JPH05269766A - 注型金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 注型材料を均一に硬化させることができ、残
留歪みの発生を防いで部分放電を発生しにくい注型品を
得ることができる高信頼性の注型金型を得る。 【構成】 樹脂注入口４から注型１内のキャビティ３の
約１／３の部分に熱伝導率の小さいテフロン型２を金型
１に組込む。また、金型１にはテフロン型２の熱伝導率
より大きい材料を使用することにより、樹脂注入口４か
ら順に温度勾配をもたせるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂モールド電気機器
の製造に使用する注型金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気機器はコンパクト化、大容量
化に対応するために、充電部を絶縁物で覆うようにした
樹脂モールド電気機器が数多く使用されている。

【０００３】これらの電気機器、特に高電圧下で使用さ
れる機器については、優れた電気絶縁性と機械特性を合
わせ持ち、しかも複雑な形状でボイドレスの製品が得ら
れることから、一般的にはエポキシ樹脂をベースとする
注型材料を使用する。注型の型には、製作個数が少ない
場合は、希に樹脂型が用いられることがあるが、一般的
には、鉄あるいは、アルミニウム製の金型が広く使用さ
れている。従来の注型作業は、この様な金型に押込み部
品を組み込んだ後、恒温槽等により所定の温度条件で金
型全体の温度が均一になるまで予熱が行われる。

【０００４】注型材料の金型への注入は真空中で行わ
れ、金型を真空タンク内に移して約３ｍｍＨｇ以下の真
空に保ち、あらかじめ混合脱泡した注型材料を流し込
む。材料の注入が完了した金型は、再び恒温槽に戻され
て所定の条件で一次硬化を行い、その後、離型が行われ
る。離型後は、直ちに決められた条件により二次硬化に
移され、二次硬化終了後は、注型材料と押込み部品との
熱膨張係数の差により発生する残留歪みを極力小さくす
ると共に急冷による局部的な残留歪みの発生を防止する
ために除冷が行われる。このうち注型作業の中で最も重
要なポイントは、液状の注型材料が硬化し、固体に変わ
る一次硬化にある。

【０００５】液体の注型材料が固体に変わる時には、必
ず体積収縮が伴う。特に反応性の高い注型材料ほど収縮
量が大きくなる傾向にある。また、エポキシ樹脂をベー
スとする注型材料の硬化反応は発熱反応であり、反応時
の自己発熱によって硬化反応が促進されやすい。そこ
で、この体積収縮を極力小さくするために、金型温度を
極力低くし長時間で硬化を行って、均一に硬化するよう
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ブッシ
ング等のような長尺の注型品や、形状が複雑で肉厚が不
均一な大型の注型品を上記の方法で製作する場合、全体
を均一に硬化させることは極めて困難であり、部分的に
硬化が起こりやすい。特に、注型品の肉厚が最も厚い部
位、すなわち注型材料の量が最も多い所から硬化が始ま
る傾向にある。

【０００７】また、金型自体にも肉厚があり、熱容量が
大きく且つ樹脂肉厚が極端に少ない注入口は、金型から
貰い受ける熱量が他の部位に比べ大きいため、硬化反応
が始まりやすい部位である。

【０００８】この様に材料の硬化のバランスが崩れた場
合、最初に硬化したところが収縮し、他の未硬化部分を
吸収するため注型品の表面にくぼみが多数生じる。この
現象はヒケと呼ばれ、高電圧機器のように電界緩和のた
め注型品の表面に接地層を形成する電気機器の場合は、
修正したとしても修正部位が気泡を含んだり、剥離が起
こったりして部分放電の起点となりやすい。

