヒータ3は一方の電源4に接続され、下型12の保持ピン2に設けられた電気ヒータ3は他方の電源4に接続されている。なお、電源は本実施形態のように2つ設ける必要はなく、1つのみで2つの保持ピン2に通電するようにしてもよい。
【0021】
以上のように構成された本実施形態の成形装置によりインサート成形を行うには、先ず、金型1を開いた状態で各保持ピン2を突出させ、下型12の保持ピン2上にインサート品5をセットする。次に金型1を閉じると、図4に示すように、インサート品5が各保持ピン2の先端で保持されて、キャビティ13内の所定位置に配置される。
【0022】
この状態で、図5に示すように、金型1のキャビティ13内に射出機(図1参照)によりゲート14を介して溶融樹脂6を充填する。同時に、電源4のスイッチオンにより、電気ヒータ3に電流を供給し、所定の温度に各保持ピン2を加熱する。この際、インサート品5は保持ピン2で固定されているため、溶融樹脂6の流動抵抗や圧力によって移動することはない。また、キャビティ13内に充填された溶融樹脂6が保持ピン2に接触しても、保持ピン2が溶融樹脂6の融点以上の温度に加熱されているため、保持ピン2の周囲の樹脂に冷却固化層は生成しない。
【0023】
次に、エアシリンダを駆動して、図6に示すように、各保持ピン2をそれらの先端面がキャビティ13を形成する型面と一致する位置まで後退させた後、必要に応じて更に溶融樹脂6を充填するとともに、保持ピン2を後退させた後は保持ピン2を加熱する必要がないため、電気ヒータ3への通電は停止する。これにより、図7に示すように、各保持ピン2の周囲の溶融樹脂6が保持ピン2を抜き去った後のピン穴に流入すると共に十分に融合し、ピン穴はほとんど消滅して未融合部も残留しない。その後、キャビティ13内の溶融樹脂6が冷却固化することにより、インサート品5が樹脂により完全に封止された防水性、防油性の高い成形品が形成される。
【0024】
なお、各保持ピン2をキャビティ13から後退させるタイミングは、溶融樹脂6がキャビティ13内全体に充填された後(充填完了後)できるだけ早い方がよいが、インサート品5の傾きが問題ない範囲となる場合には溶融樹脂6がキャビティ13内に充填完了される前でもよい。尚、溶融樹脂の充填が完了するというのは、溶融樹脂がキャビティの容積に対して、約90〜95%程度充填され、その後、溶融樹脂の射出圧力を弱めてさらに充填を行った後の状態をいう。
【0025】
タイミングのコントロ−ル方法としては、タイマにより充填開始から一定時間後に行う方法、キャビティ13内の樹脂圧をセンサにより検知し、充填完了を確認して保持ピン2を後退する方法などがある。以上のように、本実施形態のインサート品成形装置によれば、各保持ピン2は、キャビティ13に溶融樹脂6が充填されるときに溶融樹脂6の融点以上の温度に保持ピン2を加熱する加熱手段を具備しているため、溶融樹脂6の充填が完了するまでインサート品5を保持ピン2で保持してインサート品5の位置づれを防止することができる。また、保持ピン2を後退させるときには、保持ピン2の周囲に樹脂の冷却固化層が生成しないので、保持ピン2に起因する未融合部が残留することがなく、インサート品5を十分に封止した樹脂成形品を形成することができる。
【0026】
ここで、図8を用いて保持ピン2に起因する未融合部が残留することについて従来例と本実施形態を比較して説明する。従来方法では、図8(a)に示す未融合部の長さが長く、樹脂成形した樹脂60の肉厚は未融合部61が残留している所にて薄くなってしまい、信頼性が低くなる。悪いものは、未融合部61が貫通する場合もある。
【0027】
図8(b)のように、保持ピンが後退した後に形成されるピン穴20は、図8(a)を矢印方向に見た図8(c)に示すように周りの樹脂圧により埋め込まれるようになるが、従来品のように保持ピンを加熱しない場合には、図8(d)のように、未融合部61は大きく残ってしまうが、本実施形態品では、図8(e)のように、未融合部62の残留状態を小さくすることができる。また、加熱した保持ピン2の後退のタイミングが早いか、あるいは保持ピン2の加熱温度が十分高ければ未融合部の発生をも抑えることができる。
【0028】
なお、上記実施形態では、インサート品5を保持する方法として、保持ピン2の先端の平面で位置決めし、保持ピン2の後退面が金型面と一致しているが、図9に示すように、他に、あらかじめインサート品55に凹部を形成しておき、保持ピン52の先端を凸部とすることで、確実にインサート品55の位置決めをする方法がある。凹凸は角状でも円錐状あるいは半球状でもよい。また、図9に示すように、型開き方向と保持ピン52の動作方向が平行でない場合、保持ピン52を後退させる位置は、製品がアンダーカット(保持ピン52を金型面より後退させることにより保持ピン52の後退部分に入り込んだ溶融樹脂により突起状の余分な部分が形成される状態)にならないように、金型面の手前で止め(図10参照)、溶融樹脂57を固化させ、型開きと同時に保持ピン52をさらに後退させ(図11参照)、製品取り出しに不具合が生じない機構とすることで対応可能である。
【0029】
なお、上記実施形態では、溶融樹脂の注入開始と同時に保持ピン2を加熱し、保持ピン2を後退させた後に加熱を停止するようにしていたが、保持ピン2の発生する熱が金型1や成形品に悪影響を与えない場合、例えば、金型1が大きく蓄熱しにくい場合や、保持ピン2の本数が少なく保持ピン2から出る全体の熱量が少ない場合などには、保持ピン2を常時加熱しておいてもよい。
【0030】
また、インサート品5が樹脂等の耐熱性の低い物質である場合、保持ピン2の熱と荷重により変形する虞れがある。この場合には、金型1を閉じた後ただちに保持ピン2を加熱するのではなく、溶融樹脂6を充填する直前(あるいは直後)になってから、保持ピン2を急速に熱する方法を採ることによって、高温の保持ピン2がインサート品5に触れている時間を短縮するのがよい。この場合、保持ピン2の加熱速度を速めるため、電気ヒータ3を保持ピン2の内部、特にキャビティ13内に突出する部分に設置すると共に、電気ヒータ3の電流密度を上げる必要がある。この方法として、セラミックヒータを保持ピン2の形状に仕上げ、金属等で被覆せずに使用する方法などがある。
【0031】
なお、保持ピン2に用いる電気ヒータとして好適なものを調べるため、表1に示すように、保持ピン本体と電気ヒータの発熱体との組合せを種々変更して構成したA〜Dの4種類の保持ピンを用意し、表1に示す各条件項目について評価した。ここでの各条件項目は、成形工程おける時間の経過と保持ピンの温度変化との関係を示す図12の成形工程モデル図に基づいて適宜設定されている。なお、保持ピンの加熱温度好適範囲は、図12中の斜線に囲まれた部分となる。
【0032】
図12において、保持ピンの温度の下限としては、保持ピンを抜くタイミングには、保持ピン周りで冷却固化された樹脂が再度溶ける樹脂の融点まで上昇していることが望ましい。また、型温は、注入された溶融樹脂を固めるための温度にされているため、保持ピンを型温以下に調節する必要はない。また、保持ピンの温度の上限としては、成形が開始されて溶融樹脂がキャビティ内に注入される(図中の成形開始のタイミング)までは、保持ピンによりインサート品が変形しないようにインサート品の樹脂等の熱変形温度以下に保つことが望ましく、成形開始後保持ピンを抜くタイミングでは、樹脂の熱劣化温度以下とすることが重要である。尚、熱劣化温度とは、成形中や成形後の加熱によって化学的構造に変化を起こして、その材料の物理的性質が変化する温度のことをいう。また、成形が終了(樹脂注入が完了し、型を開く前のタイミング)するまでには、冷却固化された樹脂が変形しない温度以下に調節することが望ましい。これは、成形終了時に保持ピンの温度が十分に下がっていないと、成形品を取り出すときに、保持ピン先端に触れている樹脂が糸状にのびてしまい、外観不良や成形品の寸法精度が低下するといった問題を抑制するためである。
【0033】
図12から特に重要と考えられる評価項目は、加熱された保持ピンによって、耐熱性の低いインサート品を長い間保持させたくない、という観点から考えると、昇温速度が速いものが望まれる。また、成形サイクルを考慮すると、降温速度も速いものが望まれる。また、図12以外で考えられる評価項目としては、例えば保持ピンの加熱方法が通電加熱であるため、消費電力をなるべく抑えたいという要望が考えられる。また、注入樹脂の樹脂圧等に耐えうる強度、ヒータのオン・オフを繰り返すため、その繰り返し信頼性等が挙げられる。これらについて4種類の保持ピンについて調べ、表1にまとめた。今回試験を実施した保持ピンについて図13を用いて説明する。
【0034】
表1に示す試験ピンAは、保持ピン本体がステンレス製(JIS規格SUS304)であり、発熱体もステンレス製とあるが、これは、図13(a)に示すように、保持ピン本体21を薄肉化し、それ自体を発熱体としたものであり、本体の中にプラス側の配線を保持ピンの先端に接続し、他端にマイナス側の配線を接続したものである。また、プラス側の配線(ニクロム線、タングステン(W)線)は保持ピン内部にて保持ピン本体に短絡しないようにシリコンゲル等の絶縁部材22にて覆われている。
【0035】
表1に示す試験ピンBは、図13(b)に示すように、保持ピン本体23が通常の保持ピンに用いられる金属(高速度鋼、ハイス鋼JIS規格SKH51〔今回の試験に使用〕、ダイス鋼JIS規格SKD11等)であり、発熱体24にW線を用いた。試験ピンA同様、W線は絶縁材25にて覆われている。第1に示す試験ピンDは、図13(d)に示すように、発熱体26に導電性セラミックスの一種であるMoSi2を用い、保持ピン本体27に絶縁性セラミックスの一種であるSi3N4を用いた。
【0036】
また、表1に示す試験ピンCは、図13(c)に示すものであり、図13(d)に示す試験ピンDに、さらに金属キャップ28を装着したものである。表1は上記の試験ピンについて、昇温速度、消費電力、強度、繰り返し信頼性について図12に示す温度条件にて調べた試験結果をまとめたものである。尚、昇温速度は、試験ピンの先端付近に温度検出器であるサーミスタを装着して測定したものである。また、消費電力は、何回かの成形サイクルにて消費された電力を測定したものである。また、強度は、発明者らが必要と考えた強度に対して必要な保持ピンの直径で表してある。また、繰り返し信頼性は、何回か試験した後に試験ピンに異常がないかどうかを調べたものである。
【0037】
表1を見ると、昇温速度、消費電力、繰り返し信頼性のすべての項目において発熱体にセラミックスを用いた試験ピンC、Dがよいことがわかる。また、保持ピン本体23もセラミックスとした試験ピンDについては、昇温速度が試験ピンCよりもよいことが分かる。尚、試験ピンCは、試験ピンDに金属キャップ28をかぶせたものである。これは、強度面での相違を比較するために用意したものであるが、強度の試験結果は試験ピンC、Dとも同じであった。尚、昇温速度を考慮したら金属キャップ28がない試験ピンDの方が総合的に良いといえる。
【0038】
また、試験ピンAについては、保持ピン本体21が発熱体になるようにしたため、その発熱を良好にすべく、その肉厚を薄くする必要があり、それにより強度が低下してしまった。また、抵抗値が小さいため大電流が必要となり、消費電力も他の試験ピンに比べてかなり増大している。また、繰り返し信頼性においては、プラス側の配線をピンの先端部にろう付けしており、配線の周りを絶縁材料で覆っているため、繰り返し使用していると、保持ピン本体21と絶縁材料22との熱膨張の差によりろう付け部が取れてしまうことがあり、試験ピンC、Dに比べて信頼性が悪い結果となった。
