JP2016185626A - 部品製造方法、及び、それを用いた成形体製造方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な工程で、部品の所望の領域に対して適切な量の接着剤を均一に塗布することができる部品製造方を提供する。【解決手段】部品製造方法は、金属端子２の被覆側端部２ｂにマスキング層３ａを形成するマスキングするマスキング工程と、金属端子２の被覆側端部２ｂ及び中央部２ａを液状の接着剤７に浸漬する接着剤浸漬工程と、金属端子２を接着剤７から取り出し、所定時間回転を維持する回転工程と、金属端子２に付着させた接着剤７を乾燥させる接着剤乾燥工程とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、インサート成形において金型内で射出成形材料で形成される筐体と一体化される部品の製造方法、及び、その部品を用いた成形体の製造方法に関する。

従来、多くの産業分野において、樹脂製の筐体とその筐体を貫く金属端子とを有する成形体が用いられている。そのような成形体の製造方法としては、金型内に金属端子等を予め配置した後、その金型内に樹脂等の射出成形材料を射出し、樹脂で形成された筐体と金属端子とを一体化するインサート成形が知られている。

この種の成形体のうち、自動車部品等の過酷な環境で使用される成形体では、筐体や金属端子等の部品の耐久性とともに、筐体と金属端子との間における気密性が要求される。気密性が十分でないと、金属端子と筐体との間から成形体の内部に湿気等が浸入し、成形体の内部に配置された電子回路等に腐食等が生じてしまうためである。

このような問題を解決するための方法としては、インサート成形において、筐体を形成する材料を金型内に射出する前に、金属端子に対して接着剤を塗布しておき、筐体と金属端子との間を接着剤で封止して気密性を高めるという方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−８０５５５号公報

ところで、特許文献１に記載のような従来の方法では、接着剤の塗布方法として浸漬塗布、刷毛塗り、スプレー塗布、スクリーン印刷といった塗布方法が採用されている。

しかし、浸漬塗布や刷毛塗りといった塗布方法では、接着剤を均一に塗布することが難しいという問題があった。接着剤が均一に塗布されていない場合、接着剤が十分に塗布されていなかった領域で剥離が生じたり、接着剤が過剰に塗布された領域で接着剤と射出される材料との収縮率の差から固化の際に隙間が生じたりしてしまい、成形体の気密性を十分に確保することができない。

また、スプレー塗布やスクリーン印刷といった塗布方法では、接着剤を均一に塗布することは可能であるものの、製造工程が複雑化してしまうという問題があった。

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、簡易な工程で、部品の所望の領域に対して適切な量の接着剤を均一に塗布することができる部品製造方法及びそれを用いた成形体製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の部品製造方法は、インサート成形で金型内に配置され、金型内に射出される射出成形材料が形成する筐体を貫くように一体化され、筐体を貫くことによって射出成形材料で覆われる領域を有する部品を製造する部品製造方法であって、部品の射出成形材料で覆われる領域以外の領域をマスキング材料によりマスキングするマスキング工程と、部品を液状の接着剤に浸漬する接着剤浸漬工程と、部品を接着剤から取り出し、所定時間回転を維持する回転工程と、部品に付着させた接着剤を乾燥させる接着剤乾燥工程とを備えていることを特徴とする。

本発明の部品製造方法では、インサート成形で射出成形材料に覆われる領域以外の領域に対してマスキングを施す。このマスキングという簡易な工程によって、インサート成形を行った際に射出成形材料で形成された筐体を貫く部分（すなわち、射出成形材料に覆われる部分）を露出させて、その部分に接着剤を塗布することができる。

また、本発明の部品製造方法では、マスキングを施した部品を液状の接着剤に浸漬して接着剤を付着させた後、接着剤から取り出した後に所定時間回転を維持する。この浸漬と回転という簡易な工程によって、部品から余分な接着剤を除去して塗布する接着剤の量を適切なものとしつつ、部品に付着した接着剤の厚さの均一化を行うことができる。

