專利名稱：磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置及磁耦合泵單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置及具備該驅(qū)動(dòng)裝置的磁耦合泵單元，所述磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)使作為驅(qū)動(dòng)磁鐵的永久磁鐵旋轉(zhuǎn)，來(lái)使設(shè)置有作為從動(dòng)磁鐵的永久磁鐵的葉輪旋轉(zhuǎn)。
本申請(qǐng)主張基于2011年9月15日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2011-201851號(hào)的優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援引于本說(shuō)明書(shū)中。
背景技術(shù)：
作為磁耦合泵單元，例如有以下專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的裝置。
專利文獻(xiàn)I中所記載的磁耦合泵單元的泵具有:葉輪；及形成有動(dòng)壓軸承部的固定體，該動(dòng)壓軸承部將該葉輪支承為能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。葉輪上設(shè)置有由永久磁鐵形成的從動(dòng)磁鐵。并且，使該泵的葉輪旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置具有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)構(gòu)在與泵的從動(dòng)磁鐵磁耦合的同時(shí)，產(chǎn)生繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本專利4108054號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)課題
上述專利文獻(xiàn)I中所記載的驅(qū)動(dòng)裝置存在如下問(wèn)題點(diǎn):由于通過(guò)使與設(shè)置于泵側(cè)的從動(dòng)磁鐵磁耦合的驅(qū)動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)來(lái)使泵驅(qū)動(dòng)，因此存在磁通量泄漏于外部而對(duì)外部的電子設(shè)備等帶來(lái)不良影響的可能性。并且，還存在如下問(wèn)題點(diǎn):若在外部存在磁性體，則存在驅(qū)動(dòng)磁鐵與從動(dòng)磁鐵的磁耦合平衡被破壞、葉輪的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)受損的可能性。
因此，本發(fā)明著眼于上述以往技術(shù)的問(wèn)題點(diǎn)，其目的在于提供一種能夠抑制磁通量向外部的泄漏及外部磁場(chǎng)的影響的磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置及具備該磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置的磁耦合泵單元。
用于解決技術(shù)課題的手段
用于解決上述問(wèn)題點(diǎn)的發(fā)明所涉及的一種磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置，具有能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的葉輪及由永久磁鐵形成且固定于該葉輪的從動(dòng)磁鐵，該磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于，具備:安裝部，供所述磁耦合泵進(jìn)行安裝；驅(qū)動(dòng)磁鐵，以安裝于所述安裝部的所述磁耦合泵的旋轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，在比該磁耦合泵的所述從動(dòng)磁鐵靠外側(cè)的位置隔著間隔地與該從動(dòng)磁鐵對(duì)置；磁鐵保持環(huán)，由強(qiáng)磁性材料形成，具有以安裝于所述安裝部的所述磁耦合泵的旋轉(zhuǎn)軸線為中心呈筒狀的筒部，且在該筒部的內(nèi)側(cè)固定有所述驅(qū)動(dòng)磁鐵；馬達(dá)，使所述磁鐵保持環(huán)繞著安裝于所述安裝部的所述磁耦合泵的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；及磁屏蔽體，由順磁性材料形成，具有呈筒狀、且在內(nèi)側(cè)隔著間隔地配置有所述磁鐵保持環(huán)的筒部。
該驅(qū)動(dòng)裝置中，由于在由強(qiáng)磁性材料形成的磁鐵保持環(huán)的內(nèi)側(cè)固定有驅(qū)動(dòng)磁鐵，因此在由從動(dòng)磁鐵與驅(qū)動(dòng)磁鐵形成的磁通量中，朝向外側(cè)的磁通量及朝向周向的磁通量將由強(qiáng)磁性材料形成的磁鐵保持環(huán)作為磁路的一部分而在該磁鐵保持環(huán)內(nèi)通過(guò)。因此在該驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠極大地減少由從動(dòng)磁鐵與驅(qū)動(dòng)磁鐵形成的磁通量由磁鐵保持環(huán)向外側(cè)漏出的量。另外，該驅(qū)動(dòng)裝置中，由于在磁鐵保持環(huán)的外側(cè)隔著間隔地配置有由順磁性材料形成的磁屏蔽體，因此能夠抑制磁通量從該磁屏蔽體的內(nèi)側(cè)向外側(cè)穿過(guò)。