不锈钢等的非磁性金属构成。壳体分隔壁7a中，在中央部设置叶轮部轴9，由相对于该轴设置在叶轮16的内周部的叶轮部轴承8保持为能够旋转。叶轮16的推力(thrust)方向为用叶轮紧固部垫圈18、叶轮紧固用螺母15将设置在叶轮部轴9的前端的螺栓部固定的结构。另外，在该叶轮16的电动机侧、即叶轮侧转子30的壳体分隔壁7a侧的面,配置有与设置在电动机部的输出侧转子转矩传递侧磁铁24同样的极数的叶轮侧转子磁铁32，形成与叶轮16 —体化的结构。由此，利用输出侧转子转矩传递侧磁铁24与叶轮侧转子磁铁32的吸引力以非接触的方式传递转矩。能够利用该磁耦合传递的转矩，因为永磁铁与永磁铁相对能够增大气隙磁通(gap flux)，所以，能够传递比电动机部大的转矩。因此，即使在具有隔着壳体分隔壁7a的较大的间隙的结构中，也能够在一面上传递电动机部产生的转矩。另外，由于上述的原因，也能够根据需要减小非接触转矩传递面的面积。
[0039]在图1所示的实施例中，叶轮16侧的叶轮侧转子磁铁32为与输出侧转子转矩传递侧磁铁24相比直径较小的例子。通过采用上述的结构，能够利用壳体分隔壁7a将叶轮16搅拌着水、油、空气等的流体做功的室与电动机部分隔，因此能够减小轴向间隙电动机部的两个转子圆板产生的圆板摩擦损失。
[0040]图3 (a)?图3 (d)表示电动机部的铁心的结构不同的实施例。图3 (a)表示在周向上层叠电磁钢板、或铁基非晶、FINEMET( —种软磁合金)、纳米晶体材料等的箔带而形成的结构的铁心。另外，图3(b)是利用压粉磁心、对铁氧体(ferrite)等的粉末进行压缩成形而形成的铁心的例子。图3(c)示出了表示在周向上层叠电磁钢板、或铁基非晶、FINEMET( —种软磁合金)、纳米晶体材料等的箔带而形成的结构的铁心的这种铁心构成为长方形截面的例子。图3(d)表示对图3(a)至图3(c)所示的软磁材料的铁心赋予了方向性的铁心。在本实用新型的轴向间隙电动机中，磁通仅在轴向上流动，因此为在该方向上赋予了各向异性的结构。像这样，本实用新型的轴向间隙电动机中，能够利用特殊的磁性材料，因此能够能将电动机的效率设置得非常高。
[0041]图4(a)?图4(d)用立体图表不输出侧转子的详细结构。图4 (a)表不从输出侧转子转矩传递侧磁铁24的面观看输出侧转子的立体图。输出侧转子形成为利用输出侧转子转矩传递侧磁铁24和输出侧转子磁铁22夹着铁或者铝、不锈钢等的结构用部件20a的结构。图4(b)表示从相反面观看图4(a)所示的结构时的立体图。在与电动机侧相对的面，在周向上配置有多个输出侧转子磁铁22，在其间配置有定位部件23。采用该结构的原因是因为在电动机部中，需要采用降低铁心I与磁铁之间产生的齿槽转矩(cogging torque)、转矩脉动的结构。本实施例的磁铁形状构成为在周向为大致扇形，呈其两侧的展开角度不同的形状。通过形成为这种形状，能够降低转矩脉动。在本实施例中，磁铁的形状采用这种形状，但是也可以在甜甜圈(donuts)状的磁铁通过磁化形成为这种形状。图4(c)表示截面图。由截面图可知，采用在磁铁22与结构用部件20a之间夹着甜甜圈状的磁轭21的结构。该磁轭需要由软磁材料构成，因此通过卷绕非晶箔带或电磁钢板而构成，或者由将粉末状的软磁材料压缩成形而形成的压粉磁心构成。图4(d)表示输出侧转子转矩传递侧磁铁24由与轴向间隙电动机的转子相比直径小的转子磁铁24构成的例子。如上所述，非接触地传递转矩的一侧的磁铁为磁铁与磁铁相对地(相向地)同步旋转的结构，因此能够以比电动机部小的面积传递较大的转矩。
[0042]图5 (a)?图5 (b)表示叶轮部分的结构。图5 (a)是从叶轮侧观看的立体图。叶轮16为在周向上具有多个叶片的结构，具有搅拌水、空气、油等的介质产生流动的作用。采用在该叶轮的与电动机侧相对的面配置有叶轮侧转子磁铁32的结构。图5(b)表示从该磁铁侧的面观看的立体图。配置在叶轮侧转子30的面的叶轮侧磁铁32形成为甜甜圈状，成为在其内侧部配置有滑动轴承的结构。
[0043]图6 (a)?图6(b)是表不具有壳体分隔壁7a的壳体7和叶轮16的关系的立体图。在分隔壁的中心，金属或树脂制的叶轮侧轴9与壳体构成为一体。该轴为与壳体相同的部件的树脂成形、金属等的轴部件在如图6(b)所示对由树脂构成的壳体7进行成形时通过嵌入成型(insert mould)构成为一体的结构。壳体分隔壁7a的磁铁相对的部分设得尽可能薄，轴固定部设得厚，设为只有磁铁相对面变薄的结构。相对于这种轴一体的壳体部，如图6(a)所示，采用如下结构:隔着滑动轴承8将叶轮16可旋转地保持于轴9，利用垫圈18、螺母15在推力方向上进行固定。
[0044]实施例2
[0045]接着，利用图7(a)?图7(c)说明本实用新型的第二实施例。
