JPH07112337B2 - 無鉄心電機子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は複写機,NC工作機械，カークーラーなどOF,FAお
よび電装分野などに広く用いられる無鉄心モータに関
し、更に詳しくは絶縁電線もしくは自己融着性絶縁電線
により電機子巻線を形成し、これを不飽和ポリエステル
樹脂組成物で封止した巻線式無鉄心電機子の製造方法に
関するものである。

従来例の構成とその問題点 一般に電機子巻線は絶縁電線もしくは自己融着性絶縁電
線を巻装してワニス等の結着剤により、その支持鉄心と
共に一体的に構成する。しかし無鉄心電機子の如く支持
鉄心がない電機子巻線の場合には何等かの方法で電機子
巻線自身を一体的に剛体化しなければならない。特に数
ワットから数キロワットに至る比較的容量の大きい無鉄
心電機子の場合は電機子巻線の一体的な剛体化に要求さ
れる特性も高度である。中でも寸法安定性，耐熱性，機
械特性，電気特性などは無鉄心電機子の信頼性を確保す
るうえで重大なものであり、これ等の特性を満足する範
囲で不飽和ポリエステルやエポキシ樹脂に充填剤，離型
剤，顔料その他必要に応じて加える添加剤を一括して混
練した樹脂組成物で電機子巻線を封止した無鉄心電機子
が実用化されている。

上記電機子巻線を封止する樹脂組成物として不飽和ポリ
エステル樹脂やエポキシ樹脂が使用される理由として
は、いずれの場合も電機子巻線を封止する際の溶融粘度
が低いので緻密な電機子巻線の封止も容易であり、且つ
電機子巻線の変形も少ないのでモータ特性を維持するう
えで有利だからである。そのうえ無機質充填剤を比較的
多量に混入することができるため電機子巻線の導体と、
これを封止する樹脂組成物との熱膨張差が縮小し、或い
はまた樹脂組成物の熱伝導率が比較的大きくなるため、
例えばモータ動作時の温度上昇の抑制や寸法安定性など
で有利になるからである。尚、不飽和ポリエステル樹脂
はモータとして比較的軽負荷のものに使用され、エポキ
シ樹脂は比較的重負荷の場合に使用されている。その理
由は、一般に不飽和ポリエステル樹脂は、電機子巻線封
止時の作業性の観点から無機充填剤含有量が60〜70重量
％程度であり、エポキシ樹脂のように例えば80重量％も
の多量の無機充填剤を混入するのが困難なことである。
また不飽和ポリエステル樹脂はエポキシ樹脂の硬化に比
べて著しく速いので硬化歪が大きく寸法精度が確保しに
くいため、例えば熱可塑性樹脂から成る低収縮剤を必要
とし、このため耐熱性などがエポキシ樹脂を使用した場
合に比べて不利だからである。

しかし上記のような実用的に十分な信頼性を有する無鉄
心電機子は、その電機子構造に由来するモータとしての
動作特性や構造上の特徴によって種々の産業分野で広範
に使用されるようになり、比較的軽負荷で使用される用
途も広がって来た。特にこの種の分野では無鉄心モータ
の経済的な利点や製造方法の合理化，品質の安定化に対
する要望が強まっている。

そこで上記観点から比較的軽負荷で使用される不飽和ポ
リエステル樹脂組成物で電機子巻線を封止する無鉄心電
機子の問題点を説明する。

上記不飽和ポリエステル樹脂は不飽和ポリエステルアル
キドの共重合性単量体溶液であり、更に種々の添加剤を
添加したものである。これ等の不飽和ポリエステル樹脂
は貯蔵中のゲル化，粘性，硬化特性などの樹脂特性の経
日変化などの重大な欠点があり、一方粘稠な液体のため
充填剤，補強剤，顔料，低収縮剤などを一括して混練し
て樹脂組成分とするときの取り扱い上の困難さがある。
また不飽和ポリエステル樹脂は法規的に危険物であるた
め、その貯蔵或いは保管は法規制を受け特別な配慮を行
なわなければならないのである。

発明の目的 本発明は上記不飽和ポリエステル樹脂組成で電機子巻線
を封止する無鉄心電機子の製造上の問題点を解消し、エ
ポキシ樹脂に比べて経済的な利点を維持しつつ電機子巻
線封止作業の簡素化を図ることをねらいとする。

発明の構成 本発明は室温で固形の不飽和ポリエステルアルキド／共
重合性単量体（重量比95/5〜40/60），重合開始剤，充
填剤，その他必要に応じて加える添加剤とを前記不飽和
ポリエステルアルキドの軟化温度以下で混合して不飽和
ポリエステルアルキド混合粉体としたのち、軟化温度以
上で押出し、電機子巻線を封止する無鉄心電機子の製造
方法である。

