JP6791090B2 - How to manufacture a case for a power module - Google Patents

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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。 The present invention relates to a method for manufacturing a case for a power module.

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)。 The power module case is molded by pouring a thermoplastic resin into the mold. Conventionally, since the mounting holes were formed during resin molding, welds were generated in the mounting holes. For this reason, when the customer tightens the screw into the mounting hole, the case may crack with the weld as the base point. In order to prevent this cracking, a reinforcing metal bush was press-fitted into the mounting hole (see, for example, Patent Document 1).

特開2012−028552号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-028552

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。 However, there is a problem that the work man-hours and the manufacturing cost increase due to the bush press fitting. Further, although it is possible to form a mounting hole after resin molding, it is not possible to adjust the rigidity around the mounting hole.

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。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to prevent cracking of a case, reduce work man-hours and manufacturing costs, and adjust the rigidity around a mounting hole. A method for manufacturing a case for a power module is obtained.

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。 The method for manufacturing a case for a power module according to the present invention is a process of pouring resin into a mold to form a resin case and heating a cylindrical cylinder blade protruding from the lower surface of a height stopper to make a difference between the resin case and the resin case. The step of inserting, the step of crushing the flange formed of the resin discharged from the resin case by inserting the blade with the lower surface of the height stopper, and the step of hollowing out the resin case with the blade and being surrounded by the flange. It is characterized by including a step of forming a mounting hole.

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。 In the present invention, since the resin case is molded without the mounting holes, the weld is not formed at the position of the mounting holes. Further, the flange is formed of the resin discharged from the resin case by inserting the blade. Since the structural rigidity of the mounting hole is strengthened by this flange, it is possible to prevent the case from cracking. Further, since it is not necessary to press-fit the metal bush, the work man-hours and the manufacturing cost can be reduced. Further, by crushing the flange with the height stopper, the rigidity around the mounting hole can be adjusted.

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。It is a top view which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is a top view which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 成形された樹脂ケースを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the molded resin case. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is a top view which shows the mounting hole formed by the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 1. FIG. 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。It is a top view which shows the manufacturing method of the case for a power module which concerns on a comparative example. 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。It is a top view which shows the manufacturing method of the case for a power module which concerns on a comparative example. 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。It is a top view which shows the mounting hole formed by the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 2. FIG. 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。It is a perspective sectional view which shows the mounting hole formed by the manufacturing method of the case for power module which concerns on Embodiment 3. FIG.

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。 A method of manufacturing a case for a power module according to an embodiment will be described with reference to the drawings. The same or corresponding components may be designated by the same reference numerals and the description may be omitted.

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。
Embodiment 1.
1 and 2 are plan views showing a method of manufacturing a power module case according to the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing a molded resin case. 4 to 10 are cross-sectional views showing a method of manufacturing the power module case according to the first embodiment.

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。 First, as shown in FIG. 1, the thermoplastic resin 3 is poured into the mold 1 from the gate 2 connected to the upper part and the lower part of the drawing of the mold 1. As a result, the resin case 4 is molded as shown in FIG. Weld 5 is generated at the center of the drawing of the molded resin case 4. As shown in FIG. 3, the marking 6 is attached to the portion where the mounting hole of the resin case 4 is formed by the mold 1. This makes it easier to recognize the location where the mounting hole is formed in a later step.

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。 Next, as shown in FIG. 4, the resin case 4 is placed on the jig 7. The blade 9 of the cylindrical cylinder protruding from the lower surface of the block-shaped height stopper 8 is arranged at a position where the mounting hole of the resin case 4 is formed. Next, as shown in FIG. 5, the blade 9 is heated by using the high frequency induction coil 10. The blade 9 is a conductive band heated by high frequency induction. An impulse or a heat ray heater can also be used to heat the blade 9.

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。 Next, as shown in FIG. 6, the heated blade 9 is inserted into the resin case 4. Next, as shown in FIG. 7, the flange 11 formed of the thermoplastic resin 3 discharged from the resin case 4 by inserting the blade 9 is crushed by the lower surface of the height stopper 8. Next, as shown in FIG. 8, air is ejected from the air ejection groove 12 to cool the blade 9 in order to prevent stringing of the resin.

