(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスファー成形機と樹脂のタブレットとを用いて、ローターコアの磁石スロット内に樹脂を充填することで樹脂を成形する方法において、
前記トランスファー成形機は、
金型とシリンダーとプランジャーとを備え、
前記金型は、前記シリンダーに連通する昇温室と、前記昇温室に連通するランナーとを有し、
前記昇温室の内径は、前記タブレットの外径よりも小さく、
前記ランナーの内径は前記昇温室の内径よりも小さく、
前記シリンダーに投入したタブレットを前記昇温室に押し込み、
次のタブレットを前記昇温室に押し込むまでの間に、前記押し込んだタブレットを前記昇温室で加熱することで、前記磁石スロット内に充填される流動樹脂を形成し、
前記シリンダーに投入した前記次のタブレットを前記プランジャーによって前記昇温室に押し込むとともに、前記次のタブレットによって前記流動樹脂を前記ランナーに押し込む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記トランスファー成形機は、前記シリンダーに接続するオーバーフロー流路をさらに備え、
前記プランジャーを前記シリンダー内に押し込んだ際、過剰量の前記流動樹脂を前記オーバーフロー流路から排出する、
請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトランスファー成形による樹脂の成形方法に関し、特にモーターのローターコアに充填される樹脂の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１にはモーターのローターコアの磁石スロット内に樹脂を成形する方法が記載されている。かかる方法では図１に示す成形機１０を用いてトランスファー成形を行う。成形機１０は金型１１を備える。金型はポット１３及び流路１４を有している。ポット１３には熱硬化性の樹脂１６が供給される。樹脂１６はタブレット状の固定用樹脂組成物である。
【０００３】
図１に示す樹脂１６はポット内で加熱され溶融状態となる。つづいてプランジャー１７により溶融状態の樹脂１６がポット１３から押し出される。樹脂１６は流路１４内を移動する。流路１４を出た樹脂１６は磁石スロット１８ａ，ｂの壁面と磁石１９ａ，ｂとの間の空間に充填される。なお硬化した樹脂の脱型は行われない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８１１０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１では樹脂１６はタブレットの状態から短時間で昇温させられた上に、すぐに磁石スロット１８ａ，ｂ内に充填される。言い換えれば１ショットで加熱と充填を行わなければならない。したがって樹脂１６が十分に加熱されないまま流路１４に投入された上に、さらに樹脂１６の流動性が不十分なまま樹脂１６の充填が行われる可能性がある。このためトランスファー成形の効率が低下する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明はトランスファー成形機と樹脂のタブレットとを用いて、ローターコアの磁石スロット内に樹脂を充填することで樹脂を成形する方法である。前記トランスファー成形機は、金型とシリンダーとプランジャーとを備える。前記金型は、前記シリンダーに連通する昇温室と、前記昇温室に連通するランナーとを有する。前記昇温室の内径は、前記タブレットの外径よりも小さい。前記ランナーの内径は前記昇温室の内径よりも小さい。
【０００７】
かかる方法では、前記シリンダーに投入したタブレットを前記昇温室に押し込む。次のタブレットを前記昇温室に押し込むまでの間に、前記タブレットを前記昇温室で加熱することで、前記磁石スロット内に充填される流動樹脂を形成する。前記シリンダーに投入した前記次のタブレットを前記プランジャーによって前記昇温室に押し込むとともに、前記次のタブレットによって前記流動樹脂を前記ランナーに押し込む。
【０００８】
上記方法では、樹脂が充填される前に、所定の時間、樹脂のタブレットが昇温室内に留め置かれるため、十分な流動性を有する流動樹脂を得ることができる。したがってトランスファー成形の効率の低下を抑制できる。
【０００９】
前記トランスファー成形機は、前記シリンダーに接続するオーバーフロー流路をさらに備えることが好ましい。前記プランジャーを前記シリンダー内に押し込んだ際、過剰量の前記流動樹脂を前記オーバーフロー流路から排出することが好ましい。
【００１０】
