JP3376821B2 - 樹脂碍子の製造方法およびその装置 - Google Patents

樹脂碍子の製造方法およびその装置

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2083/00Use of polymers having silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only, in the main chain, as moulding material
    • B29K2083/005LSR, i.e. liquid silicone rubbers, or derivatives thereof

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電気機器に使途され
る樹脂碍子に関するもので、特に樹脂材料に液状シリコ
ーンゴムを用いて成形する樹脂碍子の製造方法およびそ
の装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来一般にシリコーンゴムの成形は、原
材料の液状のシリコーンゴム主剤と硬化剤とを混合・攪
拌した液状シリコーンゴムを減圧脱泡して金型に注入さ
せる注型方法と、金型に加圧注入させる射出成形法とが
ある。この内、前者の注型方法による成形は簡易的では
あるが樹脂(硬化させたシリコーンゴム)内に残留する
ボイド(気泡)が多くなること、樹脂碍子の心材(一般
にガラス繊維強化プラスチックパイプが用いられており
以下FRPパイプという)と樹脂との接着度が弱いこと
などから良好な電気的特性が得られ難く、電気機器用の
樹脂碍子の成形には用いられていない。すなわち従来よ
りシリコーンゴム被覆の樹脂碍子の製造には後者の射出
成形法が用いられている。なおシリコーンゴムは熱硬化
性であり,金型を所定の温度で所定時間保持させて硬化
成形されている。
【0003】図13はその従来の射出成形法の構成を示
すもので、同図に基づいて従来の樹脂碍子の製造方法を
説明する。ターミナル金具31が一方の端部に接着固定
されたFRPパイプ32を、その表面にシリコーンゴム
との接着強度を得るためのプライマー処理を施し、他方
の端部に金型中子33を嵌着して、これを液状シリコー
ンゴム40の硬化温度に加熱された下部側の樹脂碍子金
型50にインサートし、その上に、下部側と同様に液状
シリコーンゴム40の硬化温度に加熱された上部側の樹
脂碍子金型50を合せて上下の樹脂碍子金型50が型閉
される。樹脂碍子金型50の上下合せ面にはOリング5
3が介されてキャビティ内が封止されている。
【0004】しかる後、真空ポンプ51によりキャビテ
ィ内が真空引きされ、その状態で液状シリコーンゴム4
0がスクリュー52により所定量、所定圧力でキャビテ
ィ内に射出される。なおキャビティ内の真空引き時にお
いては、液状シリコーンゴム40がキャビティ内に引か
れないように、例えばスクリュー52のニードルにより
注入口を塞ぐ等の操作がされている。この射出注型後、
液状シリコーンゴム40の所定の硬化時間経過後、型開
き、成形品30の離型、金型中子33の取外し、バリ取
り仕上げ等を行って樹脂碍子として完成されている。こ
のようにして製造された樹脂碍子は、液状シリコーンゴ
ム40が所定射出圧で加圧されているため硬化成形され
たシリコーンゴムとFRPパイプとの密着性が高く、ま
た原材料が大気に触れることなく混合されかつ加圧成形
されていることによりボイドの発生も少なく電気的特性
も良好となことから、従来よりこの方法が樹脂碍子の製
法に用いられている。
【0005】なおここで、スクリュー52への原材料の
供給は、液状のシリコーンゴム主剤を入れた主剤缶41
と硬化剤を入れた硬化剤缶42のそれぞれに上部より所
定の圧力を付加して、それぞれ所定量の液状のシリコー
ンゴム主剤および硬化剤を大気に触れることなくスクリ
ュー52内へ注入させるようになっている。スクリュー
52は注入されたシリコーンゴム主剤と硬化剤とを混合
・攪拌すると同時に射出口より上述のように液状シリコ
ーンゴム40としてキャビティ内へ射出するようになっ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに形成された樹脂碍子には、図14に示すように金型
成形による型割り線aが微細な段差筋となって残され、
これが樹脂碍子の電気的特性を低下させるという重大な
問題がある。すなわち樹脂碍子の沿面におけるフラッシ
ュオーバは必ずこの型割り線aに沿って発生し、この型
割り線aが樹脂碍子のフラッシュオーバ電圧の耐圧値を
低下させる原因となっている。そのため、この型割り線
