(57)【要約】【課題】機能ユニットを樹脂モールドで覆ってなるモールド成形体であって、用途及び使用形態などに応じて容易に所要外形のものを得ることができ、液密性に優れ、外部応力が機能ユニットに伝達されにくいものを提供する。【解決手段】回路基板２１に取り付けられた機能部品２２〜２５を備える機能ユニット２と、該機能ユニットに適合された第１モールド４と、該第１モールドに適合された第２モールド６とを有する二重モールド成形体であって、第１モールド４は第２モールド６より線膨張係数の高い樹脂からなる。第１モールド４の線膨張係数は１８０〜３００ｐｐｍ／Ｋであり、第２モールド６の線膨張係数は８０〜１７０ｐｐｍ／Ｋである。第１モールド４の線膨張係数に対する第２モールド６の線膨張係数の比率は、０．３〜０．９である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機能ユニットと、該機能ユニットを覆うように該機能ユニットに適合された第１モールドと、該第１モールドを覆うように該第１モールドに適合された第２モールドとを有する二重モールド成形体であって、
前記第１モールドは前記第２モールドより線膨張係数の高い樹脂からなることを特徴とする二重モールド成形体。
【請求項２】
前記第１モールドの線膨張係数は１８０〜３００ｐｐｍ／Ｋであり、前記第２モールドの線膨張係数は８０〜１７０ｐｐｍ／Ｋであることを特徴とする、請求項１に記載の二重モールド成形体。
【請求項３】
前記第１モールドの線膨張係数に対する前記第２モールドの線膨張係数の比率は、０．３〜０．９であることを特徴とする、請求項１または２に記載の二重モールド成形体。
【請求項４】
前記第１モールドはホットメルトモールディング材料からなることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の二重モールド成形体。
【請求項５】
前記機能ユニットは、回路基板と、該回路基板に取り付けられた少なくとも１つの機能部品とを備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の二重モールド成形体。
【請求項６】
前記機能部品の少なくとも１つは、その少なくとも一部が前記第１モールド及び前記第２モールドを貫通して外部に露出していることを特徴とする、請求項５に記載の二重モールド成形体。
【請求項７】
前記二重モールド成形体は、液体と接触して、前記機能ユニットを用いて前記液体に関する特性値を測定するよう構成されていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の二重モールド成形体。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の二重モールド成形体を生産する方法であって、
前記モールド成形体の外形についての要請に基づき前記第２モールドの外側形状を決定し、これに基づき、該第２モールドの内側形状及び前記第１モールドの外側形状を、前記第１モールドによる前記機能ユニットと前記第２モールドとの間のクッション作用が場所に関して平均化するように決定し、
前記機能ユニットを覆うように前記第１モールドを付与する第１の樹脂成形を行い、
次いで、前記第１モールドを覆うように前記第２モールドを付与する第２の樹脂成形を行う、
ことを特徴とする、二重モールド成形体の生産方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形の技術分野に属するものであり、とくに、二重モールド成形体及びその生産方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形により機能部品または機能ユニットを封止し、該機能部品または機能ユニットを樹脂モールドで覆ってなるモールド成形体となすことは広く行われている。
【０００３】
モールドによる封止の目的の１つは、封止される機能部品または機能ユニットへの塵埃の付着や外部応力の伝達を抑制することで機能部品または機能ユニットを保護することにある。これに加えて、とくに特許文献１に記載されるような液体中において使用されるセンサ装置などの装置の機能部品または機能ユニットについては、液密性の確保が極めて重要な技術的課題である。
【０００４】
