JP3389775B2 - インサート品成形方法およびインサート品成形装置 - Google Patents

インサート品成形方法およびインサート品成形装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電気コイル
やＩＣ部品やサーミスタなどのインサート品を樹脂で封
止した成形品を作製するインサート品成形方法およびイ
ンサート品成形装置に関する。
【０００２】
【従来技術】従来より、例えば電気コイルやＩＣ部品な
どは防水性を必要とすることから、その表面をポッティ
ング材で覆ったり、封止栓を付加したりして防水性を確
保していた。近年は、製品のコストダウンやリサイクル
性を高めるために、その表面を樹脂で封止するようにな
ってきており、この樹脂封止には、安価で量産性に優れ
たインサート成形法が採用されている。このインサート
成形に用いる成形装置として、例えば特開昭５５−９１
６４２号公報に開示されているように、インサート品が
配置されるキャビティを有する金型と、該金型に進退動
自在に設けられ前記インサート品を先端で保持する複数
の保持ピンとを備えたものが知られている。この成形装
置により樹脂成形を行う場合には、キャビティ内の所定
位置にインサート品を保持ピンで保持して配置し、その
状態でキャビティに溶融樹脂を充填した後、保持ピンを
キャビティから後退させ、その後さらに溶融樹脂を充填
する。これにより、インサート品の表面全体を樹脂で封
止した成形品が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
成形装置により成形を行う場合、保持ピンをキャビティ
から後退させるタイミングを溶融樹脂の充填が完了する
前（溶融樹脂がキャビティ内を流動している間）にする
と、保持ピンのピン穴の封止は行われるものの、インサ
ート品が溶融樹脂の動きによって移動してしまい、形成
される樹脂成形部の厚さが不均一となって良好な成形品
が得られない。
【０００４】そこで、保持ピンをキャビティから後退さ
せるタイミングを溶融樹脂の充填完了後とすることが考
えられるが、インサート品の移動は少ないものの、保持
ピン周囲の樹脂に既に冷却固化層が形成されているた
め、保持ピン周囲からピン穴に流入してきた樹脂が完全
に融合せずに水分等が侵入可能な微細な穴（以下、未融
合部）が残ってしまい、インサート品を十分に封止した
樹脂成形部を形成できないという問題がある。
【０００５】本発明は上記問題に鑑み案出されたもので
あり、インサート品の位置づれを抑制しつつ、保持ピン
に起因する未融合部の残留を抑制して、インサート品を
十分に封止した樹脂成形品を形成し得るインサート品成
形方法および成形装置を提供することを解決すべき課題
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載の方法を採用することができる。この
手段によると、保持部材が加熱されることにより、充填
された溶融樹脂が保持部材に接触しても冷却固化層が形
成されないか、形成されていたとしても冷却の程度を従
来よりも抑えることができる。そのため、溶融樹脂の充
填が完了した後であっても、保持部材をキャビティから
後退させるタイミングが、保持部材の周囲からピン穴に
溶融樹脂が流入して確実に融合し、ピン穴を十分に埋め
込むことができて未融合部の残留を十分抑制することが
できる。また、溶融樹脂の充填が完了するまでインサー
ト品を保持部材で保持してインサート品の位置づれを防
止することができる。したがって、インサート品の位置
づれや保持部材に起因する未融合部の残留を抑制して、
インサート品を十分に封止した良好な樹脂成形品を形成
することができる。
【０００７】また、請求項２に記載の方法によれば、保
持部材を樹脂の融点以上に加熱することにより保持部材
周りの樹脂を確実に溶融させることができるため、ピン
穴に流入する溶融樹脂の融合を確実にすることができ、
ピン穴を十分埋め込むことができるようになる。従っ
て、保持部材に起因する未融合部の残留を十分に抑制す
ることができる。
【０００８】また、請求項３に記載の方法によれば、保
持部材の後退を樹脂注入完了後に行うことができるた
め、インサート品の位置ずれをより抑制することができ
る。
【０００９】また、請求項４に記載の方法によれば、冷
却促進領域を形成しつつ、保持部材を加熱させるように
すれば、保持部材を後退させるタイミングをより遅らせ
ることができ、これにより、冷却促進領域における溶融
樹脂の固化をさらに進行させることができ、より位置ず
れを防止しつつ、保持部材に起因する未融合部の残留を
抑制させることができる。
【００１０】さらに、請求項５に記載の方法によれば、
請求項４に記載の方法による上述した効果に加え、冷却
が促進される領域が保持部材周辺の領域に比べて樹脂の
肉厚を薄くする領域としているため、この領域を型側あ
るいはインサート品のどちらかに設けるのみで得ること
ができるという効果がある。
【００１１】また、請求項６乃至１３に記載の手段によ
れば、加熱手段により保持部材を加熱することができる
ため、請求項１に記載の方法により得られる上述した効
果を得ることのできるインサート品成形装置を提供する
ことができる。さらに、請求項１３に記載の手段によれ
ば、加熱手段あるいは第２の加熱手段により保持部材を
樹脂の融点以上に加熱させることができるため、請求項
２に記載の方法により得られる上述した効果を得ること
のできるインサート品成形装置を提供することができ
る。
【００１２】また、請求項１１に記載の手段によれば、
キャビティに注入される溶融樹脂のうち、保持部材周辺
領域以外の領域にて、保持部材周辺領域の溶融樹脂に比
べて冷却が促進される領域を設けているため、請求項４
に記載の方法により得られる上述した効果を得ることの
できるインサート品成形装置を提供することができる。
【００１３】また、請求項１２に記載の手段によれば、
請求項１１に記載の手段による上述した効果に加え、溶
融樹脂の冷却を促進させる領域は、溶融樹脂により保持
部材周辺に形成される樹脂部よりも、その肉厚が薄くな
るようにキャビティ内に隆起した領域であるため、この
領域を容易に形成することができるという効果がある。
【００１４】また、請求項８に記載の手段によれば、保
持部材内部に保持部材を加熱する加熱手段を有している
ため、保持部材の加熱を迅速に行うことができる。ま
た、請求項９に記載の手段によれば、保持部材を加熱す
る手段が電流を流すことで発熱する発熱体であるため、
加熱手段を容易に構成することができる。また、請求項
１０に記載の手段によれば、保持部材が導電性セラミッ
クスからなる発熱体とこれを包囲する絶縁性セラミック
スからなる本体部とで構成されているため、保持部材の
加熱を迅速に行うことができるとともに、発熱体と本体
部とが同種の材料により形成されているため、互いの熱
膨張係数を近似させることができ、信頼性の高い保持部
材を提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。 〔実施形態１〕始めに図１〜図３を用いて、一般的な射
出成形機について簡単に説明する。射出成形機は図１に
示すように、台座７０上に溶融樹脂を射出する射出部
と、射出部から注入された溶融樹脂を冷却固化する成形
部が配置されており、射出部が図中の矢印の方向に移動
し、型内に溶融樹脂を注入する。
【００１６】射出部は、ペレット状の樹脂を入れるホッ
パー７１と、ホッパー７１から供給されたペレット上の
樹脂を溶融する射出機７２とからなり、ペレット状の樹
脂は射出機７２に供給されると、射出機７２内の図示し
ないスクリューにより射出機７２の先端側へ送り出され
る。そして、射出機７２内のスクリューにより射出機７
２の先端側へ送り出される際に、射出機７２に備えられ
た図示しないヒータからのヒータ熱と、スクリューによ
るせん断熱により溶かされる。
【００１７】また、成形部はインサート品を成形する型
（型Ａ，Ｂ）と型Ａ，Ｂを保持する型取付盤７３と、型
Ｂを開閉する型開閉装置７４とからなる。型Ｂは型開閉
装置７４により図中の矢印方向に開閉動作をする。図２
（ａ）は、型Ａ，Ｂと型取付盤７３の部分を拡大したも
のであり、部分的に透視図となっている。スプル７５は
射出機７２から注入された溶融樹脂をインサート品が入
れられているキャビティ７６に導入する部分であり、型
内に導入された樹脂はゲ−ト７７からキャビティ７６内
に注入される。インサート品の成形が終わると、図１の
型開閉装置により型Ｂが型Ａから離れてイジェクターピ
ン７８により成形品が取り出せるようになっている。
【００１８】また、通常、型には型全体を所定の温度に
するヒータ部７９が設けられており、ヒータ部７９は図
