JP3797178B2 - 樹脂成形品 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形品に関し、特に１次成形で成形した一次成形品をインサートとして、更に成形樹脂で覆う２次成形により成形されたインサート成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数のインサート部材を金型内にセットして成形樹脂によりインサート成形して一次成形品を得、その一次成形品をインサートして更に成形樹脂により成形し二次成形品を得ることが行われている。しかしながら、インサート部材と一次成形部、及び一次成形部と二次成形部との界面に僅かながら隙間が発生し、この隙間に水、空気、油等が侵入し、例えばインサート部材が金属端子である場合には、金属端子間の絶縁抵抗が低下する等の不都合があった。
【０００３】
そこでこのような気密性の問題を解決する従来技術として、特開平９−３００４０１号公報により提案されたインサート成形品の成形方法が公知である。このインサート成形品１０の成形方法は、図５と図６に示されるように、インサート部材１と一次成形部２との気密は、インサート部材１にシール剤４（例えばヒドリン系ゴム）を塗布することで実施し、一次成形部２と二次成形部３との気密は、一次成形部２に突起部２Ａを形成し、二次成形時に溶融している成形樹脂の熱によりこの突起部２Ａを溶かし、一次成形部２を二次成形部３に溶着させることでインサート成形品１０の気密性を得ているものである。
【０００４】
しかしながら、この場合における一次成形部２と二次成形部３の溶着部が中央に配置されているのに対して、二次成形時の成形樹脂のゲート位置は構造上中央に配置することができず、樹脂流れを均一にできない。このため溶着部にかかる樹脂の温度、圧力が場所によって異なり、特にゲート位置の反対側の温度の低い所では、一次成形部２の突起部２Ａが二次成形部３に溶着しないことがあり、良好な気密性を達成することができなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、インサート部材と一次成形部、及び一次成形部と二次成形部の気密性を高めた樹脂成形品を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載の樹脂成形品を提供する。
請求項１に記載の樹脂成形品は、一次と二次の成形部とからなる樹脂成形品であって、二次成形部を形成する二次成形樹脂の流れ方向に対して、一次成形部の外周に第１の環状突起を設けると共に、この環状突起の樹脂流れ上流側で二次成形樹脂の流路を絞る絞り部とを設けたものであり、この絞り部によって二次成形樹脂の整流を行い、二次成形樹脂が第１の環状突起に到達するタイミングを均一化している。したがって、突起全周で均等な溶着状態を発生させることで安定したシール性が得られる。
【０００７】
請求項２の樹脂成形品は、絞り部を一次成形部に更に設けた第２の環状突起に規定したものである。
【０００８】
請求項３の樹脂成形品は、絞り部を、二次成形部の一部の厚さを他の部位よりも薄くすることによって構成することを規定したものである。
【０００９】
請求項４の樹脂成形品は、絞り部における二次成形部の厚さが、絞り部と第１の環状突起との間隔よりも短いことを規定したものであり、二次成形樹脂が均一に第１の環状突起に到達する条件を提示している。
【００１０】
請求項５の樹脂成形品は、第１の環状突起によって形成される二次成形部の薄肉部よりも樹脂流れ下流側の二次成形部が、少なくともこの薄肉部よりも厚い樹脂厚を有し、かつその長さがこの薄肉部の厚さの３倍以上に設定したものであり、これによって、二次成形樹脂から第１の環状突起に十分な熱量が与えられ、突起の溶融が十分に行われて一次成形部と二次成形部との密着性を向上できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態のインサート成形品について説明する。図１は、本発明のインサート成形品の一次成形の段階における一次成形品の（ａ）平面図と、（ｂ）縦断面図であり、図２は、二次成形が終了した本発明のインサート成形品の縦断面図である。
本発明のインサート成形品１０は、インサート部材１、一次成形部２及び二次成形部３とから構成されている。なお、図１（ｂ）において符号５は一次成形時に成形樹脂が注入されるゲートを示しており、図２の符号６は、二次成形時に成形樹脂が注入されるゲートを示している。
【００１２】
