JP2009028936A - 樹脂射出成形方法、及び樹脂射出成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 位置決め用突部に傷が発生しても、ワークに影響を与えることのない樹脂射出成形方法を提供すること。
【解決手段】 固定型２１に位置決めされたステータコア組立３１を、固定型２１と可動型２２により挟み込んで成形キャビティを形成すること、ステータコア組立３１の成形キャビティＫの外側に、位置決め孔１３Ｂが形成されていること、位置決め孔１３Ｂに、固定型２１に配設された位置決めピン３７が嵌合されることにより、ステータコア組立３１が固定型２１に位置決めされる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、モータ用のステータ等を樹脂モールドするための樹脂射出成形方法、及び樹脂射出成形金型に関するものである。

プレス加工で打ち抜いた鋼板を多数枚積層してステータコアを構成し、ステータコアに形成されたティース部に巻線を組み付けた状態で樹脂を射出成形することにより、ステータを製造する方法が知られている。
このとき、一般的にステータコアの位置決めは、固定型の中央円柱とステータコアの内周面とを嵌合させて行っている。モータのステータの位置決め精度として、ステータコアの内周面の位置精度が重要だからである。
しかし、挿入・嵌合には最低限のガタを必要とするため、ステータコアが偏心する問題があった。この問題を解決するために、例えば、特許文献１の発明では、積層ステータコアの外周に位置決め用孔部を形成し、型に設けた位置決め用突部を挿入することにより、ワークの位置決めを行って、ワークの偏心を防止している。

特開昭61-295846号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明では、次のような問題があった。
（１）位置決め用突部は、位置決め用孔部に挿入されるときに、位置決め用孔部と擦れるため傷付きやすい。位置決め用突部の傷部に樹脂が侵入すると、最終的に樹脂はワーク側に凸部として残留する。ワーク側の凸部は、後に応力集中しやすくクラックの起点となる恐れがある。
（２）また、位置決め用突部が型と一体に形成されているため、傷付きにより型寿命が短くなる問題があった。
（３）樹脂が侵入しないように位置決め用孔部と、位置決め用突部とを密着させるためには、孔部と突部の寸法精度だけでなく、成形温度や金型の型締め圧力等も、精密に管理する必要があり、煩雑であった。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、位置決め用突部に傷が発生しても、ワークに影響を与えることのない樹脂射出成形方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の樹脂射出成形方法は、次の構成を有している。
（１）固定型に位置決めされたワークを、該固定型と可動型により挟み込んで成形キャビティを形成すること、ワークの成形キャビティの外側に、位置決め用孔が形成されていること、位置決め用孔に、固定型に配設された位置決めピンが嵌合されることにより、ワークが固定型に位置決めされる。
（２）（１）に記載する樹脂射出成形方法において、前記位置決めピンが前記固定型に着脱自在に設けられたことを特徴とする。

（３）（１）または（２）に記載する樹脂射出成形方法において、前記位置決め用孔を、前記ワークの取り付けボルト孔と兼用させることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）に記載する樹脂射出成形方法のいずれか１つにおいて、前記ワークがモータのステータであり、前記位置決め用孔が、前記ステータをモータケースに取り付けるためのボルト孔であることを特徴とする。

また、本発明の樹脂射出成形金型は、次の構成を有している。
（５）ワークが位置決め固定される固定型と、該固定型と共に該ワークを挟み込んで成形キャビティを形成する可動型とを有する樹脂射出成形金型であって、固定型が、ワークの成形キャビティよりも外側に形成された位置決め用孔に嵌合する位置に位置決めピンを備えている。
（６）（５）に記載する樹脂射出成形金型において、前記位置決め用孔を、前記ワークの取り付けボルト孔と兼用させることを特徴とする。

次に、上記構成を有する本発明の樹脂射出成形方法の作用及び効果について説明する。
（１）に記載する樹脂射出成形方法は、固定型に位置決めされたワークを、該固定型と可動型により挟み込んで成形キャビティを形成すること、ワークの成形キャビティの外側に、位置決め用孔が形成されていること、位置決め用孔に、固定型に配設された位置決めピンが嵌合されることにより、ワークが固定型に位置決めされるので、位置決め用孔が成形キャビティの外部に位置するため、位置決め用孔により固定型側の位置決めピンに傷が付いても、位置決め用孔・位置決めピンに樹脂が侵入することがなく、ワークにその痕跡が残ることがない。ワークに痕跡が残らないので、応力集中やクラックの起点となることもない。

