专利名称：磁耦合泵的驱动装置及磁耦合泵单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁耦合泵的驱动装置及具备该驱动装置的磁耦合泵单元，所述磁耦合泵的驱动装置通过使作为驱动磁铁的永久磁铁旋转，来使设置有作为从动磁铁的永久磁铁的叶轮旋转。
本申请主张基于2011年9月15日申请的日本专利申请第2011-201851号的优先权，将其内容援引于本说明书中。
背景技术：
作为磁耦合泵单元，例如有以下专利文献I所公开的装置。
专利文献I中所记载的磁耦合泵单元的泵具有:叶轮；及形成有动压轴承部的固定体，该动压轴承部将该叶轮支承为能够绕着旋转轴线旋转。叶轮上设置有由永久磁铁形成的从动磁铁。并且，使该泵的叶轮旋转的驱动装置具有旋转磁场产生机构，该旋转磁场产生机构在与泵的从动磁铁磁耦合的同时，产生绕着旋转轴线旋转的旋转磁场。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利4108054号公报发明内容
发明要解决的技术课题
上述专利文献I中所记载的驱动装置存在如下问题点:由于通过使与设置于泵侧的从动磁铁磁耦合的驱动磁铁旋转来使泵驱动，因此存在磁通量泄漏于外部而对外部的电子设备等带来不良影响的可能性。并且，还存在如下问题点:若在外部存在磁性体，则存在驱动磁铁与从动磁铁的磁耦合平衡被破坏、叶轮的稳定旋转受损的可能性。
因此，本发明着眼于上述以往技术的问题点，其目的在于提供一种能够抑制磁通量向外部的泄漏及外部磁场的影响的磁耦合泵的驱动装置及具备该磁耦合泵的驱动装置的磁耦合泵单元。
用于解决技术课题的手段
用于解决上述问题点的发明所涉及的一种磁耦合泵的驱动装置，具有能够绕着旋转轴线旋转的叶轮及由永久磁铁形成且固定于该叶轮的从动磁铁，该磁耦合泵的驱动装置的特征在于，具备:安装部，供所述磁耦合泵进行安装；驱动磁铁，以安装于所述安装部的所述磁耦合泵的旋转轴线为基准，在比该磁耦合泵的所述从动磁铁靠外侧的位置隔着间隔地与该从动磁铁对置；磁铁保持环，由强磁性材料形成，具有以安装于所述安装部的所述磁耦合泵的旋转轴线为中心呈筒状的筒部，且在该筒部的内侧固定有所述驱动磁铁；马达，使所述磁铁保持环绕着安装于所述安装部的所述磁耦合泵的旋转轴线旋转；及磁屏蔽体，由顺磁性材料形成，具有呈筒状、且在内侧隔着间隔地配置有所述磁铁保持环的筒部。
该驱动装置中，由于在由强磁性材料形成的磁铁保持环的内侧固定有驱动磁铁，因此在由从动磁铁与驱动磁铁形成的磁通量中，朝向外侧的磁通量及朝向周向的磁通量将由强磁性材料形成的磁铁保持环作为磁路的一部分而在该磁铁保持环内通过。因此在该驱动装置中，能够极大地减少由从动磁铁与驱动磁铁形成的磁通量由磁铁保持环向外侧漏出的量。另外，该驱动装置中，由于在磁铁保持环的外侧隔着间隔地配置有由顺磁性材料形成的磁屏蔽体，因此能够抑制磁通量从该磁屏蔽体的内侧向外侧穿过。因此，该驱动装置中，能够将磁通量向磁屏蔽体的外部的泄漏抑制在最小限度。并且，该驱动装置中，即使在磁屏蔽体的外部存在磁性体，也能够抑制来自外部磁性体的磁通量向由顺磁性材料形成的磁屏蔽体的内侧穿过。而且，该驱动装置中，在磁屏蔽体的内侧配置有由强磁性材料形成的磁铁保持环，因此能够抑制磁通量从该磁铁保持环的外侧向内侧泄漏。如上所述，该驱动装置中组合了使磁通量向部件(由强磁性体形成的磁铁保持环)内积极地通过而抑制磁通量从部件泄漏的第一磁屏蔽法及抑制磁通量穿过部件(由顺磁性材料形成的磁屏蔽体)的第二磁屏蔽法，因此能够有效地抑制磁通量向外部泄漏及外部磁场的影响。