(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
型のキャビティに対して進退自在に設けられ、相対向する保持部材によりインサート品を前記キャビティ内に保持した状態にて、溶融樹脂を前記キャビティ内に注入し、前記キャビティに溶融樹脂が充填完了前あるいは充填完了後に前記保持部材を前記キャビティから後退させ、前記インサート品を樹脂成形するインサート成形方法において、前記キャビティと前記インサート品との間に充填される前記溶融樹脂により形成される樹脂部において、前記保持部材が位置しない領域のうち、前記溶融樹脂の冷却が、前記保持部材が位置する領域を含む周辺領域よりも促進させる領域を前記インサート品に相対向して形成されることを特徴とするインサート品成形方法。
【請求項２】
前記冷却が促進される領域は、前記樹脂部の肉厚が、前記保持部材が位置する周辺の樹脂部の肉厚よりも薄くされるものであることを特徴とする請求項１に記載のインサート品成形方法。
【請求項３】
前記インサート品は、中空部を有する外部品と、該外部品の前記中空部に挿入される内部品とからなり、前記外部品と前記内部品の一端が１つの保持部材により同時に支持されることを特徴とする請求項２に記載のインサート品成形方法。
【請求項４】
インサート品が配置されるキャビティを有する型と、該型に対して進退自在に設けられ、前記キャビティ内に相対向して突出して前記インサートを保持する保持部材とを有し、前記インサート品を前記保持部材により保持した状態にて、溶融樹脂を前記キャビティ内に注入して前記キャビティに溶融樹脂が充填完了前あるいは充填完了後に前記保持部材を前記キャビティから後退させ、前記インサート品を樹脂封止するインサート品成形装置であって、前記型の前記キャビティに露出する相対向する表面部において、前記保持部材周辺の表面部に比べて前記樹脂が速く冷却固化される冷却促進表面部を有することを特徴とするインサート品成形装置。
【請求項５】
前記冷却促進表面部において、該冷却促進表面部と前記インサート品との間の前記樹脂の肉厚が、前記保持部材周辺の表面部と前記インサート品との間の前記樹脂の肉厚に比べて薄くされる隆起部を有することを特徴とする請求項４に記載のインサート品成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電気コイルやＩＣ部品やサーミスタなどのインサート品を樹脂で封止した成形品を作製するインサート品成形方法およびインサート品成形装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来より、例えば電気コイルやＩＣ部品などは防水性を必要とすることから、その表面をポッティング材で覆ったり、封止栓を付加したりして防水性を確保していた。近年は、製品のコストダウンやリサイクル性を高めるために、その表面を樹脂で封止するようになってきており、この樹脂封止には、安価で量産性に優れたインサート成形法が採用されている。このインサート成形に用いる成形装置として、例えば特開昭５５−９１６４２号公報に開示されているように、インサート品が配置されるキャビティを有する金型と、該金型に進退動自在に設けられ前記インサート品を先端で保持する複数の保持ピンとを備えたものが知られている。この成形装置により樹脂成形を行う場合には、キャビティ内の所定位置にインサート品を保持ピンで保持して配置し、その状態でキャビティに溶融樹脂を充填した後、保持ピンをキャビティから後退させ、その後さらに溶融樹脂を充填する。これにより、インサート品の表面全体を樹脂で封止した成形品が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の成形装置により成形を行う場合、保持ピンをキャビティから後退させるタイミングを溶融樹脂の充填が完了する前（溶融樹脂がキャビティ内を流動している間）にすると、保持ピンのピン穴の封止は行われるものの、インサート品が溶融樹脂の動きによって移動してしまい、形成される樹脂成形部の厚さが不均一となって良好な成形品が得られない。
【０００４】
そこで、保持ピンをキャビティから後退させるタイミングを溶融樹脂の充填完了後とすることが考えられるが、インサート品の移動は少ないものの、保持ピン周囲の樹脂に既に冷却固化層が形成されているため、保持ピン周囲からピン穴に流入してきた樹脂が完全に融合せずに水分等が侵入可能な微細な穴（以下、未融合部）が残ってしまい、インサート品を十分に封止した樹脂成形部を形成できないという問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題に鑑み案出されたものであり、インサート品の位置づれを抑制しつつ、保持ピンに起因する未融合部の残留を抑制して、インサート品を十分に封止した樹脂成形品を形成し得るインサート品成形方法および成形装置を提供することを解決すべき課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の方法を採用することができる。この手段によると、キャビティに注入される溶融樹脂のうち、保持部材周辺領域以外の領域にて、保持部材周辺領域の溶融樹脂に比べて冷却が促進される領域をインサート品に対し相対向して設けているため、この領域では保持部材周辺領域に比べて短時間で溶融樹脂の固化が進行する。これにより、保持部材周りの溶融樹脂が十分に冷却固化される前のタイミングで保持部材をキャビティから後退させた場合にも、インサート品は冷却が促進された領域で固化が進行した樹脂によって固定されるため位置ずれを防止することができる。従って、インサート品の位置ずれや保持部材に起因する未融合部の残留を抑制して、インサート品を十分に封止した良好な樹脂成形品を成形することができる。
【０００７】
さらに、請求項２に記載の方法によれば、請求項１に示された溶融樹脂の冷却を促進させる領域は、溶融樹脂により保持部材周辺に形成される樹脂部よりも、その肉厚が薄くなるような領域であるため、この領域を型側あるいはインサート品のどちらかに設けるのみで得ることができる。
【０００８】
また、請求項３に記載の方法によれば、中空部を有する外部品とその中空部に挿入された内部品とからなるインサート品であっても、１つの保持部材により外部品と内部品との一端を同時に支持するようにしているため、溶融樹脂がキャビティに流入したきたときに、溶融樹脂の流入圧により、外部品と内部品との位置ずれを防止することができる。
【０００９】
また、請求項４に記載の手段によれば、キャビティに注入される溶融樹脂のうち、保持部材周辺領域以外の領域にて、保持部材周辺領域の溶融樹脂に比べて冷却が促進される領域をインサート品に対し相対向して設けているため、請求項１に記載の方法により得られる上述した効果を得ることのできるインサート品成形装置を提供することができる。
【００１０】
また、請求項５に記載の手段によれば、請求項４に記載の手段による上述した効果に加え、溶融樹脂の冷却を促進させる領域は、溶融樹脂により保持部材周辺に形成される樹脂部よりも、その肉厚が薄くなるようにキャビティ内に隆起した領域であるため、この領域を容易に形成することができるという効果がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１２】
〔実施形態１〕
始めに図１〜図３を用いて、一般的な射出成形機について簡単に説明する。射出成形機は図１に示すように、台座７０上に溶融樹脂を射出する射出部と、射出部から注入された溶融樹脂を冷却固化する成形部が配置されており、射出部が図中の矢印の方向に移動し、型内に溶融樹脂を注入する。
【００１３】
射出部は、ペレット状の樹脂を入れるホッパー７１と、ホッパー７１から供給されたペレット上の樹脂を溶融する射出機７２とからなり、ペレット状の樹脂は射出機７２に供給されると、射出機７２内の図示しないスクリューにより射出機７２の先端側へ送り出される。そして、射出機７２内のスクリューにより射出機７２の先端側へ送り出される際に、射出機７２に備えられた図示しないヒータからのヒータ熱と、スクリューによるせん断熱により溶かされる。
