特開 2024-132050 流体移送装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024132050

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】流体移送装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 13/02 20060101AFI20240920BHJP

   H02K 7/14 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F04D13/02 D

F04D13/02 G

H02K7/14 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023042685

(22)【出願日】2023-03-17

(71)【出願人】

【識別番号】517221310

【氏名又は名称】コアレスモータ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108947

【弁理士】

【氏名又は名称】涌井 謙一

(74)【代理人】

【識別番号】100117086

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 典弘

(74)【代理人】

【識別番号】100124383

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一永

(74)【代理人】

【識別番号】100173392

【弁理士】

【氏名又は名称】工藤 貴宏

(74)【代理人】

【識別番号】100189290

【弁理士】

【氏名又は名称】三井 直人

(72)【発明者】

【氏名】白木 学

(72)【発明者】

【氏名】土屋 一郎

【テーマコード（参考）】

3H130

5H607

【Ｆターム（参考）】

3H130AA02

3H130AA12

3H130AB12

3H130AB22

3H130AB52

3H130AC30

3H130BA66C

3H130CB01

3H130DA02

3H130DD01X

3H130EA02C

3H130EB01C

5H607AA12

5H607BB01

5H607BB07

5H607BB14

5H607CC01

5H607DD02

5H607FF08

(57)【要約】      （修正有）

【課題】筒状体からなる流体移送管の内部を流動する流体に対して流動方向への推進力を与える流体移送装置を提供する。
【解決手段】回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の内ヨークとその半径方向外側面に配備される円筒状のマグネットとからなる円筒状の回転子と、内ヨークの半径方向外側で、回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の外ヨークとその半径方向内側に配備される円筒状のコイルとからなる円筒状の固定子とを備えているスロットレスモータの構成からなる流体移送装置。コイルの半径方向内側面とマグネットの半径方向外側面との間に形成されている空間部が回転中心軸が伸びる軸方向で流体が流動する第一の流体流路になる。円筒状のマグネットは、回転中心軸を中心とする円周方向で互いの間に間隔を空けていると共に、軸方向で互いの間に間隔を空けている複数個のマグネット細片から形成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の内ヨークと、当該内ヨークの半径方向外側面に配備される円筒状のマグネットとからなる円筒状の回転子と、
前記内ヨークの半径方向外側で、前記回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の外ヨークと、当該外ヨークの半径方向内側に配備される円筒状のコイルとからなる円筒状の固定子と
を備えているスロットレスモータの構成からなり、前記コイルの半径方向内側面と前記マグネットの半径方向外側面との間に形成されている空間部が、前記回転中心軸が伸びる軸方向で流体が流動する第一の流体流路となる液体移送装置であって、
円筒状の前記マグネットは、前記回転中心軸を中心とする円周方向で互いの間に間隔を空けていると共に、前記軸方向で互いの間に間隔を空けている複数個のマグネット細片から形成されていて、
前記円周方向で隣接する前記マグネット細片の対向する一方の円周方向辺部と他方の円周方向辺部との間に、前記軸方向に伸びる第一の溝が形成されることで前記円周方向で互いに間に間隔を空けて前記第一の溝が複数本形成され、
前記軸方向で隣接する前記マグネット細片の対向する一方の軸方向辺部と他方の軸方向辺部との間に前記第一の溝に対して斜め方向に交差する第二の溝が形成されることで前記第一の溝に対して斜め方向に交差する螺旋状の溝が前記軸方向で互いに間に間隔を空けて複数本形成され、
円筒状の前記マグネットの前記流体の流動方向における上流側の端部に、前記第一の溝及び前記第二の溝に向かって次第に円周方向の間隔を狭めつつ前記第一の溝及び前記第二の溝に連続する流体導入口部が、
円筒状の前記マグネットの前記流体の流動方向における下流側の端部に、前記第一の溝及び前記第二の溝から連続して下流側の前記端部に向かって次第に円周方向の間隔が広がる流体導出口部が、それぞれ形成されている
流体移送装置。

【請求項2】

前記軸方向で配備されている複数個の前記マグネット細片の中には、一方の前記円周方向辺部の縁辺と、一方の前記軸方向辺部の縁辺と、他方の前記円周方向辺部の縁辺と、他方の前記軸方向辺部の縁辺とによって区画される、前記マグネットの半径方向外側から見て略平行四辺形形状のマグネット細片が少なくとも一個含まれている
請求項１記載の流体移送装置。

【請求項3】

円筒状の前記コイルの半径方向内側に透磁性材料からなる円筒状のパイプが配備されていて、前記パイプの半径方向内側面と前記マグネットの半径方向外側面との間に形成されている空間部が、前記第一の流体流路になる請求項１又は２記載の流体移送装置。

【請求項4】

前記マグネットを形成している複数の前記マグネット細片は前記内ヨークの半径方向外側面に固定されている請求項１又は２記載の流体移送装置。

【請求項5】

前記内ヨークの半径方向内側が、前記軸方向で前記流体が流動する第二の流路になる請求項１又は２記載の流体移送装置。

【請求項6】

前記内ヨークと一体に回転する回転軸が前記回転中心軸の位置に配置されている請求項１又は２記載の流体移送装置。

【請求項7】

前記外ヨークは電磁鋼板又は絶縁被覆処理した磁性鉄粉の圧粉成形体からなる請求項１又は２記載の流体移送装置。

【請求項8】

前記内ヨークは強磁性体からなる請求項７記載の流体移送装置。

【請求項9】

略平行四辺形形状の前記マグネット細片は、前記内ヨークと同等の前記軸方向の長さで、前記内ヨークの半径方向外側面に沿うように湾曲している磁性帯板を、前記軸方向における中心側で、前記略平行四辺形形状に切断することで調製されている請求項１又は２記載の流体移送装置。

