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Description
また、導体コイルは、通常、巻線が束ねられて形成されており線間のくぼみによって表面に凹凸が形成されている。
そのため、このような凹凸を有するものどうしの接着に適した液状の接着剤がステータコアと導体コイルとの接着に用いられておりステータコアのスロットに導体コイルを収容させた後に、該スロット内にワニスを充填して、該ワニスを硬化させることによってステータコアと導体コイルとの接着が実施されたりしている(例えば、下記特許文献1)。
また、近年、電気・電子機器には小型化が求められ、スロットへの導体コイルの占積率向上が求められていることからスロット内壁と導体コイルとの間の間隙が狭くなる傾向にあり、ワニスの充填作業がより困難な状況になっている。
例えば、下記特許文献2には、平角導体によってU字状に形成されたセグメントをスロット内に収容させて該セグメントを集合させて導体コイルとすることが記載されており、このような平角導体が用いられることによって高い占積率で導体コイルをスロット内に収容させることが記載されている。
このような場合においては、断面円形の巻線を束ねた導体コイルと違って線間に僅かな隙間しか形成されないことからスロット内に収容された導体コイルにワニスを含浸させることは困難である。
しかし、ステータコアや導体コイルなど表面の凹凸を有する被着体に対して、その表面に十分追従させた形で接着シートを接着させることが難しく、接着信頼性を十分確保することが困難となっている。
しかも、本発明に係る接着シートは、熱融着可能な樹脂組成物によって形成された発泡層を挟んで両側に備えられていることから発泡の際の温度を前記熱融着層を構成する樹脂組成物が熱融着可能となる温度とすることで、熱融着可能な状態となった熱融着層を前記発泡層の発泡によって一方の被着体と他方の被着体とにそれぞれ圧接させ得る。
したがって、部材表面の凹凸などへの追従性が向上され得る。
まず、本実施形態の接着シートが用いられる実施の態様として、回転電機である自動車用の駆動モータにおけるステータコアのスロット内壁と導体コイルとの接着に用いる場合を例に説明する。
図1は、本実施形態における接着シートによって接着がなされる前のスロットと導体コイルとを有する駆動モータを表しており、回転軸を垂直方向に向けて配した駆動モータのステータとロータとを上面側から見た様子を示すもので、回転軸に対して垂直となる平面でステータコアの上端面よりもわずかに上側を切断した様子を示すものである。
また、図2は、図1において記号「A」で示されている破線で囲まれた領域を拡大した拡大図であり、記号「B」で示されている破線で囲まれた領域を拡大した拡大図を併せて図中に示している。
そして、図3は、ステータ内壁と導体コイルとの間に介装されてこれらの接着に用いられるべく、熱融着可能な樹脂組成物によって形成された2層の熱融着層51b1,51b2と、加熱されることで発泡されてその厚みが増大される発泡層51aとによって熱融着層51b1/発泡層51a/熱融着層51b2の3層構造が形成された接着シート51を示す断面図である。
該ロータコア20は、前記回転軸10が挿通される貫通孔を上端側から下端側に貫通させた全体略円筒形状に形成されており、前記回転軸10とロータコア20とは、固定一体化されて前記回転軸10周りに回転可能な状態で駆動モータに備えられている。
前記ステータコア30は、前記ロータコア20の外径よりも僅かに大きな内径を有する全体略円筒形状に形成されており、その円筒形状の中空領域に前記ロータコア20が収容されており、前記ステータコア30の内周面と前記ロータコア20の外周面との間には僅かな空隙部が形成されている。
そして、ステータコア30の内周面側には、このスロット31によって、ステータコア30の上端側から下端側にいたる長さ(ステータコア30の全長)を有する直線状の開口部31aが互いに略平行して複数形成されている。
また、スロット31は、ステータコア30を長さ方向(上下方向)に貫通する状態で形成されており、ステータコア30の上端面側には、スロット31の断面形状と同形状の開口部31bが形成されており、下端面側にも同形の開口部が形成されている。
さらに、ステータコア30の内周面から外周側に向けてのスロット31の深さは、全てのスロット31において略同一深さとされている。
