JP2006032847A - モールドコイル部品の成形装置およびその成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成で、樹脂材料の圧力損失を低減させて、比較的低い充填圧力で樹脂材料を適切に充填して、確実にコイルを封止する。
【解決手段】 モールドコイル部品Ｍの成形装置は、開閉可能に設けられた成形型１、２と、この成形型１、２内に樹脂材料を注入するための成形機３とを備えている。成形型１、２は、型閉じしたときにその衝合面に形成されるキャビティ４と、成形機３からキャビティ４内に樹脂材料を導入する樹脂材料供給経路５とが形成され、キャビティ４はコア６に巻かれたコイル７を収容し得る形状に形成されており、両コイルエンド７ａ、７ａがそれぞれ配置される部分には、コイルエンド成形部４ａ、４ａが形成されている。樹脂材料供給経路５とキャビティ４とを連通するゲート９、９、…は、両コイルエンド成形部４ａ、４ａにおいて各コア６、６、…と対応して開口するように複数形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モールドコイル部品の成形装置およびその成形方法に関し、さらに詳しくは、コアに巻かれ両端にコイルエンドが形成されたコイルを樹脂材料により封止してなるモールドコイル部品を成形するための装置、および、その成形方法に関するものである。

例えばモータやトランスなどにおいては、コアに巻かれたコイルを樹脂材料で封止してなるモールドコイル部品が従来から知られている。このようなモールドコイル部品を製造するためには、コアに巻かれたコイルを成形型のキャビティ内に収容してキャビティ内に樹脂材料を注入する。
また、コイルを封止する樹脂材料の中には、その放熱性や耐熱性を向上させるなどの目的のために、熱伝導率の高い材質のフィラー（充填材）を混入することも従来から知られている。
このようなモールドコイル部品として、樹脂モールドモータの製造方法が特許文献１に開示されている。特許文献１では、上型に設けた複数のピンゲートから充填材を混入した熱硬化性樹脂を注入固化することが記載されている。

特開平５−５６６１０号公報

上述したように、モールドコイル部品の放熱性や耐熱性を向上させるために樹脂材料に大量のフィラーを混入すると、成形時における樹脂材料の流動性が低下し、キャビティ内への樹脂材料の充填に圧力損失が増大し、コイル間の非常に狭い隙間などに充分に充填することが困難となるという問題があった。そして、この問題を回避するために、樹脂材料の充填圧力を上げると、その圧力によってコイルが断線したり変形するなどダメージが発生するという問題があった。
また、上記特許文献１にあっては、上型のみに複数のピンゲートが設けられたものであったため、樹脂材料が各ピンゲートからキャビティー内へそれぞれ同じ方向に流動するものであり、さらに、上述したようにフィラーが大量に混入された樹脂材料を充填する場合にはその流動性が低下するために、ピンゲートを複数設けても圧力損失が大きく、コイルの巻線間など狭い部分に樹脂材料を適切に充填してコイルを封止することが困難であるなどの問題があった。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、樹脂材料の圧力損失を低減させて、比較的低い充填圧力で樹脂材料を適切に充填して、確実にコイルを封止してなる良好なモールドコイル部品を成形することができる装置および方法を提供することを目的とする。
また本発明は、上述した問題に鑑みて成されたもので、簡単な構成で、モールドコイル部品の成形コストを低減させることができる装置および方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、上述した問題に鑑みて成されたもので、簡単な構成で、モールドコイル部品を容易に成形することができる装置および方法を提供することを目的とする。

