WO2021010329A1 - モータカバー及びモータカバーの製造方法 - Google Patents

モータカバー及びモータカバーの製造方法 Download PDF

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WO2021010329A1
WO2021010329A1 PCT/JP2020/027047 JP2020027047W WO2021010329A1 WO 2021010329 A1 WO2021010329 A1 WO 2021010329A1 JP 2020027047 W JP2020027047 W JP 2020027047W WO 2021010329 A1 WO2021010329 A1 WO 2021010329A1
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WO
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motor cover
height
gate
cavity
mold
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English (en)
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英浩 古▲高▼
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住友化学株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/14—Casings; Enclosures; Supports
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/08—Insulating casings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a motor cover and a method for manufacturing the motor cover.
  • a motor has been used as a drive source for an electric vehicle or an electric motorcycle (see, for example, Patent Document 1).
  • Aluminum is known as a material for forming a motor cover of a motor. Since aluminum is a non-magnetic material, it is not affected by the magnetic field of the electromagnet in the motor. Further, since aluminum has high thermal conductivity, it is possible to suitably dissipate heat generated by driving the motor.
  • a motor having a light motor cover is preferable because it has a higher output even with the same input power than a motor having a relatively heavy motor cover. Therefore, it is required to further reduce the weight of the conventional aluminum motor cover.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a new resin motor cover. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a motor cover that makes it possible to easily manufacture such a motor cover.
  • the inventor considered manufacturing a resin motor cover by injection molding. As a result, the motor cover is likely to be distorted depending on the shape of the motor cover, and the weld line is damaged. It became clear as an issue that it was likely to occur. As a result of diligent studies by the inventor on this issue, the invention was completed.
  • the present invention includes the following aspects.
  • a motor cover made of a polyether sulfone as a forming material, which is an injection-molded article having an annular shape in a plan view, and a gate mark continuous on the inner peripheral surface of the injection-molded article in the circumferential direction. Motor cover provided with.
  • a method for manufacturing a motor cover using polyether sulfone as a forming material is an injection-molded article exhibiting an annular shape in a plan view, and a mold satisfying the following conditions (1) to (3).
  • a method for manufacturing a motor cover which comprises a step of injection molding the polyether sulfone using the above. (1) In a cavity having a shape corresponding to the motor cover, a diaphragm gate is provided on the inner peripheral side of the motor cover. (2) The height of the runner connected to the diaphragm gate is larger than the height of the cavity. (3) The height of the diaphragm gate is smaller than the height of the cavity.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the motor cover 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line segment II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a mold preferably used for manufacturing the motor cover 1 of the embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a state when the motor cover 1 is manufactured using the mold 100.
  • FIG. 5 is a schematic view showing a state when the motor cover 1 is manufactured by using the mold 100.
  • FIG. 6 is a schematic view showing a direction in which the molten resin flows in the formed motor cover 1.
  • FIG. 7 is a schematic view showing a direction in which the molten resin flows in the formed motor cover 1.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of the mold 100S analyzed in the examples.
  • the motor cover of this embodiment uses polyether sulfone as a forming material.
  • Polyethersulfone typically a divalent aromatic group from the aromatic compound is two except for comprising residues bonded hydrogen atoms to the aromatic ring of an aromatic compound, a sulfonyl group (-SO 2 - ) And a resin having a repeating unit containing an oxygen atom.
  • the polyether sulfone preferably has a repeating unit represented by the following formula (1), and further, a repeating unit represented by the following formula (2) and the following formula ( It may have one or more other repeating units such as the repeating unit represented by 3).
  • the repeating unit represented by the equation (1) may be referred to as a “repetition unit (1)”.
  • the repeating unit represented by the equation (2) may be referred to as a “repeating unit (2)”.
  • the repeating unit represented by the equation (3) may be referred to as a “repeating unit (3)”.
  • Ph 1 and Ph 2 each independently represent a phenylene group.
  • the hydrogen atom in the phenylene group may be independently substituted with an alkyl group, an aryl group or a halogen atom.
  • Ph 3 and Ph 4 each independently represent a phenylene group.
  • the hydrogen atom in the phenylene group may be independently substituted with an alkyl group, an aryl group or a halogen atom.
  • R represents an alkylidene group, an oxygen atom or a sulfur atom.
  • Ph 5 represents a phenylene group.
  • the hydrogen atom in the phenylene group may be independently substituted with an alkyl group, an aryl group or a halogen atom.
  • n represents an integer of 1 to 3. when n is 2 or more, Ph 5 there are a plurality, it may be the same or different from each other.
  • the phenylene group represented by any of Ph 1 to Ph 5 may be a p-phenylene group, an m-phenylene group, or an o-phenylene group, but p. -Preferably a phenylene group.
  • alkyl groups in which the hydrogen atom in the phenylene group may be substituted include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group and t-.
  • alkyl groups in which the hydrogen atom in the phenylene group may be substituted include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group and t-.
  • alkyl groups in which the hydrogen atom in the phenylene group may be substituted include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group and t-.
  • examples thereof include a butyl group, an n-hexyl group, a 2-
  • Examples of the aryl group in which the hydrogen atom in the phenylene group may be substituted include a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, a 1-naphthyl group and a 2-naphthyl group.
  • the number of carbon atoms is, for example, 6 to 20.
  • the hydrogen atoms in the phenylene group are substituted with these groups, the number of each hydrogen atom is independently, for example, 2 or less, preferably 1 or less for each phenylene group.
  • alkylidene group which is R examples include a methylene group, an ethylidene group, an isopropylidene group and a 1-butylidene group, and the carbon number thereof is, for example, 1 to 5.
  • the polyether sulfone preferably has the repeating unit (1) in an amount of 50 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, based on the total of all the repeating units, and substantially as the repeating unit (1). ) Only.
  • the polyether sulfone may independently have two or more repeating units (1) to (3).
  • the polyether sulfone can be produced by polycondensing a dihalogenosulfone compound and a dihydroxy compound corresponding to the repeating units constituting the polyether sulfone.
  • a compound represented by the following formula (4) (hereinafter, may be referred to as “compound (4)”) is used as the dihalogenosulfone compound, and the following formula is used as the dihydroxy compound. It can be produced by using the compound represented by (5).
  • the resin having the repeating unit (1) and the repeating unit (2) can be produced by using the compound (4) as the dihalogenosulfone compound and using the compound represented by the following formula (6) as the dihydroxy compound. ..
  • the resin having the repeating unit (1) and the repeating unit (3) can be produced by using the compound (4) as the dihalogenosulfone compound and using the compound represented by the following formula (7) as the dihydroxy compound. ..
  • X 1 and X 2 each independently represent a halogen atom. Ph 1 and Ph 2 are synonymous with the above.
  • Ph 1 and Ph 2 are synonymous with the above.
  • Ph 3 , Ph 4 and R are synonymous with the above.
  • Ph 5 and n are synonymous with the above.
  • the polycondensation is preferably carried out in a solvent using an alkali metal salt of carbonic acid.
  • the alkali metal salt of carbonic acid may be an alkali carbonate which is a positive salt, an alkali bicarbonate (alkali hydrogen carbonate) which is an acid salt, or a mixture of both.
  • alkali carbonate sodium carbonate and potassium carbonate are preferably used.
  • alkali bicarbonate sodium bicarbonate and potassium bicarbonate are preferably used.
