インサートモールド部品
【課題】
樹脂部位にクラックが発生することなく、しかも、ウェルドの発生を防止できるインサートモールド部品を提供することにある。
【解決手段】
２つのインサート部材４Ａ，４Ｂの一部が外部に露出して、２つのインサート部材の中央にたすき状に樹脂２ａａを橋渡して、周囲の樹脂と一体的に連結し、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定する。モールド成形する金型の開閉方向の面Ｘに対して垂直な面Ｙであって、インサート部材４Ａ，４Ｂの間の延長方向のインサート部材の側面の位置Ｇに、樹脂を鋭角に充填するトンネルゲート８ｂを設け、このトンネルゲートから樹脂を充填して、たすき状の樹脂２ａａを形成し、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定する。インサートモールド部品２は、トンネルゲート８ｂから充填された後、スプールランナーの切り離し時の楕円形状のゲート痕８ｂｂを有する。
樹脂部位にクラックが発生することなく、しかも、ウェルドの発生を防止できるインサートモールド部品を提供することにある。
【解決手段】
２つのインサート部材４Ａ，４Ｂの一部が外部に露出して、２つのインサート部材の中央にたすき状に樹脂２ａａを橋渡して、周囲の樹脂と一体的に連結し、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定する。モールド成形する金型の開閉方向の面Ｘに対して垂直な面Ｙであって、インサート部材４Ａ，４Ｂの間の延長方向のインサート部材の側面の位置Ｇに、樹脂を鋭角に充填するトンネルゲート８ｂを設け、このトンネルゲートから樹脂を充填して、たすき状の樹脂２ａａを形成し、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定する。インサートモールド部品２は、トンネルゲート８ｂから充填された後、スプールランナーの切り離し時の楕円形状のゲート痕８ｂｂを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート部材をインサートしたインサートモールド部品に係り、特に、複数のインサート部材間にたすき状に樹脂を橋渡す場合に好適なインサートモールド部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
インサートモールド部品のインサート部材には、いろいろな材料及び形状の部材をインサートされているが、インサート部材と樹脂との線膨張係数の差からインサート部材を保持している樹脂部位には、クラックが発生しやすいという問題があった。
【０００３】
そこで、例えば、特開平５−１２４０５８号公報に記載のように、樹脂内にガスを注入し、インサート部材の周囲に空間部を形成するものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１２４０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平５−１２４０５８号公報に記載のように、樹脂内にガスを注入し、インサート部材の周囲に空間部を形成させるものでは、空間の大きさや位置は樹脂の粘度に左右され、安定した空間部を所定の位置に設けることが難しいものである。空間部の位置が適切でないと、インサート部材と樹脂の間にガタやズレが生じるため、位置精度を必要とするインサートモールド部品には適用できないものであった。また、特開平５−１２４０５８号公報に記載のものでは、インサート部材の周囲にウェルドが発生しやすいという問題もある。ウェルドが発生すると、樹脂の母材強度が低下するものである。
【０００６】
本発明の目的は、樹脂部位にクラックが発生することなく、しかも、ウェルドの発生を防止できるインサートモールド部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも２つのインサート部材の一部が外部に露出して、前記２つのインサート部材の中央にたすき状に樹脂を橋渡して、周囲の樹脂と一体的に連結し、インサート部材を保持固定したインサートモールド部品において、前記インサートモールド部品をモールド成形する金型の開閉方向の面に対して垂直な面であって、前記２つのインサート部材の間の延長方向の前記インサート部材の側面の位置に、樹脂を鋭角に充填するトンネルゲートを設け、このトンネルゲートから樹脂を充填して、前記たすき状の樹脂を形成し、前記インサート部材を保持固定したものである。
かかる構成により、樹脂部位にクラックが発生することなく、しかも、ウェルドの発生を防止し得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記インサートモールド部品は、前記トンネルゲートから充填された後、スプールランナーの切り離し時の楕円形状のゲート痕を有するものである。
【０００９】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記樹脂は、ガラス繊維のフィラ−を充填した熱可塑性からなる樹脂である。
【００１０】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記トンネルゲートから充填した部位が、金型の開閉によりモールド部品の樹脂側面部位からせん断方向に切り離されるものである。
【００１１】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記トンネルゲートから充填した部位が、金型の製品突き出し動作によりモールド部品の樹脂側面部位からせん断方向に切り離されるものである。
【００１２】
（６）上記（１）のインサートモールド部品に電子部品を搭載して、前記インサートモールド部品をインサート部材として、樹脂で一体にモールドしたものである。
【００１３】
（７）上記（６）の複合一体成形品に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うものである。
【００１４】
（８）上記（７）において、好ましくは、前記電子装置は、非接触式の変位センサである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂部位にクラックが発生することなく、しかも、ウェルドの発生を防止できるインサートモールド部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図２２を用いて、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の構成及び製造方法について説明する。
【００１７】
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態によるインサートモールド部品の全体構成について説明する。なお、以下の例では、インサートモールド部品として、非接触式の変位センサ，より具体的には、電子制御スロットル装置において、スロットルバルブの角度をホール素子により検出するスロットル角センサを例にして説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の全体構成を示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の全体構成を示す斜視図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ断面を示している。但し、Ａ−Ａの断面位置は、図２のインサート部材４Ａ，４Ｂの中央位置ではなく、一部インサート部材４Ｂが断面形状に現れる位置である。
【００１８】
図１に示すインサート部材付きインサートモールド部品２は、予め樹脂２ａの中に金属性からなるインサート部材４と、電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子３をインサートし、成形される。インサート成形後、インサートモールド部品２に、電子部品５Ａ，５Ｂを搭載し、接続用端子３に、電子部品５Ａ，５Ｂのリード線５ａが接続される。その後、樹脂１ａ中にインサート物として、インサートモールド部品２および、本体取付け用のブッシュ６をそれぞれインサートして成形し、点線で示す複合一体成形品１が得られる。
【００１９】
ここで、インサートモールド部品２がスロットル角センサの場合、電子部品５Ａ，５Ｂは、２個のホール素子からなる。インサート部材４は、図２に示すように、２個のインサート部材４Ａ，４Ｂからなり、ホール素子５Ａ，５Ｂの上部に配置される磁性材料のカバーである。スロットル弁の軸端部には永久磁石が固定され、スロットル弁の回動に応じて、永久磁石が回動することで生じる磁束の変化が、ホール素子５Ａ，５Ｂによって検出され、スロットル弁の開度を検出することができる。
【００２０】