特别是，该驱动装置中，通过第一磁屏蔽法来抑制磁通量从部件(由强磁性体形成的磁铁保持环)向外侧泄漏的基础上，再通过第二磁屏蔽法来进一步抑制磁通量向外侧穿过，因此能够非常有效地抑制磁通量向外部泄漏。此处，也可以是，所述驱动装置中，具备覆盖所述磁铁保持环及所述马达的驱动装置外壳，所述驱动装置外壳具有所述安装部及所述磁屏蔽体。该驱动装置中，能够抑制磁通量向驱动装置外壳的外部泄漏及驱动装置外壳外部的磁场的影响。并且，也可以是，所述驱动装置中，所述驱动磁铁由钕磁铁形成。该驱动装置中，使用磁力极高的钕磁铁，因此能够使驱动磁铁小型轻量化，且能够实现驱动装置的小型轻量化，并且能够减小旋转体的旋转惯性力。并且，也可以是，所述驱动装置中，所述磁屏蔽体的所述筒部在外周侧形成有朝向所述外侧呈凸形的冷却片。该驱动装置中，能够抑制磁屏蔽体及磁屏蔽体内侧的温度上升。因此，例如在将具有相对较高的磁力但磁力随着温度上升而下降的比例较大的Nd磁铁作为驱动磁铁时，能够抑制磁力随着温度上升而下降。并且，也可以是，所述驱动装置中，所述磁屏蔽体的至少所述筒部由所述顺磁性材料即铝合金形成。该驱动装置中，由于磁屏蔽体的至少筒部由比重较小的铝合金形成，因此能够将驱动装置轻量化。而且，磁屏蔽体的至少筒部由导热率较高的铝合金形成，因此能够提高散热效果。用于解决上述问题点的发明所涉及的磁耦合泵单元，其特征在于，具备所述驱动装置及所述磁耦合泵，所述磁耦合泵具有以能够使所述叶轮旋转的方式覆盖所述叶轮的泵壳，所述驱动磁铁以安装于所述安装部的所述泵的旋转轴线为基准，在比所述泵壳靠外侧的位置隔着间隔地配置。用于解决上述问题点的发明所涉及的其他磁耦合泵单元，其特征在于，具备:叶轮，能够绕着旋转轴线旋转；从动磁铁，由永久磁铁形成，固定于所述叶轮；驱动磁铁，由永久磁铁形成，以所述旋转轴线为基准，在比所述从动磁铁靠外侧的位置隔着间隔地配置；磁铁保持环，由强磁性材料形成，具有以所述旋转轴线为中心呈筒状的筒部，且在该筒部的内侧固定有所述驱动磁铁；马达，使所述磁铁保持环绕着所述旋转轴线旋转；磁屏蔽体，由顺磁性材料形成，具有以所述旋转轴线为中心呈筒状、且在内侧隔着间隔地配置有所述磁铁保持环的筒部。
这些磁耦合泵单元中也具备与上述驱动装置相同的磁铁保持环及磁屏蔽体，因此能够抑制磁通量向外部泄漏及外部磁场的影响。
此处，也可以是，所述磁耦合泵单元中，所述叶轮具有圆筒部，该圆筒部以所述旋转轴线为中心，且外周面呈圆筒状，所述泵壳具有动压轴承形成部，该动压轴承形成部覆盖所述叶轮的所述圆筒部，且内周面呈圆筒状，并能够以非接触方式且可旋转地支撑该圆筒部。
该磁耦合泵单元中，能够以不与泵壳相接触且可旋转的方式来支撑叶轮。
发明效果
本发明中，能够抑制磁通量向外部泄漏并抑制外部磁场的影响。
图1是本发明所涉及的一实施方式中的磁耦合泵单元的俯视图。
图2是沿着图1中的II的向视图。
图3是沿着图1中的II1-1II线的剖视图。
图4是本发明所涉及的一实施方式中的磁耦合泵的剖视图。
图5是示意描绘本发明所涉及的一实施方式中的磁耦合泵单元的纵截面的示意图。
图6是本发明所涉及的一实施方式中的磁耦合泵单元的主要部分横剖视图。
图7是作为比较例的磁耦合泵单元的主要部分横剖视图。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明所涉及的磁耦合泵单元的实施方式进行详细说明。
如图1 图3所示，本实施方式的磁耦合泵单元I具备磁耦合泵100及使该磁耦合泵100驱动的驱动装置200。
如图4所示，本实施方式的磁耦合泵100具备密闭型的叶轮10及以能够使该叶轮10绕着旋转轴线A旋转的方式覆盖该叶轮10的泵壳60。