【００１４】
また、成形部はインサート品を成形する型（型Ａ，Ｂ）と型Ａ，Ｂを保持する型取付盤７３と、型Ｂを開閉する型開閉装置７４とからなる。型Ｂは型開閉装置７４により図中の矢印方向に開閉動作をする。図２（ａ）は、型Ａ，Ｂと型取付盤７３の部分を拡大したものであり、部分的に透視図となっている。スプル７５は射出機７２から注入された溶融樹脂をインサート品が入れられているキャビティ７６に導入する部分であり、型内に導入された樹脂はゲ−ト７７からキャビティ７６内に注入される。インサート品の成形が終わると、図１の型開閉装置により型Ｂが型Ａから離れてイジェクターピン７８により成形品が取り出せるようになっている。
【００１５】
また、通常、型には型全体を所定の温度にするヒータ部７９が設けられており、ヒータ部７９は図２（ｂ）に示すように型に孔８０が設けられ、その孔８０内に金属ヒータ８１が挿入されたり、図２（ｃ）に示すように温水や温められたオイル等の温度供給媒体８２を流す流路８３を設けてその流路８３に温水等を流すことで型を所定温度に保つようにしている。また、図２（ｄ）に示すように温度供給媒体８２の流路８３を分けるようにするものもある。また、図示しないが、図２（ｄ）のように流路が複数あるものでも、媒体の入り口と出口は共通になっているものもある。
【００１６】
尚、上記説明では型を温めるようにしたが、注入する樹脂の種類によっては、型を冷やすようにするものもある。その場合は、例えば図２（ｂ）や図２（ｃ）のように温度供給媒体８２として冷水等を供給するようにする。図３は、型Ａ，Ｂを開いた状態で型Ｂ側を見たものであり、型Ａと閉じた状態でキャビティ９１を形成するキャビティ９１部にインサート品９０を入れて保持ピン９２によりインサート品９０を保持している状態を示している。
【００１７】
図中のランナー部９３はスプル７５からゲ−ト７７まで溶融樹脂を導入する経路であり、成形後にいわゆるランナーとして成形樹脂が残る部分である。成形品はこのランナーを取り除いて次工程へと運ばれる。また、保持ピン９２は連結部９４によりシリンダーピン９５ａと結合されており、シリンダーピン９５ａが空気圧や油圧等を用いたシリンダー９５により上下することで、キャビティ９１に対してキャビティ９１内に進出したり、キャビティから後退したりすることができる。
【００１８】
尚、本実施形態における保持ピン９２は通電されることによって加熱されるようになっているため、連結部９４に連結部配線孔９６および型内に型部配線孔９７が設けられ、配線９８が型の外側に位置する電源９９に接続されている。次に、本発明の特徴部分を説明する。図４は本実施形態に係るインサート品成形装置の一例を示す要部断面図である。本実施形態の成形装置は、図４に示すように、上型１１及び下型１２よりなる金型１と、金型１に進退動自在に設けられた４本の保持ピン２と、保持ピン２を加熱する電気ヒータ３及び電気ヒータ３に電流を供給する電源４よりなる加熱手段とを備えている。なお、以下の実施形態では、請求項でいう保持部材をインサート品の保持ピンとして説明する。
【００１９】
金型１は、閉じられた上型１１と下型１２とが対向する面によって形成された成形品の外周形状と対応するキャビティ１３を有する。また、金型１の一側面には、キャビティ１３内に溶融樹脂を充填するゲート１４が設けられている。保持ピン２は、上型１１及び下型１２の所定位置にキャビティ１３内に進退動自在にれぞれ２本づつ設置されている。各保持ピン２には、キャビティ１３内に配置されるインサート品５を先端で保持する位置と、先端面がキャビティ１３を形成する型面と一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ（図３参照）が設けられている。
【００２０】
加熱手段を構成する電気ヒータ３は、ニクロム線やタングステン線等により構成され、各保持ピン２に保持ピン本体と絶縁されて埋設されている。上型１１の保持ピン２に設けられた電気ヒータ３は一方の電源４に接続され、下型１２の保持ピン２に設けられた電気ヒータ３は他方の電源４に接続されている。なお、電源は本実施形態のように２つ設ける必要はなく、１つのみで２つの保持ピン２に通電するようにしてもよい。
【００２１】
以上のように構成された本実施形態の成形装置によりインサート成形を行うには、先ず、金型１を開いた状態で各保持ピン２を突出させ、下型１２の保持ピン２上にインサート品５をセットする。次に金型１を閉じると、図４に示すように、インサート品５が各保持ピン２の先端で保持されて、キャビティ１３内の所定位置に配置される。
【００２２】
この状態で、図５に示すように、金型１のキャビティ１３内に射出機（図１参照）によりゲート１４を介して溶融樹脂６を充填する。同時に、電源４のスイッチオンにより、電気ヒータ３に電流を供給し、所定の温度に各保持ピン２を加熱する。この際、インサート品５は保持ピン２で固定されているため、溶融樹脂６の流動抵抗や圧力によって移動することはない。また、キャビティ１３内に充填された溶融樹脂６が保持ピン２に接触しても、保持ピン２が溶融樹脂６の融点以上の温度に加熱されているため、保持ピン２の周囲の樹脂に冷却固化層は生成しない。
【００２３】
次に、エアシリンダを駆動して、図６に示すように、各保持ピン２をそれらの先端面がキャビティ１３を形成する型面と一致する位置まで後退させた後、必要に応じて更に溶融樹脂６を充填するとともに、保持ピン２を後退させた後は保持ピン２を加熱する必要がないため、電気ヒータ３への通電は停止する。これにより、図７に示すように、各保持ピン２の周囲の溶融樹脂６が保持ピン２を抜き去った後のピン穴に流入すると共に十分に融合し、ピン穴はほとんど消滅して未融合部も残留しない。その後、キャビティ１３内の溶融樹脂６が冷却固化することにより、インサート品５が樹脂により完全に封止された防水性、防油性の高い成形品が形成される。
【００２４】
なお、各保持ピン２をキャビティ１３から後退させるタイミングは、溶融樹脂６がキャビティ１３内全体に充填された後（充填完了後）できるだけ早い方がよいが、インサート品５の傾きが問題ない範囲となる場合には溶融樹脂６がキャビティ１３内に充填完了される前でもよい。尚、溶融樹脂の充填が完了するというのは、溶融樹脂がキャビティの容積に対して、約９０〜９５％程度充填され、その後、溶融樹脂の射出圧力を弱めてさらに充填を行った後の状態をいう。
【００２５】
タイミングのコントロ−ル方法としては、タイマにより充填開始から一定時間後に行う方法、キャビティ１３内の樹脂圧をセンサにより検知し、充填完了を確認して保持ピン２を後退する方法などがある。以上のように、本実施形態のインサート品成形装置によれば、各保持ピン２は、キャビティ１３に溶融樹脂６が充填されるときに溶融樹脂６の融点以上の温度に保持ピン２を加熱する加熱手段を具備しているため、溶融樹脂６の充填が完了するまでインサート品５を保持ピン２で保持してインサート品５の位置づれを防止することができる。また、保持ピン２を後退させるときには、保持ピン２の周囲に樹脂の冷却固化層が生成しないので、保持ピン２に起因する未融合部が残留することがなく、インサート品５を十分に封止した樹脂成形品を形成することができる。
【００２６】
ここで、図８を用いて保持ピン２に起因する未融合部が残留することについて従来例と本実施形態を比較して説明する。従来方法では、図８（ａ）に示す未融合部の長さが長く、樹脂成形した樹脂６０の肉厚は未融合部６１が残留している所にて薄くなってしまい、信頼性が低くなる。悪いものは、未融合部６１が貫通する場合もある。
【００２７】