【0039】
また、試験ピンBについては、昇温速度、消費電力は、試験ピンC、Dに比べたら若干劣るものの、強度、信頼性の面から見ても劣ることはなかった。尚、表1の総合評価は、実際に使用できるかできないかという観点で評価したものである。従って、評価項目において他の試験ピンよりも劣る試験ピンAにおいても、加熱を行う保持ピンとして使うことができるという点では“良い”という結果になった。つまり、保持ピンの温度変化については、図12に示されるような温度範囲を満たすことができたので、他の条件を考慮しなければ使用可能と判断できた。
【0040】
以上をまとめると、試験ピンAについては、他の試験ピンに比べてすべての項目において劣る結果となった。ただし、劣るとはいっても実際に使用できないというものではなく、使えるが他のピンに比べていろんな面で劣る項目があるということであり、総合評価においては実際に使用できるという点で“良い”という結果になった。
【0041】
また、試験ピンB、C、Dについては、良好に使用できることがわかった。また、特に試験ピンDについては、昇温速度の点で非常に良く、総合評価では◎をつけることができた。試験ピンDが、他の試験ピンに比べて昇温速度が速かった理由としては、他の試験ピンは、▲1▼発熱体、▲2▼発熱体を覆う絶縁部材、▲3▼保持ピン本体の3重構造であるのに対し、試験ピンDは、▲1▼導電性セラミックス、▲2▼絶縁性セラミックスの2重構造であるためと考えられる。
【0042】
尚、本発明における保持ピンは上記試験を行った保持ピンに限定されるものではなく、例えば試験ピンAのような保持ピン本体21と発熱体とが同一のものにおいては、試験したステンレス材に限らず、他の金属を用いてもよい。また、試験ピンBにおける発熱体24はタングステンに限らず、例えば白金(Pt)等の発熱体として用いられるものであれば何でもよい。また、保持ピン本体23もハイス鋼に限らず、例えば試験ピンで用いたステンレスに発熱体を挿入するものであってもよい。
【0043】
また、試験ピンC,Dに用いた導電性のセラミックスはMoSi2に限らず、例えばZrO2ーY2O3、LaF3等が挙げられる。また保持ピンの本体となる絶縁性セラミックスとしては、他にAl2O3,BeO,MgO等が挙げられる。尚、本発明でいうセラミックスとは熱処理によって得られる無機系非金属材料のことを言う。
【0044】
また、保持ピン本体を絶縁性セラミックスとして発熱体をWやPtのような金属発熱体としてもよい。また、保持ピン本体との絶縁が型側にて行われるのであれば、導電性セラミックスのみで保持ピンを形成することも考えられる。図14に試験ピンDと同様な構造の保持ピンのより具体的な構造を示した。図14(a)は、保持ピンの外観を示すものであり、図14(b)は保持ピンの透視図を示すものである。図14(a)に示すように保持ピンは先端部がセラミックスヒータ部31からなり、他端部はセラミックスヒータ部31が金属スリ−ブ32にて保持されている。また、セラミックスヒータ部32の他端は金属スリ−ブ32から突出して金属キャップ33が被せられ、この金属キャップ33の一部にプラス側の電線34が接続される。電線34は、銅やエナメル等の金属導体部34aとそれを覆う絶縁被覆34bからなり、導体部34aが一部露出して金属キャップ33とろう付けされている。また、マイナス側の電線35は金属スリ−ブ32にろう付けされている。また、プラス側の電線34が接続されているキャップ33部には、マイナス側の電線35とのショートを防ぐために絶縁被覆33aを被せてある。この保持ピンにおいて、セラミックスヒータ部31の金属スリ−ブ32に保持されている部分に対して細くされている部分が型のキャビティ内に突出するようになる。
【0045】
また、セラミックスヒータ部31の内部は、図14(b)に示すように絶縁性セラミックス31aが導電性セラミックス31bを覆っており、導電性セラミックス31bのプラス側の配線34cは金属キャップ33部に図中Aの位置にて接続されており、マイナス側の配線35cは図中Bの位置にて金属スリ−ブ32に接続されている。また、図14(c)は図14(a)に示す保持ピンの矢印Aの方向から見た断面図である。
【0046】
尚、図14に示す保持ピンの形状は一例であってこれに限るものではない。
【0047】
【表1】
【0048】
また、上記実施形態では、保持ピン2を後退させた後、保持ピン2の加熱を停止していた。しかし、溶融樹脂6が保持ピン2と金型1の間のクリアランスに侵入して固化し、その後の保持ピン2の動作が不能になることがある。この場合、保持ピン2の動作時に再び加熱を行うことにより、保持ピン2と金型1の間のクリアランスにある樹脂を再溶融させ、保持ピン2の動作を復帰させることができる。
【0049】
以上の説明では、保持ピンの加熱方法として、保持ピン自体に発熱体を備え、直接的に保持ピンを加熱するようにしたものについて説明したが、保持ピンの加熱方法はこれに限るものではなく、例えば型の保持ピンが装着される周辺に電気等によるヒータ部を設けるようにして間接的に保持ピンを加熱するようにしてもよい。ただし、この場合には、上述した電気ヒータにより直接保持ピンを加熱する場合に比べ、発熱体が保持ピンから離れているため、保持ピンを十分に加熱できないという問題がある。
【0050】
また、保持ピン自体を電気ヒータにて直接加熱するのではなく、例えば試験ピンBのように保持ピンの本体を空洞状態として、その内部に圧力や温度を加えることで高温状態とされた水、空気、油等の媒体を保持ピンの空洞部に供給することで、保持ピンを加熱することも考えられる。ただし、この場合には、保持ピンを電気ヒータにて加熱する場合に比べて、媒体の特性上、温度上昇はあまり期待できない。また、媒体の温度を上げるためには高圧にする必要があるため、保持ピンには、その圧力に耐えうることも条件となるため、構造的にそのための工夫が必要となるという欠点がある。
【0051】
また、以上の説明では、保持ピンを昇温させた後の降温については何ら触れていなかったが、自然に温度が下がるようにしてもよいし、あるいは成形サイクルを速めるために、保持ピン周辺に降温手段を設けるようにしてもよい。降温手段としては、例えば、図2(d)で示したような型の温度を設定するための温度供給媒体82の流路83のような冷却経路を保持ピン付近に設け、この冷却経路に水などの冷却媒体を流すようにして、加熱された保持ピンを強制的に冷却することが考えられる。
【0052】
また、保持ピンの加熱後の温度については、図12に示すように樹脂の融点温度とすることが望ましい。しかし、保持ピンの温度を必ずしも樹脂の融点以上にする必要はない。少なくとも型の温度よりも高くすれぱよいのである。すなわち、図8において説明したように、従来では保持ピン自体に温度に関しては何も施されておらず、その温度は高くてもせいぜい型の温度と同じになっていた。型の温度は注入された溶融樹脂をキャビティ内に導入できて、かつ注入された溶融樹脂を固めるための温度に調整されているため、溶融樹脂は保持ピンによっても冷却されることになる。この状態でインサート品の樹脂成形を行うと、溶融樹脂が保持ピンにより冷却固化されていたため、保持ピンを後退させたときに、保持ピン周りで冷却固化された樹脂により、ピン穴を十分に埋め込むことができず、未融合部が残留してしまっていた。
【0053】
つまり、ピン穴が十分に埋め込まれなかったのは、保持ピン周りの樹脂が保持ピンにより冷却されて固くなったためであり、その固くなった樹脂を柔らかくできれば、図8(d)に示すように従来に比べてより未融合部の残留を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。従って保持ピンの温度を樹脂の融点以上に上げることは、必ずしも必要ではない。図12に示したような樹脂の変形温度まで加熱するようにすれば効果は十分得られるものと考える。
【0054】
例えば、注入樹脂が熱可塑性樹脂であるPBT(ポリブチレンテレフタレート)の場合には、PBTの融点は230℃であり、また、PBTの熱変形温度は150℃であり、型温は70℃〜80℃程度に設定される。従って、保持ピンの加熱温度は、100℃に加熱することで、保持ピン周りの樹脂は、保持ピンを加熱しない場合に比べて柔らかい状態とされ、図8(d)に示すようにピン穴に起因する未融合部の残留を、保持ピンを加熱しない場合に比べて抑制することができると考えられる。また、PBTの熱変形温度である150℃まで保持ピンを加熱すれば、保持ピン周りの樹脂は十分変形可能な状態にあるため、ピンに起因する未融合部の残留を十分抑制することができるものと考える。そして、保持ピンの温度をPBTの融点以上に加熱すれば、保持ピン周りの樹脂は冷却固化されていたとしても保持ピンにより溶けうる状態にされるため、保持ピンを後退させた後のピン穴に起因する未融合部の残留をほとんどなくすことができる。
【0055】
〔実施形態2〕
図15は本実施形態に係るインサート品成形装置の要部断面図である。
【0056】
本実施形態の成形装置は、図15に示すように、上型111及び下型112よりなり薄肉形成部115を有する金型101と、加熱手段を具備し金型101に進退動自在に設けられた2本の保持ピン102とを備えている。なお、本実施形態での薄肉形成部115は、請求項15、18でいう隆起部のことである。金型101は、閉じられた上型111と下型112とが対向する面によって形成された成形品の外周形状と対応するキャビティ113を有する。また、金型101の一側面には、キャビティ113内に溶融樹脂を充填するゲート114が設けられている。そして、上型111及び下型112の型面には、キャビティ113内に配置されたインサート品105の両端部と対応する位置に上下型面より相対向して突出する薄肉形成部115が設けられている。この薄肉形成部115は、その先端面がインサート品105の表面と近接して対向し、その間の寸法が約1mmとなるように設定されている。一方、薄肉形成部115以外の部分(保持ピン102の周り)の型面とインサート品105の表面との間の寸法は約4mmとなるように設定されている。これにより、薄肉形成部115とインサート品105との間に充填される溶融樹脂の肉厚が薄肉形成部115の突出している分(約3mm)だけ他の部分よりも薄くなるように設定されている。
【0057】
保持ピン102は、上型111及び下型112の中央部に縦方向に嵌挿された状態でそれぞれ1本づつ設置され、キャビティ113内に向かって進退動自在に設置されている。各保持ピン102には、キャビティ113内に配置されるインサート品105を先端で保持する位置と、先端面がキャビティ113を形成する型面と一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ(図示せず)が設けられている。この保持ピン102は、絶縁性セラミックからなり、その内部にはセラミック製の発熱体からなる電気ヒータ121が埋設されている。各電気ヒータ121は、それぞれ電源103に接続されている。
【0058】
