JP6513043B2 - インサート成形品及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インサート部材の少なくとも一部の外周が樹脂製の被覆部材で被覆されたインサート成形品及びその製造方法に関する。

インサート部材を配置したキャビティに液状の樹脂を充填することにより、インサート部材と被覆部材とを一体に成形してインサート成形品を得る方法が知られている。この方法において、剛性が小さく変形し易いインサート部材を用いる場合、キャビティに射出された液状の樹脂が流動する際の圧力等によってインサート部材が変形する懸念がある。このようにインサート部材が変形した状態で樹脂が固化すると、被覆部材の厚さにばらつきが生じたり、インサート部材が被覆部材から露呈したりして品質が低下してしまう。

そこで、特許文献１には、上記のようなインサート部材の変形を防止するべく、キャビティに向かって進退可能である可動式の支持ピンが壁内に設けられた金型を用いてインサート成形品を得る方法が提案されている。この金型では、キャビティに向かって支持ピンを前進させることで、該支持ピンの先端部をキャビティ形成面から突出させることができる。また、キャビティから支持ピンを後退させて金型の壁内に収容することで、該支持ピンの先端面をキャビティ形成面と面一とすることができる。

このため、キャビティ形成面から突出させたピンの先端面をインサート部材に当接させた状態で液状の樹脂を射出することにより、該インサート部材が変形することを抑制できる。そして、樹脂の充填が完了する前に、キャビティから支持ピンを後退させて金型内に収容することで、支持ピンが樹脂の充填を妨げていた空間を残りの樹脂によって埋めることができる。その結果、インサート部材が被覆部材から露呈することや、被覆部材に厚さのばらつきが生じることが抑制されたインサート成形品が得られるとのことである。

特開２０１３−１０７２８６号公報

しかしながら、上記の金型を用いる方法では、支持ピンが樹脂の充填を妨げていた空間が、すでに固化が進み始めて流動性が低下した残りの樹脂によって埋められる。また、インサート部材に支持ピンを当接させた後に離間させることに伴い、上記の空間にインサート部材の微細な剥片等が混入する懸念がある。つまり、この方法により得られたインサート成形品では、被覆部材の支持ピンが樹脂の充填を妨げていた部位の品質が低下することが避けられない。

特に、導電性のインサート部材を電気的に絶縁するべく、絶縁性の被覆部材で被覆する場合、上記の方法を採用することは困難である。被覆部材に、インサート部材の剥片等が混入した部位が生じると、該部位の絶縁性が低下してしまい、結局、十分な絶縁機能を有するインサート成形品を得ることが困難になるためである。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、品質低下部位が生じることが回避された被覆部材によりインサート部材を良好に被覆して、容易に品質の向上を図ることが可能なインサート成形品及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、インサート部材の少なくとも一部の外周を樹脂製の被覆部材で被覆してインサート成形品を得るインサート成形品の製造方法であって、金型のキャビティを形成するキャビティ形成面と前記インサート部材との間に、樹脂製の突起状部材を介在させることで、前記キャビティ形成面と前記インサート部材との離間距離を維持した状態で、前記キャビティに前記インサート部材を配置する際、前記キャビティ形成面に形成された凹部に前記突起状部材を挿入することで、前記キャビティに対する前記突起状部材の相対位置を固定する配置工程と、前記キャビティに液状の充填樹脂を射出する射出工程と、前記充填樹脂を固化させることで、該充填樹脂と前記突起状部材が一体化して前記インサート部材を被覆する前記被覆部材を形成する固化工程と、前記凹部に挿入されていた前記突起状部材の端部が前記充填樹脂よりも突出して形成された突出部位を加熱及び加圧処理によって潰し平坦化することで、前記突出部位よりも幅広の平坦化部を形成する平坦化工程と、を有することを特徴とする。

本発明に係るインサート成形品の製造方法によれば、配置工程において、キャビティにインサート部材を配置する際に、キャビティ形成面とインサート部材との間に突起状部材を介在させる。これによって、キャビティ形成面とインサート部材との離間距離を維持した状態で射出工程行うことができる。このため、液状の充填樹脂をキャビティに射出する際に、該充填樹脂が流動することに伴う圧力等がインサート部材に加えられても、該インサート部材が変形することを抑制できる。すなわち、インサート部材がキャビティ形成面に接近することで被覆部材に他部位よりも厚さが小さい部位が生じること、換言すると、被覆部材に厚さのばらつきが生じることや、該被覆部材からインサート部材が露呈することを回避できる。

