特開 2022-167133 回転電機のスロットコイル用絶縁体の成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022167133

(43)【公開日】2022-11-04

(54)【発明の名称】回転電機のスロットコイル用絶縁体の成形方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/14 20060101AFI20221027BHJP

   B29C 45/26 20060101ALI20221027BHJP

   B29C 45/33 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

B29C45/14

B29C45/26

B29C45/33

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021072711

(22)【出願日】2021-04-22

(71)【出願人】

【識別番号】391029392

【氏名又は名称】中川特殊鋼株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100093687

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 元成

(74)【代理人】

【識別番号】100168468

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 曜

(72)【発明者】

【氏名】小川 典孝

【テーマコード（参考）】

4F202

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F202AD07

4F202AG24

4F202AG28

4F202AH04

4F202CA11

4F202CB01

4F202CB12

4F202CK06

4F202CK42

4F202CK54

4F202CQ05

4F202CQ10

4F206AD07

4F206AG24

4F206AG28

4F206AH04

4F206JA07

4F206JB12

4F206JD05

4F206JN12

4F206JN25

4F206JQ81

(57)【要約】

【課題】内部が複数の隔壁によって区切られた例えば板厚が０.３ｍｍ以下で長さが２００ｍｍ以上である薄肉長軸四角柱体のプラスチック成形品を安定して成形できるプラスチック成形方法を提供する。
【解決手段】プラスチック成形体１００の貫通孔２１を成形するコアピン２０４をスライド駒２０５で両側から押し切った状態で、コアピン２０４と固定金型２０１及び可動金型２０２との空間容積に射出成形機２０７で溶融樹脂を充填してプラスチック成形中間体１５０を成形する。その後、コアピン２０４とスライド駒２０５を二次成形用コアピン２０８と二次成形用スライド駒２０９にそれぞれ交換し、開口２０ａを含む近傍を二次成形用コアピン２０８によって支持された状態で二次成形用スライド駒２０９によって押し切りながら、開口２０ａを胴部２０の樹脂と同じか又は同等かそれ以上の耐熱性を有する封止樹脂２０ｂで塞ぐ。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部が複数の隔壁（１１）によって区切られたプラスチック成形品（１００）の頭部（１０）を成形する固定金型（２０１）と、
前記プラスチック成形品（１００）の胴部（２０）を成形する可動金型（２０２）と、
前記胴部（２０）の内部に長手方向に沿った複数の貫通孔（２１）を成形する第１挿入物（２０４）と、
前記可動金型（２０２）に取り付けられ前記第１挿入物（２０４）を固定するコア金型（２０３）と、
溶融樹脂を射出する射出成形機（２０７）と、を用いて前記プラスチック成形品（１００）を成形するプラスチック成形方法であって、
前記第１挿入物（２０４）が固定金型（２０１）に係止した状態で前記第１挿入物（２０４）を第１スライド駒（２０５）によって両側から押し切る工程と、
前記第１スライド駒（２０５）が前記第１挿入物（２０４）を両側から押し切った状態で前記第１挿入物（２０４）及び前記第１スライド駒（２０５）と前記金型（２０１、２０２、２０３）との隙間に溶融樹脂を流し込むことにより、前記胴部（２０）に複数の開口（２０ａ）を備えたプラスチック成形中間体（１５０）を成形する工程とを有する
ことを特徴とするプラスチック成形方法。

【請求項2】

請求項１に記載のプラスチック成形方法において、
前記第１挿入物（２０４）を前記プラスチック成形中間体（１５０）の貫通孔（２１）から引き抜く工程と、
前記第１挿入物（２０４）より断面が小さい第２挿入物（２０８）を前記プラスチック成形中間体（１５０）の貫通孔（２１）に挿入する工程と、
前記第２挿入物（２０８）が前記貫通孔（２１）に挿入した状態で前記開口（２０ａ）を包絡する押切面（２０９ａ）を備えた第２スライド駒（２０９）によって前記開口（２０ａ）を含む近傍を両側から押し切る工程と、
前記第２スライド駒（２０９）を利用して複数の前記開口（２０ａ）に溶融樹脂を流し込むことにより前記開口（２０ａ）を溶融樹脂で塞ぐ工程とを有する
ことを特徴とするプラスチック成形方法。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のプラスチック成形方法において、
前記第１スライド駒（２０５）の表面には凸部（２０５ａ）が形成され、
前記第１挿入物（２０４）の前記第１スライド駒（２０５）に対向する表面には前記凸部（２０５ａ）が嵌まる凹部（２０４ａ）が形成されている
ことを特徴とするプラスチック成形方法。

【請求項4】

請求項２に記載のプラスチック成形方法において、
前記第２スライド駒（２０９）は、前記開口（２０ａ）に溶融樹脂を射出するフィルムゲートが前記開口（２０ａ）に連通する高さ位置であって前記第２挿入物（２０８）の長手方向に直交する横方向から接続可能に構成されている
ことを特徴とするプラスチック成形方法。

【請求項5】

請求項１から４の何れか１項に記載のプラスチック成形方法において、
前記射出成形機（２０７）は樹脂をスクリュによって可塑化する可塑化部（２１０）と溶融樹脂をプランジャによって射出する射出部（２１１）とが別個に構成されている
ことを特徴とするプラスチック成形方法。

