CN105978245A - 树脂模制方法以及树脂模制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供树脂模制方法以及树脂模制装置。在现有的树脂模制方法中，存在无法获得足够的树脂填充特性的问题。本发明的树脂模制方法是向设置于工件的插入孔与插入于插入孔的被固定体之间填充树脂的树脂模制方法，向设置于模制模具的料筒的距工件远的位置投入第一温度的热固性树脂的第一片(S2)，上述料筒使树脂流入工件，向料筒的距工件近的位置投入比第一温度高的第二温度的热固性树脂的第二片(S3)，利用在料筒内滑动的柱塞按照第二片、第一片的顺序使热固性树脂流入工件的插入孔(S6)。

Description

树脂模制方法以及树脂模制装置

技术领域

本发明涉及树脂模制方法以及树脂模制装置，例如涉及向设置于马达的转子铁心的磁铁孔与插入于该磁铁孔的磁铁体之间填充树脂的树脂模制方法以及树脂模制装置。

背景技术

存在如下的技术：将被固定体(例如磁铁体)插入于在工件设置的插入孔，并向插入孔与被固定体之间填充树脂，由此将被固定体固定在插入孔内。例如，在成为马达的转子的转子铁心设置有磁铁孔，将永磁铁插入该磁铁孔。此时，通过将热固性树脂填充到磁铁孔与永磁铁之间的间隙而将永磁铁固定在磁铁孔内。专利文献1中公开了这样的树脂模制技术的一个例子。

在专利文献1所记载的转子层叠铁心的制造方法中，在转子层叠铁心的上下配置在某一方具备将热固性树脂注入磁铁孔的树脂料筒的上板部件以及下板部件，利用上板部件以及下板部件从上下按压转子层叠铁心，利用柱塞将树脂料筒内的熔融的热固性树脂推出而填充于磁铁孔。另外，在专利文献1所记载的转子层叠铁心的制造方法中，树脂料筒通过在上下以相同直径贯通形成有该树脂料筒的上板部件或者下板部件而形成。

在专利文献1所记载的转子层叠铁心的制造方法中，在向磁铁孔注入树脂时，由于具备具有树脂料筒且在转子层叠铁心的上下实质上封闭磁铁孔的上板部件以及下板部件，因此从树脂料筒被排出后的熔融树脂进入磁铁孔内并热固化，能够将配置于内部的永磁铁固定在磁铁孔内。

专利文献1：日本特许第4865086号说明书

在上述专利文献1所记载的技术中，利用柱塞将树脂料筒内的热固性树脂推出而将热固性树脂填充于磁铁孔。这里，热固性树脂以在料筒内被加热至均匀的温度后的状态开始向磁铁孔填充。另外，热固性树脂因磁铁孔以及树脂料筒内的热而从开始向磁铁孔注入的时刻起就开始固化。因此，在位于距工件远的一侧(或者接近柱塞的一侧)的热固性树脂注入磁铁孔的阶段，注入磁铁孔的热固性树脂的粘度变高。因此，在使用专利文献1所记载的技术将热固性树脂填充于磁铁孔的情况下，存在无法充分地填充至磁铁孔的顾虑。熔融树脂具有在磁铁孔中先从与磁铁之间的间隙比较大的部分开始填充的倾向。在磁铁孔与磁铁之间，在构造上也存在空间变窄的部分，热固性树脂朝该狭窄空间的填充是树脂的填充工序中的最后阶段，因此，若进入磁铁孔的最后阶段的熔融树脂的粘度高，则熔融树脂难以进入狭窄空间。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于针对狭窄空间也充分地填充热固性树脂。

本发明所涉及的树脂模制方法的一个实施方式是向设置于工件的插入孔与插入于上述插入孔的被固定体之间填充树脂的树脂模制方法，其中，向设置于模制模具的料筒的距上述工件远的位置投入第一温度的热固性树脂的第一片，上述料筒使上述树脂流入上述工件，向上述料筒的距上述工件近的位置投入比上述第一温度高的第二温度的热固性树脂的第二片，在热固性树脂的第二片在上述料筒内熔融的阶段，开始由在上述料筒内滑动的柱塞进行的挤出，从而使上述热固性树脂流入上述工件的上述插入孔。