２（ｂ）に示すように型に孔８０が設けられ、その孔８
０内に金属ヒータ８１が挿入されたり、図２（ｃ）に示
すように温水や温められたオイル等の温度供給媒体８２
を流す流路８３を設けてその流路８３に温水等を流すこ
とで型を所定温度に保つようにしている。また、図２
（ｄ）に示すように温度供給媒体８２の流路８３を分け
るようにするものもある。また、図示しないが、図２
（ｄ）のように流路が複数あるものでも、媒体の入り口
と出口は共通になっているものもある。
【００１９】尚、上記説明では型を温めるようにした
が、注入する樹脂の種類によっては、型を冷やすように
するものもある。その場合は、例えば図２（ｂ）や図２
（ｃ）のように温度供給媒体８２として冷水等を供給す
るようにする。図３は、型Ａ，Ｂを開いた状態で型Ｂ側
を見たものであり、型Ａと閉じた状態でキャビティ９１
を形成するキャビティ９１部にインサート品９０を入れ
て保持ピン９２によりインサート品９０を保持している
状態を示している。
【００２０】図中のランナー部９３はスプル７５からゲ
−ト７７まで溶融樹脂を導入する経路であり、成形後に
いわゆるランナーとして成形樹脂が残る部分である。成
形品はこのランナーを取り除いて次工程へと運ばれる。
また、保持ピン９２は連結部９４によりシリンダーピン
９５ａと結合されており、シリンダーピン９５ａが空気
圧や油圧等を用いたシリンダー９５により上下すること
で、キャビティ９１に対してキャビティ９１内に進出し
たり、キャビティから後退したりすることができる。
【００２１】尚、本実施形態における保持ピン９２は通
電されることによって加熱されるようになっているた
め、連結部９４に連結部配線孔９６および型内に型部配
線孔９７が設けられ、配線９８が型の外側に位置する電
源９９に接続されている。次に、本発明の特徴部分を説
明する。図４は本実施形態に係るインサート品成形装置
の一例を示す要部断面図である。本実施形態の成形装置
は、図４に示すように、上型１１及び下型１２よりなる
金型１と、金型１に進退動自在に設けられた４本の保持
ピン２と、保持ピン２を加熱する電気ヒータ３及び電気
ヒータ３に電流を供給する電源４よりなる加熱手段とを
備えている。なお、以下の実施形態では、請求項でいう
保持部材をインサート品の保持ピンとして説明する。
【００２２】金型１は、閉じられた上型１１と下型１２
とが対向する面によって形成された成形品の外周形状と
対応するキャビティ１３を有する。また、金型１の一側
面には、キャビティ１３内に溶融樹脂を充填するゲート
１４が設けられている。保持ピン２は、上型１１及び下
型１２の所定位置にキャビティ１３内に進退動自在にれ
ぞれ２本づつ設置されている。各保持ピン２には、キャ
ビティ１３内に配置されるインサート品５を先端で保持
する位置と、先端面がキャビティ１３を形成する型面と
一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ（図３
参照）が設けられている。
【００２３】加熱手段を構成する電気ヒータ３は、ニク
ロム線やタングステン線等により構成され、各保持ピン
２に保持ピン本体と絶縁されて埋設されている。上型１
１の保持ピン２に設けられた電気ヒータ３は一方の電源
４に接続され、下型１２の保持ピン２に設けられた電気
ヒータ３は他方の電源４に接続されている。なお、電源
は本実施形態のように２つ設ける必要はなく、１つのみ
で２つの保持ピン２に通電するようにしてもよい。
【００２４】以上のように構成された本実施形態の成形
装置によりインサート成形を行うには、先ず、金型１を
開いた状態で各保持ピン２を突出させ、下型１２の保持
ピン２上にインサート品５をセットする。次に金型１を
閉じると、図４に示すように、インサート品５が各保持
ピン２の先端で保持されて、キャビティ１３内の所定位
置に配置される。
【００２５】この状態で、図５に示すように、金型１の
キャビティ１３内に射出機（図１参照）によりゲート１
４を介して溶融樹脂６を充填する。同時に、電源４のス
イッチオンにより、電気ヒータ３に電流を供給し、所定
の温度に各保持ピン２を加熱する。この際、インサート
品５は保持ピン２で固定されているため、溶融樹脂６の
流動抵抗や圧力によって移動することはない。また、キ
ャビティ１３内に充填された溶融樹脂６が保持ピン２に
接触しても、保持ピン２が溶融樹脂６の融点以上の温度
に加熱されているため、保持ピン２の周囲の樹脂に冷却
固化層は生成しない。
【００２６】次に、エアシリンダを駆動して、図６に示
すように、各保持ピン２をそれらの先端面がキャビティ
１３を形成する型面と一致する位置まで後退させた後、
必要に応じて更に溶融樹脂６を充填するとともに、保持
ピン２を後退させた後は保持ピン２を加熱する必要がな
いため、電気ヒータ３への通電は停止する。これによ
り、図７に示すように、各保持ピン２の周囲の溶融樹脂
６が保持ピン２を抜き去った後のピン穴に流入すると共
に十分に融合し、ピン穴はほとんど消滅して未融合部も
残留しない。その後、キャビティ１３内の溶融樹脂６が
冷却固化することにより、インサート品５が樹脂により
完全に封止された防水性、防油性の高い成形品が形成さ
れる。
【００２７】なお、各保持ピン２をキャビティ１３から
後退させるタイミングは、溶融樹脂６がキャビティ１３
内全体に充填された後（充填完了後）できるだけ早い方
がよいが、インサート品５の傾きが問題ない範囲となる
場合には溶融樹脂６がキャビティ１３内に充填完了され
る前でもよい。尚、溶融樹脂の充填が完了するというの
は、溶融樹脂がキャビティの容積に対して、約９０〜９
５％程度充填され、その後、溶融樹脂の射出圧力を弱め
てさらに充填を行った後の状態をいう。
【００２８】タイミングのコントロ−ル方法としては、
タイマにより充填開始から一定時間後に行う方法、キャ
ビティ１３内の樹脂圧をセンサにより検知し、充填完了
を確認して保持ピン２を後退する方法などがある。以上
のように、本実施形態のインサート品成形装置によれ
ば、各保持ピン２は、キャビティ１３に溶融樹脂６が充
填されるときに溶融樹脂６の融点以上の温度に保持ピン
２を加熱する加熱手段を具備しているため、溶融樹脂６
の充填が完了するまでインサート品５を保持ピン２で保
持してインサート品５の位置づれを防止することができ
る。また、保持ピン２を後退させるときには、保持ピン
２の周囲に樹脂の冷却固化層が生成しないので、保持ピ
ン２に起因する未融合部が残留することがなく、インサ
ート品５を十分に封止した樹脂成形品を形成することが
できる。
【００２９】ここで、図８を用いて保持ピン２に起因す
る未融合部が残留することについて従来例と本実施形態
を比較して説明する。従来方法では、図８（ａ）に示す
未融合部の長さが長く、樹脂成形した樹脂６０の肉厚は
未融合部６１が残留している所にて薄くなってしまい、
信頼性が低くなる。悪いものは、未融合部６１が貫通す
る場合もある。
【００３０】図８（ｂ）のように、保持ピンが後退した
後に形成されるピン穴２０は、図８（ａ）を矢印方向に
見た図８（ｃ）に示すように周りの樹脂圧により埋め込
まれるようになるが、従来品のように保持ピンを加熱し
ない場合には、図８（ｄ）のように、未融合部６１は大
きく残ってしまうが、本実施形態品では、図８（ｅ）の
ように、未融合部６２の残留状態を小さくすることがで
きる。また、加熱した保持ピン２の後退のタイミングが
早いか、あるいは保持ピン２の加熱温度が十分高ければ
未融合部の発生をも抑えることができる。
【００３１】なお、上記実施形態では、インサート品５
を保持する方法として、保持ピン２の先端の平面で位置
決めし、保持ピン２の後退面が金型面と一致している
が、図９に示すように、他に、あらかじめインサート品
５５に凹部を形成しておき、保持ピン５２の先端を凸部
とすることで、確実にインサート品５５の位置決めをす
る方法がある。凹凸は角状でも円錐状あるいは半球状で
もよい。また、図９に示すように、型開き方向と保持ピ
ン５２の動作方向が平行でない場合、保持ピン５２を後
退させる位置は、製品がアンダーカット（保持ピン５２
を金型面より後退させることにより保持ピン５２の後退
部分に入り込んだ溶融樹脂により突起状の余分な部分が
形成される状態）にならないように、金型面の手前で止
め（図１０参照）、溶融樹脂５７を固化させ、型開きと
同時に保持ピン５２をさらに後退させ（図１１参照）、
製品取り出しに不具合が生じない機構とすることで対応
可能である。
【００３２】なお、上記実施形態では、溶融樹脂の注入
開始と同時に保持ピン２を加熱し、保持ピン２を後退さ
せた後に加熱を停止するようにしていたが、保持ピン２
の発生する熱が金型１や成形品に悪影響を与えない場
合、例えば、金型１が大きく蓄熱しにくい場合や、保持