因此，該驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠?qū)⒋磐肯虼牌帘误w的外部的泄漏抑制在最小限度。并且，該驅(qū)動(dòng)裝置中，即使在磁屏蔽體的外部存在磁性體，也能夠抑制來(lái)自外部磁性體的磁通量向由順磁性材料形成的磁屏蔽體的內(nèi)側(cè)穿過(guò)。而且，該驅(qū)動(dòng)裝置中，在磁屏蔽體的內(nèi)側(cè)配置有由強(qiáng)磁性材料形成的磁鐵保持環(huán)，因此能夠抑制磁通量從該磁鐵保持環(huán)的外側(cè)向內(nèi)側(cè)泄漏。如上所述，該驅(qū)動(dòng)裝置中組合了使磁通量向部件(由強(qiáng)磁性體形成的磁鐵保持環(huán))內(nèi)積極地通過(guò)而抑制磁通量從部件泄漏的第一磁屏蔽法及抑制磁通量穿過(guò)部件(由順磁性材料形成的磁屏蔽體)的第二磁屏蔽法，因此能夠有效地抑制磁通量向外部泄漏及外部磁場(chǎng)的影響。特別是，該驅(qū)動(dòng)裝置中，通過(guò)第一磁屏蔽法來(lái)抑制磁通量從部件(由強(qiáng)磁性體形成的磁鐵保持環(huán))向外側(cè)泄漏的基礎(chǔ)上，再通過(guò)第二磁屏蔽法來(lái)進(jìn)一步抑制磁通量向外側(cè)穿過(guò)，因此能夠非常有效地抑制磁通量向外部泄漏。此處，也可以是，所述驅(qū)動(dòng)裝置中，具備覆蓋所述磁鐵保持環(huán)及所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)裝置外殼，所述驅(qū)動(dòng)裝置外殼具有所述安裝部及所述磁屏蔽體。該驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠抑制磁通量向驅(qū)動(dòng)裝置外殼的外部泄漏及驅(qū)動(dòng)裝置外殼外部的磁場(chǎng)的影響。并且，也可以是，所述驅(qū)動(dòng)裝置中，所述驅(qū)動(dòng)磁鐵由釹磁鐵形成。該驅(qū)動(dòng)裝置中，使用磁力極高的釹磁鐵，因此能夠使驅(qū)動(dòng)磁鐵小型輕量化，且能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置的小型輕量化，并且能夠減小旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)慣性力。并且，也可以是，所述驅(qū)動(dòng)裝置中，所述磁屏蔽體的所述筒部在外周側(cè)形成有朝向所述外側(cè)呈凸形的冷卻片。該驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠抑制磁屏蔽體及磁屏蔽體內(nèi)側(cè)的溫度上升。因此，例如在將具有相對(duì)較高的磁力但磁力隨著溫度上升而下降的比例較大的Nd磁鐵作為驅(qū)動(dòng)磁鐵時(shí)，能夠抑制磁力隨著溫度上升而下降。并且，也可以是，所述驅(qū)動(dòng)裝置中，所述磁屏蔽體的至少所述筒部由所述順磁性材料即鋁合金形成。該驅(qū)動(dòng)裝置中，由于磁屏蔽體的至少筒部由比重較小的鋁合金形成，因此能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)裝置輕量化。而且，磁屏蔽體的至少筒部由導(dǎo)熱率較高的鋁合金形成，因此能夠提高散熱效果。用于解決上述問(wèn)題點(diǎn)的發(fā)明所涉及的磁耦合泵單元，其特征在于，具備所述驅(qū)動(dòng)裝置及所述磁耦合泵，所述磁耦合泵具有以能夠使所述葉輪旋轉(zhuǎn)的方式覆蓋所述葉輪的泵殼，所述驅(qū)動(dòng)磁鐵以安裝于所述安裝部的所述泵的旋轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，在比所述泵殼靠外側(cè)的位置隔著間隔地配置。用于解決上述問(wèn)題點(diǎn)的發(fā)明所涉及的其他磁耦合泵單元，其特征在于，具備:葉輪，能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；從動(dòng)磁鐵，由永久磁鐵形成，固定于所述葉輪；驅(qū)動(dòng)磁鐵，由永久磁鐵形成，以所述旋轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，在比所述從動(dòng)磁鐵靠外側(cè)的位置隔著間隔地配置；磁鐵保持環(huán)，由強(qiáng)磁性材料形成，具有以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心呈筒狀的筒部，且在該筒部的內(nèi)側(cè)固定有所述驅(qū)動(dòng)磁鐵；馬達(dá)，使所述磁鐵保持環(huán)繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；磁屏蔽體，由順磁性材料形成，具有以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心呈筒狀、且在內(nèi)側(cè)隔著間隔地配置有所述磁鐵保持環(huán)的筒部。
這些磁耦合泵單元中也具備與上述驅(qū)動(dòng)裝置相同的磁鐵保持環(huán)及磁屏蔽體，因此能夠抑制磁通量向外部泄漏及外部磁場(chǎng)的影響。
此處，也可以是，所述磁耦合泵單元中，所述葉輪具有圓筒部，該圓筒部以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心，且外周面呈圓筒狀，所述泵殼具有動(dòng)壓軸承形成部，該動(dòng)壓軸承形成部覆蓋所述葉輪的所述圓筒部，且內(nèi)周面呈圓筒狀，并能夠以非接觸方式且可旋轉(zhuǎn)地支撐該圓筒部。
該磁耦合泵單元中，能夠以不與泵殼相接觸且可旋轉(zhuǎn)的方式來(lái)支撐葉輪。
