JP3468407B2 - 熱硬化性樹脂用成形機 - Google Patents
熱硬化性樹脂用成形機Info
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エポキシ樹脂等の
熱硬化性樹脂を用いる成形機に関する。
熱硬化性樹脂を用いる成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を
用いる成形機では、成形品にヒケが発生することを防止
するために各種の対策がなされている。本出願人はすで
に実用新案登録第2527303号として金型の注型口に圧縮
空気を注入して注入樹脂の加圧状態を保持しながら加熱
硬化させることでヒケの発生を防止する成形機を提案し
ている。すなわち、エポキシ樹脂等絶縁材で覆われたモ
ールド樹脂製品は、その硬化過程において、液状状態か
ら固体状態に変化する際、樹脂の反応収縮による体積の
減少が伴う。また硬化反応は加熱温度に相応した樹脂の
熱収縮による体積の減少も生じる。そして、注型口近傍
の加熱温度が他の部分より相対的に高くなり硬化反応が
先行すると、注型口からの樹脂の補給が有効に機能しな
くなり、樹脂表面にいわゆる「ヒケ」と称する局部的窪
みを生じる。
用いる成形機では、成形品にヒケが発生することを防止
するために各種の対策がなされている。本出願人はすで
に実用新案登録第2527303号として金型の注型口に圧縮
空気を注入して注入樹脂の加圧状態を保持しながら加熱
硬化させることでヒケの発生を防止する成形機を提案し
ている。すなわち、エポキシ樹脂等絶縁材で覆われたモ
ールド樹脂製品は、その硬化過程において、液状状態か
ら固体状態に変化する際、樹脂の反応収縮による体積の
減少が伴う。また硬化反応は加熱温度に相応した樹脂の
熱収縮による体積の減少も生じる。そして、注型口近傍
の加熱温度が他の部分より相対的に高くなり硬化反応が
先行すると、注型口からの樹脂の補給が有効に機能しな
くなり、樹脂表面にいわゆる「ヒケ」と称する局部的窪
みを生じる。
【０００３】このヒケは、その発生場所によって成形品
の使用上の欠陥となることがある。例えば図６及び図７
に示すように、受電設備のＧＩＳ（ガス絶縁開閉装置の
母線・図示せず）とＶＣＴ（計器用変圧変流器・図示せ
ず）とを接続する場合に、その両ユニットのタンク体２
５，２６の互いのフランジ部２７，２８の間に取付けら
れるスペーサ２１を、エポキシ樹脂の成形により製造し
た場合は、その接合面となるフランジ部２２やシール部
材２３が装着される溝２４にヒケが生じると、両ユニッ
ト間の気密が保持されず、スペーサ２１としての機能が
果たせないことになる。
の使用上の欠陥となることがある。例えば図６及び図７
に示すように、受電設備のＧＩＳ（ガス絶縁開閉装置の
母線・図示せず）とＶＣＴ（計器用変圧変流器・図示せ
ず）とを接続する場合に、その両ユニットのタンク体２
５，２６の互いのフランジ部２７，２８の間に取付けら
れるスペーサ２１を、エポキシ樹脂の成形により製造し
た場合は、その接合面となるフランジ部２２やシール部
材２３が装着される溝２４にヒケが生じると、両ユニッ
ト間の気密が保持されず、スペーサ２１としての機能が
果たせないことになる。
【０００４】そこで、従来よりモールド部の「ヒケ」対
策として、本出願人による実用新案登録第2527303号公
報に記載の如く、予め収縮分に相当する補給樹脂を注型
口に充填しておき、金型注型口に圧縮空気を送った後、
注型口を気密的に閉じ加圧状態を保持したままで一次硬
化させることでヒケの発生を防止しようとしたものであ
る。なお、図６中の２９はスペーサ２１の電路導体とな
るインサートである。
策として、本出願人による実用新案登録第2527303号公
報に記載の如く、予め収縮分に相当する補給樹脂を注型
口に充填しておき、金型注型口に圧縮空気を送った後、
注型口を気密的に閉じ加圧状態を保持したままで一次硬
化させることでヒケの発生を防止しようとしたものであ
る。なお、図６中の２９はスペーサ２１の電路導体とな
るインサートである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た装置では、実際には、樹脂や電路導体と共に金型本体
を含め全体を一様に加熱して各部の温度上昇を均一にし
て硬化させることが極めて困難である。また、硬化過程
において加熱温度や、基剤と硬化剤の配合組成比等の条
件により、特に注型口近傍樹脂や注型口に充填された樹
脂が他の主要部分より高温となり、先にゲル化（固体
化）してしまい、補給樹脂が補充されずに「ヒケ」を発
生してしまうことがある。
た装置では、実際には、樹脂や電路導体と共に金型本体
を含め全体を一様に加熱して各部の温度上昇を均一にし
て硬化させることが極めて困難である。また、硬化過程
