CN113165239B

CN113165239B - 树脂成型体和树脂成型体的制造方法

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Publication number: CN113165239B
Application number: CN201980078089.4A
Authority: CN
Inventors: 大桥克英; 田边喜一; 五十岚拓也; 石坂夫知朗
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-12-04
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-12-04
Also published as: WO2020129632A1; CN113165239A; JPWO2020129632A1; JP7076011B2

Abstract

本发明针对通过射出成型的树脂成型体，提供一种在树脂的接合部(熔接部)具有熔接线的强度和可靠性优异的树脂成型体。本发明的树脂成型体中形成1个熔接部(线)，该熔接部具有第一弯曲部、与所述第一弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第二弯曲部、连接所述第一弯曲部和所述第二弯曲部的第一直线部、与所述第二弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第三弯曲部、连接所述第二弯曲部和所述第三弯曲部的第二直线部、与所述第三弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第四弯曲部、以及连接所述第三弯曲部和所述第四弯曲部的第三直线部。

Description

树脂成型体和树脂成型体的制造方法

技术领域

本发明涉及一种树脂成型体的结构及其制造方法，特别是涉及一种适用于车载电子控制装置(ECU)的树脂壳体的有效技术。

背景技术

汽车的电子控制块由检测发动机的状态和驾驶环境等所需信息的各种传感器、对从这些传感器获得的各种信息进行瞬时运算处理并输出最佳控制信息的ECU(ElectronicControl Unit：电子控制装置)、以及根据该最佳控制信息进行驱动的致动器(驱动装置)构成，通过它们的协作进行各电子控制系统的最佳控制。

在电装化的进程中，每辆汽车的ECU搭载数量增加，但搭载数量的增加直接关系到部件成本和车辆重量的增加，因此出现了抑制ECU数量和重量的动向。为此，以往考虑到耐热性和耐久性，ECU的外壳(壳体)大多使用由铝合金制成的铝压铸件，含有玻璃纤维的玻璃纤维增强树脂作为增强构件的使用也在增加。另外，还研究了通过在系统的一部分中装入ECU的机电一体化而实现小型轻量化、以及为了抑制每辆车上的搭载数的功能整合化。

作为本技术领域的背景技术，例如有专利文献1那样的技术。专利文献1公开了“一种熔接线加强方法，该熔接线加强方法设置有用于形成凹部的熔融流动限制单元，该凹部是熔融材料要接合的一部分，并且使一方的熔融材料进入另一方的熔融材料的至少一部分”。现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开昭63-221023号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，当ECU的树脂外壳通过使用模具而射出成型时，通常在熔融树脂的汇流部出现被称为熔接线(以下也简称熔接部)的接合痕迹。在具有多点浇口熔接线的成型品或熔融树脂有两处以上分岔并再次汇流的部位(例如孔、轴套、插入件等)一定会产生上述接合痕迹，尽管强度有差异，但用一般的方法难以完全避免这种情况。

在上述专利文献1中，使用使熔接线成为波浪形的插入部件并将各个插入部件一体成形，因此在插入部件与树脂之间形成两条熔接线。(树脂/插入部件/树脂的各个界面)

如上上述，在车载ECU中，由于机电一体化的要求等，处于严格的工作环境中，因此，在专利文献1的技术中，由于成形时的插入部件与树脂之间的温度差引起的热膨胀等不一致、在成形最终阶段树脂的温度变低时的该部件之间的拉伸应力等，有可能使成型体的强度、平坦性、气密水密性降低，从而降低ECU的可靠性。

此外，由于在射出成型时需要对波浪形的插入部件进行定位，因此需要在模具上设置用于定位的销或孔，并且还需要对成型后的树脂成型体进行后加工。

因此，本发明的目的是针对通过射出成型形成的树脂成型体，提供强度和可靠性优异的树脂成型体及其制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

为了解决上述问题，本发明的特征在于，形成有熔接部，该熔接部具有第一弯曲部、与所述第一弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第二弯曲部、连接所述第一弯曲部和所述第二弯曲部的第一直线部、与所述第二弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第三弯曲部、连接所述第二弯曲部和所述第三弯曲部的第二直线部、与所述第三弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第四弯曲部、以及连接所述第三弯曲部和所述第四弯曲部的第三直线部。

