JP2016017079A - 熱硬化性樹脂組成物シートおよび回転電機の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明者らは、課題解決の成就を目指して、回転電機の製造方法、特に、熱硬化性樹脂組成物シートを用いるコイルの絶縁処理方法について鋭意研究を重ねた。その結果、絶縁処理に好適に使用できる熱硬化性樹脂組成物シートを工業的に作成することに成功した。本発明ではこの熱硬化性樹脂組成物シートを用いて回転電機の絶縁処理を行う。まず図1に回転電機の基本構造を示す。回転電機100は回転子10と固定子20から構成されている。回転子10は、回転軸11を有し、固定子20の中心部に配置されている。回転電機100にはモータ、発電機、変圧器などが含まれる。固定子20にはマグネットワイヤ2を巻き装してなる複数のコイル層21が固定されている。回転電機100には振動が発生するため、コイル層間およびマグネットワイヤ溶接部分を固定することが必要である。
本実施の形態では、図3(図3A〜図3D)を参照して、コイルと渡り線、渡り線同士、および、渡り線と端末線の絶縁処理方法を説明する。先ず、コイルと渡り線、渡り線同士または渡り線と端末線を圧着具で固定するために、先端の被覆エネメルを除去された、渡り線、端末線などのマグネットワイヤ2を重ねわせ、圧着具3を挿入する(図3A参照)。次いで圧着具3とマグネットワイヤ2を蝋材を使って接合する(図3B参照)。圧着具3とマグネットワイヤ2は、かしめて、固定するだけでもよい。次いで熱硬化性樹脂組成物シートを圧着具3の幅よりも大きめになるように既定形状に切断する(切り出すまたは裁断する)。既定形状の熱硬化性樹脂組成物シートはマグネットワイヤに固定された圧着具3に被せる(図3C参照)。熱硬化性樹脂組成物シートを圧着具3の全周に粘着させ、その後、80〜180℃程度の温度、好ましくは100〜180℃の温度に加熱して、同シートを流動化させる。流動状態を一定時間保持すると、熱硬化性樹脂組成物は、マグネットワイヤおよび圧着具に形成された隙間周辺を浸透する。さらに100〜180℃程度の温度にて、0.5〜5時間程度加熱して流動化した同シートを硬化させる(図3D参照)。この方法によって回転電機の渡り線に形成された隙間周辺を密閉または隙間を充填することができる。
本実施の形態ではエポキシ樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂組成物シートの作製について説明する。本発明で使用する熱硬化性樹脂組成物シートの調製方法に特に制限はないが、例えば下記のようにして調製することができる。まず、液状ビスフェノール型エポキシ樹脂(成分A)、固形状エポキシ樹脂(成分B)、エポキシ硬化剤(成分C)、製膜性付与材(成分D)、無機フィラー(成分E)、溶剤を必須成分とし、並びに必要に応じて用いられる各種任意成分を高速混合機などにより、均一に混合する。このようにして得られた溶剤を含む熱硬化性樹脂組成物をシート塗工機にて基材上に塗布し、80〜140℃程度の温度条件で溶剤を揮発させ、熱硬化性樹脂組成物からなるシートを作製する。熱硬化性樹脂組成物シートの厚さは、通常20〜200μm程度、好ましくは50〜100μmである。厚さがこの範囲であればボイドの発生が起こりにくい。
本実施の形態では不飽和ポリエステル樹脂を主成分とする熱硬化性樹脂組成物シートの作製について説明する。まず、不飽和ポリエステル樹脂(成分F)、不飽和ポリエステル樹脂の重合開始剤(成分G)、製膜性付与材(成分D)、無機フィラー(成分E)、溶剤を必須成分として、高速混合機などにより、均一に混合する。混合にあたり必要に応じて各種任意成分、例えばラジカル重合性モノマー(成分H)を用いる。このようにして得られた溶剤を含む熱硬化性樹脂組成物をシート塗工機にて基材上に塗布し、80〜140℃程度の温度条件で溶剤を揮発させ、熱硬化性樹脂組成物からなるシートを作製する。熱硬化性樹脂組成物シートの厚さは、通常20〜200μm程度、好ましくは50〜100μmである。厚さがこの範囲であればボイドが発生しにくい。
次に、本発明に係わる実施例と比較例をあげることにより、詳細に本発明の効果を説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。図4は本発明に係わる熱硬化性樹脂組成物シートの実施例1〜10と比較例1〜6を示している。各成分を図に示す配合組成の各原料を撹拌機に仕込み、25℃で1時間撹拌混合して、溶剤を含む熱硬化性樹脂組成物を調製した。このようにして得られた溶剤を含む熱硬化性樹脂組成物をシート塗工機にて基材上に塗布し、120℃の温度条件で溶剤を揮発させ、熱硬化性樹脂組成物からなるシートを作製し、シート特性、離型性、流動性(ゲル化時間および軟化点)を求めた。さらに、この組成物の硬化物について絶縁耐圧、せん断接着強度を測定した。実施例および比較例で使用した各成分は以下の通りである。
jER828:三菱化学社製 ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
エポキシ当量185、25℃で液状
AER6071:旭化成イーマテリアル社製 ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
エポキシ当量475、軟化点64℃
AER6084:旭化成イーマテリアル社製 ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
エポキシ当量925、軟化点96℃、
AER6097:旭化成イーマテリアル社製 ビスフェノールA型エポキシ樹脂、
エポキシ当量1975、軟化点122℃
