JP2004351801A - Insert molding method, insert molding apparatus and insert molded product - Google Patents

Insert molding method, insert molding apparatus and insert molded product Download PDF

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JP2004351801A JP2003153365A JP2003153365A JP2004351801A JP 2004351801 A JP2004351801 A JP 2004351801A JP 2003153365 A JP2003153365 A JP 2003153365A JP 2003153365 A JP2003153365 A JP 2003153365A JP 2004351801 A JP2004351801 A JP 2004351801A
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Toshiyuki Matsuo
敏之 松尾
Katsuyoshi Shirai
克佳 白井
Kazusada Tsuruta
和禎 鶴田
Susumu Shibata
進 柴田
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Aisin Corp
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insert molding method capable of accurately controlling the relative position or direction of an insert object with respect to an insert molded product, in obtaining the insert molded product by surrounding the insert object by a resin protective layer, to obtain the insert molded product having sufficiently high sealability, and an insert molding apparatus. <P>SOLUTION: The insert molding method includes a process for arranging the insert object 10 in a mold 41 in a state that a spacer 12 made of a resin having a cylindrical part 12p provided to the leading end thereof is interposed between the mold 41 and the insert object 10, a process for injecting a molten resin in the cavity between the mold 41 and the insert object 10, a process for melting the leading end of the spacer 12 made of the resin and a process for applying pressurizing to the molten resin in the cavity to push the molten resin into the cylindrical part 12p of the spacer 12 made of the resin. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インサート対象物を樹脂保護層で包囲したインサート成形品を得るインサート成形方法、インサート対象物を樹脂保護層で包囲したインサート成形品を得るインサート成形装置、および、同インサート成形方法または同インサート成形装置によって得られたインサート成形品に関する。
【0002】
一般に、この種のインサート成形では、インサート対象物がインサート成形品の内部で特定方向に片寄ることなく、できるだけ均一な厚さの樹脂で保護されることが望まれる。特に、インサート対象物が、検出対象との距離を正確に設定することが必要なセンサ、或いは、車載用の回転検出センサ(車輪速度センサ或いはトランスミッションの出力軸の回転速度検出センサ)などと言った、明確な指向性があるセンサである場合には、インサート成形品の外形などに対するインサート対象物の相対位置や向きを正確に制御することが高精度のセンサユニット(すなわちインサート成形品)を得るための重要な鍵となる。従って、金型とインサート対象物の間のキャビティに樹脂保護層を形成するための溶融樹脂を注入する際に、インサート対象物を金型内の所定位置に正確に位置決めする技術が必要となる。
【0003】
【従来の技術】
この種のインサート成形方法について記した先行技術文献情報として、下記に示す特許文献1及び特許文献2がある。
先ず、特許文献1に記されたインサート成形技術では、エポキシ樹脂のモールド成形によって機能部品のユニットを作製し、このユニットを成形金型内に位置決めした上で、ナイロン樹脂(ハウジングとして利用される第2樹脂)による二次的なモールド成形を行って、インサート成形品を得ている。ユニットの外面には、アルミニウム製の円筒ケースが固定されており、この円筒ケースの外周に圧入固定されたブラケットを、二次的なモールド成形においてユニット(インサート対象物)を金型内で位置決めする手段として用いている。
【0004】
次に、特許文献2に記されたインサート成形技術では、金型内に突出した複数の保持ピンによってインサート対象物を金型内で位置決めしておき、キャビティに溶融樹脂を充填し、これと同時に、(保持ピン周囲の樹脂に冷却固化層が生成されないために)保持ピン内に配置されたヒータによって保持ピンを溶融樹脂の融点以上の温度に加熱し、次に、これらの保持ピンを型面と一致する位置までエアシリンダによって後退させ、後退によって形成されるピン穴を消滅させるべく残りの溶融樹脂を充填する。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−66227号公報(段落番号0010〜0011、図1と図2)
【特許文献2】
特開平9−38982号公報(段落番号0025〜0026、図4から図7)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1のインサート成形技術は、最終的に得られるインサート成形品の外側に、位置決め手段としてのブラケットと充填した樹脂との界面が表れており、この界面部位のシール性が不十分である(対策として、予めブラケット表面にポリアミド系のホットメルト接着剤などのシール剤を塗布しておく必要があった)という問題があった。
【0007】
他方、特許文献2のインサート成形技術には、保持ピンを金型内に出し入れ操作するための機構(エアシリンダなど)を設ける必要があるため、インサート成形装置が大型化し易く、その製作コストも増大するという問題という問題があった。
【0008】
したがって、本発明の目的は、上に例示した従来技術によるインサート成形方法の持つ前述した欠点に鑑み、インサート成形品に対するインサート対象物の相対位置や向きを正確に制御でき、しかも、シール性が十分に高いインサート成形品が得られるインサート成形方法およびインサート成形装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るインサート成形方法は、特許請求の範囲の請求項1から4のいずれかに記された特徴構成を備えている。
すなわち、本発明の請求項1によるインサート成形方法は、
インサート対象物を樹脂保護層で包囲したインサート成形品を得るインサート成形方法であって、
前記インサート対象物を金型内に、先端に筒状部を備えた樹脂製スペーサが前記金型と前記インサート対象物の間に介装された状態で配置する工程、
前記金型と前記インサート対象物の間のキャビティに溶融樹脂を注入する工程、
前記樹脂製スペーサの少なくとも前記先端を前記金型側からの加熱操作によって溶融させる工程、および、
前記キャビティ内の溶融樹脂に与圧を加えることによって、溶融している前記樹脂製スペーサの筒状部内に前記溶融樹脂を押し入らせる工程を有することを特徴構成としている。
【0010】
このような特徴構成を備えているために、本発明の請求項1によるインサート成形方法では、
先ず、インサート対象物を金型内に配置する工程において、インサート対象物の金型に対する位置決めが、両部材の間に挟持された樹脂製スペーサの先端の筒状部(加熱操作によって再溶融可能である)が金型内面に接当することによって十分に確保され、この状態でキャビティに溶融樹脂が充填される。そして、溶融樹脂の充填完了後は、樹脂製スペーサの先端を金型側からの加熱操作によって加熱溶融させ、樹脂製スペーサの筒状部内に溶融樹脂を与圧で押し入らせるので、樹脂製スペーサと溶融樹脂とが溶融して互いの界面で両方の樹脂どうしが混ざり合って十分に一体化し、インサート対象物は樹脂によって確実にシールされる。その結果、車載用の回転センサ等をインサート対象物とした場合、検出精度が高く、しかも、設置位置の過酷な環境条件に対して耐久性の高いインサート成形品(回転センサ)が得られる。
尚、金型側からの加熱操作の程度は、樹脂製スペーサの少なくとも表面部(特に充填される樹脂との界面を形成する外周部)が一定時間(例えば、インサート対象物が車載用の回転センサのように小型の部品であれば数秒から1、2分間)にわたって融点以上に保持されるように設定すれば良い。
【0011】
前記樹脂製スペーサを前記金型側からの加熱操作によって溶融させる前記工程は、前記金型に設けたヒータによる加熱によって行われる構成とすることができる。
このように構成すれば、最も簡単な設備で溶融一体化の工程が実現される。尚、樹脂製スペーサと前記溶融樹脂とを前記金型側からの加熱操作によって溶融一体化させる工程は、金型に設けたヒータによる加熱の他に、例えば、樹脂製スペーサに導電性材料の粉末などを添加しておく、或いは、樹脂製スペーサの表面から僅かに内部に金属板を埋設しておき、金型の外側から金型内に高周波磁界を印加することで、樹脂製スペーサに生じる過電流損失による発熱によって高温化する方法で実現しても良い。
【0012】
前記インサート対象物を金型内に配置する前記工程に先行して、前記樹脂製スペーサを前記インサート対象物の外面に一体的に設けておく工程が設けてある構成とすることが可能である。
