(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状の注型品を得るキャビティーが彫られた金型と、
前記金型の下方に設けられ、前記キャビティー内にエポキシ樹脂を注入する注入口と、
前記金型の上方に設けられ、前記キャビティー内の空気を排気する排気口と、
前記キャビティー内に前記エポキシ樹脂が充填されると、前記排気口を閉塞する可動弁とを備え、
前記可動弁は、浮き部とピン部とからなり、
前記浮き部で前記排気口を閉塞した後、前記エポキシ樹脂を加圧すると、前記浮き部が変形して圧力変化を緩やかにさせることを特徴とする樹脂注型金型。
【請求項２】
前記排気口は、前記キャビティーに連接された細径部と、
中間部の太径部と、
前記金型の外側に接する排気部とからなり、
前記太径部に前記可動弁の浮き部が上下方向に移動自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂注型金型。
【請求項３】
前記細径部の長さを１０ｍｍ〜５０ｍｍとしたことを特徴とする請求項２に記載の樹脂注型金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注型品の絶縁欠陥を抑制し、電気的特性、機械的特性を向上し得る樹脂注型金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
エポキシ樹脂のような絶縁材料を真空中の樹脂注型金型に注入して製造される注型品は、優れた電気的特性、機械的特性を有し、電気機器に広く用いられている。しかしながら、樹脂注型金型内に微量な空気が残留すると注型品内部に絶縁欠陥となるボイドが形成されることがある。
【０００３】
これを解決するために、従来、樹脂注型金型に排気口を設け、エポキシ樹脂の注入時に排気口から残留した空気を押し出す技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この種の樹脂注型金型は、図５に示すように、図示左右に二分割された第１の金型１と第２の金型２とから構成されている。そして、図示下部には、エポキシ樹脂３をキャビティー４内に注入する注入口５が設けられ、図示上部には、排気口６が設けられている。この排気口６には、エポキシ樹脂３に浮くような可動弁７が、図示上下方向に移動自在に設けられている。可動弁７は、着脱自在で、且つ図示上下方向に移動自在に移動できるような支持金具８でいずれか一方の金型１（２）に固定されている。
【０００５】
注型する場合には、第１の金型１と第２の金型２とを閉鎖し、例えば圧力１５０Ｐａの所定の真空中に設置する。この時点では、可動弁７は自重で排気口６の図示下部に位置し、排気口６が開いた状態となり、キャビティー４内が真空になる。そして、注入口５から液状のエポキシ樹脂３を注入すると、キャビティー４内にはエポキシ樹脂３が図示下方から上方に向かって充填され、微量の空気が排気口６から押し出される。
【０００６】
エポキシ樹脂３が排気口６まで充填されると、可動弁７が図示上方に移動し、排気口６が閉塞される。これにより、エポキシ樹脂３は金型１、２外に漏れ出すことがない。その後、エポキシ樹脂３に例えば３００ｋＰａの所定の圧力を加えて、加熱硬化をさせ、離型すれば、所定形状の注型品が得られる。
【０００７】
一方、生産性を向上させるため、第１の金型１と第２の金型２とを例えば１２０℃以上の高温にし、エポキシ樹脂３を短時間でキャビティー４内に注入する高速注型法が知られている（例えば、特許文献２参照。）。この高速注型法においても、上述のような排気口６から微量な空気を押し出し、ボイドのような絶縁欠陥を抑制することができる。
【特許文献１】特開平５−６４８２０号公報  （第２ページ、図１）
【特許文献２】特開２００１−３８７４４号公報  （第３ページ、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来の樹脂注型金型においては、次のような問題がある。
【０００９】
排気口６が閉塞した後、キャビティー４内のエポキシ樹脂３を加圧するが、その加圧は所定値に達すると突然停止される。このため、キャビティー４内のエポキシ樹脂３は、図５の矢印で示すように、排気口６の手前で流れの方向を変え、ランダムな流れとなる。そして、その状態で加熱硬化される。特に、高速注型法では、エポキシ樹脂３の流れが速いので、大きなランダムな流れとなって加熱硬化される。
【００１０】
このため、排気口６まで押し出した空気を、ランダムな流れによって再びキャビティー４内に巻き込むことがある。キャビティー４内に空気を巻き込むと、絶縁欠陥となるボイドが形成され、注型品の部分放電などの電気的特性、曲げ強度や引張り強度などの機械的特性を低下させてしまうことになる。