泵壳60中形成有用于排出流体的排出口(参考图1及图2) 7，并且在旋转轴线A的延长线上形成有用于吸入流体的吸入口 6。另外，以下，在旋转轴线A所延伸的轴线方向Da上，将泵壳60的吸入口 6侧设为前侧，将其相反侧设为后侧。并且，在与旋转轴线A垂直的方向的径向Dr上，将靠近旋转轴线A的朝向侧设为内侧，将远离旋转轴线A的朝向侧设为外侧。
叶轮10具有以旋转轴线A为中心而设置的多个叶片11、覆盖多个叶片11的前侧的前护罩20及覆盖多个叶片11的后侧的后护罩40。该叶轮10如上那样通过由前护罩20及后护罩40来覆盖多个叶片11的前后,从而构成密闭型的叶轮。叶轮10的多个叶片11、前护罩20及后护罩40彼此接合。
前护罩20具有:构成叶轮入口 12的入口筒部21，所述叶轮入口以旋转轴线A为中心呈圆筒状，且轴线方向Da的前侧的开口与泵壳60的吸入口 6对置；及前侧板部31，设置于入口筒部21的后端且覆盖多个叶片11的前侧。并且，后护罩40具有:后侧板部41，覆盖多个叶片11的后侧；及轴部51，设置于后侧板部41的后端，且以旋转轴线A为中心呈圆柱状。
对于前护罩20的前侧板部31及后护罩40的后侧板部41而言，从轴线方向Da观察到的形状均为以旋转轴线A为中心的圆形。前侧板部31与后侧板部41在轴线方向Da上相分离，在这些前侧板部31与后侧板部41之间固定有多个叶片11。在前侧板部31与后侧板部41之间的径向Dr的外边缘构成叶轮出口 13。在入口筒部21内及前侧板部31与后侧板部41之间的多个叶片11的相互之间，形成有叶轮内流路Pr。
在后护罩40的轴部51上形成有贯穿孔56，该贯穿孔沿轴线方向Da在旋转轴线A上贯穿，且使轴部51的后端面53和泵壳60之间与叶轮内流路Pr连通。该轴部51上，在其外周面52与贯穿孔56的内周面之间的位置埋入有由强磁性体形成的筒状的从动轭铁19y及由永久磁铁形成的多个从动磁铁19。多个从动磁铁19设置于筒状的从动轭铁19y的外周。
泵壳60具有覆盖叶轮10的前护罩20的泵前壳61及覆盖叶轮10的后护罩40的栗后壳81。
泵前壳61具有:吸入软管所连接的大致圆筒状的吸入软管连接管部62 ;扩径管部65，内径从吸入软管连接管部62的后端朝向后侧逐渐扩大；前轴承形成部67，设置于扩径管部65的后端，且形成有与前护罩20的入口筒部21的外周面22隔着间隔地对置的内周面68 ;及前外壳主体部71，设置于前轴承形成部67的后端，且覆盖前护罩20的前侧板部31。
吸入软管连接管部62的前端开口，该开口构成泵壳60的吸入口 6。
前外壳主体部71具有:平板环状的前表面对置部72，从前轴承形成部67的后端向外侧扩宽，且与前护罩20的前侧板部31的前表面32在轴线方向Da上隔着间隔地对置；及前主体筒部75，以旋转轴线A为中心呈大致圆筒状，且从前表面对置部72的外周缘向后侧延伸。前主体筒部75的内周面76的与旋转轴线A垂直的截面上的形状构成为螺旋形状。该前主体筒部75的内周面76与前护罩20的前侧板部31的外周缘隔着间隔地对置。
泵后壳81具有:后外壳主体部91，设置于前外壳主体部71的后端，且覆盖后护罩40的后侧板部41 ;后轴承形成部82，设置于后外壳主体部91，且形成有与后护罩40的轴部51的外周面52隔着间隔地对置的内周面83 ;及平板圆形的后壁板部85，设置于后轴承形成部82的后端，且与后护罩40的轴部51在轴线方向Da上隔着间隔对置。
后外壳主体部91具有:后主体筒部92，以旋转轴线A为中心构成为大致圆筒状，且从前外壳主体部71的后端向后侧延伸；及平板环状的后表面对置部95，从后主体筒部92的后端向内侧扩览，且与后护罩40的后侧板部41的后表面42在轴线方向Da上隔着间隔地对置。在该后表面对置部95的内边缘上设置有从此处向后方延伸的后轴承形成部82。
