JPH05271465A - サーモトロピック液晶ポリマー組成物と絶縁材 - Google Patents
サーモトロピック液晶ポリマー組成物と絶縁材Info
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- JPH05271465A JPH05271465A JP3112793A JP3112793A JPH05271465A JP H05271465 A JPH05271465 A JP H05271465A JP 3112793 A JP3112793 A JP 3112793A JP 3112793 A JP3112793 A JP 3112793A JP H05271465 A JPH05271465 A JP H05271465A
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- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気絶縁性で熱伝導性がよく、熱膨張性の少
ない信頼性に優れた液晶ポリマー組成物を得る。 【構成】 サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１０〜５
０重量％と、ジルコン５０〜９０重量％とからなる電気
絶縁材として有用なサーモトロピックＬＣＰ組成物であ
り、射出成形して電気機械器具用のコイルと端子部を含
む固定子部の絶縁性ハウジング形成に用いる。
ない信頼性に優れた液晶ポリマー組成物を得る。 【構成】 サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１０〜５
０重量％と、ジルコン５０〜９０重量％とからなる電気
絶縁材として有用なサーモトロピックＬＣＰ組成物であ
り、射出成形して電気機械器具用のコイルと端子部を含
む固定子部の絶縁性ハウジング形成に用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ポリマー組成物に
係り、特に、射出成形により電気機械器具の構造体に用
いるのに適した電気絶縁材に関する。
係り、特に、射出成形により電気機械器具の構造体に用
いるのに適した電気絶縁材に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶ポリマーに充填剤例えば、ガ
ラス、カーボン、ケプラーなどの短繊維を充填して強化
することや、炭酸カルシウムなどを充填して成形品の引
け防止をすることは行なわれていたが、充填剤の含有率
は通常３０〜４０重量％までであった。これに対して液
晶ポリマーに充填剤を高含有量で混練して、射出成形に
より充填成形し、電気絶縁性や熱伝熱性を改善すること
は知られていなかった。また、従来例えば、小型モータ
の固定子磁気鉄心や、それに配設された固定子コイル、
並びにその端子部は運転に伴なう脈動トルクや発熱に起
因するさまざまな機械的ストレス、湿度、水分、腐食性
雰囲気、腐食性液体、熱放散、などの実用上の諸条件下
にさらされていることから、それらの固着法や絶縁法に
ついて種々検討されてきた。
ラス、カーボン、ケプラーなどの短繊維を充填して強化
することや、炭酸カルシウムなどを充填して成形品の引
け防止をすることは行なわれていたが、充填剤の含有率
は通常３０〜４０重量％までであった。これに対して液
晶ポリマーに充填剤を高含有量で混練して、射出成形に
より充填成形し、電気絶縁性や熱伝熱性を改善すること
は知られていなかった。また、従来例えば、小型モータ
の固定子磁気鉄心や、それに配設された固定子コイル、
並びにその端子部は運転に伴なう脈動トルクや発熱に起
因するさまざまな機械的ストレス、湿度、水分、腐食性
雰囲気、腐食性液体、熱放散、などの実用上の諸条件下
にさらされていることから、それらの固着法や絶縁法に
ついて種々検討されてきた。
【０００３】一般には絶縁ワニス並びに接着剤を用い
て、固定子コイルの絶縁並びに固定子磁気鉄心への固着
を行ない、ついで鋳造金属部分を用いて、ハウジングを
行なう方法が採られている。然し、この様な方法では、
製造工程数が多く、多大の時間と資材とを使用するた
め、製品のコストが高くなる。また、一方回転機の運転
時に生ずる熱冷サイクルや機械的振動により、接着面の
剥離、絶縁性能の低下などの欠点があった。特に、可変
周波数電源例えばＰＷＭインバータ制御（可変電圧、可
変周波数制御装置、云わゆるＶＶＶＦ制御等）によって
高周波数で高速運転されるモータにおいては、この欠点
はより助長される欠陥を持っていた。
て、固定子コイルの絶縁並びに固定子磁気鉄心への固着
を行ない、ついで鋳造金属部分を用いて、ハウジングを
行なう方法が採られている。然し、この様な方法では、
製造工程数が多く、多大の時間と資材とを使用するた
め、製品のコストが高くなる。また、一方回転機の運転
時に生ずる熱冷サイクルや機械的振動により、接着面の
剥離、絶縁性能の低下などの欠点があった。特に、可変
周波数電源例えばＰＷＭインバータ制御（可変電圧、可
変周波数制御装置、云わゆるＶＶＶＦ制御等）によって
高周波数で高速運転されるモータにおいては、この欠点
はより助長される欠陥を持っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この様な問題点を取り
除く方法として、固定子鉄心、固定子コイル全体を樹脂
でモールドする方法が提案されている。この方法におい
ては、一体モールドできる樹脂組成物として次のような
点が要求される。まず、樹脂組成物は、固定子磁気鉄心
と、固定子コイルに対して極めて接着性が優れていなけ
ればならない。