【請求項10】

略平行四辺形形状の切断が行われた後の前記磁性帯板の前記軸方向における端部の残余部分が、前記マグネットの前記軸方向における端部側の前記マグネット細片に使用される請求項９記載の流体移送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、流体移送管の内部を流動する液体、気体、等の流体に対して前記流動方向に流動する推進力を与える流体移送装置に関する。

【背景技術】

【0002】

流体移送管の内部を流動する液体、等の流体に対して前記流動方向に流動する推進力を与える流体移送装置の一つとして軸流ポンプが知られている。軸流ポンプはその回転中心軸が伸びる方向に流体を送り出すもので、例えば、自動車用エンジンの冷却水を循環させることに使用されるものが知られている（特許文献１）。

【0003】

本願出願人は、流体が内部を移送されていく流体移送管の途中に配備されて使用される流体移送装置を提案している（特許文献２）。内部を流体が移送されていく筒状体で、断面環状の磁界を形成する磁石体と、当該磁石体による断面環状の磁界の中を筒状体が伸びる方向に伸びる円筒状のコイルとを備えている。断面環状の磁界を形成する磁石体は、筒状体の中心を伸びる中心軸の周方向に互いの間に所定の間隔をあけて配備されている複数個の磁石から構成されている。コイルに通電することで、モータの原理によって、磁石体を構成する複数の磁石が周方向に回転する。この回転する複数個の磁石が流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根や、プロペラの役割を果たし、流体に流動方向に流動する推進力を与えるものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９－２２８９７７号公報

【特許文献2】特開２０２２－１４５４６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この発明は、流体移送管の内部を流動する液体、気体、等の流体に対して前記流動方向に流動する推進力を与える流体移送装置を提供することを目的にしている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の流体移送装置は、液体、気体、等の流体が内部を移送されていく流体移送管の途中などに配備する等して使用することができる。

【0007】

回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の内ヨークとその半径方向外側面に配備される円筒状のマグネットとからなる円筒状の回転子と、内ヨークの半径方向外側で、回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の外ヨークとその半径方向内側に配備される円筒状のコイルとからなる円筒状の固定子とを備えているスロットレスモータの構成からなる流体移送装置である。

【0008】

前記コイルの半径方向内側面と前記マグネットの半径方向外側面との間に形成されている空間部が回転中心軸が伸びる軸方向で流体が流動する第一の流体流路になる。

【0009】

円筒状の前記マグネットは、回転中心軸を中心とする円周方向で互いの間に間隔を空けていると共に、軸方向で互いの間に間隔を空けている複数個のマグネット細片から形成されている。

【0010】

円周方向で隣接するマグネット細片同士の間に軸方向に伸びる第一の溝が形成されることで円周方向に間隔を空けて複数本の第一の溝が形成されている。

【0011】

第一の溝に対して斜め方向に交差する第二の溝が軸方向で隣接するマグネット細片同士の間に形成されることで第一の溝に対して斜め方向に交差する螺旋状の溝が軸方向で互いの間に間隔を空けて複数本形成されている。

【0012】

円筒状のマグネットの流体流動方向における上流側の端部に、第一の溝及び第二の溝に向かって次第に円周方向の間隔を狭めつつ第一の溝及び第二の溝に連続する流体導入口部が形成されている。

【0013】

下流側の端部に、第一の溝及び第二の溝から連続して下流側の端部に向かって次第に円周方向の間隔が広がる流体導出口部が形成されている。

【0014】

流体が流動する方向に伸びる円筒状の回転子が備えている内ヨーク、マグネットと、同じく円筒状の固定子が備えている外ヨークによって断面環状の磁界が形成され、この磁界の中に、流体が流動する方向に伸びる円筒状のコイルが配備されているスロットレスモータの構成で、前記コイルに通電すると、モータの原理によって回転子（内ヨーク、マグネット）が回転中心軸を中心として円周方向に回転する。

【0015】

これにより、複数個のマグネット細片も回転中心軸を中心として円周方向に回転し、これが流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす。これによって、流体移送管の内部を流動する液体や気体、等の流体に対して流動方向への推進力が付与され、流動方向への推進力付与を受けた流体移送管の内部を流動していく。

