WO2016181421A1 - 磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置および樹脂充填方法 - Google Patents

磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置および樹脂充填方法 Download PDF

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奥平　博信
友章 村山
修 福山
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黒田精工株式会社
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    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]

Definitions

  • the present invention relates to a resin filling apparatus and a resin filling method for a magnet-embedded core in which a magnet inserted into a magnet insertion hole of a motor core is embedded with resin.
  • magnet-embedded cores in which magnets housed in magnet insertion holes formed in laminated iron cores are embedded with resin have become widespread.
  • a movable block is provided in the other mold facing the one mold provided with the transfer mechanism, and the movable block is the center of the motor core.
  • a structure is known that is inserted into the through-hole from the opening on the other side and supported by a biasing means so as to be fitted with a hole in an intermediate mold disposed on one mold surface side (for example, a patent) Reference 1).
  • the present invention has been devised in view of such problems of the prior art, and is a magnet-embedded core that facilitates the discharge of air mixed in the resin filled in the magnet insertion hole out of the resin flow path. It is a main object to provide a resin filling apparatus and a resin filling method.
  • the resin (6) embeds the magnet (4) inserted in the magnet insertion hole (3) provided in the laminated core (2) for the magnet-embedded core (1) with the resin (6).
  • a fitting member (32) fitted to an opening communicating with the resin flow path in the flow path forming member, and the fitting member receives air in the resin flow path. Vent portions (38, 62) for discharging to the outside are provided.
  • a vent portion for discharging the air in the resin flow path to the outside is provided in the fitting member, so that it is mixed into the resin filled in the magnet insertion hole. It becomes possible to easily discharge the air out of the resin flow path.
  • the fitting member includes a tip portion (35) inserted into the opening and an enlarged portion connected to the rear side of the tip portion.
  • the vent portion is constituted by a groove formed so as to cut out a part of the contact surface in the closed portion. It becomes possible to easily discharge the mixed air out of the resin flow path.
  • the resin flow channel (43) is an annular portion (55) defined by the opening of the flow channel forming member and the tip of the fitting member. ), And the groove discharges air accumulated in the annular portion to the outside.
  • a groove is formed in a portion (annular portion) where the air mixed in the resin tends to stay, so that the air mixed in the resin can be more easily removed outside the resin flow path. Can be discharged.
  • the fourth aspect of the present invention relates to the second or third aspect, wherein the groove is formed to extend radially from the center side of the closing portion toward the outside.
  • air can be effectively discharged from the portion where the air mixed into the resin is likely to stay outside the resin flow path.
  • the resin flow path includes a plurality of runner parts extending radially outward from a central part of the flow path forming member, and the groove and the The runner portion is characterized by being arranged so as to extend in different directions in plan view.
  • the flow of the resin in each runner is made uniform by exhausting the air uniformly from the portion where the air mixed in the resin is likely to stay. Can be realized.
  • a resin filling method of embedding a magnet inserted into a magnet insertion hole provided in a laminated core for a magnet-embedded core with a resin the first being provided opposite to each other.
  • a fitting step of fitting a fitting member provided in a mold, and a resin injection step of injecting the resin into the magnet insertion hole through the resin flow path, the resin injection step It includes a vent step for discharging the air in the resin flow path to the outside through a vent portion provided in the fitting member.
  • FIG. 1 is a plan view of a magnet-embedded rotor filled with resin by a resin filling apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
  • a magnet-embedded rotor (magnet-embedded core) 1 is a component such as a motor, and a rotor core (motor core) 2 made of a laminated iron core and a plurality of magnets provided in the rotor core 2 are inserted. Magnets 4 accommodated in the holes 3 are provided.
  • the laminated iron core constituting the rotor core 2 is formed by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets in a state of being coupled to each other by a known coupling method (caulking coupling, adhesion, laser welding, etc.).
  • the rotor core 2 has a substantially annular shape in a plan view, and a shaft (not shown) is attached to the shaft hole 5 opened at the center thereof.
  • the magnet insertion holes 3 have the same shape and are provided so as to penetrate the rotor core 2 in the axial direction.
  • the magnet insertion hole 3 has a magnet housing part 11 that is substantially rectangular in a plan view, and a gate insertion part 12 that is substantially semicircular connected to the center of one side of the outer periphery of the magnet housing part 11. .
  • the pair of magnet insertion holes 3 are arranged at four equal intervals in the circumferential direction of the rotor core 2, but not limited to this, the shape, number, and number of the magnet insertion holes 3 Various changes can be made to the arrangement and the like.
  • the magnet 4 has a substantially rectangular parallelepiped shape, and as shown in FIG. 2, a resin 6 (here, a resin 6 filled in the magnet insertion hole 3 in a state of being inserted into the magnet housing portion 11 of the magnet insertion hole 3 with a predetermined gap). It is fixed by a thermoplastic resin.
  • the magnet 4 is constituted by a plurality of permanent magnets (for example, ferrite-based sintered magnets, neodymium magnets, etc.) inserted in series in the axial direction with respect to one magnet insertion hole 3, but is not limited thereto. Instead, a single permanent magnet may be used.
