WO2014041966A1 - インサート成形用金型、射出成形方法、及びその金型によって形成された樹脂成形品 - Google Patents

インサート成形用金型、射出成形方法、及びその金型によって形成された樹脂成形品 Download PDF

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荒井　毅
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    • B29C2945/76946—Using stored or historical data sets using an expert system, i.e. the system possesses a database in which human experience is stored, e.g. to help interfering the possible cause of a fault

Definitions

  • the present invention relates to an insert mold used for a resin mold of a wire cable, an injection molding method using the mold, and a resin molded product formed using the mold.
  • a protective component such as a heat-shrinkable tube or heat-resistant tape is used before injection molding as in the method described in Patent Document 1. It is conceivable to protect the wire cable.
  • Patent Document 1 when the method of Patent Document 1 is used, a process for protecting the wire cable with a protective component is required, which complicates the manufacturing process. And the manufacturing cost becomes high by the increase in the number of parts. In addition, when pressure is indirectly applied to the wire cable from the mold via the protective component, the covering portion of the wire cable may be damaged.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides an insert molding die, an injection molding method, and a resin molded product formed by the die, which can reduce the burden on a wire cable. With the goal.
  • the mold for insert molding fills the periphery of the covering portion with the first space in which the resin and the covering portion of the wire cable are filled with the resin, and the cross-sectional area is smaller than that of the first space.
  • a second space and a support portion that supports the covering portion are provided.
  • the support portion supports the covering portion so that the covering portion of the wire cable is located in the center of the second space, it is possible to provide resin all around the covering portion. Therefore, by using this insert molding die, it is possible to prevent peeling of the resin provided around the covering portion.
  • the protective component for protecting the wire cable is not used as in the method described in Patent Document 1, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.
  • die part which has 2nd space, and a support part may be comprised integrally, or may be comprised separately.
  • the second space is adjusted by adjusting the pressure of the molten resin supplied from the gate to the first space, the resin viscosity, or the curing time of the molten resin.
  • the length or thickness of the resin filled in is set. This makes it possible to control the length or thickness of the resin provided around the covering portion of the wire cable.
  • the present invention can also be understood as a resin molded product formed by the above injection molding method.
  • die for insert molding by 1st Embodiment of this invention Explanatory drawing of the injection molding method using the metal mold
  • FIGS. 1 to 3 show a mold for insert molding according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 shows a resin molded product molded thereby.
  • the insert molding die 1 according to the present embodiment is used for insert molding of a connecting portion between a lead wire 2 of an electronic component and a conductor 4 of a wire cable 3 and a covering portion 5 of the wire cable 3 with a thermosetting resin. It is done.
  • the main body of the electronic component is omitted. *
  • the insert molding die 1 includes an upper die 6 and a lower die 7.
  • the upper mold 6 includes a first upper mold part 10, a second upper mold part 20, and an upper support part 30, and the lower mold 7 includes a first lower mold part 11, a second lower mold part 21, and
  • the lower support part 31 is comprised.
  • first upper mold part 10 and the first lower mold part 11 are simply referred to as first mold parts 10 and 11
  • second upper mold part 20 and the second lower mold part 21 are simply referred to as second molds.
  • the mold parts 20 and 21 are referred to, and the upper support part 30 and the lower support part 31 are simply referred to as support parts 30 and 31.
  • the boundary between the first mold part 10, 11 and the second mold part 20, 21 and the boundary between the second mold part 20, 21 and the support part 30, 31 are conceptually shown. Although shown with a dashed-dotted line, the 1st metal mold
  • the first mold parts 10 and 11 have a first space 100.
  • the first space 100 can accommodate the lead wire 2 and the wire cable 3 of the electronic component to be inserted, and can fill resin around them.
  • the first mold parts 10 and 11 are provided with a gate 13 for filling the first space 100 with molten resin at the time of injection molding.
  • the second mold parts 20 and 21 have a second space 200.
  • the second space 200 has a smaller cross-sectional area than the first space 100 and communicates with the first space 100.
  • the second space 200 can accommodate the covering portion 5 of the wire cable 3 to be inserted, and can fill the periphery of the covering portion 5 with resin.
  • the second space 200 is set to have a cross-sectional area and a length that allow the molten resin to stop flowing in the middle of the second space 200 at the time of injection molding based on the following formula 1. *
  • L is the length (mm) of the resin with which the second space 200 is filled.
  • the resin filled in the second space 200 is referred to as “overflow portion”, and the length of the resin is referred to as “overflow length”.
  • H is the thickness (mm) of the overflow portion.
  • P is the pressure (Pa) of the molten resin in the first space 100.
  • ⁇ is the viscosity (Pa ⁇ s) of the molten resin flowing in the second space 200.
  • t is a time (s) from when the molten resin filled in the first space 100 starts to flow into the second space 200 until the molten resin is cured in the second space 200.
  • the thickness h of the overflow portion is 0.01 mm
  • the pressure P of the molten resin in the first space 100 is 5000 Pa
  • the viscosity ⁇ of the molten resin flowing through the second space 200 is 10 Pa ⁇ s
  • the first space 100 is filled.
  • the overflow length L is 3.5 mm.
  • die parts 20 and 21 set the clearance gap between the inner wall of the 2nd space 200, and the coating
  • the support portions 30 and 31 are provided on the opposite side of the second space 200 from the first space 100.