このように構成すれば、外面に樹脂製スペーサが一体的に設けられたインサート対象物を金型内に挿入するだけで、インサート対象物の金型に対する位置決めが行われるので、作業者がインサート対象物と樹脂製スペーサとを別々に金型内に配置する等の煩雑な作業が不要となる。
【0013】
特に、樹脂製スペーサを前記インサート対象物の外面に一体的に設けておく工程の具体的な方法として、前記インサート対象物は、予備インサート対象物を樹脂保護層によって包囲した予備成形品であり、前記予備成形品の樹脂保護層に前記樹脂製スペーサが一体的に設けてある構成とすることが可能である。
このように構成すれば、予備成形品を成形するための金型の一部に、適切な樹脂製スペーサを形成するために必要な形状の空洞部を設けておくことで、インサート対象物上における樹脂製スペーサの位置や突出量をより厳密に制御可能になるので、結果的に、インサート成形品の内部にインサートされたインサート対象物の、得られたインサート成形品の外形に対する位置決めの精度がより信頼できるものとなり、例えば、インサート対象物が半導体式回転センサである場合、特に高性能な車載用の回転検出センサが得られる。但し、この構成には限られず、樹脂製スペーサを前記インサート対象物の外面に一体的に設けておく工程において、インサート対象物の外周に別体の樹脂製スペーサを接着剤等を用いた結合によって一体化させても良い。或いは、インサート対象物に係止できる係止部(インサート対象物の外周に外嵌される環状部材など)を樹脂製スペーサに設けておき、この係止部を介して樹脂製スペーサをインサート対象物に取り付けて一体化させても良い。
【0014】
上記目的を達成するために、本発明に係るインサート成形方法は、特許請求の範囲の請求項5から6のいずれかに記された特徴構成を備えている。
すなわち、本発明の請求項5によるインサート成形装置は、
インサート対象物を樹脂保護層によって包囲したインサート成形品を得るインサート成形装置であって、
前記インサート対象物を配置可能な金型と、先端に筒状部を備えた樹脂製スペーサが前記金型と前記インサート対象物の間に介装され、且つ、前記筒状部が前記金型の内面付近に位置する状態で、前記インサート対象物を前記金型内に配置後、前記金型と前記インサート対象物の間のキャビティに溶融樹脂を注入する樹脂注入手段と、前記樹脂製スペーサを前記金型側から加熱溶融させる加熱手段と、溶融している前記樹脂製スペーサの筒状部内に前記溶融樹脂を押し入らせるために、前記キャビティ内の前記溶融樹脂に与圧を加える加圧機構とが設けられていることを特徴構成としている。
【0015】
このような特徴構成を備えているために、本発明の請求項5によるインサート成形装置では、
先ず、インサート対象物を金型に配置する工程において、インサート対象物の金型に対する位置決めが、両部材の間に挟持された樹脂製スペーサの先端の筒状部(加熱操作によって再溶融可能である)が金型内面に接当することによって十分に確保され、この状態でキャビティに溶融樹脂を充填できる。そして、溶融樹脂の充填完了後は、樹脂製スペーサの先端を加熱手段によって金型側から加熱溶融させ、樹脂製スペーサの筒状部内に溶融樹脂を与圧で押し入らせるので、樹脂製スペーサと溶融樹脂とが溶融して互いの界面で両方の樹脂どうしが混ざり合って十分に一体化し、インサート対象物は樹脂によって確実にシールされる。その結果、車載用の回転センサ等をインサート対象物とした場合、検出精度が高く、しかも、設置位置の環境に対して耐久性の高いインサート成形品(回転センサ)が得られる。
尚、金型側からの加熱操作の程度は、樹脂製スペーサの少なくとも表面部(特に充填される樹脂との界面を形成する外周部)が一定時間(例えば、インサート対象物が車載用の回転センサのように小型の部品であれば数秒から1、2分間)にわたって融点以上に保持されるように設定すれば良い。
【0016】
前記樹脂製スペーサは、前記インサート対象物の周方向に沿って並設された複数のサイドスペーサを有し、前記加熱手段は、前記各サイドスペーサを包囲する環状ヒータを含む構成とすることが可能である。
このように構成すれば、樹脂製スペーサの総体積を必要十分な程度に抑えることができ、結果的に、樹脂製スペーサとこれを被覆する樹脂保護層との界面の量を減らすことができるので、よりシール製の高いインサート成形品が得られる。
そして、樹脂製スペーサと溶融樹脂とを溶融一体化させる加熱手段がサイドスペーサを全周で包囲する環状ヒータからなるので、複数のサイドスペーサがインサート対象物の周方向に関するどの角度方向に突出していても、言い換えれば、インサート対象物がどの角度位置で金型に配置されても、問題なく良好な溶融一体化が図れる。この利点は、インサート対象物が車載用の回転検出センサなどと言った明確な指向性があるセンサであり、しかも、インサート対象物に設けてある半導体式回転センサ対の配向方向と、インサート成形品に設けられた取り付け用のブラケットの突出方向との相対角度を、得られた回転検出センサの取り付け対象の状況(回転検出センサのブラケットを取り付け可能なケース部材が半導体式回転センサの対の配向方向に存在しない状況など)に応じて変更したい場合、特に有効性を発揮する。
【0017】
本発明によるその他の特徴および利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるであろう。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態の一例について図面に基づいて解説する。
図1は、本発明によるインサート成形とインサート成形装置方法を用いて得られた回転検出ユニット20(インサート成形品)を示す。回転検出ユニット20の上端からは取り付け用のブラケット22が一体的に延出しており、この例では、回転検出ユニット20は、車載用の回転検出センサとして機能すべく、このブラケット22を介して車体側のケース50の所定位置に固定されている。尚、回転検出ユニット20の内部には、本発明によるインサート成形方法によって、半導体式回転センサ1がインサートされている。図3(イ)に示すように、半導体式回転センサ1は、センサ本体2と、センサ本体2の先端に配置された一対の半導体素子3と、センサ本体2の後端から延びた一対のリード部4とを有する。
具体的には、回転検出ユニット20の本体は、車体側のケース50に形成された貫通孔50aに挿入され、ブラケット22の固定用孔22aに挿通されたネジ51によってケース50に固定されている。ケース50の所定箇所には、ネジ51を受け入れるネジ穴50bが形成されている。また、回転検出ユニット20のユニット本体21と貫通孔50aの間の間隙は、Oリング52によってシールされている。
【0019】
回転検出ユニット20の先端部は、回転検出対象として車両に設けられた回転ホイール60に対向するように配置されている。回転ホイール60は、例えば、車輪のハブロータ、或いは、トランスミッションの出力軸に固定されたリング状多極マグネット等である。回転検出ユニット20によって回転ホイール60の回転状況を正確に検出するためには、図1に例示するように、回転検出ユニット20の2つの半導体素子3と回転ホイール60との距離ΔLが正確に(設計通りに)定められており、且つ、図2に例示するように、2つの半導体素子3の配列方向D1が回転ホイール60の回転方向D2と正確に一致していることが必要である。このためには、最終製品としての回転検出ユニット20が、ブラケット22から半導体素子3までの垂直距離L1と固定用孔22aから半導体素子3までの水平距離L2とが正確に設計通りに管理されている、及び、ブラケット22の延出方向と2つの半導体素子3の配列方向D1との関係が正確に設計通りに管理されている、という2つの条件ができるだけ厳密に満たされていることが重要である。
【0020】
本発明によるインサート成形方法とインサート成形装置は、図3(イ)に例示する半導体式回転センサ1を耐水性と耐油性の高い樹脂保護層で包囲して、最終的に図3(ハ)に例示する回転検出ユニット20(インサート成形品)の形に加工するためのものである。但し、回転検出ユニット20の樹脂保護層は、半導体式回転センサ1の外形の大半を直接覆う一次樹脂層7と、この一次樹脂層7の少なくとも大半を覆う二次樹脂層17とからなる。尚、図3(イ)に示した半導体式回転センサ1には、成形用治具としてのスペーサリング5が外嵌されている。
すなわち、本実施形態の回転検出ユニット20(インサート成形品)を得るには、先ず、半導体式回転センサ1(予備インサート対象物)を一次樹脂層7で包囲して図3(ロ)に例示する予備成形品10を形成する必要がある(予備インサート成形)。こうして出来た予備成形品10(本インサート対象物)を更に二次樹脂層17で包囲することによって、回転検出ユニット20(インサート成形品)が得られる(本インサート成形)。本発明によるインサート成形方法は特に後半の本インサート成形に関している。
【0021】
同様に、本実施形態の回転検出ユニット20(インサート成形品)を得るには、半導体式回転センサ1(予備インサート対象物)を一次樹脂層7で包囲して予備成形品10を形成するための予備インサート成形装置30と、こうして出来た予備成形品10(本インサート対象物)を二次樹脂層17で包囲して回転検出ユニット20(インサート成形品)を得るための本インサート成形装置40とが必要である。そして、本発明によるインサート成形装置は特に二つめの本インサート成形装置40に関している。
最終製品としての回転検出ユニット20は、図3(ハ)に例示するように、ユニット本体21と、ユニット本体21の後端から径方向に突出した取り付け用のブラケット22とからなる。ユニット本体21の後端にはコネクタ70を受け入れるソケット部24が設けられており、ブラケット22には固定用孔22aが形成されている。
【0022】
(予備インサート成形装置30)
図4に示すように、予備インサート成形装置30は、半導体式回転センサ1(予備インサート対象物)を配置する空間を備えた金型31と、金型31の内壁と半導体式回転センサ1の間に形成されるキャビティに溶融樹脂を充填する樹脂注入手段(不図示)とを有する。樹脂注入手段は、ペレット状の樹脂を液状に溶融させる加熱装置と、この溶融樹脂を金型31内に送り込むポンプとで構成すれば良い。金型31は、上型32と下型33とからなり、下型33は更に前後左右の4つの下型に分割可能になっている(4つの下型のうちの左右の2つの下型33a,33bのみが図示されている)。尚、金型31の温度を約80℃以上に保持するための設備として、金型31の内部に形成された温水の循環流路(不図示)と、図のように組み立てられた状態でこの循環流路に温水を循環させるべく金型31外部に設けられた温水循環ポンプ(不図示)とが設けられている。
金型31のうち上型32には、溶融樹脂を受け入れる注入ゲート32aと、半導体式回転センサ1の一対のリード部4を挿通可能な貫通孔32bとが形成されている。下型33a,33bには、半導体式回転センサ1を受け入れるための概して円筒形の空洞部34が形成されているが、さらに、この空洞部34には複数の凹部35が形成されている。凹部35は、空洞部34の上下の2箇所から外向きに4方向に延びた概して直方体状の第1凹部35aと、空洞部34の底面の中央付近から下方に延びた第2凹部35bとからなる。各凹部35の底面部位には四角錐台状の突起36が立設されている。