図８（ｂ）のように、保持ピンが後退した後に形成されるピン穴２０は、図８（ａ）を矢印方向に見た図８（ｃ）に示すように周りの樹脂圧により埋め込まれるようになるが、従来品のように保持ピンを加熱しない場合には、図８（ｄ）のように、未融合部６１は大きく残ってしまうが、本実施形態品では、図８（ｅ）のように、未融合部６２の残留状態を小さくすることができる。また、加熱した保持ピン２の後退のタイミングが早いか、あるいは保持ピン２の加熱温度が十分高ければ未融合部の発生をも抑えることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態では、インサート品５を保持する方法として、保持ピン２の先端の平面で位置決めし、保持ピン２の後退面が金型面と一致しているが、図９に示すように、他に、あらかじめインサート品５５に凹部を形成しておき、保持ピン５２の先端を凸部とすることで、確実にインサート品５５の位置決めをする方法がある。凹凸は角状でも円錐状あるいは半球状でもよい。また、図９に示すように、型開き方向と保持ピン５２の動作方向が平行でない場合、保持ピン５２を後退させる位置は、製品がアンダーカット（保持ピン５２を金型面より後退させることにより保持ピン５２の後退部分に入り込んだ溶融樹脂により突起状の余分な部分が形成される状態）にならないように、金型面の手前で止め（図１０参照）、溶融樹脂５７を固化させ、型開きと同時に保持ピン５２をさらに後退させ（図１１参照）、製品取り出しに不具合が生じない機構とすることで対応可能である。
【００２９】
なお、上記実施形態では、溶融樹脂の注入開始と同時に保持ピン２を加熱し、保持ピン２を後退させた後に加熱を停止するようにしていたが、保持ピン２の発生する熱が金型１や成形品に悪影響を与えない場合、例えば、金型１が大きく蓄熱しにくい場合や、保持ピン２の本数が少なく保持ピン２から出る全体の熱量が少ない場合などには、保持ピン２を常時加熱しておいてもよい。
【００３０】
また、インサート品５が樹脂等の耐熱性の低い物質である場合、保持ピン２の熱と荷重により変形する虞れがある。この場合には、金型１を閉じた後ただちに保持ピン２を加熱するのではなく、溶融樹脂６を充填する直前（あるいは直後）になってから、保持ピン２を急速に熱する方法を採ることによって、高温の保持ピン２がインサート品５に触れている時間を短縮するのがよい。この場合、保持ピン２の加熱速度を速めるため、電気ヒータ３を保持ピン２の内部、特にキャビティ１３内に突出する部分に設置すると共に、電気ヒータ３の電流密度を上げる必要がある。この方法として、セラミックヒータを保持ピン２の形状に仕上げ、金属等で被覆せずに使用する方法などがある。
【００３１】
なお、保持ピン２に用いる電気ヒータとして好適なものを調べるため、表１に示すように、保持ピン本体と電気ヒータの発熱体との組合せを種々変更して構成したＡ〜Ｄの４種類の保持ピンを用意し、表１に示す各条件項目について評価した。ここでの各条件項目は、成形工程おける時間の経過と保持ピンの温度変化との関係を示す図１２の成形工程モデル図に基づいて適宜設定されている。なお、保持ピンの加熱温度好適範囲は、図１２中の斜線に囲まれた部分となる。
【００３２】
図１２において、保持ピンの温度の下限としては、保持ピンを抜くタイミングには、保持ピン周りで冷却固化された樹脂が再度溶ける樹脂の融点まで上昇していることが望ましい。また、型温は、注入された溶融樹脂を固めるための温度にされているため、保持ピンを型温以下に調節する必要はない。また、保持ピンの温度の上限としては、成形が開始されて溶融樹脂がキャビティ内に注入される（図中の成形開始のタイミング）までは、保持ピンによりインサート品が変形しないようにインサート品の樹脂等の熱変形温度以下に保つことが望ましく、成形開始後保持ピンを抜くタイミングでは、樹脂の熱劣化温度以下とすることが重要である。尚、熱劣化温度とは、成形中や成形後の加熱によって化学的構造に変化を起こして、その材料の物理的性質が変化する温度のことをいう。また、成形が終了（樹脂注入が完了し、型を開く前のタイミング）するまでには、冷却固化された樹脂が変形しない温度以下に調節することが望ましい。これは、成形終了時に保持ピンの温度が十分に下がっていないと、成形品を取り出すときに、保持ピン先端に触れている樹脂が糸状にのびてしまい、外観不良や成形品の寸法精度が低下するといった問題を抑制するためである。
【００３３】
図１２から特に重要と考えられる評価項目は、加熱された保持ピンによって、耐熱性の低いインサート品を長い間保持させたくない、という観点から考えると、昇温速度が速いものが望まれる。また、成形サイクルを考慮すると、降温速度も速いものが望まれる。また、図１２以外で考えられる評価項目としては、例えば保持ピンの加熱方法が通電加熱であるため、消費電力をなるべく抑えたいという要望が考えられる。また、注入樹脂の樹脂圧等に耐えうる強度、ヒータのオン・オフを繰り返すため、その繰り返し信頼性等が挙げられる。これらについて４種類の保持ピンについて調べ、表１にまとめた。今回試験を実施した保持ピンについて図１３を用いて説明する。
【００３４】
表１に示す試験ピンＡは、保持ピン本体がステンレス製（ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４）であり、発熱体もステンレス製とあるが、これは、図１３（ａ）に示すように、保持ピン本体２１を薄肉化し、それ自体を発熱体としたものであり、本体の中にプラス側の配線を保持ピンの先端に接続し、他端にマイナス側の配線を接続したものである。また、プラス側の配線（ニクロム線、タングステン（Ｗ）線）は保持ピン内部にて保持ピン本体に短絡しないようにシリコンゲル等の絶縁部材２２にて覆われている。
【００３５】
表１に示す試験ピンＢは、図１３（ｂ）に示すように、保持ピン本体２３が通常の保持ピンに用いられる金属（高速度鋼、ハイス鋼ＪＩＳ規格ＳＫＨ５１〔今回の試験に使用〕、ダイス鋼ＪＩＳ規格ＳＫＤ１１等）であり、発熱体２４にＷ線を用いた。試験ピンＡ同様、Ｗ線は絶縁材２５にて覆われている。第１に示す試験ピンＤは、図１３（ｄ）に示すように、発熱体２６に導電性セラミックスの一種であるＭｏＳｉ2を用い、保持ピン本体２７に絶縁性セラミックスの一種であるＳｉ3Ｎ4を用いた。
【００３６】
また、表１に示す試験ピンＣは、図１３（ｃ）に示すものであり、図１３（ｄ）に示す試験ピンＤに、さらに金属キャップ２８を装着したものである。表１は上記の試験ピンについて、昇温速度、消費電力、強度、繰り返し信頼性について図１２に示す温度条件にて調べた試験結果をまとめたものである。尚、昇温速度は、試験ピンの先端付近に温度検出器であるサーミスタを装着して測定したものである。また、消費電力は、何回かの成形サイクルにて消費された電力を測定したものである。また、強度は、発明者らが必要と考えた強度に対して必要な保持ピンの直径で表してある。また、繰り返し信頼性は、何回か試験した後に試験ピンに異常がないかどうかを調べたものである。
【００３７】
表１を見ると、昇温速度、消費電力、繰り返し信頼性のすべての項目において発熱体にセラミックスを用いた試験ピンＣ、Ｄがよいことがわかる。また、保持ピン本体２３もセラミックスとした試験ピンＤについては、昇温速度が試験ピンＣよりもよいことが分かる。尚、試験ピンＣは、試験ピンＤに金属キャップ２８をかぶせたものである。これは、強度面での相違を比較するために用意したものであるが、強度の試験結果は試験ピンＣ、Ｄとも同じであった。尚、昇温速度を考慮したら金属キャップ２８がない試験ピンＤの方が総合的に良いといえる。
【００３８】
また、試験ピンＡについては、保持ピン本体２１が発熱体になるようにしたため、その発熱を良好にすべく、その肉厚を薄くする必要があり、それにより強度が低下してしまった。また、抵抗値が小さいため大電流が必要となり、消費電力も他の試験ピンに比べてかなり増大している。また、繰り返し信頼性においては、プラス側の配線をピンの先端部にろう付けしており、配線の周りを絶縁材料で覆っているため、繰り返し使用していると、保持ピン本体２１と絶縁材料２２との熱膨張の差によりろう付け部が取れてしまうことがあり、試験ピンＣ、Ｄに比べて信頼性が悪い結果となった。
【００３９】
また、試験ピンＢについては、昇温速度、消費電力は、試験ピンＣ、Ｄに比べたら若干劣るものの、強度、信頼性の面から見ても劣ることはなかった。尚、表１の総合評価は、実際に使用できるかできないかという観点で評価したものである。従って、評価項目において他の試験ピンよりも劣る試験ピンＡにおいても、加熱を行う保持ピンとして使うことができるという点では“良い”という結果になった。つまり、保持ピンの温度変化については、図１２に示されるような温度範囲を満たすことができたので、他の条件を考慮しなければ使用可能と判断できた。
