WO2019230196A1 - モールド品の製造方法 - Google Patents

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WO2019230196A1
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mold
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thin
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克英 大橋
拓也 五十嵐
崇裕 三木
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76—Measuring, controlling or regulating

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a molded product.
  • the thickness of the molded product be uniform in order to prevent defects such as flow defects and various molding defects caused by resin flow fluctuations during molding.
  • the thickness cannot be made uniform, and in many cases, a thick part or a thin part having a small thickness is arranged.
  • voids are present inside the thick part due to resin shrinkage during molding.
  • Patent Document 1 discloses a molded part that insert-molds a member molded by a pre-mold having one or more convex shapes, and includes a resin portion other than the convex shape for fixing the pre-molded member to a mold.
  • a composite integrally molded product characterized by being enclosed and insert-molded is disclosed.
  • a method for manufacturing a molded product according to the first aspect of the present invention is a method for manufacturing a molded product comprising a molding process in which a mold is filled with a resin, and the molded product has a thin resin thickness.
  • the thin-walled portion and the thick-walled portion that is thicker than the thin-walled portion, and the thick-wall forming portion that forms the thick-walled portion in the mold is more than the thin-walled forming portion that forms the thin-walled portion.
  • the mold process is arranged near the mold gate filled with resin.
  • the molding process includes a first process of filling the mold gate with resin, and a zero flow rate of the resin in the thin portion after the first process. And a third step of filling the mold gate with resin after the second step.
  • voids inside the thick part can be reduced without generating burrs.
  • FIG. 1 to 5 are views showing a flow meter 100 which is a molded product manufactured by the method of the present invention.
  • 1 is an external perspective view of the flow meter 100
  • FIG. 2 is a plan view of the flow meter 100
  • FIG. 3 is a front view of the flow meter 100
  • FIG. 4 is a bottom view of the flow meter 100
  • FIG. It is sectional drawing.
  • the flow meter 100 includes a resin portion 101 and a substrate 102.
  • the resin part 101 includes a connector 104, a housing gate 105, a mounting hole 106, a flange 107, and a flow path 109.
  • a metal terminal 103 that is electrically connected to the outside of the flow meter 100 is disposed inside the connector 104.
  • the mounting hole 106 and the flange 107 are used for fixing the flow meter 100.
  • the housing gate 105 is a portion that becomes a resin inlet when the resin portion 101 is formed.
  • the flow meter 100 includes a thick portion 110 having a thick resin and a thin portion 120 having a thinner resin than the thick portion 110.
  • the resin reaches the flow path 109 from the casing gate 105 through the thick portion 110 and the thin portion 120. That is, the thick part 110 is closer to the housing gate 105 than the thin part 120.
  • FIG. 6 is a view showing a manufacturing apparatus 90 that molds the flow meter 100.
  • the manufacturing apparatus 90 includes a mold 1, a molding machine 2, and a computer 900.
  • the molding machine 2 includes a heating cylinder 2a, a screw 2b, and a plunger 2c.
  • the pellet-shaped resin 101a is fed into the molding machine 2 to the molding side, and the resin 101a becomes the molten resin 101b by the screw 2b incorporated in the heating cylinder 2a, and is stored in the screw tip portion 2bb.
  • the accumulated molten resin 101b is moved forward by the forward movement 2cc of the plunger 2c of the molding machine, and the molten resin 101b is put into the mold 1.
  • the computer 900 includes a CPU, a ROM, and a RAM. The CPU expands and executes a program stored in the ROM, thereby controlling the screw 2b and the plunger 2c of the molding machine 2 as will be described later.
  • the amount of the molten resin 101b flowing into the mold 1 per unit time is affected by the operations of both the screw 2b and the plunger 2c. In the present embodiment, the movements of both are collectively referred to as “screw speed”. . Further, a state where the molten resin 101b does not flow into the mold 1 is defined as zero screw speed. That is, the screw speed is a real number of zero or more, and the larger the screw speed, the larger the amount of the molten resin 101b flowing into the mold 1 per unit time.
  • FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the mold 1.
  • the mold 1 includes an upper mold 1a, a lower mold 1b, a sprue runner 1c into which the molten resin 101b of the molding machine 2 is poured, a cavity 1e engraved to form a molded product, and a molten resin 101b into the cavity 1e.
  • a mold gate 1d for pouring.
  • FIG. 7 shows a state in which the mold 1 is closed, when the mold 1 is opened, the substrate 102 serving as an insert member is placed inside the thin-wall forming portion 120Z, which will be described later, or from the thin-wall forming portion 120Z. Mounted on the opposite side of the mold gate 1d.
  • a portion where the thick portion 110 is formed is a thick portion 110Z
  • a portion where the thin portion 120 is formed is a thin portion 120Z
  • a portion where the flow passage 109 is formed is a flow passage formation portion 109Z
  • a housing A portion where the body gate 105 is formed is referred to as a gate forming portion 105Z.
  • the gate forming portion 105Z is adjacent to the mold gate 1d, and is arranged with the gate forming portion 105Z, the thick forming portion 110Z, the thin forming portion 120Z, and the flow path forming portion 109Z from the left as shown in FIG.