請求項１のモールドコイル部品の成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、コアに巻かれ両端にコイルエンドが形成されたコイルを収容するキャビティと該キャビティ内に樹脂材料を供給する樹脂材料供給経路とが形成された成形型と、該成形型の樹脂材料供給経路を介してキャビティ内に樹脂材料を注入する成形機とを備えた、前記コアに巻かれたコイルを樹脂材料により封止してなるモールドコイル部品の成形装置であって、前記成形型のキャビティが前記コイルの両端のコイルエンドをそれぞれ配置するコイルエンド成形部を有するとともに、該コイルエンド成形部に対してそれぞれ開口するようにゲートが配置され、前記成形機から前記キャビティ内に前記ゲートを介して樹脂材料を注入することによってモールドコイル部品を成形することを特徴とするものである。
請求項２のモールドコイル部品の成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明において、前記キャビティ内に第１の樹脂材料を充填すると共に前記樹脂材料供給経路に第２の樹脂材料を充填し得るように、異なる種類の樹脂材料を切り替え可能に供給する樹脂材料切り替え供給手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項３のモールドコイル部品の成形装置に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項１または２に記載の発明において、前記コイルのコアが、成形後に前記樹脂材料供給経路によって形成されモールドコイル部品から切離されるランナとの境界部を形成することを特徴とするものである。
また、請求項４のモールドコイル部品の成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、コアに巻かれ両端にコイルエンドが形成されたコイルを成形型のキャビティ内に収容し、樹脂材料供給経路を介して前記キャビティに樹脂材料を注入して、前記コアに巻かれたコイルを樹脂材料により封止したモールドコイル部品を成形する方法であって、前記キャビティの、前記両端のコイルエンドがそれぞれ配置されるコイルエンド成形部に開口するゲートからの樹脂材料の注入を同時に完了させることを特徴とするものである。
請求項５のモールドコイル部品の成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項４に記載の発明において、前記樹脂材料供給経路に異なる種類の樹脂材料を切り替え供給して、前記キャビティ内に第１の樹脂材料を充填すると共に前記樹脂材料供給経路に第２の樹脂材料を充填することを特徴とするものである。
請求項６のモールドコイル部品の成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項５に記載の発明において、前記第２の樹脂材料を熱可塑性樹脂とすることを特徴とするものである。
請求項７のモールドコイル部品の成形方法に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項５または６に記載の発明において、前記キャビティ内に充填される第１の樹脂材料を熱硬化性樹脂とし、キャビティ内への充填完了後にコイルに通電して発熱させることにより、第１の樹脂材料を加熱して硬化させることを特徴とするものである。