【００１１】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、押し出された空気を確実に排気口に留め、電気的特性や機械的特性を向上し得る注型品が得られる樹脂注型金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂注型金型は、所定形状の注型品を得るキャビティーが彫られた金型と、前記金型の下方に設けられ、前記キャビティー内にエポキシ樹脂を注入する注入口と、前記金型の上方に設けられ、前記キャビティー内の空気を排気する排気口と、前記キャビティー内に前記エポキシ樹脂が充填されると、前記排気口を閉塞する可動弁とを備え、前記可動弁は、浮き部とピン部とからなり、前記浮き部で前記排気口を閉塞した後、前記エポキシ樹脂を加圧すると、前記浮き部が変形して圧力変化を緩やかにさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、金型の排気口に弾性部材を用いた可動弁を設け、この可動弁を変形させながら排気口を閉塞するようにしているので、キャビティー内に充填されたエポキシ樹脂の加圧および加圧停止時の圧力変化を緩やかにすることができ、電気的特性や機械的特性を向上し得る注型品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
先ず、本発明の実施例１に係る樹脂注型金型を図１乃至図３を参照して説明する。図１は、本発明の実施例１に係る樹脂注型金型の構成を示す断面図、図２は、本発明の実施例１に係る樹脂注型金型の可動弁の動作を説明する要部拡大断面図、図３は、本発明の実施例１に係るキャビティー内のエポキシ樹脂の圧力変化を説明する図である。なお、各図において、従来と同様の構成部分については、同一符号を付した。
【００１６】
図１に示すように、樹脂注型金型は、図示左右に二分割された第１の金型１と第２の金型２とから構成されている。そして、図示下部には、エポキシ樹脂３をキャビティー４内に注入する注入口５が設けられ、図示上部には、排気口６が設けられている。排気口６は、キャビティー４に連接された細径部６ａ、中間部の太径部６ｂ、外部に接する排気部６ｃに分かれて構成されている。太径部６ｂは、筒状、ドーム状、柱状などを用いることができる。なお、金型１、２に彫られたキャビティー４により、所定形状の注型品が得られる。
【００１７】
排気口６の太径部６ｂには、エポキシ樹脂３に浮くような可動弁７が、図示上下方向に移動自在に設けられている。可動弁７は、浮き部７ａとピン部７ｂとから構成され、浮き部７ａは、バネ板やシリコンゴムのような弾性を有する弾性部材からなっている。また、フッ素系樹脂のような材料からなる薄板状で、弾性が生じ、耐熱性のあるものでもよい。ピン部７ｂは、着脱自在で、且つ軸方向が移動自在に移動できるような支持金具８によって、いずれか一方の金型１（２）に固定されている。
【００１８】
第１の金型１は図示左右に移動自在の第１の熱板１０に固定され、第２の金型２は第２の熱板１１に固定されている。第２の熱板１１には、金型１、２を真空にすることのできる真空容器１２の一方端が固定されている。真空容器１２の他方端には、ガスケット１３が設けられ、第１の熱板１０と密着するようになっている。また、真空容器１２の図示下部には、注入口５に着脱自在のエポキシ樹脂３を注入する樹脂注入管１４が気密に設けられている。
【００１９】
そして、注型品を製造する場合には、先ず、第１の金型１と第２の金型２とを図示しない閉鎖装置で強固に閉鎖し、例えば温度１２０℃に加熱し、真空容器１２内を例えば圧力１５０Ｐａの所定の真空にする。この時点では、可動弁７の浮き部７ａは自重で排気口６の図示下部に位置し、排気口６が開いた状態となり、キャビティー４内も真空になる。
【００２０】
次に、樹脂注入管１４を注入口５に接続し、液状のエポキシ樹脂３を注入する。すると、キャビティー４内には、エポキシ樹脂３が図示下方から上方に向かって充填され、残留した空気が排気口６から押し出される。この排気口６においては、細径部６ａから太径部６ｂとしているので、細径部６ａを通過する空気の流れが速く、キャビティー４内に残留した空気を押し出し易くしている。
【００２１】
エポキシ樹脂３が排気口６まで充填されると、図２に示すように、可動弁７の浮き部７ａがエポキシ樹脂３に浮き、太径部６ｂ内を図示上方に移動する。そして、浮き部７ａが排気部６ｃに押し付けられ、排気口６が閉塞される。閉塞後、エポキシ樹脂３は例えば３００ｋＰａの所定の圧力に加圧される。この加圧により、可動弁７の浮き部７ａは、徐々に排気部６ｃを頂点とした椀状に押し曲げられ変形する。
【００２２】
