双压成型机及产品的制造方法与流程

本公开涉及一种双压成型机和产品的制造方法，尤其涉及一种用于成型内部密封有内部部件的产品的双压成型机、以及一种内部密封有内部部件的产品的制造方法。

背景技术：

为保护诸如传感器等的内部部件，已经广泛执行了将内部部件整体地成型在树脂中以密封内部部件。作为这样的技术，例如，已知一种通过未完全固化而成型的树脂材料来保持电子部件的树脂密封方法：将电子部件设置在模具的内部空间中，且进一步允许类似材料的树脂材料流入内部空间中以进行覆盖(例如，参见日本专利申请特开公报第2015-32654号)。该方法实现了一种树脂密封电子部件的方法，其中即使当包含终端引线时也不需要保持和悬挂终端引线。

然而，在上述方法中，在树脂流动以制造产品之前，需要通过类似的树脂来保持电子部件的步骤。此外，当通过传递成型来实现这一点时，需要通过可固化树脂预先固定一部分的一次成型过程，因此难以缩短制造时间。此外，也难以抑制传递成型机的成本和提高材料的产率。

本公开涉及减少其中密封有内部部件的产品的制造时间并抑制制造成本。

技术实现要素：

根据本公开的一个方面，提供了一种双压成型机，其包括：柱塞；支撑构件，其支撑要被密封在待成型产品内部中的内部部件；模具，其具有产品在其中成型的腔、与该腔连通并且插入有柱塞的柱状孔、与腔连通并且插入有支撑构件的插入孔、以及将内部部件固定在腔中的固定构件；柱塞驱动装置，其将插入柱状孔中的树脂材料压入腔中，使得当柱塞处于缩回位置处时，通过将插入柱状孔中的柱塞从缩回位置朝向腔推进来成型产品；支撑构件驱动装置，其按压插入在插入孔中的支撑构件，直到支撑构件抵靠在固定在腔中的内部部件上，并且从腔中取出插入在插入孔中的支撑构件。

根据该方面，内部部件能够直接由树脂材料密封以成型产品。因此，不需要诸如一次成型和二次成型的配置划分，并且因此减少了制造时间并且抑制了制造成本。

还可以包括对插入柱状孔中的树脂材料进行加热的加热装置。根据该方面，能够将固体树脂材料插入到柱状孔中以成型产品。因此，能够省去在将树脂材料插入柱状孔之前将其熔化的麻烦。

根据本公开的一个方面，提供了一种制造方法，包括以下步骤：当所插入的柱塞处于缩回位置时，将树脂材料插入到柱状孔中；将要被密封在待成型产品内部中的内部部件固定在模具的腔内，其中该产品要在该腔内成型；通过支撑构件驱动装置按压插入在与腔连通的插入孔中的支撑构件，直到支撑构件抵靠固定在腔中的内部部件上；并且将插入在柱状孔中的树脂材料按压到腔中，使得通过从缩回位置朝向腔推进插入在与腔连通的柱状孔中的柱塞来成型产品，其中在将树脂材料压入腔中的步骤中，将支撑构件从腔中取出。

同样根据该方面，内部部件能够直接由树脂材料密封以成型产品。因此，不需要诸如一次成型和二次成型的配置划分，因此减少了制造时间并且抑制了制造成本。

将树脂材料压入腔中的步骤包括：以一次压力将树脂材料压入腔中的第一压力步骤；以及以高于一次压力的二次压力将树脂材料压入腔中的第二压力步骤，其中在第二压力步骤中，支撑构件可以从腔中取出。

根据该方面，首先，在第一压力步骤中树脂材料扩散到整个腔，并且在第二压力步骤中能够促进树脂材料的固化。因此，在第二压力步骤中，内部部件难以被树脂材料移动，并且通过在第二压力步骤中从腔中取出支撑构件，能够抑制内部部件的位置变化。此外，由于树脂材料在第二压力步骤期间没有完全固化，所以在支撑构件从腔中被取出时，树脂材料也能够填充到支撑构件曾存在的部分中。