  • a resin 6 here, a resin 6 filled in the magnet insertion hole 3 in a state of being inserted into the magnet housing portion 11 of the magnet insertion hole 3 with a predetermined gap. It is fixed by a thermoplastic resin.
  • the magnet 4 is constituted by a plurality of permanent magnets (for example, ferrite-based sintered magnets, neodymium magnet
  • the axial length of the magnet 4 (two permanent magnets) is shown to be the same as the axial length of the magnet insertion hole 3, but in practice, the axial length of the magnet 4 is , It is set slightly smaller than the magnet insertion hole 3.
  • the gap between the inner surface of the magnet housing portion 11 and the side surface of the magnet 4 is shown larger than the actual gap.
  • FIG. 3 and 4 are sectional views showing first and second states of the resin filling device 20 of the magnet embedded rotor 1 according to the embodiment, respectively.
  • FIG. FIG. 6 is a bottom view of the runner plate in the resin filling device 20
  • FIG. 7 is an enlarged view of a main part of the resin filling device 20 shown in FIG. In FIG. 4, illustration of the resin in the magnet insertion hole 3 and the resin flow path is omitted.
  • the resin filling device 20 is an injection molding device for embedding the magnet 4 accommodated in the magnet insertion hole 3 provided in the rotor core 2 with resin, and is opposed to each other vertically.
  • the upper mold (second mold) 21 and the lower mold (first mold) 22 are provided.
  • the upper die 21 located above is the movable side
  • the lower die 22 located below is the fixed side.
  • the present invention is not limited to this, and the arrangement (direction) of the upper die 21 and the lower die 22 and the fixed side The relationship on the movable side can be changed.
  • the upper die 21 has an upper die body 31 formed with a lower surface 31a that contacts the upper surface 2a of the rotor core 2, and a fitting block (fitting member) 32 protruding downward from the lower surface 31a of the upper die body 31. is doing.
  • the fitting block 32 has a tapered (downward truncated truncated cone) tip portion 35 forming a lower end portion thereof, and a substantially cylindrical block main body (closing portion) 36 positioned above the tip portion 35. ing.
  • the outer peripheral portion of the block main body 36 is preferably provided so as to be accurately fitted to the shaft hole 5 of the rotor core 2. Thereby, the position of the rotor core 2 (magnet insertion hole 3) at the time of resin filling can be accurately positioned.
  • the lower portion of the block main body 36 is an enlarged (expanded) portion that is continuous with the upper end of the tip portion 35, thereby forming a substantially annular downward shoulder surface (contact surface) 37.
  • grooves 38 arranged at equal intervals in four circumferential directions are provided at the lower portion of the block main body 36 so as to cut out (divide) a part of the shoulder surface 37. .
  • Each groove 38 extends radially from the center side (inner side) of the block main body 36 toward the outer side in the radial direction, and constitutes a vent part for discharging air mixed in the resin, as will be described in detail later.
  • the shape, size, and arrangement of the grooves 38 are not limited to those shown here, and various changes can be made.
  • the distal end portion 35 does not necessarily have a tapered shape, and may have a substantially cylindrical shape as long as the shoulder surface 37 can be formed with a diameter (or width) smaller than that of the block main body. .
  • the lower die 22 is engageable with a lower die body 42 in which a sprue portion 41 that is a passage for guiding resin from a nozzle of an injection molding machine (not shown) is formed, and a lower end portion (lower surface) of the rotor core 2.
  • a runner plate (flow path forming member) 44 that is attached to the upper surface 42a of the lower die main body 42 and that forms a runner portion 43 connected to the downstream end of the sprue portion 41 together with the lower die main body 42 is provided. is doing.
  • the sprue portion 41 extends so as to penetrate the lower mold body 42 in the vertical direction, and guides the resin from below the lower mold 22 upward.
  • the runner portion 43 is connected to the downstream end (here, the upper end) of the sprue portion 41, and includes a plurality of branch passages 46 extending radially from the center side of the rotor core 2 toward the respective magnet insertion holes 3 in the horizontal direction.
  • branch passages 46 are arranged in a substantially cross shape, and these branch passages 46 are provided with grooves 47 provided on the upper surface 42 a of the lower die main body 42 and runner plates 44 covering these grooves 47. And is defined by the lower surface 44a (see FIG. 6).
  • a gate portion (resin injection portion) 48 is provided at the downstream end (here, the outer end) of each branch passage 46.
  • each groove 38 of the block main body 36 and each groove 47 of the lower mold main body 42 that forms the runner portion 43 together with the runner plate 44 are arranged so as to extend (overlap) in the same direction in plan view, but extend so that each groove 38 of the block main body 36 and each groove 47 of the runner plate 44 extend in different directions.
  • each groove 38 of the block main body 36 shown in FIG. 5 is rotated by 45 °).
  • the groove 47 for forming the runner portion 43 is provided on the upper surface 42a of the lower mold main body 42.
