JP2013126287A - 高放熱性モータおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コイルで発生する熱が効率的に外部に放出され、かつ、制御回路等に伝達されにくいモータ、および、その製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明は、永久磁石または電磁石が固着された主軸と、鉄心およびコイルが埋設された樹脂筐体とを備えるモータであって、前記樹脂筐体を構成する樹脂中に窒化ホウ素粉末を含み、該窒化ホウ素粉末の少なくとも一部が前記主軸と実質的に垂直な方向に配向していることを特徴とする高放熱性モータである。
【選択図】図５

Description

本発明は、高放熱性モータおよびその製造方法に関する。より詳細には、内部のコイルに電流を通電することにより回転するモータであって、熱伝導性樹脂で成形された筐体を備えるモータ、および、その製造方法に関する。

モータは、内部のコイルに通電して電磁力を発生させ、主軸または主軸の周囲に設けた永久磁石や電磁石との反発力や引力により回転力を発生させる装置である。モータの仕様により、通電する電流は直流であったり、交流であったりするが、産業用ロボットや情報機器用のハードディスクドライブなど様々な分野に適用されている。

モータの構造例としてブラシレスモータの内部構造例を図１（ａ）、（ｂ）に示す。図１では、モータの駆動原理を説明するため、永久磁石とコイルに関する部分を記載しているが、コイルに付属するインシュレータや主軸の軸受けなどの詳細部品は省略している。この構造では、モータの主軸１２の周囲に永久磁石１３が具備されており、その外周部分に設置されたコイルに通電すると電磁力による反発力と引力でモータ主軸を回転させることができる。モータの回転速度や回転方向は、電極２から通電する電流の切り替え速度や極性により制御することができる。

また、同じ断面でのコイルの拡大図を図２に示す。コイルの鉄心１５には絶縁性のインシュレータ１６が具備されており、インシュレータ１６に樹脂被覆した銅線を巻きつけてコイル１４が形成されている。また、これらのコイルは樹脂筐体１１に埋設されている。ここで、コイルに通電して電磁力を発生させ、主軸１２を回転させると、コイルの持つ抵抗で熱が発生する。この熱を効率良くモータの外部に放出しないと、回転数やトルクなどのモータ性能を低下させるだけでなく、後述の制御回路に伝熱してしまうと回路の誤動作を起す可能性がある。

図３（ｂ）に、モータの横方向の断面図（図３（ａ）の面Ｂでの断面図）を示す。図３（ｂ）に示されるように、モータの主軸１２は、一方（ブラケット１７側）が外部に動力を伝え、もう一方が主軸１２の回転状況を検出するための制御回路等の部品１８に接続されている場合がある。制御回路は、モータ主軸の回転状況や角度を光学的に検出するため、モータの発熱が制御回路の部品１８に伝熱すると、光学部品の光軸ずれやフォトダイオードの特性が低下して、検出器が誤動作したり、検出感度が低下したりしていた。

従来は、このような課題に対し、特許文献１（特開２００６−２０５３７３号公報）に記載されるように、樹脂中に熱伝導性の低いジルコニア（ＺｒＯ₂）粉末と熱伝導性の高いアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）粉末を順番に充填した後に、この樹脂を金型に注入して樹脂筐体を形成することにより、放熱性向上と制御回路部分への伝熱を制御する方法が提案されている。

また、特許文献２（特開平９−１５７４４０号公報）に記載されるように、比重が軽く熱伝導性の低い中空粉末と比重が重く熱伝導性の高いアルミナ粉末を混合充填した樹脂を金型に注入し、比重差を利用して熱伝導性の高い層と熱伝導性の低い層を設ける方法も提案されている。

さらに、特許文献３（特開２００２−０８０６１７号公報）、特許文献４（特開２００４−２５６６８７号公報）に記載されるように、樹脂に窒化ホウ素を充填し、外部から磁場を印加することにより、窒化ホウ素を配向させた熱伝導シートを作製する方法が提案されている。

しかしながら、特許文献１に記載されるように、セラミック粉末を充填した後に樹脂を注入する方法では、樹脂の注入時に粉末が撹拌されたり、粉末と粉末の間に樹脂が注入されていない空間ができたりすることで、熱伝導性を損ねる可能性があった。