【0016】

本発明の流体移送装置の代表的な態様は以下の通りである。
[１]
回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の内ヨークと、当該内ヨークの半径方向外側面に配備される円筒状のマグネットとからなる円筒状の回転子と、
前記内ヨークの半径方向外側で、前記回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の外ヨークと、当該外ヨークの半径方向内側に配備される円筒状のコイルとからなる円筒状の固定子と
を備えているスロットレスモータの構成からなり、前記コイルの半径方向内側面と前記マグネットの半径方向外側面との間に形成されている空間部が、前記回転中心軸が伸びる軸方向で流体が流動する第一の流体流路となる液体移送装置であって、
円筒状の前記マグネットは、前記回転中心軸を中心とする円周方向で互いの間に間隔を空けていると共に、前記軸方向で互いの間に間隔を空けている複数個のマグネット細片から形成されていて、
前記円周方向で隣接する前記マグネット細片の対向する一方の円周方向辺部と他方の円周方向辺部との間に、前記軸方向に伸びる第一の溝が形成されることで前記円周方向で互いに間に間隔を空けて前記第一の溝が複数本形成され、
前記軸方向で隣接する前記マグネット細片の対向する一方の軸方向辺部と他方の軸方向辺部との間に前記第一の溝に対して斜め方向に交差する第二の溝が形成されることで前記第一の溝に対して斜め方向に交差する螺旋状の溝が前記軸方向で互いに間に間隔を空けて複数本形成され、
円筒状の前記マグネットの前記流体の流動方向における上流側の端部に、前記第一の溝及び前記第二の溝に向かって次第に円周方向の間隔を狭めつつ前記第一の溝及び前記第二の溝に連続する流体導入口部が、
円筒状の前記マグネットの前記流体の流動方向における下流側の端部に、前記第一の溝及び前記第二の溝から連続して下流側の前記端部に向かって次第に円周方向の間隔が広がる流体導出口部が、それぞれ形成されている
流体移送装置。

【0017】

[２]
前記軸方向で配備されている複数個の前記マグネット細片の中には、一方の前記円周方向辺部の縁辺と、一方の前記軸方向辺部の縁辺と、他方の前記円周方向辺部の縁辺と、他方の前記軸方向辺部の縁辺とによって区画される、前記マグネットの半径方向外側から見て略平行四辺形形状のマグネット細片が少なくとも一個含まれている[１]の流体移送装置。

【0018】

[３]
円筒状の前記コイルの半径方向内側に透磁性材料からなる円筒状のパイプが配備されていて、前記パイプの半径方向内側面と前記マグネットの半径方向外側面との間に形成されている空間部が、前記第一の流体流路になる[１]又は[２]の流体移送装置。

【0019】

[４]
前記マグネットを形成している複数の前記マグネット細片は前記内ヨークの半径方向外側面に固定されている[１]～[３]のいずれかの流体移送装置。

【0020】

[５]
前記内ヨークの半径方向内側が、前記軸方向で前記流体が流動する第二の流路になる[１]～[４]のいずれかの流体移送装置。

【0021】

[６]
前記内ヨークと一体に回転する回転軸が前記回転中心軸の位置に配置されている[１]～[５]のいずれかの流体移送装置。

【0022】

[７]
前記外ヨークは電磁鋼板又は絶縁被覆処理した磁性鉄粉の圧粉成形体からなる[１]～[６]のいずれかの流体移送装置。

【0023】

[８]
前記内ヨークは強磁性体からなる[７]の流体移送装置。

【0024】

[９]
略平行四辺形形状の前記マグネット細片は、前記内ヨークと同等の前記軸方向の長さで、前記内ヨークの半径方向外側面に沿うように湾曲している磁性帯板を、前記軸方向における中心側で、前記略平行四辺形形状に切断することで調製されている[１]～[８]のいずれかの流体移送装置。

【0025】

[１０]
略平行四辺形形状の切断が行われた後の前記磁性帯板の前記軸方向における端部の残余部分が、前記マグネットの前記軸方向における端部側の前記マグネット細片に使用される[９]の流体移送装置。

【発明の効果】

【0026】

この発明によれば、流体移送管の内部を流動する液体、気体、等の流体に対して前記流動方向に流動する推進力を与える流体移送装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】この発明の一実施形態に係る流体移送装置の一部を省略した横断面図。

【図2】図１図示の流体移送装置で、円筒状の内ヨークの半径方向外側面に配備される円筒状マグネットの一実施形態を説明する側面図。

【図3】図２の斜視図。

【図4】図３とは異なる方向から見た図２の斜視図。

【図5】流体が流動する方向から見た図２の正面図。

【図6】半径方向で対向する位置関係になる円筒状のコイルと、複数個のマグネット細片から形成される円筒状のマグネットとの間の関係を一部を省略して説明する図。

【図7】図６図示の関係で円筒状のコイルと円筒状のマグネットとが半径方向で対向しているときの、回転子の回転方向と、流体が流動する方向の関係を説明する図。

【図8】図７で円筒状のマグネットの流体流動方向における上流側の端部に形成される流体導入口部及び、下流側の端部に形成される流体導出口部を説明する図。

【図9】図２～図５に図示されている形態のマグネット細片を磁性帯板から切り出して調製する一例を説明する図。

【図10】図１の流体移送装置の一部を省略した縦断面図。

【図11】図１０の一部を拡大して表した図。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図を用いて本発明の流体移送装置の一実施形態を説明する。

【0029】

図１図示の実施形態では、液体、気体、等の流体を流動させていく流体移送管（チューブなど）を構成する筒状体１０の内部に本実施形態の流体移送装置１が配備されている。筒状体１０における筒状部１０ｃの内側に流体移送装置１が配備され、筒状部１０ｃの左右両側は図示を省略している流体移送管（チューブなど）にそれぞれ筒状部１０ａ、１０ｂを介して連続している。

【0030】

筒状部１０ｃの左右両側端と筒状部１０ａ、１０ｂとの間は螺着など適宜の方法で固定する構造にすることができる。

【0031】

この実施形態の流体移送装置１は、流体移送管（チューブなど）を構成する筒状体１０が伸びる方向、すなわち、流体が流動する方向に伸びる円筒状の回転子と、同じく流体が流動する方向に伸びる円筒状の固定子とを備えているスロットレスモータの構成からなる。