  • a configuration in which a similar groove is provided on the lower surface 44a side of the runner plate 44 is also possible.
  • the branch passage 46 is defined by a groove provided on the lower surface 44 a of the runner plate 44 and an upper surface 42 a of the lower mold body 42 covering the grooves 47.
  • the gate part 48 is formed so as to form a tapered path upward from the downstream end of each branch passage 46, and the distal end part 48 a forming the downstream end of the gate part 48 is at a position facing the magnet insertion hole 3.
  • the upper surface 44b of the runner plate 44 opens.
  • the sprue portion 41, the runner portion 43, and the gate portion 48 constitute a resin flow path for guiding the resin from the injection molding machine to the magnet insertion hole 3.
  • a circular opening 50 extending in the axial direction of the rotor core (here, the vertical direction) is provided at the center of the runner plate 44.
  • the opening 50 is formed as a tapered hole that gradually increases in diameter from the upper opening end 50a toward the lower opening end 50b.
  • the substantially annular shoulder surface 37 at the lower portion of the block body 36 abuts (adheres closely) to a region (a part of the upper surface 44 b of the runner plate 44) surrounding the opening end 50 a of the opening 50. ),
  • the resin flow path (runner portion 43) can be closed.
  • the opening 50 is configured as a tapered hole, but the taper of the opening 50 is not essential, and may be a hole having the same diameter in the extending direction.
  • the rotor core 2 is fixed between the upper die 21 and the lower die 22 as shown in FIG. 4 (fixing step). ).
  • the fitting block 32 is fitted into the shaft hole 5 of the rotor core 2, and the tip 35 is inserted into the opening 50 of the runner plate 44 (fitting process).
  • the lower surface 31 a of the upper mold body 31 abuts on the upper surface 2 a of the rotor core 2.
  • the rotor core 2 is clamped up and down between the lower surface 31 a of the upper die body 31 and the upper surface 44 b of the runner plate 44.
  • annular portion 55 communicates with the inner (center side) end portion of each branch passage 46 and is located above each branch passage 46. Further, the annular portion 55 is formed to be tapered toward the upper side (upper die 21 side) in the vertical cross section shown in FIG.
  • each groove 38 is in communication with the outside of the resin filling device 20.
  • Each groove 38 is preferably provided in a shape and size such that air is discharged to the outside and resin is not allowed to pass through.
  • the resin 6 in the magnet insertion hole 3 is cooled and hardened. Thereafter, the upper die 21 is again raised to the position shown in FIG. 3, and the resin-filled rotor core 2 (magnet embedded rotor 1) is taken out from the resin filling device 20.
  • the runner plate 44 is fixed to the lower mold main body 42, and the resin-filled rotor core 2 is taken out from the resin filling device 20 alone.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration in which the runner plate 44 is detachably attached to the lower mold main body 42 and the resin-filled rotor core 2 is taken out from the resin filling device 20 together with the runner plate 44 is also possible.
  • the resin filling device 20 since the groove 38 (vent part) for discharging the air in the resin flow path to the outside is provided in the fitting block 32, the resin 6 filled in the magnet insertion hole 3 is provided in the resin 6. The mixed air can be easily discharged out of the resin flow path.
  • the entire areas of the end surfaces 4a and 4b (lower surface and upper surface) of the magnet 4 after resin filling are exposed from the upper and lower openings of the magnet insertion hole 3, respectively, but at least the end surfaces 4a and 4b of the magnet 4 are exposed.
  • a configuration in which one whole region or a part of the region is covered with the resin 6 that is, a configuration in which the axial length of the magnet 4 is smaller than the axial length of the magnet insertion hole 3) is also possible.
  • FIG. 8 is a view showing a modified example of the fitting block 32 in the resin filling device 20.
  • the groove 38 is provided in the lower part of the block main body 36 to configure the vent part for discharging the air mixed in the resin.
  • the present invention is not limited to this, and various modifications can be made to the vent part. .
  • a configuration in which a ring member 60 having a substantially disc shape is attached to the lower portion of the block main body 36, and a groove 38 similar to the above is provided in the ring member 60 is also possible.
  • the ring member 60 is provided separately from the block main body 36, there is an advantage that the size and shape of the groove 38 can be easily adjusted.
  • the resin flow path here, the annular portion 55
  • the outside here, the gap G
  • the fitting block 32 with an exhaust passage 62 that communicates with the fitting block 32.
  • the path and opening position of the exhaust passage 62 in the resin flow path and the gap G can be variously changed as long as the air on the resin flow path side can be discharged to the gap G side.
  • the exhaust passage 62 is preferably provided in a shape and size that do not allow resin to pass through.
  • the present invention is not limited to this, and other molding methods (for example, transfer molding or the like) can be used in the present invention.
  • the filling of the resin into the magnet insertion hole of the rotor core is not limited to the structure in which the resin is injected from the lower mold, but may be a structure in which the resin is injected from the upper mold. In that case, the runner plate is provided on the upper die, and the fitting block is provided on the lower die.