  • the support portions 30 and 31 support the covering portion 5 so that the wire cable 3 is positioned at the center of the second space 200 without pressing the wire cable 3. Thereby, in the second space 200, the space 200 is formed on the entire circumference of the covering portion 5 of the wire cable 3.
  • the upper mold 6 and the lower mold 7 are opened, and the lead wire 2 and the wire cable 3 of the electronic component are installed between them.
  • a connection portion between the lead wire 2 and the conductor 4 of the wire cable 3 and a portion where the conductor 4 protrudes from the covering portion 5 of the wire cable 3 are located in the first space 100.
  • the lead wire 2 of the electronic component and the conductor 4 of the wire cable 3 are connected by soldering or welding.
  • die parts 10 and 11 are good also as a structure which accommodates the main body of an electronic component in the 1st space 100 with the lead wire 2 of an electronic component.
  • the covering portion 5 of the wire cable 3 is located in the first space 100 and the second space 200.
  • the upper mold 6 and the lower mold 7 are closed, and the resin 8 heated and melted by an injection unit (not shown) is transferred from the gate 13 of the first mold parts 10 and 11 to the first space 100.
  • the molten resin 8 is a thermosetting resin, specifically an epoxy resin.
  • the upper mold 6 and the lower mold 7 are heated to a predetermined temperature (for example, 170 ° C.) suitable for injection molding of the thermosetting resin used by a heating device (not shown). *
  • the molten resin 8 filled in the first space 100 flows into the second space 200.
  • the molten resin 8 that has flowed into the second space 200 stops flowing in the second space 200 due to flow resistance in the second space 200.
  • the pressure P of the molten resin 8 supplied from the gate 13 to the first space 100, the resin viscosity ⁇ , and the curing time t of the molten resin 8 are adjusted.
  • the length of the resin filled in the second space 200 that is, the overflow length L is set.
  • the upper and lower molds 6 and 7 maintain the pressure of the molten resin therein while the predetermined temperature is maintained until the resin curing time t elapses. After the curing time t has elapsed, the upper mold 6 and the lower mold 7 are opened. *
  • the insert molding die 1 includes a first space 100, a second space 200, and support portions 30 and 31.
  • the cross-sectional area and length of the second space 200 so that the molten resin 8 stops flowing in the middle of the second space 200 due to the flow resistance in the second space 200 at the time of injection molding, Generation
  • flash can be suppressed, without resin leaking from the clearance gap between 31 and the wire cable 3.
  • the support portions 30 and 31 support the covering portion 5 so that the covering portion 5 of the wire cable 3 is located in the center of the second space 200. Therefore, since the overflow part 9 is provided in the perimeter of the coating
  • the pressure P, the resin viscosity ⁇ , or the curing time t of the molten resin 8 supplied from the gate 13 to the first space 100 is adjusted. Thereby, the wall thickness h or the overflow length L of the overflow part 9 can be controlled.
  • the resin used for injection molding is a thermosetting resin.
  • the insert molding mold 1 has a burden on the wire cable 3 due to the heat of the mold and a burden on the wire cable 3 due to the pressing force of the mold. It is suitable for reducing.
  • thermosetting resin is an epoxy resin.
  • the high adhesiveness of the epoxy resin can prevent the overflow portion 9 from peeling off from the covering portion 5.
  • FIGS. 5 to 8 show an insert molding die according to a second embodiment of the present invention. Moreover, the graph which shows the relationship between the heating time by a thermosetting resin and resin viscosity is shown in FIG. 9, and the graph which shows the relationship between the heating time by a thermoplastic resin and resin viscosity is shown in FIG.
  • the same reference numerals are given to substantially the same components as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
  • the boundary between the second mold part 20, 21 and the support part 30, 31 is conceptually indicated by a one-dot chain line, but these may be integrally formed. Alternatively, it may be configured separately. *
  • the second mold parts 20 and 21 are made of a material having a higher thermal conductivity than the first mold parts 10 and 11.
  • the material having high thermal conductivity include copper and aluminum.
  • the cooling means which can cool the 2nd metal mold
  • the cooling means is, for example, a cooling device 40 that causes a cooling liquid to flow through a liquid flow path (not shown) provided in the second mold parts 20 and 21.
  • the cooling means includes, for example, the first heating device 41 that heats the first mold parts 10 and 11 and the second heating device 42 that heats the second mold parts 20 and 21. It can also be realized by reducing only the heating temperature.
  • the molten resin 8 filled in the first space 100 flows into the second space 200.
  • the second mold parts 20, 21 have higher heat dissipation than the first mold parts 10, 11, the operation of the cooling device 40, or the temperature setting of the second heating device 42, so The temperature is set lower than that of the mold parts 10 and 11. Therefore, the viscosity ⁇ of the molten resin 8 flowing through the second space 200 increases at the position indicated by the alternate long and short dash line ⁇ in FIG. Thereby, as shown in FIG. 8, the molten resin 8 flowing in the second space 200 stops at a predetermined overflow length L due to the flow resistance in the second space 200.
  • the upper and lower molds 6 and 7 maintain the pressure of the molten resin therein while the predetermined temperature is maintained until the resin curing time t elapses. After the curing time t has elapsed, the upper mold 6 and the lower mold 7 are opened, and the resin molded product is taken out.
