特開 2024-165348 流体取扱装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024165348

(43)【公開日】2024-11-28

(54)【発明の名称】流体取扱装置

(51)【国際特許分類】

   B28B 11/18 20060101AFI20241121BHJP

【ＦＩ】

B28B11/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023081473

(22)【出願日】2023-05-17

(71)【出願人】

【識別番号】000208765

【氏名又は名称】株式会社エンプラス

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中尾 智貴

(72)【発明者】

【氏名】大金 誠

(72)【発明者】

【氏名】望月 康宏

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼松 祥太

【テーマコード（参考）】

4G055

【Ｆターム（参考）】

4G055AA08

(57)【要約】

【課題】バリの発生が抑制された、貫通孔を有する成形品を含む流体取扱装置を提供すること。
【解決手段】第１貫通孔を含む第１成形品を有する流体取扱装置であって、前記第１貫通孔の内周面において前記第１貫通孔の周方向に延在するバリ抑制部を有する、流体取扱装置。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１貫通孔を含む第1成形品を有する流体取扱装置であって、
前記第１貫通孔の内周面において前記第１貫通孔の周方向に延在するバリ抑制部を有する、
流体取扱装置。

【請求項2】

前記バリ抑制部は、前記第１貫通孔の開口部から離間して配置されている、請求項１に記載の流体取扱装置。

【請求項3】

前記バリ抑制部は、前記第１貫通孔の周方向に全周に亘って延在する、請求項１に記載の流体取扱装置。

【請求項4】

前記第１成形品に接合された第２部材をさらに有し、
前記第１貫通孔の一方の開口部は、前記第２部材によって塞がれている、
請求項１～３のいずれか一項に記載の流体取扱装置。

【請求項5】

前記第１成形品に接合された、第２貫通孔を含む第２成形品をさらに有し、
前記第１貫通孔および前記第２貫通孔は、連通している、
請求項１～３のいずれか一項に記載の流体取扱装置。

【請求項6】

前記第１貫通孔および前記第２貫通孔は、位置決め孔である、請求項５に記載の流体取扱装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体取扱装置に関する。

【背景技術】

【0002】

貫通孔を有する成形品を含む流体取扱装置が知られている。成形品に形成された貫通孔は様々な目的のために使われ得る。例えば、貫通孔は、その開口部が塞がれて液体が流れる流路として使われたり、液体を収容するための収容部として使われたりする。また、貫通孔に位置決めピンを挿入して位置決めをするために使われたりする。

【0003】

たとえば、特許文献１は、このような貫通孔を有する部材が組み合わされて形成されたマイクロ流路シートを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１３／０８８９１３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図１は、貫通孔を有する成形品の成型方法の一態様を模式的に示す断面図である。図１の下図に示されるように、貫通孔４１を含む成形品４０を成形するためには、まず、図１の上図に示されるように、第１型１０および第２型２０により形成されたキャビティにおいて、第２型２０を貫通させたピン３０を第１型１０に突き当てるようにして成形型を準備する。次に、図１の中央図に示されるように、第１型１０と、第２型２０と、ピン３０とによって形成された成形型内のキャビティに成形材料を流し込む。次に、図１の下図に示されるように、型を開いて貫通孔４１が形成された成形品４０を取り出す。

【0006】

ここで、第１型１０と、ピン３０との間に成形材料が入り込むんでしまうことで、図１の下図に示されるように、貫通孔４１の内周面から突出したバリ４２が発生してしまうことがある。