aがより微細になるようにする必要から、高精度の金型
が用いられているが、型割り線aを皆無にすることはで
きない。すなわち従来の射出成形法では、電気的特性の
向上に限界があり、より高精度の金型を用いてもその投
資効果が出ないという問題がある。そこで本発明は、か
かる型割り線の発生を皆無にし、かつFRPパイプと高
密着度、ボイドレスの樹脂碍子の製造方法提供するもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の方法において
は、金型の内部に、両端部にターミナル金具および金型
中子をそれぞれ有するFRPパイプからなるインサート
部品を固定し、このインサート部品の外周面にエラスト
マーチューブを装着し、このエラストマーチューブと前
記金型の内面との間を真空引きすることにより当該金型
の内面に前記エラストマーチューブを被着せしめ、しか
る後液体シリコーンゴムを注入して成形し、成形後前記
エラストマーチューブを剥離することが特徴であり、さ
らに注入した液体シリコーンゴムを減圧脱泡し、次に加
圧して、この加圧状態で前記液体シリコーンゴムを硬化
させて成形し、成形後前記エラストマーチューブを剥離
することを特徴とする。エラストマーチューブとしては
ゴムチューブ材が、伸縮性が高くシリコーンゴム材料と
の剥離性がよいので好適である。また、本発明の装置に
おいては、樹脂を注入して成形する金型と、両端部にタ
ーミナル金具および金型中子をそれぞれ有するFRPパ
イプからなり、前記金型の内部に固定されるインサート
部品と、このインサート部品の外周面に装着されるエラ
ストマーチューブと、前記金型を収納し加熱するヒータ
を備えた真空槽と、前記金型の樹脂注入側を密閉する密
閉用蓋と、前記真空槽内を減圧して前記エラストマーチ
ューブと前記金型の内面との間を真空引きすることによ
り当該金型の内面に前記エラストマーチューブを被着せ
しめる真空ポンプと、前記金型の樹脂注入側を減圧およ
び加圧するポンプとを備えることを特徴としており、
らに金型に真空槽と連通する孔を設けたものであること
が好適である。本発明によると金型の内面がエラストマ
ーチューブによって覆われるので、金型の型割り部が緩
衝され成形品に金型の型割り線を残すことがない。さら
に注入した液体シリコーンゴムを減圧脱泡後、加圧状態
で硬化させるのでボイドレスで心材との接着強度の高い
成形品が得られる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
について図1〜図12を参照しながら説明する。図1に
樹脂碍子の金型20の内面形状を示す。金型20は二つ
割り構成とされており図1はその片面である。同図に示
すように金型20は分割201、202、203、20
4の如く多分割されており(本例では6分割)各分割部
の合せ面にキャビティ内のエアー逃がし溝aが付けられ
ている。図2はこの二つ割り多分割された各分割部を金
型20として構成する方法を示したものである。金型2
0はその片面ごとに、各分割部を所定通り段積みして、
a部をボルト締め付けして片面毎に一体化し、さらに以
下に説明のインサート部品10をキャビティ内にイサー
トしたあとで、二つ合せしてb部をボルト締め付けして
一体化している。なお金型20の多分割については、金
型の加工上の制限によるもので、一体金型で製作できる
場合には多分割する必要はない。
【0009】図3は本発明の樹脂碍子を製造するための
インサート部品10の組立て方法を示すもので、同図
a)において、11はFRPパイプ、12はターミナル
金具、13は金型中子である。金型中子13には後述す
るエラストマーチューブ14の下部を広げて挿入する部
分aとFRPパイプ11の内径に嵌挿してFRPパイプ
11の位置を保持する部分bとを有している。ターミナ
ル金具12は事前にFRPパイプ11に一部分を嵌合し
て接着固定されており、これが樹脂碍子の心材となる。
他のものは本発明の樹脂碍子を製造するための手段であ
り樹脂碍子の完成品からは取り除かれる。以下順を追っ
てその組み立て方法を説明する。
【0010】先ずターミナル金具12が固着されたFR
Pパイプ11の表面にプライマー処理を施し、それに金
型中子13を嵌挿する。同図b)はその状態を示す。同
図c)のエラストマーチューブ14は、FRPパイプ1
1が挿入できる内径をもち、樹脂碍子の樹脂材料に融合
・接着せず容易に剥離可能で、かつ伸縮性が高いものが
よい。実施例ではゴムチューブ材である。このエラスト
マーチューブ14に上述の図b)の状態のFRPパイプ
11を挿入し図d)に示す如くエラストマーチューブ1
4の裾を広げて上述の金型中子13のa部分に挿入す
る。図e)に示す気密フランジ15はその当り面が金型