另外，作为本发明所涉及的树脂模制方法的一个实施方式，作为热固性树脂的片，以第一片温度＜第二片温度＜第三片温度的方式准备多个片，并按照第一片～第三片的顺序投入上述料筒内，在第三片熔融时开始由柱塞进行的挤出，从而能够按第三片、第二片、第一片的顺序使热固性树脂流入上述工件的上述插入孔。此外，片可以是不同的4种以上。

本发明所涉及的树脂模制装置的一个实施方式是向设置于工件的插入孔与插入于上述插入孔的被固定体之间填充树脂的树脂模制装置，其中，上述树脂模制装置具有：模制模具，上述模制模具设置有供由热固性树脂形成的树脂片投入的料筒；柱塞滑动控制部，上述柱塞滑动控制部控制在上述料筒内滑动的柱塞；紧固模具，上述紧固模具将上述工件按压于上述模制模具；紧固模具滑动控制部，上述紧固模具滑动控制部使上述紧固模具滑动；第一片加热部，上述第一片加热部将上述树脂片加热至第一温度；第二片加热部，上述第二片加热部将上述树脂片加热至比上述第一温度高的第二温度；输送机构，上述输送机构将由上述第一片加热部加热后的第一片、由上述第二片加热部加热后的第二片、以及上述工件朝上述模制模具输送；以及树脂模制控制部，上述树脂模制控制部对上述柱塞滑动控制部、上述紧固模具滑动控制部、以及上述输送机构进行控制，上述树脂模制控制部指示上述输送机构以使得在上述料筒内上述第二片位于比上述第一片更接近上述工件的位置的方式将上述第一片和上述第二片投入上述料筒内，上述树脂模制控制部指示上述输送机构在将上述第一片以及上述第二片投入上述料筒内之后将上述工件设置于上述模制模具，上述树脂模制控制部指示上述紧固模具滑动控制部在上述工件被设置于上述模制模具之后将上述工件按压于上述模制模具，上述树脂模制控制部指示上述柱塞滑动控制部在上述工件被按压于上述模制模具之后将上述柱塞推出，由此使得上述热固性树脂流入上述工件的上述插入孔。

在本发明所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置中，向料筒内的距工件远的位置投入温度低的第一片，向料筒内的距工件近的位置投入温度高的第二片。由此，在形成第二片的熔融热固性树脂被注入到填充对象的插入孔之后，在温度比第二片低的第一片的热固性树脂被注入填充对象的插入孔的时刻，将形成第一片的熔融热固性树脂的粘度适当地保持得较低。即，抑制后注入插入孔的热固性树脂部分在注入中开始热固化而以粘度变高后的状态向插入孔填充的情况，即便是相对于插入孔中的狭窄空间，熔融状态的热固性树脂也容易环绕。

根据本发明所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置，能够提高树脂朝填充对象的插入孔的填充精度。参照作为并非用于限制本发明的例子的附图并且阅读以下的详细说明，能够进一步清楚本发明的其它特征、目的、优点。

附图说明

图1是实施方式1所涉及的转子铁心的俯视图。

图2是实施方式1所涉及的转子铁心的剖视图。

图3是在实施方式1所涉及的转子铁心的磁铁孔插入有磁铁的状态的磁铁孔的俯视图的示意图。

图4是实施方式1所涉及的树脂模制装置的简图。

图5是说明实施方式1所涉及的树脂模制方法的顺序的流程图。

图6是说明实施方式1所涉及的树脂模制方法中的树脂的填充的进展方式的图。

图7是说明利用实施方式1所涉及的树脂模制方法进行的树脂的填充实验的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。为了明确地说明，以下的记载以及附图适当被省略以及简化。在各附图中，对相同的要素标注相同的标号，根据需要省略重复说明。

