JP2012057499A - 電動圧縮機 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動モータに内蔵される永久磁石の特性劣化を抑制でき、かつ、信頼性の高い電動圧縮機を提供すること。
【解決手段】吸入ポートと吐出ポートとを設けたハウジングと、ハウジング内に配置され吸入ポートから吸入する冷媒を圧縮して吐出ポートから吐出する圧縮部と、ハウジング内に配置され上記圧縮部を駆動する回転軸を回転させる電動モータとを有する。電動モータは、回転軸に固定されたロータ２２とハウジングに支持されたステータとを有し、ロータ２２は、磁石配設穴を設けたロータコア本体２２０と、磁石配設穴に挿入配置された永久磁石と、磁石配設穴の開口部を閉塞する端板２５とを有してなり、ロータ２２の外表面全体が樹脂被膜２７により覆われている。樹脂被膜２２は、ロータ２２とロータ２２に接続された回転軸２１との境界部分も覆うように形成されていることが好ましい。
【選択図】図３
【解決手段】吸入ポートと吐出ポートとを設けたハウジングと、ハウジング内に配置され吸入ポートから吸入する冷媒を圧縮して吐出ポートから吐出する圧縮部と、ハウジング内に配置され上記圧縮部を駆動する回転軸を回転させる電動モータとを有する。電動モータは、回転軸に固定されたロータ２２とハウジングに支持されたステータとを有し、ロータ２２は、磁石配設穴を設けたロータコア本体２２０と、磁石配設穴に挿入配置された永久磁石と、磁石配設穴の開口部を閉塞する端板２５とを有してなり、ロータ２２の外表面全体が樹脂被膜２７により覆われている。樹脂被膜２２は、ロータ２２とロータ２２に接続された回転軸２１との境界部分も覆うように形成されていることが好ましい。
【選択図】図３
Description
本発明は、冷凍サイクルに用いられる電動圧縮機に関する。
車載空調機などの冷凍サイクルに用いられる電動圧縮機は、圧縮部を駆動する電動モータを、冷媒等の循環経路となるハウジング内部に内蔵している。また、電動モータは、フェライト磁石あるいは希土類磁石等の永久磁石を内蔵している。そのため、永久磁石は、冷凍サイクルの循環経路を循環する冷媒及び潤滑油と接触しうる環境に晒されていることとなる。
また、冷凍サイクルの循環経路には、例えば冷媒や潤滑油の経年的な変質や使用環境の影響などによって、水や酸が含まれる状態になる場合がある。冷媒や潤滑油と共に循環してくる水あるいは酸が永久磁石と接触した場合には永久磁石が劣化しやすくなる。
このような問題に対処するため、電動圧縮機の電動モータが内蔵する永久磁石の表面に、永久磁石の耐食性を向上させるための保護膜を形成することが提案されている（特許文献１参照）。
このような問題に対処するため、電動圧縮機の電動モータが内蔵する永久磁石の表面に、永久磁石の耐食性を向上させるための保護膜を形成することが提案されている（特許文献１参照）。
上記保護膜の形成は、これを形成しない場合よりも永久磁石の劣化防止効果を高めることができる。しかしながら、保護膜に傷等が生じた場合には、保護膜による劣化防止効果が減少してしまう。そして、もし水、酸あるいはこれらから派生した水素との反応により永久磁石が脆化した場合には、永久磁石が粉末状に分解することも起こりうる。万が一そのような現象が生じ、磁石粉末がロータ外に放出された場合には、冷媒や潤滑剤と共に循環経路中を移動し、漏電その他の問題を引き起こすおそれがある。
したがって、永久磁石の保護膜に直接頼るのではなく、保護膜に代えて、あるいは保護膜に加えてさらに永久磁石の耐食性向上を図ることができる構成、さらには、一歩進んで、永久磁石が水や酸との反応により脆化して磁石粉末となった場合であっても、その磁石粉末がロータ内部に留まり、永久磁石としての機能を維持できる構成が開発できれば、その構成を備えた電動圧縮機はこれまで以上に信頼性の高いものとなる。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、電動モータに内蔵される永久磁石の特性劣化を抑制でき、かつ、信頼性の高い電動圧縮機を提供しようとするものである。
本発明は、吸入ポートと吐出ポートとを設けたハウジングと、該ハウジング内に配置され上記吸入ポートから吸入する冷媒を圧縮して上記吐出ポートから吐出する圧縮部と、上記ハウジング内に配置され上記圧縮部を駆動する回転軸を回転させる電動モータとを有する電動圧縮機において、
上記電動モータは、上記回転軸に固定されたロータと上記ハウジングに支持されたステータとを有し、
上記ロータは、磁石配設穴を設けたロータコア本体と、上記磁石配設穴に挿入配置された永久磁石と、上記磁石配設穴の開口部を閉塞する端板とを有してなり、
