JP2017028757A - Dc motor, resin composition, and protective member - Google Patents

Dc motor, resin composition, and protective member Download PDF

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楠木 淳也
Junya Kusuki
淳也 楠木
啓二 三戸手
Keiji Mitsutode
啓二 三戸手
貴至 西村
Takashi Nishimura
貴至 西村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce manufacturing cost of a DC motor.SOLUTION: A DC motor includes a stator and a rotor 1. The stator includes a brush to which a DC voltage is applied from an external power supply. The rotor 1 includes an armature coil 3 as a winding for generating a magnetic force by a current, a commutator 5 for supplying a current to the armature coil 3 when in contact with the brush, and a protective element 61 for protecting the commutator 5. The commutator 5 has a plurality of commutator pieces 6, and a plurality of commutator risers 7 associated, respectively, with the plurality of commutator pieces 6 and connected with the armature coil 3. The protective element 61 is molded of a resin composition containing a thermosetting resin and formed so that the cured product exhibits nonlinearity not following the Ohm's law, and connected electrically with to the commutator risers 7, respectively.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、直流電動機、樹脂組成物及び保護部材に関する。   The present invention relates to a DC motor, a resin composition, and a protective member.

従来から、各種装置の駆動源として直流電動機が用いられている。例えば、直流電動機は、プリンタや複写機等の事務機器、電動シェーバー等の家電製品、自動車の各種電装部品等の駆動源として用いられている。   Conventionally, DC motors have been used as drive sources for various devices. For example, DC motors are used as drive sources for office equipment such as printers and copiers, home appliances such as electric shavers, and various electric parts of automobiles.

直流電動機の多くは、ブラシを備えており、回転する整流子に当該ブラシを摺動接触させてロータの巻線に電流を流しつつその方向を切り替えている。
このようなブラシ付き直流電動機では、回転時の整流子の断続によって誘導される高電圧によって火花が発生する。この火花の発生により、ブラシや整流子が消耗したり、ノイズが発生したりする。
そこで、この火花を抑制するためのリングバリスタを備えた直流電動機が普及している(特許文献1参照)。
Many of the DC motors are provided with brushes, and the brushes are brought into sliding contact with a rotating commutator, and the direction is switched while current is passed through the rotor windings.
In such a brushed DC motor, sparks are generated by a high voltage induced by the intermittent commutator during rotation. Due to the occurrence of this spark, the brush and commutator are consumed and noise is generated.
Therefore, a DC motor equipped with a ring varistor for suppressing this spark has become widespread (see Patent Document 1).

特開2007―300705号公報JP 2007-300705 A

しかしながら、近年、直流電動機の駆動対象の小型化に伴い直流電動機の小型化も要求されているところ、リングバリスタの存在は直流電動機の小型化を妨げる要因となっていた。   However, in recent years, there has been a demand for downsizing of a DC motor as the driving target of the DC motor is downsized. However, the presence of a ring varistor has been a factor that hinders downsizing of a DC motor.

また、このようなリングバリスタを用いる従来の直流電動機では、リングバリスタを回転子に固定する作業、及び、各整流子片とリングバリスタとを半田等を用いて電気的に接続する作業が必要となる。その結果、直流電動機の組み付け工数が多かった。
さらに、極数が多い直流電動機では、整流子に設けられる整流子片の数も多くなり、また、リングバリスタの取り付けスペースも制限されることになるので、各整流子片とリングバリスタとを接続する作業は困難となる。
このような組み付け工数の多さや作業の困難性は、直流電動機の製造コストが高くなる要因となっていた。
In addition, in a conventional DC motor using such a ring varistor, it is necessary to fix the ring varistor to the rotor, and to electrically connect each commutator piece and the ring varistor using solder or the like. Become. As a result, the number of man-hours for assembling the DC motor was large.
Furthermore, in a DC motor with a large number of poles, the number of commutator pieces provided on the commutator increases, and the space for mounting the ring varistor is limited, so each commutator piece is connected to the ring varistor. The work to do becomes difficult.
Such a large number of assembling man-hours and difficulty in work have been factors that increase the manufacturing cost of the DC motor.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、直流電動機の小型化を実現すると共に製造コストを低減することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to realize downsizing of a DC motor and to reduce manufacturing cost.

上記目的を達成するため、本発明の一態様の直流電動機は、
固定子と回転子とを備える直流電動機であって、
前記固定子は、外部電源から直流電圧が印加されるブラシを備え、
前記回転子は、
回転軸と、
円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、
電流により磁力を生じさせる巻線と、
前記ブラシの接触により前記電流を前記巻線に流す整流子と、
を備え、
前記整流子は、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される、複数の整流子片を有し、
前記胴部のうち前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部は、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示す保護部材から成形されている、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a DC motor according to an aspect of the present invention is provided.
A DC motor comprising a stator and a rotor,
The stator includes a brush to which a DC voltage is applied from an external power source,
The rotor is
A rotation axis;
A barrel formed in a cylindrical shape and fixed to the rotating shaft;
A winding that generates a magnetic force by an electric current;
A commutator for passing the current through the windings by contact of the brush;
With
The commutator has a plurality of commutator pieces, each disposed with a predetermined gap in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the body portion,
At least a part of a portion of the body portion that comes into contact with the plurality of commutator pieces is molded from a protective member that exhibits nonlinearity in which voltage-current characteristics do not follow Ohm's law.
It is characterized by that.

ここで、前記保護部材は、円環状に形成され、前記整流子片の内側に配置されると共に外周面において夫々の前記整流子片の内側面に接触する部材であるようにすることができる。
さらに、前記電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示すバリスタ部と、導電性の電極部とが積層して構成される部材であるようにすることができる。
Here, the protection member may be a member formed in an annular shape, disposed inside the commutator piece, and in contact with the inner side surface of each commutator piece on the outer peripheral surface.
Furthermore, the voltage-current characteristic may be a member formed by laminating a varistor part exhibiting nonlinearity that does not follow Ohm's law and a conductive electrode part.

或いはまた、
前記胴部は、
不導体で成形され、前記回転軸を覆う円筒状の第1部位と、
前記保護部材で成形され、前記絶縁部を覆うと共に外周面において夫々の前記整流子片の内側面に接触する円筒状の第2部位と、
を有するようにすることができる。
Alternatively,
The trunk is
A cylindrical first portion that is formed of a non-conductor and covers the rotating shaft;
A cylindrical second portion that is molded with the protective member, covers the insulating portion, and contacts the inner surface of each commutator piece on the outer peripheral surface;
It can be made to have.

本発明の一態様は、樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、半導体セラミックス粒子と、を含み、
前記半導体セラミック粒子は、粒界部と、前記粒界部によって離隔された複数の結晶部と、を有し、
前記樹脂組成物の硬化物は、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示し、
回転軸と、円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、ブラシと、巻線と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される複数の整流子片を有する整流子とを備える直流電動機における、前記胴部のうち前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部に形成されるために用いられる樹脂組成物である。
One aspect of the present invention is a resin composition,
Including a thermosetting resin and semiconductor ceramic particles;
The semiconductor ceramic particles have a grain boundary part and a plurality of crystal parts separated by the grain boundary part,
The cured product of the resin composition exhibits non-linearity in which voltage-current characteristics do not follow Ohm's law,
A plurality of rectifiers each provided with a predetermined gap in the circumferential direction on a rotating shaft, a cylindrically formed barrel portion fixed to the rotating shaft, a brush, a winding, and an outer circumferential surface of the barrel portion In a direct-current motor including a commutator having a piece, the resin composition is used to be formed on at least a part of a portion of the body portion that comes into contact with the plurality of commutator pieces.

本発明の一態様は、樹脂組成物から成形され、保護対象回路に対する過渡電圧を保護する保護部材であって、
前記樹脂組成物は、
熱硬化性樹脂と、半導体セラミックス粒子と、を含み、
前記半導体セラミック粒子は、粒界部と、前記粒界部によって離隔された複数の結晶部と、を有し、
前記保護部材は、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示し、
回転軸と、円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、ブラシと、巻線と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される複数の整流子片を有する整流子とを備える直流電動機に対する保護部材であって、
前記胴部の前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部として用いられる保護部材である。
One aspect of the present invention is a protective member that is molded from a resin composition and protects a transient voltage for a circuit to be protected,
The resin composition is
Including a thermosetting resin and semiconductor ceramic particles;
The semiconductor ceramic particles have a grain boundary part and a plurality of crystal parts separated by the grain boundary part,
The protective member exhibits non-linearity in which the voltage-current characteristic does not follow Ohm's law,
A plurality of rectifiers each provided with a predetermined gap in the circumferential direction on a rotating shaft, a cylindrically formed barrel portion fixed to the rotating shaft, a brush, a winding, and an outer circumferential surface of the barrel portion A protective member for a DC motor comprising a commutator having a child piece,
It is a protection member used as at least a part of the part which contacts the plurality of commutator pieces of the trunk part.

本発明によれば、直流電動機の小型化を実現すると共に製造コストを低減することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, size reduction of a DC motor can be implement | achieved and manufacturing cost can be reduced.

本発明の一実施形態に係る直流電動機の一例を示す一部破断面図である。It is a partially broken sectional view showing an example of a DC motor according to an embodiment of the present invention. 第1実施形態に係る直流電動機のうち整流子の詳細を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the detail of a commutator among the DC motors concerning 1st Embodiment. 図2に示す整流子の断面図である。It is sectional drawing of the commutator shown in FIG. 図3に示す整流子のうちA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line among the commutators shown in FIG. 図2乃至図4に示す第1実施形態の直流電動機の整流子内に配置される保護部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the protection part arrange | positioned in the commutator of the DC motor of 1st Embodiment shown in FIG. 2 thru | or FIG. 図2乃至図4に示す第1実施形態の直流電動機の整流子及び保護部を有する胴部の製造方法のうち、整流子片素材を形成する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of forming a commutator piece raw material among the manufacturing methods of the trunk | drum which has a commutator and the protection part of the DC motor of 1st Embodiment shown in FIG. 2 thru | or FIG. 図2乃至図4に示す第1実施形態の直流電動機の整流子及び保護部を有する胴部の製造方法のうち、整流子片素材に保護部81を配置する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of arrange | positioning the protection part 81 to a commutator piece raw material among the manufacturing methods of the trunk | drum which has the commutator and protection part of the direct current motor of 1st Embodiment shown in FIG. 2 thru | or FIG. 図2乃至図4に示す第1実施形態の直流電動機の整流子及び保護部を有する胴部の製造方法のうち、整流子片素材に胴部をモールド成形する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process which molds a trunk | drum to a commutator piece raw material among the manufacturing methods of the trunk | drum which has a commutator and the protection part of the direct-current motor of 1st Embodiment shown in FIG. 図2乃至図4に示す第1実施形態の直流電動機の整流子及び保護部を有する胴部の製造方法のうち、整流子片素材を成形する工程を説明する図である。It is a figure explaining the process of shape | molding a commutator piece raw material among the manufacturing methods of the trunk | drum which has a commutator and the protection part of the direct-current motor of 1st Embodiment shown in FIG. 第2実施形態に係る直流電動機のうち整流子の断面図である。It is sectional drawing of a commutator among the DC motors concerning 2nd Embodiment. 図10に示す整流子のうちA−A線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the AA line among the commutators shown in FIG. 本実施形態に係る半導体セラミックス粒子の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the semiconductor ceramic particle concerning this embodiment. 本実施形態に係る構造体の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る構造体の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure which concerns on this embodiment.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る直流電動機の一例を示す一部破断面図である。
本実施形態では、直流電動機30は、例えば 0.4W〜15W出力が対応可能な仕様であり、直径24mm、長さ38mmのサイズを有している。なお、当該サイズは例示であり、仕様等に応じて各種各様のサイズの半導体素子を提供することができる。
直流電動機30は、筒状のハウジング41の内壁にマグネット42が1個または複数個配置されている。マグネット42は、内側に磁極(N極及びS極)が位置するように配置されており、ハウジング41の内壁の周方向に沿ってN極とS極が交互に並んでいる。
即ち、ハウジング41とマグネット42は、直流電動機30の固定子の一構成要素である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a partially broken sectional view showing an example of a DC motor according to the first embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the DC motor 30 has a specification that can handle, for example, 0.4 W to 15 W output, and has a diameter of 24 mm and a length of 38 mm. Note that the size is merely an example, and various sizes of semiconductor elements can be provided depending on specifications and the like.
In the DC motor 30, one or a plurality of magnets 42 are arranged on the inner wall of a cylindrical housing 41. The magnet 42 is arranged so that the magnetic poles (N pole and S pole) are located inside, and the N pole and the S pole are alternately arranged along the circumferential direction of the inner wall of the housing 41.
That is, the housing 41 and the magnet 42 are one component of the stator of the DC motor 30.

ハウジング41の中央部には、回転子43が配置されている。
回転子43は、シャフト44と、コア45と、巻線46と、整流子47と、を備える。
A rotor 43 is disposed at the center of the housing 41.
The rotor 43 includes a shaft 44, a core 45, a winding 46, and a commutator 47.

シャフト44は、軸受49a,49bを介して、回転子43を支持する回転軸として機能すると共に、出力軸としても機能する。
コア45は、複数の鋼板を積層して構成されている。コア45の中心には、シャフト44が貫通した状態で固定されている。
巻線46は、コア45の溝45aに巻き回されており、電流が流れることで磁力を生じさせる。
The shaft 44 functions as a rotating shaft that supports the rotor 43 via the bearings 49a and 49b, and also functions as an output shaft.
The core 45 is configured by laminating a plurality of steel plates. In the center of the core 45, the shaft 44 is fixed in a penetrating manner.
The winding 46 is wound around the groove 45a of the core 45, and generates a magnetic force when a current flows.