【請求項6】

請求項１から５の何れか１項に記載のプラスチック成形方法において、
前記固定金型（２０１）は前記射出成形機（２０７）に接続可能に構成され、
前記射出成形機（２０７）から射出された溶融樹脂が流れる樹脂流路（２０１ｃ）は前記プラスチック成形品（１００）のフランジ部（１２）を成形するフランジ部キャビティ（２０１ａ）に連通している
ことを特徴とするプラスチック成形方法。

【請求項7】

請求項１から６の何れか１項に記載のプラスチック成形方法において、
前記プラスチック成形中間体（１５０）の前記開口（２０ａ）を塞ぐために使用される樹脂（２０ｂ）は、前記胴部（２０）の成形に使用される樹脂と同じか又はそれ以上の耐熱性を有する
ことを特徴とするプラスチック成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機のスロットコイル用絶縁体の成形方法に関する。さらに詳しくは、内部が複数の隔壁によって区切られた複数の貫通孔を備えた薄肉長軸四角柱体の回転電機のスロットコイル用絶縁体（プラスチック成形品）を安定して成形できるプラスチック成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータ等の電動機（回転電機）において、固定子（ステータ）は界磁を発生する役割を担っている。交流電力で駆動される誘導モータ（交流モータ）の固定子は回転磁界を発生させるため、磁性体に導線が巻かれた電磁石が使用される。磁性体（固定子鉄心）は鉄損（渦電流損失）を小さくするために、例えばケイ素鋼板等の薄板材を積層した積層磁性材で構成され、コイルを巻くための縦長の溝（スロット）が放射状（径方向）に形成されている。

【0003】

固定子鉄心に巻かれるコイルは、専用のコイル巻機によって各スロット毎に巻かれる場合もあるが、近年、環状巻線コイルからプレス成形機によって環状波形に成形した、いわゆる成形コイルが利用されている（例えば特許文献１を参照。）。

【0004】

一方、この成形コイルを複数のセグメントに分割し、セグメント毎にコイルを成形した分割成形コイル（セグメントコイル）が知られている（例えば特許文献２を参照。）。セグメントコイルは、例えばコイル辺セグメントコイル（固定子鉄心内部を通るコイル部分）、コイル上端セグメントコイル（固定子鉄心の上端部を通るコイル部分）およびコイル下端セグメント（固定子鉄心の下端部を通るコイル部分）という複数のセグメントコイルから構成されている。特に固定子鉄心内部を通るコイル辺セグメントのコイルは、スロットに挿入可能で内部にコイルを通す長手方向に貫通した複数の貫通孔を備えた矩形縦長（長軸四角柱体）のプラスチック成形品に収容されている（例えば特許文献２を参照。）。

【0005】

このプラスチック成形品に収容されてモジュール化されたコイルは、スロットコイルと呼ばれている。また、コイルを収容するプラスチック成形品は複数のコイルを束ねると共に固定子鉄心とコイル又はコイルとコイルを電気的に絶縁する機能を有している。プラスチック成形品の板厚は厚ければ厚いほど、固定子鉄心とコイル又はコイルとコイルの絶縁性は高くなる。しかし、プラスチック成形品の板厚はコイルに発生する磁束（磁力線）にとって抵抗となるため、板厚が厚い場合、固定子鉄心を通過する磁力線の本数が少なくなり、固定子鉄心に発生する磁界の強度が弱くなる。その結果、回転子（ロータ）に誘起される誘導電流が小さくなり、その結果、回転子（ロータ）で発生する回転力（トルク）が小さくなる。

【0006】

従って、スロットコイルで使用されるプラスチック成形品の板厚については、所定の絶縁性を満たす範囲内で可能な限り薄い（例えば０.３ｍｍ以下）ことが求められている。更に、電動機のトルクは磁束密度とコイル辺の長さと電流に依存するため、プラスチック成形品の全長（高さ）については所定の耐熱性を満たす範囲内で可能な限り長い（例えば２００ｍｍ以上）ことが求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００９－２９６８１５号公報

【特許文献2】特開２００８－３５６８７号公報

【特許文献3】特開２０１９－１６１９６４号公報

【特許文献4】特開２０１８－１２５９２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

コイルを収容するプラスチック成形品において、コイルを通すための縦長の貫通孔は断面が矩形の長軸のコアピンによって成形される。プラスチック成形品の板厚が例えば０.３ｍｍで全長が例えば２００ｍｍの場合、コアピン同士の間隔（ピッチ）は０.３ｍｍの隙間を空けて２００ｍｍの有効長さを有しながら両端支持状態で金型内に並列に配置されることになる。

【0009】

従って、溶融樹脂は０.３ｍｍの隙間かつ長さ２００ｍｍのキャビティを射出成形機によって万遍なく充填される必要がある。

【0010】

しかしながら、並列に配置された各コアピンは金型内で両端支持状態であるため、溶融樹脂の射出圧力によってコアピンが一定区間で撓むことになる。コアピンが撓むことにより溶融樹脂の流路が狭くなるか、場合によっては、コアピン同士が接近し過ぎて溶融樹脂が流動せずショートショット（穴空き現象）になる。ショートショットを生じたプラスチック成形品は不良品として処分されることになる。

