JP2020156178A - 回転駆動装置およびポンプ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を大型化および複雑化させることなく、十分な磁束量を確保し高効率および高出力のモータ部を有する回転駆動装置、およびそれを備えるポンプ駆動装置を提供する。【解決手段】回転駆動装置１００は、モータ部１０と、第２磁石３Ｂと、隔壁２０とを備える。モータ部１０は、ステータ１と、当該ステータ１と対をなし第１磁石３Ａを有するロータとを含む。第２磁石３Ｂは、当該第１磁石３Ａが有する第１磁石３Ａに対向し、第１磁石３Ａとともに磁気カップリング部３０を構成する。隔壁２０は、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとを区画する。【選択図】図１

Description

本発明は回転駆動装置およびポンプ駆動装置に関し、特に、磁気カップリングされた複数の磁石の間が隔壁により区画された回転駆動装置および、当該回転駆動装置を備えるポンプ駆動装置に関するものである。

水中ポンプおよび化学薬品用クリーンポンプなどに用いられるキャンドモータは、モータ部のステータとロータとの間に隔壁を備えている。このような構造を有するキャンドモータを含む遠心式ポンプ装置は、隔壁によってモータ部のステータ側をロータ側から隔離密閉することができる。なお上記の遠心式ポンプ装置のロータ側はポンプ部となっている。このような構成とすることにより、遠心式ポンプ装置内を流れる流体がモータ部のステータに接触せず、衛生面で有利となる。

しかしながら、モータ部のステータとロータとの間に隔壁を備えると、隔壁の寸法の分だけモータギャップが広くなる。モータギャップが拡大すれば、ステータとロータとの間で有効に作用する磁束量が低下する。このためモータギャップが拡大すれば、モータ効率およびモータ出力の低下を招いてしまう可能性がある。

一般的に上記のような磁束量の低下を抑制する方法、すなわち磁力強化の方法は、たとえば特開２００２−３５４７２１号公報（特許文献１）、特開２００６−２１７７７１号公報（特許文献２）および国際公開第２０１１／０１３４８３号（特許文献３）に開示されている。特開２００２−３５４７２１号公報では、隣接する１対の磁石の極性の配向を互いに異ならせている。これにより回転電機の磁力が強化され、モータ効率および出力の低下が抑えられている。特開２００６−２１７７７１号公報および国際公開第２０１１／０１３４８３号では、ロータの磁石配列をいわゆるハルバッハ配列としている。ハルバッハ配列を採用することにより磁力がより遠方まで届き、さらに磁力の切り替わり方が正弦波状となる。これにより、高トルク化、高効率化および低コギングトルク化がなされている。なお特に国際公開第２０１１／０１３４８３号の遠心式ポンプ装置は上記の機能をもたらす隔壁を有するが、磁石スペースの一部で当該隔壁と反対側に磁性体が配置されている。この磁性体により空気中への漏れ磁束が減少するため、永久磁石の吸着力を維持し磁力を強化している。

特開２００２−３５４７２１号公報 特開２００６−２１７７７１号公報 国際公開第２０１１／０１３４８３号

上記のようにキャンドモータは、隔壁により生じるモータギャップが広い。このためキャンドモータにおいては、たとえば特開２００２−３５４７２１号公報のようにロータに極性の配向が異なる複数の磁石を配列する場合、隔壁の反対側に位置するコイルにまで有効に磁力が到達する永久磁石をロータに配置することが好ましい。しかしキャンドモータでは、ロータの永久磁石をポンプ部の羽根車等に埋め込む構造が用いられる場合がある。この場合は寸法および重量等の制約により、磁石の体積を増加することで磁力を強化することは困難となる。

一方、特開２００６−２１７７７１号公報および国際公開第２０１１／０１３４８３号のようにロータの磁石配列をいわゆるハルバッハ配列とする場合には、当該ハルバッハ配列を構成する隣接する１対の永久磁石同士の接合部分では常に強い反磁界が干渉し合う。このためいわゆるパーミアンス係数が低下する傾向がある。ここでパーミアンス係数とは、永久磁石の熱減磁および反磁界に対する耐性を示す係数である。パーミアンス係数が大きくなるほど当該磁石の熱減磁および反磁界に対する耐性が高くなる。当該磁石のパーミアンス係数が低下すれば、永久磁石は温度の上昇とともに熱減磁が生じる比率が増大する。このため温度上昇を伴う場合には、ロータの永久磁石がハルバッハ配列とされていても磁力強化の効果が低減される場合がある。

