(57)【要約】【課題】  熱硬化樹脂の熱硬化状態をリアルタイムで正確に把握することにより、製品を管理する樹脂封止方法を提供すること。【解決手段】  硬化収縮を伴う熱硬化性樹脂を金型に注入して、ワークを樹脂封止する樹脂封止方法において、圧力センサ５により金型内の樹脂圧力を計測し、樹脂圧力が下降から上昇に転ずる変極点Ｅを決定し、変極点Ｅを前記熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標とする。【選択図】図７
2008114393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化収縮を伴う熱硬化性樹脂を金型に注入して、ワークを樹脂封止する樹脂封止方法において、
金型内の樹脂圧力を計測し、前記樹脂圧力が下降から上昇に転ずる変極点を決定し、前記変極点を前記熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標とすることを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項２】
請求項１に記載する樹脂封止方法において、
前記金型への前記熱硬化性樹脂注入開始から前記変極点までの時間を熱硬化時間と定義し、前記熱硬化時間を前記熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標とすることを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項３】
請求項１に記載する樹脂封止方法において、
前記金型への前記熱硬化性樹脂注入後、前記樹脂圧力が上昇から下降に転ずる時点から前記変極点までの時間を熱硬化時間と定義し、前記熱硬化時間を前記熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標とすることを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載する樹脂封止方法において、
前記熱硬化時間が、予め定められた所定範囲内にあるか否かにより、成形品の良否を決定することを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４に記載する樹脂封止方法のいずれか１つにおいて、
前記樹脂圧力を計測する圧力センサが、金型内に形成された溝に埋め込まれており、前記圧力センサの表面が、前記金型の表面と同じ高さに位置することを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５に記載する樹脂封止方法のいずれか１つにおいて、
前記圧力センサを、前記金型の温度が最も低い箇所に設置したことを特徴とする樹脂封止方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載するいずれか１つの樹脂封止方法を用いて製造されたことを特徴とするモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、樹脂封止方法に関し、特に、熱硬化性樹脂の圧力変化を検出することにより、熱硬化性樹脂の熱硬化状態を正確に把握して樹脂封止の良否を判断する樹脂封止方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来例えば、モータの製造工程において、コイル線が巻かれた固定子コイルをインサート成形により、コイル線の中に樹脂を注入して封止することが行われている。コイル線の中に樹脂を封入する目的は、コイル線間の絶縁性を高めることと、コイル線で発生する熱を外部に伝達して放熱させるためである。樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられている。熱硬化性樹脂は、一般的には、１５０℃付近で硬化する。
成形するときの条件としては、注入される樹脂の温度、樹脂の注入圧力、樹脂の注入速度、金型の温度バランス、上型と下型の離型タイミング、インサートするモータ等のワークの温度、その他をコントロールしている。成形品の不良の多くがクラック発生である。クラックが発生する原因は、硬化した樹脂内に発生する内部応力である。内部応力は、樹脂の硬化が急激に起こると増大するので、樹脂ができるだけ均等に熱を受けて徐々に硬化するように、成形条件を考慮している。
【０００３】