【００４０】
以上をまとめると、試験ピンＡについては、他の試験ピンに比べてすべての項目において劣る結果となった。ただし、劣るとはいっても実際に使用できないというものではなく、使えるが他のピンに比べていろんな面で劣る項目があるということであり、総合評価においては実際に使用できるという点で“良い”という結果になった。
【００４１】
また、試験ピンＢ、Ｃ、Ｄについては、良好に使用できることがわかった。また、特に試験ピンＤについては、昇温速度の点で非常に良く、総合評価では◎をつけることができた。試験ピンＤが、他の試験ピンに比べて昇温速度が速かった理由としては、他の試験ピンは、▲１▼発熱体、▲２▼発熱体を覆う絶縁部材、▲３▼保持ピン本体の３重構造であるのに対し、試験ピンＤは、▲１▼導電性セラミックス、▲２▼絶縁性セラミックスの２重構造であるためと考えられる。
【００４２】
尚、本発明における保持ピンは上記試験を行った保持ピンに限定されるものではなく、例えば試験ピンＡのような保持ピン本体２１と発熱体とが同一のものにおいては、試験したステンレス材に限らず、他の金属を用いてもよい。また、試験ピンＢにおける発熱体２４はタングステンに限らず、例えば白金（Ｐｔ）等の発熱体として用いられるものであれば何でもよい。また、保持ピン本体２３もハイス鋼に限らず、例えば試験ピンで用いたステンレスに発熱体を挿入するものであってもよい。
【００４３】
また、試験ピンＣ，Ｄに用いた導電性のセラミックスはＭｏＳｉ2に限らず、例えばＺｒＯ2ーＹ2Ｏ3、ＬａＦ3等が挙げられる。また保持ピンの本体となる絶縁性セラミックスとしては、他にＡｌ2Ｏ3，ＢｅＯ，ＭｇＯ等が挙げられる。尚、本発明でいうセラミックスとは熱処理によって得られる無機系非金属材料のことを言う。
【００４４】
また、保持ピン本体を絶縁性セラミックスとして発熱体をＷやＰｔのような金属発熱体としてもよい。また、保持ピン本体との絶縁が型側にて行われるのであれば、導電性セラミックスのみで保持ピンを形成することも考えられる。図１４に試験ピンＤと同様な構造の保持ピンのより具体的な構造を示した。図１４（ａ）は、保持ピンの外観を示すものであり、図１４（ｂ）は保持ピンの透視図を示すものである。図１４（ａ）に示すように保持ピンは先端部がセラミックスヒータ部３１からなり、他端部はセラミックスヒータ部３１が金属スリ−ブ３２にて保持されている。また、セラミックスヒータ部３２の他端は金属スリ−ブ３２から突出して金属キャップ３３が被せられ、この金属キャップ３３の一部にプラス側の電線３４が接続される。電線３４は、銅やエナメル等の金属導体部３４ａとそれを覆う絶縁被覆３４ｂからなり、導体部３４ａが一部露出して金属キャップ３３とろう付けされている。また、マイナス側の電線３５は金属スリ−ブ３２にろう付けされている。また、プラス側の電線３４が接続されているキャップ３３部には、マイナス側の電線３５とのショートを防ぐために絶縁被覆３３ａを被せてある。この保持ピンにおいて、セラミックスヒータ部３１の金属スリ−ブ３２に保持されている部分に対して細くされている部分が型のキャビティ内に突出するようになる。
【００４５】
また、セラミックスヒータ部３１の内部は、図１４（ｂ）に示すように絶縁性セラミックス３１ａが導電性セラミックス３１ｂを覆っており、導電性セラミックス３１ｂのプラス側の配線３４ｃは金属キャップ３３部に図中Ａの位置にて接続されており、マイナス側の配線３５ｃは図中Ｂの位置にて金属スリ−ブ３２に接続されている。また、図１４（ｃ）は図１４（ａ）に示す保持ピンの矢印Ａの方向から見た断面図である。
【００４６】
尚、図１４に示す保持ピンの形状は一例であってこれに限るものではない。
【００４７】
【表１】
0003775376.tif 000002
【００４８】
また、上記実施形態では、保持ピン２を後退させた後、保持ピン２の加熱を停止していた。しかし、溶融樹脂６が保持ピン２と金型１の間のクリアランスに侵入して固化し、その後の保持ピン２の動作が不能になることがある。この場合、保持ピン２の動作時に再び加熱を行うことにより、保持ピン２と金型１の間のクリアランスにある樹脂を再溶融させ、保持ピン２の動作を復帰させることができる。
【００４９】
以上の説明では、保持ピンの加熱方法として、保持ピン自体に発熱体を備え、直接的に保持ピンを加熱するようにしたものについて説明したが、保持ピンの加熱方法はこれに限るものではなく、例えば型の保持ピンが装着される周辺に電気等によるヒータ部を設けるようにして間接的に保持ピンを加熱するようにしてもよい。ただし、この場合には、上述した電気ヒータにより直接保持ピンを加熱する場合に比べ、発熱体が保持ピンから離れているため、保持ピンを十分に加熱できないという問題がある。
【００５０】
また、保持ピン自体を電気ヒータにて直接加熱するのではなく、例えば試験ピンＢのように保持ピンの本体を空洞状態として、その内部に圧力や温度を加えることで高温状態とされた水、空気、油等の媒体を保持ピンの空洞部に供給することで、保持ピンを加熱することも考えられる。ただし、この場合には、保持ピンを電気ヒータにて加熱する場合に比べて、媒体の特性上、温度上昇はあまり期待できない。また、媒体の温度を上げるためには高圧にする必要があるため、保持ピンには、その圧力に耐えうることも条件となるため、構造的にそのための工夫が必要となるという欠点がある。
【００５１】
また、以上の説明では、保持ピンを昇温させた後の降温については何ら触れていなかったが、自然に温度が下がるようにしてもよいし、あるいは成形サイクルを速めるために、保持ピン周辺に降温手段を設けるようにしてもよい。降温手段としては、例えば、図２（ｄ）で示したような型の温度を設定するための温度供給媒体８２の流路８３のような冷却経路を保持ピン付近に設け、この冷却経路に水などの冷却媒体を流すようにして、加熱された保持ピンを強制的に冷却することが考えられる。
【００５２】
また、保持ピンの加熱後の温度については、図１２に示すように樹脂の融点温度とすることが望ましい。しかし、保持ピンの温度を必ずしも樹脂の融点以上にする必要はない。少なくとも型の温度よりも高くすれぱよいのである。すなわち、図８において説明したように、従来では保持ピン自体に温度に関しては何も施されておらず、その温度は高くてもせいぜい型の温度と同じになっていた。型の温度は注入された溶融樹脂をキャビティ内に導入できて、かつ注入された溶融樹脂を固めるための温度に調整されているため、溶融樹脂は保持ピンによっても冷却されることになる。この状態でインサート品の樹脂成形を行うと、溶融樹脂が保持ピンにより冷却固化されていたため、保持ピンを後退させたときに、保持ピン周りで冷却固化された樹脂により、ピン穴を十分に埋め込むことができず、未融合部が残留してしまっていた。
【００５３】
つまり、ピン穴が十分に埋め込まれなかったのは、保持ピン周りの樹脂が保持ピンにより冷却されて固くなったためであり、その固くなった樹脂を柔らかくできれば、図８（ｄ）に示すように従来に比べてより未融合部の残留を抑制することができ、信頼性を向上させることができる。従って保持ピンの温度を樹脂の融点以上に上げることは、必ずしも必要ではない。図１２に示したような樹脂の変形温度まで加熱するようにすれば効果は十分得られるものと考える。
【００５４】
例えば、注入樹脂が熱可塑性樹脂であるＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）の場合には、ＰＢＴの融点は２３０℃であり、また、ＰＢＴの熱変形温度は１５０℃であり、型温は７０℃〜８０℃程度に設定される。従って、保持ピンの加熱温度は、１００℃に加熱することで、保持ピン周りの樹脂は、保持ピンを加熱しない場合に比べて柔らかい状態とされ、図８（ｄ）に示すようにピン穴に起因する未融合部の残留を、保持ピンを加熱しない場合に比べて抑制することができると考えられる。また、ＰＢＴの熱変形温度である１５０℃まで保持ピンを加熱すれば、保持ピン周りの樹脂は十分変形可能な状態にあるため、ピンに起因する未融合部の残留を十分抑制することができるものと考える。そして、保持ピンの温度をＰＢＴの融点以上に加熱すれば、保持ピン周りの樹脂は冷却固化されていたとしても保持ピンにより溶けうる状態にされるため、保持ピンを後退させた後のピン穴に起因する未融合部の残留をほとんどなくすことができる。
