JP5088534B2 - Canned linear motor armature and canned linear motor using epoxy resin composition - Google Patents
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Description
本発明は、半導体製造装置のステージ駆動や工作機のテーブル送りに使われると共に、リニアモータ本体の温度上昇低減と絶縁信頼性向上が要求されるキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータに関する。 The present invention relates to a canned / linear motor armature and a canned / linear motor which are used for stage driving of a semiconductor manufacturing apparatus and table feed of a machine tool, and which are required to reduce temperature rise and improve insulation reliability of a linear motor body.
従来のキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータは、電機子巻線をキャンで覆い、電機子巻線とキャンの間に設けた冷媒通路に冷媒を流すことで、電機子巻線が発生する熱を冷媒で回収し、リニアモータ表面の温度上昇を低減している(例えば、特許文献1、2参照)。 Conventional canned and linear motor armatures and canned and linear motors have armature windings generated by covering the armature windings with cans and allowing the coolant to flow through the refrigerant path between the armature windings and the cans. The heat to be recovered is recovered with a refrigerant to reduce the temperature rise on the surface of the linear motor (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
図1はキャンド・リニアモータの全体構成を示す斜視図である。図において、100は固定子、101は筐体、102はキャン、103はキャン固定用ボルト、104は押え板、105は電機子巻線、106は端子台、107は冷媒供給口、108は冷媒排出口、111は結線基板、112は巻線収納フレーム、200は可動子、201は界磁ヨーク支持部材、202は界磁ヨーク、203は永久磁石である。キャンド・リニアモータは、永久磁石203と電機子巻線105が対向するように、可動子200の中空空間内に固定子100が挿入されて構成されている。可動子200は、固定子100に対し矢印方向に相対移動できるように、図示しない直線転がり案内や静圧軸受案内等によって支持されている。冷媒は筐体101に設けた冷媒供給口107より供給され、冷媒排出口108より排出される。
FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a canned linear motor. In the figure, 100 is a stator, 101 is a housing, 102 is a can, 103 is a can fixing bolt, 104 is a retainer plate, 105 is an armature winding, 106 is a terminal block, 107 is a refrigerant supply port, and 108 is a refrigerant. The discharge port, 111 is a wiring board, 112 is a winding housing frame, 200 is a mover, 201 is a field yoke support member, 202 is a field yoke, and 203 is a permanent magnet. The canned linear motor is configured by inserting the
図3は、図1のA−A’線における部分側断面図である。図において、120はリード線、121はランド、122はリード線カバー、130は樹脂である。結線基板111には、電機子巻線105とリード線120をつなぐ銅箔パターン(図示しない)が施され、その終端にランド121が設けられている。リード線120の一端はランド121とハンダ接続され、もう一端は端子台106と接続されている。また、ランド121の上部にあたる凹部には、樹脂130が充填され、冷媒通路110との境目にリード線カバー122が設置されている。
FIG. 3 is a partial side sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1. In the figure, 120 is a lead wire, 121 is a land, 122 is a lead wire cover, and 130 is a resin. The
このように構成されたキャンド・リニアモータは、可動子200と固定子100の電気的相対位置に応じた3相交流電流を電機子巻線105に流すことにより、永久磁石203の作る磁界と作用して可動子200に推力が発生する。このとき銅損によって発熱した電機子巻線105は冷媒通路110を流れる冷媒により冷却されるので、キャン102の表面温度上昇を抑えることができる。更には、熱伝導率と比熱が大きく熱回収力の高い水(純水および超純水も含む)を使用することができ、キャン102の表面温度上昇を極めて低く抑えることができる。
The canned linear motor configured as described above has a magnetic field and action generated by the
一方、結線基板111の耐水性を発現するために、一般的な基板コート樹脂として、防湿特性、耐熱性、耐ハンダ性に優れたエポキシ樹脂組成物が考えられた(例えば、特許文献3参照)。このエポキシ樹脂組成物は250℃の耐ハンダ性を発現するため、エポキシ樹脂主剤はきわめて剛直な化学構造で、成形時の硬化温度は150〜200℃ときわめて高いものであった。
従来のキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータには、リード線近傍の冷媒通路に水が流れることにより、以下のような問題が起きた。 The conventional canned / linear motor armature and canned / linear motor have the following problems due to the flow of water through the refrigerant passage near the lead wires.