【0011】

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、内部が複数の隔壁によって区切られた複数の貫通孔を備えた薄肉長軸四角柱体の回転電機のスロットコイル用絶縁体（プラスチック成形品）を安定して成形できるプラスチック成形方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するための本発明に係るプラスチック成形方法は、内部が複数の隔壁（１１）によって区切られたプラスチック成形品（１００）の頭部（１０）を成形する固定金型（２０１）と、前記プラスチック成形品（１００）の胴部（２０）を成形する可動金型（２０２）と、前記胴部（２０）の内部に長手方向に沿った複数の貫通孔（２１）を成形する第１挿入物（２０４）と、前記可動金型（２０２）に取り付けられ前記第１挿入物（２０４）を固定するコア金型（２０３）と、溶融樹脂を射出する射出成形機（２０７）とを用いて前記プラスチック成形品（１００）を成形するプラスチック成形方法であって、前記第１挿入物（２０４）が固定金型（２０１）に係止した状態で前記第１挿入物（２０４）を第１スライド駒（２０５）によって両側から押し切る工程と、前記第１スライド駒（２０５）が前記第１挿入物（２０４）を両側から押し切った状態で前記第１挿入物（２０４）及び前記第１スライド駒（２０５）と前記金型（２０１、２０２、２０３）との隙間に溶融樹脂を流し込むことにより、前記胴部（２０）に複数の開口（２０ａ）を備えたプラスチック成形中間体（１５０）を成形する工程とを有することを特徴とする。

【0013】

上記構成では、第１挿入物（２０４）が第１スライド駒（２０５）によって両側から押し切られるため、射出圧による第１挿入物（２０４）の撓みを防止することが可能となる。隣り合う第１挿入物（２０４）同士のピッチ（間隔）が安定するため、溶融樹脂の流動も安定するようになる。その結果、金型内のキャビティに溶融樹脂が万遍なく最後尾まで充填されるようになる。

【0014】

本発明に係るプラスチック成形方法の第２の特徴は、前記第１挿入物（２０４）を前記プラスチック成形中間体（１５０）の貫通孔（２１）から引き抜く工程と、前記第１挿入物（２０４）より断面が小さい第２挿入物（２０８）を前記プラスチック成形中間体（１５０）の貫通孔（２１）に挿入する工程と、前記第２挿入物（２０８）が前記貫通孔（２１）に挿入した状態で前記開口（２０ａ）を包絡する押切面（２０９ａ）を備えた第２スライド駒（２０９）によって前記開口（２０ａ）を含む近傍を両側から押し切る工程と、前記第２スライド駒（２０９）を利用して複数の前記開口（２０ａ）に溶融樹脂を流し込むことにより前記開口（２０ａ）を溶融樹脂で塞ぐ工程とを有することである。

【0015】

上記構成では、プラスチック成形中間体（１５０）の収縮を考慮して貫通孔（２１）には、第１挿入物（２０４）より断面が小さい第２挿入物（２０８）を挿入して上記第２スライド駒（２０９）によって開口（２０ａ）を含む近傍を両側から押し切ることとしている。これにより、収縮後の新たな板厚を保持した状態で開口（２０ａ）を溶融樹脂で塞ぐことが可能となる。

【0016】

本発明に係るプラスチック成形方法の第３の特徴は、前記第１スライド駒（２０５）の表面には凸部（２０５ａ）が形成され、前記第１挿入物（２０４）の前記第１スライド駒（２０５）に対向する表面には前記凸部（２０５ａ）が嵌まる凹部（２０４ａ）が形成されていることである。

【0017】

上記構成では、第１スライド駒（２０５）の凸部（２０５ａ）が第１挿入物（２０４）の凹部（２０４ａ）に嵌まることにより、第１挿入物（２０４）を安定して固定することが可能となる。これにより射出圧による第１挿入物（２０４）の撓みを好適に防止することが可能となる。

【0018】

本発明に係るプラスチック成形方法の第４の特徴は、前記第２スライド駒（２０９）は、前記開口（２０ａ）に溶融樹脂を射出するフィルムゲートが前記開口（２０ａ）に連通する高さ位置であって前記第２挿入物（２０８）の長手方向に直交する横方向から接続可能に構成されていることである。

【0019】

上記構成では、胴部（２０）の外周面および内周面に対しそれぞれ面一で開口（２０ａ）に溶融樹脂（２０ｂ）を充填することができる。

【0020】

本発明に係るプラスチック成形方法の第５の特徴は、前記射出成形機（２０７）は樹脂をスクリュによって可塑化する可塑化部（２１０）と溶融樹脂をプランジャによって射出する射出部（２１１）とが別個に構成されていることである。

【0021】

上記構成では、スクリュは樹脂を可塑化するために回転運動のみを行う。他方、プランジャはスクリュからの反力を受けることなく往復運動のみを行うため、溶融樹脂の正確な計量と射出圧を確保することができる。

【0022】

本発明に係るプラスチック成形方法の第６の特徴は、前記固定金型（２０１）は前記射出成形機（２０７）に接続可能に構成され、前記射出成形機（２０７）から射出された溶融樹脂が流れる樹脂流路（２０１ｃ）は前記プラスチック成形品（１００）のフランジ部（１２）を成形するフランジ部キャビティ（２０１ａ）に連通していることである。

【0023】

上記構成では、固定金型（２０１）のフランジ部キャビティ（２０１ａ）は、溶融樹脂の溜まり部となるため、第１挿入物（２０４）と可動金型（２０２）との狭い隙間に溶融樹脂を満遍なく最後尾まで安定に流し込むことができるようになる。

【0024】

本発明に係るプラスチック成形方法の第７の特徴は、前記プラスチック成形中間体（１５０）の前記開口（２０ａ）を塞ぐために使用される樹脂（２０ｂ）は、前記胴部（２０）の成形に使用される樹脂と同じか又はそれ以上の耐熱性を有することである。

