JP2018026958A - 積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法 - Google Patents

積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法 Download PDF

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Abstract

【課題】樹脂に割れを生じさせることなく、不要樹脂の除去作業の作業性を向上させ、積層鉄心を製造可能な積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法を提供する。
【解決手段】積層鉄心の樹脂注入装置は、積層鉄心本体１２を、受け型とモールド金型２１との間にカルプレート２４を介して配置し圧締めした状態で、樹脂溜め部２２内の樹脂１３をプランジャ２３を用いて押し出す装置であり、カルプレート２４のプランジャ２３との対向側に、凸部２７又は凹部を備えた樹脂１３との密着部２８が設けられている。積層鉄心の樹脂注入方法は、樹脂孔１１の樹脂１３の硬化後、カルプレート２４をモールド金型２１から取り外す前に、プランジャ２３を積層鉄心本体１２から離れる方向へ移動させ、不要樹脂３０とプランジャ２３との分離を行うＡ工程と、Ａ工程の後にプランジャ２３を積層鉄心本体１２側へ移動させるＢ工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の鉄心片を積層して構成された積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法に関する。
複数の鉄心片を積層して構成される積層鉄心には、積層方向に貫通する樹脂孔が形成された回転子鉄心（ロータ）や固定子鉄心（ステータ）がある。
この回転子鉄心には、例えば、特許文献１に記載のように、軸方向に貫通して形成された、樹脂孔からなる穴部が形成されており、この穴部に嵌挿された永久磁石を、穴部内に充填される樹脂を用いて固定している。
また、固定子鉄心には、例えば、特許文献２に記載のように、高さ方向に沿った、樹脂孔からなる軸方向ハウジングが形成されており、この軸方向ハウジングに射出された樹脂を硬化させることで、重ね合わせた複数の金属薄板を固定している。
特開２００２−３４１８７号公報 特表２００３−５２９３０９号公報
硬化させた樹脂のうち、樹脂孔からはみ出した樹脂（即ち、不要樹脂）は、積層鉄心側と樹脂注入を行うモールド金型にそれぞれ固着して、取り外しづらい状態にある。このため、積層鉄心をモールド金型から取り外す際に、樹脂孔からはみ出した樹脂のうち、強度が最も弱い部分に、割れ（折損）が生じ易かった。
従って、割れによって分離した不要樹脂を、モールド金型と積層鉄心からそれぞれ除去する作業が生じるという課題がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、樹脂に割れを生じさせることなく、不要樹脂の除去作業の作業性を向上させ、積層鉄心を製造可能な積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法を提供することを目的とする。
前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心の樹脂注入装置は、複数の鉄心片を積層して構成され、内側には積層方向に貫通する樹脂孔が形成された積層鉄心本体を、積層方向両側から圧締め可能な受け型及びモールド金型と、前記積層鉄心本体と前記モールド金型の間に配置されるカルプレートと、前記モールド金型に形成された樹脂溜め部内の樹脂を押し出し可能なプランジャとを備える積層鉄心の樹脂注入装置において、
前記カルプレートの前記プランジャとの対向側には、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記プランジャ側へ突出した凸部、又は、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記積層鉄心本体側へ窪んだ凹部を備えた、樹脂との密着部が設けられている。
前記目的に沿う第２の発明に係る積層鉄心の樹脂注入方法は、複数の鉄心片を積層して構成され、内側には積層方向に貫通する樹脂孔が形成された積層鉄心本体を、受け型とモールド金型との間にカルプレートを介して配置し、圧締めした状態で、前記モールド金型に形成された樹脂溜め部内の樹脂をプランジャを用いて押し出し、前記カルプレートを介して前記樹脂孔に注入し硬化させた後、前記カルプレートを不要樹脂と共に前記モールド金型から取り外す積層鉄心の樹脂注入方法において、
前記カルプレートの前記プランジャとの対向側に、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記プランジャ側へ突出した凸部、又は、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記積層鉄心本体側へ窪んだ凹部を備えた、樹脂との密着部を設け、
樹脂を硬化させた後、前記カルプレートを前記モールド金型から取り外す前に、前記プランジャを前記積層鉄心本体から離れる方向へ移動させ、前記不要樹脂と前記プランジャとの分離を行うＡ工程と、
前記Ａ工程の後に、前記プランジャを前記積層鉄心本体側へ移動させるＢ工程と、
を含む。
本発明に係る積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法は、カルプレートのプランジャとの対向側に、カルプレートに形成されたランナの溝底よりもプランジャ側へ突出した凸部、又は、ランナの溝底よりも積層鉄心本体側へ窪んだ凹部を備えた、樹脂との密着部を設けているので、樹脂との接触面積（表面積）を拡大でき、カルプレートと樹脂との密着性を向上できる。
