JP2006034072A - 回転電機のヨークの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２液性接着剤の２液混合後の反応速度を速くしても接着剤の可使時間に影響を与えるのを抑制できる回転電機のヨークの製造方法を提供すること。
【解決手段】 金属製のヨーク２３とマグネット２４を、主剤を含むＡ剤２２と開始剤を含むＢ剤２０を混合すると硬化が開始される２液性接着剤で接着する回転電機のヨークの製造方法で、Ｂ剤２０が封入されたカプセル２１とＡ剤２２を、ヨーク２３とマグネット２４の間に介在させる第１の工程と、ヨーク２３とマグネット２４を加圧するとともにすり合わせて、カプセル２１を粉砕するとともに粉砕されたカプセル２１から流出するＢ剤２０とＡ剤２２を混合させる第２の工程とを備える。ヨーク２３とマグネット２４を加圧するだけでなく、両者をすり合わせることにより、モータの回転トルクに耐え得る十分な接着強度を持つヨークが得られる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ブラシレスモータ等の回転電機における金属製のヨークとマグネットを接着して回転電機のヨークを製造する回転電機のヨークの製造方法に関する。

近年、製品のコストダウンや環境への取り組みから接着作業工程では、短時間接着や常温接着が検討されてきている。
接着を常温でかつ短時間で行う接着方法の１つとして、主剤と開始剤（硬化剤）からなる２液性接着剤（２液混合型接着剤）を用いる２液混合方式が用いられている。

２液性接着剤は、主剤に触媒が、開始剤に硬化促進剤がそれぞれ添加されており、主剤と開始剤の２液を混合することにより硬化が開始される接着剤である。
２液性接着剤では、２液混合後の硬化速度を速めるには、開始剤の硬化促進剤添加量を増やせば良いが、この場合２液混合後の可使時間が短くなる。

このような２液性接着剤を、金属製のヨークと接着されるマグネットの表面に塗布する方法として、図４に示す混合塗布による方法と、図５に示す分離塗布による方法とがある。

図４に示す混合塗布による方法では、２液性接着剤の主剤（Ａ剤）と開始剤（Ｂ剤）を２液混合ディスペンサー１３に別々に入れると、主剤と開始剤が混合ノズル１４で混合され、その混合された２液性接着剤１１がマグネット１２上に塗布される。

また、図５に示す分離塗布による方法では、主剤（Ａ剤）と開始剤（Ｂ剤）の２液をディスペンサー１５によりマグネット１２上に分離して塗布し、塗布された２液の上にマグネット１２と接合される部材を載せ、この部材とマグネット１２をすり合わせて２液を混合させる。

さらに、金属粒子または金属被膜樹脂粒子からなる導電粒子と、主剤と硬化剤からなる２液性接着剤と、２液性接着剤のいずれか一方を封入し、押圧により粉砕するカプセルとからなる加圧硬化型異方性導電膜を用いた接着方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この接着方法によれば、熱を加えることなく、圧力を加えるだけで接着がなされる。
特開２００１−１７６９２６号公報

ところで、図４に示す混合塗布を行う場合には、２液混合後の可使時間が短くなると、２液性接着剤１１をマグネット１２に塗布する前に２液性接着剤１１が硬化してしまう恐れがある。

また、図５に示す分離塗布を行う場合には、２液混合後の可使時間が短くなると、２液が十分に混合される前に２液性接着剤の硬化が始まり、接着強度を十分に発揮できない恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、２液性接着剤の２液混合後の反応速度を速くしても接着剤の可使時間に影響を与えるのを抑制できる回転電機
のヨークの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、金属製のヨークとマグネットを、主剤を含む第１剤と開始剤を含む第２剤を混合すると硬化が開始される２液性接着剤で接着する回転電機のヨークの製造方法であって、前記第２剤が封入された複数のカプセルと前記第１剤とを、前記ヨークと前記マグネットの間に介在させる第１の工程と、前記ヨークと前記マグネットを加圧して、前記カプセルを粉砕するとともに粉砕された前記カプセルから流出する前記第２剤を前記第１剤と混合させる第２の工程と、を備えることを要旨とする。