上記方法により、タブレットの質量又は体積にバラつきがあっても、トランスファー成形機内での樹脂の余剰の発生によってトランスファー成形の効率が低下することを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によりトランスファー成形の効率の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】背景技術に係るトランスファー成形機の断面図である。
【図２】最初のタブレットを押し込む際のトランスファー成形機の断面図である。
【図３】次のタブレットを押し込む際のトランスファー成形機の断面図である。
【図４】昇温室及びランナー内の樹脂の模式図である。
【図５】樹脂の滞留時間と温度との関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［トランスファー成形機］
図２は最初のタブレットを押し込む際の成形機２０の断面図である。成形機２０は、金型２１、シリンダー２６、プランジャー１７及び成形用プレート２７を備える。金型２１は、上型２２ａとこれに接する下型２２ｂとを備える。シリンダー２６は上型２２ａに接する。上型２２ａとシリンダー２６との間には断熱板２５ａが設けられている。下型２２ｂと成形用プレート２７との間には断熱板２５ｂが設けられている。
【００１４】
図２に示す上型２２ａの頂部には昇温室２３が設けられている。昇温室２３の頂部には開口が設けられている。かかる開口はシリンダー２６の内腔に面している。昇温室２３はシリンダー２６の内腔に連通する。上型２２ａにはヒーター２８が内蔵されている。ヒーター２８及び断熱板２５ａ，ｂによって、金型２１を５０〜８０℃の範囲で恒温に保つ。
【００１５】
図２に示す上型２２ａと下型２２ｂとにはそれぞれ溝が形成されており、これらの溝が合わさってランナー２４ａが形成されている。下型２２ｂには複数のゲート２４ｂが形成されている。ゲート２４ｂはランナー２４ａに接続する。かかる開口は成形用プレート２７の有する複数の孔に面している。
【００１６】
図２に示すランナー２４ａはスプール２４ｃを介して昇温室２３に連通する。後述する流動樹脂の流路は昇温室２３を起点としてランナー２４ａを経由し、さらに成形用プレート２７の有する複数の孔を経由し、磁石スロット１８ａ，ｂに至る。かかる流路はランナー２４ａにおいて分岐している。
【００１７】
［成形方法］
成形に際してはまず図２に示すローターコア１５の上面を成形用プレート２７の下面に接触させる。この時、ローターコア１５の磁石スロット１８ａ，ｂを成形用プレート２７の孔に合わせる。磁石１９ａ，ｂは磁石スロット１８ａ，ｂ内に予め設置されている。
【００１８】
図２に示すタブレット１６ａを成形機２０外から、成形機２０と同一の位置まで搬送してくる。タブレット１６ａは熱硬化性樹脂のタブレットである。搬送してきたタブレット１６ａをシリンダー２６内に投入する。
【００１９】
１ショットあたりに必要なタブレット１６ａの体積は、図２に示す磁石スロット１８ａ，ｂの容積から磁石１９ａ，ｂの体積を減じた値に等しい。タブレット１６ａの体積はかかる値と等しいか、これよりも多いものとする。
【００２０】
図２に示すタブレット１６ａを構成する樹脂には成形機２０内で十分な流動性を付与されるのでタブレット１６ａの予熱は必要ない。常温（１０〜２０℃）のタブレット１６ａはタック性が小さく搬送及び投入作業が容易である。また、タブレットの予熱が不要になることで、タブレットの予熱に必要な設備の使用を省略できる。
【００２１】
図２に示すようにシリンダー２６の内径は、タブレット１６ａの外径よりも大きいも一方で、昇温室２３の内径は、タブレット１６ａの外径よりも小さい。したがって、成形に供されるタブレット１６ａは一旦、シリンダー２６内に滞留する。シリンダー２６は常温から８０℃までの間に保たれている。
【００２２】
図２に示すタブレット１６ａをプランジャー１７によって昇温室２３内に押し込む。ここで、ランナー２４ａの内径は昇温室２３の内径よりも小さい。したがって、十分に流動化する前のタブレット１６ａはランナー２４ａの手前で滞留する。タブレット１６ａは昇温室２３で滞留することが好ましい。
【００２３】
図３は次のタブレットを押し込む際の成形機２０の断面図である。次のタブレット１６ｂを昇温室２３に押し込むまでの間に、タブレット１６ａを昇温室２３によって加熱する。これによって樹脂のタブレット１６ａは昇温させ流動樹脂を形成する。流動樹脂はタブレット状の樹脂よりも流動抵抗が小さい。タブレット１６ａの加熱を続けながら次の常温のタブレット１６ｂをシリンダー２６に投入する。
【００２４】
所定時間経過後、図３に示すタブレット１６ｂをプランジャー１７によって昇温室２３に押し込む。タブレット１６ｂによって流動樹脂、すなわち先のタブレット１６ａであった樹脂を、ランナー２４ａ内に玉突き的に押し込む。ランナー２４ａの内腔は昇温室２３の内腔よりも比表面積が大きい。これにより流動樹脂を昇温室２３内よりもさらに高効率に昇温させる。