また、突起状部材は充填樹脂とともに被覆部材を構成する樹脂製であるため、突起状部材をインサート部材から離間させることなく、キャビティに充填樹脂を充填して被覆部材を形成することができる。従って、例えば、可動式の支持ピンを一時的にインサート部材に当接させてその変形を抑制するような場合とは異なり、被覆部材中に品質低下部位が生じることを回避できる。ここで、品質低下部位とは、すでに固化が進み始めて流動性が低下した充填樹脂によって埋められたり、インサート部材の微細な剥片等が混入したりした部位である。さらに、支持ピンを可動させるタイミングを、インサート成形品の形状や材質等に応じて高精度に設定するような煩雑な工程も省略できる。

以上から、本発明のインサート成形品の製造方法によれば、品質低下部位が生じることが回避された被覆部材によりインサート部材を良好に被覆して高品質のインサート成形品を容易に得ることができる。特に、この製造方法によれば、インサート部材が導電性であり、被覆部材が絶縁性である場合、被覆部材によって、インサート部材とその外部とが効果的に絶縁されたインサート成形品を得ることができる。上記の通り、インサート部材が被覆部材から露呈することや、被覆部材中に導電性のインサート部材の剥片が混入した部位が生じることを効果的に抑制できるためである。

上記のインサート成形品の製造方法において、前記配置工程では、前記インサート部材と前記突起状部材とを、射出成形による一体形成、接着剤、溶着の何れかにより固着させた状態で前記キャビティに配置する。この場合、配置工程において、インサート部材及び突起状部材を一層容易且つ高精度にキャビティに配置することができる。また、射出工程において、突起状部材に充填樹脂の流動に伴う圧力が加えられた場合であっても、該突起状部材に位置ずれが生じることを抑制できる。すなわち、突起状部材によってインサート部材とキャビティ形成面との離間距離をより確実に維持して、インサート部材が変形することを効果的に抑制できる。従って、品質に優れたインサート成形品を一層容易に得ることが可能になる。

上記のインサート成形品の製造方法において、前記キャビティ形成面には、前記突起状部材が挿入される凹部が形成され、前記配置工程では、前記凹部に前記突起状部材を挿入することで、前記キャビティに対する前記突起状部材の相対位置を固定する。

この場合も、配置工程において、インサート部材及び突起状部材を容易且つ高精度にキャビティに配置することができる。また、例えば、インサート部材と固着部材とを固着することが困難な場合であっても、突起状部材が凹部内に位置決め固定されるため、射出工程時に突起状部材に位置ずれが生じることを効果的に回避できる。さらに、例えば、インサート部材と固着した突起状部材を凹部に挿入した場合、突起状部材の位置ずれに加えて、該突起状部材に対するインサート部材の位置ずれも抑制できるため、インサート部材の変形を少ない突起状部材によって効果的に抑制することが可能になる。なお、このようにして得られた被覆部材では、金型の凹部に挿入されていた突起状部材の端部が他部位よりも突出する突出部位となるため、該突出部位を加熱及び加圧処理等によって平坦化する平坦化工程をさらに行ってもよい。

上記のインサート成形品の製造方法において、前記突起状部材としては、前記インサート部材から突出する突出方向の厚さに比して、前記突出方向の両端間の該突起状部材の表面に沿う最短距離が大きくなるように沿面距離延長部が設けられたものを用いることが好ましい。この場合、突起状部材と充填樹脂との接触面積を大きくすることができるため、互いを良好に一体化して被覆部材を形成することができる。また、被覆部材によってインサート部材を外部と絶縁する場合、上記のように沿面距離延長部が設けられることで、沿面放電が生じることを効果的に抑制して、絶縁性を向上させることができる。

