Brevet FR2380125A1 — publié le 19780908

Cette invention concerne une méthode de fabrication d'un mo- teur miniature en matière plastique. Plus particulièrement elle concerne une méthode de fabrication dans laquelle une enveloppe enroulée autour d'un stator d'un moteur électrique par exemple un moteur de ventilateur pour la ventilation d'une pièce et un mo- teur pour machine à laver, est moulée en plastique comme un corps de structure ou un corps isolant. Moteur dans lequel une partie autour d'un stator, etc. ou une partie d'enveloppe bobinée qui sert aussi comme carter ou comme support d'extrémité du moteur, et une partie bobinée sont fabriquées en matière plastique thermodurcissable telle que, par exemple, des époxys, des polyesters phénoliques et insaturés qui sont décrits dans le brevet US 3 758 799. Comme méthode de fabrication du moteur de structure décrite ci-dessus, le brevet cité plus haut décrit le procédé de moulage par transfert. Bien que cette méthode de fabrication permette le moulage sous une pression comparat#ivement basse, le temps d'injection est log, et la matière peut se gélifier de telle sorte qu'on ne puisse pas remplir le moule. Le poids de la matière est difficile à être automatisé, et des déchets (restants dans une trémie au moment de l'extrusion) sont produits au moment du moulage, de sorte que le rendement de matière est très bas. Quand la matière est injectée et moulée sous une pression élevée, la bobine du stator a tendance à se déformer de façon compressive et à se détériorer. D'autre part les inventeurs ont développé le procédé de moulage par injection comme méthode de fabrication du moteur. Cette méthode présente l'avantage que la pesée de la matière peut être automatisée et que les déchets ne sont pas produits. Bien des machines de moulage par injection injectent cependant la résine 2 sous une pression (à peu près 80-kg/cm2) plus élevée que dans le procédé de moulage par transfert. Sur ce point, le procédé de moulage par injection n'est pas approprié pour'le moulage des composants de la bobine. De cette manière, avec les procédés de moulage adoptés ci-dessus, beaucoup de problèmes interviennent dans le moulage des composants de la bobine employant la matière plastique, spécialement la matière plastique thermodurcissable dans laquelle une charge inorganique, etc. est mélangée en grandes quantités. Un des objectifs de cette invention est de fournit une méthode de fabrication d'un moteur miniature en matière plastique dans laquelle le temps de moulage est court et la déformation ou la détérioration des composants de la bobine sont évitées. Une des caractéristiques de la présente invention consiste en une méthode de fabrication d'un moteur miniature en matière plastique selon laquelle, lorsqu'une enveloppe, un support d'extrémité, etc. qui sont des éléments situés autour d'une bobine de stator du moteur miniature doivent etre moulés en une matière plastique thermodurcissable, la pression injectée du moulage est abaissée par rapport à la pression interne de la matière plastique dans un moule et immédiatement avant la fin du remplissage du moule avec la matière plastique. Description des schémas : La figure 1 est un diagramme caractéristique qui montre la relation entre la pression injectée et la durée du remplissage au moment du moulage et la relation entre la pression injectée et le voltage d'impulsion de dépannage La figure 2 est un diagramme caractéristique qui montre la relation entre le temps d'injection et le voltage d'impulsion de dépannage et la relation entre le temps d'injection et la viscosité d'une matière. La figure 3 est une coupe schématique qui montre la fabrication d'un moteur selon la présente invention. La figure 4 est un diagramme caractéristique qui montre de fa çon qualitative les relations entre le temps d'injection et la pression injectée selon la méthode de moulage de l'art antérieur et selon la méthode de moulage de la présente invention. DESCRIPTICE DES MODES DE REALISATION PREFERES En se référant à la figure 1 une partie de bobine d'un stator de moteur est moulée en matière plastique thermodurcissable (appelée ci-dessous matière résineuse"). Dans ce cas, comme il est indiqué par la courbe 1A de la figure 1, le voltage d'impulsion de dépannage, caractéristique électrique du moteur, a tendance à baisser avec l'augmentation de la pression injectée. D'autre part, en considérant la courbe 2A de la figure 1 le temps de remplissage qui est le temps pendant lequel un moule est rempli avec la matière résineuse décroit avec l'augmentation de la pression in jectée. Par conséquent, quand le temps de moulage, la dégradation de la qualité due au gel de la matière résineuse, etc. sont pris en considération, il vaut mieux remplir la matière résineuse rapidement sous une pression élevée. Réciproquement, le voltage d'impulsion de dépannage qui est la caractéristique électrique du moteur se dégrade. La