JP2008025461A - Electric axial flow pump - Google Patents

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Satoshi Kikuchi
菊地　　聡
Motoya Ito
元哉 伊藤
Ryozo Masaki
良三 正木
Chio Ishihara
千生 石原
Shoji Oiwa
昭二 大岩
Kazuhide Ebine
一秀 恵比根
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Hitachi Powdered Metals Co Ltd
Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Japan Servo Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve miniaturization by making it unnecessary to provide an accessory such as piping at the outside of a stator 6 surrounding a rotor 3 for mounting an electric axial flow pump to a suction part. <P>SOLUTION: This pump includes the stator 6 provided with field coils 10U, 10V and 10W, a hollow shaft 4 having a tubular shape surrounded by the stator 6 and having openings 21A, 21B at both ends, the rotor 3 including a plurality of magnets 5 fixed around of the hollow shaft 4, and a flow generating part 2 fixed to the inside of the hollow shaft 4 and rotating as one body integrally with the rotor 3 when the field coils 10U, 10V and 10W are excited to generate a flow of fluid 15 in the hollow shaft 4. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は固定子と回転子とを有する電動軸流ポンプに関する。   The present invention relates to an electric axial flow pump having a stator and a rotor.

電動軸流ポンプは、電子部品実装装置に用いられる電子部品を吸引するための真空ポンプや、自動車や携行型パソコンに用いられる冷却回路に冷却水を循環させる循環ポンプなどの幅広い用途に用いられている。   Electric axial flow pumps are used in a wide range of applications, such as vacuum pumps for sucking electronic components used in electronic component mounting devices, and circulation pumps that circulate cooling water in cooling circuits used in automobiles and portable computers. Yes.

電動軸流ポンプを真空ポンプとして用いる場合、電動軸流ポンプと電子部品を直接吸引する吸引部とは隔離して設置され、電動軸流ポンプと吸引部を接続する配管などの付帯部が必要となる場合があった。電動軸流ポンプと吸引部とを隔離して設置するのは、電動軸流ポンプの体積が大きいためと考えられる。そこで、モータにより回動可能な吸引部に電動軸流ポンプを実装させることによる、配管などの付帯部を省いたポンプ内蔵モータが提示されている（例えば、特許文献１参照）。吸引部に電動軸流ポンプを実装させるためには、電動軸流ポンプのさらなる小型化がのぞまれている。   When an electric axial flow pump is used as a vacuum pump, it is installed separately from the electric axial flow pump and the suction part that directly sucks the electronic components, and additional parts such as piping connecting the electric axial flow pump and the suction part are required. There was a case. The reason why the electric axial flow pump and the suction part are installed separately is considered that the volume of the electric axial flow pump is large. In view of this, a motor with a built-in pump has been proposed in which an auxiliary portion such as a pipe is omitted by mounting an electric axial flow pump on a suction portion rotatable by a motor (see, for example, Patent Document 1). In order to mount the electric axial flow pump on the suction portion, further miniaturization of the electric axial flow pump is desired.

また、循環ポンプとしても、電動軸流ポンプの体積に応じて、冷却回路、さらには自動車や携行型パソコンが設計されるため、自動車や携行型パソコンの設計の自由度を高めるという観点から、電動軸流ポンプのさらなる小型化がのぞまれている。そして、電動軸流ポンプのモータの固定子を、クローポール型固定子とすることにより、モータの回転軸方向の長さを短縮している流体ポンプが提示されている（例えば、特許文献２と特許文献３参照）。   In addition, as a circulation pump, a cooling circuit, and also an automobile and a portable personal computer are designed according to the volume of the electric axial flow pump. From the viewpoint of increasing the degree of freedom in designing the automobile and the portable personal computer. A further downsizing of the axial flow pump is desired. And the fluid pump which shortens the length of the rotating shaft direction of a motor by making the stator of the motor of an electric axial flow pump into a claw pole type | mold stator is shown (for example, patent document 2 and (See Patent Document 3).

特開２００５−２２０８１２号公報（段落００２０乃至段落００２３、図２）Japanese Patent Laying-Open No. 2005-220812 (paragraphs 0020 to 0023, FIG. 2) 特表２００３−５０５６４８号公報（段落００２０、図２）Japanese translation of PCT publication No. 2003-505648 (paragraph 0020, FIG. 2) 特表２００３−５１５０５９号公報（段落００３２、図３）Japanese translation of PCT publication No. 2003-515059 (paragraph 0032, FIG. 3)

そこで、本発明の課題は、さらなる小型化が可能な電動軸流ポンプを提供することにある。   Then, the subject of this invention is providing the electric axial flow pump which can be further reduced in size.

前記課題を解決するため、本発明では、固定子で囲まれた内側に配置され円筒状で両端が開口している中空シャフトを有する回転子と、中空シャフトの内側に固定して設けられ、固定子が備える界磁コイルが励磁されると前記回転子と一体になって回転し、前記中空シャフトの内側に流体の流れを発生させる流れ発生部とを有する電動軸流ポンプであることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, in the present invention, a rotor having a hollow shaft that is arranged inside and surrounded by a stator and that is open at both ends, and a fixed and provided inside the hollow shaft are fixed. When the field coil provided in the child is excited, it is an electric axial flow pump having a flow generator that rotates integrally with the rotor and generates a flow of fluid inside the hollow shaft. To do.

本発明によれば、さらなる小型化が可能な電動軸流ポンプを提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an electric axial flow pump that can be further reduced in size.

以下、図面を参照して、本発明に係る電動軸流ポンプの一実施形態について説明する。
図１（ａ）（ｂ）に示すように、電動軸流ポンプ１は、界磁コイル１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗを備える固定子６を有する。また、電動軸流ポンプ１は、この固定子６で囲まれ円筒状で両端に開口２１Ａ、２１Ｂを有する中空シャフト４と、この中空シャフト４の周囲に固定される磁石５とを有する回転子３を有する。さらに、電動軸流ポンプ１は、中空シャフト４の内側に固定され、界磁コイル１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗが励磁されると回転子３と一体になって回転し、中空シャフト４の内側に流体１５の流れを発生させる流れ発生部２を有する。流れ発生部２は、回転することにより流体１５を流し、流体１５は、例えば、中空シャフト４の一端にある開口２１Ｂから流れ込み、開口２１Ｂから中空シャフト４のもう一端にある開口２１Ａまで回転子３の回転軸２３の方向に流れ、開口２１Ａから流れ出る。この流体１５の流れは、軸流ポンプの要件を満たしている。 Hereinafter, an embodiment of an electric axial flow pump according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 1A and 1B, the electric axial flow pump 1 has a stator 6 including field coils 10U, 10V, and 10W. Further, the electric axial flow pump 1 includes a rotor 3 having a hollow shaft 4 surrounded by the stator 6 and having a cylindrical shape and having openings 21A and 21B at both ends, and a magnet 5 fixed around the hollow shaft 4. Have Further, the electric axial flow pump 1 is fixed inside the hollow shaft 4, and rotates together with the rotor 3 when the field coils 10 U, 10 V, and 10 W are excited, and the fluid 15 is placed inside the hollow shaft 4. The flow generator 2 generates the flow of The flow generator 2 rotates to cause the fluid 15 to flow. For example, the fluid 15 flows from the opening 21B at one end of the hollow shaft 4 and from the opening 21B to the opening 21A at the other end of the hollow shaft 4. In the direction of the rotary shaft 23 and flows out of the opening 21A. This flow of fluid 15 meets the requirements for an axial pump.

電動軸流ポンプ１によれば、回転子３を構成する中空シャフト４の内側に、流れ発生部２を設けているので、回転子３を囲む固定子６の外側に、配管などの付帯部を設ける必要がなく、また、回転子３と固定子６に対して、回転子３の回転軸２３の方向の前後にも、配管などの付帯部を設ける必要がない。これらのことにより、電動軸流ポンプの小型化が可能である。なお、中空シャフト４の内側に、流れ発生部２が収められることにより、いわゆる回転子３のシャフトの外径が太くなり、小型化に反すると考えられるが、回転子３を回転させるためのトルクを大きくするためには、外径の太い回転子３の外周に磁石５を固定し、磁石５の回転半径を大きくする必要があり、従来から磁石５の内側には狭からぬ領域が確保されていたので、小型化に反することはない。逆に、電動軸流ポンプ１では、磁石５の大きな回転半径を確保しながら、流れ発生部２の容積も大きく確保できるので、回転子３を回転させるためのトルクを大きくでき、流体１５の流量も大きくできる。   According to the electric axial flow pump 1, since the flow generation unit 2 is provided inside the hollow shaft 4 constituting the rotor 3, an additional part such as piping is provided outside the stator 6 surrounding the rotor 3. There is no need to provide it, and it is not necessary to provide additional parts such as piping before and after the rotor 3 and the stator 6 in the direction of the rotating shaft 23 of the rotor 3. By these things, size reduction of an electric axial flow pump is possible. In addition, it is thought that the outer diameter of the shaft of the so-called rotor 3 is increased by accommodating the flow generation unit 2 inside the hollow shaft 4, which is contrary to downsizing, but the torque for rotating the rotor 3 In order to increase the diameter, it is necessary to fix the magnet 5 to the outer periphery of the rotor 3 having a large outer diameter and to increase the rotation radius of the magnet 5. Therefore, there is no contradiction to downsizing. On the contrary, in the electric axial flow pump 1, the volume of the flow generating unit 2 can be secured large while securing a large rotation radius of the magnet 5, so that the torque for rotating the rotor 3 can be increased, and the flow rate of the fluid 15 Can also be larger.

前記固定子６は、回転子３の回転軸２３の方向に並べられた複数個の固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗで構成されている。複数の固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗのそれぞれの界磁コイル１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗに異なる相の交流が印加されることにより、回転子３が回転する。特に、図１（ｂ）に示すように、３個の固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗを回転軸２３の方向に連ねて並べて配置することにより、それぞれの固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗの界磁コイル１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗに３相交流電源の異なる各相を１つずつ接続することができ、この配置と接続により、３個の固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗを周方向に電気角で１２０°づつ異ならせて配置されることになり、３相交流電源で電動軸流ポンプ１を駆動できる。   The stator 6 includes a plurality of stators 6U, 6V, and 6W arranged in the direction of the rotation shaft 23 of the rotor 3. When alternating currents of different phases are applied to the field coils 10U, 10V, and 10W of the plurality of stators 6U, 6V, and 6W, the rotor 3 rotates. In particular, as shown in FIG. 1B, the three stators 6U, 6V, 6W are arranged side by side in the direction of the rotating shaft 23, so that the field coils of the respective stators 6U, 6V, 6W are arranged. 10U, 10V, and 10W can be connected to each of the different phases of the three-phase AC power supply one by one. With this arrangement and connection, the three stators 6U, 6V, and 6W are circumferentially moved by 120 ° in electrical angle. The electric axial flow pump 1 can be driven by a three-phase AC power source.