上記のインサート成形品の製造方法において、前記インサート部材と前記突起状部材とを固着する前に、前記インサート部材の、前記突起状部材を固着する部位に、該突起状部材との間にアンカー効果を生じるアンカー形状を形成する下地処理を施すことが好ましい。この場合、インサート部材と突起状部材とを一層良好に固着することができるため、品質に優れたインサート成形品を一層容易に得ることが可能になる。

また、本発明は、インサート部材と、該インサート部材の少なくとも一部の外周を被覆する樹脂製の被覆部材とを備えるインサート成形品であって、前記被覆部材は、前記インサート部材から延在し、且つ該インサート部材と接着剤又は溶着により固着された樹脂製の突起状部材と、該突起状部材と一体化して前記インサート部材を被覆する充填樹脂とからなり、前記突起状部材は、先端部と、前記先端部よりも基端側で前記先端部に隣接する隣接部とを有し、前記先端部は、前記隣接部よりも幅広となるように潰された形状であり、且つ前記充填樹脂と面一に前記被覆部材の表面を形成する平坦化部を形成することを特徴とする。

本発明に係るインサート成形品は、充填樹脂と一体に被覆部材を形成する突起状部材を備えるため、インサート成形法を適用して容易且つ高品質に得ることが可能である。また、このインサート成形品は、導電性のインサート部材と、絶縁性の被覆部材とを有する場合、該被覆部材によってインサート部材と外部を効果的に絶縁することができる。

上記のインサート成形品において、前記突起状部材は、突出方向の厚さに比して、前記突出方向の両端間の該突起状部材の表面に沿う最短距離が大きくなるように沿面距離延長部が設けられていることが好ましい。この場合、突起状部材及び充填樹脂が良好に一体化されて被覆部材を構成するため、インサート成形品の品質を一層良好に向上させることができる。また、被覆部材によってインサート部材を電気的に絶縁する場合、沿面距離延長部によって沿面放電が生じることを効果的に抑制できるため絶縁性を向上させることができる。

上記のインサート成形品において、前記インサート部材と前記突起状部材との各々の固着部位には、アンカー効果を生じるアンカー形状が形成されていることが好ましい。この場合、インサート部材と突起状部材とを一層良好に固着することができるため、品質に優れたインサート成形品を一層容易に得ることが可能になる。

本発明によれば、充填樹脂と一体に被覆部材を形成する突起状部材を備えることで、インサート部材に変形が生じること、及び被覆部材に品質低下部位が生じることを回避でき、インサート成形品の品質を容易に向上させることができる。

本発明の実施形態に係るインサート成形品の斜視図である。 図１のインサート成形品の縦断面図である。 図１のインサート成形品がキャビティに配置された金型の平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 図４の金型のキャビティに充填樹脂を射出する様子を説明する図である。 図２のインサート成形品に平坦化部を形成する前の状態を示す図である。

以下、本発明に係るインサート成形品及びその製造方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態ではインサート成形品１０が、バスバーモジュールである例について説明するが、本発明に係るインサート成形品は特にこれに限定されるものではない。

インサート成形品１０は、互いに間隔をおいて並列させた２つのインサート部材１２と、該２つのインサート部材１２の一部を一体的に被覆する被覆部材１４とを有する。インサート部材１２は、例えば、銅等の導電体から形成される四角柱形状のバスバーである。被覆部材１４は、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の絶縁性の樹脂からなり、突起状部材１６と充填樹脂１８とから一体に形成される。なお、突起状部材１６及び充填樹脂１８は、互いに同じ樹脂から形成されてもよいし、異なる樹脂から形成されてもよい。

突起状部材１６は、並列するインサート部材１２の互いに対向する側面１２ａを除く、３つの側面１２ｂの長手方向の略中央からそれぞれ延在する複数からなる。このため、見掛け上の突起状部材１６は、側面１２ｂから突出している。突起状部材１６は、後述する段部を有する円筒形状からなり、その底面がインサート部材１２の側面１２ｂに固着されている。

なお、インサート部材１２と突起状部材１６との固着力を高めるべく、互いの固着部位にはアンカー効果を生じるアンカー形状が形成されていることが好ましい。アンカー形状としては、アンカー効果が得られる周知の構成を採用することができる。例えば、固着部位の表面粗度を他部位よりも増大させることや、インサート部材１２及び突起状部材１６に互いに係合する凹凸部を設けることによって構成することができる。

