KR0178600B1 - 원피스 하우징내에 전기 요소를 성형하는 방법 - Google Patents

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Abstract

전기 요소, 상기 전기 요소의 하우징 사이의 접합부 및 플라스틱 하우징 프리몰드 부분과 오버몰드 부분 사이의 시임부가 주위 대기로부터 차폐되도록 설계, 위치되는 일체성형 최종 부품을 제공하며, 상기 전기 요소가 오염 및 저하로부터 보호되도록 관련된 플라스틱 하우징내에 전기 요소를 성형시키는 방법.

Description

원피스 하우징내에 전기 요소를 성형하는 방법
제1도는 전기 요소, 프리몰드 요소 및 오버몰드 요소를 나타내는 본 발명의 원피스 부품의 종방향 단면 사시도.
제2도는 본 발명의 전기 요소의 평면도.
제3도는 프리몰드 요소로 프리몰드된 전기 요소의 단면 사시도.
제4도는 제1도의 4-4선을 따라 취해 화살표 방향으로 바라본 단면도.
제5도는 제1도에 도시된 부품의 평면도.
제6도는 종래 기술의 전기 부품에 대한 측면 분해도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 부품 12 : 전기 요소
14 : 프리몰드 요소 16 : 오버몰드 요소
20 : 중심부 22 : 전기접점
24 : 외부프레임
[발명의 분야]
본 발명은 성형 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소정 장치내에 용이하게 설치하기 위해, 전기 요소가 주변 대기로부터 완전히 차단되어 사용하는 동안 전기 요소의 오염 및 기능 저하(degradation)가 방지되는 원피스 플라스틱 하우징(one-piece plastic housing)내에 전기 요소와 같은 민감성 부재를 성형하는 방법에 관한 것이다.
[발명의 배경]
플라스틱 재료의 성형은 광범위하게 적용되는 완성된 부품을 제공하기 위해 점점 복잡하게 되어 왔다. 두 진보된 성형 방법에는 인서트(insert) 몰딩과 프리몰딩/오버몰딩(premolding/overmolding)이 있다.
인서트 몰딩은 통상, 성형 기계의 주형내에, 금속 등과 같은 비-플라스틱 물질로 형성되어 있는 소정 형태의 인서트 부품을 제공하는 것을 포함한다. 그 뒤, 플라스틱 물질이 인서트 부품 주위나 소정 부위에 사출되어 부품을 완성한다.
프리몰딩/오버몰딩 방법에서는, 프리몰드 요소가 통상적으로 성형기계의 제1주형에서 예정된 구조를 갖는다. 제1주형으로부터 프리몰드 요소를 제거한 후, 프리몰드 요소는 성형 기계의 제2주형내에 인서트되어 프리몰드 요소 주위나 소정 영역에 보다 많은 플라스틱을 오버 몰드한다.
사출 성형동안, 부품사이의 완전 밀봉을 얻는 것은 불가능하다. 환경 및 요구되는 완성된 부품에 따라, 완전 밀봉된 부품이 바람직한 형태일 수 있다.
이러한 형태는 특히 전기 요소와 같은 민감성 인서트 부품이 인서트 몰딩 방법으로 성형될 때 적용된다. 전기 요소를 사용하면, 통상적으로 사용중 주위 대기로부터 또는 물질이나 유체에의 노출로부터 야기될 수 있는 전기 부품의 기능 저하에 대한 보호 수단을 제공하는 것이 바람직하다.
따라서, 사용중 전기 요소의 오염 및 기능 저하를 방지하기 위하여 전기 요소가 주위 대기로부터 완전 차폐되는 내부에 민감성 전기 요소를 갖는 원피스 플라스틱 전기 부품의 성형 방법을 제공하는 것이 요구된다.
[발명의 요약]
본 발명은, 전기 요소가 주위 대기에 노출되는 것을 방지하므로써 전기 요소의 오염 및 기능 저하를 방지하는 원피스 완성 부품을 제공하도록 관련된 하우징내에 전기 요소를 성형하는 방법을 제공한다. 이러한 방법은 전기 요소를 프리몰드 부재내에 인서트 몰딩시키는 단계와, 프리몰드 부재와 전기 요소의 소정 부위를 오버몰드 부재로 오버몰딩시키는 단계를 포함한다.