それぞれの固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗは、クローポール型固定子であることが好ましい。それぞれの固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗは、固定子磁心７Ｕ、７Ｖ、７Ｗと、固定子磁心７Ｕ、７Ｖ、７Ｗに巻掛けられ被装された環状の界磁コイル１０Ｕ、１０Ｖ、１０Ｗとで構成されている。固定子磁心７Ｕ、７Ｖ、７Ｗと回転子３との間には空隙が設けられ、固定子磁心７Ｕ、７Ｖ、７Ｗは、固定子枠８で支持されている。   Each stator 6U, 6V, 6W is preferably a claw pole type stator. Each of the stators 6U, 6V, and 6W includes a stator magnetic core 7U, 7V, and 7W and an annular field coil 10U, 10V, and 10W wound around and mounted on the stator magnetic cores 7U, 7V, and 7W. Has been. Spaces are provided between the stator magnetic cores 7U, 7V, 7W and the rotor 3, and the stator magnetic cores 7U, 7V, 7W are supported by the stator frame 8.

それぞれの固定子磁心７Ｕ、７Ｖ、７Ｗは、第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとから構成されている。第１爪磁心１１Ａは、磁石５に対向する爪磁極１２Ａと、この爪磁極１２Ａの一端から外径側に直角に延在する環状継鉄部１３と、この環状継鉄部１３から爪磁極１２Ａと同じ方向に延在する外周側継鉄１４とで構成されている。同様に、第２爪磁心１１Ｂは、磁石５に対向する爪磁極１２Ｂと、この爪磁極１２Ｂから外径側に直角に延在する環状継鉄部１３と、この環状継鉄部１３から爪磁極１２Ｂと同じ方向に延在する外周側継鉄１４とで構成されている。   Each of the stator magnetic cores 7U, 7V, and 7W includes a first claw magnetic core 11A and a second claw magnetic core 11B. The first claw magnetic core 11A includes a claw magnetic pole 12A that faces the magnet 5, an annular yoke portion 13 that extends perpendicularly from one end of the claw magnetic pole 12A to the outer diameter side, and a claw magnetic pole 12A that extends from the annular yoke portion 13. And the outer periphery side yoke 14 extending in the same direction. Similarly, the second claw magnetic core 11B includes a claw magnetic pole 12B facing the magnet 5, an annular yoke portion 13 extending perpendicularly from the claw magnetic pole 12B to the outer diameter side, and a claw magnetic pole from the annular yoke portion 13. It is comprised with the outer periphery side yoke 14 extended in the same direction as 12B.

このように、クローポール型固定子である固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗでは、環状継鉄部１３から爪磁極１２Ａ、１２Ｂにかけて折り曲がった形状となっているので、クローポール型固定子でないスロット型の界磁コイルのコイルエンド部分のような回転軸２３の方向にかかる余分なスペースを排除でき、固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗの回転軸２３の方向の長さを短縮することができる。   As described above, the stators 6U, 6V, and 6W, which are claw pole type stators, are bent from the annular yoke portion 13 to the claw magnetic poles 12A and 12B. Therefore, the slot type is not a claw pole type stator. The extra space in the direction of the rotary shaft 23 such as the coil end portion of the field coil can be eliminated, and the length of the stator 6U, 6V, 6W in the direction of the rotary shaft 23 can be shortened.

固定子６の外周には固定子枠８が配置されている。固定子枠８は固定子６に沿った円筒形状であり、固定子６を固定している。回転子３と固定子６の回転軸２３の方向の前後で、固定子枠８の内側には、円環状で一対の軸受９Ａ、９Ｂが設けられている。軸受９Ａ、９Ｂは、回転子３を回転自在に支え、軸受９Ａ、９Ｂの内径は中空シャフト４の内径より大きい。このことにより、中空シャフト４の開口２１Ａ、２１Ｂを軸受９Ａ、９Ｂが覆うことはない。そして、固定子枠８の両端の開口２２Ａと２２Ｂと、中空シャフト４の両端の開口２１Ａと２１Ｂとが、一直線上に配置することができる。流体１５が、例えば、開口２２Ｂから開口２１Ｂへ流れ込む流入方向と、開口２１Ａから開口２２Ａへ流れ出る流出方向とを、同じ方向に向かせることができる。方向が同じであるので、自動車や携行型パソコンに用いられる冷却回路などの既存の配管の経路に挿入することで、経路にポンプを接続することができるので、冷却回路の設計の自由度を高めることができる。   A stator frame 8 is disposed on the outer periphery of the stator 6. The stator frame 8 has a cylindrical shape along the stator 6, and fixes the stator 6. A pair of bearings 9 </ b> A and 9 </ b> B are provided inside the stator frame 8 before and after the rotor 3 and the stator 6 in the direction of the rotation shaft 23. The bearings 9 </ b> A and 9 </ b> B rotatably support the rotor 3, and the inner diameters of the bearings 9 </ b> A and 9 </ b> B are larger than the inner diameter of the hollow shaft 4. As a result, the bearings 9A and 9B do not cover the openings 21A and 21B of the hollow shaft 4. The openings 22A and 22B at both ends of the stator frame 8 and the openings 21A and 21B at both ends of the hollow shaft 4 can be arranged on a straight line. For example, the inflow direction in which the fluid 15 flows from the opening 22B to the opening 21B and the outflow direction in which the fluid 15 flows from the opening 21A to the opening 22A can be directed in the same direction. Since the direction is the same, a pump can be connected to the path by inserting it into the path of an existing pipe such as a cooling circuit used in automobiles and portable computers, increasing the degree of freedom in designing the cooling circuit. be able to.

前記流れ発生部２は、フィン１６と、柱体１７と、留め具１８とを有している。フィン１６と柱体１７とでプロペラが構成されていると考えられる。フィン１６は、柱体１７の周囲に螺旋状に配置され固定されている。柱体１７は、留め具１８によって、回転軸２３と柱体１７の円柱の中心軸とが一致するように、中空シャフト４に固定されている。フィン１６と柱体１７とは、回転子３と一体になって回転し、流体１５を回転軸２３の方向に移動させる。柱体１７は、回転軸２３上に設けられ、周囲にフィン１６が配置され、回転軸２３の方向に太さが徐々に太くなっている。太さが太くなる方向は、流体１５が流れる方向に一致している。流体１５は流れるにしたがい、流された先での位置の柱体１７の太さは太くなり、中空シャフト４と柱体１７との間の流体１５が流れる空間が狭くなるので、流体１５は流れるにしたがい圧縮される。流体１５の圧縮は、回転子３の回転に伴って回転する流体１５に作用する遠心力によっても起こる。また、柱体１７に螺旋状に巻きつけられたフィン１６のピッチが、流体１５が流れる方向に向かって徐々に狭くすることによっても、流体１５を圧縮することができる。以上のように、流体１５を圧縮することにより、圧縮された流体１５を、最終的に開口２１Ａから、圧縮されていない流体１５の存在する開口２２Ａへ放出することができる。このように、回転子３の回転に伴い、流体１５が回転軸２３の方向に対し圧力差を生じさせるポンプ機能が発現している。このような、ポンプ機能は、流体１５が空気のような圧縮性流体の場合に顕著に現れる。   The flow generating unit 2 includes fins 16, pillars 17, and fasteners 18. It is thought that the propeller is comprised by the fin 16 and the pillar 17. The fins 16 are arranged and fixed spirally around the pillars 17. The column body 17 is fixed to the hollow shaft 4 by the fastener 18 so that the rotation shaft 23 and the center axis of the columnar column 17 coincide with each other. The fins 16 and the pillars 17 rotate together with the rotor 3 to move the fluid 15 in the direction of the rotation shaft 23. The column body 17 is provided on the rotation shaft 23, the fins 16 are disposed around the column body 17, and the thickness gradually increases in the direction of the rotation shaft 23. The direction in which the thickness increases is the same as the direction in which the fluid 15 flows. As the fluid 15 flows, the thickness of the column 17 at the position where the fluid 15 flows is increased, and the space through which the fluid 15 flows between the hollow shaft 4 and the column 17 is narrowed, so the fluid 15 flows. Compressed according to The compression of the fluid 15 also occurs due to the centrifugal force acting on the fluid 15 that rotates as the rotor 3 rotates. Further, the fluid 15 can also be compressed by gradually narrowing the pitch of the fins 16 wound spirally around the column body 17 in the direction in which the fluid 15 flows. As described above, by compressing the fluid 15, the compressed fluid 15 can finally be discharged from the opening 21A to the opening 22A where the uncompressed fluid 15 exists. In this way, the pump function that causes the fluid 15 to generate a pressure difference with respect to the direction of the rotating shaft 23 is developed with the rotation of the rotor 3. Such a pump function appears remarkably when the fluid 15 is a compressive fluid such as air.

図２に示すように、回転子３の中空シャフト４の外周面には、周方向に沿って複数の磁石５が配列されている。磁石５は、隣り合う磁石５と極性の向きが異なるように並べられている。磁石５は、永久磁石であることが好ましく、特に、希土類磁石であることが好ましい。永久磁石であれば電力の供給は不要であり回転子３に配線する必要がなく、希土類磁石であれば高い磁束密度を得ることができる。   As shown in FIG. 2, a plurality of magnets 5 are arranged on the outer peripheral surface of the hollow shaft 4 of the rotor 3 along the circumferential direction. The magnets 5 are arranged in such a manner that the direction of polarity is different from that of the adjacent magnets 5. The magnet 5 is preferably a permanent magnet, and particularly preferably a rare earth magnet. If it is a permanent magnet, it is not necessary to supply electric power and it is not necessary to wire the rotor 3. If it is a rare earth magnet, a high magnetic flux density can be obtained.