ピン２の本数が少なく保持ピン２から出る全体の熱量が
少ない場合などには、保持ピン２を常時加熱しておいて
もよい。
【００３３】また、インサート品５が樹脂等の耐熱性の
低い物質である場合、保持ピン２の熱と荷重により変形
する虞れがある。この場合には、金型１を閉じた後ただ
ちに保持ピン２を加熱するのではなく、溶融樹脂６を充
填する直前（あるいは直後）になってから、保持ピン２
を急速に熱する方法を採ることによって、高温の保持ピ
ン２がインサート品５に触れている時間を短縮するのが
よい。この場合、保持ピン２の加熱速度を速めるため、
電気ヒータ３を保持ピン２の内部、特にキャビティ１３
内に突出する部分に設置すると共に、電気ヒータ３の電
流密度を上げる必要がある。この方法として、セラミッ
クヒータを保持ピン２の形状に仕上げ、金属等で被覆せ
ずに使用する方法などがある。
【００３４】なお、保持ピン２に用いる電気ヒータとし
て好適なものを調べるため、表１に示すように、保持ピ
ン本体と電気ヒータの発熱体との組合せを種々変更して
構成したＡ〜Ｄの４種類の保持ピンを用意し、表１に示
す各条件項目について評価した。ここでの各条件項目
は、成形工程おける時間の経過と保持ピンの温度変化と
の関係を示す図１２の成形工程モデル図に基づいて適宜
設定されている。なお、保持ピンの加熱温度好適範囲
は、図１２中の斜線に囲まれた部分となる。
【００３５】図１２において、保持ピンの温度の下限と
しては、保持ピンを抜くタイミングには、保持ピン周り
で冷却固化された樹脂が再度溶ける樹脂の融点まで上昇
していることが望ましい。また、型温は、注入された溶
融樹脂を固めるための温度にされているため、保持ピン
を型温以下に調節する必要はない。また、保持ピンの温
度の上限としては、成形が開始されて溶融樹脂がキャビ
ティ内に注入される（図中の成形開始のタイミング）ま
では、保持ピンによりインサート品が変形しないように
インサート品の樹脂等の熱変形温度以下に保つことが望
ましく、成形開始後保持ピンを抜くタイミングでは、樹
脂の熱劣化温度以下とすることが重要である。尚、熱劣
化温度とは、成形中や成形後の加熱によって化学的構造
に変化を起こして、その材料の物理的性質が変化する温
度のことをいう。また、成形が終了（樹脂注入が完了
し、型を開く前のタイミング）するまでには、冷却固化
された樹脂が変形しない温度以下に調節することが望ま
しい。これは、成形終了時に保持ピンの温度が十分に下
がっていないと、成形品を取り出すときに、保持ピン先
端に触れている樹脂が糸状にのびてしまい、外観不良や
成形品の寸法精度が低下するといった問題を抑制するた
めである。
【００３６】図１２から特に重要と考えられる評価項目
は、加熱された保持ピンによって、耐熱性の低いインサ
ート品を長い間保持させたくない、という観点から考え
ると、昇温速度が速いものが望まれる。また、成形サイ
クルを考慮すると、降温速度も速いものが望まれる。ま
た、図１２以外で考えられる評価項目としては、例えば
保持ピンの加熱方法が通電加熱であるため、消費電力を
なるべく抑えたいという要望が考えられる。また、注入
樹脂の樹脂圧等に耐えうる強度、ヒータのオン・オフを
繰り返すため、その繰り返し信頼性等が挙げられる。こ
れらについて４種類の保持ピンについて調べ、表１にま
とめた。今回試験を実施した保持ピンについて図１３を
用いて説明する。
【００３７】表１に示す試験ピンＡは、保持ピン本体が
ステンレス製（ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４）であり、発熱
体もステンレス製とあるが、これは、図１３（ａ）に示
すように、保持ピン本体２１を薄肉化し、それ自体を発
熱体としたものであり、本体の中にプラス側の配線を保
持ピンの先端に接続し、他端にマイナス側の配線を接続
したものである。また、プラス側の配線（ニクロム線、
タングステン（Ｗ）線）は保持ピン内部にて保持ピン本
体に短絡しないようにシリコンゲル等の絶縁部材２２に
て覆われている。
【００３８】表１に示す試験ピンＢは、図１３（ｂ）に
示すように、保持ピン本体２３が通常の保持ピンに用い
られる金属（高速度鋼、ハイス鋼ＪＩＳ規格ＳＫＨ５１
〔今回の試験に使用〕、ダイス鋼ＪＩＳ規格ＳＫＤ１１
等）であり、発熱体２４にＷ線を用いた。試験ピンＡ同
様、Ｗ線は絶縁材２５にて覆われている。第１に示す試
験ピンＤは、図１３（ｄ）に示すように、発熱体２６に
導電性セラミックスの一種であるＭｏＳｉ2 を用い、保
持ピン本体２７に絶縁性セラミックスの一種であるＳｉ
3 Ｎ4 を用いた。
【００３９】また、表１に示す試験ピンＣは、図１３
（ｃ）に示すものであり、図１３（ｄ）に示す試験ピン
Ｄに、さらに金属キャップ２８を装着したものである。
表１は上記の試験ピンについて、昇温速度、消費電力、
強度、繰り返し信頼性について図１２に示す温度条件に
て調べた試験結果をまとめたものである。尚、昇温速度
は、試験ピンの先端付近に温度検出器であるサーミスタ
を装着して測定したものである。また、消費電力は、何
回かの成形サイクルにて消費された電力を測定したもの
である。また、強度は、発明者らが必要と考えた強度に
対して必要な保持ピンの直径で表してある。また、繰り
返し信頼性は、何回か試験した後に試験ピンに異常がな
いかどうかを調べたものである。
【００４０】表１を見ると、昇温速度、消費電力、繰り
返し信頼性のすべての項目において発熱体にセラミック
スを用いた試験ピンＣ、Ｄがよいことがわかる。また、
保持ピン本体２３もセラミックスとした試験ピンＤにつ
いては、昇温速度が試験ピンＣよりもよいことが分か
る。尚、試験ピンＣは、試験ピンＤに金属キャップ２８
をかぶせたものである。これは、強度面での相違を比較
するために用意したものであるが、強度の試験結果は試
験ピンＣ、Ｄとも同じであった。尚、昇温速度を考慮し
たら金属キャップ２８がない試験ピンＤの方が総合的に
良いといえる。
【００４１】また、試験ピンＡについては、保持ピン本
体２１が発熱体になるようにしたため、その発熱を良好
にすべく、その肉厚を薄くする必要があり、それにより
強度が低下してしまった。また、抵抗値が小さいため大
電流が必要となり、消費電力も他の試験ピンに比べてか
なり増大している。また、繰り返し信頼性においては、
プラス側の配線をピンの先端部にろう付けしており、配
線の周りを絶縁材料で覆っているため、繰り返し使用し
ていると、保持ピン本体２１と絶縁材料２２との熱膨張
の差によりろう付け部が取れてしまうことがあり、試験
ピンＣ、Ｄに比べて信頼性が悪い結果となった。
【００４２】また、試験ピンＢについては、昇温速度、
消費電力は、試験ピンＣ、Ｄに比べたら若干劣るもの
の、強度、信頼性の面から見ても劣ることはなかった。
尚、表１の総合評価は、実際に使用できるかできないか
という観点で評価したものである。従って、評価項目に
おいて他の試験ピンよりも劣る試験ピンＡにおいても、
加熱を行う保持ピンとして使うことができるという点で
は“良い”という結果になった。つまり、保持ピンの温
度変化については、図１２に示されるような温度範囲を
満たすことができたので、他の条件を考慮しなければ使
用可能と判断できた。
【００４３】以上をまとめると、試験ピンＡについて
は、他の試験ピンに比べてすべての項目において劣る結
果となった。ただし、劣るとはいっても実際に使用でき
ないというものではなく、使えるが他のピンに比べてい
ろんな面で劣る項目があるということであり、総合評価
においては実際に使用できるという点で“良い”という
結果になった。
【００４４】また、試験ピンＢ、Ｃ、Ｄについては、良
好に使用できることがわかった。また、特に試験ピンＤ
については、昇温速度の点で非常に良く、総合評価では
◎をつけることができた。試験ピンＤが、他の試験ピン
に比べて昇温速度が速かった理由としては、他の試験ピ
ンは、発熱体、発熱体を覆う絶縁部材、保持ピン
本体の３重構造であるのに対し、試験ピンＤは、導電
性セラミックス、絶縁性セラミックスの２重構造であ
るためと考えられる。
【００４５】尚、本発明における保持ピンは上記試験を
行った保持ピンに限定されるものではなく、例えば試験
ピンＡのような保持ピン本体２１と発熱体とが同一のも
のにおいては、試験したステンレス材に限らず、他の金
属を用いてもよい。また、試験ピンＢにおける発熱体２
４はタングステンに限らず、例えば白金（Ｐｔ）等の発
熱体として用いられるものであれば何でもよい。また、
保持ピン本体２３もハイス鋼に限らず、例えば試験ピン
で用いたステンレスに発熱体を挿入するものであっても
よい。
【００４６】また、試験ピンＣ，Ｄに用いた導電性のセ
ラミックスはＭｏＳｉ2 に限らず、例えばＺｒＯ2 ーＹ
