JP2004122471A - 真空注型用樹脂注入ノズル、真空注型用樹脂注入装置及び真空注型用樹脂注入方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂注入時に起きる真空漏れの発生を防止し、高品質で信頼性の高い注型品を製造できる真空注型用樹脂注入ノズルを提供する。
【解決手段】真空容器８の内部に、樹脂成形用の金型２を配設する。真空容器８における下部の隔壁に、外部から樹脂５を導入するための樹脂注入ノズル９を挿入する。樹脂注入ノズル９を、昇降用油圧シリンダーによって昇降可能に設け、これに従ってその先端の注入口１を、金型２の下部に接離可能に構成する。樹脂注入ノズル９に、真空容器８の内部に設置された弁開閉機構７を設ける。弁開閉機構７の内部に、樹脂注入装置又はタンクから圧送される樹脂５を、注入口１に導くための中空シャフト６を設ける。中空シャフト６の下部に、樹脂注入ノズル９の昇降に従って開閉する注入弁３を設ける。樹脂注入ノズル９に、注入弁３が閉状態となる方向に付勢するバネ４を設ける。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電気絶縁物等に使用される樹脂注型品の製造において、真空容器中の型へ樹脂を注入する樹脂注入ノズル、注入装置及び注入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エポキシ樹脂注型品は、固体絶縁物としての電気絶縁性や機械的特性に優れていることから様々な分野で使用されている。例えば、高電圧の電力変電機器の絶縁物として、多用されており、長期の信頼性が求められている。エポキシ樹脂注型品の製造方法としては、内部の気泡の残存防止、割れ発生の抑制、寸法精度の向上等を図るために、真空容器中でエポキシ樹脂を金型に注入し、硬化が完了するまで加圧する真空注型法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような真空注型による加圧製造に使用されている従来の一般的な樹脂注入ノズルを、図３及び図４を参照して説明する。なお、図３は注入弁が閉じた状態、図４は注入弁が開いた状態を示す。すなわち、真空容器８の内部には、樹脂成形用の金型２が配設されている。この真空容器８における下部の隔壁には、外部から樹脂５を導入するための樹脂注入ノズル９が挿入されている。樹脂注入ノズル９は、図示しない昇降用油圧シリンダーによって昇降可能に設けられ、これに従って樹脂注入ノズル９の先端が、金型２の下部に接離可能に構成されている。
【０００４】
そして、樹脂注入ノズル９は、真空容器８の外部に設置された弁開閉機構７を有している。この弁開閉機構７は、樹脂注入ノズル９の内部に配設された可動シャフト１１と、その上下動によって開閉可能な注入弁３によって構成されている。可動シャフト１１は、図示しない開閉用油圧シリンダーによって駆動され、下降することにより、注入弁３が開放され、樹脂注入ノズル９の先端から樹脂５が金型２に注入される構造になっている。なお、樹脂注入ノズル９と可動シャフト１１の摺動部１２は、パッキン１３によってシールされている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１１４８５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような従来の樹脂注入ノズル９においては、弁開閉機構７が真空容器８の外部、すなわち大気圧雰囲気中に設置されており、外部の開閉用油圧シリンダーに取り付けられた可動シャフト１１の上下動により、注入弁３が開閉する構造となっている。このため、真空容器８内の金型２に樹脂を注入する際に、樹脂注入ノズル９と可動シャフト１１の摺動部１２に設けられているパッキン１３が磨耗していた場合には、図４に示すように、大気中から空気１４を吸い込み、真空漏れを起こす可能性がある。かかる場合には、得られるエポキシ樹脂注型品の内部に気泡（微小ボイド）が生じる。このような微小ボイドは、高電圧で使用される電気機器の絶縁性能、機械的強度に影響を与える可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、樹脂注入時に起きる真空漏れの発生を防止し、高品質で信頼性の高い注型品を製造できる真空注型用樹脂注入ノズル、樹脂注入装置及び樹脂注入方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、真空容器中に配設された型に樹脂を注入する注入口と、前記注入口への樹脂の流通路を開閉する弁と、前記弁を駆動する弁開閉機構とを有する真空注型用樹脂注入ノズルにおいて、前記弁開閉機構が、前記真空容器中に設けられていることを特徴とする。
