JP2007252176A - Mold motor and manufacturing method therefor, and molding die - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高信頼性を有するモールドモータとその製造方法に関し、特に成形材料、離型部材および成形金型に関する。 The present invention relates to a mold motor having high reliability and a method for manufacturing the same, and particularly to a molding material, a release member, and a molding die.
従来、モールド樹脂に不飽和ポリエステルの成形材料によりモータのステータを一体に成形する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
また、従来の他のモールドモータの構造を図1に示す。図1は従来のモータのステータ部分を示す縦断面図、図2は横断面図である。図において、1はステータ、2は巻線、3はインシュレータ、4はコア、5は不飽和ポリエステルからなる成形材料、6はコアセグメントである。コア4は分割コアであり、コアシートを必要な枚数だけ積層してコアセグメント6を製作し、これに巻線2を巻きつけたインシュレータ3が取付けられている。これらコアセグメントは互いに連結され、成形材料5により一体的に成形することで、それぞれが固定され、ステータ1を成している。
成形材料5は、不飽和ポリエステル樹脂、重合性モノマー、重合開始剤、フィラーなどから成り、離型性を付与するためにステアリン酸化合物などの内部離型材が必須成分として添加されている。
図3は、ステータ1を成形するための成形金型7であり、その断面を模式的に示している。図において、8は上型、9は下型、10、は中子、13はスライド型である。これらの金型部品の材質はJIS−SKD11を用いている。上型8には、成形材料5を流し込むためのノズル11が形成されている。
次に、ステータ1の成形方法について述べる。
ステータ1は、図3に示したように、巻線2、インシュレータ3が取付けられたコアセグメント6を連結させることでコア4として仮組みし、成形金型7内にセットする。そして、これらを成形温度である150℃に予熱した後、図示しない射出成形機にて成形材料5を150℃、50MPa程度の成形条件で加熱、加圧注入する。
成形材料5は、上型に形成されたノズル11を通り、成形金型7内に入り、巻線2、インシュレータ3およびコアセグメント6の間などの隙間に入ってゆき、ステータ1の全体にゆきわたるように充填される。成形材料5を注入後、硬化のために約10分間、加熱、加圧状態で保持する。その後、上型8が上昇すると共に、スライド型13が2分割しながら左右に開き、ステータ1が成形金型7から脱型される。この時、成形金型7からステータ1が脱型されるのは、成形材料5に内部離型材としてステアリン酸化合物が含まれていることによる。この様にしてステータ1が得られる。
また、一方で、ボイドの無い高品質なモールドモータを得る従来技術として、成形時のガス抜きを成形金型に設置した入れ子を用いて行なう方法も幾つか提案されている(例えば、特許文献2、3参照)。
これらは、成形金型と入れ子の間に溝を設けることで、その隙間から成形時のガスを抜き、樹脂の未充填を防止するために行なわれている。
FIG. 1 shows the structure of another conventional molded motor. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a stator portion of a conventional motor, and FIG. 2 is a transverse sectional view. In the figure, 1 is a stator, 2 is a winding, 3 is an insulator, 4 is a core, 5 is a molding material made of unsaturated polyester, and 6 is a core segment. The
The
FIG. 3 shows a molding die 7 for molding the stator 1 and schematically shows a cross section thereof. In the figure, 8 is an upper mold, 9 is a lower mold, 10 is a core, and 13 is a slide mold. JIS-SKD11 is used as the material of these mold parts. A nozzle 11 for pouring the
Next, a method for forming the stator 1 will be described.
As shown in FIG. 3, the stator 1 is temporarily assembled as a
The
On the other hand, as a conventional technique for obtaining a high-quality molded motor without voids, several methods have been proposed in which degassing during molding is performed using a nest installed in a molding die (for example, Patent Document 2). 3).
These are performed in order to prevent the resin from being unfilled by providing a groove between the molding die and the insert so that the gas during molding is extracted from the gap.
