JP2008012856A - 多孔質部材を備えたインサート成形品及び多孔質部材を備えたインサート成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多孔質部材を保持する部材をインサート成形によって成形できるようにする。
【解決手段】インサート成形により製造する際には、多孔質部材１０の周縁部に筒状部材２０を外嵌したものを金型４０にセットし、多孔質部材１０とは非接触であって筒状部材２０の外面に密着する形態の成形部材３０を成形するようにしているので、金型４０の食い切り位置（第１食い切り面４５Ａ，第２食い切り面４５Ｂ）が筒状部材２０の外面上に設定され、インサート成形の際に液状の樹脂が多孔質部材１０の隙間内に侵入する虞がない。これにより、多孔質部材１０を保持する成形部材３０をインサート成形によって成形することが実現できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、多孔質部材を備えたインサート成形品及び多孔質部材を備えたインサート成形品の製造方法に関するものである。

多孔質部材は、気体の通過は許容するが液体や火気などを遮断する目的で使用されるが、多孔質部材を備えた部品の一例として、特許文献１に記載されているものがある。これは、多孔質部材の周縁部を２つの筒状をなす保持部材の間で挟み付けた構造になり、双方の保持部材の中心孔によって構成される通気路の途中を多孔質部材で塞いだ形態となっている。
特開２００５−１０８５７９公報

上記のものでは、多孔質部材を所定位置に保持する手段として、予め成形済みの保持部材を用意しておき、その保持部材と多孔質部材とを組み付けるようになっているため、製造工数が多いという問題がある。
この対策としては、保持部材を成形すための金型内に多孔質部材をセットし、インサート成形によって保持部材の成形と多孔質部材の保持とを同時に行うようにする方法が考えられる。
しかしながら、インサート成形の際に液状の樹脂が多孔質部材の孔内に侵入し、その結果、多孔質部材の通気領域が狭くなったり、通気不能になってしまうことが懸念される。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、多孔質部材を保持する部材をインサート成形によって成形できるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、多孔質部材と、前記多孔質部材の周縁部に外嵌される筒状部材と、前記多孔質部材とは非接触であって、前記筒状部材の外面に密着する形態でインサート成形された成形部材とを備えているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記筒状部材が、前記多孔質部材の表裏両面の周縁部を覆うとともに、一対の構成部材を組み付けた形態となっているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記一対の構成部材が、リング状をなしていて、前記筒状部材の軸線方向に組み付けられているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記一対の構成部材のうちいずれか一方には、組付け状態において他方の構成部材に対し前記筒状部材の軸線方向に当接するスペーサ部が形成されているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、多孔質部材の周縁部に筒状部材を外嵌したものを金型にセットし、インサート成形により、前記多孔質部材とは非接触であって前記筒状部材の外面に密着する形態の成形部材を成形するところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
多孔質部材の周縁部に筒状部材を外嵌しておき、金型の食い切り位置を筒状部材の外面上に設定し、インサート成形される成形部材と多孔質部材とを直接接触しないようにしたので、インサート成形の際に液状の樹脂が多孔質部材の隙間に侵入する虞がない。これにより、多孔質部材を保持する成形部材をインサート成形によって成形することが実現できた。

＜請求項２の発明＞
筒状部材を一対の構成部材によって構成し、この一対の構成部材によって多孔質部材の表裏両面の周縁部を覆う形態としたので、多孔質部材を表裏両側から挟むように保持することを可能にしながら、筒状部材と多孔質部材とを容易に組み付けることができる。

＜請求項３の発明＞
一対の構成部材が筒状部材の軸線方向に組み付けられるようにしたので、一対の構成部材の境界線と金型の食い切り位置とが交差することがない。したがって、インサート成形の際には、一対の構成部材の隙間（境界）に液状の樹脂が侵入する虞がない。

＜請求項４の発明＞
一対の構成部材のうちいずれか一方には、組付け状態において他方の構成部材に対し筒状部材の軸線方向に当接するスペーサ部が形成されているので、インサート成形時の射出圧によって構成部材同士の間隔が狭まる虞がなく、多孔質部材に対して射出圧に起因する押圧力が付与されることを防止できる。

