JP2017081034A - 樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の固定部材をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能な樹脂成形体の製造方法を提供する。【解決手段】金属製の固定部材（３０）がインサート成形されると共に導電性の端子（３）を取り付けるための端子取付部（１３）を有する樹脂成形体（１０）の製造方法において、樹脂成形体を成形するための金型内において、固定部材（３０）の近傍を通過した後に端子取付部（１３）に対応する位置に向かう溶融樹脂流（Ｒ）が生じないように、金型における樹脂流入口（Ｇ）の配置を定める。【選択図】図１

Description

本発明は、金属製の固定部材がインサート成形されると共に導電性の端子を取り付けるための端子取付部を有する樹脂成形体の製造方法に関するものである。

従来から、樹脂成形体を自動車の車体等に固定（ボルト締結等）するための取付部位を強化するべく、金属製の固定部材（カラー等）と樹脂とを一体的に成形するインサート成形方法が知られている。

例えば、従来の樹脂成形体の製造方法の一つ（以下「従来製法」という。）では、自動車用の電気接続箱等に用いられる樹脂成形体（筐体）に金属製のカラーをインサート成形するようになっている。なお、このカラーは、樹脂成形体（筐体）を自動車の車体等にボルト締めして固定する際、ボルトの挿通孔を確保すると共にその挿通孔の強度を向上させるために用いられている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２０１５−１１６０８８号公報

上述したインサート成形は、一般に、金型内の所定位置に金属製の固定部材（以下、便宜上、「金属部材」という。）を配置した後、その金型内に溶融樹脂を注入することにより、行われる。ところが、このインサート成形の過程において、溶融樹脂の流れと共に金属部材に起因する導電性の異物（金属粉等）が樹脂成形体中に拡散する場合がある。

具体的には、一例として、金属部材の製造時および運搬時などに生じた金属部材の摩耗粉などが金属部材に付着していると、その摩耗粉などが溶融樹脂に混入して樹脂成形体内に拡散する場合がある。更に、他の例として、金属部材を金型内に配置する際に金属部材が金型に強く接触すると、金属部材の摩耗および欠け等が生じ、その摩耗粉および微小片などが溶融樹脂に混入して樹脂成形体内に拡散する場合もある。

このように導電性の異物が樹脂成形体内に拡散した場合、樹脂成形体の絶縁性が低下する可能性がある。特に、電気自動車およびハイブリッド自動車の高電圧回路にて使用される絶縁性部材（サービスプラグ及びヒューズボックス等）として樹脂成形体が用いられる場合、樹脂成形体に収容された電気部品の導体部分（ヒューズの端子等）の周辺に導電性の異物が拡散していると、その導体部分と樹脂成形体との間の絶縁性が低下する可能性がある。

そのため、上述したような高い絶縁性が要求される部材として樹脂成形体が用いられる場合、樹脂成形体を成形した後に絶縁性を確認するための検査を行う等の作業性の低下、及び、異物の拡散を前提として導体部分と樹脂成形体との距離を広げる等の設計自由度の低下などが生じる場合があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属製の固定部材をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能な樹脂成形体の製造方法を提供することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係る樹脂成形体の製造方法は、下記（１）〜（３）を特徴としている。
（１）
金属製の固定部材がインサート成形されると共に導電性の端子を取り付けるための端子取付部を有する樹脂成形体の製造方法であって、
前記樹脂成形体を成形するための金型内において、前記固定部材の近傍を通過した後に前記端子取付部に対応する位置に向かう溶融樹脂流が生じないように、前記金型における樹脂流入口の配置を定める、
樹脂成形体の製造方法であること。
（２）
上記（１）に記載の樹脂成形体の製造方法において、
前記樹脂流入口の配置が、
前記金型内における溶融樹脂流が前記端子取付部に対応する位置の近傍を通過した後に前記固定部材に向かうように定められる、
樹脂成形体の製造方法であること。
（３）
上記（１）又は（２）に記載の樹脂成形体の製造方法において、
前記樹脂流入口の配置が、
前記金型内における溶融樹脂流が最後に前記固定部材の周辺に到達するように定められる、
樹脂成形体の製造方法であること。