성형후에, 성형되지 않은 영역은 주위 대기로부터 차폐되어 전기 요소가 완전히 밀봉된 원피스 부품을 제공한다. 프리몰드 부재와 전기 요소의 일부분은, 오버몰드 부재의 성형중에 이들 부재를 유지하도록 제공된다.
인접한 부품들을 서로 유지하는 각 부품의 전기 요소의 일부분과 함께 다수의 부품이 동시에 성형되는 것이 바람직하다. 성형중 또는 성형후에, 전기 요소의 소정 영역은 부품의 바람직한 회로를 형성하도록 정리된다.
[양호한 실시예에 대한 상세한 설명]
제1도를 참조하면, 본 발명의 방법에 의해 제공된 부품은 참조부호 10으로 표시된다. 본 방법은 원피스 부재를 제공하도록 형성된 부품(10)을 제공하며 전기 요소 또는 리드 프레임(leadframe)(12), 제1프리몰드 요소(14) 및 제2오버몰드 요소(16)를 포함한다.
본 명세서 및 도면에서, 부품(10)은 차량 연료 시스템에 사용되는 연료 라인 증기 센서(fuel line vapor sensor)로 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 방법은 본 발명의 범위내에서 다양한 적용에 이용되는 부품(10)을 제공할 수 있다는 것이 이해될 것이다.
완성 부품(10)을 형성하기 위해, 전기 요소(12)가 성형 기계(도시 안됨)의 주형내에 위치되며, 제1프리몰드 요소(14)가 그 주위에 성형된다. 이것을 성형기계로부터 제거하면, 전기 요소(12)와 제1프리몰드 요소(14)를 포함하는 인서트 성형된 중간 요소(18)(제3도에 상세히 도시됨)가 제공된다.
그때 상기 인서트 성형된 요소(18) 성형 기계(도시 안됨)의 다른 주형에 위치되고, 제2오버몰드 요소(16)가 상기 전기 요소(12) 및 제1프리몰드 요소(14)의 소정 영역 주위에 성형된다. 이것이 주형으로부터 제거되면, 제1, 4 및 5도에 도시된 바와 같은 완성된 부품(10)이 제공된다. 이제 부품(10)과 그 성형에 대해 상세히 설명한다.
제2도에 도시된 바와 같이, 전기 요소(12)가 바람직한 전도성 금속으로부터 스탬프(stamp)되어, 특히 중심부(20), 3개의 전기 접점(22) 및 외부 프레임 또는 할로우(halo) 부재(24)를 포함한다. 그러나 전기 요소(12)의 재료 및 형상은 바뀔 수 있다.
중심부(20)는 통상 소정의 전자 회로를 생성하지만 변형될 수 있다. 성형후에, 전자식 연료 센서 요소(도시안됨)가 중심부(20)에 장착된다.
제1도에 도시된 바와 같이, 전기 접점(22)은 소정의 전기 도선 또는 다른 부품(도시안됨)과 접속하기 위해 프리몰드 요소(14)와 오버몰드 요소(16)의 외부로 연장되어 있다. 외부 프레임(24)은 주로, 프리몰딩 및 오버몰딩동안 중심부(20)를 제위치에 지지하는 작용을 하며 7개의 접속 레그(26a~26g)에 의해 중심부(20)에 연결되어 있다. 각 레그(26a~26g)는 오버몰드 요소(16)의 최종 성형중에 또는 최종 성형후에 절단된다.
제3도에 도시된 바와 같이, 프리몰드 요소(14)는 전기 요소(12)의 중심부(20)의 소정 부분 주위에 성형된다. 이하에 상술되는 바와 같이, 프리몰드 요소(14)는 프리몰드 요소(14)와 오버몰드 요소(16) 사이의 시임부(seam)가 연속 공정에 의해 차폐 될 수 있는 소정 영역내에 제공되도록 설계된다.
