JPH07192951A - 樹脂注型品の製造方法及びその装置 - Google Patents

樹脂注型品の製造方法及びその装置

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JPH07192951A
JPH07192951A JP5332748A JP33274893A JPH07192951A JP H07192951 A JPH07192951 A JP H07192951A JP 5332748 A JP5332748 A JP 5332748A JP 33274893 A JP33274893 A JP 33274893A JP H07192951 A JPH07192951 A JP H07192951A
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JP
Japan
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resin
casting
casting mold
mold
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP5332748A
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English (en)
Inventor
Yoshikazu Kurachi
美和 倉地
Yoshihiro Ito
善博 伊藤
Teruhiko Maeda
照彦 前田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬化時の樹脂のひけや内部応力の小さな樹脂
注型品を得ることができ、作業性の良い製造方法及び製
造装置を提供する。 【構成】 注型金型2に複数個のペルチェ素子4を取付
ける。注型金型2内にコイル1を収納した後、ペルチェ
素子4を用いるか、または他の手段により注型金型2内
のコイル1を加熱乾燥する。その後注型金型2内に樹脂
10を注入する。直流電源6から各ペルチェ素子4に直
流電流を流してこれらを発熱させ、各金属板3を介して
注型金型2を加熱して内部の樹脂10を硬化させる。温
度測定装置7及び電流制御装置5は各ペルチェ素子4の
通電電流を制御して注型口2aより遠い方の金型温度が
高くなるように温度分布を持たせ、硬化収縮が注型口2
aより遠い方から始まるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はモールド変圧器や超電導
磁気浮上式鉄道用推進コイルのように高電圧・大電流で
用いられる樹脂モールドコイル等の樹脂注型品を製造す
る方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】コイルなどの被注型素子をエポキシ樹脂
などの樹脂で注型した樹脂注型品は一般に電気的及び機
械的な特性に優れているため、モールド変圧器や超電導
磁気浮上式鉄道用推進コイル、変成器などの高電圧・大
電流の電気機器に用いられている。
【0003】しかしながら、複雑な形状の製品をエポキ
シ樹脂注型により製造する場合には、エポキシ樹脂が硬
化時に発熱し、またエポキシ樹脂層の厚い部分の硬化が
先に進むために、樹脂のひけや内部応力を増大させる現
象が生じ、注型品の外観が劣ったり、クラックが入り易
くなる問題があった。このため例えば導体や絶縁物等で
構成されるコイルを注型するモールドコイルでは、従
来、注型金型として熱伝導性のよい鉄やアルミニウムな
どの金属を用い、また肉厚を厚くして熱容量を大きくし
ていた。このようにすることにより、樹脂の局部的な硬
化発熱を吸収し注型樹脂の硬化時の局部的な温度上昇を
抑えることができるため、ひけや内部応力の小さな良好
な注型品を得ることができるが、この場合には、注型金
型の大形化、重量増を招いていた。
【0004】一方、加圧ゲル化法等による製造方法で
は、注型金型に電熱ヒーターを組み込み、樹脂注型口よ
り遠い部分から先に樹脂が硬化するように注型金型に温
度勾配を設けて、樹脂のひけのない注型品を得ている。
しかしながら、電熱ヒーターにより注型金型の温度を高
くし過ぎると、樹脂の硬化発熱によって樹脂の温度が急
激に上昇し、これにより注型品の内部応力が大きくなっ
てしまうことがある、このため加圧ゲル化法等による製
造方法では、注型金型の温度を低く抑えて樹脂の最高温
度を制限し、その分、注型時間を長くしなけれぱならな
い問題があった。
【0005】またモールドコイルのように導体や絶縁物
等で構成されるコイルを注型する場合には、注型前にコ
イル自身を十分に乾燥させる必要があるが、乾燥炉で気
中乾燥する場合、あるいはコイルに電流を流して電流乾
燥する場合のいずれも、コイルの温度分布に片寄りがで
きてしまい、均一に乾燥することが難しかった。そこで
電流乾燥を行う場合においても、熱風を当てるなどして
注型金型やコイルの温度ができる限り均一になるように