インサート部材４Ａ，４Ｂは、樹脂２ａによって互いに絶縁されると共に、樹脂２ａによってホール素子５Ａ，５Ｂを覆う所定の位置に位置決め固定される。図２に示すように、インサート部材４Ａ，４Ｂの一部は、露出している。
【００２１】
なお、図１及び図２において、符号８ｂｂは、トンネルゲートから樹脂をモールド成形し、スプールランナーを切り離した後のゲート痕８ｂｂを示しているが、この点については後述する。
【００２２】
次に、図３〜図６を用いて、本実施形態によるインサートモールド部品の要部構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す拡大斜視図である。図４は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す平面図であり、図３のＰ矢視図である。図５は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す正面図であり、図３のＱ矢視図である。図６は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す断面図であり、図３のＢ−Ｂ断面を示している。なお、図３〜図６において、図１，図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００２３】
インサート部材４Ａ，４Ｂの中央部には、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定するために、たすき状の樹脂部材２ａａを形成している。たすき状の樹脂部材２ａａは、２つのインサート部材４Ａ，４Ｂの中央に、たすき状に橋渡される。たすき状の樹脂部材２ａａは、他の樹脂部材２ａと同時に充填したため、途中途切れることなく一体的に連結している。尚、インサート部材４Ａ，４Ｂと樹脂部材２ａａの接触面及びに他の樹脂部材２ａとの接触面以外は、図３〜図６に示す如く、外部に露出している。更に、図６に示すように、後から搭載する電子部材５Ａ，５Ｂの空間２ｂを有した形状で構成している。
【００２４】
ここで、樹脂部材２ａとしては、ガラス繊維３０％充填したＰＢＴ樹脂を用いているが、樹脂部材２ａの材質は、ＰＢＴ樹脂に限定されるものではなく、他の熱可塑性樹脂やこれらの樹脂に無機材料のガラス繊維、有機材料の炭素繊維等を充填した樹脂を用いることができる。
【００２５】
次に、図７及び図８を用いて、本実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法について説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法を示す部分断面図である。図８は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法における型離し時の状態を示す要部断面図である。なお、図７及び図８において、図１〜図６と同一符号は、同一部分を示している。
【００２６】
図７に示すように、上金型１０ａａと、下金型１０ｂｂとの間に形成されるキャビティ内の所定の位置に、インサート部材４Ａ，４Ｂ及び接続用端子３が位置決めされる。上金型１０ａａには、トンネルゲート８ｂが形成されている。
【００２７】
トンネルゲート８ｂが形成される位置は、図８に示すように、モールド成形する金型１０ａａ，１０ｂｂの開閉方向の面Ｘに垂直な面Ｙであって、２つのインサート部材４Ａ，４Ｂの間の延長方向のモールド部品４Ａ，４Ｂの側面の位置Ｇである。しかも、トンネルゲート８ｂは、たすき状樹脂部材２ａａを形成するために、２つのインサート部材４Ａ，４Ｂの間に樹脂を充填する方向であって、しかも、図８において、角度θが９０°未満の鋭角となるように設けられる。さらに、トンネルゲート８ｂは、円錐形状をしている。
【００２８】
図７に示すように、トンネルゲート８ｂから樹脂を充填することで、インサート部材４Ａ，４Ｂの一部が外部に露出して、前記インサート部材４Ａ，４Ｂの中央へたすき状に形成する樹脂部材２ａａが橋渡され、周囲の樹脂部材２ａと一体的に連結して、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定するインサートモールド部品２が成形される。
【００２９】
次に、図９〜図１６用いて、本実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れについて説明する。なお、ここでは、金型の図示は省略している。
図９〜図１１は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。図１２は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形後のモールド部品の要部斜視図である。図１３は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの拡大説明図である。図１４は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時のモールドフロー図である。図１５は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時のガラス繊維の配向説明図である。図１６は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の型離し時の説明図である。
【００３０】
最初に、金属性からなるインサート部材４Ａ，４Ｂを下金型１０ｂｂのキャビティの所定位置にセットし、上金型１０ａａと型閉めした後、鋭角に充填する円錐状のトンネルゲート８ｂから、図９に示すように、溶融樹脂２ａをキャビティ内部に流し込む。
【００３１】
このとき、トンネルゲート８ｂは、前述の面Ｙに対して鋭角に設けられているため、図１３に示すように、流し込む樹脂２ａに方向性が持たせられる。すなわち、矢印２ａｂ１の方向が、矢印２ａｂ２の方向よりも流動抵抗が小さいため、樹脂２ａはキャビティ内部に入り込んでから流動抵抗の小さい方向（矢印２ａｂ１の方向）へと多く流れる。逆方向へは少なくなる。
【００３２】
ここで、図１４を用いて、そのときの樹脂２ａの流れを示すモールドフロー２ａｂ１について説明する。
【００３３】
樹脂部材２ａａ２を形成する部位へ入り込んだ初期の樹脂２ａは、トンネルゲート８ｂを中心に楕円状に広がる。ここで流れの拡大は、流動抵抗の小さい所を中心に広がるため、充填した樹脂２ａは、全体的に流れの拡大方向に中心８ｂｂｂがシフトしながら広がる。この拡大が順次連続的に行われる。結果、樹脂２ａのモールドフロー２ａｂ１はゲート８ｂから放射状に張り出してから、流線状に流動抵抗の小さい方向へ徐々に向きを変えながら広がる傾向となる。
【００３４】
この時、樹脂内部のガラス繊維２ａｃにおいても、流れの方向に配向しやすい特徴があるため、図１５に示すように、モールドフロー２ａｂ１と同気した配向となる。
【００３５】
その後、流動抵抗の小さい方向の充填樹脂２ａは、充填速度が速くなるため、図１０に示すように樹脂部材２ａａ１となる空間を流れ、続けてゲート８ｂと対面側である樹脂部材２ａａ２となる空間へと流れ込む。
【００３６】
一方、流動抵抗の大きい側の樹脂２ａは、充填速度は遅いまま徐々に広がり、ゲート８ｂと接する樹脂部材２ａａ２となる空間を充満する。たすき状の樹脂部材２ａａを充満した溶融樹脂は、図１１に示すように、他の樹脂部位を形成する空間へと流れ、後にキャビティ内部を充満し、充填が完了する。
【００３７】
次に、トンネルゲート８ｂにより充填が完了したインサートモールド部品２は、金型から取り出すために、金型１０ａａと金型１０ｂｂは、図８に示すように、型開閉する。この開閉動作と連動して、トンネルゲート８ｂを形成する部位の金型１０ａａは、図１６のようにトンネルゲート８ｂの内部に形成されるスプールランナー８ｂｃは、これと繋がっている樹脂部材２ａａ２の面において、スプルランナー８ｂｃを徐々に弾性変形させながら同時に、鋭角な形状を持つトンネルゲート８ｂの部位によりスプルランナー８ｂｃを樹脂部材２ａａ２から金型１０ａａの開閉方向に切り離す。切り離したスプルランナー８ｂｃは破線で示す位置８ｂｃ’に弾性変形後、再度切り離し前の位置に戻り停滞するがインサートモールド部品２の突き出しと同時に、金型の外へ排出される。
【００３８】
このようなゲート８ｂと樹脂２ａの切り離しによれば、切り離し後のゲート痕８ｂｂは、樹脂部材２ａａ２面より外側方向へ凸状に突起が発生することがない。よって、樹脂部材２ａａ２面と同一な平面を確保することができる。これにより、ピンゲートのようなゲートでは、切り離された後の成形樹脂面からゲート残りが凸状に突起する問題が回避される。またゲート切り離しが、トンネルゲート８ｂ部位の鋭角な形状によりナイフ状に切り離されるため、樹脂部材２ａａ２に加わる負荷も小さくできる効果がある。更には、ピンゲート方式では限界とされる薄肉成形を図ることが可能となる。なお、面Ｙに対して鋭角なトンネルゲートを用いているため、ゲート痕８ｂｂは、図１４に示すように楕円形状となる。
【００３９】