前記固定子６において、固定子６Ｕ、６Ｖと６Ｗは、同じ構造をしているので、次に、固定子６Ｗを取り上げ詳細に説明する。   In the stator 6, since the stators 6U, 6V and 6W have the same structure, the stator 6W will be described next in detail.

図３と図４に示すように、固定子６Ｗは、円環状の界磁コイル１０Ｗを、円環状の第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとで挟んだような構成になっている。第１爪磁心１１Ａの内周面には、複数の爪磁極１２Ａが、周方向に等間隔で１２極形成されている。同様に第２爪磁心１１Ｂの内周面にも、複数の爪磁極１２Ｂが、周方向に等間隔で１２極形成されている。第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとは、挟んだときに配置される位置が異なるだけで同じ構造をしている。   As shown in FIGS. 3 and 4, the stator 6W is configured such that an annular field coil 10W is sandwiched between an annular first claw magnetic core 11A and a second claw magnetic core 11B. On the inner peripheral surface of the first claw magnetic core 11A, a plurality of claw magnetic poles 12A are formed in 12 poles at equal intervals in the circumferential direction. Similarly, a plurality of claw magnetic poles 12B are formed on the inner peripheral surface of the second claw magnetic core 11B at equal intervals in the circumferential direction. The first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B have the same structure except that they are arranged at different positions.

図４に示すように、固定子磁心７Ｗでは、第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとの外周側継鉄１４の円環端面が互いに重なるように配置され、複数の爪磁極１２Ａの間にそれぞれ１つずつの爪磁極１２Ｂが噛み合わさるように配置される。この噛み合わせにより、回転子３の周面に沿って回転軸２３を中心とする同一円周上に配置された２４極の爪磁極１２Ａと１２Ｂの磁極面１２Ｆが形成されている。   As shown in FIG. 4, in the stator magnetic core 7W, the annular end surfaces of the outer yokes 14 of the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B are arranged so as to overlap each other, and between the plurality of claw magnetic poles 12A. The claw magnetic poles 12B are arranged so as to mesh with each other. By this engagement, 24 pole claw magnetic poles 12A and 12B of magnetic pole faces 12F are formed along the circumferential surface of the rotor 3 on the same circumference centered on the rotary shaft 23.

第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとは、同じ構造をしているので、第１爪磁心１１Ａを取り上げ詳細に説明する。図５、図６、図７にそれぞれ第１爪磁心１１Ａの下面図、上面図、断面図を示す。第２爪磁心１１Ｂについては、第１爪磁心１１Ａに関する説明の爪磁極１２Ａを爪磁極１２Ｂに読み替えればよい。   Since the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B have the same structure, the first claw magnetic core 11A will be described in detail. 5, FIG. 6, and FIG. 7 show a bottom view, a top view, and a sectional view of the first claw magnetic core 11A, respectively. For the second claw magnetic core 11B, the claw magnetic pole 12A described with respect to the first claw magnetic core 11A may be read as the claw magnetic pole 12B.

第１爪磁心１１Ａは、爪磁極１２Ａも含めて、磁性粉末を圧縮成形して形成することが好ましい。さらに、磁性粉末としては、絶縁皮膜が施された磁性粉末（鉄粉）であることが好ましい。最大幅の平均が２０〜１５０μｍの磁性粉末を用いることができる。また、絶縁皮膜としては、無機系の酸化物で磁性粉末をコーティングした酸化膜でよく、膜厚は数十ｎｍ以下が好ましい。絶縁皮膜が施された磁性粉末を用いることにより、爪磁極１２Ａ等の第１爪磁心１１Ａに、渦電流損が発生しにくくなり、電動軸流ポンプ１の出力密度を向上させることができる。また、成形金型の成型パンチによって磁性粉末を圧縮成形するので、珪素鋼板を積層して構成するものに比べて複雑な磁極構造を得ることができる。そして、第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとは同一の形状であるが、同一の成形金型で磁性粉末を圧縮成形することで、容易に同一形状の第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとを形成することができる。   The first claw magnetic core 11A, including the claw magnetic pole 12A, is preferably formed by compression molding magnetic powder. Further, the magnetic powder is preferably a magnetic powder (iron powder) on which an insulating film is applied. Magnetic powder having an average maximum width of 20 to 150 μm can be used. The insulating film may be an oxide film coated with an inorganic oxide and magnetic powder, and the film thickness is preferably several tens of nm or less. By using the magnetic powder with the insulating coating, eddy current loss is less likely to occur in the first claw magnetic core 11A such as the claw magnetic pole 12A, and the output density of the electric axial flow pump 1 can be improved. Further, since the magnetic powder is compression-molded by a molding punch of a molding die, a complicated magnetic pole structure can be obtained as compared with a structure in which silicon steel plates are laminated. The first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B have the same shape, but the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11A having the same shape can be easily formed by compressing the magnetic powder with the same molding die. The claw magnetic core 11B can be formed.

磁性粉末を圧縮成形して第１爪磁心１１Ａを形成するに際し、成形金型によって磁性粉末を圧縮成形するが、その圧縮方向は爪磁極１２Ａが延在する回転軸２３の方向となる。このとき、第１爪磁心１１Ａを圧縮成形するための成形パンチは、成形パンチに座屈が生じないように、成形品である第１爪磁心１１Ａの回転軸２３の方向の長さに比例したパンチ断面積が必要となる。   When the magnetic powder is compression-molded to form the first claw magnetic core 11A, the magnetic powder is compression-molded by a molding die, and the compression direction is the direction of the rotating shaft 23 in which the claw magnetic pole 12A extends. At this time, the molding punch for compression molding the first claw magnetic core 11A is proportional to the length of the first claw magnetic core 11A, which is a molded product, in the direction of the rotating shaft 23 so as not to buckle. A punch cross-sectional area is required.

云い代えれば第１爪磁心１１Ａにおける回転軸２３の方向の長さが最大となる爪磁極１２Ａの長さＬ１（図７参照）に基づいてパンチ断面積を決める必要がある。そして、パンチ断面積が必要なために、爪磁極１２Ａ、１２Ｂの軸方向延在端１２Ｔ（図６参照）には、回転軸２３の方向に直交する平坦面が必要になる。その平坦面の面積がパンチ断面積であり、爪磁極１２Ａの回転軸２３の方向の長さＬ１が大きくなれば、長さＬ１に比例させて大きくする必要がある。   In other words, it is necessary to determine the punch cross-sectional area based on the length L1 (see FIG. 7) of the claw magnetic pole 12A in which the length of the first claw magnetic core 11A in the direction of the rotating shaft 23 is maximum. Since the punch cross-sectional area is necessary, the axially extending ends 12T (see FIG. 6) of the claw magnetic poles 12A and 12B need a flat surface orthogonal to the direction of the rotating shaft 23. If the area of the flat surface is the punch cross-sectional area and the length L1 of the claw magnetic pole 12A in the direction of the rotating shaft 23 is increased, it is necessary to increase it in proportion to the length L1.

磁性粉末を圧縮して成形した成形品において、高い磁気特性を得るためには、１０ｔｏｎ／ｃｍ２程度の成形圧力が必要であり、それに対応したパンチ断面積が爪磁極１２Ａの軸方向延在端１２Ｔに必要になる。そして、パンチ断面積を確保するために、爪磁極１２Ａの軸方向延在端１２Ｔの半径方向の厚さＨ２（図７参照）を少なくとも２ｍｍ以上としてパンチ断面積を確保する必要があることが、試作の結果明らかとなった。 In order to obtain high magnetic characteristics in a molded product formed by compressing magnetic powder, a molding pressure of about 10 ton / cm 2 is required, and the corresponding punch cross-sectional area is the axially extending end of the claw magnetic pole 12A. Required for 12T. And in order to ensure the punch cross-sectional area, it is necessary to ensure the punch cross-sectional area by setting the radial thickness H2 (see FIG. 7) of the axially extending end 12T of the claw pole 12A to at least 2 mm or more. As a result of trial manufacture, it became clear.

さらに、１０ｔｏｎ／ｃｍ２の成形圧力で圧縮成形された第１爪磁心１１Ａを成形金型から抜き出す際には、回転軸２３の方向から抜きテーパ角度θ傾いたテーパ面１２Ｋが必要であり、爪磁極１２Ａに根元から軸方向延在端１２Ｔにかけて先細りとなる抜きテーパ角度θを設ける必要がある。磁性粉末の圧縮成形を行い、第１爪磁心１１Ａを成形金型から抜き出すためには８度以上の抜きテーパ角度θが必要であることが、試作の結果明らかとなった。抜きテーパ角度θは、できる限り大きいほうが抜き出す作業は容易になる。しかし、抜きテーパ角度θを大きくすると、爪磁極１２Ａの磁極面１２Ｆの面積が縮小して磁気特性を低下するので、抜きテーパ角度θは、磁気特性への影響が少ない１０度以下が好適であることを確認した。以上から、抜きテーパ角度θは、８度以上１０度以下に設定すればよいことがわかった。 Furthermore, when the first claw magnetic core 11A compression-molded with a molding pressure of 10 ton / cm 2 is extracted from the molding die, a taper surface 12K inclined by the extraction taper angle θ from the direction of the rotary shaft 23 is necessary. It is necessary to provide the magnetic pole 12A with a taper angle θ that tapers from the root to the axially extending end 12T. As a result of trial manufacture, it has become clear that a drawing taper angle θ of 8 degrees or more is necessary to compress the magnetic powder and extract the first claw core 11A from the molding die. The drawing taper angle θ is as large as possible to facilitate the work of drawing out. However, when the draft taper angle θ is increased, the area of the magnetic pole surface 12F of the claw magnetic pole 12A is reduced and the magnetic characteristics are deteriorated. Therefore, the draft taper angle θ is preferably 10 degrees or less with little influence on the magnetic characteristics. It was confirmed. From the above, it was found that the draft taper angle θ should be set to 8 degrees or more and 10 degrees or less.