本発明で使用する室温で固形の不飽和ポリエステルアル
キド混合粉体はゲル化が全く発生することなく、また樹
脂特性の経日変化もなく殆んど無期限とも言える長期間
の保存が可能である。特に不飽和ポリエステルアルキド
が粉砕物であれば共重合性単量体への溶解も極めて容易
であり、共重合性単量体，重合開始剤，充填剤その他必
要に応じて加える添加剤とを不飽和ポリエステルアルキ
ドの軟化温度以下で混合して不飽和ポリエステルアルキ
ド混合粉体とし、これを軟化温度以上で押出せば容易に
電機子巻線を封止する樹脂組成物が得られる。しかも上
記樹脂組成物は電機子巻線の封止性や硬化物の物性など
の点において不飽和ポリエステル樹脂を用いた場合と全
く同じである。従って上記製造方法は粘稠は不飽和ポリ
エステル樹脂を使用する製造方法に比べて取扱いの容易
さ、工程上の簡略化の点において有利であり、電機子巻
線封止直前に樹脂組成物とすることもできるので、その
時点で最適な樹脂特性を有するものとなり無鉄心電機子
の品質を維持するうえで有利である。

以下本発明を更に詳しく説明する。

本発明で言う室温で固形の不飽和ポリエステルアルキド
とは一般の不飽和ポリエステル樹脂に使用されるもので
ある。即ちカルボン酸成分として不飽和ジカルボン酸と
必要により飽和ジカルボン酸とからなり、アルコール成
分としてグリコール成分とから成る。不飽和ジカルボン
酸としてはフマル酸，無水マレイン酸，イタコン酸，シ
トラコン酸などがあり、飽和ジカルボン酸成分としては
オルソフタル酸，無水フタル酸，イソフタル酸，テレフ
タル酸，テトラおよびヘキサヒドロフタル酸などがあ
る。またグリコール成分としてはエチレングリコール,1
・２−および１・３−プロパンジオール,1・３−および
１・４−ブタンジオール，ジエチレングリコール，ジプ
ロピレングリコール，ネオペンチルグリコール，ビスフ
ェノール類のアルキレンオキシド付加物，水素化ビスフ
ェノール類およびそのアルキレンオキシド付加物，ハロ
ゲン化ビスフェノールのアルキレンオキシド付加物,1・
４−シクロヘキサンジメタノールなどがある。このよう
な不飽和ポリエステルアルキドとしては軟化点が室温以
上好ましくは80〜100℃で、粉砕物であり、粉砕物の粒
径は実用的に10メッシュより細かいものが好ましい。

一方の主成分である共重合性単量体としてはスチレン，
αメチルスチレン，ビニルトルエン，ジビニルベンゼ
ン，モノクロルスチレン，ジアリルフタレートなどがあ
る。

上記室温で固形の不飽和ポリエステルアルキドと共重合
性単量体は重量比95/5〜40/60の範囲で使用する。重量
比が95/5より上では樹脂組成物として押出すときの摩擦
が大きく、この摩擦熱によって均一な条件下で押出すこ
とができず、更には、電機子巻線等を変形させ易すくな
りモータ特性を維持するうえで不利だからである。一
方、この比が40/60よりも下では低分子量物が多すぎる
ため、電機子巻線封止時に充填剤が分離し易すくなり、
封止性の観点から不利である。

次に本発明で使用する重合開始剤は一般にこれ等の樹脂
を硬化する際に発現するキックオフ温度が不飽和ポリエ
ステルアルキドの軟化温度よりも高くなっていることが
必要であり、具体的には15℃以上高くなるものが望まし
い。即ちジクミルパーオキサイド,t−ブチルパーベンゾ
エート,2・５−ジメチル−２・５−ジｔ（ブチルパーオ
キシ）ヘキサンなどである。その他充填剤として炭酸カ
ルシウム・タルク・クレー・水和アルミナなどの粒状充
填剤を電機子巻線の封止性を損なわない範囲でできるだ
け多量に添加することが好ましい。更にガラス繊維など
の補強剤，高級脂肪酸の金属石鹸類などの離型剤，カー
ボンブラックのような顔料，三酸化アンチモンのような
難燃剤を適宜必要に応じて添加することができる。

