JPH0780842A - 絶縁スペーサの製造方法及び製造装置 - Google Patents

絶縁スペーサの製造方法及び製造装置

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JPH0780842A
JPH0780842A JP23369193A JP23369193A JPH0780842A JP H0780842 A JPH0780842 A JP H0780842A JP 23369193 A JP23369193 A JP 23369193A JP 23369193 A JP23369193 A JP 23369193A JP H0780842 A JPH0780842 A JP H0780842A
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JP
Japan
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resin
insulating spacer
temperature
injection port
curing
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JP23369193A
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English (en)
Inventor
Masafumi Takei
雅文 武井
Noboru Miyashita
暢 宮下
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂の硬化順序を制御することによって、信
頼性の高い絶縁スペーサを製造する。 【構成】 注入口4から熱硬化性樹脂3を注入した後、
注形型1の外側より、部分ヒータ1 〜2m によって、こ
の樹脂3を次のように加熱する。すなわち、具体的に
は、硬化初期の樹脂3が、下方で100℃乃至140
℃、上方で80℃乃至100℃となる温度勾配を持ち、
その後、樹脂3の温度が下方から上方にかけて順次連続
的に100℃乃至140℃に上昇し、硬化終期の樹脂3
全体の温度が100℃乃至140℃になるように加熱す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂を硬化させて絶縁
スペーサを製造する、絶縁スペーサの製造方法及び製造
装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、電気機器に用いる絶縁支持物と
して、樹脂を硬化させて形成した絶縁スペーサが用いら
れている。ここで、図4は、従来の絶縁スペーサの製造
装置の断面図である。すなわち、従来では、絶縁スペー
サの製造は、この図に示すように、注形型11内に熱硬
化性樹脂3を注入口4より注入した後、一定温度に管理
された炉6で注形型11全体を加熱したり、注形型11
を直接加熱することによって、樹脂3を硬化させて行っ
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の技術には、次のような問題点が存在していた。
すなわち、従来は、注形型11全体を均一に加熱してい
たので、注形型11及び樹脂3の各部において、注形型
11から樹脂3に与えられる熱量が同一であった。一
方、絶縁スペーサは位置によって板厚が均一ではないた
め、注形型11内における単位長さあたりの樹脂3の体
積は不均一である。また、樹脂3の硬化時には、樹脂3
が自己発熱し、また、注形型11からの放熱も生じる。
この結果、樹脂3各部に対する加熱が不規則となるため
樹脂3の硬化順序を制御することが困難で、絶縁スペー
サの品質が不十分になる場合があった。
【0004】例えば、図5及び図6は、図4に示す注形
型11の樹脂硬化途中における部分拡大断面図である。
すなわち、図5に示すように、樹脂3に硬化部3aと未
硬化部3bが生じた場合、樹脂3の硬化時の収縮によっ
て、硬化完了時に残留応力やボイドが発生する場合があ
る。また、図6に示すように、樹脂3の硬化が、注形型
11の中心付近から開始して端部に及んだ場合、樹脂3
が収縮して硬化部3aの体積が減少する結果、未硬化部
3bが矢印の方向に移動し、ボイド7・クラック8・ひ
け9が発生する可能性がある。このような絶縁スペーサ