2 Ｏ3 、ＬａＦ3 等が挙げられる。また保持ピンの本体
となる絶縁性セラミックスとしては、他にＡｌ2 Ｏ3 ，
ＢｅＯ，ＭｇＯ等が挙げられる。尚、本発明でいうセラ
ミックスとは熱処理によって得られる無機系非金属材料
のことを言う。
【００４７】また、保持ピン本体を絶縁性セラミックス
として発熱体をＷやＰｔのような金属発熱体としてもよ
い。また、保持ピン本体との絶縁が型側にて行われるの
であれば、導電性セラミックスのみで保持ピンを形成す
ることも考えられる。図１４に試験ピンＤと同様な構造
の保持ピンのより具体的な構造を示した。図１４（ａ）
は、保持ピンの外観を示すものであり、図１４（ｂ）は
保持ピンの透視図を示すものである。図１４（ａ）に示
すように保持ピンは先端部がセラミックスヒータ部３１
からなり、他端部はセラミックスヒータ部３１が金属ス
リ−ブ３２にて保持されている。また、セラミックスヒ
ータ部３２の他端は金属スリ−ブ３２から突出して金属
キャップ３３が被せられ、この金属キャップ３３の一部
にプラス側の電線３４が接続される。電線３４は、銅や
エナメル等の金属導体部３４ａとそれを覆う絶縁被覆３
４ｂからなり、導体部３４ａが一部露出して金属キャッ
プ３３とろう付けされている。また、マイナス側の電線
３５は金属スリ−ブ３２にろう付けされている。また、
プラス側の電線３４が接続されているキャップ３３部に
は、マイナス側の電線３５とのショートを防ぐために絶
縁被覆３３ａを被せてある。この保持ピンにおいて、セ
ラミックスヒータ部３１の金属スリ−ブ３２に保持され
ている部分に対して細くされている部分が型のキャビテ
ィ内に突出するようになる。
【００４８】また、セラミックスヒータ部３１の内部
は、図１４（ｂ）に示すように絶縁性セラミックス３１
ａが導電性セラミックス３１ｂを覆っており、導電性セ
ラミックス３１ｂのプラス側の配線３４ｃは金属キャッ
プ３３部に図中Ａの位置にて接続されており、マイナス
側の配線３５ｃは図中Ｂの位置にて金属スリ−ブ３２に
接続されている。また、図１４（ｃ）は図１４（ａ）に
示す保持ピンの矢印Ａの方向から見た断面図である。
【００４９】尚、図１４に示す保持ピンの形状は一例で
あってこれに限るものではない。
【００５０】
【表１】 また、上記実施形態では、保持ピン２を後退させた後、
保持ピン２の加熱を停止していた。しかし、溶融樹脂６
が保持ピン２と金型１の間のクリアランスに侵入して固
化し、その後の保持ピン２の動作が不能になることがあ
る。この場合、保持ピン２の動作時に再び加熱を行うこ
とにより、保持ピン２と金型１の間のクリアランスにあ
る樹脂を再溶融させ、保持ピン２の動作を復帰させるこ
とができる。
【００５１】以上の説明では、保持ピンの加熱方法とし
て、保持ピン自体に発熱体を備え、直接的に保持ピンを
加熱するようにしたものについて説明したが、保持ピン
の加熱方法はこれに限るものではなく、例えば型の保持
ピンが装着される周辺に電気等によるヒータ部を設ける
ようにして間接的に保持ピンを加熱するようにしてもよ
い。ただし、この場合には、上述した電気ヒータにより
直接保持ピンを加熱する場合に比べ、発熱体が保持ピン
から離れているため、保持ピンを十分に加熱できないと
いう問題がある。
【００５２】また、保持ピン自体を電気ヒータにて直接
加熱するのではなく、例えば試験ピンＢのように保持ピ
ンの本体を空洞状態として、その内部に圧力や温度を加
えることで高温状態とされた水、空気、油等の媒体を保
持ピンの空洞部に供給することで、保持ピンを加熱する
ことも考えられる。ただし、この場合には、保持ピンを
電気ヒータにて加熱する場合に比べて、媒体の特性上、
温度上昇はあまり期待できない。また、媒体の温度を上
げるためには高圧にする必要があるため、保持ピンに
は、その圧力に耐えうることも条件となるため、構造的
にそのための工夫が必要となるという欠点がある。
【００５３】また、以上の説明では、保持ピンを昇温さ
せた後の降温については何ら触れていなかったが、自然
に温度が下がるようにしてもよいし、あるいは成形サイ
クルを速めるために、保持ピン周辺に降温手段を設ける
ようにしてもよい。降温手段としては、例えば、図２
（ｄ）で示したような型の温度を設定するための温度供
給媒体８２の流路８３のような冷却経路を保持ピン付近
に設け、この冷却経路に水などの冷却媒体を流すように
して、加熱された保持ピンを強制的に冷却することが考
えられる。
【００５４】また、保持ピンの加熱後の温度について
は、図１２に示すように樹脂の融点温度とすることが望
ましい。しかし、保持ピンの温度を必ずしも樹脂の融点
以上にする必要はない。少なくとも型の温度よりも高く
すれぱよいのである。すなわち、図８において説明した
ように、従来では保持ピン自体に温度に関しては何も施
されておらず、その温度は高くてもせいぜい型の温度と
同じになっていた。型の温度は注入された溶融樹脂をキ
ャビティ内に導入できて、かつ注入された溶融樹脂を固
めるための温度に調整されているため、溶融樹脂は保持
ピンによっても冷却されることになる。この状態でイン
サート品の樹脂成形を行うと、溶融樹脂が保持ピンによ
り冷却固化されていたため、保持ピンを後退させたとき
に、保持ピン周りで冷却固化された樹脂により、ピン穴
を十分に埋め込むことができず、未融合部が残留してし
まっていた。
【００５５】つまり、ピン穴が十分に埋め込まれなかっ
たのは、保持ピン周りの樹脂が保持ピンにより冷却され
て固くなったためであり、その固くなった樹脂を柔らか
くできれば、図８（ｄ）に示すように従来に比べてより
未融合部の残留を抑制することができ、信頼性を向上さ
せることができる。従って保持ピンの温度を樹脂の融点
以上に上げることは、必ずしも必要ではない。図１２に
示したような樹脂の変形温度まで加熱するようにすれば
効果は十分得られるものと考える。
【００５６】例えば、注入樹脂が熱可塑性樹脂であるＰ
ＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）の場合には、ＰＢ
Ｔの融点は２３０℃であり、また、ＰＢＴの熱変形温度
は１５０℃であり、型温は７０℃〜８０℃程度に設定さ
れる。従って、保持ピンの加熱温度は、１００℃に加熱
することで、保持ピン周りの樹脂は、保持ピンを加熱し
ない場合に比べて柔らかい状態とされ、図８（ｄ）に示
すようにピン穴に起因する未融合部の残留を、保持ピン
を加熱しない場合に比べて抑制することができると考え
られる。また、ＰＢＴの熱変形温度である１５０℃まで
保持ピンを加熱すれば、保持ピン周りの樹脂は十分変形
可能な状態にあるため、ピンに起因する未融合部の残留
を十分抑制することができるものと考える。そして、保
持ピンの温度をＰＢＴの融点以上に加熱すれば、保持ピ
ン周りの樹脂は冷却固化されていたとしても保持ピンに
より溶けうる状態にされるため、保持ピンを後退させた
後のピン穴に起因する未融合部の残留をほとんどなくす
ことができる。 〔実施形態２〕図１５は本実施形態に係るインサート品
成形装置の要部断面図である。
【００５７】本実施形態の成形装置は、図１５に示すよ
うに、上型１１１及び下型１１２よりなり薄肉形成部１
１５を有する金型１０１と、加熱手段を具備し金型１０
１に進退動自在に設けられた２本の保持ピン１０２とを
備えている。なお、本実施形態での薄肉形成部１１５
は、請求項１５、１８でいう隆起部のことである。金型
１０１は、閉じられた上型１１１と下型１１２とが対向
する面によって形成された成形品の外周形状と対応する
キャビティ１１３を有する。また、金型１０１の一側面
には、キャビティ１１３内に溶融樹脂を充填するゲート
１１４が設けられている。そして、上型１１１及び下型
１１２の型面には、キャビティ１１３内に配置されたイ
ンサート品１０５の両端部と対応する位置に上下型面よ
り相対向して突出する薄肉形成部１１５が設けられてい
る。この薄肉形成部１１５は、その先端面がインサート
品１０５の表面と近接して対向し、その間の寸法が約１
ｍｍとなるように設定されている。一方、薄肉形成部１
１５以外の部分（保持ピン１０２の周り）の型面とイン
サート品１０５の表面との間の寸法は約４ｍｍとなるよ
うに設定されている。これにより、薄肉形成部１１５と
インサート品１０５との間に充填される溶融樹脂の肉厚
が薄肉形成部１１５の突出している分（約３ｍｍ）だけ
他の部分よりも薄くなるように設定されている。
【００５８】保持ピン１０２は、上型１１１及び下型１
１２の中央部に縦方向に嵌挿された状態でそれぞれ１本
づつ設置され、キャビティ１１３内に向かって進退動自
在に設置されている。各保持ピン１０２には、キャビテ
ィ１１３内に配置されるインサート品１０５を先端で保
