JPH048138A - 耐冷媒型電動機回転子 - Google Patents

耐冷媒型電動機回転子

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JPH048138A
JPH048138A JP2108629A JP10862990A JPH048138A JP H048138 A JPH048138 A JP H048138A JP 2108629 A JP2108629 A JP 2108629A JP 10862990 A JP10862990 A JP 10862990A JP H048138 A JPH048138 A JP H048138A
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JP
Japan
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refrigerant
resin
motor rotor
reinforcing member
permanent magnet
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Pending
Application number
JP2108629A
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English (en)
Inventor
Nobuaki Arakawa
展昭 荒川
Kenichi Iizuka
健一 飯塚
Makoto Ishii
誠 石井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1 本発明は、耐冷媒型電動機回転子、特に冷媒圧縮機に内
蔵させて使用する無刷子電動機の永久磁石回転子に関す
るものである。
【従来の技術] 電動機組込型の冷媒圧縮機では、誘導電動機又は永久磁
石回転子を用いた無刷子電動機を使用する。このうち、
無刷子電動機の永久磁石回転子は、例えば第6図に示す
如く、回転軸4を有する円筒状の磁性体ヨーク1の外局
に分割型又は一体型の永久磁石2を配置した構造になっ
ている。永久磁石2としては1価格の割りには磁束密度
及び保持力が大きいフェライト磁石を使用し、かつ、接
着剤を用いてヨーク1に固着するのが普通である。 然るに、フェライト磁石は、衝撃に対して脆くて弱い等
、機械的強度に問題がある。また、接着剤による永久磁
石の固定は、組合せ精度のばらつき等の原因により、接
着強度が不充分になることがある。このため、この種の
電動機回転子は、永久磁石2の外周に補強部材3を設け
ることにより。 遠心力によって永久磁石2が破損し又は分離して飛散す
ることを防止する必要がある。 補強部材3は、例えばステンレスのような非磁性金属の
線材又は帯材を永久磁石2の外周に巻回することによっ
て構成する(特開昭62−10663号参照)。しかし
、この種の補強部材は、電動機回転子に大きな機械的強
度を持たせることが出来る反面、磁石装填の作業性が悪
い等の問題があり、しかも、金属線材又は帯材に大きな
うず電流が発生する欠点がある。 このため、ガラス繊維テープを永久磁石2の周囲に巻回
しながら液状の熱硬化性樹脂を含浸させた後、適当な熱
処理を施して回転子全体を固める方法や、例えば特開昭
60−1012854号のように、耐冷媒性のエポキシ
樹脂やポリエステル樹脂をヨーク1及び永久磁石2の外
周面に射出成形して回転子全体を固める方法などが提案
されている。 しかし、前者の対策は1合成樹脂の浸透を良くするため
に数ミクロン程度の薄いテープを幾重にも巻回する必要
があるほか、テープを巻回しながら合成樹脂を含浸させ
る必要があるため、作業性が極めて悪く製作工数の増大
につながる欠点がある。また、テープを幾重にも巻回す
るために回転子外径の仕上り精度が悪く、合成樹脂の硬
化後に切削等の仕上げ加工を施す必要がある。しかも、
このような仕上げ加工を行うとガラス繊維の粉末が冷媒
中に混入して圧縮機をロックさせることがある。 一方、後者の対策は、冷媒の温度が100℃以内であれ
ば特に問題がない。しかし、最近は、インバータ制御に
より電動機回転数を可変速化して圧縮機の性能向上を図
っているため、電動機の温度が上昇して冷媒を必要以上
に加熱する傾向がある。このため、冷媒の温度は、高速
運転の場合は120℃前後、過負荷運転の場合に至って
は135℃前後にも達することがある。このように冷媒
の温度が100℃を超えると、射出成形をしだ合成樹脂
が冷媒の侵触作用を受け、低分子量の不安定トリマー(
