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TW201444903A - 固定用樹脂組成物、轉子、汽車、及轉子之製造方法 - Google Patents

固定用樹脂組成物、轉子、汽車、及轉子之製造方法 Download PDF

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TW201444903A
TW201444903A TW102118066A TW102118066A TW201444903A TW 201444903 A TW201444903 A TW 201444903A TW 102118066 A TW102118066 A TW 102118066A TW 102118066 A TW102118066 A TW 102118066A TW 201444903 A TW201444903 A TW 201444903A
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TW
Taiwan
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resin composition
fixing
rotor
mass
less
Prior art date
Application number
TW102118066A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Kitada
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Bakelite Co filed Critical Sumitomo Bakelite Co
Priority to TW102118066A priority Critical patent/TW201444903A/zh
Publication of TW201444903A publication Critical patent/TW201444903A/zh

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Abstract

本發明提供一種填充特性優異的固形之固定用樹脂組成物及使用其之轉子。本發明之固定用樹脂組成物係使用在構成轉子之固定構件中者,該轉子包括:轉子鐵芯110,其包含由多個板構件積層而成之積層體,固設於旋轉軸上,且於積層體中設置有沿著旋轉軸之周緣部配置之多個孔部150;磁鐵120,其係插入於孔部150中;及固定構件130,其係使填充於孔部150與磁鐵120之相隔部中的固定用樹脂組成物硬化而成;並且上述固定用樹脂組成物包含含有環氧樹脂之熱硬化性樹脂(A)、硬化劑(B)、及無機填充材料(C),且環氧樹脂於150℃之ICI黏度為3泊以下。

Description

固定用樹脂組成物、轉子、汽車、及轉子之製造方法
本發明係關於一種用於轉子之固定用樹脂組成物、轉子、汽車、及轉子之製造方法。
近年來,於轉子之技術領域中,一直使用於設於轉子鐵芯中之孔部插入永久磁鐵,且於孔部與永久磁鐵之間填充液態樹脂,藉此將永久磁鐵固定於轉子鐵芯之技術。於該技術領域中,通常使用胺基甲酸酯樹脂或環氧樹脂等液態樹脂。此種技術例如記載於專利文獻1中。
另外,於專利文獻2中,記載有用於密封馬達之馬達密封用環氧樹脂、以及將其硬化而成之成形品。據記載,該成形品可獲得作業環境性、生產性、耐熱性、導熱性、耐溶劑性、高濕耐水性及較低之線膨脹係數。因此,認為可將專利文獻2中所記載之成形品用於馬達之外殼。
另外,專利文獻3所記載之轉子具有下述結構:於收容永久磁鐵之第1孔部之側面,形成有與第1孔部連通且沿著轉子之旋轉方向的第2孔部。於該第2孔部中填充有樹脂或者配置有彈簧,藉此,於轉子之旋轉方向上永久磁 鐵自第1孔部之側壁受到之應力得到緩和。據記載,藉此可防止永久磁鐵破損。另外,作為於轉子鐵芯之孔部與磁鐵之間填充液態樹脂之方法,有預先填入法及塗敷法兩種。預先填入法包含以下步驟。首先,利用分注器將液態樹脂填充至轉子鐵芯之孔部。然後,於填充有液態樹脂之孔部插入磁鐵。預先填入法係記載於專利文獻4及5中。另一方面,塗敷法包含以下步驟。首先,利用毛刷將液態樹脂塗佈於磁鐵上,再將塗佈有液態樹脂之磁鐵插入至轉子鐵芯之孔部。塗敷法係記載於專利文獻6中。
〔先前技術文獻〕
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2007-236020號公報
[專利文獻2]日本專利特開2009-13213號公報
[專利文獻3]日本專利特開2002-359942號公報
[專利文獻4]日本專利特開2005-304247號公報
[專利文獻5]日本專利特開平11-98735號公報
[專利文獻6]日本專利特開2003-199303號公報
要將上述的填充液態樹脂之技術應用於將樹脂注入到轉子鐵芯之孔部與預先插入至該孔部之磁鐵之間的間隙中之注入方法較為困難。
另外,專利文獻2所記載之環氧樹脂係以覆蓋整個馬 達為目的。因此,難以將專利文獻2所記載之樹脂用於固定永久磁鐵之目的。
因此,本發明人等進行研究之結果發現,藉由採用嵌入成形(insert molding),可將樹脂填充於轉子鐵芯之孔部與預先插入至該孔部之磁鐵之間的間隙中。
然而,於轉子鐵芯之孔部與磁鐵之間的間隙較窄之情況下,有無法向間隙中填充熔融樹脂之虞。因此,本發明人等認為,為了提高對間隙之填充特性,在固形樹脂之熔融黏度方面尚有改善之餘地。
根據本發明,可提供一種固定用樹脂組成物,其係用於構成轉子之固定構件者,該轉子包括:轉子鐵芯,其包含由多個板構件積層而成之積層體,固設於旋轉軸上,且於前述積層體中設置有沿著前述旋轉軸之周緣部配置之多個孔部;磁鐵,其係插入於前述孔部中;及前述固定構件,其係使填充於前述孔部與前述磁鐵之相隔部中的前述固定用樹脂組成物硬化而成;且上述固定用樹脂組成物包含:熱硬化性樹脂(A)5質量%以上40質量%以下,其含有於150℃之ICI黏度為3泊(poise)以下之環氧樹脂(A1)70質量%以上100質量%以下;硬化劑(B)3質量%以上35質量%以下,其於150℃之ICI黏度為2泊以下;及無機填充材料(C)50質量%以上93質量%以下;並且於模具溫度175℃、成形壓力6.9MPa、注入時間20秒之條件下,將前述固定用樹脂組成物注入至具有寬度3mm、厚度 80μm之剖面形狀的流路中時之狹縫流動長度(slit flow length)為75mm以上300mm以下。
根據本發明,可提供一種填充特性優異的固形之固定用樹脂組成物及使用其之轉子。
100‧‧‧轉子
110‧‧‧轉子鐵芯
112‧‧‧鋼板
114‧‧‧端板
116‧‧‧槽部
118a‧‧‧端板
118b‧‧‧端板
120‧‧‧磁鐵
121‧‧‧側壁
123‧‧‧側壁
130‧‧‧固定構件
140‧‧‧填充部
150‧‧‧孔部
151‧‧‧側壁
152‧‧‧孔部
153‧‧‧側壁
154a‧‧‧孔部
154b‧‧‧孔部
156‧‧‧孔部
160‧‧‧鉚接部
170‧‧‧軸
200‧‧‧上模
210‧‧‧罐
220‧‧‧流路
D1‧‧‧間隔寬度
上述目的、以及其他目的、特徵及優點可藉由以下所述之較佳實施形態、及該實施形態所隨附的以下之圖式而更為明瞭。
圖1係以示意方式表示本發明之實施形態之轉子的俯視圖。
圖2係以示意方式表示本發明之實施形態中之嵌入成形用模具的俯視圖。
圖3係以示意方式表示本發明之實施形態之轉子之一部分的擴大圖。
圖4係以示意方式表示本發明之實施形態之轉子之一部分的剖面圖。
圖5係以示意方式表示本發明之實施形態之轉子的剖面圖。
圖6係表示本發明之實施形態之轉子之變化例的剖面圖。
圖7係以示意方式表示變化例之轉子的俯視圖。
圖8係以示意方式表示變化例之轉子的俯視圖。
圖9係以示意方式表示變化例之轉子的俯視圖。
以下,使用圖式對本發明之實施形態進行說明。再者,於所有圖式中,均對相同構成要素標附相同符號,且適宜地省略說明。
圖1係本發明之實施形態之轉子的俯視圖。圖3係本發明之實施形態之轉子之一部分的擴大圖。圖4係本發明之實施形態之轉子之一部分的剖面圖。圖5係表示轉子之構成的剖面圖。本實施形態之轉子100係包括:轉子鐵芯110、磁鐵120、及固定構件130。轉子鐵芯110包含由多個板構件(電磁鋼板)積層而成之積層體。轉子鐵芯110係固設於旋轉軸(軸170)上。另外,轉子鐵芯110中,於該積層體中設置有沿著旋轉軸之周緣部配置之多個孔部150。磁鐵120係插入於孔部150中。固定構件130係使填充於孔部150與磁鐵120之相隔部中的固定用樹脂組成物硬化而成。
轉子鐵芯110係藉由將薄板狀之磁性體的電磁鋼板(鋼板112)積層多個而構成。轉子鐵芯110中設置有用以插入軸170之貫穿孔。該轉子鐵芯110例如可形成為筒狀。轉子鐵芯110於俯視下之形狀並無特別限定,例如可為圓形、多角形等。另外,多個電磁鋼板相互藉由鉚接部160而結合。另外,電磁鋼板係包含例如鐵或鐵合金等。又,於轉子鐵芯110之軸方向之端部,設置有端板114。再者,於端板114中,亦可設置鉚接部160以及用以避免與填充部140之開口部之干擾的槽部116。
多個孔部150(或者包含多個孔部之孔部群)係以將旋轉軸之軸心作為中心而成為點對稱之方式配置於轉子鐵芯110中。孔部150之個數並無特別限定,例如為2n或3n個(n為自然數,例如設為2~5)。於各孔部150中插入有磁鐵120。孔部150只要依照磁鐵120之形狀而構成即可,例如亦可於磁鐵120之角部周圍具有空隙(margin:(間隙部)。