そこでモータの磁石がハルバッハ配列とされてもキャンドモータの磁力を高めることが困難な場合には、隔壁を介して駆動力を伝達するためにモータ部に加えて磁気カップリングを用いる場合がある。しかしこの場合、ロータが複数の磁石を有することとなる。モータ部と磁気カップリング部とを併用することにより、ロータが単一の磁石のみを有する場合に比べて、装置が大型化および複雑化する問題がある。

本発明は上記の課題に鑑みなされたものである。その目的は、ロータの永久磁石がハルバッハ配列とされるか否かにかかわらず、装置を大型化および複雑化させることなく、十分な磁束量を確保し高効率および高出力のモータ部を有する回転駆動装置、およびそれを備えるポンプ駆動装置を提供することである。

本発明に従った回転駆動装置は、モータ部と、第２磁石と、隔壁とを備える。モータ部は、ステータと、当該ステータと対をなし第１磁石を有するロータとを含む。第２磁石は、当該ロータが有する第１磁石に対向し、第１磁石とともに磁気カップリング部を構成する。隔壁は、第１磁石と第２磁石とを区画する。

本発明に従ったポンプ駆動装置は、上記回転駆動装置を備えるポンプ駆動装置であって、従動回転体を備える。従動回転体は、第２磁石が固定され、駆動回転体としての第１磁石に対して従動する。従動回転体は回転翼を含む。隔壁は回転翼により移送される流体の流路の壁面の一部を構成する。流路は入口と出口とを含む。

本発明においては、第１磁石が、モータ部のロータとしての機能と、磁気カップリング部の駆動回転体としての機能とを兼用する。これにより、ハルバッハ配列を採用するか否かにかかわらず、かつ装置を大型化および複雑化させることなく、十分な磁束量を確保し高効率および高出力のモータ部を有する回転駆動装置、およびそれを備えるポンプ駆動装置を提供することができる。

実施の形態１に係る回転駆動装置の構成を示す概略斜視模式図である。 図１の回転駆動装置を含む、実施の形態１に係るポンプ駆動装置の構成を示す概略断面図である。 実施の形態２に係る回転駆動装置の構成を示す概略斜視模式図である。 図３の回転駆動装置を含む、実施の形態２に係るポンプ駆動装置の構成を示す概略断面図である。 実施の形態３に係る回転駆動装置の構成を示す概略斜視模式図である。 図５の回転駆動装置を含む、実施の形態３に係るポンプ駆動装置の構成を示す概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
実施の形態１．
まず本実施の形態の回転駆動装置およびポンプ駆動装置の構成について、図１および図２を用いて説明する。なお、説明の便宜のため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が導入されている。図１は実施の形態１に係る回転駆動装置の構成を示す概略斜視模式図である。図２は図１の回転駆動装置を含む、実施の形態１に係るポンプ駆動装置の構成を示す概略断面図である。

図１を参照して、実施の形態１に係る回転駆動装置１００は、全体として概ね円形の平面形状を有する部材である。回転駆動装置１００は、モータ部１０と、隔壁２０と、磁気カップリング部３０とを主に備えている。

ここで回転駆動装置１００は、１台のステータ１と、第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとを有している。ステータ１と第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとは、ＸＹ平面において概ね円周形状を描くように配置されている。またステータ１と、第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとは、当該円周形状の径方向に関して互いに間隔をあけて同心円状に並ぶように配置された、円環状の平面形状を有する部材である。言い換えれば、ステータ１と、第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとは、いずれもＺ方向に沿って延びる筒状体であることから、円筒状の立体形状を有する部材である。ステータ１と、第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとは、互いにラジアルギャップ型を構成するように配置されている。回転駆動装置１００では、ステータ１が平面視での円周形状の最も外周側に配置され、第１磁石３Ａがステータ１の内周側に配置され、第２磁石３Ｂが第１磁石３Ａの内周側に配置されている。

回転駆動装置１００のモータ部１０は、上記のステータ１と、ロータとを含んでいる。ロータはステータ１の内周側に隣接するように配置されている。このためロータはステータ１と対向し、両者は対をなしている。ロータは第１磁石３Ａを有している。したがって図１において第１磁石３Ａはロータに相当する。第１磁石３Ａは径方向に着磁された永久磁石である。なお「径方向に着磁」とは、径方向に関して互いに間隔をあけてＮ極とＳ極との双方を有するように磁化されていることを意味する。