  • the molten resin 101b flows in this order.
  • the flow of the molten resin 101b in the cavity 1e is expressed as a resin flow mf.
  • the higher the screw speed the faster the inflow speed of the molten resin 101b in the mold gate 1d.
  • the screw speed is zero, the inflow speed of the molten resin 101b in the mold gate 1d is zero. Therefore, it can be said that the screw speed and the inflow speed of the molten resin 101b in the mold gate 1d are in a proportional relationship.
  • FIG. 8 is a diagram showing a state immediately after the start.
  • the molten resin 101b extruded from the molding machine 2 starts to be pushed into the mold 1 at a screw speed v3.
  • the screw speed v3 needs to be set high so that the molten resin 101b does not rapidly cool inside the mold 1.
  • the molten resin 101b flows from the sprue runner 1c as shown in FIG. 8 (b), and flows into the cavity 1e through the mold gate 1d.
  • the resin flow mf still remains in the thick formation part 110Z.
  • FIG. 9 is a diagram showing a state until time t1 later than immediately after the start.
  • time t1 about 90% of the cavity 1e is filled with the molten resin 101b.
  • the screw speed from t0 to t1 at which filling is started is constant at v3.
  • the molten resin 101b is not filled up to 100% in the cavity 1e, the pressure inside the mold 1 is low, and the substrate 102 is not deformed or damaged, and no burrs occur on the mold mating surface.
  • FIG. 10 is a diagram showing a state from time t1 to time t2.
  • the cavity 1e is filled with approximately 100% of the molten resin 101b.
  • This process is also called a pressure holding process.
  • the screw speed is set to a low speed v1. Further, by not causing a rapid pressure increase, it is possible to maintain a state in which the substrate 102 is not deformed or damaged, and burrs are not generated on the die mating surface.
  • FIG. 11 is a diagram showing a state from time t2 to time t3. From time t2 to time t3, the screw speed is set to v0, that is, zero. When the screw speed becomes zero, the flow of the molten resin 101b in the cavity 1e stops, and the molten resin 101b in the cavity 1e starts to be cooled and solidified from the surface. Further, the resin shrinkage occurs in the molten resin 101b along with cooling and solidification. Due to this action, the thin portion 120 of the flow meter 100 has a smaller volume than other parts, and thus cools and solidifies in a short time. The time required for cooling and solidification can be calculated from the shape and the material of the resin used, and the time from time t2 to time t3 is the same as the calculated time or a time with a slight margin added.
  • a void 200 is created as a gap in the center of the thick wall due to the shrinkage of the molten resin 101b.
  • the thick part 110 is thick and large, the whole thick part 110 is not cooled and solidified due to heat storage of the molten resin, and only the surface layer is solidified.
  • the sprue runner 1c and the mold gate 1d are parts having a smaller volume than the other parts. However, the sprue runner 1c and the metal mold gate 1d are flow paths through which the molten resin 101b with the entire volume of the cavity 1e flows.
  • FIG. 12 is a diagram showing a state from time t3 to time t4. From time t3 to time t4, the screw speed is set to v2, which is faster than v1, and the pressing of the molten resin 101b from the molding machine 2 into the mold 1 is started again. As described above, since the sprue runner 1c and the mold gate 1d have not been solidified, the molten resin 101b can be pushed into the thick-wall forming portion 110Z. The thin portion 120 is already cooled and solidified from time t2 to time t3. Therefore, the molten resin 101b flowing into the cavity 1e from the mold gate 1d is blocked by the solidified resin portion 120c of the thin portion 120, and is poured into the void 200 existing in the thick portion 110Z. Therefore, the void 200 is reduced.
  • the screw speed at time t3 to t4 is set to v2, which is faster than v1 of the previous step, the molten resin 101b tends to flow into the void 200.
  • the screw speed is set to v2 which is faster than v1, but since the molten resin 101b on the surface layer has already been cooled and solidified, no burr is generated on the outer periphery of the cavity 1e.
  • the substrate 102 mounted in the vicinity of the thin portion 120 since the thin portion 120 is cooled and solidified by time t3, the substrate 102 is not deformed or damaged.
  • FIG. 13 is a diagram showing a state after time t4. After time t4, the screw speed is again set to v0, that is, zero. After time t4, the entire molten resin 101b pushed into the mold 1 is cooled and solidified. However, the time of this step is not particularly limited as long as the flow meter 100 can be cooled from the cavity 1e without being deformed or damaged.
  • the screw speed was set to v0, that is, zero as shown in FIG.
  • the molten resin 101a started to be cooled and solidified, and voids 200 as voids were formed in the thick portion 110 due to resin shrinkage. And it cooled as it was and the molded article in which the void 200 remained as it was was formed.
  • FIG. 16 is a diagram showing a molded product formed by the second conventional technique. As shown in FIG. 16, in the second conventional method, the rigidity of the mold 1 cannot withstand the pressure inside the mold 1, and the burr 101 d is generated from the mating surface of the mold 1. In addition, the substrate 102 may be deformed and broken due to an increase in pressure inside the mold 1.
  • the flow meter 100 created by the method of the embodiment enables a molding method of a resin product in which burrs and substrates are not deformed or broken.