  • thermosetting resin is heated at a constant temperature (for example, 170 ° C.) from time t0 to time t1. Then, after time t1, the case where the resin is continuously heated at the same temperature is indicated by a broken line B, after time t1, the case where the resin is rapidly heated is indicated by an alternate long and short dash line C, and after time t1, the resin is rapidly cooled. This is indicated by a solid line D. *
  • thermosetting resin When the thermosetting resin is heated at a constant temperature (for example, 170 ° C.) from time t0 to time t1, the resin viscosity gradually decreases as shown by the solid line A. Subsequently, if the resin continues to be heated at the same temperature (for example, 170 ° C.) after time t1, the resin viscosity gradually increases as shown by the broken line B, and the resin is cured at time t4. That is, the curing time when the thermosetting resin is heated at a constant temperature is shown from time t0 to time t4. *
  • the curing time (t0-t3) when the resin is rapidly heated halfway than the curing time (t0-t4) when the resin is continuously heated at a constant temperature. ) Is shorter.
  • the curing time (t0-t2) when the resin is rapidly cooled in the middle is shorter than the curing time (t0-t4) when the resin is rapidly heated.
  • thermoplastic resin is heated at a constant temperature from time t0 to time t10. Then, after time t10, the case of continuing to heat the resin at the same temperature is indicated by a broken line F, after time t10, the case of rapidly heating the resin is indicated by a dashed line G, and after time t10, the resin is rapidly cooled.
  • the solid line H shows it. *
  • thermosetting resin When the thermosetting resin is heated at a constant temperature (for example, 170 ° C.) from time t0 to time t10, the resin viscosity gradually decreases as shown by the solid line A. Subsequently, after the time t10, if the resin is continuously heated at the same temperature, the resin viscosity does not change and remains in the molten state as indicated by the broken line F. *
  • the cooling means which can cool the 2nd metal mold
  • the resin viscosity becomes about 10 times, and the overflow length L can be reduced to about 1/3 of the case where the temperature is not lowered.
  • the second mold parts 20 and 21 are formed of a material having a higher thermal conductivity than the first mold parts 10 and 11. Thereby, the heat dissipation of the 2nd metal mold
  • die parts 20 and 21 are cooled at the time of injection molding. Thereby, the viscosity of the molten resin 8 flowing through the second space 200 can be increased, and the overflow length L can be controlled. Therefore, the length of the second space 200 can be shortened, and the insert molding die can be miniaturized. Further, the overflow length L can be shortened to prevent the overflow portion from peeling off. *
  • a heat shield part 43 is provided between the first mold parts 10 and 11 and the second mold parts 20 and 21.
  • the heat shield part 43 is formed of a material having a lower thermal conductivity than the first mold parts 10 and 11 and the second mold parts 20 and 21, and the first mold parts 10 and 11 and the second mold part 20. , 21 to suppress heat conduction. This makes it possible to create a temperature gradient between the first mold parts 10 and 11 and the second mold parts 20 and 21, so that the temperature of the first mold parts 10 and 11 is not lowered. The temperature of only the second mold parts 20 and 21 can be lowered.
  • the viscosity of the molten resin 8 flowing through the second space 200 can be increased, and the flow of the molten resin 8 can be reliably stopped in the middle of the second space 200. Therefore, the overflow length L can be controlled.
  • die for insert molding by 4th Embodiment of this invention is shown in FIG.
  • a heat transport member and a cooling fan 44 are provided.
  • One end of the heat transport member is attached to the second mold parts 20 and 21, and the other end is exposed to the outside air.
  • the heat transport member is, for example, a heat pipe 45.
  • the heat transport member may be, for example, a rod-shaped member formed from a metal having high thermal conductivity.
  • the cooling fan 44 blows air toward the heat pipe 45 as indicated by an arrow X to create an air flow around the heat transport member. *
  • the heat pipe 45 is provided with a wick 47 having a capillary structure on the inner wall of a hollow case 46, and the inside of the wick 47 is a cavity 48.
  • the inside of the case 46 of the heat pipe 45 contains hydraulic fluid (not shown).
  • the heat pipe 45 when the hydraulic fluid on the second mold part 20, 21 side absorbs heat and evaporates, the vapor passes through the cavity 48 and is opposite to the second mold part 20, 21 of the heat pipe 45. Move to. Therefore, the vapor cooled by the wind of the cooling fan 44 aggregates into a liquid, travels through the wick 47, and moves again to the second mold part 20, 21 side. Thereby, the heat of the 2nd metallic mold parts 20 and 21 is radiated by heat pipe 45, and the 2nd metallic mold parts 20 and 21 are cooled. *
  • a heat pipe 45 is provided in the second mold parts 20 and 21, and a cooling fan 44 that creates an air flow around the heat pipe 45 is provided.
  • the insert molding die used for injection molding using a thermosetting resin has been described.
  • the insert molding die may be used for injection molding using a thermoplastic resin.
  • an epoxy resin is used as the thermosetting resin.
  • various resins such as phenol resin, urea resin, or silicon resin may be used as the thermosetting resin.