＜請求項５の発明＞
インサート成形により製造する際には、多孔質部材の周縁部に筒状部材を外嵌したものを金型にセットし、多孔質部材とは非接触であって筒状部材の外面に密着する形態の成形部材を成形するようにしているので、金型の食い切り位置が筒状部材の外面上に設定され、インサート成形の際に液状の樹脂が多孔質部材の孔内に侵入する虞がない。これにより、多孔質部材を保持する成形部材をインサート成形によって成形することが実現できる。

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図５を参照して説明する。本実施形態のインサート成形品Ｍは、多孔質部材１０と、筒状部材２０と、成形部材３０とを備えて構成され、例えば、燃料電池自動車の水素の濃度と流量を検出するセンサの構成部品して用いられる。
多孔質部材１０は、多数個の金属製の丸粒（図示せず）を焼結して固めたものであって、丸粒同士の間には空気の流通を許容する微少隙間が空いているが、火気は遮断するようになっており、フレームアレスタとして使用される。この多孔質部材１０は、全体として円板形をなし、詳しくは、肉厚で径の大きい円形の本体部１１と、本体部１１よりも肉薄で且つ本体部１１よりも小径であって本体部１１と同心の円形をなす位置決め部１２とからなる。

筒状部材２０は、合成樹脂製または金属製からなる一対の構成部材２１Ａ，２１Ｂを組み付けて構成される。
第１構成部材２１Ａは、第１円板部２２Ａと、この第１円板部２２Ａの外周縁から立ち上がる第１周壁部２３Ａとからなる。第１円板部２２Ａには同心円形の第１中心孔２４Ａが形成されており、第１中心孔２４Ａの内径は多孔質部材１０の位置決め部１２の外径と同じかそれよりも僅かに大きい寸法となっている。また、第１円板部２２Ａの板厚寸法は、本体部１１からの位置決め部１２の突出寸法よりも大きい寸法となっている。また、第１周壁部２３Ａの内径は、本体部１１の外径よりも大きい寸法とされ、第１円板部２２Ａからの第１周壁部２３Ａの立ち上がり寸法は、本体部１１の厚さよりも大きい寸法となっている。

第２構成部材２１Ｂは、第２円板部２２Ｂと、この第２円板部２２Ｂの外周縁から立ち上がる第２周壁部２３Ｂとからなる。第２円板部２２Ｂには同心円形の第２中心孔２４Ｂが形成されており、第２中心孔２４Ｂの内径は、第１中心孔２４Ａよりも少し大きい寸法となっている。また、第２円板部２２Ｂの板厚寸法は、第１周壁部２３Ａの立ち上がり寸法と本体部１１の厚さ寸法との差にほぼ等しい寸法となっている。また、第２周壁部２３Ｂの内径は、本体部１１の外径と同じかそれよりも僅かに大きい寸法となっており、第２周壁部２３Ｂの外径は、第１周壁部２３Ａの内径とほぼ同じ寸法となっている。第２円板部２２Ｂからの第２周壁部２３Ｂの立ち上がり寸法は、本体部１１の厚さと同じかそれよりも僅かに大きい寸法となっている。この第２周壁部２３Ｂは、本発明のスペーサ部として機能する。

両構成部材２１Ａ，２１Ｂは、第２構成部材２１Ｂを第１構成部材２１Ａの上方において上下反転させた向きで互いに軸線方向（上下方向）に接近させるとともに、両構成部材２１Ａ，２１Ｂの間に多孔質部材１０を挟むようにして組み付けられる。組み付けた状態では、多孔質部材１０が第２周壁部２３Ｂ内に嵌合されるとともに、第２周壁部２３Ｂの内周と第１周壁部２３Ａの内周が嵌合し、第２周壁部２３Ｂの立ち上がり端面（組付け状態では下端面）が第１円板部２２Ａの上面に当接し、第１円板部２２Ａと第２円板部２２Ｂが多孔質部材１０の周縁部を全周に亘って上下に挟み付ける。また、第２円板部２２Ｂ上面と第１周壁部２３Ａの上端面は面一状に連なり、位置決め部１２が第１中心孔２４Ａに嵌合される。
このようにして筒状部材２０（第１構成部材２１Ａと第２構成部材２１Ｂ）と多孔質部材１０を組み付けたものは、インサート品Ｐとして後述する金型４０にセットされる。

成形部材３０は、上面が開放された受け皿状をなし、上下に貫通する２つの円形孔３１が左右に並べて形成されている。この成形部材３０には、その上面の開口部を塞ぐようにカバー（図示せず）が組み付けられ、成形部材３０とカバーによって囲まれた空間内には図示しないセンサ本体等の機器が収容されるようになっている。かかる成形部材３０には、インサート成形により上記インサート品Ｐが円形孔３１を塞ぐような形態で一体化される。