孔部150之配置佈局並不限定於圖1所示之形態,例如亦可採用圖7~9所示之各種配置佈局。可將以2個或3個孔部150為一組的孔部群沿著旋轉軸之周緣部配置。如圖1所示,各孔部群可包含相互離開且配置為V字形的2個孔部。另外,如圖9所示,孔部群亦可包含孔部154a、154b、及形成於該等孔部154a、154b之間的孔部156。另外,如圖8所示,配置為V字形之孔部亦可連通而構成1個孔部152。再者,如圖7所示,多個孔部150亦可相互離開地配置於孔部150相對於軸之面垂直方向正交之位置。
另外,磁鐵120只要固定於孔部150內部即可。例如,如圖3及圖4所示,可將磁鐵120固定於孔部150之側壁中位於轉子鐵芯110之外周圓側之側壁151上。亦即,可使磁鐵120之側壁121與孔部150之側壁151接觸。換言之,可將本發明之固定用樹脂組成物填充於孔部150之側壁151以外之側壁與磁鐵120之相隔部(填充部140)中。將該固定用樹脂組成物硬化,形成固定構件130。固定構 件130亦可設置於孔部150之角部與磁鐵120之間。此處,磁鐵120例如可使用釹磁鐵等永久磁鐵。
於圖3及圖4中,側壁153係指孔部150之側壁中位於轉子鐵芯110之內周圓側者。另外,側壁123係指磁鐵120之側壁中與孔部150之側壁153相對向者。
本實施形態中,如圖3或圖4所示,轉子鐵芯110中孔部150與磁鐵120於直徑方向上之間隙的間隔寬度D1係定義為自孔部150之側壁153至磁鐵120之側壁123的距離。於存在上述間隙之情況下,間隔寬度D1較佳為20μm以上、500μm以下。更佳為50μm以上、300μm以下。藉由將該間隔寬度D1設定於上述範圍內,可對轉子賦予良好之機械強度。
發明人等進行研究之結果判明,於寬度較窄之區域中,容易發生未填充有樹脂之情況。
針對於此,藉由使用填充特性優異的本發明之固定用樹脂組成物,可抑制於寬度較窄之區域中發生未填充有樹脂之情況。藉此,可將固定構件130良好地填充於孔部150與磁鐵120之間隙中,故而可提高轉子100之剛性。因此,可減低自旋轉時之轉子產生之噪音。
如圖5所示,端板114係固定於軸170上,且於軸方向上夾持轉子鐵芯110。端板114係由鉚接部160固定於軸170上。但並不限定於此種形態,如圖6所示,亦可將端板118a、118b藉由熔接等而固定於軸170上。另外,於孔部150內,可不於磁鐵120之外周緣側之側壁上形成固 定構件130,但亦可如圖6所示般,於磁鐵120之外周緣側及內周緣側該兩側壁上形成固定構件130。
以下,對構成本發明之轉子100之固定用樹脂組成物的各成分進行說明。
該固定用樹脂組成物可用於形成轉子以及形成包含轉子之車輛。亦即,該固定用樹脂組成物係用於將配置於包含電磁鋼板之轉子鐵芯內所形成之孔部中的磁鐵固定。
(固定用樹脂組成物)
本發明之固形之固定用樹脂組成物包含:含有環氧樹脂之熱硬化性樹脂(A)、硬化劑(B)、及無機填充材料(C)。該固定用樹脂組成物藉由環氧樹脂之150℃下之ICI黏度為3泊以下之事項而與其他固定用樹脂組成物相區別。另外,關於該固定用樹脂組成物,於模具溫度175℃、成形壓力6.9MPa、注入時間20秒之條件下,將固定用樹脂組成物注入至具有寬度3mm、厚度80μm之剖面形狀的流路中時之狹縫流動長度為75mm以上。再者,此時之狹縫流動長度較佳為75mm以上300mm以下,更佳為80mm以上300mm以下。
[熱硬化性樹脂(A)]
首先,對熱硬化性樹脂(A)進行說明。
熱硬化性樹脂(A)並無特別限制,可使用:環氧樹脂(A1)、氧雜環丁烷樹脂、(甲基)丙烯酸酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯樹脂、順丁烯二醯亞胺樹脂等。其中,可較佳地使用硬化性及保存性、硬化物之 耐熱性、耐濕性、耐化學品優異之環氧樹脂(A1)。
本發明之熱硬化性樹脂(A)含有環氧樹脂(A1)。該環氧樹脂(A1)可列舉一分子中具有2個以上環氧基者。
環氧樹脂之分子量或結構並無特別限定,較佳為使固定用樹脂組成物之黏度降低者。環氧樹脂(A1)之150℃下之ICI黏度的上限值為3泊以下,較佳為1.5泊以下。下限值並無特別限定,較佳為0泊以上,更佳為0.01泊以上。藉此,可提高固定用樹脂組成物之填充特性,即便於孔部與磁鐵之間隙較窄之情況下,亦可確保鋼板與磁鐵之接著面積充分,故而可賦予較高之機械強度。
另外,環氧樹脂(A1)例如可列舉:聯苯型環氧樹脂,具有伸聯苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂、具有伸苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂、具有伸苯基骨架之萘酚芳烷基型環氧樹脂、具有甲氧基萘骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂等苯酚芳烷基型環氧樹脂,苯酚酚醛清漆環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂,雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、四甲基雙酚型環氧樹脂等雙酚型環氧樹脂,聯二萘酚型(bisnaphthol type)環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、二氫蒽二醇型環氧樹脂、及三苯基甲烷型環氧樹脂。
其中,環氧樹脂(A1)除了聯苯型環氧樹脂、雙酚型環氧樹脂等具有結晶性之環氧樹脂以外,較佳為具有伸苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂、具有伸聯苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂、三苯基甲烷型環氧樹脂。該等可單 獨使用亦可混合兩種以上而使用。
相對於固定用樹脂組成物之合計值100質量%,本發明之熱硬化性樹脂(A)之含量並無特別限定,較佳為5質量%以上40質量%以下,更佳為7質量%以上20質量%以下。
於本發明之含有環氧樹脂(A1)之較佳形態中,該環氧樹脂之含量的下限值並無特別限定,相對於熱硬化性樹脂(A)100質量%較佳為70質量%以上100質量%以下,更佳為80質量%以上100質量%以下。
[硬化劑(B)]
其次,對硬化劑(B)進行說明。硬化劑(B)係用以使熱硬化性樹脂(A)中所含之環氧樹脂(A1)產生三維交聯者。硬化劑(B)並無特別限定,較佳為使固定用樹脂組成物之黏度降低者。硬化劑(B)例如150℃下之ICI黏度的上限值較佳為2泊以下,更佳為1.8泊以下,進而較佳為1.7泊以下。下限值並無特別限定,較佳為0泊以上,更佳為0.01泊以上。
另外,硬化劑(B)例如可採用:酚醛清漆型酚樹脂、具有伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、具有伸聯苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、具有伸苯基骨架之萘酚芳烷基樹脂、以羥基苯甲醛、甲醛及苯酚之反應產物為主的酚樹脂、以及三苯基甲烷型酚化合物與酚醛清漆型酚化合物之共聚物等酚樹脂。該等可單獨使用一種亦可併用兩種以上。利用如上所述之酚樹脂系硬化劑,可使抗燃性、耐濕性、電性特 性、硬化性、保存穩定性等之平衡達到良好。尤其是就硬化性方面而言,例如酚樹脂系硬化劑之羥基當量可設為90g/eq以上、250g/eq以下。
進而,作為可併用之硬化劑,例如可列舉聚加成型硬化劑、觸媒型硬化劑、縮合型硬化劑等。
作為聚加成型硬化劑,例如可列舉:包括二乙三胺(DETA)、三乙四胺(TETA)、間二甲苯二胺(MXDA)等脂肪族多胺,二胺基二苯基甲烷(DDM)、間苯二胺(MPDA)、二胺基二苯基碸(DDS)等芳香族多胺,此外二氰二胺(DICY)、有機酸二醯肼等的多胺化合物;包括六氫鄰苯二甲酸酐(HHPA)、甲基四氫鄰苯二甲酸酐(MTHPA)等脂環族酸酐,苯偏三酸酐(TMA)、焦蜜石酸二酐(PMDA)、二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)等芳香族酸酐等的酸酐;酚醛清漆型酚樹脂、酚聚合物等多酚化合物;多硫化物、硫酯、硫醚等多硫醇化合物;異氰酸酯預聚物、封端異氰酸酯等異氰酸酯化合物;含羧酸之聚酯樹脂等有機酸類等。
作為觸媒型硬化劑,例如可列舉:苄基二甲胺(BDMA)、2,4,6-三-二甲基胺基甲基苯酚(DMP-30)等三級胺化合物;2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑(EMI24)等咪唑化合物;BF3錯合物等路易斯酸等。
作為縮合型硬化劑,例如可列舉:可溶酚醛樹脂等具有羥甲基之酚樹脂;含羥甲基之尿素樹脂等尿素樹脂;含羥甲基之三聚氰胺樹脂等三聚氰胺樹脂等。
於併用上述其他硬化劑之情況下,相對於全部硬化劑(B),酚樹脂系硬化劑之含量的下限值較佳為20質量%以上,更佳為30質量%以上,特佳為50質量%以上。若調配比例在上述範圍內,則可保持抗燃性且表現出良好之流動性。另外,酚樹脂系硬化劑之含量的上限值並無特別限定,相對於全部硬化劑(B)較佳為100質量%以下。
硬化劑(B)之含量之合計值相對於本發明之固定用樹脂組成物的下限值並無特別限定,較佳為相對於固定用樹脂組成物之合計值100質量%為3質量%以上,更佳為3.5質量%以上。若調配比例的下限值在上述範圍內,則可獲得良好之硬化性。另外,硬化劑(B)之含量之合計值相對於本發明之固定用樹脂組成物的上限值亦無特別限定,較佳為相對於全部固定用樹脂組成物之合計值100質量%為35質量%以下,更佳為15質量%以下。