持する位置と、先端面がキャビティ１１３を形成する型
面と一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ
（図示せず）が設けられている。この保持ピン１０２
は、絶縁性セラミックからなり、その内部にはセラミッ
ク製の発熱体からなる電気ヒータ１２１が埋設されてい
る。各電気ヒータ１２１は、それぞれ電源１０３に接続
されている。
【００５９】以上のように構成された本実施形態の成形
装置によりインサート成形を行うには、先ず、金型１０
１を開いた状態で各保持ピン１０２を突出させ、下型１
１２の保持ピン１０２上にインサート品１０５をセット
する。次に金型１０１を閉じると、図１５に示すよう
に、インサート品１０５が各保持ピン１０２の先端で保
持されて、キャビティ１１３内の所定位置に配置され
る。
【００６０】この状態で、図１６に示すように、金型１
０１のキャビティ１１３内に射出成形機（図示せず）に
よりゲート１１４を介して溶融樹脂１０６を充填する。
同時に、電源１０４のスイッチオンにより、電気ヒータ
１０３に電流を供給し、各保持ピン１０２を溶融樹脂の
融点以上の温度に加熱する。この際、インサート品１０
５は保持ピン１０２で固定されているため、溶融樹脂１
０６の流動抵抗や圧力によって移動することはない。そ
して、一定時間経過すると、図１７に示すように、溶融
樹脂１０６は金型１０１との接触面及びインサート品１
０５との接触面から次第に冷却固化が進行し、薄肉形成
部１１５の部分に充填された溶融樹脂１０６は肉厚が薄
いため肉厚中心まで短時間で固化が進行するが、他の部
分に充填された溶融樹脂１０６の肉厚中心部は溶融した
ままの状態になっている。また、キャビティ１１３内に
充填された溶融樹脂１０６が保持ピン１０２に接触して
も、保持ピン１０２が溶融樹脂１０６の融点以上の温度
に加熱されているため、保持ピン１０２の周囲の樹脂に
は冷却固化層は生成しない。
【００６１】そして、溶融樹脂１０６の充填が完了した
後、エアシリンダを駆動して各保持ピン１０２をそれら
の先端面がキャビティ１１３を形成する型面と一致する
位置まで後退させた後、必要に応じて更に溶融樹脂１０
６を充填するとともに、保持ピン１０２を後退させた後
は保持ピン１０２を加熱する必要がないため、電気ヒー
タ１０３への通電は停止する。これにより、図１８に示
すように、保持ピン１０２を抜き去った後の各ピン穴に
周囲の溶融樹脂１０６が流入し、保持ピン１０２に起因
する未融合部も残留することなく封止される。このと
き、インサート品１０５は、薄肉形成部１１５の部分で
既に固化した樹脂によって固定されるため位置ずれしな
い。その後、キャビティ１１３内に充填された溶融樹脂
１０６の全体が冷却固化することにより、インサート品
１０５が樹脂により十分に封止された防水性の高い成形
品が形成される。
【００６２】以上のように、本実施形態のインサート品
成形装置によれば、本実施形態の金型１０１には、キャ
ビティ１１３内に配置されたインサート品１０５の表面
と近接して対向し、その間隙に充填される溶融樹脂１０
６の肉厚を薄く形成する薄肉形成部１１５が設けられて
いるため、保持ピン１０２を後退させるときに、薄肉形
成部１１５の部分で既に冷却固化した樹脂によってイン
サート品１０５が固定されるので、インサート品１０５
の位置づれを防止することができる。
【００６３】また、保持ピン１０２は、キャビティ１１
３に溶融樹脂１０６が充填されるときに溶融樹脂１０６
の融点以上の温度に保持ピン１０２を加熱する加熱手段
を具備しているため、溶融樹脂１０６の充填が完了する
までインサート品１０５を保持ピン１０２で保持してイ
ンサート品１０５の位置づれを防止することができ、か
つ、保持ピン１０２を後退させるときには、保持ピン１
０２の周囲に樹脂の冷却固化層が生成しないので、保持
ピン１０２に起因する未融合部が残留することがなく、
インサート品１０５を十分に封止した樹脂成形品を形成
することができる。
【００６４】尚、上記実施例では、薄肉形成部１１５と
加熱される保持ピン１０２の両方を用いてインサート品
１０５を樹脂成形したが、保持ピン１０２を加熱せずに
薄肉形成部１１５のみによっても保持ピン１０２を後退
させたときのピン穴に起因する未融合部の残留を抑制す
ることができる。このことを図１９を用いて説明する。
【００６５】図１９は、成形中において保持ピン１０２
を後退させたときのキャビティ１１３内でのインサート
品１０５の傾きと、保持ピン１０２を後退させたときの
ピン穴に起因する未融合部の長さ（図８参照）を示すも
のであり、インサート品１０５の傾きをａ0 ，ａ1 で示
し、未融合部の長さをｂ0 ，ｂ1 で示す。尚、インサー
ト品１０５の傾きにおいて、ａ0 は本実施形態のように
薄肉形成部１１５のない従来の場合の傾きを示し、また
ａ1 は本実施形態のように薄肉形成部１１５を用いた場
合の傾きを示す。
【００６６】また、未融合部の長さにおいて、ｂ0 は保
持ピン１０２を加熱させずに保持ピン１０２を後退させ
たときに残留する未融合部の長さを示すものであり、ｂ
1 は実施形態１のように保持ピン１０２を加熱させて保
持ピン１０２を後退させたときに残留する未融合部の長
さを示すものである。図１９において、ａ0 ，ａ1 を見
ても分かるようにインサート品１０５の傾きは、樹脂注
入が開始された直後に保持ピン１０２を後退させたとき
はその傾きは大きく、樹脂の注入が完了する直前からそ
の傾きが急激に小さくなる。これは、樹脂の充填により
インサート品１０５の位置決めが行われるようになるか
らである。
【００６７】また、ｂ0 ，ｂ1 を見ても分かるように未
融合部の長さは、樹脂の注入が進行するのに従って、保
持ピン１０２を後退させるタイミングが遅くなると、そ
の長さが長くなる。これは、保持ピン１０２を後退させ
るタイミングが遅くなると、注入された樹脂が保持ピン
１０２の周りで固化されるようになるためである。ここ
で、製品の仕様として傾き限界と未融合部の長さ限界が
図１９に示すように決められている場合を想定する。
【００６８】従来のように、薄肉形成部１１５を用いな
い場合であっても、また保持ピン１０２を加熱しない場
合では、傾きａ0 はＡ0 のタイミング以後で保持ピンを
後退させる必要があり、また未融合部の長さｂ0 はＢ0
のタイミング以前で保持ピン１０２を後退させる必要が
あり、図からわかるように両者を満たすような保持ピン
１０２を後退させるタイミングが存在しない。
【００６９】そこで、本実施形態のように薄肉形成部１
１５を用いることで、インサート品１０５の傾き状態が
従来のａ0 からａ1 へシフトすることになり、より早い
Ａ1のタイミングにて保持ピン１０２を後退させること
が可能となり、これによりインサート品１０５の傾きと
未融合部の長さの両方を満たす製品を製造することが可
能となる。
【００７０】すなわち、図１９からもわかるように、薄
肉形成部１１５を用いてインサート品１０５を樹脂成形
することで、インサート品１０５の傾きに対して保持ピ
ン１０２を後退させるタイミングを速めることができ、
従って、従来より早いタイミング（Ａ0 より早いタイミ
ング）で後退させることにより、未融合部の長さを短く
することができるようになる。
【００７１】よって、薄肉形成部１１５を用いること
で、保持ピン１０２に起因する未融合部の残留を抑制す
ることができる。ただし、薄肉形成部１１５は保持ピン
１０２以外の領域に設ける必要がある。つまり、保持ピ
ン１０２の周辺の樹脂の肉厚は従来のままにして、保持
ピン１０２の周辺以外の領域にて薄肉形成領域を設ける
ようにし、保持ピン１０２周辺の樹脂の固化は従来のま
まであって、薄肉形成領域では樹脂がより速く固化させ
るようにするのである。
【００７２】さらに、保持ピン１０２を加熱させて後退
させることで、保持ピン１０２を加熱せずに後退させる
場合に比べて、保持ピン１０２を後退させるタイミング
をより遅らせても未融合部の長さを短くすることができ
る。つまり、図１９において、ｂ0 をｂ1 にシフトさせ
ることができ、より遅いタイミングで保持ピン１０２を
後退させても未融合部の長さを短くすることができる。
従って、保持ピン１０２をより遅く後退させることがで
きるため、インサート品１０５の傾きを防止できる。
【００７３】以上をまとめると、 薄肉形成領域を設けることで、保持ピン１０２をより
早いタイミングで後退させることができ、これにより保
持ピン１０２が後退した後のピン穴に起因する未融合部
の残留を抑制することができる。図１９においては、Ａ
1 からＢ0 の時間において保持ピン１０２を後退させる
ことができる。
【００７４】保持ピン１０２を加熱することで、イン
サート品１０５の傾きを防止するために保持ピン１０２