不飽和ポリエステル樹脂A:自社製 エポキシ変性ポリエステル
エポキシ硬化剤:
DICY7:三菱化学社製 ジシアンジアミド
DDS:三井化学ファイン社製 4,4’−ジアミノジフェニルスルホン
硬化促進剤:
2P4MHZ:四国化成社製 2- フェニル - 4 - メチル - 5- ヒドロキシメチル
イミダゾール(エポキシ樹脂用)
パークミルD:日本油脂社製 過酸化物(ジクミルパーオキサイド)
製膜性付与材:
YP−50:新日鐵住金化学社製 フェノキシ樹脂(重量平均分子量70,000)
ポリエステル樹脂B:自社製 ポリエステル樹脂(重量平均分子量30,000)
ポリエステル樹脂C:自社製 ポリエステル樹脂(重量平均分子量5,000)
FB−940:電気化学工業社製 球状溶融シリカ(平均粒子径13μm)
VX−S2:龍森社製 結晶シリカ(平均粒子径5μm)
SS#30:日東粉化工業社製 炭酸カルシウム(平均粒子径7μm)
ラジカル重合性モノマー:
FA-321M:日立化成社製 アクリルモノマー
○:室温で柔軟であり、180度折り曲げ時、割れ及び欠けが発生しない。
×:室温で柔軟がなく、180度折り曲げ時、割れ及び欠けが発生する。
離型性は、25℃下で離型フィルムからシートを剥がした状態を、次の判定基準で評価した。
○:離型フィルムからシートが剥がせる。
×:離型フィルムからシートが剥がせない。
○:絶縁破壊電圧 8kV以上。
×:絶縁破壊電圧 8kV以下。
接着強度の測定に使用する試料を作成するために、圧延鋼板(幅25mm×長さ100mm×厚み1.6mm)にアセトン脱脂の処理表面を施し、12.5mm×25mmに切り出したシートを設置した。2枚の試験片を重ね合わせ、クリップで固定し、180℃×1h条件で硬化させ試料とした。せん断接着強度は、オートグラフを用いて、試験環境25℃、変位速度1min/mmで測定した。
Claims (8)
- 液状ビスフェノール型エポキシ樹脂、固形状エポキシ樹脂、エポキシ硬化剤、フェノキシ樹脂、および無機フィラーを含む熱硬化性樹脂組成物からなり、
前記液状ビスフェノール型エポキシ樹脂の前記固形状エポキシ樹脂に対する質量比は20/80〜80/20であり、
前記フェノキシ樹脂は重量平均分子量が20,000〜100,000であり、
前記無機フィラーが熱硬化性樹脂組成物全量の10〜50体積%を占めている熱硬化性樹脂組成物シート。 - 液状ビスフェノール型エポキシ樹脂、固形状エポキシ樹脂、エポキシ硬化剤、ポリエステル樹脂、および無機フィラーを含む熱硬化性樹脂組成物からなり、
前記液状ビスフェノール型エポキシ樹脂の前記固形状エポキシ樹脂に対する質量比は20/80〜80/20であり、
前記ポリエステル樹脂は重量平均分子量が20,000〜100,000であり、
前記無機フィラーが熱硬化性樹脂組成物全量の10〜50体積%を占めている熱硬化性樹脂組成物シート。 - 不飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂用重合開始剤、フェノキシ樹脂、および無機フィラーを含む熱硬化性樹脂組成物からなり、
前記不飽和ポリエステル樹脂は重量平均分子量が20,000未満であり、
前記フェノキシ樹脂は重量平均分子量が20,000〜100,000であり、
前記無機フィラーが熱硬化性樹脂組成物全量の10〜50体積%を占めている熱硬化性樹脂組成物シート。 - 不飽和ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂用重合開始剤、ポリエステル樹脂、および無機フィラーを含む熱硬化性樹脂組成物からなり、
前記不飽和ポリエステル樹脂は重量平均分子量が20,000未満であり、
前記ポリエステル樹脂は重量平均分子量が20,000〜100,000であり、
前記無機フィラーが熱硬化性樹脂組成物全量の10〜50体積%を占めている熱硬化性樹脂組成物シート。 - 前記熱硬化性樹脂組成物は、不飽和結合を有する沸点が200℃以上のアクリルモノマーを含んでいることを特徴とする請求項3または4に記載の熱硬化性樹脂組成物シート。
- 前記熱硬化性樹脂組成物シートは、20〜200μmの厚さを有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物シート。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物シートをドーナツ状に切り出す第1工程と、
回転電機の固定子を用意し、前記固定子が有する複数のコイル層の上部に前記ドーナツ状の熱硬化性樹脂組成物シートを載置する第2工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物シートが載置された複数のコイル層を80〜180℃の温度に加熱して前記熱硬化性樹脂組成物シートを流動状態にし、その後、前記熱硬化性樹脂組成物シートを硬化させる第3工程と、を備えている回転電機の製造方法。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の熱硬化性樹脂組成物シートを既定形状に切り出す第1工程と、
回転電機の固定子を用意し、前記固定子が有するマグネットワイヤの接合部を前記既定形状の熱硬化性樹脂組成物シートで被覆する第2工程と、
前記熱硬化性樹脂組成物シートで被覆されたマグネットワイヤの接合部を80〜180℃の温度に加熱して前記熱硬化性樹脂組成物シートを流動状態にし、その後、前記熱硬化性樹脂組成物シートを硬化させる第3工程と、を備えている回転電機の製造方法。
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