従来のキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータは、結線基板と樹脂の間で接着剥離が起き、その剥離部分に水が浸入することでリード線と結線基板の接合部で絶縁抵抗低下や絶縁破壊するおそれがあった。この問題が起きるメカニズムは以下のとおりである。
(1)電流を通電すると電機子巻線が発熱し、その周囲の構成部材である結線基板、巻線収納フレームが温度上昇し、熱伝導によりリード線を覆う樹脂も温度上昇した。樹脂はリード線カバーの外周部で冷媒の水と触れているため、その部分から冷媒を吸水した。樹脂の温度上昇と吸水が同時に起こることで、結線基板と充填樹脂との間の接着力が極端に低下した。
(2)樹脂の熱膨張率が結線基板に比べ大きいために、樹脂が結線基板から引き剥がれようとする内部応力(以下、引き剥がし力と呼ぶ)が生じた。
(3)(1)による接着力低下と(2)による引き剥がし力の発生により、結線基板と樹脂の間で接着剥離が起きた。
In conventional canned linear motor armatures and canned linear motors, adhesion peeling occurs between the wiring board and the resin, and water penetrates into the peeling part, resulting in a decrease in insulation resistance at the joint between the lead wire and the wiring board. There was a risk of dielectric breakdown. The mechanism by which this problem occurs is as follows.
(1) When an electric current is applied, the armature windings generate heat, the temperature of the wiring board and the winding housing frame, which are the surrounding constituent members, rises, and the temperature of the resin covering the lead wires also increases due to heat conduction. Since the resin was in contact with the coolant water at the outer periphery of the lead wire cover, the coolant was absorbed from that portion. The increase in the temperature of the resin and the water absorption occurred at the same time, and the adhesive force between the wiring board and the filling resin was extremely reduced.
(2) Since the thermal expansion coefficient of the resin is larger than that of the connection board, an internal stress (hereinafter referred to as a peeling force) that causes the resin to peel off from the connection board is generated.
(3) Adhesive peeling occurred between the wiring board and the resin due to the decrease in the adhesive strength due to (1) and the generation of the tearing force due to (2).
また、樹脂を接着力の強いものへ変更することで、上記した接着剥離を起こさないようにする方策が考えられる。しかし、接着力の強い樹脂に変更したとしても、樹脂は厚肉となっているため、体積に比例して大きくなる引き剥がし力は低減されなかった。よって、温度上昇にともなう引き剥がし力の発生により、結線基板と樹脂の間で接着剥離が起き、水の浸入による絶縁抵抗低下や絶縁破壊するおそれがあった。さらに、この熱応力に起因した問題により、接着樹脂の硬化温度は80℃より高められず、しかも接着樹脂の耐熱温度は80℃以上が求められると言う二律背反関係にあった。 Also, a measure to prevent the above-described adhesion peeling by changing the resin to one having a strong adhesive force can be considered. However, even when the resin is changed to a resin having a strong adhesive force, since the resin is thick, the peeling force that increases in proportion to the volume has not been reduced. Therefore, due to the generation of the peeling force accompanying the temperature rise, the adhesion peeling occurs between the wiring board and the resin, and there is a possibility that the insulation resistance is reduced or the insulation breaks down due to the penetration of water. Furthermore, due to the problem caused by this thermal stress, the curing temperature of the adhesive resin cannot be raised above 80 ° C., and the heat resistance temperature of the adhesive resin is required to be 80 ° C. or higher.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、水冷却仕様のキャンド・リニアモータ電機子の絶縁信頼性を向上するキャンド・リニアモータ電機子およびキャンド・リニアモータを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a canned linear motor armature and a canned linear motor that improve the insulation reliability of a canned linear motor armature with water cooling specifications. Objective.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。 In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
請求項1に記載の発明は、平板状に形成されたコイルよりなる電機子巻線と、前記電機子巻線を収納するための肉抜きした凹部を有する巻線収納フレームと、前記巻線収納フレームの開口部を密閉するとともに前記電機子巻線を結線する平板状の結線基板と、前記巻線収納フレームを額縁状に囲むように設けた金属製の筐体と、前記筐体の両開口部を密閉するキャンと、前記キャンと前記巻線収納フレームの間および前記キャンと前記結線基板との間にそれぞれ形成された冷媒通路と、外部から電力を供給する端子台と、前記結線基板と前記端子台とをつなぐリード線と、を具備したキャンド・リニアモータ電機子において、前記結線基板と前記リード線の接続箇所を包含するように環状の化学構造をもつエポキシ樹脂主剤が触媒型硬化剤にて硬化されるエポキシ樹脂組成物樹脂によりコーティングするコーティング樹脂と、前記コーティング樹脂の周囲を取り囲む充填樹脂と、前記充填樹脂と前記冷媒通路とを隔絶するように、前記結線基板と前記筐体との間、および前記巻線収納フレームと前記筐体との間の空隙を目詰めする目詰樹脂と、を有する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an armature winding made of a coil formed in a flat plate shape, a winding housing frame having a hollowed portion for housing the armature winding, and the winding housing. A flat connection board that seals the opening of the frame and connects the armature windings, a metal housing that surrounds the winding housing frame like a frame, and both openings of the housing A can that seals a portion, a refrigerant passage formed between the can and the winding housing frame and between the can and the connection board, a terminal block that supplies power from the outside, and the connection board, In a canned linear motor armature having a lead wire connecting the terminal block, an epoxy resin main component having a circular chemical structure so as to include a connection portion of the connection board and the lead wire is a catalytic curing agent. In Between the coating resin for coating the epoxy resin composition resin to be cured, and filling a resin surrounding said coating resin, so as to isolate the said filling resin and the refrigerant passage, and the connection board and the housing And a clogging resin that clogs a gap between the winding housing frame and the housing.