請求項１の発明では、成形型のキャビティ内にコイルを収容して、移送成形機や射出成形機などの成形機から樹脂材料供給経路の両コイルエンド成形部に開口するゲートを介して樹脂材料をキャビティ内に注入する。樹脂材料供給経路は、樹脂材料が各ゲートからキャビティの両コイルエンド成形部へとそれぞれほぼ同時に注入を開始し、キャビティー内全体に均等に充填されて略同時に注入を完了するよう構成されている。両ゲートからキャビティ内に樹脂材料を注入することによって圧力損失が低減されるため、フィラーが混合されて流動性が良好でない樹脂材料であっても高圧で注入する必要がない。また、樹脂材料は、両コイルエンド成形部から互いにキャビティの中心に向かって流動するため、コイルの巻き線間などの狭い部分であっても適切に充填される。したがって確実に樹脂材料を充分に充填してコイルが断線などすることなく封止されたモールドコイル部品が成形される。なお、モールドコイル部品の形状によっては、両コイルエンド成形部に複数のゲートをそれぞれ開口させるよう形成することが望ましい。
請求項２の発明では、請求項１に記載の発明において、成形型のキャビティにコイルを収容して、樹脂材料供給経路を介して移送成形機や射出成形機などの成形機から所定量の第１の樹脂材料を供給し、続いて、樹脂材料切り替え供給手段により第１の樹脂材料とは異なる種類の第２の樹脂材料を切り替え供給して、両ゲートからキャビティの両コイルエンド成形部、そして、最終的にはキャビティ全体に第１の樹脂材料を充填すると共に、第２の樹脂材料を樹脂材料供給経路に充填する。キャビティ内に充填された第１の樹脂材料は、コイルを封止してモールドコイル部品を構成し、樹脂材料供給経路に充填された第２の樹脂材料は、固化してランナを形成する。第１の樹脂材料と第２の樹脂材料は、ランナを形成する第２の樹脂材料を第１の樹脂材料よりも安価なもの、あるいは、成形が完了して固化したときに互いに接着することがないような性質を有するもの、などの中から選択し採用することができる。ランナを形成する第２の樹脂材料を第１の樹脂材料よりも安価なものとした場合には、成形完了後にモールドコイル部品から切り離されるランナの分の樹脂材料コストが低減される。そのため、両コイルエンド成形部に開口するようにゲートを形成することによって樹脂材料経路の容積が拡大しても、モールドコイル部品の成形コストを増大させることなく、コイルが樹脂材料によって確実に封止されたモールドコイル部品が成形される。また、第１と第２の樹脂材料が固化したときに互いに接着することがないような性質を有するものとした場合には、成形されたモールドコイル部品からランナが手作業などによって容易に切り離される。そのため、モールドコイル部品の成形コストが低減される。
請求項３の発明では、請求項１または２に記載の発明において、金属製であるコイルのコアが、成形後に前記樹脂材料供給経路によって形成されモールドコイル部品から切離されるランナとの境界部を形成することにより、樹脂材料供給経路で成形されたランナは、容易にモールドコイル部品から切り離される。
また、請求項４の発明では、成形型のキャビティ内にコイルを収容して、移送成形機や射出成形機などの成形機から樹脂材料を、樹脂材料供給経路を介してキャビティの両コイルエンド成形部へとそれぞれゲートから同時に注入し、キャビティ全体への充填を同時に完了させる。両ゲートからキャビティ内に樹脂材料を注入することにより圧力損失が低減されるため、フィラーが混合されて流動性が良好でない樹脂材料であっても高圧で注入する必要がなく、したがって確実に樹脂材料を充分に充填してコイルが断線などすることなく封止されたモールドコイル部品が成形される。なお、モールドコイル部品の形状によっては、両コイルエンド成形部に複数のゲートをそれぞれ開口させるよう形成して、両コイルエンド成形部の各ゲートから樹脂材料を注入することが望ましい。
請求項５の発明では、請求項４に記載の発明において、成形型のキャビティにコイルを収容して、樹脂材料供給経路に移送成形機や射出成形機などの第１の成形機から所定量の第１の樹脂材料を供給し、樹脂材料切り替え供給手段により第１の樹脂材料とは異なる種類の第２の樹脂材料を第２の成形機から切り替え供給して、キャビティ内に第１の樹脂材料を充填すると共に、第２の樹脂材料を樹脂材料供給経路に充填する。第１の樹脂材料と第２の樹脂材料が固化すると、コイルが第１の樹脂材料によって封止されたモールドコイル部品と、第２の樹脂材料によって形成されたランナとが成形される。第１の樹脂材料と第２の樹脂材料は、ランナを形成する第２の樹脂材料を第１の樹脂材料よりも安価なもの、あるいは、成形が完了して固化したときに互いに接着することがないような性質を有するもの、の中から選択し採用することができる。ランナを形成する第２の樹脂材料を第１の樹脂材料よりも安価なものとした場合には、成形完了後にモールドコイル部品から切り離されるランナの分の樹脂材料コストが低減される。そのため、両コイルエンド成形部に開口するようにゲートを形成することによって樹脂材料経路の容積が拡大しても、モールドコイル部品の成形コストを増大させることなく、樹脂材料によってコイルが確実に封止されたモールドコイル部品が成形される。また、第１と第２の樹脂材料が固化したときに互いに接着することがないような性質を有するものとした場合には、成形されたモールドコイル部品からランナが手作業などによって容易に切り離される。そのため、モールドコイル部品の成形コストが低減される。
請求項６の発明では、請求項５に記載の発明において、ランナを形成する第２の樹脂材料を熱可塑性樹脂とすることにより、加熱することによって繰り返し溶融されて流動性を有するようになるため、かかる第２の樹脂材料として繰り返しリサイクルして使用することが可能となる。
請求項７の発明では、請求項５または６に記載の発明において、第１の樹脂材料を熱硬化性樹脂とし、キャビティ内への充填完了後にコイルに通電して発熱させると、これにより第１の樹脂材料は加熱されて硬化するため、成形に必要な１サイクルあたりの時間が短縮される。

