本发明涉及一种用于将树脂注入到通过层叠多个铁芯片而构成的层叠铁芯内的方法。
背景技术：
通过层叠多个铁芯片而构成的层叠铁芯包括定子铁芯(或定子)或者转子铁芯(或转子)，其形成有在层叠方向上贯通的树脂孔。
例如，如在作为专利文献1的jp-a-2002-34187中所描述地，转子铁芯形成有由在轴向上贯通的树脂孔制成的孔部，并且通过使用填充孔部的内部的树脂来固定配合到孔部内的永久磁石。
并且，例如，如在作为专利文献2的jp-t-2003-529309中所描述地，定子铁芯形成有由沿着高度方向的树脂孔制成的轴向容纳部，并且通过使注入到轴向容纳部内的树脂硬化而固定多个堆叠的薄金属片。
专利文献1：jp-a-2002-34187
专利文献2：jp-t-2003-529309
技术实现要素：
硬化的树脂中的从树脂孔中突出的多余树脂分别附着于层叠铁芯侧和用于注射树脂的模具单元，并且阻碍去除多余树脂。结果，当将层叠铁芯从模具单元脱离时，趋向于在从树脂孔突出的树脂中的具有最弱强度的部分中发生破裂(断裂)。
因此，存在要求将通过破裂而分离的多余树脂分别从模具单元和层叠铁芯去除的操作的问题。
鉴于这样的情况做出了本发明，并且本发明的不受限制的目的是提供一种用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法，能够制造层叠铁芯并且提高去除多余树脂的操作的可操作性，而不在树脂中产生破裂。
根据本发明的方面，提供了一种用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法，该方法包括：
将层叠铁芯本体布置并夹持在收纳单元与包括树脂积存部的模具单元之间，其中，所述层叠铁芯本体包括多个层叠的铁芯片以及树脂孔，该树脂孔所述层叠的铁芯本体的内部在层叠方向上贯通；
在所述层叠铁芯本体被夹持的状态下，利用柱塞挤出所述树脂积存部的内部的树脂，并且将所述树脂注入到所述树脂孔内；
在使所述树脂孔中的所述树脂硬化之后，在将所述层叠铁芯本体与多余树脂一起从所述模具单元脱离之前，通过使所述柱塞在远离所述层叠铁芯本体的方向上移动给定距离，而将所述多余树脂从所述柱塞分离；以及
在将所述多余树脂从所述柱塞分离之后，使所述柱塞向所述层叠铁芯本体侧移动。
在根据本发明的方面的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法中，在将层叠铁芯本体从模具单元脱离之前，通过使柱塞在远离层叠铁芯本体的方向上移动给定距离而将多余树脂(即，从树脂孔凸出的树脂)从柱塞分离，并且在将多余树脂从柱塞分离之后，使柱塞向层叠铁芯本体侧移动。因此，能够减少和进一步防止多余树脂中的破裂，并且能够提高多余树脂的去除操作的可操作性。
附图说明
在附图中：
图1a至1d是利用根据本发明的实施例的用于将树脂注入到层叠铁芯内的设备而注射树脂的方法的说明图；
图2a是在用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法中形成的多余树脂的平面图，并且图2b是在用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法中使用的柱塞的立体图；以及
图3a至3d是根据参考例的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法的说明图。
如下列出与实施例的部分元件对应的参考标记和标号:
10：铁芯片
11：树脂孔
12：层叠铁芯本体
13：树脂
20：模制装置
21：下模具(模具单元)
22：树脂积存罐(树脂积存部)
23：柱塞
24：废料板
25：横浇道
26：浇口孔
27：多余树脂
28、29、30：树脂部
31：接触面
具体实施方式
随后，将参考附图描述本发明的实施例，并且将理解本发明。