【0025】

上記構成では、封止樹脂（２０ｂ）が胴部（２０ｂ）から剥がれにくくなる。

【発明の効果】

【0026】

本発明のプラスチック成形方法によれば、内部が複数の隔壁によって区切られた複数の貫通孔を備えた薄肉長軸四角柱体のプラスチック成形品を安定して成形することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明のプラスチック成形方法によって成形されるプラスチック成形品を示す斜視図である。

【図2】溶融樹脂からプラスチック成形品を成形するプラスチック成形金型を示す要部断面説明図である。

【図3】図２のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図２のＢ－Ｂ断面図である。

【図5】図２のＣ－Ｃ断面図である。

【図6】図２のＤ－Ｄ断面図である。

【図7】本発明のプラスチック成形方法で使用される射出成形機を示す要部断面説明図である。

【図8】プラスチック成形金型によるプラスチック成形品の成形方法を示すフロー図である。

【図9】一次成形に係るスライド駒が両側からコアピンを押し切った状態を示す説明図である。

【図10】一次成形において成形されるプラスチック成形中間体を示す斜視図である。

【図11】プラスチック成形中間体の開口を樹脂で塞ぐ二次成形用プラスチック成形金型を示す要部断面説明図である。

【図12】二次成形に係るスライド駒が両側からプラスチック成形中間体の開口近傍を押し切った状態を示す説明図である。

【図13】プラスチック中間成形品の開口を異なる樹脂で塞いだプラスチック成形品を示す斜視図である。

【図14】ファンゲートを備えた固定金型を示す要部断面説明図である。

【図15】溜り部を備えた固定金型を示す要部断面説明図である。

【図16】スライド駒の凸部を除く押し切り面について長手方向の長さを短くしたスライド駒を示す説明図である。

【図17】スライド駒の凸部を除く押し切り面について長手方向の長さを短くしたスライド駒が組み込まれたプラスチック成形金型によって成形されたプラスチック成形中間体を示す説明図である。

【図18】スライド駒において溶融樹脂が通る隙間の面積を増やすことにより流動抵抗を下げるようにしたスライド駒を示す要部断面説明図である。

【図19】溶融樹脂が通る隙間の面積を増やすことにより流動抵抗を下げるようにしたスライド駒が組み込まれたプラスチック成形金型によって成形されたプラスチック成形中間体を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

【0029】

図１は、本発明のプラスチック成形方法によって成形されるプラスチック成形品１００を示す斜視図である。
このプラスチック成形品１００は、フランジ部１２の下面１２ａより上側の頭部１０と、下面１２ａより下側の胴部２０とから構成されている。プラスチック成形品１００は、例えば回転電機の固定子鉄心のスロット（図示せず）に挿入されて固定子鉄心とコイル又はコイル間を絶縁するスロットコイル用絶縁体として使用される。

【0030】

内部が複数（例えば５個）の隔壁１１によって区切られ、複数（例えば６個）の貫通孔２１を備えた薄肉長軸四角柱体を成している。板厚ｔは０.３ｍｍ以下であり、望ましくは０.２ｍｍを有し、全長Ｌは例えば２００ｍｍ以上を有している。貫通孔２１は回転電機のスロットコイル（図示せず）を構成する四角導線（図示せず）を配線するために使用される。

【0031】

また、頭部１０の長辺近傍にはフランジ部１２がそれぞれ形成されている。このフランジ部１２を介してプラスチック成形品１００は固定子鉄心のスロット（図示せず）に係止することになる。フランジ部１２は樹脂の流動性を考慮してＬ字形を成している。プラスチック成形品１００の材料としては、耐熱性と電気絶縁性を有する熱可塑性合成樹脂であればよく、例えば液晶性全芳香族ポリエステルの熱可塑性合成樹脂を使用することが可能である。

【0032】

また、板厚部分は後述する成形金型２００において溶融樹脂が流れ込む空間容積（キャビティ）に相当する。なお、詳細については図３を参照しながら後述するが、フランジ部１２は金型内のキャビティに溶融樹脂を最後尾まで万遍なく流し込むための樹脂溜りとしても機能している。以下、このプラスチック成形品１００の成形方法について説明する。

【0033】

図２は、溶融樹脂からプラスチック成形品１００を成形するプラスチック成形金型２００を示す要部断面説明図である。
このプラスチック成形金型２００は、コアピン２０４の先端部が係止してプラスチック成形品１００の頭部１０を成形する固定金型２０１と、内部をコアピン２０４が貫通して固定金型２０１に接合してプラスチック成形品１００の胴部２０を成形する可動金型２０２と、コアピン２０４を一体に固定するコア金型２０３と、プラスチック成形品１００の貫通孔２１を成形するコアピン２０４と、コアピン２０４を両側から押し切るスライド駒２０５と、スライド駒２０５を所定の力で押す油圧シリンダ２０６と、金型と金型との隙間に溶融樹脂を射出する射出成形機２０７とを具備して構成される。以下、各構成について説明する。

【0034】

図３は図２のＡ－Ａ断面図である。図３に示されるように固定金型２０１は、プラスチック成形品１００のフランジ部１２（図１）を形成するフランジ部キャビティ２０１ａと、コアピン２０４（斜線部分）の先端部が係止するコアピン係止キャビティ２０１ｂと、プラスチック成形品１００の頭部１０を形成する頭部キャビティ２０１ｃと、溶融樹脂をフランジ部キャビティ２０１ａに供給する樹脂供給流路２０１ｃとを備えている。従って、頭部キャビティ２０１ｃからコアピン２０４（斜線部分）を除いた空間がプラスチック成形品１００の頭部１０の板厚部（板厚ｔの部分）を形成することになる。