しかし、成形条件は多項目におよび、それらが複雑に作用して熱硬化状態が決まり、そして熱硬化状態により残留内部応力が決まるため、直接樹脂の熱硬化状態を管理する方法が産業界で望まれていた。すなわち、残留する内部応力が少なくなるような熱硬化状態を何らかのファクタで正確に把握し、その状態を維持するように、多項目にわたる成形条件を管理することが望まれていた。熱硬化状態を把握する方法として、従来以下のような方法が開示されている。
特許文献１は、金型内に注入された樹脂の圧力を計測したのでは、樹脂が加熱されてゲル化すると、樹脂の圧力の変化が鈍くなるので、硬化検出精度が悪くなるため、樹脂の圧力を計測しても熱硬化状態を把握することができないとしている。そして、樹脂の圧力計測の代わりに、誘電センサにより、樹脂の誘電率等を計測し樹脂の動的粘弾性に換算することにより、樹脂の熱硬化状態を把握する方法を提案している。
特許文献２は金型に、検出面に空間が形成された圧力センサが取り付けられた検出部を設け、樹脂が硬化したときに、検出部の空間が閉栓状態となり、金型面圧を受けなくなり、樹脂の硬化収縮に応じて圧力が低下することが記載されている。そして、圧力低下により、最終の硬化完了を知ることができると記載している。
【０００４】
【特許文献１】特開2001-018240号公報
【特許文献２】特開平06-071680号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の樹脂封止方法には、以下の問題があった。
（１）特許文献１に記載された技術では、誘電センサで計測している誘電特性が経時的に変化する値であり、リアルタイムに検出される誘電特性値から熱硬化状態を正確に把握するには、検出条件や検出値に極めて高い精度が要求され、実用化するにはコストが高く問題であった。さらに、予め準備する特性線にも同様の精度を必要とするため、よりコストが高くなっていた。
（２）特許文献２の図３に記載されたデータでは、樹脂圧力は金型を開くまで低下し続けており、樹脂圧力が急激に低下した時点をとらえて圧力低下を判断している。本出願人が、熱硬化樹脂に関する実験を行い、実際に計測したデータでは、樹脂圧力は徐々に低下し続けるのが普通であり、特許文献２の図３に示されるような急激な樹脂圧の低下は計測できなかった。
したがって、樹脂圧力は徐々に低下し続けるのであり、特許文献２に記載されているように、圧力の急激な低下の時点を採用して最終硬化完了を知ることは、実用化が困難であると考えられる。
【０００６】
この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱硬化樹脂の熱硬化状態をリアルタイムで正確に把握することにより、製品を管理する樹脂封止方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂封止方法は、次のような方法を採用している。
（１）硬化収縮を伴う熱硬化性樹脂を金型に注入して、ワークを樹脂封止する樹脂封止方法において、金型内の樹脂圧力を計測し、前記樹脂圧力が下降から上昇に転ずる変極点を決定し、前記変極点を前記熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標とすることを特徴とする。
（２）（１）に記載する樹脂封止方法において、前記金型への前記熱硬化性樹脂注入開始から前記変極点までの時間を熱硬化時間とし、前記熱硬化時間を前記熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標とすることを特徴とする。
（３）（１）に記載する樹脂封止方法において、前記金型への前記熱硬化性樹脂注入後、前記樹脂圧力が上昇から下降に転ずる時点から前記変極点までの時間を熱硬化時間と定義し、前記熱硬化時間を前記熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標とすることを特徴とする。
（４）（２）または(３)に記載する樹脂封止方法において、前記熱硬化時間が、予め定められた所定範囲内にあるか否かにより、成形品の良否を決定することを特徴とする。
【０００８】
（５）（１）乃至（４）に記載する樹脂封止方法のいずれか１つにおいて、前記樹脂圧力を計測する圧力センサが、金型内に形成された溝に埋め込まれており、前記圧力センサの表面が、前記金型の表面と同じ高さに位置することを特徴とする。
（６）（１）乃至（５）に記載する樹脂封止方法のいずれか１つにおいて、前記圧力センサを、前記金型の温度が最も低い箇所に設置したことを特徴とする。