一方、ステータ１はステータヨーク１Ａと、ステータコイル１Ｂとを有している。ステータヨーク１Ａは回転駆動装置１００全体の平面視における径方向の最外周側に円周形状を描くように配置される部材である。ステータヨーク１Ａはステータ１全体のコアとしての役割を有している。すなわちステータヨーク１Ａには、上記の円周形状を有する部分から、周方向に関して互いに間隔をあけて複数（図１では１２個）の、径方向内周側に向けて延びる部分である径方向延在ステータ１Ｃが含まれている。この径方向内周側に向けて延びる複数の径方向延在ステータ１Ｃのそれぞれに、ステータコイル１Ｂが巻回されている。このように、複数の径方向延在ステータ１Ｃと、そこを巻回するステータコイル１Ｂとからなるステータ１の部分が複数（図１では１２個）構成されている。径方向延在ステータ１Ｃにステータコイル１Ｂが巻回されることにより、ステータ１は電磁石として機能する。

ステータ１は電磁石として機能し、ロータは永久磁石である第１磁石３Ａを有している。これによりモータ部１０においてステータ１はロータと磁気回路的に結合する。このためロータはステータ１と対をなしモータ部１０を構成する。

次に、第２磁石３Ｂは径方向に着磁された永久磁石である。第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとは、いずれも回転駆動装置１００全体の平面視における周方向に関して一定の間隔ごとにＮ極部分とＳ極部分とが交互に複数並ぶ構成を有している。たとえば図１においては、第１磁石３Ａは周方向に関して合計１６の部分に分割されている。言い換えれば、第１磁石３Ａの径方向内周面または径方向外周面では、周方向においてＮ極部分とＳ極部分とが８つずつ交互に並んでいる。同様に図１においては、第２磁石３Ｂは周方向に関して合計１６の部分に分割されている。言い換えれば、第２磁石３Ｂの径方向内周面または径方向外周面では、周方向においてＮ極部分とＳ極部分とが８つずつ交互に並んでいる。

１６に分割された第１磁石３Ａの磁極（Ｎ極またはＳ極）と１６に分割された第２磁石３Ｂの磁極とは、径方向に関して間隔をあけて互いに対向しながら磁気回路的に結合する。これにより第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとは、径方向に関してＮ極部分とＳ極部分とが互いに引き合うように対向するような配置となる。したがって第２磁石３Ｂは、第１磁石３Ａとともに、磁気カップリング部３０を構成している。以上のような構成とするために、第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとは、分割される磁極の数が等しくなっている。図１では一例として当該磁極の数は１６ずつとなっている。

回転駆動装置１００においては、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとが径方向に関して互いに対向する面は、第１磁石３Ａの回転軸に沿う方向、すなわちＺ方向に沿って延びている。これにより第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとが磁気カップリング部３０として互いに引き合う力が発生する領域を、回転軸に沿うＺ方向に沿って長く延びるように生じさせることができる。

モータ部１０の要求仕様により、図１の回転駆動装置１００における第１磁石３Ａの磁極の数が決定される。このためロータにおいて分割される第１磁石３Ａの磁極の数が決定されれば、分割される第２磁石３Ｂの磁極の数が自動的に決定される。一方、ロータにおいて分割される第１磁石３Ａの磁極の数と、ステータ１に含まれる径方向延在ステータ１Ｃおよびそこに巻回されるステータコイル１Ｂとの組み合わせの数はモータとして回転磁界を発生できる組み合わせの数となる。ステータ１のステータコイル１Ｂは、図１に示すような集中巻きでもよいが、図示されない分布巻きでもよい。

第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとは磁気カップリング部３０を構成するため、第２磁石３Ｂは第１磁石３Ａの駆動により従動する構成となっている。すなわち第１磁石３Ａはモータ部１０を構成する回転部材であり、モータ部１０の駆動により回転する駆動回転体である。これに対し第２磁石３Ｂは、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとの磁気カップリングにより、第１磁石３Ａを含むロータが回転駆動することに伴って回転する従動回転体である。

