JP2017028757A - Dc motor, resin composition, and protective member - Google Patents
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Abstract
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).
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.
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
In the
That is, the
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
The
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
The
The winding 46 is wound around the
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
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
That is, the
In the present embodiment, a fork-shaped metal brush mainly composed of a noble metal or the like is employed as the
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
However, since it is necessary to suppress the occurrence of sparks between the
That is, the
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
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
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of the
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
An
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
These
Two anchors 96 formed on one
A
Further, each
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
When a DC voltage is applied from an external power source to the
Further, when the rotor 43 (FIG. 1) rotates together with the
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
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
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
The
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
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
In a state in which the
In this state, one end portion of each
Further, the
Further, a
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
The
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
That is, when a load relaxation member is sandwiched between the
Further, by employing a conductive member such as solder or a conductive adhesive as the load relaxation member, the
The location of the load relaxation member is not particularly limited between the
(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
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
FIG. 8 is a diagram for explaining a process of molding the
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
As shown in FIG. 6A, the blank 101 is formed in a substantially rectangular shape, and eight
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
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
The shaving process is performed by inserting a die having a predetermined outer shape into the
An
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
As shown in FIG. 5, the
As described above, a load relaxation member such as solder may be inserted between the
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
As a result, the positioning of the
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
That is, the
Here, as described above, the load relaxation member may be sandwiched between the
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
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
At this time, the
Further, at the time of molding of 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
At this time, as can be seen from FIG. 4, the
In this way, the divided
In addition, the
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
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
This eliminates the conventionally required work of connecting each
In addition, by using an insulating material with a varistor function that is excellent in formability, the operation of manufacturing or attaching the
[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
However, the
Therefore, a DC motor in which the
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
11 is a cross-sectional view taken along line AA of
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
The insulating
The
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
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
Here, due to the high voltage generated in the
(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
First, as in the first embodiment, a commutator piece material forming step (see FIG. 6) is performed.
Here, in the first embodiment, the
However, in the second embodiment, the cylindrical
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
Here, at the time of molding the body portion 72 (protection portion 81), each
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
In addition, by using an insulating material with a varistor function that is excellent in formability, the operation of manufacturing the
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
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
<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
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
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
<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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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 “
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
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
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
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
Claims (6)
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.
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.
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.
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
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015141739A JP2017028757A (en) | 2015-07-16 | 2015-07-16 | Dc motor, resin composition, and protective member |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019216524A (en) * | 2018-06-12 | 2019-12-19 | 株式会社ミツバ | Commutator |
-
2015
- 2015-07-16 JP JP2015141739A patent/JP2017028757A/en active Pending
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