言い換えれば、スロットどうしの間に板状のティース32が形成されており、該ティース32は、ステータコア30の内周面側(回転軸10方向)に向けて突出した状態で複数形成されている。
該ティース32は、突出方向先端部に他部よりも広幅に形成された広幅部32aを有しており、スロット31の延在方向(回転軸10の延在方向)に垂直な平面による断面が略T字状となる形状を有している。
このロータコア20やステータコア30の形成には、特に限定されるものではないが、例えば、電磁鋼板を前記回転軸10の軸方向に積層させた積層体などを用いることができる。
該U字状のセグメントは、そのU字状の頭部をステータコア30の上端側に位置させ、その脚部をステータコア30の上端側の開口部31bから挿入させており、その下端部をステータコア30の下端側の開口部から突出させている。
本実施形態においては、この突出させた脚部先端を別のスロットから突出している脚部先端と連結させることによって、複数のティース32の間をステータコア30の上端側から下端側、下端側から上端側へと縫うようにして連続する導体が形成されている。
また、各スロット31には、内側から外向きに一列に並んだ状態で計4本の脚部が収容されている。
この接着シート51は、その使用前における断面構造を図3に示すように、積層構造を有するシート状に形成されており、前記積層構造が、熱融着可能な樹脂組成物によって形成された2層の熱融着層51b1,51b2と、加熱されることで発泡されてその厚みが増大される発泡層51aとによって形成されている。
そして前記熱融着層51b1,51b2が表面側と裏面側とのそれぞれの最外層となる位置に設けられ、前記発泡層51aが前記2層の熱融着層51b1,51b2の間に設けられている。
すなわち、本実施形態の接着シート51は、熱融着層51b1/発泡層51a/熱融着層51b2の3層構造を有している。
そして、本実施形態における接着シート51は、このように導体コイルとスロット内壁31cとの間に介装されている状態で加熱されることで前記発泡層51aが発泡し、その厚みを増大させることによって、これら熱融着層51b1,51b2がそれぞれスロット内壁面と導体コイル表面とに加圧されて接着されるべく形成されている。
なお、このときには隣接する導体コイルの間に形成された凹部Vにも発泡層51aの発泡による背圧を受けた熱融着層51b1が進入して導体コイル表面に接着することで優れた接着力が発揮されることになる。
あるいは、追従性の低下を防止すべく加熱温度を、より高温にして熱融着層51b1,51b2の軟化と、発泡層の発泡とを促進させる必要が生じてしまう。
したがって、加熱温度を過度に高温とすることなく、良好なる接着状態を形成させ得る点において、この熱融着層51b1,51b2の各々の厚みは、5〜50μmの範囲内から選択することが好ましい。
また、シート表面側の熱融着層51b1とシート裏面側の熱融着層51b2とがその厚みを共通させていても良く、異ならせていても良い。
ただし、本実施形態のごとく自動車用駆動モータのスロット内壁と導体コイルとの接着に用いられるような場合においては、駆動モータの発熱時においても優れた接着性が維持され得るように、熱硬化性樹脂をベースポリマーとした樹脂組成物が用いられることが好ましい。
また、駆動モータのスロット内壁と導体コイルとの接着に用いられるような場合においては、スロット内に導体コイルを収容させた後にスロット内壁と導体コイルとの隙間が狭くなって接着シートを挿入することが困難となるおそれがあることから、スロット内壁側か導体コイル側かのいずれか一方に予め仮接着させてスロット内に導体コイルを収容させることでその間に介装された状態となるようにすることが好ましい。
なお、このような作業を簡便に実施させるには、例えば、U字状セグメントに接着される側を常温(例えば、23℃)において粘着性を有する状態となるように表面側熱融着層51b1の形成に用いられる樹脂組成物を選択すればよい。
このときU字状セグメントに接着される側とは反対側が非粘着性とされていることでスロット31の内壁31cとの滑りも良好となって自動車用駆動モータの製造における作業性がより一層良好となる。
例えば、エポキシ樹脂、硬化剤、硬化促進剤などを含有するものが挙げられる。
これらは単独または複数混合して前記熱硬化性樹脂組成物に含有させることができる。
