填充剂、装置主体的密封结构及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及向例如形成于装置主体的插入孔与衬套等插入装置的间隙(密封空间)进行注入填充的填充剂、密封结构及其制造方法。
【背景技术】
[0002]专利文献I公开了一种铸模冷却结构及其制造方法，其在插入冷却孔内的套管与冷却孔内表面的间隙中填充固化由低熔点金属构成的熔融金属材料，从而形成导热层。具体而言，就是使低熔点合金(例如，熔融焊锡材料)流入套管的外周面与冷却孔的内周面之间，以免两者间夹设有空气层，并通过低熔点合金的冷却、固化，将套管固定于冷却孔内(参见第〔0012〕段)。
[0003]专利文献2公开了一种铸模用熔液冷却销，其通过插通配置在铸模的熔液冷却部位的前端呈封止状的外筒体及内筒体形成双重结构而成。具体而言，公开了一种铸模用熔液冷却销，其形成紧密贴合传热件，该紧密贴合传热件在外筒体与内筒体的间隙中注入固化有熔融金属(参见权利要求书的权利要求5)。
[0004]专利文献3公开了一种冷却单元，其能够防止传热部件流出，并能够防止铸模的冷却效果下降(参见“摘要”中的“课题”部分)。具体而言，即使在插入冷却衬套前已在被冷却物的冷却孔内事先填充有热润滑脂等传热部件的情况下，也能够防止该传热部件从冷却孔流出(参见第〔0008〕段)。
[0005]专利文献3中，能够防止传热部件从冷却衬套的外侧面通过连通部流出到冷却衬套的内侧面。据此，在将冷却衬套插入至被冷却物的冷却孔内时，能够通过外周槽防止第I密封部件向冷却衬套的轴线方向移动。确保了第I密封部件的密闭性，防止热润滑脂等传热部件从冷却孔流出(参见第〔0012〕段)。另外，热润滑脂是在耐热润滑脂中混合有铜、铝等的金属粉末的传热润滑脂。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本公开专利特开2006-289382号公报
[0009]专利文献2:日本公开专利特开平9-29416号公报
[0010]专利文献3:日本公开专利特开平2011-104604号公报
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题
[0012]但是，如专利文献I所示，其公开了一种技术，该技术通过使低熔点金属流入套管与冷却孔的间隙并使其固化，来提高冷却孔及套管的紧密贴合性。但在专利文献I中，例如，在对套管进行更换等时，需要实施将铸模升高到低熔点金属的熔点以上的温度(600度左右)取出低熔点金属的作业(参见第〔0019〕段)。即，在专利文献I中，为了不夹设空气层而适量固化或熔融低熔点金属，需要花费劳力，不便于使用。
[0013]并且，在专利文献I中，在实施铸模矫直等维护保养的情况下，在加热铸模时，低熔点合金会溶化，因此有可能阻碍套管及低熔点合金的紧密贴合状态。进而，在套管固着于铸模(冷却孔的壁)的情况下，有可能在低熔点合金收缩时出现模具的再次破裂或套管破损，从而损害上述作为内膜的功能。
[0014]进而，专利文献2所述的形成紧密贴合传热件的“铸模用熔液冷却销”及专利文献3所述的使用热润滑脂进行密闭的“冷却衬套”，也存在上述专利文献I所列举的问题。
[0015]并且，可以想象，专利文献3所述的“冷却衬套”在实施量产等情况下，当铸模温度达到耐热润滑脂的耐热温度以上时，会造成耐热润滑脂的液化泄露，或者导致润滑脂的油分发生气化而急剧膨胀。另外，润滑脂的导热性能通常低于例如不锈钢、铁等。