この一次成形部２には、第１の凸部（厚肉部）２ａと、一次成形時に成形樹脂の流れを均一化させるための第１の凹部（薄肉部）２ｂと、第２の凸部（厚肉部）２ａ’と、一次成形時にインサート部材１と一次成形部との気密性を高めるために、気密性を要する部分のインサート部材１の全周に設けた第２の凹部（薄肉部）２ｂ’及び整流化の為の第１の凹部２ｂ以降の凸部に設けた突起部７とが設けられる。したがって、前記突起部を除いては、一次成形部２は、凸部と凹部が交互に少なくとも２組設けられ、その外側面形状が凹凸状となっている。ここで、インサート部材の長さ方向における上記凸部（厚肉部）２ａ，２ａ’の長さ（高さ）ｔ₁ ，ｔ₃ と、上記凹部（薄肉部）２ｂ，２ｂ’の厚さｔ₂ とは、ｔ₁ ＞ｔ₂ ，ｔ₃ ＞ｔ₂ の関係が満足されるように設定されている。さらに、第２の凹部２ｂ’の樹脂流れ下流側には、さらに凸部２ｃが設けられており、この凸部２ｃの長さｔ₄ も、凹部２ｂ，２ｂ’の厚さｔ₂ よりも大きく設定されている（ｔ₄ ＞ｔ₂ ）。
【００１３】
これに対して二次成形部３は、その外側面形状がインサート部材１と平行で、ほぼ平坦状となっている。また二次成形部３の内側面形状は、一次成形部の整流化の為の凸部以降の凸部に設けた突出部を除いては、一次成形部の凹凸状の外側面形状に噛み合う形で同じく凹凸状となっている。即ち、一次成形部２の第１の凸部２ａに対応して二次成形部３では第１の凹部（薄肉部）３ｂが形成される。この第１の凹部３ｂを通過する時に二次成形樹脂の樹脂流れが均一化される。この第１の凹部３ｂの樹脂流れ上流側には、第１の凸部３ａが形成され、ゲート６から注入された二次成形樹脂は、まずこの第１の凸部３ａに充填される。さらに一次成形部２の第１の凹部２ｂに対応して二次成形部３では第２の凸部（厚肉部）３ａ’が形成され、同様に一次成形部２の第２の凸部２ａ’及び凸部上の突起部７に対して二次成形部３では第２の凹部（薄肉部）３ｂ’が、一次成形部２の第２の凹部２ｂ’に対して二次成形部３では第３の凸部（厚肉部）３ａ''がそれぞれ形成される。第３の凸部３ａ''の下流側には、第３の凹部３ｂ''がさらに形成される。
また、二次成形部３においても、凸部３ａ，３ａ’，３ａ''の長さ（高さ）ｔ₇ ，ｔ₈ ，ｔ₉ と凹部３ｂ，３ｂ’，３ｂ''の厚さｔ₅ とは、ｔ₇ ＞ｔ₅ ，ｔ₈ ＞ｔ₅ ，ｔ₉ ＞ｔ₅ の関係が満足されるように設定されている。
これにより凹部３ｂ，３ｂ’，３ｂ''における二次成形樹脂の流動抵抗が高められ、第１の凹部３ｂによる整流効果、及び第２の凹部３ｂ’における圧力上昇による密着性の向上効果を得ることができる。
また、凹部３ｂ，３ｂ’，３ｂ''において流動抵抗が高くなるように、ゲート６から第１の凸部３ａまでの樹脂厚さｔ₆ も凹部３ｂ，３ｂ’，３ｂ''の厚さｔ₅ よりも厚くされている（ｔ₆ ＞ｔ₅ ）。
さらに、加熱された二次成形樹脂が、第２の凹部３ｂ’を流動して一次成形部の外周に形成された突起部７を溶融できるように、第３の凹部３ｂ''の下流側の第４の凸部３ａ''' の長さｔ₁₀がｔ₁₀／ｔ₅ ＞３の関係を満足する。
このように、本発明の実施の形態のインサート成形品では、一次成形部２及び二次成形部３に２ケ所以上の外周全周に渡る凹部（薄肉部）、及び２ケ所以上の外周全周に渡る凸部（厚肉部）を作ることで、気密性を高めることを可能としている。
【００１４】
図１では、インサート部材１の横断面形状が矩形状で示されているが、円形でも或いは多角形でも同様に行い得るものである。
【００１５】
次に、図１を参照して一次成形について詳細に説明する。
インサート部材１と一次成形部２との界面では、一次成形のゲート５から射出された溶融樹脂は、一次成形時、前述のｔ₁ ＞ｔ₂ の関係から該第１の凹部（薄肉部）２ｂに溶融樹脂が流れ込む前に、第１の凸部（厚肉部）２ａを有する肉厚の厚い全周方向に樹脂が充填され、その後、第１の凹部２ｂである薄肉部に樹脂が充填される。これにより、第１の凹部２ｂによって一次成形樹脂の樹脂流れが均一化される。次に、一次成形樹脂は第２の凸部２ａ’及び凸部２ａ’に設けた溶着用（二次成形時）の突起部７を経て、一次成形部２の気密性を要する部分の全周に設けた第２の凹部（薄肉部）２ｂ’に流れ込む。このため、第１の凹部２ｂにおいて、樹脂の流れが均一化されているため、第２の凹部２ｂ’では樹脂流れが均一になり、気密性（密着性）に偏りが出ず、全体としての気密性が強くなる。また、一次成形部２の気密性を要する部分の全周に設けた第２の凹部２ｂ’が薄肉であることから、樹脂圧力が大きくなり、転写性が向上する。従って、インサート部材１と一次成形部２との気密性は向上する。
【００１６】
