JP3121532B2 - 整流子成形用メラミン樹脂系組成物 - Google Patents

整流子成形用メラミン樹脂系組成物

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JP3121532B2 JP07248105A JP24810595A JP3121532B2 JP 3121532 B2 JP3121532 B2 JP 3121532B2 JP 07248105 A JP07248105 A JP 07248105A JP 24810595 A JP24810595 A JP 24810595A JP 3121532 B2 JP3121532 B2 JP 3121532B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、モーターの整流子
(コンミテータ)及び発電機用のスリップリングを成形
するために使用されるメラミン樹脂系組成物に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】整流子のスリップリングは、銅セグメン
ト1とマイカ等の絶縁板2とを交互に配置して成形金型
内にリング状にセットし、この内側に樹脂成形材料を射
出成形して、銅セグメント1と絶縁板2とを樹脂成形品
3で一体化することによって、図1に示すように形成さ
れている。樹脂成形品3の中央にはシャフトを圧入する
孔4が設けてある。
【0003】そしてこの樹脂成形品3の成形材料として
は、従来から、我が国ではフェノール樹脂組成物が一般
に使用されており、またヨーロッパではフェノール樹脂
組成物の他にメラミン樹脂組成物も一般に使用されてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしフェノール樹脂
組成物の場合、銅セグメント1との密着性が悪いため
に、樹脂成形品3の表面から銅セグメント1が浮いて段
差が生じ、モーターの回転時の騒音の原因となるという
問題があった。またメラミン樹脂組成物の場合は、アス
ベストをフィラーとして配合することが制限されてか
ら、非常に脆くなっており、樹脂成形品3の孔4にシャ
フトを圧入する際や搬送時に、樹脂成形品3に割れや欠
け不良が多く発生しているという問題があった。
【0005】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、銅セグメントとの密着性を高めることができると
共に、強靱で割れや欠けが発生することを防止すること
ができる整流子成形用メラミン樹脂系組成物を提供する
ことを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る整流子成形
用メラミン樹脂系組成物は、エポキシ変性メラミン樹脂
とガラス繊維とを含有して成ることを特徴とするもので
ある。また本発明にあって、ガラス繊維としてはウレタ
ン系サイジング剤で処理されたものを用いるのが好まし
い。
【0007】また本発明にあって、エチレンオキサイド
骨格を有する化合物を配合するのが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明においては組成物の樹脂の主要成分とし
て、エポキシ変性メラミン樹脂を用いる。エポキシ変性
メラミン樹脂としては、メラミン樹脂にエポキシ基を有
する化合物、例えばモノグリシジルエーテルやジグリシ
ジルエーテルを反応させて得られるグリシジル変性メラ
ミン樹脂など一般的なものを使用することができるもの
であり、エポキシによる変性率は樹脂分重量の5〜40
重量%の範囲であることが好ましい。
【0009】このエポキシ変性メラミン樹脂にフィラー
としてガラス繊維を配合し、さらに無機充填剤、硬化
剤、離型剤等を配合することによって、本発明に係るメ
ラミン樹脂系組成物を得ることができる。ガラス繊維は
エポキシ変性メラミン樹脂100重量部に対して100
〜150重量部の範囲で配合するのが好ましい。ここ
で、ガラス繊維の表面はカップリング剤で処理されてい
るが、さらにガラス繊維はサイジング剤で数百本単位に
まとめて取り扱いが容易になるようにしてある。本発明
ではこのサイジング剤として、ウレタン樹脂などウレタ
ン系サイジング剤を使用したガラス繊維を用いるのが好
ましい。サイジング剤としては一般に酢酸ビニル系のも
のや、フェノールノボラック系のものが使用されるが、
これらのものをサイジング剤として使用したガラス繊維
を配合すると、ガラス繊維とエポキシ変性メラミン樹脂
との密着性を十分に高めることができず、整流子を高速
で回転させたときに樹脂成形品3に破壊が生じるおそれ
がある。サイジング剤としてウレタン系サイジング剤を
使用したガラス繊維を配合することによって、このよう
な高速回転時の回転破壊強度を高めることができるので
ある。ウレタン系サイジング剤によるガラス繊維の処理
量は、ガラス繊維に対して0.01〜0.1重量%の範
囲が好ましい。
【0010】また本発明にあって、エチレンオキサイド
骨格を有する化合物を配合するのが好ましい。エチレン
オキサイド骨格を有する化合物としては、例えばポリエ