このような技術的課題を解決すべく、ホットメルトモールディング技術が使用されている。これは、特許文献２及び３に記載されているように、常温より高い軟化点をもつ熱可塑性ポリアミド系樹脂、熱可塑性ポリオレフィン系樹脂、または湿気硬化型ウレタン系樹脂などからなるホットメルトモールディング材料を、加熱溶融させて、比較的低い圧力で型内に注入し、冷却固化することで、高い接着強度及びそれに基づく高い液密性を実現している。
【０００５】
一方、特許文献４に記載されているように、モールドにおいて、内側部分と外側部分とを互いに異なる性状の材料からなるものとする二重モールド構造が使用されることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６３９５０号公報
【特許文献２】特開２００６−２８６３８５号公報
【特許文献３】特開２００９−１５９８４８号公報
【特許文献４】特開２００７−９５９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、特許文献４には、二重モールドの内側部分をホットメルトモールディング材料からなるものとすることについては、記載及び示唆がない。
【０００８】
ところで、モールド成形体となすことのいま１つの技術的意義として、所要の外形付与が挙げられる。所要外形の付与は、たとえば、意匠上の要請、或いは、他の装置への組み込みの好適化の要請などに基づくものである。従って、同一の機能部品または機能ユニットであっても、用途及び使用形態などに応じて、互いに異なる外形のモールド成形体となすことが要求される。
【０００９】
また、モールド成形体においては、しばしば、樹脂モールド材に比べて、被封止体である機能部品または機能ユニットの価格が非常に高価である。このため、モールド成形工程で成形不良が発生すると、高価な機能部品または機能ユニットも廃棄せざるを得なくなり、製造歩留まりが著しく低下し製造コストが著しく上昇することになる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、機能部品または機能ユニットを樹脂モールドで覆ってなるモールド成形体であって、用途及び使用形態などに応じて容易に所要外形のものを得ることができ、液密性に優れ、外部応力が機能部品または機能ユニットに伝達されにくいものを提供することにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、需要者すなわちモールド成形体の使用者からの当該モールド成形体の外形についての要請に基づき、以上のような、液密性に優れ、外部応力が機能部品または機能ユニットに伝達されにくいモールド成形体を効率よく生産する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、上記目的のいずれかを達成するものとして、
機能ユニットと、該機能ユニットを覆うように該機能ユニットに適合された第１モールドと、該第１モールドを覆うように該第１モールドに適合された第２モールドとを有する二重モールド成形体であって、
前記第１モールドは前記第２モールドより線膨張係数の高い樹脂からなることを特徴とする二重モールド成形体、
が提供される。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記第１モールドの線膨張係数は１８０〜３００ｐｐｍ／Ｋであり、前記第２モールドの線膨張係数は８０〜１７０ｐｐｍ／Ｋである。本発明の一態様においては、前記第１モールドの線膨張係数に対する前記第２モールドの線膨張係数の比率は、０．３〜０．９である。本発明の一態様においては、前記第１モールドはホットメルトモールディング材料からなる。本発明の一態様においては、前記機能ユニットは、回路基板と、該回路基板に取り付けられた少なくとも１つの機能部品とを備える。本発明の一態様においては、前記機能部品の少なくとも１つは、その少なくとも一部が前記第１モールド及び前記第２モールドを貫通して外部に露出している。本発明の一態様においては、前記二重モールド成形体は、液体と接触して、前記機能ユニットを用いて前記液体に関する特性値を測定するよう構成されている。
【００１４】
また、本発明によれば、上記目的のいずれかを達成するものとして、
上記の二重モールド成形体を生産する方法であって、
前記モールド成形体の外形についての要請に基づき前記第２モールドの外側形状を決定し、これに基づき、該第２モールドの内側形状及び前記第１モールドの外側形状を、前記第１モールドによる前記機能ユニットと前記第２モールドとの間のクッション作用が場所に関して平均化するように決定し、
