JP6494913B2 - マグネット型モータの回転子の被覆部材 - Google Patents
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Description
−(Ar1−C(=O)−Ar2−O−Ar3−O)− (A)
[一般式(A)において、基Ar1、基Ar2、及び基Ar3は、それぞれ独立に、置換基を有することがある芳香族炭化水素基である。]
(1)150℃で30分間加熱後の前記チューブの周長の収縮率が10%以上である
(2)150℃で30分間加熱後、さらに170℃で1時間加熱した後において、前記チューブのTD方向における引張弾性率が3000MPa以上である
項1. 下記一般式(A):
−(Ar1−C(=O)−Ar2−O−Ar3−O)− (A)
[一般式(A)において、基Ar1、基Ar2、及び基Ar3は、それぞれ独立に、置換基を有することがある芳香族炭化水素基である。]
で表される繰り返し単位を有するポリマーを含む熱可塑性樹脂により形成されたチューブ状の部材であって、下記(1)及び(2)の特性を有する、マグネット型モータの回転子の被覆部材。
(1)150℃で30分間加熱後の前記チューブの周長の収縮率が10%以上である
(2)150℃で30分間加熱後、さらに170℃で1時間加熱した後において、前記チューブのTD方向における引張弾性率が3000MPa以上である
項2. 前記チューブが、円筒状無端チューブである、項1に記載のマグネット型モータの回転子の被覆部材。
項3. 前記チューブの肉厚が80μm〜500μmである、項1または2に記載のマグネット型モータの回転子の被覆部材。
項4. 下記一般式(A):
−(Ar1−C(=O)−Ar2−O−Ar3−O)− (A)
[一般式(1)において、基Ar1、基Ar2、及び基Ar3は、それぞれ独立に、置換基を有することがある芳香族炭化水素基である。]
で表される繰り返し単位を有するポリマーを含む熱可塑性樹脂を連続溶融押出成形に供してチューブ状に成形する成形工程と、
前記成形工程で成形された未延伸チューブを延伸する延伸工程と、
前記延伸工程で得られた延伸チューブ内に回転子を配置した状態で前記延伸チューブを加熱し、前記延伸チューブを収縮させて、前記回転子の表面に前記延伸チューブを密着させる収縮工程と、
前記収縮工程における加熱温度よりも高温度において、前記回転子を被覆した被覆チューブを加熱して、前記被覆チューブをアニール処理するアニール工程と、
を備える、マグネット型モータの回転子の製造方法。
−(Ar1−C(=O)−Ar2−O−Ar3−O)− (A)
[一般式(A)において、基Ar1、基Ar2、及び基Ar3は、それぞれ独立に、置換基を有することがある芳香族炭化水素基である。]
(1)150℃で30分間加熱後の前記チューブの周長の収縮率が10%以上である
(2)150℃で30分間加熱後、さらに170℃で1時間加熱した後において、前記チューブのTD方向における引張弾性率が3000MPa以上である
以下、本発明のマグネット型モータの回転子の被覆部材、その製造方法、当該被覆部材により形成された飛散防止カバーで被覆された回転子、及び当該回転子を備えるマグネット型モータについて詳述する。
本発明のマグネット型モータの回転子の被覆部材は、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有するポリマーを含む熱可塑性樹脂により形成されたチューブ状の部材である。
−(Ar1−C(=O)−Ar2−O−Ar3−O)− (A)
−(Ar−C(=O)−Ar−O)− (C)
−(Ar−C(=O)−Ar−C(=O)−Ar−O−Ar−X−Ar−O)− (D)
−(Ar−SO2−Ar−O−Ar−O)− (E)
−(Ar−SO2−Ar−O−Ar−X−Ar−O)− (F)
(1)150℃で30分間加熱後の前記チューブの周長の収縮率が10%以上である。
(2)150℃で30分間加熱後、さらに170℃で1時間加熱した後において、前記チューブのTD方向における引張弾性率が3000MPa以上である。
収縮率=(収縮前の周長−収縮後の周長)÷収縮前の周長×100(%)
本発明の被覆部材は、例えば次のような成形工程と延伸工程とを備える製造方法により製造することができる。
下記一般式(A):
−(Ar1−C(=O)−Ar2−O−Ar3−O)− (A)
[一般式(1)において、基Ar1、基Ar2、及び基Ar3は、それぞれ独立に、置換基を有することがある芳香族炭化水素基である。]
で表される繰り返し単位を有するポリマーを含む熱可塑性樹脂を連続溶融押出成形に供してチューブ状に成形する。
延伸工程においては、上記の成形工程で成形されたチューブ(未延伸チューブ)を延伸する。この延伸工程により、チューブに優れた熱収縮性を付与する。この延伸工程は、成形工程と連続して行ってもよいし、別工程で行ってもよい。また、チューブの延伸工程は、公知の延伸装置を用いたチューブラー延伸によって行うことができる。チューブラー延伸は同時二軸延伸であってもよいし、TD方向のみの一軸延伸であってもよい。