また、特許文献２に記載されるように、粉末の比重差を利用して熱伝導性の高い層と低い層を設ける方法では、製造時に粉末の沈降を制御するのが難しく、安定に製造できなかったり、樹脂の保管時に粉末が沈降してしまったりする問題があった。

また、特許文献３、４に記載されるように、外部から磁場を印加させる場合は、新たな装置が必要となったり、熱伝導シートを発熱体に接着したり押圧力を加えて固定するなどの発熱体に具備するための工程が必要になり製品の組み立てが複雑になる課題があった。

さらに、窒化ホウ素粉末が充填された熱伝導性樹脂を金型に注入する際、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、窒化ホウ素粉末が樹脂の流動方向（注入方向）に配向してしまい、モータの発熱を上述の制御回路等に伝達してしまう。この伝熱により、制御回路等が誤動作を起こし、モータの性能を低下させてしまうという問題もあった。

特開２００６−２０５３７３号公報 特開平９−１５７４４０号公報 特開２００２−０８０６１７号公報 特開２００４−２５６６８７号公報

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、コイルで発生する熱が効率的に外部に放出され、かつ、制御回路等に伝達されにくいモータ、および、その製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、永久磁石または電磁石が固着された主軸と、鉄心およびコイルが埋設された樹脂筐体とを備えるモータであって、
前記樹脂筐体を構成する樹脂中に窒化ホウ素粉末を含み、該窒化ホウ素粉末の少なくとも一部が前記主軸と実質的に垂直な方向に配向していることを特徴とする高放熱性モータである。

また、本発明は、上記の高放熱性モータの製造方法であって、
前記コイルに外部から通電するための電気コネクタを設けて、前記樹脂筐体の金型内の所定の位置に前記コイルを設置するステップと、
前記電気コネクタを介して前記金型の外部から前記コイルに通電して磁場を発生させた状態で、前記樹脂筐体を構成する樹脂を前記金型に注入するステップとを含む、高放熱性モータの製造方法にも関する。

この発明によれば、樹脂中の窒化ホウ素粉末を所定方向に配向させて熱伝導性を制御することにより、コイルで発生する熱が効率的に外部に放出され、かつ、制御回路等に伝達されにくいモータが提供される。

また、この発明によれば、窒化ホウ素粉末を充填した樹脂（熱伝導性樹脂）を金型に注入する際に、磁場を用いて樹脂中の窒化ホウ素粉末を所望の方向に配向させ、このときに用いられる磁場発生装置をそのままモータを構成するコイルとして使用するため、作業工程が低減され、高放熱性モータを製造するための部品点数を少なくすることができる。

（ａ）は（ｂ）の断面を説明するための斜視図であり、（ｂ）はモータの内部構造の一例を示す縦断面図である。 図１（ｂ）の部分拡大図である。 （ａ）は（ｂ）の断面を説明するための斜視図であり、（ｂ）はモータの内部構造の一例を示す横断面図である。 樹脂筐体の成形時に磁場を印加しない場合の窒化ホウ素粉末の配向方向を示す模式図である。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す面Ｃでの縦断面図である。 モータの磁場を使用して、樹脂筐体の成形時に磁場を印加した場合の窒化ホウ素粉末の配向方向を示す模式図である。（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す面Ｄでの縦断面図である。 樹脂筐体を成形する際に、外部よりコイルに通電できるようにした金型構造の一例の模式図である。 樹脂筐体を成形する際に、外部よりコイルに通電できるようにした金型構造の別の例の断面模式図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、樹脂筐体を成形する際にコイルに通電して磁場を発生させる際の、極性の変動を説明するための模式図である。 樹脂筐体の評価用試験片の取り出し箇所を示す模式図である。