また、第１爪磁心１１Ａにおける回転軸２３の方向の最大の長さＬ１の最小の長さＬ２に対する比Ｌ１／Ｌ２も、パンチ断面積と、第１爪磁極１２Ａと第２爪磁極１２Ｂの個数の和であるモータの極数と、抜きテーパ角度θとの関係で、上限があり、モータの極数が５０極以下においては比Ｌ１／Ｌ２を５倍以下とすることが望ましい。なお、第１爪磁心１１Ａにおける回転軸２３の方向の最大の長さＬ１は、爪磁極１２Ａにおいて測定され、最小の長さＬ２は、環状継鉄部１３において測定される。   Further, the ratio L1 / L2 of the maximum length L1 in the direction of the rotary shaft 23 in the first claw magnetic core 11A to the minimum length L2 is also the number of punch cross-sectional areas and the number of first claw magnetic poles 12A and second claw magnetic poles 12B. There is an upper limit in the relationship between the number of poles of the motor that is the sum of the above and the taper angle θ, and when the number of poles of the motor is 50 or less, the ratio L1 / L2 is desirably 5 times or less. The maximum length L1 of the first claw magnetic core 11A in the direction of the rotary shaft 23 is measured at the claw magnetic pole 12A, and the minimum length L2 is measured at the annular yoke portion 13.

第１爪磁心１１Ａを前記のような磁性粉末の圧縮成形により形成することで、磁性粉末を爪磁極１２Ａの根元から軸方向延在端１２Ｔに至るまで高い成形圧力で圧縮成形できるので、爪磁極１２Ａを含め第１爪磁心１１Ａの密度を７．５ｇ／ｃｍ３以上に高めることができた。 Since the first claw magnetic core 11A is formed by compression molding of the magnetic powder as described above, the magnetic powder can be compression molded at a high molding pressure from the root of the claw magnetic pole 12A to the axially extending end 12T. The density of the first nail magnetic core 11A including 12A could be increased to 7.5 g / cm 3 or more.

図８に示すような各種材料により作製した第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを用いて固定子６Ｗを構成し、それぞれの固定子６Ｗの磁化特性を比較して図８に示した。この各種材料による磁化特性の比較からも、上述した事項を定量的に裏付けることができる。
なお、図８中の圧粉磁心１は、密度が７．３ｇ／ｃｍ３になるように磁性粉末を圧縮成形した第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを用いた固定子６Ｗを測定している。ＳＰＣＣは、冷間圧延鋼板ＳＰＣＣ成形した第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを用いた固定子６Ｗを測定している。圧粉磁心２は、密度が７．５ｇ／ｃｍ３になるように磁性粉末を圧縮成形した第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを用いた固定子６Ｗを測定している。３５Ａ３００と、５０Ａ１３００と、ＳＳ４００とは、珪素鋼板３５Ａ３００と、５０Ａ１３００と、ＳＳ４００とをそれぞれ成形した第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを用いた固定子６Ｗを測定している。 A stator 6W is composed of the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B made of various materials as shown in FIG. 8, and the magnetization characteristics of the respective stators 6W are compared and shown in FIG. From the comparison of the magnetization characteristics of these various materials, the above-mentioned matters can be quantitatively supported.
8 measures the stator 6W using the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B obtained by compression-molding the magnetic powder so that the density is 7.3 g / cm 3. ing. SPCC measures the stator 6W using the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B formed by cold rolling steel plate SPCC. The dust core 2 measures a stator 6W using a first claw magnetic core 11A and a second claw magnetic core 11B obtained by compression-molding magnetic powder so that the density is 7.5 g / cm 3 . 35A300, 50A1300, and SS400 measure the stator 6W using the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B formed from the silicon steel plates 35A300, 50A1300, and SS400, respectively.

圧粉磁心１は、ＳＰＣＣ、３５Ａ３００、５０Ａ１３００、ＳＳ４００に比べて磁束密度Ｂ（Ｔ）が全体的に小さく、磁化特性が劣化していると考えられる。一方、圧粉磁心２では、ＳＰＣＣやＳＳ４００と同等の磁束密度Ｂ（Ｔ）が全体的に得られ、同等の磁化特性であると考えられる。   It is considered that the dust core 1 has a magnetic flux density B (T) that is generally smaller than SPCC, 35A300, 50A1300, and SS400, and has deteriorated magnetization characteristics. On the other hand, in the dust core 2, a magnetic flux density B (T) equivalent to SPCC or SS400 is obtained as a whole, and it is considered that the magnetic properties are equivalent.

したがって、圧粉磁心１の密度が７．３ｇ／ｃｍ３になるように磁性粉末を圧縮成形した第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを用いた固定子６Ｗを、電動軸流ポンプ１に用いた場合は、磁束密度Ｂが低く、磁気特性が低下するので、界磁に残留磁束密度の高い磁石５（図２参照）を用いた場合には、磁束密度Ｂの飽和によって出力トルクを低下させる等、ポンプ特性を低下させることが予想できる。そこで、第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂには、圧粉磁心２の密度が７．５ｇ／ｃｍ３になるように磁性粉末を圧縮成形した第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを用いることとした。 Therefore, the electric axial flow pump 1 is provided with the stator 6W using the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B obtained by compression molding the magnetic powder so that the density of the powder magnetic core 1 becomes 7.3 g / cm 3. If it is used, the magnetic flux density B is low and the magnetic characteristics are deteriorated. Therefore, when the magnet 5 (see FIG. 2) having a high residual magnetic flux density is used as the field magnet, the output torque is reduced due to saturation of the magnetic flux density B. It can be expected that the pump characteristics will be lowered. Therefore, the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B are formed by compressing and molding the magnetic powder so that the density of the dust core 2 becomes 7.5 g / cm 3. It was decided to use.

一方、ＳＰＣＣ、３５Ａ３００、５０Ａ１３００、ＳＳ４００は、冷間圧延鋼板と珪素鋼板の薄板を折り曲げ成形しているので、爪磁極１２Ａ、環状継鉄部１３と外周側継鉄１４に渦電流損が発生することから、入力電力が一定であれば、磁性特性を確保するために高速回転ができなくなる場合があると考えられた。圧粉磁心２の密度が７．５ｇ／ｃｍ３になるように磁性粉末を圧縮成形した第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂによれば、磁性粉末同士が絶縁皮膜により絶縁されているので渦電流損が発生しにくく、折り曲げ成形による磁気歪の影響もない。 On the other hand, SPCC, 35A300, 50A1300, and SS400 are formed by bending a cold-rolled steel plate and a silicon steel plate, so that eddy current loss occurs in the claw pole 12A, the annular yoke 13 and the outer yoke 14. From this, it was considered that if the input power is constant, high-speed rotation may not be possible in order to ensure magnetic characteristics. According to the first nail magnetic core 11A and the second nail magnetic core 11B in which the magnetic powder is compression-molded so that the density of the dust core 2 is 7.5 g / cm 3 , the magnetic powders are insulated from each other by the insulating film. Eddy current loss hardly occurs, and there is no influence of magnetostriction due to bending.

さらに、電動軸流ポンプ１としては、回転子３に残留磁束密度の高い磁石５を使用して高い起磁力を確保し、その起磁力を有効に利用できる第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを設けることが望ましいので、まず、磁石５に永久磁石の希土類磁石を用いて磁束密度Ｂを１．２Ｔ以上１．４Ｔ以下として高い起磁力を確保した。次に、この高い磁束密度（起磁力）を有効に利用できる第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂを設けるために、第１爪磁心１１Ａ及び第２爪磁心１１Ｂの寸法関係を以下の検討によって見出した。   Further, as the electric axial flow pump 1, a first claw magnetic core 11 </ b> A and a second claw magnetic core that can secure a high magnetomotive force by using a magnet 5 having a high residual magnetic flux density for the rotor 3 and can effectively use the magnetomotive force. Since it is desirable to provide 11B, first, a permanent magnet rare earth magnet was used as the magnet 5, and the magnetic flux density B was set to 1.2 T or more and 1.4 T or less to secure a high magnetomotive force. Next, in order to provide the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B that can effectively use this high magnetic flux density (magnetomotive force), the dimensional relationship between the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B is examined as follows. Found by.

図９は、図７の抜きテーパ角度θを８度、厚さＨ２を２ｍｍ、長さＬ１の長さＬ２に対する比を５に固定条件として設定した場合、第１爪磁心１１Ａ及び第２爪磁心１１Ｂの内径Ｄ（図５参照）を変化させた時の爪磁極の極数Ｍと、電動軸流ポンプ１の出力トルク（Ｎ・ｍ）との関係を計算した結果である。内径Ｄが一意に決まると出力トルクが、特定の極数Ｍにおいて最大となることが判明した。その出力トルクが最大となる極数Ｍは、内径Ｄに依存し、図９の点線Ｐｅａｋで表される内径Ｄと極数Ｍとの関係式（Ｍ＝ａ・Ｄ）において、係数ａ（ｍｍ−１）が０．４前後で、出力トルクが最大となることがわかった。そして、関係式（Ｍ＝ａ・Ｄ）において、係数ａ（ｍｍ−１）が０．３５以上０．５以下の範囲（０．３５≦ａ（ｍｍ−１）≦０．５）で、出力トルクが最大となることがわかった。 FIG. 9 shows that the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core are set when the draft taper angle θ of FIG. 7 is set to 8 degrees, the thickness H2 is 2 mm, and the ratio of the length L1 to the length L2 is set to 5. It is the result of calculating the relationship between the pole number M of the claw magnetic poles when the inner diameter D (see FIG. 5) of 11B is changed and the output torque (N · m) of the electric axial flow pump 1. It was found that when the inner diameter D is uniquely determined, the output torque becomes maximum at a specific number of poles M. The number of poles M at which the output torque is maximum depends on the inner diameter D. In the relational expression (M = a · D) between the inner diameter D and the number of poles M represented by the dotted line Peak in FIG. -1 ) was around 0.4, and it was found that the output torque was maximum. In the relational expression (M = a · D), the coefficient a (mm −1 ) is in the range of 0.35 or more and 0.5 or less (0.35 ≦ a (mm −1 ) ≦ 0.5). It turns out that torque becomes the maximum.

次に、上の結果から出力トルクが最大となるように内径Ｄと極数Ｍを設定し、特に極数Ｍを２４極と３２極に設定した電動軸流ポンプを用いて、爪磁極１２Ａの第１爪磁心１１Ａの周方向における周方向平均幅角度Ｔ（図６参照）の検討を行った。   Next, from the above results, the inner diameter D and the number of poles M are set so that the output torque is maximized, and in particular, using the electric axial flow pump with the number of poles M set to 24 poles and 32 poles, The circumferential average width angle T (see FIG. 6) in the circumferential direction of the first claw magnetic core 11A was examined.