【０００９】また硬化のバランスが崩れた場合、注型材
料と埋込み部品との熱膨脹係数の差により発生する残留
歪みが局部的に生じるため、急激な熱衝撃を受けたとき
に亀裂が入りやすく、短絡事故を誘発する可能性があ
る。本発明の目的は、注型材料を均一に硬化でき高信頼
性の注型金型を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、樹脂が注入され、近傍が低熱伝
導率材料からなる樹脂注入口と、樹脂注入口の低熱伝導
率材料よりも高い熱伝導率材料からなる第１の金型と、
樹脂注入口の低熱伝導率材料よりも高い熱伝導率材料か
らなり、第１に嵌合される第２の金型とで構成するの
で、樹脂注入口が金型から受ける熱量を抑制し、注型材
料を均一に硬化することで注型品表面にくぼみが発生す
るのを防げる高信頼性の注型金型を得ることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１２】図１は、本発明の注型金型を２分割した一
方を示す斜視図であり、例えば、長さが約７３０ｍｍで
２５ＫＶクラスの樹脂モールドブッシングを製造する場
合について説明する。

【００１３】図１において、全体の金型１はアルミニウ
ムで製作されており、樹脂注入口４からキャビティ３の
約１／３の部分まで熱伝導率の小さいテトラルフルオル
エチレン（以下、テフロンという）をキャビティ３と同
様に加工したピースをはめ込んだテフロン型２が組込ま
れている。なおテフロン型２が組込まれるのは、樹脂注
入口４からキャビティ３の１／２以下の部分までであれ
ばよい。５は排気口で、金型１内を真空にするためのも
のである。

【００１４】ここで、金型１に導体等の埋め込み物を組
込み、前述した注型作業を行う。このとき、金型１の予
熱温度は、実際の注型材料の硬化温度より１０〜２０℃
低い条件で行い、金型の予熱温度と同じ温度条件の注型
材料を注入した後、所定の硬化条件で硬化する。

【００１５】テフロン型２の熱伝導率は、約５＊１０^-4
ｃａｌ／ｃｍ．ｓｅｃ．ｄｅｇであり、アルミニウムの
熱伝導率が０．４８７ｃａｌ／ｃｍ．ｓｅｃ．ｄｅｇで
あることから注型材料の硬化時にキャビティ３に樹脂注
入口４近傍が低く、遠ざかるにつれて高くなるような温
度勾配が生じる。金型１内に温度勾配がつくと同様に、
注入された注型材料への熱伝達もテフロンより金属の方
が良いため硬化が段階的に起こる。すなわち硬化反応
は、樹脂注入口４から最も遠い部位から始まり、樹脂注
入口４の部分が最後に硬化する。

【００１６】こうすることにより、最初に硬化して収縮
が起こり未硬化材料を吸収しても、規則正しく硬化する
ために収縮した部位には常に未硬化材料が供給される。
このため注型品表面の“ヒケ”の発生を抑制できるので
気泡や剥離を防ぐことができ、さらに残留歪みの発生を
防いで短絡事故の誘発を防止した注型品が得られる。ま
た、こうしたことにより注型材料に左右されず、例えば
分子量の小さい高反応性のエポキシ樹脂を使用した場合
でも、内部歪みを緩和することができる。本発明は本実
施例に限定されることはなく、樹脂注入口４の近傍をフ
ッ素樹脂、金型１を鉄製とした場合でも、同様の効果を
得ることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、樹脂注入
口の近傍は低熱伝導率材料とし、第１の金型および第２
の金型は、樹脂注入口の近傍は低熱伝導率材料よりも高
い熱伝導率材料としたので、樹脂注入口から金型まで温
度勾配をつけて注型材料の硬化を均一にすることができ
るという効果を奏する。従って、注型品のヒケの発生を
防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の注型金型を２分割した一方の斜視
図。

【符号の説明】

１……金型、２……テフロン型、３……キャビティ、４
……樹脂注入口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 槙島 聡 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂が注入され、近傍が低熱伝導率材料
   からなる樹脂注入口と、この樹脂注入口の低熱伝導率材
   料よりも高い熱伝導率材料からなる第１の金型と、前記
   樹脂注入口の低熱伝導率材料よりも高い熱伝導率材料か
   らなり、前記第１の金型に嵌合される第２の金型とを有
   する注型金型。