これにより、従来のような、不要樹脂の割れを抑制、更には防止でき、不要樹脂の除去作業の作業性を向上できると共に、樹脂の使用量の軽減にもつながる。
（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入装置を用いた樹脂注入方法の説明図である。 （Ａ）は同積層鉄心の樹脂注入装置で生じた不要樹脂の平面図、（Ｂ）はカルプレートにおける（Ａ）のａ−ａ矢視断面図及び部分拡大図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は参考例に係る積層鉄心の樹脂注入装置を用いた樹脂注入方法の説明図である。 （Ａ）は第１の変形例に係る積層鉄心の樹脂注入装置で生じた不要樹脂の平面図、（Ｂ）はカルプレートにおける（Ａ）のｂ−ｂ矢視断面図、（Ｃ）はカルプレートにおける（Ａ）のｃ−ｃ矢視断面図である。 （Ａ）は第２の変形例に係る積層鉄心の樹脂注入装置で生じた不要樹脂の平面図、（Ｂ）はカルプレートにおける（Ａ）のｅ−ｅ矢視断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ第３、第４の変形例に係る積層鉄心の樹脂注入装置を用いた樹脂注入方法の説明図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入装置を用いた樹脂注入方法の説明図である。 （Ａ）は同積層鉄心の樹脂注入装置で生じた不要樹脂の平面図、（Ｂ）はカルプレートにおける（Ａ）のｆ−ｆ矢視断面図及び部分拡大図である。 （Ａ）は第５の変形例に係る積層鉄心の樹脂注入装置で生じた不要樹脂の平面図、（Ｂ）はカルプレートにおける（Ａ）のｇ−ｇ矢視断面図である。
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
まず、本発明の第１、第２の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入装置を適用する積層鉄心について説明した後、積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法について説明する。
図１、図７に示すように、積層鉄心は、環状の複数の鉄心片１０を積層して構成され、内側には積層方向に貫通する樹脂孔１１が形成された積層鉄心本体１２を有している。
鉄心片１０は、厚みが、例えば、０．１０〜０．５ｍｍ程度の電磁鋼板やアモルファス等からなる条材（薄板条材）から打抜き形成されるものである。なお、鉄心片１０は、１枚の条材から打抜いたものや、条材を複数枚（例えば、２枚、更には３枚以上）重ねた状態で打抜いたものでもよい。
この鉄心片１０は、環状の一体構造のものであるが、複数の円弧状の鉄心片部を環状に連結できる分割構造のものや、複数の円弧状の鉄心片部の周方向の一部が連結部で繋がり、この連結部を折曲げて環状にできる構造のものでもよい。
また、積層鉄心本体は、それぞれ環状の複数の鉄心片を積層して形成した複数のブロック鉄心を、順次転積することで形成したものでもよい。なお、複数のブロック鉄心は、全て同一形状であるが、例えば、一部のブロック鉄心が異なる形状でもよい。
この積層鉄心の一例である回転子鉄心は、積層鉄心本体（即ち、積層鉄心本体１２）を有し、その積層方向に隣り合う鉄心片（即ち、鉄心片１０）同士が、例えば、かしめ、接着剤、又は、溶接を用いて結合されたものである。なお、この積層鉄心本体の内側に、積層方向に貫通する結合孔（即ち、樹脂孔１１）を形成し、この結合孔へ樹脂１３を充填することで、積層方向に隣り合う鉄心片同士を結合することもできる。また、この結合には、かしめ、接着剤、溶接、及び、樹脂のいずれか２以上を併用することもできる。
なお、これらの結合を用いることなく構成されたもの（即ち、バラバラの状態のもの）でもよい。この場合、後述するカルプレート２４、６１上に載置し位置決めして、バラバラの鉄心片を一体化する。
回転子鉄心の中央には、軸孔（シャフト孔）が形成され、この軸孔を中心としてその周囲に、積層方向に貫通する永久磁石の磁石挿入孔（即ち、樹脂孔１１）が、複数形成されている。この各磁石挿入孔に挿入された永久磁石は、各磁石挿入孔に充填した樹脂１３を硬化させることにより、各磁石挿入孔内に固定されている。
なお、上記した結合孔や磁石挿入孔に充填する樹脂１３には、熱硬化性樹脂（例えば、エポキシ樹脂）や熱可塑性樹脂を使用できる（以下同様）。
積層鉄心の一例である固定子鉄心は、積層鉄心本体（即ち、積層鉄心本体１２）を有し、その積層方向に隣り合う鉄心片（即ち、鉄心片１０）同士が、積層方向に貫通する結合孔（即ち、樹脂孔１１）に樹脂１３を充填することで結合されている。この結合には更に、かしめ、接着剤、及び、溶接のいずれか１又は２以上を併用することもできる。
なお、上記した結合孔は、固定子鉄心の周方向に複数形成されている。
また、固定子鉄心には、その周方向に複数のスロット（磁極部）が形成されている。
次に、本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入装置（以下、単に樹脂注入装置ともいう）について、図１（Ａ）〜（Ｄ）、図２（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。
積層鉄心の樹脂注入装置はモールド装置２０を有し、このモールド装置２０が、積層鉄心本体１２を積層方向両側から挟み込む、押圧型となる図示しない上型（受け型の一例）と、樹脂注入型となる下型（モールド金型の一例）２１を備えている。この下型２１には、樹脂溜めポット（樹脂溜め部の一例）２２が設けられ、この樹脂溜めポット２２内にプランジャ２３が駆動源（例えば、シリンダやジャッキ等）によって上下動可能に設けられている。