首先，将描述根据本发明的实施例的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法所应用到的层叠铁芯，并且然后，将描述用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法。
如图1a至1d所示，层叠铁芯具有层叠铁芯本体12，该层叠铁芯本体12通过层叠多个环状的铁芯片10而构成，并且内部形成有在层叠方向上贯通的树脂孔11。
例如，从带状工件(薄金属板)冲裁并且形成铁芯片10，该带状工件由具有大约0.10mm至0.5mm的厚度的非晶体材料或电磁钢板制成。另外，铁芯片10可以是从一个带状工件冲裁的片，或者是从堆叠的多个(例如，两个或三个以上)带状工件冲裁的片。
铁芯片10具有环状的一体结构，然而铁芯片10还可以具有能够将多个圆弧形的铁芯片部环状地接合的分割结构，或者是如下结构，即，能够通过接合部连接多个圆弧形的铁芯片部的在周向上的一部分、并且折叠接合部以形成为环状的结构。
并且，可以通过顺次旋转和层叠多个块铁芯而形成层叠铁芯本体，该多个块铁芯通过分别层叠多个环状的铁芯片形成。另外，所有的多个块铁芯具有相同的形状，但是，例如，一部分块铁芯可以具有不同的形状。
作为层叠铁芯的一个实例的转子铁芯具有层叠铁芯本体(即，层叠铁芯本体12)，并且利用例如填缝、粘合剂或焊接将在层叠铁芯的层叠方向上相邻的铁芯片(即，铁芯片10)互相联结。另外，该层叠铁芯本体的内部形成有在层叠方向上贯通的联结孔(即，树脂孔11)，并且利用树脂13填充该联结孔，并从而也能够将在层叠方向上相邻的铁芯片互相联结。并且，在该联结中，填缝、粘合剂、焊接和树脂中的任意两者以上能够组合使用。
另外，可以使用不通过联结而构成(即，处于松散状态)的层叠铁芯。在该情况下，将铁芯片置于下面描述的废料板(cullplate)24上并且定位，并且使松散的铁芯片一体化。
转子铁芯的中心形成有轴孔，并且在层叠方向上贯通的用于永久磁石的多个磁石插入孔(即，树脂孔11)周向地形成在轴孔的周围。通过使填充各个磁石插入孔的树脂13硬化而固定插入到各个磁石插入孔内的永久磁石。
另外，作为填充上述的联结孔或磁石插入孔的树脂13，能够使用热固性树脂(例如，环氧树脂)或热塑性树脂(下文相同)。
作为层叠铁芯的一个实例的定子铁芯具有层叠铁芯本体(即，层叠铁芯本体12)，并且通过利用树脂13填充在层叠方向上贯通的联结孔(即，树脂孔11)而将在层叠铁芯的层叠方向上相邻的铁芯片(即，铁芯片10)互相联结。在该联结中，填缝、粘合剂和焊接中的任意一者或两者以上能够进一步组合使用。
另外，上述的多个联结孔形成在定子铁芯的周向上。
并且，定子铁芯在其周向上形成有多个狭槽(磁极部)。
随后，将参考图1a至1d以及图2a和2b描述根据本发明的实施例的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法。
首先，将利用模具单元(未示出)从带状工件冲裁的多个铁芯片10顺次层叠，以制造层叠铁芯本体12。
这里，当层叠铁芯是转子铁芯时，在联结多个层叠的铁芯片(铁芯片10)时，能够使用上述的填缝、焊接和树脂中的任意一者或两者以上，除非不需要使用联结。另外，当在联结中使用树脂时，在层叠铁芯本体(层叠铁芯本体12)的层叠方向上形成联结孔(树脂孔11)。
然后，将未磁化的永久磁石(可以使用磁化的永久磁石)插入到层叠铁芯本体的各个磁石插入孔(树脂孔11)内。
并且，当层叠铁芯是定子铁芯时，在联结多个层叠的铁芯片(铁芯片10)时使用上述的树脂，结果，在层叠铁芯本体(层叠铁芯本体12)的层叠方向上形成联结孔(树脂孔11)，如上所述。另外，在联结时，除了上述树脂之外，还可以进一步组合使用填缝、粘合剂和焊接中的任意一者或两者以上。
将上述的层叠铁芯本体12设定在模制装置20中(图1a)。
模制装置20包括用作压制模具的上模具(未示出)(收纳单元的一个实例)和用作树脂注射模具的下模具(模具单元的一个实例)，上下模具从层叠方向的两侧夹持层叠铁芯本体12。下模具21设置有树脂积存罐(树脂积存部的一个实例)22，并且该树脂积存罐22的内部设置有能够通过驱动源(例如，汽缸或千斤顶)上下移动的柱塞23。