發(fā)明效果
本發(fā)明中，能夠抑制磁通量向外部泄漏并抑制外部磁場(chǎng)的影響。


圖1是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的磁耦合泵單元的俯視圖。
圖2是沿著圖1中的II的向視圖。
圖3是沿著圖1中的II1-1II線的剖視圖。
圖4是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的磁耦合泵的剖視圖。
圖5是示意描繪本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的磁耦合泵單元的縱截面的示意圖。
圖6是本發(fā)明所涉及的一實(shí)施方式中的磁耦合泵單元的主要部分橫剖視圖。
圖7是作為比較例的磁耦合泵單元的主要部分橫剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下，參考附圖，對(duì)本發(fā)明所涉及的磁耦合泵單元的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
如圖1 圖3所示，本實(shí)施方式的磁耦合泵單元I具備磁耦合泵100及使該磁耦合泵100驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置200。
如圖4所示，本實(shí)施方式的磁耦合泵100具備密閉型的葉輪10及以能夠使該葉輪10繞著旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)的方式覆蓋該葉輪10的泵殼60。
泵殼60中形成有用于排出流體的排出口(參考圖1及圖2) 7，并且在旋轉(zhuǎn)軸線A的延長(zhǎng)線上形成有用于吸入流體的吸入口 6。另外，以下，在旋轉(zhuǎn)軸線A所延伸的軸線方向Da上，將泵殼60的吸入口 6側(cè)設(shè)為前側(cè)，將其相反側(cè)設(shè)為后側(cè)。并且，在與旋轉(zhuǎn)軸線A垂直的方向的徑向Dr上，將靠近旋轉(zhuǎn)軸線A的朝向側(cè)設(shè)為內(nèi)側(cè)，將遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸線A的朝向側(cè)設(shè)為外側(cè)。
葉輪10具有以旋轉(zhuǎn)軸線A為中心而設(shè)置的多個(gè)葉片11、覆蓋多個(gè)葉片11的前側(cè)的前護(hù)罩20及覆蓋多個(gè)葉片11的后側(cè)的后護(hù)罩40。該葉輪10如上那樣通過(guò)由前護(hù)罩20及后護(hù)罩40來(lái)覆蓋多個(gè)葉片11的前后,從而構(gòu)成密閉型的葉輪。葉輪10的多個(gè)葉片11、前護(hù)罩20及后護(hù)罩40彼此接合。
前護(hù)罩20具有:構(gòu)成葉輪入口 12的入口筒部21，所述葉輪入口以旋轉(zhuǎn)軸線A為中心呈圓筒狀，且軸線方向Da的前側(cè)的開(kāi)口與泵殼60的吸入口 6對(duì)置；及前側(cè)板部31，設(shè)置于入口筒部21的后端且覆蓋多個(gè)葉片11的前側(cè)。并且，后護(hù)罩40具有:后側(cè)板部41，覆蓋多個(gè)葉片11的后側(cè)；及軸部51，設(shè)置于后側(cè)板部41的后端，且以旋轉(zhuǎn)軸線A為中心呈圓柱狀。
對(duì)于前護(hù)罩20的前側(cè)板部31及后護(hù)罩40的后側(cè)板部41而言，從軸線方向Da觀察到的形狀均為以旋轉(zhuǎn)軸線A為中心的圓形。前側(cè)板部31與后側(cè)板部41在軸線方向Da上相分離，在這些前側(cè)板部31與后側(cè)板部41之間固定有多個(gè)葉片11。在前側(cè)板部31與后側(cè)板部41之間的徑向Dr的外邊緣構(gòu)成葉輪出口 13。在入口筒部21內(nèi)及前側(cè)板部31與后側(cè)板部41之間的多個(gè)葉片11的相互之間，形成有葉輪內(nèi)流路Pr。
在后護(hù)罩40的軸部51上形成有貫穿孔56，該貫穿孔沿軸線方向Da在旋轉(zhuǎn)軸線A上貫穿，且使軸部51的后端面53和泵殼60之間與葉輪內(nèi)流路Pr連通。該軸部51上，在其外周面52與貫穿孔56的內(nèi)周面之間的位置埋入有由強(qiáng)磁性體形成的筒狀的從動(dòng)軛鐵19y及由永久磁鐵形成的多個(gè)從動(dòng)磁鐵19。多個(gè)從動(dòng)磁鐵19設(shè)置于筒狀的從動(dòng)軛鐵19y的外周。
泵殼60具有覆蓋葉輪10的前護(hù)罩20的泵前殼61及覆蓋葉輪10的后護(hù)罩40的栗后殼81。
泵前殼61具有:吸入軟管所連接的大致圓筒狀的吸入軟管連接管部62 ;擴(kuò)徑管部65，內(nèi)徑從吸入軟管連接管部62的后端朝向后側(cè)逐漸擴(kuò)大；前軸承形成部67，設(shè)置于擴(kuò)徑管部65的后端，且形成有與前護(hù)罩20的入口筒部21的外周面22隔著間隔地對(duì)置的內(nèi)周面68 ;及前外殼主體部71，設(shè)置于前軸承形成部67的后端，且覆蓋前護(hù)罩20的前側(cè)板部31。
吸入軟管連接管部62的前端開(kāi)口，該開(kāi)口構(gòu)成泵殼60的吸入口 6。
前外殼主體部71具有:平板環(huán)狀的前表面對(duì)置部72，從前軸承形成部67的后端向外側(cè)擴(kuò)寬，且與前護(hù)罩20的前側(cè)板部31的前表面32在軸線方向Da上隔著間隔地對(duì)置；及前主體筒部75，以旋轉(zhuǎn)軸線A為中心呈大致圓筒狀，且從前表面對(duì)置部72的外周緣向后側(cè)延伸。前主體筒部75的內(nèi)周面76的與旋轉(zhuǎn)軸線A垂直的截面上的形狀構(gòu)成為螺旋形狀。該前主體筒部75的內(nèi)周面76與前護(hù)罩20的前側(cè)板部31的外周緣隔著間隔地對(duì)置。