以下、本発明を具体化した実施形態について、詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

＜高放熱性モータ＞
本発明の高放熱性モータは、図１に示されるように、永久磁石（または電磁石）１３が固着された主軸１２と、鉄心１５およびコイル１４が埋設された樹脂筐体１１とを備えるモータであり、樹脂筐体１１を構成する樹脂中に窒化ホウ素粉末を含み、該窒化ホウ素粉末の少なくとも一部が主軸１２と実質的に垂直な方向に配向していることを特徴とする。ここで、「実質的に垂直」とは、完全に主軸と垂直である場合だけでなく、本発明の効果が奏される範囲で垂直に近い方向も含まれることを意味する。これにより、従来の方法で実現し得なかった熱伝導性に優れた樹脂筐体を具備したモータを得ることができる。

永久磁石（または電磁石）１３、主軸１２、鉄心１５およびコイル１４としては、モータの製造に用いられる種々公知のものを使用することができる。なお、コイル１４は鉄心１５の周囲に銅線などの巻き線を巻きまわして形成される。

樹脂筐体に用いられる樹脂としては、金型に注入することにより筐体を成形できる樹脂であれば特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂が挙げられる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、非晶質ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアリングプラスチックやポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、シンジオタクティックポリエチレンなどのエンジニアリングプラスチックやポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、テフロン（登録商標）、アクリロニトリルブタジエンスチレン、アクリルなどの汎用プラスチックが挙げられる。耐熱性の観点からは、樹脂筐体に用いられる樹脂としてエポキシ樹脂やポリフェニレンサルファイドを用いることが好ましい。

窒化ホウ素粉末は、立方晶構造を有するものと六方晶系結晶構造を有するものがあるが、上述の樹脂に熱伝導性フィラーとして充填する窒化ホウ素粉末としては、六方晶系結晶構造を有するものを用いることが好ましい。六方晶系結晶構造を有する窒化ホウ素粉末は、結晶方位の［１００］方向と［２００］方向で熱伝導性が異なり、［１００］方向は［２００］方向に比べて約１００倍の熱伝導率があるため、所定の方向に配向させれば、コイルおよび鉄心から制御回路部分等への伝熱量を少なくしつつ、樹脂筐体の側面から外部への放熱量を多くすることができる。

したがって、窒化ホウ素粉末の少なくとも一部が主軸と実質的に垂直な方向に配向していることが好ましい。すなわち、窒化ホウ素粉末は、樹脂筐体の外壁面に対して（モータの主軸の軸方向に対して）垂直方向により多く配向していることが好ましい。これにより、モータで発生した熱が外部に放出されやすく、制御回路部分に伝達され難いモータが得られる。

より具体的には、前記樹脂筐体の外壁側から、該外壁表面と前記鉄心との間の距離の１／４の厚さを有する部分を取り出した場合に、該部分にＸ線を照射して得られる（１００）面に対する（００２）面の回折ピークの強度比（（００２）／（１００））は、好ましくは０．０５〜１００であり、より好ましくは０．１〜３６である。回折ピークの強度比（（００２）／（１００））が小さいほど、窒化ホウ素粉末が、樹脂筐体の外壁面に対して（モータの主軸の軸方向に対して）垂直方向により多く配向していることを示している。すなわち、回折ピークの強度比（（００２）／（１００））が小さいほど、モータで発生した熱が外部に放出されやすく、制御回路部分に伝達され難いことを示している。

窒化ホウ素粉末の充填量（樹脂筐体を構成する樹脂中の含有量）は、好ましくは１〜６０ｖｏｌ％である。充填量が１ｖｏｌ％以下になると、熱伝導性の向上が期待できず、６０ｖｏｌ％以上にすると樹脂の粘度が高くなりすぎて、金型に注入することが困難になるだけでなく、注入のときに気泡が混入し、熱伝導性を損ねてしまう。成形性の観点からは、充填量が２０〜５０ｖｏｌ％であることがより好ましい。

また、六方晶系結晶構造の窒化ホウ素粉末は、凝集しやすく燐片状の１次粉末が凝集した凝集体になることがあるが、１次粉末が六方晶系結晶構造であれば、凝集した粉末を用いても良い。また、形状は燐片状だけでなく、顆粒状、球状、繊維状、あるいはこれらの粉砕形状など、様々な粉末形状の窒化ホウ素粉末が適用可能であり、磁場により配向できる形状であれば構わない。窒化ホウ素粉末の大きさは特に限定するものではないが、０．１〜１００μｍの範囲が良く、さらに好ましくは１〜５０μｍ程度の大きさを用いるのが良い。０．１μｍ以下の粉末を用いると、樹脂中に均一に分散するのが難しく、また、粘度が高くなり金型に注入し難くなる。また、１００μｍ以上の大きさは、製造するのが困難であり、樹脂に充填する際、混練器のスクリュウや羽で破砕されてしまうため、樹脂中に安定に分散することができなくなる。

