JP3677079B2

JP3677079B2 - 電気的構成要素を関連したプラスチック製ハウジング内に成形する成形方法

Info

Publication number: JP3677079B2
Application number: JP13051195A
Authority: JP
Inventors: エム．スモールエディス; ブイ．プリスビーマイケル; ディー．トマーソンテリー
Original assignee: イリノイトゥールワークスインコーポレイティド
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2020-07-27
Also published as: KR0178600B1; KR960000450A; CN1121304A; US5462622A; FR2721164A1; CN1065107C; DE19520629C2; JPH08112824A; DE19520629A1; FR2721164B1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は全体的に成形方法に関する。本発明は特に、所望の装置内への設置をしやすくするために、電気的構成要素(electrical element)などの繊細な部材を一体的なプラスチック製ハウジング内に成形する方法であって、使用中における電気的構成要素の汚染および劣化を防止するために電気的構成要素が周囲雰囲気(ambient atmosphere)から完全に遮蔽されるようにした、繊細な部材を一体的なプラスチック製ハウジング内に成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック材料の成形方法は、広範な適用分野において使用されるための種々の完成部品(finished component)を提供することに関連してますます複雑になってきている。二つの高等な成形方法には、インサート成形法(insert molding process)と、前成形／後成形法(premolding/overmolding process)とが含まれる。
【０００３】
インサート成形法は典型的には、成形機の金型内に或る種のインサート(insert)を提供する工程を具備し、このインサートは、通常非プラスチック材料、例えば金属等から形成される。その後、部品を完成するために、インサートの周り又はインサートの所望の部分の周りにプラスチック材料が注入される。
【０００４】
前成形／後成形法では典型的には、成形機の第１の金型内で前成形構成要素(premold element) に予め定められた形態が付与される。この前成形構成要素を第１金型から取り出した後、前成形構成要素の周り又は前成形構成要素の選択された領域の周りに更なるプラスチック材料を『後成形する(overmold)』ために前成形構成要素が成形機の第２の金型内に挿入される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
射出成形(injection molding) 中に構成要素間の気密封止（ハーメチックシール）を得ることは不可能である。環境および所望の完成部品によっては、気密封止された部品であることが望ましい特徴となり得る。
【０００６】
このことは特に、電気的構成要素等の繊細なインサートがインサート成形法によって成形される場合に当てはまる。このような電気的構成要素においては、典型的には、電気部品の経時的な劣化に対する保護を与えることが望ましい。この電気部品の経時的な劣化は、周囲雰囲気から、または使用中における材料または流体への露呈から生じることがあり得る。
【０００７】
従って、一体的なプラスチック製電気部品の成形方法であって、この電気部品は、電気部品内に形成された繊細な電気的構成要素を有し、使用中における電気的構成要素の汚染および劣化を防止するためにこの電気的構成要素が周囲雰囲気から完全に遮蔽されるようにした、一体的なプラスチック製電気部品の成形方法を提供することが望ましい。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電気的構成要素を関連したハウジング内に成形して一体的な完成部品を形成する方法であって、一体的な完成部品は、電気的構成要素が周囲雰囲気に露呈されることを防止し、それにより電気的構成要素の汚染および劣化を排除するようにする、電気的構成要素を関連したハウジング内に成形して一体的な完成部品を形成する方法が提供される。本発明による方法は、前成形部材(premold member)内に電気的構成要素をインサート成形する工程を具備し、更に、次いで前成形部材および電気的構成要素の選択された部分に後成形部材(overmold member) を後成形する工程を具備する。