樹脂注入装置の使用にあっては、積層鉄心本体１２を、下型２１上にカルプレート２４を介して配置し（積層鉄心本体１２と下型２１の間にカルプレート２４を配置し）、この積層鉄心本体１２上に上型を配置して（下型２１と上型の間に配置して）、積層鉄心本体１２を圧締め（型閉め）する。
そして、積層鉄心本体１２を圧締めした状態で、樹脂溜めポット２２内の液状の樹脂１３を、プランジャ２３を上昇させて押し出し、カルプレート２４を介して樹脂孔１１に注入し硬化させる。
このカルプレート２４は、積層鉄心本体１２を載置して搬送可能な金属製（ステンレス板や鋼板）の治具（搬送トレイやコアセットプレートともいう）であり、下面側に向けて開口したランナ（樹脂流路）２５と、このランナ２５に連通し、上面側へ向けて開口したゲート孔（樹脂注入孔）２６が、それぞれ形成されている。
このゲート孔２６は、平面視して樹脂孔１１と重なる位置に形成されているため、ランナ２５内の樹脂１３を、ゲート孔２６を介して、樹脂孔１１へそれぞれ注入できる。
カルプレート２４のプランジャ２３との対向側には、カルプレート２４に形成されたランナ２５の溝底２５ａ位置よりもプランジャ２３側へ突出した凸部２７を備えた、樹脂１３との密着部２８が設けられている。
図２（Ｂ）に示すように、凸部２７は、円錐台状となって、その外径（外幅）がプランジャ２３側へ向けて徐々に縮径（縮幅）している。この凸部２７の外周面（周囲側面の一例）２９の傾斜角度θ１は、特に限定されるものではないが、積層鉄心本体１２の軸心に対して３度以上１８度以下（好ましくは、下限を５度、上限を１５度）にすることが好ましい。
上記したように、カルプレート２４のランナ２５とゲート孔２６を介して、積層鉄心本体１２の樹脂孔１１へ樹脂１３を注入した場合、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、樹脂溜めポット２２内、カルプレート２４のランナ２５内及びゲート孔２６内に残って硬化した不要樹脂３０が形成される。この不要樹脂３０は、樹脂１３のうち、樹脂孔１１に注入された樹脂を除く樹脂、即ち、樹脂溜めポット２２内の樹脂部３１と、カルプレート２４のランナ２５内の樹脂部３２と、ゲート孔２６内の樹脂部３３とが、一体となったものであり、カルプレート２４に付着した状態で回収された後、カルプレート２４から除去されるものである。なお、除去された不要樹脂３０は、例えば、廃棄してもよく、また、破砕してリサイクルしてもよい。
ここで、参考例である積層鉄心の樹脂注入装置を用いた樹脂注入方法について、図３（Ａ）〜（Ｄ）を参照しながら説明する。
参考例では、積層鉄心本体１２の樹脂孔１１へ樹脂１３を注入し硬化させた（図３（Ａ）、（Ｂ））後、プランジャ２３を更に上昇させて下型２１の上面（樹脂溜めポット２２）から突出させると共に、カルプレート８０を下型２１から引き離し、その後、プランジャ２３を下型２１内まで下降させる（図３（Ｃ））。
これにより、積層鉄心本体１２をカルプレート８０と共に、下型２１から取り外すことができる（図３（Ｄ））。
しかしながら、プランジャ２３の樹脂１３との接触面（ここでは、上面）３４には鏡面処理（ラップ加工）が施されているため、硬化した樹脂１３と接触面３４との密着強度が高い状態にあり、また、カルプレート８０のゲート孔２６内で硬化した樹脂部３３は、ゲート孔２６の内面に固着して取り外しづらい状態にある。このカルプレート８０は、前記したカルプレート２４とは異なる形状のものであり、プランジャ２３との対向側の平坦（平面）部の位置が、カルプレート８０に形成されたランナ２５の溝底２５ａ位置と同一位置となっている（凸部２７を備えた密着部２８が設けられていない）。
このため、カルプレート８０を下型２１から引き離した後、プランジャ２３を下降させる際に、硬化した樹脂１３のうち、カルプレート２４のランナ２５内に残存する強度が最も弱い樹脂部３２に、割れ（折損）が生じ易かった。
これにより、図３（Ｃ）に示すように、硬化した樹脂１３のうち、プランジャ２３の接触面３４に密着した樹脂部３１は、プランジャ２３と共に下降し、一方、ゲート孔２６内の樹脂部３３は、ランナ２５内に位置する樹脂部３２の大部分と共に、カルプレート８０に付着していた。
このように、プランジャ２３の接触面３４に樹脂部３１が残存する場合、例えば、積層鉄心の製造設備における樹脂１３の注入作業を停止して、作業者が樹脂部３１をプランジャ２３から除去する必要があるため、作業性が悪くなると共に、積層鉄心の生産性が悪くなるという問題があった。
そこで、本発明では、前記したように、カルプレート２４に凸部２７を備えた密着部２８を設け、樹脂１３が密着可能な表面積を拡大することで、カルプレート２４への樹脂部３１の付着性を高めている。
これにより、カルプレート２４を下型２１から取り外す際に、樹脂部３１は凸部２７に付着した状態を維持しようとするため、プランジャ２３から分離できる。
なお、カルプレート２４を下型２１から取り外した後は、カルプレート２４から不要樹脂３０を除去する必要がある。
即ち、カルプレート２４には、不要樹脂３０との密着性と離型性の双方の機能を有する必要があるため、凸部２７の外周面２９の傾斜角度θ１を前記した範囲に設定することが好ましい。
例えば、凸部２７への樹脂部３１の付着性を更に高める方法としては、凸部２７のプランジャ２３との対向面（下面）３５に研磨処理を施すのがよい。
付着性を高めるため、従来は、機械加工（掘り込み）を行っていたが、使用期間の経過に伴い、機械加工を行った領域の中央部に樹脂が張り付くようになった。この機械加工を行うよりも、凸部２７に研磨処理を行う方が、樹脂の張り付きが少ない。また、凸部２７は、樹脂１３の注入の際に樹脂１３との接触によって磨耗し易いため、研磨処理によって磨耗の進行を遅らせ、カルプレートの寿命を延長する効果も得られる。
一方、凸部２７からの樹脂部３１の離型性を高める方法としては、凸部２７の外周面２９に梨地処理を施すのがよい。