  • Solvents include dimethyl sulfoxide, 1-methyl-2-pyrrolidone, sulfolane (1,1-dioxotyrane), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-diethyl-2-imidazolidinone, dimethylsulfone. , Diethyl sulfone, diisopropyl sulfone, diphenyl sulfone and other organic polar solvents are preferably used.
  • the reduced viscosity of the polyether sulfone is, for example, 0.3 dL / g or more, preferably 0.33 dL / g or more and 0.45 dL / g or less, and more preferably 0.36 dL / g or more and 0.41 dL / g or less. ..
  • the reduced viscosity is 0.3 dL / g or more, heat resistance, strength and rigidity are likely to be improved.
  • the reduction viscosity is 0.45 dL / g or less, the molding temperature and the melt viscosity do not become too high, and it is easy to mold the motor cover having a predetermined shape.
  • the by-produced alkali hydroxide or the like causes a side reaction such as a substitution reaction of a halogeno group to a hydroxyl group or depolymerization, and this side reaction tends to reduce the degree of polymerization of the obtained polyether sulfone, resulting in reduction.
  • the viscosity tends to decrease. Therefore, in consideration of the degree of this side reaction, the molar ratio of the dihalogenosulfone compound and the dihydroxy compound, the amount of the alkali metal salt of carbonic acid used, and the polycondensation can be obtained so that the polyether sulfone having a desired reducing viscosity can be obtained. It is preferable to adjust the temperature and polycondensation time.
  • the polyether sulfone may be used as a polyether sulfone composition by blending one or more other components such as a filler, an additive, and a resin other than the polyether sulfone.
  • the filler may be a fibrous filler, a plate-shaped filler, or a spherical or other granular filler other than the fibrous and plate-shaped fillers. Further, the filler may be an inorganic filler or an organic filler.
  • fibrous inorganic fillers examples include glass fibers; carbon fibers such as pan-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers; ceramic fibers such as silica fibers, alumina fibers and silica-alumina fibers; and metal fibers such as stainless steel fibers. Be done. Further, whiskers such as potassium titanate whiskers, barium titanate whiskers, wollast night whiskers, aluminum borate whiskers, silicon nitride whiskers, and silicon carbide whiskers can also be mentioned.
  • fibrous organic fillers examples include polyester fibers and aramid fibers.
  • plate-like inorganic fillers examples include talc, mica, graphite, wollastonite, glass flakes, barium sulfate and calcium carbonate.
  • the mica may be muscovite, phlogopite, fluorine phlogopite, or tetrasilicon mica.
  • Examples of granular inorganic fillers include silica, alumina, titanium oxide, glass beads, glass balloons, boron nitride, silicon carbide and calcium carbonate.
  • the blending amount of the filler is, for example, 0 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyether sulfone.
  • additives examples include mold release agents, antioxidants, heat stabilizers, UV absorbers, antistatic agents, surfactants, flame retardants and colorants.
  • Examples of the release agent include montanic acid, a salt of montanic acid, an ester of montanic acid, a half ester of montanic acid with a polyhydric alcohol, stearyl alcohol, stearamide and polyethylene wax, and a fatty acid of pentaerythritol is preferable. Esters can be mentioned.
  • the blending amount of the additive is, for example, 0 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyether sulfone.
  • resins other than polyethersulfone include thermoplastic resins other than polyethersulfone such as polypropylene, polyamide, polyester, polyphenylene sulfide, polyetherketone, polycarbonate, polyphenylene ether, and polyetherimide; and phenolic resins, epoxy resins, etc.
  • thermosetting resins such as polyimide resin and cyanate resin.
  • the blending amount of the resin other than the polyether sulfone is, for example, 0 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyether sulfone.
  • the polyether sulfone composition is preferably prepared by melt-kneading the polyether sulfone and other components used as necessary using an extruder and extruding them into pellets.
  • an extruder having a cylinder, one or more screws arranged in the cylinder, and one or more supply ports provided in the cylinder is preferably used, and an extruder provided in the cylinder 1 is preferably used.
  • An extruder having more than one vent portion is more preferably used.
  • FIGS. 1 and 2 are schematic views showing the motor cover in this embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of the motor cover 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line segment II-II in FIG.
  • the motor cover 1 has an annular shape in a plan view.
  • the motor cover 1 is provided on the main body portion 10 having an annular shape in a plan view, the first rib 11 having an annular shape in a plan view provided along the inner circumference of the ring of the main body portion 10, and the outer circumference of the ring of the main body portion 10.
  • It has a second rib 12 which is an annular shape in a plan view provided along the line. Further, it has a plurality of screw holes 13 along the second rib 12.
  • the motor cover 1 is provided with six screw holes 13.
  • plan view means observing the motor cover 1 from the direction of the central axis C of the ring of the motor cover 1 exhibiting an annular shape.
  • the "annular" may be an annular shape when viewed in the plan view direction, and various shapes can be adopted for the thickness and unevenness in the plan view direction.
  • the motor cover 1 may be a molded product in which one surface ⁇ side is convex and the other surface ⁇ side is concave in the radial cross section of the motor cover 1.
  • the "annular" molded article in the present specification also includes a flat molded article and a tubular molded article extending in the plan view direction.
  • the plan-view shape of the "annular" molded body of the present specification does not have to be a mathematically exact annulus.
  • the motor cover may have the necessary configurations for the motor cover to function, such as screw holes for attaching the motor cover to other members. Further, as a configuration for ensuring the strength of the motor cover, ribs extending in the radial direction may be provided.
  • the motor cover 1 is an injection molded product using the above-mentioned polyether sulfone as a forming material.
  • the inner peripheral surface of the motor cover 1, that is, the inner peripheral surface 11a of the first rib 11, is provided with a gate mark GM continuous on the entire circumference in the circumferential direction.
  • the gate mark GM may be subjected to processing such as cutting in order to remove burrs and the like generated during injection molding and to eliminate protrusions and surface roughness generated by the gate mark GM.
  • the motor cover 1 is formed by flowing polyether sulfone from the gate mark GM in the radial direction of the motor cover 1.
  • the motor cover 1 having the gate mark GM on the inner peripheral surface 11a is injection-molded by using a mold having a gate corresponding to the gate mark GM at the time of molding.
  • the molten resin flows from the gate into the cavity of the mold, and from the inner peripheral side of the mold to the outer peripheral side of the mold, that is, from the first rib 11 side to the second rib 12 side, the motor cover. It flows in the radial direction of 1.
  • the flow direction of the molten resin during molding can be confirmed by observing the cross section of the molded product by SEM and confirming the orientation direction of the fibrous filler. ..
  • the fibrous filler in the injection molded product is oriented in the flow direction of the molten resin toward the longitudinal direction of the fibrous filler.
  • the flow direction of the molten resin during molding is confirmed by observing the cross section of the molded product by SEM and confirming the direction in which the plate-shaped filler is oriented. Can be confirmed.
  • the plate-shaped filler is oriented in the flow direction of the molten resin in a direction parallel to the plate plane of the plate-shaped filler.
  • the motor cover 1 of the present application extends in the radial direction because the molten resin flows from the inner peripheral side of the mold to the outer peripheral side of the mold, that is, in the radial direction of the motor cover 1 during injection molding.
  • the existing weld line is unlikely to occur. Therefore, for example, the flow direction of the molten resin can be assumed by confirming that there is no weld line having a length of 10% or more of the radial width W2 in the radial direction of the motor cover 1.
  • the outer diameter W1 of the motor cover 1 shown in FIG. 2 is preferably 15 cm or more, and more preferably 25 cm or more.