如图1及图2所示，泵壳60具有与排出软管连接的大致圆筒状的排出软管连接管部9。大致圆筒状的排出软管连接管部9的轴Ad与垂直于旋转轴线A的面平行。并且，该排出软管连接管部9被以通过其轴Ad的平面沿前后方向二等分割,一侧作为连接管前割部78,设置于泵前壳61的前主体筒部75，另一侧作为连接管后割部98，设置于泵后壳81的后主体筒部92。该排出软管连接管部9的外侧端开口，该开口构成泵壳60的排出口 7。泵前壳61及泵后壳81分别是由树脂形成的一体成形品。泵前壳61与泵后壳81由粘接剂接合。如图3及图5所示，驱动装置200具备:马达210，具有进行旋转的输出轴211 ;杯(磁铁保持环)220，构成为有底圆筒状；多个驱动磁铁219，固定于杯220的内周侧；驱动装置外壳230，覆盖马达210及杯220 ;及锁紧部件250，用于维持安装于驱动装置外壳230上的磁稱合泵100的安装。杯220例如由强磁性材料即SS400等碳钢形成，且承担着作为多个驱动磁铁219的轭铁的作用。该杯220具有圆筒状的杯式圆筒部221及堵塞该杯式圆筒部221的一侧的开口的平板圆形的马达连接部225。在马达连接部225上且杯式圆筒部221的轴的延长线上，固定有马达210的输出轴211。在杯式圆筒部221的内周侧，如前述那样，固定有多个驱动磁铁219。该驱动磁铁219为永久磁铁,例如为Nd (钕)磁铁。杯式圆筒部221的内径大于泵后壳81的后轴承形成部82的外径。并且，从杯式圆筒部221的轴至各驱动磁铁219的内表面的半径方向的距离的2倍的长度(以下，设为磁铁排列直径)大于泵后壳81的后轴承形成部82的外径。驱动装置外壳230具有有底圆筒状的外壳主体(磁屏蔽体)231及堵塞外壳主体231的开口的盖241。外壳主体231例如由顺磁性材料即Al(铝)合金形成。外壳主体231具有:圆筒状的外壳圆筒部232，内径大于杯220的外径及马达210的外径；及平板圆形的外壳底部235，堵塞外壳圆筒部232的一侧的开口。马达210被放入到该外壳主体231内，由螺钉等固定于外壳底部235。外壳圆筒部232的外周的一部分在径向Dr上呈凹凸形，凸部形成散热片233。并且，外壳圆筒部232的另一部分上，构成有用于使马达210的电源线缆通过的电源线缆板234。盖241例如由工程塑料等树脂形成。该盖241具有:泵嵌合部242，构成有底圆筒状，且泵后壳81的后轴承形成部82及后壁板部85嵌入于内侧；泵承受部244，从有底圆筒状的泵嵌合部242的开口边缘向外侧扩宽而构成为平板环状；及卡合部246，形成于泵承受部244的外周缘，且与外壳主体231的开口缘部卡合。另外，该盖241构成供磁耦合泵100进行安装的安装部。有底圆筒状的泵嵌合部242的内径实际上与泵壳60的后轴承形成部82的外径相同。因此，能够在盖241的泵嵌合部242内嵌合泵壳60的后轴承形成部82。并且，该泵嵌合部242的外径小于杯式圆筒部221的内径及前述磁铁排列直径，且以不与固定于该杯220的驱动磁铁219接触的状态进入到有底圆筒状的杯220内。接着，对以上说明的磁耦合泵的操作及基于该操作的该磁耦合泵单元的动作进行说明。对磁耦合泵100进行驱动时，操作员首先将吸入软管连接于磁耦合泵100的吸入软管连接管部62，并且将排出软管连接于排出软管连接管部9。接着，将泵壳60的后轴承形成部82嵌入到驱动装置外壳230的盖241的泵嵌合部242内，并将磁耦合泵100安装于驱动装置200。此时，泵壳60的后表面对置部95与盖241的泵承受部244接触。接着，通过锁紧部件250将泵壳60固定于驱动装置外壳230。