チレングリコールなどのポリエチレンオキサイドを分子
構造内に有するものを用いることができる。整流子の銅
セグメント1には通電用の銅線を溶着するヒュージング
加工が行なわれるが、耐熱寸法安定性が悪いとこのヒュ
ージング加工の際の加熱によって樹脂成形品3に寸法変
化(収縮)が発生するおそれがある。このために本発明
ではエチレンオキサイド骨格を有する化合物を配合する
ことによって、耐熱寸法安定性を高めて、ヒュージング
加工の際の寸法変化を防止するようにしているのであ
る。エチレンオキサイド骨格を有する化合物は分子量が
6000〜80000のものが好ましく、またエチレン
オキサイド骨格を有する化合物の配合量は、エポキシ変
性メラミン樹脂100重量部に対して1.5〜15重量
部の範囲が好ましい。配合量が1.5重量部未満である
と寸法変化を低減する効果が不十分になり、逆に配合量
が15重量部を超えると、回転破壊強度が低下(300
00rpm以下)するおそれがある。
【0011】しかして、上記のようなエポキシ変性メラ
ミン樹脂の組成物によって成形材料を調製し、銅セグメ
ント1と絶縁板2とを交互に配置して成形金型内にリン
グ状にセットし、この内側に樹脂成形材料を射出成形し
て銅セグメント1と絶縁板2とを樹脂成形品3で一体化
することによって、図1に示すような整流子Aを成形す
ることができるものである。尚、本発明において、整流
子には発電機用のスリップリングも含むものとする。
【0012】
【実施例】次に、本発明を実施例によって具体的に説明
する。 (実施例1) メラミンクリスタル2424g、水1693g、ブチル
ポリエチレンオキシドグリシジルエーテル(分子量39
5)500gを5リットルの3つ口フラスコに仕込んだ
後に昇温し、92±2℃で60分間加熱反応させた。次
にメタノール1693g、ポリエチレンジグリコールジ
グリシジルエーテル(分子量480)1000gを投入
し、82±2℃で60分間加熱反応させた。次に40%
ホルマリン2690gを投入して82±2℃で60分間
反応させることによって、モノグリシジル・ジグリシジ
ル変性メラミン樹脂を得た。そしてこれをエポキシ変性
メラミン樹脂として用い、表1の配合でエポキシ変性メ
ラミン樹脂組成物を調製した。尚、このときのガラス繊
維としてはサイジング剤で処理されていないものを使用
した。そして、これを回転混合機で分散させた後に10
0℃の2軸ロールで混練すると共にシート状に成形し、
さらに7mmφの孔の金網を取り付けたカッターミルで
粉砕して成形材料を調製した。この成形材料を用いて図
1に示すような整流子を成形した。尚、図1(図2、図
3も同じ)において寸法の単位はmmである。
【0013】(比較例1)メラミン樹脂(F/M=1.
6、反応温度60℃、反応時間90分の固形メラミン樹
脂)を用いて表1の配合でメラミン樹脂組成物を調製
し、後は実施例1と同様にして成形材料を調製すると共
に整流子を成形した。 (比較例2)フェノールノボラック樹脂(軟化点115
℃)を用いて表1の配合でフェノール樹脂組成物を調製
し、後は実施例1と同様にして成形材料を調製すると共
に整流子を成形した。
【0014】
【表1】
【0015】上記のように成形した整流子Aについて、
樹脂成形品3の中央の孔4へのシャフトの圧入強度を評
価した。圧入強度の測定は、図2に示すように、テーパ
ピン5を孔4に送り速度5mm/分で圧入して樹脂成形
品3に割れが発生するに至る圧入力を計測することによ
って行なった。また上記のように成形した整流子Aにつ
いて、樹脂成形品3と銅セグメント1との密着強度を評
価した。密着強度の測定は、図3に示すように銅セグメ
ント1を構成する銅片6を樹脂成形品3から引っ張り速
度5mm/分で引き剥がすときの剥離強度を計測するこ
とによって行なった。
【0016】また上記のように成形した整流子Aについ
て、回転破壊強度を評価した。回転破壊試験は、図4に
示すように樹脂成形品3の孔にシャフト7を取り付けて
整流子Aを回転させ、回転数を1000rpm/10秒
の割合でアップし、破壊が発生したときの回転数を計測
することによって行なった。さらに上記のように成形し
た整流子Aについて、180℃で8時間エージング処理
し、整流子Aの寸法変化を測定した。
【0017】これらの測定結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】表2にみられるように、メラミン樹脂を用
いた比較例1のものはシャフトの圧入強度が低く、また
フェノール樹脂を用いた比較例2のものは銅セグメント
との密着強度が低いが、エポキシ変性メラミン樹脂を用
いた実施例1のものは圧入強度が高く強靱であり、また
密着強度が高く銅セグメントの浮きを防止できることが
確認される。
【0020】(実施例2)ガラス繊維として、酢酸ビニ
ル樹脂サイジング剤でサイジング処理(処理量0.05
重量%)すると共にアミノシランカップリング剤でカッ
プリング処理したものを用いるようにした他は、実施例
1と同じ配合でエポキシ変性メラミン樹脂組成物を調製
し、後は実施例1と同様にして成形材料を調製すると共
に整流子を成形した。