【0035】

図４は図２のＢ－Ｂ断面図である。図４に示されるように可動金型２０２は、プラスチック成形品１００の胴部１０を成形する胴部キャビティ２０２ａを備えている。従って、胴部キャビティ２０２ａからコアピン２０４（斜線部分）を除いた空間がプラスチック成形品１００の胴部２０の板厚部分（板厚ｔの部分）を形成することになる。また、可動金型２０２は移動機構（図示せず）に接続され、水平方向に往復移動可能に構成されている。

【0036】

図５は図２のＣ－Ｃ断面図である。図５（ａ）はスライド駒２０５がコアピン２０４から分離した状態を表している。図５（ｂ）はスライド駒２０５がコアピン２０４を押し切っている状態を表している。

【0037】

図５（ａ）に示されるようにスライド駒２０５は、コアピン２０４に対向する面に凸部２０５ａが形成されている。この凸部２０５ａはコアピン２０４に形成された凹部２０４ａに嵌合するように構成されている。

【0038】

凸部２０５ａの形状については、例えばＲ形状（半球状）、角柱形（四角柱状）、丸柱形（円柱状、楕円柱状）、角錐形（四角錐状）、円錐形または楔形状を採用することが可能であるが、これらの形状に限定されることはない。また、スライド駒２０５の可動金型２０２上の取付け位置については、コアピン２０４の長手方向（軸方向）の中央近傍を押し切ることができる位置にスライド駒２０５は取り付けられている。なお、コアピン２０４の凹部２０４ａの形状については凸部２０５ａの形状から一意的にそれぞれ決定される。

【0039】

また、コアピン２０４の凹部２０４ａの取付け位置については、例えばスライド駒２０５の凸部２０５ａに対向する上下２箇所または左右２箇所に形成されている。なお、コアピン２０４のスライド駒２０５の凸部２０５ａに対向しない胴部の断面形状は、中実四角形を成している。

【0040】

図５（ｂ）に示されるように、スライド駒２０５の凸部２０５ａがコアピン２０４の凹部２０４ａに嵌合することにより、コアピン２０４はスライド駒２０５によって上下方向から強固に固定されることになる。これにより、コアピン２０４は溶融樹脂の射出圧によって撓みにくくなり、溶融樹脂が最後尾まで十分に流れきることができるようになる。

【0041】

なお、可動金型２０２の胴部キャビティ２０２ａ（図４）のうちで、コアピン２０４及びスライド駒２０５との重複部分に溶融樹脂は流れていかない。従って、コアピン２０４との重複部分には貫通孔２１（図１）が形成される一方、スライド駒２０５との重複部分には開口２０ａ（図１０）が形成される。この開口２０ａ（図１０）においては導線が露出することになるため、開口２０ａ（図１０）を樹脂で塞ぐ必要がある。この開口２０ａ（図１０）を樹脂で塞ぐ工程については図１１から図１３を参照しながら後述する。

【0042】

図６は図２のＤ－Ｄ断面図である。図６に示されるようにコア金型２０３は、コアピン２０４を固定するためのコアピン固定キャビティ２０２ａを備えている。なお、コアピン固定キャビティ２０２ａを除いたコア金型２０３の可動金型２０２との接合面はプラスチック成形品１００の胴部２０の下端面を成形する。

【0043】

図７は、本発明のプラスチック成形方法で使用される射出成形機２０７を示す要部断面説明図である。
この射出成形機２０７は、樹脂を可塑化する可塑化部２１０と、可塑化された溶融樹脂を射出する射出部２１１を別個独立に備えている。従来の射出成形機は、スクリュで樹脂を可塑化しながらスクリュで可塑化された溶融樹脂を射出している。つまり、スクリュは回転運動を行いながら前進運動を行う。そのため、スクリュとシリンダ内周面との隙間から溶融樹脂の一部が射出方向とは逆方向に流れ出て、この溶融樹脂の逆流はスクリュを押し下げる力となる。このスクリュを押し下げる力は、スクリュによる溶融樹脂の射出を妨げる方向に作用することになるが、その力の大きさを定量的に予測することは困難である。その結果、スクリュを押す荷重が安定しなくなり、溶融樹脂の充填精度を悪化させる。また、このスクリュを押し下げる力はスクリュの不具合の原因ともなる。

【0044】

しかしながら、プラスチック成形金型２００で使用される射出成形機２０７では、可塑化部２１０と射出部２１１が別機構で構成されている。そのため、スクリュ２１０ａは樹脂を可塑化するために回転運動のみを行う。

【0045】

他方、溶融樹脂の射出はプランジャ２１１ａによって行われる。プランジャ２１１ａは射出シリンダ２１１ｂ内を往復運動するのみで回転運動は行わない。また、プランジャ２１１ａの表面にねじ山等の突起物が螺旋状に形成されていないため、プランジャ２１１ａの表面にＯリング等のシール材を取り付けることが可能となる。これにより、プランジャ２１１ａと射出シリンダ２１１ｂとの隙間から溶融樹脂が逆方向に流れなくなる。つまり、溶融樹脂によるプランジャ２１１ａを押し下げる力は発生しなくなる。その結果、アクチュエータ２１１ｃによるプランジャ２１１ａを押す荷重が安定し、溶融樹脂の射出量を押す荷重によって好適に制御することが可能となる。これにより、溶融樹脂の充填精度が従来の射出成形機に比べ大幅に向上するようになる。