（７）（１）乃至（６）に記載するいずれか１つの樹脂封止方法を用いて製造されたことを特徴とするモータである。
【発明の効果】
【０００９】
上記工程を有する樹脂封止方法の作用及び効果について説明する。
熱硬化性樹脂の熱硬化に伴う収縮率は、容積率として７〜８％あるので、最終寸法の精度を保持するため、一般的に熱硬化性樹脂に膨張剤を添加している。そして、膨張剤を膨張させることにより、熱硬化性樹脂の収縮を補っている。したがって、金型内で空間が発生することはなく、金型内には熱硬化性樹脂が隙間無く充填されており、金型を開くまでは、熱硬化性樹脂内は加圧状態にある。
注入する樹脂温度は、５０℃前後に加熱されており、ワークの温度は１３０℃前後に加熱されている。金型にはヒータが埋め込まれており、金型は１５５℃前後に加熱されている。しかし、金型は、複雑な形状を しているため、金型をヒータで均一に加熱することは困難であり、金型内には、どうしても温度のバラツキが発生してしまう。
【００１０】
熱硬化性樹脂自体は、液状、ゲル状、固体状を問わずに、加熱されると膨張する。そして、同時に液相状態から固体相状態に相変化することにより、容積率として７〜８％程度収縮する。これが、熱硬化収縮である。したがって、成形の全ての工程において、熱硬化性樹脂内においては、ミクロ的に観察すれば、膨張と収縮とが同時に発生しているのである。しかし、全体をマクロ的に観察すれば、熱膨張と硬化収縮との比較で、どちらが優勢であるかにより、全体が収縮するか、全体が膨張するかの状態にあると言える。
硬化開始後は、硬化収縮と熱膨張とが同時に生じるが、硬化開始当初は、硬化収縮が支配的であり、型内圧力は徐々に下降する。そして、硬化がほぼ完了すると、熱膨張が支配的になり、型内圧力は上昇に転じる。
型内圧力が下降から上昇へと転じる変極点は、完全な熱硬化完了時点と正確に対応したものではないが、熱硬化性樹脂の熱硬化状態を正確に反映している。
また、検出値自体の絶対精度が高くなくても、検出値の変化、すなわち、検出値が減少から増加に変化する変極点タイミングは比較的容易かつ正確に把握できるため、簡単かつ正確に熱硬化状態を把握することができる。
【００１１】
製造工程において、同じ熱硬化性樹脂を用いて、同じワークについての樹脂封止工程を繰り返し行っている。製造前に、成形条件として、樹脂の温度、金型への樹脂の注入圧力、注入速度、金型の温度バランス、上型と下型の離型タイミング、インサートするモータ等のワークの温度等を決定し、その成形条件で、５０〜１００程度のテスト製造を行い、変極点のタイミングを計測している。そして、テスト製造した製品が良品であることを全数検査している。成形開始から変極点までの熱硬化時間を統計処理することにより、熱硬化状態に問題がないとすることのできる、熱硬化時間の所定範囲を決定している。すなわち、良品の統計データとして、中心値から3σの範囲を良品として定めると良い。
そして、製造工程においては、成形開始から変極点までの熱硬化時間をリアルタイムに計測して、その値が所定範囲内にあるときは良品としている。所定範囲から外れたものについては、不良品として再検査している。所定の範囲から外れたものについて再検査したときに、良品が多ければ、所定範囲を広げる方向で再検討すれば良い。
熱硬化時間を 、「金型への熱硬化性樹脂注入開始から変極点までの時間」と定義すると、２つの利点がある。第１の利点は、熱硬化樹脂の注入開始は、常に容易かつ正確に把握できるため、管理するときに簡単であり、実用上便利である。また、第２には、熱硬化状態の異常を検出するのみでなく、熱硬化性樹脂の射出注入不良により注入時間が長くなったときも、熱硬化時間が所定範囲から外れるため、検出することができる利点がある。
一方、熱硬化時間を、「金型への前記熱硬化性樹脂注入後、樹脂圧力が上昇から下降に転ずる時点から変極点までの時間」と定義しても、マクロ的に観察すれば、熱硬化が開始するのは、樹脂圧力が上昇から下降に転じる時点からであるから、熱硬化時間そのものを、より正確に把握して、対応できる利点はある。
【００１２】
また、樹脂圧力を測定する圧力センサが、金型内に形成された溝に埋め込まれており、圧力センサの表面が、金型の表面と同じ高さに位置するので、熱硬化性樹脂が金型内に充満している状態で、金型の一部として熱硬化性樹脂に接触して、熱硬化性樹脂の圧力をリアルタイムで計測することができる。特許文献２では、圧力センサの検出面付近に空間を形成しなければならないが、これは、成形品の外形がその空間により変形する可能性があり、実際的ではない。      