本発明のマグネット型モータの回転子は、上記本発明の被覆部材を130〜160℃で加熱して収縮させた後、160〜200℃でアニール処理してなる飛散防止カバーで表面が被覆されてなる。本発明において、当該飛散防止カバーで被覆される回転子は、回転子コアの表面に永久磁石が固定された公知の回転子であり、後述の固定子との相互作用により高速回転し、マグネット型モータによる動力を生み出す。本発明のマグネット型モータの回転子に上記の飛散防止カバーを被覆、密着させる方法は、本発明の被覆部材に下記の収縮工程(被覆工程)及びアニール工程を付与することにより行うことができる。
収縮工程においては、上記の延伸工程で得られた延伸チューブ(本発明の被覆部材)内に回転子を配置した状態で延伸チューブを加熱し、延伸チューブを収縮させて、前記回転子の表面に延伸チューブを密着させる。すなわち、この収縮工程により、本発明の被覆部材によって、回転子が被覆されるため、被覆部材の収縮工程は、回転子の被覆工程となる。回転子の表面には、永久磁石が固定されているため、永久磁石が本発明の被覆部材によって被覆される。
アニール工程においては、収縮工程における加熱温度よりも高温度において、回転子を被覆した被覆チューブを加熱して、被覆チューブをアニール処理する。アニール工程は、回転子を被覆した被覆チューブの機械的強度を高めるために行う。すなわち、アニール工程によって、上記のポリマーを含む熱可塑性樹脂により構成された被覆チューブの機械的強度が高められ、高速で回転する回転子からの永久磁石の飛散をより効果的に防止することが可能となる。
本発明のマグネット型モータは、本発明の被覆部材により形成された飛散防止カバーにより被覆された上記の回転子と、当該回転子と相互作用して回転モーメントを発生させる固定子とを備えている。上記の通り、本発明の回転子は、本発明の被覆部材を130〜160℃で加熱して収縮させた後、160〜200℃でアニール処理してなる飛散防止カバーで表面が被覆されており、当該飛散防止カバーは、高い機械的強度及び耐熱性を有し、回転子の表面に密着している。このため、当該飛散防止カバーによって被覆された回転子を備えた本発明のマグネット型モータは、高速で回転する回転子からの永久磁石の飛散を効果的かつ簡便に抑制することが可能となっており、安定した駆動を発揮することができる。
チューブの収縮率は、実施例及び比較例における「(3)のチューブの収縮工程」で収縮させた収縮後のチューブと、収縮させる前のチューブについて、それぞれ、チューブを長手方向に切断してチューブを開き、チューブの周長をノギスで測定して、次の計算式により求めた。
収縮率=(収縮前の周長−収縮後の周長)÷収縮前の周長×100(%)
引張弾性率は、実施例及び比較例における「(4)チューブのアニール工程」で得られたチューブをJIS K 7127に準拠した試験片とし、常温環境下、引張速度10mm/分の条件で、チューブのTD方向における引張弾性率を測定した。
以下の方法により、チューブを製造し、チューブの収縮率及び、収縮後のチューブの引張弾性率を上記の方法で測定した。結果を表1に示す。
(1)熱可塑性樹脂のチューブ状への成形工程
熱可塑性樹脂として、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン、ビクトレックス社製のPEEK450G)をスクリュー径30mの単軸押出機に投入し、外径24mm、肉厚120μmのチューブ状に成形した。
(2)チューブの延伸工程
成形されたチューブを長さ1000mmにカットし、150℃に加熱した状態で0.2MPaの内圧をかけ、外径30mmまで拡張した。次に、内圧をかけた状態で室温まで冷却し、内圧を解除すると、外径30mm、肉厚100μmの収縮チューブが得られた。
(3)チューブの収縮工程
延伸工程で得られたチューブを150℃の大気環境下の恒温槽で30分間加熱し、チューブを収縮させ、収縮率を上記の方法で測定した。
(4)チューブのアニール工程
収縮後のチューブを170℃の大気環境下の恒温層で1時間加熱し、得られたチューブの引張弾性率を上記の方法で測定した。
以下の方法により、チューブを製造し、チューブの収縮率及び、収縮後のチューブの引張弾性率を上記の方法で測定した。結果を表1に示す。
(1)熱可塑性樹脂のチューブ状への成形工程
熱可塑性樹脂として、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン、ビクトレックス社製のPEEK450G)を用い、これにアセチレンブラックを15%添加した原料をスクリュー径30mの単軸押出機に投入し、外径24mm、肉厚120μmのチューブ状に成形した。
(2)チューブの延伸工程
チューブを長さ1000mmにカットし、150℃に加熱した状態で0.3MPaの内圧をかけ、外径30mmまで拡張した。次に、内圧をかけた状態で室温まで冷却し、内圧を解除すると、外径30mm、肉厚100μmの収縮チューブが得られた。
