JPS6346668B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱硬化性樹脂の加熱硬化により、少な
くとも電機子巻線部分を一体剛体化する全閉構造
採用可能な低慣性無鉄心電機子の製造方法に関す
る。

電機子巻線は、電線を所定数巻装して、ワニス
等の結着剤により、その支持鉄心とともに一体剛
体化を図るのが一般である。しかし、無鉄心電機
子の如く支持鉄心のない電機子巻線の場合は、何
等かの方法で一体剛体化を図らなければならな
い。特に数ワツトから数百ワツトまでの比較的大
形の無鉄心電機子の場合は、一体剛体化に要求さ
れる特性も高度であり、高温における強度、寸法
安定性、耐熱衝撃性、電気絶縁性、長時間にわた
る耐熱劣化性に応えられる一体剛体化が要求され
る。従つて、上記無鉄心電機子の少なくとも電機
子巻線部分には、通常50％以上の無機質充填剤を
含む熱硬化性樹脂による移送成形を適用し、更に
電機子巻線の一部表面にプリプレグ硬化層を設け
ることによる複合効果を利用した無鉄心電機子が
実用化されていた。

このような上記数ワツトから数百ワツトまでの
比較的大形の無鉄心電機子はモータとして、その
応答性が早い利点を生かしてインクリメンタル動
作を行なわせることが多く、パルスモーターでは
追従できない分野へ使われることが多い。即ち、
磁気デイイスク、フアクシミリ、自動溶接機、工
作機械等の分野である。しかし、これ等の機器の
高性能化や高精度化の背景から、一段と制御応答
性を高めたモータ、即ち低慣性無鉄心電機子の出
現が望まれていた。しかし、従来のものでは50％
以上の無機質充填剤を熱硬化性樹脂中に用いてお
り、熱硬化性樹脂の密度が高くなるので電機子の
慣性が大きくなり、モータの制御応答性を悪くし
ているという問題点があつた。

本発明は上記要請に鑑みてなされたもので、熱
硬化性樹脂の加熱硬化により、少なくとも電機子
巻線部分を一体剛体化する無鉄心電機子の低慣性
化を目的とした製造方法に関するものであり、更
に前記無鉄心電機子をモータとして使用する場合
に全閉構造を採用できるようにしたものである。

即ち、金型内で、少なくとも電機子巻線部分を
熱硬化性樹脂の加熱硬化により一体剛体化してな
る無鉄心電機子の製造方法において、前記熱硬化
性樹脂として重合開始剤、充填剤を含むとともに
少なくともメチルメタアクリレートとアクリロニ
トリルの共重合体からなる殻に脂肪族もしくは環
状脂肪族炭化水素を内包させた微細カプセルを必
須成分とする熱硬化性樹脂を用い、前記熱硬化性
樹脂の加熱硬化温度を前記微細カプセルの膨張温
度よりも高くしたことを特徴とするものである。

以下本発明を更に詳しく説明する。

本発明で対象とする無鉄心電機子は、数ワツト
から数百ワツトに至る全閉型のばかりではなく、
開放型のものにおいても使用することができる。
このような開放型のモータに使用されるものであ
つて、巻線式の無鉄心電機子であればその形状が
偏平状或いはカツプ状であつても差支えない。

本発明は加熱時に熱硬化性樹脂中に混入された
微細カプセルが軟化して体積膨張する際に周囲の
熱硬化樹脂をおすので、熱硬化性樹脂が体積膨張
した状態で硬化する。したがつて、熱硬化性樹脂
の見かけ密度が微細カプセルの膨張に伴つて低下
し、電機子を軽量化、つまり低慣性化することが
できる。このとき微細カプセルの殻としてメチル
アクリレートとアクリロニトリルとの共重合体を
用いているので銅部品（整流子片等）に錆を発生
させない。

また本発明に用いる熱硬化性樹脂とは基本樹脂
と、これを重合硬化し得る化合物或いは重合開始
剤、充填剤および必要に応じて適宜用いられる繊
維、離型剤、着色剤で構成されるものへ、メチル
メタアクリレートとアクリロニトリルの共重合体
からなる殻に脂肪族もしくは環状脂肪族炭化水素
を内包した微細カプセルを必須成分として混合し
たものである。

基本樹脂とは不飽和ポリエステル、ジアリルフ
タレート、ウレタン、エポキシなどであり、中で
も不飽和ポリエステルとジアリルフタレートが好
ましい。ここで言う不飽和ポリエステルとは、
α，β不飽和ジカルボン酸又はこれ等と飽和ジカ
ルボン酸、更には飽和、不飽和モノカルボン酸を
含む有機酸とアルコール類および一価アルコール
類とのエステル化反応によつて得られる不飽和ポ
リエステルを、これと重合可能な架橋単量体に溶
解したもので、通常少量の重合禁止剤を含み、更
に所望ならば低収縮剤としてポリスチレン、ポリ
エチレン、ポリメタクリル酸メチル及びその共重
合体、ポリ塩化ビニル、ポリカプロラクトン飽和
ポリエステルを含有するものを言う。またジアリ
ルフタレートとはジアリルオルソフタレート、ジ
アリルイソフタレートなどのプレポリマー及びそ
れ等の共重合体と、これと重合可能な架橋単量体
を含み、更に所望ならばブタジエン、ウレタン等
のゴム或いはポリエチレン、ポリスチレン等の熱
可塑性樹脂を含むものを言う。

上記具体例で示した基本樹脂の重合開始剤と
は、有機過酸化物、例えばベンゾイルパーオキサ
イドメチルエチルケトンパーオキサイド等であ
り、促進剤としてはコバルトナフテネート、コバ
ルトオクトエート等の金属塩、トリエタノールア
ミン、ジエチルアニリン等のアミン類である。