  • the gate portion is not limited to the case where the gate portion is disposed on the outer side in the radial direction of the magnet, but may be disposed on the inner side in the radial direction, or in some cases, on one side in the circumferential direction or at the corner portion of the magnet insertion hole.
  • the resin for fixing the magnet is not limited to a thermoplastic resin, but other known resins such as a thermosetting resin, a two-part curable resin (for example, a two-part epoxy resin), a moisture curable resin, and a liquid crystal polymer. It can also be used.
  • the present invention can be applied not only to the rotor core but also to the stator core.
  • the components of the resin-filled apparatus and resin-filling method for a magnet-embedded core according to the present invention shown in the above embodiment are not necessarily all required, and are appropriately selected as long as they do not depart from the scope of the present invention. Is possible.

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Abstract

【課題】磁石挿入孔に充填される樹脂に混入した空気の樹脂流路外への排出を容易とする。 【解決手段】樹脂充填装置２０が、積層鉄心２の軸方向端部を挟み込んだ状態で固定するべく互いに対向して設けられた第１金型２２および第２金型２１と、積層鉄心の軸方向端部に係合可能なように第１金型に設けられ、樹脂６が流れる樹脂流路４３を形成する流路形成部材４４と、第２金型に設けられ、流路形成部材における樹脂流路に連通する開口部に対して嵌合する嵌合部材３２とを備え、嵌合部材には、樹脂流路内の空気を外部に排出するためのベント部３８、６２が設けられた構成とする。

Description

磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置および樹脂充填方法
　本発明は、モータコアの磁石挿入孔に挿入されたマグネットを樹脂により埋設する磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置および樹脂充填方法に関する。
　従来、自動車や電化製品等で用いられるモータ用のコアとして、積層鉄心に形成された磁石挿入孔に収容したマグネットを樹脂により埋設した磁石埋め込み型コアが普及している。
　この種の磁石埋め込み型コアでは、樹脂充填装置における樹脂充填時の樹脂漏れを防止できると共に、マグネットを所定位置に固定できることが望ましい。そこで、例えば、磁石埋め込み型のモータコアを樹脂モールドする樹脂充填装置において、トランスファ機構が設けられた一方の金型と対向する他方の金型に可動ブロックが設けられ、当該可動ブロックが、モータコアの中心貫通孔に他方側開口から挿入されると共に、一方の金型面側に配置された中間型の穴部と嵌合するように付勢手段により支持された構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１４－８３８１１号公報
　ところで、上記特許文献１に記載されたような従来の樹脂充填装置では、金型から注入される樹脂に空気が混入すると、金型内の樹脂流路に空気溜まりが生じて樹脂の流動が不均一となり、或いは、樹脂に空気が混入してボイドが発生することにより、磁石挿入孔への安定的な樹脂の充填が阻害される場合がある。したがって、上記のような樹脂充填装置では、金型内の樹脂に混入した空気を樹脂流路から容易に排出する構成を有することが望ましい。
　本発明は、このような従来技術の課題を鑑みて案出されたものであり、磁石挿入孔に充填される樹脂に混入した空気の樹脂流路外への排出を容易とする磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置および樹脂充填方法を提供することを主目的とする。