図１０に爪磁極１２Ａの周方向平均幅角度Ｔと出力トルクの関係を計算した結果を示す。抜きテーパ角度θが８度の爪磁極１２Ａにおいて、第１爪磁心１１Ａの周方向にしめる最大の幅角度Ｔｍａｘと最小の幅角度Ｔｍｉｎの平均値として周方向平均幅角度Ｔは求められる。また、ピッチ角度Ｐは、電気角１周期に相当する爪磁極１２Ａのピッチが周方向においてしめる角度として求められる。ピッチ角度Ｐに対する周方向平均幅角度Ｔの比Ｔ／Ｐと、出力トルクとの関係を見ると、２４極及び３２極ともに、比Ｔ／Ｐが略同一の範囲の０.４以上０.４５以下の範囲で、出力トルクが最大となることが判った。これは、爪磁極１２Ａの周方向平均幅角度Ｔが小さい場合には、回転子３側の磁束を十分に界磁コイル１０Ｗに鎖交できないことと、逆に大きすぎる場合には、爪磁極１２Ａと隣接する爪磁極１２Ｂとの間隔が狭くなり、爪磁極１２Ａから隣接する爪磁極１２Ｂへの漏洩磁束が多くなり、出力トルクが低下していると考えられる。爪磁極１２Ａの設計が自由にできる場合においては、他の条件での出力トルクの最大化も考えられるが、爪磁極１２Ａに前述した制限を加えた場合では、電気角１周期に相当するピッチ角度Ｐに対する爪磁極１２Ａの周方向平均幅角度Ｔの比Ｔ／Ｐが０．４以上０．４５以下の範囲が最も出力トルクが安定して得られた。なお、２４極及び３２極以外の極数Ｍにおいても同様な結果が得られた。   FIG. 10 shows the result of calculating the relationship between the circumferential average width angle T of the claw magnetic pole 12A and the output torque. In the claw magnetic pole 12A having a draft taper angle θ of 8 degrees, the circumferential average width angle T is obtained as an average value of the maximum width angle Tmax and the minimum width angle Tmin that can be taken in the circumferential direction of the first claw magnetic core 11A. Further, the pitch angle P is obtained as an angle at which the pitch of the claw magnetic pole 12A corresponding to one cycle of the electrical angle indicates in the circumferential direction. Looking at the relationship between the ratio T / P of the circumferential average width angle T to the pitch angle P and the output torque, the ratio T / P for both the 24 poles and the 32 poles is 0.4 or more and 0.45 in the substantially same range. It was found that the output torque was maximum in the following range. This is because the magnetic flux on the rotor 3 side cannot be sufficiently linked to the field coil 10W when the circumferential average width angle T of the claw magnetic pole 12A is small, and conversely when it is too large, the claw magnetic pole 12A. It is considered that the gap between the claw magnetic pole 12B and the adjacent claw magnetic pole 12B is narrowed, the leakage magnetic flux from the claw magnetic pole 12A to the adjacent claw magnetic pole 12B is increased, and the output torque is reduced. When the claw magnetic pole 12A can be freely designed, the output torque can be maximized under other conditions. However, when the above-described limitation is applied to the claw magnetic pole 12A, the pitch angle corresponding to one cycle of the electrical angle. The output torque was most stably obtained when the ratio T / P of the circumferential average width angle T of the claw magnetic pole 12A to P was in the range of 0.4 to 0.45. Similar results were obtained for pole numbers M other than 24 and 32.

以上説明したように第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとを構成することで、電動軸流ポンプ１のポンプ効率を向上させることができる。   As described above, the pump efficiency of the electric axial flow pump 1 can be improved by configuring the first claw magnetic core 11A and the second claw magnetic core 11B.

図１１に示すように、電動軸流ポンプ１は、開口２２Ａと２２Ｂとをそれぞれ、自動車や携行型パソコンに用いられる冷却回路などの配管２４に接続することで、配管２４内に冷却水を循環させることができる。固定子枠８は円筒形であるので、固定子枠８の外径が配管２４の内径と等しくすれば、電動軸流ポンプ１と配管２４とを容易に接続することができる。このことにより、固定子枠８の外径は配管４の外径より小さくなるので、配管４の延長上の領域に電動軸流ポンプ１を収めることができる。電動軸流ポンプ１では、冷却水が、開口２２Ｂへ流れ込む流入方向と、開口２２Ａから流れ出る流出方向とが同じ方向を向いているので、自動車や携行型パソコンに用いられる冷却回路などの既存の配管の経路に容易に挿入できる。   As shown in FIG. 11, the electric axial flow pump 1 circulates cooling water in the pipe 24 by connecting the openings 22A and 22B to a pipe 24 such as a cooling circuit used in an automobile or a portable personal computer. Can be made. Since the stator frame 8 is cylindrical, if the outer diameter of the stator frame 8 is equal to the inner diameter of the pipe 24, the electric axial flow pump 1 and the pipe 24 can be easily connected. As a result, the outer diameter of the stator frame 8 is smaller than the outer diameter of the pipe 4, so that the electric axial flow pump 1 can be housed in the region above the extension of the pipe 4. In the electric axial flow pump 1, since the inflow direction of cooling water flowing into the opening 22B and the outflow direction flowing out of the opening 22A are in the same direction, existing piping such as a cooling circuit used in an automobile or a portable personal computer Can be easily inserted into the path.

図１２に示すように、電動軸流ポンプ１は、吸引側の開口２２Ｂに吸引部２８が直接接続することができる。電動軸流ポンプ１が真空ポンプとして機能することにより、吸引部２８内は減圧され吸引部２８は電子部品２９を吸引する。このように、電動軸流ポンプ１と吸引部２８とを直接接続することにより、携帯用の真空ピンセットを構成することができる。   As shown in FIG. 12, in the electric axial flow pump 1, the suction part 28 can be directly connected to the opening 22B on the suction side. When the electric axial flow pump 1 functions as a vacuum pump, the inside of the suction unit 28 is depressurized, and the suction unit 28 sucks the electronic component 29. Thus, the portable vacuum tweezers can be configured by directly connecting the electric axial flow pump 1 and the suction unit 28.

（変形例１）
図１３は、実施の形態の変形例１に係る電動軸流ポンプ１の回転子３の径方向の断面図である。変形例１の回転子３は、図２の回転子３と比較して、中空シャフト４と磁石５との間に圧粉磁心１９がさらに設けられている点が異なっている。圧粉磁心１９は回転子バックヨークとして機能する。磁石５と圧粉磁心１９は粉末材料を成形して形成されている。粉末材料で形成されることにより、粉末間の高い電気抵抗で、中空シャフト４と磁石５に生じる渦電流損を低減することができる。そして、回転子３の回転速度を速くすることができる。 (Modification 1)
FIG. 13 is a radial cross-sectional view of the rotor 3 of the electric axial flow pump 1 according to the first modification of the embodiment. The rotor 3 of Modification 1 is different from the rotor 3 of FIG. 2 in that a dust core 19 is further provided between the hollow shaft 4 and the magnet 5. The dust core 19 functions as a rotor back yoke. The magnet 5 and the dust core 19 are formed by molding a powder material. By forming with a powder material, the eddy current loss which arises in the hollow shaft 4 and the magnet 5 can be reduced with the high electrical resistance between powder. Then, the rotation speed of the rotor 3 can be increased.

磁石５は、主として結合材と磁石粉末とから作られている。圧粉磁心１９は主として結合材と軟磁性粉末とから作られている。   The magnet 5 is mainly made of a binder and magnet powder. The dust core 19 is mainly made of a binder and soft magnetic powder.

また、磁石５の磁極の少なくとも１面は圧粉磁心１９に機械的に結合されている。この機械的な結合は、粉末材料を圧縮成形する過程で生じている。以下、圧縮成形する過程を説明する。まず、磁石５をセグメント毎に圧縮成形することにより仮成形する。この仮成形時に着磁磁界によって着磁され異方性が付与される。次に、中空シャフト４を金型の一部として、圧粉磁心１９と、仮成形した磁石５に対して、回転軸２３の方向に同時に圧縮方向圧力を加えた本成形を行う。この本成形により中空シャフト４と圧粉磁心１９と磁石５とは一体成形され、磁石５と圧粉磁心１９とは機械的に結合される。粉末材料で回転子３が形成されることにより、図１と同様の効果を得ることができるほか、回転子３の機械的構造もより自由度の高い形状に成形できる。   At least one surface of the magnetic pole of the magnet 5 is mechanically coupled to the dust core 19. This mechanical bonding occurs in the process of compression molding the powder material. Hereinafter, the process of compression molding will be described. First, the magnet 5 is temporarily molded by compression molding for each segment. Anisotropy is imparted by being magnetized by a magnetizing magnetic field during this temporary forming. Next, with the hollow shaft 4 as a part of the mold, main molding is performed by simultaneously applying pressure in the compression direction in the direction of the rotary shaft 23 to the dust core 19 and the temporarily formed magnet 5. By this molding, the hollow shaft 4, the dust core 19 and the magnet 5 are integrally formed, and the magnet 5 and the dust core 19 are mechanically coupled. By forming the rotor 3 with the powder material, it is possible to obtain the same effect as in FIG. 1 and also to form the mechanical structure of the rotor 3 into a shape with a higher degree of freedom.

（変形例２）
図１４は、実施の形態の変形例２に係る電動軸流ポンプ１の回転軸２３の方向の断面図である。図１４の変形例２の電動軸流ポンプ１が、図１の電動軸流ポンプ１と異なる点は、固定子６が、３つの固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗから、２つの固定子６Ａ、６Ｍで構成されている点である。図１４において、図１と同一構成要素には同一符号を付け、重複説明は避けている。固定子６Ａと６Ｍとは、固定子６Ｗ等と同じ構造をしている。固定子６Ａは、固定子磁心７Ａと界磁コイル１０Ａとから構成され、固定子６Ｍは、固定子磁心７Ｍと界磁コイル１０Ｍとから構成されている。固定子磁心７Ａと７Ｍとは、固定子磁心７Ｗ等と同じ構造をしている。界磁コイル１０Ａと１０Ｍとは、界磁コイル１０Ｗと同じ構造をしている。固定子磁心７Ａと７Ｍとは、それぞれ第１爪磁心１１Ａと第２爪磁心１１Ｂとを有している。 (Modification 2)
FIG. 14 is a cross-sectional view in the direction of the rotating shaft 23 of the electric axial flow pump 1 according to the second modification of the embodiment. 14 differs from the electric axial flow pump 1 of FIG. 1 in that the stator 6 is changed from three stators 6U, 6V, 6W to two stators 6A, 6M. It is the point comprised by. In FIG. 14, the same components as those in FIG. The stators 6A and 6M have the same structure as the stator 6W and the like. The stator 6A is composed of a stator magnetic core 7A and a field coil 10A, and the stator 6M is composed of a stator magnetic core 7M and a field coil 10M. The stator cores 7A and 7M have the same structure as the stator core 7W and the like. The field coils 10A and 10M have the same structure as the field coil 10W. The stator magnetic cores 7A and 7M have a first claw magnetic core 11A and a second claw magnetic core 11B, respectively.