【０００９】
成形後、一体的な完成部品を提供するために、成形されていない（被覆されていない）領域(unmolded area) が周囲雰囲気から遮蔽され、電気的構成要素が気密封止される。後成形部材の成形中に前成形部材および電気的構成要素を保持するための部分が、前成形部材および電気的構成要素に設けられる。
【００１０】
好ましくは、複数の部品が同時に成形され、各部品の電気的構成要素の一部が、互いに隣接する部品を一緒に保持する役目を果たす。部品の所望の回路を形成するために、成形中または成形後に電気的構成要素の選択された領域が切り取られる。
【００１１】
【実施例】
全体にわたって同様の参照符号は同様の部品または対応する部品を示している添付図面を参照することによって、本発明の複数の他の特徴および付随する利点が以下の詳細な説明よりさらに明らかになる。
図１を参照すると、本発明による方法によって提供される部品(component) が、その全体を参照符号１０によって表されている。本発明による方法は、一体部材(one-piece member)を与えるように形成された部品１０を提供し、この部品１０は、電気的構成要素(electrical element)又はリードフレーム１２と、第１の前成形構成要素(first premold element) １４と、第２の後成形構成要素(second overmold element) １６とを具備する。
【００１２】
本明細書中および添付図面中では部品１０は、車両の燃料装置において用いられる燃料ライン蒸気センサ(fuel line vapor sensor)として示される。しかしながら、本発明の教示範囲を逸脱することなく、本発明による方法によって種々の適用分野に利用可能な部品１０が提供されることができるということを理解されたい。
【００１３】
完成部品１０を形成するために、電気的構成要素１２が成形機の金型（図示しない）内に配置され、第１の前成形構成要素１４が電気的構成要素１２の周りに成形される。成形機から取り出されると、図３に詳細に示されるようにインサート成形された中間構成要素１８が提供され、このインサート成形された中間構成要素１８は、電気的構成要素１２と第１の前成形構成要素１４との両方を具備する。
【００１４】
次いで、インサート成形された中間構成要素１８が成形機の別の金型（図示しない）内に配置され、第２の後成形構成要素１６が、電気的構成要素１２および第１の前成形構成要素１４の双方の選択された領域の周りに成形される。この別の金型から取り出されると、図１、図４および図５に示されるような完成した部品１０が提供される。次に、部品１０および部品１０の成形法について詳細に説明する。
【００１５】
図２に示されるように、好ましくは電気的構成要素１２は所望の導電性金属から打ち抜き加工される。この電気的構成要素１２は、中央部分２０と、３個の電気接点２２と、外側フレーム又は『ハロー(halo)』部材２４とを具備する。しかしながら、電気的構成要素１２の特定の材料および形状は変更されることができる。
【００１６】
中央部分２０は典型的には所望の電子回路を生成するが、この中央部分２０は変更されることができる。好ましくは、電子式燃料センサ要素（図示しない）が、成形後に中央部分２０上に取り付けられる。
【００１７】
図１に示されるように、電気接点２２は、所望の電気リード線または他の部品（図示しない）に接続されるために、前成形構成要素１４および後成形構成要素１６の双方の外部まで延びている。外側フレーム２４は主として、前成形(premolding)中および後成形(overmolding) 中に中央部分２０を所定の位置に保持する役目を果たす。好ましくはこの外側フレーム２４は、７個の連結脚部２６ａ〜２６ｇによって中央部分２０に連結される。各連結脚部２６ａ〜２６ｇは、後成形構成要素１６の最終成形中または最終成形後に切断または切り取られる。
【００１８】