インサート部材１にシール剤４を塗布した場合においては、一次成形部２の気密性を要する部分の全周に設けた第２の凹部２ｂ’が薄肉であることから、圧力、せん断発熱が大きくなり、シール剤４がよく圧縮されること、及び熱と圧力とによりシール剤４がよく反応すること等により、インサート部材１と一次成形部２の気密性（密着性）が一層向上する。
【００１７】
次に、図２を参照して二次成形について説明する。
一次成形部２と二次成形部３との界面では、二次成形のゲート６から射出された溶融樹脂は、まず二次成形時、樹脂流れを均一化させるために設けた二次成形部３の第１の凹部３ｂである薄肉部に樹脂が流れ込む前に、第１の凸部３ａに樹脂が充填される。その後、この第１の凹部（薄肉部）３ｂに樹脂が充填される。これにより、第１の凹部３ｂを通過する樹脂流れが均一化される。次に、二次成形樹脂は、第２の凸部３ａ’を経て、気密性を高めるために設けた二次成形部３の第２の凹部（薄肉部）３ｂ’に流れ込む。したがって、二次成形時、二次成形部３の第１の凹部３ｂの薄肉部で樹脂流れが均一化されるので、気密性を要する部分である二次成形部３の第２の凹部３ｂ’の薄肉部での樹脂流れも均一になり、気密性に偏りが出ず、全体としての気密性が強くなる。また、気密性を要する部分自体が薄肉であることから、圧力、せん断発熱が大きくなり、二次成形時、気密性を高めるために一次成形部の気密性を要する部分の全周に設けた第２の凸部（厚肉部）２ａ’上に設けた突起部７の溶融度が大きくなるため、第２の凸部２ａ’の二次成形部３への溶着率が大きくなる。したがって、一次成形部２と二次成形部３の気密性（密着性）は向上する。
なお、突起部７を設けなくとも、二次成形樹脂は一次成形部２の第２の凸部２ａ’の先端部を溶融するため、二次成形部３は一次成形部２に溶着される。しかしながら、一次成形部２の第２の凸部２ａ’に突起部７を設けることにより、熱容量を小さくできるので、溶融度を大きくすることができ、より確実に二次成形部３と一次成形部２とを溶着することができる。
【００１８】
なお、本発明に用いられる成形樹脂としては、オレフィン系樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、アセタール樹脂、ふっ素樹脂等の一般的な熱可塑性樹脂を用いることができ、一次成形と二次成形とで成形樹脂を変えることもできる。これらの樹脂は、通常の方法にしたがって、安定剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、補強剤等の添加剤を含んでもよい。またインサート部材は、金属、セラミックス等適宜の材料を使用することができ、その大きさ、形状も特に制限されないものである。
【００１９】
また、インサート部材１、一次成形部２及び二次成形部３の形状も、上述の例に限定されず種々変更可能である。例えば、インサート部材１として中心軸の側面に凹凸（一次成形部の整流化の為の凸部以降の凸部外周に設けた突起部を除く）が設けられる場合、このインサート部材の凹凸形状に合わせて一次成形部２の内断面形状が凹凸状に形成される。この場合の一次成形部２の外側面形状は平坦でも凹凸状でも良い。一次成形部２の外側面形状が平坦である場合には、二次成形部３の外側面形状に凹凸を設ければ、前述のように、一次成形品の周囲に少なくとも２組の凸部及び凹部を有する二次成形部を形成することができる。
また、一次成形樹脂と二次成形樹脂とは、同じ樹脂材料であって良いし、異なる樹脂材料であっても良い。
【００２０】
図３，４は、本発明の別の実施の形態に係るものであり、一次成形部２と二次成形部３との密着性、気密性の向上に焦点をあてたものであり、先の実施の形態のように一次成形部２とインサート部材１との関係については特に問題としていないものである。（インサート部材は有っても無くてもよい。）
図３における実施例における樹脂成形品では、一次成形部２の外周表面に第１の環状突起Ｂを形成すると共に、この第１の環状突起Ｂの二次成形樹脂流れ上流側において、この二次成形樹脂の流路を絞る絞り部Ｄを設けている。図３の実施例では、この絞り部Ｄが、一次成形部２の外周表面に設けた第２の環状突起Ａにより形成されている。図４の実施例では、この絞り部Ｄが、二次成形部３の一部Ａの厚さを他の部位よりも薄くすることによって形成されている。
【００２１】
また、二次成形部３の絞り部Ｄの厚さ（Ｄ）が、絞り部と第１の環状突起Ｂとの間隔（Ｅ）よりも短いことが好ましい。更に、第１の環状突起Ｂによって形成される二次成形部３の薄肉部Ｃよりも樹脂流れ下流側の二次成形部３は、少なくともこの薄肉部Ｃよりも厚い樹脂厚を有していて、かつその長さ（Ｆ）が、この薄肉部の厚さ（Ｃ）の３倍以上に設定することが好ましい。