をより遅いタイミングで後退させたとしても、ピン穴に
起因する未融合部の残留を抑制できる。図１９において
は、Ａ0 からＢ1 の時間において保持ピン１０２を後退
させることができる。 薄肉形成領域を設け、保持ピン１０２を加熱すること
で、上記の効果が同時に得られるため、インサート
品の傾きを十分抑制しつつ、保持ピンのピン穴に起因す
る未融合部の残留を抑制できる。図１９においては、Ａ
1 からＢ1 の時間において保持ピン１０２を後退させる
ことができる。
【００７５】なお、金型１０１の薄肉形成部１１５とイ
ンサート品１０５の表面との間の寸法は、小さくする程
その間に充填される溶融樹脂１０６の肉厚が薄くなり冷
却固化が早まるのでインサート品１０５の固定能力は高
くなるが、過度に小さくすると溶融樹脂１０６の充填不
良が生じるため、０．５〜１．５ｍｍ程度に設定するの
がよい。一方、薄肉形成部１１５以外の部分の型面とイ
ンサート品１０５の表面との間の寸法は、大きくする程
ピン穴の封止が完全になるが、成形サイクルが長くなっ
てしまうので、２〜６ｍｍ程度に設定するのがよい。
【００７６】また、上記実施形態では、金型１０１の薄
肉形成部１１５を型面から突出させることにより、薄肉
形成部１１５とインサート品１０５の表面との間の寸法
が小さくなるようにしているが、これとは逆に、インサ
ート品１０５側に形成された凸部を利用したり、インサ
ート品１０５に凸部を設けることにより、その間の寸法
を小さくすることも可能である。この場合には、薄肉形
成部１１５を型面から突出して設ける必要がないことも
ある。
【００７７】これを図２０に示す。この図に示すよう
に、インサート品１０５にインサート側薄肉形成領域１
０５ａが設けられており、保持ピン１０２周りの成形樹
脂厚よりもその厚さが薄くなるようにされている。ま
た、この場合において、型の方に薄肉形成領域が設けら
れていてもよい。また、薄肉形成部１１５を設ける位置
やその個数は、インサート品１０５の形状や大きさ等を
考慮することにより適宜選択して設定することができ
る。
【００７８】図２１に示すように、薄肉形成部１２５形
状は様々なものが考えられる。図２１（ａ）は台形状で
あり、図２１（ｂ），（ｂ′）はかまぼこ形状であり、
図２１（ｃ），（ｃ′）は半球形状をしている。尚、保
持ピン１０２が後退した後のピン穴は、保持ピン１０２
周りで冷却固化された樹脂を保持ピンで柔らかくする、
あるいは溶かすことにより、ピン穴を塞ぐものである
が、注入されている樹脂圧も作用するものであるため、
樹脂が注入されてくる方向に対して薄肉形成部１１５が
保持ピン１０２の前方にあると、保持ピン１０２が後退
したピン穴に樹脂圧が十分伝わらないため、それを避け
るために、樹脂の注入方向に対して保持ピンと薄肉形成
部の位置をずらすようにすることが望ましい。
【００７９】図２２を用いて説明すると、図２２（ａ）
〜（ｃ）において、樹脂は紙面に対して紙面の表側から
裏側へ注入されるものとする。図２２（ａ）では、樹脂
の注入方向に対して、薄肉形成部１３５が保持ピン１３
２よりも前に位置するため、ピン穴に樹脂圧が伝わりに
くく好ましくない。図２２（ｂ），（ｃ）のように樹脂
の注入方向に対して、薄肉形成部１３５と保持ピン１３
２の位置をずらすようにするとよい。
【００８０】また、図２３（ａ）に示すように、薄肉形
成部１４５を樹脂の注入方向に対して、保持ピン１４２
よりも後ろ側に配置してもよい。尚、図２３（ｂ）は図
２３（ａ）の矢印方向の断面図を示すものであり、薄肉
形成部１４５は、インサート品１４０に対して１周する
ようにキャビティ１４３内に突出させるようにしたもの
である。当然、この薄肉形成部１４５に代替する薄肉形
成部がインサート品１４０側に設けられていてもよい。
【００８１】なお、半導体ＩＣを用いた磁気検出装置の
一つとして、セラミック基板上に半導体ＩＣやコンデン
サ等を搭載したハイブリッドＩＣがあるが、このハイブ
リッドＩＣのセンサ素子の防水、防油対策として、上記
実施形態１および実施形態２の成形装置を用いてインサ
ート成形を行い、その表面を樹脂封止することが考えら
れる。しかし、そのハイブリッドＩＣをインサート品し
て一体樹脂成形を行うと、樹脂成形圧が高圧（通常２０
〜８０ＭＰａ）であるため、応力によりセラミック基板
に割れが発生するという問題がある。
【００８２】そこで、セラミック基板に割れが生じない
樹脂成形圧（６〜８ＭＰａ）にて、セラミック基板の一
端に配置されたセンサ素子を含めてモールド材（流動性
の高いエポキシ材等）で一次成形することにより形成し
たモールドＩＣをインサート品として用いれば、セラミ
ック基板に割れが発生することなく上記実施形態１及び
実施形態２の成形装置によりインサート成形を行うこと
が可能となる。
【００８３】このようにして作製される磁気検出装置
は、例えば図２４及び図２５に示すように、一端側にセ
ンサ素子１５１が埋設された板状のモールドＩＣ１５２
と、モールドＩＣ１５２が嵌着される貫通孔を有する筒
状の中空磁石１５３と、中空磁石１５３及びモールドＩ
Ｃ１５２を封止する成形樹脂部１５４とからなり、優れ
た防水性、防油性を有する。
【００８４】〔実施形態３〕図２６は本実施形態に係る
インサート品成形装置の断面図であり、図２７（ａ）
（ｂ）は本実施形態で用いるインサート品の組付け状態
を示す説明図であり、図２８は本実施形態のインサート
品成形装置により作製される磁気検出装置の構成図であ
る。
【００８５】本実施形態の成形装置は、図２７（ｂ）に
示すように、貫通孔をもつ筒状の中空磁石２５１とその
中空磁石２５１の貫通孔内に圧入嵌着された検知装置２
５２とからなる一体品をインサート品２０５に用いてイ
ンサート成形することにより、そのインサート品２０５
を樹脂で封止した磁気検出装置を作製するものである。
このインサート品２０５は、図２７（ａ）に示すよう
に、検知装置２５２のデータムＡが中空磁石２５１のデ
ータムＢに合うまで圧入することにより、検出装置１５
２の出力特性が最も優れる距離（中空磁石２５１の着磁
面から検知装置２５２の先端面までの距離）ｅを決める
構造のものである。
【００８６】本実施形態の成形装置は、図２６に示すよ
うに、左右方向に開閉可能に構成された固定型２１１及
び可動型２１２よりなる金型２０１と、加熱手段を具備
し金型２０１に進退動自在に設けられた４本の保持ピン
２０２と、加熱手段を具備し金型２０１に進退動自在に
設けられた２本の支持ピン２０７とを主要素として構成
されている。
【００８７】金型２０１は、閉じられた固定型２１１と
可動型２１２とが対向する面によって形成された成形品
の外周形状と対応するキャビティ２１３を有する。ま
た、金型２０１の上方両端には、キャビティ２１３内に
溶融樹脂（図示せず）を充填するゲート２１４が設けら
れている。保持ピン２０２は、金型２０１の側面略中央
部に横方向に嵌挿された状態で固定型２１１及び可動型
２１２にそれぞれ２本づつ設置されており、キャビティ
２１３内に向かって進退動自在に設けられている。各保
持ピン２０２には、キャビティ２１３内に配置されるイ
ンサート品２０５の中空磁石２５１の側面をその先端で
保持する位置と、先端部がキャビティ２１３を形成する
型面に略一致する位置との間を進退駆動するエアシリン
ダ（図示せず）が設けられている。この保持ピン２０２
は、絶縁性セラミックで円柱状に形成され、その内部に
はセラミック製の発熱体からなる電気ヒータ２０３が埋
設されている。各電気ヒータ２０３は、固定型２１１側
と可動型２１２側とにそれぞれ設置された電源２０４に
接続されている。
【００８８】支持ピン２０７は、金型２０１の下面略中
央部に縦方向に嵌挿された状態で固定型２１１及び可動
型２１２のそれぞれ１本づつ設置されており、キャビテ
ィ２１３内に向かって進退動自在に設けられている。各
支持ピン２０７には、キャビティ２１３内に配置される
インサート品２０５の中空磁石２５１及び検知装置２５
２の下端面を同時にその先端面で支持する位置と、先端
部がキャビティ２１３を形成する型面に略一致する位置
との間を進退駆動するエアシリンダ（図示せず）が設け
られている。この支持ピン２０７は、絶縁性セラミック
で円柱状に形成され、その内部にはセラミック製の発熱
体からなる電気ヒータ２０８が埋設されている。各電気
ヒータ２０８は、電源２０９に接続されている。
【００８９】以上のように構成された本実施形態の成形
装置によりインサート成形を行うには、先ず、キャビテ
ィ２１３内に左右方向からそれぞれ突出させた保持ピン
２０２によりインサート品２０５の中空磁石２５１の設
けられたピン受け用の窪みに差し込み固定する。次に、
下方からキャビティ２１３内に突出させた２本の支持ピ
ン２０７の先端面でインサート品２０５の中空磁石２５