【0023】
(予備インサート成形)
予備インサート成形は、次のような手順で行われる。
〈1−1〉先ず、上記の金型31をセットして温水循環ポンプによって金型31の温度を約80℃に保持する。
〈1−2〉図3(イ)に示すように、半導体式回転センサ1の外径が概して円柱状のセンサ本体2の上下二箇所に、金型31の空洞部34の内径と略等しい外径を備えた樹脂製のスペーサリング5を外嵌固定しておく。スペーサリング5の素材は次に注入する樹脂と同じ素材で良い。また、スペーサリング5の外周には注入樹脂が通過するための大きな切り欠き5aが形成されている。
〈1−3〉次に、図4(イ)に示すように、スペーサリング5の外嵌された半導体式回転センサ1を金型31の空間内に配置する。半導体式回転センサ1の金型31に対する径方向の位置決めは、2つのスペーサリング5によって略一義的になされ(横向きのガタツキなどがない状態)、半導体式回転センサ1と金型31の各軸芯も上下2本のスペーサリング5によって一致させられる。また、半導体式回転センサ1の金型31に対する上下方向の位置決めは、半導体式回転センサ1の下端面の一部と下型33bとの接当によって実現される。
【0024】
〈1−4〉図4(ロ)に示すように、樹脂注入手段を用いて、金型31の内壁と半導体式回転センサ1の間に形成されるキャビティに溶融樹脂を充填する。尚、空洞部34の底面の第2凹部35bへの充填が半導体式回転センサ1自身の先端部によって阻害されないように、第2凹部35bの一部を空洞部34の主要部位と連通させる補助流路35cが設けてある。
〈1−5〉充填された溶融樹脂が固化するタイミングを待ち、金型31を6つに分解して、図3(ロ)に示された外観を持った予備成形品10を取り出す(脱型)。尚、脱型操作を円滑に行うために、金型31の第1凹部35aと第2凹部35bには、僅かな傾斜の抜き勾配が設けられている。
図3(ロ)から判るように、予備成形品10は、概して円柱状を呈しており、その数箇所にはスペーサ突起12(先端に筒状部を備えた樹脂製スペーサ、及び、周方向に沿って並設された複数のサイドスペーサの一例)が一体成形されている。スペーサ突起12は、予備成形品10の上下の中心より幾らか上方の位置から水平に突出した4つの上部水平突起12aと、中心より幾らか下方の位置から水平に突出した4つの下部水平突起12bと、予備成形品10の下端面の略中心から下方に突出した1つの垂直突起12cとからなる。垂直突起12cの側部には補助流路35cに充填された樹脂が一体的に設けられている。各スペーサ突起12の先端には、(金型31の)四角錐台状の突起36によって形成された筒状部12pが備えられている。
【0025】
(本インサート成形装置40)
図5に示すように、本インサート成形装置40は、予備成形品10(インサート対象物)を配置する空間を備えた金型41と、金型41の内壁と予備成形品10の間に形成されるキャビティに溶融樹脂を充填する樹脂注入手段(不図示)とを有する。樹脂注入手段は、ペレット状の樹脂を液状に溶融させる加熱装置と、この溶融樹脂を金型41内に送り込むポンプとで構成すれば良い。金型41は、上型42と中段型43と下型44とからなり、中段型43は更に左右の2つの中段型43a,43bに分割可能になっている。尚、予備インサート成形装置30の場合と同様に、金型41の温度を約80℃以上に保持するための設備として、金型41の内部に形成された温水の循環流路(不図示)と、図のように組み立てられた状態でこの循環流路に温水を循環させるべく金型41外部に設けられた温水循環ポンプ(不図示)とが、設けられている。
金型41のうち上型42には、溶融樹脂を金型41内に受け入れる注入ゲート42aと、(最終製品としての回転検出ユニット20に)固定用孔22aを形成するための円柱状の突起部42bが形成されている。更に、上型42の内面には、(最終製品としての回転検出ユニット20に)コネクタ70を受け入れるソケット部24を形成するためのボス部45が着脱可能に設けられている。ボス部45には、予備成形品10から突出した一対のリード部4の先端を受け入れる一対の挿通穴45aが設けられている。
【0026】
中段型43には、予備成形品10(インサート対象物)を受け入れるための概して円筒形の空洞部43vが形成されている。尚、予備成形品10の各4つの上部水平突起12aと下部水平突起12bの筒状部12pの先端部は、これらの回転軌跡の径が、空洞部43vの内径と略一致するように設定されている。また、空洞部43vの上端付近には、最終製品としての回転検出ユニット20に、Oリングが係入可能な環状溝21aを形成するための小さな環状突起46が設けられている。
さらに、中段型43の上下の中心より幾らか上方の位置と幾らか下方の位置とに、環状ヒータユニット47a,47b(加熱手段の一例)がそれぞれ配置されている。図8に例示するように、環状ヒータユニット47a,47bは金属製で内部に空洞を有し外形が環状のユニット本体47Mと、ユニット本体の断面の中心付近に配置された発熱体素子48(ニクロム線で構成することができる)とからなる。ユニット本体47Mの空洞部内の発熱体素子48の周囲には絶縁材料が充填されている。各環状ヒータユニット47a,47bの内面は空洞部43v内に露出し、環状ヒータユニット47a,47bの無い他の中段型43の部位と共通の母線を備え、言い換えれば、中段型43の他の内面と面一である。
下型44は、平坦な型面を有し、その中心付近には、下方から棒状ヒータユニット47c(加熱手段の一例)が挿入されている。ヒータユニット47cの内面も空洞部43v内に露出しており、棒状ヒータユニット47cの無い他の下型44の部位と面一に配置されている。また、本インサート成形装置40は、ヒータユニット47a,47b,47cを温度制御するための制御装置(不図示)を含む。
【0027】
(本インサート成形)
本インサート成形は、次のような手順で行われる。
〈2−1〉先ず、上記の金型41をセットして温水循環ポンプによって金型41の温度を約80℃に保持する。
〈2−2〉図5に示すように、予備成形品10を金型41の空間内に配置する。予備成形品10の金型41に対する径方向の位置決めは、予備成形品10に設けられた4つの上部水平突起12aと4つの下部水平突起12bの各筒状部12pの先端部と、中段型43の内面(実際には環状ヒータユニット47a,47bの内面)との接当によって略一義的になされ、予備成形品10と金型41の各軸芯も同様の原理で一致させられる(横向きのガタツキなどがない状態)。尚、上方の環状ヒータユニット47aは4つの上部水平突起12aと高さが一致するように、また、下方の環状ヒータユニット47bはの高さは4つの下部水平突起12bと高さが一致するように設定されている。
一方、予備成形品10の金型41に対する上下方向の位置決めは、予備成形品10に設けられた垂直突起12cの、下型44の内面(実際には棒状のヒータユニット47cの内面)との接当によって実現される。また、予備成形品10の金型41に対する軸芯回りの回転方向の位置決めは、上型42のボス部45に形成された一対の挿通穴45aと、予備成形品10から突出した一対のリード部4との嵌合によって一義的になされる。
【0028】
〈2−3〉図6に示すように、樹脂注入手段を用いて、金型41の内壁と予備成形品10の間に形成されたキャビティに溶融樹脂を充填する。
〈2−4〉溶融樹脂の充填が完了するのと同時に、(樹脂注入手段のポンプなどによってキャビティ内の溶融樹脂に与圧を保持したまま)各ヒータユニット47a,47b,47cに通電を開始して、一定時間保持すると、図7(イ)に例示するように、各樹脂スペーサ12(上部水平突起12aと下部水平突起12bと垂直突起12c)の筒状部12pの少なくとも先端部が、前記各ヒータユニットからの熱によって溶融軟化した時点で、図7(イ)に例示するように、溶融樹脂に保持されている圧力(与圧)の作用で、溶融樹脂が再溶融し始めた樹脂製スペーサ12の筒状部12p内に押し入り、図7(ロ)に例示するように、各樹脂スペーサ12の筒状部12pの少なくとも先端部が、充填された溶融樹脂と溶融一体化する。この溶融一体化した時を見計らって、各ヒータユニット47a,47b,47cへの通電を停止する。
【0029】
尚、ヒータユニット47a,47b,47cに流す電流値や、樹脂スペーサ12の筒状部12pの先端部が溶融軟化するタイミング、及び、各樹脂スペーサ12の筒状部12pの先端部が周囲の溶融樹脂と溶融一体化するタイミングの判断の仕方は、事前に行われる実験に基づいて求めても良く、或いは、金型の一部に埋設した不図示の温度検出センサの指示値を参照して制御装置が判定するように構成しても良い。また、各樹脂スペーサ12の筒状部12pの先端部などが各ヒータユニットからの熱によって溶融軟化した時点で、樹脂注入手段のポンプなどによる溶融樹脂への与圧を高めることで、溶融樹脂を再溶融し始めた樹脂製スペーサ12の筒状部12p内に押し入らせても良い。
【0030】
〈2−5〉充填された溶融樹脂と残った樹脂製スペーサ12の全体とが共に固化するタイミングを待ち、金型41を分解して、図3(ハ)に例示されるような回転検出ユニット20(インサート成形品)を取り出す(脱型)。
尚、最終的に得られる回転検出ユニット20が備えるべき、耐環境特性を考えても、〈2−4〉で実施する溶融一体化は、溶融樹脂と樹脂製スペーサの界面の全領域で行われる必要はない。むしろ、各樹脂スペーサ12の筒状部12pの少なくとも先端部が溶融軟化して金型の中心側に縮径して出来る空洞部が、充填された溶融樹脂によって十分に埋められて、脱型後の回転検出ユニット20(インサート成形品)の表面の全体が新たに充填された溶融樹脂のみによって覆われており、樹脂スペーサ12が外観上全く視認できない状態であれば、十分なシール性が得られていると考えて良い。
【0031】
尚、図9に示すように、上型42の内面に取り付けられている(ソケット部24形成用の)ボス部45の基端側には、複数(ここでは8個)のスプライン状の突起45cが設けられており、上型42の内面にはこれらの突起45cを受け入れる凹部42cが形成されている。これらの突起45cと凹部42cとは、ボス部45の上型42に対する回り止めの役目を果たすと同時に、リード部4を受け入れる一対の挿通穴45aの配列方向D1の方向を選択的に決定するための手段を構成している。この選択如何によって、得られる回転検出ユニット20における、ブラケット22の延出方向に対する挿通穴45aの配列方向D1を変更することができる。すなわち、ボス部45の先端側の端面には、挿通穴45aの配列方向D1を示す矢印45dが刻印されており、他方、上型42の各凹部42cには「A」〜「D」の4つの角度指標42iが刻印されている。「A」の角度指標42iはブラケット22の延出方向と一致する凹部42cに記されている。