以上の工程により、図１２に示すようなインサートモールド部品２が成形される。
【００４０】
ここで、図１７〜図２０を用いて、従来の方法と、そのときウェルドが発生する理由について簡単に説明する。
図１７及び図１８は、従来の方法におけるモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。図１９は、従来の方法におけるモールド成形時のモールドフロー図である。図２０は、従来の方法におけるモールド成形時のガラス繊維の配向説明図である。
【００４１】
従来の方法では、サイドゲートは、図８に矢印Ｐで示す方向に設けられている。すなわち、上金型と下金型の開閉面Ｘの上であって、面Ｘに平行な方向に設けられている。すなわち、面Ｙに対して直角方向となっている。
【００４２】
従来の方法では、キャビティ内部に流れ込む溶融樹脂２ａの流れは、図１７及び図１８に示すように、サイドゲート８ａの近いところから流動抵抗の少ないところへと先に流れ込む。したがって、溶融樹脂２ａの流れは、始めに流動抵抗の最も少ない部位２ａｂ１へ流れ込み、次に、部位２ａｂ２から部位２ａｂ３へと順次流れ込む。そのためインサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定するインサート部材４Ａ，４Ｂの中央部に形成するたすき状の樹脂部材２ａａは、他の部分より充填遅れが生じる。溶融樹脂２ａｂ３は、樹脂部２ａｂ２とたすき状の樹脂部材２ａａを連結している両側より充填する。結果互いの溶融樹脂２ａｂ３は、たすき状の樹脂部材２ａａの途中で合流し、合流した溶融樹脂２ａｂ３においては最終充填部位となり、他の部位へ流動することなく、冷却固化した後にウエルド９となって介在する。ここで、予め樹脂の補強材として充填しているガラス繊維においては、合流後の流動がないウエルド９では特に、ガラス繊維が互いに絡むことがない。よって補強の効果は少なく、樹脂母材強度の低下部位となる。
【００４３】
インサートモールド部品の樹脂２ａには、インサート部材４Ａ，４Ｂとの線膨張係数の差を有しているためインサート部材を保持固定しているたすき状の樹脂部材２ａａは、成形後の繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下で線膨張係数の大きい樹脂２ａａは、低線膨張係数の金属性からなるインサート部材４Ａ，４Ｂに収縮を阻害され、樹脂２ａａの内部に応力が繰り返し生じる。この繰り返し発生する応力に耐えきれず樹脂２ａａには、クラックが発生しやすくなる。特に樹脂の母材強度の低いウエルド９では、クラック発生を回避することは難しいものである。
【００４４】
従来のピンゲート方式では、ゲートは充填面の法線に対して、垂直に設置することになるため、充填する樹脂の流動抵抗はゲート中心に全周等しくなる。その時の樹脂２ａの流れを示すモールドフロー２ａｂは、図１９に示すようになる。すなわち、樹脂２ａは、ゲート８ｃを中心として、放射状に広がる。拡大方向の中心は、シフトすることなくゲート８ｃ中心のままとなる。その結果、樹脂内部のガラス繊維２ａｃにおいても、流れの方向に配向しやすい特徴があるため、図２０に示すようにモールドフロー２ａｂ２と同気した配向となる。
【００４５】
ここで、本実施形態による図１５と、従来の方法による図２０とを比較して説明する。本実施形態では、図１５に示す部位２ａｂにおけるガラス繊維２ａｃの配向は、平行な向きのガラス繊維２ａｃと左右どちらかに傾きを持つガラス繊維２ａｃとが共存する。一方、従来の方法では、図２０に示す部位２ａｄにおけるガラス繊維２ａｃ配向は、ほぼ全体的に平行な向きのガラス繊維２ａｃとなる。
【００４６】
ここで本来、補強材として充填されたガラス繊維２ａｃは、樹脂の補強を目的として充填されているが、樹脂の樹脂収縮を阻害して、できるだけ線膨張を低下させ、金属性のインサート部材などの線膨張係数に近づける役割も有している。よって、樹脂２ａの補強材として充填されたガラス繊維２ａｃの向きが、樹脂２ａとインサート部材から発生する樹脂への拘束力Ｎの方向と同一方向に配列すると、Ｎの方向への樹脂収縮はガラス繊維２ａｃにより収縮が阻害され最小となる。逆に、拘束力Ｎの方向と直角に配列するとＮの方向に対するガラス繊維２ａｃでの収縮阻害は最小になるため、Ｎの方向への樹脂収縮は最大となる。このことから拘束力Ｎの方向と直角にガラス繊維２ａｃが配列すると温度変化時の樹脂収縮により発生する内部応力は最大となる。よって、低温環境下におけるインサート部材と樹脂２ａの線膨張係数差から生じる樹脂２ａａの内部応力に対する、耐力は最も厳しくなり、時にはクラック発生に到ることもある。
【００４７】
これにより、ゲートを中心とした樹脂の流動方向に対抗する部位２ａｄのガラス繊維２ａｃ配向において、図２０に示すように、全体的に平行な向きのガラス繊維２ａｃとなる従来方式よりも、図１５に示したように、平行な向きのガラス繊維２ａｃと左右どちらかに傾きを持つガラス繊維２ａｃとが共存する本実施形態のトンネルゲートの方が樹脂の収縮に対する阻害効果で優位となる。これによりゲート周囲における樹脂収縮の抑制が改善される。結果として、成形後の繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下におけるインサート部材４Ａ，４Ｂと樹脂２ａの線膨張係数差から生じる、樹脂２ａａの内部応力の軽減が図れ、クラック発生の抑制を可能とする効果が望める。
【００４８】
次に、図２１及び図２２を用いて、本実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成について説明する。
図２１は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成を示す断面図である。図２２は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成を示す斜視図である。図２１は、図２２のＣ−Ｃ断面を示している。なお、図２１，図２２において、図１，図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００４９】
インサート部材付きインサートモールド部品２は、予め樹脂２ａの中に金属性からなるインサート部材４と、電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子３をインサートし、成形される。インサート成形後、インサートモールド部品２に、電子部品５Ａ，５Ｂを搭載し、接続用端子３に、電子部品５のリード線５ａが接続される。その後、樹脂１ａ中にインサート物として、インサートモールド部品２および、本体取付け用のブッシュ６をそれぞれインサートして成形し、点線で示す複合一体成形品本体１が得られる。複合一体成形品本体１は、非接触式の変位センサなどの電子装置である。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、製作されたインサートモールド部品２は、インサート部材４Ａ，４Ｂと同等な線膨張係数を持つ高コストの樹脂材を用いなくても、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持している樹脂部材２ａａの著しい強度低下の発生防止、並びに低温度時に発生する内部応力の軽減が図れ、成形後に繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下で前記樹脂部材２ａａの破損を防止し、高信頼性のインサート部材付きモールド部品を確保できる。
【００５１】
また、本実施形態によるインサートモールド部品を用いることで、インサート部材周囲がクラックにより発生するがたつきが生じない位置精度を可能とする複合一体成形品を得ることできる。
【００５２】
また、本実施形態の複合一体成形品によれば、モールド上もしくはモールド内部に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うことにより電子装置用モールド部品を得ることができる。
【００５３】
次に、図２３及び図２４を用いて、本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品の製造方法について説明する。
【００５４】
図２３は、本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法を示す部分断面図である。図２４は、本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法における型離し時の状態を示す要部断面図である。なお、図２３及び図２４において、図１〜図６と同一符号は、同一部分を示している。
【００５５】
本実施形態では、前述の第１の実施形態のインサート部材付きモールド部品２ａに対して、インサート部材４Ａ，４Ｂの金型へインサートする方向が上下逆向きなキャビティを金型へ掘り込み構成している。
【００５６】