また、請求項2記載の発明は、前記環状の化学構造をもつエポキシ樹脂組成物を構成するエポキシ樹脂主剤は、芳香族環、五員環、脂肪族六員環、ジシクロペンタジエン構造、ノボラック構造、ベンゾオキサジン構造、メソゲン基のいずれかを含む環状の化学構造より選ばれる1つ、またはそれらの混合物とした。 In the invention according to claim 2, the epoxy resin main component constituting the epoxy resin composition having a cyclic chemical structure is an aromatic ring, a five-membered ring, an aliphatic six-membered ring, a dicyclopentadiene structure, or a novolac structure. , A benzoxazine structure, one selected from a cyclic chemical structure containing a mesogenic group, or a mixture thereof.
また、請求項3記載の発明は、前記エポキシ樹脂組成物を構成する前記触媒型硬化剤は、イミダゾール化合物または3フッ化ホウ素アミン錯体であり、その配合比が前記エポキシ樹脂主剤と反応性希釈剤との合計100重量部に対して、前記触媒型硬化剤が1重量部以上7重量部以下とした。 In the invention of claim 3, the catalyst-type curing agent constituting the epoxy resin composition is an imidazole compound or a boron trifluoride amine complex, and the blending ratio thereof is the epoxy resin main component and the reactive diluent. The catalyst-type curing agent was used in an amount of 1 part by weight to 7 parts by weight with respect to a total of 100 parts by weight.
また、請求項4記載の発明は、前記イミダゾール化合物は2メチルイミダゾール、2エチル4メチルイミダゾール、nウンデシルイミダゾール、1ベンジル2メチルイミダゾール、1シアノエチル2メチルイミダゾール、1シアノエチル2エチル4メチルイミダゾール、1シアノエチル2ウンデシルイミダゾールより選ばれる1つ、またはそれらの混合物とした。 According to a fourth aspect of the present invention, the imidazole compound comprises 2 methyl imidazole, 2 ethyl 4 methyl imidazole, nundecyl imidazole, 1 benzyl 2 methyl imidazole, 1 cyanoethyl 2 methyl imidazole, 1 cyanoethyl 2 ethyl 4 methyl imidazole, 1 One selected from cyanoethyl 2-undecylimidazole or a mixture thereof was used.
また、請求項5記載の発明は、前記3フッ化ホウ素アミン錯体は3フッ化ホウ素アニリン錯体、3フッ化ホウ素クロロフェニルアミン錯体、またはそれらの混合物とした。 In the invention described in claim 5, the boron trifluoride amine complex is a boron trifluoride aniline complex, a boron trifluoride chlorophenylamine complex, or a mixture thereof.
また、請求項6記載の発明は、前記反応性希釈剤の化学構造は、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテルなどの単官能型、または直鎖脂肪族、ポリグリコール、ポリエーテル、ポリチオールなどの2官能型、またはそれらの混合物とした。 In the invention described in claim 6, the chemical structure of the reactive diluent may be monofunctional type such as butyl glycidyl ether or phenyl glycidyl ether, or bifunctional type such as linear aliphatic, polyglycol, polyether, polythiol or the like. A mold, or a mixture thereof.
また、請求項7記載の発明は、前記充填樹脂をシリコーン樹脂またはエポキシ含浸樹脂組成物とした。 In the invention according to claim 7, the filling resin is a silicone resin or an epoxy-impregnated resin composition.
また、請求項8記載の発明は、請求項1から7の何れかに記載の電機子と、前記電機子と磁気的空隙を介して対向配置されるとともに交互に極性が異なる複数の永久磁石を隣り合わせて並べて配置した界磁とを備え、前記電機子と前記界磁の何れか一方を固定子に、他方を可動子として、前記界磁と前記電機子を相対的に走行するようにした。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the armature according to any one of the first to seventh aspects, and a plurality of permanent magnets that are arranged opposite to each other via the magnetic gap and have different polarities alternately. A field element arranged side by side, and either the armature or the field element as a stator and the other as a mover so that the field and the armature travel relatively.