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。 Next, as shown in FIG. 9, the resin case 4 is hollowed out by the blade 9 raised to the original position to form the mounting hole 13 surrounded by the flange 11. The extracted thermoplastic resin 3 stays in the blade 9 of the cylindrical cylinder. Therefore, as shown in FIG. 10, the thermoplastic resin 3 staying in the blade 9 is discharged by the discharge rod 14.

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。 FIG. 11 is a plan view showing a mounting hole formed by the method for manufacturing the power module case according to the first embodiment. A flange 11 is formed around the round mounting hole 13. The lower surface of the height stopper 8 is crushed, and the upper surface of the flange 11 is flattened. Regardless of the shape of the mounting hole 13, the flange 11 enhances the rigidity.

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。 Subsequently, the effects of the present embodiment will be described in comparison with the comparative examples. 12 and 13 are plan views showing a method of manufacturing a power module case according to a comparative example. In the comparative example, since the mounting hole 13 was formed at the time of resin molding, the weld 5 is generated in the portion of the mounting hole 13. When tightening the screw into the mounting hole 13, a reinforcing metal bush must be press-fitted into the mounting hole 13 in order to prevent cracking from the weld 5 as a base point.

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。 On the other hand, in the present embodiment, since the resin case 4 is molded without the mounting holes, the weld 5 is not formed at the position of the mounting holes 13. Further, the flange 11 is formed of the thermoplastic resin 3 discharged from the resin case 4 by inserting the blade 9. Since the structural rigidity of the mounting hole 13 is strengthened by the flange 11, it is possible to prevent the case from cracking. Further, since it is not necessary to press-fit the metal bush, the work man-hours and the manufacturing cost can be reduced.

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。 Further, the flange 11 is crushed by the height stopper 8. The difference in height between the upper surface of the resin case 4 and the lower surface of the height stopper 8 is the height of the flange 11. Therefore, since the height of the flange 11 can be adjusted, the rigidity around the mounting hole 13 can be adjusted. Further, the blade 9 is a conductor of a cylindrical cylinder, and since the inside is hollow and the volume is small, the heat capacity is small and the temperature can be easily adjusted. Therefore, the manufacturing accuracy of the flange 11 is improved.

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。
Embodiment 2.
FIG. 14 is a plan view showing a mounting hole formed by the method for manufacturing the power module case according to the second embodiment. A hexagonal marking 6 is attached to a portion where the mounting hole 13 of the resin case 4 is formed by the mold 1. Then, like the marking 6, the mounting hole 13 having a hexagonal outer shape is formed. With such a hexagonal mounting hole 13, a metal nut can be directly inserted. Other configurations and effects are the same as in the first embodiment.

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。
Embodiment 3.
FIG. 15 is a perspective sectional view showing a mounting hole formed by the method for manufacturing a power module case according to a third embodiment. A screw groove 15 is formed in the mounting hole 13 by inserting the blade 9 of the cylindrical cylinder having a screw thread into the resin case 4 while rotating the blade 9. A metal screw thread may be attached to the blade 9 in advance before the attachment hole 13 is formed. In this case, the threads are attached to and detached from the blade 9 due to the effects of thermal expansion and cooling contraction of the blade 9. Other configurations and effects are the same as in the first embodiment.

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 1 mold, 3 thermoplastic resin (resin), 4 resin case, 6 marking, 8 height stopper, 9 blades, 11 flange, 13 mounting holes, 15 screw grooves

Claims (4)

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。
The process of pouring resin into the mold to mold the resin case,
The process of heating the blade of a cylindrical cylinder protruding from the lower surface of the height stopper and inserting it into the resin case.
A step of crushing a flange formed of resin discharged from the resin case by inserting the blade with the lower surface of the height stopper.
A method for manufacturing a case for a power module, which comprises a step of hollowing out the resin case with the blade to form a mounting hole surrounded by the flange.
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。 The method for manufacturing a case for a power module according to claim 1, wherein a marking is made on a portion of the resin case where the mounting hole is formed by the mold. 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。 The method for manufacturing a case for a power module according to claim 1 or 2, wherein the mounting holes having a hexagonal outer shape are formed. 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。 The method for manufacturing a case for a power module according to claim 1 or 2, wherein a screw groove is formed in the mounting hole by inserting the blade of a cylindrical cylinder having a screw thread into the resin case while rotating the blade. ..
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