また、CTBN変性のエポキシ樹脂をベース樹脂の一部又は全部に採用することで粘着性を付与することも可能である。
また、図4の断面図に示すように、アクリル樹脂系粘着剤やゴム系粘着剤などを用いた厚みの薄い粘着剤層51cを熱融着層51b1のさらに外側に形成させて接着シート51の一方の表面に粘着性を付与することも可能である。
すなわち、最終的にスロット内壁や導体コイルなどの被着体に熱融着層が熱融着されるように形成されていれば、熱融着層が最外層に配される必要はなくこのように粘着剤層51cを最外層とする場合も本発明の意図する範囲である。
このような点において、前記粘着剤層51cを設ける場合には、その厚みが、例えば、10μm〜50μmの範囲内から選択されることが好ましい。
なお、このような場合においては、粘着剤層51cの内側の熱融着層51b1には粘着成分を含有させる必要はない。
なお、本実施形態においては、前記発泡剤は、樹脂組成物のベース樹脂の軟化点近傍あるいはそれ以上の温度で気体を発生させるものが好ましい。
ただし、発泡層の発泡倍率を過度に高くすると、接着後の発泡層の強度が著しく低下し、この発泡層での破断が発生しやすくなる。
一方で、発泡層の発泡倍率を小さくすると被着体間の距離と接着シートの厚みとの差(クリアランス)が小さくなりすぎて、導体コイルをスロットに収容させる(接着シートを介装させる)作業における作業性を低下させるおそれを有する。
また、さらに粘着剤層51cを有するものについても上記と同様にして、例えば、粘着剤層用のワニスを作製して、このワニスを表面側熱融着層51b1の上に塗工した後に乾燥させることで形成させることができる。
まず、前記接着シート51の表面側の熱融着層51b1に粘着成分を含有させるなどして接着シート51の一面側に粘着性を付与させたものを、スロット31に収容される状態に束ねられた4本のU字状セグメントの脚部に巻きかけて仮接着を行う。
このことによって、予め4本のU字状セグメントを固定した状態としておいて、この接着シート51によって固定されている脚部をスロット31へ挿入する。
その状態で加熱を行い、両側の熱融着層51b1,51b2を軟化させるとともに前記発泡層51aを発泡させる。
そして、軟化された熱融着層51b1,51b2がそれぞれ外向きに加圧されることによって導体コイルの表面とスロット内壁とに圧接されることとなる。
したがって、導体コイルの表面やスロット内壁に凹凸が形成されていたとしても、この発泡による背面側からの加圧によって熱融着層51b1,51b2がこれらの凹凸に追従して良好なる接着状態で接着されることとなる。
例えば、隣接する導体コイルの間に形成された凹部Vにも熱融着層51b1の樹脂組成物が進入されて良好なる接着状態で接着されうる。
ただし、発泡層51aの発泡開始時においてすでに熱融着層51b1,51b2が軟化状態となっている方が良好なる接着状態を形成させやすい点に好適である。
したがって、「T1≦T2」の条件を満足させることが好ましい。
また、この熱融着層51b1,51b2を形成する樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物である場合にはこの熱硬化反応温度(Tr)と加熱温度(Th)とは、「Tr≦Th」の条件を満足させることが重要である。
ここで、熱融着層51b1,51b2を形成する樹脂組成物のベースポリマーがエポキシ樹脂である場合には熱融着層51b1,51b2が熱溶着可能となる温度は、通常、上記軟化点によって与えられるが、例えば、熱融着層51b1,51b2を形成する樹脂組成物のベースポリマーが熱可塑性樹脂である場合には、通常、その融点をもって熱溶着可能となる温度とみなす事ができる。
また、前記熱硬化反応温度(Tr)については、熱硬化性樹脂組成物を、示差走査熱量計(DSC)にかけて、10℃/分の昇温速度条件にて熱硬化反応による発熱量の変化を測定し、得られるチャートがベースラインから離れて発熱ピークを示し始める温度を求めることによって確認することができる。
なお、本実施形態においては、本発明の効果がより顕著に発揮されうる点において、駆動モータなどの回転電機のステータコアと導体コイルとの接着方法に用いる場合を例に接着シートを説明しているが、本発明においては接着シートの用途をこのような用途に限定するものではない。