また、圧力センサを、金型の温度が最も低い箇所に設置しているので、金型に温度のバラツキがあっても、一番条件の悪い箇所の変極点を把握することにより、熱硬化性樹脂の熱硬化状態が最も遅いと想定される箇所における熱硬化状態を把握できるため、製品の良否を的確に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態である方法の第１の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
始めに、モータの製造工程における、巻線コイルが巻かれた固定子コイルをインサート成形により、巻線コイルの中に樹脂を注入して封止する樹脂封止工程について説明する。巻線コイルの中に樹脂を封入する目的は、巻線コイル間の絶縁性を高めることと、巻線コイルで発生する熱を外部に伝達して放熱させるためである。樹脂としては、熱硬化性樹脂が用いられている。熱硬化性樹脂としては、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂等を使用している。これらの熱硬化性樹脂は、１２０℃〜１５０℃で硬化する。
成形するときの条件としては、樹脂の温度、注入圧力、注入速度、金型の温度バランス、上型と下型の離型タイミング、インサートするモータ等のワークの温度等をコントロールしている。
【００１４】
図１に、樹脂封止工程で使用する成形機の概略構成を示す。成形機は大きく分けて、金型装置２と樹脂注入装置１とより構成されている。
金型装置２の構成を説明する。ベース盤１８上に下型盤１１が搭載されている。また、ベース盤には、複数本のタイバー１２が立設されている。タイバー１２には、上型盤１５が設置されている。上型盤１５には、油圧シリンダ１４が固設されている。金型は、上型１７と下型１６から構成されている。油圧シリンダ１４は、上型１７を上下に移動させ、上型１７を下型１６と密着または離間させることにより、金型の開閉を行う。
図示しないコイル線が巻かれた固定子コイルを、上型１７と下型１６とが開いた状態のときに型内に装着し、その後、油圧シリンダ１４により上型１７を下型１６に対して密着させ押圧する。このようにして、固定子コイルをインサートした状態で、金型内に熱硬化性樹脂を注入する。金型キャビティ内の空間、及びコイル線間に熱硬化性樹脂が充填される。そして、金型を加熱することにより、充填された熱硬化性樹脂が加熱され硬化され、コイル線の中に樹脂が注入された状態で封止される。
【００１５】
図２に、金型装置に熱硬化性樹脂を注入するための樹脂注入装置１を示す。中空形状のシリンダ２２の中空部にらせん状のスクリュ２１が内蔵されている。シリンダ２２の中空先端部２３は、金型装置２の金型内に接続している。スクリュ２１の右端には、ピストン２５が取り付けられている。ピストン２５は、油圧シリンダ２６の中空部に内蔵されている。シリンダ２２の途中に、熱硬化性樹脂をシリンダ２２内に充填するための充填口２７が開口している。充填口２７の内径には、熱硬化性樹脂をシリンダ２２内に圧入するためのスタッフィング２８が移動可能に嵌合されている。
シリンダ２２の外周は、図示しないウォータージャケットにより取り囲まれ、ウォータージャケット内を流れる温水により、熱硬化性樹脂の温度は５０℃±３℃に保たれている。熱硬化性樹脂を、５０℃に加熱している理由は、熱硬化性樹脂が硬化しない範囲で加熱することにより、金型から熱を得て硬化するときの効率を高めるためである。
【００１６】
図２が樹脂を計量した状態を示し、図３が樹脂を金型装置２に対して射出した状態を示し、図４が成形終了時の状態を示している。
図２のスクリュ２１が図中左端にあるときに、充填口２７に熱硬化性樹脂２４を満タンとして、スタッフィング２８により、熱硬化性樹脂２４を７００〜９００ｃｃ程度の所定量をシリンダ２２内に充填する。このとき、スクリュ２１はフリーな状態であり、熱硬化性樹脂２４がシリンダ２２内に充填されると、スクリュの作用により右方向に移動し、図２に示す位置まで来る。このとき、熱硬化性樹脂２４には、スタッフィング２８による押圧力、及びスクリュ２１の背圧により、圧力がかかった状態である。シリンダ２２内の熱硬化性樹脂２４は、ウォータージャケット内を流れる温水により、５０℃±３℃に制御されている。
【００１７】