磁耦合泵单元I中，在该状态下，埋入于磁耦合泵100的轴部51内的从动磁铁19与固定于驱动装置200的杯220的驱动磁铁219在径向Dr上以非接触状态对置，两个磁铁磁耦合。并且，马达210的输出轴211位于磁耦合泵100的旋转轴线A的延长线上。
另外，以上是在连接吸入软管、排出软管后，将磁耦合泵100安装于驱动装置200，但也可以在安装磁耦合泵100后连接吸入软管、排出软管。
接着，向驱动装置200的马达210供给电力，使该马达210的输出轴211旋转，并使固定于该输出轴211的杯220及固定于杯220的多个驱动磁铁219旋转。若驱动装置200的驱动磁铁219旋转，则与该驱动磁铁219磁稱合的磁稱合泵100的从动磁铁19也随着驱动磁铁219的旋转而绕着旋转轴线A旋转。磁耦合泵100的从动磁铁19埋入于叶轮10的轴部51内。因此，若驱动装置200的驱动磁铁219旋转，则叶轮10与该从动磁铁19 一起在泵壳60内绕着旋转轴线A旋转。
如上，本实施方式中，在多个驱动磁铁219的内侧配置叶轮10的轴部51，并在该轴部51内埋入了从动磁铁19，因此，与在驱动磁铁的外侧配置从动磁铁相比，能够减小叶轮10的轴部51的外径。因此，根据本实施方式，能够实现叶轮10的小型化及轻量化，并且能够减小与叶轮10的旋转相关的惯性力。
当叶轮10在泵壳60内开始旋转时，如图5所示，流体被从泵壳60的吸入口 6吸入至泵壳60内。被吸入至泵壳60内的流体从叶轮入口 12进入到叶轮10内的叶轮内流路Pr中。
进入到叶轮内流路Pr内的流体通过进行旋转的多个叶轮11而受到离心力，从而从叶轮出口 13流出后，从泵壳60的排出口 7排出。
从叶轮出口 13流出的流体的一部分，从泵前壳61的前表面对置部72的内表面73与前护罩20的前侧板部31的前表面32之间，经过泵前壳61的前轴承形成部67的内周面68与前护罩20的入口筒部21的外周面22之间，返回到泵前壳61的扩径管部65内。然后，再次从叶轮入口 12进入到叶轮内流路Pr中。
并且，从叶轮出口 13流出的流体的另一部分，从泵后壳81的后表面对置部95的内表面96与后护罩40的后侧板部41的后表面42之间，经过栗后壳81的后轴承形成部82的内周面83与后护罩40的轴部51的外周面52之间、泵后壳81的后壁板部85的内表面86与后护罩40的轴部51的后端面53之间、进而经过后护罩40的贯穿孔56，返回到叶轮内流路Pr中。
泵前壳61的前轴承形成部67的内周面68的母线与前护罩20的入口筒部21的外周面22的母线相互平行。换言之，前轴承形成部67的内周面68与入口筒部21的外周面22的间隔在轴线方向Da上恒定。并且，泵前壳61的前轴承形成部67的内周面68的与旋转轴线A垂直的截面形状及前护罩20的入口筒部21的外周面22的与旋转轴线A垂直的截面形状均为圆形。因此，前轴承形成部67的内周面68与入口筒部21的外周面22分别构成动压径向轴承面，在两个面68、22之间流动的流体作为润滑流体而发挥作用。因此，叶轮10中，叶轮10的入口筒部21的部分由泵壳60以在径向Dr上不与泵壳60相接触且可旋转的方式进行支撑。另外，在叶轮10的旋转开始时等叶轮10的转速较低时，前轴承形成部67的内周面68的一部分与入口筒部21的外周面22的一部分相互接触，若叶轮10的转速达到预定转速以上，则由于作用于两个面68、22之间的流体的动压，入口筒部21相对于内周面68上浮，并如前所述，叶轮10的入口筒部21由内周面68以不与内周面68接触且可旋转的方式进行支撑。