また、樹脂には、必要に応じて窒化ホウ素粉末以外の粉末をさらに充填しても良い。このような窒化ホウ素粉末以外の粉末としては、例えば、ガラス繊維、エラストマー粉末、シリカ粉末、アルミナ粉末などが挙げられる。これらの窒化ホウ素粉末以外の粉末は、窒化ホウ素粉末を充填した熱伝導性樹脂の機械物性や流動性などを調節するために充填される。例えば、窒化ホウ素粉末以外の粉末を充填すると、さらに熱伝導性を向上できる効果が得られる。

また、樹脂に充填する窒化ホウ素粉末には、表面処理が施されていても良い。表面処理としては、例えば、樹脂との密着性を良くするための表面処理が挙げられる。樹脂との密着性が良くなれば、樹脂に分散しやすくなるため、窒化ホウ素粉末の充填量を増やすことができ、樹脂筐体の熱伝導性が向上する。樹脂との密着性を良くするための表面処理としては、例えば、シランカップリング剤処理やＵＶ処理が挙げられる。

＜高放熱性モータの製造方法＞
また、本発明は、上記の高放熱性モータの製造方法であって、
コイルに外部から通電するための電気コネクタを設けて、樹脂筐体の金型内の所定の位置にコイル（鉄心および巻き線）を設置するステップと、
電気コネクタを介して金型の外部からコイルに通電して磁場を発生させた状態で、前脂筐体を構成する樹脂を金型に注入するステップとを含む、高放熱性モータの製造方法にも関する。

窒化ホウ素粉末は、磁気異方性を持つことから、磁場中では一定方向に配向する性質を持っている。本発明の製造方法においては、この性質を利用して樹脂中の窒化ホウ素粉末を所望の方向に配向させる。従って、本発明に用いられるモータ用の熱伝導性を有する樹脂筐体は、上記の熱伝導性の異なる粉末や比重の異なる粉末を利用して、熱伝導性に異方性を設ける方法とは根本的に異なる。そのため、樹脂注入時に粉末が撹拌されて均一化してしまったり、空間ができて熱伝導性を損なうといった従来の方法における課題が解消される。また、粉末の沈降を制御するのが難しく、安定に製造できなかったり、樹脂の保管時に粉末が沈降してしまったりするといった従来の方法における課題も解消される。

さらに、本発明の製造方法は、樹脂に窒化ホウ素粉末を充填し、外部から磁場を印加して窒化ホウ素粉末を配向させる従来の方法と比べても、新たに装置を設けて磁場を印加する必要が無く、また、樹脂筐体を成形後にコイルに接着させたりする工程を必要としないため、製造工程を少なくすることができるといった利点を有している。

窒化ホウ素粉末が所定方向に配向された上記樹脂筐体を作製するためには、予め、コイル鉄心に巻き線を巻きつけた後に、外部からコイルに通電するための電気コネクタを設けて置く。次に、鉄心と巻き線からなるコイルを金型の所定の位置に設置する。このとき、図６に示すように、金型３１，３２の外部から電気コネクタ３３に通電できるよう、金型３２に窓３２ａを設けておく。なお、上部の金型３１には、樹脂の注入口３１ａが設けられている。

図６では、金型３２に窓３２ａを開けて電気コネクタ３３と接続できるようにした例を示すが、これに限定されるものではなく、図７に示す様に、金型３２に電気接続用の金型端子２１を設けて、この金型端子２１を介して電気コネクタ３３に通電するなどの方法を用いても良い。この金型端子２１には、内部に押圧用のばね２４があり、端子電極２２をコイルに設けたコイル端子２３に押圧して電気的に接続できるようにしたものである。