前記機能ユニットを覆うように前記第１モールドを付与する第１の樹脂成形を行い、
次いで、前記第１モールドを覆うように前記第２モールドを付与する第２の樹脂成形を行う、
ことを特徴とする、二重モールド成形体の生産方法、
が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、用途及び使用形態などに応じて容易に所要外形のものを得ることができ、液密性に優れ、外部応力が機能ユニットに伝達されにくい二重モールド成形体が提供される。
【００１６】
また、本発明によれば、需要者からのモールド成形体の外形についての要請に基づき、以上のようなモールド成形体を効率よく生産する方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による二重モールド成形体の実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】図１の二重モールド成形体の識別センサー部の分解斜視図である。
【図３】本発明による二重モールド成形体の実施形態を示す生産工程斜視図である。
【図４】図３の二重モールド成形体の正面及び断面を示す図である。
【図５】二重モールド成形体の使用状態の例を示す斜視図である。
【図６】二重モールド成形体の使用状態の例を示す斜視図である。
【図７】二重モールド成形体の使用状態の例を示す斜視図である。
【図８】二重モールド成形体の使用状態の例を示す斜視図である。
【図９】第２モールドの線膨張径数の変化に対する吸水量の変化を示すグラフである。
【図１０】第１モールドの線膨張係数に対する第２モールドの線膨張係数の比率（線膨張係数比）の変化に対する吸水量の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明による二重モールド成形体の一実施形態を示す分解斜視図である。本実施形態の二重モールド成形体は、たとえば自動車の排ガス浄化触媒装置に付設される尿素水溶液タンク内の液体などの流体を識別するのに使用される流体識別装置である。
【００２０】
二重モールド成形体は、機能ユニット２と、該機能ユニットを覆うように該機能ユニットに適合された第１モールド４と、該第１モールドを覆うように該第１モールドに適合された第２モールド６とを有する。
【００２１】
機能ユニット２は、回路基板２１と、該回路基板に取り付けられた幾つかの機能部品２２，２３，２４，２５とを備える。第１の機能部品２２は、流体たとえば尿素水溶液タンク内の液体に関する特性値（たとえば尿素濃度）を測定する識別センサー部である。
【００２２】
該識別センサー部２２は、たとえば上記特許文献１に記載されているものに類似する識別センサーモジュールであり、図２に示されるように、金属からなる容器本体部２２１及び容器蓋体部２２２からなる容器内にセンサーチップ２２３及びフレキシブル回路基板２２４を収容している。容器蓋体部２２２には端子ピン２２５が取り付けられている。センサーチップ２２３は、接合剤２２６により容器本体部２２１の底部内面に接合される。センサーチップ２２３は、フレキシブル回路基板２２４を介して、端子ピン２２５と電気的に接続されている。
【００２３】
第２の機能部品２３は、デジタル回路素子たとえば演算処理回路やメモリなどを内蔵する半導体集積回路素子である。第３の機能部品２４は、アナログ回路素子たとえばトランスまたはコンデンサである。第４の機能部品２５は、防水処理された外部接続配線である。
【００２４】
第１モールド４は第２モールド６より線膨張係数の高い樹脂からなる。たとえば、第１モールド４の線膨張係数は１８０〜３００ｐｐｍ／Ｋであり、第２モールド６の線膨張係数は８０〜１７０ｐｐｍ／Ｋである。また、第１モールド４の線膨張係数に対する第２モールド６の線膨張係数の比率は、たとえば０．３〜０．９である。
【００２５】
このようにすることで、環境温度が変動しても、機能ユニット２と第２モールド６との間に介在する第１モールド４のクッション作用により、第２モールド６に生ずるひずみ応力の影響が機能ユニット２へと及ぶのを抑制することができる。かくして、機能ユニット２を用いた測定の精度の低下が抑制される。
【００２６】
第１モールド４の樹脂及び第２モールド６の樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂及びポリアミド系樹脂に属するものを挙げることができる。