おりごま)が不純物として冷媒中に析出して冷媒圧縮機
をロックさせることがある。 [発明が解決しようとする課題] 従って、本発明の主たる目的は、補強部材を構成する合
成樹脂等の素材が冷媒中に混入し又は析出することのな
い耐冷媒型電動機磁石回転子を提供することにある。 また、本発明の別の目的は、補強部材を構成するための
作業工数を大幅に低減することが出来る耐冷媒型電動機
回転子を提供することにある。 【課題を解決するための手段】 上記の課題は、回転子補強部材を構成する素材として芳
香族化合物系合成樹脂を使用することによって解決する
ことが出来る。 芳香族化合物系合成樹脂は、各種の分子構造のものを選
択して使用することが出来るが、特にポリエーテル・エ
ーテル・ケトン樹脂(以下rPEEK樹脂」という)又
はポリフェニレン・サルファイド樹脂(以下rpps樹
脂」という)を使用することが望ましい。 (作用] 本発明者等は、各種の合成樹脂の耐冷媒特性を比較検討
した結果、芳香族化合物系の合成樹脂は。 従来使用していたエポキシ樹脂やポリエステル樹脂に比
較し、特に高温領域における耐冷媒性に優れていること
を見出した。 代表的な冷媒であるフロンR−22に対する合成樹脂材
料の耐冷媒性をガラスアンプル法に用いて実験した結果
を第1表に示す。実験は、実際に近い使用状態での耐冷
媒性をM察するため、冷媒及び圧縮機用潤滑油の混合液
中に合成樹脂材料の試料を浸種し、加熱状態に保持する
ことによって行なった。なお、潤滑油は、サンオイル社
製スニソ4GDI−HTを使用した。 第1表 析出物の量は、試料の析出が安定状態となるのに必要な
7日間、ガラスアンプルを加熱状態に保持した後、同ア
ンプルを開封してフロンR−22を取り除き、潤滑油中
に残った析出物(低分子トリマー)を分析することによ
って行なった。 実験の結果、比較のために使用したポリエステル樹脂は
、冷媒の温度が120℃を超えると可成りの量の析出物
が認められるのに対し、芳香族化合物系合成樹脂である
PEEK樹脂及びPPS樹脂は、いずれも150℃以上
の高温のもとで極く僅かの析出物が認められるに過ぎな
いことを確認した。このように、芳香性化合物合成樹脂
は、特に高温領域における耐冷媒性が優れており、耐冷
媒型電動機回転子を補強するための素材として極めて望
ましい材料である。 一般に、芳香性化合物系合成樹脂樹脂は、流動性に富む
材料である。例えばPEEK樹脂は、第2図に示すよう
に、400℃前後において良好な流動性を保有しており
、この程度の流動性があれば、エポキシ樹脂やポリエス
テル樹脂の場合と同様、射出成形によって電動機回転子
の補強部材を構成することが可能である。もっとも、補
強部材は、必ずしも射出成形によって構成する必要はな
く、予め筒状の成形品を作成し、圧入又は焼き嵌め等の
手段により、当該成形品を永久磁石の外周に嵌合させる
ことによっても構成することが可能である。 第3図は、PEEK樹脂、PPS樹脂及び同じく芳香族
化合物系合成樹脂であるポリブチレン・テレフタレート
樹脂(PBT樹脂)について、引張り強度と樹脂温度と
の関係を実測した結果を示したものである。同図から明
らかなように、いずれの樹脂も常温から150℃の広い
範囲において充分な引張り強度を有するが、なかでもP
EEK樹脂は、ポリイミド樹脂に匹敵する引張り強度と
優れた耐熱特性を持っていることが分かる。 もっとも、第3図は、ガラス繊維を樹脂に混入させた場
合について引張り強度を調べたものである。一般に、ガ
ラスその他の無機質繊維は、樹脂の引張り強度を増加さ
せるように機能するが、その反面、樹脂の耐衝撃強度を
劣化させるようにも機能する。この点をPEEK樹脂に
ついて調べた結果が第4図である。同図から明らかなよ
うに。 無混入のPEEK樹脂(ナチュラル)の耐衝撃強度は3
00kg−c■/C園を超える極めて高い値を示すが、
20%のガラス繊維(GF)を混入したPEEK樹脂の
耐衝撃強度は1/3以下に低下する。 これは、無機質繊維をを混入すると樹脂が硬くなって割
れ易くなるためである。従って、永久磁石回転子の補強
部材として芳香族化合物系合成樹脂を使用する場合は、
必要とする耐衝撃強度を勘案の上、無機質繊維の混入量
を決定する必要がある。 ところで、冷媒圧縮機用電動機を毎分9000回転で運
転する通常の空気調和機の場合、永久磁石回転子の補強
部材に加わる引−張り荷重(遠心力)は約260Kg/
aJである。但し、空気調和機の製造メーカーとしては
少なくとも10年間の性能保証をする必要があり、その
間の電動機の運転回数は約4万回に達する。従って、補
強部材は、少なくとも4万回に及ぶ電動機の運転の都度