において加熱温度や、基剤と硬化剤の配合組成比等の条
件により、特に注型口近傍樹脂や注型口に充填された樹
脂が他の主要部分より高温となり、先にゲル化（固体
化）してしまい、補給樹脂が補充されずに「ヒケ」を発
生してしまうことがある。
【０００６】また、他の装置として、金型に温度勾配を
つけて高温側から順次硬化させることで寸法・樹脂表面
精度が良好なモールド樹脂製品を得ようとするものもあ
るが、この装置は金型本体に熱源や温度センサを埋め込
み、強固な金型構造や組付け駆動装置を要し、さらに、
埋め込み機器の配置や配線等が大掛かりとなり、高価な
装置となっている。そこで、本発明は、大型モールド樹
脂製品における成形後の寸法・樹脂表面精度を維持しな
がら硬化させることが可能であって、しかもそのための
構造が比較的簡単に実現できる金型装置を提供すること
を課題とした。
つけて高温側から順次硬化させることで寸法・樹脂表面
精度が良好なモールド樹脂製品を得ようとするものもあ
るが、この装置は金型本体に熱源や温度センサを埋め込
み、強固な金型構造や組付け駆動装置を要し、さらに、
埋め込み機器の配置や配線等が大掛かりとなり、高価な
装置となっている。そこで、本発明は、大型モールド樹
脂製品における成形後の寸法・樹脂表面精度を維持しな
がら硬化させることが可能であって、しかもそのための
構造が比較的簡単に実現できる金型装置を提供すること
を課題とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
るために、請求項１の発明は、注型口を介して金型内に
熱硬化性の樹脂を注入した後に圧縮空気により注型口を
加圧した状態で金型を加熱して樹脂を硬化させる熱硬化
性樹脂用成形機において、注型口を囲うように金型内に
空冷用のジャケットを形成しておき、三方弁である圧縮
空気分流装置を、樹脂の注入後に金型の注型口およびジ
ャケットの開口部に連通するように着脱自在に取り付
け、圧縮空気分流装置の分流制御弁を注型口と連通させ
て注型口に圧縮空気を供給して樹脂を加圧し、その後に
この分流制御弁を切り替えて分流制御弁が注型口を閉塞
させるとともにジャケットの開口部と連通させ、ジャケ
ット内に連続的に圧縮空気を供給して金型の注型口付近
を冷却するとともに注型口内の樹脂を加圧した状態を維
持しつつ、樹脂を加熱により硬化させることを特徴とす
る。
るために、請求項１の発明は、注型口を介して金型内に
熱硬化性の樹脂を注入した後に圧縮空気により注型口を
加圧した状態で金型を加熱して樹脂を硬化させる熱硬化
性樹脂用成形機において、注型口を囲うように金型内に
空冷用のジャケットを形成しておき、三方弁である圧縮
空気分流装置を、樹脂の注入後に金型の注型口およびジ
ャケットの開口部に連通するように着脱自在に取り付
け、圧縮空気分流装置の分流制御弁を注型口と連通させ
て注型口に圧縮空気を供給して樹脂を加圧し、その後に
この分流制御弁を切り替えて分流制御弁が注型口を閉塞
させるとともにジャケットの開口部と連通させ、ジャケ
ット内に連続的に圧縮空気を供給して金型の注型口付近
を冷却するとともに注型口内の樹脂を加圧した状態を維
持しつつ、樹脂を加熱により硬化させることを特徴とす
る。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、注型口が形成されている金型端面であって、注型口
近傍にジャケットへの空気供給口を形成することを特徴
とする。
て、注型口が形成されている金型端面であって、注型口
近傍にジャケットへの空気供給口を形成することを特徴
とする。
【０００９】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２の発明において、前記圧縮空気分流装置は、圧縮空気
が供給されるホースと接続されることを特徴とする。
２の発明において、前記圧縮空気分流装置は、圧縮空気
が供給されるホースと接続されることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明を大型電気機器の電
路導体の一部となるスペーサをエポキシ樹脂を用いて成
形する場合の成形機に適用した実施形態について説明す
る。図１は成形機の要部の構造を示した図であり、金型
内部を示すため一方の金型を除去してある。図２は図１
の右側面図であり、図３は図１のＡ−Ａ線断面図であ
る。なおこれらの図は、説明のために実際の寸法比より
も一部を強調して示してある。図において、１Ａ，１Ｂ
は二分割構造の金型であり、２はスペーサの電路導体と
なるインサートである。金型１Ａ，１Ｂの上部には、垂
直方向に注型口（スプル）４が形成され、その周囲の金
型１Ａ，１Ｂ本体部に、空冷用のジャケット５が形成さ
れている。
路導体の一部となるスペーサをエポキシ樹脂を用いて成