【００５５】
〔実施形態２〕
図１５は本実施形態に係るインサート品成形装置の要部断面図である。
【００５６】
本実施形態の成形装置は、図１５に示すように、上型１１１及び下型１１２よりなり薄肉形成部１１５を有する金型１０１と、加熱手段を具備し金型１０１に進退動自在に設けられた２本の保持ピン１０２とを備えている。なお、本実施形態での薄肉形成部１１５は、請求項１５、１８でいう隆起部のことである。金型１０１は、閉じられた上型１１１と下型１１２とが対向する面によって形成された成形品の外周形状と対応するキャビティ１１３を有する。また、金型１０１の一側面には、キャビティ１１３内に溶融樹脂を充填するゲート１１４が設けられている。そして、上型１１１及び下型１１２の型面には、キャビティ１１３内に配置されたインサート品１０５の両端部と対応する位置に上下型面より相対向して突出する薄肉形成部１１５が設けられている。この薄肉形成部１１５は、その先端面がインサート品１０５の表面と近接して対向し、その間の寸法が約１ｍｍとなるように設定されている。一方、薄肉形成部１１５以外の部分（保持ピン１０２の周り）の型面とインサート品１０５の表面との間の寸法は約４ｍｍとなるように設定されている。これにより、薄肉形成部１１５とインサート品１０５との間に充填される溶融樹脂の肉厚が薄肉形成部１１５の突出している分（約３ｍｍ）だけ他の部分よりも薄くなるように設定されている。
【００５７】
保持ピン１０２は、上型１１１及び下型１１２の中央部に縦方向に嵌挿された状態でそれぞれ１本づつ設置され、キャビティ１１３内に向かって進退動自在に設置されている。各保持ピン１０２には、キャビティ１１３内に配置されるインサート品１０５を先端で保持する位置と、先端面がキャビティ１１３を形成する型面と一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ（図示せず）が設けられている。この保持ピン１０２は、絶縁性セラミックからなり、その内部にはセラミック製の発熱体からなる電気ヒータ１２１が埋設されている。各電気ヒータ１２１は、それぞれ電源１０３に接続されている。
【００５８】
以上のように構成された本実施形態の成形装置によりインサート成形を行うには、先ず、金型１０１を開いた状態で各保持ピン１０２を突出させ、下型１１２の保持ピン１０２上にインサート品１０５をセットする。次に金型１０１を閉じると、図１５に示すように、インサート品１０５が各保持ピン１０２の先端で保持されて、キャビティ１１３内の所定位置に配置される。
【００５９】
この状態で、図１６に示すように、金型１０１のキャビティ１１３内に射出成形機（図示せず）によりゲート１１４を介して溶融樹脂１０６を充填する。同時に、電源１０４のスイッチオンにより、電気ヒータ１０３に電流を供給し、各保持ピン１０２を溶融樹脂の融点以上の温度に加熱する。この際、インサート品１０５は保持ピン１０２で固定されているため、溶融樹脂１０６の流動抵抗や圧力によって移動することはない。そして、一定時間経過すると、図１７に示すように、溶融樹脂１０６は金型１０１との接触面及びインサート品１０５との接触面から次第に冷却固化が進行し、薄肉形成部１１５の部分に充填された溶融樹脂１０６は肉厚が薄いため肉厚中心まで短時間で固化が進行するが、他の部分に充填された溶融樹脂１０６の肉厚中心部は溶融したままの状態になっている。また、キャビティ１１３内に充填された溶融樹脂１０６が保持ピン１０２に接触しても、保持ピン１０２が溶融樹脂１０６の融点以上の温度に加熱されているため、保持ピン１０２の周囲の樹脂には冷却固化層は生成しない。
【００６０】
そして、溶融樹脂１０６の充填が完了した後、エアシリンダを駆動して各保持ピン１０２をそれらの先端面がキャビティ１１３を形成する型面と一致する位置まで後退させた後、必要に応じて更に溶融樹脂１０６を充填するとともに、保持ピン１０２を後退させた後は保持ピン１０２を加熱する必要がないため、電気ヒータ１０３への通電は停止する。これにより、図１８に示すように、保持ピン１０２を抜き去った後の各ピン穴に周囲の溶融樹脂１０６が流入し、保持ピン１０２に起因する未融合部も残留することなく封止される。このとき、インサート品１０５は、薄肉形成部１１５の部分で既に固化した樹脂によって固定されるため位置ずれしない。その後、キャビティ１１３内に充填された溶融樹脂１０６の全体が冷却固化することにより、インサート品１０５が樹脂により十分に封止された防水性の高い成形品が形成される。
【００６１】
以上のように、本実施形態のインサート品成形装置によれば、本実施形態の金型１０１には、キャビティ１１３内に配置されたインサート品１０５の表面と近接して対向し、その間隙に充填される溶融樹脂１０６の肉厚を薄く形成する薄肉形成部１１５が設けられているため、保持ピン１０２を後退させるときに、薄肉形成部１１５の部分で既に冷却固化した樹脂によってインサート品１０５が固定されるので、インサート品１０５の位置づれを防止することができる。
【００６２】
また、保持ピン１０２は、キャビティ１１３に溶融樹脂１０６が充填されるときに溶融樹脂１０６の融点以上の温度に保持ピン１０２を加熱する加熱手段を具備しているため、溶融樹脂１０６の充填が完了するまでインサート品１０５を保持ピン１０２で保持してインサート品１０５の位置づれを防止することができ、かつ、保持ピン１０２を後退させるときには、保持ピン１０２の周囲に樹脂の冷却固化層が生成しないので、保持ピン１０２に起因する未融合部が残留することがなく、インサート品１０５を十分に封止した樹脂成形品を形成することができる。
【００６３】
尚、上記実施例では、薄肉形成部１１５と加熱される保持ピン１０２の両方を用いてインサート品１０５を樹脂成形したが、保持ピン１０２を加熱せずに薄肉形成部１１５のみによっても保持ピン１０２を後退させたときのピン穴に起因する未融合部の残留を抑制することができる。このことを図１９を用いて説明する。
【００６４】
図１９は、成形中において保持ピン１０２を後退させたときのキャビティ１１３内でのインサート品１０５の傾きと、保持ピン１０２を後退させたときのピン穴に起因する未融合部の長さ（図８参照）を示すものであり、インサート品１０５の傾きをａ0，ａ1で示し、未融合部の長さをｂ0，ｂ1で示す。尚、インサート品１０５の傾きにおいて、ａ0は本実施形態のように薄肉形成部１１５のない従来の場合の傾きを示し、またａ1は本実施形態のように薄肉形成部１１５を用いた場合の傾きを示す。
【００６５】
また、未融合部の長さにおいて、ｂ0は保持ピン１０２を加熱させずに保持ピン１０２を後退させたときに残留する未融合部の長さを示すものであり、ｂ1は実施形態１のように保持ピン１０２を加熱させて保持ピン１０２を後退させたときに残留する未融合部の長さを示すものである。図１９において、ａ0，ａ1を見ても分かるようにインサート品１０５の傾きは、樹脂注入が開始された直後に保持ピン１０２を後退させたときはその傾きは大きく、樹脂の注入が完了する直前からその傾きが急激に小さくなる。これは、樹脂の充填によりインサート品１０５の位置決めが行われるようになるからである。
【００６６】
また、ｂ0，ｂ1を見ても分かるように未融合部の長さは、樹脂の注入が進行するのに従って、保持ピン１０２を後退させるタイミングが遅くなると、その長さが長くなる。これは、保持ピン１０２を後退させるタイミングが遅くなると、注入された樹脂が保持ピン１０２の周りで固化されるようになるためである。ここで、製品の仕様として傾き限界と未融合部の長さ限界が図１９に示すように決められている場合を想定する。
【００６７】
従来のように、薄肉形成部１１５を用いない場合であっても、また保持ピン１０２を加熱しない場合では、傾きａ0はＡ0のタイミング以後で保持ピンを後退させる必要があり、また未融合部の長さｂ0はＢ0のタイミング以前で保持ピン１０２を後退させる必要があり、図からわかるように両者を満たすような保持ピン１０２を後退させるタイミングが存在しない。