以上のように構成された本実施形態の成形装置によりインサート成形を行うには、先ず、金型101を開いた状態で各保持ピン102を突出させ、下型112の保持ピン102上にインサート品105をセットする。次に金型101を閉じると、図15に示すように、インサート品105が各保持ピン102の先端で保持されて、キャビティ113内の所定位置に配置される。
【0059】
この状態で、図16に示すように、金型101のキャビティ113内に射出成形機(図示せず)によりゲート114を介して溶融樹脂106を充填する。同時に、電源104のスイッチオンにより、電気ヒータ103に電流を供給し、各保持ピン102を溶融樹脂の融点以上の温度に加熱する。この際、インサート品105は保持ピン102で固定されているため、溶融樹脂106の流動抵抗や圧力によって移動することはない。そして、一定時間経過すると、図17に示すように、溶融樹脂106は金型101との接触面及びインサート品105との接触面から次第に冷却固化が進行し、薄肉形成部115の部分に充填された溶融樹脂106は肉厚が薄いため肉厚中心まで短時間で固化が進行するが、他の部分に充填された溶融樹脂106の肉厚中心部は溶融したままの状態になっている。また、キャビティ113内に充填された溶融樹脂106が保持ピン102に接触しても、保持ピン102が溶融樹脂106の融点以上の温度に加熱されているため、保持ピン102の周囲の樹脂には冷却固化層は生成しない。
【0060】
そして、溶融樹脂106の充填が完了した後、エアシリンダを駆動して各保持ピン102をそれらの先端面がキャビティ113を形成する型面と一致する位置まで後退させた後、必要に応じて更に溶融樹脂106を充填するとともに、保持ピン102を後退させた後は保持ピン102を加熱する必要がないため、電気ヒータ103への通電は停止する。これにより、図18に示すように、保持ピン102を抜き去った後の各ピン穴に周囲の溶融樹脂106が流入し、保持ピン102に起因する未融合部も残留することなく封止される。このとき、インサート品105は、薄肉形成部115の部分で既に固化した樹脂によって固定されるため位置ずれしない。その後、キャビティ113内に充填された溶融樹脂106の全体が冷却固化することにより、インサート品105が樹脂により十分に封止された防水性の高い成形品が形成される。
【0061】
以上のように、本実施形態のインサート品成形装置によれば、本実施形態の金型101には、キャビティ113内に配置されたインサート品105の表面と近接して対向し、その間隙に充填される溶融樹脂106の肉厚を薄く形成する薄肉形成部115が設けられているため、保持ピン102を後退させるときに、薄肉形成部115の部分で既に冷却固化した樹脂によってインサート品105が固定されるので、インサート品105の位置づれを防止することができる。
【0062】
また、保持ピン102は、キャビティ113に溶融樹脂106が充填されるときに溶融樹脂106の融点以上の温度に保持ピン102を加熱する加熱手段を具備しているため、溶融樹脂106の充填が完了するまでインサート品105を保持ピン102で保持してインサート品105の位置づれを防止することができ、かつ、保持ピン102を後退させるときには、保持ピン102の周囲に樹脂の冷却固化層が生成しないので、保持ピン102に起因する未融合部が残留することがなく、インサート品105を十分に封止した樹脂成形品を形成することができる。
【0063】
尚、上記実施例では、薄肉形成部115と加熱される保持ピン102の両方を用いてインサート品105を樹脂成形したが、保持ピン102を加熱せずに薄肉形成部115のみによっても保持ピン102を後退させたときのピン穴に起因する未融合部の残留を抑制することができる。このことを図19を用いて説明する。
【0064】
図19は、成形中において保持ピン102を後退させたときのキャビティ113内でのインサート品105の傾きと、保持ピン102を後退させたときのピン穴に起因する未融合部の長さ(図8参照)を示すものであり、インサート品105の傾きをa0,a1で示し、未融合部の長さをb0,b1で示す。尚、インサート品105の傾きにおいて、a0は本実施形態のように薄肉形成部115のない従来の場合の傾きを示し、またa1は本実施形態のように薄肉形成部115を用いた場合の傾きを示す。
【0065】
また、未融合部の長さにおいて、b0は保持ピン102を加熱させずに保持ピン102を後退させたときに残留する未融合部の長さを示すものであり、b1は実施形態1のように保持ピン102を加熱させて保持ピン102を後退させたときに残留する未融合部の長さを示すものである。図19において、a0,a1を見ても分かるようにインサート品105の傾きは、樹脂注入が開始された直後に保持ピン102を後退させたときはその傾きは大きく、樹脂の注入が完了する直前からその傾きが急激に小さくなる。これは、樹脂の充填によりインサート品105の位置決めが行われるようになるからである。
【0066】
また、b0,b1を見ても分かるように未融合部の長さは、樹脂の注入が進行するのに従って、保持ピン102を後退させるタイミングが遅くなると、その長さが長くなる。これは、保持ピン102を後退させるタイミングが遅くなると、注入された樹脂が保持ピン102の周りで固化されるようになるためである。ここで、製品の仕様として傾き限界と未融合部の長さ限界が図19に示すように決められている場合を想定する。
【0067】
従来のように、薄肉形成部115を用いない場合であっても、また保持ピン102を加熱しない場合では、傾きa0はA0のタイミング以後で保持ピンを後退させる必要があり、また未融合部の長さb0はB0のタイミング以前で保持ピン102を後退させる必要があり、図からわかるように両者を満たすような保持ピン102を後退させるタイミングが存在しない。
【0068】
そこで、本実施形態のように薄肉形成部115を用いることで、インサート品105の傾き状態が従来のa0からa1へシフトすることになり、より早いA1のタイミングにて保持ピン102を後退させることが可能となり、これによりインサート品105の傾きと未融合部の長さの両方を満たす製品を製造することが可能となる。
【0069】
すなわち、図19からもわかるように、薄肉形成部115を用いてインサート品105を樹脂成形することで、インサート品105の傾きに対して保持ピン102を後退させるタイミングを速めることができ、従って、従来より早いタイミング(A0より早いタイミング)で後退させることにより、未融合部の長さを短くすることができるようになる。
【0070】
よって、薄肉形成部115を用いることで、保持ピン102に起因する未融合部の残留を抑制することができる。ただし、薄肉形成部115は保持ピン102以外の領域に設ける必要がある。つまり、保持ピン102の周辺の樹脂の肉厚は従来のままにして、保持ピン102の周辺以外の領域にて薄肉形成領域を設けるようにし、保持ピン102周辺の樹脂の固化は従来のままであって、薄肉形成領域では樹脂がより速く固化させるようにするのである。
【0071】
さらに、保持ピン102を加熱させて後退させることで、保持ピン102を加熱せずに後退させる場合に比べて、保持ピン102を後退させるタイミングをより遅らせても未融合部の長さを短くすることができる。つまり、図19において、b0をb1にシフトさせることができ、より遅いタイミングで保持ピン102を後退させても未融合部の長さを短くすることができる。従って、保持ピン102をより遅く後退させることができるため、インサート品105の傾きを防止できる。
【0072】
以上をまとめると、▲1▼薄肉形成領域を設けることで、保持ピン102をより早いタイミングで後退させることができ、これにより保持ピン102が後退した後のピン穴に起因する未融合部の残留を抑制することができる。図19においては、A1からB0の時間において保持ピン102を後退させることができる。
【0073】
▲2▼保持ピン102を加熱することで、インサート品105の傾きを防止するために保持ピン102をより遅いタイミングで後退させたとしても、ピン穴に起因する未融合部の残留を抑制できる。図19においては、A0からB1の時間において保持ピン102を後退させることができる。
【0074】
▲3▼薄肉形成領域を設け、保持ピン102を加熱することで、上記▲1▼▲2▼の効果が同時に得られるため、インサート品の傾きを十分抑制しつつ、保持ピンのピン穴に起因する未融合部の残留を抑制できる。図19においては、A1からB1の時間において保持ピン102を後退させることができる。
【0075】
なお、金型101の薄肉形成部115とインサート品105の表面との間の寸法は、小さくする程その間に充填される溶融樹脂106の肉厚が薄くなり冷却固化が早まるのでインサート品105の固定能力は高くなるが、過度に小さくすると溶融樹脂106の充填不良が生じるため、0.5〜1.5mm程度に設定するのがよい。一方、薄肉形成部115以外の部分の型面とインサート品105の表面との間の寸法は、大きくする程ピン穴の封止が完全になるが、成形サイクルが長くなってしまうので、2〜6mm程度に設定するのがよい。
【0076】
また、上記実施形態では、金型101の薄肉形成部115を型面から突出させることにより、薄肉形成部115とインサート品105の表面との間の寸法が小さくなるようにしているが、これとは逆に、インサート品105側に形成された凸部を利用したり、インサート品105に凸部を設けることにより、その間の寸法を小さくすることも可能である。この場合には、薄肉形成部115を型面から突出して設ける必要がないこともある。
【0077】
これを図20に示す。この図に示すように、インサート品105にインサート側薄肉形成領域105aが設けられており、保持ピン102周りの成形樹脂厚よりもその厚さが薄くなるようにされている。また、この場合において、型の方に薄肉形成領域が設けられていてもよい。また、薄肉形成部115を設ける位置やその個数は、インサート品105の形状や大きさ等を考慮することにより適宜選択して設定することができる。
【0078】
図21に示すように、薄肉形成部125形状は様々なものが考えられる。図21(a)は台形状であり、図21(b),(b′)はかまぼこ形状であり、図21(c),(c′)は半球形状をしている。尚、保持ピン102が後退した後のピン穴は、保持ピン102周りで冷却固化された樹脂を保持ピンで柔らかくする、あるいは溶かすことにより、ピン穴を塞ぐものであるが、注入されている樹脂圧も作用するものであるため、樹脂が注入されてくる方向に対して薄肉形成部115が保持ピン102の前方にあると、保持ピン102が後退したピン穴に樹脂圧が十分伝わらないため、それを避けるために、樹脂の注入方向に対して保持ピンと薄肉形成部の位置をずらすようにすることが望ましい。
【0079】
図22を用いて説明すると、図22(a)〜(c)において、樹脂は紙面に対して紙面の表側から裏側へ注入されるものとする。図22(a)では、樹脂の注入方向に対して、薄肉形成部135が保持ピン132よりも前に位置するため、ピン穴に樹脂圧が伝わりにくく好ましくない。図22(b),(c)のように樹脂の注入方向に対して、薄肉形成部135と保持ピン132の位置をずらすようにするとよい。
【0080】