【0007】

本発明の目的は、バリの発生が抑制された、貫通孔を有する成形品を含む流体取扱装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は以下の流体取扱装置に関する。
［１］ 第１貫通孔を含む第１成形品を有する流体取扱装置であって、前記第１貫通孔の内周面において前記第１貫通孔の周方向に延在するバリ抑制部を有する、流体取扱装置。
［２］ 前記バリ抑制部は、前記第１貫通孔の開口部から離間して配置されている、［１］に記載の流体取扱装置。
［３］ 前記バリ抑制部は、前記第１貫通孔の周方向に全周に亘って延在する、［１］または［２］に記載の流体取扱装置。
［４］ 前記第１成形品に接合された第２部材をさらに有し、前記第１貫通孔の一方の開口部は、前記第２部材によって塞がれている、［１］～［３］のいずれかに記載の流体取扱装置。
［５］ 前記第１成形品に接合された、第２貫通孔を含む第２成形品をさらに有し、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔は、連通している、［１］～［３］のいずれかに記載の流体取扱装置。
［６］ 前記第１貫通孔および前記第２貫通孔は、位置決め孔である、［５］に記載の流体取扱装置。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、バリの発生が抑制された、貫通孔を有する成形品を含む流体取扱装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、貫通孔を有する成形品を成形する際の問題点を説明するための断面図である。

【図2】図２は、本実施の形態に係る流体取扱装置の貫通孔を成形する際の態様を示す断面図である。

【図3】図３Ａ～Ｄは、本実施の形態に係る流体取扱装置を示す図である。

【図4】図４Ａ～Ｄは、第１成形品を示す図である。

【図5】図５Ａ～Ｄは、第２成形品を示す図である。

【図6】図６Ａは、貫通孔を有する成形品を位置決めする際の態様を示す断面図であり、図６Ｂは、位置決めされた後の態様を示す平面図である。

【図7】図７は、変形例に係る流体取扱装置の貫通孔を成形する際の態様を示す断面図である。

【図8】図８Ａ～Ｄは、変形例に係る流体取扱装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0012】

［実施の形態］
（貫通孔含む成形品の成形）
図２は、バリの発生が抑制された、本発明の実施の形態に係る流体取扱装置の貫通孔の形成方法の一態様を示す図である。
本実施の形態においては、図２の上図に示されるように、まず、第１型１００および第２型２００により形成されたキャビティにおいて、第２型２００を貫通させたピン３００を第１型１００に突き当てるようにして成形型を準備する。ここでピン３００は、第１型１００に突き当たる側の一端に切り欠き状のバリ抑制凹部３１０を有する。
次に、図２の中央図に示されるように、成形材料をキャビティ内に流し込む。すると成形材料はバリ抑制凹部３１０と第１型１００とによって形成されたキャビティ内に入り込む。ここで当該キャビティ内に入り込んだ成形材料は、その熱がピン３００や第１型１００に速く奪われやすいため速く硬化する。このため、第１型１００と、ピン３００との間に成形材料が入ることが抑制されて、バリの発生が抑制される。
次に、図２の下図に示されるように、型を開いて貫通孔４１０が形成された成形品４００を型から取り出す。成形品４００は、バリ抑制凹部３１０と第１型１０とによって形成されたキャビティに相補的なバリ抑制部４２０を有する。バリ抑制部４２０を有する成形品４００の貫通孔４１０は、バリの発生が抑制されている。なお、成形材料の例には、樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、ガラスなどが含まれる。

【0013】

（流体取扱装置）
図３Ａは、上記のような貫通孔４１０を有する本発明の実施の形態に係る流体取扱装置５００の平面図を示す。図３Ｂは、図３ＡのＢ－Ｂ線に沿う貫通孔４１０の断面図を示し、図３Ｃは、図３ＡのＣ－Ｃ線に沿う貫通孔４１０の断面図を示し、図３Ｄは、図３ＡのＤ－Ｄ線に沿う貫通孔４１０断面図を示す。
流体取扱装置５００は、図４Ａに示される第１成形品５１０と、図５Ａに示される第２成形品５２０とを有する。具体的には、流体取扱装置５００において、第１成形品５１０と第２成形品５２０とは積層（接合）されている。
なお、図４Ａは、第１成形品５１０の平面図を示し、図４Ｂは、図４ＡのＢ－Ｂ線に沿う貫通孔４１０の断面図を示し、図４Ｃは、図４ＡのＣ－Ｃ線に沿う断面図を示し、図４Ｄは、図４ＡのＤ－Ｄ線に沿う貫通孔４１０の断面図を示す。
同様に、図５Ａは、第２成形品５２０の平面図を示し、図５Ｂは、図５ＡのＢ－Ｂ線に沿う貫通孔４１０の断面図を示し、図５Ｃは、図５ＡのＣ－Ｃ線に沿う貫通孔４１０の断面図を示し、図５Ｄは、図５ＡのＤ－Ｄ線に沿う貫通孔４１０の断面図を示す。