　本発明の第１の側面では、磁石埋め込み型コア（１）用の積層鉄心（２）に設けられた磁石挿入孔（３）に挿入されたマグネット（４）を樹脂（６）により埋設する樹脂充填装置（２０）であって、前記積層鉄心の軸方向端部を挟み込んだ状態で固定するべく互いに対向して設けられた第１金型（２２）および第２金型（２１）と、前記積層鉄心の軸方向端部に係合可能なように前記第１金型に設けられ、前記樹脂が流れる樹脂流路（４３）を形成する流路形成部材（４４）と、前記第２金型に設けられ、前記流路形成部材における前記樹脂流路に連通する開口部に対して嵌合する嵌合部材（３２）とを備え、前記嵌合部材には、前記樹脂流路内の空気を外部に排出するためのベント部（３８、６２）が設けられたことを特徴とする。
　この第１の側面による磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置では、樹脂流路内の空気を外部に排出するためのベント部が嵌合部材に設けられるため、磁石挿入孔に充填される樹脂に混入した空気の樹脂流路外への排出を容易とすることが可能となる。
　本発明の第２の側面では、上記第１の側面に関し、前記嵌合部材は、前記開口部に挿入される先端部（３５）と、当該先端部の後側に連なる拡大された部位をなし、前記流路形成部材の外面において前記開口部の開口端を外囲する領域に当接する当接面（３７）が形成された閉鎖部（３６）とを有し、前記ベント部は、前記閉鎖部における前記当接面の一部を切り欠くように形成された少なくとも１つの溝（３８）から構成されることを特徴とする。
　この第２の側面による磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置では、閉鎖部における当接面の一部を切り欠くように形成された溝によってベント部が構成されるため、簡易な構成により、樹脂に混入した空気の樹脂流路外への排出を容易とすることが可能となる。
　本発明の第３の側面では、上記第２の側面に関し、前記樹脂流路（４３）は、前記流路形成部材の前記開口部および前記嵌合部材の先端部によって画定された環状部（５５）を含み、前記溝は、前記環状部に滞留した空気を外部に排出することを特徴とする。
　この第３の側面による磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置では、樹脂に混入した空気が滞留し易い部位（環状部）に溝が形成されるため、樹脂に混入した空気を樹脂流路外により容易に排出することが可能となる。
　本発明の第４の側面では、上記第２または第３の側面に関し、前記溝は、前記閉鎖部の中心側から外側に向けて放射状に延在するように形成されたことを特徴とする。
　この第４の側面による磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置では、樹脂に混入した空気が滞留し易い部位から空気を樹脂流路外により効果的に排出することが可能となる。
　本発明の第５の側面では、上記第４の側面に関し、前記樹脂流路は、前記流路形成部材の中央部から外方に向けて放射状に延びる複数のランナー部を含み、前記溝と前記ランナー部とは、平面視においてそれぞれ異なる方向に延在するように配置されたことを特徴とする。
　この第５の側面による磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置では、樹脂に混入した空気が滞留し易い部位から空気を樹脂流路外に均一に排出することにより、各ランナー部における樹脂の流動を均一化することが可能となる。
　本発明の第６の側面では、磁石埋め込み型コア用の積層鉄心に設けられた磁石挿入孔に挿入されたマグネットを樹脂により埋設する樹脂充填方法であって、互いに対向して設けられた第１金型および第２金型により、前記積層鉄心の軸方向端部を挟み込む固定工程と、前記第１金型に設けられた前記樹脂が流れる樹脂流路に連通する開口部に対し、前記第２金型に設けられた嵌合部材を嵌合させる嵌合工程と、前記樹脂流路を介して前記磁石挿入孔に前記樹脂を注入する樹脂注入工程とを有し、前記樹脂注入工程は、前記嵌合部材に設けられたベント部を介して前記樹脂流路内の空気を外部に排出するベント工程を含むことを特徴とする。
　このように本発明によれば、磁石挿入孔に充填される樹脂に混入した空気の樹脂流路外への排出を容易とすることが可能となる。
実施形態に係る樹脂充填装置によって樹脂が充填された磁石埋め込み型ロータの平面図 図１中のII－II断面図 実施形態に係る樹脂充填装置の第１の状態を示す断面図 実施形態に係る樹脂充填装置の第２の状態を示す断面図 実施形態に係る樹脂充填装置における嵌合ブロックの底面図 実施形態に係る樹脂充填装置におけるランナープレートの底面図 図４に示した樹脂充填装置の要部拡大図 実施形態に係る樹脂充填装置における嵌合ブロックの変形例を示す図
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は本発明の実施形態に係る樹脂充填装置によって樹脂が充填された磁石埋め込み型ロータの平面図であり、図２は図１中のII－II断面図である。
　図１に示すように、磁石埋め込み型ロータ（磁石埋め込み型コア）１は、モータ等の構成部品であり、積層鉄心からなるロータコア（モータコア）２と、このロータコア２に設けられた複数の磁石挿入孔３にそれぞれ収容されたマグネット４とを有している。ロータコア２を構成する積層鉄心は、複数枚の電磁鋼板が公知の結合方法（かしめ結合、接着、レーザ溶接等）により互いに結合された状態で積層されたものである。ロータコア２は、平面視において略円環状をなし、その中央に開口する軸孔５には、図示しないシャフトが取り付けられる。