除く方法として、固定子鉄心、固定子コイル全体を樹脂
でモールドする方法が提案されている。この方法におい
ては、一体モールドできる樹脂組成物として次のような
点が要求される。まず、樹脂組成物は、固定子磁気鉄心
と、固定子コイルに対して極めて接着性が優れていなけ
ればならない。
【０００５】そして、回転機の作動時に発生する熱の放
散性を良くし、かつ剥離現象を起さずに長時間にわたっ
てその絶縁性を保持出来る必要がある。また、回転子の
作動、停止による熱、冷却サイクルあるいは作動時の振
動により、モールド層にクラックが生じ、絶縁性能の低
下のみならず、回転機の寸法精度が悪くなり、回転子の
運動に支障を来たしてはならない。さらに、回転機の電
磁気学的な要請に基づいて、固定子磁気鉄心に備えられ
る多数のスロット部へ完全に樹脂が充填して、電気力線
分布に乱れを生ぜず、また回転機の作動時の脈動振動に
より、固定子磁気鉄心から樹脂が剥離したり、樹脂にク
ラックが生じたり、あるいはまた樹脂の破片が回転子に
当ってはならない。
散性を良くし、かつ剥離現象を起さずに長時間にわたっ
てその絶縁性を保持出来る必要がある。また、回転子の
作動、停止による熱、冷却サイクルあるいは作動時の振
動により、モールド層にクラックが生じ、絶縁性能の低
下のみならず、回転機の寸法精度が悪くなり、回転子の
運動に支障を来たしてはならない。さらに、回転機の電
磁気学的な要請に基づいて、固定子磁気鉄心に備えられ
る多数のスロット部へ完全に樹脂が充填して、電気力線
分布に乱れを生ぜず、また回転機の作動時の脈動振動に
より、固定子磁気鉄心から樹脂が剥離したり、樹脂にク
ラックが生じたり、あるいはまた樹脂の破片が回転子に
当ってはならない。
【０００６】さらに最も重要な点としては、何より絶縁
性がよくなければならない。一度モールドすると、後で
修正することができないために絶対的な特性の信頼性が
なければならない。以上の様な種々の問題点を解決する
ことは従来極めて困難であるとされていた。このような
課題を解決する手法として、高充填性、高生産性に優れ
る射出成形技術が有用であるが、今までの充填材料は化
学反応を伴う液状樹脂であるため、射出成形ができなか
った。本発明は、上記した従来技術の欠点を解消する射
出成形用材料を開発し、作業性と量産性を向上させ、か
つ、絶縁性、熱伝導性、熱膨張性並びに信頼性のすぐれ
た液晶ポリマー組成物及び電気絶縁材を提供し、それを
用いた樹脂モールド固定子を提供することを課題とす
る。
性がよくなければならない。一度モールドすると、後で
修正することができないために絶対的な特性の信頼性が
なければならない。以上の様な種々の問題点を解決する
ことは従来極めて困難であるとされていた。このような
課題を解決する手法として、高充填性、高生産性に優れ
る射出成形技術が有用であるが、今までの充填材料は化
学反応を伴う液状樹脂であるため、射出成形ができなか
った。本発明は、上記した従来技術の欠点を解消する射
出成形用材料を開発し、作業性と量産性を向上させ、か
つ、絶縁性、熱伝導性、熱膨張性並びに信頼性のすぐれ
た液晶ポリマー組成物及び電気絶縁材を提供し、それを
用いた樹脂モールド固定子を提供することを課題とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１
０〜５０重量％と、ジルコン５０〜９０重量％とからな
るサーモトロピック液晶ポリマー組成物としたものであ
り、上記組成物には、ジルコンに対して容積比で最大４
０％までの無機鉱物質充填剤を添加してもよい。また、
本発明では、サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１０〜
５０重量％に、粒径１〜６０μｍのジルコン５０〜９０
重量％及び該ジルコンに対して容積比で最大４０％まで
の無機鉱物質充填剤を充填してなる電気絶縁材としたも
のである。
に、本発明では、サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１
０〜５０重量％と、ジルコン５０〜９０重量％とからな
るサーモトロピック液晶ポリマー組成物としたものであ
り、上記組成物には、ジルコンに対して容積比で最大４
０％までの無機鉱物質充填剤を添加してもよい。また、
本発明では、サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１０〜
５０重量％に、粒径１〜６０μｍのジルコン５０〜９０
重量％及び該ジルコンに対して容積比で最大４０％まで
の無機鉱物質充填剤を充填してなる電気絶縁材としたも
のである。
【０００８】さらに、本発明では、前記の電気絶縁材を
用いて、電気機械器具用有鉄心又は空鉄心コイル及びそ
のコイルと端子部を含む固定子部全体に、射出成形によ
り絶縁性ハウジングを形成したことを特徴とする樹脂モ
ールド製電気機械器具用固定子とその製造方法としたも
のである。そして、このような固定子は、電気絶縁性が
良く、且つ膨張係数が極めて金属に近いため剥離、クラ
ック発生がなく、信頼性が高く優れている。
用いて、電気機械器具用有鉄心又は空鉄心コイル及びそ
のコイルと端子部を含む固定子部全体に、射出成形によ
り絶縁性ハウジングを形成したことを特徴とする樹脂モ
ールド製電気機械器具用固定子とその製造方法としたも
のである。そして、このような固定子は、電気絶縁性が
良く、且つ膨張係数が極めて金属に近いため剥離、クラ
ック発生がなく、信頼性が高く優れている。
【０００９】次に本発明を詳細に説明する。本発明にお
ける液晶ポリマー樹脂とは、芳香族ポリエステルに属す
る熱可塑性を有するものでサーモトロピックＬＣＰ（ L
iquid Crystalline Polymers：液晶ポリマー）と呼ばれ