  • this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

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Abstract

　インサート成形用金型１は、ワイヤケーブル３の導体４および被覆部５の周囲に樹脂を充填する第１空間１００と、その第１空間１００よりも断面積が小さく被覆部５の周囲に樹脂を充填する第２空間２００と、被覆部５を支持する支持部３０，３１を備える。射出成形時において、溶融樹脂８が第２空間２００の途中で流動を停止するように第２空間２００の断面積と長さを設定することで、支持部３０，３１とワイヤケーブル３との隙間から樹脂が漏れ出すことが防がれる。そのため、ワイヤケーブル３に対する支持部の押圧力を低減することが可能である。

Description

インサート成形用金型、射出成形方法、及びその金型によって形成された樹脂成形品
本発明は、ワイヤケーブルの樹脂モールドに用いるインサート成形用金型、その金型を用いた射出成形方法、及びその金型によって形成された樹脂成形品に関する。
従来より、電子部品のリード線とワイヤケーブルの導体との接続箇所を熱硬化性樹脂によりインサート成形し、保護する技術が知られている。　しかし、この技術では、射出成形を行う際、金型とワイヤケーブルとの間の隙間から溶融した樹脂が漏れると、その樹脂が硬化し、バリが発生することがある。　そのバリの発生を防ぐため、ワイヤケーブルを金型によって溶融樹脂の圧力以上の圧力で押さえる方法が考えられる。しかし、この方法では、ワイヤケーブルは、金型から印加される圧力及び金型の熱によって被覆部が変形しにくいものを採用する必要がある。　一方、圧力及び熱によって被覆部が変形しやすいワイヤケーブルを採用する場合、特許文献１に記載された方法のように、射出成形を行う前に、熱収縮チューブ又は耐熱テープなどの保護部品を用いてワイヤケーブルを保護しておくことが考えられる。
特開２００１－２３８３９７号公報
しかしながら、特許文献１の方法を用いると、ワイヤケーブルを保護部品を用いて保護する工程が必要となるので、製造工程が複雑化する。そして、部品点数の増加により製造コストが高くなる。また、金型から保護部品を経由してワイヤケーブルに間接的に圧力が印加されると、ワイヤケーブルの被覆部が損傷するおそれがある。　本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ワイヤケーブルの負担を軽減することの可能なインサート成形用金型、射出成形方法、及びその金型によって形成された樹脂成形品を提供することを目的とする。
本発明によると、インサート成形用金型は、ワイヤケーブルの導体および被覆部の周囲に樹脂を充填する第１空間と、その第１空間よりも断面積が小さく被覆部の周囲に樹脂を充填する第２空間と、被覆部を支持する支持部を備えることを特徴とする。　この構成によれば、射出成形時において、溶融樹脂が第２空間の途中で流動を停止するように第２空間の断面積と長さを設定することで、支持部とワイヤケーブルとの隙間から樹脂が漏れ出すことなく、バリの発生を抑制することができる。　また、射出成形時において、溶融樹脂が第２空間の途中で流動を停止するので、ワイヤケーブルに対する支持部の押圧力を低減することが可能である。したがって、インサート成形用金型の押圧力によるワイヤケーブルの負担、およびその金型からワイヤケーブルへ伝わる熱によるワイヤケーブルの負担を軽減することができる。　さらに、支持部は、第２空間の中央にワイヤケーブルの被覆部が位置するように被覆部を支持するので、被覆部の全周に樹脂を設けることが可能である。したがって、このインサート成形用金型を用いることで、被覆部の周囲に設けられた樹脂の剥離を防ぐことができる。　また、上記特許文献１に記載の方法のようにワイヤケーブルを保護する保護部品を使用しないので、製造工程を簡素にし、製造コストを低減することができる。　なお、第１空間を有する第１金型部、第２空間を有する第２金型部、および支持部は、一体で構成されていてもよく、または別体で構成されていてもよい。　
本発明によると、上記インサート成形用金型を用いた射出成形方法は、ゲートから第１空間に供給する溶融樹脂の圧力、樹脂粘度、または溶融樹脂の硬化時間を調整することによって、第２空間に充填される樹脂の長さまたは肉厚を設定することを特徴とする。　これにより、ワイヤケーブルの被覆部の周囲に設けられる樹脂の長さまたは肉厚を制御することができる。　
さらに、本発明は、上記射出成形方法によって形成された樹脂成形品として捉えることも可能である。
本発明の第１実施形態によるインサート成形用金型の断面図。 第１実施形態によるインサート成形用金型を用いた射出成形方法の説明図。 第１実施形態によるインサート成形用金型を用いた射出成形方法の説明図。 第１実施形態によるインサート成形用金型による樹脂成形品の断面図。 本発明の第２実施形態によるインサート成形用金型の断面図。 第２実施形態によるインサート成形用金型を用いた射出成形方法の説明図。 第２実施形態によるインサート成形用金型を用いた射出成形方法の説明図。 第２実施形態によるインサート成形用金型を用いた射出成形方法の説明図。 熱硬化性樹脂の粘度と加熱時間との関係を示すグラフ。 熱可塑性樹脂の粘度と加熱時間との関係を示すグラフ。 本発明の第３実施形態によるインサート成形用金型の断面図。 本発明の第４実施形態によるインサート成形用金型の断面図。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。　（第１実施形態）　本発明の第１実施形態によるインサート成形用金型等を図１～図３に示し、それにより成形された樹脂成形品を図４に示す。　本実施形態のインサート成形用金型１は、電子部品のリード線２とワイヤケーブル３の導体４との接続箇所、並びにワイヤケーブル３の被覆部５を熱硬化性樹脂によりインサート成形することに用いられる。なお、全ての図において、電子部品の本体は省略している。　