請求項５記載の発明である真空注型用樹脂注入装置は、真空容器と、前記真空容器中に配設された型と、請求項１乃至４のいずれか一に記載の真空注型用樹脂注入ノズルとを備えたことを特徴とする。
請求項６記載の発明である真空注型用樹脂注入方法は、請求項１乃至４のいずれか一に記載の真空注型用樹脂注入ノズルを用いて、樹脂注型品を製造することを特徴とする。
以上のような請求項１、５及び６記載の発明では、弁開閉時に空気が流入しやすい弁開閉機構が、あらかじめ真空容器中に配設されているので、空気の流入が生じることがなく、樹脂を注入する際に生じる微小ボイドの巻き込みを防ぎ、高品質の樹脂注型品を得ることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の真空注型用樹脂注入ノズルにおいて、前記注入口が前記型から離れるとともに、前記弁が閉じる方向に付勢する付勢部材と、前記注入口が前記型に接するとともに、前記弁が開く方向に駆動する駆動部とを有することを特徴とする。
以上のような請求項２記載の発明では、駆動部によって注入口が型に接すると、付勢部材の付勢力によって閉じていた注入弁が自動的に開く。従って、注入口及び弁を別個に駆動する場合に比べて、装置を簡略化できる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の真空注型用樹脂注入ノズルにおいて、前記注入口への樹脂の流通路には、前記弁を備えた可動の中空シャフトが設けられていることを特徴とする。
以上のような請求項３記載の発明では、樹脂の流通路に設けられた中空シャフトの移動に従って弁が開閉するので、弁の開閉構造を簡素化できる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一に記載の真空注型用樹脂注入ノズルにおいて、複数の接合部と、これを密閉するためのパッキン溝及びパッキンとを備えたシール部を有し、前記シール部におけるパッキンの占積率が９０％以上に設定されていることを特徴とする。
以上のような請求項４記載の発明では、シール部のパッキンの占積率を、通常の８０％よりも大きな９０％以上とすることにより、パッキン溝のエアー溜まりを少なくすることができる。従って、微小ボイドの巻き込みをより一層確実に防止できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態（以下、実施形態とする）を、図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
［構成］
請求項１〜３、５及び６記載の発明に対応する代表的な実施形態を、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は真空注型用の樹脂注入装置における弁閉状態を示す断面図、図２は弁開状態を示す断面図である。すなわち、図１に示すように、本実施形態の樹脂注入ノズル９における弁開閉機構７は、真空容器８内に設置されている。樹脂注入ノズル９は、図示しない駆動部である昇降用油圧シリンダーによって昇降可能に設けられ、これに従ってその先端の注入口１が、金型２の下部に接離可能に構成されている。
【００１３】
弁開閉機構７の内部には、図示しない樹脂注入装置又はタンクから圧送される樹脂５を、注入口１に導くための中空シャフト６が設けられている。中空シャフト６の下部には、樹脂注入ノズル９及び中空シャフト６の昇降に従って開閉する注入弁３が設けられている。そして、樹脂注入ノズル９には、注入弁３が閉状態となる方向に付勢するバネ４が設けられている。なお、樹脂注入ノズル９における真空容器８外部への露出部分の接合部には、パッキン溝に配設されたパッキン１０によってシール部が構成されている。
【００１４】
［作用］
以上のような構成を有する本実施形態における注入弁３の開閉手順は、以下の通りである。すなわち、注入口１が金型２に接していない非注入時には、注入弁３はバネ４の圧力で常時閉じていている状態である。この状態から、樹脂を注入する際には、図２に示すように、昇降用油圧シリンダーによって駆動された樹脂注入ノズル９が、バネ４の付勢力に抗して上昇し、注入口１が金型２に接する。このとき、中空シャフト６も樹脂注入ノズル９とともに上昇し、その下部の注入弁３が開くので、樹脂注入が可能となる。
【００１５】
樹脂注入装置又はタンクから圧送される樹脂５は、注入弁３、中空シャフト６を経由して金型２内に注入される。樹脂注入が終了した後は、昇降用油圧シリンダーの駆動力が解除され、図１に示すように、バネ４の付勢力によって樹脂注入ノズル９が下降し、注入口１が金型２から離れるとともに、中空シャフト６の下部の注入弁３が、自動的に閉じる。
【００１６】
［効果］