上記室温で固形の不飽和ポリエステルアルキドと共重合
性単量体（重量比95/5〜40〜60），重合開始剤，充填
剤，その他必要に応じて加える各種の添加剤の混合割合
は電機子巻線の封止性を加味しながら無鉄心電機子の特
性並びに信頼性を満足する範囲で決定される。尚、各成
分の混合は不飽和ポリエステルアルキドの軟化温度以下
で行なって不飽和ポリエステルアルキド混合粉体とする
が、軟化温度を越えると混合が不均一になり無鉄心電機
子の品質を維持できなくなるからであり、更に不飽和ポ
リエステルアルキドの軟化温度以上で混合物を押出すの
は充填剤が通常60〜70重量％以上も共存する中で速やか
に不飽和ポリエステル樹脂組成物とし、更に、この樹脂
組成物の安定性を維持する必要があるからである。また
ダイ或いはノズルから押出しをスムースに行なうために
混合物には少なくとも30Kgf/cm²以上の圧力を加えなが
ら押出すことが好ましい。

実施例の説明 次に実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明
はそれ等の実施例に限定されるものではない。

実施例中、単に部とあるのは重量部である。

（実施例） テレフタル酸50モル，フマル酸50モルからなる酸成分と
エチレングリコール90モル,1・２−プロピレングリコー
ル10モルから得られた分子量14500,軟化点92℃の不飽和
ポリエステルアルキド粉砕物75部，ジアリルフタレート
単量体25部，ジクミルパーオキサイド１部，炭酸カルシ
ウム400部，ガラス繊維30部，カーボンブラック１部，
ステアリン酸亜鉛３部を50℃以下で混合した。この不飽
和ポリエステルアルキド混合粉体を二軸コーン型スクリ
ュー付きホッパーから予め100℃に加熱した等ピッチ単
軸スクリューを配した加熱シリンダに供給すると、シリ
ンダ先端のノズルから溶融不飽和ポリエステル樹脂組成
物が吐出する。図は、加熱された密閉ミキサー内でロー
ル形ブレイドにより溶融樹脂組成物を混合したときの樹
脂組成物温度とブレイドに加わるトルクの関係を示す特
性図である。不飽和ポリエステルアルキドの軟化温度以
上であれば溶融樹脂組成物の温度は軟化温度以下の場合
に比べて格段に安定している。尚、ホッパーに付属した
二軸コーン型スクリューで不飽和ポリエステルアルキド
混合粉体を約30Kgf/cm²の圧力でシリンダ内で押し込む
とスクリューインライン式の射出機内で不飽和ポリエス
テル樹脂組成物が得られ、そのまま電機子巻線を封止す
ることもできる。導体径0.32mm,40ターン／コイル,23コ
イルの電機子巻線を170℃±5deg×60secの条件で封止し
た厚さ2.0mm,外径90mmの偏平状無鉄心電機子の面振れは
0.07mm（ｎ＝100）であり、熱衝撃（120℃＜−＞−30
℃）×10回にも耐え、実用的に十分な寸法精度のものが
得られる。

尚比較例としてテレフタル酸系不飽和ポリエステル樹脂
100部，ジクミルパーオキサイド１部，炭酸カルシウム4
00部，ガラス繊維30部，カーボンブラック１部，ステア
リン酸亜鉛３部をニーダにて一括し混練りしたプリミッ
クス状の不飽和ポリエステル樹脂組成物を得た。尚、不
飽和ポリエステル樹脂は25℃,1500Poiseと粘稠で取り扱
いが、良好でない。これを用いて実施例と同様な電機子
巻線をトランスファ成形により170℃±5deg90secで封止
し無鉄心電機子とした。得られた無鉄心電機子の面振れ
は0.10mm（ｎ＝100）で実施例と同様の寸法精度であり
耐熱衝撃性も同等であった。

発明の効果 以上のように本発明は室温で固形の不飽和ポリエステル
アルキドを使用し、共重合性単量体、重合開始剤、充填
剤とともに混合粉体として貯蔵するので樹脂特性の貯蔵
中の経日変化が無く、電機子巻線の封止直前に不飽和ポ
リエステル樹脂組成物とすることができるので粘稠な不
飽和ポリエステル樹脂を使用する場合に比べて取り扱い
の容易さ、工程上の簡略の点において有利であり、更に
その時点で最適な樹脂特性をもつものとなり電機子巻線
の封止性や得られた無鉄心電機子の特性も不飽和ポリエ
ステル樹脂を使用した場合と全く同じものが安定して得
られるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は溶融樹脂組成物の温度とスクリュー回転トルクの関
係を示す特性図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 博明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−186348（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−145555（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】室温で固形の不飽和ポリエステルアルキド
   と共重合性単量体（重量比95/5〜40/60）、重合開始
   剤、充填剤を前記不飽和ポリエステルアルキドの軟化温
   度以下で混合して不飽和ポリエステルアルキド混合粉体
   とし、前記混合粉体を不飽和ポリエステルアルキドの軟
   化温度以上の押出温度で押出し、電機子巻線を封止する
   無鉄心電機子の製造方法。