整流子47は、コア45と共にシャフト44に固定されており、接触するブラシ48を介して電流を巻線46に適切なタイミングで流す接点として機能する。整流子47のうちブラシ48との摺動部(後述の図2の整流子片71)は、例えば銀含有金属で構成される。   The commutator 47 is fixed to the shaft 44 together with the core 45, and functions as a contact that allows current to flow through the winding 46 at an appropriate timing via the brush 48 that contacts the commutator 47. The sliding part (commutator piece 71 of FIG. 2 mentioned later) with the brush 48 among the commutators 47 is comprised, for example with a silver containing metal.

ブラシ48は、端子となるブラシベース51と接続された状態で、ブラシホルダ52に
固定されている。ブラシホルダ52は、ハウジング41内に装着される。そして、エンドベル50でハウジング41の開口部が蓋をされる。
即ち、ブラシ48、ブラシベース51、及びブラシホルダ52は、直流電動機30の固定子の一構成要素である。
本実施形態では、ブラシ48として、貴金属等を主成分とするフォーク状の金属ブラシが採用されている。なお、ブラシ48は、カーボンブラシが採用される場合もあり得る。
The brush 48 is fixed to the brush holder 52 while being connected to a brush base 51 serving as a terminal. The brush holder 52 is mounted in the housing 41. Then, the opening of the housing 41 is covered with the end bell 50.
That is, the brush 48, the brush base 51, and the brush holder 52 are one component of the stator of the DC motor 30.
In the present embodiment, a fork-shaped metal brush mainly composed of a noble metal or the like is employed as the brush 48. The brush 48 may be a carbon brush.

ここで、従来においてはコア45と整流子47との間にリングバリスタが配置されていたが、本実施形態ではこのようなリングバリスタの配置は不要である。
ただし、整流子47とブラシ48との間での火花の発生を抑制する必要はあるため、本実施形態では、従来のリングバリスタと同機能を有する保護部が、整流子47の内部(後述する図2の胴部72の一部位)に設けられている。
即ち、本実施形態の直流電動機30は、整流子47の外部にリングバリスタを配置することは不要であるため、従来の直流電動機と比較して小型化することができる。
Conventionally, a ring varistor is disposed between the core 45 and the commutator 47. However, in the present embodiment, such a ring varistor is not necessary.
However, since it is necessary to suppress the occurrence of sparks between the commutator 47 and the brush 48, in this embodiment, a protection unit having the same function as the conventional ring varistor is provided inside the commutator 47 (described later). It is provided in one part of the trunk 72 in FIG.
That is, the DC motor 30 according to the present embodiment does not require a ring varistor to be disposed outside the commutator 47, and thus can be reduced in size as compared with a conventional DC motor.

以下さらに、保護部を内部に有する整流子47について、図2乃至図9を参照して説明する。   In the following, the commutator 47 having a protective part inside will be described with reference to FIGS.

図2は、図1の直流電動機のうち整流子47の詳細を示す斜視図である。
図3は、図2に示す整流子47の断面図である。
図4は、図3に示す整流子47のうちA−A線に沿う断面図である。
FIG. 2 is a perspective view showing details of the commutator 47 in the DC motor of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the commutator 47 shown in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of the commutator 47 shown in FIG.

整流子47の内部には、第1実施形態では不導体である樹脂材料により円筒状に形成される胴部72が設けられている。ここで、不導体とは非導電性の部材、つまり電気的な絶縁性を有する部材のことである。
胴部72の軸心には取付孔75が形成されており、この取付孔75にシャフト44を圧入することにより、胴部72を介して整流子47はシャフト44に固定される。
Inside the commutator 47 is provided a barrel 72 formed in a cylindrical shape by a resin material which is a nonconductor in the first embodiment. Here, the non-conductor is a non-conductive member, that is, a member having electrical insulation.
An attachment hole 75 is formed in the axial center of the trunk portion 72, and the commutator 47 is fixed to the shaft 44 via the trunk portion 72 by press-fitting the shaft 44 into the attachment hole 75.

整流子47は、本実施形態では8個の整流子片71を有している。
これらの整流子片71は、夫々導体である銅板により形成され、図4に示すように、夫々の整流子片71の内側面には2つのアンカー96が形成されている。
1つの整流子片71に形成される2つのアンカー96は互いに周方向の逆向きに傾斜しながら胴部72に向けて突出している。これにより、これらのアンカー96が胴部72に係合して、各整流子片71は胴部72の外周面に固定される。その結果、直流電動機30(図1)が回転しても、各整流子片71は胴部72から外れにくくなっている。
また、各整流子片71の間にはスリット73が設けられている。これらのスリット73により、各整流子片71は、胴部72の外周面に周方向に所定の間隔を空けて並べて配置される。これにより、各整流子片71は互いに電気的に絶縁状態となる。
さらに、各整流子片71には夫々フック部74が設けられている。これらのフック部74には、対応する巻線46(図1)が電気的に接続されている。
The commutator 47 has eight commutator pieces 71 in this embodiment.
These commutator pieces 71 are each formed of a copper plate as a conductor, and as shown in FIG. 4, two anchors 96 are formed on the inner surface of each commutator piece 71.
Two anchors 96 formed on one commutator piece 71 project toward the body 72 while being inclined in opposite directions in the circumferential direction. As a result, these anchors 96 engage with the body portion 72, and the commutator pieces 71 are fixed to the outer peripheral surface of the body portion 72. As a result, even if the DC motor 30 (FIG. 1) rotates, each commutator piece 71 is difficult to come off from the trunk portion 72.
A slit 73 is provided between the commutator pieces 71. Due to these slits 73, the commutator pieces 71 are arranged on the outer peripheral surface of the body portion 72 side by side with a predetermined interval in the circumferential direction. As a result, the commutator pieces 71 are electrically insulated from each other.
Further, each commutator piece 71 is provided with a hook portion 74. Corresponding windings 46 (FIG. 1) are electrically connected to these hook portions 74.

各整流子片71の外周面には、上述のブラシ48(図1)が摺接するようになっている。
外部電源から直流電圧がブラシ48に印加されると、ブラシ48から整流子片71を介して各巻線46に電流が流れる。
また、シャフト44と共に回転子43(図1)が回転すると、ブラシ48に接する整流子片71が切り替えられる。これにより、電流が流れる巻線46や、巻線46に対する通電方向が順次切り替えられる。
つまり、各巻線46には、マグネット42(図1)による磁界に対応したタイミングで転流された電流が流れる。これにより、磁界内に位置する各巻線46に所定の回転方向の
電磁力が生じて、回転子43が回転する。
The brush 48 (FIG. 1) is in sliding contact with the outer peripheral surface of each commutator piece 71.
When a DC voltage is applied from an external power source to the brush 48, a current flows from the brush 48 to each winding 46 via the commutator piece 71.
Further, when the rotor 43 (FIG. 1) rotates together with the shaft 44, the commutator piece 71 in contact with the brush 48 is switched. Thereby, the winding 46 through which the current flows and the energization direction to the winding 46 are sequentially switched.
That is, a current commutated at a timing corresponding to the magnetic field generated by the magnet 42 (FIG. 1) flows through each winding 46. As a result, an electromagnetic force in a predetermined rotational direction is generated in each winding 46 located in the magnetic field, and the rotor 43 rotates.

ここで、整流子47とブラシ48との間での火花の発生を抑制すべく、本実施形態では、従来のリングバリスタの代わりに、図3に示す保護部81が採用されている。   Here, in order to suppress the occurrence of sparks between the commutator 47 and the brush 48, in the present embodiment, a protection unit 81 shown in FIG. 3 is employed instead of the conventional ring varistor.

図5は、図3の保護部81を示す斜視図である。
図5の保護部81は、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示す保護部材により、薄い円環状に形成されているバリスタ部81aと、その外周を覆うように、薄い円環状に形成されている導電性の電極部81bとが一体成型されて構成されている。つまり、保護部81は、内周側にバリスタ部81aが配置され、外周側に電極部81bが配置される、という径の異なる二重環構造を有している。
FIG. 5 is a perspective view showing the protection part 81 of FIG.
The protective part 81 of FIG. 5 is a thin circle so as to cover the outer periphery of the varistor part 81a formed in a thin annular shape by a protective member exhibiting non-linearity in which the voltage-current characteristic does not follow Ohm's law. A conductive electrode portion 81b formed in an annular shape is integrally formed. That is, the protection part 81 has a double ring structure with different diameters, in which the varistor part 81a is arranged on the inner peripheral side and the electrode part 81b is arranged on the outer peripheral side.

なお、本明細書において、「電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示す保護部材」を「バリスタ機能付絶縁材料」ともいう。
バリスタ機能付絶縁材料は、所定電圧以下の電圧が印加されるまでは絶縁材料として機能するが、当該所定電圧を超えた電圧が印加されると導電材料として機能する。バリスタ機能付絶縁材料の詳細については、図12乃至図14を参照して後述する。
ここで「接続される」とは、当該所定電圧を超えた電圧が印加された場合に電気的に接続されることを意味する。
In this specification, “a protective member exhibiting non-linearity in which voltage-current characteristics do not follow Ohm's law” is also referred to as “insulating material with varistor function”.
The insulating material with a varistor function functions as an insulating material until a voltage equal to or lower than a predetermined voltage is applied, but functions as a conductive material when a voltage exceeding the predetermined voltage is applied. Details of the insulating material with a varistor function will be described later with reference to FIGS.
Here, “connected” means electrically connected when a voltage exceeding the predetermined voltage is applied.

保護部81は、図3に示すように胴部72の一部位として、即ち、整流子47の内部に設けられている。これにより、本実施形態の直流電動機30は、整流子47の外部にリングバリスタを配置することが不要となるため、従来の直流電動機と比較して小型化することができる。   As shown in FIG. 3, the protection part 81 is provided as a part of the body part 72, that is, inside the commutator 47. Thereby, since it becomes unnecessary to arrange | position a ring varistor outside the commutator 47, the direct current motor 30 of this embodiment can be reduced in size compared with the conventional direct current motor.

より具体的には、図3に示すように、各整流子片71の内側面の軸方向の一端側には、切り欠き部93が形成されている。
保護部81が切り欠き部93に配置された状態では、保護部81の側面が、切り欠き部93を構成する軸方向に垂直な当接面94に当接すると共に、保護部81の外周面が、各整流子片71の内側面に接触する。
この状態で、各整流子片71の軸方向の一端部がかしめられることにより、保護部81は、各整流子片71の軸方向端部に形成されるかしめ部95と当接面94との間に挟み込まれて固定される。
また、保護部81は、各整流子片71の内側面に接触することにより、各整流子片71と電気的に接続される。これにより、各整流子片71を介してブラシ48で生じる高電圧が保護部81に印加されるため、整流子47とブラシ48との間での火花の発生を抑制することができる。
さらに、保護部81には、導電性の電極部81bが予め取り付けられている。これにより、かしめ部95によりかしめられた場合の各整流子片71との電気的接触性を向上でき、かつ、かしめる際のバリスタ部81aの割れを防止できる。
More specifically, as shown in FIG. 3, a notch 93 is formed on one end side in the axial direction of the inner surface of each commutator piece 71.
In a state in which the protection part 81 is disposed in the notch part 93, the side surface of the protection part 81 abuts on the contact surface 94 that is perpendicular to the axial direction constituting the notch part 93 and the outer peripheral surface of the protection part 81 is The inner surface of each commutator piece 71 comes into contact.
In this state, one end portion of each commutator piece 71 in the axial direction is caulked, so that the protection portion 81 is formed between the caulking portion 95 formed at the axial end portion of each commutator piece 71 and the contact surface 94. It is sandwiched between and fixed.
Further, the protection unit 81 is electrically connected to each commutator piece 71 by contacting the inner surface of each commutator piece 71. Thereby, since a high voltage generated in the brush 48 is applied to the protection unit 81 via each commutator piece 71, the generation of sparks between the commutator 47 and the brush 48 can be suppressed.
Further, a conductive electrode portion 81 b is attached to the protection portion 81 in advance. Thereby, the electrical contact property with each commutator piece 71 when caulked by the caulking portion 95 can be improved, and cracking of the varistor portion 81a during caulking can be prevented.

胴部72の保護部81の内側における内周面には、取付孔91に並べて逃げ孔92が形成されている。
この逃げ孔92は、取付孔91の内径、つまりシャフト44の外径よりも大径に形成されている。整流子47をシャフト44に固定するために、胴部72の取付孔91にシャフト44を圧入した場合、逃げ孔92とシャフト44との間に隙間が生じる。これにより、整流子47をシャフト44に圧入により固定する際において、保護部81に大きな荷重が加わることがなく、保護部81の破損を防止することができる。
An escape hole 92 is formed on the inner peripheral surface of the body portion 72 inside the protection portion 81 so as to be aligned with the mounting hole 91.
The escape hole 92 is formed to have a larger diameter than the inner diameter of the mounting hole 91, that is, the outer diameter of the shaft 44. When the shaft 44 is press-fitted into the mounting hole 91 of the trunk portion 72 in order to fix the commutator 47 to the shaft 44, a gap is generated between the escape hole 92 and the shaft 44. Thereby, when the commutator 47 is fixed to the shaft 44 by press fitting, a large load is not applied to the protection part 81, and damage to the protection part 81 can be prevented.