  • the flow meter 100 created by the method of the embodiment can significantly reduce voids that are voids in a wide area inside the resin.
  • the mold product in the present embodiment that is, the method for manufacturing the flow meter 100 includes a molding step of filling the mold 1 with the resin 101a.
  • the flow meter 100 includes a thin portion 120 having a thin resin thickness and a thick portion 110 having a thicker thickness than the thin portion 120.
  • the thick portion 110 ⁇ / b> Z that forms the thick portion 110 is disposed closer to the mold gate 1 d that is filled with the resin 101 a than the thin portion 120 ⁇ / b> Z that forms the thin portion 120.
  • the molding step includes a first step of filling the mold gate 1d with the resin 101a, for example, a step from time t0 to time t2, and a second step of zeroing the flow rate of the resin in the thin portion forming 120Z after the first step.
  • a process from time t2 to time t3 and a third process for filling the mold gate 1d with the resin 101a after the second process, for example, time t3 to time t4 are provided.
  • the thin portion 120 is solidified by the process from time t2 to time t3, solidification of the surface layer also acts simultaneously, so that burrs generated on the mating surfaces of the dies can be suppressed. Thereafter, the resin 101a pushed between the mold gate 1d and the thin portion 120 has no escape and is sandwiched between them. Therefore, the resin 101a can be pushed into the void 200 generated in the thick portion 110, and the void 200 is reduced. That is, according to this method, voids in the thick portion 110 can be reduced without generating burrs. In addition, since this method can be formed by a single molding without using a premold member, the number of steps can be reduced and the cost can be significantly reduced as compared with the method using a premold member.
  • time t2 to time t3 The time length from time t2 to time t3 is calculated based on the shape of the thin portion 120 and the material of the resin 101a. Therefore, the time for cooling and solidifying the thin portion 120 can be calculated appropriately.
  • the process before setting the screw speed to zero is composed of a process from time t0 to time t1 and a process from time t1 to time t2.
  • the inflow speed of the resin 101a in the mold gate 1d in the process from the time t1 to the time t2 is slower than the inflow speed of the resin 101a in the mold gate 1d in the process from the time t0 to the time t1. Therefore, a sudden pressure increase in the cavity 1e can be avoided, and the substrate 102 can be maintained in a state where no deformation or breakage of the substrate 102 or burrs on the die-mating surface has occurred.
  • the inflow speed of the resin 101a to the mold gate 1d is constant.
  • the inflow speed of the resin 101a in the mold gate 1d in the process from the time t3 to the time t4 is slower than the inflow speed of the resin 101a in the mold gate 1d in the process from the time t0 to the time t1, and in the process from the time t1 to the time t2. It is faster than the inflow speed of the resin 101a in the mold gate 1d. Therefore, voids inside the thick portion 110 can be reduced without generating burrs.
  • the resin 101a filled in the mold 1 is pumped by the screw 2a whose rotational speed is controlled by the computer 900. Therefore, it is possible to easily mass-produce mold members with reduced voids.
  • the flow meter 100 includes a substrate 102 and a metal terminal 103 which are insert products, and the substrate 102 and the metal terminal 103 are arranged on the opposite side of the mold gate 1d from the thin-wall forming portion 120Z.
  • Insert products are low in rigidity and cannot withstand resin pressure, and often result in breakage, deformation, and the like, and are required to be molded at as low a pressure as possible.
  • the step of making the resin flow rate zero is executed until the resin of the thin portion 120 is solidified. Therefore, the insert member mounted near the thin portion 120 and the insert member mounted behind the thin portion 120 are not damaged or deformed by the inflow of the resin 101a from time t3 to time t4.
  • the speed may be variable at each of time t0 to time t1, time t1 to time t2, and time t3 to time t4. In other words, the speed does not necessarily have to be kept constant at each time.
  • the screw speed from time t1 to time t2 may be equal to or higher than the screw speed from time t3 to time t4.
  • the relationship is v1 ⁇ v2, but the relationship may be v1 ⁇ v2.
  • the flow meter 100 is formed by molding, but other articles may be formed. That is, the above-described embodiment can be widely applied to molded products that are injection-molded by a molding machine. Also, the resin material can be applied to various materials that can be similarly injection molded. Moreover, you may shape
  • the insert product is not deformed or destroyed. It is possible to form a molded body in which the portion is integrally wrapped with resin, and it is possible to provide an inexpensive and high-quality molded product.
  • an element that individually measures the flow rate, temperature, and humidity of air, or an insert product of an electronic circuit board in which a plurality of the elements are combined It is possible to form a molded body in which at least a part of the outer periphery of the board is integrally wrapped with resin without destroying the board or the board and simultaneously inserting terminals for electrical connection with the outside into the mold.
  • a molded product having an inexpensive and high-quality sensing function.