これにより、二次成形時に、絞り部Ｄで二次成形樹脂の整流が行われ、二次成形樹脂が一次成形部２の第１の環状突起Ｂに到達するタイミングを、環状突起Ｂの全周に渡って均一化することができる。従って、二次成形樹脂の熱により環状突起Ｂの先端部はほぼ同時期に溶融されるため、この環状突起Ｂの全周における二次成形樹脂への溶着状態の均等化を図ることができて、安定したシール性を得ることができる。
なお、第１の環状突起Ｂの後段の２つの比較的大型の突起は、一次成形部２の外周に間欠的に形成された回り止めである。
【００２２】
図２〜図４に示される本発明の実施形態において、インサート部材１や一次成形部２は１つに限られるものではない。例えば、２つあるいは３つ以上のインサート部材を一次成形部２にインサート成形しても良いし、別個に成形された複数の一次成形部を組み合わせたものを二次成形樹脂によって二次インサート成形しても良い。
図２に示す実施の形態では、二次成形部３に厚肉部と薄肉部とからなる凹凸部を３対設け、その２対目の薄肉部３ｂ’に対応する一次成形部２の厚肉部２ａ’に突起部７を設けていた。
しかしながら、突起部７は、３対目の薄肉部３ｂ''に対応する、一次成形部２の厚肉部２ａ''に設けても良い。このようにすると、一対目及び二対目の厚肉部３ａ，３ａ’と薄肉部３ｂ，３ｂ’とで、二次成形樹脂の整流効果を高めることができる。この結果、二次成形樹脂が突起部７に到達するタイミングを、その突起部７の全周に渡って正確に揃えることができるので、突起部７の全体で均一な溶着を行うことができる。
さらに、図３、図４に示す実施の形態においても、一次成形部２の外周表面に形成される環状突起Ｂの二次成形樹脂の流れ方向の上流側に、１つの絞り部Ｄのみではなく、２つ以上の絞り部を設けても良い。
【００２３】
以上説明したように、本発明のインサート成形品においては、インサート部材と一次成形部、および／または、一次成形部と二次成形部との気密性（密着性）が向上でき、これらの界面からの水、空気、油等の侵入もしくは漏出を防止でき、例えば絶縁抵抗の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のインサート成形品の一次成形の段階での一次成形品の、（ａ）平面図と、（ｂ）縦断面図とである。
【図２】二次成形が終了した本発明の実施の形態のインサート成形品の縦断面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態の樹脂成形品の断面図及び部分拡大断面図である。
【図４】本発明の更に別の実施の形態の樹脂成形品の断面図及び部分拡大断面図である。
【図５】従来のインサート成形品の一次成形の段階での一次成形品の斜視図である。
【図６】従来の二次成形が終了したインサート成形品の縦断面図である。
【符号の説明】
１…インサート部材
２…一次成形部
３…二次成形部
４…シール剤
５…一次成形時のゲート
６…二次成形時のゲート
７…溶着用（二次成形時）突起部
１０…インサート成形品
Ａ…第２の環状突起
Ｂ…第１の環状突起
Ｃ…薄肉部（二次成形部材）
Ｄ…絞り部

Claims (5)

1. 一次成形部と、前記一次成形部の周囲に形成される二次成形部とからなる樹脂成形品であって、
   前記二次成形部を形成する二次成形樹脂の流れ方向に対して、前記一次成形部の外周に第１の環状突起を設けるとともに、この環状突起の樹脂流れ上流側において前記二次成形樹脂の流路を絞る絞り部とを設け、
   前記絞り部によって前記二次成形樹脂の整流を行うことによって、この二次成形樹脂が前記環状突起に到達するタイミングを均一化したことを特徴とする樹脂成形品。
2. 前記絞り部は、前記一次成形部に第２の環状突起を設けることによって構成されることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品。
3. 前記絞り部は、前記二次成形部の一部の厚さを他の部位よりも薄くすることによって構成されることを特徴とする請求項１記載の樹脂成形品。
4. 前記絞り部における前記二次成形部の厚さは、前記絞り部と前記第１の環状突起との間隔よりも短いことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の樹脂成形品。
5. 前記第１の環状突起によって形成される前記二次成形部の薄肉部よりも樹脂流れ下流側の二次成形部は、少なくとも前記薄肉部よりも厚い樹脂厚を有し、かつその長さが前記薄肉部の厚さの３倍以上に設定されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の樹脂成形品。

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