并且，泵后壳81的后轴承形成部82的内周面83的母线与后护罩40的轴部51的外周面52的母线相互平行。换言之,后轴承形成部82的内周面83与轴部51的外周面52的间隔在轴线方向Da上恒定。并且，泵后壳81的后轴承形成部82的内周面83的与旋转轴线A垂直的截面形状及后护罩40的轴部51的外周面52的与旋转轴线A垂直的截面形状均为圆形。因此,后轴承形成部82的内周面83与轴部51的外周面52分别构成动压径向轴承面，在内周面83与外周面52之间流动的流体作为润滑流体而发挥作用。因此，叶轮10中，叶轮10的轴部51的部分由泵壳60以在径向Dr上不与泵壳60接触且可旋转的方式进行支撑。另外，叶轮10的轴部51也与入口筒部21相同，在叶轮10的转速较低时，后轴承形成部82的内周面83的一部分与轴部51的外周面52的一部分相互接触，若叶轮10的转速达到预定转速以上，则由于作用于两个面83、52之间的流体的动压，轴部51相对于内周面83上浮，叶轮10的轴部51由内周面83以不与内周面83接触且可旋转的方式进行支撑。
如上所述，本实施方式中，叶轮10的入口筒部21及轴部51两个部位由内周面68、83以在径向Dr上不与内周面68、83接触且可旋转的方式进行支撑，换言之，叶轮10被以在径向Dr不相接触且可旋转的方式进行双支承式支撑。而且，叶轮10以其重心位置为基准在前侧与后侧两个部位被支承。因此，根据本实施方式，即使产生绕着与旋转轴线A垂直的轴旋转的转矩，也能够稳定地支承叶轮10。
并且，本实施方式中，如前所述，能够减小叶轮10的轴部51的外径，因此能够抑制该轴部51的周向速度。因此，根据本实施方式，能够减小作用于在轴部51的外周面52与泵后壳81的后轴承形成部82的内周面83之间流动的流体的剪切应变，例如，在流体中混入有胶状的颗粒等时，能够抑制该颗粒等的损伤。
本实施方式中，叶轮10相对于泵壳60的轴线方向Da上的位置通过叶轮10内的从动磁铁19与驱动装置200的驱动磁铁219之间的磁耦合力进行保持。通过磁耦合力而被保持的叶轮10的轴线方向Da上的位置在轴线方向Da上彼此对置的叶轮10的面与泵壳60的面相互不接触的位置。即，本实施方式中，叶轮10在轴线方向Da上也被以非接触方式且可旋转地进行支撑。
如上所述，本实施方式中，能够通过使与埋入于叶轮10内的从动磁铁19磁耦合的驱动磁铁219旋转，来使叶轮10与从动磁铁19 一起旋转。因此，如本实施方式，在利用磁耦合来使叶轮旋转的泵中，存在磁通量从动磁铁或驱动磁铁向外部泄漏而对外部的电子设备等带来不良影响的可能性。并且，对于这种泵，若外部存在磁性体，则存在驱动磁铁与从动磁铁之间的磁耦合平衡被破坏而导致叶轮的稳定旋转受损的可能性。
因此，本实施方式中，如图6所示，以旋转轴线A为中心，在最外周配配置呈有底圆筒状且由顺磁性材料即Al (铝)合金形成的外壳主体(磁屏蔽体)231，在外壳主体内侧隔着间隔地配置有底圆筒状且由强磁性材料即SS400等碳钢形成的作为轭铁的杯(磁铁保持环)220，在该杯(磁铁保持环)220的内周侧固定多个驱动磁铁219，在多个驱动磁铁219的内周侧(旋转轴线A侧)隔着间隔地配置有多个从动磁铁19。
假设在本实施方式中，如图7所示，未配置外壳主体(磁屏蔽体)231及杯(磁铁保持环)220,则由从动磁铁19与驱动磁铁219形成的磁通量的一部分s会通过与驱动磁铁219相比向外侧伸出得较大的位置。然而，本实施方式中，在由强磁性材料形成的杯(磁铁保持环)220的内周侧固定有驱动磁铁219,因此在由从动磁铁19和驱动磁铁219形成的磁通量中，朝向外侧的磁通量及朝向周向的磁通量t将由强磁性材料形成的杯(磁铁保持环)220作为磁路的一部分来通过该杯220内。因此,本实施方式中，能够极大地减少由从动磁铁19与驱动磁铁219形成的磁通量向杯220的外侧漏出的量。