形する場合の成形機に適用した実施形態について説明す
る。図１は成形機の要部の構造を示した図であり、金型
内部を示すため一方の金型を除去してある。図２は図１
の右側面図であり、図３は図１のＡ−Ａ線断面図であ
る。なおこれらの図は、説明のために実際の寸法比より
も一部を強調して示してある。図において、１Ａ，１Ｂ
は二分割構造の金型であり、２はスペーサの電路導体と
なるインサートである。金型１Ａ，１Ｂの上部には、垂
直方向に注型口（スプル）４が形成され、その周囲の金
型１Ａ，１Ｂ本体部に、空冷用のジャケット５が形成さ
れている。
【００１１】ジャケット５の上端は、注型口４の上端と
同様に、金型１Ａ，１Ｂの上面に開口されている。図示
の状態は、金型１Ａ，１Ｂ内にインサート２を挿入し
て、金型１Ａ，１Ｂを結合し、余熱処理をしてからエポ
キシ樹脂３を注型口４から注入し、注型口４の上部に未
充填の空間を残してある。エポキシ樹脂３が所定量注入
された時点で、この注型口４およびジャケット５の開口
部を覆うように、金型１Ａ，１Ｂの上面に三方弁である
ところの圧縮空気分流装置６が取り付けられる。このと
き、圧縮空気分流装置６は、金型１Ａ，１Ｂへシール部
材（図示せず）を介して、ボルトその他の締結手段によ
り気密的に取り付けられる。
同様に、金型１Ａ，１Ｂの上面に開口されている。図示
の状態は、金型１Ａ，１Ｂ内にインサート２を挿入し
て、金型１Ａ，１Ｂを結合し、余熱処理をしてからエポ
キシ樹脂３を注型口４から注入し、注型口４の上部に未
充填の空間を残してある。エポキシ樹脂３が所定量注入
された時点で、この注型口４およびジャケット５の開口
部を覆うように、金型１Ａ，１Ｂの上面に三方弁である
ところの圧縮空気分流装置６が取り付けられる。このと
き、圧縮空気分流装置６は、金型１Ａ，１Ｂへシール部
材（図示せず）を介して、ボルトその他の締結手段によ
り気密的に取り付けられる。
【００１２】この圧縮空気分流装置６は、図４，図５の
縦断面図に示されるように、上部に入力通路１１が、下
部に加圧用通路１２、冷却用通路１３が形成され、その
間に左右に往復動作する分流制御弁７が装着されてい
る。入力通路１１には、高圧空気源であるところのコン
プレッサ（図示せず）からのコンデンサホース９が接続
されている。圧縮空気分流装置６の取付状態で、加圧用
通路１２の下端は注型口４の上端に位置し、冷却用通路
１３の下端はジャケット５の開口部に位置している。な
お、圧縮空気分流装置６の分流制御弁７は、特に明記し
ないが他通路との気密機構・回り止め・係止機構等が設
けられている。
縦断面図に示されるように、上部に入力通路１１が、下
部に加圧用通路１２、冷却用通路１３が形成され、その
間に左右に往復動作する分流制御弁７が装着されてい
る。入力通路１１には、高圧空気源であるところのコン
プレッサ（図示せず）からのコンデンサホース９が接続
されている。圧縮空気分流装置６の取付状態で、加圧用
通路１２の下端は注型口４の上端に位置し、冷却用通路
１３の下端はジャケット５の開口部に位置している。な
お、圧縮空気分流装置６の分流制御弁７は、特に明記し
ないが他通路との気密機構・回り止め・係止機構等が設
けられている。
【００１３】この圧縮空気分流装置６が金型１Ａ，１Ｂ
に取り付けられた最初の状態では、図４のように、分流
制御弁７を左方へ移動して切替通路１４を加圧用通路１
２に一致させておき、入力通路１１からの圧縮空気を加
圧用通路１２を介して、注型口４へ供給する。圧縮空気
は注型口４の上部に未充填の空間に注入されて、瞬時に
供給圧まで上昇する。次に、圧縮空気分流装置６の分流
制御弁７を右方へ移動して、切替通路１４を冷却用通路
１３に一致させて、圧縮空気を冷却用通路１３へ供給す
る。
に取り付けられた最初の状態では、図４のように、分流
制御弁７を左方へ移動して切替通路１４を加圧用通路１
２に一致させておき、入力通路１１からの圧縮空気を加
圧用通路１２を介して、注型口４へ供給する。圧縮空気
は注型口４の上部に未充填の空間に注入されて、瞬時に
供給圧まで上昇する。次に、圧縮空気分流装置６の分流
制御弁７を右方へ移動して、切替通路１４を冷却用通路
１３に一致させて、圧縮空気を冷却用通路１３へ供給す
る。
【００１４】このとき、加圧用通路１２および注型口４
の上部未充填空間は密封されるため、高圧状態が保持さ
れる。冷却用通路１３からの圧縮空気はジャケット５へ
送られて、断熱膨張することで、圧縮空気自体の温度が
低下して金型１Ａ，１Ｂすなわち注型口４を冷却する。
次いで、圧縮空気は金型１Ｂ側に形成された排気通路を
経て排気ホース８に排出される。このようにして注型口
４を冷却した状態で、金型全体を加熱硬化炉（図示せ
ず）の内部に配置して加熱を開始する。
の上部未充填空間は密封されるため、高圧状態が保持さ