在使用模制装置20的情况下，将层叠铁芯本体12通过废料板24布置在下模具21上，并且将上模具布置在层叠铁芯本体12上(将层叠铁芯本体12布置在下模具21与上模具之间)，并且夹持(利用模具封闭)层叠铁芯本体12。
然后，在夹持层叠铁芯本体12的状态下，通过向上移动柱塞23而挤出树脂积存罐22内部的液态树脂13，并且树脂13通过废料板24注入到树脂孔11内并且硬化(图1b)。
废料板24是能够放置和运送层叠铁芯本体12的由金属(不锈钢或钢板)制成的夹具(也称为运送托盘或型芯板)，并且该废料板24分别形成有：横浇道(树脂流动路径)25，其朝着下表面侧开口；以及浇口孔(树脂注入孔)26，其与横浇道25连通并且朝着上表面侧开口。横浇道可以形成在下模具21中(例如，在树脂积存罐或下模具本体等中)，而不是形成在废料板中。
由于该浇口孔26形成于在平面图中与树脂孔11重叠的位置，所以能够将横浇道25的内部的树脂13通过浇口孔26分别注入到树脂孔11内。
另外，将上述的层叠铁芯本体12和废料板24预先加热(预热)到与使用的树脂的种类等对应的树脂注射温度(例如，大约150℃至170℃)。该加热方法不受特别限制，并且，例如，能够使用气体(热空气)或加热器。
因此，能够维持流经层叠铁芯本体12和废料板24的树脂13的流动性，从而可靠地注入树脂13。
并且，可以将上述层叠铁芯本体12预热到比废料板24的温度低的温度(例如，60℃至100℃)。因此，能够缩短层叠铁芯本体12的预热时间，以提高生产率。
此外，上模具和下模具21能够分别设置有用于加热夹持的层叠铁芯本体12的加热器(加热装置)。
如上所述，当将树脂13通过废料板24注入到层叠铁芯本体12的树脂孔11内时，形成在树脂积存罐22、废料板24的横浇道25和浇口孔26的内部残留并且硬化的多余树脂27，如图2a所示。该多余树脂27是树脂13中的除了注入到树脂孔11内的树脂之外的树脂，并且通过将树脂积存罐22的内部的树脂部28、废料板24的横浇道25的内部的树脂部29以及浇口孔26的内部的树脂部30一体化而形成该多余树脂27。在多余树脂27处于附着于废料板24的状态下被回收之后，将多余树脂27从废料板24去除。另外，例如，可以将去除的多余树脂27丢弃、或者压碎并且再利用。
这里，将参考图3a至3d描述根据参考例的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法。
在参考例中，在树脂13注入到层叠铁芯本体12的树脂孔11内并且硬化之后(图3a和3b)，使柱塞23进一步向上移动，并且从下模具21的上表面(树脂积存罐22)凸出，而且，将废料板24从下模具21分离，而后使柱塞23向下移动到下模具21的内部(图3c)。
因此，能够将层叠铁芯本体12与废料板24一起从下模具21脱离(图3d)。
然而，由于对柱塞23与树脂13之间的接触面31(此处，上表面)进行镜面加工(抛光)，所以硬化的树脂13与接触面31之间的紧密接触的强度高，并且，在废料板24的浇口孔26内硬化的树脂部30附着于浇口孔26的内表面，并且阻碍去除树脂。
结果，当在废料板24从下模具21分离之后，柱塞23向下移动时，趋向于在硬化的树脂13中的残留在废料板24的横浇道25内的具有最弱强度的树脂部29中发生破裂(断裂)。
因此，如图3c所示，在硬化的树脂13中的与柱塞23的接触面31紧密接触的树脂部28与柱塞23一起向下移动的同时，浇口孔26的内部的树脂部30与位于横浇道25的内部的树脂部29的大部分一起附着于废料板24。
当树脂部28以这种方式残留于柱塞23的接触面31上时，例如，停止层叠铁芯的制造设备中的注入树脂13的操作，并且操作者必须将树脂13从柱塞23去除，结果，存在降低可操作性和层叠铁芯的生产率的问题。