再者,作為硬化劑(B)之酚樹脂與環氧樹脂較佳為以使全部熱硬化性樹脂(A)中之環氧基數(EP)、與全部酚樹脂中之酚性羥基數(OH)的當量比(EP)/(OH)為0.8以上、1.3以下之方式進行調配。若當量比在上述範圍內,則於將所得之固定用樹脂組成物成形時,可獲得充分之硬化特性。
[無機填充材料(C)]
作為本發明之固定用樹脂組成物中所使用之無機填充材料(C),可使用固定用樹脂組成物之技術領域中通常使用的無機填充材料。例如可列舉:熔融碎裂矽石及熔融 球狀矽石等熔融矽石、結晶性矽石、氧化鋁、高嶺土、滑石、黏土、雲母、岩綿、矽灰石、玻璃粉、玻璃鱗片、玻璃珠、玻璃纖維、碳化矽、氮化矽、氮化鋁、碳黑、石墨、二氧化鈦、碳酸鈣、硫酸鈣、碳酸鋇、碳酸鎂、硫酸鎂、硫酸鋇、纖維素、芳族醯胺、木材、將酚樹脂成形材料或環氧樹脂成形材料之硬化物粉碎所得的粉碎粉末等。其中,較佳為熔融碎裂矽石、熔融球狀矽石、晶性矽石等矽石,更佳可使用熔融球狀矽石。又,其中碳酸鈣於成本方面而言較佳。無機填充材料(C)可使用一種,或者亦可併用兩種以上。
無機填充材料(C)之平均粒徑D50較佳為0.01μm以上、75μm以下,更佳為0.05μm以上、50μm以下。藉由使無機填充材料(C)之平均粒徑在上述範圍內,則本發明之固定用樹脂組成物對孔部與磁鐵之相隔部(填充部)之填充性可提高。另外,藉由將無機填充材料(C)之平均粒徑的上限值設定為75μm以下,填充性可進一步提高。
平均粒徑D50係利用RODOS SR型雷射繞射型測定裝置(SYMPATEC HEROS&RODOS)所測定之體積換算平均粒徑。
另外,於本發明之固定用樹脂組成物中,無機填充材料(C)可含有平均粒徑D50不同的兩種以上之球狀矽石。藉此,可同時實現提高流動性及填充性與抑制毛邊。
相對於固定用樹脂組成物之合計值100質量%,無機填充材料(C)之含量較佳為50質量%以上,更佳為60 質量%以上,進而較佳為65質量%以上,特佳為75質量%以上。若下限值在上述範圍內,則可使所獲得之固定用樹脂組成物伴隨於硬化而產生的吸濕量之增加、或強度之下降減低。另外,無機填充材料(C)之量相對於固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為93質量%以下,更佳為91質量%以下,進而較佳為90質量%以下。若上限值在上述範圍內,則所獲得之固定用樹脂組成物具有良好之流動性,並且具備良好之成形性。因此,轉子之製造穩定性提高,可獲得良率與耐久性的平衡優異之轉子。
另外,本發明人等進行研究之結果判明,藉由將無機填充材料(C)之含量設定為50質量%以上,可減小固定構件與電磁鋼板之線膨脹係數之差,可抑制電磁鋼板對應於溫度變化產生變形而使轉子之旋轉特性下降的情況。藉此,可實現耐久性之中尤其是旋轉特性的持續性優異之轉子。
另外,於使用熔融碎裂矽石、熔融球狀矽石、晶性矽石等矽石作為無機填充材料(C)之情況下,矽石之含量相對於固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為40質量%以上,更佳為60質量%以上。若下限值在上述範圍內,則流動性與熱膨脹係數之平衡良好。
另外,將無機填充材料(C)與如後述之氫氧化鋁、氫氧化鎂等金屬氫氧化物、或硼酸鋅、鉬酸鋅、三氧化二銻等無機系阻燃劑併用之情況下,較理想為使該等無機系阻燃劑與上述無機填充材料之合計量在上述無機填充材料 (C)之含量之範圍內。
再者,於後述之本案實施例中,無機填充材料與氫氧化鋁等無機系阻燃劑之總計量係相對於固定用樹脂組成物之合計值100質量%為80質量%以上。然而,本發明中,為了根據轉子所使用之構件而適宜地調整流動性及線膨脹係數,亦可減低無機填充材料之含量,且增加樹脂材料之含量。
[其他成分]
本發明之固定用樹脂組成物亦可包含硬化促進劑(D)。硬化促進劑(D)只要為促進環氧樹脂之環氧基與酚樹脂系硬化劑(B)之羥基的反應者即可,可使用通常所用之硬化促進劑(D)。
作為硬化促進劑(D)之具體例,可列舉:有機膦、四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜鹼化合物(phosphobetaine compound)、膦化合物與醌化合物之加成物、鏻化合物與矽烷化合物之加成物等含磷原子之化合物;以1,8-二氮雜雙環(5,4,0)十一烯-7、咪唑等脒系化合物、苄基二甲胺等三級胺或前述化合物之四級鎓鹽之脒鎓鹽(amidinium salt)、銨鹽等為代表的含氮原子之化合物。該等中,就硬化性之觀點而言,較佳為含磷原子之化合物,就流動性與硬化性之平衡之觀點而言,更佳為四取代鏻化合物、磷酸酯甜菜鹼化合物、膦化合物與醌化合物之加成物、鏻化合物與矽烷化合物之加成物等具有潛伏性之硬化促進劑。若考慮流動性方面,則特佳為四取代鏻化合物,另外,就耐 焊接性之觀點而言,特佳為磷酸酯甜菜鹼化合物、膦化合物與醌化合物之加成物,又,若考慮潛伏硬化性方面,則特佳為鏻化合物與矽烷化合物之加成物。另外,就連續成形性之觀點而言,較佳為四取代鏻化合物。又,考慮到成本方面,則有機膦、含氮原子之化合物亦可較佳地使用。
作為本發明之固定用樹脂組成物中可使用之有機膦,例如可列舉:乙基膦、苯基膦等一級膦;二甲基膦、二苯基膦等二級膦;三甲基膦、三乙基膦、三丁基膦、三苯基膦等三級膦。
作為本發明之固定用樹脂組成物中可使用之四取代鏻化合物,例如可列舉下述通式(1)所表示之化合物等。
通式(1)中,P表示磷原子,R1、R2、R3及R4分別獨立地表示芳香族基或烷基,A表示於芳香環上具有至少1個選自羥基、羧基、硫醇基中之任一官能基的芳香族有機酸之陰離子,AH表示於芳香環上具有至少1個選自羥基、羧基、硫醇基中之任一官能基的芳香族有機酸,x及y為1~3之整數,z為0~3之整數,且x=y。
通式(1)所表示之化合物例如可藉由以下方式而獲得,但並不限定於此。首先,將四取代鏻鹵化物、芳香族有機酸及鹼摻混於有機溶劑中均勻地混合,使該溶液體系 內產生芳香族有機酸陰離子。繼而,加入水即可使通式(1)所表示之化合物沈澱。對於通式(1)所表示之化合物,就合成時之取得率與硬化促進效果之平衡優異的觀點而言,較佳為與磷原子鍵結之R1、R2、R3及R4為苯基,且AH為於芳香環上具有羥基之化合物,即酚化合物,且A為該酚化合物之陰離子。再者,酚化合物之概念中包括單環之苯酚、甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚或縮合多環式之萘酚、二羥基萘、具備多個芳香環之(多環式之)雙酚A、雙酚F、雙酚S、聯苯酚、苯基苯酚、苯酚酚醛清漆等,其中,較佳為使用具有2個羥基之酚化合物。
作為本發明之固定用樹脂組成物中可使用之磷酸酯甜菜鹼化合物,例如可列舉下述通式(2)所表示之化合物等。
通式(2)中,X1表示碳數1~3之烷基,Y1表示羥基,a為0~5之整數,b為0~4之整數。
通式(2)所表示之化合物例如可藉由以下之方式而獲得。首先,使作為三級膦之三芳香族取代膦與重氮鎓鹽接觸,羥過使三芳香族取代膦與重氮鎓鹽所具有之重氮鎓基進行取代的步驟而獲得通式(2)所表示之化合物。但是並不限定於此。
作為本發明之固定用樹脂組成物中可使用之膦化合物與醌化合物之加成物,例如可列舉下述通式(3)所表示之化合物等。
通式(3)中,P表示磷原子,R5、R6及R7相互獨立地表示碳數1~12之烷基或碳數6~12之芳基,R8、R9及R10相互獨立地表示氫原子或碳數1~12之烴基,R8與R9亦可相互鍵結而形成環。
作為膦化合物與醌化合物之加成物中所使用的膦化合物,例如較佳為三苯基膦、三(烷基苯基)膦、三(烷氧基苯基)膦、三萘基膦、三(苄基)膦等芳香環未羥取代或者存在烷基、烷氧基等取代基者,烷基、烷氧基等取代基可列舉具有1~6之碳數者。就獲得容易度之觀點而言,較佳為三苯基膦。
又,作為膦化合物與醌化合物之加成物中所使用之醌化合物,可列舉鄰苯醌、對苯醌、蒽醌類,其中,就保存穩定性方面而言,較佳為對苯醌。
作為膦化合物與醌化合物之加成物之製造方法,可藉由在有機三級膦與苯醌類兩者均可溶解之溶劑中使其等接觸、混合而獲得加成物。作為溶劑,較佳為對加成物之溶 解性較低的丙酮或甲基乙基酮等酮類。但是並不限定於此。
通式(3)所表示之化合物中,就使固定用樹脂組成物之硬化物的熱時彈性模數降低方面而言,較佳與磷原子鍵結之R5、R6及R7為苯基,且R8、R9及R10為氫原子之化合物,即將1,4-苯醌與三苯基膦加成所得之化合物。
作為本發明之固定用樹脂組成物中可使用之鏻化合物與矽烷化合物之加成物,例如可列舉下述式(4)所表示之化合物等。
通式(4)中,P表示磷原子,Si表示矽原子。R11、R12、R13及R14相互獨立地表示具有芳香環或雜環之有機基、或者脂肪族基,X2係與基Y2及Y3鍵結之有機基。X3係與基Y4及Y5鍵結之有機基。Y2及Y3表示給質子基釋出質子所成之基,同一分子內之基Y2及Y3與矽原子鍵結而形成螯合物結構。Y4及Y5表示給質子基釋出質子所成之基,同一分子內之基Y4及Y5與矽原子鍵結而形成螯合物結構。X2、及X3相互可相同亦可不同,Y2、Y3、Y4、及Y5相互可相同亦可不同。Z1為具有芳香環或雜環之有機基、或者脂肪族基。
通式(4)中,R11、R12、R13及R14例如可列舉苯 基、甲基苯基、甲氧基苯基、羥基苯基、萘基、羥基萘基、苄基、甲基、乙基、正丁基、正辛基及環己基等,該等之中,更佳為苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、羥基苯基、羥基萘基等具有取代基之芳香族基或未經取代之芳香族基。