すなわち、下金型１０ｂｂｂには、トンネルゲート８ｂが形成されている。トンネルゲート８ｂが形成される位置は、図２４に示すように、モールド成形する金型１０ａａ，１０ｂｂの開閉方向の面Ｘに垂直な面Ｙであって、モールド部品４Ａ，４Ｂの側面の位置Ｇである。しかも、トンネルゲート８ｂは、樹脂を鋭角に充填する方向に設けられる。さらに、トンネルゲート８ｂは、円錐形状をしている。
【００５７】
つまり第１の実施形態の金型に対して、上型のキャビティを同じ大きさ、形状、及び配置で下型に掘り込み、上型へは下型のキャビティを同じ大きさ、形状、及び配置で掘り込み、金型の開閉面で対称に設置している。
【００５８】
樹脂２ａは、キャビティ内部に入り込んでから流動抵抗の小さい方向へと多く流れる。逆方向へは少なくなる。その後、流動抵抗の小さい方向の充填樹脂２ａは、充填速度が速くなるため、樹脂部材２ａａ１となる空間を流れ、続けてゲート８ｂと対面側である樹脂部材２ａａ２となる空間へと流れ込む。一方、流動抵抗の大きい側の樹脂２ａは、充填速度は遅いまま徐々に広がり、ゲート８ｂと接する樹脂部材２ａａ２となる空間を充満する。たすき状の樹脂部材２ａａを充満した溶融樹脂は、他の樹脂部位を形成する空間へと流れ、後にキャビティ内部を充満し、充填が完了する。よって、本発明によるところの樹脂の流れとガラス繊維の配向においても、第１実施例と同様に作用し、樹脂の収縮に対する阻害効果で優位となる。これによりゲート周囲における樹脂収縮の抑制が改善され、成形後の繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下におけるインサート部材４Ａ，４Ｂと樹脂２ａの線膨張係数差から生じる、樹脂２ａａの内部応力の軽減が図れ、クラック発生の抑制を可能とする効果が望める。
【００５９】
本実施形態の特徴は、ゲート８ｂの切り離しを図２４に示すように、金型の開閉動作ではなく、製品の突き出し動作と連動して、スプルランナー全体が金型から突き出し方向に離型しながら鋭角な形状を持つトンネルゲート８ｂ部位によりゲート８ｂを樹脂部材２ａａ２から金型１０ａａａの開閉方向に切り離す。切り離したスプルランナーにおいては、インサートモールド部品２の突き出しと同時に、金型の外へ排出される。
【００６０】
本実施形態によれば、ゲート切り離しが、トンネルゲート８ｂ部位の鋭角な形状によりナイフ状に切り離されるため、樹脂部材２ａａ２に加わる負荷も小さくできる効果があり、切り離し後のゲート８ｂ跡は、樹脂部材２ａａ２面より外側方向へ凸状に突起が発生することがない。更にゲート８ｂ全体が金型から離型しながら切り離しが行われるため、スプルランナー全体が金型１０ａａａに拘束されなくなる。よってスプルランナー８ｂｃの弾性変形８ｂｃ’に伴う変形をスプルランナー全体で撓むことが可能になるため、局部的な応力を緩和することができる。スプルランナー８ｂｃの弾性変形８ｂｃ’によるランナーの破損防止に対して、優位となる。
【００６１】
本実施形態によっても、製作されたインサートモールド部品は、インサート部材と同等な線膨張係数を持つ高コストの樹脂材を用いなくても、インサート部材を保持している樹脂部材の著しい強度低下の発生防止、並びに低温度時に発生する内部応力の軽減が図れ、成形後に繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下で前記樹脂部材の破損を防止し、高信頼性のインサート部材付きモールド部品を確保できる。
【００６２】
また、本実施形態によるインサートモールド部品を用いることで、インサート部材周囲がクラックにより発生するがたつきが生じない位置精度を可能とする複合一体成形品を得ることできる。
【００６３】
また、本実施形態の複合一体成形品によれば、モールド上もしくはモールド内部に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うことにより電子装置用モールド部品を得ることができる。
【００６４】
本発明は、モータなどの回転体を形成するものや回転体を用いて角度や位置、変位をセンシングするセンサなどに適用される。例えば、自動車分野における流入空気量を調整するスロットル弁（バルブ）やそこに取付けられるスロットルポジションセンサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、これらセンサを一連に制御構成するための各種センサなどである。また、本発明の課題を解決するものであれば、上記の列記した製品に限定されることなく適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の全体構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す拡大斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法を示す部分断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法における型離し時の状態を示す要部断面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形後のモールド部品の要部斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの拡大説明図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時のモールドフロー図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時のガラス繊維の配向説明図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の型離し時の説明図である。
【図１７】従来の方法におけるモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１８】従来の方法におけるモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１９】従来の方法におけるモールド成形時のモールドフロー図である。
【図２０】従来の方法におけるモールド成形時のガラス繊維の配向説明図である。
【図２１】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成を示す断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法を示す部分断面図である。
【図２４】本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法における型離し時の状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…複合一体成形品本体
１ａ，２ａ，２ａａ，２ａａ１，２ａａ２…樹脂部材
２…インサートモールド部品
２ａｂ，２ａｂ１，２ａｂ２，２ａｂ３…モールドフロー
２ａｃ…ガラス繊維
３…端子
４…インサート部材
５…電子部品
５ａ…リード線
６…ブッシュ
８ｂ，８ｂ’…スプルランナー
８ｂ…トンネルゲート
８ｃ…ピンゲート
９…ウエルド
１０ａ，１０ａａ，１０ａａａ…上型
１０ｂ，１０ｂｂ，１０ｂｂｂ…下型
１１…金型開閉方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インサート部材をインサートしたインサートモールド部品に係り、特に、複数のインサート部材間にたすき状に樹脂を橋渡す場合に好適なインサートモールド部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
インサートモールド部品のインサート部材には、いろいろな材料及び形状の部材をインサートされているが、インサート部材と樹脂との線膨張係数の差からインサート部材を保持している樹脂部位には、クラックが発生しやすいという問題があった。
【０００３】
そこで、例えば、特開平５−１２４０５８号公報に記載のように、樹脂内にガスを注入し、インサート部材の周囲に空間部を形成するものが知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１２４０５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平５−１２４０５８号公報に記載のように、樹脂内にガスを注入し、インサート部材の周囲に空間部を形成させるものでは、空間の大きさや位置は樹脂の粘度に左右され、安定した空間部を所定の位置に設けることが難しいものである。空間部の位置が適切でないと、インサート部材と樹脂の間にガタやズレが生じるため、位置精度を必要とするインサートモールド部品には適用できないものであった。また、特開平５−１２４０５８号公報に記載のものでは、インサート部材の周囲にウェルドが発生しやすいという問題もある。ウェルドが発生すると、樹脂の母材強度が低下するものである。