（２）に記載する樹脂射出成形方法は、位置決めピンが固定型に着脱自在に設けられているので、位置決めピンに傷が付いても、位置決めピンを容易に交換することができる。従来例えば、固定型の中央円柱とステータコアの内周面とを嵌合させて位置決めしている場合、中央円柱に傷が付くと、固定型全体を交換しなければならないが、本発明によれば、位置決めピンのみを交換すれば良いので、コストを大幅に低減することができる。
（３）に記載する樹脂射出成形方法は、位置決め用孔を、ワークの取り付けボルト孔と兼用させているので、特別に位置決め用孔を加工する必要がないため、製造コストを低減することができる。

（４）に記載する樹脂成形方法は、ワークがモータのステータであり、位置決め用孔が、ステータをモータケースに取り付けるためのボルト孔であるので、モータのステータの製造において、位置決め用孔により固定型側の位置決めピンに傷が付いても、位置決め用孔・位置決めピンに樹脂が侵入することがなく、ステータにその痕跡が残ることがない。ステータに痕跡が残らないので、応力集中やクラックの起点となることもない。一方、ステータは、プレスで打ち抜かれた鋼板を積層して構成している。プレス打ち抜きのときに、中心孔と位置決め用孔が同時に打ち抜かれるので、中央孔と位置決め用孔との位置精度を確保することができる。
（５）に記載する樹脂成形金型は、該固定型と可動型により挟み込んで成形キャビティを形成すること、ワークの前記成形キャビティの外側に、位置決め用孔が形成されていること、固定型が、位置決め用孔に嵌合される位置決めピンを備えることにより、ワークが固定型に位置決めされるので、位置決め用孔が成形キャビティの外部に位置するため、位置決め用孔により固定型側の位置決めピンに傷が付いても、位置決め用孔・位置決めピンに樹脂が侵入することがなく、ワークにその痕跡が残ることがない。ワークに痕跡が残らないので、応力集中やクラックの起点となることもない。
（６）に記載する樹脂射出成形金型は、位置決め用孔を、ワークの取り付けボルト孔と兼用させているので、特別に位置決め用孔を加工する必要がないため、製造コストを低減することができる。

次に、本発明の実施例について、図面を参照しつつ説明する。本実施例の構成について概略を簡単に説明する。本実施例では、モータのコイルが巻線されたステータコアに樹脂モールドを行う場合について説明する。
図４に、本実施例のステータ１０の斜視図を示す。また、図２に、ステータコア１３に、平行巻きコイル１１、傾斜巻きコイル１２を配置したステータコア組立３１の平面図を示す。図３に、図２のＡＡ断面図を示す。
ステータ１０は、図１に示すように、ステータコア１３に平行巻きコイル１１又は傾斜巻きコイル１２を配設したステータコア組立３１の状態で、コイルエンドを樹脂モールドして樹脂モールド部２０を設けた形状となっている。ステータコア組立３１の内部は、図３に示されるように鋼板を積層して形成したステータコア１３に備えるティース部１３Ａに、インシュレータ１５に導線が巻回されたコイルが配設されている。

図５に、ステータコア１３を構成する１枚のステータ鋼板１７の平面図を示す。ステータ鋼板１７は、内周面１７Ｅに対して、１２箇所の凹部であるコイル装着部１７Ｆが形成されている。コイル装着部１７Ｆの間には、ティース部１７Ｃが形成されている。ステータ鋼板１７の外周から３箇所外側に突き出でた形状で、延設部１７Ａが設けられ、延設部１７Ａの各々には、位置決め孔１７Ｂが形成されている。位置決め孔１７Ｂは、１２０度の角度で外周に均等に配置されている。
また、ステータ鋼板１７には、１２箇所に、複数のステータ鋼板１７を重ね合わせたときに各々の鋼板を位置決めするためのハーフカット１７Ｄが鋼板の厚みの１／２、鋼板平面から突き出して形成されている。ハーフカット１７Ｄは、図中上面に突き出しているため、図中下面は厚みの１／２、凹部が形成されている。複数のステータ鋼板１７を積層したときに、このハーフカット１７Ｄの位置を合わせて上から押圧して嵌合させることにより、数十枚のステータ鋼板１７を正確に位置決めして、積層することができる。

また、ハーフカット１７Ｄ、位置決め孔１７Ｂは、内周面１７Ｅの打ち抜きプレス精度は、特に位置の精度が高くなるように、プレス金型の製作公差を管理しているので、ハーフカット１７Ｄ、位置決め孔１７Ｂ、及び内周面１７Ｅのお互いの位置精度は、高い水準が維持されている。
数十枚のステータ鋼板１７が積層されることにより、ステータコア１３が完成する。ステータコア１３の位置決め孔１３Ｂは、ステータ鋼板１７の位置決め孔１７Ｂに対応している。また、ティース部１３Ａはティース部１７Ｃに対応している。