中子13のa部分に密着するようにしたもので、図e)
からf)に示すようにエラストマーチューブ14の上部
より挿入した気密フランジ15と金型中子13とのボル
ト締めにより、金型中子13のa部分においてエラスト
マーチューブ14の裾を締付けエラストマーチューブ1
4の下部を気密構造とする。このように構成したインサ
ート部品10を上述の金型20にインサートする。なお
エラストマーチューブ14の上部においても後述のよう
に気密構造とする。以上の説明では組立て順序として、
図b)に示すように、さきに金型中子13とFRPパイ
プ11とを嵌着させ、それにエラストマーチューブ14
を取付けているが、金型中子13にエラストマーチュー
ブ14を気密フランジ15で裾を締付けたものにFRP
チユーブ11等を挿入する方法でも同じである。
【0011】図4は上述のように構成したインサート部
品10を金型20にセットした断面を示す。上記図2を
用いて説明した金型20のb部のボルト締付けによる一
体化はこのようにインサート部品10をセットしたあと
で行われる。このように構成した金型20(インサート
部品10を含む)を図5に示すように真空槽21の、内
部に取付けた金型加熱用のヒータ211の中へ挿入し、
金属フランジ22、23によって位置決め固定してい
る。OリングO1 、O2 はそれぞれ真空槽21と金属フ
ランジ22および金属フランジ22と23間の気密を保
つためのものである。さらにエラストマーチューブ14
の上端部aを同図に示すように金属フランジ23側へ折
り曲げ、これを金属フランジ24によって締付け固定
し、これによって真空槽21の内部を気密にしている。
すなわち、上述してきたようにエラストマーチューブ1
4を隔壁として真空槽21の内部は気密構造となってい
る。
【0012】この様に構成した後、真空ポンプ26によ
り真空槽21の内部の空気を排気する。図1にて説明し
たように、金型20には各分割部にキャビティ内のエア
ー逃がし溝aが付けられているので、真空槽21の排気
に伴ってエラストマーチューブ14が金型20の内面に
沿うように伸ばされ、最終的にエラストマーチューブ1
4が金型20の内面に密着するようになり、エラストマ
ーチューブ14そのものが、その厚みを残して金型形状
になる。その状態を図6に示す。なお図5において27
1は熱電対、27はヒータ211用の温度調節装置であ
る。次にこの状態を保持したままエラストマーチューブ
14内に、原材料の液状のシリコーンゴム主剤と硬化剤
とを混合・攪拌し、減圧脱泡させた液状シリコーンゴム
40を注入する。図7に注入後の状態を示す。
【0013】このようにして注入した液状シリコーンゴ
ム40は、脱泡および加圧工程を経て硬化させる。その
工程は次のようである。図8に示すように液状シリコー
ンゴム40を注入したこれらの装置の上に密閉用蓋25
を被せ内部を密閉する。OリングO3 はその密閉のため
のものである。その後、減圧ポンプ28により内部を、
金型形状に形成させたエラストマーチューブ14が復元
しない限度で減圧し、液状シリコーンゴム40内に混入
したエアーを脱泡する。脱泡の所定時間経過後(あらか
じめ十分脱泡することが確かめられた所定の時間)減圧
ポンプ28を停止し、加圧ポンプ29により内部を加圧
する。(なお加圧によってエアーが再びシリコーンゴム
40内に混入することはない。)真空ポンプ26の停止
はこの加圧工程時に行ってもよいが次の硬化工程終了ま
で運転されていてもよい。上記のように液状シリコーン
ゴム40に加圧している状態でヒータ211により液状
シリコーンゴム40を加熱し硬化させる。その温度調節
は熱電対271と温度調節装置27により管理されてい
る。
【0014】このようにして液状シリコーンゴム40を
硬化させてあと、ヒータ211他、真空ポンプ26等を
停止し、成形品2を離型する。図9のa)はその成形品
2を示し、これより金型中子13および気密フランジ1
5を取外し、さらに同図b)に示すように表面のエラス
トマーチューブ14をハサミ等で剥離させる。図10は
このようにして製造した樹脂碍子1である。
【0015】この本発明の製造方法に基づいて製造した
樹脂碍子1は、金型20による型割り線がエラストマー
チューブ14の緩衝効果によって皆無になる。さらにこ
のエラストマーチューブ14による効果は、図11に示
すように樹脂碍子1の傘の形状に伸ばされたエラストマ
ーチューブ14の厚みが、傘の外側に向かって薄くなっ
ていくので、硬化したシリコーンゴム401の傘の部分
にアンダーカットを形成させることになる。図12に樹
脂碍子1の傘下面に形成されたアンダーカットaを示
す。この碍子の傘下のアンダーカットの形成は使用環境
下における雨水等による水滴が碍子の沿面に沿わず碍子
の傘先部分で滴下させる効果をもたらし、これが碍子の