の残留応力・ボイド・クラック・ひけは、絶縁スペーサ
の機械的強度低下や絶縁耐力低下を誘発する場合もある
ので、より信頼性の高い絶縁スペーサを製造する製造装
置や製造方法が望まれていた。
【0005】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたもので、その目的は、樹脂
の硬化順序を制御することによって、信頼性の高い絶縁
スペーサを製造する、絶縁スペーサの製造方法及び製造
装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、請求項1の絶縁スペーサの製造方法は、熱硬化性樹
脂の注入口を一端に有する注形型と、前記樹脂を加熱す
る加熱手段とを有する絶縁スペーサの製造装置におい
て、前記注入口の反対側である反注入口側から前記注入
口側にかけて順次連続的に、前記樹脂を所定の硬化温度
に加熱することを特徴とする。
【0007】また、請求項2の発明は、請求項1記載の
絶縁スペーサの製造方法において、前記加熱は、前記反
注入口側から前記注入口側にかけて順次連続的に、か
つ、前記樹脂各部において、少なくとも前記硬化温度に
達するまでは、前記反注入口側が前記注入口側よりも高
温となるように行うことを特徴とする。
【0008】また、請求項3の発明は、請求項2記載の
絶縁スペーサの製造方法において、前記加熱は、硬化初
期の前記樹脂が、前記反注入口側で100℃乃至140
℃、前記注入口側で80℃乃至100℃となる温度勾配
を持ち、その後、前記樹脂の温度が、前記反注入口側か
ら前記注入口側にかけて順次連続的に100℃乃至14
0℃に上昇し、硬化終期の前記樹脂全体の温度が100
℃乃至140℃になるように行うことを特徴とする。
【0009】また、請求項4の絶縁スペーサの製造装置
は、熱硬化性樹脂の注入口を一端に有する注形型と、前
記樹脂を加熱する加熱手段とを有する絶縁スペーサの製
造装置において、前記加熱手段は、前記注入口の反対側
である反注入口側から前記注入口側にかけて順次連続的
に、前記樹脂を所定の硬化温度に加熱するように構成さ
れたことを特徴とする。
【0010】また、請求項5の発明は、請求項4記載の
絶縁スペーサの製造装置において、前記加熱手段とし
て、前記注入口側から前記反注入口側にかけて複数に分
割された部分ヒータを用い、前記加熱手段は、前記注形
型の外径が1000mm以下のときは3乃至5の前記部
分ヒータに分割され、また、前記注形型の外径が100
0mmを超え1900mm以下のときは5乃至9の前記
部分ヒータに分割されたことを特徴とする。
【0011】また、請求項6の発明は、請求項5記載の
絶縁スペーサの製造装置において、前記各部分ヒータは
板状に形成され、当該各部分ヒータの外表面に断熱材が
設けられたことを特徴とする。
【0012】また、請求項7の発明は、請求項5記載の
絶縁スペーサの製造装置において、前記各部分ヒータの
周囲の雰囲気の温度が30℃乃至90℃であることを特
徴とする。
【0013】
【作用】上記のような構成を有する本発明は、次のよう
な作用を有する。すなわち、請求項1,4の発明では、
反注入口側から注入口側にかけて順次連続的に、樹脂が
所定の硬化温度に加熱されるので、樹脂の硬化も反注入
口側から注入口側に向かって進行する。このとき、硬化
部では樹脂収縮によって樹脂の体積が減少するが、ある
部分の樹脂が硬化するときには、その部分の注入口側に
は未硬化部が隣接している。この未硬化部の樹脂は反流
動体状であるから、収縮による樹脂体積の減少分は、注
入口側から供給される未硬化の樹脂が反注入口側に移動
することによって補充される。この結果、樹脂が注形型
各部に隙間なく充填された状態で偏りなく硬化し、全体
の硬化が終了したときに残留応力・ボイド・クラック・
ひけが生じないので、絶縁スペーサの機械的及び電気的
信頼性が飛躍的に向上する。
【0014】また、請求項2の発明では、加熱は、反注
入口側から注入口側にかけて順次連続的に、かつ、樹脂
各部において、少なくとも硬化温度に達するまでは、反
注入口側が注入口側よりも高温となるように行われる。
このため、樹脂の急激な加熱が回避されて部分ごとのな
だらかな温度勾配が維持され、絶縁スペーサの品質が安
定する。
【0015】また、請求項3の発明では、硬化初期の樹
脂温度が、注入口側で80℃乃至100℃から開始され
るので、樹脂全体における温度差が最小限に保たれ、過