另外,通式(4)中,X2為與Y2及Y3鍵結之有機基。同樣地,X3為與基Y4及Y5鍵結之有機基。Y2及Y3為給質子基釋出質子所成之基,同一分子內之基Y2及Y3與矽原子鍵結而形成螯合物結構。同樣地,Y4及Y5為給質子基釋出質子所成之基,同一分子內之基Y4及Y5與矽原子鍵結而形成螯合物結構。基X2及X3相互可相同亦可不同,基Y2、Y3、Y4、及Y5相互可相同亦可不同。上述通式(4)中以-Y2-X2-Y3-、及-Y4-X3-Y5-表示之基係包含質子給予體釋出2個質子所成之基。質子給予體較佳為分子內具有至少2個羧基或羥基之有機酸,更佳為於構成芳香環之碳上具有至少2個羧基或羥基之芳香族化合物,進而更佳為於構成芳香環之鄰接之碳上具有至少2個羥基之芳香族化合物。例如,可列舉:鄰苯二酚、鄰苯三酚、1,2-二羥基萘、2,3-二羥基萘、2,2'-聯苯酚、1,1'-聯-2-萘酚、水楊酸、1-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、氯冉酸、單寧酸、2-羥基苄基醇、1,2-環己二醇、1,2-丙二醇及丙三醇等。該等之中,就獲得原料之容易程度與硬化促進效果之平衡的觀點而言,更佳為鄰苯二酚、1,2-二羥基萘、2,3-二羥基萘。
另外,通式(4)中之Z1表示具有芳香環或雜環之有 機基或脂肪族基,該等之具體例可列舉甲基、乙基、丙基、丁基、己基及辛基等脂肪族烴基,或苯基、苄基、萘基及聯苯基等芳香族烴基,縮水甘油氧基丙基、巰基丙基、胺基丙基及乙烯基等反應性取代基等,該等之中,就熱穩定性方面而言,更佳為甲基、乙基、苯基、萘基及聯苯基。
鏻化合物與矽烷化合物之加成物之製造方法如下,於裝有甲醇之燒瓶中,加入苯基三甲氧基矽烷等矽烷化合物、2,3-二羥基萘等質子給予體且溶解,然後於室溫攪拌下滴加甲醇鈉一甲醇溶液。進而於室溫攪拌下向其中滴加預先準備的將四苯基溴化鏻等四取代鏻鹵化物溶解於甲醇中所得之溶液,此時析出結晶。對所析出之結晶進行過濾、水洗、真空乾燥,獲得鏻化合物與矽烷化合物之加成物。但是,並不限定於此。
本發明之固定用樹脂組成物中可使用之硬化促進劑(D)之含量的下限值相對於全部固定用樹脂組成物之合計值100質量%,較佳為0.1質量%以上。若硬化促進劑(D)之含量的下限值在上述範圍內,則可獲得充分之硬化性。另外,硬化促進劑(D)之含量的上限值相對於全部固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為3%以下,更佳為1質量%以下。若硬化促進劑(D)之含量的上限值在上述範圍內,則可獲得充分之流動性。
本發明之固定用樹脂組成物中,亦可進而包含於構成芳香環之2個以上的鄰接之碳原子上分別鍵結有羥基之化合物(E)(以下,亦簡稱為「化合物(E)」)。藉由使 用於構成芳香環之2個以上的鄰接之碳原子上分別鍵結有羥基之化合物(E),則即便使用不具有潛伏性之含磷原子之硬化促進劑作為促進環氧樹脂(A1)與酚樹脂系硬化劑(B)的交聯反應之硬化促進劑(D)時,亦可抑制固定用樹脂組成物於熔融混練期間產生反應,可穩定地獲得固定用樹脂組成物。另外,化合物(E)亦具有降低固定用樹脂組成物之熔融黏度,提高流動性的效果。化合物(E)可使用下述通式(5)所表示之單環式化合物、或下述通式(6)所表示之多環式化合物等,且該等化合物亦可具有羥基以外之取代基。
通式(5)中,R15及R19之任一者為羥基,當其中一者為羥基時,另一者為氫原子、羥基或羥基以外之取代基,R16、R17及R18為氫原子、羥基或羥基以外之取代基。
通式(6)中,R20及R26之任一者為羥基,當其中一者為羥基時,另一者為氫原子、羥基或羥基以外之取代基,R21、R22、R23、R24及R25為氫原子、羥基或羥基以外之取代基。
作為通式(5)所表示之單環式化合物之具體例,例如可列舉:鄰苯二酚、鄰苯三酚、沒食子酸、沒食子酸酯或該等之衍生物。另外,作為通式(6)所表示之多環式化合物之具體例,例如可列舉:1,2-二羥基萘、2,3-二羥基萘及該等之衍生物。該等中,就流動性及硬化性之控制容易度而言,較佳為於構成芳香環之2個鄰接之碳原子上分別鍵結有羥基之化合物。另外,考慮到混練步驟中之揮發,更佳為母核為揮發性較低而稱量穩定性較高之萘環的化合物。此時,具體而言,可使化合物(E)例如為1,2-二羥基萘、2,3-二羥基萘及其衍生物等具有萘環之化合物。該等化合物(E)可單獨使用一種亦可將兩種以上併用。
化合物(E)之含量的下限值相對於全部固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為0.01質量%以上,更佳為0.03質量%以上,特佳為0.05質量%以上。若化合物(E)之含量的下限值在上述範圍內,則可獲得使固定用樹脂組 成物之黏度充分降低與提高流動性之效果。另外,化合物(E)之含量的上限值相對於全部固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為2質量%以下,更佳為0.8質量%以下,特佳為0.5質量%以下。若化合物(E)之含量的上限值在上述範圍內,則引起固定用樹脂組成物之硬化性降低或硬化物之物性下降的可能性較少。
於本發明之固定用樹脂組成物中,可添加矽烷偶合劑等偶合劑(F)以提高環氧樹脂(A1)與無機填充材料(C)之密接性。作為偶合劑(F),只要為在環氧樹脂(A1)與無機填充材料(C)之間進行反應,使環氧樹脂(A1)與無機填充材料(C)之界面強度提高者即可,並無特別限定,例如可列舉環氧基矽烷、胺基矽烷、脲基矽烷、巰基矽烷等。另外,藉由將偶合劑(F)與前述之化合物(E)併用,亦可使化合物(E)的效果,即降低固定用樹脂組成物之熔融黏度、提高流動性的效果提高。
作為環氧基矽烷,例如可列舉:γ-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等。另外,作為胺基矽烷,例如可列舉:γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-苯基-γ-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三乙氧基矽烷、N-6-(胺基己基)3-胺基丙基三甲氧 基矽烷、N-(3-(三甲氧基矽烷基丙基)-1,3-苯二甲胺等。另外,作為脲基矽烷,例如可列舉:γ-脲基丙基三乙氧基矽烷、六甲基二矽氮烷等。亦可以使胺基矽烷之一級胺基部位與酮或醛反應而加以保護之潛伏性胺基矽烷偶合劑的形式使用。另外,胺基矽烷亦可具有二級胺基。又,作為巰基矽烷,例如可列舉γ-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷,此外可列舉如雙(3-三乙氧基矽烷基丙基)四硫化物、雙(3-三乙氧基矽烷基丙基)二硫化物等藉由熱分解而表現與巰基矽烷偶合劑相同之功能的矽烷偶合劑等。另外,亦可調配使該等矽烷偶合劑預先進行水解反應所得者。該等矽烷偶合劑可單獨使用一種亦可將兩種以上併用。
就連續成形性之觀點而言,較佳為巰基矽烷,就流動性之觀點而言,較佳為胺基矽烷,就密接性之觀點而言,較佳為環氧基矽烷。
作為本發明之固定用樹脂組成物中可使用之矽烷偶合劑等偶合劑(F)之含量的下限值,相對於全部固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,特佳為0.1質量%以上。若矽烷偶合劑等偶合劑(F)之含量的下限值在上述範圍內,則環氧樹脂(A1)與無機填充材料(C)之界面強度不會降低,可獲得良好之抗振性。另外,作為矽烷偶合劑等偶合劑(F)之含量的上限值,相對於全部固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為1質量%以下,更佳為0.8質量%以下, 特佳為0.6質量%以下。若矽烷偶合劑等偶合劑(F)之含量的上限值在上述範圍內,則環氧樹脂(A1)與無機填充材料(C)之界面強度不會降低,可獲得良好之抗振性。另外,若矽烷偶合劑等偶合劑(F)之含量在上述範圍內,則固定用樹脂組成物之硬化物的吸水性不會增大,可獲得良好之防銹性。
本發明之固定用樹脂組成物中,亦可添加無機阻燃劑(G)以提高阻燃性。其中,藉由於燃燒時脫水、吸熱而阻礙燃燒反應之金屬氫氧化物、或複合金屬氫氧化物於可縮短燃燒時間方面較佳。作為金屬氫氧化物,可列舉:氫氧化鋁、氫氧化鎂、氫氧化鈣、氫氧化鋇、氫氧化鋯。複合金屬氫氧化物只要為含有兩種以上之金屬元素的水滑石化合物,至少一種金屬元素為鎂,且其他金屬元素為選自鈣、鋁、錫、鈦、鐵、鈷、鎳、銅、或鋅中之金屬元素的即可,作為此種複合金屬氫氧化物,可容易地以市售品獲得氫氧化鎂-鋅固溶體。其中,就連續成形性之觀點而言,較佳為氫氧化鋁、氫氧化鎂-鋅固溶體。無機阻燃劑(G)可單獨使用,亦可使用兩種以上。另外,自減低對連續成形性之影響之目的考慮,亦可利用矽烷偶合劑等矽化合物或蠟等脂肪族系化合物等進行表面處理後使用。
本發明之無機阻燃劑(G)之含量相對於本發明之固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為1質量%以上、20質量%以下,更佳為3質量%以上、10質量%以下。
本發明之固定用樹脂組成物中,離子性雜質之濃度的 上限值相對於固定用樹脂組成物較佳為500ppm以下,更佳為300ppm以下,進而較佳為200ppm以下。離子性雜質之濃度的下限值並無特別限定,例如,相對於本發明之固定用樹脂組成物為0ppb以上,更佳為10ppb以上,更佳為100ppb以上。藉此,將本發明之固定用樹脂組成物之硬化物使用於固定構件中時,即便於高溫、多濕條件下進行處理亦可保持較高之防銹性。
本發明之離子性雜質並無特別限定,可列舉鹼金屬離子、鹼土金屬離子、鹵素離子等,更具體可列舉鈉離子、氯離子等。鈉離子之濃度的上限值相對於本發明之固定用樹脂組成物較佳為100ppm以下,更佳為70ppm以下,進而較佳為50ppm以下。另外,氯離子之濃度的上限值相對於本發明之固定用樹脂組成物較佳為100ppm以下,更佳為50ppm以下,進而較佳為30ppm以下。藉由設定為上述範圍內,可抑制電磁鋼板或磁鐵受到腐蝕。