ところが、従来のモールドモータには、次のような課題があった。
ステータを成形金型から離型させるためには、ステアリン酸化合物の不飽和ポリエステルからなる成形材料への配合は必須であり、そのため、成形材料に内部離型材としてステアリン酸化合物が含まれている。モータが使用され、動作し、温度上昇した際、成形材料の中に残留している内部離型材が揮発して、モータ内部を汚してしまう問題がある。
また、有機酸の塩であるため、絶縁性を低下させる要因ともなる。また、成形金型を酸腐食させる場合もあり、その場合生産コストの増大となる。
不飽和ポリエステル成形材料に配合されている重合性モノマーは揮発性が高いため、成形の際、その一部が揮発して成形金型表面の離型部材に付着、固化し、離型部材の離型性を低下させるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、内部離型材に起因する不具合の発生しない信頼性が高く、絶縁性に優れかつ、金型のメンテナンスの手間を軽減し、生産性が高く、低コストのモールドモータとその製造方法を提供することを目的とする。
However, the conventional molded motor has the following problems.
In order to release the stator from the molding die, it is essential to add a stearic acid compound to a molding material composed of an unsaturated polyester. Therefore, the molding material contains a stearic acid compound as an internal mold release material. When the motor is used, operates, and the temperature rises, there is a problem that the internal mold release material remaining in the molding material volatilizes and the inside of the motor is soiled.
Moreover, since it is a salt of an organic acid, it becomes a factor which reduces insulation. In some cases, the molding die is subjected to acid corrosion, which increases the production cost.
Since the polymerizable monomer compounded in the unsaturated polyester molding material is highly volatile, a part of it volatilizes and adheres to and solidifies on the release member on the surface of the molding die during molding. There was a problem of lowering the moldability.
The present invention has been made in view of such problems, and is highly reliable without defects caused by the internal mold release material, excellent in insulation, and reduces the maintenance work of the mold, thereby improving productivity. An object of the present invention is to provide a low-cost and low-cost molded motor and a manufacturing method thereof.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項1に記載の発明は、少なくともコア、巻線、インシュレータから構成されるステータが、不飽和ポリエステルからなる成形材料により一体的に成形されたモールドモータにおいて、前記成形材料は、不飽和ポリエステル樹脂、収縮防止材、重合性モノマー、水酸化アルミニウム、ガラス繊維を必須成分とし、且つ内部離型材が配合されていないものである。
請求項2に記載の発明は、成形金型に少なくともコア、巻線、インシュレータから構成されるステータを設置し、前記成形金型内に不飽和ポリエステルからなる成形材料を注型し、一体的に成形するモールドモータの製造方法において、前記成形材料は内部離型材が配合されていないものであり、前記成形金型の内面はフッ素樹脂分散ニッケルメッキからなる離型部材で被覆されたものであものである。
請求項3に記載の発明は、前記成形材料を不飽和ポリエステル樹脂、重合開始剤、収縮防止材、重合性モノマー、水酸化アルミニウム、ガラス繊維を必須成分とするものである。
請求項4に記載の発明は、前記離型部材のフッ素樹脂含有量を10〜35体積%としたものである。
請求項5に記載の発明は、前記離型部材の膜厚を10〜30μmとしたものである。
請求項6に記載の発明は、上型と、下型と、中子と、成形材料を流し込むノズルとを有し、少なくともコア、巻線、インシュレータから構成されるステータを前記成形材料により一体的に成形する成形金型おいて、前記上型または下型に入れ子を設けてガス抜きを行なえるようにし、かつ前記入れ子の表面にフッ素樹脂分散ニッケルメッキからなる離型部材を被覆したものである。
請求項7に記載の発明は、前記入れ子が前記成形材料の射出方向に対して垂直方向の面で,且つ前記成形材料が最後に充填される位置にある金型部品に取付けられているものである。
請求項8に記載の発明は、前記入れ子と前記金型部品との間の溝の最大幅を0.01〜0.05mmにしたものである。
請求項9に記載の発明は、請求項6〜8記載のモールドモータ用成形金型を用いて製造したモールドモータである。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a molded motor in which a stator composed of at least a core, a winding, and an insulator is integrally formed of a molding material made of unsaturated polyester, wherein the molding material is an unsaturated polyester resin. In addition, a shrinkage-preventing material, a polymerizable monomer, aluminum hydroxide, and glass fiber are essential components, and no internal mold release material is blended.