因此，如上所述，在本实施例中，在注入到树脂孔11内的树脂13硬化之后(图1b)，在将层叠铁芯本体12与废料板24一起从下模具21脱离之前，通过使柱塞23在向下方向(远离层叠铁芯本体12的方向)上移动而将柱塞23从硬化的树脂13(树脂部28)分离(图1c：即，步骤a)。
这里，对柱塞23的与树脂部28之间的接触面31进行哑光处理，如图2b所示。
当以这种方式对接触面31进行哑光处理时，优选地将接触面31的表面粗糙度rz设定在3μm以上15μm以下的值内(更加优选地，下限是9μm并且上限是11μm)。因此，柱塞23从树脂部28的分离比如下情况容易：不对接触面进行哑光处理的情况，或者将接触面的表面粗糙度rz设定为小于3μm或大于15μm的情况。
另外，在jisb0601(1994)中定义了上述的表面粗糙度rz(十点平均粗糙度)，并且具体地，是指仅在粗糙度曲线的平均线的方向上从粗糙度曲线抽取一个基准长度，并且得到在从该抽取部的平均线的纵向倍率方向上测量的从最高的顶部到第五高的顶部的标高(tp)的绝对值的平均值与从最低的底部到第五低的底部的标高(yv)的绝对值的平均值之和，并且将该值用微米(μm)表示。
能够通过进行电火花加工而对柱塞23的接触面31进行上述的哑光处理。然而，只要能够将接触面的表面粗糙度rz设定在以上数值范围(3μm以上15μm以下的范围)中，则哑光处理不限于电火花加工，并且还能够使用其它加工方法，例如，喷砂或蚀刻。另外，只要容易地进行柱塞23从树脂部28的分离，则可以使用其它加工。
因此，由于不需要施加脱模剂等，所以能够防止脱模剂等的成分(杂质)混合在树脂中。
另外，只要柱塞23能够从树脂部28分离，则在向下移动柱塞23的情况下的柱塞23的向下移动的距离不受特别限制，但是优选地将树脂部28与接触面31之间的间隙s设定为1mm以下。
这是因为，当使用上模具和下模具21并且将树脂13注入到树脂孔11内且硬化时，树脂积存罐22的内部(多余树脂27与接触面31之间的间隙)变为真空，并且因此，在柱塞23在与层叠铁芯本体12分离的方向上移动的情况下，用于使柱塞23在移动方向上移动的力可能施加于多余树脂27，并且可能发生破裂。
虽然为了在防止多余树脂27的破裂的同时确实地进行柱塞23从树脂部28的分离，而将树脂部28与接触面31之间的间隙s设定为1mm以下，但是优选地，将间隙s设定为0.7mm以下，并且更加优选地，设定为0.5mm以下。
另一方面，只要柱塞23从树脂部28分离，则不特别设定树脂部28与接触面31之间的间隙s的下限值(大于0mm)，但是优选地，设定为大约0.2mm，从而确实地进行柱塞23从树脂部28的分离。
在将柱塞23从树脂部28分离之后，柱塞23向上移动(向层叠铁芯本体12侧移动；即，步骤b)，并且从树脂积存罐22的内部凸出，并且，上模具、层叠铁芯本体12和废料板24向上移动到特定位置，并且从而废料板24从下模具21分离。此时，上模具、层叠铁芯本体12和柱塞23的移动是同步的。
其后，将上模具从层叠铁芯本体12脱离，并且，使柱塞23向下移动到下模具21的内部。
因此，能够将层叠铁芯本体12与多余树脂27附着到的废料板24一起从下模具21脱离(图1d)。
如上所述，在将层叠铁芯本体12从下模具21脱离之前，使向下移动以从树脂部28分离的柱塞23再次向上移动，并从而，能够减少并且进一步防止由上述树脂积存罐22的内部的真空导致的多余树脂27中的破裂。
然后，在将层叠铁芯本体12放置于废料板24上的情况下，将其中树脂13注入到树脂孔11内并且硬化的层叠铁芯本体12运送到接下来的步骤，并且进行预定的步骤，而后将废料板24脱离并且使用层叠铁芯本体12。
并且，在从层叠铁芯本体12脱离的废料板24时，将杆材料等插入到浇口孔26内，并且去除多余树脂27，并且其后，为了运送不同的层叠铁芯本体12而重复地使用废料板24，并且相对于该层叠铁芯本体12顺次执行上述用于注入树脂的方法。
