JP2001031834A - フェノール樹脂成形材料およびそれを用いたコンミテーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】アーク火花の発生が少なく整流性能の低下の少
ない、コンミテーター用の優れたフェノール樹脂成形材
料を提供すること。 【解決手段】フェノール樹脂１００重量部に対し、チタ
ン酸バリウム５０〜５００重量部を配合してなるフェノ
ール樹脂成形材料を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気特性、特に耐
アーク火花特性に優れ、コンミテーター整流初期特性の
経時劣化の少ないフェノール樹脂成形材料に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車用、あるいは、家庭電気
用モーターのコンミテーターに使用される絶縁材料に
は、電気絶縁性、耐熱及び耐湿寸法安定性、熱時破壊回
転強度に優れたガラス繊維を主な充填材とするフェノー
ル樹脂成形材料が使用されてきた。しかしながら、この
様な従来のコンミテーター用樹脂成形材料においては、
初期特性は良好でも、温度、湿度、回転応力の影響を受
け寸法が経時変化しセグメント間に段差を生じてしまう
欠点があった。この段差はセグメント間電圧差をより大
きくさせるため、カーボンブラシとセグメント間でアー
ク火花を発生させ、コンミテーターの機能である整流性
能の低下を発生させてしまうのみならず、このアーク火
花によりフェノール樹脂成形材料の劣化が加速度的に促
進し、更にセグメント間段差が大きくなるという悪循環
に繋がり、モーター寿命の大きな制約となっていた。ま
たこのようなアーク放電によって電磁波が発生し、これ
が電子機器のノイズの原因になる問題もあり、これを防
止するために発生源近くにコンデンサーを組み込み、生
じた電圧差を緩和する等の対策がなされている場合もあ
るが、これによりモーターの小型化、高速化に大きな制
約となり、また部品点数増によるコストアップにも繋が
っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる状況に
鑑みなされたもので、コンミテーターの寸法が経時変化
し、セグメント間に段差を生じてもアーク火花の発生が
少なく、コンデンサーを組み込まなくても整流性能の低
下の少ない、優れたフェノール樹脂成形材料を提供する
ことを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、フェノー
ル樹脂１００重量部に対して、比誘電率の高いチタン酸
バリウム５０〜５００重量部を配合してなるフェノール
樹脂成形材料が、上記問題点を解決しうることを見出だ
した。フェノール樹脂１００重量部に対して、チタン酸
バリウム５０重量部未満では良好なアーク火花の緩和が
得られず、また５００重量部を越えると寸法変化が著し
く大きくなり悪化する。また、本発明で用いるチタン酸
バリウムは比誘電率１０００〜３００００のものが望ま
しい。比誘電率が１０００未満では良好なアーク火花緩
和が得られず、比誘電率が３００００を越えると高価格
で汎用性がなくまた整流特性も悪化する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明で用いるフェノール樹脂
は、ノボラック型、レゾール型いずれでもよく、また両
者の混合物であってもよい。またフェノール樹脂の数平
均分子量は４００〜１２００好ましくは５００〜１１０
０がよい。数平均分子量が４００未満では、機械強度、
とりわけアーク火花による加熱時の機械的強度の向上は
望めない。また、数平均分子量が１２００を越えると、
フェノール樹脂の軟化点が高くなり均一に混練できなか
ったり、溶融粘度が高くなってしまうために流動性が乏
しくなり、成形条件巾が極端に狭くなるため好ましくな
い。なお、上記数平均分子量はＧＰＣ（Gel Permeation
Chromatography)による標準ポリスチレン検量線を用い
て求められる。本発明で用いられるチタン酸バリウムと
しては、８０メッシュ篩パス好ましくは１５０メッシュ
篩パス品が好ましい。８０メッシュを越える粒子が混入
すると、成形品外観、特に平滑性が損なわれるので好ま
しくない。更にチタン酸バリウムの純度について、Ｓ
ｒ，Ｓｎ，Ｚｒ等の同じペロブスカイト型化合物を含め
て９５重量％以上の純度、好ましくは９７重量％以上の
純度のものが好ましい。９５％未満では、アーク火花緩
和において特性のバラツキが大きくなるので好ましくな
い。本発明のフェノール樹脂成形材料には、チタン酸バ
リウムに加えて、その他充填材、例えば炭酸カルシウ
ム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、シリカ、
クレー、マイカ、ゼオライト、タルク、ガラスパウダ
ー、ガラス繊維等の無機質充填材や、木粉、パルプ、布
チップ、ポリビニルアルコール繊維、アクリロニトリル
ブタジエンゴム等の有機質充填材を添加することができ
る。