以上の構成により、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとが互いに非接触であっても、磁力により第１磁石３Ａから第２磁石３Ｂへトルクが伝達される。このため、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとを区画する隔壁２０が設けられている。隔壁２０は、径方向に関して第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとの間に、第１磁石３Ａおよび第２磁石３Ｂのそれぞれと間隔をあけて配置される部材である。隔壁２０は円環状の平面形状を有している。隔壁２０を有することにより、これより径方向外周側の第１磁石３Ａが配置される領域内と、これより径方向内周側の第２磁石３Ｂが配置される領域内とに、互いに異なる媒質を充填することができる。たとえば第１磁石３Ａが配置される領域内には媒質として空気などの気体を配置し、第２磁石３Ｂが配置される領域内には媒質として血液などの液体を流すこともできる。いずれにせよ、隔壁２０を挟んで、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとは異なる媒質内に配置されている。このようにすればたとえば第１磁石３Ａが配置される領域内が、第２磁石３Ｂが配置された領域に流れる媒質により汚染されることを防止できる。また逆に、第２磁石３Ｂが配置された領域に流れる媒質が、第１磁石３Ａが配置される領域の媒質や雰囲気などにより汚染されることを防止できる。隔壁２０は非磁性体であることが好ましい。隔壁２０は非導電体であることがさらに好ましい。

なお第２磁石３Ｂのさらに径方向内周側には、バックヨーク４が配置されていることが好ましい。バックヨーク４は、モータ部１０などから放出される磁束の、回転駆動装置１００の外側への漏出を防ぎ、ステータ１および第１磁石３Ａなどの有する磁力を最大限に引き出すために取り付けられる磁性部品である。

図２を参照して、実施の形態１に係るポンプ駆動装置１０００は、図１に示す回転駆動装置１００を備えている。ポンプ駆動装置１０００の回転駆動装置１００は、上記のように、ステータ１および第１磁石３Ａを含むモータ部１０と、駆動回転体としての第１磁石３Ａに対して従動する従動回転体としての第２磁石３Ｂとを主に備える。言い換えれば従動回転体には第２磁石３Ｂが固定されている。ポンプ駆動装置１０００の回転駆動装置１００は、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとを区画する隔壁２０をさらに備えている。このような回転駆動装置１００が、ポンプ駆動装置１０００全体を構成する筐体、すなわちポンプ駆動装置筐体５の内部に収納された態様となっている。

具体的には、ポンプ駆動装置１０００は平面視における中央部をＺ方向に沿って延びる中心軸ＡＸを有している。回転駆動装置１００を構成するステータ１、第１磁石３Ａ、第２磁石３Ｂ、隔壁２０などの各部材は、平面視において中心軸ＡＸを中心とする円環状となる位置に配置されている。

第２磁石３Ｂが固定された従動回転体は少なくとも１つ以上の回転翼６を含んでいる。言い換えれば回転翼６は、第２磁石３Ｂが固定された従動回転体に取り付けられた態様となっている。さらに言い換えれば回転翼６は、たとえば第２磁石３Ｂの外側に配置されている。ただしこのような態様に限らず、回転翼６の外側に第２磁石３Ｂが取り付けられた態様であってもよい。複数の回転翼６は、平面視において円環状に配置されている。すなわち、複数の回転翼６は、中心軸ＡＸまわりの周方向において互いに間隔を隔てて位置するように、第２磁石３Ｂに取付けられている。回転翼６はポンプ駆動装置筐体５の内側に媒質を通すための空洞部として形成される流路７の内部に配置されている。図２において回転翼６は、そのＺ方向に関する最上面がＸＹ平面に対して傾斜している。より具体的には当該最上面は平面視における外周側に向けてＺ方向に関する下側に下がるように傾斜している。回転翼６において、その傾斜された最上面の径方向における外周側では、平面視における径が一定の値（第１の値）である第１領域が形成されている。さらに当該第１領域のＺ方向下側には、平面視における径が上記第１の値よりも小さい一定の値（第２の値）である第２領域が形成されている。回転翼６は中心軸ＡＸを中心とする位置に、周方向に互いに間隔を隔てて環状に並ぶように配置されている。ただし回転翼６の形状はこのような態様に限られない。図２においては回転翼６が上記の形状を有するため、これに合う形状となるように流路７が形成されている。