例えば、上記の実施形態では、図10(イ)に示すように、ボス部45は矢印45dが上型42の「A」の角度指標42iと一致するようにセットされたので、図3(ハ)に示すように、挿通穴45aの配列方向D1(これは半導体素子3の配列方向と一致する)がブラケット22の延出方向と一致した回転検出ユニット20が得られた。しかし、本インサート成形の〈2−1〉工程で、例えば、図10(ロ)に示すように、ボス部45を矢印45dが上型42の「C」と一致するようにセットしておけば、図3(ハ)とは異なる、挿通穴45aの配列方向D1(半導体素子3の配列方向)がブラケット22の延出方向と直角な(不図示)が得られる。
【0032】
〔別実施形態〕
<1>上記実施形態に記された予備インサート成形の工程を省略し、本インサート成形のみを実施することによって、樹脂層が一つしかない回転検出ユニットを得ることも可能である。この場合、半導体式回転センサ1の外周などに樹脂製のスペーサを配置し、或いは、半導体式回転センサ1の外周に樹脂製のスペーサを接着その他の手法で取り付け、本インサート成形装置40と同様な金型に配置し、溶融樹脂を充填し、金型に配置されたヒータなどからの加熱によって溶融樹脂と充填された溶融樹脂との界面部位を溶融一体化させれば良い。
【0033】
<2>図11に示す本インサート成形装置140のように、樹脂製スペーサを金型141側から加熱溶融させる加熱手段として、リング状ヒータユニットではなく、各樹脂製スペーサ112に対応した数の、平面視で星状に配置された棒状ヒータユニット147としても良い。
特に、図11から図13に示す本インサート成形装置140では、図11のように、各ヒータユニットの内面が金型141の他の部位よりも内側に突出した突出位置(突出量は例えば数mmから1cm前後で良い)と、(図13(ロ)のように、棒状ヒータユニットの内面が金型の他の部位と面一に揃った非突出位置との間で横向きに移動可能な棒状ヒータユニット147を用いている。この本インサート成形装置140を用いた場合、本インサート成形は次のような手順で行うことができる。
【0034】
〈2′−1〉先ず、上記の金型141を図11の平面図のように各棒状ヒータユニット147が前記突出位置となるようにセットして、温水循環ポンプによって金型41の温度を約80℃に保持する。
〈2′−2〉予備成形品110を金型141の空間内に配置する。予備成形品110の周囲には、上記実施形態の樹脂製スペーサ12よりも突出量の少ない樹脂製スペーサ112が一体的に設けられている。予備成形品110の金型141に対する径方向の位置決めは、これらの樹脂製スペーサ112の先端部と、中段型143a,bの内面(実際には環状ヒータユニット147a,147bの内面)との接当によって略一義的になされ、予備成形品110と金型141の各軸芯も同様の原理で一致させられる(横向きのガタツキなどがない状態)。予備成形品110の金型141に対する上下方向の位置決めは、予備成形品110に設けられた垂直突起112cの、下型144の内面(実際には棒状のヒータユニット147cの内面)との接当によって実現される。
【0035】
〈2′−3〉図12に示すように、樹脂注入手段を用いて、金型141の内壁と予備成形品110の間に形成されたキャビティに溶融樹脂を充填する。
〈2′−4〉溶融樹脂の充填が完了すると同時に、各ヒータユニット47a,47b,47cに通電を開始して、一定時間保持し、図13(イ)に例示するように、各樹脂スペーサ112(上部水平突起112aと下部水平突起112bと垂直突起112c)の筒状部112pの少なくとも先端部が、前記各ヒータユニットからの熱によって溶融軟化した時点で、樹脂注入手段のポンプなどでキャビティ内の溶融樹脂に与圧を加えながら、図13(ロ)に例示するように、各ヒータユニット47a,47b,47cを非突出位置まで後退させることによって、先端部が溶融軟化した各樹脂スペーサ112の筒状部112pと充填された溶融樹脂との溶融一体化を実現し、同時に、各ヒータユニット47a,47b,47cの後退によって生じる空間を充填された溶融樹脂で埋め合わせる。
〈2′−5〉充填された溶融樹脂と残った樹脂製スペーサ112の全体とが共に固化するタイミングを待ち、金型141を分解して回転検出ユニット20(インサート成形品)を取り出す(脱型)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によって得られた回転検出ユニットを回転検出対象としての回転ホイールと共に示す側面図
【図2】図1の回転検出ユニットの平面図
【図3】半導体式回転センサ(予備インサート対象物)と予備成形品と回転検出ユニット(インサート成形品)を示す斜視図
【図4】予備インサート成形の工程を示す側面図
【図5】本インサート成形の工程を示す側面図
【図6】本インサート成形の別の工程を示す側面図
【図7】本インサート成形のさらに別の工程を示す要部の側面図
【図8】本インサート成形の環状ヒータユニットを示す平面図
【図9】本インサート成形の上型を示す斜視図
【図10】本インサート成形の上型とボス部との関係を示す平面図
【図11】本インサート成形の金型とヒータユニットの別実施形態を示す平面図
【図12】図11の金型を用いた本インサート成形の工程を示す側面図
【図13】図11の金型を用いた本インサート成形の別の工程を示す側面図
【符号の説明】
1 半導体式回転センサ(予備インサート対象物)
3 半導体素子
4 リード部
5 スペーサリング
7 一次樹脂層
10 予備成形品(インサート対象物)
12a 上部水平突起(樹脂スペーサ)
12b 下部水平突起(樹脂スペーサ)
12p 筒状部(樹脂スペーサの一部)
17 二次樹脂層
20 回転検出ユニット20(インサート成形品)
22 ブラケット
24 ソケット部
30 予備インサート成形装置
40 本インサート成形装置
41 金型
42a 注入ゲート
43v 空洞部
45 ボス部
45a 挿通穴
47 ヒータユニット(加熱手段)
50 ケース
60 回転ホイール
70 コネクタ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an insert molding method for obtaining an insert molded product in which an object to be inserted is surrounded by a resin protective layer, an insert molding apparatus for obtaining an insert molded product in which the insert object is surrounded by a resin protective layer, and the insert molding method or the insert molding method. The present invention relates to an insert molded product obtained by an insert molding device.
[0002]
Generally, in this type of insert molding, it is desired that the object to be inserted is protected by a resin having a thickness as uniform as possible without being shifted in a specific direction inside the insert molded product. In particular, the insert target is a sensor that needs to accurately set the distance from the detection target, or a vehicle-mounted rotation detection sensor (a wheel speed sensor or a rotation speed detection sensor of a transmission output shaft). In the case of a sensor having a clear directivity, it is necessary to accurately control the relative position and orientation of the object to be inserted with respect to the outer shape of the insert molded product in order to obtain a highly accurate sensor unit (that is, an insert molded product). Is an important key. Therefore, a technique for accurately positioning the insert target at a predetermined position in the die when a molten resin for forming the resin protective layer is injected into the cavity between the die and the insert target is required.
[0003]
[Prior art]
Prior art document information describing this type of insert molding method includes Patent Document 1 and Patent Document 2 shown below.
First, in the insert molding technique described in Patent Document 1, a unit of a functional component is manufactured by molding an epoxy resin, and this unit is positioned in a molding die, and then a nylon resin (a second resin used as a housing) is formed. (2 resin) to obtain an insert molded product. A cylindrical case made of aluminum is fixed to the outer surface of the unit, and a bracket press-fitted and fixed to the outer periphery of the cylindrical case positions the unit (object to be inserted) in the mold in secondary molding. Used as a means.