  • the motor cover 1 of the present embodiment has a small strain and suppresses deformation even in a large molded body having an outer peripheral diameter W1 of 15 cm or more.
  • the diameter W1 of the motor cover 1 is 100 cm or less. That is, the outer diameter W1 is preferably 15 cm or more and 100 cm or less, and more preferably 25 cm or more and 100 cm or less.
  • the radial width of the motor cover 1 is indicated by reference numeral W2.
  • the motor cover 1 preferably has no weld line having a length of 10% or more of the radial width W2, more preferably no weld line having a length of 8% or more, and 6%. It is more preferable that there is no weld line of the above length.
  • the length of the weld line is preferably less than 10%, more preferably less than 8%, and even more preferably less than 6% of the radial width W2.
  • the motor cover 1 has no weld line in the radial direction (0% of the radial width W2).
  • the motor cover 1 of the present embodiment manufactured by the manufacturing method described later is unlikely to have weld lines extending in the radial direction.
  • the motor cover 1 also has a portion where a weld line is inevitably generated, such as around the screw hole 13 as shown by reference numeral X in FIG. Even in that case, the radial width of the second rib 12, the size of the screw hole 13, the position of the screw hole 13, and the like are adjusted so that the generated weld line is less than 10% of the radial width W2. It is good to do.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a mold preferably used for manufacturing the motor cover 1 of the present embodiment, and is a cross-sectional view corresponding to FIG.
  • the mold 100 shown in FIG. 3 has a first member 101 and a second member 102.
  • a parting line 109 is formed at a position where the first member 101 and the second member 102 meet.
  • the mold 100 has a cavity 110, a gate 120, a runner 130, and a sprue 140.
  • the cavity 110 is a space having a shape corresponding to the motor cover 1 to be molded.
  • the motor cover 1 formed in the cavity 110 can be taken out, for example, by dividing the mold 100 into two upper and lower parts along a parting line 119.
  • the gate 120 is provided over the entire circumference of the inner peripheral surface at a position corresponding to the inner peripheral surface of the motor cover 1.
  • the gate 120 is a so-called diaphragm gate.
  • the height of the gate 120 is preferably 30% or more, more preferably 40% or more, based on the height of the cavity 110.
  • the height of the gate 120 is preferably 90% or less, more preferably 80% or less, based on the height of the cavity 110.
  • the height of the gate 120 may be 30% or more and 90% or less, 30% or more and 80% or less, and 40% or more and 90% or less with respect to the height of the cavity. , 40% or more and 80% or less.
  • the height of the gate 120 is, for example, about 3 mm.
  • the height of the gate 120 refers to the distance between parallel lines inscribed in the first member 101 and the second member 102 at the gate 120.
  • the runner 130 is provided on the inner peripheral side of the motor cover 1 over the entire inner circumference of the motor cover 1 and is connected to the gate 120.
  • the runner 130 has a resin pool portion 131 and a focusing portion 132 whose height gradually decreases toward the gate 120.
  • the thinnest part of the runner 130 is the part connected to the gate 120.
  • the height of the resin pool 131 is larger than the height of the cavity 110, so that the molten resin of PES can easily flow.
  • the height of the resin pool 131 is preferably 105% or more, more preferably 120% or more, based on the height of the cavity 110.
  • the height of the resin pool 131 is preferably 250% or less, more preferably 200% or less, based on the height of the cavity 110.
  • the height of the resin pool 131 may be 105% or more and 250% or less, 105% or more and 200% or less, or 120% or more and 250% or less with respect to the height of the cavity 110. It may be 120% or more and 200% or less.
  • the height of the cavity 110 is 3 to 4 mm, while the height of the resin pool 131 is about 5 mm.
  • the height of the cavity 110 refers to the distance between the parallel lines inscribed in the first member 101 and the second member 102 at the position where the height in the cavity 110 is measured.
  • the height of the runner 130 refers to the distance between the parallel lines inscribed in the first member 101 and the second member 102 at the position where the height in the runner 130 is measured.
  • the sprue 140 is provided so as to penetrate the first member 101 in the thickness direction of the first member 101 and is connected to the runner 130.
  • the molten resin melted in the injection molding machine 1000 is poured into the mold 100 via the sprue 140.
  • the mold 100 used for manufacturing the motor cover 1 of the present embodiment satisfies the following (1) to (3).
  • a gate (diaphragm gate) 120 is provided on the inner peripheral side of the motor cover 1.
  • the height of the runner 130 connected to the gate 120 is larger than the height of the cavity 110.
  • the height of the gate 120 is smaller than the height of the cavity 110.
  • FIGS. 4 and 5 are schematic views showing a state when the motor cover 1 is manufactured by using the mold 100.
  • the molten resin MR of PES when the molten resin MR of PES is injected into the mold 100 from the injection molding machine 1000, the molten resin MR flows into the runner 130 via the sprue 140.
  • PES which is a molten resin MR
  • the molten resin MR preferentially fills the runner 130 before flowing into the cavity 110 through the narrow gate 120 having a large flow resistance.
  • the runner 130 is formed higher than the cavity 110. Therefore, in the runner 130, the pressure loss of the molten resin MR is less likely to occur as compared with the inside of the cavity 110, and the pressure loss is easily suppressed. On the other hand, in the cavity 110, the PES having low fluidity is more likely to cause pressure loss than the runner 130. As a result, in the molding of PES having low fluidity in the mold 100, a difference is likely to occur between the internal pressure of the molten resin MR in the runner 130 and the internal pressure of the molten resin MR in the cavity 110.
  • FIGS. 6 and 7 are schematic views showing the direction in which the molten resin flows in the formed motor cover 1.
  • the white arrows indicate the flow direction of the molten resin MR.
  • the motor cover which is an injection molded product will be shown, and the behavior of the molten resin MR at the time of molding the motor cover will be described.
  • the motor cover 1X is formed by using a mold having four pin gates arranged on the inner peripheral surface of the motor cover 1.
  • the molten resin MR that has flowed into the mold flows into the cavity via the runner 130X.
  • the molten resin MR in the cavity first flows in the radial direction of the motor cover 1X as indicated by reference numeral MR1, and then fills the cavity in the mold while flowing in the circumferential direction of the motor cover 1X as indicated by reference numeral MR2. It is thought that.
  • the molten resin MR that flows in the cavity includes a component MR1 that flows in the radial direction of the motor cover 1X and a component MR2 that flows in the circumferential direction. If the flow direction is different in this way, the direction of the internal stress of the obtained motor cover 1X is different, which causes strain of the molded product. In particular, in the case of a large injection molded body having an outer peripheral diameter of 15 cm or more, such as the motor cover of the present embodiment, strain tends to be large.
  • the component MR2 flowing in the circumferential direction collides with the molten resin MR flowing in from the adjacent gate in the cavity to form a weld line WL.
  • a weld line the strength tends to be insufficient, and the motor cover 1X may be cracked during use.
  • the molten resin MRs that have flowed into the mold have the same flow direction and are in the radial direction. It spreads concentrically (or radially from the inner peripheral side to the outer peripheral side). Therefore, weld lines are less likely to occur, and in the motor cover 1, the directions of internal stress are aligned in the radial direction, and strain is less likely to occur.
  • the flow state of the molten resin as described above can also be confirmed by performing a flow analysis of the molten resin using simulation software for plastic injection molding (Moldflow Insight 2016, manufactured by Autodesk Inc.). It has been confirmed that the simulation results and the results of the actual molded product show the same tendency.
