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公開番号2024174683
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2023092646
出願日2023-06-05
発明の名称回転電機およびポンプ装置
出願人日機装株式会社
代理人個人
主分類H02K 1/278 20220101AFI20241210BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】高速回転に適したSPM構造のロータを備える回転電機およびポンプ装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る回転電機3～3Eは、ロータR～REと、ロータの回転が伝達される回転軸7と、を有してなる。ロータ、または、回転軸は、円柱状の外周面を有するコア部71を備える。ロータは、コア部に固定される複数の磁石81～88と、複数の磁石をコア部に固定する樹脂材12と、を備える。複数の磁石それぞれは、継ぎ目の無い円環状である。複数の磁石それぞれはコア部の径方向においてコア部の外方に配置されて、コア部の軸心方向に沿って配置されて、樹脂材はコア部と複数の磁石との間に充填される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ロータと、
前記ロータの回転が伝達される回転軸と、
を有してなり、
前記ロータ、または、前記回転軸は、円柱状の外周面を有するコア部、を備えて、
前記ロータは、
前記コア部に固定される複数の磁石と、
複数の前記磁石を前記コア部に固定する第１樹脂材と、
を備えて、
複数の前記磁石それぞれの形状は、継ぎ目の無い円環状であり、
複数の前記磁石それぞれは、
前記コア部の径方向において、前記コア部の外方に配置されて、
前記コア部の軸心方向に沿って配置されて、
前記第１樹脂材は、前記コア部と複数の前記磁石との間に充填される、
回転電機。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記軸心方向において、前記第１樹脂材は、隣り合う前記磁石同士の間に充填される、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項３】
前記ロータは、隣り合う前記磁石同士の間に配置される第２樹脂材、を備えて、
前記第２樹脂材は、前記第１樹脂材に当接する、
請求項２に記載の回転電機。
【請求項４】
前記軸心方向において、前記磁石それぞれは、
一方向側に面する第１面と、
他方向側に面する第２面と、
を備えて、
前記第２樹脂材は、前記磁石それぞれの前記第１面と前記第２面とに付けられる、
請求項３に記載の回転電機。
【請求項５】
前記第２樹脂材は、隣り合う前記磁石同士の間に配置されるスペーサにより構成される、
請求項３に記載の回転電機。
【請求項６】
前記軸心方向において、前記第２樹脂材の厚みは、前記コア部の中央部から前記コア部の端部に向かうにつれて厚くなるように構成される、
請求項３に記載の回転電機。
【請求項７】
前記ロータは、前記コア部に取り付けられる円環状の一対の環状部材、を備え、
前記軸心方向において、一対の前記環状部材は、複数の前記磁石を挟み込むように配置されて、
前記径方向において、一対の前記環状部材は、前記コア部の外方に配置されて、
一対の前記環状部材のうち、少なくとも一方の前記環状部材は、前記回転軸の回転バランスを調整するために加工された加工領域を備える、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項８】
前記コア部の前記外周面は、一対の前記環状部材それぞれの内周面に当接して、
一対の前記環状部材それぞれ、および／または、前記コア部は、前記内周面、および／または、前記外周面に配置される溝部、を備えて、
前記軸心方向において、前記溝部は、前記環状部材の一方向側と他方向側とに通じて、
前記第１樹脂材は、前記溝部の中に充填される、
請求項７に記載の回転電機。
【請求項９】
前記ロータは、複数の前記磁石の外周面を覆うように、複数の前記磁石に巻き付けられるフィラメント材、を備え、
前記第１樹脂材は、複数の前記磁石と巻き付けられた前記フィラメント材との間に充填される、
請求項１に記載の回転電機。
【請求項１０】
前記軸心方向において、前記回転軸の一部は、前記コア部として機能する、
請求項１に記載の回転電機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機およびポンプ装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
回転電機およびポンプが一体に構成されていて、取扱液の漏洩が無い構造を備えるシールレスモータポンプの１つとして、ウェットモータポンプが用いられている。回転電機は、回転軸、回転軸に取り付けられているロータ、およびステータを備える。ウェットモータポンプでは、ロータおよびステータは、取扱液に接液している。
【０００３】
回転電機が備えるロータの構造は、磁石がロータコアの外周面に取り付けられたＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）構造と、磁石がロータコアの内部に埋め込まれたＩＰＭ（Interior permanent Magnet）構造と、に大別される。
【０００４】
ＳＰＭ構造のロータでは、磁石がロータコアの内部に埋め込まれていない。そのため、ＳＰＭ構造のロータの外径（以下「ロータ径」という。）は、ＩＰＭ構造のロータ径よりも小さくできる。しかし、ＳＰＭ構造のロータでは磁石がロータコアの外周面に取り付けられているため、ロータの回転数が増加すると、ロータの回転に伴う遠心力による磁石の剥離が生じ得る。そのため、ＳＰＭ構造のロータでは、磁石の剥離を防ぐために、磁石の外周面に円筒状のスリーブが取り付けられている。この場合、スリーブには磁石の剥離に耐えられる厚みが必要となり、ロータ径が大きくなる。しかしながら、ロータ径が大きくなると、ロータに接液している取扱液の抵抗（摩擦）によるエネルギーの損失（いわゆる流体損）が大きくなる。したがって、ＳＰＭ構造のロータは、高速回転に適していない。
【０００５】
これまでにも、ＳＰＭ構造のロータにおいて、継ぎ目の無い円筒状の磁石を用いることにより、磁石の強度を高める手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２２－１４９２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、円筒状の磁石をロータコアの外周面に取り付けるためには、ロータコアが磁石に圧入されなければならない。そのためには、高精度に製造された磁石が必要になる。しかしながら、一般的に、磁石は焼結で製造されるため、圧入に必要な寸法精度を有する磁石の製造は難しく、切削による磁石の加工も難しい。また、高速回転に必要な出力を得るためには、ロータコアは細く、かつ、長くなり、同ロータコアに対応する円筒状の磁石の製造はより困難になる。したがって、高速回転に適したＰＭ構造のロータの実現は難しい。
【０００８】
本発明は、高速回転に適したＳＰＭ構造のロータを備える回転電機およびポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施態様における回転電機は、ロータと、前記ロータの回転が伝達される回転軸と、を有してなり、前記ロータ、または、前記回転軸は、円柱状の外周面を有するコア部、を備えて、前記ロータは、前記コア部に固定される複数の磁石と、複数の前記磁石を前記コア部に固定する第１樹脂材と、を備えて、複数の前記磁石それぞれの形状は、継ぎ目の無い円環状であり、複数の前記磁石それぞれは、前記コア部の径方向において前記コア部の外方に配置されて、前記コア部の軸心方向に沿って配置されて、前記第１樹脂材は、前記コア部と複数の前記磁石との間に充填される。
【００１０】
本発明の一実施態様におけるポンプ装置は、前述の実施態様に記載の回転電機と、前記回転電機の回転により回転するインペラと、を有してなる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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