KR20170083536A

KR20170083536A - 접속 구조체 및 그 제조방법, 그리고, 수송기기, 전력기기, 발전기기, 의료기기, 우주기기

Info

Publication number: KR20170083536A
Application number: KR1020177010356A
Authority: KR
Inventors: 히로아키 가와사키
Original assignee: 센츄리 이노베이션 가부시키가이샤
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-29
Publication date: 2017-07-18
Also published as: US20170287600A1; EP3203585A4; JPWO2016052453A1; CN107148704A; EP3203585A1; WO2016052453A1

Abstract

종래에 비해, 접속부의 신뢰성을 높일 수 있는 접속 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 것. 본 발명에 있어서의 접속 구조체(30)는, 복수의 도전재(31, 32)와, 상기 도전재 끼리를(간을) 전기적으로 접속한 접속부(33)와, 상기 접속부를 매설하여 이루어지는 전기적 절연성의 성형체(34)를 갖는 것을 특징으로 한다. 이로 인해, 도전재의 접속부를 물리적으로 보강할 수 있고 그리고, 기밀 상태로 할 수 있음으로써 부식을 방지할 수 있고, 종래에 비해 신뢰성을 높일 수 있다.

Description

접속 구조체 및 그 제조방법, 그리고, 수송기기, 전력기기, 발전기기, 의료기기, 우주기기 {CONNECTION STRUCTURE AND PRODUCTION METHOD THEREFOR, AS WELL AS TRANSPORTATION EQUIPMENT, ELECTRIC POWER EQUIPMENT, ELECTRICITY GENERATION EQUIPMENT, MEDICAL EQUIPMENT, AND SPACE EQUIPMENT}

본 발명은, 복수의 도전재가 전기적으로 접속되어 이루어지는 접속 구조체 및 그 제조방법, 그리고, 수송기기, 전력기기, 발전기기, 의료기기, 우주기기에 관한 것이다.

하기 특허문헌 1에는, 접속 단부를 절연 캡으로 절연한 발명이 개시되어 있다. 특허문헌 1에는, 예를 들면, 코일 도선의 접속 단부를 절연 캡으로 절연한 실시예가 개시되어 있다. 종래에는, 특허문헌 1에 개시하는 것과 같은 절연 캡을 따로 마련하여, 절연 캡을 접속 단부에 공구로 박거나 죄서 단단히 고정하여 접속 단부의 보호를 꾀하고 있었다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개 2011-97779호 특허문헌 2: 일본 특허공보 제5527706호

그러나, 종래와 같이 절연 캡을 이용하는 구성에서는, 접속 단부에서의 기밀성이 충분히 유지되지 못해 부식이 생기기 쉬워지는 등, 신뢰성이 결여되는 것이었다. 또 충격 등이 절연 캡에 가해졌을 때, 절연 캡이 뭉개지는 등의 경우에는, 그 충격이 접속 단부에 전파되기 쉬워져서, 접속 단부의 파손 등이 생기는 경우가 있었다.

그래서 본 발명은, 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 것은, 종래에 비해, 접속부의 신뢰성을 높일 수 있는 접속 구조체 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자는 상기 목적을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 예를 들면 본 발명의 사출장치를 이용함으로써, 도전재 끼리를(간을) 접합하여 이루어지는 전기적인 접속부를, 전기적 절연성의 성형체에 의해 적절하게 매설할 수 있고, 종래에 비해 신뢰성이 높은 접속 구조체로 할 수 있다는 사실을 도출하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다. 즉 본 발명은 이하와 같다.

본 발명에 있어서의 접속 구조체는, 복수의 도전재와, 상기 도전재 끼리를 전기적으로 접속한 접속부와, 상기 접속부를 매설하여 이루어지는 전기적 절연성의 성형체를 갖는 것을 특징으로 한다.

또 본 발명에 있어서의 접속 구조체의 제조방법은, 복수의 도전재 끼리를 전기적으로 접속한 접속부의 주위에 전기적 절연성의 성형체를 성형하고, 상기 접속부를 성형체로 인해 매설하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 도전재의 접속부를 물리적으로 보강할 수 있고 그리고, 기밀 상태로 할 수 있음으로써 부식을 방지할 수 있고, 종래에 비해 신뢰성을 높일 수 있다.

본 발명에서는, 상기 도전재의 표면에는 상기 성형체 내에 매설된 부분에 오목부(패임부)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이로 인해 성형체의 성형시, 용융 수지를 오목부 내로 들어가게 할 수 있고, 성형체 빠짐(분리)을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또 본 발명에서는, 상기 복수의 도전재에, 이종 금속의 도체를 이용하는 구성으로 할 수 있다. 본 발명에서는, 이종 금속의 전위차에 따른 갈바니 부식(galvanic corrosion)이 생기는 것을 적절하게 방지하는 것이 가능하다.

또 본 발명에서는, 관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 사출 재료의 유입구이고, 타방의 개구부가 상기 사출 재료의 유출구이고, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성된 용융기를 내장한 사출장치에 의해, 상기 성형체가 성형되는 것이 바람직하다. 또 본 발명에서는, 상기 유입구측에, 상기 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성된 상기 용융기를 내장한 상기 사출장치에 의해, 상기 성형체가 성형되는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에서는, 상기한 구조의 용융기를 내장한 사출장치를 이용하여 접속부의 주위의 성형체를 성형하여, 접속부를 성형체에 의해 매설할 수 있다. 이때 본 발명의 사출장치에 따르면, 소형의 사출장치를 사용할 수 있음과 동시에 성형틀의 소형화를 실현할 수 있다. 그런데 성형체를 형성할 때, 도전재는 이미, 기기, 장치, 기계 등의 일부로서 이미 내장된(incorporated) 상태에 있다. 즉 도전재가 단독으로 존재하는 상태에 있어서, 성형체의 성형 공정이 수행되는 것이 아니다. 그리고 종래에는, 사출장치가 매우 대형이고, 또 성형체를 사출 성형하는 데 이용하는 성형틀도 매우 컸다. 그렇기 때문에 종래에는, 기기, 장치, 기계 등의 일부로서 내장된 도전재의 접속부를 성형체로 매설하는 등의 발상은 없었다(애당초 성형체를 성형하는 것이 어려웠다). 그래서 종래에는, 특허문헌 1에 개시하는 바와 같이 절연 캡 등을 이용하고 있었다. 이에 반해 본 발명의 용융기를 갖는 사출장치에 따르면, 사출장치의 소형화 및 성형틀의 소형화를 실현할 수 있고, 기기나 장치, 기계의 일부로서 이미 내장된 상태에 있는 도전재의 접속부에 성형틀을 세팅하여 본 발명의 사출장치에 의해 소형이고 그리고 고품질의 성형체를 적절하게 성형하는 것이 가능해진다.

또한 본 발명에서는, 상기에 기재한 접속 구조체를 구비하는, 수송기기, 전력기기, 발전기기, 의료기기, 혹은 우주기기 등을 제조하는 것이 가능하다. 본 발명의 접속 구조체를 이용함으로써, 대전류화, 고내열화에 적절하게 대응할 수 있고, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.