１及び検知装置２５２の下端面を同時に支持する。この
とき、検知装置２５２の先端面と磁気検出装置の下端面
との間の距離ｆが耐久試験で確認されたクラックの発生
しないモールド樹脂の最小の厚さとなるようにインサー
ト品２０５の上下方向の位置決めをする。
【００９０】この状態で、金型２０１のキャビティ２１
３内に射出成形機（図示せず）によりゲート２１４を介
して高圧（２０〜８０ＭＰａ）の溶融樹脂を充填する。
同時に、電源２０４、２０９のスイッチオンにより、保
持ピン２０２及び支持ピン２０７の各電気ヒータ２０
３、２０８に電流を供給し、各保持ピン２０２及び各支
持ピン２０７を溶融樹脂の融点以上の温度に加熱する。
このとき、インサート品２０５の中空磁石２５１は左右
方向から４本の保持ピン２０２で保持され、かつ中空磁
石２５１及び検知装置２５２の下端面が同一の支持ピン
２０７で溶融樹脂が充填されるゲート２１４とは逆の方
向から同時に支持されているため、溶融樹脂の高い注入
圧がインサート品２０５に加わって中空磁石２５１と検
知装置２５２の圧入力を越えても、中空磁石２５１と検
知装置は互いに位置づれすることがない。
【００９１】また、キャビティ２１３内に充填された溶
融樹脂が保持ピン２０２に接触しても、保持ピン２０２
が溶融樹脂の融点以上の温度に加熱されているため、保
持ピン２０２の周囲の樹脂に冷却固化層は生成しない。
次に、エアシリンダを駆動して、各保持ピン２０２及び
各支持ピン２０７をそれらの先端面がキャビティ２１３
を形成する型面と一致する位置まで後退させ、その後は
保持ピン２０２及び各支持ピン２０７を加熱する必要が
ないため、各電気ヒータ２０３、２０８への通電を停止
する。これにより、各保持ピン２０２及び各支持ピン２
０７を抜き去った後のピン穴にその周囲の溶融樹脂が流
入して完全に融合し、ピン穴は完全に消滅して残留しな
い。その後、キャビティ２１３内の溶融樹脂が冷却固化
することにより、図２９に示すような、中空磁石２５１
及び検知装置２５２が位置づれすることなく所定の距離
寸法ｅ、ｆが確保され、出力特性の優れた磁気検出装置
が形成される。
【００９２】以上のように、本実施形態の成形装置によ
れば、キャビティ２１３内に配置されるインサート品２
０５の中空磁石２５１及び検知装置２５２の下端面を同
時に支持する支持ピン２０７が設けられているため、高
圧で注入される溶融樹脂の圧力により中空磁石２５１及
び検知装置２５２が位置づれするのを防止することがで
き、これにより出力特性の優れた磁気検出装置を形成す
ることができる。
【００９３】尚、本実施形態において、インサート品２
０５の中空磁石２５１を図２７に示すように保持ピン２
０３の先端が中空磁石２５１の凹部２５１ａに嵌合して
インサート品２０５を保持するようにしているが、この
ようにすることでインサート品の位置合わせが確実に行
えるため、形成されたときの成形品内部のインサート品
の位置がより確実に設定できるようになり、より信頼性
の高いインサート成形品を提供することができる。さら
に、凹部２５１ａがテーパ状となっており、保持ピン２
０３をその凹部２５１ａに導入するような形状になって
いると、さらに位置決めの精度が向上する。
【００９４】また、図２７に示すように保持ピン２０２
の先端が尖っていると、保持ピン２０２がインサート品
に突き刺さってしまい、それ以上インサート品が動くこ
とができず、正確に位置決め出来ない可能性があるた
め、これを防ぐために、例えば図１４に示すようにある
程度テーパの部分を残して先端を平坦化することが望ま
しい。また、先端が半球状になっていてもよい。
【００９５】尚、以上のことは、本実施形態に限らず、
上記実施形態１、２についても適用可能である。尚、本
発明におけるインサート品とは、成形後に樹脂に埋め込
まれる部品のことをいう。例えば、インサート品が成形
品の表面に一部表出するもの、あるいは電気コイルやＩ
Ｃ部品やサーミスタなどの電気部品であって、その表面
を樹脂により十分に封止するのが好ましい種々のものが
対象となる。ただし、外部との電気接続を行うための配
線やコネクタ等は、当然、成形品の外部へ露出するもの
である。
【００９６】本発明における型は、内部にインサート品
が配置され、その成形品の外周形状と対応するキャビテ
ィを有するものである。この場合のキャビティとは、成
形用の型において成形品に該当する空間部分のことをい
う。この型は、キャビティ内へのインサート品の配置
や、成形品の取出しを行うため、上下方向に開閉可能に
構成された上型及び下型よりなるもの、あるいは左右方
向に開閉可能に構成された固定型及び可動型よりなるも
のなど従来と同様のものを用いることができる。尚、型
としては、通常は金属からなる金型が用いられる。
【００９７】また、型に設けられる保持部材は、インサ
ート品をキャビティ内の定位置に保持するものであり、
型からキャビティ内へ突出・後退できるように構成され
る。この保持部材の動作は油圧シリンダ、エアシリンダ
等の駆動装置によって行うことができる。保持部材の形
状としては、一般的に丸棒を用いるが、インサート品の
形状に合わせて、角棒あるいはＬ字状等にするのも自由
である。なお、保持部材の先端面は、保持部材がキャビ
ティから後退したときに、型の型面とともにキャビティ
を形成する面となる。保持部材の材質としては、通常は
金型用鉄鋼材料を用いるが、後述の加熱手段の加熱に耐
え得るように、セラミック材料を用いてもよい。
【００９８】すなわち、型というのは注入された溶融樹
脂を冷却固化させるためのものであり、一方、加熱手段
により加熱された保持部材は、保持部材周りの樹脂の固
化を防ぐ、あるいは固化した樹脂を溶融状態に近づける
ものである。本発明における加熱手段は、加熱の程度と
しては、保持部材の周囲の樹脂を溶融状態に保てればよ
く、型のキャビティ表面温度よりも高い温度状態とされ
れば、保持部材に起因する上記未融合部の残留を抑制す
る効果を発揮するものである。好ましくは、その樹脂の
融点以上で熱劣化温度以下に設定する。この加熱手段と
しては、電源からの電流の供給により発熱する電気ヒー
タ（例えばニクロム線、タングステン線、プラチナ線、
導電性セラミック等）を用いることができる。電気ヒー
タの設置位置としては、保持部材を迅速に加熱するため
に保持部材内部が最も良いが、保持部材内部でのスペー
スの制約がある場合は、保持部材の外部から熱伝導によ
り加熱するようにしてもよい。電気ヒータ用電源として
は、一般的には、スイッチング電源等、大電流を一定電
流値で供給できるものが好ましい。電源の使用台数とし
ては、保持部材１本につき１台使用すると、保持部材１
本毎の温度調節ができて良いが、厳密な温度コントロ−
ルを必要としない場合は、複数の保持部材を１台の電源
で加熱しもよい。なお、保持部材は１本でも２本以上の
複数本使用してもよい。
【００９９】本発明の成形装置は、熱可塑性樹脂を用い
てインサート成形を行うのに好適なものである。熱可塑
性樹脂としては、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタ
レート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ポリ
アミド系、ポリエステル系など種々のものを用いること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１に係る射出成形機の正面図である。
【図２】実施形態１に係る射出成形機の一部を拡大して
示す透視図である。
【図３】実施形態１に係る射出成形機の型を開いた状態
を示す正面図である。
【図４】実施形態１に係るインサート品成形装置の断面
図である。
【図５】実施形態１に係るインサート品成形装置の成形
工程における断面図である。
【図６】実施形態１に係るインサート品成形装置の成形
工程における断面図である。
【図７】実施形態１に係るインサート品成形装置の成形
工程における断面図である。
【図８】樹脂成形品に保持ピンに起因する未融合部が残
留する状態を示す説明図でる。
【図９】保持ピンによるインサート品の保持方法を示す
説明図である。
【図１０】保持ピンによるインサート品の保持方法を示
す説明図である。
【図１１】保持ピンによるインサート品の保持方法を示
す説明図である。
【図１２】成形工程おける時間の経過と保持ピンの温度
変化との関係を示すモデル図である。
【図１３】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）実施形態１におい
て試験に用いた各保持ピンの構造を示す説明図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）（ｃ）実施形態１に係る加熱手