泵后殼81具有:后外殼主體部91，設(shè)置于前外殼主體部71的后端，且覆蓋后護(hù)罩40的后側(cè)板部41 ;后軸承形成部82，設(shè)置于后外殼主體部91，且形成有與后護(hù)罩40的軸部51的外周面52隔著間隔地對(duì)置的內(nèi)周面83 ;及平板圓形的后壁板部85，設(shè)置于后軸承形成部82的后端，且與后護(hù)罩40的軸部51在軸線方向Da上隔著間隔對(duì)置。
后外殼主體部91具有:后主體筒部92，以旋轉(zhuǎn)軸線A為中心構(gòu)成為大致圓筒狀，且從前外殼主體部71的后端向后側(cè)延伸；及平板環(huán)狀的后表面對(duì)置部95，從后主體筒部92的后端向內(nèi)側(cè)擴(kuò)覽，且與后護(hù)罩40的后側(cè)板部41的后表面42在軸線方向Da上隔著間隔地對(duì)置。在該后表面對(duì)置部95的內(nèi)邊緣上設(shè)置有從此處向后方延伸的后軸承形成部82。
如圖1及圖2所示，泵殼60具有與排出軟管連接的大致圓筒狀的排出軟管連接管部9。大致圓筒狀的排出軟管連接管部9的軸Ad與垂直于旋轉(zhuǎn)軸線A的面平行。并且，該排出軟管連接管部9被以通過(guò)其軸Ad的平面沿前后方向二等分割,一側(cè)作為連接管前割部78,設(shè)置于泵前殼61的前主體筒部75，另一側(cè)作為連接管后割部98，設(shè)置于泵后殼81的后主體筒部92。該排出軟管連接管部9的外側(cè)端開(kāi)口，該開(kāi)口構(gòu)成泵殼60的排出口 7。泵前殼61及泵后殼81分別是由樹(shù)脂形成的一體成形品。泵前殼61與泵后殼81由粘接劑接合。如圖3及圖5所示，驅(qū)動(dòng)裝置200具備:馬達(dá)210，具有進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的輸出軸211 ;杯(磁鐵保持環(huán))220，構(gòu)成為有底圓筒狀；多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵219，固定于杯220的內(nèi)周側(cè)；驅(qū)動(dòng)裝置外殼230，覆蓋馬達(dá)210及杯220 ;及鎖緊部件250，用于維持安裝于驅(qū)動(dòng)裝置外殼230上的磁稱合泵100的安裝。杯220例如由強(qiáng)磁性材料即SS400等碳鋼形成，且承擔(dān)著作為多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵219的軛鐵的作用。該杯220具有圓筒狀的杯式圓筒部221及堵塞該杯式圓筒部221的一側(cè)的開(kāi)口的平板圓形的馬達(dá)連接部225。在馬達(dá)連接部225上且杯式圓筒部221的軸的延長(zhǎng)線上，固定有馬達(dá)210的輸出軸211。在杯式圓筒部221的內(nèi)周側(cè)，如前述那樣，固定有多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵219。該驅(qū)動(dòng)磁鐵219為永久磁鐵,例如為Nd (釹)磁鐵。杯式圓筒部221的內(nèi)徑大于泵后殼81的后軸承形成部82的外徑。并且，從杯式圓筒部221的軸至各驅(qū)動(dòng)磁鐵219的內(nèi)表面的半徑方向的距離的2倍的長(zhǎng)度(以下，設(shè)為磁鐵排列直徑)大于泵后殼81的后軸承形成部82的外徑。驅(qū)動(dòng)裝置外殼230具有有底圓筒狀的外殼主體(磁屏蔽體)231及堵塞外殼主體231的開(kāi)口的蓋241。外殼主體231例如由順磁性材料即Al(鋁)合金形成。外殼主體231具有:圓筒狀的外殼圓筒部232，內(nèi)徑大于杯220的外徑及馬達(dá)210的外徑；及平板圓形的外殼底部235，堵塞外殼圓筒部232的一側(cè)的開(kāi)口。馬達(dá)210被放入到該外殼主體231內(nèi)，由螺釘?shù)裙潭ㄓ谕鈿さ撞?35。外殼圓筒部232的外周的一部分在徑向Dr上呈凹凸形，凸部形成散熱片233。并且，外殼圓筒部232的另一部分上，構(gòu)成有用于使馬達(dá)210的電源線纜通過(guò)的電源線纜板234。蓋241例如由工程塑料等樹(shù)脂形成。該蓋241具有:泵嵌合部242，構(gòu)成有底圓筒狀，且泵后殼81的后軸承形成部82及后壁板部85嵌入于內(nèi)側(cè)；泵承受部244，從有底圓筒狀的泵嵌合部242的開(kāi)口邊緣向外側(cè)擴(kuò)寬而構(gòu)成為平板環(huán)狀；及卡合部246，形成于泵承受部244的外周緣，且與外殼主體231的開(kāi)口緣部卡合。另外，該蓋241構(gòu)成供磁耦合泵100進(jìn)行安裝的安裝部。有底圓筒狀的泵嵌合部242的內(nèi)徑實(shí)際上與泵殼60的后軸承形成部82的外徑相同。因此，能夠在蓋241的泵嵌合部242內(nèi)嵌合泵殼60的后軸承形成部82。并且，該泵嵌合部242的外徑小于杯式圓筒部221的內(nèi)徑及前述磁鐵排列直徑，且以不與固定于該杯220的驅(qū)動(dòng)磁鐵219接觸的狀態(tài)進(jìn)入到有底圓筒狀的杯220內(nèi)。接著，對(duì)以上說(shuō)明的磁耦合泵的操作及基于該操作的該磁耦合泵單元的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)磁耦合泵100進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，操作員首先將吸入軟管連接于磁耦合泵100的吸入軟管連接管部62，并且將排出軟管連接于排出軟管連接管部9。接著，將泵殼60的后軸承形成部82嵌入到驅(qū)動(dòng)裝置外殼230的蓋241的泵嵌合部242內(nèi)，并將磁耦合泵100安裝于驅(qū)動(dòng)裝置200。此時(shí)，泵殼60的后表面對(duì)置部95與蓋241的泵承受部244接觸。接著，通過(guò)鎖緊部件250將泵殼60固定于驅(qū)動(dòng)裝置外殼230。