流路７はポンプ駆動装置筐体５が部分的に除去されることにより形成された空間部分としての、媒質の流れる通路である。流路７は、ポンプ駆動装置筐体５のＺ方向最上部に入口ＩＬを含んでいる。中心軸ＡＸと間隔をあけた内壁を有する流路７は、入口ＩＬからＺ方向に沿って下方に延び、回転翼６の形状に合わせるようにＸ方向およびＹ方向に拡がっている。その拡がった部分から当該流路７は、上記入口ＩＬからＺ方向に沿って延びる部分と同程度の幅（径）を有するようにたとえばＸ方向に沿って水平方向に延び、出口ＯＬからポンプ駆動装置筐体５の外部に通じる。なおＺ方向に長く延びる回転翼６を収納可能とすべく、流路７は上記の出口ＯＬに向けてＸ方向に沿って延びる部分よりもＺ方向の下方において、入口ＩＬに通じる部分よりも広い幅（径）を有するようにＺ方向下方に延びている。ただし上記の流路７の形状は一例でありこれに限られない。

上記のように流路７は入口ＩＬと出口ＯＬとを含んでいる。これにより、入口ＩＬから流路７内すなわちポンプ駆動装置筐体５の内側に流入された流体などの媒質は、たとえば図中の矢印で示す方向Ｆに沿って流れ、出口ＯＬから流路７の外側すなわちポンプ駆動装置筐体５の外側に流出される。なお当該媒質を図中の矢印が示す方向Ｆのように入口ＩＬから出口ＯＬに流すことは、回転翼６が中心軸ＡＸを中心として回転することにより得られる回転力により可能となる。

またポンプ駆動装置筐体５には、そのＺ方向に関する中央より下側の領域に、モータ部収納領域８としての空洞を有している。モータ部収納領域８は、ポンプ駆動装置筐体５において上記流路７に隣接して形成された空間部分としての、内部にモータ部１０などが収納される領域である。モータ部収納領域８は、流路７のうち回転翼６および第２磁石３Ｂ（を含む従動回転体）が配置される領域とＸ方向（Ｙ方向）に関して間隔をあけて並ぶようにステータ１および第１磁石３Ａが配置可能な形状を有する。したがってモータ部収納領域８は、Ｚ方向において出口ＯＬが位置する部分よりも下方において、第２磁石３Ｂの径方向外周側の領域に、流路７と間隔をあけて形成されている。

上記の流路７とモータ部収納領域８とを隔てるように、隔壁２０が配置されている。隔壁２０は、いずれも空洞である流路７とモータ部収納領域８とに挟まれた、ポンプ駆動装置筐体５の一部として形成された領域である。すなわち隔壁２０は、回転翼６により図２中の矢印で示す方向Ｆに移送される流体の流路７の壁面の一部を構成している。また同時に隔壁２０は、モータ部収納領域８の壁面の一部を構成している。

なおステータ１のステータヨーク１Ａ（概ね図１中の径方向延在ステータ１Ｃに相当する領域）はモータ部収納領域８内に配置されるが、ポンプ駆動装置筐体５に固定されるように配置されている。一方、第１磁石３Ａ（図２に示す断面においてＺ方向に延びる部分から屈曲しＸ方向に延びる部分を有する形状を有する部材）は、軸受９を介して、ステータ１が固定されたポンプ駆動装置筐体５に対して回転可能な構成となっている。図２においては第１磁石３Ａを含む部材が上記のように屈曲した形状を有しているため、これに沿う隔壁２０も同様に屈曲した断面形状を有している。

ポンプ駆動装置１０００において、回転翼６が配置される流路７内を流れる媒質としては、たとえば血液などが考えられる。この場合、ポンプ駆動装置１０００の回転翼６および流路７の部分は血液ポンプとして駆動する。ただし本実施の形態のポンプ駆動装置１０００が処理対象物として流通させる媒質はこのような体液に限られない。また図２は図１の回転駆動装置１００の利用例としてこれを構成要素として含むポンプ駆動装置１０００を示している。しかし実際には回転駆動装置１００の使用用途は図２のようなポンプ装置に限られず、ポンプ以外にも、モータ部１０と隔離した領域で処理対象物を撹拌するといった用途も可能性として考えられる。

次に、本実施の形態の作用効果について説明する。
一般的に、モータ部におけるロータとステータとの間に形成されるエアギャップと、磁気カップリング部を構成する１対の磁石の間に形成されるエアギャップとが同等の場合、モータ部よりも磁気カップリング部の方が大きなトルクを伝達できる傾向にある。言い換えれば、目標とする大きさのトルクを伝達するために、磁気カップリング部を構成すれば、モータ部よりも小型の磁石とすることが可能となる。