프리몰드 요소(14)는 상부표면(28)과, 하부표면(30)과 제1 및 제2포켓(pocket)(32, 34)을 포함한다. 포켓(32, 34)은, 플라스틱이 오버몰드 캐비티내에 사출될 때 프리몰드 요소(14)의 X 또는 Y 방향으로의 부유(floating)를 방지하기 위해 오버몰드 요소(16)의 오버몰딩동안 프리몰드 요소(14)를 코어 또는 캐비티(도시안됨)내에 프리몰드 요소(14)를 유지하는데 사용된다. 프리몰드 요소(14)의 Z 방향으로의 부유를 방지하기 위해, 전기 요소(12)의 외부 프레임(24)이 프리몰드 요소(14)를 캐비티내에 보유하도록 활용된다.
제1도 및 제4도에 도시된 바와 같이, 프리몰드 요소(14)의 하부 표면(30)은 오버몰드 요소(16)에 의해 둘러싸여 있다. 그러나, 상부 표면(28) 및 포켓(32, 34)은 실제로 최종 부품(10)의 외부에 노출된다.
제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 프리몰드 요소(14)는 그 주위에 형성된 주변 숄더부(shoulder)(36)를 포함한다. 숄더부(36)는, 프리몰드 요소(14)와 오버몰드 요소(16) 사이에 시임부를 형성하는 상부 라인(40)을 갖는 외향으로 테이퍼진 에지(38)를 포함한다.
따라서, 프리몰드 요소(14)의 상부 표면(28)과 오버몰드 요소(16)의 계면이 그 사이에 형성된 시임부가 상부 라인(40)을 따라 제한된 주위 대기에 노출된 상태에서 테이퍼진 에지(38)를 따라 제공된다. 따라서, 프리몰드 요소(14)와 오버몰드 요소(16) 사이의 완전한 밀봉을 형성하기 위해서 상부 라인(40)만이 밀봉 또는 차폐되어야 한다.
프리몰드 요소(14)와 오버몰드 요소(16) 사이에서, 프리몰드 요소(14) 주위에 형성된 채널 또는 접착 트랙(42)내의 결합을 위한 디펜딩 립(depending lip)을 갖는 커버 부재(도시안됨)가 제공되는 것이 바람직하다. 커버 부재는 접착제등으로 상부 라인(40)을 따라 고착된다.
따라서, 커버부재는 전기 요소(12)의 중심부(20)와 프리몰드 요소(14)의 포켓(32, 34)을 주위 대기로부터 밀봉시킨다. 제5도에 도시된 바와 같이, 외부 프레임(24)의 제거 후에, 전기 요소의 부분(44, 46)만이 대기에 노출된다.
제1도에 도시된 바와 같이, 필요시에는, 유리로 제조되는 것이 바람직하며 관통 구멍(50)을 갖는 버튼(48)이 그 위에 연료 센서(도시안됨)의 장착을 위해 포켓(34)내에 위치될 수 있다. 구멍(50)은 연료 증기를 센서에 연통시키기 위해 오버몰드 부재(16)로 형성된 중공 스템(hollow stem)(52)과 교통한다.
제6도는 하우징(112), 커버 부재(114) 및 백플레이트(backplate)(116)로 구성된 종래 기술의 부품(110)을 도시하고 있다. 전기센서 또는 요소(도시안됨)는 하우징(112)내에서 전기 요소 또는 리드 프레임 및 단자(도시안됨)와 접속하기 위해 백플레이트(116)에 부착된다.
따라서,종래 기술의 부품(110)은 개별적으로 조립되었다. 전기 센서가 부착된 백플레이트(116)는 와이어 본딩에 의해 단자에 전기 접속되는 센서와 함께 하우징(112)상에 고착되고 그 뒤 커버(114)가 하우징(112)상에 고착되었다.
본 발명에 따른 부품(10) 성형 방법은, 용이한 조립 및 전기 요소(12)의 완전한 보호를 위해 밀봉된 원피스 부품(10)을 제공하므로써 복잡한 종래 기술의 부품(110)에 관련된 문제점들을 극복하였다. 따라서, 재료 및 제조에 있어서의 현저한 비용 절감이 실현된다.
본 발명의 변경 및 변형이 상기 범위내에서 가능하며, 본 발명의 특허청구의 범위내에서 특정된 실시예 이외에도 실시가 가능하다는 것이 이해될 것이다.