なお、かしめによる荷重が保護部81に加わって保護部81が破損してしまうことを防
止すべく、当接面94と保護部81との間に、半田や導電性接着剤等の荷重緩和部材を挟み込むようにしてもよい。
即ち、当接面94と保護部81との間に荷重緩和部材を挟み込むようにすると、かしめ時に保護部81に荷重が加わっても、その荷重により荷重緩和部材が変形する。これにより保護部81に加わる荷重が低減して、かしめ時の保護部81の破損を防止することができる。
また、荷重緩和部材として、半田や導電性接着剤等の導電性を有する部材を採用することで、保護部81と各整流子片71とを確実に電気的に接続することができる。
なお、荷重緩和部材の配置場所は、当接面94と保護部81との間に特に限定されず、各整流子片71の内側面と保護部81との間等、保護部81に加わる荷重を受ける部分であれば任意でよい。
In addition, in order to prevent the load due to caulking from being applied to the protective portion 81 and damaging the protective portion 81, a load reducing member such as solder or a conductive adhesive is provided between the contact surface 94 and the protective portion 81. May be inserted.
That is, when a load relaxation member is sandwiched between the contact surface 94 and the protection portion 81, even if a load is applied to the protection portion 81 during caulking, the load relaxation member is deformed by the load. Thereby, the load added to the protection part 81 can reduce, and the damage of the protection part 81 at the time of crimping can be prevented.
Further, by employing a conductive member such as solder or a conductive adhesive as the load relaxation member, the protection part 81 and each commutator piece 71 can be reliably electrically connected.
The location of the load relaxation member is not particularly limited between the abutment surface 94 and the protection part 81, and the load applied to the protection part 81 such as between the inner surface of each commutator piece 71 and the protection part 81. As long as it is a part to receive, it may be arbitrary.

(整流子及び保護部を有する胴部の製造方法)
次に、整流子47及び保護部81を有する胴部72の製造方法について、図6乃至図9を参照して説明する。
図6は、整流子片素材を形成する工程(以下、「整流子片素材成形工程」と呼ぶ)を説明する図である。
図7は、整流子片素材に保護部81を配置する工程(以下、「保護部配置工程」と呼ぶ)を説明する図である。
図8は、整流子片素材に胴部72をモールド成形する工程(以下、「胴部成形工程」と呼ぶ)を説明する図である。
図9は、整流子片素材を成形する工程(以下、「整流子片素材成形工程」と呼ぶ)を説明する図である。
(Manufacturing method of body part having commutator and protection part)
Next, the manufacturing method of the trunk | drum 72 which has the commutator 47 and the protection part 81 is demonstrated with reference to FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of forming a commutator piece material (hereinafter referred to as a “commutator piece material forming process”).
FIG. 7 is a diagram for explaining a process of arranging the protective part 81 on the commutator piece material (hereinafter referred to as “protective part arranging process”).
FIG. 8 is a diagram for explaining a process of molding the body 72 on the commutator piece material (hereinafter referred to as “body forming process”).
FIG. 9 is a diagram illustrating a process of forming a commutator piece material (hereinafter referred to as a “commutator piece material forming process”).

先ず、図6に示す整流子片素材成形工程が行われる。
具体的には、導電性を有する板材(銅板)がプレスにより打ち抜き加工され、整流子片素材の基となるブランク材101が形成される。
図6(a)に示すように、このブランク材101は、略長方形状に形成されており、その一辺には8個のフック部74が等間隔に並べて形成されている。
First, the commutator piece material forming step shown in FIG. 6 is performed.
Specifically, a conductive plate material (copper plate) is stamped by a press to form a blank material 101 that is the basis of the commutator piece material.
As shown in FIG. 6A, the blank 101 is formed in a substantially rectangular shape, and eight hook portions 74 are formed on one side thereof at regular intervals.

次いで、整流子片素材成形工程において、長手方向の両辺が対向するようにブランク材101が丸められ、図6(b)に示すように、円筒状の整流子片素材102が形成される。また、各フック部74がフック形状に曲げ加工される。   Next, in the commutator piece material forming step, the blank material 101 is rounded so that both sides in the longitudinal direction face each other, and a cylindrical commutator piece material 102 is formed as shown in FIG. Each hook portion 74 is bent into a hook shape.

次いで、整流子片素材成形工程において、整流子片素材102の内周面に、削ぎ加工によりアンカー96が形成される。
削ぎ加工は、所定の外形を有する金型を整流子片素材102の内側に挿通させて整流子片素材102の内周面を削ることにより行われる。この削ぎ加工により、夫々のフック部74に対応した数のアンカー96が形成される。
また、整流子片素材102の内周面の軸方向の一端側には、環状の切り欠き部93が形成される。この切り欠き部93は、軸方向に垂直な当接面94を備えると共に、軸方向の一端側に開放されるように形成される。
Next, in the commutator piece material forming step, an anchor 96 is formed on the inner peripheral surface of the commutator piece material 102 by shaving.
The shaving process is performed by inserting a die having a predetermined outer shape into the commutator piece material 102 to cut the inner peripheral surface of the commutator piece material 102. The number of anchors 96 corresponding to each hook part 74 is formed by this cutting process.
An annular notch 93 is formed on one end side in the axial direction of the inner peripheral surface of the commutator piece material 102. The notch 93 has a contact surface 94 perpendicular to the axial direction and is formed so as to open to one end side in the axial direction.

このようにして図6に示す整流子片素材成形工程が行われた後、図7に示す保護部配置工程が行われる。
具体的には、バリスタ機能付絶縁材料により、円筒状に形成された保護部81が生成される。なお、保護部81の生成タイミングは、保護部配置工程が開始される前であれば足り、上述の整流子片素材成形工程の前でも後でもよい。
保護部81は、図5に示すように、バリスタ部81aと電極部81bとが予め一体成型されており、図7(a)、(b)に示すように、整流子片素材102の切り欠き部93に
挿入される。このとき、保護部81は、その側面が当接面94に当接すると共に、外周面が整流子片素材102の内周面に接触するように、切り欠き部93(整流子片素材102の内側)に配置される。
なお、上述したように、当接面94と保護部81の側面との間に、半田等の荷重緩和部材を挿入するようにしてもよい。
After the commutator piece material forming step shown in FIG. 6 is performed in this way, the protective part arranging step shown in FIG. 7 is performed.
Specifically, the protection part 81 formed in the cylindrical shape is generated by the insulating material with a varistor function. In addition, the generation | occurrence | production timing of the protection part 81 should just be before the protection part arrangement | positioning process is started, and may be before or after the above-mentioned commutator piece raw material formation process.
As shown in FIG. 5, the protector 81 has a varistor part 81a and an electrode part 81b integrally formed in advance. As shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), the commutator piece material 102 is notched. Inserted into the section 93. At this time, the protection portion 81 has a notch portion 93 (inside the commutator piece material 102 so that its side surface abuts on the contact surface 94 and its outer peripheral surface contacts the inner peripheral surface of the commutator piece material 102. ).
As described above, a load relaxation member such as solder may be inserted between the contact surface 94 and the side surface of the protection portion 81.

このように、本実施形態の直流電動機30では、整流子片素材102の内周面の軸方向の一端側に、切り欠き部93が形成される。そして、この切り欠き部93に保護部81が配置される。
その結果、保護部81の位置決めが容易となり、整流子片素材102への保護部81の取り付け作業が容易になる。
Thus, in the DC motor 30 of this embodiment, the notch 93 is formed on one end side in the axial direction of the inner peripheral surface of the commutator piece material 102. And the protection part 81 is arrange | positioned at this notch part 93. FIG.
As a result, the positioning of the protection part 81 is facilitated, and the attaching operation of the protection part 81 to the commutator piece material 102 is facilitated.

次いで、保護部配置工程において、図7(c)、(d)に示すように、保護部81が配置された整流子片素材102の軸方向の一端部が、パンチ型103によりかしめられる。
即ち、パンチ型103により、整流子片素材102の軸方向端部に形成されるかしめ部95と、当接面94との間に、保護部81は挟み込まれる。その結果、保護部81は整流子片素材102に固定される。
ここで、上述したように、当接面94と保護部81との間に荷重緩和部材を挟み込むようにしてもよい。この場合、かしめ時に保護部81に荷重が加わっても、その荷重により荷重緩和部材が変形する。その結果、保護部81に加わる荷重が低減するので、保護部81の破損を防止することができる。
Next, in the protective part arranging step, as shown in FIGS. 7C and 7D, one end in the axial direction of the commutator piece material 102 on which the protective part 81 is arranged is caulked by the punch die 103.
That is, the protective portion 81 is sandwiched between the crimping portion 95 formed at the axial end portion of the commutator piece material 102 and the contact surface 94 by the punch die 103. As a result, the protection part 81 is fixed to the commutator piece material 102.
Here, as described above, the load relaxation member may be sandwiched between the contact surface 94 and the protection portion 81. In this case, even if a load is applied to the protection part 81 during caulking, the load relaxation member is deformed by the load. As a result, the load applied to the protection part 81 is reduced, so that the protection part 81 can be prevented from being damaged.

このように、本実施形態の直流電動機30の製造に際し、保護部81の整流子片素材102への固定作業として、整流子片素材102の軸方向の一端部をかしめて、保護部81が整流子片素材102に固定するといった容易な作業を採用することができる。   As described above, when the DC motor 30 according to this embodiment is manufactured, as a work for fixing the protection unit 81 to the commutator piece material 102, one end portion of the commutator piece material 102 in the axial direction is caulked so that the protection unit 81 is rectified. An easy operation such as fixing to the child piece material 102 can be employed.

このようにして図7に示す保護部配置工程が行われた後、図8に示す胴部成形工程が行われる。
具体的には、図8(a)、(b)に示すように、整流子片素材102の内側に、不導体である樹脂材料により、取付孔91を備えた円筒状の胴部72が図示せぬ成形型を用いて型形成される。
このとき、胴部72は、保護部81を保持するように形成され、これにより、保護部81は胴部72の内部に配置される。つまり、胴部72は、保護部81を内部に埋設するようにインサート成型により形成される。
また、胴部72の成形時には、整流子片素材102に形成される各アンカー96にも樹脂材料が充填され、これにより、各アンカー96は樹脂材料が硬化したときに、胴部72に固定される。
Thus, after the protection part arrangement | positioning process shown in FIG. 7 is performed, the trunk | drum shaping | molding process shown in FIG. 8 is performed.
Specifically, as shown in FIGS. 8A and 8B, a cylindrical body 72 provided with a mounting hole 91 is formed inside the commutator piece material 102 by a non-conductive resin material. Molding is performed using a mold (not shown).
At this time, the body portion 72 is formed so as to hold the protection portion 81, whereby the protection portion 81 is disposed inside the body portion 72. That is, the trunk | drum 72 is formed by insert molding so that the protection part 81 may be embedded inside.
Further, at the time of molding of the barrel portion 72, each anchor 96 formed on the commutator piece material 102 is also filled with the resin material, whereby each anchor 96 is fixed to the barrel portion 72 when the resin material is cured. The

このようにして図8に示す胴部成形工程が行われた後、図9に示す整流子片素材成形工程が行われる。
具体的には、整流子片素材102が軸方向にアンダーカットされ、図9に示すように、本実施形態では8個のスリット73が形成される。これにより、整流子片素材102は8個の整流子片71に分割される。
このとき、図4からわかるように、スリット73は、整流子片素材102の外周面から胴部72に達する深さで形成される。各整流子片71は、これに対応するアンカー96により胴部72の外周に固定された状態となって、相互に分割される。
このようにして、分割後の各整流子片71は、胴部72の外周面に周方向に所定の間隔を空けて並んで固定されると共に、相互に電気的に絶縁された状態となる。
なお、保護部81の電極81bも、スリット73により、各整流子片71に対応して分割され、相互に電気的に絶縁された状態となる。
Thus, after the trunk | body part shaping | molding process shown in FIG. 8 is performed, the commutator piece raw material shaping | molding process shown in FIG. 9 is performed.
Specifically, the commutator piece material 102 is undercut in the axial direction, and as shown in FIG. 9, eight slits 73 are formed in this embodiment. Thereby, the commutator piece material 102 is divided into eight commutator pieces 71.
At this time, as can be seen from FIG. 4, the slit 73 is formed with a depth reaching the body portion 72 from the outer peripheral surface of the commutator piece material 102. Each commutator piece 71 is in a state of being fixed to the outer periphery of the trunk portion 72 by a corresponding anchor 96 and is divided from each other.
In this way, the divided commutator pieces 71 are fixed to the outer peripheral surface of the body portion 72 side by side with a predetermined interval in the circumferential direction and are electrically insulated from each other.
In addition, the electrode 81b of the protection part 81 is also divided | segmented by the slit 73 corresponding to each commutator piece 71, and will be in the state electrically insulated from each other.

各整流子片71が形成されると、胴部72を加熱して耐熱性を増すアフターキュア工程等の後工程が行われて、整流子47及び保護部81を有する胴部72が完成する。   When each commutator piece 71 is formed, a post-process such as an after-curing process for heating the body 72 to increase heat resistance is performed, and the body 72 having the commutator 47 and the protection unit 81 is completed.