沿面尖絡強度を高める一翼を担うことにもなり、本発明
の製造方法に基づく効果の一つでもある。また減圧脱泡
後加圧して硬化させているのでボイドレスでFRPパイ
プとの密着度の高いものになることはいうまでもない。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、樹脂碍子に型割り線が
生じず、かつ樹脂と心材との密着度が高くボイドレスな
耐電圧の高い樹脂碍子が得られる。しかも低廉に製造で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の金型の片面の一例を示す図である。
【図2】本発明の金型の一例を示す図である。
【図3】本発明のインサート部品の組立て順序の一例を
示す図である。
【図4】本発明のインサート部品を金型にセットした状
態の一例を示す図である。
【図5】本発明の樹脂碍子の製造工程を示す図である。
【図6】本発明の樹脂碍子の製造工程を示す図である。
【図7】本発明の樹脂碍子の製造工程を示す図である。
【図8】本発明の樹脂碍子の製造工程を示す図である。
【図9】本発明の樹脂碍子の製造工程を示す図である。
【図10】本発明の製造方法により製造した樹脂碍子の
一例を示すの図である。
【図11】本発明の製造方法により製造した成形品の一
部分を示す図である。
【図12】本発明の製造方法により製造した樹脂碍子の
一部分を示す図である。
【図13】従来の射出成形法の構成を示す図である。
【図14】従来の射出成形法により成形した樹脂碍子の
一例を示す図である。
【符号の説明】
1 樹脂碍子 2 成形品 10 インサート部品 11 FRPパイプ 12 ターミナル金具 13 金型中子 14 エラストマーチューブ 15 気密フランジ 20 金型 21 真空槽 22、23、24 金属フランジ 25 密閉用蓋 26 真空ポンプ 27 温度調節装置 28 減圧ポンプ 29 加圧ポンプ 211 ヒータ 271 熱電対 40 液状シリコーンゴム

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金型の内部に、両端部にターミナル金具お
    よび金型中子をそれぞれ有するFRPパイプからなるイ
    ンサート部品を固定し、このインサート部品の外周面に
    エラストマーチューブを装着し、このエラストマーチュ
    ーブと前記金型の内面との間を真空引きすることにより
    当該金型の内面に前記エラストマーチューブを被着せし
    め、しかる後液体シリコーンゴムを注入して成形し、成
    形後前記エラストマーチューブを剥離することを特徴と
    する樹脂碍子の製造方法。
  2. 【請求項2】金型の内部に、両端部にターミナル金具お
    よび金型中子をそれぞれ有するFRPパイプからなるイ
    ンサート部品を固定し、このインサート部品の外周面に
    エラストマーチューブを装着し、このエラストマーチュ
    ーブと前記金型の内面との間を真空引きすることにより
    当該金型の内面に前記エラストマーチューブを被着せし
    め、しかる後液体シリコーンゴムを注入して成形し、さ
    らに注入した液体シリコーンゴムを減圧脱泡し、次に加
    圧して、この加圧状態で前記液体シリコーンゴムを硬化
    させて成形し、成形後前記エラストマーチューブを剥離
    することを特徴とする樹脂碍子の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2において、エラストマー
    チューブがゴムチューブ材であることを特徴とする樹脂
    碍子の製造方法。
  4. 【請求項4】樹脂を注入して成形する金型と、両端部に
    ターミナル金具および金型中子をそれぞれ有するFRP
    パイプからなり、前記金型の内部に固定されるインサー
    ト部品と、このインサート部品の外周面に装着されるエ
    ラストマーチューブと、前記金型を収納し加熱するヒー
    タを備えた真空槽と、前記金型の樹脂注入側を密閉する
    密閉用蓋と、前記真空槽内を減圧して前記エラストマー
    チューブと前記金型の内面との間を真空引きすることに
    より当該金型の内面に前記エラストマーチューブを被着
    せしめる真空ポンプと、前記金型の樹脂注入側を減圧お
    よび加圧するポンプとを備えたことを特徴とする樹脂碍
    子の製造装置。
  5. 【請求項5】請求項4において、金型に真空槽と連通す
    る孔を設けたことを特徴とする樹脂碍子の製造装置。
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