본 발명의 접속 구조체에 따르면, 도전재의 접속부를 물리적으로 보강할 수 있고, 그리고 기밀 상태로 할 수 있음으로써 부식을 방지할 수 있고, 종래에 비해 신뢰성을 높일 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 3은 제2 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 4는 제3 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 5는 제4 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 6은 제5 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 7은 제6 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 8은 도 1과는 다른 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 사시도이다.
도 9는 제7 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 10은 제8 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 11은 제9 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 12는 도 11의 오목부의 부분 확대 단면 모식도이다.
도 13은 제10 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 14는 제11 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 15는 제12 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.
도 16은 본 실시형태에 있어서의 사출장치의 단면 모식도이다.
도 17은 도 16에 도시하는 사출장치에 수지 펠렛을 공급한 상태를 나타내는 사출장치의 단면 모식도이다.
도 18은 본 실시형태에 있어서의 사출장치를 이용하여 접속 구조체의 성형 공정을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 19는 본 실시형태에 있어서의 용융기의 종단면도이다.
도 20은 도 19와는 다른 실시형태에 있어서의 용융기의 종단면도이다.
도 21은 도 16과는 다른 실시형태에 있어서의 사출장치의 단면 모식도이며, 수지 펠렛을 공급한 상태를 나타낸다.
도 22는 도 21의 상태에서 상하 이동(왕복 이동) 가능한 용융기를 상방으로 이동시킨 상태를 나타내는 사출장치의 단면 모식도이다.
도 23은 도 22의 상태에서 용융기를 하방으로 이동시켜 접속 구조체의 성형 공정을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 첨부 도면을 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 사시도이다. 도 2는, 제1 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이 접속 구조체(30)는, 복수 개의 도전재(31, 32)와, 도전재(31, 32) 끼리가(간에) 전기적으로 접속되는 접속부(33)와, 접속부(33)를 매설하여 이루어지는 성형체(34)를 갖고 구성된다. 접속부(33) 전체가 성형체(34) 내에 묻어진 상태가 된다.

도 1, 도 2에 도시하는 구성에서는, 도전재(31, 32)는 성형체(34)가 대향하는 면으로부터 각각 반대 방향을 향해 연장(延出: 늘어난 상태로 나오는 것; extend)되어 있다. 단 성형체(34)에 대한 도전재(31, 32)의 배치 관계는 일 예이며, 특별히 한정되는 것이 아니다. 또한 도 2 내지 도 7은, 복수의 도전재가 성형체(34)가 대향하는 면으로부터 각각 반대 방향으로 향해 연장되는 구성으로 했다.

도 1 및 도 2에 도시하는 도전재(31, 32)는 나(裸)도전재(bare conductive element)(도체)이며, 각 도전재(31, 32)의 선단 부분이 전기적으로 접속된 상태가 되어 있다. 접속부(33)의 형성 방법은, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면 용접이나 납땜, 금속 고리로 조여서 고정하는 것 등을 예시할 수 있다. 도 2는, 도전재(31, 32) 사이를 용접한 예이다. 또한 도전재(31, 32)의 단면 형상은 원형이어도 좋으며, 직사각형이어도 좋고 단면 형상을 한정하는 것이 아니다.

도전재(31, 32)는, 특별히 재질을 한정하는 것이 아니지만, 알루미늄, 은, 동 등의 도체로 형성되고, 주로 동(구리)을 이용할 수 있다. 또 도전재(31, 32)는 같은 재질의 도체여도 좋으며 다른 재질의 도체로 형성되어 있어도 좋다. 특히 본 실시형태에서는, 이종 금속의 도체를 바람직하게 이용하는 것이 가능하다.

도 1에서는, 성형체(34)의 형상은, 각체(角體)이지만, 형상을 한정하는 것이 아니며 원주 형상, 디스크 형상 등, 임의의 형상으로 할 수 있다. 또 도 1에 도시하는 바와 같이, 고정 구멍(39)을 성형체(34)에 마련해도 좋다. 고정 구멍(39)의 수는 한정되지 않는다. 또 성형체(34)는 일체로 성형되어 있으며 이음새 등이 없다.

성형체(34)는 열가소성 수지로 형성되는 것이 바람직하다. 성형체(34)로서 이용되는 재질은, 전기적 절연성이 높고 그리고 내열성이 뛰어난 것이 바람직하고, 구체적으로는, 폴리카보네이트(PC), 폴리아세탈(POM), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등이 바람직하다.

성형체(34)의 크기를 특별히 한정하는 것이 아니지만, 폭 수치(T1) 및 길이 수치(L1)는, 5㎜~20㎜ 정도이며, 높이 수치(H1)는, 5㎜~10㎜ 정도이다.

도 3은, 제2 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 3에 있어서 도 2와 같은 부호의 부분은 도 2와 같은 부재를 나타내고 있다. 도 3은, 도전재(31, 32)가 절연 피막(37)을 도체(35, 36)의 표면에 도포한 절연 피막이 달린 도전재이며, 도 3에서는, 접속부(33)의 부분의 절연 피막(37)을 벗겨 도체(35, 36)를 노출시키고 있으며, 노출된 도체(35, 36) 끼리를 용접 등으로 접속하고 있다. 그리고 접속부(33)를 성형체(34)로 매설하여 접속부(33)의 외부에 대한 전기적 절연성을 확보하고 있다. 절연 피막(37)은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 예를 들면 에나멜이나 홀매트(스미토모덴코가 개발한 합성 에나멜의 제품명) 피막 등이다. 즉 도 3의 도전재(31, 32)는, 에나멜선이나 홀매트선 등이다. 또한 도 3에 있어서는 절연 피막(37)의 부분을 단면도에서 나타내지 않고 도체(35, 36)의 주위가 피복된 상태를 정면에서 본 도면으로 했다. 도 4, 도 6, 도 7, 도 9 내지 도 11, 도 13 내지 도 15에 있어서도 동일하다.

도 4는, 제3 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 4에 있어서 도 2와 같은 부호 부분은 도 2와 같은 부재를 나타내고 있다. 도 4에서는, 접속부(33)를 제외한 도체(35, 36)의 주위에 절연 부재(38)를 피복했다. 절연 부재(38)의 재질을 한정하는 것이 아니지만, 예를 들면, 비닐 등을 예시할 수 있다. 즉 도 4의 도전재(31, 32)는, 비닐 피복전선 등이다.

도 5는, 제4 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 5에 있어서 도 2와 같은 부호의 부분은 도 2와 같은 부재를 나타내고 있다. 도 5에 도시하는 구성에서는, 3개의 도전재(31, 32, 39)가 마련되어 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 예를 들면, 도전재(31, 32, 39)는 나도전재(도체)이며, 각 도전재(31, 32, 39)가 용접 등으로 접속된 접속부(33)를 갖는다. 그리고 접속부(33)를 성형체(34)로 매설하여 접속부(33)의 외부에 대한 전기적 절연성을 확보하고 있다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 접속 구조체로서 이용하는 도전재의 수를 3개 이상으로 할 수 있다.

도 6은, 제5 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 6에 있어서 도 2와 같은 부호의 부분은 도 2와 같은 부재를 나타내고 있다. 도 6에서는, 다른 종류의 도전재(45, 46) 끼리를 전기적으로 접속시키고 있다. 예를 들면 도전재(45)는, 비닐 피복전선이며, 도전재(46)는, 에나멜선이다. 그리고 도전재(45, 46)의 선단에는 도체가 노출하고 있으며, 각 도전재(45, 46)의 도체 사이를 예를 들면, 납땜하여 전기적으로 접속하고 있다. 이로 인해 접속부(47)가 형성된다. 그리고 접속부(47)를 성형체(34)로 매설하여 접속부(47)의 외부에 대한 전기적 절연성을 확보하고 있다. 이와 같이 본 실시형태에서는, 동종의 도전재를 전기적으로 접속할 수 있고, 다른 종류의 도전재 끼리를 전기적으로 접속시킬 수도 있다.