  • the motor cover as described above can be easily manufactured.
  • plastic injection molding simulation software (Moldflow Insight 2016, manufactured by Autodesk Inc.) is used. The analysis was performed.
  • the analyzed motor cover exhibits an annular shape in a plan view having a diameter of 300 mm, an inner diameter of 200 mm, and a height of 30 mm.
  • the thickness of the motor cover is 4 mm.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of the analyzed mold 100S.
  • the mold 100S has a cavity 110S having a shape corresponding to the motor cover to be molded, a gate 120S provided at a position corresponding to the inner peripheral surface of the motor cover 1S, and a runner 130S connected to the gate 120S.
  • the runner 130S has a resin pool portion 131S and a focusing portion 132S whose height gradually decreases toward the gate 120S.
  • the height H of the cavity 110S is set so that the height of the motor cover to be molded is 30 mm. Further, in the mold 100S, the width W of the cavity 110S is set so that the thickness of the motor cover to be molded is 4 mm. The inside of the cavity 110S has the same width.
  • the height H1 of the gate 120S is 3 mm.
  • the height H2 of the resin pool 131S of the runner 130S is variable.
  • the length of the focusing portion 132S is 10 mm.
  • the gate 120S is a diaphragm gate provided over the entire circumference of the inner peripheral surface at a position corresponding to the inner peripheral surface of the motor cover in the mold 100S. Further, the height H2 of the resin pool 131S was set to 5 mm.
  • Example 1 It was the same as in Example 1 except that the height H2 of the resin pool 131S was set to 3 mm.
  • the gate 120S is a side gate provided at four locations at equal intervals in the circumferential direction at positions corresponding to the inner peripheral surface of the motor cover in the mold 100S. Further, the height H2 of the runner 130S was set to 5 mm.
  • the flatness was obtained from the height from the mounting surface to the outermost peripheral position of the motor cover when the motor cover was placed in a convex posture.
  • the heights of eight measurement positions at equal intervals in the circumferential direction were obtained at the outermost peripheral positions of the motor cover.
  • the least squares plane of the outermost peripheral portion of the motor cover was calculated by the least squares method.
  • the minimum square plane is translated so as to include the coordinates of the measurement position having the smallest height value among the eight measurement positions where the height is measured, and the minimum square plane after the parallel movement is 8
  • the distance to the highest point among the measurement positions of the locations was calculated as the flatness.
  • injection peak pressure during injection molding At the time of injection molding under the above analysis conditions, the maximum value of the resin pressure up to the VP switching position (holding pressure switching position) was defined as "injection peak pressure". It can be evaluated that the lower the injection peak pressure is, the more preferable the molding condition is.
  • Example 1 had a smaller flatness than the motor covers of Comparative Examples 1 and 2, and was a good product.
  • Example 1 the molding conditions of Example 1 were preferable because the injection peak pressure was smaller than the molding conditions of Comparative Examples 1 and 2.
  • Example 1 For the motor cover of Example 1, the actual product was molded and the flatness of the motor cover was measured.
  • the molding conditions were the same as the conditions adopted in the simulation of Example 1 except that the injection time was 3 seconds and the cooling time was 60 seconds. The above condition change does not have a great influence on the warp.