磁耦合泵單元I中，在該狀態(tài)下，埋入于磁耦合泵100的軸部51內(nèi)的從動(dòng)磁鐵19與固定于驅(qū)動(dòng)裝置200的杯220的驅(qū)動(dòng)磁鐵219在徑向Dr上以非接觸狀態(tài)對(duì)置，兩個(gè)磁鐵磁耦合。并且，馬達(dá)210的輸出軸211位于磁耦合泵100的旋轉(zhuǎn)軸線A的延長(zhǎng)線上。
另外，以上是在連接吸入軟管、排出軟管后，將磁耦合泵100安裝于驅(qū)動(dòng)裝置200，但也可以在安裝磁耦合泵100后連接吸入軟管、排出軟管。
接著，向驅(qū)動(dòng)裝置200的馬達(dá)210供給電力，使該馬達(dá)210的輸出軸211旋轉(zhuǎn)，并使固定于該輸出軸211的杯220及固定于杯220的多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵219旋轉(zhuǎn)。若驅(qū)動(dòng)裝置200的驅(qū)動(dòng)磁鐵219旋轉(zhuǎn)，則與該驅(qū)動(dòng)磁鐵219磁稱合的磁稱合泵100的從動(dòng)磁鐵19也隨著驅(qū)動(dòng)磁鐵219的旋轉(zhuǎn)而繞著旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)。磁耦合泵100的從動(dòng)磁鐵19埋入于葉輪10的軸部51內(nèi)。因此，若驅(qū)動(dòng)裝置200的驅(qū)動(dòng)磁鐵219旋轉(zhuǎn)，則葉輪10與該從動(dòng)磁鐵19 一起在泵殼60內(nèi)繞著旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)。
如上，本實(shí)施方式中，在多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵219的內(nèi)側(cè)配置葉輪10的軸部51，并在該軸部51內(nèi)埋入了從動(dòng)磁鐵19，因此，與在驅(qū)動(dòng)磁鐵的外側(cè)配置從動(dòng)磁鐵相比，能夠減小葉輪10的軸部51的外徑。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)葉輪10的小型化及輕量化，并且能夠減小與葉輪10的旋轉(zhuǎn)相關(guān)的慣性力。
當(dāng)葉輪10在泵殼60內(nèi)開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，如圖5所示，流體被從泵殼60的吸入口 6吸入至泵殼60內(nèi)。被吸入至泵殼60內(nèi)的流體從葉輪入口 12進(jìn)入到葉輪10內(nèi)的葉輪內(nèi)流路Pr中。
進(jìn)入到葉輪內(nèi)流路Pr內(nèi)的流體通過(guò)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的多個(gè)葉輪11而受到離心力，從而從葉輪出口 13流出后，從泵殼60的排出口 7排出。
從葉輪出口 13流出的流體的一部分，從泵前殼61的前表面對(duì)置部72的內(nèi)表面73與前護(hù)罩20的前側(cè)板部31的前表面32之間，經(jīng)過(guò)泵前殼61的前軸承形成部67的內(nèi)周面68與前護(hù)罩20的入口筒部21的外周面22之間，返回到泵前殼61的擴(kuò)徑管部65內(nèi)。然后，再次從葉輪入口 12進(jìn)入到葉輪內(nèi)流路Pr中。
并且，從葉輪出口 13流出的流體的另一部分，從泵后殼81的后表面對(duì)置部95的內(nèi)表面96與后護(hù)罩40的后側(cè)板部41的后表面42之間，經(jīng)過(guò)栗后殼81的后軸承形成部82的內(nèi)周面83與后護(hù)罩40的軸部51的外周面52之間、泵后殼81的后壁板部85的內(nèi)表面86與后護(hù)罩40的軸部51的后端面53之間、進(jìn)而經(jīng)過(guò)后護(hù)罩40的貫穿孔56，返回到葉輪內(nèi)流路Pr中。
泵前殼61的前軸承形成部67的內(nèi)周面68的母線與前護(hù)罩20的入口筒部21的外周面22的母線相互平行。換言之，前軸承形成部67的內(nèi)周面68與入口筒部21的外周面22的間隔在軸線方向Da上恒定。并且，泵前殼61的前軸承形成部67的內(nèi)周面68的與旋轉(zhuǎn)軸線A垂直的截面形狀及前護(hù)罩20的入口筒部21的外周面22的與旋轉(zhuǎn)軸線A垂直的截面形狀均為圓形。因此，前軸承形成部67的內(nèi)周面68與入口筒部21的外周面22分別構(gòu)成動(dòng)壓徑向軸承面，在兩個(gè)面68、22之間流動(dòng)的流體作為潤(rùn)滑流體而發(fā)揮作用。因此，葉輪10中，葉輪10的入口筒部21的部分由泵殼60以在徑向Dr上不與泵殼60相接觸且可旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行支撐。另外，在葉輪10的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)等葉輪10的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，前軸承形成部67的內(nèi)周面68的一部分與入口筒部21的外周面22的一部分相互接觸，若葉輪10的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速以上，則由于作用于兩個(gè)面68、22之間的流體的動(dòng)壓，入口筒部21相對(duì)于內(nèi)周面68上浮，并如前所述，葉輪10的入口筒部21由內(nèi)周面68以不與內(nèi)周面68接觸且可旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行支撐。