変形例２の電動軸流ポンプ１はさらに、単相交流電源２６の第１単相交流の位相を所定の角度略９０度ずらした第２単相交流を生成する分相部２５を有している。分相部２５はコンデンサにより構成することができ、コイルを含んでいてもよい。それぞれの界磁コイル１０Ａ、１０Ｍに、第１単相交流と、第２単相交流とを１つずつ接続している。この接続により固定子６Ａと６Ｍは周方向に対し電気角で所定の位相、例えば、分相部２５がコンデンサで構成されているのであれば固定子６Ａと固定子６Ｍとを略９０度ずらして配置し、界磁コイル１０Ａと１０Ｍには電気角で９０度の相差角を有する単相電源が通電される。このように構成すれば、単相交流電源２６で駆動できる電動軸流ポンプ１を提供できる。   The electric axial flow pump 1 of Modification 2 further includes a phase separation unit 25 that generates a second single-phase alternating current in which the phase of the first single-phase alternating current of the single-phase alternating current power supply 26 is shifted by a predetermined angle of approximately 90 degrees. Yes. The phase separation unit 25 can be constituted by a capacitor, and may include a coil. A first single-phase alternating current and a second single-phase alternating current are connected to each of the field coils 10A and 10M one by one. Due to this connection, the stators 6A and 6M have a predetermined phase in electrical angle with respect to the circumferential direction, for example, if the phase dividing section 25 is constituted by a capacitor, the stator 6A and the stator 6M are shifted by approximately 90 degrees. The field coils 10A and 10M are energized by a single-phase power supply having a phase difference angle of 90 degrees. If comprised in this way, the electric axial flow pump 1 which can be driven with the single phase alternating current power supply 26 can be provided.

（変形例３）
図１５は、実施の形態の変形例３に係る電動軸流ポンプ１の回転軸２３の方向の断面図である。図１５の変形例３の電動軸流ポンプ１が、図１の電動軸流ポンプ１と異なる点は、固定子６が、３個の固定子６Ｕ、６Ｖ、６Ｗからなる組が、１組から、２組Ｓ１、Ｓ２に増えている点である。図１５において、図１と同一構成要素には同一符号を付け、重複説明は避けている。２個の固定子６Ｕのそれぞれの界磁コイル１０Ｕに３相交流電源のＵ相電圧を印加し、２個の固定子６Ｖのそれぞれの界磁コイル１０Ｖに３相交流電源のＶ相電圧を印加し、２個の固定子６Ｗのそれぞれの界磁コイル１０Ｗに３相交流電源のＷ相電圧を印加することにより、図１の電動軸流ポンプ１に対し、２倍のトルクで駆動でき、より高出力な電動軸流ポンプ１を提供することができる。 (Modification 3)
FIG. 15 is a cross-sectional view in the direction of the rotating shaft 23 of the electric axial flow pump 1 according to the third modification of the embodiment. 15 is different from the electric axial flow pump 1 of FIG. 1 in that the stator 6 includes three stators 6U, 6V, and 6W. It is a point that has increased to two sets S1 and S2. In FIG. 15, the same components as those in FIG. A U-phase voltage of a three-phase AC power supply is applied to each field coil 10U of two stators 6U, and a V-phase voltage of a three-phase AC power supply is applied to each field coil 10V of two stators 6V. By applying the W-phase voltage of the three-phase AC power source to the field coils 10W of the two stators 6W, the electric axial flow pump 1 of FIG. A high-output electric axial flow pump 1 can be provided.

（変形例４）
図１６は、実施の形態の変形例４に係る電動軸流ポンプ１の回転軸２３の方向の断面図である。図１６の変形例４の電動軸流ポンプ１が、図１４の変形例２の電動軸流ポンプ１と異なる点は、固定子６が、２個の固定子６Ａ、６Ｍからなる組が、１組から、２組Ｓ１、Ｓ２に増えている点で、２相交流で駆動可能である点である。図１６において、図１４と同一構成要素には同一符号を付け、重複説明は避けている。２個の固定子６Ａのそれぞれの界磁コイル１０Ａに分相部２５で単相交流電源２６の第１単相交流の位相を所定の角度ずらした第２単相交流を通電し、２個の固定子６Ｍの界磁コイル１０Ｍに第１単相交流を通電することにより、図１４の電動軸流ポンプ１に対し、２倍のトルクで駆動でき、より高出力な電動軸流ポンプ１を提供することができる。 (Modification 4)
FIG. 16 is a cross-sectional view in the direction of the rotating shaft 23 of the electric axial flow pump 1 according to the fourth modification of the embodiment. The electric axial flow pump 1 of Modification 4 of FIG. 16 is different from the electric axial flow pump 1 of Modification 2 of FIG. 14 in that the stator 6 includes two stators 6A and 6M. It is a point which can be driven by a two-phase alternating current in that it is increased from the set to two sets S1, S2. In FIG. 16, the same components as those in FIG. A second single-phase alternating current in which the phase of the first single-phase alternating current power supply 26 of the single-phase alternating-current power supply 26 is shifted by a predetermined angle is supplied to the field coils 10A of the two stators 6A by the phase dividing section 25. By supplying the first single-phase alternating current to the field coil 10M of the stator 6M, the electric axial flow pump 1 can be driven with twice the torque of the electric axial flow pump 1 of FIG. can do.

（変形例５）
図１７（ａ）（ｂ）は、実施の形態の変形例５に係る電動軸流ポンプ１の側面図と回転軸２３の方向の断面図である。図１７の変形例５の電動軸流ポンプ１が、図１の電動軸流ポンプ１と異なる点は、流れ発生部２において、留め具１８がなくなり、フィン１６が回転子３の中空シャフト４に直接固定されている点である。図１と同一構成要素には同一符号を付け、重複説明は避けている。留め具１８が必要なくなったことにともない、中空シャフトの開口２１Ａ、２１Ｂを広くでき、流体１５に対する流路抵抗を低減できる。また、フィン１６の片端を柱体１７で支持するのでなく、フィン１６の両端を柱体１７と中空シャフト４とで支持するので、フィン１６の流体１５に対する耐荷重を増大できる。逆に、必要な耐荷重が得られる厚さにフィン１６を薄くでき、より速い回転が可能になる。 (Modification 5)
FIGS. 17A and 17B are a side view of the electric axial flow pump 1 according to the fifth modification of the embodiment and a cross-sectional view in the direction of the rotating shaft 23. The electric axial flow pump 1 of the modified example 5 of FIG. 17 is different from the electric axial flow pump 1 of FIG. 1 in that the fastener 18 is eliminated in the flow generating unit 2 and the fin 16 is attached to the hollow shaft 4 of the rotor 3. It is a point that is fixed directly. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is avoided. As the fastener 18 becomes unnecessary, the openings 21A and 21B of the hollow shaft can be widened, and the flow resistance against the fluid 15 can be reduced. Further, since one end of the fin 16 is not supported by the column body 17 but both ends of the fin 16 are supported by the column body 17 and the hollow shaft 4, the load resistance of the fin 16 against the fluid 15 can be increased. On the contrary, the fin 16 can be thinned to a thickness that can provide the necessary load resistance, and faster rotation is possible.

（変形例６）
図１８（ａ）（ｂ）は、実施の形態の変形例６に係る電動軸流ポンプ１の側面図と回転軸２３の方向の断面図である。図１８の変形例６の電動軸流ポンプ１が、図１の電動軸流ポンプ１と異なる点は、流れ発生部２において、柱体１７と留め具１８がなくなり、フィン１６の径方向の両端がそれぞれ回転子３の中空シャフト４に直接固定されている点である。また、フィン１６は、回転軸２３上に配置され、回転軸２３を固定軸としてねじられている。図１と同一構成要素には同一符号を付け、重複説明は避けている。柱体１７と留め具１８がなくなったことにより、中空シャフト４内の流体１５の流路を広くでき、流路抵抗を低減できる。また、フィン１６の径方向の両端をそれぞれ中空シャフト４で支持するので、フィン１６の流体１５に対する耐荷重が増大する。 (Modification 6)
18A and 18B are a side view of the electric axial flow pump 1 according to Modification 6 of the embodiment and a cross-sectional view in the direction of the rotating shaft 23. FIG. 18 differs from the electric axial flow pump 1 of FIG. 1 in that the column 17 and the fastener 18 are eliminated in the flow generating portion 2 and both ends of the fins 16 in the radial direction. Are directly fixed to the hollow shaft 4 of the rotor 3. Further, the fin 16 is disposed on the rotation shaft 23 and is twisted with the rotation shaft 23 as a fixed shaft. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is avoided. Since the column body 17 and the fastener 18 are eliminated, the flow path of the fluid 15 in the hollow shaft 4 can be widened, and the flow path resistance can be reduced. In addition, since both ends of the fin 16 in the radial direction are supported by the hollow shaft 4, the load resistance of the fin 16 against the fluid 15 increases.