根据本公开，内部部件能够直接由树脂材料密封以成型产品。因此，能够减少制造时间并且能够抑制制造成本。

附图说明

图1是示出根据本公开的双压成型机配置的图；

图2是示出树脂材料的插入步骤的图；

图3是示出将内部部件附接至下模具的步骤的图；

图4是示出在插入树脂材料并将内部部件附接至下模具之后、将下模具移动至上模具下方的图；

图5是示出模具的闭合步骤的图；

图6是示出支撑构件的推进步骤的图；

图7是示出第一压力步骤的图；

图8是示出第二压力步骤的图；

图9是示出支撑构件的取出步骤的图；

图10是示出在成型产品之后模具的打开步骤的图；

图11是示出产品的移除步骤的图；

图12a是内部部件的正视图，并且图12b是内部部件的侧视图；以及

图13a是产品的正视图，并且图13b是产品的侧视图。

具体实施方式

图1是示出了根据本公开的双压成型机的配置的图。双压成型机10包括模具12、壳体14、移模单元16、柱塞驱动单元18、上模具升降装置20、支撑构件驱动单元22和控制单元24。

壳体14包括基板30、四个支柱32、顶板36、下模具支撑构件38和基部引导件40。基板30是安装在水平地面上的板状构件。基板30在中心处形成有大的凹部，使得基部引导件40能够布置在中心处。四个支柱32是圆柱形构件，支柱中的每一个被固定以从基板30垂直地延伸。四个支柱32被布置成使得从上方观察每个支柱的中心均位于矩形的一角。顶板36是在其四个角的周围形成有允许四个支柱32通过的孔的板状矩形构件。固定至基板30的四个支柱32插入到这些孔中，由此顶板36在水平状态下邻近于支柱32的上端被固定。

下模具支撑构件38是在下部设置有中空空间的支架。下模具支撑构件38具有水平的上表面，并且下模具44设置为固定在上表面上。基部引导件40是设置在水平地面上的板状构件，并且下模具支撑构件38设置在基部引导件40上。基部引导件40设置有用于引导下模具支撑构件38在水平方向上的线性移动的引导部。

模具12包括上模具42和下模具44。上模具42和下模具44两者都是由钢制成的长方体固体构件。此外，模具12可以例如由多个横向布置的模具制成，而不是如本实施例中的两个上下方向布置的模具。

在上模具42中，形成有上腔42a、插入孔42b和固定构件支撑孔42c。上腔42a形成为从上模具42的下表面向上凹入。上腔42a的形状设计为待成型产品的轮廓的上半部。

插入孔42b是支撑构件(后面将进行描述)所插入的孔。在本实施例中，插入孔42b从上模具42的上表面垂直向下贯穿上腔42a。并且，在本实施例中，在上模具42处形成两个插入孔42b。此外，理所当然地，插入孔42b的数量和插入孔42b的位置不限于此。例如，可以在上模具42处设置三个或更多个插入孔42b。另外，可以从上模具42的横向侧形成在水平方向上贯穿上腔42a的插入孔。

固定构件支撑孔42c是固定构件(后面将进行描述)所插入的孔，以用于支撑以便固定要密封在待成型产品内部中的内部部件。固定构件支撑孔42c是从上模具42的下表面向上凹入的有底孔。固定构件支撑孔42c形成为与上腔42a相邻。

在下模具44中，形成有下腔44a、柱状孔44b和固定构件支撑孔44c。下腔44a形成为从下模具44的上表面向下凹入。下腔44a的形状设计为待成型产品的轮廓的下半部。

柱状孔44b是柱塞(后面将进行描述)所插入的孔。柱状孔44b从下模具44的下表面垂直向上与下腔44a连通。

固定构件支撑孔44c是上述固定构件所插入以用于支撑的孔。固定构件支撑孔44c是从下模具44的上表面向下凹入的有底孔。固定构件支撑孔44c形成为与下腔44a相邻。

当模具12闭合时，即，当上模具42的下表面抵接下模具44的上表面时，由上模具42的上腔42a和下模具44的下腔44a形成一体的腔46。腔46具有与待成型产品的轮廓相对应的内表面，并且产品在该腔46中被成型。此外，当模具12闭合时，后面将描述的固定构件由上模具42的固定构件支撑孔42c和下模具44的固定构件支撑孔44c抓持以进行固定。因此，固定构件支撑孔42c和固定构件支撑孔44c用作将内部部件固定在腔46中的固定部。