次に、油圧シリンダ２６に油圧をかけることにより、ピストン２５及びスクリュ２１を回転しない状態で押して左方向に図３に示す位置まで移動させる。これにより、熱硬化性樹脂２４が金型装置２の上型１７と下型１６とで形成された金型空間内に注入される。
金型内への熱硬化性樹脂２４の注入圧力、及び注入速度は、熱硬化性樹脂２４の熱硬化状態を決定する大きな要因であり、共に管理されている。図１０に油圧シリンダ２６による注入圧力変化を示す。横軸が時間であり、縦軸が油圧シリンダ２６にかけら圧力である。始め急速に圧力がＰ１まで上昇され、その後、圧力を低下させて一定圧Ｐ２として制御され、時間Ｔで注入を終了させている。
成形機への熱硬化性樹脂２４の注入が終了すると、スクリュ２１を回転しない状態で右方向に移動させ、スタッフィング２８を少し上昇させることにより、熱硬化性樹脂にかかっていた圧力を低下させる。すなわち、スクリュ２１と熱硬化性樹脂２４との間に空間が形成される。また、スタッフィング２８と熱硬化性樹脂２４との間に空間が形成される。
【００１８】
上型１７と下型１６との拡大図を図５に示す。固定子コア３にコイル線４が巻かれた固定子が上型１７と下型１６とで形成された成形空間にインサートされている。成形空間には、注入口１７ａが連通している。成形空間の四隅の位置の金型に、歪ケージからなる圧力センサ５が埋め込まれている。すなわち、金型に形成された溝の中に圧力センサ５を装着している。圧力センサ５の検出面が、周囲の金型の表面と同じ高さになるように装着されており、無駄な隙間は存在していない。
上型１７と下型１６には、圧力センサ５の取り付け箇所近傍を含めて、十数か所に温度線センサ３２が埋め込まれて、金型各部の温度をリアルタイムで計測している。
また、下型１６の下部には、真空通路１６ａが連通し、真空通路１６ａは、真空配管３１を介して真空ポンプ３０に接続している。真空通路１６ａには、真空圧センサ３３が取り付けられている。
真空ポンプ３０は、熱硬化性樹脂を金型内に注入するときに、樹脂がスムーズに流れるように、金型内を所定の真空状態に制御している。
【００１９】
図６に、成形機の制御ブロック図を示す。マイクロコンピュータからなる成形制御装置３１の入力側には、圧力センサ５、温度センサ３２、真空圧センサ３３、スクリュ油圧センサ３４、及びスクリュストロークセンサ３５が接続されている。また、成形制御装置３１の出力側には、真空ポンプ３０、スクリュ油圧ポンプ３６、スクリュ冷温調器ヒータ３７、金型ヒータ３８、金型油圧シリンダ１４、及びスタッフィング２８が電気的に接続されている。
【００２０】
図７に、圧力センサ５が計測した実測値を示す。横軸が時間であり、縦軸が圧力を示している。時間軸に沿って、期間をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分けて説明する。
期間Ａは、射出成形の開始により、熱硬化性樹脂が所定の圧力で金型内に注入される期間である。樹脂が物理的に注入されている段階であり、入熱が不十分なため、未だ化学反応が始まっていない状態である。そのため、期間Ａにおいては、金型内に熱硬化性樹脂が充填されるに連れて、圧力値が上昇する。
次に、期間Ｂにおいては、熱硬化性樹脂が金型により加熱され、硬化反応（スチレンと高分子が結合する化学反応）を開始する。硬化反応に伴い、熱硬化性樹脂の硬化収縮が生じるため、圧力は低下する。硬化進行中、樹脂の流動性は低下する。
すなわち、熱硬化性樹脂自体は、液状、ゲル状、固体状を問わずに、加熱されると膨張する。そして、同時に液状状態から固体状に変化することにより、容積率として７〜８％程度収縮する。したがって、成形の全ての工程において、熱硬化性樹脂内においては、ミクロ的に観察すれば、膨張と収縮とが同時に発生しているのである。しかし、全体をマクロ的に観察すれば、熱膨張と硬化収縮との比較で、どちらが優勢であるかにより、全体が収縮するか、全体が膨張するかの状態にあると言える。
硬化開始後は、硬化収縮と熱膨張とが同時に生じるが、硬化開始当初からの期間Ｂにおいては、硬化収縮が支配的であり、型内圧力は徐々に下降する。
【００２１】
次に、化学反応がほぼ終了し、さらに入熱が進行すると、硬化がほぼ完了する変極点Ｅ
を境として、入熱による熱膨張が支配的になり、型内圧力は上昇に転じる。この期間は、硬化を定着安定化させる意味がある。かつ、ひけを無くす効果もある。
型内圧力が下降から上昇へと転じる変極点Ｅは、完全な熱硬化完了時点と正確に対応したものではないが、熱硬化性樹脂の熱硬化状態を正確に反映している。