つまり本実施の形態の回転駆動装置１００のように磁気カップリング部３０を有する構成とすれば、これを有さない構成とする場合に比べて、小型の磁石により高トルクの非接触伝達を可能とする。

また本実施の形態の回転駆動装置１００によれば、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとは隔壁２０により区画される。またモータ部１０はステータ１と、第１磁石３Ａとからなるため、モータ部１０は隔壁２０により区画される第１磁石３Ａ側のみに配置される。このためたとえば隔壁２０を挟むようにモータ部のステータとロータとが配置されることによりモータギャップが大きくなる課題を解消することができる。モータギャップが大きくなると、装置全体が大きくなることに加え、モータ部の効率低下および出力低下の問題が起こり得るが、本実施の形態の回転駆動装置１００ではこのような問題の発生を抑制できる。

次に、本実施の形態の回転駆動装置１００は、上記のようにモータ部１０と磁気カップリング部３０との双方を有する。通常、キャンドモータにおいてモータ部と磁気カップリング部とを併用する場合、ステータおよびロータからなるモータ部と、駆動回転体（駆動磁石）および従動回転体（従動磁石）とからなる磁気カップリング部とはそれぞれ独立し、これらを単純に足し合わせた構成となる。このためキャンドモータに含まれる磁石の数が多くなり、装置の大型化および複雑化、ならびに装置の高コスト化が問題となっていた。しかし本実施の形態の回転駆動装置１００においては、第１磁石３Ａが、モータ部１０に含まれるとともに、磁気カップリング部３０を構成する。すなわち第１磁石３Ａは、モータ部１０と磁気カップリング部３０との双方に兼用される。これにより、モータ部１０のロータと磁気カップリング部の磁石とが別個に配置される場合に比べて装置全体の構成を簡素化でき、装置の小型化および部品数の削減ができる。これにより装置の低コスト化および信頼性向上ができる。なお信頼性向上とは、十分な磁束量を確保し高効率および高出力のモータ部を有する装置を提供することを意味する。この効果は第１磁石３Ａおよび第２磁石３Ｂがハルバッハ配列であるか否かにかかわらず得ることができる。

図２に示すような、回転駆動装置１００を有するポンプ駆動装置１０００は、上記回転駆動装置１００による効果が得られるとともに、隔壁２０を介してその一方側と他方側に異なる媒質を配置することができる。このため設備全体をより衛生的に管理することができる。

実施の形態２．
図３は実施の形態２に係る回転駆動装置の構成を示す概略斜視模式図である。図４は図３の回転駆動装置を含む、実施の形態２に係るポンプ駆動装置の構成を示す概略断面図である。

図３を参照して、実施の形態２に係る回転駆動装置２００は、基本的に実施の形態１に係る回転駆動装置１００と同様の構成を有し、同様の効果を得ることができる。このため回転駆動装置２００について回転駆動装置１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の特徴についてはその説明を繰り返さない。

図３の回転駆動装置２００では、ステータ１と、第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとは、Ｚ方向に関して互いに間隔をあけて配置されている。ステータ１と、第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとは、互いに少なくとも一部がＸＹ平面方向から見たときに重なるように配置されている。すなわちステータ１と、第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとは、互いにアキシャルギャップ型を構成するように配置されている。回転駆動装置２００では、ステータ１がＺ方向に関する最も下側に配置され、第１磁石３Ａがステータ１の上側に配置され、第２磁石３Ｂが第１磁石３Ａの上側に配置されている。

回転駆動装置２００のモータ部１０は、ステータ１と、第１磁石３Ａとを含んでいる。第１磁石３Ａはステータ１のＺ方向の上側に隣接するように配置されている。このため第１磁石３Ａはステータ１と対向し、両者は対をなしている。ロータは第１磁石３Ａを有している。したがって図３において第１磁石３Ａはロータに相当する。第１磁石３Ａは軸方向すなわちＺ方向に着磁された永久磁石である。なお「軸方向に着磁」とは、軸方向に関して互いに間隔をあけてＮ極とＳ極との双方を有するように磁化されていることを意味する。