在下模具44的柱状孔44b的周围，作为加热装置的加热器48构置在内部。加热器48对插入在柱状孔44b内的树脂材料进行加热以熔化。

移模单元16是用于在水平方向上移动下模具44的机构。移模单元16包括移模装置50、滚珠丝杠52和导板54。滚珠丝杠52的一端以沿滚珠丝杠52的轴向方向不可移动但可转动的方式附接至下模具支撑构件38。导板54从基板30延伸为垂直竖立。在导板54处设置有用于可转动地支撑滚珠丝杠52的孔。导板54可转动地支撑滚珠丝杠52，使得滚珠丝杠52在水平方向上延伸。移模装置50设置有电动机(未示出)和传动机构(未示出)，并且由于它们的运行，滚珠丝杠52在水平方向上移动并且下模具44与下模具支撑构件38在水平方向上移动。

柱塞驱动单元18包括柱塞60、柱塞驱动装置62和支撑板64。在水平方向上延伸的板状支撑板64固定在下模具支撑构件38的中空部处。柱塞驱动装置62布置在支撑板64上。柱塞驱动装置62附接至柱塞60的下端。柱塞60形成为柱状物。在下模具支撑构件38中，在上表面处设置有允许柱塞60通过的开口。柱塞60通过开口以插入下模具44的柱状孔44b。柱塞驱动装置62是液压致动器，并且由于它的运行，柱塞60在下模具44的柱状孔44b中沿上下方向移动。此外，柱塞驱动装置62可以是另一种致动器，例如电动机。

上模具升降装置20抬升和降低上模具42。上模具升降装置20包括上模具升降装置70和传动部72。双压成型机10还设置有上模具单元68。上模具单元68由上模具42、中间板74和模具固定构件76构成。中间板74以与顶板36类似的方式形成为板状矩形构件。此外，对于中间板74，在其四个角的周围处形成允许四个支柱32通过的孔。将固定至基板30的四个支柱32插入这些孔中，由此中间板74以水平状态布置在顶板36与上模具42之间以能够沿上下方向移动。

模具固定构件76是杆状构件，并且在本实施例中，四个模具固定构件76插入在中间板74与上模具42之间以在竖直方向上延伸以固定这些部件。

上模具升降装置70固定在顶板36的上表面上。传动部72具有固定至顶板36的下表面的上端和固定至中间板74的上表面的下端。上模具升降装置70是液压致动器，并且由于它的运行，传动部72伸缩，上模具单元68被抬升和降低并且上模具42被抬升和降低。此外，上模具升降装置70可以是另一种致动器，例如电动机。

支撑构件驱动单元22包括支撑构件80和支撑构件驱动装置82。支撑构件80是支撑要在腔46中密封在待成型产品内部中的内部部件的构件。在本实施例中，支撑构件80形成为两个销。此外，支撑构件80的数量或形状显然不限于此。支撑构件80沿上下方向可移动地插入到上模具42的插入孔42b中。支撑构件驱动装置82具有固定至中间板74的上端。支撑构件80的上端附接至支撑构件驱动装置82。支撑构件驱动装置82也是液压致动器，并且由于它的运行，支撑构件80沿上下方向移动。此外，支撑构件驱动装置82可以是另一种致动器，例如电动机。

控制单元24是用于控制双压成型机10的控制单元；并且包括诸如cpu(中央处理单元)、存储器和存储单元的硬件、以及存储在存储单元中的软件；并且用作计算机。控制单元24通过硬件和软件的配合来控制双压成型机10的运行。更具体地，控制单元24连接至加热器48、移模装置50、柱塞驱动装置62、上模具升降装置70和支撑构件驱动装置82，并且控制这些部件的运行或开启/关闭。

控制单元24包括输入设备(未示出)和输出设备(未示出)。输入设备由键盘或按钮等构成。用户能够使用此输入设备向控制单元24输入用于操作双压成型机10的信息。控制单元24根据输入的信息来控制双压成型机10。输出装置由显示器构成。输出设备显示由用户输入的信息或表示双压成型机10的运行状态的信息。

图2至图9是示出了通过双压成型机10制造产品的步骤的图。以下为了避免附图的复杂化，省略了控制单元24以及连接控制单元24与要被控制的对象的线。

图2是示出了树脂材料86的插入步骤的图。在上模具42被抬升的状态下，控制单元24操作移模装置50以沿水平方向在基部引导件40上移动下模具支撑构件38和固定在下模具支撑构件38上的下模具44。控制单元24操作移模装置50直到下模具44位于支柱32之外。由此，下模具44上方的部分成为开放空间，这使得易于插入树脂材料86。