도 7은, 제6 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 7에 있어서 도 3과 같은 부호의 부분은 도 3과 같은 부재를 나타내고 있다. 도 7에서는, 도 3에 도시하는 전기적으로 접속된 도전재(31, 32)의 쌍이 복수 마련되고, 각 쌍의 도전재(31, 32)의 접속부(33)를 성형체(34)에 의해 매설하여 각 접속부(33)의 외부에 대한 전기적 절연성을 확보하고 있다. 이와 같이 하나의 성형체(34)의 내부에 복수의 접속부(33)가 매설된 구성으로 되어 있다.

도 8은, 도 1과는 다른 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 사시도이다. 도 9는, 제7 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 10은, 제8 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 9, 도 10은 도 8에 도시하는 접속 구조체를 평면 방향으로부터 절단한 절단도를 나타낸다. 도 8, 도 9, 도 10에 있어서 도 2와 같은 부호의 부분은 도 2와 같은 부재를 나타내고 있다.

도 8, 도 9, 도 10에 도시하는 바와 같이 도전재(50, 51)는, 평행 절연 피막 전선을 구성하고, 각 도전재(50, 51)의 선단에서는 절연 피막이 제거되어 노출된 도체(52, 53(55, 56))가 용접 등이 이루어져 전기적으로 접속된 접속부(54)를 구성하고 있다. 그리고 접속부(54)를 성형체(34)로 매설하여, 접속부(54)의 외부에 대한 전기적 절연성을 확보하고 있다.

도 11은, 제9 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 11에 있어서 도 10과 같은 부호의 부분은 도 10과 같은 부재를 나타내고 있다.

도 11에서는, 성형체(34) 내에 묻힌 도전재(50, 51)의 표면에 오목부(57, 패임부)를 마련한다. 도 12는, 도 11의 오목부의 부분 확대 단면 모식도이다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 오목부(바닥이 있는(有底, closed-end) 오목부)(57)는 절연 피막(58)을 관통하여 도체(55(56))에 도달하고, 도체(55(56))에 파인 부분을 만들게 한다. 또한 오목부(57)는 절연 피막(58) 부분에만 형성되는 구성도 있을 수 있지만, 도체(55(56))에 형성하는 것이 바람직하다. 이로 인해 성형체 빠짐을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 또 접속부(54)에는 용접 등에 의해 파인 부분이 생기기 쉽지만, 오목부(57)는, 접속부(54) 이외의 부분에 마련하는 것이 바람직하다.

도 13은, 제10 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 부분 단면 모식도이다. 도 13에 있어서 도 6과 같은 부호 부분은 도 6과 같은 부재를 나타내고 있다. 도 13에서는, 예를 들면 도전재(45)는, 비닐 피복전선이며, 도전재(46)는, 에나멜선이다. 그리고 도전재(45, 46)의 선단에는 도체가 노출되어 있으며, 각 도전재(45, 46)의 도체 사이를 예를 들면, 납땜하여 전기적으로 접속한다. 이로 인해 접속부(47)가 형성된다. 도 13에서는 도 6과 다르게, 각 도전재(45, 46)를 성형체(34)와 같은 면측에서 외부로 연장시켜고 있다. 도 14에서는, 도 13에 추가로 에나멜선 등으로 이루어지는 도전재(60)를 접속부(47)로 전기적으로 접속한 것이다. 도 15에서는, 도 13에 도시하는 전기적으로 접속된 도전재(45, 46)의 쌍이 복수 마련되고, 각 접속부(47)를 성형체(34)로 매설하여, 각 접속부(47)의 외부에 대한 전기적 절연성을 확보하고 있다.

본 실시형태에서는, 도 1 내지 도 15에 도시하는 성형체(34)를 이하에 개시하는 용융기를 내장한 사출 장치를 이용하여 성형할 수 있다.

도 16은, 본 실시형태에 있어서의 사출 장치의 단면 모식도이다. 도 17은, 도 16에 도시하는 사출 장치에 수지 펠렛을 공급한 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다. 도 18은, 본 실시형태에 있어서의 사출 장치를 이용하여 접속 구조체의 성형 공정을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

사출 장치(1)는, 실린더(2)와, 실린더(2) 내에 배치된 용융기(3)와, 사출 장치(1)의 선단에 위치하는 노즐부(4)와, 용융기(3)를 가열하기 위한 가열 수단과, 용융 수지를 가압하여 노즐부(4)로부터 외부에 사출하기 위한 가압 수단을 갖고 구성된다.

도 16에 도시하는 용융기(3)는 실린더(2) 내에 고정되어 있다. 용융기(3)는 실린더(2)의 선단(2a)측(도 16의 하방측)에 배치되어 있다. 또 실린더(2) 내에서는, 가압 수단으로서의 플런저(5)가 마련되어 있다. 도 16에서는, 플런저(5)는, 용융기(3)보다도 실린더(2)의 후단(2b)측(도 16의 상방측)에 배치되어 있다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)와 플런저(5)와의 사이에는 소정의 간격이 떨어져 있다. 플런저(5)는, 구동 수단에 의해 상하 이동(왕복 이동)이 가능하게 지지되어 있다. 상하 이동이 가능한 플런저(5)는, 도 16, 도 17에서는, 실린더(2)의 후단 방향으로 가장 후퇴한 위치에 있으며, 도 18은, 도 17의 상태로부터 실린더(2)의 선단 방향(도 16의 하방향)으로 이동한 상태를 나타내고 있다.

실린더(2)는 선단(2a)으로부터 후단(2b)을 향해 대략 일정한 내경 및 외경을 갖는 가늘고 긴 원통 형상으로 형성되어 있으나, 특별히 형상을 한정하는 것이 아니다. 즉 실린더(2) 내에서 용융기(3)를 고정시킬 수 있고, 가압 수단으로서의 플런저(5)를 상하 이동시키는 것이 가능한 형태의 실린더(2)라면 특별히 형상을 한정하지 않는다. 예를 들면 실린더(2)를 내부가 공동(空洞)의 각형으로 할 수도 있다.

또 실린더(2)의 재질을 특별히 한정하는 것이 아니지만, 가열이 신속하게 수행될 필요성에서, 철 또는 철의 함유량이 많은 스테인리스 등을 이용하는 것이 바람직하다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 실린더(2)에는, 펠렛 공급구(2c)가 마련되어 있다. 펠렛 공급구(2c)는, 실린더(2)의 선단(2a)측에 고정된 용융기(3)와, 실린더(2)의 후단(2b) 방향(도시 상방향)으로 후퇴한 상태의 플런저(5)와의 사이에 위치하도록, 실린더 내부의 공간에 연통(連通)하는 구멍 형상으로 형성된다. 그리고, 펠렛 공급구(2c)에는, 관 형상의 공급관(12)이 접속되어 있다.

공급관(12)의 상단은, 다수의 수지 펠렛(사출 재료)을 보관하는 보관부(18)와 연통하고 있으며, 수지 펠렛은, 보관부(18)로부터 공급관(12)을 통해 펠렛 공급구(2c)로 공급된다. 보관부(18)는 예를 들면 호퍼이다. 또 보관부(18)에는, 스크류 반송이나 공기압 장치가 구비되어 있으며, 수지 펠렛을 강제적으로 공급관(12)으로 투입할 수도 있다. 또한 보관부를 마련하지 않고, 스크류 반송이나 공기압송에 의해 먼 곳에서 파이프로 공급할 수도 있다.