  • 1,1X ... motor cover, 11a ... inner peripheral surface, 100 ... mold, 110 ... cavity, 120 ... gate (diaphragm gate), 130 ... runner, GM ... gate mark, W1 ... outer diameter, W2 ... radial direction width

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Abstract

ポリエーテルスルホンを形成材料とするモータカバーであって、平面視円環状を呈する射出成形体であり、射出成形体の内周面には、周方向の全周に連続するゲート痕が設けられているモータカバー。

Description

モータカバー及びモータカバーの製造方法
　本発明は、モータカバー及びモータカバーの製造方法に関する。
　本願は、２０１９年７月１２日に出願された日本国特願２０１９－１３０５９７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、電気自動車や電動バイク用の駆動源として、モータが用いられている（例えば、特許文献１参照）。モータのモータカバーの形成材料としては、アルミニウムが知られている。アルミニウムは、非磁性体であるため、モータ内の電磁石の磁場に影響されない。また、アルミニウムは、熱伝導性が高いため、モータの駆動発熱を好適に放熱可能である。
国際公開第２０１２／１１４４１９号
　軽いモータカバーを有するモータは、相対的に重いモータカバーを有するモータと比べ、同じ投入電力であっても高出力となり好ましい。そのため、従来のアルミニウム製のモータカバーをさらに軽量化することが求められている。
　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、新規な樹脂製のモータカバーを提供することを目的とする。また、このようなモータカバーを容易に製造可能とするモータカバーの製造方法を提供することを併せて目的とする。
　上記の課題を解決するため、発明者が樹脂製のモータカバーを射出成形にて製造することを検討したところ、モータカバーの形状によってはモータカバーにひずみが生じやすく、またウェルドラインでの破損が生じやすいことが課題として明らかとなった。この課題に対し、発明者が鋭意検討した結果、発明を完成させた。
　すなわち、上記の課題を解決するため、本発明は以下の態様を包含する。
［１］ポリエーテルスルホンを形成材料とするモータカバーであって、平面視円環状を呈する射出成形体であり、前記射出成形体の内周面には、周方向の全周に連続するゲート痕が設けられているモータカバー。
［２］前記射出成形体の径方向に、前記径方向の幅の１０％以上の長さのウェルドラインが存在しない［１］に記載のモータカバー。
［３］外周の直径が１５ｃｍ以上である［１］又は［２］に記載のモータカバー。
［４］ポリエーテルスルホンを形成材料とするモータカバーの製造方法であって、前記モータカバーは、平面視円環状を呈する射出成形体であり、下記条件（１）～（３）を満たす金型を用いて前記ポリエーテルスルホンを射出成形する工程を有するモータカバーの製造方法。
（１）前記モータカバーに対応する形状のキャビティにおいて、前記モータカバーの内周側にダイヤフラムゲートが設けられている。
（２）前記ダイヤフラムゲートに接続するランナーの高さが、前記キャビティの高さよりも大きい。
（３）前記ダイヤフラムゲートの高さは、前記キャビティの高さよりも小さい。
　本発明によれば、ひずみが生じにくく、破損が抑制された新規な樹脂製のモータカバーを提供できる。また、このようなモータカバーを容易に製造可能とするモータカバーの製造方法を提供できる。
図１は、モータカバー１の概略斜視図である。 図２は、図１における線分ＩＩ－ＩＩにおける矢視断面図である。 図３は、実施形態のモータカバー１を製造するために好適に用いられる金型の断面図である。 図４は、金型１００を用いてモータカバー１を製造する際の様子を示す模式図である。 図５は、金型１００を用いてモータカバー１を製造する際の様子を示す模式図である。 図６は、形成されるモータカバー１において溶融樹脂が流れる方向を示す模式図である。 図７は、形成されるモータカバー１において溶融樹脂が流れる方向を示す模式図である。 図８は、実施例で解析を行った金型１００Ｓの一部を示す断面図である。
　以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係るモータカバーについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
　本実施形態のモータカバーは、ポリエーテルスルホンを形成材料とする。
［ポリエーテルスルホン］
　ポリエーテルスルホンは、典型的には、芳香族化合物から芳香族化合物の芳香環に結合した水素原子を２個除いてなる残基である２価の芳香族基と、スルホニル基（－ＳＯ２－）と、酸素原子とを含む繰返し単位を有する樹脂である。ポリエーテルスルホンは、耐熱性や耐薬品性の点から、下記式（１）で表される繰返し単位を有することが好ましく、さらに、下記式（２）で表される繰返し単位や、下記式（３）で表される繰返し単位などの他の繰返し単位を１種以上有していてもよい。
　以下、式（１）で表される繰返し単位を「繰返し単位（１）」ということがある。
　式（２）で表される繰返し単位を「繰返し単位（２）」ということがある。
　式（３）で表される繰返し単位を「繰返し単位（３）」ということがある。
（１）－Ｐｈ１－ＳＯ２－Ｐｈ２－Ｏ－
　Ｐｈ１及びＰｈ２は、それぞれ独立に、フェニレン基を表す。前記フェニレン基にある水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。
（２）－Ｐｈ３－Ｒ－Ｐｈ４－Ｏ－
　Ｐｈ３及びＰｈ４は、それぞれ独立に、フェニレン基を表す。前記フェニレン基にある水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。Ｒは、アルキリデン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。
（３）－（Ｐｈ５）ｎ－Ｏ－
　Ｐｈ５は、フェニレン基を表す。前記フェニレン基にある水素原子は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子で置換されていてもよい。ｎは、１～３の整数を表す。ｎが２以上である場合、複数存在するＰｈ５は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
　Ｐｈ１～Ｐｈ５のいずれかで表されるフェニレン基は、ｐ－フェニレン基であってもよいし、ｍ－フェニレン基であってもよいし、ｏ－フェニレン基であってもよいが、ｐ－フェニレン基であることが好ましい。
　前記フェニレン基にある水素原子を置換していてもよいアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、ｎ－ヘキシル基、２－エチルヘキシル基、ｎ－オクチル基及びｎ－デシル基が挙げられ、その炭素数は、例えば１～１０である。
　前記フェニレン基にある水素原子を置換していてもよいアリール基の例としては、フェニル基、ｏ－トリル基、ｍ－トリル基、ｐ－トリル基、１－ナフチル基及び２－ナフチル基が挙げられ、その炭素数は、例えば６～２０である。前記フェニレン基にある水素原子がこれらの基で置換されている場合、その数は、前記フェニレン基毎に、それぞれ独立に、例えば２個以下であり、好ましくは１個以下である。
　Ｒであるアルキリデン基の例としては、メチレン基、エチリデン基、イソプロピリデン基及び１－ブチリデン基が挙げられ、その炭素数は、例えば１～５である。
　ポリエーテルスルホンは、繰返し単位（１）を、全繰返し単位の合計に対して、５０モル％以上有することが好ましく、８０モル％以上有することがより好ましく、繰返し単位として実質的に繰返し単位（１）のみを有することがさらに好ましい。なお、ポリエーテルスルホンは、繰返し単位（１）～（３）を、それぞれ独立に、２種以上有してもよい。
　ポリエーテルスルホンは、それを構成する繰返し単位に対応するジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とを重縮合させることにより製造できる。
