JP2019075459A - パワーモジュール用ケースの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ケースの割れを防止し、作業工数と製造コストを削減し、取り付け穴の周辺の剛性を調整することができるパワーモジュール用ケースの製造方法を得る。【解決手段】金型1内に樹脂3を流し込んで樹脂ケース4を成形する。ブロック状の高さストッパー8の下面から突出した円柱筒の刃9を加熱して樹脂ケース4に差入れる。刃9の差入れにより樹脂ケース4から吐出された樹脂3で形成されたフランジ11を高さストッパー8の下面で押し潰す。刃9により樹脂ケース4をくり抜いてフランジ11に囲まれた取り付け穴13を形成する。【選択図】図9

Description

本発明は、パワーモジュール用ケースの製造方法に関する。
パワーモジュール用ケースは金型内に熱可塑性樹脂を流し込んで成形される。従来は樹脂成形時に取り付け穴を形成していたため、取り付け穴の部分にウェルドが発生していた。このため、顧客にて取り付け穴にネジを締め込む際にウェルドを基点としてケースが割れる場合があった。この割れを防止するため、補強用の金属ブッシュを取り付け穴に圧入していた(例えば、特許文献1参照)。
特開2012−028552号公報
しかし、ブッシュ圧入により作業工数と製造コストが増加するという問題があった。また、樹脂成形後に取り付け穴を形成することもできるが、取り付け穴の周辺の剛性を調整することはできなかった。
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的はケースの割れを防止し、作業工数と製造コストを削減し、取り付け穴の周辺の剛性を調整することができるパワーモジュール用ケースの製造方法を得るものである。
本発明に係るパワーモジュール用ケースの製造方法は、金型内に樹脂を流し込んで樹脂ケースを成形する工程と、高さストッパーの下面から突出した円柱筒の刃を加熱して前記樹脂ケースに差入れる工程と、前記刃の差入れにより前記樹脂ケースから吐出された樹脂で形成されたフランジを前記高さストッパーの前記下面で押し潰す工程と、前記刃により前記樹脂ケースをくり抜いて前記フランジに囲まれた取り付け穴を形成する工程とを備えることを特徴とする。
本発明では、取り付け穴が無い状態で樹脂ケースを成形するため、ウェルドが取り付け穴の位置に形成されない。また、刃の差入れにより樹脂ケースから吐出された樹脂でフランジが形成される。このフランジにより取り付け穴の構造的剛性が強化されるため、ケースの割れを防止することができる。そして、金属ブッシュの圧入が不要であるため、作業工数と製造コストを削減することができる。また、フランジを高さストッパーで押し潰すことで、取り付け穴の周辺の剛性を調整することができる。
実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す平面図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す平面図である。 成形された樹脂ケースを示す斜視図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す断面図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す断面図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す断面図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す断面図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す断面図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す断面図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す断面図である。 実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法により形成した取り付け穴を示す平面図である。 比較例に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す平面図である。 比較例に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す平面図である。 実施の形態2に係るパワーモジュール用ケースの製造方法により形成した取り付け穴を示す平面図である。 実施の形態3に係るパワーモジュール用ケースの製造方法により形成した取り付け穴を示す斜視断面図である。
実施の形態に係るパワーモジュール用ケースの製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
実施の形態1.
図1及び図2は、実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す平面図である。図3は成形された樹脂ケースを示す斜視図である。図4から図10は、実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す断面図である。