플런저(5)는, 압압(押壓)부(5a)는, 압압부(5a)의 주위에 마련되고, 실린더(2)의 후단(2b) 방향을 향해 형성된 통 형상의 외주측면부(5b)를 갖고 구성된다. 도 16에 도시하는 바와 같이, 압압부(5a)의 크기는, 실린더(2)의 내경에 일치하고 있으며, 압압부(5a)로부터 실린더(2)의 후단(2b)에 걸친 실린더(2)의 공간 영역이 플런저(5)에 의해 덮인 상태가 되어 있다. 또한, 압압부(5a)의 전면(도시 하면측)에는, 경질 내열성의 합성 수지가 필요에 따라 고착되어 있다. 이로 인해, 용융기(3)와 플런저(5)와의 사이를 단열하여 용융기(3)의 열이 플런저(5)에 빼앗기지 않도록, 또, 플런저(5)가 가열하여 구동부(8)에 열이 전도되지 않도록 할 수 있다.

플런저(5)는 구동부(8)와 접속되어 있으며, 구동부(8)의 구동력에 의해, 플런저(5)는 실린더(2) 내를 상하 이동(왕복 이동)할 수 있도록 지지되어 있다. 또한 도 16에 도시하는 바와 같이, 구동부(8)와 플런저(5)와의 사이에는 구동 전달축(장대)(9)가 배치되어 있으며, 구동부(8)와 구동 전달축(9)을 포함시켜 '구동 수단'을 구성하고 있다. 예를 들면, 구동부(8)는 모터 구동부, 구동 전달축(9)은 랙 축이며, 모터 구동부와 랙 축과의 사이에 피니언 기어(미도시)가 배치되어 있으며, 구동 수단이, 모터 구동부, 랙 축 및 피니언 기어를 갖고 구성되어 있다. 또한 구동 전달축(장대)(9)의 단면 형상은 예를 들면 원형이지만 형상을 한정하는 것이 아니다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 실린더(2)의 외주에는 용융기(3)를 가열하기 위한 가열 수단(6)이 마련되어 있다. 이와 같이 가열 수단(6)은, 실린더(2)의 외주면으로부터 용융기(3)를 가열하는 구성 부재이며, 용융기(3)로의 열전도성이 양호해지도록 통 형상으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 가열 수단(6)은, 용융기(3)와 서로 대향하는 위치(용융기(3)의 외주를 감싸도록) 마련된다.

예를 들면, 가열 수단(6)은, IH 히터 등이 권선 형상으로 구성된 것이다. 구체적으로는, 가열 수단(6)은, 전자 유도 장치 즉 IH(인덕션 히팅, induction heating) 코일이 바람직하고, 수지 또는 세라믹제의 단열재 코일보빈에 IH 코일을 말은 것이다. 또한, 보빈을 사용하지 않고 양단을 단열재의 홀더로 보유해도 좋다. 또 가열 수단(6)의 다른 타입으로서, 밴드히터가 사용되는 경우도 있다. 또한, 가열 수단(6)은, 상기한 것에 한정되는 것이 아니며, 그 외의 본 발명에 사용 가능한 가열 장치라면 어떠한 것이 사용되어도 상관없다. 또한 실린더(2)에는, 열전대가 설치되어 있으며, 실린더(2)의 온도를 설정값으로 조정할 수 있는 것이 바람직하다.

용융기(3)에 대해서는 나중에 상세하게 설명하지만, 용융기(3)에는 높이 방향으로 복수의 관통공(용융공)(10)이 마련되어 있다. 또, 용융기(3)의 외주면 전체는, 실린더(2)의 내벽면에 접하도록, 용융기(3)의 외주면의 형상과, 실린더(2)의 내벽면의 형상이 일치하고 있다. 따라서 예를 들면, 실린더(2)의 내벽면(중공부)이 원주 형상이라면, 용융기(3)의 외주면도 같은 지름으로 이루어지는 원주 형상으로 형성된다.

도 16에 도시하는 바와 같이 각 관통공(10)의 용융기(3)의 상면측의 개구부가 유입구이며, 각 관통공(10)의 용융기(3)의 하면측의 개구부가 유출구이다.

용융기(3)의 재질은, 열용량이 크고, 그리고 열전도가 좋은 것, 혹은 내열성이 뛰어난 금속이 바람직하다. 구체적으로는, 동, 베릴륨 동, 놋쇠, 스테인리스강, 금, 크롬강, 니켈크롬강, 몰리브덴강, 텅스텐강 등이 사용되지만 특별히 재질을 한정하는 것이 아니다. 그리고 용융기(3)를 후술하는 수치로 형성함으로써 수지 펠렛(P)(사출 재료)이 녹고 남은 찌꺼기를 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다.

도 16에 도시하는 바와 같이, 실린더(2)의 선단(2a)에는, 노즐부(4)를 구비하는 헤드부(11)가 마련되어 있다. 헤드부(11)는, 노즐부(4)와, 누두(깔때기)부(13)와, 접속부(14)로 구성되어 있다. 헤드부(11)는 접속부(14)를 통해 실린더(2)에 접속되어 있다. 헤드부(11)의 재질은, 열전도가 좋은 것이 바람직하고, 구체적으로는, 베릴륨 동 혹은 동이 바람직하다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 다수의 고체 형상의 수지 펠렛(사출 재료)(P)이 보관부(18)로부터 공급관(12)을 통해 실린더(2) 내에 공급된다.

수지 펠렛(P)의 재질을 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기한 바와 같이, 성형체(34)로서 이용되는 재질은, 전기적 절연성이 높고 그리고 내열성이 뛰어난 것이 바람직하다. 따라서, 수지 펠렛(P)으로서는, 폴리카보네이트(PC), 폴리아세탈(POM), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 액정 폴리머(LCP) 등이 바람직하다. 또한 수지 펠렛(P)은 예를 들면, 1~1.5㎜ 정도의 지름, 혹은 긴 변을 갖는 크기이다.

수지 펠렛(P)이 용융기(3) 상에 도달하면, 수지 펠렛(P)은, 용융기(3)의 각 관통공(용융공) 내에 유입구(도면 상면)로부터 들어간다. 각 관통공(10) 내에 들어간 수지 펠렛(P)은, 나중에 유입하는 수지 펠렛(P)에 의해, 각 관통공(10)의 유출구측(도면 하면측)에 압압된다. 이때, 용융기(3)는, 가열 수단(6)을 통해 수지 펠렛(P)을 용융하는 온도로 유지되어 있다.

도 17에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(10)에 유입한 수지 펠렛(P)은, 용융기(3)로부터의 열로 인해 일부 연화된다.

도 18에 도시하는 바와 같이, 구동 수단을 구동시켜 가압 수단으로서의 플런저(5)를 노즐부(4)의 방향(도면 하방향)으로 구동시킨다. 이로 인해 용융기(3)의 유입구측면(도시 상면)와 플런저(5)의 압압부(5a)의 하면과의 사이에 위치하는 다수의 수지 펠렛(P) 전체가 상호 압압된다. 도 18에 도시하는 바와 같이, 플런저(5)의 하방향으로의 이동으로 인해 펠렛 공급구(2c)는 플런저(5)에 의해 덮인 상태가 된다.