【0046】

以下に、上記プラスチック成形金型２００を使用したプラスチック成形品１００の成形方法について説明する。

【0047】

図８は、プラスチック成形金型２００によるプラスチック成形品１００の成形方法を示すフロー図である。
先ずプロセスＰ１では、コア金型２０３にコアピン２０４を取り付ける。

【0048】

次にプロセスＰ２では、コアピン２０４が取り付けられたコア金型２０３を可動金型に取り付ける。

【0049】

次にプロセスＰ３では、可動金型２０２を固定金型２０１に接合する。

【0050】

次にプロセスＰ４では、スライド駒２０５で両側からコアピン２０４を押し切る。図９は、スライド駒２０５が両側からコアピン２０４を押し切った状態を表している。

【0051】

次にプロセスＰ５では、射出成形機２０７で金型内に溶融樹脂を充填する。

【0052】

次にプロセスＰ６では、スライド駒２０５をコアピン２０４から分離する。

【0053】

図１０は、プロセスＰ１からプロセスＰ６の一次成形において成形されるプラスチック成形中間体１５０を示す説明図である。スライド駒２０５が両側からコアピン２０４を押し切ったことにより、胴部２０の幅広側面に片側について６個、両側で合計１２個の開口２０ａが形成される。１２個の開口２０ａは、プロセスＰ７からプロセスＰ１４の二次成形において樹脂で塞がれる。以下、１２個の開口２０ａを樹脂で塞ぐ二次成形工程について説明する。

【0054】

図８に戻って、プロセスＰ７ではコア金型２０３を可動金型２０２から分離する。

【0055】

次にプロセスＰ８では、コア金型２０３のコアピン２０４を二次成形用コアピン２０８に交換する。二次成形用コアピン２０８は、プラスチック成形中間体１５０の収縮度に応じて断面がコアピン２０４の断面に比べ小さくなっている。

【0056】

次にプロセスＰ９では、二次成形用コアピン２０８が取り付けられたコア金型２０３を可動金型２０２に再度取り付ける。

【0057】

次にプロセスＰ１０では、スライド駒２０５に代えて二次成形用スライド駒２０９を可動金型２０２に取り付ける。

【0058】

図１１は、プラスチック成形中間体１５０の開口２０ａを樹脂で塞ぐ二次成形用プラスチック成形金型２００Ａを示す要部断面説明図である。
このプラスチック成形金型２００Ａは、上記コアピン２０４とスライド駒２０５が二次成形用コアピン２０８と二次成形用スライド駒２０９にそれぞれ取り替えられている。

【0059】

この二次成形用スライド駒２０９は、胴部２０の開口２０ａを含む近傍を押し切るための押切面２０９ａを有している。二次成形用スライド駒２０９は、溶融樹脂を開口２０ａに射出するフィルムゲート（図示せず）が二次成形用コアピン２０８の長手方向に直交する横方向から接続可能に構成されている。従って、下記プロセスＰ１２において開口２０ａを樹脂で塞ぐ際は、フィルムゲート（図示せず）が二次成形用スライド駒２０９に接続され、フィルムゲート（図示せず）から開口２０ａに対し溶融樹脂を射出することになる。各フィルムゲート（図示せず）には射出成形機２０７から溶融樹脂が供給されるようになっている。

【0060】

図８に戻って、プロセスＰ１１では二次成形用スライド駒２０９で両側からプラスチック成形中間体１５０の開口２０ａを含む近傍を押し切る。図１２は、二次成形用スライド駒２０９が両側からプラスチック成形中間体１５０の開口２０ａを含む近傍を押し切った状態を表している。

【0061】

次にプロセスＰ１２では、プラスチック成形中間体１５０の開口２０ａを溶融樹脂で塞ぐ。使用する樹脂については、耐熱性が同等かそれ以上であればプラスチック成形中間体１５０で使用された樹脂と異なっていても良い。

【0062】

次にプロセスＰ１３では、二次成形用スライド駒２０９を分離する。

【0063】

次にプロセスＰ１４では、可動金型２０２を固定金型２０１から分離する。図１３は、プラスチック中間成形品１５０の開口２０ａを異なる樹脂（封止樹脂２０ｂ）で塞いだプラスチック成形品１００Ａを示す斜視図である。封止樹脂２０ｂは、胴部２０の樹脂と同じか又はそれ以上の耐熱性および絶縁性を有している。なお、上記プラスチック成形品１００は、プラスチック成形中間体１５０の開口２０ａを胴部２０の樹脂と同じ樹脂で塞いだものである。

【0064】

上記の通り、本発明のプラスチック成形方法によれば、内部が複数の隔壁１１によって区切られた複数の貫通孔２１を備えた例えば板厚が０.３ｍｍ以下で長さが２００ｍｍ以上である薄肉長軸四角柱体のプラスチック成形品を安定して成形することが可能となる。