剰な温度差による絶縁スペーサの品質低下が生じない。
また、硬化終期の樹脂全体の温度が100℃乃至140
℃に止まるので、過剰な加熱によって絶縁スペーサの品
質が損なわれることがない。
【0016】また、請求項5の発明では、加熱手段とし
て、注入口側から反注入口側にかけて複数に分割された
部分ヒータを用いるので、個別の部分ヒータの温度調節
のみによって、注形型全体における所望の温度勾配を容
易に実現することができる。また、前記加熱手段は、注
形型の外径に応じた数に分割されているので、分割数の
不足によって温度勾配が急激になったり、分割数の過剰
によって構成が複雑化することがない。
【0017】また、請求項6の発明では、各部分ヒータ
は板状に形成されているため注形型の表面から突出する
ことがなく、コンパクトな絶縁スペーサの製造装置が実
現される。また、各部分ヒータの外表面に断熱材が設け
られているので、樹脂加熱時の熱損失が抑制される。
【0018】また、請求項7の発明では、各部分ヒータ
の周囲の雰囲気の温度が30℃乃至90℃であるから、
低すぎる雰囲気温度によって熱損失が生じることがない
と同時に、高すぎる雰囲気温度によって樹脂の不用意な
温度上昇が生じることがない。
【0019】
【実施例】以下、本発明の絶縁スペーサの製造方法及び
製造装置の典型的な一実施例について、図面に従って具
体的に説明する。なお、本実施例の目的は、樹脂の硬化
順序を制御することによって、残留応力・ボイド・クラ
ック・ひけの発生を阻止し、機械的及び電気的信頼性に
優れた絶縁スペーサを製造することにある。また、本実
施例の他の目的は、単純かつコンパクトな構成によっ
て、理想的な温度勾配・理想的な加熱状態・熱損失の抑
制を実現し、絶縁スペーサの品質の安定を図ることであ
る。また、図4に示した従来例と同一の部材について
は、同一の符号を付し、説明は省略する。
【0020】(1)実施例の構成…図1、図2 まず、図1は、本実施例における絶縁スペーサの製造装
置(以下「本装置」という)の樹脂硬化開始初期におけ
る正面断面図であり、また、図2は、本装置の側面断面
図である。すなわち、本装置は、注形型1と、この注形
型1に設けられた複数の部分ヒータ21 〜2m (前記加
熱手段に相当するもの)とを有する。この注形型1は、
上下方向が長手方向であり、長手方向の一端である上端
に、熱硬化性樹脂3の注入口4を有している。また、部
分ヒータ21 〜2m は電熱式で、注形型1の上下方向に
対してほぼ水平層状に順列している。
【0021】ここで、加熱手段を部分ヒータ21 〜2m
に分割する分割数は、注形型1の外径や樹脂3の性質に
応じて定めることができるが、望ましくは3乃至9であ
り、さらに望ましくは、前記注形型1の外径が1000
mm以下のときは3乃至5、また、注形型1の外径が1
000mmを超え1900mm以下のときは5乃至9で
ある。
【0022】また、各部分ヒータ21 〜2m は板状に形
成され、注形型1の外表面である側面及び下面に順列し
て取り付けられている。また、部分ヒータ21 〜2m
外表面には断熱材5が設けられ、さらに、断熱材5の周
囲の雰囲気の温度は30℃乃至90℃に維持されてい
る。
【0023】(2)実施例の作用及び効果…図3 本実施例における絶縁スペーサの製造方法は、上記のよ
うな絶縁スペーサの製造装置を用いて実施し得るが、そ
の具体的内容は次の通りである。まず、注入口4から熱
硬化性樹脂3を注入した後、注形型1の外側より、この
樹脂3を次のように加熱する。すなわち、この加熱は、
注形型1の下方から上方にかけて順次連続的に、樹脂3
が所定の硬化温度に達するまで行う。また、この加熱
は、樹脂3各部において、少なくとも樹脂3の硬化温度
に達するまでは、下方が上方よりも高温となるように行
う。さらに、加熱時における樹脂3の最高温度は、その
硬化温度との関係から、100℃乃至140℃、最低温
度は80℃乃至100℃が望ましい。
【0024】具体的には、加熱は、硬化初期の樹脂3
が、下方で100℃乃至140℃、上方で80℃乃至1
00℃となる温度勾配を持ち、その後、樹脂3の温度が
下方から上方にかけて順次連続的に100℃乃至140
℃に上昇し、硬化終期の樹脂3全体の温度が100℃乃
至140℃になるように行う。
【0025】なお、このような加熱は、次のような温度
設定によって実現することができる。すなわち、各部分