以上のような本実施形態によれば、注入弁３、中空シャフト６等を備えた弁開閉機構７は、全て真空容器８内に設置されている。このため、樹脂注入ノズル９の内部は、常に真空状態が保たれており、樹脂注入時に大気圧雰囲気から空気を巻き込むことがない。従って、本実施形態によって製造される樹脂注型品は、微小ボイドを含まない良好な製品とすることができる。特に、例えば、上記のように製造されたエポキシ樹脂注型品を、高電圧で使用される電気機器の固体絶縁物として用いた場合には、優れた絶縁性能、機械的強度を有する。
【００１７】
また、昇降用油圧シリンダー及びバネ４の組み合わせによって、樹脂注入ノズル９を昇降させて注入口１を金型２に接離させるとともに、中空シャフト６を移動させて注入弁３を開閉させることができるので、注入口１及び注入弁３を別個に駆動する場合に比べて、装置を簡略化できる。
【００１８】
［第２の実施形態］
［構成］
次に、請求項４記載の発明に対応する実施形態を説明する。すなわち、本実施形態においては、樹脂注入ノズル９の各シール部におけるパッキン１０の占積率が９０％以上に設定されている。その他の構成は、図１及び図２に示した第１の実施形態と同様である。
【００１９】
［作用効果］
以上のような本実施形態によれば、シール部におけるパッキン占積率が９０％以上であり、通常の占積率である約８０％よりも大きくなっている。従って、パッキン溝のエアー溜まりが少なくなり、真空漏れの発生をより確実に防止することができるので、微小ボイドを含まない良好な樹脂注型品を製造できる。
【００２０】
より具体的には、本実施形態によって得られたエポキシ樹脂注型品について、外観検査およびＸ線検査において、外周及び内部に微小ボイドの無いことを確認した。また、部分放電試験（コロナ試験）の結果においても、十分な絶縁性能を有する結果が得られた。
【００２１】
［他の実施形態］
本発明は、上記のような実施形態には限定されず、各部材の形状、大きさ、数、配置等は適宜変更可能であり、種々の形態を包含するものである。例えば、樹脂注入ノズル９における樹脂の流路形状、シール部の数等は自由である。シール部におけるパッキン１０の占積率についても、上記の実施形態で例示した数値には限定されず、樹脂注入ノズル９の強度等とのバランスを考慮した常識的な値とすることができる。また、付勢部材は、上記の実施形態で示したような付勢力を与えることができるものであれば、バネ等の弾性部材には限定されない。さらに、真空注型が可能であれば、種々の樹脂を用いた成形品を製造することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、樹脂注入時に起きる真空漏れの発生を防止し、高品質で信頼性の高い注型品を製造可能な真空注型用樹脂注入ノズル、樹脂注入装置及び樹脂注入方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の弁閉状態を示す断面図
【図２】図１の実施形態の弁開状態を示す断面図
【図３】従来の真空注型用樹脂注入装置の一例における弁閉時を示す断面図
【図４】図３の従来例における弁開時を示す断面図
【符号の説明】
１…注入口
２…金型
３…注入弁
４…バネ
５…樹脂
６…中空シャフト
７…弁開閉機構
８…真空容器
９…樹脂注入ノズル
１０，１３…パッキン
１１…可動シャフト
１２…摺動部
１４…空気

Claims (6)

1. 真空容器中に配設された型に樹脂を注入する注入口と、前記注入口への樹脂の流通路を開閉する弁と、前記弁を駆動する弁開閉機構とを有する真空注型用樹脂注入ノズルにおいて、
   前記弁開閉機構が、前記真空容器中に設けられていることを特徴とする真空注型用樹脂注入ノズル。
2. 前記注入口が前記型から離れるとともに、前記弁が閉じる方向に付勢する付勢部材と、
   前記注入口が前記型に接するとともに、前記弁が開く方向に駆動する駆動部とを有することを特徴とする請求項１記載の真空注型用樹脂注入ノズル。
3. 前記注入口への樹脂の流通路には、前記弁を備えた可動の中空シャフトが設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の真空注型用樹脂注入ノズル。
4. 複数の接合部と、これを密閉するためのパッキン溝及びパッキンとを備えたシール部を有し、
   前記シール部におけるパッキンの占積率が９０％以上に設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載の真空注型用樹脂注入ノズル。
5. 真空容器と、
   前記真空容器中に配設された型と、
   請求項１乃至４のいずれか一に記載の真空注型用樹脂注入ノズルとを備えたことを特徴とする真空注型用樹脂注入装置。
6. 請求項１乃至４のいずれか一に記載の真空注型用樹脂注入ノズルを用いて、樹脂注型品を製造することを特徴とする真空注型用樹脂注入方法。

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