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Abstract

バリを発生させることなく厚肉部内部のボイドを減少させることができる　モールド品の製造方法は、金型内に樹脂を充填して形成するモールド工程を備え、モールド品は、樹脂の肉厚が薄い薄肉部、および薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部を有し、金型において、厚肉部を形成する厚肉形成部は、薄肉部を形成する薄肉形成部よりも樹脂が充填される金型ゲートの近くに配され、モールド工程は、金型ゲートに樹脂を充填する第１工程と、第１工程の後に、薄肉部における樹脂の流動速度をゼロにする第２工程と、第２工程の後に、金型ゲートに樹脂を充填する第３工程と、を備える。

Description

モールド品の製造方法
　本発明は、モールド品の製造方法に関する。
　モールド品は、成形時の樹脂流動変動から発生する流動不具合や各種成形不良等の欠陥を防止するために、肉厚は均一にすることが望ましい。しかし製品の要求仕様から肉厚が均一にできず部分的に肉厚が厚い厚肉部や肉厚の薄い薄肉部が配置されることが多い。特に肉厚の厚い厚肉部においては成形時の樹脂収縮から厚肉部内部にボイドが介在してしまう問題が知られている。ボイドの介在を抑制するために樹脂充填時の保圧圧力を高くすることも考えられるが、圧力の上昇によりバリが生じることが知られている。特許文献１には、一つ以上の凸形状を有するプリモールドによって成形された部材をインサート成形する成形部品であって、前記プリモールド部材を金型に固定するための凸形状以外の樹脂部分を内包してインサート成形することを特徴とする複合一体成形品が開示されている。
特開２０００－３２６３５９号公報
　特許文献１に記載されている発明では、バリを発生させることなく厚肉部内部のボイドを減少させることができない。
　本発明の第１の態様によるモールド品の製造方法は、金型内に樹脂を充填して形成するモールド工程を備えるモールド品の製造方法であって、前記モールド品は、樹脂の肉厚が薄い薄肉部、および前記薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部を有し、前記金型において、前記肉厚部を形成する厚肉形成部は、前記薄肉部を形成する薄肉形成部よりも前記樹脂が充填される金型ゲートの近くに配され、前記モールド工程は、前記金型ゲートに樹脂を充填する第１工程と、前記第１工程の後に、前記薄肉部における樹脂の流動速度をゼロにする第２工程と、前記第２工程の後に、前記金型ゲートに樹脂を充填する第３工程と、を備える。
　本発明によれば、バリを発生させることなく厚肉部内部のボイドを減少させることができる。
流量計１００の外観斜視図 流量計１００の平面図 流量計１００の正面図 流量計１００の底面図 図３におけるＶ－Ｖ断面図 製造装置９０を示す図 金型１の構成を示す図 開始直後の状態を示す図 時刻ｔ１までの状態を示す図 時刻ｔ１～時刻ｔ２における状態を示す図 時刻ｔ２～時刻ｔ３における状態を示す図 時刻ｔ３～時刻ｔ４における状態を示す図 時刻ｔ４以降の状態を示す図 第１の従来手法による時刻ｔ１０～時刻ｔ２０における状態を示す図 第１の従来手法による時刻ｔ２０以降の状態を示す図 第２の従来手法によるモールド成形を示す図
―実施の形態―
　以下、図１～図１6を参照して、本発明にかかるモールド品の製造方法の実施の形態を説明する。
（流量計）
　図１～図５は、本発明の方法により製造されるモールド品である流量計１００を示す図である。図１は流量計１００の外観斜視図、図２は流量計１００の平面図、図３は流量計１００の正面図、図４は流量計１００の底面図、図５は図３におけるＶ－Ｖ断面図である。
　図１～図４に示すように、流量計１００は、樹脂部１０１と、基板１０２とを備える。樹脂部１０１は、コネクタ１０４、筐体ゲート１０５、取付け穴１０６、フランジ１０７、および流路１０９を備える。コネクタ１０４の内部には流量計１００の外部と電気的に接続される金属端子１０３が配される。取付け穴１０６およびフランジ１０７は、流量計１００を固定するために用いられる。筐体ゲート１０５は、樹脂部１０１を形成する際に樹脂の流入口となる箇所である。
　図５の断面図に示すように、流量計１００は、樹脂の厚みが厚い厚肉部１１０と、厚肉部１１０よりも樹脂の厚みが薄い薄肉部１２０とを備える。流量計１００の製造工程では、樹脂は前述の筐体ゲート１０５から厚肉部１１０、薄肉部１２０を経由して流路１０９に至る。すなわち厚肉部１１０は薄肉部１２０よりも筐体ゲート１０５に近い。
（製造装置）