一方、ステータ１のステータヨーク１Ａは回転駆動装置１００全体のＺ方向の最下部に円周形状を描くように配置される部材である。ステータヨーク１Ａには、上記の円周形状を有する部分から、周方向に関して互いに間隔をあけて複数（図３では１６個）の、軸方向上側に向けて延びる部分である軸方向延在ステータ１Ｄが含まれている。この軸方向上側に向けて延びる複数の軸方向延在ステータ１Ｄのそれぞれに、ステータコイル１Ｂが巻回されている。軸方向延在ステータ１Ｄとステータコイル１Ｂとからなるステータ１の部分が複数（図３では１６個）構成されている。軸方向延在ステータ１Ｄにステータコイル１Ｂが巻回されることにより、ステータ１は電磁石として機能する。ただし図３においては軸方向延在ステータ１Ｄは、ステータコイル１Ｂに隠れるため明示されていない。

次に、第２磁石３Ｂは軸方向に着磁された永久磁石である。たとえば図３においては第１磁石３Ａは周方向に関して合計１２の部分に分割されている。第１磁石３Ａは、Ｚ方向の上側の面においてＮ極部分とＳ極部分とが６つずつ交互に並ぶように分割されている。同様に図３においては、第２磁石３Ｂは周方向に関して合計１２の部分に分割されている。第２磁石３Ｂは、Ｚ方向の下側の面においてＮ極部分とＳ極部分とが６つずつ交互に並ぶように分割されている。

１２に分割された第１磁石３Ａの磁極と１２に分割された第２磁石３Ｂの磁極とは、軸方向に関して間隔をあけて互いに対向しながら磁気回路的に結合する。これにより第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとは、軸方向に関してＮ極部分とＳ極部分とが互いに引き合うように対向するような配置となる。したがって第２磁石３Ｂは、第１磁石３Ａとともに、磁気カップリング部３０を構成している。

回転駆動装置２００においては、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとが軸方向に関して互いに対向する面は、第１磁石３Ａの径方向に延びている。これにより第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとが磁気カップリング部３０として互いに引き合う力を、径方向に沿って長く広い領域において生じさせることができる。

回転駆動装置２００においても、第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとを区画する隔壁２０が設けられている。隔壁２０は、軸方向に関して第１磁石３Ａと第２磁石３Ｂとの間に、第１磁石３Ａおよび第２磁石３Ｂのそれぞれと間隔をあけて配置される部材である。

なお第２磁石３Ｂの軸方向上側には、円環形状のバックヨーク４が配置されていることが好ましい。

図４を参照して、実施の形態２に係るポンプ駆動装置２０００は、図３に示す回転駆動装置２００を備えている。すなわち回転駆動装置２００が、ポンプ駆動装置２０００のポンプ駆動装置筐体５の内部に収納された態様となっている。ポンプ駆動装置２０００は基本的に実施の形態１に係るポンプ駆動装置１０００と同様の構成を有している。このためポンプ駆動装置２０００についてポンプ駆動装置１０００と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の特徴についてはその説明を繰り返さない。

図４において回転翼６は、そのＺ方向に関する最上面がＸＹ平面に対して傾斜しており、より具体的には当該最上面は平面視における外周側に向けてＺ方向に関する下側に下がるように傾斜している。その傾斜された最上面の径方向の外周側では、平面視における径が一定の値である第１領域が形成されている。

中心軸ＡＸと間隔をあけた内壁を有する流路７は、入口ＩＬからＺ方向に沿って下方に延び、回転翼６の形状に合わせるようにＸ方向およびＹ方向に拡がっている。その拡がった部分から当該流路７は、上記入口ＩＬからＺ方向に沿って延びる部分と同程度の幅（径）を有するようにたとえばＸ方向に沿って水平方向に延び、出口ＯＬからポンプ駆動装置筐体５の外部に通じる。

ポンプ駆動装置筐体５は、そのＺ方向に関する中央より下側の領域に、モータ部収納領域８としての空洞を有している。モータ部収納領域８は、Ｚ方向における出口ＯＬよりも下方において、第２磁石３Ｂの真下の領域を含み中心軸ＡＸに隣接する領域を除く領域に、流路７と間隔をあけて形成されている。上記の流路７とモータ部収納領域８との間に、隔壁２０が形成されている。