凸部２７の外周面２９に梨地処理を施す場合、外周面２９の表面粗度Ｒｚが３μｍ以上１５μｍ以下（更には、下限を９μｍ、上限を１１μｍ）になるように行うことが好ましい。これにより、外周面２９に梨地処理を施さなかった場合や、また、外周面２９の表面粗度Ｒｚを３μｍ未満又は１５μｍ超にした場合よりも、凸部２７からの樹脂部３１の離型性を高めることができる。
なお、上記した表面粗度Ｒｚ（十点平均粗さ）とは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に定義されており、具体的には、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｔｐ）の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（Ｙｖ）の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル（μｍ）で表したものをいう。
上記した梨地処理は、凸部２７の外周面２９に対し、熱処理後に機械加工を行うことで実施できる。しかし、外周面の表面粗度Ｒｚを上記した数値範囲（３μｍ以上１５μｍ以下）にできれば、熱処理後の機械加工に限定されるものではなく、他の加工方法、例えば、放電加工やブラスト処理、エッチング処理等を用いることもできる。
これにより、凸部２７の外周面２９に離型材等を塗布する必要がないため、離型材等の成分（不純物）の樹脂への混入を防止できる。
また、凸部２７は、平面視して樹脂溜めポット２２内に収まっている（即ち、凸部２７の最大外径（上端位置の外径）が樹脂溜めポット２２の内径（内幅）ｄ（図２参照）よりも小さくなっている）。この場合、凸部２７のプランジャ２３との対向面３５の高さ位置を、カルプレート２４の下面（下型２１との接触面）と同一高さ位置にしている。
なお、密着部の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、凸部の外径や高さを種々変更できるが、図４〜図６に示す形状にすることもできる。この図４〜図６に記載の構成は、図１、図２と略同様であるため、同一部材に同一符号を付す。
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示す密着部４０は、カルプレート４１のプランジャ２３との対向側に更に、樹脂溜めポット２２の内径（プランジャ２３の外径（外幅））ｄよりも大きな内径（内幅）ｄ１を有する円状の第１の拡幅部４２が設けられたものである。このため、第１の拡幅部４２にランナ２５が連通している。
これにより、生じる不要樹脂４３の樹脂部３１の外周部に、カルプレート４１と下型２１との間に挟まれた樹脂部４４が形成されるため、プランジャ２３を下方へ移動させるに際し、プランジャ２３の移動に伴って、樹脂部３１が樹脂溜めポット２２内に引き込まれることを防止できる。
従って、第１の拡幅部４２の内径ｄ１は、樹脂溜めポット２２の内径ｄよりも大きければ、特に限定されるものではないが、上記した効果や樹脂１３の使用量（経済性）等を考慮すれば、樹脂溜めポット２２の内径ｄの１．０２倍以上１．１５倍以下であることが好ましい。
なお、第１の拡幅部４２は、凸部２７の全周に渡って設けられているが、周方向に渡って部分的に複数設けることもできる。このとき、生じる不要樹脂の重心バランスを考慮すれば、周方向に渡って等ピッチで複数設けることが好ましい。また、この場合、第１の拡幅部４２にランナが連通しなくてもよい。
図５（Ａ）、（Ｂ）に示す密着部４５は、カルプレート４６のプランジャ２３との対向側に、樹脂孔１１に連通するダミーランナ４７が設けられたものである。このダミーランナ４７は、生じる不要樹脂４８の重心バランスを良好にするものであるため、樹脂孔１１に樹脂１３を注入する機能は有していない。
従って、ランナ２５と鏡面対象の位置に形成すればよいが、生じる不要樹脂の重心バランスを良好にできれば、ダミーランナの長さ、位置、本数等は、特に限定されるものではない。また、ここでは、ダミーランナ４７に連通するダミーゲート孔４９を設けているが、設けなくてもよい（上記した第１の拡幅部も同様）。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）中の符号３２ａ、３３ａは、ダミーランナ４７内とダミーゲート孔４９内で生じた樹脂部である。
図６（Ａ）、（Ｂ）に示す密着部５０は、カルプレート５３に形成されたランナ２５の溝底２５ａ位置よりもプランジャ２３側へ突出した凸部５１を備え、この凸部５１が、平面視してプランジャ２３と重なっている（即ち、凸部５１の外径ｄ２がプランジャ２３の外径ｄに一致している）。また、凸部５１のプランジャ２３との対向面５２の高さ位置は、カルプレート５３の下面と同一高さ位置である。
このため、図６（Ａ）に示すように、下型５４のカルプレート５３との対向側（ここでは、樹脂溜めポット２２ａの出側）に、プランジャ２３の外径ｄより大きな内径（内幅）ｄ３を有する第２の拡幅部５５を設けている。これにより、樹脂溜めポット２２ａから樹脂孔１１への樹脂１３の流れを妨げることなく、樹脂１３が密着可能な表面積を拡大できる。
また、図６（Ｂ）に示す第２の拡幅部５６のように、その内径（内幅）をカルプレート５３側へ向けて徐々に拡径（拡幅）することもできる。この第２の拡幅部５６の内周面５７の傾斜角度θ２は、特に限定されるものではないが、積層鉄心本体１２の軸心に対して３度以上１８度以下（好ましくは、下限を５度、上限を１５度）にすることが好ましい。
これにより、下型５４ａからの不要樹脂５８の離型性が高められるが、更に、第２の拡幅部５６の内周面５７に、前記した梨地処理を施すこともできる。
