CN107249844B - 磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置和树脂填充方法 - Google Patents
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Abstract
容易将混入到树脂中的空气排出到树脂流路外，其中，所述树脂被填充于磁铁插入孔中。树脂填充装置(20)具备：第一模具(22)和第二模具(21)，它们彼此对置地设置，以便以将层叠铁芯(2)的轴向端部夹入的状态固定该层叠铁芯(2)；流路形成部件(44)，其以能够与层叠铁芯的轴向端部卡合的方式设置于第一模具，形成供树脂(6)流动的树脂流路(43)；和嵌合部件(32)，其设置于第二模具，嵌合于流路形成部件上的与树脂流路连通开口部，在嵌合部件上设置有排气部(38、62)，该排气部(38、62)用于将树脂流路内的空气排出到外部。
Description
技术领域
本发明涉及磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置和树脂填充方法，其中，利用树脂埋设磁铁，所述磁铁被插入于电机铁芯的磁铁插入孔中。
背景技术
以往，一种磁铁埋入型铁芯作为被用于汽车及电气化产品等的电机用铁芯而普及，该磁铁埋入型铁芯利用树脂埋设磁铁，该磁铁被容纳在磁铁插入孔中，所述磁铁插入孔形成于层叠铁芯。
在这种磁铁埋入型铁芯中，优选如下结构：能够防止树脂填充装置中的树脂填充时的树脂泄漏，并且能够将磁铁固定于规定位置。因此，例如，在对磁铁埋入型的电机铁芯进行树脂模塑的树脂填充装置中，已知如下结构：在与设置有传递机构的一个模具对置的另一个模具上设置有可动块，该可动块从另一侧开口被插入到电机铁芯的中心贯通孔中，并且被施力单元支承成与配置在一个模具面侧的中间模的孔部嵌合(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-83811号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述专利文献1中记载的那样的以往的树脂填充装置中，当空气混入到从模具被注入的树脂中时，在模具内的树脂流路中产生空气积存，树脂的流动变得不均匀，或者空气混入到树脂中而产生空隙，从而有时会阻碍树脂向磁铁插入孔中的稳定的填充。因此，在上述那样的树脂填充装置中，优选的是，具有将混入到模具内的树脂中的空气从树脂流路中容易地排出的结构。
本发明是鉴于这样的以往技术的课题而研究出的，其主要目的在于，提供容易将混入到树脂中的空气排出到树脂流路外的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置和树脂填充方法，其中，所述树脂被填充于磁铁插入孔中。
用于解决课题的手段
在本发明的第一方面中，一种树脂填充装置20，其利用树脂6埋设磁铁4，该磁铁被插入到磁铁插入孔3中，该磁铁插入孔3设置于磁铁埋入型铁芯1用的层叠铁芯2，所述树脂填充装置的特征在于，该树脂填充装置具备：第一模具22和第二模具21，它们彼此对置地设置，以便以将所述层叠铁芯的轴向端部夹入的状态固定该层叠铁芯；流路形成部件44，其以能够与所述层叠铁芯的轴向端部卡合的方式设置于所述第一模具，形成供所述树脂流动的树脂流路43；和嵌合部件32，其设置于所述第二模具，并嵌合于所述流路形成部件上的与所述树脂流路连通的开口部，在所述嵌合部件上设置有排气部38、62，该排气部38、62用于将所述树脂流路内的空气排出到外部。
在该第一方面的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置中，由于在嵌合部件上设置有用于将树脂流路内的空气向外部排出的排气部，因此，能够容易将混入到被填充于磁铁插入孔中的树脂中的空气排出到树脂流路外。