また、突起状部材１６は、インサート部材１２から突出する突出方向の厚さに比して、該突出方向の一端から他端に至るまでの表面に沿う最短距離、換言すると、沿面距離が大きくなるように沿面距離延長部２０が設けられている。本実施形態では、沿面距離延長部２０は、突起状部材１６の大径部と小径部との間に設けられた段部によって形成される。

さらに、突起状部材１６は、その突出方向の先端部が加熱及び加圧処理等によって潰されることで平坦化部２２が形成されている。これによって、突起状部材１６と充填樹脂１８とが面一に被覆部材１４の表面を形成している。充填樹脂１８は、インサート部材１２の延在方向の略中央部の外周と、突起状部材１６の周面とを覆うように、射出成形によって形成される。

本実施形態に係るインサート成形品１０は、基本的には上記のように構成されるものである。次に、図３〜図６をさらに参照しつつ、インサート成形品１０の製造方法を説明する。この製造方法は、以下のように、配置工程と、射出工程と、固化工程とを主に含み、これらの工程は、金型３０を用いて行うことができる。金型３０は、下型３２と上型３４からなり、これらの間にキャビティが形成される。また、金型３０のキャビティ形成面３６には、前駆体１６ａが配置される箇所に、該前駆体１６ａの先端部を挿入可能な形状の凹部３８が形成されている。

配置工程に先立って、インサート部材１２の側面１２ｂに対して、上記の平坦化部２２が形成される前の突起状部材１６を固着する固着工程を行う。側面１２ｂと突起状部材１６とは、周知の固着方法により固着可能である。その一例としては、射出成形によりインサート部材１２と突起状部材１６とを一体形成することや、予め形成しておいた突起状部材１６を接着剤や溶着等によって側面１２ｂに固着することが挙げられる。なお、インサート部材１２と突起状部材１６とを固着する前に、インサート部材１２の、突起状部材１６を固着する部位に、突起状部材１６との間にアンカー効果を生じるアンカー形状を形成する下地処理を予め施しておくことが好ましい。

次に、図３及び図４に示す通り、キャビティ形成面３６との間に突起状部材１６を介在させるようにインサート部材１２をキャビティに配置する配置工程を行う。これによって、キャビティ形成面３６とインサート部材１２との間の離間距離を突起状部材１６の厚さに応じた大きさに維持することができる。

また、上記の固着工程によってインサート部材１２及び突起状部材１６が一体化されているため、これらを同時にキャビティに配置することができる。さらに、キャビティ形成面３６には、上記の通り凹部３８が形成されている。このため、凹部３８に突起状部材１６の先端を挿入するようにキャビティにインサート部材１２を配置することで、キャビティ形成面３６に対するインサート部材１２及び突起状部材１６の位置決めを行うことができる。これらによって、配置工程を一層容易且つ高精度に行うことが可能になる。

次に、図５に示すように、金型３０のゲート４０を介して、キャビティに液状の充填樹脂１８を射出する射出工程を行う。図３及び図４にも示す通り、ゲート４０は、キャビティの略中央部に連通するように上型３４に形成される。このため、射出工程では、キャビティに対して、インサート部材１２同士の間であって、該インサート部材１２の突起状部材１６が固着された部位の周辺から、液状の充填樹脂１８が充填されていく。この際、インサート部材１２は、液状の充填樹脂１８が流動することに伴う圧力によって、キャビティ形成面３６側に向かって押圧される。

しかしながら、上記の通り、インサート部材１２とキャビティ形成面３６との間は、突起状部材１６が介在することにより、互いの離間距離が維持されている。従って、上記のようにインサート部材１２が押圧されても、該インサート部材１２が変形することを抑制できる。

また、上記の通り、突起状部材１６の先端部が凹部３８に挿入されることで、キャビティ形成面３６に対する突起状部材１６の相対位置が固定されている。このため、例えば、液状の充填樹脂１８の流動に伴って、突起状部材１６にその周面側から圧力が加えられても、該突起状部材１６に位置ずれが生じることを回避できる。また、この際、突起状部材１６とインサート部材１２とが固着されていることで、突起状部材１６に対するインサート部材１２の位置ずれも回避できる。その結果、インサート部材１２とキャビティ形成面３６との離間距離をより確実に維持して、インサート部材１２が変形することを効果的に抑制できる。