、毎回少なくとも260にg/cdの引張り応力に耐え
るものでならない。 この観点から、無機質繊維を混入しないPEEK樹脂を
用いてテストピースを作製し、当該テストピースに26
0Kg/a#の引張り荷重(電動機が毎分9000回転
で回転する場合に補強部材に加わる引張り荷重)を繰返
して印加することよって当該テストピースの引張り強度
の限界値(破壊値)を調べて見た。その結果を第5図に
示す。 同図を見れば、テストピースの引張り強度の限界値は、
引張り荷重の印加回数が4万回を超えても約700kg
/fflを優に超えていることが分かる。 即ち、PEEK樹脂を使用する場合は、無機質繊維を混
入しなくても補強部材に必要とする引張り強度を充分に
満足させることができ、かつ、同樹脂が有する良好な耐
衝撃強度をそのまま利用して補強部材を構成すること出
来る。なお、PPS樹脂は、PEEK樹脂に比較して引
張り強度が若干劣るので、少量の無機質繊維を混入する
ことが望ましい。 [実施例] 本発明に係る耐冷媒型電動機回転子の一実施例を第1図
に示す。なお、a図は平面断面図、b図は正面断面図で
ある。例えばフェライト磁石からなる永久磁石2が円筒
状の磁性体ヨークlの外周部に配置されており、その外
周部に例えばPEEK樹脂の射出成形体から成る補強部
材4が設けられている。永久磁石2は1分割された複数
個のものであっても良いし、一体型のものであっても良
い。 [発明の効果] 本発明では、高温での耐冷媒性に優れた芳香族化合物系
合成樹脂を永久高石回転子の補強部材として用いている
ので、低分子トリマーが冷媒中に析出して冷媒圧縮機を
ロックさせるような事故を皆無にすることが出来る。ま
た、射出成形等の手段によって外形寸法精度の高い補強
部材を構成することが出来るので、生産上の工数を大幅
に低減することが可能と成る。しかも、樹脂製の補強部
材であるため、金属製の補強部材のようにうず電流が発
生することがないから、電動機の定格を約4%向上させ
ることが出来る。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る耐冷媒型電動機回転子の一実施例
を示す図面であり、a図はその平面断面図、b図はその
正面断面図である。第2図はPEEK樹脂の流動特性を
示す曲線図、第3図はPEEKIt脂、PPS樹脂及び
PBT樹脂の引張り強さの温度依存性を示す曲線図、第
4図はPEEK樹脂の耐衝撃強度を示す棒グラフ、第5
図はPEEK樹脂の引張り強度を示す曲線図である。第
6図は従来の耐冷媒型電動機回転子の一例を示す図面で
あり、a図はその平面断面図、b図は正面断面図である
。 〈符号の説明〉 1・・・ヨーク、2・・・永久磁石、3・・・補強部材
代理人 弁理士 薄 1)利 幸 (b) 袖゛葺を咬々 1廖 (0c) jIB図 1 度 (0C) 第2図 第4図 引張り4Trt +’+ Q tJO[il 廖史第5 図 図 手 糸売 補 正 書 (自発) 平成 2年 7月 5日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、円筒状ヨークの外周に分割型又は一体型の永久磁石
    を配置し、当該永久磁石を補強部材によって補強してな
    る電動機回転子において、補強部材の素材として芳香族
    化合物系合成樹脂を使用したことを特徴とする耐冷媒型
    電動機回転子。 2、芳香族化合物系合成樹脂がポリエーテル・エーテル
    ・ケトン樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の耐冷媒型電動機回転子。 3、芳香族化合物系合成樹脂がポリフェニリン・サルフ
    ァイド樹脂であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の耐冷媒型電動機回転子。 4、補強部材は射出成形体をもって構成されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれ
    か一に記載の耐冷媒型電動機回転子。 5、補強部材は永久磁石の外周部に嵌合した筒状の成形
    体をもって構成されていることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項乃至第3項のいずれか一に記載の耐冷媒型電
    動機回転子。
JP2108629A 1990-04-26 1990-04-26 耐冷媒型電動機回転子 Pending JPH048138A (ja)

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