　各磁石挿入孔３は、互いに同一の形状を有し、ロータコア２を軸方向に貫通するようにそれぞれ設けられている。磁石挿入孔３は、平面視において略矩形をなす磁石収容部１１と、磁石収容部１１の外周側の一辺の中央部に接続された略半円形をなすゲート挿入部１２とを有している。本実施形態では、対をなす磁石挿入孔３がロータコア２の周方向の４箇所に等間隔に配置された例を示しているが、これに限らず、磁石挿入孔３の形状、数、及び配置等については種々の変更が可能である。
　マグネット４は、略直方体状をなし、図２に示すように、磁石挿入孔３の磁石収容部１１に所定の間隙をもって挿入された状態で磁石挿入孔３に充填された樹脂６（ここでは、熱可塑性樹脂）によって固定されている。マグネット４は、１つの磁石挿入孔３に対して軸方向に直列の状態で挿入された複数の永久磁石（例えば、フェライト系の焼結マグネット、ネオジムマグネット等）によって構成されるが、これに限らず、単一の永久磁石を用いてもよい。また、図２では、マグネット４（２つの永久磁石）の軸方向長さは、磁石挿入孔３の軸方向長さと同一に示されているが、実用上は、マグネット４の軸方向長さは、磁石挿入孔３よりも僅かに小さく設定される。なお、図２では、磁石収容部１１の内面とマグネット４の側面との隙間は、実際よりも大きく示されている。
　図３及び図４は、それぞれ実施形態に係る磁石埋め込み型ロータ１の樹脂充填装置２０の第１及び第２の状態を示す断面図であり、図５は、樹脂充填装置２０における嵌合ブロックの底面図であり、図６は、樹脂充填装置２０におけるランナープレートの底面図であり、図７は、図４に示した樹脂充填装置２０の要部拡大図である。なお、図４では、磁石挿入孔３および樹脂流路における樹脂の図示を省略している。
　図３及び図４に示すように、樹脂充填装置２０は、ロータコア２に設けられた磁石挿入孔３に収容されたマグネット４を樹脂により埋設するための射出成形装置であり、互いに上下に対向して設けられた上型（第２金型）２１および下型（第１金型）２２を備える。ここでは、上方に位置する上型２１を可動側とし、下方に位置する下型２２を固定側とするが、これに限らず、上型２１および下型２２の配置（方向）や、固定側および可動側の関係は変更可能である。
　上型２１は、ロータコア２の上面２ａに当接する下面３１ａが形成された上型本体３１と、この上型本体３１の下面３１ａから下方に突出する嵌合ブロック（嵌合部材）３２とを有している。嵌合ブロック３２は、その下端部をなす先細り状（下向きの円錐台状）の先端部３５と、当該先端部３５の上側に位置する略円柱形のブロック本体（閉鎖部）３６とを有している。
　ブロック本体３６の外周部は、ロータコア２の軸孔５に対して精度良く嵌合するように設けるとよい。これにより、樹脂充填時のロータコア２（磁石挿入孔３）の位置を精度良く位置決めすることが可能となる。また、ブロック本体３６の下部は、先端部３５の上端に連なる拡大（拡径）された部位をなし、これにより、略円環状の下向きの肩面（当接面）３７が形成されている。図５にも示すように、ブロック本体３６の下部には、肩面３７の一部を切り欠く（分割する）ように周方向の４箇所に等間隔に配置された溝３８が設けられている。各溝３８は、ブロック本体３６の中心側（内側）から径方向外側に向けて放射状に延在し、後に詳述するように、樹脂に混入した空気を排出するためのベント部を構成する。
　なお、溝３８の形状、サイズ、及び配置については、ここに示すものに限らず種々の変更が可能である。また、先端部３５は、必ずしも先細り状である必要はなく、少なくともブロック本体より小さい径（または幅）を有して肩面３７を形成可能であれば、略円柱状とすることも可能である。
　下型２２は、図示しない射出成形機のノズルからの樹脂を導くための通路であるスプルー部４１が形成された下型本体４２と、ロータコア２の下端部（下面）に係合可能なように下型本体４２の上面４２ａに取り付けられると共に、下型本体４２と共にスプルー部４１の下流端に接続されるランナー部４３を形成する略平板状をなすランナープレート（流路形成部材）４４とを有している。スプルー部４１は、下型本体４２を上下方向に貫通するように延在し、下型２２の下方から上方に向けて樹脂を導く。
　ランナー部４３は、スプルー部４１の下流端（ここでは、上端）に接続され、ロータコア２の中央側から各磁石挿入孔３側に向かって水平方向に放射状に延在する複数の分岐通路４６を有する。ここでは、４本の分岐通路４６が略十字形に配置されており、これら分岐通路４６は、下型本体４２の上面４２ａに設けられた溝４７と、それらの溝４７を覆うランナープレート４４の下面４４ａ（図６参照）とによって画定される。各分岐通路４６の下流端（ここでは、外方端）には、ゲート部（樹脂注入部）４８が設けられている。
　なお、本実施形態では、図５および図６に示すように、ブロック本体３６の各溝３８と、ランナープレート４４と共にランナー部４３を形成する下型本体４２の各溝４７（図６中の想像線を参照）とが平面視においてそれぞれ同方向に延びる（重なる）ように配置されているが、ブロック本体３６の各溝３８とランナープレート４４の各溝４７とをそれぞれ異なる方向に延在するように配置する（例えば、図５に示したブロック本体３６の各溝３８を４５°回転させた配置とする）ことも可能である。これにより、環状部５５から空気を樹脂流路外に均一に排出し、各ランナー部４３における樹脂の流動を均一化することが可能となる。