　例えば、繰返し単位（１）を有する樹脂は、ジハロゲノスルホン化合物として下記式（４）で表される化合物（以下、「化合物（４）」ということがある。）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記式（５）で表される化合物を用いることにより製造できる。
　また、繰返し単位（１）と繰返し単位（２）とを有する樹脂は、ジハロゲノスルホン化合物として化合物（４）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記式（６）で表される化合物を用いることにより製造できる。
　また、繰返し単位（１）と繰返し単位（３）とを有する樹脂は、ジハロゲノスルホン化合物として化合物（４）を用い、ジヒドロキシ化合物として下記式（７）で表される化合物を用いることにより製造できる。
（４）Ｘ１－Ｐｈ１－ＳＯ２－Ｐｈ２－Ｘ２
　Ｘ１は及びＸ２は、それぞれ独立に、ハロゲン原子を表す。Ｐｈ１及びＰｈ２は、前記と同義である。
（５）ＨＯ－Ｐｈ１－ＳＯ２－Ｐｈ２－ＯＨ
　Ｐｈ１及びＰｈ２は、前記と同義である。
（６）ＨＯ－Ｐｈ３－Ｒ－Ｐｈ４－ＯＨ
　Ｐｈ３、Ｐｈ４及びＲは、前記と同義である。
（７）ＨＯ－（Ｐｈ５）ｎ－ＯＨ
　Ｐｈ５及びｎは、前記と同義である。
　前記重縮合は、炭酸のアルカリ金属塩を用いて、溶媒中で行うことが好ましい。炭酸のアルカリ金属塩は、正塩である炭酸アルカリであってもよいし、酸性塩である重炭酸アルカリ（炭酸水素アルカリ）であってもよいし、両者の混合物であってもよい。
　炭酸アルカリとしては、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムが好ましく用いられる。
　重炭酸アルカリとしては、重炭酸ナトリウムや重炭酸カリウムが好ましく用いられる。
　溶媒としては、ジメチルスルホキシド、１－メチル－２－ピロリドン、スルホラン（１，１－ジオキソチラン）、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、１，３－ジエチル－２－イミダゾリジノン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、ジフェニルスルホンなどの有機極性溶媒が好ましく用いられる。
　ポリエーテルスルホンは、その還元粘度が、例えば０．３ｄＬ／ｇ以上、好ましくは０．３３ｄＬ／ｇ以上０．４５ｄＬ／ｇ以下、より好ましくは０．３６ｄＬ／ｇ以上０．４１ｄＬ／ｇ以下である。還元粘度が０．３ｄＬ／ｇ以上であると、耐熱性や強度・剛性が向上し易い。一方、還元粘度が０．４５ｄＬ／ｇ以下であると、成形温度や溶融粘度が高くなりすぎず、所定の形状のモータカバーを成形しやすい。
　前記重縮合において、仮に副反応が生じなければ、ジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とのモル比が１：１に近いほど、炭酸のアルカリ金属塩の使用量が多いほど、重縮合温度が高いほど、また、重縮合時間が長いほど、得られるポリエーテルスルホンの重合度が高くなり易く、還元粘度が高くなり易い。
　しかし実際は、副生する水酸化アルカリなどにより、ハロゲノ基のヒドロキシル基への置換反応や解重合などの副反応が生じ、この副反応により、得られるポリエーテルスルホンの重合度が低下し易く、還元粘度が低下し易い。
　そのため、この副反応の度合いも考慮して、所望の還元粘度を有するポリエーテルスルホンが得られるように、ジハロゲノスルホン化合物とジヒドロキシ化合物とのモル比、炭酸のアルカリ金属塩の使用量、重縮合温度及び重縮合時間を調整することが好ましい。
　ポリエーテルスルホンは、これに充填材、添加剤、ポリエーテルスルホン以外の樹脂などの他の成分を１種以上配合して、ポリエーテルスルホン組成物として用いてもよい。
　充填材は、繊維状充填材であってもよいし、板状充填材であってもよいし、繊維状及び板状以外で、球状その他の粒状充填材であってもよい。また、充填材は、無機充填材であってもよいし、有機充填材であってもよい。
　繊維状無機充填材の例としては、ガラス繊維；パン系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維などの炭素繊維；シリカ繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維などのセラミック繊維；及びステンレス繊維などの金属繊維が挙げられる。また、チタン酸カリウムウイスカー、チタン酸バリウムウイスカー、ウォラストナイトウイスカー、ホウ酸アルミニウムウイスカー、窒化ケイ素ウイスカー、炭化ケイ素ウイスカーなどのウイスカーも挙げられる。
　繊維状有機充填材の例としては、ポリエステル繊維及びアラミド繊維が挙げられる。
　板状無機充填材の例としては、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ガラスフレーク、硫酸バリウム及び炭酸カルシウムが挙げられる。マイカは、白雲母であってもよいし、金雲母であってもよいし、フッ素金雲母であってもよいし、四ケイ素雲母であってもよい。
　粒状無機充填材の例としては、シリカ、アルミナ、酸化チタン、ガラスビーズ、ガラスバルーン、窒化ホウ素、炭化ケイ素及び炭酸カルシウムが挙げられる。
　充填材の配合量は、ポリエーテルスルホン１００質量部に対して、例えば０～２０質量部である。
　添加剤の例としては、離型剤、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、界面活性剤、難燃剤及び着色剤が挙げられる。
　離型剤としては、例えば、モンタン酸、モンタン酸の塩、モンタン酸のエステル、モンタン酸の多価アルコールとのハーフエステル、ステアリルアルコール、ステアラミド及びポリエチレンワックスなどが挙げられ、好ましくはペンタエリスリトールの脂肪酸エステルが挙げられる。
　添加剤の配合量は、ポリエーテルスルホン１００質量部に対して、例えば０～５質量部である。
　ポリエーテルスルホン以外の樹脂の例としては、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエーテルイミドなどのポリエーテルスルホン以外の熱可塑性樹脂；及びフェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シアネート樹脂などの熱硬化性樹脂が挙げられる。ポリエーテルスルホン以外の樹脂の配合量は、ポリエーテルスルホン１００質量部に対して、例えば０～２０質量部である。
　ポリエーテルスルホン組成物は、ポリエーテルスルホン及び必要に応じて用いられる他の成分を、押出機を用いて溶融混練し、ペレット状に押し出すことにより調製することが好ましい。押出機としては、シリンダーと、シリンダー内に配置された１本以上のスクリュウと、シリンダーに設けられた１箇所以上の供給口とを有する押出機が、好ましく用いられ、さらにシリンダーに設けられた１箇所以上のベント部を有する押出機が、より好ましく用いられる。
　図１，２は、本実施形態におけるモータカバーを示す模式図である。図１は、モータカバー１の概略斜視図である。図２は、図１における線分ＩＩ－ＩＩにおける矢視断面図である。
　図１、２に示すように、モータカバー１は、平面視円環状を有する。モータカバー１は、平面視円環状の本体部１０と、本体部１０の円環の内周に沿って設けられた平面視円環状の第１リブ１１と、本体部１０の円環の外周に沿って設けられた平面視円環状の第２リブ１２と、を有する。さらに、第２リブ１２に沿って、複数のねじ穴１３を有する。図では、モータカバー１は、ねじ穴１３を６つ備えることとしている。
　なお、本明細書において「平面視」とは、円環状を呈するモータカバー１の環の中心軸Ｃの方向からモータカバー１を観察することを指す。
　本明細書において「円環状」とは、平面視方向に見たときに円環状であればよく、平面視方向の厚みや凹凸については種々の形状を採用できる。例えば、図２に示すように、モータカバー１は、モータカバー１の径方向の断面において一方の面αの側が凸となり他方の面βの側が凹となっている成形体であってもよい。その他、例えば、本明細書における「円環状の」成形体には、平板状の成形体、平面視方向に延在する筒状の成形体も含まれる。
　さらに、本明細書の「円環状」の成形体の平面視形状は、数学的に厳密な円環である必要はない。モータカバーは、モータカバーを他の部材に取り付けるためのねじ穴のように、モータカバーが機能するための必要な構成は備えていてもよい。また、モータカバーの強度を担保するための構成として、径方向に延在するリブを有していてもよい。
　モータカバー１は、上述のポリエーテルスルホンを形成材料とする射出成形体である。モータカバー１の内周面、すなわち第１リブ１１の内周面１１ａには、周方向の全周に連続するゲート痕ＧＭが設けられている。ゲート痕ＧＭは、射出成形の際に生じたバリ等を除去するためや、ゲート痕ＧＭで発生する突起や表面荒れ等を無くすために切削加工等の処理が施されてあってもよい 。