上記（１）の構成の樹脂成形体の製造方法によれば、金型内において、金属製の固定部材を経て端子取付部に対応する位置向かう溶融樹脂流が生じない。そのため、仮に金属製の固定部材から導電性の異物が溶融樹脂流に混入したとしても、その異物が端子取付部の周辺に達することがない。よって、端子取付部の周辺の樹脂成形体に導電性の異物が存在する場合に比べ、樹脂成形体の絶縁性の低下を防ぐことができる。したがって、本製造方法によれば、金属製の固定部材をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能な樹脂成形体を製造可能である。

なお、上記構成の樹脂成形体の製造方法によれば、特に、電気自動車およびハイブリッド自動車の高電圧回路（例えば、高電圧バッテリと発電電動機等とを繋ぐ電源回路）に配置される電気部品の筐体（例えば、サービスプラグ及びヒューズボックス等のハウジング）として有用な樹脂成形体を製造可能である。

上記（２）の構成の樹脂成形体の製造方法によれば、溶融樹脂流が、端子取付部に対応する位置を経た後に固定部材に向かう順序にて、金型内の空洞部を流れることになる。そのため、仮に金属製の固定部材から導電性の異物が溶融樹脂流に混入したとしても、その異物が端子取付部に向かうことがない。よって、樹脂成形体の絶縁性の低下を防ぐことができる。

上記（３）の構成の樹脂成形体の製造法によれば、溶融樹脂流が、金型の樹脂流入口から金型内の空洞部を経て、最後に固定部材の周辺に到達するように流れることになる。そのため、仮に金属製の固定部材から導電性の異物が溶融樹脂流に混入したとしても、その異物が端子取付部に向かうことがない。よって、樹脂成形体の絶縁性の低下を防ぐことができる。

本発明によれば、金属製の固定部材をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能な樹脂成形体の製造方法を提供できる。よって、例えば、樹脂成形体を高い絶縁性が要求される部材として用いる場合であっても、樹脂成形体の成形後の絶縁検査などが不要となり、異物の拡散を前提として樹脂成形体を設計することも不要となる。その結果、例えば、樹脂成形体を製造する作業性および樹脂成形体の設計自由度を高められる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、本発明の第１実施形態に係る樹脂成形体の製造方法の説明図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係る樹脂成形体の製造方法の説明図である。 図３は、本発明の第３実施形態に係る樹脂成形体の製造方法の説明図である。 図４は、本発明の第４実施形態に係る樹脂成形体の製造方法の説明図である。 図５は、本発明の第５実施形態に係る樹脂成形体の製造方法の説明図である。 図６は、本発明の製造方法の適用例であるサービスプラグの分解斜視図である。 図７は、図６に示すサービスプラグを上方から見た外観斜視図である。 図８は、図６に示すサービスプラグを下方から見た外観斜視図である。 図９は、図６に示すサービスプラグを自動車の車体等に取付固定するための固定部材（カラー）を含む取付固定部の断面図である。 図１０は、比較例に係る樹脂成形体の説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る樹脂成形体の製造方法の実施の形態（第１実施形態〜第５実施形態）について説明する。

但し、説明の便宜上、各実施形態の説明に先立ち、各実施形態に係る製造方法の適用例であるヒューズボックスについて説明する（図６〜図９）。次いで、比較例を参照しながら、ヒューズボックス中への導電性の異物の拡散について説明する（図１０）。その後、それら説明を踏まえ、各実施形態について具体的に説明する（図１〜図５）。