また、検出値自体の絶対精度が高くなくても、検出値の変化、すなわち、検出値が減少から増加に変化する変極点タイミングは比較的容易かつ正確に把握できるため、簡単かつ正確に熱硬化状態を把握することができる
最後に、期間Ｄにおいては、金型が離型されるため、圧力は一挙に大気圧まで低下する。
【００２２】
金型温度を１５５℃±５℃に制御し、樹脂温度を５０℃±３℃に制御し、ワーク温度を１３０℃±５℃に制御し、スクリュ油圧ポンプ３６の油圧を約５ＭＰａに制御して、同一条件で、６０回成形試験を行った。本実験では、金型温度を、温度が低いと推定される金型の８個所で計測している。金型温度は、計測箇所によりバラツキがある。本実験では、１５５℃±５℃に制御しているのは、８箇所のうち、最も低い温度の箇所である。温度の最も低い箇所において、熱硬化が遅れるため、硬化した樹脂内に残留応力が残り、耐クラック性が低下すると考えられるからである。
熱硬化性樹脂注入開始から変極点までの時間（図７における  Ａ＋Ｂ）を、熱硬化時間と定義する。熱硬化時間のデータを図８に示す。横軸は、６０回の実験の回数を示し、縦軸は熱硬化時間を秒で表している。
熱硬化時間の平均値は、９１秒であり、標準偏差σの３倍値である3σ＝１６秒であった。この値を考慮して、熱硬化時間の規格値を、９０秒±１８秒と定めた。これが、所定の範囲である。全てのデータは、成形制御装置３１に記憶されており、また、所定範囲の計算も、成形制御装置３１が行い、数値を記憶している。
この所定の範囲は、熱硬化性樹脂の成分変更、金型の変更、ワークの形状変更等、少しでも成形条件に変更があった場合には、再度実験により決定されるべきものである。
【００２３】
熱硬化時間が９０＋１８＝１１８秒を越えることは、例えば、金型の最も低い温度の箇所で熱硬化性樹脂の熱硬化が遅れるため、早く硬化した樹脂との間で内部応力が残留し、最悪の場合には、クラックが発生してしまうからである。
また、熱硬化時間が９０−１８＝７２秒を下回ることは、金型の最も高い温度の箇所で熱硬化性樹脂の熱硬化が早すぎるため、遅く硬化した樹脂との間で内部応力が残留し、最悪の場合には、クラックが発生してしまうからである。しかし、一般的には、金型温度が局所的に高くなる場合より、局所的に低くなるケースが多い。む
目に見えるクラックが発生しない場合でも、耐久性が低下し長時間使用するとクラックが発生する可能性が高くなる。クラックが発生すると、モータのコイル線付近まで水分が浸入する可能性があり、絶縁状態が悪くなる問題が生じるからである。
【００２４】
図９に、金型の制御温度を低下させた場合に、圧力センサ５が計測した実測値を示す。実線Ｓ１が金型温度を１５５℃に制御した場合を示し、一点鎖線Ｓ２が金型温度を１５０℃に制御した場合を示し、点線Ｓ３が金型温度を１４５℃に制御した場合を示している。
また、Ｈ１は、実線Ｓ１（金型温度１５５℃）における変極点を示し、Ｈ２は、一点鎖線Ｓ２（金型温度１５０℃）における変極点を示し、Ｈ３は、点線Ｓ３（金型温度１４５℃）における変極点を示している。実線Ｓ１（金型温度１５５℃）における熱硬化時間は、約９７℃であり、一点鎖線Ｓ２（金型温度１５０℃）における熱硬化時間は、約１０３℃であり、点線Ｓ３（金型温度１４５℃）における熱硬化時間は、約１１２℃である。
金型温度を低下させると変極点が遅くなり、熱硬化時間が長くなることがわかる。金型温度１５５℃、１５０℃、１４５℃の実験で得た成形品に対して、冷熱試験を行った。冷熱試験は、成形品温度を１５０℃と−４０℃とで２００回程、サイクル的に変化させたときのクラックの発生の有無を検査する方法である。大きな内部応力が残留している場合には、クラックが発生する。今回は、３つの成形品のいずれもクラックが発生することがなかった。これにより、熱硬化時間が１１８秒以下であれば、耐クラック性で問題が無いことを確認した。
【００２５】
以上詳細に説明したように、本実施例の樹脂封止方法によれば、硬化収縮を伴う熱硬化性樹脂を金型に注入して、ワークを樹脂封止する樹脂封止方法において、圧力センサ５により金型内の樹脂圧力を計測し、樹脂圧力が下降から上昇に転ずる変極点Ｅを決定し、変極点Ｅを熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標とするので、熱硬化性樹脂の品質状態、特に耐クラック性を容易かつ正確に管理することができる。すなわち、型内圧力が下降から上昇へと転じる変極点は、完全な熱硬化完了時点と正確に対応したものではないが、熱硬化性樹脂の熱硬化状態を正確に反映しているので、樹脂封止方法における指標として優れている。