在本实施例中，使用热固性树脂作为树脂材料86。根据发明人研究和开发的结果，证实了热固性树脂、特别是热固性环氧树脂对于根据本实施例的产品的制造方法是最适合的。

控制单元24操作柱塞60以预先将柱塞60移动到较低的缩回位置，以允许将树脂材料86插入到柱状孔44b中。在柱塞60处于缩回位置的情况下将树脂材料86插入到柱状孔44b中。以这种方式，柱状孔44b不仅用于柱塞60的引导运动，而且还用作容纳插入的树脂材料86的容器，即容纳部。在本实施例中，当操作者将树脂材料86插入到柱状孔44b中时，可以使用将预定量的树脂材料86自动插入到柱状孔44b中的材料插入装置。

当柱塞60处于缩回位置时，控制单元24保持加热器48的开启状态使得柱状孔44b中的树脂材料86被加热。因此，插入到柱状孔44b中的树脂材料86在其插入后立即开始熔化。此外，在本实施例中，在柱状孔44b中插入固体粉末树脂材料86。然而，可以将固体颗粒树脂材料86插入到柱状孔44b中，或者可以将熔化的或部分熔化的树脂材料86插入到柱状孔44b中。

控制单元24控制加热器48的开启/关闭，使得柱状孔44b的内部维持在熔化树脂材料86所需的预定温度。在本实施例中，控制单元24控制加热器48的开启/关闭，使得柱状孔44b的内部为170℃。为实现这一点，可以为下模具44设置温度传感器，并且可以将温度传感器的检测结果输出至控制单元24。此外，理所当然地，柱状孔44b要维持的温度不限于170℃。

图3是示出了将内部部件88附接至上模具42的图。首先，固定构件90附接至要被密封在产品中的内部部件88。在本实施例中，压力传感器用作固定构件90。此外，其他传感器或其他电子部件可以用作固定构件90。通过将此类电子部件密封在产品中，电子部件能够不受外部冲击或污渍等的影响，从而显著提高了电子部件的可靠性。

内部部件88具有即使当其被密封在产品的内部中时也暴露在外的接触部。通过该接触部，即使在产品成型后也向内部部件88提供电力，并且能够从内部部件88接收诸如检测结果的数据。固定构件90通过保持该接触部将内部部件88固定至固定构件90。

固定构件90具有突出部，该突出部的形状对应于下模具44的固定构件支撑孔44c。在将内部部件88固定到固定构件90之后，固定构件90的突出部安装到下模具44的固定构件支撑孔44c，由此内部部件88固定至下模具44。在本实施例中，操作者将内部部件88固定到固定构件90，并且还将固定构件90固定到下模具44。然而，可以使用自动执行这些操作的附接装置。此外，在通过固定构件90将内部部件88附接至下模具44的步骤中，树脂材料86的熔化通过加热器48推进。

图4是在插入树脂材料86并将内部部件88附接至下模具44之后、将下模具44移动至上模具42下方的图。当完成通过固定构件90将内部部件88附接至下模具44时，操作者向控制单元24发起命令和输入，由此控制单元24操作移模装置50沿水平方向将下模具44移动至上模具42下方的位置。此外，如果使用自动执行将内部部件88固定到下模具44的步骤的附接装置，则控制单元24可以自动操作移模装置50使得下模具44如图4所示的被移动至上模具42下方的位置，即使操作员没有向控制单元24发起命令和输入。

图5是示出了模具12的闭合步骤的图。当将下模具44移动至上模具42下方的位置时，控制单元24操作上模具升降装置70以降低上模具单元68，并且将上模具42压至下模具44以闭合模具12。

当模具12闭合时，上模具42的上腔42a和下模具44的下腔44a相结合，使得在模具12的内部中形成腔46。固定构件90还设置有与上模具42的固定构件支撑孔42c相对应的突出部。当模具12闭合时，固定构件90的突出部被固定至上模具42的固定构件支撑孔42c。以这种方式，固定构件90通过上模具42的固定构件支撑孔42c和下模具44的固定构件支撑孔44c牢固地固定到模具12，使得内部部件88被固定在腔46内。

图6是示出了支撑构件80的推进步骤的图。当完成模具12的闭合时，控制单元24操作支撑构件驱动装置82以按压插入到插入孔42b中的支撑构件80，直到支撑构件80抵靠固定在腔46中的内部部件88。由于内部部件88通过固定构件90牢固地固定到模具12，因此即使支撑构件80抵在内部部件88上，内部部件88也能够维持其位置。此时，插入到柱状孔44b中的树脂材料86通过加热器48加热并完全熔化。