また、図23(a)に示すように、薄肉形成部145を樹脂の注入方向に対して、保持ピン142よりも後ろ側に配置してもよい。尚、図23(b)は図23(a)の矢印方向の断面図を示すものであり、薄肉形成部145は、インサート品140に対して1周するようにキャビティ143内に突出させるようにしたものである。当然、この薄肉形成部145に代替する薄肉形成部がインサート品140側に設けられていてもよい。
【0081】
なお、半導体ICを用いた磁気検出装置の一つとして、セラミック基板上に半導体ICやコンデンサ等を搭載したハイブリッドICがあるが、このハイブリッドICのセンサ素子の防水、防油対策として、上記実施形態1および実施形態2の成形装置を用いてインサート成形を行い、その表面を樹脂封止することが考えられる。しかし、そのハイブリッドICをインサート品して一体樹脂成形を行うと、樹脂成形圧が高圧(通常20〜80MPa)であるため、応力によりセラミック基板に割れが発生するという問題がある。
【0082】
そこで、セラミック基板に割れが生じない樹脂成形圧(6〜8MPa)にて、セラミック基板の一端に配置されたセンサ素子を含めてモールド材(流動性の高いエポキシ材等)で一次成形することにより形成したモールドICをインサート品として用いれば、セラミック基板に割れが発生することなく上記実施形態1及び実施形態2の成形装置によりインサート成形を行うことが可能となる。
【0083】
このようにして作製される磁気検出装置は、例えば図24及び図25に示すように、一端側にセンサ素子151が埋設された板状のモールドIC152と、モールドIC152が嵌着される貫通孔を有する筒状の中空磁石153と、中空磁石153及びモールドIC152を封止する成形樹脂部154とからなり、優れた防水性、防油性を有する。
【0084】
〔実施形態3〕
図26は本実施形態に係るインサート品成形装置の断面図であり、図27(a)(b)は本実施形態で用いるインサート品の組付け状態を示す説明図であり、図28は本実施形態のインサート品成形装置により作製される磁気検出装置の構成図である。
【0085】
本実施形態の成形装置は、図27(b)に示すように、貫通孔をもつ筒状の中空磁石251とその中空磁石251の貫通孔内に圧入嵌着された検知装置252とからなる一体品をインサート品205に用いてインサート成形することにより、そのインサート品205を樹脂で封止した磁気検出装置を作製するものである。このインサート品205は、図27(a)に示すように、検知装置252のデータムAが中空磁石251のデータムBに合うまで圧入することにより、検出装置152の出力特性が最も優れる距離(中空磁石251の着磁面から検知装置252の先端面までの距離)eを決める構造のものである。
【0086】
本実施形態の成形装置は、図26に示すように、左右方向に開閉可能に構成された固定型211及び可動型212よりなる金型201と、加熱手段を具備し金型201に進退動自在に設けられた4本の保持ピン202と、加熱手段を具備し金型201に進退動自在に設けられた2本の支持ピン207とを主要素として構成されている。
【0087】
金型201は、閉じられた固定型211と可動型212とが対向する面によって形成された成形品の外周形状と対応するキャビティ213を有する。また、金型201の上方両端には、キャビティ213内に溶融樹脂(図示せず)を充填するゲート214が設けられている。保持ピン202は、金型201の側面略中央部に横方向に嵌挿された状態で固定型211及び可動型212にそれぞれ2本づつ設置されており、キャビティ213内に向かって進退動自在に設けられている。各保持ピン202には、キャビティ213内に配置されるインサート品205の中空磁石251の側面をその先端で保持する位置と、先端部がキャビティ213を形成する型面に略一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ(図示せず)が設けられている。この保持ピン202は、絶縁性セラミックで円柱状に形成され、その内部にはセラミック製の発熱体からなる電気ヒータ203が埋設されている。各電気ヒータ203は、固定型211側と可動型212側とにそれぞれ設置された電源204に接続されている。
【0088】
支持ピン207は、金型201の下面略中央部に縦方向に嵌挿された状態で固定型211及び可動型212のそれぞれ1本づつ設置されており、キャビティ213内に向かって進退動自在に設けられている。各支持ピン207には、キャビティ213内に配置されるインサート品205の中空磁石251及び検知装置252の下端面を同時にその先端面で支持する位置と、先端部がキャビティ213を形成する型面に略一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ(図示せず)が設けられている。この支持ピン207は、絶縁性セラミックで円柱状に形成され、その内部にはセラミック製の発熱体からなる電気ヒータ208が埋設されている。各電気ヒータ208は、電源209に接続されている。
【0089】
以上のように構成された本実施形態の成形装置によりインサート成形を行うには、先ず、キャビティ213内に左右方向からそれぞれ突出させた保持ピン202によりインサート品205の中空磁石251の設けられたピン受け用の窪みに差し込み固定する。次に、下方からキャビティ213内に突出させた2本の支持ピン207の先端面でインサート品205の中空磁石251及び検知装置252の下端面を同時に支持する。このとき、検知装置252の先端面と磁気検出装置の下端面との間の距離fが耐久試験で確認されたクラックの発生しないモールド樹脂の最小の厚さとなるようにインサート品205の上下方向の位置決めをする。
【0090】
この状態で、金型201のキャビティ213内に射出成形機(図示せず)によりゲート214を介して高圧(20〜80MPa)の溶融樹脂を充填する。同時に、電源204、209のスイッチオンにより、保持ピン202及び支持ピン207の各電気ヒータ203、208に電流を供給し、各保持ピン202及び各支持ピン207を溶融樹脂の融点以上の温度に加熱する。このとき、インサート品205の中空磁石251は左右方向から4本の保持ピン202で保持され、かつ中空磁石251及び検知装置252の下端面が同一の支持ピン207で溶融樹脂が充填されるゲート214とは逆の方向から同時に支持されているため、溶融樹脂の高い注入圧がインサート品205に加わって中空磁石251と検知装置252の圧入力を越えても、中空磁石251と検知装置は互いに位置づれすることがない。
【0091】
また、キャビティ213内に充填された溶融樹脂が保持ピン202に接触しても、保持ピン202が溶融樹脂の融点以上の温度に加熱されているため、保持ピン202の周囲の樹脂に冷却固化層は生成しない。次に、エアシリンダを駆動して、各保持ピン202及び各支持ピン207をそれらの先端面がキャビティ213を形成する型面と一致する位置まで後退させ、その後は保持ピン202及び各支持ピン207を加熱する必要がないため、各電気ヒータ203、208への通電を停止する。これにより、各保持ピン202及び各支持ピン207を抜き去った後のピン穴にその周囲の溶融樹脂が流入して完全に融合し、ピン穴は完全に消滅して残留しない。その後、キャビティ213内の溶融樹脂が冷却固化することにより、図29に示すような、中空磁石251及び検知装置252が位置づれすることなく所定の距離寸法e、fが確保され、出力特性の優れた磁気検出装置が形成される。
【0092】
以上のように、本実施形態の成形装置によれば、キャビティ213内に配置されるインサート品205の中空磁石251及び検知装置252の下端面を同時に支持する支持ピン207が設けられているため、高圧で注入される溶融樹脂の圧力により中空磁石251及び検知装置252が位置づれするのを防止することができ、これにより出力特性の優れた磁気検出装置を形成することができる。
【0093】
尚、本実施形態において、インサート品205の中空磁石251を図27に示すように保持ピン203の先端が中空磁石251の凹部251aに嵌合してインサート品205を保持するようにしているが、このようにすることでインサート品の位置合わせが確実に行えるため、形成されたときの成形品内部のインサート品の位置がより確実に設定できるようになり、より信頼性の高いインサート成形品を提供することができる。さらに、凹部251aがテーパ状となっており、保持ピン203をその凹部251aに導入するような形状になっていると、さらに位置決めの精度が向上する。
【0094】
また、図27に示すように保持ピン202の先端が尖っていると、保持ピン202がインサート品に突き刺さってしまい、それ以上インサート品が動くことができず、正確に位置決め出来ない可能性があるため、これを防ぐために、例えば図14に示すようにある程度テーパの部分を残して先端を平坦化することが望ましい。また、先端が半球状になっていてもよい。
【0095】
尚、以上のことは、本実施形態に限らず、上記実施形態1、2についても適用可能である。尚、本発明におけるインサート品とは、成形後に樹脂に埋め込まれる部品のことをいう。例えば、インサート品が成形品の表面に一部表出するもの、あるいは電気コイルやIC部品やサーミスタなどの電気部品であって、その表面を樹脂により十分に封止するのが好ましい種々のものが対象となる。ただし、外部との電気接続を行うための配線やコネクタ等は、当然、成形品の外部へ露出するものである。
【0096】
本発明における型は、内部にインサート品が配置され、その成形品の外周形状と対応するキャビティを有するものである。この場合のキャビティとは、成形用の型において成形品に該当する空間部分のことをいう。この型は、キャビティ内へのインサート品の配置や、成形品の取出しを行うため、上下方向に開閉可能に構成された上型及び下型よりなるもの、あるいは左右方向に開閉可能に構成された固定型及び可動型よりなるものなど従来と同様のものを用いることができる。尚、型としては、通常は金属からなる金型が用いられる。
【0097】
また、型に設けられる保持部材は、インサート品をキャビティ内の定位置に保持するものであり、型からキャビティ内へ突出・後退できるように構成される。この保持部材の動作は油圧シリンダ、エアシリンダ等の駆動装置によって行うことができる。保持部材の形状としては、一般的に丸棒を用いるが、インサート品の形状に合わせて、角棒あるいはL字状等にするのも自由である。なお、保持部材の先端面は、保持部材がキャビティから後退したときに、型の型面とともにキャビティを形成する面となる。保持部材の材質としては、通常は金型用鉄鋼材料を用いるが、後述の加熱手段の加熱に耐え得るように、セラミック材料を用いてもよい。
【0098】
すなわち、型というのは注入された溶融樹脂を冷却固化させるためのものであり、一方、加熱手段により加熱された保持部材は、保持部材周りの樹脂の固化を防ぐ、あるいは固化した樹脂を溶融状態に近づけるものである。本発明における加熱手段は、加熱の程度としては、保持部材の周囲の樹脂を溶融状態に保てればよく、型のキャビティ表面温度よりも高い温度状態とされれば、保持部材に起因する上記未融合部の残留を抑制する効果を発揮するものである。好ましくは、その樹脂の融点以上で熱劣化温度以下に設定する。この加熱手段としては、電源からの電流の供給により発熱する電気ヒータ(例えばニクロム線、タングステン線、プラチナ線、導電性セラミック等)を用いることができる。電気ヒータの設置位置としては、保持部材を迅速に加熱するために保持部材内部が最も良いが、保持部材内部でのスペースの制約がある場合は、保持部材の外部から熱伝導により加熱するようにしてもよい。電気ヒータ用電源としては、一般的には、スイッチング電源等、大電流を一定電流値で供給できるものが好ましい。電源の使用台数としては、保持部材1本につき1台使用すると、保持部材1本毎の温度調節ができて良いが、厳密な温度コントロ−ルを必要としない場合は、複数の保持部材を1台の電源で加熱しもよい。なお、保持部材は1本でも2本以上の複数本使用してもよい。