【０００６】
本発明の目的は、樹脂部位にクラックが発生することなく、しかも、ウェルドの発生を防止できるインサートモールド部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも２つのインサート部材の一部が外部に露出して、前記２つのインサート部材の中央にたすき状に樹脂を橋渡して、周囲の樹脂と一体的に連結し、インサート部材を保持固定したインサートモールド部品において、前記インサートモールド部品をモールド成形する金型の開閉方向の面に対して垂直な面であって、前記２つのインサート部材の間の延長方向の前記インサート部材の側面の位置に、樹脂を鋭角に充填するトンネルゲートを設け、このトンネルゲートから樹脂を充填して、前記たすき状の樹脂を形成し、前記インサート部材を保持固定したものである。
かかる構成により、樹脂部位にクラックが発生することなく、しかも、ウェルドの発生を防止し得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、前記インサートモールド部品は、前記トンネルゲートから充填された後、スプールランナーの切り離し時の楕円形状のゲート痕を有するものである。
【０００９】
（３）上記（１）において、好ましくは、前記樹脂は、ガラス繊維のフィラ−を充填した熱可塑性からなる樹脂である。
【００１０】
（４）上記（１）において、好ましくは、前記トンネルゲートから充填した部位が、金型の開閉によりモールド部品の樹脂側面部位からせん断方向に切り離されるものである。
【００１１】
（５）上記（１）において、好ましくは、前記トンネルゲートから充填した部位が、金型の製品突き出し動作によりモールド部品の樹脂側面部位からせん断方向に切り離されるものである。
【００１２】
（６）上記（１）のインサートモールド部品に電子部品を搭載して、前記インサートモールド部品をインサート部材として、樹脂で一体にモールドしたものである。
【００１３】
（７）上記（６）の複合一体成形品に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うものである。
【００１４】
（８）上記（７）において、好ましくは、前記電子装置は、非接触式の変位センサである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、樹脂部位にクラックが発生することなく、しかも、ウェルドの発生を防止できるインサートモールド部品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１〜図２２を用いて、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の構成及び製造方法について説明する。
【００１７】
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態によるインサートモールド部品の全体構成について説明する。なお、以下の例では、インサートモールド部品として、非接触式の変位センサ，より具体的には、電子制御スロットル装置において、スロットルバルブの角度をホール素子により検出するスロットル角センサを例にして説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の全体構成を示す断面図である。図２は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の全体構成を示す斜視図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ断面を示している。但し、Ａ−Ａの断面位置は、図２のインサート部材４Ａ，４Ｂの中央位置ではなく、一部インサート部材４Ｂが断面形状に現れる位置である。
【００１８】
図１に示すインサート部材付きインサートモールド部品２は、予め樹脂２ａの中に金属性からなるインサート部材４と、電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子３をインサートし、成形される。インサート成形後、インサートモールド部品２に、電子部品５Ａ，５Ｂを搭載し、接続用端子３に、電子部品５Ａ，５Ｂのリード線５ａが接続される。その後、樹脂１ａ中にインサート物として、インサートモールド部品２および、本体取付け用のブッシュ６をそれぞれインサートして成形し、点線で示す複合一体成形品１が得られる。
【００１９】
ここで、インサートモールド部品２がスロットル角センサの場合、電子部品５Ａ，５Ｂは、２個のホール素子からなる。インサート部材４は、図２に示すように、２個のインサート部材４Ａ，４Ｂからなり、ホール素子５Ａ，５Ｂの上部に配置される磁性材料のカバーである。スロットル弁の軸端部には永久磁石が固定され、スロットル弁の回動に応じて、永久磁石が回動することで生じる磁束の変化が、ホール素子５Ａ，５Ｂによって検出され、スロットル弁の開度を検出することができる。
【００２０】
インサート部材４Ａ，４Ｂは、樹脂２ａによって互いに絶縁されると共に、樹脂２ａによってホール素子５Ａ，５Ｂを覆う所定の位置に位置決め固定される。図２に示すように、インサート部材４Ａ，４Ｂの一部は、露出している。
【００２１】
なお、図１及び図２において、符号８ｂｂは、トンネルゲートから樹脂をモールド成形し、スプールランナーを切り離した後のゲート痕８ｂｂを示しているが、この点については後述する。
【００２２】
次に、図３〜図６を用いて、本実施形態によるインサートモールド部品の要部構成について説明する。
図３は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す拡大斜視図である。図４は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す平面図であり、図３のＰ矢視図である。図５は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す正面図であり、図３のＱ矢視図である。図６は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す断面図であり、図３のＢ−Ｂ断面を示している。なお、図３〜図６において、図１，図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００２３】
インサート部材４Ａ，４Ｂの中央部には、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定するために、たすき状の樹脂部材２ａａを形成している。たすき状の樹脂部材２ａａは、２つのインサート部材４Ａ，４Ｂの中央に、たすき状に橋渡される。たすき状の樹脂部材２ａａは、他の樹脂部材２ａと同時に充填したため、途中途切れることなく一体的に連結している。尚、インサート部材４Ａ，４Ｂと樹脂部材２ａａの接触面及びに他の樹脂部材２ａとの接触面以外は、図３〜図６に示す如く、外部に露出している。更に、図６に示すように、後から搭載する電子部材５Ａ，５Ｂの空間２ｂを有した形状で構成している。
【００２４】
ここで、樹脂部材２ａとしては、ガラス繊維３０％充填したＰＢＴ樹脂を用いているが、樹脂部材２ａの材質は、ＰＢＴ樹脂に限定されるものではなく、他の熱可塑性樹脂やこれらの樹脂に無機材料のガラス繊維、有機材料の炭素繊維等を充填した樹脂を用いることができる。
【００２５】
次に、図７及び図８を用いて、本実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法について説明する。
図７は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法を示す部分断面図である。図８は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法における型離し時の状態を示す要部断面図である。なお、図７及び図８において、図１〜図６と同一符号は、同一部分を示している。
【００２６】
図７に示すように、上金型１０ａａと、下金型１０ｂｂとの間に形成されるキャビティ内の所定の位置に、インサート部材４Ａ，４Ｂ及び接続用端子３が位置決めされる。上金型１０ａａには、トンネルゲート８ｂが形成されている。
【００２７】
トンネルゲート８ｂが形成される位置は、図８に示すように、モールド成形する金型１０ａａ，１０ｂｂの開閉方向の面Ｘに垂直な面Ｙであって、２つのインサート部材４Ａ，４Ｂの間の延長方向のモールド部品４Ａ，４Ｂの側面の位置Ｇである。しかも、トンネルゲート８ｂは、たすき状樹脂部材２ａａを形成するために、２つのインサート部材４Ａ，４Ｂの間に樹脂を充填する方向であって、しかも、図８において、角度θが９０°未満の鋭角となるように設けられる。さらに、トンネルゲート８ｂは、円錐形状をしている。
【００２８】