Claims (9)

  1. 전기 요소와, 이 전기 요소 및 하우징 사이의 접합부와, 상기 하우징의 상이한 부분 사이의 시임부가 차폐되어 주위 대기로부터 전기 요소를 보호하는 원피스 완성 부품을 제공하기 위해, 관련된 플라스틱 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법에 있어서, (가) 전기 요소(12)를 제공하는 단계와, (나) 상기 전기 요소(12)의 도선이 요구되는 전기 회로와의 접속을 위해 프리몰드 부재(14)의 외부까지 연장되며, 오버몰드 부재(16) 내에서 상기 전기 요소(12)와 상기 프리몰드 부재(14)를 지지하기 위해 소정의 수단을 갖는 프리몰드 부재(14) 내에서 상기 전기 요소(12)의 선택 부분을 인서트 성형하는 단계와, (다) 상기 프리몰드 부재(14)와 전기 요소(12)를 지지하기 위한 상기 프리몰드 부재의 수단이 상기 프리몰드 부재(14)와 전기 요소(12)를 상기 오버몰드 주형내에서 지지하도록, 상기 프리몰드 부재(14)와 전기 요소(12)를 상기 오버몰드 주형 내에 인서트하고, 상기 오버몰드 주형 내에서 상기 프리몰드 부재와 전기 요소를 지지하기 위한 상기 프리몰드 부재(14)의 수단이 상기 오버몰드 부재(16) 내에서 캡슐로 포장되지 않도록, 상기 오버몰드 부재(16) 내에서 상기 전기 요소(12)와 프리몰드 부재(14)의 선택 부분을 성형하며, 상기 전기 요소의 도선은 상기 전기 회로와의 접속을 위해 상기 오버몰드 부재(16)의 외부까지 연장되고, 상기 프리몰드 부재(14)의 표면은 이 표면을 따라 그 사이에 시임부를 형성하도록 상기 오버몰드 부재(16)에 의해 변형되는 단계와, (라) 상기 전기 요소(12)의 도선을 제외한, 전기 요소(12)가 이 전기 요소의 오염 및 기능 저하를 방지하도록 대기 주위로부터 용접 밀봉되는 원피스 완성 부품(10)을 제공하기 위해, 상기 전기 요소의 도선을 제외한 상기 전기 요소의 변형된 부분뿐만 아니라 상기 시임부를 차폐하기 위한 수단을 제공하는 단계를 포함하는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차폐 수단을 제공하는 단계는 보호 커버와, 접착제와, 포팅 혼합물(potting compound) 및 보호 부트 부재(protective boot member) 중에서 선택한 보호 수단을 제공하는 단계를 포함하는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 오버몰드 주형 내에서 상기 프리몰드 부재(14)와 전기 요소(12)를 지지하기 위한 수단은 상기 프리몰드 부재의 표면 상에 성형되는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전기 요소(12)에 중심부(20)와 이 중심부(20)에 접속된 외부 프레임 부분(24)을 제공하는 단계와, 상기 전기 요소(12)의 외부 프레임 부분(24)에 의해 상기 오버몰드 부재(16)를 성형하는 동안 상기 프리몰드 부재(14)를 유지하는 단계를 부가로 포함하는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 외부 프레임 부분(24)에 의해서 복수의 인접 부품을 함께 접속하는 단계와, 상기 복수의 접속된 부품들을 동시에 성형하는 단계를 부가로 포함하는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 오버몰드 부재(16)를 성형한 후에 상기 전기 요소(12)의 중심부(20)로부터 상기 외부 프레임 부분(24)을 절단하는 단계를 부가로 포함하는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 오버몰드 주형 내에서 상기 프리몰드 부재(14)와 전기 요소(12)를 지지하기 위한 상기 수단은 직립 벽 포켓(upstanding walled pockets)(32, 34)을 포함하는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 원피스 완성 부품(10)은 연료 라인 증기 센서를 포함하는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 오버몰드 부재(16)는 상기 연료 증기를 상기 증기 센서로 안내하기 위한 중공 스템 부분(52)을 포함하는 원피스 하우징 내에 전기 요소를 성형하는 방법.
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