【0065】

以上、図面を参照しながら本発明のプラスチック成形方法及びその方法によって成形されるプラスチック成形品について説明してきたが、本発明は上記のみに限定されることはない。すなわち、本発明の技術的範囲内において種々の変更・修正を加えることが可能である。例えば、コアピン２０４を両側から押し切るスライド駒２０５の取付け位置および個数については、コアピン２０４の中央近傍のみを両側から押し切る形態だけでなく、プラスチック成形品１００,１００Ａの全長Ｌに応じてコアピン２０４の複数箇所を所定の間隔ごとに両側から押し切るようにしても良い。

【0066】

また、スライド駒２０５の凸部２０５ａについては、６個の凸部２０５ａがコアピン２０４の長手方向に直交する方向に沿って一列に配置されているが、複数列に配置されるようにしても良い。

【0067】

また、固定金型２０１のフランジ部キャビティ２０１ａに溶融樹脂を供給するゲートについては、図３に示されるゲート以外にも種々のゲートを使用することができる。以下にファンゲートを使用した固定金型２０１の変形例について説明する。

【0068】

図１４は、ファンゲート２０１ｄを備えた固定金型２０１Ａを示す要部断面説明図である。図１４（ａ）は図２のＡ－Ａ切断位置における断面図である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＥ－Ｅ断面図である。

【0069】

図１４（ａ）に示されるように、溶融樹脂はファンゲート２０１ｄを通ってフランジ部キャビティ２０１ａの長辺に供給されるように構成されている。特に、ファンゲート２０１ｄの内部に円柱形の制御ピン２０１ｅが垂直に形成されている。制御ピン２０１ｅは、フランジ部キャビティ２０１ａの長辺を底辺とする二等辺三角形内の垂直二等分線（対称軸）上の適切な位置に形成されている。本実施形態では、垂直二等分線（対称軸）上の、例えば中点近傍に制御ピン２０１ｅは形成されている。樹脂供給流路２０１ｃから射出された溶融樹脂は、この制御ピン２０１ｅによって制御ピン２０１ｅの左右方向に均等分されることになる。

【0070】

なお、図１４（ｂ）に示されるように、ファンゲート２０１ｄの断面形状はフランジ部キャビティ２０１ａに向かって高さが減少する絞り構造を成している。一方、図１４（ａ）に示されるように、ファンゲート２０１ｄの平面形状はフランジ部キャビティ２０１ａに向かって幅が拡大する拡幅構造を成している。そのため、制御ピン２０１ｅから横方向に離れるに従って流動抵抗が小さくなる。その結果、外側の溶融樹脂の移動距離は内側よりも長くなるが、外側の溶融樹脂の流速は内側より速くなる。逆に、内側の溶融樹脂の移動距離は外側よりも短くなるが、内側の溶融樹脂の流速は外側より遅くなる。その結果、外側と内側の溶融樹脂は殆ど同じタイミングでフランジ部キャビティ２０１ａに到達することになる。つまり、樹脂供給流路２０１ｃから射出された溶融樹脂は、フランジ部キャビティ２０１ａの長辺に沿って殆ど同じタイミングで均等に供給されることになる。

【0071】

これにより、コアピン２０４間の狭い各隙間に溶融樹脂が殆ど同じタイミングで均等に入っていき、溶融樹脂が万遍なく最後尾まで安定に充填されるようになる。この溶融樹脂の時間差無しの均等流入は、コアピン２０４が流動から受ける負荷を大幅に軽減することにもなる。

【0072】

ところで、制御ピン２０１ｅに衝突した溶融樹脂の流動は渦を発生させ、フランジ部キャビティ２０１ａに流入する溶融樹脂は乱流となる場合がある。この場合、コアピン２０４間の狭い隙間に溶融樹脂が均等に入っていかなくなる。以下では、ファンゲート２０１ｄの後段でフランジ部キャビティ２０１ａの前段に、溶融樹脂の乱流を鎮める（沈静化させる）溜り部（緩衝部）を設けた固定金型２０１Ｂについて説明する。

【0073】

図１５は、溜り部２０ｆを備えた固定金型２０１Ｂを示す要部断面説明図である。図１５（ａ）は図２のＡ－Ａ切断位置における断面図である。図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＥ－Ｅ断面図である。

【0074】

この固定金型２０１Ｂでは、ファンゲート２０１ｄの出口に連続して溜り部２０１ｆおよびフィルムゲート２０１ｇがそれぞれ設けられている。溜り部２０１ｆは、例えば断面が矩形で長軸の箱形を成している。軸方向（長手方向）の長さはフランジ部キャビティ２０１ａの長辺より長くなっている。溜り部２０１ｆの出口には、高さが一定のフィルムゲート２０１ｇが溜り部２０１ｆに一体に形成されている。

【0075】

従って、ファンゲート２０１ｄから流出する溶融樹脂が乱流となる場合、溶融樹脂は溜り部２０１ｆに流入・膨張して沈静化されフィルムゲート２０１ｇによって一定厚み（高さ）の層流に整流されてフランジ部キャビティ２０１ａの長辺に供給されることになる。これにより、コアピン２０４間の狭い各隙間に層流化した（流れが安定した）溶融樹脂が殆ど同じタイミングで均等に入っていき、溶融樹脂が万遍なく最後尾まで安定に充填されるようになる。この溶融樹脂の時間差無しの均等・安定流入は、コアピン２０４が流動から受ける負荷を大幅に軽減することにもなる。