【００２７】
とくに、第１モールド４はホットメルトモールディング材料からなるのが好ましい。この場合、とくに高い液密性が得られる。
【００２８】
機能ユニット２の第１の機能部品２２は、容器本体部２２１の外面の一部が、第１モールド４及び第２モールド６を貫通して外部に露出している。これにより、センサーチップ２２３を用いた尿素濃度の測定が可能になる。すなわち、本実施形態の二重モールド成形体は、液体と接触して、機能ユニット２を用いて液体に関する特性値を測定するよう構成されている。このような尿素濃度の測定については、たとえば上記特許文献１に記載されている。
【００２９】
図３は、本発明による二重モールド成形体の更に別の実施形態を示す生産工程斜視図である。図４は、本実施形態の二重モールド成形体の正面及び断面を示す図である。これらの図において、上記図１及び図２のものと同様の機能を有する部材または部分には、同一の符号が付されている。本実施形態の二重モールド成形体は、上記図１及び図２に示される実施形態と同様に、流体識別装置である。
【００３０】
図３（Ａ）には機能ユニット２が示されており、図３（Ｂ）には機能ユニット２に第１モールド４を付加した形態が示されており、図３（Ｃ）には第１モールド４に第２モールド６を付加した形態すなわち本実施形態の二重モールド成形体が示されている。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）には、それぞれ図４（Ｃ）のＡ−Ａ断面及びＢ−Ｂ断面が示されている。図４（Ｃ）は、図３（Ｃ）に対応する正面図である。
【００３１】
本実施形態の二重モールド成形体の生産は、たとえば次のようにして行うことができる。
【００３２】
二重モールド成形体の構成を決定するに際しては、先ず、需要者すなわちモールド成形体の使用者から、当該モールド成形体の外形についての要請が出される。すなわち、需要者により、当該二重モールド成形体の使用環境に応じた第２モールド６の外形（形状及び寸法）上の要求項目が設定される。但し、このような第２モールド６の外形上の要求項目の設定は、二重モールド成形体の生産者自らが行ってもよい。
【００３３】
二重モールド成形体の生産者は、設定された上記外形上の要求項目を満たすように、第２モールド６の外側形状を決定する。そして、この第２モールド６の外側形状に適合する寸法及び形状の機能ユニット２を決定する。この機能ユニット２の寸法及び形状の決定については、新規に設計してもよいし、既存のものから選んでもよい。
【００３４】
或いは、使用する機能ユニット２を最初に決定しておき、当該機能ユニット２の使用が可能となるように上記第２モールド６の外側形状を決定してもよい。
【００３５】
次に、以上のようにして決定された上記機能ユニット２と組み合わせて用いられる第２モールド６の内側形状を、決定する。この第２モールド６の内側形状の決定（設計）に際しては、第１モールド４による機能ユニット２と第２モールド６との間のクッション作用が場所に関して平均化するようにする。すなわち、第１モールド４は、全体にわたって機能ユニット２と第２モールド６との間での応力伝達（とくに環境温度変化の際の第２モールド６のひずみ応力変動の影響が第１モールド４を介して機能ユニット２へと伝達されること）ができるだけ少なくなるように、たとえば機能ユニット２の全体にわたってその上にできるだけ厚さ均一性が良好となるような形状とする。以上のようにして第２モールド６の内側形状ひいては第１モールド４の外側形状が決定される。
【００３６】
次に、以上のように設計された第１モールド４及び第２モールド６を作製するための成形用型部材を製造する。これらの型部材を用いて、先ず、機能ユニット２を覆うように第１モールド４を付与する第１の樹脂成形を行い、次いで、第１モールド４を覆うように第２モールド６を付与する第２の樹脂成形を行う。
【００３７】
以上のようにして、需要者すなわちモールド成形体の使用者の要請に基づき当該要請に適応した上記二重モールド成形体を効率よく生産することができる。この生産方法によれば、１つの機能ユニット２について、これと組み合わせるべき第２モールド６の形状を所望に設定した互いに外形の異なる複数の二重モールド成形体を容易に得ることができる。かくして、機能ユニット２の共通化された複数種類の二重モールド成形体を効率よく生産することができ、機能ユニット２の共通化に基づく生産コストの低減が可能である。或いは、第２モールド６の外側形状が共通化され互いに異なる機能ユニット２を用いた複数種類の二重モールド成形体を生産することができ、第２モールド６の成形のための型部材の共通化に基づく生産コストの低減が可能である。