このように、本実施形態の直流電動機30では、保護部81が整流子47の内部(胴部72の一部位)として配置され、夫々の整流子片71の内側面と保護部81とが接続される。
これにより、配線や接続部材等を用いて各整流子片71とリングバリスタとを接続するという従来必要であった作業が、不要になる。つまり、回転子43(図1)へ保護部81を取り付けるための作業としては、上述した容易な作業で済むことになる。その結果、本実施形態の直流電動機30では、従来と比較して組み付け工数が低減するので、製造コストを低減することができる。
また、成形性に優れるバリスタ機能付絶縁材料を用いることで、保護部81を製造したり取り付ける作業等は非常に容易になる。換言すると、成形性に優れるバリスタ機能付絶縁材料を用いることができるので、各種各様な設計の要求に応えることができ、その結果、直流電動機30の設計の自由度が大きくなる。
As described above, in the DC motor 30 according to the present embodiment, the protection unit 81 is disposed inside the commutator 47 (one part of the body 72), and the inner side surface of each commutator piece 71 and the protection unit 81 are connected. Is done.
This eliminates the conventionally required work of connecting each commutator piece 71 and the ring varistor using wiring, connecting members, or the like. That is, as the work for attaching the protection part 81 to the rotor 43 (FIG. 1), the above-described easy work is sufficient. As a result, in the DC motor 30 of the present embodiment, the number of assembling steps is reduced as compared with the conventional one, so that the manufacturing cost can be reduced.
In addition, by using an insulating material with a varistor function that is excellent in formability, the operation of manufacturing or attaching the protection part 81 becomes very easy. In other words, since an insulating material with a varistor function having excellent formability can be used, various design requirements can be met, and as a result, the design freedom of the DC motor 30 is increased.

[第2実施形態]
以上、本発明の第1実施形態に係る直流電動機について説明した。
次に、本発明の第2実施形態に係る直流電動機について説明する。
[Second Embodiment]
Heretofore, the DC motor according to the first embodiment of the present invention has been described.
Next, a DC motor according to a second embodiment of the present invention will be described.

上述の第1実施形態では、保護部81は、円環状に形成され、整流子片71の内側に配置されると共に外周面において夫々の整流子片71の内側面に接触する部材(図5参照)であった。
しかしながら、保護部81は、このような第1実施形態の構成に特に限定されず、胴部72のうち複数の整流子片71の少なくとも一部と接触する部位であって、バリスタ機能付絶縁材料から形成されていれば足りる。
そこで、第1実施形態とは構成が異なる保護部81が採用された直流電動機を、第2実施形態に係る直流電動機として、図10及ぶ図11を適宜参照して説明する。
なお、第2実施形態に係る直流電動機の構成は、第1実施形態の構成(図1)と基本的に同様であるため、ここではその説明は省略する。
In the first embodiment described above, the protection portion 81 is formed in an annular shape, and is disposed inside the commutator piece 71 and contacts the inner side surface of each commutator piece 71 on the outer peripheral surface (see FIG. 5). )Met.
However, the protection part 81 is not particularly limited to the configuration of the first embodiment as described above, and is a part that contacts at least a part of the plurality of commutator pieces 71 in the body part 72, and is an insulating material with a varistor function. If it is formed from, it is enough.
Therefore, a DC motor in which the protection unit 81 having a configuration different from that of the first embodiment is employed will be described as a DC motor according to the second embodiment with reference to FIGS. 10 and 11 as appropriate.
Note that the configuration of the DC motor according to the second embodiment is basically the same as the configuration of the first embodiment (FIG. 1), and therefore the description thereof is omitted here.

図10は、第2実施形態に係る直流電動機の整流子47の断面図である。
図11は、図10に示す整流子47のうちA−A線に沿う断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the commutator 47 of the DC motor according to the second embodiment.
11 is a cross-sectional view taken along line AA of commutator 47 shown in FIG.

図10及び図11に示すように、第2実施形態に係る直流電動機30の整流子47の内側に、胴部72は配置される。胴部72は、保護部81と、絶縁部82とから構成される。
絶縁部82は、シャフト44(図1)を覆う円筒状の構成を有しており、不導体で成形されている。
保護部81は、絶縁部82を覆うと共に外周面において夫々の整流子片71の内側面に接触する円筒状の構成を有しており、バリスタ機能付絶縁材料で成形される。
As shown in FIG.10 and FIG.11, the trunk | drum 72 is arrange | positioned inside the commutator 47 of the DC motor 30 which concerns on 2nd Embodiment. The body portion 72 includes a protection portion 81 and an insulating portion 82.
The insulating part 82 has a cylindrical configuration covering the shaft 44 (FIG. 1) and is formed of a nonconductor.
The protection part 81 has a cylindrical configuration that covers the insulating part 82 and contacts the inner side surface of each commutator piece 71 on the outer peripheral surface, and is formed of an insulating material with a varistor function.

このように第2実施形態に係る直流電動機30においては、第1実施形態と同様に、保護部81は、胴部72の一部位として設けられている。即ち、保護部81は、整流子47の内部に設けられている。これにより、第2実施形態の直流電動機30も、第1実施形態と同様に、整流子47の外部にリングバリスタを配置することが不要となるため、従来の直流電動機と比較して小型化することができる。   As described above, in the DC motor 30 according to the second embodiment, the protection part 81 is provided as one part of the trunk part 72 as in the first embodiment. That is, the protection part 81 is provided inside the commutator 47. As a result, the DC motor 30 of the second embodiment is also reduced in size as compared with the conventional DC motor because it is not necessary to arrange a ring varistor outside the commutator 47 as in the first embodiment. be able to.

第2実施形態に係る直流電動機30の保護部81は、第1実施形態と同様に、各整流子
片71の内側面に接触することにより、各整流子片71と電気的に接続される。これにより、各整流子片71を介してブラシ48で生じる高電圧が保護部81に印加されるため、整流子47とブラシ48との間での火花の発生を抑制することができる。
ここで、各整流子片71を介してブラシ48で生じる高電圧により、保護部81には電流が流れるが、絶縁部82には電流は流れない。その結果、シャフト44(図1)にも電流は流れない。このように、第2実施形態では、保護部81とシャフト44との間に絶縁部82が設けられているので、シャフト44に不要な電流が流れることなく、シャフト44を保護することができる。
The protection part 81 of the DC motor 30 according to the second embodiment is electrically connected to each commutator piece 71 by contacting the inner surface of each commutator piece 71 as in the first embodiment. Thereby, since a high voltage generated in the brush 48 is applied to the protection unit 81 via each commutator piece 71, the generation of sparks between the commutator 47 and the brush 48 can be suppressed.
Here, due to the high voltage generated in the brush 48 via each commutator piece 71, a current flows through the protection unit 81, but no current flows through the insulating unit 82. As a result, no current flows through the shaft 44 (FIG. 1). Thus, in the second embodiment, since the insulating portion 82 is provided between the protection portion 81 and the shaft 44, the shaft 44 can be protected without an unnecessary current flowing through the shaft 44.

(整流子及び保護部を有する胴部の製造方法)
次に、第2実施形態に係る直流電動機30における、整流子47及び保護部81を有する胴部72の製造方法について説明する。
先ず、第1実施形態と同様に、整流子片素材成形工程(図6参照)が行われる。
ここで、第1実施形態では、保護部81は、別途用意されて、整流子片素材102に挿入された。このため、当該保護部81を挿入するための切り欠き部93が、整流子片素材102に形成された。
しかしながら、第2実施形態では、バリスタ機能付絶縁材料により、中空部を設けた円筒状の保護部81が図示せぬ成形型を用いて型形成される。従って、第2実施形態では、整流子片素材102には、切り欠き部93の形成は不要である。
これに伴い、第1実施形態で必要とされた保護部配置工程(図7参照)は不要になる。
(Manufacturing method of body part having commutator and protection part)
Next, the manufacturing method of the trunk | drum 72 which has the commutator 47 and the protection part 81 in the DC motor 30 which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated.
First, as in the first embodiment, a commutator piece material forming step (see FIG. 6) is performed.
Here, in the first embodiment, the protection unit 81 is separately prepared and inserted into the commutator piece material 102. For this reason, a notch portion 93 for inserting the protection portion 81 is formed in the commutator piece material 102.
However, in the second embodiment, the cylindrical protective portion 81 provided with the hollow portion is formed by using a molding die (not shown) with an insulating material having a varistor function. Therefore, in the second embodiment, it is not necessary to form the notch 93 in the commutator piece material 102.
Accordingly, the protective part arranging step (see FIG. 7) required in the first embodiment becomes unnecessary.

つまり、第2実施形態では、整流子片素材成形工程(図6参照)が行われた後、保護部配置工程(図7参照)は行われずに、胴部成形工程が行われる。
具体的には、図示はしないが、整流子片素材102の内側に、バリスタ機能付絶縁材料により、中空部を設けた円筒状の保護部81が図示せぬ成形型を用いて型形成される。さらに、保護部81の内側に、不導体である樹脂材料により、取付孔91を備えた円筒状の絶縁部82が図示せぬ成形型を用いて型形成される。
ここで、胴部72(保護部81)の成形時には、整流子片素材102に形成される各アンカー96にもバリスタ機能付絶縁材料が充填され、これにより、各アンカー96はバリスタ機能付絶縁材料が硬化したときに、胴部72に固定される。
That is, in 2nd Embodiment, after a commutator piece raw material formation process (refer FIG. 6) is performed, a trunk | drum formation process is performed, without performing a protection part arrangement | positioning process (refer FIG. 7).
Specifically, although not shown, a cylindrical protective portion 81 having a hollow portion is formed inside the commutator piece material 102 with a varistor function insulating material using a molding die (not shown). . Further, a cylindrical insulating portion 82 having a mounting hole 91 is formed on the inner side of the protective portion 81 using a non-conductive resin material using a molding die (not shown).
Here, at the time of molding the body portion 72 (protection portion 81), each anchor 96 formed on the commutator piece material 102 is also filled with an insulating material with a varistor function, whereby each anchor 96 has an insulating material with a varistor function. Is fixed to the body portion 72 when it is cured.

以上説明したように第2実施形態の直流電動機30では、第1実施形態で必要とされた保護部配置工程(図7参照)を不要にすることで、第1実施形態と比較して、組み付け工数が低減することができ、その結果、製造コストをさらに低減することができる。
また、成形性に優れるバリスタ機能付絶縁材料を用いることで、保護部81を製造する作業等は非常に容易になる。換言すると、成形性に優れるバリスタ機能付絶縁材料を用いることができるので、各種各様な設計の要求に応えることができ、その結果、直流電動機30の設計の自由度が大きくなる。
As described above, in the DC motor 30 according to the second embodiment, the protective part arranging step (see FIG. 7) required in the first embodiment is not necessary, and the assembly is compared with the first embodiment. The number of steps can be reduced, and as a result, the manufacturing cost can be further reduced.
In addition, by using an insulating material with a varistor function that is excellent in formability, the operation of manufacturing the protection part 81 becomes very easy. In other words, since an insulating material with a varistor function having excellent formability can be used, various design requirements can be met, and as a result, the design freedom of the DC motor 30 is increased.

ここで、本発明が適用される直流電動機は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。   Here, the DC motor to which the present invention is applied is not limited to the above-described embodiment, but includes modifications and improvements as long as the object of the present invention can be achieved.

例えば、上述の実施形態では、8個の整流子片71が採用された。即ち、上述の実施形態では、8極の直流電動機30が採用された。しかしながら、直流電動機30の極数(整流子片71の個数)は特にこれに限定されない。
即ち、本発明が適用される直流電動機は、次のような構成を有すれば足り、各種各様の実施形態を取ることができる。
For example, in the above-described embodiment, eight commutator pieces 71 are employed. That is, in the above-described embodiment, the 8-pole DC motor 30 is employed. However, the number of poles of the DC motor 30 (the number of commutator pieces 71) is not particularly limited to this.
That is, the DC motor to which the present invention is applied only needs to have the following configuration, and can take various embodiments.

本発明が適用される直流電動機は、
固定子と回転子とを備える直流電動機であって、
前記固定子は、外部電源から直流電圧が印加されるブラシを備え、
前記回転子は、
回転軸と、
円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、
電流により磁力を生じさせる巻線と、
前記ブラシの接触により前記電流を前記巻線に流す整流子と、
を備え、
前記整流子は、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される、複数の整流子片を有し、
前記胴部のうち前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部は、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示す保護部材から形成されている、
直流電動機である。
The DC motor to which the present invention is applied is
A DC motor comprising a stator and a rotor,
The stator includes a brush to which a DC voltage is applied from an external power source,
The rotor is
A rotation axis;
A barrel formed in a cylindrical shape and fixed to the rotating shaft;
A winding that generates a magnetic force by an electric current;
A commutator for passing the current through the windings by contact of the brush;
With
The commutator has a plurality of commutator pieces, each disposed with a predetermined gap in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the body portion,
At least a part of a portion of the body portion that comes into contact with the plurality of commutator pieces is formed of a protective member that exhibits nonlinearity in which voltage-current characteristics do not follow Ohm's law.
DC motor.