figure 2 explique des faits semblables selon la courbe 1B de la figure 2, puisque le temps d'injection est plus court, le voltage d'impulsion de dépannage du moteur devient plus important et plus approprié. D'autre part, la relation entre le temps d'injection et la viscosité de la matière est indiquée par la courbe 2B de la figure. L'injection peut être achevée avant que la viscosité de la matière soit augmentée par une réaction de durcissement. A partir de ces faits, tel que le moulage dans le cas de solidification de la partie périphérique de la bobine du stator du moteur ou etc. avec la matière résineuse, on peut dire que la pression injectée la plus basse possible et le temps d'injection le plus court possible améliorent la qualité du moteur. Cependant, les procédés existants de moulage comportent bien des problèmes et ne peuvent pas remplir complètement ces conditions. D'autre part, il faut noter sur la pression du moulage que, dans le cas où le stator du moteur etc. est fixé comme un composant encastré dans un moule et où la partie périphérique de la bobine est solidifiée avec la matière résineuse etc. un gaz s'échappe à travers la partie de dégazement,la partie de jointure du moule et les interstices d'une goupille d'extrusion etc. et la pression interne de'la matière résineuse est fortement appliquée jusqu'à ce que la matière résineuse soit complètement introduite dans le moule. Lorsque le moteur fait en matière plastique doit être moulé selon le procédé de moulage par injection, la pression d'injection du moulage est abaissée immédiatement avant la fin du remplissage de la matière résineuse. En d'autres termes, la méthode adoptée est un système de changement de pression en deux étapes dans lequel d'abord la matière résineuse est injectée à vitesse élevée sous une haute pression jusqu'à ce qu'elle soit complètement introduite dans le moule, et ensuite la pression est abaissée immédiatement avant que la pression interne de la matière résineuse commence à agir. Une telle méthode sera décrite en se référant à la figure 3. Sur la figure 3, le numéro 1 désigne un espace de cavité, le numéro 2 un entonnoir de coulée, le numéro 3 un stator d'un moteur miniature, le numéro 4 le noyau d'un moule 8, le numéro 5 une gorge de dégazement (un évent) le numéro 6 une goupille d'extrusion et le numéro 7 une bobine. La matière résineuse est injectée sous une pression d'injection. Un gaz produit à ce moment là s'échappe de la gorge de dégazement 5. Après que la matière résineuse ait été introduite dans la cavité 1 et chauffée puis vulcanisée, le stator 3 est extrudé comme un produit moulé par la goupille d'extrusion 6. Lorsque, dans sa course, la bobine 7 est comprimée et déformée ou détériorée, la dégradation du voltage d'impulsion de dépannage caractéristique du moteur intervient comme déjà établie. Par conséquent, il est préférable d'injecter la matière résineuse sous la plus basse pression possible. Avec des machines de moulage basées sur le procédé de moulage par injection déjà cité, la pression interne de la matière résineuse dans le moule augmente graduellement comme l'indique la courbe 2C de la figure 4, tandis que la pression d'injection selon la courbe IC (pression appliquée de façon externe) reste constante. Jusqu'à ce que la matière résineuse soit parfaitement vulcanisée dans une partie d'entonnoir de coulée scellée ou dans le produit moulé, la pression de la courbe IC est maintenue élevée même au-delà du point A de la figure. En conséquence, la déformation compressive ou la détérioration de la bobine est inévitable. En particulier, la matière résineuse pour la partie périphérique de la bobine du moteur est la matière plastique thermodurcissable dans laquelle une charge inorganique est mélangée en grandes quantités pour augmenter la résistance thermique et la stabilité dimensionnelle. Donc la tendance la déformation est plus intensifiée. Selon cette invention, dans le procédé de moulage expliqué en se référant à la figure 3, la matière résineuse est injectée sous une pression élevée jusqu'à ce qu'elle soit introduite complètement dans le moule 8, et la pression d'injection est changée en basse pression immédiatement avant la fin du remplissage. La figure 4 montre de façon qualitative la relation entre le temps de moulage et la pression d'injection. A cause de la pression primaire selon la courbe ID (pression appliquée de façon externe), la pression interne de la matière résineuse selon la courbe 2D (pression interne de la matière résineuse) est graduellement augmentée avec le temps de moulage. Immédiatement avant un point B de la figure qui est légèrement en avant du point B représentant le remplissage du moule, la pression d'injection est abaissée à une pression secondaire (courbe 3D). Ainsi, au cours et après le point B où la pression agit sur la bobine 7 la pression est comparativement basse, et la déformation compressive, la