According to a second aspect of the present invention, a stator composed of at least a core, a winding, and an insulator is installed in a molding die, and a molding material composed of unsaturated polyester is poured into the molding die, so as to be integrated. In the molding motor manufacturing method for molding, the molding material does not contain an internal mold release material, and the inner surface of the molding die is coated with a mold release member made of fluorine resin-dispersed nickel plating. It is.
According to a third aspect of the present invention, the molding material contains an unsaturated polyester resin, a polymerization initiator, an anti-shrinkage material, a polymerizable monomer, aluminum hydroxide, and glass fiber as essential components.
According to a fourth aspect of the present invention, the release member has a fluororesin content of 10 to 35% by volume.
In a fifth aspect of the present invention, the film thickness of the release member is 10 to 30 μm.
The invention described in claim 6 has an upper die, a lower die, a core, and a nozzle for pouring a molding material, and a stator composed of at least a core, a winding, and an insulator is integrated with the molding material. In the molding die to be molded, the upper mold or the lower mold is provided with a nest so that gas can be vented, and the surface of the nest is coated with a release member made of a fluororesin-dispersed nickel plating. .
According to a seventh aspect of the present invention, the insert is attached to a mold part in a position perpendicular to the injection direction of the molding material and in a position where the molding material is finally filled. is there.
According to an eighth aspect of the present invention, the maximum width of the groove between the insert and the mold part is 0.01 to 0.05 mm.
The invention according to claim 9 is a molded motor manufactured using the molding motor mold according to claims 6 to 8.
請求項1に記載の発明によると、不飽和ポリエステルの成形材料に内部離型材が配合されていないので、内部離型材が揮発して、モータ内部を汚すことによる問題を生じさせることのない信頼性の高いモータとなる。さらに必須成分を特定したので、絶縁性、低振動性、放熱性に優れている。
請求項2に記載の発明によると、内部離型材が配合されていない不飽和ポリエステルからなる成形材料を用いているので、内部離型材が揮発して、モータ内部を汚すことによる問題を生じさせることのない信頼性の高いモータを提供できる。
請求項3に記載の発明によると、成形材料として不飽和ポリエステル樹脂、収縮防止材、重合性モノマー、水酸化アルミニウム、ガラス繊維を必須成分にしているので、絶縁性、低振動性、放熱性に優れたモータを提供できる。
請求項4に記載の発明によると、成形金型の離型部材であるフッ素樹脂分散ニッケルメッキのフッ素樹脂含有量を10〜35体積%にしているので、ステータ成形時の離型性が良好となり、生産性が高く、低コストなモータを提供できる。
請求項5に記載の発明によると、成形金型の離型部材の膜厚を10〜30μmにしているので、寸法精度の優れたモータを提供できる。
請求項6に記載の発明によると、重合性モノマーを効果的に排出させることができるので、離型部材への付着、固化を軽減できる。加えて、入れ子には離型部材が被覆されているので、入れ子と成形材料が離型できなくなることはなく、また入れ子が重合性モノマーで汚れた際も、取り外した後の清掃が容易となる。これらのことから,モールドモータの生産性を向上させることができる。
請求項7に記載の発明によると、入れ子が、成形材料が最後に充填される位置にある金型部品に取付けられているので、重合性モノマーを効果的に排出させることができ、その付着、固化も軽減できる。このことから、モールドモータの生産性を向上させることができる。
請求項8に記載の発明によると、入れ子と前記金型部品との間の溝の最大幅を0.01〜0.05mmとしているので、成形材料が漏れ出すことは無く、重合性モノマーのみを効果的に排出することができる。このことから、モールドモータの生産性を向上させることができる。
請求項9に記載の発明によると、請求項1〜3に記載したモールドモータ用成形金型を用いて製造したモールドモータであるので、低コストのモールドモータを提供できる。
According to the first aspect of the present invention, since the internal mold release material is not blended in the molding material of the unsaturated polyester, the internal mold release material volatilizes, and the reliability does not cause a problem caused by fouling the inside of the motor. High motor. Furthermore, since the essential components are specified, they are excellent in insulation, low vibration and heat dissipation.