在实施方式1所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置中，向设置于工件的插入孔与插入于上述插入孔的被固定体之间填充树脂。因此，以下，作为树脂填充对象的工件的一个例子示出马达的转子铁心，进行实施方式的说明。此外，本发明并不限于转子铁心，能够适用于通过向插入孔与被固定体之间填充树脂而将被固定体固定在插入孔内的构造。另外，以下，对以设置于转子铁心的磁铁孔作为插入孔、以磁铁作为被固定体的例子进行说明。

首先，图1示出实施方式1所涉及的转子铁心1的俯视图。图1所示的转子铁心1由层叠钢板10在附图进深方向层叠而成。如图1所示，在层叠钢板10设置有磁铁孔11a～11c、间隙孔12a～12c、轴孔13。层叠的层叠钢板10分别以在层叠方向上各孔重叠的方式形成。即，层叠钢板10的各孔在层叠方向上相连。另外，在层叠钢板10，由磁铁孔11a～11c与间隙孔12a～12c构成的组形成有8组。

在后面的工序中将磁铁插入于磁铁孔11a～11c。间隙孔12a～12c是为了隔断相邻的磁铁间的磁通而设置的。轴孔13是供旋转轴插入的孔。

这里，图2示出沿图1的II－II线的转子铁心1的剖视图。如图2所示，层叠钢板10层叠有多个钢板。而且，层叠钢板10以设置于各钢板的各孔在钢板的层叠方向(图2的上下方向)上位于相同位置的方式层叠。而且，图2中示出在磁铁孔11c插入有磁铁14的状态。磁铁14形成为比磁铁孔11c的宽度(图2的左右方向的距离)稍薄。利用实施方式1所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置，向图2中在该磁铁孔11c与磁铁14之间形成的间隙填充树脂。

接着，图3示出在实施方式1所涉及的转子铁心1的磁铁孔插入有磁铁14的状态的磁铁孔的俯视图的示意图。在实施方式1所涉及的转子铁心1的磁铁孔11a～11c中，在与供磁铁14插入的部分相邻的位置设置有成为软化后的热固性树脂在转子铁心内的流路的空间。在图3中位于磁铁14的左右方向的磁铁孔的壁与磁铁14之间的间隙是转子铁心内的热固性树脂的流路。在以下的说明中，将转子铁心内的成为热固性树脂的流路的空间称为厚壁部。

另外，在实施方式1所涉及的转子铁心1中，在图3中位于磁铁14的上下的位置形成有磁铁14与磁铁孔的壁之间的间隙。在以下的说明中，将位于磁铁14的上下的位置的磁铁14与磁铁孔的壁之间的间隙称为薄壁部。

接着，说明实施方式1所涉及的树脂模制装置2。因此，图4示出实施方式1所涉及的树脂模制装置2的简图。如图4所示，树脂模制装置2在框体20设置有多个功能部。实施方式1所涉及的树脂模制装置2具有树脂模制控制部21、柱塞滑动控制部22、柱塞23、模制模具、紧固模具滑动控制部25、紧固模具26、输送机构27、第一片加热部(例如低温加热部28)、第二片加热部(例如高温加热部29)。

树脂模制控制部21按照预先决定的序列控制柱塞滑动控制部22、紧固模具滑动控制部25、输送机构27。树脂模制控制部21的控制序列的详细情况后述。

柱塞滑动控制部22基于来自柱塞滑动控制部22的指示使在料筒内滑动的柱塞滑动。柱塞23在设置于模制模具的料筒24c内滑动，将被投入到料筒24c内的热固性树脂推起。模制模具由基体模具24a、流道板24b、料筒24c、流路24d构成。基体模具24a被固定于框体20。另外，在基体模具24a形成有料筒24c。在料筒24c的侧壁组装有对树脂片进行加热而使热固性树脂软化的加热器。流道板24b被固定于基体模具24a的上部。在流道板24b设置有流路24d。另外，流道板24b组装有用于对热固性树脂进行加热的加热器。流路24d成为软化后的热固性树脂的流路。在实施方式1所涉及的树脂模制装置2中，料筒24c的开口部与流路的开口部的一部分形成于相同位置，使得在安装有流道板24b的状态下也能够向料筒24c投入树脂片。通过将模制模具形成为这样的结构，能够同时实现流道板24b的反复利用和更换容易性。