[0016]本发明的目的在于，提供一种例如能够提高插入装置主体的插入孔的插入装置的导热性的填充剂、密封结构及其制造方法。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]本发明的填充剂由液态的环氧树脂、形成为粉末状的金属粉末和固化剂的混合剂构成，环氧树脂由改性聚胺等固化剂固化，或者环氧树脂由固化剂固化并通过该固化后的加热使环氧树脂碳化。填充剂中的金属粉末的含量比率设为85?95质量％，环氧树脂的含量比率设为15?5质量％。也可将改性聚胺等固化剂的含量比率设为相对于环氧树脂和金属粉末的混合物含量的3?10质量％。考虑到环氧树脂不固化时的情况，填充剂中含有阻燃剂。阻燃剂为磷类阻燃剂或卤素类阻燃剂。也可将阻燃剂的混合比率(含量比率)设为相对于环氧树脂和金属粉末的混合物含量的0.5?1.0质量％。
[0019]上述填充剂中的金属粉末为例如铜、锌等的粉末，其粒径大于I μπι。例如在铸模等的情况下，上述金属粉末的粒径也可为4 μπι?100 μπι或是4 μπι?50 μπι。若上述填充剂中的金属粉末是易氧化燃烧的锌粉末等时，为了隔绝空气中的氧，宜将锌粉末混入液态的环氧树脂中，进行用环氧树脂覆盖锌粉末的表面的处理。此外，金属粉末中也可混合有例如粒径40 μ m的粒子和粒径4 μ m的粒子。进而，金属粉末还可以是不锈钢粉末、铁粉末、铜粉末、锌粉末等单种类的粉末，也可以是将它们适当组合并混合而成的混合粉末。
[0020]本发明的装置主体的密封结构具备:套衬，其插入形成于装置主体的插入孔，且外径具有与插入孔相对应的直径；以及金属粉末，其处于填充固着于插入孔的内周面与衬套的外周面之间的密封空间的状态，或是对所填充固着的填充剂进行加热处理使环氧树脂碳化的状态。“装置主体”的概念包括铸模、发动机等。“铸模”的概念包括例如与熔液直接接触的熔液冷却销(现有技术中的外筒体)等。
[0021]本发明的密封结构的制造方法，是向形成于装置主体的插入孔中填充填充剂的密封结构的制造方法，其特征在于，由以下工序构成:填充工序，向插入孔填充上述填充剂；衬套插入工序，将外径具有与插入孔相对应的直径的衬套插入到插入孔；以及紧密贴合工序，将衬套向插入孔仅压入规定量并使填充剂固化并紧密贴合。此外，上述密封结构的制造方法中，继紧密贴合工序之后，还具备加热工序，对上述装置主体进行加热处理使环氧树脂碳化。
[0022]此外，使极细的金属线呈线状在套衬的外周面卷绕为具有规定间距的螺旋状。将衬套插入插入孔时，金属线作为垫片发挥作用，形成于衬套的外周面和与插入孔的内周面之间的密封空间作为环状空间被保持为等宽。
[0023]发明的效果
[0024]本发明的填充剂含有金属粉末，在常温下液化，因此进行填充作业时容易处理。此夕卜，作为本发明的填充剂中的固化剂，优选采用改性聚胺，改性聚胺为液态且能降低环氧树脂的粘度，可使其在常温下固化。进而，作为本发明的填充剂中的阻燃剂，优选采用不含毒素的磷类阻燃剂，阻燃剂可在环氧树脂不固化的情况下使环氧树脂难以燃烧。
[0025]在本发明的填充剂中的铜、锌等的金属粉末的粒径为大于I ym的情况下，通过混合例如40 μ m的粒子和4 μ m的粒子，能够用4 μ m的粒子填埋40 μ m的粒子之间的间隙从而达到紧密状态。使用本发明的密封结构及其制造方法，能够通过插入装置将被注入插通孔内的填充剂向上推，以彻底填埋插入装置与插通孔的间隙的方式进行填充(与所谓“排气”同义)，因此不仅可以防止产生气眼，还能提高导热性。
[0026]在本发明的装置主体的密封结构及其制造方法中，由于在插入装置和插通孔的间隙固化或碳化的填充剂(即:覆盖上述全部间隙的、与固化或碳化的环氧树脂相混合的金属粉末)隔开了插入装置和插通孔，夹设物(即:固化的填充剂或碳化的填充剂)切实地分隔了插入装置和插通孔。也就是说，根据本发明，通过在插入装置和插通孔之间夹设有金属粉末或与碳化的环氧树脂混合的金属粉末，能够提高热传递效率，改善装置主体的温度调
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[0027]此外，因套衬的外周面呈螺旋状的金属线，使得形成于衬套的外周面和与冷却孔的内周面之间的密封空间作为环状空间被保持为等宽。由此，冷却水的冷热介由密封空间的填充剂被从衬套均匀地传递至铸模(装置主体)侧。另