上記ロータの外表面全体が樹脂被膜により覆われていることを特徴とする電動圧縮機にある（請求項１）。
上記電動モータは、上記回転軸に固定されたロータと上記ハウジングに支持されたステータとを有し、
上記ロータは、磁石配設穴を設けたロータコア本体と、上記磁石配設穴に挿入配置された永久磁石と、上記磁石配設穴の開口部を閉塞する端板とを有してなり、
上記ロータの外表面全体が樹脂被膜により覆われていることを特徴とする電動圧縮機にある（請求項１）。
本発明の電動圧縮機は、上記のごとく、電動モータのロータを、磁石配設穴を設けたロータコア本体と、上記磁石配設穴に挿入配置された永久磁石と、上記磁石配設穴の開口部を閉塞する端板とを有する構成としてある。これにより、永久磁石を挿入配置した上記磁石配設穴は、その開口部が上記端板により閉塞され、一応の密閉構成となっている。これにより、上記ロータコア本体自体に存在する微小な隙間あるいはロータコア本体と端板との間の微小な隙間を浸透してくる場合を除き、直接的に冷媒及び潤滑油と共に水や酸が磁石配設穴に浸入してくることを防止することができる。
さらに、上記ロータの外表面全体が樹脂被膜により覆われている。これにより、ロータ本体自体が有する微小な隙間、あるいはロータコア本体と端板との間の微小な隙間を、冷媒及び潤滑油と共に水や酸が浸透してくることをも防止することができる。それ故、上記磁石配設穴への水や酸の浸入を防止することができ、永久磁石の特性劣化を抑制することができる。
また、万が一、上記永久磁石が水、酸あるいはこれらから派生した水素との反応により脆化して磁石粉末に分解したとしても、上記ロータコア本体と上記端板の組合せによる構造的な密閉構造と、上記樹脂皮膜による微小な隙間を覆うことによるさらなる密閉構造とによって、上記磁石粉末がロータ外部へ放出されることを防止することができる。
したがって、本発明によれば、電動モータに内蔵される永久磁石の特性劣化を抑制でき、かつ、信頼性の高い電動圧縮機を提供することができる。
本発明の電動圧縮機において、上記樹脂被膜は、上記ロータと該ロータに接続された上記回転軸との境界部分も覆うように形成されていることが好ましい（請求項２）。すなわち、上記ロータは上記回転軸と接続された状態で使用されるが、その接続境界部分をも上記樹脂被膜により覆うことにより、さらにロータ内部への水や酸の浸入の防止効果を高めることができる。
また、上記樹脂被膜は柔軟性を有していることが好ましい（請求項３）。例えば、上述したように、万が一永久磁石が脆化した場合には、その脆化に伴って永久磁石ば膨張し、これを収容するロータ全体の体積も増大する。この場合に、上記樹脂被膜が柔軟性を有し、ロータの体積増大に追従することができれば、上記樹脂被膜による磁石粉末の放出防止効果を維持することができる。また、樹脂皮膜の柔軟性は、引張試験により得られる伸び率によって評価することができ、伸び率が５％以上のものが柔軟性があるとすることができる。
また、上記樹脂被膜における樹脂は、広義の意味での樹脂であり、いわゆる天然樹脂、合成樹脂、天然ゴム、合成ゴム等を含む概念である。上記樹脂被膜を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン系、エポキシ系、フッ素系、アクリル系、ポリアミド系、ポリアミドイミド系、シリコーン系、ポリエーテルエーテルケトン系、ポリエーテルイミド系、フェノール系、メラミン系、ウレタン系等の樹脂あるいはゴムがある。このうち、フッ素系樹脂等は、柔軟性に優れ好適である。
また、上記永久磁石は、その表面に耐食性を向上させる保護膜を形成してなることが好ましい（請求項４）。この場合には、永久磁石自体の耐食性が向上するため、さらに永久磁石の特性劣化抑制効果を高めることができる。
また、上記永久磁石と上記磁石配設穴の内壁面との間の少なくとも一部の間隙には、固定用樹脂が充填されていることが好ましい（請求項５）。すなわち、上記のごとく、ロータに内蔵させる永久磁石の表面に上記保護膜を形成した上で、さらに、永久磁石と磁石配設穴の内壁面との間の少なくとも一部の間隙に、固定用樹脂を充填することが好ましい。これにより、上記電動圧縮機の運転中において、上記ロータ内の永久磁石がたとえ相対移動しようとしても、これを上記固定用樹脂が存在することによって阻止することができる。それ故、永久磁石表面の上記保護膜にダメージが付与されることを防止することができ、これにより、永久磁石の特性劣化をさらに抑制することができる。