これによれば、複数のカプセルと第１剤をヨークとマグネットの間に介在させた状態でヨークとマグネットを加圧することにより、カプセルを粉砕し、カプセルから流出した第２剤が第１剤と混合されて２液性接着剤の硬化が開始されるので、２液性接着剤の２液混合後の反応速度を速くしても、接着剤の可使時間に影響を与えるのを抑制できる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の回転電機のヨークの製造方法において、前記第２の工程では、前記ヨークと前記マグネットを加圧するとともにすり合わせて、前記カプセルを粉砕するとともに粉砕された前記カプセルから流出する前記第２剤を前記第１剤と混合させることを要旨とする。

上記特許文献１に記載された接着方法では、２液性接着剤のいずれか一方（硬化剤）を封入したカプセルを押圧により粉砕するだけであるので、その粉砕によりカプセルから流出する硬化剤が主剤と十分に混合される前に２液性接着剤の硬化が始まり、接着強度を十分に得ることができない恐れがある。また、この接着方法は、液晶パネルの端子と駆動用ＩＣの端子を接続固定する用途には適しているが、回転トルクや、車両に搭載された際の振動などに耐え得る十分な接着強度が必要とされるブラシレスモータ等の回転電機のヨークを製造する用途に適しているとは言い難い。

これに対して請求項２に係る発明によれば、複数のカプセルと第１剤をヨークとマグネットの間に介在させた状態でヨークとマグネットを加圧するだけでなく、両者をすり合わせることにより、加圧により粉砕したカプセルから流出した第２剤が第１剤と十分に混合される。その結果、第１剤と第２剤が十分に混合されて２液性接着剤の硬化が始まるので、２液性接着剤の２液混合後の反応速度を速くしても接着剤の可使時間に影響を与えるのを抑制できるとともに、回転トルクや振動に耐え得る十分な接着強度を持つ回転電機のヨークを製造することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の回転電機のヨークの製造方法において、前記第１の工程では、前記複数のカプセルと前記第１剤とを前記マグネットの表面に塗布することを要旨とする。

これによれば、複数の円弧状のマグネットを円筒状或いは楕円筒状のヨークの内周面に接着する作業を行う際に、各マグネットの表面に複数のカプセルと第１剤を塗布することで、複数のマグネットをヨークに組み付けて、ヨークとマグネットを加圧するとともにすり合わせることで、その接着作業を２液性接着剤の可使時間内で効率良く行うことができる。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機のヨークの製造方法において、前記第２の工程では、前記ヨークと前記マグネットの少なくとも一方を前記回転電機の軸方向或いは周方向に動かして前記ヨークと前記マグネットをすり合わせる
ことを要旨とする。

これによれば、複数の円弧状のマグネットを円筒状或いは楕円筒状のヨークの内周面に接着する作業を行う際に、ヨークとマグネットの少なくとも一方を回転電機の軸方向或いは周方向に動かしてヨークとマグネットをすり合わせることで、その接着作業を２液性接着剤の可使時間内で容易に行うことができる。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機のヨークの製造方法において、前記カプセルの粒径を１００μｍ〜５００μｍ以内の値とすることを要旨とする。