金型に、コイル鉄心と巻き線からなるコイルを設置した後、樹脂を注入する際にコネクタを介して通電すると、コイルに磁場が発生し、樹脂に充填した窒化ホウ素粉末が磁場の方向に配向する。発生させる磁場の磁束密度は、０．３〜１０Ｔ（テスラ）の範囲であれば、窒化ホウ素粉末の配向ができる。窒化ホウ素粉末の異方性磁化率は弱く、樹脂中で配向させるため、コイルで発生する磁場は、高い磁束密度の方が好ましい。具体的には磁束密度０．５以上が好ましい。

ここで、窒化ホウ素粉末を配向させるために磁場を発生させると、金属製の金型も着磁してしまい、コイルを所定の位置に設置できなくなったり、脱型時や金型保管時に鉄粉などの異物が付着したりする場合があるため、コイルに通電する際は、通電する電気のプラスとマイナスを変化させながら磁場の極性を変化させて通電するのが良い。

図８に、通電したコイルで発生する磁場の極性を示す。この図では、電極２と電極２の間に３個のコイルが形成されており、この３個が同じ極性を示す。ここで、図８の（ａ）〜（ｃ）に示されるように、磁場によるＳ極とＮ極を入れ替えるように通電の方向を変えることで、金型への着磁を抑えることができる。一方、窒化ホウ素粉末の配向は、Ｓ極であってもＮ極であっても変わらないため、どちらの極であっても磁場の方向に配向することができる。また、極性の変化の周波数は特に限定するものではないが、好ましくは０．１〜１０００Ｈｚである。

実施形態を実施例により更に具体的に説明する。樹脂筐体の評価に用いた樹脂試験片は、図９に示すように、樹脂筐体１１の外壁側から、該外壁表面と鉄心１５との間の距離（Ｌ）の１／４の厚さを有する部分１１ａ（１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚み１ｍｍ）を切削加工して得た。

熱抵抗は、樹脂試験片の厚み方向に発熱体と温度計を取り付け、試験片表裏の温度差から熱抵抗値を算出した。熱抵抗Ｒは、発熱体から投入した熱量Ｗ、表裏面の温度差Ｔ、試験片厚みＤとし、Ｒ＝Ｔ／（Ｗ・Ｄ）の式により求めた。

また、窒化ホウ素粉末の配向は、熱抵抗を測定した試験片と同じものを使用し、Ｘ線回折装置（マックサイエンス株式会社製 ＭＸＰ−１８Ｖ）を使用してＣｕＫα線を線源に用いて３０ＫＶ、１５ｍＡの条件で２θが０〜６０°範囲を測定し、２６．９°（００２）面と、４１．６°（１００）面の回折ピークを求め、回折ピークの強度比（００２）／（１００）を算出することで評価した。

（実施例１）
ＰＰＳ樹脂（東レ株式会社製 Ａ９００）に窒化ホウ素粉末（電気化学工業株式会社製ＳＧＰ、粒度 ５．４μｍ（Ｄ１０））を４０ｖｏｌ％配合し、６０ｍｍ（縦）×６０ｍｍ（横）×６２ｍｍ（奥行き）のモータ用樹脂筐体（主軸用に３３ｍｍの開口部あり）の金型に、樹脂温度３１０℃、金型温度１３０℃の条件で注入した。樹脂注入時に磁束密度１Ｔの磁場を印加して窒化ホウ素粉末を配向させ、樹脂筐体を作製した。なお、磁場の印加は、図８に示す様なモータ用の９個のコイルを用いて、その３個のコイル一組とし、６０Ｈｚで極性を入れ替えながら行なった。

（実施例２〜８）
実施例２〜８では、磁束密度を０〜０．８Ｔの間で変化させて、樹脂筐体を作製した。この時、成形条件は、実施例１と同様の条件を用いた。

実施例１〜８で得られた樹脂筐体の所定の位置から、上記評価用の試験片を取り出して、熱抵抗とＸ線回折強度比を測定した。測定結果を表１に示す。

実施例８は、窒化ホウ素粉末を充填したＰＰＳ樹脂で成形する際、磁場を印加せずに樹脂筐体を作製した結果である。作製した試験片のＸ線回折強度比が１０５であり、熱抵抗は０．１９（Ｋ／（Ｗ・ｍｍ））であったのに対して、実施例２〜７の間で、印加する磁場の強度を大きくしていくことで、Ｘ線回折強度比の値が小さくなり、熱抵抗の値も小さくなっていることが明らかになった。これは、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、磁場の印加により、窒化ホウ素粉末の少なくとも一部が主軸と実質的に垂直な方向（図５（ｂ）の横方向）に配向していることを示している。