本實施形態中,例如可藉由使用純度較高之環氧樹脂而減少離子性雜質。藉由以上所述,可獲得耐久性優異之轉子。
離子性雜質之濃度可以如下方式求出。首先,將本發明之固定用樹脂組成物於175℃下進行180秒成形硬化後,利用粉碎機加以粉碎而獲得硬化物之粉末。將所獲得之硬化物粉末於純水中、120℃下進行24小時處理,將離子萃取至純水中後,使用ICP-MS(感應耦合電漿離子源質譜分析裝置)而可測定。
本發明之固定用樹脂組成物中,氧化鋁之含量的上限值相對於固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為10質量%以下,更佳為7質量%以下,更佳為5質量%以下。氧化鋁之含量的下限值並無特別限定,例如,相對於本發明之固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為0質量%以上,更佳為0.01質量%以上,更佳為0.1質量%以上。藉由將氧化鋁之含量設定為上述上限值以下,可提高本發明之固定用樹脂組成物之流動性,並且可實現輕量化。再者,本實施形態中,0質量%係容許包含檢測極限之值。
本發明之固定用樹脂組成物中,除了前述之成分以外,亦可適宜調配:水滑石類或選自鎂、鋁、鉍、鈦、鋯中的元素之水合氧化物等離子捕捉劑;碳黑、鐵丹、氧化鈦等著色劑;巴西棕櫚蠟等天然蠟;聚乙烯蠟等合成蠟;硬脂酸或硬脂酸鋅等高級脂肪酸及其金屬鹽類或者石蠟等脫模劑;聚丁二烯化合物、丙烯腈-丁二烯共聚化合物、聚矽氧油、聚矽氧橡膠等聚矽氧化合物等低應力劑。
本發明之著色劑之含量相對於本發明之固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為0.01質量%以上、1質量%以下,更佳為0.05質量%以上、0.8質量%以下。藉由將著色劑之含量設定為上述範圍內,則無需進行除去帶顏色之雜質的步驟,作業性提高。因此,可實現良率優異之轉子。
關於本發明之脫模劑之含量,相對於本發明之固定用樹脂組成物之合計值100質量%,本發明之脫模劑之含量的下限值並無特別限定,例如較佳為0.01質量%以上,更 佳為0.05質量%以上,另一方面,上限值例如較佳為1質量%以下,更佳為0.5質量%以下,進而較佳為0.2質量%以下,特佳為0.1質量%以下。眾所周知,通常於對半導體晶片進行轉移成形時,為了確保固定構件自模具中離開之脫模性係添加一定量之脫模劑。然而,若脫模劑之添加量過高,則有固定構件與電磁鋼板之密接性降低之虞。因此於本發明中,脫模劑之含量以較少為佳,尤佳為0.2質量%以下。藉此,可提高固定構件與電磁鋼板之密接性,故可實現耐久性優異之轉子。
本發明之低應力劑之含量相對於本發明之固定用樹脂組成物之合計值100質量%較佳為0.01質量%以上、3質量%以下,更佳為0.05質量%以上、2質量%以下。
藉由將本發明之固定用樹脂組成物設定為如上所說明之構成,可提高固定用樹脂組成物之填充特性。並且,即便於孔部與磁鐵之間隙較窄之情況下,亦可確保鋼板與磁鐵之接著面積充分。其結果,可對轉子賦予較高之機械強度。
另外,本發明之固定用樹脂組成物即便浸漬於自動變速器油(ATF,automatic transmission fluid)中,亦可將浸漬前後之重量變化率、體積變化率抑制為較小,故而具有對於用於汽車用途之轉子極為適宜之特性。將本發明之固定用樹脂組成物之成形品於150℃下、ATF中浸漬1000小時,ATF浸漬前後之重量變化率較佳為0.5%以下,更佳為0.35%以下。ATF浸漬前後之體積變化率較佳為1.0%以 下,更佳為0.90%。ATF浸漬前後之重量變化率及體積變化率例如可利用以下之方法得出。首先,使用成形機,於模具溫度175℃、注入壓力9.8MPa、硬化時間120秒之條件下對本發明之固定用樹脂組成物進行注入成形,獲得長度80mm、寬度10mm、厚度4mm之成形品(硬化物)。對所獲得之成形品於175℃下進行4小時加熱處理作為後硬化,將所得者作為試片,測定ATF浸漬前之重量X1、體積Y1。繼而,將該試片放入至耐壓容器中,於填充有ATF之狀態下、150℃下浸漬1000小時。然後,自耐壓容器中取出試片,拭除表面附著之ATF後,測定ATF浸漬後之重量X2、體積Y2,根據下式分別算出ATF浸漬前後之重量變化率及體積變化率。
ATF浸漬前後之重量變化率[%]=(X2-X1)/X1×100
ATF浸漬前後之體積變化率[%]=(Y2-Y1)/Y1×100
關於本發明之固定用樹脂組成物,於模具溫度175℃、成形壓力6.9MPa、注入時間20秒、硬化時間90秒之條件下,將固定用樹脂組成物注入至具有寬度3mm、厚度80μm之剖面形狀的流路中時之狹縫流動長度的下限值較佳為75mm以上,更佳為80mm以上,進而較佳為85mm以上,另一方面,上限值較佳為300mm以下。藉由使厚度80μm之狹縫長度為下限值以上,可提高對於寬度較窄之區域中之間隙的填充特性。另外,藉由使厚度80μm之狹縫長度為上限值以下,可抑制轉子上附著大量毛邊,且當使轉子旋轉時毛邊脫落而阻礙轉子旋轉的情況。
又,於本實施形態中,例如可藉由使填充材料之粒徑細小,降低環氧樹脂及/或硬化劑之軟化點,減少硬化促進劑之量等方法,而增加上述狹縫流動長度。
本發明之固定用樹脂組成物使用高化式黏度測定裝置於測定溫度175℃、荷重10kg下進行測定時之高化式黏度的下限值並無特別限定,較佳為3Pa‧s以上,更佳為5Pa‧s以上,進而較佳為6Pa‧s以上,另一方面,上限值並無特別限定,為50Pa‧s以下,更佳為30Pa‧s以下,進而較佳為15Pa‧s以下。若為上述下限值以上,則可抑制因成形時之內陷等而產生孔隙。若為上述上限值以下,則可獲得良好之填充性。藉此,可實現製造穩定性優異之轉子。
另外,於本實施形態中,例如可藉由降低環氧樹脂、硬化劑之軟化點,使用潛伏性之硬化促進劑,使用熔融球狀矽石作為填充材料等方法,而降低上述高化式黏度。
本發明之固定用樹脂組成物於175℃下之凝膠時間較佳為10秒以上50秒以下,更佳為15秒以上45秒以下。若為上述下限值以上,則可提高填充性。若為上述上限值以下,則可加快成形週期。
另外,於本實施形態中,例如可藉由增加硬化促進劑之量而降低上述凝膠時間。藉此,可實現製造穩定性優異之轉子。
本發明之固定用樹脂組成物之螺旋流(spiral flow)較佳為50cm以上,更佳為60cm以上,進而較佳為80cm以上。若為上述下限值以上,則可提高填充性、尤其是對 垂直方向之填充性。上述螺旋流的上限值並無特別限定,較佳為250cm以下,更佳為220cm以下。藉此,可實現製造穩定性優異之轉子。
另外,於本實施形態中,例如可藉由使用熔融球狀矽石作為填充材料,降低環氧樹脂、硬化劑之軟化點,減少硬化促進劑之量等方法而增加上述螺旋流。
將本發明之固定用樹脂組成物使用硫化儀於測定溫度175℃下經時地測定硬化扭矩時測定開始60秒後之硬化扭矩值設為T60,至測定開始300秒後為止之最大硬化扭矩值設為Tmax時,測定開始60秒後之硬化扭矩值相對於至測定開始300秒後為止之最大硬化扭矩值的比T60/Tmax(%)較佳為40%以上,更佳為45%以上,進而較佳為50%以上。上述硬化扭矩值的比之上限值並無特別限定,較佳為100%以下,更佳為95%以下。若為上述下限值以上,則有望提高生產性。
另外,於本實施形態中,例如可藉由增加硬化促進劑之量,而增大上述硬化扭矩值的比。藉此,可實現製造穩定性優異之轉子。
對本發明之固定用樹脂組成物,首先製作於模具溫度175℃、注入壓力9.8MPa、硬化時間120秒之硬化條件下,且依據JIS K7162而獲得之啞鈴形狀的前述固定用樹脂組成物之硬化物。將前述啞鈴形狀的前述固定用樹脂組成物之硬化物進而於175℃、4小時之條件下進行硬化而製作試片。對前述試片於溫度25℃、負荷速度1.0mm/min之條 件下進行拉伸試驗,得出斷裂能。再者,於ISO527-2中記載有與JIS K7162所記載之啞鈴形狀相同之形狀。
以下,將於溫度25℃、負荷速度1.0mm/min之條件下進行拉伸試驗所得出的斷裂能設為斷裂能a。另外,將於溫度150℃、負荷速度1.0mm/min之條件下進行拉伸試驗所得出的斷裂能設為斷裂能b。另外,將斷裂能a之測定條件下的斷裂強度設為斷裂強度a,斷裂能b之測定條件下的斷裂強度設為斷裂強度b。
所謂斷裂能,係將拉伸試驗時之正向應力(stress)與正向應變(strein)之關係繪製成曲線(應力-應變曲線)而算出。
具體而言,係將應變作為變數而算出的自拉伸試驗之開始點至斷裂點為止之應力之積分值。該斷裂能越大,則所獲得之轉子鐵芯具備越高之硬度及黏著強度,耐久性越優異。再者,斷裂能之單位為×10-4J/mm3
本發明之固定用樹脂組成物之硬化物(固定構件)的斷裂能a較佳為1.5×10-4J/mm3以上。藉由具有該範圍之斷裂能a,可獲得具備硬度及黏著強度的耐久性優異之轉子鐵芯。
另外,斷裂能a更佳為1.9×10-4J/mm3以上。藉由使斷裂能a在該範圍內,可實現即便於在高溫下長時間地高速旋轉之環境下,亦顯示充分之耐久性的轉子鐵芯。再者,對於上限值並無特別限制,只要為15.0×10-4J/mm3左右即充分。
再者,斷裂能b較佳為1.2×10-4J/mm3以上。於較斷裂能a高之溫度下測定的斷裂能b在上述範圍內之情況下,可獲得亦可耐受溫度變化,且具備硬度及黏著強度的耐久性優異之轉子。另外,斷裂能b更佳為1.5×10-4J/mm3以上。藉由使斷裂能b在該範圍內,則高速旋轉時之耐久性更進一步提高。與斷裂能a同樣地,斷裂能b的上限值亦無特別限制,只要為8.0×10-4J/mm3左右即充分。
為了提高斷裂能a及b,以下方法較為有效。
首先,可藉由採用本發明之環氧樹脂與其硬化劑之組合,而提高樹脂成分之強度及黏著強度。除此以外,更佳為利用矽烷偶合劑將無機填充材料之表面改質,提高樹脂與無機填充材料之界面接著強度。另外,進而較佳為藉由調整無機填充材料之粒徑分佈,而形成於樹脂硬化體內部產生之微裂縫不容易發展之結構。