また、本発明の部品製造方法においては、回転工程で、浸漬した部品を回転させつつ接着剤から取り出すことが好ましい。

浸漬させた状態で部品を回転させれば、接着剤の粘度や濃度が十分でない場合にも、部品に接着剤を十分に絡みつかせて塗布することができる。

また、本発明の部品製造方法においては、接着剤浸漬工程で、接着剤が撹拌状態であることが好ましい。

液状の接着剤としては、接着剤をアセトン等の溶剤によって液状にしたものが使用される場合がある。そのような接着剤では、沈殿等の影響で場所によって濃度や粘度が変化してしまうおそれがある。そこで、接着剤を撹拌状態とすれば、濃度や粘度を一定に保つことができるので、塗布される接着剤をより均一にすることができる。

また、本発明の部品製造方法においては、マスキング材料は、ワックスであることが好ましい。具体的には、マスキング工程として、部品の射出成形材料で覆われる領域以外の領域を溶融したワックスに浸漬するワックス浸漬工程と、浸漬させた部品をワックスから取り出し乾燥させるワックス乾燥工程とを有するようにするとよい。

ワックスは容易に溶融させることができ、溶融したワックスは塗布が容易であり、剥離にも特殊な機械を用いる必要がないので、部品のマスキングを行うマスキング材料としてワックスを用いれば、他のマスキング材料を用いた場合よりも、製造工程をより簡易なものにすることができる。

また、本発明の部品製造方法においては、接着剤が乾燥した後、部品からマスキング材料を剥離する剥離工程を備えていることが好ましい。

マスキング材料の剥離を行っておくことにより、すぐに部品をインサート成形に使用することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明の成形体製造方法は、上記の部品製造方法で製造された部品を金型内に配置し、部品の接着剤が塗布された領域を覆うように射出成形材料を金型内に射出し、射出成形材料で形成される筐体と部品とを接着して一体化する射出成形工程とを備えていることを特徴とする。

上記の部品製造方法で製造された部品は、適切な量の接着剤が均一に塗布されている。そのため、その部品の接着剤が塗布された領域を樹脂等の射出成形材料で覆うようにしてインサート成形を行えば、射出成形材料と部品とが接着剤によって接着されるので、それらの間において十分な気密性を有する成形体を得ることができる。

本発明の実施形態に係る成形体の金属端子周辺の形状を拡大して示す断面図。 図１の接着剤の塗布された金属端子及び成形体を製造する工程を示すフローチャート。 図２のフローチャートにおけるマスキング工程で行われる処理を示す模式図であり。図３Ａはワックス浸漬工程を示し、図３Ｂはワックス乾燥工程を示す。 図２のフローチャートにおける接着剤浸漬工程及び回転工程で行われる処理を示す模式図であり、図４Ａは金属端子を接着剤に浸漬した状態、図４Ｂは接着剤から金属端子を取り出す直前の状態、図４Ｃは接着剤から金属端子を取り出した後の状態を示す。 図２のフローチャートにおける射出成形工程を示す模式図であり、図５Ａは金型内に金属端子を配置した状態、図５Ｂは金型内に射出成形材料を注入した状態、図５Ｃは金型から成形体を取り出した状態を示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、成形体Ｍは、射出成形材料で形成された筐体１と、筐体１を貫くようにして配置された複数の金属端子２（部品）とで構成されている。

筐体１は、筒状の側壁部１ａと、側壁部１ａの内部の空間を上下に分割する隔壁部１ｂとを有している。そのため、筐体１の内部の空間は、隔壁部１ｂによって、第１空間１ｃと第２空間１ｄとに区切られている。

金属端子２は、中央部２ａで段状に折れ曲がった細長い板状の部材であり、中央部２ａには後述する方法によって接着剤層７ａが形成されている。中央部２ａは、筐体１の隔壁部１ｂを貫くようにして配置されている。すなわち、中央部２ａは、筐体１を形成する射出成形材料によって覆われている。

筐体１と金属端子２との間は、金属端子２の中央部２ａに塗布された接着剤層７ａ（すなわち、接着剤層７ａを形成する接着剤７）で封止されているので、筐体１の第１空間１ｃ及び第２空間１ｄの一方から他方に向かって、湿気等を含む気体が浸入することがない。

