(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材に樹脂組成物を含浸して成る繊維強化樹脂部材の製造方法であって、Ｐ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとを混合して硬化剤としてのアミドアミンを生成した後、このアミドアミンをビスマレイミド樹脂に混合して樹脂組成物を生成し、この樹脂組成物を前記基材に含浸させることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記アミドアミンを前記ビスマレイミド樹脂に混合すると共に、芳香族アミン系の硬化促進剤を混合することを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記芳香族アミン系の硬化促進剤としてポリメチレンポリフェニルアミンが採用されていることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記ビスマレイミド樹脂は、前記Ｐ−アミノ安息香酸２５０乃至３００重量部に対し、１６００乃至２０００重量部混合することを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項に記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記基材としてガラス繊維が採用されていることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５いずれか１項に記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記樹脂組成物を前記基材に含浸せしめた後、波板状に成形してリップルバネとすることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の繊維強化樹脂部材の製造方法により製造されたリップルバネであって、このリップルバネは、回転電機の固定子鉄心のスロット内に配設され、このスロットに収納される固定子コイルの該スロット内での振動を抑制するものであることを特徴とするリップルバネ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂部材の製造方法及びリップルバネに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に開示されるように、回転電機の固定子鉄心１のスロット２にして、スロット壁面５及び楔部材６と固定子コイル３との間に波板状のバネ（リップルバネ４ａ・４ｂ）を設けることで、このリップルバネ４ａ・４ｂにより固定子コイル３の振動を吸収して安定的に電機子電流を流す技術が知られている（図１参照）。
【０００３】
このリップルバネとしては、一般的には、ガラス繊維等の基材に成形性に秀れたエポキシ樹脂を含浸せしめて形成される繊維強化樹脂製のものが採用されている。
【０００４】
ところで、近年においては、発電機の更なる大型化・高出力化が求められていることから、より大きな電機子電流を安定的に流すことができるように、リップルバネにも更なる耐久性が求められている。
【０００５】
即ち、電機子電流が増加すると固定子コイルの発熱量が増加することになるが、エポキシ樹脂は耐熱性が低く、この発熱量の増加に対応できない。具体的には、エポキシ樹脂はジアミノジフェニルスルフォンで硬化せしめて耐熱性を向上させている。しかし、このままでは樹脂組成物が硬く脆くなるため、更にゴム状エポキシ樹脂を加えて靱性を向上させている。ゴム状エポキシ樹脂が多いと靱性は向上するが耐熱性は低下する。また、ゴム状エポキシ樹脂が少ないと耐熱性は向上するが靱性は低下する。従って、両者を高いレベルで両立することは困難である。
【０００６】
そこで、例えばエポキシ樹脂に替えて耐熱性及び靱性に秀れたポリイミド樹脂を採用することが考えられるが、ポリイミド樹脂は非常に高価であり、更に成形性も悪いことから、コスト高となることは避けられない。
【０００７】
また、ポリイミド樹脂より安価なビスマレイミド樹脂もポリイミド樹脂と同様、秀れた耐熱性を有するが、靱性に劣ることから、このポリイミド樹脂を用いた場合、リップルバネが硬く脆くなってしまうため、耐熱性と共に高度な靱性が要求されるリップルバネに用いるには不向きである。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−８２１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上述のような現状に鑑み、発明者等が繰り返し実験を行った結果、ビスマレイミド樹脂をアミドアミンと反応させることでビスマレイミド樹脂の欠点である靱性を、耐熱性を悪化させることなく改善できることを見出し完成したもので、コスト安にして秀れた耐久性を有する極めて実用性に秀れた繊維強化樹脂部材の製造方法及びリップルバネを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１１】
基材に樹脂組成物を含浸して成る繊維強化樹脂部材の製造方法であって、Ｐ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとを混合して硬化剤としてのアミドアミンを生成した後、このアミドアミンをビスマレイミド樹脂に混合して樹脂組成物を生成し、この樹脂組成物を前記基材に含浸させることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法に係るものである。
【００１２】