るものである。このサーモトロピックＬＣＰは基本分子
構造の違いにより、現在３つのタイプがあり、耐熱性も
大いに異なっている。いずれも、パラヒドロキシ安息香
酸（ＰＨＢ）を含むポリエステル系の共重合体である
が、１型はＰＨＢ、テレフタル酸（ＴＡ）、ｐ，ｐ′−
ビフェノール（ＢＰ）の共重合体で荷重たわみ温度（Ｈ
ＤＴ）は２７５〜３５０℃である。２型は２−オキシ−
６−ナフトエ酸（２，６−ＮＡ）を主成分としたもの
で、ＨＤＴは１８０〜２４０℃、３型はＰＨＢとＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）の共重合体で、ＨＤＴ
は６４〜２１０℃である。いずれも、溶融粘度が低く高
流動性であり、低線膨張係数、低成形収縮率、低吸湿寸
法変化による高寸法安定性、振動減衰特性、高強度・高
弾性率の他に電気機械器具として必要な高い絶縁耐力と
耐アーク性をもつ。
ける液晶ポリマー樹脂とは、芳香族ポリエステルに属す
る熱可塑性を有するものでサーモトロピックＬＣＰ（ L
iquid Crystalline Polymers：液晶ポリマー）と呼ばれ
るものである。このサーモトロピックＬＣＰは基本分子
構造の違いにより、現在３つのタイプがあり、耐熱性も
大いに異なっている。いずれも、パラヒドロキシ安息香
酸（ＰＨＢ）を含むポリエステル系の共重合体である
が、１型はＰＨＢ、テレフタル酸（ＴＡ）、ｐ，ｐ′−
ビフェノール（ＢＰ）の共重合体で荷重たわみ温度（Ｈ
ＤＴ）は２７５〜３５０℃である。２型は２−オキシ−
６−ナフトエ酸（２，６−ＮＡ）を主成分としたもの
で、ＨＤＴは１８０〜２４０℃、３型はＰＨＢとＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）の共重合体で、ＨＤＴ
は６４〜２１０℃である。いずれも、溶融粘度が低く高
流動性であり、低線膨張係数、低成形収縮率、低吸湿寸
法変化による高寸法安定性、振動減衰特性、高強度・高
弾性率の他に電気機械器具として必要な高い絶縁耐力と
耐アーク性をもつ。
【００１０】一方、高分子材料は一般に熱伝導性が悪
く、更にこのサーモトロピックＬＣＰは成形時の結晶配
向の影響による異方性が大きく、特にウェルド強度が低
下する性質があるため、本発明では無機鉱物質のフィラ
ーを多量に含有させ改善を図った。無機鉱物質としては
電気特性を低下させないことを第一義に、また射出成形
によってステータコイルの線間などを始めとする微小隙
間への材料の充填をするため、構造式、ＺｒＳｉＯ4 の
ジルコン、例えばジルコンサンドの微粒子（ジルコンフ
ラワー：３５０メッシュパス９６．５％以上、約６０μ
ｍ以下）を使用した。
く、更にこのサーモトロピックＬＣＰは成形時の結晶配
向の影響による異方性が大きく、特にウェルド強度が低
下する性質があるため、本発明では無機鉱物質のフィラ
ーを多量に含有させ改善を図った。無機鉱物質としては
電気特性を低下させないことを第一義に、また射出成形
によってステータコイルの線間などを始めとする微小隙
間への材料の充填をするため、構造式、ＺｒＳｉＯ4 の
ジルコン、例えばジルコンサンドの微粒子（ジルコンフ
ラワー：３５０メッシュパス９６．５％以上、約６０μ
ｍ以下）を使用した。
【００１１】ジルコンフラワーはサーモトロピックＬＣ
Ｐに対し重量比で５０〜９０％、望ましくは８０％以上
含有させ、両者を予め加熱混練して均質な組成を持つペ
レット（粒状）にして使用する。本発明おいてサーモト
ロピックＬＣＰに混練される無機鉱物質充填剤としては
ジルコンの他にシリカ、クレー、タルク、アスベスト、
カオリン、ドロマイト、クロマイト、アルミナ、マイ
カ、マグネサイト、酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化
マグネシウム、酸化カルシウム、スレート、チョウク、
珪砂、シラス、山砂、川砂、溶融石英、ガラス粉、その
他自然に存在する無機質物質を粉状に加工した種々な粉
状物質がある。その添加量はジルコンに対する添加比率
が容積比で最大４０％であり、ジルコンの比重との換算
で重量比が求められる。
Ｐに対し重量比で５０〜９０％、望ましくは８０％以上
含有させ、両者を予め加熱混練して均質な組成を持つペ
レット（粒状）にして使用する。本発明おいてサーモト
ロピックＬＣＰに混練される無機鉱物質充填剤としては
ジルコンの他にシリカ、クレー、タルク、アスベスト、
カオリン、ドロマイト、クロマイト、アルミナ、マイ
カ、マグネサイト、酸化チタン、酸化ベリリウム、酸化
マグネシウム、酸化カルシウム、スレート、チョウク、
珪砂、シラス、山砂、川砂、溶融石英、ガラス粉、その
他自然に存在する無機質物質を粉状に加工した種々な粉
状物質がある。その添加量はジルコンに対する添加比率
が容積比で最大４０％であり、ジルコンの比重との換算
で重量比が求められる。
【００１２】また、樹脂モールド製電気機械器具用固定
子を製造するための射出成形条件としては、加熱混練の
温度範囲は２６０〜３３０℃特に２７０〜２８０℃が最
適であり、射出成形の際の圧力範囲は４００〜１４００
kgf/cm2 である。
子を製造するための射出成形条件としては、加熱混練の
温度範囲は２６０〜３３０℃特に２７０〜２８０℃が最
適であり、射出成形の際の圧力範囲は４００〜１４００
kgf/cm2 である。
【００１３】
【作用】本発明でジルコンの添加量を重量比で５０％以
上としたのは、この量以下では熱伝導率の値が低く実質
的に添加効果が得られないためである。また、９０％を
越える添加では混練機やペレタイザー更には射出成形機
や金型の摩耗や負荷が大きくなり実質的に混練不可能に
なるためであり、かつ組成物成形体に空隙を生じ特性の