図２は、接着剤７の塗布された金属端子２及び成形体Ｍを製造する工程を示すフローチャートであり、図２におけるＳＴＥＰ０１〜ＳＴＥＰ０８が、接着剤７の塗布された金属端子２を製造する工程である部品製造工程である。

まず、図３に示すように、まず、金属端子２の一方側の端部（以下、「被覆側端部２ｂ」という。）にワックス３（マスキング材料）によって、マスキング層３ａを形成し、マスキングを施す（図２のＳＴＥＰ０１，ＳＴＥＰ０２／マスキング工程）。

具体的には、マスキング工程では、まず、図３Ａに示すように、金属端子２の被覆側端部２ｂとは反対側の端部を、第１治具４に保持させる。本実施形態では、複数の金属端子２に同時にマスキング層３ａを形成するために、第１治具４として複数の金属端子２を保持し得るものを用いている。なお、第１治具４として金属端子２を１つだけ保持する治具を用いてもよい。

その後、第１治具４を移動させ、金属端子２の射出成形材料で覆われる領域（中央部２ａ）以外の領域（被覆側端部２ｂ）を、電熱器５で加熱して耐熱容器である第１容器６の内部で溶融させたワックス３に浸漬する（図２のＳＴＥＰ０１／ワックス浸漬工程）。

その後、図３Ｂに示すように、第１治具４を移動させ、浸漬させた金属端子２をワックス３から取り出し乾燥させ、金属端子２の被覆側端部２ｂにワックス３によるマスキング層３ａを形成する（図２のＳＴＥＰ０２／ワックス乾燥工程）。

なお、ワックスとしては、例えば、石油ワックスであるパラフィンワックス等を用いる。

次に、図４Ａに示すように、金属端子２の中央部２ａ及び被覆側端部２ｂを、液状の接着剤７に浸漬する（図２のＳＴＥＰ０３／接着剤浸漬工程）。

具体的には、接着剤浸漬工程では、まず、金属端子２の被覆側端部２ｂとは反対側の端部を第２治具８に保持させる。第２治具８は、保持した金属端子２を、金属端子２の長手方向を軸線として回転させることができるものである。

その後、第２治具８を移動させ、金属端子２の射出成形材料で覆われる領域（中央部２ａ）、及び、マスキングを施した領域（被覆側端部２ｂ）を、第２容器９の内部の液状の接着剤７に浸漬する。接着剤７としては、例えば、ニトリルゴム、プロロクレンゴム、ＳＢＲ、合成樹脂等を主成分とし、ケトン系溶剤、アセトン、ＭＥＫ、脂肪族系溶剤、芳香族系溶剤、アルコール等を溶剤として用いる。

接着剤浸漬工程において、第２容器９内の接着剤は、濃度や粘度を一定に保つために、第２容器９の下に配置されている磁力誘導攪拌機である攪拌機１０で撹拌状態とされている。なお、攪拌機１０としては、他の形式の攪拌機を用いてもよい。

次に、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、接着剤７に浸漬した金属端子２を、接着剤７を絡み付かせるために回転させつつ接着剤７から取り出し、付着した接着剤７の厚さを均一にするために所定時間回転を維持する（図２のＳＴＥＰ０４〜０６／回転工程）。

具体的には、回転工程では、まず、図４Ｂに示すように、接着剤浸漬工程で接着剤７に浸漬した金属端子２を、接着剤７の中で、第２治具８を介して金属端子２の長手方向を軸線として回転させる（図２のＳＴＥＰ０４）。この回転により、接着剤７の粘度や濃度が十分でない場合にも、接着剤７を金属端子２に十分に絡み付かせることができる。

その後、図４Ｃで示すように、回転を維持したまま、第２治具８を上方に移動させ、金属端子２を接着剤７から引き上げる（図２のＳＴＥＰ０５）。

その後、金属端子２の回転を所定時間維持し、回転を停止する（図２のＳＴＥＰ０６）。この回転により、金属端子２から余分な接着剤を除去して塗布する接着剤７の量を適切なものとしつつ、金属端子２に付着した接着剤７の厚さの均一化が行われる。例えば、引き上げた直後に金属端子２の中央部２ａの段差部分に接着剤７が溜まっていたとしても、この回転によってその段差部分から余分な接着剤７が除去される。