【0014】

図３Ｂ、Ｄに示されるように流体取扱装置５００において、第１成形品５１０の貫通孔４１０と第２成形品５２０の貫通孔４１０とは連通するようにしてもよい。このように連通した２つの貫通孔には、例えば、位置決め部材が挿入されて位置決めするための位置決め孔として使用され得る。また、貫通孔４１０は連通させずに単独で、位置決め孔として使用されてもよい。

【0015】

また、図３Ｃに示されるように、流体取扱装置５００において、貫通孔４１０は少なくとも一方の開口部が、別の部材によって塞がれていてもよい。別の部材（第２部材）の例には、成形品、フィルムなどが含まれる。少なくとも一方の開口部が塞がれた貫通孔４１０は、例えば、流体（例えば、液体、気体など）の収容部や流路として使用され得る。

【0016】

本実施の形態において、第１成形品の貫通孔４１０と第２成形品５２０の貫通孔４１０とは、バリ抑制部４２０に近い開口部側で連通するようにすることが好ましい。また、貫通孔４１０は、バリ抑制部４２０に近い側の開口部側が別の部材で塞がれたりすることが好ましい。上述のように、本実施の形態において、バリ抑制部４２０に近い側の開口部は、バリの発生が抑制され、バリにより貫通孔の内径が変わって位置決めピンが入らなくなったり、バリ脱落による異物付着・流路内へのバリ脱落による流路詰まりが抑制される。そのため、成形品の当該開口部側は、貫通孔を連通させたり、貫通孔を塞いだりなど、他の部材と組み合わせる側として優れている。

【0017】

バリ抑制部４２０の形状は、バリの発生を抑制するように、成形型のキャビティを設計した結果生じた形状であれば特に制限されない。本実施の形態において、バリ抑制部を貫通孔４１０の中心軸を含む断面でみたときの形状は、貫通孔４１０の内周面から貫通孔４１０の中心に向かって突出する形状（例えば、突出する矩形状）である。

【0018】

バリ抑制部４２０は、成形品の外表面と同一平面上にある部分を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。すなわち、バリ抑制部は、成形品の外表面に開口する貫通孔の開口部から離間していなくても離間していてもよい。本実施の形態においては、バリ抑制部４２０は、図４Ｂ、Ｄ、図５Ｂ～Ｄに示されるように、成形品の外表面と同一平面上にある部分を含み、開口部から離間していない。すなわち、本実施の形態において、バリ抑制部４２０は、成形品の外表面に開口する貫通孔４１０の開口部を狭くするように突出している。

【0019】

バリ抑制部４２０の大きさは、バリ抑制効果を有するように適宜設計されればよい。バリは、成形材料の種類、成形型に流し込まれる成形材料の温度や粘度、成形材料を型に流し込むときの圧力、第１型１００と、第１型１００に突き当てられたピン３００との間の隙間の大きさなどに応じて発生すると考えられる。したがって、バリ抑制部４２０は、これらに応じて適宜設計されればよい。

【0020】

本実施の形態においては、バリ抑制部４２０の突出する方向の長さは、貫通孔の直径の５～２５％（例えば、貫通孔の直径が１～１０ｍｍのとき、０．０５～２．５ｍｍ程度、好ましくは０．１～２ｍｍ）程度であり、バリ抑制部の厚さ（貫通孔の軸方向の長さ）はバリ抑制部の突出方向の長さの１／２～２倍（例えば、０．１～２ｍｍ）程度である。また、本実施の形態において、バリ抑制部の厚さは略一定である。また、バリ抑制部４２０の突出する方向の長さと、厚さとの比は、突出する方向の長さを１としたときに、厚さは１／２～２倍程度であることが好ましい。