【００２５】
さらに、タブレットの投入と押し込みを繰り返す。これにより、図３に示す矢印に沿って流動樹脂を磁石スロット１８ａ，ｂ内に導きこれを充填する。これによりローターコア１５内で流動樹脂を成形する。充填後に硬化した樹脂の脱型は行わない。すなわち樹脂はローターコア１５に磁石１９ａ，ｂを固定するために用いる。
【００２６】
図２においてシリンダー２６に投入されてからに図３において磁石スロット１８ａ，ｂ内に充填されるまでの間に、タブレット１６ａであった樹脂は昇温室２３とランナー２４ａとにおいて２回、昇温される。８０℃以下に保たれたシリンダー２６及び金型２１内において、熱硬化樹脂は熱硬化する温度には達しない。
【００２７】
図３において、樹脂の充填されたローターコア１５は成形機２０外に搬送される。その後、次のローターコアを設置して、タブレット１６ｂから流動樹脂を形成するとともに、タブレット１６ａと同様の手順で、流動樹脂を充填する。以上を連続的に繰り返すことで、効率的にトランスファー成形のショットを複数回実施することができる。
【００２８】
［実施形態の変形］
図２及び３における昇温室２３の横断面は円形、多角形又は星形とすることができる。多角形又は星形の横断面を有する昇温室２３は円形の横断面を有する昇温室２３よりもタブレットとの接触面積が大きい。
【００２９】
図２及び３においてはローターコア１５の上部から流動樹脂を充填したが、ローターコアの下部からこれを充填してもよい。すなわち、成形機２０の構成は上下を反転させてもよい。
【００３０】
図２及び３に示すように成形機２０はオーバーフロー流路３０をさらに備えてもよい。オーバーフロー流路３０は、シリンダー２６の最下部からの所定の高さの位置に接続する。所定の高さはタブレットの高さの１．５〜２．０倍である。
【００３１】
図３に示すプランジャー１７をシリンダー２６内に押し込んだ際、過剰量の流動樹脂をオーバーフロー流路３０から成形機２０外に排出する。これによりタブレットの体積がバラついても過剰量の樹脂が成形機２０内に滞留しない。したがってタブレットの秤量の精度は相対的に下げることができるので、より効率的にタブレットを製造することができる。
【実施例】
【００３２】
図４及び５に示すようにＣＡＥ（computer aided engineering）モデルで上記実施形態の方法を検証した。図４は昇温室２３及びランナー２４ａ内の樹脂の模式図である。図４に示す領域Ａｒ１は図２及び３に示す昇温室２３の中心部である。領域Ａｒ２は図２及び３に示すランナー２４ａとスプール２４ｃとの接続部位の中心部である。
【００３３】
図２に示すタブレット１６ａを押し込むタイミングと、図３に示すタブレット１６ｂを押し込むタイミングを１サイクルとする。領域Ａｒ１においてタブレット１６ａの樹脂の温度は１サイクルの間に２０℃から３０℃まで昇温することが分かった。また領域Ａｒ２においてタブレット１６ａの樹脂の温度は１サイクルの間に１０℃から５５℃まで昇温することが分かった。
【００３４】
図５は領域Ａｒ２における樹脂の滞留時間と温度との関係を表すグラフである。横軸は１サイクルの時間の長さである。縦軸は１サイクル経過後の樹脂の温度である。なお図２及び３に示す金型２１は６０度に保っているものとする。グラフの実線は昇温の開始温度が１０℃の樹脂を昇温させたものを表す。グラフの破線は昇温の開始温度が２０℃の樹脂を昇温させたものを表す。
【００３５】
図５に示すグラフから、いずれの開始温度でも、領域Ａｒ１及びＡｒ２における二段階の昇温により、樹脂の温度を充填に適した温度まで上昇させることができることが分かった。また従来技術のようにタブレットが１ショットのうちに金型を通過してしまう場合は、昇温させるのが困難であることが分かった。
【符号の説明】
【００３６】
１０  成形機、１１  金型、１３  ポット、１４  流路、１５  ローターコア、１６  樹脂、１６ａ，ｂ  タブレット、１７  プランジャー、１８ａ，ｂ  磁石スロット、１９ａ，ｂ  磁石、２０  成形機、２１  金型、２２ａ  上型、２２ｂ  下型、２３  昇温室、２４ａ  ランナー、２４ｂ  ゲート、２４ｃ  スプール、２５ａ，ｂ  断熱板、２６  シリンダー、２７  成形用プレート、２８  ヒーター、３０  オーバーフロー流路、Ａｒ１，Ａｒ２  領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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