低下を来たすためである。また、ジルコン以外の無機鉱
物質充填材の添加量を最大で４０％までとしたのは、ジ
ルコン以外の無機鉱物質充填材を使用する場合、電気絶
縁性としては差異のないものが多いが、熱伝導率の特性
としては、差異が大きくなるためジルコンに対する添加
比率は容積比で最大４０％としたものである。
上としたのは、この量以下では熱伝導率の値が低く実質
的に添加効果が得られないためである。また、９０％を
越える添加では混練機やペレタイザー更には射出成形機
や金型の摩耗や負荷が大きくなり実質的に混練不可能に
なるためであり、かつ組成物成形体に空隙を生じ特性の
低下を来たすためである。また、ジルコン以外の無機鉱
物質充填材の添加量を最大で４０％までとしたのは、ジ
ルコン以外の無機鉱物質充填材を使用する場合、電気絶
縁性としては差異のないものが多いが、熱伝導率の特性
としては、差異が大きくなるためジルコンに対する添加
比率は容積比で最大４０％としたものである。
【００１４】更に、射出成形の際の圧力範囲を４００〜
1,４００kgf/cm2 としているが、水中モータステータの
成形では、充填材料の配合割合や射出成形時の樹脂温度
や金型温度により、範囲が広くなるため、一般的に一次
成形は、６００〜1,４００kgf/cm2 、二次成形は４００
〜７００kgf/cm2 の圧力範囲となるためである。本発明
のサーモトロピック液晶ポリマー組成物は、熱伝導性の
よいジルコンを含有しているため、電気絶縁性、熱伝導
性及び耐熱性に優れた安価で強い電気絶縁材であり、こ
の絶縁材を用いて射出成形することによって、絶縁とハ
ウジング形成を同時に行ない、絶縁性能が良好で、小型
軽量な信頼性の優れた固定子を得ることができる。
1,４００kgf/cm2 としているが、水中モータステータの
成形では、充填材料の配合割合や射出成形時の樹脂温度
や金型温度により、範囲が広くなるため、一般的に一次
成形は、６００〜1,４００kgf/cm2 、二次成形は４００
〜７００kgf/cm2 の圧力範囲となるためである。本発明
のサーモトロピック液晶ポリマー組成物は、熱伝導性の
よいジルコンを含有しているため、電気絶縁性、熱伝導
性及び耐熱性に優れた安価で強い電気絶縁材であり、こ
の絶縁材を用いて射出成形することによって、絶縁とハ
ウジング形成を同時に行ない、絶縁性能が良好で、小型
軽量な信頼性の優れた固定子を得ることができる。
【００１５】従来電気機械器具の樹脂モールドは、液状
の不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂で行なわれていたが、この方法では硬化時
間が長い、硬化中フィラーの沈降を生じ、レジンリッ
チ部を形成するためヒートサイクルによりクラックを発
生しやすい、成形品には必ずケース（容器）が必要な
ため附形部品を作りにくい、成形品にエアボイドが生
じ易く品質上好ましくない。硬化時大気中の湿度の影
響を受けやすい、など製造上並びに性能上の欠点があっ
た。
の不飽和ポリエステル樹脂、ビニールエステル樹脂、エ
ポキシ樹脂で行なわれていたが、この方法では硬化時
間が長い、硬化中フィラーの沈降を生じ、レジンリッ
チ部を形成するためヒートサイクルによりクラックを発
生しやすい、成形品には必ずケース（容器）が必要な
ため附形部品を作りにくい、成形品にエアボイドが生
じ易く品質上好ましくない。硬化時大気中の湿度の影
響を受けやすい、など製造上並びに性能上の欠点があっ
た。
【００１６】つまり、従来技術の樹脂モールドでは、硬
化収縮やヒートサイクル、エアボイド、硬化状態の差異
などに起因するクラックの発生があり、経時劣化が避け
難かった。しかし、本発明では高熱伝導性の無機鉱物質
フィラーを均質に混練したサーモトロピックＬＣＰを射
出成形することにより従来の欠点を全て克服した上に、
振動減衰特性や腐食性ガスに対するバリヤー性など新た
な機能を付加した樹脂モールド製電気機械器具を提供す
ることが可能となった。更に、射出成形が可能となった
ことにより生産性が従来技術に較べ２〜３倍向上した。
化収縮やヒートサイクル、エアボイド、硬化状態の差異
などに起因するクラックの発生があり、経時劣化が避け
難かった。しかし、本発明では高熱伝導性の無機鉱物質
フィラーを均質に混練したサーモトロピックＬＣＰを射
出成形することにより従来の欠点を全て克服した上に、
振動減衰特性や腐食性ガスに対するバリヤー性など新た
な機能を付加した樹脂モールド製電気機械器具を提供す
ることが可能となった。更に、射出成形が可能となった
ことにより生産性が従来技術に較べ２〜３倍向上した。
【００１７】
【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ パラヒドロキシ安息香酸とポリエチレンテレフタレート
の共重合体からなる３型のサーモトロピックＬＣＰ（Ｈ
ＤＴ：１７０℃）にジルコンフラワー（３５０メッシュ
パス９６．５％以上、約６０μｍ以下）を重量比で８
５．３％含有し、温度２７０〜２８０℃で加熱混練し
て、本発明の均質なサーモトロピック液晶ポリマー組成
物を製造した。ジルコンフラワーＺはジルコニア（Ｚｒ
Ｏ2 ）を６６wt％と二酸化けい素（ＳｉＯ2 ）３３wt％
の成分比をもつ。
が、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。 実施例１ パラヒドロキシ安息香酸とポリエチレンテレフタレート
の共重合体からなる３型のサーモトロピックＬＣＰ（Ｈ
ＤＴ：１７０℃）にジルコンフラワー（３５０メッシュ
パス９６．５％以上、約６０μｍ以下）を重量比で８
５．３％含有し、温度２７０〜２８０℃で加熱混練し