まず、図1に示すように、金型1の図面上部と下部に繋がったゲート2から金型1内に熱可塑性樹脂3を流し込む。これにより、図2に示すように樹脂ケース4を成形する。成型された樹脂ケース4の図面中央部でウェルド5が発生する。図3に示すように、金型1により、樹脂ケース4の取り付け穴を形成する箇所にケガキ6を付ける。これにより、後の工程で取り付け穴を形成する箇所を認識し易くなる。
次に、図4に示すように、樹脂ケース4を治具7の上に載せる。樹脂ケース4の取り付け穴を形成する箇所に、ブロック状の高さストッパー8の下面から突出した円柱筒の刃9を配置する。次に、図5に示すように、高周波誘導コイル10を用いて刃9を加熱する。刃9は、高周波誘導によって加熱される導電帯である。なお、刃9の加熱にはインパルス又は熱線ヒーターなどを用いることもできる。
次に、図6に示すように、加熱した刃9を樹脂ケース4に差入れる。次に、図7に示すように、刃9の差入れにより樹脂ケース4から吐出された熱可塑性樹脂3で形成されたフランジ11を高さストッパー8の下面で押し潰す。次に、図8に示すように、樹脂の糸引き防止のため、エアー噴出し溝12からエアーを噴出して刃9を冷却する。
次に、図9に示すように、元の位置まで上昇させた刃9により樹脂ケース4をくり抜いてフランジ11に囲まれた取り付け穴13を形成する。抜き取った熱可塑性樹脂3が円柱筒の刃9内に滞留している。そこで、図10に示すように、刃9内に滞留している熱可塑性樹脂3を排出棒14で排出する。
図11は、実施の形態1に係るパワーモジュール用ケースの製造方法により形成した取り付け穴を示す平面図である。丸い取り付け穴13の周りにフランジ11が形成されている。高さストッパー8の下面で押し潰され、フランジ11の上面は平坦化されている。取り付け穴13の形状によらず、フランジ11により剛性が強化される。
続いて、本実施の形態の効果を比較例と比較して説明する。図12及び図13は、比較例に係るパワーモジュール用ケースの製造方法を示す平面図である。比較例では樹脂成形時に取り付け穴13を形成していたため、取り付け穴13の部分にウェルド5が発生する。取り付け穴13にネジを締め込む際にウェルド5を基点とした割れを防止するため、補強用の金属ブッシュを取り付け穴13に圧入しなければならない。
これに対して、本実施の形態では、取り付け穴が無い状態で樹脂ケース4を成形するため、ウェルド5が取り付け穴13の位置に形成されない。また、刃9の差入れにより樹脂ケース4から吐出された熱可塑性樹脂3でフランジ11が形成される。このフランジ11により取り付け穴13の構造的剛性が強化されるため、ケースの割れを防止することができる。そして、金属ブッシュの圧入が不要であるため、作業工数と製造コストを削減することができる。
また、フランジ11を高さストッパー8で押し潰す。樹脂ケース4の上面と高さストッパー8の下面の高さの差がフランジ11の高さとなる。従って、フランジ11の高さを調整することができるため、取り付け穴13の周辺の剛性を調整することができる。また、刃9は円柱筒の導電体であり、中が空洞で体積が少ない分、熱容量が少なく、温度調整が容易である。このため、フランジ11の作成精度が向上する。
実施の形態2.
図14は、実施の形態2に係るパワーモジュール用ケースの製造方法により形成した取り付け穴を示す平面図である。金型1により、樹脂ケース4の取り付け穴13を形成する箇所に六角形のケガキ6を付ける。そして、ケガキ6と同様に外形が六角形の取り付け穴13を形成する。このような六角形の取り付け穴13であれば金属製のナットを直接的にインサートすることができる。その他の構成及び効果は実施の形態1と同様である。
実施の形態3.
図15は、実施の形態3に係るパワーモジュール用ケースの製造方法により形成した取り付け穴を示す斜視断面図である。ネジ山を有する円柱筒の刃9を回転させながら樹脂ケース4に差入れることにより取り付け穴13にネジ溝15を形成する。なお、取り付け穴13の形成前に予め金属のネジ山を刃9に取り付けるようにしてもよい。この場合、刃9の熱膨張及び冷却収縮の効果によって刃9に対してネジ山を着脱する。その他の構成及び効果は実施の形態1と同様である。
1 金型、3 熱可塑性樹脂(樹脂)、4 樹脂ケース、6 ケガキ、8 高さストッパー、9 刃、11 フランジ、13 取り付け穴、15 ネジ溝

Claims (4)

  1. 金型内に樹脂を流し込んで樹脂ケースを成形する工程と、
    高さストッパーの下面から突出した円柱筒の刃を加熱して前記樹脂ケースに差入れる工程と、
    前記刃の差入れにより前記樹脂ケースから吐出された樹脂で形成されたフランジを前記高さストッパーの前記下面で押し潰す工程と、
    前記刃により前記樹脂ケースをくり抜いて前記フランジに囲まれた取り付け穴を形成する工程とを備えることを特徴とするパワーモジュール用ケースの製造方法。
  2. 前記金型により、前記樹脂ケースの前記取り付け穴を形成する箇所にケガキを付けることを特徴とする請求項1に記載のパワーモジュール用ケースの製造方法。
  3. 外形が六角形の前記取り付け穴を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーモジュール用ケースの製造方法。
  4. ネジ山を有する円柱筒の前記刃を回転させながら前記樹脂ケースに差入れることにより前記取り付け穴にネジ溝を形成することを特徴とする請求項1又は2に記載のパワーモジュール用ケースの製造方法。
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