コイルは、図２に示すように、平行巻きコイル１１と傾斜巻きコイル１２の２種類あり、ステータコア１３のティース部１３Ａに平行巻きコイル１１及び傾斜巻きコイル１２が交互に配設される。これによって、ステータコア１３のスロット内におけるコイルの占積率を向上させることができる。
平行巻きコイル１１と傾斜巻きコイル１２は、Ｕ、Ｖ、Ｗの３相のコイルを形成するようにバスバ１４により接続されている。バスバ１４のＵ、Ｖ、Ｗ相の各端部は、コネクタ１６に設けられた三本の端子１８に接続されている。

次に、ステータコア組立３１を樹脂モールドしてステータ１０を製造する金型の構成について説明する。
図１に、固定型２１と可動型２２を用いてステータ１０の樹脂モールド部２０を形成する工程の断面図を示す。
固定型２１の中心柱２３の外周にはステータコア１３の位置決め孔１３Ｂの位置決めが可能なように、位置決め孔１３Ｂに対応する位置に、位置決めピン３７が３箇所備えられている。３本の位置決めピン３７は、ネジにより着脱自在に下型２１に取り付けられている。
固定型２１は、中央に中心柱２３が設けられている下型であり、中心柱２３の外周面に、ステータ１０のステータコア１３が備えるティース部１３Ａの内周面が嵌合される。
固定型２１には、中央に形成される中心柱２３の中心に貫通するピン２４とその周囲に設けられるパイプ２５が設けられている。ピン２４の先端には凸状リング２４Ａが形成されている。パイプ２５は固定型２１に対して上下に摺動可能である。

次に、ステータコア１０を樹脂モールド成形する作用について説明する。
可動型２２は図示しない駆動機構により、固定型２１の上部に退避している。すなわち、金型が開いている状態である。
この状態において、ハンドリング装置や作業者によってステータコア組立３１が固定型２１の所定の位置に配置される。
ステータコア１３に形成される位置決め孔１３Ｂは、固定型２１に備えられた位置決めピン３７に嵌め込まれる。図６に、そのときの位置決めピン３７と位置決め孔１３Ｂとの関係を示す。位置決めピン３７は、図６に示すように、根元がステータ鋼板１７の４，５枚分の厚みだけ円柱形状部３７Ａが形成されており、その上は先細り形状である。根元の円筒形状部３７Ａの直径は、ステータコア１３側の位置決め孔１３ＢとＪＩＳ規格でＨ７程度の中間バメとしているので、ぴったりとした位置決めをすることができる。場合によっては、位置決め孔１３Ｂが位置決めピン３７の根元部の円柱形状部と擦れることにより、位置決め孔１３Ｂの内周に傷が付くこともあるが、この部分には、樹脂モールドは進入することはないので、問題がない。
こうして、ステータコア組立３１の固定型２１に対する位置が決定される。このとき、中心柱２３とティース部１３Ａとの隙間は、均一に保たれるように、設計されているので、全周に渡って僅かな隙間を備えているため、中心柱２３の外周面が傷付くことがない。

ステータコア組立３１が位置決めされた後、図１に示すように可動型２２を図示しない駆動機構により降下する。
固定型２１の中心柱２３の周囲には、ステータコア組立３１のステータコア１３外周を支えるステータコア支持部２１Ａが形成されており、ステータコア１３の平行巻きコイル１１及び傾斜巻きコイル１２の配設される部分より外側と当接してステータコア組立３１を支持する。
一方、可動型２２にも、ステータコア組立３１のステータコア１３の上面と当接するステータコア当接部２２Ａが形成されている。ステータコア当接部２２Ａは、ステータコア１３に備えられる平行巻きコイル１１及び傾斜巻きコイル１２の外側に設けられているバスバ１４の更に外周の、ステータコア１３の上面と当接する。
可動型２２の中央には、円錐流路２８が形成され、一端には注入口２９と接続されている。注入口２９からはモールド樹脂が注入される。円錐流路２８の他端には、導入路２７が接続される。導入路２７は円盤状に固定型２１の中心柱２３上面と、可動型２２の下面に挟まれて形成される。

樹脂モールドが行われる成形キャビティＫは、ステータコア１３が、ステータコア当接部２２Ａとステータコア支持部２１Ａとで囲まれた内側形成されており、位置決め孔１３Ｂは、その成形キャビティの外側に位置しているため、樹脂モールド材料が、位置決め孔１３Ｂまで漏れ出すことはない。