この樹脂フィルム層51dを設けることで、接着シートに適度なコシを付与させ得るとともに接着シートの電気絶縁性の向上を図ることができる。
したがって、樹脂フィルムを構成する樹脂組成物の融点は、発泡層51a1、51a2の発泡開始温度以上且つ熱融着層51b1,51b2の熱融着可能温度以上であることが好ましく、このような樹脂フィルム層51dには、1×1013Ω・cm以上の体積抵抗率を有するポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリイミドフィルムなどが好適に用いられ得る。
そのため、裏面側熱融着層51b2の接着面には、発泡層の発泡による圧力が直接作用されない分、被着面の変化に応じた変形が生じにくくなり、凹凸への追従性を低下させるおそれを有する。
一方で、この図6に示す接着シート51においては、樹脂フィルム層51dを挟んで両側に発泡層51a1、51a2が形成されていることから被着体表面に対する追従性の低下が抑制されつつ電気絶縁性が付与されている。
20 ロータコア
30 ステータコア
31 スロット
31a 開口部
31b 開口部
31c スロット内壁
32 ティース
32a 広幅部
40 脚部
41 平角導体
42 絶縁被膜
51 接着シート
51a 発泡層
51a1 発泡層
51a2 発泡層
51b1 (表面側)熱融着層
51b2 (裏面側)熱融着層
51c 粘着剤層
51d 樹脂フィルム層
V 凹部
Claims (4)
- 積層構造を有するシート状に形成されており、表面及び裏面をそれぞれ被着体に接着させるべく用いられ、前記接着を熱融着によって実施し得るように熱融着可能な樹脂組成物によって形成された熱融着層が備えられており、しかも、該熱融着層が外向きに加圧された状態で前記熱融着が実施され得るように、加熱されて発泡を生じる樹脂組成物によって形成された発泡層が備えられ、該発泡層を挟んで両側に前記熱融着層が備えられており、発泡層の両側に備えられている前記熱融着層の内の少なくとも一方と、前記発泡層との間に樹脂フィルムが用いられた樹脂フィルム層がさらに備えられ、前記樹脂フィルム層を挟んで両側に前記発泡層が形成されており、該発泡層のさらに外側に前記熱融着層が備えられている接着シート。
- 積層構造を有するシート状に形成されており、表面及び裏面をそれぞれ被着体に接着させるべく用いられ、前記接着を熱融着によって実施し得るように熱融着可能な樹脂組成物によって形成された熱融着層が備えられており、しかも、該熱融着層が外向きに加圧された状態で前記熱融着が実施され得るように、加熱されて発泡を生じる樹脂組成物によって形成された発泡層が備えられ、該発泡層を挟んで両側に前記熱融着層が備えられており、
該熱融着層の熱融着可能となる温度が、前記発泡層の発泡開始温度よりも低温である接着シート。 - 積層構造を有するシート状に形成されており、表面及び裏面をそれぞれ被着体に接着させるべく用いられ、前記接着を熱融着によって実施し得るように熱融着可能な樹脂組成物によって形成された熱融着層が備えられており、しかも、該熱融着層が外向きに加圧された状態で前記熱融着が実施され得るように、加熱されて発泡を生じる樹脂組成物によって形成された発泡層が備えられ、該発泡層を挟んで両側に前記熱融着層が備えられており、
表面側と裏面側の最外層にそれぞれ異なる樹脂組成物が用いられてなる前記熱融着層が備えられ、該熱融着層の内の一方が常温において粘着性を有し、他方が常温において非粘着性である接着シート。 - 積層構造を有するシート状に形成されており、表面及び裏面をそれぞれ被着体に接着させるべく用いられ、前記接着を熱融着によって実施し得るように熱融着可能な樹脂組成物によって形成された熱融着層が備えられており、しかも、該熱融着層が外向きに加圧された状態で前記熱融着が実施され得るように、加熱されて発泡を生じる樹脂組成物によって形成された発泡層が備えられ、該発泡層を挟んで両側に前記熱融着層が備えられており、
表面側と裏面側の最外層にそれぞれ異なる樹脂組成物が用いられてなる前記熱融着層が備えられ、前記樹脂組成物が熱硬化性樹脂組成物であり、しかも、前記熱融着層の内の一方の熱融着層に用いられている熱硬化性樹脂組成物と、他方の熱融着層に用いられている熱硬化性樹脂組成物との熱硬化温度が異なっている接着シート。
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