【0032】

円筒状の回転子は、この回転子の回転運動の中心となる回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の内ヨーク３と、内ヨーク３の半径方向外側面に配備される円筒状のマグネット４とからで構成されている。

【0033】

円筒状の固定子は、内ヨーク３の半径方向外側で、前記回転中心軸に対して同心円状に配置される円筒状の外ヨーク７と、外ヨーク７の半径方向内側に配備される円筒状のコイル６とからで構成されている。

【0034】

流体が流動する方向に伸びる円筒状の回転子が備えている内ヨーク３、マグネット４と、同じく流体が流動する方向に伸びる円筒状の固定子が備えている外ヨーク７によって断面環状の磁界が形成される。この磁界の中に、流体が流動する方向に伸びる円筒状のコイル６が配備されてスロットレスモータが構成される。

【0035】

上述したように、内ヨーク３、マグネット４、外ヨーク７によって断面環状の磁界が形成されるので、内ヨーク３の材質は磁性体、好ましくは、強磁性体にすることができる。また、外ヨーク７の材質も磁性体、好ましくは、強磁性体にすることができる。強磁性体の中でも、電磁鋼板、等の強磁性体を使用すれば、渦電流損を抑える上で有効である。外ヨーク７には電磁鋼板の他に、絶縁被覆処理した磁性鉄粉の圧粉成形体を使用することも有効である。

【0036】

円筒状のコイル６には、モータや発電機などに使用される中空の円筒型のコイルを採用することができる。モータや発電機などに使用される中空の円筒型のコイルとしては、例えば、本願出願人による特許第特許第６９８９２０４号や特許第６９４８７４８号で提案している中空円筒型コイルを用いることができる。

【0037】

流体移送装置１が、例えば、三相モータで構成される場合で、円筒状のコイル６の円周方向にコイル単体を複数個配置してコイル６を構成するときには、コイル単体は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかを構成するコイル体になる。この場合、円筒状のコイル６の円周方向に連続的に配置されてコイル６の周壁を形成する複数個のコイル単体は、円周方向で次位の同相のコイル単体と電気的に接続する構造にすることができる。

【0038】

このような円筒状コイルの構成、コイル単体におけるコイル巻線となる線材の巻回方法などについては、上述した本願出願人による特許第特許第６９８９２０４号や特許第６９４８７４８号の記載を援用して説明を省略する。なお、円筒状コイルの構成などについては、これらの特許公報の記載に限定されるものではない。

【0039】

円筒状の内ヨーク３、マグネット４とからで構成されている回転子がその回転運動の中心となる回転中心軸の円周方向に回転可能になっている構造の一例を図１０、図１を参照して説明する。

【0040】

図示の実施形態では、図１０図示のように、筒状体１０における筒状部１０ｃの内周壁面から半径方向内側に向かって支持腕１４ａ、１４ｂが伸びている。円筒状の内ヨーク３、マグネット４とからで構成されている回転子の回転運動の中心となる回転中心軸の位置で軸方向に伸びる軸２が、支持腕１４ａ、１４ｂの半径方向における内側部によって支持されている（図１、図１０）。

【0041】

軸２の先端側（図１における左端側）に回転子支持軸１５が回転可能に支持されている。回転子支持軸１５は、その半径方向の中心部に軸２が貫通する孔を備えていて、回転子支持軸１５の半径方向の中心部が、軸２の先端側に回転可能に支持される構造になっている。

【0042】

回転子を構成する内ヨーク３は、半径方向の中心部が回転子支持軸１５に支持されている回転子支持腕１６ａ、１６ｂの半径方向外側部１５ｄに支持されている。

【0043】

回転子支持軸１５が、円筒状の内ヨーク３、マグネット４とからで構成されている回転子の回転運動の中心となる回転中心軸の位置に配置されていて、内ヨーク３と一体に回転する回転軸の役割を果たす。

【0044】

図示の実施形態では、このような構成・構造によって、円筒状の内ヨーク３、マグネット４とからで構成される回転子は、軸２、回転子支持軸１５を中心として図１０に矢印１７で示すように円周方向に回転可能になっている。

【0045】

円筒状の内ヨーク３、マグネット４とからで構成されている回転子がその回転運動の中心となる回転中心軸の円周方向に回転可能になっている構造であれば、上述した構造以外の種々の構成、構造を採用できる。

【0046】

図１図示の実施形態では、筒状体１０における筒状部１０ａに制御・駆動用の導線を取り入れる取入部１９（図１）が形成されている。ここを介して不図示の制御信号ケーブル、電源ケーブルが接続される。なお、各図面において、制御、駆動用の導線などの図示は省略している。

【0047】

図示していないが、図１の筒状体１０における筒状部１０ａと筒状部１０ｂとが連続して筒状体からなる流体移送管を構成し、流体移送装置１を構成する円筒状の固定子は、流体移送管の内周壁から半径方向内側に向かって延びる支持椀によって支持されて流体移送管の内側に配備される構成にすることもできる。

【0048】

図１図示の実施形態は、流体移送装置１が筒状体１０内に嵌装されている構造の一例を表すものである。流体移送装置１の半径方向の最外部が、筒状体１０の筒状部１０ｃ内側に納まるように、流体移送装置１全体として筒状体１０内に挿入される構造である。