請求項1記載の発明によると、エポキシ樹脂組成物で結線基板とリード線の接続箇所を包含するようにコーティングしているので、温度上昇時の接着樹脂と結線基板との接着力が強化される。このエポキシ樹脂組成物は環状の化学構造をもつエポキシ樹脂主剤が触媒型硬化剤にて硬化されているので、親水性が低く、吸水にともなう絶縁抵抗の低下が小さい。また、接着樹脂の周囲を充填樹脂で充填しているので、接着樹脂は冷媒の水に直接触れることが無く、吸水にともなう接着力の低下が抑制される。さらに、接着樹脂は薄肉にコーティングされているので、体積に比例する引き剥がし力が低減される。以上のような温度上昇時の接着力強化、吸水による接着力低下の抑制、引き剥がし力の低減により、従来技術で起きた接着剥離を防ぐことができ、水浸入による絶縁抵抗低下や絶縁破壊の問題を解消し、絶縁信頼性を飛躍的に向上できる。 According to the first aspect of the present invention, since the epoxy resin composition is coated so as to include the connection portion between the wiring board and the lead wire, the adhesive force between the adhesive resin and the wiring board when the temperature rises is enhanced. . In this epoxy resin composition, an epoxy resin main component having a cyclic chemical structure is cured with a catalyst-type curing agent, so that the hydrophilicity is low and the decrease in insulation resistance due to water absorption is small. Further, since the periphery of the adhesive resin is filled with the filling resin, the adhesive resin does not directly contact the coolant water, and a decrease in the adhesive force due to water absorption is suppressed. Furthermore, since the adhesive resin is thinly coated, the peeling force proportional to the volume is reduced. By increasing the adhesive strength when the temperature rises as described above, suppressing the decrease in the adhesive strength due to water absorption, and reducing the peeling force, it is possible to prevent adhesion peeling that has occurred in the prior art. The problem can be solved and the insulation reliability can be dramatically improved.
請求項2記載の発明によると、親水性が小さく剛直なエポキシ樹脂主剤を用いているので、吸水にともなう絶縁抵抗の低下が小さく、耐熱温度が高いコーティングが得られる。 According to the second aspect of the present invention, since the epoxy resin base material having low hydrophilicity and rigidity is used, a coating having a high heat resistance temperature can be obtained with a small decrease in insulation resistance due to water absorption.
請求項3記載の発明によると、触媒型硬化剤にて硬化されているので、親水性が低く、吸水にともなう絶縁抵抗の低下が小さいコーティングが得られる。また、80℃以下の低温でも硬化し、硬化反応時の発熱や収縮も小さいバランスの取れたコーティングが得られる。 According to the third aspect of the present invention, since it is cured with the catalyst-type curing agent, a coating having low hydrophilicity and small decrease in insulation resistance due to water absorption can be obtained. Further, it can be cured at a low temperature of 80 ° C. or less, and a balanced coating with small heat generation and shrinkage during the curing reaction can be obtained.
請求項4記載の発明によると、触媒型硬化剤の活性温度が低いので、80℃以下の低温でも硬化する。 According to the invention described in claim 4, since the active temperature of the catalyst type curing agent is low, it is cured even at a low temperature of 80 ° C. or less.
請求項5記載の発明によると、触媒型硬化剤の活性温度が低いので、80℃以下の低温でも硬化する。 According to the invention described in claim 5, since the activation temperature of the catalyst type curing agent is low, it is cured even at a low temperature of 80 ° C. or lower.
請求項6記載の発明によると、エポキシ樹脂組成物の粘度を低下させることで薄肉にコーティングされているので、体積に比例する引き剥がし力が低減される。 According to the invention described in claim 6, since the thin coating is achieved by reducing the viscosity of the epoxy resin composition, the peeling force proportional to the volume is reduced.
請求項7記載の発明によると、温度上昇時でも強力な接着力を有する接着樹脂をエポキシ樹脂とし、硬化後の充填樹脂をシリコーン樹脂またはエポキシ含浸樹脂としているので、接着樹脂では結線基板との接着力を高めることができ、充填樹脂は熱膨張による周辺部材との引き剥がし力を低減することができる。その結果、部材間の接着剥離を防ぐことができ、剥離部分への水浸入による絶縁抵抗低下や絶縁破壊の問題を解消し、絶縁信頼性を向上できる。 According to the seventh aspect of the present invention, the adhesive resin having a strong adhesive force even when the temperature rises is an epoxy resin, and the cured filling resin is a silicone resin or an epoxy-impregnated resin. The force can be increased, and the filling resin can reduce the peeling force from the peripheral member due to thermal expansion. As a result, adhesion peeling between members can be prevented, and problems of insulation resistance reduction and dielectric breakdown due to water intrusion into the peeled portion can be solved, and insulation reliability can be improved.
請求項8記載の発明によると、請求項1から3いずれかの電機子と永久磁石を有する界磁とを対向させて、電機子と界磁の何れか一方を固定子、他方を可動子として構成しているので、請求項1から7の効果を有するキャンド・リニアモータを提供することができる。 According to the invention of claim 8, the armature according to any one of claims 1 to 3 is made to face a field having a permanent magnet, and either one of the armature or the field is a stator and the other is a mover. Since it comprises, the canned linear motor which has the effect of Claims 1-7 can be provided.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1を示すキャンド・リニアモータの斜視図、図2は図1のA−A’線における部分側断面図である。全体の外観は従来と同じである。本発明の構成要素が従来技術と同じものについては、同一符号を付して説明する。 FIG. 1 is a perspective view of a canned linear motor showing Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 is a partial side sectional view taken along the line A-A 'of FIG. The overall appearance is the same as before. Constituent elements of the present invention that are the same as those of the prior art will be described with the same reference numerals.
図2において、131はコーティング樹脂、132は充填樹脂である。本発明の可動子200の構造は、従来技術と全く同じである。
In FIG. 2, 131 is a coating resin and 132 is a filling resin. The structure of the
本発明が特許文献1と異なる部分は、固定子100の構造にある。
The difference between the present invention and Patent Document 1 is the structure of the
以下、固定子100の構造について説明する。
Hereinafter, the structure of the
固定子100は、内部を中空とする口の字形をした金属製の筐体101と、筐体101の中空部分を密閉するため筐体101の外形をかたどった板状のキャン102と、キャン102を筐体101に固定するためのキャン固定用ボルト103と、キャン固定用ボルト103の通し穴を持ちキャン102を均等な荷重でもって押えるための押え板104と、筐体101の中空内に配置された電機子巻線105、結線基板111、巻線収納フレーム112と、筐体101の中空部より少し大き目に象られたOリング109と、さらに結線基板111と筐体101との間および巻線収納フレーム112と筐体101との間の空隙を目詰めする目詰樹脂133により構成されている。結線基板111と巻線収納フレーム112の外形は筐体101の中空部より少し小さ目にかたどられている。結線基板111は薄板となっており、巻線収納フレーム112は厚板で電機子巻線105の外形よりも少し大き目に肉抜きした凹部を有している。電機子巻線105は巻線収納フレーム112の凹部に収納され、結線基板111により密閉され、その内部をモールド樹脂113によりモールドされている。また、電機子巻線105は結線基板111と電気的に接続されている。このように周辺構成された電機子巻線105は、結線基板111もしくは巻線収納フレーム112を介して筐体101とボルト(図示しない)により固定される。筐体101の表裏の縁には、周回した溝が設けられており、その溝にOリング109が配置される。そして、キャン102が筐体101の表裏に配置される。キャン102の上から筐体101の縁に沿って押え板104が敷かれ、キャン固定用ボルト103にて締め付けられ、キャン102と筐体101が固定される。このとき、キャン102と結線基板111の間およびキャン102と巻線収納フレーム112の間に一定の空隙が形成され、この空隙が冷媒通路110となる。冷媒は筐体101に設けた冷媒供給口107より供給され、冷媒排出口108より排出される。その間に、冷媒は冷媒通路110を流れ、銅損により発熱する電機子巻線105を冷却する。また、冷媒には、熱伝導率と比熱が大きく熱回収力の極めて高い水(純水および超純水も含む)が使用される。
The
一方、結線基板111には、電機子巻線105とリード線120をつなぐ銅箔パターン(図示しない)が施され、その終端にランド121が設けられている。リード線120の一端はランド121とハンダ接続され、もう一端は端子台106と接続されている。また、ランド121の上部にあたる凹部には、まず、コーティング樹脂131により接続箇所を包含するようにコーティングし、次にコーティング樹脂131の上部に充填樹脂132で充填している。そして、冷媒通路110との境目には、リード線カバー122が設置されている。ここで、コーティング樹脂131には、結線基板111との接着力が極めて高く、親水性の低いエポキシ樹脂が使用される。充填樹脂132には、コーティング樹脂131やその周辺の筐体101、巻線収納フレーム112などの熱膨張を吸収することができるように硬化後も弾力性があり、硬化時に内部で空気溜りができず、流動性と脱泡性にも優れた低粘度のシリコーン樹脂が使用される。また、充填樹脂132には、コーティング樹脂131を保護しながら、その周辺の筐体101、巻線収納フレーム112などとの熱応力を発生しないように薄肉で、硬化時に内部で空気溜りができず、流動性と脱泡性にも優れた低粘度のエポキシ含浸樹脂が使用される場合もある。
On the other hand, the
このような構成により、接着樹脂の熱膨張を小さくできるので結線基板との熱膨張差による引っ張り力を低減することができ、接着剥離を防ぐことができるとともに、吸水時の絶縁抵抗低下を小さくすることができる。 With such a configuration, the thermal expansion of the adhesive resin can be reduced, so that the tensile force due to the difference in thermal expansion with the connection board can be reduced, adhesion peeling can be prevented, and the decrease in insulation resistance during water absorption can be reduced. be able to.