【００６８】
そこで、本実施形態のように薄肉形成部１１５を用いることで、インサート品１０５の傾き状態が従来のａ0からａ1へシフトすることになり、より早いＡ1のタイミングにて保持ピン１０２を後退させることが可能となり、これによりインサート品１０５の傾きと未融合部の長さの両方を満たす製品を製造することが可能となる。
【００６９】
すなわち、図１９からもわかるように、薄肉形成部１１５を用いてインサート品１０５を樹脂成形することで、インサート品１０５の傾きに対して保持ピン１０２を後退させるタイミングを速めることができ、従って、従来より早いタイミング（Ａ0より早いタイミング）で後退させることにより、未融合部の長さを短くすることができるようになる。
【００７０】
よって、薄肉形成部１１５を用いることで、保持ピン１０２に起因する未融合部の残留を抑制することができる。ただし、薄肉形成部１１５は保持ピン１０２以外の領域に設ける必要がある。つまり、保持ピン１０２の周辺の樹脂の肉厚は従来のままにして、保持ピン１０２の周辺以外の領域にて薄肉形成領域を設けるようにし、保持ピン１０２周辺の樹脂の固化は従来のままであって、薄肉形成領域では樹脂がより速く固化させるようにするのである。
【００７１】
さらに、保持ピン１０２を加熱させて後退させることで、保持ピン１０２を加熱せずに後退させる場合に比べて、保持ピン１０２を後退させるタイミングをより遅らせても未融合部の長さを短くすることができる。つまり、図１９において、ｂ0をｂ1にシフトさせることができ、より遅いタイミングで保持ピン１０２を後退させても未融合部の長さを短くすることができる。従って、保持ピン１０２をより遅く後退させることができるため、インサート品１０５の傾きを防止できる。
【００７２】
以上をまとめると、▲１▼薄肉形成領域を設けることで、保持ピン１０２をより早いタイミングで後退させることができ、これにより保持ピン１０２が後退した後のピン穴に起因する未融合部の残留を抑制することができる。図１９においては、Ａ1からＢ0の時間において保持ピン１０２を後退させることができる。
【００７３】
▲２▼保持ピン１０２を加熱することで、インサート品１０５の傾きを防止するために保持ピン１０２をより遅いタイミングで後退させたとしても、ピン穴に起因する未融合部の残留を抑制できる。図１９においては、Ａ0からＢ1の時間において保持ピン１０２を後退させることができる。
【００７４】
▲３▼薄肉形成領域を設け、保持ピン１０２を加熱することで、上記▲１▼▲２▼の効果が同時に得られるため、インサート品の傾きを十分抑制しつつ、保持ピンのピン穴に起因する未融合部の残留を抑制できる。図１９においては、Ａ1からＢ1の時間において保持ピン１０２を後退させることができる。
【００７５】
なお、金型１０１の薄肉形成部１１５とインサート品１０５の表面との間の寸法は、小さくする程その間に充填される溶融樹脂１０６の肉厚が薄くなり冷却固化が早まるのでインサート品１０５の固定能力は高くなるが、過度に小さくすると溶融樹脂１０６の充填不良が生じるため、０．５〜１．５ｍｍ程度に設定するのがよい。一方、薄肉形成部１１５以外の部分の型面とインサート品１０５の表面との間の寸法は、大きくする程ピン穴の封止が完全になるが、成形サイクルが長くなってしまうので、２〜６ｍｍ程度に設定するのがよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、金型１０１の薄肉形成部１１５を型面から突出させることにより、薄肉形成部１１５とインサート品１０５の表面との間の寸法が小さくなるようにしているが、これとは逆に、インサート品１０５側に形成された凸部を利用したり、インサート品１０５に凸部を設けることにより、その間の寸法を小さくすることも可能である。この場合には、薄肉形成部１１５を型面から突出して設ける必要がないこともある。
【００７７】
これを図２０に示す。この図に示すように、インサート品１０５にインサート側薄肉形成領域１０５ａが設けられており、保持ピン１０２周りの成形樹脂厚よりもその厚さが薄くなるようにされている。また、この場合において、型の方に薄肉形成領域が設けられていてもよい。また、薄肉形成部１１５を設ける位置やその個数は、インサート品１０５の形状や大きさ等を考慮することにより適宜選択して設定することができる。
【００７８】
図２１に示すように、薄肉形成部１２５形状は様々なものが考えられる。図２１（ａ）は台形状であり、図２１（ｂ），（ｂ′）はかまぼこ形状であり、図２１（ｃ），（ｃ′）は半球形状をしている。尚、保持ピン１０２が後退した後のピン穴は、保持ピン１０２周りで冷却固化された樹脂を保持ピンで柔らかくする、あるいは溶かすことにより、ピン穴を塞ぐものであるが、注入されている樹脂圧も作用するものであるため、樹脂が注入されてくる方向に対して薄肉形成部１１５が保持ピン１０２の前方にあると、保持ピン１０２が後退したピン穴に樹脂圧が十分伝わらないため、それを避けるために、樹脂の注入方向に対して保持ピンと薄肉形成部の位置をずらすようにすることが望ましい。
【００７９】
図２２を用いて説明すると、図２２（ａ）〜（ｃ）において、樹脂は紙面に対して紙面の表側から裏側へ注入されるものとする。図２２（ａ）では、樹脂の注入方向に対して、薄肉形成部１３５が保持ピン１３２よりも前に位置するため、ピン穴に樹脂圧が伝わりにくく好ましくない。図２２（ｂ），（ｃ）のように樹脂の注入方向に対して、薄肉形成部１３５と保持ピン１３２の位置をずらすようにするとよい。
【００８０】
また、図２３（ａ）に示すように、薄肉形成部１４５を樹脂の注入方向に対して、保持ピン１４２よりも後ろ側に配置してもよい。尚、図２３（ｂ）は図２３（ａ）の矢印方向の断面図を示すものであり、薄肉形成部１４５は、インサート品１４０に対して１周するようにキャビティ１４３内に突出させるようにしたものである。当然、この薄肉形成部１４５に代替する薄肉形成部がインサート品１４０側に設けられていてもよい。
【００８１】
なお、半導体ＩＣを用いた磁気検出装置の一つとして、セラミック基板上に半導体ＩＣやコンデンサ等を搭載したハイブリッドＩＣがあるが、このハイブリッドＩＣのセンサ素子の防水、防油対策として、上記実施形態１および実施形態２の成形装置を用いてインサート成形を行い、その表面を樹脂封止することが考えられる。しかし、そのハイブリッドＩＣをインサート品して一体樹脂成形を行うと、樹脂成形圧が高圧（通常２０〜８０ＭＰａ）であるため、応力によりセラミック基板に割れが発生するという問題がある。
【００８２】
そこで、セラミック基板に割れが生じない樹脂成形圧（６〜８ＭＰａ）にて、セラミック基板の一端に配置されたセンサ素子を含めてモールド材（流動性の高いエポキシ材等）で一次成形することにより形成したモールドＩＣをインサート品として用いれば、セラミック基板に割れが発生することなく上記実施形態１及び実施形態２の成形装置によりインサート成形を行うことが可能となる。
【００８３】
このようにして作製される磁気検出装置は、例えば図２４及び図２５に示すように、一端側にセンサ素子１５１が埋設された板状のモールドＩＣ１５２と、モールドＩＣ１５２が嵌着される貫通孔を有する筒状の中空磁石１５３と、中空磁石１５３及びモールドＩＣ１５２を封止する成形樹脂部１５４とからなり、優れた防水性、防油性を有する。
【００８４】
〔実施形態３〕
図２６は本実施形態に係るインサート品成形装置の断面図であり、図２７（ａ）（ｂ）は本実施形態で用いるインサート品の組付け状態を示す説明図であり、図２８は本実施形態のインサート品成形装置により作製される磁気検出装置の構成図である。
【００８５】
本実施形態の成形装置は、図２７（ｂ）に示すように、貫通孔をもつ筒状の中空磁石２５１とその中空磁石２５１の貫通孔内に圧入嵌着された検知装置２５２とからなる一体品をインサート品２０５に用いてインサート成形することにより、そのインサート品２０５を樹脂で封止した磁気検出装置を作製するものである。このインサート品２０５は、図２７（ａ）に示すように、検知装置２５２のデータムＡが中空磁石２５１のデータムＢに合うまで圧入することにより、検出装置１５２の出力特性が最も優れる距離（中空磁石２５１の着磁面から検知装置２５２の先端面までの距離）ｅを決める構造のものである。