在本发明的第二方面中，涉及上述第一方面，其特征在于，所述嵌合部件具有：前端部35，其插入于所述开口部中；和封闭部36，其形成与该前端部的后侧相连的被扩大的部位，在该封闭部36上形成有抵接面37，该抵接面与所述流路形成部件的外表面上的将所述开口部的开口端包围起来的区域抵接，所述排气部由至少一个槽38构成，所述槽38是以将所述封闭部上的所述抵接面的一部分切去的方式形成的。
在该第二方面的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置中，由于排气部由槽构成，所述槽是以将封闭部上的抵接面的一部分切去的方式形成的，因此，可利用简单的结构容易将混入到树脂中的空气排出到树脂流路外。
在本发明的第三方面中，涉及上述第二方面，其特征在于，所述树脂流路43包括环状部55，该环状部55由所述流路形成部件的所述开口部和所述嵌合部件的前端部划定而成，所述槽将滞留在所述环状部的空气排出到外部。
在该第三方面的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置中，由于在混入到树脂中的空气容易滞留的部位(环状部)形成有槽，因此，能够更容易地将混入到树脂中的空气排出到树脂流路外。
在本发明的第四方面中，涉及上述第二或第三方面，其特征在于，所述槽形成为从所述封闭部的中心侧朝向外侧呈放射状延伸。
在该第四方面的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置中，能够从混入到树脂中的空气容易滞留的部位将空气更有效地排出到树脂流路外。
在本发明的第五方面中，涉及上述第四方面，其特征在于，所述树脂流路包括从所述流路形成部件的中央部朝向外侧呈放射状延伸的多个流道部，所述槽和所述流道部配置成，在俯视观察时，分别向不同的方向延伸。
在该第五方面的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置中，通过从混入到树脂中的空气容易滞留的部位将空气均匀地排出到树脂流路外，从而能够使各流道部中树脂的流动均匀。
在本发明的第六方面中，一种树脂填充方法，利用树脂埋设磁铁，该磁铁插入于磁铁插入孔中，该磁铁插入孔设置于磁铁埋入型铁芯用的层叠铁芯，所述树脂填充方法的特征在于，该树脂填充方法具有如下工序：固定工序，利用彼此对置地设置的第一模具和第二模具夹入所述层叠铁芯的轴向端部；嵌合工序，使被设置于所述第二模具的嵌合部件与开口部嵌合，其中，所述开口部设置于所述第一模具，与供所述树脂流动的树脂流路连通；和树脂注入工序，将所述树脂经由所述树脂流路而注入到所述磁铁插入孔中，所述树脂注入工序包括如下的排气工序：将所述树脂流路内的空气经由被设置于所述嵌合部件的排气部而排出到外部。
发明效果
这样，根据本发明，能够容易将混入到被填充到磁铁插入孔中的树脂中的空气向树脂流路外排出。
附图说明
图1是通过实施方式的树脂填充装置填充有树脂的磁铁埋入型转子的俯视图。
图2是图1中的II-II剖视图。
图3是示出实施方式的树脂填充装置的第一状态的剖视图。
图4是示出实施方式的树脂填充装置的第二状态的剖视图。
图5是实施方式的树脂填充装置的嵌合块的仰视图。
图6是实施方式的树脂填充装置的流道板的仰视图。
图7是图4所示的树脂填充装置的要部放大图。
图8是示出实施方式的树脂填充装置的嵌合块的变形例的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是通过本发明的实施方式的树脂填充装置填充有树脂的磁铁埋入型转子的俯视图，图2是图1中的II-II剖视图。
