高速モーターの主要ロータースリーブとして、カーボンファイバースリーブの採用がますます増加しています。しかしながら、その用途については依然として誤解が存在します。この記事では、こうした誤解を解き、カーボンファイバースリーブの用途をより正確に理解していただくことを目的としています。
表：高速モーター用途におけるカーボンファイバースリーブに関するよくある誤解と正しい解釈
| 誤解 | 正しい理解 |
| ① 巻線の張力がモータ回転子の永久磁石に最終的な干渉力を直接与えると信じている | カーボンファイバースリーブは、主にカーボンフィラメントと樹脂マトリックスで構成されています。湿式巻きの場合、カーボンフィラメントは樹脂マトリックスと共に高張力でシャフト表面に接着しますが、この段階では完全に硬化していません。硬化中の温度上昇により、シャフト、フィラメント、樹脂が熱膨張し、巻き取り張力が部分的に失われます。乾式巻きの場合、硬化が速く、熱膨張の影響が少ないため、張力の低下は比較的小さくなりますが、それでも巻き取り張力が磁石への最終的な干渉力とみなすことはできません。 |
| ②スリーブの寸法は硬化時に使用するマンドレルによって直接決定されると信じている | 湿式巻き取りでは、炭素繊維は樹脂によってマンドレル表面に固定されますが、完全に硬化するわけではありません。加熱硬化プロセス中、マンドレルは膨張します。冷却後、スリーブの寸法が固定されると同時に、マンドレルは収縮します。したがって、最終的なスリーブ寸法は、マンドレルの熱膨張と収縮を考慮する必要があります。 |
| ③カーボンフィラメントの性能だけでスリーブの設計基準が決まると信じて | 炭素繊維スリーブはフィラメントと樹脂の両方から構成されているため、フィラメントの特性のみを設計基準とするのは不十分です。NOLリング引張強度試験（GB/T1458-2008）またはプレート試験で測定された性能パラメータは、スリーブの実際の使用時における性能をより正確に反映するため、設計基準として使用する必要があります。 |
| ④ 最高級の炭素繊維を選択することがローター設計にとって常に最善の解決策であると信じている | 高速モーターローターに適した炭素繊維のグレードは、主にローターの動作条件（回転速度、線速度など）に依存します。スリーブの主な機能は、遠心力による磁石の破損を防ぐことです。安全マージンが確保されている限り、最高グレードの炭素繊維ではなく、適切なグレードの炭素繊維を選択する方が合理的です。不必要に高いグレードを選択すると、コストが増加し、量産性が損なわれ、設計の非効率性と費用の増加につながります。 |
| ⑤ 設計段階で熱抵抗を考慮する必要がないと信じている | 前述の通り、カーボンファイバースリーブは樹脂マトリックスに大きく依存しており、この樹脂マトリックスは温度に敏感です。ある限界を超えるとスリーブの性能が低下し、深刻な場合にはローターの故障につながる可能性があります。したがって、樹脂の選択は、想定されるローターの動作温度に基づいて行う必要があります。現在入手可能な樹脂マトリックスは、エポキシ樹脂、PEEK樹脂など、一般的に100℃程度から200℃を超える温度範囲に耐えることができます。 |