請求項１の発明によれば、コイルの両端のコイルエンドがそれぞれ配置されるコイルエンド成形部を成形型のキャビティが有するとともに、このコイルエンド成形部に対してそれぞれ開口するようにゲートを配置したという簡単な構成により、樹脂材料を成形機からゲートを介してキャビティーに注入する際の圧力損失を低減させて、比較的低い充填圧力で樹脂材料を適切に充填して、確実にコイルを樹脂材料により封止してなる良好なモールドコイル部品を成形することが可能な装置を提供することができる。
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明において、異なる種類の樹脂材料を切り替え可能に供給する樹脂材料切り替え供給手段を設けたという簡単な構成により、モールドコイル部品の成形コストを低減させ、容易にモールドコイル部品を成形することが可能な装置を提供することができる。
請求項３の発明によれば、請求項１または２に記載の発明において、コイルのコアが、成形後に前記樹脂材料供給経路によって形成されモールドコイル部品から切離されるランナとの境界部を形成するよう構成したことにより、樹脂材料供給経路によって成形されるランナをモールドコイル部品から容易に分離することができ、したがってモールドコイル部品を成形することが可能な装置を提供することができる。
また、請求項４の発明によれば、キャビティの両端のコイルエンド成形部に開口するゲートからの樹脂材料の注入を同時に完了させるという簡単な構成により、樹脂材料をキャビティーに注入する際の圧力損失を低減させて、比較的低い充填圧力で樹脂材料を適切に充填して、確実にコイルを樹脂材料により封止してなる良好なモールドコイル部品を成形することが可能な方法を提供することができる。
請求項５の発明によれば、樹脂材料供給経路に異なる種類の樹脂材料を切り替え供給して、前記キャビティ内に第１の樹脂材料を充填すると共に前記樹脂材料供給経路に第２の樹脂材料を充填するという簡単な構成で、モールドコイル部品の成形コストを低減させ、容易にモールドコイル部品を成形することが可能な方法を提供することができる。
請求項６の発明によれば、請求項５に記載の発明において、第２の樹脂材料を熱可塑性樹脂とすることにより、ランナを形成する樹脂材料を繰り返し使用でき、したがって、モールドコイル部品の成形コストを低減させることが可能な方法を提供することができる。
請求項７の発明によれば、請求項５または６に記載の発明において、キャビティ内に充填される第１の樹脂材料を熱硬化性樹脂とし、キャビティ内への充填完了後にコイルに通電して発熱させることにより、第１の樹脂材料を加熱して硬化させることにより、成形に必要な１サイクルあたりの時間が短縮されるため、モールドコイル部品の成形コストを低減させることが可能な方法を提供することができる。

最初に、本発明のモールドコイル部品Ｍの成形装置の実施の一形態を図１〜図６に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態においては、モールドコイル部品Ｍが電動モータのステータである場合、すなわち、図４および図５に示すように、リング状部材８の内側に複数のコア６、６、…が径方向に突出するように放射状に配置されており、各コア６に絶縁導線を所定の巻き方で巻くことによりコイル７が構成されており、リング状部材８の軸方向両端からはみ出た部分がコイルエンド７ａ、７ａとなっている場合により説明する。また、ここでは、図８および図９に示すように、樹脂材料供給経路５で樹脂材料が固化することにより成形され最終的にはモールドコイル部品Ｍから切り離される部分をランナＲということとする。図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。
図１に示すように、本発明のモールドコイル部品Ｍの成形装置は、概略、開閉可能に設けられた成形型１、２と、この成形型１、２内に樹脂材料を注入するための成形機３（１３、１４）とを備えている。成形型１、２は、型閉じしたときにその衝合面に形成されるキャビティ４と、成形機３からキャビティ４内に樹脂材料を導入する樹脂材料供給経路５と、が形成されている。キャビティ４は、コア６に巻かれたコイル７を収容し得る形状に形成されており、両コイルエンド７ａ、７ａがそれぞれ配置される部分には、コイルエンド成形部４ａ、４ａが形成されている。樹脂材料供給経路５とキャビティ４とを連通するゲート９、９、…は、両コイルエンド成形部４ａ、４ａにおいて各コア６、６、…と対応して開口するように複数形成されている。
また、本発明のモールドコイル部品Ｍの成形装置は、キャビティ４内に第１の樹脂材料Ｐ１を充填すると共に樹脂材料供給経路５に第２の樹脂材料Ｐ２を充填し得るように、異なる種類の樹脂材料を切り替え可能に供給する樹脂材料切り替え供給手段１０を備えている。
さらに、本発明のモールドコイル部品Ｍの成形装置は、各コア６、６、…が樹脂材料供給経路５を部分的に構成して、成形後に樹脂材料供給経路５によって形成されるランナＲとの境界部を形成している。
図１に示すように、この実施の形態における成形型は、相対向して配置された上型１と下型２とにより構成されている。上型１と下型２との衝合面には、各コア６、６、…に巻かれたコイル７の形状に応じてキャビティ４が形成される。そして、キャビティ４の図における上下方向両端には、コイルエンド７ａ、７ａが配置されるコイルエンド成形部４ａ、４ａを有している。上型１と下型２は、相対的に昇降移動して開閉すると共に型閉じしたときには所定の型締め力で型締めされるように、少なくとも一方が型開閉手段に連結されている。上型１の上面の略中心（キャビティ４内に配置されるリング状部材８の略中心と対応する位置）には、成形機３のノズル１１が当接されるスプルーブッシュ１ａが設けられている。