　図６は、流量計１００のモールド成形を行う製造装置９０を示す図である。製造装置９０は、金型１と、成形機２と、コンピュータ９００とを備える。成形機２は、加熱筒２ａと、スクリュー２ｂと、プランジャー２ｃとを備える。成形機２にペレット状の樹脂１０１ａが成形側へ送り込まれ、加熱筒２ａ内部に組み込まれているスクリュー２ｂにて樹脂１０１ａが溶融樹脂１０１ｂとなり、スクリュー先端部２ｂｂへと溜められる。溜められた溶融樹脂１０１ｂは成形機のプランジャー２ｃの前進動作２ｃｃによりスクリュー２ｂが前進し、金型１に溶融樹脂１０１ｂが入れ込まれる。コンピュータ９００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭを備え、ＣＰＵがＲＯＭに格納されるプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、後述するように成形機２のスクリュー２ｂおよびプランジャー２ｃを制御する。
　金型１に流入する溶融樹脂１０１ｂの単位時間当たりの量は、スクリュー２ｂおよびプランジャー２ｃの両方の動作が影響を与えるが、本実施の形態では両者の動きをまとめて「スクリュー速度」と呼ぶ。また金型１に溶融樹脂１０１ｂが流入しない状態をスクリュー速度ゼロと定義する。すなわちスクリュー速度はゼロ以上の実数であり、スクリュー速度が大きいほど、金型１に流入する溶融樹脂１０１ｂの単位時間当たりの量が多い。
　図７は、金型１の構成を示す図である。金型１は、上型１ａと、下型１ｂと、成形機２の溶融樹脂１０１ｂが流し込まれるスプルランナー１ｃと、モールド品を形成するために彫り込まれたキャビティ１ｅと、キャビティ１ｅへ溶融樹脂１０１ｂを流し入れる金型ゲート１ｄとを備える。なお図７では金型１が閉じた状態を示しているが、金型１を開いている際に、インサート部材となる基板１０２を後述する薄肉形成部１２０Ｚの内部、または薄肉形成部１２０Ｚから金型ゲート１ｄの逆側に搭載する。
　以下では、キャビティ１ｅのうち厚肉部１１０を形成する箇所を厚肉形成部１１０Ｚ、薄肉部１２０を形成する箇所を薄肉形成部１２０Ｚ、流路１０９を形成する箇所を流路形成部１０９Ｚ、筐体ゲート１０５を形成する箇所をゲート形成部１０５Ｚと呼ぶ。ゲート形成部１０５Ｚは金型ゲート１ｄに隣接しており、図７に示すように図示左からゲート形成部１０５Ｚ、厚肉形成部１１０Ｚ、薄肉形成部１２０Ｚ、流路形成部１０９Ｚと並ぶ。溶融樹脂１０１ｂはこの順番に流れる。以下では、キャビティ１ｅ内の溶融樹脂１０１ｂの流れを樹脂流動ｍｆとして表す。
（製造方法）
　以下、図８～図１３を参照してモールド成形の工程を説明する。ただし図８～図１３はいずれも、図示上部の「（ａ）」にスクリュー速度の時系列変化を示し、図示下部の「（ｂ）」に金型１内部の溶融樹脂１０１ｂの状態を示す。図８は開始直後の状態、図９は時刻ｔ１の状態、図１０は時刻ｔ２の状態、図１１は時刻ｔ３の状態、図１２は時刻ｔ４の状態、図１３は時刻ｔ４以降の状態をそれぞれ示す。なおスクリュー速度Ｖ０～Ｖ３は、数値が大きいほど速度が速いことを示しており、具体的にはＶ３が最も速い速度である。以下に説明するスクリュー速度の制御、およびスクリュー速度を変化させるタイミングの決定は、コンピュータ９００により実行される。ただしコンピュータ９００の代わりにオペレータがスクリュー速度およびスクリュー速度を変化させるタイミングを決定してもよい。
　またスクリュー速度が速いほど金型ゲート１ｄにおける溶融樹脂１０１ｂの流入速度が速く、スクリュー速度がゼロの場合は金型ゲート１ｄにおける溶融樹脂１０１ｂの流入速度はゼロである。そのためスクリュー速度と金型ゲート１ｄにおける溶融樹脂１０１ｂの流入速度は比例関係にあるといえる。
　図８は、開始直後の状態を示す図である。成形機２から押し出される溶融樹脂１０１ｂは、図８（ａ）に示すようにスクリュー速度ｖ３で金型１内に押し込みが開始される。このとき、金型１の内部で溶融樹脂１０１ｂが急冷しないようにスクリュー速度ｖ３は高めに設定する必要がある。金型１内部では、溶融樹脂１０１ｂが図８（ｂ）に示すようにスプルランナー１ｃから流れ込み、金型ゲート１ｄを通過してキャビティ１ｅへと流れ込む。ただし樹脂流動ｍｆは、まだ厚肉形成部１１０Ｚに留まっている。
　図９は、開始直後よりも後で時刻ｔ１までの状態を示す図である。時刻ｔ１には、キャビティ１ｅの約９０％が溶融樹脂１０１ｂで満たされている。充填が開始されたｔ０からｔ１までのスクリュー速度はｖ３で一定である。ここでキャビティ１ｅに溶融樹脂１０１ｂは１００％までは充填されていないので、金型１内部の圧力は低く、基板１０２の変形や破損、また金型合わせ面のバリは生じていない。
　図１０は、時刻ｔ１～時刻ｔ２における状態を示す図である。時刻ｔ２においてキャビティ１ｅ内は、溶融樹脂１０１ｂにより約１００％充填される。この工程では、保圧工程とも呼ばれる。溶融樹脂１０１ｂがキャビティ１ｅに１００％充填されることによるキャビティ１ｅ内の急激な圧力上昇を避けるために、スクリュー速度を低速のｖ１に設定する。また急激な圧力上昇を生じさせないことで、基板１０２の変形や破損、金型合わせ面のバリは生じていない状態を保つことができる。