さらに、突起状部材１６は、充填樹脂１８とともに被覆部材１４を形成する樹脂製であるため、該突起状部材１６をインサート部材１２から離間させる必要がない。すなわち、インサート部材１２とキャビティ形成面３６との間に突起状部材１６を介在させたまま、キャビティへの液状の充填樹脂１８の充填を完了させることができる。

従って、固化工程によって液状の充填樹脂１８を固化させることで、図６に示すように、固化された充填樹脂１８と突起状部材１６とによってインサート部材１２を一体に被覆する被覆部材１４が形成される。この際、突起状部材１６には、沿面距離延長部２０が設けられているため、突起状部材１６と充填樹脂１８との接触面積を大きくすることができる。これによって、突起状部材１６と充填樹脂１８とを良好に一体化することができる。

このような被覆部材１４では、例えば、可動式の支持ピン（不図示）を一時的にインサート部材１２に当接させてその変形を抑制するような場合とは異なり、品質低下部位が生じることを回避できる。つまり、すでに固化が進み始めて流動性が低下した液状の充填樹脂１８によって埋められたり、インサート部材１２の微細な剥片等が混入したりした部位が被覆部材１４に生じることを回避できる。

なお、被覆部材１４では、金型３０の凹部３８に挿入されていた突起状部材１６の先端部が他部位よりも突出する突出部位となる。このため、該突出部位を、例えばインパルスウェルダ等の加熱及び加圧処理によって平坦化する平坦化工程をさらに行う。これによって、潰された突出部位が、図２に示す平坦化部２２となり、突起状部材１６と充填樹脂１８とが面一に被覆部材１４の表面を形成するインサート成形品１０を得ることができる。

以上から、本発明のインサート成形品１０の製造方法によれば、品質低下部位が生じることが回避された被覆部材１４により、変形することが抑制されたインサート部材１２を良好に被覆して高品質のインサート成形品１０を容易に得ることができる。

つまり、このインサート成形品１０では、インサート部材１２の変形が抑制されることで、被覆部材１４に他部位よりも厚さが小さい部位が生じることや、該被覆部材１４からインサート部材１２が露呈することを回避できる。また、被覆部材１４にインサート部材１２の剥片が混入して絶縁性を低下させるようなことも回避できる。さらに、突起状部材１６に設けられた沿面距離延長部２０によって、沿面放電が生じることを抑制できる。その結果、インサート部材１２と外部とを被覆部材１４によって効果的に絶縁することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

例えば、上記の実施形態に係る製造方法では、配置工程に先立って、インサート部材１２に突起状部材１６を固着する固着工程を行ったが、該固着工程は省略することができる。この場合、配置工程では、突起状部材１６とインサート部材１２とをそれぞれ個別にキャビティに配置すればよい。従って、例えば、インサート部材１２及び突起状部材１６が互いに固着することが困難な材料からなる場合であっても、本発明に係る製造方法を適用することができる。

また、上記の実施形態に係る製造方法では、キャビティ形成面３６に凹部３８が設けられた金型３０を用いることとしたが、特にこれに限定されるものではなく、該凹部３８が設けられていない金型を用いてもよい。この場合、突起状部材１６の先端部が突出部位とはならないため、平坦化工程を行うことなく、突起状部材１６と充填樹脂１８とから面一に表面が形成された被覆部材１４を得ることができる。すなわち、この製造方法によって得られるインサート成形品のように、突起状部材１６は、平坦化部２２を備えていなくてもよい。

また、上記の実施形態では、２つのバスバーをインサート部材１２としたが、１つのバスバー又は３つ以上のバスバーをインサート部材１２としてもよい。さらに、上記の実施形態では、インサート部材１２の互いに対向する側面１２ａを除く３つの側面１２ｂのそれぞれに１つずつ突起状部材１６を配設することとしたが、突起状部材１６が設けられる場所や個数は特に限定されない。金型３０のゲート４０の位置や、インサート部材１２及び被覆部材１４の形状等に応じて、インサート部材１２の変形を効果的に抑制できる場所や個数を設定すればよい。