て、本発明の均質なサーモトロピック液晶ポリマー組成
物を製造した。ジルコンフラワーＺはジルコニア（Ｚｒ
Ｏ2 ）を６６wt％と二酸化けい素（ＳｉＯ2 ）３３wt％
の成分比をもつ。
【００１８】本発明のサーモトロピック液晶ポリマー組
成物のペレットを使って、射出成形により平板状の試験
片を作成して測定した熱伝導率及び線熱膨張係数は表１
のとおりである。比較として、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂とジルコンサンド（粒度分布のピークが１０５
〜１２５μｍで非常に粗い）の無機質充填材（８６．８
wt％）からなる材料（比較例１）、ＦＲＰ（ガラス繊
維：ＧＦ、３０wt％）からなる材料（比較例２）、ナイ
ロン６６（ＧＦ、３０wt％）からなる材料（比較例
３）、サーモトロピックＬＣＰ（ＧＦ、３０wt％）から
なる材料（比較例４）を示す。
成物のペレットを使って、射出成形により平板状の試験
片を作成して測定した熱伝導率及び線熱膨張係数は表１
のとおりである。比較として、ビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂とジルコンサンド（粒度分布のピークが１０５
〜１２５μｍで非常に粗い）の無機質充填材（８６．８
wt％）からなる材料（比較例１）、ＦＲＰ（ガラス繊
維：ＧＦ、３０wt％）からなる材料（比較例２）、ナイ
ロン６６（ＧＦ、３０wt％）からなる材料（比較例
３）、サーモトロピックＬＣＰ（ＧＦ、３０wt％）から
なる材料（比較例４）を示す。
【００１９】実施例２ 実施例２は実施例１と同じ配合比をベースに、ジルコン
フラワーの容積に対し溶融石英（ジルコンフラワーと同
じく６０μｍ以下の粒径のシリカフラワー：粒形は破砕
砂のため角張っている）を３０容量％配合した組成物で
ある。溶融石英は熱膨張係数がジルコンフラワーより小
さく、熱的安定性に優れた性質を持っている。測定結果
を表１に示す。
フラワーの容積に対し溶融石英（ジルコンフラワーと同
じく６０μｍ以下の粒径のシリカフラワー：粒形は破砕
砂のため角張っている）を３０容量％配合した組成物で
ある。溶融石英は熱膨張係数がジルコンフラワーより小
さく、熱的安定性に優れた性質を持っている。測定結果
を表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】実施例３ 次に、実施例１と同じ、サーモトロピック液晶ポリマー
とジルコンフラワーを用いてサーモトロピック液晶ポリ
マー組成物を製造した。この例ではジルコンフラワーの
含有量を、４５、６０、７０、８５、９０、９５重量％
として実施し、熱伝導率と絶縁破壊電圧を測定しそれぞ
れ固有の値と比較した結果を表２に示す。
とジルコンフラワーを用いてサーモトロピック液晶ポリ
マー組成物を製造した。この例ではジルコンフラワーの
含有量を、４５、６０、７０、８５、９０、９５重量％
として実施し、熱伝導率と絶縁破壊電圧を測定しそれぞ
れ固有の値と比較した結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】上記、表１、表２に記載のように本発明の
組成物は、熱伝導率がよく、また線熱膨張係数が小さ
い。なお、表２に示すように、９０％まではジルコンフ
ラワー含有量は多くなるほど熱伝導率はよくなるが、ジ
ルコンフラワー含有量が９０％を超えると、組成物成形
体に空隙部を生じるため、徐々に特性が低下する。
組成物は、熱伝導率がよく、また線熱膨張係数が小さ
い。なお、表２に示すように、９０％まではジルコンフ
ラワー含有量は多くなるほど熱伝導率はよくなるが、ジ
ルコンフラワー含有量が９０％を超えると、組成物成形
体に空隙部を生じるため、徐々に特性が低下する。
【００２４】実施例４ 熱伝導性効果を見るため、水中キャンドモータを製作し
温度試験を実施した。本発明の液晶ポリマー樹脂として
はジルコンフラワー８５wt％、ＬＣＰ１５wt％を用い
た。その結果を表３に示す。熱伝導性向上による固定子
の冷却は顕著であり、特にコイルエンド部の熱放散が良
く、モータ全体の温度の平均化が行われている。
温度試験を実施した。本発明の液晶ポリマー樹脂として
はジルコンフラワー８５wt％、ＬＣＰ１５wt％を用い
た。その結果を表３に示す。熱伝導性向上による固定子
の冷却は顕著であり、特にコイルエンド部の熱放散が良
く、モータ全体の温度の平均化が行われている。
【００２５】
【表３】
【００２６】前記の水中キャンドモータの断面図を図１
に示す。図１において、１は水中キャンドモータのシャ
フト、２はシャフト１に嵌着固定されたロータ、３は軸
受、４はシャフト１を軸受３を介して支承するブラケッ
トを示す。５はステータ室６とロータ室７を分離隔壁と
するステータキャン、８はステータコア、９は絶縁紙、
１０はコイルを示す。１１はステータコア８を嵌着固定
するフレーム、１４はフレーム側板、１５はリード線を
示す。ステータ室６は本発明のサーモトロピック液晶ポ
リマーとジルコンフラワーの混合物で充填モールドされ
ており、ロータ室７はプロピレングリコール水溶液で充
満されている。
に示す。図１において、１は水中キャンドモータのシャ
フト、２はシャフト１に嵌着固定されたロータ、３は軸
受、４はシャフト１を軸受３を介して支承するブラケッ
トを示す。５はステータ室６とロータ室７を分離隔壁と
するステータキャン、８はステータコア、９は絶縁紙、
１０はコイルを示す。１１はステータコア８を嵌着固定
するフレーム、１４はフレーム側板、１５はリード線を
示す。ステータ室６は本発明のサーモトロピック液晶ポ
リマーとジルコンフラワーの混合物で充填モールドされ
ており、ロータ室７はプロピレングリコール水溶液で充