本方面发明的特征还在于，包括：(a)将具有多个弯曲部的可动嵌入型芯配置在模具的型腔中的步骤；(b)在所述(a)步骤之后从至少两个浇口将熔融树脂注入所述型腔中的步骤；(c)在所述(b)步骤之后且在所述熔融树脂固化之前从所述型腔中拔出所述可动嵌入型芯的步骤；以及(d)在所述(c)步骤之后，使所述熔融树脂在拔出所述可动嵌入型芯之后产生的间隙中流动，从而形成具有多个弯曲形状的熔接部的步骤。

发明效果

根据本发明，对于通过射出成型形成的树脂成型体，能够实现强度和可靠性优异的树脂成型体及其制造方法。

因此，能提高车载ECU的可靠性。

上述以外的技术问题、结构以及效果通过以下实施方式的说明来进一步明确。

附图说明

图1是本发明的实施例1的树脂成型体(ECU盖体)的俯视图。

图2是示出图1的A部详细情况的放大图。

图3是示出图1的A部详细情况的放大图。

图4是示出本发明的实施例2的树脂成型体的制造方法(制造步骤)的图。

图5是示出接着图4的树脂成型体的制造方法(制造步骤)的图。

图6是示出接着图5的树脂成型体的制造方法(制造步骤)的图。

图7是示出接着图6的树脂成型体的制造方法(制造步骤)的图。

图8是示出本发明的效果的一个示例的图。

图9是示出本发明的实施例3的弯曲模具部件(型芯)的图。

图10是示出图9的变形例的图。

具体实施方式

在下文中,使用附图说明本发明的实施例。另外，在各附图中，对相同的结构赋予相同的标号，对重复的部分省略其详细说明。

实施例1

参照图1至图3，说明本发明的实施例1的树脂成型体。图1是作为树脂成型体的一个示例示出的ECU的外壳(壳体)的盖体的俯视图。图2是示出图1的A部详细情况的放大图，示出了在ECU盖体上形成的熔接部(线)的情形。图3是为了明确熔接部(线)在ECU盖体中的位置而在图2中追加了辅助线(a-a，b-b，c-c，d-d)后的图。

如图1所示，本实施例的ECU盖体(树脂成型体)1的主要结构具有多个(这里是五个)浇口痕2～6和形成在各个浇口痕之间的熔接部(线)7～11。

浇口痕2～6是在使用后述的实施例2的制造方法形成树脂成型体时残留在ECU盖体(树脂成型体)1的表面上的熔融树脂的树脂流入口(浇口)的痕迹。

此外，熔接部(线)7～11是当熔融树脂分别从设置在模具中的多个树脂流入口(浇口)注入到型腔(空腔)中时在型腔内形成于熔融树脂的汇流部的接合痕迹。

在图1中，例如，在从与浇口痕2相对应的模具的树脂流入口(浇口)注入的熔融树脂和从与浇口痕3相对应的模具的树脂流入口(浇口)注入的熔融树脂在型腔内形成于汇流部的接合痕迹是熔接部(线)7。

在射出成型的情况下，熔接部(线)原本是从成形品的外观上和强度方面来看都是不希望出现的成形问题之一。例如，当通过对ECU盖体(树脂成型体)1施加压力(应力)来进行破坏强度试验时，通常容易从强度较弱的熔接部(线)产生裂纹或开裂。

尤其是ECU盖体(树脂成型体)1那样使用多个点的浇口的大型成形品，作为树脂汇流地点的熔接线会形成多道。在熔接线中，由于玻璃纤维等增强构件沿着汇流线呈直线性地取向，因此熔接线上存在直线形成的且没有增强构件的部位，从而强度显著降低。例如，在没有熔接部的区域和熔接部呈直线状地形成的区域中，树脂成型体的弯曲强度降低约40％。