していたが、注型金型やコイルに温度差が生じることは
避けられなかった。そのため、注型金型やコイルの温度
が低い部分においても十分に乾燥できるように乾燥処理
を長時間行わなければならなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の製
造方法においては、特にモールド変圧器に使用されるモ
ールドコイルのように大型の樹脂注型品を製造する場合
には、注型金型の重量が非常に大きくなり、移動や取扱
いが不便になったり、また熱容量が大きいため温度の上
げ下げに時間がかかったり、注型金型の温度を低く制限
したりしているために、製造時間が長くなる等の問題が
あった。
【0007】そこで、本発明の第1の目的は、注型金型
の肉厚を厚くすることなく、硬化時の樹脂のひけや内部
応力の小さな樹脂注型品を得ることのできる製造方法を
提供することにある。
【0008】本発明の第2の目的は、被注型素子を均一
に乾燥できる樹脂注型品の製造方法を提供することにあ
る。本発明の第3の目的は、製造時間が短縮でき、しか
も取扱いが容易で作業性の良い樹脂注型品の製造装置を
提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による樹脂注型品
の製造方法は、注型金型内に被注型素子を収納し、樹脂
注型内に樹脂を注入して加熱し樹脂を硬化してなる樹脂
注型品の製造方法において、注型金型に複数個のペルチ
ェ素子を取付け、これらペルチェ素子を用いて注型金型
の温度を制御し樹脂の硬化を行うことを特徴とする。
【0010】この場合、ペルチェ素子は注型金型に着脱
自在に取付けると良い。また注型金型にヒートパイプを
取付け、このヒートパイプを介してペルチェ素子により
注型金型の温度制御を行うこともできる。
【0011】さらに温度センサーにより注型金型の温度
を検出してペルチェ素子の通電電流を制御することによ
り注型金型の温度制御を行うこともできる。また本発明
による樹脂注型品の製造方法は、ペルチェ素子により注
型金型の温度制御を行って注型金型内の被注型素子の乾
燥を行うことができる。
【0012】本発明による樹脂注型品の製造装置は、被
注型素子を収納する注型金型と、この注型金型に取付け
た複数個のペルチェ素子と、これらペルチェ素子に電力
を供給する直流電源と、注型金型の温度により複数個の
ペルチェ素子の通電電流を制御する電流制御装置とを備
えてなることを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明による樹脂注型品の製造方法によれば、
注型金型に複数個のペルチェ素子を取付け、これらペル
チェ素子により注型金型を加熱、冷却することができ
る。特にペルチェ素子は冷却機能をもつことから、注型
金型の温度を適宜調整することにより、注型金型や樹脂
を均一に加熱、冷却することができ、樹脂の硬化発熱に
よる局部加熱を抑えることができる。このため薄肉の軽
量な注型金型を用いても、樹脂のひけや内部応力の小さ
い良好な樹脂注型品を得ることができる。
【0014】この場合、注型作業時以外はペルチェ素子
を注型金型から取外しておくことにより注型金型の取り
扱いが容易になる。またヒートパイプを用いた場合に
は、ヒートパイプの熱伝達が優れているため注型金型を
より一層薄肉に構成できる。
【0015】さらに注型金型の温度を温度センサーで検
出し、ペルチェ素子に流す電流を制御することにより、
ペルチェ素子の発熱量及び吸熱量を制御して、注型金型
の温度をすばやく、かつ細かく制御することができる。
【0016】また本発明による樹脂注型品の製造方法に
よれば、ペルチェ素子により注型金型内の被注型素子を
均一に乾燥することができるので、別途乾燥手段を設け
る必要もない。
【0017】さらに本発明による樹脂注型品の製造装置
によれば、注型金型内の樹脂を均一に硬化できることか
ら製造時間が短縮でき、また注型金型を薄肉で軽量に構
成できることから、注型金型の取扱いが容易となり、作
業性が向上する。
【0018】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図1はモールドコイルをエポキシ樹脂により注型す
る状態を断面して示したもので、注型金型2は上面に樹
脂の注型口2aを有し、その内部に被注型素子であるコ
イル1が組み込んである。この注型金型2の外面には、
高さ方向及び横方向にそれぞれ複数個の金属板3が張り
付けられており、その外面にそれぞれペルチェ素子4が
取付けられている。ペルチェ素子4は周知のように二つ
の異なった導体または半導体を接続して直流電流を流す
とそれぞれの接合部においてジュール熱以外の熱の吸収
または発生が生じるペルチェ効果を利用したもので、電
流の向きを逆にすることにより吸熱・発熱を逆にするこ
とができる。
【0019】これらペルチェ素子4は電流制御装置5に
よって制御される直流電源6に接続されている。電流制