満されている。
【００２７】３１はサンドスリンガー、３２はオイルシ
ールを示しロータ室内へのゴミ、汚水の浸入を防止する
シール機構を示す。３３はスラストカーボン、３４はス
ラストパッド、３５は調心球、３６はスラストディス
ク、３７はスラストハウジングを示し、本水中キャンド
モータに連結されるポンプを運転した時に発生する水力
学的アキシャルスラスト力をシャフト１を通して担持す
るスラスト軸受機構を示す。比較例として、ステータ室
内６にエポキシ樹脂及びシリカの混合物を充填したもの
を比較例５として、また、ステータ室内６に不活性トラ
イガスと空気との混合気体を充満させたものを比較例６
として表３に示している。
ールを示しロータ室内へのゴミ、汚水の浸入を防止する
シール機構を示す。３３はスラストカーボン、３４はス
ラストパッド、３５は調心球、３６はスラストディス
ク、３７はスラストハウジングを示し、本水中キャンド
モータに連結されるポンプを運転した時に発生する水力
学的アキシャルスラスト力をシャフト１を通して担持す
るスラスト軸受機構を示す。比較例として、ステータ室
内６にエポキシ樹脂及びシリカの混合物を充填したもの
を比較例５として、また、ステータ室内６に不活性トラ
イガスと空気との混合気体を充満させたものを比較例６
として表３に示している。
【００２８】実施例５ 本実施例では、水中モータのステータ室内を本発明によ
る電気絶縁性に優れた高熱伝導性成形材料で充填する方
法を説明する。図２は水中モータ・ステータの断面図を
示す。８がステータコアの珪素鋼板で、モータ容量に応
じて必要数が積層されフレーム１１の所定位置に固定さ
れている。この珪素鋼板の中には絶縁紙９等で保護され
たコイル１０が配置されその端部が両端のコイルエンド
１０ａ、１０ｂを形成している。ステータ２１はこの他
に負荷側フレーム側板１４ａ、反負荷側フレーム側板１
４ｂ及びキャン５により密閉された部屋を形成してい
る。
る電気絶縁性に優れた高熱伝導性成形材料で充填する方
法を説明する。図２は水中モータ・ステータの断面図を
示す。８がステータコアの珪素鋼板で、モータ容量に応
じて必要数が積層されフレーム１１の所定位置に固定さ
れている。この珪素鋼板の中には絶縁紙９等で保護され
たコイル１０が配置されその端部が両端のコイルエンド
１０ａ、１０ｂを形成している。ステータ２１はこの他
に負荷側フレーム側板１４ａ、反負荷側フレーム側板１
４ｂ及びキャン５により密閉された部屋を形成してい
る。
【００２９】図３〜５は図２に示した水中モータのステ
ータ室内６を本発明の充填材料で射出成形により充填成
形するための金型構造の例を示したものである。このう
ち、図３は一次成形用で、ステータコア８に設けられた
スロット１９に配置されたコイル、及びその両端のコイ
ルエンド１０ａ、１０ｂに損傷を与えずに、空隙を完全
に充填するための射出成形用金型であり、図４は、図３
のＡ−Ａ線断面図である。
ータ室内６を本発明の充填材料で射出成形により充填成
形するための金型構造の例を示したものである。このう
ち、図３は一次成形用で、ステータコア８に設けられた
スロット１９に配置されたコイル、及びその両端のコイ
ルエンド１０ａ、１０ｂに損傷を与えずに、空隙を完全
に充填するための射出成形用金型であり、図４は、図３
のＡ−Ａ線断面図である。
【００３０】先ず、一次成形においては、コイルを配置
したステータコア８を金型に装着し、ステータコア８の
中空部に設けたスプルー２４、ゲート２９から本発明の
サーモトロピックの液晶ポリマー組成物を高圧で射出し
複数のスロット１９及びそのスロット１９を通して両端
のコイルエンド１０ａ、１０ｂ周囲のステータ室内６の
一部を充填成形する。この場合の射出圧力は、充填樹脂
材料の流動長さが長いため、実施例では８００〜1,２０
０kgf/cm2 が適正範囲であった。
したステータコア８を金型に装着し、ステータコア８の
中空部に設けたスプルー２４、ゲート２９から本発明の
サーモトロピックの液晶ポリマー組成物を高圧で射出し
複数のスロット１９及びそのスロット１９を通して両端
のコイルエンド１０ａ、１０ｂ周囲のステータ室内６の
一部を充填成形する。この場合の射出圧力は、充填樹脂
材料の流動長さが長いため、実施例では８００〜1,２０
０kgf/cm2 が適正範囲であった。
【００３１】図５は二次成形用金型であり、図２におけ
る両端のコイルエンド部１０ａ、１０ｂを負荷側・反負
荷側フレーム側板１４ａ、１４ｂに設けた注入口（ゲー
ト）２９を通して射出成形により本発明の成形材料で充
填した。即ち、図５は、図３の一次成形後のステータコ
ア８が、フレーム１１、負荷側フレーム側板１４ａ、反
負荷側フレーム側板１４ｂ及びキャン５により密閉され
たステータコア両端のコイルエンド部１０ａ、１０ｂの
ステータ室内６を、同じく射出成形で充填するための二
次成形用金型である。
る両端のコイルエンド部１０ａ、１０ｂを負荷側・反負
荷側フレーム側板１４ａ、１４ｂに設けた注入口（ゲー
ト）２９を通して射出成形により本発明の成形材料で充
填した。即ち、図５は、図３の一次成形後のステータコ
ア８が、フレーム１１、負荷側フレーム側板１４ａ、反
負荷側フレーム側板１４ｂ及びキャン５により密閉され
たステータコア両端のコイルエンド部１０ａ、１０ｂの
ステータ室内６を、同じく射出成形で充填するための二
次成形用金型である。
【００３２】図５において、二次成形用金型は、Ｘ−Ｘ
部で固定型２２と可動型２３に分割されており、それぞ
れに金型温度を調整するための温調回路２８が設けられ
ている。ステータ２１はステータの変形を防ぐための補
強治具２６ａ、２６ｂ、２６ｃで予め補強され吊り具２
７で吊り上げて可動型２３に装着する。この状態で成形