【0049】

流体移送装置１の半径方向で外側に位置している筒状部１０ｃが上述した固定子の一部を構成する構造にすることもできる。

【0050】

また、筒状部１０ｃは固定子を構成する外ヨーク７を兼ねる構造にすることもできる。

【0051】

図１に符号４で示している円筒状のマグネットは、本実施形態では、上述した回転子の回転運動の中心となる回転中心軸を中心とする円周方向で互いの間に間隔を空けていると共に、前記回転中心軸が伸びる軸方向で互いの間に間隔を空けている複数個のマグネット細片から形成されている。

【0052】

図２～図５を参照して、このような構成からなる円筒状のマグネット４の一実施形態を説明する。

【0053】

図２～図５図示の実施形態では、複数個のマグネット細片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、・・・、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、・・・が、円筒状の内ヨーク３の半径方向外側面に固定されている形態で円筒状のマグネット４が形成されている。図示していないが、円筒状の内ヨーク３が不図示の強磁性体からなる円筒状体の内側に嵌装され、この円筒状体の半径方向外側面に複数個のマグネット細片４１ａ、等が固定されている形態にして円筒状のマグネット４とすることもできる。

【0054】

上述した回転子の回転運動の中心となる回転中心軸が伸びる軸方向（図２における上下方向）では、図２図示のように、マグネット細片４２ａとマグネット細片４１ａとが軸方向に間隔を空けて配備されている。また、マグネット細片４１ｂとマグネット細片４２ｂとが軸方向に間隔を空けて、マグネット細片４２ｃとマグネット細片４１ｃとが軸方向に間隔を空けて、マグネット細片４１ｄとマグネット細片４２ｄとが軸方向に間隔を空けてそれぞれ配備されている。

【0055】

円周方向では、マグネット細片４１ａ、４２ａの円周方向に間隔を空けてマグネット細片４２ｂ、４１ｂが、マグネット細片４１ｂの円周方向に間隔を空けてマグネット細片４１ｃが、マグネット細片４１ｃ、４２ｃの円周方向に間隔を空けてマグネット細片４２ｄ、４１ｄが配備されている。

【0056】

スロットレスモータの構成からなる本実施形態では、円筒状のマグネット４を構成する上述のマグネット細片は、例えば、軸方向に配備されているマグネット細片４２ａ、４１ａがＮ極であれば、マグネット細片４１ｂ、４２ｂはＳ極、マグネット細片４２ｃ、４１ｃはＮ極、マグネット細片４１ｄ、４２ｄはＳ極という、円周方向で交互に磁極が換わる配置形態になる。

【0057】

複数のマグネット細片は円周方向で互いの間に間隔を空けて配備されていることから、円周方向でのマグネット細片同士の間の空隙部によって、上述した軸方向（図２における上下方向）に伸びる第一の溝ｆ（図２）が、円周方向で隣接するマグネット細片の対向する一方の円周方向辺部と他方の円周方向辺部との間に存在する。これによって、図２～図５図示のように、第一の溝ｆが、円筒状のマグネット４の円周方向で互いの間に間隔を空けて複数本形成されている。

【0058】

また、複数のマグネット細片は軸方向（図２における上下方向）で互いの間に間隔を空けて配備されていることから、軸方向でのマグネット細片同士の間の空隙部によって、第二の溝ｅ（図２）が、軸方向で隣接するマグネット細片の対向する一方の軸方向辺部と他方の軸方向辺部との間に存在する。

【0059】

本実施形態では、第二の溝ｅは、図２図示のように、第一の溝ｆに対して斜め方向に交差する構造になっている。

【0060】

これによって、上述した複数本の第一の溝ｆに対して斜め方向に交差する螺旋状の溝が、円筒状のマグネット４の軸方向で互いの間に間隔を空けて複数本形成されている（図２～図４）。

【0061】

図２を参照して説明すると、第一の溝ｆは、円周方向で隣接するマグネット細片４２ａ、４１ｂの対向する一方の円周方向辺部４３ａと他方の円周方向辺部４３ｂとの間及び、円周方向で隣接するマグネット細片４１ａ、４２ｂの対向する一方の円周方向辺部４３ａと他方の円周方向辺部４３ｂとの間に形成される。また、円周方向で隣接するマグネット細片４１ｂ、４１ｃの対向する一方の円周方向辺部４３ａと他方の円周方向辺部４３ｂとの間に第一の溝ｆが形成される。

【0062】

第一の溝ｆは、本実施形態の流体移送装置１によって推進力が付与される流体の流動方向（図２の上下方向）に伸びるものになっている。

【0063】

第二の溝ｅは、軸方向で隣接するマグネット細片４２ｂ、４１ｂの対向する一方の軸方向辺部４４ａと他方の円周方向辺部４４ｂとの間、軸方向で隣接するマグネット細片４１ｃ、４２ｃの対向する一方の軸方向辺部４４ａと他方の軸方向辺部４４ｂとの間に形成される。

【0064】

このように形成される第二の溝ｅは、上述したように、第一の溝ｆに対して斜め方向に交差して、円筒状のマグネット４に形成される螺旋状の溝になる。

【0065】

この実施形態では、マグネット細片４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、マグネット４の半径方向外側から見て略平行四辺形形状のマグネット細片になっている（図２）。マグネット細片４１ｂの場合で説明すると、図２図示のように、マグネット細片４１ｂは、一方の円周方向辺部４３ａの縁辺と、一方の軸方向辺部４４ａの縁辺と、他方の円周方向辺部４３ｂの縁辺と、他方の軸方向辺部４４ｂの縁辺とによって区画される、マグネット４の半径方向外側から見て略平行四辺形形状のマグネット細片になっている。マグネット細片４１ｃ、４１ｄについても同様になっている。