如图1所示，磁铁埋入型转子(磁铁埋入型铁芯)1是电机等的构成部件，具有：转子铁芯(电机铁芯)2，其由层叠铁芯构成；和磁铁4，其分别被容纳在多个磁铁插入孔3中，所述多个磁铁插入孔被设置于该转子铁芯2。构成转子铁芯2的层叠铁芯是多块电磁钢板在通过公知的结合方法(密凿结合、粘接、激光焊接等)被彼此结合的状态下层叠而成。俯视观察时，转子铁芯2呈大致圆环状，在开口于其中央的轴孔5中安装有未图示的轴。
各磁铁插入孔3具有彼此相同的形状，其被分别设置成沿轴向贯穿转子铁芯2。磁铁插入孔3具有：磁铁容纳部11，俯视观察时，其呈大致矩形；和浇口插入部12，其呈大致半圆形，与磁铁容纳部11的外周侧的一条边的中央部连接。在本实施方式中，示出了成对的磁铁插入孔3在转子铁芯2的周向的四处等间隔配置的示例，但不限于此，关于磁铁插入孔3的形状、数量和配置等，可进行各种变更。
磁铁4呈大致长方体状，如图2所示，磁铁4在以规定的间隙被插入到磁铁插入孔3的磁铁容纳部11中的状态下通过被填充于磁铁插入孔3中的树脂6(这里是热塑性树脂)被固定。磁铁4由在沿轴向串联的状态下被插入到一个磁铁插入孔3中的多个永磁铁(例如铁素体类的烧结磁铁、钕磁铁等)构成，但不限于此，也可以使用单一的永磁铁。此外，在图2中，磁铁4(两个永磁铁)的轴向长度被示为与磁铁插入孔3的轴向长度相同，但在实际应用时磁铁4的轴向长度被设定成稍小于磁铁插入孔3的轴向长度。另外，在图2中，磁铁容纳部11的内表面与磁铁4的侧面之间的间隙被大于实际情况地示出。
图3和图4分别是示出实施方式的磁铁埋入型转子1的树脂填充装置20的第一和第二状态的剖视图，图5是树脂填充装置20中的嵌合块的仰视图，图6是树脂填充装置20中的流道板的仰视图，图7是图4所示的树脂填充装置20的要部放大图。另外，在图4中，省略了磁铁插入孔3和树脂流路中的树脂的图示。
如图3和图4所示，树脂填充装置20是注射成型装置，其用于利用树脂埋设被容纳在磁铁插入孔3中的磁铁4，所述磁铁插入孔3设置于转子铁芯2，该树脂填充装置20具备彼此上下对置地设置的上模(第二模具)21和下模(第一模具)22。这里，以位于上方的上模21为可动侧，以位于下方的下模22为固定侧，但不限于此，上模21和下模22的配置(方向)及固定侧和可动侧的关系可变更。
上模21具有：上模主体31，其形成有与转子铁芯2的上表面2a抵接的下表面31a；和嵌合块(嵌合部件)32，其从该上模主体31的下表面31a向下方突出。嵌合块32具有：形成该嵌合块32的下端部的渐细状(朝下的圆锥台状)的前端部35；和大致圆柱形的块主体(封闭部)36，其位于该前端部35的上侧。
块主体36的外周部设置成与转子铁芯2的轴孔5高精度地嵌合即可。由此，能够将树脂填充时的转子铁芯2(磁铁插入孔3)的位置高精度地定位。此外，块主体36的下部形成与前端部35的上端相连的被扩大(扩径)的部位，由此，形成有大致圆环状的朝下的肩面(抵接面)37。也如图5所示，在块主体36的下部设置有槽38，该槽以将肩面37的一部分切去(分割)的方式等间隔地配置在周向上的四处。各槽38从块主体36的中心侧(内侧)朝向径向外侧呈放射状延伸，如后面详细说明的那样，构成用于将混入到树脂中的空气排出的排气部。
另外，关于槽38的形状、尺寸和配置，不限于这里所示的，可进行各种变更。此外，前端部35无需一定是渐细状，只要具有至少小于块主体的直径(或者宽度)而可形成肩面37，则也可以为大致圆柱状。
下模22具有：下模主体42，其形成有浇道部41，该浇道部41是用于引导来自未图示的注射成型机的喷射器的树脂的通路；和呈大致平板状的流道板(流路形成部件)44，其以可与转子铁芯2的下端部(下表面)卡合的方式被安装于下模主体42的上表面42a，并且与下模主体42一起形成与浇道部41的下游端连接的流道部43。浇道部41以沿上下方向贯穿下模主体42的方式延伸，从下模22的下方朝向上方引导树脂。