　図１１は、時刻ｔ２～時刻ｔ３における状態を示す図である。時刻ｔ２～時刻ｔ３では、スクリュー速度はｖ０、すなわちゼロに設定する。スクリュー速度がゼロになると、キャビティ１ｅ内の溶融樹脂１０１ｂの流動は停止し、キャビティ１ｅ内部の溶融樹脂１０１ｂは、表層面から冷却固化が始まる。また、冷却固化に伴い溶融樹脂１０１ｂでは樹脂収縮が生じる。この作用により、流量計１００の薄肉部１２０においては、他の部位に比べ容積が薄く少ないため、短時間で冷却固化する。冷却固化に要する時間は、形状および使用する樹脂の材質から算出可能であり、時刻ｔ２～時刻ｔ３の時間は、算出した時間と同一、または若干のマージンを加えた時間である。
　時刻ｔ２～時刻ｔ３において厚肉部１１０では、溶融樹脂１０１ｂの収縮により厚肉中央に空隙となるボイド２００が作り出される。このとき、厚肉部１１０は容積が厚く大きいため、溶融樹脂の蓄熱により厚肉部１１０の全体の冷却固化には至らず、表層面だけが固化している状態である。なおスプルランナー１ｃや金型ゲート１ｄは、他の部位より容積が少ない部位であるが、キャビティ１ｅ全容積の溶融樹脂１０１ｂが流れる流路であるため、溶融樹脂１０１ｂの潜熱によりスプルランナー１ｃおよび金型ゲート１ｄ部位の周囲は高温に加熱され、キャビティ１ｅの金型温度に比べ、高温な状態となる。この高温状態は、スプルランナー１ｃおよび金型ゲート１ｄの溶融樹脂１０１ｂにおいて冷却の遅れを生じさせるため、固化には至らない。
　図１２は、時刻ｔ３～時刻ｔ４における状態を示す図である。時刻ｔ３～時刻ｔ４では、スクリュー速度はｖ１よりも速いｖ２に設定され、成形機２から金型１内部へ溶融樹脂１０１ｂの押込みが再度開始される。前述のとおり、スプルランナー１ｃおよび金型ゲート１ｄは固化に至っていないので、厚肉形成部１１０Ｚへの溶融樹脂１０１ｂの押込みが可能である。また薄肉部１２０は、時刻ｔ２～時刻ｔ３において既に冷却固化している。そのため金型ゲート１ｄからキャビティ１ｅへ流れ込んだ溶融樹脂１０１ｂは、固化した薄肉部１２０の樹脂１０１ｃで塞き止められ、厚肉形成部１１０Ｚに存在するボイド２００へ流し込まれる。そのためボイド２００は縮小する。
　時刻ｔ３～ｔ４におけるスクリュー速度が先の工程のｖ１よりも速いｖ２に設定されているので、ボイド２００へ溶融樹脂１０１ｂが流入しやすい。なお、スクリュー速度は、ｖ１よりも速いｖ２に設定されているが、すでに表層面の溶融樹脂１０１ｂは冷却固化しているので、キャビティ１ｅの外周にバリは発生しない。また薄肉部１２０の近傍に搭載した基板１０２においても同様に、時刻ｔ３までに薄肉部１２０は冷却固化していることから、基板１０２に変形や破損を生じることはない。
　図１３は、時刻ｔ４以降の状態を示す図である。時刻ｔ４以降ではスクリュー速度は再びｖ０、すなわちゼロに設定される。時刻ｔ４以降では、金型１内に押し込まれた溶融樹脂１０１ｂ全体が冷却固化される。ただし本工程の時間は特に限定されず、キャビティ１ｅから流量計１００を変形や破損させることなく取り出せる程度に冷却できればよい。
（従来手法）
　図１４～図１６を参照して２つの従来手法によるモールド成形の工程を説明する。まず第１の従来手法を図１４～図１５を参照して説明する。
　第１の従来手法によれば、図１４に示すように充填を開始する時刻ｔ０から時刻ｔ１０まで一定のスクリュー速度ｖ３０で充填を行った。そして時刻ｔ１０から時刻ｔ２０まではスクリュー速度を遅くしてｖ１０で溶融樹脂１０１ｂをキャビティ１ｅ内に１００％充填した。そして時刻ｔ２０以降は、図１５に示すようにスクリュー速度をｖ０、すなわちゼロに設定した。これに伴い溶融樹脂１０１ａは冷却固化が始まり、樹脂収縮により厚肉部１１０には空隙であるボイド２００が形成された。そしてこのまま冷却され、ボイド２００がそのまま残存するモールド品が形成された。
　第２の従来手法では、ボイド２００の対策として溶融樹脂１０１ｂを充填する圧力が高く設定された。図１６は、第２の従来手法により形成されたモールド品を示す図である。図１６に示すように、第２の従来手法では金型１内部の圧力に対し、金型１の剛性が耐えられず、金型１の合わせ面からバリ１０１ｄが生じていた。また金型１内部の圧力が高くなることにより基板１０２が変形及び破壊することもあった。
　実施の形態の手法により作成した流量計１００は、バリや基板が変形や破壊することのない樹脂品の成形工法を可能とする。
　また実施の形態の手法により作成した流量計１００は、樹脂内部の広い領域において空隙となっているボイドを大幅に低減することができる。