【０００６】また本発明の成形材料においては、充填材
の他に通常の硬化剤(例えばヘキサメチレンテトラミ
ン)、硬化助剤(例えば消石灰）、離型剤(例えばステア
リン酸亜鉛)、その他必要に応じて、着色剤(例えば力ー
ボンブラック)、表面処理剤(例えばシランカップリング
剤)、難燃剤(例えばホウ酸)等を添加することができ
る。これら配合物を均一に混合した後、ロール、ニー
ダ、二軸押出機等の混練機等で加熱混練し、必要に応じ
て造粒化することにより、フェノール樹脂成形材料が得
られる。この発明によれば、チタン酸バリウムを配合す
ることによりフェノール樹脂成形材料の比誘電率が上が
り、静電容量が大きくなることでコンデンサーの機能が
付与され、電圧差が緩和されアーク火花が発生しなくな
るものと考えられる。

【０００７】

【実施例】以下本発明を具体的に示すために実施例を示
す。尚、部及び％は特に断らない限り、重量部、重量％
を示す。 実施例１〜３及び比較例１〜３ 表１に示す配合にしたがって、各成分を配合混合した後
表面温度約９０℃の熱ロールで３分間混練し、冷却、粉
砕してフェノール樹脂成形材料を得た。

【０００８】

【表１】

【０００９】実施例１〜４、及び比較例１〜４について
次の評価を実施した。 １)コンミ耐火花性試験 表２に示す条件で成形加工したコンミテーターの初期、
２００℃×１０００ｈ処理後及び６０℃/９５ＲＨ×１
０００ｈ処理後の３種類を準備した。それらのコンミテ
ーターを５０００ｒｐｍで回転させながら、カーボンブ
ラシ間で発生する火花を目視で判断しながら、火花が発
生するまで各銅セグメント問の電圧差を徐々に上げて行
き、コンミ耐火花性を評価した。(電圧が高いほど良好) ２）コンミ寿命試験 表２に示す条件で成形加工したコンミテーターの初期、
２００℃×１０００ｈ処理後及び６０℃/９９５ＲＨ×
１０００ｈ処理後の３種類を準備した。それらのコンミ
テーターを５０００ｒｐｍで回転させながら、カーボン
ブラシ間に１．０Ｖの電圧差をかけ、アーク火花を発生
させた。火花によりフェノール樹脂成形材料が劣化して
ゆき、セグメント間段差が１０μｍになるまでの、時間
でコンミテーターの寿命を評価した。(時間が長いほど
良好) 表３に示す結果から明らかなように本発明にかかるフェ
ノール成形材料をつかったコンミテーターは耐火花特性
や寿命特性に優れている。

【００１０】

【表２】

【００１１】

【表３】

【００１２】

【発明の効果】本発明のフェノール樹脂成形材料は、特
にアーク火花性に優れ、かつその他弊害が無いことか
ら、これまで適用上大きな制約となっていた、モーター
の小型化、高速化が図れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 久男 茨城県下館市大字小川1500番地 日立化成 工業株式会社下館事業所内 Ｆターム(参考） 4J002 CC041 DE186 GN00 GQ01 5E063 EA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フェノール樹脂１００重量部に対し、チタ
   ン酸バリウム５０〜５００重量部を配合してなることを
   特徴とするフェノール樹脂成形材料。
2. 【請求項２】チタン酸バリウムの比誘電率が１０００〜
   ３００００である請求項１記載のフェノール樹脂成形材
   料。
3. 【請求項３】請求項１または２に記載のフェノール樹脂
   成形材料により成形してなるコンミテーター。