このように、整流子とブラシとの間での火花の発生を抑制するための保護部材が、整流子内部の胴部の部位として設けられている。その結果、コアと整流子との間に、従来のようなリングバリスタを配置する必要はなくなる。
これにより、本発明が適用される直流電動機は、従来の直流電動機と比較して小型化することができる。
また、配線や接続部材等を用いて各整流子片とリングバリスタとを接続するという従来必要であった作業が、不要になる。その結果、本発明が適用される直流電動機では、従来と比較して組み付け工数が低減するので、製造コストを低減することができる。
さらにまた、成形性に優れるバリスタ機能付絶縁材料を用いることで、保護部材を製造する作業等は非常に容易になる。換言すると、成形性に優れるバリスタ機能付絶縁材料を用いることができるので、各種各様な設計の要求に応えることができ、その結果、直流電動機の設計の自由度が大きくなる。
Thus, the protective member for suppressing generation | occurrence | production of the spark between a commutator and a brush is provided as a site | part of the trunk | drum inside a commutator. As a result, it is not necessary to arrange a conventional ring varistor between the core and the commutator.
Thereby, the DC motor to which the present invention is applied can be reduced in size as compared with the conventional DC motor.
Further, the conventionally required work of connecting each commutator piece and the ring varistor using wiring, a connecting member, or the like is unnecessary. As a result, in the DC motor to which the present invention is applied, the assembly man-hour is reduced as compared with the conventional one, and thus the manufacturing cost can be reduced.
Furthermore, by using an insulating material with a varistor function that is excellent in formability, the operation of manufacturing the protective member becomes very easy. In other words, since an insulating material with a varistor function that is excellent in formability can be used, various design requirements can be met, and as a result, the degree of freedom in designing a DC motor is increased.

また、バリスタ機能付絶縁材料から成形される保護部材は、次のような樹脂組成物であれば足りる。
即ち、本発明に係る樹脂組成物は、熱硬化性樹脂、及び粒界部と、前記粒界部によって離隔された複数の結晶部とを有する半導体セラミックス粒子を含み、硬化物が電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示す樹脂組成物であって、回転軸と、円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、ブラシと、巻線と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される複数の整流子片を有する整流子とを備える直流電動機における、前記胴部のうち前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部に形成されるために用いられる。上記樹脂組成物は、上記で一例を示したバリスタ機能付絶縁材料に相当するものである。
The protective member formed from the insulating material with a varistor function may be any resin composition as follows.
That is, the resin composition according to the present invention includes a thermosetting resin, and semiconductor ceramic particles having a grain boundary part and a plurality of crystal parts separated by the grain boundary part, and the cured product has voltage-current characteristics. Is a resin composition that exhibits non-linearity that does not follow Ohm's law, and includes a rotating shaft, a cylindrical portion that is formed in a cylindrical shape and fixed to the rotating shaft, a brush, a winding, and the body portion. In a DC motor comprising a commutator having a plurality of commutator pieces that are respectively arranged with a predetermined gap in the circumferential direction on the outer peripheral surface, at least one of the portions of the body that contact the plurality of commutator pieces. Used to form the part. The resin composition corresponds to the insulating material with a varistor function shown as an example above.

かかる構成を採用した樹脂組成物を用いることによって、整流子内に保護部材を歩留りよく具備させることが可能となるため、従来のように、直流電動機においてコアと整流子との間にリングバリスタを配置する必要がなくなり、結果的に、直流電動機の小型化を実現させることができる。また、配線や接続部材等を用いて各整流子片とリングバリスタとを接続するという従来必要であった作業が、不要になり、結果的に、従来と比較して組み付け工数が低減するので、製造コストを低減することができる。   By using the resin composition adopting such a configuration, it becomes possible to provide a protective member in the commutator with a high yield, so that a ring varistor is provided between the core and the commutator in a DC motor as in the past. As a result, it is possible to reduce the size of the DC motor. In addition, the work conventionally required to connect each commutator piece and the ring varistor using wiring, connection members, etc. is unnecessary, and as a result, the assembly man-hour is reduced compared to the conventional, Manufacturing cost can be reduced.

ここで、本実施形態に係る製造方法により得られる構造体が有する、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性(バリスタ特性)とは、少なくとも2つの整流子片を備えた電子部品に対して徐々に増大する電圧を印加した際に、一般的にバリスタ素子と呼ばれている過電圧保護素子に流れる電流が非直線的に増大する特性のことを指す。本実施形態において、上記バリスタ特性を有した構造体とは、具体的には、第1の端子と第2の端子とを有する電子部品に搭載させる構造体であり、上記構造体を電子部品に搭載させた時
、第1の端子と第2の端子との間の電圧が装置の耐電圧未満である場合には絶縁性を示し、かつ第1の端子と第2の端子との間の電圧が装置の駆動電圧以上である場合には導電性を示すものを指す。なお、本実施形態に係る構造体の有する特性が、上述したように絶縁性から導電性に変換される電圧や、導電性から絶縁性に変換される電圧のことを、以下、バリスタ電圧と称する。
Here, the non-linearity (varistor characteristic) that the voltage-current characteristic does not follow Ohm's law of the structure obtained by the manufacturing method according to this embodiment is an electronic component that includes at least two commutator pieces. When a voltage that gradually increases is applied, the current flowing through an overvoltage protection element, generally called a varistor element, increases non-linearly. In the present embodiment, the structure having the varistor characteristics is specifically a structure that is mounted on an electronic component having a first terminal and a second terminal, and the structure is attached to the electronic component. When mounted, if the voltage between the first terminal and the second terminal is less than the withstand voltage of the device, it exhibits insulation and the voltage between the first terminal and the second terminal When the voltage is higher than the driving voltage of the device, it indicates the one showing conductivity. In addition, the voltage which the characteristic which the structure which concerns on this embodiment has is converted from insulation to electroconductivity as mentioned above, or the voltage converted from electroconductivity to insulation is hereafter called a varistor voltage. .

以下、本実施形態に係る樹脂組成物について、詳細に説明する。   Hereinafter, the resin composition according to the present embodiment will be described in detail.

従来は、上記発明が解決しようとする課題の項で述べたように、火花発生抑制対策として、直流電動機においてリングバリスタを配置する構成を採用することが通常であった。そのため、従来は、火花発生抑制素子を配置する空間を確保する必要があった。また、従来は、配線や接続部材等を用いて各整流子片とリングバリスタとを接続するという作業が必要であった。それ故、直流電動機の小型化及び製造コストの削減の実現については、限界を有していた。こうした事情に鑑みて、本発明者は、整流子内に、保護部材を具備させることができれば、直流電動機の小型化及び製造コストの削減を実現できると考えた。具体的には、本発明者は、回転軸と、円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、ブラシと、巻線と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される複数の整流子片を有する整流子とを備える直流電動機における、前記胴部のうち前記複数の整流子片の少なくとも一部と接触する部位に配することの可能な、たとえば、薄片状であり、かつバリスタ特性を示す部材を実現することが、設計指針として有効であることを見出した。   Conventionally, as described in the section of the problem to be solved by the invention, it has been usual to employ a configuration in which a ring varistor is arranged in a DC motor as a countermeasure for suppressing the occurrence of sparks. Therefore, conventionally, it has been necessary to secure a space for disposing the spark generation suppressing element. Conventionally, it has been necessary to connect each commutator piece and the ring varistor using wiring, a connecting member, or the like. Therefore, there has been a limit to the miniaturization of DC motors and the reduction of manufacturing costs. In view of such circumstances, the present inventor considered that if a protective member can be provided in the commutator, the DC motor can be reduced in size and the manufacturing cost can be reduced. Specifically, the present inventor has a rotating shaft, a cylindrical portion formed in a cylindrical shape and fixed to the rotating shaft, a brush, a winding, and a predetermined gap in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the barrel portion. In a DC motor comprising a commutator having a plurality of commutator pieces arranged respectively, it is possible to arrange at a portion that contacts at least a part of the plurality of commutator pieces in the body portion. For example, it has been found that it is effective as a design guideline to realize a member having a flake shape and exhibiting varistor characteristics.

しかし、上述したバリスタ特性を示す部材(構造体)を作製するためには、以下の3つの特性を有する樹脂組成物を作製する必要があった。上記樹脂組成物に要求される第1の特性は、バリスタ特性を示す部材の使用対象である整流子中に搭載されている整流子片の形状に対応できるように上記部材の形状を制御できる程度に優れた成形性である。上記樹脂組成物に要求される第2の特性は、従来の電子部品において整流子片を保護するために使用されていた封止材の有する機能、すなわち、耐熱性、耐温度サイクル性、絶縁信頼性などの耐久性、密着性、寸法安定性等の要求特性を保持していることである。上記樹脂組成物に要求される第3の特性は、当該樹脂組成物が十分なバリスタ特性を発現できることである。   However, in order to produce a member (structure) exhibiting the above-described varistor characteristics, it was necessary to produce a resin composition having the following three characteristics. The first characteristic required of the resin composition is such that the shape of the member can be controlled so as to correspond to the shape of the commutator piece mounted in the commutator that is a target of use of the member exhibiting varistor characteristics. Excellent moldability. The second characteristic required for the resin composition is the function of the sealing material used for protecting the commutator piece in the conventional electronic component, that is, heat resistance, temperature cycle resistance, insulation reliability. The required properties such as durability, adhesion, and dimensional stability. The 3rd characteristic requested | required of the said resin composition is that the said resin composition can express sufficient varistor characteristic.

こうした事情に鑑みて、本発明者は、上述した3つの要求特性を満たす樹脂材料を作製するための設計指針について鋭意検討した結果、バリスタ特性を備えた半導体セラミックス粒子100を(図12参照)、樹脂組成物中に配合すれば、整流子内に、火花や外部環境から加わる応力の外的負荷から上記整流子を保護する機能を有した構成を具備させることのできる部材を歩留りよく作製することが可能であるとの知見を得た。くわえて、本発明者は、上述した第1の特性を満たす観点、すなわち、十分な成形性を実現する観点から、上述したバリスタ特性を示す部材を作製する方法としては、トランスファー成形法を採用することが望ましいことも知見した。それ故、本樹脂組成物は、タブレット状の形態に加工されたものであることが望ましい。   In view of such circumstances, as a result of intensive studies on design guidelines for producing a resin material that satisfies the above three required characteristics, the present inventor has obtained semiconductor ceramic particles 100 having varistor characteristics (see FIG. 12). When blended in the resin composition, a member capable of having a structure having a function of protecting the commutator from an external load of a stress applied from a spark or an external environment in the commutator is manufactured with a high yield. The knowledge that it is possible was obtained. In addition, the present inventor employs a transfer molding method as a method for producing a member exhibiting the above-described varistor characteristics from the viewpoint of satisfying the above-described first characteristics, that is, from the viewpoint of realizing sufficient moldability. I also found it desirable. Therefore, the present resin composition is desirably processed into a tablet-like form.

<熱硬化性樹脂>
本発明に係る樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂の具体例としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ビスフェノールAノボラック樹脂、トリアジン骨格含有フェノールノボラック樹脂などのノボラック型フェノール樹脂;未変性のレゾールフェノール樹脂、桐油、アマニ油、クルミ油などで変性した油変性レゾールフェノール樹脂などのレゾール型フェノール樹脂などのフェノール樹脂;ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂、ビスフェノールE型エポキシ樹脂、ビスフェノールM型エポキシ樹脂、ビスフェノールP型エポキシ
樹脂、ビスフェノールZ型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、ビフェニルアラルキル型エポキシ樹脂、アリールアルキレン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、アントラセン型エポキシ樹脂、フェノキシ型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ノルボルネン型エポキシ樹脂、アダマンタン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂などのエポキシ樹脂;ユリア(尿素)樹脂、メラミン樹脂などのトリアジン環を有する樹脂;不飽和ポリエステル樹脂;ビスマレイミド化合物などのマレイミド樹脂;ポリウレタン樹脂;ジアリルフタレート樹脂;シリコーン樹脂;ベンゾオキサジン樹脂;シアネートエステル樹脂;ポリイミド樹脂;ポリアミドイミド樹脂;ベンゾシクロブテン樹脂、ノボラック型シアネート樹脂、ビスフェノールA型シアネート樹脂、ビスフェノールE型シアネート樹脂、テトラメチルビスフェノールF型シアネート樹脂等のビスフェノール型シアネート樹脂などが挙げられる。これらの中の1種類を単独で用いてもよいし、異なる重量平均分子量を有する2種類以上を併用してもよく、1種類または2種類以上と、それらのプレポリマーを併用してもよい。
<Thermosetting resin>
Specific examples of the thermosetting resin contained in the resin composition according to the present invention include novolak type phenol resins such as phenol novolak resin, cresol novolak resin, bisphenol A novolak resin, and triazine skeleton-containing phenol novolak resin; Phenolic resins such as phenolic resins, tung oil, linseed oil, walnut oil, and other resol type phenolic resins such as oil-modified resol phenolic resins; bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, bisphenol S type epoxy resins, bisphenol E Type epoxy resin, bisphenol M type epoxy resin, bisphenol P type epoxy resin, bisphenol Z type epoxy resin and other bisphenol type epoxy resins; phenol novolac type epoxy resin, Novolec type epoxy resins such as resole novolac type epoxy resins; biphenyl type epoxy resins, biphenyl aralkyl type epoxy resins, arylalkylene type epoxy resins, naphthalene type epoxy resins, anthracene type epoxy resins, phenoxy type epoxy resins, dicyclopentadiene type epoxy resins , Epoxy resin such as norbornene type epoxy resin, adamantane type epoxy resin, fluorene type epoxy resin; resin having triazine ring such as urea (urea) resin, melamine resin; unsaturated polyester resin; maleimide resin such as bismaleimide compound; polyurethane Resin; diallyl phthalate resin; silicone resin; benzoxazine resin; cyanate ester resin; polyimide resin; polyamideimide resin; Resin, a novolac type cyanate resin, bisphenol A type cyanate resin, bisphenol E type cyanate resin, bisphenol type cyanate resin such as tetramethyl bisphenol F type cyanate resins. One of these may be used alone, two or more having different weight average molecular weights may be used in combination, and one or two or more thereof and a prepolymer thereof may be used in combination.