また、接着樹脂をエポキシ樹脂とし、充填樹脂を硬化後の弾力性を有するシリコーン樹脂とした場合は、接着樹脂では部材間の接着力を高めることができ、周辺部材の熱膨張を吸収することができる。また、充填樹脂をエポキシ含浸樹脂とした場合は、充填樹脂の体積も小さいため熱応力に起因した残留応力を低減することができる。 In addition, when the adhesive resin is an epoxy resin and the filling resin is a silicone resin having elasticity after curing, the adhesive resin can increase the adhesive force between members and absorb the thermal expansion of peripheral members. it can. Further, when the filling resin is an epoxy-impregnated resin, the residual stress resulting from the thermal stress can be reduced because the volume of the filling resin is small.
本発明の効果を確認するための試料とその作製方法、および評価方法はつぎのようにした。なお、触媒は80℃以下でも十分に硬化反応するものを選定した。
(1)試料
・環状の化学構造をもつエポキシ樹脂:ジシクロペンタジエン型(DCPD)、ナフタレン2官能型(NAP)、クレゾールノボラック型(CN)
・一般的なエポキシ樹脂:ビスフェノールA型(BPA)、ビスフェノールF型(BPF)
ロペンタジエン型(DCPD)、クレゾールノボラック型(CN)
・触媒:2エチル4メチルイミダゾール(2E4MZ、液状)、nウンデシルイミダゾール(C11Z、固形、融点70℃)、3フッ化ホウ素アニリン錯体(BF3、液状)
・硬化剤:トリエチルテトラアミン(TTA、液状、室温硬化型)、4,4’ジアミノジフェニルメタン(DDM、固形、融点89℃、加熱硬化型)
・環状の化学構造をもつ反応性希釈剤:フェニルグリシジルエーテル(PGE)
なお、エポキシ樹脂組成物の配合比を、硬化温度とともに表に示す。表1は本実施例を、表2は従来例をそれぞれ示す。
(2)試料
試料は、図2に示した部分のモデルとした。
(3)評価方法
80℃、50日での水没試験による対地間絶縁抵抗の変化を測定した。
(4)評価結果
絶縁抵抗の評価結果を、表1、表2において次のマークで表示した。1MΩ以下の場合は×印、1MΩを超え1000MΩ以下の場合は○印、1000MΩ以上の場合は◎印とした。
A sample for confirming the effect of the present invention, a manufacturing method thereof, and an evaluation method were as follows. The catalyst was selected so that it can sufficiently cure at 80 ° C. or lower.
(1) Sample / epoxy resin having a cyclic chemical structure: dicyclopentadiene type (DCPD), naphthalene bifunctional type (NAP), cresol novolak type (CN)
-General epoxy resin: bisphenol A type (BPA), bisphenol F type (BPF)
Lopentadiene type (DCPD), Cresol novolac type (CN)
Catalyst: 2-ethyl 4-methylimidazole (2E4MZ, liquid), nundecylimidazole (C11Z, solid, melting point 70 ° C.), boron trifluoride aniline complex (BF3, liquid)
Curing agents: triethyltetraamine (TTA, liquid, room temperature curing type), 4,4′diaminodiphenylmethane (DDM, solid, melting point 89 ° C., heat curing type)
-Reactive diluent with cyclic chemical structure: Phenylglycidyl ether (PGE)
In addition, the compounding ratio of an epoxy resin composition is shown in a table | surface with hardening temperature. Table 1 shows this embodiment, and Table 2 shows a conventional example.
(2) Sample The sample was a model of the part shown in FIG.
(3) Evaluation method The change of the insulation resistance between the ground by the submergence test in 80 degreeC and 50 days was measured.
(4) Evaluation result The evaluation result of the insulation resistance is indicated by the following mark in Tables 1 and 2. When it was 1 MΩ or less, it was marked with “X”, when it exceeded 1 MΩ and was 1000 MΩ or less, it was marked with ◯, and when it was 1000 MΩ or more, it was marked with “◎”.