藉由將本發明之固定用樹脂組成物之硬化物(固定構件)的斷裂強度a控制為50MPa以上之範圍內,本實施形態之轉子的耐久性可進一步提高。具體而言,藉由使斷裂強度a在該範圍內,高速旋轉時之耐久性更進一步提高。再者,斷裂強度a較佳為60MPa以上。對於上限值並無特別限制,只要為200MPa左右即充分。
本發明之固定用樹脂組成物之硬化物的斷裂強度b亦與斷裂強度a同樣地,藉由將斷裂強度b控制為15MPa以上之範圍內,高速旋轉時之耐久性更進一步提高。再者,斷裂強度b較佳為20MPa以上。對於上限值並無特別限 制,只要為100MPa左右即充分。
藉由將斷裂強度a及b設定於上述特定之範圍內,可提供耐久性優異之轉子。尤其可提供於轉子之高速旋轉使用時永久磁鐵的位置穩定性優異之轉子。
對於本發明之固定用樹脂組成物,使用成形機,於模具溫度175℃、注入壓力9.8MPa、硬化時間120秒之條件下對上述固定用樹脂組成物進行注入成形,製作長度80mm、寬度10mm、厚度4mm的上述固定用樹脂組成物之成形體。進而,於175℃、4小時之條件下將上述成形體硬化而製作硬化物。然後,將該硬化物於ATF中、150℃下浸漬1000小時。將ATF浸漬前上述硬化物之重量設為X1,ATF浸漬後上述硬化物之重量設為X2時,可藉由(X2-X1)/X1×100算出重量變化率[%]。
於此,ATF只要為通常所使用者則無特別限定,其係於基油中添加有各種添加劑。此處之基油通常為礦物油系基油、合成油系基油、或該等之混合物。添加劑成分可列舉黏度調節劑、摩擦調節劑等。
本實施形態中,重量變化率測定用之ATF例如可使用Matic Fluid D(日產汽車公司製造)、Auto Fluid Type T-IV(豐田汽車公司製造)、ATF DW-1(本田技研工業公司製造)等。
本發明之固定用樹脂組成物較佳為,將其硬化物(固定構件)於ATF中、150℃下浸漬1000小時之時的重量變化率為0.5%以下。更佳為0.2%以下。藉由使ATF浸漬前 後之重量變化率為上述上限值以下,則即便固定構件於高溫下長時間地接觸潤滑油,亦可抑制固定構件因潤滑油而大幅膨潤。
另外,本發明之固定用樹脂組成物較佳為,將其硬化物於ATF中、150℃下浸漬1000小時之時的重量變化率為-0.05%以上。更佳為-0.03%以上。藉由使ATF浸漬前後之重量變化率為上述下限值以上,則即便固定構件於高溫下長時間地接觸潤滑油,亦可抑制固定構件之一部分流出至潤滑油中。此外,藉由使ATF浸漬前後之重量變化率為上述下限值以上,可抑制潤滑油之特性降低。
因此,藉由使ATF浸漬前後之重量變化率在上述範圍內,則即便於在高溫下長時間地高速旋轉之環境下,亦可將固定構件之尺寸維持為固定。其結果,可長時間地將磁鐵之位置維持為固定位置,因此可獲得長期可靠性優異之轉子。
另外,將使本發明之固定用樹脂組成物的硬化物於ATF中、150℃下浸漬2000小時之時ATF浸漬後上述硬化物之重量設為X3時,藉由(X3-X1)/X1×100算出之重量變化率[%]較佳為-0.1%以上、0.6%以下。更佳為-0.07%以上、0.5%以下。藉由使於上述條件下測定之重量變化率在上述範圍內,可獲得即便於在高溫下長時間地高速旋轉之環境下,長期可靠性亦更優異之轉子。
另外,將使本發明之固定用樹脂組成物的硬化物於ATF中、150℃下浸漬1000小時之時ATF浸漬前上述硬化 物之體積設為Y1,ATF浸漬後上述硬化物之體積設為Y2時,藉由(Y2-Y1)/Y1×100算出之體積變化率[%]較佳為-0.2%以上、1.5%以下。更佳為-0.1%以上、1%以下。藉由使於上述條件下測定之體積變化率在上述範圍內,可獲得即便於在高溫下長時間地高速旋轉之環境下,長期可靠性亦更優異之轉子。
本發明之固定用樹脂組成物例如可藉由使用混合機等於常溫下混合均勻,然後視需要使用加熱輥、捏合機或擠出機等混練機進行熔融混練,繼而視需要加以冷卻、粉碎,而調整為所需之分散度或流動性等。
本發明之固定用樹脂組成物之製造方法並無特別限制,可藉由下述方式進行製造。
首先,將熱硬化性樹脂(A)、酚樹脂系硬化劑(B)及無機填充材料(C)、以及較佳為其他添加劑等調配規定量,獲得固定用樹脂組成物。繼而,將調配所得者使用例如混合機、噴射磨機、球磨機等於常溫下均勻地粉碎、混合後,使用加熱輥、捏合機或擠出機等混練機,一面加溫至90~120℃左右一面進行熔融、混練。繼而,將經混練後之固定用樹脂組成物冷卻、粉碎,可獲得顆粒或粉末狀的固形之固定用樹脂組成物。本發明之固定用樹脂組成物之粉末或顆粒的粒度例如較佳為5mm以下。藉由為5mm以下,可抑制打錠時產生填充不良而導致錠片(tablet)之質量不均勻增大的情況。
然後,藉由對所獲得之固定用樹脂組成物之粉末或顆 粒進行打錠成形,可獲得錠片。作為打錠成形所用之裝置,可使用單片式、或多片旋轉式之打錠機。錠片之形狀並無特別限定,較佳為圓柱狀。打錠機之陽模、陰模及環境之溫度並無特別限制,較佳為35℃以下。若大於35℃,則有固定用樹脂組成物產生反應因而黏度上升,流動性受損之虞。打錠壓力較佳為400×104Pa以上、3000×104Pa以下之範圍。藉由將打錠壓力設定為上述上限值以下,可抑制錠片剛壓成後產生破裂。另一方面,藉由將打錠壓力設定為上述下限值以上,可抑制因未獲得充分之凝聚力而錠片於輸送過程中產生破裂。打錠機之陽模、陰模之模具的材質、表面處理並無特別限定,可使用公知之材質的模具,作為表面處理之例,例如可列舉放電加工、塗佈脫模劑、鍍敷處理、研磨等。
另外,本發明之固定構件之玻璃轉移溫度(Tg)較佳為130℃以上,更佳為140℃以上。若為上述下限值以上,則可靠性有望提高。上述玻璃轉移溫度(Tg)的上限值並無特別限定,較佳為200℃以下,更佳為190℃以下。藉此,可實現耐久性優異之轉子。
另外,於本實施形態中,例如可藉由提高環氧樹脂、硬化劑之軟化點,而增大上述玻璃轉移溫度(Tg)。
本發明之固定構件於150℃下之抗彎強度較佳為70MPa以上,更佳為100MPa以上。若為上述下限值以上,則不容易產生龜裂等,可靠性有望提高。上述抗彎強度的上限值並無特別限定,較佳為300MPa以下,更佳為250 MPa以下。藉此,可實現耐久性優異之轉子。
另外,於本實施形態中,例如可藉由利用偶合劑對填充材料之表面進行處理,而增大上述抗彎強度。
本發明之固定構件於150℃下之彎曲彈性模數的上限值較佳為1.6×104MPa以下,更佳為1.3×104MPa以下。若為上述上限值以下,則有望因應力緩和而可靠性提高。上述彎曲彈性模數的下限值並無特別限定,較佳為5000MPa以上,更佳為7000MPa以上。藉此,可實現耐久性優異之轉子。
另外,於本實施形態中,例如可藉由增加低應力劑之添加量,減少填充材料之調配量等方法而降低上述彎曲彈性模數。
本發明之固定構件於25℃以上、玻璃轉移溫度(Tg)以下之區域內的線膨脹係數(α1)較佳為10ppm/℃以上、25ppm/℃以下,更佳為15ppm/℃以上、20ppm/℃以下。若在上述範圍內,則與電磁鋼板之熱膨脹差較小且可防止磁鐵脫落。藉此,可實現耐久性優異之轉子。
另外,於本實施形態中,例如可藉由增加填充材料之調配量,而減小上述線膨脹係數(α1)。
本發明之固定構件於25℃以上、玻璃轉移溫度(Tg)以下之區域內的線膨脹係數(α2)較佳為10ppm/℃以上、100ppm/℃以下,更佳為20ppm/℃以上、80ppm/℃以下。若在上述範圍內,則與電磁鋼板之熱膨脹差較小且可防止磁鐵脫落。藉此,可實現耐久性優異之轉子。
另外,於本實施形態中,例如可藉由增加填充材料之調配量,而減小上述線膨脹係數(α2)。
(轉子之製造方法)
本實施形態之轉子100之製造方法包括以下步驟:準備轉子鐵芯110,該轉子鐵芯110中設置有沿著旋轉軸(軸170)貫穿於其中之貫穿孔的周緣部配置之多個孔部150;將磁鐵120插入至孔部150中;於孔部150與磁鐵120之相隔部填充固定用樹脂組成物;將樹脂組成物硬化,獲得固定構件130;於轉子鐵芯110之前述貫穿孔中插入軸170,並且將軸170固設於轉子鐵芯上。
作為本實施形態中填充固定用樹脂組成物之方法,較佳為嵌入成形。以下加以詳細說明。
首先,對嵌入成形裝置進行說明。
圖2係嵌入成形所使用之嵌入成形裝置之上模200的剖面圖。
作為固定構件130之形成方法之一例,可採用使用錠片狀之固定用樹脂組成物進行嵌入成形的方法。該嵌入成形中使用嵌入成形裝置。該成形裝置係包括:上模200,其包含供給錠片狀之固定用樹脂組成物之罐210、及使熔融狀態之固定用樹脂組成物移動之流路220;下模;加熱器件,對該等上模及下模進行加熱;及擠出機構,將熔融狀態之固定用樹脂組成物擠出。嵌入成形裝置例如亦可具備搬送轉子鐵芯等之搬送功能。
本實施形態中,上模200及下模較佳為與轉子鐵芯110 之上表面及下表面(即,構成轉子鐵芯110之電磁鋼板之一表面)密接,且例如較佳為板狀。本實施形態之上模200及下模並不覆蓋轉子鐵芯110之整體,例如並不覆蓋側面之一部分,就該點而言,與半導體裝置之製造方法中使用的通常之轉移成形之模具不同。轉移成形之模具係構成為將半導體晶片整體配置於由上模與下模構成之模槽內。
另外,罐210可具有兩條單獨之流路220,亦可具有Y字形之流路220。藉此,可自1個罐210中向2個孔部填充本發明之固定用樹脂組成物。再者,1個罐亦可具有向1個孔部填充固定用樹脂組成物之1條流路,亦可具有向3個以上之孔部填充固定用樹脂組成物之3條流路。其中,多個流路可相互獨立,亦可連續。
繼而,對本實施形態之嵌入成形進行說明。