また、実施例１、２および５については、コイルの極性を入れ替える周波数を１０００Ｈｚと１００００Ｈｚにして同様の実験を行ったが、Ｘ線回折強度比や熱抵抗に１０％以上の変化はあらわれなかった。

ここで、実施例１による樹脂筐体は、０℃から１００℃のヒートサイクル試験を実施したところ、１０サイクルで筐体にクラックが発生した。一方、実施例２〜７の樹脂筐体ではヒートサイクル試験を１０００サイクル実施してもクラックを生じないことが判明した。磁場強度を弱くするとＸ線回折強度比が小さくなり、実施例７の熱抵抗は実施例８に対して１割程度しか変化しなくなることから、Ｘ線回折強度比が０．０５〜１００の間であれば、配向による影響で伝熱方向を制御できるが、より好ましくは０．１〜３６である。

（実施例９、１０）
実施例９、１０では、窒化ホウ素粉末をＰＰＳ樹脂に２０ｖｏｌ％充填し、それぞれ磁束密度０．８Ｔ、０．５Ｔの磁場を印加して樹脂筐体を成形した。

（実施例１１、１２）
実施例１１、１２では、窒化ホウ素粉末をＰＰＳ樹脂に１０ｖｏｌ％充填し、それぞれ磁束密度０．８Ｔ、０．５Ｔの磁場を印加して樹脂筐体を成形した。

（実施例１３）
実施例１３では、窒化ホウ素粉末をＰＰＳ樹脂に１ｖｏｌ％充填し、磁束密度０．８Ｔの磁場を印加して樹脂筐体を成形した。

（実施例１４）
実施例１４では、窒化ホウ素粉末をＰＰＳ樹脂に０．５ｖｏｌ％充填し、磁束密度０．８Ｔの磁場を印加して樹脂筐体を成形した。

（実施例１５〜１７）
実施例１５、１６、１７では、窒化ホウ素粉末をＰＰＳ樹脂に６０ｖｏｌ％充填し、それぞれ磁束密度０．８Ｔ、０．５Ｔ、０Ｔの磁場を印加して樹脂筐体を成形した。

上記実施例９〜１７で作製した樹脂筐体の所定の位置から、評価用の試験片を取り出して、熱抵抗とＸ線回折強度比を上述の方法により測定した。測定結果を表２に示す。

実施例９および１０で、窒化ホウ素粉末の充填量を４０ｖｏｌ％より少なくすると、同じ磁束密度の磁場を印加しても４０ｖｏｌ％充填した樹脂よりＸ線回折強度比が小さくなることが分かる。これは、窒化ホウ素粉末の充填量が少なくなれば粘度が低下するために、配向を起こしやすいためである。しかしながら、実施例２および５よりも熱伝導性が大きく（熱抵抗が小さく）なったのは、窒化ホウ素粉末の充填量が少なくなっているためである。この結果は、さらに充填量を少なくした実施例１１〜１３でも同様の傾向が得られた。

実施例１４の結果から、充填量を１ｖｏｌ％以下にすると窒化ホウ素粉末の充填効果が少なくなり、Ｘ線回折強度比や熱抵抗も同じになってしまうことが確認された。

また、実施例１５および１６で、窒化ホウ素粉末を４０ｖｏｌ％より多くすると、同じ磁束密度を印加しても４０ｖｏｌ％充填した樹脂よりＸ線回折強度比が大きくなることが分かる。これは、窒化ホウ素粉末の充填量が多くなれば粘度が増加するために、配向を起こし難くなるためである。しかしながら、実施例２および実施例５よりも熱伝導性が大きくなったのは、窒化ホウ素粉末の充填量が多くなっているためである。実施例１５から実施例１６でも同様の傾向が得られた。