플런저(5)의 이동으로 용융기(3)의 각 관통공(10) 내에 유입한 수지 펠렛(P)도 가압된다. 이와 같이 수지 펠렛(P)은, 각 관통공(10) 내에서 가압되어 기밀 상태가 되고, 또한 용융기(3)로부터의 열로 인해 용융하고, 용융 수지(q)가, 용융기(3)의 유출구(하면측)로부터 헤드부(11) 내로 흘러 들어간다. 그리고 용융 수지(q)는 높은 기밀 상태를 유지하면서 가압되고, 노즐부(4)로부터 외부에 사출된다.

도 18에서는, 노즐부(4)가, 성형틀을 구성하는 상형(21)의 공급구(21a)에 위치하고 있으며, 용융 수지(q)를 성형틀의 상형(21) 및 하형(22) 내에 주입한다. 충전된 용융 수지(q)는, 그 후, 식혀져 고체 형상이 된다. 사출 장치(1)에 의한 용융 수지(q)의 사출 시간은 수백 밀리 초에서 수 초(예를 들면 1초 정도)이다. 도 18에 도시하는 바와 같이, 성형틀 내에는, 미리 복수의 도전재를 전기적으로 접속하여 이루어지는 도전 접속체(62)가 배치되어 있으며, 용융 수지(q)의 주입에 의해 도전 접속체(62)의 주위를 성형체(64)에 의해 매설할 수 있고, 이로 인해, 도전 접속체(62)의 접속부(63)의 외부에 대한 전기적 절연성을 확보할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태에 있어서의 용융기(3)에 대해 자세히 설명한다. 이미 기재한 바와 같이, 용융기(3)에는 복수의 관통공(10)이 마련되어 있다. 용융기(3)는, 수지 펠렛(P)을 각 관통공(10)에 통해, 수지 펠렛(P)을 용융시키기 위한 기능을 구비한다. 이때, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 발생하면, 관통공(10)의 막힘이 생기기 쉬워진다. 또, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 용융기(3)에서 방출되면, 용융기(3)의 선단측에 위치하는 노즐부(4)에서의 막힘이나 부재 간의 접속체 및 수지 성형품의 품질에 영향을 미치는 결과가 된다. 이 때문에, 용융기(3)에는, 용융 수지를 생성할 때에 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 형태가 요구된다.

도 19는, 제1 실시형태로서의 용융기의 종단면도이다. 용융기(3)는, 상면(3a)과, 하면(3b)과, 상면(3a)과 하면(3b)과의 사이에 위치하는 외주면(3c)을 갖는다. 상면(3a)과 하면(3b)은, 서로 대향하고 서로 평행한 면이다.

도 19에 도시하는 바와 같이 용융기(3)에는 상면(3a)으로부터 하면(3b)에 걸쳐(높이 방향(Z)을 향해) 마련된 관통공(10)이 복수, 형성되어 있다. 각 관통공(10)의 상면(3a)에서의 개구부는, 유입구(10a)이며, 하면(3b)에서의 개구부는, 유출구(10b)이다.

관통공(10)의 수는 임의로 설정할 수 있으나, 관통공(10)은 복수인 것이 바람직하다. 또 예를 들면, 용융기(3)의 상면(3a)(유입구면)의 면적에 대해, 각 관통공(10)의 유입구(10a)의 합계 면적의 비율이, 50％ 이상이 되도록, 관통공(10)의 수를 설정하는 것이 바람직하다.

또, 복수의 관통공(10)은 규칙적으로 배치되어도 좋으며 랜덤으로 배치되어도 좋으나, 상면(유입구면)(3a) 전체 및 하면(유출구면)(3b) 전체에, 빈틈없이 각 관통공(10)을 산재시킴으로써 용융 효율을 올릴 수 있다.

도 19에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(용융공)(10)은, 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 개구폭이 서서히 좁아지도록, 관통공(10)의 내벽면(10c)이 경사면으로 형성되어 있다. 각 관통공(10)은, 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 높이 방향(Z)과 평행인 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 각 관통공(10)은, 절두체(frustum)의 형상인 것이 바람직하고, 구체적으로 원뿔대나 각뿔대를 제시할 수 있다. 도 19에서는, 각 관통공(10)은 원뿔대 형상이다.

도 19에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(10)의 유입구(10a)의 개구폭은 T1이며, 각 관통공(10)의 유출구(10b)의 개구폭은 T2이다. 그리고, 개구폭(T1)은 개구폭(T2)보다도 크게 되어 있다. 각 관통공(10)의 원뿔대 형상일 때, 개구폭(T1) 및 개구폭(T2)은, 개구경으로서 구할 수 있다. 또, 관통공(10)이 각뿔대 형상일 때, 개구폭(T1) 및 개구폭(T2)은, 변 혹은 대각선 중 가장 긴 직선폭을 가리킨다.

도 19에서는, 개구폭(T1)은, 4.1㎜~10㎜의 범위 내에서 조정되고, 개구폭(T2)은, 1.0㎜~4.5㎜의 범위 내에서 조정된다. 또한 본 명세서에 있어서 '하한값~상한값'의 표기는, 하한값 및 상한값을 포함하는 것으로 한다.

도 19에 도시하는 용융기(3)의 각 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 수지 펠렛(P)이 용융기(3) 내에 유입되고, 가열 그리고 가압되어 용융 상태가 되고, 용융 수지가 각 관통공(10)의 유출구(10b)로부터 유출된다.

도 19에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(10)의 유입구(10a)는 유출구(10b)보다도 크게 개구하고 있다. 이 때문에, 수지 펠렛(P)을 관통공(10)의 유입구(10a) 내에 인도하기 쉽다. 유입구(10a)의 개구폭(T1)을 4.1㎜~10㎜의 범위 내에서 조정함으로써, 시판되고 있는 다양한 수지 펠렛의 사이즈를 거의 커버할 수 있고, 적절하게 수지 펠렛(P)을 유입구(10a) 내로 인도할 수 있다. 또 수지 펠렛(P)은 용융기(3) 내에서 용융되고, 유출구(10b)로부터 외부로 방출되지만, 관통공(10)의 내벽면(10c)은 경사면이기 때문에, 용융 수지를 유출구(10b) 방향으로 원활하게 인도할 수 있고, 또 유출구(10b)의 개구폭(T2)을 유입구(10a)의 개구폭(T1)보다도 좁게 함으로써, 유출구(10b)측에서의 열량 및 압출 압력을 높일 수 있고, 유출구(10b)로부터 용융 수지를 적절하게 유출시킬 수 있다. 그리고 도 19에 도시하는 실시형태에서는, 유입구(10a)의 개구폭(T1)을, 4.1㎜~10㎜로 하고, 유출구(10b)의 개구폭(T2)을 1.0㎜~4.5㎜로 했다. 이와 같이, 관통공(10)이 유입구(10a)로부터 유출구(10b)를 향해 경사지는 구성에 있어서, 유입구(10a)과 유출구(10b)의 각각의 개구폭 수치를 소정 범위 내로 규제함으로써, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기를 종래에 비래 억제하는 것이 가능해진다.