また、検出値自体の絶対精度が高くなくても、検出値の変化、すなわち、検出値が減少から増加に変化する変極点タイミングは比較的容易かつ正確に把握できる点、極めて実用的である。
【００２６】
また、本実施例の樹脂封止方法によれば、金型への熱硬化性樹脂注入開始から変極点Ｅまでの時間を熱硬化時間とし、熱硬化時間を熱硬化性樹脂の熱硬化状態の指標としているので、工程における管理の利便性を高くすることができる。
また、熱硬化時間が、予め定められた所定範囲内にあるか否かにより、成形品の良否を決定しているので、さらに利便性を高めることができる。また、成形機の管理において、リアルタイムで判断可能なため、品質の安定性を高めることができる。
熱硬化時間が所定範囲内にないときには、その成形品を再度試験することが行われている。そして、決められている所定範囲が狭すぎる場合には、その範囲を変更することを検討することができる。
熱硬化状態の異常を検出するのみでなく、熱硬化性樹脂の射出注入不良により注入時間が長くなったときも、熱硬化時間が所定範囲から外れるため、検出することができる利点がある。
【００２７】
また、本実施例の樹脂封止方法によれば、樹脂圧力を計測する圧力センサが、金型内に形成された溝に埋め込まれており、圧力センサ５の表面が、金型の表面と同じ高さに位置するので、特許文献２に開示された従来技術が、圧力センサ５の検出部に空間を設ける必要があるのに対して、全く隙間を必要としないため、発泡剤を入れて成形品の寸法精度を上げる必要のある成形品に対しても、問題なく利用することができる。
また、圧力センサ５を、金型の温度が最も低い箇所に設置しているので、金型の全体において、最も熱硬化時間が長い箇所に対応させているため、安定して熱硬化反応を行わせることができる。さらに、金型のうち最も高い温度になる箇所に圧力センサを設置して、熱硬化時間が所定範囲より短くなる場合をチェックしても良い。
【００２８】
本実施例の樹脂封止方法により製造されたモータは、硬化された樹脂内に残留する内部応力が小さいので、クラックが発生する可能性が低く、耐クラック性を向上させることができるため、品質の安定したモータを提供することができる。
【００２９】
なお、この発明は前記各実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより実施することもできる。
例えば、本実施例では、変極点を指標として利用するのに、金型装置への熱硬化性樹脂の注入開始から変極点までの時間である熱硬化時間を用いているが、変極点のタイミングを別な基準点、例えば圧力が降下し始める変極点から計測しても同様である。
また、本実施例では、熱硬化時間を「期間Ａ＋Ｂ」で定義したが、熱硬化時間を「Ｂ」で定義しても、マクロ的に観察すれば、熱硬化が開始するのは、樹脂圧力が上昇から下降に転じる時点からであるから、熱硬化時間そのものを、より正確に把握して、対応できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】樹脂封止工程で使用する成形機の概略構成を示す図である。
【図２】金型装置に熱硬化性樹脂を注入するための樹脂注入装置１を示す図である。
【図３】図２の樹脂注入装置１の動作を説明するための第１説明図である。
【図４】図２の樹脂注入装置１の動作を説明するための第２説明図である。
【図５】上型１７と下型１６の拡大図である。
【図６】成形機の制御ブロック図である。
【図７】圧力センサ５が計測した実測値を示すデータ図である。
【図８】熱硬化時間のデータを示す図である。
【図９】金型の制御温度を低下させた場合に、圧力センサ５が計測した実測データを示す図である。
【図１０】樹脂注入装置１の油圧シリンダの油圧を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    樹脂注入装置
２    金型装置
５    圧力センサ
１６  下型
１７  上型
３１  成形制御装置
【図１】
2008114393.tif 000003
【図２】
2008114393.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008114393.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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