并且，本实施方式中，在杯220的外侧隔着间隔(空气间隙)地配置有由顺磁性材料形成的外壳主体(磁屏蔽体)231，因此能够抑制磁通量从该外壳主体231的内侧向外侧穿过。因此，本实施方式中，能够将磁通量向驱动装置外壳230的外部的泄漏抑制在最小限度。并且，本实施方式中，即使在驱动装置外壳230的外部存在磁性体，也能够抑制来自该磁性体的磁通量向由顺磁性材料形成的外壳主体(磁屏蔽体)231的内侧穿过。并且，本实施方式中，在外壳主体(磁屏蔽体)231的内侧配置有由强磁性材料形成的杯(磁铁保持环)220，因此能够抑制磁通量从该杯220的外侧向内侧的泄漏。因此，本实施方式中，即使在驱动装置外壳230的外部存在磁性体，也能够将对由从动磁铁19与驱动磁铁219形成的磁通量的影响抑制在最小限度。如上所述，本实施方式中组合了使磁通量向部件(由强磁性体形成的杯220)内积极地通过而抑制磁通量从部件泄漏的第一磁屏蔽法和抑制磁通量穿过部件(由顺磁性材料形成的外壳主体231)的第二磁屏蔽法，因此能够有效地抑制磁通量向外部泄漏及外部磁场的影响。特别是，本实施方式中，在通过第一磁屏蔽法来抑制磁通量从部件(由强磁性体形成的杯220)向外侧泄漏的基础上，再通过第二磁屏蔽法来进一步抑制磁通量向外侧穿过，因此能够非常有效地抑制磁通量向外部泄漏。并且，本实施方式中，如前所述，将Nd磁铁用作驱动磁铁219。该Nd磁铁具有非常高的磁力，且具有磁力随着温度变化而发生较大的变化的性质。例如，在磁力仅次于Nd磁铁的Sm-Co (钐/钴)磁铁中，表示磁力随着温度变化而变化的温度系数为-0.03，相对于此，Nd磁铁的温度系数较大，为-0.09 -0.12。S卩，Nd磁铁具有比Sm-Co磁铁高的磁力，但磁力随着温度上升而下降的比例较大。因此，本实施方式中，通过使由Nd磁铁形成的驱动磁铁219与杯220 —起旋转来对该驱动磁铁219进行空冷，并且在覆盖该驱动磁铁219的外周的外壳主体231上形成散热片233来抑制外壳主体21内的温度上升，从而抑制驱动磁铁219的温度上升。另外，以上实施方式中，作为泵的一例，例示了动压轴承型的泵，但本发明不限定于动压轴承型的泵，只要是利用磁耦合来使叶轮旋转的类型的泵，则可以在任何泵中应用本发明。并且，以上实施方式中，磁耦合泵100能够装卸于驱动装置200，但也可以是泵不能装卸于驱动装置，也可以是泵与驱动装置成为一体。此时，在驱动装置中可以不设置供泵进行安装的安装部。工业实用性
能够抑制磁通量向外部的泄漏及外部磁场的影响。
附图标记说明:
1-磁耦合泵单元
6-吸入 口
7-排出口
9-排出软管连接管部
10-叶轮
11-叶片
12-叶轮入口
13-叶轮出口
19-从动磁铁
20-前护罩
21-入口筒部
22-(入口筒部的)外周面
31-前侧板部
32-前表面
40-后护罩
41-后侧板部
42-后表面
51-轴部
52-(轴部的)外周面
53-(轴部的)后端面
56-贯穿孔
60-泵壳
61-泵前壳
62-吸入软管连接管部
65-扩径管部
67-前轴承形成部
68-(前轴承形成部的)内周面
71-前外壳主体部
72-前表面对置部
73-(前表面对置部的)内表面
75-前主体筒部
81-泵后壳
82-后轴承形成部
83-(后轴承形成部的)内周面
85-后壁板部
91-后壳主体部
92-后主体筒部
95-后表面对置部
96-(后表面对置部的)内表面
100-磁耦合泵
200-驱动装置
210-马达
211-输出轴
219-驱动磁铁
220-杯(磁铁保持环)
230-驱动装置外壳
231-外壳主体(磁屏蔽体)
24 1-盖(安装部)