因此，提高该熔接部(线)部分的强度成为提高ECU的可靠性的重要课题。

因此，在本实施例的ECU盖体(树脂成型体)1中，如图2所示，为了提高熔接部的强度，使熔接部(线)10弯曲地形成，以避免应力集中在一直线上。熔接部(线)10形成在发生相向流动熔接的部分，并且熔接部(线)10与熔接界面具有相同的形状。

即，在ECU盖体(树脂成型体)1上仅形成1个熔接部(线)10，该熔接部(线)10具有第一弯曲部(图2的最上部的弯曲部)、与第一弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第二弯曲部(图2的从上往下第二个弯曲部)、连接第一弯曲部和第二弯曲部的第一直线部、与第二弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第三弯曲部(图2的从上往下第三个弯曲部)、连接第二弯曲部和上述第三弯曲部的第二直线部、与第三弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第四弯曲部(图2的从上往下第四个弯曲部)、以及连接第三弯曲部和第四弯曲部的第三直线部。

此外，在熔接部(线)10的各弯曲部的内侧具备沿该弯曲部的突出方向排列的玻璃纤维等增强构件12。

这里，如图3所示，熔接部(线)10的第一弯曲部(图3的最上部的弯曲部)和第三弯曲部(图3的从上往下第三个弯曲部)的顶点配置在与连接在浇口痕5、6之间的直线(a-a)大致垂直的第一直线(b-b)上，第二弯曲部(图3的从上往下第二个弯曲部)和第四弯曲部(图3的从上往下第四个弯曲部)的顶点配置在与连接在浇口痕5、6之间的直线(a-a)大致垂直的第二直线(d-d)上。

此外，第一直线部、第二直线部和第三直线部大致平行于连接在浇口痕5、6之间的直线(a-a)进行配置。

此外，如图3所示，本实施例的ECU盖体(树脂成型体)1至少具有两个在射出成型时形成的浇口痕(标号5、6)，并且在浇口痕5、6之间形成熔接部(线)10。

另外，在图3中，各弯曲部形成为各弯曲部的假想中心角为180度以上。

通过这样构成，能避免应力集中在一直线上，并且能提高熔接部(线)10的强度(接合强度)。

实施例2

接着，参照图4～图8，说明实施例1中说明的树脂成型体的制造方法。图4是示出本实施例的树脂成型体的制造方法(制造步骤)的图。图4的上图示出了在本实施例中的用于树脂射出成型的模具15和弯曲模具部件21，图4的下图示出了B部的详细情况。从图5至图7依次示出了接着图4的制造步骤。

首先，如图4所示，准备由上模13和下模14构成的模具15。在上模13和下模14之间设置有供熔融树脂流入而形成成型品的型腔(空腔)16。在型腔(空腔)16中配置有用于形成弯曲后的熔接部(线)10的弯曲模具部件(型芯)21。如图4的下图所示，该弯曲模具部件(型芯)21具有S波浪形或蛇纹形。

弯曲模具部件(型芯)21优选地配置在型腔(空腔)16内预测会产生熔接部的位置(通常位于型腔(空腔)16的中央)。

在上模13设置有用于将熔融树脂注入模具15内的树脂注入口17和作为注入的熔融树脂的流路的树脂流路(注道)18。此外，在上模13和下模14之间同样设置有作为注入的熔融树脂的流路的树脂流路(浇道)19。在树脂流路(浇道)19和型腔(空腔)16之间设置有作为熔融树脂流入型腔(空腔)16的树脂流入口的多个(这里是两个)浇口20。

接着，如图5所示，将作为ECU盖体(树脂成型体)1的材料的熔融树脂从树脂注入口17注入到模具15内。如图5中的箭头(树脂的流动)所示，从树脂注入口17注入的熔融树脂依次通过树脂流路(注道)18、两个系统的树脂流路(浇道)19和两个树脂流入口(浇口)20，注入到型腔(空腔)16内。

当注入到型腔(空腔)16内的熔融树脂到达型腔(空腔)16内的弯曲模具部件(型芯)21时，如图5的下图所示地流入弯曲模具部件(型芯)21的各个弯曲部之间。此时，熔融树脂覆盖配置在各个弯曲部之间的增强构件12的同时在各个弯曲部之间流入。