御装置5は注型金型2に取付けられた図示しない温度セ
ンサーによって金型温度を測定する温度測定装置7に接
続されている。電流制御装置5は、温度測定装置7を通
して金型温度を測定し、その測定値に基づいてペルチェ
素子4に流れる電流を制御し、金型の温度分布が望まし
い温度分布になるように、注型金型2に複数個取付けら
れた金属板3の温度をそれぞれ適当な温度に制御する。
【0020】樹脂注型品を製造するにあたっては、まず
注型金型2内にコイル1を収納した後、乾燥炉で気中乾
燥するか、あるいはコイル1に電流を流して電流乾燥す
るか、または両者を併用する等の加熱手段を用いて注型
金型2内のコイル1を加熱乾燥する。その後注型金型2
の注型口2aから注型樹脂10としてエポキシ樹脂を注
入する。次に注型金型2の外面に複数個の金属板3及び
ペルチェ素子4を取付け、直流電源6から各ペルチェ素
子4に直流電流を流してこれらを発熱させ、各金属板3
を介して注型金型2を加熱して内部の樹脂10を硬化さ
せる。この際、温度測定装置7及び電流制御装置5によ
り各ペルチェ素子4の通電電流を制御して、注型口2a
より遠い方の金型温度が高くなるように温度分布を持た
せることにより、注型口2aより遠い方から順に樹脂1
0を硬化させることができ、硬化収縮による樹脂10の
容積減少分は、まだ硬化していない注型口2a付近の樹
脂10によって補填される。
【0021】このようにすれば、注型金型2の温度をす
ばやく、かつ細かく制御することができ、樹脂10の硬
化発熱による局部加熱を抑えることができるので、注型
金型2の肉厚を厚くすることなく、硬化時の樹脂のひけ
や内部応力の小さな樹脂注型品を得ることができる。特
にペルチェ素子4は逆方向の電流を流すことにより金属
板3を冷却し注型金型2ひいては樹脂10を冷却するこ
とができる。そこで樹脂10が局部的に硬化発熱を生じ
樹脂温度が上昇した場合には、その部分のペルチェ素子
4を冷却するように制御すれば、局部的な温度上昇を抑
え、硬化の急激な進展を制御することができる。これに
より望ましくない局部的な硬化進展を抑え、内部応力の
小さな樹脂注型品を得ることができる。
【0022】また金属板3及びペルチェ素子4を注型金
型2に対して着脱可能に設けておけば、型組みや型ばら
し等の注型作業時以外は金属板3及びペルチェ素子4を
取外した状態で作業できるため、注型金型の重量が軽く
なり作業性が向上する。
【0023】図2はヒートパイプを用いた本発明の他の
実施例である。多数のヒートパイプ8の一端部を注型金
型2に取付け、これらヒートパイプ8をグループに分け
て各グループごとのヒートパイプ8の他端部に金属板3
及びペルチェ素子4を取付けたものである。ペルチェ素
子4は図1に示す実施例と同様に電流制御装置5によっ
て制御される直流電源6に接続されており、また電流制
御装置5は、図示しない温度センサーで感知した金型温
度に基づいてペルチェ素子4に流れる電流を制御し、金
属板3及びヒートパイプ8を介して注型金型2が望まし
い温度分布になるようにペルチェ素子4の温度設定を行
うようになっている。
【0024】このように多数のヒートパイプ8をグルー
プ分けし、それぞれ金属板3及びペルチェ素子4と組合
せて注型金型2の温度を制御することにより、図1で説
明した実施例と同様に注型金型2の温度をすばやく、か
つ細かく制御して樹脂10の硬化発熱による局部加熱を
抑えることができるので、注型金型2の肉厚を厚くする
ことなく、硬化時の樹脂10のひけや内部応力の小さな
樹脂注型品を得ることができる。その他、ヒートパイプ
8は熱伝達に優れているので、注型金型2に直接金属板
3を取付けた場合よりも熱伝達効率を向上させることが
でき、注型金型を一層薄くできる。
【0025】なおヒートパイプ8の注型金型2への取付
けは、図2に示すように注型金型2の表面に取付けても
良いが、図3に示すように注型金型2内部に一端部を埋
め込んでも同様の効果が得られる。
【0026】また上記実施例においては、コイル1を注
型金型2内に収納した後、乾燥炉で気中乾燥するか、あ
るいはコイル1に電流を流して電流乾燥するか、または
両者を併用する等の加熱手段を用いてコイル1の乾燥を
行った場合について説明したが、ペルチェ素子4を用い
て注型金型2を加熱すれば、内部のコイル1を均一に加
熱乾燥することができる。このようにすれば、別途乾燥
手段を用いる必要がなくなり、例えば注型金型の乾燥炉
への搬入、搬出等の作業がなくなり、作業性が向上す
る。
【0027】
【発明の効果】本発明による樹脂注型品の製造方法によ
れば、注型金型に複数個のペルチェ素子を取付け、これ
らペルチェ素子により注型金型の温度を制御するように
したので、樹脂の硬化発熱による局部加熱を抑えること
ができる。これにより薄肉の軽量な注型金型を用いて
も、樹脂のひけや内部応力の小さい良好な樹脂注型品を
得ることができる。
【0028】この場合ペルチェ素子を注型金型に着脱自
在に取付け、注型作業時以外はペルチェ素子を取外して