具体的には、図６〜図９に示すように、ヒューズボックスＭは、内部にヒューズ１を収容するための樹脂成形体（ハウジング）であり、上面が開放した箱型のケース１０と、ヒューズ１を収容した状態でケース１０の上面の開口を塞ぐカバー（蓋体）２０と、を備えている。なお、ヒューズボックスＭは、電気自動車およびハイブリッド自動車の高電圧回路（例えば、高電圧バッテリと発電電動機等とを繋ぐ電源回路）上などに配置される。

ヒューズ１は、図示しないヒューズエレメントを内蔵したヒューズ本体２と、ヒューズ本体２の両端から互いに平行に延びる一対の端子３と、を備えている。

ケース１０は、ヒューズ本体２を収容するための本体部１１と、本体部１１の下側に連設された一対の角筒脚状のコネクタ部１３と、本体部１１から両コネクタ部１３にかけて連続した側壁として設けられた取付壁部１４（特に図８を参照）と、を有している。

本体部１１の内部には、ヒューズ本体２を安定保持するためのヒューズ保持部１２が設けられている。ヒューズ本体２をヒューズ保持部１２に接触させることによってヒューズ１を保持したとき、２本の端子３は、図８に示すように、コネクタ部１３の内部に向けて延びるようになっている。なお、このとき、２本の端子３は、ケース１０内に設けられた取り付け孔（図示省略）に圧入されて固定されている。

このように、ヒューズ１の端子３は、コネクタ部１３の内部に収容されている。このような端子３の配置から、以下、コネクタ部１３は「端子取付部」とも称呼される。

ヒューズボックスＭは、一般に、自動車の車体等に取付固定される。そのため、ヒューズボックスＭの取付壁部１４には、図８に示すように、金属製の円環状のカラー３０（固定部材）を埋め込んだボルト締結孔が設けられている。そして、図９に示すように、カラー３０の中心の貫通孔にボルト５０を挿通させてボルト５０を車体等に締結することにより、確実にヒューズボックスＭを車体等に固定できる。カラー３０により、ボルト締結部の強度が高められる。

ヒューズボックスＭのケース１０は、一般に、金属製の固定部材であるカラー３０を金型の所定位置に配置した後、その金型内に溶融樹脂を注入することにより、成形（インサート成形）される。

ところが、図１０（比較例）に示すように、金型のゲート（樹脂流入口）Ｇを、カラー３０の近傍に配置した場合、溶融樹脂がカラー３０の周辺から端子取付部１３の周辺に向かって流れることになる（溶融樹脂の流れを矢印Ｒで示す）。そのため、金属製のカラー３０から導電性の異物が溶融樹脂流に混入した場合、その異物が端子取付部１３の周辺に拡散し、端子取付部１３の周辺の絶縁性が低下する可能性がある。

なお、導電性の異物として、カラー３０の製造時および運搬時などに生じたカラー３０の摩耗粉、並びに、カラー３０を金型内に配置する際にカラー３０が金型に強く接触した場合等に生じ得るカラー３０の摩耗粉および微小片など、が挙げられる。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る樹脂成形体の製造方法について、図１を参照しながら、説明する。

図１は、本実施形態に係るケース１０の取付壁部１４を正面から見た様子を表している。図１において、金型の空洞部（キャビティ）に溶融樹脂を流入させるためのゲート（樹脂流入口）に対応する位置に、符号Ｇが表記されている。換言すると、説明の便宜上、図１では、金型そのものを図示することに代えて、ゲートＧの位置のみが表記されている。

ケース１０は、金型内の所定位置にカラー３０を配置する工程、金型のゲート（樹脂流入口）Ｇから金型内のキャビティ（空洞）内に溶融樹脂を注入する工程、及び、溶融樹脂が金型内にて固化した後に金型から樹脂成形体（ケース１０）を取り出す工程、を経て製造される。