首先,將轉子鐵芯於烘箱中或熱板上等預熱後,固定於未圖示之成形裝置之下模上。繼而,於轉子鐵芯之孔部中插入磁鐵。然後,使下模上升,將上模200按壓於轉子鐵芯之上表面。藉此,以上模200與下模夾持轉子鐵芯110之上表面及下表面。此時,上模200中之流路220之前端部係配置於孔部與磁鐵之相隔部上。另外,轉子鐵芯由於自成形裝置之下模及上模200之熱傳導而受到加熱。成形裝置之下模及上模200的溫度例如係調整為150℃~200℃左右,以使轉子鐵芯達到適合於固定用樹脂組成物成形、硬化之溫度。於該狀態下將錠片狀之固定用樹脂組成物供給至上模200的罐210內。供給至上模200的罐210內的 錠片狀之固定用樹脂組成物在罐210內受到加熱而成為熔融狀態。
繼而,利用柱塞(擠出機構)將熔融狀態之固定用樹脂組成物自罐210中擠出。如此,固定用樹脂組成物於流路220中移動而填充至孔部與磁鐵之相隔部中。於此期間,轉子鐵芯因自模具(下模及上模200)之熱傳導而受到加熱,藉此使所填充之固定用樹脂組成物硬化,形成固定構件。此時,溫度條件例如可設為150℃~200℃。另外,硬化時間例如可設為30秒~180秒。藉此,插入於孔部150之內部的磁鐵120由固定構件130固定。然後,使上模200自轉子鐵芯之上表面離開。繼而,於轉子鐵芯110之貫穿孔中插入軸170,並且將軸170固設於轉子鐵芯上。
藉由以上所述,獲得本實施形態之轉子。
此處,本實施形態之嵌入成形方法不需要進行拆模,就該點而言,與製造半導體裝置所使用之轉移成形方法不同。
於嵌入成形方法中,係於轉子鐵芯110之上表面與上模200密接之狀態下,通過上模200之流路而向轉子鐵芯110之孔部填充樹脂。因此,不會於轉子鐵芯110之上表面與上模200之間填充大量之樹脂,上模200與上表面之裝卸變得容易。
另一方面,於轉移成形方法中,係於半導體晶片與模具之間的模槽中填充樹脂,故而必須熟練地將模具自成形品拆除。因此,密封半導體晶片之樹脂會特別要求模具與 成形品之脫模性。
本實施形態之轉子100可搭載於混合動力車、燃料電池車及電動車等電動車輛、火車及船舶等交通工具中。
[實施例]
以下,參照實施例詳細地說明本發明,但本發明並不受該等實施例的記載之任何限定。只要未特別說明,則以下所記載之「份」係表示「質量份」,「%」係表示「質量%」。
將各實施例及各比較例中使用之原料成分示於下述。
(熱硬化性樹脂(A))
環氧樹脂1:聯苯型環氧樹脂(三菱化學製造,YX4000K,150℃下之ICI黏度:0.11泊)
環氧樹脂2:四甲基雙酚F型環氧樹脂(新日鐵化學製造,YSLV-80XY,150℃下之ICI黏度:0.03泊)
環氧樹脂3:鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(DIC製造,EPICLON N-665,150℃下之ICI黏度:3.06泊)
環氧樹脂4:具有伸苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂(日本化藥製造,NC-2000,150℃下之ICI黏度:1.20泊)
環氧樹脂5:具有伸聯苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂(日本化藥製造,NC3000,150℃下之ICI黏度:0.85泊)
環氧樹脂6:三苯基甲烷型環氧樹脂(日本化藥製造,E-1032H-60,150℃下之ICI黏度:1.30泊)
環氧樹脂7:鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂(DIC製造,EPICLON N-670,150℃下之ICI黏度:4.28泊)
再者,150℃下之熔融黏度(ICI黏度)係使用錐-板型黏度計CV-1S(東亞工業股份有限公司製造)而測定。
(硬化劑(B))
酚樹脂系硬化劑1:酚醛清漆型酚樹脂(Sumitomo Bakelite製造,PR-HF-3,150℃下之ICI黏度:1.08泊)
酚樹脂系硬化劑2:具有伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂(明和化成製造,MEH-7800-4S,150℃下之ICI黏度:0.73泊)
酚樹脂系硬化劑3:具有伸聯苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂(明和化成製造,MEH-7851SS,150℃下之ICI黏度:0.68泊)
酚樹脂系硬化劑4:以2-羥基苯甲醛、甲醛及苯酚之反應產物為主的酚樹脂(Air Water製造,HE910-20,150℃下之ICI黏度:1.5泊)
酚樹脂系硬化劑5:酚醛清漆型酚樹脂(Sumitomo Bakelite製造,PR-51714,150℃下之ICI黏度:1.64泊)
(無機填充材料(C))
球狀矽石1(電氣化學工業製造,FB-950,平均粒徑D50為23μm)
球狀矽石2(電氣化學工業製造,FB-35,平均粒徑D50為10μm)
球狀矽石3(Admatechs製造,SO-25R,平均粒徑D50 為0.5μm)
氧化鋁(電氣化學工業製造,DAW-45,平均粒徑D50為43μm)
(硬化促進劑(D))
硬化促進劑1:三苯基膦
硬化促進劑2:以下述式(7)所表示之硬化促進劑
硬化促進劑3:以下述式(8)所表示之硬化促進劑
硬化促進劑4:以下述式(9)所表示之硬化促進劑
硬化促進劑5:以下述式(10)所表示之硬化促進劑
(偶合劑(F))
偶合劑1:苯基胺基丙基三甲氧基矽烷(Dow Corning Toray股份有限公司製造,CF4083)
偶合劑2:γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(信越化學工業股份有限公司製造,KBM-403)
(無機阻燃劑(G))
氫氧化鋁(住友化學製造,CL-303)
(其他添加劑)
離子捕捉劑:水滑石(協和化學工業製造,商品名DHT-4H)
著色劑:碳黑(三菱化學製造,MA600)
脫模劑:褐煤酸酯蠟(Hoechst製造,Hoechst Wax E)
低應力劑1:聚矽氧樹脂(信越化學工業股份有限公司製造,KMP-594)
低應力劑2:聚矽氧油(Dow Corning Toray股份有限公司製造,TZ-8120)
(實施例)
於實施例及比較例中,將根據表1及表2所示之調配量調配各成分所得者,使用混合機於常溫下進行混合,獲得粉末狀中間體。將所獲得之粉末狀中間體裝填於自動供 給裝置(料斗)中,定量供給至80℃~100℃之加熱輥進行熔融混練。然後進行冷卻,繼而加以粉碎,獲得固定用樹脂組成物。藉由使用成形裝置對所獲得之固定用樹脂組成物進行打錠成形而獲得錠片。
另一方面,使用包括圖2所示之上模200的嵌入成形裝置,根據下述要領製作轉子。首先,將轉子鐵芯固定於成形裝置之下模上,繼而於轉子鐵芯之孔部中插入釹磁鐵後,使下模上升而將上模200按壓於轉子鐵芯之上表面。繼而,將錠片狀之固定用樹脂組成物供給至上模200的罐210中。繼而,利用柱塞,將熔融狀態之固定用樹脂組成物自罐210中擠出,將固定用樹脂組成物填充於孔部與釹磁鐵之相隔部。繼而,對所填充之固定用樹脂組成物進行加熱硬化而形成固定構件,獲得轉子。此時之成形條件係設定為轉子鐵芯溫度:160℃、硬化時間:120秒。
對所獲得之固定用樹脂組成物及轉子進行下述所示之測定及評價。將其結果示於表1及表2中。實施例之轉子的強度優異。
(評價項目)
螺旋流:將低壓轉移成形機(Kohtaki Precision Machine股份有限公司製造,KTS-15)轉用於嵌入成形,於175℃、注入壓力6.9MPa、保壓時間120秒之條件下,將固定用樹脂組成物注入至依據ANSI/ASTM D 3123-72之螺旋流測定用模具中,測定流動長度。螺旋流為流動性之參數,數值越大則流動性越佳。表1、2中的螺旋流之單 位為cm。
凝膠時間:將固定用樹脂組成物載置於控制為175℃之熱板上,使用刮勺以約1次/sec.之擊打進行揉練。測定固定用樹脂組成物因熱而溶解後至硬化為止之時間,作為凝膠時間。表1、2中的凝膠時間之單位為秒。
高化式黏度:將約2.5g之固定用樹脂組成物形成錠片狀(直徑11mm、高度約15mm)後,利用高化式黏度測定裝置(島津製作所股份有限公司製造,CFT-500D)於測定溫度175℃、荷重10kg之條件下,使用直徑0.5mm、長度1.0mm之噴嘴(模嘴)進行測定。表1、2中的高化式黏度之單位為Pa‧s。
硫化扭矩比:將使用硫化儀(Orientec股份有限公司製造,IVPS型JSR硫化儀),於測定溫度175℃下經時地測定固定用樹脂組成物之硬化扭矩時測定開始60秒後之硬化扭矩值設為T60,至測定開始300秒後為止之最大硬化扭矩值設為Tmax。求出測定開始60秒後之硬化扭矩值相對於至測定開始300秒後為止之最大硬化扭矩值的比T60/Tmax(%)作為硫化扭矩比。硫化儀之扭矩為熱剛性之參數。因此,硫化扭矩比越大,則硬化性越佳。
狹縫流動長度:於模具溫度175℃、成形壓力6.9MPa、注入時間20秒、硬化時間90秒之條件下,於放射狀地設置有前端開放之特定厚度之槽(狹縫)的模具中,對固定用樹脂組成物進行注入成形,用游標卡尺測定流出至寬度3mm、厚度80μm之狹縫中之樹脂的長度。單位 為mm。
轉子成形性:於視作電磁鋼板之模具(孔部之寬度為30mm,厚度為4mm,深度為75mm)中插入視作磁鐵之金屬片(寬度28mm,厚度3.8mm,長度74mm),將所得者設置於成形機中之後,於模具達到170℃之時對固定用樹脂組成物進行注入成形,於硬化時間120秒後將模具自成形機中取出。用肉眼觀察成形品之外觀,確認是否有孔隙等異常,將無孔隙等異常者評價為○,將存在孔隙等異常者評價為×。