　上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施の形態におけるモールド品、すなわち流量計１００の製造方法は、金型１内に樹脂１０１ａを充填して形成するモールド工程を備える。流量計１００は、樹脂の肉厚が薄い薄肉部１２０、および薄肉部１２０よりも肉厚が厚い厚肉部１１０を有する。金型１において、厚肉部１１０を形成する厚肉形成部１１０Ｚは、薄肉部１２０を形成する薄肉形成部１２０Ｚよりも樹脂１０１ａが充填される金型ゲート１ｄの近くに配される。モールド工程は、金型ゲート１ｄに樹脂１０１ａを充填する第１工程、たとえば時刻ｔ０～時刻ｔ２の工程と、第１工程の後に、薄肉部形成１２０Zにおける樹脂の流動速度をゼロにする第２工程、たとえば時刻ｔ２～時刻ｔ３の工程と、第２工程の後に、金型ゲート１ｄに樹脂１０１ａを充填する第３工程、たとえば時刻ｔ３～時刻ｔ４と、を備える。
　時刻ｔ２～時刻ｔ３の工程により薄肉部１２０が固化するので、表面層の固化も同時に作用するため、金型の合わせ面に生じるバリを抑制できる。これ以後は金型ゲート１ｄと薄肉部１２０の間で押込まれた樹脂１０１ａは逃げ場が無くなり、間に挟まれた状態になる。そのため厚肉部１１０に生じているボイド２００へ樹脂１０１ａの押込みが可能となり、ボイド２００が減少する。すなわち、本手法によればそのためバリを発生させることなく厚肉部１１０内部のボイドを減少させることができる。なお本手法はプリモールド部材を用いず１回のモールド成形で形成ができるため、プリモールド部材を用いる手法に比べて工数の削減と大幅な低コストが図れる。
（２）時刻ｔ３～時刻ｔ４におけるスクリュー速度ｖ２は、時刻ｔ２の直前におけるスクリュー速度ｖ１よりも速い。そのためボイド２００をより減少させることができる。
（３）時刻ｔ２～時刻ｔ３の時間的な長さは、薄肉部１２０の形状、および樹脂１０１ａの材料に基づき算出される。そのため薄肉部１２０が冷却固化される時間を適切に算出できる。
（４）スクリュー速度をゼロにする前の工程は、時刻ｔ０～時刻ｔ１の工程と時刻ｔ１～時刻ｔ２の工程とから構成される。時刻ｔ１～時刻ｔ２の工程における樹脂１０１ａの金型ゲート１ｄにおける流入速度は、時刻ｔ０～時刻ｔ１の工程における樹脂１０１ａの金型ゲート１ｄにおける流入速度よりも遅い。そのためキャビティ１ｅ内の急激な圧力上昇を避け、基板１０２の変形や破損、金型合わせ面のバリは生じていない状態を保つことができる。
（５）時刻ｔ０～時刻ｔ１の工程、時刻ｔ１～時刻ｔ２の工程、時刻ｔ３～時刻ｔ４の工程のそれぞれにおいて、樹脂１０１ａの金型ゲート１ｄにおける流入速度は一定である。時刻ｔ３～時刻ｔ４の工程における樹脂１０１ａの金型ゲート１ｄにおける流入速度は、時刻ｔ０～時刻ｔ１の工程における樹脂１０１ａの金型ゲート１ｄにおける流入速度よりも遅く、時刻ｔ１～時刻ｔ２の工程における樹脂１０１ａの金型ゲート１ｄにおける流入速度よりも速い。そのためバリを発生させることなく厚肉部１１０内部のボイドを減少させることができる。
（６）金型１に充填される樹脂１０１ａは、コンピュータ９００により回転数が制御されたスクリュー２ａにより圧送される。そのためボイドが減少されたモールド部材を容易に大量生産できる。
（７）流量計１００にはインサート品である基板１０２および金属端子１０３が含まれ、基板１０２および金属端子１０３は薄肉形成部１２０Ｚから金型ゲート１ｄとは逆側に配される。インサート品においては、剛性が低く樹脂圧に耐えられず、破損や変形等に至る場合も多くあり、できるだけ低圧で成形することが求められている。本実施の形態の手法によれば、樹脂流動速度をゼロにする工程が薄肉部１２０の樹脂が固化するまで実行される。そのため、薄肉部１２０近傍に搭載されるインサート部材や薄肉部１２０の後方に搭載されるインサート部材は、時刻ｔ３～時刻ｔ４における樹脂１０１ａの流入による破損や変形が生じない。
（変形例１）
　上述した実施の形態におけるモールド工程において、時刻ｔ０～時刻ｔ２におけるスクリュー速度を一定としてもよい。
（変形例２）
　時刻ｔ０～時刻ｔ１、時刻ｔ１～時刻ｔ２、時刻ｔ３～時刻ｔ４のそれぞれにおいて、速度を可変にしてもよい。換言すると、それぞれの時間において速度を必ずしも一定に保たなくてもよい。
（変形例３）
　上述した実施の形態におけるモールド工程において、時刻ｔ１～時刻ｔ２のスクリュー速度を、時刻ｔ３～時刻ｔ４のスクリュー速度以上としてもよい。換言すると、上述した実施の形態ではｖ１＜ｖ２の関係にあったが、ｖ１≧ｖ２の関係にあってもよい。
（変形例４）
　上述した実施の形態ではモールド成形により流量計１００を成形したが、他の物品を成形してもよい。すなわち上述した実施の形態は、成形機で射出成形されるモールド成形品に対して幅広く適用できる。また、樹脂材においても同様に射出成形可能な様々な材料に適用できる。またインサート品を有しない物品を成形してもよい。