これによれば、一般にブラシレスモータ等の回転電機のヨークとマグネットの間の接着層の厚さは２０μｍ〜１００μｍ以内の値であるので、その接着層の厚さに最適なカプセルの粒径を１００μｍ〜５００μｍ以内で選択することができる。カプセルの粒径を５００μｍ以下にしたのは、カプセルの粒径が５００μｍより大きいと、複数のカプセルを第１剤に混ぜて混合機に入れそのノズルからマグネット等の表面に塗布する際に、その混ぜた材料、特にカプセルがノズル等に引っ掛かったりすることがあり、好ましくないからである。また、カプセルの粒径を１００μｍ以上としたのは、カプセルの粒径が１００μｍ未満であると、カプセルに封入され、カプセルが粉砕されて第１剤と混合される第２剤の量を、混合機のノズルを精度良く開閉することにより厳密に管理する必要があるからである。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の回転電機のヨークの製造方法において、前記マグネットと前記ヨークとの間の接着層の厚さを２０μｍ〜１００μｍ以内の値とすると、前記カプセルの破壊圧縮率を４０〜６０％以内の値とすることを要旨とする。

これによれば、モータ等の回転電機のヨークとマグネットの間の接着層の厚さ（例えば、２０μｍ〜１００μｍ以内の値）に対して、カプセルが確実に粉砕するような最適なカプセルの粒径及び破壊圧縮率を、１００μｍ〜５００μｍ以内及び４０〜６０％以内でそれぞれ選択することができる。なお、ここにいう「粉砕する」は、「破壊する」と同義で用いている。

破壊圧縮率を６０％以下にしたのは、破壊圧縮率が６０％より大きいと、カプセルは圧縮率６０％を超える程圧縮されないと破壊しないからである。また、破壊圧縮率を４０％以上にしたのは、破壊圧縮率が４０％より小さいと、カプセルは圧縮率４０％未満に圧縮されただけで破壊してしまいうからである。

本発明によれば、２液性接着剤の２液混合後の反応速度を速くしても接着剤の可使時間に影響を与えるのを抑制できる。

以下、本発明を自動車等の車両に用いるブラシレスモータのヨークの製造方法に具体化した各実施形態を、図１及び図２に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るブラシレスモータのヨークの製造方法において接着剤を塗布する工程を模式的に示す説明図である。図２は、その製造方法において接着剤が塗布されたマグネットをヨークに組み付けた状態で行う加圧及びすり合わせ工程を模式的に示す説明図である。

第１実施形態に係るブラシレスモータのヨークの製造方法は、ブラシレスモータの金属製のヨークとマグネットを、主剤を含む第１剤としてのＡ剤と開始剤を含む第２剤としてのＢ剤を混合すると硬化が開始される２液性接着剤で接着する方法である。

この実施形態で用いる２液性接着剤は、例えば、Ａ剤の主剤をアクリル系接着剤（ＳＧＡ）とし、Ｂ剤の開始剤を過酸化物などとしている。
第１実施形態に係るブラシレスモータのヨークの製造方法は、図１及び図２に示すように、以下の工程（１）〜（３）を備えている。

（１）Ｂ剤（第２剤）２０が封入された複数のカプセル２１とＡ剤２２とを、金属製のヨーク２３とマグネット２４の間に介在させる第１の工程。
（２）ヨーク２３とマグネット２４を加圧するとともにすり合わせて、カプセル２１を粉砕するとともに粉砕されたカプセル２１から流出するＢ剤２０とＡ剤２２を混合させる第２の第２の工程（加圧及びすり合わせ工程）。

（３）第２の工程でＢ剤２０とＡ剤２２を混合させて２液性接着剤の硬化を開始させた後、その硬化が完了するまでヨーク２３とマグネット２４を加圧した状態に保持する第３の工程。

第１の工程（１）では、図１に示すように、Ｂ剤２０が封入された複数のカプセル２１とＡ剤２２とをマグネット２４の表面に塗布する工程（接着剤塗布工程）を行う。
この後、Ｂ剤２０が封入された複数のカプセル２１とＡ剤２２とが表面に塗布されたマグネット２４を、図２に示すヨーク２３の表面に組み付ける（組付工程）。このようにして、金属製のヨーク２３とマグネット２４とが、その間に複数のカプセル２１とＡ剤２２とが介在した状態で組み付けられる。