玻璃轉移溫度:將低壓轉移成形機(Kohtaki Precision Machine股份有限公司製造,KTS-30)轉用於嵌入成形,於模具溫度175℃、注入壓力9.8MPa、硬化時間2分鐘之條件下對固定用樹脂組成物進行注入成形,獲得4mm×4mm×15mm之試片。將所獲得之試片於175℃下進行4小時後硬化之後,使用熱機械分析裝置(精工電子工業股份有限公司製造,TMA100),於測定溫度範圍0℃至320℃之溫度區域內以升溫速度5℃/min進行測定,根據此時所得之圖,確定玻璃轉移溫度以下之區域中的線膨脹係數(α1)及相當於橡膠狀之區域中的線膨脹係數(α2)。此時,將α1及α2之延長線之交點作為玻璃轉移溫度。表1、2中,玻璃轉移溫度之單位為℃,線膨脹係數(α1、α2)之單位為ppm/℃。
抗燃性:將低壓轉移成形機(Kohtaki Precision Machine股份有限公司製造,KTS-30)轉用於嵌入成形, 於模具溫度175℃、注入壓力9.8MPa、注入時間15秒、硬化時間120秒之條件下對固定用樹脂組成物進行注入成形,製作127mm×12.7mm×3.2mm厚之抗燃試片。使用該等試片,依據UL94垂直法之標準進行抗燃試驗,判斷抗燃性。示出抗燃等級等。於本發明中,阻燃性並非必要條件,故而阻燃性只要適宜調整即可。
斷裂能a及b:對依據JIS K7162而成形為啞鈴形之轉子固定用樹脂組成物之硬化物(以下記載為試片),於25℃或150℃、負荷速度1.0mm/min之條件下進行拉伸試驗。於該拉伸試驗中,拉伸試驗機使用Orientec公司製造之Tensilon UCT-30T型,應變計使用共和電業公司製造之KFG-2-120-D16-11L1M2R型。
將拉伸試驗時之正向應力(stress)與正向應變(strein)之關係繪製成曲線(應力-應變曲線)。繼而,將應變作為變數,算出自拉伸試驗之開始點至斷裂點為止之應力之積分值。再者,單位為×10-4J/mm3
耐油性:使用成形機(Kohtaki Precision Machine股份有限公司製造,KTS-30),於模具溫度175℃、注入壓力9.8MPa、硬化時間120秒之條件下對固定用樹脂組成物進行注入成形,獲得長度80mm、寬度10mm、厚度4mm之成形品(硬化物)。對所獲得之成形品於175℃下進行4小時加熱處理作為後硬化,以所得者作為試片,依據JIS K 6911,於25℃環境下測定抗彎強度及彎曲彈性模數。繼而,將該試片放入至耐壓容器中,於在耐壓容器中填充有 ATF油(Nissan Matic Fluid D)之狀態下、150℃之溫度下浸漬1000小時後,以與上述相同之方法測定抗彎強度及彎曲彈性模數。將相對於ATF油浸漬前之初始值,變化率在10%以內者評價為○,超過10%者評價為×。
ATF浸漬試驗(1000小時):使用成形機(Kohtaki Precision Machine股份有限公司製造,KTS-30),於模具溫度175℃、注入壓力9.8MPa、硬化時間120秒之條件下對固定用樹脂組成物進行注入成形,獲得長度80mm、寬度10mm、厚度4mm之成形品(硬化物)。對所獲得之成形品於175℃下進行4小時加熱處理作為後硬化,以所得者作為試片,測定ATF浸漬前之重量X1、體積Y1。繼而,將該試片放入至耐壓容器中,於填充有ATF之狀態下、150℃下浸漬1000小時。然後,自耐壓容器中取出試片,拭除表面附著之ATF後,測定ATF浸漬後之重量X2、體積Y2,根據下式分別算出ATF浸漬前後之重量變化率及體積變化率。
ATF浸漬前後之重量變化率[%]=(X2-X1)/X1×100
ATF浸漬前後之體積變化率[%]=(Y2-Y1)/Y1×100
再者,ATF係分別使用Matic Fluid D(日產汽車公司製造)、Auto Fluid Type T-IV(豐田汽車公司製造)、ATF DW-1(本田技研工業公司製造)。
ATF浸漬試驗(2000小時):除了將在ATF中之浸漬時間變更為2000小時以外,與上述ATF浸漬試驗(1000小時)同樣地分別算出ATF浸漬前後之重量變化率及體積 變化率。
無機填充材料之脫離:於上述ATF浸漬試驗後,過濾ATF油,用顯微鏡確認濾紙上有無無機填充材料。
根據實施列1~6可知,可獲得填充特性、機械特性、耐油性優異,於ATF浸漬試驗中亦表現出良好之特性的固定用樹脂組成物。
另外,於環氧樹脂之ICI黏度大於3之比較例1~2中,80μm狹縫流動長度均未達75。如此,比較例1~2中無法獲得具有充分之填充特性的固定用樹脂組成物。
再者,上述實施形態以及多個變化例當然可於其內容不相對立之範圍內加以組合。另外,上述實施形態以及變化例中對各部之結構等進行了具體說明,但其結構等可於滿足本案發明之範圍內進行各種變更。
100‧‧‧轉子
110‧‧‧轉子鐵芯
120‧‧‧磁鐵
130‧‧‧固定構件
140‧‧‧填充部
150‧‧‧孔部
160‧‧‧鉚接部

Claims (13)

  1. 一種固形之固定用樹脂組成物,其係用於構成轉子之固定構件之固定用樹脂組成物,該轉子包括:轉子鐵芯,其包含由多個板構件積層而成之積層體,固設於旋轉軸上,且於前述積層體中設置有沿著前述旋轉軸之周緣部配置之多個孔部;磁鐵,其係插入於前述孔部中;及前述固定構件,其係使填充於前述孔部與前述磁鐵之相隔部中的前述固定用樹脂組成物硬化而成;且前述之固形之固定用樹脂組成物包含:熱硬化性樹脂(A)5質量%以上40質量%以下,其含有150℃下之ICI黏度為3泊以下之環氧樹脂(A1)70質量%以上100質量%以下;硬化劑(B)3質量%以上35質量%以下,其於150℃之ICI黏度為2泊以下;及無機填充材料(C)50質量%以上93質量%以下;並且於模具溫度175℃、成形壓力6.9MPa、注入時間20秒之條件下,將前述固定用樹脂組成物注入至具有寬度3mm、厚度80μm之剖面形狀的流路中時之狹縫流動長度為75mm以上300mm以下。
  2. 如請求項1所記載之固定用樹脂組成物,其中前述環氧樹脂(A1)係包含選自下述者所組成之群中之至少一種:聯苯型環氧樹脂、具有伸苯基骨架之苯 酚芳烷基型環氧樹脂、具有伸聯苯基骨架之苯酚芳烷基型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、鄰甲酚酚醛清漆型環氧樹脂、雙酚型環氧樹脂、聯二萘酚型環氧樹脂、二環戊二烯型環氧樹脂、二氫蒽二醇型環氧樹脂、及三苯基甲烷型環氧樹脂。
  3. 如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物,其中前述硬化劑(B)係包含選自下述者所組成之群中之至少一種:酚醛清漆型酚樹脂、具有伸苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、具有伸聯苯基骨架之苯酚芳烷基樹脂、具有伸苯基骨架之萘酚芳烷基、以及以羥基苯甲醛、甲醛及苯酚之反應產物為主的酚樹脂。
  4. 如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物,其中前述環氧樹脂為結晶性環氧樹脂。
  5. 如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物,其中使用高化式黏度測定裝置於測定溫度175℃、荷重10kg下進行測定時,前述固定用樹脂組成物之高化式黏度為3Pa‧s以上50Pa‧s以下。
  6. 如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物,其中前述固定用樹脂組成物於175℃下之凝膠時間為10秒以上、50秒以下。
  7. 如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物,其中前述固定用樹脂組成物之螺旋流為50cm以上。
  8. 如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物,其中 將使用硫化儀於測定溫度175℃下經時地測定前述固定用樹脂組成物之硬化扭矩時測定開始60秒後之硬化扭矩值設為T60,至測定開始300秒後為止之最大硬化扭矩值設為Tmax時,測定開始60秒後之硬化扭矩值相對於至測定開始300秒後為止之最大硬化扭矩值的比T60/Tmax(%)為40%以上。
  9. 如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物,其為粉末狀、顆粒狀或錠片狀。
  10. 如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物,其係使用在構成前述轉子之前述固定構件中,且前述轉子係於俯視下,前述轉子之直徑方向上的前述孔部與前述磁鐵之相隔部之間隔為20μm以上、500μm以下者。
  11. 一種轉子,其包括:轉子鐵芯,其包含由多個板構件積層而成之積層體,固設於旋轉軸上,且於前述積層體中設置有沿著前述旋轉軸之周緣部配置之多個孔部;磁鐵,其係插入於前述孔部中;及固定構件,其係使填充於前述孔部與前述磁鐵之相隔部中的固定用樹脂組成物硬化而成;且前述轉子之特徵在於:構成前述轉子之前述固定構件中所使用的前述固定用樹脂組成物為如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物。
  12. 一種汽車,其包含如請求項11所記載之轉子。
  13. 一種轉子之製造方法,其係使用如請求項1或2所記載之固定用樹脂組成物而進行製造,且該製造方法包括以下步驟:準備轉子鐵芯之步驟,該轉子鐵芯包含由多個板構件積層而成之積層體,且於前述積層體中,設置有沿著旋轉軸貫穿於其中之貫穿孔的周緣部配置之多個孔部;將磁鐵插入至前述孔部之步驟;於前述孔部與前述磁鐵之相隔部填充前述固定用樹脂組成物之步驟;及於前述轉子鐵芯之前述貫穿孔中插入前述旋轉軸,並且將前述旋轉軸固設於前述轉子鐵芯上之步驟。
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