なおステータ１のステータヨーク１Ａ（概ね上記の軸方向延在ステータ１Ｄに相当する領域）はモータ部収納領域８内に配置されるが、ポンプ駆動装置筐体５に固定されるように配置されている。一方、第１磁石３Ａ（図４に示す断面中にてＺ方向に延びる部分から屈曲しＸ方向に延びる部分を有する形状を有する部材）は、軸受９を介して、ステータ１が固定されたポンプ駆動装置筐体５に対して回転可能な構成となっている。

本実施の形態の作用効果は、基本的に実施の形態１の作用効果と同様であるためその説明を繰り返さない。

実施の形態３．
図５は実施の形態３に係る回転駆動装置の構成を示す概略斜視模式図である。図６は図５の回転駆動装置を含む、実施の形態３に係るポンプ駆動装置の構成を示す概略断面図である。

図５を参照して、実施の形態３に係る回転駆動装置３００は、基本的に実施の形態１に係る回転駆動装置１００と同様の構成を有し、同様の効果を得ることができる。このため回転駆動装置３００について回転駆動装置１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の特徴についてはその説明を繰り返さない。

回転駆動装置３００においては、回転駆動装置１００と同様に、ステータ１と、ロータが有する（ロータに相当する）第１磁石３Ａと、第２磁石３Ｂとは、互いにラジアルギャップ型を構成するように配置されている。ただし回転駆動装置３００では、ステータ１が平面視での円周形状の最も内周側に配置され、第１磁石３Ａがステータ１の外周側に配置され、第２磁石３Ｂが第１磁石３Ａの外周側に配置されている。この点において実施の形態３は実施の形態１と異なっている。また図６を参照して、本実施の形態のポンプ駆動装置３０００は実施の形態１のポンプ駆動装置１０００と比較して、回転駆動装置３００を含む構成である点において異なっているがその他の点は基本的にポンプ駆動装置１０００と同様である。

本実施の形態のように第１磁石３Ａを有するロータがステータ１の外周側に配置されたいわゆるアウターロータ構造を採用すれば、実施の形態１のように第１磁石３Ａを有するロータがステータ１の内周側に配置されたいわゆるインナーロータ構造を採用した場合に比べて以下の作用効果を奏する。すなわち、本実施の形態のアウターロータ構造は、インナーロータ構造に比べて磁気カップリング部３０がより平面視における外周側に配置される。このためアウターロータ構造を用いた回転駆動装置３００は、インナーロータ構造を用いた回転駆動装置１００よりもいっそう大きなトルクを伝達できる。

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ステータ、１Ａ ステータヨーク、１Ｂ ステータコイル、１Ｃ 径方向延在ステータ、１Ｄ 軸方向延在ステータ、３Ａ 第１磁石、３Ｂ 第２磁石、４ バックヨーク、５ ポンプ駆動装置筐体、６ 回転翼、７ 流路、８ モータ部収納領域、９ 軸受、１０ モータ部、２０ 隔壁、３０ 磁気カップリング部、１００，２００，３００ 回転駆動装置、１０００，２０００ ポンプ駆動装置、ＡＸ 中心軸、ＩＬ 入口、ＯＬ 出口。

Claims (7)

1. ステータと、前記ステータと対をなし第１磁石を有するロータとを含むモータ部と、
   前記ロータが有する前記第１磁石に対向し、前記第１磁石とともに磁気カップリング部を構成する第２磁石と、
   前記第１磁石と前記第２磁石とを区画する隔壁とを備える、回転駆動装置。
2. 前記隔壁を挟んで、前記第１磁石と前記第２磁石とは異なる媒質内に配置される、請求項１に記載の回転駆動装置。
3. 前記第１磁石と前記第２磁石との対向する面は、前記ロータの回転軸に沿う方向に延びる、請求項１または２に記載の回転駆動装置。
4. 前記ロータは前記ステータの内周側に配置される、請求項３に記載の回転駆動装置。
5. 前記ロータは前記ステータの外周側に配置される、請求項３に記載の回転駆動装置。
6. 前記第１磁石と前記第２磁石との対向する面は、前記ロータの径方向に延びる、請求項１または２に記載の回転駆動装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転駆動装置を備えるポンプ駆動装置であって、
   前記第２磁石が固定され、駆動回転体としての前記第１磁石に対して従動する従動回転体を備え、
   前記従動回転体は回転翼を含み、
   前記隔壁は前記回転翼により移送される流体の流路の壁面の一部を構成し、
   前記流路は入口と出口とを含む、ポンプ駆動装置。