根据以上，本发明的实施例的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法的使用能够制造一种层叠铁芯，其中，多余树脂仅附着于废料板(而不附着于下模具)，而不在多余树脂中产生破裂。
总之，本发明的方面提供了一种用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法，该方法包括：
将层叠铁芯本体布置并且夹持在收纳单元与包括树脂积存部的模具单元之间，其中，所述层叠铁芯本体包括多个层叠的铁芯片以及树脂孔，该树脂孔在所述层叠的铁芯片的内部在层叠方向上贯通；
在所述层叠铁芯本体被夹持的状态下，利用柱塞挤出所述树脂积存部的内部的树脂，并且将所述树脂注入到所述树脂孔内；
在使所述树脂孔中的所述树脂硬化之后，在将所述层叠铁芯本体与多余树脂一起从所述模具单元脱离之前，通过使所述柱塞在远离所述层叠铁芯本体的方向上移动给定距离而将所述多余树脂从所述柱塞分离；以及
在将所述多余树脂从所述柱塞分离之后，使所述柱塞向所述层叠铁芯本体侧移动。
根据本发明的方面的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法可以还包括：将废料板布置在所述层叠铁芯本体与所述模具单元之间，其中，所述废料板包括树脂流动路径和与所述树脂流动路径连通的浇口孔，其中，在将所述树脂从所述树脂积存部通过所述废料板的所述树脂流动路径和所述浇口孔注入到所述树脂孔内并且使所述树脂孔中的所述树脂硬化之后，将所述层叠铁芯本体与所述多余树脂附着到的所述废料板一起从所述模具单元脱离。
根据本发明的方面的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法可以被构造为使得对所述柱塞的与树脂的接触面进行哑光处理。
所述接触面的表面粗糙度rz可以被设定为3μm以上15μm以下的值。
根据本发明的方面的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法可以被构造为使得：当使所述柱塞在远离所述层叠铁芯本体的方向上移动时，所述多余树脂与所述接触面之间的间隙被设定为1mm以下。
以上已经参考具体实施例描述了本发明，但是本发明不限于在上述实施例中描述的构造，并且还包括在权利要求中描述的主题的范围内得出的其它实施例和变形例。例如，通过将上述各个实施例和变形例的一部分或全部组合而构成本发明的用于将树脂注入到层叠铁芯内的方法的情况也包括在本发明的权利的范围内。
上述实施例描述了将树脂从形成在下模具中的树脂积存部注入到树脂孔内的情况(从层叠铁芯本体的下侧注入树脂的情况)，但是还能够将树脂从形成在上模具中的树脂积存部注入到树脂孔内(从层叠铁芯本体的上侧注入树脂)。在该情况下，柱塞在与上述实施例的方向相反的方向上移动。具体地，在进入树脂孔的内部的树脂硬化之后，在将废料板从模具单元(上模具)脱离之前，使柱塞向上移动，并且然后，使柱塞再次向下移动。
上述实施例描述了在将废料板布置于层叠铁芯本体与下模具之间的同时将树脂从下模具注入到树脂孔内的情况，但是能够将废料板布置在层叠铁芯本体与上模具之间，并且能够将树脂从上模具注入到树脂孔内。当将树脂从上模具注入到树脂孔内时，能够在不使用废料板的状态下将树脂从上模具直接注入到树脂孔内。在该情况下，上模具形成有横浇道和浇口孔。
另外，可以将树脂一次注入到整个层叠铁芯本体，并且，可以在以预设角度旋转层叠铁芯本体的同时将树脂顺次注入到各个树脂孔内。
并且，在将树脂注入到树脂孔内的情况下，通过各种改变用于将树脂积存部连通到树脂孔的横浇道和浇口孔的形成位置，能够将树脂从一个柱塞(树脂积存部)注入到多个树脂孔内，但是还能够将树脂从一个柱塞注入到一个树脂孔内。
另外，上述实施例描述了对柱塞的接触面进行哑光处理的情况，但是，可以根据例如柱塞的接触面的面积、使用树脂的种类(强度)或硬化树脂的形状(横浇道部分的形状)而使用具有对其进行镜面加工(不进行哑光处理)的接触面的柱塞。