【0066】

この結果、本実施形態では、図２～図４図示のように、軸方向（図２の上下方向）で配備されている複数個のマグネット細片の中に、マグネット細片４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのように、マグネット４の半径方向外側から見て略平行四辺形形状のマグネット細片が少なくとも一個含まれている構造になっている。

【0067】

このような構造になっている円筒状のマグネット４は、図２～図４図示のように、第一の溝ｆによって形成される、本実施形態の流体移送装置１によって推進力が付与される流体の流動方向（図２の上下方向）に伸びて、円周方向で互いの間に間隔を空けている複数本の溝を備えている。また、第二の溝ｅによって形成される、複数本の第一の溝ｆに対して斜め方向に交差し、円筒状のマグネット４の軸方向で互いの間に間隔を空けている複数本の螺旋状の溝を備えている。

【0068】

図９を参照して、複数個のマグネット細片４１ａ、等が、円筒状の内ヨーク３の半径方向外側面に固定されている形態で上述した構造からなる円筒状のマグネット４が形成される場合の一例を説明する。

【0069】

図９の最も左側に図示したように、内ヨーク３と同等の軸方向の長さで、内ヨーク３の半径方向外側面に沿うように湾曲している磁性帯板４０を準備する。図９の最も左側の図は、準備した磁性帯板４０を凸湾している側から見た正面図である。

【0070】

磁性帯板４０としては、例えば、Ｆe-Ｎd-Ｂ合金を主成分とし、粉末合金焼結法で作られているネオジウム磁石からなる磁性帯板を採用できる。

【0071】

この磁性帯板４０を軸方向（図９の上下方向）における中心側で、マグネット細片４１ａ、等の上述した略平行四辺形形状に切断する。切断は、例えば、ワイヤカットにより行うことができる。

【0072】

切断によって調製した略平行四辺形形状のマグネット細片４１ａ、４１ｂ、・・を、円筒状の内ヨーク３の半径方向外側面に対して、図２に図示されている所定箇所で、接着剤など用いて接着固定する。

【0073】

上述した略平行四辺形形状の切断が行われた後の磁性帯板の軸方向（図９の上下方向）における端部の残余部分が、円筒状のマグネット４の軸方向における端部側のマグネット細片４２ａ、４２ｂ、・・として使用され、同様に、円筒状の内ヨーク３の半径方向外側面に対して、図２に図示されている所定箇所で、接着剤など用いて接着固定される。

【0074】

こうして、上述した構造からなる円筒状のマグネット４が形成される。

【0075】

図９の最も左側に図示した磁性帯板４０からワイヤカットによって調製した所定形状のマグネット細片４１ａ、・・、４２ａ、・・を、タイル状に内ヨーク３の半径方向外側面に貼り付けて円筒状のマグネット４を形成するものである。

【0076】

使用するマグネット細片４１ａ、・・、４２ａ、・・の形状や、数に応じて、図９の最も左側に図示した磁性帯板４０の軸方向（図９の上下方向）長さや、これに直交する幅方向の長さを選定することで、マグネット素材の残余分を少なくし、素材利用の無駄を少なくして、製作コスト低減を図ることができる。

【0077】

本実施形態では、マグネット細片は略平行四辺形状のマグネット細片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、・・・と、台形形状のマグネット細片４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、・・・になっている。これらに限られず、上述した複数本の第一の溝ｆ、第二の溝ｅを形成できるならば、種々の形状のマグネット細片を採用できる。

【0078】

上記では、ネオジウム磁石からなる磁性帯板４０をワイヤカットしてマグネット細片を調製したが、ネオジウム磁石はＦe-Ｎd-Ｂ合金を主成分として粉末合金焼結法で作られるものであるので、種々の形状のマグネット細片を金型成形加工で調製することもできる。この場合でも、略平行四辺形状のマグネット細片４１ａ、台形形状のマグネット細片４２ａを調製するだけで済むので金型数は少なくて済む。

【0079】

ワイヤカットで調製する場合でも、金型成形で調製する場合でも、マグネット細片の形状は、簡単で、種類も少ないので量産し易くコスト減に寄与する。

【0080】

このように、ネオジウム磁石などからなる磁性帯板から同形状、同寸法のマグネット細片を切り出すか、同形状、同寸法のマグネット細片を金型成形して、望ましくは２種類、多くとも数３種類の細片(チップ)を作り、これらを、複数本の第一の溝ｆ、第二の溝ｅを形成しながら、タイル状に内ヨーク３の半径方向外側面に貼り付けて円筒状のマグネット４を形成することができる。

【0081】

図６は半径方向で対向する位置関係になる円筒状のコイル６と、複数個のマグネット細片４１ａ、等から形成される円筒状のマグネット４との間の関係を、一部を省略して、説明する図である。

【0082】

スロットレスモータの構成からなる本実施形態の流体移送装置における円筒状の内ヨーク３とマグネット４とからで構成される回転子の回転運動の中心となる回転中心軸から展開し、一部を省略して図６に図示している。円筒状のコイル６の半径方向内側の面と、円筒状のマグネット４の半径方向外側の面とが半径方向で対向する関係になるので、展開した場合、全周にわたって対向するが、図６では、円筒状のマグネット４は半周にあたる部分のみ図示している。