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入方法について、図１（Ａ）〜（Ｄ）、図２（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。
まず、金型（図示しない）を用いて条材から打抜いた複数の鉄心片１０を順次積層し、積層鉄心本体１２を製造する。
ここで、積層鉄心が回転子鉄心の場合、積層した複数の鉄心片（鉄心片１０）の結合には、前記した、かしめ、溶接、及び、樹脂のいずれか１又は２以上を使用することができるが、これらの結合を用いなくてもよい。なお、結合に樹脂を使用する場合は、積層鉄心本体（積層鉄心本体１２）の積層方向に、結合孔（樹脂孔１１）を形成しておく。
そして、積層鉄心本体の各磁石挿入孔（樹脂孔１１）に、未着磁の永久磁石（着磁済みの永久磁石でもよい）を挿入しておく。
また、積層鉄心が固定子鉄心の場合、積層した複数の鉄心片（鉄心片１０）の結合には、前記した樹脂を使用するため、上記したように、積層鉄心本体（積層鉄心本体１２）の積層方向に、結合孔（樹脂孔１１）を形成しておく。なお、結合には、上記した樹脂だけでなく、更に、前記した、かしめ、接着剤、及び、溶接のいずれか１又は２以上を併用することもできる。
上記した積層鉄心本体１２を、モールド装置２０にセットして圧締めする（図１（Ａ））。
そして、積層鉄心本体１２を圧締めした状態で、樹脂溜めポット２２内の液状の樹脂１３を、プランジャ２３を上昇させて押し出し、カルプレート２４のランナ２５とゲート孔２６を介して、樹脂孔１１に注入し硬化させる（図１（Ｂ））。
この液状の樹脂１３は、予め樹脂溜めポット２２内に装入した粒状（固形）の樹脂１３を、樹脂溜めポット２２内で溶解させたものである。このため、カルプレート２４に凸部２７を設けることで、樹脂溜めポット２２内の樹脂１３（樹脂部３１）の厚みを薄く（カルプレート２４とプランジャ２３との間隔を狭く）できる。これにより、樹脂１３が溶け易くなり、樹脂孔１１への液状の樹脂１３の充填性を向上できる。
なお、上記した積層鉄心本体１２とカルプレート２４は、使用する樹脂の種類等に応じて、樹脂注入温度（例えば、１５０〜１７０℃程度）に予め加熱（予熱）されている。この加熱方法は、特に限定されるものではなく、例えば、気体（熱風）やヒータ等を使用できる。
これにより、カルプレート２４と積層鉄心本体１２を流れる樹脂１３の流動性を維持でき、安定した樹脂１３の注入ができる。
また、上記した積層鉄心本体１２は、カルプレート２４より低い温度、例えば、６０〜１００℃に予熱されていてもよい。これにより、積層鉄心本体１２の予熱時間を短縮することができ、生産性を向上させることができる。
更に、上型と下型２１に、挟持した積層鉄心本体１２を加熱するためのヒータ（加熱手段）を、それぞれ設けることもできる。
上記したように、樹脂孔１１に注入した樹脂１３を硬化させた後、カルプレート２４を下型２１から取り外そうとすると、不要樹脂３０は、強度が最も弱い、カルプレート２４のランナ２５内の樹脂部３２に割れ（折損）が生じ易いため、プランジャ２３の樹脂１３との接触面３４に樹脂部３１が付着した状態で残存する（図３（Ｃ）参照）。
しかし、凸部２７を備えた密着部２８が設けられたカルプレート２４を用いることにより、硬化させた樹脂１３（樹脂部３１）からプランジャ２３を分離できる。
このとき、プランジャ２３は、樹脂孔１１に注入した樹脂１３を硬化させた後、積層鉄心本体１２をカルプレート２４と共に下型２１から取り外す前に、プランジャ２３を下方（積層鉄心本体１２から離れる方向）へ移動させ、硬化させた樹脂１３（樹脂部３１）からプランジャ２３を分離する（図１（Ｃ）：即ちＡ工程）。これにより、不要樹脂３０の割れ（折損）を抑制、更には防止する効果が、より顕著になる。
ここで、プランジャ２３の樹脂部３１との接触面３４には、樹脂部３１からのプランジャ２３の分離を容易にするため、前記した梨地処理を施すことが好ましい。
なお、プランジャ２３を下方へ移動させるに際し、プランジャ２３の下方への動作距離は、樹脂部３１とプランジャ２３を分離できれば（０ｍｍ超であれば）、特に限定されるものではないが、樹脂部３１と接触面３４との間隔Ｓが、１ｍｍ以下（好ましくは０．７ｍｍ以下、更に好ましくは０．５ｍｍ以下）となるように設定することが好ましい。
これは、下型２１と上型を使用し、樹脂孔１１に樹脂１３を注入して硬化させる場合、樹脂溜めポット２２内（不要樹脂３０と接触面３４との間）が真空状態となり、プランジャ２３の移動に伴って、樹脂部３１が樹脂溜めポット２２内に引き込まれ、不要樹脂３０に割れが生じるおそれがあることによる。
樹脂部３１とプランジャ２３の分離を実施した後は、プランジャ２３を上昇させて（積層鉄心本体１２側へ移動させて：即ちＢ工程）樹脂溜めポット２２内から突出させると共に、上型と積層鉄心本体１２とカルプレート２４を特定位置まで上昇させることで、カルプレート２４を下型２１から引き離す。このとき、上型と積層鉄心本体１２とプランジャ２３の動きは同期している。
その後、積層鉄心本体１２から上型を取り外し、また、プランジャ２３を下型２１内まで下降させる。
これにより、積層鉄心本体１２を、不要樹脂３０が付着したカルプレート２４と共に、下型２１から取り外すことができる（図１（Ｄ））。
上記したように、積層鉄心本体１２を下型２１から取り外す前に、樹脂部３１から分離するため下方へ移動させたプランジャ２３を、再度上昇させることで、前記した樹脂溜めポット２２内の真空状態に起因する不要樹脂３０の割れを抑制、更には防止できる。
そして、樹脂孔１１に樹脂１３を注入し硬化させた積層鉄心本体１２は、カルプレート２４に載置された状態で次の工程へ搬送され、所定の工程を行った後、カルプレート２４を取り外して使用される。
また、積層鉄心本体１２から取り外されたカルプレート２４は、ゲート孔２６内に棒材等を差し込み、不要樹脂３０を除去した後、他の積層鉄心本体１２の搬送に繰り返し使用され、この積層鉄心本体１２に対して上記した樹脂注入方法を順次行う。