材料をスプルー２４から射出成形する。成形後、金型を
分割面Ｘ−Ｘで開き、突き出しプレート２５を作動させ
てステータ２１を補強治具２６ａ、２６ｂ、２６ｃと共
に可動型２３から抜き出し、吊り具２７を用いて取り出
す。
部で固定型２２と可動型２３に分割されており、それぞ
れに金型温度を調整するための温調回路２８が設けられ
ている。ステータ２１はステータの変形を防ぐための補
強治具２６ａ、２６ｂ、２６ｃで予め補強され吊り具２
７で吊り上げて可動型２３に装着する。この状態で成形
材料をスプルー２４から射出成形する。成形後、金型を
分割面Ｘ−Ｘで開き、突き出しプレート２５を作動させ
てステータ２１を補強治具２６ａ、２６ｂ、２６ｃと共
に可動型２３から抜き出し、吊り具２７を用いて取り出
す。
【００３３】この手順によりコイルエンド１０ａ、１０
ｂの一方の充填が完了し、同じ操作によりもう一方のコ
イルエンドを充填成形する。二次成形では充填するキャ
ビティ（空洞）のマス（容積）が大きく流動長さが短い
ので、射出圧力は約５００kgf/cm2 で充填できる。本実
施例の射出成形条件を整理し、表４に示す。
ｂの一方の充填が完了し、同じ操作によりもう一方のコ
イルエンドを充填成形する。二次成形では充填するキャ
ビティ（空洞）のマス（容積）が大きく流動長さが短い
ので、射出圧力は約５００kgf/cm2 で充填できる。本実
施例の射出成形条件を整理し、表４に示す。
【００３４】
【表４】 尚、本実施例としては一次成形と二次成形でステータ室
６を完全に充填したが、用途によっては一次成形だけで
目的を達することができるケースもある。
６を完全に充填したが、用途によっては一次成形だけで
目的を達することができるケースもある。
【００３５】実施例６ 図６は本発明による樹脂モールドモータの断面図を示
す。図６において、１は樹脂モールドモータのシャフ
ト、２はシャフト１に嵌着固定されたロータ、３ａ、３
ｂは軸受、４ａ、４ｂはシャフト１を軸受３ａ、３ｂを
介して支承するブラケットを示す。１７ａ、１７ｂは樹
脂モールド部１８とロータ室７ａ、７ｂを分離隔壁とす
る樹脂モールド製キャンで、樹脂モールド部１８と一体
に境界目なく形成されている。８はステータコア、９は
絶縁紙、１０はコイルを示す。１８はステータコア８、
コイル１０、絶縁紙９を一体にハウジングする樹脂モー
ルド部を示す（図１に示すステータ室６はこの部分に包
含される）。１５はリード線を示す。ロータ室７ａ、７
ｂは真空又は流体（気体又は液体）で充満されている。
す。図６において、１は樹脂モールドモータのシャフ
ト、２はシャフト１に嵌着固定されたロータ、３ａ、３
ｂは軸受、４ａ、４ｂはシャフト１を軸受３ａ、３ｂを
介して支承するブラケットを示す。１７ａ、１７ｂは樹
脂モールド部１８とロータ室７ａ、７ｂを分離隔壁とす
る樹脂モールド製キャンで、樹脂モールド部１８と一体
に境界目なく形成されている。８はステータコア、９は
絶縁紙、１０はコイルを示す。１８はステータコア８、
コイル１０、絶縁紙９を一体にハウジングする樹脂モー
ルド部を示す（図１に示すステータ室６はこの部分に包
含される）。１５はリード線を示す。ロータ室７ａ、７
ｂは真空又は流体（気体又は液体）で充満されている。
【００３６】図７は図６のステータコア８、樹脂モール
ド製キャン１７の部分詳細断面図を示す。８はステータ
コア、１７は樹脂モールド製キャン、９は絶縁紙、１０
はコイル、１６はくさびを示す。これらは樹脂モールド
部１８に一体ハウジングされる。樹脂モールド部１８は
ステータコア８とロータ２とが対向する範囲においては
ステータキャン１７としても機能し、ロータ室７ａ、７
ｂと分離隔壁する機能も合せ持つ。
ド製キャン１７の部分詳細断面図を示す。８はステータ
コア、１７は樹脂モールド製キャン、９は絶縁紙、１０
はコイル、１６はくさびを示す。これらは樹脂モールド
部１８に一体ハウジングされる。樹脂モールド部１８は
ステータコア８とロータ２とが対向する範囲においては
ステータキャン１７としても機能し、ロータ室７ａ、７
ｂと分離隔壁する機能も合せ持つ。
【００３７】実施例７ 図８は本発明による樹脂モールド・モータの他の実施例
の断面図である。図８において、１はキャンドモータの
シャフト、２はシャフト１に嵌着固定されたロータ、３
ａ、３ｂは軸受、４ａ、４ｂはシャフト１を軸受３ａ、
３ｂを介して支承するブラケットを示す。５はステータ
室６とロータ室７ａ、７ｂを分離隔壁とするステータキ
ャン、８はステータコア、９は絶縁紙、１０はコイルを
示す。１１はステータコア８を嵌着固定するフレーム、
１２は冷却水室、１３は冷却ジャケット、１４はフレー
ム側板、１５はリード線を示す。ステータ室６は、本発
明のサーモトロピック液晶ポリマーとジルコンフラワー
の混合物で充填され、ロータ室７ａ、７ｂは真空又は流
体（気体又は液体）で充満されている。
の断面図である。図８において、１はキャンドモータの
シャフト、２はシャフト１に嵌着固定されたロータ、３
ａ、３ｂは軸受、４ａ、４ｂはシャフト１を軸受３ａ、
３ｂを介して支承するブラケットを示す。５はステータ
室６とロータ室７ａ、７ｂを分離隔壁とするステータキ
ャン、８はステータコア、９は絶縁紙、１０はコイルを
示す。１１はステータコア８を嵌着固定するフレーム、
１２は冷却水室、１３は冷却ジャケット、１４はフレー
ム側板、１５はリード線を示す。ステータ室６は、本発
明のサーモトロピック液晶ポリマーとジルコンフラワー
の混合物で充填され、ロータ室７ａ、７ｂは真空又は流
体（気体又は液体）で充満されている。
【００３８】
【発明の効果】本発明の液晶ポリマー組成物は、絶縁
性、熱伝導性、熱膨張性、並びに信頼性のすぐれた組成
物であり、これを電気絶縁材として電気機械器具用固定