樹脂材料供給経路５は、この実施の形態では、上型１のスプルーブッシュ１ａから貫通するように形成されたスプルー（以下第１経路という）５１と、上型１と下型２との衝合面に各コア６と対応するように分岐して形成された第２経路５２と、第２経路５２からそれぞれ両ゲート（後述する）９、９、に連通するよう分岐して上型１と下型２にそれぞれ形成された第３通路５３と、により構成されている。
第２経路５２は、第１経路５１の下端から各コア６に向かって放射状に分岐して水平方向に延びるように、上型１と下型２の互いの衝合面に複数形成されている。
第３経路５３は、各第２経路５２の径方向外側端から分岐して上型１と下型２にそれぞれ上下方向に延びるよう形成されている。そして、各第３経路５３は、その一部が各コア６の端面によって構成されている。すなわち、この実施の形態では、各コア６の端面が各第３経路５３に面している。図６に示すように、第３経路５３は、コア６の端面よりも上下（軸）方向に僅かに大きく（長く）形成されている。なお、後述するように、例えば図１０に示すように、第３経路５３に対する第２経路５２の接続位置が適当ではない場合には、各ゲート９、９から両コイルエンド成形部４ａ、４ａへ略同時に樹脂材料Ｐ１の注入を開始し、また、略同時に樹脂材料Ｐ１の注入を完了することができない。このような構成では、後述するように第１の樹脂Ｐ１と第２の樹脂Ｐ２を適切に注入させることはできない。そのため、樹脂材料供給経路５は、樹脂材料Ｐ１を各ゲート９、９から両コイルエンド成形部４ａ、４ａへ略同時に樹脂材料Ｐ１の注入を開始し、また、略同時に樹脂材料Ｐ１の注入を完了し得るようように、各経路５１、５２、５３の断面積の大きさや接続位置などが設定される。

図６に示すように、ゲート９は、第３経路５３の上下端部と、上型１と下型２の両コイルエンド成形部４ａ、４ａとがそれぞれ連通するよう形成されている。そして、ゲート９の一部は、コア６の先端近傍における上下側面によってそれぞれ構成されている。

成形機３は、移送成形機や射出成形機を採用することができるが、この実施の形態においては、図１および図２に示すように、基台１２に第１の加熱筒１３と第２の加熱筒１４が平行に配設された射出成形機により構成されている。成形機３は、第１の加熱筒１３と第２の加熱筒１４のノズル１１、１１がそれぞれスプールブッシュ１ａに当接し得るように、第１の加熱筒１３と第２の加熱筒１４がその軸方向に進退可能に基台１２に支持されており、基台１２が図１および図２の左右方向に移動可能に支持されており、これによって樹脂材料切り替え供給手段１０が構成されている。第１の加熱筒１３内にはスクリュ１５がその軸周りに回転可能に且つ軸方向に進退可能に嵌挿されており、第１の樹脂材料Ｐ１が投入されて、これを混練しながら所定の温度に加熱溶融させて計量し、所定量の溶融された第１の樹脂材料Ｐ１をノズル１１から射出する。第１の樹脂材料Ｐ１は、成形が完了してモールドコイル部品Ｍを成形したときに１．５Ｗ／（ｍ・ｋ）以上、好ましくは２．０Ｗ／（ｍ・ｋ）以上の熱伝導率を有するように、例えばエポキシやポリイミドなどの熱硬化性樹脂に、高熱伝導率および高耐熱性を有するフィラーが混入されている。フィラーとしては、例えば、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどを選択することができる。第１の樹脂材料Ｐ１は、フィラーが混入されることによって、その流動性が低下した状態となる。そして、このようにフィラーが混入された第１の樹脂材料Ｐ１は、比較的高価なものとなっており、しかも、熱硬化性樹脂であるために繰り返し溶融させて使用することはできない。
一方、第２の加熱筒１４内には、スクリュ１５がその軸周りに回転可能に且つ軸方向に進退可能に嵌挿されており、第２の樹脂材料Ｐ２が投入されて、これを混練しながら所定の温度に加熱溶融させて計量し、所定量の第２の樹脂材料Ｐ２をノズル１１から射出する。第２の樹脂材料Ｐ２は、例えば不飽和ポリエステルなどを採用することができる。このような第２の樹脂材料Ｐ２は比較的安価であり、熱可塑性樹脂であるために、一度固化しても加熱することにより再び溶融化して繰り返し使用することができる。
なお、樹脂材料切り替え供給手段１０は、単一のスプールブッシュ１ａに対して第１および第２の加熱筒１３、１４を交互に当接させるよう構成したこの実施の形態に限定されることなく、例えば加熱筒１３、１４に対応させて複数のスプールブッシュを設け、各スプールブッシュに連通させるように第１経路５１を形成すると共に、この第１経路５１に切り替え弁を設けて、各加熱筒１３、１４から各樹脂材料Ｐ１、Ｐ２を第２経路５２に切り替え供給することができるよう構成するなど、他の構成を採用することもできる。