金型４０は、成形部材３０の内面を成型する上型４１と、成形部材３０の外面のうち２つの円形孔３１が形成されている下方への突出部分を成型する下型４２と、成形部材３０の外面のうち下型４２と非対応の領域を成型する左右一対のスライド型４３，４４とから構成される。下型４２には、第１円板部２２Ａの下面のうち周縁部を除いた円環形領域に密着する第１食い切り面４５Ａと、第１中心孔２４Ａに嵌合される第１嵌合部４６Ａとが形成されている。一方、上型４１には、第２円板部２２Ｂの上面のうち周縁部を除いた円環形領域に密着する第２食い切り面４５Ｂと、第２中心孔２４Ｂに嵌合される第２嵌合部４６Ｂとが形成されている。

インサート品Ｐを金型４０内にセットすると、図４に示すように、第１嵌合部４６Ａと第２嵌合部４６Ｂが、夫々、第１中心孔２４Ａと第２中心孔２４Ｂに嵌合することにより、インサート品Ｐは金型４０に対して水平方向（インサート品Ｐの軸線と直角な方向）への移動を規制される。また、第１食い切り面４５Ａと第２食い切り面４５Ｂが、夫々、第１円板部２２Ａと第２円板部２２Ｂに当接して、上型４１と下型４２との間でインサート品Ｐを挟み付けることによって、インサート品Ｐが金型４０に対して上下方向（インサート品Ｐの軸線方向）への移動を規制される。これにより、インサート品Ｐが金型４０に対して位置決めされる。

この状態で、金型４０の充填空間４７内に溶けた樹脂を注入する。ここで、インサート品Ｐのうち充填空間４７内に露出しているのは、筒状部材２０の外周縁部のみであり、インサート品Ｐのうち多孔質部材１０が露出する第１中心孔２４Ａと第２中心孔２４Ｂは、第１食い切り面４５Ａと第２食い切り面４５Ｂが第１円板部２２Ａと第２円板部２２Ｂに当接することによって、樹脂の充填空間４７から遮断されている。したがって、溶けた樹脂が多孔質部材１０に接触することはない。このインサート成形により、図５に示すように、多孔質部材１０とは非接触であって筒状部材２０の外面に密着する形態の成形部材３０が成形され、もって、インサート成形品Ｍの製造が完了する。

本実施形態においては、多孔質部材１０の周縁部に筒状部材２０を外嵌しておき、金型４０の食い切り位置（第１食い切り面４５Ａ，第２食い切り面４５Ｂ）を筒状部材２０の外面上に設定し、インサート成形される成形部材３０と多孔質部材１０とを直接接触しないようにしたので、インサート成形の際に液状の樹脂が多孔質部材１０の隙間に侵入する虞がない。これにより、多孔質部材１０を保持する成形部材３０をインサート成形によって成形することが実現できた。

また、筒状部材２０を一対の構成部材２１Ａ，２１Ｂによって構成し、この一対の構成部材２１Ａ，２１Ｂによって多孔質部材１０の表裏両面の周縁部を覆う形態としたので、多孔質部材１０を表裏両側から挟むように保持することを可能にしながら、筒状部材２０と多孔質部材１０とを容易に組み付けることが実現できた。

また、一対の構成部材２１Ａ，２１Ｂが、リング状をなしていて、筒状部材２０の軸線方向に組み付けられるようにしたので、一対の構成部材２１Ａ，２１Ｂの境界線と金型４０の食い切り位置（第１食い切り面４５Ａ，第２食い切り面４５Ｂ）とが交差することがない。したがって、インサート成形の際には、一対の構成部材２１Ａ，２１Ｂの隙間（境界）に液状の樹脂が侵入する虞がない。

また、一対の構成部材２１Ａ，２１Ｂのうち第２構成部材２１Ｂには、両構成部材２１Ａ，２１Ｂを組み付けた状態において第１構成部材２１Ａに当接するスペーサ部（第２周壁部２３Ｂ）を形成したので、インサート成形時の射出圧によって構成部材２１Ａ，２１Ｂ同士の間隔が狭まる虞がなく、多孔質部材１０に対して射出圧に起因する押圧力が付与されることを防止できる。