【0099】
本発明の成形装置は、熱可塑性樹脂を用いてインサート成形を行うのに好適なものである。熱可塑性樹脂としては、例えばPBT(ポリブチレンテレフタレート)、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、ポリアミド系、ポリエステル系など種々のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施形態1に係る射出成形機の正面図である。
【図2】 実施形態1に係る射出成形機の一部を拡大して示す透視図である。
【図3】 実施形態1に係る射出成形機の型を開いた状態を示す正面図である。
【図4】 実施形態1に係るインサート品成形装置の断面図である。
【図5】 実施形態1に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図6】 実施形態1に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図7】 実施形態1に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図8】 樹脂成形品に保持ピンに起因する未融合部が残留する状態を示す説明図でる。
【図9】 保持ピンによるインサート品の保持方法を示す説明図である。
【図10】 保持ピンによるインサート品の保持方法を示す説明図である。
【図11】 保持ピンによるインサート品の保持方法を示す説明図である。
【図12】 成形工程おける時間の経過と保持ピンの温度変化との関係を示すモデル図である。
【図13】 (a)(b)(c)(d)実施形態1において試験に用いた各保持ピンの構造を示す説明図である。
【図14】 (a)(b)(c)実施形態1に係る加熱手段を有する保持ピンの外観図、透視図および断面図である。
【図15】 実施形態2に係るインサート品成形装置の断面図である。
【図16】 実施形態2に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図17】 実施形態2に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図18】 実施形態2に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図19】 成形中において保持ピンを後退させたときのキャビティ内でのインサート品の傾きとピン穴に起因する未融合部の長さとの関係を示す説明図である。
【図20】 実施形態2においてインサート品に薄肉形成領域が設けられている場合の説明図である。
【図21】 (a)(b)(b′)(c)(c′)実施形態2において金型に設けられる種々の薄肉形成部の形状を示す説明図である。
【図22】 (a)(b)(c)実施形態2において金型に設けられる薄肉形成部と保持ピンとの位置関係を示す説明図である。
【図23】 (a)(b)実施形態2において金型に設けられる薄肉形成部と保持ピンとの位置関係を示す説明図である。
【図24】 実施形態1、2に係るインサート品成形装置により樹脂成形される磁気検出装置の一部断面正面図である。
【図25】 実施形態1、2に係るインサート品成形装置により樹脂成形される磁気検出装置の一部断面平面図である。
【図26】 実施形態3に係るインサート品成形装置の断面図である。
【図27】 (a)(b)実施形態3に係るインサート品の組付け状態を示す説明図である。
【図28】 実施形態3に係るインサート品成形装置により作製される磁気検出装置の構成図である。
【符号の説明】
1、101、201…金型
2、52、92、102、132、142、202…保持ピン(保持部材)
3、103、203、208…電気ヒータ(加熱手段)
4、104、204、209…電源(加熱手段)
5、55、90、105、140、205…インサート品
6、57、106…溶融樹脂
11、111…上型
12、112…下型
13、76、91、113、213…キャビティ
14、104、204…ゲート
20…ピン穴
21、23、27…保持ピン本体
22…絶縁部材
24、26…発熱体
25…絶縁材
28、33…金属キャップ
31…セラミックスヒータ部
32…金属スリーブ
34、35…電線
70…台座
71…ホッパー
72…射出機
73…型取付盤
74…型開閉装置
75…スプル
77…ゲート
78…イジェクターピン
79…ヒータ部
80…孔
81…金属ヒータ
82…温度供給媒体
83…流路
93…ランナー部
94…連結部
95…シリンダー
96…連結部配線孔
97…型部配線孔
98…配線
99…電源
60…樹脂
61、62…未融合部
72…射出機
105a…薄肉形成領域
115、125、135、145…薄肉形成部(隆起部)
115a…テーパ部
207…支持ピン
211…固定型
212…可動型[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an insert product molding method and an insert product molding apparatus for producing a molded product in which an insert product such as an electric coil, an IC component, or a thermistor is sealed with a resin.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, electrical coils and IC components need to be waterproof, so that the surface is covered with a potting material or a sealing plug is added to ensure waterproofness. In recent years, in order to reduce the cost of products and improve recyclability, the surface has been sealed with resin, and this resin sealing uses an insert molding method that is inexpensive and has excellent mass productivity. ing. As a molding apparatus used for this insert molding, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-91642, a mold having a cavity in which an insert product is disposed, and the mold is provided so as to be movable forward and backward. One having a plurality of holding pins for holding an insert at the tip is known. When resin molding is performed with this molding device, the insert is held and held at a predetermined position in the cavity, and after filling the cavity with molten resin in that state, the holding pin is retracted from the cavity, Thereafter, the molten resin is further filled. Thereby, the molded product which sealed the whole surface of the insert product with resin is obtained.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when molding is performed by the above-described conventional molding apparatus, if the timing of retracting the holding pin from the cavity is before the filling of the molten resin is completed (while the molten resin is flowing in the cavity), the pin of the holding pin Although the sealing of the hole is performed, the insert product is moved by the movement of the molten resin, and the thickness of the formed resin molded portion is not uniform, so that a good molded product cannot be obtained.
[0004]
Therefore, it is conceivable that the timing of retracting the holding pin from the cavity is after completion of filling of the molten resin, but although the movement of the insert product is small, a cooling solidified layer is already formed on the resin around the holding pin, Resin molded part that sufficiently seals the insert product because the resin that has flowed into the pin hole from the periphery of the holding pin does not completely fuse and fine moisture (hereinafter, unfused part) can enter. There is a problem that cannot be formed.
[0005]