接着，如图6所示，在流入型腔(空腔)16内的熔融树脂固化之前，从型腔(空腔)16中拔出弯曲模具部件(型芯)21。在拔出弯曲模具部件(型芯)21之后的型腔(空腔)16内形成未填充熔融树脂的间隙22。流入型腔(空腔)16内的熔融树脂沿着该间隙22的形状(即，弯曲模具部件(型芯)21的形状)流入从而填埋间隙22。

最后，如图7所示，型腔(空腔)16内被熔融树脂完全填充，熔融树脂固化，从而形成熔接部10。

如上上述，在本实施例的树脂成型体的制造方法中，预先在将发生熔接的位置，将弯曲的模具部件(弯曲模具部件21)插入模具15内的将成为产品的部分(型腔16)中。在熔融树脂流入模具15内的将成为产品的部分(型腔16)并与弯曲的模具部件(弯曲模具部件21)接触的阶段，拔出该模具部件(弯曲模具部件21)。然后，熔融树脂流入弯曲的模具部件(弯曲模具部件21)拔出后的空间部分(间隙22)中，树脂彼此汇流，成为仅具有一个弯曲的熔接部(熔融树脂彼此的接合部)的单部件的模塑成型体。

即，本实施例的树脂成型体的制造方法包括：(a)将具有多个弯曲部的可动嵌入型芯配置在模具的型腔中的步骤；(b)在上述(a)步骤之后从至少两个浇口将熔融树脂注入上述型腔中的步骤；(c)在上述(b)步骤之后且在上述熔融树脂固化之前从上述型腔中拔出上述可动嵌入型芯的步骤；以及(d)在上述(c)步骤之后，使上述熔融树脂在拔出上述可动嵌入型芯之后产生的间隙中流动，从而形成具有多个弯曲形状的熔接部的步骤。

此外，上述可动嵌入型芯具有第一弯曲部、第二弯曲部、以及连接上述第一弯曲部和上述第二弯曲部的第一直线部。而且，上述第一弯曲部和上述第二弯曲部的假想中心角被设定为180度以上。

上述可动嵌入型芯还包括第三弯曲部、第四弯曲部、以及连接上述第三弯曲部和上述第四弯曲部的第二直线部，上述第一弯曲部和上述第三弯曲部的顶点配置在大致垂直于连接在上述浇口之间的直线的第一直线上，并且上述第二弯曲部和上述第四弯曲部的顶点配置在大致垂直于连接在上述浇口之间的直线的第二直线上。

根据本实施例，如图6所示，由于在树脂成型体的制造中途拔出作为插入部件的弯曲模具部件21，所以不会像专利文献1那样在完成件(树脂成型体)中包含插入部件地形成树脂成型体。

图8示出本发明的效果的一个示例。根据本申请发明人的研究，如专利文献1那样在完成件(树脂成型体)中使用插入构件时的弯曲强度为30％以上，以往那样熔接部为直线时的弯曲强度为60％左右，而本发明(熔接部S线)能将弯曲强度提高到80％。

因此，由于不会产生与外模的收缩差，因此能提高树脂成型体的平坦性和水密气密性。

此外，与专利文献1那样的插入成形相比，界面(树脂/插入部件/树脂的各个界面)减少，因而提高了通过温度循环等其它寿命试验的抗裂性。

此外，达到车载电子控制装置(ECU)的树脂壳体的要求规格，即能承受200N以上的破坏强度。

此外，通过提高熔接部的强度，车载电子控制装置(ECU)能实现小型化和轻量化，并且能扩大设计裕度。

此外，厚度较薄的树脂成型体的产品难以进行需要定位销等的插入成形，但是通过使用本实施例的制造方法，即使是厚度较薄的产品，也能使熔接部(形状)可弯曲地形成，并且能提高熔接强度。实施例3

参照图9和图10，说明本发明的实施例3的树脂成型体和树脂成型体的制造方法。在实施例2中，如图4的下图所示，说明了使用S波浪形或蛇纹形的弯曲模具部件(型芯)21的示例，然而，只要能避免在熔接部(线)上应力集中在一直线上，弯曲模具部件(型芯)21的形状也可以使用如图9所示的梯台波浪形的弯曲模具部件(型芯)21。