また、上記の実施形態では、突起状部材１６を段部を有する円筒形状としたが、特にこれには限定されない。突起状部材１６は、射出工程において、キャビティ形成面３６とインサート部材１２との離間距離を一定に維持することが可能な形状であればよい。さらに、沿面距離延長部２０は、突起状部材１６の突出方向の先端側と基端側との間に設けられた段部によって形成されるものに限られない。例えば、突起状部材１６の突出方向の先端側と基端側との間に設けられた湾曲面、凹凸部、溝等によって形成されてもよい。

１０…インサート成形品 １２…インサート部材
１４…被覆部材 １６…突起状部材
１８…充填樹脂 ２０…沿面距離延長部
２２…平坦化部 ３０…金型
３２…下型 ３４…上型
３６…キャビティ形成面 ３８…凹部
４０…ゲート

Claims (6)

1. インサート部材の少なくとも一部の外周を樹脂製の被覆部材で被覆してインサート成形品を得るインサート成形品の製造方法であって、
   金型のキャビティを形成するキャビティ形成面と前記インサート部材との間に、樹脂製の突起状部材を介在させることで、前記キャビティ形成面と前記インサート部材との離間距離を維持した状態で、前記キャビティに前記インサート部材を配置する際、前記キャビティ形成面に形成された凹部に前記突起状部材を挿入することで、前記キャビティに対する前記突起状部材の相対位置を固定する配置工程と、
   前記キャビティに液状の充填樹脂を射出する射出工程と、
   前記充填樹脂を固化させることで、該充填樹脂と前記突起状部材が一体化して前記インサート部材を被覆する前記被覆部材を形成する固化工程と、
   前記凹部に挿入されていた前記突起状部材の端部が前記充填樹脂よりも突出して形成された突出部位を加熱及び加圧処理によって潰し平坦化することで、前記突出部位よりも幅広の平坦化部を形成する平坦化工程と、
   を有し、
   前記配置工程では、前記インサート部材と前記突起状部材とを、射出成形による一体形成、接着剤、溶着の何れかにより固着させた状態で前記キャビティに配置することを特徴とするインサート成形品の製造方法。
2. 請求項１記載のインサート成形品の製造方法において、
   前記突起状部材としては、前記インサート部材から突出する突出方向の厚さに比して、前記突出方向の両端間の該突起状部材の表面に沿う最短距離が大きくなるように沿面距離延長部が設けられたものを用いることを特徴とするインサート成形品の製造方法。
3. 請求項１又は２記載のインサート成形品の製造方法において、
   前記インサート部材と前記突起状部材とを固着する前に、前記インサート部材の、前記突起状部材を固着する部位に、該突起状部材との間にアンカー効果を生じるアンカー形状を形成する下地処理を施すことを特徴とするインサート成形品の製造方法。
4. インサート部材と、該インサート部材の少なくとも一部の外周を被覆する樹脂製の被覆部材とを備えるインサート成形品であって、
   前記被覆部材は、前記インサート部材から延在し、且つ該インサート部材と接着剤又は溶着により固着された樹脂製の突起状部材と、該突起状部材と一体化して前記インサート部材を被覆する充填樹脂とからなり、
   前記突起状部材は、先端部と、前記先端部よりも基端側で前記先端部に隣接する隣接部とを有し、
   前記先端部は、前記隣接部よりも幅広となるように潰された形状であり、且つ前記充填樹脂と面一に前記被覆部材の表面を形成する平坦化部を形成することを特徴とするインサート成形品。
5. 請求項４記載のインサート成形品において、
   前記突起状部材は、突出方向の厚さに比して、前記突出方向の両端間の該突起状部材の表面に沿う最短距離が大きくなるように沿面距離延長部が設けられていることを特徴とするインサート成形品。
6. 請求項４又は５記載のインサート成形品において、
   前記インサート部材と前記突起状部材との各々の固着部位には、アンカー効果を生じるアンカー形状が形成されていることを特徴とするインサート成形品。

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