環状の化学構造をもつエポキシ樹脂主剤と触媒硬化エポキシ樹脂組成物を用い、硬化温度が80℃以下である実施例のNo.1〜7は、絶縁抵抗が全て1000MΩ以上ときわめて高かった。一方、硬化温度を高めたNo.9、10は、硬化温度が高いほど絶縁抵抗の低下が大きく、本発明の低温硬化が可能なエポキシ樹脂組成物の有効性が確認された。また、一般的なアミン硬化エポキシ樹脂組成物であるNo.10〜12は、硬化温度が100℃以下の場合は、本発明のリニアモータに使用可能なレベルであったが、触媒硬化型(No.1〜7)と比較して絶縁抵抗の低下が大きかった。硬化温度が100℃を超えると、No.13のように使用不可能なレベルまで絶縁抵抗が低下した。 No. of the Example which uses the epoxy resin main ingredient which has a cyclic | annular chemical structure, and a catalyst hardening epoxy resin composition, and the curing temperature is 80 degrees C or less. Nos. 1 to 7 had extremely high insulation resistance of 1000 MΩ or more. On the other hand, no. In Nos. 9 and 10, the higher the curing temperature, the greater the decrease in insulation resistance, confirming the effectiveness of the epoxy resin composition capable of low-temperature curing according to the present invention. In addition, No. which is a general amine-cured epoxy resin composition. Nos. 10 to 12 were levels that could be used for the linear motor of the present invention when the curing temperature was 100 ° C. or less, but the insulation resistance was greatly reduced as compared with the catalyst curing type (No. 1 to 7). It was. If the curing temperature exceeds 100 ° C., No. As shown in FIG. 13, the insulation resistance decreased to a level where it could not be used.
なお、触媒配合比を1重量部以下とした場合、硬化反応不足で良好な硬化物が得られず、7重量部以上とした場合、硬化発熱に起因した熱応力により、良好な評価試料が得られなかった。 When the catalyst blending ratio is 1 part by weight or less, a cured product cannot be obtained due to insufficient curing reaction. When the catalyst blending ratio is 7 parts by weight or more, a good evaluation sample is obtained due to thermal stress caused by heat generated by curing. I couldn't.
以上の結果より、一般的なアミン硬化型エポキシ樹脂組成物の硬化温度を80℃以下とした場合でも絶縁信頼性は得られるが、環状の化学構造をもつエポキシ樹脂主剤と触媒型硬化剤を用いた本発明では、より信頼性を向上できる。これは、アミン硬化や本実施例では用いていない酸無水物硬化エポキシ樹脂組成物は、硬化物の化学構造の中に水との親和性が極めて強いカルボニル基や水酸基を有するため、吸水量が大きいと考えられる。この問題を解決するため、硬化剤には硬化反応にて極性基を生じないことが求められ、これは触媒型硬化剤で満足される。触媒での硬化メカニズムはエポキシ樹脂の自己架橋であるため、極性の弱いエーテル結合のみを生じるためである。以上のことより触媒硬化エポキシ樹脂組成物はアミン硬化エポキシ樹脂組成物よりも吸水率が小さくなり、絶縁抵抗の低下も小さくなったものと予想される。 From the above results, insulation reliability can be obtained even when the curing temperature of a general amine curable epoxy resin composition is 80 ° C. or lower, but the epoxy resin main component having a cyclic chemical structure and a catalyst type curing agent are used. In the present invention, the reliability can be further improved. This is because an acid-cured epoxy resin composition not used in amine curing or in this example has a carbonyl group or a hydroxyl group having a very strong affinity for water in the chemical structure of the cured product, and therefore has a water absorption amount. It is considered large. In order to solve this problem, the curing agent is required not to generate a polar group in the curing reaction, which is satisfied by the catalytic curing agent. This is because the curing mechanism of the catalyst is self-crosslinking of the epoxy resin, so that only a weakly polar ether bond is generated. From the above, it is expected that the catalyst-cured epoxy resin composition has a lower water absorption than the amine-cured epoxy resin composition, and the decrease in insulation resistance is also smaller.
さらには、電機子と永久磁石を有する界磁とを対向させて、電機子と界磁の何れか一方を固定子、他方を可動子として構成しているので、上記の効果を有するキャンド・リニアモータを提供することができる。 Furthermore, the armature and the field having a permanent magnet are opposed to each other, and either the armature or the field is configured as a stator and the other is configured as a mover. A motor can be provided.