次に、本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入装置（以下、単に樹脂注入装置ともいう）について、図７（Ａ）〜（Ｄ）、図８（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明するが、前記した第１の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入装置と同一部材には同一符号を付し、詳しい説明を省略する。
積層鉄心の樹脂注入装置はモールド装置６０を有し、このモールド装置６０が、上型と下型２１とカルプレート６１（前記したカルプレート２４の代わりに使用）を備えている。
カルプレート６１には、ランナ２５と、これに連通するゲート孔２６が、それぞれ形成されている。
このカルプレート６１のプランジャ２３との対向側には、カルプレート６１に形成されたランナ２５の溝底２５ａ位置よりも積層鉄心本体１２側（プランジャ２３側とは反対側）へ窪んだ凹部６２を備えた、樹脂１３との密着部６３が設けられている。これにより、樹脂１３が密着可能な表面積を拡大できるため、カルプレート６１への不要樹脂６４（平面視してプランジャ２３の接触面３４と重なる樹脂部６５）の付着性が高められる。
凹部６２は、断面円形となって、その内径（内幅）がプランジャ２３側へ向けて徐々に拡径（拡幅）している。この凹部６２の内周面（周囲側面の一例）６６の傾斜角度θ３は、特に限定されるものではないが、積層鉄心本体１２の軸心に対して３度以上１８度以下（好ましくは、下限を５度、上限を１５度）にすることが好ましい。
これにより、カルプレート６１に対する不要樹脂６４の密着性と離型性の双方が更に高められる。
なお、凹部６２のプランジャ２３との対向面（上面）６７に、前記した研磨処理を施すことで、凹部６２への樹脂部６５の付着性を更に高めることもできる。
また、凹部６２の内周面６６に、前記した梨地処理を施すことで、凹部６２からの樹脂部６５の離型性を更に高めることもできる。
また、凹部６２は、平面視して樹脂溜めポット２２を含んでいる（即ち、凹部６２の最小内径（上端位置の内径）が樹脂溜めポット２２の内径ｄよりも大きくなっている）。
なお、密着部の形状は、これに限定されるものではなく、例えば、凹部の内径や深さを種々変更できるが、図９に示す形状にすることもできる。この図９に記載の構成は、図７、図８と略同様であるため、同一部材に同一符号を付す。
図９（Ａ）、（Ｂ）に示す密着部７０は、カルプレート７３に形成されたランナ２５の溝底２５ａ位置よりも積層鉄心本体１２側（プランジャ２３側とは反対側）へ窪んだ凹部７１（凹部６２と略同様）を備え、この凹部７１内に更にプランジャ２３側へ突出した２つの半円状の凸部７２が設けられている。なお、凸部７２の高さは、凹部６２の深さよりも小さくなっている。
これにより、樹脂１３が密着可能な表面積を更に拡大できるため、カルプレート７３への不要樹脂７４（平面視してプランジャ２３の接触面３４と重なる樹脂部７５）の付着性が高められる。また、樹脂１３が溶け易くなり、樹脂孔１１への液状の樹脂１３の充填性も向上できる。
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入方法について、図７（Ａ）〜（Ｄ）、図８（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明するが、前記した第１の実施の形態に係る積層鉄心の樹脂注入方法と略同様であるため、詳しい説明を省略する。
まず、金型（図示しない）を用いて条材から打抜いた複数の鉄心片１０を順次積層して製造した積層鉄心本体１２を、モールド装置６０にセットして圧締めする。
次に、積層鉄心本体１２を圧締めした状態で、樹脂溜めポット２２内の液状の樹脂１３を、プランジャ２３を上昇させて押し出し、カルプレート６１を介して樹脂孔１１に注入し硬化させる（図７（Ａ））。
このとき、プランジャ２３の上端部を下型２１の上面から突出させ、カルプレート６１の下面よりも上方位置（カルプレート６１内）まで上昇（移動）させる。
これにより、凹部６２内の樹脂１３の厚みを薄く（カルプレート６１とプランジャ２３との間隔を狭く）できるため、樹脂１３の使用量の削減と、樹脂孔１１への液状の樹脂１３の充填性の向上が図れる。
上記したように、樹脂孔１１に注入した樹脂１３を硬化させた後、積層鉄心本体１２をカルプレート６１と共に下型２１から取り外す前に、プランジャ２３を下方（積層鉄心本体１２から離れる方向）へ移動させ、硬化させた樹脂１３（樹脂部６５）からプランジャ２３を分離する（図７（Ｂ）：即ちＡ工程）。
これにより、不要樹脂６４の割れ（折損）を抑制、更には防止する効果が、より顕著になる。
樹脂部６５とプランジャ２３の分離を実施した後は、プランジャ２３を上昇させて（積層鉄心本体１２側へ移動させて：即ちＢ工程）樹脂溜めポット２２内から突出させると共に、上型と積層鉄心本体１２とカルプレート６１を特定位置まで上昇させることで、カルプレート６１を下型２１から引き離す（図７（Ｃ））。このとき、上型と積層鉄心本体１２とプランジャ２３の動きは同期している。
その後、積層鉄心本体１２から上型を取り外し、また、プランジャ２３を下型２１内まで下降させる。
これにより、積層鉄心本体１２を、不要樹脂６４が付着したカルプレート６１と共に、下型２１から取り外すことができる（図７（Ｄ））。
以上のことから、本発明の積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法を用いることで、不要樹脂に割れを生じさせることなく、不要樹脂をカルプレートのみに付着させた状態で（下型に付着させることなく）、積層鉄心を製造できるため、不要樹脂の除去作業の作業性を向上できると共に、樹脂の使用量の軽減にもつながる。