熱硬化性樹脂の含有量は、本発明に係る樹脂組成物全量に対して、好ましくは、1質量%以上38質量%以下であり、さらに好ましくは、1.5質量%以上35質量%以下であり、より好ましくは、2質量%以上30質量%以下であり、最も好ましくは、3質量%以上25質量%以下である。熱硬化性樹脂の含有量を上記数値範囲以上とすることにより、樹脂組成物の流動性を向上させることができる。また、熱硬化性樹脂の含有量を上記数値範囲以下とすることにより、樹脂組成物の熱放散性を向上させることができるとともに、本発明に係る樹脂組成物からなる構造体の備えるバリスタ特性を向上させることが可能である。   The content of the thermosetting resin is preferably 1% by mass or more and 38% by mass or less, and more preferably 1.5% by mass or more and 35% by mass or less with respect to the total amount of the resin composition according to the present invention. Yes, more preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less, and most preferably 3% by mass or more and 25% by mass or less. By making content of a thermosetting resin more than the said numerical range, the fluidity | liquidity of a resin composition can be improved. In addition, by making the content of the thermosetting resin not more than the above numerical range, the heat dissipating property of the resin composition can be improved, and the varistor characteristics provided in the structure composed of the resin composition according to the present invention can be improved. It is possible to improve.

本発明に係る樹脂組成物に含まれる熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂を用いることが好ましい。上記エポキシ樹脂としては、その分子量、分子構造に関係なく、1分子内にエポキシ基を2個以上有するモノマー、オリゴマー、ポリマー全般を使用することが可能である。このようなエポキシ樹脂の具体例としては、ビフェニル型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、ハイドロキノン型エポキシ樹脂等の結晶性エポキシ樹脂;クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ナフトールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型エポキシ樹脂等のフェノールアラルキル型エポキシ樹脂;トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタン型エポキシ樹脂等の3官能型エポキシ樹脂;ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、テルペン変性フェノール型エポキシ樹脂等の変性フェノール型エポキシ樹脂;トリアジン核含有エポキシ樹脂等の複素環含有エポキシ樹脂等が挙げられ、これらは1種類を単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。   As the thermosetting resin contained in the resin composition according to the present invention, an epoxy resin is preferably used. As said epoxy resin, it is possible to use the monomer, oligomer, and polymer in general which have 2 or more of epoxy groups in 1 molecule irrespective of the molecular weight and molecular structure. Specific examples of such epoxy resins include biphenyl type epoxy resins, bisphenol A type epoxy resins, bisphenol F type epoxy resins, stilbene type epoxy resins, hydroquinone type epoxy resins and the like; cresol novolac type epoxy resins, Novolak type epoxy resins such as phenol novolac type epoxy resin and naphthol novolak type epoxy resin; Phenol aralkyl type epoxy such as phenylene skeleton-containing phenol aralkyl type epoxy resin, biphenylene skeleton containing phenol aralkyl type epoxy resin, phenylene skeleton containing naphthol aralkyl type epoxy resin Resin; Trifunctional epoxy resin such as triphenolmethane type epoxy resin and alkyl-modified triphenolmethane type epoxy resin; Examples include modified phenolic epoxy resins such as diene-modified phenolic epoxy resins and terpene-modified phenolic epoxy resins; and heterocyclic-containing epoxy resins such as triazine nucleus-containing epoxy resins. These can be used alone or in two types. A combination of the above may also be used.

本樹脂組成物は、離型剤を含有してもよい。こうすることで、バリスタ特性を示す部材(構造体300)を更に歩留りよく作製することが可能となる。この理由は、以下の通りである。本樹脂組成物は、上述したように、好ましくは、トランスファー成形法によりバリスタ特性を示す部材(構造体300)を作製するための原材料として使用することを想定したものである。上記トランスファー成形法を採用する場合には樹脂金型を用いて上記部材(構造体300)を作製することになる。この場合、本樹脂組成物を用いて上記部材(構造体300)を成形した後、金型から成形物を離型する必要がある。そして、成形金型から成形物を離型する際の離型力が強くなると、得られた成形物が破損するという不都合が生じやすくなる傾向にある。そのため、離型剤を含む樹脂組成物を使用した場合には
、上述した不都合が生じることを抑制することが可能であり、結果として、バリスタ特性を示す部材(構造体300)を歩留りよく作製することが可能となる。
The present resin composition may contain a release agent. By doing so, a member (structure 300) exhibiting varistor characteristics can be manufactured with higher yield. The reason for this is as follows. As described above, this resin composition is preferably assumed to be used as a raw material for producing a member (structure 300) exhibiting varistor characteristics by a transfer molding method. When the transfer molding method is employed, the member (structure 300) is manufactured using a resin mold. In this case, after molding the member (structure 300) using the resin composition, it is necessary to release the molded product from the mold. And when the mold release force at the time of releasing a molding from a molding die becomes strong, there exists a tendency for the inconvenience that the obtained molding is damaged easily arises. Therefore, when a resin composition containing a release agent is used, it is possible to suppress the above-described inconvenience, and as a result, a member (structure 300) exhibiting varistor characteristics is manufactured with high yield. It becomes possible.

本実施形態に係る離型剤の具体例としては、天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸もしくはその金属塩類、パラフィン、酸化ポリエチレン等が挙げられる。離型剤の含有量は、樹脂組成物全量に対して、好ましくは、0.01質量%以上1質量%以下であり、さらに好ましくは、0.03質量%以上0.8質量%以下である。   Specific examples of the release agent according to this embodiment include natural wax, synthetic wax, higher fatty acid or metal salt thereof, paraffin, polyethylene oxide and the like. The content of the release agent is preferably 0.01% by mass or more and 1% by mass or less, and more preferably 0.03% by mass or more and 0.8% by mass or less, based on the total amount of the resin composition. .

本発明に係る樹脂材料200(図13および図14参照)には、硬化剤を含有させてもよい。上記硬化剤は、熱硬化性樹脂と反応して硬化させるものであればよく、ここで、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合に使用可能な硬化剤の具体例としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等の炭素数2〜20の直鎖脂肪族ジアミン、メタフェニレンジアミン、パラフェニレンジアミン、パラキシレンジアミン、4,4■−ジアミノジフェニルメタン、4,4■−ジアミノジフ
ェニルプロパン、4,4■−ジアミノジフェニルエーテル、4,4■−ジアミ
ノジフェニルスルホン、4,4■−ジアミノジシクロヘキサン、ビス(4−ア
ミノフェニル)フェニルメタン、1,5−ジアミノナフタレン、メタキシレンジアミン、パラキシレンジアミン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、ジシアノジアミド等のアミノ類;アニリン変性レゾール樹脂やジメチルエーテルレゾール樹脂等のレゾール型フェノール樹脂;フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂等のフェノールアラルキル樹脂;ナフタレン骨格やアントラセン骨格のような縮合多環構造を有するフェノール樹脂;ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン;ヘキサヒドロ無水フタル酸(HHPA)、メチルテトラヒドロ無水フタル酸(MTHPA)などの脂環族酸無水物、無水トリメリット酸(TMA)、無水ピロメリット酸(PMDA)、ベンゾフェノンテトラカルボン酸(BTDA)などの芳香族酸無水物などを含む酸無水物等;ポリサルファイド、チオエステル、チオエーテルなどのポリメルカプタン化合物;イソシアネートプレポリマー、ブロック化イソシアネートなどのイソシアネート化合物;カルボン酸含有ポリエステル樹脂などの有機酸類等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。中でも構造体300の耐湿性、信頼性を向上させる観点から、1分子内に少なくとも2個のフェノール性水酸基を有する化合物が好ましく、その具体例としては、フェノールノボラック樹脂、クレゾールノボラック樹脂、tert−ブチルフェノールノボラック樹脂、ノニルフェノールノボラック樹脂等のノボラック型フェノール樹脂;レゾール型フェノール樹脂;ポリパラオキシスチレン等のポリオキシスチレン;フェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、ビフェニレン骨格含有フェノールアラルキル樹脂、フェニレン骨格含有ナフトールアラルキル型フェノール樹脂等が挙げられる。
The resin material 200 according to the present invention (see FIGS. 13 and 14) may contain a curing agent. The curing agent only needs to be cured by reacting with a thermosetting resin. Specific examples of curing agents that can be used when an epoxy resin is used as the thermosetting resin include ethylenediamine and trimethylene. C2-C20 linear aliphatic diamine such as diamine, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, metaphenylenediamine, paraphenylenediamine, paraxylenediamine, 4,4 ■ -diaminodiphenylmethane, 4,4 ■ -diaminodiphenyl Propane, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodicyclohexane, bis (4-aminophenyl) phenylmethane, 1,5-diaminonaphthalene, metaxylenediamine, para Xylenediamine, 1,1-bis (4-a Nophenyl) aminos such as cyclohexane and dicyanodiamide; resol type phenol resins such as aniline-modified resole resin and dimethyl ether resole resin; novolac type phenol resins such as phenol novolac resin, cresol novolac resin, tert-butylphenol novolac resin, nonylphenol novolac resin; Phenol aralkyl resins such as phenylene skeleton-containing phenol aralkyl resins and biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl resins; phenol resins having a condensed polycyclic structure such as naphthalene skeleton and anthracene skeleton; polyoxystyrenes such as polyparaoxystyrene; hexahydrophthalic anhydride ( HHPA), alicyclic acid anhydrides such as methyltetrahydrophthalic anhydride (MTHPA), trimellitic anhydride (T A), acid anhydrides including aromatic acid anhydrides such as pyromellitic anhydride (PMDA), benzophenone tetracarboxylic acid (BTDA), etc .; polymercaptan compounds such as polysulfide, thioester, thioether; isocyanate prepolymer, blocked Isocyanate compounds such as isocyanate; organic acids such as carboxylic acid-containing polyester resins. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, from the viewpoint of improving the moisture resistance and reliability of the structure 300, a compound having at least two phenolic hydroxyl groups in one molecule is preferable, and specific examples thereof include phenol novolac resin, cresol novolac resin, tert-butylphenol. Novolak type phenol resins such as novolak resins and nonylphenol novolak resins; resol type phenol resins; polyoxystyrenes such as polyparaoxystyrene; phenylene skeleton-containing phenol aralkyl resins, biphenylene skeleton-containing phenol aralkyl resins, phenylene skeleton-containing naphthol aralkyl type phenol resins Is mentioned.

本樹脂組成物中に含まれる樹脂材料200には、硬化促進剤を含有させてもよい。上記硬化促進剤は、たとえば、エポキシ基等の官能基と硬化剤との硬化反応を促進させるものであればよく、その具体例としては、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7等のジアザビシクロアルケン及びその誘導体;トリブチルアミン、ベンジルジメチルアミン等のアミン系化合物;2−メチルイミダゾール等のイミダゾール化合物;トリフェニルホスフィン、メチルジフェニルホスフィン等の有機ホスフィン類;テトラフェニルホスホニウム・テトラフェニルボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラ安息香酸ボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイックアシッドボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフトイルオキシボレート、テトラフェニルホスホニウム・テトラナフチルオキシボレート等のテトラ置換ホスホニウム・テトラ置換ボレート;ベン
ゾキノンをアダクトしたトリフェニルホスフィン等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
The resin material 200 included in the resin composition may contain a curing accelerator. The curing accelerator is not particularly limited as long as it accelerates the curing reaction between a functional group such as an epoxy group and the curing agent. Specific examples thereof include 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene- Diazabicycloalkenes and derivatives thereof such as 7; amine compounds such as tributylamine and benzyldimethylamine; imidazole compounds such as 2-methylimidazole; organic phosphines such as triphenylphosphine and methyldiphenylphosphine; tetraphenylphosphonium tetra Phenylborate, tetraphenylphosphonium / tetrabenzoic acid borate, tetraphenylphosphonium / tetranaphthoic acid borate, tetraphenylphosphonium / tetranaphthoyloxyborate, tetraphenylphosphonium / tetranaphthyloxyborate Triphenylphosphine and the like that adduct benzoquinone; tetra-substituted phosphonium tetra-substituted borate over bets like. These may be used alone or in combination of two or more.

また、本樹脂組成物中に含まれる樹脂材料200には、上記の成分以外に、必要に応じて、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のカップリング剤;カーボンブラック等の着色剤;天然ワックス、合成ワックス、高級脂肪酸もしくはその金属塩類、パラフィン、酸化ポリエチレン等の離型剤;シリコーンオイル、シリコーンゴム等の低応力剤;ハイドロタルサイト等のイオン捕捉剤;水酸化アルミニウム等の難燃剤;酸化防止剤等の各種添加剤を配合させてもよい。   In addition to the above-described components, the resin material 200 contained in the resin composition includes a coupling agent such as γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; a colorant such as carbon black; Mold release agents such as waxes, synthetic waxes, higher fatty acids or metal salts thereof, paraffin and polyethylene oxide; low stress agents such as silicone oil and silicone rubber; ion scavengers such as hydrotalcite; flame retardants such as aluminum hydroxide; You may mix | blend various additives, such as antioxidant.