図１に示すように、インサート成形用金型１は、上金型６と下金型７とからなる。上金型６は第１上金型部１０、第２上金型部２０および上支持部３０から構成され、下金型７は第１下金型部１１、第２下金型部２１および下支持部３１から構成されている。以下、第１上金型部１０と第１下金型部１１を単に第１金型部１０、１１といい、第２上金型部２０と第２下金型部２１を単に第２金型部２０、２１といい、上支持部３０と下支持部３１を単に支持部３０、３１という。　図１～図３では、第１金型部１０、１１と第２金型部２０、２１との境界、および第２金型部２０、２１と支持部３０、３１との境界を概念的に一点鎖線で示しているが、第１金型部１０、１１、第２金型部２０、２１および支持部３０、３１は一体で構成してもよく、または別体で構成してもよい。　
第１金型部１０、１１は、第１空間１００を有する。第１空間１００は、インサートされる電子部品のリード線２およびワイヤケーブル３を収容し、それらの周囲に樹脂を充填能可能である。第１金型部１０、１１には、射出成形時に第１空間１００に溶融樹脂を充填するゲート１３が設けられている。　第２金型部２０、２１は、第２空間２００を有する。第２空間２００は、第１空間１００よりも断面積が小さく形成され、第１空間１００に連通している。第２空間２００は、インサートされるワイヤケーブル３の被覆部５を収容可能であり、被覆部５の周囲に樹脂を充填可能である。　第２空間２００は、次に示す式１に基づき、射出成形時に、溶融樹脂が第２空間２００の途中で流動を停止することの可能な断面積および長さに設定されている。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　但し、Ｌは、第２空間２００に充填される樹脂の長さ（ｍｍ）。（以下、第２空間２００に充填された樹脂を「オーバーフロー部」といい、その樹脂の長さを「オーバーフロー長」という。）　ｈは、オーバーフロー部の肉厚（ｍｍ）。　Ｐは、第１空間１００の溶融樹脂の圧力（Ｐａ）。　μは、第２空間２００を流れる溶融樹脂の粘度（Ｐａ・ｓ）。　ｔは、第１空間１００に充填された溶融樹脂が第２空間２００に流れ始めてから、第２空間２００でその溶融樹脂が硬化するまでの時間（ｓ）。　
上記の式１を用いることで、オーバーフロー部の肉厚ｈ及びオーバーフロー長Ｌを制御することが可能である（図３参照）。　例えば、オーバーフロー部の肉厚ｈが０．０１ｍｍ、第１空間１００の溶融樹脂の圧力Ｐが５０００Ｐａ、第２空間２００を流れる溶融樹脂の粘度μが１０Ｐａ・ｓ、第１空間１００に充填された溶融樹脂が第２空間２００に流れ始めてから第２空間２００でその溶融樹脂が硬化するまでの時間ｔが３ｓのとき、オーバーフロー長Ｌは３．５ｍｍである。　その場合、第２金型部２０、２１は、第２空間２００の内壁とワイヤケーブル３の被覆部５との間の隙間を０．０１ｍｍに設定し、かつ、第２空間２００の全長を３．５ｍｍよりも長く設定する。　
支持部３０、３１は、第２空間２００の第１空間１００と反対側に設けられる。支持部３０、３１は、ワイヤケーブル３を押圧することなく、ワイヤケーブル３が第２空間２００の中央に位置するように被覆部５を支持する。これにより、第２空間２００において、ワイヤケーブル３の被覆部５の全周にその空間２００が形成される。　
次に、上述したインサート成形用金型１を用いた射出成形方法について説明する。　まず、上金型６と下金型７を開き、その間に電子部品のリード線２とワイヤケーブル３とを設置する。リード線２とワイヤケーブル３の導体４との接続箇所、および、ワイヤケーブル３の被覆部５から導体４が突出した個所は第１空間１００に位置する。このとき、電子部品のリード線２とワイヤケーブル３の導体４とは、はんだ又は溶接などにより接続されている。　なお、第１金型部１０、１１は、電子部品のリード線２と共に電子部品の本体を第１空間１００に収容する構成としてもよい。　ワイヤケーブル３の被覆部５は第１空間１００と第２空間２００に位置する。　
次に、図２に示すように、上金型６と下金型７を閉じ、図示しない射出ユニットで加熱溶融した樹脂８を第１金型部１０、１１のゲート１３から第１空間１００へ射出注入する。溶融樹脂８は、熱硬化性樹脂であり、具体的にはエポキシ樹脂である。なお、上金型６と下金型７とは、図示しない加熱装置により、使用される熱硬化性樹脂の射出成形に適した所定温度（例えば１７０℃）に加熱されている。　
図３に示すように、第１空間１００に充填された溶融樹脂８は、第２空間２００に流れる。第２空間２００へ流れた溶融樹脂８は、第２空間２００における流動抵抗により第２空間２００で流動を停止する。　射出成形では、ゲート１３から第１空間１００に供給する溶融樹脂８の圧力Ｐ、樹脂粘度μ、及び溶融樹脂８の硬化時間ｔを調整する。これにより、第２空間２００に充填される樹脂の長さ、即ちオーバーフロー長Ｌが設定される。　上下金型６、７は、所定温度を保ったまま、樹脂の硬化時間ｔが経過するまでその中の溶融樹脂の圧力を保つ。その硬化時間ｔが経過した後、上金型６と下金型７とを型開きする。　