紧固模具滑动控制部25基于树脂模制控制部21的指示使紧固模具滑动。紧固模具26是将工件按压于上述模制模具的部件。在实施方式1所涉及的树脂模制装置2中，为了对工件施加用于加热热固性树脂的热而在紧固模具26组装加热器。

输送机构27将由低温加热部28以及高温加热部29加热后的树脂片输送至模制模具的料筒24c。另外，输送机构27将安装有铁心板33的层叠钢板10输送到模制模具上。输送机构27基于树脂模制控制部21的指示进行该输送动作。对于输送机构27的具体输送机构，能够根据所输送的对象物适当地采用机器人臂、传送带等机构。

低温加热部28将树脂片加热至第一温度。在图4所示的树脂模制装置2中，在托盘31上排列的片被设置于低温加热部28上。此外，将被加热到第一温度的片称为第一片41。高温加热部29将树脂片加热到比第一温度高的第二温度。在图4所示的树脂模制装置2中，在托盘32上排列的片被设置于高温加热部29上。此外，将被加热到第二温度的片称为第二片42。将第一片的预热温度调整为在料筒24c内熔融的树脂被柱塞23挤出而开始向磁铁孔11内注入的阶段不会开始热固化而粘度变得过高、具备充分的流动性的程度，为50℃左右。另一方面，对于第二片，由于其熔融而先注入磁铁孔24c内，因此使其温度比第一片的温度高，预热温度被调整至70℃左右，以使得第二片熔融而成为直至柱塞23开始进行熔融树脂的挤出为止都具有充分的流动性的程度。若第二片的预热温度过高则片与料筒孔径相比大幅膨胀而难以进入料筒24c内，若过于柔软则在向料筒24c投入的过程中形状变形，因此需要选择能够避免上述情况的预热温度。需要在从料筒24c将熔融树脂挤出的阶段的料筒内上下的树脂的熔融开始时期形成适度的差。即，使在后阶段从料筒24c内被挤出的熔融树脂比先被挤出的上侧的树脂延迟而适当地熔融。第一、第二片各自的预热温度存在根据所使用的树脂的种类、能够对料筒24c内进行加热的能力而变化的可能性，但优选第一片、第二片的预热温度差为20℃以上。

另外，图4中示出安装于层叠钢板10的铁心板33。在铁心板33设置有将层叠钢板10的磁铁孔与设置于流道板24b的流路24d连结的浇口。在实施方式1所涉及的树脂模制装置2中，以在层叠钢板10安装有铁心板33的状态设置于模制模具并进行热固性树脂朝转子铁心1的填充。

接着，详细说明实施方式1所涉及的树脂模制装置2的动作以及实施方式1所涉及的树脂模制方法。因此，图5示出说明实施方式1所涉及的树脂模制方法的顺序的流程图。

如图5所示，在实施方式1所涉及的树脂模制方法中，首先，最初，作为工件的准备，进行铁心板33向转子铁心1的安装以及磁铁14向转子铁心1的磁铁孔的插入(步骤S1)。接着，将由低温加热部28加热后的低温片(例如第一片41)投入料筒24c(步骤S2)。接着，将被高温加热部29加热后的高温片(例如第二片42)投入料筒24c。

接着，将安装有铁心板33的转子铁心1(例如工件)设置于模制模具(步骤S4)。然后，利用紧固模具26将所设置的工件按压于模制模具，从而将工件固定(步骤S5)。接着，利用柱塞23按照第二片42、第一片41的顺序将热固性树脂注入转子铁心1的磁铁孔(步骤S6)。

接着，根据热固性树脂向磁铁孔的注入以及热固化完毕这一情况，进行紧固模具26的提起和工件的搬出(步骤S7)。接着，进行残留于流路24d内的流道的除去以及模制模具的清扫(步骤S8)。而且，从转子铁心1取下铁心板33(步骤S9)，结束磁铁固定工序。