【0083】

図６図示の実施形態では、円筒状のコイル６は、コイル巻線となる線材が、図面の背面側から正面側方向に向かって伸びる巻回軸（不図示）の周りに、螺旋状に複数回巻回されて形成されており、流体が流動する方向（図６の上下方向）に伸びているコイル巻線の部分がコイルの有効長部分となる。

【0084】

そこで、図示の実施形態では、流体移送装置１によって推進力が付与される流体の流動方向（図６の上下方向）に伸びる第一の溝ｆは、前述したコイルの有効長部分が伸びる方向に沿っている。

【0085】

図示していないが、コイルの有効長部分が伸びる方向が、流体の流動方向（図６の上下方向）に対して斜交して伸びるように、円筒状のコイル６のコイル巻線を巻回しておくこともできる。この場合、流体移送装置１によって推進力が付与される流体の流動方向（図６の上下方向）に伸びる第一の溝ｆは、コイルの有効長部分が伸びる方向に沿っていない構造になる。

【0086】

流体が流動する方向に伸びる円筒状の回転子が備えている内ヨーク３、マグネット４と、同じく流体が流動する方向に伸びる円筒状の固定子が備えている外ヨーク７によって断面環状の磁界が形成され、この磁界の中に、流体が流動する方向に伸びる円筒状のコイル６が配備されるスロットレスモータの構成からなる本実施形態の流体移送装置１では、コイル６の半径方向内側面とマグネット４の半径方向外側面との間に空間部が形成される。

【0087】

この空間部が、上述した回転子の回転運動の中心となる回転中心軸が伸びる軸方向（図２における上下方向）で流体が流動する第一の流体流路１１となる（図１）。

【0088】

上述したように、流体が流動する方向に伸びる円筒状の回転子が備えている内ヨーク３、マグネット４と、同じく円筒状の固定子が備えている外ヨーク７によって断面環状の磁界が形成され、この磁界の中に、流体が流動する方向に伸びる円筒状のコイル６が配備されているスロットレスモータの構成で、コイル６に通電すると、モータの原理によって回転子（内ヨーク３、マグネット４）は上述した回転中心軸を中心として円周方向に回転する。
これにより、複数個の複数個のマグネット細片４１ａ、等も回転中心軸を中心として円周方向に回転する。回転子（内ヨーク３、マグネット４）の回転に連れて回転する複数個のマグネット細片４１ａ、等が、流体に対して流動方向に流動する推進力を与える羽根、プロペラの役割を果たす。これによって、流体移送管の内部を流動する液体や気体、等の流体に対して流動方向への推進力が付与され、流動方向への推進力付与を受けた流体は、第一の流体流路１１内を流動していく。

【0089】

図示の実施形態では、回転子（内ヨーク３、マグネット４）が、例えば、図１０に矢印１７で示す円周方向に回転し、流体は、第一の流体流路１１内を図１の右側から左側に向かって流動する。

【0090】

図１に図示しているように、円筒状のコイル６の半径方向内側に円筒状のパイプ５が配備されていて、パイプ５の半径方向内側面とマグネット４の半径方向外側面との間に形成されている空間部が第一の流体流路１１になる構造にすることもできる。

【0091】

円筒状のコイル６の半径方向内側とマグネット４の半径方向外側面との間に形成されている空間部が第一の流体流路１１になっている場合、流体の流動はコイル６の半径方向内側面に接して行われる。この場合、コイル６の半径方向内側面に凹凸があると乱流が発生して流体の流動に好ましくないことになる。また、コイル６の半径方向内側面が傷つけられるおそれもある。

【0092】

そこで、半径方向内側面が平滑面になっていて、流体の流動に対して影響を与えるおそれが少ない円筒状のパイプ５を、図１図示のように、円筒状のコイル６の半径方向内側に配備し、パイプ５の半径方向内側面とマグネット４の半径方向外側面との間に形成されている空間部で第一の流体流路１１を構成する形態にすることができる。

【0093】

なお、内ヨーク３、マグネット４と、外ヨーク７によって断面環状の磁界が形成され、この磁界の中の円筒状のコイル６が配置される構造であることから、半径方向内側面が平滑面になっている円筒状のパイプ５は、透磁性材料から形成することになる。

【0094】

図示の実施形態では、内ヨーク３は中空の円筒状体で形成されている。そこで、内ヨーク３の半径方向内側は、上述したように、流体が第一の流体流路１１内を流動する際に、これにつれて流体が流動する第二の流路１２になる（図１）。このようにすれば流動量を増加できるので有利である。

【0095】

本実施形態では、上述したように、スロットレスモータの構成を用いている。スロットレスモータの場合、内ヨークか外ヨークのいずれかのみの回転になるので両ヨークを繋ぐ物理的なブリッジが不要になる。内ヨーク、外ヨークの双方が回転するので両者がブリッジで繋がれている場合、ブリッジは、流体流動方向に直交しながら回転するので、流体の流動に対する邪魔になる。そこで、スロットレスモータの構成からなり、流体流動方向に対して直交しながら回転する部材が存在しない本実施形態の流体移送装置は、ポンプなどの流体移送装置として使用するときに有利になる。