根据发明人的认真研究和开发的结果，发现支撑构件80被形成为使得其沿宽度方向至少抵在内部部件88的两个端部上，即，内部部件88的沿垂直于图6纸面的方向的两个端部，由此能够进一步抑制支撑构件80的位置变化。

图7是示出了第一压力步骤的图。当支撑构件80的推进步骤完成时，控制单元24操作柱塞驱动装置62以使插入到柱状孔44b中的柱塞60从缩回位置朝向腔46前进，并将插入到柱状孔44b中的树脂材料86压入到腔46中。此时，控制单元24通过柱塞驱动装置62来控制压力，从而利用足以使树脂材料86扩散到腔46中的一次压力将树脂材料86压入到腔46中。由此，从柱塞60观察，树脂材料86还能够横跨内部部件88扩散。在本实施例中，树脂材料86以1到25mp(兆帕)的压力(作为一次压力)被压入到腔46中。此外，该一次压力显然不限于此。

此时，内部部件88在与柱状孔44b和柱塞60相反的方向上抵靠支撑构件80，这抑制了由于从柱状孔44b通过柱塞60挤出到腔46中的树脂材料86的流动所引起的位置变化。

图8是示出了第二压力步骤的图。当经过了足以将树脂材料86扩散到腔46中的时间，控制单元24通过柱塞驱动装置62控制压力，使得树脂材料86以二次压力被压入到腔46中，该二次压力比一次压力高并且足以固化腔46中的树脂材料86。由此，促进了腔46内的树脂材料86的固化。在本实施例中，以25到27mp(兆帕)的压力(作为二次压力)将树脂材料86压入到腔46中。此外，二次压力显然不限于此。此时，除了内部部件88通过支撑构件80和固定构件90被支撑在腔46中之外，树脂材料86已经扩散到整个腔46，使得抑制了由二次压力引起的位置变化。

图9是示出了取出支撑构件80的图。在第二压力步骤期间，控制单元24操作支撑构件驱动装置82以从腔46中取出支撑构件80。根据发明人的认真研究和开发的结果，发现当树脂材料86扩散到腔46的整个内部并且树脂材料86的固化推进时，通过从腔46中取出支撑构件80能够极大地抑制内部部件88的位置变化。因此，发现在第二压力步骤期间，通过从腔46中取出支撑构件80，内部部件88直接被树脂材料86密封。

此外，根据发明人的认真研究和开发的结果，发现树脂材料86可以流入到内部部件88曾存在的空间中，从而在树脂材料86被固化的第二压力步骤期间从腔46中取出内部部件88时进行密封。由此，还发现能够显著减小由于插入支撑构件80对产品的影响。

为了进一步减小支撑构件80对产品的影响，控制单元24将支撑构件80停止在支撑构件80的远端表面与腔46的内表面齐平的位置处并保持该位置。

图10是示出了在产品100成型之后打开模具12的图。当经过了足以使树脂材料86固化的时间，控制单元24操作上模具升降装置70将上模具单元68抬起以将上模具42与下模具44分离，并且模具12打开。由此，上腔42a与产品100分离，并且固定构件90上侧处的突出部与固定构件支撑孔42c分离。

图11是示出了产品100的移除步骤的图。在打开模具12之后，控制单元24操作移模装置50以再次沿水平方向将下模具44移动至支柱32的外侧。通过将下模具44移动到该位置，产品100能够轻松被移除。

在从下模具44的下腔44a移除产品100的同时，从下模具44的固定构件支撑孔44c移除固定构件90下侧处的突出部，并且进一步地，将固定构件90从产品100中移除，由此能够获得产品100。

图12a是内部部件88的正视图，并且图12b是内部部件88的侧视图。如上所述，在本实施例中，压力传感器用作内部部件88。内部部件88设置有由金属制成的接触部以用于供电和数据传输。

图13a是产品的正视图，并且图13b是产品的侧视图。以这种方式，根据本实施例，能够通过利用树脂直接密封内部部件88来获得产品100。由此，减少了产品100的制造时间，并且能够抑制制造成本。

如上所述，尽管参考附图对本公开进行了说明，但本公开不限于上述实施例，并且实施例的配置的适当组合或配置的替代方案包含在本公开中。此外，能够基于本领域技术人员的知识，适当地改变实施例中过程的组合或顺序、并且对实施例添加诸如各种设计修改的变体，并且添加有这种变体的实施例能够包含在本公开的范围内。