以上のように、前記目的に沿う第１の発明に係る積層鉄心の樹脂注入装置は、複数の鉄心片を積層して構成され、内側には積層方向に貫通する樹脂孔が形成された積層鉄心本体を、積層方向両側から圧締め可能な受け型及びモールド金型と、前記積層鉄心本体と前記モールド金型の間に配置されるカルプレートと、前記モールド金型に形成された樹脂溜め部内の樹脂を押し出し可能なプランジャとを備える積層鉄心の樹脂注入装置において、
前記カルプレートの前記プランジャとの対向側には、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記プランジャ側へ突出した凸部、又は、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記積層鉄心本体側へ窪んだ凹部を備えた、樹脂との密着部が設けられている。
ここで、前記密着部が前記凸部を備えることを条件として、該凸部の外幅は前記プランジャ側へ向けて徐々に縮幅していることが好ましい。
また、前記密着部が前記凹部を備えることを条件として、該凹部の内幅は前記プランジャ側へ向けて徐々に拡幅していることが好ましい。
そして、前記密着部が前記凹部を備えることを条件として、該凹部内に更に前記プランジャ側へ突出した凸部が設けられていることが好ましい。
第１の発明に係る積層鉄心の樹脂注入装置において、前記密着部には更に、前記樹脂溜め部の内幅よりも大きな内幅を有する第１の拡幅部が設けられていることが好ましい。
ここで、前記第１の拡幅部に前記ランナを連通させてもよい。
第１の発明に係る積層鉄心の樹脂注入装置において、前記カルプレートの前記プランジャとの対向側には、前記樹脂孔に連通するダミーランナが設けられていることが好ましい。
第１の発明に係る積層鉄心の樹脂注入装置において、前記密着部の前記プランジャとの対向面には研磨処理が施されていることが好ましい。
ここで、前記密着部の周囲側面には梨地処理が施されていることが好ましい。
第１の発明に係る積層鉄心の樹脂注入装置において、前記モールド金型の前記カルプレートとの対向側にある前記樹脂溜め部には、前記プランジャの外幅より大きな内幅を有する第２の拡幅部が設けられているのがよい。
ここで、前記第２の拡幅部は、その内幅が前記カルプレート側へ向けて徐々に拡幅していることが好ましい。
前記目的に沿う第２の発明に係る積層鉄心の樹脂注入方法は、複数の鉄心片を積層して構成され、内側には積層方向に貫通する樹脂孔が形成された積層鉄心本体を、受け型とモールド金型との間にカルプレートを介して配置し、圧締めした状態で、前記モールド金型に形成された樹脂溜め部内の樹脂をプランジャを用いて押し出し、前記カルプレートを介して前記樹脂孔に注入し硬化させた後、前記カルプレートを不要樹脂と共に前記モールド金型から取り外す積層鉄心の樹脂注入方法において、
前記カルプレートの前記プランジャとの対向側に、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記プランジャ側へ突出した凸部、又は、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記積層鉄心本体側へ窪んだ凹部を備えた、樹脂との密着部を設け、
樹脂を硬化させた後、前記カルプレートを前記モールド金型から取り外す前に、前記プランジャを前記積層鉄心本体から離れる方向へ移動させ、前記不要樹脂と前記プランジャとの分離を行うＡ工程と、
前記Ａ工程の後に、前記プランジャを前記積層鉄心本体側へ移動させるＢ工程と、
を含む。
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明の積層鉄心の樹脂注入装置及びその樹脂注入方法を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、樹脂孔への樹脂の注入を、下型に設けられた樹脂溜め部から行った場合（樹脂を積層鉄心本体の下方から注入した場合）について説明したが、上型に設けられた樹脂溜め部から行う（樹脂を積層鉄心本体の上方から注入する）こともできる。この場合、プランジャの動作は、前記実施の形態とは逆方向の動きになる。具体的には、樹脂孔内の樹脂を硬化させた後、カルプレートをモールド金型（上型）から取り外す前に、プランジャを上昇させ、その後、プランジャを再度下降させる。
なお、樹脂孔への樹脂の注入は、積層鉄心本体全体に対して一度に行ってもよく、また、積層鉄心本体を予め設定した角度回動させながら、各樹脂孔に順次行ってもよい。
そして、樹脂孔への樹脂の注入は、樹脂溜め部と樹脂孔を連通する、カルプレートのランナとゲート孔の形成位置を種々変更することにより、１つのプランジャ（樹脂溜め部）から複数の樹脂孔へ行うことができるが、１つのプランジャから１つの樹脂孔へ行うこともできる。
また、密着部の形状は、樹脂との接触面積（表面積）を拡大できれば、前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、凸部に対して１又は複数の凹部及び／又は凸部を更に設け、また、凹部に対して１又は複数の凹部及び／又は凸部を更に設け、密着部を階段状に形成することもできる。
更に、密着部は、複数の微小な凸部又は凹部で構成してもよく、各凸部又は各凹部の平面視した形状は、例えば、円形、楕円形、三角形、又は、四角形（多角形）等にできる。