更に炭酸カルシウム、水和アルミナ、シリカ等
の充填剤、ガラス、ビニロン等の繊維、ステアリ
ン酸亜鉛等の離型剤、酸化チタン等の着色剤が使
用される。

上記各成分によつて構成される熱硬化性樹脂へ
の必須成分となるメチルメタアクリレートとアク
リロニトリルとの共重合体からなる殻に脂肪族も
しくは環状脂肪族炭化水素を内包した微細カプセ
ルを用いる。

ここで、微細カプセルの内包剤となる脂肪族も
しくは環状脂肪族炭化水素とはブタン、イソブタ
ン、プロパン、ペンタン、ヘキサン、石油エーテ
ル、ジクロルペンタンなどメチルメタアクリレー
トとアクリロニトリルとの共重合体を溶解させな
いものが用いられる。

なお、本発明における工程と温度との関係を以
下、説明する。

上記微細カプセルを必須成分とする熱硬化性樹
脂の重合硬化は、通常発熱を伴う。発熱しながら
重合硬化により粘度上昇し、ついには硬化に至
る。

比較的低温で重合が行なわれる場合でも、重合
が開始されれば通常かなりの高温度まで温度が上
昇するが、その時点では粘度の上昇も著しく、熱
硬化性樹脂に含まれる微細カプセルは膨張しな
い。

従つて、重合初期の粘度のまだ低い間に微細カ
プセルが膨張する温度に達する必要がある。また
電機子巻線の一体剛体化温度が微細カプセルが膨
張する最低温度以下、或いはそれに近い温度の場
合は熱伝導の時間遅れから熱硬化性樹脂中の微細
カプセルが膨張する温度に達するのは重合熱によ
るものとなり、すでに粘度上昇が著しく、微細カ
プセルは膨張しない。即ち、重合熱によらずに熱
硬化性樹脂を微細カプセルの膨張温度以上に温度
上昇するためには、電機子巻線の一体剛体化温度
を微細カプセルの膨張温度よりも高くする必要が
ある。

重合開始前に金型内で微細カプセルを膨張させ
た場合、その状態で長時間放置すると膨張した微
細カプセルが再び溶融樹脂や架橋単量体などによ
り破壊されることがある。従つて、微細カプセル
が膨張した時点で速かに重合して粘度が上昇し、
硬化することが望ましい。粘度が上昇しさえすれ
ば微細カプセルは破壊されても空隙は小さなセル
として残存するのである。従つて、基本樹脂の重
合開始剤は少なくとも微細カプセルが膨張し得る
温度よりもやや低目か、同程度の温度で分解する
ことが好ましい。

以下実施例を示す。

〔実施例〕

φ0.25の自己融着層を有する絶縁電線を50回巻
回した単コイルを23コ偏平状に整列した電機子巻
線群を整流子と電気的に接続して電機子巻線を得
た。

またメチルメタアクリレートとアクリロニトリ
ル共重合体からなる微細カプセルの殻中にイソブ
タンを包含させた微細カプセルを用意して下記組
成の熱硬化性樹脂を得た。

不飽和ポリエステル 70重量部 スチレン 80重量部 ｔ−ブチル・パーベンゾエート １重量部 炭酸カルシウム 200重量部 ステアリン酸亜鉛 ２重量部 微細カプセル ３重量部 上記イソブタンを内包剤としたメチルメタアク
リレートとアクリロニトリルとの共重合体の微細
カプセルを有する熱硬化性樹脂15ｇを、予め150
℃に加熱した金型内に電機子巻線と共に載置せし
め、５分間型締めすることによつて総重量90ｇの
偏平無鉄心電機子を得た。

〔比較例 １〕 実施例と同様な電機子巻線をポリエステル樹脂
成形材料（松下電工製CE・2600）を用いて、160
℃、５分間の移送成形により総重量102ｇの偏平
無鉄心電機子を得た。

この比較例１と実施例とを比べてみると、無鉄
心電機子の総重量が約12％軽減でき、実施例にお
いてモータとしての低慣性化が達成できる。

〔比較例 ２〕 塩化ビニリデンとアクリロニトリルとの共重合
体で形成される微細カプセルを用いて実施例と同
様の総重量92ｇの無鉄心電機子を得た。比較例
１，２および実施例で得た無鉄心電機子を、それ
ぞれ別々に密閉容器中に封止し、130℃で500時間
加熱したのち開封すると実施例のもの以外は無鉄
心電機子の整流子片に緑錆が発生していた。比較
例２において、用いる熱硬化性樹脂にベンゾトリ
アゾール系防錆剤を１〜２％混入させても効果が
ない。

即ち、本発明の如く脂肪族もしくは環状脂肪族
炭化水素を内包剤としたメチルメタアクリレート
とアクリロニトリルとの共重合体で形成される微
細カプセルを必須成分とした熱硬化性樹脂の加熱
硬化により電機子巻線を一体剛体化することによ
り、全閉構造のモータに使用した際にも整流子片
等に錆を発生させることなく無鉄心電機子の低慣
性化を図ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金型内に配置した熱硬化性樹脂の加熱硬化に
   より、少なくとも電機子巻線部分を一体剛体化す
   る無鉄心電機子の製造方法において、前記熱硬化
   性樹脂として重合開始剤、充填剤を含むとともに
   少なくともメチルメタアクリレートとアクリロニ
   トリルとの共重合体からなる殻に脂肪族もしくは
   環状脂肪族炭化水素を内包させた微細カプセルを
   必須成分とする熱硬化性樹脂を用い、前記熱硬化
   性樹脂の加熱硬化温度を前記微細カプセルの膨張
   温度よりも高くしたことを特徴とする無鉄心電機
   子の製造方法。