その後、金型から取り出した樹脂成形品を図４に示す。樹脂成形品の樹脂本体部５０から延びてワイヤケーブル３の被覆部５を覆うオーバーフロー部９は、ワイヤケーブル３の被覆部５の全周に設けられ、エポキシ樹脂の接着力により被覆部５に固定されている。　
第１実施形態では、以下の作用効果を奏する。　（１）第１実施形態では、インサート成形用金型１は、第１空間１００、第２空間２００および支持部３０、３１を備える。射出成形時において、溶融樹脂８が第２空間２００における流動抵抗により第２空間２００の途中で流動を停止するように第２空間２００の断面積と長さを設定することで、支持部３０、３１とワイヤケーブル３との隙間から樹脂が漏れ出すことなく、バリの発生を抑制することができる。　
（２）第１実施形態では、射出成形時において、溶融樹脂８が第２空間２００の途中で流動を停止するので、ワイヤケーブル３に対する支持部３０、３１の押圧力を低減することが可能である。したがって、インサート成形用金型１の支持部３０、３１の押圧力によるワイヤケーブル３の負
担、およびその支持部３０、３１からワイヤケーブル３へ伝わる熱によるワイヤケーブル３の負担を軽減することができる。　
（３）第１実施形態では、支持部３０、３１は、第２空間２００の中央にワイヤケーブル３の被覆部５が位置するように被覆部５を支持する。そのため、オーバーフロー部９が被覆部５の全周に設けられるので、オーバーフロー部９の剥離を防ぐことができる。　
（４）第１実施形態では、射出成形方法において、ゲート１３から第１空間１００に供給する溶融樹脂８の圧力Ｐ、樹脂粘度μ、または溶融樹脂８の硬化時間ｔを調整する。　これにより、オーバーフロー部９の肉厚ｈまたはオーバーフロー長Ｌを制御することができる。　
（５）第１実施形態では、射出成形に用いられる樹脂は、熱硬化性樹脂である。　金型を加熱して樹脂を硬化させる熱硬化性樹脂の射出成形において、インサート成形用金型１は、金型の熱によるワイヤケーブル３の負担、及び金型の押圧力によるワイヤケーブル３の負担を軽減することに好適である。　
（６）第１実施形態では、熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂である。　エポキシ樹脂の高い接着性により、オーバーフロー部９が被覆部５から剥離することを防ぐことができる。　
（第２実施形態）　本発明の第２実施形態によるインサート成形用金型を図５～図８に示す。また、熱硬化性樹脂による加熱時間と樹脂粘度との関係を示すグラフを図９に示し、熱可塑性樹脂による加熱時間と樹脂粘度との関係を示すグラフを図１０に示す。　なお、以下複数の実施形態において、上述した第１実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。　以下、図５～図８及び図１１では、第２金型部２０、２１と支持部３０、３１との境界を概念的に一点鎖線で示しているが、これらは一体で構成してもよく、または別体で構成してもよい。　
第２実施形態では、図５に示すように、第２金型部２０、２１が、第１金型部１０、１１よりも熱伝導率の高い材料で形成されている。熱伝導率の高い材料として、銅やアルミが例示される。　さらに、第２実施形態では、第２金型部２０、２１を冷却することの可能な冷却手段を備えている。冷却手段は、例えば、第２金型部２０、２１に設けられた図示しない液体流路に冷却液を流す冷却装置４０である。　或いは、冷却手段は、例えば、第１金型部１０、１１を加熱する第１加熱装置４１と第２金型部２０、２１を加熱する第２加熱装置４２のうち、第２加熱装置４２の加熱温度のみを低下させることによっても実現できる。　
第２実施形態のインサート成形用金型を用いた射出成形方法について説明する。　まず、上金型６と下金型７を開き、その間に電子部品のリード線２とワイヤケーブル３とを設置した後、上金型６と下金型７を閉じる。　次に、図６に示すように、図示しない射出ユニットで加熱溶融した樹脂を第１金型部１０、１１のゲート１３から第１空間１００へ射出注入する。このとき、上金型６と下金型７とは、第１加熱装置４１および第２加熱装置４２により、使用される熱硬化性樹脂の射出成形に適した所定温度に加熱されている。　
図７に示すように、第１空間１００に充填された溶融樹脂８は、第２空間２００に流れる。このとき、第２金型部２０、２１は、第１金型部１０、１１よりも放熱性が高いこと、冷却装置４０の作動、または、第２加熱装置４２の温度設定により、第１金型部１０、１１よりも低い温度に設定されている。　そのため、図７の一点鎖線αの箇所で、第２空間２００を流れる溶融樹脂８の粘度μが大きくなる。　これにより、図８に示すように、第２空間２００を流れる溶融樹脂８は、第２空間２００における流動抵抗により、所定のオーバーフロー長Ｌで停止する。　上下金型６、７は、所定温度を保ったまま、樹脂の硬化時間ｔが経過するまでその中の溶融樹脂の圧力を保つ。その硬化時間ｔが経過した後、上金型６と下金型７とを型開きし、樹脂成形品を取り出す。　
ここで、熱硬化性樹脂を急冷または急加熱した場合の樹脂の挙動を説明する。　図９では、実線Ａに示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで熱硬化性樹脂を一定の温度（例えば１７０℃）で加熱している。そして、時刻ｔ１以降、樹脂をそのままの温度で加熱し続けた場合を破線Ｂに示し、時刻ｔ１以降、樹脂を急加熱した場合を一点鎖線Ｃに示し、時刻ｔ１以降、樹脂を急冷した場合を実線Ｄに示している。　