次に、第１の工程における上記「接着剤塗布工程」を図１に基づいてより詳しく説明する。
この「接着剤の塗布工程」では、Ｂ剤２０が封入された複数のカプセル２１とＡ剤２２を入れた容器３０を混合機４０に装着すると、カプセル２１とＡ剤２２が一緒に混合機４０内の通路４１を通って下方にあるノズル４２に進み、そのノズル４２から吐出されてマグネット２４の表面上に塗布される。

次に、第２の工程における上記「加圧及びすり合わせ工程」を図２に基づいてより詳しく説明する。
この「加圧及びすり合わせ工程」では、例えばマグネット２４を図２の矢印５１で示す方向にヨーク２３に押し付けてヨーク２３とマグネット２４を加圧する。このような加圧を行いながら、ヨーク２３を図２の矢印５２で示す方向に動かす（往復動させる）ことにより、ヨーク２３とマグネット２４をすり合わせる。

以上のように構成された第１実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○上記第１の工程で、Ｂ剤２０が封入された複数のカプセル２１とＡ剤２２をヨーク２３とマグネット２４の間に介在させる。その後、上記第２の工程で、ヨーク２３とマグネット２４を加圧するとともにすり合わせて、カプセル２１を粉砕するとともにＢ剤２０とＡ剤２２を混合させるので、混合されて硬化を開始する２液性接着剤でヨーク２３とマグネット２４を接着することができる。

○複数のカプセル２１とＡ剤２２をヨーク２３とマグネット２４の間に介在させた状態で、マグネット２４を図２の矢印５１で示す方向にヨーク２３に押し付けてヨーク２３とマグネット２４を加圧することにより、カプセル２１を粉砕し、カプセル２１から流出し
たＢ剤２０がＡ剤２２と混合されて２液性接着剤の硬化が開始される。そのため、２液性接着剤の２液混合後の反応速度を速くしても、接着剤の可使時間に影響を与えるのを抑制できる。

○複数のカプセル２１とＡ剤２２をヨーク２３とマグネット２４の間に介在させた状態でヨーク２３とマグネット２４を加圧するだけでなく、両者をすり合わせることにより、加圧により粉砕したカプセル２１から流出したＢ剤２０がＡ剤２２と十分に混合される。その結果、Ａ剤２２とＢ剤２０が十分に混合されて２液性接着剤の硬化が始まるので、回転トルクや振動に耐え得る十分な接着強度を持つ回転電機のヨークを製造することができる。

○上記第１の工程では、Ｂ剤２０が封入された複数のカプセル２１とＡ剤２２とをマグネット２４の表面に塗布するようにしている。これにより、複数のマグネット２４をヨーク２３の表面に接着する作業を行う際に、各マグネット２４の表面に複数のカプセル２１とＡ剤２２を塗布することで、複数のマグネット２４をヨーク２３に組み付けて、両者を加圧するとともにすり合わせることで、その接着作業を２液性接着剤の可使時間内で効率良く行うことができる。

○第１の工程における「接着剤塗布工程」では、Ｂ剤２０が封入された複数のカプセル２１とＡ剤２２を一緒に入れた容器３０を混合機４０に装着するだけで良いので、接着剤の塗布を効率的に行うことができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係るヨークの製造方法を図３に基づいて説明する。
第２実施形態に係るヨークの製造方法は、上記第１実施形態に係るヨークの製造方法を図３に示すような構造を有するブラシレスモータのヨークの製造に適用したものである。

図３は、ブラシレスモータにおける円筒状のヨーク６０の内周面６０ａに複数の円弧状のマグネット６１の１つが２液性接着剤７０により接着された様子を示す断面図である。
このようなブラシレスモータのヨークを製造する場合には、「加圧及びすり合わせ工程」において上記加圧を行いながら、ヨーク６０とマグネット６１の少なくとも一方、特にヨーク６０をブラシレスモータの軸方向（図３の紙面に垂直な方向）に動かす（往復動させる）ことにより、ヨーク６０とマグネット６１をすり合わせるのが好ましい。