このように浮き部７ａが押し曲げられるときのエポキシ樹脂３の圧力変化を図３を参照して説明する。
【００２３】
時間ｔ０の注入開始では、キャビティー４内は圧力Ｐ１（例えばＰ１＝１５０Ｐａ）である。エポキシ樹脂３を注入していくと、時間ｔ１に排気口６が閉塞され注入が完了する。その後、圧力Ｐ２（例えばＰ２＝３００ｋＰａ）まで加圧され、時間ｔ２に加圧が停止する。ここで、浮き部７ａが変形しながら加圧され、またその加圧が停止するので、エポキシ樹脂３には、実線Ａで示すように、緩やかに上昇しながら圧力Ｐ２に達する圧力変化が加わる。このため、エポキシ樹脂３の流れる方向は、図１に示すように、乱れ難く排気口６に向かった一定方向となり易い。このため、排気口６付近に残留した空気をキャビティー４内に巻き込むことを抑制することができる。
【００２４】
加圧が停止すると、エポキシ樹脂３はキャビティー４内で加熱硬化され、硬化後、離型すれば、絶縁欠陥を抑制した注型品を得ることができる。排気口６と注入口５とで加熱硬化したエポキシ樹脂３は、離型後、機械加工される。
【００２５】
なお、従来方法では、一点鎖線Ｂで示すように、時間ｔ１の注入完了から時間ｔ２よりも短い時間ｔ３に加圧が停止する。この圧力変化は、急激に上昇して、時間ｔ３に突然停止されるものであり、エポキシ樹脂３の流れる方向はランダムになり易くなる。特に、高速注型法では、より短時間での加圧と加圧停止があるので、エポキシ樹脂３の流れは乱れ易くなる。しかしながら、可動弁７が変形しながら圧力変化を緩やかにするので、エポキシ樹脂３の流れる方向は乱れ難くなり、高速注型法に適するものとなる。
【００２６】
ここで、排気口６の細径部６ａの長さは、１０ｍｍ〜５０ｍｍとしている。これは、細径部６ａの長さが１０ｍｍ以下では、粘度が低くなったエポキシ樹脂３がキャビティー４から短時間で太径部６ｂに流れ込み、残留した空気を押し出す効果が少なく、また、５０ｍｍ以上では、細径部６ａ内でエポキシ樹脂３の粘度が上昇し、キャビティー４内の圧力制御が困難となるためである。
【００２７】
上記実施例１の樹脂注型金型によれば、第１の金型１と第２の金型２とに設けた排気口６に、エポキシ樹脂３の加圧により押し曲げられながらこの排気口６を閉塞する可動弁７を設けているので、キャビティー４内のエポキシ樹脂３の加圧および加圧停止の圧力変化を緩やかにし、キャビティー４内から押し出した空気を再びキャビティー４内に巻き込むことを抑制でき、電気的特性や機械的特性を向上させた注型品を得ることができる。
【実施例２】
【００２８】
次に、本発明の実施例２に係る樹脂注型金型を図４を参照して説明する。図４は、本発明の実施例２に係る樹脂注型金型の要部拡大断面図である。なお、この実施例２が実施例１と異なる点は、可動弁の構成である。図４において、実施例１と同様の構成部分においては、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００２９】
図４に示すように、可動弁７は、ピン部７ｂと中空の浮き部７ｃとから構成されている。浮き部７ｃは、例えばシリコンゴムのような弾性を有する弾性材料からなっており、排気口６の太径部６ｂ内を移動自在に移動できるようになっている。そして、排気口６を閉塞した後、エポキシ樹脂３が加圧されると、中空部が楕円状に変形するようになっている。
【００３０】
上記実施例２の樹脂注型金型によれば、中空の浮き部７ｃでより一層の圧力変化を吸収し、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例１に係る樹脂注型金型の構成を示す断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る樹脂注型金型の可動弁の動作を説明する要部拡大断面図。
【図３】本発明の実施例１に係るキャビティー内のエポキシ樹脂の圧力変化を説明する図。
【図４】本発明の実施例２に係る樹脂注型金型の要部拡大断面図。
【図５】従来の樹脂注型金型の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１  第１の金型
２  第２の金型
３  エポキシ樹脂
４  キャビティー
５  注入口
６  排気口
６ａ  細径部
６ｂ  太径部
６ｃ  排気部
７  可動弁
７ａ、７ｃ  浮き部
７ｂ  ピン部
８  支持金具
１０  第１の熱板
１１  第２の熱板
１２  真空容器
１３  ガスケット
１４  樹脂注入管
【図１】
0004768401.tif 000002
【図２】
0004768401.tif 000003
【図３】
0004768401.tif 000004
【図４】
0004768401.tif 000005
【図５】
0004768401.tif 000006