以上詳細に説明したように、本実施例の樹脂成形方法によれば、固定型２１に位置決めされたステータコア組立３１を、固定型２１と可動型２２により挟み込んで成形キャビティを形成すること、ステータコア組立３１の成形キャビティＫの外側に、位置決め孔１３Ｂが形成されていること、位置決め孔１３Ｂに、固定型２１に配設された位置決めピン３７が嵌合されることにより、ステータコア組立３１が固定型２１に位置決めされるので、位置決め孔１３Ｂが成形キャビティＫの外部に位置するため、位置決め孔１３Ｂにより固定型２１側の位置決めピン３７に傷が付いても、位置決め孔１３Ｂ・位置決めピン３７に樹脂が侵入することがなく、ステータコア組立３１にその痕跡が残ることがない。ステータコア組立３１に痕跡が残らないので、応力集中やクラックの起点となることもない。

また、本実施例の樹脂成形方法は、位置決めピン３７が固定型２１に着脱自在に設けられているので、位置決めピン３７に傷が付いても、位置決めピン３７を容易に交換することができる。従来例えば、固定型の中央円柱とステータコアの内周面とを嵌合させて位置決めしている場合、中央円柱に傷が付くと、固定型全体を交換しなければならないが、本発明によれば、位置決めピンのみを交換すれば良いので、コストを大幅に低減することができる。
また、位置決め孔１３Ｂを、ステータ１０の取り付けボルト孔と兼用させているので、特別に位置決め孔を加工する必要がないため、製造コストを低減することができる。

また、本実施例の樹脂成形金型は、固定型２１と可動型２２により挟み込んで成形キャビティを形成すること、ステータコア組立３１の成形キャビティＫの外側に、位置決め孔１３Ｂが形成されていること、固定型２１が、位置決め孔１３Ｂに嵌合される位置決めピン３７を備えることにより、ステータコア組立３１が固定型２１に位置決めされるので、位置決め孔１３Ｂが成形キャビティＫの外部に位置するため、位置決め孔１３Ｂにより固定型２１側の位置決めピン３７に傷が付いても、位置決め孔１３Ｂ・位置決めピン３７に樹脂が侵入することがなく、ステータコア組立３１にその痕跡が残ることがない。ステータコア組立３１に痕跡が残らないので、応力集中やクラックの起点となることもない。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更して実施することもできる。
例えば、本実施例では、位置決めピン３７を固定型２１側にのみ配置しているが、さらに可動型２２側から位置決めピンを出してステータコア組立３１の位置決め孔１３Ｂを上下両方から位置決めしても良い。

ステータコア組立３１を金型に組み込んで、樹脂モールドを行うときの状態を示す断面図である。 ステータコア組立３１の平面図である。 図２のＡＡ断面図である。 ステータ１０の斜視図である。 ステータ鋼板１７の平面図である。 位置決め孔１３Ｂと位置決めピン３７との関係を示す図である。

符号の説明

１０ ステータ
１３ ステータコア
１３Ｂ 位置決め孔
１７ ステータ鋼板
２１ 固定型
２２ 可動型
３１ ステータコア組立
３７ 位置決めピン
Ｋ 成形キャビティ

Claims (6)

1. 固定型に位置決めされたワークを、前記固定型と可動型により挟み込んで成形キャビティを形成すること、
   前記ワークの前記成形キャビティの外側に、位置決め用孔が形成されていること、
   前記位置決め用孔に、前記固定型に配設された位置決めピンが嵌合されることにより、前記ワークが前記固定型に位置決めされることを特徴とする樹脂射出成形方法。
2. 請求項１に記載する樹脂射出成形方法において、
   前記位置決めピンが前記固定型に着脱自在に設けられたことを特徴とする樹脂射出成形方法。
3. 請求項１または請求項２に記載する樹脂射出成形方法において、
   前記位置決め用孔を、前記ワークの取り付けボルト孔と兼用させることを特徴とする樹脂射出成形方法。
4. 請求項１乃至請求項３に記載する樹脂射出成形方法のいずれか１つにおいて、
   前記ワークがモータのステータであり、
   前記位置決め用孔が、前記ステータをモータケースに取り付けるためのボルト孔であることを特徴とする樹脂射出成形方法。
5. ワークが位置決め固定される固定型と、該固定型と共に該ワークを挟み込んで成形キャビティを形成する可動型とを有する樹脂射出成形金型において、
   前記固定型が、前記ワークの前記成形キャビティよりも外側に形成された位置決め用孔に嵌合する位置に位置決めピンを備えたことを特徴とする樹脂射出成形金型。
6. 請求項５に記載する樹脂射出成形金型において、
   前記位置決め用孔を、前記ワークの取り付けボルト孔と兼用させることを特徴とする樹脂射出成形金型。

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