（変形例７）
図１９（ａ）（ｂ）は、実施の形態の変形例７に係る電動軸流ポンプ１の側面図と回転軸方向の断面図である。図１９の変形例７の電動軸流ポンプ１が、図１の電動軸流ポンプ１と異なる点は、流れ発生部２において、いわゆるプロペラが設けられている点である。図１に示す流れ発生部２もフィン１６が１枚の一種のプロペラと考えられるが、実施例７では、複数枚のフィン１６を有するプロペラが中空シャフト４内に複数個設けられている。また、プロペラは、中空シャフト４内の開口２１Ａ、２１Ｂの近傍に限らず、中央部等の任意の位置に固定することができる。任意の位置に固定するために、プロペラのフィン１６は中空シャフト４に直接固定する。プロペラの詳細な構造、例えば、フィン１６の枚数、傾き、形状は、流体１５の性状により変更することができる。例えば、流体が液体であれば、スクリューの構造を適用することができる。回転子３が回転し、この回転子３と一体となってプロペラが回転することにより、回転軸を中心軸とする流体１５の渦が形成され、渦の流れに沿って流体１５が移動する。 (Modification 7)
FIGS. 19A and 19B are a side view and a cross-sectional view in the rotation axis direction of the electric axial flow pump 1 according to the modified example 7 of the embodiment. The electric axial flow pump 1 of the modified example 7 in FIG. 19 is different from the electric axial flow pump 1 in FIG. 1 in that a so-called propeller is provided in the flow generation unit 2. The flow generator 2 shown in FIG. 1 is also considered to be a kind of propeller with one fin 16, but in the seventh embodiment, a plurality of propellers having a plurality of fins 16 are provided in the hollow shaft 4. Further, the propeller is not limited to the vicinity of the openings 21 </ b> A and 21 </ b> B in the hollow shaft 4, and can be fixed at an arbitrary position such as a central portion. The propeller fins 16 are fixed directly to the hollow shaft 4 for fixing in an arbitrary position. The detailed structure of the propeller, for example, the number, inclination, and shape of the fins 16 can be changed according to the properties of the fluid 15. For example, if the fluid is a liquid, a screw structure can be applied. When the rotor 3 rotates and the propeller rotates together with the rotor 3, a vortex of the fluid 15 having the rotation axis as a central axis is formed, and the fluid 15 moves along the flow of the vortex.

（変形例８）
図２０（ａ）（ｂ）は、実施の形態の変形例８に係る電動軸流ポンプ１の側面図と回転軸方向の断面図である。図２０の変形例８の電動軸流ポンプ１が、図１の電動軸流ポンプ１と異なる点は、流れ発生部２として、回転軸方向に対してねじれた方向に沿って、中空シャフト４の内側に形成された溝２７が形成されている点である。回転子３が回転し、この回転子３の中空シャフト４と一体となった溝２７とが回転することにより、回転軸を中心軸とする流体１５の渦が形成され、渦の流れに沿って流体１５が移動する。 (Modification 8)
20A and 20B are a side view and a sectional view in the direction of the rotation axis of the electric axial flow pump 1 according to the modified example 8 of the embodiment. The electric axial flow pump 1 of the modified example 8 of FIG. 20 is different from the electric axial flow pump 1 of FIG. 1 in that the flow generating portion 2 of the hollow shaft 4 is twisted with respect to the rotation axis direction. The groove 27 formed on the inner side is formed. When the rotor 3 rotates and the groove 27 integrated with the hollow shaft 4 of the rotor 3 rotates, a vortex of the fluid 15 having the rotation axis as a central axis is formed, and the vortex flows along the vortex flow. The fluid 15 moves.

（ａ）は本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ方向の断面図である。ただし、（ｂ）の図中の流れ発生部２には理解を容易にするために正面図を適用している。(A) is a side view of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of the AA direction of (a). However, a front view is applied to the flow generator 2 in the diagram of (b) in order to facilitate understanding. 電動軸流ポンプの回転子の垂直平面での断面図である。It is sectional drawing in the vertical plane of the rotor of an electric axial flow pump. 電動軸流ポンプの固定子の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the stator of an electric axial flow pump. 切断した断面を含む固定子の斜視図である。It is a perspective view of the stator containing the cut | disconnected cross section. 固定子の固定子磁心の第１爪磁心あるいは第２爪磁心の下面図である。It is a bottom view of the 1st claw magnetic core or the 2nd claw magnetic core of the stator magnetic core of a stator. 固定子の固定子磁心の第１爪磁心あるいは第２爪磁心の上面図である。It is a top view of the 1st claw magnetic core or the 2nd claw magnetic core of the stator magnetic core of a stator. 図６のＢ−Ｂ方向の断面図である。It is sectional drawing of the BB direction of FIG. 各種材料で作製された固定子磁心の磁化特性を示すグラフである。It is a graph which shows the magnetization characteristic of the stator magnetic core produced with various materials. 爪磁極の極数と出力トルクの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pole number of a claw magnetic pole, and output torque. 固定子磁心の周方向において爪磁極がしめる最大の幅角度と最小の幅角度の平均の幅角度Ｔの、爪磁極のピッチが周方向においてしめるピッチ角度Ｐに対する比Ｔ／Ｐと、出力トルクの関係を示すグラフである。The ratio T / P of the average width angle T of the maximum and minimum width angles of the claw poles in the circumferential direction of the stator core to the pitch angle P of the claw poles in the circumferential direction, and the output torque It is a graph which shows a relationship. 両端に配管が接続された電動軸流ポンプの斜視図である。It is a perspective view of the electric axial flow pump by which piping was connected to both ends. 吸引側の開口に吸引部が接続されて、真空ピンセットを構成する電動軸流ポンプの斜視図である。It is a perspective view of the electric axial flow pump which comprises a vacuum tweezers by connecting a suction part to the opening on the suction side. 本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの回転子の垂直平面での断面図である。It is sectional drawing in the vertical plane of the rotor of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの回転軸方向の断面図である。ただし、図中の流れ発生部２には理解を容易にするために正面図を適用している。It is sectional drawing of the rotating shaft direction of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention. However, a front view is applied to the flow generation unit 2 in the drawing for easy understanding. 本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの回転軸方向の断面図である。ただし、図中の流れ発生部２には理解を容易にするために正面図を適用している。It is sectional drawing of the rotating shaft direction of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention. However, a front view is applied to the flow generation unit 2 in the drawing for easy understanding. 本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの回転軸方向の断面図である。ただし、図中の流れ発生部２には理解を容易にするために正面図を適用している。It is sectional drawing of the rotating shaft direction of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention. However, a front view is applied to the flow generation unit 2 in the drawing for easy understanding. （ａ）は本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ方向の断面図である。ただし、（ｂ）の図中の流れ発生部２には理解を容易にするために正面図を適用している。(A) is a side view of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of CC direction of (a). However, a front view is applied to the flow generator 2 in the diagram of (b) in order to facilitate understanding. （ａ）は本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ方向の断面図である。ただし、（ｂ）の図中の流れ発生部２には理解を容易にするために正面図を適用している。(A) is a side view of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of the DD direction of (a). However, a front view is applied to the flow generator 2 in the diagram of (b) in order to facilitate understanding. （ａ）は本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ方向の断面図である。ただし、（ｂ）の図中の流れ発生部２には理解を容易にするために正面図を適用している。(A) is a side view of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of the EE direction of (a). However, a front view is applied to the flow generator 2 in the diagram of (b) in order to facilitate understanding. （ａ）は本発明の１実施形態に係る電動軸流ポンプの側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ方向の断面図である。(A) is a side view of the electric axial flow pump which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing of the FF direction of (a).

符号の説明Explanation of symbols

１ 電動軸流ポンプ
２ 流れ発生部
３ 回転子
４ 中空シャフト
５ 磁石
６、６Ａ、６Ｍ、６Ｕ、６Ｖ、６Ｗ 固定子
７Ｗ、７Ｖ、７Ｕ、７Ａ、７Ｍ 固定子磁心
８ 固定子枠
９Ａ、９Ｂ 軸受
１０Ｗ、１０Ｖ、１０Ｕ、１０Ａ、１０Ｍ 界磁コイル
１１Ａ、１１Ｂ 爪磁心
１２Ａ、１２Ｂ 爪磁極
１３ 環状継鉄部
１４ 外周側継鉄
１５ 流体
１６ フィン
１７ 柱体
１８ 留め具
１９ 圧粉磁心（回転子バックヨーク）
２１Ａ、２１Ｂ 中空シャフトの開口
２２Ａ、２２Ｂ 電動軸流ポンプの開口
２３ 回転軸
２５ 分相部
２７ 溝
２８ 吸引部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric axial flow pump 2 Flow generation part 3 Rotor 4 Hollow shaft 5 Magnet 6, 6A, 6M, 6U, 6V, 6W Stator 7W, 7V, 7U, 7A, 7M Stator magnetic core 8 Stator frame 9A, 9B Bearing 10 W, 10 V, 10 U, 10 A, 10 M Field coils 11 A, 11 B Claw magnetic core 12 A, 12 B Claw magnetic pole 13 Annular yoke portion 14 Outer peripheral side yoke 15 Fluid 16 Fin 17 Column body 18 Fastener 19 Dust core (rotor back) yoke)
21A, 21B Opening of hollow shaft 22A, 22B Opening of electric axial flow pump 23 Rotating shaft 25 Phase separation part 27 Groove 28 Suction part

Claims (20)