ヒータ21 〜2m の温度制御が、図示しない制御回路に
よって行われるとする場合、図3は、前記制御回路にお
ける各部分ヒータ21 〜2mの温度設定の一例を示すグ
ラフである。すなわち、このように注形型1を加熱する
と、樹脂3の温度は下方から上方に向かって順次連続的
に上昇する。図1において、樹脂3内に表した破線は、
図3のような温度設定をもって加熱したときにおける樹
脂3の等温線を示すものである。
【0026】このように樹脂3の温度が上昇すると、上
方の注入口4から最も遠い最下部の樹脂3から順次硬化
して硬化部3aとなり、未硬化部3bの領域が順次上方
に縮小してゆく。そして、硬化部3aの体積は硬化時に
収縮して減少するが、ある部分の樹脂3が硬化するとき
には、その部分の上方には未硬化部3bが隣接してい
る。そして、未硬化部3bは反流動体状であるから、図
1において矢印で示すように、上方の未硬化部3bが硬
化した下方に移動することによって、硬化部3aにおけ
る体積減少分の樹脂3が補充される。この結果、樹脂3
が注形型1各部に隙間なく充填された状態で偏りなく硬
化し、樹脂3全体の硬化が終了したときに、残留応力・
ボイド・クラック・ひけが生じることがないので、絶縁
スペーサの機械的及び電気的信頼性が飛躍的に向上す
る。
【0027】特に、本実施例では、加熱は、下方から上
方にかけて順次連続的に、かつ、樹脂3各部において、
少なくとも硬化温度に達するまでは、下方が上方よりも
高温となるように行われる。このため、樹脂3の急激な
加熱が回避されて部分ごとのなだらかな温度勾配が維持
され、絶縁スペーサの品質が安定する。
【0028】また、本実施例では、硬化初期の樹脂3の
温度が、上方で80℃乃至100℃から開始されるの
で、樹脂3全体における温度差が最小限に保たれ、過剰
な温度差による絶縁スペーサの品質低下が生じない。ま
た、硬化終期の樹脂3全体の温度が100℃乃至140
℃に止まるので、過剰な加熱によって絶縁スペーサの品
質が損なわれることがない。
【0029】また、本実施例では、注入口4が注形型1
の上方に設けられているので、注入口から供給される樹
脂3は、自重によって下方に自動的に充填される。この
ため、注入する樹脂3に圧力をかける必要がない。
【0030】また、本実施例では、加熱手段として、上
方から下方にかけて複数に分割された部分ヒータ21
m を用いるので、個別の部分ヒータ21 〜2m の温度
調節のみによって、注形型1全体における所望の温度勾
配を容易に実現することができる。また、本実施例にお
ける加熱手段は、注形型1の外径に応じた数の部分ヒー
タ21 〜2m に分割されているので、分割数の不足によ
って温度勾配が急激になったり、分割数の過剰によって
構成が複雑化することがない。
【0031】また、本実施例では、各部分ヒータ21
m は板状に形成されているため注形型1の表面から突
出することがなく、コンパクトな絶縁スペーサの製造装
置が実現される。また、各部分ヒータ21 〜2m の外表
面に断熱材5が設けられているので、各部分ヒータ21
〜2m から外側への熱放散が少なく、熱が注形型1へ無
駄なく効率的に供給され、注形型1の温度調節を円滑に
行うことができると共に、樹脂加熱時の熱損失が抑制さ
れる。
【0032】また、本実施例では、各部分ヒータ21
m の周囲の雰囲気の温度が30℃乃至90℃であるか
ら、低すぎる雰囲気温度によって熱損失が生じることが
ないと同時に、高すぎる雰囲気温度によって樹脂3の不
用意な温度上昇が生じることがない。
【0033】(3)他の実施例 本発明は、上記各実施例によって限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲で種々変形して実施し得
るものであるから、次のような他の実施例をも包含する
ものである。例えば、熱硬化性樹脂の組成や注形型の形
状は製造しようとする絶縁スペーサに応じて決定するこ
とができ、注入口の構造も自由である。硬化温度も樹脂
の種類に応じて定めればよい。また、加熱手段及び部分
ヒータの種類・形状・取付位置・数量などの諸元も自由
であり、例えば、加熱手段の種類は、前記実施例におけ
る電熱式には限定されず、固体・液体もしくは気体によ
る熱伝導を用いるもの、波動エネルギー・粒子線照射も
しくは誘電加熱による加熱など、いかなる加熱原理によ
るものでもよい。
【0034】また、加熱手段の部分ヒータへの分割数も