流道部43与浇道部41的下游端(这里是上端)连接，并具有多个分支通路46，该多个分支通路46从转子铁芯2的中央侧朝向各磁铁插入孔3侧沿水平方向呈放射状延伸。这里，四根分支通路46配置成大致十字形，这些分支通路46由设置于下模主体42的上表面42a的槽47和流道板44的覆盖这些槽47的下表面44a(参照图6)划定出。在各分支通路46的下游端(这里是外侧端)设置有浇口部(树脂注入部)48。
另外，在本实施方式中，如图5和图6所示，块主体36的各槽38和下模主体42的与流道板44一起形成流道部43的各槽47(参照图6中的想象线)被配置成俯视观察时分别向同方向延伸(重叠)，但也可以将块主体36的各槽38和流道板44的各槽47配置成分别向不同的方向延伸(例如，是使图5所示的块主体36的各槽38旋转45°的配置)。由此，可从环状部55将空气均匀地排出到树脂流路外，并能够使各流道部43中的树脂的流动均匀。
此外，在本实施方式中，在下模主体42的上表面42a设置有槽47，该槽形成流道部43，但也可以是将同样的槽设置在流道板44的下表面44a侧的结构。在该情况下，分支通路46由设置于流道板44的下表面44a的槽和下模主体42的覆盖这些槽47的上表面42a划定出。
浇口部48形成为从各分支通路46的下游端朝向上方呈渐细状的通路，形成浇口部48的下游端的前端部48a在与磁铁插入孔3对置的位置处在流道板44的上表面44b开口。
这样，在下模22中，由浇道部41、流道部43和浇口部48构成树脂流路，该树脂流路用于从注射成型机将树脂引导到磁铁插入孔3中。
此外，在流道板44的中央部设置有圆形的开口部50，该开口部50在转子铁芯的轴向(这里是上下方向)上延伸。开口部50形成为从其上侧的开口端50a朝向下侧的开口端50b逐渐扩径的锥孔。如图7所示，通过块主体36的下部处的大致圆环状的肩面37与将开口部50的开口端50a包围起来的区域(流道板44的上表面44b的一部分)抵接(紧贴)，从而能够将树脂流路(流道部43)封闭。另外，这里，将开口部50构成为锥孔，但开口部50的锥形并非必需的，也可以是在延伸方向上具有相同直径的孔。
接着，通过使上模21从图3所示的状态下降，如图4所示地，以将转子铁芯2上下夹入到上模21与下模22之间的状态将转子铁芯2固定(固定步骤)。与此同时，在上模21中，将嵌合块32嵌入到转子铁芯2的轴孔5中，该嵌合块32的前端部35被插入到流道板44的开口部50中(嵌合步骤)。此外，上模主体31的下表面31a与转子铁芯2的上表面2a抵接。由此，转子铁芯2成为在上模主体31的下表面31a与流道板44的上表面44b之间被上下夹紧的状态。
然后，当使未图示的注射成型机工作以使通过加热而熔融的树脂按规定的压力流入到浇道部41中时，如图4中的箭头A所示地流入到浇道部41中的树脂如图4中的箭头B所示地在流道部43(分支通路46)中流动，并且经浇道部48而被注入到磁铁插入孔3中(树脂注入步骤)。此时，如图7所示，在树脂流路(流道部43)中形成有环状部55，该环状部55由流道板44的开口部50和嵌合块32的前端部35划定成，在该环状部55的上部形成有混入到树脂6中的空气的滞留部56。这里，环状部55与各分支通路46的内侧(中心侧)的端部连通，位于比各分支通路46靠上方的位置。此外，在图7所示的纵截面中，环状部55形成为朝向上侧(上模21侧)呈渐细状。
根据这样的结构，滞留在滞留部56中的空气经由各槽38而被排出到块主体36的外周面与轴孔5的内周面的间隙G中。该间隙G处于与树脂填充装置20的外部连通的状态。另外，优选的是，各槽38被设置成将空气排出到外部而不使树脂通过的程度的形状和尺寸。