[0004]
Next, in the insert molding technique described in Patent Literature 2, the object to be inserted is positioned in the mold by a plurality of holding pins protruding into the mold, and the cavity is filled with molten resin. The holding pins are heated to a temperature equal to or higher than the melting point of the molten resin by a heater disposed in the holding pins (because a cooling solidified layer is not generated in the resin around the holding pins), and then these holding pins are pressed against the mold surface. Is retracted by the air cylinder to a position that coincides with the above, and the remaining molten resin is filled to eliminate the pin hole formed by the retraction.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-66227 (paragraphs 0010 to 0011, FIGS. 1 and 2)
[Patent Document 2]
JP-A-9-38982 (paragraph numbers 0025 to 0026, FIGS. 4 to 7)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
According to the insert molding technique of Patent Document 1, an interface between a bracket as a positioning means and a filled resin appears outside the finally obtained insert molded product, and the sealing property at the interface is insufficient ( As a countermeasure, a sealant such as a polyamide hot melt adhesive had to be applied to the bracket surface in advance).
[0007]
On the other hand, in the insert molding technique disclosed in Patent Document 2, it is necessary to provide a mechanism (such as an air cylinder) for operating the holding pin in and out of the mold, so that the insert molding apparatus is easily increased in size and the manufacturing cost is increased. There was a problem of doing.
[0008]
Therefore, in view of the above-mentioned drawbacks of the above-described insert molding method according to the prior art, the object of the present invention is to accurately control the relative position and orientation of the insert object with respect to the insert molded product, and furthermore, the sealing property is sufficient. It is an object of the present invention to provide an insert molding method and an insert molding apparatus capable of obtaining a high insert molded product.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an insert molding method according to the present invention has the characteristic configuration described in any one of claims 1 to 4 of the claims.
That is, the insert molding method according to claim 1 of the present invention provides:
An insert molding method for obtaining an insert molded product in which an object to be inserted is surrounded by a resin protective layer,
A step of arranging the object to be inserted in a mold in a state in which a resin spacer having a cylindrical portion at the tip is interposed between the mold and the object to be inserted.
Injecting molten resin into the cavity between the mold and the insert object,
A step of melting at least the tip of the resin spacer by a heating operation from the mold side, and
A step of applying a pressure to the molten resin in the cavity to push the molten resin into the cylindrical portion of the resin spacer that is being melted.
[0010]
With such a characteristic configuration, in the insert molding method according to claim 1 of the present invention,
First, in the step of arranging the object to be inserted in the mold, the positioning of the object to be inserted with respect to the mold is performed by adjusting the cylindrical portion at the tip of the resin spacer sandwiched between both members (which can be re-melted by a heating operation). Is sufficiently secured by contacting the inner surface of the mold, and in this state, the cavity is filled with the molten resin. After the filling of the molten resin is completed, the distal end of the resin spacer is heated and melted by a heating operation from the mold side, and the molten resin is pressed into the cylindrical portion of the resin spacer by pressurization. And the molten resin are melted, and the two resins are mixed with each other at the interface with each other to be sufficiently integrated, and the object to be inserted is securely sealed by the resin. As a result, when an in-vehicle rotation sensor or the like is used as the object to be inserted, an insert molded product (rotation sensor) having high detection accuracy and high durability under severe environmental conditions at the installation position can be obtained.
The degree of the heating operation from the mold side is such that at least the surface portion (particularly the outer peripheral portion forming an interface with the resin to be filled) of the resin spacer is fixed for a certain period of time (for example, when the object to be inserted is a vehicle-mounted rotation sensor). In the case of a small component as described above, the temperature may be set to be higher than the melting point for several seconds to one or two minutes.
[0011]
The step of melting the resin spacer by a heating operation from the mold side may be performed by heating with a heater provided in the mold.
With this configuration, the process of fusion and integration can be realized with the simplest equipment. The step of melting and integrating the resin spacer and the molten resin by a heating operation from the mold side includes, in addition to heating by a heater provided in the mold, for example, a method in which a resin material powder is applied to the resin spacer. Or by burying a metal plate slightly inside the surface of the resin spacer and applying a high-frequency magnetic field to the inside of the mold from the outside of the mold. It may be realized by a method of raising the temperature by heat generation due to current loss.
[0012]
Prior to the step of arranging the object to be inserted in the mold, a step of integrally providing the resin spacer on the outer surface of the object to be inserted may be provided.
With this configuration, the operator simply inserts the insert in which the resin spacer is integrally provided on the outer surface into the mold, thereby positioning the insert with respect to the mold. It is not necessary to perform a complicated operation such as separately arranging an object and a resin spacer in a mold.
[0013]
In particular, as a specific method of the step of integrally providing a resin spacer on the outer surface of the object to be inserted, the object to be inserted is a preformed product in which the object to be preliminarily inserted is surrounded by a resin protective layer, It is possible to adopt a configuration in which the resin spacer is integrally provided on the resin protective layer of the preform.
With this configuration, a part of the mold for molding the preform is provided with a cavity having a shape necessary for forming an appropriate resin spacer, so that the part on the insert object can be formed. Since the position and the amount of protrusion of the resin spacer can be more strictly controlled, as a result, the positioning accuracy of the object to be inserted inserted inside the insert molded product with respect to the outer shape of the obtained insert molded product is improved. It becomes reliable. For example, when the object to be inserted is a semiconductor type rotation sensor, a particularly high-performance rotation detection sensor for a vehicle can be obtained. However, the present invention is not limited to this configuration, and in a step of integrally providing a resin spacer on the outer surface of the object to be inserted, a separate resin spacer is attached to the outer periphery of the object to be inserted by using an adhesive or the like. They may be integrated. Alternatively, a locking portion (an annular member or the like fitted to the outer periphery of the insertion target) that can be locked to the insertion target is provided on the resin spacer, and the resin spacer is connected to the insertion target via the locking portion. It may be attached to and integrated.
[0014]
In order to achieve the above object, an insert molding method according to the present invention has a characteristic configuration described in any one of claims 5 to 6 of the claims.
That is, the insert molding apparatus according to claim 5 of the present invention
An insert molding device for obtaining an insert molded product in which an object to be inserted is surrounded by a resin protective layer,
A mold capable of disposing the insert object, and a resin spacer having a cylindrical portion at the tip is interposed between the mold and the insert object, and the cylindrical portion is formed of the mold. In a state positioned near the inner surface, after arranging the object to be inserted in the mold, a resin injecting means for injecting molten resin into a cavity between the mold and the object to be inserted, and the resin spacer A heating means for heating and melting from the mold side, and a pressurizing mechanism for applying a pressure to the molten resin in the cavity in order to force the molten resin into the cylindrical portion of the molten resin spacer. Is provided as a characteristic configuration.
[0015]
With such a characteristic configuration, in the insert molding apparatus according to claim 5 of the present invention,
First, in the step of arranging the object to be inserted in the mold, the position of the object to be inserted with respect to the mold is determined by the cylindrical portion at the tip of the resin spacer sandwiched between the two members (which can be re-melted by a heating operation). ) Is sufficiently secured by contacting the inner surface of the mold, and in this state, the cavity can be filled with the molten resin. After the filling of the molten resin is completed, the tip of the resin spacer is heated and melted from the mold side by the heating means, and the molten resin is pushed into the cylindrical portion of the resin spacer by pressurization. The molten resin is melted and the two resins are mixed at the interface with each other to be sufficiently integrated, and the object to be inserted is securely sealed by the resin. As a result, when an in-vehicle rotation sensor or the like is used as the object to be inserted, an insert molded product (rotation sensor) having high detection accuracy and high durability in the environment of the installation position can be obtained.
The degree of the heating operation from the mold side is such that at least the surface portion (particularly the outer peripheral portion forming an interface with the resin to be filled) of the resin spacer is fixed for a certain period of time (for example, when the object to be inserted is a vehicle-mounted rotation sensor). In the case of a small component as described above, the temperature may be set to be higher than the melting point for several seconds to one or two minutes.
[0016]
The resin spacer may have a plurality of side spacers juxtaposed along the circumferential direction of the object to be inserted, and the heating unit may include an annular heater surrounding each of the side spacers. It is.
With this configuration, the total volume of the resin spacer can be suppressed to a necessary and sufficient level, and as a result, the amount of the interface between the resin spacer and the resin protective layer covering the same can be reduced. As a result, a higher seal molded product can be obtained.
Since the heating means for melting and integrating the resin spacer and the molten resin is composed of an annular heater surrounding the entire side spacer, the plurality of side spacers project in any angle direction with respect to the circumferential direction of the object to be inserted. In other words, in other words, regardless of the angle position of the insert object in the mold, satisfactory fusion integration can be achieved without any problem. The advantage of this is that the insert target is a sensor with a clear directivity such as a rotation detection sensor for in-vehicle use. In addition, the orientation direction of the semiconductor type rotation sensor pair provided on the insert target and the insert molded product The relative angle with respect to the projecting direction of the mounting bracket provided at the position is determined according to the obtained situation of the mounting target of the rotation detection sensor (the case where the bracket of the rotation detection sensor can be mounted is the orientation direction of the pair of the semiconductor type rotation sensor). This is especially effective if you want to change the status according to the situation that does not exist.
