(57)【要約】【課題】本発明は、炭素繊維で成形したプリフォーム品にアルミニウム溶湯を加えて再成形し、放熱特性を大幅に向上させることを目的とする。【解決手段】本発明によるモータ部品の成形方法及びモータ部品は、予備型(1)内に炭素繊維(2)を入れて成形することによりプリフォーム品(2)を成形し、前記プリフォーム品(2)を本型(3)内に入れてアルミニウム溶湯(4)を加え、加圧して最終成形品(6)を得る方法と構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
最終成形品(6)の形状又は前記最終成形品(6)に近い形状の予備型(1)内に炭素繊維(2)を入れて成形することによりプリフォーム品(2)を成形し、前記プリフォーム品(2)を本型(3)内に入れてアルミニウム溶湯(4)を加え、加圧することにより前記最終成形品(6)を得ることを特徴とするモータ部品の成形方法。
【請求項２】
前記炭素繊維(2)は、カーボンナノチューブ又は気相法炭素繊維からなることを特徴とする請求項１記載のモータ部品の成形方法。
【請求項３】
前記最終成形品(6)は、モータケース(20)又はブラケット(10,11)よりなることを特徴とする請求項１又は２記載のモータ部品の成形方法。
【請求項４】
最終成形品(6)の形状又は前記最終成形品(6)に近い形状の予備型(1)内に炭素繊維(2)を入れて成形したプリフォーム品(2)を、本型(3)内に入れてアルミニウム溶湯(4)を加えて加圧し前記最終成形品(6)としたことを特徴とするモータ部品。
【請求項５】
前記炭素繊維(2)は、カーボンナノチューブ又は気相法炭素繊維からなることを特徴とする請求項４記載のモータ部品。
【請求項６】
前記最終成形品(6)は、モータケース(20)又はブラケット(10,11)よりなることを特徴とする請求項４又は５記載のモータ部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ部品の成形方法及びモータ部品に関し、特に、炭素繊維を成形したプリフォーム品にアルミニウム溶湯を加え、溶湯鍛造法にて金属基複合材料として成形することにより、放熱特性の優れたモータ部品を得るための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたサーボモータとしては、例えば、特許文献１及び２に示されているように、そのモータケース又は前蓋等のブラケット等のモータ部品は、アルミニウム合金を用いた成形品又は切削加工によって形成されていた。
また、このアルミニウム合金を用いた成形品の中に炭素繊維を含ませて放熱特性を向上させようとした案も一部で提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−２７８４０８号公報
【特許文献２】米国特許第５９１２５４１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のモータ部品は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、アルミニウム合金を用いた成形品又は切削加工によって得たモータ部品の場合、アルミニウム合金のみの熱伝導性のみであるため、放熱特性が十分ではなく、モータに大きい負荷がかかると大きい熱が発生するが、十分な放熱ができず、モータ損傷の原因となり、高出力型のモータを得るための大きい障害となっていた。
また、アルミニウム合金の成形品の中に炭素繊維を含ませて放熱特性を向上させようとする場合、熱伝導性の良好なカーボンナノチューブは、その径は大きくても数百ナノメータ以下と極めて細く、かつ、比重の差もあるため、溶融したアルミニウム合金とは５％も十分に混合することはなく、また、空気中の雰囲気であることも作用し、アルミニウムとカーボンの化学反応を生じ、その特性が低下し、アルミダイキャストによる成形は実現が困難であった。
また、アルミニウム製のブラケットは、モータの発熱と共に軸受の受け部が熱膨張して隙間が発生し、鉄のブッシュを入れて受け部を形成していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるモータ部品の成形方法は、最終成形品の形状又は前記最終成形品に近い形状の予備型内に炭素繊維を入れて成形することによりプリフォーム品を成形し、前記プリフォーム品を本型内に入れてアルミニウム溶湯を加え、加圧することにより前記最終成形品を得る方法であり、また、前記炭素繊維は、カーボンナノチューブ又は気相法炭素繊維からなる方法であり、また、前記最終成形品は、モータケース又はブラケットよりなる方法であり、また、本発明によるモータ部品は、最終成形品の形状又は前記最終成形品に近い形状の予備型内に炭素繊維を入れて成形したプリフォーム品を、本型内に入れてアルミニウム溶湯を加えて加圧し前記最終成形品とした構成であり、また、前記炭素繊維は、カーボンナノチューブ又は気相法炭素繊維からなる構成であり、また、前記最終成形品は、モータケース又はブラケットよりなる構成である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によるモータ部品は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、炭素繊維で成形したプリフォーム品にアルミニウム溶湯を加え、溶湯鍛造法（含浸・凝固鍛造）にて金属基複合材料として成形するため、炭素繊維を体積比で５０％以上入れることができ、比重も軽く（比重２程度）、高い放熱効果により、モータ発生トルクの増大、小型化を得ることができる。
また、従来のように、溶湯と混合後にダイキャストする場合と違い、熱や酸化に基づく化学反応劣化がなく、長寿命化が得られる。
また、従来のように、軸受の受け部内にブッシュを入れて隙間をなくす手間も不要となり、構造も簡素化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、炭素繊維で形成したプリフォーム品を型に入れ、アルミニウム合金の溶湯を加え、溶湯鍛造法にて金属基複合材料として成形し、炭素繊維の含浸量を増加させ、放熱特性の優れたモータ部品を得ることを目的とする。
【実施例】
【０００８】
以下、図面と共に本発明によるモータ部品の成形方法及びモータ部品の好適な実施の形態について説明する。
図１において符号１で示されるものは予備型であり、この予備型１内には、カーボンナノチューブ等からなる炭素繊維２が供給されるように構成されている。
【０００９】
前記予備型１のキャビティ１ａの形状は、モータのブラケット（前蓋、後蓋）、モータケース等のモータ部品の形状と同じ形状又はこれに近い形状の型で形成されており、この型の中に炭素繊維（カーボンナノチューブ、ＶＧＣＦ：気相法炭素繊維及びその類似製品）を入れ、上型又はパンチによって圧力をかけて成形し、予成形品であるプリフォーム品２を成形する。
【００１０】
次に、前記プリフォーム品２を本型３のキャビティ３ａ内に装填し、このキャビティ３ａ内にアルミニウム合金を溶融させた状態のアルミニウム溶湯４を供給する。
この状態で、上型又はパンチ５を上方から本型３に装入して加圧（例えば、２０００ｋｇ／ｃｍ２）することにより、含浸・凝固鍛造（溶湯鍛造法）して金属基複合材料化し、所要形状のモータ部品としての最終成形品６が本型３の型開によって取り出される。
【００１１】
図２は、前述のモータ部品としての最終成形品６がモータのモータケース２０に適用された場合を示している。
すなわち、モータケース２０の受け部２１、２２に設けられた各軸受２３、２４には、ロータ２５を有するモータ軸２６が回転自在に設けられている。
この場合、熱伝導も非常に良く（アルミニウムの５倍以上）、モータケース２０の放熱特性として極めて高い（従来比で数倍）特性が得られるため、従来、用いられていた受け部２１、２２の熱膨張による隙間をカバーするための従来の鉄ブッシュを用いる必要がなくなった。
また、図３の他の形態には図２と同一部分には同一符号を付しその説明は省略しているが、図２のモータケース２０の代わりにブラケット１０、１１が用いられており、モータ部品としての前記ブラケット１０、１１にも適用できるものである。尚、図１の最終成形品６は図３のブラケット１０、１１の形状に相当している。
【００１２】
尚、前述の炭素繊維の前記最終成形品６における占積率は、実験の結果、体積比で５０％以上可能であり、最大では７０〜８０％も可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は、モータ部品のみではなく、回転機全般、発熱性電子部品のヒートシンク等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明によるモータ部品の成形方法を示す構成図である。
【図２】本発明によるモータ部品を適用したモータ構造を示す半断面図である。
【図３】本発明によるモータ部品を適用したモータ構造の他の形態を示す半断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１    予備型
２    炭素繊維
３    本型
４    アルミニウム溶湯
６    最終成形品
１０、１１    ブラケット
２０    モータケース
２１、２２    受け部
２３、２４    軸受
【図１】
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【図２】
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【図３】
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