The present invention has been devised in view of the above problems, and is a resin molding that sufficiently seals an insert product by suppressing the position of the insert product while suppressing the remaining unfused portion due to the holding pins. An object of the present invention is to provide an insert product molding method and a molding apparatus capable of forming a product.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, the method described in
[0007]
Furthermore, according to the method of
[0008]
Moreover, according to the method of
[0009]
According to the fourth aspect of the present invention, in the molten resin injected into the cavity, in the region other than the holding member peripheral region, the region where the cooling is promoted compared to the molten resin in the holding member peripheral region. Opposite to the insert Therefore, it is possible to provide an insert molding apparatus that can obtain the above-described effect obtained by the method according to
[0010]
Further, according to the means described in
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
First, a general injection molding machine will be briefly described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the injection molding machine has an injection part for injecting molten resin on a
[0013]
The injection unit includes a
[0014]
The molding part includes a mold (molds A and B) for molding an insert product, a
[0015]
Usually, the mold is provided with a
[0016]
In the above description, the mold is heated. However, depending on the type of resin to be injected, there are some which cool the mold. In that case, for example, cold water or the like is supplied as the
[0017]
A
[0018]
In addition, since the holding
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
In order to perform insert molding by the molding apparatus of the present embodiment configured as described above, first, each holding
[0022]
In this state, as shown in FIG. 5, the
[0023]
Next, the air cylinder is driven, and as shown in FIG. 6, the holding pins 2 are retracted to a position where their tip surfaces coincide with the mold surface forming the
[0024]
The timing of retracting each holding
[0025]
As a timing control method, there are a method in which a timer is used after a predetermined time from the start of filling, a method in which the resin pressure in the
[0026]
Here, with reference to FIG. 8, the remaining unfused portion due to the holding
[0027]
As shown in FIG. 8 (b), the
[0028]
In the above embodiment, as a method of holding the
[0029]
In the above embodiment, the holding
[0030]
Further, when the
[0031]
In order to investigate suitable electric heaters used for the holding pins 2, as shown in Table 1, four types of A to D constituted by variously changing the combinations of the holding pin main body and the heating element of the electric heater are shown. A holding pin was prepared, and each condition item shown in Table 1 was evaluated. Each condition item here is appropriately set based on the molding process model diagram of FIG. 12 showing the relationship between the passage of time in the molding process and the temperature change of the holding pin. In addition, the heating temperature suitable range of a holding pin becomes a part enclosed with the oblique line in FIG.
[0032]
In FIG. 12, it is desirable that the lower limit of the temperature of the holding pin rises to the melting point of the resin at which the resin cooled and solidified around the holding pin is melted again at the timing of removing the holding pin. Further, since the mold temperature is set to a temperature for solidifying the injected molten resin, it is not necessary to adjust the holding pin below the mold temperature. In addition, the upper limit of the temperature of the holding pin is to prevent the insert product from being deformed by the holding pin until molding is started and molten resin is injected into the cavity (molding start timing in the figure). It is desirable to keep it below the heat distortion temperature of resin or the like, and it is important to keep it below the heat deterioration temperature of the resin at the timing when the holding pin is pulled out after the start of molding. The heat deterioration temperature means a temperature at which the physical properties of the material change due to a change in chemical structure caused by heating during or after molding. Further, it is desirable to adjust the temperature to a temperature at which the cooled and solidified resin is not deformed until the molding is finished (timing before resin injection is completed and the mold is opened). This is because if the temperature of the holding pin is not sufficiently lowered at the end of molding, the resin touching the tip of the holding pin stretches in a thread shape when the molded product is taken out, resulting in poor appearance and reduced dimensional accuracy of the molded product. This is to suppress problems such as.