段を有する保持ピンの外観図、透視図および断面図であ
る。
【図１５】実施形態２に係るインサート品成形装置の断
面図である。
【図１６】実施形態２に係るインサート品成形装置の成
形工程における断面図である。
【図１７】実施形態２に係るインサート品成形装置の成
形工程における断面図である。
【図１８】実施形態２に係るインサート品成形装置の成
形工程における断面図である。
【図１９】成形中において保持ピンを後退させたときの
キャビティ内でのインサート品の傾きとピン穴に起因す
る未融合部の長さとの関係を示す説明図である。
【図２０】実施形態２においてインサート品に薄肉形成
領域が設けられている場合の説明図である。
【図２１】（ａ）（ｂ）（ｂ′）（ｃ）（ｃ′）実施形
態２において金型に設けられる種々の薄肉形成部の形状
を示す説明図である。
【図２２】（ａ）（ｂ）（ｃ）実施形態２において金型
に設けられる薄肉形成部と保持ピンとの位置関係を示す
説明図である。
【図２３】（ａ）（ｂ）実施形態２において金型に設け
られる薄肉形成部と保持ピンとの位置関係を示す説明図
である。
【図２４】実施形態１、２に係るインサート品成形装置
により樹脂成形される磁気検出装置の一部断面正面図で
ある。
【図２５】実施形態１、２に係るインサート品成形装置
により樹脂成形される磁気検出装置の一部断面平面図で
ある。
【図２６】実施形態３に係るインサート品成形装置の断
面図である。
【図２７】（ａ）（ｂ）実施形態３に係るインサート品
の組付け状態を示す説明図である。
【図２８】実施形態３に係るインサート品成形装置によ
り作製される磁気検出装置の構成図である。
【符号の説明】
１、１０１、２０１…金型 ２、５２、９２、１０２、１３２、１４２、２０２…保
持ピン（保持部材） ３、１０３、２０３、２０８…電気ヒータ（加熱手段） ４、１０４、２０４、２０９…電源（加熱手段） ５、５５、９０、１０５、１４０、２０５…インサート
品 ６、５７、１０６…溶融樹脂 １１、１１１…上型 １２、１１２…下型 １３、７６、９１、１１３、
２１３…キャビティ １４、１０４、２０４…ゲート ２０…ピン穴 ２１、２３、２７…保持ピン本体 ２２…絶縁部材 ２４、２６…発熱体 ２５…絶縁材 ２８、３
３…金属キャップ ３１…セラミックスヒータ部 ３２…金属スリーブ
３４、３５…電線 ７０…台座 ７１…ホッパー ７２…射出機
７３…型取付盤 ７４…型開閉装置 ７５…スプル ７７…ゲー
ト ７８…イジェクターピン ７９…ヒータ部 ８
０…孔 ８１…金属ヒータ ８２…温度供給媒体 ８３
…流路 ９３…ランナー部 ９４…連結部 ９５…シリ
ンダー ９６…連結部配線孔 ９７…型部配線孔 ９８
…配線 ９９…電源 ６０…樹脂 ６１、６２…未融合
部 ７２…射出機 １０５ａ…薄肉形成領域 １１５、１２５、１３５、１４５…薄肉形成部（隆起
部） １１５ａ…テーパ部 ２０７…支持ピン ２１
１…固定型 ２１２…可動型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 忠嗣 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 庄司 出 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−15556（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 33/02 - 33/54 B29C 45/14

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 型のキャビティに対して進退自在に設け
    られた保持部材によりインサート品を前記キャビティ内
    に保持した状態にて、溶融樹脂を前記キャビティ内に注
    入し、前記キャビティに溶融樹脂が充填完了前あるいは
    充填完了後に前記保持部材を前記キャビティから後退さ
    せ、前記インサート品を樹脂成形するインサート成形方
    法において、 少なくとも前記保持部材の前記樹脂と接触する表面が、
    加熱手段により前記型の前記キャビティに露出する表面
    よりも高い温度に加熱されることを特徴とするインサー
    ト品成形方法。
  2. 【請求項２】 前記保持部材は、前記樹脂の融点以上の
    温度に加熱されることを特徴とする請求項１に記載のイ
    ンサート品成形方法。
  3. 【請求項３】 前記保持部材は、前記樹脂が前記キャビ
    ティ内に注入完了後に前記インサート品から後退するこ
    とを特徴とする請求項１あるいは２に記載のインサート
    品成形方法。
  4. 【請求項４】 前記キャビティと前記インサート品との
    間に充填される前記溶融樹脂により形成される樹脂部に
    おいて、前記保持部材が位置しない領域のうち、前記溶
    融樹脂の冷却が、前記保持部材が位置する領域を含む周
    辺領域よりも促進させる領域を形成するようにしたこと
    を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインサ
    ート品成形方法。
  5. 【請求項５】 前記冷却が促進される領域は、前記樹脂
    部の肉厚が、前記保持部材が位置する領域を含む周辺領
    域の樹脂部の肉厚よりも薄くされるものである請求項４
    に記載のインサート品成形方法。
  6. 【請求項６】 インサート品が配置されるキャビティを
    有する型と、前記型に対して進退自在に設けられ、前記
    キャビティ内に突出して前記インサート品を保持する保
    持部材とを有し、前記インサート品を前記保持部材によ
    り保持した状態にて、溶融樹脂を前記キャビティ内に注
    入して前記キャビティに溶融樹脂が充填完了前あるいは
    充填完了後に前記保持部材を前記キャビティから後退さ
    せ、前記インサート品を樹脂封止するインサート品成形
    装置であって、 前記キャビティに露出する型の表面よりも高い温度に前
    記保持部材の前記樹脂に接触する表面を加熱させる加熱
    手段を有することを特徴とするインサート品成形装置。
  7. 【請求項７】 インサート品が配置されるキャビティを
    有する型と、該型を温度調節する温度調節手段と、前記
    型に対して進退自在に設けられ、前記キャビティ内に突
    出して前記インサート品を保持する保持部材とを有し、
    前記インサート品を前記保持部材により保持した状態に
    て、溶融樹脂を前記キャビティ内に注入して前記キャビ
    ティに溶融樹脂が充填完了前あるいは充填完了後に前記
    保持部材を前記キャビティから後退させ、前記インサー
    ト品を樹脂封止するインサート品成形装置であって、 前記保持部材を加熱する加熱手段を有することを特徴と
    するインサート品成形装置。
  8. 【請求項８】 前記保持部材は、熱供給部と該熱供給部
    を覆う本体部とからなることを特徴とする請求項６ある
    いは７に記載のインサート品成形装置。
  9. 【請求項９】 前記熱供給部は、電流が流れることで発
    熱する発熱体であることを特徴とする請求項６乃至８の
    いずれかに記載のインサート品成形装置。
  10. 【請求項１０】 前記保持部材は、導電性セラミックか
    らなる発熱体と該発熱体を包囲する絶縁性セラミックか
    らなる本体部とで構成されている請求項６あるいは７に
    記載のインサート品成形装置。
  11. 【請求項１１】 前記型の前記キャビティに露出する表
    面部において、前記保持部材周辺の表面部に比べて前記
    樹脂が速く冷却固化される冷却促進表面部を有すること
    を特徴とする請求項６乃至１０のいずれかに記載のイン
    サート品成形装置。
  12. 【請求項１２】 前記冷却促進表面部において、該冷却
    促進表面部と前記インサート品との間の前記樹脂の肉厚
    が、前記保持部材周辺の表面部と前記インサート品との
    間の前記樹脂の肉厚に比べて薄くされる隆起部を有して
    いることを特徴とする請求項１１に記載のインサート品
    成形装置。
  13. 【請求項１３】 前記保持部材は、前記加熱手段により
    前記キャビティ内に注入される溶融樹脂の融点以上に加
    熱されることを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか
    に記載のインサート品成形装置。
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