本製造方法において、図１に示すように、ゲートＧは、２つの端子取付部１３の周辺に配置されている。ゲートＧをこのように配置すると、ゲートＧから金型内に注入された溶融樹脂は、図中の溶融樹脂流Ｒの矢印に示す向きに流れることになる。具体的には、溶融樹脂流Ｒは、ヒューズ１の端子３の周辺に存在する金型空洞部（即ち、端子取付部１３に対応する位置）の近傍を通過した後、カラー３０に向かうことになる。別の言い方をすると、溶融樹脂流Ｒは、金型内において、最後にカラー３０の周辺に到達することになる。即ち、ゲートＧの配置が、溶融樹脂流Ｒがそのように流れるように定められている。

その結果、金型内において、カラー３０を経て端子取付部１３に向かう溶融樹脂流Ｒが生じない。そのため、仮にカラー３０から導電性の異物が溶融樹脂流Ｒに混入したとしても、その異物が端子取付部１３の周辺に達することがない。よって、端子取付部１３の周辺に導電性の異物が存在する場合に比べ、ヒューズボックスＭの絶縁性の低下を防ぐことができる。したがって、本実施形態の製造方法によれば、カラー３０をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能なヒューズボックスＭを製造可能である。

＜第２実施形態＞
図２に示すように、本発明の第２実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、ゲートＧは、カラー３０から離れた位置に１つ配置されている。ゲートＧをこのように配置すると、ゲートＧから金型内に注入された溶融樹脂は、図中の溶融樹脂流Ｒの矢印に示す向きに流れることになる。具体的には、溶融樹脂流Ｒは、第１実施形態と同様、ヒューズ１の端子３の周辺に存在する金型空洞部（即ち、端子取付部１３に対応する位置）の近傍を通過した後、カラー３０に向かうことになる。別の言い方をすると、溶融樹脂流Ｒは、金型内において、最後にカラー３０の周辺に到達することになる。

その結果、金型内において、カラー３０を経て端子取付部１３に向かう溶融樹脂流Ｒが生じない。したがって、第１実施形態と同様、カラー３０をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能なヒューズボックスＭを製造可能である。

＜第３実施形態＞
図３に示すように、本発明の第３実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、カラー３０はケース１０の取付壁部１４の上方に設けられ、ゲートＧは取付壁部１４の中央付近の位置に１つ配置されている。ゲートＧをこのように配置すると、ゲートＧから金型内に注入された溶融樹脂は、図中の溶融樹脂流Ｒの矢印に示す向きに流れることになる。具体的には、カラー３０に向かう溶融樹脂流Ｒと、ヒューズ１の端子３の周辺に存在する金型空洞部（即ち、端子取付部１３に対応する位置）に向かう溶融樹脂流Ｒと、が異なることになる。

その結果、金型内において、カラー３０を経て端子取付部１３に向かう溶融樹脂流Ｒが生じない。したがって、カラー３０をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能なヒューズボックスＭを製造可能である。

＜第４実施形態＞
図４に示すように、本発明の第４実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、カラー３０はケース１０の取付壁部１４の右上に設けられ、ゲートＧは取付壁部１４の左下の位置に１つ配置されている。ゲートＧをこのように配置すると、ゲートＧから金型内に注入された溶融樹脂は、図中の溶融樹脂流Ｒの矢印に示す向きに流れることになる。具体的には、溶融樹脂流Ｒは、第１実施形態と同様、ヒューズ１の端子３の周辺に存在する金型空洞部（即ち、端子取付部１３に対応する位置）の近傍を通過した後、カラー３０に向かうことになる。別の言い方をすると、溶融樹脂流Ｒは、金型内において、最後にカラー３０の周辺に到達することになる。

その結果、金型内において、カラー３０を経て端子取付部１３に向かう溶融樹脂流Ｒが生じない。したがって、カラー３０をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能なヒューズボックスＭを製造可能である。