또, 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 유출구(10b)까지의 길이 수치(H2)가, 30㎜~200㎜인 것이 바람직하다. 길이 수치(H2)는, 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 이르는 높이 방향(Z)과 평행한 방향으로의 수치로 결정된다. 길이 수치가 너무 짧으면, 유입구로부터 유출구에 이르는 용융 경로가 짧아짐으로써, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 생기기 쉬워진다. 또 관통공(10)의 길이 수치가 너무 길면, 관통공(10)의 내벽면이 경사면으로부터 수직면에 가까워져서 유출구(10b)측에서의 열량 및 압출 압력의, 유입구측에 대한 상대적인 상승은 저하되기 쉬워진다. 또, 길이 수치가 너무 길면 용융기(3)의 대형화로 이어진다. 길이 수치(H2)는, 70㎜~150㎜인 것이 보다 바람직하다.

본 실시형태에서는, 관통공(10)의 유입구(10a) 및 유출구(10b)의 각 개구폭과 함께, 관통공(10)의 길이 수치도 적절하게 조정함으로써, 보다 효과적으로, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 없어지고, 용융 효율의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는, 유입구(10a)의 개구폭(T1)이, 4.1㎜~6㎜인 것이 바람직하다. 또, 유출구(10b)의 개구폭(T2)이 1.0㎜~2.9㎜인 것이 바람직하다. 또, 유출구(10b)의 개구폭(T2)의 하한값은, 1.6㎜인 것이 보다 바람직하다.

도 20은, 제2 실시형태로서의 용융기의 종단면도이다. 도 20에 도시하는 실시형태에서도, 도 19와 마찬가지로, 용융기(3)를 구성하는 각 관통공(용융공)(10)은, 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 개구폭이 서서히 좁아지도록, 관통공(10)의 내벽면(10c)이 경사면으로 형성되어 있다.

도 20에 도시하는 실시형태에서는, 유입구(10a)측에, 각 관통공(10)을 구성하는 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 각 관통공(10)은, 열림 각도(θ1)의 경사면(제1 경사면)(70)으로 형성되고, 유입구(10a)측에 열림 각도(θ2)의 완사면(제2 경사면)(71)이 형성되어 있다. 그리고, θ1＜θ2≤120°의 관계를 만족시키고 있다. 또한 열림 각도(θ1)는, 도 19에서도 동일한 열림 각도를 갖고 있으며, 열림 각도(θ1)는, 유입구(10a)와 유출구(10b)와의 관계에 의해 결정된다.

여기서 '열림 각도'란, 도 20에 도시하는 단면에서 서로 대향하는 경사면 사이의 각도를 가리키고, 각 경사면의 기울림 각도를 높이 방향(Z)으로부터의 각도라고 규정했을 때, 열림 각도는, 기울림 각도의 대략 2배가 된다.

도 20에 도시하는 바와 같이, 인접하는 관통공(10)의 유입구(10a)의 가장자리부(10d)가 가까워져서 가장자리부(10d) 끼리가 접촉하고, 혹은 근접촉한 형상 부분에서는, 가장자리부(10d)가 칼 형상, 혹은 칼 형상에 가까운 형상이 되고, 수지 펠렛(P)이 가장자리부(10d) 상에 위치했을 때는, 수지 펠렛(P)이 파쇄되고, 잘게 분리되어 관통공(10) 내로 한 층, 들어가기 쉽고, 그리고, 관통공(10) 내에서의 막힘이 억제된다.

도 20에 도시하는 바와 같이, 경사가 급한 경사면(70)은 유출구(10b)로부터 유입구(10a)에 가까운 위치까지 형성되어 있으며, 유입구(10a) 부근에만 경사가 완만한 완사면(71)이 형성되어 있다.

또한, 경사면은, 3단 이상으로 형성되어도 좋다. 또한, 관통공의 대부분은 경사가 급한 경사면(70)으로 형성되고, 유입구(10a) 부근만 완사면(71)이 형성된 2단 경사 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 도 20에서는 먼저, 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 관통공(10)의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있다. 이와 같이 유입구(10a)가 유출구(10b)보다도 크게 개구하고 있기 때문에, 수지 펠렛(P)을 관통공(10)의 유입구(10a) 내로 인도하기 쉽다. 그리고 수지 팰렛(P)은 용융기(3) 내에서 용융되고, 유출구(10b)로부터 유출되지만, 이때 관통공(10)의 내벽면은 경사면이기 때문에, 유출구 방향으로 원활하게 인도되기 쉽고, 또 유출구(10b)의 개구폭을 유입구(10a)의 개구폭보다도 좁게 함으로써, 유출구측에서의 열량 및 압출 압력을 높일 수 있고, 유출구(10b)로부터 용융 수지를 적절하게 외부로 유출시킬 수 있다. 그리고, 도 20에 도시하는 실시형태에서는, 유입구(10a)측에 완사면(71)을 형성했다. 이로 인해, 보다 한 층, 수지 펠렛(P)을 관통공(10)의 유입구(10a) 내에 인도하기 쉽게 할 수 있다. 또 용융기의 유입구면에 평탄한 부분이 형성되는 것을 억제할 수 있고, 각 유입구의 사이에 날카로운 엣지부를 형성할 수 있다(도 20 참조). 따라서 유입구(10a)의 가장자리부(10d)에서 수지 펠렛(P)이 세단되는 등의 효과도 기대할 수 있고, 이 결과, 용융기(3)의 상면(유입구면)(3a) 상에 머무는 수지 펠렛(P)을 줄일 수 있다.

특히 본 실시형태에서는, θ1＜θ2≤120°의 관계를 만족시키고 있다. 또, θ2는, 30°~120°인 것이 바람직하다. 또, θ2는, 30°~90°인 것이 보다 바람직하다. 또, θ2는, 30°~60°인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 열림 각도(θ1)는, 유입구(10a)와 유출구(10b)의 사이즈로 결정되고, 적어도 열림 각도(θ1)보다도 작은 각도가 된다. 구체적으로는 θ1은 0°~20° 정도, 혹은 0°~10° 정도이다. θ2가 30°보다도 작아지면, 열림 각도(θ1)와의 차가 작아지고, 용융기(3)의 상면(유입구면)(3a) 상에 머무는 수지 펠렛(P)을 억제하는 효과나 수지 펠렛(P)에 대한 세단 효과가 저하된다. 또, 열림 각도(θ2)가 적어도 120°보다도 커지면, 유입구측의 완사면(71)이 너무 완만해서, 수지 펠렛(P)이 유입구측의 완만한 경사면의 도중에서 퇴적되기 쉬워지고, 또 용융기(3)의 대형화로 이어지기 쉽다. 이에 대해 본 실시형태와 같이, 열림 각도(θ2)를 상기 범위 내로 규제함으로써, 용융기(3)의 소형화를 확보하면서, 보다 효과적으로, 용융 효율을 향상시킬 수 있다.

도 20에 도시하는 실시형태에 있어서, 도 19에 도시한 유입구(10a) 및 유출구(10b)의 개구폭(T1, T2)을 채용하는 것이 바람직하다. 즉, 유입구(10a)의 개구폭(T1)은, 4.1㎜~10㎜이며, 유출구(10b)의 개구폭(T2)은, 1.0㎜~4.5㎜인 것이 바람직하다. 또, 유입구(10a)의 개구폭(T1)은, 4.1㎜~6㎜이며, 유출구(10b)의 개구폭(T2)은 1.0㎜~2.9㎜인 것이 보다 바람직하다. 또 개구폭(T2)의 하한값은 1.6㎜인 것이 더욱 바람직하다.