また、請求項１記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記アミドアミンを前記ビスマレイミド樹脂に混合すると共に、芳香族アミン系の硬化促進剤を混合することを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法に係るものである。
【００１３】
また、請求項２記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記芳香族アミン系の硬化促進剤としてポリメチレンポリフェニルアミンが採用されていることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法に係るものである。
【００１４】
また、請求項３記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記ビスマレイミド樹脂は、前記Ｐ−アミノ安息香酸２５０乃至３００重量部に対し、１６００乃至２０００重量部混合することを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法に係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜４いずれか１項に記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記基材としてガラス繊維が採用されていることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法に係るものである。
【００１６】
また、請求項１〜５いずれか１項に記載の繊維強化樹脂部材の製造方法において、前記樹脂組成物を前記基材に含浸せしめた後、波板状に成形してリップルバネとすることを特徴とする繊維強化樹脂部材の製造方法に係るものである。
【００１７】
また、請求項６記載の繊維強化樹脂部材の製造方法により製造されたリップルバネであって、このリップルバネ４ａ・４ｂは、回転電機の固定子鉄心１のスロット２内に配設され、このスロット２に収納される固定子コイル３の該スロット２内での振動を抑制するものであることを特徴とするリップルバネに係るものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は上述のようにするから、コスト安にして秀れた耐久性を有する極めて実用性に秀れた繊維強化樹脂部材の製造方法及びリップルバネとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
【００２０】
ビスマレイミド樹脂とアミドアミンとを反応させることで、耐熱性を悪化させることなく靱性を向上させることができ、よって、ポリイミド樹脂より安価で且つ成形容易なビスマレイミド樹脂を用いて耐熱性及び靱性の双方に秀れた繊維強化樹脂部材、例えばリップルバネを製造可能となる。
【００２１】
また、ビスマレイミド樹脂とアミドアミンとを反応させる際、ビスマレイミド樹脂とアミドアミンを形成するＰ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとを一緒に混合すると、ビスマレイミド樹脂とＰ−アミノ安息香酸及び１，３−フェニルビスオキサゾリンとの反応が優先され、Ｐ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとの反応が不十分となるため、上記靱性の向上効果は見られないことを実験により確認している。この点、本発明においては、Ｐ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとを先に混合してアミドアミンを生成した後、ビスマレイミド樹脂と混合しているから、アミドアミンとビスマレイミド樹脂との反応は確実に行われ、上記靱性の向上効果を確実に得ることができる。
【実施例】
【００２２】
本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
【００２３】
本実施例は、基材に樹脂組成物を含浸して成る繊維強化樹脂部材の製造方法であって、Ｐ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとを混合して硬化剤としてのアミドアミンを生成した後、このアミドアミンをビスマレイミド樹脂に混合して樹脂組成物を生成し、この樹脂組成物を前記基材に含浸させるものである。
【００２４】
具体的には、本実施例は、上記樹脂組成物を前記基材としての経糸と緯糸とから成るガラス繊維織物に含浸せしめ加熱・硬化後、波板状に成形することで、例えば回転電機の固定子鉄心１のスロット２に収納される固定子コイル３の振動を抑制するために用いられるリップルバネ４ａ・４ｂを製造する方法である。尚、基材としては、ガラス繊維に限らず、炭素繊維やアラミド繊維から成るものを採用しても良い。また、織物に限らず、繊維を一方向に引き揃えてなる引き揃え繊維体を採用しても良い。
【００２５】
ところで、図１に図示したように、固定子コイル３の振動を抑制するためのリップルバネとしては、固定子コイル３の上下方向（固定子鉄心１の半径方向）への振動を抑制する所謂トップリップル４ａと、固定子コイル３の左右方向（固定子鉄心１の円周方向）への振動を抑制する所謂サイドリップル４ｂとが存在する。このトップリップル４ａ及びサイドリップル４ｂに要求される特性は、図２に図示した使用条件から明らかなように夫々異なるが、本実施例によれば、特にトップリップル４ａに要求される高い圧縮強度をクリアできるリップルバネをコスト安に製造可能となる。
【００２６】
以下、更に詳細に説明する。
【００２７】