また、上記磁石配設穴は、上記永久磁石の外形状に対応した内周面形状の一部から外方に向けて窪んでいると共に軸方向の少なくとも一方に開口した拡張穴部を有しており、該拡張穴部に上記固定用樹脂が充填されていることが好ましい（請求項６）。この場合には、上記永久磁石を挿入配置するための磁石配設穴を必要最低限の大きさに抑制し、かつ、上記拡張穴部を設けることによって、当該拡張穴部内に集中的に固定用樹脂を充填する構成をとることができる。これにより、上記ロータに固定用樹脂を充填する隙間を設けることによる磁気的性能の低下を極力避けつつ固定用樹脂の充填作業の容易化を図ることができる。
上記固定用樹脂を充填する作業としては、例えば、針状部の先端に注出口を設けた注射器状の樹脂充填器を用い、上記磁石配設穴に永久磁石を挿入配置した後に、針状の注出口を上記拡張穴部に挿入して実施することができる。
なお、上記拡張穴部を特別に設けることなく、磁石配設穴と上記永久磁石との間の任意の間隙に上記固定用樹脂を充填することも可能である。
なお、上記拡張穴部を特別に設けることなく、磁石配設穴と上記永久磁石との間の任意の間隙に上記固定用樹脂を充填することも可能である。
また、上記永久磁石の表面に形成する保護膜としては、永久磁石の耐食性を向上させるものであれば様々な種類の膜を採用することができる。
例えば、上記永久磁石の表面に形成した上記保護膜は、ヒドロキシ基とアミノ基の少なくとも一方を有する化学吸着膜を有するものとすることができる（請求項７）。
例えば、上記永久磁石の表面に形成した上記保護膜は、ヒドロキシ基とアミノ基の少なくとも一方を有する化学吸着膜を有するものとすることができる（請求項７）。
上記化学吸着膜は、上記永久磁石表面の腐食の起点となる活性点を封鎖して腐食の発生を抑制することができ、さらに、上記化学吸着膜におけるヒドロキシ基又はアミノ基というアルカリ性を示す官能基が酸と反応し、酸を中和する働きをする。つまり、上記化学吸着膜が、いわば、防食・中和作用を発揮する。これにより、上記化学吸着膜を備えた永久磁石は、例えば循環経路中に酸が存在する状態となったとしても、腐食しにくく、耐久性に優れたものとなる。
また、上記化学吸着膜は、所望形状に成形された永久磁石を、アミン類とヒドロキシ類の少なくとも一方を含有してなるｐＨ８〜１０のアルカリ性水溶液に接触させた後、永久磁石上の膜形成用水溶液を乾燥させることにより容易に作製することができる。すなわち、基本的には上記膜形成用水溶液に上記永久磁石を接触させた後乾燥するだけで、永久磁石の耐酸腐食性を向上させることができる。
また、上記化学吸着膜は、アミノ基、ヒドロキシ基、あるいはこれらを有する化合物が、永久磁石の表面に化学的に吸着することにより形成されたものである。ここで、上記アミノ基は、アンモニア、第一級あるいは第二級アミンから水素を除去した１価の官能基（−ＮＨ2、−ＮＨＲ、−ＮＲＲ’）として定義される。なお、この定義は、アミノ基の原料を限定する趣旨ではなく、あくまでも構造を定義したものであって、第三級アミンから上記構造となったものも当然アミノ基に含まれる。
また、上記化学吸着膜の成分は、膜形成工程において用いる膜形成用水溶液に含有させるアミン類、ヒドロキシ類によって左右され、ヒドロキシ基だけを含む構成、アミノ基だけを含む構成、及びヒドロキシ基とアミノ基の両方を含む構成のいずれかをとることができる。
また、上記化学吸着膜は、いわゆる上記各官能基あるいはこれを有する化合物が、分子レベルで化学的に吸着して形成されたものであり、非常に薄いものである。
上記化学吸着膜の存在有無の確認は、たとえば、ラマン分光分析、赤外線分光分析又はＳＩＭＳ分析等の方法により、アミノ基あるいはヒドロキシ基が存在することを確認することによって実施できる。
上記化学吸着膜の存在有無の確認は、たとえば、ラマン分光分析、赤外線分光分析又はＳＩＭＳ分析等の方法により、アミノ基あるいはヒドロキシ基が存在することを確認することによって実施できる。
また、上記永久磁石の表面に形成した上記保護膜は、金属からなる被膜を有するものとすることもできる（請求項８）。上記金属からなる被膜としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、銅などの金属の被膜がある。製膜方法としては、メッキ法、スパッタリング法、蒸着法など、公知の様々な製膜方法を採用できる。この金属からなる被膜を上記保護膜として用いることにより、永久磁石の耐食性を格段に向上させることができる。そして、上記保護膜としてこの金属からなる被膜だけを用いてもよいし、当該金属からなる被膜の表面に、さらに上述した化学吸着膜を形成することにより、両者の作用効果が相俟ってさらに永久磁石の耐食性を高めることができる。金属からなる被膜としては、電動モータの特性劣化を抑制するためにはニッケルなどの磁性金属からなる被膜を採用することが好ましい。