れる。冷却用通路１３からの圧縮空気はジャケット５へ
送られて、断熱膨張することで、圧縮空気自体の温度が
低下して金型１Ａ，１Ｂすなわち注型口４を冷却する。
次いで、圧縮空気は金型１Ｂ側に形成された排気通路を
経て排気ホース８に排出される。このようにして注型口
４を冷却した状態で、金型全体を加熱硬化炉（図示せ
ず）の内部に配置して加熱を開始する。
【００１５】その結果、加熱硬化炉内に配置された金型
装置は、圧縮空気の部分的冷却により、注型口４内の補
充樹脂３ａの加熱温度が成形品本体となる主要部分の樹
脂３よりも相対的に低くなり硬化反応時間が遅れる。一
方、主要部分の樹脂３は、加熱が先行して硬化を開始す
る。次に、主要部分の樹脂３が硬化収縮することで体積
が減少した分、まだ硬化していない注型口４内の補充樹
脂３ａが本体側に移動して減少分が補充される。それに
より、主要部分の樹脂３は、金型内面の形状に沿いしか
も必要な表面精度を満足させながら硬化する。
装置は、圧縮空気の部分的冷却により、注型口４内の補
充樹脂３ａの加熱温度が成形品本体となる主要部分の樹
脂３よりも相対的に低くなり硬化反応時間が遅れる。一
方、主要部分の樹脂３は、加熱が先行して硬化を開始す
る。次に、主要部分の樹脂３が硬化収縮することで体積
が減少した分、まだ硬化していない注型口４内の補充樹
脂３ａが本体側に移動して減少分が補充される。それに
より、主要部分の樹脂３は、金型内面の形状に沿いしか
も必要な表面精度を満足させながら硬化する。
【００１６】また、この実施形態では、圧縮空気の供給
と排出にホースを使用したので、引き回しや配置の移動
に対して融通性を有する。また、加熱硬化炉内では、所
定のホース挿入口からの引き込みや適宜引回しが容易と
なり、加熱硬化炉のスぺース拡張や付属設備の増設をす
る場合も新たに改造する必要もなくなる。さらにまた、
量産のために、加熱硬化炉内に複数の金型装置を配置し
ようとする場合にも、分岐ホースを使用することで容易
に対応できる。このようにして、本発明によれば、成形
後の寸法・樹脂表面精度の要求が厳しい大型モールド樹
脂製品でも、大掛かりで高価な金型装置を用いることな
く、製作することが可能となる。
と排出にホースを使用したので、引き回しや配置の移動
に対して融通性を有する。また、加熱硬化炉内では、所
定のホース挿入口からの引き込みや適宜引回しが容易と
なり、加熱硬化炉のスぺース拡張や付属設備の増設をす
る場合も新たに改造する必要もなくなる。さらにまた、
量産のために、加熱硬化炉内に複数の金型装置を配置し
ようとする場合にも、分岐ホースを使用することで容易
に対応できる。このようにして、本発明によれば、成形
後の寸法・樹脂表面精度の要求が厳しい大型モールド樹
脂製品でも、大掛かりで高価な金型装置を用いることな
く、製作することが可能となる。
【００１７】なお、上述した実施形態では、圧縮空気分
流装置６を設置して圧縮空気を最初は注型口４に供給
し、次いでジャケット５に供給するようにしたが、圧縮
空気分流装置６を設置することなく、注型口４とジャケ
ット５とにそれぞれ別系統で圧縮空気を同時に供給する
構成とすることも可能である。また、実施形態では、ジ
ャケット５の上端を金型上面に開口して、圧縮空気分流
装置６本体により覆う構造としたが、金型上面を開口し
ない構造として空気の供給口を別途形成することも可能
である。
流装置６を設置して圧縮空気を最初は注型口４に供給
し、次いでジャケット５に供給するようにしたが、圧縮
空気分流装置６を設置することなく、注型口４とジャケ
ット５とにそれぞれ別系統で圧縮空気を同時に供給する
構成とすることも可能である。また、実施形態では、ジ
ャケット５の上端を金型上面に開口して、圧縮空気分流
装置６本体により覆う構造としたが、金型上面を開口し
ない構造として空気の供給口を別途形成することも可能
である。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、注型
口の部分にジャケットを形成して注型口内の樹脂を冷却
しながら金型を加熱するため、注型口部分の樹脂の硬化
がその分遅れて、成形品本体部の硬化により収縮した分
の樹脂が注型口部分から確実に補充されてヒケの発生が
解消される。
口の部分にジャケットを形成して注型口内の樹脂を冷却
しながら金型を加熱するため、注型口部分の樹脂の硬化
がその分遅れて、成形品本体部の硬化により収縮した分
の樹脂が注型口部分から確実に補充されてヒケの発生が
解消される。
【図１】本発明の実施形態の要部の構造を示す図であ
る。
る。
【図２】図１の右側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１の圧縮空気分流装置の動作状態を示す縦断
面図である。
面図である。