【0021】

図３Ｂ～Ｄに示されるように、バリ抑制部４２０は、貫通孔４１０の内周面において貫通孔４１０の周方向に延在していれば特に制限されない。バリ抑制部４２０は、内周面の全周に亘って周方向に延在しても、内周面の一部において周方向に延在してもよい。本実施の形態においては、バリ抑制部４２０は内周面の全周に亘って周方向に延在している。

【0022】

貫通孔４１０を平面視したときの形状は特に制限されない。本実施の形態において、貫通孔４１０を平面視したときの形状は、図３Ａに示されるように円形状（例えば真円形状）、または対向する２つ直線および対向する２つの曲線（例えば、円弧、半円など）を有する長円形状である。

【0023】

本実施の形態において、貫通孔４１０の立体形状は、抜き勾配およびバリ抑制凹部３１０を有するピン３００に相補的な形状部分を有する。すなわち、本実施の形態において、貫通孔４１０は、図３Ｂに示されるように、先細るテーパー形状部分４１１と、テーパー形状部分の先細りの先にあり、テーパー形状部分の最も細い部分より細い、突出したバリ抑制部４２０に囲まれた第１の部分４１２とを有する。本実施の形態において、例えば、テーパー形状部分４１１は円錐台形状であり、バリ抑制部に囲まれた第１の部分４１２は円柱形状である。

【0024】

本実施の形態において、貫通孔４１０の軸方向におけるテーパー形状部分４１１の長さは、例えば、０．５～２０ｍｍ程度であり、当該軸方向におけるバリ抑制部４２０に囲まれた第１の部分４１２の長さは、０．１～２ｍｍ程度である。また、当該軸方向において、テーパー形状部分４１１の長さと、バリ抑制部４２０に囲まれた第１の部分４１２の長さとの比は、テーパー形状部分４１１の長さを１としたときに、第１の部分４１２は０．０１～０．２程度が好ましい。

【0025】

流体取扱装置５００または成形品を平面視したときの貫通孔４１０の配置は特に制限されない。本実施の形態において、貫通孔４１０は図３Ａ、図４Ａ、図５Ａに示されるように、矩形である流体取扱装置５００または成形品の対向する２つの角に、円形状の開口を有する貫通孔４１０と、長円形状の開口を有する貫通孔４１０とが配置されている。このように配置された２つの貫通孔４１０は、流体取扱装置５００または第１成形品５１０、第２成形品５２０を位置決めする際に利用されうる。

【0026】

図６Ａは、第１成形品５１０が有する貫通孔４１０に位置決めピン３２０が挿入されて、第１成形品５１０が位置決めされている様子を示す断面図である。また、図６Ｂは、貫通孔４１０に位置決めピン３２０が挿入されて第１成形品５１０が位置決めされた後の様子を示す平面図である。なお、図６Ａにおいて、第１成形品５１０は、貫通孔４１０以外の構成は省略している。

【0027】

図６Ｂに示されるように、第１成形品５１０には、平面視したときに、対向する２つの角に、円形状の開口を有する貫通孔（図６Ａの左側の貫通孔）と、長円形状の開口を有する貫通孔（図６Ａの右側の貫通孔）とが配置される。図６Ａに示されるように、２つの貫通孔４１０の１つが略長円柱形状であることで、第１成形品５１０が斜めになった状態でも貫通孔４１０に位置決めピン３２０を挿入することが容易になり、第１成形品５１０を位置決めしやすくなる。

【0028】

図６Ｂは、貫通孔４１０が位置決めピン３２０に挿入されて第１成形品５１０が位置決めされた後の様子を示す平面図である。図６Ｂに示されるように、平面視したときに、矩形である第１成形品５１０の対向する２つの角に配置された、円形状の開口を有する貫通孔４１０と、長円形状の開口を有する貫通孔４１０とは、第１成形品５１０の回転方向のずれを規制できる。具体的には、長円の幅（長円の対向する２つの直線部分）で回転方向のずれを規制でき、位置精度を高くできる。このため図６Ａ、Ｂに示されるような対向する角に円形状の開口を有する貫通孔４１０と、長円形状の開口を有する貫通孔４１０とを有する第１成形品５１０は、上記のように位置決めしやすくしつつ、２つの円形状の開口を有する貫通孔を有する成形品と同じ位置精度を保つことに有効である。