また、第２実施形態に係るヨークの製造方法では、２液性接着剤７０の接着層７１の厚さとカプセル仕様（上記カプセル２１の粒径及び破壊圧縮率）は、以下の条件を満たす関係にするのが好ましい。

（条件ａ）カプセル２１の粒径は１００μｍ〜５００μｍ以内の値とする。
（条件ｂ）マグネット６１とヨーク６０との間の接着層７１の厚さを２０μｍ〜１００μｍ以内の値とすると、カプセル２１の破壊圧縮率を４０〜６０％以内の値とする。図３では、２液性接着剤７０の接着層７１の厚さは、中心部で５０〜１００μｍ、両端部で２０〜５０μｍとなっている。

以上のように構成された第２実施形態によれば、上記第１実施形態の奏する作用効果に加えて以下の作用効果を奏する。
○上記加圧を行いながら、ヨーク６０とマグネット６１の少なくとも一方、特にヨーク６０をブラシレスモータの軸方向に動かしてヨーク６０とマグネット６１をすり合わせることで、複数のマグネット６１を円筒状のヨーク６０の内周面６０ａに接着する作業を２液性接着剤７０の可使時間内で容易に行うことができる。

○条件ａを満たす場合、ヨーク６０とマグネット６１の間の２液性接着剤７０の接着層７１の厚さは２０μｍ〜１００μｍ以内の値であるので、その接着層７１の厚さに最適なカプセル２１の粒径を１００μｍ〜５００μｍ以内で選択することができる。

カプセル２１の粒径を５００μｍ以下にしたのは、その粒径が５００μｍより大きいと、複数のカプセル２１をＡ剤２２に混ぜて混合機４０に入れそのノズル４２からマグネット２４の表面に塗布する際に、その混ぜた材料、特にカプセル２１がノズル４２等に引っ掛かったりすることがあるからである。また、カプセル２１の粒径を１００μｍ以上としたのは、その粒径が１００μｍ未満であると、カプセル２１に封入され、カプセル２１が粉砕されてＡ剤２２と混合されるＢ剤２０の量を、混合機４０のノズル４２を精度良く開閉することにより厳密に管理する必要があるからである。

○条件ｂを満たす場合、ブラシレスモータのヨーク６０とマグネット６１の間の接着層７１の厚さ（２０μｍ〜１００μｍ以内の値）に対して、カプセル２１が確実に粉砕する（「破壊する」と同義。）ような最適なカプセル２１の粒径及び破壊圧縮率を、１００μｍ〜５００μｍ以内及び４０〜６０％以内でそれぞれ選択することができる。

破壊圧縮率を６０％以下にしたのは、破壊圧縮率が６０％より大きいと、カプセル２１は圧縮率６０％を超える程圧縮されないと破壊しないからである。また、破壊圧縮率を４０％以上にしたのは、破壊圧縮率が４０％より小さいと、カプセル２１は圧縮率４０％未満に圧縮されただけで破壊してしまうからである。

なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記各実施形態では、本発明をブラシレスモータのヨークの製造方法に適用した一例について説明したが、ブラシレスモータに限らず、金属製のヨークとこれに接着されるマグネットを備えたモータや発電機等の回転電機に広く適用可能である。

・上記各実施形態では、２液性接着剤のＡ剤２２の主剤をアクリル系接着剤（ＳＧＡ）とし、そのＢ剤２０の開始剤を過酸化物などとしているが、これは一例であって、他の成分の主剤と開始剤からなる２液性接着剤を用いる場合にも本発明は適用可能である。

・上記第１実施形態では、「加圧及びすり合わせ工程」で、マグネット２４を図２の矢印５１で示す方向にヨーク２３に押し付けてヨーク２３とマグネット２４を加圧しているが、その加圧を別の方法で行う場合にも本発明は適用可能である。