3乃至9には限定されず、具体的な注形型の構成に応じ
た数を自由に選択することができる。また、各部分ヒー
タの幅は均等でも不均等でもよい。また、注形型におい
て注入口を設ける位置も自由であり、注入される樹脂に
加圧すれば、注入口を下方や側面に設けることができ
る。また、本発明では必ずしも断熱材を用いたり、各部
分ヒータの周囲の雰囲気の温度を30℃乃至90℃に維
持しなくともよい。
【0035】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、絶縁ス
ペーサに、残留応力・ボイド・クラック・ひけが生じる
ことがないので、絶縁スペーサの機械的及び電気的信頼
性が飛躍的に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における絶縁スペーサの製造装
置の樹脂硬化開始初期における正面断面図。
【図2】本発明の実施例における絶縁スペーサの製造装
置の側面断面図。
【図3】本発明の実施例における制御回路について、各
部分ヒータの温度設定を示すグラフ。
【図4】従来の絶縁スペーサの製造装置の断面図。
【図5】従来の絶縁スペーサの製造装置について、樹脂
硬化途中における注形型の部分拡大断面図。
【図6】従来の絶縁スペーサの製造装置について、樹脂
硬化途中における注形型の部分拡大断面図。
【符号の説明】
1,11:注形型 21 〜2m :部分ヒータ 3:樹脂 4:注入口 5:断熱材 6:炉 7:ボイド 8:クラック 9:ひけ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱硬化性樹脂の注入口を一端に有する注
    形型と、 前記樹脂を加熱する加熱手段とを有する絶縁スペーサの
    製造装置において、 前記注入口の反対側である反注入口側から前記注入口側
    にかけて順次連続的に、前記樹脂を所定の硬化温度に加
    熱することを特徴とする絶縁スペーサの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記加熱は、前記反注入口側から前記注
    入口側にかけて順次連続的に、かつ、前記樹脂各部にお
    いて、少なくとも前記硬化温度に達するまでは、前記反
    注入口側が前記注入口側よりも高温となるように行うこ
    とを特徴とする請求項1記載の絶縁スペーサの製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記加熱は、硬化初期の前記樹脂が、前
    記反注入口側で100℃乃至140℃、前記注入口側で
    80℃乃至100℃となる温度勾配を持ち、その後、前
    記樹脂の温度が、前記反注入口側から前記注入口側にか
    けて順次連続的に100℃乃至140℃に上昇し、硬化
    終期の前記樹脂全体の温度が100℃乃至140℃にな
    るように行うことを特徴とする請求項2記載の絶縁スペ
    ーサの製造方法。
  4. 【請求項4】 熱硬化性樹脂の注入口を一端に有する注
    形型と、 前記樹脂を加熱する加熱手段とを有する絶縁スペーサの
    製造装置において、 前記加熱手段は、前記注入口の反対側である反注入口側
    から前記注入口側にかけて順次連続的に、前記樹脂を所
    定の硬化温度に加熱するように構成されたことを特徴と
    する絶縁スペーサの製造装置。
  5. 【請求項5】 前記加熱手段として、前記注入口側から
    前記反注入口側にかけて複数に分割された部分ヒータを
    用い、 前記加熱手段は、前記注形型の外径が1000mm以下
    のときは3乃至5の前記部分ヒータに分割され、また、
    前記注形型の外径が1000mmを超え1900mm以
    下のときは5乃至9の前記部分ヒータに分割されたこと
    を特徴とする請求項4記載の絶縁スペーサの製造装置。
  6. 【請求項6】 前記各部分ヒータは板状に形成され、当
    該各部分ヒータの外表面に断熱材が設けられたことを特
    徴とする請求項5記載の絶縁スペーサの製造装置。
  7. 【請求項7】 前記各部分ヒータの周囲の雰囲気の温度
    が30℃乃至90℃であることを特徴とする請求項5記
    載の絶縁スペーサの製造装置。
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