【0029】

（効果）
本実施の形態に係る流体取扱装置５００が有する成形品は、その貫通孔においてバリの発生が抑制されている。そのため、バリにより貫通孔の内径が変わって位置決めピンが入らなくなくなることが抑制される。そのため、流体取扱装置を設計通りの位置に位置させやすくなる。また、バリは成形品の外表面から突出し、当該成形に他の部材を組み合わせて流体取扱装置とする際に設計通りに組み合わされることを阻害することがある。しかし、本実施の形態においては、バリの発生が抑制されているため、流体取扱装置において、設計取りに成形品と他の部材とが組み合われていないことが抑制されている。

【0030】

［変形例］
変形例に係る流体取扱装置は、上記実施の形態に係る流体取扱装置５００において起こる可能性のある問題を解決することが期待できるものである。すなわち、上記の実施の形態の流体取扱装置５００において、貫通孔４１０の内周面から突出するバリ抑制部４２０は、外部から強い力が加えられるような場合、成形品の外表面にめくれ上がる可能性がある。しかし、変形例はこの問題の発生の抑制が期待できる。

【0031】

図７は、変形例に係る流体取扱装置の貫通孔を成形する際の態様を示す図である。変形例において、実施の形態と同様の構成等については同様の符号を付してその説明を省略する。

【0032】

変形例においては、まず、図７の上図に示されるように、第１型１００ａおよび第２型２００により形成されたキャビティにおいて、第２型２００を貫通させたピン３００を第１型１００ａに突き当てるようにして成形型を準備する。ここで第１型１００ａは、ピン３００が突き当たる箇所に、ピン３００に向かって突出するランディングパッド１１０ａを有する。
次に、図７の中央図に示されるように、第１型１００ａと、第２型２００と、ピン３００とによって形成された成形型内のキャビティに成形材料を流し込む。すると、成形材料は、バリ抑制凹部３１０とランディングパッド１１０ａとによって形成されたキャビティに入り込む。
次に、図７の下図に示されるように、型を開いて貫通孔４１０ａが形成された成形品４００ａを取り出す。成形品４００ａは、バリ抑制凹部３１０と第１型１００ａのランディングパッド１１０ａとによって形成されたキャビティに相補的なバリ抑制部４２０ａを有する。このバリ抑制部４２０ａは、貫通孔の内周面から突出しているが、貫通孔４１０ａの開口部からは離間している。このため、外部から強い力が加えられて変形をした場合でも、成形品４００ａの外表面にバリ抑制部４２０ａが突出することが抑制される。

【0033】

図８Ａは、変形例に係る流体取扱装置５００ａを示す。図８Ｂは、図８Ａの貫通孔４１０ａのＢ－Ｂ線の断面図であり、図８Ｃは、図８Ａの貫通孔４１０ａのＣ－Ｃ線の断面図を示し、図８Ｄは、図８Ａの貫通孔４１０ａのＤ－Ｄ線の断面図である。図８Ｂ～Ｄに示されるように、流体取扱装置５００ａは、貫通孔４１０ａを含む第１成形品５１０ａと、貫通孔４１０ａを含む第２成形品５２０ａとを有する。実施の形態と同様に、流体取扱装置５００ａにおいて、第１成形品５１０ａと第２成形品５２０ａとは積層（接合）されている。

【0034】

バリ抑制部４２０ａの位置は、貫通孔４１０ａの開口部から離間していれば特に制限されないが、バリ抑制部４２０ａは、変形しても成形品の表面に突出しないような位置に配置されていることが好ましい。具体的には、バリ抑制部４２０ａ（バリ抑制部４２０ａの開口部に近い側の面）は、開口部から、貫通孔の軸方向に０．０１～３ｍｍ程度離間していることが好ましい。