１０：鉄心片、１１：樹脂孔、１２：積層鉄心本体、１３：樹脂、２０：モールド装置、２１：下型（モールド金型）、２２、２２ａ：樹脂溜めポット（樹脂溜め部）、２３：プランジャ、２４：カルプレート、２５：ランナ、２５ａ：溝底、２６：ゲート孔、２７：凸部、２８：密着部、２９：外周面（周囲側面）、３０：不要樹脂、３１、３２、３２ａ、３３、３３ａ：樹脂部、３４：接触面、３５：対向面、４０：密着部、４１：カルプレート、４２：第１の拡幅部、４３：不要樹脂、４４：樹脂部、４５：密着部、４６：カルプレート、４７：ダミーランナ、４８：不要樹脂、４９：ダミーゲート孔、５０：密着部、５１：凸部、５２：対向面、５３：カルプレート、５４、５４ａ：下型（モールド金型）、５５、５６：第２の拡幅部、５７：内周面、５８：不要樹脂、６０：モールド装置、６１：カルプレート、６２：凹部、６３：密着部、６４：不要樹脂、６５：樹脂部、６６：内周面（周囲側面）、６７：対向面、７０：密着部、７１：凹部、７２：補助凸部、７３：カルプレート、７４：不要樹脂、７５：樹脂部、８０：カルプレート

Claims (12)

  1. 複数の鉄心片を積層して構成され、内側には積層方向に貫通する樹脂孔が形成された積層鉄心本体を、積層方向両側から圧締め可能な受け型及びモールド金型と、前記積層鉄心本体と前記モールド金型の間に配置されるカルプレートと、前記モールド金型に形成された樹脂溜め部内の樹脂を押し出し可能なプランジャとを備える積層鉄心の樹脂注入装置において、
    前記カルプレートの前記プランジャとの対向側には、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記プランジャ側へ突出した凸部、又は、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記積層鉄心本体側へ窪んだ凹部を備えた、樹脂との密着部が設けられていることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  2. 請求項１記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記密着部が前記凸部を備えることを条件として、該凸部の外幅は前記プランジャ側へ向けて徐々に縮幅していることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  3. 請求項１記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記密着部が前記凹部を備えることを条件として、該凹部の内幅は前記プランジャ側へ向けて徐々に拡幅していることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  4. 請求項１記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記密着部が前記凹部を備えることを条件として、該凹部内に更に前記プランジャ側へ突出した凸部が設けられていることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記密着部には更に、前記樹脂溜め部の内幅よりも大きな内幅を有する第１の拡幅部が設けられていることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  6. 請求項５記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記第１の拡幅部に前記ランナが連通することを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記カルプレートの前記プランジャとの対向側には、前記樹脂孔に連通するダミーランナが設けられていることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記密着部の前記プランジャとの対向面には研磨処理が施されていることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  9. 請求項８記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記密着部の周囲側面には梨地処理が施されていることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記モールド金型の前記カルプレートとの対向側にある前記樹脂溜め部には、前記プランジャの外幅より大きな内幅を有する第２の拡幅部が設けられていることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  11. 請求項１０記載の積層鉄心の樹脂注入装置において、前記第２の拡幅部は、その内幅が前記カルプレート側へ向けて徐々に拡幅していることを特徴とする積層鉄心の樹脂注入装置。
  12. 複数の鉄心片を積層して構成され、内側には積層方向に貫通する樹脂孔が形成された積層鉄心本体を、受け型とモールド金型との間にカルプレートを介して配置し、圧締めした状態で、前記モールド金型に形成された樹脂溜め部内の樹脂をプランジャを用いて押し出し、前記カルプレートを介して前記樹脂孔に注入し硬化させた後、前記カルプレートを不要樹脂と共に前記モールド金型から取り外す積層鉄心の樹脂注入方法において、
    前記カルプレートの前記プランジャとの対向側に、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記プランジャ側へ突出した凸部、又は、前記カルプレートに形成されたランナの溝底よりも前記積層鉄心本体側へ窪んだ凹部を備えた、樹脂との密着部を設け、
    樹脂を硬化させた後、前記カルプレートを前記モールド金型から取り外す前に、前記プランジャを前記積層鉄心本体から離れる方向へ移動させ、前記不要樹脂と前記プランジャとの分離を行うＡ工程と、
    前記Ａ工程の後に、前記プランジャを前記積層鉄心本体側へ移動させるＢ工程と、
    を含むことを特徴とする積層鉄心の樹脂注入方法。
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