并且，泵后殼81的后軸承形成部82的內(nèi)周面83的母線與后護(hù)罩40的軸部51的外周面52的母線相互平行。換言之,后軸承形成部82的內(nèi)周面83與軸部51的外周面52的間隔在軸線方向Da上恒定。并且，泵后殼81的后軸承形成部82的內(nèi)周面83的與旋轉(zhuǎn)軸線A垂直的截面形狀及后護(hù)罩40的軸部51的外周面52的與旋轉(zhuǎn)軸線A垂直的截面形狀均為圓形。因此,后軸承形成部82的內(nèi)周面83與軸部51的外周面52分別構(gòu)成動(dòng)壓徑向軸承面，在內(nèi)周面83與外周面52之間流動(dòng)的流體作為潤(rùn)滑流體而發(fā)揮作用。因此，葉輪10中，葉輪10的軸部51的部分由泵殼60以在徑向Dr上不與泵殼60接觸且可旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行支撐。另外，葉輪10的軸部51也與入口筒部21相同，在葉輪10的轉(zhuǎn)速較低時(shí)，后軸承形成部82的內(nèi)周面83的一部分與軸部51的外周面52的一部分相互接觸，若葉輪10的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速以上，則由于作用于兩個(gè)面83、52之間的流體的動(dòng)壓，軸部51相對(duì)于內(nèi)周面83上浮，葉輪10的軸部51由內(nèi)周面83以不與內(nèi)周面83接觸且可旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行支撐。
如上所述，本實(shí)施方式中，葉輪10的入口筒部21及軸部51兩個(gè)部位由內(nèi)周面68、83以在徑向Dr上不與內(nèi)周面68、83接觸且可旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行支撐，換言之，葉輪10被以在徑向Dr不相接觸且可旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行雙支承式支撐。而且，葉輪10以其重心位置為基準(zhǔn)在前側(cè)與后側(cè)兩個(gè)部位被支承。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，即使產(chǎn)生繞著與旋轉(zhuǎn)軸線A垂直的軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩，也能夠穩(wěn)定地支承葉輪10。
并且，本實(shí)施方式中，如前所述，能夠減小葉輪10的軸部51的外徑，因此能夠抑制該軸部51的周向速度。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠減小作用于在軸部51的外周面52與泵后殼81的后軸承形成部82的內(nèi)周面83之間流動(dòng)的流體的剪切應(yīng)變，例如，在流體中混入有膠狀的顆粒等時(shí)，能夠抑制該顆粒等的損傷。
本實(shí)施方式中，葉輪10相對(duì)于泵殼60的軸線方向Da上的位置通過(guò)葉輪10內(nèi)的從動(dòng)磁鐵19與驅(qū)動(dòng)裝置200的驅(qū)動(dòng)磁鐵219之間的磁耦合力進(jìn)行保持。通過(guò)磁耦合力而被保持的葉輪10的軸線方向Da上的位置在軸線方向Da上彼此對(duì)置的葉輪10的面與泵殼60的面相互不接觸的位置。即，本實(shí)施方式中，葉輪10在軸線方向Da上也被以非接觸方式且可旋轉(zhuǎn)地進(jìn)行支撐。
如上所述，本實(shí)施方式中，能夠通過(guò)使與埋入于葉輪10內(nèi)的從動(dòng)磁鐵19磁耦合的驅(qū)動(dòng)磁鐵219旋轉(zhuǎn)，來(lái)使葉輪10與從動(dòng)磁鐵19 一起旋轉(zhuǎn)。因此，如本實(shí)施方式，在利用磁耦合來(lái)使葉輪旋轉(zhuǎn)的泵中，存在磁通量從動(dòng)磁鐵或驅(qū)動(dòng)磁鐵向外部泄漏而對(duì)外部的電子設(shè)備等帶來(lái)不良影響的可能性。并且，對(duì)于這種泵，若外部存在磁性體，則存在驅(qū)動(dòng)磁鐵與從動(dòng)磁鐵之間的磁耦合平衡被破壞而導(dǎo)致葉輪的穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)受損的可能性。
因此，本實(shí)施方式中，如圖6所示，以旋轉(zhuǎn)軸線A為中心，在最外周配配置呈有底圓筒狀且由順磁性材料即Al (鋁)合金形成的外殼主體(磁屏蔽體)231，在外殼主體內(nèi)側(cè)隔著間隔地配置有底圓筒狀且由強(qiáng)磁性材料即SS400等碳鋼形成的作為軛鐵的杯(磁鐵保持環(huán))220，在該杯(磁鐵保持環(huán))220的內(nèi)周側(cè)固定多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵219，在多個(gè)驅(qū)動(dòng)磁鐵219的內(nèi)周側(cè)(旋轉(zhuǎn)軸線A側(cè))隔著間隔地配置有多個(gè)從動(dòng)磁鐵19。