[0017]
Other features and advantages according to the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a rotation detecting unit 20 (insert molded product) obtained by using the insert molding and the insert molding apparatus method according to the present invention. A mounting bracket 22 is integrally extended from an upper end of the rotation detecting unit 20. In this example, the rotation detecting unit 20 is connected to the vehicle body via the bracket 22 so as to function as a vehicle-mounted rotation detecting sensor. It is fixed to a predetermined position of the case 50 on the side. Note that the semiconductor type rotation sensor 1 is inserted into the rotation detection unit 20 by the insert molding method according to the present invention. As shown in FIG. 3A, the semiconductor rotation sensor 1 includes a sensor main body 2, a pair of semiconductor elements 3 arranged at a tip of the sensor main body 2, and a pair of leads extending from a rear end of the sensor main body 2. A part 4.
Specifically, the main body of the rotation detection unit 20 is inserted into a through hole 50 a formed in the case 50 on the vehicle body side, and is fixed to the case 50 by a screw 51 inserted into the fixing hole 22 a of the bracket 22. . At a predetermined position of the case 50, a screw hole 50b for receiving the screw 51 is formed. The gap between the unit main body 21 of the rotation detection unit 20 and the through hole 50a is sealed by an O-ring 52.
[0019]
The tip of the rotation detection unit 20 is disposed so as to face a rotation wheel 60 provided on the vehicle as a rotation detection target. The rotating wheel 60 is, for example, a hub rotor of a wheel or a ring-shaped multi-pole magnet fixed to an output shaft of a transmission. In order to accurately detect the rotation state of the rotating wheel 60 by the rotation detecting unit 20, as shown in FIG. 1, the distance ΔL between the two semiconductor elements 3 of the rotation detecting unit 20 and the rotating wheel 60 is accurately ( It is necessary that the arrangement direction D1 of the two semiconductor elements 3 is exactly the same as the rotation direction D2 of the rotating wheel 60 as shown in FIG. For this purpose, the rotation detection unit 20 as a final product is controlled by the vertical distance L1 from the bracket 22 to the semiconductor element 3 and the horizontal distance L2 from the fixing hole 22a to the semiconductor element 3 exactly as designed. It is important that the two conditions, that is, the relationship between the extension direction of the bracket 22 and the arrangement direction D1 of the two semiconductor elements 3 be accurately managed as designed, are as strictly as possible. is there.
[0020]
The insert molding method and the insert molding apparatus according to the present invention surround the semiconductor-type rotation sensor 1 illustrated in FIG. 3A with a resin protection layer having high water resistance and oil resistance, and finally, as illustrated in FIG. This is for processing into the exemplified rotation detection unit 20 (insert molded product). However, the resin protection layer of the rotation detection unit 20 includes the primary resin layer 7 that directly covers most of the outer shape of the semiconductor type rotation sensor 1 and the secondary resin layer 17 that covers at least most of the primary resin layer 7. Note that a spacer ring 5 as a molding jig is externally fitted to the semiconductor-type rotation sensor 1 shown in FIG.
That is, in order to obtain the rotation detection unit 20 (insert molded product) of the present embodiment, first, the semiconductor type rotation sensor 1 (object to be preliminarily inserted) is surrounded by the primary resin layer 7 and illustrated in FIG. It is necessary to form the preform 10 (preliminary insert molding). The rotation detection unit 20 (insert molded product) is obtained by further surrounding the preformed product 10 (final insert object) thus formed with the secondary resin layer 17 (real insert molding). The insert molding method according to the present invention particularly relates to the latter half of the present insert molding.
[0021]
Similarly, in order to obtain the rotation detection unit 20 (insert molded product) of the present embodiment, the semiconductor type rotation sensor 1 (object to be pre-inserted) is surrounded by the primary resin layer 7 to form the pre-molded product 10. The preliminary insert molding device 30 and the present insert molding device 40 for obtaining the rotation detection unit 20 (insert molded product) by surrounding the preformed product 10 (the object to be inserted) thus formed with the secondary resin layer 17 are provided. is necessary. And the insert molding apparatus according to the present invention particularly relates to the second present insert molding apparatus 40.
As illustrated in FIG. 3C, the rotation detection unit 20 as a final product includes a unit main body 21 and a mounting bracket 22 projecting radially from a rear end of the unit main body 21. A socket portion 24 for receiving the connector 70 is provided at a rear end of the unit main body 21, and a fixing hole 22 a is formed in the bracket 22.
[0022]
(Preliminary insert molding device 30)
As shown in FIG. 4, the preliminary insert molding device 30 includes a mold 31 having a space for disposing the semiconductor-type rotation sensor 1 (preliminary insert target), and a space between the inner wall of the mold 31 and the semiconductor-type rotation sensor 1. And a resin injecting means (not shown) for filling the cavity formed with the molten resin. The resin injection means may be constituted by a heating device for melting the pellet-shaped resin into a liquid state, and a pump for feeding the molten resin into the mold 31. The mold 31 is composed of an upper mold 32 and a lower mold 33, and the lower mold 33 can be further divided into four lower molds of front, rear, left and right (two lower molds 33a on the left and right of the four lower molds). , 33b are only shown). In addition, as equipment for maintaining the temperature of the mold 31 at about 80 ° C. or higher, a circulation path (not shown) of warm water formed inside the mold 31 and an assembled state as shown in FIG. A hot water circulation pump (not shown) provided outside the mold 31 for circulating hot water in the circulation flow path is provided.
In the upper mold 32 of the mold 31, an injection gate 32a for receiving the molten resin and a through hole 32b through which the pair of leads 4 of the semiconductor type rotation sensor 1 can be inserted are formed. The lower dies 33a and 33b have a generally cylindrical cavity 34 for receiving the semiconductor-type rotation sensor 1, and the cavity 34 further has a plurality of recesses 35 formed therein. The concave portion 35 is composed of a generally rectangular parallelepiped first concave portion 35a extending outward in four directions from upper and lower portions of the hollow portion 34 and a second concave portion 35b extending downward from near the center of the bottom surface of the hollow portion 34. Become. A truncated quadrangular pyramid-shaped protrusion 36 is provided upright at the bottom of each recess 35.
[0023]
(Preliminary insert molding)
The preliminary insert molding is performed in the following procedure.
<1-1> First, the mold 31 is set, and the temperature of the mold 31 is maintained at about 80 ° C. by the hot water circulation pump.
<1-2> As shown in FIG. 3A, the outer diameter of the semiconductor type rotation sensor 1 is substantially equal to the inner diameter of the hollow portion 34 of the mold 31 at two upper and lower portions of the generally cylindrical sensor main body 2. A resin spacer ring 5 having a diameter is externally fitted and fixed. The material of the spacer ring 5 may be the same material as the resin to be injected next. In addition, a large cutout 5a is formed in the outer periphery of the spacer ring 5 for allowing the injected resin to pass therethrough.
<1-3> Next, as shown in FIG. 4A, the semiconductor rotation sensor 1 with the spacer ring 5 fitted outside is arranged in the space of the mold 31. The radial positioning of the semiconductor-type rotation sensor 1 with respect to the mold 31 is substantially uniquely performed by two spacer rings 5 (in a state where there is no lateral backlash or the like). Are also matched by the two upper and lower spacer rings 5. The positioning of the semiconductor type rotation sensor 1 in the vertical direction with respect to the mold 31 is realized by contact between a part of the lower end surface of the semiconductor type rotation sensor 1 and the lower die 33b.
[0024]
<1-4> As shown in FIG. 4B, the cavity formed between the inner wall of the mold 31 and the semiconductor type rotation sensor 1 is filled with the molten resin by using the resin injection means. The auxiliary flow that allows a part of the second recess 35b to communicate with the main portion of the cavity 34 so that the filling of the bottom of the cavity 34 into the second recess 35b is not hindered by the tip of the semiconductor-type rotation sensor 1 itself. A path 35c is provided.
<1-5> Waiting for the timing at which the filled molten resin solidifies, the mold 31 is disassembled into six parts, and the preform 10 having the appearance shown in FIG. ). In order to smoothly perform the demolding operation, the first concave portion 35a and the second concave portion 35b of the mold 31 are provided with a slightly inclined draft.
As can be seen from FIG. 3 (b), the preform 10 has a generally cylindrical shape, and has spacer protrusions 12 (a resin spacer having a cylindrical portion at the tip, and An example of a plurality of side spacers arranged side by side is formed integrally. The spacer projections 12 include four upper horizontal projections 12a that project horizontally from a position slightly above the upper and lower centers of the preform 10, and four lower horizontal projections 12b that project horizontally from a position slightly below the center. And one vertical projection 12c protruding downward from substantially the center of the lower end surface of the preformed product 10. Resin filling the auxiliary flow path 35c is provided integrally on the side of the vertical projection 12c. The distal end of each spacer projection 12 is provided with a cylindrical portion 12p formed by a truncated square pyramid-shaped projection 36 (of the mold 31).