界磁コイルを備える固定子と、
前記固定子で囲まれ円筒状で両端が開口している中空シャフトと、前記中空シャフトの周囲に固定される複数の磁石とを有する回転子と、
前記中空シャフトの内側に固定され、前記界磁コイルが励磁されると前記回転子と一体になって回転し、前記中空シャフトの内側に流体の流れを発生させる流れ発生部とを有することを特徴とする電動軸流ポンプ。 A stator with field coils;
A rotor having a hollow shaft surrounded by the stator and open at both ends, and a plurality of magnets fixed around the hollow shaft;
A flow generator fixed to the inside of the hollow shaft and rotating integrally with the rotor when the field coil is excited to generate a fluid flow inside the hollow shaft. Electric axial flow pump. 前記固定子が、クローポール型固定子であることを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。   The electric axial flow pump according to claim 1, wherein the stator is a claw pole type stator. 前記固定子が、絶縁皮膜が施された磁性粉末を圧縮成形した複数の爪磁極を、内周面に配置し、前記界磁コイルを包む円環状の固定子磁心を有し、前記界磁コイルは、前記固定子磁心内部に被装される環状コイルであることを特徴とする請求項２に記載の電動軸流ポンプ。   The stator has an annular stator core in which a plurality of claw magnetic poles obtained by compression-molding magnetic powder coated with an insulating film are arranged on an inner peripheral surface, and wraps the field coil. The field coil 3. The electric axial flow pump according to claim 2, wherein the electric axial flow pump is an annular coil mounted inside the stator magnetic core. 前記流れ発生部は、前記回転子と一体になって回転し、前記流体を前記回転子の回転軸方向に移動させるフィンを有していることを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。   2. The electric axial flow according to claim 1, wherein the flow generation unit includes a fin that rotates integrally with the rotor and moves the fluid in a rotation axis direction of the rotor. pump. 前記フィンは前記回転子に直接固定されていることを特徴とする請求項４に記載の電動軸流ポンプ。   The electric axial flow pump according to claim 4, wherein the fin is directly fixed to the rotor. 前記流れ発生部は、前記回転軸上に設けられ、周囲に前記フィンが配置され、前記回転軸方向に太さが徐々に太くなる柱体を有することを特徴とする請求項４に記載の電動軸流ポンプ。   5. The electric motor according to claim 4, wherein the flow generation unit includes a column body provided on the rotation shaft, the fins arranged around the rotation shaft, and a thickness gradually increasing in the rotation shaft direction. Axial pump. 前記流れ発生部は、前記回転子と一体になって回転し、前記流体を前記回転子の回転軸方向に移動させるプロペラを有していることを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。   2. The electric axial flow according to claim 1, wherein the flow generator includes a propeller that rotates integrally with the rotor and moves the fluid in a direction of a rotation axis of the rotor. pump. 前記流れ発生部は、前記回転子の回転軸方向に対してねじれた方向に沿って、前記中空シャフトの内側に形成された溝を有していることを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。   2. The electric motor according to claim 1, wherein the flow generation unit includes a groove formed inside the hollow shaft along a direction twisted with respect to a rotation axis direction of the rotor. Axial pump. 前記固定子の外周に配置され、前記固定子を固定する円筒状の固定子枠と、
前記固定子の前後の前記固定子枠の内側に設けられ、前記回転子を回転自在に支え、内径が前記中空シャフトの内径より大きい円環状の一対の軸受とを有することを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。 A cylindrical stator frame that is disposed on an outer periphery of the stator and fixes the stator;
2. A pair of annular bearings provided inside the stator frame before and after the stator, rotatably supporting the rotor, and having an inner diameter larger than an inner diameter of the hollow shaft. The electric axial flow pump according to 1. 前記固定子枠の両端の開口と、前記中空シャフトの両端の開口とが、一直線上に配置され、前記流体の流入方向と流出方向とが同じ方向を向いていることを特徴とする請求項９に記載の電動軸流ポンプ。   The opening at both ends of the stator frame and the opening at both ends of the hollow shaft are arranged in a straight line, and the inflow direction and the outflow direction of the fluid are oriented in the same direction. The electric axial flow pump described in 1. 前記固定子は、前記回転子の回転軸方向に複数個設けられ、複数の前記固定子のそれぞれの前記界磁コイルに多相交流の異なる相の電圧が印加されることを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。   The stator includes a plurality of stators arranged in a rotation axis direction of the rotor, and voltages of different phases of a multiphase alternating current are applied to the field coils of the stators, respectively. The electric axial flow pump according to 1. それぞれの前記固定子の界磁コイルに３相交流電源の異なる各相を１つずつ接続可能なように、前記固定子を電気角で１２０度ずつずらし、前記固定子を前記回転子の回転軸方向に３個並べて配置することを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。   The stator is shifted by 120 degrees in electrical angle so that the different phases of the three-phase AC power supply can be connected to the field coils of the respective stators one by one, and the stator is rotated by the rotating shaft of the rotor. The electric axial flow pump according to claim 1, wherein three electric pumps are arranged side by side in the direction. 前記３個の前記固定子の組が、前記回転軸方向に２組以上設けられていることを特徴とする請求項１２に記載の電動軸流ポンプ。   The electric axial flow pump according to claim 12, wherein two or more sets of the three stators are provided in the direction of the rotation axis. 単相交流電源の第１単相交流の位相を９０度ずらした第２単相交流を生成する分相部を有し、
それぞれの前記固定子の界磁コイルに、前記第１単相交流と、前記第２単相交流とを１つずつ接続可能なように、前記固定子を電気角で９０度ずらし、前記固定子を回転軸方向に２個並べて配置することを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。 A phase splitting section for generating a second single-phase alternating current in which the phase of the first single-phase alternating current of the single-phase alternating current power supply is shifted by 90 degrees;
The stator is shifted by 90 degrees in electrical angle so that the first single-phase alternating current and the second single-phase alternating current can be connected to the field coils of the respective stators one by one. 2. The electric axial flow pump according to claim 1, wherein two are arranged side by side in the rotation axis direction. 前記２個の前記固定子の組が、前記回転軸方向に２組以上設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の電動軸流ポンプ。   The electric axial flow pump according to claim 14, wherein two or more sets of the two stators are provided in the rotation axis direction. 前記回転子が、前記中空シャフトと前記磁石との間に設けられる圧粉磁心を有することを特徴とする請求項１に記載の電動軸流ポンプ。   The electric axial flow pump according to claim 1, wherein the rotor has a dust core provided between the hollow shaft and the magnet. 前記爪磁極の半径方向の厚さは、２ｍｍ以上であり、
前記爪磁極は、前記回転子の回転軸方向の延在端に前記回転軸方向と直行する平坦面と、前記爪磁極に根元から前記延在端にかけて先細りとなる回転軸方向に対して８度以上１０度以下の範囲の角度傾いた抜きテーパを有し、
前記爪磁極の前記回転軸方向の長さの前記固定子磁心の前記回転軸方向の最小の厚さに対する比は、５以内であることを特徴とする請求項３に記載の電動軸流ポンプ。 The thickness of the claw magnetic pole in the radial direction is 2 mm or more,
The claw magnetic pole has a flat surface perpendicular to the rotation axis direction at the extending end in the rotation axis direction of the rotor, and 8 degrees with respect to the rotation axis direction tapering from the root to the extension end of the claw magnetic pole. It has a punching taper inclined at an angle in the range of 10 degrees or less,
The electric axial flow pump according to claim 3, wherein a ratio of a length of the claw magnetic pole in the direction of the rotation axis to a minimum thickness of the stator core in the direction of the rotation axis is within 5. 前記爪磁極の極数Ｍと前記固定子の内径Ｄとの関係をＭ＝ａ・Ｄとしたとき、係数ａが０.３５以上０．５以下であることを特徴とする請求項１７に記載の電動軸流ポンプ。   The coefficient a is 0.35 or more and 0.5 or less, where M = a · D when the relationship between the number M of the claw magnetic poles and the inner diameter D of the stator is M = a · D. Electric axial flow pump. 前記固定子磁心の周方向において前記爪磁極がしめる最大の幅角度と最小の幅角度の平均の平均幅角度Ｔの、前記爪磁極のピッチが前記周方向においてしめるピッチ角度Ｐに対する比Ｔ／Ｐが、０.４以上０.４５以下であることを特徴とする請求項１７又は請求項１８に記載の電動軸流ポンプ。   Ratio T / P of the average width angle T of the average of the maximum width angle and the minimum width angle that the claw magnetic poles squeeze in the circumferential direction of the stator core to the pitch angle P that the pitch of the claw magnetic poles squeezes in the circumferential direction The electric axial flow pump according to claim 17 or 18, wherein is 0.4 or more and 0.45 or less. 前記固定子磁心の密度は、７．５ｇ／ｃｍ３以上であることを特徴とする請求項３に記載の電動軸流ポンプ。 The electric axial flow pump according to claim 3, wherein the density of the stator magnetic core is 7.5 g / cm 3 or more.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6130965B1 (en) * 2016-12-20 2017-05-17 株式会社Ｗｇｅ Fluid machine, power generator and pressure booster
JP6249543B1 (en) * 2017-05-16 2017-12-20 株式会社Ｗｇｅ Fluid machinery
JP2020041497A (en) * 2018-09-12 2020-03-19 秋夫 湯田 Hydraulic pump and application device thereof
JP2022037192A (en) * 2018-09-12 2022-03-08 秋夫 湯田 Hydraulic pump and application device thereof

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130209292A1 (en) * 2005-07-01 2013-08-15 Doan Baykut Axial flow blood pump with hollow rotor
JP6017220B2 (en) * 2012-08-09 2016-10-26 ミネベア株式会社 Claw pole type motor
JP2016044674A (en) * 2014-08-22 2016-04-04 日本電産株式会社 Dynamic pressure bearing pump
JP2016044673A (en) * 2014-08-22 2016-04-04 日本電産株式会社 Dynamic pressure bearing pump
WO2016149921A1 (en) * 2015-03-25 2016-09-29 林圣梁 Rotary liquid guiding device
FR3040561B1 (en) * 2015-09-01 2017-08-25 Valeo Equip Electr Moteur ROTATING ELECTRICAL MACHINE WITH ROTOR COMPRISING CLAY-SHAPED POLES
CN108194374B (en) * 2017-12-29 2020-02-07 李少龙 Magnetic suspension internal flow type rotor pipeline pump
US11152283B2 (en) 2018-11-15 2021-10-19 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Rack and row-scale cooling
US11015608B2 (en) 2018-12-10 2021-05-25 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Axial flow pump with reduced height dimension
KR20240011274A (en) * 2022-07-18 2024-01-26 현대자동차주식회사 Water pump with coolant flow path

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9111278U1 (en) * 1991-09-11 1991-10-24 Fa. Andreas Stihl, 7050 Waiblingen Pump for viscous liquids
JP3944140B2 (en) * 2003-06-04 2007-07-11 本田技研工業株式会社 Claw pole motor stator

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6130965B1 (en) * 2016-12-20 2017-05-17 株式会社Ｗｇｅ Fluid machine, power generator and pressure booster
WO2018117118A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-28 株式会社Ｗｇｅ Fluid machine
JP6249543B1 (en) * 2017-05-16 2017-12-20 株式会社Ｗｇｅ Fluid machinery
JP2020041497A (en) * 2018-09-12 2020-03-19 秋夫 湯田 Hydraulic pump and application device thereof
JP7013095B2 (en) 2018-09-12 2022-01-31 秋夫 湯田 Hydraulic pumps and their application devices.
JP2022037192A (en) * 2018-09-12 2022-03-08 秋夫 湯田 Hydraulic pump and application device thereof
JP7048815B2 (en) 2018-09-12 2022-04-05 秋夫 湯田 Hydraulic pumps and their application devices.

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