【００８６】
本実施形態の成形装置は、図２６に示すように、左右方向に開閉可能に構成された固定型２１１及び可動型２１２よりなる金型２０１と、加熱手段を具備し金型２０１に進退動自在に設けられた４本の保持ピン２０２と、加熱手段を具備し金型２０１に進退動自在に設けられた２本の支持ピン２０７とを主要素として構成されている。
【００８７】
金型２０１は、閉じられた固定型２１１と可動型２１２とが対向する面によって形成された成形品の外周形状と対応するキャビティ２１３を有する。また、金型２０１の上方両端には、キャビティ２１３内に溶融樹脂（図示せず）を充填するゲート２１４が設けられている。保持ピン２０２は、金型２０１の側面略中央部に横方向に嵌挿された状態で固定型２１１及び可動型２１２にそれぞれ２本づつ設置されており、キャビティ２１３内に向かって進退動自在に設けられている。各保持ピン２０２には、キャビティ２１３内に配置されるインサート品２０５の中空磁石２５１の側面をその先端で保持する位置と、先端部がキャビティ２１３を形成する型面に略一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ（図示せず）が設けられている。この保持ピン２０２は、絶縁性セラミックで円柱状に形成され、その内部にはセラミック製の発熱体からなる電気ヒータ２０３が埋設されている。各電気ヒータ２０３は、固定型２１１側と可動型２１２側とにそれぞれ設置された電源２０４に接続されている。
【００８８】
支持ピン２０７は、金型２０１の下面略中央部に縦方向に嵌挿された状態で固定型２１１及び可動型２１２のそれぞれ１本づつ設置されており、キャビティ２１３内に向かって進退動自在に設けられている。各支持ピン２０７には、キャビティ２１３内に配置されるインサート品２０５の中空磁石２５１及び検知装置２５２の下端面を同時にその先端面で支持する位置と、先端部がキャビティ２１３を形成する型面に略一致する位置との間を進退駆動するエアシリンダ（図示せず）が設けられている。この支持ピン２０７は、絶縁性セラミックで円柱状に形成され、その内部にはセラミック製の発熱体からなる電気ヒータ２０８が埋設されている。各電気ヒータ２０８は、電源２０９に接続されている。
【００８９】
以上のように構成された本実施形態の成形装置によりインサート成形を行うには、先ず、キャビティ２１３内に左右方向からそれぞれ突出させた保持ピン２０２によりインサート品２０５の中空磁石２５１の設けられたピン受け用の窪みに差し込み固定する。次に、下方からキャビティ２１３内に突出させた２本の支持ピン２０７の先端面でインサート品２０５の中空磁石２５１及び検知装置２５２の下端面を同時に支持する。このとき、検知装置２５２の先端面と磁気検出装置の下端面との間の距離ｆが耐久試験で確認されたクラックの発生しないモールド樹脂の最小の厚さとなるようにインサート品２０５の上下方向の位置決めをする。
【００９０】
この状態で、金型２０１のキャビティ２１３内に射出成形機（図示せず）によりゲート２１４を介して高圧（２０〜８０ＭＰａ）の溶融樹脂を充填する。同時に、電源２０４、２０９のスイッチオンにより、保持ピン２０２及び支持ピン２０７の各電気ヒータ２０３、２０８に電流を供給し、各保持ピン２０２及び各支持ピン２０７を溶融樹脂の融点以上の温度に加熱する。このとき、インサート品２０５の中空磁石２５１は左右方向から４本の保持ピン２０２で保持され、かつ中空磁石２５１及び検知装置２５２の下端面が同一の支持ピン２０７で溶融樹脂が充填されるゲート２１４とは逆の方向から同時に支持されているため、溶融樹脂の高い注入圧がインサート品２０５に加わって中空磁石２５１と検知装置２５２の圧入力を越えても、中空磁石２５１と検知装置は互いに位置づれすることがない。
【００９１】
また、キャビティ２１３内に充填された溶融樹脂が保持ピン２０２に接触しても、保持ピン２０２が溶融樹脂の融点以上の温度に加熱されているため、保持ピン２０２の周囲の樹脂に冷却固化層は生成しない。次に、エアシリンダを駆動して、各保持ピン２０２及び各支持ピン２０７をそれらの先端面がキャビティ２１３を形成する型面と一致する位置まで後退させ、その後は保持ピン２０２及び各支持ピン２０７を加熱する必要がないため、各電気ヒータ２０３、２０８への通電を停止する。これにより、各保持ピン２０２及び各支持ピン２０７を抜き去った後のピン穴にその周囲の溶融樹脂が流入して完全に融合し、ピン穴は完全に消滅して残留しない。その後、キャビティ２１３内の溶融樹脂が冷却固化することにより、図２９に示すような、中空磁石２５１及び検知装置２５２が位置づれすることなく所定の距離寸法ｅ、ｆが確保され、出力特性の優れた磁気検出装置が形成される。
【００９２】
以上のように、本実施形態の成形装置によれば、キャビティ２１３内に配置されるインサート品２０５の中空磁石２５１及び検知装置２５２の下端面を同時に支持する支持ピン２０７が設けられているため、高圧で注入される溶融樹脂の圧力により中空磁石２５１及び検知装置２５２が位置づれするのを防止することができ、これにより出力特性の優れた磁気検出装置を形成することができる。
【００９３】
尚、本実施形態において、インサート品２０５の中空磁石２５１を図２７に示すように保持ピン２０３の先端が中空磁石２５１の凹部２５１ａに嵌合してインサート品２０５を保持するようにしているが、このようにすることでインサート品の位置合わせが確実に行えるため、形成されたときの成形品内部のインサート品の位置がより確実に設定できるようになり、より信頼性の高いインサート成形品を提供することができる。さらに、凹部２５１ａがテーパ状となっており、保持ピン２０３をその凹部２５１ａに導入するような形状になっていると、さらに位置決めの精度が向上する。
【００９４】
また、図２７に示すように保持ピン２０２の先端が尖っていると、保持ピン２０２がインサート品に突き刺さってしまい、それ以上インサート品が動くことができず、正確に位置決め出来ない可能性があるため、これを防ぐために、例えば図１４に示すようにある程度テーパの部分を残して先端を平坦化することが望ましい。また、先端が半球状になっていてもよい。
【００９５】
尚、以上のことは、本実施形態に限らず、上記実施形態１、２についても適用可能である。尚、本発明におけるインサート品とは、成形後に樹脂に埋め込まれる部品のことをいう。例えば、インサート品が成形品の表面に一部表出するもの、あるいは電気コイルやＩＣ部品やサーミスタなどの電気部品であって、その表面を樹脂により十分に封止するのが好ましい種々のものが対象となる。ただし、外部との電気接続を行うための配線やコネクタ等は、当然、成形品の外部へ露出するものである。
【００９６】
本発明における型は、内部にインサート品が配置され、その成形品の外周形状と対応するキャビティを有するものである。この場合のキャビティとは、成形用の型において成形品に該当する空間部分のことをいう。この型は、キャビティ内へのインサート品の配置や、成形品の取出しを行うため、上下方向に開閉可能に構成された上型及び下型よりなるもの、あるいは左右方向に開閉可能に構成された固定型及び可動型よりなるものなど従来と同様のものを用いることができる。尚、型としては、通常は金属からなる金型が用いられる。
【００９７】
また、型に設けられる保持部材は、インサート品をキャビティ内の定位置に保持するものであり、型からキャビティ内へ突出・後退できるように構成される。この保持部材の動作は油圧シリンダ、エアシリンダ等の駆動装置によって行うことができる。保持部材の形状としては、一般的に丸棒を用いるが、インサート品の形状に合わせて、角棒あるいはＬ字状等にするのも自由である。なお、保持部材の先端面は、保持部材がキャビティから後退したときに、型の型面とともにキャビティを形成する面となる。保持部材の材質としては、通常は金型用鉄鋼材料を用いるが、後述の加熱手段の加熱に耐え得るように、セラミック材料を用いてもよい。