図７に示すように、トンネルゲート８ｂから樹脂を充填することで、インサート部材４Ａ，４Ｂの一部が外部に露出して、前記インサート部材４Ａ，４Ｂの中央へたすき状に形成する樹脂部材２ａａが橋渡され、周囲の樹脂部材２ａと一体的に連結して、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定するインサートモールド部品２が成形される。
【００２９】
次に、図９〜図１６用いて、本実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れについて説明する。なお、ここでは、金型の図示は省略している。
図９〜図１１は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。図１２は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形後のモールド部品の要部斜視図である。図１３は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの拡大説明図である。図１４は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時のモールドフロー図である。図１５は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時のガラス繊維の配向説明図である。図１６は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の型離し時の説明図である。
【００３０】
最初に、金属性からなるインサート部材４Ａ，４Ｂを下金型１０ｂｂのキャビティの所定位置にセットし、上金型１０ａａと型閉めした後、鋭角に充填する円錐状のトンネルゲート８ｂから、図９に示すように、溶融樹脂２ａをキャビティ内部に流し込む。
【００３１】
このとき、トンネルゲート８ｂは、前述の面Ｙに対して鋭角に設けられているため、図１３に示すように、流し込む樹脂２ａに方向性が持たせられる。すなわち、矢印２ａｂ１の方向が、矢印２ａｂ２の方向よりも流動抵抗が小さいため、樹脂２ａはキャビティ内部に入り込んでから流動抵抗の小さい方向（矢印２ａｂ１の方向）へと多く流れる。逆方向へは少なくなる。
【００３２】
ここで、図１４を用いて、そのときの樹脂２ａの流れを示すモールドフロー２ａｂ１について説明する。
【００３３】
樹脂部材２ａａ２を形成する部位へ入り込んだ初期の樹脂２ａは、トンネルゲート８ｂを中心に楕円状に広がる。ここで流れの拡大は、流動抵抗の小さい所を中心に広がるため、充填した樹脂２ａは、全体的に流れの拡大方向に中心８ｂｂｂがシフトしながら広がる。この拡大が順次連続的に行われる。結果、樹脂２ａのモールドフロー２ａｂ１はゲート８ｂから放射状に張り出してから、流線状に流動抵抗の小さい方向へ徐々に向きを変えながら広がる傾向となる。
【００３４】
この時、樹脂内部のガラス繊維２ａｃにおいても、流れの方向に配向しやすい特徴があるため、図１５に示すように、モールドフロー２ａｂ１と同気した配向となる。
【００３５】
その後、流動抵抗の小さい方向の充填樹脂２ａは、充填速度が速くなるため、図１０に示すように樹脂部材２ａａ１となる空間を流れ、続けてゲート８ｂと対面側である樹脂部材２ａａ２となる空間へと流れ込む。
【００３６】
一方、流動抵抗の大きい側の樹脂２ａは、充填速度は遅いまま徐々に広がり、ゲート８ｂと接する樹脂部材２ａａ２となる空間を充満する。たすき状の樹脂部材２ａａを充満した溶融樹脂は、図１１に示すように、他の樹脂部位を形成する空間へと流れ、後にキャビティ内部を充満し、充填が完了する。
【００３７】
次に、トンネルゲート８ｂにより充填が完了したインサートモールド部品２は、金型から取り出すために、金型１０ａａと金型１０ｂｂは、図８に示すように、型開閉する。この開閉動作と連動して、トンネルゲート８ｂを形成する部位の金型１０ａａは、図１６のようにトンネルゲート８ｂの内部に形成されるスプールランナー８ｂｃは、これと繋がっている樹脂部材２ａａ２の面において、スプルランナー８ｂｃを徐々に弾性変形させながら同時に、鋭角な形状を持つトンネルゲート８ｂの部位によりスプルランナー８ｂｃを樹脂部材２ａａ２から金型１０ａａの開閉方向に切り離す。切り離したスプルランナー８ｂｃは破線で示す位置８ｂｃ’に弾性変形後、再度切り離し前の位置に戻り停滞するがインサートモールド部品２の突き出しと同時に、金型の外へ排出される。
【００３８】
このようなゲート８ｂと樹脂２ａの切り離しによれば、切り離し後のゲート痕８ｂｂは、樹脂部材２ａａ２面より外側方向へ凸状に突起が発生することがない。よって、樹脂部材２ａａ２面と同一な平面を確保することができる。これにより、ピンゲートのようなゲートでは、切り離された後の成形樹脂面からゲート残りが凸状に突起する問題が回避される。またゲート切り離しが、トンネルゲート８ｂ部位の鋭角な形状によりナイフ状に切り離されるため、樹脂部材２ａａ２に加わる負荷も小さくできる効果がある。更には、ピンゲート方式では限界とされる薄肉成形を図ることが可能となる。なお、面Ｙに対して鋭角なトンネルゲートを用いているため、ゲート痕８ｂｂは、図１４に示すように楕円形状となる。
【００３９】
以上の工程により、図１２に示すようなインサートモールド部品２が成形される。
【００４０】
ここで、図１７〜図２０を用いて、従来の方法と、そのときウェルドが発生する理由について簡単に説明する。
図１７及び図１８は、従来の方法におけるモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。図１９は、従来の方法におけるモールド成形時のモールドフロー図である。図２０は、従来の方法におけるモールド成形時のガラス繊維の配向説明図である。
【００４１】
従来の方法では、サイドゲートは、図８に矢印Ｐで示す方向に設けられている。すなわち、上金型と下金型の開閉面Ｘの上であって、面Ｘに平行な方向に設けられている。すなわち、面Ｙに対して直角方向となっている。
【００４２】
従来の方法では、キャビティ内部に流れ込む溶融樹脂２ａの流れは、図１７及び図１８に示すように、サイドゲート８ａの近いところから流動抵抗の少ないところへと先に流れ込む。したがって、溶融樹脂２ａの流れは、始めに流動抵抗の最も少ない部位２ａｂ１へ流れ込み、次に、部位２ａｂ２から部位２ａｂ３へと順次流れ込む。そのためインサート部材４Ａ，４Ｂを保持固定するインサート部材４Ａ，４Ｂの中央部に形成するたすき状の樹脂部材２ａａは、他の部分より充填遅れが生じる。溶融樹脂２ａｂ３は、樹脂部２ａｂ２とたすき状の樹脂部材２ａａを連結している両側より充填する。結果互いの溶融樹脂２ａｂ３は、たすき状の樹脂部材２ａａの途中で合流し、合流した溶融樹脂２ａｂ３においては最終充填部位となり、他の部位へ流動することなく、冷却固化した後にウエルド９となって介在する。ここで、予め樹脂の補強材として充填しているガラス繊維においては、合流後の流動がないウエルド９では特に、ガラス繊維が互いに絡むことがない。よって補強の効果は少なく、樹脂母材強度の低下部位となる。
【００４３】
インサートモールド部品の樹脂２ａには、インサート部材４Ａ，４Ｂとの線膨張係数の差を有しているためインサート部材を保持固定しているたすき状の樹脂部材２ａａは、成形後の繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下で線膨張係数の大きい樹脂２ａａは、低線膨張係数の金属性からなるインサート部材４Ａ，４Ｂに収縮を阻害され、樹脂２ａａの内部に応力が繰り返し生じる。この繰り返し発生する応力に耐えきれず樹脂２ａａには、クラックが発生しやすくなる。特に樹脂の母材強度の低いウエルド９では、クラック発生を回避することは難しいものである。
【００４４】
従来のピンゲート方式では、ゲートは充填面の法線に対して、垂直に設置することになるため、充填する樹脂の流動抵抗はゲート中心に全周等しくなる。その時の樹脂２ａの流れを示すモールドフロー２ａｂは、図１９に示すようになる。すなわち、樹脂２ａは、ゲート８ｃを中心として、放射状に広がる。拡大方向の中心は、シフトすることなくゲート８ｃ中心のままとなる。その結果、樹脂内部のガラス繊維２ａｃにおいても、流れの方向に配向しやすい特徴があるため、図２０に示すようにモールドフロー２ａｂ２と同気した配向となる。
【００４５】
ここで、本実施形態による図１５と、従来の方法による図２０とを比較して説明する。本実施形態では、図１５に示す部位２ａｂにおけるガラス繊維２ａｃの配向は、平行な向きのガラス繊維２ａｃと左右どちらかに傾きを持つガラス繊維２ａｃとが共存する。一方、従来の方法では、図２０に示す部位２ａｄにおけるガラス繊維２ａｃ配向は、ほぼ全体的に平行な向きのガラス繊維２ａｃとなる。
【００４６】