＜第５実施形態＞
図５に示すように、本発明の第５実施形態に係る樹脂成形体の製造方法において、カラー３０はケース１０の取付壁部１４の中央上方に設けられ、ゲートＧは取付壁部１４の左下の位置に１つ配置されている。ゲートＧをこのように配置すると、ゲートＧから金型内に注入された溶融樹脂は、図中の溶融樹脂流Ｒの矢印に示す向きに流れることになる。具体的には、溶融樹脂流Ｒと、ヒューズ１の端子３の周辺に存在する金型空洞部（即ち、端子取付部１３に対応する位置）を経た後にカラー３０の周辺を通過し、最後に取付壁部１４の右上に対応する位置に達することになる。

その結果、金型内において、カラー３０を経て端子取付部１３に向かう溶融樹脂流Ｒが生じない。したがって、カラー３０をインサート成形する場合であっても絶縁性を確保可能なヒューズボックスＭを製造可能である。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用できる。即ち、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

例えば、第１実施形態〜第５実施形態では、金属製の固定部材として、カラー３０が用いられている。しかし、固定部材はカラー３０に限定されず、他の部材（例えば、ボルト締結用のナット等）が固定部材としても用いられてもよい。

更に、第１実施形態〜第５実施形態では、１つのカラー３０、２つの端子取付部１３、及び、１つ又は２つの樹脂流入口（ゲート）Ｇが、特定の位置に存在する例が説明されている。しかし、カラー３０、端子取付部１３及びゲートＧの数および位置は、上述した本発明の効果を発揮し得る限り、第１実施形態〜第５実施形態に示す数および位置に限定されない。

ここで、上述した本発明に係る樹脂成形体の製造方法の実施形態の特徴をそれぞれ以下（１）〜（３）に簡潔に纏めて列記する。
（１）
金属製の固定部材（３０）がインサート成形されると共に導電性の端子（３）を取り付けるための端子取付部（１３）を有する樹脂成形体の製造方法であって、
前記樹脂成形体を成形するための金型内において、前記固定部材（３０）の近傍を通過した後に前記端子取付部（１３）に対応する位置に向かう溶融樹脂流（Ｒ）が生じないように、前記金型における樹脂流入口（Ｇ）の配置を定める、
樹脂成形体の製造方法。
（２）
上記（１）に記載の樹脂成形体の製造方法において、
前記樹脂流入口（Ｇ）の配置が、
前記金型内における溶融樹脂流（Ｒ）が前記端子取付部（１３）に対応する位置の近傍を通過した後に前記固定部材（３０）に向かうように定められる、
樹脂成形体の製造方法。
（３）
上記（１）又は上記（２）に記載の樹脂成形体の製造方法において、
前記樹脂流入口（Ｇ）の配置が、
前記金型内における溶融樹脂流（Ｒ）が最後に前記固定部材（３０）の周辺に到達するように定められる、
樹脂成形体の製造方法。

３ 端子
１０ ケース（樹脂成形体）
１３ コネクタ部（端子取付部）
３０ カラー（金属製の固定部材）
Ｇ ゲート（樹脂流入口）
Ｒ 溶融樹脂流

Claims (3)

1. 金属製の固定部材がインサート成形されると共に導電性の端子を取り付けるための端子取付部を有する樹脂成形体の製造方法であって、
   前記樹脂成形体を成形するための金型内において、前記固定部材の近傍を通過した後に前記端子取付部に対応する位置に向かう溶融樹脂流が生じないように、前記金型における樹脂流入口の配置を定める、
   樹脂成形体の製造方法。
2. 請求項１に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記樹脂流入口の配置が、
   前記金型内における溶融樹脂流が前記端子取付部に対応する位置の近傍を通過した後に前記固定部材に向かうように定められる、
   樹脂成形体の製造方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形体の製造方法において、
   前記樹脂流入口の配置が、
   前記金型内における溶融樹脂流が最後に前記固定部材の周辺に到達するように定められる、
   樹脂成形体の製造方法。
   
   

Images