また、上記永久磁石の表面に形成した上記保護膜は、樹脂からなる被膜を有するものとすることもできる（請求項９）。上記樹脂からなる被膜としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂などの被膜があげられ、様々な塗装方法によって形成することができる。この樹脂からなる被膜を上記保護膜として用いることにより、水分をはじきやすい疎水性の表面特性を容易に得ることができる。また、上記保護膜としては、上記樹脂からなる被膜だけを用いることもできるが、上述した化学吸着膜や金属からなる被膜と組み合わせて積層することもできる。例えば、永久磁石の表面に上記樹脂からなる被膜を設け、さらにその表面に上述した化学吸着膜を設けてもよい。また、永久磁石の表面に上述した金属からなる被膜を設け、その表面に上記樹脂からなる被膜を設ける構成、さらには樹脂からなる被膜の表面に上述した化学吸着膜を設ける構成も取り得る。複数の膜を組み合わせた場合には、それぞれの膜の作用効果の相乗効果によって永久磁石の耐食性向上効果をさらに高めることがきる。
また、上記永久磁石は希土類磁石とすることができる（請求項１０）。電動圧縮機用の永久磁石としては、フェライト磁石等も適用可能であるが、磁気的特性からみれば希土類磁石の方が適している。一方、希土類磁石はフェライト磁石に比べて、腐食しやすい傾向にある。そのため、上記のごとく、上記ロータをロータコア本体と端板とにより構成してロータコア本体内の磁石配設穴を密閉する構造を採用した上で、上記ロータの外表面全体を樹脂被膜により覆った構成を採用することが特に有効である。
また、上記電動圧縮機は、循環経路に非金属製配管を備えた車載空調機用であることが好ましい（請求項１１）。車載空調機は、圧縮機の他に凝縮器、膨張弁、蒸発器等を備え、これらを連絡する循環経路中に冷媒及び潤滑油を封入する構成が取られる。循環経路を構成する配管の一部には、可撓性を持たせたり制振性を高めるために樹脂製配管等の非金属製配管を採用することがある。ここでいう樹脂は、広義の意味での樹脂であり、いわゆる天然樹脂、合成樹脂、天然ゴム、合成ゴム等を含む概念である。この樹脂製配管等の非金属製配管は、非常にわずかながらも水分を透過させる特性を有している場合が多い。そのため、例えば高温多湿の環境において長年使用を続ければ、樹脂製配管等の非金属製配管を通して空気中から循環経路内に水分が浸入するおそれがある。また、循環経路内に浸入した水分の影響で冷媒や潤滑油が変質し、酸等が生じる場合も考えられる。それ故、車載用空調機においては、上記のごとく、上記ロータをロータコア本体と端板とにより構成してロータコア本体内の磁石配設穴を密閉する構造を採用した上で、上記ロータの外表面全体を樹脂被膜により覆った構成を採用することが特に有効である。
また、上記電動圧縮機は、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍは１〜５の整数、ｎは１〜５の整数、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で表され分子構造中に二重結合を１個有する冷媒又は該冷媒を含む混合冷媒を循環させる冷凍サイクルに用いられることが好ましい（請求項１２）。
冷凍サイクルに用いられる冷媒としては、従来のフロンと称される冷媒よりもオゾン層破壊への影響が少ない冷媒が使われるようになって来た。このような新しいタイプの冷媒としては、ＣＦ3−ＣＦ＝ＣＨ2（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）等に代表されるような、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍは１〜５の整数、ｎは１〜５の整数、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で表され分子構造中に二重結合を１個有する冷媒が注目されている（以下、適宜、「ＨＦＯ１２３４ｙｆタイプ冷媒」という。）。
冷凍サイクルに用いられる冷媒としては、従来のフロンと称される冷媒よりもオゾン層破壊への影響が少ない冷媒が使われるようになって来た。このような新しいタイプの冷媒としては、ＣＦ3−ＣＦ＝ＣＨ2（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）等に代表されるような、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍは１〜５の整数、ｎは１〜５の整数、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で表され分子構造中に二重結合を１個有する冷媒が注目されている（以下、適宜、「ＨＦＯ１２３４ｙｆタイプ冷媒」という。）。