時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、熱硬化性樹脂を一定の温度（例えば１７０℃）で加熱すると、実線Ａに示すように、樹脂粘度は次第に小さくなる。　続いて、時刻ｔ１以降も、樹脂をそのままの温度（例えば１７０℃）で加熱し続けると、破線Ｂに示すように、樹脂粘度は次第に大きくなり、時刻ｔ４で樹脂は硬化する。すなわち、熱硬化性樹脂を一定の温度で加熱した場合の硬化時間は、時刻ｔ０から時刻ｔ４で示される。　
一方、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、樹脂を一定の温度（例えば１７０℃）で加熱し、時刻ｔ１以降急加熱すると、一点鎖線Ｃに示すように、一旦粘度が小さくなった後、再び粘度が大きくなり、時刻ｔ３で樹脂は硬化する。　
他方、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、樹脂を一定の温度（例えば１７０℃）で加熱し、時刻ｔ１以降急冷（例えば１００℃）すると、実線Ｄに示すように、粘度が急激に大きくなり、時刻ｔ２で樹脂は硬化する。　したがって、熱硬化性樹脂を用いた射出成形において、樹脂を一定の温度で加熱し続けた場合の硬化時間（ｔ０－ｔ４）よりも、途中で樹脂を急加熱した場合の硬化時間（ｔ０－ｔ３）の方が短い。さらに、途中で樹脂を急加熱した場合の硬化時間（ｔ０－ｔ４）よりも、途中で樹脂を急冷した場合の硬化時間（ｔ０－ｔ２）の方が短い。　
次に、熱可塑性樹脂を急冷または急加熱した時の樹脂の挙動を説明する。　図１０では、実線Ｅに示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ１０まで熱可塑性樹脂を一定の温度で加熱している。そして、時刻ｔ１０以降、樹脂をそのままの温度で加熱し続けた場合を破線Ｆに示し、時刻ｔ１０以降、樹脂を急加熱した場合を一点鎖線Ｇに示し、時刻ｔ１０以降、樹脂を急冷した場合を実線Ｈに示している。　
時刻ｔ０から時刻ｔ１０まで、熱硬化性樹脂を一定の温度（例えば１７０℃）で加熱すると、実線Ａに示すように、樹脂粘度は次第に小さくなる。　続いて、時刻ｔ１０以降も、樹脂をそのままの温度で加熱し続けると、破線Ｆに示すように、樹脂粘度は変化せず、溶融状態のままである。　
一方、時刻ｔ０から時刻ｔ１０まで、樹脂を一定の温度で加熱し、時刻ｔ１０以降急加熱すると、一点鎖線Ｇに示すように、粘度は低下し、溶融状態のままである。　他方、時刻ｔ０から時刻ｔ１０まで、樹脂を一定の温度で加熱し、時刻ｔ１０以降急冷すると、実線Ｈに示すように、粘度が急激に大きくなり、時刻ｔ１１で樹脂は硬化する。　したがって、熱可塑性樹脂を用いた射出成形では、樹脂を急冷することで、短時間で硬化させることが可能である。　
第２実施形態では、以下の作用効果を奏する。（１）第２実施形態では、第２金型部２０、２１を冷却することの可能な冷却手段を備える。　これにより、射出成形時において、第２空間２００を流れる溶融樹脂８の粘度を大きくすることが可能になる。そのため、溶融樹脂８の第２空間２００における流動抵抗が大きくなり、第２空間２００で確実に溶融樹脂８の流動を止めることができる。　例えば、エポキシ樹脂の場合、成形温度から５０℃程度温度を下げることで、樹脂粘度が１０倍程度となり、オーバーフロー長Ｌを温度を下げない場合の１／３程度とすることができる。（２）第２実施形態では、第２金型部２０、２１は、第１金型部１０、１１よりも熱伝導率の高い材料で形成されている。これにより、第２金型部２０、２１の放熱性を高め、第２金型部２０、２１の冷却効率を高めることができる。（３）第２実施形態では、射出成型時に第２金型部２０、２１を冷却する。これにより、第２空間２００を流れる溶融樹脂８の粘度を上げ、オーバーフロー長Ｌを制御することができる。したがって、第２空間２００の長さを短くし、インサート成形用金型を小型化することができる。また、オーバーフロー長Ｌを短くし、オーバーフロー部の剥離を防ぐことができる。　
（第３実施形態）　本発明の第３実施形態によるインサート成形用金型を図１１に示す。　第３実施形態では、第１金型部１０、１１と第２金型部２０、２１との間に遮熱部４３を備えている。遮熱部４３は、第１金型部１０、１１および第２金型部２０、２１よりも熱伝導率の小さい材料から形成され、第１金型部１０、１１と第２金型部２０、２１との間の熱伝導を抑制するものである。　これにより、第１金型部１０、１１と第２金型部２０、２１との間に温度勾配をつけることが可能になるので、第１金型部１０、１１の温度を低下させることなく、第２金型部２０、２１のみの温度を低下させることができる。そのため、射出成形時において、第２空間２００を流れる溶融樹脂８の粘度を大きくし、第２空間２００の途中で確実に溶融樹脂８の流動を止めることができる。したがって、オーバーフロー長Ｌを制御することができる。　
（第４実施形態）　本発明の第４実施形態によるインサート成形用金型を図１２に示す。　第４実施形態では、熱輸送部材および冷却ファン４４を備えている。　熱輸送部材は、一端が第２金型部２０、２１に取り付けられ、他端が外気に露出している。熱輸送部材は、例えばヒートパイプ４５である。また、熱輸送部材は、例えば、熱伝導率の高い金属から形成された棒状部材であってもよい。　冷却ファン４４は、矢印Ｘのように、ヒートパイプ４５に向けて送風し、熱輸送部材の周囲に空気の流れを作る。　