[0033]
From the viewpoint of not wanting to hold an insert product with low heat resistance for a long time with a heated holding pin, an evaluation item considered particularly important from FIG. In addition, when the molding cycle is taken into consideration, it is desired that the temperature lowering rate is fast. Further, as an evaluation item other than those shown in FIG. 12, for example, since the heating method of the holding pin is energization heating, there is a demand for suppressing power consumption as much as possible. In addition, the strength that can withstand the resin pressure of the injected resin and the repeated ON / OFF of the heater can be repeated. Regarding these, four types of holding pins were examined and summarized in Table 1. The holding pin that was tested this time will be described with reference to FIG.
[0034]
In the test pin A shown in Table 1, the holding pin body is made of stainless steel (JIS standard SUS304) and the heating element is also made of stainless steel. As shown in FIG. It is thinned and is itself a heating element. In the main body, a plus-side wire is connected to the tip of the holding pin and a minus-side wire is connected to the other end. Further, the plus side wiring (nichrome wire, tungsten (W) wire) is covered with an insulating
[0035]
As shown in FIG. 13 (b), the test pin B shown in Table 1 is a metal (high-speed steel, high-speed steel JIS standard SKH51 [used for this test], in which the holding
[0036]
Moreover, the test pin C shown in Table 1 is shown in FIG. 13C, and a
[0037]
When Table 1 is seen, it turns out that the test pins C and D which used ceramics for the heat generating body are good in all the items of temperature rising rate, power consumption, and repetition reliability. Further, it can be seen that the test pin D in which the holding pin
[0038]
In addition, since the holding pin
[0039]
For the test pin B, the heating rate and power consumption were slightly inferior to those of the test pins C and D, but were not inferior in terms of strength and reliability. The comprehensive evaluation in Table 1 is evaluated from the viewpoint of whether or not it can actually be used. Therefore, the test pin A, which is inferior to the other test pins in the evaluation items, was “good” in that it can be used as a holding pin for heating. That is, regarding the temperature change of the holding pin, the temperature range as shown in FIG. 12 could be satisfied, so that it could be determined that it could be used without considering other conditions.
[0040]
In summary, the test pin A was inferior in all items compared to the other test pins. However, although it is inferior, it does not mean that it cannot actually be used, but it means that there are items that can be used but are inferior in many ways compared to other pins. It became the result.
[0041]
Further, it was found that the test pins B, C, and D can be used satisfactorily. In particular, the test pin D was very good in terms of the rate of temperature rise, and it was possible to give ◎ in the overall evaluation. The reason why the test pin D was heated faster than the other test pins was as follows: (1) heating element, (2) insulating member covering the heating element, and (3) holding pin body This is because the test pin D has a double structure of (1) conductive ceramics and (2) insulating ceramics.
[0042]
The holding pin in the present invention is not limited to the holding pin subjected to the above test. For example, in the case where the holding pin
[0043]
The conductive ceramic used for the test pins C and D is MoSi. 2 For example, ZrO 2 -Y 2 O Three , LaF Three Etc. Other insulating ceramics that can be used as the main body of the holding pin include Al. 2 O Three , BeO, MgO and the like. In addition, the ceramic as used in the field of this invention means the inorganic nonmetallic material obtained by heat processing.
[0044]
The holding pin body may be an insulating ceramic, and the heating element may be a metal heating element such as W or Pt. In addition, if the insulation with the holding pin body is performed on the mold side, it is conceivable to form the holding pin only with conductive ceramics. FIG. 14 shows a more specific structure of the holding pin having the same structure as that of the test pin D. FIG. 14A shows the appearance of the holding pin, and FIG. 14B shows a perspective view of the holding pin. As shown in FIG. 14A, the holding pin has a tip portion made of a
[0045]
14B, the insulating ceramic 31a covers the conductive ceramic 31b, and the
[0046]
The shape of the holding pin shown in FIG. 14 is an example, and the present invention is not limited to this.
[0047]
[Table 1]
[0048]
In the above embodiment, the heating of the holding
[0049]
In the above description, as a heating method of the holding pin, the heating pin is provided with a heating element and the holding pin is directly heated. However, the heating method of the holding pin is not limited to this. For example, the holding pin may be indirectly heated by providing a heater portion using electricity or the like around the mounting pin of the mold. However, in this case, there is a problem that the holding pin cannot be sufficiently heated because the heating element is separated from the holding pin as compared with the case where the holding pin is directly heated by the electric heater described above.
[0050]
Also, rather than directly heating the holding pin itself with an electric heater, for example, the holding pin main body is in a hollow state like the test pin B, and water that has been brought to a high temperature state by applying pressure or temperature therein, It is also conceivable to heat the holding pin by supplying a medium such as air or oil to the cavity of the holding pin. However, in this case, the temperature rise cannot be expected much because of the characteristics of the medium as compared with the case where the holding pin is heated by the electric heater. Further, since it is necessary to increase the pressure of the medium in order to raise the temperature of the medium, the holding pin is also required to be able to withstand that pressure.
[0051]
In the above description, no mention was made of the temperature drop after raising the temperature of the holding pin, but the temperature may be lowered naturally, or in order to speed up the molding cycle, A temperature lowering means may be provided. As the temperature lowering means, for example, a cooling path such as the
[0052]
Further, the temperature after heating the holding pin is desirably the melting point temperature of the resin as shown in FIG. However, the temperature of the holding pin is not necessarily higher than the melting point of the resin. It should be at least higher than the mold temperature. That is, as explained in FIG. 8, conventionally, nothing has been applied to the holding pin itself with respect to the temperature, and the temperature is at most the same as that of the mold at most. Since the temperature of the mold is adjusted to a temperature at which the injected molten resin can be introduced into the cavity and the injected molten resin is hardened, the molten resin is also cooled by the holding pins. When resin molding of the insert product is performed in this state, since the molten resin is cooled and solidified by the holding pin, when the holding pin is retracted, the pin hole is sufficiently embedded by the resin that is cooled and solidified around the holding pin. It was not possible, and the unfused part remained.
[0053]
In other words, the pin hole was not sufficiently embedded because the resin around the holding pin was cooled and hardened by the holding pin. If the hardened resin could be softened, as shown in FIG. Compared to the conventional case, the remaining unfused portion can be suppressed, and the reliability can be improved. Therefore, it is not always necessary to raise the temperature of the holding pin above the melting point of the resin. It is considered that a sufficient effect can be obtained by heating to the deformation temperature of the resin as shown in FIG.
[0054]
For example, when the injection resin is PBT (polybutylene terephthalate) which is a thermoplastic resin, the melting point of PBT is 230 ° C., the thermal deformation temperature of PBT is 150 ° C., and the mold temperature is 70 ° C. to 80 ° C. It is set to about ℃. Accordingly, the heating temperature of the holding pin is heated to 100 ° C., so that the resin around the holding pin is softer than when the holding pin is not heated, and the resin is not pinned as shown in FIG. It is considered that the remaining unfused portion can be suppressed as compared with the case where the holding pin is not heated. In addition, if the holding pin is heated to 150 ° C., which is the thermal deformation temperature of the PBT, the resin around the holding pin is in a sufficiently deformable state, so that the remaining of the unfused portion due to the pin can be sufficiently suppressed. Think of things. If the temperature of the holding pin is heated above the melting point of the PBT, the resin around the holding pin can be melted by the holding pin even if it is cooled and solidified. Therefore, the pin hole after the holding pin is retracted It is possible to almost eliminate the remaining unfused portion due to.
[0055]
[Embodiment 2]
FIG. 15 is a cross-sectional view of the main part of the insert product molding apparatus according to this embodiment.
[0056]
As shown in FIG. 15, the molding apparatus according to the present embodiment includes a
[0057]
The holding pins 102 are installed one by one in a state where the holding pins 102 are vertically inserted in the central portions of the
[0058]
In order to perform insert molding by the molding apparatus of the present embodiment configured as described above, first, each holding
[0059]
In this state, as shown in FIG. 16, the
[0060]
Then, after the filling of the
[0061]
As described above, according to the insert product molding apparatus of this embodiment, the
[0062]
In addition, since the holding
[0063]
In the above embodiment, the
[0064]
FIG. 19 shows the inclination of the
[0065]
In addition, in the length of the unfused part, b 0 Indicates the length of the unfused portion remaining when the holding
[0066]
B 0 , B 1 As can be seen, the length of the unfused portion becomes longer as the timing of retracting the holding
[0067]
Even when the thin-
[0068]
Therefore, by using the thin-
[0069]
That is, as can be seen from FIG. 19, by molding the
[0070]
Therefore, by using the thin-
[0071]
Furthermore, the length of the unfused portion is shortened by heating the
[0072]
Summarizing the above, (1) by providing the thin-walled formation region, the holding
[0073]
(2) By heating the
[0074]
(3) Since the effect of the above (1) and (2) can be obtained at the same time by providing the thin-wall formation region and heating the
[0075]
Note that the dimension between the thin-
[0076]
Moreover, in the said embodiment, although the
[0077]
This is shown in FIG. As shown in this figure, the
[0078]
As shown in FIG. 21, various shapes of the thin-
[0079]
If it demonstrates using FIG. 22, in FIG. 22 (a)-(c), resin shall be inject | poured from the front side of a paper surface to the back side with respect to a paper surface. In FIG. 22A, since the thin-
[0080]
In addition, as shown in FIG. 23A, the thin-
[0081]
As one of the magnetic detection devices using a semiconductor IC, there is a hybrid IC in which a semiconductor IC, a capacitor and the like are mounted on a ceramic substrate. It is conceivable to perform insert molding using the molding apparatus of 1 and
[0082]
Therefore, by primary molding with a molding material (such as a highly fluid epoxy material) including a sensor element disposed at one end of the ceramic substrate at a resin molding pressure (6 to 8 MPa) that does not cause cracks in the ceramic substrate. When the formed mold IC is used as an insert product, insert molding can be performed by the molding apparatus according to the first and second embodiments without causing cracks in the ceramic substrate.