おくことにより、注型金型の取扱いが容易となる。また
注型金型にヒートパイプを設けた場合には、ヒートパイ
プの熱伝導性が良好なため注型金型をより一層薄肉に構
成できる。
【0029】さらに注型金型の温度を温度センサーで検
出し、ペルチェ素子に流す電流を制御することにより、
ペルチェ素子の発熱量及び吸熱量を制御して、注型金型
の温度をすばやく、かつ細かく制御することができる。
【0030】また本発明による樹脂注型品の製造方法に
よれば、ペルチェ素子により注型金型内の被注型素子を
均一に乾燥することができるので、別途乾燥手段を設け
る必要がない。
【0031】さらに本発明による樹脂注型品の製造装置
によれば、注型金型を薄く、小さく構成できることによ
り、注型金型の取扱いが容易となり、しかも注型金型内
の樹脂を短時間で均一に硬化できることから、製造時間
が短縮でき、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による樹脂注型品の製造方法
及びその装置を示す断面図
【図2】本発明の他の実施例を示す断面図
【図3】本発明のさらに他の実施例を示す断面図
【符号の説明】
1は被注型素子であるコイル、2は注型金型、3は金属
板、4はペルチェ素子、5は電流制御装置、6は直流電
源、7は温度測定装置、8はヒートパイプ、10は樹脂
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 27/32 A H01L 35/32 A

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 注型金型内に被注型素子を収納し、樹脂
    注型内に樹脂を注入して加熱し前記樹脂を硬化してなる
    樹脂注型品の製造方法において、前記注型金型に複数個
    のペルチェ素子を取付け、これら複数個のペルチェ素子
    を用いて前記注型金型の温度を制御して前記樹脂を硬化
    してなることを特徴とする樹脂注型品の製造方法。
  2. 【請求項2】 注型金型に複数個のペルチェ素子を着脱
    自在に取付けたことを特徴とする請求項1記載の樹脂注
    型品の製造方法。
  3. 【請求項3】 注型金型にヒートパイプを取付け、この
    ヒートパイプを介して複数個のペルチェ素子により前記
    注型金型の温度を制御することを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の樹脂注型品の製造方法。
  4. 【請求項4】 温度センサーにより注型金型の温度を検
    出してペルチェ素子の通電電流を制御することにより前
    記注型金型の温度制御を行うことを特徴とする請求項1
    ないし3のいずれかに記載の樹脂注型品の製造方法。
  5. 【請求項5】 注型金型内に被注型素子を収納し、樹脂
    注型内に樹脂を注入して加熱し前記樹脂を硬化してなる
    樹脂注型品の製造方法において、前記注型金型に複数個
    のペルチェ素子を取付け、これら複数個のペルチェ素子
    を用いて前記注型金型を加熱し、前記注型金型内の被注
    型素子の乾燥を行うことを特徴とする樹脂注型品の製造
    方法。
  6. 【請求項6】 被注型素子を収納する注型金型と、この
    注型金型に設けた複数個のペルチェ素子と、これら複数
    個のペルチェ素子に電力を供給する直流電源と、前記注
    型金型の温度により前記ペルチェ素子の通電電流を制御
    する電流制御装置とを備えてなる樹脂注型品の製造装
    置。
JP5332748A 1993-12-27 1993-12-27 樹脂注型品の製造方法及びその装置 Pending JPH07192951A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008030411A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Mitsuboshi Belting Ltd ポリアミド樹脂成形体の製造方法
CN103325564A (zh) * 2013-06-26 2013-09-25 国家电网公司 用于非晶合金干式变压器线圈浇注模具的夹持工装
JP2015534732A (ja) * 2012-10-10 2015-12-03 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft コイルのポッティング装置および方法
WO2024165181A1 (en) * 2023-02-10 2024-08-15 Hitachi Energy Ltd Device and method for manufacturing a component of a transformer system

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