détérioration etc. de la bobine peuvent étre supprimées au maximum. Outre l'empechement de la déformation compressive etc. de la bobine, des bavures survenant dans le moule 8 peuvent être atténuées en abaissant la pression d'injection à la pression secondaire immédiatement avant que la cavité 1 du moule 8 soit remplie avec la matière résineuse comme il a été décrit ci-dessus. En utilisant par exemple le stator d'un moteur de ventilateur (15 W) qui est un moteur miniature, une partie autour du stator est moulée en une matière résineuse comme corps structurel ou isolant servant aussi comme carter selon la méthode de fabrication de la présente invention. Une machine de moulage par injection est utilisée comme machine de moulage qui a une tension de moulage de 30 tonnes, une capacité d'injection de 1.300 cc, une pression d'injection la plus élevée 2 de 300 kg/cm et une pression secondaire la plus basse de io kg/cm2 (voir à ce sujet la fabrication thermodurcissable faite par TOHO PRESS CO. LAD). Dans la fabrication de cette machine de moulage, l'état des bavures au moment du moulage, les états de déformation et de détérioration d'une bobine, et le voltage d'impulsion de dépannage sont observés et mesurés. Les résultats sont représentés dans le tableau I. (Voir tableau I page 6). Dans le tableau I, le cas (a) correspond au procédé de moulage général par transfert, le cas (b) correspond au procédé de moulage par injection selon l'art antérieur pour une matière plastique thermodurcissable employée seulement sous haute pression 2 (80 kg/cm2) et le cas (c) correspond au procédé de moulage par injection d'un système de transformation de pressions d'injection en 2 étapes selon la présente invention. Comme matière résineuse on utilise un pré-mélange de silice, de carbonate de calcium, de fibre inorganique telle que de la fibre de verres et une charge mélangées dans une résine de polyester non saturée dans une quantité de 70 %. La pression d'injection au moment du moulage est de 80 kg/cm2 surle premier côté et de 20 kg/cm sur le deuxième cité, et la transformation s'effectue légèrement avant que la matière résineuse soit complètement introduite dans la cavité. La méthode de moulage selon la présente invention a été appliquée à un moteur de machine à laver (80 W), un moteur de ventilation (20 W) etc... et a été aussi expérimentée avec succès dans le commerce. 2 Une valeur d'environ 70 à 90 kg/cm est souhaitable comme pre- 2 mière pression, tandis qu une valeur de 15 à 25 kg/cm est préférable comme pression secondaire. En résumé, selon la présente invention la pression d'injection du moulage est abaissée immédiatement avant la fin du remplissage du moule avec la matière résineuse, et de là, une méthode de fabrication d'un moteur miniature en matière plastique est obtenue dans laquelle le temps de moulage est court, la déformation compressive et la détérioration de la bobine etc. sont évitées et la production de bavures très minime. TABLEAU I (a) (b) (c) Déformation de la Déformation Déformation Aucune bobine Dé formation Détérioration de la Un peu un peu Pas de détébobine endommagée endo::-agée rioration Voltage d'impulsion 6 des 19 2 des 10 10 des 10 de dépannage caracté- pièces mon- pièces mon- pièces monristique comme trent trent trent moteur 2 Kv ou 2 Xv ou 2 Xv ou plus plus plus Bavures du stator fréquentes fréquentes légères traces partie du moule REVENDICATIONS 1 - Méthode de fabrication d'un moteur miniature en matière plastique caractérisée en ce qu'un carter, un support d'extrémité etc. qui sont aes parties situées autour d'une bobine de stator sont moulées en matière plastique thermodurcissable, comprenant l'étape d'abaissement d'une pression d'injection du moulage en relation avec une pression interne de la matière plastique dans un moule et immédiatement avant la fin du remplissage du moule avec ladite matière plastique. 2 - Méthode de fabrication d'un moteur miniature en matière plastique caractérisée en ce qu'un carter, un support d'extrémité etc. qui sont des parties situées autour d'une bobine de stator sont moulées en matière plastique thermodurcissable, comprenant l'étape de transformation de la pression d'injection du moulage en relation avec une pression interne de la matière plastique dans un moule et en deux étapes allant d'une pression élevée à une pression basse. 3 - Méthode de fabrication d'un moteur miniature en matière plastique selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'opération de transformation de ladite pression élevée en ladite pression basse est effectuée immédiatement avant que le moule soit rempli avec la matière plastique thermodurcissable. 4 - Méthode de fabrication d'un moteur miniature en matière plastique selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite 2 2 pression élevée varie de 70 kg/cm à 90 kg/cm environ, tandis 2 2 que ladite pression basse se situe entre 15 kg/cm et 25 kg/cm environ