在实施方式1所涉及的树脂模制装置2中，在树脂模制控制部21设定有实施上述顺序的序列，树脂模制控制部21在工序中的规定时刻输出各控制部指示从而实现上述顺序。

具体而言，树脂模制控制部21指示输送机构27以使得在料筒24c内第二片42位于比第一片41更接近工件的位置的方式将第一片41和第二片42投入料筒24c内。另外，树脂模制控制部21指示输送机构27在将第一片41以及第二片42输送到料筒24c内后将在转子铁心1安装有铁心板33的工件设置于模制模具。另外，树脂模制控制部21指示紧固模具滑动控制部25在工件被设置于模制模具后将工件按压于模制模具。另外，树脂模制控制部21指示柱塞滑动控制部22在工件被按压于模制模具后将柱塞推出从而使热固性树脂流入工件的磁铁孔。

另外，树脂模制控制部21指示输送机构27将注入热固性树脂后的工件搬出，指示柱塞滑动控制部22进行用于除去剔料(余料)的柱塞推起。

这里，更详细地说明实施方式1所涉及的树脂模制方法中的树脂注入工序。因此，图6示出说明实施方式1所涉及的树脂模制方法中的树脂的填充的进展方式的图。图6是俯视观察磁铁孔时成为长边方向的磁铁孔的剖视图。图6中示出说明填充的进展方式的3张图。在该图6中，对于填充工序，从图面左侧向图面右侧工序逐渐进展。

如图6所示，在实施方式1所涉及的树脂模制方法中，向料筒内的距工件近的位置投入被加热到高温度的第二片42，向料筒内的距工件远的位置投入被加热到低温度的第一片41。而且，第一片41以及第二片42被料筒、铁心板33、转子铁心1分别加热而暂时软化，通过进一步被加热而固化。

而且，若柱塞滑动控制部22将柱塞23推起，则首先第二片42熔融的部分先注入转子铁心1。第二片42在注入时刻充分软化，通过注入过程中的加热而逐步固化。另一方面，第一片41在熔融的第二片42部分的注入开始时刻尚处于未充分软化的状态，随着注入工序的推进而逐步软化。

而且，在第二片42的注入结束时，延迟熔融的第一片41部分的熔融树脂的注入开始。在第一片41部分的树脂的注入开始的时刻，第一片41的软化成为充分进行的状态。另外，第二片42部分的树脂成为在磁铁孔内正在固化的状态。在该状态下，若将第一片41部分的熔融树脂注入磁铁孔，则第一片41部分的熔融树脂以进入第二片42部分的树脂尚未充分到达的磁铁孔的壁面与磁铁之间的间隙的方式被填充。这是因为：与先被注入的第二片42部分的熔融树脂相比，后被注入的第一片41部分的熔融树脂的初始温度被设定得低，因此固化反应的进展延迟，第一片41以粘度低的状态被注入磁铁孔11。

这里，说明通过实验确认上述注入工序的进展方式而得的结果。因此，图7示出说明利用实施方式1所涉及的树脂模制方法进行的树脂的填充实验的图。在图7所示的实验中，使用3色的树脂片，将第一和第二注入磁铁孔的树脂片加热至70℃以上，将最后注入磁铁孔的树脂片加热至60℃左右。在图7中，最初注入磁铁孔的片A的颜色用最淡的颜色表示，最后注入磁铁孔的片C的颜色用最浓的颜色表示，第二注入磁铁孔的片B的颜色用另两个片的中间的颜色表示。

如图7所示，在热固性树脂向磁铁孔的注入过程中，先注入的热固性树脂到达最里侧，后注入的热固性树脂在接近注入口的位置固化。另外，后注入的热固性树脂还达到薄壁部。这表示存在如下可能性：在后注入的热固性树脂的固化的情况下，该树脂仅止于厚壁部，在薄壁部并未充分地填充有树脂。然而，由图7所示的实验结果可知，通过应用实施方式1所涉及的树脂模制方法，相对于薄壁部也充分地填充有树脂。

通过上述说明，根据实施方式1所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置2，能够使后注入树脂注入对象的孔中的热固性树脂的固化的开始延迟。由此，通过使用实施方式1所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置2，相对于成为狭窄空间的薄壁部也能够进行充分的树脂填充。