<半導体セラミックス粒子>
図12は、本実施形態に係る半導体セラミックス粒子の拡大断面図である。
図12に示すように、本実施形態に係る半導体セラミックス粒子100は、粒界部120と、上記粒界部120によって離隔された複数の結晶部110とを有する粒子である。言い換えれば、本実施形態に係る半導体セラミックス粒子100は、粒界部120と、上記粒界部120を介して互いに離間するように配置される2以上の結晶部110とからなる複数の結晶が凝集した粒子であるともいえる。かかる半導体セラミックス粒子100は、当該粒子に対してバリスタ電圧未満の電圧が印加された場合には、粒界部120が抵抗として作用するため電流を通さないが、バリスタ電圧以上の電圧が印加された場合には、トンネル効果が生じて図12に示す矢印のように電流を通すという特性を有する粒子である。なお、本実施形態に係る半導体セラミックス粒子100のようにバリスタ特性を備えた部材については、従来の電子部品において電子素子とともに同回路に搭載させる耐電圧保護素子(バリスタ素子等)中に含まれていた。しかし、以下の2つの要求特性を満たす上記半導体セラミックス粒子100を含む樹脂組成物からなる部材を歩留りよく製造する方法については、これまでに報告されていなかった。上述した1つ目の要求特性は、電子部品内に実装される回路中に搭載する電子素子自体の内部に具備させることが可能なことである。上述した2つ目の要求特性は、当該部材を電子素子自体の内部に具備させた場合に、静電気等の過電圧にくわえて、外部環境から加わる応力から上記電子素子を保護できる機能を備えていることである。
<Semiconductor ceramic particles>
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of semiconductor ceramic particles according to the present embodiment.
As shown in FIG. 12, the semiconductor ceramic particle 100 according to the present embodiment is a particle having a grain boundary part 120 and a plurality of crystal parts 110 separated by the grain boundary part 120. In other words, in the semiconductor ceramic particle 100 according to the present embodiment, a plurality of crystals composed of the grain boundary part 120 and two or more crystal parts 110 arranged so as to be separated from each other via the grain boundary part 120 are aggregated. It can be said that it is a particle. When a voltage lower than the varistor voltage is applied to the particle, the semiconductor ceramic particle 100 does not pass a current because the grain boundary 120 acts as a resistance, but a voltage higher than the varistor voltage is applied. In some cases, the particles have a characteristic that a tunnel effect occurs and current flows as shown by an arrow in FIG. In addition, about the member provided with the varistor characteristic like the semiconductor ceramic particle 100 according to the present embodiment, it is included in a withstand voltage protection element (varistor element or the like) to be mounted on the same circuit together with the electronic element in the conventional electronic component. It was. However, a method for producing a member made of the resin composition containing the semiconductor ceramic particles 100 satisfying the following two required characteristics with high yield has not been reported so far. The first required characteristic described above is that it can be provided inside the electronic element itself mounted in the circuit mounted in the electronic component. The second required characteristic described above has a function of protecting the electronic element from stress applied from the external environment in addition to overvoltage such as static electricity when the member is provided inside the electronic element itself. That is.

半導体セラミックス粒子100の平均粒子径D50は、例えば、0.01μm以上、1500μm以下であり、好ましくは、0.1μm以上、1000μm以下であり、さらに好ましくは1μm以上、500μm以下であり、特に好ましくは5μm以上、150μm以下である。こうすることで、半導体セラミックス粒子100を含む樹脂組成物により形成された構造体300の形状に依存することなく、バリスタ特性を発現することが可能となる。   The average particle diameter D50 of the semiconductor ceramic particle 100 is, for example, 0.01 μm or more and 1500 μm or less, preferably 0.1 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 1 μm or more and 500 μm or less, and particularly preferably. It is 5 μm or more and 150 μm or less. By doing so, it becomes possible to develop varistor characteristics without depending on the shape of the structure 300 formed of the resin composition including the semiconductor ceramic particles 100.

また、半導体セラミックス粒子100は、球状粒子であることが好ましい。これにより、バリスタ特性の制御を容易に行うことができる。   The semiconductor ceramic particles 100 are preferably spherical particles. Thereby, it is possible to easily control the varistor characteristics.

半導体セラミックス粒子100において結晶部110は、酸化亜鉛、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、および、チタン酸バリウムからなる群より選択される1種以上を含む材料により形成されていることが好ましい。中でも、酸化亜鉛を主成分として含む材料は、半導体セラミックス粒子100自体の非直線性係数やエネルギー耐量を向上させる観点から好ましい。炭化ケイ素を主成分として含む材料は、絶縁破壊電圧が高いため、バリスタ電圧を高電圧に設定する場合には好適である。また、チタン酸ストロンチウムを主成分として含む材料は、高電圧・高周波ノイズの吸収や抑制という点において、好適である。   In the semiconductor ceramic particle 100, the crystal part 110 is preferably formed of a material including at least one selected from the group consisting of zinc oxide, silicon carbide, strontium titanate, and barium titanate. Especially, the material which contains zinc oxide as a main component is preferable from a viewpoint of improving the nonlinear coefficient and energy tolerance of the semiconductor ceramic particle 100 itself. Since a material containing silicon carbide as a main component has a high dielectric breakdown voltage, it is suitable when the varistor voltage is set to a high voltage. A material containing strontium titanate as a main component is preferable in terms of absorption and suppression of high voltage / high frequency noise.

半導体セラミックス粒子100において粒界部120は、ビスマス、プラセオジム、ア
ンチモン、マンガン、コバルトおよびニッケル、またはこれらの化合物からなる群より選択される1種以上を含む材料により形成されていることが好ましい。中でも、粒界部120は、非直線性抵抗特性が良好であるという観点から、ビスマス、プラセオジム、またはこれらの化合物からなる群より選択される1種以上を含む材料により形成されていることが好ましい。なお、上記これらの化合物としては、酸化物、窒化物、有機化合物、その他の無機化合物等の形態が挙げられるが、バリスタ特性を良好に発現させる観点から、酸化物であることが好ましい。
In the semiconductor ceramic particle 100, the grain boundary part 120 is preferably formed of a material containing at least one selected from the group consisting of bismuth, praseodymium, antimony, manganese, cobalt and nickel, or a compound thereof. Among these, the grain boundary portion 120 is preferably formed of a material containing at least one selected from the group consisting of bismuth, praseodymium, and these compounds from the viewpoint of good non-linear resistance characteristics. . Examples of these compounds include oxides, nitrides, organic compounds, and other inorganic compounds, but oxides are preferable from the viewpoint of satisfactorily expressing varistor characteristics.

半導体セラミックス粒子100の含有量は、確実に構造体300のバリスタ特性を発現させる観点から、本樹脂組成物全量に対して、好ましくは60質量%以上97質量%以下であり、さらに好ましくは、70質量%以上95質量%以下であり、特に好ましくは、75質量%以上95質量%以下である。半導体セラミックス粒子100の含有量を上記数値範囲内となるよう制御することにより、図13に示す模式図のように、2つの導体部130(例えば図3等の整流子片71)間が、複数の粒子同士が互いに接するように半導体セラミックス粒子100により埋め尽くされた構造体300を実現することができる。すなわち、半導体セラミックス粒子100の含有量を上記数値範囲内となるよう制御した場合には、構造体のバリスタ特性を確実に発現させることが可能となる。   The content of the semiconductor ceramic particles 100 is preferably 60% by mass or more and 97% by mass or less, and more preferably 70% by mass with respect to the total amount of the resin composition, from the viewpoint of surely expressing the varistor characteristics of the structure 300. It is not less than 95% by mass and particularly preferably not less than 75% by mass and not more than 95% by mass. By controlling the content of the semiconductor ceramic particles 100 to be within the above numerical range, a plurality of spaces between the two conductor portions 130 (for example, the commutator piece 71 in FIG. 3 and the like) are provided as shown in the schematic diagram of FIG. The structure 300 filled with the semiconductor ceramic particles 100 so that the particles can be in contact with each other can be realized. That is, when the content of the semiconductor ceramic particles 100 is controlled to be within the above numerical range, the varistor characteristics of the structure can be surely expressed.

本樹脂組成物中には、導電粒子を含有させることが好ましい。こうすることで、本樹脂組成物により形成された構造体300を備える整流子に対して、バリスタ電圧を超える高電圧が印加された際に、当該構造体300の電気伝導性をより一層良好なものとすることができる。具体的には、図14に示すように、2つの導体部130間を埋め尽くすように配される複数の半導体セラミックス粒子100同士の隙間領域に、導電粒子150を入り込ませることが可能となる。これにより、構造体300のバリスタ特性をより一層良好なものとすることができる。   The resin composition preferably contains conductive particles. Thus, when a high voltage exceeding the varistor voltage is applied to the commutator including the structure 300 formed of the present resin composition, the electric conductivity of the structure 300 is further improved. Can be. Specifically, as shown in FIG. 14, the conductive particles 150 can enter the gap region between the plurality of semiconductor ceramic particles 100 arranged so as to fill the gap between the two conductor portions 130. Thereby, the varistor characteristic of the structure 300 can be further improved.

導電粒子150の含有量は、確実に構造体300のバリスタ特性を発現させる観点から、本樹脂組成物全量に対して、好ましくは、1質量%以上20質量%以下であり、さらに好ましくは、2質量%以上15質量%以下であり、最も好ましくは、2質量%以上10質量%以下である。導電粒子150の含有量を上記数値範囲内となるよう制御することにより、図14に示す模式図のように、2つの導体部130間を埋め尽くすように配される複数の半導体セラミックス粒子100の隙間領域に、万遍なく導電粒子150を入り込ませることが可能となる。   The content of the conductive particles 150 is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 2% by mass with respect to the total amount of the resin composition, from the viewpoint of surely expressing the varistor characteristics of the structure 300. The content is from 15% to 15% by mass, and most preferably from 2% to 10% by mass. By controlling the content of the conductive particles 150 to be within the above numerical range, the plurality of semiconductor ceramic particles 100 arranged so as to fill the space between the two conductor portions 130 as shown in the schematic diagram of FIG. It becomes possible to allow the conductive particles 150 to enter the gap region evenly.

導電粒子150の平均粒子径D50は、確実に構造体のバリスタ特性を発現させる観点から、例えば、0.01μm以上、500μm以下であり、好ましくは、0.02μm以上、300μm以下であり、さらに好ましくは0.05μm以上、200μm以下であり、特に好ましくは0.1μm以上、100μm以下である。   The average particle diameter D50 of the conductive particles 150 is, for example, 0.01 μm or more and 500 μm or less, preferably 0.02 μm or more and 300 μm or less, more preferably, from the viewpoint of surely expressing the varistor characteristics of the structure. Is 0.05 μm or more and 200 μm or less, and particularly preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less.

導電粒子150を形成する材料の具体例としては、ニッケル、カーボンブラック、アルミニウム、銀、金、銅、グラファイト、亜鉛、鉄、ステンレス鋼、錫、黄銅、及び、それらの合金からなる群より選択される導電材料や、酸化亜鉛、炭化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、および、チタン酸バリウムからなる群より選択される半導電材料等が挙げられる。   Specific examples of the material forming the conductive particles 150 are selected from the group consisting of nickel, carbon black, aluminum, silver, gold, copper, graphite, zinc, iron, stainless steel, tin, brass, and alloys thereof. And a semiconductive material selected from the group consisting of zinc oxide, silicon carbide, strontium titanate, and barium titanate.

また、本樹脂組成物に含まれる半導体セラミックス粒子100と、導電粒子150の大きさは、以下の条件を満たすものであることが好ましい。具体的には、半導体セラミックス粒子100の平均粒子径D50をXとし、導電粒子150の平均粒子径D50をYとした時、Y/Xの値が、0.05以上1未満であることが好ましく、0.1以上0.8以下であるとさらに好ましい。こうすることで、図14に示す模式図のように、2つの導体部
130間を埋め尽くすように配される複数の半導体セラミックス粒子100の隙間領域に、導電粒子150を入り込ませやすくなる。
Moreover, it is preferable that the magnitude | size of the semiconductor ceramic particle 100 contained in this resin composition and the electrically-conductive particle 150 satisfy | fills the following conditions. Specifically, when the average particle diameter D50 of the semiconductor ceramic particles 100 is X and the average particle diameter D50 of the conductive particles 150 is Y, the value of Y / X is preferably 0.05 or more and less than 1. More preferably, it is 0.1 or more and 0.8 or less. By doing so, as shown in the schematic diagram of FIG. 14, the conductive particles 150 can easily enter the gap regions of the plurality of semiconductor ceramic particles 100 arranged so as to fill the gap between the two conductor portions 130.

本実施形態に係る樹脂組成物は、熱硬化性樹脂とともに、特定量のバリスタ特性を示す半導体セラミックス粒子を含む構成を採用している。かかる構成を採用した樹脂組成物を用いることによって、整流子内に、火花や外部環境から加わる応力の外的負荷から上記整流子を保護する機能を有した構成を具備させることが可能となるため、従来の直流電動機のように、コアと整流子との間にリングバリスタを配置する必要がなくなり、結果的に、直流電動機の小型化及び製造コストの削減を実現させることができる。   The resin composition according to the present embodiment employs a configuration including semiconductor ceramic particles exhibiting a specific amount of varistor characteristics together with a thermosetting resin. By using the resin composition adopting such a configuration, it is possible to provide the commutator with a configuration having a function of protecting the commutator from an external load of stress applied from a spark or an external environment. Thus, unlike the conventional DC motor, there is no need to arrange a ring varistor between the core and the commutator, and as a result, the DC motor can be reduced in size and manufacturing cost can be reduced.