ヒートパイプ４５は、中空のケース４６の内壁に毛細管構造のウィック（ｗｉｃｋ）４７が設けられており、そのウィック４７の内側が空洞４８になっている。ヒートパイプ４５のケース４６の内側には、図示しない作動液が入っている。　ヒートパイプ４５は、第２金型部２０、２１側にある作動液が熱を吸収して蒸発すると、その蒸気が空洞４８を通り、ヒートパイプ４５の第２金型部２０、２１と反対側へ移動する。そこで冷却ファン４４の風により冷却された蒸気は凝集して液体となり、ウィック４７を伝わり、再び第２金型部２０、２１側に移動する。これにより、第２金型部２０、２１の熱がヒートパイプ４５により放熱され、第２金型部２０、２１が冷却される。　
第４実施形態では、第２金型部２０、２１にヒートパイプ４５を設け、さらにヒートパイプ４５の周囲に空気の流れを作る冷却ファン４４を備える。これにより、第２金型部２０、２１の放熱性を高め、第２金型部２０、２１の冷却効率を高めることができる。したがって、オーバーフロー長Ｌを確実に制御することができる。　
（他の実施形態）　上述した実施形態では、熱硬化性樹脂を用いた射出成形に用いられるインサート成形用金型について説明した。これに対し、他の実施形態では、インサート成形用金型は、熱可塑性樹脂を用いた射出成形に用いるものであってもよい。　上述した実施形態では、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用した。これに対し、他の実施形態では、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂、尿素樹脂またはケイ素樹脂など、種々の樹脂を使用してもよい。　以上、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
　１・・・インサート成形用金型
　３・・・ワイヤケーブル
　４・・・導体
　５・・・被覆部
　１０、１１・・・第１金型部
　２０、２１・・・第２金型部
　３０、３１・・・支持部
　１００・・・第１空間
　２００・・・第２空間

Claims (12)

  1. ワイヤケーブル（３）を樹脂モールドするインサート成形用金型（１）において、　前記ワイヤケーブルの有する導体（４）および被覆部（５）の周囲に樹脂を充填することの可能な第１空間（１００）を有する第１金型部（１０、１１）と、　前記第１空間に連通すると共に前記第１空間よりも断面積が小さく形成され、前記被覆部の周囲に樹脂を充填することの可能な第２空間（２００）を有する第２金型部（２０、２１）と、　前記第２空間の前記第１空間と反対側に設けられ、前記ワイヤケーブルの前記被覆部が前記第２空間の中央に位置するように前記被覆部を支持する支持部（３０、３１）と、を備えることを特徴とするインサート成形用金型。
  2. 前記第２金型部の有する前記第２空間は、射出成形時に、溶融樹脂（８）が前記第２空間の途中で流動を停止することの可能な断面積および長さに設定されていることを特徴とする請求項１に記載のインサート成形用金型。
  3. 前記射出成形に用いられる樹脂は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載のインサート成形用金型。
  4. 前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項３に記載のインサート成形用金型。
  5. 前記第２金型部を冷却することの可能な冷却手段（４０、４２）を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のインサート成形用金型。
  6. 前記第２金型部は、前記第１金型部よりも熱伝導率の高い材料であることを特徴とする請求項５に記載のインサート成形用金型。
  7. 前記第１金型部と前記第２金型部との間に遮熱部（４３）を備えることを特徴とする請求項５または６に記載のインサート成形用金型。
  8. 前記第２金型部に熱輸送部材（４５）を備えることを特徴とする請求項５～７のいずれか一項に記載のインサート成形用金型。
  9. 前記熱輸送部材の周囲に空気の流れを作る冷却ファン（４４）を備えることを特徴とする請求項８に記載のインサート成形用金型。
  10. 請求項１～９のいずれか一項に記載のインサート成形用金型を用いた射出成形方法において、　前記第１金型部に設けられたゲートから前記第１空間に供給する溶融樹脂の圧力（Ｐ）、樹脂粘度（μ）、または溶融樹脂の硬化時間（ｔ）を調整することによって、前記第２空間に充填される樹脂の長さ（Ｌ）または肉厚（ｈ）を設定することを特徴とする射出成形方法。
  11. 前記第２金型部を冷却し、前記第２空間に充填される樹脂の長さを調整することを特徴とする請求項１０に記載の射出成形方法。
  12. 請求項１～９のいずれか一項に記載のインサート成形用金型によって形成された樹脂成形品において、　前記ワイヤケーブルと、　前記ワイヤケーブルの前記導体および前記被覆部をモールドする樹脂本体部（５０）と、　前記樹脂本体部から延びて前記ワイヤケーブルの前記被覆部の周囲を覆うオーバーフロー部（９）と、を備えることを特徴とする樹脂成形品。
PCT/JP2013/072176 2012-09-12 2013-08-20 インサート成形用金型、射出成形方法、及びその金型によって形成された樹脂成形品 Ceased WO2014041966A1 (ja)

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