また、本発明のモールドコイル部品Ｍの成形装置は、上述した実施の形態に限定されることなく、図７に示すように、第３経路５３にコア６の端面と対応する形状の置子１６を配置する構成としてもよい。

次に、本発明のモールドコイル部品Ｍの成形方法を上述したように構成された装置を使用して、モールドコイル部品Ｍとして電動モータのステータを成形する場合によって詳細に説明する。図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。
本発明のモールドコイル部品Ｍの成形方法は、概略、コア６に巻かれ両端にコイルエンド７ａ、７ａが形成されたコイル７を成形型１、２のキャビティ４内に収容し、このキャビティ４内に樹脂材料Ｐ１を注入して、前記コア６に巻かれたコイル７を樹脂材料Ｐ１により封止したモールドコイル部品Ｍを成形する方法であって、キャビティ４の両端のコイルエンド７ａ、７ａがそれぞれ配置されるコイルエンド成形部４ａ、４ａに開口するゲート９、９から樹脂材料Ｐ１の注入して、両ゲート９、９からの樹脂材料Ｐ１の注入を同時に完了させるものである。
また、本発明のモールドコイル部品Ｍの成形方法は、樹脂材料供給経路５を介してモールドコイル部品Ｍを構成する樹脂材料Ｐ１とは異なる種類の樹脂材料Ｐ２を切り替え供給して、キャビティ４内に第１の樹脂材料Ｐ１を充填すると共に樹脂材料供給経路５に第２の樹脂材料Ｐ２を充填するものである。
さらに、本発明のモールドコイル部品Ｍの成形方法は、第２の樹脂材料Ｐ２を熱可塑性樹脂とするものである。

モールドコイル部品Ｍを成形するに先立って、リング状部材８の内側に径方向に突出するように放射状に配置された複数のコア６に対して絶縁導線を所定の巻き方で巻くことによりコイル７を構成する。リング状部材８の軸方向両端からはみ出た部分はコイルエンド７ａ、７ａとなっている。
モールドコイル部品Ｍを成形するに際しては、各コア６に巻かれたコイル７を下型２上にセットし、上型１と下型２とを相対的に近接移動させて型閉じし、所定の圧力で型締する。そして、第１の加熱筒１３内に投入されたフィラーを含む第１の樹脂材料Ｐ１を混練しながら所定の温度まで加熱させると共に所定量に計量する。そして、図１に示すように、第１の加熱筒１３のノズル１１がスプールブッシュ１ａと整合するように基台１２を移動させて第１の加熱筒１３を前進させて、第１の加熱筒１３のノズル１１をスプールブッシュ１ａに所定のノズルタッチ力で当接させて第１の樹脂材料Ｐ１を射出する。このとき、第１の樹脂材料Ｐ１の射出される量は、コア６に巻かれたコイル７を収容しているキャビティ４に対して各ゲート９、９まで第１の樹脂材料Ｐ１で充填することができる容積に設定されている。したがって、このときには、第１の樹脂材料Ｐ１は、完全にキャビティ４内に充填されておらず、その後端はゲート９に達していない状態となっている。

所定量の第１の樹脂材料Ｐ１の注入が完了すると、第１の加熱筒１３を後退移動させる。このときまでには、第２の加熱筒１４内に投入された第２の樹脂材料Ｐ２は、混練され加熱溶融されて、樹脂材料供給経路５を充填し得る所定量に計量されている。図２に示すように、第２の加熱筒１４のノズル１１がスプールブッシュ１ａと整合するように基台１２を移動させ、第２の加熱筒１４を前進させて第２の加熱筒１４のノズル１１をスプールブッシュ１ａに所定のノズルタッチ力で当接させて第２の樹脂材料Ｐ２を射出する。第２の樹脂材料Ｐ２は、先に射出されて後端がゲート９に達していない第１の樹脂材料Ｐ１を押して両ゲート９、９からキャビティ４内への充填を同時に完了させ、また第２の樹脂材料Ｐ２自体は、各ゲート９、９を第１の樹脂材料Ｐ１との境界として、樹脂材料供給経路５内に充填される。第１の樹脂材料Ｐ１が第２の樹脂材料Ｐ２によって押されてゲート９まで充填されると、第１の樹脂材料として熱硬化性樹脂を使用した場合には、コア６に巻かれたコイル７に通電してこれを所定温度に発熱させすることによって、第１の樹脂材料の固化を促進することができ、したがって、モールド成形部品の成形時間を短縮することができる。ここで、第１および第２の樹脂材料Ｐ１，Ｐ２の樹脂材料供給経路５から各ゲート９、９までの流れをさらに詳細に説明する。