・上記第１実施形態では、「加圧及びすり合わせ工程」で上記加圧を行いながら、ヨーク２３を図２の矢印５２で示す方向に動かす（往復動させる）ことにより、ヨーク２３とマグネット２４をすり合わせるようにしているが、本発明はこれに限定されない。マグネット２４を矢印５２で示す方向に動かす（往復動させる）ことにより、ヨーク２３とマグネット２４をすり合わせるようにしても良い。或いは、ヨーク２３とマグネット２４の両方を矢印５２で示す方向において互いに逆方向に動かす（往復動させる）ことにより、ヨーク２３とマグネット２４をすり合わせるようにしても良い。

・上記第２実施形態では、「加圧及びすり合わせ工程」において上記加圧を行いながら、ヨーク６０をブラシレスモータの軸方向（図３の紙面に垂直な方向）に動かすことにより、ヨーク６０とマグネット６１をすり合わせるようにしているが、本発明はこれに限定されない。

ヨークが楕円筒状のヨークで、その内周面に複数の円弧状のマグネットを接着する場合
にも本発明は適用可能である。この場合、楕円筒状のヨークをブラシレスモータの周方向に動かしてヨークとマグネットをすり合わせることで、複数のマグネットを楕円筒状のヨークの内周面に接着する作業を２液性接着剤の可使時間内で容易に行うことができる。

第１実施形態に係る製造方法の接着剤塗布工程を模式的に示す説明図。 第１実施形態に係る製造方法の加圧及びすり合わせ工程を模式的に示す説明図。 第２実施形態に係る製造方法による接着部分を示す断面図。 ２液性接着剤の混合塗布法を模式的に示す説明図。 ２液性接着剤の分離塗布法を模式的に示す説明図。

符号の説明

２１…カプセル、２３，６０…ヨーク、２４，６１…マグネット、７０…２液性接着剤、７１…接着層。

Claims (6)

1. 金属製のヨークとマグネットを、主剤を含む第１剤と開始剤を含む第２剤を混合すると硬化が開始される２液性接着剤で接着する回転電機のヨークの製造方法であって、
   前記第２剤が封入された複数のカプセルと前記第１剤とを、前記ヨークと前記マグネットの間に介在させる第１の工程と、
   前記ヨークと前記マグネットを加圧して、前記カプセルを粉砕するとともに粉砕された前記カプセルから流出する前記第２剤を前記第１剤と混合させる第２の工程と、
   を備えることを特徴とする回転電機のヨークの製造方法。
2. 請求項１に記載の回転電機のヨークの製造方法において、
   前記第２の工程では、前記ヨークと前記マグネットを加圧するとともにすり合わせて、前記カプセルを粉砕するとともに粉砕された前記カプセルから流出する前記第２剤を前記第１剤と混合させることを特徴とする回転電機のヨークの製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の回転電機のヨークの製造方法において、
   前記第１の工程では、前記複数のカプセルと前記第１剤とを前記マグネットの表面に塗布することを特徴とする回転電機のヨークの製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の回転電機のヨークの製造方法において、
   前記第２の工程では、前記ヨークと前記マグネットの少なくとも一方を前記回転電機の軸方向或いは周方向に動かして前記ヨークと前記マグネットをすり合わせることを特徴とする回転電機のヨークの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の回転電機のヨークの製造方法において、
   前記カプセルの粒径を１００μｍ〜５００μｍ以内の値とすることを特徴とする回転電機のヨークの製造方法。
6. 請求項５に記載の回転電機のヨークの製造方法において、
   前記マグネットと前記ヨークとの間の接着層の厚さを２０μｍ〜１００μｍ以内の値とすると、前記カプセルの破壊圧縮率を４０〜６０％以内の値とすることを特徴とする回転電機のヨークの製造方法。

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