【0096】

また、内ヨーク、外ヨークの双方が回転する場合、コイルの半径方向で内側と内ヨークとの間、コイルの半径方向で外側と外ヨークとの間に、また、外ヨークの半径方向で外側に空隙部が必要になる。流体が流動している筒状体の半径方向でこのように空隙部が増えればそれだけ流体の圧抜けにつながってしまう。

【0097】

上述した本実施形態のスロットレスモータの構成を用いる場合、内ヨークのみが回転子になるので、コイルの半径方向で外側と外ヨークとの間、外ヨークの半径方向で外側に空隙部は不要になる。この点でも、本実施形態の流体移送装置は、ポンプなどの流体移送装置として使用するときに有利になる。

【0098】

図７、図８を用いて、図６図示の関係で円筒状のコイル６と円筒状のマグネット４とが半径方向で対向しているときの、回転子（図７、８ではマグネット４を構成する複数個のマグネット細片４１ａ、等のみを図示している）の回転方向と、流体が流動する方向の関係を説明する。

【0099】

図７、図８では回転子は図面の右側から左側に向かう方向に回転し、流体は、図面の下側から上側に向かう方向に流動する。これとは逆に、回転子が図面の左側から右側に向かう方向に回転すれば、流体は、図面の上側から下側に向かう方向に流動することになる。

【0100】

円筒状のマグネット４を構成する複数個のマグネット細片４１ａ、等が、図２～図５に図示した配置形態である場合、円筒状のマグネット４の流体流動方向における上流側（図８の下側）の端部に、第一の溝ｆ及び第二の溝ｅに向かって次第に円周方向の間隔を狭めつつ第一の溝ｆ及び第二の溝ｅに連続する流体導入口部ａが形成される。

【0101】

また、円筒状のマグネット４の流体流動方向における下流側（図８の上側）の端部に、第一の溝ｆ及び第二の溝ｅから連続して下流側の端部に向かって次第に円周方向の間隔が広がる流体導出口部ａ´が形成される。

【0102】

流体導入口部ａの円周方向の間隔が、円筒状のマグネット４の流体流動方向における上流側の端部から第一の溝ｆ及び第二の溝ｅに向かって次第に狭まるようになっていることから、流動してきた流体は流動状態が乱されることなく、第一の溝ｆ及び第二の溝ｅに向かって流動する。

【0103】

また、流体導出口部ａ´の円周方向の間隔が、第一の溝ｆ及び第二の溝ｅに連続している箇所から、円筒状のマグネット４の流体流動方向における下流側の端部に向かって広がるようになっていることから、第一の溝ｆ、第二の溝ｅを流動してきた流体は流動状態が乱されることなく、下流方向に向けてスムーズに流動する。

【0104】

図８図示のように、円筒状のマグネット４の流体流動方向における上流側の端部には流体導入口部ｂ、下流側の端部には流体導出口部ｂ´も形成される。流体導入口部ｂ、流体導出口部ｂ´の円周方向間隔は、いずれも、第一の溝ｆの円周方向の間隔（第一の溝ｆの横幅）と同じである。

【0105】

そこで、流体導入口部ａのように、流動方向に向けて円周方向間隔が次第に狭まる構造ではないことから、流体導入口部ｂに流体が流入するところでは渦流が発生するなどして乱流が発生し、流体の流動が乱される。

【0106】

また、流体導出口部ａ´のように、流動方向に向けて円周方向間隔が次第に広くなる構造ではないことから、流体導出口部ｂ´から流体が流出するところでも渦流が発生するなどして乱流が発生し、流体の流動が乱される。

【0107】

そこで、円筒状のマグネット４の上流側端部、下流側端部に、それぞれ、上述した構造の流体導入口部ａ、流体導出口部ａ´が形成されていることが、第一の流体流路１１内を流動していく流体に対して流動方向への推進力をより効果的に付与する上で望ましい。

【0108】

図２～図５図示の実施形態では、円筒状のマグネット４の上流側の端部において上述した構造の流体導入口部ａと流体導入口部ｂとが円周方向で交互に形成されていて、円筒状のマグネット４の下流側の端部において上述した構造の流体導出口部ａ´と流体導出口部ｂ´とが円周方向で交互に形成されている構造になっている。

【0109】

流体導入口部ａの円周方向における間隔が上流側から下流側に向けて縮径する程度、流体導出口部ａ´の円周方向における間隔が上流側から下流側に向けて拡径する程度は、第一の溝ｆが伸びる方向と、第二の溝ｅが伸びる方向との間の角度θ（図２、図７）に依存する。

【0110】

本願発明者の検討によれば、上述した角度θは５度～８５度に設定することが望ましかった。角度θが小さくなる方が流体の流量を増加できるが、角度θが５度未満になるとポンプとしての機能が小さくなるので好ましくない、一方、角度θが大きくなると液流に対する圧力が大きくなる。角度θが８５度を越えると液流に対する圧力が高くなって流れの方向が妨げられる状態になるので好ましくない。この観点から、角度θは１０度～８０度に設定することがより望ましい。

【0111】

なお、角度θが大きくなればなるほど流体から受ける流れの抵抗が大きくなる。一方、角度θが小さくなるほど流体から受ける流れの抵抗は小さくなる。

【0112】

そこで、流動させる対象になっている流体の物性を勘案して角度θを選定することでこの実施形態の流体移送装置による移送効果（ポンプ効果）を調整することができる。

【0113】

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限られず、特許請求の範囲の記載から把握される技術的範囲において種々に変更可能である。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】