第１および第２の樹脂材料Ｐ１、Ｐ２は、第１経路５１に射出された後に、放射状に分岐した第２経路５２にそれぞれ導入されて、各コア６の端面に向かって水平方向に流れ、さらに第３経路５３で上下方向に分岐して流れる。そして、第１の樹脂材料Ｐ１は、フィラーが混入されて流動性が低下しているにも関わらず、両端に形成されたコイルエンド成形部４ａ、４ａに対してそれぞれ複数のゲート９、９を介して無理なく導入され、圧力損失が従来の技術よりも減少するため、最終的には両コイルエンド成形部４ａ、４ａから互いに中央に向かって無理なく流動して隣接するコア６、６間などに位置するコイル７の巻線の隙間にも充填されることとなる。一方、第２の樹脂材料Ｐ２は、第３経路５３においてモールドコイル部品Ｍのコア６の端面と接した状態で固化することとなる。
本発明では、両端に形成されたコイルエンド成形部４ａ、４ａに対してそれぞれ各コア６、６、…と対応させて複数のゲート９、９、…を設けたことにより、第１経路５１から複数に分岐した第２経路５２、５２、…と、さらに各第２経路５２、５２、…の両端上下方向にそれぞれ分岐する第３経路５３、５３、…とを形成したために、樹脂材料供給経路５全体の容積、すなわちこの樹脂材料供給経路５で樹脂材料Ｐ２が固化することにより成形されるランナＲの容積が増大することとなる。しかしながら、樹脂材料供給経路５を比較的安価でしかも繰り返し再利用できる第２の樹脂材料Ｐ２で充填するため、ランナＲの容積増大による無駄がない。

さらに、成形されたモールドコイル部品ＭとランナＲ（図８）は成形型を型開きして成形型から取出された後に切り離す必要がある（図９）。しかしながら、本発明では、モールドコイル部品ＭとランナＲとの切り離し境界部となる第３経路５３の一部をコア６の端面によって構成したことにより、ランナＲをコア６の端面から剥離してゲート９に対応する部分Ｒａだけを切断すればよく、しかも、第１と第２の樹脂材料Ｐ１，Ｐ２として互いに難接着性のものを選択採用した場合には、ゲート９に対応する部分Ｒａで第１と第２の樹脂材料Ｐ１，Ｐ２の境界部が形成されるため、かかるゲート９に対応する部分Ｒａも手作業などで容易に切り離すことが可能となり、かかる切り離しのための設備コストや工程数を低減させることができるる。

モールドコイル部品Ｍを構成する樹脂材料に高熱伝導性や高耐熱性を付与するためにフィラーを混入した場合には、かかる樹脂材料は流動性が低下するだけでなく、高価なものとなる。しかしながら、本発明では、両端のコイルエンド成形部４ａ、４ａにそれぞれ複数のゲート９、９、…から同時に樹脂を注入し終えるため、圧力損失が少なく確実に樹脂材料をキャビティ内に適切に充填することができる。したがって、樹脂材料Ｐ１，Ｐ２の充填圧力を低く設定できるため、コイル７の断線や変形を防止できると共に、成形型１、２にかかる負荷を低減させることができ、また、成形型１、２の型締め力を高くする必要がないことから、設備コストも低く抑えることができる。また、フィラーが混入された比較的高価な第１の樹脂材料Ｐ１は、ランナＲを成形することなく、モールドコイル部品Ｍを構成する分しか使用されないため、モールドコイル部品を安価で成形することができる。
また、本発明では、モールドコイル部品Ｍを構成する量の第１の樹脂材料Ｐ１をキャビティ内に注入して、ランナＲは安価な第２の樹脂材料Ｐ２によって構成するために、モールドコイル部品Ｍの成形コストを低減させることができる。そして、ランナＲを構成する第２の樹脂材料として熱可塑性樹脂を選択採用した場合には、そのランナを再度加熱して溶融化することにより、繰り返し使用できるため、モールドコイル部品Ｍの成形コストをさらに低減させることができる。
さらに、本発明は、成形されたモールドコイル部品ＭとランナＲを容易に切り離すことができるため、この切り離しのための設備コストや手間を低減させることができる。なお、図７に示したように、コア６の端面を覆うように置子１６を配置した場合には、ランナＲをコア６の端面から剥離する必要もなく、単にランナＲのゲート９に対応する部分Ｒａを切り離すだけでよい。