ＨＦＯ１２３４ｙｆタイプ冷媒は、上記のごとく二重結合を含むことから、水の存在下において比較的分解しやすい特徴を有する。そのため、製造過程や市場による使用時に何らかの原因で冷媒循環路中に水が混入した場合には、冷媒が分解し、冷媒を構成していたＦからフッ酸（ＨＦ）が生じるおそれがある。フッ酸などのいわゆる酸は、上記永久磁石を比較的早期に腐食させる原因となる。それ故、ＨＦＯ１２３４ｙｆタイプ冷媒を用いた冷凍サイクルにおいては、上記のごとく、上記ロータをロータコア本体と端板とにより構成してロータコア本体内の磁石配設穴を密閉する構造を採用した上で、上記ロータの外表面全体を樹脂被膜により覆った構成を採用することが特に有効である。
また、上記電動圧縮機は、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）及びポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）の少なくとも一つを含有する潤滑油を上記ハウジング内に含む場合にも有効である（請求項１３）。これらの潤滑油を含む場合においても、冷媒循環経路中への水、酸等の浸入は好ましくない。例えば、ポリオールエステルは、水分存在下において加水分解して有機カルボン酸を発生する。有機カルボン酸も上述したフッ酸と同様に、永久磁石を腐食させる原因となりうる。そのため、この場合にも、上記のごとく、上記ロータをロータコア本体と端板とにより構成してロータコア本体内の磁石配設穴を密閉する構造を採用した上で、上記ロータの外表面全体を樹脂被膜により覆った構成を採用することが特に有効である。
（実施例１）
本発明の実施例にかかる電動圧縮機につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の電動圧縮機１は、図１に示すごとく、吸入ポート１１と吐出ポート１２とを設けたハウジング１０と、ハウジング１０内に配置され吸入ポート１１から吸入する冷媒を圧縮して吐出ポート１２から吐出する圧縮部１５と、ハウジング１０内に配置され圧縮部１５を駆動する回転軸２１を回転させる電動モータ２とを有する。
本発明の実施例にかかる電動圧縮機につき、図１〜図４を用いて説明する。
本例の電動圧縮機１は、図１に示すごとく、吸入ポート１１と吐出ポート１２とを設けたハウジング１０と、ハウジング１０内に配置され吸入ポート１１から吸入する冷媒を圧縮して吐出ポート１２から吐出する圧縮部１５と、ハウジング１０内に配置され圧縮部１５を駆動する回転軸２１を回転させる電動モータ２とを有する。
圧縮部１５は、ハウジング１０内に固定された固定スクロール１３と、これに対向配置された可動スクロール１４とにより構成されている。固定スクロール１３と可動スクロール１４との間には、冷媒を圧縮するための容積可変の圧縮室１５０が形成されている。可動スクロール１４は、ベアリング２１６及び偏心ブッシュ２１５を介して回転軸２１の偏心ピン２１０に連結されており、回転軸２１の回転に応じて揺動し、上記圧縮室１５０の容積を変化させるよう構成されている。
回転軸２１は、電動モータ２を構成するロータ２２の中心穴２２１に固定され、中心穴２２１から両側へ突出した両端が、軸受け部４１、４２を介して回転可能にハウジング１０に固定されている。
図１に示すごとく、電動モータ２は、上記回転軸２１の周囲に固定されたロータ２２と、ロータ２２の外周側に配置されハウジング１０に支持されたステータ２３とを有する。ステータ２３には、コイル２３５が配設されており、コイル２３５に通電することにより、永久磁石３を内蔵したロータ２２が回転するよう構成されている。
図１に示すごとく、電動モータ２は、上記回転軸２１の周囲に固定されたロータ２２と、ロータ２２の外周側に配置されハウジング１０に支持されたステータ２３とを有する。ステータ２３には、コイル２３５が配設されており、コイル２３５に通電することにより、永久磁石３を内蔵したロータ２２が回転するよう構成されている。
図２に示すごとく、ロータ２２は、複数枚の電磁鋼板を積層することにより円筒状に構成され、軸方向に貫通する複数の磁石配設穴２２５を設けたロータコア本体２２０と、ロータコア本体２２０の軸方向両端に配設される一対の端板２５とを有している。端板２５は磁石配設穴２２５を閉塞するように配置される。
磁石配設穴２２５には、それぞれ永久磁石３が挿入配置される。永久磁石３の表面には、耐食性を向上させる保護膜３５として化学吸着膜を形成してある。上記永久磁石３としては、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）、ボロン（Ｂ）を主成分とする公知のネオジム磁石（希土類磁石）を採用した。