　また、モータカバー１は、ゲート痕ＧＭからモータカバー１の径方向にポリエーテルスルホンが流動して形成されている。
　上述のように、内周面１１ａにゲート痕ＧＭを有するモータカバー１は、成形時にはゲート痕ＧＭに対応するゲートを有する金型を用いて射出成形される。射出成形の際、溶融樹脂は、ゲートから金型のキャビティ内に流入し、金型の内周側から金型の外周側へ、すなわち第１リブ１１側から第２リブ１２側に、モータカバー１の径方向に流動する。
　モータカバー１が繊維状充填材を含む射出成形体の場合は、成形体断面のＳＥＭ観察を行い、繊維状充填材の配向方向を確認することにより、成形時の溶融樹脂の流動方向を確認できる。モータカバー１が繊維状充填材を含む射出成形体の場合、射出成形体において繊維状充填材は、溶融樹脂の流動方向に、繊維状充填材の長手方向を向けて配向する。
　また、モータカバー１が板状充填材を含む射出成形体の場合は、成形体断面のＳＥＭ観察を行い、板状充填材が配向する方向を確認することにより、成形時の溶融樹脂の流動方向を確認できる。モータカバー１が板状充填材を含む射出成形体の場合、射出成形体において板状充填材は、溶融樹脂の流動方向に、板状充填材の板平面と平行な方向を向けて配向する。
　また、後述するように本願のモータカバー１は、射出成形の際に溶融樹脂が金型の内周側から金型の外周側へ、すなわちモータカバー１の径方向に流動するため径方向に延在するウェルドラインが発生しにくい。そのため、例えば、モータカバー１の径方向において、径方向の幅Ｗ２の１０％以上の長さのウェルドラインが存在しないことを確認することにより、溶融樹脂の流動方向を想定できる。
　モータカバー１は、図２に示す外周の直径Ｗ１が１５ｃｍ以上であると好ましく、２５ｃｍ以上であるとより好ましい。詳しくは後述するが、本実施形態のモータカバー１は、外周の直径Ｗ１が１５ｃｍ以上となる大型の成形体であってもひずみが小さく、変形が抑制される。通常、モータカバー１の直径Ｗ１は、１００ｃｍ以下である。すなわち、外周の直径Ｗ１は、１５ｃｍ以上１００ｃｍ以下であることが好ましく、２５ｃｍ以上１００ｃｍ以下がより好ましい 。
　図２では、モータカバー１の径方向の幅を符号Ｗ２で示す。モータカバー１は、径方向において、径方向の幅Ｗ２の１０％以上の長さのウェルドラインが存在しないことが好ましく、８％以上の長さのウェルドラインが存在しないことがより好ましく、６％以上の長さのウェルドラインが存在しないことがさらに好ましい。
　すなわち、モータカバー１の径方向においてウェルドラインが存在するとしても、ウェルドラインの長さは、径方向の幅Ｗ２の１０％未満が好ましく、８％未満がより好ましく、６％未満がさらに好ましい。
　モータカバー１は、径方向においてウェルドラインが存在しない（径方向の幅Ｗ２の０％）ことが好ましい。
　後述する製造方法にて製造する本実施形態のモータカバー１は、径方向に延在するウェルドラインが生じにくい。
　なお、モータカバー１には、図１の符号Ｘで示すようなねじ穴１３の周囲のように、不可避的にウェルドラインが生じる箇所も存在する。その場合であっても、生じるウェルドラインが径方向の幅Ｗ２の１０％未満となるように、第２リブ１２の径方向の幅、ねじ穴１３の大きさ、ねじ穴１３の位置などを調製するとよい。
　図３は、本実施形態のモータカバー１を製造するために好適に用いられる金型の断面図であり、図２に対応する断面図である。
　図３に示す金型１００は、第１部材１０１と第２部材１０２とを有する。第１部材１０１と第２部材１０２とが合わさった位置には、パーティングライン１０９が形成されている。
　金型１００は、キャビティ１１０と、ゲート１２０と、ランナー１３０と、スプルー１４０とを有する。
　キャビティ１１０は、成形されるモータカバー１に対応した形状の空間である。キャビティ１１０内で成形されたモータカバー１は、例えば、金型１００をパーティングライン１１９で上下２つに分割することで取り出すことができる。
　ゲート１２０は、モータカバー１の内周面に対応する位置において、内周面の全周に亘って設けられている。ゲート１２０は、いわゆるダイヤフラムゲートである。
　ゲート１２０の高さは、キャビティ１１０の高さに対して、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましい。
　また、ゲート１２０の高さは、キャビティ１１０の高さに対して、９０％以下が好ましく、８０％以下がより好ましい。
　ゲート１２０の高さは、キャビティの高さに対して、３０％以上９０％以下であってもよく、３０％以上８０％以下であってもよく、４０％以上９０％以下であってもよく、４０％以上８０％以下であってもよい。
　ゲート１２０の高さは、例えば３ｍｍ程度である。
　ゲート１２０の高さとは、ゲート１２０において第１部材１０１と第２部材１０２とに内接する平行線間の距離を指す。
　ランナー１３０は、モータカバー１の内周側においてモータカバー１の内周の全域に亘って設けられ、ゲート１２０に接続されている。ランナー１３０は、樹脂溜まり部１３１と、ゲート１２０に向けて高さが漸減する集束部１３２と、を有する。ランナー１３０において最も細い部分は、ゲート１２０に接続している部分である。
　ランナー１３０は、樹脂溜まり部１３１の高さがキャビティ１１０の高さよりも大きく、ＰＥＳの溶融樹脂が流れやすくなっている。
　樹脂溜まり部１３１の高さは、キャビティ１１０の高さに対し、１０５％以上が好ましく、１２０％以上がより好ましい。
　また、樹脂溜まり部１３１の高さは、キャビティ１１０の高さに対し、２５０％以下が好ましく、２００％以下がより好ましい。
　樹脂溜まり部１３１の高さは、キャビティ１１０の高さに対し、１０５％以上２５０％以下であってもよく、１０５％以上２００％以下であってもよく、１２０％以上２５０％以下であってもよく、１２０％以上２００％以下であってもよい。
　例えば、キャビティ１１０の高さが３～４ｍｍであるのに対し樹脂溜まり部１３１の高さは５ｍｍ程度となっている。
　なお、キャビティ１１０の高さとは、キャビティ１１０内の高さを測定する位置における、第１部材１０１と第２部材１０２とに内接する平行線間の距離を指す。
　ランナー１３０の高さとは、ランナー１３０内の高さを測定する位置における、第１部材１０１と第２部材１０２とに内接する平行線間の距離を指す。
　スプルー１４０は、第１部材１０１を第１部材１０１の厚み方向に貫通して設けられ、ランナー１３０に接続されている。射出成形機１０００において溶融した溶融樹脂は、スプルー１４０を介して金型１００内に流し込まれる。
　すなわち、本実施形態のモータカバー１の製造に用いる金型１００は、以下の（１）～（３）を満たす。
（１）モータカバー１に対応する形状のキャビティ１１０において、モータカバー１の内周側にゲート（ダイヤフラムゲート）１２０が設けられている。
（２）ゲート１２０に接続するランナー１３０の高さが、キャビティ１１０の高さよりも大きい。
（３）ゲート１２０の高さは、キャビティ１１０の高さよりも小さい。
　図４、５は、金型１００を用いてモータカバー１を製造する際の様子を示す模式図である。図中の白矢印は、溶融樹脂ＭＲの流動方向を模式的に示す。
　図４に示すように、金型１００に射出成形機１０００からＰＥＳの溶融樹脂ＭＲが注入されると、溶融樹脂ＭＲはスプルー１４０を介してランナー１３０に流れ込む。その際、溶融樹脂ＭＲであるＰＥＳは、流動性が低い樹脂であることが知られている。そのため、溶融樹脂ＭＲは、狭く流れ抵抗が大きいゲート１２０を介してキャビティ１１０に流れ込む前に、優先的にランナー１３０を充填する。
　次いで、図５に示すように、溶融樹脂ＭＲによるランナー１３０内の充填が終わったら、ゲート１２０を介してキャビティ１１０内に溶融樹脂ＭＲが流れ込む。
　ここで、ランナー１３０は、キャビティ１１０よりも高く形成されている。そのため、ランナー１３０においては、キャビティ１１０内と比べて溶融樹脂ＭＲの圧力損失が生じにくく、圧力損失を抑制しやすい。一方、キャビティ１１０内では、流動性が低いＰＥＳは、ランナー１３０よりも圧力損失を生じやすい。これにより、金型１００内においては、流動性が低いＰＥＳの成形において、ランナー１３０内の溶融樹脂ＭＲの内圧と、キャビティ１１０内の溶融樹脂ＭＲの内圧とに差が生じやすい。
　したがって、金型１００を用いた製造方法によれば、キャビティ１１０内の溶融樹脂ＭＲに対して十分に保圧を確保でき、良好に射出成形できる。
　図６、７は、形成されるモータカバー１において溶融樹脂が流れる方向を示す模式図である。図６，７において、白矢印は、溶融樹脂ＭＲの流動方向を示す。以下、説明を容易にするため、射出成形体であるモータカバーを示して、モータカバーの成形時の溶融樹脂ＭＲの挙動を説明する。