本発明は、上述したように、少なくともモールドコイル部品Ｍを構成する樹脂材料に高熱伝導性や高耐熱性を付与するためのフィラーを混入することによりその流動性が低下する場合に最適ではあるが、フィラーを混入することなく流動性が低下しない樹脂材料を選択使用する場合にも、充分に適用することができる。そして、本発明は、上述したようにモールドコイル部品Ｍとして電動モータのステータだけでなく、電動モータのロータやトランスを成形する場合にも適用することができる。

本発明のモールドコイル成形装置の実施の一形態を示す概念図である。 図１の状態から第２の樹脂材料に切り替え供給した状態を示す概念図である。 成形型の断面図である。 図３のＡ‐Ａ断面図である。 図３のＢ‐Ｂ断面図である。 コアに対する第３経路およびゲートの関係を説明するために径方向外側に向かって見たときの断面図である。 本発明の成形型の別の実施の形態を示す断面図である。 本発明にょって成形されたモールドコイル部品のランナを切り離す前の状態を示す断面図である。 図８の状態からモールドコイル部品とランナとを切り離した状態を示す断面図である。 第２経路と第３経路との接続箇所が適切でない場合を説明するための断面図である。

符号の説明

１：上型、 ２：下型、 ３：成形機、 ４：キャビティ、 ４ａ：コイルエンド成形部、 ５：成形材料供給経路、 ６：コア、 ７：コイル、 ７ａ：コイルエンド、 １０：樹脂材料切り替え供給手段、 １３：第１の加熱筒（成形機）、 １４：第２の加熱筒（成形機）、 Ｐ１：第１の樹脂材料、 Ｐ２：第２の樹脂材料

Claims (7)

1. コアに巻かれ両端にコイルエンドが形成されたコイルを収容するキャビティと該キャビティ内に樹脂材料を供給する樹脂材料供給経路とが形成された成形型と、該成形型の樹脂材料供給経路を介してキャビティ内に樹脂材料を注入する成形機とを備えた、前記コアに巻かれたコイルを樹脂材料により封止してなるモールドコイル部品の成形装置であって、
   前記成形型のキャビティが前記コイルの両端のコイルエンドをそれぞれ配置するコイルエンド成形部を有するとともに、
   該コイルエンド成形部に対してそれぞれ開口するようにゲートが配置され、前記成形機から前記キャビティ内に前記ゲートを介して樹脂材料を注入することによってモールドコイル部品を成形することを特徴とするモールドコイル部品の成形装置。
2. 前記キャビティ内に第１の樹脂材料を充填すると共に前記樹脂材料供給経路に第２の樹脂材料を充填し得るように、異なる種類の樹脂材料を切り替え可能に供給する樹脂材料切り替え供給手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載のモールドコイル部品の成形装置。
3. 前記コイルのコアが、成形後に前記樹脂材料供給経路によって形成されモールドコイル部品から切離されるランナとの境界部を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のモールドコイル部品の成形装置。
4. コアに巻かれ両端にコイルエンドが形成されたコイルを成形型のキャビティ内に収容し、樹脂材料供給経路を介して前記キャビティに樹脂材料を注入して、前記コアに巻かれたコイルを樹脂材料により封止したモールドコイル部品を成形する方法であって、
   前記キャビティの、前記両端のコイルエンドがそれぞれ配置されるコイルエンド成形部に開口するゲートからの樹脂材料の注入を同時に完了させることを特徴とするモールドコイル部品の成形方法。
5. 前記樹脂材料供給経路に異なる種類の樹脂材料を切り替え供給して、前記キャビティ内に第１の樹脂材料を充填すると共に前記樹脂材料供給経路に第２の樹脂材料を充填することを特徴とする請求項４に記載のモールドコイル部品の成形方法。
6. 前記第２の樹脂材料を熱可塑性樹脂とすることを特徴とする請求項５に記載のモールドコイル部品の成形方法。
7. 前記キャビティ内に充填される第１の樹脂材料を熱硬化性樹脂とし、キャビティ内への充填完了後にコイルに通電して発熱させることにより、第１の樹脂材料を加熱して硬化させることを特徴とする請求項５または６に記載のモールドコイル部品の成形方法。
   

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