[0025]
(This insert molding device 40)
As shown in FIG. 5, the present insert molding apparatus 40 is formed between a die 41 having a space for disposing the preform 10 (object to be inserted) and an inner wall of the die 41 and the preform 10. And a resin injecting means (not shown) for filling the molten resin into the cavity. The resin injection means may be constituted by a heating device for melting the pellet-shaped resin into a liquid state and a pump for feeding the molten resin into the mold 41. The mold 41 includes an upper mold 42, a middle mold 43, and a lower mold 44. The middle mold 43 can be further divided into two left and right middle molds 43a and 43b. As in the case of the preliminary insert molding device 30, as equipment for maintaining the temperature of the mold 41 at about 80 ° C. or higher, a circulation path (not shown) of warm water formed inside the mold 41 is provided. A hot water circulation pump (not shown) provided outside the mold 41 to circulate hot water in the circulation flow path in an assembled state as shown in the drawing.
The upper die 42 of the die 41 has an injection gate 42a for receiving the molten resin into the die 41 and a columnar projection for forming the fixing hole 22a (in the rotation detection unit 20 as a final product). 42b is formed. Further, a boss 45 for forming the socket 24 for receiving the connector 70 (to the rotation detection unit 20 as a final product) is detachably provided on the inner surface of the upper die 42. The boss 45 is provided with a pair of insertion holes 45a for receiving the tips of the pair of leads 4 protruding from the preform 10.
[0026]
The middle mold 43 has a generally cylindrical hollow portion 43v for receiving the preform 10 (object to be inserted). The tip of the cylindrical portion 12p of each of the four upper horizontal projections 12a and the lower horizontal projections 12b of the preform 10 is set such that the diameter of the rotation locus substantially matches the inner diameter of the cavity 43v. ing. Near the upper end of the cavity 43v, a small annular projection 46 for forming an annular groove 21a into which an O-ring can be engaged is provided in the rotation detection unit 20 as a final product.
Further, annular heater units 47a and 47b (an example of a heating unit) are arranged at positions slightly above and below the center of the upper and lower portions of the middle mold 43, respectively. As illustrated in FIG. 8, the annular heater units 47a and 47b are made of metal, have a hollow inside, and have a ring-shaped unit body 47M, and a heating element 48 (Nichrome) disposed near the center of the cross section of the unit body. Can be constituted by a line). The periphery of the heating element 48 in the cavity of the unit body 47M is filled with an insulating material. The inner surface of each of the annular heater units 47a and 47b is exposed in the cavity 43v, and has a common bus line with the portion of the other middle stage die 43 without the annular heater units 47a and 47b. In other words, the other inner surface of the middle stage die 43 It is flush.
The lower mold 44 has a flat mold surface, and a bar-shaped heater unit 47c (an example of a heating unit) is inserted from below in the vicinity of the center. The inner surface of the heater unit 47c is also exposed in the hollow portion 43v, and is arranged flush with the portion of the other lower mold 44 without the rod-shaped heater unit 47c. Further, the present insert molding device 40 includes a control device (not shown) for controlling the temperature of the heater units 47a, 47b, 47c.
[0027]
(This insert molding)
This insert molding is performed in the following procedure.
<2-1> First, the mold 41 is set, and the temperature of the mold 41 is maintained at about 80 ° C. by the hot water circulation pump.
<2-2> As shown in FIG. 5, the preform 10 is placed in the space of the mold 41. The positioning of the preform 10 in the radial direction with respect to the mold 41 is performed by the front end of each of the cylindrical portions 12 p of the four upper horizontal protrusions 12 a and the four lower horizontal protrusions 12 b provided on the preform 10, and the middle mold 43. (Actually, the inner surfaces of the annular heater units 47a and 47b), and the shaft cores of the preform 10 and the mold 41 are made to coincide with each other by the same principle (horizontal play). Etc.). Note that the upper annular heater unit 47a has the same height as the four upper horizontal protrusions 12a, and the lower annular heater unit 47b has the same height as the four lower horizontal protrusions 12b. Is set to
On the other hand, the vertical positioning of the preform 10 with respect to the mold 41 is performed by contacting the vertical projections 12c provided on the preform 10 with the inner surface of the lower mold 44 (actually, the inner surface of the rod-shaped heater unit 47c). It is realized by this. The positioning of the preformed product 10 in the rotational direction around the axis with respect to the mold 41 is performed by a pair of insertion holes 45 a formed in the boss 45 of the upper die 42 and a pair of lead portions protruding from the preformed product 10. 4 is uniquely determined.
[0028]
<2-3> As shown in FIG. 6, a molten resin is filled into a cavity formed between the inner wall of the mold 41 and the preform 10 by using a resin injection means.
<2-4> At the same time as the filling of the molten resin is completed, the heater units 47a, 47b, and 47c are energized (while the pressure of the molten resin in the cavity is maintained by the pump of the resin injection means). 7A, at least the distal end of the cylindrical portion 12p of each of the resin spacers 12 (the upper horizontal protrusion 12a, the lower horizontal protrusion 12b, and the vertical protrusion 12c) is in contact with each of the resin spacers 12 as illustrated in FIG. At the time when the molten resin is melted and softened by the heat from the heater unit, as illustrated in FIG. 7A, the resin spacer where the molten resin starts to remelt by the action of the pressure (pressurization) held in the molten resin. As shown in FIG. 7B, at least the distal end of the cylindrical portion 12p of each resin spacer 12 is melt-integrated with the filled molten resin. At the time of the melting and integration, the power supply to each of the heater units 47a, 47b, 47c is stopped.
[0029]
The current value flowing through the heater units 47a, 47b, and 47c, the timing at which the tip of the tubular portion 12p of the resin spacer 12 melts and softens, and the tip of the tubular portion 12p of each resin spacer 12 melts around. The method of determining the timing of melting and integrating with the resin may be obtained based on an experiment performed in advance, or may be controlled by referring to an indicated value of a temperature detection sensor (not shown) embedded in a part of the mold. The device may be configured to make the determination. When the tip of the cylindrical portion 12p of each resin spacer 12 is melted and softened by the heat from each heater unit, the pressure applied to the molten resin by the pump or the like of the resin injecting means is increased to reduce the molten resin. The resin spacer 12 may be pushed into the cylindrical portion 12p of the resin spacer 12 that has begun to remelt.
[0030]
<2-5> Waiting for the timing when the filled molten resin and the entire remaining resin spacer 12 solidify together, disassemble the mold 41, and rotate the rotation detecting unit as illustrated in FIG. Take out 20 (insert molded product) (demold).
Incidentally, even in consideration of the environmental resistance characteristics that the finally obtained rotation detecting unit 20 should have, the fusion integration performed in <2-4> is performed over the entire area of the interface between the molten resin and the resin spacer. No need. Rather, at least the tip of the cylindrical portion 12p of each resin spacer 12 is melt-softened and the cavity formed by reducing the diameter toward the center of the mold is sufficiently filled with the filled molten resin. If the entire surface of the rotation detection unit 20 (insert molded product) is covered only with the newly filled molten resin and the resin spacer 12 is not visible at all, sufficient sealing properties can be obtained. You can think that it is.
[0031]
As shown in FIG. 9, a plurality of (here, eight) spline-like projections 45c are provided on the base end side of the boss portion 45 (for forming the socket portion 24) attached to the inner surface of the upper die 42. Are provided on the inner surface of the upper die 42, and a concave portion 42c for receiving the protrusion 45c is formed. The projections 45c and the recesses 42c serve to prevent rotation of the boss portion 45 with respect to the upper die 42, and at the same time, selectively determine the direction of the arrangement direction D1 of the pair of insertion holes 45a for receiving the lead portions 4. Means are constituted. Depending on the selection, the arrangement direction D1 of the insertion holes 45a with respect to the extension direction of the bracket 22 in the obtained rotation detection unit 20 can be changed. That is, an arrow 45d indicating the arrangement direction D1 of the insertion holes 45a is engraved on the end surface on the distal end side of the boss portion 45, and the four recesses "A" to "D" are marked on each recess 42c of the upper die 42. Two angle indicators 42i are engraved. The angle index 42i of “A” is written on the concave portion 42c that coincides with the extending direction of the bracket 22.
For example, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 10A, the boss 45 is set so that the arrow 45d coincides with the angle index 42i of “A” of the upper die 42. As shown in ()), the rotation detection unit 20 in which the arrangement direction D1 of the insertion holes 45a (which coincides with the arrangement direction of the semiconductor elements 3) coincides with the extension direction of the bracket 22 is obtained. However, in the <2-1> step of the insert molding, for example, as shown in FIG. 10B, if the boss portion 45 is set so that the arrow 45d coincides with the “C” of the upper mold 42. 3C, the arrangement direction D1 of the insertion holes 45a (the arrangement direction of the semiconductor elements 3) is perpendicular to the extending direction of the bracket 22 (not shown).
[0032]
[Another embodiment]
<1> By omitting the pre-insert molding step described in the above embodiment and performing only the main insert molding, it is also possible to obtain a rotation detecting unit having only one resin layer. In this case, a resin spacer is arranged on the outer periphery of the semiconductor-type rotation sensor 1 or a resin-made spacer is attached to the outer periphery of the semiconductor-type rotation sensor 1 by bonding or other methods. What is necessary is just to arrange | position in a metal mold | die, fill a molten resin, and fuse | melt and integrate the interface part of the molten resin and the filled molten resin by heating from the heater arrange | positioned in a metal mold | die.