【図５】図１の圧縮空気分流装置の動作状態を示す縦断
面図である。
面図である。
【図６】従来例を示す図である。
【図７】図６のＢ部を拡大した図である。
１Ａ，１Ｂ 金型
２ インサート
３ エポキシ樹脂
４ 注型口
５ ジャケット
６ 圧縮空気分流装置
７ 分流制御弁
８ 排気ホース
９ コンデンサホース
１１ 入力通路
１２ 加圧用通路
１３ 冷却用通路
１４ 切替通路
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ２９Ｋ 105:24 Ｂ２９Ｋ 105:24
Claims (3)
- 【請求項１】 注型口を介して金型内に熱硬化性の樹脂
を注入した後に圧縮空気により注型口を加圧した状態で
金型を加熱して樹脂を硬化させる熱硬化性樹脂用成形機
において、 注型口を囲うように金型内に空冷用のジャケットを形成
しておき、三方弁である圧縮空気分流装置を、樹脂の注
入後に金型の注型口およびジャケットの開口部に連通す
るように着脱自在に取り付け、圧縮空気分流装置の分流
制御弁を注型口と連通させて注型口に圧縮空気を供給し
て樹脂を加圧し、その後にこの分流制御弁を切り替えて
分流制御弁が注型口を閉塞させるとともにジャケットの
開口部と連通させ、ジャケット内に連続的に圧縮空気を
供給して金型の注型口付近を冷却するとともに注型口内
の樹脂を加圧した状態を維持しつつ、樹脂を加熱により
硬化させることを特徴とする熱硬化性樹脂用成形機。 - 【請求項２】 請求項１の熱硬化性樹脂用成形機におい
て、注型口が形成されている金型端面であって注型口近傍に
ジャケットへの空気供給口を形成した ことを特徴とする
熱硬化性樹脂用成形機。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２の熱硬化性樹脂
用成形機において、前記圧縮空気分流装置は、圧縮空気が供給されるホース
と接続される ことを特徴とする熱硬化性樹脂用成形機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18128998A JP3468407B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 熱硬化性樹脂用成形機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18128998A JP3468407B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 熱硬化性樹脂用成形機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000006166A JP2000006166A (ja) | 2000-01-11 |
| JP3468407B2 true JP3468407B2 (ja) | 2003-11-17 |
Family
ID=16098091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18128998A Expired - Fee Related JP3468407B2 (ja) | 1998-06-29 | 1998-06-29 | 熱硬化性樹脂用成形機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3468407B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3070735B2 (ja) | 1997-07-23 | 2000-07-31 | 株式会社日立製作所 | 摩擦攪拌接合方法 |
| DE102008000452A1 (de) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | Stemke, Gudrun | Kühlmittelverteilung zur Werkzeugkühlung |
-
1998
- 1998-06-29 JP JP18128998A patent/JP3468407B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000006166A (ja) | 2000-01-11 |
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| Date | Code | Title | Description |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030821 |
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