또 실시형태에서는, 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 유출구(10b)까지의 길이 수치(H1)가, 30㎜~200㎜인 것이 바람직하다. 또 길이 수치(H1)는, 70㎜~150㎜인 것이 보다 바람직하다.

또 본 실시형태에 있어서의 용융기(3)는, 도 16에 도시하는 바와 같이 사출 장치(1) 내에서 고정되어 이용하는 외에, 다음으로 설명하는 바와 같이 실린더 내를 상하 이동(왕복 이동)하는 구성으로 할 수도 있다.

도 21은, 도 16과는 다른 실시형태에 있어서의 사출 장치의 단면 모식도이며, 수지 펠렛을 공급한 상태를 나타낸다. 도 22는, 도 21의 상태에서 상하 이동(왕복 이동) 가능한 용융기를 상방으로 이동시킨 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다. 도 23은, 도 22의 상태에서 용융기를 하방으로 이동시켜, 노즐부로부터 용융 수지가 외부로 사출되는 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다.

도 21 내지 도 23에 있어서, 도 16 내지 도 18과 같은 부분은 같은 부호를 달았다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)와 구동부(8)가, 구동 전달축(9)을 통해 접속되어 있다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)보다도 실린더(2)의 후단측에는 막음 부재(40)가 마련되어 있다. 막음 부재(40)의 평면 면적은, 실린더(2) 내의 내벽면으로 둘러싸인 공간의 평면 면적과 일치하고 있다. 막음 부재(40)는 실린더(2) 내에 고정되어 있다.

도 21에 도시하는 바와 같이, 구동 전달축(9)은, 막음 부재(40)를 관통하여, 용융기(3)에 접속되어 있다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)의 중앙 부분에 구동 전달축(9)이 관통하고, 용융기(3)와 구동 전달출(9)이 고정 접속되어 있다.

또 도 21에 도시하는 바와 같이 용융기(3)의 하면(유출구면)(3b)측에는 개폐 부재(41)가 마련되어 있다. 개폐 부재(41)는, 용융기(3)의 상하 이동에 기초하여, 용융기(3)의 각 관통공(10)의 유출구를 막거나 해방하도록 지지되어 있다. 예를 들면 미도시의 탄성 부재를 이용하여 항상 개폐 부재(41)가 용융기(3)의 하면(유출구면)에 부세(付勢; energize)되어 있다. 그리고, 구동부(8) 및 구동 전달축(9)의 작용으로, 개폐 부재(41)를 용융기(3)의 하면(3b)으로부터 해방하는 것을 가능하게 한다.

개폐 부재(41)는, 용융기(3)보다도 작은 면적으로 형성되어 있다. 또, 개폐 부재(41)에는 관통공이 형성되어 있어도 좋다. 이때, 개폐 부재(41)에 형성된 관통공은, 용융기(3)의 각 관통공(10)의 유출구(10b)와는 겹치지 않도록 위치 및 크기가 규제되고 있다.

도 21에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)가 실린더(2)의 선단측에 위치하고 있으며, 도 21의 초기 상태에서는, 다수의 고체 형상의 수지 펠렛(사출 재료)(P)이 보관부(18)로부터 공급관(12)을 통해 실린더(2) 내에 공급된다.

수지 펠렛(P)은, 용융기(3)의 각 관통공(용융공)(10) 내에 유입구(도시 상면)로부터 들어간다. 각 관통공(10) 내에 들어간 수지 펠렛(P)은, 나중에 유입하는 수지 펠렛(P)에 의해, 각 관통공(10)의 유출구측(도시 하면측)에 압압된다. 이때, 용융기(3)는, 가열 수단(6)을 통해 수지 펠렛(P)을 용융하는 온도로 유지되고 있다.

도 21에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(10)에 유입한 수지 펠렛(P)은, 용융기(3)로부터의 열로 인해 일부 연화된다.

다음으로, 도 22에 도시하는 바와 같이, 구동 수단을 구동시켜 용융기(3)를 막음 부재(40)의 방향(도시 상방향)으로 구동시킨다(용융 공정). 이로 인해 용융기(3)의 유입구측면(도시 상면)과 막음 부재(40)의 하면과의 사이에 위치하는 다수의 수지 펠렛(P) 전체가 상호 압압된다.

도 22에 도시하는 바와 같이, 가열 수단(6)은, 실린더(2)의 외주에 고정되어 있지만, 용융기(3)의 열용량적으로는, 구동 수단으로 상하 방향으로 왕복 이동시켜도, 충분히 열원을 유지하게 할 수 있다. 또한 용융기(3)의 열이 구동 전달축(9)으로 전달되지 않도록, 용융기(3)와 구동 전달축(9)과의 사이에 단열 구조가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

용융기(3)의 각 관통공(용융공)(10)에 충전된 수지 펠렛(P)은 가열됨과 동시에 기밀 상태가 되면서 가압도 되어 용융을 개시한다. 이때 용융기(3)의 하면(유출구)(3b)측에 위치하는 개폐 부재(41)는, 용융기(3)로부터 해방된 상태에 있다. 이로 인해, 용융기(3)로부터 하방향으로 유출한 용융 수지(q)는, 용융기(3)와 노즐부(4)와의 사이에 쌓인다.

이어서, 도 23에서는, 구동 수단을 작용시켜 용융기(3)를 노즐부(4)의 방향(도시 하방향)으로 이동시킨다(사출 공정). 이때, 개폐 부재(41)는 용융기(3)의 하면(3b)에 당접하고, 용융기(3)의 각 관통공(10)의 유출구(10b)를 막은 상태가 된다. 이로 인해, 용융기(3)와 노즐부(4)와의 사이에 모인 용융 수지(q)는 기밀 상태를 유지하면서 가압되어 노즐부(4)로부터 사출된다. 그리고 용융 수지(q)가 성형틀을 구성하는 상형(21)과 하형(22)과의 사이에 주입된다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 성형틀 내에는, 미리 복수의 도전재를 전기적으로 접속하여 이루어지는 도전 접속체(62)가 배치되어 있으며, 용융 수지(q)의 주입으로 인해 도전 접속체(62)의 주위를 성형체(64)에 의해 매설할 수 있고, 이로 인해, 도전 접속체(62)의 접속부(63)의 외부에 대한 전기적 절연성을 확보할 수 있다.

도 21 내지 도 23에 도시한 사출 장치에 있어서도, 도 19에 도시한 유입구(10a)의 개구폭(T1)이, 4.1㎜~10㎜이며, 유출구(10b)의 개구폭(T2)이 1.0㎜~4.5㎜인 용융기(3)를 이용하여, 혹은, 도 20에 도시한 각 관통공(10)의 유입구(10a)측을 완사면으로 형성한 용융기(3)를 이용함으로써, 종래에 비해 효과적으로, 용융 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

이상에 의해 본 실시형태에 있어서의 접속 구조체는, 복수의 도전재와, 도전재 끼리를 전기적으로 접속한 접속부와, 상기 접속부를 매설하여 이루어지는 전기적 절연성의 성형체를 갖는 것을 특징으로 한다.

또 본 실시형태에 있어서의 접속 구조체의 제조방법은, 복수의 도전재 끼리를 전기적으로 접속한 접속부의 주위에 전기적 절연성의 성형체를 성형하고, 접속부를 성형체로 인해 매설하는 것을 특징으로 한다.