図３に示されるように、前成形構成要素１４は、電気的構成要素１２の中央部分２０の予め定められた部分の周りに成形される。前成形構成要素１４と後成形構成要素１６間の継ぎ目が、後工程によって遮蔽され得る予め定められた領域内に設けられるように、前成形構成要素１４が構成される。なお、この詳細については後述する。
【００１９】
前成形構成要素１４は、頂面２８と、底面３０と、第１のポケット３２と、第２のポケット３４とを具備する。後成形キャビティ内にプラスチックが注入される際に前成形構成要素１４のｘ方向またはｙ方向における浮動を防止するために、ポケット３２および３４は、後成形構成要素１６を後成形する最中に前成形構成要素１４をコア又はキャビティ（図示しない）内に保持するのに利用される。前成形構成要素１４のｚ方向における浮動を防止するために電気的構成要素１２の外側フレーム２４が利用され、その結果前成形構成要素１４がキャビティ内に保持される。
【００２０】
図１および図４に示されるように、前成形構成要素１４の底面３０は後成形構成要素１６によって封入される。しかしながら、頂面２８とポケット３２および３４とは、完成した部品１０の外部に対して実質的に露呈された状態に保たれる。
【００２１】
図４および図５に示されるように、前成形構成要素１４は、前成形構成要素１４の周りに形成された周辺肩部３６を具備する。この肩部３６は、外方に向けてテーパが付いた縁部３８を備え、この縁部３８は頂線４０を有し、この頂線４０は、前成形構成要素１４の周辺部と後成形構成要素１６との間の継ぎ目を形成する。
【００２２】
従って、前成形構成要素１４の頂面２８と後成形構成要素１６との間の界面がテーパ付き縁部３８に沿って設けられ、前成形構成要素１４と後成形構成要素１６間に形成された継ぎ目の周囲雰囲気(ambient atmosphere)に対する露呈が頂線４０に沿った部分に限定される。斯くして、前成形構成要素１４と後成形構成要素１６間の気密封止（ハーメチックシール）を形成するためには、頂線４０のみが密封または遮蔽されれば良い。
【００２３】
好ましくは、垂下唇状部を有するカバー部材（図示しない）が設けられ、この垂下唇状部が、前成形構成要素１４の周りで且つ前成形構成要素１４と後成形構成要素１６間に形成された溝または接着トラック(glue track)４２内に係合する。カバー部材は、接着剤等を用いて頂線４０に沿って取り付けられる。
【００２４】
斯くしてカバー部材は、電気的構成要素１２の中央部分２０と、前成形構成要素１４のポケット３２および３４とを周囲雰囲気から密封する。図５に示されるように、外側フレーム２４を取り外した後、周囲雰囲気に露呈される電気的構成要素１２部分は部分４４および４６のみである。しかしながら部品１０の成形後、部分４４および４６は注封材料(potting compound)等で充填され、それによりこれらの部分４４および４６が周囲雰囲気に露呈されないように密封される。
【００２５】
図１に示されるように、もし望まれるならば、ボタン４８がポケット３４内に配置され、このボタン４８上に燃料センサ（図示しない）を取り付けるようにすることができる。ボタン４８は好ましくはガラスから形成され、かつボタン４８はボタン４８を貫通する開孔５０を有する。開孔５０は、後成形部材１６と共に形成された中空ステム５２と連通して、燃料蒸気を燃料センサに連通させるようにする。
【００２６】
図６に先行技術による部品１１０を示す。この部品１１０は、ハウジング１１２と、カバー部材１１４と、背板１１６とを具備する。電気的センサ又は電気的部材（図示しない）が背板１１６に取り付けられ、この電気的センサが、ハウジング１１２内に収容された電気的構成要素またはリードフレームおよび端子（図示しない）と接続される。
【００２７】
従って、先行技術の部品１１０は個別に組み立てられなければならなかった。まず初めに、取り付けられた電気的センサを含む背板１１６がハウジング１１２上に接着され、電気的センサがワイヤボンディングによって端子に電気的に接続される。次いでカバー部材１１４がハウジング１１２上に接着される。
【００２８】
本発明による部品１０の成形方法は、容易に組み立てられることができ且つ電気的構成要素１２を完全に保護することができる密封形一体部品１０を提供することにより、先行技術による複雑な部品１１０に関連した問題点を克服する。斯くして、材料費および製造コストの大幅な節約が実現される。
【００２９】