【0035】

バリ抑制部４２０ａの大きさは、バリ抑制効果を有するように適宜設計されればよい。本変形例においては、バリ抑制部４２０ａの突出する方向の長さは、貫通孔の直径の５～２５％（例えば、貫通孔の直径が１～１０ｍｍのとき、０．０５～２．５ｍｍ程度、好ましくは０．１～２ｍｍ）程度であり、バリ抑制部４２０ａの厚さ（貫通孔の軸方向の長さ）はバリ抑制部の突出方向の長さの１／２～２倍（例えば、０．１～２ｍｍ）程度である。また、本変形例においてバリ抑制部４２０ａの厚さは略一定である。また、バリ抑制部４２０ａの突出する方向の長さと、厚さとの比は、突出する方向の長さを１としたときに厚さは１／２～２倍程度であることが好ましい。また、バリ抑制部４２０ａは、成形品の表面に突出しないようにするという観点から、成形品の開口部（成形品の外表面）とバリ抑制部４２０ａの開口部に近い側の面との間の距離を１としたときに、バリ抑制部４２０ａの突出する方向の長さは０．１～１０程度であることが好ましい。

【0036】

本変形例において、バリ抑制部４２０ａを有する貫通孔４１０ａの立体形状は、抜き勾配およびバリ抑制凹部３１０を有するピン３００と、ランディングパッド１１０ａを有する第１型１００ａに相補的な形状部分を有する。すなわち、本変形例において、貫通孔４１０ａは、図８Ｂに示されるように、先細るテーパー形状部分４１１ａと、テーパー形状部分４１１ａの先細りの先にあり、テーパー形状部分４１１ａの最も細い部分より細い、突出したバリ抑制部４２０ａに囲まれた第１の部分４１２ａと、ランディングパッド１１０ａに相補的な、バリ抑制部４２０ａに囲まれた第１の部分４１２ａより太い、第２の部分４１３ａとを、この順に有する。本変形例において、例えば、テーパー形状部分４１１ａは、円錐台形状であり、第１の部分４１２ａと第２の部分４１３ａとは円柱形状である。

【0037】

本変形例において、貫通孔４１０ａの軸方向において、テーパー形状部分４１１ａの長さは、例えば、０．５～２０ｍｍ程度であり、第１の部分４１２ａは０．１～２ｍｍ程度であり、第２の部分４１３ａは０．０１～１ｍｍ程度である。また、当該軸方向において、テーパー形状部分４１１ａの長さを１としたときに、第１の部分４１２ａは０．０１～０．２程度であり、第２の部分４１３ａは０．００１～０．１程度であることが好ましい。

【0038】

変形例において、上記したバリ抑制部４２０ａおよび貫通孔４１０ａの特徴以外の特徴については、実施の形態と同様でよい。

【0039】

（効果）
変形例に係る流体取扱装置が有する成形品は、実施の形態と同様にバリの発生を抑制する効果を有する。さらに、変形例に係る流体取扱装置が有する成形品は、バリ抑制部が貫通孔の開口部から離間している。そのため、バリ抑制部に外部から強い力が加えられたような場合でも、バリ抑制部が成形品の外表面に突出することが抑制され、成形品を設計通りにより積層させやすい。

【産業上の利用可能性】

【0040】

上記の流体取扱装置は、バリの影響が抑制されて設計通りの位置に位置決めすることが容易である。そのため、高い位置精度が求められる流体取扱装置の位置決めに有用である。

【符号の説明】

【0041】

１０、１００、１００ａ 第１型
２０、２００ 第２型
３０、３００ ピン
４０、４００、４００ａ 成形品
４１、４１０、４１０ａ 貫通孔
４２ バリ
１１０ａ ランディングパッド
３１０ バリ抑制凹部
３２０ 位置決めピン
４１１、４１１ａ テーパー形状部分
４１２、４１２ａ 第１の部分
４１３ａ 第２の部分
４２０、４２０ａ バリ抑制部
５００、５００ａ 流体取扱装置
５１０、５１０ａ 第１成形品
５２０、５２０ａ 第２成形品

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】