종래에는, 도전재의 전기적인 접속부를, 예를 들면, 절연 캡에 의해 보호하고 있었다. 이에 대해 본 실시형태에서는, 도전재의 접속부를 성형체로 매설하여 보호한다는 것이다. 절연 캡의 경우, 어쩔 수 없이 절연 캡과 접속부와의 사이에 공극(空隙)이 생기기 쉽고 부식의 문제가 우려되었다. 또 절연 캡이 충격으로 찌그러지는 등의 경우, 그 충격이 절연 캡 내부의 내부의 접속부까지 전파해버려, 접속부가 손상되는 경우가 있었다. 또 절연 캡의 체적이 크고, 절연 캡을 수납할 수 없는 경우가 있었다. 이에 대해 본 실시형태와 같이, 도전재의 접속부를 성형체에 의해 매설함으로써, 도전재의 접속부를 물리적으로 보강할 수 있고 그리고, 기밀 상태로 할 수 있기 때문에 부식을 방지할 수 있고, 종래에 비해 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 접속부는 기계적 강도를 그 자신으로 보유할 필요가 없기 때문에 전류 용량에 맞는 최소화(소형화)를 촉진할 수 있고, 복수의 접속부가 존재해도 소형화할 수 있다. 이 때문에 상기의 효과에 더해, 대전류의 접속부를 고신뢰화 그리고 소형 경량화하는 것이 가능하다.

본 실시형태에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 도전재에는 성형체 내에 매설되는 부분에 오목부(57)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 오목부(57)는, 접속부 이외의 부분에 형성되는 것이 보다 효과적이다. 이로 인해 성형체(34)의 성형 시, 용융 수지를 오목부(57) 내에 들어가게 할 수 있고, 도체과 수지와의 접촉 면적이 늘어나고, 성형체 빠짐을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또 상기와 같이, 본 실시형태에서는, 접속부를 성형체로 매설하는 구성으로 함으로써, 접속부에 있어서, 효과적으로 기밀 상태를 유지할 수 있다. 따라서 복수의 도전재에 이종 금속의 도체를 이용해도, 이종 금속의 전위치에 따른 갈바니 부식이 생기는 것을 적절하게 방지하는 것이 가능하다. 여기서 이종 금속이란, 다른 원소로 형성되어 있는 것, 혹은 혼합비가 다른 것도 포함된다. 예를 들면, 철과 동의 혼합비가 다른 경우도 이종 금속이 된다.

또 본 실시형태에서는, 도 16 내지 도 18이나, 도 21 내지 도 23에 도시하는 용융기를 내장환 사출 장치를 이용하여 성형체를 형성하는 것이 가능하다. 도 19에 도시하는 바와 같이, 용융기는, 관통공을 갖고, 관통공의 일방의 개구부가 수지 펠렛(사출 재료)의 유입구이고, 타방의 개구부가 수지 펠렛(사출 재료)의 유출구이고, 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있다. 또 도 20에 도시하는 바와 같이, 용융기에는, 유입구측에, 경사면과 연속하여 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 있어서의 용융기를 내장한 사출 장치를 이용함으로써, 사출 장치의 소형과 및 성형틀의 소형화를 실현할 수 있다. 성형틀은 예를 들면 금속판에 요(凹)가공을 실시한 것이다. 일반적으로, 도전재는 이미, 기기, 장치, 기계 등의 일부로서 이미 내장된 상태에 있다. 즉 도전재가 단독으로 존재하는 상태에 있어서, 성형체의 성형 공정이 수행되는 것이 아니다. 그리고 종래에서는, 사출 장치가 매우 대형이고, 또 성형체를 시출 성형하는 것에 이용하는 성형틀도 매우 컸다. 그렇기 때문에 종래에는, 기기, 장치, 기계 등의 일부로서 내장된 도전재의 접속부를 성형체로 매설하는 등의 발상은 없었다(성형체를 성형하는 것이 어려웠다.) 종래에는, 특허문헌 1에 개시하는 바와 같이 절연 캡 등을 이용하고 있었다. 이에 대해 본 실시형태의 용융기를 내장한 사출 장치를 이용함으로써, 사출 장치의 소형화 및 성형틀의 소형화를 실현할 수 있고, 기기나 장치, 기계의 일부로서 이미 내장된 상태에 있는 도전재의 접속부에 성형틀을 간단하게 세팅할 수 있고, 본 실시형태의 사출 장치를 이용하여, 접속부의 부분에만 소형의 성형체를 성형하는 것이 가능해진다.

이상과 같이, 복수의 도전재를 전기적으로 접속한 접속부를 성형체로 매설함으로써, 접속부를 물리적으로 보강할 수 있고 그리고 기밀 상태로 할 수 있고 부식을 방지하는 것이 가능해진다. 특히 다수의 접속 부재를 직렬 접속하는 것이 필요한 기기, 장치, 기계 등에서는, 접속부에 있어서의 보호 상태는 신뢰성을 확보하는 데에 매우 중요하다. 예를 들면, 본 실시형태에 있어서의 접속 구조체를 이용하여, 수송기기, 전력기기, 발전기기, 의료기기, 혹은 우주기기 등을 제조하는 것이 가능하다. 수송기기에는, 자동차, 항공기, 철도, 선박 등이 포함된다. 자동차에는 전기자동차가 포함된다. 또 전력기기에는, 태양전지 등의 전지가 포함된다. 발전기기에는 열발전 소자 등이 포함된다. 또 우주기기에는 로켓, 인공위성 등이 포함된다. 이때 본 실시형태의 접속 구조체를 이용함으로써, 대전류화, 고강도화, 내열화에 적절하게 대응할 수 있고, 높은 신뢰성을 얻을 수 있다. 또 대전류의 접속부를 소형 경령화 할 수 있다.

Claims

복수의 도전재와, 상기 도전재 끼리를 전기적으로 접속한 접속부와, 상기 접속부를 매설하여 이루어지는 전기적 절연성의 성형체를 갖는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
제1항에 있어서,
상기 도전재의 표면에는 상기 성형체 내에 매설된 부분에 오목부(패임부)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 복수의 도전재에, 이종 금속의 도체를 이용하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 사출 재료의 유입구이고, 타방의 개구부가 상기 사출 재료의 유출구이고, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성된 용융기를 내장한 사출장치에 의해, 상기 성형체가 성형되는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
제4항에 있어서,
상기 유입구측에, 상기 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성된 상기 용융기를 내장한 상기 사출장치에 의해, 상기 성형체가 성형되는 것을 특징으로 하는 접속 구조체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 접속 구조체를 구비하는 것을 특징으로 하는 수송기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 접속 구조체를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 접속 구조체를 구비하는 것을 특징으로 하는 발전기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 접속 구조체를 구비하는 것을 특징으로 하는 의료기기.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 접속 구조체를 구비하는 것을 특징으로 하는 우주기기.
복수의 도전재 끼리를 전기적으로 접속한 접속부의 주위에 전기적 절연성의 성형체를 성형하고, 상기 접속부를 성형체로 인해 매설하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체의 제조방법.
제11항에 있어서,
관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 사출 재료의 유입구이고, 타방의 개구부가 상기 사출 재료의 유출구이고, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성된 용융기를 내장한 사출장치를 이용하여, 상기 성형체를 성형하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체의 제조방법.
제12항에 있어서,
상기 유입구측에, 상기 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성된 상기 용융기를 내장한 상기 사출장치를 이용하여, 상기 성형체를 형성하는 것을 특징으로 하는 접속 구조체의 제조방법.