当向磁铁插入孔3内的树脂的填充完毕后，磁铁插入孔3内的树脂6被冷却并固化。然后，上模21再次上升到图3所示的位置，树脂填充完毕的转子铁芯2(磁铁埋入型转子1)从树脂填充装置20中被取出。另外，在本实施方式中，流道板44被固定于下模主体42，树脂填充完毕的转子铁芯2以单体从树脂填充装置20中被取出。但是，不限于此，也可以是这样的结构：将流道板44设置成相对于下模主体42可拆装，将树脂填充完毕的转子铁芯2与流道板44一同从树脂填充装置20中取出。
这样，在树脂填充装置20中，由于用于将树脂流路内的空气向外部排出的槽38(排气部)被设置在嵌合块32，因此，能够将混入到被填充于磁铁插入孔3中的树脂6中的空气容易地排出到树脂流路外。
另外，在本实施方式中，树脂填充后的磁铁4的端面4a、4b(下表面、上表面)的整个区域分别从磁铁插入孔3的上下的开口露出，但也可以是这样的结构：磁铁4的端面4a、4b中的至少一个端面的整个区域或一部分区域被树脂6覆盖(即，磁铁4的轴向长度小于磁铁插入孔3的轴向长度的结构)。
图8是示出树脂填充装置20中的嵌合块32的变形例的图。在上述的示例中，通过将槽38设置在块主体36的下部，从而构成用于将混入到树脂中的空气排出的排气部，但不限于此，关于排气部，也可以进行各种变更。
例如，也可以是这样的结构：如图8所示，在块主体36的下部安装呈大致圆板状的环部件60，并且在该环部件60设置与上述同样的槽38。在该情况下，由于环部件60与块主体36分体地设置，因此，具有容易调整槽38的尺寸及形状这样的优点。
此外，根据情况，也可以这样：如图8中双点划线所示，代替上述的槽38，或者与槽38一同地，在嵌合块32设置将树脂流路(这里是环状部55)与外部(这里是间隙G)连通的排气通路62。在该情况下，只要能够将树脂流路侧的空气排出到间隙G侧，则树脂流路和间隙G中的排气通路62的路径和开口位置可进行各种变更。此外，优选的是，排气通路62被设置成不使树脂通过的程度的形状和尺寸。
以上根据特定的实施方式对本发明进行了说明，但这些实施方式只是示例，本发明不限于这些实施方式。例如，在上述实施方式中，示出了采用注射成型的示例，但不限于此，本发明还可以使用其它成型方法(例如，传递成型等)。此外，向转子铁芯的磁铁插入孔中的树脂的填充不限于从下模进行注入的结构，也可以是从上模进行注入的结构。在该情况下，流道板设置于上模，嵌合块设置于下模。此外，浇口部不限于被配置于磁铁的径向外侧的情况，也可以配置在径向内侧、或根据情况而配置在周向上的一侧或者呈矩形的磁铁插入孔的角部。此外，固定磁铁的树脂不限于热塑性树脂，也可以使用热固化性树脂、二液固化性树脂(例如，二液环氧树脂)、湿气固化性树脂、液晶聚合物等其它公知的树脂。此外，本发明不限于转子铁芯，也可以应用于定子铁芯。另外，上述实施方式所示的本发明的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置和树脂填充方法的各构成要素并非一定全都是必需的，在至少不脱离本发明范围的情况下可适当地取舍选择。
标号说明
1 磁铁埋入型转子(磁铁埋入型铁芯)
2 转子铁芯(层叠铁芯)
3 磁铁插入孔
4 磁铁(永磁铁)
5 轴孔
6 树脂
11 磁铁容纳部
12 浇口插入部
20 树脂填充装置
21 上模(第二模具)
22 下模(第一模具)
31 上模主体
32 嵌合块(嵌合部件)
35 前端部
36 块主体(封闭部)
37 肩面(抵接面)
38 槽(排气部)
41 浇道部
42 下模主体
43 流道部(树脂流路)
44 流道板(流路形成部件)
46 分支通路
47 槽
48 浇口部
50 开口部
55 环状部
56 滞留部
60 环部件
62 排气通路(排气部)
Claims (5)