[0033]
<2> As in the present insert molding apparatus 140 shown in FIG. 11, the heating means for heating and melting the resin spacer from the mold 141 side is not a ring-shaped heater unit but a number corresponding to each resin spacer 112. The bar-shaped heater units 147 may be arranged in a star shape in plan view.
In particular, in the present insert molding apparatus 140 shown in FIGS. 11 to 13, as shown in FIG. 11, the inner surface of each heater unit protrudes inward from the other part of the die 141 (the amount of protrusion is, for example, several mm). 13 cm), and a rod-shaped heater that can move laterally between a non-projecting position where the inner surface of the rod-shaped heater unit is flush with other parts of the mold as shown in FIG. The unit 147 is used.When the present insert molding apparatus 140 is used, the present insert molding can be performed in the following procedure.
[0034]
<2′-1> First, the mold 141 is set so that each bar-shaped heater unit 147 is at the projecting position as shown in the plan view of FIG. 11, and the temperature of the mold 41 is reduced by the hot water circulation pump. Hold at 80 ° C.
<2′-2> The preform 110 is placed in the space of the mold 141. Around the preform 110, a resin spacer 112 having a smaller amount of protrusion than the resin spacer 12 of the above embodiment is provided integrally. The positioning of the preform 110 in the radial direction with respect to the mold 141 is performed by abutting the tip of the resin spacer 112 with the inner surfaces of the middle molds 143a and 143b (actually, the inner surfaces of the annular heater units 147a and 147b). The shaft cores of the preform 110 and the mold 141 are made to coincide with each other according to the same principle (a state in which there is no lateral rattling). The vertical position of the preform 110 with respect to the mold 141 is determined by contact of the vertical projection 112c provided on the preform 110 with the inner surface of the lower mold 144 (actually, the inner surface of the rod-shaped heater unit 147c). Is achieved.
[0035]
<2'-3> As shown in FIG. 12, the molten resin is filled into the cavity formed between the inner wall of the mold 141 and the preform 110 by using the resin injection means.
<2′-4> At the same time as the filling of the molten resin is completed, the heater units 47a, 47b, and 47c are energized and maintained for a certain period of time, and as shown in FIG. When at least the distal end of the cylindrical portion 112p of the (upper horizontal protrusion 112a, lower horizontal protrusion 112b, and vertical protrusion 112c) is melted and softened by the heat from the heater units, the inside of the cavity is pumped by a resin injection means or the like. As shown in FIG. 13 (b), while applying pressure to the molten resin, each heater unit 47a, 47b, 47c is retracted to a non-projecting position, whereby the tip of each resin spacer 112 is melt-softened. Of the molten portion 112p and the filled molten resin, and at the same time, caused by the retreat of each heater unit 47a, 47b, 47c. Offset in the molten resin filled space.
<2′-5> Waiting for the timing when the filled molten resin and the entire remaining resin spacer 112 are solidified together, disassemble the mold 141 and take out the rotation detection unit 20 (insert molded product) (demolding). ).
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a rotation detection unit obtained according to the present invention together with a rotation wheel as a rotation detection target.
FIG. 2 is a plan view of the rotation detection unit of FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing a semiconductor type rotation sensor (preliminary insert target object), a preformed product, and a rotation detection unit (insert molded product).
FIG. 4 is a side view showing a step of preliminary insert molding.
FIG. 5 is a side view showing the steps of the insert molding.
FIG. 6 is a side view showing another step of the insert molding.
FIG. 7 is a side view of a main part showing still another step of the insert molding.
FIG. 8 is a plan view showing the insert-molded annular heater unit.
FIG. 9 is a perspective view showing the upper mold of the insert molding.
FIG. 10 is a plan view showing a relationship between an upper mold and a boss portion of the insert molding.
FIG. 11 is a plan view showing another embodiment of a mold and a heater unit of the insert molding.
FIG. 12 is a side view showing the steps of the insert molding using the mold of FIG. 11;
FIG. 13 is a side view showing another step of the present insert molding using the mold of FIG. 11;
[Explanation of symbols]
1 semiconductor type rotation sensor (preliminary insert target object)
3 Semiconductor elements
4 Lead part
5 Spacer ring
7 Primary resin layer
10 Preformed products (objects to be inserted)
12a Upper horizontal protrusion (resin spacer)
12b Lower horizontal protrusion (resin spacer)
12p cylindrical part (part of resin spacer)
17 Secondary resin layer
20 Rotation detection unit 20 (insert molded product)
22 Bracket
24 Socket section
30 Pre-insert molding equipment
40 insert molding machine
41 Mold
42a Injection gate
43v cavity
45 Boss
45a insertion hole
47 heater unit (heating means)
50 cases
60 rotating wheel
70 Connector

Claims (7)

インサート対象物を樹脂保護層で包囲したインサート成形品を得るインサート成形方法であって、
前記インサート対象物を金型内に、先端に筒状部を備えた樹脂製スペーサが前記金型と前記インサート対象物の間に介装された状態で配置する工程、
前記金型と前記インサート対象物の間のキャビティに溶融樹脂を注入する工程、
前記樹脂製スペーサの少なくとも前記先端を前記金型側からの加熱操作によって溶融させる工程、および、
前記キャビティ内の溶融樹脂に与圧を加えることによって、溶融している前記樹脂製スペーサの筒状部内に前記溶融樹脂を押し入らせる工程を有するインサート成形方法。
An insert molding method for obtaining an insert molded product in which an object to be inserted is surrounded by a resin protective layer,
A step of arranging the object to be inserted in a mold in a state in which a resin spacer having a cylindrical portion at the tip is interposed between the mold and the object to be inserted.
Injecting molten resin into the cavity between the mold and the insert object,
A step of melting at least the tip of the resin spacer by a heating operation from the mold side, and
An insert molding method, comprising a step of applying pressure to the molten resin in the cavity to force the molten resin into a cylindrical portion of the resin spacer that is being melted.
前記樹脂製スペーサを前記金型側からの加熱操作によって溶融させる前記工程は、前記金型に設けたヒータによる加熱によって行われる請求項1に記載のインサート成形方法。The insert molding method according to claim 1, wherein the step of melting the resin spacer by a heating operation from the mold side is performed by heating with a heater provided in the mold. 前記インサート対象物を金型内に配置する前記工程に先行して、前記樹脂製スペーサを前記インサート対象物の外面に一体的に設けておく工程が設けてある請求項1または2に記載のインサート成形方法。3. The insert according to claim 1, wherein a step of integrally providing the resin spacer on an outer surface of the insert target is provided prior to the step of disposing the insert target in a mold. 4. Molding method. 前記インサート対象物は、予備インサート対象物を樹脂保護層によって包囲した予備成形品であり、前記予備成形品の前記樹脂保護層に前記樹脂製スペーサが一体的に設けてある請求項3に記載のインサート成形方法。4. The insert according to claim 3, wherein the object to be inserted is a preformed product in which the object to be preliminarily inserted is surrounded by a resin protective layer, and the resin spacer is integrally provided on the resin protective layer of the preformed product. 5. Insert molding method. インサート対象物を樹脂保護層によって包囲したインサート成形品を得るインサート成形装置であって、
前記インサート対象物を配置可能な金型と、先端に筒状部を備えた樹脂製スペーサが前記金型と前記インサート対象物の間に介装され、且つ、前記筒状部が前記金型の内面付近に位置する状態で、前記インサート対象物を前記金型内に配置後、前記金型と前記インサート対象物の間のキャビティに溶融樹脂を注入する樹脂注入手段と、前記樹脂製スペーサを前記金型側から加熱溶融させる加熱手段と、溶融している前記樹脂製スペーサの筒状部内に前記溶融樹脂を押し入らせるために、前記キャビティ内の前記溶融樹脂に与圧を加える加圧機構とが設けられているインサート成形装置。
An insert molding device for obtaining an insert molded product in which an object to be inserted is surrounded by a resin protective layer,
A mold capable of disposing the insert object, and a resin spacer having a cylindrical portion at the tip is interposed between the mold and the insert object, and the cylindrical portion is formed of the mold. In a state positioned near the inner surface, after arranging the object to be inserted in the mold, a resin injecting means for injecting molten resin into a cavity between the mold and the object to be inserted, and the resin spacer A heating means for heating and melting from the mold side, and a pressurizing mechanism for applying a pressure to the molten resin in the cavity in order to force the molten resin into the cylindrical portion of the molten resin spacer. Insert molding equipment provided with.
前記樹脂製スペーサは、前記インサート対象物の周方向に沿って並設された複数のサイドスペーサを有し、前記加熱手段は、前記各サイドスペーサを包囲する環状ヒータを含む請求項5に記載のインサート成形装置。6. The resin spacer according to claim 5, wherein the resin spacer has a plurality of side spacers arranged in parallel along a circumferential direction of the object to be inserted, and the heating unit includes an annular heater surrounding each of the side spacers. Insert molding equipment. 請求項1から4のいずれか1項によるインサート成形方法、または、請求項5から6のいずれか1項によるインサート成形装置を用いて得られたインサート成形体。An insert molded article obtained by using the insert molding method according to any one of claims 1 to 4, or the insert molding apparatus according to any one of claims 5 to 6.
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