永久磁石３の表面に設ける保護膜３５としては、たとえば非磁性金属からなる被膜、その他の種々の保護膜を採用可能であるが、本例では、上記のごとく化学吸着膜を採用した。
上記化学吸着膜（保護膜３５）を形成するに当たっては、永久磁石３の表面を洗浄して異物を除去した後、化学吸着膜を形成するための膜形成工程を実施する。
上記化学吸着膜（保護膜３５）を形成するに当たっては、永久磁石３の表面を洗浄して異物を除去した後、化学吸着膜を形成するための膜形成工程を実施する。
膜形成工程は、永久磁石３を、ｐＨ８〜１０のアルカリ性水溶液である膜形成用水溶液に接触させた後乾燥させることにより行う。
具体的には、まず、上記膜形成用水溶液として、水１リットルに、トリエタノールアミンを３ｗｔ％と、界面活性剤としてのポリオキシアルキレンアルキルエーテルを１ｗｔ％加えて、ｐＨを８に調整した水溶液を準備する。
具体的には、まず、上記膜形成用水溶液として、水１リットルに、トリエタノールアミンを３ｗｔ％と、界面活性剤としてのポリオキシアルキレンアルキルエーテルを１ｗｔ％加えて、ｐＨを８に調整した水溶液を準備する。
次に、上記膜形成用水溶液を６０℃に加熱し、この中に３分間永久磁石３を浸漬する。その後、上記アルカリ性水溶液から永久磁石３を引き上げて、１００℃の空気雰囲気を有するオーブン中に投入し、６０分間保持する。オーブンから取り出した永久磁石３を、常温となるまで放置する。これにより、膜形成工程が完了し、永久磁石３の表面にはアミノ基を含む化学吸着膜が形成される。得られた化学吸着膜は、分子レベルの薄い膜である。
次に、図２に示すごとく、永久磁石３を磁石配設穴２２５内に収容すると共にロータコア本体２２０の両端に端板２５を配置し、リベット挿入穴２２４、２５４にリベット４４を挿通して先端をかしめることにより全体を固定する。また、ロータコア本体２２０及び端板２５の中心穴２２９、２５９に回転軸２１を挿入固定し、ロータ２２が完成する。
次に、本例では、図３に示すごとく、ロータ２２の外表面全体を樹脂被膜２７により覆った。樹脂被膜２７は、スプレー装置２７５から樹脂被膜２７用の塗料２７０を吹き付けることにより形成される。樹脂被膜２７としては、フッ素系樹脂を採用した。また、樹脂被膜２７は、ロータ２２だけではなく、回転軸２１の一部および外表面から見える回転軸２１とロータとの境界部分２２６をも覆うように形成される。
また、本例では、図４に示すごとく、上記構成の電動圧縮機１を車載空調機５の圧縮機として用いる。
車載空調機５は、同図に示すごとく、電動圧縮機１の吐出ポート１２側から、循環経路５５によって順次連絡される凝縮器５１、レシーバ５２、膨張弁５３、蒸発器５４を有している。膨張弁５３は、蒸発器５４の下流側に配置された温度センサ５６により測定された冷媒の温度に応じて、制御部５７によって弁開度が調整されるにようになっている。
車載空調機５は、同図に示すごとく、電動圧縮機１の吐出ポート１２側から、循環経路５５によって順次連絡される凝縮器５１、レシーバ５２、膨張弁５３、蒸発器５４を有している。膨張弁５３は、蒸発器５４の下流側に配置された温度センサ５６により測定された冷媒の温度に応じて、制御部５７によって弁開度が調整されるにようになっている。
また、上記レシーバ５２は、冷媒の気液分離を図って液状冷媒のみを膨張弁に送るよう機能するとともに、内蔵したレシーバ内吸着剤（図示略）によって冷媒中に含まれる水分を除去するように構成されている。
また、循環経路５５内、つまり電動圧縮機１内には、冷媒として、ＣＦ3−ＣＦ＝ＣＨ2（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）が封入され、かつ、潤滑油として、ポリオールエステルが封入されている。そして、循環経路５５を構成する配管の一部は、非金属製配管である樹脂製配管が採用されている。
また、循環経路５５内、つまり電動圧縮機１内には、冷媒として、ＣＦ3−ＣＦ＝ＣＨ2（２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン）が封入され、かつ、潤滑油として、ポリオールエステルが封入されている。そして、循環経路５５を構成する配管の一部は、非金属製配管である樹脂製配管が採用されている。
このような構成の車載空調機５を長期間運転すると、循環経路５５を構成する樹脂製配管を透過して、徐々に循環経路５５内に水分が入り込んでくる。また、水分との反応によって冷媒あるいは潤滑油が変質し、酸が生じるおそれもある。
ここで、本例の電動圧縮機１は、上記のごとく、ロータ２２を、磁石配設穴２２５を設けたロータコア本体２２０と、磁石配設穴２２５に挿入配置された永久磁石３と、磁石配設穴２２０の開口部を閉塞する端板２５とにより構成し、その上で、ロータ２２の外表面全体が樹脂被膜２７により覆われている。