実施例１７では、磁場を印加していないが、この時も充填量の影響を受けて実施例８よりも熱抵抗が小さくなることが確認された。これも、窒化ホウ素粉末の充填量が多くなっているためである。

また、窒化ホウ素粉末の充填量を６０ｖｏｌ％より多くすると、粘度が高くなり、樹脂筐体の成形時に気泡が混入して、熱抵抗を正確に測定できなくなったことから、窒化ホウ素粉末の充填率は、１ｖｏｌ％から６０ｖｏｌ％が良いことが分かる。

（実施例１８）
エポキシ樹脂（セメダイン株式会社製 ＥＰ００７）に窒化ホウ素粉末（電気化学工業株式会社製ＭＧＰ、粒度 ４．３μｍ（Ｄ１０））を４０ｖｏｌ％配合し、６０ｍｍ（縦）×６０ｍｍ（横）×６２ｍｍ（奥行き）のモータ用樹脂筐体（主軸用に３３ｍｍの開口部あり）の金型に、樹脂温度５０℃、金型温度５０℃の条件で注入した。樹脂注入時に磁束密度１Ｔの磁場を印加して窒化ホウ素粉末を配向させ、樹脂筐体を作製した。なお、磁場の印加は、図８に示す様なモータ用の９個のコイルを用いて、その３個づつのコイル一組とし、６０Ｈｚで極性を入れ替えながら行なった。

（実施例１９、２０）
実施例１９、２０では、窒化ホウ素粉末の充填量を同じにして、それぞれ印加する磁場の磁束密度を０．８Ｔと０．５Ｔにして樹脂筐体を成形した。

実施例１８〜２０で得られた樹脂筐体の所定の位置から、評価用の試験片を取り出して上述の熱抵抗とＸ線回折強度比を測定した。測定結果を表３に示す。

窒化ホウ素粉末が同じ充填量で、印加する磁場の磁束密度が同じでも、Ｘ線回折強度比や熱抵抗が実施例２、３および５と異なるのは、金型に注入する際の樹脂の粘度が異なっており、エポキシ樹脂の粘度が低いためである。しかしながら、ＰＰＳ樹脂を用いた実施例と同様にエポキシ樹脂でも、印加する磁場の磁束密度により窒化ホウ素粉末の配向が変化し、熱伝導性が制御できていることを確認できた。

１１ 樹脂筐体、１２ 主軸、１３ 永久磁石（または電磁石）、１４ コイル、１５ 鉄心、１６ インシュレータ、１７ 部品、１８ 部品、２ 電極、２１ 金型端子、２２ 端子電極、２３ コイル端子、２４ ばね、３１，３２ 金型、３１ａ 注入口、３２ａ 窓。

Claims (5)

1. 永久磁石または電磁石が固着された主軸と、鉄心およびコイルが埋設された樹脂筐体とを備えるモータであって、
   前記樹脂筐体を構成する樹脂中に窒化ホウ素粉末を含み、該窒化ホウ素粉末の少なくとも一部が前記主軸と実質的に垂直な方向に配向していることを特徴とする高放熱性モータ。
2. 前記窒化ホウ素粉末は、六方晶系結晶構造を有する、請求項１に記載の高放熱性モータ。
3. 前記樹脂筐体を構成する樹脂中の前記窒化ホウ素粉末の含有量は、１〜６０ｖｏｌ％である、請求項１または２に記載の高放熱性モータ。
4. 前記樹脂筐体の外壁側から、該外壁表面と前記鉄心との間の距離の１／４の厚さを有する部分を取り出した場合に、該部分にＸ線を照射して得られる（１００）面に対する（００２）面の回折ピークの強度比（（００２）／（１００））が０．０５〜１００である、請求項１〜３のいずれかに記載の高放熱性モータ。
5. 請求項１に記載の高放熱性モータの製造方法であって、
   前記コイルに外部から通電するための電気コネクタを設けて、前記樹脂筐体の金型内の所定の位置に前記コイルを設置するステップと、
   前記電気コネクタを介して前記金型の外部から前記コイルに通電して磁場を発生させた状態で、前記樹脂筐体を構成する樹脂を前記金型に注入するステップとを含む、高放熱性モータの製造方法。

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