【0021】(実施例3)ガラス繊維として、フェノー
ルノボラック樹脂サイジング剤でサイジング処理(処理
量0.05重量%)すると共にアミノシランカップリン
グ剤でカップリング処理したものを用いるようにした他
は、実施例1と同じ配合でエポキシ変性メラミン樹脂組
成物を調製し、後は実施例1と同様にして成形材料を調
製すると共に整流子を成形した。
【0022】(実施例4)ガラス繊維として、ウレタン
樹脂サイジング剤でサイジング処理(処理量0.05重
量%)すると共にアミノシランカップリング剤でカップ
リング処理したものを用いるようにした他は、実施例1
と同じ配合でエポキシ変性メラミン樹脂組成物を調製
し、後は実施例1と同様にして成形材料を調製すると共
に整流子を成形した。
【0023】上記のように成形した整流子について、シ
ャフトの圧入強度、銅セグメントとの密着強度、回転破
壊強度、エージング処理後の寸法変化を測定した。これ
らの結果を表3に示す。
【0024】
【表3】
【0025】表3にみられるように、サイジング剤とし
てウレタン系サイジング剤で処理したガラス繊維を用い
た実施例4のものは、実施例2や実施例3のものに較べ
て回転破壊強度が向上していることが確認される。 (実施例5)実施例4の配合に加えて、さらに分子量6
000のポリエチレングリコールを2重量部添加してエ
ポキシ変性メラミン樹脂組成物を調製した。後は実施例
1と同様にして成形材料を調製すると共に整流子を成形
した。
【0026】(実施例6)実施例4の配合に加えて、さ
らに分子量20000のポリエチレングリコールを2重
量部添加してエポキシ変性メラミン樹脂組成物を調製し
た。後は実施例1と同様にして成形材料を調製すると共
に整流子を成形した。 (実施例7)実施例4の配合に加えて、さらに分子量8
0000のポリエチレングリコールを2重量部添加して
エポキシ変性メラミン樹脂組成物を調製した。後は実施
例1と同様にして成形材料を調製すると共に整流子を成
形した。
【0027】(実施例8)実施例4の配合に加えて、さ
らに分子量20000のポリエチレングリコールを0.
5重量部添加してエポキシ変性メラミン樹脂組成物を調
製した。後は実施例1と同様にして成形材料を調製する
と共に整流子を成形した。 (実施例9)実施例4の配合に加えて、さらに分子量2
0000のポリエチレングリコールを5重量部添加して
エポキシ変性メラミン樹脂組成物を調製した。後は実施
例1と同様にして成形材料を調製すると共に整流子を成
形した。
【0028】上記のように成形した整流子について、シ
ャフトの圧入強度、銅セグメントとの密着強度、回転破
壊強度、エージング処理後の寸法変化を測定した。これ
らの結果を表4に示す。
【0029】
【表4】
【0030】表4と表2〜3の比較から明らかなよう
に、ポリエチレングリコールを配合した実施例5〜9の
ものは、配合しない実施例1〜4のものよりもエージン
グ処理後の寸法変化が小さくなっており、耐熱寸法安定
性が向上していることが確認される。
【0031】
【発明の効果】上記のように本発明に係る整流子成形用
メラミン樹脂系組成物は、エポキシ変性メラミン樹脂と
ガラス繊維とを含有して成ることを特徴とするものであ
り、エポキシ変性メラミン樹脂を用いることによって強
靱性を高め、シャフトの圧入強度を向上させて、割れや
欠けが発生することを防止することができるものであ
り、また銅セグメントとの密着性を高め、銅セグメント
の浮きを防止して回転時の騒音を低下することができる
ものである。
【0032】また本発明は、ウレタン系サイジング剤で
処理されたガラス繊維を用いるようにしたので、高速回
転時の回転破壊強度を向上させることができるものであ
る。。さらに本発明は、エチレンオキサイド骨格を有す
る化合物を配合するようにしたので、寸法安定性を高め
ることができ、加熱によって寸法変化が発生することを
低減することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】整流子の一例を示すものであり、(a)は正面
図、(b)は平面図である。
【図2】圧入強度の試験を示す概略正面図である。
【図3】密着強度を評価する剥離試験を示す概略正面図
である。
【図4】整流子にシャフトを取り付けた状態の斜視図で
ある。
【符号の説明】
1 銅セグメント 2 絶縁板 3 樹脂成形品 A 整流子

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エポキシ変性メラミン樹脂とガラス繊維
    とを含有して成ることを特徴とする整流子成形用メラミ
    ン樹脂系組成物。
  2. 【請求項2】 ウレタン系サイジング剤で処理されたガ
    ラス繊維を用いることを特徴とする請求項1に記載の整
    流子成形用メラミン樹脂系組成物。
  3. 【請求項3】 エチレンオキサイド骨格を有する化合物
    を配合して成ることを特徴とする請求項1又は2に記載
    の整流子成形用メラミン樹脂系組成物。
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