すなわち、永久磁石３を挿入配置した磁石配設穴２２０は、その開口部が端板２５により閉塞され、一応の密閉構成となっている。これにより、ロータコア本体２２０自体に存在する微小な隙間あるいはロータコア本体と端板との間の微小な隙間を浸透してくる場合を除き、直接的に冷媒及び潤滑油と共に水や酸が磁石配設穴２２０に浸入してくることを防止することができる。
さらに、ロータ２２の外表面全体が樹脂被膜２７により覆われている。これにより、ロータ本体２２０自体が有する微小な隙間、あるいはロータコア本体２２０と端板２５との間の微小な隙間を、冷媒及び潤滑油と共に水や酸が浸透してくることをも防止することができる。それ故、磁石配設穴２２０への水や酸の浸入を防止することができ、永久磁石２の特性劣化を抑制することができる。
また、万が一、永久磁石３が水、酸あるいはこれらから派生した水素との反応により脆化して磁石粉末に分解したとしても、ロータコア本体２２０と端板２５の組合せによる構造的な密閉構造と、樹脂皮膜２７による微小な隙間を覆うことによるさらなる密閉構造とによって、上記磁石粉末がロータ２２外部へ放出されることを防止することができる。
さらに、本例では、永久磁石３の表面に上記保護膜３５を形成してある。そのため、永久磁石３自体の耐久性を格段に向上させることができ、上述した作用効果を一層高めることができる。
（実施例２）
本例は、図５〜図８に示すごとく、実施例１に示したロータ２２に更に改良を加えた例である。
すなわち、本例では、図７、図８に示すごとく、永久磁石３と磁石配設穴２２５の内壁面との間の少なくとも一部の間隙に、固定用樹脂６を充填した。
（実施例２）
本例は、図５〜図８に示すごとく、実施例１に示したロータ２２に更に改良を加えた例である。
すなわち、本例では、図７、図８に示すごとく、永久磁石３と磁石配設穴２２５の内壁面との間の少なくとも一部の間隙に、固定用樹脂６を充填した。
実施例１に示したように、化学吸着膜よりなる保護膜３５を備えた永久磁石３は、磁石配設穴２２５内に挿入配置される。磁石配設穴２２５は、図５に示すごとく、永久磁石３の外形状に対応した内周面形状である長方形状を基本形状とし、その短辺部の一部から外方に向けて窪んでいると共に軸方向の両方に開口した拡張穴部２２７を有している。したがって、図６に示すごとく、磁石配設穴２２５に永久磁石３を挿入配置した状態においては、永久磁石３の両側端に対向して上記拡張穴部２２７が位置する状態となる。本例ではこの拡張穴部２２７に固定用樹脂６を充填する。
固定用樹脂６の充填方法としては様々な方法を採用することができるが、本例では、図７に示すごとく、針状部７１の先端に注出口７１０を設けた注射器状の樹脂充填器７を用いて行った。
樹脂充填器７は、上記針状部７１に連通する円筒状のシリンダ部７２と、その中に貯めている固定用樹脂６を押し出すためのピストン部７３を備えたものである。
樹脂充填器７は、上記針状部７１に連通する円筒状のシリンダ部７２と、その中に貯めている固定用樹脂６を押し出すためのピストン部７３を備えたものである。
樹脂充填作業は、同図に示すごとく、樹脂充填器７の針状部７１を磁石配設穴２２５の拡張穴部２２７に挿入し、針状部７１の先端の注出口７１０から固定用樹脂６を適量吐出することにより行う。また、本例では、拡張穴部２２７の軸方向全長にわたって固定用樹脂６を充填するのではなく、間隔を空けて部分的に充填した。また、すべての永久磁石３の幅方向両端を固定できるように、すべての拡張穴部２２７に対して固定用樹脂６の充填作業を行った。上記固定用樹脂６としては、エポキシ系樹脂を用いた。
なお、本例では、上記のごとく軸方向に間隔を空けて部分的に固定用樹脂６を充填したが、全長に行き渡るように固定用樹脂６を充填することも可能である。
その他の構成は実施例１と同様である。
なお、本例では、上記のごとく軸方向に間隔を空けて部分的に固定用樹脂６を充填したが、全長に行き渡るように固定用樹脂６を充填することも可能である。
その他の構成は実施例１と同様である。
本例においては、上記のごとく、ロータ２２に内蔵させる永久磁石３の表面に保護膜３５を形成した上で、さらに、永久磁石３と磁石配設穴２２５の内壁面との間の少なくとも一部の間隙に、固定用樹脂６を充填している。これにより、電動圧縮機１の運転中において、ロータ２２内の永久磁石３がたとえ相対移動しようとしても、これを固定用樹脂３が存在することによって阻止することができる。それ故、永久磁石３表面の保護膜３５にダメージが付与されることを防止することができ、これにより、永久磁石３の特性劣化を抑制し長寿命化を図ることができる。