回転工程において、回転速度及び回転時間は、接着剤７の種類、粘度、濃度や形成する接着剤層７ａの厚さに応じて適宜設定すればよい。また、浸漬した状態における回転速度と引き揚げた後の回転速度は、同じ速度でもよいし異なる速度でもよい。

次に、金属端子２に形成した接着剤層７ａ（すなわち、金属端子２に付着させた接着剤７）を乾燥させる（図２のＳＴＥＰ０７／接着剤乾燥工程）。

具体的には、例えば、回転工程が終了した状態のまま乾燥させてもよいし、金属端子２の被覆側端部２ｂとは反対側の端部を他の治具に保持させて乾燥させてもよい。その際に用いる治具としては、金属や樹脂で形成した専用の治具でもよいが、金属端子２の被覆側端部２ｂとは反対側の端部を差し込めるもの（例えば、発泡スチロール等）を用いてもよい。

次に、接着剤層７ａが乾燥した後、金属端子２からマスキング層３ａ（すなわち、ワックス３）を剥離する（図２のＳＴＥＰ０８／剥離工程）。

なお、このとき、中央部２ａ以外の領域に接着剤７が付着していた場合には、溶剤を用いてその部分の接着剤７を除去する。

以上の工程により、中央部２ａに接着剤層７ａが形成された（すなわち、接着剤７が塗布された）金属端子２が製造される。

以上の工程によって製造された金属端子２は、ワックス３によるマスキング層３ａの形成という簡易な工程によって、インサート成形を行った際に射出成形材料で形成された筐体１を貫く部分（すなわち、射出成形材料に覆われる部分）を露出させているので、その部分に接着剤層７ａが形成された（すなわち、接着剤７が塗布された）ものとなる。

また、金属端子２は、浸漬と回転という簡易な工程によって、余分な接着剤７が除去されて塗布する接着剤の量が適切なものとなり、形成された接着剤層７ａ（すなわち、付着した接着剤７）の厚さも均一なものとなる。

図２は、接着剤７の塗布された金属端子２及び成形体Ｍを製造する工程を示すフローチャートであり、図２におけるＳＴＥＰ０９〜ＳＴＥＰ１１が、金属端子２を用いてインサート成形を行い、成形体Ｍを製造する工程（射出成形工程）である。

射出成形工程においては、まず、図５Ａに示すように、上記の部品製造工程で製造された金属端子２の一方の端部を、金属端子２の中央部２ａが露出するように、金型１１の固定側金型１１ａに形成されている金属端子挿入部１１ａ１に挿入する。その後、可動側金型１１ｂを、可動側金型１１ｂの金属端子挿入部１１ｂ１に金属端子２の他方の端部が挿入され、且つ、挿入後に金属端子２の中央部２ａが露出するように、下降させる（図２／ＳＴＥＰ０９）。

この作業によって、金属端子２は、固定側金型１１ａの筐体形成部１１ａ２と可動側金型１１ｂの筐体形成部１１ｂ２とで形成された空間の内部で、中央部２ａ（すなわち、接着剤層７ａが形成されている部分）のみが露出した状態になる。

その後、図５Ｂに示すように、固定側金型１１ａの筐体形成部１１ａ２と可動側金型１１ｂの筐体形成部１１ｂ２とで形成された空間に対して、可動側金型１１ｂに形成された注入孔１１ｂ３から樹脂１２（射出成形材料）を注入して、筐体１を射出成形する（図２のＳＴＥＰ１０）。

この作業によって、金属端子２の中央部２ａは樹脂１２によって覆われ、金属端子２は、樹脂１２で形成された筐体１と接着される。その結果、金属端子２は筐体１を貫くように一体化され、成形体Ｍが製造される。