(3)チューブの収縮工程
延伸工程で得られたチューブを150℃の大気環境下の恒温槽で30分間加熱し、チューブを収縮させ、収縮率を上記の方法で測定した。
(4)チューブのアニール工程
収縮後のチューブを170℃の大気環境下の恒温層で1時間加熱し、得られたチューブの引張弾性率を上記の方法で測定した。
以下の方法により、チューブを製造し、チューブの収縮率及び、収縮後のチューブの引張弾性率を上記の方法で測定した。結果を表1に示す。
(1)熱可塑性樹脂のチューブ状への成形工程
熱可塑性樹脂として、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン、ビクトレックス社製のPEEK450G)を用い、これにタルクを10%添加した原料をスクリュー径30mの単軸押出機に投入し、外径24mm、肉厚120μmのチューブ状に成形した。
(2)チューブの延伸工程
チューブを長さ1000mmにカットし、150℃に加熱した状態で0.3MPaの内圧をかけ、外径30mmまで拡張した。次に、内圧をかけた状態で室温まで冷却し、内圧を解除すると、外径30mm、肉厚100μmの収縮チューブが得られた。
(3)チューブの収縮工程
延伸工程で得られたチューブを150℃の大気環境下の恒温槽で30分間加熱し、チューブを収縮させ、収縮率を上記の方法で測定した。
(4)チューブのアニール工程
収縮後のチューブを170℃の大気環境下の恒温層で1時間加熱し、得られたチューブの引張弾性率を上記の方法で測定した。
以下の方法により、チューブを製造し、チューブの収縮率及び、収縮後のチューブの引張弾性率を上記の方法で測定した。結果を表1に示す。
(1)熱可塑性樹脂のチューブ状への成形工程
熱可塑性樹脂として、PFA(テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合体、MDF社製の350J)をスクリュー径30mの単軸押出機に投入し、外径24mm、肉厚120μmのチューブ状に成形した。
(2)チューブの延伸工程
チューブを長さ1000mmにカットし、150℃に加熱した状態で0.3MPaの内圧をかけ、外径30mmまで拡張した。次に、内圧をかけた状態で室温まで冷却し、内圧を解除すると、外径30mm、肉厚100μmの収縮チューブが得られた。
(3)チューブの収縮工程
延伸工程で得られたチューブを150℃の大気環境下の恒温槽で30分間加熱し、チューブを収縮させ、収縮率を上記の方法で測定した。
(4)チューブのアニール工程
収縮後のチューブを170℃の大気環境下の恒温層で1時間加熱し、得られたチューブの引張弾性率を上記の方法で測定した。
実施例1で得られた収縮後のチューブについて、アニール工程を行う前の引張弾性率を上記の方法で測定した。
実施例1〜3及び比較例1において、それぞれ、延伸して得られたチューブ1内に、図3に示されるように、回転子コア21の表面に永久磁石22が固定された回転子2(外径28mm、長さ50mm)を配置した状態で上記の収縮工程及びアニール工程を行い、回転子2にチューブ1を被覆させた。永久磁石22は、熱硬化型エポキシ接着剤で固定されている。なお、参考例1においては、収縮工程のみを行い、アニール工程は行わずに回転子2にチューブ1を被覆させた。次に、チューブ1を被覆させた回転子2の中心に回転軸4を挿入し、マグネット型モータに実装して、450rpmで300時間回転させた。その後、回転子コア21に固定された永久磁石22の飛散の有無を確認した。永久磁石22の飛散が無かった場合を○、永久磁石22が破損し、飛散していた場合には×、飛散はしなかったがチューブ1の一部に変形が生じていた場合を△と評価した。結果を表1に示す。
2…回転子
21…回転子コア
22…永久磁石
3…回転軸
L…チューブの長さ
M…チューブの肉厚
N…チューブの外径
Claims (1)
- 下記一般式(A):
−(Ar1−C(=O)−Ar2−O−Ar3−O)− (A)
[一般式(A)において、基Ar1、基Ar2、及び基Ar3は、それぞれ独立に、置換基を有することがある芳香族炭化水素基である。]
で表される繰り返し単位を有するポリマーを含む熱可塑性樹脂を連続溶融押出成形に供してチューブ状に成形する成形工程と、
前記成形工程で成形された未延伸チューブを延伸する延伸工程と、
前記延伸工程で得られた延伸チューブ内に回転子を配置した状態で前記延伸チューブを130〜160℃に加熱し、前記延伸チューブを収縮させて、前記回転子の表面に前記延伸チューブを密着させる収縮工程と、
前記収縮工程における加熱温度よりも高温度かつ160〜200℃において、前記回転子を被覆した被覆チューブを加熱して、前記被覆チューブをアニール処理するアニール工程と、
を備える、マグネット型モータの回転子の製造方法。
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