According to the second aspect of the present invention, since the molding material made of unsaturated polyester not blended with the internal mold release material is used, the internal mold release material volatilizes and causes a problem caused by fouling the inside of the motor. It is possible to provide a highly reliable motor without any problems.
According to the invention described in
According to the invention described in
According to the invention described in
According to the invention described in claim 6, since the polymerizable monomer can be effectively discharged, adhesion to the release member and solidification can be reduced. In addition, since the nest is covered with a release member, the nest and the molding material cannot be released from each other, and when the nest is soiled with the polymerizable monomer, cleaning after removal becomes easy. . For these reasons, the productivity of the molded motor can be improved.
According to the invention described in claim 7, since the insert is attached to the mold part at the position where the molding material is finally filled, the polymerizable monomer can be effectively discharged, and its adhesion, Solidification can also be reduced. From this, the productivity of the molded motor can be improved.
According to the invention described in claim 8, since the maximum width of the groove between the insert and the mold part is set to 0.01 to 0.05 mm, the molding material does not leak and only the polymerizable monomer is used. It can be discharged effectively. From this, the productivity of the molded motor can be improved.
According to invention of Claim 9, since it is a mold motor manufactured using the molding die for mold motors described in Claims 1-3, a low-cost mold motor can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1を示すモールドモータのステータの縦断面図、図2はその横断面図、図3は本発明のモールドモータを成形金型に設置した状態を示す断面図である。いずれも従来例と同じであるため、説明を省略する。また、ステータ1を成形する手順も同じである。ただし、成形材料5として、不飽和ポリエステル樹脂(8〜11wt%)、収縮防止材(4〜7wt%)、重合性モノマー(8〜10%)、水酸化アルミニウム(45〜55wt%)、ガラス繊維(4〜7wt%)、及びその他、増量材や添加剤などの成分から構成されたものを用い、成形方法としては、射出成形または圧縮成形を用いている。
本発明のモールドモータと従来例と異なる点は、不飽和ポリエステルからなる成形材料に内部離型材が配合されていない点と、成形金型7の成形材料5に接する表面がフッ素樹脂分散ニッケルメッキで被覆されている点である。
図4は、成形金型7の表面付近の断面を模式的に示したものである。図において、12はフッ素樹脂分散ニッケルメッキからなる離型部材、12bはフッ素樹脂粒子、12aはニッケルメッキである。
離型部材(フッ素樹脂分散ニッケルメッキ)12は、サブミクロンサイズのPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)などのフッ素樹脂粒子12bがニッケルメッキ12aの中に均一に分散した構造となっており、フッ素樹脂粒子12bにより離型性を発揮する。
離型部材12におけるフッ素樹脂粒子12bの分散量については、フッ素樹脂粒子12bの分散量が多いほど離型性に優れるが、反面、耐磨耗性が劣り、離型部材12が磨耗して離型性の劣化が早い。逆に、フッ素樹脂粒子12bの分散量が少ないと、耐磨耗性に優れるが、離型性が劣る。よって、フッ素樹脂粒子12bの分散量は、離型性と磨耗性を考慮して決める必要がある。表1は、離型部材12のフッ素樹脂分散量と離型性、および磨耗性を示している。なお、磨耗性については、成形可能であったショット数を示している。
1 is a longitudinal sectional view of a stator of a molded motor showing Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a transverse sectional view thereof, and FIG. 3 is a sectional view showing a state in which the molded motor of the present invention is installed in a molding die. . Since both are the same as the conventional example, the description is omitted. The procedure for forming the stator 1 is also the same. However, as the
The mold motor of the present invention is different from the conventional example in that an internal mold release material is not blended with a molding material made of unsaturated polyester, and the surface of the molding die 7 in contact with the
FIG. 4 schematically shows a cross section near the surface of the molding die 7. In the figure, 12 is a release member made of fluororesin dispersed nickel plating, 12b is fluororesin particles, and 12a is nickel plating.