　また、本実施形態では、下型本体４２の上面４２ａにランナー部４３を形成する溝４７を設けたが、同様の溝をランナープレート４４の下面４４ａ側に設けた構成も可能である。その場合、分岐通路４６は、ランナープレート４４の下面４４ａに設けられた溝と、それらの溝４７を覆う下型本体４２の上面４２ａとによって画定されることになる。
　ゲート部４８は、各分岐通路４６の下流端から上方に向けて先細り状の通路をなすように形成され、ゲート部４８の下流端をなす先端部４８ａは、磁石挿入孔３に対向する位置においてランナープレート４４の上面４４ｂに開口する。
　このように、下型２２では、スプルー部４１、ランナー部４３、及びゲート部４８により、射出成形機から磁石挿入孔３に樹脂を導くための樹脂流路が構成される。
　また、ランナープレート４４の中央部には、ロータコアの軸方向（ここでは、上下方向）に延在する円形の開口部５０が設けられている。開口部５０は、その上側の開口端５０ａから下側の開口端５０ｂに向けて徐々に拡径されたテーパ孔として形成されている。図７に示すように、ブロック本体３６の下部における略円環状の肩面３７は、開口部５０の開口端５０ａを外囲する領域（ランナープレート４４の上面４４ｂの一部）に当接（密着）することにより、樹脂流路（ランナー部４３）を閉鎖することが可能である。なお、ここでは、開口部５０をテーパ孔として構成したが、開口部５０のテーパは必須ではなく、延在方向に同一の径を有する孔としてもよい。
　続いて、図３に示す状態から上型２１を下降させることにより、図４に示すように、上型２１と下型２２との間でロータコア２を上下に挟み込んだ状態で固定する（固定工程）。これと同時に、上型２１では、嵌合ブロック３２がロータコア２の軸孔５に嵌め込まれ、その先端部３５が、ランナープレート４４の開口部５０に挿入される（嵌合工程）。また、上型本体３１の下面３１ａはロータコア２の上面２ａに当接する。これにより、ロータコア２は、上型本体３１の下面３１ａと、ランナープレート４４の上面４４ｂとの間で上下にクランプされた状態となる。
　その後、図示しない射出成形機を作動させて加熱によって溶融した樹脂をスプルー部４１に所定の圧力で流入させると、図４中の矢印Ａに示すようにスプルー部４１に流入した樹脂は、図４中の矢印Ｂに示すようにランナー部４３（分岐通路４６）を流れ、さらに、ゲート部４８を経て磁石挿入孔３に注入される（樹脂注入工程）。このとき、図７に示すように、樹脂流路（ランナー部４３）には、ランナープレート４４の開口部５０および嵌合ブロック３２の先端部３５によって画定された環状部５５が形成され、この環状部５５の上部には、樹脂６に混入した空気の滞留部５６が形成される。ここでは、環状部５５は、各分岐通路４６の内側（中心側）の端部に連通し、各分岐通路４６よりも上方に位置する。また、環状部５５は、図７に示す縦断面において、上側（上型２１側）に向けて先細り状をなすように形成されている。
　このような構成により、滞留部５６に滞留する空気は、各溝３８を介してブロック本体３６の外周面と軸孔５の内周面との間隙Ｇに排出される。この間隙Ｇは、樹脂充填装置２０の外部と連通した状態にある。なお、各溝３８は、空気を外部に排出する一方、樹脂を通過させない程度の形状およびサイズに設けられることが好ましい。
　磁石挿入孔３内への樹脂の充填が完了すると、磁石挿入孔３内の樹脂６が冷却され硬化する。その後、上型２１が再び図３に示す位置まで上昇し、樹脂充填済みのロータコア２（磁石埋め込み型ロータ１）が樹脂充填装置２０から取り出される。なお、本実施形態では、ランナープレート４４は、下型本体４２に固定されており、樹脂充填済みのロータコア２は単体で樹脂充填装置２０から取り出される。ただし、これに限らず、ランナープレート４４を下型本体４２に対して着脱可能に設け、樹脂充填済みのロータコア２をランナープレート４４と共に樹脂充填装置２０から取り出す構成も可能である。
　このように、樹脂充填装置２０では、樹脂流路内の空気を外部に排出するための溝３８（ベント部）が嵌合ブロック３２に設けられるため、磁石挿入孔３に充填される樹脂６に混入した空気を樹脂流路外に容易に排出することが可能となる。
　なお、本実施形態では、樹脂充填後のマグネット４の端面４ａ、４ｂ（下面、上面）の全域は、磁石挿入孔３の上下の開口からそれぞれ露出するが、マグネット４の端面４ａ、４ｂの少なくとも一方の全域または一部の領域が、樹脂６によって覆われた構成（すなわち、マグネット４の軸方向長さが、磁石挿入孔３の軸方向長さよりも小さい構成）も可能である。
　図８は、樹脂充填装置２０における嵌合ブロック３２の変形例を示す図である。上述の例では、ブロック本体３６の下部に溝３８を設けることにより、樹脂に混入した空気を排出するためのベント部を構成したが、これに限らずベント部については種々の変更が可能である。
　例えば、図８に示すように、ブロック本体３６の下部に略円板状をなすリング部材６０を取り付けた構成とし、このリング部材６０に上述と同様の溝３８を設けた構成も可能である。この場合、リング部材６０がブロック本体３６とは別体として設けられるため、溝３８のサイズや形状の調整が容易となるという利点がある。
　また、場合によっては、図８中に２点鎖線で示すように、上述の溝３８の代わりに、或いは溝３８と共に、樹脂流路（ここでは、環状部５５）と外部（ここでは、間隙Ｇ）とを連通する排気通路６２を嵌合ブロック３２に設けることも可能である。この場合、樹脂流路および間隙Ｇにおける排気通路６２の経路および開口位置は、樹脂流路側の空気を間隙Ｇ側に排出可能な限りにおいて種々の変更が可能である。また。排気通路６２は、樹脂を通過させない程度の形状およびサイズに設けられることが好ましい。