假設(shè)在本實(shí)施方式中，如圖7所示，未配置外殼主體(磁屏蔽體)231及杯(磁鐵保持環(huán))220,則由從動(dòng)磁鐵19與驅(qū)動(dòng)磁鐵219形成的磁通量的一部分s會(huì)通過(guò)與驅(qū)動(dòng)磁鐵219相比向外側(cè)伸出得較大的位置。然而，本實(shí)施方式中，在由強(qiáng)磁性材料形成的杯(磁鐵保持環(huán))220的內(nèi)周側(cè)固定有驅(qū)動(dòng)磁鐵219,因此在由從動(dòng)磁鐵19和驅(qū)動(dòng)磁鐵219形成的磁通量中，朝向外側(cè)的磁通量及朝向周向的磁通量t將由強(qiáng)磁性材料形成的杯(磁鐵保持環(huán))220作為磁路的一部分來(lái)通過(guò)該杯220內(nèi)。因此,本實(shí)施方式中，能夠極大地減少由從動(dòng)磁鐵19與驅(qū)動(dòng)磁鐵219形成的磁通量向杯220的外側(cè)漏出的量。并且，本實(shí)施方式中，在杯220的外側(cè)隔著間隔(空氣間隙)地配置有由順磁性材料形成的外殼主體(磁屏蔽體)231，因此能夠抑制磁通量從該外殼主體231的內(nèi)側(cè)向外側(cè)穿過(guò)。因此，本實(shí)施方式中，能夠?qū)⒋磐肯蝌?qū)動(dòng)裝置外殼230的外部的泄漏抑制在最小限度。并且，本實(shí)施方式中，即使在驅(qū)動(dòng)裝置外殼230的外部存在磁性體，也能夠抑制來(lái)自該磁性體的磁通量向由順磁性材料形成的外殼主體(磁屏蔽體)231的內(nèi)側(cè)穿過(guò)。并且，本實(shí)施方式中，在外殼主體(磁屏蔽體)231的內(nèi)側(cè)配置有由強(qiáng)磁性材料形成的杯(磁鐵保持環(huán))220，因此能夠抑制磁通量從該杯220的外側(cè)向內(nèi)側(cè)的泄漏。因此，本實(shí)施方式中，即使在驅(qū)動(dòng)裝置外殼230的外部存在磁性體，也能夠?qū)?duì)由從動(dòng)磁鐵19與驅(qū)動(dòng)磁鐵219形成的磁通量的影響抑制在最小限度。如上所述，本實(shí)施方式中組合了使磁通量向部件(由強(qiáng)磁性體形成的杯220)內(nèi)積極地通過(guò)而抑制磁通量從部件泄漏的第一磁屏蔽法和抑制磁通量穿過(guò)部件(由順磁性材料形成的外殼主體231)的第二磁屏蔽法，因此能夠有效地抑制磁通量向外部泄漏及外部磁場(chǎng)的影響。特別是，本實(shí)施方式中，在通過(guò)第一磁屏蔽法來(lái)抑制磁通量從部件(由強(qiáng)磁性體形成的杯220)向外側(cè)泄漏的基礎(chǔ)上，再通過(guò)第二磁屏蔽法來(lái)進(jìn)一步抑制磁通量向外側(cè)穿過(guò)，因此能夠非常有效地抑制磁通量向外部泄漏。并且，本實(shí)施方式中，如前所述，將Nd磁鐵用作驅(qū)動(dòng)磁鐵219。該Nd磁鐵具有非常高的磁力，且具有磁力隨著溫度變化而發(fā)生較大的變化的性質(zhì)。例如，在磁力僅次于Nd磁鐵的Sm-Co (釤/鈷)磁鐵中，表示磁力隨著溫度變化而變化的溫度系數(shù)為-0.03，相對(duì)于此，Nd磁鐵的溫度系數(shù)較大，為-0.09 -0.12。S卩，Nd磁鐵具有比Sm-Co磁鐵高的磁力，但磁力隨著溫度上升而下降的比例較大。因此，本實(shí)施方式中，通過(guò)使由Nd磁鐵形成的驅(qū)動(dòng)磁鐵219與杯220 —起旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)該驅(qū)動(dòng)磁鐵219進(jìn)行空冷，并且在覆蓋該驅(qū)動(dòng)磁鐵219的外周的外殼主體231上形成散熱片233來(lái)抑制外殼主體21內(nèi)的溫度上升，從而抑制驅(qū)動(dòng)磁鐵219的溫度上升。另外，以上實(shí)施方式中，作為泵的一例，例示了動(dòng)壓軸承型的泵，但本發(fā)明不限定于動(dòng)壓軸承型的泵，只要是利用磁耦合來(lái)使葉輪旋轉(zhuǎn)的類(lèi)型的泵，則可以在任何泵中應(yīng)用本發(fā)明。并且，以上實(shí)施方式中，磁耦合泵100能夠裝卸于驅(qū)動(dòng)裝置200，但也可以是泵不能裝卸于驅(qū)動(dòng)裝置，也可以是泵與驅(qū)動(dòng)裝置成為一體。此時(shí)，在驅(qū)動(dòng)裝置中可以不設(shè)置供泵進(jìn)行安裝的安裝部。工業(yè)實(shí)用性
能夠抑制磁通量向外部的泄漏及外部磁場(chǎng)的影響。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:
1-磁耦合泵單元
6-吸入 口
7-排出口
9-排出軟管連接管部
10-葉輪
11-葉片
12-葉輪入口
13-葉輪出口
19-從動(dòng)磁鐵
20-前護(hù)罩
21-入口筒部
22-(入口筒部的)外周面
31-前側(cè)板部
32-前表面
40-后護(hù)罩
41-后側(cè)板部
42-后表面
51-軸部
52-(軸部的)外周面
53-(軸部的)后端面
56-貫穿孔
60-泵殼
61-泵前殼
62-吸入軟管連接管部
65-擴(kuò)徑管部
67-前軸承形成部
68-(前軸承形成部的)內(nèi)周面
71-前外殼主體部
72-前表面對(duì)置部
73-(前表面對(duì)置部的)內(nèi)表面
75-前主體筒部
81-泵后殼
82-后軸承形成部
83-(后軸承形成部的)內(nèi)周面
85-后壁板部
91-后殼主體部
92-后主體筒部
95-后表面對(duì)置部
96-(后表面對(duì)置部的)內(nèi)表面
100-磁耦合泵
200-驅(qū)動(dòng)裝置
210-馬達(dá)
211-輸出軸
219-驅(qū)動(dòng)磁鐵
220-杯(磁鐵保持環(huán))
230-驅(qū)動(dòng)裝置外殼
231-外殼主體(磁屏蔽體)
24 1-蓋(安裝部)
權(quán)利要求