ここで本来、補強材として充填されたガラス繊維２ａｃは、樹脂の補強を目的として充填されているが、樹脂の樹脂収縮を阻害して、できるだけ線膨張を低下させ、金属性のインサート部材などの線膨張係数に近づける役割も有している。よって、樹脂２ａの補強材として充填されたガラス繊維２ａｃの向きが、樹脂２ａとインサート部材から発生する樹脂への拘束力Ｎの方向と同一方向に配列すると、Ｎの方向への樹脂収縮はガラス繊維２ａｃにより収縮が阻害され最小となる。逆に、拘束力Ｎの方向と直角に配列するとＮの方向に対するガラス繊維２ａｃでの収縮阻害は最小になるため、Ｎの方向への樹脂収縮は最大となる。このことから拘束力Ｎの方向と直角にガラス繊維２ａｃが配列すると温度変化時の樹脂収縮により発生する内部応力は最大となる。よって、低温環境下におけるインサート部材と樹脂２ａの線膨張係数差から生じる樹脂２ａａの内部応力に対する、耐力は最も厳しくなり、時にはクラック発生に到ることもある。
【００４７】
これにより、ゲートを中心とした樹脂の流動方向に対抗する部位２ａｄのガラス繊維２ａｃ配向において、図２０に示すように、全体的に平行な向きのガラス繊維２ａｃとなる従来方式よりも、図１５に示したように、平行な向きのガラス繊維２ａｃと左右どちらかに傾きを持つガラス繊維２ａｃとが共存する本実施形態のトンネルゲートの方が樹脂の収縮に対する阻害効果で優位となる。これによりゲート周囲における樹脂収縮の抑制が改善される。結果として、成形後の繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下におけるインサート部材４Ａ，４Ｂと樹脂２ａの線膨張係数差から生じる、樹脂２ａａの内部応力の軽減が図れ、クラック発生の抑制を可能とする効果が望める。
【００４８】
次に、図２１及び図２２を用いて、本実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成について説明する。
図２１は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成を示す断面図である。図２２は、本発明の一実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成を示す斜視図である。図２１は、図２２のＣ−Ｃ断面を示している。なお、図２１，図２２において、図１，図２と同一符号は、同一部分を示している。
【００４９】
インサート部材付きインサートモールド部品２は、予め樹脂２ａの中に金属性からなるインサート部材４と、電気的接続を行うため複数本の電気的接続用端子３をインサートし、成形される。インサート成形後、インサートモールド部品２に、電子部品５Ａ，５Ｂを搭載し、接続用端子３に、電子部品５のリード線５ａが接続される。その後、樹脂１ａ中にインサート物として、インサートモールド部品２および、本体取付け用のブッシュ６をそれぞれインサートして成形し、点線で示す複合一体成形品本体１が得られる。複合一体成形品本体１は、非接触式の変位センサなどの電子装置である。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態によれば、製作されたインサートモールド部品２は、インサート部材４Ａ，４Ｂと同等な線膨張係数を持つ高コストの樹脂材を用いなくても、インサート部材４Ａ，４Ｂを保持している樹脂部材２ａａの著しい強度低下の発生防止、並びに低温度時に発生する内部応力の軽減が図れ、成形後に繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下で前記樹脂部材２ａａの破損を防止し、高信頼性のインサート部材付きモールド部品を確保できる。
【００５１】
また、本実施形態によるインサートモールド部品を用いることで、インサート部材周囲がクラックにより発生するがたつきが生じない位置精度を可能とする複合一体成形品を得ることできる。
【００５２】
また、本実施形態の複合一体成形品によれば、モールド上もしくはモールド内部に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うことにより電子装置用モールド部品を得ることができる。
【００５３】
次に、図２３及び図２４を用いて、本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品の製造方法について説明する。
【００５４】
図２３は、本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法を示す部分断面図である。図２４は、本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法における型離し時の状態を示す要部断面図である。なお、図２３及び図２４において、図１〜図６と同一符号は、同一部分を示している。
【００５５】
本実施形態では、前述の第１の実施形態のインサート部材付きモールド部品２ａに対して、インサート部材４Ａ，４Ｂの金型へインサートする方向が上下逆向きなキャビティを金型へ掘り込み構成している。
【００５６】
すなわち、下金型１０ｂｂｂには、トンネルゲート８ｂが形成されている。トンネルゲート８ｂが形成される位置は、図２４に示すように、モールド成形する金型１０ａａ，１０ｂｂの開閉方向の面Ｘに垂直な面Ｙであって、モールド部品４Ａ，４Ｂの側面の位置Ｇである。しかも、トンネルゲート８ｂは、樹脂を鋭角に充填する方向に設けられる。さらに、トンネルゲート８ｂは、円錐形状をしている。
【００５７】
つまり第１の実施形態の金型に対して、上型のキャビティを同じ大きさ、形状、及び配置で下型に掘り込み、上型へは下型のキャビティを同じ大きさ、形状、及び配置で掘り込み、金型の開閉面で対称に設置している。
【００５８】
樹脂２ａは、キャビティ内部に入り込んでから流動抵抗の小さい方向へと多く流れる。逆方向へは少なくなる。その後、流動抵抗の小さい方向の充填樹脂２ａは、充填速度が速くなるため、樹脂部材２ａａ１となる空間を流れ、続けてゲート８ｂと対面側である樹脂部材２ａａ２となる空間へと流れ込む。一方、流動抵抗の大きい側の樹脂２ａは、充填速度は遅いまま徐々に広がり、ゲート８ｂと接する樹脂部材２ａａ２となる空間を充満する。たすき状の樹脂部材２ａａを充満した溶融樹脂は、他の樹脂部位を形成する空間へと流れ、後にキャビティ内部を充満し、充填が完了する。よって、本発明によるところの樹脂の流れとガラス繊維の配向においても、第１実施例と同様に作用し、樹脂の収縮に対する阻害効果で優位となる。これによりゲート周囲における樹脂収縮の抑制が改善され、成形後の繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下におけるインサート部材４Ａ，４Ｂと樹脂２ａの線膨張係数差から生じる、樹脂２ａａの内部応力の軽減が図れ、クラック発生の抑制を可能とする効果が望める。
【００５９】
本実施形態の特徴は、ゲート８ｂの切り離しを図２４に示すように、金型の開閉動作ではなく、製品の突き出し動作と連動して、スプルランナー全体が金型から突き出し方向に離型しながら鋭角な形状を持つトンネルゲート８ｂ部位によりゲート８ｂを樹脂部材２ａａ２から金型１０ａａａの開閉方向に切り離す。切り離したスプルランナーにおいては、インサートモールド部品２の突き出しと同時に、金型の外へ排出される。
【００６０】
本実施形態によれば、ゲート切り離しが、トンネルゲート８ｂ部位の鋭角な形状によりナイフ状に切り離されるため、樹脂部材２ａａ２に加わる負荷も小さくできる効果があり、切り離し後のゲート８ｂ跡は、樹脂部材２ａａ２面より外側方向へ凸状に突起が発生することがない。更にゲート８ｂ全体が金型から離型しながら切り離しが行われるため、スプルランナー全体が金型１０ａａａに拘束されなくなる。よってスプルランナー８ｂｃの弾性変形８ｂｃ’に伴う変形をスプルランナー全体で撓むことが可能になるため、局部的な応力を緩和することができる。スプルランナー８ｂｃの弾性変形８ｂｃ’によるランナーの破損防止に対して、優位となる。
【００６１】
本実施形態によっても、製作されたインサートモールド部品は、インサート部材と同等な線膨張係数を持つ高コストの樹脂材を用いなくても、インサート部材を保持している樹脂部材の著しい強度低下の発生防止、並びに低温度時に発生する内部応力の軽減が図れ、成形後に繰り返し発生する熱履歴において、特に低温環境下で前記樹脂部材の破損を防止し、高信頼性のインサート部材付きモールド部品を確保できる。
【００６２】
また、本実施形態によるインサートモールド部品を用いることで、インサート部材周囲がクラックにより発生するがたつきが生じない位置精度を可能とする複合一体成形品を得ることできる。
【００６３】
また、本実施形態の複合一体成形品によれば、モールド上もしくはモールド内部に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うことにより電子装置用モールド部品を得ることができる。
【００６４】