そして、永久磁石３自体の耐久性が向上することにより、実施例１に示した構成による効果と相俟って、本例の電動圧縮機１は、永久磁石３が劣化しやすい環境となることの対策、永久磁石３が劣化することを抑制する対策、さらには、永久磁石３が劣化してしまったことの対策まで考慮したものであり、非常に信頼性の高いものとなる。
１ 電動圧縮機
１０ ハウジング
１１ 吸入ポート
１２ 吐出ポート
１５ 圧縮部
２ 電動モータ
２１ 回転軸
２２ ロータ
２３ ステータ
２２０ ロータコア本体
２２５ 磁石配設穴
２２７ 拡張穴部
２５ 端板
２７ 樹脂被膜
３ 永久磁石
３５ 保護膜
５ 車載空調機
１０ ハウジング
１１ 吸入ポート
１２ 吐出ポート
１５ 圧縮部
２ 電動モータ
２１ 回転軸
２２ ロータ
２３ ステータ
２２０ ロータコア本体
２２５ 磁石配設穴
２２７ 拡張穴部
２５ 端板
２７ 樹脂被膜
３ 永久磁石
３５ 保護膜
５ 車載空調機
Claims (13)
- 吸入ポートと吐出ポートとを設けたハウジングと、該ハウジング内に配置され上記吸入ポートから吸入する冷媒を圧縮して上記吐出ポートから吐出する圧縮部と、上記ハウジング内に配置され上記圧縮部を駆動する回転軸を回転させる電動モータとを有する電動圧縮機において、
上記電動モータは、上記回転軸に固定されたロータと上記ハウジングに支持されたステータとを有し、
上記ロータは、磁石配設穴を設けたロータコア本体と、上記磁石配設穴に挿入配置された永久磁石と、上記磁石配設穴の開口部を閉塞する端板とを有してなり、
上記ロータの外表面全体が樹脂被膜により覆われていることを特徴とする電動圧縮機。 - 請求項１において、上記樹脂被膜は、上記ロータと該ロータに接続された上記回転軸との境界部分も覆うように形成されていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１又は２において、上記樹脂被膜は柔軟性を有していることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜３のいずれか１項において、上記永久磁石は、その表面に耐食性を向上させる保護膜を形成してなることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項４において、上記永久磁石と上記磁石配設穴の内壁面との間の少なくとも一部の間隙には、固定用樹脂が充填されていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項４又は５において、上記磁石配設穴は、上記永久磁石の外形状に対応した内周面形状の一部から外方に向けて窪んでいると共に軸方向の少なくとも一方に開口した拡張穴部を有しており、該拡張穴部に上記固定用樹脂が充填されていることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項４〜６のいずれか１項において、上記永久磁石の表面に形成した上記保護膜は、ヒドロキシ基とアミノ基の少なくとも一方を有する化学吸着膜を有することを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項４〜７のいずれか１項において、上記永久磁石の表面に形成した上記保護膜は、金属からなる被膜を有することを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項４〜８のいずれか１項において、上記永久磁石の表面に形成した上記保護膜は、樹脂からなる被膜を有することを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜９のいずれか１項において、上記永久磁石は希土類磁石であることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜１０のいずれか１項において、上記電動圧縮機は、循環経路に非金属製配管を備えた車載空調機用であることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜１１のいずれか１項において、上記電動圧縮機は、分子式：Ｃ3ＨmＦn（但し、ｍは１〜５の整数、ｎは１〜５の整数、かつ、ｍ＋ｎ＝６）で表され分子構造中に二重結合を１個有する冷媒又は該冷媒を含む混合冷媒を循環させる冷凍サイクルに用いられることを特徴とする電動圧縮機。
- 請求項１〜１２のいずれか１項において、上記電動圧縮機は、ポリオールエステル（ＰＯＥ）、ポリビニルエーテル（ＰＶＥ）及びポリアルキレングリコール（ＰＡＧ）の少なくとも一つを含有する潤滑油を上記ハウジング内に含むことを特徴とする電動圧縮機。
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