最後に、図５Ｃに示すように、成形体Ｍを金型１１から取り出す（図２のＳＴＥＰ１１）。

以上の工程により、金属端子２が筐体１を貫くように配置された成形体Ｍが製造される。

以上の工程によって製造された成形体Ｍは、適切な量の接着剤７が均一に塗布された金属端子２の中央部２ａを樹脂１２で覆うようにしてインサート成形されたものであるので、樹脂１２で形成された筐体１と金属端子２とが接着剤７で強固に接着されたものとなる。その結果、筐体１の側壁部１ａの内部で隔壁部１ｂによって形成された第１空間１ｃ及び第２空間１ｄの一方から他方に向かって、湿気等を含む気体が浸入することがない。

以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。

例えば、上記実施形態では、マスキング材料としてワックス３を用いている。これは、ワックスは容易に溶融させることができ、溶融したワックスは塗布が容易であり、剥離にも特殊な機械を用いる必要がないためである。しかし、本発明におけるマスキング材料はワックスに限定されるものではなく、他の材料を用いてもよい。例えば、マスキングテープ等を用いてマスキングを施してもよい。

また、上記実施形態では、接着剤７の乾燥後、インサート成形を行う前に、マスキング層３ａの剥離を行っている。しかし、マスキングは部品の所望していない領域への接着剤の付着を防止するためのものであるので、例えば、インサート成形の後にマスキングの剥離を行ってもよい。

１…成形体、１…筐体、１ａ…側壁部、１ｂ…隔壁部、１ｃ…第１空間、１ｄ…第２空間、２…金属端子（部品）、２ａ…中央部、２ｂ…被覆側端部、３…ワックス（マスキング材料）、３ａ…マスキング層、４…第１治具、５…電熱器、６…第１容器、７…接着剤、７ａ…接着剤層、８…第２治具、９…第２容器、１０…攪拌機、１１…金型、１１ａ…可動側金型、１１ａ１…端子挿入部、１１ａ２…筐体形成部、１１ｂ…固定側金型、１１ｂ１…端子挿入部、１１ｂ２…筐体形成部、１１ｂ３…注入孔、１２…樹脂（射出成形材料）、Ｍ…成形体。

Claims (7)

1. インサート成形で金型内に配置され、前記金型内に射出される射出成形材料が形成する筐体を貫くように一体化され、前記筐体を貫くことによって前記射出成形材料で覆われる領域を有する部品を製造する部品製造方法であって、
   前記部品の前記射出成形材料で覆われる領域以外の領域をマスキング材料によりマスキングするマスキング工程と、
   前記部品を液状の接着剤に浸漬する接着剤浸漬工程と、
   前記部品を前記接着剤から取り出し、所定時間回転を維持する回転工程と、
   前記部品に付着させた前記接着剤を乾燥させる接着剤乾燥工程とを備えていることを特徴とする部品製造方法。
2. 請求項１に記載の部品製造方法であって、
   前記回転工程で、浸漬した前記部品を回転させつつ前記接着剤から取り出すことを特徴とする部品製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の部品製造方法であって、
   前記接着剤浸漬工程で、前記接着剤が撹拌状態であることを特徴とする部品製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の部品製造方法であって、
   前記マスキング材料は、ワックスであることを特徴とする部品製造方法。
5. 請求項４に記載の部品製造方法であって、
   前記マスキング工程は、前記部品の前記射出成形材料で覆われる領域以外の領域を溶融した前記ワックスに浸漬するワックス浸漬工程と、浸漬させた前記部品を前記ワックスから取り出し乾燥させるワックス乾燥工程とを有することを特徴とする部品製造方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の部品製造方法であって、
   前記接着剤が乾燥した後、前記部品から前記マスキング材料を剥離する剥離工程を備えていることを特徴とする部品製造方法。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の部品製造方法と、
   前記部品を金型内に配置し、前記部品の前記接着剤が塗布された領域を覆うように前記射出成形材料を前記金型内に射出し、前記射出成形材料で形成される前記筐体と前記部品とを接着して一体化する射出成形工程とを備えていることを特徴とする成形体製造方法。