[0046]在第一实施例中，示出了输出侧转子由2种磁铁构成的例子。图7(a)?图7(c)表示将该两个磁铁共用化的例子。图7(a)用立体图表示输出侧转子的结构。在转子的结构部件20a，设置用于保持磁铁的孔，将具有与该孔相同的形状的磁铁22插入固定而作为转子。转子的外观为如图7(b)所示的结构。图7(c)表示在使用该转子时的系统整体的横截面图。与图1的不同点仅在于输出侧转子。与图1所示的第一实施例相比，输出侧转子20没有磁轭21、磁铁定位用部件23，与此相应地能够实现低成本化和薄型化。但是，在该情况下，叶轮侧转子需要与电动机磁铁的极数相同。
[0047]实施例3
[0048]接着，利用图8(a)?图8(f)说明本实用新型的第三实施例。
[0049]图8(a)?图8(f)表示输出侧转子和叶轮侧转子的结构的组合图案(样式)。图8(a)表示图1所示的实施例的结构。输出侧转子20的内部具有甜甜圈状的磁轭部21，在电动机侧的面配置有输出侧磁铁22，在其相反面配置有甜甜圈形状的输出侧转子转矩传递侧磁铁24。结构如下:隔着分隔壁(未图示)与叶轮侧转子30相对，在输出侧转子转矩传递侦帳铁24的相对面配置有甜甜圈形状的叶轮侧磁铁32。这些叶轮侧转子32比输出侧磁铁22小。图8(b)表示同样的结构。输出侧磁铁22和叶轮侧转子32为相同的形状。在该形状中，磁力增加，由此可预料到传递转矩增加，因此，能够增大分隔壁部的间隙。图8(c)表示采用在叶轮侧转子侧也具有软磁材料的磁轭31的结构的例子。叶轮侧的转子配置在水、油等的制冷剂(冷媒)中，因此与使用铁等容易生锈的部件相比，优选使用铝、不锈钢等的防锈材料。因此，在使用非磁性材料的情况下，需要另外设置磁轭。磁轭使用上述的材料，配置在磁铁的背侧面，防止生锈。图8(d)表示输出侧转子转矩传递侧磁铁24设得比电动机部(转子)直径小、且叶轮侧磁铁32也同样设得小的例子。根据需要的转矩，能够采用这种结构。图8(e)仅表示叶轮侧转子。如上所述，需要进行防锈，因此示出转子部分整体由能够防锈的材料进行涂敷的结构。图8(f)表示用树脂将叶轮与磁铁32、磁轭31、滑动轴承8—体化构成的例子。其特征在于采用如下结构:叶轮自身为树脂制，在利用模具成形其形状时，通过将磁铁之外的部件嵌入成型(insert mould)而一体化,也能够应对防锈。
[0050]产业上的可利用性
[0051]本实用新型的轴向型结构的与电动机一体化而形成的叶轮驱动系统能够应用于以小型、高效率为目的的广泛用途中。具体而言，使用本实用新型的轴向间隙电动机一体的叶轮的系统，能够广泛用于工业用泵、压缩机、工业用风扇、小水力用途水轮发电系统、车载用电动水泵、车载用电动油泵、家电用泵、家电用鼓风机等一般的旋转机系统以及使用叶轮的驱动、发电系统。
[0052]上面，说明了各种实施方式和变形例，但是本实用新型不限定于这些内容。在本实用新型的技术思想的范围内考虑的其它的方式也包含于本实用新型的范围内。
[0053]下面的优先权基础申请的公开内容作为引用文援引于本文中。
[0054]日本国专利申请2012年第016042号(2012年I月30日申请)
【主权项】
1.一种电动机一体型叶轮系统,其由电动机和叶轮一体化而构成,所述电动机一体型叶轮系统的特征在于: 在轴向上具有至少两个具有轴向面的转子，其中一个转子通过分隔壁与另一个转子分隔，所述一个转子构成电动机部，所述另一个转子构成叶轮部。
2.如权利要求1所述的电动机一体型叶轮系统，其特征在于: 具有在轴向上具有一个定子和两个转子的轴向间隙电动机，在其中一侧的转子的与定子侧相反侧的面配置转矩传递用的磁铁，向配置在用分隔壁隔开而形成的室内的具有磁铁的叶轮以非接触的方式传递转矩。
3.如权利要求2所述的电动机一体型叶轮系统，其特征在于: 电动机的转矩传递侧的面的磁铁采用无磁轭的结构。
4.如权利要求2所述的电动机一体型叶轮系统，其特征在于: 构成所述轴向间隙电动机的磁铁与配置于叶轮的磁铁的内外径不同。
5.如权利要求2所述的电动机一体型叶轮系统，其特征在于，采用如下结构: 构成非磁性、非导电性的分隔壁和设置于该分隔壁的叶轮旋转保持用固定轴，利用设置在叶轮内周部的滑动轴承，实现旋转方向、推力方向上的可旋转的保持。
6.如权利要求2所述的电动机一体型叶轮系统，其特征在于: 叶轮部被实施用于防锈的涂敷。
【专利摘要】本实用新型提供一种电动机一体型叶轮系统，其由电动机和叶轮一体化而构成，该电动机一体型叶轮系统在轴向上至少具有两个具有轴向面的转子，其中一个转子与另一个转子被分隔壁分隔，一个转子构成电动机部，另一个转子构成叶轮部。
【IPC分类】H02K21-24, H02K7-14, H02K16-02, F04D13-02
【公开号】CN204493206
【申请号】CN201390000232
【发明人】榎本裕治, 正木良三
【申请人】株式会社日立产机系统
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年1月9日
【公告号】WO2013114921A1