The release member (fluorine resin dispersed nickel plating) 12 has a structure in which fluorine resin particles 12b such as sub-micron size PTFE (polytetrafluoroethylene) are uniformly dispersed in the nickel plating 12a. 12b exhibits releasability.
Regarding the dispersion amount of the fluororesin particles 12b in the
フッ素樹脂粒子12bの分散量が40体積%の場合、離型性に優れるものの、離型部材12が磨耗して3千ショットしか成形できなかった。一方、フッ素樹脂粒子12bの分散量が5体積%の場合、耐磨耗性が優れるため3万ショットまで成形できたが、離型性が悪く、ステータ1が成形金型7からうまく取り出せないケースが頻繁に発生した。フッ素樹脂粒子12bの分散量が10〜35体積%の場合は、ステータ1の離型性は良好であり、1〜3万ショット成形可能であった。よって、ステータの生産性を考慮すると、フッ素樹脂粒子12bの分散量は10〜35体積%が良く、この場合、低コストのモータとなる。
離型部材12の膜厚は10〜30μmが良い。これにより、寸法精度の優れたモータとなる。これは、離型部材12は、成形を繰り返す内に磨耗してゆくため、離型部材12の膜厚が厚いと、ステータ1の寸法変化が大きくなってしまうためである。
また、不飽和ポリエステルの成形材料5は、収縮防止材、重合性モノマー、水酸化アルミニウム、ガラス繊維から構成されているため、モータの絶縁性、低振動性、放熱性を向上させることができる。
成形方法は、生産性の高い射出成形または圧縮成形が良く、低コストのモータとなる。
When the dispersion amount of the fluororesin particles 12b was 40% by volume, although the mold release property was excellent, the
The film thickness of the
Further, since the unsaturated
As the molding method, high-productivity injection molding or compression molding is good, and a low-cost motor is obtained.
図5は本発明の実施例2を示す成形金型の断面図である。
図において、14は入れ子、15はボルト、16は溝、17はガス抜き路である。下型9は、下外型9aと下内型9bからなっている。
本発明が従来例と異なる点は、下内型9bにフッ素樹脂分散ニッケルメッキを施した入れ子14を設けた点である。入れ子14は下内型9bに2箇所挿入され、それぞれボルト16で固定されている。図65は入れ子14の詳細を示した外形図である。入れ子14は、重合性モノマー放出のための溝16が形成された部分と、成形金型7の外へ重合性モノマーを放出するための経路となるガス抜き路17とから成っている。溝16は、円柱の側面を8箇所Dカットした形状であり、溝16の厚みは0.01〜0.05mmに調整されている。これは、成形材料5が不飽和ポリエステル成形材料であり、熱可塑性樹脂と比べて粘度が低いことから、これ以上に厚みをとると、バリの発生が大きくなり、生産性が低下する。逆に0.01mmより小さいと重合性モノマーを放出する効果がほとんど無くなる。また、入れ子14の溝部分、ガス抜き路17ともフッ素樹脂分散ニッケルメッキが施されている。これより、成形材料5が、入れ子14に張り付くことは無く、また取り外しての掃除も容易となる。入れ子14を下内型9bに設置した理由は、成形の際、下内型9bの部分が、成形材料5が最後に充填されるところであり、重合性モノマーが溜まり易く、また成形の際、成形材料5の流れが小さいところであるので、成形金型5の中で最も重合性モノマーの付着、固化が発生しやすい場所だからである。
従来の成形金型の場合、シンナーなどの溶剤を用いて行なう重合性モノマーの付着、固化物の拭き取り掃除が、約100ショット毎に必要であったのに対して、本発明の成形金型の場合では、これが1000ショットに1回程度に軽減された。この様にメンテナンス時間が軽減できることから、生産性が向上でき、この様にして製造されるモールドモータは低コストのモータとなる。
FIG. 5 is a sectional view of a molding die showing Example 2 of the present invention.