1.一種磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置，具有能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的葉輪及由永久磁鐵形成且固定于該葉輪的從動(dòng)磁鐵，所述磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置的特征在于，具備: 安裝部，供所述磁耦合泵進(jìn)行安裝； 驅(qū)動(dòng)磁鐵，以安裝于所述安裝部的所述磁耦合泵的旋轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，在比所述磁耦合泵的所述從動(dòng)磁鐵靠外側(cè)的位置隔著間隔地與該從動(dòng)磁鐵對(duì)置； 磁鐵保持環(huán)，由強(qiáng)磁性材料形成，具有以安裝于所述安裝部的所述磁耦合泵的旋轉(zhuǎn)軸線為中心呈筒狀的筒部，且在該筒部的內(nèi)側(cè)固定有所述驅(qū)動(dòng)磁鐵； 馬達(dá)，使所述磁鐵保持環(huán)繞著安裝于所述安裝部的所述磁耦合泵的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；及磁屏蔽體，由順磁性材料形成，具有呈筒狀、且在內(nèi)側(cè)隔著間隔地配置有所述磁鐵保持環(huán)的筒部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 具備覆蓋所述磁鐵保持環(huán)及所述馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)裝置外殼， 所述驅(qū)動(dòng)裝置外殼具有所述安裝部及所述磁屏蔽體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)磁鐵由釹磁鐵形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述磁屏蔽體的所述筒部在外周側(cè)形成有朝向所述外側(cè)呈凸形的冷卻片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述磁屏蔽體的至少所述筒部是由所述順磁性材料即鋁合金形成的。
6.一種磁耦合泵單元，其特征在于，具備: 權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置；及 所述磁稱合泵； 所述磁耦合泵具有以能夠使所述葉輪旋轉(zhuǎn)的方式覆蓋所述葉輪的泵殼， 所述驅(qū)動(dòng)磁鐵以安裝于所述安裝部的所述泵的旋轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，在比所述泵殼靠外側(cè)的位置隔著間隔地配置。
7.一種磁耦合泵單元，其特征在于，具備: 葉輪，能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)； 從動(dòng)磁鐵，由永久磁鐵形成，固定于所述葉輪； 驅(qū)動(dòng)磁鐵，由永久磁鐵形成，以所述旋轉(zhuǎn)軸線為基準(zhǔn)，在比所述從動(dòng)磁鐵靠外側(cè)的位置隔著間隔地配置； 磁鐵保持環(huán)，由強(qiáng)磁性材料形成，具有以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心呈筒狀的筒部，且在該筒部的內(nèi)側(cè)固定有所述驅(qū)動(dòng)磁鐵； 馬達(dá)，使所述磁鐵保持環(huán)繞著所述旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn) '及 磁屏蔽體，由順磁性材料形成，具有以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心呈筒狀、且在內(nèi)側(cè)隔著間隔地配置有所述磁鐵保持環(huán)的筒部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的磁耦合泵單元，其特征在于， 所述葉輪具有圓筒部，該圓筒部以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心，且外周面呈圓筒狀， 所述泵殼具有動(dòng)壓軸承形成部，所述動(dòng)壓軸承形成部覆蓋所述葉輪的所述圓筒部，且內(nèi)周面呈圓筒狀，并能夠以非接觸方式且可旋轉(zhuǎn)地支撐所述圓筒部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置及磁耦合泵單元。所述磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置抑制磁通量向外部泄漏及外部磁場(chǎng)的影響。本發(fā)明的磁耦合泵的驅(qū)動(dòng)裝置具備驅(qū)動(dòng)磁鐵(219)，以磁耦合泵(100)的旋轉(zhuǎn)軸線(A)為基準(zhǔn)，在比泵的從動(dòng)磁鐵(19)靠外側(cè)的位置隔著間隔地與從動(dòng)磁鐵對(duì)置；杯(220)，由強(qiáng)磁性材料形成，具有以旋轉(zhuǎn)軸線(A)為中心呈筒狀的杯式圓筒部(221)，且在杯式圓筒部的內(nèi)側(cè)固定有驅(qū)動(dòng)磁鐵；馬達(dá)(210)，使杯繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；及外殼主體(231)，由順磁性材料形成并具有圓筒部(232)，該圓筒部呈筒狀，在該圓筒部?jī)?nèi)側(cè)隔著間隔地配置有杯。
文檔編號(hào)H02K49/10GK103180616SQ20128000344
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月15日
發(fā)明者星英男, 中島祥吾, 日高達(dá)哉, 山本康晴, 大久保剛, 長(zhǎng)田俊幸, 田川雅士 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社