これまで述べてきた教示内容に基づき、本発明の種々の変形例および変更例を実現することが可能である。特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、これまで特記した仕方以外の仕方で本発明を実施することができるということを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一体部品の斜視断面図であって、電気的構成要素と前成形構成要素と後成形構成要素とが示されている。
【図２】本発明による電気的構成要素の平面図である。
【図３】前成形構成要素が前成形された電気的構成要素の斜視断面図である。
【図４】図１の４−４線に沿ってみた部品の断面図である。
【図５】図１に示す部品の平面図である。
【図６】先行技術の電気部品の側面分解図である。
【符号の説明】
１０…部品
１２…電気的構成要素（リードフレーム）
１４…前成形構成要素
１６…後成形構成要素

Claims

一体的な完成部品を形成するために電気的構成要素を関連したプラスチック製ハウジング内に成形する成形方法であって、前記電気的構成要素と、該電気的構成要素と前記ハウジング間との接続部と、前記ハウジングの異なる部分間の継ぎ目とが前記電気的構成要素を周囲雰囲気から保護するために遮蔽されている成形方法において、
電気的構成要素を形成し、
前成形部材内に前記電気的構成要素の選択された部分が配置されるように前成形部材をインサート成形し、前記前成形部材は前記前成形部材と前記電気的構成要素とを後成形モールド内に支持する所定の支持手段を有しており、前記電気的構成要素の少なくとも一つのリード部が、所望の電気回路に接続されるために前記前成形部材の外部空間まで延びており、
さらに、
前記前成形部材と前記電気的構成要素とを前記後成形モールド内に挿入し、それにより、前記前成形部材と前記電気的構成要素とを支持するための前記前成形部材の前記支持手段が前記前成形部材と前記電気的構成要素とを前記後成形モールド内に支持するようになり、さらに、前記電気的構成要素および前記前成形部材の選択された部分が後成形部材内に配置されるように後成形部材を成形し、それにより、前記前成形部材と前記電気的構成要素とを前記後成形モールド内に支持するための前記前成形部材の前記支持手段が前記後成形部材内に封入されないようになり、前記電気的構成要素の前記少なくとも一つのリード部が、前記電気回路に接続されるために前記後成形部材の外部空間まで延びており、前記前成形部材の少なくとも一つの表面に沿って前記前成形部材と前記後成形部材との間に継ぎ目を形成するために、前記前成形部材の前記少なくとも一つの表面が前記後成形部材によって成形されておらず、
さらに、
前記継ぎ目と、前記電気的構成要素の前記少なくとも一つのリード部を除く前記電気的構成要素の成形されていない部分とを周囲雰囲気から遮蔽する遮蔽手段を形成し、それにより、一体的な完成部品を形成し、前記電気的構成要素の前記少なくとも一つのリード部を除く前記成形されていない部分が前記電気的構成要素の汚染および劣化を防止するために周囲雰囲気から気密封止されている、成型方法。
前記遮蔽手段を形成することが、前記遮蔽手段を保護カバーと接着剤と注封材料との内の少なくとも一つから選択することを含む、請求項１に記載の成型方法。
前記前成形部材と前記電気的構成要素とを前記後成形モールド内に支持する前記支持手段が前記前成形部材の前記少なくとも一つの表面上に成形される、請求項１に記載の成型方法。
さらに、前記電気的構成要素に中央部分と、該中央部分に連結された外側フレーム部分とを設け、
前記後成形部材の成形中に前記電気的構成要素の前記外側フレーム部分によって前成形部材を保持する、請求項１に記載の成型方法。
さらに、前記外側フレーム部分によって複数の隣接する部品を一緒に連結し、
連結された前記複数の部品を同時に成形する、請求項４に記載の成型方法。
前記前成形部材と前記電気的構成要素とを前記後成形モールド内に支持する前記支持手段が直立した壁付きポケットを具備する、請求項１に記載の成型方法。
前記一体的な完成部品が燃料ライン蒸気センサである請求項１に記載の成型方法。
さらに、前記後成型部材を成型した後に、前記外側フレーム部分を前記電気的構成要素の前記中央部分から切断する、請求項４に記載の成型方法。
前記後成型部材が燃料蒸気を前記蒸気センサに導入するための中空ステム部分を具備する、請求項７に記載の成型方法。