In the figure, 14 is a nest, 15 is a bolt, 16 is a groove, and 17 is a gas vent. The lower mold 9 includes a lower outer mold 9a and a lower inner mold 9b.
The present invention is different from the conventional example in that the lower inner mold 9b is provided with a nesting 14 having a fluorine resin dispersed nickel plating. The nests 14 are inserted into the lower inner mold 9b at two locations and fixed with bolts 16 respectively. FIG. 65 is an outline view showing details of the insert 14. The insert 14 includes a portion where a groove 16 for discharging a polymerizable monomer is formed, and a gas vent path 17 serving as a path for discharging the polymerizable monomer out of the molding die 7. The groove 16 has a shape obtained by D-cutting the side surface of the cylinder at eight places, and the thickness of the groove 16 is adjusted to 0.01 to 0.05 mm. This is because the
In the case of the conventional molding die, the adhesion of the polymerizable monomer and the wiping and cleaning of the solidified product performed using a solvent such as thinner are required every about 100 shots. In some cases, this was reduced to about once every 1000 shots. Since the maintenance time can be reduced in this way, productivity can be improved, and the molded motor manufactured in this way is a low-cost motor.
1 ステータ
2 巻線
3 インシュレータ
4 コア
5 成形材料(不飽和ポリエステル)
6 コアセグメント
7 成形金型
8 上型
9 下型
9a 下外型
9b 下内型
10 中子
11 ノズル
12 離型部材(フッ素樹脂分散ニッケルメッキ)
12b フッ素樹脂粒子
12a ニッケルメッキ
13 スライド型
14 入れ子
15 ボルト
16 溝
17 ガス抜き路
1
6 Core segment 7 Mold 8 Upper mold 9 Lower mold 9a Lower outer mold 9b Lower inner mold 10 Core 11
12b Fluororesin particles 12a Nickel plating 13 Slide mold 14 Nest 15 Bolt 16 Groove 17 Gas vent
Claims (9)
前記成形材料は、不飽和ポリエステル樹脂、収縮防止材、重合性モノマー、水酸化アルミニウム、ガラス繊維を必須成分とし、且つ内部離型材が配合されていないものであることを特徴とするモールドモータ。 In a molded motor in which a stator composed of at least a core, a winding, and an insulator is integrally formed of a molding material made of unsaturated polyester,
The molding motor is characterized in that an unsaturated polyester resin, an anti-shrinkage material, a polymerizable monomer, aluminum hydroxide, and glass fiber are essential components, and an internal mold release material is not blended.
前記成形材料は内部離型材が配合されていないものであり、前記成形金型の内面はフッ素樹脂分散ニッケルメッキからなる離型部材で被覆されたものであることを特徴とするモールドモータの製造方法。 In a molding motor manufacturing method in which a stator composed of at least a core, a winding, and an insulator is installed in a molding die, a molding material made of unsaturated polyester is poured into the molding die, and the molding is integrally molded.
The molding material does not contain an internal mold release material, and the inner surface of the mold is coated with a mold release member made of fluorine resin-dispersed nickel plating. .
前記上型または下型に入れ子を設けてガス抜きを行なえるようにし、かつ前記入れ子の表面にフッ素樹脂分散ニッケルメッキからなる離型部材を被覆したことを特徴とする成形金型。 In a molding die that has an upper die, a lower die, a core, and a nozzle for pouring a molding material, and integrally molds a stator composed of at least a core, a winding, and an insulator with the molding material,
A molding die characterized in that a nest is provided in the upper die or the lower die so that gas can be vented, and a release member made of fluorine resin-dispersed nickel plating is coated on the surface of the nest.
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