权利要求
1.一种磁耦合泵的驱动装置，具有能够绕着旋转轴线旋转的叶轮及由永久磁铁形成且固定于该叶轮的从动磁铁，所述磁耦合泵的驱动装置的特征在于，具备: 安装部，供所述磁耦合泵进行安装； 驱动磁铁，以安装于所述安装部的所述磁耦合泵的旋转轴线为基准，在比所述磁耦合泵的所述从动磁铁靠外侧的位置隔着间隔地与该从动磁铁对置； 磁铁保持环，由强磁性材料形成，具有以安装于所述安装部的所述磁耦合泵的旋转轴线为中心呈筒状的筒部，且在该筒部的内侧固定有所述驱动磁铁； 马达，使所述磁铁保持环绕着安装于所述安装部的所述磁耦合泵的旋转轴线旋转；及磁屏蔽体，由顺磁性材料形成，具有呈筒状、且在内侧隔着间隔地配置有所述磁铁保持环的筒部。
2.根据权利要求1所述的磁耦合泵的驱动装置，其特征在于， 具备覆盖所述磁铁保持环及所述马达的驱动装置外壳， 所述驱动装置外壳具有所述安装部及所述磁屏蔽体。
3.根据权利要求1或2所述的磁耦合泵的驱动装置，其特征在于， 所述驱动磁铁由钕磁铁形成。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的磁耦合泵的驱动装置，其特征在于， 所述磁屏蔽体的所述筒部在外周侧形成有朝向所述外侧呈凸形的冷却片。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的磁耦合泵的驱动装置，其特征在于， 所述磁屏蔽体的至少所述筒部是由所述顺磁性材料即铝合金形成的。
6.一种磁耦合泵单元，其特征在于，具备: 权利要求1 5中任一项所述的磁耦合泵的驱动装置；及 所述磁稱合泵； 所述磁耦合泵具有以能够使所述叶轮旋转的方式覆盖所述叶轮的泵壳， 所述驱动磁铁以安装于所述安装部的所述泵的旋转轴线为基准，在比所述泵壳靠外侧的位置隔着间隔地配置。
7.一种磁耦合泵单元，其特征在于，具备: 叶轮，能够绕着旋转轴线旋转； 从动磁铁，由永久磁铁形成，固定于所述叶轮； 驱动磁铁，由永久磁铁形成，以所述旋转轴线为基准，在比所述从动磁铁靠外侧的位置隔着间隔地配置； 磁铁保持环，由强磁性材料形成，具有以所述旋转轴线为中心呈筒状的筒部，且在该筒部的内侧固定有所述驱动磁铁； 马达，使所述磁铁保持环绕着所述旋转轴线旋转 '及 磁屏蔽体，由顺磁性材料形成，具有以所述旋转轴线为中心呈筒状、且在内侧隔着间隔地配置有所述磁铁保持环的筒部。
8.根据权利要求6或7所述的磁耦合泵单元，其特征在于， 所述叶轮具有圆筒部，该圆筒部以所述旋转轴线为中心，且外周面呈圆筒状， 所述泵壳具有动压轴承形成部，所述动压轴承形成部覆盖所述叶轮的所述圆筒部，且内周面呈圆筒状，并能够以非接触方式且可旋转地支撑所述圆筒部。
全文摘要
本发明提供一种磁耦合泵的驱动装置及磁耦合泵单元。所述磁耦合泵的驱动装置抑制磁通量向外部泄漏及外部磁场的影响。本发明的磁耦合泵的驱动装置具备驱动磁铁(219)，以磁耦合泵(100)的旋转轴线(A)为基准，在比泵的从动磁铁(19)靠外侧的位置隔着间隔地与从动磁铁对置；杯(220)，由强磁性材料形成，具有以旋转轴线(A)为中心呈筒状的杯式圆筒部(221)，且在杯式圆筒部的内侧固定有驱动磁铁；马达(210)，使杯绕着旋转轴线旋转；及外壳主体(231)，由顺磁性材料形成并具有圆筒部(232)，该圆筒部呈筒状，在该圆筒部内侧隔着间隔地配置有杯。
文档编号H02K49/10GK103180616SQ20128000344
公开日2013年6月26日 申请日期2012年9月13日 优先权日2011年9月15日
发明者星英男, 中岛祥吾, 日高达哉, 山本康晴, 大久保刚, 长田俊幸, 田川雅士 申请人:三菱重工业株式会社