本実施例は、基材（ガラス繊維織物）に含浸せしめられる樹脂組成物として、予めＰ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとを混合してアミドアミン（硬化剤）を生成した後、このアミドアミンをビスマレイミド樹脂に混合したものを採用している。
【００２８】
更に、本実施例においては、上記アミドアミンをビスマレイミド樹脂に混合する際、硬化促進剤として芳香族アミン系の硬化促進剤（ポリメチレンポリフェニルアミン）を混合する。尚、ポリメチレンポリフェニルアミンと異なる硬化促進剤を採用しても良い。
【００２９】
具体的には、Ｐ−アミノ安息香酸２５０乃至３００重量部に該Ｐ−アミノ安息香酸のカルボキシル基に対して理論量のフェニルビスオキサゾリンを混合してアミドアミンを生成した後、このアミドアミンにビスマレイミド樹脂１６００乃至２０００重量部と該ビスマレイミド樹脂のビスマレイミド基に対して理論量のポリメチレンポリフェニルアミンを混合して前記樹脂組成物を生成する。
【００３０】
本実施例においては、Ｐ−アミノ安息香酸２７４重量部にフェニルビスオキサゾリン２１６重量部を混合してアミドアミンを生成した後、このアミドアミンにビスマレイミド樹脂１６６０重量部とポリメチレンポリフェニルアミン２９７重量部を混合して前記樹脂組成物を生成している。
【００３１】
尚、Ｐ−アミノ安息香酸の添加量が２５０重量部未満であるとオキサゾリンがアミンと反応しビスマレイミドの反応基が過剰に残り、耐熱性が下がる。また、Ｐ-アミノ安息香酸の添加量が３００重量部を超えるとカルボン酸が残り、やはり耐熱性が下がる。また、ビスマレイミド樹脂の添加量が１６００重量部未満であるとビスマレイミド基が充分に反応しないため耐熱性（Ｔｇ）が低くなる。また、ビスマレイミド樹脂の添加量が２０００重量部を超えると耐熱性（Ｔｇ）は高くなるが、ビスマレイミド基が過剰となり脆くなる。
【００３２】
ここで、アミドアミン（硬化剤）とポリメチレンポリフェニルアミン（芳香族アミン系硬化促進剤）との配合量をコントロールすることで、耐熱性（Ｔｇ）と伸びをコントロールすることができる。具体的には、アミドアミンが多いとＴｇが低く伸びが大きくなり、ポリメチレンポリフェニルアミンが多いとＴｇが高く伸びが小さくなる。従って、用いられる回転電機の規格に応じて上記数値範囲内で適宜配合量を設定する。
【００３３】
続いて、上述のようにして生成した樹脂組成物を基材に定法に従い塗布含浸させて加熱硬化せしめた後、波板状に成形してこれを複数枚積層するか若しくは複数枚積層した後にまとめて波板状に成形してリップルバネとする。
【００３４】
本実施例は上述のようにするから、ビスマレイミド樹脂とアミドアミンとを反応させることで、耐熱性を悪化させることなく靱性を向上させることができ、よって、ポリイミド樹脂より安価で且つ成形容易なビスマレイミド樹脂を用いて耐熱性及び靱性の双方に秀れたリップルバネを製造可能となる。
【００３５】
また、ビスマレイミド樹脂とアミドアミンとを反応させる際、ビスマレイミド樹脂とアミドアミンを形成するＰ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとを一緒に混合すると、ビスマレイミド樹脂とＰ−アミノ安息香酸及び１，３−フェニルビスオキサゾリンとの反応が優先され、Ｐ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとの反応が不十分となるため、上記靱性の向上効果は見られないことを実験により確認している。この点、本発明においては、Ｐ−アミノ安息香酸と１，３−フェニルビスオキサゾリンとを先に混合してアミドアミンを生成した後、ビスマレイミド樹脂と混合しているから、アミドアミンとビスマレイミド樹脂との反応は確実に行われ、上記靱性の向上効果を確実に得ることができる。
【００３６】
よって、本実施例は、コスト安にして秀れた耐久性を有する極めて実用性に秀れたリップルバネを製造可能となる。
【００３７】
以下に本実施例の効果を裏付ける実験例について説明する。
【００３８】
図３に図示したように、実験例１〜４を夫々の材料の配合比率を変えてＴｇ及び長期劣化性の変化を調べたところ、図４に図示したような結果が得られた。尚、実験例１〜４に係るリップルバネは、ガラス繊維織物として縦横比が６．４：１のものを採用し、このガラス繊維織物に上記樹脂組成物を含浸せしめて、１６０℃１ｈで初期硬化せしめた後、２００℃２ｈ＋２３０℃４ｈで後硬化せしめた基体を８枚重ねて作製した。
【００３９】
また、長期劣化性は、試料を５ｍｍ厚の鉄板で平らに押し潰した後、１５５℃に一定時間保持し、外観の変化を１週間おきに目視観察して評価した。
【００４０】
図３，４より、ビスマレイミドを理論地より７％減とした実験例４では、長期劣化性が大幅に改善されることが確認された。従って、ビスマレイミドの添加量は１６６０重量部程度配合するのが特に好ましいことが確認された。
【００４１】
尚、エポキシ樹脂を用いる従来例に比し、耐熱性及び靱性の双方が大幅に改善されることも実験により確認済みである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】回転電機の固定子鉄心の概略説明断面図である。
【図２】トップリップルとサイドリップルの使用条件を示す表である。
【図３】実験例１〜４の夫々の材料の配合比率を示す表である。
【図４】実験結果を示す表である。
【符号の説明】
【００４３】
１  固定子鉄心
２  スロット
３  固定子コイル
４ａ・４ｂ  リップルバネ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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