　以上、本発明を特定の実施形態に基づいて説明したが、これらの実施形態はあくまでも例示であって、本発明はこれらの実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、射出成形を用いた例を示したが、これに限らず、本発明では他の成形手法（例えば、トランスファ成形等）を用いることも可能である。また、ロータコアの磁石挿入孔への樹脂の充填は、下型から注入する構成に限らず、上型から注入する構成としてもよい。その場合、ランナープレートが上型に設けられ、嵌合ブロックが下型に設けられる。また、ゲート部は、マグネットの径方向外側に配置される場合に限らず、径方向内側や、場合によっては周方向の一方側或いは矩形をなす磁石挿入孔の角部に配置されてもよい。また、マグネットを固定する樹脂は、熱可塑性樹脂に限らず、熱硬化性樹脂、二液硬化性樹脂（例えば、二液エポキシ樹脂）、湿気硬化性樹脂、液晶ポリマーなどの他の公知の樹脂を用いることもできる。また、本発明は、ロータコアに限らず、ステータコアに適用することも可能である。なお、上記実施形態に示した本発明に係る磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置および樹脂充填方法の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、少なくとも本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。
１　磁石埋め込み型ロータ（磁石埋め込み型コア）
２　ロータコア（積層鉄心）
３　磁石挿入孔
４　マグネット（永久磁石）
５　軸孔
６　樹脂
１１　磁石収容部
１２　ゲート挿入部
２０　樹脂充填装置
２１　上型（第２金型）
２２　下型（第１金型）
３１　上型本体
３２　嵌合ブロック（嵌合部材）
３５　先端部
３６　ブロック本体（閉鎖部）
３７　肩面（当接面）
３８　溝（ベント部）
４１　スプルー部
４２　下型本体
４３　ランナー部（樹脂流路）
４４　ランナープレート（流路形成部材）
４６　分岐通路
４７　溝
４８　ゲート部
５０　開口部
５５　環状部
５６　滞留部
６０　リング部材
６２　排気通路（ベント部）

Claims (6)

  1. 　磁石埋め込み型コア用の積層鉄心に設けられた磁石挿入孔に挿入されたマグネットを樹脂により埋設する樹脂充填装置であって、
    　前記積層鉄心の軸方向端部を挟み込んだ状態で固定するべく互いに対向して設けられた第１金型および第２金型と、
    　前記積層鉄心の軸方向端部に係合可能なように前記第１金型に設けられ、前記樹脂が流れる樹脂流路を形成する流路形成部材と、
    　前記第２金型に設けられ、前記流路形成部材における前記樹脂流路に連通する開口部に対して嵌合する嵌合部材と
    を備え、
    　前記嵌合部材には、前記樹脂流路内の空気を外部に排出するためのベント部が設けられたことを特徴とする磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置。
  2. 　前記嵌合部材は、前記開口部に挿入される先端部と、当該先端部の後側に連なる拡大された部位をなし、前記流路形成部材の外面において前記開口部の開口端を外囲する領域に当接する当接面が形成された閉鎖部とを有し、
    　前記ベント部は、前記閉鎖部における前記当接面の一部を切り欠くように形成された少なくとも１つの溝から構成されることを特徴とする請求項１に記載の磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置。
  3. 　前記樹脂流路は、前記流路形成部材の前記開口部および前記嵌合部材の先端部によって画定された環状部を含み、
    　前記溝は、前記環状部に滞留した空気を外部に排出することを特徴とする請求項２に記載の磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置。
  4. 　前記溝は、前記閉鎖部の中心側から外側に向けて放射状に延在するように形成されたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置。
  5. 　前記樹脂流路は、前記流路形成部材の中央部から外方に向けて放射状に延びる複数のランナー部を含み、
    　前記溝と前記ランナー部とは、平面視においてそれぞれ異なる方向に延在するように配置されたことを特徴とする請求項４に記載の磁石埋め込み型コアの樹脂充填装置。
  6. 　磁石埋め込み型コア用の積層鉄心に設けられた磁石挿入孔に挿入されたマグネットを樹脂により埋設する樹脂充填方法であって、
    　互いに対向して設けられた第１金型および第２金型により、前記積層鉄心の軸方向端部を挟み込む固定工程と、
    　前記第１金型に設けられた前記樹脂が流れる樹脂流路に連通する開口部に対し、前記第２金型に設けられた嵌合部材を嵌合させる嵌合工程と、
    　前記樹脂流路を介して前記磁石挿入孔に前記樹脂を注入する樹脂注入工程と
    を有し、
    　前記樹脂注入工程は、前記嵌合部材に設けられたベント部を介して前記樹脂流路内の空気を外部に排出するベント工程を含むことを特徴とする磁石埋め込み型コアの樹脂充填方法。
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