本発明は、モータなどの回転体を形成するものや回転体を用いて角度や位置、変位をセンシングするセンサなどに適用される。例えば、自動車分野における流入空気量を調整するスロットル弁（バルブ）やそこに取付けられるスロットルポジションセンサ、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ、これらセンサを一連に制御構成するための各種センサなどである。また、本発明の課題を解決するものであれば、上記の列記した製品に限定されることなく適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の全体構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す拡大斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す正面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品の要部構成を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法を示す部分断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法における型離し時の状態を示す要部断面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形後のモールド部品の要部斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の樹脂の流れの拡大説明図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時のモールドフロー図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時のガラス繊維の配向説明図である。
【図１６】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形時の型離し時の説明図である。
【図１７】従来の方法におけるモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１８】従来の方法におけるモールド成形時の樹脂の流れの説明図である。
【図１９】従来の方法におけるモールド成形時のモールドフロー図である。
【図２０】従来の方法におけるモールド成形時のガラス繊維の配向説明図である。
【図２１】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成を示す断面図である。
【図２２】本発明の一実施形態によるインサートモールド部品を用いた複合一体成形品である電子装置の構成を示す斜視図である。
【図２３】本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法を示す部分断面図である。
【図２４】本発明の他の実施形態によるインサートモールド部品のモールド成形方法における型離し時の状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…複合一体成形品本体
１ａ，２ａ，２ａａ，２ａａ１，２ａａ２…樹脂部材
２…インサートモールド部品
２ａｂ，２ａｂ１，２ａｂ２，２ａｂ３…モールドフロー
２ａｃ…ガラス繊維
３…端子
４…インサート部材
５…電子部品
５ａ…リード線
６…ブッシュ
８ｂ，８ｂ’…スプルランナー
８ｂ…トンネルゲート
８ｃ…ピンゲート
９…ウエルド
１０ａ，１０ａａ，１０ａａａ…上型
１０ｂ，１０ｂｂ，１０ｂｂｂ…下型
１１…金型開閉方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのインサート部材の一部が外部に露出して、前記２つのインサート部材の中央にたすき状に樹脂を橋渡して、周囲の樹脂と一体的に連結し、インサート部材を保持固定したインサートモールド部品において、
前記インサートモールド部品をモールド成形する金型の開閉方向の面に対して垂直な面であって、前記２つのインサート部材の間の延長方向の前記インサート部材の側面の位置に、樹脂を鋭角に充填するトンネルゲートを設け、
このトンネルゲートから樹脂を充填して、前記たすき状の樹脂を形成し、前記インサート部材を保持固定したことを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項２】
請求項１記載のインサートモールド部品において、
前記インサートモールド部品は、前記トンネルゲートから充填された後、スプールランナーの切り離し時の楕円形状のゲート痕を有することを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項３】
請求項１記載のインサートモールド部品において、
前記樹脂は、ガラス繊維のフィラ−を充填した熱可塑性からなる樹脂であることを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項４】
請求項１記載のインサートモールド部品において、
前記トンネルゲートから充填した部位が、金型の開閉によりモールド部品の樹脂側面部位からせん断方向に切り離されることを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項５】
請求項１記載のインサートモールド部品において、
前記トンネルゲートから充填した部位が、金型の製品突き出し動作によりモールド部品の樹脂側面部位からせん断方向に切り離されることを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項６】
請求項１記載のインサートモールド部品に電子部品を搭載して、前記インサートモールド部品をインサート部材として、樹脂で一体にモールドしたことを特徴とする複合一体成形品。
【請求項７】
請求項６記載の複合一体成形品に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うことを特徴とする電子装置。
【請求項８】
請求項７記載の電子装置において、
前記電子装置は、非接触式の変位センサであることを特徴とする電子装置。
【請求項１】
少なくとも２つのインサート部材の一部が外部に露出して、前記２つのインサート部材の中央にたすき状に樹脂を橋渡して、周囲の樹脂と一体的に連結し、インサート部材を保持固定したインサートモールド部品において、
前記インサートモールド部品をモールド成形する金型の開閉方向の面に対して垂直な面であって、前記２つのインサート部材の間の延長方向の前記インサート部材の側面の位置に、樹脂を鋭角に充填するトンネルゲートを設け、
このトンネルゲートから樹脂を充填して、前記たすき状の樹脂を形成し、前記インサート部材を保持固定したことを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項２】
請求項１記載のインサートモールド部品において、
前記インサートモールド部品は、前記トンネルゲートから充填された後、スプールランナーの切り離し時の楕円形状のゲート痕を有することを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項３】
請求項１記載のインサートモールド部品において、
前記樹脂は、ガラス繊維のフィラ−を充填した熱可塑性からなる樹脂であることを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項４】
請求項１記載のインサートモールド部品において、
前記トンネルゲートから充填した部位が、金型の開閉によりモールド部品の樹脂側面部位からせん断方向に切り離されることを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項５】
請求項１記載のインサートモールド部品において、
前記トンネルゲートから充填した部位が、金型の製品突き出し動作によりモールド部品の樹脂側面部位からせん断方向に切り離されることを特徴とするインサートモールド部品。
【請求項６】
請求項１記載のインサートモールド部品に電子部品を搭載して、前記インサートモールド部品をインサート部材として、樹脂で一体にモールドしたことを特徴とする複合一体成形品。
【請求項７】
請求項６記載の複合一体成形品に電子部品を配置し、外部との電気信号の授受を行うことを特徴とする電子装置。
【請求項８】
請求項７記載の電子装置において、
前記電子装置は、非接触式の変位センサであることを特徴とする電子装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００７−６２３２７（Ｐ２００７−６２３２７Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５４９５９（Ｐ２００５−２５４９５９）
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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