＜実施形態２＞
次に、本発明を具体化した実施形態２を図６を参照して説明する。本実施形態２は、筒状部材５０を上記実施形態１とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記実施形態１と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
本実施形態２の筒状部材５０は、単一部品からなり、上下一対の平板部５１と、両平板部５１の周縁部同士を連結する連結壁部５２とを一体に形成したものである。平板部５１は、半円形部５１Ａと方形部５１Ｂとを合体させた略トンネル形若しくは略馬蹄形をなし、両平板部５１には、その半円形部５１Ａの外周と同心の円形をなす中心孔５３が貫通して形成されている。また、筒状部材５０内には、両平板部５１と連結壁部５２とによって囲まれた薄い収容空間５４が形成されいる。収容空間５４は、中心孔５３において筒状部材５０の外部に連通しているとともに、方形部５１Ｂにおける半円形部５１Ａとは反対側の側面の挿入口５５において筒状部材５０の外部に連通している。

多孔質部材１０は、挿入口５５から収容空間５４内に収容されている。収容された多孔質部材１０は、平板部５１における半円形部５１Ａと連結壁部５２とに嵌合されることで、上下方向（中心孔５３の軸線方向）及び水平方向（径方向）へのガタ付きを規制されている。
この筒状部材５０内に多孔質部材１０を収容したものを金型（図示せず）にセットすると、金型の一部（図示せず）が、挿入口５５に進入して多孔質部材１０を押さえ付けることにより、多孔質部材１０は筒状部材５０から離脱する方向へ移動することを規制される。本実施形態２においても、金型の食い切り位置を筒状部材５０の外面上に設定し、インサート成形される成形部材３０と多孔質部材１０とを直接接触しないようにすることができるので、インサート成形の際に液状の樹脂が多孔質部材１０の孔内に侵入することを防止できる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では一対の構成部材を筒状部材の軸線方向に組み付けるようにしたが、本発明によれば、一対の構成部材を略半円弧状として、筒状部材の径方向に接近させて組み付けるようにしてもよい。
（２）上記実施形態では多孔質部材を金属製の丸粒を焼結したものとしたが、本発明によれば、多孔質部材が合成樹脂製の通気膜であってもよい。
（３）上記実施形態では多孔質部材を円形としたが、本発明によれば、多孔質部材は非円形であってもよい。
（４）上記実施形態では多孔質部材を通気方向の厚さ寸法が小さい板状としたが、本発明によれば、多孔質部材は通気方向の厚さ寸法が大きいブロック状であってもよい。

実施形態１のインサート成形品の底面図 インサート成形品の断面図 多孔質部材に一対の構成部材を組み付ける前の状態をあらわす断面図 多孔質部材と筒状部材を金型にセットした状態をあらわす断面図 インサート成形が完了した状態をあらわす断面図 実施形態２の多孔質部材と筒状部材の形状をあらわす斜視図

符号の説明

１０…多孔質部材
２０…筒状部材
２１Ａ…第１構成部材
２１Ｂ…第２構成部材
２３Ｂ…第２周壁部（スペーサ部）
３０…成形部材
４０…金型

Claims (5)

1. 多孔質部材と、
   前記多孔質部材の周縁部に外嵌される筒状部材と、
   前記多孔質部材とは非接触であって、前記筒状部材の外面に密着する形態でインサート成形された成形部材とを備えていることを特徴とする多孔質部材を備えたインサート成形品。
2. 前記筒状部材が、前記多孔質部材の表裏両面の周縁部を覆うとともに、一対の構成部材を組み付けた形態となっていることを特徴とする請求項１記載の多孔質部材を備えたインサート成形品。
3. 前記一対の構成部材が、リング状をなしていて、前記筒状部材の軸線方向に組み付けられていることを特徴とする請求項２記載の多孔質部材を備えたインサート成形品。
4. 前記一対の構成部材のうちいずれか一方には、組付け状態において他方の構成部材に対し前記筒状部材の軸線方向に当接するスペーサ部が形成されていることを特徴とする請求項３記載の多孔質部材を備えたインサート成形品。
5. 多孔質部材の周縁部に筒状部材を外嵌したものを金型にセットし、
   インサート成形により、前記多孔質部材とは非接触であって前記筒状部材の外面に密着する形態の成形部材を成形することを特徴とする多孔質部材を備えたインサート成形品の製造方法。

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