【００３８】
図５及び図６は、いずれも以上のようにして生産された二重モールド成形体の使用状態の一例を示す斜視図である。この二重モールド成形体は、尿素水溶液タンク内にて吊り下げられ、必要に応じて固定手段により尿素水溶液タンク内部材に取り付けられる。二重モールド成形体には、被測定液体の外乱防止のために、第２モールド６の周囲を包囲する包囲体８が取り付けられている。この包囲体８の底部には、不図示の通液孔が形成されており、該通液孔を介して尿素水溶液タンク内の被測定液体が包囲体８の内部に対して出入りできる。図６においては、包囲体８の側壁部の開放位置も示されている。
【００３９】
図７は、上記と同様にして生産される二重モールド成形体の使用状態の例を示す斜視図である。本例においては、第４の機能部品２５は、防水管内に収容された外部接続配線である。この二重モールド成形体は、上記外部接続配線を収容した防水管の上部にて尿素水溶液タンクに取り付けられる。二重モールド成形体には、上記防水管に、上記同様に第２モールド６の周囲を包囲する包囲体８が取り付けられている。
【００４０】
図８は、上記と同様にして生産される二重モールド成形体の使用状態の他の例を示す斜視図である。本例においては、第４の機能部品２５は、ソケット処理された外部接続配線である。この二重モールド成形体は、雄ねじ１０を備えており、該雄ねじ１０が尿素水溶液タンクの底部に形成される取付開口の雌ねじに適合することで、尿素水溶液タンクに取り付けられる。二重モールド成形体には、上記同様に第２モールド６の周囲を包囲する包囲体８が取り付けられている。本例では、包囲体８の頂部に通液孔９が形成されている。
【００４１】
以上の実施形態においては、二重モールド成形体として尿素水溶液タンク内の液体を識別するのに使用される流体識別装置を例にとって説明を行っている。しかし、本発明の二重モールド成形体は、その他の流体識別装置たとえば自動車用燃料などの燃料を識別する装置であってもよく、更にそれ以外の装置であってもよい。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により、本発明を更に説明する。
【００４３】
本実施例では、第１モールド４及び第２モールド６につき、それぞれ表１に示されるような樹脂の組合せを用いて、図３及び図４の実施形態に属する二重モールド成形体を生産した。
【００４４】
【表１】
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得られた二重モールド成形体につき、それぞれ水中に浸漬して同等のヒートサイクルテスト（５℃で３分間及び７０℃で３分間を１００サイクル）を行い、テスト前後の二重モールド成形体の重量を測定し、これに基づき吸水量を算出した。結果を図９及び図１０に示す。図９は第２モールド４の線膨張径数の変化に対する吸水量の変化を示し、図１０は第１モールド４の線膨張係数に対する第２モールド６の線膨張係数の比率（線膨張係数比）の変化に対する吸水量の変化を示す。
【００４５】
本実施例では、第１モールド４の線膨張係数は１８０〜３００ｐｐｍ／Ｋとくに１９０〜２８０ｐｐｍ／Ｋであり、第２モールドの線膨張係数は８０〜１７０ｐｐｍ／Ｋとくに９０〜１６０ｐｐｍ／Ｋであり、第１モールド４に対する第２モールド６の線膨張係数比は０．３〜０．９とくに０．３２〜０．８４である。
【００４６】
これらの全ての組合せにおいて、吸水量は十分に低く、従って、環境温度変化に対して、液密性に優れ、外部応力が第２モールド６から機能ユニット２に伝達されにくい。
【符号の説明】
【００４７】
２  機能ユニット
２１  回路基板
２２，２３，２４，２５  機能部品
２２１  容器本体部
２２２  容器蓋体部
２２３  センサーチップ
２２４  フレキシブル回路基板
２２５  端子ピン
２２６  接合剤
４  第１モールド
６  第２モールド
８  包囲体
９  通液孔
１０  雄ねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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