另外，认为：在树脂的填充对象的空间体积大的情况下，后注入空间的热固性树脂的粘度在注入空间的时刻变高，树脂相对于空间的填充变得不充分。然而，根据实施方式1所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置2，能够使后注入树脂注入对象的孔中的热固性树脂的固化的开始延迟。因此，通过使用实施方式1所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置2，能够可靠地进行大容量树脂的填充。

另外，在实施方式1所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置2中，在树脂注入工序后也能将热固性树脂的粘度维持得低，所以在提高相对于狭窄而具有复杂形状的空间的树脂填充对象的填充精度的方面，能够得到很好的效果。

另外，在采用层叠钢板作为工件的情况下，存在设置于层叠的钢板的磁铁孔的壁面具有凹凸的情况。因此，在向设置于层叠钢板的磁铁孔中插入磁铁14的情况下，容易形成狭窄空间。由此，在将实施方式1所涉及的树脂模制方法以及树脂模制装置2用于由层叠钢板构成的转子铁心1的树脂填充的情况下，对提高树脂填充的精度有很大效果。

此外，根据发明人的实验确认：若先注入的第二片42与后注入的第一片41的温度差在20℃以上，则能得到良好的填充特性。另外，先注入的第二片42的温度优选为片的膨胀少的70℃左右。根据发明人的实验确认：通过将树脂片加热，能够缩短至填充开始为止所需要的时间，能够缩短树脂填充工序的循环时间，但在形成为上述温度的情况下，循环时间的缩短效果最好。

根据以上本发明的说明可知，能够对本发明进行各种变形。这样的变形不应被认为脱离本发明的思想以及范围，另外，对于所有的本领域技术人员而言显而易见的改进也包含在保护范围中。

Claims (3)

1.一种树脂模制方法，向设置于工件的插入孔与插入于所述插入孔的被固定体之间填充树脂，其中，

向设置于模制模具的料筒的距所述工件远的位置投入第一温度的热固性树脂的第一片，所述料筒使所述树脂流入所述工件，

向所述料筒的距所述工件近的位置投入比所述第一温度高的第二温度的热固性树脂的第二片，

在热固性树脂的所述第二片在所述料筒内熔融的阶段，开始由在所述料筒内滑动的柱塞进行的挤出，从而使所述热固性树脂流入所述插入孔。

2.根据权利要求1所述的树脂模制方法，其中，

所述第一温度与所述第二温度之差为20℃以上。

3.一种树脂模制装置，向设置于工件的插入孔与插入于所述插入孔的被固定体之间填充树脂，其中，

所述树脂模制装置具有：

模制模具，所述模制模具设置有供由热固性树脂形成的树脂片投入的料筒；

柱塞滑动控制部，所述柱塞滑动控制部控制在所述料筒内滑动的柱塞；

紧固模具，所述紧固模具将所述工件按压于所述模制模具；

紧固模具滑动控制部，所述紧固模具滑动控制部使所述紧固模具滑动；

第一片加热部，所述第一片加热部将所述树脂片加热至第一温度；

第二片加热部，所述第二片加热部将所述树脂片加热至比所述第一温度高的第二温度；

输送机构，所述输送机构将由所述第一片加热部加热后的第一片、由所述第二片加热部加热后的第二片、以及所述工件朝所述模制模具输送；以及

树脂模制控制部，所述树脂模制控制部对所述柱塞滑动控制部、所述紧固模具滑动控制部、以及所述输送机构进行控制，

所述树脂模制控制部指示所述输送机构以使得在所述料筒内所述第二片位于比所述第一片更接近所述工件的位置的方式将所述第一片和所述第二片投入所述料筒内，

所述树脂模制控制部指示所述输送机构在将所述第一片以及所述第二片投入所述料筒内之后将所述工件设置于所述模制模具，

所述树脂模制控制部指示所述紧固模具滑动控制部在所述工件被设置于所述模制模具之后将所述工件按压于所述模制模具，

所述树脂模制控制部指示所述柱塞滑动控制部在所述工件被按压于所述模制模具之后将所述柱塞推出，由此使得所述热固性树脂流入所述工件的所述插入孔。