【0076】

ところで、スライド駒２０５の凸部２０５ａとコアピン２０４の凹部２０４ａとの凹凸嵌合による押し切りは、コアピン２０４の撓みを好適に抑制しコアピン２０４とコアピン２０４とのピッチ（間隔）を安定させる撓み抑制手段となる反面、溶融樹脂の流動に対し流動を妨げる流動抵抗にもなり得る。また、スライド駒２０５のコアピン２０４に対向する表面において凸部２０５ａを除く表面については、コアピン２０４の撓み抑制に対しあまり寄与していない。

【0077】

従って、スライド駒２０５において撓み抑制機能は維持したまま溶融樹脂の流れを出来るだけ阻害しないようにするためには、例えば（１）スライド駒２０５の凸部２０５ａを除く押し切り面について長手方向の長さを短くして溶融樹脂が通過するスライド駒の長さを短くすること、（２）スライド駒２０５において溶融樹脂が通る隙間の面積を増やすことが考えられる。以下に、スライド駒２０５の凸部２０５ａを除く押し切り面について長手方向の長さを短くしたスライド駒２０５’について説明する。

【0078】

図１６は、スライド駒２０５の凸部２０５ａを除く押し切り面について長手方向の長さを短くしたスライド駒２０５’を示す説明図である。図１６（ａ）は比較例として上記スライド駒２０５のコアピン２０４に対する押し切り面を表している。図１６（ｂ）は上記スライド駒２０５’のコアピン２０４に対する押し切り面を表している。

【0079】

図１６（ｂ）に示されるように、スライド駒２０５’では凸部２０５ａの押し切り面はスライド駒２０５と同じのまま、凸部２０５ａを除く押し切り面について長手方向の長さＬ”をスライド駒２０５より短く（Ｌ”＜Ｌ）して溶融樹脂に対する流動抵抗を下げるようにしている。

【0080】

図１７は、スライド駒２０５’が組み込まれたプラスチック成形金型によって成形されたプラスチック成形中間体１５０Ａを示す説明図である。スライド駒２０５’に対応した開口２０ａは相互にそれぞれが横方向に連通した１つの開口を形成している。従って、胴部２０の上下２つの開口２０ａを封止する樹脂の注入については、１つのゲートによって各開口２０ａに対し横方向から射出されることになる。次に、スライド駒２０５において溶融樹脂が流動する隙間を増やすことにより流動抵抗を下げるようにしたスライド駒２０５”について説明する。

【0081】

図１８は、スライド駒２０５において溶融樹脂が通る隙間の面積を増やすことにより流動抵抗を下げるようにしたスライド駒２０５”を示す要部断面説明図である。図１８（ａ）は比較例として上記スライド駒２０５がコアピン２０４を両側から押し切った状態を表している。図１８（ｂ）は上記スライド駒２０５”がコアピン２０４を両側から押し切った状態を表している。

【0082】

図１８（ｂ）に示されるように、スライド駒２０５”では凸部２０５ａ”の下面２０５ｂからの突出高さＨ”をスライド駒２０５より高く（Ｈ”＞Ｈ）することにより、６連の凸部２０５ａ”が両方からコアピン２０４を押し切るようになる（凸部２０５ａ”による単独押切り）。その結果、スライド駒２０５”の下面２０５ｂとコアピン２０４との間に隙間が新たに生じることになる。それに加えて、コアピン２０４とコアピン２０４との隙間についても増えることになる。これにより、スライド駒２０５”において溶融樹脂が通る隙間の面積がスライド駒２０５に比べ大幅に増えることになるため、溶融樹脂に対する流動抵抗がスライド駒２０５に比べ大幅に低下し、溶融樹脂が最後尾まで充填されるようになる。

【0083】

図１９は、スライド駒２０５”が組み込まれたプラスチック成形金型によって成形されたプラスチック成形中間体１５０Ｂを示す説明図である。スライド駒２０５”の凸部２０５ａ”に対応した開口２０ａは、それぞれが独立した開口を形成している。従って、胴部２０の片側６個の開口２０ａを封止する樹脂の注入については、６本のゲートを有するタフゲートによって各開口２０ａに対し垂直方向から射出されることになる。

【符号の説明】

【0084】

１０ 頭部
１１ 隔壁
１２ フランジ部
２０ 胴部
２０ａ 開口
２０ｂ 封止樹脂
２１ 貫通孔
１００ プラスチック成形品
１００Ａ プラスチック成形品
１５０ プラスチック成形中間体
２００ プラスチック成形金型
２００Ａ プラスチック成形金型
２０１ 固定金型
２０１Ａ 固定金型Ａ
２０１Ｂ 固定金型Ｂ
２０１ａ フランジ部キャビティ
２０１ｂ コアピン係止キャビティ
２０１ｃ 樹脂供給流路
２０１ｄ ファンゲート
２０１ｅ 制御ピン
２０１ｆ 溜り部
２０１ｇ フィルムゲート
２０２ 可動金型
２０２ａ 胴部キャビティ
２０３ コア金型
２０３ａ コアピン固定キャビティ
２０４ コアピン（第１挿入物）
２０４ａ 凹部
２０５ スライド駒（第１スライド駒）
２０５ａ 凸部
２０６ 油圧シリンダ
２０７ 射出成形機
２０８ 二次成形用コアピン（第２挿入物）
２０９ 二次成形用スライド駒（第２スライド駒）
２０９ａ 押切面
２１０ 可塑化部
２１０ａ スクリュ
２１０ｂ 可塑化シリンダ
２１０ｃ 可塑化モータ
２１１ 射出部
２１１ａ プランジャ
２１１ｂ 射出シリンダ
２１１ｃ アクチュエータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】