1.一种磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置，所述磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置是利用树脂埋设磁铁的树脂填充装置，其中，该磁铁插入于磁铁插入孔中，该磁铁插入孔设置于磁铁埋入型铁芯用的层叠铁芯，所述磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置的特征在于，
该磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置具备：
第一模具和第二模具，它们彼此对置地设置，以便以将所述层叠铁芯的轴向端部夹入的状态固定该层叠铁芯；
流路形成部件，其以能够与所述层叠铁芯的轴向端部卡合的方式设置于所述第一模具，并形成供所述树脂流动的树脂流路；和
嵌合部件，其设置于所述第二模具，并嵌合于所述流路形成部件上的与所述树脂流路连通的开口部，
所述第一模具具有浇道部,所述浇道部是用于将所述树脂导入所述树脂流路中的通路,
在所述树脂流路上形成有浇口部,所述浇口部将所述树脂注入所述磁铁插入孔中,
所述树脂流路包括环状部，该环状部由所述流路形成部件的所述开口部和所述嵌合部件的前端部划定而成,
所述环状部形成为朝向上侧呈渐细状,
在所述环状部的上部形成有使混入所述树脂中的空气滞留的滞留部,
在所述嵌合部件上设置有槽，所述槽用于将所述滞留部内的空气排出到处于与外部连通的状态的所述嵌合部件和所述层叠铁芯的供该嵌合部件嵌入的轴孔之间的间隙中。
2.根据权利要求1所述的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置，其特征在于，
所述嵌合部件具有：所述前端部，其插入于所述开口部中；和封闭部，其形成与该前端部的后侧相连的被扩大的部位，在该封闭部上形成有抵接面，该抵接面与所述流路形成部件的外表面上的将所述开口部的开口端包围起来的区域抵接，
所述槽是以将所述封闭部上的所述抵接面的一部分切去的方式形成的。
3.根据权利要求2所述的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置，其特征在于，
所述槽形成为从所述封闭部的中心侧朝向外侧呈放射状延伸。
4.根据权利要求3所述的磁铁埋入型铁芯的树脂填充装置，其特征在于，
所述树脂流路包括从所述流路形成部件的中央部朝向外侧呈放射状延伸的多个流道部，
所述槽和所述流道部配置成，在俯视观察时，分别向不同的方向延伸。
5.一种磁铁埋入型铁芯的树脂填充方法，所述磁铁埋入型铁芯的树脂填充方法是利用树脂埋设磁铁的树脂填充方法，其中，该磁铁插入于磁铁插入孔中，该磁铁插入孔设置于磁铁埋入型铁芯用的层叠铁芯，所述磁铁埋入型铁芯的树脂填充方法的特征在于，
该磁铁埋入型铁芯的树脂填充方法具有如下工序：
固定工序，利用彼此对置地设置的第一模具和第二模具夹入所述层叠铁芯的轴向端部；
嵌合工序，使设置于所述第二模具的嵌合部件与开口部嵌合，其中，所述开口部设置于所述第一模具，并与供所述树脂流动的树脂流路连通；和
树脂注入工序，将所述树脂经由所述树脂流路而注入到所述磁铁插入孔中，
所述第一模具具有浇道部,所述浇道部是用于将所述树脂导入所述树脂流路中的通路,
在所述树脂流路上形成有浇口部,所述浇口部将所述树脂注入所述磁铁插入孔中,
所述树脂流路包括环状部，该环状部由设置于所述第一模具的流路形成部件的开口部和所述嵌合部件的前端部划定而成,
所述环状部形成为朝向上侧呈渐细状,
在所述树脂注入工序中，使所述树脂经由所述浇道部流入所述树脂流路中,然后注入所述磁铁插入孔中,并且，将所述树脂流路内的空气经由设置于所述嵌合部件的槽，排出到处于与外部连通的状态的所述嵌合部件和所述层叠铁芯的供该嵌合部件嵌入的轴孔之间的间隙中。
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