　まず、本実施形態のモータカバー１と異なり、モータカバー１の内周面に４か所配置されたピンゲートを有する金型を用いて成形されたモータカバー１Ｘを想定する。このようなモータカバー１Ｘにおいては、金型内に流入した溶融樹脂ＭＲは、ランナー１３０Ｘを介してキャビティ内に流入する。キャビティ内の溶融樹脂ＭＲは、まず符号ＭＲ１で示すようにモータカバー１Ｘの径方向に流動し、その後、符号ＭＲ２で示すようにモータカバー１Ｘの周方向に流動しながら金型内のキャビティを充填すると考えられる。
　この場合、キャビティ内を流動する溶融樹脂ＭＲには、モータカバー１Ｘの径方向に流動する成分ＭＲ１と、周方向に流動する成分ＭＲ２とが存在することになる。このように流動方向が異なると、得られるモータカバー１Ｘの内部応力の方向が異なり、成形体のひずみの原因となる。特に、本実施形態のモータカバーのように、外周の直径が１５ｃｍ以上となるほどの大型の射出成形体の場合、ひずみが大きくなりやすい。
　また、周方向に流動する成分ＭＲ２は、となりのゲートから流入する溶融樹脂ＭＲとキャビティ内で衝突し、ウェルドラインＷＬを形成する。このようなウェルドラインにおいては、強度が不足しやすく、使用時にモータカバー１Ｘが割れるおそれが生じる。
　対して図７に示すように、ダイヤフラムゲートを採用した上述の金型１００を用いて成形されたモータカバー１においては、金型内に流入した溶融樹脂ＭＲは、流動方向が揃い、径方向に同心円状に（又は、内周側から外周側に向けて放射状に）広がる。そのため、ウェルドラインが生じにくく、モータカバー１においては、内部応力の方向が径方向に揃い、ひずみが生じにくくなる。
　以上のような溶融樹脂の流動状態は、プラスチック射出成形のシミュレーションソフトウェア（Moldflow Insight 2016、Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｃ．製）を用いて溶融樹脂の流動解析を行うことでも確認することができる。シミュレーション結果と、実際の成形体の結果とが同傾向を示すことを確認している。
　したがって、以上のような構成のモータカバーによれば、ひずみが生じにくく、破損が抑制された新規な樹脂製のモータカバーを提供できる。
　また、以上のような構成のモータカバーの製造方法によれば、上述のようなモータカバーを容易に製造可能となる。
　以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
　実施例においては、同形状のモータカバーを、ゲート形状及びランナーの厚みを変更した条件で射出成形する場合を想定し、プラスチック射出成形のシミュレーションソフトウェア（Moldflow Insight 2016、Ａｕｔｏｄｅｓｋ　Ｉｎｃ．製）を用いて解析を行った。
　解析を行ったモータカバーは、直径が３００ｍｍ、内径が２００ｍｍ、高さが３０ｍｍの平面視円環状を呈する。また、モータカバーの厚みは４ｍｍである。
　図８は、解析を行った金型１００Ｓの一部を示す断面図である。金型１００Ｓは、成形されるモータカバーに対応した形状のキャビティ１１０Ｓと、モータカバー１Ｓの内周面に対応する位置に設けられたゲート１２０Ｓと、ゲート１２０Ｓに接続するランナー１３０Ｓとを有する。ランナー１３０Ｓは、樹脂溜まり部１３１Ｓと、ゲート１２０Ｓに向けて高さが漸減する集束部１３２Ｓと、を有する。
　金型１００Ｓは、成形されるモータカバーの高さが３０ｍｍとなるようにキャビティ１１０Ｓの高さＨが設定されている。また、金型１００Ｓは、成形されるモータカバーの厚みが４ｍｍとなるようにキャビティ１１０Ｓの幅Ｗが設定されている。キャビティ１１０Ｓの内部は、等幅である。
　さらに、ゲート１２０Ｓの高さＨ１は３ｍｍである。ランナー１３０Ｓの樹脂溜まり部１３１Ｓの高さＨ２は可変とする。集束部１３２Ｓの長さは１０ｍｍである。
　上記金型１００Ｓを用いた射出成形のシミュレーションにおける解析条件を以下に示す。
（解析条件）
樹脂　　：ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）（住友化学株式会社製、３６０１ＧＬ２０）
樹脂温度：３６０℃
金型温度：１５０℃
射出時間：４秒
冷却時間：４０秒
保圧　　：１００ＭＰａ
　解析にあたり、樹脂の物性値は、Ａｕｔｏｄｅｓｋ社が取得したデータを用いた。
（実施例１）
　ゲート１２０Ｓを、金型１００Ｓにおけるモータカバーの内周面に対応する位置において、内周面の全周に亘って設けられたダイヤフラムゲートとした。また、樹脂溜まり部１３１Ｓの高さＨ２を５ｍｍとした。
（比較例１）
　樹脂溜まり部１３１Ｓの高さＨ２を３ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同じとした。
（比較例２）
　ゲート１２０Ｓを、金型１００Ｓにおけるモータカバーの内周面に対応する位置において、周方向に等間隔で４か所設けられたサイドゲートとした。また、ランナー１３０Ｓの高さＨ２を５ｍｍとした。
［評価］
　実施例１、比較例１，２について、下記評価を行った。
（モータカバーの平面度）
　上記解析条件にて解析されたモータカバーについて、下記方法にて平面度を求めた。平面度は、値が小さいほうが良品と評価できる。
（平面度の算出方法）
　モータカバーを上に凸となる姿勢で載置した場合の、載置面からモータカバーの最外周位置までの高さから平面度を求めた。
　まず、モータカバーの最外周位置において、周方向に等間隔に８か所の測定位置について、それぞれ高さを求めた。得られた８点の高さから、最小二乗法によりモータカバーの最外周箇所の最小二乗平面を算出した。
　次いで、高さを測定した８か所の測定位置のうち、高さの値が最も小さい測定位置の座標を含むように前記最小二乗平面を平行移動し、平行移動後の最小二乗平面から、８か所の測定位置のうち最も高い点までの距離を平面度として算出した。
（射出成形時の射出ピーク圧）
　上記解析条件での射出成形時に、Ｖ－Ｐ切替位置（保圧切替位置）までの樹脂圧力のうち最大値を「射出ピーク圧」とした。射出ピーク圧は、低いほうが好ましい成形条件であると評価できる。
　評価結果を、表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　評価の結果、実施例１のモータカバーは、比較例１，２のモータカバーよりも平面度が小さく、良品となることが分かった。
　また、実施例１の成形条件は、比較例１，２の成形条件よりも射出ピーク圧が小さく、好ましい成形条件であることが分かった。
　また、実施例１のモータカバーについては、実物を成形し、モータカバーの平面度を測定した。成形条件は、射出時間を３秒、冷却時間を６０秒としたこと以外は、実施例１のシミュレーションにおいて採用した条件と同じ条件とした。上記条件変更は、反りに大きな影響を与えるものではない。
　測定の結果、実施例１のシミュレーション条件で成形した実物のモータカバーの平面度は０．０５ｍｍであり、成形体においてもシミュレーション結果と同傾向であることが確認できた。
　以上の結果より、本発明が有用であることが分かった。
　１，１Ｘ…モータカバー、１１ａ…内周面、１００…金型、１１０…キャビティ、１２０…ゲート（ダイヤフラムゲート）、１３０…ランナー、ＧＭ…ゲート痕、Ｗ１…外周の直径、Ｗ２…径方向の幅

Claims (4)

  1. 　ポリエーテルスルホンを形成材料とするモータカバーであって、
    　平面視円環状を呈する射出成形体であり、
    　前記射出成形体の内周面には、周方向の全周に連続するゲート痕が設けられているモータカバー。
  2. 　前記射出成形体の径方向に、前記径方向の幅の１０％以上の長さのウェルドラインが存在しない請求項１に記載のモータカバー。
  3. 　外周の直径が１５ｃｍ以上である請求項１又は２に記載のモータカバー。
  4. 　ポリエーテルスルホンを形成材料とするモータカバーの製造方法であって、
    　前記モータカバーは、平面視円環状を呈する射出成形体であり、
    　下記条件（１）～（３）を満たす金型を用いて前記ポリエーテルスルホンを射出成形する工程を有するモータカバーの製造方法。
    （１）前記モータカバーに対応する形状のキャビティにおいて、前記モータカバーの内周側にダイヤフラムゲートが設けられている。
    （２）前記ダイヤフラムゲートに接続するランナーの高さが、前記キャビティの高さよりも大きい。
    （３）前記ダイヤフラムゲートの高さは、前記キャビティの高さよりも小さい。
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