子の絶縁性ハウジングに用いることにより、強固で密着
性がよく、しかも熱安定性、絶縁性のよい樹脂モールド
固定子をうることができる。
性、熱伝導性、熱膨張性、並びに信頼性のすぐれた組成
物であり、これを電気絶縁材として電気機械器具用固定
子の絶縁性ハウジングに用いることにより、強固で密着
性がよく、しかも熱安定性、絶縁性のよい樹脂モールド
固定子をうることができる。
【図１】本発明の水中キャンドモータの断面図である。
【図２】本発明の水中モータ・ステータの断面図であ
る。
る。
【図３】図２のモータ・ステータの一次成形用金型の断
面図である。
面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】射出成形により充填成形するための金型構造の
一例を示す断面図である。
一例を示す断面図である。
【図６】本発明の樹脂モールド・モータの断面図であ
る。
る。
【図７】図４のステータコアと樹脂モールド製キャンの
部分詳細断面図である。
部分詳細断面図である。
【図８】本発明の樹脂モールドモータの他の例を示す断
面図である。
面図である。
１：シャフト、２：ロータ、３，３ａ，３ｂ：軸受、
４，４ａ，４ｂ：ブランケット、５：ステータキャン、
６：ステータ室、７，７ａ，７ｂ：ロータ室、８：ステ
ータコア、９：絶縁紙、１０，１０ａ，１０ｂ：コイ
ル、１１：ステータコア、１２：冷却水室、１３：冷却
ジャケット、１４：フレーム側板、１５：リード線、１
６：くさび、１７，１７ａ，１７ｂ：樹脂モールド製キ
ャン、１８：樹脂モールド部、２１：ステータ、２２：
固定型、２３：可動型、２４：スプルー、２５：突き出
しプレート、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ：補強治具、２
７：吊り具
４，４ａ，４ｂ：ブランケット、５：ステータキャン、
６：ステータ室、７，７ａ，７ｂ：ロータ室、８：ステ
ータコア、９：絶縁紙、１０，１０ａ，１０ｂ：コイ
ル、１１：ステータコア、１２：冷却水室、１３：冷却
ジャケット、１４：フレーム側板、１５：リード線、１
６：くさび、１７，１７ａ，１７ｂ：樹脂モールド製キ
ャン、１８：樹脂モールド部、２１：ステータ、２２：
固定型、２３：可動型、２４：スプルー、２５：突き出
しプレート、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ：補強治具、２
７：吊り具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 實 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内
Claims (5)
- 【請求項１】 サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１０
〜５０重量％と、ジルコン（ＺｒＳｉＯ4 ）５０〜９０
重量％とからなるサーモトロピック液晶ポリマー組成
物。 - 【請求項２】 サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１０
〜５０重量％と、ジルコン（ＺｒＳｉＯ4 ）５０〜９０
重量％と、該ジルコンに対して容積比で最大４０％まで
の無機鉱物質充填剤とからなるサーモトロピック液晶ポ
リマー組成物。 - 【請求項３】 サーモトロピック液晶ポリマー樹脂１０
〜５０重量％に、粒径１〜６０μｍのジルコン（ＺｒＳ
ｉＯ4 ）５０〜９０重量％及び該ジルコンに対して容積
比で最大４０％までの無機鉱物質充填剤を充填してなる
電気絶縁材。 - 【請求項４】 電気機械器具用有鉄心又は空鉄心コイル
及びそのコイルと端子部を含む固定子部全体に、請求項
３記載の電気絶縁材を用いて、射出成形により絶縁性ハ
ウジングを形成したことを特徴とする樹脂モールド製電
気機械器具用固定子。 - 【請求項５】 電気機械器具用有鉄心又は空鉄心コイル
及びそのコイルと端子部を含む固定子部全体に、請求項
３記載の電気絶縁材を４００〜１４００kgf/cm2 の圧力
で射出成形して絶縁性ハウジングを形成することを特徴
とする樹脂モールド製電気機械器具用固定子の製造方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-36926 | 1992-01-29 | ||
| JP3692692 | 1992-01-29 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271465A true JPH05271465A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=12483366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3112793A Pending JPH05271465A (ja) | 1992-01-29 | 1993-01-28 | サーモトロピック液晶ポリマー組成物と絶縁材 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0553831B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05271465A (ja) |
| DE (1) | DE69322294T2 (ja) |
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1993
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