なお、実施例1では固定子に電機子巻線、可動子に界磁永久磁石を持つ構造として説明したが、それらが逆の構造であっても良い。また、実施例1では可動子の形状を口の字形としたが、凹形や片側に永久磁石を並べるだけの構造としても、本発明が成り立つことは言うまでもない。また、電機子巻線を複数の集中巻コイルで構成される3相の交流リニアモータとして説明したが、集中巻コイルを1個設けたボイスコイルモータ(VCM)としたり、複数個の集中巻コイルを1つの電機子に設け、複数台の可動子を駆動可能としたVCMとしても良い。 In the first embodiment, the stator has an armature winding and the mover has a field permanent magnet. However, the structure may be reversed. In the first embodiment, the shape of the mover is a mouth shape, but it goes without saying that the present invention can also be realized by a concave shape or a structure in which permanent magnets are simply arranged on one side. Further, although the armature winding has been described as a three-phase AC linear motor composed of a plurality of concentrated winding coils, a voice coil motor (VCM) provided with one concentrated winding coil, or a plurality of concentrated winding coils May be provided in one armature, and a VCM in which a plurality of movers can be driven may be used.
また、触媒型硬化剤は、本実施例で用いたもの以外にも2メチルイミダゾール、1ベンジル2メチルイミダゾール、1シアノエチル2メチルイミダゾール、1シアノエチル2エチル4メチルイミダゾール、1シアノエチル2ウンデシルイミダゾール、3フッ化ホウ素クロロフェニルアミン錯体など、80℃以下にて硬化反応するものはいかなるものを用いても良いことは言うまでも無い。また、環状の化学構造をもつエポキシ樹脂主剤や反応性希釈剤についても、触媒型硬化剤と80℃以下にて硬化反応するものはいかなるものを用いても良いことは言うまでも無い。 In addition to those used in this example, the catalyst-type curing agent is 2 methyl imidazole, 1 benzyl 2 methyl imidazole, 1 cyanoethyl 2 methyl imidazole, 1 cyanoethyl 2 ethyl 4 methyl imidazole, 1 cyanoethyl 2 undecyl imidazole, 3 It goes without saying that any material that undergoes a curing reaction at 80 ° C. or less, such as a boron fluoride chlorophenylamine complex, may be used. Needless to say, any epoxy resin main component or reactive diluent having a cyclic chemical structure may be used as long as it undergoes a curing reaction with a catalytic curing agent at 80 ° C. or lower.
また、コーティング樹脂に用いるエポキシ樹脂組成物は、熱応力低減、機械的特性改良、流動性の調整などのために無機充填材を添加すると、本発明の効果がさらに高まることは言うまでもない。 In addition, it goes without saying that the effect of the present invention is further enhanced when an inorganic filler is added to the epoxy resin composition used for the coating resin in order to reduce thermal stress, improve mechanical properties, adjust fluidity, and the like.
100 固定子
101 筐体
102 キャン
103 キャン固定用ボルト
104 押え板
105 電機子巻線
106 端子台
107 冷媒供給口
108 冷媒排出口
109 Oリング
110 冷媒通路
111 結線基板
112 巻線収納フレーム
113 モールド樹脂
120 リード線
121 ランド
122 リード線カバー
130 樹脂
131 コーティング樹脂
132 充填樹脂
200 可動子
201 界磁ヨーク支持部材
202 界磁ヨーク
203 永久磁石
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記結線基板と前記リード線の接続箇所を包含するように、環状の化学構造をもつエポキシ樹脂主剤が触媒型硬化剤にて硬化されるエポキシ樹脂組成物によりコーティングするコーティング樹脂と、
前記コーティング樹脂の周囲を取り囲む充填樹脂と、
前記充填樹脂と前記冷媒通路とを隔絶するように、前記結線基板と前記筐体との間、および前記巻線収納フレームと前記筐体との間の空隙を目詰めする目詰樹脂と、を有することを特徴とするエポキシ樹脂組成物を用いたキャンド・リニアモータ電機子。 The armature winding formed of a coil formed in a flat plate shape, the winding storage frame having a hollowed portion for storing the armature winding, and the opening of the winding storage frame are hermetically sealed. A flat wiring board for connecting the armature windings, a metal housing provided to surround the winding housing frame in a frame shape, a can for sealing both openings of the housing, and the can And a refrigerant passage formed between the winding housing frame and between the can and the connection board, a terminal block for supplying electric power from the outside, and a lead wire connecting the connection board and the terminal block, In the canned linear motor armature,
A coating resin coated with an epoxy resin composition in which an epoxy resin main component having a cyclic chemical structure is cured with a catalyst-type curing agent so as to include a connection portion between the connection substrate and the lead wire ;
A filling resin surrounding the periphery of the coating resin ;
A clogging resin that clogs a gap between the wiring board and the casing and between the winding housing frame and the casing so as to isolate the filling resin from the refrigerant passage; A canned linear motor armature using an epoxy resin composition characterized by comprising:
An armature according to any one of claims 1 to 7, and a field magnet that is arranged so as to face the armature through a magnetic gap and alternately arrange a plurality of permanent magnets having different polarities next to each other. A canned linear motor characterized in that either one of the armature or the field is used as a stator and the other is used as a mover, so that the field and the armature travel relatively.
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