　上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
　本発明によるモールド品の製造方法によれば、樹脂の充填圧力で変形や破損が生じやすいインサート品であっても、前記インサート品を変形や破壊することなく、前記インサート品外周の少なくても一部を樹脂で一体に包み込んだ成形体を形成することが可能であり、安価で高品質なモールド品を提供することができる。
　また本発明によるモールド品の製造方法によれば、空気の流量、温度、湿度をそれぞれ単独で計測する素子、または前記素子を複数個組み合わせて配置した電子回路基板のインサート品であっても、素子や基板を破壊することなく、また外部との電気接続を行う端子を金型に同時インサートして、前記基板外周の少なくても一部を樹脂で一体に包み込んだ成形体を形成することが可能であり、安価で高品質なセンシング機能を有したモールド品を提供することができる。
１・・・・・・・金型
１ｄ・・・・・・ゲート
１ｅ・・・・・・キャビティ
２・・・・・・・成形機
１００・・・・・流量計
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ・・樹脂
１０２・・・・・基板
１１０・・・・・厚肉部
１２０・・・・・薄肉部
２００・・ボイド

Claims (9)

  1. 　金型内に樹脂を充填して形成するモールド工程を備えるモールド品の製造方法であって、
    　前記モールド品は、樹脂の肉厚が薄い薄肉部、および前記薄肉部よりも肉厚が厚い厚肉部を有し、
    　前記金型において、前記厚肉部を形成する厚肉形成部は、前記薄肉部を形成する薄肉形成部よりも前記樹脂が充填される金型ゲートの近くに配され、
    　前記モールド工程は、
    　前記金型ゲートに樹脂を充填する第１工程と、
    　前記第１工程の後に、前記薄肉部における樹脂の流動速度をゼロにする第２工程と、
    　前記第２工程の後に、前記金型ゲートに樹脂を充填する第３工程と、を備えるモールド品の製造方法。
  2. 　請求項１に記載のモールド品の製造方法において、
    　前記第３工程における前記樹脂の前記金型ゲートにおける流入速度は、前記第１工程の終了直前における前記樹脂の前記金型ゲートにおける流入速度よりも速い、モールド品の製造方法。
  3. 　請求項１に記載のモールド品の製造方法において、
    　前記第２工程の時間的な長さは、前記薄肉部の形状、および前記樹脂の材料に基づき算出される、モールド品の製造方法。
  4. 　請求項１に記載のモールド品の製造方法において、
    　前記第１工程は、第１前半工程と前記第１前半工程の次に実行される第１後半工程とから構成され、
    　前記第１後半工程における前記樹脂の前記金型ゲートにおける流入速度は、前記第１前半工程における前記樹脂の前記金型ゲートにおける流入速度よりも遅い、モールド品の製造方法。
  5. 　請求項４に記載のモールド品の製造方法において、
    　前記第１前半工程、前記第１後半工程、および前記第３工程のそれぞれにおいて、前記樹脂の前記金型ゲートにおける流入速度は一定であり、
    　前記第３工程における前記樹脂の前記金型ゲートにおける流入速度は、前記第１前半工程における前記樹脂の前記金型ゲートにおける流入速度よりも遅く、前記第１後半工程における前記樹脂の前記金型ゲートにおける流入速度よりも速い、モールド品の製造方法。
  6. 　請求項１に記載のモールド品の製造方法において、
    　前記金型に充填される樹脂は、コンピュータにより回転数が制御されたスクリューにより圧送される、モールド品の製造方法。
  7. 　請求項１に記載のモールド品の製造方法において、
    　前記モールド品にはインサート品が含まれ、前記インサート品は前記薄肉形成部の内部、または前記薄肉形成部から前記金型ゲートとは逆側に配されるモールド品の製造方法。
  8. 　請求項１に記載のモールド品の製造方法において、
    　前記モールド品は、樹脂の充填圧力で容易に変形や破損を生じやすいインサート品が含まれ、金型にインサートして、前記インサート品外周の少なくても一部を樹脂で一体に包み込んだモールド品の製造方法。
  9. 　請求項１に記載のモールド品の製造方法において、
    　前記モールド品は、空気の流量、温度、湿度をそれぞれ単独で計測する素子、または前記素子を複数個組み合わせて配置した電子回路基板のインサート品が含まれ、また外部との電気接続を行う端子を金型に同時インサートして、前記基板外周の少なくても一部を樹脂で一体に包み込み、センシング機能を有したモールド品の製造方法。
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