[0083]
For example, as shown in FIGS. 24 and 25, the magnetic detection device thus manufactured has a plate-shaped
[0084]
[Embodiment 3]
FIG. 26 is a cross-sectional view of the insert product forming apparatus according to the present embodiment. FIGS. 27A and 27B are explanatory views showing the assembled state of the insert product used in the present embodiment. FIG. It is a block diagram of the magnetic detection apparatus produced with the insert product shaping | molding apparatus of a form.
[0085]
As shown in FIG. 27 (b), the molding apparatus of the present embodiment is an integral unit comprising a cylindrical
[0086]
As shown in FIG. 26, the molding apparatus of this embodiment includes a
[0087]
The
[0088]
One
[0089]
In order to perform insert molding by the molding apparatus of the present embodiment configured as described above, first, a pin provided with the
[0090]
In this state, the
[0091]
Even when the molten resin filled in the
[0092]
As described above, according to the molding apparatus of the present embodiment, the
[0093]
In this embodiment, the
[0094]
In addition, as shown in FIG. 27, if the tip of the holding
[0095]
In addition, the above is applicable not only to this embodiment but the said
[0096]
In the mold according to the present invention, an insert product is disposed inside and has a cavity corresponding to the outer peripheral shape of the molded product. The cavity in this case means a space portion corresponding to a molded product in a molding die. This mold is composed of an upper mold and a lower mold that can be opened and closed in the vertical direction, or can be opened and closed in the left-right direction in order to place the insert product in the cavity and take out the molded product. Conventional ones such as a fixed type and a movable type can be used. As the mold, a metal mold is usually used.
[0097]
The holding member provided in the mold holds the insert product at a fixed position in the cavity, and is configured to be able to protrude and retract from the mold into the cavity. The operation of the holding member can be performed by a driving device such as a hydraulic cylinder or an air cylinder. As the shape of the holding member, a round bar is generally used, but it is also possible to make it a square bar or an L-shape according to the shape of the insert product. The front end surface of the holding member is a surface that forms a cavity together with the mold surface of the mold when the holding member is retracted from the cavity. As the material of the holding member, a steel material for molds is usually used, but a ceramic material may be used so that it can withstand the heating of the heating means described later.
[0098]
That is, the mold is for cooling and solidifying the injected molten resin, while the holding member heated by the heating means prevents the resin around the holding member from solidifying or melts the solidified resin. It is close to. In the heating means in the present invention, as the degree of heating, the resin around the holding member may be kept in a molten state, and if the temperature is higher than the cavity surface temperature of the mold, the unfused due to the holding member The effect which suppresses the remainder of a part is exhibited. Preferably, it is set to not less than the melting point of the resin and not more than the heat deterioration temperature. As the heating means, an electric heater (for example, a nichrome wire, a tungsten wire, a platinum wire, a conductive ceramic, etc.) that generates heat when supplied with a current from a power source can be used. The installation position of the electric heater is best inside the holding member in order to quickly heat the holding member. However, if there is a space limitation inside the holding member, heat is applied from the outside of the holding member by heat conduction. May be. In general, the power source for the electric heater is preferably a switching power source that can supply a large current at a constant current value. As for the number of power supplies used, if one unit is used for each holding member, the temperature of each holding member may be adjusted. However, when a strict temperature control is not required, a plurality of holding members are used. It may be heated with a power supply of the stand. Note that one holding member or a plurality of holding members may be used.
[0099]
The molding apparatus of the present invention is suitable for performing insert molding using a thermoplastic resin. As a thermoplastic resin, various things, such as PBT (polybutylene terephthalate), PPS (polyphenylene sulfide), a polyamide system, a polyester system, can be used, for example.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an injection molding machine according to a first embodiment.
FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of the injection molding machine according to the first embodiment.
FIG. 3 is a front view showing a state in which the mold of the injection molding machine according to
FIG. 4 is a cross-sectional view of the insert product forming apparatus according to the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view in the molding process of the insert product molding apparatus according to the first embodiment.
FIG. 6 is a cross-sectional view in a molding process of the insert product molding apparatus according to the first embodiment.
FIG. 7 is a cross-sectional view in the molding process of the insert product molding apparatus according to the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a state in which an unfused portion due to the holding pin remains in the resin molded product.
FIG. 9 is an explanatory view showing a method of holding an insert product by a holding pin.
FIG. 10 is an explanatory view showing a method of holding an insert product with a holding pin.
FIG. 11 is an explanatory view showing a method of holding an insert product by a holding pin.
FIG. 12 is a model diagram showing the relationship between the passage of time in the molding process and the temperature change of the holding pin.
FIGS. 13A, 13B, 13C, and 13D are explanatory views showing the structure of each holding pin used in the test in
FIGS. 14A, 14B, and 14C are an external view, a perspective view, and a cross-sectional view of a holding pin having a heating unit according to
FIG. 15 is a cross-sectional view of an insert product molding apparatus according to a second embodiment.
FIG. 16 is a cross-sectional view in the molding process of the insert product molding apparatus according to the second embodiment.
FIG. 17 is a cross-sectional view in the molding process of the insert product molding apparatus according to the second embodiment.
FIG. 18 is a cross-sectional view in the molding process of the insert product molding apparatus according to the second embodiment.
FIG. 19 is an explanatory view showing the relationship between the inclination of the insert product in the cavity and the length of the unfused portion caused by the pin hole when the holding pin is retracted during molding.
FIG. 20 is an explanatory diagram when a thin-wall forming region is provided in the insert product in the second embodiment.
FIGS. 21 (a), (b), (b ′), (c), and (c ′) are explanatory views showing shapes of various thin-wall forming portions provided in the mold in the second embodiment.
FIGS. 22A, 22B, and 22C are explanatory views showing a positional relationship between a thin-wall forming portion provided in a mold and a holding pin in
FIGS. 23A and 23B are explanatory views showing a positional relationship between a thin-wall forming portion provided in a mold and a holding pin in
24 is a partial cross-sectional front view of a magnetic detection device that is resin-molded by the insert product molding device according to
FIG. 25 is a partial cross-sectional plan view of a magnetic detection device that is resin-molded by the insert product molding device according to the first and second embodiments.
FIG. 26 is a cross-sectional view of an insert product molding apparatus according to
FIGS. 27A and 27B are explanatory views showing an assembled state of the insert product according to the third embodiment. FIGS.
FIG. 28 is a configuration diagram of a magnetic detection device produced by an insert product molding apparatus according to
[Explanation of symbols]
1, 101, 201 ... mold
2, 52, 92, 102, 132, 142, 202 ... holding pins (holding members)
3, 103, 203, 208 ... Electric heater (heating means)
4, 104, 204, 209 ... Power source (heating means)
5, 55, 90, 105, 140, 205 ... inserts
6, 57, 106 ... Molten resin
11, 111 ... upper mold
12, 112 ... Lower mold
13, 76, 91, 113, 213 ... cavity
14, 104, 204 ... Gate
20 ... pin hole
21, 23, 27 ... holding pin body
22 ... Insulating member
24, 26 ... heating element
25. Insulating material
28, 33 ... Metal cap
31 ... Ceramic heater part
32 ... Metal sleeve
34, 35 ... Electric wire
70 ... pedestal
71 ... Hopper
72. Injection machine
73 ... Die mounting board
74 ... Mold opening and closing device
75 ... Spru
77 ... Gate
78 ... Ejector pin
79 ... Heater part
80 ... hole
81. Metal heater
82 ... Temperature supply medium
83 ... Flow path
93 ... Runner part
94. Connection part
95 ... Cylinder
96 ... Connection part wiring hole
97 ... Mold part wiring hole
98 ... wiring
99 ... Power supply
60 ... resin
61, 62 ... Unfused part
72. Injection machine
105a ... Thin-wall formation region
115, 125, 135, 145 ... Thin-wall forming part (protruding part)
115a ... taper portion
207 ... Support pin
211 ... Fixed type
212 ... Movable type
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