以下、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて、整流子中に保護部材(以下、「バリスタ特性を示す部材」及び/又は「構造体300」ともいう。)を作製する方法について、説明する。   Hereinafter, a method for producing a protective member (hereinafter, also referred to as “member showing varistor characteristics” and / or “structure 300”) in the commutator using the resin composition according to the present embodiment will be described. .

本実施形態に係る樹脂組成物を用いる場合、樹脂成形方法としてトランスファー成形法を用いることにより、バリスタ特性を示す部材(構造体300)を整流子中に歩留りよく作製することができる。そのため、電極端子の形状に対応した構造体300を作製することが可能である。ここで、構造体300を作製するために、樹脂組成物をトランスファー成形する手法を採用する場合には、上記樹脂組成物は、タブレット状に加工されたものであることが好ましい。   When the resin composition according to this embodiment is used, a member (structure 300) exhibiting varistor characteristics can be produced in the commutator with a high yield by using a transfer molding method as a resin molding method. Therefore, the structure 300 corresponding to the shape of the electrode terminal can be manufactured. Here, in the case of adopting a transfer molding method of the resin composition in order to produce the structure 300, the resin composition is preferably processed into a tablet shape.

整流子中にバリスタ特性を示す部材(構造体300)を作製する方法の一例としては、たとえば、回転軸と、円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、ブラシと、巻線と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される複数の整流子片を有する整流子とを備える直流電動機における、前記胴部のうち前記複数の整流子片の少なくとも一部と接触する部位に、本樹脂組成物をトランスファー成形することにより構造体300(高電圧保護部材)を形成する工程を含む方法が挙げられる。   As an example of a method for producing a member (structure 300) exhibiting varistor characteristics in a commutator, for example, a rotating shaft, a body formed in a cylindrical shape and fixed to the rotating shaft, a brush, and a winding And a commutator having a plurality of commutator pieces arranged in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the body part, in a DC motor, the plurality of commutator pieces of the body part Examples include a method including a step of forming the structure 300 (high voltage protection member) by transfer molding the resin composition at least at a part in contact with the resin composition.

以下、本実施形態に係る構造体300を整流子内に搭載させる方法の一例について、タブレット状の樹脂組成物を用いてトランスファー成形することにより構造体300を製造する場合を例に挙げて説明する。   Hereinafter, an example of a method for mounting the structure 300 according to the present embodiment in a commutator will be described by taking as an example a case where the structure 300 is manufactured by transfer molding using a tablet-like resin composition. .

まず、整流子片素材を設置した成形金型を準備する。ここで準備する成形金型は、タブレット状の樹脂組成物を仕込むポットと、その後、圧力をかけて樹脂組成物を溶融させるためにポットに挿入する補助ラムを備えたプランジャーと、溶融させた樹脂組成物を成形空間内に送り込むスプルーとが設けられているものである。   First, a molding die provided with a commutator piece material is prepared. The molding die prepared here was melted with a pot charged with a tablet-shaped resin composition, and then a plunger with an auxiliary ram inserted into the pot to melt the resin composition by applying pressure. A sprue for feeding the resin composition into the molding space is provided.

次いで、成形金型を閉じた状態で、ポット内にタブレット状の樹脂組成物を仕込む。ここで、ポット内に仕込む樹脂組成物の形態は、予め、プレヒーター等によって予熱することにより半溶融の状態にされていてもよい。次に、ポット内に仕込んだ樹脂組成物を溶融させるために、樹脂組成物に対して、補助ラムを備えたプランジャーをポットに挿入して圧力をかける。その後、溶融した樹脂組成物を、スプルーを介して成形空間内に導入する。次に、成形空間内に充填された樹脂組成物は、加熱加圧されることにより硬化する。樹脂組成物が硬化した後、成形金型を開くことにより、樹脂組成物が確実にバリスタ特性を発現する構造体300を備えた整流子を得ることができる。   Next, the tablet-shaped resin composition is charged into the pot with the molding die closed. Here, the form of the resin composition charged in the pot may be in a semi-molten state by preheating with a preheater or the like in advance. Next, in order to melt the resin composition charged in the pot, a plunger having an auxiliary ram is inserted into the pot to apply pressure to the resin composition. Thereafter, the molten resin composition is introduced into the molding space through a sprue. Next, the resin composition filled in the molding space is cured by being heated and pressurized. After the resin composition is cured, the commutator including the structure 300 in which the resin composition surely exhibits the varistor characteristics can be obtained by opening the molding die.

また、トランスファー成形における成形温度は、特に限定されるわけではないが、50〜250℃が好ましく、50〜200℃がさらに好ましく、80〜180℃が特に好ましい。成形温度を上記範囲とすることで、溶融状態の樹脂組成物が充填されない部分が発生することと整流子片素材が位置ずれしてしまうことの両方を防止することができる。   The molding temperature in transfer molding is not particularly limited, but is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 50 to 200 ° C, and particularly preferably 80 to 180 ° C. By setting the molding temperature within the above range, it is possible to prevent both the occurrence of a portion not filled with the molten resin composition and the displacement of the commutator piece material.

本発明に係る保護部材は、熱硬化性樹脂、及び、粒界部と、前記粒界部によって離隔された複数の結晶部とを有する半導体セラミックス粒子を含む樹脂組成物から成形され、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示し、回転軸と、円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、ブラシと、巻線と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される複数の整流子片を有する整流子とを備える直流電動機に対する保護部材であって、前記胴部のうち前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部として用いられる。上記樹脂組成物としては、本発明に係る樹脂組成物を用いることができる。   The protective member according to the present invention is molded from a thermosetting resin and a resin composition containing semiconductor ceramic particles having a grain boundary part and a plurality of crystal parts separated by the grain boundary part, and a voltage-current The characteristic is non-linearity that does not follow Ohm's law, the rotating shaft, the cylindrical portion formed in a cylindrical shape, fixed to the rotating shaft, the brush, the winding, the circumferential direction on the outer peripheral surface of the barrel portion And a commutator having a plurality of commutator pieces disposed with a predetermined gap therebetween, and a protection member for a DC motor, wherein at least one of the portions of the body portion that contacts the plurality of commutator pieces. Used as a part. As the resin composition, the resin composition according to the present invention can be used.

本発明に係る保護部材は、本実施形態に係る樹脂組成物を用いて、整流子中に保護部材を作製する上述の方法と同様にして、製造することができる。   The protective member according to the present invention can be manufactured using the resin composition according to the present embodiment in the same manner as described above for producing a protective member in a commutator.

30・・・直流電動機
41・・・ハウジング
42・・・マグネット
43・・・回転子
44・・・シャフト
45・・・コア
46・・・巻線
47・・・整流子
48・・・ブラシ
49・・・軸受
50・・・エンドベル
51・・・ブラシベース
52・・・ブラシホルダ
71・・・整流子片
72・・・胴部
73・・・スリット
74・・・フック部
75・・・取付孔
81・・・保護部
81a・・・バリスタ部
81b・・・電極部
82・・・絶縁部
91・・・取付孔
92・・・逃げ孔
93・・・切り欠き部
94・・・当接面
95・・・かしめ部
96・・・アンカー
100・・・半導体セラミックス粒子
101・・・ブランク材
102・・・整流子片素材
103・・・パンチ型
110・・・結晶部
120・・・粒界部
130・・・導体部
150・・・導電粒子
200・・・樹脂材料
300・・・バリスタ特性を示す部材(構造体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... DC motor 41 ... Housing 42 ... Magnet 43 ... Rotor 44 ... Shaft 45 ... Core 46 ... Winding 47 ... Commutator 48 ... Brush 49 ... Bearing 50 ... Endbell 51 ... Brush base 52 ... Brush holder 71 ... Commutator piece 72 ... Body 73 ... Slit 74 ... Hook 75 ... Installation Hole 81 ... Protection part 81a ... Varistor part 81b ... Electrode part 82 ... Insulation part 91 ... Mounting hole 92 ... Escape hole 93 ... Notch part 94 ... Contact Surface 95 ... Caulking part 96 ... Anchor 100 ... Semiconductor ceramic particle 101 ... Blank material 102 ... Commutator piece material 103 ... Punch mold 110 ... Crystal part 120 ... Grain Boundary 130 ... conductor Part 150 ... Conductive particles 200 ... Resin material 300 ... Member showing varistor characteristics (structure)

Claims (6)

固定子と回転子とを備える直流電動機であって、
前記固定子は、外部電源から直流電圧が印加されるブラシを備え、
前記回転子は、
回転軸と、
円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、
電流により磁力を生じさせる巻線と、
前記ブラシの接触により前記電流を前記巻線に流す整流子と、
を備え、
前記整流子は、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される、複数の整流子片を有し、
前記胴部のうち前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部は、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示す保護部材から形成されている、
直流電動機。
A DC motor comprising a stator and a rotor,
The stator includes a brush to which a DC voltage is applied from an external power source,
The rotor is
A rotation axis;
A barrel formed in a cylindrical shape and fixed to the rotating shaft;
A winding that generates a magnetic force by an electric current;
A commutator for passing the current through the windings by contact of the brush;
With
The commutator has a plurality of commutator pieces, each disposed with a predetermined gap in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the body portion,
At least a part of a portion of the body portion that comes into contact with the plurality of commutator pieces is formed of a protective member that exhibits nonlinearity in which voltage-current characteristics do not follow Ohm's law.
DC motor.
前記保護部材は、円環状に形成され、前記整流子片の内側に配置されると共に外周面において夫々の前記整流子片の内側面に接触する部材である、
請求項1に記載の直流電動機。
The protective member is a member formed in an annular shape, disposed inside the commutator piece, and in contact with the inner surface of each commutator piece on the outer peripheral surface.
The DC motor according to claim 1.
前記保護部材は、前記電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示すバリスタ部と、導電性の電極部とが積層して構成される部材である、
請求項2に記載の直流電動機。
The protective member is a member formed by laminating a varistor portion showing non-linearity in which the voltage-current characteristic does not follow Ohm's law, and a conductive electrode portion.
The DC motor according to claim 2.
前記胴部は、
不導体で成形され、前記回転軸を覆う円筒状の第1部位と、
前記保護部材で成形され、前記第1部位を覆うと共に外周面において夫々の前記整流子片の内側面に接触する円筒状の第2部位と、
を有する請求項1に記載の直流電動機。
The trunk is
A cylindrical first portion that is formed of a non-conductor and covers the rotating shaft;
A cylindrical second part that is molded with the protective member, covers the first part, and contacts the inner surface of each commutator piece on the outer peripheral surface;
The DC motor according to claim 1, wherein
樹脂組成物であって、
熱硬化性樹脂と、半導体セラミックス粒子と、を含み、
前記半導体セラミック粒子は、粒界部と、前記粒界部によって離隔された複数の結晶部と、を有し、
前記樹脂組成物の硬化物は、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示し、
回転軸と、円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、ブラシと、巻線と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される複数の整流子片を有する整流子とを備える直流電動機における、前記胴部のうち前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部に形成されるために用いられる樹脂組成物。
A resin composition comprising:
Including a thermosetting resin and semiconductor ceramic particles;
The semiconductor ceramic particles have a grain boundary part and a plurality of crystal parts separated by the grain boundary part,
The cured product of the resin composition exhibits non-linearity in which voltage-current characteristics do not follow Ohm's law,
A plurality of rectifiers each provided with a predetermined gap in the circumferential direction on a rotating shaft, a cylindrically formed barrel portion fixed to the rotating shaft, a brush, a winding, and an outer circumferential surface of the barrel portion The resin composition used in order to form in at least one part of the site | part which contacts the said several commutator piece among the said trunk | drum in a direct current motor provided with the commutator which has a piece.
樹脂組成物から成形され、保護対象回路に対する過渡電圧を保護する保護部材であって、
前記樹脂組成物は、
熱硬化性樹脂と、半導体セラミックス粒子と、を含み、
前記半導体セラミック粒子は、粒界部と、前記粒界部によって離隔された複数の結晶部と、を有し、
前記保護部材は、電圧−電流特性がオームの法則に従わない非直線性を示し、
回転軸と、円筒状に形成され前記回転軸に固定される胴部と、ブラシと、巻線と、前記胴部の外周面に周方向に所定の間隙を設けて夫々配置される複数の整流子片を有する整流
子とを備える直流電動機に対する部材であって、
前記胴部のうち前記複数の整流子片と接触する部位の少なくとも一部として用いられる
保護部材。
A protective member that is molded from a resin composition and protects a transient voltage for a circuit to be protected,
The resin composition is
Including a thermosetting resin and semiconductor ceramic particles;
The semiconductor ceramic particles have a grain boundary part and a plurality of crystal parts separated by the grain boundary part,
The protective member exhibits non-linearity in which the voltage-current characteristic does not follow Ohm's law,
A plurality of rectifiers each provided with a predetermined gap in the circumferential direction on a rotating shaft, a cylindrically formed barrel portion fixed to the rotating shaft, a brush, a winding, and an outer circumferential surface of the barrel portion A member for a DC motor comprising a commutator having a child piece,
A protective member used as at least a part of a portion of the body portion that comes into contact with the plurality of commutator pieces.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019216524A (en) * 2018-06-12 2019-12-19 株式会社ミツバ Commutator

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