此外，还可以形成如图10所示的三角波浪形的弯曲模具部件(型芯)21。

在本实施例中，与实施例2同样地，能避免应力集中在一直线上，并且能提高熔接部(线)10的强度(接合强度)。

此外，本发明并不局限于上述实施例，也包含各种变形例。例如，为了帮助理解本发明而详细说明了上述实施例，并且不一定限于包括所说明的所有结构的实施例。此外，能够将某实施例的结构的一部分替换成其他实施例的结构，此外也能将其他实施例的结构添加至某实施例的结构上。此外，关于各实施例的结构的一部分，也可以进行其它结构的追加、删除、替换。

标号说明

1 ECU盖体(树脂成型体)

2、3、4、5、6 浇口痕

7、8、9、10、11 熔接部(线)

12 增强构件

13 上模

14 下模

15 模具

16 型腔(空腔)

17 树脂注入口

18 树脂流路(注道)

19 树脂流路(浇道)

20 树脂流入口(浇口)

21 弯曲模具部件(S波浪形)

22 (拔出弯曲模具部件21后的)间隙

23 弯曲模具部件(梯台波浪形)

24 弯曲模具部件(三角波浪形)。

Claims

1.一种树脂成型体，其特征在于，

该树脂成型体形成有熔接部，该熔接部具有：

第一弯曲部、

与所述第一弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第二弯曲部、

连接所述第一弯曲部和所述第二弯曲部的第一直线部、

与所述第二弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第三弯曲部、

连接所述第二弯曲部和所述第三弯曲部的第二直线部、

与所述第三弯曲部的弯曲方向相反地弯曲的第四弯曲部、以及

连接所述第三弯曲部和所述第四弯曲部的第三直线部，

射出成型时的浇口痕具有至少两个，

所述熔接部形成在所述浇口痕之间，

所述第一弯曲部和所述第三弯曲部的顶点设置在垂直于连接在所述浇口痕之间的直线的第一直线上，

所述第二弯曲部和所述第四弯曲部的顶点配置在垂直于连接在所述浇口痕之间的直线的第二直线上。

2.如权利要求1所述的树脂成型体，其特征在于，

在各个所述弯曲部的内侧具有沿该弯曲部的突出方向排列的增强构件。

3.如权利要求1所述的树脂成型体，其特征在于，

所述熔接部形成在发生相向流动熔接的部分。

4.如权利要求1所述的树脂成型体，其特征在于，

各个所述弯曲部的假想中心角为180度以上。

5.如权利要求1所述的树脂成型体，其特征在于，

所述熔接部中，熔接线和熔接界面具有相同的形状。

6.如权利要求1所述的树脂成型体，其特征在于，

所述熔接部为S波浪形、蛇纹形、梯台波浪形和三角波浪形中的任一种。

7.一种树脂成型体的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)将具有多个弯曲部的可动嵌入型芯配置在模具的型腔中的步骤；

(b)在所述(a)步骤之后从至少两个浇口将熔融树脂注入所述型腔中的步骤；

(c)在所述(b)步骤之后且在所述熔融树脂固化之前从所述型腔中拔出所述可动嵌入型芯的步骤；以及

(d)在所述(c)步骤之后，使所述熔融树脂在拔出所述可动嵌入型芯之后产生的间隙中流动，从而形成具有多个弯曲形状的熔接部的步骤，

所述可动嵌入型芯具有第一弯曲部、第二弯曲部、连接所述第一弯曲部和所述第二弯曲部的第一直线部、第三弯曲部、第四弯曲部、以及连接所述第三弯曲部和所述第四弯曲部的第二直线部，

所述第一弯曲部和所述第三弯曲部的顶点配置在垂直于连接在所述浇口之间的直线的第一直线上，

所述第二弯曲部和所述第四弯曲部的顶点配置在垂直于连接在所述浇口之间的直线的第二直线上。

8.如权利要求7所述的树脂成型体的制造方法，其特征在于，

所述第一弯曲部和所述第二弯曲部的假想中心角为180度以上。