【００９８】
すなわち、型というのは注入された溶融樹脂を冷却固化させるためのものであり、一方、加熱手段により加熱された保持部材は、保持部材周りの樹脂の固化を防ぐ、あるいは固化した樹脂を溶融状態に近づけるものである。本発明における加熱手段は、加熱の程度としては、保持部材の周囲の樹脂を溶融状態に保てればよく、型のキャビティ表面温度よりも高い温度状態とされれば、保持部材に起因する上記未融合部の残留を抑制する効果を発揮するものである。好ましくは、その樹脂の融点以上で熱劣化温度以下に設定する。この加熱手段としては、電源からの電流の供給により発熱する電気ヒータ（例えばニクロム線、タングステン線、プラチナ線、導電性セラミック等）を用いることができる。電気ヒータの設置位置としては、保持部材を迅速に加熱するために保持部材内部が最も良いが、保持部材内部でのスペースの制約がある場合は、保持部材の外部から熱伝導により加熱するようにしてもよい。電気ヒータ用電源としては、一般的には、スイッチング電源等、大電流を一定電流値で供給できるものが好ましい。電源の使用台数としては、保持部材１本につき１台使用すると、保持部材１本毎の温度調節ができて良いが、厳密な温度コントロ−ルを必要としない場合は、複数の保持部材を１台の電源で加熱しもよい。なお、保持部材は１本でも２本以上の複数本使用してもよい。
【００９９】
本発明の成形装置は、熱可塑性樹脂を用いてインサート成形を行うのに好適なものである。熱可塑性樹脂としては、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンスルフィド）、ポリアミド系、ポリエステル系など種々のものを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態１に係る射出成形機の正面図である。
【図２】  実施形態１に係る射出成形機の一部を拡大して示す透視図である。
【図３】  実施形態１に係る射出成形機の型を開いた状態を示す正面図である。
【図４】  実施形態１に係るインサート品成形装置の断面図である。
【図５】  実施形態１に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図６】  実施形態１に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図７】  実施形態１に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図８】  樹脂成形品に保持ピンに起因する未融合部が残留する状態を示す説明図でる。
【図９】  保持ピンによるインサート品の保持方法を示す説明図である。
【図１０】  保持ピンによるインサート品の保持方法を示す説明図である。
【図１１】  保持ピンによるインサート品の保持方法を示す説明図である。
【図１２】  成形工程おける時間の経過と保持ピンの温度変化との関係を示すモデル図である。
【図１３】  （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）実施形態１において試験に用いた各保持ピンの構造を示す説明図である。
【図１４】  （ａ）（ｂ）（ｃ）実施形態１に係る加熱手段を有する保持ピンの外観図、透視図および断面図である。
【図１５】  実施形態２に係るインサート品成形装置の断面図である。
【図１６】  実施形態２に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図１７】  実施形態２に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図１８】  実施形態２に係るインサート品成形装置の成形工程における断面図である。
【図１９】  成形中において保持ピンを後退させたときのキャビティ内でのインサート品の傾きとピン穴に起因する未融合部の長さとの関係を示す説明図である。
【図２０】  実施形態２においてインサート品に薄肉形成領域が設けられている場合の説明図である。
【図２１】  （ａ）（ｂ）（ｂ′）（ｃ）（ｃ′）実施形態２において金型に設けられる種々の薄肉形成部の形状を示す説明図である。
【図２２】  （ａ）（ｂ）（ｃ）実施形態２において金型に設けられる薄肉形成部と保持ピンとの位置関係を示す説明図である。
【図２３】  （ａ）（ｂ）実施形態２において金型に設けられる薄肉形成部と保持ピンとの位置関係を示す説明図である。
【図２４】  実施形態１、２に係るインサート品成形装置により樹脂成形される磁気検出装置の一部断面正面図である。
【図２５】  実施形態１、２に係るインサート品成形装置により樹脂成形される磁気検出装置の一部断面平面図である。
【図２６】  実施形態３に係るインサート品成形装置の断面図である。
【図２７】  （ａ）（ｂ）実施形態３に係るインサート品の組付け状態を示す説明図である。
【図２８】  実施形態３に係るインサート品成形装置により作製される磁気検出装置の構成図である。
【符号の説明】
１、１０１、２０１…金型
２、５２、９２、１０２、１３２、１４２、２０２…保持ピン（保持部材）
３、１０３、２０３、２０８…電気ヒータ（加熱手段）
４、１０４、２０４、２０９…電源（加熱手段）
５、５５、９０、１０５、１４０、２０５…インサート品
６、５７、１０６…溶融樹脂
１１、１１１…上型
１２、１１２…下型
１３、７６、９１、１１３、２１３…キャビティ
１４、１０４、２０４…ゲート
２０…ピン穴
２１、２３、２７…保持ピン本体
２２…絶縁部材
２４、２６…発熱体
２５…絶縁材
２８、３３…金属キャップ
３１…セラミックスヒータ部
３２…金属スリーブ
３４、３５…電線
７０…台座
７１…ホッパー
７２…射出機
７３…型取付盤
７４…型開閉装置
７５…スプル
７７…ゲート
７８…イジェクターピン
７９…ヒータ部
８０…孔
８１…金属ヒータ
８２…温度供給媒体
８３…流路
９３…ランナー部
９４…連結部
９５…シリンダー
９６…連結部配線孔
９７…型部配線孔
９８…配線
９９…電源
６０…樹脂
６１、６２…未融合部
７２…射出機
１０５ａ…薄肉形成領域
１１５、１２５、１３５、１４５…薄肉形成部（隆起部）
１１５ａ…テーパ部
２０７…支持ピン
２１１…固定型
２１２…可動型
【図１】
0003775376.tif 000003
【図２】
0003775376.tif 000004
【図３】
0003775376.tif 000005
【図４】
0003775376.tif 000006
【図５】
0003775376.tif 000007
【図６】
0003775376.tif 000008
【図７】
0003775376.tif 000009
【図８】
0003775376.tif 000010
【図９】
0003775376.tif 000011
【図１０】
0003775376.tif 000012
【図１１】
0003775376.tif 000013
【図１２】
0003775376.tif 000014
【図１３】
0003775376.tif 000015
【図１４】
0003775376.tif 000016
【図１５】
0003775376.tif 000017
【図１６】
0003775376.tif 000018
【図１７】
0003775376.tif 000019
【図１８】
0003775376.tif 000020
【図１９】
0003775376.tif 000021
【図２０】
0003775376.tif 000022
【図２１】
0003775376.tif 000023
【図２２】
0003775376.tif 000024
【図２３】
0003775376.tif 000025
【図２４】
0003775376.tif 000026
【図２５】
0003775376.tif 000027
【図２６】
0003775376.tif 000028
【図２７】
0003775376.tif 000029
【図２８】
0003775376.tif 000030